JPS5942706Y2 - 回路要素の故障検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電流路に挿入されたリレー等の回路要素の
故障を検出する故障検出装置に関するものである。

第１図はシーケンスコントローラともいわれ、プロセス
制御等に使用されるプログラマフル・ロジック・コント
ローラのプロセス入力カードを示す接続図である。

図において、１は電源装置、２１゜２２は電源装置１に
並列に接続されたそれぞれのプロセス側の入力接点であ
り、プロセス側のリミットスイッチ等に内蔵され、開閉
動作する。

３１は入力接点２１に直列に接続され、電源装置１との
間に閉回路を構成した入力リレー素子であり、ここでは
電磁リレーコイル、３１ａは入力リレー素子の出力素子
であり、ここでは電磁リレーコイル３１のメイク接点、
３２．３２ａは入力接点２２に対応するそれぞれの電磁
リレーコイル及びそのメイク接点である。

上記２１．３１．３１ａによって一つのリレー系統が構
成され、２２ 、３２ 。

３２ａによって別の系統が構成されている。

４はこれら複数個の電磁リレーコイル３１．３２及び接
点３１ａ、３２ａが装備されたプロセス入力カード、５
は上記２系統からの出力信号がリレー接点３１ａ、３２
ａを介して入力される入力コントロール装置であり、マ
ルチプレクサ等で構成され、図示しない中央演算処理装
置と接続されている。

なお、プロセス入力カード４は、通常、多数の系統を有
しているが、ここでは便宜上、２系統に要約して説明す
る。

また、上記リレー接点３１ａ。３２ａ、入力コントロー
ル装置５側には、図示しない電源装置からＩＣレベルの
電力が供給される。

例えば、入力側の電源装置１０回路がＤＣ１００Ｖであ
れば、接点３１ａ、３２ａ側の電圧は５ｖ程度の低レベ
ルである。

次に動作について説明する。

プロセス側の一つの系統の入力接点２１を閉じると、電
磁リレーコイル３１が励磁されて、そのメイク接点３１
ａが閉成されて、その接点回路は入力コントロール装置
５と接続される。

このようにして、入力接点２１からの信号が、ＩＣレベ
ルの微小電力に変換されて入力コントロール装置５に伝
えられる。

もう一つのリレー系統についても同様な動作が行われる
。

従来のプロセス入力カード４は以上のように構成され、
ディジタル的操作が行われるので、カード中に装備され
たリレーコイル３１．３２や、接点３１ａ、３２ａ、配
線等が一つが故障しても、その故障が運転中に外部から
れからなかった。

例えば、一つの接点３１ａが故障した場合、入力接点２
１がオンになっても接点３１ａがオン、オフ動作をしな
いが、それが外部からは、故障なのか。

信号が入力されないのか検知できないままで、中央演算
処理装置で演算が続行され、プロセスの誤動作を招いて
いた。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたものである。

以下、この考案の一実施例を第２図について説明する。

なお、便宜上、従来例と全く同様の、リレーコイル３１
．３２をそれぞれ第１のリレーコイル、メイク接点３１
ａ、３２ａをそれぞれ第１の接点と称する。

図において、６１は第１のリレーコイル３１に並列に接
続された第２のリレーコイルであり、例えば、第１のリ
レーコイル３１と同種のもので構成される。

６１ａは第２のリレーコイル６１のメイク接点、即ち、
第２の接点であり、第１の接点３１ａと同種のもので構
成される。

７１は２個の入力端子を有する排他的論理和要素であり
、第１の入力端子は第２の接点６１ａを介して第１の接
点３１ａの入力側Ａに接続され、第２の入力端子は第１
の接点３１ａの出力側Ｂに接続されている。

同様に、もう一つの系統にも対応する符号のものが設け
られている。

、８は２系統の排他的論理和要素７１ｔ７２の出力がそ
れぞれ入力される論理和要素、９はこの論理和要素８の
出力を受けて動作する発光素子の表示手段である。

なお、その他の構成は従来例と同様であるから説明を省
略する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

なお、排他的論理和要素の説明は正論理で行う。

一つの系統において、第１．第□のリレーコイル３１，
６１及び接点３１ ａ 、６１ ａが正常であれば、入
力接点２１０オン、オフに応じて両接点３１ ａ 、６
１ａ共、オン、オフの状態となり、両接点３１ ａ ｔ
６１ ａから排他的論理和要素７１への出力値は、い
ずれも１又はＯとなり、同一の信号が両入力端子に入力
される。

この結果、排他的論理和要素Ｔ１からの出力はＯであり
、表示手段９は故障表示を出さない。

よって、プロセス入力カード４は正常であると判定され
る。

次に、上記系統のリレーコイル又は接点のいずれか一つ
が故障した場合について説明する。

例えば、第１のりレコイル３１が断線すれば、これに対
応する第１の接点３１ａはオフ状態を続けるので、入力
接点２１を閉じても第２の接点６１ａのみが閉じる。

そのため、排他的論理和要素７１には第１の接点３１ａ
からＯが入力し、第２の接点６１ａから１が入力する。

また、第１の接点３１ａが短絡すれば、入力接点２１を
開いても第２の接点６１ａのみがオフとなるので、第１
の接点３１ａがｌを、第２の接点６１ａがＯを出力する
。

上述のように両接点３１ａｔ６１ａのいずれかが故障す
れば、一方が導通状態、他方が不導通状態となるので、
排他的論理和要素７１へは１とＯが入力され、その出力
端子からは１が出力される。

また、もう一つの系統に故障があっても、その系統の排
他的論理和要素７２からの出力が１となる。

この結果、どの系統に故障が生じても、上記出力信号１
を受けて論理和要素８から１が出力され、これにより表
示手段９は点灯、警報等の故障表示をする。

また、２つのリレーコイル３１，６１のいずれかが故障
しても、それに対応する接点３１ａ。

６１ａの動作が異常となって、接点の故障と同様にして
、その故障が検出される。

なお、この考案の構成では、例えば第１．第２のメイク
接点３１ａ、６１ａの双方が同時に故障した場合は、そ
の検出ができないが、そのようなことは非常に稀であり
、双方が共に故障する場合でも、通常は、どちらか一方
が先に故障するので、その検出は可能である。

なお、このような場合、表示手段９に自己保持手段を設
けておき、表示手段９が動作した際、その動作を自己保
持するようにすれば、両接点３１ ａ ｔ ６１ ａの
一方が先に故障して動作した後、他方が後で故障しても
、発光等の表示動作が消えることがない。

上述のように構成すれば、プロセス入力カード４を組込
んだ状態でオンラインで運転中であって、も、上記入力
カード４内の要素の故障を発見できるので、その入力カ
ードを取替えればよく、保守が楽になりプロセスを誤動
作させることがない。

即ち、プロセス入力カード４のようなブラックボックス
内の故障検出が容易になる。

なお、上記実施例では有接点リレーで説明しているが、
接点を半導体で形成して無接点化してもよいことはいう
までもない。

第３図はこの考案の他の実施例を示すもので、１１は電
源装置１に接続された電磁リレーコイル、１２はこのリ
レーコイル１１に比較される所定抵抗値を有する抵抗体
である。

これらリレーコイル１１及び抵抗体１２を並列に接続し
、電流の流れに対し、上記リレーコイル１１．抵抗体１
２の各出力側の排他的論理和要素７１のそれぞれの入力
端子を接続し、更にその出力側に表示手段９を接続する
。

上述のような構成にして、電源装置１から電流を通ずる
と、リレーコイル１１等の故障は簡単に検出でき、かつ
、比較される要素も抵抗体１２のような故障の少々いも
のを使用できる。

第４図は更に他の実施例を示すものである。

この図は第２図の実施例のものにダイオードを付加した
ものである。

この場合、両接点３１ａ、６１ａ共、同一品を使用し、
両接点３１ａ、６１ａの出力側Ｂ、Ｃと入力コントロー
ル装置５０入力側りとの間を、各ダイオード１３．１４
を介して接続する。

なお、ダイオード１３．１４は各接点３１ａ。６１ａ側
が陽極側となるように接続される。

また、図面されてない他の構成は第２図と同様である。

このように構成すれば、例えば、第１の接点３１ａが断
線等の故障を生じても、その故障が表示手段９により表
示されると共に、第２の接点６１ａを介してリレー動作
が入力コントロール装置５に伝えられる。

また、２個のダイオード１３．１４によって各接点３１
ａ、６１ａからの信号が排他的論理和要素７１へ重複し
て送られることはないので、表示手段９が誤動作するこ
とはない。

なお、第４図のように、それぞれの排他的論理和要素７
１の出力側に個別に表示手段９を接続しておけば、どの
系統が故障したかわかって便利である。

なお、第２図、第４図のように故障検出が必要な第１の
接点３１ａのような回路要素に対し、この回路要素に比
較される要素は第２の接点６１ａのような、同時に開閉
動作するリレー要素カ適している。

また、第３図のように回路要素が電磁リレーコイル１１
の場合は、比較される要素は抵抗体１２のようなインピ
ーダンス要素であってもよく、電磁リレーコイル１１の
抵抗値によっては、上記インピーダンス要素は単に導線
であってもよい。

なお、接ａ６１ａの場合においても、接点間のときイン
ピーダンスが無限大、接点間のときインピーダンスが無
限小と考えれば、接点のようなり一要素もインピーダン
ス要素とすることができる。

以上のようにこの考案によれば、故障検出が必要な回路
要素の入力側にインピーダンス要素を介し排他的論理和
要素の第１の入力端子を接続し、上記回路要素の出力側
に上記排他的論理和要素の第２の入力端子を接続して、
上記回路要素とインピーダンス要素の出力値間に所定の
相対的な差が生じた場合、例えば、一方が導通で他方が
不導通のような場合に、上記排他的論理和要素が出力し
、この出力を受けて表示手段が動作するようにしたので
、回路要素やインピーダンス要素、あるいはそれらの配
線のいずれか一方に、断線、短絡等による故障が発生す
れば、発光素子等の表示手段が動作して故障の発生を容
易に検出することができる。

このため、上述のような回路要素を使った回路装置、特
に回路要素がプロセス制衝等に使用されるプログラマブ
ル・ロジックＯコントローラのプロセス入力カードであ
り、入力カードと中央処理装置及び出力カードとを備え
ているプロセスにおいて入力カードの故障を検出する場
合、入力カード自体を判別してその故障を容易に検出す
ることができ、したがってその保守が容易になり、誤動
作が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプログラマブル・ロジック・コントロー
ラのプロセス入力カードの接続図、第２図はこの考案の
一実施例によるプロセス入力カードに適用した回路要素
の故障検出装置の接続図、第３図、第４図はこの考案の
それぞれ他の実施例を示す接続図である。 図において、４はプロセス入力カード、９は表示手段、
１１は電磁リレーコイルからなる回路要素、１２は抵抗
体からなるインピーダンス要素、３１ａ、３２ａはメイ
ク接点からなる回路要素、６１ａｔ６２ａはメイク接点
からなるインピーダンス要素、７１．７２は排他的論理
和要素である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 電流路に挿入された回路要素、この回路要素
   と同一要素により構成されたインピーダンス要素、前記
   回路要素の入力側に前記インピーダンス要素を介して接
   続された第１の入力側端子と、上記回路要素の出力側に
   接続された第２の入力側端子とを有する排他的論理和要
   素、この排他的論理和要素からの出力を受けて動作する
   表示手段を備えた回路要素の故障検出装置。
2. （２）回路要素及びインピーダンス要素はリレー要素で
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の回路要素の故
   障検出装置。
3. （３）排他的論理和要素は、回路要素又はインピーダン
   ス要素のいずれか一方が導通で他方が不導通の場合に出
   力するように構成された実用新案登録請求の範囲第１項
   または第２項に記載の回路要素の故障検出装置。
4. （４）表示手段は発光素子である実用新案登録請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の回路要素の故
   障検出装置。
5. （５）表示手段は排他的論理和要素からの出力を受けて
   動作し、その動作を自己保持するように構成された実用
   新案登録請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
   載の回路要素の故障検出装置。