定序器模拟输出单元的制作方法
【专利摘要】作为用于对利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元的输出配线的断线的产生、过电流输出等异常的产生进行检测的结构，在利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元中，在输出所述模拟电流信号的电流输出电路的电流输出端设置电流检测电阻器，该电流检测电阻器用于直接检测向所述负载输出的模拟电流，该定序器模拟输出单元具备：监视电路，其对所述电流检测电阻器的两端电压进行监视；以及异常检测电路，其能够基于所述监视电路的监视结果，对是否产生了断线或过电流进行判别。
【专利说明】
定序器模拟输出单TC
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定序器模拟输出单元，其利用模拟电流信号对阀等负载进行控制。
【背景技术】
[0002]在定序器模拟输出单元的负载控制方式中，存在利用模拟电流信号控制负载的方式、以及利用模拟电压信号控制负载的方式，它们具有如下的优缺点。
[0003]模拟电流信号抗噪声能力强，只要处于中途未分支的控制环内，电流值在任何位置都相同，因此，即便对于远距离的负载，也能够准确地控制。但是，由于是电流控制，因此，电流的消耗较多。
[0004]与此相对，模拟电压信号抗噪声能力弱，会由于电线、端子的电阻分量而引起电压降，因此，无法准确地控制远距离的负载。但是，由于是电压控制，因此电流的消耗较少。
[0005]然而，在要求高可靠性的定序器系统中使用的定序器模拟输出单元中，需要能够检测出输出配线的断线、输出电路的短路等异常的产生。关于这一点，已知在利用模拟电压信号控制负载的方式的定序器模拟输出单元中，对异常的产生进行检测的技术(例如，参照专利文献I)。
[0006]专利文献1:日本特开2009-301418号公报
【发明内容】
[0007]然而，在利用模拟电流信号控制负载的方式的定序器模拟输出单元中，在电流输出电路的结构方面，由单元本身检测出由输出配线的断线、电流输出电路的短路引起的过电流输出等异常的产生的技术是未知的，以往，如下方法较为普遍，即，当输出配线断线时，在接收信号的一方即对方侧设备(用户)中检测出该断线的产生并对其进行处理。
[0008]因此，为了提高定序器系统的可靠性，希望能够由利用模拟电流信号对信号的发送方即负载进行控制的方式的定序器模拟输出单元本身，来检测到异常的产生。
[0009]本发明就是鉴于上述情形而提出的，其目的在于获得一种定序器模拟输出单元，能够检测出利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元的输出配线的断线的产生、过电流输出等异常的产生。
[0010]为了解决上述课题并达成目的，本发明是一种定序器模拟输出单元，其利用模拟电流信号控制负载，其特征在于，在输出所述模拟电流信号的电流输出电路的电流输出端设置电流检测电阻器，该电流检测电阻器用于直接检测向所述负载输出的模拟电流，该定序器模拟输出单元具备:监视电路，其对所述电流检测电阻器的两端电压进行监视；以及异常检测电路，其能够基于所述监视电路的监视结果，对是否产生了断线或过电流进行判别。
[0011]发明的效果
[0012]根据本发明，发挥如下效果，S卩，由于能够对利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元的输出配线的断线、过电流输出等异常的产生进行检测，因此，能够提高使用该定序器模拟输出单元的定序器系统的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的定序器模拟输出单元中的电流输出电路的异常检测系统的结构的电路图。
[0014]图2是对在作为对比例而示出的、通常的电流输出电路中的异常检测方法进行说明的电路图。
[0015]图3是对以多通道设置有图2所示的电流输出电路的情况下的问题进行说明的图。
[0016]图4是多通道结构的定序器模拟输出单元中使用的电流输出电路的电路图。
【具体实施方式】
[0017]以下，基于附图对本发明所涉及的定序器模拟输出单元的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限定于该实施方式。
[0018]实施方式.
[0019]图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的定序器模拟输出单元的电流输出电路中的异常检测系统的结构的电路图。
[0020]图1中，本实施方式所涉及的定序器模拟输出单元的电流输出电路I具备:晶体管2，其用于向负载输出电流k ；电流检测电阻器3，其用于对输出电流k进行检测；以及放大器4，其控制晶体管2。
[0021]晶体管2的集电极端子与电源5连接，发射极端子与电流检测电阻器3的一端连接，基极端子与放大器4的输出端连接。电流检测电阻器3的另一端与代表阀等控制对象(负载)的负载电阻器6的一端连接，负载电阻器6的另一端与电路接地相连接。另外，控制电压从输入端子7施加于放大器4的一个输入端(+ ),负载电阻器5所形成的电压作为反馈电压而施加于另一个输入端(-)。
[0022]利用该结构，以追随从输入端子7输入到晶体管2的基极端子的控制电压的方式，从电流输出电路I向负载(负载电阻器6)供给模拟电流信号(输出电流I1)。该电流输出电路I的异常检测系统具备差动电路11、断线判别电路12、过电流判别电路13以及基准电压控制部14。
[0023]差动电路11是监视电流检测电阻器3的两端电压的电路，对晶体管2的发射极端子和电流检测电阻器3的一端之间的连接端a的电压Va、以及电流检测电阻器3的另一端和负载电阻器6的一端之间的连接端b的电压Vb进行比较判别，并将其判别结果即差动电压Vc并行地输出到断线判别电路12和过电流判别电路13。
[0024]断线判别电路12具备比较电路16、晶体管17以及基准电压源18。在比较电路16的负输入端(-)输入有差动电压Vc。基准电压源18设置于比较电路16的正输入端(+ )和电路接地之间。晶体管17的基极端子与比较电路16的输出端连接，集电极端子经由电阻器19与电源5连接，发射极端子与电路接地相连接。断线判别电路12的输出端子20是从晶体管17的集电极端子引出的。
[0025]过电流判别电路13具有与断线判别电路12相同的电路结构，具备比较电路22、晶体管23以及基准电压源24。在比较电路22的正输入端(+ )输入有差动电压Vc。基准电压源24设置于比较电路22的负输入端(-)和电路接地之间。晶体管23的基极端子与比较电路22的输出端连接，集电极端子经由电阻器25与电源5连接，发射极端子与电路接地相连接。过电流判别电路13的输出端子26是从晶体管23的集电极端子引出的。
[0026]基准电压控制部14分别控制断线判别电路12中的基准电压源18的基准电压Vrefl、以及过电流判别电路13中的基准电压源24的基准电压Vref2。基准电压控制部14例如能够由MPU (微型计算机)构成，以便能够通过程序控制对基准电压Vrefl、Vref2进行设定变更。
[0027]接着，对本实施方式所涉及的异常检测动作进行说明。
[0028]<断线检测动作>
[0029]通常，当对负载输出模拟电流时，负载电流L在电流检测电阻器3和负载电阻器6中流动。在差动电路11中，作为连接端a的电位Va和连接端b的电位Vb的差动电压Ne’检测出在电流检测电阻器3中流动的负载电流L。通过Vc = Va — Vb,能够计算差动电压Vc。
[0030]在断线判别电路12中，对差动电压Vc和基准电压Vrefl进行比较，如果Vc< Vrefl，则将输出端子20置于“H”电平，判断为产生了断线。例如，假定电流检测电阻器3的电阻值为100 Ω、且基准电压Vref为0.1V，与负载电阻器6连接的正(+ )侧的配线断线。此时，电流不在电流检测电阻器3流动，连接端a的电位Va和连接端b的电位Vb变为相同的电位。因此，Vc = O、且Vrefl = 0.1V，从而变成Vc < Vrefl，能够判断为产生了断线，将输出端子20置于“H”电平。
[0031]上述例子是配线完全断线的情况下的动作，例如在用户想要以2mA的负载电流込判断断线的产生的情况下，能够通过由基准电压控制部14控制基准电压Vrefl并将其设定为0.2V来实现。这样，还能够以用户希望的判定值判断断线的产生。
[0032]<过电流检测动作>
[0033]过电流检测动作与断线检测动作相同，使用由差动电路11检测出的差动电压Vc。即，在过电流判别电路13中，对差动电压Vc和基准电压Vref 2进行比较，如果Vc > Vref 2,则将输出端子26置于“H”电平，判断为产生了过电流。
[0034]例如，假设为电流输出电路I的晶体管2发生了短路故障。此时，过电流有可能在电流检测电阻器3以及负载电阻器6中流动。例如，如果作为正常输出是电流输出电路I输出20mA，但却流过30mA(过电流)，则此时的连接端a和连接端b之间的差动电压Vc产生与正1mA相应的过电压。
[0035]另外，在用户想要以任意的判定值判断过电流的产生的情况下，通过由基准电压控制部14控制基准电压Vref2，能够以用户希望的判定值判断过电流的产生。
[0036]如上，根据本实施方式，能够对利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元的输出配线的断线、过电流输出这些异常的产生进行检测，并且，能够与用户的使用环境相匹配地进行异常的检测。
[0037]接着，参照图2?图4对本实施方式的意义进行说明。此外，图2是对在作为对比例而示出的、通常的电流输出电路中的异常检测方法进行说明的电路图。图3是对以多个通道设置有图2所示的电流输出电路的情况下的问题进行说明的图。图4是多通道结构的定序器模拟输出单元中使用的电流输出电路的电路图。
[0038]如图2所示，通常的电流输出电路30具备:晶体管31，其集电极端子与电源5连接；负载电阻器32，其一端与晶体管31的发射极端子连接；以及放大器33。施加于输入端子34的控制电压输入到放大器33的一个输入端(+ )，由负载电阻器32生成的反馈电压输入到放大器33的另一个输入端(-)，放大器33的输出端与晶体管31的基极端子连接。
[0039]在该电流输出电路30中，如果在负载电阻器32的另一端和电路接地之间设置电流检测电阻器35，并使异常检测电路36与负载电阻器32的另一端和电流检测电阻器35之间的连接端连接，则能够检测出断线、过电流输出。
[0040]然而，通常，定序器模拟输出单元具备多个通道的电流输出电路，因此，例如，如图3所示，在定序器模拟输出单元具有2个电流输出电路30a、30b，且与它们的输出配线相连的负载电阻器32a、32b配置于一个对方侧设备33中的情况下,有时负载电阻器32a、32b的负侧在该对方侧设备33中共同接地至大地。
[0041]在这种情况下，例如，对于向通道#1的电流输出电路30a的反馈电流而言，由于共同地接地，因此在与向通道#2的电流输出电路30b的反馈电流干扰以后，向电流检测电阻器35a流动，在电流输出电路30a、30b中，分别导致电流无法正确输出。
[0042]因此，以往，对于多通道结构的定序器模拟输出单元中的电流输出电路，无法采用图2所示的通常的结构，为了实现即便负载电阻器在对方侧设备中接地也不会造成障碍，采用在图2的基础上，将负载电阻器32和电流检测电阻器35调换后的图4所示的电路结构。也就是说，采用图1所示的电流输出电路I。
[0043]然而，在图1所示的电流输出电路I的结构中，在进行断线、过电流输出的检测的情况下，电流检测电阻器3的一侧不接地，因此，两端的电位根据负载电阻器6的值的大小、输出电流k的大小而变动，难以对断线的产生、过电流输出的产生进行检测。因此，以往，在对方侧设备中对断线的产生进行检测，因而，谋求对此进行改善。
[0044]在本实施方式中，即使电流检测电阻器3的两端电位根据负载电阻器6、输出电流Il的值而变动，也表现出与断线的产生、过电流输出的产生对应的电位，着眼于这一点，如图1所示那样构成异常检测系统，能够由输出单元本身进行异常的检测。
[0045]工业实用性
[0046]如上，本发明所涉及的定序器模拟输出单元，能够对利用模拟电流信号控制负载的定序器模拟输出单元的输出配线的断线的产生、过电流输出等异常的产生进行检测，因此，能够提高所使用的定序器系统的可靠性，其作为定序器模拟输出单元具有实用性。
[0047]标号的说明
[0048]I电流输出电路
[0049]2、17、23 晶体管
[0050]3电流检测电阻器
[0051]4放大器
[0052]5 电源
[0053]6代表负载(控制对象)的负载电阻器
[0054]7输入端子
[0055]11差动电路(监视电路)
[0056]12断线判别电路
[0057]13过电流判别电路
[0058]14基准电压控制部
[0059]16、22比较电路
[0060]18、24基准电压源
[0061]19、25 电阻器
[0062]20、26输出端子
【权利要求】
1.一种定序器模拟输出单元，其利用模拟电流信号控制负载，其特征在于， 在输出所述模拟电流信号的电流输出电路的电流输出端设置电流检测电阻器，该电流检测电阻器用于直接检测向所述负载输出的模拟电流， 该定序器模拟输出单元具备: 监视电路，其对所述电流检测电阻器的两端电压进行监视；以及异常检测电路，其能够基于所述监视电路的监视结果，对是否产生了断线或过电流进行判别。
2.根据权利要求1所述的定序器模拟输出单元，其特征在于， 所述监视电路是能够输出所述电流检测电阻器的两端电压的差动电压的差动电路，所述异常检测电路是由比较电路构成的断线判别电路，该比较电路根据所述差动电压是否小于或等于判定值而判别是否产生了断线。
3.根据权利要求1所述的定序器模拟输出单元，其特征在于， 所述监视电路是能够输出所述电流检测电阻器的两端电压的差动电压的差动电路，所述异常检测电路是由比较电路构成的过电流判别电路，该比较电路根据所述差动电压是否大于或等于判定值而判别是否产生了过电流输出。
4.根据权利要求2或3所述的定序器模拟输出单元，其特征在于， 还具备控制部，该控制部能够通过程序控制，任意地对在所述比较电路中与所述差动电压比较的所述判定值进行变更设定。
【文档编号】G05B19/048GK104204974SQ201280072233
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年4月9日 优先权日:2012年4月9日
【发明者】绵引政贵, 星川贤, 高濑茂明 申请人:三菱电机株式会社