(57)【要約】【課題】アナログ可変電圧を制御指令とする安全性の高い制御装置を提供する。【解決手段】可変抵抗器２に電力を供給する内部電源１１は電圧降下手段としての抵抗器１２を介して接続端子１６に接続され、接続端子１８はアナログ電圧の基準電位となるＧＮＤ１５に接続され、接続端子１７は可変のアナログ電圧の入力部となり、制御装置１はこのアナログ可変電圧を制御指令とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変抵抗器で生成したアナログ可変電圧を制御指令とする制御装置において、可変抵抗器を接続する複数の接続端子と、前記可変抵抗器に電力を供給する電源と可変抵抗器との間に設けた電圧降下手段と、前記可変抵抗器の接続異常を検知する異常検知手段とを備え、前記異常検知手段は、前記電圧降下手段に電圧降下がないときに可変抵抗器の接続異常を検知する制御装置。
【請求項２】
可変抵抗器で生成したアナログ可変電圧を制御指令とする制御装置において、可変抵抗器を接続する複数の接続端子と、前記可変抵抗器に電力を供給する電源と可変抵抗器との間に設けた電流検出手段と、前記可変抵抗器の接続異常を検知する電流異常検知手段とを備え、前記電流異常検知手段は、前記電流検出手段によって電流が検出されないときに可変抵抗器の接続異常を検知する制御装置。
【請求項３】
可変抵抗器を外部接続する請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
制御の対象が速度である請求項１から３記載のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
制御する対象物がモータである請求項４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ可変電圧を制御指令とする制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログ可変電圧を入力指令として負荷を制御する制御装置は、その入力されたアナログ電圧の大きさに応じて負荷の出力を変化させるもので、例えば、モータ回転速度などを制御することが一般的に実施されている。
【０００３】
このアナログ可変電圧を得る手段として一般的に可変抵抗器が用いられており、この可変抵抗器の両端に電圧を印加して、可変抵抗器の摺動子の位置により簡単に可変のアナログ電圧を得ることが出来る（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来の制御装置の要部について図を参照しながら説明する。
【０００５】
図５において、制御装置５１は、内部電源５２、増幅器５３、電圧検知回路５４、ＧＮＤ５５、接続端子５６〜接続端子５８を備えており、可変抵抗器５９は接続端子５６、接続端子５７、接続端子５８に接続される。
【０００６】
接続端子５６には可変抵抗器５９に電力を供給するための内部電源５２が接続されており、接続端子５８はアナログ電圧の基準電位となるＧＮＤ５５に接続されており、接続端子５７は可変のアナログ電圧の入力部となる。接続端子５７のアナログ電圧を増幅またはフィルタ処理などを行うと同時に外部からのノイズ電圧から内部回路を保護するために増幅器５３が設置されることが多く、増幅器５３の出力には電圧検知回路５４が接続される。
【０００７】
電圧検知回路５４は、制御装置５１がアナログシステムの場合にはアナログ回路で、デジタルシステムの場合にはＡＤコンバータなどで構成される。
【０００８】
一般的に可変抵抗器５９の接続時の断線異常を想定して、アナログ電圧の制御指令はＧＮＤにおいて指令値最小となるように設計することが多く、接続端子５６と可変抵抗器５９との間が断線した場合には可変抵抗器に電力が供給されず、また、接続端子５７と可変抵抗器５９との間が断線した場合にはアナログ電圧指令が入力されなくなり、異常時の動作としては特に問題はない。
【０００９】
しかしながら、可変抵抗器５９を制御装置の外部に設置する場合、接続端子５８との接続が悪く断線状態になると、可変抵抗器５９の摺動子の位置に関係なく内部電源５２の電圧値がそのまま接続端子５７に入力されることとなり、アナログ電圧の最大指令が入力されるため制御機器の安全面に課題があった。
【特許文献１】特開２０００−１２１７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、可変抵抗器を制御装置に接続する場合、特に可変抵抗器のＧＮＤ側が断線すると、制御装置に入力されるアナログ電圧値は可変抵抗器の摺動子の位置に関わらず最大値となり、制御装置および機器の安全性を大きく損なう点である。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、アナログ可変電圧を制御指令と
する安全性の高い制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明は、可変抵抗器で生成したアナログ可変電圧を制御指令とする制御装置において、可変抵抗器を接続する複数の接続端子と、前記可変抵抗器に電力を供給する電源と可変抵抗器との間に設けた電圧降下手段と、前記可変抵抗器の接続異常を検知する異常検知手段とを備え、前記異常検知手段は、前記電圧降下手段に電圧降下がないときに可変抵抗器の接続異常を検知するものである。
【００１３】
また、可変抵抗器を接続する複数の接続端子と、前記可変抵抗器に電力を供給する電源と可変抵抗器との間に設けた電流検出手段と、前記可変抵抗器の接続異常を検知する電流異常検知手段とを備え、前記電流異常検知手段は、前記電流検出手段によって電流が検出されないときに可変抵抗器の接続異常を検知するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の制御装置は、電圧降下手段に電圧降下がないときに異常検知手段により可変抵抗器の接続異常を検出することができる。
【００１５】
また、電流検出手段によって電流が検出されないときに電流異常検知手段により可変抵抗器の接続異常を検出することができる。
【００１６】
したがって、安価に安全性の高い制御装置および制御機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
可変抵抗器で生成したアナログ可変電圧を制御指令とする制御装置において、可変抵抗器を接続する複数の接続端子と、前記可変抵抗器に電力を供給する電源と可変抵抗器との間に設けた電圧降下手段と、前記可変抵抗器の接続異常を検知する異常検知手段とを備え、前記電圧検知手段は、前記電圧降下手段に電圧降下がないときに可変抵抗器の接続異常を検知する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１は可変抵抗器で生成したアナログ可変電圧を制御指令とする制御装置において、可変抵抗器を制御装置に対して外付けし、その可変抵抗器に電力を供給する電源と電圧降下手段とを制御装置内に設けたものである。
【００１９】
図１において、制御装置１は、内部電源１１、抵抗器１２、増幅器１３、電圧検知回路１４、ＧＮＤ１５、接続端子１６〜接続端子１８、異常検知回路１９を備えており、可変抵抗器２は接続端子１６、接続端子１７、接続端子１８に外部から接続される。
【００２０】
可変抵抗器２に電力を供給する内部電源１１は電圧降下手段としての抵抗器１２を介して接続端子１６に接続され、接続端子１８はアナログ電圧の基準電位となるＧＮＤ１５に接続され、接続端子１７は可変のアナログ電圧の入力部となる。
【００２１】
従来と異なる点は、内部電源１１と可変抵抗器２の一端を接続する接続端子１６との間に抵抗器１２を設けた点、電圧検知回路１４と異常検知回路１９とで異常検知手段を構成し、電圧検知回路１４の出力電圧を用いて異常検知回路１９が接続異常を判定する点である。
【００２２】
例えば、抵抗器１２の抵抗値を１ｋΩ、可変抵抗器２の抵抗値を４ｋΩと選定したとき、可変抵抗器２の接続が正常であれば、可変抵抗器２に直列に接続した抵抗器１２に電流
が流れて電圧降下するため、制御装置１のアナログ電圧の入力となる接続端子１７および電圧検知回路１４には内部電源１１の４／５以下に制限された電圧が現われる。一方、可変抵抗器２の接続異常（例えば接続端子１８の断線）があれば、抵抗器１２には電流が流れず、電圧検知回路１４が検知する電圧値は内部電源１１の電源電圧とほぼ等しくなる。
【００２３】
このため、電圧検知回路１４が検知した電圧値を異常検知回路１９で判定すればよく、この場合では内部電源１１の電源電圧の４／５以上であれば接続端子１８が接続異常であることが検出できる。異常を検出した場合、制御装置の出力を遮断すると同時に故障警告表示や故障警告出力を出力し、制御装置を含む制御機器の安全を確保することができる。
【００２４】
なお、可変抵抗器によらず外部のアナログ電圧を直接入力する場合は異常検知回路回路を無効にするか、異常検知回路の閾値以下の電圧を入力すればよい。また、可変抵抗器を外付けで説明したが制御装置に内蔵しても同様に実施できる。また、負荷としてモータを駆動する場合、可変抵抗器によって得られた可変のアナログ電圧を制御指令とすることでモータ速度を容易に可変できる。
【実施例２】
【００２５】
実施例２は可変抵抗器に電力供給する電源を外部から得るものであり、図２において、実施例１と異なる点は、電圧接続端子２０を設けて、内部電源を外部電源３にした点で、他の同じ符号を付したものは実施例１と同じである。
【００２６】
接続端子１６と接続端子２０との間に抵抗器１２を接続し、可変抵抗器２を接続端子１６、接続端子１７、接続端子１８に接続する。そして接続端子１８と接続端子２０間に外部電源３を接続する。このように制御指令生成用の内部電源を持たず、外部より電源を供給する場合においても同様に実施できる。
【実施例３】
【００２７】
実施例３は実施例１の電圧降下手段を制御装置の外部に設置できるようにしたものである。
【００２８】
図３において、可変抵抗器２に電圧降下手段としての抵抗器４とが直列に接続され、その一方を接続端子１６に接続する。この接続端子１６には内部電源１１が接続されており、接続端子１８はアナログ電圧の基準電位となるＧＮＤ１５に接続され、接続端子１７は可変のアナログ電圧の入力部となる。
【００２９】
実施例１では、電圧降下用の抵抗器１２を内蔵しているため、外付けする可変抵抗器２の抵抗値は異常検知回路１９が異常判定する閾値に応じて制約されるが、本実施例では、可変抵抗器２と抵抗器４との抵抗比率のみを考慮すればよい。
【００３０】
なお、可変抵抗器２と接続端子１８との接続異常（断線）を検知するための閾値を固定してもよいが、パラメータによって閾値を変更できるようにすれば抵抗器１２と可変抵抗器２の選択の汎用性がさらに向上する。さらに、実施例２と同様に可変抵抗器２および抵抗器１２への電源供給を内部電源から外部電源に変更しても実施できる。
【実施例４】
【００３１】
実施例４は電圧降下手段と異常検知手段に替えて、電流検出手段および電流異常検知手段を用いて可変抵抗器の接続異常を検知するものである。
【００３２】
図４において、２１は電流検出手段、２２は電流異常検知手段である。可変抵抗器２が接続端子１６と接続端子１８に正常に接続されておれば、内部電源１１の電圧値を可変抵
抗器２の抵抗値で除した電流が常に流れ、電流検出手段２１は電流を検出する。一方、接続端子１６あるいは接続端子１８と可変抵抗器２間が正しく接続されずに断線状態であれば電流検出手段２１は電流を検出しないため、電流異常検知手段２２によって容易に断線を検知することができる。
【００３３】
また、電流検出手段２１は接続端子１８とＧＮＤ１５の間に挿入してもよい。
【００３４】
実施例４では、実施例１で述べた電圧降下による異常検知回路を持たないため、可変抵抗器の接続異常を判別するための、アナログ電圧入力値の異常値の閾値設定をする必要がなく、ユーザ側は可変抵抗器２の抵抗値を自由に選択できる。
【００３５】
また、実施例１から実施例３は、可変抵抗器の電圧出力が電圧降下用の抵抗器の値に応じて最大値が小さくなってしまうが、実施例４ではほぼ電圧降下がないため、アナログ電圧入力のＳ／Ｎ比を下げることなく安全に保護できる。
【００３６】
なお、電流検出手段としては、電流そのものを検出する方式として電流の発する磁束を検知するホール素子によるＣＴやトランスによる方法、電流による発光を利用したフォトカプラによる方法、微小な抵抗値の抵抗器を挿入してその両端電圧を検出して電流を検知するシャント抵抗方式などがある。
【００３７】
さらに、電流異常検知手段２２を無効にするパラメータやスイッチなどを追加すると、制御指令に可変抵抗器を用いず、可変抵抗器の接続異常を検知する必要のない場合にも対応でき、より汎用性が高まる。
【００３８】
以上の実施例から明らかなように、制御装置と可変抵抗器との接続異常を検知することができるため制御機器の不安全動作を防ぐことができる。したがって、可変抵抗器によってモータ速度を可変できる安全なモータ制御装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の制御装置は、アナログ可変電圧を入力指令として負荷を制御する機器の不安全動作を防止でき、可変抵抗器によって速度調節を行うモータ制御装置などにも有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１における制御装置の要部説明図
【図２】本発明の実施例２における制御装置の要部説明図
【図３】本発明の実施例３における制御装置の要部説明図
【図４】本発明の実施例４における制御装置の要部説明図
【図５】従来の制御装置の説明図
【符号の説明】
【００４１】
１  制御装置
２  可変抵抗器
３  外部電源
４  抵抗器
１１  内部電源
１２  抵抗器（電圧降下手段）
１３  増幅器
１４  電圧検知回路
１５  ＧＮＤ
１６、１７，１８、２０  接続端子
１９  異常検知回路
２１  電流検出手段
２２  電流異常検知手段
【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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