JP2006025051A - 情報伝達システム - Google Patents

Abstract

【課題】 より迅速に緊急情報の伝達を可能とする情報伝達システムを提供すること。
【解決手段】 この情報伝達システム１ａは、ホストコントローラ１０と端末装置１２〜１５とが相互に情報通信可能なように構成されており、少なくとも端末装置１２〜１５に電源を供給するための共通電源線１８１と、共通電源線１８１を囲繞すると共にホストコントローラ１０及び端末装置１２〜１５のそれぞれに接続されるシールド線１８３と、を含むケーブル１８を備え、シールド線１８３は、ホストコントローラ１０及び端末装置１２〜１５それぞれにおける電位が定常状態において実質的に等しくなるように接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中央処理装置と複数の端末装置とが相互に情報通信可能なように構成されている情報伝達システムに関する。

中央処理装置と複数の端末装置とが相互に情報通信可能なように構成される例として、図４に示すようにハブを介して接続されるスター型のシステムが知られている。このスター型のシステムでは、中央処理装置からハブを介して各端末装置に指示情報が送信され、各端末装置からハブを介して中央処理装置に応答情報が送信される。また、このようなハブを用いないバス型のシステムも知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２８８１０３号公報

上述のようなバス型、スター型のいずれのシステムであっても、指示情報や応答情報は通信ケーブルを経由して送受信される。図４に示したスター型のシステムを例にとると、端末９２が異常を検知して他の端末９３〜９５の処理を緊急停止したい場合には、ホストコントローラ９０からのポーリングが端末９２に割り当てられるのを待つことになる。ポーリングが割り当てられた後、端末９２からホストコントローラ９０に緊急停止要求が送信される。緊急停止要求を受信したホストコントローラ９０は、端末９３〜９５に対してポーリング又はブロードキャストにより緊急停止命令を送信する。

この例では、端末９２にポーリングが割り当てられるまでと、ホストコントローラ９０が緊急停止要求を受信してから緊急停止命令を送信するまでと、全区間における通信速度とのそれぞれに起因して、端末９２が異常を検知してから端末９３〜９５が緊急停止命令を受信するまでに遅延が生じる場合がある。

そこで本発明では、より迅速に緊急情報の伝達を可能とする情報伝達システムを提供することを目的とする。

本発明の情報伝達システムは、中央処理装置と端末装置とが相互に情報通信可能なように構成されている情報伝達システムであって、少なくとも端末装置に電源を供給するための電源線と、電源線を囲繞すると共に中央処理装置及び端末装置のそれぞれに接続されるシールド線と、を含むケーブルを備え、シールド線は、中央処理装置及び端末装置それぞれにおける電位が定常状態において実質的に等しくなるように接続されていることを特徴とする。

本発明の情報伝達システムによれば、中央処理装置及び端末装置それぞれにおける電位が等しくなるように接続されているシールド線を備えるので、中央処理装置又は端末装置においてシールド線に直流電圧を印加すると、その電位変化が各装置に伝達されることで迅速に他の装置にその電圧値による信号を伝達できる。

また本発明の情報伝達システムでは、シールド線は、電源線及びフレームグランドのそれぞれにコンデンサを介して接続されていることも好ましい。シールド線がコンデンサを介して接続されているので、シールド線におけるノイズ遮蔽効果も得られる。

また本発明の情報伝達システムでは、端末装置には制御対象装置が割り当てられ、端末装置には、割り当てられている制御対象装置を駆動するためのドライバ回路と、ドライバ回路に駆動信号を出力する制御手段と、シールド線の電位の変化に応じて制御手段と共にドライバ回路に指示信号を出力する信号出力手段とが設けられていることも好ましい。シールド線の電位の変化に応じて指示信号が制御手段とドライバ回路とに出力されるので、例えば制御手段がドライバ回路に対して駆動信号を出力できないような状態であっても、ドライバ回路に指示を伝達できる。

本発明によれば、電源線を含むケーブルのシールド線を介して信号の授受ができるので、静電ノイズを排除しながら、より迅速に緊急情報の伝達が可能となる。

本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本発明の実施形態である情報伝達システム１ａについて図１を参照しながら説明する。図１は、情報伝達システム１ａの構成を示す図である。情報伝達システム１ａは、ホストコントローラ１０（中央処理装置）と、４台の端末装置１２〜１５とが相互に情報通信可能なように構成されている。より具体的には、ホストコントローラ１０及び端末装置１２〜１５はハブ１１に通信ケーブル１６１〜１６５を介してスター型に接続されている。

ホストコントローラ１０から出力される通常の指令情報は、通信ケーブル１６１及びハブ１１を経由し、更に通信ケーブル１６２〜１６５を経由して端末装置１２〜１５に送信される。端末装置１２〜１５は受信した指令情報に応じて制御動作を行う。

端末装置１２〜１５には電源装置１７から電源が供給されている。電源装置１７と端末装置１２〜１５とはケーブル１８によってバス型に接続されている。ケーブル１８は共通電源線１８１（電源線）及び共通ＧＮＤ線１８２と、それらを囲繞するシールド線１８３とを含んでいる。

電源装置１７から延びるケーブル１８の終端は端末装置１５に接続されている。ケーブル１８と端末装置１２とは、電源支線１８１ｂ、ＧＮＤ支線１８２ｂ、及びシールド支線１８３ｂを介して接続されている。ケーブル１８と端末装置１３とも同様に、電源支線１８１ｃ、ＧＮＤ支線１８２ｃ、及びシールド支線１８３ｃを介して接続されており、ケーブル１８と端末装置１４とも同様に、電源支線１８１ｄ、ＧＮＤ支線１８２ｄ、及びシールド支線１８３ｄを介して接続されている。

ホストコントローラ１０は、シールド支線１８３ａを介してケーブル１８のシールド線１８３に接続されている。

ケーブル１８のシールド線１８３は、電源装置１７からホストコントローラ１０に至る間において、ケーブル１８の共通電源線１８１に対してはコンデンサ２０を介して接続され、ケーブル１８の共通ＧＮＤ線１８２に対してはコンデンサ２１を介して接続されている。シールド線１８３はまた、電源装置１７のフレームグランドに対してコンデンサ１９を介して接続されている。従って、ホストコントローラ１０及び端末装置１２〜１５それぞれにおける電位が定常状態において実質的に等しくなるように接続されている。また、シールド線１８３は直流的には高インピーダンスであるが、交流的には低インピーダンスとなるため、ノイズ成分を電源装置１７に帰還させることが可能となっている。

引き続いて、端末装置１２〜１５の構成について、端末装置１２を例にとって図２を参照しながら説明する。図２は端末装置１２の構成を示した図である。端末装置１２はアクチュエータ１２ａ（制御対象装置）を制御するように割り当てられている。

端末装置１２は、マイコン１２１（制御手段）と、ウォッチドック１２２と、論理ゲート１２３と、比較回路１２４（信号出力手段）と、ドライバ回路１２５と、検出回路１２６と、を備えている。引き続いて各構成要素について説明する。

検出回路１２６は、センサ１２ｂがセンシングする物理量を電流の変化等に応じて検出する回路である。例えば、センサ１２ｂが温度センサである場合には、センサ１２ｂからの出力に基づいて温度を指し示す信号に変換し、マイコン１２１に出力する。

マイコン１２１は、端末装置１２に割り当てられたアクチュエータ１２ａを制御する部分である。より具体的には、アクチュエータ１２ａを駆動するために端末装置１２に設けられているドライバ回路１２５に対して駆動信号を出力する。

また、マイコン１２１は、検出回路１２６から出力される信号に基づいて、センサ１２ｂがセンシングした物理量が異常値を示しているか否かを判断する部分でもある。マイコン１２１は検出回路１２６から出力される信号に基づいて異常状態であると判断すると、論理ゲート１２３に対して出力している信号をＨｉｇｈからＬｏｗに切り替える。

また、マイコン１２１はウォッチドックパルスをウォッチドック１２２に対して所定間隔で出力する。マイコン１２１が暴走してこのウォッチドックパルスが出力できなくなると、ウォッチドック１２２はマイコンが暴走したと判断して論理ゲート１２３に対して出力している信号をＨｉｇｈからＬｏｗに切り替える。

論理ゲート１２３は、ＮＡＮＤゲートである。従って、論理ゲート１２３は、マイコン１２１又はウォッチドック１２３から出力されている信号がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わると、その立下りに呼応した緊急停止信号をシールド支線１８３ｂを介してシールド線１８３に出力する。すなわち、端末装置１２において何らかの異常が発生すると、シールド線１８３に対して直流電圧が印加され、その印加された直流電圧は各端末装置１３〜１５及びホストコントローラ１０に緊急停止信号として伝達される。

また、論理ゲート１２３は、緊急停止信号を比較回路１２４にも出力する。従って、比較回路１２４には、自端末である端末装置１２に異常が発生したときには論理ゲート１２３から内部的に、他端末である端末装置１３〜１５に異常が発生したときにはシールド線１８３及びシールド支線１８３ｂを介して、緊急停止信号が入力される。尚、シールド支線１８３ｂから比較回路１２４へ分岐する部分よりも論理ゲート１２３側には逆流防止のための整流素子が配置されている。

比較回路１２４は、論理ゲート１２３又はシールド支線１８３ｂ側の電位（緊急停止信号）と基準電位（閾値、図２中Ｒ２、Ｒ３の分圧）とを比較し、論理ゲート１２３又はシールド支線１８３ｂ側の電位が基準電位よりも高くなると、緊急停止信号が出力されたものと判断する。この基準電位は、予想されるノイズの電位よりも十分に高い電位とすることが好ましい。比較回路１２４は、緊急停止信号が出力されたものと判断すると、マイコン１２１及びドライバ回路１２５に対して停止指示信号を出力する。

マイコン１２１及びドライバ回路１２５は、比較回路１２４からの信号出力に応じて、それぞれの動きを停止する。

引き続いて、情報伝達システム１ａの動作について主に端末装置１２を例にとって、図３を参照しながら説明する。図３は、端末装置１２の動きを示すフローチャートである。情報伝達システム１ａの電源が投入されると、端末装置１２設定が初期化されて、異常割り込みが禁止状態となる（ステップＳ０１）。この異常割り込みが禁止状態となるはマイコン１２１においてであって、例えば、他の端末装置１３〜１５の初期動作による緊急停止信号の発生に対して緊急停止することを回避できる。

端末装置１２のマイコン１２１は、ウォッチドックパルスを出力する（ステップＳ０２）。その後、マイコン１２１は自端末内の異常判定を行う（ステップＳ０３）。異常があれば、マイコン１２１は緊急停止信号を出力する（ステップＳ０９）。異常がなければ、マイコン１２１はディレー処理を行う（ステップＳ０４）。このディレー処理は、所定時間の間、異常割り込みの受付を遅らせるものであって、他の端末装置１３〜１５から出力される初期の緊急停止信号を受け付けないためのものである。

ステップＳ０４のディレー処理の後、マイコン１２１は異常割り込みの禁止状態を解除する（ステップＳ０５）。その後、ウォッチドックパルスを反転させて、マイコン１２１の暴走を検知できる状態とする（ステップＳ０６）。

ステップＳ０６の状態になってから、端末装置１２は固有の処理を行う（ステップＳ０７）。すなわち、端末装置１２は、アクチュエータ１２ａを駆動し、センサ１２ｂでその駆動状態を監視する。

端末装置１２は、マイコン１２１又はウォッチドック１２２からの緊急停止信号の出力有無に基づいて、自端末内の異常を判断する（ステップＳ０８）。自端末内に異常が発生していれば、論理ゲート１２３から緊急停止信号が出力される（ステップＳ０９）。各端末装置１２〜１５は、いずれかの端末装置１２〜１５において緊急停止信号が出力されると、その動作を停止する。

本実施形態の情報伝達システム１ａでは、ホストコントローラ１０及び端末装置１２〜１５それぞれにおける電位が等しくなるように接続されているシールド線１８３を備えるので、ホストコントローラ１０又は端末装置１２〜１５においてシールド線１８３に直流電圧を印加すると、その電位変化が各装置に伝達されることで迅速に他の装置にその電圧値による信号を伝達できる。また、シールド線１８３で信号伝達を行うので、静電ノイズの影響を低減できる。

尚、本実施形態では、ホストコントローラ１０と端末装置１２〜１５とをハブ１１を用いてスター型に接続しているが、バス型に接続してもよい。また、シールド線１８３を介して送受信する情報を緊急停止信号として扱っているが、その他の情報の通信に用いてもよい。

本実施形態の情報伝達システムの構成を示す図である。 図１の端末装置の構成を示す図である。 本実施形態の情報伝達システムの動作を説明するフローチャートである。 従来例を示す図である。

符号の説明

１ａ…情報伝達システム、１０…ホストコントローラ、１１…ハブ、１２，１３，１４，１５…端末装置、１７…電源装置、１８…ケーブル、１９，２０，２１…コンデンサ、１６１，１６２，１６３，１６４，１６５…通信ケーブル、１８１…共通電源線、１８２…共通ＧＮＤ線、１８３…シールド線、１８１ｂ〜１８１ｄ…電源支線、１８２ｃ〜１８２ｄ…ＧＮＤ支線、１８３ａ〜１８３ｄ…シールド支線。

Claims (3)

1. 中央処理装置と端末装置とが相互に情報通信可能なように構成されている情報伝達システムであって、
   少なくとも前記端末装置に電源を供給するための電源線と、前記電源線を囲繞すると共に前記中央処理装置及び前記端末装置のそれぞれに接続されるシールド線と、を含むケーブルを備え、
   前記シールド線は、前記中央処理装置及び前記端末装置それぞれにおける電位が定常状態において実質的に等しくなるように接続されていることを特徴とする情報伝達システム。
2. 前記シールド線は、前記電源線及びフレームグランドのそれぞれにコンデンサを介して接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の情報伝達システム。
3. 前記端末装置には制御対象装置が割り当てられ、
   前記端末装置には、割り当てられている制御対象装置を駆動するためのドライバ回路と、前記ドライバ回路に駆動信号を出力する制御手段と、前記シールド線の電位の変化に応じて前記制御手段と共に前記ドライバ回路に指示信号を出力する信号出力手段とが設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の情報伝達システム。

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