JPS6252282A - 光結合形電磁弁制御装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は光結合形電磁弁制御装置、特に、複数個の電磁
弁を集合した電磁弁マニホールドにおける流体の方向切
換制御を光信号で行う光結合形電磁弁制御装置に関する
ものである。

〔背景技術〕

一般に、たとえば自動車生産設備や半導体製造および検
査設備などにおいて自動作業機の作動制御を行うために
電磁弁を使用し、電磁弁によりエアシリンダの如きアク
チュエータへの作動流体の方向切換制御が行われている
。その場合、電磁弁は多数個使用されるので、それらの
多数個の電磁弁はたとえば数個から数十個を１組として
マニホールド配管で組み合わせて集合配置され、集中排
気方式、個別給気方式、裏配管方式の一律化ユニットで
ある電磁弁マニホールドとして構成されることにより、
設置スペースを節減できるものである。そして、このよ
うな電磁弁マニホールドはその開閉操作の制御を行うた
めにシーケンサやマイクロコンピュータ等の制御装置を
別置きの制御盤または制御箱に設置してその開閉制御を
行っており、電磁弁と制御装置との間は極めて多数本、
すなわち最低でも電磁弁の個数プラス１木の電気配線で
結線されている。この電気配線のため、通常はダクト配
線や配管を利用して電気ケーブルが布設される。

ところで、前記の如き電磁弁マニホールドは一般に数セ
ットから数十セットを１箇所で使用するのが通常である
ので、その配線の本数も数十本から数百本の多数になる
。

そのため、配線に要するスペースが相当大きく必要とな
り、場合によっては従来の電磁弁単体での配線とほぼ同
じになることさえあり、装置全体の小形化にとって大き
な障害となっている。

また、配線が電気配線であるので、配線のダクト内で他
の動カケープルと側線を行うと、他の動カケープルから
の電磁誘導に起因するノイズが制御配線に混入すること
があり、制御系に誤動作を生じ、事故の原因となるおそ
れがあるなどの不具合がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、配線数を減少させることにより小形化
を実現できる光結合形電磁弁制御装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、電磁誘導によるノイズの混入およ
びそれに起因する制御系の誤動作を防止し、信顧性の高
いインターフェイスを得ることのできる光結合形電磁弁
制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、制御装置に組み込まれた送信機と電磁弁駆動
装置に組み込まれた電磁弁マニホールドに接続された受
信機とを光ケーブルで光結合することにより、配線数を
電気配線の比べて大巾に減少させることができるので、
装置の小形化を実現でき、また光ケーブルであるので電
磁誘導に起因するノイズの混入がなく、信転性の高い信
号伝送および制御が可能となるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である光結合形電磁弁制御装
置の全体的ブロック構成図、第２図はその制御装置部分
の斜視図、第３図は同じくその電磁弁駆動装置部分の斜
視図である。

本実施例において、光結合形電磁弁制御装置は、制御信
号を発生して電磁弁の制御を行う制御装置１と、この制
御装置からの制御信号で制御される複数個の電磁弁を組
み込んだ電磁弁駆動装置２とよりなり、再装置１．２間
を光フアイバーケーブル３で光結合されてなるものであ
る。

制御装置１は、シーケンサまたはマイクロコンピュータ
よりなり、制御信号を発生する親制御機４と、この親制
御機４のＩｌｏとして機能する送信機５とを同じ制御盤
または制御箱に収納してなるものである。親制御機４と
送信機５とは、たとえば２０チヤンネルの出力端子であ
る端子台６から信号ライン７を経て入力端子である端子
台８またはコネクタに接続されている。端子台８は親制
御機４からの制御信号および電源部９からの電源電力の
供給を受けるものである。電源部９は端子台８から供給
される電源電圧を内部供給電圧範囲に変換するよう構成
されている。

また、送信機５の端子台８は入力部１０に接続されてい
る。この入力部１０は親制御機４から端子台８を経て入
力されるたとえば最大２０チャンネル分のＴＴＬレベル
信号である電磁弁制御信号゛をたとえばシュミットトリ
ガ付きバッファ増巾器（図示せず）で波形整形する。勿
論、入力部１０への入力レベルはＴＴＬ以外にも、他の
無電圧接点入力やオーブンコレクタ出力、あるいはＣＭ
Ｏ８入力などでもよく、そのチャンネル数も２０以外で
あってもよい。

入力部１０には、制御部１１が接続されている。

制御部１１は、入力部１０から入力されて来た２０チャ
ンネル分のビット対応並列信号をデータ処理し、８ビツ
トの並列信号データに変換するよう構成されている。

制御部１１には、並列直列変換部１２が接続されている
。並列直列変換部１２は、制御部１１から入力された８
ビツトの並列信号にスタートビット、ストップビット、
パリティ−ビットを付加して直列データに変換して出力
するものである。

前記並列直列変換部１２は電気／光（Ｅｌｏ）変換部１
３に接続されている。このＥ１０変換部１３は並列直列
変換部１２からの電気信号を光信号に変換する電気−光
変換素子、たとえば発光ダイオード１４、ならびに光フ
アイバーケーブル３の一端の光コネクタ１６に着脱自在
に接続される光コネクタ１５を有している。

光フアイバーケーブル３は前記光コネクタ１６とは反対
側の端部に光コネクタ１７を備えている。

一方、電磁弁駆動装置２は、送信機５からの制御信号を
受ける受信機１８と、複数個の電磁弁を集合してなる電
磁弁マニホールド１９とを同一の制御盤または制御箱に
収納した組立体構造よりなる。

受信機１８は光／電気（０／Ｅ）変換部２０を有してい
る。このＯ／Ｅ変換部２０は、光フアイバーケーブル３
の光コネクタ１７を接続する光コネクタ２］と、この光
コネクタ２１を経て光フアイバーケーブル３から入力さ
れた光信号を電気信号に変える光電変換素子であるフォ
トダイオード２２　（またはフォトトランジスタ）とを
備えている。また、０／Ｅ変換部２０は光電変換された
電気信号の電圧および電流を増車する増巾器を有してい
る。

０／Ｅ変換部２０には、直列並列変換部２３が接続され
ている。この直列並列変換部２３は、０／Ｅ変換部２０
からの直列データを並列データに変換し、またスタート
ビット、ストップビット、ならびにパリティ−ビットを
検索し、データの正確化を図るよう構成されている。

直列並列変換部２３は制御部２４に接続されている。制
御部２４は直列並列変換部２３から入力された並列信号
データを統計的処理により処理して入力の誤データをな
くし、送信機５の端子台８の端子に対応したビットの並
列信号に変換して出力する。

制御部２４には、出力部２５が接続されている。

出力部２５はオープンコレクタを標準として構成され、
電磁弁のコイル電圧に合わせて電流増巾を行って出力す
る。

出力部２５は出力端子である端子台２６に接続されてい
る。端子台２６は信号ライン２７を介して電磁弁マニホ
ールド１９側と電気的な接続をするための部分でありコ
ネクタとして構成してもよい。

受信機１８はさらに電源部２８を有し、この電源部２８
は電源から端子台２９を経て供給される交流または直流
電圧を内部回路の制御電圧に変換するものである。

電磁弁マニホールド１９は複数個、たとえば２０個の電
磁弁３０をマニホールド３１上に集合的に並設して構成
され、第３図に示すように制御部２４、電源部２８など
と組立体を構成している。

電磁弁３０の各々は信号ライン２７を介して各ステーシ
ョン番号に対応する端子台２６の各端子に接続されてい
る。

次に、本実施例の作用について説明する。

電磁弁マニホールド１９に集合配置された電磁弁３０を
作動制御する場合、制御信号が親制御機４から発生され
る。この制御信号はたとえばＴＴＬレベルの信号として
親制御機４がら信号ライン７を経て端子台８の所要のス
テーション番号の入力端子に入力され、入力部１０に供
給される。入力部１０は入力信号を波型整形し、制御部
１１に出力する。制御部１１は入力された並列信号をデ
ータ処理して８ビツトの並列信号に変換する。次いで、
この並列信号は並列直列変換部１２に入力され、その入
力信号にスタートビット、ストップビット、ならびにパ
リティ−ビットを付加して直列信号に変換されて出力さ
れる。この直列信号はＥ１０変換部１３に入力され、発
光ダイオード１４で電気信号から光信号に変換される。

この光信号は光コネクタ１５から光コネクタ１６を経て
光フアイバーケーブル３の中を伝送され、光コネクタ１
７から受信機１８のＯ／Ｅ変換部２０の光コネクタ２１
を経てフォトダイオード２２により受光され、光信号か
ら電気信号に変換される。

その後、この電気信号は直列並列変換部２３で直列デー
タから並列データに変換され、その際スタートビット、
ストップビット、ならびにパリティ−ビットを検索し、
データの正確化が行われる。

この並列信号データは制御部２４に入力され、この入力
信号の誤データを統計的に処理し、送信機５側の端子台
８の端子に対応したビットの並列出力信号に変換された
後、出力部２５で電磁弁３０のソレノイドコイルのコイ
ル電流、電圧に合わせて増巾され、端子台２６の出力端
子から信号ライン２７を経て電磁弁マニホールド１９に
伝送され、所要のステーション番号の電磁弁３０のソレ
ノイドコイルを入力条件に応じてＯＮ、０ＦＦＬ、その
電磁弁３０を駆動する。それにより、マニホールド３１
の流体の方向切換が制御される。

前記のように、本実施例では、制御装置１の親制御機４
および送信機５が同じ制御盤または制御箱に収納され、
また電磁弁駆動装置２の受信機１８および電磁弁マニホ
ールド１９が同じ制御盤または制御箱に収納されており
、送信機５と受信機１８とが１本のみの光フアイバーケ
ーブル３で光結合されていることにより、出力は電気絶
縁された光フアイバーケーブル３のみとなり、装置の小
形化、電磁誘導によるノイズ混入の防止、低コスト化な
どを図ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他の様々な変形が可能である。

たとえば、親制御機や送信機、受信機、電磁弁マニホー
ルドの構造や配置などを他のものとすることもできる。

〔効果〕

（１）、制御信号を発生する親制御機および該親制御機
からの制御信号を送信する送信機を組み込んだ制御装置
と、前記送信機からの制御信号を受信する受信機および
この受信機に接続された複数個の電磁弁を集合してなる
電磁弁マニホールドを組み込んだ電磁弁駆動装置と、前
記送信機と受信機を光結合して相互間で光信号を伝送す
る光ケーブルとからなることにより、配線数が大巾に減
少し、配線スペースが極めて小さくなるので、装置の小
形化を図ることができる。

（２）、前記（１１により、電磁誘導によるノイズの混
入およびそれによる制御系の誤動作を防止できるので、
信頼性の高いインターフエイスが得られ、装置の信頼性
を向上できる。

（３）、前記（１）により、配線のコストが低下し、装
置全体のコストも低減できる。

（４）、前記＋１１により、外部配線が少なくて済むの
で、装置の設置場所の自由度が増加する。

（５）、前記＋１１．　＋４１により配線作業の工数と
手間を大巾に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光結合形電磁弁制御装
置の全体的ブロック構成図、第２図はその制御装置部分
の斜視図、第３図は同じくその電磁弁駆動装置部分の斜
視図である。 １・・・制御装置、 ２・・・電磁弁駆動装置、 ３・・・光フアイバーケーブル、 ４・・・親制御機、　５・・・送信機、６・・・出力端
子である端子台、 ７・・・信号ライン、 ８・・・入力端子である端子台、 ９・・・電源部、　１０・・・入力部、１１・・・制御
部、 １２・・・並列直列変換部、 １３・・・電気／光（Ｅｌｏ）変換部、１４・・・発光
ダイオード、 １５．１６．１７・・・光コネクタ、 １８・・・受信機、 １９・・・電磁弁マニホールド、 ２０・・・光／電気（０／Ｅ）変換部、２１・・・光コ
ネクタ、 ２２・・・フォトダイオード、 ２３・・・直列並列変換部、 ２４・・・制御部、　２５・・・出力部、２６・・・端
子台、　２７・・・信号ライン、２８・・・電源部、　
２９・・・端子台、３０・・・電磁弁、　３１・・・マ
ニホールド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、制御信号を発生する親制御機および該親制御機
   からの制御信号を送信する送信機を組み込んだ制御装置
   と、前記送信機からの制御信号を受信する受信機および
   この受信機に接続された複数個の電磁弁を集合してなる
   電磁弁マニホールドを組み込んだ電磁弁駆動装置と、前
   記送信機と受信機を光結合して相互間で光信号を伝送す
   る光ケーブルとからなる光結合形電磁弁制御装置。
2. （２）、前記送信機が、前記親制御機からの制御信号を
   受ける入力部と、制御信号を処理する制御部と、この制
   御部からの並列データを直列データに変換する並列直列
   変換部と、この並列直列変換部からの直列データを受け
   て電気信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力す
   る電気／光変換部とよりなり、前記電磁弁駆動装置が、
   前記電気／光変換部から前記光ケーブルを経て伝送され
   た光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、この
   光／電気変換部からの直列データを並列データに変換す
   る直列並列変換部と、信号データを処理する制御部と、
   この制御部からの信号を出力し前記電磁弁に伝送する出
   力部とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光結合形電磁弁制御装置。