JP4711303B2 - 接点入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、接点が閉成／開放のいずれの状態にあるかを示す情報を取り込む接点入力装置に係わり、特に、各接点からの入力の正常性を判定する技術に関する。

接点の閉成／開放を示す情報をＣＰＵ（Central Processing Unit）などの情報処理装置に取り込む場合に、接点の端子に繋がる信号線間に混触があると、接点の閉成／開放をＣＰＵなどの情報処理装置が錯誤して誤動作してしまう。

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。）。この混触検出方式では、検査対象となる多数の接点入力回路を複数に群分けし、群単位での試験と群内での個々の接点入力回路に対する試験とを組み合わせることで、試験時間の短縮を図っている。

特公昭６１−５０３５１号公報

上記特許文献１に開示された混触検出方式では、通常の接点入力回路とは別にテスト回路を追加しなければならず、回路構成が複雑になると共に、部品点数の増加により、回路全体としての信頼性が低下するという問題があった。

また、接点入力回路としての入力動作と混触に関するテスト動作とは独立した別の動作なので、テスト動作を実行する毎に入力動作の実行が阻害され制約されてしまう。また、前回のテスト動作後に生じた混触については次回のテスト動作を行なうまで認識されないので、前回のテスト動作で混触なしと判断された場合でも、現時点での入力動作の正当性が１００％保障されるものではなかった。

さらに、混触なしと判定された場合でも、入力回路の固定故障が重なると、接点の閉成／開放の判定に錯誤が生じる場合もある。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、接点の閉成／開放と混触の有無とを同時に判定できると共に、回路の固定故障による錯誤判定を排除することのできる接点入力装置を提供することを目的としている。

上記の目的は以下に示す各項の発明により達成される。

（１）接点の一方の端子が共通接続された、排他的動作関係にある一対のリレー接点群が接続される接点入力装置において、
前記共通接続された信号線に接点入力照査信号を出力する照査信号出力部と、
前記各接点の他方の端子と信号線で１対１に接続された複数の信号入力部と、
前記各接点の前記他方の端子に接続された前記信号線のそれぞれに個別の出力回路から固定故障診断信号を出力する診断信号出力部と、
前記照査信号出力部が前記接点入力照査信号を出力する第１状態と前記診断信号出力部が前記固定故障診断信号を出力する第２状態とを個別に発生させる制御部と、
前記第１状態における前記各信号入力部の入力値と、前記第２状態における前記各信号入力部の入力値とに基づいて、前記各接点の閉成／開放と、前記各接点からの入力の正常性とを判定する判定部と
を有し、
前記接点入力照査信号は、「０」のビットと「１」のビットとを含む直列に出力される信号であり、
前記固定故障診断信号は、「０」のビットと「１」のビットとを含む直列に出力される信号であり、
前記判定部は、前記各接点について、前記第１状態におけるその接点に対応する前記信号入力部の入力値が、「０」と「１」に変化するかもしくは接点開放時の正常入力値と一致し、かつ、該接点に対応する前記信号入力部の入力値と、該接点と対をなす他方の接点に対応する前記信号入力部の入力値とが排他的関係にあり、かつ、前記第２状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化する、との条件が成立し、かつ前記第１状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化する場合は、該接点は正常かつ閉成していると判定し、前記条件が成立し、かつ前記第１状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が接点開放時の正常入力値と一致するときは該接点は正常かつ開放していると判定し、前記条件が成立しないときは、該接点は入力異常ありと判定する
ことを特徴とする接点入力装置。

上記発明では、一方の接点が開放すれば他方の接点が閉成し、一方の接点が閉成すれば他方の接点が開放するという排他的動作関係を有する一対のリレー接点を単位としたリレー接点群を入力の対象としている。各接点の一方の端子は共通接続されており、照査信号出力部は所定の接点入力照査信号を該共通接続された信号線に出力する。信号入力部は各接点の他方の端子と信号線で１対１に接続されており、各信号線からの入力値を取りこむ。診断信号出力部は、上記各接点の他方の端子と信号入力部とを１対１に接続する信号線に所定の固定故障診断信号を信号線毎の出力回路から出力する。

制御部は、照査信号出力部が接点入力照査信号を出力する第１状態と診断信号出力部が固定故障診断信号を出力する第２状態とを個別に発生させるように照査信号出力部および診断信号出力部の稼動を制御し、判定部は、接点入力照査信号が出力されている第１状態における各信号入力部への入力値と、固定故障診断信号が出力されている第２状態における各信号入力部の入力値とに基づいて、各接点の閉成／開放と、各接点からの入力の正常性とを判定する。

すなわち、接点入力照査信号を出力した第１状態の入力値により、各接点の閉成／開放の判定や混触の有無を判定し、固定故障診断信号を出力した第２状態の入力値により回路の固定故障を検出し、接点入力照査信号に基づく判定の中で回路の固定故障によって生じた錯誤判定を排除する。
また上記発明によれば、「０」と「１」の両方の値を含むシリアルのコード信号を接点入力照査信号として使用する。これにより、接点の閉成／開放のほかに、閉成と入力異常とを区別して検出することが可能になる。すなわち、入力値は、「０」のみ、「１」のみ、「０」と「１」との両者出現の３パターンとなり、たとえば、接点が開放のとき入力値が「１」となるように回路が構成されている場合は、「０」と「１」との両者の出現で閉成と判定でき、「０」のみの場合は入力異常と判定することができる。
また上記発明によれば、「０」と「１」の両方の値を含むシリアルのコード信号を固定故障診断信号に使用することで、入力値が「０」固定になる固定故障と、入力値が「１」固定になる固定故障の双方を検出することができる。

（２）各接点の前記他方の端子と前記信号入力部との間に能動回路を介在させる場合、前記診断信号出力部は、前記能動回路より前記他方の端子側に前記固定故障診断信号を出力する
ことを特徴とする（１）に記載の接点入力装置。

上記発明によれば、固定故障診断信号は能動回路を経て信号入力部へ到達するようになり、能動回路を含めて入力回路の固定故障を検出することができる。能動回路は、たとえば、入力バッファ回路などである。

（３）前記固定故障診断信号は、前記すべての出力回路に共通である
ことを特徴とする（１）または（２）に記載の接点入力装置。

（４）前記判定部は、前記第１状態における一対の接点からの入力値が排他的関係にないときは混触ありもしくは入力異常ありと判定する
ことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の接点入力装置。

上記発明によれば、一対の接点は排他的動作関係にあるので、排他的関係が成立しない場合は、その一対の接点に関して、混触もしくは入力異常があると判定される。

（５）前記判定部は、前記第２状態における前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化するときは、前記信号入力部に対応する接点に係わる回路に固定故障なしと判定し、前記入力値が「０」と「１」に変化しないときは前記信号入力部に対応する接点に係わる回路に固定故障があると判定する
ことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の接点入力装置。

上記発明によれば、固定故障診断信号による判定で固定故障ありと判定された場合は、接点入力照査信号に基づく判定で混触なしとされていた場合でも、該判定を錯誤判定と扱い、固定故障のある接点として扱う。すなわち、接点入力照査信号に基づく判定の中で回路の固定故障によって生じた錯誤判定は、固定故障診断信号による検査で入力異常（故障）として排除される。

（６）前記診断信号出力部の出力回路は、ワイアド・オア接続が可能に構成されている
ことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の接点入力装置。

本発明に係わる接点入力装置によれば、接点の一方が共通接続された、排他的動作関係にある一対のリレー接点群を対象に、各接点の閉成／開放／混触などの判定を接点入力照査信号に基づいて行なうと共に、固定故障診断信号により回路の固定故障を検出するので、接点入力照査信号に基づく判定の中で回路の固定故障によって生じた錯誤判定を排除することができ、各接点の状態を錯誤なく入力することができる。

また、単なるテストのための回路を付加する必要がないので、回路構成が簡略となり、装置コストの低減と信頼性の向上に寄与する。

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、本実施の形態に係わる接点入力装置１０を含む全体回路を示している。ここでは、接点１ＮＲ、接点１ＲＲ、接点２ＬＲ、接点２ＲＲの４つのリレー接点を入力接点とする場合を例に説明する。接点１ＮＲと接点１ＲＲとは、一方が閉成すると他方が開成し、一方が開放すると他方が閉成するという排他的動作関係を持つ一対のリレー接点であり、接点２ＬＲと接点２ＲＲとは同様の排他的動作関係を持つ一対のリレー接点を構成している。

たとえば、鉄道において列車の進路を切り替える転てつ機は定位と反位のいずれかの位置を択一的に取るので、定位にあることを示すリレー接点（定位時閉成）と反位にあることを示すリレー接点（反位時閉成）とは排他的動作関係を持つ一対のリレー接点を構成する。また、信号機が右と左のいずれかを現示する場合に、右を示すリレー接点（右現示で閉成）と左を示すリレー接点（左現示で閉成）とは排他的動作関係を持つ。接点入力装置１０はこのような接点を対象としたものである。

接点入力装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、入力回路としての半導体スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４と、出力回路としての半導体スイッチＳｗ５〜Ｓｗ９とから構成される。各半導体スイッチＳｗ１〜Ｓｗ９は位相が反転せず、かつワイアド・オア接続可能に構成された能動回路である。半導体スイッチＳｗ１〜Ｓｗ９は、たとえば、トランジスタアレイで構成される。

各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの一方の端子は信号線Ｌｃを介して半導体スイッチＳｗ９の出力側に共通接続され、半導体スイッチＳｗ９の入力側はＣＰＵ１１の第２出力ポートＰＯ２に接続されている。

接点１ＮＲの他方の端子は、信号線Ｌ１で半導体スイッチＳｗ１の入力側に接続され、半導体スイッチＳｗ１の出力側はＣＰＵ１１の第１入力ポートＰＩ１に接続されている。同様に接点１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの他方の端子はそれぞれ、信号線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４にて半導体スイッチＳｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４の入力側に個々に接続され、各半導体スイッチＳｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４の出力側はＣＰＵ１１の第２入力ポートＰＩ２、第３入力ポートＰＩ３、第４入力ポートＰＩ４にそれぞれ接続されている。信号線Ｌ１〜Ｌ４はそれぞれ抵抗器２１を介して接点取込電圧ＶＥにプルアップしてある。

半導体スイッチＳｗ５の出力側から延びる信号線Ｌ５は半導体スイッチＳｗ１の入力側で信号線Ｌ１に接続され、半導体スイッチＳｗ６の出力側から延びる信号線Ｌ６は半導体スイッチＳｗ２の入力側で信号線Ｌ２に接続されている。同様に、半導体スイッチＳｗ７の出力側から延びる信号線Ｌ７は半導体スイッチＳｗ３の入力側で信号線Ｌ３に接続され、半導体スイッチＳｗ８の出力側から延びる信号線Ｌ８は半導体スイッチＳｗ４の入力側で信号線Ｌ４に接続されている。半導体スイッチＳｗ５〜Ｓｗ８の入力側はいずれものＣＰＵ１１の第１出力ポートＰＯ１に共通に接続されている。

ＣＰＵ１１は、図示省略のＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された所定のプログラムを実行することにより、信号入力部１２と、判定部１３と、制御部１４と、照査信号出力部１５と、診断信号出力部１６としての機能を果たす。

照査信号出力部１５は、各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの閉成／開放の状態を照査するための接点入力照査信号ＲＩＣを第２出力ポートＰＯ２から出力する機能を果たす。接点入力照査信号ＲＩＣは、「０」のビットと「１」のビットとを含む複数ビット構成のコード信号であり、第２出力ポートＰＯ２から所定のビットレートで直列に出力される。ここでは、接点入力照査信号ＲＩＣとして「０１０」の３ビットのコード信号を使用する。照査信号出力部１５は照査コードテーブル１５ａに記憶されているコードデータに対応する接点入力照査信号ＲＩＣを出力する。

診断信号出力部１６は、半導体スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４および入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４の固定故障を診断するための固定故障診断信号ＰＩＯＣを第１出力ポートＰＯ１から出力する機能を果たす。固定故障診断信号ＰＩＯＣは、「０」のビットと「１」のビットとを含む複数ビット構成のコード信号であり、第１出力ポートＰＯ１から所定のビットレートで直列に出力される。ここでは、固定故障診断信号ＰＩＯＣとして「０１０」の３ビットのコード信号を使用する。診断信号出力部１６は診断コードテーブル１６ａに記憶されているコードデータに対応する固定故障診断信号ＰＩＯＣを出力する。

制御部１４は、照査信号出力部１５が接点入力照査信号ＲＩＣを出力する第１状態と診断信号出力部１６が固定故障診断信号ＰＩＯＣを出力する第２状態とを個別に発生させるように制御する機能を果たす。制御部１４は、接点入力照査信号ＲＩＣの出力時（第１状態）以外は第２出力ポートＰＯ２から「１」のデータを出力するように制御し、固定故障診断信号ＰＩＯＣの出力時（第２状態）以外は第１出力ポートＰＯ１から「１」のデータを出力するように制御する。

信号入力部１２は、照査信号出力部１５による接点入力照査信号ＲＩＣの出力動作に同期して、入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４のそれぞれに順次に入力される値を、接点入力照査信号ＲＩＣと同じビット数の照査入力コードＣ１〜Ｃ４として取得し、これら取得した照査入力コードＣ１〜Ｃ４を照査入力コードテーブル１２ａに保存する機能を果たす。

また、固定故障診断信号ＰＩＯＣの出力動作に同期して、入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４のそれぞれに順次に入力される値を、固定故障診断信号ＰＩＯＣと同じビット数の診断入力コードＤ１〜Ｄ４として取得し、これら取得した診断入力コードＤ１〜Ｄ４を診断入力コードテーブル１２ｂに保存する機能を果たす。

判定部１３は、接点入力照査信号ＲＩＣの出力時（第１状態）に信号入力部１２が取得した照査入力コードＣ１〜Ｃ４の値と、固定故障診断信号ＰＩＯＣの出力時（第２状態）に信号入力部１２が取得した診断入力コードＤ１〜Ｄ４の値とから各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの閉成／開放と、各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲからの入力の正常性とを判定する機能を果たす。

混触や固定故障が無い前提において照査入力コードＣ１〜Ｃ４は、対応する接点が閉成している場合は接点入力照査信号ＲＩＣと一致して「０１０」になり、接点が開放している場合は「１１１」になる。照査入力コードが「０１０」、「１１１」以外（たとえば「０００」）の場合は何らかの故障が生じている。

また、図２の固定故障判定真理値表３０に示すように、入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４から取り込まれる診断入力コードＤ１〜Ｄ４は、対応する回路の固定故障がない場合は固定故障診断信号ＰＩＯＣと一致して「０１０」となり、回路の固定故障がある場合は「１１１」または「０００」になる。「１１１」は、接点入力照査信号ＲＩＣの出力時において接点が開放（入力なし）している場合と同一の入力値なので、「１」固定故障は、接点入力照査信号ＲＩＣに基づく判定で錯誤を引き起こす要因になる。

次に、接点入力装置１０の動作について説明する。

図３は、接点入力装置１０が行なう接点入力処理の流れを示している。まず、接点入力照査信号ＲＩＣによる接点入力処理を行なう(ステップＳ１０１)。詳細には、制御部１４は第１出力ポートＰＯ１から「１」を出力させた状態で照査信号出力部１５により第２出力ポートＰＯ２から接点入力照査信号ＲＩＣを各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲに対して出力し、信号入力部１２は、接点入力照査信号ＲＩＣの出力に同期して、入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４の入力値を照査入力コードＣ１〜Ｃ４として取り込む。

判定部１３は、信号入力部１２の取得した各照査入力コードＣ１〜Ｃ４と接点入力照査信号ＲＩＣのコードデータ（照査コードテーブル１５ａに格納されているコードデータ）とを比較し（ステップＳ１０２）、不一致の照査入力コードに対応する接点は(ステップＳ１０２；Ｎ)、開放（入力なし、ＯＦＦ）または故障のいずれかであると判断する(ステップＳ１０３)。さらに不一致となった照査入力コードの値が「０００」の場合は（ステップＳ１０４；Ｙ）、当該照査入力コードに対応する接点は故障であると判定し（ステップＳ１０５）、該接点に係わる判定処理を終了する（エンド）。

不一致となった照査入力コードの値が「０００」でない場合は（ステップＳ１０４；Ｎ）、当該接点は開放（入力なし、ＯＦＦ）と判定する（ステップＳ１０６）。しかし、該判定は混触や回路の固定故障などのために錯誤である可能性があるので、該判定の正常性を確かめるためにステップＳ１０８以降の処理を行なう。

一方、接点入力照査信号ＲＩＣのコードデータと照査入力コードとが一致する接点については（ステップＳ１０２；Ｙ）、閉成（入力あり、ＯＮ）と判定する(ステップＳ１０７)。該判定も混触や回路の固定故障などにより錯誤である可能性があるので、その正常性を確かめるためにステップＳ１０８以降の処理を行なう。

ステップＳ１０８では、一対の接点に関する入力が排他的動作関係を充足しているかを判定する。つまり、一方の接点が閉成（照査入力コード＝「０１０」）で他方の接点が開放（照査入力コード＝「１１１」）の関係が成立しているか否かを調べる。ここでは、接点１ＮＲと接点１ＲＲとの排他的動作関係、および接点２ＬＲと接点２ＲＲとの排他的動作関係を調べる。

排他的動作関係が成立しない場合は（ステップＳ１０８；Ｎ）、該一対の接点に関して、混触あり、または入力異常（故障）ありと判定して（ステップＳ１０９）処理を終了する（エンド）。

排他的動作関係が成立する場合は(ステップＳ１０８；Ｙ)、混触なしと判定する（ステップＳ１１０）。しかし、当該混触なしの判定は、回路の固定故障が重なっている場合は錯誤判定の可能性がある。そこで、固定故障診断信号ＰＩＯＣによる固定故障診断処理を行なう（ステップＳ１１１）。詳細には、第２出力ポートＰＯ２から「１」を出力した状態で診断信号出力部１６により第１出力ポートＰＯ１から固定故障診断信号ＰＩＯＣを出力し、該固定故障診断信号ＰＩＯＣの出力に同期して、信号入力部１２は入力ポートＰＩ１〜ＰＩ４の入力値を診断入力コードＤ１〜Ｄ４として取得する。

判定部１３は、信号入力部１２の取得した各診断入力コードＤ１〜Ｄ４と固定故障診断信号ＰＩＯＣのコードデータ（診断コードテーブル１６ａに格納されているコードデータ）とをそれぞれ比較し（ステップＳ１１２）、不一致の診断入力コードに対応する接点については(ステップＳ１１２；Ｎ)、固定故障ありと判断し(ステップＳ１１３)、この接点と一対の関係にある両接点を故障ありと判定して(ステップＳ１１４)処理を終了する（エンド）。

診断入力コードが固定故障診断信号ＰＩＯＣと一致する接点については（ステップＳ１１２；Ｙ）、固定故障なしと判断し(ステップＳ１１５)、当該接点を含む一対の接点について、接点入力照査信号ＲＩＣによる開放／閉成の判定結果（ステップＳ１０７またはＳ１０６の判定結果）を有効として（ステップＳ１１６）処理を終了する（エンド）。すなわち、照査入力コードが「０１０」の場合は閉成（入力あり、ＯＮ）と判定し、照査入力コードが「１１１」の場合は開放（入力なし、ＯＦＦ）と判定する。

図４は、接点１ＮＲに関する混触の発生箇所を示したものである。混触ａは接点１ＮＲの信号線Ｌ１と接点１ＲＲの信号線Ｌ２との混触であり、混触ｂは接点１ＮＲの信号線Ｌ１と接点２ＬＲの信号線Ｌ３との混触であり、混触ｃは接点１ＮＲの信号線Ｌ１と接点２ＲＲの信号線Ｌ４との混触であり、混触ｄは接点１ＮＲの信号線Ｌ１と共通接続された信号線Ｌｃとの混触である。

図５から図１１は、各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの開放／閉成の状態および接点入力照査信号ＲＩＣに対する照査入力コード、判定結果などの対応関係を表わした接点入力判定真理値表４０を示している。左端の項４１は各接点の組み合わせに係わる番号であり、入力接点欄４２は各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの開放（ＯＦＦ）／閉成（ＯＮ）の状態を示し、出力欄４３は接点入力照査信号ＲＩＣの出力値を、入力（照査入力コード）欄４４は各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲに対応する入力ポートＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３、ＰＩ４から取り込んだ照査入力コードＣ１〜Ｃ４の値を示し、排他判定欄４５は排他的動作関係の成立（Ｙ）／不成立（Ｎ）を示し、入力判定結果欄４６は、各入力接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲに対する最終的な判定結果を示している。

図５から図１１の各図において、ＯＮは接点の閉成（入力あり）を、ＯＦＦは接点の開放（入力なし）を示している。また、（１）項は接点１ＮＲがＯＮ、接点１ＲＲがＯＦＦ、接点２ＬＲがＯＮ、接点２ＲＲがＯＦＦの場合を、（２）項は接点１ＮＲがＯＮ、接点１ＲＲがＯＦＦ、接点２ＬＲがＯＦＦ、接点２ＲＲがＯＮの場合を、（３）項は接点１ＮＲがＯＦＦ、接点１ＲＲがＯＮ、接点２ＬＲがＯＮ、接点２ＲＲがＯＦＦの場合を、（４）項は接点１ＮＲがＯＦＦ、接点１ＲＲがＯＮ、接点２ＬＲがＯＦＦ、接点２ＲＲがＯＮの場合を示している。

さらに、混触により本来の状態や値と異なる箇所には括弧［ ］を付してあり、回路の固定故障による影響を受けた照査入力コードに＊を付してある。入力接点欄４２においては、混触により接点の状態が錯誤された箇所の本来の状態に×印を付し、その上の括弧［ ］の中に錯誤された接点の状態を示してある。

図５は、混触や固定故障のない正常な場合における接点入力判定真理値表４０Ａを示している。閉成（ＯＮ）の接点に対応する照査入力コードは接点入力照査信号ＲＩＣと一致し、開放（ＯＦＦ）の接点に対応する照査入力コードは「１１１」になり、一対の接点（１ＮＲと１ＲＲ、２ＬＲと２ＲＲ）における排他的動作関係はすべてで成立（Ｙ）し、入力リレーの状態と入力判定の結果とが一致している。

図６は、混触ａがあり、固定故障のない場合における接点入力判定真理値表４０Ｂを示している。入力接点欄４２で接点名において混触関係にある接点については斜線を施してある。図６の場合、接点１ＮＲと接点１ＲＲで混触ａが生じている。

回路の固定故障が無い場合に、閉成接点の信号線と開放接点の信号線との間に混触が生じると、接点入力照査信号ＲＩＣに対する開放接点からの入力値（照査入力コード）は閉成接点からの入力値（照査入力コード）と同一になる。

図６の場合、接点１ＮＲと接点１ＲＲとの間で混触ａが生じているので、接点１ＮＲおよび接点１ＲＲからの入力値（照査入力コード）はすべて閉成時の入力値（０１０）になっている（矢印Ａ１参照）。図６の場合、接点１ＮＲと１ＲＲとは（１）項から（４）項のすべてにおいて排他的動作関係が成立せず、混触ありと判定されている。

図７は、混触ｂがあり、固定故障のない場合における接点入力判定真理値表４０Ｃを示している。この場合、接点１ＮＲと接点２ＬＲとの間で混触が生じているが、（１）項や（４）項の場合、接点１ＮＲと接点２ＬＲとは同一の開閉状態で共に、閉成（ＯＮ）もしくは開放（ＯＦＦ）になっているので、混触があっても入力値に影響を与えず、判定結果に錯誤は生じない。したがって、（１）項や（４）項の場合、混触ｂが検出されなくても問題はない。

一方、（２）項や（３）項に示す動作においては混触ｂの生じている接点１ＮＲと接点２ＬＲの開放（ＯＮ）／閉成（ＯＦＦ）の状態が異なるので、混触ｂの影響を受けて混触ありと判定されている（図中×印および括弧［ ］を付し箇所）。たとえば（２）項の場合、接点２ＬＲは本来、開放（ＯＦＦ）であるが、閉成している接点１ＮＲと混触ｂが生じているため接点２ＬＲに対応する入力値Ｃ３は[０１０]になり、接点２ＲＲの入力値Ｃ４（０１０）と同一となって排他的動作関係が不成立（Ｎ）となり、混触ありと判定される。このように、判定結果に影響を及ぼす混触は検出されるので、（１）項〜（４）項の全動作を行なえば、混触が発生している場合にはその混触が必ず検出される。混触ｃ、混触ｄについては接点入力判定真理値表の記載を省略するが、排他的動作関係の確認により混触は必ず検出される。

図８は、混触ａがあり、半導体スイッチＳｗ１で「１」固定故障が生じている場合の接点入力判定真理値表４０Ｄを示している。（１）項、（２）項において、混触ａにより接点１ＲＲに対応する入力値Ｃ２は（０１０）に化けている。一方、半導体スイッチＳｗ１の「１」固定故障により接点１ＮＲに対応する入力値Ｃ１はすべて（１１１）になっている。その結果、接点１ＮＲと接点１ＲＲとは（１）〜（４）項のすべての動作で排他的動作関係が成立し、接点入力照査信号ＲＩＣによる検査では混触なしと判定される。（１）項および（２）項においては、実際には接点１ＮＲが閉成（ＯＮ）、接点１ＲＲが開放（ＯＦＦ）であるのに対し、判定結果はその逆になり、錯誤判定が生じている（図中、錯誤判定の箇所のＯＦＦ、ＯＮを○で囲ってある）。

このようなケースで固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査を行なうと、半導体スイッチＳｗ１の「１」固定故障が検出されるので、接点入力照査信号ＲＩＣによる錯誤判定を排除することができる。図中、排除された錯誤判定の箇所には「誤」の文字を記してある。混触ａで半導体スイッチＳｗ２が「１」固定故障の場合にも接点入力照査信号ＲＩＣによる検査で錯誤判定が生じるが、該錯誤判定は上記と同様に固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査で排除される。このケースの接点入力判定真理値表の記載は省略する。

図９は、混触ｂがあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障が生じている場合の接点入力判定真理値表４０Ｅを示している。（３）項の状態においては、混触ｂにより接点１ＮＲに対応する入力値Ｃ１が（０１０）となり、接点１ＲＲに対応する入力値Ｃ２が半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障により（１１１）となり、排他的動作関係が成立している。このため接点入力照査信号ＲＩＣによる検査では混触なしとされて錯誤判定が生じている。この錯誤判定は固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査を行なうことで半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障が検出され、排除される。

なお、（４）項においては、接点１ＮＲの入力値と接点１ＲＲからの入力値とが共に開放（１１１）になっているため、故障と判定している。混触によって生じ得る入力値の変化は（１１１）から（０１０）への変化のみなので、故障が無い場合には対を成す接点の少なくとも一方は必ず（０１０）となり、混触のみで、対を成す接点の両者が（１１１）となって排他的動作関係が不成立になることはない。そこで、両者（１１１）で排他的動作関係不成立の場合は、故障と判定している。

混触ｂで半導体スイッチＳｗ４が「１」固定故障の場合にも接点入力照査信号ＲＩＣによる検査で錯誤判定が生じるが、該錯誤判定は上記と同様に固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査で排除される。このケースの接点入力判定真理値表の記載は省略する。

図１０は、混触ｃがあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障が生じている場合の接点入力判定真理値表４０Ｆを示している。（１）項、（２）項では接点１ＲＲは開放（ＯＦＦ）なので半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障の影響はでない。（１）項の接点２ＲＲの入力値Ｃ４は混触ｃの影響を受けて１ＮＲと同じ値（０１０）に化けるので、接点２ＬＲ（照査入力コードＣ３）と接点２ＲＲ（照査入力コードＣ４）との排他的動作関係が不成立となって混触と判定されている。（３）項の状態では接点１ＮＲと接点１ＲＲとは入力値Ｃ１、Ｃ２が両者共に（１１１）のため故障と判定される。（４）項の状態では、接点１ＮＲと接点１ＲＲに対する接点入力照査信号ＲＩＣの判定で錯誤が生じているが、固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査で半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障が検出され、該錯誤判定が排除されている。

混触ｃで半導体スイッチＳｗ３が「１」固定故障の場合にも接点入力照査信号ＲＩＣによる検査で錯誤判定が生じるが、該錯誤判定は上記と同様に固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査で排除される。このケースの接点入力判定真理値表の記載は省略する。

図１１は、混触ｄがあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障が生じている場合の接点入力判定真理値表４０Ｇを示している。混触ｄが生じると、（３）項、（４）項に示すように、接点１ＮＲの開放（ＯＦＦ）時に入力値が閉成時の値（０１０）に化ける。一方、半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障により接点１ＲＲの閉成（ＯＮ）時における入力値が開放時の値（１１１）に化ける。このため、（３）項、（４）項においては、接点１ＮＲがＯＦＦ、接点１ＲＲがＯＮの関係にあるはずものが入力値Ｃ１、Ｃ２において接点１ＮＲがＯＮ、接点１ＲＲがＯＦＦの状態となり、排他的動作関係が成立し、接点入力照査信号ＲＩＣによる検査では混触なしとされて錯誤判定になる。かかる錯誤判定は、固定故障診断信号ＰＩＯＣによる検査で半導体スイッチＳｗ２の「１」固定故障が検出されて排除される。

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、実施の形態では、対をなす入力接点が２組存在する場合を例示したが、接点の数はこれに限定されるものではない。

実施の形態では、位相の反転しない半導体スイッチを用いたが、位相の反転するものを使用する場合は、接点入力照査信号ＲＩＣや固定故障診断信号ＰＩＯＣのデータの出力値と入力値とを比較する際に、位相の反転を考慮して行えばよい。

接点入力照査信号ＲＩＣや固定故障診断信号ＰＩＯＣのコードデータの内容は「１」と「０」とを含めば良く、ビット配列やビット数は実施の形態で示したものに限定されない。また、接点入力照査信号ＲＩＣと固定故障診断信号ＰＩＯＣとは同一のコードデータである必要はなく相違するものでもよい。

実施の形態では１つの第１出力ポートＰＯ１を４つの半導体スイッチＳｗ５〜Ｓｗ８に共通接続したが、信号線Ｌ５〜Ｌ８のそれぞれに独立の出力回路から固定故障診断信号ＰＩＯＣを出力できれば、たとえば、ＣＰＵ１１の４つの出力ポートから信号線Ｌ５〜Ｌ８に対して１対１に固定故障診断信号ＰＩＯＣを出力するように構成してもかまわない。同様に各接点１ＮＲ、１ＲＲ、２ＬＲ、２ＲＲの一方の端子を信号線Ｌｃで共通接続せずに、これらの各端子に対して独立の出力ポートから同じタイミングで接点入力照査信号ＲＩＣを出力するように構成してもかまわない。

実施の形態では、接点入力装置１０はＣＰＵ１１を使用して構成したが、専用のロジック回路などで構成してもよい。接点入力照査信号ＲＩＣと固定故障診断信号ＰＩＯＣによる入力接点の取込動作は、接点の値の入力を必要とする場合にだけ行なってもよいし、周期的に繰り返し実行するように構成してもよい。

本発明の実施の形態に係わる接点入力装置を含む全体回路の構成を示す回路図である。 固定故障診断信号に関する固定故障判定真理値表を示す説明図である。 接点入力装置が行なう接点入力処理を示す流れ図である。 接点１ＮＲに関する混触発生箇所を示す説明図である。 混触なし、固定故障なしの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ａあり、固定故障なしの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ｂあり、固定故障なしの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ａあり、半導体スイッチＳｗ１で「１」固定故障ありの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ｂあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障ありの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ｃあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障ありの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。 混触ｄあり、半導体スイッチＳｗ２で「１」固定故障ありの場合における接点入力判定真理値表を示す説明図である。

符号の説明

Ｃ１…第１入力ポートから入力された照査入力コード
Ｃ２…第２入力ポートから入力された照査入力コード
Ｃ３…第３入力ポートから入力された照査入力コード
Ｃ４…第４入力ポートから入力された照査入力コード
Ｄ１…第１入力ポートから入力された診断入力コード
Ｄ２…第２入力ポートから入力された診断入力コード
Ｄ３…第３入力ポートから入力された診断入力コード
Ｄ４…第４入力ポートから入力された診断入力コード
Ｌ１…接点１ＮＲの他方の端子に接続された信号線
Ｌ２…接点１ＲＲの他方の端子に接続された信号線
Ｌ３…接点２ＬＲの他方の端子に接続された信号線
Ｌ４…接点２ＲＲの他方の端子に接続された信号線
Ｌｃ…共通接続された信号線
ＰＩ１…第１入力ポート
ＰＩ２…第２入力ポート
ＰＩ３…第３入力ポート
ＰＩ４…第４入力ポート
ＰＩＯＣ…固定故障診断信号
ＰＯ１…第１出力ポート
ＰＯ２…第２出力ポート
ＲＩＣ…接点入力照査信号
Ｓｗ（Ｓｗ１〜Ｓｗ９）…半導体スイッチ
１ＮＲ…第１接点
１ＲＲ…第２接点
２ＬＲ…第３接点
２ＲＲ…第４接点
１０…接点入力装置
１１…ＣＰＵ
１２…信号入力部
１２ａ…照査入力コードテーブル
１２ｂ…診断入力コードテーブル
１３…判定部
１４…制御部
１５…照査信号出力部
１５ａ…照査コードテーブル
１６…診断信号出力部
１６ａ…診断コードテーブル
２１…抵抗器
３０…固定故障判定真理値表
４０…接点入力判定真理値表
４１…項欄
４２…入力接点欄
４３…出力欄
４４…入力（照査入力コード）欄
４５…排他判定欄
４６…入力判定結果欄

Claims (6)

1. 接点の一方の端子が共通接続された、排他的動作関係にある一対のリレー接点群が接続される接点入力装置において、
   前記共通接続された信号線に接点入力照査信号を出力する照査信号出力部と、
   前記各接点の他方の端子と信号線で１対１に接続された複数の信号入力部と、
   前記各接点の前記他方の端子に接続された前記信号線のそれぞれに個別の出力回路から固定故障診断信号を出力する診断信号出力部と、
   前記照査信号出力部が前記接点入力照査信号を出力する第１状態と前記診断信号出力部が前記固定故障診断信号を出力する第２状態とを個別に発生させる制御部と、
   前記第１状態における前記各信号入力部の入力値と、前記第２状態における前記各信号入力部の入力値とに基づいて、前記各接点の閉成／開放と、前記各接点からの入力の正常性とを判定する判定部と
   を有し、
   前記接点入力照査信号は、「０」のビットと「１」のビットとを含む直列に出力される信号であり、
   前記固定故障診断信号は、「０」のビットと「１」のビットとを含む直列に出力される信号であり、
   前記判定部は、前記各接点について、前記第１状態におけるその接点に対応する前記信号入力部の入力値が、「０」と「１」に変化するかもしくは接点開放時の正常入力値と一致し、かつ、該接点に対応する前記信号入力部の入力値と、該接点と対をなす他方の接点に対応する前記信号入力部の入力値とが排他的関係にあり、かつ、前記第２状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化する、との条件が成立し、かつ前記第１状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化する場合は、該接点は正常かつ閉成していると判定し、前記条件が成立し、かつ前記第１状態における該接点に対応する前記信号入力部の入力値が接点開放時の正常入力値と一致するときは該接点は正常かつ開放していると判定し、前記条件が成立しないときは、該接点は入力異常ありと判定する
   ことを特徴とする接点入力装置。
2. 各接点の前記他方の端子と前記信号入力部との間に能動回路を介在させる場合、前記診断信号出力部は、前記能動回路より前記他方の端子側に前記固定故障診断信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の接点入力装置。
3. 前記固定故障診断信号は、前記すべての出力回路に共通である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の接点入力装置。
4. 前記判定部は、前記第１状態における一対の接点からの入力値が排他的関係にないときは混触ありもしくは入力異常ありと判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の接点入力装置。
5. 前記判定部は、前記第２状態における前記信号入力部の入力値が「０」と「１」に変化するときは、前記信号入力部に対応する接点に係わる回路に固定故障なしと判定し、前記入力値が「０」と「１」に変化しないときは前記信号入力部に対応する接点に係わる回路に固定故障があると判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の接点入力装置。
6. 前記診断信号出力部の出力回路は、ワイアド・オア接続が可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接点入力装置。

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