(57)【要約】【課題】接地回路における地絡の有無や、回路の正常動作の有無等を精緻に検出することのできる接地回路の動作検出方法を提供する。【解決手段】直流電源１と、負荷２と、直流電源１および負荷２を繋ぐプラス側接続線３およびマイナス側接続線４と、から構成され、マイナス側接続線４の途中で接地されている接地回路１０の動作を検出する接地回路の動作検出方法であって、プラス側接続線３には第１のフォトカプラ５が介在し、マイナス側接続線４には第２のフォトカプラ６が介在しており、第１のフォトカプラ５と第２のフォトカプラ６のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、少なくとも、接地回路１０の動作が正常である、もしくは、接地回路１０の途中で地絡が生じている、ことを検出する。【選択図】図１
2017111028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、負荷と、該直流電源および該負荷を繋ぐプラス側接続線およびマイナス側接続線と、から構成され、接続線の途中で接地されている接地回路の動作を検出する接地回路の動作検出方法であって、
前記プラス側接続線には第１のフォトカプラが介在し、前記マイナス側接続線には第２のフォトカプラが介在しており、
前記第１のフォトカプラと前記第２のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、少なくとも、接地回路の動作が正常である、もしくは、接地回路の途中で地絡が生じている、ことを検出する、接地回路の動作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流電源と負荷が接続線を介して接続され、接続線の途中で接地されている接地回路において、接地回路の動作を検出する接地回路の動作検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種工場では設備の省配線化が進んでおり、その一環としてリモートＩ／Ｏが適用されている。
【０００３】
このリモートＩ／Ｏと入出力機器との間で地絡や短絡が生じると設備全体が停止し得ることから、地絡や短絡の有無を検出できる検出機器を搭載したリモートＩ／Ｏが現在一般に適用されている。
【０００４】
しかしながら、現在の上記検出機器は一般にアナログ回路における検出であることから、検出精度にムラがあり、ノイズ等の外乱に弱いといった課題を有している。
【０００５】
ここで、特許文献１には、直流電圧源と負荷とを接続する正側供給線及び負側供給線における地絡を検出する地絡検出回路が開示されている。具体的には、正側供給線と接地点との間に直列に接続された定電流素子及びフォトカプラと、負側供給線と接地点との間に直列に接続された定電流素子及びフォトカプラとを備え、定電流素子は通過する電流を一定値に維持する素子であり、フォトカプラは一定値の電流が流れていることを検出する素子からなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７０９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の地絡検出回路によれば、地絡の発生及び地絡の場所だけでなく、直流電圧が負荷に供給されているか否かについても同時に検出することができるとしている。
【０００８】
ところで、特許文献１の図１からも明らかなように、ここで開示される地絡検出回路はたとえば直流電源と負荷を繋ぐ配線が接地されていない、いわゆる非接地回路を発明対象としたものである。
【０００９】
これに対し、現在の制御回路では保護機能を成立させるべく、いわゆる接地回路が適用されるようになっており、本出願人においても多数の工場において接地回路にて設備仕様の統一を図っている。
【００１０】
したがって、特許文献１に記載の地絡検出回路では、当該回路が本来的に対象としていない接地回路における地絡等の有無を精緻に検出することはできない。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、接地回路における地絡の有無や、回路の正常動作の有無等を精緻に検出することのできる接地回路の動作検出方法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】
前記目的を達成すべく、本発明による接地回路の動作検出方法は、直流電源と、負荷と、該直流電源および該負荷を繋ぐプラス側接続線およびマイナス側接続線と、から構成され、接続線の途中で接地されている接地回路の動作を検出する接地回路の動作検出方法であって、前記プラス側接続線には第１のフォトカプラが介在し、前記マイナス側接続線には第２のフォトカプラが介在しており、前記第１のフォトカプラと前記第２のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、少なくとも、接地回路の動作が正常である、もしくは、接地回路の途中で地絡が生じている、ことを検出するものである。
【００１３】
本発明による本発明による接地回路の動作検出方法は、プラス側接続線とマイナス側接続線にそれぞれ固有のフォトカプラを介在させ（第１、第２のフォトカプラ）、これら二種類のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、接地回路の動作が正常であること（すなわち、負荷の入力がＯＮである、もしくはＯＦＦであること）、接地回路の途中で地絡が生じていること、等を検出することに特徴を有するものである。
【００１４】
ここで、「少なくとも、接地回路の動作が正常である、もしくは、接地回路の途中で地絡が生じている、ことを検出する」とは、接地回路の動作が正常であること、接地回路の途中で地絡が生じていること、の他、たとえば、第１、第２のフォトカプラのいずれかが故障しているか、もしくは誤配線であることなども検出することを意味している。
【００１５】
負荷としては、各種のセンサ、電気機器、モータ等のアクチュエータなどを挙げることができる。
【００１６】
電流検出素子であるフォトカプラを適用することにより、プラス側接続線とマイナス側接続線のいずれかに地絡が発生した際に、直流電源や負荷の電位から独立した回路に地絡が発生したという情報を伝達することが可能になる。
【００１７】
本発明の動作検出方法では、第１、第２のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づき、以下の内容の接地回路の動作検出をおこなうことが可能になる。
【００１８】
まず、第１、第２のフォトカプラがいずれもＯＦＦの場合、負荷入力がＯＦＦである正常動作であることが検出される。
【００１９】
また、第１、第２のフォトカプラがいずれもＯＮの場合、負荷入力がＯＮである正常動作であることが検出される。
【００２０】
一方、第１のフォトカプラがＯＮ、第２のフォトカプラがＯＦＦの場合、プラス側接続線とマイナス側接続線のいずれかで地絡が発生し、動作異常であることが検出される。
【００２１】
さらに、第１のフォトカプラがＯＦＦ、第２のフォトカプラがＯＮの場合、第１、第２のフォトカプラのいずれかが故障しているか、もしくは誤配線であることが検出される。
【００２２】
本発明による接地回路の動作検出方法では、接地回路のプラス側接続線とマイナス側接続線にそれぞれ固有のフォトカプラを介在させ、第１，第２のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて接地回路の動作を検出することから、動作検出のアルゴリズムも比較的シンプルであり、当該接地回路の製作に際して製作コストを高騰させることなく、高い精度で接地回路の動作検出をおこなうことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から理解できるように、本発明の接地回路の動作検出方法によれば、接地回路のプラス側接続線とマイナス側接続線にそれぞれ固有のフォトカプラを介在させ、第１，第２のフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、接地回路の動作が正常である、もしくは、接地回路の途中で地絡が生じているといった動作検出を高い精度でおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の動作検出方法が適用される接地回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の接地回路の動作検出方法の実施の形態を説明する。
【００２６】
（接地回路の動作検出方法の実施の形態）
図１は本発明の動作検出方法が適用される接地回路の回路図である。図示する接地回路１０は、直流電源１と、負荷２と、直流電源１と負荷２を繋ぐとともに抵抗３ａが介在したプラス側接続線３および抵抗４ａが介在したマイナス側接続線４と、から構成され、マイナス側接続線４の途中に接地点４ｂが設けられ、ここで接地されている。
【００２７】
さらに、接地回路１０では、プラス側接続線３に第１のフォトカプラ５が介在し、マイナス側接続線４に別途の第２のフォトカプラ６が介在してその全体が構成されており、プラス側接続線３、第１のフォトカプラ５、マイナス側接続線４、第２のフォトカプラ６から検出回路２０が構成されている。なお、図示を省略するが、接地回路１０に通信線が接続され、通信線が制御盤のPLC(プログラマブルロジックコントローラ)に接続され、接地回路１０を構成する検出回路２０にて動作検出された結果のうち、異常が発生した情報がPLCに送信されるようなシステムを構築してもよい。
【００２８】
ここで、負荷２としては、各種のセンサや電気機器、モータ等のアクチュエータなどが挙げられる。
【００２９】
接地回路１０を構成する検出回路２０がプラス側接続線３に第１のフォトカプラ５を有し、マイナス側接続線４に第２のフォトカプラ６を有していることで、これら二種類の第１、第２のフォトカプラ５，６のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づいて、接地回路１０における種々の動作状態を検出することができる。
【００３０】
具体的な動作検出内容を以下の表１に示す。ここで、第１のフォトカプラをＰＨ１、第２のフォトカプラをＰＨ２で示す。
【００３１】
[表１]
2017111028.tif 000003
【００３２】
表１より、第１、第２のフォトカプラ５，６がいずれもＯＦＦの場合、負荷入力がＯＦＦである正常動作であることが検出される。
【００３３】
すなわち、このケースでは、直流電圧が負荷２に印加されないことから、プラス側接続線３とマイナス側接続線４のいずれにおいても地絡が発生していない場合に、検出回路２０内において直流電源１のプラス側からマイナス側への電流の流れはなく、したがって第１、第２のフォトカプラ５，６にも電流が流れないことにより、第１、第２のフォトカプラ５，６はともにＯＦＦする。
【００３４】
また、第１、第２のフォトカプラ５，６がいずれもＯＮの場合、負荷入力がＯＮである正常動作であることが検出される。
【００３５】
すなわち、このケースでは、所定の直流電圧が負荷２に印加され、プラス側接続線３とマイナス側接続線４のいずれにおいても地絡が発生していない場合に、検出回路２０内において直流電源１のプラス側からマイナス側へ一定の電流が流れ、第１、第２のフォトカプラ５，６にもこの電流が同方向に流れることにより、第１、第２のフォトカプラ５，６はともにＯＮする。
【００３６】
一方、第１のフォトカプラ５がＯＮ、第２のフォトカプラ６がＯＦＦの場合、図１で示すように、プラス側接続線３とマイナス側接続線４のいずれかで地絡が発生し、動作異常であることが検出される。
【００３７】
すなわち、このケースでは、図１で示すようにプラス側接続線３とマイナス側接続線４のいずれかで地絡が発生した場合、直流電源１のプラス側からマイナス側へ流れる電流は第１のフォトカプラ５を流れるものの、発生した地絡によって第２のフォトカプラ６には流れないことより、第１のフォトカプラ５はＯＮし、第２のフォトカプラ６はＯＦＦする。
【００３８】
また、第１のフォトカプラ５がＯＦＦ、第２のフォトカプラ６がＯＮの場合、第１、第２のフォトカプラ５，６のいずれかが故障しているか、もしくは誤配線であることが検出される。
【００３９】
このように、プラス側接続線３に第１のフォトカプラ５を介在させ、マイナス側接続線４に第２のフォトカプラ６を介在させて検出回路２０を含む接地回路１０を構成し、これら二種類の第１、第２のフォトカプラ５，６のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに基づくことにより、接地回路１０における種々の動作状態を精度よく検出することが可能になる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１…直流電源、２…負荷、３…プラス側接続線、４…マイナス側接続線、４ｂ…接地点、５…第１のフォトカプラ、６…第２のフォトカプラ、１０…接地回路、２０…検出回路
【図１】
2017111028.tif 000004