JP5115140B2 - Remote I / O unit - Google Patents
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Description
本発明は、外部電源を取り込み、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して内部回路へ電源を供給するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータを介さず外部電源を外部機器に供給するリモートＩ／Ｏユニットに関し、特に、外部供給電源の短絡異常を認識可能としたリモートＩ／Ｏユニットに関するものである。 The present invention relates to a remote I / O unit that takes in an external power supply, supplies power to an internal circuit via a DC / DC converter, and supplies external power to an external device without going through a DC / DC converter, The present invention relates to a remote I / O unit capable of recognizing a short circuit in a power supply.
マスタモジュールとスレーブユニット（リモートＩ／Ｏユニット）はステータスフレームを持たないリモートネットワークで接続され、ネットワーク上にＩ／Ｏ（入出力）のデータをのせ、少配線でデータのやり取りをすることができる。 The master module and slave unit (remote I / O unit) are connected via a remote network that does not have a status frame, and I / O (input / output) data can be placed on the network and exchanged with a small number of wires. .
図２は従来のリモートＩ／Ｏユニットの構成例を示した図である。
リモートＩ／Ｏユニット１は外部電源２により動作する。例えば、外部電源２は２４Ｖ電源であり、入力端子（Ｐ２４Ｖｉｎ，Ｎ２４Ｖｉｎ）に接続され、２４ＶからＤＣ／ＤＣコンバータ１１によりリモートＩ／Ｏユニット１の内部回路（通信制御手段１２等）用の電源（５Ｖ）を生成する。
通信Ｉ／Ｆ１３は、ＲＳ−４８５等のシリアルインタフェースであり、通信制御手段１２により制御される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional remote I / O unit.
The remote I /
The communication I /
また、リモートＩ／Ｏユニット１はセンサやバルブ等のフィールド機器（外部機器）用に電源を供給する外部供給電源としての端子（Ｐ２４Ｖｏｕｔ，Ｎ２４Ｖｏｕｔ）を備えている。外部電源２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介さず２４Ｖを外部機器に供給するように構成されている。
The remote I /
このように外部機器に電源を供給する構成を有するリモートＩ／Ｏユニット１では、外部供給電源の端子Ｐ２４Ｖｏｕｔ，Ｎ２４Ｖｏｕｔが短絡した場合の過電流によるリモートＩ／Ｏユニット１内のパターン焼損等を防ぐためにヒューズによる保護を図るのが一般的である。
リモートＩ／Ｏユニット１の内部にヒューズＦ１ａを設けた場合、ヒューズＦ１ａが切れた際の部品交換の費用が大きいことから、リモートＩ／Ｏユニット１内にヒューズを設けず、外部にヒューズＦ１ｂを設ける場合が多い。
In the remote I /
When the fuse F1a is provided inside the remote I /
内部にヒューズを有していないリモートＩ／Ｏユニットの場合、外部にヒューズの取り付けを怠ると、外部供給電源が短絡された際にリモートＩ／Ｏユニット内部に大きな短絡電流（過電流）が流れ、電源パターンが焼損（最悪の場合は発火）し、断線して外部機器への電源供給が遮断されてしまう。 In the case of a remote I / O unit that does not have a fuse inside, if a fuse is not installed outside, a large short-circuit current (overcurrent) will flow inside the remote I / O unit when the external power supply is short-circuited. The power supply pattern burns out (fires in the worst case), disconnects, and the power supply to the external device is interrupted.
この際、リモートＩ／Ｏユニットの内部回路用の電源は外部供給電源とは別系統としているため、リモートＩ／Ｏユニットの通信自体は行うことができる場合があり、マスタモジュールがスレーブユニットの異常を検出できず間違った通信を実行してしまうという問題点があった。 At this time, since the power supply for the internal circuit of the remote I / O unit is different from the external power supply, communication of the remote I / O unit itself may be possible, and the master module has an error in the slave unit. There was a problem that the communication could not be detected and the wrong communication was executed.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、リモートＩ／Ｏユニットにおいて外部供給電源の短絡事故が発生した場合に、マスタモジュールに異常を認識させることができるリモートＩ／Ｏユニットを実現することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When a short-circuit accident of an external power supply occurs in the remote I / O unit, the remote I / O can cause the master module to recognize the abnormality. The purpose is to realize the unit.
このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）外部電源を取り込み、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して内部回路へ電源を供給するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介さず前記外部電源を外部機器に供給するリモートＩ／Ｏユニットにおいて、
前記外部機器に供給する電源の過電流を検出する過電流検出手段と、
前記外部機器に供給する電流を遮断するスイッチ手段と、
ステータスフレームを持たないリモートネットワークに接続され、マスタモジュールおよび他のスレーブユニットと接続されるシリアルインターフェイスである通信Ｉ／Ｆと、
該通信Ｉ／Ｆを介した通信を制御する通信制御手段と、
前記内部回路用の電源系と前記外部機器用の電源系とのうち一方が他方に影響を与えないように、前記内部回路用の電源の経路と前記外部機器用の電源の経路とにそれぞれ設けたダイオードと、を有し、
前記過電流検出手段は過電流検出時に前記スイッチ手段により電流を遮断するとともに前記通信制御手段に電流の遮断を通知する電流遮断信号を送信し、
前記通信制御手段は、前記電流遮断信号により前記通信Ｉ／Ｆを介した通信の受信をネゲートすることを特徴とするリモートＩ／Ｏユニット。
In order to achieve such a subject, the present invention is configured as follows.
(1) In a remote I / O unit that takes in an external power supply, supplies power to an internal circuit via a DC / DC converter, and supplies the external power supply to an external device without passing through the DC / DC converter.
An overcurrent detection means for detecting an overcurrent of a power source supplied to the external device;
Switch means for cutting off the current supplied to the external device;
A communication I / F that is a serial interface connected to a remote network not having a status frame and connected to a master module and other slave units ;
Communication control means for controlling communication via the communication I / F;
Provided in each of the internal circuit power supply path and the external device power supply path so that one of the internal circuit power supply system and the external device power supply system does not affect the other. A diode, and
The overcurrent detecting means transmits a current interruption signal for notifying the communication control means of interruption of current and interrupting current by the switch means at the time of overcurrent detection ,
The communication control means negates reception of communication via the communication I / F by the current cutoff signal.
（２）前記通信制御手段は、前記電流遮断信号により前記通信Ｉ／Ｆを介した通信の受信をネゲートすることを特徴とする（１）記載のリモートＩ／Ｏユニット。 (2) The remote I / O unit according to (1), wherein the communication control unit negates reception of communication via the communication I / F by the current cutoff signal.
（３）前記電流遮断信号によりユニットの異常状態を認識する異常認識手段を有することを特徴とする（１）又は（２）記載のリモートＩ／Ｏユニット。 (3) The remote I / O unit according to (1) or (2), further comprising abnormality recognition means for recognizing an abnormal state of the unit by the current interruption signal.
（４）前記異常認識手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介した内部回路への電源の供給は正常であるが、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介さない外部機器への電源供給が異常であることを認識することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のリモートＩ／Ｏユニット。 (4) The abnormality recognition means that the power supply to the internal circuit via the DC / DC converter is normal, but the power supply to the external device not via the DC / DC converter is abnormal. The remote I / O unit according to any one of (1) to (3), wherein the remote I / O unit is recognized.
本発明によれば次のような効果がある。
外部供給電源の短絡時に通信Ｉ／Ｆを介した通信の受信をネゲートすることにより、ステータスフレームを持たないリモートネットワークにおいても確実にリモートＩ／Ｏユニットの異常をマスタモジュールに対して認識させることができる。
The present invention has the following effects.
By negating the reception of communication via the communication I / F when the external power supply is short-circuited, it is possible to ensure that the master module recognizes an abnormality in the remote I / O unit even in a remote network that does not have a status frame. it can.
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
外部電源２は２４Ｖ電源であり、入力端子（Ｐ２４Ｖｉｎ，Ｎ２４Ｖｉｎ）に接続され、２４ＶからＤＣ／ＤＣコンバータ１１によりリモートＩ／Ｏユニット１の内部回路（通信制御手段２２等）用の電源（５Ｖ）を生成する。
通信Ｉ／Ｆ１３は、ＲＳ−４８５等のシリアルインタフェースであり、ステータスフレームを持たないリモートネットワークでマスタモジュールや他のスレーブユニットと接続され、ネットワーク上にＩ／Ｏ（入出力）のデータをのせ、少配線でデータのやり取りを行う。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in the previous figure are given the same reference numerals.
The external power source 2 is a 24V power source, connected to the input terminals (P24Vin, N24Vin), and the power source (5V) for the internal circuit (communication control means 22 etc.) of the remote I /
The communication I /
リモートＩ／Ｏユニット１はセンサやバルブ等のフィールド機器（外部機器）用に電源を供給する外部供給電源としての端子（Ｐ２４Ｖｏｕｔ，Ｎ２４Ｖｏｕｔ）を備えている。外部電源２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介さず２４Ｖを外部機器に供給するように構成されている。
The remote I /
外部電源２はダイオードＤ１，Ｄ２を介してそれぞれ内部回路用の電源系と外部機器用の電源系に分岐されており、一方の電源系で短絡等の異常が発生した場合にも他方の電源系に影響を与えないように構成されている。 The external power supply 2 is branched into a power supply system for internal circuits and a power supply system for external devices through diodes D1 and D2, respectively. Even when an abnormality such as a short circuit occurs in one power supply system, the other power supply system It is configured not to affect.
外部機器へは、抵抗Ｒ１、スイッチ手段３２を経由して電源が供給される。抵抗Ｒ１はセンス抵抗であり、抵抗Ｒ１を流れる電流を電圧に変換し、過電流検出手段３１で抵抗Ｒ１の両端の電圧を測定することにより外部機器へ供給される電流値を監視している。過電流検出手段３１は、あらかじめ定められた閾値を超えた電流（過電流）を検出した場合は、スイッチ手段３２をＯＦＦ状態にして過電流が流れるのを遮断する。スイッチ手段３２は、例えば、トランジスタ、ＦＥＴ、リレー等である。
Power is supplied to the external device via the resistor R1 and the switch means 32. The resistor R1 is a sense resistor, and the current value supplied to the external device is monitored by converting the current flowing through the resistor R1 into a voltage and measuring the voltage across the resistor R1 with the overcurrent detection means 31. When the
ユーザが誤って一時的に外部供給電源の端子Ｐ２４Ｖｏｕｔ，Ｎ２４Ｖｏｕｔを短絡したような場合、従来のヒューズによる過電流保護では過電流状態が解除されてもヒューズを交換しなければリモートＩ／Ｏユニット１を使用することができなかったが、過電流検出手段３１でスイッチ手段３２を制御することにより、過電流状態が解除されれば再びスイッチ手段３２をＯＮ状態にして部品の交換なしにリモートＩ／Ｏユニット１を自動復帰させることができる。
If the user accidentally temporarily shorts the terminals P24Vout and N24Vout of the external power supply, the remote I /
過電流検出手段３１は、スイッチ手段３２により外部供給電源の電流の遮断制御を行うとともに、通信制御手段２２に外部供給電源の電流の遮断を行ったことを電流遮断信号を送信することにより通知する。過電流検出手段３１は、外部機器用の電源系の異常を検出する必要があるため、内部回路用の電源系で動作している。 The overcurrent detection means 31 controls the interruption of the current of the external power supply by the switch means 32 and notifies the communication control means 22 that the current of the external power supply has been interrupted by transmitting a current interruption signal. . The overcurrent detection means 31 operates in the power supply system for the internal circuit because it is necessary to detect an abnormality in the power supply system for the external device.
通信制御手段２２は、電流遮断信号を受信すると通信Ｉ／Ｆ１３を介した通信を遮断する。例えば、電流遮断信号が“１”の場合に外部供給電源の電流の遮断が行ったことを表し、この場合に受信データをネゲートしてリモートＩ／Ｏユニット１におけるデータの受信を行わないようにする。
The communication control means 22 will interrupt | block communication via communication I / F13, if a current interruption | blocking signal is received. For example, when the current cut-off signal is “1”, it means that the current of the external power supply has been cut off. In this case, the received data is negated so that the remote I /
このようにすることで、マスタモジュールは、今まで応答していたスレーブユニットが応答しなくなったことを検出し、スレーブユニットで異常が発生したことを検出することができ、システムを停止する等の適切な処理を実行することができる。
リモートＩ／Ｏユニット１の内部回路用の電源と外部供給電源とを別系統としている場合、外部供給電源が異常でもリモートＩ／Ｏユニットの通信自体は行うことができ、間違った通信を実行してしまう場合があったが、外部供給電源における過電流を検出した際に通信Ｉ／Ｆ１３を介した通信を遮断するようにしているので、マスタモジュールがスレーブユニットの異常を検出でき、異常なデータの通信を防止することができる。
By doing in this way, the master module can detect that the slave unit that has responded so far has stopped responding, can detect that an abnormality has occurred in the slave unit, stop the system, etc. Appropriate processing can be executed.
If the power supply for the internal circuit of the remote I /
また、通信制御手段２２による電流遮断信号の受信は異常認識手段３３に通知され、異常認識手段３３は自ユニットの外部供給電源の電流の遮断が行われていることを認識する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介した内部回路への電源の供給は正常であるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介さない外部機器への電源供給が異常であることを認識することができる。
The reception of the current interruption signal by the communication control means 22 is notified to the abnormality recognition means 33, and the abnormality recognition means 33 recognizes that the current of the external power supply of its own unit is being interrupted. In this case, although the power supply to the internal circuit via the DC /
その他、異常認識手段３３は、通信異常や電源電圧異常等の自ユニットの異常状態を認識する。また、ＬＥＤ等で自ユニットの異常状態に対応した表示をすることでユーザが目視判断できるようになる。 In addition, the abnormality recognition means 33 recognizes an abnormal state of the own unit such as a communication abnormality or a power supply voltage abnormality. In addition, the user can make a visual judgment by displaying the LED corresponding to the abnormal state of the unit.
本発明により、ステータスフレームを持たないリモートネットワークにおいても確実にマスタモジュールへスレーブユニットの異常を伝えることができ、リモートＩ／Ｏシステムとしての信頼性を高めることができる。 According to the present invention, even in a remote network that does not have a status frame, an abnormality of a slave unit can be reliably transmitted to a master module, and reliability as a remote I / O system can be improved.
１ リモートＩ／Ｏユニット
２ 外部電源
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１３ 通信Ｉ／Ｆ
２２ 通信制御手段
３１ 過電検出手段
３２ スイッチ手段
３３ 異常認識手段
1 Remote I / O unit 2
22 Communication control means 31 Overpower detection means 32 Switch means 33 Abnormality recognition means
Claims (3)
前記外部機器に供給する電源の過電流を検出する過電流検出手段と、
前記外部機器に供給する電流を遮断するスイッチ手段と、
ステータスフレームを持たないリモートネットワークに接続され、マスタモジュールおよび他のスレーブユニットと接続されるシリアルインターフェイスである通信Ｉ／Ｆと、
該通信Ｉ／Ｆを介した通信を制御する通信制御手段と、
前記内部回路用の電源系と前記外部機器用の電源系とのうち一方が他方に影響を与えないように、前記内部回路用の電源の経路と前記外部機器用の電源の経路とにそれぞれ設けたダイオードと、を有し、
前記過電流検出手段は過電流検出時に前記スイッチ手段により電流を遮断するとともに前記通信制御手段に電流の遮断を通知する電流遮断信号を送信し、
前記通信制御手段は、前記電流遮断信号により前記通信Ｉ／Ｆを介した通信の受信をネゲートすることを特徴とするリモートＩ／Ｏユニット。 In a remote I / O unit that takes in an external power source and supplies power to an internal circuit via a DC / DC converter, and supplies the external power source to an external device without going through the DC / DC converter.
An overcurrent detection means for detecting an overcurrent of a power source supplied to the external device;
Switch means for cutting off the current supplied to the external device;
A communication I / F that is a serial interface connected to a remote network not having a status frame and connected to a master module and other slave units ;
Communication control means for controlling communication via the communication I / F;
Provided in each of the internal circuit power supply path and the external device power supply path so that one of the internal circuit power supply system and the external device power supply system does not affect the other. A diode, and
The overcurrent detecting means transmits a current interruption signal for notifying the communication control means of interruption of current and interrupting current by the switch means at the time of overcurrent detection ,
The communication control means negates reception of communication via the communication I / F by the current cutoff signal.
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