JP2002334390A

JP2002334390A - 連結型センサシステム

Info

Publication number: JP2002334390A
Application number: JP2001139279A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kojima; 俊之小島; Takashi Kasai; 隆志笠井
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP4058589B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデ
ータを双方向に伝送するセンサユニット列と、センサユ
ニット列の一つをＦＡシステムのネットワークに接続す
る通信ユニットを備えた連結型センサシステムにおい
て、コネクタ手段の結合不良等に起因する信号伝達経路
異常を簡単な構成で判定可能とすること。【解決手段】センサユニットの各々には、双方向通信
手段が設けられる。一方、通信ユニットの側には、予め
任意に設定されたセンサユニットの接続台数情報を保持
する接続台数情報保持手段と、順次に各センサユニット
を指定して特定コマンドを送信する一方、それに対する
規定のレスポンスの有無に応じて接続台数をカウント
し、カウントされた接続台数と予め保持された接続台数
情報との照合に基づいて、センサユニット列の信号伝達
経路異常を判定する異常判定手段と、が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファイバ型光電
センサ、近接センサ、超音波センサ等のヘッド分離型セ
ンサの本体ユニット（以下、『センサユニット』と称す
る）を制御盤内に密に隣接してコンパクトに収容するに
好適な連結型センサシステムに係り、特に、隣接するセ
ンサユニット同士を順にコネクタで結合して、バケツリ
レー方式で各種のデータを双方向へ伝送する場合におい
て、コネクタの結合不良等に起因する信号伝達異常を簡
単な構成で判定できるようにした連結型センサシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】連結型光電センサシステムを構成するフ
ァイバ型光電センサは、センサユニット（業界では『ア
ンプユニット』とも言う）と、このセンサユニットから
導出された光ファイバの先端に設けられたセンサヘッド
とを有する。

【０００３】センサユニットは薄型ハウジングを有す
る。この薄型ハウジング内には、往路光ファイバに結合
される発光ダイオードを含む検出用投光系回路と、復路
光ファイバに結合されるフォトダイオードを含む検出用
受光系回路と、検出用受光系回路から得られる受光出力
を処理してＯＮ／ＯＦＦデータや光量データを生成する
信号処理回路等が含まれている。

【０００４】センサユニットを構成する薄型ハウジング
は、通常、ＤＩＮレール等の取付具を介して互いに密に
隣接して制御盤内に整列状態で装着される。各センサユ
ニットからは、スイッチング出力や光量データ等を導出
してプログラマブルコントローラ等に伝えるためのケー
ブルが引き出される。

【０００５】センサユニットの連結台数は、１６台、３
２台、６４台と言ったように、多数台数に亘るのが普通
である。そのため、それらセンサユニットの個々から導
出される多数のケーブルをコンパクトに纏めて配線する
のは手間がかかる。

【０００６】ひとつの解決策としては、相隣接するセン
サユニット同士を順次にコネクタ（電気コネクタ、光コ
ネクタ等）で結び、個々のセンサユニットから生成され
るＯＮ／ＯＦＦデータや光量データ等をバケツリレー方
式で順次にセンサユニット間で一方向へシリアルに伝送
して、センサユニット列の最端部に位置するセンサユニ
ットから取り出すように構成することが考えられる。

【０００７】このような構成を採用すれば、個々のセン
サユニットから信号導出用のケーブルを引き出すのが不
要となり、配線を著しく簡素化することができる。伝送
方向を双方向とすれば、逆に、最端部のセンサユニット
から個々のセンサユニットに各種のコマンドやデータを
送り込むこともできる。

【０００８】センサユニット列の一つ（例えば、最端部
に位置するセンサユニット）とＦＡシステムに多く採用
されるフィールドバス（ネットワークの一つである）と
の間に通信ユニット（『バスユニット』等とも称する）
を介在させれば、センサユニット列のバケツリレー通信
並びにフィールドバス通信を順に経由して、各センサユ
ニットとフィールドバス上の他の制御機器（例えば、プ
ログラマブルコントローラ、他の各種センサ）や上位パ
ソコン等との間で直接的に双方向データ通信を実現する
こともできる。

【０００９】ユーザにとって使い易いセンサユニットの
フリーロケーション方式を実現するためには、自動アド
レス割付技術を採用するのが通例である。例えば、電源
投入と共に最端部に位置するセンサユニットが主導権を
取って親機となり、隣接するセンサユニットに自己のア
ドレスに『１』を加えたアドレスを受け渡す。以下、同
様にして、各隣接センサユニットは、受け取ったアドレ
スに『１』を加えたアドレスを、順次に隣接センサユニ
ットに受け渡す。反対側の最端部に位置するセンサユニ
ットは隣接ユニットが存在しないことを認識して、自己
のアドレスを途中機を順次に経由して親機に戻す。これ
により、全てのセンサユニットのアドレスが割り付けら
れ、同時に、各センサユニットは全体の連結台数を認識
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のアドレス自動割
付技術は、原理的には、センサユニット連結台数や連結
順序には制約を受けない。そのため、所謂センサユニッ
トのフリーロケーションが実現される。反面、電源投入
時にコネクタに結合不良があっても、連結台数が減った
ものと認識して、結合不良個所以降のセンサユニットを
無視してアドレス割付を実行完了してしまうから、コネ
クタの結合不良等に基づく伝送経路異常が見逃されてし
まう。殊に、運転中に突然に伝送経路異常がコネクタ結
合不良等により発生した場合、電源リセット処理にてア
ドレス再割付を行っても異常は検出されないから、フィ
ールドバスを介して遠隔設置されたＰＬＣや上位パソコ
ンの側では、制御不能乃至誤動作の原因となる。

【００１１】この発明は、上述の問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、この種のコ
ネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータを双方向
に伝送するセンサユニット列と、センサユニット列の一
つをＦＡシステムのフィールドバスに接続する通信ユニ
ットを備えた連結型センサシステムにおいて、コネクタ
手段の結合不良等に起因する信号伝達経路異常を簡単な
構成で判定可能とすることにある。

【００１２】この発明の他の目的とするところは、その
ような連結センサシステムの実現に好適な要素技術を提
供することにある。

【００１３】この発明のさらに他の目的並びに作用効果
については、以下の明細書の記載を参照することによ
り、当業者であれば容易に理解されるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の連結型センサシステムは、互いに密に隣接して配
置されると共にコネクタ手段を介してバケツリレー方式
でデータの受け渡しを行う複数台のセンサユニットと、
それらのセンサユニットの一つと上位パソコンやプログ
ラマブルコントローラ等のノードに通ずるネットワーク
との間に介在されて両者間のプロトコル変換を担う通信
ユニットとを有する。

【００１５】センサユニットの各々には、隣接するセン
サユニットとの間における信号の伝達を可能とするため
の各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して
隣接するセンサユニットとの間で双方向にデータ通信を
可能とするための双方向通信手段と、双方向通信手段を
介して隣接する一方の側のセンサユニットから受信した
特定コマンドの内容が自機を指定するものであるときに
は、規定のレスポンスを双方向通信手段を介してコマン
ド到来側の隣接センサユニットへと返送する一方、自機
を指定するものではないときには、当該コマンドを双方
向通信手段を介して隣接する他方の側のセンサユニット
へと送信するコマンド対応送処理手段と、が設けられ
る。

【００１６】通信ユニットの側には、予め任意に設定さ
れたセンサユニットの接続台数情報を保持する接続台数
情報保持手段と、順次に各センサユニットを指定して特
定コマンドを送信する一方、それに対する規定のレスポ
ンスの有無に応じて接続台数をカウントし、カウントさ
れた接続台数と予め保持された接続台数情報との照合に
基づいて、センサユニット列の信号伝達経路異常を判定
する異常判定手段と、が設けられる。

【００１７】このような構成によれば、システムの運転
開始時等に既知のセンサユニット接続台数を通信ユニッ
ト側に設定保持させておきさえすれば、いずれかのコネ
クタ手段に結合不良が生じたような場合には、異常判定
手段の実行によりカウントされる接続台数と予め保持さ
れた接続台数情報とは必ず一致しなくなるから、それに
基づいてセンサユニット列の信号伝達異常を判定するこ
とができる。

【００１８】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段による異常判定結果を上位
パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに宛
ててネットワーク上へと送出するようにしてもよい。

【００１９】このような構成によれば、センサユニット
列の信号伝達異常をネットワーク上の各種の機器（例え
ば、プログラマブルコントローラ、他のセンサ、上位パ
ソコン等）に知らせることができる。

【００２０】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、接続台数保持手段は、通信ユニット側に
設けられた手動設定器により設定された接続台数を保持
するようにしてもよい。ここで、手動設定器には例えば
ＤＩＰスイッチ等の各種のデジタルスイッチやＡ／Ｄ変
換とアナログ設定機との組み合わせ等が含まれる。ま
た、保持手段には、ＤＩＰスイッチの設定そのものが含
まれるほか、任意の不揮発性メモリ（バッテリバックア
ップＲＡＭも含む）を使用することができる。

【００２１】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、接続台数保持手段は、ネットワークを介
して受信されたコマンドに応じて設定された接続台数情
報を保持するようにしてもよい。この場合、接続台数設
定コマンドは指令内容を示すＯＰコードと接続台数を示
すオペランド等により構成することができる。保持手段
としては、同様に、各種の不揮発性化されたメモリを使
用できる。

【００２２】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、コネクタ手段として、送信用の投光素子
と受信用の受光素子とを有する双方向光コネクタを使用
してもよい。

【００２３】このような構成によれば、電気的な導通非
道通を頼りとするコネクタに比べて接触不良による結合
不良の虞を低減できる。

【００２４】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、通信ユニットの電源投
入により起動されるようにしてもよい。

【００２５】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、センサユニット側から
異常発生が通知されることにより起動されるようにして
もよい。

【００２６】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、ネットワークから特定
コマンドを受信したことにより起動されるようにしても
よい。

【００２７】次に、以上のシステムにおける本発明の通
信ユニットは、互いに密に隣接して配置されると共にコ
ネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡
しを行う複数台のセンサユニットの一つと上位パソコン
やプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネッ
トワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換を
担うものである。

【００２８】この通信ユニットには、予め任意に設定さ
れたセンサユニットの接続台数情報を保持する接続台数
情報保持手段と、順次に各センサユニットを指定して特
定コマンドを送信する一方、それに対する規定のレスポ
ンスの有無に応じて接続台数をカウントし、カウントさ
れた接続台数と予め保持された接続台数情報との照合に
基づいて、センサユニット列の信号伝達異常を判定する
異常判定手段と、が設けられている。

【００２９】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、異常判定手段による異常判定結果は上位パソコン
やプログラマブルコントローラ等のノードへ宛ててネッ
トワーク上へと送出するようにしてもよい。

【００３０】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、接続台数保持手段は、通信ユニット側に設けられ
た手動設定器により設定された接続台数情報を保持する
ようにしてもよい。

【００３１】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、接続台数保持手段は、ネットワークを介して受信
されたコマンドに応じて設定された接続台数情報を保持
するようにしてもよい。

【００３２】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、異常判定手段は、通信ユニットの電源投入により
起動されるようにしてもよい。

【００３３】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、異常判定手段は、センサユニット側から異常発生
が通知されることにより起動されるようにしてもよい。

【００３４】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、異常判定手段は、ネットワークから特定コマンド
を受信したことにより起動されるようにしてもよい。

【００３５】別の一面から見た本発明の連結型センサシ
ステムは、互いに密に隣接して配置されると共にコネク
タ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡しを
行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサユニッ
トの一つと上位パソコンやプログラマブルコントローラ
等のノードに通ずるネットワークとの間に介在されて両
者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有する。

【００３６】センサユニットの各々には、隣接するセン
サユニットとの間における信号の伝達を可能とするため
の各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して
隣接するセンサユニットとの間で双方向にデータ通信を
可能とするための双方向通信手段と、自機がエンド局か
否かを示す接続位置情報を設定するための接続位置情報
設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側
のセンサユニットから受信したコマンドの内容が自機を
指定するものであるときには、自機の接続位置情報設定
手段に設定された接続位置情報を双方向通信手段を介し
てコマンド到来側の隣接センサユニットへと返送する一
方、自機を指定するものではないときには、当該コマン
ドを双方向通信手段を介して隣接する他方の側のセンサ
ユニットへと送信するコマンド対応処理手段と、が設け
られる。『接続位置情報設定手段』としては、基本的に
は、エンド局か否かを示す１ビットのスイッチ（例え
ば、スナップスイッチやＤＩＰスイッチ等）を設ければ
よい。

【００３７】通信ユニットの側には、順次に各センサユ
ニットを指定して特定コマンドを送信する一方、それに
対するレスポンスの中にエンド局を示す接続位置情報が
到来するのを待機し、全機に対するコマンド送信終了時
点でエンド局を示す接続位置情報が到来していないこと
に基づいて、センサユニット列の信号伝達異常を判定す
る異常判定手段と、が設けられる。

【００３８】このような構成によれば、センサユニット
列の通信ユニットと反対側の端部に位置するセンサユニ
ットの接続位置情報設定手段にエンド局を設定しておき
さえすれば、いずれかのコネクタ手段に結合不良が生じ
たような場合には、異常判定手段の実行により通信ユニ
ット側に到来するレスポンスの中には、必ずエンド局を
示す接続位置情報は含まれていないから、それに基づい
てセンサユニット列の信号伝達異常を判定することがで
きる。

【００３９】同様に別の一面から見た本発明の他の連結
型センサシステムは、互いに密に隣接して配置されると
共にコネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの
受け渡しを行う複数台のセンサユニットと、それらのセ
ンサユニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコ
ントローラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介
在されて両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットと
を有する。

【００４０】センサユニットの各々には、隣接するセン
サユニットとの間における信号の伝達を可能とするため
の各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して
隣接するセンサユニットとの間で双方向にデータ通信を
可能とするための双方向通信手段と、自機がエンド局か
否かを示す接続位置情報を設定するための接続位置情報
設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側
のセンサユニットから受信したコマンドの内容がエンド
局応答要求コマンドであるときには、自機の接続位置情
報設定手段に設定された接続位置情報を双方向通信手段
を介してコマンド到来側の隣接センサユニットへと返送
するとともに、当該エンド局応答要求コマンドを双方向
通信手段を介して隣接する他方の側のセンサユニットへ
と送信するコマンド対応送処理手段と、が設けられる。
『接続位置情報設定手段』としては、基本的には、エン
ド局か否かを示す１ビットのスイッチ（例えば、スナッ
プスイッチやＤＩＰスイッチ等）を設ければよい。

【００４１】通信ユニットの側には、一連のセンサユニ
ット列に対してエンド局応答要求コマンドを送信する一
方、それに対するレスポンスの中にエンド局を示す接続
位置情報が到来するのを待機し、全機に対するコマンド
送信終了相当時点でエンド局を示す接続位置情報が到来
していないことに基づいて、センサユニット列の信号伝
達異常を判定する異常判定手段と、が設けられる。

【００４２】本発明の連結型センサシステムの好ましい
実施の形態では、異常判定手段による異常判定結果を上
位パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに
宛ててネットワーク上へと送出するようにしてもよい。

【００４３】このような構成によれば、センサユニット
列の信号伝達異常をフィールドバス上の各種の機器（例
えば、プログラマブルコントローラ、他のセンサ、上位
パソコン等）に知らせることができる。

【００４４】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、通信ユニットの電源投
入により起動されるようにしてもよい。

【００４５】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、センサユニット側から
異常発生が通知されることにより起動されるようにして
もよい。

【００４６】本発明連結型センサシステムの好ましい実
施の形態では、異常判定手段は、ネットワークから特定
コマンドを受信したことにより起動されるようにしても
よい。

【００４７】本発明の連結型センサシステムの好ましい
実施の形態では、コネクタ手段として、送信用の投光素
子と受信用の受光素子とを有する双方向光コネクタを採
用してもよい。

【００４８】このような構成によれば、電気的な導通非
道通を頼りとするコネクタに比べて接触不良による結合
不良の虞を低減できる。

【００４９】次に、以上のシステムにおける本発明の通
信ユニットは、互いに密に隣接して配置されると共にコ
ネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡
しを行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサユ
ニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコントロ
ーラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在され
て両者間のプロトコル変換を担うものである。

【００５０】この通信ユニットには、順次に各センサユ
ニットを指定して特定コマンドを送信する一方、それに
対するレスポンスの中にエンド局を示す接続位置情報が
到来するのを待機し、全機に対するコマンド送信終了時
点でエンド局を示す接続位置情報が到来していないこと
基づいて、センサユニット列の信号伝達異常を判定する
異常判定手段と、が設けられている。

【００５１】同様に、前記のシステムにおける他の本発
明の通信ユニットは、互いに密に隣接して配置されると
共にコネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの
受け渡しを行う複数台のセンサユニットの一つと上位パ
ソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに通ず
るネットワークとの間に介在されて両者間のプロトコル
変換を担うものである。

【００５２】この通信ユニットには、一連のセンサユニ
ット列に対してエンド局応答要求コマンドを送信する一
方、それに対するレスポンスの中にエンド局を示す接続
位置情報が到来するのを待機し、全機に対するコマンド
送信終了相当時点でエンド局を示す接続位置情報が到来
していないことに基づいて、センサユニット列の信号伝
達異常を判定する異常判定手段と、が設けられている。

【００５３】本発明通信ユニットの好ましい実施の形態
では、異常判定手段による判定結果を上位パソコンやプ
ログラマブルコントローラ等のノードに宛ててネットワ
ークへと送出してもよい。

【００５４】次に、以上のシステムにおける本発明セン
サユニットは、隣接するセンサユニットとの間における
信号の伝達を可能とするための各側のコネクタ手段と、
各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位置情報を
設定するための接続位置情報設定手段と、双方向通信手
段を介して隣接する一方の側のセンサユニットから受信
したコマンドの内容が自機を指定するものであるときに
は、自機の接続位置情報設定手段に設定された接続位置
情報を双方向通信手段を介してコマンド到来側の隣接セ
ンサユニットへと返送する一方、自機を指定するもので
はないときには、当該コマンドを双方向通信手段を介し
て隣接する他方の側のセンサユニットへと送信するコマ
ンド対応送処理手段と、が設けられている。

【００５５】同様に、前記のシステムにおける本発明の
他のセンサユニットは、隣接するセンサユニットとの間
における信号の伝達を可能とするための各側のコネクタ
手段と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユ
ニットとの間で双方向にデータ通信を可能とするための
双方向通信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位
置情報を設定するための接続位置情報設定手段と、双方
向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニット
から受信したコマンドの内容がエンド局応答要求コマン
ドであるときには、自機の接続位置情報設定手段に設定
された接続位置情報を双方向通信手段を介してコマンド
到来側の隣接センサユニットへと返送するとともに当該
エンド局応答要求コマンドを双方向通信手段を介して隣
接する他方の側のセンサユニットへと送信するコマンド
対応送処理手段と、が設けられている。

【００５６】本発明センサユニットの好ましい実施の形
態では、コネクタ手段として、送信用の投光素子と受信
用の受光素子とを有する双方向光コネクタを採用しても
よいであろう。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る結合型セ
ンサシステム、並びに、それを構成するセンサユニッ
ト、通信ユニットの一実施形態を添付図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

【００５８】本発明のセンサシステムの一実施形態を示
す斜視図が図１に示されている。同図に示される結合型
センサシステムは、ファイバ型光電センサシステムを構
成している。

【００５９】すなわち、このセンサシステムは、１６台
のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６と、１台のバスユニ
ット（本発明の通信ユニットに相当）ＢＵとを、互いに
密に隣接して、ＤＩＮレール１を介して１列に連装して
構成されている。尚、ＤＩＮレール１は、例えば制御盤
内の機器取付面に装着されている。

【００６０】センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のそれぞ
れは、連装方向へ幅の薄い略矩形のハウジングを有す
る。図示例では、このハウジングの下面側には、ＤＩＮ
レール１に嵌め込まれる凹部が、また上面側には表示部
２と操作部３とが設けられている。表示部２は図では４
個の７セグメント表示器で構成されている。又、操作部
３は、図示を省略したが、マイクロタイプの押しボタン
スイッチや、ＤＩＰスイッチ等で構成される。これらの
表示部２や操作部３は、各センサユニットの状態を表示
したり、設定操作等のために使用される。特に、操作部
３を構成するＤＩＰスイッチはエンド局設定のための操
作子として機能する。

【００６１】センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の各ハウ
ジング後面側には往路光ファイバ４ａと復路光ファイバ
４ｂとが引き出されている。これらの光ファイバの先端
５ａ，５ｂには、投光口と受光口とが形成されている。
これらの投光口と受光口とを向かい合わせに位置決めす
れば、透過型光電センサが構成される。これらの投光口
と受光口とをほぼ平行に位置決めして、対象物体へ対向
させれば、反射型の光電センサが構成される。

【００６２】センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の電気的
なハードウェア構成については後に詳細に説明するが、
要するに、それらのハウジング内には図において直立状
態に姿勢を保たれる回路基板が内蔵される。この回路基
板上には、検出用投光系回路と、検出用受光系回路と、
信号処理回路とが搭載される。検出用投光系回路には投
光用のＬＥＤが内蔵される。検出用の受光系回路には受
光用のフォトダイオードが内蔵される。信号処理回路に
は、受光系回路から得られる受光出力をＡ／Ｄ変換して
サンプリングしたり、受光出力を二値化してＯＮ／ＯＦ
Ｆデータを生成する二値化回路等が内蔵される。こうし
て得られた、受光光量データやＯＮ／ＯＦＦデータは、
後に詳細に説明するように、相隣接するセンサユニット
間でコネクタ手段を介してバケツリレー方式で受け渡さ
れ、最終的にセンサユニット列の最端部に位置するセン
サユニットＳＵ１へと運ばれ、ここからバスユニットＢ
Ｕを介して、フィールドバス上のプログラマブルコント
ローラ（ＰＬＣ）や上位コンピュータ等へと送出され
る。

【００６３】後に詳細に説明するが、センサユニットＳ
Ｕ１〜ＳＵ１６の各ハウジング内には、図において直立
状態に姿勢を保たれた回路基板が支持される。この回路
基板の両面には、一対の投受光素子で構成される光コネ
クタが設けられる。一方、これら光コネクタと対向する
ハウジング両側面には、投受光用窓が開口形成される。
従って、相隣接するセンサユニットは、この光通信用窓
を介して、相互に信号伝達を行う。

【００６４】次に、バスユニットＢＵの構成について説
明する。バスユニットＢＵは、図ではセンサユニットＳ
Ｕ１〜ＳＵ１６よりもやや幅広に描かれている。バスユ
ニットＢＵの機能は、後に詳細に説明するが、センサユ
ニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６と、ＦＡシステム用のフィー
ルドバスとの間にあって、両者間におけるプロトコル変
換を担うものである。すなわち、このセンサシステムに
おいては、相隣接するセンサユニット間においては、後
述する光通信プロトコルを介して、双方向データ通信が
行われる。これに対して、バスユニットＢＵが接続され
るフィールドバス上においては、フィールドバスプロト
コルを用いて双方向データ伝送が行われる。尚、このフ
ィールドバスの代表的なものとしては、ＡＳＩ，ＤＥＶ
ＩＣＥＮｅｔ，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等が挙げられる。フィ
ールドバスには一般的にＰＬＣやＦＡパソコン等が接続
される。

【００６５】そのため、バスユニットＢＵでは、光通信
プロトコルとフィールドバスプロトコルとの変換を行う
ことによって、フィールドバス上のＰＬＣや上位パソコ
ンと本発明のセンサ列システムＳＵ１〜ＳＵ１６との双
方向データ通信を可能とするのである。

【００６６】バスユニットＢＵのハウジングの下面側に
は、センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のハウジングと同
様にして、ＤＩＮレール１に装着するための凹部が形成
され、またその上面側には、モバイルコンソールユニッ
ト（以下、単に『モバコン』と言う）ＭＣを接続するた
めのコネクタ５０３が形成されている。

【００６７】バスユニットＢＵのハウジングの前面側に
は、後述するスイッチ回路５０５を構成するＤＩＰスイ
ッチ５０５ａと、後述する表示回路５０６を構成するＬ
ＥＤランプ５０６ａが取り付けられている。加えて、バ
スユニットＢＵのハウジングの前面側には、フィールド
バスプロトコルにてデータ伝送を行うケーブル１３が引
き出されている。このケーブル１３が、フィールドバス
上のＰＬＣや他のセンサさらには上位パソコン等へ接続
される。

【００６８】バスユニットＢＵの電気的なハードウェア
構成については後に詳細に説明するが、要するに、フィ
ールドバスとの接続を行うためのネットワーク通信回路
と、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６との接続を行う
ための光通信回路とフィールドバスプロトコルと光通信
プロトコルとのプロトコル変換を行うプロトコル変換処
理部とを含んでいる。

【００６９】次に、モバコンＭＣは、持ち歩き可能なハ
ンディタイプの操作器である。このモバコンＭＣを用い
て、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対して各種の
データを設定したり、それらセンサユニット列ＳＵ１〜
ＳＵ１６からＯＮ／ＯＦＦデータや各種の設定データ等
を読み出して表示することを可能としている。すなわ
ち、この結合型センサシステムにおいては、バスユニッ
トＢＵを介してセンサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６とフ
ィールドバス上のＰＬＣや上位パソコンとの間のデータ
交信を行うと共に、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６
とモバコンＭＣとの間においても、光通信プロトコルを
使用して、データの送受信が行えるようになっている。

【００７０】次に、本発明システムを含むＦＡネットワ
ークの一例を示す図が図２に示されている。同図に示さ
れるように、図１に示される結合型センサシステムは、
バスユニットＢＵを介してフィールドバスに接続され、
同時にバスユニットＢＵを介してモバコンＭＣにも接続
される。尚、図においてＳＵはセンサユニット、ＢＵは
バスユニット、ＭＣはモバイルコンソール（モバコン）
である。

【００７１】従って、このようなＦＡネットワークによ
れば、センサユニット列ＳＵ，ＳＵ…とＰＬＣ等との間
で、バスユニットＢＵのプロトコル変換機能を利用し
て、互いにデータの送受信を行い、センサユニット列Ｓ
Ｕ，ＳＵ…からのＯＮ／ＯＦＦデータを、ＰＬＣが受け
取ることによって、所望のシーケンス制御等が実行され
る。又、必要な場合には、ＰＬＣや上位パソコン等か
ら、逆にバスユニットＢＵを経由してセンサユニット列
ＳＵ，ＳＵ…に設定データ等を送り込むことによって、
各センサユニット（この例では、ファイバ型光電セン
サ）の動作特性を任意に設定することができる。

【００７２】しかも、図１の斜視図からも明らかなよう
に、個々のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のハウジン
グには、個々にＯＮ／ＯＦＦデータを導出するための信
号ケーブルが存在しないため、１６点，３２点，６４点
等といったように、多数のセンサユニットを制御盤内に
装着する場合にも、配線が著しく簡素化され、システム
全体をコンパクトに収容することが可能となる。

【００７３】次に、センサユニットの電気的構成を概略
的に示すブロック図が図３に示されている。先に説明し
たように、センサユニットＳＵに内蔵される回路基板上
には、計測用回路（Ａ）と、右側通信用回路（Ｂ１）
と、左側通信用回路（Ｂ２）と、出力系回路（４００）
と、操作部（本発明のエンド局設定を行うための接続位
置情報設定手段としてのＤＩＰスイッチを含む）３と、
表示部２と、それらの回路を統括制御するＣＰＵ１００
とを備えている。

【００７４】ＣＰＵ１００はマイクロプロセッサを主体
として構成され、規定のシステムプログラムに従って、
計測用回路（Ａ）、右側通信用回路（Ｂ１）、左側通信
用回路（Ｂ２）、並びに、出力系回路（４００）等を適
宜に制御するものである。このＣＰＵ１００内には、設
定された接続位置情報を記憶保持するための不揮発性メ
モリ１００ａが含まれており、操作部３にてエンド局設
定が行われると、設定されたエンド局情報は不揮発性メ
モリ１００ａに記憶保持される。

【００７５】計測用回路（Ａ）は、さらに、投光系回路
３００と、投光系回路３００で駆動され、周期的にパル
ス光を送出するＬＥＤ３２０と、透過又は反射して到来
するパルス光を受光するフォトダイオード３３０と、フ
ォトダイオードの出力を処理する受光系回路３１０とを
備えている。

【００７６】投光系回路３００には、所定周期並びに所
定ゲインをもって投光用駆動パルスを生成する機能が内
蔵される。そして、この投光用駆動パルスによって、Ｌ
ＥＤ３２０が駆動され、ＬＥＤ３２０から生ずる光は、
往路光ファイバ４ａへと導入される。

【００７７】一方、受光系回路３１２は、復路光ファイ
バ４ｂの出射光を受けるフォトダイオード３３０の出力
電気パルスを、同期検波技法を用いてサンプリングする
と共に、これを適当なゲインで増幅並びに波形整形さら
にはＡ／Ｄ変換する機能が内蔵されている。

【００７８】ＣＰＵ１００では、受光系回路３１０から
得られた受光データをそのまま受光光量データとして、
或いは適当なしきい値を基準として二値化して、オンオ
フデータに変換した後、出力系回路４００を介して外部
へ導出することが可能となっている。

【００７９】尚、図１に示されるセンサユニットＳＵ１
〜ＳＵ１６の場合、個々のセンサユニットからＯＮ／Ｏ
ＦＦデータを導出しない構成とされているが、この出力
系回路４００を備えておけば、必要により個々のセンサ
ユニットから従前通りにＯＮ／ＯＦＦデータを出力させ
ることができる。

【００８０】言うまでもないことであるが、バスユニッ
トＢＵを使用して、フィールドバスとセンサユニット列
との間で、ＯＮ／ＯＦＦデータの送受信を行う場合に
は、上述の受光光量データやＯＮ／ＯＦＦデータは、出
力系回路４００へ与えられる代わりに、ＣＰＵ１００内
における所定のメモリに記憶され、後述する通信回路
（Ｂ１，Ｂ２）を経由して、隣接するセンサユニットへ
と受け渡される。送信フォーマットについては、任意の
フォーマットを採用できる。例えば、センサユニット列
を構成するユニット接続台数が１６台の場合、１送信フ
レームのデータビット数を８ビットとして、２回の送信
フレームに分割して、１６台のユニットのデータをシリ
アル伝送することができる。

【００８１】次に、通信用回路について説明する。右側
通信用回路（Ｂ１）は、投光系回路２１０と、投光系回
路２１０の出力で駆動されるＬＥＤ１８と、隣接ユニッ
トＳＵ１３からの光信号を受光するフォトダイオード１
９と、フォトダイオード１９の出力を処理する受光系回
路２２０とを備えている。

【００８２】同様にして、左側通信用回路（Ｂ２）は、
投光系回路２４０と、投光系回路２４０の出力で駆動さ
れるＬＥＤ１８と、隣接ユニットＳＵ１１から到来する
光信号を受光するフォトダイオード１９と、フォトダイ
オード１９の出力信号を処理する受光系回路２３０とを
備えている。

【００８３】これら左右の通信用回路（Ｂ１，Ｂ２）
は、ＣＰＵ１００によって統括制御される。尚、後に詳
細に説明する本発明のコマンド対応処理はこのＣＰＵ１
００のシステムプログラムによって規定されるものであ
る。

【００８４】次に、バスユニットの電気的構成を概略的
に示すブロック図が図４に示されている。同図に示され
るように、バスユニットＢＵに内蔵された回路基板上に
は、ＣＰＵ５００と、光通信回路５０１と、ネットワー
ク通信回路５０２と、モバコン接続コネクタ５０３と、
モバコン検知回路５０４と、スイッチ回路（ＤＩＰスイ
ッチを含む）５０５と、表示回路（ＬＥＤを含む）５０
６と、不揮発性メモリ（後述するように、接続台数情報
の記憶保持に使用される）５０７と、センサ電源ＯＮ／
ＯＦＦ回路５０８と、通信方向切替回路５０９とが搭載
されている。

【００８５】光通信回路５０１は、隣接するセンサユニ
ットＳＵ１との間で双方向光通信を行うための回路であ
る。この光通信回路５０１で隣接センサユニットＳＵ１
から受信した信号は、ＣＰＵ５００に取り込まれる。

【００８６】一方、光通信回路５０１を介して隣接セン
サユニットＳＵ１へと送り出すべきデータとしては、２
系統のデータが可能とされている。第１の系統のデータ
は、ＣＰＵ５００から生成されるデータである。第２の
系統のデータは、ケーブル１２、モバコン接続コネクタ
５０３を経由してモバコンＭＣから導入されたデータで
ある。これら２系統のデータは、通信方向切替回路５０
９を介して択一的に光通信回路５０１へと送り出され
る。

【００８７】この通信方向切替回路５０９の制御は、モ
バコン検知回路５０４の出力に基づき、ＣＰＵ５００に
よって制御される。すなわち、モバコンコネクタ５０３
に対してケーブル１２が接続されているとき、これをモ
バコン検知回路５０４が検知して、通信方向切替回路５
０９は、モバコンデータ側へと切り替えられる。これに
対して、モバコン接続コネクタ５０３に対し、ケーブル
１２が接続されていなければ、モバコン検知回路５０４
の出力に基づき、ＣＰＵ５００では通信方向切替回路５
０９をＣＰＵ側へと切り替える。

【００８８】ネットワーク通信回路５０２は、フィール
ドバスとの接続を行って、必要なデータを双方向に伝送
するように機能する。このネットワーク通信回路５０２
の制御は、ＣＰＵ５００によって行われる。

【００８９】すなわち、ネットワーク通信回路５０２を
介してフィールドバスから取り込まれたデータは、ＣＰ
Ｕ５００を経由した後、通信方向切替回路５０９並びに
光通信回路５０１を経由して、センサユニット列を構成
する隣接センサユニットＳＵ１へと送り出される。一
方、光通信回路５０１を介して隣接センサユニットＳＵ
１から取り込まれたデータは、ＣＰＵ５００を経由し
て、ネットワーク通信回路５０２を介し、フィールドバ
ス上へと送り出される。更に、ケーブル１２並びにモバ
コン接続コネクタ５０３を介して、モバコンＭＣから導
入されたデータは、通信方向切替回路５０９並びに光通
信回路５０１を介して、隣接センサユニットＳＵ１へと
送り出される。

【００９０】その結果、バスユニットＢＵのプロトコル
変換機能を介することにより、フィールドバス上のＰＬ
Ｃや上位パソコンと、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１
６上のセンサユニットとの間において、双方向にデータ
伝送を行いつつ、個々のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１
６からＯＮ／ＯＦＦデータをＰＬＣや上位パソコンへ吸
い上げたり、逆に、ＰＬＣや上位パソコンから各種の設
定情報を、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６上の個々
のセンサユニット或いは特定のセンサユニットへと送り
込むことが可能となされている。

【００９１】次に、本発明の要部である、接続台数情報
の生成並びに保持、エンド局を示す接続位置情報の生成
並びに保持について説明する。

【００９２】図４に示される回路構成の場合、接続台数
情報の生成並びに保持は、スイッチ回路５０５並びに不
揮発性メモリ５０７を使用して行われる。すなわち、図
１を参照して説明したように、バスユニットＢＵのハウ
ジング前面側には、スイッチ回路５０５を構成するＤＩ
Ｐスイッチ５０５ａが設けられる。このＤＩＰスイッチ
５０５ａを操作することにより、接続台数情報を設定す
ることができる。そして、このようにして設定された接
続台数情報は、ＣＰＵ５００によって取り込まれ、不揮
発性メモリ５０７に記憶保持される。すなわち、図４の
例にあっては、スイッチ回路５０５が、接続台数情報の
設定のために使用され、こうして設定された情報は不揮
発性メモリ５０７に記憶保持されるのである。尚、表示
回路５０６は、様々な設定操作や動作表示などに利用さ
れる。

【００９３】次に、バスユニットＢＵ並びに一連のセン
サユニット内の投受光素子の配置を模式的に示す断面図
が図５に示されている。

【００９４】同図において、ＢＵはバスユニット、ＳＵ
１〜ＳＵ４はセンサユニット、１７は回路基板、１８は
投光素子、１９は受光素子、８は右側通信用窓、９は左
側通信用窓、１４はバスユニットの通信用窓である。

【００９５】このように、バスユニットＢＵ並びにセン
サユニットＳＵ１〜ＳＵ４の一方又は双方の側面には、
投受光用の窓が開口形成されており、これらの窓８，
９，１４を介して、隣接するセンサユニット間或いはセ
ンサユニットとバスユニットとの間において、光通信が
可能となされている。

【００９６】次に、以上説明したデータ通信処理の構成
を前提として、本発明の要部である、センサユニット列
の信号伝達経路異常を判定する処理について説明する。

【００９７】図６には、センサユニット列のアドレス割
付態様の一例が示されている。同図に示されるように、
この例にあっては、センサユニット列は１６台のセンサ
ユニットＳＵ１〜ＳＵ１６から構成されており、一方フ
ィールドバス上には上位パソコン９００、２台のＰＬＣ
９０１，９０２が接続されている。そして、それらフィ
ールドバス上の上位パソコン９００並びに２台のＰＬＣ
９０１，９０２と、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６
との間では、バスユニットＢＵを介して双方向データ通
信が可能となされている。尚、先に説明したように、セ
ンサユニット列を構成する相隣接するセンサユニットの
相互間においては、バケツリレー方式により、データ伝
送が行われる。

【００９８】本発明の信号伝達経路異常判定処理を含む
システムを実現するバスユニット処理並びに各センサユ
ニット処理を示す概略フローチャートが図７に示されて
いる。尚、同フローチャートは、本来個々のセンサユニ
ットにおいて別々に実施されるべき処理を、説明の理解
を容易とするために、相互に連結して示している。

【００９９】同図において、電源投入によりバスユニッ
ト処理が開始されると、接続台数カウンタＮの値は
『１』に初期設定される（ステップ７０１）。次いで、
隣接ユニットＳＵ１である１号機に対して特定のコマン
ドが発行される（ステップ７０２）。

【０１００】この特定コマンドは、１号機処理におい
て、受信された後、自機宛か他機宛かの判定処理が実行
される（ステップ７１２）。ここでは、自機が１号機で
あるため、この判定結果は肯定されて（ステップ７２１
ＹＥＳ）、直ちに規定のレスポンス発行処理が実行され
る（ステップ７２２）。

【０１０１】続いて、このレスポンスが、バスユニット
処理において受け取られると（ステップ７０３
『有』）、そのときの接続台数カウンタＮの値が不揮発
性メモリ５０７に保持された最大接続台数『１６』と照
合される（ステップ７０４）。この時点では、接続台数
カウンタＮの値は『１』であるから、判定結果は否定さ
れ（ステップ７０４ＮＯ）、続いて接続台数カウンタＮ
の値は＋１インクリメントされ（ステップ７０５）、今
度は、２号機に対して同様なコマンドが発行される（ス
テップ７０２）。

【０１０２】すると、１号機処理においては、自号機で
ないとの判定が行われ（ステップ７２１ＮＯ）、隣のユ
ニットである２号機に対して同じコマンドが発行される
（ステップ７２３）。これにより、バスユニットから到
来した２号機宛のコマンドは、２号機へと転送されるこ
ととなる。

【０１０３】すると、２号機処理においては、自号機の
コマンドである旨の判定が行われ（ステップ７３１ＹＥ
Ｓ）、続いて、レスポンス発行処理が実行されて（ステ
ップ７３２）、規定のレスポンスが１号機を経由してバ
スユニットへと返送される。尚、図７の例では、レスポ
ンスの返送に際する転送については図示は省略したが、
ステップ７２１〜７２３と同様な転送処理が実際にはプ
ログラムされており、この逆方向転送処理を経由して、
２号機から発行されたレスポンスは、１号機を経由し
て、バスユニットへと返送される。

【０１０４】すると、バスユニットにおいては、レスポ
ンス有りとの判定に続いて（ステップ７０３『有』）、
同様な最大接続台数との比較処理（ステップ７０４）並
びに接続台数カウンタのインクリメント処理（ステップ
７０５）が実行される。

【０１０５】以後、同様にして、接続台数カウンタＮの
値が『１６』に達するまで、Ｎ号機に宛てたコマンドの
発行処理、並びにそれに対応する各号機におけるレスポ
ンス返送処理が順次に行われる結果、図６に示されるセ
ンサユニット列が結合不良なく正常に信号伝達を行う場
合、最後に接続台数カウンタＮの値が最大値である『１
６』に達したことが確認される（ステップ７０４）。

【０１０６】すると、不揮発性メモリ５０７に保存され
た登録台数と現在の接続台数カウンタＮの値との照合が
行われる（ステップ７０７）。なお、接続台数登録台数
情報は、予めシステムの構築時乃至据付時に設定登録さ
れれているものとする。先に説明したように、この設定
登録処理は、ＤＩＰスイッチ５０５ａの設定操作にて実
施することができる。

【０１０７】その他の設定登録処理としては、上位パソ
コン等からの設定登録コマンドに対して予め所定の解読
実行処理を組み込んでおき、このコマンドが受信された
ときに、そのコマンドに付された接続台数情報を不揮発
性メモリ５０７に保存することにより実施することもで
きる。

【０１０８】登録された台数と現在の接続台数カウンタ
Ｎとの値が一致すれば（ステップ７０７ＹＥＳ）、セン
サユニット列の信号伝達経路は正常との認識が行われ
（ステップ７０８）、以後何らかの通信エラーが新たに
発生するのを待機する状態となる（ステップ７０９Ｎ
Ｏ）。

【０１０９】その後、何らかの通信エラーが発生すれば
（ステップ７０９ＹＥＳ）、プログラムの最初に戻っ
て、以上の動作が繰り返される。

【０１１０】一方、例えば図６に示されるように、セン
サユニットＳＵ１３とＳＵ１４との境界において結合不
良が発生すると、ステップ７０３において１４号機に対
するコマンドの発行が行われても、そのコマンドは、１
号機から１３号機までは伝送されるものの、その先へは
届かない。すると、第１４号機からのレスポンスが得ら
れないことにより、バスユニット処理においては、レス
ポンス無しとの判定が行われ（ステップ７０３
『無』）、その後接続台数カウンタＮの値を−１ディク
リメントした後（ステップ７０６）、先ほどの登録され
た接続台数と接続台数カウンタとの照合処理が実行され
る（ステップ７０７）。

【０１１１】すると、全体の接続台数は１６台であるの
に対し、接続台数カウンタから得られる接続台数は１３
台であることから、両者の照合結果は不一致となり（ス
テップ７０７ＮＯ）、信号伝達経路異常と判定されて規
定の構成エラー処理が実行される（ステップ７１０）。

【０１１２】この構成エラー処理（ステップ７１０）で
は、信号伝達経路の異常を示す判定結果を上位パソコン
やプログラマブルコントローラ等のノードに宛ててフィ
ールドバス上へと送出する処理が実行される。つまり、
このようなセンサユニット列の信号伝達経路異常が発生
した場合、直ちに、フィールドバスに接続された、プロ
グラマブルコントローラや上位パソコンの側で、その旨
を認識することができ、これに基づき必要な誤動作回避
処理等を実行することができる。

【０１１３】又、以上の異常判定処理では、予め不揮発
性メモリ５０７に記憶保持された既知の接続台数情報と
その時点でカウントされた接続台数情報とを照合すると
いう手法を採用しているため、最初に据え付けられた時
点の接続台数が正しく設定されている限り、その後の信
号伝達経路異常に関しては、これを確実に検出し、例え
ばバスユニットＢＵ上のＬＥＤ表示ランプ５０６ａを作
動させたり、フィールドバス上に接続された上位パソコ
ンやＰＬＣへと通知するといった動作を確実に実行する
ことができる。

【０１１４】次に、本発明システムを実現する他の一つ
のバスユニット処理並びにセンサユニット処理を示す概
略フローチャート（その２）が図８に示されている。

【０１１５】この実施形態の特徴は、それぞれのセンサ
ユニットにおいて、エンド局設定を可能としたことにあ
る。このエンド局設定は、先に説明したように、操作部
３を構成するＤＩＰスイッチに直接に又はＤＩＰスイッ
チから読み込んだデータを不揮発性メモリ１００ａに記
憶させることで行われる。すなわち、電源投入によりバ
スユニット処理が開始されると、接続台数カウンタＮの
値を初期値『１』に初期設定した後（ステップ８０
１）、当該１号機宛にＥＮＤ局確認コマンドを発行する
処理が実行される（ステップ８０２）。

【０１１６】すると、１号機処理においては、自号機宛
である旨の判定が行われ（ステップ８２１ＹＥＳ）、自
局の接続位置情報を記憶保持する不揮発性メモリ１００
ａの内容又は操作部３を構成するＤＩＰスイッチの設定
内容が参照される（ステップ８２２）。ここで、ＥＮＤ
局である旨の情報が確認されれば（ステップ８２２ＹＥ
Ｓ）、ＥＮＤ局レスポンスが発行され（ステップ８２
３）、バスユニットＢＵへ向けて返送される。一方、Ｅ
ＮＤ局でないと判定されると（ステップ８２２ＮＯ）、
非ＥＮＤ局レスポンスが発行され（ステップ８２４）、
バスユニットＢＵへと返送される。

【０１１７】バスユニット処理側では、レスポンス有無
の判断が行われ（ステップ８０３）、レスポンス有りと
の判定が行われれば（ステップ８０３『有』）、続いて
ＥＮＤ局レスポンスであるか否かの判断が行われる（ス
テップ８０５）。この実施例においては、ＥＮＤ局は１
６号機であるため、ＥＮＤ局レスポンスかどうかの判断
処理は否定され（ステップ８０５ＮＯ）、続いて接続台
数カウンタＮの値が最大接続台数『１６』であるかの照
合が行われ（ステップ８０６）、その後、同判定が否定
されることにより（ステップ８０６ＮＯ）、接続台数カ
ウンタＮの値を＋１だけインクリメントして、以後、同
様なコマンド発行処理が第２号機に対して行われる（ス
テップ８２１）。

【０１１８】すなわち、まず２号機に対してＥＮＤ局確
認コマンドを発行した後（ステップ８０２）、１号機処
理においては、２号機へのコマンド転送処理が実行され
（ステップ８２１ＮＯ，８２５）。

【０１１９】２号機においては、自号機宛であり（ステ
ップ８３１ＹＥＳ）、ＥＮＤ局でないとの判定が行われ
（ステップ８３２ＮＯ）、非ＥＮＤ局レスポンスが発行
されて（ステップ８３４）、先ほどと同様にして、当該
非ＥＮＤ局レスポンスは１号機を経由してバスユニット
ＢＵ側へと返送される。

【０１２０】すると、バスユニット側においては、レス
ポンス有りに続いて（ステップ８０３『有』）、再びＥ
ＮＤ局レスポンスでないとの判定が行われ（ステップ８
０３ＮＯ）、接続台数カウンタを＋１だけインクリメン
トした後（ステップ８０６ＮＯ，８０７）、以後同様な
Ｎ号機宛ＥＮＤ局確認コマンド発行処理が、３号機から
１３号機まで実行される。このとき、先の場合と同様
に、図６に示されるように、センサユニットＳＵ１３と
ＳＵ１４との間で結合不良が発生していると、第１４号
機に対するＮ号機宛ＥＮＤ局確認コマンドが発行されて
も（ステップ８０２）、このコマンドは１４号機以降の
各センサユニットには届かない。尚、この場合、第１６
号機であるセンサユニットＳＵ１６に、ＥＮＤ局情報が
設定記憶されているものとする。

【０１２１】すると、１４号機以降の各号機に対するレ
スポンスは得られないため、レスポンス有無の判断処理
はレスポンス『無』と判定され（ステップ８０３）、構
成エラー処理が実行される（ステップ８０４）。この構
成エラー処理（ステップ８０４）では、先ほどと同様に
して、フィールドバスを経由して上位パソコンやＰＬＣ
に対し信号伝達経路異常が通知されたり、バスユニット
のハウジングにおいてその旨の表示処理が行われる。

【０１２２】一方、１６号機まで正常にレスポンスは得
られたものの（ステップ８０３『有』）、その間にＥＮ
Ｄ局レスポンスが全く得られなかった場合には（ステッ
プ８０５ＮＯ）、ＥＮＤ局設定のし忘れの可能性が判断
され、接続台数カウンタＮの値が最大値『１６』に達し
た時点で（ステップ８０６ＹＥＳ）、ＥＮＤ局設定エラ
ー処理（ステップ８０８）が実行される。この場合に
は、所定のＬＥＤ表示器を点灯するなどによって、バス
ユニット側で、現場のオペレータ等に対し、ＥＮＤ局設
定忘れなどの設定エラーが報知されると共に、必要な場
合には、フィールドバスを介して、上位パソコンやＰＬ
Ｃに対してその旨の情報を通知することにより、同様な
ＥＮＤ局設定エラーを上位パソコン等にも通知すること
も可能である。

【０１２３】以上の説明で明らかなように、図７に示さ
れる信号データ伝達経路異常判定処理においては、シス
テムの据付時などにおいて不揮発性メモリ５０７に設定
保持された接続台数情報と通信エラー発生時又は電源投
入時に検出した接続台数情報とを照合するという手法を
採用しているため、センサユニット列に信号伝達経路異
常が発生すれば、これを直ちに判断して、バスユニット
において又はフィールドバスを経由して上位パソコンや
ＰＬＣ等にその旨の情報を通知することができる。

【０１２４】又、図８に示される信号伝達経路異常処理
においては、同様にシステム据付時等に不揮発性メモリ
１００ａに記憶させ又は操作部３を構成するＤＩＰスイ
ッチに直接設定記憶させたＥＮＤ局情報の到来をバスユ
ニット側で待機し、最大接続台数に対して特定のコマン
ドを送出したにも拘わらず、その間にＥＮＤ局情報が到
来しない場合にはこれを信号伝達経路異常と判定するよ
うにしたため、個々のセンサユニット側に１ビットの情
報を選択的に付加するだけで、この種のセンサユニット
列の信号伝達経路異常を確実に判定し、バスユニットに
おいて或いはフィールドバスを経由して上位パソコンや
ＰＬＣ等にその旨の情報を通知することができる。

【０１２５】そのため、以上の連結型センサシステムに
よれば、センサユニット列とフィールドバスとの間にお
いて双方向にデータ伝送を行うことによって、個々のセ
ンサユニットからのＯＮ／ＯＦＦデータ導出ケーブルを
不要とし、配線を大幅に簡素化しつつも、センサユニッ
ト列の信号伝達経路異常が発生した場合には、これを直
ちに検出して、バスユニットにおいて或いはフィールド
バス上のＰＬＣや上位パソコンへと通知するといった処
理を実行し、この種のシステムの信頼性を著しく向上さ
せることができる。

【０１２６】なお、以上の実施形態では、コネクタ手段
として光コネクタを示したが、電気的な接触導通式のコ
ネクタの場合でも、本発明の有効性はなんら損なわれる
ものではない。

【０１２７】また、以上の実施の形態では、センサユニ
ットとしてファイバ型光電センサの本体ユニットを挙げ
たが、本発明はそれ以外にも、近接センサ、超音波セン
サ等のヘッド分離型センサの本体ユニットに広く適用す
ることができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデー
タを双方向に伝送するセンサユニット列と、センサユニ
ット列の一つをＦＡシステムのフィールドバスに接続す
る通信ユニットを備えた連結型センサシステムにおい
て、コネクタ手段の結合不良等に起因する信号伝達経路
異常を簡単な構成で確実に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンサシステムの一実施形態を示す斜
視図である。

【図２】本発明システムを含むＦＡネットワークの一例
を示す図である。

【図３】センサユニットの電気的構成を概略的に示すブ
ロック図である。

【図４】バスユニットの電気的構成を概略的に示すブロ
ック図である。

【図５】バスユニット並びに一連のセンサユニットの投
受光素子の配置を模式的に示す断面図である。

【図６】センサユニットのアドレス割付を示す図であ
る。

【図７】本発明システムを実現するバスユニット処理並
びに各センサユニット処理を示す概略フローチャートで
ある。

【図８】本発明システムを実現するバスユニット処理並
びに各センサユニット処理の他の例を示す概略フローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ＤＩＮレール２表示部３エンド局情報を設定するためのＤＩＰスイッチを含
む操作部４ａ往路光ファイバ４ｂ復路光ファイバ５ａ往路光ファイバの先端５ｂ復路光ファイバの先端６表示部７操作部８右側通信用窓９左側通信用窓１７回路基板１８投光素子１９受光素子１００ＣＰＵ１００ａエンド局情報を記憶保持する不揮発性メモリ２１０投光系回路２２０受光系回路２３０受光系回路２４０投光系回路３００投光系回路３１０受光系回路３２０ＬＥＤ３３０ＰＤ４００出力系回路５００ＣＰＵ５０１光通信回路５０２ネットワーク通信回路５０３モバコン接続コネクタ５０４モバコン検知回路５０５接続台数情報を設定するためのＤＩＰスイッチ
を含むスイッチ回路５０６表示回路５０７接続台数情報を記憶保持する不揮発性メモリ５０８センサ電源ＯＮ／ＯＦＦ回路５０９通信方向切替回路９００上位パソコン９０１，９０２ＰＬＣＳＵ１〜ＳＵ１６センサユニットＭＣモバイルコンソールユニットＢＵバスユニット（通信ユニット）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F073 AA21 AA33 AB01 AB04 AB05 BB06 BC04 CC03 CC07 CC08 CC12 DD04 DD07 DE13 EE02 FF08 FG01 FG02 FG04 FH01 FH07 5H220 AA01 BB10 CC09 CX01 EE09 EE10 JJ02 JJ12 JJ18 JJ19 JJ26 KK06 LL04 5H223 AA01 BB01 CC03 CC08 CC09 DD01 DD03 EE11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに密に隣接して配置されると共にコ
ネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡
しを行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサユ
ニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコントロ
ーラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在され
て両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有
し、センサユニットの各々には、隣接するセンサユニットとの間における信号の伝達を可
能とするための各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニ
ットから受信した特定コマンドの内容が自機を指定する
ものであるときには、規定のレスポンスを双方向通信手
段を介してコマンド到来側の隣接センサユニットへと返
送する一方、自機を指定するものではないときには、当
該コマンドを双方向通信手段を介して隣接する他方の側
のセンサユニットへと送信するコマンド対応送処理手段
と、が設けられ、通信ユニットの側には、予め任意に設定されたセンサユニットの接続台数情報を
保持する接続台数情報保持手段と、順次に各センサユニットを指定して特定コマンドを送信
する一方、それに対する規定のレスポンスの有無に応じ
て接続台数をカウントし、カウントされた接続台数と予
め保持された接続台数情報との照合に基づいて、センサ
ユニット列の信号伝達経路異常を判定する異常判定手段
と、が設けられている連結型センサシステム。
【請求項２】異常判定手段による異常判定結果は上位
パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに宛
ててネットワーク上へと送出される請求項１に記載の連
結型センサシステム。
【請求項３】接続台数保持手段は、通信ユニット側に
設けられた手動設定器により設定された接続台数情報を
保持する請求項１又は２に記載の連結型センサシステ
ム。
【請求項４】接続台数保持手段は、ネットワークを介
して受信されたコマンドに応じて設定された接続台数情
報を保持する請求項１又は２に記載の連結型センサシス
テム。
【請求項５】異常判定手段は、通信ユニットの電源投
入により起動される、請求項１又は２に記載の連結型セ
ンサシステム。
【請求項６】異常判定手段は、センサユニット側から
異常発生が通知されることにより起動される請求項１又
は２に記載の連結型センサシステム。
【請求項７】異常発生手段は、ネットワークから特定
コマンドを受信したことにより起動される、請求項１又
は２に記載の連結型センサシステム。
【請求項８】互いに密に隣接して配置されると共にコ
ネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡
しを行う複数台のセンサユニットの一つと上位パソコン
やプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネッ
トワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換を
担う通信ユニットであって、予め任意に設定されたセンサユニットの接続台数情報を
保持する接続台数情報保持手段と、順次に各センサユニットを指定して特定コマンドを送信
する一方、それに対する規定のレスポンスの有無に応じ
て接続台数をカウントし、カウントされた接続台数と予
め保持された接続台数情報との照合に基づいて、センサ
ユニット列の信号伝達異常を判定する異常判定手段と、
が設けられている連結型センサシステム用の通信ユニッ
ト。
【請求項９】異常判定手段による異常判定結果は上位
パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードへ宛
ててネットワーク上へと送出される請求項８に記載の連
結型センサシステム用の通信ユニット。
【請求項１０】接続台数保持手段は、通信ユニット側
に設けられた手動設定器により設定された接続台数情報
を保持する請求項８又は９に記載の連結型センサシステ
ム用の通信ユニット。
【請求項１１】接続台数保持手段は、ネットワークを
介して受信されたコマンドに応じて設定された接続台数
情報を保持する請求項８又は９に記載の連結センサシス
テム用の通信ユニット。
【請求項１２】異常判定手段は、通信ユニットの電源
投入により起動される、請求項８又は９に記載の連結型
センサシステム用の通信ユニット。
【請求項１３】異常判定手段は、センサユニット側か
ら異常発生が通知されることにより起動される請求項８
又は９に記載の連結型センサシステム用の通信ユニッ
ト。
【請求項１４】異常発生手段は、ネットワークから特
定コマンドを受信したことにより起動される、請求項８
又は９に記載の連結型センサシステム用の通信ユニッ
ト。
【請求項１５】互いに密に隣接して配置されると共に
コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け
渡しを行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサ
ユニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコント
ローラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在さ
れて両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有
し、センサユニットの各々には、隣接するセンサユニットとの間における信号の伝達を可
能とするための各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位置情報を設定するた
めの接続位置情報設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニ
ットから受信したコマンドの内容が自機を指定するもの
であるときには、自機の接続位置情報設定手段に設定さ
れた接続位置情報を双方向通信手段を介してコマンド到
来側の隣接センサユニットへと返送する一方、自機を指
定するものではないときには、当該コマンドを双方向通
信手段を介して隣接する他方の側のセンサユニットへと
送信するコマンド対応送処理手段と、が設けられ、通信ユニットの側には、順次に各センサユニットを指定して特定コマンドを送信
する一方、それに対するレスポンスの中にエンド局を示
す接続位置情報が到来するのを待機し、全機に対するコ
マンド送信終了時点でエンド局を示す接続位置情報が到
来していないことに基づいて、センサユニット列の信号
伝達異常を判定する異常判定手段と、が設けられている
連結型センサシステム。
【請求項１６】互いに密に隣接して配置されると共に
コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け
渡しを行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサ
ユニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコント
ローラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在さ
れて両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有
し、センサユニットの各々には、隣接するセンサユニットとの間における信号の伝達を可
能とするための各側のコネクタ手段と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位置情報を設定するた
めの接続位置情報設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニ
ットから受信したコマンドの内容がエンド局応答要求コ
マンドであるときには、自機の接続位置情報設定手段に
設定された接続位置情報を双方向通信手段を介してコマ
ンド到来側の隣接センサユニットへと返送するととも
に、当該エンド局応答要求コマンドを双方向通信手段を
介して隣接する他方の側のセンサユニットへと送信する
コマンド対応送処理手段と、が設けられ、通信ユニットの側には、一連のセンサユニット列に対してエンド局応答要求コマ
ンドを送信する一方、それに対するレスポンスの中にエ
ンド局を示す接続位置情報が到来するのを待機し、全機
に対するコマンド送信終了相当時点でエンド局を示す接
続位置情報が到来していないことに基づいて、センサユ
ニット列の信号伝達異常を判定する異常判定手段と、が
設けられている連結型センサシステム。
【請求項１７】異常判定手段による異常判定結果は上
位パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに
宛ててネットワーク上へと送出される請求項１５又は１
６に記載の連結型センサシステム。
【請求項１８】異常判定手段は、通信ユニットの電源
投入により起動される、請求項１５〜１７のいずれかに
記載の連結型センサシステムのセンサユニット。
【請求項１９】異常判定手段は、センサユニット側か
ら異常発生が通知されることにより起動される請求項１
５〜１７のいずれかに記載の連結型センサシステムのセ
ンサユニット。
【請求項２０】異常発生手段は、ネットワークから特
定コマンドを受信したことにより起動される、請求項１
５〜１７のいずれかに記載の連結型センサシステムのセ
ンサユニット。
【請求項２１】互いに密に隣接して配置されると共に
コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け
渡しを行う複数台のセンサユニットの一つと上位パソコ
ンやプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネ
ットワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換
を担う通信ユニットであって、順次に各センサユニットを指定して特定コマンドを送信
する一方、それに対するレスポンスの中にエンド局を示
す接続位置情報が到来するのを待機し、全機に対するコ
マンド送信終了時点でエンド局を示す接続位置情報が到
来していないこと基づいて、センサユニット列の信号伝
達異常を判定する異常判定手段と、が設けられている連
結型センサシステムの通信ユニット。
【請求項２２】互いに密に隣接して配置されると共に
コネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け
渡しを行う複数台のセンサユニットの一つと上位パソコ
ンやプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネ
ットワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換
を担う通信ユニットであって、一連のセンサユニット列に対してエンド局応答要求コマ
ンドを送信する一方、それに対するレスポンスの中にエ
ンド局を示す接続位置情報が到来するのを待機し、全機
に対するコマンド送信終了相当時点でエンド局を示す接
続位置情報が到来していないことに基づいて、センサユ
ニット列の信号伝達異常を判定する異常判定手段と、が
設けられている連結型センサシステムの通信ユニット。
【請求項２３】異常判定手段による判定結果は上位パ
ソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに宛て
てネットワークへと送出される請求項１５に記載の連結
型センサシステム用の通信ユニット。
【請求項２４】隣接するセンサユニットとの間におけ
る信号の伝達を可能とするための各側のコネクタ手段
と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位置情報を設定するた
めの接続位置情報設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニ
ットから受信したコマンドの内容が自機を指定するもの
であるときには、自機の接続位置情報設定手段に設定さ
れた接続位置情報を双方向通信手段を介してコマンド到
来側の隣接センサユニットへと返送する一方、自機を指
定するものではないときには、当該コマンドを双方向通
信手段を介して隣接する他方の側のセンサユニットへと
送信するコマンド対応送処理手段と、が設けられた連結
型センサシステムのセンサユニット。
【請求項２５】隣接するセンサユニットとの間におけ
る信号の伝達を可能とするための各側のコネクタ手段
と、各側のコネクタ手段を介して隣接するセンサユニットと
の間で双方向にデータ通信を可能とするための双方向通
信手段と、自機がエンド局か否かを示す接続位置情報を設定するた
めの接続位置情報設定手段と、双方向通信手段を介して隣接する一方の側のセンサユニ
ットから受信したコマンドの内容がエンド局応答要求コ
マンドであるときには、自機の接続位置情報設定手段に
設定された接続位置情報を双方向通信手段を介してコマ
ンド到来側の隣接センサユニットへと返送するとともに
当該エンド局応答要求コマンドを双方向通信手段を介し
て隣接する他方の側のセンサユニットへと送信するコマ
ンド対応送処理手段と、が設けられた連結型センサシス
テムのセンサユニット。