JP2010015433A - Control/supervisory signal transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御・監視信号伝送システムに関し、制御部であるPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)やコンピュータ及び親局に代えて仲介局を設けた構成の簡易な制御・監視信号伝送システムである。この構成により、制御部からの並列(パラレル)な制御信号を直列信号に変換して伝送し、離れた位置にある作動装置側で前記直列信号を並列信号に変換して機器の制御を行うことで、機器間の配線が省略できる所謂省配線システムの考え方である。こうした配線の省略を行いながら入力に対する出力が一定の規則的な制御に有っては、より簡便な制御を行うことによって、設計の簡素化や設備の簡素化が行える。本発明は、そうした入力に対する出力が一定の規則的な制御において、伝送信号に電源信号を重畳し、クロック信号に監視信号及び制御信号を重畳する制御・監視信号伝送システムに関する。 The present invention relates to a control / monitoring signal transmission system, which is a simple control / monitoring signal transmission system having a configuration in which an intermediary station is provided in place of a PLC (programmable logic controller), a computer, and a master station. With this configuration, a parallel control signal from the control unit is converted into a serial signal and transmitted, and the device is controlled by converting the serial signal into a parallel signal on the side of the operating device at a remote position. This is a so-called wiring-saving system concept in which wiring between devices can be omitted. In the case of regular control where the output with respect to the input is constant while omitting such wiring, simpler control can simplify the design and the equipment. The present invention relates to a control / monitor signal transmission system that superimposes a power signal on a transmission signal and superimposes a monitor signal and a control signal on a clock signal in regular control with a constant output for such an input.
従来、簡単な入力出力を行う制御においても常に中央制御システムの判断で行われてきた。中央制御システムとしては、ホストコンピュータやPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)や、省配線の親局等がある。これら中央制御システムと、被制御機器であるランプや電磁弁、または省配線出力ユニット(通信制御信号を並列信号から直列信号に変換し結合することによって配線数を減じる制御ユニットで例えば最小1端子から32端子の適正なユニットを選択して用いることができる)が通信制御を行い、また離れた位置にある多数のセンサ部(スイッチやフォトトランジスタなどのオン、オフの状態)からの監視信号を伝送する制御・監視信号伝送システムは、自動制御の技術分野において広く用いられている。 Conventionally, even control that performs simple input / output has always been performed by the judgment of the central control system. As the central control system, there are a host computer, a PLC (programmable logic controller), a master station with reduced wiring, and the like. These central control systems and controlled devices such as lamps and solenoid valves, or wire-saving output units (control units that reduce the number of wires by converting communication control signals from parallel signals to serial signals and combining them, for example, from a minimum of one terminal (A suitable unit with 32 terminals can be selected and used), and communication control is performed, and monitoring signals are transmitted from a number of remote sensor units (switches, phototransistors, and other on / off states). The control / monitoring signal transmission system is widely used in the technical field of automatic control.
一方、これら自動制御の技術分野において、その通信制御をより簡単に行うための方法も提案されており、例えば、特許文献1には、親局に代えて、制御部を介することなく仲介局が入力部の信号を出力部に伝えることによって、制御部が無い簡単な通信制御ができる通信制御システムが記載されている。
しかし、上記仲介局を利用した通信制御システムでは、入力や出力の数の変化が仲介局の回路によって制約される欠点があった。また入力部から出力部への信号伝達の規則性についても、仲介局の回路によって制約される欠点があった。しかしながら、この制約を解消すれば、当該制御・監視信号伝送システムは、更に応用性が広がるとともに、設計時間の短縮や量産性が確保され、取扱いし易くまた、システム変更が容易であることが判った。そして、仲介局の内部に入力部と出力部の対応の自由度を持った構造にする改善によって、従来方法よりも取扱し安く、自由度が改善されたシステムにできることが判った。 However, the communication control system using the mediation station has a drawback that changes in the number of inputs and outputs are restricted by the circuit of the mediation station. Also, the regularity of signal transmission from the input unit to the output unit has a drawback that it is restricted by the circuit of the mediation station. However, if this restriction is removed, the control / monitor signal transmission system can be further expanded in applicability, shortening the design time and ensuring mass productivity, easy to handle, and easy to change the system. It was. Then, it was found that by improving the structure of the intermediary station with the degree of freedom of correspondence between the input unit and the output unit, it is possible to make a system that is cheaper to handle than conventional methods and has an improved degree of freedom.
そこで、本発明は、電源を重畳したクロック信号に、監視信号及び制御信号を重畳する、仲介局を利用した制御・監視信号伝送システムにおいて、入力や出力の数の変化が回路によって制約される欠点が解消され、内部に入力部と出力部の対応の自由度を持った構造の仲介局を持った、より使い易い制御・監視信号伝送システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has a drawback in that a change in the number of inputs and outputs is restricted by a circuit in a control / monitor signal transmission system using an intermediary station that superimposes a monitor signal and a control signal on a clock signal on which a power source is superimposed. Therefore, an object of the present invention is to provide a control / monitoring signal transmission system that is easy to use and has an intermediary station having a structure having a degree of freedom of correspondence between an input unit and an output unit.
本発明に係る制御・監視信号伝送システムは、各々がアクチュエータ部およびアクチュエータ部を監視するセンサ部を含む複数の作動装置と、前記複数の作動装置に対応して設けられ共通のデータ信号線で接続された複数の子局と、前記データ信号線に接続された仲介局と、を備える。なお、本発明における作動装置が、従来の制御・監視信号伝送システムにおける被制御装置に相当するものとなる。また、本発明のアクチュエータ部は、使用者の意図する動作を行うものであれば伸縮や屈曲等の運動を行うものでなくても良く、例えば、ソレノイドや、リレー、電磁弁の他、ランプ等も含まれるものとする。
前記複数の作動装置は、少なくとも2個を含む一又は複数の組に分けられ、同じ組に属するものは対応関係にあるものとされる。
前記仲介局は、前記センサ部から前記子局を介して伝送された監視信号から監視データを抽出し、前記監視データを送出した前記センサ部を含む前記作動装置と対応関係にある別の前記作動装置に、制御データとして送出する。
前記監視データは、その抽出がなされた際に前記仲介局の記憶領域に既に記憶されている別の前記監視データが前記制御データとして送出された後、前記記憶領域に上書記憶される。
A control / monitoring signal transmission system according to the present invention is connected to a plurality of actuators each including an actuator unit and a sensor unit that monitors the actuator unit by a common data signal line provided corresponding to the plurality of actuators. And a mediation station connected to the data signal line. The operating device in the present invention corresponds to a controlled device in a conventional control / monitor signal transmission system. Further, the actuator unit of the present invention does not have to perform movement such as expansion and contraction and bending as long as it performs an operation intended by the user. For example, in addition to a solenoid, a relay, a solenoid valve, a lamp, etc. Is also included.
The plurality of actuators are divided into one or a plurality of groups including at least two, and those belonging to the same group are in a correspondence relationship.
The intermediary station extracts the monitoring data from the monitoring signal transmitted from the sensor unit via the slave station, and another operation corresponding to the operating device including the sensor unit that has transmitted the monitoring data. It is sent as control data to the device.
When the monitoring data is extracted, another monitoring data already stored in the storage area of the mediation station is sent out as the control data, and then overwritten in the storage area.
前記仲介局はバッファ領域を有し、前記監視データは前記バッファ領域に記憶された後、前記バッファ領域から前記記憶領域へ転送されてもよい。 The intermediary station may have a buffer area, and the monitoring data may be transferred from the buffer area to the storage area after being stored in the buffer area.
前記上書記憶は、前記監視データの最小単位毎に実行さてもよい。或いは、前記上書記憶は、前記監視データの最小単位を所定数集めたブロック毎に実行されてもよい。 The overwriting storage may be executed for each minimum unit of the monitoring data. Alternatively, the overwriting storage may be executed for each block in which a predetermined number of minimum units of the monitoring data are collected.
前記監視データの信号は、前記仲介局から前記作動装置にデータを出力する出力期間と、前記作動装置から前記仲介局にデータが入力される入力期間とを有していてもよい。 The monitoring data signal may have an output period in which data is output from the mediation station to the actuator, and an input period in which data is input from the actuator to the mediation station.
前記制御データは、伝送の開始を示すスタート信号に続けて送出され、前記子局は、前記スタート信号及び前記制御データを構成するクロック信号に基づき、前記スタート信号を起点とし、前記クロック信号により順次アドレスカウンタを更新して伝送同期するものであってもよい。 The control data is sent following a start signal indicating the start of transmission, and the slave station starts from the start signal based on the start signal and a clock signal constituting the control data, and sequentially by the clock signal. The address counter may be updated to synchronize transmission.
本発明は、仲介局の機能改善によって、入力即出力という単純な制御の簡素化をできるようにしたものである。即ち、本発明では、制御・監視信号伝送システムにおいて、仲介局に記憶領域が設けられている。その仲介局は、共通のデータ信号線に送出された監視信号から監視データを抽出し、当該監視データを仲介局の記憶領域に記憶し、記憶された監視データが制御データとして送出される。そのため、入力部と出力部の対応付けの自由度を持った構造にする改善ができ、従来方法よりも取扱い易く、自由度の改善されたシステムができた。なお、記憶領域の監視データは、制御データとして送出される毎に随時新しい監視データで上書されることになるが、その上書記憶は、監視データの最小単位毎(1クロック毎)にまたは監視データの最小単位を所定数集めたブロック毎、例えば、制御データの1周期毎に実行されてもよい。また、仲介局にバッファ領域を設け、監視データがバッファ領域に記憶された後、バッファ領域から記憶領域へ転送してもよい。このような、記憶領域におけるデータのやり取りを定義すること、及び入力データを記憶領域に上書記憶或いは転送するタイミングを設定することによって、従来のように入力や出力の数の変化が仲介局の回路によって制約される欠点を解消し、より使い易いシステムができた。更に、入力部から出力部への信号伝達の規則性についても、仲介局の回路によって制約される欠点も解消された。こうして、応用性が広く、設計時間の短縮や量産性が確保された、取扱いし易い制御・監視信号伝送システムが得られた。そして、伝送システムの簡素化によるシステムコストの低減と設計の低コスト化・配線の簡素化、組み込み作業の簡素化の改善をすることができた。 The present invention enables simplification of simple control of immediate input / output by improving the function of the mediation station. That is, according to the present invention, in the control / monitor signal transmission system, a storage area is provided in the mediation station. The mediation station extracts the monitoring data from the monitoring signal sent to the common data signal line, stores the monitoring data in the storage area of the mediation station, and sends the stored monitoring data as control data. Therefore, it is possible to improve the structure having a degree of freedom in associating the input unit and the output unit, and it is easier to handle than the conventional method, and a system with an improved degree of freedom has been achieved. The monitoring data in the storage area is overwritten with new monitoring data whenever it is sent out as control data. The overwriting storage is performed every minimum unit of monitoring data (every clock). It may be executed for each block in which a predetermined number of minimum units of monitoring data are collected, for example, for each cycle of control data. Further, a buffer area may be provided in the mediation station, and the monitoring data may be transferred from the buffer area to the storage area after being stored in the buffer area. By defining the exchange of data in the storage area and setting the timing for overwriting or transferring the input data to the storage area, the change in the number of inputs and outputs can The shortcomings restricted by the circuit were solved, and a system that was easier to use was created. Furthermore, the regularity of the signal transmission from the input unit to the output unit has also been solved with the drawback of being restricted by the circuit of the mediation station. In this way, an easy-to-handle control / monitor signal transmission system having a wide range of applicability, ensuring design time reduction and mass productivity was obtained. And it was possible to reduce the system cost by simplifying the transmission system, reduce the design cost, simplify the wiring, and simplify the assembly work.
監視データの上書記憶や転送のタイミングは、データの送受信手法の適正化で、より効果的に設定することができる。具体的には、前記監視データの信号を、前記仲介局から前記作動装置にデータを出力する出力期間と、前記作動装置から前記仲介局にデータが入力される入力期間とを有するものとし、事実上の双方向通信とすれば、通信速度を上げることで、より多数の装置を扱うことが可能になる。即ち、出入力数を増やすことが可能となり、対応の自由度をあげることができる。 The overwriting storage and transfer timing of the monitoring data can be set more effectively by optimizing the data transmission / reception method. Specifically, the monitoring data signal has an output period in which data is output from the mediation station to the actuator, and an input period in which data is input from the actuator to the mediation station. With the above bidirectional communication, it becomes possible to handle a larger number of devices by increasing the communication speed. That is, the number of inputs and outputs can be increased, and the degree of freedom of correspondence can be increased.
更にまた、前記制御データを、伝送の開始を示すスタート信号に続けて送出し、子局は、スタート信号及び制御データを構成するクロック信号に基づき、スタート信号を起点とし、クロック信号により順次アドレスカウンタを更新して伝送同期するものとすれば、入出力の増減にもアドレスの変更のみで簡単に対応できる。従って、入力や出力の対応の自由度を更に上げることができる。 Furthermore, the control data is sent out following the start signal indicating the start of transmission, and the slave station starts from the start signal based on the start signal and the clock signal constituting the control data, and the address counter sequentially by the clock signal. If it is assumed that transmission synchronization is performed by updating the I / O, it is possible to easily cope with increase / decrease in input / output only by changing the address. Therefore, the degree of freedom in handling input and output can be further increased.
なお、本発明においても、制御部及び親局に替えて仲介局を備えることにより、簡易かつ小規模で保守が容易で安価となり、また、制御部または親局を介さずに遠隔制御を行うことにより、制御部または親局の内部のスキャンニングタイムなどによる制御の遅延が生ぜず、高速の伝送制御を実現できる、といった従来の制御・監視信号伝送システムの効果を得ることができる。 Also in the present invention, by providing an intermediary station instead of the control unit and the master station, it is simple, small-scale, easy to maintain and inexpensive, and remote control is performed without using the control unit or the master station. As a result, it is possible to obtain the effect of the conventional control / monitoring signal transmission system in which a high-speed transmission control can be realized without causing a control delay due to a scanning time inside the control unit or the master station.
以下に、本発明の実施形態における実施例を図によって説明する。図1は本発明の実施例である制御・監視信号伝送システムの全体の基本構成図、図2は仲介局の機能ブロック図、図3は記憶領域における伝送信号形態の模式図である。 Examples of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a basic configuration diagram of an entire control / monitor signal transmission system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of an intermediary station, and FIG. 3 is a schematic diagram of a transmission signal form in a storage area.
図1に示すように、この制御・監視信号伝送システムは、単一の仲介局1と、この仲介局1に共通のデータ線であるDP信号線8、DN信号線9を介して接続された複数の子局4と、複数の子局4の各々に接続された複数の作動装置5とを備える。
As shown in FIG. 1, this control / monitor signal transmission system is connected to a
作動装置5は、少なくとも2個を含む一又は複数の組に分けられ、同じ組に属するものは対応関係にあるものとされている。例えば、A地点とB地点にそれぞれ5個の作動装置が設置されていた場合、A地点の作動装置1個とB地点の作動装置1個を一組とすれば、5つの組に分けれることになり、また、それら各組の1対が対応関係にあるものとなる。各組について、後述のアドレス、例えば0〜5を付与すれば、対応関係にある作動装置のアドレスは同一となる。なお、前記A地点とB地点に加え、例えばC地点にも5個の作動装置が設置された場合、3個を一組とすれば、A、B、Cの各地点に設置された作動装置が対応する関係となる。
The actuating
また、作動装置5は、各々がアクチュエータ部6及びアクチュエータ部6を監視するセンサ部7を含んでいる。アクチュエータ部6は、作動装置5を構成する種々の部品、例えば、ソレノイドや、リレー、電磁弁、ランプ等からなる。また、センサ部7は、対応するアクチュエータ部6に応じて選択され、例えば、フォトトランジスタ、押釦スイッチ等からなり、オン、オフの状態(2値信号)を入力する。ただし、センサ部7から入力される信号に限定はなく、2値以上の信号が入力されるものであってもよい。
In addition, the operating
複数の作動装置5には、制御信号が、DP信号線8、DN信号線9を経て子局4を介し、アクチュエータ部6に伝送される。また、センサ部7からの監視信号(センサ信号)が子局4を介してDP信号線8、DN信号線9を経て伝送される。DP信号線8、DN信号線9の上を伝送される監視信号及び制御信号は、シリアル(直列)信号である。DP信号線8とDN信号線9との線間は、後述するように、電源電圧Vxの供給、クロック信号CKの供給、及び、監視信号及び制御信号の(事実上の)双方向の伝送に用いられる。
A control signal is transmitted to the
複数の子局4は、複数の作動装置5に対応して設けられ、任意の位置でDP信号線8、DN信号線9に接続され、また、対応する作動装置5に接続される。複数の子局4は、各々、子局出力部2と子局入力部3とを備え、子局出力部2及び子局入力部3は、各々、アクチュエータ部6及びセンサ部7に対応する。これら子局入力部3及び子局出力部2に入力及び出力される監視信号及び制御信号は、複数ビットのパラレル(並列)信号である。子局出力部2が制御信号についての直列/並列変換を行い、子局入力部3が監視信号についての並列/直列変換を行う。
The plurality of
仲介局1は、DP信号線8、DN信号線9を介して複数の子局4に接続されている。この仲介局1は、周知の制御・監視信号伝送システムにおける親局のように制御部からの制御信号を取り込んだり制御部へ監視信号を送出したりせず、これに代えて、所定の作動装置5(のセンサ部7)から伝送された監視信号を予め対応させられた別の作動装置5(のアクチュエータ部6)への制御信号として伝送するのみであり、この点で周知の親局とは異なる構成を有する(図2参照)。そのため、破線で示すデータ信号の流れのように、B地点の子局入力部3に取り込まれた、センサ部7からの監視信号は、前記DP信号線8、DN信号線9を経て、予め決められたA地点の子局出力部2を介し、作動装置5のアクチュエータ部6に出力される。一方、予め決められたA地点の子局4の子局入力部3に、センサ部7から取り込まれた監視信号が、前記DP信号線8、DN信号線9を経て、予め決められたB地点の子局出力部2を介し、作動装置5のアクチュエータ部6に出力される。従って、この制御・監視信号伝送システムでは、ホストコンピュータやPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)を必要とせず、制御システムを組むことが可能である。
The
なお、この制御・監視信号伝送システムでは、複数の子局4の各々へ電源電圧Vxを供給するための電力線P(24Vの電力線及び0Vの電力線)及びローカル電源を備えていない。後述するように、複数の子局4への電源供給はクロック信号に重畳された電源信号による。この電源信号の電力容量は、複数の子局4の各々が十分に動作しうるものとされる。
The control / monitor signal transmission system does not include a power line P (24V power line and 0V power line) and a local power supply for supplying the power supply voltage Vx to each of the plurality of
仲介局1はその構成として、転送回路10、仲介局出力部15、仲介局入力部18、発振器(OSC)11、及びタイミング発生手段13を備える。タイミング発生手段13は、発振器11の出力する発振出力に基づいて、所定の周期t0のクロックCKに同期した所定のタイミング信号を発生する。
The
仲介局入力部18は、監視信号検出手段19、監視データ抽出手段20を備える。監視信号検出手段20は、DP信号線8及びDN信号線9の上を伝送される直列のパルス状電圧信号を取り込んで、これに重畳されている監視データ信号を検出して出力する。監視信号検出手段19は、この検出出力を、タイミング発生手段13からのクロックCKに同期させて(波形整形して)転送回路10へ出力する。なお、転送回路10としては、MCU(マイクロコンピュータ・コントロール・ユニット)が好適であり、ほとんどの実用的な形態においてはMCUが採用されると考えられるため、以下、転送回路をMCUという。
The mediation station input unit 18 includes monitoring signal detection means 19 and monitoring data extraction means 20. The monitoring signal detection means 20 takes in a serial pulse voltage signal transmitted over the
仲介局出力部15は、制御データ信号発生手段14、ラインドライバ23を備える。また、ラインドライバ23には、予め定められた一定のレベルの電源電圧Vxを発生するための電源手段21が接続されている。制御データ信号発生手段14は、データ監視データ抽出手段20からMCU10に入力された直列データ列の各データ値を、クロックCKに重畳する。制御データ信号発生手段14の出力は、出力回路であるラインドライバ23を介して、電源電圧を含む直列信号としてDP信号線8及びDN信号線9の上に出力される。この電源電圧を含むクロックCKは、後述するように、レベル変換された上で、端子16及び17に出力され、DP信号線8及びDN信号線9に供給される。即ち、両者の間の相対的な電位差として出力される。
The mediation station output unit 15 includes control data signal generation means 14 and a
MCU10は、記憶領域12を備える。図3に示すように、この記憶領域12は入力データ領域(IN−DATA、本発明のバッファ領域に相当)と出力データ領域(OUT−DATA)とで構成され、前記監視データ抽出手段20から入力された監視データがIN−DATAに記憶される。なお、入力データ領域は、記憶領域12と別の装置であってもよい。ここで記憶されたデータは、1クロック毎にまたは伝送データの1周期毎(ブロック毎)にOUT−DATAに書き込まれる(上書記憶される)。なお、OUT−DATAへの書き込みが終了した後、IN−DATAのデータは、新たな入力データにより書換えられる。そして、OUT−DATAへ書き込まれたデータは、仲介局出力部15を介し、DP信号線8、DN信号線9を経て、子局4に出力される。従って、この制御・監視信号伝送システムにおいては、センサ部7からの入力信号(監視信号)とアクチュエータ部6への出力信号(制御信号)とが1対1に対応させられることになる。
The
例えば、A地点の作動装置5の、4個のアドレス0〜3が割り当てられてセンサ部7(実際には、対応する子局入力部3)から、4ビットの監視信号「0011」が、対応する子局4の子局入力部3に出力される場合について説明する。この場合、まず、子局入力部3が、監視信号「0011」をクロックCKのアドレス0〜3の位置に重畳して、図1に点線で示すように、DP信号線8、DN信号線9の上に出力する。すると、仲介局1の仲介局入力部18は、監視信号「0011」を抽出して、これを制御信号「0011」としてMCU10に入力する。MCU10においては、この制御信号「0011」が記憶領域12のIN−DATAのアドレス0〜3に記憶する。そして、OUT−DATAのアドレス0〜3に書き換え、仲介局出力部15に入力する。仲介局出力部15は、制御信号「0011」が抽出されたアドレスと同一のアドレス0〜3の位置に重畳して、DP信号線8、DN信号線9の上に出力する。そして、A地点から遠隔のB地点において、アドレス0〜3が割り当てられているアクチュエータ部6に対応する子局出力部2が、図1に点線で示すように、アドレス0〜3の位置に重畳された制御信号「0011」を抽出し、対応するアクチュエータ部6に出力する。これにより、子局入力部3のアドレスと子局出力部2のアドレスとが一致しているA地点とB地点の子局4の間で、信号の入出力が行われる。
For example, four
この後、例えばB地点(これに限られず、例えばC地点でも良い)の異なるアドレス、例えば、アドレス4〜7が与えられたセンサ部7から、監視信号、例えば、「0101」、が対応する子局出力部2に出力された場合、子局入力部3は、監視信号をクロックCKのアドレス4〜7の位置に重畳して、図1に点線で示すように、DP信号線8、DN信号線9の上に出力する。仲介局1において、仲介局入力部18が監視信号を抽出して制御信号としてMCU10に入力する。MCU10においては、この制御信号「0101」が記憶領域12のIN−DATAのアドレス4〜7に記憶する。そして、OUT−DATAのアドレス4〜7に書き換え、仲介局出力部15に入力する。仲介局出力部15は、制御信号をアドレス4〜7の位置に重畳して、DP信号線8、DN信号線9の上に出力する。アドレス4〜7が割り当てられたA地点の子局出力部2は、上記アドレス0〜3の場合と同様に、アドレス4〜7の位置に重畳された制御信号を抽出し、対応するA地点のアクチュエータ部6に出力する。
After this, for example, the monitoring signal, for example, “0101” from the
このようにして、制御・監視信号伝送の1サイクル(例えば、所定のアドレス0〜31、或いは、スタート信号STからエンド信号ENDまで等)が実行される。更に、この1サイクルを単位として、信号の伝送が繰り返される。
In this way, one cycle of control / monitor signal transmission (for example, a
ただし、入力信号と出力信号との対応は、前述の1対1に限られず、対応関係は種々に変更可能である。例えば、A地点の子局入力部3からの入力信号をB地点の子局出力部2に出力信号として与えた場合、前述のように、B地点の子局入力部3からの入力信号をA地点の子局出力部2に出力信号として与える他に、B地点の子局入力部3からの入力信号をC地点の子局出力部2に出力信号として与えてもよい。また、A地点の子局入力部3からの入力信号を、B地点及びC地点の子局出力部2に出力信号として与えてもよい。
However, the correspondence between the input signal and the output signal is not limited to the above-described one-to-one, and the correspondence can be variously changed. For example, when an input signal from the slave
なお、この制御・監視信号伝送システムの伝送において、あるアドレスの子局入力部3からの信号は、同一アドレスの子局出力部2に対して、クロックCKの同一周期内において伝送される。即ち、伝送のサイクルにおける監視信号のアドレス(入力アドレス)と制御信号のアドレス(出力アドレス)とは同一である(従って、入出力アドレスと言う)。これにより、子局4に入力信号を与えるのみで、対応する(同一アドレスの)子局4に出力信号を伝送する(供給する)ことができる。このような伝送方式を実現するための、具体的な回路構成を以下に示す。
In the transmission of this control / monitor signal transmission system, a signal from the slave
図4は子局出力部と子局入力部および作動装置の機能ブロック図、図5は子局入力部の機能ブロック配線図、図6は子局出力部のブロック配線図、図7は仲介局の機能ブロック配線図、図8はこの制御・監視信号伝送システムのタイムチャート図、図9は子局入力部のタイムチャート図、図10は子局出力部のタイムチャート図、図11は仲介局のタイムチャート図である。 4 is a functional block diagram of the slave station output section, slave station input section and actuator, FIG. 5 is a functional block wiring diagram of the slave station input section, FIG. 6 is a block wiring diagram of the slave station output section, and FIG. 8 is a time chart of the control / monitor signal transmission system, FIG. 9 is a time chart of the slave station input unit, FIG. 10 is a time chart of the slave station output unit, and FIG. FIG.
まず、子局入力部3について説明する。子局入力部3は、図4、図5に示すように、電源電圧発生手段(CV)300、ラインレシーバ301、制御データ信号抽出手段302、子局アドレス設定手段303、アドレス抽出手段304、入力データ部305、監視データ信号発生手段306、ラインドライバ307を備える。
First, the slave
電源電圧発生手段300は、当該子局入力部3を構成する回路を電気的に駆動し、対応する作動装置5のセンサ部7を電気的に駆動する一定レベルの電源電圧、即ち、出力Vcg(19V)及び出力Vcp(24V)を、DP信号線8及びDN信号線9から発生する、DC(直流)−DCコンバータである。DP信号線8及びDN信号線9の電圧を周知の手段により平滑し安定化することにより安定化した出力Vcg(19V)を得ると共に、ダイオードD0及びコンデンサC0により出力Vcp(24V)を形成する。なお、DP信号線8及びDN信号線9上のパルス幅変調されたクロックの周期は、出力Vcpが十分に24Vを維持できるようにされる。子局入力部3は、これら出力Vcg(19V)と出力Vcpとの間で動作する。
The power supply voltage generation means 300 electrically drives a circuit constituting the slave
ラインレシーバ301は、抵抗値が等しい分割抵抗R1及びR2とバッファ回路Bとからなる。DP信号線8及びDN信号線9の間の電位差、Vsを検出し、これを分割抵抗R1及びR2により2分割した信号を、バッファ回路Bから出力する。即ち、DP信号線8及びDN信号線9の間の電位差が24Vの場合、DP信号線8の24Vの電位によりダイオードD0がオンして、コンデンサC0が当該電位差に充電され、出力Vcp=24Vが抵抗R1の一端に与えられ、抵抗R2の一端にもDP信号線8の24Vが与えられる。従って、抵抗R1及びR2の両端間の電位差は無い。一方、前記電位差が19Vに変化した場合、ダイオードD0がオフし、DN信号線9の電位を基準としたVcpの電位はコンデンサC0により24Vが維持されるが、抵抗R2の一端にはDP信号線8の19Vが与えられる。従って、抵抗R1及びR2の両端間に5Vの電位差が与えられ、これを2分割した値がバッファ回路Bに入力される。なお、全体的な電位のシフトによるものであり、基準電位である出力Vcp(24V)と出力Vcg(19V)との関係が変動するものではない。
The
このように、この子局入力部3の回路では、DP信号線8及びDN信号線9の間に、コンデンサC0が並列に挿入され、更に、コンデンサC0のDP信号線8側端子とDP信号線8との間にダイオードD0が挿入されているに等しい。従って、DP信号線8及びDN信号線9の間の電位差が電源電位Vx=24Vの期間においては、DP信号線8からダイオードD0を介してDN信号線9へ充電電流が流れて、コンデンサC0を充電すると共に、子局4及び作動装置5の回路を駆動する。一方、前記電位差(Vx−Vs)が19Vの期間においては、ダイオードD0がオフしてDN信号線9からDN信号線9へ、コンデンサC0を充電するための電流は流れない(遮断される)。従って、(Vx−Vs)が19Vの期間において、コンデンサC0が放電して子局4及び作動装置5の回路を駆動すると共に、後述するように、監視データ信号が例えば「1」の場合に、電流信号を重畳する。即ち、監視データ信号の「1」である電流IisをDN信号線9へ出力する。
Thus, in the circuit of the slave
クロックCKが重畳された制御信号(直列のパルス状電圧信号)を考えると、バッファ回路Bは、前記電位差が24Vの場合にハイレベル信号を出力し、これ以外の場合にロウレベル信号を出力する。これが出力doである。即ち、復調された制御信号のデータの値である。これは、位相変調されたクロックCKを含むと考えてよい。この出力doがアドレス抽出手段304であるプリセット加算カウンタ(以後、プリセット加算カウンタ304という)に入力され、その反転信号がシフトレジスタSR入力される。なお、出力doの波形については後述する。 Considering a control signal (serial pulse voltage signal) on which the clock CK is superimposed, the buffer circuit B outputs a high level signal when the potential difference is 24 V, and outputs a low level signal otherwise. This is the output do. That is, the data value of the demodulated control signal. This may be considered to include a phase modulated clock CK. This output do is input to a preset addition counter (hereinafter referred to as preset addition counter 304), which is an address extraction means 304, and its inverted signal is input to the shift register SR. The waveform of the output do will be described later.
なお、抽出されたクロックCKの入力に先だって、制御信号に重畳されているスタート信号STが、同様に出力doのハイレベルとして検出されて、オンディレイタイマTonに入力される。スタート信号STと出力stの波形については後述するが、このオンディレイタイマTonでは、遅延は3t0(t0はクロックCKの1周期)とされ、即ち、出力stの立ち上がりを3t0だけ遅延させ、立ち下がりは元の信号STに同期させる。従って、ハイレベルの時間が短い信号、即ち、クロックCKや後述のエンド信号ENDについては、出力stが現われない。出力stは、微分回路に入力され、出力stの立ち上がりで微分信号がプリセット加算カウンタ304及びシフトレジスタSRに入力され、そのリセット信号Rとして用いられる。なお、これらには、出力doも入力される。
Prior to the input of the extracted clock CK, the start signal ST superimposed on the control signal is similarly detected as the high level of the output do and input to the on-delay timer Ton. The waveforms of the start signal ST and the output st will be described later. In this on-delay timer Ton, the delay is 3t0 (t0 is one cycle of the clock CK), that is, the rising edge of the output st is delayed by 3t0 and falling. Is synchronized with the original signal ST. Therefore, the output st does not appear for a signal having a short high level time, that is, a clock CK or an end signal END described later. The output st is input to the differentiating circuit, and the differential signal is input to the
子局アドレス設定手段303の設定部スイッチには、当該子局入力部3に割り当てられたアドレスが設定される。このアドレスとは、例えば、当該子局4が前述(図1)のA地点に設けられ、0〜3番地が割り当てられていたとすれば、これらの番地が設定される。ただし、図7では図示の便宜のため0番地が示されている。プリセット加算カウンタ304は、出力stの立ち上がり微分信号によりリセットされた後、抽出されたクロックCKをその立ち上がりでカウントし、カウント値が前記設定部スイッチのアドレスと一致している間、後述の波形の出力dcを出力する。
The address assigned to the slave
入力データ部305は、対応するセンサ部7から入力された1又は複数の(ビットの)データの値からなる監視信号を保持し、プリセット加算カウンタ304からの出力dcが入力されると、保持している1又は複数のデータの値を、予め定められた順に直列の信号として監視データ信号発生手段306に出力する。即ち、入力データ部305は、監視信号についての並列/直列変換を行う。監視データ信号発生手段306は、監視信号のデータの値に応じて、監視データ信号を出力し、ここで出力された監視データ信号は、出力回路であるラインドライバ307により、DP信号線8及びDN信号線9の上に出力される。
The
入力データ部305はその構成にシフトレジスタSRを有する。この入力データ部305のシフトレジスタSRは、出力dcがハイレベルとなる期間中において、抽出されたクロックCKの立ち下がりに同期して、「1(又はハイレベル)」をシフトする。即ち、「1」が、シフトレジスタSRの単位回路Sr1〜Sr4において、この順にシフトされる。従って、シフトレジスタSRの出力dr1〜dr4が、当該クロックCKの周期において、その立ち下がりに同期して、順に(次周期の立ち下がりまで)ハイレベルとされる。出力dr1〜dr4は、各々、4個の2入力ANDゲートに入力される。
The
入力データ部305のアンドゲート部は、割り当てられたアドレス(例えば、前述の0〜3番地)と同一個数(アドレスが0〜3番地の場合は4個)の2入力ANDゲートと、これらの出力を受けるORゲートとからなる。4個のANDゲートの各々に、前記シフトレジスタSRの出力dr1〜dr4が入力される。出力dr1〜dr4は、前述のように、当該クロックCKの周期において、その立ち下がりに同期して、順に(次周期の立ち下がりまで)ハイレベルとされる。従って、出力dr1〜dr4のハイレベルの期間中に、4個のANDゲートの各々が開いて、アドレス0〜3に重畳されるべき監視信号(スイッチSW0等で代表的に表されるセンサ部7の状態に依存する信号「0」又は「1」の入力にもとづく信号)が、この順に、ANDゲートを経て、ORゲートから出力される。
The AND gate section of the
ORゲートの出力は、2入力NANDゲート308に入力される。NANDゲート308には、インバータINVの出力、即ち、出力doの反転信号が入力される。NANDゲート308は監視データ信号発生手段306を構成する。そして、前記設定部スイッチに設定されたアドレスの監視信号が出力されている期間中に、出力doの立ち下がりに同期してNANDゲート308が開いて、前記センサ部7の状態に依存する信号値、例えば「0011」等を採る監視信号が、出力dipとして出力される。
The output of the OR gate is input to the 2-
出力dipは、ラインドライバ307を介して、レベル変換された後にDP信号線8及びDN信号線9に出力される。ラインドライバ307は、トランジスタT1及びT2、ダイオードD、抵抗R3、R4及びRisからなる。出力dipは、トランジスタT1を介して、大きなトランジスタT2に入力される。即ち、監視データ信号が例えば「1」の場合、出力dipのロウレベルによりトランジスタT2がオンして、監視データ信号である電流IisがDP信号線8及びDN信号線9に流れる。これにより、監視データ信号の「1」である電流信号Iisを信号線DN信号線9へ重畳する。また、トランジスタT2は、抵抗R3、R4及びRisを適当に選択することにより、それを流れる電流が制限される。例えば、30mA(ミリアンペア)に制限される。
The output dip is level-converted via the
以上から判るように、監視信号は、子局入力部3から、(抽出された)クロック信号である信号doの1周期において、DP信号線8及びDN信号線9上に電流信号として出力される(重畳される)。なお、この時、前述のように、DP信号線8及びDN信号線9の間の電位差(Vx−Vs)が19Vの期間においては、ダイオードD0がオフしてDP信号線8からDN信号線9へコンデンサC0を充電するための電流は流れない。従って、仲介局1からの充電電流と監視データ信号とが衝突することはなく、監視データ信号は、その時点で、DP信号線8及びDN信号線9の上に出力されている制御信号のデータの値に重畳される。即ち、監視データ信号は、直列のパルス状電圧信号の当該子局4に対応するデータの位置に重畳される。換言すれば、同一アドレスの制御信号に、同一アドレスの監視信号のデータが重畳されることになるので、伝送のサイクルにおける監視信号のアドレス(入力アドレス)と制御信号のアドレス(出力アドレス)とは同一となる。
As can be seen from the above, the monitoring signal is output from the slave
次に、子局出力部2の回路構成について説明する。子局出力部2は、図4、図6に示すように、電源電圧発生手段(CV)200、ラインレシーバ201、制御データ信号抽出手段202、子局アドレス設定手段203、アドレス抽出手段204、出力データ部205を備える。なお、電源電圧発生手段(CV)200、ラインレシーバ201、制御データ信号抽出手段202、子局アドレス設定手段203、及びアドレス抽出手段204は、前述の子局入力部3における電源電圧発生手段300、ラインレシーバ301、制御データ信号抽出手段302、子局アドレス設定手段303、及びアドレス抽出手段304とほぼ同一の構成であるため、その説明は簡略化する。割り当てられるアドレスは、例えば、前述のB地点の子局出力部2であるとすると、A地点の子局入力部3と同一(即ち、この場合、0〜3番地)である。また、抽出される制御信号のデータの数(4個)と同一数の監視信号データが入力される。
Next, the circuit configuration of the slave
電源電圧発生手段(CV)200は、前記子局入力部3n電源電圧発生手段300と同様に、一定レベルの電源電圧を、データ信号線から発生する。即ち、DP信号線8及びDN信号線9の電圧を周知の手段により平滑し安定化することにより、安定化した出力Vcg(19V)及びVcp(24V)を得る。出力Vcg(19V)は、出力Vcp(24V)を基準電圧とした場合に、これに対して、5Vの電源電圧(Vccに相当する)となる。この電源電圧は、当該子局出力部2に付随する少消費電力の回路(例えば、LED表示回路)を電気的に駆動するため、及び、対応する作動装置5のアクチュエータ部6を電気的に駆動するために用いられる。即ち、図示しないが、電源電圧発生手段200がアクチュエータ部6にその電源を供給する。
The power supply voltage generation means (CV) 200 generates a power supply voltage of a certain level from the data signal line, like the slave station input unit 3n power supply voltage generation means 300. That is, by smoothing and stabilizing the voltages of the
入力回路であるラインレシーバ201は、DP信号線8及びDN信号線9の上を伝送される信号を取り込んで制御データ信号抽出手段202に出力する。制御データ信号抽出手段202は、当該信号から制御データ信号を抽出して、アドレス抽出手段204及び出力データ部205に出力する。子局アドレス設定手段203は、当該子局出力部2に割り当てられた自局アドレスを保持する。アドレス抽出手段204は、子局アドレス設定手段203に保持された自局アドレスと一致するアドレスを抽出し、出力データ部205に出力する。出力データ部205は、アドレス抽出手段204からアドレスが入力されると、DP信号線8及びDN信号線9の上を伝送される(直列)信号の中において当該時点で保持している1又は複数のデータの値を、並列の信号として対応するアクチュエータ部6に出力する。即ち、出力データ部205は、制御信号についての直列/並列変換を行う。
The
ラインレシーバ201は、子局入力部3のラインレシーバ301と同様にバッファ回路Bを備え、DP信号線8とDN信号線9との電位差に応じてレベルが変わる信号doを出力する。、この信号doは、オンディレイタイマTon及びオフディレイタイマToffに入力される。オフディレイタイマToffは、オフ(ロウレベル)の期間のみを定められた遅延で出力する。即ち、入力doの立ち下がりを遅延させ、立ち上がりは元の入力doに同期させる。当該遅延は1/2t0(t0はクロックCKの1周期)とされる。信号d1の波形については後述するが、これにより制御データ信号のデータ値(「0」又は「1」)に対応した出力がなされる。なお、オンディレイタイマTonは、子局入力部3のものと同様であるため、説明は省略する。
The
シフトレジスタ204の出力dr1〜dr4は、子局入力部3のものと異なり、当該クロックCKの周期において、その立ち上がりに同期して、順に(次周期の立ち上がりまで)ハイレベルとされる。出力dr1〜dr4は、各々、出力データ部205を構成するD型フリップフロップ回路FF1〜FF4にクロックとして入力される。また、フリップフロップ回路FF1〜FF4には、出力d1(即ち、復調された制御信号のデータの値)も入力される。そして、例えば、フリップフロップ回路FF1は、出力dr1の立ち上がりに同期して、その時点の出力d1の値を取り込んで保持し、これを信号out0として出力する。他のフリップフロップ回路FF2〜FF4も同様にして、出力dr2〜dr4の立ち上がりに同期して、その時点の出力d1の値を取り込んで保持し、これを信号out1〜out3として出力する。
The outputs dr1 to dr4 of the
出力out0〜out3は、各々、反転された後、コンデンサC0にエミッタが接続された駆動用の大きなトランジスタT0〜T3を介して作動装置5のアクチュエータ部6に出力O0〜O3として出力され、その負荷L0等を制御する。なお、前述のように、負荷L0等への電源は、子局出力部2から供給される。
The outputs out0 to out3 are respectively inverted and then output as outputs O0 to O3 to the
次に、仲介局入力部18について説明する。DP信号線8及びDN信号線9上に出力された監視信号は、仲介局入力部18の監視信号検出手段19に入力され検出され、その検出信号が反転されて、出力Diipとして出力される。出力Diipの波形は、監視データ信号(のみ)を含んだものとなる。この出力Diipにおいては、監視信号のデータのアドレス位置に対応する監視信号のデータが、当該制御信号のデータのアドレス位置から1個遅れたアドレス位置に存在する。
Next, the mediation station input unit 18 will be described. The monitoring signals output on the
監視信号検出手段19は、DP信号線8及びDN信号線9の上の電流変化を検出して出力する電流検出回路であるトランジスタTi、ツェナーダイオードZD1及びZD2、抵抗R1、R2及びRiを備える。降伏電圧が4.5VであるツェナーダイオードZD1と抵抗R1とにより、振幅が5V=Vsに制限される。即ち、DP信号線8及びDN信号線9の間の電位差(Vx−Vs)が19Vの期間においては、前述のように、DP信号線8からDN信号線9へコンデンサC0充電のための電流は流れず、監視信号検出手段19へ検出電流Isが流れる。この時、監視データ信号が「1」の場合には、電流Iisが重畳されている。従って、監視データ信号の検出電流Isとして、電流Iis=30mAが流れる。トランジスタTiは、この電流Isを検出する。ツェナーダイオードZD2は15mA以上の電流が流れた場合に降伏する。これが電流Is検出のための閾値Ithである。従って、監視データ信号「1」による検出電流Is=30mAにより、トランジスタTiがオンする。監視データ信号が「0」の場合には、電流Iisが流れないので、監視データ信号の検出電流Isが流れない。従って、ツェナーダイオードZD2は降伏せず、監視データ信号「0」により、トランジスタTiがオフする。
The monitoring signal detection means 19 includes a transistor Ti, which is a current detection circuit that detects and outputs a current change on the
監視データ信号「1」である検出電流Is(=30mA)は、コレクタ抵抗Riにおける電圧降下により電圧信号に変換され、監視データ抽出手段20に入力される。検出電流Isにもとづいて、インバータINVにより出力Diipが形成され、監視データ抽出手段1310のRSフリップフロップFFに入力される。更にフリップフロップFFの出力Diisは、MCU10の記憶領域12に入力される。
The detection current Is (= 30 mA), which is the monitoring data signal “1”, is converted into a voltage signal by a voltage drop in the collector resistance Ri, and is input to the monitoring data extraction means 20. Based on the detection current Is, an output Diip is formed by the inverter INV and input to the RS flip-flop FF of the monitoring data extraction means 1310. Further, the output Diis of the flip-flop FF is input to the
制御データ信号発生手段14は、2値(5Vのハイレベルと0Vのロウレベル)の信号を1本の信号線Pckに出力する。信号線Pckに出力された信号は、ラインドライバ23を介して、DP信号線8及びDN信号線9に出力される。ラインドライバ23は、前記コンデンサーC0の充電電流を供給するための大きなトランジスタTdにより構成され、低インピーダンスでの駆動が可能とされている。その出力の振幅は、前記ツェナーダイオードZD1(4.5Vの降伏電圧)により0V〜5Vに制限され、信号線Pckの反転信号をDN信号線9上に出力する。DP信号線8には、電源電位Vx=24Vが供給される。従って、DP信号線8及びDN信号線9上の間の信号は、2値(レベルVxと「高電位のロウレベル」)の信号である。また、後述のスタート信号STは電源電位Vxのレベルの信号として出力され、エンド信号ENDは「高電位のロウレベル」の信号として出力される。
The control data signal
次に、仲介局1における入出力波形について説明する。
図11に示す信号Dckは、クロックCK(仲介局1における発振器(OSC)11からの発振出力を分周して所定の周期に形成された信号)で、スタート信号STに連続して、この後にその立ち下がりに同期して出力が開始され、所定の数(アドレスの数)だけ出力される。
Next, input / output waveforms in the
A signal Dck shown in FIG. 11 is a clock CK (a signal formed by dividing the oscillation output from the oscillator (OSC) 11 in the
この実施例において複数の子局4に分配されるべき制御信号は、1個の仲介局1からシリアル信号(直列のパルス状電圧信号)としてデータ信号線上を伝送するので、当該分配の手段として、アドレスカウント方式が用いられている。即ち、子局4に送信(分配)すべき制御データ信号のデータの総数は、予め知ることができる。そこで、全制御データ信号のデータの各々に、1個のアドレスが割り当てられる。ただし、アドレスの数に制限はなく、0〜32、0〜63、127、255、・・・であってもよい。なお、例えばアドレスを0〜31番地までとすると、32ビットの制御信号が出力されることになる。
In this embodiment, the control signal to be distributed to the plurality of
子局4は、前述の通り、直列のパルス状電圧信号からクロックCKを抽出してその数をカウントし、自局が受信すべき制御データ信号のデータに割り当てられた(1又は複数の)アドレスの場合に、その時点における直列のパルス状電圧信号のデータ値を、制御信号として取り込む。なお、仲介局1にも、後述のエンド信号形成のために、最終アドレスが割り当てられる。
As described above, the
そして、そのアドレスをカウントするための最初及び最後を決定するために、各々、スタート信号ST及びエンド信号が形成される。スタート信号ST及びエンド信号ENDは、仲介局1のタイミング発生手段13により出力される。即ち、直列のパルス状電圧信号の出力に先立って、スタート信号が形成されDP信号線8にスタート信号STが出力され、直列のパルス状電圧信号から抽出したクロックCKをカウントして予め自己に割り当てられたアドレスが抽出されたら、その時点でエンド信号ENDがDP信号線8に出力される。このために、タイミング発生手段13は図示しないカウント手段を備える。
Then, a start signal ST and an end signal are formed to determine the first and last for counting the address, respectively. The start signal ST and the end signal END are output by the timing generation means 13 of the
カウント手段はスタート信号STの立ち上がりでカウントを開始する。カウント手段のカウント出力が所定の値となったら、クロックCKの出力は停止される。エンド信号ENDは、所定の数(アドレスの数)のクロックCKを検出して、その後これに連続して、出力される。このために、タイミング発生手段13はまた、図示しない比較手段を備える。即ち、比較手段は、カウント手段により、仲介局1のアドレスを設定する。そして、この仲介局1のアドレスとカウント値とが比較され、両者が一致した場合に所定の期間、エンド信号ENDが出力される。なお、前記カウント手段は、エンド信号ENDによりリセットされる。また、エンド信号ENDの終了に同期して、再度、スタート信号STが出力され、同一の動作が繰り返される。1回の伝送周期(1個のスタート信号STからその直後のエンド信号ENDまで)において伝送されるデータ数に対応した数値がアドレスの最大値である。例えば、32ビットの制御信号の場合、最大のアドレスカウント値である31が仲介局のアドレスとなり、制御信号における31番地のデータ処理の終了に合わせて、エンド信号ENDが出力される。
The counting means starts counting at the rising edge of the start signal ST. When the count output of the counting means reaches a predetermined value, the output of the clock CK is stopped. The end signal END is output continuously after detecting a predetermined number (number of addresses) of clocks CK. For this purpose, the timing generation means 13 also includes comparison means (not shown). That is, the comparison means sets the address of the
スタート信号STは、制御信号と識別可能なようにクロックCKの1周期t0より長い信号とされ、エンド信号は、クロックCKの1周期t0より長くスタート信号より短い信号とされる。この実施例におけるスタート信号STは5t0の期間出力される24V(ハイレベル)の信号とされている。一方、エンド信号ENDは、1.5t0の期間出力されるハイレベルの信号とされている。 The start signal ST is a signal longer than one cycle t0 of the clock CK so as to be distinguishable from the control signal, and the end signal is a signal longer than one cycle t0 of the clock CK and shorter than the start signal. The start signal ST in this embodiment is a 24V (high level) signal output for a period of 5t0. On the other hand, the end signal END is a high level signal output for a period of 1.5 t0.
ただし、スタート信号STと、エンド信号ENDは、信号の定義であるので、特定のデータで識別することも可能である。図示は省略するが、4Bitアドレスの場合、1111データをスタートデータとしてスタート信号STを定義し、1110データをエンドデータであるエンド信号ENDとして定義することもできる。 However, since the start signal ST and the end signal END are signal definitions, they can be identified by specific data. Although not shown, in the case of a 4-bit address, the start signal ST can be defined using 1111 data as start data, and the 1110 data can be defined as an end signal END that is end data.
また、この実施例におけるデータ信号は、クロックCK1周期t0の前の3/4周期(3/4t0)を19V(「高電位のロウレベル」この具体例において、単に「ロウレベル」ということがある)と後の1/4周期(1/4t0)をハイレベルとしたものと、前の1/4周期(1/4t0)をロウレベルと後の3/4周期(3/4t0)をハイレベルとしたものとの組合せとし、前者を値「0」、後者を値「1」を示すものとされている。なお、アドレス(入出力アドレス)は、各データ値(クロックCKの1周期(t0))毎に割り当てられる。例えば、図11において、制御データ発生手段14から出力される信号Pckのデータの値が「0011」の場合、データの値が「0」となるアドレス(0及び1)では、当該クロックの前の3/4周期が「ロウレベル」と、当該クロックの後の1/4周期が電源電圧Vxのレベル(ハイレベル)となる。また、データの値が「1」となるアドレス(2及び3)では、当該クロックの前の1/4周期が「ロウレベル」と、当該クロックの後の3/4周期がハイレベルとなる。即ち、制御データ信号のデータの値に応じて、クロックのデューティ比が変更される。これにより、アクチュエータ部6への出力には並列とすべき制御データ信号を直列のパルス状電圧信号として、DP信号線8及びDN信号線9に出力する。
Further, the data signal in this embodiment is 19V (“high potential low level” in this specific example, which may be simply referred to as “low level”) in the 3/4 period (3 / 4t0) before the clock CK1 period t0. The latter 1/4 cycle (1 / 4t0) is set to the high level, the previous 1/4 cycle (1 / 4t0) is set to the low level, and the subsequent 3/4 cycle (3 / 4t0) is set to the high level. The former indicates the value “0” and the latter indicates the value “1”. An address (input / output address) is assigned for each data value (one period (t0) of the clock CK). For example, in FIG. 11, when the data value of the signal Pck output from the control data generating means 14 is “0011”, the addresses (0 and 1) where the data value is “0” The ¾ cycle is “low level”, and the ¼ cycle after the clock is the level (high level) of the power supply voltage Vx. Further, in the addresses (2 and 3) where the data value is “1”, the ¼ period before the clock is “low level” and the ¾ period after the clock is high. That is, the duty ratio of the clock is changed according to the data value of the control data signal. As a result, the control data signal to be paralleled is output to the
ただし、データ信号のロウレベルの幅(パルス幅変調のパルス幅)は種々に選択することができる。例えば、上述の例とは逆に、データ値「0」の場合にパルス幅を短くし(1/4t0とし)、データ値「1」の場合にパルス幅を長くする(3/4t0とする)ようにしても良い。 However, the low level width of the data signal (pulse width of pulse width modulation) can be variously selected. For example, contrary to the above example, when the data value is “0”, the pulse width is shortened (1 / 4t0), and when the data value is “1”, the pulse width is lengthened (3 / 4t0). You may do it.
出力Dickの信号は、検出のトリガとなるものである。仲介局入力部18は、タイミング信号の制御下で、クロックCKの1周期毎に、データ信号線を伝送される直列のパルス状電圧信号に重畳された監視データ信号を、電流信号Iisの有無として検出する。このために、タイミング発生手段13では、その検出のトリガとなる出力Dickの信号が形成される。出力Dickの信号は、クロックCKからその立ち上がりが1/4周期(1/4t0)だけ遅延したパルスである。これにより、直列の監視信号における各データの値を抽出して、これを監視信号に変換して、制御データ信号発生手段20に入力する。即ち、出力Dickの立ち上がりのタイミングで、換言すれば、クロックCKの各々の1周期における1/4t0を経過したタイミングで、監視信号の有無(オン/オフ)が検出される。当該タイミングで、監視信号である電流IisがIthより小さければ(2値信号の)オフ又は「0」であり、大きければ(2値信号の)オン又は「1」である。なお、Ithは前記監視信号検出手段19のスレッシュホールド電流、Iisは監視データ信号である。IthはIisより小さい値とされる。 The signal of the output Dick serves as a detection trigger. Under the control of the timing signal, the mediation station input unit 18 uses the monitoring data signal superimposed on the serial pulse voltage signal transmitted through the data signal line as the presence / absence of the current signal Iis for each cycle of the clock CK. To detect. For this purpose, the timing generation means 13 forms an output Dick signal that triggers the detection. The signal of the output Dick is a pulse whose rising edge is delayed from the clock CK by a quarter cycle (1 / 4t0). Thereby, the value of each data in the serial monitoring signal is extracted, converted into a monitoring signal, and input to the control data signal generating means 20. That is, the presence / absence (on / off) of the monitoring signal is detected at the rising timing of the output Dick, in other words, at the timing when ¼ t0 in one cycle of each clock CK has elapsed. At this timing, if the current Iis, which is a monitoring signal, is smaller than Ith, it is OFF (“binary signal”) or “0”, and if it is larger, it is “ON” (binary signal) or “1”. Here, Ith is a threshold current of the monitoring signal detecting means 19, and Iis is a monitoring data signal. Ith is smaller than Iis.
従って、例えば監視データ信号のデータの値が「0011」の場合、監視信号検出手段20の出力(検出電流Is)は、図11に示すように、データ値「1」を有するアドレス(2及び3)において最初の1/4t0周期に電流IisがIthより大きい状態の信号になる。 Therefore, for example, when the data value of the monitoring data signal is “0011”, the output (detection current Is) of the monitoring signal detection means 20 is an address (2 and 3) having the data value “1” as shown in FIG. ), The current Iis becomes a signal larger than Ith in the first 1 / 4t0 cycle.
なお、当該タイミング、即ち、クロックCKの各々の1周期における1/4t0を経過したタイミングで、監視信号がオフであれば、信号線Pckの出力信号(従って、DP信号線8、DN信号線9への出力信号)のパルス幅(「ロウレベル」即ち19Vの期間)を長くし、即ち、当該周期の残りの期間も「ロウレベル」とし、結果としてパルス幅を3/4t0とする。一方、当該タイミングで、監視信号がオン(Iisが25mA以上)であれば、パルス幅を短くし、即ち、当該周期の残りの期間を電源電位Vx(ハイレベル)とし、結果として、パルス幅を1/4t0とし、制御信号Pckのパルス幅変調を行う。
If the monitoring signal is OFF at this timing, that is, when ¼ t0 in one cycle of each clock CK has elapsed, the output signal of the signal line Pck (therefore, the
出力Diisは、MCU10において記憶領域12に記憶される監視データであり、監視データ抽出手段20のRSフリップフロップFFから出力される。フリップフロップFFには、そのクロックとして前記出力Dickの信号(クロックCKからその立ち上がりが1/4周期(1/4t0)だけ遅延したパルス)が、タイミング発生手段13から入力される。従って、フリップフロップFFの出力Diisは、元のクロックCKから1/4周期だけ遅れたタイミングで、監視データ信号のみの値を、クロックCKの3/4周期と等しい期間出力するものとなる。即ち、出力Diisは、監視信号のデータ値に応じて、1クロック毎に、ハイレベル(又は「1」)又はロウレベル(又は「0」)とされる。これにより、例えば、「0011・・・」のように出力される。
The output Diis is monitoring data stored in the
クロック4CKは、発振器11の発振出力を分周することによりタイミング発生手段13で形成され、クロックCKの周波数f0に対しその周波数が4倍(4f0)となるものである。制御データ信号発生手段14は、クロック4CKを図示しないカウンタによりカウントし、制御信号の値(出力Diisの信号)が「1」の場合、DP信号線8上には、最初のクロック4CKの1個についてその周期に「高電位のロウレベル」を出力し、残り3個のクロック4CKの周期にはハイレベルVxを出力する。逆に、「0」の場合、最初の3個のクロック4CKについてそれらの周期(3/4t0)に「高電位のロウレベル」を出力し、残り1個のクロック4CKの周期にはハイレベルVxを出力する。これにより、制御データ信号発生手段14は、クロックCKを制御信号に基づいて(PWM)変調する。
The clock 4CK is formed by the timing generation means 13 by dividing the oscillation output of the
次に、子局入力部3における入出力波形について説明する。
前記ラインレシーバ301のバッファ回路Bからの出力doの信号波形は、図9に示すように、制御信号(DP−DN)に基づいて(PWM)変調されたクロックCKの波形となる。出力doのハイレベル信号の値は5Vである。
Next, input / output waveforms in the slave
As shown in FIG. 9, the signal waveform of the output do from the buffer circuit B of the
出力stは、オンディレイタイマTonからのもので、立ち上がりをスタート信号STの立ち上りから3t0だけ遅延させ、立ち下がりはスタート信号STに同期させたものである。このように、ハイレベルの期間が3t0より長いスタート信号STについては出力stが現れるが、ハイレベルの時間が短い信号、即ち、クロックCKやエンド信号ENDについては、出力stが現われない。従って、スタート信号STを検出することができる。 The output st is from the on-delay timer Ton, the rising edge is delayed by 3t0 from the rising edge of the start signal ST, and the falling edge is synchronized with the start signal ST. As described above, the output st appears for the start signal ST having a high level period longer than 3t0, but the output st does not appear for a signal having a short high level time, that is, the clock CK or the end signal END. Therefore, the start signal ST can be detected.
出力dcは、前記プリセット加算カウンタ304からのもので、出力do、即ち、抽出されたクロックCKをその立ち上りでカウントし、カウント値が前記設定部スイッチのアドレス値と一致している間に出力される。その波形は、図9に示すように、1個前のアドレスの周期におけるクロックCKの立ち上がりに同期してハイレベルとされ、当該アドレスの周期におけるクロックCKの立ち上がりに同期してロウレベルとされる。例えば、0番地(tad=0)については、1個前のアドレスとなるスタート信号STの出力stの立ち上がりに同期してハイレベルとされ、当該アドレスの周期における立ち上り(3/4t0)に同期してロウレベルとなる。なお、アドレスが4番地(tad=4)の場合について、参考のために斜線を付して図示した。出力dcは入力データ部305の中のシフトレジスタに入力される。
The output dc is from the
出力dr1〜dr4は、入力データ部305のシフトレジスタSRからのもので、出力dcがハイレベルとなる期間中において、抽出されたクロックCKの立ち下がりに同期して、「1(又はハイレベル)」をシフトしたものである。即ち、「1」が、シフトレジスタSRの単位回路Sr1〜Sr4において、この順にシフトされる。従って、シフトレジスタSRの出力dr1〜dr4が、当該クロックCKの周期において、その立ち下がりに同期して、順に(次周期の立ち下がりまで)ハイレベルとされる。図9に示す出力dr1〜dr4の波形で、そのタイミングが1クロックづつずれているのが判る。なお、出力dcと同様、アドレスが4番地(tad=4)の場合について、参考のために斜線を付して図示した。
The outputs dr1 to dr4 are from the shift register SR of the
出力in0〜in3は前記センサ部7からのものであり、図9に示す実施例では、アドレス0〜3を付与されたセンサの監視信号が、「0」「0」「1」「1」となっている。出力in0〜in3は、それぞれ、出力dr1〜dr4とともに4個のANDゲートに入力され、出力dr1〜dr4のハイレベルの期間中に、図9に示すような値「0011」を採る。従って、監視信号(アドレス0〜3)「1」が出力されている期間中に、4個のANDゲートの各々が開いて、アドレス0〜3に重畳されるべき監視信号として、この順に、ANDゲートを経て、ORゲートから出力される。
The outputs in0 to in3 are from the
出力dipは、監視データ信号発生手段306の前記NANDゲート308からのものである。NANDゲート308には、前述のように、インバータINVの出力、即ち、出力doの反転信号と、前記ORゲートの出力信号が入力される。そして、前記設定部スイッチに設定されたアドレスの監視信号「1」が出力されている期間中に、出力doの立ち下がりに同期してNANDゲート308が開いて、出力in0〜in3と同じ値を採る監視信号として出力される。
The output dip is from the
TR2は、トランジスタT2のオンオフ状態を、出力dipとの関係で示すタイムチャートである。出力dipは、トランジスタT1を介して、大きなトランジスタT2に入力される。即ち、監視データ信号が例えば「1」の場合、出力dipのロウレベルによりトランジスタT2がオンして、監視データ信号である電流IisがDP信号線8及びDN信号線9に流れる。
TR2 is a time chart showing the on / off state of the transistor T2 in relation to the output dip. The output dip is input to the large transistor T2 via the transistor T1. That is, when the monitoring data signal is “1”, for example, the transistor T2 is turned on by the low level of the output dip, and the current Iis that is the monitoring data signal flows through the
次に、子局出力部2における入出力波形について説明する。なお、前述のように、子局出力部2の構成の一部は子局入力部3と同一であることから、それらの構成において送受信される信号も子局出力部2と同一のものとなる。そのため、図10に示す出力波形のうち、子局出力部3と同一のものは、その説明を省略する。
Next, input / output waveforms in the slave
出力d1は、オフディレイタイマToffからのものである。オフディレイタイマToffは、前述のように、オフ(ロウレベル)の期間のみを定められた遅延(この実施例では1/2t0)で出力する。ラインレシーバ301のバッファ回路からの出力doを、このオフディレイタイマToffに入力し、その立ち下がりを遅延させ、立ち上がりは元の入力doに同期させたものが信号d1である。即ち、入力doにおいてデータの値が「1」の場合における当該クロックの前の1/4周期の「高電位のロウレベル」は、そのオフの時間が短いので、現われなくなる(ハイレベルのままとなる)。また、「0」の場合における当該クロックの前の3/4周期の「高電位のロウレベル」はそのオフの時間が長いので、(3/4−1/2)=1/4の周期だけ、「高電位のロウレベル」が信号d1に現われる。
The output d1 is from the off-delay timer Toff. As described above, the off-delay timer Toff outputs only the off (low level) period with a predetermined delay (1 / 2t0 in this embodiment). The output do from the buffer circuit of the
出力dr1〜dr4は、入力データ部205のシフトレジスタSRからのもので、子局入力部3のものと異なり、前記クロックCKの周期において、その立ち上がりに同期して、順に(次周期の立ち上がりまで)ハイレベルとされる。
The outputs dr1 to dr4 are from the shift register SR of the
出力out0〜out3は、アドレス0〜3番地の制御信号であり、出力データ部205を構成するフリップフロップ回路FF1〜FF4により復調されたものである。前述のように、フリップフロップ回路FF1〜FF4は、出力dr1〜dr4の立ち上がりに同期して、その時点の信号d1の値を取り込んで保持し、これを出力out0〜out3として出力する。従って、この実施例では、出力out0〜out3のデータ値は、それぞれ「0」「0」「1」「1」となる。これら、出力out0〜out3は、各々、反転された後、コンデンサC0にエミッタが接続された駆動用の大きなトランジスタT0〜T3を介して作動装置5のアクチュエータ部6に出力O0〜O3として出力される。
The outputs out0 to out3 are control signals at
各構成において、上記のような信号の入出力が行われた結果、仲介局1において送受信される信号は次のようになる。図8には、仲介局1から出力される制御信号のアドレス0〜3番地のデータ値が「0101」であり、アドレス0〜3番地を付与されたセンサ部7からの入力が「0011」である場合が示されている。
In each configuration, as a result of the input / output of signals as described above, signals transmitted / received in the
この実施例における直列のパルス状電圧信号では、クロックCKの1周期(t0)、即ち、各アドレスを少なくとも入力期間(i)及びこれに続く出力期間(o)とに区分する。図8において、データ値が「0」となるアドレス0番地及びアドレス2番地では、「ロウレベル」となる前の3/4周期が入力期間と、残る1/4周期が出力期間となる。また、データ値が「1」となるアドレス1番地及びアドレス3番地では、「ロウレベル」となる前の1/4周期が入力期間と、残る3/4周期が出力期間となる。入力期間では、電流信号Isからなる監視データ信号が重畳され、仲介局入力部18は、この重畳された監視データ信号を抽出する。一方、出力期間では、パルス幅変調(PWM)した制御信号が重畳されることになる。なお、仲介局出力部15は、前の出力時に得た監視信号を制御信号として取り込んで、この出力期間において、制御データ信号を直列のパルス状電圧信号に重畳してDP信号線8、DN信号線9に出力する。
In the serial pulsed voltage signal in this embodiment, one cycle (t0) of the clock CK, that is, each address is divided into at least an input period (i) and an output period (o) subsequent thereto. In FIG. 8, at
以上から判るように、この制御・監視信号伝送システムにおいては、前述のように入力信号(センサ部7からの監視信号)と出力信号(アクチュエータ6への制御信号)とを単純に1対1に対応させて伝送する。これにより、従来の制御部及び親局を省略した簡易な構成を実現して、保守を容易とし、コストを安価なものとすることができる。更に、伝送のサイクルにおける各々の入出力アドレス毎に、電流信号からなる入力信号により、パルス幅変調信号からなる出力信号を制御する。これにより、入力信号及び出力信号の事実上の双方向(実際には、後述するように、伝送の瞬間は双方向ではない)の伝送を行い、電力線を省略することができる。 As can be seen from the above, in this control / monitor signal transmission system, the input signal (monitor signal from the sensor unit 7) and the output signal (control signal to the actuator 6) are simply 1: 1 as described above. Transmit in response. As a result, a simple configuration in which the conventional control unit and master station are omitted can be realized, maintenance can be facilitated, and cost can be reduced. Further, for each input / output address in the transmission cycle, an output signal consisting of a pulse width modulation signal is controlled by an input signal consisting of a current signal. As a result, the transmission of the input signal and the output signal in a virtually bidirectional manner (in practice, the moment of transmission is not bidirectional, as will be described later), and the power line can be omitted.
また、この例のように、監視信号として電流信号を用い制御信号としてパルス幅変調された電圧信号を用いること(電流変調監視信号とパルス幅変調制御信号との組み合わせ)により、電圧ノイズの大きい悪条件の製造工場等において、高い信頼性の伝送制御システムを実現することができる。 Further, as in this example, by using a current signal as a monitor signal and a pulse width modulated voltage signal as a control signal (combination of a current modulation monitor signal and a pulse width modulation control signal), the voltage noise is greatly degraded. A highly reliable transmission control system can be realized in a manufacturing plant or the like under conditions.
この実施例における制御信号は、前述のように、電源電圧Vx、即ち24Vのレベルのパルス状電圧と、この電源電圧よりは(絶対値が)小さく他の回路部分におけるハイレベル信号よりも(絶対値が)大きいレベルである「高電位のロウレベル」、即ち19Vのレベルのパルス状電圧とで構成されている。そのため、他の回路部分(例えばCMOS論理の回路部分)におけるCMOSハイレベル信号5Vよりも十分に大きい。クロックCK、即ちパルス状電圧のハイレベルとロウレベルとの電位差Vsは5Vあるので、しきい値をその中間値(DN信号線9を基準レベルとすると21.5V)とすることにより、これらは十分に識別できる。換言すれば、電位差Vsは他の回路部分(例えばCMOS論理の回路部分)におけるCMOS論理振幅に等しい。従って、直列のパルス状電圧信号は、デューティ比50%で電位差Vsのクロックをそのままレベルシフトして、制御データ信号に応じてパルス幅変調したものと考えてよい。一方、このパルス幅変調され高電位で振幅制限されたクロックによれば、伝送される平均電力により実現される平均電源電圧は、図8に一点鎖線で示すように、およそ当該振幅の中心値である+21.5Vと言う非常に高い値となる。従って、電力線P等を省略しても、複数の子局4の各々が動作するのに十分な電力容量をこれらに伝送することができる。
As described above, the control signal in this embodiment includes a power supply voltage Vx, that is, a pulsed voltage having a level of 24V, and a smaller (absolute value) than this power supply voltage (absolutely) than a high level signal in other circuit portions. It is composed of a “high potential low level” which is a large level, ie, a pulse voltage of a level of 19V. Therefore, it is sufficiently larger than the CMOS
DP信号線8及びDN信号線9上の直列のパルス状電圧信号をこのように変化させるには、2つの手段がある。第1の手段によれば、制御データ信号の値に応じて、DP信号線8の電位は最高電位の電源電圧Vx=24Vと「高電位のロウレベル」である19Vとの間で振動させられ、DN信号線9の電位はグランドレベルとされる。なお、DP信号線8の電位を0Vと−5Vとの間で振動させ、DN信号線9の電位を最低電位の−24Vとしてもよい。第2の手段によれば、制御データ信号の値に応じて、DP信号線8の電位は最高電位のグランドレベルとされ、DN信号線9の電位は最低電位の電源電圧Vx=−24Vと「高電位の(絶対値の大きい)ロウレベル」である−19Vとの間で振動させられる。なお、DP信号線8の電位を最高電位の+24Vとして、DN信号線9の電位を+5Vと0Vとの間で振動させてもよい。図11の波形はこの例による。いずれによっても、DP信号線8及びDN信号線9の間の相対的な電位差は、前述のようになる。
There are two means for changing the serial pulsed voltage signal on the
なお、クロック信号CKにより伝送される返金電力が低い場合、電力線Pを省略することはできない。例えば、これまで実用されてきた方式として、電源電圧Vxを同様に24Vとし、制御信号を振幅変調した振幅が12Vと0Vの2値としたものがあったが、このクロックにより伝送される平均電力により実現される平均電源電圧は12V以下と、低い値となる。従って、このような場合、電力線P等を省略してしまうと、全ての子局4を動作させることはできず、子局4の数を制限する他なかった。しかし、これは現実的ではないので、実際には、子局4の数を制限することなく、電力線P等を設けざるを得なかった。
Note that when the refund power transmitted by the clock signal CK is low, the power line P cannot be omitted. For example, as a method that has been practically used, the power supply voltage Vx is similarly set to 24 V, and the amplitude obtained by modulating the amplitude of the control signal is set to a binary value of 12 V and 0 V. The average power transmitted by this clock is used. The average power supply voltage realized by is a low value of 12 V or less. Therefore, in such a case, if the power line P or the like is omitted, all the
以上、本発明をその実施の態様に従って説明したが、本発明は、その主旨の範囲内において、種々の変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the embodiment, this invention can be variously deformed within the scope of the gist.
例えば、クロックCKの1周期毎に(同一周期内において)、前半部(入力期間、i)と後半部(出力期間、o)とに概念的に区別し、入力期間を監視信号の入力に使用し、出力期間を制御信号の出力に使用する点に着目して、これを更に種々変形することができる。即ち、本発明の制御・監視信号伝送システムにおいて、入力期間の子局入力部3からの監視信号のオン又はオフに応じて、出力期間の子局出力部2への制御信号をオン又はオフとする。従って、入力期間が先行し重なることなくこの後に出力期間が続き、また、監視信号と制御信号とは、見かけ上はクロックCKの1周期において双方向に伝送されるが、実際には当該入力期間及び出力期間において別々に伝送される。入力期間及び出力期間は、1/2t0でなくてもよく、また、必ずしも同一の時間的長さでなくても良い。
For example, for each cycle of the clock CK (within the same cycle), the first half (input period, i) and the second half (output period, o) are conceptually distinguished, and the input period is used to input the monitoring signal. In view of the fact that the output period is used to output the control signal, it can be further modified. That is, in the control / monitor signal transmission system of the present invention, the control signal to the slave
つまり、仲介入力部18は、クロックCKの1周期毎に、当該周期を少なくとも入力期間及びこれに続く出力期間とに区分した場合における入力期間(i)において、DPデータ信号線8及びDNデータ信号線9を伝送される信号に重畳された監視データ信号を抽出することになる。一方、仲介局出力部15は、監視信号を制御信号として取り込んで、クロックCKの1周期毎に、出力期間(o)において、制御データ信号を直列のパルス状電圧信号に重畳してDPデータ信号線8及びDNデータ信号線9出力することになる。
In other words, the intermediary input unit 18 has the DP data signal
また、仲介局1にエラーチェック回路を設けてもよい。エラーチェック回路は、DP信号線8を監視して、線路の状態(短絡など)をチェックする。エラーチェック回路の構成は、例えば特開平03−006997号に示すような構成とすればよい。
Further, an error check circuit may be provided in the
更に、図示はしないが、仲介局1及び子局4における動作を、各々に設けたCPU(中央演算処理装置)において上述の各処理を実行する当該処理プログラムを実行することにより、実現してもよい。
Further, although not shown in the figure, the operation in the
本発明は、伝送システムの簡素化や、制御機器間の配線の省略である所謂省配線を行う上で広く利用できる。 The present invention can be widely used for simplification of a transmission system and so-called wiring saving which is omission of wiring between control devices.
また、本発明では、制御・監視信号伝送システムにおいて、通信制御時の判断を行う制御部及び親局に代えて仲介局を設けた、従来のシステムの利点もそのまま享受できる。即ち、仲介局が、センサ部からの監視信号を、アクチュエータ部への制御信号として、クロックの同一周期において、単純に1対1に対応させて伝送し、更に、当該周期を入力期間及びこれに続く出力期間に区別して、センサ部からの監視信号及びアクチュエータ部への制御信号を、各々、入力期間及び出力期間に重畳させて伝送し、電源をも重畳して電力線を不要とする。 Further, according to the present invention, in the control / monitoring signal transmission system, the advantages of the conventional system in which the control unit for performing the communication control and the intermediary station are provided in place of the master station can be directly enjoyed. In other words, the intermediary station transmits the monitoring signal from the sensor unit as a control signal to the actuator unit in a simple one-to-one correspondence in the same cycle of the clock, and further, the cycle is set to the input period and this. The monitoring signal from the sensor unit and the control signal to the actuator unit are transmitted while being superimposed on the input period and the output period, respectively, and the power line is also superimposed so that the power line is not necessary.
これにより、制御部及び親局に変わる簡易かつ小規模で保守が容易で安価な制御・監視信号伝送システムを実現し、その上で、当該システムにおいて、アクチュエータ部およびセンサ部間における事実上の双方向の高速な信号伝送を実現することができ、監視信号と制御信号とを共通のデータ信号線に出力しかつこれらを双方向に伝送することができる。即ち、簡易かつ小規模で保守が容易で安価な制御・監視信号伝送システムにおいて、データ信号線において監視信号又は制御信号を伝送する期間を別々に設ける必要をなくして伝送レートを従来の2倍に高速化することができ、作動装置の小さな配線空間にも監視信号を伝送し制御信号を伝送することができる。 As a result, a simple, small-scale, easy-to-maintain and inexpensive control / monitor signal transmission system that changes to the control unit and the master station is realized. High-speed signal transmission can be realized, and the monitoring signal and the control signal can be output to a common data signal line and transmitted in both directions. That is, in a simple, small-scale, easy-to-maintain and inexpensive control / monitor signal transmission system, it is not necessary to separately provide a period for transmitting the monitor signal or control signal on the data signal line, and the transmission rate is doubled compared to the conventional system. The speed can be increased, and the monitoring signal can be transmitted and the control signal can be transmitted even in a small wiring space of the actuator.
1 仲介局 2 子局出力部 3 子局入力部
4 子局 5 作動装置 6 アクチュエータ部
7 センサ部 8 DP信号線 9 DN信号線
10 MCU 11 OSC 12 記憶領域
13 タイミング発生手段 14 制御データ発生手段 15 仲介局出力部
16 DP端子 17 DN端子 18 仲介局入力部
19 監視信号検出手段 20 監視データ抽出手段 21 電源
200、300 CV子局電源部 201、301 ラインレシーバ
202、302 制御データ信号抽出手段 203、303 子局アドレス設定手段
204 シフトレジスタ 205 出力データ部
304 アドレス抽出手段
305 入力データ部 306 監視データ信号発生手段
23、307 ラインドライバ 308 NANDゲート
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の作動装置は、少なくとも2個を含む一又は複数の組に分けられ、同じ組に属するものは対応関係にあるものとされ、
前記仲介局は、前記センサ部から前記子局を介して伝送された監視信号から監視データを抽出し、前記監視データを送出した前記センサ部を含む前記作動装置と対応関係にある別の前記作動装置に、制御データとして送出し、
前記監視データは、その抽出がなされた際に前記仲介局の記憶領域に既に記憶されている別の前記監視データが前記制御データとして送出された後、前記記憶領域に上書記憶されることを特徴とすることを特徴とする制御・監視信号伝送システム。 A plurality of actuators each including an actuator unit and a sensor unit for monitoring the actuator unit; a plurality of slave stations provided corresponding to the plurality of actuators and connected by a common data signal line; and the data signal An intermediary station connected to the line,
The plurality of actuators are divided into one or a plurality of groups including at least two, and those belonging to the same group are in a correspondence relationship,
The intermediary station extracts the monitoring data from the monitoring signal transmitted from the sensor unit via the slave station, and another operation corresponding to the operating device including the sensor unit that has transmitted the monitoring data. Send it to the device as control data,
When the monitoring data is extracted, another monitoring data already stored in the storage area of the mediation station is transmitted as the control data, and then overwritten in the storage area. A control / monitoring signal transmission system characterized by being characterized.
5. The control data according to claim 1, wherein the control data is transmitted following a start signal indicating the start of transmission, and the slave station is configured based on the start signal and a clock signal constituting the control data. A control / monitoring signal transmission system characterized in that, starting from a start signal, the address counter is sequentially updated by the clock signal to synchronize the transmission.
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- 2008-07-04 JP JP2008175687A patent/JP4969524B2/en active Active
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