JPH0793628B2 - データ伝送回路網の保護方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、終端インピーダンスを装荷された信号バスと
この信号バスに接続されている信号装置とからなるデー
タ伝送回路網の保護方法および装置に関するものであ
る。

背景技術 パルス変成器を用い終端抵抗で平衡されるように構成さ
れたデータ伝送回路網は、接続誤りに弱い。わずか一つ
の間違った接続でもバス全体を駄目にする。また、この
バスを用いる装置は並列にいくつもこれに接続されるか
ら、任意の点でバスに供給された誤電圧はそのバスに接
続されている全装置を破壊することがある。これによっ
て保守に問題が生じ、コストが高くなる。さらに、デー
タ伝送動作を行なうに先立ってバスの状態を知り得ない
と、種々の困難に遭遇する。

目 的 本発明の目的は、上述した欠陥を除去するにある。

発明の開示 本発明方法は、回路網を保護するために、インピーダン
スを介して供給電圧と信号地気とに接続されているバス
の電圧をモニタし、バスに試験パルスを送出することに
よりバスインピーダンスを測定し、電圧もしくはインピ
ーダンスのいずれか、またはそれらの両方が許容限界外
であるならば、少なくとも信号装置に至る電力の供給を
禁止することを特徴とする。

本発明の好適な実施例は他の請求項に記載されている通
りである。

本発明により提供される保護装置は、回路網内の一点で
必要になるだけである。これは、かかる費用が低いこと
を意味する。また、本発明の保護装置は設置と保守が容
易である。

実施例の説明 以下に、添付図面を参照して一例をあげて本発明を詳細
に説明する。

第２図に示すように、下記の間違った接続（矢印で表わ
す）はエレベータシャフト内に設置されたデータ伝送回
路網で生じ得るものであり、これは、信号バス（4,5）
が終端抵抗R1で互いに平衡接続され、信号装置6,7がパ
ルス変成器（M1,M2）を用いるように構成されている。

１′：例えば220Vの電源電圧を通す安全回路電源導線１
と信号接地線３（GND）とが直接接続された場合。接地
線３は中立位相である。この状況ではヒューズが切れる
が、実害はない。

２′：電源電圧を通す電源導線１と、信号バス（4,5）
に接続されている信号装置６および７に正の供給電圧、
例えば24Vを給電する供給導線２とが直接接続された場
合。この場合は、供給電圧が正または負のいずれかの方
向で許容された値を越え、早晩、信号バス（4,5）に接
続されているすべての信号装置6,7等が破損する。

３′：電源電圧を通す電源導線１と、正または負の２つ
の位相の信号を伝える信号導線４（SIGNAL＋）または５
（SIGNAL−）とが直接接続された場合。これによって信
号導線４または５がマヒし、作業者に危険を与える。直
接の損害は生じない。２つの位相の一方の信号を伝える
信号導線４または５が信号地気に接続され、中立位相と
同じになっている場合は、その信号導線４または５に接
続されている信号装置６または７内のパルス変成器M1ま
たはM2が破損する。これらの２本の信号導線４と５は終
端抵抗R1を介して互に接続されている。

４′：電源導線１と接地線３とが直接接続、すなわち短
絡された場合。結果としてヒューズが切れ、電源装置が
破損するか、またはこれらの導線が溶けることがある。

５′：信号導線４および５の一方または双方に電源導線
１が接続された場合。これによりデータ伝送ができない
が、２本の信号導線4,5の一本が接地された場合は、そ
の信号導線に接続されているすべての信号装置6,7のパ
ルス変成器M1またはM2が焼損する。

６′：信号導線４および５を接地し、データ伝送が阻害
された場合。上述した１本が接地された場合と同様に、
この両方が接地された場合も上記信号導線４および５に
接続されている全信号装置６および７のパルス変成器M1
およびM2が破損する。

７′：供給導線２と接地線３との間に信号装置６のパル
ス変成器M1を接続した場合。信号装置内のパルス変成器
は抵抗値が低いから、これは実際には短絡回路を構成
し、過熱するため破壊する。

８′：信号装置６または７の電圧入力端子８または９を
信号導線４および５に接続した場合。これによってデー
タ伝送はできないが、破壊は起こさない。

上述した種々の間違った状態を克服するため、信号バス
4,5の状態を連続してモニタリング（監視）、検出およ
び表示することが必要である。加えて、誤接続または不
適当な電圧が生じた場合は、十分に速やかな対応処置を
施し、破壊作用を防ぐ必要がある。

本解決策の基礎は、終端抵抗R1およびR2を装荷された信
号導線4,5の一方（４）を抵抗R3（第１図）を介して正
の供給電圧＋VIN,例えば、＋24Vに接続するとともに、
他方の信号導線５を抵抗値が等しいもう一つの抵抗R4を
介して接地することにある。データが信号バス（4,5）
を通って伝送中である場合は、20〜30Vのオーダの正お
よび負の両方の短いパルスがそこに生ずる。信号バス
（4,5）は信号装置6,7でモニタされるが、その入力電圧
は供給電圧の半分として現われる。信号バス（4,5）内
に正しくない電圧が存在するか否かに関する情報は、信
号バス電圧の平均をとることにより得られる。

また、誤動作を起こしやすい誤接続は、線路インピーダ
ンスを測定することにより検出できる。

第１図のブロック図は、誤った状態の検出および表示
と、保護動作のための電子回路を示す。

電源電圧モニタリング装置10は、信号バス（４、５）に
電源電圧が現れるか否かを監視する。電源電圧レベルの
電圧が誤ってそこに検出された場合は、この電源電圧モ
ニタリング装置10は電源制御装置11（これは電源電圧線
LINにより給電される）にNOL信号線を介して命令を送
り、直ちにエレベータシャフトへの電源供給線LOUTを遮
断する。信号バス（4,5）内に単に電源電圧が存在する
だけでは、信号装置6,7が破壊しないが、信号バス（4,
5）が役に立たなくなる。しかし、この電源電圧が信号
バス（4,5）内に現われた場合は、作業者が誤って他の
導線1,2,3を中性にする、すなわち接地する危険性があ
る。これらの２つの状態が同時に生じた場合は、結果は
信号バス（４、５）へ接続されているすべての信号装置
のパルス変成器の破壊となるであろう。このため、電源
は直ちに切らねばならない。また、信号バス（4,5）内
に電源電圧が存在すると、信号装置6,7への電源電圧の
給電も遮断することが必要となる。この保護回路は、発
光ダイオードを点灯することにより誤り状態にあること
を表示する。発光ダイオードは、誤りが修理され、かつ
その後ある時間、電流供給が止められていた後にのみ、
消灯される。

供給電圧および信号接地モニタリング装置12は、供給電
圧および信号接地電位の両方が正しい場合に信号バス
（4,5）を監視する。この時、信号バス（4,5）内に電源
電圧が検出された場合は、電源を直ちに遮断圧し、表示
灯を点灯してその状態を表示する。この状態は、誤りが
取り除かれ、かつ電源がオフとなってある時間経過する
まで、除去されない。電源は直ちに切らねばならない。
これは、作業者が直ちに信号バス（4,5）の他方の導線
を接地線３に接続することがあり、その場合は信号バス
（4,5）に接続されているすべての信号装置6,7等のパル
ス変成器M1,M2等が破壊するからである。この電源電圧
自体によって信号装置6,7が損傷されなくても、データ
伝送が阻害される。

信号地気電位が信号バス（4,5）内で検出された場合
も、電源電圧および供給電圧の両電源を直ちに遮断す
る。これは、この場合も再び作業者が直ちにこれらの電
源の一つを他方の信号導線に接続することがあり、今度
はその信号導線に接続されているすべての信号装置が破
壊するからである。この状態の存在は、発光ダイオード
が点灯することにより表示されるが、この発光ダイオー
ドは誤りが除去されると消灯される。

電源電圧モニタリング装置10、ならびに電源電圧および
信号地気モニタリング装置12は、連続して動作してお
り、信号バス（4,5）内に正しくない電圧があることを
検出すると直ちに応動する。

電気供給源が前述の両信号装置に接続されると、リセッ
ト論理回路13がこれらの装置の初期リセッティング（信
号RESET 0,RESET 1）を行ない、AND論理回路14が電源電
圧モニタリング装置10および信号地気モニタリング装置
12（NOE,NOFおよびNOG）の状態をチェックする。正しく
ない電圧が存在しない場合は、線路インピーダンス試験
論理回路15を使って（信号TEST）インピーダンス試験を
信号バス（4,5）に対して行なう。線路インピーダンス
試験は、短いパルスを信号バス（4,5）内に送り込み、
パルスが信号導線4,5を通過する際にパルスに生ずる変
化を観察することにより行なう。信号バス（4,5）の両
端には終端抵抗R1,R2を設ける。各信号装置6,7を信号バ
ス（4,5）に接続するパルス変成器M1,M2は、実際には、
直流に対して短絡回路であり、一方、短いパルスに対し
ては相対的に高いインピーダンスを呈する。それ故、戻
りのパルスがある所定の限界内にある、すなわち信号バ
スインピーダンスが正規に動作できる（信号TOK）限界
内にとどまっている場合は、電力スイッチ制御論理回路
16によって電力スイッチ17が閉成する（信号KOHJ）。

電源遮断の後、電源電圧モニタリング装置10ならびに供
給電圧および信号地気モニタリング装置12により与えら
れる２つの信号が誤りの存在を表示している場合は、イ
ンピーダンス試験を行なわず、電力スイッチ17によって
電気が供給されない。

線路インピーダンス試験は、電気が供給された後だけで
行なわれる。

電源遮断後、リセット論理回路13はすべての試験および
保護論理回路の初期リセッティングを行なう。

過電圧保護装置18は、電源装置とこれによる電源電圧の
供給の状態を両方ともモニタする。例えば、電源装置に
より与えられる電圧＋VINが、例えば電源装置の故障ま
たは接続誤りのため異常に高く上昇している場合は、通
電圧保護装置18が電源電圧を大地に流す。この場合は、
電源電圧ヒューズが飛ぶが、信号装置6,7は損傷を受け
ない。

第２図の接続誤り２′の場合は、電源電圧を＋VOUT端子
に接続した時に、この端子の電圧が上昇し始め、ダイオ
ードD1（第１図）を介してこの上昇が通電圧保護装置18
により認知され、この過電圧保護装置18が信号バス（4,
5）を接地線３に短絡する。この場合は、供給電圧ヒュ
ーズと電源電圧ヒューズの両方が飛ぶが、信号装置6,7
は無傷ですむ。電源電圧が負の半サイクルの時に短絡さ
れる場合は、電流がダイオードD2（第１図）を通って流
れ、ヒューズが飛ぶが、これまた信号装置6,7は損傷さ
れない。

初期リセッティングの後、電力スイッチ制御論理回路16
は、線路インピーダンス試験論理回路15から電力スイッ
チ17を閉成する許可（信号TOK）を待つ。この許可を受
取ると、電力スイッチ17は先ず一瞬閉成して、信号装置
6,7内の容量（第２図）をその最終値に十分近い値まで
充電させる短い電流パルスを生ずる。このパルスの終端
に向って、電流出抵抗R5（第１図）両端間の電圧をチェ
ックすることにより、電流消費試験を行なう。この電流
が最大許容値以下の値をとる場合は、電力スイッチ17は
連続制御電圧を与えられ、表示灯が点灯し、信号装置6,
7への電気供給源がスイッチオンされたことを示す。こ
の電流な連続してモニタされ、電流値がある時間最大許
容値を越えてしまった場合は、電力スイッチ17への制御
信号を除去し、表示灯を点灯して過負荷状態にあること
を示す。

ある時間遅延後、新たな試行を行ない、電力スイッチ17
を閉成する。この時のスイッチングオン時間は、たとえ
ば＋VOUT端子が直接かつ連続して接地線３に短絡されて
も、信号装置6,7が破壊されないように決める。

電力スイッチ制御論理回路16は、また、いわゆる動電流
限界を備える。これは、正規状態での電流消費が過度に
かつ急速に変化すると、最も可能性のあるのは、例えば
接続誤り７′のために短絡回路が長い線路の端部で生じ
たことであることを意味する。この場合は、パルス変成
器M1,M2を直接電源導線１と接地線３との間に接続す
る。

この状態は、電源がオンの時に信号装置6,7をデータ伝
送回路網に接続してしまった場合に生じ得る。

動電流限界は十分高い値にセットされ、電源電圧がこの
動電流限界を越えることなくオンであれば信号装置6,7
を正常に接続することができる。

第２図に示した種々の接続誤りの破壊の影響は、以下の
ようにして除去できる。

１′：ヒューズが飛ぶ。電子回路は損傷されない。

２′：過電圧保護装置18が動作し、電子回路が損害を受
けないうちにヒューズが飛ぶ。

３′：電源電圧モニタリング装置10で電源電圧の存在を
検知し、電源制御装置11に指示して何の損傷も生じない
うちに電源を遮断する。電源は、電力スイッチ17が開放
された時に遮断される。この時、何も損傷されないが、
過渡的な電源電圧の存在によって信号導線4,5内のデー
タトラフィックが阻害される。危険なことは、一方の信
号導線４または５が電源導線１に接続されると、信号導
線４または５に接続されているすべての信号装置6,7が
破損することである。

４′：電源導線１が接地線３に接続されると、その結
果、過負荷の検出で電力スイッチ制御論理回路16が電力
スイッチ17を開放し、これにより電子回路への損傷が防
がれる。

５′：電源を一方の信号導線４に接続すると、供給電圧
および信号地気モニタリング装置12が動作する。これに
よって、電力スイッチ17への制御信号が迅速に除去され
る。信号導線４に電源電圧が表われても、それ自体は如
何なる阻害をももたらさないが、他方の信号導線５を直
接に接地することがあり得、この場合は、信号バス（4,
5）へ接続されているすべての信号装置6,7が破壊され
る。

６′：信号バス（4,5）に信号地気電位が存在すると、
データ転送が阻害されるが、それ自体は何の損害も与え
ない。しかし、電源電圧または供給電圧が、同時に、他
方の信号導線５に与えられることがある。このため、供
給および電源電圧が迅速に遮断される。

７′：信号装置6,7が誤って電力供給線へ接続されるこ
とがある。パルス変成器M1,M2は、実際上、直流に対し
直流短絡回路を構成するから、破壊することがある。電
力スイッチ制御論理回路16は、この誤りを検出し、電力
スイッチ17を迅速に開放し、これによってパルス変成器
M1,M2の破壊を防ぐ。

８′：一方の信号導線４または５が他方の信号導線５ま
たは４に誤って接続されることがある。これによってデ
ータ転送が阻害される。供給電圧および信号地気モニタ
リング装置12は、この誤接続をインピーダンスの変化で
認識し、一方の信号導線４または５が信号導線５または
４に接続されていることを表示する。これによって、供
給および電源電圧の電源は迅速に遮断される。

以下に、第１図に示した各種装置を詳細に説明る。

第３図に示した電源電圧モニタリアング装置10は、バス
電圧をモニタし、電源電圧の存在を検出すると表示灯を
点灯するとともに、NOL信号を介して情報を電源制御装
置11に送る。

電源遮断後、RESET1信号が瞬時に正電圧＋Ｖ、例えば＋
15Vに上昇し、これによりフリップフロップIC1をリセッ
トし、このフリップフロッフIC1によって次にNOL出力が
高く、例えば電圧＋Ｖのレベルへ上昇し、この間、表示
灯LD1は消灯している。

電源電圧が信号バス（4,5）に現われると、コンデンサC
1がダイオードD3、ツェナダイオードD4および抵抗R6を
介して迅速に正電圧＋Ｖに充電され、このコンデンサ電
圧がツェナタイオードD5によりこの電圧値＋Ｖに制限さ
れる。コンデンサC1の両端間の電圧が抵抗R8およびR9に
よる分圧により決まる電圧レベルを越えると、比較器IC
1の入力が高くなる。これによって正電圧＋Ｖから抵抗R
10およびダイオードD6を通って流れる電流が止まる。結
果として、フリップフロップIC1のSD入力が高くなり、
フリップフロップIC1がセットされる。その結果、NOL出
力は0Vに下がり、抵抗R11の両端間に電圧が印加され、
表示通LD1を通る電流がセットアップされ、これによっ
てこの表示通LD1が点灯する。同時に、NOL信号によって
電流および供給電圧の両方の電源が遮断される。

電源電圧がバスから消えた場合でさえ、NOL信号は、電
源電圧がスイッチオフされて再びオンになるまで、正電
圧に戻らない。このときフリップフロップIC1は、RESET
1信号によりセットされる。

ツェナダイオードD4は、SIGNAL＋電圧がコンデンサC1を
充電できるようになる前にそれを越して上昇しなければ
ならないしきい値を与える。電源電圧が消え去った後、
コンデンサC1は抵抗R7を介してゆっくりと放電する。ツ
ェナダイオードD5は、コンデンサC1の最高電圧を比較器
IC1が損傷されないレベルに制限する。

第４図に示した供給電圧および信号地気モニタリング装
置12は、信号バス（4,5）をモニタし、供給電圧または
信号地気電位のいずれかがこの信号バス（4,5）内で検
出されると、警報を出す。第４図では、回路の上部が供
給電圧の存否につき信号バス（4,5）をモニタし、下部
が信号地気モニタリングを行なう。

電力遮断後、リセット論理回路13（第１図）からのRESE
T1信号によりフリップフロップIC1がリらットされる。
このフリップフロップIC1の一方の出力端子ののNOV信
号が今度は正電圧＋Ｖのレベルに上昇し、この時、他方
の出力端子Ｑの電圧が0Vに下がる。この状態では、電流
が抵抗R12を介して表示灯LD2に流れず、それ故、表示灯
LD2は点灯されない。

正規状態では、正の信号導線４が正電圧、例えば約＋12
Vにある。抵抗R13とコンデンサC2により構成される瀘波
回路のため、この電圧は比較器IC4の正の入力端子＋で
は直流電圧レベルとして見える。この比較器の負の入力
端子−に与えられる基準電圧、例えば＋17Vは抵抗R14お
よびR15ならびにダイオードD7で構成される分圧器によ
り得られる。供給電圧が信号バス（4,5）内に現われる
と、正の信号導線４内の信号電圧がこれにより上昇し、
コンデンサC2が抵抗R13を介して同じ電圧に充電され
る。コンデンサC2の両端の電圧が基準電圧のレベルに到
達すると、比較器IC4の出力が高くなるので、抵抗R16を
通る電流はダイオードD8を通って流れなくなる。この結
果、フリップフロップIC1のSD端子の電圧は正電圧＋Ｖ
のレベルに上昇し、このフリップフロップIC1はセット
される。これは、このフリップフロップIC1のＱ出力が
正電圧＋Ｖに上昇し、したがって表示灯LD2を通る電流
がセットアップされ、ここでこの表示灯LD2が点灯する
ことを意味する。同時に、フリップフロップIC1の他方
の出力が正電圧＋Ｖから0Vに下がり、その結果、電力
スイッチ17（第１図）が次に開放し、これにより信号装
置6,7（第１図）への電気の供給が遮断される。

SIGNAL＋がその正規値に戻り、システムへの電源供給が
しばらく遮断されるまで、表示灯LD2は消えることもな
くNOV信号が高くなることもない。これによって、RESET
1信号が一瞬、正電圧に上昇し、フリッフフロップIC3が
リセットされる。次に、表示灯LD2は消え、NOV信号が正
電圧＋Ｖに上昇する。

信号地気モニタリング部では、比較器IC5がSIGNAL＋信
号をその負力端子で正電圧、例えば＋12Vとして見る。
比較器IC5の正入力端子には低い電圧、例えば5.6Vが与
えられるから、比較器出力は0Vである。それ故、電流は
抵抗R16を通って流れず、表示灯LD3は点灯されない。他
方、NAND回路IC6の出力ラインNOGは正電圧＋Ｖである。

信号地気が信号バス（4,5）に接続さると、SIGNAL＋が0
Vに下がり、比較器IC5の出力が正電圧＋Ｖに上昇し、こ
の正電圧＋Ｖは抵抗R17を介して接続される。この結
果、表示灯LD3は点灯し、出力信号NOGは0Vに下がる。こ
の変化のため、電力スイッチ17（第１図）は開放され、
信号装置6,7への電気の供給は遮断される。

CONT1信号が正電圧＋Ｖに上昇すると、電源電圧制御ユ
ニット11がエレベータシャフトへの電源電圧供給を遮断
する。信号地気電位が信号バス（４、５）から除去され
ると、SIGNAL＋は正電圧、例えば＋12Vに再び上昇し、
表示灯LD3が消え、CONT1信号が0Vに下がり、NOG信号が
正電圧＋Ｖに上昇する。ツェナダイオードD9によって増
幅器IC4およびIC5の信号入力端子が保護される。

第５図に示した電力スイッチ制御論理回路16では、0Vパ
ルスRESET0および＋ＶパルスRESET1入力（これらは第１
図のリセット論理回路13によるものである。）によっ
て、それぞれフリップフロップIC7がリセットされ、フ
リップフロップIC8がセットされる。これによってフリ
ップフロップIC8のＱ出力は０にされ、抵抗R18を介して
フリップフロップIC8のＱ出力端子に接続されている過
負荷表示灯LD4が消灯する。ANDゲートIC9の出力は0Vで
ある。これは、フリップフロップIC7の出力Ｑがリセッ
トされているからである。

初期試験で、誤りが検出されなかった場合は、TOK信号
が＋Ｖボルトに上昇する。コンデンサC4は、抵抗R19を
介して＋Ｖのレベルの方へ放電され、コンデンサ電圧が
後段に接続されているAND回路IC10のしきい値に達した
時、AND回路IC10の出力が高くなる。それ故、フリップ
フロップIC7のＤ入力端子の電圧が＋ＶがそのＱ出力端
子に送られる。KOHJ信号が今度は＋Ｖ電圧に上昇し、こ
れによって電力スイッチ（第１図）が閉成する。

抵抗R20を介してANDゲートIC9の出力端子に接続されて
いる表示灯LD5は、電力スイッチ制御信号の状態を表示
する。

信号SENSE1およびSENSE2は、電流検出抵抗R5（第１図）
の両端間の電圧、すなわち、これを流れる電流を観察す
る。SENSE1は抵抗R21およびR22ならびにコンデンサC5を
介して増幅器IC11の＋入力端子に接続され、SENSE2は抵
抗R23〜R26およびコンデンサC6を介して増幅器IC11の−
入力端子に接続される。

この電流が許容限界を越して上昇すると、増幅器IC11の
＋入力端子の電圧が−入力端子の電圧より正になり、し
たがって増幅器の出力が上昇し、ダイオードD10を介し
てコンデンサC7を充電し始める。ダイオードD10は、こ
の出力側に加えて入力側で抵抗R27を介して増幅器IC11
の−入力端子にも接続される。この結果、増幅器IC12の
＋入力端子がその−入力端子よりも正になる。この−入
力端子は増幅器IC11の＋入力端子に接続されている。そ
れ故、増幅器IC12の＋出力端子からダイオードD11を通
って流れる電流は、抵抗R32を通って流れなくなるが、
その代りにダイオードD12を通って流れ、コンデンサC9
を充電する。この過負荷状態が、コンテンサC9がシュミ
ットトリガ回路IC13のしきい値電圧を越えて充電される
のに足る長さだけ続くと、このトリガ回路の出力は0Vに
下がる。結果として、NAND回路IC14の出力は0Vに下が
り、増幅器IC15の出力は＋Ｖに上昇し、フリップフロッ
プIC7およびIC8はリセットされる。AND回路IC14の出力
はダイオードD13を介してコンデンサC4を充電し、増幅
器IC10の入力はこのコンデンサC4の電圧に従う。フリッ
プフロップIC7がリセットされるとともに、AND回路IC9
の出力側のKOHJ信号が0Vに下がり、これによって電力ス
イッチ17が開放する。

電力スイッチ17が開放されると、増幅器IC12の出力が0V
に戻り、抵抗R32を流れる電流が再び地気に流される。
またコンデンサC9は、抵抗R33およびダイオードD11を介
して地気に放電する。

抵抗R33およびコンデンサC9により形成される時定数の
機能は、それがAND回路IC14の出力でダイオードD13を介
してコンデンサC4を放電させることである。抵抗R32と
コンデンサC9とにより形成される短い方の時定数は、一
時的な過負荷状態になった時に電力スイッチ17が開放す
るのを防ぐ。

過負荷状態では、フリップフロップIC8がセットされ、
表示灯LD4が点灯する。

KOHJ信号が＋Ｖボルトに上昇すると、抵抗R34とコンデ
ンサC10により信号の立上りから遅延が形成される。こ
の時、トランジスタQ1が導通し、そのコレクタが抵抗R3
2が一端を0Vレベルに引き込む。こうして過負荷モニタ
リング機能は、電力オン状態の最初の時にバイパスされ
る。これは、平均電流消費のモニタリングを行なう前に
信号装置6,7内のコンデンサを供給電圧まで充電できる
ようにしておかねばならないからである。

初期遅延後、トランジスタQ1がカットオフされ、正規の
モニタリングが開始する。このトランジスタQ1のエミッ
タとベースは抵抗R35を介して接続されている。

過負荷状態が生起した後、抵抗R19とコンデンサC4とに
より形成される時定数で決まる遅延の後に初めて電力の
供給をスイッチオンする新たな動作がなされる。

電流モニタリングシステムは、いわゆる動的電流限界が
含む。これは、電力スイッチ17が閉成された後、電流消
費の監視が開始することを意味する。十分なパルス幅の
急激な変化が正規の電流値内で生ずると、例えばパルス
変成器M1、M2が、例えば長い信号線路の端で供給電圧に
接続されてしまうことがあり得る。この場合、この状態
は電力装置で直流短絡として解釈されない。しかしパル
ス変成器M1、M2は、過熱のため時とともに破壊されてゆ
くであろう。電圧供給が途切れると、作業者は回路網の
動作時に間違った接続をしてしまったことを知る。しか
しこの動電流限界は、供給電圧がオンの状態で正規の信
号装置6,7を接続することができるに足るだけ高い。

動電流限界は、抵抗R26,R27およびR31,ならびにコンデ
ンサC8およびC7により形成される。電流が突然増大する
と、抵抗R26とR27で分圧された電圧の増幅に対応する変
化が増幅器IC11の出力電圧に生ずる。コンデンサC8の端
子での電圧が結果として急変し、これによって抵抗R31
を通ってコンデンサC7内に流れ込む電流が発生する。こ
の変化が十分大きいと、コンデンサC7が増幅器IC12の−
入力端子のレベルを越えて充電される。結果として、こ
の増幅器の出力が＋Ｖボルトに上昇する。それ故、電力
スイッチ17の制御電圧が今度は、前述したように除去さ
れ、この電力スイッチ17が導通を停止する。この変化が
小さい場合は、コンデンサC7の両端間の電圧が十分上昇
せず、トリッピングが起こらない。コンデンサC7は今度
は、抵抗R29およびR30を介してコンデンサC7の両端間の
電圧が＋Ｖボルトに接続されている抵抗R28と地気に接
続されている抵抗R29およびR30との間で分圧されること
により決まるレベルに達するまで、地気へ放電される。

KOHJ信号が再び＋Ｖボルトまで上昇すると、表示灯LD5
が点灯し、表示灯LD4が消える。過負荷状態では、逆が
起こる。

第６図に示す電力スイッチ17は以下のように機能する。
給電電圧が接続された後、モニタリングシステムまたは
バスインピーダンス試験で誤りが検出されない場合は、
電力スイッチ制御論理回路16（第１図）によって電力ス
イッチ制御信号KOHJが＋Ｖボルトまで上昇する。こうな
ると、トランジスタQ4は抵抗R36を介してベース電流を
受ける。トランジスタQ4が導通し初めると、電流が抵抗
R37を経てトランジスタQ3のベースへ流れ始め、トラン
ジスタQ3が今度は導通し始め、SENSE1からの制御電圧を
電力トランジスタQ2とベースへ加える。これによって、
SENSE2信号の電圧＋VINが端子＋VOUTへ送られる。

過負荷状態では、制御論理回路16が電力スイッチ制御信
号をONまで下げる。これによってトランジスタQ4がカッ
トオフし、トランジスタQ3、したがってトランジスタQ2
もカットオフする。

第７図は、バス状態モニタ装置の出力をモニタするAND
論理回路14を示す。AND回路IC16およびIC17の入力端子
に加えられるNOL,NOVおよびNOG信号が＋Ｖボルトである
と、このAND論理回路14が＋ＶボルトのTEST信号を出力
することにより電力を遮断した後、バスインピーダンス
試験が可能になる。正規の動作時に入力信号の一つが0V
に下がると、TEST信号も0Vに下がり、これによって電力
スイッチ制御論理回路16に指示して電力スイッチ17を開
放させる。

第８図に示す過電圧保護装置18は、電圧供給装置（およ
び端子＋VOUTでの電圧も）から得られる電圧＋VINをモ
ニタする。この電圧が十分高く上昇すると、抵抗R38の
両端間の電圧が上昇し始め、これにより抵抗R38を通っ
てサイリスタT1のゲートへ流れる電流を設定する。電圧
が上昇するにつれ、サイリスタT1のゲートへ流れる電流
が増大し、この電流がある値に達した時、このサイリス
タT1が点弧し、これにより線＋VINを地気へ短絡する。
これにより生ずる大きな電流によってエレベータ制御盤
内の電力供給線に入っているヒューズが飛び、これによ
って信号バス（4,5）に接続されている電子回路が破壊
されるのを防ぐ。電源導線１がこの線＋VINに接続され
たと仮定すると、前述したようなサイリスタの点弧によ
って電源電圧ヒューズも飛ぶことになる。

第９図に示す電源制御装置11では、正規状態の時、NOL
信号が抵抗R40を介して＋Ｖボルトにあり、他方CONT1信
号が0Vである。そこでトランジスタQ5は抵抗R41を介し
て十分なベース電流を受ける。これは、トランジスタQ6
のベースは抵抗R42を介してCONT1信号に接続されてお
り、導通していないからである。それ故、トランジスタ
Q5のコレクタの電圧は約0Vであり、ダイオードD15と並
列に接続されているリレーRE1は付勢状態にある。結果
として、スイッチK1は電圧線LINを出力線LOUTに接続す
る。

電源電圧モニタリング装置10が信号バス（4,5）内の電
源電圧を検出すると、NOL信号が0Vに下がり、トランジ
スタQ5がカットオフし、リレーRE1が開放する。それ
故、スイッチK1の接点は他の位置に切り替わり、これに
よって電圧線LINの出力線LOUTへの接続が遮断される。

同じように、供給電圧および信号地気モニタリング装置
12は、信号バス（4,5）内の信号地気電位を検出し、CON
T1信号を＋Ｖボルトに上昇させる。今度はトランジスタ
Q6が導通し始め、これによりトランジスタQ5がベース電
流を受けるのを阻止する。それ故、リレーRE1は開放さ
れ、電圧線LINの出力線LOUTへの接続が遮断される。

第10図のリセット論理回路13は、電力遮断後のシステム
の初期リセッティング行なう。

このシステムは０状態および１状態の両方で有効なリセ
ット状態を含むから、前者に対しては信号RESET0を、後
者に対しては信号RESET1を必要とする。

このシステムが電源に接続されると、コンデンサC10が
抵抗R43を介して＋Ｖの電圧へ充電される。最初の時
に、コンデンサC10の両端間の電圧が0Vになると、RESET
1信号は抵抗R43とコンデンサC10とにより形成される時
定数により決まる時間だけ＋Ｖである。この電圧がシュ
ミットトリガ回路IC18の入力端子のしきい電圧値に達す
ると、このトリガ回路の出力側のRESET1信号が約0Vに変
わり、この状態に保たれる。

第11図に示した線路インピーダンス試験論理回路は以下
のように機能する。電源遮断後、リセット論理回路13
（第１図）が約１秒間、RESET0信号を0Vに、RESET1信号
を＋Ｖボルトに保つことによりシステムの初期リセッテ
ィングを行なう。試験論理回路内のフリップフロップIC
19およびIC20はこの時リセットし、両者のＱ出力端子が
0Vになる。抵抗R44を介してフリップフロップIC20のＱ
出力端子に接続されている表示灯LD6が消灯する。トラ
ンジスタQ7は導通していない。これは、抵抗R45を介し
てそのベースへ制御電流が流れないからである。

電源電圧モニタリング装置10または供給電圧および信号
地気モニタリング装置12により線路内に間違った電圧が
検出されない場合は、AND論理回路装置14によってTEST
信号が＋Ｖの電圧まで上昇する。TEST信号をフリップフ
ロップIC19のＤ入力端子に供給する。RESET1信号が＋Ｖ
レベルにある間、コンデンサC11は抵抗R46およびダイオ
ードD17を介して＋Ｖの電圧まで充電される。RESET1信
号が0Vレベルに戻ると、コンデンサC11は抵抗R47を介し
て0Vレベルの方に放電し始める。コンデンサC11の電圧
が比較器IC21の＋入力端子側の電圧（＋電圧を抵抗R48
とR49とにより分圧して形成される）のレベルより下が
ると、この比較器IC21の出力は0Vから＋Ｖレベルに変化
し、その結果、ダイオードD18が導通しなくなり、立上
りで付勢されるフリップフロップIC19のクロック入力端
子CPが抵抗R50を介して＋Ｖボルトへ上昇する。TEST信
号が＋Ｖボルトであると、フリップフロップIC19のＱ出
力は今度は＋Ｖレベルに上昇する。そこで、トランジス
タQ7は抵抗R45を介してベース電流を受けり、導通し始
める。それ故、リレーRE2およびRE3は付勢され、接点K2
によって正信号線（SIGNAL＋）がMOS FET Q8に接続さ
れ、接点K3によって負信号線（SIGNAL−）が信号地気に
接続される。各リレーRE2およびRE3の一端は供給電圧＋
VINに接続され、これらのリレーと並列にダイオードD19
が接続されている。

フリップフロップIC19のＱ出力が＋Ｖレベルに達する
と、コンデンサC12は抵抗R51を介して充電し始める。シ
ュミットトリガ回路IC22の入力端子がトリガレベルに達
すると、その出力は0Vに下がる。それ故、トリガ回路IC
22の後段に接続されているシュミットトリガ回路IC23の
出力端子（これはNAND回路IC24の一方の入力端子に接続
されている）は＋Ｖボルトに上昇する。同時に、NAND回
路IC24の他方の入力端子に接続されているコンデンサC1
3が抵抗R52を介して放電し始める。抵抗R52はシュミッ
トトリガ回路IC22の出力側に接続されている。NAND回路
IC24の両方の入力端子が＋Ｖボルトのレベルにあるか
ら、その出力は0Vレベルに変わり、抵抗R52とコンデン
サC13との時定数により決まる時間このレベルにとどま
る。NAND回路IC24の出力が0Vに下がると、後段のNANDゲ
ートIC25の出力は対応して＋Ｖボルトに上昇し、ある時
間このレベルにとどまる。こうして、MOS FET Q8が導通
する。電圧＋VINは今度は抵抗53およびリレーRE2の接点
K2を介して信号バス（4,5）の正ラインSIGNAL＋（信号
導線４）に送られる。信号バス（4,5）の付加は終端抵
抗R1,R2とパルス変成器M1、M2とにより構成される。NAN
D回路IC24の出力端子にはANDゲートIC26の一方の入力端
子も接続され、ANDゲートIC26の他方の入力端子にはRES
ET0信号が送り込まれる。IC26の出力端子はフリップフ
ロップIC19のCD入力端子に接続されている。

このパルスが存在する間、比較器IC27およびIC28は、そ
の信号レベルに追従し、それを抵抗R54〜R56による分圧
により形成される基準値と比較する。NANDゲートIC24の
出力が＋Ｖレベルに上昇すると、抵抗R57を介して＋Ｖ
ボルトに接続されているフリップフロップIC29のＤ入力
端子にあるデータは、AND回路IC30に接続されているそ
の出力側に移される。線路インピーダンスが低すぎる
と、比較器IC28の−入力端子の電圧が＋入力端子の基準
電圧よりも低く、比較器IC28の出力が＋Ｖレベルに上昇
する。フリップフロップIC29のＱ出力が今度はセットさ
れる。表示灯LD7が抵抗R58を介して電流を受ける。同時
に、フリップフロップC29の他方の出力が0Vに下が
り、AND論理回路装置14は供給電圧を扱う電力スイッチ1
7の制御を禁止する。

線路インピーダンス試験中に、比較器IC28の−入力端子
の電圧がその＋入力端子の電圧を越えても、比較器IC28
の出力は0Vにとどまる。これは、表示灯LD7に電流が流
れず、消灯したままであることを意味する。フリップフ
ロップIC29の他方の出力は＋Ｖボルトのレベルにとど
まる。

上側の比較器IC27は、パルスの電圧レベルを調べてバス
インピーダンスが高すぎるか否かをチェックする。比較
器IC27の＋入力端子の電圧が−入力端子の基準電圧値を
越えている場合は、比較器IC27の出力が抵抗R59を介し
て接続されている＋Ｖボルトに上昇する。ダイオードD2
0と並列に接続されている抵抗R60とコンデンサC14とに
より決まる時定数の時間経過後、シュミットトリガ回路
IC31の入力であるコンデンウンサC14の両端間の電圧
は、そのしきい電圧のレベルまで落ちている。ANDゲー
トIC32に接続されているトリガ回路IC31の出力は高くな
り、その上昇中および上昇後に、これまたANDゲートIC3
2に接続されている比較器IC27の出力が一瞬、高状態を
とったら、フリッフフロップIC20はセットされる。これ
は、そのSD入力端子が瞬間的に＋Ｖ電圧を受けるからで
ある。結果として、電流が抵抗R44および表示灯LD6を通
って流れ、今度はこの表示灯LD6が点灯する。同時に、A
NDゲートIC30に接続されているフリップフロップIC20の
他方の出力端子は0Vに下がる。結果として、電力スイ
ッチ17への制御信号はTOK信号によりカットオフされ
る。TOK信号はANDゲートIC3の出力側に得られる。ANDゲ
ートIC33の２個の入力端子には、TEST信号とANDゲートI
C30の出力とがそれぞれ入力される。

これらのフリップフロップが試験時にセットされれば、
これはバスインピーダンスが高すぎるかまたは低すぎる
ことを意味し、その時に誤りに対応する表示灯が点灯し
たままである。この誤りが取り除かれた後、当該表示灯
を消灯し電力スイッチ17の制御を可能にするために、再
び電力を遮断しなければならない。

第12a図〜212l図は第11図に示して線路インピーダンス
試験論理回路のためのパルス波形図である。横軸は時間
ｔを表わす。第12a図はRESET1信号を表わし、第12b図は
RESET0信号を表わし、第12c図はTEST信号を表わし、第1
2d図はフリップフロップIC1 9のCP入力を表わし、第12e
図は信号制御リレーRE2およびRE3を表わし、第12f図はN
ANDゲートIC25の出力側の試験パルスを表わし、第12g図
はシュミットトリガ回路IC31の出力を表わし、第12h図
は正しい線路インピーダンスがかかっている時の試験パ
ルスを表わす。加えて、第12h図，第12i図および第12k
図の破線は上側と下側の基準値を表わす。第12i図は試
験パルスを表わし、第12j図は線路インピーダンスが低
すぎる時のフリップフロップIC20のＱ出力を表わす。第
12k図は試験パルスを表わし、第12l図は線路インピーダ
ンスが高すぎる時のスリップフロップIC29をＱ出力を表
わす。

当業者には、本発明の種々の実施例が上述した実施例に
限定されることなく、本発明の特許請求の範囲内で変化
し得るものであることが自明である。

要約すると本発明は、終端インピーダンス（R1,R2）を
装荷された信号バスと、この信号バスに接続された信号
装置（6,7）とからなるデータ伝送回路網の保護方法お
よび装置に関する。このデータ伝送回路網を保護するた
めに、終端インピーダンス（R1,R2）を介して供給電圧
（＋VN）と信号地気（GND）とに接続されている信号バ
ス内の電圧をモニタし、試験パルスを信号バス内に送込
むことによりバスインピーダンスを測定し、電圧もしく
はインピーダンス、またはそれらの両方が許容限界外で
あれば、少なくとも信号装置に接続されている供給電圧
（＋VN）から電気を供給することを禁止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、誤り状態の検出および表示ならびに保護機構
の全体を説明するためのブロック図、 第２図は、エレベータシャフトで生ずる種々の接続誤り
状態の説明図、 第３図は、電源電圧モニタリング装置の回路図、 第４図は、供給電圧および地気電位モニタリング装置の
回路図、 第５図は、電力スイッチ制御論理回路の回路図、 第６図は電力スイッチの回路図、 第７図はAND論理回路の回路図、 第８図は過電圧保護装置の回路図、 第９図は電源電圧信号制御装置の回路図、 第10図はリセット装置の回路図、 第11図は、線路インピーダンス試験論理回路の回路図、 第12a図ないし第12l図は、線路インピーダンス試験論理
回路内で生ずるパルスパターンの波形図である。 主要部分の符号の説明 10……電源電圧モニタリング装置 11……電源制御装置 12……供給電圧および信号地気モニタリング装置 13……リセット論理回路 14……AND論理回路 15……線路インピーダンス試験論理回路 16……電力スイッチ制御論理回路 17……電力スイッチ 18……過電圧保護装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キッモ セリン フィンランド共和国 エスエフ‐05460 ヒビンカア、ニイニプウンティエ ２ ビ ィ 19 (56)参考文献 特開 昭64−48551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−32739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−1685（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−169735（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4853950（ＵＳ，Ａ)

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】終端インピーダンスを装荷された信号バス
   を有し、該信号バスには少なくとも１つの信号装置が接
   続されているデータ伝送回路網の保護方法において、該
   方法は、 前記信号バスを、第１のインピーダンスを介して供給電
   圧と接続し、第２のインピーダンスを介して信号地気と
   接続し、 前記信号バスのバス電圧をモニタして、許容限界外の交
   流電圧および直流電圧を検知し、 試験パルスを前記信号バス内に送出することにより該信
   号バスのバスインピーダンスを測定し、 前記検知された電圧もしくはインピーダンス、またはそ
   れらの両方が許容限界外である場合は、前記供給電圧か
   ら前記信号装置への電力供給を行なわないことを特徴と
   するデータ伝送回路網の保護方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、電源電圧
   および（または）信号地気が誤った状態で信号バスに接
   続されている場合に、電源電圧をエレベータシャフトに
   供給することも禁止することを特徴とするデータ伝送回
   路網の保護方法。
3. 【請求項３】終端インピーダンスを装荷された信号バス
   を有し、該信号バスには少なくと１つの信号装置が接続
   されているデータ伝送回路網を保護するデータ伝送回路
   網の保護装置において、該保護装置は、 前記信号バスを供給電圧に接続する第１のインピーダン
   スと、 前記信号バスを信号地気に接続する第２のインピーダン
   スと、 前記信号バスのバス電圧を監視して、許容限界外の交流
   電圧を検知する電源電圧モニタリング装置と、 前記信号バスのバス電圧を監視して、許容限界外の直流
   電圧を検知する供給電圧および信号地気モニタリング装
   置と、 試験パルスを前記信号バスに送出することにより該信号
   バスのバスインピーダンスを測定するインピーダンス試
   験装置と、 前記信号装置ろ前記供給電圧との接続を切断する電極ス
   イッチと、 前記検知された電圧もしくはインピーダンス、またはそ
   れらの両方が許容限界外である場合に、前記電力スイッ
   チを制御して、前記信号装置と前記供給電圧との接続を
   切断させる電力スイッチ制御論理回路とを有することを
   特徴とするデータ伝送回路網の保護装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の装置において、該装置
   は、電源電圧および（または）信号地気が信号バスに接
   続された誤った状況では電源電圧の供給を禁止する電源
   制御装置を備えることを特徴とするデータ伝送回路網の
   保護装置。
5. 【請求項５】請求項３または４に記載の装置において、
   前記第１および第２のインピーダンスの抵抗値は、実質
   的に等しいことを特徴とするデータ伝送回路網の保護装
   置。
6. 【請求項６】請求項３、４または５に記載の装置におい
   て、該装置は、電源電圧モニタリング装置、ならびに供
   給電圧および信号地気モニタリング装置を試験する装置
   を備え、バス電圧が許容限界内であれば、線路インピー
   ダンス試験装置により信号バスのインピーダンスを測定
   することを特徴とするデータ伝送回路網の保護装置。
7. 【請求項７】請求項３ないし６のいずれか一項に記載の
   装置において、該装置は、電力がスイッチオンされた後
   に、論理回路要素をリセットするリセット装置を備える
   ことを特徴とするデータ伝送回路網の保護装置。
8. 【請求項８】請求項３ないし６のいずれか一項に記載の
   装置において、該装置は、供給電圧に生ずる過剰な絶対
   値の電圧から信号装置を保護する過電圧保護装置を含む
   ことを特徴とするデータ伝送回路網の保護装置。
9. 【請求項９】請求項３ないし８のいずれか一項に記載の
   装置において、 該装置は、少なくとも１個の電流検出抵抗を備え、 該電流検出抵抗に生じ該電流検出抵抗を流れる電流に比
   例する電圧は、該電圧が許容限界内である場合は、電力
   スイッチが連続的に導通し、該電圧が少なくともある時
   間、該許容限界を越える場合は、該電力スイッチが導通
   を停止するように電力スイッチ制御装置が該電力スイッ
   チを制御する基となることを特徴とするデータ伝送回路
   網の保護装置。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の装置において、前記電
    力スイッチ制御装置は動電流限界を形成するための要素
    を備え、該要素は、電流が設定された限界よりも速く増
    大すると、電力スイッチを開放することを特徴とするデ
    ータ伝送回路網の保護装置。
11. 【請求項１１】請求項３ないし10のいずれか一項に記載
    の装置において、該装置には、誤り状況の存在を表示す
    る表示灯が設けられていることを特徴とするデータ伝送
    回路網の保護装置。
12. 【請求項１２】請求項３ないし11のいずれか一項に記載
    の装置において、少なくとも前記電源電圧モニタリング
    装置および供給電圧モニタリング装置は時間遅延回路を
    内蔵し、信号装置の給電電圧または電源電圧のいずれか
    が誤って信号バスに接続されると、該電圧を基準値と比
    較する比較器にバス電圧信号が前記遅延回路を通って送
    られることを特徴とするデータ伝送回路網の保護装置。