JPH0268603A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプログラマブルコントローラの出力回路に係り
、特に、自回路の故障を検出するのに好適なプログラマ
ブルコントローラの出力回路に関する。

〔従来の技術］ 第６図は、プログラマブルコントローラの構成図である
。プログラマブルコントローラ１は、−般的に、外部信
号源２からの信号を入力信号として取り込む入力部３と
、予め使用者により作成されたシーケンスプログラム（
ユーザプログラム）を格納した記憶部４と、該シーケン
スプログラムに従い入力信号について演算を行なう中央
演算処理部５と、中央演算処理部５の演算結果を外部負
荷８に伝える出力部６と、各構成部３，４，５゜６を統
括制御するための手順に係るシステムプログラムを格納
した記憶部７から成る。尚、９は外部負荷８を駆動する
電源である。

第７図は、出力部６と外部負荷８との間に設けられたイ
ンタフェースの詳細構成図である。１３はリレーであり
、リレー１３（２個のみ図示）は、夫々駆動部１３−八
、　１３−８と開閉（接点）部１３−ａ、　１３−ｂか
ら成る。各駆動部１３−Ａ、　１３−Ｂは、夫々ドライ
バ１０ａ、１０ｂに接続され出力部６からの信号に従っ
て駆動される。１１ａ、　ｌｌｂは保護抵抗であり、１
２ａ。

１２ｂは、出力状態を表示する表示器である。

駆動部１３−Ａ、１３−Ｂと電気的に絶縁された各開閉
部１３−ａ、　１３ｂは、一端が共通端子２４に接続さ
れ、各他端は夫々端子１４ａ、　１４ｂに接続されてい
る。そして、端子１４ａ、１４ｂに夫々負荷８が接続さ
れ、各負荷８と共通端子２４との間に外部電源９が設け
られている。開閉部１３−ａ、　１３ｂの両端間は、夫
々接点保護用の抵抗１５ａ、１５ｂとコンデンサ１６ａ
、　１６ｂが直列に接続され、夫々開閉部−抵抗−コン
デンサで成るループ状の開閉電路が形成されている。

上述したプログラマブルコントローラにおいて、リレー
１３に例えば接点溶着等の故障が生じた場合、外部負荷
８の制御が不能となり、装置全体に重大な影響を及ぼす
ことになる。このため、この故障の検出を行なう必要が
ある。この種の故障を検出する従来の装置として、例え
ば特開昭６２−１１７２２６号公報記載の技術がある。

この従来技術により例えば開閉部１３−ａの故障の有無
を判定する場合、開閉部１３−ａ、抵抗１５ａ、コンデ
ンサ１６ａで成る開閉電路に電流センサを設け、この電
流センサで検出された電流の通電・遮断状態と、出力部
６からの信号あるいはこの信号により制御される駆動部
１３−へのオン・オフ状態とを比較し、不一致の場合に
故障と判定する。つまり、駆動部１３−Ａが開閉部１３
−ａを閉成していないにもかかわらず電流が開閉電路を
ながれている場合には、接点の溶着があると判定される
。

尚、故障検出に係るその他の従来技術として、特公昭６
２−５２３号がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術に係る電流センサでの電流の有無の検出は
、外部電源９から外部負荷８に電力を供給している状態
でないとできない。つまり、従来は、故障検出時に外部
負荷が動作している状態にあり、この外部負荷の動作に
起因する事故被害を防止する必要のため、別個の対策を
講じる必要があった。また、外部負荷８に供給する電源
電圧の大小により、電流センサの検出精度が左右され、
信頼性が悪いという問題もある。

本発明の目的は、外部負荷へ電力供給をすること無（故
障の検出を可能にし、外部負荷の動作に起因する被害を
未然に防ぎ、また、外部電源電圧の大小によらず精度良
く故障の有無を検出できるプログラマブルコントローラ
の出力回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、開閉部と、該開閉部の接点を保護する回路
素子とで形成された開閉電路を備えるプログラマブルコ
ントローラの出力回路において、高周波信号発生部を設
けると共に高周波変成器を前記器間閉電路に取り付け、
前記高周波信号発生部からの高周波信号を高周波変成器
により前記開閉電路に伝え、この開閉電路における高周
波信号の受信状態により当該開閉部の開閉状態を検出す
ることで、達成される。

〔作用〕

開閉部の接点保護用回路を構成する抵抗やコンデンサ等
の素子は、高周波においてその伝達特性が良い。従って
、開閉部の接点が解放されている状態つまり開閉電路の
ループが解放されている状態では、高周波信号は受信さ
れないが、接点が閉成されている状態では高周波信号は
良好に受信される。つまり、高周波信号の受信状態によ
り、開閉部の接点の開閉状態が検出できる。

このように、本発明では、外部電源にかかわりなく、高
周波発生部からの高周波信号の受信状態で接点の開閉状
態を検出するので、外部負荷を動作させることなく故障
の有無を検出でき、その検出精度は、外部電源の大小に
無関係である。また、故障の検出には外部電源の周波数
と異なる高周波信号を使用するので、誤動作がなく、し
かも、開閉電路とは非接触で接点の開閉状態を検出でき
るので、強電回路と絶縁状態で検出可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を、第１図〜第５図を参照
して説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係るプログラマブルコ
ントローラの出力回路の構成図である。

尚、第１図に示す出力部６、ドライバ１０ａ、１０ｂ、
保護抵抗１１ａ、ｌｌｂ　、表示器１２ａ、１２ｂ　、
リレー駆動部１３−Ａ、１３−８　、開閉部１３−ａ、
１３−ｂ　、抵抗１５ａ、１５ｂ、コンデンサ１６ａ、
１６ｂ　、端子２４．１４ａ、　１４ｂの接続構成は、
第７図と同様なため、その説明を省略し、異なる箇所の
み説明する。

今、開閉部１３−ａ、抵抗１５ａ、コンデンサ１６ａで
形成される開閉電路をＡ、開閉部１３−ｂ、抵抗１５ｂ
、コンデンサ１６ｂで形成される開閉電路をＢとする。

本実施例では、開閉電路Ａ、Ｂの共通箇所に信号供給手
段としての高周波変成器１８と取り付け、この高周波変
成器１８に、特別な周波数帯域の高周波信号を発生する
高周波発生部１７を接続しである。

高周波発生部１７で高周波を発生すると、この高周波信
号は、各電路Ａ、Ｂに変成器１８を介して伝達される（
もっとも、高周波信号が伝達されるのは、当該電路の開
閉部接点が閉成されているときである。）。各開閉電路
Ａ、Ｂの開閉部１３−ａ、　１３−ｂの接点近くには、
受信用の高周波変成器１９ａ、１９ｂが取り付けられて
いる。そして、各変成器１９ａ、１９ｂには夫々増幅器
２０ａ（図示せず）　、　２０ｂが接続され、各増幅器
２０ａ、２０ｂの出力には、増幅された高周波信号を内
部回路用の直流信号に整形するダイオード２１ａ（図示
せず）　、２１ｂが接続され、各ダイオード２１ａ、　
２１ｂの出力は比較器２２に入力される。この比較器２
２には、出力部６から出力され各ドライバ１０ａ、１０
ｂへ入力される信号が入力されており、ドライバ１０ａ
への入力信号と変成器１９ａによる検出信号（ダイオー
ド２１ａの出力信号）が、また、ドライバ１０ｂへの入
力信号Ｘと変成器１９ｂによる検出信号（ダイオード２
１ｂの出力信号Ｙ）が、例えば排他的論理和等をとるこ
とで比較され、比較結果が中央演算処理部５（第６図）
に伝達されるようになっている。

次に、上述した構成の出力回路の動作を説明する。

プログラマブルコントローラ１（第６図）の電源（図示
せず）が投入されると、高周波発生部１７から特別な周
波数帯域の高周波信号が発生し、これが高周波変成器１
８に伝えられる。一方、プログラマブルコントローラ１
の起動により、プログラマブルコントローラ１自体の初
期処理が行なわれる。このときはまだ、ユーザプログラ
ム（シーケンスプログラム）による演算処理は行なって
いない。従って、演算結果の出力部６への出力は無く、
各リレー１３の駆動部１３−Ａ、　１３−Ｂの励磁は無
く消勢状態であり、（各ドライバ１０ａ、１０ｂへの信
号が”′Ｏ”°の状態）、各接点１３−ａ、　１３−ｂ
は解放状態になっている。つまり、各開閉電路Ａ、　Ｂ
は解放状態にあり、受信変成器１９ａ、１９ｂは高周波
信号を受信しない。このため、増幅器２０ａ、２０ｂの
出力は無く（つまり、出力“０°”の状態となる。）、
比較器２２での比較結果は、“開パを示す信号となる。

ここで、仮に接点１３−ｂが溶着を起こしているとする
。つまり、接点１３−ｂが°°閉パ状態にあり、開閉電
路Ｂの閉ループが形成されているとする。このとき、前
述したプログラマブルコントローラ１の電源投入により
高周波信号が高周波発生部１７から高周波変成器１８に
伝えられると、開閉電路Ｂの閉ループが形成されている
ため、高周波変成器１９ｂがこの高周波信号を受信する
。この受信信号は増幅器２０ｂで増幅され、ダイオード
２１ｂで整流される。つまり、ダイオード２１ｂの出力
信号Ｙは“１″′を示す信号となる。しかし、このとき
の信号Ｘは前述した如く“Ｏ”のため、排他的論理和の
結果は接点１３−ｂが“閉”であることを示す信号とな
り、この信号が比較器２２から中央演算処理部５へ伝達
される。

リレー駆動部１３−Ｂの消勢信号（接点“開″′信号）
に対し、対応する接点１３−ｂが“閉”状態にあること
は、異常である。従って、プログラマブルコントローラ
１の中央演算処理部５は、異常を示す信号を受信すると
、ユーザプログラムに基づく演算処理を開始することな
く、異常発生の表示を行なう。

以上により、外部負荷８の制御以前に接点１３−ｂの故
障発生が検出され、事故発生が未然に防止される。尚、
第１実施例において、信号供給手段。

信号受信手段としての変成器１８．１９は、閉ループを
なす開閉電路上のどこにあってもよい。例えば、第２図
、第３図、第４図に示すように変成器１９の取付位置を
変えても、効果は同じである。

第５図は、本発明の第２実施例に係る出力回路の要部構
成図である。第１図に示した第１実施例では、高周波信
号伝達用の変成器１８と、受信用の変成器１９ａ、　１
９ｂとを別個に設け、高周波信号伝達用変成器１８を各
開閉電路共通にしたが、この第２実施例では、各開閉電
路（１つの開閉電路のみ図示）に夫々取り付けた高周波
変成８２３に高周波発生部１７（高周波発生１７自体は
各変成器共通でよい。

）を接続し、各高周波変成器２３に夫々受信高周波検出
用の増幅器２０を各開閉電路対応に接続する様にしてい
る。つまり、各開閉電路において、高周波信号の伝達と
受信を同じ変成器で行なう構成にしである。この実施例
では、接点の開閉により当該開閉電路における高周波信
号の伝達特性が変化することを利用しており、高周波信
号の伝達特性の変化を検出することで、接点の開閉状態
を検出する。

第２実施例の構成によれば、各開閉電路において１つの
変成器内で高周波信号の伝達と受信を行なうことができ
、抵抗１５．コンデンサ１６を接点１３ｂの近傍に配置
することが可能となり、効率の良い実装が行なえるとい
う利点がある。尚、本実施例においても、変成器２３は
、開閉電路上であればどこでもよい。

尚、上述した各実施例において、高周波発生部１７を特
別に設けてもよいが、中央演算処理部５に内蔵されてい
る発振器（図示せず）を利用し、抵抗１５．コンデンサ
１６の効率良い伝達特性に合わせる様に適当な周波数帯
域に分周して高周波発生部１７とすることもできる。ま
た、開閉部として、実施例ではリレーを用いたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、半導体リレーやト
ランジスタ等でもよいことはいうまでもない。更に、実
施例では、プログラマブルコントローラ電源投入時のシ
ーケンスプログラム演算処理実行前に故障検出を行なっ
たが、故障検出を行なう時期はこれに限定されず、例え
ば、外部負荷の制御途中等の演算処理結果の出力時に適
宜故障検出を行ない、プログラマブルコントローラの作
動途中における故障発生を検出するようにしてもよい。

〔発明の効果］ 本発明によれば、外部負荷に電力を供給して外部負荷を
動作させなくても開閉部の故障を検出できるので、故障
検出時における外部負荷動作による事故対策を別に講じ
る必要がなく未然に事故を防止でき、また、外部電源の
電圧や種類に無関係に高精度に故障を検出できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るプログラマブルコン
トローラの出力回路の構成図、第２図。 第３図、第４図は第１実施例の変形例を示す回路構成図
、第５図は本発明の第２実施例に係るプログラマブルコ
ントローラの出力回路の要部構成図、第６図はプログラ
マブルコントローラの概略構成図、第７図は第６図に示
す出力部と外部負荷とのインタフェースの構成図である
。 １３　・・・リレー、１３−Ａ、１３−Ｂ　・・・駆動
部、１３−ａ、　１３−ｂ・・・開閉接点、１５．１５
ａ、　１５ｂ・・・接点保護用抵抗、１６゜１６ａ、１
６ｂ・・・接点保護用コンデンサ、１７・・・高周波発
生部、１８．１９．１９ａ、　１９ｂ、　２３−高周波
変成器、２０，２０ａ。 ２０ｂ・・・増幅器、２１ａ、２１ｂ・・・整流用ダイ
オード、２２・・・比較器。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第 察 図 第 図 落 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開閉部と該開閉部の接点を保護する回路素子とで形
   成され該開閉部が閉じたときに閉ループを構成する開閉
   電路を備えるプログラマブルコントローラの出力回路に
   おいて、信号発生手段と、該信号発生手段の信号を前記
   開閉電路に供給する信号供給手段と、該信号供給手段に
   より前記開閉電路に供給された信号を受信する信号受信
   手段とを備え、前記信号供給手段と前記受信手段とを前
   記閉ループ上に設け、前記信号受信手段の受信状態によ
   り前記開閉部の開閉状態を検出するように構成されたこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラの出力回路
   。 ２、請求項１において、前記信号発生手段は前記開閉電
   路上の電源周波数より高い周波数の信号を発生するよう
   に構成されたことを特徴とするプログラマブルコントロ
   ーラの出力回路。