JP6435250B2 - Contact input control device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば鉄道信号保安制御用の電子連動システムなどで使用する接点入力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a contact input control device used in, for example, an electronic interlocking system for railway signal security control.
鉄道の分野では列車を安全かつ効率的に運行するため、信号機や転てつ機などの相互間で、その取扱いについて一定の順序と制限を設ける電子連動装置が使用されている。この電子連動装置に対して、信号機や転てつ機などの現場機器の動作状態をリレーを介して取り込むために、特許文献1に示すように入力装置が使用されている。
In the field of railways, in order to operate trains safely and efficiently, electronic interlocking devices are used that provide a certain order and restrictions on the handling of traffic lights, switchboards, and the like. For this electronic interlocking device, an input device is used as shown in
特許文献1の入力制御装置では、直流電源から現場機器の動作状態を示す開放/閉成状態の入力接点を介して、2個のフォトカプラが接続されている。これらのフォトカプラを内蔵した入力接点は、制御部と入出力信号を送受する端子を接続しており、制御部からの制御信号に対して、接点入力信号を応答することで、制御部において入力接点の開放状態である接点入力が無い状態、又は閉成状態である接点入力がある状態を判定することができる。
In the input control device of
また、特許文献1の入力制御装置に代えて、図5のブロック回路構成図に示す抵抗R1に対し、直列するフォトカプラP1、P2及び抵抗R2を並列接続した入力制御装置1を用いることもできる。そして、図6のブロック回路構成図に示すように、それぞれの入力部に入力接点Nを接続した複数の接点入力部2を内蔵した接点入力部群3を設け、更に複数の接点入力部群3を1つの制御部4に接続して運用することも可能である。
Further, instead of the input control device of
図6に示す制御部4には、接点入力部群3からの接点入力信号を入力する接点入力信号入力部4aと、接点入力部群3に入力制御信号を出力する入力制御信号出力部4bと、接点入力部群3に群入力アドレス信号を送信する入力アドレス信号デコーダ部4cとを有している。
The
図7は従来の複数の接点入力部群3内の特定する1つの特定接点入力部群3’に対して、接点入力部2に入力する入力接点Nの開放/閉成状態を判定する際の制御部4のフローチャート図である。
FIG. 7 shows a state in which the open / closed state of the input contact N input to the
ステップs1’では、特定接点入力部群3’に接点入力制御装置信号のL(Low)レベルの入力制御信号を出力し、他の接点入力部群3にH(High)レベルの入力制御信号を出力し、ステップs11’において特定接点入力部群3’からの入力接点Nの接点入力信号がLレベルであるか否かを判定する。
In step s1 ′, an L (Low) level input control signal of the contact input control device signal is output to the specific contact
ステップs2’では、ステップs11’で特定接点入力部群3’の接点入力信号がLレベルの場合であって、特定接点入力部群3’にHレベル、他の接点入力部群3にLレベルの入力制御信号を出力し、ステップs21’において特定接点入力部群3’からの入力接点Nの接点入力信号がHレベル信号であるか否かを判定する。
In step s2 ′, when the contact input signal of the specific contact
ステップs3’では、ステップs21’で特定接点入力部群3’の接点入力信号がHレベル信号の場合であって、特定接点入力部群3’及び他の接点入力部群3にLレベルの入力制御信号を出力し、ステップs31’において特定接点入力部群3’からの入力接点Nの接点入力信号がLレベル信号であるか否かを判定する。
In step s3 ′, when the contact input signal of the specific contact
ステップs1’、s2’、s3’のステップs11’、s21’、s31’の判定が全てy、つまり一致した場合に、特定接点入力部群3’の入力接点Nは閉成状態であると判定することができる。
When all the determinations of steps s11 ′, s21 ′, and s31 ′ of steps s1 ′, s2 ′, and s3 ′ are y, that is, they match, it is determined that the input contact N of the specific contact
また、何れかの判定処理でnの場合は、特定接点入力部群3’の接点入力部2の故障又は入力接点Nの開放状態等を判定することができる。そして、これらのステップs1’〜s3’の判定処理を接点入力部群3毎に順次に行われる。
In the case of n in any of the determination processes, it is possible to determine the failure of the
図8は特定する特定接点入力部群3’の入力接点Nが閉成状態とした場合のタイミングチャート図を示している。なお、図7のステップs11’、s21’、s31’の判定処理は、図8の制御部4の入力タイミングt3の処理にそれぞれ対応する。
FIG. 8 shows a timing chart when the input contact N of the specific contact input section group 3 'to be specified is closed. Note that the determination processing in steps s11 ', s21', and s31 'in FIG. 7 corresponds to the processing at the input timing t3 of the
図5に示す接点入力部2において、入力接点Nが閉成状態でLレベルの入力制御信号を受信した場合には、入力接点Nに抵抗R1と抵抗R2による電流Iaが流れる。一方、入力接点Nが閉成状態でHレベルの入力制御信号を受信した場合には、入力接点Nには抵抗R1による電流Ibが流れる。
In the
一般に、R1:R2=1:2としているので、電流Ia:電流Ib=1:3となる。そして、例えば群数をm個とした接点入力部群3のそれぞれに1個の入力接点N及び接点入力部2を配置し、これらの全入力接点Nが閉成状態とした場合に、入力接点Nに流れる接点電流合計値を計算する。
Generally, since R1: R2 = 1: 2, current Ia: current Ib = 1: 3. For example, when one input contact N and
ステップs1’の特定接点入力部群3’の入力制御信号をLレベル、他の接点入力部群3の入力制御信号をHレベルにしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ia
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ib
合計の接点電流(s1’)=Ia+(m−1)Ib
=Ia+(m−1)3Ia=(3m−2)Ia
The contact current when the input control signal of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s1 ′) = Ia + (m−1) Ib
= Ia + (m-1) 3Ia = (3m-2) Ia
ステップs2’の特定接点入力部群3’の入力制御信号をHレベル信号、他の接点入力部群3の入力制御信号をLレベル信号にしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ib
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ia
合計の接点電流(s2’)=Ib+(m−1)Ia
=3Ia+(m−1)Ia=(m+2)Ia
The contact current when the input control signal of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s2 ′) = Ib + (m−1) Ia
= 3Ia + (m-1) Ia = (m + 2) Ia
ステップs3’の特定接点入力部群3’及びその他の接点入力部群3の入力制御信号をLレベルにしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ia
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ia
合計の接点電流(s3’)=Ia+(m−1)Ia=mIa
Contact currents when the input control signals of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s3 ′) = Ia + (m−1) Ia = mIa
ここで、例えば、m=1、m=10、m=20とした際の接点電流合計値及び変化量を計算すると、
m=1のとき、接点電流(s1’)はIa、接点電流(s2’)は3Ia、接点電流(s3’)はIaとなり、変化量の最大は2Iaである。
Here, for example, when the contact current total value and the amount of change when m = 1, m = 10, and m = 20 are calculated,
When m = 1, the contact current (s1 ′) is Ia, the contact current (s2 ′) is 3Ia, the contact current (s3 ′) is Ia, and the maximum amount of change is 2Ia.
m=10のとき、接点電流(s1’)は28Ia、接点電流(s2’)は12Ia、接点電流(s3’)は10Iaとなり、変化量の最大は18Iaである。 When m = 10, the contact current (s1 ') is 28Ia, the contact current (s2') is 12Ia, the contact current (s3 ') is 10Ia, and the maximum amount of change is 18Ia.
m=20のとき、接点電流(s1’)は58Ia、接点電流(s2’)は22Ia、接点電流(s3’)は20Iaとなり、変化量の最大は38Iaである。 When m = 20, the contact current (s1 ') is 58Ia, the contact current (s2') is 22Ia, the contact current (s3 ') is 20Ia, and the maximum amount of change is 38Ia.
上述の接点入力部群3の接点電流合計値及び変化量から、群数mの増大に伴い、接点電流(s1’)が接点電流(s2’)、接点電流(s3’)に比べて急激に増加し、かつ変化量も増加する。更に、接点入力部群3内に配置する接点入力部2の増加に伴っても、接点電流(s1’)、変化量が急激に増大することになる。
As the number of groups increases, the contact current (s1 ′) suddenly becomes larger than the contact current (s2 ′) and the contact current (s3 ′) from the total contact current value and the change amount of the contact
このため、直流電源Eである電源装置には、急激に増減する電流の変化量に耐え得る負荷性能が必要となると共に、最大電流が流れる接点電流(s1’)に耐え得る容量が必要となる。従って、電源装置は負荷性能、容量を満たす高額なものになると共に、消費電力も多くなることから運用コストが増加するという問題が生ずる。 For this reason, the power supply device that is the DC power supply E needs to have a load performance that can withstand the amount of change in current that rapidly increases and decreases and a capacity that can withstand the contact current (s1 ′) through which the maximum current flows. . Accordingly, there is a problem that the operation cost increases because the power supply device is expensive to satisfy the load performance and capacity, and the power consumption increases.
本発明の目的は、上述の課題を解決し、多数の入力接点Nを接続したとしても、電流の変化量及び最大電力を低く抑えると共に、入力接点の開放/閉成状態及び本体内の故障の判定を確実に実施可能な接点入力制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-described problems, and even when a large number of input contacts N are connected, the amount of change in current and the maximum power are kept low, and the open / closed state of the input contacts and failure in the main body An object of the present invention is to provide a contact input control device capable of reliably performing the determination.
上記目的を達成するための本発明に係る接点入力制御装置は、1個以上の接点入力部を含み、該接点入力部と接続するエッジトリガ回路を有する接点入力部群と、1個以上の前記接点入力部群と接続する1個の制御部とから構成され、前記接点入力部は、外部の直流電源のプラス側を入力接点を介して接続する接点電圧入力端子と、前記直流電源のマイナス側を接続するマイナス入力端子と、前記エッジトリガ回路に対して接点入力信号を出力する出力端子と、前記制御部からの入力制御信号を入力する入力端子とを備えており、前記制御部は、前記エッジトリガ回路からデータバスを介して全接点入力信号を入力する接点入力信号入力部と、前記接点入力部の前記入力端子に対して入力制御信号を出力する入力制御信号出力部と、前記エッジトリガ回路に入力アドレス信号を出力する入力アドレス信号デコーダ部と、前記入力制御信号出力部からのフィードバック入力制御信号を入力するFB信号入力部とを備えており、前記エッジトリガ回路は前記制御部から入力アドレス信号の変化信号を受信すると、入力した前記接点入力信号を前記データバスを介して制御部に出力することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a contact input control device according to the present invention includes one or more contact input units, a contact input unit group having an edge trigger circuit connected to the contact input unit, and the one or more contact input units. A contact input unit group, and a control unit connected to the contact input unit group. The contact input unit includes a contact voltage input terminal for connecting a positive side of an external DC power source via an input contact, and a negative side of the DC power source. A negative input terminal, an output terminal that outputs a contact input signal to the edge trigger circuit, and an input terminal that inputs an input control signal from the control unit, the control unit, A contact input signal input unit for inputting all contact input signals from the edge trigger circuit via a data bus; an input control signal output unit for outputting an input control signal to the input terminal of the contact input unit; An input address signal decoder for outputting an input address signal to the trigger circuit; and an FB signal input unit for inputting a feedback input control signal from the input control signal output unit. The edge trigger circuit is provided from the control unit. When an input address signal change signal is received, the input contact input signal is output to the control unit via the data bus.
本発明に係る接点入力制御装置によれば、接点入力部への入力制御信号が制御部から正しく出力されているか否かをフィードバック信号で照査することで、安全性と信頼性を確保すると共に、接点入力電流の変化量の低減化と均一化及び消費電力の低減化が図れる。 According to the contact input control device according to the present invention, by checking with the feedback signal whether or not the input control signal to the contact input unit is correctly output from the control unit, to ensure safety and reliability, The amount of change in the contact input current can be reduced and uniform, and the power consumption can be reduced.
本発明を図1〜図4に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は実施例の接点入力制御装置1のブロック回路構成図であり、接点入力制御装置1は、入力接点Nと接続する1個以上の接点入力部2と、この接点入力部2を含み、後述するエッジトリガ型回路を有する1群以上の接点入力部群3と、この接点入力部群3と接続する1個の制御部4とから構成されている。
The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 is a block circuit configuration diagram of a contact
接点入力制御装置1の一方側には、接点入力部2に対して直流電源Eのプラス、マイナスの各電極が接続されており、接点入力部2に入力接点Nを介して直流電源Eのプラス側が接続されている。そして、これらの入力接点Nは信号機や転てつ機等の鉄道システムの地上装置の動作状態に連動している。
One side of the contact
また、複数の接点入力部2を接点入力部群3に配置する際には、それぞれの接点入力部2に対して、直流電源Eのプラス、マイナスの電極を並列接続して印加し、接点入力部2に入力接点Nを介して直流電源Eのプラス側を接続することになる。なお、図1においては、1つの直流電源Eから各接点入力部2に分岐しているが、複数の直流電源Eをそれぞれ配置するようにしてもよい。
Further, when a plurality of
接点入力制御装置1の他方側には、上位装置である例えば電子連動装置5が接続されている。この電子連動装置5からのポーリング等による状態情報要求に応じて、接点入力制御装置1は接続する全ての入力接点Nの開放/閉成状態の情報、つまり信号機や転てつ機等の地上装置の動作状態情報や接点入力部2に発生した故障情報を応答する。或いは、所定時間間隔毎に、電子連動装置5に対して入力接点Nの開放/閉成状態の情報、接点入力部2の故障情報を応答する。
On the other side of the contact
図2は接点入力部2及び接点入力部群3の内部回路を示した回路構成図である。接点入力部2は、直流電源Eのプラス側を、入力接点Nを介して接続する接点電圧入力端子2aと、直流電源Eのマイナス側を接続するマイナス入力端子2bと、接点入力部群3に配置したエッジトリガ型回路に対して接点入力信号S1’を出力する出力端子2cと、制御部4からの入力制御信号S2を入力する入力端子2dとを備えている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing internal circuits of the
接点入力部2の内部には、発光ダイオードD1及びフォトトランジスタT1を備えるフォトカプラP1と、発光ダイオードD2及びフォトトランジスタT2を備えるフォトカプラP2とを直列に接続し配置している。入力接点Nと接続した接点電圧入力端子2aからの直流電源Eのプラス側は、フォトカプラP1及びP2を介して、マイナス入力端子2bからの直流電源Eのマイナス側と接続している。
Inside the
接点電圧入力端子2aは抵抗R1を介して、接点入力部2のフォトカプラP1の発光ダイオードD1のアノードに接続し、カソードをフォトカプラP2のフォトトランジスタT2のコレクタに接続している。このフォトトランジスタT2のエミッタは、マイナス入力端子2bに接続されており、抵抗R1とフォトカプラP1間の接続点とマイナス入力端子2bとの間には、抵抗R2が接続されている。
The contact
フォトカプラP1のフォトトランジスタT1のコレクタは、反転素子IC1を介して出力端子2cに接続されており、フォトトランジスタT1のコレクタと反転素子IC1間に抵抗R3を介して、例えば5Vの電源電圧eが印加されている。また、フォトトランジスタT1のエミッタは、0Vに接続されている。
The collector of the phototransistor T1 of the photocoupler P1 is connected to the
フォトカプラP2の発光ダイオードD2のアノードには抵抗R4を介して、電源電圧eが印加されており、発光ダイオードD2のカソードは入力端子2dに接続されている。
A power supply voltage e is applied to the anode of the light emitting diode D2 of the photocoupler P2 via the resistor R4, and the cathode of the light emitting diode D2 is connected to the
図1に示す制御部4の入力制御信号出力部4bから、入力制御信号S2をHレベルとして出力した場合には、反転素子IC2によりHレベルからLレベルに反転して入力端子2dに入力する。反転素子IC2の出力をLレベル信号にすることで、電源電圧eから電流が流れフォトカプラP2の発光ダイオードD2が発光する。
When the input control signal S2 is output as the H level from the input control
このときに入力接点Nが閉成状態の場合には、フォトカプラP1及びP2に電流が流れ、発光ダイオードD1が発光する。そして、フォトトランジスタT1に電流が流れ、反転素子IC1はLレベルからHレベルに反転した接点入力信号S1’を出力することになる。 At this time, if the input contact N is in a closed state, a current flows through the photocouplers P1 and P2, and the light emitting diode D1 emits light. Then, a current flows through the phototransistor T1, and the inverting element IC1 outputs the contact input signal S1 'inverted from the L level to the H level.
入力接点Nが開放状態の場合は、フォトカプラP1及びP2に電流が流れず、フォトカプラP1の発光ダイオードD1が発光しない。従って、フォトトランジスタT1に電流が流れず、反転素子IC1はHレベルからLレベルに反転した接点入力信号S1’を出力端子2cから出力することになる。
When the input contact N is open, no current flows through the photocouplers P1 and P2, and the light emitting diode D1 of the photocoupler P1 does not emit light. Therefore, no current flows through the phototransistor T1, and the inverting element IC1 outputs the contact input signal S1 'inverted from the H level to the L level from the
接点入力部群3は1個以上の接点入力部2を含み、これらの接点入力部2と接続するエッジトリガ回路、例えばエッジトリガ型DFF(Dフリップフロップ)3aを有している。このエッジトリガ型DFF3aはビット数を接続可能数の上限として、接点入力部2の出力端子2cからそれぞれの入力Dに接続し、接点入力信号S1’を入力する。
The contact
また、エッジトリガ型DFF3aは、制御部4の入力アドレス信号デコーダ部4cから出力される入力アドレス信号S3をクロックCKに入力し、反転素子IC3を介して反転した入力アドレス信号S3を反転OCに入力する。
Further, the edge
エッジトリガ型DFF3aの入力Dにそれぞれ対応する出力Qからの出力データは、データバスのサイズを単位群として群数mの接点入力部群3に含まれる入力接点N(1−1)〜(m−n)を集合した全接点入力信号S1であり、データバスを介して接点入力信号入力部4aに送信する。
The output data from the output Q respectively corresponding to the input D of the edge
そして、エッジトリガ型DFF3aのクロックCKに、入力アドレス信号S3がLレベルからHレベルにする変化信号を入力すると、エッジトリガ型DFF3aの入力Dに入力した接点入力信号S1’が出力Qから出力されることになる。
When a change signal for changing the input address signal S3 from the L level to the H level is input to the clock CK of the edge
制御部4は、各接点入力部群3からデータバスを介して全接点入力信号S1を入力する接点入力信号入力部4aと、接点入力部群3内のそれぞれの接点入力部2の入力端子2dに対して入力制御信号S2を出力する入力制御信号出力部4bと、接点入力部群3内のエッジトリガ型DFFに入力アドレス信号S3を出力する入力アドレス信号デコーダ部4cと、入力制御信号出力部4bからフィードバック(FB)入力制御信号S2’及び入力アドレス信号デコーダ部4cからFB入力アドレス信号S3’を入力するFB信号入力部4dとから構成されている。
The
制御部4の入力制御信号出力部4bは、接点入力部群3毎に、反転素子IC2を介して入力制御信号S2を出力する出力インタフェイスを有し、この入力制御信号S2は、反転素子IC2で反転後に、分岐して接点入力部群3に含まれる各接点入力部2の入力端子2dに出力される。同時に、これらの接点入力部群3の入力制御信号S2をフィードバックしたFB入力制御信号S2’をFB信号入力部4dに出力する。
The input control
制御部4の入力アドレス信号デコーダ部4cは、接点入力部群3毎に入力アドレス信号S3を出力する出力インタフェイスと、FB信号入力部4dにFB入力アドレス信号S3’を出力する1個の入力インタフェイスを備えている。
The input
制御部4のFB信号入力部4dは、入力制御信号出力部4bから出力される接点入力部群3のFB入力制御信号S2’をそれぞれ入力する入力インタフェイスと、入力アドレス信号デコーダ部4cから出力されるFB入力アドレス信号S3’を入力する1個の入力インタフェイスとを備えている。
The FB
図3は複数の接点入力部群3の内の特定する1つの特定接点入力部群3’に対して、入力接点Nの開放/閉成状態を判定する際の制御部4のフローチャート図であり、図4は特定接点入力部群3’の入力接点が閉成状態とした場合のタイミングチャート図を示している。
FIG. 3 is a flowchart of the
これらの時間軸を横軸とした図4の動作タイムチャート図において、t1、t2、t4は制御部4の出力タイミングを示し、t3、t5は制御部4の入力タイミングを示している。s1〜s3は制御部4の処理の各ステップを表しており、図中のdは回路の動作遅延を示している。また、図3のステップs1〜s3は図4のステップs1〜s3とそれぞれ対応している。
In the operation time chart of FIG. 4 with these time axes as horizontal axes, t1, t2, and t4 indicate output timings of the
図4における制御部4からの出力タイミングt1、t2、t4で行う入力制御信号S2、FB入力アドレス信号S3’又は入力アドレス信号S3のHレベル/Lレベル信号の出力処理は予め設定されており、各出力タイミングに応じて入力制御信号S2、FB入力アドレス信号S3’又は入力アドレス信号S3を出力する。
The output process of the input control signal S2, the FB input address signal S3 ′ or the input address signal S3, which is performed at the output timings t1, t2, and t4 from the
そして、制御部4は入力タイミングt3、t5でFB入力制御信号S2’と全接点入力信号S1と入力処理を行い、入力接点Nの開放/閉成状態及び接点入力部2又は制御部4の故障を判定することができる。
Then, the
ステップs1内のステップs11は、出力タイミングt1において入力制御信号出力部4bから全群の接点入力部群3に対して入力制御信号S2をLレベル信号とする出力データを出力する。
Step s11 in step s1 outputs output data using the input control signal S2 as an L level signal from the input control
ステップs1内のステップs12は、出力タイミングt2において、入力アドレス信号デコーダ部4cからFB入力アドレス信号S3’をLレベル信号からHレベル信号として出力する。そして、FB入力アドレス信号S3’がHレベル信号の状態の入力タイミングt3において、FB信号入力部4dに入力した全群のFB入力制御信号S2’と、入力制御信号出力部4bから出力した全群の入力制御信号S2とが一致しているか否かを判定する。
In step s12 in step s1, the FB input address signal S3 'is output from the L level signal to the H level signal from the input address
ステップs12によって、入力制御信号出力部4bでは出力しているとされている出力データが実際に出力されているのかをFB信号入力部4dの入力によって確認することができる。一致していない場合には、入力制御信号出力部4b等の出力インタフェイスに故障等があることが考えられる。
By step s12, it can be confirmed by the input of the FB
ステップs1内のステップs13は、出力タイミングt4において、特定接点入力部群3’のみに対して入力アドレス信号S3をLレベル信号からHレベル信号として出力する。 Step s13 in step s1 outputs the input address signal S3 from the L level signal to the H level signal only for the specific contact input unit group 3 'at the output timing t4.
そして、入力アドレス信号S3のHレベル信号の状態の入力タイミングt5において、データバスを介して全接点入力信号S1を接点入力信号入力部4aに入力し、入力した全接点入力信号S1に含まれる特定接点入力部群3’内の接点入力部2の接点入力信号S1”がLレベル信号であるか否かを判定する。接点入力信号S1”がLレベル信号の場合はステップs2に進み、Hレベル信号の場合は特定接点入力部群3’内の接点入力部2等の故障と判定する。
Then, at the input timing t5 in the state of the H level signal of the input address signal S3, the all contact input signal S1 is input to the contact input
特定接点入力部群3’内の接点入力部2が正常であれば入力制御信号出力部4bからの入力制御信号S2がLレベル信号の出力に対して、接点入力部2のフォトカプラP1及びP2は起動しないため、接点入力信号S1”は必ずLレベル信号となる。
If the
逆に、接点入力信号S1”がHレベル信号の場合は、接点入力部2においてHレベル信号の出力異常を発生するHレベル固定故障、例えばフォトカプラP2のフォトトランジスタT2が導通側に故障して抵抗R1を介して接点入力部2の接点電圧入力端子2aに直流電源Eから電流が流れ続ける故障が考えられる。
Conversely, when the contact input signal S1 ″ is an H level signal, an H level fixed failure that causes an output abnormality of the H level signal in the
ステップs2内のステップs21は、出力タイミングt1において入力制御信号出力部4bから特定接点入力部群3’にはHレベル信号、その他の接点入力部群3に対してLレベル信号とする入力制御信号S2を出力する。
Step s21 in step s2 is an input control signal from the input control
ステップs2内のステップs22は、ステップs12と同様に出力タイミングt2において、入力アドレス信号デコーダ部4cからFB入力アドレス信号S3’をLレベル信号からHレベル信号として出力する。そして、FB入力アドレス信号S3’がHレベル信号の状態の入力タイミングt3において、FB信号入力部4dに入力した全群のFB入力制御信号S2’と、入力制御信号出力部4bから出力した全群の入力制御信号S2とが一致しているか否かを判定する。一致していない場合には、入力制御信号出力部4b等の出力インタフェイスに故障等があることが考えられる。
In step s22 in step s2, the FB input address signal S3 'is output from the L level signal to the H level signal from the input address
ステップs2内のステップs23は、出力タイミングt4において、特定接点入力部群3’のみに対して、入力アドレス信号S3をLレベル信号からHレベル信号として出力する。 Step s23 in step s2 outputs the input address signal S3 from the L level signal to the H level signal only for the specific contact input unit group 3 'at the output timing t4.
そして、入力アドレス信号S3のHレベル信号の状態の入力タイミングt5において、データバスを介して全接点入力信号S1を接点入力信号入力部4aに入力し、入力した全接点入力信号S1に含まれる特定接点入力部群3’内の接点入力部2の接点入力信号S1”がHレベルであるか否かを判定する。なお、出力タイミングt2、入力タイミングt5は回路の遅延時間dを考慮して決定される。
Then, at the input timing t5 in the state of the H level signal of the input address signal S3, the all contact input signal S1 is input to the contact input
接点入力信号S1”がHレベル信号の場合はステップs3に進み、Lレベル信号の場合は特定接点入力部群3’内の接点入力部2に接続する入力接点Nが、開放状態又は接点入力部2等の故障と判定する。
If the contact input signal S1 ″ is an H level signal, the process proceeds to step s3. If the contact input signal S1 ″ is an L level signal, the input contact N connected to the
入力接点Nが閉成状態の場合には、入力制御信号S2がHレベル信号の出力により接点入力部2のフォトカプラP1及びP2は起動し、全接点入力信号S1に含まれる特定接点入力部群3’内の接点入力部2の接点入力信号S1”はHレベル信号となる。逆に、入力接点Nが開放状態の場合は接点入力部2のフォトカプラP1及びP2は起動せず、接点入力信号S1”はLレベル信号となる。
When the input contact N is in the closed state, the photocouplers P1 and P2 of the
ただし、Lレベル信号の接点入力信号S1”の入力には、入力接点Nが開放状態以外に接点入力部2において、Lレベル信号の出力異常を発生するLレベル固定故障、例えばフォトカプラP2のフォトトランジスタT2が非導通側に故障して、接点入力部2の接点電圧入力端子2aに直流電源EからフォトカプラP1及びP2に電流が一切流れなくなる故障が考えられる。
However, when the contact input signal S1 ″ of the L level signal is input, an L level fixed fault that causes an output error of the L level signal at the
ステップs3内のステップs31は、ステップs11と同様に出力タイミングt1において、入力制御信号出力部4bから全群の接点入力部群3に対して入力制御信号S2をLレベル信号とした出力データを出力する。
In step s31 in step s3, output data with the input control signal S2 as an L level signal is output from the input control
ステップs3内のステップs32は、ステップs12と同様に出力タイミングt2において、入力アドレス信号デコーダ部4cからFB入力アドレス信号S3’をLレベル信号からHレベル信号として出力する。
In step s32 in step s3, the FB input address signal S3 'is output from the L level signal to the H level signal from the input address
FB入力アドレス信号S3’がHレベル信号の状態の入力タイミングt3において、FB信号入力部4dに入力した全群のFB入力制御信号S2’と、入力制御信号出力部4bから出力した全群の入力制御信号S2とが一致しているか否かを判定する。一致していない場合には、入力制御信号出力部4b等の出力インタフェイスに故障等があることが考えられる。
At the input timing t3 when the FB input address signal S3 ′ is the H level signal, the FB input control signal S2 ′ of the entire group input to the FB
ステップs3内のステップs33は出力タイミングt4において、特定接点入力部群3’のみに対して入力アドレス信号S3をLレベル信号からHレベル信号として出力する。そして、入力アドレス信号S3のHレベル信号の状態の入力タイミングt5において、データバスを介して全接点入力信号S1を接点入力信号入力部4aに入力し、入力した全接点入力信号S1に含まれる特定接点入力部群3’内の接点入力部2の接点入力信号S1”が、Lレベル信号であるか否かを判定する。なお、出力タイミングt2、入力タイミングt5は回路の遅延時間dを考慮して決定される。
Step s33 in step s3 outputs the input address signal S3 from the L level signal to the H level signal only for the specific contact input unit group 3 'at the output timing t4. Then, at the input timing t5 in the state of the H level signal of the input address signal S3, the all contact input signal S1 is input to the contact input
接点入力信号S1”がLレベル信号の場合には、特定接点入力部群3’内の接点入力部2に接続した入力接点Nが閉成状態であることを判定する。Hレベル信号の場合にはステップs13と同じように特定接点入力部群3’内の接点入力部2において、Hレベル信号の出力異常等の発生するHレベル固定故障と判定する。これらのステップs1〜s3の処理は順次に接点入力部群3単位で行われる。
When the contact input signal S1 ″ is an L level signal, it is determined that the input contact N connected to the
続いて、ステップs1〜s3の処理を行った場合の接点電流合計値及び変化量の低減効果について説明する。接点入力部2において、入力接点Nが閉成状態でLレベルの入力制御信号S2を受信した場合には、入力接点Nに抵抗R1と抵抗R2による電流Iaが流れる。一方、入力接点Nが閉成状態でHレベルの入力制御信号S2を受信した場合には、入力接点Nには抵抗R1による電流Ibが流れる。R1:R2=1:2とした場合、電流Ia:電流Ib=1:3となる。
Subsequently, the reduction effect of the contact current total value and the amount of change when the processes of steps s1 to s3 are performed will be described. In the
例えば、群数をm個とした接点入力部群3のそれぞれに、1個の入力接点N及び接点入力部2を配置し、これらの全入力接点Nが閉成状態とした場合に入力接点Nに流れる接点電流合計値を計算する。
For example, when one input contact N and
ステップs1の特定接点入力部群3’及び他の接点入力部群3の入力制御信号S2をLレベルにしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ia
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ia
合計の接点電流(s1)=Ia+(m−1)Ia=mIa
The contact current when the input control signal S2 of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s1) = Ia + (m−1) Ia = mIa
ステップs2の特定接点入力部群3’の入力制御信号をHレベル、他の接点入力部群3の入力制御信号S2をLレベルにしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ib
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ia
合計の接点電流(s2)=Ib+(m−1)Ia=(m+2)Ia
The contact current when the input control signal of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s2) = Ib + (m−1) Ia = (m + 2) Ia
ステップs3の特定接点入力部群3’及び他の接点入力部群3の入力制御信号S2をLレベルにしたときの接点電流は、次の通りとなる。
特定接点入力部群3’の接点電流=Ia
その他の接点入力部群3の接点電流=(m−1)Ia
合計の接点電流(s3)=Ia+(m−1)Ia=mIa
The contact current when the input control signal S2 of the specific contact
Contact current of specific contact
Contact current of other contact
Total contact current (s3) = Ia + (m−1) Ia = mIa
ここで、例えば、m=1、m=10、m=20とした際の接点電流合計値及び変化量を計算すると、
m=1のときは、接点電流(s1)はIa、接点電流(s2)は:3Ia、接点電流(s3)はIaとなり、変化量の最大は2Iaである。
Here, for example, when the contact current total value and the amount of change when m = 1, m = 10, and m = 20 are calculated,
When m = 1, the contact current (s1) is Ia, the contact current (s2) is: 3Ia, the contact current (s3) is Ia, and the maximum amount of change is 2Ia.
m=10のときは、接点電流(s1)は10Ia、接点電流(s2)は12Ia、接点電流(s3)は10Iaとなり、変化量の最大は2Iaである。 When m = 10, the contact current (s1) is 10 Ia, the contact current (s2) is 12 Ia, the contact current (s3) is 10 Ia, and the maximum amount of change is 2 Ia.
m=20のときは、接点電流(s1)は20Ia、接点電流(s2)は22Ia、接点電流(s3)は20Iaとなり、変化量の最大は2Iaである。 When m = 20, the contact current (s1) is 20 Ia, the contact current (s2) is 22 Ia, the contact current (s3) is 20 Ia, and the maximum amount of change is 2 Ia.
以上の説明で明らかなように、本発明による接点電流合計値は、従来の接点電流合計値に比べて、接点電流(s1)が大幅に減少し、群数mの増加に対して比例関係が成立する。また、接点電流合計値の変化量についても群数mの増加と無関係となり、変化量は均一となる。 As is apparent from the above description, the contact current total value according to the present invention has a proportional relationship with the increase in the number of groups m because the contact current (s1) is greatly reduced compared to the conventional contact current total value. To establish. Also, the amount of change in the contact current total value is irrelevant to the increase in the number of groups m, and the amount of change is uniform.
これにより、直流電源Eである電源装置には、従来より負荷性能や容量の制約が緩和され、消費電力も低くなることから運用コストを低くすることができる。 Thereby, in the power supply device which is the DC power supply E, the load performance and capacity restrictions are relaxed as compared with the conventional one, and the power consumption is also reduced, so that the operation cost can be reduced.
なお、本実施例においては、ステップs1〜s3を用いて、入力接点Nの閉成状態を判定したが、ステップs1、s2だけ又はステップs2、s3だけであっても支障はない。ステップs1、s2だけの場合は、ステップs23の接点入力信号S1”がHレベルの場合には、入力接点Nの閉成状態であると判定する処理となる。また、ステップs2、s3だけの場合は、ステップs21から開始する。 In the present embodiment, the closed state of the input contact N is determined using steps s1 to s3. However, there is no problem even if only steps s1 and s2 or steps s2 and s3 are used. In the case of only steps s1 and s2, when the contact input signal S1 ″ in step s23 is at the H level, it is determined that the input contact N is in a closed state. Also, in the case of only steps s2 and s3. Starts from step s21.
本実施例においては、従来の接点電流合計値及び変化量に比べて、接点電流合計値の低減化、変化量の均一化が図れ、かつ消費電力の低減化も図れる。また、電源装置に関しても、従来例に比べて電流容量の小さいものを採用することができ、安価に運用することが可能である。 In the present embodiment, compared to the conventional contact current total value and change amount, the contact current total value can be reduced, the change amount can be made uniform, and the power consumption can be reduced. In addition, a power supply device having a smaller current capacity than that of the conventional example can be adopted and can be operated at low cost.
1 接点入力制御装置
2 接点入力部
2a 接点電圧入力端子
2b マイナス入力端子
2c 出力端子
2d 入力端子
3 接点入力部群
3’ 特定接点入力部群
3a エッジトリガ型DFF
4 制御部
4a 接点入力信号入力部
4b 入力制御信号出力部
4c 入力アドレス信号デコーダ部
4d FB信号入力部
E 直流電源
DESCRIPTION OF
4
Claims (8)
前記接点入力部は、外部の直流電源のプラス側を入力接点を介して接続する接点電圧入力端子と、前記直流電源のマイナス側を接続するマイナス入力端子と、前記エッジトリガ回路に対して接点入力信号を出力する出力端子と、前記制御部からの入力制御信号を入力する入力端子とを備えており、
前記制御部は、前記エッジトリガ回路からデータバスを介して全接点入力信号を入力する接点入力信号入力部と、前記接点入力部の前記入力端子に対して入力制御信号を出力する入力制御信号出力部と、前記エッジトリガ回路に入力アドレス信号を出力する入力アドレス信号デコーダ部と、前記入力制御信号出力部からのフィードバック入力制御信号を入力するFB信号入力部とを備えており、
前記エッジトリガ回路は前記制御部から入力アドレス信号の変化信号を受信すると、入力した前記接点入力信号を前記データバスを介して前記制御部に出力することを特徴とする接点入力制御装置。 A contact input unit group including an edge trigger circuit connected to the contact input unit, including one or more contact input units, and one control unit connected to the one or more contact input unit groups;
The contact input unit includes a contact voltage input terminal for connecting a positive side of an external DC power source via an input contact, a negative input terminal for connecting a negative side of the DC power source, and a contact input to the edge trigger circuit. An output terminal for outputting a signal, and an input terminal for inputting an input control signal from the control unit;
The control unit inputs a contact input signal from the edge trigger circuit via a data bus, and an input control signal output that outputs an input control signal to the input terminal of the contact input unit An input address signal decoder unit that outputs an input address signal to the edge trigger circuit, and an FB signal input unit that inputs a feedback input control signal from the input control signal output unit,
When the edge trigger circuit receives a change signal of an input address signal from the control unit, the edge trigger circuit outputs the input contact input signal to the control unit via the data bus.
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