JP2010009264A - Input/output module system - Google Patents

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孝至 墨井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input/output module which can be installed with the small number of wiring, and which can be easily exchanged even if its connection with a target device is duplicated. <P>SOLUTION: This input/output module system having two input/output modules connected to the communication bus of a back plane for inputting/outputting signals from/to a target device includes: a main circuit installed in each of the two input/output modules for outputting the signal on the communication bus to the target device; a fail detection part installed in each of the two input/output modules for monitoring any abnormality generated in the main circuit, and for, when any abnormality is detected, outputting the result; and a terminal block for, when a signal showing that any abnormality has been detected by the fail detection part is input, connecting any main circuit to the target device based on the signal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ターゲット装置に接続される入出力モジュール・システムに関するものであり、特に、ターゲット装置との接続に配線数が少なく、交換が容易な入出力モジュール・システムに関するものである。   The present invention relates to an input / output module system connected to a target device, and more particularly to an input / output module system that has a small number of wires for connection to a target device and can be easily replaced.

一般に、記録計等のターゲット装置は、入出力モジュールとの間で測定データ（”２５℃、”５Ｖ”等）、制御データの送受信を行う。また、入出力モジュールは、ターゲット装置に対するリモート・コントロール機能をオプションとしても備え、特に自動化計測の分野では比較的簡単に実現できることから広く利用されている。   Generally, target devices such as recorders send and receive measurement data (“25 ° C.,“ 5 V ”, etc.) and control data to and from the input / output module. It has a function as an option and is widely used because it can be realized relatively easily, particularly in the field of automated measurement.

一方、このような入出力モジュールは、不測の事態により故障した場合でもターゲット装置の制御動作が中断しないように二重化する等の措置が採られている。   On the other hand, such an input / output module is doubled so that the control operation of the target device is not interrupted even if it fails due to an unexpected situation.

このような二重化構成のため、一方の入出力モジュールが故障しても他方の入出力モジュールが動作を続けて安定した動作が得られる。このようなターゲット装置に接続される入出力モジュールに関する先行技術文献としては次のようなものがある。 Due to such a duplex configuration, even if one input / output module fails, the other input / output module continues to operate and a stable operation can be obtained. Prior art documents relating to such input / output modules connected to the target device include the following.

特開２００５―２１７４６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-217466

特公平６−４８８６９号公報 Japanese Patent Publication No. 6-48869

以下、図３を参照して従来技術を説明する。図３は従来の入出力モジュール・システム構成例である。この図で、第１の入出力モジュール１は、端子３とメイン回路１１を備え、入出力モジュール毎に決められた仕様に合わせて、バックプレーン４０の通信バスを介して図示しない上位システムとの通信を行う。 Hereinafter, the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example of a conventional input / output module system configuration. In this figure, the first input / output module 1 includes a terminal 3 and a main circuit 11, and is connected to a host system (not shown) via a communication bus of the backplane 40 in accordance with specifications determined for each input / output module. Communicate.

また、第１の入出力モジュール１は、ターゲット装置６との間で測定データの入出力を行う他、上位システムからの命令に基づいてターゲット装置６のリモート・コントロールにも利用される。 The first input / output module 1 inputs / outputs measurement data to / from the target device 6 and is also used for remote control of the target device 6 based on a command from the host system.

端子３は配線７ａを介して端子５に接続される。メイン回路１１はコントローラ１１ａ、フォト・カプラ１１ｂ、入出力回路１１ｃ、トランス１１ｄからなる。コントローラ１１ａはバックプレーン４０の通信バスを介して入力される信号に基づいて入力回路１１ｃを制御する。 The terminal 3 is connected to the terminal 5 through the wiring 7a. The main circuit 11 includes a controller 11a, a photo coupler 11b, an input / output circuit 11c, and a transformer 11d. The controller 11a controls the input circuit 11c based on a signal input via the communication bus of the backplane 40.

フォト・カプラ１１ｂはコントローラ１１ａと入出力回路１１ｃを絶縁するために設けられる。入出力回路１１ｃは、コントローラ１１ａの制御に基づいて、端子３を介してターゲット装置６との間で信号の入出力を行う。トランス１１ｄは電源ライン１１ｅをコントローラ１１ａ側と入出力回路１１ｃ側で絶縁する。 The photo coupler 11b is provided to insulate the controller 11a from the input / output circuit 11c. The input / output circuit 11c inputs and outputs signals to and from the target device 6 via the terminal 3 based on the control of the controller 11a. The transformer 11d insulates the power supply line 11e between the controller 11a and the input / output circuit 11c.

第２の入出力モジュール２も端子４とメイン回路２１からなるが、端子４は端子３と同様の部品であり、メイン回路２１もメイン回路１１と同じ役割を果たすものであるため説明を省略する。 The second input / output module 2 also includes a terminal 4 and a main circuit 21, but the terminal 4 is the same component as the terminal 3, and the main circuit 21 also plays the same role as the main circuit 11, and thus the description thereof is omitted. .

ターゲット装置６は、例えばペーパレス記録計であり、端子５を備え、この端子５で配線７ａを介して端子３に接続されるとともに、配線７ｂを介して端子４に接続される。 The target device 6 is, for example, a paperless recorder, and includes a terminal 5, which is connected to the terminal 3 via the wiring 7a and to the terminal 4 via the wiring 7b.

バックプレーン４０には図示しない上位のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等から通信バスを介して信号が入出力されるとともに、電源ライン１１ｅ，２１ｅを介して第１の入出力モジュール１、第２の入出力モジュール２に電力を供給する。 Signals are input / output from / to a backplane 40 via a communication bus from a host PC (personal computer) (not shown), and the first input / output module 1 and the second input / output are connected via power supply lines 11e and 21e. Power is supplied to the output module 2.

このように、従来の構成では、二重化のために入出力モジュール１，２を２セット用意してこれらを並列に配線していた。 Thus, in the conventional configuration, two sets of input / output modules 1 and 2 are prepared for duplication, and these are wired in parallel.

しかし、従来の構成では次のような問題がある。まず、第１，第２の入出力モジュール１，２をターゲット装置６に接続する配線機構が２セット必要になり、この配線機構の手間とスペースが必要となる。また、並列配線になるため、配線のインピーダンスや出力容量などに気を配る必要もある。   However, the conventional configuration has the following problems. First, two sets of wiring mechanisms for connecting the first and second input / output modules 1 and 2 to the target device 6 are required, and labor and space for the wiring mechanisms are required. In addition, since the wiring is parallel, it is necessary to pay attention to the impedance and output capacity of the wiring.

更に、一般にターゲット装置６の制御動作の継続が必要な状況下で第１または第２の入出力モジュール１，２の交換を行う場合には活線状態でこれら第１，第２の入出力モジュール１，２の挿抜を行う必要があり、この場合、インピーダンス、出力容量等の関係で交換されない側の入出力モジュールに与える影響も考慮する必要があった。 Further, when the first or second input / output module 1 or 2 is generally replaced under a situation where the control operation of the target device 6 needs to be continued, these first and second input / output modules are in a live state. In this case, it is necessary to consider the influence on the input / output module on the side that is not exchanged due to the relationship between impedance and output capacity.

本発明は、これらの問題点を解決することを課題とし、配線数が少なく交換容易な入出力モジュール・システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve these problems and to provide an input / output module system with a small number of wires and easy replacement.

この様な課題を達成するために請求項１記載の発明は、
バックプレーンの通信バスに接続され、ターゲット装置と信号を入出力する２台の入出力モジュールを有する入出力モジュール・システムにおいて、
前記通信バス上の信号を前記ターゲット装置に出力する２台の前記入出力モジュールに設置されたメイン回路と、
前記メイン回路に発生する異常を監視し異常が検出されるとその旨を出力する２台の前記入出力モジュールに設置されたフェイル検出部と、
前記フェイル検出部で異常が検出された旨の信号が入力されこれらの信号に基づいて前記メイン回路のいずれかを前記ターゲット装置と接続する端子ブロックと、
を備える。 In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1
In an input / output module system having two input / output modules connected to a backplane communication bus and inputting / outputting signals to / from a target device,
A main circuit installed in the two input / output modules for outputting a signal on the communication bus to the target device;
A failure detection unit installed in the two input / output modules that monitors an abnormality occurring in the main circuit and outputs a message to the effect that an abnormality is detected;
A signal block indicating that an abnormality has been detected by the fail detection unit, and a terminal block for connecting any of the main circuits to the target device based on these signals;
Is provided.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の入出力モジュールにおいて、
前記端子ブロックは、前記ターゲット装置と接続されている一方の前記メイン回路で異常が検出された旨の信号が入力されると、他方の前記メイン回路に前記ターゲット装置との接続を切り換える。 The invention according to claim 2 is the input / output module according to claim 1,
When a signal indicating that an abnormality has been detected in one of the main circuits connected to the target device is input, the terminal block switches the connection of the target device to the other main circuit.

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の入出力モジュール・システムにおいて、
前記メイン回路は、前記ターゲット装置との間で前記通信バス上を流れる信号の入出力を行う入出力回路と、前記通信バスを介して入力された信号に基づいて前記入出力回路を制御するコントローラとを備える。 The invention according to claim 3 is the input / output module system according to claim 1 or 2, wherein
The main circuit includes an input / output circuit that inputs / outputs a signal that flows on the communication bus with the target device, and a controller that controls the input / output circuit based on a signal input via the communication bus With.

本発明では次のような効果がある。一対のフェイル検出部で異常が検出された旨の信号が入力され、これらの信号に基づいて一対のメイン回路のいずれかをターゲット装置と接続する端子ブロックを備えたので、配線数が少なく交換容易な入出力モジュールを提供することができる。   The present invention has the following effects. A signal indicating that an abnormality has been detected by the pair of fail detection units is input, and a terminal block for connecting one of the pair of main circuits to the target device based on these signals is provided, so the number of wires is small and replacement is easy. An input / output module can be provided.

以下、図１を参照して本発明による入出力モジュール・システムの構成例を説明する。但し、図３に示した従来のシステムと同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。 A configuration example of the input / output module system according to the present invention will be described below with reference to FIG. However, the same components as those of the conventional system shown in FIG.

入出力モジュール１０は、メイン回路１１の他、Ｆａｉｌ（フェイル）検出部１２が新たに設けられている。メイン回路１１は、入出力モジュール毎に決められた仕様に合わせ、バックプレーン４０の通信バスを介して上位システムとの通信を行う他、端子ブロック３０を介してターゲット装置６と信号の入出力を行う。 The input / output module 10 is newly provided with a fail detection unit 12 in addition to the main circuit 11. The main circuit 11 communicates with the host system via the communication bus of the backplane 40 in accordance with the specifications determined for each input / output module, and inputs / outputs signals to / from the target device 6 via the terminal block 30. Do.

Ｆａｉｌ検出部１２は、常にメイン回路１１を監視し、その状態をＦａｉｌ信号Ａとして端子ブロック３０に出力し、メイン回路１１に異常が発生したら直ちにＦａｉｌ状態（異常状態）であることを出力する。 The fail detection unit 12 always monitors the main circuit 11 and outputs the state as the fail signal A to the terminal block 30 and outputs that the state is in the fail state (abnormal state) as soon as an abnormality occurs in the main circuit 11.

なお、Ｆａｉｌ信号Ａは、メイン回路１１が正常な場合にはＨｉｇｈ（”Ｈ”もしくは”１”）を、異常が発生した場合にはＬｏｗ（”Ｌ”もしくは”０”）を出力する。また、入出力モジュール２０を構成するメイン回路２１及びＦａｉｌ検出部２２についても、入出力モジュール１０と同様の構成であるため説明を省略する。 The Fail signal A is High (“H” or “1”) when the main circuit 11 is normal, and Low (“L” or “0”) when an abnormality occurs. The main circuit 21 and the fail detection unit 22 that constitute the input / output module 20 have the same configuration as that of the input / output module 10 and thus will not be described.

端子ブロック３０は切換ＳＷ（切換スイッチ）３１と端子３２からなる。切換ＳＷ３１は、入出力モジュール１０または入出力モジュール２０と端子３２間の経路を、Ｆａｉｌ信号Ａ及びＦａｉｌ信号Ｂを使って切り換える。端子３２には、ターゲット装置６と接続する配線７ａが接続される。   The terminal block 30 includes a switch SW (switch switch) 31 and a terminal 32. The switching SW 31 switches the path between the input / output module 10 or the input / output module 20 and the terminal 32 using the Fail signal A and the Fail signal B. A wiring 7 a connected to the target device 6 is connected to the terminal 32.

ここで切換ＳＷ３１の動作の概要を説明する。切換ＳＷ３１は、入出力モジュール１０からＦａｉｌ信号Ａを、そして入出力モジュール２０からＦａｉｌ信号Ｂを受け取り、これらの信号の組み合わせによって端子３２と入出力モジュール１０，２０間の信号の経路を切り換える。   Here, an outline of the operation of the switching SW 31 will be described. The switch SW31 receives the Fail signal A from the input / output module 10 and the Fail signal B from the input / output module 20, and switches the signal path between the terminal 32 and the input / output modules 10 and 20 by a combination of these signals.

即ち、切換ＳＷ３１は、メイン回路１１から出力されるＦａｉｌ信号Ａを切換ＳＷ３１からの出力信号Ｔに接続する経路とするか、メイン回路２１から出力されるＦａｉｌ信号Ｂを信号Ｔに接続する経路とするかを切り換える。 That is, the switching SW 31 is a path that connects the Fail signal A output from the main circuit 11 to the output signal T from the switching SW 31, or a path that connects the Fail signal B output from the main circuit 21 to the signal T. Switch whether to do.

次に、図２を参照して図１の動作を説明する。ここで、図２は、経路決定に関するＦａｉｌ信号ＡとＦａｉｌ信号Ｂの組み合わせを現した図面である。   Next, the operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a diagram showing a combination of a fail signal A and a fail signal B related to route determination.

まず、本発明における入出力モジュール・システムのセットアップ方法について説明する。入出力モジュール１０及び入出力モジュール２０の一端をバックプレーン４０に接続するとともに、入出力モジュール１０及び入出力モジュール２０の他端を端子ブロック３０に接続する。尚、ターゲット装置６と端子ブロック３０の接続は１本の配線７ａを施すだけでよい。 First, an input / output module system setup method according to the present invention will be described. One end of the input / output module 10 and the input / output module 20 is connected to the backplane 40, and the other end of the input / output module 10 and the input / output module 20 is connected to the terminal block 30. The target device 6 and the terminal block 30 need only be connected to one wiring 7a.

次に、通常状態の動作を説明する。通常状態では、入出力モジュール１０及び入出力モジュール２０の双方が正常に動作しており、Ｆａｉｌ検出部１２及びＦａｉｌ検出部２２の出力は”Ｈ”である。このときは、切換ＳＷ３１の出力状態は、図２に示す通り、信号経路が「信号Ａ−信号Ｔ」に決定され、ターゲット装置６と入出力モジュール１０が接続される。   Next, the operation in the normal state will be described. In the normal state, both the input / output module 10 and the input / output module 20 are operating normally, and the outputs of the fail detection unit 12 and the fail detection unit 22 are “H”. At this time, as shown in FIG. 2, the output state of the switching SW 31 is determined such that the signal path is “signal A-signal T”, and the target device 6 and the input / output module 10 are connected.

続いて、通常状態から入出力モジュール２０が異常状態になった場合の動作を説明する。メイン回路２１に異常が発生すると、直ちにＦａｉｌ検出部２２が異常を察知し出力（Ｆａｉｌ信号Ｂ）を”Ｌ”に変更する。そのため、切換ＳＷ３１への入力は、Ｆａｉｌ信号Ａが”Ｈ”、Ｆａｉｌ信号Ｂが”Ｌ”となり、信号経路は「信号Ａ−信号Ｔ」となる。このときは、上記と同様、引き続きターゲット装置６と入出力モジュール１０が接続された状態である。 Next, an operation when the input / output module 20 is in an abnormal state from the normal state will be described. When an abnormality occurs in the main circuit 21, the fail detection unit 22 immediately detects the abnormality and changes the output (fail signal B) to “L”. Therefore, the input to the switch SW31 is “H” for the fail signal A, “L” for the fail signal B, and the signal path is “signal A−signal T”. At this time, similarly to the above, the target device 6 and the input / output module 10 are continuously connected.

次に、通常状態から入出力モジュール１０が異常状態になった場合の動作を説明する。メイン回路１１に異常が発生すると、直ちにＦａｉｌ検出部１２が異常を察知し、出力（Ｆａｉｌ信号Ａ）が”Ｌ”に変更される。そのため、切換ＳＷ３１への入力は、Ｆａｉｌ信号Ａが”Ｌ”、Ｆａｉｌ信号Ｂが”Ｈ”、図２から信号経路は「信号Ｂ−信号Ｔ」となる。よって、ターゲット装置６との接続が入出力モジュール１０から入出力モジュール２０に切り換えられ、正常動作している入出力モジュール２０で作業が続行される。   Next, an operation when the input / output module 10 is in an abnormal state from the normal state will be described. When an abnormality occurs in the main circuit 11, the fail detection unit 12 immediately detects the abnormality, and the output (fail signal A) is changed to “L”. Therefore, the input to the switch SW31 is “L” for the Fail signal A, “H” for the Fail signal B, and “signal B−signal T” from FIG. Therefore, the connection with the target device 6 is switched from the input / output module 10 to the input / output module 20, and the operation is continued with the input / output module 20 operating normally.

最後に入出力モジュール交換するなどして入出力モジュール１０が異常な状態から正常な状態に戻った場合について説明する。まず、入出力モジュール１０の交換前は、メイン回路１１に異常があるため、Ｆａｉｌ検出部１２は出力（Ｆａｉｌ信号Ａ）を”Ｌ”とする。よって、切換ＳＷ３１への入力は、Ｆａｉｌ信号Ａが”Ｌ”、Ｆａｉｌ信号Ｂが”Ｈ”となり、信号経路は「信号Ｂ−信号Ｔ」となる。 Finally, the case where the input / output module 10 returns from the abnormal state to the normal state by replacing the input / output module will be described. First, since the main circuit 11 is abnormal before the input / output module 10 is replaced, the fail detection unit 12 sets the output (fail signal A) to “L”. Therefore, the input to the switch SW31 is “L” for the fail signal A, “H” for the fail signal B, and “signal B−signal T”.

ここで、入出力モジュールの交換作業が終了して正常動作に戻ると、Ｆａｉｌ検出部１２が直ちにそれを検出し出力（Ｆａｉｌ信号Ａ）を”Ｈ”に変更する。そのため、切換ＳＷ３１への入力は、Ｆａｉｌ信号Ａ、Ｆａｉｌ信号Ｂともに”Ｈ”となり、図２から信号経路は「信号Ａ−信号Ｔ」となる。したがって、ターゲット装置６との接続を入出力モジュール２０から入出力モジュール１０に切り換え、通常の動作状態に戻る。   Here, when the exchange operation of the input / output module is completed and the normal operation is resumed, the fail detection unit 12 immediately detects it and changes the output (fail signal A) to “H”. Therefore, both the fail signal A and the fail signal B are “H” as inputs to the switch SW31, and the signal path is “signal A−signal T” from FIG. Therefore, the connection with the target device 6 is switched from the input / output module 20 to the input / output module 10, and the normal operation state is restored.

このように、それぞれの入出力モジュール１０，２０にＦａｉｌ検出部１２，２２を設けるとともに、これらのＦａｉｌ検出部１２，２１から出力された信号に基づいて切換ＳＷ３１がターゲット装置６に接続する入出力モジュール１０，２０を切り換えるので、配線数が少なく交換容易な入出力モジュール・システムを提供することができる。 In this way, the input / output modules 10 and 20 are provided with the fail detection units 12 and 22, and the switching SW 31 is connected to the target device 6 based on the signals output from the fail detection units 12 and 21. Since the modules 10 and 20 are switched, it is possible to provide an input / output module system with a small number of wires and easy replacement.

また、ターゲット装置６との配線が１セットで済むため、配線の手間とスペースが削減できる。また、端子ブロック３０において、端子３２は必ず一方のモジュール（入出力モジュール１０または入出力モジュール２０）としか接続されていないため、並列配線とならない。 Further, since only one set of wiring with the target device 6 is required, wiring labor and space can be reduced. In the terminal block 30, the terminal 32 is always connected to only one module (the input / output module 10 or the input / output module 20), and thus is not connected in parallel.

その結果、入出力モジュールの交換が必要になった場合でも、その入出力モジュールとターゲット装置との電気的接続が切れた状態で行えるため、インピーダンスや出力容量等の関係で交換されない入出力モジュールに与える影響を考慮する必要がない。 As a result, even when the input / output module needs to be replaced, the input / output module and the target device can be disconnected from each other, so the input / output module is not replaced due to impedance, output capacity, etc. There is no need to consider the impact.

本発明の入出力モジュール・システムの構成図である。It is a block diagram of the input / output module system of this invention. 経路決定に関するＦａｉｌ信号ＡとＦａｉｌ信号Ｂの組み合わせを現した図面である。It is drawing which showed the combination of the Fail signal A and the Fail signal B regarding route determination. 従来の入出力モジュール・システムの構成図である。It is a block diagram of the conventional input / output module system.

符号の説明Explanation of symbols

５ 端子
６ ターゲット装置
１０ 入出力モジュール
１１ メイン回路
１２ Ｆａｉｌ検出部
２０ 入出力モジュール
２１ メイン回路
２２ Ｆａｉｌ検出部
３０ 端子ブロック
３１ 切換スイッチ
３２ 端子
４０ バックプレーン 5 Terminal 6 Target device 10 Input / output module 11 Main circuit 12 Fail detection unit 20 Input / output module 21 Main circuit 22 Fail detection unit 30 Terminal block 31 Changeover switch 32 Terminal 40 Backplane

Claims (3)

バックプレーンの通信バスに接続され、ターゲット装置と信号を入出力する２台の入出力モジュールを有する入出力モジュール・システムにおいて、
前記通信バス上の信号を前記ターゲット装置に出力する２台の前記入出力モジュールに設置されたメイン回路と、
前記メイン回路に発生する異常を監視し異常が検出されるとその旨を出力する２台の前記入出力モジュールに設置されたフェイル検出部と、
前記フェイル検出部で異常が検出された旨の信号が入力されこれらの信号に基づいて前記メイン回路のいずれかを前記ターゲット装置と接続する端子ブロックと、
を備えることを特徴とする入出力モジュール。 In an input / output module system having two input / output modules connected to a backplane communication bus and inputting / outputting signals to / from a target device,
A main circuit installed in the two input / output modules for outputting a signal on the communication bus to the target device;
A failure detection unit installed in the two input / output modules that monitors an abnormality occurring in the main circuit and outputs a message to the effect that an abnormality is detected;
A signal block indicating that an abnormality has been detected by the fail detection unit, and a terminal block for connecting any of the main circuits to the target device based on these signals;
An input / output module comprising: 前記端子ブロックは、前記ターゲット装置と接続されている一方の前記メイン回路で異常が検出された旨の信号が入力されると、他方の前記メイン回路に前記ターゲット装置との接続を切り換えることを特徴とする請求項１記載の入出力モジュール・システム。   When the terminal block receives a signal indicating that an abnormality has been detected in one of the main circuits connected to the target device, the terminal block switches the connection of the target device to the other main circuit. The input / output module system according to claim 1. 前記メイン回路は、前記ターゲット装置との間で前記通信バス上を流れる信号の入出力を行う入出力回路と、前記通信バスを介して入力された信号に基づいて前記入出力回路を制御するコントローラとを備えることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の入出力モジュール・システム。   The main circuit includes an input / output circuit that inputs / outputs a signal that flows on the communication bus with the target device, and a controller that controls the input / output circuit based on a signal input via the communication bus The input / output module system according to claim 1, further comprising: an input / output module system according to claim 1.
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