JP4440955B2 - 接点出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道の信号保安システム等で使用される接点出力装置に係り、特に、出力回線の混触を検出する技術に関する。

接点入力回路での混触を検出する技術には、たとえば、試験用擬似信号を発生するテスト回路を付加し、混触を検出する際には通常の接点入力回路の動作を停止させた上でテスト回路を動作させ、該テスト動作における試験用擬似信号の検知状態に基づいて混触を検出する混触検出方式が開示されている（たとえば、特許文献１参照。）。

特公昭６１−５０３５１号公報

従来、接点入力回路の混触を検出する装置はあったが、接点出力回路の混触を検出する装置はなかった。そのため、装置の据え付けや改修時の出力回線接続作業で発生し得る誤接続によって電源立ち上げ時に接点出力回路を焼損してしまう場合があった。また、立ち上げ後の接点出力回路の混触を検出できないため、出力異常の原因を特定して復旧作業を効率的に進めることが難しかった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、出力回線の混触を検出可能な接点出力装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］制御部と、
前記制御部によってオン／オフ制御される出力リレーと、
出力端子間に出力回線を通じて外部負荷が接続される接点出力回路と、
を有し、
前記接点出力回路は、
前記出力リレーの動作接点構成時は、前記出力端子間に出力用電源が接続され、
前記出力リレーの復旧接点構成時は、検査信号発生部の一方に第１抵抗器と第１電流センサとが直列に接続され他方に第２抵抗器が接続された回路が前記出力端子間に接続され、かつ、前記出力端子間に第２電流センサと第３抵抗器との直列回路が前記外部負荷に並列に接続される、
ように構成されており、
前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御中に前記検査信号発生部から直列符号を前記出力回線に出力させ、このとき前記第１電流センサおよび前記第２電流センサによって検出されるセンサ出力の時系列な変化と前記直列符号との比較結果から前記出力回線の混触状態を判定する
ことを特徴とする接点出力装置。

上記発明では、出力リレーの動作接点構成時は、出力端子間に出力用電源が接続されて外部負荷が駆動される。出力リレーの復旧接点構成時には制御部に制されて検査信号発生部から出力回線に所定の直列符号が出力される。このとき、外部負荷に直列に接続された第１電流センサと、外部負荷に並列に接続された第２電流センサによって電流を検知し、制御部は、検出された各センサ出力の時系列な変化と出力回線に出力した直列符号との比較結果から出力回線の混触状態を判定する。混触がなれば、センサ出力の時系列な変化は直列符号と一致し、混触があれば、不一致になる。

［２］前記出力リレーと接点出力回路とを複数組備え、
前記制御部は、前記複数の出力リレーをすべてオフ制御中に前記複数の接点出力回路の各検査信号発生部から互いに異なる直列符号を同時に出力させて出力回線の混触状態を判定する
ことを特徴とする［１］に記載の接点出力装置。

上記発明では、２つの出力回線が混触した場合は、それぞれの出力回線に出力された直列信号が論理和されて検出される。そこで、各直列符号が、その直列符号のみ「１」であって同じビット位置の値が他のすべての直列符号で「０」となるビットを少なくとも１ビット含むことで、いずれの出力回線と混触が生じているかを「１」のビット位置によって判定可能になる。

［３］前記出力リレー毎に、その出力リレーの動作接点が構成されているか復旧接点が構成されているかを照査する接点照査回路を設け、
前記制御部は、前記出力リレーの復旧接点が構成されていることが前記接点照査回路によって確認されたことを条件に、前記検査信号発生部から前記直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定する
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の接点出力装置。

上記発明では、出力リレーの復旧接点が構成されたことを接点照査回路によって確認した上で混触の検査が行われる。

［４］前記制御部は、立ち上げ時にすべての出力リレーをオフ制御した後、前記検査信号発生部から直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定し、混触なしと判定したときは上位装置からの制御情報に基づいて前記出力リレーをオン／オフ制御し、混触ありと判定したときは前記出力リレーをオフ制御状態に維持すると共に混触ありを示す表示情報を前記上位装置に送信する
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の接点出力装置。

上記発明では、装置の立ち上げ時に混触を検査することで、回路の焼損を防止することができる。

［５］前記制御部は、立ち上げ後は、前記出力リレーを上位装置からの制御情報に基づいてオフ制御している期間に前記検査信号発生部から直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定する
ことを特徴とする［４］に記載の接点出力装置。

上記発明では、立ち上げ後は、上位装置からのオフ制御時に混触検査を行うので、上位装置からの制御に支障を来たすことなく制御中に混触を検査することができる。

［６］前記出力用電源を前記検査信号発生部に兼用すると共に、前記出力用電源の前記第２抵抗器側に半導体スイッチを直列に介挿し、
前記制御部は、前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記直列符号を前記出力回線に出力させる
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の接点出力装置。

上記発明では、検査用電流を流すための電源を別途用意する必要がなく、装置構成が簡略化される。

本発明に係る接点出力装置によれば、出力回線の混触を検出することができ、回路の焼損防止および装置の信頼性、安全性、保全性の向上に寄与することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る接点出力装置１０の構成を示している。ここでは、負荷ＲＬ１を駆動するための接点出力回路２０ａと、負荷ＲＬ２を駆動するための接点出力回路２０ｂの２回路を制御する場合を例に説明する。接点出力回路の回路数は例示したものに限定されず任意数でよい。

接点出力装置１０は、制御部１１と、制御部１１の出力するリレー制御信号ａ１、ａ２によってオン／オフ制御される電磁リレーである出力リレーＲＹ１、ＲＹ２と、接点出力回路２０ａ、２０ｂとを備えている。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。

制御部１１には図示省略した上位の電子連動装置などから制御情報ｆが入力されており、該制御情報ｆに従って出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御する。また、制御部１１は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の制御状態のチェックや混触の判定を行い、その結果などを示す表示情報ｇを図示省略の電子連動装置に出力する。

制御部１１は、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点（Ｎ接点）Ｎ１３および出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点Ｎ２３にＮ接点照査出力ｂ１を出力し、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点（Ｒ接点）Ｒ１３および出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点Ｒ２３にＲ接点照査出力ｂ２を出力する。また、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点（Ｃ接点）Ｃ１３から照査入力信号ｓ１を、出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点Ｃ２３から照査入力信号ｓ２を入力する。これらは出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の接点の動作復旧を照査し確認するための接点照査回路を構成している。

接点出力回路２０ａは、直流電源である出力用電源Ｅの正極が接続される（＋）電源接続端子２１ａと出力用電源Ｅの負極が接続される（−）電源接続端子２２ａとを備えている。また接点出力回路２０ａは（＋）出力端子２３ａと（−）出力端子２４ａとを備え、これら出力端子２３ａ、２４ａの間に負荷ＲＬ１が出力回線Ｗ、Ｘを介して接続されている。

（＋）電源接続端子２１ａは半導体スイッチＳＷ１を介して出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点Ｎ１１に接続されている。出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の共通接点Ｃ１１は（＋）出力端子２３ａに接続されている。

（−）電源接続端子２２ａは出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点Ｎ１２に接続され、出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点Ｃ１２は（−）出力端子２４ａに接続されている。

出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点Ｒ１１は、抵抗器Ｒｇ１１および電流センサＣＳ１１を介して出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点Ｎ１２に接続されている。出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点Ｒ１２は抵抗器Ｒｇ１２を介して出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点Ｎ１１に接続されている。

（＋）出力端子２３ａと（−）出力端子２４ａとの間には、電流センサＣＳ１２と抵抗器Ｒｇ１３とを直列接続した回路が負荷ＲＬ１と並列になるように接続されている。

半導体スイッチＳＷ１にはその導通（オン）、開放（オフ）を制御する制御信号としてのスイッチ制御信号ｄ１が制御部１１から入力されている。スイッチ制御信号ｄ１が「１」（ハイレベル）のとき半導体スイッチＳＷ１はオンになり、スイッチ制御信号ｄ１が「０」（ローレベル）のとき半導体スイッチＳＷ１はオフになる。また、電流センサＣＳ１１の出力するセンサ出力ｅ１１および電流センサＣＳ１２の出力するセンサ出力ｅ１２はそれぞれ制御部１１に入力されている。

同様に、接点出力回路２０ｂは、直流電源である出力用電源Ｅの正極が接続される（＋）電源接続端子２１ｂと出力用電源Ｅの負極が接続される（−）電源接続端子２２ｂとを備えている。また、接点出力回路２０ｂは（＋）出力端子２３ｂと（−）出力端子２４ｂとを備え、これら出力端子２３ｂ、２４ｂの間に負荷ＲＬ２が出力回線Ｙ、Ｚを介して接続されている。

（＋）電源接続端子２１ｂは半導体スイッチＳＷ２を介して出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点Ｎ２１に接続され、出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の共通接点Ｃ２１は（＋）出力端子２３ｂに接続されている。

（−）電源接続端子２２ｂは出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点Ｎ２２に接続され、出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の共通接点Ｃ２２は（−）出力端子２４ｂに接続されている。

出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の復旧接点Ｒ２１は、抵抗器Ｒｇ２１および電流センサＣＳ２１を介して出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点Ｎ２２に接続されている。出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の復旧接点Ｒ２２は抵抗器Ｒｇ２２を介して出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点Ｎ２１に接続されている。

（＋）出力端子２３ｂと（−）出力端子２４ｂとの間には、電流センサＣＳ２２と抵抗器Ｒｇ２３とを直列接続した回路が負荷ＲＬ２と並列になるように接続されている。

半導体スイッチＳＷ２にはその導通（オン）、開放（オフ）を制御する制御信号としてのスイッチ制御信号ｄ２が制御部１１から入力されている。スイッチ制御信号ｄ２が「１」（ハイレベル）のとき半導体スイッチＳＷ２はオンになり、スイッチ制御信号ｄ２が「０」（ローレベル）のとき半導体スイッチＳＷ２はオフになる。また、電流センサＣＳ２１の出力するセンサ出力ｅ２１および電流センサＣＳ２２の出力するセンサ出力ｅ２２はそれぞれ制御部１１に入力されている。

電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２はそれぞれ、コレクタは＋５Ｖに接続し、エミッタは抵抗器を介して接地してあり、センサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２はエミッタと抵抗器との接続点から出力されている。電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２に電流が流れてオンするとセンサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２はハイレベル「１」（約＋５Ｖ）となり、電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２に電流が流れずオフのときはセンサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２はローレベル「０」（約＋０ Ｖ）になる。

電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２は双方向に電流を検知する電流センサとなっている。単方向の電流センサを使用する場合には、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成した場合に流れる電流を検知するように極性を配置し、逆方向電流をバイパスするためのダイオードを電流センサに並列接続するように構成される。

制御部１１は、上位の電子連動装置などから入力される制御情報ｆに応じたリレー制御信号ａ１、ａ２を出力し、該リレー制御信号ａ１、ａ２によって出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御し、この制御通りに出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の接点が作動しているか否かを接点照査回路にて照査する。すなわち、照査時に、制御部１１は出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点Ｎ１３と出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点Ｎ２３とにＮ接点照査出力ｂ１を出力すると共に、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点Ｒ１３と出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点Ｒ２３とにＲ接点照査出力ｂ２を出力する。Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とは両者を区別可能な異なる信号であり、たとえば周波数の異なるパルス列信号などが使用される。

制御部１１は、Ｎ接点照査出力ｂ１およびＲ接点照査出力ｂ２を出力した状態下で、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点Ｃ１３から制御部１１に入力される接点照査入力信号ｓ１がＮ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２のいずれと同じ信号であるかに基づいて、出力リレーＲＹ１が動作接点（Ｎ接点）の構成された状態にあるか復旧接点（Ｒ接点）の構成された状態であるかを認識する。同様に、制御部１１は、Ｎ接点照査出力ｂ１およびＲ接点照査出力ｂ２を出力した状態下で、出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点Ｃ２３から制御部１１に入力される接点照査入力信号ｓ２がＮ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２のいずれと同じ信号であるかに基づいて、出力リレーＲＹ２が動作接点（Ｎ接点）の構成された状態にあるか復旧接点（Ｒ接点）の構成された状態であるかを認識する。

なお、Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とを排他的タイミングで出力するようにし、いずれを出力しているタイミングで接点照査入力信号ｓ１、ｓ２が入力されるかに基づいて、出力リレーＲＹ１と出力リレーＲＹ２の接点の構成状態を判別するようにされてもよい。この場合、Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とは同一形式の信号でかまわない。

接点出力回路２０ａ、２０ｂにおける抵抗器Ｒｇ１２、Ｒｇ２２は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）構成時に構成される検査回路の電流値を制限して、出力回線Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚに混触が発生しても検査回路を焼損しないように保護する役割と、負荷ＲＬ１、ＲＬ２を動作させないようにする役割を果たす。

次に、接点出力装置１０が行う混触の検査動作について説明する。

混触の検査動作は、当該装置の電源立ち上げ時、および立ち上げ後は制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御している期間に行う。

制御部１１は、立ち上げ時に、すべての出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御した後、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧（復旧接点が構成されていること）を接点照査回路によって確認する。

復旧が確認されたら、制御部１１はスイッチ制御信号ｄ１、ｄ２によって半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン／オフ制御して所定の直列符号を各出力回線へ出力させる。本実施の形態では、出力用電源Ｅを検査信号発生部に兼用し、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン／オフ制御して直列符号を出力回線に出力させているが、別途の電源を使用する検査信号発生部を設けてもよい。

直列符号は、各接点出力回路２０ａ、２０ｂから対応する出力回線へ同時にかつ同じビットレートで出力される。また各接点出力回路２０ａ、２０ｂが出力する直列符号は互いに異なっており、その出力回線に固有なものになっている。詳細には、直列符号はそれぞれ、その直列符号のみ「１」であって同じビット位置の値が他のすべての直列符号で「０」となるビット（固有ビットと呼ぶ）を少なくとも１ビットを含み、かつ、すべての直列符号で同じビット位置の値が「０」となるビット（共通ビットと呼ぶ）を少なくとも１ビットを含むように設定される。主として、固有ビットは出力回線同士の混触状態（混触の有無および混触箇所）を判定するために使用され、共通ビットは出力用電源Ｅとの混触状態を判定するために使用される。

本例では、スイッチ制御信号ｄ１に対応する直列符号として、５Ｃ２符号中の「１１０００」を、スイッチ制御信号ｄ２に対応する直列符号として５Ｃ２符号中の「１０１００」を割り当てて、同時に同じビットレートで直列に出力する。直列符号は例示した値の符号に限定されるものではない。２回路の場合、出力用電源との混触判定を含めると最低で３ビットあればよい。

制御部１１は、スイッチ制御信号ｄ１、ｄ２を制御して各接点出力回路２０から互いに異なる直列符号を同時に同じビットレートでシリアル出力する。また、このとき電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２によって検出されるセンサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２の時系列な変化を直列符号の出力に同期して取り込み、該取り込んだ時系列な変化と直列符号との比較結果から各出力回線Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚでの混触状態を判定する。

詳細には、制御部１１は、直列符号「１１０００」であるスイッチ制御信号ｄ１と、直列符号「１０１００」であるスイッチ制御信号ｄ２とを同時に同じビットレートでシリアル出力する。このとき各電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２から入力されるセンサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２の値を、スイッチ制御信号ｄ１、ｄ２（直列符号）の出力に同期して順次取り込み、直列符号と同じビット数のデータであるセンサ出力データを取得する。そして、スイッチ制御信号ｄ１、ｄ２として出力した直列符号と、センサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２から得た各センサ出力データとを比較して混触の有無を判定する。

なお、スイッチ制御信号ｄ１として出力された直列符号をｄ１、スイッチ制御信号ｄ２として出力された直列符号をｄ２とも標記する。また、センサ出力ｅ１１から取り込んだセンサ出力データをｅ１１、センサ出力ｅ１２から取り込んだセンサ出力データをｅ１２、センサ出力ｅ２１から取り込んだセンサ出力データをｅ２１、センサ出力ｅ２２から取り込んだセンサ出力データをｅ２２とも標記することにする。

制御部１１はすべての出力回線Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚで混触なしと判定したときは、電子連動装置などの上位装置からの制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御して、負荷ＲＬ１、ＲＬ２を駆動する。たとえば、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２はオン制御の状態に維持し、制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御する。あるいは、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御している間は半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフ制御するようにしてもよい。

制御部１１は、混触ありと判定したときは、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御状態に維持すると共に、混触ありを示す表示情報ｇを上位装置に通知する。

また、混触なく正常に立ち上げが完了した後、制御部１１は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２を上位装置からの制御情報ｆに基づいてオフ制御している期間に、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン／オフ制御して先に説明した直列符号を出力回線に出力する。すなわち、制御情報ｆに基づく出力制御中に出力回線の混触状態を判定する。混触なしと判定したときは、そのまま制御情報ｆに基づく制御を継続し、混触ありと判定したときは出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御状態に維持すると共に、混触ありを示す表示情報ｇを上位装置に通知する。

なお、混触が検出された場合には、混触の検出された接点出力回路２０についてのみ、その半導体スイッチＳＷをオフ制御のまま維持するようにしてもよいし、いずれか１箇所でも混触が検出された場合に当該接点出力装置１０の制御するすべての接点出力回路２０の半導体スイッチＳＷをオフ制御するように構成されてもよい。

図２から図８は、本実施の形態における２つの接点出力回路２０ａ、２０ｂの出力回線相互間の混触のすべての組み合わせを示している。図２から図８の各図の状態で、制御部１１は接点照査回路によって出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧を確認した後、直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。図１３は、図２から図８に関する混触有無判定の真理値表を示している。以下、図１３の真理値表に基づいて図２から図８における混触の判定を説明する。

なお、図２から図８および後述する図９から図１２では、制御部１１、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２、接点照査回路などの記載は省略されている。また、一般に、Ｒｇ１１＝Ｒｇ１２＝Ｒｇ１３＝Ｒｇ２１＝Ｒｇ２２＝Ｒｇ２３＞＞ＲＬ１＝ＲＬ２としている。

図２は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、かつすべての出力回線Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚが正常な場合の出力回路を示している。この状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得すると、ｅ１１＝ｄ１、ｅ１２＝ｄ１、ｅ２１＝ｄ２、ｅ２２＝ｄ２となるので、「混触無」と判定する。

図３は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＷと（−）極側の出力回線Ｘの間（Ｗ−Ｘ）で混触している場合を示している。制御部１１はこの状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ１２には電流が流れないため、電流センサＣＳ１２から得たセンサ出力データｅ１２＝「０００００」となる。すなわち、ｅ１１＝ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ２１＝ｄ２、ｅ２２＝ｄ２で、ｅ１２＝「０００００」の場合は、Ｗ−Ｘで「混触有」と判定する。

図４は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＷと接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｙの間（Ｗ−Ｙ）で混触している場合を示している。制御部１１はこの状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ１１、電流センサＣＳ２１には直列符号ｄ１による電流と直列符号ｄ２による電流が共に流れるため、センサ出力データｅ１１＝ｅ２１＝「１１１００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２＝ｄ１、ｅ２１≠ｄ２、ｅ２２＝ｄ２で、ｅ１１＝ｅ２１＝「１１１００」の場合は、Ｗ−Ｙで「混触有」と判定する。

図５は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＷと接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｚの間（Ｗ−Ｚ）で混触している場合を示している。制御部１１はこの状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ１１、ＣＳ２１、ＣＳ２２には直列符号ｄ１による電流と直列符号ｄ２による電流が共に流れるため、センサ出力データｅ１１＝ｅ２１＝ｅ２２＝「１１１００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２＝ｄ１、ｅ２１≠ｄ２、ｅ２２≠ｄ２で、ｅ１１＝ｅ２１＝ｅ２２＝「１１１００」の場合は、Ｗ−Ｚで「混触有」と判定する。

図６は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線がＸと接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｙとの間（Ｘ−Ｙ）で混触している場合を示している。この状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１には直列符号ｄ１による電流と直列符号ｄ２による電流が共に流れるため、センサ出力データｅ１１＝ｅ１２＝ｅ２１＝「１１１００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ２１≠ｄ２、ｅ２２＝ｄ２で、ｅ１１＝ｅ１２＝ｅ２１＝「１１１００」の場合は、Ｘ−Ｙで「混触有」と判定する。

図７は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線がＸと接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｚとの間（Ｘ−Ｚ）で混触している場合を示している。この状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２には直列符号ｄ１による電流と直列符号ｄ２による電流が共に流れるため、センサ出力データｅ１１＝ｅ１２＝ｅ２１＝ｅ２２＝「１１１００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ２１≠ｄ２、ｅ２２≠ｄ２で、ｅ１１＝ｅ１２＝ｅ２１＝ｅ２２＝「１１１００」の場合は、Ｘ−Ｚで「混触有」と判定する。

図８は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線がＹと接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｚとの間（Ｙ−Ｚ）で混触している場合を示している。この状態で直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。電流センサＣＳ２２には電流が流れないため、センサ出力データｅ２２＝「０００００」となる。すなわち、ｅ１１＝ｄ１、ｅ１２＝ｄ１、ｅ２１＝ｄ２、ｅ２２≠ｄ２で、ｅ２２＝「０００００」の場合は、Ｙ−Ｚで「混触有」と判定する。

図９から図１２は、リレー制御信号ａ１がオフ制御で出力リレーＲＹ１が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、出力回線Ｗ、Ｘのいずれかの片線が電源と混触している場合の出力回路を示している。図９から図１２の各図の状態で、制御部１１は接点照査回路によって出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧を確認した後、直列符号ｄ１、ｄ２を出力してセンサ出力データｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を取得する。図１４は、図９から図１２に関する混触有無判定の真理値表を示している。以下、図１４の真理値表に基づいて図９から図１２における混触の判定を説明する。

図９は、出力回線Ｗが電源の＋Ｅに混触している場合を示している。電流センサＣＳ１１には直流的に電流が流れ、電流センサＣＳ１２には電流が流れないため、センサ出力データｅ１１＝「１１１１１」、ｅ１２＝「０００００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ１１＝「１１１１１」、ｅ１２＝「０００００」の場合は、出力回線Ｗと（＋）Ｅとの間で「混触有」と判定する。

図１０は、出力回線Ｗが電源の−Ｅに混触している場合を示している。電流センサＣＳ１１には電流が流れないため、センサ出力データｅ１１＝「０００００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２＝ｄ１、ｅ１１＝「０００００」の場合は、出力回線Ｗと（−）Ｅとの間で「混触有」と判定する。

図１１は、出力回線Ｘが電源の＋Ｅに混触している場合を示している。電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２には直流的に電流が流れるため、センサ出力データｅ１１＝ｅ１２＝「１１１１１」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ１１＝ｅ１２＝「１１１１１」の場合は、出力回線Ｘと（＋）Ｅとの間で「混触有」と判定する。

図１２は、出力回線Ｘが電源の−Ｅに混触している場合を示している。電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２には電流が流れないため、センサ出力データｅ１１＝ｅ１２＝「０００００」となる。すなわち、ｅ１１≠ｄ１、ｅ１２≠ｄ１、ｅ１１＝ｅ１２＝「０００００」の場合は、出力回線Ｘと（−）Ｅとの間で「混触有」と判定する。

図１３、図１４に示すように、図２から図１２の各ケースの真理値は互いに相違しているので、混触の有無と共に混触箇所を特定することができる。また、３回路以上でも、回路数に対応した所定の直列符号を出力し、それらの直列符号に応じた真理値表を作成して対比することにより、混触の有無および混触箇所を検出することができる。

このように、出力回線の混触の有無や混触箇所を判定することができるので、回路の焼損を防止したり、異常個所の復旧作業を効率的に進めることができる。また、抵抗器Ｒｇ１１、Ｒｇ１２、Ｒｇ２１、Ｒｇ２２により検査時の電流を制限すると共に、直列符号とセンサ出力データとの比較によって混触状態を判定するので、電流値の大小によってアナログ的に混触箇所を判定する場合に比べて検査電流を小さくしても検査精度が低下しない。このため、検査時に流す電流を少なく抑えることができ、混触ありの場合でも回路の焼損を抑止することができる。なお、直列符号の出力レートは、適切にセンサ出力データを得ることができる周波数範囲であれば任意でよい。

また、負荷ＲＬ１、ＲＬ２が極性を有する負荷の場合には、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧接点構成時に出力用電源Ｅが負荷ＲＬ１、ＲＬ２に対して逆極性で接続されるので、検査時に負荷ＲＬ１、ＲＬ２を動作させることなく混触の検査を行うことができる。このような負荷には、たとえば、フォトモスリレーなどの半導体、有極リレーがある。このほか、負荷は動作接点（Ｎ接点）を閉成するための動作電流値が混触検査のために流す電流値より大きい特性の無極リレーでもよい。なお、負荷を無極性の負荷にする場合は、復旧接点構成時（直列符号を出力する検査時）に負荷に流れる電流がその動作電流値以下になるようにすればよい。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

たとえば、接点出力回路２０ａにおいて、電流センサＣＳ１２と抵抗器Ｒｇ１３との直列回路を（＋）出力端子２３ａと（−）出力端子２４ａとの間に接続したが、出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点Ｒ１１と出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点Ｒ１２との間に接続されてもよい。接点出力回路２０ｂについても同様である。

また、接点出力回路２０ａにおいて、半導体スイッチＳＷ１は出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点Ｃ１２と（−）出力端子２４ａとの間に配置されてもよい。さらに電流センサＣＳ１１と抵抗器Ｒｇ１１との配置は入れ替えられてもよい。接点出力回路２０ｂについても同様である。

このほか、実施の形態では出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成したときに、出力用電源Ｅが動作接点構成時と逆極性で出力回線に接続されるようにし、この出力用電源Ｅを検査信号発生部の電源に兼用して混触検査のための電流を流すようにしたが、別途の検査用電源を設け、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の動作接点構成時には出力用電源Ｅが出力回線に接続され、復旧接点構成時には検査用電源が出力回線に接続されるように構成されてもよい。さらに、検査用電源を制御部１１から直接オン／オフ制御される検査信号発生部とし、該検査信号発生部から直列符号を出力回線に出力させるように構成されてもよい。この場合、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２は設けなくてよい。

なお、検査用電源や検査信号発生部によって直列符号を出力回線に出力させる場合であって負荷が無極性の場合には、混触検査時の電流値が負荷の動作電流値以下になるように検査用電源や検査信号発生部の出力電圧を設定すればよい。

また、負荷が無極性の場合には、検査時に出力用電源Ｅを逆極性に接続しなくてもよい。検査用電源や検査信号発生部を別途設ける場合も同様である。

各電流センサＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２をエミッタ接地にし、コレクタからセンサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２を得てもよい。この場合、センサ出力ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２は、図１に示す接続の場合に対して「１」と「０」とが反転した関係になる。

本発明の実施の形態に係る接点出力装置の構成を示す回路図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、すべての出力回線Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚが正常な場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＷとＸの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＷとＹの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＷとＺの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＸとＹの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＸとＺの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＹとＺの間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＷと電源（＋）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＷと電源（−）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＸと電源（＋）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＸと電源（−）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 混触判定のための真理値表を示す説明図である。 電源との混触を判定するための真理値表を示す説明図である。

符号の説明

１０…接点出力装置
１１…制御部
２０ａ、２０ｂ…接点出力回路
２１ａ、２１ｂ…（＋）電源接続端子
２２ａ、２２ｂ…（−）電源接続端子
２３ａ、２３ｂ…（＋）出力端子
２４ａ、２４ｂ…（−）出力端子
ａ１、ａ２…リレー制御信号
ｂ１…Ｎ接点照査出力
ｂ２…Ｒ接点照査出力
Ｃ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の共通接点
Ｃ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点
Ｃ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点
Ｃ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の共通接点
Ｃ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の共通接点
Ｃ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点
ＣＳ１１、ＣＳ１２、ＣＳ２１、ＣＳ２２…電流センサ
ｄ１、ｄ２…スイッチ制御信号または直列符号
ｅ１１、ｅ１２、ｅ２１、ｅ２２…センサ出力またはセンサ出力データ
Ｅ…出力用電源
ｆ…制御情報
ｇ…表示情報
Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ…出力回線
Ｎ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点
Ｎ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点
Ｎ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点
Ｎ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点
Ｎ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点
Ｎ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点
Ｐ１１…出力リレーＲＹ１の第１極
Ｐ１２…出力リレーＲＹ１の第２極
Ｐ１３…出力リレーＲＹ１の第３極
Ｐ２１…出力リレーＲＹ２の第１極
Ｐ２２…出力リレーＲＹ２の第２極
Ｐ２３…出力リレーＲＹ２の第３極
Ｒ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点
Ｒ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点
Ｒ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点
Ｒ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の復旧接点
Ｒ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の復旧接点
Ｒ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点
Ｒｇ１１、Ｒｇ１２、Ｒｇ１３、Ｒｇ２１、Ｒｇ２２、Ｒｇ２３…抵抗器
ＲＬ１、ＲＬ２…負荷
ＲＹ１、ＲＹ２…出力リレー
Ｓ１、Ｓ２…接点照査入力信号
ＳＷ１、ＳＷ２…半導体スイッチ

Claims (6)

1. 制御部と、
   前記制御部によってオン／オフ制御される出力リレーと、
   出力端子間に出力回線を通じて外部負荷が接続される接点出力回路と、
   を有し、
   前記接点出力回路は、
   前記出力リレーの動作接点構成時は、前記出力端子間に出力用電源が接続され、
   前記出力リレーの復旧接点構成時は、検査信号発生部の一方に第１抵抗器と第１電流センサとが直列に接続され他方に第２抵抗器が接続された回路が前記出力端子間に接続され、かつ、前記出力端子間に第２電流センサと第３抵抗器との直列回路が前記外部負荷に並列に接続される、
   ように構成されており、
   前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御中に前記検査信号発生部から直列符号を前記出力回線に出力させ、このとき前記第１電流センサおよび前記第２電流センサによって検出されるセンサ出力の時系列な変化と前記直列符号との比較結果から前記出力回線の混触状態を判定する
   ことを特徴とする接点出力装置。
2. 前記出力リレーと接点出力回路とを複数組備え、
   前記制御部は、前記複数の出力リレーをすべてオフ制御中に前記複数の接点出力回路の各検査信号発生部から互いに異なる直列符号を同時に出力させて出力回線の混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の接点出力装置。
3. 前記出力リレー毎に、その出力リレーの動作接点が構成されているか復旧接点が構成されているかを照査する接点照査回路を設け、
   前記制御部は、前記出力リレーの復旧接点が構成されていることが前記接点照査回路によって確認されたことを条件に、前記検査信号発生部から前記直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の接点出力装置。
4. 前記制御部は、立ち上げ時にすべての出力リレーをオフ制御した後、前記検査信号発生部から直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定し、混触なしと判定したときは上位装置からの制御情報に基づいて前記出力リレーをオン／オフ制御し、混触ありと判定したときは前記出力リレーをオフ制御状態に維持すると共に混触ありを示す表示情報を前記上位装置に送信する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の接点出力装置。
5. 前記制御部は、立ち上げ後は、前記出力リレーを上位装置からの制御情報に基づいてオフ制御している期間に前記検査信号発生部から直列符号を出力させて出力回線の混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の接点出力装置。
6. 前記出力用電源を前記検査信号発生部に兼用すると共に、前記出力用電源の前記第２抵抗器側に半導体スイッチを直列に介挿し、
   前記制御部は、前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記直列符号を前記出力回線に出力させる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接点出力装置。

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