(57)【要約】【課題】本発明は、断線をＰＬＣアナログ電流出力モジュールのうち電流信号を出力する装置と該当電流信号を入力される外部機器との間における断線発生可否を感知するための断線感知装置に関するものである。【解決手段】本発明の実施例による断線感知装置は、前記電流信号出力装置から入力される電流信号が前記外部機器に印加されるのか否かに応じて相異なる電圧を発生する監視部と、基準電圧を発生する基準電圧発生部と、前記監視部から発生した電圧と前記基準電圧との比較結果に応じた電圧を出力する比較部と、前記比較部から出力される電圧に基づいて断線感知信号を出力するスイッチ部と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流信号出力装置と外部機器を連結する配線状態を感知するための断線感知装置において、
前記電流信号出力装置から入力される電流信号が前記外部機器に印加されるのか否かに応じて相異なる電圧を発生する監視部と、
基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
前記監視部から発生した電圧と前記基準電圧との比較結果に応じた電圧を出力する比較部と、
前記比較部から出力される電圧に基づいて断線感知信号を出力するスイッチ部と、
を含む、断線感知装置。
【請求項２】
前記比較部は、
演算増幅器で構成され、
前記演算増幅器の反転入力端子（ＩＮ−）に前記監視部から発生した電圧を入力され、非反転入力端子（ＩＮ＋）に前記基準電圧発生部から発生した基準電圧を入力される、請求項１に記載の断線感知装置。
【請求項３】
前記比較部は、
前記反転入力端子と前記非反転入力端子とにそれぞれ入力される電圧を比較し、前記非反転入力端子に入力された電圧が大きいとマイナス電圧を出力する、請求項２に記載の断線感知装置。
【請求項４】
前記スイッチ部は、
前記比較部から出力されるマイナス電圧によってオン状態に転換されて断線信号を出力する、請求項３に記載の断線感知装置。
【請求項５】
前記監視部は、
電源と前記反転入力端子との間に連結される抵抗素子を含み、前記反転入力端子に連結された抵抗素子の接点は外部機器に電流信号を出力する接点と連結される、請求項２に記載の断線感知装置。
【請求項６】
前記監視部は、
前記電流信号出力装置から印加される電流信号が前記外部機器に流れない場合には基準電圧より大きい電圧を発生し、前記電流信号が前記外部機器介して流れる場合には基準電圧より小さい電圧を発生する、請求項５に記載の断線感知装置。
【請求項７】
前記基準電圧発生部は、
電源と接地との間に連結された複数の分配用抵抗素子を含み、
前記分配用抵抗素子の共通接点が前記非反転入力端子に連結される、請求項２に記載の断線感知装置。
【請求項８】
前記スイッチ部は、
前記演算増幅器の出力電圧に応じてオン／オフされるトランジスタと、
電源と前記トランジスタのソース端との間に連結される抵抗素子と、
を含む、請求項２に記載の断線感知装置。
【請求項９】
前記トランジスタのドレイン端は接地と連結され、前記トランジスタのソース端を介して前記断線感知信号を出力する、請求項８に記載の断線感知装置。
【請求項１０】
前記トランジスタのプラス電圧がゲート端に入力されると前記スイッチ部の動作をオン状態に駆動し、前記監視部を前記演算増幅器の反転入力端子に連結し、前記基準電圧を反転入力端子に連結する、請求項８に記載の断線感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、断線を感知する装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に、ＰＬＣアナログ電流出力モジュールなど電流信号を出力する装置と該当電流信号を入力される外部機器との間で断線が発生したのか否かを感知するための装置及びその方法に関するものである。
【０００３】
電流信号を他の機器に伝達するための多様な電流信号出力装置が使用されている。電流信号出力装置の例としてはＰＣＬ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に使用されるアナログ電流出力モジュールが挙げられ、０ｍＡ〜２０ｍＡ又は４ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の直流電流を外部機器に伝達する。
【０００４】
ところで、電流信号出力装置と外部機器との間の配線状態が不良であると電流が流れなくなる。
【０００５】
それを点検するために人の目で配線状態を確認すると、断線状態を正確に把握できない場合が少なくない。これはアナログ電流出力モジュールの端子台又は外部機器の端子台に連結する電線の被服を不良にはがして結線したか、電線と端子台ピンとの間に異物が入って導電状態が不良になった場合など、多様な要因によって発生される。
【０００６】
この際、作業者が配線状態を正確に点検することができず、アナログ電流出力モジュール自体に問題があると判断しトラブルフーテリングをするのに相当な時間とコストが消費される恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施例は、ＰＬＣアナログ電流出力モジュールなど電流信号を出力する各種装置と外部機器との連結状態を感知する断線感知装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による断線感知装置は、電流信号出力装置から入力される電流信号が前記外部機器に印加されるのか否かに応じて相異なる電圧を発生する監視部と、基準電圧を発生する基準電圧発生部と、前記監視部から発生した電圧と前記基準電圧との比較結果に応じた電圧を出力する比較部と、前記比較部から出力される電圧に基づいて断線感知信号を出力するスイッチ部と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例による電流信号出力装置と外部機器との連結を説明するためのブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例による断線感知装置の実施例を説明するためのブロック構成図である。
【図３】本発明の実施例による断線感知装置の等価回路構成図である。
【図４】本発明の実施例による断線感知装置の動作状態を説明するための例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書及び特許請求の範囲で使用された用語や単語は通常的であるか又は辞書的な意味に限って解析されてはならず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に立脚して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解析されるべきである。
【００１１】
よって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本実施例の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点でこれらを代替し得る多様な均等物と変形例が存在し得るということを理解すべきである。
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施例を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例による電流信号出力装置と外部機器との連結を説明するためのブロック構成図である。
【００１４】
図１を参照すると、ＰＬＣアナログ電流出力モジュールなど電流信号出力装置１３は連結された外部機器１１に電流信号を出力する。
【００１５】
外部機器１１は多様な種類の機器であってもよい。電流信号出力装置１３が出力する電流信号は外部機器１１に印加され、外部機器１１は該当電流信号に応じて動作する。外部機器１１の負荷（Ｌｏａｄ）値は多様であってもよい。その例として、国際電気標準会議の規格（ＩＥＣ６１１３）によると最大負荷抵抗値は６００Ω以下である。
【００１６】
断線感知装置２０は、電流信号出力装置１３０と外部機器１１との間の配線に断線が発生したか否かを監視する。
【００１７】
図２は、本発明の実施例による断線感知装置の実施例を説明するためのブロック構成図である。
【００１８】
図２を参照すると、断線感知装置２０は監視部２１、基準電圧発生部２２、比較部２３及びスイッチ部２４を含んで形成される。
【００１９】
監視部２１は電流信号出力装置１３から入力される電流信号が外部機器１１を介して流れるのか否かに応じて互いに異なる電圧を発生し、基準電圧発生部２２は一定サイズの基準電圧を発生する役割をする。
【００２０】
例えば、監視部２１は電流信号が外部機器１１を介して流れない場合には基準電圧より大きい電圧を発生し、電流信号が外部機器１１を介して流れる場合には基準電圧より小さい電圧を発生する。
【００２１】
又は、監視部２１は電流信号が外部機器１１を介して流れない場合には基準電圧より小さい電圧を発生し、電流信号が外部機器１１を介して流れる場合には基準電圧より大きい電圧を発生してもよい。
【００２２】
よって、監視部２１は電流信号が外部機器１１を介して流れない場合には基準電圧より大きいか小さい電圧を発生し、電流信号が外部機器１１を介して流れる場合にも同じく基準電圧より小さいか大きい電圧を発生してもよい。
【００２３】
比較部２３は、監視部２１から発生した電圧と基準電圧との差に応じてプラス（＋）電圧又はマイナス（−）電圧を出力する役割をする。
【００２４】
例えば、監視部２１から発生した電圧が基準電圧発生部２２から発生した基準電圧より大きい場合にはマイナス電圧を出力し、監視部２１から発生した電圧が基準電圧発生部２２から発生した基準電圧より小さい場合にはプラス電圧を出力する。
【００２５】
又は、監視部２１から発生した電圧が基準電圧発生部２２から発生した基準電圧より大きい場合にはプラス電圧を出力し、監視部２１から発生した電圧が基準電圧発生部２２から発生した基準電圧より小さい場合にはマイナス電圧を出力してもよい。
【００２６】
スイッチ部２４は、比較部２３から出力する電圧を利用して断線感知信号を出力する役割をする。ここで、断線感知信号とは断線が発生したのか否かを知らせる信号である。
【００２７】
即ち、断線感知装置２０は断線が発生したときとそうではないときに互いに異なるサイズの電圧を出力し、この信号を利用して断線可否に関する情報を作業者に知らせる。
【００２８】
図３は、本発明の実施例による断線感知訴追の等価回路構成図である。
【００２９】
図３を参照すると、比較部２３は演算増幅器（ＯＰ  Ａｍｐ）２３−１を利用して構成される。演算増幅器２３−１は−１２Ｖと＋１８Ｖの電源を自体的に入力される。そして、反転入力端子（ＩＮ−）は監視部２１から発生した電圧を入力され、非反転入力端子（ＩＮ＋）は基準電圧発生部２２から発生した基準電圧を入力される。
【００３０】
監視部２１は電源（例えば１８Ｖ）と演算増幅器２３−１の反転入力端子（ＩＮ−）との間に連結される抵抗素子Ｒ１１を利用して構成される。また、演算増幅器２３−１の反転入力端子（ＩＮ−）に連結される抵抗素子の接点は、外部機器１１に電流信号を出力する接点とも連結される。即ち、電流信号出力装置１３から引き入れられた電流信号は、抵抗素子Ｒ１１の該当接点を介して外部機器１１に引き入れられる。
【００３１】
基準電圧発生部２２は、電源（例えば１８Ｖ）と接地との間に連結された分配用抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２を利用して構成される。
【００３２】
分配用抵抗素子の共通接点は、演算増幅器２３−１の非反転入力端子（ＩＮ＋）に連結される。分配用抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２の共通接点には＋１８Ｖの電源が分配用抵抗素子によって分配されて印加されるが、この電圧が基準電圧となる。
【００３３】
スイッチ部２４は演算増幅器２３−１の出力端子（ＯＵＴ）にゲート端に連結されたトランジスタＦＥＴ１、電源（例えば５Ｖ）とトランジスタＦＥＴ１のソース端との間に連結される抵抗素子Ｒ４１を利用して構成される。トランジスタは多様に構成されてもよく、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用してもよい。
【００３４】
トランジスタＦＥＴ１のドレイン端は接地（ＡＧＮＤ）と連結され、トランジスタＦＥＴ１は演算増幅器２３−１の出力電圧に応じてオン／オフされる。
【００３５】
この際、トランジスタＦＥＴ１のソース端に印加される電圧が断線可否を知らせる断線感知信号としての役割をする。
【００３６】
図４は、本発明の実施例による断線感知装置の動作状態を説明するための例示図である。
【００３７】
図４を参照して図３に示した実施例の動作を説明する。
【００３８】
この際、分配用抵抗素子Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値がそれぞれ４９．９ＫΩと１４７ＫΩで、外部機器１１の負荷抵抗値は６００Ω以下で、トランジスタＦＥＴ１がＰチャネルトランジスタであると仮定する。
【００３９】
もし、電流信号出力端子と外部機器との間の配線が断線条体であれば、演算増幅器２３−１の反転入力端子（ＩＮ−）に印加される電圧は＋１８Ｖとなる。また、非反転入力端子（ＩＮ＋）に印加される電圧は＋１３．４４Ｖとなる。よって、演算増幅器２３−１は自らに供給された電圧である＋１８Ｖと−１２Ｖのうち−１２Ｖを出力する。
【００４０】
よって、演算増幅器２３−１の出力電圧が負数であるため、トランジスタＦＥＴ１はオン（Ｏｎ）状態になって断線感知信号として接地電圧を出力する。
【００４１】
しかし、外部機器との配線が正常状態であれば、演算増幅器２３−１の反転入力端子（ＩＮ−）に印加される電圧は１０ｍＶ以下（電流未出力の際）であるか１２Ｖ以下（最大２０ｍＡ出力の際）である。また、非反転入力端子（ＩＮ＋）に印加される電圧は＋１３．４４Ｖである。よって、演算増幅器２３−１は自らに供給された電圧である＋１８Ｖと−１２Ｖのうち＋１８Ｖを出力する。
【００４２】
よって、演算増幅器２３−１の出力電圧が正数であるため、トランジスタＦＥＴ１はオフ（Ｏｆｆ）状態になって断線感知信号として５Ｖの電圧を出力する。
【００４３】
スイッチ部２４から出力される断線感知信号は電流信号出力装置１３のマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ：Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）などに伝達され、作業者に断線可否を知らせるために使用される。前記実施例では、ＭＰＵは断線感知信号が接地電圧であるとき外部配線が段線条体であると認識する。
【００４４】
一方、演算増幅器２３−１の入力方法とスイッチ部のトランジスタの種類などは必要に応じて多様に構成されてもよい。
【００４５】
例えば、ゲート端にプラス電圧が入力される場合、トランジスタＦＥＴ１の状態がオン（Ｏｎ）になるように構成してもよい。この場合、監視部２１を演算増幅器２３−１の非反転入力端子に連結し、基準電圧を反転入力端子に連結してもよい。
【００４６】
これまで本発明についてその好ましい実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎないものであって本発明を限定するものでなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で上記に例示されていない多様な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、本発明の実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施し得るものである。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲内に含まれるものとして解析すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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