JP6943408B2 - 中継端子台 - Google Patents
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Description
本発明は、監視システム等に使用される中継端子台に関する。
従来、現場の様々な機器の状態を監視する監視システムにおいて、各機器からの接点信号等のデータを送信する信号線を中央監視室の端末や計測器（例えばデータロガー）等に接続し、各機器を遠隔監視、分析等することがある。この場合、使用する多数の信号線を中継するために、各機器と監視室の端末等との間に中継端子台が設置されることがある。
監視等を行うべき機器の数が増大すると、各機器から各種データを送信する信号線の数が多くなり、例えば大規模な事業所等では、各機器からの中継端子台、及び中継端子台から監視室の端末への結線数は、ときには数百、数千といった膨大な数になることもある。また、各機器から複数種のデータが送信される場合もある。
信号線の結線数が増大すると、中継端子台を設置するための占有面積が大きくなり、作業者の結線作業及び中継端子台の入力側と出力側の信号線の連結状態の確認作業の負担も大きくなる。その結果、中継端子台の大きな設置スペースの確保や、結線作業に要する時間やコストの増大といった問題がある。
信号線の結線数が増大すると、中継端子台を設置するための占有面積が大きくなり、作業者の結線作業及び中継端子台の入力側と出力側の信号線の連結状態の確認作業の負担も大きくなる。その結果、中継端子台の大きな設置スペースの確保や、結線作業に要する時間やコストの増大といった問題がある。
上記課題を鑑み、本発明は、作業者の作業負担を低減でき、また中継端子台の省スペース化を実現できる中継モジュール及びそれを用いた中継端子台を提供することを主たる課題とする。
本発明に係る中継モジュール（１）は、
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュールであって、
複数の入力信号伝送線（５Ｓ）と
１つの出力信号伝送線（１３９）と
を備え、
複数の前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された信号から周期的に順次１つの入力信号を選択し、
選択された前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された前記入力信号を前記出力信号伝送線（１３９）を介して出力することを特徴とする。
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュールであって、
複数の入力信号伝送線（５Ｓ）と
１つの出力信号伝送線（１３９）と
を備え、
複数の前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された信号から周期的に順次１つの入力信号を選択し、
選択された前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された前記入力信号を前記出力信号伝送線（１３９）を介して出力することを特徴とする。
このような構成とすることで、外部の複数の機器から入力される信号から１つを選択し、出力信号伝送線に出力することにより、出力側の伝送線数を低減でき、作業者の結線作業負担及び作業時間を低減し、また中継モジュールの小型化が可能になる。
上記構成において、中継モジュール（１）は、
ＡＤＣ（１４）をさらに備え、
選択された前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された前記入力信号が前記ＡＤＣ（１４）に接続され、
前記ＡＤＣ（１４）の出力が前記出力信号伝送線（１３９）に接続される
ように構成してもよい。
ＡＤＣ（１４）をさらに備え、
選択された前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された前記入力信号が前記ＡＤＣ（１４）に接続され、
前記ＡＤＣ（１４）の出力が前記出力信号伝送線（１３９）に接続される
ように構成してもよい。
このような構成とすることで、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換することができ、出力されたデジタル信号を（監視装置、計測器等において）コンピュータ等により受信し、データ処理を行うことが容易となる。
上記構成において、中継モジュール（１）は、
フォトカプラ（１６）をさらに備え、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）のそれぞれが前記フォトカプラ（１６）に接続され、
複数の前記フォトカプラ（１６）を介して入力された信号から周期的に順次１つの入力信号を選択する
ように構成してもよい。
フォトカプラ（１６）をさらに備え、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）のそれぞれが前記フォトカプラ（１６）に接続され、
複数の前記フォトカプラ（１６）を介して入力された信号から周期的に順次１つの入力信号を選択する
ように構成してもよい。
このような構成とすることで、外部から入力される各信号線のノイズを軽減することができる。
上記構成において、中継モジュール（１）は、
ＬＥＤインジケータ（１９）をさらに備え、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）のそれぞれが前記ＬＥＤインジケータに接続されていることを特徴とする。
ＬＥＤインジケータ（１９）をさらに備え、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）のそれぞれが前記ＬＥＤインジケータに接続されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、外部からの入力信号の有無を目視で確認することができ、作業者の結線作業負担が軽減する。
また、本発明に係る中継モジュール（１）は、
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュールであって、
複数の入力信号伝送線と
選択的信号伝送装置と
セレクト信号伝送線と
出力信号伝送線と
前記セレクト信号伝送線が接続された共通の入出力端子と
を備え、
複数の前記入力信号伝送線及び前記セレクト信号伝送線は、前記選択的信号伝送装置に接続され、
前記選択的信号伝送装置は、前記入出力端子を介して入力したセレクト信号に対応して複数の前記入力信号伝送線の１つを選択し、
選択された前記入力信号伝送線に入力された信号を前記出力信号伝送線を介して出力し、
前記入出力端子はセレクト信号を共通化することを特徴とする。
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュールであって、
複数の入力信号伝送線と
選択的信号伝送装置と
セレクト信号伝送線と
出力信号伝送線と
前記セレクト信号伝送線が接続された共通の入出力端子と
を備え、
複数の前記入力信号伝送線及び前記セレクト信号伝送線は、前記選択的信号伝送装置に接続され、
前記選択的信号伝送装置は、前記入出力端子を介して入力したセレクト信号に対応して複数の前記入力信号伝送線の１つを選択し、
選択された前記入力信号伝送線に入力された信号を前記出力信号伝送線を介して出力し、
前記入出力端子はセレクト信号を共通化することを特徴とする。
上記構成において、中継モジュール（１）は、
複数のＬＥＤ（４１）と、
デジタル信号生成装置（３４）と、
分配装置（３８）とをさらに備え、
前記分配装置（３８）は前記セレクト信号に従って前記ＬＥＤ（４１）を選択し、
前記デジタル信号生成装置（３４）は、選択された前記ＬＥＤ（４１）に信号を出力するように構成してもよい。
複数のＬＥＤ（４１）と、
デジタル信号生成装置（３４）と、
分配装置（３８）とをさらに備え、
前記分配装置（３８）は前記セレクト信号に従って前記ＬＥＤ（４１）を選択し、
前記デジタル信号生成装置（３４）は、選択された前記ＬＥＤ（４１）に信号を出力するように構成してもよい。
このような構成とすることで、外部からの入力信号の電圧をＬＥＤの発光状態から目視で容易に確認することができる。
本発明に係る中継端子台（１００）は、
上記中継モジュールを複数備えるとともに、
セレクト信号発生装置（７）を備え、
前記セレクト信号発生装置（７）は、セレクト信号を前記セレクト信号伝送線（１３７）へ出力し、
前記中継モジュールのそれぞれの前記セレクト信号伝送線（１３７）が互いに接続されていることを特徴とする。
上記中継モジュールを複数備えるとともに、
セレクト信号発生装置（７）を備え、
前記セレクト信号発生装置（７）は、セレクト信号を前記セレクト信号伝送線（１３７）へ出力し、
前記中継モジュールのそれぞれの前記セレクト信号伝送線（１３７）が互いに接続されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、外部から入力される信号線の数に応じて、中継モジュールの台数を容易に増やすことが可能となり、柔軟な対応ができ、拡張性の高い統合化された中継端子台（中継ユニット）を提供することができる。
また、上記構成において、中継端子台（１００）は、
入出力モジュール（２０）をさらに備え、
前記入出力モジュール（２０）は、セレクト信号入力ポート（２３）と中継モジュール信号入力ポート（２４）と中継端子台通信ポート（２６）とを備え、
前記セレクト信号入力ポート（２３）は、前記セレクト信号伝送線（１３７）が接続され、
前記中継モジュール信号入力ポート（２４）は、複数の前記中継モジュールのそれぞれの前記出力信号伝送線（１３９）が接続され、
前記入出力モジュール（２０）は、複数の前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された信号をシリアル信号として前記中継端子台通信ポート（２６）から出力するように構成してもよい。
入出力モジュール（２０）をさらに備え、
前記入出力モジュール（２０）は、セレクト信号入力ポート（２３）と中継モジュール信号入力ポート（２４）と中継端子台通信ポート（２６）とを備え、
前記セレクト信号入力ポート（２３）は、前記セレクト信号伝送線（１３７）が接続され、
前記中継モジュール信号入力ポート（２４）は、複数の前記中継モジュールのそれぞれの前記出力信号伝送線（１３９）が接続され、
前記入出力モジュール（２０）は、複数の前記入力信号伝送線（５Ｓ）に入力された信号をシリアル信号として前記中継端子台通信ポート（２６）から出力するように構成してもよい。
このような構成とすることで、中継端子台からの出力信号を受信する監視装置、計測器等の構成が簡単になり、入力信号の拡張に対して柔軟な対応が可能となる。
また、本発明に係る中継モジュール（１）は、
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュール（１）であって、
複数の入力信号伝送線（５Ｓ）と、第１のコネクタ（５４）と、第２のコネクタ（５５）と、第３のコネクタ（５２）と制御装置とを有し、
前記制御装置（５１）は、
前記中継モジュール（１）がマスタであると認識すると、
前記第１のコネクタ（５４）、前記第２のコネクタ（５５）及び入力信号伝送線（５Ｓを介して入力された信号をシリアルに前記第３のコネクタ（５２）を介して出力可能とし、
前記中継モジュール（１）がスレイブであると認識すると、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号をシリアルに前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）を介して出力可能とすることを特徴とする。
複数の外部から入力される信号を中継して出力する中継モジュール（１）であって、
複数の入力信号伝送線（５Ｓ）と、第１のコネクタ（５４）と、第２のコネクタ（５５）と、第３のコネクタ（５２）と制御装置とを有し、
前記制御装置（５１）は、
前記中継モジュール（１）がマスタであると認識すると、
前記第１のコネクタ（５４）、前記第２のコネクタ（５５）及び入力信号伝送線（５Ｓを介して入力された信号をシリアルに前記第３のコネクタ（５２）を介して出力可能とし、
前記中継モジュール（１）がスレイブであると認識すると、
前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号をシリアルに前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）を介して出力可能とすることを特徴とする。
また、本発明に係る中継モジュール（１）は、
前記第３のコネクタ（５２）に外部接続有りと検知すると、マスタであると認識し、
前記第３のコネクタ（５２）に外部接続無しと検知すると、スレイブであると認識することを特徴とする。
前記第３のコネクタ（５２）に外部接続有りと検知すると、マスタであると認識し、
前記第３のコネクタ（５２）に外部接続無しと検知すると、スレイブであると認識することを特徴とする。
このような構成とすることで、中継モジュールの機能を選択的に設定でき、拡張性を向上させることが可能となる。
また、本発明に係る中継端子台（１００）は、
前記中継モジュール（１）を複数備え、
少なくとも、前記中継モジュール（１）の前記第１のコネクタ（５４）が隣接する他の前記中継モジュールの前記第２のコネクタ（５５）と電気的に接続されているか、又は前記中継モジュール（１）の前記第２のコネクタ（５５）が隣接する他の前記中継モジュールの前記第１のコネクタ（５４）と電気的に接続されていることを特徴とする。
前記中継モジュール（１）を複数備え、
少なくとも、前記中継モジュール（１）の前記第１のコネクタ（５４）が隣接する他の前記中継モジュールの前記第２のコネクタ（５５）と電気的に接続されているか、又は前記中継モジュール（１）の前記第２のコネクタ（５５）が隣接する他の前記中継モジュールの前記第１のコネクタ（５４）と電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明に係る中継端子台（１００）は、
前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）により互いに電気的に接続された複数の前記中継モジュール（１）の１つがマスタ中継モジュールに指定されるとともに、その他の前記中継モジュール（１）がスレイブ中継モジュールに指定され、
前記スレイブ中継モジュールは、前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号を、前記マスタ中継モジュール側へ前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）を介してシリアルに出力し、
前記マスタ中継モジュールは、前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号及び前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）の少なくとも一方を介して入力された入力信号を、シリアルに第３のコネクタ（５２）を介して出力することを特徴とする。
前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）により互いに電気的に接続された複数の前記中継モジュール（１）の１つがマスタ中継モジュールに指定されるとともに、その他の前記中継モジュール（１）がスレイブ中継モジュールに指定され、
前記スレイブ中継モジュールは、前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号を、前記マスタ中継モジュール側へ前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）を介してシリアルに出力し、
前記マスタ中継モジュールは、前記入力信号伝送線（５Ｓ）を介して入力された信号及び前記第１のコネクタ（５４）又は前記第２のコネクタ（５５）の少なくとも一方を介して入力された入力信号を、シリアルに第３のコネクタ（５２）を介して出力することを特徴とする。
このような構成とすることで、拡張性が高い中継端子台を得ることができる。また、作業者の作業負担を軽減することができる。
本発明によれば、中継モジュール及びそれを用いた中継端子台の省スペース化、並びに作業者の結線作業の負担が低減できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
（実施形態１）
図１は、中継モジュール１の構成を示す概念図である。中継モジュール１は、例えば１つの基板上、又は１つの筐体内に組み込まれ、１つの基本的構成である。以下、他の実施形態においても同様である。
図１は、中継モジュール１の構成を示す概念図である。中継モジュール１は、例えば１つの基板上、又は１つの筐体内に組み込まれ、１つの基本的構成である。以下、他の実施形態においても同様である。
図１（ａ）に示すように、中継モジュール１は、外部の種々の機器等からの信号を伝送する各外部信号線２を接続するための端子３が配列されている入力端子台４を備えている。
各外部信号線２は、外部信号線２Ｓとグランド線２Ｇとが各１本で１組のペアで構成されており、例えば３２本１６組の外部信号線２が、入力端子台４に接続されている。
各外部信号線２は、外部信号線２Ｓとグランド線２Ｇとが各１本で１組のペアで構成されており、例えば３２本１６組の外部信号線２が、入力端子台４に接続されている。
接続配線５（入力配線）は、入力端子台４の端子３を介して外部信号線２と接続されており、外部信号線２によって伝送される外部の種々の機器等からの信号（機器の状態等を伝えるデータ）を受け入れる（受信する）。外部信号線２Ｓは接続配線５の入力信号伝送線５Ｓと、グランド線２Ｇは接続配線５の入力信号グランド線５Ｇと接続されている。接続配線５は、選択的信号伝送装置６（例えばマルチプレクサ）の入力側（入力ポート）に電気的に接続されており、外部信号線２により送信された種々の機器からの信号が、入力信号として接続配線５を介して選択的信号伝送装置６の入力側（入力ポート）に入力される。
セレクト信号発生装置７は、選択的信号伝送装置６を制御するためのセレクト信号を発生させる。セレクト信号発生装置７で生成されたセレクト信号は周期的に（時分割して）変化するｎビット（ｎは１以上の整数）のデジタル信号であり、ｎ本、例えば４本の接続配線８を介して選択的信号伝送装置６の制御信号ポート（制御信号入力端子）に（パラレルに）入力される。
さらに選択的信号伝送装置６の出力側（出力ポート）には、出力信号線９及びグランド線１０が接続されており、入力信号の１つを選択して出力信号線９及びグランド線１０を介して出力する。
中継モジュール１は、複数の端子１１が配列されている入出力端子台１２を備え、出力信号線９及びグランド線１０が端子１１に接続されている。
また、セレクト信号を送信する接続配線８が入出力端子台１２の端子１１に電気的に接続されている。セレクト信号は、上記のように入出力端子台１２を介して選択的信号伝送装置６に入力される。
さらに、入出力端子台１２には出力信号線１３が接続されており、その結果、監視室の端末や計測器等に接続され、各機器の状況等を遠隔監視やデータ解析等することができる。
出力信号線１３は、セレクト信号を出力するセレクト信号伝送線１３７、出力信号伝送線１３９（出力信号線９に接続）、グランド線１３０（グランド線１０に接続）を含む。
各接続配線８は、それぞれセレクト信号伝送線１３７と接続されている。セレクト信号伝送線１３７は、入出力端子台１２を介して選択的信号伝送装置６に接続されている
また、セレクト信号を送信する接続配線８が入出力端子台１２の端子１１に電気的に接続されている。セレクト信号は、上記のように入出力端子台１２を介して選択的信号伝送装置６に入力される。
さらに、入出力端子台１２には出力信号線１３が接続されており、その結果、監視室の端末や計測器等に接続され、各機器の状況等を遠隔監視やデータ解析等することができる。
出力信号線１３は、セレクト信号を出力するセレクト信号伝送線１３７、出力信号伝送線１３９（出力信号線９に接続）、グランド線１３０（グランド線１０に接続）を含む。
各接続配線８は、それぞれセレクト信号伝送線１３７と接続されている。セレクト信号伝送線１３７は、入出力端子台１２を介して選択的信号伝送装置６に接続されている
図１（ｂ）は、入力端子台４の結線の構成例を示す。各外部信号線２のグランド線２Ｇを互いに接続され、さらに接続配線５の１本の入力信号グランド線５Ｇに接続し、選択的信号伝送装置６に接続されている。各外部信号線２の外部信号線２Ｓは、入力信号伝送線５Ｓを介して選択的信号伝送装置６に接続されている。
図１（ｃ）は、選択的信号伝送装置６の機能を説明する模式図である。
選択的信号伝送装置６は、セレクト信号発生装置７により生成された複数種のセレクト信号により制御される。セレクト信号は周期的に変化し、ｎ本、例えば４本の接続配線８を介して選択的信号伝送装置６に入力される。それぞれの接続配線８は、「１」又は「０」の信号を送信し、ｎ本の接続配線８により２ｎ通りの「１」又は「０」の組合わせからなるデジタル信号が選択的信号伝送装置６に送信される。
選択的信号伝送装置６は、セレクト信号発生装置７により生成された複数種のセレクト信号により制御される。セレクト信号は周期的に変化し、ｎ本、例えば４本の接続配線８を介して選択的信号伝送装置６に入力される。それぞれの接続配線８は、「１」又は「０」の信号を送信し、ｎ本の接続配線８により２ｎ通りの「１」又は「０」の組合わせからなるデジタル信号が選択的信号伝送装置６に送信される。
図１（ｃ）に示される例では、４本の接続配線８により１６種（２ｎ＝２４）の「１」又は「０」の組合わせ信号（セレクト信号）が選択的信号伝送装置６に周期的に変化して（循環して、サイクリックに）順次入力される。セレクト信号発生装置７は、例えば二進数で０から２ｎまでの値を所定の期間（例えば１ｍ秒から１０ｍ秒）の間隔で順次に循環的に、ｎビットの信号としてパラレル信号として出力する。
なお、ｎは４に限定されない。
なお、ｎは４に限定されない。
選択的信号伝送装置６に接続された各入力信号伝送線５Ｓに対して、それぞれ１つのセレクト信号が対応付けされており、セレクト信号で選択（指定）された入力信号伝送線５Ｓのみが出力信号線９と電気的に接続され、その入力信号伝送線５Ｓからの入力信号を伝送する。４本の接続配線８により伝達される信号の組合わせを（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と表記すると、例えば（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が（０、０、０、０）の場合には、入力信号伝送線５Ｓの内の入力信号線ｓ０１が、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が（０、０、０、１）の場合には入力信号線ｓ０２が出力信号線９と電気的に接続され、それぞれの入力信号が出力信号線９に伝達される。以下同様である。
選択的信号伝送装置６は、市販のマルチプレクサを用いることで安価に容易に中継モジュール１を実現することができる。
また、マルチプレクサは、入力電圧が所定の負電圧から正電圧までの範囲で動作可能であり、動作電圧範囲内で、選択された入力信号を出力することができる。
入力信号がマルチプレクサの動作範囲を超える場合、入力側に適宜オペアンプ等を追加し（例えば入力端子台４と選択的信号伝送装置６との間）、入力信号の変動範囲を変更してもよい。
また、マルチプレクサは、入力電圧が所定の負電圧から正電圧までの範囲で動作可能であり、動作電圧範囲内で、選択された入力信号を出力することができる。
入力信号がマルチプレクサの動作範囲を超える場合、入力側に適宜オペアンプ等を追加し（例えば入力端子台４と選択的信号伝送装置６との間）、入力信号の変動範囲を変更してもよい。
中継モジュール１から出力される信号は、出力信号線１３を介して外部装置（監視装置や計測器等）に出力される。出力信号線１３はｎ本（例えば４本）のセレクト信号伝送線１３７と選択的信号伝送装置６からの１つの出力信号伝送線１３９とグランド線１３０の合計ｎ＋２本の伝送線からなる。
選択的信号伝送装置６によって、入力信号伝送線５Ｓの数に対して出力信号伝送線１３９の数が２ｎ分の１に低減することができる。例えば外部信号線２の数が３２本（１６組）でありｎ＝４の場合、出力側の配線の数は６（＝４＋２）本に低減される。その結果、中継モジュール１の省スペース化及び作業者の作業負担の軽減が可能となる。
また、配線の数（及び質量）が低減するため中継モジュール１の軽量化も可能である。
なお、外部装置は、セレクト信号により対応する入力信号線、すなわち入力信号線に信号を送信する機器を同定することができ、同定された機器と出力信号との組合わせにより、各機器を監視又は計測することができる。
選択的信号伝送装置６によって、入力信号伝送線５Ｓの数に対して出力信号伝送線１３９の数が２ｎ分の１に低減することができる。例えば外部信号線２の数が３２本（１６組）でありｎ＝４の場合、出力側の配線の数は６（＝４＋２）本に低減される。その結果、中継モジュール１の省スペース化及び作業者の作業負担の軽減が可能となる。
また、配線の数（及び質量）が低減するため中継モジュール１の軽量化も可能である。
なお、外部装置は、セレクト信号により対応する入力信号線、すなわち入力信号線に信号を送信する機器を同定することができ、同定された機器と出力信号との組合わせにより、各機器を監視又は計測することができる。
（実施形態２）
各機器からの信号がアナログ信号の場合、中継モジュール１内においてデジタル信号に変換して出力することが可能である。
各機器からの信号がアナログ信号の場合、中継モジュール１内においてデジタル信号に変換して出力することが可能である。
図２（ａ）は、選択的信号伝送装置６の出力信号線９にＡＤＣ１４を接続する構成例を示す。
アナログ信号が外部信号線２から入力される場合、選択的信号伝送装置６の出力をＡＤＣ１４に接続し、出力信号線９から出力された出力信号であるアナログ信号を、ＡＤＣ１４によりデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１４の出力は、出力信号伝送線１３９に接続されている。
外部信号線２（入力信号伝送線５Ｓ）に対して別々にＡＤＣを複数設けその出力を選択的信号伝送装置６に入力することも可能であるが、図２（ａ）に示すように１個のＡＤＣ１４により、外部信号線２から入力される信号をデジタル信号に変換し、出力することができ、中継モジュールの製造コストを低減できる。
アナログ信号が外部信号線２から入力される場合、選択的信号伝送装置６の出力をＡＤＣ１４に接続し、出力信号線９から出力された出力信号であるアナログ信号を、ＡＤＣ１４によりデジタル信号に変換する。ＡＤＣ１４の出力は、出力信号伝送線１３９に接続されている。
外部信号線２（入力信号伝送線５Ｓ）に対して別々にＡＤＣを複数設けその出力を選択的信号伝送装置６に入力することも可能であるが、図２（ａ）に示すように１個のＡＤＣ１４により、外部信号線２から入力される信号をデジタル信号に変換し、出力することができ、中継モジュールの製造コストを低減できる。
図２（ｂ）に示すように、ボルテージフォロワとしてオペアンプ３０を、各外部信号線２に対して設け、その出力を選択的信号伝送装置６に入力してもよい。外部信号線２（入力信号伝送線５Ｓ）がセンサ等の微弱な信号を伝達する場合、選択的信号伝送装置６への入力インピーダンスを高め、アナログ信号が変化することを防止できる。また、出力信号線９から出力された出力信号（選択的信号伝送装置６の出力信号）がＡＤＣ１４の動作範囲に収まるように、必要に応じて適宜入力信号の電圧をオペアンプ３０で補正してもよい。補正量に応じて、出力信号伝送線１３９からの出力信号を監視装置や計測器側でソフト的に補正すればよい。
また、スイッチ素子３１、例えばＭＯＳＦＥＴと負荷３３、例えば２５０［Ω］の抵抗素子とを、入力信号伝送線５Ｓとグランド線１０との間に、直列に並べて設けてもよい。
スイッチ素子３１は、選択信号線３２により電気的に制御してオン（閉）状態、オフ（開）状態を選択することができる。スイッチ素子３１がオフの場合、外部信号線２（入力信号伝送線５Ｓ）からの電気信号は直接オペアンプ３０に入力される。スイッチ素子３１がオンの場合、負荷３３により入力信号伝送線５Ｓの電気信号の電流変化を電圧変化に変換してオペアンプ３０に入力することができる。そのため、外部信号線２から入力される電気信号に合わせて、電流と電圧の入力切換が可能である。
スイッチ素子３１は、選択信号線３２により電気的に制御してオン（閉）状態、オフ（開）状態を選択することができる。スイッチ素子３１がオフの場合、外部信号線２（入力信号伝送線５Ｓ）からの電気信号は直接オペアンプ３０に入力される。スイッチ素子３１がオンの場合、負荷３３により入力信号伝送線５Ｓの電気信号の電流変化を電圧変化に変換してオペアンプ３０に入力することができる。そのため、外部信号線２から入力される電気信号に合わせて、電流と電圧の入力切換が可能である。
なお、選択信号線３２の電圧は、外部装置（監視装置や計測器等）から供給してもよいが、中継モジュール１に設置した電源から供給することも可能である。また、スイッチ素子３１をＭＯＳＦＥＴのような電気式のスイッチではなく、ディップスイッチのように機械式のスイッチでもよい。入力信号線２からの電気信号の仕様に合わせてマニュアルでスイッチ素子３１を操作してもよい。
なお、オペアンプ３０及び電流電圧切換（スイッチ素子３１と負荷３３の構成）は、実施形態１に対しても適用可能である。
なお、オペアンプ３０及び電流電圧切換（スイッチ素子３１と負荷３３の構成）は、実施形態１に対しても適用可能である。
また、図２（ｃ）に示すようにＡＤＣ１４の出力を演算処理装置３４、例えばマイコンに入力してもよい。ＡＤＣ１４により変換された電圧を演算処理装置３４によりデジタル値に変換してもよい。演算処理装置３４によってデジタル値に変換された電圧値は、シリアル信号として出力信号伝送線１３９に出力される。なお、変換されたデジタル値をビット毎にパラレル信号として出力してもよい。
なお、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれの場合も選択的信号伝送装置６のセレクト信号の周期より変換速度が速いＡＤＣ１４を選択するか、又はセレクト信号の周期をＡＤＣ１４の変換時間（サンプリング時間）より長く設定する必要がある。例えば各セレクト信号間の時間間隔（周期）として１ｍ秒から１０ｍ秒に設定すれば、市販されている一般的なＡＤＣの変換時間より長くすることができるが、上記周期はこれに限定するものではない。
（実施形態３）
図１（ｂ）に示す例は、入力端子台４においては、外部信号線２の各グランド線２Ｇを短絡し、１本の共通のグランド線とする構成であるが、異なる機器に接続されているグランド線２Ｇを短絡することで、互いに信号が干渉したり、ノイズが発生したりする場合がある。また、各グランド線２Ｇの電位が異なる場合もあり得る。
本実施形態では、異なる機器に接続されている各外部信号線２を電気的に分離し、互いに干渉することなく、入力信号を選択的信号伝送装置６に入力させることができる。
図１（ｂ）に示す例は、入力端子台４においては、外部信号線２の各グランド線２Ｇを短絡し、１本の共通のグランド線とする構成であるが、異なる機器に接続されているグランド線２Ｇを短絡することで、互いに信号が干渉したり、ノイズが発生したりする場合がある。また、各グランド線２Ｇの電位が異なる場合もあり得る。
本実施形態では、異なる機器に接続されている各外部信号線２を電気的に分離し、互いに干渉することなく、入力信号を選択的信号伝送装置６に入力させることができる。
図３（ａ）に示すように、入力端子台４の端子３に接続された外部信号線２は、それぞれフォトカプラ１６に入力される。具体的には、上記のように各外部信号線２は、外部信号線２Ｓとグランド線２Ｇの組合わせからなり、それぞれに接続された入力信号伝送線５Ｓ及び入力信号グランド線５Ｇをフォトカプラ１６の入力端子に接続する。
各フォトカプラ１６からは各外部信号線２の入力信号の電圧に応じて（比例して）、信号が出力される。
各フォトカプラ１６の出力信号線１７は、選択的信号伝送装置６に入力され、各フォトカプラ１６のグランド線１８は、互いに短絡して選択的信号伝送装置６に入力される。
なお、出力信号線１７は、選択的信号伝送装置６に入力信号を伝送するものであり、その意味で入力信号伝送線５Ｓの一部を構成する。
各フォトカプラ１６の出力信号線１７は、選択的信号伝送装置６に入力され、各フォトカプラ１６のグランド線１８は、互いに短絡して選択的信号伝送装置６に入力される。
なお、出力信号線１７は、選択的信号伝送装置６に入力信号を伝送するものであり、その意味で入力信号伝送線５Ｓの一部を構成する。
各外部信号線２のグランド線２Ｇ（及び外部信号線２Ｓ）は互いに電気的に分離されており、干渉することはない。
また、図３（ｂ）に示すように、フォトカプラ１６と選択的信号伝送装置６との間にＬＥＤインジケータ１９を配置し、出力信号線１７に信号が出力されたことを検知してＬＥＤを点灯させてもよい。各外部信号線２の入力信号の状態を目視にて確認することが可能となる。
各出力信号線１７とグランド線１８との間にＬＥＤを設置することで、出力信号線１７に電気信号が入力された時にＬＥＤを発光させることができる。
また、例えばコンパレータを各出力信号線１７に並列接続し、コンパレータにより出力信号線１７が所定の電圧（基準電圧）以上になった場合にＬＥＤに電力を供給し、ＬＥＤを点灯させてもよい。さらに基準電圧以上を検知した場合、所定時間だけラッチ回路等により電圧を保持しＬＥＤに電力を供給するように構成してもよい。
また、各外部信号線２にテスト信号として基準電圧以上の信号を順次入力することで、各入力信号２の結線状態を目視にて確認することもでき、結線作業者の作業負担を軽減できる。
なお、フォトカプラ１６及びＬＥＤインジケータ１９の内の一方のみを設置する構成としてもよく、実施形態２に示す構成と組合わせてもよい。
各出力信号線１７とグランド線１８との間にＬＥＤを設置することで、出力信号線１７に電気信号が入力された時にＬＥＤを発光させることができる。
また、例えばコンパレータを各出力信号線１７に並列接続し、コンパレータにより出力信号線１７が所定の電圧（基準電圧）以上になった場合にＬＥＤに電力を供給し、ＬＥＤを点灯させてもよい。さらに基準電圧以上を検知した場合、所定時間だけラッチ回路等により電圧を保持しＬＥＤに電力を供給するように構成してもよい。
また、各外部信号線２にテスト信号として基準電圧以上の信号を順次入力することで、各入力信号２の結線状態を目視にて確認することもでき、結線作業者の作業負担を軽減できる。
なお、フォトカプラ１６及びＬＥＤインジケータ１９の内の一方のみを設置する構成としてもよく、実施形態２に示す構成と組合わせてもよい。
一実施形態として、図４（ａ）は、ＬＥＤインジケータ１９として、演算処理装置３４の出力側に設け、さらにフルカラーＬＥＤを用いたＬＥＤ制御装置３５を示す。
ＡＤＣ１４の出力は演算処理装置３４（デジタル信号生成装置）に入力されており、演算処理装置３４は、上述のようにＡＤＣ１４の出力信号の電圧をデジタル数値へと（一意に）変換し、出力線３７を介して分配装置３８（デマルチプレクサ）にデジタル信号を出力する。これは、例えば公知のデジタル電圧計の原理を利用することにより、演算処理装置３４としてマイコン等を用いることにより実現可能である。
ＡＤＣ１４の出力は演算処理装置３４（デジタル信号生成装置）に入力されており、演算処理装置３４は、上述のようにＡＤＣ１４の出力信号の電圧をデジタル数値へと（一意に）変換し、出力線３７を介して分配装置３８（デマルチプレクサ）にデジタル信号を出力する。これは、例えば公知のデジタル電圧計の原理を利用することにより、演算処理装置３４としてマイコン等を用いることにより実現可能である。
さらに、演算処理装置３４は、入力されたＡＤＣ１４の出力電圧に応じて、「１（Ｈ）」、「０（Ｌ）」の組合わせからなるＬＥＤ制御信号であるＲＧＢ信号を生成する。例えばＡＤＣ１４の出力電圧が高くなるに従い赤色から白色になるように、ＲＧＢ信号のＨ状態であるパルス幅を制御してＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各ＬＥＤの発光強度に比例したパルスのデューティー比となるように各色信号がデジタル信号として生成され、ＲＧＢ信号線３６を介して、ＬＥＤ制御装置３５へ入力される。予め電圧値と色（ＲＧＢ強度の組合わせ）との対応テーブルを演算処理装置３４に内蔵されている記憶装置に保存しておき、対応テーブルに従ってＲＧＢの各強度を設定するデジタル信号を生成することができる。
なお、出力信号のパルス（「１（Ｈ）」）は、ＬＥＤを発光させるため、ＬＥＤのしきい値電圧より高い電圧に設定されている。
なお、出力信号のパルス（「１（Ｈ）」）は、ＬＥＤを発光させるため、ＬＥＤのしきい値電圧より高い電圧に設定されている。
分配装置３８（デマルチプレクサ）には、セレクト信号線３９を介して、セレクト信号が入力されている。
分配装置３８は、演算処理装置３４の出力信号をセレクト信号に従って分配して、出力線４０を介してＬＥＤ制御装置３５に出力する。分配装置３８には、セレクト信号線３９を介してｎ個、例えば４個の「１」、「０」信号からなる２ｎ通り、例えば２４＝１６通りの組合わせのセレクト信号が入力される。セレクト信号の組合わせ数に等しい本数の出力信号線４０（分配信号線）がＬＥＤ制御装置３５に接続されている。１つのセレクト信号の組合わせに対して１つの出力信号線４０が選択され、演算処理装置３４からの出力信号が、選択された出力信号線４０からＬＥＤ制御装置３５に出力される。
分配装置３８は、演算処理装置３４の出力信号をセレクト信号に従って分配して、出力線４０を介してＬＥＤ制御装置３５に出力する。分配装置３８には、セレクト信号線３９を介してｎ個、例えば４個の「１」、「０」信号からなる２ｎ通り、例えば２４＝１６通りの組合わせのセレクト信号が入力される。セレクト信号の組合わせ数に等しい本数の出力信号線４０（分配信号線）がＬＥＤ制御装置３５に接続されている。１つのセレクト信号の組合わせに対して１つの出力信号線４０が選択され、演算処理装置３４からの出力信号が、選択された出力信号線４０からＬＥＤ制御装置３５に出力される。
図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ制御装置３５は、信号伝送線２Ｓと同数（２ｎ個）のフルカラーＬＥＤ４１が設置されている。フルカラーＬＥＤ４１は、所望の色での発光を可能とするため、ＲＧＢの３色のＬＥＤを１組として構成されている。各フルカラーＬＥＤ４１は、スイッチ素子４２（ＬＥＤ開閉（スイッチ）素子）、例えばＭＯＳＦＥＴを介して、それぞれＲＧＢ信号線３６が接合されている。スイッチ素子４２は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの信号に対してそれぞれ１個設けられている。従って３個のスイッチ素子４２で１つの組となる。２ｎ組のスイッチ素子４２には、それぞれ２ｎ個の出力信号線４０が対応して接続されている。従って、１組のスイッチ素子４２には、同一の信号が入力される。
セレクト信号によって選択された１つの出力信号線４０を介して、演算処理装置３４からの出力信号が１組のスイッチ素子４２に入力され、１組のスイッチ素子４２のみがＯＮ状態となる。選択されオン状態となった１組のスイッチ素子４２を介して、ＲＧＢ信号線３６を介して、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの信号が、フルカラーＬＥＤ４１のＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤに入力される。Ｒ、Ｇ、Ｂの信号の電圧が、対応する各ＬＥＤのしきい値電圧より高くなると（「１」になると）、各ＬＥＤが発光し、フルカラーＬＥＤ４１が所望の色の光を発する。
すなわち、セレクト信号に従って分配装置３８により選択されたフルカラーＬＥＤ４１に、演算処理装置３４からＬＥＤ制御信号（ＲＧＢ信号）が出力され、フルカラーＬＥＤ４１がＡＤＣ１４の出力電圧に応じた色で発光する。
フルカラーＬＥＤ４１を、例えば図３（ｂ）と同様に各入力信号線２Ｓに対応して配置することにより、各入力信号線２Ｓに入力された電圧をＬＥＤの発光色により目視で確認することができる。
なお、フルカラーＬＥＤ４１の代わりに単一（単色）のＬＥＤを使用し、ＬＥＤの発光強度で各入力信号線２Ｓに入力された電圧を目視にて確認できるよう構成してもよい。
すなわち、セレクト信号に従って分配装置３８により選択されたフルカラーＬＥＤ４１に、演算処理装置３４からＬＥＤ制御信号（ＲＧＢ信号）が出力され、フルカラーＬＥＤ４１がＡＤＣ１４の出力電圧に応じた色で発光する。
フルカラーＬＥＤ４１を、例えば図３（ｂ）と同様に各入力信号線２Ｓに対応して配置することにより、各入力信号線２Ｓに入力された電圧をＬＥＤの発光色により目視で確認することができる。
なお、フルカラーＬＥＤ４１の代わりに単一（単色）のＬＥＤを使用し、ＬＥＤの発光強度で各入力信号線２Ｓに入力された電圧を目視にて確認できるよう構成してもよい。
（実施形態４）
上記いずれの実施形態の中継モジュール１は、それぞれを１つの単位として複数台連結することが可能である。
図５は、複数の中継モジュール１が連結され、統合化された中継ユニット（中継端子台）１００の例を示す。この場合、中継ユニット１００は、各中継モジュール１をサブユニットとして構成される。なお、図５においては、中継モジュール１として図２（ｂ）で示す実施形態を例示するが、他の実施形態を用いることも可能である。
図５に示すように、複数の中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍが１つの基板１５（又は筐体）に設置された中継ユニット１００を構成する概念図を示す。各中継モジュール１は上記実施形態のいずれも採用可能である。
なお、「１ａ、１ｂ、・・・１ｍ」等の表記は、中継モジュール１の台数が３台に限定されないことを示す。
上記いずれの実施形態の中継モジュール１は、それぞれを１つの単位として複数台連結することが可能である。
図５は、複数の中継モジュール１が連結され、統合化された中継ユニット（中継端子台）１００の例を示す。この場合、中継ユニット１００は、各中継モジュール１をサブユニットとして構成される。なお、図５においては、中継モジュール１として図２（ｂ）で示す実施形態を例示するが、他の実施形態を用いることも可能である。
図５に示すように、複数の中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍが１つの基板１５（又は筐体）に設置された中継ユニット１００を構成する概念図を示す。各中継モジュール１は上記実施形態のいずれも採用可能である。
なお、「１ａ、１ｂ、・・・１ｍ」等の表記は、中継モジュール１の台数が３台に限定されないことを示す。
中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍにはそれぞれ外部信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍが接続されており、選択的信号伝送装置６ａ、６ｂ、・・・６ｍからの出力信号線９ａ、９ｂ、・・・９ｍ及びグランド線１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｍが入出力端子台１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｍにそれぞれ接続されている。
グランド線１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｍは互いに接続されている。
グランド線１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｍは互いに接続されている。
また、セレクト信号発生装置７からのセレクト信号伝送線１３７ａ、１３７ｂ、・・・１３７ｍが入出力端子台１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｍに接続されているとともに、互いに接続されている。
入出力端子台１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｍのセレクト信号伝送線１３７ａ、１３７ｂ、・・・１３７ｍが接続された端子同士を配線で接続する（共通化する）ことにより、複数の中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを容易に接続することが可能となる。
すなわち、入出力端子台１２によって、中継モジュール１の拡張が容易になる。
入出力端子台１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｍのセレクト信号伝送線１３７ａ、１３７ｂ、・・・１３７ｍが接続された端子同士を配線で接続する（共通化する）ことにより、複数の中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを容易に接続することが可能となる。
すなわち、入出力端子台１２によって、中継モジュール１の拡張が容易になる。
中継ユニット１００からの信号を受信する装置（例えば監視装置、計測器等）に出力する配線は、１組のセレクト信号伝送線１３７ａと１本のグランド線１３０ｍと出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ、・・・１３９ｍとなる。
共通のセレクト信号により制御された選択的信号伝送装置６ａ、６ｂ、・・・６ｍにより、それぞれ複数の外部信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍから選択された１つを出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ、・・・１３９ｍと電気的に接続する。その結果、外部信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍから選択された１つの外部信号線から出力される信号が、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ、・・・１３９ｍから出力される。
共通のセレクト信号により制御された選択的信号伝送装置６ａ、６ｂ、・・・６ｍにより、それぞれ複数の外部信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍから選択された１つを出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ、・・・１３９ｍと電気的に接続する。その結果、外部信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍから選択された１つの外部信号線から出力される信号が、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ、・・・１３９ｍから出力される。
セレクト信号伝送線１３７ａの数がｎ本、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍの台数をｋ台とすると、中継ユニット１００から出力される伝送線の数はｎ＋１＋ｋとなる。
ｎ＝４で外部信号線２が３２本（１６組）の場合、ｋ＝１０台の中継モジュール１を収めた中継ユニット１００は、３２×１０本の外部信号線２に対して、出力側の伝送線は４＋１＋１０本となり、約２０分の１に縮減できる。
従って、出力側の結線数が大きく低減することができる。その結果、作業負荷の低減、作業時間の短縮が可能である。さらに、出力側の配線スペースを節約でき、中継ユニット１００の小型化、軽量化が可能である。
ｎ＝４で外部信号線２が３２本（１６組）の場合、ｋ＝１０台の中継モジュール１を収めた中継ユニット１００は、３２×１０本の外部信号線２に対して、出力側の伝送線は４＋１＋１０本となり、約２０分の１に縮減できる。
従って、出力側の結線数が大きく低減することができる。その結果、作業負荷の低減、作業時間の短縮が可能である。さらに、出力側の配線スペースを節約でき、中継ユニット１００の小型化、軽量化が可能である。
また、接続する機器の種類、特性等や、外部信号線２から入力される電気信号の特性（例えば信号の振幅幅等）に合わせて上記実施形態を適宜採用でき、異なる実施形態を採用する中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを１つの中継ユニット１００にまとめることも可能である。
例えば、中継モジュール１ａを領域Ａに配置された機器からの信号、中継モジュール１ｂを領域Ｂに配置された機器からの信号を受信するように、機器の配置場所毎に中継モジュール１を設けてもよい。また中継モジュール１ａは機器Ａからの信号、中継モジュール１ｂは機器Ｂからの信号を受信するように、機器の種類（又は信号の種類）毎に中継モジュール１を設けてもよい。
例えば、中継モジュール１ａを領域Ａに配置された機器からの信号、中継モジュール１ｂを領域Ｂに配置された機器からの信号を受信するように、機器の配置場所毎に中継モジュール１を設けてもよい。また中継モジュール１ａは機器Ａからの信号、中継モジュール１ｂは機器Ｂからの信号を受信するように、機器の種類（又は信号の種類）毎に中継モジュール１を設けてもよい。
なお、入出力端子台１２は、セレクト信号を入力するセレクト信号伝送線１３７と、選択的信号伝送装置６からの信号を出力する出力信号伝送線１３９（及びグランド線１３０）とがまとめて接続されている。しかし、セレクト信号伝送線１３７は、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍ間で接続するため、接続が容易なように中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを配置するレイアウトに適した位置に（例えば図面上各中継モジュール１の上下の位置に）セレクト信号伝送線１３７用の端子台を入出力端子台１２から分離して別途設けてもよい。
（実施形態５）
図６に示すように、中継ユニット（中継端子台）１００に、さらに入出力モジュール２０を備え、シリアル信号として出力することも可能である。すなわち、本実施形態では、実施形態４の中継ユニットと入出力モジュールとの組合わせで１つの中継ユニット（中継端子台）を構成する。
拡張性を有する実施形態４においては、中継ユニット１００から出力される信号線は、複数のセレクト信号線１３７とグランド線１３０と出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍであり、特に出力信号伝送線１３９の本数は、拡張する中継モジュール１の数により変化する。
なお、セレクト信号線１３７とグランド線１３０は共通であるため、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを区別する指標は省略している。
図６に示すように、中継ユニット（中継端子台）１００に、さらに入出力モジュール２０を備え、シリアル信号として出力することも可能である。すなわち、本実施形態では、実施形態４の中継ユニットと入出力モジュールとの組合わせで１つの中継ユニット（中継端子台）を構成する。
拡張性を有する実施形態４においては、中継ユニット１００から出力される信号線は、複数のセレクト信号線１３７とグランド線１３０と出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍであり、特に出力信号伝送線１３９の本数は、拡張する中継モジュール１の数により変化する。
なお、セレクト信号線１３７とグランド線１３０は共通であるため、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを区別する指標は省略している。
中継ユニット１００からの出力信号を処理（例えば監視又は解析）する監視装置又は計測器側では、これらの複数の出力線を受けるためのハードウェアの入力ポートが必要となる。拡張される中継モジュール１の数により、入力ポート数も変更が必要になる。
入出力モジュール２０により、複数のセレクト信号線１３７と出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍの信号を１つの中継ユニット出力線（中継端子台出力線）２１から出力することができる。なお、グランド線１３０は、グランド線２２に接続される。
入出力モジュール２０により、複数のセレクト信号線１３７と出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍの信号を１つの中継ユニット出力線（中継端子台出力線）２１から出力することができる。なお、グランド線１３０は、グランド線２２に接続される。
入出力モジュール２０は、セレクト信号線１３７から入力するセレクト信号と、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍの出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍから入力する信号とを対応付け、さらに、セレクト信号と中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍとの組合わせと、各出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍから入力する信号（以下、データ信号と称することがある。）とを対応付ける。
セレクト信号は１３７は、上記のようにｎビットの情報（データ）であるため、セレクト信号は、例えば０から２ｎまでの二進数の値の識別番号により特定できる。そのためセレクト信号の識別番号と、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍ、すなわち中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを特定する識別番号（例えば中継モジュール１の１からｋまでの整数番号）との組合わせにより、入力信号線２から入力される信号を一意的に決定できる。
セレクト信号は１３７は、上記のようにｎビットの情報（データ）であるため、セレクト信号は、例えば０から２ｎまでの二進数の値の識別番号により特定できる。そのためセレクト信号の識別番号と、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍ、すなわち中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを特定する識別番号（例えば中継モジュール１の１からｋまでの整数番号）との組合わせにより、入力信号線２から入力される信号を一意的に決定できる。
入出力モジュール２０は、セレクト信号伝送線１３７が接続されているセレクト信号入力ポート２３と、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍの出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍが接続されている中継モジュール信号入力ポート２４とを備えている。
セレクト信号入力ポート２３からセレクト信号を入力し、中継モジュール信号入力ポート２４から各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍからの信号を入力する。
さらに入出力モジュール２０は演算処理部２５を備え、セレクト信号が入力（又は変更）される度に、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍから入力される各データ信号（又はデータ信号の内容、すなわちデータ）及びセレクト信号の値（又は組合わせ）を、それぞれ演算処理部２５の記憶装置に一旦記憶し、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号とデータ信号との組合わせを順次デジタル信号として中継端子台出力線２１から出力する。
セレクト信号入力ポート２３からセレクト信号を入力し、中継モジュール信号入力ポート２４から各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍからの信号を入力する。
さらに入出力モジュール２０は演算処理部２５を備え、セレクト信号が入力（又は変更）される度に、出力信号伝送線１３９ａ、１３９ｂ・・・１３９ｍから入力される各データ信号（又はデータ信号の内容、すなわちデータ）及びセレクト信号の値（又は組合わせ）を、それぞれ演算処理部２５の記憶装置に一旦記憶し、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号とデータ信号との組合わせを順次デジタル信号として中継端子台出力線２１から出力する。
なお、ＡＤＣ１４を中継モジュール１ではなく、入出力モジュール２０の例えば中継モジュール信号入力ポート２４に備えてもよい。
入力信号線２から入力された信号は、各入力信号線２（又は各機器）を識別して、中継端子台通信ポート（中継端子台入出力ポート）２６により、中継端子台出力線２１を介してシリアル信号として出力できる。
出力されたシリアル信号は、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号とを備えるため、シリアル信号を受信し解析する装置（監視装置又は計測器）において、ソフトウェアによって各入力信号線２（又は各機器）を識別し、監視や分析を行うことができる。
例えば、市販のパソコン等によって、容易に監視、解析が可能となり、入力信号線２が増大し中継モジュール１の台数が増大しても、ソフトウェアの軽微な変更等により、容易に柔軟に対応が可能となる。
出力されたシリアル信号は、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号とを備えるため、シリアル信号を受信し解析する装置（監視装置又は計測器）において、ソフトウェアによって各入力信号線２（又は各機器）を識別し、監視や分析を行うことができる。
例えば、市販のパソコン等によって、容易に監視、解析が可能となり、入力信号線２が増大し中継モジュール１の台数が増大しても、ソフトウェアの軽微な変更等により、容易に柔軟に対応が可能となる。
また、中継端子台通信ポート２６は、中継端子台入力線２７を備えてもよい。
中継端子台入力線２７は、中継ユニット１００から送信される信号を受信する装置（監視装置又は計測器）からの要求信号を受信し、要求信号によって指定されたセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号に対応する信号を出力するよう構成してもよい。
この場合、中継端子台入力線２７から入力された要求信号により、演算処理部２５は、記憶装置に記憶されたデータから該当するセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号のデータを読み取り、中継端子台通信ポート２６から中継端子台出力線２１を介して出力してもよい。
中継端子台入力線２７は、中継ユニット１００から送信される信号を受信する装置（監視装置又は計測器）からの要求信号を受信し、要求信号によって指定されたセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号に対応する信号を出力するよう構成してもよい。
この場合、中継端子台入力線２７から入力された要求信号により、演算処理部２５は、記憶装置に記憶されたデータから該当するセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号のデータを読み取り、中継端子台通信ポート２６から中継端子台出力線２１を介して出力してもよい。
図６に示すように、監視又は計測用の外部端末２８には、中継端子台通信ポート２６から中継端子台入力線２７、中継端子台出力線２１、グランド線２２が接続されている。外部端末２８には、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号の組合わせと、各入力信号線２に対応して現場の各機器の名称、又は種類とが、それぞれ対応されて、例えばテーブル形式当のデータベースとして外部端末２８に内蔵又は外付けされた記憶装置内に登録されている。登録されたデータベースのテーブル番号（各機器に振りられた番号）により指定して、順に各機器のデータを読み込むことができる。
１つの使用方法の例を図７に示す。図７に示すように、外部端末２８は登録されたデータベースのテーブル番号ｉ番目に対応したセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号を記憶装置から読み取り、中継ユニット１００に中継端子台入力線２７を介して送信する。
中継ユニット１００は、受信したセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号との組合わせに対応したデータを中継ユニット１００の記憶装置から読み出す。なお記憶装置は、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍに内蔵されたものであっても良いが、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍに共通した記憶装置を中継ユニット１００内、例えば入出力モジュール２０に内蔵してもよい。
中継ユニット１００は、受信したセレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号との組合わせに対応したデータを中継ユニット１００の記憶装置から読み出す。なお記憶装置は、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍに内蔵されたものであっても良いが、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍに共通した記憶装置を中継ユニット１００内、例えば入出力モジュール２０に内蔵してもよい。
その後、中継ユニット１００は、読み込んだデータを外部端末２８に送信する。外部端末２８はデータを受信し、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号との組合わせに対応させ、記憶、表示、解析等適宜対処を行う。その後、テーブル番号ｉを１だけ繰り上げる。
テーブル番号ｉは１から入力信号線２から入力される入力信号（入力データ）の総数に等しくなるまで順に繰り上げ、総数に達したらｉを１とし、周期的にテーブル番号ｉを変更することで、随時各機器の状態を監視又は計測できる。
なお、周期的にテーブル番号を変更するのではなく、外部端末２８から直接必要なテーブル番号を指定し、中継ユニット１００にデータの送信要求を送信してもよい。
また、外部端末２７からの要求により中継ユニット１００がデータを送信する場合、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号との組合わせを送信せず、対応するデータのみを送信してもよい。
なお、図７は通信の方法の一例であり、これに限定するものではない。
テーブル番号ｉは１から入力信号線２から入力される入力信号（入力データ）の総数に等しくなるまで順に繰り上げ、総数に達したらｉを１とし、周期的にテーブル番号ｉを変更することで、随時各機器の状態を監視又は計測できる。
なお、周期的にテーブル番号を変更するのではなく、外部端末２８から直接必要なテーブル番号を指定し、中継ユニット１００にデータの送信要求を送信してもよい。
また、外部端末２７からの要求により中継ユニット１００がデータを送信する場合、セレクト信号識別番号と中継モジュール識別番号との組合わせを送信せず、対応するデータのみを送信してもよい。
なお、図７は通信の方法の一例であり、これに限定するものではない。
なお、全ての実施形態において、選択的信号伝送装置６、セレクト信号発生装置７、ＡＤＣ１４、フォトカプラ１６及びＬＥＤインジケータ１９、入出力モジュール２０、演算処理装置３４等の電力は、図示しない電源から供給される。電源は、中継モジュール１、中継ユニット１００、入出力モジュール２０に内蔵してもよいし、外部に設置してもよい。
（実施形態６）
図６に示す実施形態５においては、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを中継ユニット１００に収納することができ、各入出力端子台１２を介して中継ユニット１００と接続することで、容易に中継モジュールの数を拡張することができる。
図６に示す実施形態５においては、各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍを中継ユニット１００に収納することができ、各入出力端子台１２を介して中継ユニット１００と接続することで、容易に中継モジュールの数を拡張することができる。
本実施形態６によれば、複数の中継モジュール１同士を接続し、さらに拡張性を向上させることが可能となる。以下、図８（ａ）、（ｂ）を参照し、詳細に説明する。
図８（ａ）に示すように、入力端子台４に接続されている入力信号線２からアナログ信号又はデジタル信号が入力され、さらに接続配線５（入力信号伝送線５Ｓ）を介して制御装置５１に入力される。制御装置５１において、セレクト信号発生装置６が、セレクト信号発生装置７によって順次選択された１つの入力信号を、ＡＤＣ１４を介して演算処理部６１に出力する。
なお、入力信号がデジタル信号の場合、ＡＤＣ１４を省略し、入力信号を演算処理部６１に直接入力することができる。
なお、中継モジュール１の構成要素である、演算処理部６１や、その他のセレクト信号発生装置６、セレクト信号発生装置７、ＡＤＣ１４等は、１つの筐体５９に収められており、持ち運びや保管が容易である。
なお、入力信号がデジタル信号の場合、ＡＤＣ１４を省略し、入力信号を演算処理部６１に直接入力することができる。
なお、中継モジュール１の構成要素である、演算処理部６１や、その他のセレクト信号発生装置６、セレクト信号発生装置７、ＡＤＣ１４等は、１つの筐体５９に収められており、持ち運びや保管が容易である。
入力信号がアナログ信号である場合、ＡＤＣ１４により、入力信号の電圧値をデジタルな数値として定量化し、出力することができる。その結果、中継モジュール１は入力信号の電圧を計測することになる。
また、抵抗値が既知の抵抗器の両端の電位差をＡＤＣ１４によりデジタルな数値として定量化することで、中継モジュール１により、入力信号の電流値を計測することも可能である。
また、抵抗値が既知の抵抗器の両端の電位差をＡＤＣ１４によりデジタルな数値として定量化することで、中継モジュール１により、入力信号の電流値を計測することも可能である。
既述のとおり、セレクト信号発生装置７の出力から、例えば０から２ｎまでの二進数で表される入力信号（入力信号線）の識別番号を特定することができる。図６に示す構成においては、セレクト信号入力ポート２３を介して、セレクト信号発生装置７の出力から識別番号を特定することができる。一方、図８（ａ）における構成では、セレクト信号発生装置７の出力から演算処理部６１が入力信号の識別番号を特定することができる。例えば、演算処理部６１がセレクト信号入力ポート２３の機能を内蔵すればよい。また、逆に演算処理部６１が、識別番号に対応した入力信号を出力するように、セレクト信号発生装置７を制御することもできる。
演算処理部６１は入出力部（Ｉ／Ｏ部）を有し、筐体５９には、演算処理部６１と外部端末２８との電気的接続を可能にするコネクタ５２が固定されている。演算処理部６１は、接続配線５０により、コネクタ５２と接続されている。入出力部は、デジタル化された各入力信号に識別番号を対応させて、接続配線５０に含まれる信号線及びコネクタ５２に接続された電気ケーブル５３の信号線を介して、外部端末２８等の外部機器へ出力することができる。例えば、各入力信号のヘッダに入力信号の識別番号を付加して順次電気ケーブル５３を介して外部に出力すればよい。
なお、演算処理部６１は記憶装置を有してもよい。一時的に各入力信号のデジタル値を記憶し、各入力信号に識別番号を対応させて、順次電気ケーブル５３を介して外部に出力してもよい。
このように、中継モジュール１は入力信号線２から入力信号伝送線５Ｓを介してパラレルに入力された信号をシリアルに出力する機能を有する。
なお、演算処理部６１は記憶装置を有してもよい。一時的に各入力信号のデジタル値を記憶し、各入力信号に識別番号を対応させて、順次電気ケーブル５３を介して外部に出力してもよい。
このように、中継モジュール１は入力信号線２から入力信号伝送線５Ｓを介してパラレルに入力された信号をシリアルに出力する機能を有する。
また、入力信号線２から入力される入力信号がデジタル信号の場合、セレクト信号発生装置６及びセレクト信号発生装置７を使用せずに、制御装置５１の演算処理部６１が、入力端子台４及び接続配線５（入力信号伝送線５Ｓ）を介してパラレルに入力される入力信号をシリアル信号に変換してもよい（図８（ｂ）参照）。この場合、例えば、演算処理部６１にシフトレジスタを備えさせ、シフトレジスタにより、入力信号をシリアル変換することができる。
図８（ａ）、（ｂ）に示されるいずれの構成においても、中継モジュール１は入力信号伝送線５Ｓからパラレルに入力された複数の入力信号を接続配線５０及びコネクタ５２を介して外部機器（外部端末２８）にシリアルに出力する。
図８（ａ）、（ｂ）に示されるいずれの構成においても、中継モジュール１は入力信号伝送線５Ｓからパラレルに入力された複数の入力信号を接続配線５０及びコネクタ５２を介して外部機器（外部端末２８）にシリアルに出力する。
電気ケーブル５３及び接続配線５０は、信号線の他に電力供給線を有しており、電気ケーブル５３及び接続配線５０を介して、中継モジュール１に外部端末２８から電力を供給することができる。
演算処理部６１に電力が供給されると、演算処理部６１は、中継ユニット１００内の選択的信号伝送装置６、セレクト信号発生装置７、ＡＤＣ１４及びその他の電気デバイス（ＬＥＤ等）に電力を供給する。
このように外部端末２８と中継モジュール１とを接続する電気ケーブル５３により、データ通信及び電力供給を行うことができる。
演算処理部６１に電力が供給されると、演算処理部６１は、中継ユニット１００内の選択的信号伝送装置６、セレクト信号発生装置７、ＡＤＣ１４及びその他の電気デバイス（ＬＥＤ等）に電力を供給する。
このように外部端末２８と中継モジュール１とを接続する電気ケーブル５３により、データ通信及び電力供給を行うことができる。
さらに、筐体５９には、２つのコネクタ（コネクタ５４及びコネクタ５５）が固定されている。コネクタ５４及びコネクタ５５は、互いに嵌め合いが可能な関係となるよう例えば、オス／メスの関係にあるコネクタを使用することができる。この場合、隣接する中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍは、コネクタ５４とコネクタ５５とを直接嵌め合い、接続することで、容易に機械的に接続できるとともに、電気的に接続が可能である。
なお、コネクタ５４及びコネクタ５５の構造は上記に限定されない。例えば中間部品を間に介して、コネクタ５４及びコネクタ５５を互いに連結してもよい。
なお、コネクタ５４及びコネクタ５５の構造は上記に限定されない。例えば中間部品を間に介して、コネクタ５４及びコネクタ５５を互いに連結してもよい。
演算処理部６１は、（コネクタ５４、５５に接続された）相互接続ケーブル５６、５７を介して、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍ同士を、互いに電気的に接続する。例えば図９（ａ）に示すように、中継モジュール１ｂの相互接続ケーブル５６ｂは、図中左側に接続された中継モジュール１ａの相互接続ケーブル５７ａと接続され、中継モジュール１ｂの相互接続ケーブル５７ｂは、図中右側に接続された中継モジュール１ｃの相互接続ケーブル５６ｃと接続されている。
隣り合う中継モジュール１ａと中継モジュール１ｂとの間で相互接続ケーブル５６、５７に含まれる電力線によって、電力の供給、受給が可能である。例えば電気ケーブル５３により、コネクタ５２ｂを介して電力が供給された中継モジュール１ｂから、中継モジュール１ａ及び中継モジュール１ｃへ、それぞれ相互接続ケーブル５６ｂ及び相互接続ケーブル５７ｂを介して電力を供給し、中継モジュール１ａ及び中継モジュール１ｃは、それぞれ相互接続ケーブル５７ａ及び相互接続ケーブル５６ｃを介して電力を受給可能である。同様に中継モジュール１ｃから相互接続ケーブル５７ｃ及び相互接続ケーブル５６ｄを介して中継モジュール１ｄへ電力の供給及び受給が可能である。このように、中継モジュール１間で順に電力の供給が可能となる。
さらに、相互接続ケーブル５６、５７に含まれる信号線を介して、隣り合う中継モジュール１ａと中継モジュール１ｂとの間で信号を入出力することができる。各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍは、信号線により相互に通信が可能なように、それぞれ固有の装置番号（ＩＤ番号）が割り当てられている。
コネクタ５２に電気ケーブル５３が接続された中継モジュール１（例えば中継モジュール１ｂ）は、マスタ（親機）に指定される。例えば以下に記載の方法により、中継モジュール１は、コネクタ５２に電気ケーブル５３が接続されたこと（以下、外部接続と称する、）を検知し、マスタであることを認識し、その結果、自動的に中継モジュール１ｂをマスタに指定することができる。
電気ケーブル５３は、マスタを指定するための信号線（以下、指定線と称す。）を含み、この指定線は、例えば電気ケーブル５３のグランド線に接続される。電気ケーブル５３が接続された中継モジュール１の制御装置５１の演算処理部６１は、この指定線に接続されている演算処理部６１の入出力端子が、グランドに接続されている（ショート）か否か（オープン）を判断する。この入出力端子が、グランドに接続されている場合は、制御装置５１（演算処理部６１）はマスタであると認識し、接続されていない場合は、制御装置５１（演算処理部６１）はスレイブ（子機）であると認識する。
また、演算処理部６１は、電気ケーブル５３の電源線に電圧が印加されているか否かにより、マスタであるか又はスレイブであるかを認識してもよい。
以下簡単のため、マスタに指定された中継モジュールをマスタ中継モジュールと称し、それ以外のスレイブに指定された中継モジュールをスレイブ中継モジュールと称す。
また、演算処理部６１は、電気ケーブル５３の電源線に電圧が印加されているか否かにより、マスタであるか又はスレイブであるかを認識してもよい。
以下簡単のため、マスタに指定された中継モジュールをマスタ中継モジュールと称し、それ以外のスレイブに指定された中継モジュールをスレイブ中継モジュールと称す。
マスタ中継モジュール１ｂは、演算処理部６１ｂを用いて、相互接続ケーブル５６ｂ、５７ｂを介して、中継モジュール１ｂがマスタであるという認識結果を隣接する他のスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに出力する（図９（ａ）参照）。
中継モジュール１ｂがマスタであるという認識結果を他のスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに伝達するため、マスタ中継モジュール１ｂに割り当てられた装置番号（ＩＤ番号）を送信してもよいが、相互接続ケーブル５６ｂ、５７ｂ内に特定の信号線（方向指示線）を設け、方向指示線を、例えばＬ（ロウレベル）又はＨ（ハイレベル）に設定することで、マスタ中継モジュール１ｂはスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに認識結果を伝達してもよい。
中継モジュール１ｂがマスタであるという認識結果を他のスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに伝達するため、マスタ中継モジュール１ｂに割り当てられた装置番号（ＩＤ番号）を送信してもよいが、相互接続ケーブル５６ｂ、５７ｂ内に特定の信号線（方向指示線）を設け、方向指示線を、例えばＬ（ロウレベル）又はＨ（ハイレベル）に設定することで、マスタ中継モジュール１ｂはスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに認識結果を伝達してもよい。
例えば、スレイブ中継モジュール１ａ、１ｃからマスタ中継モジュール１ｂにシリアル信号を送信する場合、スレイブ中継モジュール１ａ、１ｃは、マスタ中継モジュール１ｂの配置箇所を認識する必要がある。そのため、相互接続ケーブル５６、５７を用いて以下のようにマスタ中継モジュール１ｂの位置（又は方向）をスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃに伝達する。
図９（ａ）に示すようにスレイブ中継モジュール１ａは、コネクタ５５ａ側（図中右方向）に接続されているマスタ中継モジュール１ｂの相互接続ケーブル５６ｂから、相互接続ケーブル５７ａを介して、マスタ中継モジュール１ｂの認識結果を（直接的に）入力する。例えばスレイブ中継モジュール１ａは、制御装置５１（演算処理部６１）を用いて、相互接続ケーブル５６ｂの方向指示線がＬであることを、相互接続ケーブル５７ａを介して検出する。
したがって、スレイブ中継モジュール１ａは、コネクタ５５ａ側にマスタ中継モジュール１ｂが存在することを認識する。そして、スレイブ中継モジュール１ａは、もう一方のコネクタ５４ａに接続された相互接続ケーブル５６ａにマスタ中継モジュール１ｂの認識結果を出力する。例えば、相互接続ケーブル５６ａの方向指示線をＬに設定する。
したがって、スレイブ中継モジュール１ａは、コネクタ５５ａ側にマスタ中継モジュール１ｂが存在することを認識する。そして、スレイブ中継モジュール１ａは、もう一方のコネクタ５４ａに接続された相互接続ケーブル５６ａにマスタ中継モジュール１ｂの認識結果を出力する。例えば、相互接続ケーブル５６ａの方向指示線をＬに設定する。
同様に、スレイブ中継モジュール１ｃは、コネクタ５４ｃ側（相互接続ケーブル５６ｃ側）に接続されているマスタ中継モジュール１ｂから、相互接続ケーブル５６ｃを介して、マスタ中継モジュール１ｂの認識結果を（直接的に）入力する。例えば、コネクタ５５ｂに接続された相互接続ケーブル５７ｂの方向指示線がＬであることを、相互接続ケーブル５６ｃを介して検出する。
したがって、スレイブ中継モジュール１ｃは、コネクタ５４ｃ側にマスタ中継モジュール１ｂが存在することを認識する。そして、スレイブ中継モジュール１ｃは、もう一方のコネクタ５５ｃに接続された相互接続ケーブル５７ｃの方向指示線をＬに設定する。
したがって、スレイブ中継モジュール１ｃは、コネクタ５４ｃ側にマスタ中継モジュール１ｂが存在することを認識する。そして、スレイブ中継モジュール１ｃは、もう一方のコネクタ５５ｃに接続された相互接続ケーブル５７ｃの方向指示線をＬに設定する。
スレイブ中継モジュール１ｄは、マスタ中継モジュール１ｂに直接接続されていないため、マスタ中継モジュール１ｂの認識結果を直接入力することはできない。スレイブ中継モジュール１ｄは、コネクタ５４ｄ側（相互接続ケーブル５６ｄ側）に接続されているスレイブ中継モジュール１ｃから相互接続ケーブル５６ｄを介して、マスタ中継モジュール１ｂの認識結果を（間接的に）入力することができる。すなわち、スレイブ中継モジュール１ｄは、コネクタ５４ｄ側にマスタが存在することを認識する。
そして、スレイブ中継モジュール１ｄは、もう一方のコネクタ５５ｄに接続された相互接続ケーブル５７ｄの方向指示線をＬに設定する。
そして、スレイブ中継モジュール１ｄは、もう一方のコネクタ５５ｄに接続された相互接続ケーブル５７ｄの方向指示線をＬに設定する。
このようにスレイブ中継モジュール１ａ、１ｃ、１ｄは、マスタ中継モジュール１ｂに直接的にマスタ中継モジュールに接続された場合だけでなく、スレイブ中継モジュールを介して間接的にマスタ中継モジュールに接続された場合でも、どちらの方向（コネクタ５４側又はコネクタ５５側のいずれかの側）にマスタ中継モジュール１ｂが存在するかを認識できる。
便宜上、各スレイブ中継モジュールについて、マスタ中継モジュールが存在する方向を上流、マスタ中継モジュールから遠い方向を下流と称する。
便宜上、各スレイブ中継モジュールについて、マスタ中継モジュールが存在する方向を上流、マスタ中継モジュールから遠い方向を下流と称する。
図９（ａ）は４つの中継モジュール１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの例を示したが、任意の数の中継モジュール１を連結させた場合も同様である。
このように、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍのいずれかに電気ケーブル５３が接続されると、電気ケーブル５３が接続された中継モジュール１ｋがマスタと認識され、その他のスレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍは、マスタ中継モジュール１ｋが、どちらの方向に接続されているかを自動的に順次認識することができる。
なお、これらの動作は、中継モジュール１内の演算処理部６１により実行でき、演算処理部６１として、例えばマイコンやマイコンと記憶装置等との組合わせ等を利用することができる。
このように、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍのいずれかに電気ケーブル５３が接続されると、電気ケーブル５３が接続された中継モジュール１ｋがマスタと認識され、その他のスレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍは、マスタ中継モジュール１ｋが、どちらの方向に接続されているかを自動的に順次認識することができる。
なお、これらの動作は、中継モジュール１内の演算処理部６１により実行でき、演算処理部６１として、例えばマイコンやマイコンと記憶装置等との組合わせ等を利用することができる。
なお、装置番号（ＩＤ番号）が割り当てられた各中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍの接続順が予め確定している場合には、各スレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍは、マスタ中継モジュール１ｋの装置番号（ＩＤ番号）をコネクタ５４、５５を介して入力することで、マスタ中継モジュール１ｋの位置を認識してもよい。しかし、上記のように、コネクタ５４、５５を介して方向指示線によりマスタ中継モジュール１ｋの方向を把握することで、作業者が予め確定された順に中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍの接続する必要がなく、現場での作業者の作業負担を低減することができる。
上記のように各中継モジュールは、コネクタ５２への外部接続の有無を検知し、マスタであるかスレイブであるかを自動的に認識することができ、スレイブであると認識した中継モジュールは、マスタ中継モジュールの存在する方向を自動的に認識することができる。
したがって、作業者は、コネクタ５２へ電気ケーブル５３接続するだけで、中継モジュールのマスタ又はスレイブの指定が完了する。
したがって、作業者は、コネクタ５２へ電気ケーブル５３接続するだけで、中継モジュールのマスタ又はスレイブの指定が完了する。
なお、例えば演算処理部６１にディップスイッチ等を設けて、作業者がマニュアル作業により中継モジュールに対して、マスタであるかスレイブであるかを選択的に設定（指定）し、中継モジュールがディップスイッチの状態に応じて、マスタであるかスレイブであるかを選択的に認識できるように構成することも可能であるが、上記のような構成とすることで、作業者の設定作業の負担をさらに軽減できる。
スレイブであると認識したスレイブ中継モジュール１ｉは、相互接続ケーブル５６ｉ（コネクタ５４ｉ）又は相互接続ケーブル５７ｉ（コネクタ５５ｉ）を介して、マスタ中継モジュール１ｋが接続されている方向（上流）に、入力信号線２ｉから（入力信号伝送線５Ｓを介して）パラレルに入力された信号をシリアル信号として出力する。このとき、スレイブ中継モジュール１ｉは、中継モジュール毎に一意に割り当てられた装置番号（ＩＤ番号）を、シリアル信号のヘッダーに加えて、相互接続ケーブル５６ｉ又は相互接続ケーブル５７ｉを介して上流側に出力する。したがって、各スレイブ中継モジュール１ｉから出力されるシリアル信号は、少なくともスレイブ中継モジュール１ｉの装置番号と入力信号線２ｉから入力された各入力信号と各入力信号に対応した識別番号とを含む。
また、スレイブ中継モジュール１ｉは、相互接続ケーブル５６ｉ、５７ｉを介して他のスレイブ中継モジュール１ｊ（下流側のスレイブ中継モジュール１ｊ）で生成されたシリアル信号を入力した場合、スレイブ中継モジュール１ｊで生成されたシリアル信号と、他のスレイブ中継モジュール１ｉで生成されたシリアル信号とを、上流側に出力する。例えば、スレイブ中継モジュール１ｉで生成されたシリアル信号を出力した後に、下流側のスレイブ中継モジュール１ｊで生成されたシリアル信号を出力する。このように、上流側から下流側の順に、各スレイブ中継モジュール１ｉ等で生成されたシリアル信号が連ねられて、新たなシリアル信号として上流側に順次送信することができる。
また、各スレイブ中継モジュールは、入力信号の受信時刻を付加してシリアル信号を上流側に送信してもよい。
なお、シリアル信号の送信する順は、上記に限定するものではなく、適宜変更可能である。
また、各スレイブ中継モジュールは、入力信号の受信時刻を付加してシリアル信号を上流側に送信してもよい。
なお、シリアル信号の送信する順は、上記に限定するものではなく、適宜変更可能である。
このようにマスタ中継モジュール１ｋは、相互接続ケーブル５６ｋ、５７ｋを介して、接続されている全てのスレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍのシリアル信号を入力する。
マスタ中継モジュール１ｋは、自身が生成したシリアル信号（マスタ中継モジュール１ｋの装置番号と入力信号線２ｋから入力された各入力信号と各入力信号に対応した識別番号とを含む）と、スレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍが生成した各シリアル信号とを順次、コネクタ５２ｋに接続された電気ケーブル５３ｋの信号線を介して外部端末２８等の外部機器へ出力する。すなわち、マスタ中継モジュール１ｋは、入力信号線２ｋから入力信号伝送線５Ｓを介して入力された複数の入力信号とスレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍから入力されたシリアル信号とから構成されるパラレル信号をシリアル信号としてコネクタ５２を介して外部に出力することになる。
このとき、例えば、演算処理部６１ｋは、記憶装置に各中継モジュールのシリアル信号を一旦記憶させ、順に記憶装置からシリアル信号を読み込み、外部端末２８等の外部機器へ出力してもよい。
マスタ中継モジュール１ｋは、自身が生成したシリアル信号（マスタ中継モジュール１ｋの装置番号と入力信号線２ｋから入力された各入力信号と各入力信号に対応した識別番号とを含む）と、スレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍが生成した各シリアル信号とを順次、コネクタ５２ｋに接続された電気ケーブル５３ｋの信号線を介して外部端末２８等の外部機器へ出力する。すなわち、マスタ中継モジュール１ｋは、入力信号線２ｋから入力信号伝送線５Ｓを介して入力された複数の入力信号とスレイブ中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍから入力されたシリアル信号とから構成されるパラレル信号をシリアル信号としてコネクタ５２を介して外部に出力することになる。
このとき、例えば、演算処理部６１ｋは、記憶装置に各中継モジュールのシリアル信号を一旦記憶させ、順に記憶装置からシリアル信号を読み込み、外部端末２８等の外部機器へ出力してもよい。
したがって、外部端末２８は、全ての中継モジュール１に入力された入力信号に対して、中継モジュール１ａ、１ｂ、・・・１ｍとその入力信号線２ａ、２ｂ、・・・２ｍに入力された各入力信号を識別して受信することができる。
なお、上記のように相互接続ケーブル５６、５７は、隣接する中継モジュールとの間で信号の入力及び出力を中継する。そのため、相互接続ケーブル５６、５７のそれぞれを入力ケーブル、出力ケーブルに分割し、それぞれに対応してコネクタ５４、５５も入力用コネクタ、出力用コネクタに分割してもよい。
図９（ｂ）、（ｃ）は、入力端子台４側から中継モジュール１を見た図であり、図９（ｂ）は図中左右方向（Ｘ方向）に複数の中継モジュール１を接続した例を示し、図９（ｃ）は図中上下方向（Ｙ方向）に複数の中継モジュールを接続した例を示す。
対向するコネクタ５４及びコネクタ５５によって、直線的に複数の中継モジュール１を互いに連結することができる。連結する方向は、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、筐体５９に設置するコネクタ５４及びコネクタ５５の配置により、適宜調整可能である。
また、連結する中継モジュール１の数は、例えば４個、８個等、適宜設定可能であるが、演算処理部６１の処理能力に応じて、連結可能な最大数を決定できる。
対向するコネクタ５４及びコネクタ５５によって、直線的に複数の中継モジュール１を互いに連結することができる。連結する方向は、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、筐体５９に設置するコネクタ５４及びコネクタ５５の配置により、適宜調整可能である。
また、連結する中継モジュール１の数は、例えば４個、８個等、適宜設定可能であるが、演算処理部６１の処理能力に応じて、連結可能な最大数を決定できる。
図１０に示すように、複数の連結された中継モジュール１は、筐体６０に収容して、拡張性のある中継ユニット１００とすることができる。コネクタ５４、５５により相互に連結された複数の中継モジュール１は、中継モジュール群（グループ）５８を構成する。そして、複数の中継モジュール群５８を筐体６０に収容することができる。
各電気ケーブル５３は、筐体６０の外に存在する外部機器（外部端末２８）に接続されている。
各電気ケーブル５３は、筐体６０の外に存在する外部機器（外部端末２８）に接続されている。
作業者は、複数の中継モジュール１をコネクタ５４及びコネクタ５５によって接続し、１つの中継モジュールのコネクタ５２に電気ケーブル５３を接続すればよい。
その結果、中継モジュール群５８毎に自動的に１つのマスタ中継モジュール１及びその他のスレイブ中継モジュールが指定され、各スレイブ中継モジュール１は、マスタ中継モジュール１の存在する方向（相対的位置）を認識する。そして、各中継モジュール群５８毎にパラレルに入力される全ての入力信号を、１つのマスタ中継モジュール１を介してシリアルに外部端末２８に出力する中継ユニット１００を構成できる。
したがって、作業者の作業負担を大幅に軽減できる。
その結果、中継モジュール群５８毎に自動的に１つのマスタ中継モジュール１及びその他のスレイブ中継モジュールが指定され、各スレイブ中継モジュール１は、マスタ中継モジュール１の存在する方向（相対的位置）を認識する。そして、各中継モジュール群５８毎にパラレルに入力される全ての入力信号を、１つのマスタ中継モジュール１を介してシリアルに外部端末２８に出力する中継ユニット１００を構成できる。
したがって、作業者の作業負担を大幅に軽減できる。
なお、各中継モジュール群５８毎に１つの外部端末２８が接続されていてもよく、或いは図１０に示すように複数の中継モジュール群５８が１つの外部端末２８に接続されていてもよい。
また、図１０に示す中継モジュール群５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）は全て４つの中継モジュール１が連結されているが、異なる数の中継モジュール１が連結されていてもよい。例えば、中継モジュール群５８ａは４つの中継モジュール１、中継モジュール群５８ｂは８つの中継モジュール１、中継モジュール群５８ｃは２つの中継モジュール１が連結されていてもよい。
なお、図面は、視認性のため適宜グランド線を省略し、複数の信号線を１本の信号線で示すことがある。
本発明によれば、現場での各機器の状態を集中して監視、計測等を行う中央監視等の中継モジュールに採用することで、中継モジュールの結線作業の負荷の低減、作業時間の短縮、中継モジュールの省スペース化が可能となり、産業上の利用可能性は大きい。
１ 中継モジュール
２ 入力信号線
２Ｓ 信号伝送線
２Ｇ グランド線
３ 端子
４ 入力端子台
５ 接続配線
５Ｓ 入力信号伝送線
５Ｇ 入力信号グランド線
６ 選択的信号伝送装置
７ セレクト信号発生装置
８ 接続配線
９ 出力信号線
１０ グランド線
１１ 端子
１２ 入出力端子台
１３ 出力信号線
１３０ グランド線
１３７ セレクト信号伝送線
１３９ 出力信号伝送線
１４ ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）
１５ 基板（筐体）
１６ フォトカプラ
１７ 出力信号線
１８ グランド線
１９ ＬＥＤインジケータ
２０ 入出力モジュール
２１ 中継端子台出力線
２２ グランド線
２３ セレクト信号入力ポート
２４ 中継モジュール信号入力ポート
２５ 演算処理部
２６ 中継端子台通信ポート
２７ 中継端子台入力線
２８ 外部端末
３０ オペアンプ
３１ スイッチ素子
３２ 選択信号線
３３ 負荷（抵抗）
３４ 演算処理装置（デジタル信号生成装置）
３５ ＬＥＤ制御装置
３６ ＲＧＢ信号線
３７ 出力線
３８ 分配装置（デマルチプレクサ）
３９ セレクト信号線
４０ 出力信号線（分配信号線）
４１ フルカラーＬＥＤ
４２ スイッチ素子（ＬＥＤ開閉素子）
５０ 接続配線
５１ 制御装置
５２ コネクタ
５３ 電気ケーブル
５４ コネクタ
５５ コネクタ
５６ 相互接続ケーブル
５７ 相互接続ケーブル
５８ 中継モジュール群（グループ）
５９ 筐体
６０ 筐体
６１ 演算処理部
１００ 中継ユニット（中継端子台）
２ 入力信号線
２Ｓ 信号伝送線
２Ｇ グランド線
３ 端子
４ 入力端子台
５ 接続配線
５Ｓ 入力信号伝送線
５Ｇ 入力信号グランド線
６ 選択的信号伝送装置
７ セレクト信号発生装置
８ 接続配線
９ 出力信号線
１０ グランド線
１１ 端子
１２ 入出力端子台
１３ 出力信号線
１３０ グランド線
１３７ セレクト信号伝送線
１３９ 出力信号伝送線
１４ ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）
１５ 基板（筐体）
１６ フォトカプラ
１７ 出力信号線
１８ グランド線
１９ ＬＥＤインジケータ
２０ 入出力モジュール
２１ 中継端子台出力線
２２ グランド線
２３ セレクト信号入力ポート
２４ 中継モジュール信号入力ポート
２５ 演算処理部
２６ 中継端子台通信ポート
２７ 中継端子台入力線
２８ 外部端末
３０ オペアンプ
３１ スイッチ素子
３２ 選択信号線
３３ 負荷（抵抗）
３４ 演算処理装置（デジタル信号生成装置）
３５ ＬＥＤ制御装置
３６ ＲＧＢ信号線
３７ 出力線
３８ 分配装置（デマルチプレクサ）
３９ セレクト信号線
４０ 出力信号線（分配信号線）
４１ フルカラーＬＥＤ
４２ スイッチ素子（ＬＥＤ開閉素子）
５０ 接続配線
５１ 制御装置
５２ コネクタ
５３ 電気ケーブル
５４ コネクタ
５５ コネクタ
５６ 相互接続ケーブル
５７ 相互接続ケーブル
５８ 中継モジュール群（グループ）
５９ 筐体
６０ 筐体
６１ 演算処理部
１００ 中継ユニット（中継端子台）
Claims (9)
- 外部の計測機器から入力される複数の入力信号を中継して監視又は計測用の外部端末に出力するための中継端子台であって、
中継モジュールと周期的にセレクト信号を生成するセレクト信号発生装置とを含み、
前記中継モジュールは、
複数の入力信号伝送線と１つの出力信号伝送線と
前記セレクト信号を伝達する複数のセレクト信号伝送線と
前記セレクト信号伝送線が接続された複数の端子と
を備え、
前記複数の入力信号から、前記複数の端子を介して入力された前記セレクト信号により指定された１つの入力信号を周期的に順次選択し、
選択された前記入力信号を前記複数の端子のいずれか及び前記出力信号伝送線を介して出力する
ことを特徴とする中継端子台。 - 請求項１記載の中継端子台に接続されることにより、入力信号を中継して前記外部端末に出力するための中継モジュールを含む中継端子台であって、
前記中継モジュールは、
複数の入力信号伝送線と１つの出力信号伝送線と
前記セレクト信号を伝達する複数のセレクト信号伝送線とを備え、
前記複数の入力信号から前記セレクト信号により指定された１つの入力信号を周期的に順次選択し、
選択された前記入力信号を前記出力信号伝送線を介して出力することを特徴とする中継端子台。 - ＡＤＣをさらに備え、
選択された前記入力信号伝送線に入力された前記入力信号が前記ＡＤＣに接続され、
前記ＡＤＣの出力が前記出力信号伝送線に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の中継端子台。 - 複数のフォトカプラをさらに備え、
前記入力信号伝送線のそれぞれが前記フォトカプラに接続され、
複数の前記フォトカプラを介して入力された信号から周期的に順次１つの入力信号を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の中継端子台。 - ＬＥＤインジケータをさらに備え、
前記入力信号伝送線のそれぞれが前記ＬＥＤインジケータに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の中継端子台。 - 請求項１記載の中継端子台であって、
複数の入力信号伝送線と、第１のコネクタと、第２のコネクタと、第３のコネクタと制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記中継モジュールがマスタであると認識すると、
前記第１のコネクタ、前記第２のコネクタ及び入力信号伝送線を介して入力された信号をシリアルに前記第３のコネクタを介して出力可能とし、
前記中継モジュールがスレイブであると認識すると、
前記入力信号伝送線を介して入力された信号をシリアルに前記第１のコネクタ又は前記第２のコネクタを介して出力可能とすることを特徴とする中継端子台。 - 請求項６記載の中継端子台であって、
前記中継モジュールは、
前記第３のコネクタに外部接続有りと検知すると、マスタであると認識し、
前記第３のコネクタに外部接続無しと検知すると、スレイブであると認識することを特徴とする中継端子台。 - 請求項６又は７記載の前記中継モジュールを複数備え、
少なくとも、前記中継モジュールの前記第１のコネクタが隣接する他の前記中継モジュールの前記第２のコネクタと電気的に接続されているか、又は前記中継モジュールの前記第２のコネクタが隣接する他の前記中継モジュールの前記第１のコネクタと電気的に接続されていることを特徴とする中継端子台。 - 前記第１のコネクタ又は前記第２のコネクタにより互いに電気的に接続された複数の前記中継モジュールの１つが、マスタ中継モジュールに指定されるとともに、その他の前記中継モジュールがスレイブ中継モジュールに指定され、
前記スレイブ中継モジュールは、前記入力信号伝送線を介して入力された信号を、前記マスタ中継モジュール側へ前記第１のコネクタ又は前記第２のコネクタを介してシリアルに出力し、
前記マスタ中継モジュールは、前記入力信号伝送線を介して入力された信号及び前記第１のコネクタ又は前記第２のコネクタの少なくとも一方を介して入力された入力信号を、
シリアルに第３のコネクタを介して出力することを特徴とする請求項８記載の中継端子台。
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|---|---|---|---|
| JP2021034528A JP2021103534A (ja) | 2019-03-29 | 2021-03-04 | 中継モジュール及びそれを用いた中継端子台 |
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| JP2019066496 | 2019-03-29 | ||
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