特許 6435249 接点入力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6435249

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】接点入力制御装置

(51)【国際特許分類】

   B61L 19/06 20060101AFI20181126BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   B61L19/06

   G01R31/00

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-193302(P2015-193302)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-65482(P2017-65482A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001292

【氏名又は名称】株式会社京三製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100075948

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 征彦

(74)【代理人】

【識別番号】100181928

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 洋平

(72)【発明者】

【氏名】関 貫造

【審査官】 笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−５１５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９５２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−４２２７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｌ １９／０６

Ｇ０１Ｒ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接点入力部と検査電圧印加部と制御部とから構成され、
前記接点入力部は、外部の直流電源のプラス側と入力接点を介して接続した接点電圧入力端子と、前記直流電源のマイナス側と接続したマイナス入力端子と、前記検査電圧印加部と接続した検査電圧入力端子と、前記制御部に対して接点入力信号を出力する第１の出力端子と、前記制御部から入力制御信号を入力する第１の入力端子とを有し、
前記検査電圧印加部は、前記接点入力部の前記検査電圧入力端子と接続し、前記接点入力部に対して検査電圧を印加する検査電圧出力端子と、前記直流電源のプラス側と前記入力接点との間から分岐接続した直流電源入力端子と、前記制御部に対して検査制御アンサ信号を出力する第２の出力端子と、前記制御部から検査制御信号を入力する第２の入力端子とを有し、
前記制御部は、前記入力制御信号及び前記検査制御信号に応じた前記接点入力信号及び前記検査制御アンサ信号の出力データと、予め記憶した前記入力接点の開放状態／閉成状態の正常動作時の入出力論理データとに基づいて、前記接点入力の開放状態／閉成状態及び本体内の故障を判定することを特徴とする接点入力制御装置。

【請求項2】

前記接点入力部は、前記第１の出力端子と接続する第１のフォトカプラと、前記第１の入力端子と接続する第２のフォトカプラを備え、前記第１、第２のフォトカプラは直列接続していることを特徴とする請求項１に記載の接点入力制御装置。

【請求項3】

前記接点電圧入力端子及び前記検査電圧入力端子からの前記直流電源のプラス側は、前記第１、第２のフォトカプラを介して、前記マイナス入力端子からの直流電源のマイナス側と接続していることを特徴とする請求項２に記載の接点入力制御装置。

【請求項4】

前記検査電圧印加部は、前記第２の出力端子と接続する第３のフォトカプラ及び前記第２の入力端子と接続する第４のフォトカプラを備え、前記第３、第４のフォトカプラは、直列に接続していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の接点入力制御装置。

【請求項5】

前記直流電源入力端子は前記第３、第４のフォトカプラを介して、前記検査電圧出力端子と接続していることを特徴とする請求項４に記載の接点入力制御装置。

【請求項6】

前記本体内の故障の判定は、前記接点入力部又は前記検査電圧印加部の何れかの故障であることを判定することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の接点入力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鉄道信号保安制御用の電子連動システムなどで使用する接点入力制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鉄道の分野では、列車を安全かつ効率的に運行するため、信号機や転てつ機などの相互間で、その取り扱いについて一定の順序と制限を設ける電子連動装置が使用されている。この電子連動装置に対して、信号機や転てつ機などの現場機器の動作状態をリレーを介して取り込むために、特許文献１に開示する入力制御装置が使用されている。

【0003】

特許文献１の入力制御装置では、入力接点が開放状態（オフ）の場合と閉成状態（オン）の場合の何れであっても、接点信号入力部又は故障検査部に故障が生じているか否かを検出することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−５１５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の入力制御装置においては、電磁部品としてパルストランスを使用するため、回路の小形化、コストの低減化等が困難であるという問題がある。また、制御論理部においては２種の出力信号に対して、応答信号が接点入力信号のみであるため、接点信号入力部又は故障検査部の何れに故障が発生したのかを判断することが難しい場合がある。

【0006】

本発明の目的は、上述の課題を解決し、入力接点の閉成状態／開放状態を判定すると共に、入力接点が閉成状態の場合と開放状態の場合の何れでも、本体に故障が生じているか否かを正しく判定して、信頼性の向上を図ると共に、小形化とコストの低減化を可能とする接点入力制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明に係る接点入力制御装置は、接点入力部と検査電圧印加部と制御部とから構成され、前記接点入力部は、外部の直流電源のプラス側と入力接点を介して接続した接点電圧入力端子と、前記直流電源のマイナス側と接続したマイナス入力端子と、前記検査電圧印加部と接続した検査電圧入力端子と、前記制御部に対して接点入力信号を出力する第１の出力端子と、前記制御部から入力制御信号を入力する第１の入力端子とを有し、前記検査電圧印加部は、前記接点入力部の前記検査電圧入力端子と接続し、前記接点入力部に対して検査電圧を印加する検査電圧出力端子と、前記直流電源のプラス側と前記入力接点との間から分岐接続した直流電源入力端子と、前記制御部に対して検査制御アンサ信号を出力する第２の出力端子と、前記制御部から検査制御信号を入力する第２の入力端子とを有し、前記制御部は、前記入力制御信号及び前記検査制御信号に応じた前記接点入力信号及び前記検査制御アンサ信号の出力データと、予め記憶した前記入力接点の開放状態／閉成状態の正常動作時の入出力論理データとに基づいて、前記接点入力の開放状態／閉成状態及び本体内の故障を判定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る接点入力制御装置によれば、入力制御信号と検査制御信号のＨレベル側とＬレベル側とを経時的に変化させた後に、接点入力信号と検査制御アンサ信号を受信することにより、入力接点の閉成状態／開放状態を判定すると共に、入力接点が開放状態、閉成状態の場合の何れの場合であっても、本体に故障が生じているか否かを判定することが可能である。

【0009】

従って、信頼性を高めることができると共に、電磁部品であるパルストランスを使用しないため、小形化とコストの低減化が図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】接点入力制御装置のブロック回路構成図である。

【図2】接点入力部、検査電圧印加部の回路構成図である。

【図3】入力接点が開放状態で、正常動作時の動作タイムチャート図である。

【図4】入力接点が閉成状態で、正常動作時の動作タイムチャート図である。

【図5】入力接点が開放状態の入出力論理表である。

【図6】入力接点が閉成状態の入出力論理表である。

【図7】入力接点の開放状態／閉成状態及び接点入力制御装置の故障状態の判定を行うフローチャート図である。

【図8】入力接点が開放状態で、検査電圧印加部のフォトカプラＰ４のフォトトランジスタＴ４が導通側に故障した場合の動作タイムチャート図である。

【図9】図８の場合における制御部４の入出力論理表である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は接点入力制御装置１のブロック回路構成図である。接点入力制御装置１は、接点入力部２と検査電圧印加部３と制御部４とから構成され、接点入力制御装置１の一方側に直流電源Ｅが接続されている。この直流電源Ｅのプラス側に信号機や転てつ機等の地上装置の動作状態を示す入力接点Ｎを配置し、接点入力制御装置１の他方側に上位装置である例えば電子連動装置５が接続されている。

【0012】

電子連動装置５からのポーリング等による状態情報要求に応じて、接点入力制御装置１は入力接点Ｎの開放状態／閉成状態の情報、つまり信号機や転てつ機等の地上装置の動作状態情報や発生した故障情報を応答する。或いは、所定時間間隔毎に、電子連動装置５に対して入力接点Ｎの開放状態／閉成状態の情報、故障情報を応答する。

【0013】

なお本実施例では、１個の入力接点Ｎを接続した状態であるが、複数個の入力接点Ｎを使用することも可能である。この場合には、入力接点Ｎの個数に応じて、同数の接点入力部２及び検査電圧印加部３が必要となり、これらの複数個の接点入力部２及び検査電圧印加部３を１個の制御部４に接続する。また、電源に関しては、直流電源Ｅから並列に分岐して、複数個の入力接点Ｎに接続することになる。

【0014】

接点入力部２は、直流電源Ｅのプラス側を、入力接点Ｎを介して接続する接点電圧入力端子２ａと、直流電源Ｅのマイナス側を接続するマイナス入力端子２ｂと、検査電圧印加部３から検出電圧信号を入力する検査電圧入力端子２ｃと、制御部４に対して接点入力信号Ｓ１を出力する出力端子２ｄと、制御部４からの入力制御信号Ｓ２を入力する入力端子２ｅとを有している。

【0015】

検査電圧印加部３は、接点入力部２の検査電圧入力端子２ｃと接続し、接点入力部２に対して検査電圧を印加する検査電圧出力端子３ａと、直流電源Ｅのプラス側と入力接点Ｎとの間から分岐接続した直流電源入力端子３ｂと、制御部４に対して検査制御アンサ信号Ｓ３を出力する出力端子３ｃと、制御部４から検査制御信号Ｓ４を入力する入力端子３ｄとを有している。

【0016】

制御部４は接点入力部２の出力端子２ｄからの接点入力信号Ｓ１を入力する入力端子４ａと、接点入力部２の入力端子２ｅに入力制御信号Ｓ２を出力する出力端子４ｂと、検査電圧印加部３の出力端子３ｃから検査制御アンサ信号Ｓ３を入力する入力端子４ｃと、検査電圧印加部３の入力端子３ｄに検査制御信号Ｓ４を出力する出力端子４ｄとを有している。

【0017】

図２は接点入力制御装置１のブロック回路内の接点入力部２及び検査電圧印加部３の詳細を示す回路構成図である。接点入力部２は、発光ダイオードＤ１及びフォトトランジスタＴ１を備えるフォトカプラＰ１と、発光ダイオードＤ２及びフォトトランジスタＴ２を備えるフォトカプラＰ２とを直列に接続している。入力接点Ｎと接続した接点電圧入力端子２ａ及び検査電圧入力端子２ｃからの直流電源Ｅのプラス側は、フォトカプラＰ１及びＰ２を介して、マイナス入力端子２ｂからの直流電源Ｅのマイナス側と接続している。

【0018】

接点電圧入力端子２ａは抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を介して、接点入力部２のフォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１のアノードに接続し、カソードをフォトカプラＰ２のフォトトランジスタＴ２のコレクタに接続している。このフォトトランジスタＴ２のエミッタは、マイナス入力端子２ｂに接続されており、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２間の接続点とマイナス入力端子２ｂとの間には、抵抗Ｒ３が接続されている。

【0019】

また、フォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１及びフォトカプラＰ２のフォトトランジスタＴ２に対して、並列に逆方向電流をバイパスさせるためのダイオードＤ５が接続されている。更に、ダイオードＤ５のカソード側と抵抗Ｒ２との間の接続点は検査電圧入力端子２ｃに接続されている。

【0020】

フォトカプラＰ１のフォトトランジスタＴ１のコレクタは、反転素子ＩＣ１を介して出力端子２ｄに接続されており、フォトトランジスタＴ１のコレクタと反転素子ＩＣ１間に抵抗Ｒ４を介して、例えば５Ｖの電源電圧ｅが印加されている。また、フォトトランジスタＴ１のエミッタは、０Ｖに接続されている。

【0021】

フォトカプラＰ２の発光ダイオードＤ２のアノードには抵抗Ｒ５を介して、例えば５Ｖの電源電圧ｅが印加されており、発光ダイオードＤ２のカソードは反転素子ＩＣ２を介して入力端子２ｅに接続されている。

【0022】

検査電圧印加部３は、発光ダイオードＤ３及びフォトトランジスタＴ３を備えるフォトカプラＰ３と、発光ダイオードＤ４及びフォトトランジスタＴ４を備えるフォトカプラＰ４とを直列に接続している。外部の直流電源Ｅから分岐接続した直流電源入力端子３ｂは、フォトカプラＰ３及びＰ４を介して、検査電圧出力端子３ａと接続している。

【0023】

フォトカプラＰ３の発光ダイオードＤ３のカソードに検査電圧出力端子３ａが抵抗Ｒ６を介して接続し、アノードにフォトカプラＰ４のフォトトランジスタＴ４のエミッタが接続されている。

【0024】

このフォトトランジスタＴ４のコレクタは、直流電源入力端子３ｂに接続されており、フォトカプラＰ３の発光ダイオードＤ３及びフォトカプラＰ４のフォトトランジスタＴ４に対して、並列接続した逆方向電流をバイパスさせるためのダイオードＤ６が接続されている。

【0025】

フォトカプラＰ３のフォトトランジスタＴ３のコレクタは、反転素子ＩＣ３を介して出力端子３ｃに接続されており、フォトトランジスタＴ３のコレクタと反転素子ＩＣ３間に抵抗Ｒ７を介して、例えば５Ｖの電源電圧ｅが印加されている。また、フォトトランジスタＴ３のエミッタは、０Ｖに接続されている。

【0026】

フォトカプラＰ４の発光ダイオードＤ４のアノードには抵抗Ｒ８を介して、例えば５Ｖの電源電圧ｅが印加されており、発光ダイオードＤ４のカソードは反転素子ＩＣ４を介して入力端子３ｄに接続されている。

【0027】

図３は入力接点Ｎが開放状態つまり入力接点Ｎがオフ状態であって、接点入力部２及び検査電圧印加部３が正常動作時の動作タイムチャート図を示しており、図４は入力接点Ｎが閉成状態つまり入力接点Ｎがオン状態であり、接点入力部２及び検査電圧印加部３が正常動作時の動作タイムチャート図を示している。

【0028】

これらの時間軸を横軸とした図３、図４の動作タイムチャート図において、ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９は制御部４の出力タイミングを示し、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０は制御部４の入力タイミングを示している。ｓ１〜ｓ５は制御部４の接点入力処理の各ステップを表しており、図中のｄは回路の動作遅延を示している。

【0029】

図３、図４における制御部４からの出力タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９で行う入力制御信号Ｓ２及び検査制御信号Ｓ４のＨ（Ｈｉｇｈ)レベル／Ｌ（Ｌｏｗ)レベルの出力処理は予め設定されており、各出力タイミングに応じて設定された入力制御信号Ｓ２及び検査制御信号Ｓ４から成る出力データを出力する。

【0030】

そして、制御部４は入力タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０で入力される接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル／Ｌレベルの入力データと、予め記憶した図５、図６に示す正常動作時の入出力論理とを比較することで、入力接点Ｎの開放状態／閉成状態及び本体の故障を判定することができる。

【0031】

図３は入力接点Ｎがオフの開放状態で、接点入力部２及び検査電圧印加部３が正常動作時の動作タイミングチャート図を示している。

【0032】

ステップｓ１の出力タイミングｔ１において、制御部４は接点入力部２の入力制御信号Ｓ２及び検査電圧印加部３の検査制御信号Ｓ４を何れもＬレベルの出力データとして出力する。そして、入力タイミングｔ２で接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１と検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３とを読み込んで入力データとする。

【0033】

制御部４の出力データとしてＬレベル信号を、接点入力部２の入力端子２ｅ及び検査電圧印加部３の入力端子３ｄに入力すると、反転素子ＩＣ２及びＩＣ４は出力をＨレベル信号に反転する。このとき、接点入力部２及び検査電圧印加部３には、各電源電圧ｅから電流が流れないので、フォトカプラＰ２及びＰ４はオフの状態のままである。

【0034】

フォトカプラＰ２及びＰ４がオフの状態の場合は、フォトトランジスタＴ２及びＴ４に電流が流れることがないため、発光ダイオードＤ１及びＤ３が発光することはなく、フォトカプラＰ１及びＰ３はオフのままである。

【0035】

従って、入力タイミングｔ２においては、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0036】

ステップｓ２の出力タイミングｔ３において、制御部４は接点入力部２の入力端子２ｅに入力制御信号Ｓ２のみをＬレベル信号からＨレベル信号として出力した後に、入力タイミングｔ４で接点入力信号Ｓ１との検査制御アンサ信号Ｓ３を読み込んで入力データとする。

【0037】

制御部４は入力制御信号Ｓ２のみを出力データとしてＨレベル信号を出力し、このＨレベル信号を接点入力部２の入力端子２ｅに入力すると、反転素子ＩＣ２はＨレベル信号の出力をＬレベル信号に反転する。反転素子ＩＣ２の出力をＬレベル信号にすることで、電源電圧ｅから電流が流れ発光ダイオードＤ２が発光する。

【0038】

しかし、入力接点Ｎがオフ状態であると共に、フォトカプラＰ３及びＰ４もオフ状態であるため、フォトカプラＰ２のフォトトランジスタＴ２に電流が流れることはない。従って、出力タイミングｔ３において、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データは反転することがなく、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３として、Ｌレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0039】

ステップｓ３の出力タイミングｔ５において、制御部４は接点入力部２及び検査電圧印加部３に対して、入力制御信号Ｓ２及び検査制御信号Ｓ４をＨレベル信号にした出力データを出力する。その後に、制御部４は入力タイミングｔ６で接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１及び検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３を読み込んで入力データとする。

【0040】

制御部４は検査制御信号Ｓ４を出力データとしてＨレベル信号を出力し、このＨレベル信号を検査電圧印加部３の入力端子３ｄに入力すると、反転素子ＩＣ４はＨレベル信号の出力をＬレベル信号に反転する。反転素子ＩＣ４の出力をＬレベル信号にすることで、電源電圧ｅから電流が流れ発光ダイオードＤ４が発光する。

【0041】

発光ダイオードＤ４が発光すると、フォトトランジスタＴ４に直流電源Ｅから直流電源入力端子３ｂを介して電流が流れ、直列したフォトカプラＰ３の発光ダイオードＤ３が発光する。

【0042】

フォトカプラＰ３の発光ダイオードＤ３が発光すると、抵抗Ｒ７を介して接続した電源電圧ｅからフォトトランジスタＴ３に電流が流れ、反転素子ＩＣ３はＬレベル信号からＨレベル信号に反転し、出力端子３ｃから検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル信号を出力タイミングｔ５からｄだけ遅延して制御部４に出力することになる。

【0043】

このように、検査制御信号Ｓ４のＨレベル信号を検査電圧印加部３で受信することで、フォトカプラＰ３及びＰ４もオン状態になり、検査電圧入力端子２ｃから接点入力部２に対して電流が流れ込む。

【0044】

また、制御部４から入力制御信号Ｓ２のＨレベル信号を接点入力部２に出力すると、上述のように発光ダイオードＤ２が発光する。発光ダイオードＤ２が発光すると、検査電圧印加部３からフォトトランジスタＴ２に電流が流れ、直列したフォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１が発光する。

【0045】

そして、フォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１が発光すると、フォトトランジスタＴ１に電流が流れ、反転素子ＩＣ１はＬレベル信号からＨレベル信号に反転する。従って、入力タイミングｔ６において接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１のＨレベル信号及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0046】

ステップｓ４の出力タイミングｔ７において、制御部４は入力制御信号Ｓ２をＨレベル信号とし、検査制御信号Ｓ４をＨレベル信号からＬレベル信号に切換えた出力データを出力する。検査制御信号Ｓ４をＬレベル信号に切換えて出力すると、フォトカプラＰ３及びＰ４はオフ状態になり、検査電圧入力端子２ｃから接点入力部２に流れ込む電流は停止する。

【0047】

入力接点Ｎがオフの開放状態であると同時に、フォトカプラＰ３及びＰ４もオフ状態となるため、フォトカプラＰ１及びＰ２を流れる電流も停止する。そして、出力タイミングｔ７からｄだけ遅延して接点入力信号Ｓ１のＨレベル信号の出力は、Ｌレベル信号に切換わる。入力タイミングｔ８において、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0048】

ステップｓ５の出力タイミングｔ９において、制御部４は接点入力部２へ入力制御信号Ｓ２をＨレベル信号からＬレベル信号に戻し、検査制御信号Ｓ４をＬレベル信号とし出力データを出力する。そして、入力タイミングｔ１０で、接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１と検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３とを読み込んで入力データとする。

【0049】

図４は入力接点Ｎがオンの閉成状態で、接点入力部２及び検査電圧印加部３が正常動作時の動作タイミングチャート図を示している。入力接点Ｎがオンであるため、接点電圧入力端子２ａから常時電流が流れ込む。

【0050】

ステップｓ１の出力タイミングｔ１において、制御部４は接点入力部２への入力制御信号Ｓ２及び検査電圧印加部３への検査制御信号Ｓ４を何れもＬレベル信号とした出力データとして出力する。そして、入力タイミングｔ２においては接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0051】

ステップｓ２の出力タイミングｔ３において、制御部４は接点入力部２の入力端子２ｅに入力制御信号Ｓ２のみをＬレベル信号からＨレベル信号に切換えて出力した後に、入力タイミングｔ４で接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３を読み込んで入力データとする。

【0052】

制御部４は入力制御信号Ｓ２のみをＨレベル信号として出力し、このＨレベル信号が接点入力部２の入力端子２ｅに入力すると、反転素子ＩＣ２はＬレベル信号に反転する。反転素子ＩＣ２の出力をＬレベル信号にすることで、電源電圧ｅから電流が流れ発光ダイオードＤ２が発光する。

【0053】

この際に、入力接点Ｎがオン状態であるので、接点電圧入力端子２ａからフォトカプラＰ２のフォトトランジスタＴ２及び直列したフォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が発光する。

【0054】

フォトカプラＰ１の発光ダイオードＤ１が発光すると、フォトトランジスタＴ１に電流が流れ、反転素子ＩＣ１はＬレベル信号をＨレベル信号に反転する。そして、この反転素子ＩＣ１の出力である接点入力信号Ｓ１は、出力からｄだけ遅延してＬレベル信号からＨレベル信号に切換わる。

【0055】

制御部４からの検査制御信号Ｓ４は、Ｌレベル信号を継続して検査電圧印加部３の入力端子３ｄに出力されているため、フォトトランジスタＴ３及びＴ４はオフのままであり、検査制御アンサ信号Ｓ３はＬレベル信号の出力を継続する。従って、入力タイミングｔ４においては、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１のＨレベル信号、及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0056】

ステップｓ３の出力タイミングｔ５において、制御部４は接点入力部２への入力制御信号Ｓ２及び検査電圧印加部３への検査制御信号Ｓ４をＨレベル信号にした出力データを出力する。その後に、入力タイミングｔ６で接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１と検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３とを読み込んで入力データとする。

【0057】

制御部４からの入力制御信号Ｓ２のＨレベル信号を継続して接点入力部２の入力端子２ｅに入力すると、前述のように接点入力信号Ｓ１はＨレベル信号の出力を継続する。また、検査制御信号Ｓ４のＨレベル信号を検査電圧印加部３の入力端子３ｄに入力すると、反転素子ＩＣ４はＨレベル信号をＬレベル信号に反転し、フォトトランジスタＴ３及びフォトトランジスタＴ４はオンとなる。

【0058】

フォトトランジスタＴ３がオンになることで、反転素子ＩＣ３はＬレベル信号をＨレベル信号に反転し、出力端子３ｃから検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル信号を出力タイミングｔ５からｄだけ遅延して制御部４に出力することになる。従って、入力タイミングｔ６において接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル信号を制御部４に出力する。

【0059】

ステップｓ４の出力タイミングｔ７において、制御部４は入力制御信号Ｓ２をＨレベル信号とし、検査制御信号Ｓ４をＨレベル信号からＬレベル信号に切換えた出力データを出力する。その後に、入力タイミングｔ８で接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１及び検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３を読み込んで入力データとする。

【0060】

ステップｓ４の出力タイミングｔ７において、検査制御信号Ｓ４をＬレベル信号に切換えて出力すると、フォトカプラＰ３及びＰ４はオフ状態になる。しかし、入力接点Ｎがオンの閉成状態であるため、入力制御信号Ｓ２のＨレベル信号の継続入力に対して、フォトカプラＰ１及びＰ２には接点電圧入力端子２ａ経由で電流が流れて、オン状態を維持することになる。

【0061】

従って、入力タイミングｔ８においては、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１をＨレベル信号、及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0062】

ステップｓ５の出力タイミングｔ９において、制御部４は検査電圧印加部３に検査制御信号Ｓ４のＨレベル信号の出力をＬレベル信号に戻した出力データを出力する。その後に、入力タイミングｔ１０で接点入力部２からの接点入力信号Ｓ１と検査電圧印加部３からの検査制御アンサ信号Ｓ３とを読み込んで入力データとする。

【0063】

制御部４はステップｓ１の出力タイミングｔ１の出力と同様に、出力タイミングｔ９において入力制御信号Ｓ２のＨレベル信号をＬレベル信号に切換え、検査制御信号Ｓ４のＬレベル信号を出力する。

【0064】

入力制御信号Ｓ２をＬレベル信号とした出力データを入力端子２ｅに入力することで、フォトカプラＰ１及びＰ２がオフとなり、出力タイミングｔ９からｄだけ遅延して接点入力信号Ｓ１のＨレベル信号をＬレベル信号に切換えて出力する。従って、入力タイミングｔ１０において、接点入力部２の出力端子２ｄ及び検査電圧印加部３の出力端子３ｃからの出力データとして、接点入力信号Ｓ１及び検査制御アンサ信号Ｓ３のＬレベル信号を制御部４に出力することになる。

【0065】

このように、入力接点Ｎがオフの開放状態及びオンの閉成状態の動作タイムチャート図に基づいて、図５及び図６の入力接点Ｎがオフの開放状態及びオンの閉成状態の正常動作時の入出力論理表を作成することができる。

【0066】

制御部４からステップｓ１〜ｓ５の出力タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９の入力制御信号Ｓ２及び検査制御信号Ｓ４のＨレベル／Ｌレベルの出力データに対し、入力タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０の接点入力信号Ｓ１と検査制御アンサ信号Ｓ３のＨレベル／Ｌレベルの入力データと、図５及び図６に示す開放状態／閉成状態の正常動作時の入出力論理とを比較することで、入力接点Ｎがオフの開放状態であるのかオンの閉成状態であるのか、或いは接点入力制御装置１が故障であるのかを判定できる。

【0067】

図７は入力接点Ｎの開放状態／閉成状態及び接点入力制御装置１の故障状態の判定を行うフローチャート図であり、フローｆ１において、入力タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０の接点入力信号Ｓ１と検査制御アンサ信号Ｓ３の入力データを収集する。フローｆ２において、これらの入力データと図５の開放状態の入力データを比較し、一致する場合は入力接点Ｎが開放状態であると判定する。

【0068】

入力データと開放状態の入力データとが一致しない場合には、フローｆ３に進み図６の閉成状態の入力データと比較する。そして、一致する場合は入力接点Ｎが閉成状態であると判定し、一致しない場合は接点入力制御装置１が故障であると判定する。

【0069】

図８は接点入力制御装置１が故障の状態として、例えば入力接点Ｎがオフの開放状態で検査電圧印加部３のフォトカプラＰ４のフォトトランジスタＴ４が導通側に故障したときの動作タイムチャート図であり、図９はこの故障時の入出力論理表を示している。

【0070】

フォトカプラＰ４のフォトトランジスタＴ４が導通側に故障して抵抗Ｒ６を介して接点入力部２の検査電圧入力端子２ｃに直流電源Ｅから電流が流れ続けると、検査制御信号Ｓ４からのＨレベル／Ｌレベルの入力信号に関係なく、検査制御アンサ信号Ｓ３をＨレベル信号として出力する。

【0071】

図９において、○で囲まれた個所は、図５及び図６の出力論理表の何れにも一致しない個所であり、このため図７のフローｆ３において不一致のエラーと判定し、本体内に故障が生じたと判定することになる。

【0072】

なお、この場合は検査制御アンサ信号Ｓ３に不一致が見られることから、検査電圧印加部３が故障していることが分かる。検査電圧印加部３と同様に、１対のフォトカプラＰ１及びＰ２を備える接点入力部２にも、図８、図９に示すような故障が発生する場合がある。この場合には、接点入力信号Ｓ１に対して、図５及び図６の出力論理表と不一致が発生するため、接点入力部２が故障したと判定することができる。

【0073】

また、一時的な回路の接触不良等により、図７のフローｆ３において、不一致による故障とする誤検出を防止するために、所定時間間隔で図７の処理を実行し、所定回数、不一致が連続した場合に、本体内に故障が発生した判定するようにしてもよい。

【0074】

このように、従来のパルストランスを備える検査電圧印加部３に対して、パルストランスに代えて、接点入力部２と同様に１対のフォトカプラＰ３及びＰ４を採用することで、回路の小形化、コストの低減を図ることが可能となる。

【0075】

また制御部４において、検査電圧印加部３から検査制御アンサ信号Ｓ３の入力信号を得ることで、接点入力制御装置１内の接点入力部２又は検査電圧印加部３の何れかが異常であることを容易に判定することができる。

【符号の説明】

【0076】

１ 接点入力制御装置
２ 接点入力部
２ａ 接点電圧入力端子
２ｂ マイナス入力端子
２ｃ 検査電圧入力端子
２ｄ、３ｃ 出力端子
２ｅ、３ｄ 入力端子
３ 検査電圧印加部
３ａ 検査電圧出力端子
３ｂ 直流電源入力端子
４ 制御部
Ｅ 直流電源
Ｎ 入力接点
Ｐ１〜Ｐ４ フォトカプラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】