JPH03201636A - 直列制御装置のデータ入力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明はメインコントローラおよび複数のノードを直
列に接続し、各ノードにはそれぞれ少なくとも１乃至肖
数のセンサ類を接続するようにした直列制御装置に関し
、特にメインコントローラでのデータ入力制御に関する
。

〔従来の技術〕

プレス、工作機械、建設機械、船舶、航空機、無人搬送
装置、無人倉ＩｉＦ等を集中管理する場合、装置各部の
状態を検出する多数のセンサおよび装置各部の状態を制
御する多数のアクチュエータが必要となる。このセンサ
およびアクチュエータの数は例えばプレスを４えた場合
３０００以上にも及び、他の装置においては更に多数と
なるものもある。

従来、この秤の装置を集中管理する集中管理システムと
して、複数のノードを直列に接続するとともに各ノード
に１乃至複数のセンサおよびアクチュエータを接続し、
これらノードをメインコントローラを介して環状に接続
し、このメインコントローラからの信号によって各ノー
ドを制御するようにした構成が４えられている。

このようにノードを直列に接続する構成をとる場合、各
センサの出力の同＋１．７性および各アクチュエータの
制御の同時性をいかにして確保するかが間粕となる。例
えば、各ノードにアドレスを割当て、このアドレスにも
とづき各ノードを制御する構成を考えると、このアドレ
ス処理のための時間遅れが問題となり、各センサの出力
の収集および各アクチュエータの制御に関して満足すべ
き同時性を確保することはできない。

そこで、発明品等は、ノードを直列に接続する構成をと
りながらも各ノードにアドレスを割当てるという発想を
捨て、各ノードをその接続の順番によって識別するよう
にし、これによってアドレス処理を不要にするとともに
アドレス処理に伴う１時間近れを解泪し、更にはノード
の構成を大幅に同格化できるようにした直列Ｉ制御装置
を堤案じている。

この装置は第４図に示すように構成されている。

この直列制御装置はプレスの集中制御システムに適用さ
れるものであり、ホストコントローラ２Ｑ　Ｏはプレス
各部を銃軸管理するものである。メインコントローラ１
００は接続された複数のノドＩ　Ｄ　−１〜１　（１−
２とのデータ授受制御を行うものである。センサ７’Ｊ
１−１．１−２．・・・１−Ｎはプレスの各部に配設さ
れ、プレスの各部の状態を検出するものである。アクチ
ュエータ群２−１゜２−２．・・・２−Ｎはプレスの各
部に配設され、プレスの各部を駆動するものである。こ
れらセンサ群］−Ｎおよびアクチュエータ！Ｓ＄２−Ｎ
はそれぞれノード１Ｏ−Ｎ（Ｎ−１〜Ｎ）に接続されて
いる。これらノード１０−１〜１０−Ｎおよびメインコ
ントローラ１００はループ状に直列接続されている。

第５図は、ノードの数Ｎを５とした場合の当該システム
で用いられるデータ信号のフレーム構成を示すもので、
このデータフレーム信号はメインコントローラ１００か
ら送出され、ノード１０１．１０−２、・・・・・・１
０−Ｎを経内した後、メインコントローラ１００に戻さ
れる。なお、同第５図（ａ）はメインコントローラ１０
０から出力された直後のデータフレーム信号を、同図（
ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はノード１０−１．１〇
−２，１（１−３，１０−４から出力されるデータフレ
ーム信号を、同図（ｆ）はノード１０−５からｒＨ力さ
れる信号（Ｎ−５の場合はメインコントローラ１００へ
帰還入力される信号）をそれぞれ示している。

第５図のフレーム構成における各信号の内容は以下のと
おりである。

ＳＴ１．入力データ（センサデータ）ＤＩの先頭位置を
示す第１のスタートコード ＤＩ　　・入力データ（センサデータ）Ｄｌｑ、第９番
目のノードに接続されたセンサからの入力データ ＳＴＯ；出力データ（アクチュエータ駆動ブタ）の先頭
位置を示す第２のスタート コード ＤＯ、出力データ（アクチュエータ駆動データ） ＤＯｑ　　、第９番１１のノードに接続されたアクチュ
エータへの出力データ ＳＰ　；データ列の終端位置を示すストップコード ＣＲＣ、ＣＲＣチエツク用コード ＥＲＲ、エラー内容およびエラー位置を示すコード、 第４図に示した各ノード］　Ｏ−１〜】０−Ｎては、第
５図（ｂ）〜（【）に示すように、スタートコードＳＴ
ＩとスタートコードＳＴＯの間に当該ノードに接続され
たセンサ１の検出データＤＩ９を付加するとともに、ス
タートコードＳＴＯの後から当該ノードに接続されたア
クチュエータ２への出力データＤＯｑを抜き取るよう動
作する。

したがって、このシステムでは、メインコントローラ１
００からノード１０−１に対して第５図（ａ）に示すよ
うなアクチュエータ制御データＤＯを含むデータフレー
ム信号を送出すれば、このデータフレーム信号がノード
１ｏ−１→ノード１０−２→ノード１０−３→ノード１
０−４→１０５へと順次伝播されることにより上記デー
タフレーム信号中のアクチュエータ制御データＤＯが該
当するノードへ割り振られるとともに、各ノードてｖｉ
たセンサ１１Ｔの検出データが同データフレーム信号中
へ取り込まれる。この結果、上記データフレーム信号が
メインコントローラ１００へ帰還されたときには、第５
図（ｆ）に示すように、アクチュエータ制御データＤｏ
は全てなくなり、センサ群の検出データが同フレーム信
号中に含まれることになる。

このようにこの装置によれば、データフレーム信号中に
ＣＲＣコードを設け、各ノードおよびメインコントロー
ラでは各ノード問およびノード−メインコントローラ間
の通信エラーを検出するとともに、さらにデータフレー
ム信号中にエラーコードＥＲＲを設け、各ノードではノ
ード間信号線の断線、ｎノード内回路のエラーを検出し
、エラー内容を前記エラーコードＥＲＲにのせて送出す
るようにしている。

［発明が角ダ決しようとする課題］ しかしながら、この従来のエラー検出方式ては、ノード
とセンサ肝との間の信号線あるいはセンサ臼体にノイズ
が混入することを原因として検出データが「０」から「
１」あるいは「１」から「０」に変化するなどのエラー
が発生した場合、これを真のデータ変化か、エラーによ
るデータ変化かを識別できないという問題があった。特
にこの直列１、制御装置が適用されるプレス、工作機械
、建設機械、船舶、航空機、無人搬送装置、無人倉犀等
の環境はノイズが混入しやすい悪環境にあり、上記問題
に対する対策が切望されていた。

この発明はほこのような生活に鑑みてなされたもので、
前記センサーノード間のエラーをも含めてシステムに発
！にしたエラーを確実に検出できるとともに、該エラー
データによる誤制御を未然に防１１−することができる
直列制御装置のデータ入力制御′Ｉ装置を提供すること
を［１的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、１乃至複数のセンサを接続したノードを
メインコントローラを含んで直列接続し、前記メインコ
ントローラは所定のデータフレーム信号を前記センサの
検出データの変化間隔より十分短い周期で送出し、前記
各ノードは当該ノードに接続されるセンサからのデータ
を前記データフレーム信号にのせるようにした直列制御
装置において、 メインコントローラに、 入力された前記データフレーム信号中に含まれるセンサ
のデータを予め設定した複数の周期にわたって諒数同比
較する比較手段と、該複数回の比較結果が一致したとき
にのみ前記各センサのデータを真のデータとして取り込
むデータ入力手段とを具えるようにする。

〔作用〕

メインコントローラでは、データフレーム信号を受信す
ると、入力された前記データフレーム信号中に含まれる
センサのデータを対応するビット毎に、あるいは各ノー
ドのデータ毎に予め設定した所定同数比較する。この比
較の結果、前記所定同数の比較結果が一致したときにの
み前記各センサのデータを真のデータとして取り込むよ
うにする。前記比較結果が不一致のときは、この不一致
のデータはデータとして取り込まれない。かかる入力制
御によれば、センサのデータがエラーによらず本当に変
化したときには、そのデータ取り込み１１！ｉ期が前記
所定同数の比較処理にχ・Ｉ応する０間だけ遅れるが、
この場合前記メインコントローラはデータフレーム信号
を前記センサの険出データの変化間隔より十分短い周期
で送出するようにしているので、事実上問題はない。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明する。

以Ｆの実施例は、この発明を先の第４図および第５図を
用いて説明した直列制御装置に適用したものであり、第
１図はメインコントローラ１００の内部構成を示すもの
である。なお、この第１図は主にメインコントローラ１
００の受信側の構成を示すものである。

たたし、この第１図のメインコントローラ１００におい
ては、第５図に示したデータフレーム信号の送出周期は
各ノードに接続されたセンサ１−１〜１−Ｎおよびアク
チュエータ２−１〜２−Ｎのデータ変化間隔より充分短
く設定していることを前堤としている。したがって、各
ノードを伝播してメインコントローラ１００に入力され
るデータフレーム信号の受信間隔（以下サンプリング周
期という）もセンサおよびアクチュエータのデータ変化
間隔より充分短いものとなる。

第１図において、受信復調部２０は入力されたデータフ
レーム信号に所定の復調処理を加える。

この復調出力はＥＲＲ検出部２１、ＣＲＣチエツク部２
部下２力データ格納制御部２３、入力データ格納部Ｍ１
、受信終了検Ｈ１部２４に接続されている。

ＥＲＲ検出部２１では第５図に示したデータフレーム信
号中のエラーコードＥＲＲを判別し、エラーが発生して
いる場合はエラー発生信号Ｅａを比較転送コントローラ
３０へ入力する。

ＣＲＣチエツク部２部下２第５図に示したデータフレー
ム信号中のＣＲＣコードによりＣＲＣチエツクを行うこ
とで、メインコントローラ１００と前段ノード１　（１
−Ｎとの間の通信エラーを検出する。このＣＲＣチエツ
クによりエラーが検出された場合はＣＲＣエラー発生信
号Ｅｂを比較転送コントローラ３０へ入力する。

これらＥＲＲｔ＆出部２１でのエラー検出内容（エラー
のｆ’Ｉｆ類、エラー発生ｆ装置）およびＣＲＣチエツ
ク部２部下２チエツク結果は第４図のホストコントロー
ラ２００に送出され、履歴が残されるとともに、所定の
エラー処理が実行される。

入力データ格納制御部２３では、例えば第５図に示した
データフレーム信号中のスタートコードＳＴＩを検出し
、該検出ｎ、′？点から入力データ格納部Ｍ１を能動と
することによりデータフレーム信号中のセンサデータＤ
Ｉ　　−ＤＩｌを入力データ格納部Ｍ１にストアする。

入力データ格納部Ｍ２〜Ｍ４は複数のサンプリング周期
分のデータ比較処理のために設けられたセンサデータＤ
Ｉ　　−ＤＩｌｔ３納用のバッファである。入力データ
格納部Ｍ１〜Ｍ４は４個あるので、最大４サンプリング
周期分のセンサデータを格納することができる。

真データ格納部Ｍａはエラーによるデータではないとｔ
、１１定された真のデータが格納されるバッファてあり
、この真データ格納部Ｍａに格納されたセンサデータの
みがホストコントローラ２００へ送出される。

受信柊ｒ検出部２４は、データフレーム信号中のエラー
コードＥＲＲの終端を検出することによりデータフレー
ム信号の受信終了を検出し、検出信号を比較転送コント
ローラ３０は入力する。

比較回数設定スイッチ４０は入力されたセンサデータを
真のデータとみなすための複数のサンプリング周期に亘
るデータ比較回数を設定するためのもので、このデータ
比較同数オペレータによって仔意に設定される。この実
施例では入力データ格納部Ｍ１〜Ｍ４は４個あるので、
比較回数Ｃｎの最大設定値は３であり、この場合は比較
回数Ｃｎ−１とする。

比較転送コントローラ３０では、入力データ格納部Ｍ１
〜Ｍ４にストアされた複数のサンプリング周期分のセン
サデータを、比較回数設定スイッチ４０の設定回数と同
じ数Ｃｎだけ各ビットｑ＋位に比較し、これら比較の結
果、一致したセンサデータのみを真のデータと１′１１
断じて真データ格納部Ｍａにストアする動作、および入
力データ格納部Ｍ１〜Ｍ４…瓦間、人カデータ格納部Ｍ
１〜Ｍ４−真データ格納部Ｍａ間のデータ転送などを行
うものであり、その詳細動作を第２図のフローチャート
を参照して説明する。この場合、前述したように比較同
数Ｃｎ−１である。したがってこの場合は、入力データ
格納部Ｍ３　、Ｍ４は機能しない。

まず、メインコントローラ１００の受信復調部２「）に
データフレーム信号が入力されると、入力データ格納部
２３は該データフレーム信号中のＳＴ　Ｉコードを検出
し、該検出時点から入力データ格納部Ｍ１をアクティブ
とする。これにより、データフレーム信号のセンサデー
タＤＩＮ−Ｄ１１は入力データＦ８紬部Ｍ１に格納され
る。

この後、受信終了検出部２４から検出信号が入力される
と、比較転送コントローラ３０はＥＲＲ検出部２］、Ｃ
ＲＣチエツク部２２の検出信号Ｅａ、Ｅｂによりノード
からエラー発生報告があったか否かおよび前段ノードと
の間でＣＲＣエラーがあったか否かを判定しくステップ
１００）、いずれかのエラーが発生している場合は以下
のデータ転送および比較処理は行わない（ステップ１１
０）。すなわち、上記エラーが発生している場合はセン
サデータＤＩ　　−ＤＩ、が−旦入力デー夕格納部Ｍ１
にストアされる処理が行われるのみであり、次のサンプ
リング周期にデータフレーム信号が入力されると現（１
”入力データ格納部Ｍ１にストアされているエラー売主
＋１７７のデータは前記次のサンプリング周期のデータ
で更新されることになる。すなわち、エラー発生１１ｊ
７のデータは実質的には廃棄されることになる。

しかし、上記エラーが発生していない場合、比較転送コ
ントローラ３０はデータフレーム信号中のセンサデータ
に関するアドレスビットを初期値に設定しくステップ１
２０）、これら初期アドレスを入力データ格納部Ｍ１お
よびＭ２に加えることにより、入力データ格納部Ｍ１内
にストアされた前期初期アドレスに対応するセンサデー
タ（１ビツト）と入力データ格納部Ｍ２内にス！・アさ
れた前期初期アドレスに対応するセンサデータ（１ピッ
Ｉ−）とを読み出し、これらを比較する（ステップ１３
０）。この初期アドレスは第５図に示したデータフレー
ム信号中のＳＴｌコードの直後に存γ「するセンサデー
タ１ビツトのアドレスに対応する。また、この比較時点
においては入力データ格納部Ｍ２には、通常は（この通
常とは、エラー信号ＥａＳＥｂが発生しているとき以外
、という意味）１つ前のサンプリング周期に入力された
センサデータがストアされている。

すなわち、このステップ１３０では、前同受信したデー
タフレーム信号中の初期アドレスに対応するセンサデー
タ１ビツトと今回受信したデータフレーム信号中の初期
アドレスに対応するセンサデータ１ビツトとが比較され
る。

この比較の桔県、両者が一致すると（ステップ１４（１
）、比較転送コントローラ３０は入力データ格納部Ｍ２
にストアされている前回のデータ１ビツトをＷ、シいデ
ータであると判定し、真データ格納部Ｍａの対応する記
憶領域に書き込むとともに、入力データ格納部Ｍ１にス
トアされている今同のデータ１ビツトを入力データ格納
部Ｍ２の対応する記憶領域に書き込む（ステップ１５０
．１６０）。

しかし、ステップ１３０の比較の結果、両者のデータが
不一致のとき比較転送コントローラ３０は、真データ格
納部Ｍａにデータを書き込む処理は行わず、入力データ
格納部Ｍ１にストアされている今同のデータ１ビツトを
入力データ格納部Ｍ２のχ、１応する記憶閉域に書き込
む処理のみを行う（ステップ１６０　）。

すなわち、第３図はデータフレーム信号中のＳＴｌコー
ドに続く２ビットのセンサデータＤ１、Ｄ２の４ガンブ
リング周期分の入力例を示すものであり、右側に示した
データＤＩ−Ｄ２−が上記比較処理の桔県、真データ格
納部Ｍａに書き込まれるデータを示している。この例に
よれば、ハツチングを付した２周期］１のデータＤ２に
エラーが発生しているが、このエラーデータは真データ
格納部Ｍａには書き込まれず、このとき真データ格納部
Ｍａには前サンプリング周期のデータが保持されたまま
である。すなわち、真データ格納部Ｍａのデータ内容は
上記比較結果が一致したときは前サンプリング周期のデ
ータで更新されるが、上記比軟結果が不一致のときは真
データ格納部Ｍａのデータ内容は更新されず、真データ
格納部Ｍａでは前サンプリング周期以前に書き込まれた
データが保持されることになる。

上記のいずれにしても、ステップ１６０の処理が終ｒす
ると、比較転送コントローラ３０はデータフレーム信号
中のセンサデータに関するアドレスビットを＋１　ｔ＝
、（ステップ１−７０）、この＋１したアドレスビット
が最終アドレスでないかぎり（ステップ１８０）、再び
入力データ格納部Ｍ１内にストアされた（？刀期アドレ
ス＋１）に対応するセンサデータ１ビツトと入力データ
格納部Ｍ２内にストアされた前期（初期アドレス＋１）
にχ・Ｉ応するセンサデータ１ビツトとを読み出し、こ
れらを比較する（ステップ１３０）。そして、前期間（
ｌにして、両者が一致すると（ステップ１４０）、比較
転送コントローラ３０は入力データ格納部Ｍ２にストア
されている前回のデータ１ビツトを真データ格納部Ｍａ
の対応する記憶領域に書き込むとともに、入力データ格
納部Ｍ１にストアされている今回のデータ１ビツトを入
力データ格納部Ｍ２の対応する記憶領域に書き込む（ス
テップ１５０．１６０）。また、ステップ１３０の比較
の結果、両者のデータが不一致のときは比較転走コント
ローラ３０は、前期同様にして、真データ格納部Ｍａに
データを書き込む処理は行わず、入力データ格納部Ｍ１
にストアされている今回のデータ１ビツトを入力データ
格納部Ｍ２の対応する記憶領域に書き込む処１ｐのみを
行う（ステップ１６　（＋　）。

比較転送コン！・ローラ３０はこの様な処理を入力され
たフレーム信号中に含まれるセンサデータの最終ビット
まで繰り返し実行する。

このような処理によって真データ格納部Ｍａにスｉ・ア
されたデータのみがその後、第４図のホストコントロ−
ラ ｉ・ローラ２００においてデータの解析処理が実行され
る。

このようにこの実施例によれば、メインコントローラ１
００ては、データフレーム信号を受信すると、入力され
た前記データフレーム信号中に含まれるセンサのデータ
を対応するビット毎に１回化較し、この比較の結果側デ
ータが一致したときにのみ前記各センサのデータを真の
データとして取り込み、前記比較結果が不一致のときは
この不−１２のデータはデータとして取り込まれないよ
うにしたので、従来技術では検出し得なかったノード−
センサ間でのノイズ混入、あるいはセンサ臼体のエラー
によりセンサデータが変化した場合も含めて各種原因に
よるエラーを確実に検出できるとともに、このエラーに
よるセンサデータを排除することができる。したがって
、ホストコントローラ１　０　Ｄにはエラー排除された
ｉＥ　Ｌいセンサデータのみが入力されることになり、
正確なデータに基４″＜適ｉ「なアクチュエータ制御を
なし得るようになる。

なお、実施例装置においては、センサのデータがエラー
によらず本当に変化したときには、そのデータ取り込み
時期が１サンプリング周期に対応する０開だけ遅れるが
、この場合前記メインコントローラはデータフレーム信
号を前記センサの検出データの変化間隔より十分短い周
期で送出するようにしているので、実際上問題はない。

また上記実施例においては、比較転送コントローラ３０
はピッｌ，　１１１位にセンサデータを比較、更新する
ようにしたが、この比較および更新の早暁は１つのノー
ドに含まれるセンサデータを中位としてもよく、さらに
は全ノードに含まれるセンサデータを１■位としてもよ
い。

また本光明は、実施例にホしたようなループ状接続のシ
ステムに限らず、ノードがシリアルに接続されたシステ
ムにも連相することができる。

さらに上記実施例では、第５図に示したように、データ
の押入、付加によりデータフレーム信号に対するデータ
の授受が行われるフレーム構成を採用するようにしたが
、各ノードにアドレスを割当て、前記データフレーム信
号中にこれら各アドレスに対応するデータ領域を個別に
備えたフレーム構成を採用するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、メインコントロ
ーラに直接接続されていないセンサとノードとの間のエ
ラーを集中的に発見することができるとともに、ノード
−ノード間の通信エラーおよびノード内でのエラーも含
めて検出することができる。つまり、センサから出力さ
れたデータが各ノードを経てメインコントローラに入力
されるまでの全経路に旦るエラーを検出することができ
る。さらにこの発明によれば、エラーが検出されたとき
のデータは実質的には初陣されるので、１Ｅしいデータ
のみが出力されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
実施例の作用を説明するフローチャート、第３図は実施
例におけるデータ更新態様の一例を示す図、第４図は直
列制御装置の全体構成を示すブロック図、第５図はデー
タフレーム信号の伝播態様を示す図である。 １・・・センサ群　　２・・・アクチュエータ群１０・
・・ノード　　２３・・・入力データ格納制御部　　３
０・・・比較転送コントローラ１００・・・メインコン
トローラ　　２００・・・ホストコントローラ 第１図 １ Ｄ２ 腐３図 １ 第４ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１乃至複数のセンサを接続したノードをメインコ
   ントローラを含んで直列接続し、前記メインコントロー
   ラは所定のデータフレーム信号を前記センサの検出デー
   タの変化間隔より充分短い周期で送出し、前記各ノード
   は当該ノードに接続されるセンサからのデータを前記デ
   ータフレーム信号にのせるようにした直列制御装置にお
   いて、前記メインコントローラは、 入力された前記データフレーム信号中に含まれるセンサ
   のデータを予め設定した所定数の周期にわたって所定数
   回比較する比較手段と、 該所定数回の比較結果が一致したときにのみ前記各セン
   サのデータを真のデータとして取り込む制御を行うデー
   タ入力手段と、 を具える直列制御装置のデータ入力制御装置。
2. （２）前記比較手段は前期複数の周期分のセンサのデー
   タを対応するビット毎に比較し、前記データ入力手段に
   よる前記データの取り込み制御はビット単位に行われる
   請求項（１）記載の直列制御装置のデータ入力制御装置
   。
3. （３）前記比較手段は前期複数の周期分のセンサのデー
   タを対応するノードのデータ単位に比較し、前記データ
   入力手段による前記データの取り込み制御も各ノードの
   データ単位に行われる請求項（１）記載の直列制御装置
   のデータ入力制御装置。