(57)【要約】【課題】接点信号からチャタリングを除去した入力ができ、かつ継続的にオン／オフ状態が繰り返される異常接点信号の入力を防止できる。【解決手段】接点信号の入力装置は、論理部１に接点のオン信号が入力された時点から起動するメカニカルチャタリング防止用タイマと、接点のオン信号が入力された時点から起動するチャタリング継続検出用タイマと、カウンタおよびディジタル処理手段を備える。  接点のオン信号が入力された時点からメカニカルチャタリング防止用タイマのタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにチャタリングを除去したオン出力信号を生成する。接点のオン信号が入力された時点からチャタリング継続検出用タイマのタイマ時間ΔＴ２後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点入力信号からチャタリングを除去したオン／オフ出力信号を生成する接点信号の入力装置であって、
接点のオン信号が入力された時点から起動するメカニカルチャタリング防止用タイマと、
接点のオン信号が入力された時点から起動するチャタリング継続検出用タイマと、
接点のオン信号が入力された時点から前記メカニカルチャタリング防止用タイマのタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにチャタリングを除去したオン出力信号を生成する処理手段と、
接点のオン信号が入力された時点から前記チャタリング継続検出用タイマのタイマ時間ΔＴ２後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成する処理手段と、
を備えたことを特徴とする接点信号の入力装置。
【請求項２】
前記処理手段は、複数の接点入力信号について並行的に処理してオン出力信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の接点信号の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接点入力信号からチャタリングを除去したオン／オフ出力信号を生成する接点信号の入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接点は、オン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）するときにばたつきの現象があり、チャタリングとは接点が振動することなどによって、細かにオン／オフが繰り返されるばたつき現象のことをいい、ディジタル回路などで誤動作の原因になったりする。
【０００３】
チャタリングを防止する仕組みとしては、例えばコンデンサ付きスイッチ構成とし、入力信号開始時のオン／オフを繰り返すチャタリング状態時の出力をコンデンサの充電電圧として積分動作させることにより、チャタリング状態を回避するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
他のチャタリング防止方法として、図６に示すように、コンデンサで鈍らした波形をシュミットトリガ（上限値と下限値の二つの閾値をもち、これらの値より入力が高くなるか、または低くなるかで状態を変化させる）で整形することで、鈍った信号をシャーブなディジタル信号に整形する信号処理方法がある。
【０００５】
さらに他のチャタリング防止方法として、一定周期ごとに接点出力をサンプリングし、接点信号がｎ回連続してオン状態にあるときにオン動作したと判定し、ｍ回連続してオフ状態にあるときにオフ動作したと判定するディジタル処理方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８４９７２号公報
【特許文献２】特開２００３−７８３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示すような従来のチャタリング防止方法は、スイッチ接点のメカニカルなオン／オフ繰り返し現象であるチャタリング防止には有効な手段であり、一般的に普及している手法である。
【０００７】
しかし、図７に示すように、一般的なチャタリングとは異なるが、入力側装置がなんらかの故障によりチャタリングが継続する場合には、メカニカルなチャタリング部分を除去した信号は正常な信号として扱ってしまい、結果として継続的にオン／オフ状態が繰り返されてしまい、誤動作等の原因となってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、接点信号からチャタリングを除去した入力ができ、かつ継続的にオン／オフ状態が繰り返される異常接点信号の入力を防止できる接点信号の入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、接点のオン信号が入力された時点からメカニカルチャタリング防止用タイマのタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにオン出力信号を生成することで接点信号からチャタリングを除去した出力信号を得、オン信号が入力された時点からチャタリング継続検出用タイマのタイマ時間ΔＴ２（＞ΔＴ１）後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１０】
（１）接点入力信号からチャタリングを除去したオン／オフ出力信号を生成する接点信号の入力装置であって、
接点のオン信号が入力された時点から起動するメカニカルチャタリング防止用タイマと、
接点のオン信号が入力された時点から起動するチャタリング継続検出用タイマと、
接点のオン信号が入力された時点から前記メカニカルチャタリング防止用タイマのタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにチャタリングを除去したオン出力信号を生成する処理手段と、
接点のオン信号が入力された時点から前記チャタリング継続検出用タイマのタイマ時間ΔＴ２後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成する処理手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
（２）前記処理手段は、複数の接点入力信号について並行的に処理してオン出力信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のとおり、本発明によれば、接点のオン信号が入力された時点からメカニカルチャタリング防止用タイマのタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにオン出力信号を生成し、オン信号が入力された時点からチャタリング継続検出用タイマのタイマ時間ΔＴ２（＞ΔＴ１）後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成するため、接点信号からチャタリングを除去した入力ができ、かつ継続的にオン／オフ状態が繰り返される異常接点信号の入力を防止できる。
【００１３】
具体的には、
（１）接点のメカニカルなオン／オフ信号の繰り返し現象であるチャタリングを除去した出力信号として出力できると共に、接点信号出力側装置がなんらかの故障によりチャタリングが継続する場合には、出力信号を停止し出力側装置に入力異常信号を出力することにより、接点信号出力側装置に継続的なチャタリングが発生していることを出力側装置に通知できる。
【００１４】
（２）入力異常信号の出力により出力側装置では、無駄な信号の伝送／解析による負荷の減少、及び出力側装置に本端子装置以外の別系統からの信号入力系統があるならば、別系統からの信号入力を利用した処理に切り替える等の処理を行うことができる。
【００１５】
（３）本発明の入力装置を接点信号出力装置とその既存の入力装置との間に設置することで、既存の入力装置に入力異常信号の入力処理を追加するだけで利用が可能となる。尚、既存の入力装置に本発明の入力装置からの入力異常信号の入力処理を追加できない場合でも、継続的なチャタリングの除去ができない訳でなく、出力側装置で継続的なチャタリングの除去を行っているのを認識できないだけである。
【００１６】
（４）チャタリングが継続していた入力信号を供給している装置が正常となった場合に、入力異常リセット信号を出力側装置から入力することによりリモートで本装置の出力停止処理を解除することができる。尚、入力異常リセット信号を利用する以外にも、本装置のリセット釦を使用して出力停止処理を解除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態を示す接点信号の入力装置構成図である。同図において、論理部１は、論理素子を組み合わせたハードウェア構成、またはマイクロコンピュータとそれに搭載するソフトウェア構成とし、メカニカルチャタリング防止用タイマ（ΔＴ１タイマ）１1と、チャタリング継続検出用タイマ（ΔＴ２タイマ）１2と、オン出力回数のカウント用カウンタ１3と、ディジタル信号処理機能１4、１5を搭載し、接点のオン信号が入力された時点からタイマ時間ΔＴ１後もオン信号が入力されたときにオン出力信号を生成することで接点信号からチャタリングを除去した出力信号を得、オン信号が入力された時点からタイマ時間ΔＴ２（＞ΔＴ１）後まで継続的にオン出力信号を生成したときに接点入力異常の出力を生成する。
【００１８】
入力端子部２は、ｎ個の入力端子Ｔｉ１〜Ｔｉｎを設け、外部の接点スイッチからのｎ個の接点入力信号Ｉ１〜Ｉｎをそれぞれ論理部１に入力する。出力端子部３は、ｎ個の出力端子Ｔｏ１〜Ｔｏｎを設け、入力信号Ｉ１〜Ｉｎに対応する論理部１からのｎ個の接点出力信号Ｏ１〜Ｏｎをそれぞれ外部に出力する。
【００１９】
制御入出力端子部４は入力異常信号Ｅの出力端子Ｔｅと、入力異常リセット信号Ｒの入力端子Ｔｒを設け、論理部１と外部装置との間で入出力する。リセット釦５はスイッチを内蔵し、その操作で論理部１のリセット処理を行う。電源部６は論理部１に必要な制御電源を供給する。
【００２０】
以下、図２〜図５を参照して、論理部１のソフトウェア構成のディジタル処理を詳細に説明する。
【００２１】
図２は入力がオン信号に変化したときの処理フローを示し、図３は図２中のオン信号処理のフローを示す。これらの処理は、入力端子数ｎの各入力について並行的に行うものであり、以下の説明では入力信号Ｉ１で説明する。
【００２２】
制御周期毎に、入力端子Ｔｉ１からの入力がオフ信号にあるか否かをチェックし（Ｓ１）、オフ信号であればオフ信号出力処理を行い、出力端子Ｔｏ１はオフ状態にしたまま今回の制御周期での処理を終了する（Ｓ２）。
【００２３】
入力端子Ｔｉ１からの入力がオン信号になっていたとき、入力信号が異常中（チャタリングが継続発生していると認識している状態）か否かをチェックし（Ｓ３）、さらに入力信号がオン状態にあると判断されたときから計時するメカニカルチャタリング防止用のΔＴ１タイマが動作中か否かをチェックする（Ｓ４）。これら状態信号は、例えば、フラグデータとして保持され、それがオン状態かオフ状態かでチェックし、異常中またはタイマ動作中では今回の処理を終了する。
【００２４】
入力信号が異常中でない、かつΔＴ１タイマが動作中でないとき、ΔＴ１タイマを起動してその計時を開始させ、当該タイマの状態を動作中に設定する（Ｓ５）。次いで、チャタリング継続検出用のΔＴ２タイマが動作中か否かをチェックし（Ｓ６）、動作中でないときはΔＴ２タイマを起動してその計時を開始させ、当該タイマの状態を動作中に設定し、今回の処理を終了する（Ｓ７）。
【００２５】
ΔＴ２タイマが動作中のとき、図３に示すオン信号処理を実行する。まず、オン出力回数を計数するカウンタをカウントアップし（Ｓ８）、このカウンタの計数値（オン出力回数）が上限値をオーバしたか否かをチェックし（Ｓ９）、上限値以下であれば接点入力信号がオン信号になったとするオン信号出力Ｏ１を生成する（Ｓ１０）。
【００２６】
オン出力回数が上限値をオーバしたとき、継続的にオン信号が入力されたとする接点入力信号異常の出力とタイマやカウンタの初期化を行う。この入力信号異常処理は、入力信号異常中に設定し（Ｓ１１）、端子Ｔｅから入力異常信号を出力し（Ｓ１２）、ΔＴ２タイマの計時をキャンセルし（Ｓ１３）、オン出力回数カウンタをクリアし（Ｓ１４）、ΔＴ２タイマの動作中設定を解除する（Ｓ１５）。
【００２７】
図４は、正常時のオン信号出力タイムチャートである。入力信号がチャタリングを有してオン／オフの繰り返し入力になるとき、最初にオンしたとき（時刻ｔ１）にΔＴ１タイマを起動してそれを動作中に設定し、さらにΔＴ２タイマも起動してそれを動作中に設定する（図２のＳ１〜Ｓ７）。
【００２８】
この後、チャタリングにより入力信号がオン／オフを繰り返し、ΔＴ１タイマが停止中になっている状態で、入力信号がオンになったとき（時刻ｔ２）、ΔＴ２タイマが動作中を条件にオン信号処理に入り、オン出力回数をカウントアップし、それが上限値をオーバしていないときにオン出力信号を生成する（図３のＳ８〜Ｓ１０）。
【００２９】
このオン信号処理では、入力信号が再度オンになったときにΔＴ１タイマを起動し、入力信号がオフになることで出力信号をオフに戻す（図２のＳ２）。その後も入力信号がオン／オフを繰り返す場合、ΔＴ１タイマの周期で出力信号を生成する（時刻ｔ３，ｔ４）。このとき、ΔＴ２タイマは、ΔＴ２タイマ時間内のオン信号出力回数をカウントするために利用し、ΔＴ２タイマ起動中にオン信号出力回数上限値（図示では３回）をオーバしない場合には正常な入力としてΔＴ１タイマの周期で出力信号を生成する。
【００３０】
ΔＴ２タイマ起動中にオン信号出力回数上限値をオーバする場合には、継続的なチャタリングが発生していると認識し、入力異常処理を行う（図３のＳ１１〜Ｓ１５）。この入力異常処理は図５に示すようになる。同図ではΔＴ２タイマの動作中に、出力信号が３回発生した場合を異常と判定し、３回目のタイミングで入力異常として、ΔＴ２タイマの計時をキャンセルし、入力異常信号のオン出力を生成する。このとき、出力端子からのオン信号の出力は行わない。
【００３１】
なお、例としてオン出力回数上限値が３回以上である正常出力時のタイミングチャートを図４に、オン出力回数上限値が２回である入力異常出力時のタイミングチャートを図５に示すように、同じΔＴ２タイマ値でもオン出力回数上限値の設定値により入力異常と検出する場合としない場合を設定できる。これにより、接点入力信号を発生する装置（チャタリングを発生させている装置）の正常範囲内のオン／オフ動作により設定、または接点信号の入力装置から出力する側の装置での信号処理性能に合わせて適正値を設定することができる。
【００３２】
また、ΔＴ１タイマ値とΔＴ２タイマ値とオン出力回数上限値は、装置一括での設定または入力端子毎に設定することもできる。
【００３３】
また、リセット釦による出力信号やタイマのリセットは接点信号の入力装置一括で実施する。機能的には装置単体で各端子の出力を停止している状態を解除して出力信号を出力できる状態とする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を示す接点信号の入力装置構成図。
【図２】入力がオン信号に変化したときの処理フロー。
【図３】オン信号処理のフロー。
【図４】正常時のオン信号出力タイムチャート。
【図５】異常時のオン信号出力タイムチャート。
【図６】従来のチャタリング防止の波形図。
【図７】従来のチャタリング防止の波形図。
【符号の説明】
【００３５】
１  論理部
２  入力端子部
３  出力端子部
４  制御入出力端子部
５  リセット釦
６  電源部
【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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【図６】
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【図７】
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