(57)【要約】【課題】  入力モジュールにおける消費電流を最小限に抑え、発熱を削減した接点入力回路を実現する。【解決手段】  フィールド機器の接点の開閉ステータスを読み込む接点入力回路において、  前記接点の一端が接続された電源の他端と前記接点の他端間に接続された電流検出手段と、  前記電流検出手段に直列に挿入された双方向スイッチ手段と、を有する。【選択図】                    図１
2005064929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド機器の接点の開閉ステータスを読み込む接点入力回路において、
前記接点の一端が接続された電源の他端と前記接点の他端間に接続された電流検出手段と、
前記電流検出手段に直列に挿入された双方向スイッチ手段と、
を有することを特徴とする接点入力回路。
【請求項２】
前記双方向スイッチ手段は、前記接点の開閉ステータスの読み込み許可信号でオンとされることを特徴とする請求項１記載の接点入力回路。
【請求項３】
前記電流検出手段は、フォトカプラで構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の接点入力回路。
【請求項４】
前記電流検出手段による前記接点の開閉ステータス信号を保持するラッチ回路を有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接点入力回路。
【請求項５】
前記ラッチ回路に周期的な制御信号を発生するラッチ制御回路を有し、前記読み込み許可信号は前記制御信号に同期して発生することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の接点入力回路。
【請求項６】
前記電流検出手段及び前記双方向スイッチ手段及び前記ラッチ回路は、ＰＬＣの入力モジュール内に形成され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接点入力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド機器の接点の開閉ステータスを読み込むための接点入力回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド機器の接点の開閉ステータスを読み込む接点入力回路に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−３２６６８０号公報
【０００４】
図３は従来の接点入力回路を有するＰＬＣの入力モジュールの一例を示す機能ブロック図である。ブロック１はフィールドであり、Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎはフィールド機器の接点（リミットスイッチ等）である。１１又は１２は、正又は負の直流電源である。１３は各接点の一端に接続した共通ラインであり、電源１１又は１２の一端に接続されている。
【０００５】
点線の領域Ａはプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）であり、ブロック２の入力モジュール及びブロック３の演算モジュールよりなる。入力モジュール２において、Ｃ０はコモン入力端子であり、フィールドの電源１１又は１２の他端に接続されている。Ｃ１, Ｃ２, …Ｃｎはフィールドの接点に対応する接点入力端子であり、各接点の他端と接続されている。
【０００６】
入力モジュール２において、ＰＣ−１, ＰＣ−２, …ＰＣ−ｎはフォトカプラによる電流検出手段であり、各一端は共通接続されてコモン入力端子Ｃ０に接続されると共に各他端は接点入力端子Ｃ１, Ｃ２, …Ｃｎに接続され、接点Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎが閉となった時に流れる電流i11, i21, …in1を検出する。電源１１が接続された状態では、これら電流は矢印方向に流れるが、逆極性の電源１２が接続された状態では電流方向は逆転する。
【０００７】
フォトカプラＰＣ−１, ＰＣ−２, …ＰＣ−ｎは、双方向の電流i11, i21, …in1を受ける逆極性に並列接続された一対の発光ダイオードと受光によりオンとなるフォトトランジスタよりなる。Ｒ１１, Ｒ２１, …Ｒｎ１は各フォトカプラへの電流制限抵抗である。各フォトカプラの発光ダイオードに並列接続された抵抗Ｒ１２, Ｒ２２, …Ｒｎ２は、各スイッチが開のときにスイッチを流れるリーク電流によるフォトカプラの発光を防止するブリーダ抵抗である。
【０００８】
各フォトカプラの受光トランジスタのエミッタは接地され、各コレクタは抵抗Ｒ１３, Ｒ２３, …Ｒｎ３を介して５Ｖ電源にプルアップされている。受光によりフォトカプラＰＣ−１, ＰＣ−２, …ＰＣ−ｎのフォトトランジスタがオンとなれば、各フォトトランジスタには電流i12, i22, …in2が流れ、そのコレクタ電位は低下する。
【０００９】
２１はラッチ回路であり、各フォトカプラにおけるフォトトランジスタのコレクタ電位の２値変化を接点Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎの開閉ステータス信号として２１に取り込む。２２はラッチ制御回路であり、周期的にラッチ制御信号ｍをラッチ回路２１に発信する。
【００１０】
ラッチ回路２１は、制御信号ｍのタイミングで接点Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎの開閉ステータス信号ｄ１, ｄ２, …ｄｎを一斉に取り込み、次の制御信号ｍの発生までこの開閉ステータス信号を保持する。
【００１１】
演算モジュール３において、３１はＣＰＵであり、ラッチ回路２１で保持されている開閉ステータス信号ｄ１, ｄ２, …ｄｎが入力されており、必要なタイミングでこれらステータスを取り込んで演算処理する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような構成をとる従来の接点入力回路では、次のような問題点がある。
（１）接点Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎが閉である期間中電流i11, i21, …in1及び電流i12, i22, …in2が流れ続けるために、閉となる接点数が多い場合には、入力モジュールの消費電流が大きく、電源を小型軽量化するコストダウンの障害要因となる。
（２）入力抵抗及びプルアップ抵抗に流れる電流による発熱が大きく、放熱対策を必要とし、入力モジュールを小型軽量化するコストダウンの障害要因となる。
【００１３】
従って本発明が解決しようとする課題は、入力モジュールにおける消費電流を最小限に抑え、発熱を削減した接点入力回路を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）フィールド機器の接点の開閉ステータスを読み込む接点入力回路において、
前記接点の一端が接続された電源の他端と前記接点の他端間に接続された電流検出手段と、
前記電流検出手段に直列に挿入された双方向スイッチ手段と、
を有することを特徴とする接点入力回路。
【００１５】
（２）  前記双方向スイッチ手段は、前記接点の開閉ステータスの読み込み許可信号でオンとされることを特徴とする（１）記載の接点入力回路。
【００１６】
（３）前記電流検出手段は、フォトカプラで構成されていることを特徴とする（１）又は（２）記載の接点入力回路。
【００１７】
（４）前記電流検出手段による前記接点の開閉ステータス信号を保持するラッチ回路を有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の接点入力回路。
【００１８】
（５）前記ラッチ回路に周期的な制御信号を発生するラッチ制御回路を有し、前記読み込み許可信号は前記制御信号に同期して発生することを特徴とする（２）乃至（４）のいずれかに記載の接点入力回路。
【００１９】
（６）前記電流検出手段及び前記双方向スイッチ手段及び前記ラッチ回路は、ＰＬＣの入力モジュール内に形成されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の接点入力回路。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）接点Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎが閉である期間において、双方向スイッチ手段がオンのタイミングのみ電流i11, i21, …in1及び電流i12, i22, …in2が流れるので、接点数が多い場合でも入力モジュールの消費電流を最小限とすることができ、電源を小型軽量化するコストダウンが容易に実現できる。
（２）入力抵抗及びプルアップ抵抗に流れる電流による発熱も極めて小さいので、特別な放熱対策を不用とすることができ、入力モジュールを小型軽量化するコストダウンが容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用した接点入力回路の一実施例を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来回路と同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２２】
図１において、１００は双方向スイッチ手段である。この双方向スイッチ手段は、各フォトカプラＰＣ−１, ＰＣ−２, …ＰＣ−ｎの共通接続点とコモン入力端子Ｃ０間に挿入接続されている。
【００２３】
２００は、ラッチ制御回路であり、従来回路と同様なラッチ制御信号ｍを発生すると共に、このラッチ制御信号ｍに同期して双方向スイッチ手段１００に対して読み込み許可信号ｈを発生し、双方向スイッチ手段１００をオンに制御する。
【００２４】
従って、ラッチの更新時のみ双方向スイッチ手段１００がオンとなり、各フォトカプラの共通接続点の電源１１への接続がおこなわれ、接点が閉の場合に電流i11, i21, …in1が流れ、各接点の開閉ステータス信号が読み込まれてラッチ更新が可能となる。
【００２５】
図２は、双方向スイッチ手段１００の構成例を示す回路図である。Ｐ１及びＰ２がスイッチの端子であり、コモン入力端子Ｃ０及び各フォトカプラの共通接続点に接続され、端子Ｐ３に負パルスによる入力許可信号ｈが供給される。
【００２６】
互いのカソードが接続されたダイオードＱ１及びＱ２の各アノードが端子Ｐ１及びＰ２に接続され、同様に互いのアノードが接続されたダイオードＱ３及びＱ４の各カソードが端子Ｐ１及びＰ２に接続されている。
【００２７】
Ｑ１, Ｑ２の共通カソードとＱ３, Ｑ４の共通アノード間にスイッチングトランジスタＱ５が接続され、フォトカプラＰＣのフォトトランジスタＱ６でオンオフ制御される。Ｑ５がオンに制御される期間中は端子Ｐ１とＰ２間は双方向に電流を流すことができる。
【００２８】
フォトカプラＰＣにおいて、Ｑ７は発光ダイオードであり、アノードが５Ｖ電源に、カソードが電流制限抵抗を介して端子Ｐ３に接続されており、端子Ｐ３に負パルスの読み込み許可信号ｈが与えられた期間中電流が流れて発光し、フォトトランジスタＱ６をオンに制御する。
【００２９】
図１の実施形態では、ＰＬＣの入力モジュールに本発明を適用した場合を説明したが、適用対象はＰＬＣに限定されるものではなく、フィールド機器の接点信号を取り込む制御装置一般に適用することができる。
【００３０】
図２の実施形態では、ダイオードＱ１乃至Ｑ４とスイッチングトランジスタＱ５による双方向スイッチ手段を示したが、原理的には端子Ｐ１とＰ２間を開閉するスイッチ手段であればよく、周知の回路技術による種々の実施形態が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用した接点入力回路を有するＰＬＣの入力モジュールの一実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】双方向スイッチ手段の構成例を示す回路図である。
【図３】従来の接点入力回路を有するＰＬＣの入力モジュールの一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  フィールド
１１, １２  電源
Ｓ１, Ｓ２, …Ｓｎ  接点
Ａ  ＰＬＣ
２  入力モジュール
２１  ラッチ回路
ＰＣ−１, ＰＣ−２, …ＰＣ−ｎ  フォトカプラ（電流検出手段）
３  演算モジュール
３１  ＣＰＵ
１００  双方向スイッチ手段
２００  ラッチ制御回路
ｍ  ラッチ制御信号
ｈ  入力許可信号
【図１】
2005064929.tif 000003
【図２】
2005064929.tif 000004
【図３】
2005064929.tif 000005