JPH0332686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃焼機器の近くにあつてこれを直接
に制御する固定のベースユニツトと、このベース
ユニツトにデータ転送兼電源ラインを介して接続
し、離れた所から該燃焼機器を制御するためのリ
モートユニツトとから成る遠隔制御型の燃焼制御
装置に関し、特に上記データ転送兼電源ラインが
主として短絡で代表される異常を生じた場合、当
該データ転送兼電源ラインへのベースユニツト側
からの電源供給を速やかに遮断するように改良し
た遠隔制御型燃焼制御装置に関する。

〈従来の技術〉 昨今、給湯機等の各種燃焼機器の制御装置とし
て、リモートユニツトを有する遠隔制御型燃焼制
御装置が用いられるようになつてきた。

そのシステム構成を示すと第４図示のようにな
り、当該給湯機等の燃焼機器（図示せず）を直接
に制御するベースユニツト１０と、ベースユニツ
トとは離れた位置に設置されるリモートユニツト
３０−１，３０−２，……，３０−ｎ（ｎ＝１，
２，……）とが一般に二本のデータ転送兼電源ラ
イン２０にて連絡されていて、この二本の線路間
には電源電位Eoが与えられている。

これを換言すれば、この種のシステムでは電源
ライン２０を利用してベースユニツト１０とリモ
ートユニツト３０−１，３０−２，……，３０−
ｎとの間でのデータ信号の転送が行なわれるよう
になつており、そのモードには原則として第５図
示のようなキヤリア重畳（ちようじよう）方式が
採られる。

すなわち、データ信号が第５図の上段に示すよ
うなものとして例示すると、下段に示されるよう
に直流電源電位Eoに対し、データ信号に応じた
周波数成分ないしキヤリアが重畳されるようにな
つており、例えばマイクロコンピユータが発する
データ信号が論理値にして低レベル“Ｌ”である
期間、所定の周波数のキヤリア信号が直流電源線
路２０に重畳される。ただし、電源は交流の場合
もあり、そのときにも電源周波数と異なる周波数
を用いることで、この重畳方式は同様に採用する
ことができる。

これに対し、データ信号に同期させて電源電位
Eoをオン−オフする方式もあるが、これはその
ための比較的大型な電源線路スイツチング回路が
必要となり、余り望ましい方式ではない。

いづれにしても、一般にこのようにして相互に
転送されるデータ信号は、ベースユニツト１０が
複数のリモートユニツト３０−ｉ（ｉ＝１，２，
３，……，ｎ）を順次走査しながら、常に一定周
期で双方向に送受信される態様となる。

しかるに、上記のようなシステム構成に沿つた
従来の遠隔制御型燃焼制御装置に関する限り、デ
ータ転送兼電源ラインにもつとも起こり得る事
故、そしてまた重大な結果を招き易い事故とし
て、短絡で代表される異常が生じた場合、これを
検出して当該データ転送兼電源ラインへの電源供
給を遮断するための安全構成を施したような公知
例は認めることができない。

もつとも、燃焼制御装置に限つたことではな
く、より一般的にベースユニツトとリモートユニ
ツトの間のデータ送受信系として考えられたもの
なら、特開昭60−10897号公報に開示された装置
がある。

この公報に開示された装置は、ベースユニツト
内に設けられているマイクロコンピユータ自身が
データ転送兼電源ラインのデータ異常を検出する
ようになつており、ある特定のリモートユニツト
の発するデータ異常を検出した場合、対応するド
ライバ回路を介してリレーを動作させることによ
り、そのリモートユニツトへの電源供給を断つよ
うになつている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記した従来例による装置は、そもそもデータ
を監視するもので、データ転送周期等に異常が生
じた場合に電源供給を停止することはできても、
データ転送兼電源ライン自体が短絡事故を起こし
たとき等にはこれを検出することができない。

また、当該異常を検出するものがベースユニツ
ト内に設けられているマイクロコンピユータ自身
であるため、これに異常が生じた場合には例えデ
ータ異常に関してでさえ、検出機能を示すことは
全く不可能になり、したがつて合せて電源短絡事
故が発生すると、重大かつ極めて危険な状態が具
現し得るという致命的な欠点を持つている。

本発明はこうした点にかんがみて成されたもの
で、データ転送兼電源ラインに短絡で代表される
事故が発生した場合、これを検出して速たかに当
該データ転送兼電源ラインへの電源供給を遮断で
き、かつまたベースユニツトやりリモートユニツ
トに内蔵されているマイクロコンピユータに異常
が生じたとしても、これとは無関係に短絡事故を
検出できる遠隔制御型燃焼制御装置を提供せんと
するものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上記目的を達成するため、次のような
構成の遠隔制御型燃焼制御装置を提供する。

燃焼機器を直接に制御するベースユニツトと、
離れた所から該燃焼機器を制御するための一つ以
上のリモートユニツトとをデータ転送兼電源ライ
ンを介して相互に連結すると共に、該データ転送
ラインに載せるデータを作成し、送受信させるた
めのマイクロコンピユータを上記ベースユニツト
およびリモートユニツトの各々に備えて成る遠隔
制御型燃焼制御装置であつて； 上記ベースユニツトおよびリモートユニツト内
には、 それぞれ自身のユニツト内の上記マイクロコン
ピユータの作成したデジタルパルス列による送信
データを上記データ転送兼電源ラインに重畳する
に適当な転送波形に変換する送信回路と、 該データ転送兼電源ラインを介して送られてく
る転送波形および自身の上記送信回路の出力する
転送波形をデジタルパルス列に復調して受信デー
タを作成し、該受信データを自身のユニツト内の
マイクロコンピユータに与える受信回路とを設け
る一方； 上記ベースユニツトにはさらに、 該ベースユニツトが送信モードにあるときにの
み、該ベースユニツトの上記送信回路に与えられ
る上記送信データと、該送信回路が上記データ転
送兼電源ラインに送出した転送波形を復調した該
ベースユニツトの受信回路の出力する受信データ
とを比較し、該送信データと該受信データとの間
に相違が認められたときに電源遮断信号を出力す
る電源監視回路と、 該電源監視回路からの電源遮断信号に応答し、
上記リモートユニツトへの上記転送兼電源ライン
を介しての電源供給を遮断する電源遮断回路とを
設けたこと； を特徴とする遠隔制御型燃焼制御装置。

〈作用および効果〉 本発明の遠隔制御型燃焼制御装置においては、
まずベースユニツト内に、当該ベースユニツト内
のマイクロコンピユータとは別個独立なハードウ
エアとしての送信回路および受信回路が設けられ
ている。

送信回路はマイクロコンピユータが出力するデ
ジタルパルス列による送信データを例えば先に第
５図に即して示したような転送に適当な波形に変
換する。

受信回路は、逆にデータ転送兼電源ライン中に
転送される転送波形を受け、これを送信データに
準ずるデジタルパルス列に復調し、これを受信デ
ータとしてマイクロコンピユータに与える。

受信回路は、さらに、当該ベースユニツト内の
送信回路の出力する転送波形をもモニタできるよ
うになつている。

したがつて、データ転送兼電源ラインが正常に
機能し、ベースユニツトからリモートユニツトへ
のデータ転送が正常に行なわれているときには、
ベースユニツト内の送信回路に与えれるマイクロ
コンピユータからの送信データと、同じベースユ
ニツト内の受信回路が出力する受信データとは、
送受信回路間の転送時間を無視すれば（実際上、
極めて小さくできる）、時間的にも同一ないし相
似のパルス波形列となる。

しかし、データ転送兼電源ラインに短絡で代表
される事故が発生すると、マイクロコンピユータ
が出力した送信データは、確かに送信回路を介し
て転送に適当な転送波形として出力されても、線
路短絡があれば、受信回路ではこの転送波形を受
けることができないから、当然に受信回路の出力
する受信データと上記送信データとは時間的にも
形態的にも異なるものとなる。一般にはこのと
き、受信データは単なる一定電位ないし一定論理
の連続となる。

したがつて、ある時点においての両データ信号
の相違は公知既存の回路技術をしても容易に判定
できるから、上記要旨構成中に述べられているよ
うに、ベースユニツトのマイクロコンピユータが
送信するときにのみ、こうした判定をなす電源監
視回路を設ければ、これから電源遮断信号を発す
ることができる。

この電源遮断信号に基づき、電源遮断回路はベ
ースユニツトの電源回路からのリモートユニツト
への電源供給を遮断する。

電源遮断回路の具体的な回路構成自体は、これ
も公知既存の電子回路技術により、当業者であれ
ば極めて容易に実現可能であり、都合の良い信号
形態の電源遮断信号に応答して確実にデータ転送
兼電源ラインを解放（電源遮断）することは間違
いなくできるので、結局、本発明によれば、デー
タ転送兼電源ラインに短絡事故が生じた場合、速
やかに当該データ転送兼電源ラインへの電源供給
を断ち、安全を確保することができる。

さらに、送信回路、受信回路、電源監視回路、
電源遮断回路は、それぞれベースユニツト内蔵の
マイクロコンピユータとは別個なハードウエアで
あるので、当該マイクロコンピユータに暴走等の
事故が生じても、データ転送兼電源ラインの短絡
事故は確実にこれを検出することができる。

また付随的な効果であるが、電源監視回路は送
信データと受信データとを監視しているため、当
該送受信回路系の故障をも検出することができ
る。

〈実施例〉 第１図には、本発明によるデータ転送兼電源ラ
インの異常検出機能を有する遠隔制御型燃焼制御
装置の一実施例における燃焼制御用ベースユニツ
ト１０と、このベースユニツト１０に当該データ
転送兼電源ライン２０を介して各接続した複数の
リモートユニツト３０−１，３０−２，……，３
０−ｎ（ｎ＝１，２，……）の内部概略構成が示
されており、各リモートユニツト３０−ｉ（ｌ＝
１，２，……，ｎ）は全て同じ構成で良い。

まず静的な構成としては、ベースユニツト１０
内には商用電源A.C.に接続した電源回路１２が
あり、当該電源回路１２からは一般に複数の正負
直流電圧端子対Ｖ１，Ｇ１；……，Vn，Gnが引
ひ出されている。もつとも実際には接地側端子Ｇ
１；……；Gnは共通となることが多い。

図示実施例では、この中、本発明の動作に係る
端子対はＶ１，Ｇ１であるとし、これによりリモ
ートユニツトおよびベースユニツト内の後述の送
信、受信回路１３，１４が稼動するものとして置
く。

ただし、各ハードウエア部分１３，１４は別な
電源端子対から電源を採つていても、後述の所か
ら顕かなように、本発明の要旨は満足することが
できる。

電源回路１２のＶ１，Ｇ１端子は、電源遮断回
路１６を介した後、データ転送兼電源ライン２０
に電源電位Ｖ１′，Ｇ１′を与え、したがつてこの
二本の線路から成るデータ転送兼電源ライン２０
により、各リモートユニツト３０−ｉが稼動す
る。

ベースユニツト１０内には、図示しない燃焼機
器の各種燃焼動作を制御すると共に、各リモート
ユニツトとの間でデータのやりとりを行なうマイ
クロコンピユータ１１が備えられており、これは
リモートユニツトへの送信データ１７を出力す
る。この送信データ１７は、後に示されるよう
に、一般にデジタルパルス列の形態を採つてい
る。

当該送信データ１７は、本発明により設けられ
ている送信回路１３に与えられ、ここで先に第５
図に示して説明したような変調動作が行なわれ、
当該送信データ１７をデータ転送兼電源ライン２
０に載せるに適当な転送波形とされる。

一方、データ転送兼電源ライン２０中の転送波
形は受信回路１４でモニタされており、したがつ
て当該受信回路の入力には、いづれかのリモート
ユニツト３０−ｉがデータ転送兼電源ライン２０
に出力した上記と同様な転送波形が与えられる
外、ベースユニツト内の送信回路１３自身が出力
した転送波形も入力される。

受信回路１４はこうした入力波形を復調し、も
とのデジタルパルス列より成る受信データ１９と
した後、これをマイクロコンピユータ１１に与え
る。

しかるに、図示はしていないが、上記のマイク
ロコンピユータ１１、送信回路１３、受信回路１
４は、それぞれのリモートユニツト３０−ｉ中に
も設けられているものである。そのためにベース
ユニツトとリモートユニツトとの間でのデータの
送受信が可能となるのである。

ベースユニツト独自にさらに備えられているも
のは、電源監視回路１５である。これは、マイク
ロコンピユータ１１が出力する送信データ１７
と、当該マイクロコンピユータ１１が送信モード
にあるときに送信回路１３から受信回路１４を介
してマイクロコンピユータ１１に帰還される受信
データ１９とを比較するもので、両データ相互の
間に時間的な相関、すなわち同一性ないし相似性
がなくなつた場合、電源遮断信号Ssを発する。

ただし、ベースユニツト１０内のマイクロコン
ピユータ１１が受信モードにあるときには、当
然、マイクロコンピユータ１１からの送信データ
１７は出力されておらず、一方、受信回路１４の
出力にはあるリモートユニツト３０−ｉから送ら
れてきた転送波形を復調した結果としてのパルス
が受信データ１９として生ずるから、両データに
は相違が出る。このときには電源監視回路１５か
ら電源遮断信号Ssが出力されては具合が悪いの
で、上記電源監視回路１５による判定は、ベース
ユニツト内蔵のマイクロコンピユータ１１が送信
モードにあるときに限る必要がある。

そのための手段自体は公知既存の回路技術をし
ても様々あり、どれを採用しても差支えないが、
この実施例ではマイクロコンピユータ１１から送
信イネーブル信号１８を出力させるようにし、こ
れによつて送信回路１３を選択稼動させると共
に、当該送信イネーブル信号１８が有意に出力さ
れているときに限り、電源監視回路１５による送
受信両データの比較判定を行なわせるようにして
いる。

またこの実施例では、本発明要旨とは関係がな
いが、通常この種のマイクロコンピユータに備え
られているパワーオンリセツト回路の出力Psを
利用し、故障修復後、マイクロコンピユータ１１
の再スタートに伴うパワーオンリセツトにより、
電源監視回路１５を初期状態に戻し、電源遮断回
路１６を電源供給モードに付けるようにしてい
る。

以下、第２図における各部の波形図をも参照し
て説明すると、ベースユニツト１０内のマイクロ
コンピユータ１１は、部分や′で示されるよ
うに、自身に与えられている送信タイミングにお
いて送信回路１３に送信データ１６を送出すると
共に、送信回路１３に送信イネーブル信号１８を
与える。

これらイネーブル信号１８と共に送信データ１
７を受けた送信回路１３では、例えば先に第５図
に即して説明した転送モードにより、当該送信デ
ータ１６を電源ラインを兼ねたデータ転送兼電源
ライン２０に載せる。そのため、このときのデー
タ転送兼電源ライン２０の転送波形は、第２図の
部分や′で示されるようなものとなる。

この転送波形は、同じベースユニツト内の受信
回路１４でもモニタされ、したがつてこの受信回
路１４の復調出力は、第２図に部分や′で示
されるように、送信データ１７に等価的に等し
い、ないし時間的な相関を持つた受信データ１９
となる。

データ転送兼電源ライン２０に関しては、各リ
モートコントロールユニツト３０−ｉは全て並列
であり、上記のベースユニツト１０内の送信回路
出力による転送波形は全てのリモートユニツト３
０−ｉに入力されるが、ここであるリモートユニ
ツト３０−ｉのみがこの送信データ１７を受ける
状態に付けられているものとすると、ベースユニ
ツト内受信回路１４と同様の構成で良い当該リモ
ートユニツト３０−ｉ内の受信回路は、上記デー
タ転送兼電源ライン中のデータ信号成分としての
キヤリアを抽出し、第２図中に部分や′で示
されるように、ベースユニツト内受信データ１７
と等価な受信データを得て、これを自身のマイク
ロコンピユータに入力する。

ベースユニツト１０側から送られてきた送信デ
ータ１７に対し、リモートユニツト３０−ｉで
は、当該送信データ１７に応じてベースユニツト
１０へ送り返す所定の送信データを作成し、ベー
スユニツト内送信回路１３と同様の構成で良い送
信回路から例えば第２図中、部分や′で示さ
れるように予定のパターンの転送波形をデータ転
送兼電源ライン２０に送出する。

ベースユニツト１０内の受信回路１４は、第２
図中の部分や′で示されるように、このデー
タを受信データ１９として検出してマイクロコン
ピユータ１１に入力させる。

このような動作をデータを更新しながら一番目
からｎ番目までのリモートユニツト３０−ｉに関
して繰返し行なつていくことにより、図示のシス
テムは動作する。もちろん、ｎ番目からは一番目
に戻る。

このようなデータ転送動作だけであるなら、そ
れは通常の、ないし正常な動作状態であり、従来
においてもこのようなシーケンスが取られてい
た。

これに対して、本発明は特に以下説明するよう
に、第２図中、矢印Ｓで示されるように、データ
転送兼電源ライン２０に短絡事故が発生したとき
に、ベースユニツト側からの送信タイミングにお
いて次のような安全機能を呈する。

ベースユニツト１０内のマイクロコンピユータ
１１から第２図中、部分″で示されるように、
送信データが送信回路１３に与えられ、かつ送信
イネーブル信号１８が送信回路１３および電源監
視回路１５に与えられたときに、すでにデータ転
送兼電源ライン２０に短絡事故が発生している
と、本来ならば仮想線の部分で示されるよう
に、ベースユニツト１０内の受信回路１４の出力
にも相補的な受信データパルスが生ずるはずであ
るが、受信回路１４の出力は何の変化も生じない
状態が生ずる。

したがつて、判定に必要な時間Tdを経過した
後（実際にはこれはほとんど考えに入れなくても
良い）、電源監視回路１５の出力には電源遮断信
号Ssが生じ、ために電源遮断回路１６が稼動し
て、データ転送兼電源ライン２０への電源Ｖ１′，
Ｇ１′の供給を断つ。

なお、このように本発明装置の安全機能が生じ
た後、事故復旧してマイクロコンピユータ１１を
再稼動させたときには、電源監視回路１５および
電源遮断回路１６を初期状態に復帰させると望ま
しい。そのためには、先に少し述べたように、通
常この種のマイクロコンピユータに備えられてい
るパワーオンリセツト回路の出力Psを利用し、
故障修復後、マイクロコンピユータ１１の再スタ
ートに伴うパワーオンリセツトにより、電源監視
回路１５を初期状態に戻し、電源遮断回路１６を
電源供給モードに付けるのが合理的である。

そこで、本書においては、こうした付随構成を
も含めて、限定的ではないが電源監視回路１５と
電源遮断回路１６の一構成例を第３図Ａ、Ｂにそ
れぞれ示して置く。

第３図Ａに示されるように、本例における電源
監視回路１５は、送信データ１７と受信データ１
９とを両入力に受ける排他的論理和回路１５１を
有し、その出力を送信イネーブル信号１８との間
でナンドゲート１５２によりナンド処理してい
る。

したがつてまず、このナンドゲート１５２の出
力は、先に第２図中にあつて部分″およびで
示した事故状態下における電源遮断信号を構成す
る。

しかし、これは直接、当該電源監視回路出力と
されるのではなく、パワーオンリセツト信号Ps
との間でそれらが発生する度に論理値を反転させ
るフリツプフロツプ１５３と、さらにドライバ１
５４を介した後に所期の電源遮断信号Ssとして
出力される。

一方、電源遮断信号Ssを受ける電源遮断回路
１６は、図示の例ではもつとも簡単な構成であつ
て、ベースが接地に落ちているときに導通するト
ランジスタ１６１をデータ転送兼電源ライン２０
のホツト側に直列に挿入するものとなつており、
電源遮断信号Ssは抵抗１６２を介してこのトラ
ンジスタ１６１のベースに与えられている。

このようにして、データ転送兼電源ライン２０
に短絡事故が発生していない場合には、電源監視
回路１５内のドライバ１５４の出力は等価的に接
地に落ち、したがつて電源遮断回路中のトランジ
スタ１６１は自身による電圧降下分を供給電圧Ｖ
１から差し引いた電圧Ｖ１′をデータ転送兼電源
ライン２０に供給している。

しかし、送信データ１７と受信データ１９との
間に相違が生ずると、フリツプフロツプ１５３が
反転し、ドライバ出力を有意電位に引き上げ、電
源遮断回路１６内のトランジスタ１６１を非導通
とし、データ転送兼電源ライン２０へ電源供給を
停止する。

その後、パワーオンリセツト信号Psが与えら
れれば、フリツプフロツプ１５３は再び反転し、
ドライバ出力を接地に落とすことにより、自動的
にデータ転送兼電源ライン２０への電源供給再開
が果たされる。

なお、電源監視回路の排他的論理和ゲート１５
１の出力に備えられているキヤパシタ１５５は送
信データ１７と受信データ１９とのタイムラグを
殺す役目をしている。

以上のように、本発明によれば、データ転送兼
電源ライン２０の短絡に代表される事故は完全に
検出することができ、しかもマイクロコンピユー
タ１１が例え異常状態にあつてもこれに無関係に
当該事故を検出することができる。しかし、図示
実施例に沿つた構成の場合には、それのみなら
ず、送信回路１３や受信回路１４の異常をも合せ
て検出することができる。どちらか一方が故障す
れば、例えマイクロコンピユータ１１の送信タイ
ミングにあつても送信データ１７と受信データ１
９との間には相関性が失われるからである。

なお、上記説明においてリモートユニツトは複
数あるものとしてきたが、本発明の作用から顕か
なように、少なくとも一つ以上のリモートユニツ
トを有する燃焼制御装置であれば、本発明を有効
に適用することができる。

データを転送モードについても、上記実施例で
は第５図に示されたモードにしたがう場合を示し
たが、他の転送モードであつても構わない。

また、図示の場合には送信回路１３および受信
回路１４は電源遮断回路１６の出力以以降の点か
ら電源を供給されるようになつており、したがつ
て異常検出に伴つてこれらへの電源を遮断される
が、これは本発明要旨上は必須ではない。しかし
望ましいことに変わりはないので、例えば送信回
路１３や受信回路１４の電源をベースユニツト内
電源回路１２の他の電源端子対Vi、Giから採る
ようにしたときには、これらの間にも電源遮断回
路を挿入しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい一実施例の遠隔制御
型燃焼制御装置の要部の回路構成図、第２図は第
１図示の回路における要部信号波形図、第３図は
本発明に用いることのできる電源監視回路および
電源遮断回路の回路構成例の説明図、第４図はこ
の種遠隔制御型燃焼制御装置の従来からのシステ
ム構成例の説明図、第５図はデータ信号とその転
送モード例の説明図、である。 図中、１０はベースユニツト、１１はマイクロ
コンピユータ、１３は送信回路、１４は受信回
路、１５は電源監視回路、１６は電源遮断回路、
１７は送信データ、１８は送信イネーブル信号、
１９は受信データ、２０はデータ転送兼電源ライ
ン、３０はリモートユニツト、Ssは電源遮断信
号である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼機器を直接に制御するベースユニツト
   と、離れた所から該燃焼機器を制御するための一
   つ以上のリモートユニツトとをデータ転送兼電源
   ラインを介して相互に連結すると共に、該データ
   転送ラインに載せるデータを作成し、送受信させ
   るためのマイクロコンピユータを上記ベースユニ
   ツトおよびリモートユニツトの各々に備えて成る
   遠隔制御型燃焼制御装置であつて； 上記ベースユニツトおよびリモートユニツト内
   には、 それぞれ自身のユニツト内の上記マイクロコン
   ピユータの作成したデジタルパルス列による送信
   データを上記データ転送兼電源ラインに重畳する
   に適当な転送波形に変換する送信回路と、 該データ転送兼電源ラインを介して送られてく
   る転送波形および自身の上記送信回路の出力する
   転送波形をデジタルパルス列に復調して受信デー
   タを作成し、該受信データを自身のユニツト内の
   マイクロコンピユータに与える受信回路とを設け
   る一方； 上記ベースユニツトにはさらに、 該ベースユニツトが送信モードにあるときにの
   み、該ベースユニツトの上記送信回路に与えられ
   る上記送信データと、該送信回路が上記データ転
   送兼電源ラインに送出した転送波形を復調した該
   ベースユニツトの受信回路の出力する受信データ
   とを比較し、該送信データと該受信データとの間
   に相違が認められたときに電源遮断信号を出力す
   る電源監視回路と、 該電源監視回路からの電源遮断信号に応答し、
   上記リモートユニツトへの上記転送兼電源ライン
   を介しての電源供給を遮断する電源遮断回路とを
   設けたこと； を特徴とする遠隔制御型燃焼制御装置。