JP3456107B2 - 入出力モジュール - Google Patents
入出力モジュールInfo
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Description
変調型A/D変換器を内蔵した入出力モジュール(以
下、I/Oモジュールと呼ぶ。)に関し、特にA/D変
換のタイミングを制御側に同期させたI/Oモジュール
に関する。
モジュールでは、I/Oモジュールに入力された被測定
信号を内蔵のA/D変換器でディジタル信号に変換し、
そのディジタル信号をシステム側に送信する。
測定信号に基づき必要な制御を行い、必要に応じて前記
I/Oモジュールに制御信号を出力して前記I/Oモジ
ュールから適宜アナログ出力等をさせる。
の一例を示すブロック図である。図5において1はパル
ス幅変調型A/D変換器(以下、単にA/D変換器と呼
ぶ。)、2は三角波発生回路、3はホトカプラ等の絶縁
回路、4は制御回路、100は入力信号、101は三角
波信号である。
を、3及び4は制御手段51をそれぞれ構成している。
れ、三角波発生回路2の出力信号である三角波信号10
1もA/D変換器1に接続される。A/D変換器1の出
力は絶縁回路3の入力端子に接続され、絶縁回路3の出
力は制御回路4に接続される。
る。但し、A/D変換器1は一般的なパルス変調型A/
D変換器であるので詳細な説明は省略する。
発生回路2の出力信号である三角波信号101に基づき
パルス幅変調して出力する。このパルス幅変調出力は絶
縁回路3で絶縁された後に制御回路4に入力され必要な
処理がなされ、処理結果等がシステム側(図示せず。)
に送信される。
換器を有することによりシステム側自体に複数のA/D
変換器を設ける必要がなくなる。
来例ではパルス幅変調型A/D変換器1自身では商用周
波数ノイズを除去できないので、A/D変換器1の入力
段に時定数の大きなフィルタを備えており、このために
I/Oモジュールの応答時間が遅いと言う問題点があっ
た。従って本発明が解決しようとする課題は、応答時間
を早くすることが可能なI/Oモジュールを実現するこ
とにある。
るために、本発明の第1では、分散型制御システムに用
いられるパルス幅変調型A/D変換器を内蔵した入出力
モジュールにおいて、全体の制御をすると共に複数の前
記パルス変調信号をカウントして繰り返し周期がそれぞ
れ商用周波数の逆数となるように動作する2つのカウン
タ回路と、これらカウント回路の出力のうち前回のA/
D変換値との差分の小さい方を選択する比較回路と、こ
の比較回路の出力を今回のA/D変換値として格納する
記憶回路とから構成され正確に発生周波数が制御された
タイミング信号を発生させる制御手段と、前記タイミン
グ信号に基づき三角波信号を発生させ、この三角波信号
に基づき入力信号をパルス幅変調して前記制御手段に出
力するパルス幅変調手段とを備え、前記タイミング信号
の周波数が商用周波数の倍数であることを特徴とするも
のである。
の第2では、本発明の第1において、必要に応じて前記
パルス変調信号のカウント動作を適宜停止することを特
徴とするものである。
説明する。図1は本発明に係るI/Oモジュールの一実
施例を示す構成図である。
号を付してあり、2aは三角波発生回路、5は絶縁回
路、100aは入力信号、101aは三角波信号、10
2はタイミング信号、103はA/D変換器1の出力で
あるパルス幅変調信号である。
aを、3〜5は制御手段51aをそれぞれ構成してい
る。
され、三角波発生回路2aの出力信号である三角波信号
101aもA/D変換器1に接続される。A/D変換器
1の出力信号であるパルス幅変調信号103は絶縁回路
3の入力端子に接続され、絶縁回路3の出力信号は制御
回路4に接続される。
02は絶縁回路5の入力端子に接続され、絶縁回路5の
出力は三角波発生回路2aの制御端子に接続される。
用いて説明する。図2は図1に示す実施例の各信号波形
を示すタイミング図であり、(a)はタイミング信号1
02、(b)は三角波信号101a、(c)はパルス幅
変調信号103をそれぞれ示している。
信号102を絶縁回路5を介して三角波発生回路2aに
供給する。三角波発生回路2aはこのタイミング信号1
02に同期した三角波信号101aを発生させ、A/D
変換器1に供給する。
に基づき入力信号100aをパルス幅変調してパルス幅
変調信号103として絶縁回路3を介して制御回路4に
入力する。また、制御回路4では必要な処理がなされ、
処理結果等がシステム側(図示せず。)に送信される。
供給したタイミング信号102に同期したパルス幅変調
信号103を得ることができる。
z」若しくは「60Hz」の場合にはその逆数である
「20mS」若しくは「16.7mS」の繰り返し周期
でA/D変換をすることにより前記商用周波数成分を除
去することができる。
イミング信号102を出力した場合にはこのタイミング
信号102の12パルス分で「20mS」になる。
信号103を制御回路4で取り込み、次の2パルス分の
パルス幅変調信号103の取り込みを停止し、さらに、
次の4パルス分のパルス幅変調信号103を制御回路4
で取り込み、次の2パルス分のパルス幅変調信号103
の取り込みを停止する。
だパルス幅変調信号103に基づき演算を行うことによ
り、入力信号100aのディジタル値を得ることができ
る。
の繰り返し周期でA/D変換をすることになるので「5
0Hz」の商用周波数成分を除去されることになる。こ
のため、A/D変換器1の入力段に時定数の大きなフィ
ルタを備える必要がなくなり、パルス幅変調手段50a
の応答時間が早くなる。
波数が制御されたタイミング信号102に基づき、三角
波信号を発生させて入力信号100aのパルス幅変調を
行うことにより、A/D変換器1の入力段のフィルタの
時定数を小さくできるのでパルス幅変調手段50aの応
答時間が早くなり、I/Oモジュール自体の応答時間が
早くなる。
具体例を説明する説明図であり、制御回路4の詳細を示
すブロック図である。
してあり、6及び7はカウンタ回路、8は比較回路、9
は記憶回路である。また、6〜9は制御回路4aを構成
している。但し、簡単のため6〜9の回路を制御する手
段の表示は省略してある。
及び7に接続され、カウンタ回路6及び7の出力は比較
回路8に接続され、比較回路8の出力は記憶回路9に接
続される。また、記憶回路9の出力は比較回路8に接続
される。
を図4を用いて説明する。図4はカウンタ回路6及び7
のカウント動作を説明するタイミング図である。カウン
ト回路6及び7はそれぞれ50Hz用及び60Hz用の
カウント回路である。
は”1.667ms”であり、(a)及び(b)は”
1.667ms”毎のカウンタ回路6及び7の動作状
態、(c)及び(d)はカウンタ回路6及び7のカウン
ト値、(e)は取り込まれるA/D変換値である。
に示すペアの”1a”及び”1b”のカウント動作を第
1フェーズとして、図4中”ハ”及び”ニ”に示す”5
a”及び”5b”の第5フェーズまで5つのカウント・
フェーズを構成し、同様にカウンタ回路7も5つのカウ
ント・フェーズを構成する。
ント動作若しくは動作停止が選択される。また、図4
中”ホ”等に示す「休止」部分ではカウント動作は一切
行わない。
中”ヘ”に示すように「休止」部分を含めてタイミング
信号102の周期の12倍の”20.004ms”であ
り、また、カウンタ回路7の動作周期は図4中”ト”に
示すようにタイミング信号102の周期の10倍の”1
6.670ms”である。
ント値は図4中(a)の5つのカウント・フェーズのカ
ウント動作でカウントした累積値であり、同様に図4
中”リ”に示すカウンタ回路7のカウント値は図4中
(b)の5つのカウント・フェーズのカウント動作でカ
ウントされた累積値である。
ヌ”に示す記憶回路9に格納されている前回に得られた
カウント値であるA/D変換値と比較して、差分の小さ
い方のカウント値を図4中”ル”に示す今回のA/D変
換値として記憶回路9に格納する。
のカウント値を今回のA/D変換値として記憶回路9に
格納する。
ェーズを全てカウント動作させているが適宜カウント動
作を停止させても良い。
示す1つのカウント・フェーズだけでもA/D変換値を
得ることが可能であり、また、複数のカウント・フェー
ズでカウントしてその平均を取ることによりノイズ成分
除去の効果が得られる。
のカウント動作若しくは動作停止を組み合わせることが
可能である。
「16.670mS」の繰り返し周期で取り込まれたカ
ウント値を用いることにより、50Hz及び60Hzの
商用周波数成分を除去することができる。
パルス幅変調信号103を取り込み、2パルス分その取
り込みを停止する方法を取っているが、「20mS」に
相当する12パルスのパルス幅変調信号103を全て取
り込んでも同様の効果が得られる。
号102の周波数は商用周波数「50Hz」若しくは
「60Hz」の倍数であれば、任意の周波数で良く、ま
た、パルス幅変調信号103の取り込みを必要に応じて
停止させることも可能である。
の時定数が小さくて済み、タイミング信号102が供給
されるため三角波発生回路2aの構成も簡単になるので
従来のI/Oモジュールと比較してコストダウンも可能
になる。
段51a側とで絶縁の必要が無い場合は、勿論、絶縁回
路3及び5は不要である。
本発明によれば次のような効果がある。システム側の制
御装置の正確に発生周波数が制御されたタイミング信号
に基づき、三角波信号を発生させて入力信号のパルス幅
変調を行うことにより、応答時間を早くすることが可能
なI/Oモジュールが実現できる。
す構成図である。
グ図である。
説明図である。
ング図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】分散型制御システムに用いられるパルス幅
変調型A/D変換器を内蔵した入出力モジュールにおい
て、全体の制御をすると共に複数の前記パルス変調信号をカ
ウントして繰り返し周期がそれぞれ商用周波数の逆数と
なるように動作する2つのカウンタ回路と、これらカウ
ント回路の出力のうち前回のA/D変換値との差分の小
さい方を選択する比較回路と、この比較回路の出力を今
回のA/D変換値として格納する記憶回路とから構成さ
れ正確に発生周波数が制御されたタイミング信号を発生
させる制御手段と、 前記タイミング信号に基づき三角波信号を発生させ、こ
の三角波信号に基づき入力信号をパルス幅変調して前記
制御手段に出力するパルス幅変調手段とを備え、 前記タイミング信号の周波数が商用周波数の倍数である
ことを特徴とする入出力モジュール。 - 【請求項2】必要に応じて前記パルス変調信号のカウン
ト動作を適宜停止することを特徴とする請求項1記載の
入出力モジュール。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07497297A JP3456107B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-03-27 | 入出力モジュール |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP34309596 | 1996-12-24 | ||
JP8-343095 | 1996-12-24 | ||
JP07497297A JP3456107B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-03-27 | 入出力モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10242858A JPH10242858A (ja) | 1998-09-11 |
JP3456107B2 true JP3456107B2 (ja) | 2003-10-14 |
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ID=26416129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP07497297A Expired - Fee Related JP3456107B2 (ja) | 1996-12-24 | 1997-03-27 | 入出力モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3456107B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5354471B2 (ja) * | 2009-10-20 | 2013-11-27 | 横河電機株式会社 | 信号伝送装置 |
JP4924700B2 (ja) | 2009-11-20 | 2012-04-25 | 株式会社デンソー | 物理量検出装置 |
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1997
- 1997-03-27 JP JP07497297A patent/JP3456107B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10242858A (ja) | 1998-09-11 |
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