JPH08160097A - ターミナルブロック及びこれを用いた制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断線、接触不良等のターミナルブロックの故
障原因及び故障したターミナルブロックの場所を容易に
特定できるターミナルブロック及びこれを用いた制御シ
ステムを提供すること 【構成】 ターミナルブロック３０の枠体３２には磁気
コアセンサ４０が埋設されており、枠体３２に取り付け
られた端子３４、３４間には渡り線３８が予めコイル４
０Ｂが巻回された磁気コアセンサ４０のコア４０Ａを貫
通するように配線されている。磁気コアセンサ４０のコ
イル４０Ｂの出力端はターミナルブロック３０の外部に
設けられた伝送制御部（図示せず）を介して遠隔地点に
設置された、プラントの状態を監視する監視装置に送出
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラント等の制御シス
テムに係り、特に信号線の中継に用いられるターミナル
ブロック（Terminal Block）及びこれを用いた制御シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ではプラント等の制御システムで用
いられてきたターミナルブロックにおいては、図３に示
すように信号線３、３を枠体１に取り付けられた端子
２、２に接続し、端子２、２間を渡り線４により接続す
るように配線する方式が採られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラント等の制御システムにおける配線方式では、ター
ミナルブロックは単に信号を伝達する中継装置としての
機能しかないために、渡り線の断線、ターミナルブロッ
クにおける端子と渡り線（または信号線）との接触不良
等の故障が発生した場合に、故障の原因と故障の発生箇
所を特定することが困難であった。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、断線、接触不良等のターミナルブロックの
故障原因及び故障したターミナルブロックの場所を容易
に特定できるターミナルブロック及びこれを用いた制御
システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のターミナルブロ
ックは、一組または複数組の端子が取り付けられ、これ
らの端子間に信号線を中継するターミナルブロックにお
いて、各組の端子間に前記信号線を中継する渡り線に流
れる電流を検出する電流検出手段を有することを特徴と
する。

【０００６】本発明のターミナルブロックは、一組また
は複数組の端子が取り付けられ、これらの端子間に信号
線を中継するターミナルブロックにおいて、各組の端子
間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された
データの内容を表示する表示手段を有することを特徴と
する。

【０００７】本発明のターミナルブロックは、一組また
は複数組の端子が取り付けられ、これらの端子間に信号
線を中継するターミナルブロックにおいて、各組の端子
間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段により検出されたデ
ータを回線を介して外部に伝送するデータ伝送制御手段
とを有することを特徴とする。

【０００８】本発明のターミナルブロックは、一組また
は複数組の端子が取り付けられ、これらの端子間に信号
線を中継するターミナルブロックにおいて、各組の端子
間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電流を検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段により検出されたデ
ータの内容を表示する表示手段と、前記電流検出手段に
より検出されたデータを回線を介して外部に伝送するデ
ータ伝送制御手段とを有することを特徴とする。

【０００９】本発明のターミナルブロックは、前記電流
検出手段は、渡り線に流れる電流を該渡り線に非接触で
検出する電流センサであることを特徴とする。

【００１０】本発明の制御システムは、上記ターミナル
ブロックを複数個、有し、該複数のターミナルブロック
から得られる渡り線の電流検出データを遠隔地点に配置
された監視装置で集中的に監視することを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成からなるターミナルブロックでは、電
流検出手段、例えば図１に示すように非接触型の電流検
出器である磁気コアセンサ１０を貫通する渡り線４に電
流が流れると、コア１０Ａに巻回された巻線１０Ｂにフ
レミングの法則により起電力が発生するため、渡り線４
に流れる電流を出力電圧として取り出すことができる。
この電流検出手段の検出出力を監視することにより各タ
ーミナルブロックの正常、異常の状態を判定することが
できる。電流検出手段としての磁気コアセンサ１０は、
枠体１に埋設され、渡り線４がコア１０Ａの中心を貫通
するように枠体１に取り付けられた端子２、２に接続さ
れるように配線される（図２）。

【００１２】またターミナルブロックに渡り線に流れる
電流を検出する電流検出手段に加えて、この電流検出手
段の検出データの内容を表示する表示手段を設けること
により、各ターミナルブロックの状態を目視により判別
することができる。

【００１３】更にターミナルブロックに上記電流検出手
段、表示手段に加えて電流検出手段の検出出力を外部に
伝送する伝送制御手段を設けることにより各ターミナル
ブロックの状態を遠隔地点に設置された監視装置により
集中的に監視することができる。

【００１４】したがって、上記構成のターミナルブロッ
クをプラント等の制御システムに用いることにより、タ
ーミナルブロックの故障原因及び故障したターミナルブ
ロックの場所を特定できると共に、上記電流検出手段の
検出データの統計処理、来歴処理により、プラントに用
いられているセンサ、アクチュエータ等の故障及び寿命
診断等、予防保全が可能となり、従来に比してプラント
の保守、点検が容易になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図４には本発明に係るターミナルブロックが使用
されるプラント制御システムの構成が示されている。同
図において、ネットワーク２２には制御用コントローラ
２４、２６及びマンマシンインターフェイス２０が接続
されており、更に制御用コントローラ２４には、制御手
段御用コントローラ２４とプラント側のセンサ、アクチ
ュエータ類３２との間のディジタル信号、アナログ信号
の受渡しを行なうプロセス入出力装置２８が接続されて
いる。

【００１６】またプロセス入出力装置２８は、ターミナ
ルブロック３０を介してプラント側のセンサ、アクチュ
エータ類３２と接続されている。ターミナルブロック３
０はシリアル回線５６により制御用コントローラ２４と
接続されている。ここでプロセス入出力装置２８とプラ
ント側のセンサ、アクチュエータ類３２との間には実際
には複数のターミナルブロックが接続されているが、説
明の便宜上、ターミナルブロック３０は１つのみについ
て示している。

【００１７】尚、制御用コントローラ２６についてもプ
ロセス入出力装置、ターミナルブロック及びプラント側
のセンサ、アクチュエータ類との間で制御用コントロー
ラ２４と同様に接続されているが、ここでは煩雑を避け
るため図上、省略している。

【００１８】上記構成において、プラント側の状態を示
すセンサ類の信号は、ターミナルブロック３０を介して
プロセス入出力装置２８に送出され、更にプロセス入出
力装置２８より制御用コントローラ２４に送出され、マ
ンマシンインターフェイス２０によりプラントの状態が
監視される。

【００１９】またターミナルブロック３０からターミナ
ルブロック３０内に埋設されている電流検出手段として
の磁気コアセンサの検出出力がシリアル回線５６を介し
て制御用コントローラ２４に送出される。

【００２０】制御用コントローラ２４ではターミナルブ
ロック３０を含む各ターミナルブロックの状態情報（各
端子間に接続されている渡り線に流れる電流の検出デー
タ）を各ターミナルブロックの各端子間に接続されてい
る渡り線（または各端子）に対応付けて故障状態の有無
を判定し、その判定結果をマンマシンインターフェイス
２０に出力する。

【００２１】操作者はマンマシンインターフェイス２０
の表示画面に上記判定結果を表示することにより断線、
接触不良等の各ターミナルブロックの故障原因及び故障
したターミナルブロックの場所を認識することができ
る。

【００２２】図４におけるターミナルブロック３０の具
体的構成を図５に示す。同図においてターミナルブロッ
ク３０の枠体３２には図１に示す構成の磁気コアセンサ
４０が埋設されており、枠体３２に取り付けられた端子
３４、３４間には渡り線３８が予めコイル４０Ｂが巻回
された磁気コアセンサ４０のコア４０Ａを貫通するよう
に配線されている。磁気コアセンサ４０のコイル４０Ｂ
の出力端はターミナルブロック３０の外部に設けられた
伝送制御部（図示せず）を介して遠隔地点に設置され
た、プラントの状態を監視する監視装置に送出されるよ
うに構成されている。また３６は信号線である。

【００２３】上記構成において、プラント側の状態を検
出するセンサ類からの状態検出信号がターミナルブロッ
ク３０を通過する時、ターミナルブロック３０の端子３
４、３４に渡り線３８が正常に接続されていれば、渡り
線３８に電流が流れ、磁気コアセンサ４０のコイル４０
Ｂに起電力が生じ、磁気コアセンサ４０の出力がオン状
態となる。したがって、磁気コアセンサ４０の出力のオ
ン、オフ状態に着目すれば、ターミナルブロック３０内
の渡り線３８の断線、渡り線３８と端子３４との接触不
良等の故障状態を検出することができ、遠隔地点に設置
された監視装置で集中的に監視することができる。

【００２４】次に本発明に係るターミナルブロックの他
の実施例の構成を図６及び図７に示す。図６に示すよう
に本実施例に係るターミナルブロックは、ターミナルブ
ロック（ＴＢ）部５０と、信号伝送部６０とから構成さ
れている。ターミナルブロック（ＴＢ）部５０には複数
の磁気コアセンサ５２が組み込まれており、各磁気コア
センサ５２の出力端子は信号伝送部６０の入力端子１Ｐ
〜４Ｐ，１Ｎ〜４Ｎに接続されている。

【００２５】信号伝送部６０は、図７に示すようにター
ミナルブロック（ＴＢ）部５０の複数の磁気コアセンサ
５２の出力信号を受ける複数のホトカプラ６２と、複数
のホトカプラ６２の出力信号を一時的に保持するレジス
タ６４と、伝送制御回路６６と、クロック発振器６８
と、シリアルインターフェイス７０とから構成されてい
る。

【００２６】上記構成において、ターミナルブロック部
５０内の複数の磁気コアセンサ５２の検出出力は、信号
伝送部６０のフォトカプラ６２を介してレジスタ６４に
保持される。

【００２７】レジスタ６４に保持された複数の磁気コア
センサ５２の検出データはシリアルインターフェイス７
０によりシリアルデータに変換され、伝送制御部６６の
制御下にシリアル回線５６を介して制御用コントローラ
２４に伝送され、マンマシンインターフェイス２０のコ
ンソール上でターミナルブロック３０の状態が監視され
る。

【００２８】本実施例によれば、ターミナルブロックに
信号伝送部を設け、監視装置として機能するマンマシン
インターフェイスにターミナルブロック内の磁気コアセ
ンサの検出出力を伝送するように構成したのでターミナ
ルブロック内の渡り線が正常に接続されているか否かを
遠隔地点に設置された監視装置により集中的に監視する
ことができる。

【００２９】次に本発明に係るターミナルブロックの他
の実施例の構成を図８及び図９に示す。本実施例が図６
及び図７に示した実施例と構成上、異なるのは信号伝送
部だけであり、ターミナルブロック部の構成は同じであ
るので重複する説明は省略する。これらの図において信
号伝送部８０は、ターミナルブロック（ＴＢ）部５０の
複数の磁気コアセンサ５２の出力信号を抵抗群Ｒ１〜Ｒ
８を介して選択的に取り込むマルチプレクサ７２と、マ
ルチプレクサ７２の出力信号をアナログ／ディジタル変
換するＡ／Ｄ変換器７４と、レジスタ６４と、伝送制御
回路６６と、クロック発振器６８と、シリアルインター
フェイス７０とから構成されている。

【００３０】上記構成において、ターミナルブロック部
５０内の複数の磁気コアセンサ５２の検出出力は、抵抗
群Ｒ１〜Ｒ８を介してマルチプレクサ７２により順次、
選択され、Ａ／Ｄ変換器７４によりディジタルデータに
変換され、レジスタ６４に保持される。

【００３１】レジスタ６４に保持された複数の磁気コア
センサ５２の検出データはシリアルインターフェイス７
０によりシリアルデータに変換され、伝送制御部６６の
制御下にシリアル回線５６を介して制御用コントローラ
２４に伝送され、マンマシンインターフェイス２０のコ
ンソール上でターミナルブロック３０の状態が監視され
る。

【００３２】図１０にターミナルブロック３０の状態と
磁気コアセンサ５４の出力波形との関係を示す。同図に
示すようにターミナルブロック３０において渡り線が端
子間に正常に接続されていれば、磁気コアセンサ５４か
ら一定電圧が出力され（図１０（ａ））、断線していれ
ば磁気コアセンサ５４の出力は零のままである（図１０
（ｂ））。

【００３３】一方、ターミナルブロック３０において渡
り線が端子と接触不良を起こしている場合には信号の反
射等の影響により出力波形が歪む。この場合に図６、７
に示した実施例では磁気コアセンサ５４の出力をホトカ
プラ６２を用いてオン、オフの２値で表現するため、渡
り線が正常に接続されているか、断線しているかの２通
りの判別しかできないが、図８、９に示す実施例では磁
気コアセンサ５４の出力を符号化してデータとして制御
用コントローラ２４に送出するようにしているので、微
妙な出力波形の変化を検出し、接触不良等の故障原因も
判別することができる。

【００３４】次に本発明に係るターミナルブロックの他
の実施例の構成を図１１及び図１２に示す。本実施例が
図６及び図７に示した実施例と構成上、異なるのは信号
伝送部を設けずに、ターミナルブロック３０内の渡り線
の接続状態を表示する表示部９０を設けた点であり、タ
ーミナルブロック部の構成は同じであるので重複する説
明は省略する。

【００３５】これらの図において、表示部９０は、磁気
コアセンサ５２−１、５２−２、５２−３、５２−４の
各出力端とそれぞれ接続される抵抗Ｒ１１と発光ダイオ
ード９２−１の直列回路、抵抗Ｒ１２と発光ダイオード
９２−２の直列回路、抵抗Ｒ１３と発光ダイオード９２
−３の直列回路、抵抗Ｒ１４と発光ダイオード９２−４
の直列回路とから構成されている。

【００３６】上記構成において、ターミナルブロック３
０内の磁気コアセンサ５２−１、５２−２、５２−３、
５２−４を貫通する各渡り線５４が正常に接続されてい
れば、各発光ダイオード９２−１〜９２−４は発光し、
断線していれば発光しないので、ターミナルブロック３
０内の渡り線の配線状態を外部から監視できる。

【００３７】本実施例によれば、他の実施例に比して部
品点数が少なくて済み、またターミナルブロック３０内
の渡り線の配線状態を視覚により容易に認識できる。

【００３８】本発明に係るターミナルブロックの他の実
施例の構成を図１３及び図１４に示す。本実施例が図６
及び図７、または図８及び図９に示した実施例と構成
上、異なるのは信号伝送部に加えて、ターミナルブロッ
ク３０内の渡り線の接続状態を表示する表示部９０を設
けた点であり、ターミナルブロック部の構成は他の実施
例と同じである。

【００３９】また信号伝送部は図６及び図７、または図
８及び図９に示した実施例における信号伝送部の構成
を、表示部９０は図１０及び図１１に示した実施例にお
ける表示部の構成を、それぞれそのまま適用することに
より実現できるので重複する説明は省略する。

【００４０】本実施例によれば、ターミナルブロック３
０内の渡り線が正常に接続されているか否かを遠隔地点
に設置された監視装置により集中的に監視することがで
きると共に、ターミナルブロック３０内の渡り線の配線
状態を視覚により容易に認識できる。

【００４１】また、本発明の別の利用方法として、ター
ミナルブロックのセンサ信号が正常である場合に、その
信号を監視装置に伝送することによって、必要時にプラ
ントの状態を波形表示等によりモニタリングすることが
できる。

【００４２】尚、上記実施例ではプラント側の状態を示
すセンサ類の信号がプロセス入出力装置２８側に送出さ
れる制御システムに本発明に係るターミナルブロックを
適用した場合について説明したが、本発明の構成は信号
の方向に拘束されるものではない。

【００４３】また図７に示した実施例では絶縁回路とし
てホトカプラを用いたが、これに限定されず、例えばリ
レーを用いた絶縁回路としてもよい。

【００４４】更にターミナルブロック３０内の複数の磁
気コアセンサ５２−１〜５２−４の出力信号を上記各実
施例ではシリアルデータに変換して外部にシリアルに伝
送するようにしているが、これに限らず、例えばパラレ
ルに伝送するようにしてもよい。

【００４５】またターミナルブロック３０内の複数の磁
気コアセンサ５２−１〜５２−４の出力信号を制御用コ
ントローラを介さずに直接、マンマシンインターフェイ
スのコンソールに送出してもよい。

【００４６】更にターミナルブロック３０をプロセス入
出力装置２８とプラント側のセンサ、アクチュエータ類
３２との中間以外の位置に配置してもよい。

【００４７】また渡り線４を磁気コアセンサのコアに予
め通さず、必要に応じて通すように構成してもよい。

【００４８】更に渡り線に流れる電流を検出する電流検
出手段として上記各実施例では磁気コアセンサを用いて
いるが、これに限定されず、他の非接触型の電流検出
器、あるいは非接触型以外の他の型の電流検出器、さら
には電流検出手段の代わりに渡り線の接続状態を検知す
る他の手段に置換するようにしてもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、プラント等の制御シス
テムに使用されるターミナルブロックに取り付けられた
一組または複数組の端子間に信号線を中継する渡り線に
流れる電流を検出する電流検出手段を設けるようにした
ので、渡り線の断線や渡り線と端子との接触不良等のタ
ーミナルブロックの故障原因、並びに故障したターミナ
ルブロックの場所を特定することができる。

【００５０】更に渡り線に流れる電流データの統計処
理、来歴処理を行なうことによりプラント側のセンサ、
アクチュエータ等の故障及び寿命診断等の予防保全が可
能となり、従来に比してプラントの保守、点検が容易に
行なえるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るターミナルブロックに用いられる
磁気コアセンサの原理を示す説明図である。

【図２】図１に示した磁気コアセンサをターミナルブロ
ックに埋設した構成を示す説明図である。

【図３】従来のターミナルブロックの構成を示す構成図
である。

【図４】本発明に係るターミナルブロックが適用される
制御システムの構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示したターミナルブロックの一実施例の
基本的構成を示す図である。

【図６】本発明に係るターミナルブロックの他の実施例
の電気的構成を示す構成図である。

【図７】図６における信号伝送部の具体的構成を示す構
成図である。

【図８】本発明に係るターミナルブロックの更に他の実
施例の電気的構成を示す構成図である。

【図９】図８における信号伝送部の具体的構成を示す構
成図である。

【図１０】ターミナルブロック内の渡り線の接続状態と
磁気コアセンサの出力波形との関係を示す説明図であ
る。

【図１１】本発明に係るターミナルブロックの更に他の
実施例の電気的構成を示す構成図である。

【図１２】図１１における表示部の具体的構成を示す構
成図である。

【図１３】本発明に係るターミナルブロックの更に他の
実施例の電気的構成を示す構成図である。

【図１４】図１３における信号伝送部及び表示部の具体
的構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 枠体 ２ 端子 ３ 信号線 ４ 渡り線 １０ 磁気コアセンサ １０Ａ コア １０Ｂ 巻線 ２０ マンマシンインターフェイス ２２ ネットワーク ２４ 制御用コントローラ ２６ 制御用コントローラ ２８ プロセス入出力装置 ３０ ターミナルブロック ３２ プラント側（センサ、アクチュエータ類） ３４ 端子 ３６ 信号線 ３８ 渡し線 ４０ 磁気コアセンサ ５０ ターミナルブロック部 ６０ 信号伝送部 ６２ ホトカプラ ６４ レジスタ ６６ 伝送制御回路 ６８ クロック発振器 ７０ シリアルインターフェイス ７２ マルチプレクサ ７４ Ａ／Ｄ変換器 ８０ 信号伝送部 ９０ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高倉 満郎 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一組または複数組の端子が取り付けら
   れ、これらの端子間に信号線を中継するターミナルブロ
   ックにおいて、 各組の端子間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電
   流を検出する電流検出手段を有することを特徴とするタ
   ーミナルブロック。
2. 【請求項２】 一組または複数組の端子が取り付けら
   れ、これらの端子間に信号線を中継するターミナルブロ
   ックにおいて、 各組の端子間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電
   流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段により検出されたデータの内容を表示
   する表示手段を有することを特徴とするターミナルブロ
   ック。
3. 【請求項３】 一組または複数組の端子が取り付けら
   れ、これらの端子間に信号線を中継するターミナルブロ
   ックにおいて、 各組の端子間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電
   流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段により検出されたデータを回線を介して
   外部に伝送するデータ伝送制御手段とを有することを特
   徴とするターミナルブロック。
4. 【請求項４】 一組または複数組の端子が取り付けら
   れ、これらの端子間に信号線を中継するターミナルブロ
   ックにおいて、 各組の端子間に前記信号線を中継する渡り線に流れる電
   流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段により検出されたデータの内容を表示す
   る表示手段と、 前記電流検出手段により検出されたデータを回線を介し
   て外部に伝送するデータ伝送制御手段とを有することを
   特徴とするターミナルブロック。
5. 【請求項５】 前記電流検出手段は、渡り線に流れる電
   流を該渡り線に非接触で検出する電流センサであること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のターミ
   ナルブロック。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のター
   ミナルブロックを複数個、有し、該複数のターミナルブ
   ロックから得られる渡り線の電流検出データを遠隔地点
   に配置された監視装置で集中的に監視することを特徴と
   する制御システム。