CN101962111A - 控制/监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制/监控系统，具有多个由主站和仅与主站连接的分站构成的终端，并且能够正确地检测终端中的主站和分站的断线。本发明的控制/监视系统包括多个终端，该终端由与共用的数据信号线连接的主站和与上述主站连接的分站构成。并且，在发送到上述多个终端的控制数据列的任意位置指定与多个上述主站及分站分别对应的索引地址的一个，识别出了在上述任意位置指定的上述索引地址与本站对应这一情况的上述主站、以及识别了上述索引地址与连接到本站的分站对应且上述分站被连接这一情况的上述主站，发送与上述主站或上述分站对应的确认信号。

Description

控制/监控系统

技术领域

本发明涉及一种控制/监控系统，用于统括性地控制从在物品的保管架等收容空间中保管的物品中接收、补给适当的物品的指示，并监控保管架等的状态。

技术背景

作为物品接收管理系统的代表例，包括在组装生产工艺、尤其是单元生产方式的工艺等中广泛使用的拣选系统。该拣选系统用于控制从在物品的保管架保管的物品中接收产品的组装所需要的配件的作业、反之向保管架补给的作业的指示。更具体地说，在多个保管架分别配置终端，该终端显示配置有物品这一情况并且具有以搬出了该物品为内容的通知信息的输入机构，将这些终端经由母站与控制器连接。控制器经由在用于保管物品的保管架装备的终端来进行配件的接收指示。作业者按照该指示接收物品，并且作为接收完成的输入而操作终端的杠杆开关。从而，该操作信号被传输到上述控制器。控制器根据该信息识别作业的进度状态，管理配件的库存，进行用于向保管架的物品补给的判断，防止误作业。

如上所述，将具有对作业者的显示机构、自作业者的输入机构的终端分别配置在多个保管架上，因此其需要数量大，对系统成本带来的影响也大。因此，为了降低系统成本，例如提出了在国际公开WO2009/028008号公报中公开的终端。该终端包括用于提供彼此连续的地址的主站支站终端(以下称为主站)和分站支站终端(以下称为分站)，分站中与母站的通信或除了输入开关和显示器之外的所有的电路依赖于主站，因此可以使其结构简化，与现有的终端相比抑制单价，可以实现系统成本的降低。

另一方面，这种多个终端全部正常地连线这一情况的确认在系统的使用中是极为重要的事项，对于其方法也提出了各种方案。例如，在JP特开昭62-173830号公报中提出了时间分割多重传输系统的断线检测方式。在该断线检测方式中，从通过来自相当于上述控制器的主机单元的传输信号而依次指定了地址的终端单元发出的回应(确认)信号若没有被主机单元接收到，则可以判断为在信号线中产生了断线。

此外，作为其他例子，例如在JP特开平6-156709号公报所公开的数据传输装置及其终端单元中，在数据传输环绕时进行利用了对其次数进行计数的环绕计数器的断线检测。在该传输装置中，主机单元通过依次变更指定地址而以在各终端单元环绕的方式巡回的同时，在其与各终端单元之间序列地传输信号，反复进行数次该环绕，而在其与各终端单元之间反复进行数据的收发。另一方面，各终端单元在数据传输环绕时，环绕计数器对其次数进行计数，并以变成了分配到该终端单元的预定值为条件，向信号线输出确认信号。因此，可以根据该确认信号的有无，判断各终端单元中的断线的有无。

专利文献1：国际公开WO2009/028008号公报

专利文献2：JP特开昭62-173830号公报

专利文献3：JP特开平7-99503号公报

但是，在由主站和分站构成终端的情况下，为了简化其结构，优选不将分站连接到连接母站的通信线，而仅连接到主站，在现有的方法中存在无法检测分站的连接断线(以下称为断线)的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种控制/监控系统，具有多个由主站和仅与主站连接的分站构成的终端，并且能够正确地检测终端中的主站和分站的断线。

本发明的控制/监视系统包括多个终端，该终端由与共用的数据信号线连接的主站和与上述主站连接的分站构成。并且，在发送到上述多个终端的控制数据列的任意位置指定与多个上述主站及分站分别对应的索引地址的一个，识别出了在上述任意位置指定的上述索引地址与本站对应这一情况的上述主站、以及识别出了上述索引地址与连接到本站的分站对应且上述分站被连接这一情况的上述主站，发送与上述主站或上述分站对应的确认信号。

在本发明中，确认信号是指，与指定的索引地址对应的终端向母站发送的、与索引地址的指定相对的响应。此外，索引地址是指用于将多个主站及分站各自区分开的地址。附加给各主站及分站的地址虽然合适，但并不限于此。例如，也可以是在与多个主站及分站各自对应的数据列中的预定位置附加的地址编号。此时，为哪个位置可以任意，可以是数据列的开头、中间或最后。

优选上述任意位置是紧挨着表示上述控制数据列的终结的END信号的之前。

优选的是，上述控制数据列在具有输出期间和输入期间的监控/控制数据信号中的上述输出期间被发送，上述确认信号在表示上述监控/控制数据信号的终结的END信号中的上述输入期间被发送，其中，在所述输出期间从连接到上述数据信号线的母站向上述终端输出数据，在所述输入期间从上述终端向上述母站输入数据。

根据本发明的控制/监控系统，可以通过在发送到多个终端的控制数据列的任意位置指定的索引地址、和确认信号的有无，正确地检测特定的主站和分站的断线。即，识别出了索引地址与本站对应这一情况的主站、以及识别出了索引地址与连接到本站的分站对应且上述分站被连接这一情况的主站，发送与上述主站或上述分站对应的确认信号，因此没有得到确认信号的索引地址表示与该地址对应的主站或分站中产生了断线。因此，在具备多个由主站和仅与主站连接的分站构成的终端的同时，可以将没有连接到共用的数据信号线的分站的断线与主站的断线区分开而正确地检测。

指定索引地址的位置可以是控制数据列中的任意位置，但若为紧挨着表示控制数据列的终结的END信号之前，则可以不变更已有系统中使用的数据列地指定索引地址。因此对于已有系统也可以简单地适用。

此外，在与数据信号线连接的母站和终端的信号的收发中，若使用具有从母站向终端输出数据的输出期间和从终端向母站输入数据的输入期间的监控/控制数据信号，进行事实上的双方向通信，则可以提高通信速度，可以更迅速地进行断线检测。另外，此时，对多个终端的控制数据在输出期间发送。此外，若确认信号在表示监控/控制数据信号的终结的END信号中的输入期间发送，则可以不变更在已有系统中使用的数据列地发送确认信号。因此，对于已有系统也可以简单地适用。

附图说明

图1是本发明的控制/监控系统的实施例的母站的系统结构图。

图2是表示该控制/监控系统的概要的系统结构图。

图3是该控制/监控系统的母站中存储的索引地址表的示意图。

图4是该控制/监控系统所使用的终端的框图。

图5是表示在该控制/监控系统中在终端和母站之间收发的控制监控信号的示意图。

图6是在该控制/监控系统中在母站和终端之间收发的信号的时序图。

标号说明

1控制器

2主站

3分站

4终端

5a、5b连接器

6母站

7a、7b显示灯

8a、8b杠杆开关

10管架

11输出单元

12输入单元

13控制信号数据

14初始设定信号数据

15监控信号数据

16断线检测信号数据

38地址设定电路

39地址设定开关

40TN输入输出电路

41控制数据信号提取机构

42地址提取机构

43终端输入输出部

44输出数据部

45输入数据部

46断线检测线路

47、48晶体管

49电容器

50二极管

61输出数据部

62索引地址检测部

63时序产生部

64母站输出部

65母站输入部

66输入数据部

67传输分压器电流电路

68索引地址表

71振荡器

72时序产生机构

73控制数据产生机构

74线路驱动器

75DC电源

76监控信号检测机构

77监控数据提取机构

78END响应数据提取部

79断线检测机构

具体实施方式

参照图1～图6说明本发明的控制/监控系统的实施例。

首先从控制/监控系统的概要说明。如图2所示，该控制/监控系统用于进行在保管架的收容空间保管的物品的管理，包括控制器1、母站6及多个终端4。

控制器1和母站6并联连接，通过并列信号高速地进行数据的收发。从控制器1向母站6，从输出单元11发送作为并列(并联)数据的控制信号数据13和初始设定(初始化)信号数据14。此外，从母站6的输入数据部66向控制器1的输入单元12，发送作为并列(并联)数据的监控信号数据15和断线检测信号数据16。母站6经由数据信号线DP、DN而与多个终端4共享数据。并且，控制器1可以经由母站6掌控所有的控制/监控数据。

如图2所示，终端4包括：连接到数据信号线DP、DN的主站2；和分站3，经由连接器5a、5b通过4根信号线连接到主站2。主站2和分站3分别包括：显示灯7a、7b，固定在保管架的管架(pipe rack)10上，用于进行向作业者的指示；和杠杆开关8a、8b，用于进行作业的确认。显示灯7a、7b在上述控制器1的控制下动作，此外，杠杆开关8a、8b的接通断开(ON/OFF，通断)状态可以由控制器1来把握。

接下来对构成该控制/监控系统的各要素进行详细说明。首先，母站6如图1所示，包括输出数据部61、索引地址检测部62、时序产生部63、母站输出部64、母站输入部65、输入数据部66、END响应数据提取部78以及断线检测机构79。输出数据部61将从控制器1的输出单元11作为控制信号数据13接收的并列数据提供到母站输出部64。该控制信号数据13例如用于进行显示灯7的点亮熄灭的指示。

索引地址检测部62在设于其内部的索引地址表68中存储有索引地址数据。索引地址数据是用于确定作为断线检测的对象的主站和分站的数据，使用多个主站和分站的各自的地址。索引地址数据被提供到控制数据产生机构64和断线检测机构79。此外，接收上述初始设定信号数据14而生成图3所示的表格，其生成顺序在下文说明。另外，在图3中，地址#adna、#adnb中的n表示用于区分多个终端4的编号，文字列的末尾的a表示主站、b表示分站，终端4的地址的次序，作为#ad1a、#ad1b、#ad2a、#ad2b、以后同样地直到n位置的连续次序，而记载为#adna、#adnb。

时序产生部63由振荡电路(OSC)71和时序产生机构72构成，从OSC71获得了时钟信号的基本信号的时序产生机构72生成时钟信号并提供给母站输出部64。母站输出部64由控制数据产生机构73和线路驱动器74构成，控制数据产生机构73根据从输出数据部61和索引地址检测部62接收到的数据以及从时序产生部63接收到的时钟信号，生成控制信号，并经由线路驱动器74发送到共用数据信号线DP、DN。

线路驱动器74此外从DC电源75接受电源供给，与控制信号一起经由共用数据信号线DP、DN供给终端86用的电路电源。

母站输入部65由监控信号检测机构76和监控数据提取机构77构成，向输入数据部66发送输入数据信号。监控信号检测机构76用于检测经由共用数据信号线DP、DN从终端4发送的监控信号。从终端4发送的监控信号，通过电流的有无表示杠杆开关8的动作的有无，在发送了开始信号STB后，从各终端4依次接收。监控信号的监控数据与时序产生机构72的信号同步地由监控数据提取机构77提取，并作为串列的输入数据信号发送到输入数据部66和END响应数据提取部78。输入数据部66将从母站输入部65接收到的串列的输入数据信号转换为并列(并联)数据，并作为监控信号数据15发送到控制器1的输入单元12。

从母站输入部65接收到串列的输入数据信号的END响应数据提取部78，从该信号提取确认信号、即END响应。并且，若是在上述索引地址表生成时，END响应数据提取部78就将提取出确认信号的信息提供给上述索引地址检测部62，若是在进行断线检测时就发送到断线检测机构79。在输入数据部66中，根据上述断线检测机构79的信号数据，将断线的有无作为断线检测信号数据16发送到控制器1的输入单元12。

母站6此外作为传输接口电路而具有传输分压器电流电路67。传输分压器电流电路67与母站输出部64内的线路驱动器74连接，用于使共用数据信号线DP和DN间的传输路径稳定。

如图4所示，终端4的主站2包括地址设定电路38、地址设定开关39、终端输入输出电路40(以下称为TN输入输出电路40)以及控制数据信号提取机构41。另一方面，分站3具有与主站2基本相同的外观，但不具备主站2所具备的上述结构。即，分站3虽然具有显示灯7b和杠杆开关8b，但其内部不具备电路，基于上述结构的地址设定功能、通信功能全部都依赖于主站2。

上述地址设定开关39用于在终端4的设置时设定本站的地址，可以在该地址设定开关39所具有的范围内自由地设定地址。由地址设定开关39设定的地址被地址设定电路38识别，并提供给TN输入输出电路40的地址提取机构42。另外，地址的设定不限于基于开关的机械方法，例如也可以用从母站6发送预先设定的值并将其存储起来的方法来进行。

TN输入输出电路40包括地址提取机构42、终端输入输出部43(以下称为TN输入输出部43)、输出数据部44以及输入数据部45。向地址提取机构42，如上所述，提供由地址设定电路38识别出的本站地址，并且从共用数据信号线DP、DN经由控制数据信号提取机构41传输控制数据信号。地址提取机构42根据这些数据而获得本站地址的数据，将该数据提供给TN输入输出部43。提供给TN输入输出部43的数据进一步被提供给输出数据部45，根据这些数据，主站2的显示灯7a及分站3的显示灯7b进行点亮、熄灭等显示。

此外，经由输入数据部44向TN输入输出部43输入操作了主站2的开关8a或分站3的开关8b时的信号。进而，向TN输入输出部43输入来自断线检测线路46的反转信号CNT。反转信号CNT，在经由连接器5连接的主站2和分站3的连接断线了时成为“off(断开)”。并且，索引地址与主站2对应时，在主站2的确认信号(结束(END)响应数据)时机下，Iout信号与CNT信号无关地成为“on(接通)”，晶体管47成为“on”，向共用数据信号线DP、DN连接确认信号。另一方面，索引地址与分站3对应时，在分站3的确认信号(结束响应数据)时机下，CNT信号若为“on”，则Iout信号为“on”，晶体管47为“on”，向共用数据信号线DP、DN输出连接确认信号。此外，在分站3的确认信号(结束响应数据)时机下，若CNT信号为“off”，则Iout信号为“off”，晶体管47为“off”，没有向共用数据信号线DP、DN输出连接确认信号，如下文所述检测到分站3的断线。经由输入数据部44输入的监控数据也通过基于Iout信号的“on”“off”的晶体管47的“on”“off”操作，而作为监控信号输出到共用数据信号线DP、DN。

连接确认信号和监控信号作为电流信号被发送。如图4所示，在终端4中，具有在共用数据信号线DP和DN之间经由二极管50并联地插入的电容器49，在作为脉冲状电压信号的控制信号中的低电压期间，在该电容器49保持有充电电压的期间，利用二极管50为“off”这一情况，发送作为监控信号的电流信号。另外，由于在电容器49的数据信号线DP侧端子和数据信号线DP之间插入了二极管50，因此在控制信号中的高电压期间，从数据信号线DP经由二极管50向数据信号线DN侧流动充电电流，对电容器49充电。即，在同一传输时钟期间，可以实现母站6和终端4的双方向数据传输(全2重传输)。

另外，终端4并不具备特别专用的电源，但根据从共用数据信号线DP、DN供给的重叠了电源的脉冲信号，由二极管、电容器和三端子电源元件制作出了在终端4的主站2内部使用的电源电压。

如图5所示，从母站6发送的控制数据由以下部分构成：开始信号STB、与之接续的第一个(#ad1)终端4的主站2(#ad1a)的控制“on”/“off”数据部、与之接续的第一个终端4的分站3(#ad1b)的控制“on”/“off”数据部、进一步与之接续的第二个(#ad2)终端4的主站2(#ad2a)的控制“on”/“off”数据部、之后同样地接续到第n个终端4的分站3(#adnb)的控制“on”/“off”数据部、进而之后的索引地址数据部、以及表示数据列的终结的END数据。从终端4向母站6发送的监控“on”/“off”数据部在控制“on”/“off”数据部期间内同时进行。此外，母站6和各终端4之间的传输在系统的动作中反复进行。

在图5中，上段的控制“on”/“off”数据部是从母站6发送的控制数据，下段的监控“on”/“off”数据部是从终端4发送的监控数据。控制“on”/“off”数据部中的控制数据的最初的比特(DSP1a)是指示主站2的显示灯7a点亮或熄灭的数据，在使显示灯7a点亮时为“on”，否则为“off”。下一比特(DSP1b)是对分站3的显示灯7b的指示数据，在使显示灯7b点亮时为“on”，否则为“off”。另一方面，监控数据的最初的比特(SW1a)表示主站2的杠杆开关8a的状态，根据杠杆开关8a的状态而为“on”或“off”。下一比特(SW1b)表示分站3的杠杆开关8b的状态，根据杠杆开关8b的状态而为“on”或“off”。以下同样地，与所有的终端4相关的数据接续。

索引地址数据部的值(上段的控制数据)是与作为进行断线检测的对象的终端4对应的索引地址数据。

接收到上述初始设定信号14的母站6，将索引地址数据部的值(上段的控制数据)，按照由开始信号STB、与之接续的控制“on”/“off”数据部及监控“on”/“off”数据部、索引地址数据部、结束信号END构成的传输循环每次加“1”，直到到达终端4的最大的地址值。在各终端4中，分配到本站的主站2或分站3的地址与索引地址数据部的数据值一致时，该终端4对END数据发回“on”的响应。不一致时发回“off”的响应。在END响应(END下段)为“on”时，由母站6的END响应数据提取部78提取，将该主站2或分站3的地址作为索引地址数据存储到索引地址检测部62的内部具备的内部存储器中。

不接收初始设定信号14时、即进行断线检测时，母站6从存储于索引地址表68中的索引地址数据组中选择表格编号为1的索引地址数据(#ad1a)，并传输该数据。接着，按照上述传输循环，将与各表格编号对应的索引地址数据依次传输到终端4。另外，在图5中，索引地址数据部为4比特(bit)，但其宽度没有限制，可以根据终端4的数量来决定。在各终端4中，首先，在分配到主站2的地址、即由地址设定开关39设定的值与索引地址数据部的数据值一致时，该终端4的主站2对END数据发回“on”的响应。该“on”的响应(END响应数据)相当于本发明的确认信号，在终端4以“on”发回了END响应数据时，该终端4的主站2被连接。

另一方面，在分配到预先确定的分站3的地址值与索引地址数据部的数据值一致时，该终端4的主站2在分站3的确认信号(结束响应数据)时机下，若上述CNT信号为“on”则对END数据发回“on”的响应。此时，该终端4的分站3被连接。

此外，在分配到预先确定的分站3的地址值与索引地址数据部的数据值一致时，该终端4的主站2在分站3的确认信号(结束响应数据)时机下，若上述CNT信号为“off”，则对END数据发回“off”的响应。此时，该终端4的分站3断线。

END响应如上所述由END响应数据提取部78提取。并且，断线检测机构79将从索引地址检测部62提供的索引地址数据与由END响应数据提取部78提取出的END响应数据对照，若END响应数据为“off”，则视为与索引地址对应的主站2或分站3断线，将断线检测信息发送到输入数据部66。在输入数据部66中，根据该信息，将与索引地址对应的主站2或分站3的断线信息作为断线检测信息数据16发送到控制器1的输入单元12。因此，在END响应数据为“off”时，由控制器1识别到其主站2或分站3断线。

接下来参照时序图说明母站6和终端4之间的上述信号的收发。

图6是表示在数据列的地址编号(不是终端4的地址)为0～1、即关于图5所示的#ad1的终端4和#ad2的终端4的数据中，#ad2的终端4中的主站2的杠杆开关8a为“on”的情况的时序图。

在图6中，上数第3段的信号Vx是从母站6经由共用数据信号线DP、DN传输到终端4的一系列脉冲状的传输时钟信号，相当于控制信号。该信号Vx相对于接地电平GND具有21.5V的平均电源电压，成为对终端4内部的电源。此外，信号Vx从由比自身的通常脉宽长的“on”时间的脉冲信号构成的未图示的开始信号开始，在连接了分别与多个终端4相对的脉冲数据后，接续与索引地址数据部对应的脉冲数据，由识别信号的最终的未图示的END数据结束。另外，与各终端4对应的数据单元、即传输时钟数被预先规定。在图5的情况下，各终端4的主站2和分站3分别对应了1传输时钟。但是，该数据单位没有限制，可以根据需要收发的信息量来适当决定。从该开始信号到结束数据的一系列的脉冲信号，在母站6和终端4之间反复收发。

进而，信号Vx通过脉宽表现输出(控制)值，在1传输时钟中，电压电平高的期间(HIGH电平期间)短时示出“0”，长时示出“1”。因此，图5所示的信号Vx的0号、1号、2号及3号的地址的输出数据分别示出“0”、“0”、“1”、“0”。

另一方面，在图6中最下段所示的电流信号Is是从终端4经由共用信号线DP、DN传输到母站6的电流脉冲信号，相当于监控信号。该电流信号Is表现来自终端4的输入(监控)值，在小于预定的阈值Ith时示出“0”，在超过阈值Ith时示出“1”。此外，该电流信号Is如上所述，在从母站发送的控制信号、即上述信号Vx中在电压电平低的期间(LOW电平期间)被发送。即，可以在电压信号上重叠电流信号而同时处理输入信号和输出信号。另外，电流信号Is中的地址编号与上述信号Vx相同，因此图5所示的电流Is的0号、1号、2号及3号地址的输入数据分别示出“0”、“0”、“1”、“0”。

作为与由索引地址数据部指定的索引地址所对应的主站2或分站3对应的信号，由主站2发送的确认信号也是电流信号Is。确认信号在构成END数据的END传输时钟中的LOW电平期间，与上述监控信号同样地被发送。并且，若该确认信号为“on”，则如上所述主站2或分站3被连接。而若为“off”则主站2或分站3未被连接。

如上所述，根据该控制/监视系统，通过在发送到多个终端4的控制数据列的紧挨着END数据之前指定的索引地址、和确认信号的有无，可以将仅连接到主站2的分站3的断线与主站2的断线区分开并正确地检测。

Claims (3)

1.一种控制/监视系统，其特征在于，

包括多个终端，该终端由与共用的数据信号线连接的主站和与上述主站连接的分站构成，

在发送到上述多个终端的控制数据列的任意位置指定与多个上述主站及分站分别对应的索引地址的一个，识别出了在上述任意位置指定的上述索引地址与本站对应这一情况的上述主站、以及识别出了上述索引地址与连接到本站的分站对应且上述分站被连接这一情况的上述主站，发送与上述主站或上述分站对应的确认信号。

2.根据权利要求1所述的控制/监视系统，其中，

上述任意位置是紧挨着表示上述控制数据列的终结的END信号之前。

3.根据权利要求1或2所述的控制/监视系统，其中，

上述控制数据列在具有输出期间和输入期间的监控/控制数据信号中的上述输出期间被发送，上述确认信号在上述监控/控制数据信号的END信号中的上述输入期间被发送，其中，在所述输出期间从连接到上述数据信号线的母站向上述终端输出数据，在所述输入期间从上述终端向上述母站输入数据。

Images