(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と電源との間に個別に接続され、個別制御出力に応じて閉じられる個別制御出力用半導体スイッチと、負荷と電源との間に共通して接続され、共通制御出力に応じて閉じられる共通制御出力用半導体スイッチと、個別制御出力用半導体スイッチのいずれかが閉じられた際に動作する個別モニタ用半導体スイッチと、個別モニタ用半導体スイッチの動作により個別制御出力用半導体スイッチのいずれかが閉じたことを検出する個別検出部を備えたことを特徴とする制御装置の出力回路。
【請求項２】
負荷と電源との間に個別にかつ電源の極性に応じて一方が接続され、個別制御出力に応じて閉じられる一対の個別制御出力用半導体スイッチと、負荷と電源との間に共通して接続され、共通制御出力に応じて閉じられる共通制御出力用半導体スイッチと、電源の極性に応じて負荷と電源との間に接続された方の個別制御出力用半導体スイッチが閉じられた際に動作する個別モニタ用半導体スイッチと、個別モニタ用半導体スイッチの動作により負荷と電源との間に接続された方の個別制御出力用半導体スイッチが閉じたことを検出する個別検出部を備えたことを特徴とする制御装置の出力回路。
【請求項３】
共通制御出力用半導体スイッチが閉じられた際に動作する共通モニタ用半導体スイッチと、共通モニタ用半導体スイッチの動作により共通制御出力用半導体スイッチが閉じたことを検出する共通検出部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置の出力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プログラマブルコントローラ（ＰＣ）やリモートＩ／Ｏ等の制御装置の出力回路に関し、特に制御出力の誤出力検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなプログラマブルコントローラやリモートＩ／Ｏ等の制御装置においては、リレーの接点出力を制御出力として使用している。しかしながら、制御すべきリレーを駆動する回路あるいは素子の不良やリレー接点の故障等により誤った出力を出してしまうことがあった。そこで、リレーの場合、一つのリレーで二つの回路を切り替えることができるため、制御出力を負荷に与える前に予めリレーの状態をモニタし、誤った出力があった場合にこれを検出するようにしていた。
【０００３】
図４（ａ）〜（ｄ）は制御装置の個別出力用回路，共通出力用回路，個別出力検出回路、及び負荷回路を示し、ＤＯ１，ＤＯ２は制御装置の個別制御出力であり、個別制御出力ＤＯ１，ＤＯ２は駆動部１，２を介してリレー３，４に供給される。又、Ｓは共通制御出力であり、駆動部５を介してリレー６に供給される。３ａ，４ａ，６ａはリレー３，４，６の接点、７は検出部、８，９は負荷である。
【０００４】
次に、上記制御装置の動作について説明する。まず、最初は、個別制御出力ＤＯ１，ＤＯ２及び共通制御出力Ｓが出力しない状態とする。この状態では各リレー３，４，６は動作せず、その接点３ａ，４ａ，６ａは開かれたままであり、従って検出部７も動作せず、接点３ａ，４ａ，６ａが閉じていないことが確認される。その後、個別制御出力ＤＯ１と共通制御出力Ｓを出力すると、駆動部１，５を介してリレー３，６が動作し、接点３ａ，６ａが閉じて負荷８が電源に接続され、負荷８が駆動される。一方、接点３ａが閉じると検出部７も動作し、接点３ａが閉じたことを確認する。又、個別制御出力ＤＯ１及びＤＯ２が出力していないにも拘わらず、検出部７から検出信号が出力された場合には、接点３ａ，４ａの不良あるいは駆動部１，２の故障と判断される。
【０００５】
ところで、最近では、制御装置からの制御出力をリレーではなく半導体による機械式でない接点を用いて出力することが多くなってきた。これは、機械式でないため、半導体スイッチの定格等を越えない限りほぼ半永久的に使用することができ、リレーの様に消耗する部分もなく、交換を必要としないためにコストダウンが可能となるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、制御出力としてリレーを用いた場合には、相互に独立しかつ連動する二つ以上の接点を設けることができ、負荷に制御出力を与える以前に接点の状態をモニタすることができるが、制御出力として半導体スイッチを用いた場合には二つ以上設けると相互に完全に独立し、連動しない場合が想定される。このため、半導体スイッチをモニタするためには実際に制御出力を出す必要があり、誤出力であっても出力されることになった。このため、事故につながる恐れがあり、半導体スイッチを制御出力として用いることは困難であった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、半永久的に使用可能な半導体スイッチを制御出力に用いることができ、かつ負荷に出力を与える以前に誤出力を検出することができる制御装置の出力回路を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る制御装置の出力回路は、負荷と電源との間に個別に接続され、個別制御出力に応じて閉じられる個別制御出力用半導体スイッチと、負荷と電源との間に共通して接続され、共通制御出力に応じて閉じられる共通制御出力用半導体スイッチと、個別制御出力用半導体スイッチのいずれかが閉じられた際に動作する個別モニタ用半導体スイッチと、個別モニタ用半導体スイッチの動作により個別制御出力用半導体スイッチのいずれかが閉じたことを検出する個別検出部を設けたものである。
【０００９】
請求項２に係る制御装置の出力回路は、負荷と電源との間に個別にかつ電源の極性に応じて一方が接続され、個別制御出力に応じて閉じられる一対の個別制御出力用半導体スイッチと、負荷と電源との間に共通して接続され、共通制御出力に応じて閉じられる共通制御出力用半導体スイッチと、電源の極性に応じて負荷と電源との間に接続された方の個別制御出力用半導体スイッチが閉じられた際に動作する個別モニタ用半導体スイッチと、個別モニタ用半導体スイッチの動作により当該個別制御出力用半導体スイッチが閉じたことを検出する個別検出部を設けたものである。
【００１０】
請求項３に係る制御装置の出力回路は、共通制御出力用半導体スイッチが閉じられた際に動作する共通モニタ用半導体スイッチと、共通モニタ用半導体スイッチの動作により共通制御出力用半導体スイッチが閉じたことを検出する共通検出部を設けたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施形態１
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１は実施形態１による制御装置の出力回路の回路図を示し、１０，１１は個別制御出力用半導体スイッチであり、それぞれ発光部１０ａ，１１ａと受光部１０ｂ，１１ｂからなるフオトカプラにより構成され、電源と負荷１４，１５との間に個別に接続される。１２は個別モニタ用半導体スイッチであり、発光部１２ａと受光部１２ｂからなるフオトカプラにより構成される。１３は共通制御出力用半導体スイッチであり、発光部１３ａと受光部１３ｂからなるフオトカプラにより構成され、電源と負荷１４，１５との間に共通して接続される。１４，１５は制御される負荷、１６，１７はそれぞれ個別制御出力用半導体スイッチ１０，１１を駆動する駆動部、１８は共通制御出力用半導体スイッチ１３を駆動する駆動部、１９はモニタ用半導体スイッチ１２の出力側に接続された個別検出部、２０〜２３はダイオード、２４，２５は負荷用電源の端子である。
【００１２】
次に、上記構成の動作について説明する。まず、最初は、個別制御出力ＤＯ１，ＤＯ２及び共通制御出力Ｓが出力しない状態とする。この状態では半導体スイッチ１０，１１，１３は動作せず、開状態であり、個別モニタ用半導体スイッチ１２も動作せず、個別検出部１９は誤出力を検出しない、又、負荷１４，１５も駆動しない。しかしながら、このとき、例えば、半導体スイッチ１０が閉じられて誤出力している場合には、負荷用電源（直流電源）から半導体スイッチ１２の発光部１２ａ，ダイオード２０及び半導体スイッチ１０の受光部１０ｂを介して電流が流れ、半導体スイッチ１２の受光部１２ｂが閉じられて個別検出部１９が動作し、誤出力が検出される。しかも、このとき、半導体スイッチ１３が開状態であるので負荷１４には電流が流れず、負荷１４は駆動しない。
【００１３】
又、個別制御出力ＤＯ１と共通制御出力Ｓが出力されると、駆動部１６，１８を介して半導体スイッチ１０，１３が閉じられ、負荷用電源から半導体スイッチ１３，負荷１４，ダイオード２１及び半導体スイッチ１０を介して電流が流れ、負荷１４は駆動される。又、このとき、半導体スイッチ１２の発光部１２ａにも電流が流れ、半導体スイッチ１２が閉じられ、個別検出部１９は個別制御出力ＤＯ１又はＤＯ２が出力されたことを検出する。
【００１４】
実施形態１においては、個別制御出力ＤＯ１，ＤＯ２及び共通制御出力Ｓがいずれも出力されていない状態で半導体スイッチ１０，１１のいずれかが閉じた場合には、個別モニタ用半導体スイッチ１２が閉じられ、個別検出部１９はこれによって半導体スイッチ１０，１１のいずれかが誤出力したことを検出する。
【００１５】
しかし、共通制御出力Ｓは出力されていないので、負荷１４，１５には制御出力は与えられず、事故発生の恐れはない。なお、負荷、個別制御出力用半導体スイッチ、駆動部等を増設すれば、制御出力や監視点数を増大させることができる。
【００１６】
実施形態２
図２は実施形態２による制御装置の出力回路の回路図を示し、実施形態１と比べると、駆動部１７と負荷１５を除去するとともに、ダイオード２２，２３の向きを逆とし、かつ半導体スイッチ１１の発光部（発光ダイオード）１１ａのカソード側を駆動部１６に接続するとともに、ダイオード２３のカソード側を負荷１４に接続している。又、個別モニタ用半導体スイッチ１２の発光部１２ａは発光ダイオードの逆並列により構成されている。
【００１７】
上記構成において、個別制御出力ＤＯ１を出力すると、駆動部１６を介して個別制御出力用半導体スイッチ１０，１１が閉じられる。又、共通制御出力Ｓが出力されると、駆動部１８を介して共通制御出力用半導体スイッチ１３が閉じられる。負荷用電源の右側端子２４（半導体スイッチ１３接続側）が正極の場合には、半導体スイッチ１０，１１，１３が閉じられていれば、電源から半導体スイッチ１３，負荷１４，ダイオード２１及び半導体スイッチ１０を介して電流が流れる。左側端子２５が正極の場合には、半導体スイッチ１１，ダイオード２３，負荷１４、及び半導体スイッチ１３を介して電流が流れる。又、個別モニタ用半導体スイッチ１２の発光部１２ａは発光ダイオードの逆並列により構成されており、右側端子２４が正極の場合には、半導体スイッチ１０，１１が閉じられた状態では、半導体スイッチ１２，ダイオード２０，半導体スイッチ１０を介して電流が流れ、左側端子２５が正極の場合には半導体スイッチ１１，ダイオード２２及び半導体スイッチ１２を介して電流が流れる。
【００１８】
上記のように端子２４が正極の場合には半導体スイッチ１０が電源と負荷との間に接続され、個別モニタ用半導体スイッチ１２は半導体スイッチ１０が閉じた際に閉じ、これによって個別検出部１９は半導体スイッチ１０が閉じたことを検出する。逆に、端子２５が正極の場合には電源と負荷１４の間に半導体スイッチ１１が接続され、個別検出部１９は半導体スイッチ１１が閉じたことを半導体スイッチ１２を介して検出する。従って、制御出力ＤＯ１，Ｓがいずれも出力されない状態で電源と負荷１４の間に接続された方の半導体スイッチ１０又は１１が閉じた場合には、個別検出部１９によってその誤出力が検出される。
【００１９】
実施形態２においても、電源と負荷１４の間に接続された方の半導体スイッチ１０，１１が誤出力すれば半導体スイッチ１２が閉じ、これによって検出部１９は誤出力を検出することができ、実施形態１と同様の効果を有する。又、電源の極性が反転しても支障なく対応することができる。なお、実施形態２においても、駆動部，個別制御出力用半導体スイッチ，ダイオード，及び負荷が増設すれば、制御出力及び監視点数を増大させることができる。
【００２０】
実施形態３
図３は実施形態３による制御装置の出力回路の回路図を示し、２６は発光部２６ａと受光部２６ｂからなるフオトカプラにより構成された共通モニタ用半導体スイッチであり、発光部２６ａは発光ダイオードの逆並列接続により構成されている。２７は半導体スイッチ２６の受光部２６ｂに接続された共通検出部である。その他の構成は実施形態２と同様である。
【００２１】
上記構成において、実施形態２と同様に個別制御出力用半導体スイッチ１０，１１の誤出力を個別検出部１９により、負荷１４に出力が与えられる前に検出することができる。又、制御出力ＤＯ１，Ｓが与えられない状態で共通制御出力用半導体スイッチ１３が閉じた場合には半導体スイッチ２６の発光部２６ａに電流が流れ、半導体スイッチ２６が閉じられて共通検出部２７は共通制御出力用半導体スイッチ１３が誤出力したことを検出する。又、このとき半導体スイッチ１０，１１が開かれているので、負荷１４には誤出力は与えられない。従って、半導体スイッチ１３が開のときに半導体スイッチ１０，１１を閉とすることにより個別検出部１９の動作が確認され、半導体スイッチ１０，１１が開のときに半導体スイッチ１３を閉とすることにより共通検出部２７の動作を確認することができる。
【００２２】
実施形態３においては、実施形態２と同様の効果を奏するとともに、共通制御出力の誤出力を事前に検出することができる。なお、共通モニタ用半導体スイッチ２６及び共通検出部２７を実施形態１に設けても同様の効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、個別制御出力用半導体スイッチが誤って閉じられた場合、個別モニタ用半導体スイッチを介して個別検出部により誤出力を検出することができる。しかも、負荷は駆動されず、事故発生の恐れはない。又、半導体スイッチは半永久的に使用することができ、安価となる。
【００２４】
又、請求項２によれば、請求項１と同等の効果を有するとともに、電源の極性が変わっても支障なく対応することができる。
【００２５】
請求項３によれば、請求項１，２と同様な効果を奏するとともに、共通制御出力用半導体スイッチが誤って閉じられた場合、共通モニタ用半導体スイッチを介して共通検出部により誤出力を負荷が駆動される前に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１による制御装置の出力回路の回路図である。
【図２】実施形態２による制御装置の出力回路の回路図である。
【図３】実施形態３の制御装置の出力回路の回路図である。
【図４】従来の制御装置の出力回路の回路図である。
【符号の説明】
１０，１１…個別制御出力用半導体スイッチ
１２…個別モニタ用半導体スイッチ
１３…共通制御出力用半導体スイッチ
１４，１５…負荷
１９…個別検出部
２０〜２３…ダイオード
２４，２５…電源端子
２６…共通モニタ用半導体スイッチ
２７…共通検出部
【図１】
0003733697.tif 000002
【図２】
0003733697.tif 000003
【図３】
0003733697.tif 000004
【図４】
0003733697.tif 000005