JPH0898260A - インタフェース回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出器の電源ライン敷設を不要にし、検出器
とコントローラとの正常な結合状態及び検出器の正常な
動作状態をチェックできるようにする。 【構成】 検出器１とコントローラ３とを信号線５、６
で結合し、インタフェース回路４は、信号線に抵抗器を
通して直流を印加し、信号線のオン・オフ電圧変化を検
出器からの検出信号及び検出器側との正常な結合状態チ
ェック信号としてホトカプラＰＣに取り出し、インタフ
ェース回路２は、検出器本体７から検出出力が無い状態
では発振器ＯＳＣの信号でＡＮＤ回路Ａとトランジスタ
Ｔ１を経て信号線をオン・オフ駆動すると共に、コンデ
ンサＣには信号線のオフ駆動期間に信号線を通してコン
トローラ側から充電されることで直流電力を取り込む。
検出器とコントローラとの正常な結合状態及び検出器の
正常動作状態は、信号線のオン・オフ駆動の有無等から
コントローラ側で判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防災システム等におけ
る検出器とコントローラとの結合のためのインタフェー
ス回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】防災システムでは、煙感知器や温度感知
器等の検出器を建物内の各部に分散配置し、これら多数
の検出器からの検出信号を監視室側のコントローラで受
信して警報信号発生や防災装置の自動起動等を行う。同
様に、警備システムでは、侵入者等を検出する多数の検
出器とコントローラを結合することで警報信号を得る。
さらに、シーケンスコントローラなど、各種の制御シス
テムには、各種センサとコントローラとを結合し、セン
サからの信号に応じて制御装置の運転シーケンス切換や
制御量の調節を行う。

【０００３】各検出器とコントローラとを結合するため
のインタフェース回路は、一般に、検出器側には検出器
の検出によってオン又はオフ信号を信号線に乗せる回路
が設けられ、コントローラ側はこの信号を受信する回路
が設けられる。

【０００４】これらシステムにおいて、検出器に必要な
電源供給方法には、各検出器の設置場所に商用電源の端
子を配置して該端子から検出器へ商用電源を供給する方
法、コントローラ側に検出器への電源供給端子を設けて
各検出器へ配線する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電源供給方法
は、何れも検出器の設置場所までの電源ラインの敷設を
必要とし、多数の検出器を持つシステムでは電源敷設の
ための高い工事費が必要となる。また、検出器の新設や
位置変更にも大掛かりな工事が必要となる。

【０００６】一方、従来のインタフェース回路では、検
出器とコントローラとの間でオン又はオフの信号を授受
する構成のため、信号線も含めて検出器が正常に動作可
能な状態にあるか否かをチェックする機能が無く、信頼
性に劣る問題がある。

【０００７】例えば、検出器側のインタフェース回路が
ノーマリオープンのａ接点信号を発生する場合、信号線
の断線発生をコントローラ側でチェックできないし、検
出器が動作したことの信号受信ができない。

【０００８】逆に、インタフェース回路がノーマリクロ
ーズのｂ接点信号を発生する場合、信号線の短絡発生を
コントローラ側でチェックできないし、検出器の動作信
号を受信できない。

【０００９】本発明の目的は、検出器の電源ライン敷設
を不要にするインタフェース回路を提供することにあ
る。

【００１０】本発明の他の目的は、検出器とコントロー
ラとの正常な結合状態及び検出器の正常な動作状態をチ
ェックできるインタフェース回路を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、検出器とコントローラとを信号線で結合
するインタフェース回路において、前記コントローラの
インタフェース回路は、前記信号線に直流を印加し、該
信号線のオン・オフ電圧変化を検出器からの検出信号及
び検出器側との正常な結合状態チェック信号として取り
出す回路構成とし、前記検出器のインタフェース回路
は、検出器本体から検出出力が無い状態では発振信号で
前記信号線をオン・オフ駆動すると共に該信号線のオフ
駆動期間に該信号線を通して前記コントローラ側から直
流電力を取り込み、該検出器本体から検出出力が発生し
たときに該信号線をオフ駆動する回路構成としたことを
特徴とする。

【００１２】

【作用】検出器とコントローラとを結合する信号線をコ
ントローラから検出器側への電源供給ラインとして利用
する。

【００１３】この電源供給のため、検出器側は、通常時
に信号線をオン・オフ駆動し、検出動作時には信号線を
オフ駆動し、検出器側が信号線をオフ駆動する期間に電
源供給を行う。

【００１４】また、検出器とコントローラとの正常な結
合状態及び検出器の正常動作状態は、信号線のオン・オ
フ駆動の有無等からコントローラ側で判定する。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すインタフェ
ース回路図である。１は、本発明に係わるインタフェー
ス回路を適用した煙感知器・温度感知器・火災感知器等
の検出器。２は検出器１側のインタフェース回路。３
は、本発明に係わるインタフェース回路を適用したコン
トローラ。４はコントローラ３側のインタフェース回路
であり、２４Ｖの直流電源を使用した場合の例を示す。

【００１６】５は、検出器１とコントローラ３とを結合
する信号線の０Ｖ（コモン線）側であり、６は該信号線
の信号側である。

【００１７】７は検出器１の本体であり、検出器１が煙
感知器であれば、ホトトランジスタ等を使用した煙検出
部であり、煙を検出したときに端子ａがローレベルに変
化するものとする。

【００１８】また、検出器１が温度感知器であれば、検
出器本体７は温度センサＩＣ等を使用した温度検出部で
あり、温度が設定温度に達したときに端子ａがローレベ
ルに変化するものとする。

【００１９】さらに、検出器１が火災感知器であれば、
検出器本体７はノーマルオープンの接点を有する火災検
出部であり、一定の温度に達したときに接点がクローズ
して端子ａがローレベルに変化するものとする。

【００２０】なお、検出器１が火災感知器の場合は、火
災検出部に電源の供給が不要のため、検出部の端子＋ｐ
の接続は必要としない。

【００２１】８は、検出器１が煙感知器の場合に必要な
投光器であり、検出器本体７で煙を感知するために検出
器本体７の受光部に向けて光照射するパルス光を発生す
る。この投光器８を不要にする温度感知器や火災感知器
では、その端子ｓとｔが短絡される。

【００２２】コントローラ３側のインタフェース回路４
のＰＣは、ホトカプラである。Ｒ１はインタフェース回
路の信号線６がローレベルに変化したときのホトカプラ
ＰＣの入力電流値を決める抵抗器。Ｒ２は、ノイズマー
ジンを大きくするための抵抗器。Ｒ３は、信号線６がハ
イレベルにあるときに＋２４Ｖ電源から信号線６を通し
て検出器１側に直流電力を供給する回路を形成するため
の抵抗器である。

【００２３】ホトカプラＰＣのオン・オフ信号は、端子
ｕ，ｖから取り出され、コントローラ３内の本体回路へ
伝達され、コントローラ３側で信号線５、６の断線・短
絡発生の検出と、検出器１の動作の有無及び正常状態を
判定するための信号にされる。

【００２４】検出器１側のインタフェース回路２の端子
ｔは、投光器８が設けられる場合には該投光器８を介し
て信号線６に接続され、投光器８が設けられなり場合に
は信号線６に直接接続される。

【００２５】インタフェース回路２のＴ１はトランジス
タであり、投光器８の種類に関係なく、オン動作により
信号線６をローレベルに制御し、オフ動作により信号線
６をハイレベルにする。

【００２６】インタフェース回路２のＣはコンデンサで
あり、信号線６がハイレベルの期間中にコントローラ１
側から供給された直流電力を貯蔵する。Ｄはダイオード
であり、トランジスタＴ１がオンのときに信号線６がロ
ーレベルになるのを可能にする。Ｔ２は定電圧制御用の
トランジスタであり、ＺＤはツェナーダイオードであ
り、Ｒ１は抵抗器である。これら回路素子Ｔ２，ＺＤ，
Ｒ１は、定電圧回路を構成し、コンデンサＣの端子電圧
から安定化された電圧の出力を発振器本体７への電源端
子＋ｐ及び内部回路の電源＋ｐとして得る。

【００２７】インタフェース回路２のＯＳＣは、パルス
発振器であり、発振信号は端子ｂに出力される。Ａは２
入力のＡＮＤ回路であり、その一方の入力端子ａには検
出器本体７からの検出信号（通常ハイレベル）が入力さ
れ、他方の入力端子ｂには発振器ＯＳＣからのパルス信
号が入力され、出力端子ｃからはトランジスタＴ１をド
ライブするオン・オフ信号を得る。したがって、通常時
にはトランジスタＴ１は、発振器ＯＳＣの周波数でオン
・オフを繰り返し、検出器本体７が検出動作（ローレベ
ルに変化）したときにオフ状態に制御される。

【００２８】発振器ＯＳＣの具体的な回路例を図２に示
す。同図は、プログラマブル・ユニジャンクション・ト
ランジスタＰＵＴを使用した場合であり、その端子Ａは
アノード、Ｋはカソード、Ｇはゲートである。Ｒ１〜Ｒ
４は抵抗器であり、Ｃはコンデンサである。抵抗器Ｒ１
とＲ２でゲート電位が決まり、コンデンサＣと抵抗器Ｒ
３でコンデンサＣの充電時定数が決まり、抵抗器Ｒ４は
ＰＵＴがオン状態になったときのコンデンサＣの放電用
である。

【００２９】この発振器ＯＳＣの発振周波数は、ゲート
電位Ｃ，Ｒ３による充電時定数でほぼ決まり、ＰＵＴが
オフの状態ではｂ点電位はローレベルであり、オンの状
態でコンデンサＣの電荷を抵抗器Ｒ４で放電している間
はハイレベルになる。

【００３０】なお、他の方式の発振器、例えば非安定マ
ルチバイブレータ回路や水晶発振回路を発振器ＯＳＣと
して使用することができる。

【００３１】ＡＮＤ回路Ａの具体的な回路例を図３に示
す。同図はダイオードロジック回路を使用した場合であ
り、Ｒ１は抵抗器、Ｄ１〜Ｄ３はダイオードである。抵
抗器Ｒ１とダイオードＤ１，Ｄ２でＡＮＤの動作をし、
イ点の電位はＡＮＤ条件が成立したときにハイレベル、
不成立のときにローレベルになる。ダイオードＤ３は、
端子Ｃで次段のトランジスタＴ１をドライブする際のノ
イズマージンを大きくする。

【００３２】なお、他のＡＮＤ回路、例えばＤＴＬ回路
やＴＴＬ回路、Ｃ−ＭＯＳ回路をＡＮＤ回路として使用
することができる。

【００３３】本実施例の動作を説明する。まず、コント
ローラ３側の電源投入により、その＋２４Ｖ電源が確立
すると、インタフェース回路４の抵抗器Ｒ３→信号線６
を通して検出器１に電源供給される。これにより、イン
タフェース回路２内のコンデンサＣが充電され、安定化
電源回路（Ｔ２，ＺＤ，Ｒ１）によって定電圧の電源を
検出器本体７及び発振器ＯＳＣ、ＡＮＤ回路Ａに供給す
る。

【００３４】この電源供給により、検出器本体７が検出
動作を開始し、また発振器ＯＳＣが発振を開始する。こ
こで、検出器本体７が検出状態にない通常状態では、そ
の端子ａは、ハイレベルにあるため、発振器ＯＳＣのパ
ルス出力がＡＮＤ回路Ａを通してトランジスタＴ１をオ
ン・オフドライブし、投光器８のオン・オフ駆動及び信
号線６のハイレベル・ローレベル駆動を行う。

【００３５】これにより、コントローラ３側のインタフ
ェース回路４のホトカプラＰＣがオン・オフ駆動され、
その出力端子ｕ，ｖからのオン・オフ信号がコントロー
ラ３内に取り込まれ、コントローラ３の検出処理手段
（例えば、マイクロコンピユータ）により検出器１が正
常に動作していることのチェックと、信号線５、６に断
線・短絡がないことのチェック及び検出器本体７が検出
状態にない通常状態であることのチェックを行う。

【００３６】なお、信号線の断線にはホトカプラＰＣの
出力がオフのままになることからの判定、又は検出器１
側への電源電流の遮断からの判定、もしくはそれらの同
時成立による判定でなされる。また、信号線の短絡は、
ホトカプラＰＣの出力がオンのままになることからの判
定、又は検出器１側への電源電流の過大からの判定、も
しくはそれらの同時成立による判定でなされる。

【００３７】次に、検出器本体７が検出動作をしてその
出力端子ａをローレベルにすると、ＡＮＤ回路Ａの出力
がローレベルに強制され、トランジスタＴ１のオフドラ
イブになって信号線６をハイレベルにする。これによ
り、コントローラ３側のインタフェース回路４のホトカ
プラＰＣの出力がオフになり、コントローラの検出処理
手段により検出動作が発生したことを判定する。

【００３８】図４は、本発明を煙感知器に適用した場合
の回路接続を示す。同図中の１〜８及びその他の記号は
図１のものに対応している。

【００３９】煙感知器に必要な投光器８は、インタフェ
ース回路２の端子ｔと信号線６の間に発光ダイオードＤ
を設けた構成とする。

【００４０】これにより、インタフェース回路２のトラ
ンジスタＴ１のオン動作によって信号線６をローレベル
にするときに発光ダイオードＤを発光させ、煙感知器の
電力消費の大部分を占める発光に必要な電力をコントロ
ーラ３側から直接供給する。また、トランジスタＴ１が
オフ動作して信号線６がハイレベルにある期間にはコン
トローラ３側からインタフェース回路２内のコンデンサ
Ｃの充電を行うという検出器１側への電源供給を行う。

【００４１】検出器本体７は煙感知器本体になり、煙に
よる投光器８からのパルス発光の散乱光を検出する構
成、又はパルス発光の受光が煙で減衰されるのを検出す
る構成にされ、煙検出時には端子ａをローレベルにす
る。

【００４２】図５は、本発明を温度感知器に適用した場
合の回路接続を示す。同図が図４と異なる部分は、投光
器８を無くしてインタフェース回路２のトランジスタＴ
１の出力端子ｔを直接に信号線６に接続し、検出器本体
７を温度センサＩＣ等の温度検出器とする点にある。

【００４３】温度検出器は、温度が設定値以上に達する
と、検出器本体７の端子ａをローレベルにする。

【００４４】図６は、本発明を火災感知器に適用した場
合の回路接続を示す。同図が図５と異なる部分は、検出
器本体７を強磁性材料とノーマルオープンのリードスイ
ッチ等を組み合わせた火災検出器とし、この検出器本体
７が電源を不要にすることからインタフェース回路２と
の電源接続端子＋ｐの接続を省いた点にある。

【００４５】火災検出器は、一定の達すると、磁性材料
が消磁し、リードスイッチがクローズして端子ａをロー
レベルにする。

【００４６】なお、実施例において、コントローラ３側
のインタフェース回路４は、信号線５、６への直流印加
及びオン・オフ信号の取り込みのための回路構成は、適
宜設計変更できる。

【００４７】また、検出器１側のインタフェース回路４
は、直流安定化電源の構成や信号線のドライブの構成を
適宜設計変更できる。

【００４８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、検出器
とコントローラとを信号線で結合するインタフェース回
路において、コントローラのインタフェース回路は、信
号線に直流を印加し、該信号線のオン・オフ電圧変化を
検出器からの検出信号及び検出器側との正常な結合状態
チェック信号として取り出す回路構成とし、検出器のイ
ンタフェース回路は、検出器本体から検出出力が無い状
態では発振信号で信号線をオン・オフ駆動すると共に信
号線のオフ駆動期間に信号線を通してコントローラ側か
ら直流電力を取り込み、検出器本体から検出出力が発生
したときに信号線をオフ駆動する回路構成としたため、
以下の効果がある。

【００４９】（１）検出器とコントローラとを結合する
信号線をコントローラから検出器側への電源供給ライン
として利用するため、検出器に必要な電力を供給するた
めの特別な配線が不要になる。これに伴い、検出器の新
設や位置変更、さらには検出器の設置計画の変更が容易
になる。

【００５０】（２）通常時には信号線をオン・オフ駆動
し、検出器の検出動作時にはオフ駆動するため、信号線
の断線・短絡も含めて検出器とコントローラとの正常な
結合状態及び検出器の正常動作状態をコントローラ側で
判定できる。

【００５１】（３）検出器側及びコントローラ側の両イ
ンタフェース回路は、種々の感知器の共通インタフェー
ス回路として利用、さらには他の検出器に利用でき、汎
用性の高いインタフェース回路になる。

【００５２】（４）信号線の断線・短絡に対してフェイ
ルセイフを確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインタフェース回路
図。

【図２】実施例における発振回路例。

【図３】実施例におけるＡＮＤ回路例。

【図４】実施例を煙感知器に適用した場合の接続図。

【図５】実施例を温度感知器に適用した場合の接続図。

【図６】実施例を火災感知器に適用した場合の接続図。

【符号の説明】 １…検出器 ２…インタフェース回路 ３…コントローラ ４…インタフェース回路 ５、６…信号線 ７…検出器本体 ８…投光器 ＯＳＣ…発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出器とコントローラとを信号線で結合
   するインタフェース回路において、 前記コントローラのインタフェース回路は、前記信号線
   に直流を印加し、該信号線のオン・オフ電圧変化を検出
   器からの検出信号及び検出器側との正常な結合状態チェ
   ック信号として取り出す回路構成とし、 前記検出器のインタフェース回路は、検出器本体から検
   出出力が無い状態では発振信号で前記信号線をオン・オ
   フ駆動すると共に該信号線のオフ駆動期間に該信号線を
   通して前記コントローラ側から直流電力を取り込み、該
   検出器本体から検出出力が発生したときに該信号線をオ
   フ駆動する回路構成としたことを特徴とするインタフェ
   ース回路。