JP5876240B2 - インターフェース信号を操作する装置及び制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、請求項１に記載のインターフェース信号を操作する装置に関する。さらに、この発明は、請求項７に記載のインターフェース信号を操作する装置を備える制御装置に関する。

オートメーション技術では、デジタル測定値が使える測定装置の使用が増大されている。例えば工作機械を制御するために使用される数値制御の分野には、特に直線式或いは回転式運動を測定する位置測定装置が用いられる。デジタル（絶対的）測定値を発生させる位置測定装置が絶対的位置測定装置と呼ばれる。

絶対的位置値の伝送のために、主としてシリアルデータインターフェースが使用される。というのも、これらデータインターフェースが僅かなデータ伝送導線で足り、それにもかかわらず、高データ伝送速度を有するからである。特に好ましいのは、この場合、所謂同期シリアルインターフェースであり、これは、単方向或いは二方向データ導線とクロック導線を有する。データ導線によるデータパケットの伝送はクロック導線におけるクロック信号と同期して行われる。オートメーション技術では、多数のデジタル標準インターフェースが使用され、同期シリアルインターフェースについて広く知られた代表的な物は例えば出願人のＥｎＤａｔインターフェースであり、他の代表的な物がＳＳＩの名称の下で知られている。それと同時に、例えばハイパーフェイスのような非同期シリアルインターフェースが普及している。

ＳＳＩインターフェースは欧州特許出願公開第０１７１５７９号明細書（特許文献１）に記載されている。この文献の場合には、単方向データ導線と単方向クロック導線を備える同期シリアルデータインターフェースが扱われている。位置測定装置から位置値の選出がここで、クロック導線におけるクロック信号と同期して行われる。

それに対して、欧州特許第０６６０２０９号明細書（特許文献２）は出願人のＥｎＤａｔインターフェースの基盤を記載する。ここでは、同様に、同期シリアルインターフェースが扱われているけれども、単方向データ導線の傍に一つの双方向データ導線を有する。それにより両方向へのデータの伝送が、数値制御部から位置測定装置へ且つ位置測定装置から数値制御部へ、可能である。データの伝送はここで、クロック導線におけるクロック信号と同期して行われる。

これまでに、デジタル測定装置インターフェースを介して純粋な有効データ（例えば位置測定装置における位置値）の外に追加データも伝送されるようになり、これに関する若干の例が、速度、加速度、測定装置の温度、無関係に別途生成された第二の位置値、状態情報（警報信号、誤り信号、．．．）である。

特に、オートメーション装備の稼働安全性に関して、制御部と測定装置の間で交換されたデータに反映するエラー状態への装備の反応を検査することが必要である。それに関する一例が以下である：

制御部は、定義された時間間隔でデジタル測定装置インターフェースを介して位置測定装置からの位置値を要求する。位置値は、制御部にデータパケットの形態で伝送される。実際位置値が本当に新たに形成された位置値に関するものか否か検討するために、データパケットは、もう一つの第二位置値を包含し、この第二位置値は、測定装置で第一の位置値とは別に形成されたもので、しかも第一位置値に対して或る定義された数学的関係を有する。例えば両位置値はオフセットによる差があり、このオフセットが制御部に既知とされている。制御部では、両位置値の比較によってオフセットが実際に存在するか否かが検出され得る。オフセットが存在する場合には、データが正しく形成されて伝送され、オフセットが存在しない場合には、測定装置に、或いは伝送区間にエラーが発生したものとして検出され得る。

制御部がこの種のエラーを実際に認識して正しく反応するか否かは、実際には、つまり、現実に存在する装備では、検証することが非常に困難である。理論的には、測定装置を適切に、既知の状態に操作し、或いは取付けられた測定装置を、既知の状態に操作された測定装置と入れ替えるやり方も、もちろん可能である。しかしこのやり方は、遅くとも複数の測定装置或いは複数が故障している状態が試験されなければならないときに至ると、高い費用のためにその時点で失敗に終わる。

欧州特許出願公開第０１７１５７９号明細書 欧州特許第０６６０２０９号明細書

それ故に、この発明の課題は、簡単な診断を可能とする装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の装置によって解決される。装置の好ましい詳細部が請求項１に従属した請求項から明らかになる。

制御装置のマスターインターフェースに接続できるスレーブインターフェースと、
測定装置のスレーブインターフェースに接続できるマスターインターフェースと、
各インターフェースに少なくとも一つのデータ入力信号が供給され、各他のインターフェースに対して各データ入力信号に一致するデータ出力信号を出力する回路配列と、
を備えて、インターフェース信号を操作する装置において、
回路配列は、
データ入力信号と補償データ信号が供給されて、一致するデータ出力信号を出力する少なくとも一つの操作ユニットと、
少なくとも一つのプロトコール関連インターフェース信号が供給されるとともに、少なくとも一つのプロトコール関連インターフェース信号とともに受けとられた情報及び操作制御内容に基づいて、少なくとも一つの操作ユニットがいつ一致するデータ入力信号或いは補償データ信号をデータ出力信号として出力するのかを選択するプロトコールユニットと、
を有することを特徴とする。

さらに、この課題は、請求項７に記載の制御装置によって解決される。

この発明の他の利点並びに詳細は、図に基づく次の記載から明らかになる。
制御装置と位置測定装置の間に配置されているこの発明の装置を示す。 この発明の装置に包含されている回路配列のブロック線図を示す。 この発明の機能態様を具体的に示す簡略化されたデータ伝送シーケンスを示す。 この発明の装置が制御装置に一体化されている他の実施例を示す。

図１は、制御装置２０と測定装置３０の間に配置されているインターフェース信号を操作する装置１０を示す。制御装置２０は、インターフェースに接続された測定装置と通信するのに適している少なくとも一つのシリアルインターフェースを有するオートメーション技術或いは駆動技術の任意の装置である。この例は位置表示器、数値制御部（ＮＣ）と記憶プログラム可能な制御部（ＳＰＳ）である。次の実施例では、制御装置２０として代理の数値制御部２０が使用される。測定装置では、例えば軸Ｗの回転した回転角度及び／又は回転数を測定する特に位置測定装置３０が扱われている。

装置１０は、数値制御部２０とのデータ交換のために、第一インターフェースケーブル１３によってインターフェースコントローラ２４のマスターインターフェース２２と接続されているスレーブインターフェース１２を包含する。さらに、装置１０は、第二インターフェースケーブル１９によって位置測定装置３０のスレーブインターフェース３２と接続されているマスターインターフェース１８を包含する。装置１０の中央ユニットがインターフェース信号を処理する回路配列１５である。回路配列１５の構成は、図２とともに以下に詳細に記載されている。

インターフェースケーブルとインターフェースは通常形式でプラグ接続器を備えているので、この発明の装置は、既に据え付けられたオートメーション装備、或いは工作機械においても、簡単に数値制御部２０と位置測定装置３０の間に接続されるが、これは、例えば数値制御部２０のマスターインターフェース２２と位置測定装置３０のスレーブインターフェース３２との間の接続が分離され、数値制御部２０のマスターインターフェース２２と装置１０のスレーブインターフェース１２の間、並びに位置測定装置３０のスレーブインターフェース３２と装置１０のマスターインターフェース１８の間の接続が形成されることにより行われる。完全を期すために言うとさらに、インターフェースケーブルを介して通常には位置測定装置３０の電流供給が行われ、適切な接続が装置１０において形成される（図示されていない）。この電流供給は装置１０の駆動のために使用される。

インターフェースは、さらに、公知の形式でドライバー構成要素と受信構成要素を包含し、これにより、例えば、簡単なデジタル信号として数値制御部２０、装置１０及び位置測定装置３０で生成されて処理されるインターフェース信号を、遠距離を介した障害防止伝送に適している信号に変換する。特に、デジタル信号の差動伝送を公知のＲＳー４８５ー規格（標準）に基づいて可能とするドライバー構成要素と受信構成要素が広く知られている。同様に、公知かつ好ましいのは、光軸導体を介して伝送される光学信号へのデジタルインターフェース信号の変換である。

どんなデータが位置測定装置３０に要求されるか、或いは位置測定装置３０へどんなデータが送信されるかは、数値制御部２０内において制御ユニット２６が決定するが、この制御ユニット２６は、アプリケーションインターフェース２７、２８を介してインターフェースコントローラ２４と接続されている。この場合には、インターフェースコントローラ２４はいわば変換ユニットとして用いられ、この変換ユニットは一般的なアプリケーションインターフェース２７、２８の通信コマンドを数値制御部２０の特殊なマスターインターフェース２２のインターフェース信号に変換する。要求されたデータを用意し或いは受信したデータを処理することは、位置測定装置３０内において測定ユニット３４で行われる。

制御ユニット２６は、プログラム制御されたユニットであり、特にマイクロコントローラ或いはマイクロプロセッサに基づいている。制御ユニット２６の機能に関する例は、制御ユニットが、位置値の読出し及び表示並びに複数制御回路の制御を行うことであり、そのときには、測定装置、例えば位置測定装置３０に実際値を要求し、この値から駆動制御のための目標値を算出する。

装置１０は、基本状態では有利にも信号がそのまま通り抜けられるように接続されている、即ち装置１０のインターフェース１２、１８の一つに到達する入力信号は、それぞれの他のインターフェース１２、１８において一致する出力信号として出力される。それによって、装置１０が存在していても、数値制御部２０により制御された装備の支障のない運転が保証されている。

装置１０には、さらに、操作インターフェース１６が設けられていて、このインターフェースには、他のインターフェースケーブル４５によって操作ユニット４０が接続できる。操作インターフェース１６は回路配列１５の機能をプログラムする並びに制御するのに用いられる。操作インターフェース１６はスレーブインターフェース１２或いはマスターインターフェース１８のようなタイプから成るが、しかし、それに限られない。操作インターフェース１６の実施態様の若干の例は、１２Ｃインターフェース、ＳＰＩインターフェース或いはＪＴＡＧインターフェースである。実際には、特に、操作ユニット４０として市販のパーソナルコンピュータ、特にラップトップ或いはノートブックが使用されるときに、好ましい。この種の装置は、同じく操作インターフェース１６として適しているＵＳＢインターフェイス或いはイーサネットインターフェイスを標準的に用いる。さらに、ワイヤレスインターフェイスが使用でき、ＩｒＤＡ規格に基づき光学的にワイヤレスインターフェイスが使用できるか或いはブルートゥース規格或いはジグビー規格に基づく無線経路を介してワイヤレスインターフェイスが使用できる。別個の操作ユニット４０の代わりに、装置１０を、制御装置２０の追加的インターフェイス（図示されていない）を介して操作することもできる。それによって図４に基づいて記載された実施例と同様な利点が得られる。

選択的に、装置１０においては、操作要素５０が例えばキーボード領域として形成され、表示ユニット６０が複数行表示の態様に配置されていて、表示ユニットを介して回路配列１５がプログラムできるか、或いは操作できるかの少なくとも一方ができる。この形式では、複合的な操作機能、例えばテスト機能の作動、測定装置モデルの選択、インターフェイスの改変などが、直接に装置１０において実施されるので、装置が自給自足装置として動かせ、据え付けられた装備を客先で点検するために、例えばサービスマンに装置が使えるようになる。

この例では、数値制御部２０のマスターインターフェース２２は、ＥｎＤａｔインターフェースである。それ故に、冒頭に述べた特許文献２に記載されたような物理的データ伝送は、二つの導体対を介して差動信号の形態のＲＳー４８５ー規格により行われ、第一導体対がデータを双方向伝送するのに用いられ、第二導体対がクロック信号を単方向伝送するのに用いられる。データの伝送は、クロック信号と同期して行われる。これらインターフェースのために、内部において三つのインターフェース信号、即ちクロック信号ＴＣＬＫ、データ入力信号ＤＩＮとデータ出力信号ＤＯＵＴが管理される。データ出力信号が活性的に出力されるか否かのデータ方向の調整は、データ伝送プロトコールに応じてスイッチされる開放信号ＯＥＮを介して行われる。

次に、装置１０のスレーブインターフェース１２が数値制御部２０のマスターインターフェース２２と通信するのに用いられるスレーブインターフェース信号が、スレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓ、スレーブデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓ、スレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓとスレーブ開放信号ＯＥＮ＿Ｓと呼ばれる。それに類似して、マスターインターフェース信号を介して、特にマスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍ、マスターデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｍ、マスタークロック信号ＴＣＬＫ＿Ｍとマスター開放信号ＯＥＮ＿Ｍを介して、装置１０のマスターインターフェース１８と位置測定装置３０のインターフェース３２との通信が行われる。一致するインターフェース信号がそれぞれにスレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓとマスターデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｍ、スレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓとマスタークロック信号ＴＣＬＫ＿Ｍ並びにマスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍとスレーブデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓである。

図２は回路配列１５のブロック線図を示す。中央プロトコールユニット１００には、プロトコール関連インターフェース信号、つまりデータ伝送プロトコールを認識して処理するのに適している信号が供給される。この例では、信号として、スレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓ、スレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓが扱われているが、位置測定装置３０の応答データも処理されるときには、マスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍも扱われる。プロトコールシーケンスから生じる実際のデータ方向に応じて、プロトコールユニット１００がスレーブ開放信号ＯＥＮ＿Ｓとマスター開放信号ＯＥＮ＿Ｍを発生させる。さらに、プロトコールユニット１００がマスタークロック信号ＴＣＬＫ＿Ｍをマスターインターフェース１８を介して位置測定装置３０に出力する。

スレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓはプロトコールユニット１００の他に第一操作ユニット１１０にも供給され、第一操作ユニット１１０がマスターデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｍを出力する。プロトコールユニット１００によって制御された切替えスイッチ１１２を介して、第一操作ユニット１１０が、マスターデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｍとして、スレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓを出力するのか、或いはプロトコールユニット１００により生成されたスレーブ補償データ信号ＤＥ＿Ｓを出力するのかを選択できる。言い換えると、第一操作ユニット１１０における切替えスイッチ１１２の位置は、もともと数値制御部２０から送られたデータ或いはコマンドがそのまま位置測定装置３０に到達するのか、或いはプロトコールユニット１００により生成された補償データが位置測定装置３０に到達するのかを決定する。このようにして、個々のデータビット或いは全ビットシーケンスが操作され得るか、或いは交換され得る。

反対の向きのデータ方向には、マスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍが、スレーブデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓを出力する第二操作ユニット１２０に供給される。第二操作ユニット１２０では、他の切替えスイッチ１２２は、まさにこのマスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍがスレーブデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓとして出力されるのか、或いは選択的にプロトコールユニット１００で生成されたマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍがスレーブデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓとして出力されるかのかを決定する。ここでも、位置測定装置３０から数値制御部２０まで送られるデータのビット態様での操作が可能である。

プロトコールユニット１００は、利点を有して、状態制御されたオートマトンとして実現され、このオートマトンは、数値制御部２０からのプロトコール関連インターフェース信号とともに到達する情報、特にコマンドを認識して、これら情報に基づいて、予め決められた操作制御内容に従ってデータの操作を行う。プロトコールユニット１００は、回路配列１５で生成されるか、或いは回路配列１５に外部から供給される作業クロック信号ＣＬＫと同期して作動する。数値制御部２０の方向から回路配列１５に到達するインターフェース信号が、−この例では、具体的にはスレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓとスレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓであるが−、これらの信号が作業クロック信号ＣＬＫと非同期なので、これらをあらかじめ回路配列１５の入力部で同期ユニット１０２、１０４によって作業クロック信号ＣＬＫと同期させることが有利である。この場合には、これら信号は、単に時間的に遅延されるだけで、そのほかには大幅に変更されないままである。そのため、位置測定装置３０の応答データも、遅延して数値制御部２０に到着するので、数値制御部２０におけるこの種の遅延が長いインターフェースケーブル１３、１９のように作用する。インターフェース信号を処理できるように、作業クロック信号ＣＬＫは、見込まれるスレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓの最高周波数と同じ周波数或いはより高い周波数を有する必要がある。基本的には、作業クロック信号ＣＬＫの周波数が高ければ高いほど、インターフェース信号の時間的遅延が僅かであることになる。１０ＭＨｚのスレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓの最高周波数の場合には、実際には、作業クロック信号ＣＬＫの周波数が４０から１００ＭＨｚの範囲内であればよいことが分かった。

操作制御内容は、例えば状態制御されたオートマトンに不変的に保管しておくことができる。けれども、通信ユニット１４０を介してその内容がプログラムできる操作メモリー１３０を備え、通信ユニット１４０がｎ個の制御信号により操作インターフェース１６を介して操作ユニット４０と通信することが特に好ましい。操作メモリー１３０には、操作制御内容に加えて、補償データ信号ＤＥ＿Ｓ，ＤＥ＿Ｍを生成するための補償データも記憶することができる。このようにして、装置１０は、変更された要求に柔軟に適用させることができる。

さらに、操作インターフェース１６は、数値制御部２０と位置測定装置３０の間のデータ交換の修正をとりあえず自由にできるようにするのに用いられたり或いは操作の種類と範囲を確定するのに用いられたりすることができる。それは例えば、操作ユニット４０内で実行可能でしかもメニュー指示される種々のオペレーションの選択肢を提供するコンピュータプログラムによって行うことができる。

回路配列１５としては、利点を有して、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能ゲートアレイ）が使用される。この種の構成部材は、いつでも新たにプログラムすることができ、それ故に、この発明の装置１０の操作可能性の変更或いは拡張の少なくとも一方に対応するのには最もよく適している。同様に、回路配列１５として特に良好に適しているのはマイクロコントローラであるが、それは、マイクロコントローラが、簡単にプログラムの書き替えができ、変更された条件に適合できるからである。

図３は、この発明の装置１０の機能態様を具体的に説明する簡略化したデータ伝送シーケンスを示す。特に処理によって引き起こされる僅かな時間的遅延、或いは回路配列１５におけるインターフェース信号の同期を表示することは省いた。数値制御部２０から位置測定装置３０への位置要求コマンドの伝送が示されており、このコマンドに応えて位置測定装置３０が実際位置データを数値制御部２０まで送る。伝送の安全性・確実性を高めるために、一方では、位置要求コマンドが冗長に作成され、特に位置要求コマンドは、例えば各３ビットから成る第一コマンドブロックＣ１と第二コマンドブロックＣ２から成り、第二コマンドブロックＣ２が単に第一コマンドブロックＣ１に等しく或いは逆さに繰り返される。他方では、位置測定装置３０が、位置要求コマンドに対する応答として、既に述べられたように、互いに数学的関係ＰＯＳ２＝ＰＯＳ１＋ＯＦＦＳＥＴを有する二つの位置値ＰＯＳ１とＰＯＳ２を送る。位置値ＰＯＳ１とＰＯＳ２は、位置測定装置３０内で互いに独立に生成され、これにより、数値制御部２０は、位置値ＰＯＳ１、ＰＯＳ２の比較によって、位置値ＰＯＳ１、ＰＯＳ２の生成と伝送がミスのないものであったかどうかを既知の数学的関係を用いて確認できる。ミスが確認されると、数値制御部２０は、例えば警報通信の出力によって、或いは位置測定装置３０が内部で動作させられる装備の停止（安全停止）によって、決められたとおりに対処しなければならない。

伝送確実性を高める追加的措置として、位置値ＰＯＳ１、ＰＯＳ２がそれぞれにＣＲＣコードによって終結され得る。

上記位置要求コマンドに対する操作制御内容として装置１０に保存されているのは、実際に位置測定装置３０から送られた第二位置値ＰＯＳ２の代わりに、変更された代替の第二位置値ＰＯＳ２が数値制御部２０へとさらに伝送されるというものである。それゆえ、操作制御内容は、スレーブ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓとしてマスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍの代わりにマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍを出力するために、操作ユニット１２０がどの時点で切換えられるかを決定する。第二位置値ＰＯＳ２がどのような態様で変更されるべきかは、同様に、操作制御内容の中で決めておくことができる。プロトコールユニットは、この基準に応じてマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍを用意する。

操作制御内容は、操作がコマンドの最初の出現時のみに実行されるのか、このコマンドが認識されるときに、複数回或いは毎回実行されるのかといった任意の他の指示も包含できる。さらに、補償データ信号ＤＥ＿Ｍ、ＤＥ＿Ｓに関する作成規定に対応して、操作が毎回違うように、或いはいつも同じように行われるか否かが定められていてもよい。

ここで、操作制御内容は、データ伝送プロトコールの枠内で数値制御部２０から位置測定装置３０に送られるコマンドに対して必ず対応付けられていなければならないというものでもないことを強調しておきたい。むしろ、数値制御部２０から、或いは位置測定装置３０から、装置１０に、或いは回路配列１５に到達する任意の情報のいずれに対しても操作制御内容が対応付けられていてよい。最も簡単な場合では、クロック信号、つまりデータ伝送の開始を用いることでさえ、操作制御内容が対応付けられている情報とみなすことができる。

図３に図示されたデータ伝送シーケンスの第一列は、数値制御部２０から回路配列１５に入力するスレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓ、或いは（遅延は無視して）回路配列１５から位置測定装置３０にさらに送られたマスタークロック信号ＴＣＬＫ＿Ｍを示す。

第二列は、コマンドブロックＣ１とＣ２を包含するスレーブデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｓを示し、この例では、変更されず、第一操作ユニット１１０を介してマスターデータ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｍとして位置測定装置３０の方向にさらに送られる。

第三列には、位置測定装置３０の応答データを含有するマスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍが図示されていて、特に位置値ＰＯＳ１とＰＯＳ２が場合によってはＣＲＣコードによって終結され得る（図示されていない）。

第四列は、最後に、プロトコールユニット１００から発生され、この例では、位置測定装置３０から送られた第二位置値ＰＯＳ２を補償するのに用いられるマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍを示す。マスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍの発生の際に、無論、ＣＲＣコードが必要であるか、或いは必要でないかに注意すべきである。

第二操作ユニット１２０によりその都度選択されたデータ信号（マスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍ或いはマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍ）は、スレーブ出力信号ＤＯＵＴ＿Ｓとして数値制御部２０にまでさらに送られる。

時間的経過は次のように展開する：
スレーブクロック信号ＴＣＬＫ＿Ｓの作動後に、まず最初に、データ方向の切替えが行われる。休止状態においてスレーブ開放信号ＯＥＮ＿Ｓが能動接続され、マスター開放信号ＯＥＮ＿Ｍが受動接続される場合を考えると、プロトコールユニット１００は、時点ｔ１とｔ２の間の第一切替え時間Ｕ１にまず最初にスレーブ開放信号ＯＥＮ＿Ｓを受動接続し、マスター開放信号ＯＥＮ＿Ｍを能動接続する。切替えが時間的に階段的に行われ、データ衝突を回避させる。

時点ｔ２から、第一コマンドブロックＣ１の伝送が継続し、時点ｔ３から第二コマンドブロックＣ２により継続される。

第二コマンドブロックＣ２の伝送が時点ｔ４で終了され、プロトコールユニット１００がコマンドブロックＣ１、Ｃ２の比較によってコマンドの伝送のミスがなかったか否かを確認できる。

遅くとも時点ｔ４までには、プロトコールユニット１００は、十分に情報を有しているので、インターフェース信号の操作が行われるべきなのか否か、即ち、この例におけるように、このコマンドに対し、操作制御内容が存在するのか否かを確定することができる。操作制御内容はプロトコールユニット１００に定義されているか、或いは操作メモリー１３０に記憶されている。同様に、プロトコールユニット１００のこの情報が操作ユニット４０から操作インターフェイス１６や通信ユニット１４０を介して伝えられることが可能である。

コマンドの伝送では、時点ｔ４から時点ｔ５までデータ方向が切替えられる第二切替え時間Ｕ２が継続し、特にプロトコールユニットがマスター開放信号ＯＥＮ＿Ｍを受動接続し、スレーブ開放信号ＯＥＮ＿Ｓを能動接続する。

時点ｔ５から応答データの位置測定装置３０から数値制御部２０までの伝送が開始し、まず最初に開始シーケンスＳＴＡＲＴが送られるが、この開始シーケンスは、位置測定装置３０の稼働状態の論理的帰結を許容する種々のステータスビットにより継続された例えばスタートビットから成る。

開始シーケンスＳＴＡＲＴに継続して、時点ｔ６から第一位置値ＰＯＳ１が伝送される。

上記コマンドについての操作制御内容に合わせて、プロトコールユニット１００が時点ｔ７で第二操作ユニット１２０内のスイッチ要素１２２を切替えるので、この時点から、プロトコールユニット１００から操作制御内容に基づいて準備されるマスター補償データ信号ＤＥ＿Ｍが、マスターデータ入力信号ＤＩＮ＿Ｍの代わりにスレーブ出力信号としてＤＯＵＴ＿Ｓとして数値制御部２０まで出力される。

時点ｔ８では、データ伝送が終了し、プロトコールユニット１００が元の状態に戻される。

数値制御部２０のマスターインターフェース２２と位置測定装置３０のスレーブインターフェース３２の間のデータ通信の操作について図３と関連して記載された例が示すように、この発明の装置１０或いは回路配列１５は、位置測定装置３０から間違ってエラー状態で送られたデータに対する数値制御部２０の反応を検査をする様々な可能性を提供する。このために、数値制御部２０も、位置測定装置３０も変更される必要がない点がとりわけ好適である。

データ通信の操作についての若干の他の例は以下のとおりである：
・追加情報としての一つの第二位置値ＰＯＳ２の代わりに、位置測定装置における温度を与える温度値が伝送されるならば、例えば一つの選択的温度値と実際に測定された温度値との交換によって位置測定装置３０の過熱が与えられ、それに対する数値制御部２０の反応が検査される。
・追加情報が位置変化に依存する値、例えば速度であるならば、数値制御部２０が、二つの連続位置値と二つの位置問合せ間の公知の時間とにより数値制御部２０で算出される速度値と、位置測定装置３０で検出された速度値との偏差を認識して適切にそれに反応するか否かが、その操作によって検査され得る。
・例えば第二コマンドブロックＣ２における個々のビットの変更によって数値制御部２０と位置測定装置３０の間のデータ伝送の障害がシミュレーションされる。
・配置データが数値制御部２０から位置測定装置３０に送られるならば、その操作によって、位置測定装置３０の欠陥配置が作出される。
・同様に、位置測定装置３０における記憶ユニットに保管されている（例えば所謂電子活字陰影）データは、そのデータが数値制御部２０から要求されるときに、代替データによって交換されて、例えば他の測定装置タイプ或いは他の測定装置バージョンに交換されたように見せかけられる。

図４は、この発明の装置１０が制御装置に、例えば数値制御部２００に一体化されている他の実施例を示す。既に図１の実施例に関して記載された構成部材の参照符号を維持した。

数値制御部２００のインターフェースコントローラ２４が提供するマスターインターフェース２２が既に数値制御部２００のハウジング内で装置１０のスレーブインターフェース１２と接続されていて、最も簡単な場合には、対応するインターフェース信号が直接に接続される、つまりプラグコネクタ或いは駆動構成部材の少なくとも一方の結合なしで行われる。装置１０のマスターインターフェース１８が数値制御部２００のマスターインターフェースに対して接続され、測定装置３０に、特に位置測定装置３０に接続されている。

装置１０を制御して、場合によってはプログラムするために、操作インターフェース１６が本実施例では、制御ユニット２６の一つの第二アプリケーションインターフェース２１０と接続されている。第二アプリケーションインターフェース２１０と操作インターフェース１６として、特にワイヤ接続されたインターフェースが挿入されている。特に、第二アプリケーションインターフェース２１０と操作インターフェース１６の間のインターフェース結合が制御装置２６とインターフェースコントローラ２４の間のアプリケーションインターフェース２７、２８のインターフェース結合と等しいときに、好ましい、というのは、制御装置２６が通常は既にアプリケーションインターフェースを提供し、装置１０のために、標準インターフェースが使用され得るからである。

第一実施例との比較における本質的差異は、装置１０が本実施例ではいつも利用できることである。それによって例えば工作機械のオペレータにとって、いつでも自動試験プログラムを実行させることが可能となり、自動試験プログラムは、装備が要求された安全段階を満たすか否かを確認するために、安全該当機能を検査する。この種の自動試験プログラムは自動的に開始することができて、およそ定義された時間間隔で或いは一つの新たな処理プログラムを開始するときに開始することができる。適切な自動試験プログラムは、数値制御部２０により制御される装備のオペレータに、製造業者から提供されるものでもよい。

装置１０は、数値制御部２００が後から装備され得る拡張モジュールとして形成されることが利点である。

さらに、インターフェースコントローラ２４と回路配列１５を唯一の構成部材、例えば一つのＦＰＧＡ，ＡＳＩＣ或いはマイクロコントローラを実現する可能性がある。

１０．．．．．装置
１２．．．．．スレーブインターフェース
１３．．．．．インターフェースケーブル
１５．．．．．回路配列
１６．．．．．操作インターフェース
１８．．．．．マスターインターフェース
１９．．．．．インターフェースケーブル
２０．．．．．数値制御部或いは制御装置
２２．．．．．マスターインターフェース
２４．．．．．インターフェースコントローラ
２６．．．．．制御ユニット
２７、２８．．．アプリケーションインターフェース
３０．．．．．測定装置
３２．．．．．スレーブインターフェース
３４．．．．．測定ユニット
４０．．．．．操作ユニット
４５．．．．．インターフェースケーブル
５０．．．．．操作要素
１００．．．．．中央プロトコールユニット
１０２、１０４．．．同期ユニット
１１０．．．．．第一操作ユニット
１２０．．．．．第二操作ユニット
１３０．．．．．操作メモリー
１４０．．．．．通信ユニット

Claims (7)

1. 制御装置（２０）のマスターインターフェース（２２）に接続できるスレーブインターフェース（１２）と、
   測定装置（３０）のスレーブインターフェース（３２）に接続できるマスターインターフェース（１８）と、
   回路配列（１５）とを備え、
   回路配列（１５）には、インターフェース（１２、１８）毎に少なくとも一つのデータ入力信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ）が供給されかつ、回路配列（１５）は、データ入力信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ）毎に、当該データ入力信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ）に一致するデータ出力信号（ＤＯＵＴ＿Ｍ，ＤＯＵＴ＿Ｓ）をそれぞれ他方のインターフェース（１２、１８）に出力できる、インターフェース信号を操作する装置であって、
   回路配列（１５）は、少なくとも一つの操作ユニット（１１０，１２０）とプロトコールユニット（１００）とを包含し、
   操作ユニット（１１０，１２０）には、データ入力信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ）と制御装置（２０）の反応を検査するための補償データ信号（ＤＥ＿Ｓ，ＤＥ＿Ｍ）が供給され、操作ユニット（１１０，１２０）が、データ出力信号（ＤＯＵＴ＿Ｍ，ＤＯＵＴ＿Ｓ）を出力し、
   プロトコールユニット（１００）には、少なくとも一つのプロトコール関連インターフェース信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ，ＴＣＬＫ＿Ｓ）が供給され、プロトコールユニットは、少なくとも一つのプロトコール関連インターフェース信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ，ＴＣＬＫ＿Ｓ）とともに到達する情報を認識し、当該情報に基づいて、予め決められた操作制御内容に従って、いつ、少なくとも一つの操作ユニット（１１０，１２０）が、データ出力信号（ＤＯＵＴ＿Ｍ，ＤＯＵＴ＿Ｓ）として、データ入力信号（ＤＩＮ＿Ｓ，ＤＩＮ＿Ｍ）を出力するのか、或いは補償データ信号（ＤＥ＿Ｓ，ＤＥ＿Ｍ）を出力するのかを選択することを特徴とする装置。
2. 装置（１０）は、さらに、一つの操作インターフェース（１６）を包含し、操作ユニット（４０）が操作インターフェースに接続でき、操作インターフェースを介して回路配列（１５）の機能がプログラムできるか、或いは操作できるかの少なくとも一方が出来ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 回路配列（１５）には、さらに、操作制御内容が記憶できる操作メモリー（１３０）が設けられていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の装置。
4. 操作メモリー（１３０）が操作インターフェース（１６）によって記録できることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 装置（１０）には、操作要素（５０）が設けられていて、この操作要素により装置が操作できることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 装置（１０）には、さらに、表示ユニット（６０）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置（１０）と、少なくとも一つのインターフェースコントローラ（２４）とを備え、インターフェースコントローラ（２４）のマスターインターフェース（２２）が、装置（１０）のスレーブインターフェイス（１２）と接続されている制御装置。

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