特許 7529988 産業用制御装置の出力モジュール

(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】

(24)【登録日】2024-07-30

(45)【発行日】2024-08-07

(54)【発明の名称】産業用制御装置の出力モジュール

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20240731BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020193141

(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2022081912

(43)【公開日】2022-06-01

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】前川 貴昭

【審査官】影山 直洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４７７５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部の負荷に対してアナログの電圧または電流を出力する産業用制御装置の出力モジュールであって、
前記負荷の高電位側端子に接続される第１接続端子と、
前記負荷の低電位側端子に接続される第２接続端子と、
外部電源が与えられる電源端子と、
制御部と、
前記外部電源または前記外部電源に基づいて生成される電源の供給を受けて動作するものであり且つ前記制御部から指示された値のアナログの電圧または電流を前記第１接続端子に向けて出力する出力部と、
前記第２接続端子とグランドとの間を開閉するものであり且つ前記制御部により開閉が制御される第１遮断スイッチと、
を備え、
前記制御部は、
前記第１接続端子が電源に短絡する異常である天絡異常を検出する異常検出部と、
前記第１遮断スイッチの開閉を制御する開閉制御部と、
を備え、
前記開閉制御部は、
前記異常検出部により前記天絡異常が検出されると前記第１遮断スイッチを開放するように制御する産業用制御装置の出力モジュール。

【請求項2】

さらに、前記出力部に対する電源供給の経路を開閉するものであり且つ前記制御部により開閉が制御される第２遮断スイッチを備える請求項１に記載の産業用制御装置の出力モジュール。

【請求項3】

前記異常検出部は、前記第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常を検出し、
前記開閉制御部は、
前記第２遮断スイッチの開閉を制御し、
前記異常検出部により前記地絡異常が検出されると前記第２遮断スイッチを開放するように制御する請求項２に記載の産業用制御装置の出力モジュール。

【請求項4】

さらに、前記出力部の出力端子から前記第１接続端子へと至る経路を開閉するものであり且つ前記制御部により開閉が制御される第３遮断スイッチを備える請求項１に記載の産業用制御装置の出力モジュール。

【請求項5】

前記異常検出部は、前記第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常を検出し、
前記開閉制御部は、
前記第３遮断スイッチの開閉を制御し、
前記異常検出部により前記地絡異常が検出されると前記第３遮断スイッチを開放するように制御する請求項４に記載の産業用制御装置の出力モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部の負荷に対してアナログの電圧または電流を出力する産業用制御装置の出力モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、例えばプログラマブルロジックコントローラなどの産業用制御装置では、その産業用制御装置の動作全般を制御するＣＰＵモジュールから与えられる指令に基づいて外部の負荷に対してアナログの電圧または電流を出力するアナログの出力モジュールが設けられている。なお、本明細書では、プログラマブルロジックコントローラのことをＰＬＣと省略することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１００９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＰＬＣのアナログの出力モジュールでは、機能安全の観点から、自身が故障していることを自己診断し、異常検出時に出力を安全状態にする必要がある。そこで、従来では、指示された値の電圧または電流を出力する出力部として機能するＤ／Ａ変換器と負荷の高電位側端子に接続される接続端子との間を開閉する遮断スイッチを設け、その遮断スイッチを異常検出時にオフすることで出力を安全状態にするようになっている。なお、本明細書では、Ｄ／Ａ変換器のことをＤＡＣと省略することがある。

【0005】

しかし、上記構成では、配線短絡などが原因となって接続端子が外部電源などの電源に短絡する異常である天絡異常が発生した場合には、遮断スイッチをオフにしたとしても負荷に対する電源供給が遮断されずに、負荷に電流が流れてしまう。つまり、上記構成では、天絡異常が発生した場合、負荷をオフすること、すなわち出力を安全状態にすることができなくなるおそれがある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷に接続される接続端子が電源に短絡する異常が生じた場合に出力を安全状態にすることができる産業用制御装置の出力モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の産業用制御装置の出力モジュールは、外部の負荷に対してアナログの電圧または電流を出力するものであり、負荷の高電位側端子に接続される第１接続端子、負荷の低電位側端子に接続される第２接続端子、外部電源が与えられる電源端子、制御部、出力部および第１遮断スイッチを備える。出力部は、外部電源または外部電源に基づいて生成される電源の供給を受けて動作するものであり且つ制御部から指示された値のアナログの電圧または電流を第１接続端子に向けて出力する。

【0008】

第１遮断スイッチは、第２接続端子とグランドとの間を開閉するものであり且つ制御部により開閉が制御されるスイッチである。制御部は、第１接続端子が電源に短絡する異常である天絡異常を検出する異常検出部と、第１遮断スイッチの開閉を制御する開閉制御部と、を備える。開閉制御部は、異常検出部により天絡異常が検出されると第１遮断スイッチを開放するように制御する。上記構成では、配線短絡などが原因となって第１接続端子が外部電源などの電源に短絡する異常である天絡異常が発生した場合、制御部が第１遮断スイッチを開放するように制御することにより負荷に対する電源供給を遮断することができる。そのため、上記構成によれば、天絡異常が発生した場合に、負荷をオフすること、つまり出力を確実に安全状態にすることができる。

【0009】

請求項１に記載の構成では、配線短絡などが原因となって第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常が発生した場合には、第１遮断スイッチを開放したとしても負荷に対する電源供給が遮断されずに、負荷に電流が流れるおそれがある。そこで、請求項２に記載の産業用制御装置の出力モジュールは、さらに、出力部に対する電源供給の経路を開閉するものであり且つ制御部により開閉が制御される第２遮断スイッチを備える。このような構成によれば、地絡異常が発生した場合でも、制御部が第２遮断スイッチを開放するように制御することにより、出力部の動作が停止されるため、負荷に対する電圧または電流の出力を遮断すること、つまり出力を確実に安全状態にすることができる。

【0010】

上記構成および従来技術の構成において、出力部としては、制御部から指示された値の電圧または電流を出力するため、その出力をフィードバック制御する構成を採用することが想定される。また、上記構成の第１遮断スイッチ、第２遮断スイッチおよび従来技術の構成の遮断スイッチとしては、ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を採用することが想定される。このような点を踏まえると、上記構成によれば、従来技術の構成に対し、次のようなメリットがある。

【0011】

すなわち、従来技術の構成では、出力のフィードバック制御のために遮断スイッチの出力部側の端子の電圧または電流をモニタすることになるが、遮断スイッチのオン抵抗などの影響によりモニタした電圧または電流の値よりも実際に負荷に与えられる電圧または電流の値が低下することになり、その出力を精度良く制御することができない可能性がある。これに対し、上記構成では、第１遮断スイッチおよび第２遮断スイッチのいずれについても、出力のフィードバック制御のための電圧または電流のモニタ経路には介在していない。そのため、上記構成によれば、第１遮断スイッチおよび第２遮断スイッチのオン抵抗などの影響を受けることなく、負荷に与えられる電圧または電流を正確にモニタすることが可能となり、その結果、その出力を精度良く制御することができる。

【0012】

請求項３に記載の産業用制御装置の出力モジュールにおいて、異常検出部は、第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常を検出し、開閉制御部は、第２遮断スイッチの開閉を制御する。開閉制御部は、異常検出部により地絡異常が検出されると第２遮断スイッチを開放するように制御する。このような構成および制御によれば、天絡異常および地絡異常のいずれが生じた場合であっても、その異常を検出するとともに、異常検出時に出力を確実に安全状態にすることができる。

【0013】

請求項１に記載の構成では、配線短絡などが原因となって第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常が発生した場合には、第１遮断スイッチを開放したとしても負荷に対する電源供給が遮断されずに、負荷に電流が流れるおそれがある。そこで、請求項４に記載の産業用制御装置の出力モジュールは、さらに、出力部の出力端子から第１接続端子へと至る経路を開閉するものであり且つ制御部により開閉が制御される第３遮断スイッチを備える。このような構成によれば、地絡異常が発生した場合でも、制御部が第３遮断スイッチを開放するように制御することにより、負荷に対する電圧または電流の出力を遮断すること、つまり出力を確実に安全状態にすることができる。

【0014】

請求項５に記載の産業用制御装置の出力モジュールにおいて、異常検出部は、第２接続端子がグランドに短絡する異常である地絡異常を検出し、開閉制御部は、第３遮断スイッチの開閉を制御する。開閉制御部は、異常検出部により地絡異常が検出されると第３遮断スイッチを開放するように制御する。このような構成および制御によれば、天絡異常および地絡異常のいずれが生じた場合であっても、その異常を検出するとともに、異常検出時に出力を確実に安全状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係るＰＬＣの構成を模式的に示す図

【図2】第１実施形態に係る天絡異常が発生した状態のＰＬＣの構成を模式的に示す図

【図3】第２実施形態に係るＰＬＣの構成を模式的に示す図

【図4】第２実施形態に係る地絡異常が発生した状態のＰＬＣの構成を模式的に示す図

【図5】第３実施形態に係るＰＬＣの構成を模式的に示す図

【図6】第３実施形態に係る地絡異常が発生した状態のＰＬＣの構成を模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１および図２を参照して説明する。

【0017】

図１に示すように、産業用制御装置であるＰＬＣ１は、その動作全般を制御するＣＰＵモジュール２、出力モジュール３、図示しない入力モジュールなどを備えている。ＰＬＣ１は、例えば工場などに設けられた設備４におけるソレノイドバルブ５の動作を制御する。ＣＰＵモジュール２および出力モジュール３を含めたＰＬＣ１を構成する各モジュールは、バス通信ラインを介して、それぞれの間で通信可能に構成されている。

【0018】

出力モジュール３は、外部の負荷であるソレノイドバルブ５が接続される接続端子Ｐ１、Ｐ２、例えば＋２４Ｖの電圧を有する外部電源が与えられる電源端子Ｐ３、電源回路６、マイクロコンピュータ７、ＤＡＣ８、遮断スイッチ９などを備えている。なお、本明細書では、マイクロコンピュータのことをマイコンと省略することがある。出力モジュール３は、ＣＰＵモジュール２から与えられる指令に基づいて、外部の負荷であるソレノイドバルブ５に対してアナログの電圧を出力するアナログの出力モジュールである。

【0019】

ソレノイドバルブ５は、出力モジュール３の接続端子Ｐ１、Ｐ２の間に接続されたコイル５ａと、コイル５ａに流れる電流に応じて開閉されるバルブ５ｂと、を備えている。この場合、接続端子Ｐ１は、負荷であるソレノイドバルブ５のコイル５ａの高電位側端子に接続される第１接続端子として機能し、接続端子Ｐ２は、負荷であるソレノイドバルブ５のコイル５ａの低電位側端子に接続される第２接続端子として機能する。

【0020】

電源回路６は、電源端子Ｐ３を介して外部電源の供給を受け、その外部電源に基づいて、出力モジュール３の内部の各構成において用いられる内部電源を生成する。内部電源は、外部電源を降圧して生成されるものであり、その電圧値は例えば＋５Ｖとなっている。マイコン７は、内部電源の供給を受けて動作するものであり、出力モジュール３の動作全般を制御する。

【0021】

マイコン７は、ＣＰＵモジュール２から与えられる指令に基づいて、ＤＡＣ８に対し、出力する電圧の指示値を表す指示信号Ｓａを出力する。マイコン７は、ＤＡＣ８から指示通りの電圧が出力されているかどうかを監視する機能を有する。そのため、マイコン７は、ＤＡＣ８の出力端子と接続端子Ｐ１との間を接続する信号線Ｌ１の電圧をモニタするようになっている。この場合、マイコン７は、制御部として機能する。

【0022】

ＤＡＣ８は、アナログの電圧を出力する電圧出力型のＤＡＣである。ＤＡＣ８は、内部電源の供給を受けて動作するものであり、マイコン７から指示信号Ｓａにより指示された値のアナログの電圧を接続端子Ｐ１に向けて出力する。この場合、ＤＡＣ８は、出力部として機能する。ＤＡＣ９は、信号線Ｌ１の電圧をモニタし、そのモニタした電圧の値がマイコン７から指示された値に一致するように、出力する電圧をフィードバック制御する構成となっている。

【0023】

遮断スイッチ９は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチング素子であり、接続端子Ｐ２と、回路の基準電位であるグランドとの間に接続されている。遮断スイッチ９は、マイコン７から与えられる２値の開閉信号Ｓｂに基づいて開閉される。具体的には、遮断スイッチ９は、開閉信号Ｓｂが開放を指令するレベルであるときに開放、つまりオフされるとともに、開閉信号Ｓｂが閉鎖を指令するレベルであるときに閉鎖、つまりオンされる。本実施形態では、開閉信号Ｓｂは、ロウレベルのときに開放を指令するとともに、ハイレベルのときに閉鎖を指令するようになっている。

【0024】

このように、遮断スイッチ９は、接続端子Ｐ２とグランドとの間を開閉するものであり且つマイコン７により開閉が制御される第１遮断スイッチとして機能する。マイコン７は、異常検出部１１および開閉制御部１２を備えている。異常検出部１１および開閉制御部１２は、マイコン７のＣＰＵがＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを実行してコンピュータプログラムに対応する処理を実行することにより実現されている、つまりソフトウェアにより実現されている。なお、異常検出部１１および開閉制御部１２は、ハードウェア、または、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現することもできる。

【0025】

異常検出部１１は、接続端子Ｐ１が外部電源などの電源に短絡する異常である天絡異常を検出する。このような天絡異常は、例えば、図２に示すように、接続端子Ｐ１と電源端子Ｐ３との間が配線を介して短絡する配線短絡などが原因で生じる。異常検出部１１は、信号線Ｌ１の電圧などに基づいて、次のようにして天絡異常を検出することができる。すなわち、異常検出部１１は、信号線Ｌ１の電圧がＤＡＣ８の出力の範囲よりも高い電圧になっている場合に天絡異常が発生したと判断することができる。

【0026】

開閉制御部１２は、遮断スイッチ９の開閉を制御するものであり、前述した開閉信号Ｓｂを生成する。開閉制御部１２は、天絡異常を含む各種の異常が生じていない通常時、ハイレベルの開閉信号Ｓｂを生成して出力する。つまり、開閉制御部１２は、通常時、遮断スイッチ９を閉鎖するように制御する。これにより、通常時、遮断スイッチ９は、閉鎖された状態となる。また、開閉制御部１２は、異常検出部１１により天絡異常が検出されると、ロウレベルの開閉信号Ｓｂを生成して出力する。つまり、開閉制御部１２は、天絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ９を開放するように制御する。これにより、天絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ９は、開放された状態となる。

【0027】

以上説明したように、本実施形態の出力モジュール３は、負荷であるソレノイドバルブ５のコイル５ａの低電位側端子に接続される接続端子Ｐ２とグランドとの間を開閉する遮断スイッチ９を備えている。そして、出力モジュール３の動作全般を制御するマイコン７は、天絡異常を検出することができる異常検出部１１および異常検出部１１により天絡異常が検出されると遮断スイッチ９を開放するように制御する開閉制御部１２を備えている。このような構成によれば、配線短絡などが原因となって天絡異常が発生した場合、その天絡異常を検出するとともに、異常検出時にコイル５ａに対する通電を遮断すること、つまり出力を安全状態にすることができる。

【0028】

また、本実施形態の構成によれば、従来技術の構成に対し、次のようなメリットがある。すなわち、従来技術の構成では、出力のフィードバック制御のために遮断スイッチの出力部側の端子の電圧をモニタすることになるが、遮断スイッチのオン抵抗などの影響によりモニタした電圧の値よりも実際に負荷に与えられる電圧の値が低下することになり、その出力を精度良く制御することができない可能性がある。これに対し、本実施形態の構成では、遮断スイッチ９は、出力のフィードバック制御のための電圧のモニタ経路に介在していない。そのため、本実施形態の構成によれば、遮断スイッチ９のオン抵抗などの影響を受けることなく、ソレノイドバルブ５に与えられる電圧を正確にモニタすることが可能となり、その結果、その出力を精度良く制御することができる。

【0029】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図３および図４を参照して説明する。
図３に示すように、本実施形態のＰＬＣ２１の出力モジュール２２は、第１実施形態の出力モジュール３に対し、遮断スイッチ２３が追加されている点、マイコン７に代えてマイコン２４を備えている点などが異なっている。遮断スイッチ２３は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチング素子であり、電源回路６からＤＡＣ８に対する電源供給の経路に直列に介在している。

【0030】

遮断スイッチ２３は、マイコン２４から与えられる２値の開閉信号Ｓｃに基づいて開閉される。具体的には、遮断スイッチ２３は、開閉信号Ｓｃが開放を指令するレベルであるときに開放、つまりオフされるとともに、開閉信号Ｓｃが閉鎖を指令するレベルであるときに閉鎖、つまりオンされる。本実施形態では、開閉信号Ｓｃは、ロウレベルのときに開放を指令するとともに、ハイレベルのときに閉鎖を指令するようになっている。このように、遮断スイッチ２３は、ＤＡＣ８に対する電源供給の経路を開閉するものであり且つマイコン２４により開閉が制御される第２遮断スイッチとして機能する。

【0031】

マイコン２４は、マイコン７と同様、制御部として機能するものであり、異常検出部２５および開閉制御部２６を備えている。異常検出部２５および開閉制御部２６は、異常検出部１１および開閉制御部１２と同様、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの協働により実現することができる。異常検出部２５は、異常検出部１１と同様の機能に加え、接続端子Ｐ２がグランドに短絡する異常である地絡異常を検出する機能を有している。

【0032】

このような地絡異常は、例えば、図４に示すように、接続端子Ｐ２とグランドとの間が配線を介して短絡する配線短絡などが原因で生じる。この場合、マイコン２４は、地絡異常の検出を可能にするため、ＤＡＣ８の信号線Ｌ１に流れる電流を検出するようになっている。異常検出部２５は、信号線Ｌ１に流れる電流などに基づいて、次のようにして地絡異常を検出することができる。すなわち、異常検出部２５は、遮断スイッチ９を開放するように制御されたにもかかわらず、信号線Ｌ１に電流が流れていることが確認された場合に地絡異常が発生したと判断することができる。なお、地絡異常の検出のために遮断スイッチ９を開放する時間は、通常の動作に影響の無い範囲の比較的短い時間となっている。

【0033】

開閉制御部２６は、開閉制御部１２と同様の機能に加え、遮断スイッチ２３の開閉を制御する機能を備えており、前述した開閉信号Ｓｃを生成する。開閉制御部２６は、地絡異常を含む各種の異常が生じていない通常時、ハイレベルの開閉信号Ｓｃを生成して出力する。つまり、開閉制御部２６は、通常時、遮断スイッチ２３を閉鎖するように制御する。これにより、通常時、遮断スイッチ２３は、閉鎖された状態となる。また、開閉制御部２６は、異常検出部２５により地絡異常が検出されると、ロウレベルの開閉信号Ｓｃを生成して出力する。つまり、開閉制御部２６は、地絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ２３を開放するように制御する。これにより、地絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ２３は、開放された状態となる。

【0034】

第１実施形態の構成では、接続端子Ｐ２がグランドに短絡する異常である地絡異常が発生した場合には、遮断スイッチ９をオフにしたとしてもソレノイドバルブ５のコイル５ａに対する通電が遮断されずに、コイル５ａに電流が流れるおそれがある。そこで、本実施形態の出力モジュール２２は、ＤＡＣ８に対する電源供給の経路を開閉する遮断スイッチ２３を備えている。そして、出力モジュール２２の動作全般を制御するマイコン２４は、地絡異常を検出する異常検出部２５および異常検出部２５により地絡異常が検出されると遮断スイッチ２３を開放するように制御する開閉制御部２６を備えている。

【0035】

このような構成によれば、配線短絡などが原因となって地絡異常が発生した場合、その地絡異常を検出することができ、また、異常検出時には、遮断スイッチ２３が開放されることからＤＡＣ８の動作が停止され、それによりコイル５ａに対する通電を遮断すること、つまり出力を安全状態にすることができる。本実施形態の構成では、遮断スイッチ９、２３のいずれについても、出力のフィードバック制御のための電圧のモニタ経路には介在していない。そのため、本実施形態の構成によれば、第１実施形態の構成と同様、遮断スイッチ９、２３のオン抵抗などの影響を受けることなく、ソレノイドバルブ５に与えられる電圧を正確にモニタすることが可能となり、その結果、その出力を精度良く制御することができる。

【0036】

本実施形態の異常検出部２５は、第１実施形態の異常検出部１１と同様の機能を備えている。つまり、異常検出部２５は、天絡異常および地絡異常の双方を検出することができる。また、本実施形態の開閉制御部２６は、第１実施形態の開閉制御部１２と同様の機能を備えている。つまり、開閉制御部２６は、異常検出部２５により天絡異常が検出されると遮断スイッチ９を開放するように制御するとともに、異常検出部２５により地絡異常が検出されると遮断スイッチ２３を開放するように制御する。このような本実施形態の構成および制御によれば、天絡異常および地絡異常のいずれが生じた場合であっても、その異常を検出するとともに、異常検出時に出力を確実に安全状態にすることができる。

【0037】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図５および図６を参照して説明する。
図５に示すように、本実施形態のＰＬＣ３１の出力モジュール３２は、第１実施形態の出力モジュール３に対し、遮断スイッチ３３が追加されている点、マイコン７に代えてマイコン３４を備えている点などが異なっている。遮断スイッチ３３は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチング素子であり、ＤＡＣ８の出力端子から接続端子Ｐ１へと至る経路、つまり信号線Ｌ１に直列に介在している。

【0038】

遮断スイッチ３３は、マイコン３４から与えられる２値の開閉信号Ｓｄに基づいて開閉される。具体的には、遮断スイッチ３３は、開閉信号Ｓｄが開放を指令するレベルであるときに開放、つまりオフされるとともに、開閉信号Ｓｄが閉鎖を指令するレベルであるときに閉鎖、つまりオンされる。本実施形態では、開閉信号Ｓｄは、ロウレベルのときに開放を指令するとともに、ハイレベルのときに閉鎖を指令するようになっている。このように、遮断スイッチ３３は、ＤＡＣ８の出力端子から接続端子Ｐ１へと至る経路を開閉するものであり且つマイコン３４により開閉が制御される第３遮断スイッチとして機能する。

【0039】

マイコン３４は、マイコン７と同様、制御部として機能するものであり、異常検出部３５および開閉制御部３６を備えている。異常検出部３５および開閉制御部３６は、異常検出部１１および開閉制御部１２と同様、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの協働により実現することができる。異常検出部３５は、異常検出部１１と同様の機能に加え、第２実施形態の異常検出部２５と同様の機能、つまり地絡異常を検出する機能を有している。

【0040】

このような地絡異常は、例えば、図６に示すように、接続端子Ｐ２とグランドとの間が配線を介して短絡する配線短絡などが原因で生じる。この場合、マイコン３４は、地絡異常の検出を可能にするため、第２実施形態のマイコン２４と同様、ＤＡＣ８の信号線Ｌ１に流れる電流を検出するようになっている。異常検出部３５は、第２実施形態の異常検出部２５と同様、信号線Ｌ１に流れる電流などに基づいて地絡異常を検出することができる。

【0041】

開閉制御部３６は、開閉制御部１２と同様の機能に加え、遮断スイッチ３３の開閉を制御する機能を備えており、前述した開閉信号Ｓｄを生成する。開閉制御部３６は、地絡異常を含む各種の異常が生じていない通常時、ハイレベルの開閉信号Ｓｄを生成して出力する。つまり、開閉制御部３６は、通常時、遮断スイッチ３３を閉鎖するように制御する。これにより、通常時、遮断スイッチ３３は、閉鎖された状態となる。また、開閉制御部３６は、異常検出部３５により地絡異常が検出されると、ロウレベルの開閉信号Ｓｄを生成して出力する。つまり、開閉制御部３６は、地絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ３３を開放するように制御する。これにより、地絡異常が検出された異常検出時、遮断スイッチ３３は、開放された状態となる。

【0042】

以上説明したように、本実施形態の出力モジュール３２は、ＤＡＣ８の出力端子から接続端子Ｐ１へと至る経路を開閉する遮断スイッチ３３を備えている。そして、出力モジュール３２の動作全般を制御するマイコン３４は、地絡異常を検出する異常検出部３５および異常検出部３５により地絡異常が検出されると遮断スイッチ３３を開放するように制御する開閉制御部３６を備えている。このような構成によれば、配線短絡などが原因となって地絡異常が発生した場合、その地絡異常を検出するとともに、異常検出時にコイル５ａに対する通電を遮断すること、つまり出力を安全状態にすることができる。

【0043】

本実施形態の異常検出部３５は、第１実施形態の異常検出部１１と同様の機能を備えている。つまり、異常検出部３５は、天絡異常および地絡異常の双方を検出することができる。また、本実施形態の開閉制御部３６は、第１実施形態の開閉制御部１２と同様の機能を備えている。つまり、開閉制御部３６は、異常検出部３５により天絡異常が検出されると遮断スイッチ９を開放するように制御するとともに、異常検出部３５により地絡異常が検出されると遮断スイッチ３３を開放するように制御する。このような本実施形態の構成および制御によれば、天絡異常および地絡異常のいずれが生じた場合であっても、その異常を検出するとともに、異常検出時に出力を確実に安全状態にすることができる。

【0044】

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

【0045】

本発明は、外部の負荷に対してアナログの電圧を出力するＰＬＣ１の出力モジュール３などに限らず、外部の負荷に対してアナログの電圧または電流を出力する産業用制御装置の出力モジュール全般に適用することができる。なお、外部の負荷に対してアナログの電流を出力する産業用制御装置の出力モジュールの場合、出力部としては、電圧出力型のＤＡＣ８に代えて、アナログの電流を出力する電流出力型のＤＡＣなどを採用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１、２１、３１…ＰＬＣ、３、２２、３２…出力モジュール、５…ソレノイドバルブ、５ａ…コイル、７、２４、３４…マイコン、８…ＤＡＣ、９…遮断スイッチ、１１、２５、３５…異常検出部、１２、２６、３６…開閉制御部、２３…遮断スイッチ、３３…遮断スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】