(57)【要約】【課題】  ２重化構成とした際に、待機側の電流入力モジュールに電流が流れたことを検出して、稼動側の電流入力モジュールの動作を停止させることができるとともに、シングル構成としても容易に動作させることのできる電流入力モジュールを実現する。【解決手段】  電流信号源にスイッチ回路を介して電流検出抵抗を接続するとともに、制御装置によりこのスイッチ回路を駆動する読込み信号を発生して、信号電流の大きさを読み込み、入力信号として保持するように構成された電流入力モジュールにおいて、制御装置から発生される２重化信号を入力とする第１の論理回路と、この第１の論理回路の出力信号と前記制御装置から発生される稼動信号とを入力とする第２の論理回路とを具備し、前記第２の論理回路から発生される読込み制御信号に応じて前記スイッチ回路を駆動することを特徴とする。【選択図】    図１
2006209645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流信号源にスイッチ回路を介して電流検出抵抗を接続するとともに、制御装置によりこのスイッチ回路を駆動する読込み信号を発生して、信号電流の大きさを読み込み、入力信号として保持するように構成された電流入力モジュールにおいて、制御装置から発生される２重化信号を入力とする第１の論理回路と、この第１の論理回路の出力信号と前記制御装置から発生される稼動信号とを入力とする第２の論理回路とを具備し、前記第２の論理回路から発生される読込み制御信号に応じて前記スイッチ回路を駆動することを特徴とする電流入力モジュール。
【請求項２】
前記読込み制御信号を受け、前記スイッチ回路を駆動する読込み信号を発生するスイッチ駆動回路を有することを特徴とする請求項１に記載の電流入力モジュール。
【請求項３】
前記第１の論理回路は、一方の入力端には前記制御装置から発生される２重化信号が入力されるとともに、他方の入力端には、シングル構成時にはハイレベルの電位が、２重化構成時には相手モジュールの読込み制御信号が選択的に入力され、オア出力を発生することを特徴とする請求項１または２に記載の電流入力モジュール。
【請求項４】
前記第２の論理回路は、一方の入力端には前記第１の論理回路の出力信号が入力されるとともに、他方の入力端には前記制御装置から発生される稼動信号が入力され、ナンド出力を発生することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電流入力モジュール。
【請求項５】
前記制御装置は、２重化構成時の待機状態において、前記電流検出抵抗に発生する電圧の大きさを検出する機能を有し、この電圧値が０以外の時には、２重化信号を反転させ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電流入力モジュール。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第１の論理回路に供給する２重化信号およびまたは前記第２の論理回路に供給する稼動信号を読み返し、自己の診断を行う機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電流入力モジュール。
【請求項７】
共通の電流信号源に対して同一構成の電流入力モジュールを並列に接続するとともに、相互に、自己の読込み制御信号を相手側の第１の論理回路に供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電流入力モジュール。
【請求項８】
稼動側とすべき電流入力モジュールにおいて、待機側とすべき電流入力モジュールに比べて、稼動信号を早く立ち上げることを特徴とする請求項７に記載の電流入力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサなどから発生される電流信号を受け、これをプロセス制御装置などの上位装置に供給する電流入力モジュールに関するものである。
更に詳しくは、２重化構成に適した電流入力モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の電流入力モジュールの一例を示す構成図である。図において、１および２は同一構成を有し、２重化された電流入力モジュールである。ＳＳはセンサなどの電流信号源、ＳＷ１、ＳＷ２はＦＥＴよりなるスイッチ回路、Ｒ１、Ｒ２は電流検出抵抗、Ｄ１、Ｄ２はダイオード、ＡＤ１、ＡＤ２はＡ／Ｄ変換回路、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２は制御装置である。
【０００３】
図に示す如く、電流検出抵抗Ｒ１、Ｒ２はそれぞれスイッチ回路ＳＷ１、ＳＷ２を介して電流信号源ＳＳに接続されており、電流検出抵抗Ｒ１、Ｒ２から得られる電圧は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１、ＡＤ２を介して制御装置ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に読み込まれる。制御装置ＣＯＭ１、ＣＯＭ２は、読み込んだ値を入力信号として保持し、上位のプロセス制御装置などに供給する。
【０００４】
ここで、電流入力モジュール１を稼動側、電流入力モジュール２を待機側とすると、稼動側の制御装置ＣＯＭ１が読込み信号Ｓｒを発生して、スイッチ回路ＳＷ１をオンとし、電流信号を読み込む。また、待機側の制御装置ＣＯＭ２は読込み信号Ｓｒを発生しない。
【０００５】
したがって、電流信号源ＳＳからの電流は、稼動側の電流入力モジュール１（電流検出抵抗Ｒ１）のみに流れ、制御装置ＣＯＭ１に読み込まれる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１２４１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような電流入力モジュールにおいては、通常、待機側の電流入力モジュール２には電流が流れないことになっているが、スイッチ回路ＳＷ２や制御装置ＣＯＭ２の故障などにより、待機側の電流入力モジュール２に電流が流れてしまうと、電流信号の一部が分流されてしまい、稼動側の電流入力モジュール１は誤った信号を取り込んでしまうことになる。
【０００８】
一般に、電流入力モジュール１、２の故障は、自己の診断機能により検出され、上位の装置に通知されるが、このような待機側の故障に対して、稼動側の動作を停止させる保護動作は行われていない。
また、電流入力モジュールは、２重化構成ばかりではなく、シングル構成として使用されることがあるが、故障情報の伝達などのために、２つのモジュール間に連携部分を持たせた場合などには、２重化構成とシングル構成との変更が困難となってしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、２重化構成とした際に、待機側の電流入力モジュールに電流が流れたことを検出して、稼動側の電流入力モジュールの動作を停止させることができるとともに、シングル構成としても容易に動作させることのできる電流入力モジュールを実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、電流信号源にスイッチ回路を介して電流検出抵抗を接続するとともに、制御装置によりこのスイッチ回路を駆動する読込み信号を発生して、信号電流の大きさを読み込み、入力信号として保持するように構成された電流入力モジュールにおいて、制御装置から発生される２重化信号を入力とする第１の論理回路と、この第１の論理回路の出力信号と前記制御装置から発生される稼動信号とを入力とする第２の論理回路とを具備し、前記第２の論理回路から発生される読込み制御信号に応じて前記スイッチ回路を駆動することを特徴とする。
【００１１】
請求項２では、請求項１の電流入力モジュールにおいて、前記読込み制御信号を受け、前記スイッチ回路を駆動する読込み信号を発生するスイッチ駆動回路を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３では、請求項１または２の電流入力モジュールにおいて、前記第１の論理回路は、一方の入力端には前記制御装置から発生される２重化信号が入力されるとともに、他方の入力端には、シングル構成時にはハイレベルの電位が、２重化構成時には相手モジュールの読込み制御信号が選択的に入力され、オア出力を発生することを特徴とする。
【００１３】
請求項４では、請求項１乃至３のいずれかの電流入力モジュールにおいて、前記第２の論理回路は、一方の入力端には前記第１の論理回路の出力信号が入力されるとともに、他方の入力端には前記制御装置から発生される稼動信号が入力され、ナンド出力を発生することを特徴とする。
【００１４】
請求項５では、請求項１乃至４のいずれかの電流入力モジュールにおいて、２重化構成時の待機状態において、前記電流検出抵抗に発生する電圧の大きさを検出する機能を有し、この電圧値が０以外の時には、２重化信号を反転させることを特徴とする。
【００１５】
請求項６では、請求項１乃至５のいずれかの電流入力モジュールにおいて、前記制御装置は、前記第１の論理回路に供給する２重化信号およびまたは前記第２の論理回路に供給する稼動信号を読み返し、自己の診断を行う機能を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７では、請求項１乃至６のいずれかの電流入力モジュールにおいて、共通の電流信号源に対して同一構成の電流入力モジュールを並列に接続するとともに、相互に、自己の読込み制御信号を相手側の第１の論理回路に供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項８では、請求項７の電流入力モジュールにおいて、稼動側とすべき電流入力モジュールにおいて、待機側の電流入力モジュールに比べて、早く立ち上げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このように、２重化信号、稼動信号および相手側の読込み制御信号を入力とする第１および第２の論理回路を設けるとともに、制御装置に待機状態における電流入力の有無を検出する機能を持たせ、この検出結果に応じて、待機側の電流入力モジュールにおける２重化信号を反転させるように構成すると、２重化構成とした際に、待機側の電流入力モジュールに電流が流れたことを検出して、稼動側の電流入力モジュールの動作を停止させることができる。
また、第１の論理回路に入力される２重化信号を制御することにより、相手側の読込み制御信号の状態に左右されない動作を可能とすることができるので、２重化構成のための接続を外して、シングル構成としても容易に動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の電流入力モジュールを説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の電流入力モジュールの一実施例を示す構成図である。図に示す例は、２重化構成時を示したものである。図において、前記図４と同様のものは同一符号を付して示す。Ｇ１１、Ｇ２１は第１の論理回路であり、一方の入力端には制御装置ＣＯＭ１、ＣＯＭ２から発生される２重化信号ｄｐｘｓｅｌが入力されるとともに、他方の入力端には相手モジュールの読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅが入力され、オア出力を発生する。また、Ｇ１２、Ｇ２２は第２の論理回路であり、一方の入力端には第１の論理回路Ｇ１１、Ｇ２１の出力信号が入力されるとともに、他方の入力端には制御装置ＣＯＭ１、ＣＯＭ２から発生される稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが入力され、ナンド出力を発生する。ＤＲ１、ＤＲ２は、第２の論理回路Ｇ１２、Ｇ２２から発生される読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅを受け、スイッチ回路ＳＷ１、ＳＷ２を駆動する読込み信号Ｓｒを発生するスイッチ駆動回路である。
【００２１】
２重化信号ｄｐｘｓｅｌは、２重化構成時には「０（ローレベル）」、シングル構成時には「１（ハイレベル）」となるもので、稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔは、２重化構成時およびシングル構成時共に「１（ハイレベル）」となるものである。ただし、稼動側の稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが先に立ち上がるものである。
いま、電流入力モジュール１を稼動側、電流入力モジュール２を待機側とすると、稼動側の制御装置ＣＯＭ１の稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが先に「１」となり、待機側の制御装置ＣＯＭ２の稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが遅れて「１」となる。
【００２２】
このため、稼動側の制御装置ＣＯＭ１の稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが立ち上がった時には、第１の論理回路Ｇ１１における一方の入力端は抵抗を介してハイレベルの電位に保たれており、第１の論理回路Ｇ１１の出力は「１」となっている。
したがって、第２の論理回路Ｇ１２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）は「０」となり、スイッチ駆動回路ＤＲ１に供給される。
スイッチ駆動回路ＤＲ１は、読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅを受け、スイッチ回路ＳＷ１をオンとする。
【００２３】
この結果、電流信号源ＳＳからの信号電流は、稼動側の電流検出抵抗Ｒ１に流れ、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１を介して、制御装置ＣＯＭ１に読み込まれる。
また、待機側の電流入力モジュール２においては、稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔが遅れて「１」となるが、稼動側の第２の論理回路Ｇ１２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）がすでに「０」となり、第１の論理回路Ｇ２１の出力が「０」となっているので、第２の論理回路Ｇ２２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）は「１」のままで、スイッチ回路ＳＷ２はオフとなっている。
このため、待機側の電流検出抵抗Ｒ２に電流は流れない。
【００２４】
なお、図２に第１および第２の論理回路Ｇ１１、Ｇ１２における動作を説明する真理値表を示す。（ａ）はオア出力を発生する第１の論理回路Ｇ１１の動作であり、相手側の論理回路Ｇ２１も同様の動作を行うものである。（ｂ）はナンド出力を発生する第２の論理回路Ｇ１２の動作であり、相手側の論理回路Ｇ２２も同様の動作を行うものである。また、表中には、読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅに対応して発生される読込み信号Ｓｒの状態をも示した。
【００２５】
さて、このような動作状態において、待機側の制御装置ＣＯＭ２は、電流検出抵抗Ｒ２に流れる電流の大きさ（有無）を検出し、検出出力が０以外の場合には、故障と判断して、２重化信号ｄｐｘｓｅｌを「１」に反転させる機能を有する。
【００２６】
この結果、第２の論理回路Ｇ２２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）は「０」となり、稼動側の第１の論理回路Ｇ１１を反転させて、第２の論理回路Ｇ１２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）を反転させ、稼動側の電流入力モジュール１における信号電流の読み込みを停止させる。
【００２７】
したがって、待機側の電流入力モジュール２に電流が流れたことを検出して、稼動側の電流入力モジュール１の動作を停止させ、稼動側の電流入力モジュール１が誤った電流入力信号を読み込んでしまうのを防止することができる。また、この故障情報は上位の装置にも通知され、機器の交換などのメンテナンスを実施させる。
【００２８】
さらに、制御装置ＣＯＭ１、ＣＯＭ２は、自己の発生した２重化信号ｄｐｘｓｅｌや稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔの値を読み返す機能を有している。例えば、「１」の信号を発生したつもりでも、ポートの故障や断線などにより、実際には「０」の信号が供給されている場合もあり、このような故障も、読み返しによって検出することが可能である。
【００２９】
発生すべき信号の状態と、読み返した信号の状態とを比較し、これが不一致であれば、故障と判断して、故障情報を上位の装置に通知する。
【００３０】
このため、それぞれの電流入力モジュール１、２において、第１および第２の論理回路Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２の故障を、自己の装置内の故障として検出することができ、２重化構成時において、どちらの故障とも診断することのできない共通部分の範囲を最低限に抑えることができる。
【００３１】
また、２重化構成時において、稼動側の電流入力モジュールの故障が検出され、その動作を停止させようとした時に、何らかの問題により、稼動側の稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔなどが切り換わらず、動作を停止できない場合もある。
【００３２】
このような時、待機側の電流入力モジュールにおいて、２重化信号ｄｐｘｓｅｌを「１」としてやれば、前記したように、稼動側の動作を強制的に停止させることができ、より信頼性の高いシステムを実現することができる。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の電流入力モジュールの他の実施例を示す構成図である。図において、前記図１と同様のものは同一符号を付して示す。図に示す例は、電流入力モジュールをシングル構成としたものである。
【００３４】
シングル構成時においては、第１の論理回路Ｇ１１の一方の入力端にはハイレベルの電位が入力され、第２の論理回路Ｇ１２の出力（読込み制御信号ｓｅｒｖｉｃｅ）は、スイッチ駆動回路ＤＲ１のみに供給されている。
また、２重化信号ｄｐｘｓｅｌは「１」となっている。
【００３５】
したがって、第１の論理回路Ｇ１１の出力は「１」であり、稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔに応じて、スイッチ回路ＳＷ１が駆動され、稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔのみにより電流信号の読み込みを制御することができる。
【００３６】
また、２重化信号ｄｐｘｓｅｌや稼動信号ｒｅｑｕｅｓｔの読み返しによる故障診断機能は、前記した図１の装置と同様である。
【００３７】
なお、上記の説明においては、第１および第２の論理回路をオア回路およびナンド回路で構成した場合を例示したが、論理回路の構成はこれに限られるものではない。
【００３８】
また、スイッチ回路をＦＥＴにより構成した場合を例示したが、スイッチ回路の構成もこれに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は本発明の電流入力モジュールの一実施例を示す構成図。
【図２】図２は本発明の電流入力モジュールに使用される論理回路の動作を説明する真理値表。
【図３】図３は本発明の電流入力モジュールの他の実施例を示す構成図。
【図４】図４は従来の電流入力モジュールの一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１、２    電流入力モジュール
ＳＳ      電流信号源
ＳＷ１、ＳＷ２    スイッチ回路
Ｒ１、Ｒ２    電流検出抵抗
ＡＤ１、ＡＤ２    Ａ／Ｄ変換回路
ＣＯＭ１、ＣＯＭ２    制御装置
Ｇ１１、Ｇ２１    第１の論理回路
Ｇ１２、Ｇ２２    第２の論理回路
ＤＲ１、ＤＲ２    スイッチ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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