JP2010127727A - ディジタル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中央演算処理装置を用いた保護・監視・制御装置の外部電源による接点入力回路において、外部電源電圧に合わせたしきい値設定を行うことで、誤った設定の防止や外部電源電圧の変動に対して適正な設定を行う。
【解決手段】外部電源に接点を介して接続され該接点のオン／オフ状態を取り込む信号入力部１１と、上記外部電源に接続され該外部電源の電圧に応じた信号を出力する入力処理部１２と、演算部１４と、記憶部１５とを備え、上記入力処理部に上記外部電源の電圧が加えられた時、またはディジタル装置本体の電源が入れられた時に、予め設定され上記記憶部に記憶された基準に基づいて上記入力処理部の出力信号から上記接点の入力信号の判定を行うための電圧しきい値を決定するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、外部電源を有する接点入力回路及び中央演算処理装置が設けられた、例えばプラント等の保護、監視、または制御装置などとして好ましく用いることができるディジタル装置に関するものである。

中央演算処理装置を用いた例えば保護・監視・制御装置などのディジタル装置において外部から接点信号を取り込む場合、当該ディジタル装置ではなく外部電源により入力回路の駆動電源を確保する場合がある。このようなディジタル装置では入力信号のオン（入）／オフ（切）を判定するが、オンと判定するための電圧のしきい値が固定であるか、または電源電圧に合わせて予め設定できるようになっている。例えば、しきい値設定データ保持手段をもち、データがしきい値を超えるか否かを判定する監視・判定手段を有するものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−２４１５４５号公報（第５頁、図５）

従来の外部電源による接点入力回路を有する中央演算処理装置が設けられたディジタル装置では、対応可能な電源電圧の幅をもっているため、入力がオン状態の判定を行うしきい値を設定できるものの、設定された値は固定値と同じ扱いであり、装置を移設した場合や流用設計または設計変更した場合等に、そのしきい値設定が変更されないという問題点があった。また、外部電源側の負荷変化や経年変化による電源電圧の変動に対応していないという問題点もあった。

この発明は上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、例えば装置の移設や、設計変更などが行われた場合でも、しきい値を自動的に更新できるディジタル装置を得ることを第１の目的としている。
また、外部電源側の負荷変化や経年変化などによって電源電圧の変動があった場合でも自動的にしきい値を更新できるディジタル装置を得ることを第２の目的としている。

この発明の第１の発明に係るディジタル装置は、外部電源に接点を介して接続され該接点のオン／オフ状態を取り込む信号入力部と、上記外部電源に接続され該外部電源の電圧に応じた信号を出力する入力処理部と、演算部と、記憶部とを備え、上記入力処理部に上記外部電源の電圧が加えられた時、またはディジタル装置本体の電源が入れられた時に、予め設定され上記記憶部に記憶された基準に基づいて上記入力処理部の出力信号から上記接点の入力信号の判定を行うためのしきい値を更新するようにしたものである。
この発明の第２の発明に係るディジタル装置は、外部電源に接点を介して接続され該接点のオン／オフ状態を取り込む信号入力部と、上記外部電源に接続され該外部電源の電圧に応じた信号を出力する入力処理部と、演算部と、記憶部とを備え、上記演算部は、上記入力処理部を介して上記外部電源の電圧を常時監視し、該入力処理部の出力信号から、予め設定され上記記憶部に記憶された基準に基づいて上記接点の入力信号の判定を行うためのしきい値を更新するようにしたものである。

この発明の第１の発明によれば、外部電源による接点入力回路において、外部電源の電圧が変動するタイミングとして、入力処理部に外部電源の電圧が加えられた時、またはディジタル装置本体の電源が入れられた時に、しきい値の設定を更新するようにしたので、しきい値変更の必要な場合に設定変更が漏れることが防止される。
また、この発明の第２の発明によれば、演算部が入力処理部を介して外部電源の電圧を常時監視し、該電圧の変化があったときにしきい値を更新するようにしたので、外部電源電圧が負荷変化や経年変化などによって変動しても適正な設定を行うことができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図である。図において、ディジタル装置１は、例えばプラント等の保護・監視・制御装置として構成されたものであり、信号入力用の外部電源２に接点３を介して接続され、該接点３のオン／オフ状態を取り込む信号入力部１１と、外部電源２に接続され該外部電源２の電圧に応じた信号を出力する入力処理部１２と、ディジタル装置１本体の装置電源入力部１３と、上記信号入力部１１、入力処理部１２、及び装置電源入力部１３とそれぞれ信号線を介して接続された演算部１４と、この演算部１４に必要な情報を記憶しあるいは演算部１４の演算結果を記憶する記憶部１５などで構成されている。なお、ディジタル装置１本体のための電源は、図中の矢印で示すように装置電源入力部１３より供給され、この実施の形態１では、装置電源入力部１３と演算部１４を接続する信号線は電圧が印加されたことを演算部１４に伝達するために設けられている。

次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。ディジタル装置１に外部から接点信号を取り込む際に、例えば当該ディジタル装置ではなく外部電源により入力回路の駆動電源を確保する場合、まず、ディジタル装置１にて外部からの接点３がオン、オフしている状態を監視するため、図１に示すように接点３と信号入力用の外部電源２と信号入力部１２を有線で接続する。その状態で接点３がオンすると、外部電源２と信号入力部１２の間に電路が形成され、信号入力部１２に電圧が印加される。信号入力部１２は、この電圧値に対応する信号を出力し、信号入力部１２より演算部１４に伝達される。演算部１４では、予め設定され記憶部１５に保持された入力判定用の電圧値、即ちしきい値と比較される。比較の結果、例えば信号入力部１２からの値が大きいと判定されると、接点３がオンしたものとして信号認識される。

一方、入力処理部１２は、印加された外部電源２の電圧を該外部電源２の電圧に応じた信号として演算部１４に出力する。演算部１４はこの信号を受けて、予め設定され記憶部１５に保持された設定基準を参照して、自動的に入力判定を行う為の新たな電圧しきい値を決定する。この新たに設定されたしきい値は、演算部１４より記憶部１５に伝達され保存されると共に、以降、上記のように接点３のオン／オフ状態を判定するための比較値として使用される。なお、上記電圧しきい値の設定動作は、上記のように信号入力用の外部電源２が入力処理部１２に印加された時に行われる他、ディジタル装置１本体の電源が装置電源入力部１３に印加された際に、装置電源入力部１３が無電圧状態から電圧印加されたと判定された時点で同様にして自動的に行われる。

上記のように、実施の形態１によれば、入力処理部１２に外部電源２の電圧が加えられた時、またはディジタル装置１本体の電源が入れられた時に、演算部１４が、予め設定され記憶部１５に記憶された基準に基づいて入力処理部１２の出力信号から接点３の入力信号の判定を行うための電圧しきい値を更新するようにしたので、例えば装置の移設を行ったときなど、しきい値変更の必要な場合に設定変更が漏れることが防止される。このため、設定の漏れによる誤動作も防止できる。また、移設時に外部電源２の電圧が変動していた場合にも適正な設定変更が行なわれるという効果がある。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図である。なお、各図を通じて同一または相当部分には同一符号が付されている。図において、ディジタル装置１には、しきい値を必要に応じて随時手動で入力、表示するための何れも図示省略しているディスプレイ等の表示手段、及び例えばキーボード、タッチパネル等の入力手段を有する手動入力部１６が付加されている。その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態２においては、必要時に手動入力部１６の操作により、例えば信号入力用の外部電源２の電圧値、及び予め決定され記憶部１５に保持された設定基準などを図示していない表示手段に表示させ、あるいは新たな所望のしきい値を手動で入力し、設定することができる。この際、手動で入力されたしきい値は、演算部１４を経由して記憶部１５に保存され、以降の動作でオン／オフ判定の比較値として使用される。
このように、実施の形態２によれば外部電源２の電圧値を操作者が確認しながら上記しきい値を手動で設定、更新できるようにしたので、状況によりオン／オフの判定に用いるしきい値を変更・調整したい際に任意にその内容を反映できる効果が得られる。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図である。図において、装置電源入力部１３と演算部１４との間の信号線は省略され、両者間の信号インタフェースがとられていない。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態３の上記実施の形態１との相違点は、実施の形態１では接点のオン／オフを判定するためのしきい値の更新を、外部電源２が入力処理部１２に印加された時、及びディジタル装置１本体の電源が装置電源入力部１３に印加された時に自動的に行うようにしていたのに対し、この実施の形態３では、外部電源２の電圧を入力処理部１２を介して演算部１４で常時監視し、入力信号を判定するしきい値をあらかじめ決められた設定基準内で自動的に追従するようにした点である。なお、変更されたしきい値は、そのタイミングをもって記憶部３に上書き保存され、更新される。

上記実施の形態３によれば、信号入力用の外部電源２の電圧を常時監視し、接点３のオン、オフの入力信号を判定するしきい値を、予め決められた設定基準に基づいて自動的に追従するようにしたので、外部電源１の電圧に、例えば外部環境や負荷変動等による変動があった場合でも、その時々に応じた最適な設定値で入力判定することが出来るという効果が得られる。また、この場合、図３のように装置電源入力部１３と演算部１４の信号インタフェースを考慮する必要がなくなる。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図である。図において、入力処理部１２と演算部１４との間には外部電源２の電圧値の変動を平滑化する平滑処理部１７が介装されている。その他の構成は上記実施の形態３と同様であるので説明を省略する。
上記のように構成された実施の形態４においては、演算部１４は実施の形態３と同様に外部電源１を常時監視して、入力判定するためのしきい値を自動的に追従するように動作するが、入力処理部１２と演算部１４との間に、外部電源２の電圧値の変動を平滑化する平滑処理部１７が設けられているので、外部電源２の電圧が例えば一時的に瞬時に大きく変動した場合でも、その瞬時変化が平滑化処理されて演算部１４に伝送される。そのため、短い時間の間に不要にしきい値が再設定処理されることがない。

上記のように、実施の形態４によれば、入力処理部１２と演算部１４との間に外部電源２の電圧値の変動を平滑化する平滑処理部１７を介装したことにより、信号入力用の外部電源２の電圧が一時的に大きく瞬時変動した場合でも、短時間の間に不要にしきい値が再設定処理されることがなく、演算部１４の負担が軽減され、動作も安定化されるという効果が得られる。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図である。図において、ディジタル装置１には、しきい値を必要に応じて手動で入力、表示するための上記実施の形態２と同様の表示手段及び入力手段（何れも図示省略）を有する手動入力部１６が付加されている。その他の構成は上記実施の形態４と同様であるので説明を省略する。

上記のような構成の実施の形態５においては、外部電源２の電圧値は平滑処理部１７で平滑化処理され、手動入力部１６には平滑化された値が表示される。操作者は随時手動で所望のしきい値を入力することができる。なおこの際、手動で入力されたしきい値は、演算部１４を経由して記憶部１５に保存され、更新される。
上記のように、実施の形態５によれば、平滑化処理された電圧値を見ながらしきい値を手動で設定することができるので、設定の際に一時的な表示変動の影響を受けずに設定値の判断ができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態１に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態２に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態３に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態４に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態５に係るディジタル装置の要部構成を示すブロック図。

符号の説明

１ ディジタル装置、 ２ 外部電源、 ３ 接点、 １１ 信号入力部、 １２ 入力処理部、 １３ 装置電源入力部、 １４ 演算部、 １５ 記憶部、 １６ 手動入力部、 １７ 平滑処理部。

Claims (5)

1. 外部電源に接点を介して接続され該接点のオン／オフ状態を取り込む信号入力部と、上記外部電源に接続され該外部電源の電圧に応じた信号を出力する入力処理部と、演算部と、記憶部とを備え、上記入力処理部に上記外部電源の電圧が加えられた時、またはディジタル装置本体の電源が入れられた時に、予め設定され上記記憶部に記憶された基準に基づいて上記入力処理部の出力信号から上記接点の入力信号の判定を行うためのしきい値を更新するようにしたことを特徴とするディジタル装置。
2. 上記しきい値を手動で設定するための入力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル装置。
3. 外部電源に接点を介して接続され該接点のオン／オフ状態を取り込む信号入力部と、上記外部電源に接続され該外部電源の電圧に応じた信号を出力する入力処理部と、演算部と、記憶部とを備え、上記演算部は、上記入力処理部を介して上記外部電源の電圧を常時監視し、該入力処理部の出力信号から、予め設定され上記記憶部に記憶された基準に基づいて上記接点の入力信号の判定を行うためのしきい値を更新することを特徴とするディジタル装置。
4. 上記入力処理部は、上記外部電源の電圧の瞬時的な変化を平滑化して出力するための平滑化手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のディジタル装置。
5. 上記しきい値を手動設定する入力手段を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のディジタル装置。

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