JPH0248819A - 制御機器の入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は入力装置に係り、特に、制御機器の入力装置
に関するものである。

（発明の概要） 本発明はプログラマブルコントローラ等の制御機器の信
号の入力装置において、入力装置を低レベル電圧の入力
信号から高レベル電圧の入力信号まで対応できるように
することにより入力装置の種類を１種類にして製造コス
トの低減を図るものであり、また前記のように入力装置
の種類を１種類にすることにより入力装置の在庫の数を
減らして在庫管理のコストを低減するものである。

（従来技術とその問題点） プログラマブルコントローラ（以下、ｒＰＣＪという）
等の制御機器は、センサやリミットスイッチ等から入力
される入力信号の電圧レベルと、内部演算処理部の電圧
レベルが異なるため、第３図の破線で囲まれた部分のよ
うな入力装置Ｃｉｎを備えておりこれで前記入力信号を
内部演算処理部の電圧レベルに変換している。第３図の
２は外部信号用電源、Ｅはその電圧、３は外部入力接点
である。

前記入力信号は入力端子ＬＡ、ＩＢに入力された後、電
流制限用抵抗器４を介してアイソレーション用フォトカ
プラ６の入力側発光ダイオード６Ａに入力され、出力側
フォトトランジスタ６Ｂから内部演算処理部へ出力され
る。抵抗器５は、抵抗器４とともにフォトカプラ６の入
力側発光ダイオード６Ａに印加される電圧を適正な値に
調整するためのものであり、前記印加される電圧が入力
側発光ダイオード６Ａの順方向電圧より低くなれば入力
装置はＯＦＦとなる。ここで、入力側発光ダイオード６
Ａは、通常その動作に好適な電流値があるので、前記電
流制限用抵抗器４には適正な抵抗値のものが選ばれてい
る。

しかしながら、入力信号電圧Ｅには５Ｖ、１２Ｖ、２４
Ｖ等様々なものがあるため、従来の制御機器は、前記そ
れぞれの入力信号に対応して電流制限用抵抗器４および
抵抗器５の値を変えた複数種の入力装置を予め用意して
おいて、この中から前記入力信号に合ったものをセット
するようにしていた。すなわち、前記のように、入力信
号の電圧レベルに合わせて何通りもの入力装置を用意し
なければならなかったので、入力装置の製造コストが高
くなり、また制御機器にセットされるまで保管しておく
入力装置が増えるので、在庫管理のコストが高くなると
いう問題点があった。

（発明の目的） 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、入力装置の入力信号のレベル変換機能を電圧の異な
る複数種の入力信号に対応できるように構成することに
より、入力装置を１種類に統一して製造コストを低減し
、また保管しておく在庫の数を減らして在庫管理のコス
トを低減することを目的とするものである。

（発明の構成と効果） この発明は上記の目的を達成するため、入力信号を内部
演算処理部に伝達するフォトカプラと、このフォトカプ
ラの入力側発光ダイオードに直列に接続された電流制限
用抵抗とを備えた制御機器の入力装置において、 前記入力信号の電圧レベルを判定する入力信号電圧レベ
ル判定回路と、 この入力信号電圧レベル判定回路の出力でＯＮ。

ＯＦＦして前記電流制限用抵抗を制御する抵抗制御スイ
ッチとを具備したことを特徴とするものである。

この発明の入力装置は、上記のように構成されているた
め、低電圧レベルの入力信号が入力されたときは前記抵
抗制御スイッチがＯＮあるいはＯＦＦとなって電流制限
用抵抗の抵抗値を小さくし、一方高電圧レベルの入力信
号が入力されたときは前記抵抗制御スイッチがＯＦＦ、
あるいはＯＮとなって電流制限用抵抗の抵抗値を大きく
して、常にフォトカプラの入力側発光ダイオードに好適
なほぼ一定の電流が流れるので、入力装置を１種類に統
一して製造コストを低減することができ、また保管して
おく在庫の数を減らして在庫管理のコストを低減するこ
とができる等の効果を有する。

（実施例の説明） 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る入力装置の第１の実施例を示す
電気回路図である。なお、従来と同じ構成要素には同一
符号を付して説明する。

本実施例のｐｃ等の制御機器の入力装置Ｃｉｎは、第１
図に示すように、電流制限用抵抗器４が２個の電流制限
用抵抗器４Ａ、４Ｂからなり、これらがフォトカプラ６
の入力側発光ダイオード６Ａに直列に接続されている。

７は入力信号電圧レベル判定回路（以下、単に「判定回
路」という）であり、入力端子ＩＡと入力端子ＩＢの間
に設けられて、入力信号電圧Ｅの電圧レベルが低レベル
電圧ＥＬ（例えば５Ｖ）か、あるいは高レベル電圧ＥＨ
（例えば１２〜２４■）かを判定するものである。

本実施例の判定回路７は、抵抗器８．９と、ツェナダイ
オード１０と、ＰＮＰトランジスタ１１と、抵抗器１２
とからなり、第１図に示すように、前記抵抗器８と抵抗
器９は直列接続され、抵抗器９の一端が入力端子ＩＡに
、抵抗器８Ａの一端が入力端子ＩＢに接続されている。

そして抵抗器８と抵抗器９の接続部分は、ツェナダイオ
ード１０を介してトランジスタ１１のベースに接続され
ている。トランジスタ１１のエミッタは入力端子１Ａ、
抵抗器９および後述する抵抗制御スイッチ１３のエミッ
タ、電流制限用抵抗４Ｂのそれぞれに接続されている。

トランジスタ１１のコレクタは、抵抗制御スイッチ１３
のベースに接続され、また抵抗器１２を介して抵抗器８
、入力端子ＩＢおよびフォトカプラ６の入力側発光ダイ
オード６Ａに接続されている。抵抗制御スイッチ１３は
ＰＮＰトランジスタからなり、ベースがトランジスタ１
１のコレクタおよび抵抗器１２の一端に接続され、エミ
ッタが電流制限用抵抗４Ｂの一端に接続され、コレクタ
が電流制限用抵抗４Ｂの前記と異なる端部と電流制限用
抵抗４Ａの一端に接続されている。

電流制限用抵抗４Ａの前記と異なる端部はフォトカプラ
６の入力側発光ダイオード６Ａに接続されている。抵抗
制御スイッチ１３は判定回路７のトランジスタ１１と抵
抗器１２の間から取り出される出力信号でＯＮ、ＯＦＦ
されて入力信号電圧Ｅが低レベル電圧ＥＬのときは電流
制限用抵抗４Ｂを短絡し、入力信号電圧Ｅが高レベル電
圧ＥＨのときは電流制限用抵抗４Ｂを短絡しないように
制御されている。このため、電流制限用抵抗４Ａと電流
制限用抵抗４Ｂとからなる電流制御用抵抗４は、前記抵
抗制御スイッチ１３で電流制限用抵抗４Ｂを短絡するこ
とによって抵抗値が小さくされ、電流制限用抵抗４Ｂを
短絡しないときには大きな抵抗値にされる。

前記抵抗制御スイッチ１３がＯＮして電流制限用抵抗４
Ｂを短絡したときは、発光ダイオード６Ａに供給される
電流値が電流制限用抵抗４Ａの抵抗値で決定されるので
、電流制限用抵抗器４Ａは低レベル電圧ＥＬの信号が入
力されたときに、発光ダイオード６Ａに適正な電流を流
すことができるものを用いる。一方、高レベル電圧ＥＨ
の入力信号Ｅが入力されて抵抗制御スイッチ１３がＯＦ
Ｆとされたときは電流制限用抵抗４Ｂが短絡されず、発
光ダイオード６Ａに供給される電流が電流制限用抵抗４
Ａと電流制限用抵抗４Ｂの抵抗値の和で決定されるので
、電流制限用抵抗器４Ｂは電流制限用抵抗器４Ａとの和
が、高レベル電圧ＥＨの入力信号が入力されたときに発
光ダイオード６Ａに好適な電流を流すことができるもの
が用いられる。

抵抗器８．９の抵抗値は、低レベル電圧ＥＬの入力信号
Ｅが入力されたときに、抵抗器９の両端の電位降下がツ
ェナダイオード１０のツェナ電圧Ｖｚとトランジスタ１
１のペースエミッタ間電圧の和より大きくなって、ベー
スエミッタ間が順バイアスになってトランジスタ１１を
ＯＮさせ、高レベル電圧Ｅ＋の入力信号Ｅが入力された
ときに、抵抗器９の電位降下が前記ツェナ電圧Ｖｚとペ
ースエミッタ間電圧の和より小さくなって、ペースエミ
ッタ間が逆バイアスになってトランジスタ１１をＯＦＦ
させるように設定されている。

次に、抵抗器１２の抵抗値は、抵抗制御スイッチ１３が
ＯＮしているときは飽和動作領域で動作させられるため
、そのときの抵抗制御スイッチ１３に十分なベース電流
を供給できるように設定されている。

次に、低レベル電圧ＥＬの入力信号Ｅが入力されたとき
の入力装置Ｃｉｎの回路動作を説明する。

外部入力接点３が閉じられて低レベル電圧ＥＬの入力信
号Ｅが入力されたときは、抵抗器８と抵抗器９の接続点
の電位が、ツェナダイオード１０を介してトランジスタ
１１をＯＮすることができる電位になるため、トランジ
スタ１１がＯＮされる。すると抵抗器１２の両端に抵抗
制御スイッチ１３をＯＮさせるのに十分な電位差を生じ
るので、そのＯＮした抵抗制御スイッチ１３によって電
流制限用抵抗４Ｂが短絡されて、入力側発光ダイオード
６Ａに適正な電流が流れ、出力側フォトトランジスタ６
Ｂから内部演算処理部の信号レベルの出力信号が出力さ
れる。

次に、高レベル電圧ＥＨの入力信号電圧Ｅが入力された
ときの回路動作を説明する。

外部接続点３が閉じられて高レベル電圧ＥＨの入力信号
が入力されたときは、抵抗器８と抵抗器９の接続点の電
位が高くトランジスタ１１のペースエミッタ間が順バイ
アスにならずＯＮされないため、抵抗器１２の両端に電
位差が発生しない。

このため、抵抗制御スイッチ１３のベースがそのスイッ
チ１３をＯＮさせるための電位にならないので、抵抗制
御スイッチ１３はＯＦＦとなり、電流制限用抵抗４Ｂが
短絡されない。よって入力側発光ダイオード６Ａに流れ
る電流が電流制限用抵抗４Ａ、４Ｂによって適正に調整
され、出力側フォトトランジスタ６Ｂから内部演算処理
部の信号レベルに合った出力信号が出力される。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施例
の入力装置の構成によれば、ＰＣ等の制御装置にセット
される入力装置を、低レベル電圧ＥＬの入力信号Ｅから
高レベル電圧ＥＨの入力信号Ｅまで対応できる巾の広い
ものにできるので、１種類の入力装置を製造すればよい
。したがって、何通りもの入力装置を製造する場合に比
べて、製造コストを低減することができ、また前記のよ
うに入力装置が１種類になることにより、保管しておく
入力装置の在庫の数を減らすことができるので、在庫管
理のコストを低減することができる。

次に、本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する
。

本実施例は、判定回路７のトランジスタ１１と抵抗制御
スイッチ１３のそれぞれにＮＰＮトランジスタを用いて
いる。そして、トランジスタ１１のベースはツェナダイ
オード１０から抵抗器８を介して入力端子ＩＡに接続さ
れ、また抵抗器９を介して入力端子ＩＢに接続されてい
る。トランジスタ１１のコレクタは、抵抗制御スイッチ
１３のベースに接続され、また抵抗器１２を介して入力
端子ＩＡ、抵抗器８、電流制限用抵抗４Ａのそれぞれに
接続されている。トランジスタ１１のエミッタは、入力
端子ＩＢ、抵抗器９、抵抗制御スイッチ１３のエミッタ
、電流制限用抵抗４Ｂのそれぞれに接続されている。抵
抗制御スイッチ１３のコレクタは、フォトカブラ６の入
力側発光ダイオード６Ａおよび電流制限用抵抗器４Ｂに
接続されている。

前記抵抗器８，９の抵抗値は、低レベル電圧ＥＬの入力
信号Ｅが入力されたときに、トランジスタ１１がＯＦＦ
となり、高レベル電圧ＥＨの入力信号Ｅが入力されたと
きにトランジスタ１１がＯＮとなるように設定されてい
る。抵抗器１２は、ＯＮにされたときの抵抗制御スイッ
チ１３に十分なベース電流を流すことができるように設
定されている。

次に、低レベル電圧ＥＬの入力信号Ｅが入力されたとき
の回路動作を説明する。

入力信号Ｅが低レベル電圧ＥＬのときは、抵抗器９の両
端の電位降下が小さく（すなわちトランジスタ１１のベ
ースの電位が低く）トランジスタ１１がＯＦＦされるな
め、抵抗器１２を介して抵抗制御スイッチ１３のベース
に十分大きな電圧が印加されてその抵抗制御スイッチ１
３をＯＮにする。したがって、電流制限用抵抗４Ｂが短
絡されて、入力側発光ダイオード６Ａに適正な電流が供
給される。

次に、高レベル電圧ＥＨの入力信号電圧Ｅが入力された
ときの回路動作を説明する。

入力信号Ｅが高レベル電圧ＥＨのときは抵抗器９の両端
の電位降下が大きく（すなわちトランジスタ１１のベー
スの電位が充分高く）トランジスタ１１がＯＮされるた
め、抵抗制御スイッチ１３のベース電位が小さくなるの
で抵抗制御スイッチ１３はＯＦＦとなる。したがって電
流制限用抵抗器４Ｂは短絡されず、電流制限用抵抗器４
Ａ、４Ｂによって入力側発光ダイオード６Ａに適正な電
流が供給される。

以上説明した第２の実施例の入力装置Ｃｉｎの構成によ
り、低レベル電圧ＥＬの入力信号Ｅがら高レベル電圧Ｅ
Ｈの入力信号Ｅまで対応できる入力装置を得ることがで
きるので、ＰＣ等の制御機器にセットされる入力装置を
１種類に統一して製造コストを低減することができ、゛
まな前記のように入力装置が１種類になることにより、
保管しておく入力装置の在庫の数を減らすことができる
ので、在庫管理のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る入力装置の第１の実施例を示す電
気回路図、第２図は本発明の第２の実施例を示す入力装
置の電気回路図、第３図は従来の入力装置の電気回路図
である。 Ｃｉｎ・・・入力装置 ４Ａ、４Ｂ・・・電流制限用抵抗 ６・・・フォトカプラ ７・・・判定回路 １３・・・抵抗制御スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号を内部演算処理部に伝達するフォトカプラ
   と、該フォトカプラの入力側発光ダイオードに直列に接
   続された電流制限用抵抗とを備えた制御機器の入力装置
   において、 前記入力信号の電圧レベルを判定する入力信号電圧レベ
   ル判定回路と、 この入力信号電圧レベル判定回路の出力によりＯＮ、Ｏ
   ＦＦされ前記電流制限用抵抗の抵抗値を制御する抵抗制
   御スイッチとを具備することを特徴とする制御機器の入
   力装置。