JP5090581B1 - 寿命検出方式およびその方式に使用する子局ターミナル - Google Patents

Abstract

【課題】伝送同期方式によりデータの伝送が行われる制御・監視信号伝送システムにおいて、被制御装置の寿命を検出できる寿命検出方式とその方式に使用する子局ターミナルを提供する。
【解決手段】子局は、所定の他局を参照局として、前記参照局に対する制御データまたは前記参照局から送出された監視データを対応データとして伝送信号から取り込む。そして、自局が対応する自局出力部に対する出力データまたは自局が対応する自局入力部からの入力データを自局データとして、前記参照データと前記自局データを用いた前記自局出力部、前記自局入力部、前記参照局が対応する参照局出力部、または前記参照局が対応する参照局入力部の寿命検出結果に基づき、前記管理データ領域に、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳する。
【選択図】図４

Description

本発明は、制御部に接続された親局と複数の出力部および入力部、或いは複数の被制御装置に対応する複数の子局との間の信号線を省配線化し共通データ信号線で接続し、伝送クロックで同期させるなどの伝送同期方式によりデータの伝送を行う制御・監視信号伝送システムにおいて、被制御装置の寿命を検出する方式およびその方式に使用する子局ターミナルに関するものである。

制御部と、複数の出力部と入力部、或いは複数の被制御装置を備える制御システムにおいて、配線の数を減らす、所謂省配線化が広く実施されている。そして、その省配線化の一般的な手法として、複数の出力部と入力部、或いは被制御装置から延出される信号線の各々を制御部に直接繋ぐパラレル接続に代えて、パラレル信号とシリアル信号の変換機能を備えた親局と複数の子局を、制御部と複数の出力部と入力部、或いは複数の被制御装置にそれぞれ接続し、親局と複数の子局との間で共通データ信号線を介してシリアル信号によりデータ授受を行う方式が広く採用されている。

上記制御システムでは、入力部や出力部として、様々な装置を使用することが可能であるが、そのような装置の一つとして、リレースイッチがある。リレースイッチは、オンオフ動作を遠隔で行うことができるため、その用途は広く、様々な場面で利用されている。例えば、特開平９−１６３４６５号公報には、センサ設置点から遠方にあるセンタ監視部側でリレースイッチを利用しセンサ情報を監視する遠隔監視システムが開示されている。この遠隔監視システムでは、リレースイッチを用いたオン／オフ動作により、センサの駆動から基準供試体の駆動に切換え、その計測結果からセンサの異常か伝送回路系の異常かをセンタ監視部で判別することができる。

しかしながら、上記遠隔監視システムでも、入力部や出力部の寿命がそれぞれどの程度残っているかについては、センタ監視部で検出することができない。ただし、ＩＮ端子とＯＵＴ端子を備えたアクチュエータの寿命を検出する方式も、これまでに提案されている。そして、その一例として、特開２００６−３３１４４９号公報に開示されている方式がある。特開２００６−３３１４４９号公報に開示されている方式では、マスタユニット（親局）との間でシリアル通信したＯＵＴデータにより、出力機器（出力部）が接続されたＯＵＴ端子のＯＮまたはＯＦＦの状態が変更した際のスタート時間情報を取得する機能と、入力機器（入力部）が接続されるＩＮ端子のＯＮまたはＯＦＦの状態が変更した際のストップ時間情報を取得する機能と、スタート時間情報とストップ時間情報に基づいて出力機器の動作時間を算出する算出機能とを備えたスレーブ（子局）を使用する。そして、このスレーブ（子局）によれば、出力機器や入力機器の動作時間を求め、これを出力機器や入力機器の正常範囲を特定するための設定情報と比較することより、出力機器や入力機器が正常か否か、交換時期が近づいているかなどの判定をすることができる。

特開平９−１６３４６５号公報 特開２００６−３３１４４９号公報

しかしながら、子局において出力部や入力部の動作時間を求める上記従来手法において、出力部が接続されたＯＵＴ端子のスタート時間情報と、入力部が接続されるＩＮ端子のストップ時間情報の双方を取得することが難しい場合があった。すなわち、一つの子局に出力部と入力部の双方が接続されている場合は、スタート時間情報とストップ時間情報が同じ子局に集約されるが、出力部のみ、或いは入力部のみが接続されている子局では、通常、どちらか一方の情報しか取得できないことになる。対応関係にある出力部と入力部の各々が接続されている子局同士で直接情報を授受する方式も考えられるが、それは所謂コマンド伝送方式となるため、伝送同期方式によりデータの伝送が行なわれる制御・監視信号伝送システムにおいて採用することは難しい。

本発明に係る寿命検出方式は、親局と複数の子局が共通データ信号線で接続され、伝送同期方式によりデータの伝送が行われる制御・監視信号伝送システムにおいて、前記共通データ信号線に伝送される伝送信号に、制御信号のデータと監視信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる管理データ領域を設ける。前記子局は、所定の他局を参照局として、前記参照局に対する制御データまたは前記参照局から送出された監視データを参照データとして前記伝送信号から取り込む。そして、自局が対応する自局出力部に対する出力データまたは自局が対応する自局入力部からの入力データを自局データとして、前記参照データと前記自局データを用いた前記自局出力部、前記自局入力部、前記参照局が対応する参照局出力部、または前記参照局が対応する参照局入力部の寿命検出結果に基づき、前記管理データ領域に、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳する。

前記参照データは、前記参照局出力部または前記参照局入力部が動作オン状態になった参照累計回数または前記参照局出力部または前記参照局入力部が動作オン状態となった参照累計時間を示す２値データであり、前記自局データは、前記自局出力部または前記自局入力部が動作オン状態になった自局累計回数または前記自局出力部または前記自局入力部が動作オン状態となった自局累計時間を示す２値データであり、前記子局は、出力信号切り替え手段を備え、前記出力信号切り替え手段は、前記参照累計回数、前記参照累計時間、前記自局累計回数、または前記自局累計時間に対応するデータと、前記正常状態を示すデータまたは前記寿命警報を示すデータとを切り替えて前記管理データ領域に重畳するものであってもよい。

前記子局は、前記参照累計回数、前記参照累計時間、前記自局累計回数、および前記自局累計時間が所定の論理条件を満たすとき、前記寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳するものであってもよい。

前記管理データ領域は、前記親局からのデータが重畳される管理制御データ領域と、前記子局からのデータが重畳される管理監視データ領域とで構成され、前記子局から前記管理監視データ領域に重畳されるデータを“０”以外のデータとし、前記親局において前記管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のとき、前記共通データ信号線の断線と判断してもよい。

前記参照データは、前記自局出力部に対する制御データまたは監視データ、または前記自局入力部に対する制御データまたは監視データであってもよい。

本発明に係る子局ターミナルは、親局が接続された共通データ信号線に接続され、前記共通データ信号線に伝送される伝送信号には、制御信号のデータと監視信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる管理データ領域が設けられており、所定の他局を参照局として、前記参照局に対する制御データまたは前記参照局から送出された監視データを参照データとして取り込み、自局が対応する自局出力部に対する出力データまたは自局が対応する自局入力部からの入力データを自局データとして、前記参照データと前記自局データを用いて前記自局出力部、前記自局入力部、前記参照局が対応する参照局出力部、または前記参照局が対応する参照局入力部の寿命を検出する寿命検出手段と、前記寿命検出手段による検出結果に基づいて、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を前記伝送信号に重畳する管理監視データ送信手段とを備える。

本発明に係る寿命検出方式では、参照データと自局データを用いて自局出力部、自局入力部、参照局出力部、または参照局入力部の寿命を検出し、該検出結果に基づき、管理データ領域に、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳する。このように、自局データだけでなく、参照データも参照するようにしたので、一つの子局に出力部と入力部の双方が接続されていない場合でも、出力部や入力部の寿命を検出することができる。

また、子局から管理監視データ領域に重畳されるデータを“０”以外のデータとすれば、親局において管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のときは子局から出力された情報が共通データ信号線を介して親局へ伝送されない状態であるといえる。従って、そのときは、共通データ信号線の断線と判断することができ、制御・監視信号伝送システムの寿命と併せて共通データ信号線の断線も検出することが可能となる。

本発明に係る寿命検出方式を採用した制御・監視信号伝送システムの実施例における、親局と子局の間の伝送方式の模式図である。 制御・監視信号伝送システムの概略構成を示すシステム構成図である。 親局のシステム構成図である。 入力子局のシステム構成図である。 自局アドレス設定手段のデータ構成図である。 参照局アドレス設定手段のデータ構成図である。 寿命検出手段のシステム構成図である。 出力子局のシステム構成図である。 伝送クロック信号のタイムチャート図である。 親局に記憶されるＩＤＸアドレステーブルの模式図である。

図１〜１０を参照しながら、本発明に係る寿命検出方式を採用した制御・監視信号伝送システムの実施例を説明する。
図２に示すように、この制御・監視信号伝送システムは、制御部１および共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ（以下、伝送ラインということがある）に接続された単一の親局２と、前記共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続された入出力子局４、出力子局６および入力子局７の複数で構成される。なお、図２においては、図示の便宜上、各々の子局が一つずつ示されているが、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続される子局の種類や数に制限は無い。

入出力子局４、出力子局６および入力子局７は、制御部１の出力指示に応じて動作する出力部８に対する信号出力処理と、制御部１への入力情報を取り入れる入力部９からの入力信号処理のいずれかまたは双方を行うものである。なお、本発明に係る寿命検出方式が適用される場合の出力部８と入力部９は一つのインターフェースを構成するものであるが、システムの構成としては、どのような装置が接続されていてもよい。例えば、出力部８が、アクチュエータ、（ステッピング）モータ、ソレノイド、電磁弁、リレー、サイリスタ、ランプ等であってもよく、入力部９が、リードスイッチ、マイクロスイッチ、押釦スイッチ、光電スイッチ、各種センサ等であってもよい。入出力子局４は、出力部８と入力部９で構成される被制御装置５に接続され、出力子局６は出力部８のみに接続され、入力子局７は入力部９にのみ接続されている。なお、本発明に係る寿命検出方式を適用しないものであれば、出力子局６は、出力部８を内包するもの（出力部一体型子局８０）であってもよく、また、入力子局７は入力部９を内包するもの（入力部一体型子局９０）であってもよい。

制御部１は、例えばプログラマブルコントローラ、コンピュータ等であり、制御並列データ１３、および制御管理並列データ１４を送出する出力ユニット１１と、入出力子局４および入力子局７からの監視信号から抽出される監視データに基づき得られた監視並列データ１５および管理監視信号から抽出される管理監視データに基づき得られた第一管理監視並列データ１６と第二管理監視並列データ１７を受け取る入力ユニット１２を有する。そして、これら出力ユニット１１と入力ユニット１２が親局２に接続されている。また、入力ユニット１２から受け取ったデータに基づいて、出力ユニット１１から送出されるデータを算出する管理判断手段１８を備えている。

親局２は、図３に示すように、出力データ部２１、管理データ部２２、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、および入力データ部２６を備える。そして、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され、本発明の伝送信号に相当する一連のパルス状信号である制御信号（以下、伝送クロック信号というものとする）を共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに送出するとともに、入出力子局４、出力子局６、または入力子局７（以下、これら全てを指す場合は「子局４、６、７」という）から送出された監視信号、管理監視信号から抽出された監視並列データ１５、第一管理監視並列データ１６および第二管理監視並列データ１７を制御部１の入力ユニット１２へ送出する。

出力データ部２１は、制御部１の出力ユニット１１からの制御並列データ１３をシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

管理データ部２２は、子局４、６、７の各々に関する情報を集約したＩＤＸアドレステーブルを記憶する記憶手段２９を備え、制御部１の出力ユニット１１からの制御管理並列データ１４とＩＤＸアドレステーブルに基づき、後述する第一管理制御データＩＳＴｏと第二管理制御データＩＤＸｏからなる管理制御データを創出し、シリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。ＩＤＸアドレステーブルとは、入出力子局４、出力子局６または入力子局７のいずれか一つを特定するためのデータを含むものであるが、この実施例では、子局４、６、７の先頭アドレスが用いられている。図１０に、先頭アドレスを用いたＩＤＸアドレステーブルの一例を示す。

図１０に示すように、＃ａｄ０のアドレスが付与された局は、監視信号のデータ値が１ビットであり、ＩＤＸアドレステーブルのデータは＃ａｄ０と＃ａｄ１が連続した値となる。一方、＃ａｄ１のアドレスが付与された局は、監視信号のデータ値が２ビットであるため、＃ａｄ２のパルスも＃ａｄ１と同じ局に割り当てられることになる。そのため、ＩＤＸアドレステーブルのデータは、＃ａｄ１の次の値として＃ａｄ３が記憶されることになる。なお、この実施例では、監視信号のデータ値が１ビットである場合であっても、すなわち＃ａｄ０も、＃ａｄ１と同様、先頭アドレスとされる。また、この実施例のＩＤＸアドレステーブルには、各アドレスに対応する子局の分類データが併せて記憶されている。図１０に示す例では、入力子局７には“１”が、出力子局６には“２”が、入出力子局４には“３”が付与され、各アドレスに対応するものとして記憶されている。

タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、ＯＳＣ３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４に引き渡す。

親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１及び管理データ部２２から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ３４を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに一連のパルス状信号として伝送クロック信号を送出する。

伝送クロック信号は、図１に示すように、スタート信号ＳＴに続く制御・監視データ領域と、更にこれに続く管理データ領域を有するものとなっている。制御・監視データ領域は、親局２から送出される制御信号のデータＯＵＴｎ（ｎは整数）と入出力子局４または入力子局７から送出される監視信号のデータＩＮｎ（ｎは整数）とで構成される。そして、伝送クロック信号のパルスは、図９に示すように、１周期の後半が高電位レベル（この実施例では＋２４Ｖ）と、前半が低電位レベル（この実施例では＋１２Ｖ）とされ、低電位レベルとなるパルス前半のパルス幅間隔が出力データ期間となり、同じく低電位レベルとなるパルス前半が入力データ期間ともなる。そして、低電位レベルのパルス幅間隔が制御信号のデータＯＵＴｎを、低電位レベルに重畳される電流の有無が監視信号のデータＩＮｎを表すものとなっている。この実施例では、伝送クロック信号の１周期をｔ０とした時、低電位レベルのパルス幅間隔は（１／４）ｔ０から（３／４）ｔ０まで拡張されるが、制御部１から入力される制御並列データ１３の各データの値に応じたものであれば、その幅に制限はなく適宜に決めればよい。また、入力データ期間と出力データ期間も適宜に決めることができ、例えば、入力データ期間はこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）のパルス幅間隔を出力データ期間としてもよく、逆に、出力データ期間をこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）を入力データ期間としてもよい。更に、パルス後半（高電位レベル）を出力データ期間と入力データ期間を兼ねるものとしてもよい。伝送クロック信号の１周期の後半が低電位レベルとなる場合も同様である。なお、図１において、上段は制御データ（出力データ）期間を、下段は監視データ（入力データ）期間を示すものとなっている。

伝送クロック信号の管理データ領域は、親局２から送出される管理制御信号が重畳される管理制御データ領域と、子局４、６、７から送出される管理監視信号が重畳される管理監視データ領域で構成される。管理制御信号で伝送される管理制御データは第一管理制御データＩＳＴｏと第二管理制御データＩＤＸｏで構成され、制御信号のデータＯＵＴｎと同様に、低電位レベルのパルス幅間隔として表される。また、管理監視信号で伝送される管理監視データは第一管理監視データＳＴｉと第二管理監視データＩＤＸｉで構成され、監視信号のデータＩＮｎと同様に、低電位レベルに重畳される電流の有無として表される。なお、この実施例では、第一管理制御データＩＳＴｏおよび第二管理制御データＩＤＸｏは、子局４、６、７に対し要求するデータの種類を特定する指示データ、或いは子局４、６、７のいずれか一つを特定するためのアドレスデータとされる。一方、第一管理監視データＳＴｉおよび第二管理監視データＩＤＸｉは、自局の状態を示すデータとされ、更に、管理監視データとして常に“０”以外のデータが送信されるものとされているが、詳細は後述する。

スタート信号ＳＴは、伝送クロック信号の高電位レベルと同じ電位レベルであって、伝送クロック信号の１周期より長い信号となっている。

親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成される。監視信号検出手段３５は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮを経由して子局４、６、７から送出された監視信号と管理監視信号を検出する。監視信号および管理監視信号のデータ値は、既述のように低電位レベルに重畳される電流の有無で表されており、スタート信号ＳＴが送信された後、まず、入出力子局４または入力子局７の各々から順次監視信号を受け取り、続いて子局４、６、７の何れか一局からの管理監視信号を受け取るものとなっている。監視信号および管理監視信号のデータは、タイミング発生手段３２の信号に同期して監視データ抽出手段３６で抽出される。そして、監視信号のデータが直列の入力データ３７として入力データ部２６に送出される。管理監視信号から抽出された管理監視データ３９もまた入力データ部２６に送出される。

入力データ部２６は、親局入力部２５から受け取った直列の入力データ３７を並列（パラレル）データに変換し、監視並列データ１５として制御部１の入力ユニット１２へ送出する。また、親局入力部２５から受け取った管理監視データ３９を第一管理監視並列データ１６と第二管理監視並列データ１７に分離して入力ユニット１２へ送出する。

入力子局７は、本発明の子局ターミナルに相当するもので、図４に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、自局アドレス設定手段４４、管理監視データ送信手段４５、監視データ送信手段４６、自局動作状態検出手段４７、参照局アドレス設定手段４８、参照局動作状態検出手段４９、寿命検出手段５０、および入力手段７２を有する子局入力部７０を備える。なお、この実施例の入力子局７は、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入力部７０として機能するものとなっている。処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入力部７０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

入力子局７に接続されている入力部９は対応する出力部８と一つのインターフェース９１（本実施の形態ではリレースイッチ）を構成するものとなっている。そして、そのインターフェース９１を構成する出力部８が接続されている出力子局６は、本発明の子局ターミナルの他の実施形態であり、前記入力子局７と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局出力部６０として機能するものとなっている。そして、子局入力部７０のＭＣＵと同様に、出力子局６の処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるものとなっている。

入出力子局４には、対応関係にある出力部８と入力部９の双方が接続されている。そして、入出力子局４も、出力子局６および入力子局７と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入出力部４０として機能するものとなっている。そして、子局出力部６０のＭＣＵおよび子局入力部７０のＭＣＵと同様に、入出力子局４の処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるものとなっている。

入力子局７の伝送受信手段４１は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに伝送される伝送クロック信号を受けて、これを管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、および管理監視データ送信手段４５に引き渡す。管理制御データ抽出手段４２は、伝送クロック信号の管理データ領域から、管理制御信号のデータを抽出し、これらを寿命検出手段５０に引き渡す。一方、アドレス抽出手段４３は、伝送クロック信号の始まりを示すスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、そのカウント値が自局アドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングで監視データ送信手段４６を有効にするとともに、カウント値が参照局アドレスと一致するタイミングで、参照局に対応する制御データを参照局動作状態検出手段４９に引き渡す。

監視データ送信手段４６は、アドレス抽出手段４３から引き渡された入力タイミングにより有効とされているとき、入力手段７２から引き渡されるシリアルデータに基づいて、トランジスタＴＲのベース電流を“ｏｎ”または“ｏｆｆ”とする。ベース電流が“ｏｎ”の場合、トランジスタＴＲは”ｏｎ”となり、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに監視信号である電流信号が出力される。この実施例では、図９に示すように、監視データのデータ値が”１”の場合には所定値Ｉｔｈ以上の電流（例えば、３０ｍＡ）を流すことで表現されている。従って、例えば、図９に示す信号のアドレス０番地（＃ａｄ０）、１番地（＃ａｄ１）、２番地（＃ａｄ２）及び３番地（＃ａｄ３）のそれぞれにおける監視データはそれぞれ“０”、“０”、“１”、“０”を表すことになる。

管理監視データ送信手段４５は、伝送クロック信号のスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、管理データ領域のタイミングを得る。そして、寿命検出手段５０から引き渡されるデータに基づき、前記トランジスタＴＲのベース電流を出力し、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに管理監視信号である電流信号を出力する。

自局アドレス設定手段４４は、図５に示すように、自局アドレスＳＡＤＲをアドレス抽出手段４３および寿命検出手段５０に引き渡すとともに、自局の動作状態を示す自局動作状態指示値ＪＴを自局動作状態検出手段４７に引き渡す。なお、自局動作状態指示値ＪＴは、“０”の場合は入力データまたは出力データのＬＯＷ側の動作オン状態を指示し、“１”の場合は入力データまたは出力データのＨＩＧＨ側の動作オン状態を指示する。また、どちらの値を自局動作状態検出手段４７に引き渡すかは予め定義されているものとする。

参照局アドレス設定手段４８は、図６に示すように、参照局入出力アドレスＲＡＤＲおよび取り込む信号の種別を指定する入出力指定値ＲＤをアドレス抽出手段４３に引き渡すとともに、参照局の動作状態を示す参照局動作状態指示値ＲＴを参照局動作状態検出手段４９に引き渡す。なお、参照局動作状態指示値ＲＴは、“０”の場合は入力データまたは出力データのＬＯＷ側の動作オン状態を指示し、“１”の場合は入力データまたは出力データのＨＩＧＨ側の動作オン状態を指示する。また、どちらの値を参照局動作状態検出手段４９に引き渡すかは予め定義されているものとする。

自局動作状態検出手段４７は、入力手段７２から引き渡されたデータを自局データとし、この自局データが自局アドレス設定手段４４から引き渡された自局動作状態指示値ＪＴと一致するときに、自局データを寿命検出手段５０に引き渡す。

参照局動作状態検出手段４９は、アドレス抽出手段４３から引き渡された信号のデータを参照データとし、この参照データが参照局アドレス設定手段４８から引き渡された参照局動作状態指示値ＲＴと一致するときに、参照データを寿命検出手段５０に引き渡す。

第一閾値設定手段７３、第二閾値設定手段７４、第三閾値設定手段７５、第四閾値設定手段７６は、寿命検出手段５０において寿命異常の判断を行う際に用いる閾値がそれぞれ設定される。具体的には、第一閾値設定手段７３には、自局が対応する自局出力部または自局が対応する自局入力部が動作オン状態になった自局累計回数との比較に用いる第一閾値が設定される。この第一閾値としては、自局出力部または自局入力部が動作オン状態となった累計回数が該第一閾値以上であれば、自局出力部または自局入力部の性能低下や故障の危険性があると判断可能な値があらかじめ設定されている。また、第二閾値設定手段７４には、自局出力部または自局入力部が動作オン状態となった自局累計時間との比較に用いる第二閾値が設定される。この第二閾値としては、自局出力部または自局入力部が動作オン状態となった累計時間が該第二閾値以上であれば、自局出力部または自局入力部の性能低下や故障の危険性があると判断可能な値があらかじめ設定されている。

第三閾値設定手段７５には、参照局が対応する参照局出力部または参照局が対応する参照局入力部が動作オン状態になった参照累計回数との比較に用いる第三閾値が設定される。この第三閾値としては、参照局出力部または参照局入力部が動作オン状態となった累計回数が該第三閾値以上であれば、参照局出力部または参照局入力部の性能低下や故障の危険性があると判断可能な値があらかじめ設定されている。また、第四閾値設定手段７６には、参照局出力部または参照局入力部が動作オン状態となった参照累計時間との比較に用いる第四閾値が設定される。この第四閾値としては、参照局出力部または参照局入力部が動作オン状態となった累計時間が該第四閾値以上であれば、参照局出力部または参照局入力部の性能低下や故障の危険性があると判断可能な値があらかじめ設定されている。

第一閾値設定手段７３、第二閾値設定手段７４、第三閾値設定手段７５、第四閾値設定手段７６のそれぞれに設定された閾値は、寿命検出手段５０へ引き渡される。なお、第一閾値設定手段７３、第二閾値設定手段７４、第三閾値設定手段７５、第四閾値設定手段７６のそれぞれに設定される閾値は、制御部１側からダウンロードにより変更ができるものとなっている。

寿命検出手段５０は、図７に示すように、ＩＳＴｏ抽出手段５１、ＩＤＸｏ抽出手段５２、子局アドレス指定検出手段５３、論理判定手段５５、符号化手段５６、およびゲート手段６２で構成されている。

ＩＳＴｏ抽出手段５１は、管理制御データ抽出手段４２から引き渡された管理制御信号のデータから第一管理制御データＩＳＴｏを抽出し、これを子局アドレス指定検出手段５３に引き渡す。また、ＩＤＸｏ抽出手段５２は、管理制御データ抽出手段４２から引き渡された管理制御信号のデータから第二管理制御データＩＤＸｏを抽出し、これを子局アドレス指定検出手段５３に引き渡す。子局アドレス指定検出手段５３には、また、自局アドレス設定手段４４から自局アドレスデータが引き渡されている。

子局アドレス指定検出手段５３は、第二管理制御データＩＤＸｏを自局アドレスのデータ値と比較し、一致したときには、第一管理制御データＩＳＴｏに応じて、所定のデータを符号化手段５６に引き渡す。すなわち、第一管理制御データＩＳＴｏが寿命検出を指示するデータである場合には寿命検出信号Ｄを符号化手段５６に引き渡す。また第一管理制御データＩＳＴｏが、寿命現在値データのモニタリングを指示するデータである場合には、寿命現在値データ信号Ｌをゲート手段６２に引き渡す。同様に第一管理制御データＩＳＴｏが、入力データのモニタリングを指示するデータである場合には、モニタリングデータ信号Ｍをゲート手段６２に引き渡す。

論理判定手段５５は、参照局動作状態検出手段４９から入力される参照データと、自局動作状態検出手段４７から入力される自局データに基づいた寿命検出結果を示す信号を符号化手段５６へ出力する。具体的には、論理判定手段５５は、自局動作状態検出手段４７から入力される自局データに基づいて、自局出力部または自局入力部が動作オン状態になった累計回数をカウントし、そのカウント結果を自局累計回数として不図示の不揮発性のメモリに記録する。また、論理判定手段５５は、自局動作状態検出手段４７から入力される自局データに基づいて、自局出力部または自局入力部が動作オン状態になった累計時間を不図示のタイマを用いて計時し、その計時結果を自局累計時間として不図示の不揮発性のメモリに記録する。さらに、論理判定手段５５は、参照局動作状態検出手段４９から入力される参照データに基づいて、参照局出力部または参照局入力部が動作オン状態になった累計回数をカウントし、そのカウント結果を参照累計回数として不図示の不揮発性のメモリに記録する。また、論理判定手段５５は、参照局動作状態検出手段４９から入力される参照データに基づいて、参照局出力部または参照局入力部が動作オン状態になった累計時間を不図示のタイマを用いて計時し、その計時結果を参照累計時間として不図示の不揮発性のメモリに記録する。

論理判定手段５５は、不揮発性メモリから自局累計回数を読み出し、第一閾値設定手段７３から入力される第一閾値との比較を行うとともに、不揮発性メモリから自局累計時間を読み出し、第二閾値設定手段７４から入力される第二閾値との比較を行う。また、論理判定手段５５は、不揮発性メモリから参照累計回数を読み出し、第三閾値設定手段７５から入力される第三閾値との比較を行うとともに、不揮発性メモリから参照累計時間を読み出し、第四閾値設定手段７６から入力される第四閾値との比較を行う。そして、これらの比較結果のうち、いずれかの比較結果において、閾値以上となる結果が得られた場合には、論理判定手段５５は、自局または参照局の出力部および入力部の寿命が異常状態であることを検出する。一方で、全ての比較結果が閾値未満である場合には、自局または参照局の出力部および入力部の寿命が正常状態であることを検出する。そして、論理判定手段５５は、正常状態を検出した場合には、正常状態を示す正常信号Ｎ、寿命の異常状態を検出した場合には、第一閾値、第二閾値、第三閾値、第四閾値に対応して、異常状態を示す異常信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を符号化手段５６に出力する。更に、ゲート手段６２に対し、寿命現在値データＬＤを出力する。なお、ここでは、論理判断として、自局累計回数、自局累計時間、参照累計回数、参照累計時間のいずれかの比較結果が１つでも条件を満たす場合に寿命が異常状態であることを検出する例について説明したが、論理判断の方法はこれに限定されない。

符号化手段５６は、子局アドレス指定検出手段５３から寿命検出信号Ｄが入力された場合は、論理判定手段５５から出力された正常信号Ｎ或いは異常信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に応じて、正常および寿命異常を示す情報を所定の符号データに変換し、第二管理監視データＩＤＸｉとして管理監視データ送信手段４５に引き渡す。

このとき、管理監視データ送信手段４５に引き渡される第二管理監視データＩＤＸｉ、すなわち、正常または寿命異常を示す符号データには“０”以外の値が採用されている。そのため、管理監視データとして“０”以外のデータが送信されることになる。すなわち、管理監視データが“０”であるときは入力子局７から出力された情報が共通データ信号線ＤＰ、ＤＮを介して親局へ伝送されない状態であるといえる。従って、そのときは、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ側の断線と判断することができる。

なお、この実施例において第一管理監視データＳＴｉは使用されていないが、第二管理監視データＩＤＸｉの更なる判別が必要な場合などには、この第一管理監視データＳＴｉを使用することができる。

子局出力部６０のＭＣＵは、図８に示すように、図４の子局入力部７０のＭＣＵにおける監視データ送信手段４６を制御データ抽出手段８１とし、入力手段７２を出力手段８２としたものである。制御データ抽出手段８１は、アドレス抽出手段４３から引き渡された制御データ信号からデータ値を抽出し、これをシリアルデータとして出力手段８２に引き渡す。ただし制御データ抽出手段８１は、図４のように前記トランジスタＴＲへベース電流を出力しない。なお、制御データ信号から抽出されたデータ値は、自局データとして自局動作状態検出手段４７にも引き渡される。出力手段８２は、制御データ抽出手段８１から引き渡されたシリアルデータをパラレルデータに変換し、出力部８に出力し、出力部８に所定の動作をさせる。子局出力部６０のＭＣＵのその他の構成は、子局入力部７０のＭＣＵの構成と同じであるため、その説明は省略する。

次に、上記構成の制御・監視信号伝送システムにおける寿命検出方式の手順について説明する。
制御部１は、適宜設定されたタイミングで、或いは利用者による任意の入力指示により、寿命異常検出を指示するための管理制御並列データ１４を親局２に出力する。これを受けた親局２は、寿命異常検出を要求する第一管理制御データＩＳＴｏと、ＩＤＸアドレステーブルに記憶されているデータ群の中の一つを指定する第二管理制御データＩＤＸｏを出力する。なお、親局２の管理データ部２２には、既に、図１０に示すＩＤＸアドレステーブルが作成されており、スタート信号ＳＴとこれに続く制御・監視データ領域と管理データ領域で構成される伝送サイクル毎に、第二管理制御データＩＤＸｏによって、順次入力子局７の全てに対し割り付けられた先頭アドレスを指定していく。

第二管理制御データＩＤＸｏによるＩＤＸアドレステーブルのデータの指定は、テーブル番号に従ったものとなっている。すなわち、まず、テーブル番号１のインデックスアドレスデータ（＃ａｄ０）が選択され第二管理制御データＩＤＸｏとして出力される。そして、伝送サイクル毎に、子局分類データが“１”となっている各テーブル番号に対応する先頭アドレスデータに順次変更される。ただし、第二管理制御データＩＤＸｏでＩＤＸアドレステーブルのデータを指定する順番に制限は無く、例えば、機能による優先順位に従うものとしてもよい。

出力子局６および入力子局７は、第二管理制御データＩＤＸｏが自局アドレスと一致するとき、寿命検出手段５０からの出力に基づき、寿命異常または正常を示すデータで構成される管理監視信号を、管理監視データ領域に重畳する。これを受けて、親局２では、管理監視信号から管理監視データを抽出し制御部１に引き渡す。

制御部１では、第二管理監視並列データ１６の内容によって、所定の処理が実行される。具体的には、第二管理監視並列データ１６が異常を示すものであれば、異常表示を行う。また、管理監視データが“０”である場合は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮの断線と判断し、その旨の表示を行う。

以上の手順を経て制御部１では、出力子局６および入力子局７が対応する出力部８および入力部９で構成されるインターフェースについての断線や寿命異常の有無を把握することができる。

なお、参照局アドレスは、制御部側から適宜変更することが可能となっている。その場合、参照局アドレスを変更することを示すデータと、変更後の参照局アドレスのデータを、管理制御データ領域に重畳し、出力子局６および入力子局７側で、これらを抽出させればよい。

この制御・監視信号伝送システムでは、寿命検出に加えて、所望のデータをモニタリングすることができる。その場合は、図７に示すようにゲート手段６２に対しモニタリングの対象となるモニタリングデータ６３を入力するとともに、子局アドレス指定検出手段５３からモニタリング信号Ｍを入力するものとする。また、このゲート手段６２に対し寿命現在値データのモニタリングの対象となる寿命現在値データＬＤを入力するとともに、子局アドレス指定検出手段５３から寿命現在値データ信号Ｌを入力するものとする。そして、親局２からは、第一管理制御データＩＳＴｏとして入力モニタ指令データを、対応する出力子局６或いは入力子局７へ送信することにより、指定された出力子局６或いは入力子局７では、ゲート手段６２から管理監視データ送信手段４５を介して、モニタリングデータ６３が管理監視データとして出力されることになるので、制御部１側でこれを把握することが可能となる。また、親局２からは、第一管理制御データＩＳＴｏとして寿命現在値モニタ指令データを、対応する出力子局６或いは入力子局７へ送信することにより、指定された出力子局６或いは入力子局７では、ゲート手段６２から管理監視データ送信手段４５を介して、寿命現在値データＬＤが管理監視データとして出力されることになるので、制御部１側でこれを把握することが可能となる。

１ 制御部
２ 親局
４ 入出力子局
５ 被制御装置
６ 出力子局
７ 入力子局
８ 出力部
９ 入力部
１１ 出力ユニット
１２ 入力ユニット
１３ 制御並列データ
１４ 管理制御並列データ
１５ 監視並列データ
１６ 第一管理監視並列データ
１７ 第二管理監視並列データ
１８ 管理判断手段
２１ 出力データ部
２２ 管理データ部
２３ タイミング発生部
２４ 親局出力部
２５ 親局入力部
２６ 入力データ部
２９ 記憶手段
３１ ＯＳＣ（発振回路）
３２ タイミング発生手段
３３ 制御データ発生手段
３４ ラインドライバ
３５ 監視信号検出手段
３６ 監視データ抽出手段
３７ 入力データ
３９ 管理監視データ
４０ 子局入出力部
４１ 伝送受信手段
４２ 管理制御データ抽出手段
４３ アドレス抽出手段
４４ 自局アドレス設定手段
４５ 管理監視データ送信手段
４６ 監視データ送信手段
４７ 自局動作状態検出手段
４８ 参照局アドレス設定手段
４９ 参照局動作状態検出手段
５０ 寿命検出手段
５１ ＩＳＴｏ抽出手段
５２ ＩＤＸｏ抽出手段
５３ 子局アドレス指定検出手段
５５ 論理判定手段
５６ 符号化手段
６０ 子局出力部
６２ ゲート手段
６３ モニタリングデータ
７０ 子局入力部
７２ 入力手段
７３ 第一閾値設定手段
７４ 第二閾値設定手段
７５ 第三閾値設定手段
７６ 第四閾値設定手段
８０ 出力部一体型子局
８１ 制御データ抽出手段
８２ 出力手段
９０ 入力部一体型子局
９１ インターフェース
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ 異常信号
Ｄ 寿命検出信号
Ｎ 正常信号
Ｌ 寿命現在値データ信号
ＬＤ 寿命現在値データ
Ｍ モニタリング信号
ＴＲ トランジスタ

Claims (6)

1. 親局と複数の子局が共通データ信号線で接続され、伝送同期方式によりデータの伝送が行われる制御・監視信号伝送システムにおいて、
   前記共通データ信号線に伝送される伝送信号に、制御信号のデータと監視信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる管理データ領域を設け、
   前記子局は、所定の他局を参照局として、前記参照局に対する制御データまたは前記参照局から送出された監視データを参照データとして前記伝送信号から取り込み、
   自局が対応する自局出力部に対する出力データまたは自局が対応する自局入力部からの入力データを自局データとして、前記参照データと前記自局データを用いた前記自局出力部、前記自局入力部、前記参照局が対応する参照局出力部、または前記参照局が対応する参照局入力部の寿命検出結果に基づき、前記管理データ領域に、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳することを特徴とする寿命検出方式。
2. 前記参照データは、前記参照局出力部または前記参照局入力部が動作オン状態になった参照累計回数または前記参照局出力部または前記参照局入力部が動作オン状態となった参照累計時間を示す２値データであり、前記自局データは、前記自局出力部または前記自局入力部が動作オン状態になった自局累計回数または前記自局出力部または前記自局入力部が動作オン状態となった自局累計時間を示す２値データであり、
   前記子局は、出力信号切り替え手段を備え、
   前記出力信号切り替え手段は、前記参照累計回数、前記参照累計時間、前記自局累計回数、または前記自局累計時間に対応するデータと、前記正常状態を示すデータまたは前記寿命警報を示すデータとを切り替えて前記管理データ領域に重畳する請求項１に記載の寿命検出方式。
3. 前記子局は、前記参照累計回数、前記参照累計時間、前記自局累計回数、および前記自局累計時間が所定の論理条件を満たすとき、前記寿命警報を示すデータを構成する信号を重畳する請求項２に記載の寿命検出方式。
4. 前記管理データ領域は、前記親局からのデータが重畳される管理制御データ領域と、前記子局からのデータが重畳される管理監視データ領域とで構成され、前記子局から前記管理監視データ領域に重畳されるデータを“０”以外のデータとし、前記親局において前記管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のとき、前記共通データ信号線の断線と判断する請求項１、２又は３に記載の寿命検出方式。
5. 前記参照データは、前記自局出力部に対する制御データまたは監視データ、または前記自局入力部に対する制御データまたは監視データであることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の寿命検出方式。
6. 親局が接続された共通データ信号線に接続され、
   前記共通データ信号線に伝送される伝送信号には、制御信号のデータと監視信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる管理データ領域が設けられており、
   所定の他局を参照局として、前記参照局に対する制御データまたは前記参照局から送出された監視データを参照データとして取り込み、自局が対応する自局出力部に対する出力データまたは自局が対応する自局入力部からの入力データを自局データとして、前記参照データと前記自局データを用いて前記自局出力部、前記自局入力部、前記参照局が対応する参照局出力部、または前記参照局が対応する参照局入力部の寿命を検出する寿命検出手段と、
   前記寿命検出手段による検出結果に基づいて、正常状態を示すデータまたは寿命警報を示すデータを構成する信号を前記伝送信号に重畳する管理監視データ送信手段とを備えたことを特徴とする子局ターミナル。

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