JP6476835B2 - Signal converter - Google Patents

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Description

本発明は、バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置に係り、特に、危険場所に設置される信号変換装置に関する。   The present invention relates to a signal conversion device that receives a contact signal instructing valve operation, converts it into a control signal that drives an electromagnetic valve that controls the valve operation, and outputs the control signal to a control signal line connected to the electromagnetic valve. The present invention relates to a signal conversion device installed in a dangerous place.

図11は、危険場所に設置されたバルブを、ソレノイド型電磁弁300を用いて遠隔操作するシステムの構成例を示している。ここでは、「危険場所」は、工場電気設備防爆指針で特別危険箇所、第1類危険箇所、第2類危険箇所に分類される危険場所を意味するものとするが、他の指針、規格等により定められる「危険場所」としてもよい。   FIG. 11 shows a configuration example of a system for remotely operating a valve installed in a dangerous place using a solenoid type electromagnetic valve 300. Here, “hazardous location” means a hazardous location classified as a special hazardous location, type 1 hazardous location, or type 2 hazardous location in the factory electrical equipment explosion proof guidelines, but other guidelines, standards, etc. It may be a “dangerous place” defined by

本図において、ソレノイド型電磁弁300、空気圧開閉器301、バルブ302が危険場所に配置され、接点情報制御部310、接点スイッチ320、電源330、防爆バリア340、電流測定器360が安全場所に設置されている。防爆バリア340とソレノイド型電磁弁300とは、制御信号線350で接続されている。   In this figure, a solenoid type electromagnetic valve 300, a pneumatic switch 301, and a valve 302 are arranged in a dangerous place, and a contact information control unit 310, a contact switch 320, a power source 330, an explosion-proof barrier 340, and a current measuring device 360 are installed in a safe place. Has been. The explosion-proof barrier 340 and the solenoid type electromagnetic valve 300 are connected by a control signal line 350.

オペレータが接点情報制御部310にバルブ動作を指示すると、接点スイッチ320がオンになり、電源330から防爆バリア340および制御信号線350を介してソレノイド型電磁弁300に電力が供給され、ソレノイド型電磁弁300を駆動する。ソレノイド型電磁弁300が駆動すると空気圧開閉器301によりバルブ302が動作することになる。なお、防爆バリア340は、危険場所に設置されたソレノイド型電磁弁300に制御信号線350を介して出力される電圧と電流を制限するために用いられている。   When the operator instructs the contact information control unit 310 to operate the valve, the contact switch 320 is turned on, power is supplied from the power source 330 to the solenoid type solenoid valve 300 via the explosion-proof barrier 340 and the control signal line 350, and the solenoid type electromagnetic The valve 300 is driven. When the solenoid type electromagnetic valve 300 is driven, the valve 302 is operated by the pneumatic switch 301. The explosion-proof barrier 340 is used to limit the voltage and current output via the control signal line 350 to the solenoid type electromagnetic valve 300 installed in the hazardous area.

制御信号線350は有線であるため、断線等の開路故障が発生する場合がある。この開路故障を検出するため、電源330と接点スイッチ320との間に電流測定器360が配置され、電流測定器360の測定結果が接点情報制御部310の診断部311に入力されるようになっている。   Since the control signal line 350 is wired, an open circuit failure such as disconnection may occur. In order to detect this open circuit failure, a current measuring device 360 is arranged between the power supply 330 and the contact switch 320, and the measurement result of the current measuring device 360 is input to the diagnosis unit 311 of the contact information control unit 310. ing.

制御信号線350に開路故障が発生していない場合には、接点スイッチ320がオンになったときに制御信号線350に電源330から電流が流れる。一方、制御信号線350に開路故障が発生している場合には、接点スイッチ320がオンになっても制御信号線350には電流が流れない。   When an open circuit failure has not occurred in the control signal line 350, a current flows from the power source 330 to the control signal line 350 when the contact switch 320 is turned on. On the other hand, when an open circuit failure has occurred in the control signal line 350, no current flows through the control signal line 350 even when the contact switch 320 is turned on.

このため、診断部311は、接点スイッチ320をオンに切り替えたときの電流測定器360の測定結果に基づいて、開路故障の診断を行なうようにしている。具体的には、接点スイッチ320をオンにしたときに、電流測定器360が電流を検出した場合には開路故障は発生していないと診断し、接点スイッチ320をオンにしたときに、電流測定器360が電流を検出しない場合には開路故障が発生したと診断する。   For this reason, the diagnosis unit 311 diagnoses an open circuit failure based on the measurement result of the current measuring device 360 when the contact switch 320 is switched on. Specifically, if the current measuring device 360 detects a current when the contact switch 320 is turned on, it is diagnosed that an open circuit failure has not occurred, and the current measurement is performed when the contact switch 320 is turned on. If the device 360 does not detect current, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred.

特表2003−528269Special table 2003-528269

制御信号線350による有線でのバルブ遠隔操作は、制御信号線350を安全場所から危険場所まで敷設する必要があるが、近年、無線でバルブ遠隔操作を行なうことが提案されている。無線でバルブ遠隔操作を行なうようにすれば、安全場所から危険場所まで制御信号線350を敷設する必要がなくなる。   In the remote valve operation by wire using the control signal line 350, it is necessary to lay the control signal line 350 from a safe place to a dangerous place. Recently, it has been proposed to perform the remote valve operation wirelessly. If the valve remote operation is performed wirelessly, it is not necessary to lay the control signal line 350 from the safe place to the dangerous place.

図12は、無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムの構成例を示す図である。本図において、安全場所に、操作を行なう端末装置410と端末側無線通信装置420とが設置され、危険場所に、バルブ側無線通信装置430と信号変換装置440とソレノイド型電磁弁300と空気圧開閉器301とバルブ302とが設置されている。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a system for performing remote valve operation wirelessly. In this figure, a terminal device 410 and a terminal-side wireless communication device 420 are installed in a safe place, and a valve-side wireless communication device 430, a signal converter 440, a solenoid type electromagnetic valve 300, and a pneumatic switch are opened and closed in a dangerous place. A container 301 and a valve 302 are installed.

オペレータが端末装置410でバルブ動作を指示すると、端末装置410に接続された端末側無線通信装置420からバルブ側無線通信装置430に動作指示が無線で伝送される。バルブ側無線通信装置430は、この動作指示を接点信号として信号変換装置440に出力する。   When the operator instructs the valve operation with the terminal device 410, the operation instruction is wirelessly transmitted from the terminal side wireless communication device 420 connected to the terminal device 410 to the valve side wireless communication device 430. The valve-side wireless communication device 430 outputs this operation instruction as a contact signal to the signal conversion device 440.

本質安全防爆機器である信号変換装置440は、接点情報制御部441、電池442、防爆バリア443、接点スイッチ444を備えている。接点スイッチ444とソレノイド型電磁弁300とは、制御信号線450で接続されている。接点情報制御部441は、バルブ側無線通信装置430からの接点信号にしたがって、接点スイッチ444のオンオフを切り替える。   A signal conversion device 440 that is an intrinsically safe explosion-proof device includes a contact information control unit 441, a battery 442, an explosion-proof barrier 443, and a contact switch 444. The contact switch 444 and the solenoid type electromagnetic valve 300 are connected by a control signal line 450. The contact information control unit 441 switches on / off of the contact switch 444 in accordance with a contact signal from the valve-side wireless communication device 430.

接点スイッチ444がオンになると、制御信号線450に制御信号が流れ、電池442から供給される電力によりソレノイド型電磁弁300を駆動する。ソレノイド型電磁弁300が動作すると空気圧開閉器301によりバルブ302が動作することになる。   When the contact switch 444 is turned on, a control signal flows through the control signal line 450 and the solenoid type electromagnetic valve 300 is driven by electric power supplied from the battery 442. When the solenoid type electromagnetic valve 300 is operated, the valve 302 is operated by the pneumatic switch 301.

防爆バリア443は、ソレノイド型電磁弁300に制御信号線450を介して出力される制御信号の電圧と電流を制限するために用いられている。図13は、防爆バリア443の構成例を示す図である。本図に示すように、防爆バリア443は、電流を制限する電流制限部と電圧を制限する電圧制限部とを備えている。ここでは、電流制限部は、抵抗R11で構成し、電圧制限部はツェナーダイオードZD11、ZD12で構成している。   The explosion-proof barrier 443 is used to limit the voltage and current of the control signal output to the solenoid type electromagnetic valve 300 via the control signal line 450. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the explosion-proof barrier 443. As shown in the figure, the explosion-proof barrier 443 includes a current limiting unit that limits the current and a voltage limiting unit that limits the voltage. Here, the current limiting unit is configured by a resistor R11, and the voltage limiting unit is configured by Zener diodes ZD11 and ZD12.

無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムでは、安全場所から危険場所まで有線を敷設する必要はないが、危険場所で信号変換装置440からソレノイド型電磁弁300まで有線で制御信号線450を敷設することになる。   In a system that performs valve remote control wirelessly, it is not necessary to lay a wired line from a safe place to a dangerous place, but to lay a control signal line 450 wired from the signal conversion device 440 to the solenoid type electromagnetic valve 300 in the dangerous place. Become.

このため、制御信号線450の開路故障検出を行ないたい場合がある。制御信号線450の開路故障検出を行なうためには、例えば、図14に示すように、信号変換装置440とソレノイド型電磁弁300との間に電流測定器460を接続し、接点信号がオンのときに流れる電流を検出することが考えられる。   For this reason, there is a case where it is desired to detect an open circuit fault of the control signal line 450. In order to detect an open circuit failure of the control signal line 450, for example, as shown in FIG. 14, a current measuring device 460 is connected between the signal converter 440 and the solenoid type solenoid valve 300, and the contact signal is turned on. It is conceivable to detect the current that sometimes flows.

しかしながら、本質安全防爆機器である信号変換装置440の外部に電流測定器460を接続するためには、電流測定器460が以下の3つの条件を満たす必要がある。
1)本質安全防爆認定を受けた機器であること
2)制御信号線450に印加された電圧および電流を電気的に受けることができる機器であること
3)制限された電流および電圧をソレノイド型電磁弁300に供給できる機器であること
ところが、これらの条件を満たす電流測定器460は一般的ではない。また、本質安全防爆機器の運用方法として、本質安全防爆機器の並列接続は認められておらず、危険場所においてこのような接続を実現することはできない。このため、危険場所に敷設された制御信号線の開路故障を検出することは容易ではない。
However, in order to connect the current measuring device 460 to the outside of the signal converter 440 that is an intrinsically safe explosion-proof device, the current measuring device 460 needs to satisfy the following three conditions.
1) Equipment that has received intrinsically safe explosion-proof certification 2) Equipment that can electrically receive the voltage and current applied to the control signal line 450 3) Solenoid type electromagnetic with limited current and voltage Although the device can supply the valve 300, the current measuring device 460 that satisfies these conditions is not common. In addition, as an operation method of intrinsically safe explosion-proof equipment, parallel connection of intrinsically safe explosion-proof equipment is not permitted, and such connection cannot be realized in a hazardous area. For this reason, it is not easy to detect an open circuit failure of the control signal line laid in the dangerous place.

そこで、本発明は、無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムにおいて、電磁弁を駆動する制御信号が流れる制御信号線の開路故障を検出できるようにすることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to enable detection of an open circuit failure of a control signal line through which a control signal for driving an electromagnetic valve flows in a system that performs remote valve operation wirelessly.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様である信号変換装置は、バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、前記電磁弁に電力を供給する電池と、前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、前記電池と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、前記接点信号に基づいて、前記接点スイッチおよび前記第2接点スイッチを制御する接点情報制御部と、前記防爆バリアが出力する電流を検出する電流検出部と、前記接点スイッチおよび前記第2接点スイッチがオンのときの前記電流検出部の検出結果に基づいて、前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記第2接点スイッチと並列にプルアップ抵抗を接続してもよい。
上記課題を解決するため、本発明の第2の態様である信号変換装置は、バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、前記電磁弁に電力を供給する電池と、前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、前記電池と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、前記第2接点スイッチと並列に接続されたプルアップ抵抗と、前記プルアップ抵抗の前記電池側の電圧を検出する電圧検出部と、前記接点信号に基づいて、前記第2接点スイッチをオンにした後、前記接点スイッチをオンに切り替える接点情報制御部と、前記第2接点スイッチのみがオンのときの前記電圧検出部の検出電圧と、前記第2接点スイッチおよび前記接点スイッチがオンのときの前記電圧検出部の検出電圧との差に基づいて前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、を備えたことを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の第3の態様である信号変換装置は、バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、前記電磁弁に電力を供給する電池と、前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、前記電池に接続された短絡電流制限用抵抗と、前記短絡電流制限用抵抗と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、前記第2接点スイッチと並列に接続されたプルアップ抵抗と、前記短絡電流制限用抵抗を流れる電流を検出する電流検出部と、前記接点信号に基づいて、前記第2接点スイッチをオンにした後、前記接点スイッチをオンに切り替える接点情報制御部と、前記第2接点スイッチのみがオンのときの前記電流検出部の検出電流と、前記第2接点スイッチおよび前記接点スイッチがオンのときの前記電流検出部の検出電流との差に基づいて前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the signal conversion device according to the first aspect of the present invention receives a contact signal instructing valve operation, converts it into a control signal for driving an electromagnetic valve for controlling the valve operation, A signal conversion device that outputs to a control signal line connected to the solenoid valve, the battery supplying power to the solenoid valve, an explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line, and the explosion-proof A contact switch provided between the barrier and the control signal line; a second contact switch provided between the battery and the explosion-proof barrier; and the contact switch and the second based on the contact signal. A contact information control unit for controlling the contact switch, a current detection unit for detecting a current output from the explosion-proof barrier, and a current detection unit when the contact switch and the second contact switch are on. Based on the output results, characterized by comprising a diagnosis unit, a detecting open circuit failure of the control signal line.
Here, a pull-up resistor may be connected in parallel with the second contact switch.
In order to solve the above problems, a signal conversion device according to a second aspect of the present invention receives a contact signal instructing valve operation, converts it into a control signal for driving an electromagnetic valve for controlling the valve operation, A signal conversion device that outputs to a control signal line connected to the solenoid valve, the battery supplying power to the solenoid valve, an explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line, and the explosion-proof A contact switch provided between the barrier and the control signal line; a second contact switch provided between the battery and the explosion-proof barrier; and a pull-up resistor connected in parallel with the second contact switch. And a voltage detection unit for detecting the voltage on the battery side of the pull-up resistor, and contact information for turning on the contact switch after turning on the second contact switch based on the contact signal Based on the difference between the detection voltage of the control unit and the voltage detection unit when only the second contact switch is on, and the detection voltage of the voltage detection unit when the second contact switch and the contact switch are on. And a diagnostic unit for detecting an open circuit fault of the control signal line.
In order to solve the above problem, a signal conversion device according to a third aspect of the present invention receives a contact signal instructing valve operation, converts it into a control signal for driving an electromagnetic valve for controlling the valve operation, A signal conversion device that outputs to a control signal line connected to the solenoid valve, the battery supplying power to the solenoid valve, an explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line, and the explosion-proof A contact switch provided between the barrier and the control signal line; a short-circuit current limiting resistor connected to the battery; and a second contact provided between the short-circuit current limiting resistor and the explosion-proof barrier. A switch, a pull-up resistor connected in parallel with the second contact switch, a current detection unit for detecting a current flowing through the short-circuit current limiting resistor, and the second contact switch based on the contact signal. After that, the contact information control unit that turns on the contact switch, the detection current of the current detection unit when only the second contact switch is on, and the second contact switch and the contact switch are on And a diagnostic unit for detecting an open circuit failure of the control signal line based on a difference from a detected current of the current detecting unit.

本発明によれば、無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムにおいて、電磁弁を駆動する制御信号が流れる制御信号線の開路故障を検出できるようになる。   According to the present invention, in a system that performs remote valve operation wirelessly, it becomes possible to detect an open circuit failure of a control signal line through which a control signal for driving an electromagnetic valve flows.

本実施形態における無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the system which performs valve | bulb remote operation by radio | wireless in this embodiment. 電流検出部の第1実施例を示す図である。It is a figure which shows 1st Example of a current detection part. 電流検出部の第1実施例の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of 1st Example of an electric current detection part. 電流検出部の第2実施例を示す図である。It is a figure which shows 2nd Example of a current detection part. 電流検出部の第3実施例を示す図である。It is a figure which shows 3rd Example of an electric current detection part. 電池の消費を抑えるための信号変換装置の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the signal converter for suppressing consumption of a battery. ソレノイド型電磁弁の誤動作を防ぐための信号変換装置の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the signal converter for preventing the malfunctioning of a solenoid type solenoid valve. ソレノイド型電磁弁の誤動作を防ぎ、電池の消費を抑えるための信号変換装置のさらなる別例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the signal converter for preventing the malfunctioning of a solenoid type solenoid valve, and suppressing consumption of a battery. 電圧検出部に換えて電流検出部を用いた場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of using a current detection part instead of a voltage detection part. 短絡判定用の基準負荷を用いた構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example using the reference | standard load for short circuit determination. 危険場所に設置されたバルブを、ソレノイド型電磁弁を用いて遠隔操作するシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the system which operates the valve installed in the dangerous place remotely using a solenoid type solenoid valve. 無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the system which performs valve | bulb remote operation by radio | wireless. 防爆バリアの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an explosion-proof barrier. 無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムにおいて、制御信号線の開路故障を検出する構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example which detects the open circuit failure of a control signal line in the system which performs valve | bulb remote operation by radio | wireless.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態における無線でバルブ遠隔操作を行なうシステムの構成例を示す図である。本システムにおいて、安全場所に、操作を行なう端末装置210と端末側無線通信装置220とが設置され、危険場所に、バルブ側無線通信装置230と信号変換装置100とソレノイド型電磁弁200と空気圧開閉器201とバルブ202とが設置されている。ソレノイド型電磁弁200等は、複数台設置してもよい。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a system for performing a valve remote operation wirelessly according to the present embodiment. In this system, a terminal device 210 and a terminal-side wireless communication device 220 are installed in a safe place, and a valve-side wireless communication device 230, a signal conversion device 100, a solenoid type electromagnetic valve 200, and a pneumatic switch are opened and closed in a dangerous place. A vessel 201 and a valve 202 are installed. A plurality of solenoid type solenoid valves 200 and the like may be installed.

オペレータが端末装置210でバルブ動作を指示すると、端末装置210に接続された端末側無線通信装置220からバルブ側無線通信装置230に動作指示が無線で伝送される。バルブ側無線通信装置230は、この動作指示を接点信号として信号変換装置100に出力する。   When the operator instructs the valve operation with the terminal device 210, the operation instruction is wirelessly transmitted from the terminal side wireless communication device 220 connected to the terminal device 210 to the valve side wireless communication device 230. The valve-side wireless communication device 230 outputs this operation instruction to the signal conversion device 100 as a contact signal.

本質安全防爆機器である信号変換装置100は、接点情報制御部110、接点スイッチ120、電池130、防爆バリア140、電流検出部150を備えており、耐圧防爆型の筐体に収められている。接点スイッチ120とソレノイド型電磁弁200とは、制御信号線240で接続されている。接点情報制御部110は、バルブ側無線通信装置230からの接点信号にしたがって、接点スイッチ120のオンオフを切り替える。   The signal conversion device 100 that is an intrinsically safe explosion-proof device includes a contact information control unit 110, a contact switch 120, a battery 130, an explosion-proof barrier 140, and a current detection unit 150, and is housed in a pressure-proof explosion-proof housing. The contact switch 120 and the solenoid type electromagnetic valve 200 are connected by a control signal line 240. The contact information control unit 110 switches the contact switch 120 on and off in accordance with a contact signal from the valve-side wireless communication device 230.

接点スイッチ120がオンになると、制御信号線240に制御信号が流れ、電池130から供給される電力によりソレノイド型電磁弁200を駆動する。ソレノイド型電磁弁200が動作すると空気圧開閉器201によりバルブ202が動作することになる。   When the contact switch 120 is turned on, a control signal flows through the control signal line 240, and the solenoid type electromagnetic valve 200 is driven by the power supplied from the battery 130. When the solenoid type electromagnetic valve 200 is operated, the valve 202 is operated by the pneumatic switch 201.

防爆バリア140は、ソレノイド型電磁弁200に制御信号線240を介して出力される制御信号の電圧と電流を制限するために用いられている。本図に示すように、防爆バリア140は、電流を制限する電流制限部141と電圧を制限する電圧制限部142とを備えている。   The explosion-proof barrier 140 is used to limit the voltage and current of the control signal output to the solenoid type electromagnetic valve 200 via the control signal line 240. As shown in the figure, the explosion-proof barrier 140 includes a current limiting unit 141 that limits current and a voltage limiting unit 142 that limits voltage.

危険場所に敷設された制御信号線240は有線であるため、断線等の開路故障が発生する場合がある。この開路故障を検出するため、電流検出部150が設けられている。電流検出部150は、防爆バリア140が出力する電流を検出し、電流検出部150の検出結果が接点情報制御部110の診断部111に入力されるようになっている。   Since the control signal line 240 laid in the hazardous area is wired, an open circuit failure such as disconnection may occur. In order to detect this open circuit failure, a current detector 150 is provided. The current detection unit 150 detects the current output from the explosion-proof barrier 140, and the detection result of the current detection unit 150 is input to the diagnosis unit 111 of the contact information control unit 110.

制御信号線240に開路故障が発生していない場合には、接点スイッチ120がオンになったときに制御信号線240に電池130から電流が流れる。一方、制御信号線240に開路故障が発生している場合には、接点スイッチ120がオンになっても制御信号線240には電流が流れない。   When an open circuit failure has not occurred in the control signal line 240, a current flows from the battery 130 to the control signal line 240 when the contact switch 120 is turned on. On the other hand, when an open circuit fault has occurred in the control signal line 240, no current flows through the control signal line 240 even when the contact switch 120 is turned on.

このため、診断部111は、接点スイッチ120をオンに切り替えたときの電流検出部150の検出結果に基づいて、開路故障の診断を行なうようにしている。具体的には、接点スイッチ120をオンにしたときに、電流検出部150が電流を検出した場合には開路故障は発生していないと診断し、接点スイッチ120をオンにしたときに、電流検出部150が電流を検出しない場合には開路故障が発生したと診断する。   Therefore, the diagnosis unit 111 diagnoses an open circuit failure based on the detection result of the current detection unit 150 when the contact switch 120 is switched on. Specifically, when the contact switch 120 is turned on, if the current detection unit 150 detects a current, it is diagnosed that no open circuit fault has occurred, and when the contact switch 120 is turned on, the current detection is performed. When the unit 150 does not detect the current, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred.

診断部111は、開路故障が発生したと診断した場合には、例えば、バルブ側無線通信装置230、端末側無線通信装置220を介して、端末装置210に警報を出力する。   When the diagnosis unit 111 diagnoses that an open circuit failure has occurred, for example, the diagnosis unit 111 outputs an alarm to the terminal device 210 via the valve-side wireless communication device 230 and the terminal-side wireless communication device 220.

本実施形態の信号変換装置100は、本質安全防爆機器内で電流を検出するため、外部に電流測定器を接続する必要はなく、直接ソレノイド型電磁弁200を接続することができる。このため、危険場所において使用することが認められ、危険場所に敷設された制御信号線240の開路故障を検出することができるようになる。   Since the signal conversion device 100 of the present embodiment detects the current in the intrinsically safe explosion-proof device, it is not necessary to connect a current measuring device to the outside, and the solenoid type electromagnetic valve 200 can be directly connected. For this reason, use in a dangerous place is permitted, and an open circuit failure of the control signal line 240 installed in the dangerous place can be detected.

信号変換装置100の電流検出部150の具体的な構成例について説明する。図2は、電流検出部150の第1実施例を示す図である。なお、防爆バリア140は、抵抗R1で電流制限部141を構成し、並列に接続されたツェナーダイオードZD1、ZD2で電圧制限部142を構成している。そして、接点スイッチ120がオフのときに電流制限部141に電流が流れないように電流制限部141を電圧制限部よりも接点スイッチ120側に配置している。もちろん、他の部品により防爆バリア140を構成してもよい。例えば、複数個の抵抗で電流制限部141を構成したり、ツェナーダイオードを別の組み合わせとしてもよい。   A specific configuration example of the current detection unit 150 of the signal conversion device 100 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the current detection unit 150. In the explosion-proof barrier 140, the resistor R1 constitutes a current limiting part 141, and the Zener diodes ZD1 and ZD2 connected in parallel constitute a voltage limiting part 142. The current limiter 141 is arranged closer to the contact switch 120 than the voltage limiter so that no current flows through the current limiter 141 when the contact switch 120 is off. Of course, the explosion-proof barrier 140 may be constituted by other parts. For example, the current limiting unit 141 may be configured with a plurality of resistors, or Zener diodes may be combined in another combination.

第1実施例では、電流検出部150を分圧器151a、分圧器151b、AD変換器152a、AD変換器152bで構成し、電流制限部141である抵抗R1の両端の電圧に比例する値を取得して診断部111に入力する。なお、電流制限用の抵抗R1に加え、電流検出用の抵抗を別途直列に接続するようにしてもよい。この場合、信号変換装置100内の電圧制限部142の後段に接続すればよく、防爆バリア140外であってもよい。   In the first embodiment, the current detection unit 150 includes a voltage divider 151a, a voltage divider 151b, an AD converter 152a, and an AD converter 152b, and obtains a value proportional to the voltage across the resistor R1 that is the current limiting unit 141. And input to the diagnosis unit 111. In addition to the current limiting resistor R1, a current detecting resistor may be separately connected in series. In this case, what is necessary is just to connect to the back | latter stage of the voltage limiting part 142 in the signal converter 100, and you may be outside the explosion-proof barrier 140.

ここで、分圧器151a、分圧器151bは、AD変換器152a、AD変換器152bに入力される電圧が、AD変換器152a、AD変換器152bの耐電圧より小さくなるように制限するために設けられており、その分圧比は既知である。   Here, the voltage divider 151a and the voltage divider 151b are provided for limiting the voltage input to the AD converter 152a and the AD converter 152b to be smaller than the withstand voltage of the AD converter 152a and the AD converter 152b. The partial pressure ratio is known.

分圧器151aの出力値はAD変換器152aでディジタル変換され、分圧器151bの出力値はAD変換器152bでディジタル変換され、それぞれ、抵抗R1の両端の電圧に比例する値となる。   The output value of the voltage divider 151a is digitally converted by the AD converter 152a, and the output value of the voltage divider 151b is digitally converted by the AD converter 152b, and each becomes a value proportional to the voltage across the resistor R1.

診断部111は、分圧器151a、分圧器151bの分圧比、抵抗R1の値に基づいて、防爆バリア140が出力する電流の値を算出することができる。すなわち、抵抗R1における電圧降下値を抵抗R1の値で割ることにより、防爆バリア140が出力する電流の値が得られる。診断部111は、接点スイッチ120をオンに切り替えたときに、防爆バリア140が電流を出力している場合には開路故障は発生していないと診断し、防爆バリア140が電流を出力していない場合には開路故障が発生したと診断する。   The diagnosis unit 111 can calculate the value of the current output from the explosion-proof barrier 140 based on the voltage dividing ratio of the voltage divider 151a and the voltage divider 151b and the value of the resistance R1. That is, the value of the current output by the explosion-proof barrier 140 is obtained by dividing the voltage drop value at the resistor R1 by the value of the resistor R1. The diagnosis unit 111 diagnoses that an open circuit failure has not occurred when the explosion-proof barrier 140 outputs a current when the contact switch 120 is turned on, and the explosion-proof barrier 140 does not output a current. In this case, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred.

また、本実施例では、AD変換器152aとAD変換器152bの出力に基づいて抵抗R1に流れる電流の値自体を取得することができるため、取得した電流が所定の値以上であれば制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。ここで、所定の値は、ソレノイド型電磁弁200の動作電流を基準に定めることができる。   In this embodiment, since the value of the current flowing through the resistor R1 can be acquired based on the outputs of the AD converter 152a and the AD converter 152b, the control signal can be used if the acquired current is equal to or greater than a predetermined value. You may make it diagnose that the short circuit fault generate | occur | produced on the line 240. FIG. Here, the predetermined value can be determined based on the operating current of the solenoid type electromagnetic valve 200.

また、診断部111は、抵抗R1に流れる電流の値を所定間隔で記録するようにしてもよい。この場合、電流値の変化傾向を取得できるため、電池130の消耗度や制御信号線240の経時劣化等を診断できるようになる。例えば、電流値が徐々に低くなる傾向であれば、電池130が徐々に消耗している状況が把握でき、電流値が急激に変化した場合には、制御信号線240に何らかの異常が発生したと診断することができる。   The diagnosis unit 111 may record the value of the current flowing through the resistor R1 at a predetermined interval. In this case, since the change tendency of the current value can be acquired, it becomes possible to diagnose the degree of wear of the battery 130, the deterioration with time of the control signal line 240, and the like. For example, if the current value tends to gradually decrease, it is possible to grasp the situation where the battery 130 is gradually depleted, and if the current value changes rapidly, it is assumed that some abnormality has occurred in the control signal line 240. Can be diagnosed.

図3は、電流検出部150の第1実施例の変形例を示す図である。上述の第1実施例では、2個のAD変換器152a、152bを用いていたが、変形例では、1個のAD変換器152としている。そして、分圧器151a、分圧器151bの出力を、切り替えスイッチ153により切り替えて順番にAD変換器152に導くようにしている。切り替えスイッチ153の切り替えは、診断部111が制御する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a modification of the first embodiment of the current detection unit 150. In the first embodiment described above, two AD converters 152a and 152b are used. However, in the modified example, one AD converter 152 is used. The outputs of the voltage divider 151a and the voltage divider 151b are switched by a changeover switch 153 and guided to the AD converter 152 in order. The diagnosis unit 111 controls switching of the changeover switch 153.

診断部111は、接点スイッチ120がオンの間に、切り替えスイッチ153を順番に切り替えることで、抵抗R1の両端の電圧に比例する値を順次取得することができる。   The diagnosis unit 111 can sequentially acquire values proportional to the voltage across the resistor R1 by sequentially switching the changeover switch 153 while the contact switch 120 is on.

第1実施例の変形例においても、防爆バリア140が出力する電流値を取得することができるため、診断部111は、接点スイッチ120をオンに切り替えたときに、防爆バリア140が電流を出力している場合には開路故障は発生していないと診断し、防爆バリア140が電流を出力していない場合には開路故障が発生したと診断する。また、取得した電流が所定の値以上であれば制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。   Also in the modification of the first embodiment, since the current value output by the explosion-proof barrier 140 can be acquired, the diagnostic unit 111 outputs the current when the contact switch 120 is turned on. If there is an open circuit fault, it is diagnosed that no open circuit fault has occurred, and if the explosion-proof barrier 140 is not outputting current, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred. Further, if the acquired current is equal to or greater than a predetermined value, it may be diagnosed that a short circuit failure has occurred in the control signal line 240.

図4は、電流検出部150の第2実施例を示す図である。第2実施例では、電流検出部150を差分検出装置154で構成し、電流制限部141である抵抗R1の両端における電圧差の有無の検出結果を診断部111に入力する。ここで、抵抗R1の両端で電圧差が生じた場合は、防爆バリア140が電流を出力していることを示し、抵抗R1の両端で電圧差が生じない場合は、防爆バリア140が電流を出力していないことを示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a second embodiment of the current detection unit 150. In the second embodiment, the current detection unit 150 is configured by the difference detection device 154, and the detection result of the presence or absence of a voltage difference at both ends of the resistor R1 that is the current limiting unit 141 is input to the diagnosis unit 111. Here, when a voltage difference occurs between both ends of the resistor R1, it indicates that the explosion-proof barrier 140 outputs a current. When no voltage difference occurs between both ends of the resistor R1, the explosion-proof barrier 140 outputs a current. Indicates that it has not.

診断部111は、接点スイッチ120をオンに切り替えたときに、防爆バリア140が電流を出力している場合には開路故障は発生していないと診断し、防爆バリア140が電流を出力していない場合には開路故障が発生したと診断する。   The diagnosis unit 111 diagnoses that an open circuit failure has not occurred when the explosion-proof barrier 140 outputs a current when the contact switch 120 is turned on, and the explosion-proof barrier 140 does not output a current. In this case, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred.

なお、差分検出装置154が抵抗R1の両端の電圧差に応じた大きさのアナログ値を出力する構成とした場合には、抵抗R1に流れる電流の値自体を取得することができるようになる。この場合、取得した電流が所定の値以上であれば制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。   When the difference detection device 154 is configured to output an analog value having a magnitude corresponding to the voltage difference between both ends of the resistor R1, the value of the current flowing through the resistor R1 itself can be acquired. In this case, if the acquired current is equal to or greater than a predetermined value, it may be diagnosed that a short circuit failure has occurred in the control signal line 240.

図5は、電流検出部150の第3実施例を示す図である。第3実施例では、電流検出部150を発光素子と光検出素子で構成し、光検出素子の検出結果を診断部111に入力する。ここで、発光素子は、発光ダイオード等を用いることができ、信号変換装置100内の電圧制限部142の後段で抵抗R1に直列に接続する。光検出素子は、フォトダイオード、フォトトランジスタ等を用いることができ、発光素子の光を検出できるように配置する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a third embodiment of the current detection unit 150. In the third embodiment, the current detection unit 150 includes a light emitting element and a light detection element, and the detection result of the light detection element is input to the diagnosis unit 111. Here, a light-emitting diode or the like can be used as the light-emitting element, and the light-emitting element is connected in series to the resistor R1 at the subsequent stage of the voltage limiting unit 142 in the signal conversion device 100. As the light detection element, a photodiode, a phototransistor, or the like can be used, and the light detection element is disposed so as to detect light of the light emitting element.

光検出素子が光を検出した場合は、防爆バリア140が電流を出力していることを示し、光検出素子が光を検出しない場合は、防爆バリア140が電流を出力していないことを示している。   When the light detection element detects light, it indicates that the explosion-proof barrier 140 outputs current, and when the light detection element does not detect light, it indicates that the explosion-proof barrier 140 does not output current. Yes.

診断部111は、接点スイッチ120をオンに切り替えたときに、防爆バリア140が電流を出力している場合には開路故障は発生していないと診断し、防爆バリア140が電流を出力していない場合には開路故障が発生したと診断する。   The diagnosis unit 111 diagnoses that an open circuit failure has not occurred when the explosion-proof barrier 140 outputs a current when the contact switch 120 is turned on, and the explosion-proof barrier 140 does not output a current. In this case, it is diagnosed that an open circuit fault has occurred.

なお、発光素子が電流値に応じた輝度で発光し、光検出素子が検出した光の輝度に応じた信号を出力する構成とした場合には、抵抗R1に流れる電流の値自体を取得することができるようになる。この場合、取得した電流が所定の値以上であれば制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。   When the light emitting element emits light with a luminance corresponding to the current value and outputs a signal corresponding to the luminance of the light detected by the light detecting element, the value of the current flowing through the resistor R1 itself is acquired. Will be able to. In this case, if the acquired current is equal to or greater than a predetermined value, it may be diagnosed that a short circuit failure has occurred in the control signal line 240.

次に、信号変換装置100の別例について説明する。図2に示した信号変換装置100は、接点スイッチ120のオンオフにかかわらず、電池130から電圧制限部142に電流が流れ、電池130が消費される。すなわち、ソレノイド型電磁弁200を駆動しない期間でも電池130を消費する。信号変換装置100の別例は、この点に着目して、接点スイッチ120のオフ時の電池130の消費を抑える構成としている。なお、以下に示す別例についても、診断部111の開路故障の診断基準や短絡故障の診断基準等は同様とすることができる。また、上述の変形例を適宜適用することができる。   Next, another example of the signal conversion apparatus 100 will be described. In the signal conversion device 100 shown in FIG. 2, current flows from the battery 130 to the voltage limiting unit 142 regardless of whether the contact switch 120 is on or off, and the battery 130 is consumed. That is, the battery 130 is consumed even when the solenoid type solenoid valve 200 is not driven. Another example of the signal conversion device 100 is configured to suppress the consumption of the battery 130 when the contact switch 120 is turned off, paying attention to this point. In addition, the diagnostic criteria for the open circuit fault and the diagnostic criteria for the short-circuit fault of the diagnosis unit 111 can be the same for other examples shown below. In addition, the above-described modifications can be applied as appropriate.

図6に示す信号変換装置100は、別例の基本形であり、電池130と電圧制限部142との間に第2接点スイッチ160を設けている。第2接点スイッチ160は、接点スイッチ120と同様に、バルブ側無線通信装置230からの接点信号にしたがって、接点情報制御部110によりオンオフが切り替えられる。本例では、接点情報制御部110は、接点スイッチ120と第2接点スイッチ160とを同時に切り替えるものとする。   A signal conversion device 100 shown in FIG. 6 is another basic type, and a second contact switch 160 is provided between the battery 130 and the voltage limiting unit 142. Similarly to the contact switch 120, the second contact switch 160 is turned on and off by the contact information control unit 110 in accordance with a contact signal from the valve-side wireless communication device 230. In this example, the contact information control part 110 shall switch the contact switch 120 and the 2nd contact switch 160 simultaneously.

なお、第2接点スイッチ160と電池130との間には、抵抗R2が接続されている。この抵抗R2は、上述の実施例では記載を省略していたが、電池130からの配線が短絡した場合の短絡電流を制限したり、電池130と電圧制限部142との電位差を吸収する抵抗である。第2接点スイッチ160は、防爆バリア140内に設けてもよい。抵抗R2は、電池130からの配線が短絡したときの短絡電流を制限できるように、電池130からの配線の手前に配置する。   A resistor R2 is connected between the second contact switch 160 and the battery 130. Although the resistor R2 is omitted in the above-described embodiment, the resistor R2 is a resistor that limits a short-circuit current when the wiring from the battery 130 is short-circuited or absorbs a potential difference between the battery 130 and the voltage limiting unit 142. is there. The second contact switch 160 may be provided in the explosion-proof barrier 140. The resistor R2 is arranged in front of the wiring from the battery 130 so that the short-circuit current when the wiring from the battery 130 is short-circuited can be limited.

図6に示した信号変換装置100では、第2接点スイッチ160がオフのとき、電池130から電圧制限部142に電流は流れない。第2接点スイッチ160のオンオフは、設定スイッチ120のオンオフと同様に切り替えられるため、ソレノイド型電磁弁200を駆動するとき以外は、第2接点スイッチ160はオフとなる。このため、接点スイッチ120のオフ時の電池130の消費を抑えることができる。   In the signal conversion device 100 shown in FIG. 6, no current flows from the battery 130 to the voltage limiting unit 142 when the second contact switch 160 is off. Since the second contact switch 160 is turned on and off in the same manner as the setting switch 120 is turned on and off, the second contact switch 160 is turned off except when the solenoid type electromagnetic valve 200 is driven. For this reason, consumption of the battery 130 when the contact switch 120 is turned off can be suppressed.

ところで、一般に、接点スイッチ120、第2接点スイッチ160は、図6に示したように、FETが用いられる。また、分圧器151は、抵抗Raと抵抗Rbとを直列に接続して一端を接地し、抵抗Raと抵抗Rbとの接続点の電圧を取り出すことで分圧電圧を生成する。本図では、分圧器151bのみで示しているが、分圧器151aについても同様である。   Incidentally, in general, FETs are used for the contact switch 120 and the second contact switch 160 as shown in FIG. In addition, the voltage divider 151 connects the resistor Ra and the resistor Rb in series, grounds one end, and generates a divided voltage by taking out the voltage at the connection point between the resistor Ra and the resistor Rb. In the figure, only the voltage divider 151b is shown, but the same applies to the voltage divider 151a.

この構成において、接点スイッチ120および第2接点スイッチ160がオフのとき、電圧制限部142には電圧は印加されない。そして、第2接点スイッチ160がオンになると電圧制限部142は0Vから制限電圧に一瞬で上昇する。このとき、接点スイッチ120を構成するFETのソースとドレイン間に存在する寄生容量に充電電流が流れる。この電流は制御信号線240を流れるため、ソレノイド型電磁弁200を誤動作させるおそれがある。   In this configuration, when the contact switch 120 and the second contact switch 160 are off, no voltage is applied to the voltage limiting unit 142. When the second contact switch 160 is turned on, the voltage limiter 142 increases from 0V to the limit voltage in an instant. At this time, a charging current flows through a parasitic capacitance existing between the source and drain of the FET constituting the contact switch 120. Since this current flows through the control signal line 240, the solenoid type electromagnetic valve 200 may malfunction.

そこで、図7に示すように、第2接点スイッチ160と並列にプルアップ抵抗R3を接続する。プルアップ抵抗R3によって、第2接点スイッチ160がオフのときに電圧制限部142の電圧がプルアップされるため、第2接点スイッチ160がオンになったときの電圧制限部142の急激な電圧上昇を抑えることができる。このため、接点スイッチ120を構成するFETの寄生容量に充電電流は流れず、ソレノイド型電磁弁200の誤動作を防ぐことができる。   Therefore, as shown in FIG. 7, a pull-up resistor R <b> 3 is connected in parallel with the second contact switch 160. Since the voltage of the voltage limiting unit 142 is pulled up by the pull-up resistor R3 when the second contact switch 160 is off, the voltage of the voltage limiting unit 142 suddenly increases when the second contact switch 160 is turned on. Can be suppressed. For this reason, the charging current does not flow through the parasitic capacitance of the FET constituting the contact switch 120, and malfunction of the solenoid type electromagnetic valve 200 can be prevented.

本図において、抵抗R1、抵抗R2は、一般に小さい値が選択されるため、第2接点スイッチ160オフ時に、電圧制限部142に印加される電圧は、電池130の電圧を、プルアップ抵抗R3、分圧器151aと分圧器152bとの合成抵抗により分圧したものとなる。すなわち、電池130の電圧から抵抗R3の電圧降下分を引いた値が電圧制限部142に印加される。   In this figure, since the resistors R1 and R2 are generally selected to be small values, the voltage applied to the voltage limiting unit 142 when the second contact switch 160 is off is the voltage of the battery 130, the pull-up resistor R3, The voltage is divided by the combined resistance of the voltage divider 151a and the voltage divider 152b. That is, a value obtained by subtracting the voltage drop of the resistor R 3 from the voltage of the battery 130 is applied to the voltage limiting unit 142.

第2接点スイッチ160のオン切り替え時に、充電電流が流れないように電圧制限部142の印加電圧の変化を抑えるためには、第2接点スイッチ160のオフ時にも電圧制限部142の印加電圧が制限電圧にほぼ達している必要がある。このため、プルアップ抵抗R3を大きくすることができない。   In order to suppress a change in the applied voltage of the voltage limiting unit 142 so that the charging current does not flow when the second contact switch 160 is switched on, the applied voltage of the voltage limiting unit 142 is limited even when the second contact switch 160 is turned off. The voltage needs to be almost reached. For this reason, the pull-up resistor R3 cannot be increased.

しかしながら、プルアップ抵抗R3を小さくしすぎると、第2接点スイッチ160のオフ時にプルアップ抵抗R3を流れる電流が大きくなり、電池130の消費を十分抑えることができなくなってしまう。このため、プルアップ抵抗R3は、適切な値に設定する必要があるが、分圧器151の合成抵抗は用いる部品により異なるため、プルアップ抵抗R3の調整が煩雑となる。なお、分圧器151a、分圧器151bに接点スイッチを設けて、第2接点スイッチ160のオンオフと連動させることにより、第2接点スイッチ160のオン時の電圧制限部142の印加電圧の変化を抑えることができるが、構造がやや複雑になる。   However, if the pull-up resistor R3 is too small, the current flowing through the pull-up resistor R3 increases when the second contact switch 160 is turned off, and the consumption of the battery 130 cannot be sufficiently suppressed. For this reason, it is necessary to set the pull-up resistor R3 to an appropriate value. However, since the combined resistance of the voltage divider 151 varies depending on the components used, adjustment of the pull-up resistor R3 becomes complicated. In addition, by providing a contact switch in the voltage divider 151a and the voltage divider 151b and interlocking with the on / off of the second contact switch 160, a change in the applied voltage of the voltage limiting unit 142 when the second contact switch 160 is on is suppressed. Is possible, but the structure is a little complicated.

そこで、信号変換装置100のさらなる別例について図8を参照して説明する。図8に示した信号変換装置100は、接点情報制御部110、接点スイッチ120、電池130、防爆バリア140、電圧検出部155、第2接点スイッチ、抵抗R2、プルアップ抵抗R3を備えている。   A further example of the signal conversion apparatus 100 will be described with reference to FIG. The signal converter 100 shown in FIG. 8 includes a contact information control unit 110, a contact switch 120, a battery 130, an explosion-proof barrier 140, a voltage detection unit 155, a second contact switch, a resistor R2, and a pull-up resistor R3.

電池130には、抵抗R2を介して、第2接点スイッチ160とプルアップ抵抗R3が並列に接続されており、さらに防爆バリア140、接点スイッチ120が接続されている。防爆バリア140は、上述の例と同様に、電流制限部141と電圧制限部142とを備えている。抵抗R2、プルアップ抵抗R3を防爆バリア140に含めてもよい。   A second contact switch 160 and a pull-up resistor R3 are connected in parallel to the battery 130 via a resistor R2, and an explosion-proof barrier 140 and a contact switch 120 are further connected. The explosion-proof barrier 140 includes a current limiting unit 141 and a voltage limiting unit 142 as in the above example. The resistor R2 and the pull-up resistor R3 may be included in the explosion-proof barrier 140.

本例では、電圧検出部155を一組の分圧器151とADC152で構成しており、プルアップ抵抗R3よりも電池130側に配置している。そして、接点情報制御部110は、接点スイッチ120のオンオフを信号S1で切り替え、第2接点スイッチ160のオンオフを信号S2で切り替える。   In this example, the voltage detection unit 155 includes a set of voltage divider 151 and ADC 152, and is disposed closer to the battery 130 than the pull-up resistor R3. Then, the contact information control unit 110 switches on / off of the contact switch 120 with a signal S1, and switches on / off of the second contact switch 160 with a signal S2.

このとき、バルブ側無線通信装置230からの接点信号がオンになると、まず、信号S2をオンにしてから信号S1をオンにする。すなわち、第2接点スイッチ160を先にオンにする。オフにするときは同時でよい。   At this time, when the contact signal from the valve-side wireless communication device 230 is turned on, first, the signal S2 is turned on and then the signal S1 is turned on. That is, the second contact switch 160 is turned on first. Simultaneously when turning off.

接点スイッチ120、第2接点スイッチ160がオフのとき、電圧制限部142に印加される電圧は、分圧器151やプルアップ抵抗R3によって分圧されないため、プルアップ抵抗R3を大きな値としても、制限電圧まで上昇することができる。   When the contact switch 120 and the second contact switch 160 are off, the voltage applied to the voltage limiting unit 142 is not divided by the voltage divider 151 or the pull-up resistor R3, so that even if the pull-up resistor R3 is set to a large value, the voltage is limited. Can rise to voltage.

このため、第2接点スイッチ160をオンにしたときにも電圧は上昇せず、充電電流が流れるのを防ぐことができる。このため、ソレノイド型電磁弁200の誤動作のおそれはない。また、プルアップ抵抗R3を大きな値とすることで、第2接点スイッチ160のオフ時における電池130の消費を抑えることができる。   For this reason, even when the second contact switch 160 is turned on, the voltage does not increase, and the charging current can be prevented from flowing. For this reason, there is no possibility of malfunction of the solenoid type solenoid valve 200. Further, by setting the pull-up resistor R3 to a large value, it is possible to suppress the consumption of the battery 130 when the second contact switch 160 is turned off.

接点情報制御部110の診断部111は、本構成において以下のような手順で開路故障の診断を行なう。すなわち、バルブ側無線通信装置230からの接点信号により時刻t1に信号S2がオンになり第2接点スイッチ160がオンになると、電圧検出部155の測定値を取得して電圧V1とする。そして、時刻t2に信号S1がオンになり接点スイッチ120がオンになると、電圧検出部155の測定値を再度取得して電圧V2とする。   The diagnosis unit 111 of the contact information control unit 110 diagnoses an open circuit failure in the following configuration in the following procedure. That is, when the signal S2 is turned on at time t1 and the second contact switch 160 is turned on by the contact signal from the valve-side wireless communication device 230, the measured value of the voltage detector 155 is acquired and set to the voltage V1. Then, when the signal S1 is turned on at time t2 and the contact switch 120 is turned on, the measurement value of the voltage detection unit 155 is obtained again to be the voltage V2.

診断部111は、電圧V1と電圧V2との差に基づいて開路故障の診断を行なう。開路故障が発生していない場合には、接点スイッチ120がオンになると、ソレノイド型電磁弁200に電流を出力するため、電圧V1よりも電圧V2が低くなる。このため、電圧V1と電圧V2との差が所定の基準値dV以上であれば開路故障は発生していないと診断し、電圧V1と電圧V2との差が所定の基準値dV未満であれば開路故障が発生したと診断する。   The diagnosis unit 111 diagnoses an open circuit failure based on the difference between the voltage V1 and the voltage V2. When no open circuit failure has occurred, when the contact switch 120 is turned on, a current is output to the solenoid type electromagnetic valve 200, so that the voltage V2 is lower than the voltage V1. Therefore, if the difference between the voltage V1 and the voltage V2 is equal to or greater than the predetermined reference value dV, it is diagnosed that no open circuit fault has occurred, and if the difference between the voltage V1 and the voltage V2 is less than the predetermined reference value dV. Diagnose that an open circuit fault has occurred.

また、制御信号線240で短絡故障が発生した場合には、接点スイッチ120がオンになると電圧V2が大きく低下する。このため、電圧V1と電圧V2との差が所定の値dS(>dV)以上であれば、制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。   In addition, when a short circuit failure occurs in the control signal line 240, the voltage V2 greatly decreases when the contact switch 120 is turned on. For this reason, if the difference between the voltage V1 and the voltage V2 is greater than or equal to a predetermined value dS (> dV), it may be diagnosed that a short-circuit failure has occurred in the control signal line 240.

なお、図9に示すように、電圧検出部155に換えて電流検出部150を用いて、電池130と第2接点スイッチ160との間に接続された短絡電流制限用の抵抗R2を流れる電流を検出し、開路故障を検出するようにしてもよい。このとき、電池130と電流検出部150との接続箇所においても短絡電流制限用の抵抗R4を接続する。   As shown in FIG. 9, the current flowing through the short-circuit current limiting resistor R <b> 2 connected between the battery 130 and the second contact switch 160 is changed using the current detection unit 150 instead of the voltage detection unit 155. It may be detected to detect an open circuit fault. At this time, the short-circuit current limiting resistor R4 is also connected at the connection point between the battery 130 and the current detector 150.

この場合、診断部111は、以下のような手順で開路故障の診断を行なう。すなわち、バルブ側無線通信装置230からの接点信号により時刻t1に信号S2がオンになり第2接点スイッチ160がオンになると、抵抗R2を流れる電流を算出してI1とする。そして、時刻t2に信号S1がオンになり接点スイッチ120がオンになると、抵抗R2を流れる電流を再度算出して電流I2とする。なお、電流の算出法は、上述の通りである。   In this case, the diagnosis unit 111 diagnoses an open circuit fault in the following procedure. That is, when the signal S2 is turned on at time t1 and the second contact switch 160 is turned on by the contact signal from the valve side wireless communication device 230, the current flowing through the resistor R2 is calculated as I1. Then, when the signal S1 is turned on at time t2 and the contact switch 120 is turned on, the current flowing through the resistor R2 is calculated again to be the current I2. The method for calculating the current is as described above.

診断部111は、電流I1と電流I2との差に基づいて開路故障の診断を行なう。開路故障が発生していない場合には、接点スイッチ120がオンになると、ソレノイド型電磁弁200に電流を出力するため、電流I1よりも電流I2が大きくなる。このため、電流I1と電流I2との差が所定の基準値dI以上であれば開路故障は発生していないと診断し、電流I1と電流I2との差が所定の基準値dI未満であれば開路故障が発生したと診断する。   Diagnosis unit 111 diagnoses an open circuit failure based on the difference between current I1 and current I2. When the open circuit failure has not occurred, when the contact switch 120 is turned on, a current is output to the solenoid type electromagnetic valve 200, so that the current I2 becomes larger than the current I1. Therefore, if the difference between the current I1 and the current I2 is equal to or greater than the predetermined reference value dI, it is diagnosed that no open circuit fault has occurred, and if the difference between the current I1 and the current I2 is less than the predetermined reference value dI. Diagnose that an open circuit fault has occurred.

また、制御信号線240で短絡故障が発生した場合には、接点スイッチ120がオンになると電流I2が大きく上昇する。このため、電流I1と電流I2との差が所定の値dT(>dI)以上であれば、制御信号線240で短絡故障が発生したと診断するようにしてもよい。   Further, when a short-circuit failure occurs in the control signal line 240, the current I2 greatly increases when the contact switch 120 is turned on. For this reason, if the difference between the current I1 and the current I2 is equal to or greater than a predetermined value dT (> dI), it may be diagnosed that a short circuit fault has occurred in the control signal line 240.

短絡故障判定に用いる値dS、dTは、例えば、図10に示す構成により、例えば、湿度等の影響によって徐々に短絡状態になっていくような使用環境に対応した値を定めることができる。なお、本図は、電圧検出部155を用いてdSを定める場合の例であるが、電流検出部150を用いてdTを定めるようにしてもよい。本構成では、防爆バリア140の出力を、第3接点スイッチ170を介して基準負荷180にも接続する。基準負荷180は、例えば、使用するソレノイド型電磁弁200のインピーダンスより少し小さい程度とする。   For example, the values dS and dT used for the short-circuit failure determination can determine values corresponding to the use environment in which the short-circuit state is gradually caused by the influence of humidity or the like, for example, by the configuration shown in FIG. In addition, although this figure is an example in the case of determining dS using the voltage detection part 155, you may make it determine dT using the electric current detection part 150. FIG. In this configuration, the output of the explosion-proof barrier 140 is also connected to the reference load 180 via the third contact switch 170. For example, the reference load 180 is set to be slightly smaller than the impedance of the solenoid type solenoid valve 200 to be used.

そして、接点スイッチ120はオフを保ちながら、第2接点スイッチ160をオンにして電圧V1を測定し、次に第3接点スイッチ170をオンにして電圧V2を測定する。このときの電圧V1と電圧V2との差を短絡故障判定用の値dSと定めることにより、使用環境に対応した値dSを定めることができる。通常の使用においては、第3接点スイッチ170はオフを保つようにする。電流検出部150を用いてdTを定める場合には、第3接点スイッチ170のオンオフにより電流I1と電流I2とを測定し、電流I1と電流I2との差を短絡故障判定用の値dTと定めればよい。   Then, while the contact switch 120 is kept off, the second contact switch 160 is turned on to measure the voltage V1, and then the third contact switch 170 is turned on to measure the voltage V2. By determining the difference between the voltage V1 and the voltage V2 at this time as a value dS for determining a short-circuit fault, a value dS corresponding to the use environment can be determined. In normal use, the third contact switch 170 is kept off. When dT is determined using the current detector 150, the current I1 and the current I2 are measured by turning on and off the third contact switch 170, and the difference between the current I1 and the current I2 is determined as a value dT for determining a short-circuit fault. Just do it.

100…信号変換装置、110…接点情報制御部、111…診断部、120…接点スイッチ、130…電池、140…防爆バリア、141…電流制限部、142…電圧制限部、150…電流検出部、151…分圧器、152…AD変換器、153…切り替えスイッチ、154…差分検出装置、155…電圧検出部、160…第2接点スイッチ、170…第3接点スイッチ、180…基準負荷、200…ソレノイド型電磁弁、201…空気圧開閉器、202…バルブ、210…端末装置、220…端末側無線通信装置、230…バルブ側無線通信装置、240…制御信号線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Signal converter 110 ... Contact information control part, 111 ... Diagnosis part, 120 ... Contact switch, 130 ... Battery, 140 ... Explosion-proof barrier, 141 ... Current restriction part, 142 ... Voltage restriction part, 150 ... Current detection part, 151 ... Voltage divider, 152 ... AD converter, 153 ... Changeover switch, 154 ... Difference detection device, 155 ... Voltage detection unit, 160 ... Second contact switch, 170 ... Third contact switch, 180 ... Reference load, 200 ... Solenoid Type solenoid valve, 201 ... pneumatic switch, 202 ... valve, 210 ... terminal device, 220 ... terminal side wireless communication device, 230 ... valve side wireless communication device, 240 ... control signal line

Claims (4)

バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、
前記電磁弁に電力を供給する電池と、
前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、
前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、
前記電池と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、
前記接点信号に基づいて、前記接点スイッチおよび前記第2接点スイッチを制御する接点情報制御部と、
前記防爆バリアが出力する電流を検出する電流検出部と、
前記接点スイッチおよび前記第2接点スイッチがオンのときの前記電流検出部の検出結果に基づいて、前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、
を備えたことを特徴とする信号変換装置。
A signal conversion device that receives a contact signal instructing valve operation, converts the contact signal into a control signal that drives an electromagnetic valve that controls the valve operation, and outputs the control signal to a control signal line connected to the electromagnetic valve;
A battery for supplying power to the solenoid valve;
An explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line;
A contact switch provided between the explosion-proof barrier and the control signal line;
A second contact switch provided between the battery and the explosion-proof barrier;
A contact information control unit for controlling the contact switch and the second contact switch based on the contact signal;
A current detector for detecting a current output from the explosion-proof barrier;
A diagnostic unit that detects an open circuit failure of the control signal line based on a detection result of the current detection unit when the contact switch and the second contact switch are on;
A signal conversion device comprising:
前記第2接点スイッチと並列にプルアップ抵抗を接続したことを特徴とする請求項1に記載の信号変換装置。 2. The signal converter according to claim 1 , wherein a pull-up resistor is connected in parallel with the second contact switch. バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、
前記電磁弁に電力を供給する電池と、
前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、
前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、
前記電池と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、
前記第2接点スイッチと並列に接続されたプルアップ抵抗と、
前記プルアップ抵抗の前記電池側の電圧を検出する電圧検出部と、
前記接点信号に基づいて、前記第2接点スイッチをオンにした後、前記接点スイッチをオンに切り替える接点情報制御部と、
前記第2接点スイッチのみがオンのときの前記電圧検出部の検出電圧と、前記第2接点スイッチおよび前記接点スイッチがオンのときの前記電圧検出部の検出電圧との差に基づいて前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、
を備えたことを特徴とする信号変換装置。
A signal conversion device that receives a contact signal instructing valve operation, converts the contact signal into a control signal that drives an electromagnetic valve that controls the valve operation, and outputs the control signal to a control signal line connected to the electromagnetic valve;
A battery for supplying power to the solenoid valve;
An explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line;
A contact switch provided between the explosion-proof barrier and the control signal line;
A second contact switch provided between the battery and the explosion-proof barrier;
A pull-up resistor connected in parallel with the second contact switch;
A voltage detector for detecting a voltage on the battery side of the pull-up resistor;
A contact information control unit that turns on the contact switch after turning on the second contact switch based on the contact signal;
The control signal is based on a difference between a detection voltage of the voltage detection unit when only the second contact switch is on and a detection voltage of the voltage detection unit when the second contact switch and the contact switch are on. A diagnostic unit for detecting line open circuit faults;
A signal conversion device comprising:
バルブ動作を指示する接点信号を受け付けて、前記バルブ動作を制御する電磁弁を駆動する制御信号に変換して、前記電磁弁と接続する制御信号線に出力する信号変換装置であって、
前記電磁弁に電力を供給する電池と、
前記制御信号線に出力する電圧と電流とを制限する防爆バリアと、
前記防爆バリアと前記制御信号線との間に設けられた接点スイッチと、
前記電池に接続された短絡電流制限用抵抗と、
前記短絡電流制限用抵抗と前記防爆バリアとの間に設けられた第2接点スイッチと、
前記第2接点スイッチと並列に接続されたプルアップ抵抗と、
前記短絡電流制限用抵抗を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記接点信号に基づいて、前記第2接点スイッチをオンにした後、前記接点スイッチをオンに切り替える接点情報制御部と、
前記第2接点スイッチのみがオンのときの前記電流検出部の検出電流と、前記第2接点スイッチおよび前記接点スイッチがオンのときの前記電流検出部の検出電流との差に基づいて前記制御信号線の開路故障を検出する診断部と、
を備えたことを特徴とする信号変換装置。
A signal conversion device that receives a contact signal instructing valve operation, converts the contact signal into a control signal that drives an electromagnetic valve that controls the valve operation, and outputs the control signal to a control signal line connected to the electromagnetic valve;
A battery for supplying power to the solenoid valve;
An explosion-proof barrier that limits the voltage and current output to the control signal line;
A contact switch provided between the explosion-proof barrier and the control signal line;
A short-circuit current limiting resistor connected to the battery;
A second contact switch provided between the short-circuit current limiting resistor and the explosion-proof barrier;
A pull-up resistor connected in parallel with the second contact switch;
A current detector for detecting a current flowing through the short-circuit current limiting resistor;
A contact information control unit that turns on the contact switch after turning on the second contact switch based on the contact signal;
The control signal is based on a difference between a detection current of the current detection unit when only the second contact switch is on and a detection current of the current detection unit when the second contact switch and the contact switch are on. A diagnostic unit for detecting line open circuit faults;
A signal conversion device comprising:
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