(57)【要約】 【課題】従来のアナログ多点コンパレータは、制御を行うための判定基準や出力論理の自由度が少なく、またセンサ供給電源は別に用意する必要があった。本考案ではこれらの問題点を解決し、ユーザに使い易いアナログ多点コンパレータを提供することにある。【解決手段】切替え可能な判定基準の数を増やし、制御判定基準信号にはウインドウ設定機能とヒステリシス機能とを備え、出力をビットまたはワードの選択設定可能、出力論理を直接または反転の選択設定可能、コンパレータからの出力を一括ＯＦＦ設定が可能なゲート制御入力を備え、アナログ信号入力のＡ／Ｄ変換結果を常時ＵＳＢ通信回線に出力するモードを備えるコンパレータとする。また、センサへの電源電圧を自動認識して適正電圧を供給できる電源を内蔵する。【選択図】  図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
センサ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換して、得られた信号を処理して対象とする装置の運転を制御するアナログ多点コンパレータにおいて、制御を行うためのセンサ出力アナログ信号として、電圧信号または電流信号を切替え可能とし、制御を行うための判定基準信号として上限値と下限値間の範囲を持つウインドウ設定機能と信号の上昇時と下降時とで上限値と下限値が可変可能なヒステリシス機能とを備え、センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号とＥＥＰＲＯＭに保存されている上記判定基準信号とを比較して、センサ信号が上記判定基準信号の範囲内の時は処理出力をＯＮにし、判定基準信号の範囲外の時は処理出力をＯＦＦにする、ことを特徴とするアナログ多点コンパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアナログ多点コンパレータにおいて、センサに電力を供給する電源を内蔵し、センサに供給する電流を自動認識して自動的に適正電圧を切替えて供給することを特徴とするアナログ多点コンパレータ。
【請求項３】
請求項１から２のいずれかに記載のアナログ多点コンパレータにおいて、コンパレータからの出力をビット出力またはワード出力を選択設定可能、または、コンパレータからの出力論理を直接または反転の選択設定可能、または、コンパレータからの出力を一括ＯＦＦ設定が可能な、ゲート制御入力を備えることを特徴とするアナログ多点コンパレータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のアナログ多点コンパレータにおいて、アナログ信号入力のＡ／Ｄ変換結果を常時ＵＳＢ通信回線に出力するモードを備えることを特徴とするアナログ多点コンパレータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のアナログ多点コンパレータにおいて、複数のウインドウについてオーバーラップ設定を可能にすることを特徴とするアナログ多点コンパレータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は対象とする装置の運転を、センサ出力の信号処理によって制御するアナログ多点コンパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサ（ここでは計測器やセンサを含むものとする）出力のアナログ信号をデジタル信号に変換して、得られた信号を処理して対象とする装置の運転を制御するアナログ多点コンパレータ (比較器)は、多種多様の制御機器として、多方面の産業で広く使用されている。
【０００３】
その代表例を図６に示す。この図においてアナログ信号はＬ／Ｐ（ローパス）フィルタ２からＡ／Ｄ変換器３でデジタル化され、一方ＥＥＰＲＯＭ９に格納されているデータはマイコン８により読み出され、設定値回路１１の設定値として、上記デジタル化された信号値とコンパレータ１２により比較され、出力がＯＮ／ＯＦＦに変化する。ただし従来の装置ではウインドウコンパレータ、ヒステリシス、オーバーラップ設定、ビットワード切り替えを同時に使用出来る機種は無かった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に示すように、従来のアナログ多点コンパレータは、制御を行うための判定基準信号として上限値と下限値間の範囲を持つウインドウ設定機能とヒステリシス設定機能を同時に使えるものは無く、複数の条件で切替え可能な複数のコンパレータ点数が少なく(最大４点)、コンパレータのヒステリシスを可変に出来なかった。また、センサへ供給する電源は別に用意する必要があり、出力論理が固定でユーザが接続先を選択して配線するために、論理を変更する時には配線を変更する必要があった。さらに、出力をビット出力とワード出力を選択して出力する事も出来なかった。その上に、ウインドウコンパレータの判定基準信号を各出力に対しオーバーラップして設定することが出来ず、出力をビットとワードに切替え出来ず、アナログ信号のＡ／Ｄ変換結果がＵＳＢ通信回線を通じてモニターが出来ないなど、ユーザにとっては使いにくい多数の問題点があった。
【０００５】
この考案の目的は、上記の問題点を解決し、制御を行うための判定基準の自由度が大きく、センサとの組合せも容易で、ユーザにとって使いやすいアナログ多点コンパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、センサ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換して、得られた信号を処理して対象とする装置の運転を制御するアナログ多点コンパレータにおいて、制御を行うためのセンサ出力アナログ信号として、電圧信号または電流信号を切替え可能とし、制御を行うための判定基準信号として上限値と下限値間の範囲を持つウインドウ設定機能と信号の上昇時と下降時とで上限値と下限値が可変可能なヒステリシス機能とを備え、センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号とＥＥＰＲＯＭに保存されている上記判定基準信号とを比較して、センサ信号が上記判定基準信号の範囲内の時は処理出力をＯＮにし、判定基準信号の範囲外の時は処理出力をＯＦＦにすることとする（請求項１）。
【０００７】
さらに、上記のアナログ多点コンパレータにおいて、センサに電力を供給する電源を内蔵し、センサに供給する電流を自動認識して自動的に適正電圧を切替えて供給することとする（請求項２）。
【０００８】
また、上記のアナログ多点コンパレータにおいて、コンパレータからの出力をビット出力またはワード出力を選択設定可能、または、コンパレータからの出力論理を直接または反転の選択設定可能、または、コンパレータからの出力を一括ＯＦＦ設定が可能な、ゲート制御入力を備え（請求項３）アナログ信号入力のＡ／Ｄ変換結果を常時ＵＳＢ通信回線に出力するモードを備えることとする（請求項４）。
【０００９】
また、上記のアナログ多点コンパレータにおいて、複数のウインドウについてオーバーラップ設定を可能とする（請求項５）。
【考案の効果】
【００１０】
この考案のアナログ多点コンパレータは、複数のコンパレータ点数と制御を行うための判定基準信号としてウインドウ設定機能とヒステリシス機能とを備えているので、多くの制御条件を設定でき、きめの細かい制御を行うことができる。
【００１１】
また、制御信号を入力するためのセンサに電力を供給する電源を内蔵し、センサに供給する電流を自動認識して自動的に適正電圧を切替えて供給可能であるために、ユーザはセンサ用電源を特別に準備する必要が無くなるメリットがある。
【００１２】
さらに、出力信号としてビット出力またはワード出力を選択設定が可能なため、コード出力が可能でインバータの速度制御に最適である。  またコンパレータからの出力論理を直接または反転の選択設定可能なため、ウインドウ数が半減する可能性があり、コンパレータからの出力を一括ＯＦＦ設定が可能なゲート制御入力は不要な時や信号切替えの不安定な時に有効である、アナログ信号入力のＡ／Ｄ変換結果を常時ＵＳＢ通信回線に出力するモードを備え、複数のウインドウについてオーバーラップ設定を可能としているので、制御出力を処理するために特別に電子回路を準備する必要がないメリットがある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
本考案のアナログ多点コンパレータと外部部品との接続を図１に、アナログ多点コンパレータの構成を示すブロック図を図２に、アナログ多点コンパレータの機能の概要を図３に、センサからの入力信号と判定処理結果の出力の状態を図４に示す。
【００１４】
図１に示すように、アナログ多点コンパレータ１０１はアナログ入力源としてのセンサ（計測器も含むものとする）１０２と接続してアナログ信号を入力し、信号処理の判定結果をシーケンサ（制御装置のＩ／Ｏや警報装置も含むものとする）１０３に出力する。
また、パソコンなどのサポートウエア１０４は、アナログ多点コンパレータ１０１とＵＳＢ端子で接続され、アナログ多点コンパレータ１０１の判定条件の設定やセンサの測定値の表示などに使用される。
【００１５】
図２はアナログ多点コンパレータ１０１の構成を示すブロック図である。センサ１０２のアナログ入力信号は入力切替回路１、Ｌ／Ｐフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３、を通してウインドウコンパレータ１０で予めマイコン８で決められた設定値回路４の上限・下限設定値と比較されてシーケンサ１０３に出力される。またセンサ電源切替回路６はセンサ１０２（通常０〜５Ｖ、０〜１０Ｖ、４〜２０ｍＡの設定で使用されることが多い）の電源回路と接続された電流検出回路５の電流値により自動的に電源電圧（例えば５Ｖ，１２Ｖ）を切替られる。設定値回路４の上限・下限設定値の設定時には、ＵＳＢ通信回路７を通してパソコンなどに接続され、判定条件の設定やセンサの測定値の表示時に使用される。
【００１６】
図３はアナログ多点コンパレータの機能の概要を示す図である。センサ１０２のアナログ入力値はデジタル化された値と、複数の各チャンネルに設定された、上限判定基準値、下限判定基準値と比較されこの範囲内にアナログ入力値が含まれる時に、その出力がＯＮを出力し、範囲外のとき、その出力はＯＦＦを出力する。
【００１７】
図４はセンサからの入力信号と判定処理結果の出力の状態を示す図である。アナログ信号が上昇した時、下限設定値Ｖｌａの時点で出力はＯＮとなり、更に上昇し上限設定値を越えヒステリシス設定を超えたＶｕａで出力はＯＦＦになる。アナログ信号が下降する時は上限設定値Ｖｕｂで出力はＯＮとなり、更に下降を続け下限設定値越え、ヒステリシス設定Ｖｌｂ以下になった時、出力はＯＦＦとなる。
したがって、上昇ヒステリシスΔＶｕはΔＶｕ＝Ｖｕａ−Ｖｕｂとなり、下降ヒステリシスΔＶｌはΔＶｌ＝Ｖｌａ−Ｖｌｂとなる。
【実施例】
【００１８】
図５は本アナログ多点コンパレータを利用した液面ポンプ制御の例を示す図である。この例では、静電センサまたは圧力センサを液面センサとして使用し、判定処理として、１）渇水警報、２）ポンプ運転可能、３）ヒータＯＮ可能、４）水補給可能レベル、５）水補給減量、６）液面上限警報、７）液面上限異常、８）正常、を出力するものである。液面センサのアナログ入力値は１〜８の各出力に設定された値により、各出力をＯＮまたはＯＦＦする。これにより、警報及びモニター機能と制御信号を同時に判定して出力する事が出来るので、従来は複数のセンサを使用し、配線や設置に要したコストが劇的に削減され、メンテナンス性も向上するなど、多数のメリットが生まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本アナログ多点コンパレータは、センサ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換して、得られた信号を処理して対象とする装置の運転を制御する多種多様の制御機器であるので、多方面の産業で広く使用できる。例えば、上記例の水位検出をはじめ、重量、過電流、位置、流量、圧力、フィルタ目詰まり、傾斜、押力、照度などの検出と制御で、有効な装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案のアナログ多点コンパレータと外部部品との接続を示す図
【図２】本考案のアナログ多点コンパレータの構成を示すブロック図
【図３】本考案のアナログ多点コンパレータの機能の概要を示す図
【図４】本考案のアナログ多点コンパレータでセンサからの入力信号と判定処理結果の出力の状態とヒステリシスを示す図
【図５】本考案のアナログ多点コンパレータを利用した液面ポンプ制御の例を示す図
【図６】従来のアナログ多点コンパレータの構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００２１】
１  入力切替回路
２  Ｌ／Ｐフィルタ
３  Ａ／Ｄ変換器
４  上限、下限設定値回路
５  電流検出回路
６  センサ電源切替回路
７  ＵＳＢ通信回路
８  マイコン
９  ＥＥＰＲＯＭ
１０  ウインドウコンパレータ
１１  設定値
１２  コンパレータ
１０１  アナログ多点コンパレータ
１０２  センサ
１０３  シーケンサ
１０４  サポートウエア
１０５  直流電源
【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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