(57)【要約】【課題】電子連動装置の入力処理タイミングに合わせて入力接点に電流を流すとともに入力接点の表面に形成されている酸化被膜や硫化被膜の破壊処理を行い、かつ故障が発生した場合も必ず安全側に移行してフェールセーフを確保する。【解決手段】制御論理部４は、接点皮膜破壊ステップと接点入力ステップと電流遮断ステップの順に制御信号を切り替える接点入力制御処理機能を有し、外部の入力接点６からの接点入力電流を読み取るとき、皮膜破壊ステップでは制御信号を一定時間連続して「１」にし、接点入力ステップでは制御信号を短時間だけ「０」，「１」，「０」と切り替え、電流遮断ステップでは制御信号を一定時間連続して「０」にして入力回路制御部３に出力し、入力回路部２から出力する接点入力信号を読込んで接点入力制御処理を行う。【選択図】  図２
2011042272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回路制御部と外部の入力接点に接続された入力回路部及び制御論理部を有し、
前記入力回路制御部は、前記制御論理部から制御信号として「１」を入力しているとき、前記入力回路部に外部の入力接点からの接点入力電流を流し、
前記入力回路部は、接点入力電流が流れているときに、接点入力信号を「１」にして前記制御論理部に出力し、接点入力電流が流れていないときに接点入力信号を「０」にして前記制御論理部に出力し、
前記制御論理部は、一定の処理周期で時分割に接点皮膜破壊ステップと接点入力ステップと電流遮断ステップの順に制御信号を切り替える接点入力制御処理機能を有し、前記皮膜破壊ステップでは制御信号を一定時間連続して「１」にして前記入力回路制御部に出力し、前記接点入力ステップでは制御信号を短時間だけ「０」，「１」，「０」と切り替えて前記入力回路制御部に出力し、前記電流遮断ステップでは制御信号を一定時間連続して「０」にして前記入力回路制御部に出力し、前記入力回路部から出力する接点入力信号を読込んで接点入力制御処理を行うことを特徴とする接点入力制御装置。
【請求項２】
前記制御論理部は、前記接点入力ステップで制御信号として「１」を出力しているとき、前記入力回路部から接点入力信号として「０」を入力している場合及び制御信号として「０」を出力しているとき、前記入力回路部から接点入力信号として「１」を連続的に入力している場合、外部装置に出力する信号を安全側に制御することを特徴とする請求項１記載の接点入力制御装置。
【請求項３】
前記入力回路制御部は、前記制御論理部からの制御信号を入力するＬＥＤとフォトトランジスタからなるフォトカプラを有し、
前記入力回路部は、入力接点を有する外部接点入力部からの接点入力電流を入力する入力端子間に前記入力回路制御部のフォトカプラのフォトトランジスタを介して接続されたＬＥＤと、接点入力信号を出力する出力端子に接続されたフォトトランジスタからなるフォトカプラを有することを特徴とする請求項１又は２記載の接点入力制御装置。
【請求項４】
制御論理部が、制御信号を一定時間連続して「１」にして出力して外部の入力接点に連続して電流を流す皮膜破壊ステップと、制御信号を短時間だけ「０」，「１」，「０」と切り替えて出力して外部の入力接点に電流を断続的に流す接点入力ステップと、制御信号を一定時間連続して「０」にして外部の入力接点に流れる電流を遮断する電流遮断ステップとを一定の処理周期で時分割に実行することを特徴とする接点入力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道信号保安制御用の電子連動システムなどの接点入力制御装置及び接点入力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の分野では列車を安全かつ効率的に運行するため、信号機や転てつ機などの相互間で、その取扱いについて一定の順序と制限をつける電子連動装置が使用されている。この電子連動装置に対して信号機や転てつ機などの現場機器の動作状態をリレーを介して取り込むため、特許文献１や特許文献２に示すように入力装置が使用されている。
【０００３】
特許文献１に示された入力装置２０は、図５に示すように、電源回路２１に接続された入力接点６の出力側に接続された第１の接点２２ａと第２の接点２２ｂを有する切替リレー２２と、第１の接点２２ａに接続された第１の抵抗Ｒ１１と、第１の抵抗Ｒ１１より大きな抵抗値を有し、第２の接点２２ｂに接続された第２の抵抗Ｒ２１と、第１の抵抗Ｒ１１と第２の抵抗Ｒ２１に接続されたデジタル入力回路２３及びデジタル入力回路２３に接続されたオンディレー回路２４を有する。そして入力接点６が閉成すると第１の接点２２ａと第１の抵抗Ｒ１１を介して第１の電流が流れ、入力接点６の表面に形成されている酸化被膜や硫化被膜を破壊して良好な接触状態にする。第１の電流がデジタル入力回路２３に流れ込んでから所定時間遅延後にオンディレー回路２４で切替リレー２２を第１の接点２２ａから第２の接点２２ｂに切り替え、第２の接点２２ｂと第２の抵抗Ｒ２１を介して第１の電流より小さな電流値の第２の電流が流れるようにして消費電流を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２に示された入力装置３０は、図６に示すように、現場機器の動作状態を電源装置５に接続された入力接点６を介して取り込む入力端子間には、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２と第１のフォトカプラＰ１のフォトトランジスタと第２のフォトカプラＰ２のＬＥＤを直列に接続するとともに、第１の抵抗Ｒ１と第３の抵抗Ｒ３と第２のフォトカプラＰ２のフォトトランジスタと第３のフォトカプラＰ３のＬＥＤを直列に接続し、第１のフォトカプラＰ１のＬＥＤのアノードには抵抗を介して正電源電圧を印加し、カソードは電子連動装置１０からのフェールセーフ検査信号であるオン／オフ信号を入力する入力端子に接続し、第３のフォトカプラＰ３のフォトトランジスタのコレクタは電子連動装置１０に対する出力信号を送り出す出力端子に接続するとともに抵抗を介して正電源電圧を印加し、エミッタを接地している。
【０００５】
そして入力接点６が閉成しているとき、フェールセーフ検査信号がオンになると第１のフォトカプラＰ１をオンにし、第２のフォトカプラＰ２をオンにさせる。第２のフォトカプラＰ２がオンになると第３のフォトカプラＰ３をオンにして出力端子を介して電子連動装置１０に出力信号を出力する。また、フェールセーフ検査信号をオフにすると第１のフォトカプラＰ１はオフになり、第２のフォトカプラＰ２と第３のフォトカプラＰ３をオフにして出力信号を遮断する。
【０００６】
この入力装置３０で、第３の抵抗Ｒ３が故障して開放状態に固定されると、フェールセーフ検査信号をオンにしたときとオフにしたときのいずれでも第３のフォトカプラＰ３はオフになり出力信号は零になって電子連動装置１０は入力なしと判定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示す入力装置２０は、入力接点６が閉成すると入力接点６に連続的に電流が流れるため、装置の入力処理タイミングとは無関係に、不必要に電力が消費され、装置内の温度が上昇し、装置の信頼性や寿命が低下する可能性がある。
【０００８】
これに対して特許文献２に示された入力装置３０は、入力接点６が閉成されている状態で、装置の入力処理タイミングに合わせて入力接点６に電流を流すようにして不必要に電力を消費することを防いでいるが、入力接点６の表面に形成されている酸化被膜や硫化被膜の破壊処理をしていないため入力接点６を良好な接触状態に保てない可能性がある。
【０００９】
この発明は、このような問題を解消し、電子連動装置の入力処理タイミングに合わせて入力接点に電流を流すとともに入力接点の表面に形成されている酸化被膜や硫化被膜の破壊処理を行い、かつ故障が発生した場合も必ず安全側に移行してフェールセーフを確保することができる接点入力制御装置及び接点入力制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の接点入力制御装置は、入力回路制御部と外部の入力接点に接続された入力回路部及び制御論理部を有し、前記入力回路制御部は、前記制御論理部から制御信号として「１」を入力しているとき、前記入力回路部に外部の入力接点からの接点入力電流を流し、前記入力回路部は、接点入力電流が流れているときに、接点入力信号を「１」にして前記制御論理部に出力し、接点入力電流が流れていないときに接点入力信号を「０」にして前記制御論理部に出力し、前記制御論理部は、一定の処理周期で時分割に接点皮膜破壊ステップと接点入力ステップと電流遮断ステップの順に制御信号を切り替える接点入力制御処理機能を有し、前記皮膜破壊ステップでは制御信号を一定時間連続して「１」にして前記入力回路制御部に出力し、前記接点入力ステップでは制御信号を短時間だけ「０」，「１」，「０」と切り替えて前記入力回路制御部に出力し、前記電流遮断ステップでは制御信号を一定時間連続して「０」にして前記入力回路制御部に出力し、前記入力回路部から出力する接点入力信号を読込んで接点入力制御処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
前記制御論理部は、前記接点入力ステップで制御信号として「１」を出力しているとき、前記入力回路部から接点入力信号として「０」を入力している場合及び制御信号として「０」を出力しているとき、前記入力回路部から接点入力信号として「１」を連続的に入力している場合、外部装置に出力する信号を安全側に制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記入力回路制御部は、前記制御論理部からの制御信号を入力するＬＥＤとフォトトランジスタからなるフォトカプラを有し、前記入力回路部は、入力接点を有する外部接点入力部からの接点入力電流を入力する入力端子間に前記入力回路制御部のフォトカプラのフォトトランジスタを介して接続されたＬＥＤと、接点入力信号を出力する出力端子に接続されたフォトトランジスタからなるフォトカプラを有することを特徴とする。
【００１３】
この発明の接点入力制御方法は、制御論理部が、制御信号を一定時間連続して「１」にして出力して外部の入力接点に連続して電流を流す皮膜破壊ステップと、制御信号を短時間だけ「０」，「１」，「０」と切り替えて出力して外部の入力接点に電流を断続的に流す接点入力ステップと、制御信号を一定時間連続して「０」にして外部の入力接点に流れる電流を遮断する電流遮断ステップとを一定の処理周期で時分割に実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、外部の入力接点からの接点入力電流を読み取るときに、制御論理部は、入力接点に電流を連続して流して入力接点の表面の酸化皮膜や硫化皮膜を破壊する皮膜破壊ステップと、入力接点に断続的に電流を流して入力接点からの接点入力電流を読み込む接点入力ステップと、一定時間連続して入力接点に流れる電流を遮断する電流遮断ステップとを一定の処理周期で時分割に実行することにより、入力接点の表面皮膜を確実に破壊するとともに不要な電力消費を回避することができ省エネルギを図ることができる。
【００１５】
また、制御論理部は、接点入力ステップで制御信号として「１」を出力しているとき、接点入力信号として「０」を入力している場合及び制御信号として「０」を出力しているとき、接点入力信号として「１」を連続的に入力している場合、外部装置に出力する信号を安全側に制御することにより、入力回路制御部や入力回路部に連続して継続する固定故障が発生した場合に確実に安全側の「０」に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の入力制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】入力回路部と入力回路制御部の構成を示す回路図である。
【図３】制御論理部の入力制御処理を示す処理手順図である。
【図４】入力制御処理を示すタイムチャートである。
【図５】従来の入力装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の他の入力装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、この発明の入力制御装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、入力制御装置１は、入力回路部２と入力回路制御部３及び制御論理部４を有し、信号機や転てつ機などの現場機器の動作状態を、リレーを介して取り込み電子連動装置１０に出力する。
【００１８】
図２の回路図に示すように、入力回路部２にはフォトカプラＰ１を有し、入力回路制御部３にもフォトカプラＰ２を有する。入力回路部２のフォトカプラＰ１は、ＬＥＤのアノードが第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２を介して入力端子７に接続され、ＬＥＤのカソードは入力回路制御部３に有するフォトカプラＰ２のフォトトランジスタのコレクタに接続されている。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の接続点とフォトカプラＰ１のＬＥＤのカソードの間には分圧抵抗Ｒ３が接続され、フォトカプラＰ１のＬＥＤに加えられるノイズを低減している。また、フォトカプラＰ１のＬＥＤと並列に逆方向電流をバイパスさせるためのダイオードＤが接続されている。フォトカプラＰ１のフォトトランジスタのコレクタは反転素子であるインバータＩＣ１を介して出力端子８に接続され、エミッタは接地されている。
【００１９】
入力回路制御部３に有するフォトカプラＰ２のフォトトランジスタのエミッタは直流電源５に接続され、ＬＥＤのコレクタには例えばプラス５Ｖの正電源電圧が抵抗を介して印加され、エミッタはインバータＩＣ２を介して制御信号入力端子９に接続されている。
【００２０】
制御論理部４は、一定の処理周期で入力制御処理を行い、制御信号を「１」，「０」と切り替えて入力回路制御部３の制御信号入力端子９に出力する。この入力制御処理は、図３の処理手順図に示すように、接点の皮膜破壊ステップＳ１と接点入力ステップＳ２及び電流遮断ステップＳ３で処理周期Ｔを構成し、一定の処理周期Ｔ毎に繰り返して実行される。
【００２１】
この入力制御装置１で入力接点６の接点入力を取り込むときの処理を説明する。
制御論理部４から入力回路制御部３の制御信号入力端子９に制御信号として「１」が出力されるとインバータＩＣ２の出力は「１」から「０」になり、フォトカプラＰ２のＬＥＤに電流が流れ、フォトカプラＰ２のフォトトランジスタを導通させる。フォトカプラＰ２のフォトトランジスタが導通したとき、入力接点６が閉成されていると、入力回路部２のフォトカプラＰ１のＬＥＤに入力接点６からの電流が流れ、フォトカプラＰ１のフォトトランジスタを導通させる。フォトカプラＰ１のフォトトランジスタが導通するとインバータＩＣ１の出力が「０」から「１」になり、出力端子８から出力している接点入力信号を「１」にする。制御論理部４は入力回路制御部３に制御信号として「１」を出力しているとき、入力回路部２から接点入力信号として「１」が入力されると、入力接点６からの「接点入力あり」と判定する。
【００２２】
また、制御論理部４から制御信号として「１」が出力されているとき、入力接点６が開放されていると入力回路２から接点入力信号として「０」が出力される。制御論理部４は制御信号として「１」を出力しているとき入力回路部２から接点入力信号として「０」を入力すると「接点入力なし」と判定する。
【００２３】
また、制御論理部４から制御信号として「１」が出力されているとき、入力接点６と入力回路部２の間の配線又は入力回路部２の第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とフォトカプラＰ１のＬＥＤ及び入力回路制御部３のフォトカプラＰ２のフォトトランジスタの回路に故障が生じて電流が流れないと入力回路２から接点入力信号として「０」が出力される。制御論理部４は制御信号として「１」を出力しているとき入力回路部２から接点入力信号として「０」を入力すると「接点入力なし」と判定する。
【００２４】
さらに、制御論理部４から制御信号として「０」を出力しているとき、入力回路２から接点入力信号として「１」が連続的に出力されると、制御論理部４は入力回路部２に接点入力信号「１」側に連続した固定故障が発生していると判定して「接点入力なし」と判定する。
【００２５】
このように制御論理部４は制御信号として「１」を出力しているとき、入力回路部２から接点入力信号として「０」を入力して「接点入力なし」と判定した場合及び制御信号として「０」を出力しているとき、入力回路部２から接点入力信号として「１」を連続的に入力して「接点入力なし」と判定した場合は電子連動装置１０に出力する信号を安全側に制御する。
【００２６】
この入力制御装置１の制御論理部４で皮膜破壊ステップＳ１と接点入力ステップＳ２及び電流遮断ステップＳ３を一定の処理周期Ｔで行う入力制御処理を、図４のタイムチャートを参照して説明する。
【００２７】
制御論理部４は皮膜破壊ステップＳ１では制御信号を一定時間Ｔ１連続して「１」にし入力回路制御部３に出力する。入力回路制御部３のフォトカプラＰ２は制御信号の「１」が入力するとオンになる。このとき入力接点６が閉成されていると、入力回路部２のフォトカプラＰ１のＬＥＤに入力接点６からの電流が連続して流れ、入力接点６の表面の酸化皮膜や硫化皮膜を破壊する。このとき入力回路部２の出力端子８から接点入力信号として「１」が連続して制御論理部４に出力される。また、皮膜破壊ステップＳ１のとき入力接点６が開放していると、入力回路部２の出力端子８から接点入力信号として「０」が制御論理部４に出力される。制御論理部４は制御信号を「１」にして出力してから入力回路制御部３と入力回路部２の回路遅延を考慮したタイミングで入力回路部２から出力している接点入力信号を読込み、制御信号を連続して「１」にしているとき、接点入力信号として「１」を連続して入力すると入力接点６の皮膜破壊処理を実行中と判断する。
【００２８】
制御論理部４は皮膜破壊ステップＳ１の後に接点入力ステップＳ２を実行する。接点入力ステップＳ２では制御信号を短時間Ｔ２だけ「０」→「１」→「０」で出力し、制御信号を「１」から「０」に切り替えたとき及び制御信号を「０」から「１」に切り替えたときに入力回路制御部３と入力回路部２の回路遅延を考慮したタイミングで入力回路部２から出力している接点入力信号を読込む。読込んだ接点入力信号が制御信号の「０」→「１」→「０」と同じ位相で「０」→「１」→「０」と切り替っている場合は、接点入力ありと判定し、それ以外の場合は「接点入力なし」と判定する。
【００２９】
制御論理部４は接点入力ステップＳ２の後に電流遮断ステップＳ３に入り、制御信号を一定時間Ｔ３連続して「０」にして出力して入力回路制御部３のフォトカプラＰ２をオフにして入力接点が閉成していても、入力接点６に流れる電流を連続的に遮断する。
【００３０】
このように制御論理部４に入力接点６の表面皮膜を破壊する皮膜破壊ステップＳ１の時間Ｔ１と接点入力ステップＳ２の時間Ｔ２及び電流遮断ステップＳ３の時間Ｔ３を適正に設定することにより、入力接点６の表面皮膜を確実に破壊するとともに不要な電力消費を回避することができ省エネルギを図ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１；入力制御装置、２；入力回路部、３；入力回路制御部、４；制御論理部、
５；直流電源、６；入力接点、１０；電子連動装置、Ｐ１，Ｐ２；フォトカプラ、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３；抵抗、ＩＣ１，ＩＣ２；インバータ、Ｄ；ダイオード。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００２−３６６２７４号公報
【特許文献２】特開平８−８０８５１号公報
【図１】
2011042272.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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