JPH04507036A - 汎用アナログ入力 - 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】 汎用アナログ入力 発明の背景 本発明は、一般に入力インターフェース回路、さらに具体的には、種々の種類の アナログ情報を入力チャネルによって読み取られ得る所与の種類のアナログ情報 に変換する汎用アナログ入力回路に関する。

コントロールシステムから遠く離れたポイントで得られた情報に動作する多数の コントロールシステムがある。この種の情報は一般にアナログ形式で検知された 状態に関する情報を供給するリモートセンサから得られる。

この種のシステムの１つはファシリティマネジメントシステムである。この種の システムは、例えば、オフィスビル又はプラント施設の内部環境を制御するため に用いられる。内部室温、湿度、空気流、照明、及び安全性などは、この種のシ ステムによって制御されかっ／又はモニタされた状態のいくつかに含まれる。こ れらのシステムは、コントロールシステムに戻す多重線によって接続されている リモートセンサから得られる情報に主として応答するこの種の制御を供給する。

この種の多重線はコントロールシステムに戻すべく検知された状態に関する情報 を送ることと、コントロールシステムが、外部電力を必要とするこれらのリモー トセンサに電力を供給するのをイネーブルとすることとを必要とする。多くの異 なる種類の状態がこの種のシステムによって制御されるため、多くの異なる種類 のリモートセンナが必要とされる。

多くの異なるＮ１１のリモートセンサが必要とされるため、たとえファシリティ マネジメントシステムに正常に送られた情報が各々のケースにおいてアナログ情 報の形態をとったとしても、多くの異なる種類のアナログ情報がリモートセンサ によって供給されるかもしれない。例えば温度センサは、抵抗パラメータの形態 において検知された温度表示を提供するかもしれない。他のリモートセンサは検 知された状態を示す電圧の大きさを供給するかもしれないし、また他のリモート センナは検知された状態を示す電流の大きさを供給するかもしれない。

ファシリティマネジメントシステムの制御部分は通常、リモートセンナからアナ ログ情報を受け取るための複数の入力チャネルを含んでいる。従来の技術におい ては、各入力チャネルは、たった１つの種類のアナログ情報を読み取るためにハ ード配線によって構成されている。その結果として、ある入力チャネルは抵抗パ ラメータだけの読み取りが可能であり、他の入力チャネルは電圧の大きさだけの 読み取りが可能であり、さらに他の入力チャネルは電流の大きさだけの読み取り が可能であるかもしれない。

この種のシステムにおける入力チャネルの数は限定されているため、さらにこの 種のシステムの各入力チャネルは１１１１１だけのリモートセンサにしか接続さ れ得なかったため、従来の技術のファシリティマネジメントシステムは融通性に 欠けていた。この融通性の欠如は、全体的なシステムの構成と、より重要である ところのこの覆のシステムが制御するために必要とする全ての状態を充分に制御 するための可能性とを限定することがある。

発明の要約 本発明は、リモートセンサから受け取られた複数の異なる種類のアナログ入力情 報に応答するために配列されたコントロールシステム入力を提供する。このシス テム入力は、所与の種類のアナログ情報を読み取るために用いられる入力チャネ ルと、このシステムにリモートセンサを接続させるために用いられる端子手段と 、当該端子手段と当該入力チャネルとの間に配置されたインターフェース手段と を含んでいる。このインターフェース手段は、リモートセンサによって供給され たその種類のアナログ情報を所与の種類のアナログ情報に変換させるために選択 的に動作可能である。

図面の簡単な説明 図１は、本発明を実施するコントロールシステムのブロック図である。

図２は、本発明を実施する汎用アナログ入力の概略的な回路図であり、図１のコ ントロールシステムを有利とするために用いられ得る。

図３は、汎用アナログ入力を使用するシステムに接続されていることもある種々 の異なる種類のリモートセンサに関する図２の汎用アナログ入力を構成するため に用いられるジャンパ回路の位置及びねじ込み端子を識別するチャートである。

図４から図１０は、コントロールシステムに接続されていることもある異なる種 類のリモートセンサに関する図３で識別されるジャンパ回路の位置及びねじ込み 端子を選択することによって得られる種々の入力回路形態の等価回路図である。

実施例 図１では、本発明を実施するコントロールシステム１０を示しており、さらに具 体的にいえば、本発明を実施するファシリティマネジメントシステムを図示して いる。システム１０は、一般にＮＩ　ＬＡＮ　ＡＲＣＮＥＴバスであってもよい 主要通信バス１２と、ネットワークコントロールモジュール１４と、デジタルコ ントロールモジュール１６と、該ネットワークコントロールモジュール１４を該 デジタルコントロールモジュール１６に相互接続させるＮ２０Ｎ２０ＰＴＯバス であってもよい他のバス１８とを含んでいる。ＬＡＮ　ＡＲＣＮＥＴバス１２及 びＯＰＴＯＭＵＸバス１８は、従来の技術においてそれぞれ周知の種類である。

図１で図示されているように、ここで示されているシステムは、模範例としての ためだけに１つのネットワークコントロールモジュール及び１つのデジタルコン トロールモジュールを有しており、また関連するデジタルコントロールモジュー ルを有する付加的ネットワークコントロールモジュールは、実用システムの主要 通信バス１２に接続される得ると理解されるのがよい。この種のコントロールシ ステムは、各ネットワークコントロールモジュールが全ての他のネットワークコ ントロールモジュールと同等でありかつバス１２上の全ての他のネットワークコ ントロールモジュールと通信する、分散システムと呼称されている。

ネットワークコントロールモジュールの主要機能は、システムの他のネットワー クコントールロールモジュールと対等に通信すること、及びそれ自体に割り当て られたソフトウェアプロトコルに従ってその関連するデジタルコントロールモジ ュールを制御することである。この種のプロトコルは、温度制御設定値、加熱ス ケジュール、照明スケジュール等を設定することを含んでいることもある。ネッ トワークコントロールモジュールはそのプロトコルに応じて、デジタルコントロ ールモジュールへ高レベルのコマンドを送り、次いでこのデジタルコントロール モジュールは、そのリモートセンサによる検知入力状態に応答する出力で適切な 制御信号を出すことにより閉ループ動作を実行することによって、これらのコマ ンドを実践する。

デジタルコントロールモジュールによって出された制御信号はデジタル式又はア ナログ式のどちらにもなり得る。

デジタル制御信号は、ファンモータ始動巻線を順に起動させるため、又はヒータ をターンオンさせるためにリレーを起動させるのに用いられ得る。アナログ制御 信号はダンパを所望の位置に合わせるため、ダンパーモータに給電するのに用い られ得る。従って、デジタルコントロールモジュールは意思決定プロセスを実行 し、そのリモートセンサから情報を収集し、その情報をデジタル化し、かつネッ トワークコントロールモジュールの高レベルコマンドを達成するための制御機能 を実践する。

このようにデジタルコントロールモジュール１６は、このシステム内で種々の異 なる種類の閉ループ制御動作を実行するためにデジタル情報を処理する。このた めデジタルコントロールモジュール１６は、０ＣＨＩから０ＣＨＩＯで識別され る１０個の出力チャネルを含むことができる。

０ＣＨＩから０ＣＨＩＯの出力は、例えばオフィスビルの内部環境に所望の制御 を供給するため、リレー又はダンパーモータのごときシステムの種々の異なる種 類の制御素子を制御するための制御信号を供給する。前述したように、デジタル コントロールモジュール１６の出力によって制御されたリレーは、例えば所望の 空気流を確立するためファンモータをターンオン又はターンオフすることもあり 、又は所望の室温を確立するためにヒータをターンオン又はターンオフすること もある。デジタルコントロールモジュール１６によって制御されたダンパーモー タは、加熱システム内の還り空気流などの空気流をも制御するのにダンパをセッ トするために用いられることもある。

閉ループ制御を提供するため、デジタルコントロールモジュール１６はＣＨＩか らＣＨＩＯで示される１０個の入力チャネルを含んでいることもある。これらの 入力チャネルは、システム内のリモートセンサによって検知された状態を示す種 々の種類のアナログ入力情報を供給するリモートセンサから種々の異なる種類の 情報を受け取る。リモートセンサによって供給された情報がアナログ情報の形態 をとっているため、ＣＨＩからＣＨＩＯの入力チャネルはアナログ入力情報を読 み取るために配列される。各入力チャネルによって読み取り可能なアナログ情報 は所与の種類のアナログ情報のものであり、さらにこの好ましい実施例によれば 、例えば固定電位に関連して差電圧又はシングルエンド形電圧のごとき差動増幅 器の入力間に印加されることもある電圧である。

前述したように、種々の種類のリモートセンサがファシリティマネジメントシス テム内で必要とされるだろう。種々の種類のリモートセンサが必要とされるかも しれないため、リモートセンサによって供給されたアナログ情報は種々の種類の アナログ情報のものであり得る。例えばこの温度センナが、検知されている温度 を示す大きさを有する抵抗を供給するように、該温度センサは温度依存抵抗の形 態を取るかもしれない。他の種類のリモートセンサは、２線式電流ループを介し て送られる電圧の大きさ又は電流の大きさの形態で検知されている状態のアナロ グ情報を、供給するかもしれない。その結果、本発明の汎用アナログ久方は、リ モートセンナによって供給された種々の異なる種類のアナログ情報を、デジタル コントロールモジュールの入力チャネルＣＨＩからＣＨＩ　Ｏによって読み取る ことができる所与の種類のアナログ情報に変換するために、デジタルコントロー ルモジュールを用いてリモートセンサをインターフェースする。この好ましい実 施例によると所与のアナログ情報は差動増幅器の入力間に印加されている電圧で ある。この電圧は例えば、システムの接地又はデジタルコントロールモジュール 電源供給電圧に関連して差電圧又はシングルエンド形電圧となり得る。

このために、図１のコントロールシステム１０は、端子ブロック２２及び汎用ア ナログ入力回路（ＩＡＵ）２４を含む本発明を実施する入力インターフェースに よってデジタルコントロールモジュールの第１人力チャネル（ＣＨＩ）に接続さ れているリモートセンサ２０を含んでいる。同様に他のリモートセンサ２６が、 同様の端子ブロック２２及び同様の汎用アナログ入力回路によって１０番目の入 力チャネル（ＣＨＩＯ）に接続されているのが示されている。

端子ブロック２２はリモートセンナをコントロールシステムに接続させるために 用いられる端子手段を提供する。

汎用アナログ入力回路２４は端子ブロックと入力チャネルとの間に配置されたイ ンターフェース手段を提供する。汎用アナログ入力回路は、以下にもっと詳細に 説明されるようにそれらの関連するリモートセンサによって供給されたその種類 のアナログ情報を、それらの関連する入力チャネルによって読み取り可能である 所与の種類のアナログ情報に変換するために選択的に動作可能である。

デジタルコントロールモジュールが１０個の出力チャネルを含んでいるため、各 々が個々の入力及び出力を有する１０個以内の分離した閉ループ制御動作を行な い得る。１つのこの種の閉ループ制御動作が１０番目の出力チャネル（ＯＣＨＩ Ｏ）に関して図１に図示されている。出力チャネル０ＣＲＩ　Ｏは出力機能モジ ュール３ｏに接続されている。この出力機能モジュール３０は多数の異なる種類 のものであることもあり、さらにこの説明のためにリレーであると仮定される。

この出力機能モジュール３ｏは端子ブロック３４を介してヒータ３２に接続され ている。この出力機能モジュール３０のリレーが閉じる時、ヒータ３２はビルの 部屋などの内部空間を加熱するためターンオンされる。

室温は、検知されている温度を示す大きさを有する抵抗の形態であるアナログ情 報を提供するリモートセンサ２６によって検知され得る。リモートセンサ２６に よって提供された抵抗アナログ情報は、前述したように端子ブロック２２及び汎 用アナログ入力回路２４によって１０番目の入力チャネル（ＣＨＩＯ）に接続さ れている。リモートセンサ２６からの温度情報は、抵抗の大きさから、端子ブロ ック２２及び汎用アナログ入力回路２４によって形成された入力インターフェー スによる差電圧のような所与の種類のアナログ情報に変換される。１０番目の入 力チャネル（ＣＨｌｏ）で読み取られた差電圧が、ヒータ３２によって暖房され ている部屋がネットワークコントロールモジュールの高レベルコマンドによって 示された所望の温度であることを示す時、デジタルコントロールモジュール１６ は、出力チャネル０ＣＨＩＯを介して、ヒータ３２をターンオフするため出力機 能モジュール３ｏのリレーを開く。室温が所望の温度より下に下がった時、その 状態がリモートセンサ２６によって検知されかつ端子ブロック２２及び汎用アナ ログ入力回路２４からなる入力インターフェースによって差電圧に変換され、次 いでこの差電圧は、デジタルコントロールモジュールに対して、その出力チャネ ル０ＣＲＩ　Ｏによって出力機能モジュール３ｏのリレー接点を閉じさせるよう にする。上記の閉ループプロセスは、出方機能モジュール３０を手動的に手動モ ードにさせるオペレータによるか、又はバス１８を介するネットワークコントロ ールモジュール１４からデジタルコントロールモジュール１６へのコマンドによ るかのどちらかによって遮断されるまで続く。この種のコマンドは、システムの ソフトウェア制御下で開始され得る。この種のソフトウェアコマンドは、例えば オフィスビルの部分に供給された暖房が夜間や週末にターンオフされる時に所望 されるかもしれない。

図２は、本発明を実施するコントロールシステム入力又は入力インターフェース ４ｏを示している。図２に図示されている入力インターフェースは、デジタルコ ントロールモジュール１６の単一（シングル）入力チャネルによって単一（シン グル）リモートセンサをインターフェースするために配列されている。デジタル コントロールモジュールの全ての１０個の入力チャネルがリモートセンサに接続 されている時、各入力チャネルは図２で図示されているように入力インターフェ ース４ｏと協働する。

入力インターフェース４ｏは一般に端子ブロック２２及び汎用アナログ入力回路 ２４を含んでいる。端子ブロック２２は、６つのねじ込み端子、即ちねじ込み端 子１〜６を有している。図示されているように、ねじ込み端子１．２．４、及び ５はリモートセンサへの接続のために使用可能である。ねじ込み端子３及び６は 使用されず、従って地電位に接続されている。しかしながら、ノイズのある電気 環境状態が存在しているところでは、ねじ込み端子３及び６はシールドケーブル のシールド部を接地させるために使用されることもある。

他の各ねじ込み端子、即ちねじ込み端子１．２．４、及び５は、汎用アナログ入 力回路２４の入力４２．４４．４６、及び４８の１つに接続されている。より明 確には、ねじ込み端子１は入力４２に接続されており、ねじ込み端子２は入力４ ４に接続されており、ねじ込み端子４は入力４６に接続されており、さらにねじ 込み端子５は入力４８に接続されている。この４つのねじ込み端子は、いかなる リモートセンサをもシステムに接続されるべくシステム内で用いられることをイ ネーブルとする。ねじ込み端子１及び２はリモートセンサからアナログ情報を受 け取るために用いられる。ねじ込み端子４及び５は、必要な時にリモートセンサ に給電するために用いられる。ねじ込み端子４における電力は、汎用アナログ入 力回路２４を介してねじ込み端子４に接続されているデジタルコントロールモジ ュール１６内の電流制限電圧１１５０によって供給される。ねじ込み端子５はね じ込み端子４から戻った供給電源に用いられる。ねじ込み端子５はまたリモート センサを定電流源に接続するために用いられる。ねじ込み端子５で使用可能な定 電流は、必要とされる時に汎用アナログ入力回路２４を介してねじ込み端子５に 接続されるデジタルコントロールモジュール１６内の定電流源５２によって供給 される。

汎用アナログ入力情報２４はまたデジタルコントロールモジニール１６の対応す る入力８２．８４．８６、及び８８に接続されている４つの出力、６２．６４． ６６、及び６８を含んでいる。デジタルコントロールモジュールの入力、８２． ８４．８６、及び８８はデジタルコントロールモジュール１６の１つの入力チャ ネルを含んでいる。

電流制限電圧源５０及び定電流源５２のほかに、デジタルコントロールモジュー ル１６は差動増幅器５４を有している。差動増幅器５４は正入力５６及び負入力 ５８を有している。入力抵抗、５１．５３．５５、及び５７を伴う差動増幅器５ ４は、通常の方法の差電圧又はシングルエンド形電圧のごとき所与の種類のアナ ログ情報の読み取りをイネーブルとする。

汎用アナログ入力回路２４は内部回路を含み、該内部回路は、２セツトのジャン パ回路７０及び９０を介して、リモートセンサからの種々の種類のアナログ入力 情報のどれでをも、デジタルコントロールモジュール１６の入力チャネルによっ て読み取り可能な差電圧に変換するために選択可能な回路形態を提供する。ジャ ンパ回路７０の第１セツトはジャンパ回路Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３を有している。

ジャンバ回路９０の第２セツトはジャンパ回路Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７を有 している。各ジャンパ回路は１対の端子を含んでいるのが図示されている。実際 上は、各ジャンパ回路の１対の端子は、伝導性の短絡ピンが１対の端子を共に短 絡させるため及び特定のジャンパ回路を選択するために各端子対の中心に挿入さ れることもあるように、好ましくは位置合わせされている。図２で示されている ように、ジャンパ回路＄１の端子は汎用アナログ入力回路の他のいかなる部分に も接続されていない。このジャンパ回路は、ジャンパ回路Ｓ２及びＳ３のどちら も必要とされない時に用いられ、従って実際に使用されていない場合には短絡ビ ンのために都合の良い格納場所となる。

ジャンパ回路Ｓ１を除いて、ジャンパ回路の各第１端子はヒユーズを介して汎用 アナログ入力回路２４の入力の１つに接続されている。より明確には、ジャンパ 回路Ｓ２の第１端子７１はヒユーズ１００によって汎用アナログ入力回路２４の 入力４６に接続されている。ジャンパ回路Ｓ３の策１端子７３はヒユーズ１０２ によって入力４２に接続されている。ジャンパ回路Ｓ４の策１端子９１はヒユー ズ１０４を介して入力４８に接続されており、ジャンパ回路Ｓ５、Ｓ６、及びＳ ７の第１端子９３．９５、及び９７はヒユーズ１０６を介して入力４４にそれぞ れ接続されている。ヒユーズ１００．１０２．１０４、及び１０６が、端子ブロ ック２２に接続されている欠陥リモートセンナによって結果的に生じる可能性の ある過電流又は過電圧状態からデジタルコントロールモジニール回路を保護する ためにジャンパ回路接続の説明の終了にあたって、ジャンパ回路Ｓ２の第２端子 ７２は、ジャンパ回路Ｓ３の篤１端子７３に接続されており、さらに抵抗５１を 介して差動増幅器５４の入力５６に接続されている。ジャンパ回路＄３の第２端 子７４は抵抗２５に接続されており、この抵抗２５は、抵抗５５を介して差動増 幅器５４の入力５８に順に接続されている。抵抗２５及び抵抗５５の共通ノード は、汎用アナログ入力回路２４の入力４４にも接続されかつジャンパ回路Ｓ５、 Ｓ６、及びＳ７のそれぞれの第１端子９３．９５、及び９７にも接続されている 。抵抗２５の機能は以下により詳細に説明されている。

ジャンパ回路の第２セツト９０に関しては、ジャンパ回路Ｓ４の第２端子９２及 びジャンパ回路Ｓ５の第２端子９４は、デジタルコントロールモジュール１６内 の定電流源５２に接続されている。ジャンパ回路Ｓ６の第２端子９６は、汎用ア ナログ入力回路２４の外部にある端子５９における負電圧供給電源に接続されて いる。最後にジャンパ回路Ｓ７の冨２端子９８は、図示されているように汎用ア ナログ入力回路２４の外側にあるシステムの接地に接続されている。

汎用アナログ入力回路２４に関して上述された回路によって、汎用アナログ入力 回路の異なる回路形態は、リモートセンサによって供給された情報がデジタルコ ントロールモジュールの入力チャネルによって読み取られることができるように 、システム内で用いられ得る種々の種類のリモートセンサのどれでも１つをデジ タルコントロールモジュール１６の入力チャネルに接続するため、端子ブロック ２２上のジャンパ回路及びねじ込み端子を適切に選択することによって選択され 得る。図３は、システム内で用いられるかもしれない７つの異なる種類のリモー トセンナに適ったジャンパ回路及びねじ込み端子の選択を識別する。

図３での、２線式抵抗温度装置に関しては、ジャンパ回路Ｓ２及びＳ５が端子ブ ロック２２のねじ込み端子１及び２とともに用いられるのが見られる。４線式抵 抗温度装置に関しては、ジャンパ回路Ｓ１及びＳ４がねじ込み端子１．２．４、 及び５とともに選択されている。各抵抗温度依存装置は抵抗の大きさの形態でア ナログ情報を提供する。４線式装置は、２線式抵抗温度依存装置の場合よりもも っと正確な抵抗の決定を提供するため、以下に見られるような４つの線（ワイヤ ）を必要とする。いずれの場合においても、図３で識別されたジャンパ回路及び ねじ込み端子の選択が、端子ブロック２２及び汎用アナログ入力回路２４を構成 し、該構成は、デジタルコントロールモジュールの入力チャネルが、これらのリ モートセンサによって供給された抵抗アナログ情報を読み取るのを許可するよう に抵抗の大きさを差電圧に変換する。

また図３に見ることができるように、リモートセンサが、デジタルコントロール モジュールの入力チャネルによって読み取られるべき０〜１０ボルトの電圧の大 きさを供給する時は、ジャンパ回路Ｓ１及びＳ７はねじ込み端子１．２、及び４ とともに用いられる。このジャンパ回路及びねじ込み端子の選択は、差動増幅器 ５４の入力間にシングルエンド形電圧としての電圧の大きさを印加させるために 端子ブロック２２及び汎用アナログ入力回路２４を構成する。

リモートセンサがポテンショメータの抵抗設定を読み取るのに必要なポテンシヨ メータを有している時は、ジャンパ回路Ｓ１及びＳ７は、ねじ込み端子１．２、 及び４とともに用いられる。図７の等価回路に関して以下に見られるように、ジ ャンパ回路及びねじ込み端子のこの組み合わせが用いられる時、抵抗であるポテ ンショメータの設定はシングルエンド形電圧に変換され、さらにそれは、従って 、デジタルコントロールモジュール１６の入力チャネルによって読み取られるべ （差動増幅器５４の入力間に印加され得る。

リモートセンサが１０ボルト以下の出力電圧を供給する種類の３線式トランスデ ユーサの形態を取る場合は、ジャンパ回路Ｓ１及びＳ６はねじ込み端子１．２、 及び４とともに用いられる。このジャンパ回路及びねじ込み端子の選択によって 、２５ボルトの供給電圧がねじ込み端子４及び２によってトランスデユーサに供 給される。トランスデユーサの出力電圧は、負供給電圧に関してシングルエンド 形電圧を供給するのにねじ込み端子２に関するねじ込み端子１で使用可能とされ 、さらに差動増幅器５４の入力間に印加される。

リモートトランスデユーサが真２線式電流ループ装置として構成され、これによ りこのリモートトランスデユーサが電流の大きさの形態をとってアナログ情報を 供給する時、ジャンパ回路Ｓ３及びＳ６はねじ込み端子１及び４とともに用いら れる。この形態では、抵抗２５を介してトランスデユーサに２５ボルトを供給す ることによって電力と信号の両方を同じ２つの線（ワイヤ）上で使用可能である 。トランスデユーサはその出力抵抗を調整し、これにより電流ループ上の電流を 調整する。これは抵抗２５を介する電圧降下（差電圧）として読み取られる。

最後に、リモートセンサが自己出方し、リモート電流ループとして構成された時 は、ジャンパ回路ｓ３及びＳ４はねじ込み端子１及び２とともに選択される。両 電流ループタイプのリモートセンサでは、リモートセンナによって供給された電 流の大きさを差電圧に変換するために、ジャンパ回路選択は、抵抗２５を差動増 幅器５４の入力５８と入力５６との間に位置させる。２線式電流ループについて は、ねじ込み端子４はリモートセンサに給電するために用いられる。この種のセ ンナが自己出力するので、ねじ込み端子４はリモート電流ループセンサには用い られない。

図４〜図１０の等価回路図に関しては、図４は、リモートセンサが２線式抵抗温 度依存装置である場合で、端子ブロック２２及び汎用アナログ入力回路２４の等 価回路図を図示している。このリモートセンサは可変抵抗１１０として図示され ている。さらに、電流制限電圧源５０の特定回路に伴った抵抗５１．５３．５５ 、及び５７は、簡単化のために等価回路図から省略されている。

再び図４に関して、２線式抵抗温度装置は可変抵抗１１０として図示されている 。ねじ込み端子１及び２を伴ったジャンパ回路Ｓ２及びＳ５の選択によって、可 変抵抗の１方が、ねじ込み端子１及びヒユーズ１０２を介して差動増幅器５４の 正入力に接続されているのが見られる。またジャンパ回路Ｓ２の選択によりて、 抵抗１１０はデジタルコントロールモジュールの正電圧源５０に接続されている 。

ジャンパ回路Ｓ５及びねじ込み端子２の選択によって、抵抗１１０の他端が、ヒ ユーズ１０６を介して差動増幅器５４の負入力５８に接続されかつジャンパ回路 Ｓ５を介して定電流源５２に接続されている。前文の結果として定電流は、その 抵抗のいかなる変化も差動増幅器５４の入力５６と５８との間に印加された差電 圧の比例的変化となるべく抵抗１１０に供給される。

図４の回路形態はまた２値接点を検知するのに用いられ得る。この種の接点が閉 じている時は抵抗は低くなり、また接点が開いている時は抵抗は高くなる。対応 する接触状態を読み取るためには、抵抗値の差が、差動増幅器５４の入力５６と 入力５８との間に低差電圧又は高差電圧のいずれかを供給する。この方法によっ て、システムの差（平衡化）の性質のために非常に良好な耐ノイズ性が得られる 。

図５では、リモートセンサが４線式抵抗温度依存装置である時及びジャンパ回路 Ｓ１及びＳ４がねじ込み端子１．２．４、及び５とともに選択される時の端子ブ ロック２２及び汎用アナログ入力回路２４の等価回路を図示している。

このリモートセンサは可変抵抗１１２として示されている。

このリモートセンサが４つの線（ワイヤ）を用いた端子ブロック２２に接続され ているのが示されている。１つの線（ワイヤ）は、ねじ込み端子４及びヒユーズ １００を介して抵抗１１２の第１端をデジタルコントロールモジュール１６の電 流制限電圧源５０に接続させる。抵抗１１２の茶１端はまた、ねじ込み端子１及 びヒユーズ１０２を介して差動増幅器５４の正入力５６に接続されている。抵抗 １１２の第２端は、ねじ込み端子２及びヒユーズ１０６を介して差動増幅器５４ の負入力５８に接続されている。最後に、抵抗１１２の第２端は、ねじ込み端子 ５、ヒユーズ１０４、及びジャンパ回路Ｓ４を介して定電流源５２に接続されて いる。この構成において示されているように、抵抗１１２を電圧源５０及び定電 流源５２に接続させるために分離線が用いられる。この結果、定電流が抵抗１１ ２に供給され、またその抵抗のいかなる変化も差動増幅器５４の入力５６と５８ との間に印加される差電圧の正確な変化となるであろう。この正確さは、抵抗１ １２を通過する電流が、ヒユーズ１０２及び１０６を有する入力検知線の抵抗に よって影響を受けない電圧に変換されるという事実による。

図６は、リモートセンサが外部電力を必要としかつ検知されている状態を示す１ ０ボルト以内の電圧の大きさを供給する種類である時の等価回路を図示している 。この場合、ねじ込み端子４の選択によって、リモートセンサ１１４をねじ込み 端子４及びヒユーズ１００を介して電流制限電圧源５０に接続する。リモートセ ンサ１１４の出力電圧は、センナの正側がねじ込み端子１に接続されかつその負 側かねじ込み端子２に接続されるように、ねじ込み端子１及び２の両端に接続さ れている。正側が、ねじ込み端子１及びヒユーズ１０２を介して差動増幅器５４ の正人力５６に接続されている。このリモートセンサの負側か、ねじ込み端子２ 及びヒユーズ１０６を介して差動増幅器５４の負入力５８に接続されている。最 後に、ジャンパ回路Ｓ７を選択することによって、リモートセンサ１１４の負側 もシステムの接地に接続されている。ジャンパ回路Ｓ７を介してリモートセンサ １１４の負側をシステムの接地に接続させることによって、リモートセンサ１１ ４への電力回路が完成される。差動増幅器の負入力は、図６に示されていない抵 抗５５によって実際には直接にはアース接続されていない。

図６に図示されている回路形態の結果として、リモートセンサ１４によって供給 された電圧の大きさが、デジタルコントロールモジュール１６の入力チャネルに よって読み取られるべき差動増幅器５４の入力間にシングルエンド形電圧とじて に印加され、その間リモートセンナに給電するための電力がまた供給される。

図７に関しては、ジャンパ回路Ｓ１及びＳ７が、ポテンショメータをコントロー ルシステムに接続するため、ねじ込み端子１．２、及び４とともに選択される時 に生じる等価回路を図示している。ここでは、ポテンシヨメータは参照符号１１ ６で提供されている。

図７に示されているように、ポテンショメータの第１端は、ねじ込み端子４及び ヒユーズ１００を介してデジタルコントロールモジュール１６の電流制限電圧源 ５０に接続されている。ポテンショメータ１１６の反対端は、ねじ込み端子２、 ヒユーズ１０６、及びジャンパ回路Ｓ７を介してシステムの接地に接続されてい る。ポテンシヨメータの反対端はまたねじ込み端子２及びヒユーズ１０６を介し て差動増幅器５４の負入力５８にも接続されている。最後に、ポテンショメータ のワイパ１１６ａは、ねじ込み端子１及びヒユーズ１０２を介して差動増幅器５ ４の正入力５６に接続されている。前文で示されているように、電流制限電圧源 はポテンショメータ１１６の両端に電圧を供給し、またワイパ１１６ａと接地と の間の電圧は差動増幅器５４の入力間で読み取られる。この結果、ポテンショメ ータ１１６の抵抗設定は、デジタルコントロールモジュール１６によって決定さ れ得る。

図８では、２５ボルト以下の出力電圧を供給する３線式トランスデユーサをコン トロールシステムに接続するのにジャンパ回路Ｓ１及びＳ６がねじ込み端子１． ２、及び４とともに用いられる時の等価回路を図示している。３線式トランスデ ユーサは参照符号１１８によって識別される。

図示されているように、この種のトランスデユーサは外部電力の印加を必要とす る。このため、トランスデユーサ１１８は、ねじ込み端子４及びヒユーズ１００ を介してデジタルコントロールモジュール１６の電流制限電圧供給５０に接続さ れている。トランスデユーサの出力電圧の正側は、ねじ込み端子１及びヒユーズ １０２を介して差動増幅器５４の正入力５６に接続されている。トランスデユー サの負側はねじ込み端子２及びヒユーズ１０６を介して差動増幅器５４の負入力 ５８に接続されており、かつジャンＡ回路Ｓ６を介して外部の負供給電源に接続 されている。ジャンパ回路Ｓ６を介してトランスデユーサの負側を負供給電源５ ９に接続することにより、トランスデユーサへの電力回路を完了させ、出力電圧 を入力チャネルによって読み取り可能な範囲に合わせて計測する。また、差動増 幅器５４の入力５８は、図８の等価回路に示されていない抵抗５５によって負供 給電源に直接には接続されていない。図に見られるように、ジャンパ回路及びね じ込み端子のこの組み合わせは、３線式トランスデユーサが給電され、さらにト ランスデユーサの出力の電圧の大きさが差動増幅器５４の差動入力間に印加され 、読み取られることをイネーブルとする。トランスデユーサの出力電圧はシステ ムの負供給電圧に関連している。

図９は、リモートセンサをコントロールシステムに接続させるためにジャンパ回 路Ｓ３及びＳ６がねじ込み端子１及び４とともに選択される時に得られた等価回 路を図示している。このコントロールシステムは検知されている状態を示す出力 電流の大きさを供給し、さらにねじ込み端子１及び４から送られてくる電力をも 必要とする。リモートセンサ１２０はねじ込み端子４及び１の間に接続されてい る。

ねじ込み端子４は、ヒユーズ１００を介してデジタルコントロールモジュール１ ６の電流制限電圧源５０に接続されている。ジャンパ回路Ｓ３の選択によって、 抵抗２５は差動増幅器５４の入力５６及び５８の間に位置する。またねじ込み端 子１は、ジャンパ回路Ｓ３を介して抵抗２５に接続されている。抵抗２５の他側 はジャンパ回路Ｓ６を介して負電圧源５９に接続されている。図９に示されてい るようにこの回路形態は、電流制限電圧源５０にセンナを接続させることによっ てリモートセンサ１２０に電力供給し、ざらに差動増幅器５４の入力間に位置す る抵抗２５を介してリモートセンサ１２０の電流の出力の大きさを指示する。

この結果として、リモートセンサ１２０によって供給された電流の大きさは、デ ジタルコントロールモジュール１６の差動増幅器５４の入力５６と５８との間で 読み取られ得る差電圧に変換される。

最後に図１０に関しては、ジャンパ回路Ｓ３及びＳ４が、自己出力したリモート センサを検知されている状態を示す電流の大きさを供給するシステムに接続させ るため、ねじ込み端子１及び２とともに選択された時に得られた等価回路を図示 している。このリモートセンナは参照符号１２２によって示されている。図示さ れているようにリモートセンサ１２２は、端子ブロック２２のねじ込み端子１及 び２の両端で接続されている。ジャンパ回路Ｓ３の選択によって、抵抗２５は差 動増幅器５４の差動入力５６と５８との間に再度位置せしめられる。ねじ込み端 子１は、ジャンパ回路Ｓ３及びヒユーズ１０２を介して抵抗２５にも接続されて いる。ジャンパ回路４の選択によって、ねじ込み端子２はヒユーズ１０４を介し て抵抗２５及び負入力５８の結合部に接続されている。これにより、等価回路に 示されているように、リモートセンサ１２２によって供給された電流の大きさは 、ジャンパ回路＄３を選択することによって差動増幅器５４の入力５６と５８と の間に接続されている抵抗２５を介して指示される。このためリモートセンサ１ ２２によって供給された電流の大きさは、抵抗２５により差電圧に変換される。

この差電圧は、次いでデジタルコントロールモジュール１６の差動増幅器５４に よって読み取られる。

たとえ入力チャネルが、差動増幅器の入力間に印加された電圧のような所与の種 類のアナログ情報を読み取るために構成されていたとしても、前文から本発明が 、コントロールシステムの入力チャネルを種々の異なる覆類のアナログ情報を読 み取るために用いるために新しくかつ改良されたコントロールシステム入力を提 供することが評価され得る。このことは、リモートセンサが該センナの検知する 状態を示す抵抗、電圧の大きさ、又は電流の大きさのいずれを供給しようと、各 リモートセンサによって供給されたアナログ情報を差動増幅器の入力間に印加さ れた電圧に変換することによる本発明によって達成される。さらに、汎用アナロ グ入力回路のインターフェース回路は、この汎用アナログ入力回路に接続された 端子ブロックのジャンパ回路及びねじ込み端子を選択を通してオペレータによっ て容易に選択され得る。この結果として、最大限の融通性を持ち及び制御される べき多数の異なる種類の状態に合わせることができるコントロールシステムとな る。

本発明の具体的な実施例が示されかつ説明されている一方で、変形が行われるこ ともあるが、本発明の精神及びその範囲から逸脱することなく請求項の範囲内で この積の全ての変形が行われることが意図されている。

ＦＩＧ、　４ ＦＴＧ、　５ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ　１０ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成４年１月２ ８日国

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．リモートセンサから受け取られた複数の異なる種類のアナログ入力情報に応 答するために配列されたコントロールシステム入力であって、所与の種類のアナ ログ情報を読み取るために用いられる入力チャネル（ＣＨ１０）と、リモートセ ンサ（２６）を前記システムに接続させるために用いられる端子手段（２２）と 、前記端子手段（２２）と前記入力チャネル（ＣＨ１０）との間に配置されてお り、前記リモートセンサによって供給されたその種類のアナログ情報を前記所与 の種類のアナログ情報に変換するために選択的に動作可能であるインターフェー ス手段（２４）とを備えているコントロールシステム入力。
2. ２．前記所与の種類のアナログ情報が電圧である請求の範囲１に記載のコントロ ールシステム入力。
3. ３．前記電圧を読み取るために正入力（５６）及び負入力（５８）を有する差動 増幅器（５４）をさらに含んでいる請求の範囲２に記載のコントロールシステム 入力。
4. ４．前記異なる種類のアナログ入力情報が、電圧の大きさと、電流の大きさと、 抵抗値とを含んでいる請求の範囲２に記載のコントロールシステム入力。
5. ５．前記インターフェース手段が、前記リモートセンサによって供給されたその 種類のアナログ情報に応じて異なるインターフェース手段回路形態を供給するた めの回路選択手段（７０、９０）を備えている請求の範囲３に記載のコントロー ルシステム入力。
6. ６．前記異なる種類のアナログ入力情報の１つが抵抗（１１０、１１２）であっ て、前記回路選択手段（７０、９０）が、前記抵抗を差電圧に変換するために該 抵抗を介して定電流を供給するために選択的に動作可能であり、また前記インタ ーフェース手段が前記差電圧を前記差動増幅器（５４）に印加するために配列さ れている請求の範囲５に記載のコントロールシステム入力。
7. ７．前記異なる種類のアナログ入力情報の１つが電圧の大きさ（１１４）であり 、また前記回路選択手段（７０、９０）が前記電圧の大きさを前記差動増幅器に 印加するために選択的に動作可能である請求の範囲５に記載のコントロールシス テム入力。
8. ８．前記回路選択手段（７０、９０）が、前記電圧の大きさを供給する前記リモ ートセンサに電力を印加するために選択的に動作可能である請求の範囲７に記載 のコントロールシステム入力。
9. ９．前記異なる種類のアナログ入力情報の１つが電流の大きさであり、また前記 回路選択手段（７０、９０）が前記電流の大きさを差電圧に変換するために選択 的に動作可能である請求の範囲５に記載のコントロールシステム入力。
10. １０．抵抗手段（１２５）をさらに含んでおり、また前記回路選択手段（７０、 ９０）が、前記差動増幅器の入力（５６、５８）間に前記抵抗手段（１２５）を 位置させること及び前記差電圧を供給するために前記抵抗手段（１２５）を介し て前記電流の大きさを指示することとが選択的に動作可能である請求の範囲９に 記載のコントロールシステム入力。