JPS6044703B2 - 自己診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自己診断装置に係り、特に、計算機に接続され
るプロセス入出力装置のディジタル入力回路の自己診断
を行なうに最適な自己診断装置に関する。

計算機が制御用に使われるようになつて以来プロセス入
出力装置はプロセスの情報、状態信号を計算機に取込む
ための仲介の回路として多数用いられ、現在では夫々（
１）ディジタル入力回路（パルス入力回路を含む）（２
）ディジタル出力回路（パルス出力回路を含む）（３）
アナログ出力回路 （４） アナログ出力回路 の４通りに技術的な体系が殆どメーカ毎に完成されてい
る。

しかし、これらの技術はこれまでは技術の開発期にあつ
たため主にその実現性に重点がおかれて”いたが、徐々
にこの種技術の成熟に伴い、その低価格性や信頼性に観
点が移るようになつてきた。

上述の信号のうち、ディジタル信号はプロセス分野にお
いても数多くあり、その信号の持つ意味もいろいろと異
なる。つまりシステムのダウンに、直接結びつくような
信号から、余り支障をきたさない信号と多種である。各
々に違つた重みを持つ信号ではあるが、システムの運転
には必要欠かせないものである。このような信号を取り
込み計算機へ入力するデイジタル入力装置において故障
は許るされないものである。そこで、デイジタル入力の
何らかのチエツクが要求されるわけであるが、従来にお
いては単に、リレーやリミツトスイツチ、押釦スイツチ
、半導体スイツチ等接点入力情報を計算機にとり込む程
度で、信頼性向上のために当該回路の動作チエツクを行
う等の発想は全く存在しなかつた。 第１図は従来のプ
ロセス入出力装置用デイジタル入力回路の一例である。

接点１１〜１．により発生した信号は信号変換回路２
１〜２ｎの各々にとり込まれる。

この場合、接点１１〜１ｎに抵抗３１〜３ｎを介して電
源（＋■）が印加されているので、接点が閉じられたと
き信号変換回路２１〜２ｎに入力される信号はローレベ
ルとなる。なお、信号中に含まれるノイズを除去するた
めに、信号変換回路２１〜２ｎの入力部にフイルターが
設けられるのが一般的である。各信号変換回路の出力は
ゲート回路４１〜４ｎに送られ、コンピユータよりの読
出信号（ＲＥＡＤＳＴＢ）に同期して出力信号が発生さ
れる。 このような回路においては、動作チエツクを行
なう手段として、僅かにプロセス入出力テスター等を別
に作り外部から本来の入力情報を取除いて等価的な信号
を作り、回路状態をチエツクする例はあつたが、テスタ
ーが別に必要となること、オンライン運転中にテスト出
来ない等の理由で殆ど利用されなかつた。

本発明の目的は、簡単な構成で、しかも信頼性が高い
デイジタル入出力装置の故障診断を行なう自己診断装置
を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明は、デイジタル信号
を入力信号とするプロセス入出力装置の入５力回路を試
験するものにおいて、外部の指令信号に応じて第１の論
理信号を出力する第１のスイツチング回路及び同指令信
号に応じて第２の論理信号を出力する第２のスイツチン
グ回路からなる信号発生回路を、上記入力回路の入力部
に設け、前４記信号発生回路は、入力回路を開放するこ
となく該論理信号が前記入力回路に取り込まれるように
接続されてなるものである。

また、本発明は、デイジタル信号を入力信号とするプ
ロセス入出力装置の入力回路を試験するものにおいて、
前記入力回路は、接点のオン●オフにより制御されるホ
トカツプラーの出力に基いてデイジタル信号を得る信号
変換回路を備え、上記接点の動作と無関係に上記ホトカ
ツプラーの発光素子を外部の指令信号に応じて点灯させ
る第１のスイツチング回路と同指令信号に応じて消灯さ
せる第２のスイツチング回路とを含み、スイツチング回
路をもつて前記発光素子を点灯させ上記信号フ変換回路
に疑似入力信号を発生させる信号発生回路を設け、前記
信号発生回路は、接点のオン・オフ信号回路を開放する
ことなく前記発光素子を点消灯できるように接続されて
なるものである。

このような本発明によれば、簡単な構成で、し・か
も通常の入力信号回路を開くことなく自己診断がなされ
る。 第２図は本発明の実施例を示すブロツク図である
。

信号発生回路５１〜５ｎの各々は接点１１〜１ｎ”の
各々に並列に接続され、テストモード時に計算機より信
号（図示ＴＥＳＴ）を受け、“１゛か゜“０゛の所望の
状態にして等価的な入カ条件を作 り、これを計算機に
取込んでデイジタル回路を自己チエツクするものである
。

なお、この時のチエ ツクは計算機の制御運行中に行つ
ても差支えない ことは図の構成からいつても一般に問
題ないことは明らかである。また、計算機によらず手動
によ り模疑入力を加えてもよい。 第３図は本発明の
実施例を示す詳細回路図である。

また、第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各々は第３図の
実施例の各部の動作波形図である。尚、第３図では説明
の便宜上、一入力信号回路分のみについて示している。
第３図において、信号変換回路２０、抵抗３ ０、ケ
ート４０、信号発生回路５０の各々は第２図の信号変換
回路２、抵抗３、ゲート回路４、信号発生回路５の各々
に対応して考えることができる。

信号変換回路２０はホトカツプラ−２１、コンパレータ
２２の組合せにより構成され、接点１１あるいは信号発
生回路５０のいずれかが作動することにより、受光素子
が低抵抗値となりコンバレータ２２の正入力端子にハイ
レベル信号を印加し、出力信号を発生する。また、信号
発生回路５ ０は、チエツク信号１００が入力されたと
き接点１１の両端を短絡するトランジスタ５１、ダイオ
ード５２より成るスイツチング回路と、チエツク信号１
１０が入力されたときホトカツプラ−２１の発光ダイオ
ードを消灯させるトランジスタ５３、ダイオード５４よ
り成るスイツチング回路とから構成されている。 まず
、平常時の動作を説明すると、トランジス夕５１，５３
はＯＦＦとなつている。

つまり、ダイオード５２， ５４はＯＦＦ状態になり回
路には何の影響も与えない。この状態で入力信号を発生
する接点１１がＯＮすれば、２４■の供給電圧により電
流制限抵抗３０を介してホトカツプラ−２０の発光ダイ
オード部に電流が流れる。この信号は発光部のトランジ
スタで受信され、負荷抵抗２３の両端に電圧を発生する
。即ち接点１１がＯＮであれば論理１（Ｖｏ。＝５Ｖ）
、０ＦＦであれば論理０（４）■）となつて現われる。
そしてコンパレータ２２に入力され、基準電圧ＲＥＦ（
２．５Ｖ）と比較されて、結果がゲート回路４０を介し
て計算機のデータパス６０にオンバスされる。第３図の
説明図−では、接点１が第４図ＡのようにＯＮのとき、
コンパレータ２２の出力は論理１で、ＯＦＦのとき論理
０としている。上記の状態を第４図のタイムチヤートて
は、平常動作時の時間帯で示している。接点１１の入力
信号の状態は直ちに第４図Ｂのコンパレータ出力となり
、計算機が読取り動作を行う時に出力する。第４図Ｃの
如くのアドレス信号２００のタイミングで．ゲートより
第４図Ｆのように出力され、計算機のデータバスヘオン
バスされ読取られるものである。 次に自己診断時の動
作を説明する。

自己診断は受信部のホトカツプラ−２０から計算機のデ
ータバス６０へ出力する迄の回路、即ち、ゲート回路４
０迄が正常に動作するか否かの診断を、計算機が空き時
間を利用して行うものである。これには入力信号の接点
１１をＯＮ．．ＯＦＦさせて、各々の状態を読込み判断
すれば良いのだが、入力信号の動作はプロセス側からの
原因で動作するもので、計算機からは動かす事が出来な
い。従つて上記の接点０Ｎ．ＯＦＦと等価な動作を与え
、回路の診断を行なおうとするものである。接点１１が
ＯＮの時はホトカツプラ−２０の検出部である発光ダイ
オードに電流が流れ、接点１１がＯＦＦの時は流れない
。本発明はこの事に着目し、入力信号がど の様な状態
にあつても、計算機からの指令によ り、接点１１のＯ
Ｎ．．ＯＦＦと等価な状態を作り出 し、それを読取る
事で回路の自己診断を行なうも のである。０Ｎチエツ
ク信号は接点１１がＯＮ状態 と等価になる様にした第
４図Ｄの如きもので、こ の信号が計算機から出力され
ると、トランジスタ ５１がＯＮしダイオード５２を導
通状態にする。

もし入力信号がＯＦＦ状態であつても、ダイオー ド
５２とトランジスタ５１で短絡された事により検出回路
の発光ダイオードには電流が流れて、入力信号の接点１
１がＯＮ状態と等価な信号が計算機に取込める事になる
。０ＦＦチエツク信号１１ ０は土記と反対で、入力信
号の状態に関係なく第 ４図ＥのようにＯＦＦ状態を再
現するものであ る。

ＯＦＦチエツク信号１１０が計算機から出力 されると
、トランジスタ５３がＯＮし、ダイオー ド５４を導通
状態とする。仮りに入力信号の接点 １１がＯＮになつ
ていたとしても電流はダイオー ド５４と、トランジス
タ５３の側に流れ検出部の発光ダイオードには流れない
。従つてこの状態を読取れば、０ＦＦ状態が受信される
事になる。この様にして計算機は空き時間を利用して、
０Ｎ、ＯＦＦのチエツク信号１００， １１０を出力し
、それに対応した信号を読取る事で回路の動作が正常で
あるか否かの診断を行う事が出来る。第３図で示す回路
図は信号ビツト分の回路を示しているが、通常デイジタ
ル入力は１６ビツト単位で扱かわれるものが多く、従つ
てチエツク信号で動作する トランジスタ５１又は５３
は、１６ビツトに共通と”している。このためにダイオ
ード５１，５３を必要とするものてある。上記の動作を
第４図のタイ ムチヤートに基き自己診断動作時の時間
帯にて説明する。入力接点信号はＯＮ状態にあるものと
している。従つてコンパレータ出力第４図Ｂは入力・に
追従している。この状態でＯＮチエツク信号第 ４図Ｄ
が計算機から与えられるが入力信号がＯＮ状態であるた
め、コンパレータ出力Ｂは変化せず、これをアドレス信
号第４図Ｃのイにより取込むが、ゲート出力第４図Ｆは
平常動作時と同じ、フつまりＯＮ状態の信号となる。次
にＯＦＦ動作であるが計算機からＯＦＦチエツク信号第
４図Ｅが与えられると、この間だけ検出部のダイオード
に電流が流れなくなり、接点０ＦＦと同じ状態にな る
。従てコンパレータ出力第４図Ｂは、タイムチヤートに
示す様に論理０を出力する。よつてアドレス信号第４図
Ｃの口によつて取込まれるゲート出力第４図Ｆは入力接
点０ＦＦの状態となる。以上の様にして、ＯＮチエツク
の時は接点０Ｎの状態が、０ＦＦチエツクの時は接点０
ＦＦの状態が外部の信号回路を開くことなく、計算機へ
入力され回路の診断が行なわれる。 第５図は本発明の
他の実施例を示す回路図である。 第５図の実施例は、
ホトカツプラーを用いないで構成したもので、これにと
もない第３図のＯＦＦチエツク信号回路を変更したもの
である。

なお、第３図で用いたと同一部材であるものには同一符
号を付している。コンパレータ２２の非反転端子に信号
を与えるためのトランジスタ５５、ダイオード５６より
なる直列回路を接続し、０Ｎチエツク信号１００が出さ
れたとき、非反転端子をハイレベルにする。また、ＯＦ
Ｆチエツク信号１００が出されたときには非反転端子を
ローレべルにする。この結果、ホトカツプラーを用いた
場，合と同一機能を有する回路を構成することができる
。なお、第５図の実施例を実現するにはトランジスタ５
５に供給するための専用電源を設ける必要がある。また
、フイルタ−７０は高調波ノイズを除去するために用い
られている。 以上述べたように本発明によれば、簡単
な構成により自己診断ができると共に、通常の入力信号
回路を開放することがないので故障等を少なくすること
ができ自己診断の信頼性が向上するという効果がある。

”図面の簡単な説明 第１図は従来のプロセス入出力装置用デイジタル入力
回路のブロツク図、第２図は本発明の実施例を示すブロ
ツク図、第３図は本発明の一実施例の詳細回路図、第４
図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各々は第３図の実施例の各
部動作波形図、第５図は本発明の実施例の詳細回路図て
ある。

１１〜１ｎ・・・・・・接点、２１〜２ｎ， ２０
・・・・・・信号変換回路、５１〜５ｏ， ５０・・・
・・・信号発生回路、２１・ ・・ホトカツプラー、２
２・・・・・コンパレー夕、５１，５３，５５・・・・
・トランジスタ、５２，５４，５６・・・・・・ダイオ
ード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ディジタル信号を入力信号とするプロセス入出力装
   置の入力回路を試験するものにおいて、外部の指令信号
   に応じて第１の論理信号を出力する第１のスイッチング
   回路及び同指令信号に応じて第２の論理信号を出力する
   第２のスイッチング回路からなる信号発生回路を、上記
   入力回路の入力部に設け、前記信号発生回路は、入力回
   路を開放することなく該論理信号が前記入力回路に取り
   込まれるように接続されてなることを特徴とする自己診
   断装置。 ２ ディジタル信号を入力信号とするプロセス入出力装
   置の入力回路を試験するものにおいて、前記入力回路は
   、接点のオン・オフにより制御されるホトカップラーの
   出力に基いてディジタル信号を得る信号変換回路を備え
   、上記接点の動作と無関係に上記ホトカップラーの発光
   素子を外部の指令信号に応じて点灯させる第１のスイッ
   チング回路と同指令信号に応じて消灯させる第２のスイ
   ッチング回路とを含み、スイッチング回路をもつて前記
   発光素子を点消灯させ上記信号変換回路に疑似入力信号
   を発生させる信号発生回路を設け、前記信号発生回路は
   、接点のオン・オフ信号回路を開放することなく前記発
   光素子を点消灯できるように接続されてなることを特徴
   とする自己診断装置。