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JP4885153B2 - Analog output terminal - Google Patents
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Description

本発明は、外部機器を操作するためのアナログ信号を出力するアナログ出力端末器に関するもので、特に、デジタル信号として入力される外部機器の操作量をアナログ信号に変換して外部機器に出力するアナログ出力端末器に関する。   The present invention relates to an analog output terminal that outputs an analog signal for operating an external device. In particular, the analog output terminal converts an operation amount of the external device input as a digital signal into an analog signal and outputs the analog signal to the external device. It relates to an output terminal.

1台のコントローラで複数の検知装置からの検知結果に基づいた複数の外部機器の動作を中央制御する各種制御システムとして、コントローラにおいてコンピュータによるデジタル処理を行うものが提供されている。しかしながら、外部機器は、その操作量としてアナログ入力を要求するものが多いため、このような制御システムにおいて、コントローラから出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ出力端末器が、コントローラと外部機器との間に設置される。   As various control systems that centrally control the operation of a plurality of external devices based on detection results from a plurality of detection devices with a single controller, a controller that performs digital processing by a computer in a controller is provided. However, since many external devices require analog input as the operation amount thereof, in such a control system, an analog output terminal that converts a digital signal output from the controller into an analog signal is connected to the controller and the external device. It is installed between.

このような制御システムとして、本出願人が特許文献1で提案する、冷水又は温水を熱媒とする空気調和機に対する制御を行う空調制御システムなどがある。この空調制御システムについて、図5に示すブロック図を参照して、以下に簡単に説明する。   As such a control system, there is an air conditioning control system for controlling an air conditioner using cold water or hot water as a heat medium, which is proposed by the present applicant in Patent Document 1. This air conditioning control system will be briefly described below with reference to the block diagram shown in FIG.

図5に示す空調制御システムは、供給される外気の温度を調節する空調機器101と、この空調機器101から室内に供給する空気流量を決定する送風機102と、空調機器101内部に配管されるとともに熱媒となる温水又は冷水が流れる熱交換機103,104と、熱交換機103,104を流れる熱媒の流量を決定する流量制御弁105,106と、送風機102を回転駆動するインバータ107と、室内温度が所望の温度となるように流量制御弁105,106の弁開度やインバータ107による回転数を算出するコントローラ108と、コントローラ108から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ出力端末器109a〜109cとを備える。   The air conditioning control system shown in FIG. 5 is provided with an air conditioner 101 that adjusts the temperature of supplied outside air, a blower 102 that determines the flow rate of air supplied from the air conditioner 101 to the room, and piping inside the air conditioner 101. Heat exchangers 103 and 104 through which hot water or cold water serving as a heat medium flows, flow rate control valves 105 and 106 that determine the flow rate of the heat medium that flows through the heat exchangers 103 and 104, an inverter 107 that rotationally drives the blower 102, and an indoor temperature The controller 108 calculates the valve opening degree of the flow rate control valves 105 and 106 and the rotation speed by the inverter 107 so that the temperature becomes a desired temperature, and the analog output terminal 109a that converts the digital signal output from the controller 108 into an analog signal. To 109c.

このように構成される空調制御システムにおいて、空調機器101は、外気ダクトより取り入れた外気に対して、熱交換機103,104で熱交換を行うことにより、外気の加熱又は冷却する。このとき、流量制御弁105,106の弁開度で決定する熱媒の流量によって、外気の加熱温度又は冷却温度が設定される。そして、インバータ107によって回転駆動される送風機102での回転数によって、室内に排気する風量が設定される。   In the air conditioning control system configured as described above, the air conditioner 101 heats or cools the outside air by performing heat exchange with the heat exchangers 103 and 104 on the outside air taken in from the outside air duct. At this time, the heating temperature or cooling temperature of the outside air is set according to the flow rate of the heat medium determined by the valve opening degree of the flow rate control valves 105 and 106. And the air volume exhausted indoors is set with the rotation speed in the air blower 102 rotationally driven by the inverter 107.

よって、空調機器101内部の熱交換機103,104により加熱又は冷却された空気は、送風機102で決定される流量で室内に供給される。これらの動作を行うことで、図5に示す空調制御システムが、流量制御弁105を開いて温水による熱交換を行う場合は、暖房設備として動作し、流量制御弁106を開いて冷水による熱交換を行う場合は、冷房設備として動作する。   Therefore, the air heated or cooled by the heat exchangers 103 and 104 inside the air conditioner 101 is supplied indoors at a flow rate determined by the blower 102. By performing these operations, when the air conditioning control system shown in FIG. 5 opens the flow control valve 105 and performs heat exchange using hot water, it operates as a heating facility, and opens the flow control valve 106 and performs heat exchange using cold water. When performing, it operates as cooling equipment.

又、コントローラ108には、不図示の温度測定器によって測定された温度情報と、送風機102における実際の回転数とが入力される。そして、入力された温度情報に基づいて、室内温度が所望の値とするために、流量制御弁105,106の弁開度に対応させた操作量を算出するとともに、送風機102の回転数を所望の回転数とするために、送風機102を回転駆動するインバータ107に対する操作量を算出する。このとき、コントローラ108内でデジタル演算がなされるため、流量制御弁105,106及びインバータ107に対する操作量は、デジタル信号となる操作信号として出力される。   Further, temperature information measured by a temperature measuring device (not shown) and an actual rotational speed of the blower 102 are input to the controller 108. Based on the input temperature information, in order to set the room temperature to a desired value, an operation amount corresponding to the valve opening degree of the flow control valves 105 and 106 is calculated, and the rotation speed of the blower 102 is set to a desired value. Therefore, the operation amount for the inverter 107 that rotationally drives the blower 102 is calculated. At this time, since a digital calculation is performed in the controller 108, the operation amounts for the flow control valves 105 and 106 and the inverter 107 are output as operation signals that are digital signals.

このようにして、流量制御弁105,106及びインバータ107に対する操作量を表す操作信号がコントローラ108より出力されるが、流量制御弁105,106及びインバータ107などの外部機器は、アナログ信号となる電圧値や電流値によって、その動作が制御されるものがある。そのため、コントローラ108より出力されるデジタル信号による操作信号は、アナログ出力端末器109a〜109cに入力されて、電圧値や電流値によるアナログ信号に変換された後、流量制御弁105,106及びインバータ107それぞれに入力される。
特開2002−013783号公報
In this way, an operation signal indicating the operation amount for the flow rate control valves 105 and 106 and the inverter 107 is output from the controller 108, but the external devices such as the flow rate control valves 105 and 106 and the inverter 107 have a voltage that becomes an analog signal. There are some whose operation is controlled by the value or current value. Therefore, the operation signal based on the digital signal output from the controller 108 is input to the analog output terminals 109a to 109c and converted into analog signals based on the voltage value or the current value, and then the flow rate control valves 105 and 106 and the inverter 107. Input to each.
JP 2002-013783 A

図5の空調制御システムに代表されるように、デジタル演算処理を行うコントローラにより外部機器を中央制御する各種制御システムにおいては、その動作がアナログ信号により制御される外部機器に対して、アナログ信号となる操作信号に変換するためのアナログ出力端末器が使用される。しかしながら、外部機器によっては、アナログ電流信号により制御される電流制御型の機器と、アナログ電圧信号により制御される電圧制御型の機器とが存在する。   As represented by the air conditioning control system of FIG. 5, in various control systems in which external devices are centrally controlled by a controller that performs digital arithmetic processing, an analog signal is transmitted to an external device whose operation is controlled by an analog signal. An analog output terminal is used for conversion into an operation signal. However, depending on the external device, there are a current control type device controlled by an analog current signal and a voltage control type device controlled by an analog voltage signal.

そのため、電流制御型となる外部機器には、アナログ電流信号に変換できる電流制御用のアナログ出力端末器を採用し、電圧制御型となる外部機器には、アナログ電圧信号に変換できる電圧制御用のアナログ出力端末器を採用するというように、従来は、外部機器の制御方式に応じたアナログ出力端末器を採用しなければならなかった。しかしながら、この場合、外部機器の制御方式に対応していないアナログ出力端末器であれば、外部機器の制御が不可能となり、制御システム自体が機能しないという問題が発生する。   For this reason, an analog output terminal for current control that can be converted into an analog current signal is adopted for an external device that becomes a current control type, and a voltage control type that can be converted into an analog voltage signal is adopted for an external device that becomes a voltage control type. Conventionally, an analog output terminal according to the control method of the external device has to be employed, such as employing an analog output terminal. However, in this case, if the analog output terminal does not support the control method of the external device, the control of the external device becomes impossible and the control system itself does not function.

よって、電流制御型及び電圧制御型の外部機器それぞれに対して適用することが可能とするため、接続される外部機器の制御方式に応じて、デジタル−アナログ変換動作(以下、単に「DA変換動作」と呼ぶ)を切り換えることができるアナログ出力端末器も提案されている。しかしながら、このDA変換動作を電流方式と電圧方式の間で切換可能としたアナログ出力端末器であっても、その切換のための手段として、ジャンパーピンなどが使用されるため、切換作業が煩雑であった。   Therefore, in order to be applicable to each of current control type and voltage control type external devices, digital-analog conversion operation (hereinafter simply referred to as “DA conversion operation”) according to the control method of the connected external device. An analog output terminal that can be switched is also proposed. However, even an analog output terminal that can switch the DA conversion operation between the current method and the voltage method uses a jumper pin or the like as a means for switching, so the switching work is complicated. there were.

更に、電圧制御型の外部機器に入力されるアナログ電圧信号によるダイナミックレンジが、0〜10[V]又は0〜5[V]であり、オフセットのない範囲となるのに対して、電流制御型の外部機器に入力されるアナログ電流信号によるダイナミックレンジが、4〜20[mA]であり、オフセットが含まれた範囲となる。そのため、アナログ出力端末器においては、アナログ電圧信号に変換するための電圧増幅器と、アナログ電流信号に変換するための電圧電流変換器とを備える必要があり、装置の小型化の妨げとなっていた。   Furthermore, the dynamic range by the analog voltage signal input to the voltage control type external device is 0 to 10 [V] or 0 to 5 [V], and is in the range having no offset, whereas the current control type. The dynamic range of the analog current signal input to the external device is 4 to 20 [mA], which is a range including an offset. Therefore, in the analog output terminal, it is necessary to include a voltage amplifier for converting to an analog voltage signal and a voltage / current converter for converting to an analog current signal, which hinders downsizing of the apparatus. .

又、接続される外部機器の制御方式に応じて、動作する演算器として、電圧増幅器及び電圧電流変換器のいずれか一方のみが選択される。このとき、電圧増幅器及び電圧電流変換器それぞれがオペアンプを有する回路構成となるため、選択されない不要な演算器において、例えば、オペアンプへのバイアスが禁止されていない構造などのように、無駄に電力消費がなされる場合がある。   In addition, only one of the voltage amplifier and the voltage / current converter is selected as the operation unit to be operated according to the control method of the connected external device. At this time, each of the voltage amplifier and the voltage-current converter has a circuit configuration having an operational amplifier. Therefore, in an unnecessary arithmetic unit that is not selected, for example, a structure in which bias to the operational amplifier is not prohibited, wastefully consumes power. May be made.

このような問題に鑑みて、本発明は、電圧制御型及び電流制御型それぞれの外部機器に対応可能であるとともに、装置の小型化及び低消費電力化が実現できるアナログ出力端末器を提案することを目的とする。   In view of such a problem, the present invention proposes an analog output terminal that can be applied to both external devices of voltage control type and current control type and can realize downsizing and low power consumption of the device. With the goal.

上記目的を達成するために、本発明のアナログ出力端末器は、外部機器の操作量に応じたデジタルの操作信号をアナログ信号に変換して、出力端子より前記外部機器に対して出力するアナログ出力端末器であって、電圧制御となる第1外部機器が前記出力端子に接続されたときはアナログ電圧信号を前記アナログ信号として生成する一方、電流制御となる第2外部機器が前記出力端子に接続されたときはアナログ電流信号を前記アナログ信号として生成し、生成した前記アナログ電圧信号又は前記アナログ電流信号を前記出力端子に供給する出力信号生成部と、電圧制御となる第1外部機器が前記出力端子に接続されたときは第1の電圧範囲において前記操作信号の信号値に応じた入力電圧信号を生成する一方で、電流制御となる第2外部機器が前記出力端子に接続されたときは第1の電圧範囲と異なる第2の電圧範囲において前記操作信号の信号値に応じた入力電圧信号を生成し、生成した前記入力電圧信号を前記出力信号生成部に供給する入力電圧信号生成部と、を備え、前記出力信号生成部内に設けられたアナログスイッチの電気的な接離を切り換えることで、前記出力端子から前記アナログ電圧信号と前記アナログ電流信号とを選択的に出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the analog output terminal of the present invention converts a digital operation signal corresponding to an operation amount of an external device into an analog signal, and outputs the analog output from the output terminal to the external device. When a first external device for voltage control is connected to the output terminal, an analog voltage signal is generated as the analog signal, while a second external device for current control is connected to the output terminal. An output signal generator that generates an analog current signal as the analog signal, supplies the generated analog voltage signal or the analog current signal to the output terminal, and a first external device that performs voltage control outputs the output When connected to the terminal, a second external unit that generates an input voltage signal in accordance with the signal value of the operation signal in the first voltage range and is current controlled Is connected to the output terminal, an input voltage signal corresponding to the signal value of the operation signal is generated in a second voltage range different from the first voltage range, and the generated input voltage signal is generated as the output signal An input voltage signal generation unit for supplying to the unit, and switching the electrical switch of the analog switch provided in the output signal generation unit, the analog voltage signal and the analog current signal from the output terminal Is selectively output.

このように構成するアナログ出力端末器において、前記出力信号生成部が、前記入力電圧信号生成部からの前記入力電圧信号が一方の入力端子に入力される2入力1出力となる第1オペアンプと、前記第1オペアンプの前記一方の入力端子と出力端子との間を接続する第1帰還回路と、前記第1オペアンプの他方の入力端子と出力端子との間を接続する第2帰還回路と、を有し、前記アナログスイッチによって、前記第1帰還回路の電気的な接離と、前記第2帰還回路の回路構成とが切り換えられ、前記アナログ電圧信号を出力するときには、前記第1帰還回路が電気的に切断されて前記出力信号生成部が電圧増幅器として動作し、前記アナログ電流信号を出力するときには、前記第1帰還回路が電気的に接続されて前記出力信号生成部が電圧電流変換器として動作する。   In the analog output terminal configured as described above, the output signal generation unit includes a first operational amplifier that has two inputs and one output to which the input voltage signal from the input voltage signal generation unit is input to one input terminal; A first feedback circuit that connects between the one input terminal and the output terminal of the first operational amplifier; and a second feedback circuit that connects between the other input terminal and the output terminal of the first operational amplifier. The analog switch switches between electrical connection and separation of the first feedback circuit and circuit configuration of the second feedback circuit, and when the analog voltage signal is output, the first feedback circuit is electrically connected. When the output signal generator operates as a voltage amplifier and outputs the analog current signal, the first feedback circuit is electrically connected and the output signal generator is electrically connected. It operates as a current transformer.

このように構成する際、前記第1オペアンプを両電源により動作するものとしてもよいし、前記第1オペアンプの前記他方の入力端子にオフセット電圧を与えるとともに、前記第1オペアンプが片電源で動作するものとしてもよい。又、このように構成することで、出力信号生成部について電圧増幅器及び電圧電流変換器のいずれの動作を行わせる場合であっても、第1オペアンプを共通に利用可能とできる。これにより、電圧増幅器及び電圧電流変換器それぞれに対して複数のオペアンプを準備する必要がなく、装置の小型化を図ることができる。   In this configuration, the first operational amplifier may be operated by a dual power supply, an offset voltage is applied to the other input terminal of the first operational amplifier, and the first operational amplifier is operated by a single power supply. It may be a thing. Further, with this configuration, the first operational amplifier can be used in common regardless of whether the output signal generator is operated by the voltage amplifier or the voltage-current converter. Thereby, it is not necessary to prepare a plurality of operational amplifiers for each of the voltage amplifier and the voltage-current converter, and the apparatus can be reduced in size.

又、前記第1帰還回路は、前記第1オペアンプの前記一方の入力端子に一端が接続された第1抵抗と、該第1抵抗の他端に出力側が接続されたアンプと、該アンプの入力側に一端が接続された第2抵抗とを有するものとしてもよい。このとき、前記アンプの出力側と前記第1抵抗との間に、前記アナログスイッチが設けられる。そして、前記アンプを、前記第1オペアンプを両電源とするときは、両電源により動作する第2オペアンプとしてもよいし、前記第1オペアンプを片電源とするときは、片電源で動作する第2オペアンプとしてもよい。   The first feedback circuit includes a first resistor having one end connected to the one input terminal of the first operational amplifier, an amplifier having an output connected to the other end of the first resistor, and an input of the amplifier And a second resistor having one end connected to the side. At this time, the analog switch is provided between the output side of the amplifier and the first resistor. The amplifier may be a second operational amplifier that operates with both power supplies when the first operational amplifier is used as both power supplies, and a second power amplifier that operates with a single power supply when the first operational amplifier is used as a single power supply. It may be an operational amplifier.

又、前記第2帰還回路は、前記第1オペアンプの前記他方の入力端子に一端が接続された第3抵抗と、該第3抵抗の他端に一端が接続された第4抵抗と、該第4抵抗の他端と前記第1オペアンプの出力端子との間に接続される第5抵抗と、を有するとともに、前記アナログスイッチによって、前記第3及び第5抵抗を直列に接続する第1状態と、前記第3及び第4抵抗による直列回路と前記第5抵抗とを並列に接続する第2状態とで切り換えるものとしてもよい。   The second feedback circuit includes a third resistor having one end connected to the other input terminal of the first operational amplifier, a fourth resistor having one end connected to the other end of the third resistor, A fifth resistor connected between the other end of the four resistors and the output terminal of the first operational amplifier, and a first state in which the third and fifth resistors are connected in series by the analog switch; The switching may be performed between a series circuit including the third and fourth resistors and a second state in which the fifth resistor is connected in parallel.

更に、上述のいずれかのアナログ出力端末器において、外部と通信を行う通信インターフェースを備え、該通信インターフェースによって受信した前記操作信号が前記入力電圧信号生成部に与えられるものとしてもよい。   Furthermore, any one of the above-described analog output terminals may include a communication interface that communicates with the outside, and the operation signal received by the communication interface may be provided to the input voltage signal generation unit.

本発明によると、出力信号生成部にアナログスイッチを設け、当該アナログスイッチの電気的な接離に基づいて、アナログ電圧信号とアナログ電流信号とを選択的に出力できる構成としたので、電圧制御型及び電流制御型それぞれの外部機器いずれにも対応することができる。又、従来のジャンパスイッチなどのように、作業者により直接操作されるスイッチではなく、電気的な作用により操作されるアナログスイッチとすることで、装置の小型化だけではなく、操作性を向上させることができる。   According to the present invention, an analog switch is provided in the output signal generation unit, and an analog voltage signal and an analog current signal can be selectively output based on electrical contact / separation of the analog switch. And current control type external devices. In addition, it is not only a switch that is directly operated by an operator, such as a conventional jumper switch, but an analog switch that is operated by an electric action, so that not only the apparatus is downsized but also the operability is improved. be able to.

<基本構成>
本発明のアナログ出力端末器の基本構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明のアナログ出力端末器の内部構成を示すブロック図である。
<Basic configuration>
The basic configuration of the analog output terminal of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an analog output terminal according to the present invention.

図1に示すアナログ出力端末器1は、入力されるデジタル信号による操作信号の値を電圧値に変換して入力電圧信号を生成する入力電圧信号生成部2と、入力電圧信号生成部2から出力される入力電圧信号によりアナログ電圧信号又はアナログ電流信号を生成する出力信号生成部3と、出力信号生成部3で生成されたアナログ電圧信号又はアナログ電流信号を外部機器5に出力する出力端子4とを備える。   An analog output terminal 1 shown in FIG. 1 converts an operation signal value by an input digital signal into a voltage value to generate an input voltage signal, and outputs from the input voltage signal generator 2 An output signal generator 3 that generates an analog voltage signal or an analog current signal according to the input voltage signal, and an output terminal 4 that outputs the analog voltage signal or analog current signal generated by the output signal generator 3 to the external device 5; Is provided.

このように構成するアナログ出力端末器1は、例えば、図5に示すコントローラ108より出力される操作信号が入力電圧信号生成部2に入力されると、入力電圧信号生成部2において、出力端子4より出力するアナログ信号に応じた入力電圧信号に変換される。又、出力信号生成部3が、外部機器5の制御方式に対応したアナログ信号の生成処理を行うために、入力電圧信号生成部2が、出力信号生成部3の変換動作を指定する切換指示信号を、出力信号生成部3に出力する。   For example, when the operation signal output from the controller 108 illustrated in FIG. 5 is input to the input voltage signal generation unit 2, the analog output terminal 1 configured as described above receives the output terminal 4 in the input voltage signal generation unit 2. It is converted into an input voltage signal corresponding to the analog signal to be output. In addition, since the output signal generation unit 3 performs an analog signal generation process corresponding to the control method of the external device 5, the input voltage signal generation unit 2 switches the switching instruction signal that specifies the conversion operation of the output signal generation unit 3. Is output to the output signal generator 3.

尚、外部機器5の制御方式の検知については、不図示の操作スイッチなどが操作されることで、入力電圧信号生成部2に電気的に報知されることで検知するものとしてもよいし、又、コントローラ108(図5参照)などとの通信により報知されることで検知するものとしてもよい。更に、出力端子4より外部機器5の制御方式を検知するための試験信号を出力し、その試験信号に対する応答結果に基づいて、外部機器5の制御方式を検知するものとしてもよい。   The control method of the external device 5 may be detected by electrically notifying the input voltage signal generator 2 by operating an operation switch (not shown) or the like. Further, it may be detected by being notified by communication with the controller 108 (see FIG. 5). Further, a test signal for detecting the control method of the external device 5 may be output from the output terminal 4, and the control method of the external device 5 may be detected based on a response result to the test signal.

よって、外部機器5の制御方式が電圧制御型である場合は、外部機器5に対して、オフセットのないアナログ電圧信号を出力するため、入力電圧信号生成部2が出力信号生成部3に対して切換指示信号を与えて、アナログ電圧信号への変換を行うことを指示する。そして、出力信号生成部3に入力する入力電圧信号として、ダイナミックレンジが0〜V1[V](例えば、0〜2[V])となる電圧信号が、入力電圧信号生成部2から出力される。   Therefore, when the control method of the external device 5 is a voltage control type, an analog voltage signal without an offset is output to the external device 5, so that the input voltage signal generator 2 outputs to the output signal generator 3. A switching instruction signal is given to instruct to perform conversion to an analog voltage signal. A voltage signal having a dynamic range of 0 to V1 [V] (for example, 0 to 2 [V]) is output from the input voltage signal generation unit 2 as an input voltage signal input to the output signal generation unit 3. .

一方、外部機器5の制御方式が電流制御型である場合は、外部機器5に対して、オフセットのあるアナログ電流信号を出力するため、入力電圧信号生成部2が出力信号生成部3に対して切換指示信号を与えて、アナログ電流信号への変換を行うことを指示する。そして、出力信号生成部3に入力する入力電圧信号として、ダイナミックレンジがVof〜V1[V](例えば、0.4〜2[V])となる電圧信号が、入力電圧信号生成部2から出力される。   On the other hand, when the control method of the external device 5 is a current control type, the input voltage signal generation unit 2 outputs to the output signal generation unit 3 the analog current signal having an offset to the external device 5. A switching instruction signal is given to instruct to perform conversion to an analog current signal. A voltage signal having a dynamic range of Vof to V1 [V] (for example, 0.4 to 2 [V]) is output from the input voltage signal generation unit 2 as an input voltage signal input to the output signal generation unit 3. Is done.

このように動作することで、外部機器5の制御方式に応じて、出力信号生成部3の変換動作を切り換えるとともに、出力信号生成部3への入力電圧信号のダイナミックレンジの切換を行われ、外部機器5の制御方式に応じたアナログ信号を出力端子4より出力することができる。これにより、外部機器5の制御方式が電圧制御型である場合は、例えば、0〜10[V]又は、0〜5[V]のアナログ電圧信号を出力し、外部機器5の制御方式が電流制御型である場合は、例えば、4〜20[mA]のアナログ電流信号を出力することができる。   By operating in this way, the conversion operation of the output signal generation unit 3 is switched according to the control method of the external device 5, and the dynamic range of the input voltage signal to the output signal generation unit 3 is switched. An analog signal corresponding to the control method of the device 5 can be output from the output terminal 4. Thereby, when the control method of the external device 5 is a voltage control type, for example, an analog voltage signal of 0 to 10 [V] or 0 to 5 [V] is output, and the control method of the external device 5 is the current. In the case of the control type, for example, an analog current signal of 4 to 20 [mA] can be output.

<実施形態における共通の構成>
この図1のような基本構成を備えるアナログ出力端末器の詳細について、以下の各実施形態で説明する。又、以下の各実施形態では、図2に示すブロック構成を共通に備える。よって、この図2のブロック図によるアナログ出力端末器の内部構成について、簡単に説明する。尚、図2に示すアナログ出力端末器において、図1に示す基本構成のものと同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
<Common configuration in the embodiment>
Details of the analog output terminal having the basic configuration as shown in FIG. 1 will be described in the following embodiments. In the following embodiments, the block configuration shown in FIG. 2 is provided in common. Therefore, the internal configuration of the analog output terminal according to the block diagram of FIG. 2 will be briefly described. In the analog output terminal shown in FIG. 2, parts used for the same purpose as those of the basic configuration shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図2に示すアナログ出力端末器1は、外部機器5(図1参照)と接続する出力端子4と、図5に示すコントローラ108と相互に通信を行う通信インターフェース11と、通信インターフェース11での通信などの各動作を制御するためのデジタル処理を行う制御回路12と、制御回路12により演算処理によって得られて出力される各信号を光信号によって後段に送出するフォトカプラ13a,13bと、フォトカプラ13aに接続されるDA変換を行うDAC(Digital to Analog Converter)14と、フォトカプラ13bに接続される切換回路15と、DAC14からの電圧信号を出力端子4より出力するアナログ信号に変換する出力信生成回路30と、通信インターフェース11及び制御回路12に電力供給を行う電源回路16aと、DAC14、切換回路15、及び出力信号生成回路30に電力供給を行う電源回路16bとを備える。   An analog output terminal 1 shown in FIG. 2 includes an output terminal 4 connected to an external device 5 (see FIG. 1), a communication interface 11 that communicates with the controller 108 shown in FIG. A control circuit 12 that performs digital processing for controlling each operation such as, photocouplers 13a and 13b that send each signal obtained and output by arithmetic processing by the control circuit 12 to the subsequent stage as an optical signal, and a photocoupler A DAC (Digital to Analog Converter) 14 for performing DA conversion connected to 13a, a switching circuit 15 connected to the photocoupler 13b, and an output signal for converting a voltage signal from the DAC 14 into an analog signal output from the output terminal 4. The power generation circuit 30, the power supply circuit 16 a that supplies power to the communication interface 11 and the control circuit 12, and the DAC 1 , And a power supply circuit 16b for supplying power to the switching circuit 15 and an output signal generating circuit 30.

このアナログ出力端末器1は、通信インターフェース11、制御回路12、フォトカプラ13a,13bの発光ダイオードLD1,LD2、及び電源回路16aにより、コントローラ108に対する動作電圧Vx(例えば、3.3[V])と同等の電圧により動作させるデジタル処理ブロック10xを構成する。一方、図2の一点鎖線部分で絶縁することで、出力端子4、フォトカプラ13a,13bのフォトトランジスタPT1,PT2、DAC14、切換回路15、電源回路16b、及び出力信号生成回路30により、デジタル処理ブロック10xとの電気的に乖離されたアナログ処理ブロック10yを構成する。尚、この電気的な乖離を行うために、例えば、デジタル処理ブロック10xとアナログ処理ブロック10yとを別の基板上に構成するなどすることで実現できる。   The analog output terminal 1 includes a communication interface 11, a control circuit 12, light emitting diodes LD1 and LD2 of photocouplers 13a and 13b, and a power supply circuit 16a. A digital processing block 10x that is operated by a voltage equivalent to the above is configured. 2 is digitally processed by the output terminal 4, the phototransistors PT1 and PT2, the DAC 14, the switching circuit 15, the power supply circuit 16b, and the output signal generation circuit 30 of the photocouplers 13a and 13b. An analog processing block 10y electrically separated from the block 10x is configured. In order to perform this electrical divergence, for example, the digital processing block 10x and the analog processing block 10y can be configured on different substrates.

このように、絶縁などによりデジタル処理ブロック10xとアナログ処理ブロック10yとを電気的に乖離することで、アナログ処理ブロック10yにおける過電圧又は過電流などの発生により、デジタル処理ブロック10xを構成する各回路や素子が破壊されることを防ぐことができる。これにより、コントローラ108に対しても、アナログ処理ブロック10y側から与えられる電気的な影響を防ぐことができる。尚、図2に示す構成例においては、デジタル処理ブロック10xとアナログ処理ブロック10yとの間が絶縁された構成としたが、このような絶縁がなされないものとしてもよい。   In this way, by electrically separating the digital processing block 10x and the analog processing block 10y by insulation or the like, each circuit constituting the digital processing block 10x due to the occurrence of overvoltage or overcurrent in the analog processing block 10y The element can be prevented from being destroyed. Thereby, it is possible to prevent an electrical influence given to the controller 108 from the analog processing block 10y side. In the configuration example shown in FIG. 2, the digital processing block 10x and the analog processing block 10y are insulated from each other. However, such insulation may not be provided.

そして、電源回路16a,16bはそれぞれ、電圧V(例えば、+24[V])となる外部電源が入力されると、デジタル処理ブロック10xにおいて、電源回路16aが動作電圧Vx(例えば、+3.3[V])に変換して出力し、アナログ処理ブロック10yにおいて、電源回路16bが動作電圧Vxより高い動作電圧±Vy又は+Vy(例えば、±15[V]又は+15[V])に変換して出力する。尚、切換回路15に対して、電源回路16bで電圧変換動作が行われて、Vyよりも低い電圧Vz(例えば、+5[V])を与えるものとしてよい。又、通信インターフェース11、制御回路12、フォトカプラ13a,13b、DAC14、及び切換回路15によって、図1の基本構成における入力電圧信号生成部2を構成するとともに、出力信号生成回路30が、図1の基本構成における出力信号生成部3に相当する。   Then, when an external power supply having a voltage V (for example, +24 [V]) is input to each of the power supply circuits 16a and 16b, the power supply circuit 16a in the digital processing block 10x has the operating voltage Vx (for example, +3.3 [for example +3.3 [V]). V]) and output, and in the analog processing block 10y, the power supply circuit 16b converts to an operating voltage ± Vy or + Vy (for example, ± 15 [V] or +15 [V]) higher than the operating voltage Vx and outputs To do. Note that a voltage conversion operation may be performed on the switching circuit 15 by the power supply circuit 16b to apply a voltage Vz (for example, +5 [V]) lower than Vy. Further, the communication interface 11, the control circuit 12, the photocouplers 13a and 13b, the DAC 14, and the switching circuit 15 constitute the input voltage signal generation unit 2 in the basic configuration of FIG. This corresponds to the output signal generation unit 3 in the basic configuration.

このような構成のアナログ出力端末器1の動作について、以下に説明する。通信インターフェース11で受信したコントローラ108からの操作信号が、制御回路12に与えられると、制御回路12において、DAC14で処理するためのデジタル信号に変換し、フォトカプラ13aに出力する。又、制御回路12は、外部機器5(図1参照)の制御方式に応じたデジタル信号となる切換制御信号を生成し、フォトカプラ13bに出力する。   The operation of the analog output terminal 1 having such a configuration will be described below. When an operation signal from the controller 108 received by the communication interface 11 is given to the control circuit 12, the control circuit 12 converts the operation signal into a digital signal to be processed by the DAC 14, and outputs the digital signal to the photocoupler 13a. The control circuit 12 generates a switching control signal that is a digital signal according to the control method of the external device 5 (see FIG. 1), and outputs the switching control signal to the photocoupler 13b.

フォトカプラ13aでは、制御回路12より出力されたデジタル信号に応じて発光ダイオードLD1の発光が制御され、発光ダイオードLD1の発光動作に応じてフォトトランジスタPT1が動作する。これにより、制御回路12より出力されたデジタル信号に応じて、フォトカプラ13aのフォトトランジスタPT1が導通/非道通となり、制御回路12からのデジタル信号がDAC14に入力される。   In the photocoupler 13a, light emission of the light emitting diode LD1 is controlled according to the digital signal output from the control circuit 12, and the phototransistor PT1 operates according to the light emission operation of the light emitting diode LD1. Accordingly, the phototransistor PT1 of the photocoupler 13a is turned on / off according to the digital signal output from the control circuit 12, and the digital signal from the control circuit 12 is input to the DAC.

尚、フォトカプラ13aは、デジタル信号のビット数に応じた複数のフォトカプラ群により構成する。そして、制御回路12より出力するデジタル信号において1となる桁に相当するフォトカプラの発光ダイオードのみを発光させ、この発光ダイオードとフォトカプラを形成するフォトトランジスタを導通させる。このデジタル信号のビット数に応じた複数のフォトカプラ群によるフォトカプラ13aを用いることで、複数ビットによるデジタル信号を制御回路12からDAC14に伝達することができる。   The photocoupler 13a is composed of a plurality of photocoupler groups corresponding to the number of bits of the digital signal. Then, only the light emitting diode of the photocoupler corresponding to the digit that is 1 in the digital signal output from the control circuit 12 emits light, and the light emitting diode and the phototransistor forming the photocoupler are made conductive. By using the photocoupler 13a including a plurality of photocoupler groups corresponding to the number of bits of the digital signal, a digital signal having a plurality of bits can be transmitted from the control circuit 12 to the DAC 14.

一方、フォトカプラ13bでは、制御回路12より出力された切換指示信号に応じて発光ダイオードLD2の発光が制御され、発光ダイオードLD2の発光動作に応じてフォトトランジスタPT2が動作する。これにより、制御回路12より出力された切換指示信号に応じて、フォトカプラ13bのフォトトランジスタPT2が導通/非道通となり、制御回路12からの切換指示信号が切換回路15に入力される。このとき、例えば、電圧制御方式である場合に、発光ダイオードLD2を発光させ、電流制御方式である場合に、発光ダイオードLD2の発光を停止させるものとしてもよい。   On the other hand, in the photocoupler 13b, the light emission of the light emitting diode LD2 is controlled according to the switching instruction signal output from the control circuit 12, and the phototransistor PT2 operates according to the light emission operation of the light emitting diode LD2. Thus, according to the switching instruction signal output from the control circuit 12, the phototransistor PT2 of the photocoupler 13b is turned on / off, and the switching instruction signal from the control circuit 12 is input to the switching circuit 15. At this time, for example, the light emitting diode LD2 may emit light when the voltage control method is used, and the light emission of the light emitting diode LD2 may be stopped when the current control method is used.

又、制御回路12では、通信インターフェース11から入力される操作信号を、フォトカプラ13aに出力するデジタル信号に変換する際、その変換したデジタル信号のダイナミックレンジを、外部機器5(図1参照)の制御方式に応じて変更する。即ち、オフセットのないアナログ電圧信号を出力する場合は、デジタル信号のダイナミックレンジを0〜Lの範囲とし、オフセットのあるアナログ電流信号を出力する場合は、デジタル信号のダイナミックレンジをLo〜Lの範囲とする。   In addition, when the control circuit 12 converts the operation signal input from the communication interface 11 into a digital signal output to the photocoupler 13a, the dynamic range of the converted digital signal is converted to that of the external device 5 (see FIG. 1). Change according to the control method. That is, when an analog voltage signal without an offset is output, the dynamic range of the digital signal is set to a range of 0 to L, and when an analog current signal with an offset is output, the dynamic range of the digital signal is set to a range of Lo to L. And

よって、制御回路12に入力される操作信号のダイナミックレンジを0〜Lxの範囲としたとき、制御回路12は、値L1となる操作信号に対して、アナログ電圧信号を出力する場合は、値(L1×L/Lx)となるデジタル信号を出力し、アナログ電流信号を出力する場合は、値(Lo+L1×(L−Lo)/Lx)となるデジタル信号を出力する。このようにして外部機器5(図1参照)の制御方式に応じたダイナミックレンジとなるデジタル信号が、フォトカプラ13aを介して、DAC14に入力される。   Therefore, when the dynamic range of the operation signal input to the control circuit 12 is in the range of 0 to Lx, the control circuit 12 outputs a value ( When outputting a digital signal of (L1 × L / Lx) and outputting an analog current signal, a digital signal of a value (Lo + L1 × (L−Lo) / Lx) is output. In this way, a digital signal having a dynamic range corresponding to the control method of the external device 5 (see FIG. 1) is input to the DAC 14 via the photocoupler 13a.

DAC14では、フォトカプラ13aを介して入力されるデジタル信号に対して、DA変換処理を行い、DA変換後に得られたアナログ信号を、入力電圧信号として出力信号生成回路30に出力する。即ち、DAC14では、デジタル信号の値に応じた電圧値によるアナログ電圧信号を生成し、このアナログ電圧信号を、入力電圧信号として出力信号生成回路30に出力する。このDAC14のDA変換処理により、出力端子4よりアナログ電圧信号を出力する場合は、ダイナミックレンジが0〜V1[V](例えば、0〜2[V])となる入力電圧信号が出力信号生成回路30に入力される一方で、出力端子4よりアナログ電流信号を出力する場合は、ダイナミックレンジがVof〜V1[V](例えば、0.4〜2[V])となる入力電圧信号が出力信号生成回路30に入力される。   The DAC 14 performs DA conversion processing on a digital signal input via the photocoupler 13a, and outputs an analog signal obtained after DA conversion to the output signal generation circuit 30 as an input voltage signal. That is, the DAC 14 generates an analog voltage signal with a voltage value corresponding to the value of the digital signal, and outputs the analog voltage signal to the output signal generation circuit 30 as an input voltage signal. When an analog voltage signal is output from the output terminal 4 by DA conversion processing of the DAC 14, an input voltage signal having a dynamic range of 0 to V1 [V] (for example, 0 to 2 [V]) is output signal generation circuit. On the other hand, when an analog current signal is output from the output terminal 4, an input voltage signal whose dynamic range is Vof to V1 [V] (for example, 0.4 to 2 [V]) is output as an output signal. Input to the generation circuit 30.

即ち、アナログ電圧信号の出力を行う場合であって、値(L1×L/Lx)となるデジタル信号が入力されるときは、値(L1×V1/Lx)となるアナログ電圧信号を、入力電圧信号として出力する。一方、アナログ電流信号の出力を行う場合であって、値(Lo+L1×(L−Lo)/Lx)となるデジタル信号が入力されるときは、値(Vof+L1×(V1−Vof)/Lx)となるアナログ電圧信号を、入力電圧信号として出力する。   That is, when an analog voltage signal is output and a digital signal having a value (L1 × L / Lx) is input, the analog voltage signal having a value (L1 × V1 / Lx) is input to the input voltage. Output as a signal. On the other hand, when a digital signal having a value (Lo + L1 × (L−Lo) / Lx) is input when an analog current signal is output, the value (Vof + L1 × (V1−Vof) / Lx) is obtained. The analog voltage signal is output as an input voltage signal.

又、切換回路15は、フォトカプラ13bを介して制御回路12から入力される切換指示信号に基づいて、出力信号生成回路30内のアナログスイッチ(第1及び第2の実施形態で後述する)の電気的な接離を切り換えることで、出力信号生成回路30の回路構成を指定する。即ち、入力された切換指示信号により、出力端子4からアナログ電圧信号を出力することを指示されたときは、出力信号生成回路30を電圧増幅器となる回路構成に切り換える一方で、入力された切換指示信号により、出力端子4からアナログ電流信号を出力することを指示されたときは、出力信号生成回路30を電圧電流変換器となる回路構成に切り換える。   The switching circuit 15 is an analog switch (to be described later in the first and second embodiments) in the output signal generation circuit 30 based on a switching instruction signal input from the control circuit 12 via the photocoupler 13b. The circuit configuration of the output signal generation circuit 30 is designated by switching between electrical contact and separation. That is, when the input switching instruction signal instructs the output terminal 4 to output an analog voltage signal, the output signal generation circuit 30 is switched to a circuit configuration that becomes a voltage amplifier, while the inputted switching instruction signal When the signal instructs the output terminal 4 to output an analog current signal, the output signal generation circuit 30 is switched to a circuit configuration that becomes a voltage-current converter.

これにより、出力信号生成回路30は、切換回路15によって指定された回路構成に基づいて動作を行い、DAC14から出力される入力電圧信号に対して電圧増幅又は電流電圧変換を行い、出力端子4を介して外部機器5(図1参照)に対して、アナログ電圧信号又はアナログ電流信号を出力する。以上の構成及び動作を共通のものとして備えたアナログ出力端末器の第1及び第2の実施形態について、それぞれの実施形態における特徴となる出力信号生成回路に関し、その詳細を説明する。   Thus, the output signal generation circuit 30 operates based on the circuit configuration specified by the switching circuit 15, performs voltage amplification or current-voltage conversion on the input voltage signal output from the DAC 14, and sets the output terminal 4. An analog voltage signal or an analog current signal is output to the external device 5 (see FIG. 1). The first and second embodiments of the analog output terminal having the above-described configuration and operation in common will be described in detail with respect to the output signal generation circuit that is a feature of each embodiment.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施の形態について、図3を参照して説明する。図3は、本実施形態のアナログ出力端末器に内蔵された出力信号生成回路の構成を示す回路図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the output signal generation circuit built in the analog output terminal of this embodiment.

本実施形態のアナログ出力端末器に備えられた出力信号生成回路30a(図2の出力信号生成回路30に相当)は、図3に示すように、DAC14からの入力電圧信号が入力される入力端子INと、一端が接地された抵抗R6と、入力端子INに一端が接続された抵抗R7と、抵抗R6,R7それぞれの他端に反転入力端子(−)及び非反転入力端子(+)のそれぞれが接続されるとともに両電源で動作するオペアンプA1と、オペアンプA1の出力端子にベースが接続されたnpn型のトランジスタTr1と、トランジスタTr1のエミッタに一端が接続された抵抗R5と、抵抗R5の他端とオペアンプA1の非反転入力端子との間の第1帰還回路を構成する抵抗R1,R2及びオペアンプA2と、抵抗R5の他端とオペアンプA1の反転入力端子(−)との間の第2帰還回路を構成する抵抗R3,R4と、切換回路15により電気的な接離が制御されるアナログスイッチSW1〜SW3とを備える。   As shown in FIG. 3, an output signal generation circuit 30a (corresponding to the output signal generation circuit 30 in FIG. 2) provided in the analog output terminal of this embodiment is an input terminal to which an input voltage signal from the DAC 14 is input. IN, a resistor R6 having one end grounded, a resistor R7 having one end connected to the input terminal IN, and an inverting input terminal (−) and a non-inverting input terminal (+) at the other ends of the resistors R6 and R7, respectively. Are connected to each other and the operational amplifier A1 operates with both power sources, the npn transistor Tr1 whose base is connected to the output terminal of the operational amplifier A1, the resistor R5 whose one end is connected to the emitter of the transistor Tr1, and the resistor R5. Resistors R1 and R2 and an operational amplifier A2 constituting a first feedback circuit between the terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, and the other end of the resistor R5 and the inverse of the operational amplifier A1 Comprises a resistor R3, R4 constituting the second feedback circuit between the analog switches SW1~SW3 an electrical contact and separation by the switching circuit 15 is controlled - Power terminal ().

そして、第1帰還回路では、一端がオペアンプA1の非反転入力端子に接続された抵抗R1の他端に、アナログスイッチSW1の一端が接続されるとともに、抵抗R5の他端に一端が接続された抵抗R2の他端に、出力端子と反転入力端子(−)とがアナログスイッチSW1の他端に接続されたオペアンプA2の非反転入力端子(+)が接続される。このとき、オペアンプA2は、オペアンプA1と同様、両電源で動作するとともに、出力端子と反転入力端子が接続されることで増幅器として働く。   In the first feedback circuit, one end of the analog switch SW1 is connected to the other end of the resistor R1 whose one end is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A1, and one end is connected to the other end of the resistor R5. The other end of the resistor R2 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A2 in which the output terminal and the inverting input terminal (−) are connected to the other end of the analog switch SW1. At this time, the operational amplifier A2 operates with both power sources similarly to the operational amplifier A1, and functions as an amplifier by connecting the output terminal and the inverting input terminal.

又、第2帰還回路では、一端がオペアンプA1の反転入力端子に接続された抵抗R3の他端に、抵抗R4及びアナログスイッチSW2それぞれの一端が接続されるとともに、抵抗R5の他端に一端が接続されたアナログスイッチSW3の他端に、抵抗R3とアナログスイッチSW2との接続ノードに一端が接続された抵抗R4の他端が接続される。更に、アナログスイッチSW2の他端が、抵抗R5とトランジスタTr1のエミッタとの接続ノードに接続される。   In the second feedback circuit, one end of each of the resistor R4 and the analog switch SW2 is connected to the other end of the resistor R3 connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A1, and one end is connected to the other end of the resistor R5. The other end of the resistor R4 having one end connected to the connection node between the resistor R3 and the analog switch SW2 is connected to the other end of the connected analog switch SW3. Furthermore, the other end of the analog switch SW2 is connected to a connection node between the resistor R5 and the emitter of the transistor Tr1.

そして、上述の両電源で動作するオペアンプA1,A2のそれぞれには、電源回路16b(図2参照)より±Vy(例えば、±15V)がバイアス電圧として供給される。又、出力信号生成回路30aにおける抵抗R2,R5の接続ノードとの接点と接地点とにより、出力端子4が形成される。   Then, ± Vy (for example, ± 15 V) is supplied as a bias voltage from the power supply circuit 16b (see FIG. 2) to each of the operational amplifiers A1 and A2 that operate with the above-described two power supplies. Further, the output terminal 4 is formed by the contact point of the output signal generation circuit 30a with the connection node of the resistors R2 and R5 and the ground point.

このように構成されるとき、外部機器5(図1参照)が電圧制御により動作する場合、切換回路15により、アナログスイッチSW1,SW2それぞれがOFFとなり、且つ、アナログスイッチSW3がONとなる。即ち、アナログスイッチSW1のOFFにより、第1帰還回路の接続が切断され、アナログスイッチSW2のOFF及びアナログスイッチSW3のONにより、第2帰還回路が、抵抗R3,R4の直列回路によって構成される。よって、出力信号生成回路30aが電圧増幅器として働く。   In such a configuration, when the external device 5 (see FIG. 1) operates by voltage control, the analog switch SW1 and SW2 are turned off by the switching circuit 15 and the analog switch SW3 is turned on. That is, when the analog switch SW1 is turned off, the connection of the first feedback circuit is disconnected, and when the analog switch SW2 is turned off and the analog switch SW3 is turned on, the second feedback circuit is configured by a series circuit of resistors R3 and R4. Therefore, the output signal generation circuit 30a functions as a voltage amplifier.

これにより、抵抗R3,R4,R6それぞれの抵抗値r3,r4,r6により、入力電圧信号の電圧値Vinに対して、電圧値(Vin×{1+(r3+r4)/r6})となるアナログ電圧信号を出力することができる。よって、例えば、入力電圧信号のダイナミックレンジが0〜2[V]であり、アナログ電圧信号のダイナミックレンジが0〜10[V]である場合、抵抗R3,R4,R6それぞれの抵抗値r3,r4,r6について、以下の(1)式の関係を満たす値に設定すればよい。
1+(r3+r4)/r6=5 …(1)
Thus, an analog voltage signal having a voltage value (Vin × {1+ (r3 + r4) / r6}) with respect to the voltage value Vin of the input voltage signal by the resistance values r3, r4, r6 of the resistors R3, R4, R6, respectively. Can be output. Therefore, for example, when the dynamic range of the input voltage signal is 0 to 2 [V] and the dynamic range of the analog voltage signal is 0 to 10 [V], the resistance values r3 and r4 of the resistors R3, R4, and R6, respectively. , R6 may be set to values satisfying the relationship of the following expression (1).
1+ (r3 + r4) / r6 = 5 (1)

一方、外部機器5(図1参照)が電流制御により動作する場合、切換回路15により、アナログスイッチSW1,SW2それぞれがONとなり、且つ、アナログスイッチSW3がOFFとなる。即ち、アナログスイッチSW1のONにより、第1帰還回路が電気的に接続され、アナログスイッチSW2のON及びアナログスイッチSW3のOFFにより、第2帰還回路における抵抗R3が抵抗R5との直列回路を構成する。よって、出力信号生成回路30aが電圧電流変換器として働く。   On the other hand, when the external device 5 (see FIG. 1) operates by current control, the analog switch SW1 and SW2 are turned on by the switching circuit 15, and the analog switch SW3 is turned off. That is, when the analog switch SW1 is turned on, the first feedback circuit is electrically connected, and when the analog switch SW2 is turned on and the analog switch SW3 is turned off, the resistor R3 in the second feedback circuit forms a series circuit with the resistor R5. . Therefore, the output signal generation circuit 30a functions as a voltage / current converter.

これにより、抵抗R3,R5,R6それぞれの抵抗値r3,r5,r6により、入力電圧信号の電圧値Vinに対して、電流値({Vin×(1+r3/r6)}/r5)となるアナログ電流信号を出力することができる。よって、例えば、入力電圧信号のダイナミックレンジが0.4〜2[V]であり、アナログ電流信号のダイナミックレンジが0.4〜2[mA]である場合、抵抗R5の抵抗値を100[Ω]に設定するとともに、抵抗R6の抵抗値r6を抵抗R3の抵抗値r3に比べて十分に大きな値に設定すればよい。   Thus, an analog current that becomes a current value ({Vin × (1 + r3 / r6)} / r5) with respect to the voltage value Vin of the input voltage signal by the resistance values r3, r5, and r6 of the resistors R3, R5, and R6, respectively. A signal can be output. Therefore, for example, when the dynamic range of the input voltage signal is 0.4 to 2 [V] and the dynamic range of the analog current signal is 0.4 to 2 [mA], the resistance value of the resistor R5 is set to 100 [Ω. And the resistance value r6 of the resistor R6 may be set to a value sufficiently larger than the resistance value r3 of the resistor R3.

このように、本実施形態では、アナログスイッチSW1〜SW3を設けることにより、その回路構成を電流増幅器又は電圧電流変換器に切り換えることができる出力信号生成回路30aを、2つのオペアンプA1,A2によって構成することができるため、出力信号生成回路30aの小型化を実現することができる。又、抵抗R3〜R6の抵抗値を所定の値に設定することで、DAC14より入力される入力電圧信号を、所望のアナログ電圧信号又はアナログ電流信号に変換して、出力端子4に出力することができる。   As described above, in this embodiment, the output signal generation circuit 30a that can switch the circuit configuration to the current amplifier or the voltage-current converter by providing the analog switches SW1 to SW3 is configured by the two operational amplifiers A1 and A2. Therefore, the output signal generation circuit 30a can be downsized. Also, by setting the resistance values of the resistors R3 to R6 to predetermined values, the input voltage signal input from the DAC 14 is converted into a desired analog voltage signal or analog current signal and output to the output terminal 4. Can do.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施の形態について、図4を参照して説明する。図4は、本実施形態のアナログ出力端末器に内蔵された出力信号生成回路の構成を示す回路図である。尚、図4に示す出力信号生成回路において、図3に示す出力信号生成回路と同一の目的で使用する素子又は部品については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an output signal generation circuit built in the analog output terminal of this embodiment. In the output signal generation circuit shown in FIG. 4, elements or parts used for the same purpose as those of the output signal generation circuit shown in FIG.

本実施形態のアナログ出力端末器に備えられた出力信号生成回路30b(図2の出力信号生成回路30に相当)は、第1の出力信号生成回路30a(図3参照)と異なり、図3の回路構成において接地されていた抵抗R6の一端に、電圧Vkを印加する構成とすることで、オペアンプA1,A2を、電圧+Vy(例えば、+15V)によりバイアスする片電源により動作させる。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるため、その詳細については省略する。   An output signal generation circuit 30b (corresponding to the output signal generation circuit 30 in FIG. 2) provided in the analog output terminal of the present embodiment is different from the first output signal generation circuit 30a (see FIG. 3). By adopting a configuration in which the voltage Vk is applied to one end of the resistor R6 grounded in the circuit configuration, the operational amplifiers A1 and A2 are operated by a single power source biased by a voltage + Vy (for example, + 15V). Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the details thereof are omitted.

第1の実施形態のように、抵抗R6の一端を接地した状態では、オペアンプA1を両電源で動作させなければ、出力端子4に接続された抵抗R5の他端には、0[V]となる入力電圧信号に対応した0[V]となる電圧値を出力することができない。そこで、本実施形態においては、上述のように、抵抗R6にオフセットとなる電圧Vkを印加することで、オペアンプA1を片電源で動作させても、出力端子4に接続された抵抗R5の他端には、0[V]となる入力電圧信号に対応した0[V]となる電圧値を出力することができる構成とした。   In the state where one end of the resistor R6 is grounded as in the first embodiment, if the operational amplifier A1 is not operated with both power sources, the other end of the resistor R5 connected to the output terminal 4 is set to 0 [V]. A voltage value of 0 [V] corresponding to the input voltage signal cannot be output. Therefore, in the present embodiment, as described above, by applying the offset voltage Vk to the resistor R6, the other end of the resistor R5 connected to the output terminal 4 even if the operational amplifier A1 is operated with a single power source. Is configured to output a voltage value of 0 [V] corresponding to an input voltage signal of 0 [V].

よって、第1の実施形態において、電源回路16bより正負の電圧±Vyをそれぞれ供給するため、電源回路16bが、外部から供給される電源より正負の電圧±Vyを生成する回路構成となり、その回路規模が大きいものとなるが、本実施形態においては、電源回路16bより正の電圧+Vyの供給でよくなるため、第1の実施形態に比べて、電源回路16bの回路規模を小さくできる。尚、電圧Vkを生成するためには、変圧回路を構成するだけでよく、負の電圧−Vyを生成する電源回路の回路規模よりも小さくなる。   Therefore, in the first embodiment, since the positive and negative voltages ± Vy are respectively supplied from the power supply circuit 16b, the power supply circuit 16b has a circuit configuration that generates the positive and negative voltages ± Vy from the power supplied from the outside. Although the scale is large, in this embodiment, it is sufficient to supply the positive voltage + Vy from the power supply circuit 16b. Therefore, the circuit scale of the power supply circuit 16b can be reduced as compared with the first embodiment. In order to generate the voltage Vk, it is only necessary to configure a transformer circuit, which is smaller than the circuit scale of the power supply circuit that generates the negative voltage -Vy.

本発明は、空調制御システムに限らず、中央管理を行うコントローラによって外部機器が操作される制御システムであれば、他の制御システムにおいても適用することが可能である。   The present invention is not limited to an air conditioning control system, and can be applied to other control systems as long as the control system can operate an external device by a controller that performs central management.

は、本発明のアナログ出力端末器の基本構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the basic composition of the analog output terminal of this invention. は、本発明の第1及び第2の実施形態におけるアナログ出力端末器の構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the structure of the analog output terminal in the 1st and 2nd embodiment of this invention. は、本発明の第1の実施形態におけるアナログ出力端末器の出力信号生成回路の回路構成を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the circuit structure of the output signal generation circuit of the analog output terminal in the 1st Embodiment of this invention. は、本発明の第2の実施形態におけるアナログ出力端末器の出力信号生成回路の回路構成を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the circuit structure of the output signal generation circuit of the analog output terminal in the 2nd Embodiment of this invention. は、アナログ出力端末器を用いた空調制御システムの構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the structure of the air-conditioning control system using an analog output terminal device.

符号の説明Explanation of symbols

1 アナログ出力端末器
2 入力電圧信号生成部
3 出力信号生成部
4 出力端子
5 外部機器
10x デジタル処理ブロック
10y アナログ処理ブロック
11 通信インターフェース
12 制御回路
13a,13b フォトカプラ
14 DAC
15 切換回路
16a,16b 電源回路
30,30a,30b 出力信号生成回路
R1〜R7 抵抗
A1,A2 オペアンプ
SW1〜SW3 アナログスイッチ
Tr1 トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Analog output terminal 2 Input voltage signal generation part 3 Output signal generation part 4 Output terminal 5 External apparatus 10x Digital processing block 10y Analog processing block 11 Communication interface 12 Control circuit 13a, 13b Photocoupler 14 DAC
15 switching circuit 16a, 16b power supply circuit 30, 30a, 30b output signal generation circuit R1-R7 resistor A1, A2 operational amplifier SW1-SW3 analog switch Tr1 transistor

Claims (4)

外部機器の操作量に応じたデジタルの操作信号をアナログ信号に変換して、出力端子より前記外部機器に対して出力するアナログ出力端末器であって、
電圧制御となる第1外部機器が前記出力端子に接続されたときはアナログ電圧信号を前記アナログ信号として生成する一方、電流制御となる第2外部機器が前記出力端子に接続されたときはアナログ電流信号を前記アナログ信号として生成し、生成した前記アナログ電圧信号又は前記アナログ電流信号を前記出力端子に供給する出力信号生成部と、
電圧制御となる第1外部機器が前記出力端子に接続されたときは第1の電圧範囲において前記操作信号の信号値に応じた入力電圧信号を生成する一方で、電流制御となる第2外部機器が前記出力端子に接続されたときは第1の電圧範囲と異なる第2の電圧範囲において前記操作信号の信号値に応じた入力電圧信号を生成し、生成した前記入力電圧信号を前記出力信号生成部に供給する入力電圧信号生成部と、
を備え、
前記出力信号生成部内に設けられたアナログスイッチの電気的な接離を切り換えることで、前記出力端子から前記アナログ電圧信号と前記アナログ電流信号とを選択的に出力することを特徴とするアナログ出力端末器。
An analog output terminal that converts a digital operation signal corresponding to an operation amount of an external device into an analog signal and outputs the analog signal from the output terminal to the external device,
When a first external device for voltage control is connected to the output terminal, an analog voltage signal is generated as the analog signal, while when a second external device for current control is connected to the output terminal, an analog current is generated. An output signal generator for generating a signal as the analog signal, and supplying the generated analog voltage signal or the analog current signal to the output terminal;
When a first external device for voltage control is connected to the output terminal, an input voltage signal corresponding to the signal value of the operation signal is generated in the first voltage range, while a second external device for current control is generated. Is connected to the output terminal, an input voltage signal corresponding to the signal value of the operation signal is generated in a second voltage range different from the first voltage range, and the generated input voltage signal is generated as the output signal An input voltage signal generation unit to be supplied to the unit;
With
An analog output terminal that selectively outputs the analog voltage signal and the analog current signal from the output terminal by switching electrical contact and separation of an analog switch provided in the output signal generation unit vessel.
請求項1において、
前記出力信号生成部が、
前記入力電圧信号生成部からの前記入力電圧信号が一方の入力端子に入力される2入力1出力となる第1オペアンプと、
前記第1オペアンプの前記一方の入力端子と出力端子との間を接続する第1帰還回路と、
前記第1オペアンプの他方の入力端子と出力端子との間を接続する第2帰還回路と、
を有し、
前記アナログスイッチによって、前記第1帰還回路の電気的な接離と、前記第2帰還回路の回路構成とが切り換えられ、
前記アナログ電圧信号を出力するときには、前記第1帰還回路が電気的に切断されて前記出力信号生成部が電圧増幅器として動作し、
前記アナログ電流信号を出力するときには、前記第1帰還回路が電気的に接続されて前記出力信号生成部が電圧電流変換器として動作することを特徴とするアナログ出力端末器。
In claim 1,
The output signal generator is
A first operational amplifier that has two inputs and one output, and the input voltage signal from the input voltage signal generator is input to one input terminal;
A first feedback circuit connecting between the one input terminal and the output terminal of the first operational amplifier;
A second feedback circuit connecting the other input terminal and the output terminal of the first operational amplifier;
Have
The analog switch switches between electrical connection and separation of the first feedback circuit and circuit configuration of the second feedback circuit,
When outputting the analog voltage signal, the first feedback circuit is electrically disconnected and the output signal generation unit operates as a voltage amplifier,
When outputting the analog current signal, the first feedback circuit is electrically connected, and the output signal generator operates as a voltage-current converter.
請求項1又は請求項2において、
前記第1オペアンプの前記他方の入力端子にオフセット電圧を与えるとともに、前記第1オペアンプが片電源で動作することを特徴とするアナログ出力端末器。
In claim 1 or claim 2,
An analog output terminal characterized in that an offset voltage is applied to the other input terminal of the first operational amplifier, and the first operational amplifier operates with a single power source.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
外部と通信を行う通信インターフェースを備え、
該通信インターフェースによって受信した前記操作信号が前記入力電圧信号生成部に与えられることを特徴とするアナログ出力端末器。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
It has a communication interface that communicates with the outside,
The analog output terminal device, wherein the operation signal received by the communication interface is provided to the input voltage signal generation unit.
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