(57)【要約】【課題】ＤＯ回路の過電流状態における保護ヒューズの交換の煩わしさをなくし、制御システムのメンテナンスを容易に実現する過電流保護方法およびシステムを提供することを目的とする。【解決手段】コントローラに代表される情報処理装置に於いて、プロセッサ及び周辺メモリ、Ｉ／Ｏ等で構成され、それら周辺デバイスを共通のいわゆるバスでマッピングして接続する電子機器装置や、前記電子機器装置のＩ／Ｏ機能を拡張、増設する為に前記電子機器ユニットに構成されている通信ポートを利用し、一定の伝送プロトコルにおいて接続されるいわゆる分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などにおいて、前記電子機器装置ならびに分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などに搭載されたいわゆるＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法を特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラに代表される情報処理装置に於いて、プロセッサ及び周辺メモリ、Ｉ／Ｏ等で構成され、それら周辺デバイスを共通のいわゆるバスでマッピングして接続する電子機器装置や、前記電子機器装置のＩ／Ｏ機能を拡張、増設する為に前記電子機器ユニットに構成されている通信ポートを利用し、一定の伝送プロトコルにおいて接続されるいわゆる分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などにおいて、
前記電子機器装置ならびに分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などに搭載されたいわゆるＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法を特徴とする過電流保護方法。
【請求項２】
コントローラに代表される情報処理装置に於いて、プロセッサ及び周辺メモリ、Ｉ／Ｏ等で構成され、それら周辺デバイスを共通のいわゆるバスでマッピングして接続する電子機器装置や、前記電子機器装置のＩ／Ｏ機能を拡張、増設する為に前記電子機器ユニットに構成されている通信ポートを利用し、一定の伝送プロトコルにおいて接続されるいわゆる分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などにおいて、
前記電子機器装置ならびに分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などに搭載されたいわゆるＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法を特徴とする過電流保護システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コントローラに代表される情報処理装置に於いて、ＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力（以下、ＤＯ）回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法は、トランジスタ等で代表される出力駆動素子をＤＯの出力１点毎個別又は、複数点をまとめて出力閉ループ回路を構成し、その閉ループ内に回路保護ヒューズを設け、出力駆動素子及び構成する装置の仕様で決まる定格値以上の電流が流れる様な過電流や短絡が発生した場合、ヒューズを溶断させる事により、異常過熱や過電流を防止している。このヒューズには、溶断して復旧しないタイプと導電性ポリマを使用した復旧するタイプなど多種存在する。
また、この時ヒューズ溶断を示すステータスは制御回路側に報告され、予め設定されたシステムプログラムによって異常事態に対する故障処理が行われ、通常の処理の場合ＤＯを止める。
図４及び図５は、従来のＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるＤＯ回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法を実現する為の一般的な回路図である。
この例の場合、ＤＯフォトカプラ２Ｃ及びヒューズ断線検出フォトカプラ２Ｄによって、制御回路側と出力回路側とを分離して示しているが、フォトカプラを使用しない非分離タイプの同様の回路も存在する。
図４と図５の違いは、負荷装置を駆動する出力トランジスタの極性がＰ型半導体かＮ型半導体かであり、つまり負荷側装置に対して電流の方向がシンクになるかソースになるかが異なるのみであり、他の動作については同じ動作になる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−０３２６４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた様に、従来の過電流保護方法およびシステムでは、ヒューズが溶断することにより出力回路及び負荷側装置を保護することができ、このヒューズ溶断を示すステータスは制御回路側に報告され、予め設定されたシステムプログラムによって異常事態に対する故障処理が行われ、通常の処理の場合ＤＯを止めるが、ヒューズは既に溶断してしまっており、ヒューズのみ又はＤＯ回路を構成するモジュール全てを交換しなければ負荷側装置側の異常要因を取り除いても復旧することができないという問題があった。
また、導電性ポリマを使用した場合も、抵抗値が高抵抗に遷移するのに要する時間がかかり、出力回路及び負荷側装置を保護するのには十分ではなかった。
そこで、本発明ではこのようなＤＯ回路の過電流状態における保護ヒューズの交換の煩わしさをなくし、制御システムのメンテナンスを容易に実現する過電流保護方法およびシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では次のような構成としている。
コントローラに代表される情報処理装置に於いて、プロセッサ及び周辺メモリ、Ｉ／Ｏ等で構成され、それら周辺デバイスを共通のいわゆるバスでマッピングして接続する電子機器装置や、前記電子機器装置のＩ／Ｏ機能を拡張、増設する為に前記電子機器ユニットに構成されている通信ポートを利用し、一定の伝送プロトコルにおいて接続されるいわゆる分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などにおいて、前記電子機器装置ならびに分散Ｉ／Ｏ等の電子機器装置などに搭載されたいわゆるＤＩ／ＤＯ等の汎用入出力装置におけるデジタル出力回路の負荷側故障による過電流検出の検出回路及び保護方法を特徴とする。
本発明の過電流保護方法およびシステムでは、ヒューズが溶断する以前に負荷装置側の過電流を検出し、ＤＯの指令をクリアすることにより出力回路をＯＦＦ状態にし、負荷側回路を保護することができる。
本発明ではこのようなＤＯ回路の過電流状態における保護ヒューズの交換の煩わしさをなくし、制御システムのメンテナンスを容易に実現する過電流保護方法およびシステムを提供することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の過電流保護方法およびシステムを図面を参照して詳細に説明する。全図において、同一の符号がつけられている構成要素は、全て同一のものを示す。図１及び図２は、本実施形態の過電流保護方法を実現する為の回路図である。
この例の場合、ＤＯ出力フォトカプラ２Ｃ及びヒューズ断線検出フォトカプラ２Ｄによって、制御回路側と出力回路側とを分離して示しているが、フォトカプラを使用しない非分離タイプの同様の回路も存在する。
図１と図２の違いは、ＤＯを駆動する出力トランジスタの極性がＰ型半導体かＮ型半導体かであり、つまり負荷側装置に対して電流の方向がシンクになるかソースになるかが異なるのみであり、他の動作については同じ動作になる。
また、従来の実施形態図４及び図５と本発明の実施形態図１及び図２との違いは、過電流検出器３ＡとＤＯクリア判定器３Ｃが本発明には備わっている。
ここで過電流検出器３Ａからの過電流アラーム信号３Ｂが制御回路側と出力回路側とで非分離して示しているが、フォトカプラを使用した分離タイプの同様の回路も存在する。
図３は、本発明を時系列に動作説明するためのタイムチャートである。
はじめに、ＤＯレジスタ２Ａは制御回路側からのＯＮ指令がくるまで出力をＯＦＦ状態に保っている。このとき、絶縁のためのＤＯフォトカプラ２Ｃ及びＤＯトランジスタ２ＪもＯＦＦ状態に保っている。これは図３の（Ａ）の期間に相当する。
次に、制御回路側からＤＯレジスタ設定信号１Ａ及びＤＯレジスタラッチ信号１ＢによりＯＮ指令がくると、ＤＯレジスタ２Ａは出力をＯＮ状態にし、これによりＤＯフォトカプラ２Ｃ及び出力トランジスタ２Ｎ（シンク駆動回路の場合）、出力トランジスタ２Ｏ（ソース駆動回路の場合）がＯＮ状態となる。これは図３の（Ｂ）の期間に相当する。
次に、負荷装置側の故障により過電流が流れた場合、過電流検出器３Ａより、過電流が流れたことを示す過電流アラーム信号３ＢがＤＯクリア判定器３Ｃ及び制御回路側にステータス信号として入力される。これは図３の（Ｃ）の期間に相当する。ＤＯクリア判定器３Ｃの判定により、ＤＯレジスタ２ＡはＯＮ状態にあった出力をＯＦＦ状態にクリアする。ここで、過電流検出器３Ａの検出の方法として、一般的にシャント抵抗器や電圧コンパレータを用いた方法などが挙げられるが、本発明では特に検出方法について限定しない。また、過電流検出器３Ａの検出レベルは過電流保護ヒューズ２Ｊで設計された遮断電流値より小さい値で検出できるものとする。
図３で、破線で示した部分は、従来のヒューズを溶断させる動作シーケンスを示すもので、（Ｃ）の期間でヒューズに過電流が流れ（Ｄ）の期間でヒューズが溶断している。
ここで、（Ｃ）の期間に入り（Ｄ）の期間に遷移するまでの遅れ時間は、その時のＤＯ出力電流及び過電流保護ヒューズ２Ｊの特性により様々である。
つまり本実施形態の過電流保護方法およびシステムでは、過電流保護ヒューズ２Ｊが溶断する以前に負荷装置側の過電流を検出し、ＤＯの指令をクリアすることにより出力回路をＯＦＦ状態にし、負荷側回路を保護することができる。
ここで、本発明の一実施形態の過電流保護方法およびシステムの説明では過電流保護ヒューズ２Ｊを従来どおり備えているが、これを省略することも可能である。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の過電流保護方法およびシステムでは、ヒューズが溶断する以前に負荷装置側の過電流を検出し、ＤＯの指令をクリアすることにより出力回路をＯＦＦ状態にし、負荷側回路を保護することができる。
本発明ではこのようなＤＯ回路の過電流状態における保護ヒューズの交換の煩わしさをなくし、制御システムのメンテナンスを容易に実現する過電流保護方法およびシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の過電流保護方法を実現するための電流シンクタイプの回路図である。
【図２】本発明の一実施形態の過電流保護方法を実現するための電流ソースタイプの回路図である。
【図３】本発明を時系列に動作説明するためのタイムチャートである。
【図４】従来の過電流保護方法を実現するための電流シンクタイプの回路図である。
【図５】従来の過電流保護方法を実現するための電流ソースタイプの回路図である。
【符号の説明】
１Ａ  ＤＯレジスタ設定信号
１Ｂ  ＤＯレジスタラッチ信号
１Ｃ  ＤＯレジスタクリア信号
１Ｄ  ヒューズ断線検出ステータス信号
２Ａ  ＤＯレジスタ
２Ｂ  ＤＯフォトカプラ制限抵抗
２Ｃ  ＤＯフォトカプラ
２Ｄ  ヒューズ断線検出フォトカプラ
２Ｅ  プルアップ抵抗
２Ｆ  制御電圧
２Ｇ    負荷駆動電圧
２Ｈ    ＤＯ出力
２Ｉ    負荷駆動電圧０Ｖ
２Ｊ    過電流保護ヒューズ
２Ｋ    ダイオード
２Ｌ    ヒューズ断線検出フォトカプラ制限抵抗
２Ｍ    出力トランジスタ制限抵抗
２Ｎ    ＮＰＮ型出力トランジスタ
２Ｏ    ＰＮＰ型出力トランジスタ
３Ａ  過電流検出器
３Ｂ  過電流アラーム信号
３Ｃ  ＤＯクリア判定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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