JP5939957B2 - Digital signal output device - Google Patents
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Description
この発明は、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの制御データを入力して外部機器を制御するためのデジタル信号を出力するデジタル信号出力装置に関するものである。 The present invention relates to a digital signal output device that inputs control data such as a PLC (programmable logic controller) and outputs a digital signal for controlling an external device.
従来、例えば各種のプラント監視制御システムなどにおいて、監視ステーションからの制御データを入力して外部機器を制御するためのデジタル信号を出力する制御ステーション（以下デジタル信号出力装置）においては、内部演算回路より出力されたデジタル信号はフォトカプラ等の出力絶縁装置により絶縁され、オープンコレクタ出力としているものが一般的である。（例えば特許文献１）
また、フォトカプラ等の出力絶縁装置の故障検出をするものとして、フォトカプラの入力側と出力側にＬＥＤランプを挿入して発光色の相違により異常を識別可能にした信号絶縁回路がある。（例えば特許文献２）
2. Description of the Related Art Conventionally, in various plant monitoring control systems, for example, in a control station (hereinafter referred to as a digital signal output device) that inputs control data from a monitoring station and outputs a digital signal for controlling an external device, In general, the output digital signal is insulated by an output insulation device such as a photocoupler to provide an open collector output. (For example, Patent Document 1)
In addition, there is a signal insulation circuit that detects failure of an output insulation device such as a photocoupler by inserting LED lamps on the input side and output side of the photocoupler so that an abnormality can be identified by a difference in emission color. (For example, Patent Document 2)
従来、監視ステーションには常時監視作業員がいるが、制御ステーションは制御対象の外部機器の近傍に設置されており、保守点検をする作業員が定期的または異常発生時に点検に行くのが一般的である。従って、例えば特許文献２のＬＥＤランプでの異常識別では監視ステーションの装置に使用されていれば直ぐに分かるが、制御ステーションの装置であるデジタル信号出力装置に使用されている場合には作業員が保守点検に行かないと異常の発生した装置を見つけることが出来ないという課題があった。 Conventionally, the monitoring station has always had a monitoring worker, but the control station is installed in the vicinity of the external device to be controlled, and maintenance workers generally go to check regularly or when an abnormality occurs. It is. Therefore, for example, the abnormality identification with the LED lamp of Patent Document 2 can be immediately recognized if it is used in the device of the monitoring station, but if it is used in the digital signal output device which is the device of the control station, the maintenance is performed by the worker There was a problem that it was not possible to find a device in which an abnormality occurred without going to the inspection.
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、出力絶縁装置の故障を直ぐに知ることが出来るとともに、外部への出力を任意に停止することが可能なデジタル信号出力装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a digital signal output device that can immediately know the failure of the output insulation device and can arbitrarily stop the output to the outside. The purpose is to obtain.
この発明に係るデジタル信号出力装置は、内部演算装置から出力されたデジタル信号を絶縁した信号を出力する第一および第二の出力絶縁装置と、前記第一および第二の出力絶縁装置の出力を比較し、不一致の場合に異常信号を警報出力端子へ出力する比較回路と、前記比較回路の異常信号により前記第一の出力絶縁装置の出力信号の外部への出力を遮断する遮断装置と、前記遮断装置の作動要否を選択する選択回路を備えたことを特徴とするものである。 Digital signal output apparatus according to the present invention includes a first and second output isolator to output the signal to isolate the digital signal output from the internal arithmetic unit, the output of the first and second output isolator A comparison circuit that outputs an abnormal signal to an alarm output terminal in the case of a mismatch, and a shut-off device that shuts off the output of the output signal of the first output insulation device due to the abnormal signal of the comparison circuit, A selection circuit for selecting whether or not the shut-off device needs to be operated is provided.
この発明のデジタル信号出力装置によれば、内部演算装置から出力されたデジタル信号を絶縁した信号を出力する第一および第二の出力絶縁装置と、前記第一および第二の出力絶縁装置の出力を比較し、不一致の場合に異常信号を警報出力端子へ出力する比較回路を備えているため、警報出力端子から出力される異常信号を例えば警報装置などで表示することで、異常の発生を容易に知ることができるとともに、前記比較回路の異常信号により前記第一の出力絶縁装置の出力信号の外部への出力を遮断する遮断装置と、前記遮断装置の作動要否を選択する選択回路を備えているため、外部への出力を任意に停止することが可能となる効果がある。 According to the digital signal output device of the present invention, the first and second output isolator to output the signal to isolate the digital signal output from the internal calculation unit, said first and second output isolator Comparing the outputs and providing a comparison circuit that outputs an abnormal signal to the alarm output terminal if there is a discrepancy, display the abnormal signal output from the alarm output terminal, for example, with an alarm device, etc. A shut-off device that cuts off the output of the output signal of the first output insulation device to the outside by an abnormal signal of the comparison circuit and a selection circuit that selects whether or not the shut-off device needs to be operated. Since it is provided, the output to the outside can be stopped arbitrarily .
以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるデジタル信号出力装置の構成を示すブロック図である。図１において、デジタル信号出力装置１の内部演算回路２の出力は出力絶縁装置３としてのフォトカプラと、出力絶縁装置４としてのフォトカプラの入力に各々接続されている。出力絶縁装置３の出力は分岐回路１０で分岐され、デジタル信号出力端子８と比較回路１１の入力に接続されている。また、出力絶縁装置４の出力も比較回路１１の入力に接続されている。比較回路１１の出力は警報出力端子１５に接続されている。なお、デジタル信号出力端子８には外部の負荷６と、負荷６用の外部電源７に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing the configuration of a digital signal output apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the output of the internal arithmetic circuit 2 of the digital signal output device 1 is connected to the input of a photocoupler as the output insulation device 3 and the photocoupler as the output insulation device 4. The output of the output insulation device 3 is branched by the branch circuit 10 and connected to the digital signal output terminal 8 and the input of the comparison circuit 11. The output of the output insulation device 4 is also connected to the input of the comparison circuit 11. The output of the comparison circuit 11 is connected to the alarm output terminal 15. The digital signal output terminal 8 is connected to an external load 6 and an external power source 7 for the load 6.
次に動作について説明する。内部演算回路２から出力されたデジタル信号は出力絶縁装置３および出力絶縁装置４に入力される。出力絶縁装置３のデジタル出力信号は分岐回路１０により分岐され、一方はデジタル信号出力端子８から負荷６へ出力され、他方は比較回路１１の入力端子に入力される。また、出力絶縁装置４のデジタル出力信号は比較回路１１の前記分岐回路１０からの入力端子とは別の入力端子に入力される。ここで、比較回路１１は排他的論理和を求める回路構成としているため、出力絶縁装置３から分岐回路１０を経由して入力される信号と、出力絶縁装置４から入力される信号が一致している場合には、比較回路１１から信号は出力されないが、不一致の場合は比較回路１１から警報出力端子１５へ信号が出力される。このため、本発明の回路構成において、出力絶縁装置３と出力絶縁装置４が共に健全な場合は、比較回路１１に入力されるデジタル信号が同一信号となり警報出力端子１５への信号は出力されないが、出力絶縁装置３または出力絶縁装置４のいずれかに異常が発生した場合は、比較回路１１に入力される信号が不一致となるため警報出力端子１５から警報信号が出力される。このように出力絶縁装置３，４であるフォトカプラ等に異常が発生した場合には、警報出力端子１５から警報信号が出力されることになりデジタル信号出力装置１の故障が検出される。 Next, the operation will be described. The digital signal output from the internal arithmetic circuit 2 is input to the output insulation device 3 and the output insulation device 4. The digital output signal of the output insulation device 3 is branched by the branch circuit 10, one is output from the digital signal output terminal 8 to the load 6, and the other is input to the input terminal of the comparison circuit 11. Further, the digital output signal of the output insulating device 4 is input to an input terminal different from the input terminal from the branch circuit 10 of the comparison circuit 11. Here, since the comparison circuit 11 has a circuit configuration for obtaining an exclusive OR, the signal input from the output insulation device 3 via the branch circuit 10 matches the signal input from the output insulation device 4. If there is a mismatch, no signal is output from the comparison circuit 11, but if there is a mismatch, a signal is output from the comparison circuit 11 to the alarm output terminal 15. Therefore, in the circuit configuration of the present invention, when both the output insulation device 3 and the output insulation device 4 are healthy, the digital signal input to the comparison circuit 11 becomes the same signal, but the signal to the alarm output terminal 15 is not output. When an abnormality occurs in either the output insulation device 3 or the output insulation device 4, the signals input to the comparison circuit 11 are inconsistent, so that an alarm signal is output from the alarm output terminal 15. Thus, when an abnormality occurs in the photocoupler or the like that is the output insulation devices 3 and 4, an alarm signal is output from the alarm output terminal 15, and a failure of the digital signal output device 1 is detected.
実施の形態２．
上記実施の形態１では出力絶縁装置３，４に異常が発生した際に警報出力端子１５から警報信号が出力されることを説明したが、図２に示すようにデジタル信号出力装置１にＬＥＤランプ等の故障表示器１４を設け、比較回路１１の出力信号を用いて故障表示器１４
のＬＥＤランプ等を点灯させることにより、デジタル信号出力装置１の故障を目視にて認識することが可能となる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, it has been described that an alarm signal is output from the alarm output terminal 15 when an abnormality occurs in the output insulating devices 3 and 4, but as shown in FIG. And the like, and the failure indicator 14 using the output signal of the comparison circuit 11 is provided.
It is possible to visually recognize the failure of the digital signal output device 1 by turning on the LED lamp or the like.
実施の形態３．
上記実施の形態１では出力絶縁装置３，４に異常が発生した際に警報出力端子１５から警報信号が出力されることを説明したが、図３に示すように比較回路１１の出力信号を内部演算回路２へフィードバックする回路を設けることにより、内部演算回路２に出力絶縁装置３，４の故障を認識させることも可能である。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, it has been described that an alarm signal is output from the alarm output terminal 15 when an abnormality occurs in the output insulation devices 3 and 4, but as shown in FIG. By providing a circuit that feeds back to the arithmetic circuit 2, it is possible to make the internal arithmetic circuit 2 recognize the failure of the output insulation devices 3 and 4.
実施の形態４．
上記実施の形態１では出力絶縁装置３，４に異常が発生した際に警報出力端子１５から警報信号が出力され故障は検出されるが、デジタル信号出力装置１からの不正出力信号はデジタル信号出力端子８から出力され続けている。この不正出力信号の出力を防ぐため、図４に示すように、比較回路１１の出力信号によりデジタル信号出力装置１の出力信号を強制的に遮断する遮断装置１６を具備することにより、出力絶縁装置３，４に異常が発生した際には、デジタル信号出力装置１の出力信号を強制的に遮断しプロセスへの影響を最小限に留めることが可能となる。
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, when an abnormality occurs in the output insulation devices 3 and 4, an alarm signal is output from the alarm output terminal 15 and a failure is detected. However, the unauthorized output signal from the digital signal output device 1 is a digital signal output. It continues to be output from the terminal 8. In order to prevent the output of this illegal output signal, as shown in FIG. 4, by providing a shut-off device 16 that forcibly shuts off the output signal of the digital signal output device 1 by the output signal of the comparison circuit 11, an output insulating device When an abnormality occurs in 3 and 4, it is possible to forcibly cut off the output signal of the digital signal output device 1 and minimize the influence on the process.
実施の形態５．
上記実施の形態４では遮断装置１６によりデジタル信号出力装置１の出力信号を強制的に遮断する場合について説明したが、図５に示すように強制遮断選択信号入力端子１７と論理積演算器１８による選択回路を設けることにより、遮断装置１６の作動要否を任意に選択することも可能となる。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment, the case where the output signal of the digital signal output device 1 is forcibly interrupted by the interrupt device 16 has been described. However, as shown in FIG. 5, the forced interrupt selection signal input terminal 17 and the AND operator 18 are used. By providing the selection circuit, it is possible to arbitrarily select whether or not the shut-off device 16 is required to operate.
実施の形態６．
上記実施の形態１から５では、出力絶縁装置にフォトカプラ等を使用した回路を説明したが、図６に示すように出力絶縁装置として接点出力用リレー１９のように機械的接点を有する機器を使用した場合においても、上記と同様に２個の接点の出力を比較回路１１で比較することで、同様の効果が得られることは言うまでもない。
Embodiment 6 FIG.
In the first to fifth embodiments, the circuit using a photocoupler or the like has been described for the output insulation device. However, as shown in FIG. 6, a device having a mechanical contact such as the contact output relay 19 is used as the output insulation device. Even when used, it goes without saying that the same effect can be obtained by comparing the outputs of the two contacts by the comparison circuit 11 as described above.
実施の形態７．
上記実施の形態６において、図７に示すように実施の形態４および５と同様に異常発生時にデジタル出力を強制的に遮断することが可能である。図７において、遮断装置５としてのフォトカプラを接点出力用リレー１９の一次側に設けるとともに、強制遮断選択信号入力端子１７と論理積演算器１８による選択回路からの出力で遮断装置５の出力を強制的に停止させる。このとき接点出力用リレー１９の２個の接点は共に開くので、出力信号と比較信号が共に零となり比較回路１１からの警報信号出力も無くなるため、比較回路１１から出力された警報信号をラッチ回路１３にて保持しておく必要がある。
Embodiment 7 FIG.
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 7, the digital output can be forcibly cut off when an abnormality occurs as in the fourth and fifth embodiments. In FIG. 7, a photocoupler as the breaking device 5 is provided on the primary side of the contact output relay 19, and the output of the breaking device 5 is output from the selection circuit by the forced cutoff selection signal input terminal 17 and the AND operator 18. Force stop. At this time, since the two contacts of the contact output relay 19 are both opened, the output signal and the comparison signal are both zero, and the alarm signal output from the comparison circuit 11 is also eliminated. Therefore, the alarm signal output from the comparison circuit 11 is latched. 13 need to be held.
実施の形態８．
上記実施の形態１から５では、デジタル信号出力装置１の出力が１チャネルの場合について説明したが、図８に示すように多チャネル出力のデジタル信号出力装置１についても応用が可能であることは言うまでもない。
Embodiment 8 FIG.
In the first to fifth embodiments, the case where the output of the digital signal output device 1 is one channel has been described. However, the present invention can also be applied to the multi-channel output digital signal output device 1 as shown in FIG. Needless to say.
実施の形態９．
上記実施の形態８では、デジタル信号出力装置１の出力が多チャンネルの場合に１チャンネル分の回路を単に多チャンネル積み重ねた場合について説明したが、図９に示すように比較回路１２を多チャネル分一括として設置することにより多チャネル装置一括の故障検出も可能である。この際に、遮断装置１６をデジタル出力回路のコモン側に設置することにより多チャネル一括の出力信号遮断が可能となる。また、このように多チャネル装置
一括の故障検出を実施する際においても、実施の形態２で説明したＬＥＤランプ等の故障表示装置１４の設置や、実施の形態５にて説明した強制遮断選択信号入力端子１７と論理積演算器１８を用いた遮断選択は同様に実施可能である。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
Embodiment 9 FIG.
In the eighth embodiment, the case where the circuit for one channel is simply stacked in a multi-channel manner when the output of the digital signal output device 1 is multi-channel has been described. However, as shown in FIG. By installing as a lump, it is possible to detect failures of multi-channel devices at once. At this time, by installing the cutoff device 16 on the common side of the digital output circuit, it is possible to cut off the output signals of the multi-channel at once. Further, even when performing failure detection for a multi-channel device in this way, the installation of the failure display device 14 such as an LED lamp described in the second embodiment, or the forced cutoff selection signal described in the fifth embodiment. The cutoff selection using the input terminal 17 and the AND operator 18 can be similarly performed.
It should be noted that within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.
１ デジタル信号出力装置、２ 内部演算回路、３ 出力絶縁装置、４ 出力絶縁装置、６ 負荷、７ 外部電源装置、８ デジタル信号出力端子、１１ 比較回路、１５ 警報出力端子。
1 digital signal output device, 2 internal arithmetic circuit, 3 output insulation device, 4 output insulation device, 6 load, 7 external power supply device, 8 digital signal output terminal, 11 comparison circuit, 15 alarm output terminal.
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