JP2004295276A

JP2004295276A - Continuously arranged sensor system, master unit, sensor unit and sensor relaying unit

Info

Publication number: JP2004295276A
Application number: JP2003084107A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inoue; 哲井上
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP4294985B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a continuously arranged sensor system which intensively manages sensor information while improving a speed in processing a work by transmitting the determination signal of a sensor at a high speed. <P>SOLUTION: The continuously arranged sensor system 1 puts the determination signals of the sensors 69 of sensor units 5 together in a master unit 3, and monitors an object to be detected by transmitting the signals to a high-order device. In this case, the master unit 3 and each sensor unit 5 are individually provided with a serial transmission means and a connection means. A parallel transmission path P and a serial transmission path S are formed by the connection means via each unit. The determination signal of the sensor is transmitted to the master unit 3 via the parallel transmission path P, and the serial signal outputted from each unit is transmitted to and from each unit via the serial transmission path S. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検知対象物の状態監視等を行う連設型センサシステムに関する。また、同時に提案される本発明は、そのシステムに用いるマスタユニット、センサユニット並びにセンサ中継ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動化された製造ラインでは、ワークの加工などを確実に行うために、ワークの加工状態を監視しつつ製造が行われる。則ち、自動化された製造ラインでは、ワーク（被検知対象物）の近傍に加工状態を監視するセンサを多数配置し、各センサの判別信号を監視しつつワークの加工が行なわれる。
このようなセンサシステムにおいては、センサを制御する機器の配線が面倒であるため、これらの機器をユニット化し、各ユニットを物理的に接続することによって各機器間の配線を同時に完了させる連設型センサシステムが活用されている。
則ち、ワークの近傍に多数のセンサユニットを連設して設置し、各センサユニットに接続された光ファイバで成るセンサヘッドをワークの監視部位近傍に近接させて多数配設し、各センサユニットから出力される検知信号をマスタユニットを介して上位制御装置で監視する連設型センサシステムが知られている。
【０００３】
また各センサユニットからマスタユニットへセンサの検知信号を伝送する方策として、次の特許文献に記載された構造が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２２７８６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６０７７０号公報
【０００５】
則ち、特許文献１には、各センサユニットに接続されたセンサヘッドの検知信号をマスタユニット側へシリアル伝送する構成が開示されている。この構成によれば、センサの検知信号や受光量、或いは、閾値などの複数のセンサ情報をデジタルデータとしてマスタユニット側へ伝送して上位制御装置で集中管理したり、あるいは、上位制御装置やマスタユニットから各センサユニットへ指令信号を伝送して各センサユニットのセンサヘッドの発光タイミングの制御や設定の変更を行うような集中制御を行うことが可能である。
【０００６】
また特許文献２には、各センサユニットに接続されたファイバセンサの検知信号をマスタユニット側へ独立して伝送する構成が開示されている。
この構成によれば、各センサユニットのセンサの検知信号を各々独立してマスタユニット側へ伝送するので、シリアル伝送を行う構成に比べてセンサの検知信号を遅延なくマスタユニット側へ伝送可能であり、ワークの稼働を高速に行うことが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが近時の自動化された製造ラインでは、ワークをさらに高速で加工することが要求され、前記特許文献１，２に記載された構成では、上記要求に応えるレベルに各センサを集中管理することができず、いずれも支障を来すものであった。
則ち特許文献１に記載された構成では、シリアル伝送によってセンサ情報の集中管理を容易に行うことはできるものの、センサの検知信号をシリアル信号で伝送するための時間遅れが生じ、信号伝送の遅延に伴ってワークの稼働速度が制約を受けるものとなっていた。
また、特許文献２に記載された構成では、センサの検知信号を遅延なくマスタユニット側へ伝送可能なものの、センサの検知信号以外のセンサ情報を伝送することができず、センサ情報の集中管理ができないものであった。
【０００８】
また連設型センサシステムでは、ワークに対して多数のセンサユニットが連設配置されるため、信号伝送路の断線や短絡の異常が発生し易く、異常の発生が分かりにくい。このため、異常が生じたままワーク加工が進行することがあり、システムの信頼性の面から改善が望まれていた。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、各センサの検知信号をマスタユニット側へ高速に伝送してワークの加工の高速化を図りつつ、しかも、各センサの情報をマスタユニット側へ伝送して集中管理できる連設型センサシステムを提供することを目的とする。また、同時に提案される本発明は、そのシステムに用いられるマスタユニット、センサユニット及びセンサ中継ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは次の技術的手段を講じた。
則ち、請求項１に記載の発明は、上位制御装置に接続されるマスタユニットと、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上のセンサユニットとを備え、前記マスタユニットとセンサユニットを物理的にも信号的にも互いに接続し、前記各センサユニットの前記センサからの検出信号に基づく信号を前記マスタユニットへ伝送する連設型センサシステムであって、前記各センサユニットは、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部を備えると共に、前記マスタユニットおよび各センサユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、隣接する前記ユニットと接続する接続手段と、前記各センサユニットの前記制御部で生成された判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、前記各センサユニットの前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて、前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記シリアル信号は、前記各センサユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送されることを特徴とする連設型センサシステムである。
【００１１】
ここに、本発明で言う判別信号とは、前記したように、制御部によってセンサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して得られる二値化された信号を指す。
本発明によれば、各センサユニットから出力されるセンサの判別信号は、パラレル伝送路を介して各々独立してマスタユニットへ伝送され、マスタユニットは、伝送されて来た各センサの判別信号を参照して被検知対象物の加工状況を判別することができる。則ち、各センサの判別信号は遅延することなくマスタユニットへ伝送されるので、被検知対象物（ワーク）の稼働速度（加工速度）が、加工状況を監視するためのセンサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
【００１２】
また、各センサユニットのセンサの検出に関する情報がシリアル伝送路を介してマスタユニット側へ伝送され。これにより、マスタユニットは、伝送されて来た情報に基づいて各センサユニットの動作状態を管理することが可能となる。また、上位制御装置へ必要なデータを送出して各センサユニットの動作状態を集中管理することも可能である。
ここに、センサとして光電センサを用いる場合には、センサの検出に関する情報とは、受光量のピーク値やボトム値、センサの検出信号を二値化するための閾値などを指す。また、センサとして、近接センサや圧力センサ、超音波センサを用いる場合は、センサの検出信号そのものを指す。
【００１３】
ところで、パラレル伝送路を伝送される信号に対してシリアル伝送路を伝送される信号は遅延する。則ち、本発明において、シリアル伝送路を介してマスタユニットへ伝送されるセンサ情報は、パラレル伝送路を介して伝送されるセンサの判別信号に対して遅延する。
しかし前記したように、シリアル伝送される信号は、センサの閾値や、受光量のピーク値、ボトム値などである。従って、マスタユニットまたは上位制御装置において、伝送されるシリアル信号を適宜の間隔でサンプリングしつつデータの表示などを行うことにより、各センサユニットの動作状態を集中管理することが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットからシリアル伝送路を介して各センサユニットへ制御信号を伝送することができる。従って、例えば、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットから各センサユニットに制御信号を伝送し、各センサユニット毎の設定閾値などを変更させることが可能である。また、各センサユニットが表示部を有する構成では、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットから各センサユニットへ表示切換信号を伝送して表示内容を変更させることが可能である。
【００１５】
本発明において、のセンサユニットの有するセンサとしては、ユニットから光ファイバを用いたセンサヘッドを延出するファイバセンサが好適である。ファイバセンサでは、センサユニットにセンサヘッドを接続する必要があり、センサヘッドの接続構造やユニット内部の発光素子、受光素子の専有面積が大きい。従って、１台のセンサユニットは、一つのセンサヘッドを有する構成が好適である。
【００１６】
本発明において、隣接するユニットとの間を接続して信号伝送を行うための信号接続手段として、電気的接続によって信号伝送を行う接続手段や、光の送受信によって信号伝送を行う接続手段を採用することが可能である。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシステムにおいて、センサ中継ユニットを更に備えた構成のシステムである。
則ち、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の連設型センサシステムにおいて、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続されたセンサ中継ユニットを備え、当該センサ中継ユニットは、前記マスタユニットまたは前記センサユニットと物理的にも信号的にも接続されて、前記センサの判別信号を前記マスタユニット側へ中継出力する構成とされ、前記センサ中継ユニットは、隣接する前記マスタユニットまたはセンサユニットと信号接続する接続手段と、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、隣接する前記センサユニットから伝送される前記シリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、隣接する前記各センサユニットから伝送される前記シリアル信号は、前記各ユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送されることを特徴とする連設型センサシステムである。
【００１８】
ここで、前記請求項１に記載したセンサユニットの有するセンサは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号を出力するものであった。これに対して、本発明のセンサ中継ユニットに接続されるセンサは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して得られる二値化された判別信号を出力するものである。
則ち、センサ中継ユニットに接続されるセンサは、センサの設置部位から、電気信号としてセンサ中継ユニットへ判別信号を伝送可能なフォトマイクロセンサ（フォトマイクロスイッチ）などが好適である。特に、センサ部分に受光信号の増幅器やコンパレータを内蔵したものであれば、センサ中継ユニット側の構成を簡略化できるうえに、判別信号をそのまま外部へ出力することができ、センサ中継ユニットを大型化することなく複数のフォトマイクロセンサの判別信号を容易に中継可能である。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、前記センサユニットと同様に、センサ中継ユニットに接続された各センサの判別信号は、パラレル伝送路を介して各々独立してマスタユニット側へ伝送され、マスタユニットは、伝送されて来た各センサのの判別信号を参照して、被検知対象物の加工状況を判別することができる。則ち、各センサの判別信号は遅延することなくマスタユニットへ伝送されるので、被検知対象物（ワーク）の稼働速度（加工速度）が、センサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の連設型センサシステムにおいて、前記センサユニットは、前記制御部から出力される前記センサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連設型センサシステムにおいて、前記センサ中継ユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を備え、自らに接続されたセンサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサ中継ユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００２２】
請求項３または４の発明によれば、センサユニットあるいはセンサ中継ユニットの同一のセンサの判別信号を、経路の異なるパラレル伝送路およびシリアル伝送路を介してマスタユニット側へ伝送して比較することができる。これにより、各経路を経由して伝送された本来同一であるべきセンサの判別信号が異なるときは、パラレル伝送路またはシリアル伝送路等に異常が生じていると判別することができる。
【００２３】
本発明の一つの活用例として、ワークの稼働中において、各センサユニットおよびセンサ中継ユニットからパラレル伝送路およびシリアル伝送路を介して順次マスタユニットへ伝送される判別信号をマスタユニットで順次比較する構成を採ることができる。
【００２４】
また、本発明の他の活用例として、ワークの稼働時を除く期間に、各センサユニットおよびセンサ中継ユニットで擬似的にセンサの判別信号を生成してマスタユニットへ伝送するすることも可能である。
例えば、マスタユニットに順次接続される全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットにおいて、各センサ毎に擬似的にＨレベルの判別信号を生成する。そして、マスタユニットでは、パラレル伝送路及びシリアル伝送路を介して伝送される擬似生成された判別信号を記憶する。次いで、全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットにおいて、各センサ毎に擬似的にＬレベルの判別信号を生成する。そして、マスタユニットでは、パラレル伝送路及びシリアル伝送路を介して伝送される擬似生成された判別信号を記憶する。
そして、記憶された各センサユニットまたはセンサ中継ユニット毎の判別信号を比較手段で順次比較する。
【００２５】
比較の結果、Ｈレベルの判別信号の送出時にマスタユニットで受信する各々のセンサ毎のシリアル信号及びパラレル信号の判別信号のいずれか一方または双方がＬレベルとなる状態や、Ｌレベルの判別信号の送出時にマスタユニットで受信する各々のセンサ毎のシリアル信号及びパラレル信号の判別信号のいずれか一方または双方がＨレベルとなる状態が検出されると、パラレル伝送路またはシリアル伝送路に断線や短絡などの異常が生じていると判別する。
【００２６】
従って、マスタユニットでは、異常を判別することにより、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知やワークの稼働を強制的に停止させるなどの異常対応処理を行うことが可能である。
本発明において、センサユニット及びセンサ中継ユニット側でＨレベルやＬレベルの判別信号を各センサ毎に対応させて擬似生成させるには、接続される全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットに対して、マスタユニットからシリアル伝送路を介して判別信号を擬似生成させる指令信号を送出して行うことが可能である。
【００２７】
請求項３，４の発明において、マスタユニットにおけるセンサの判別信号の比較処理は、例えば、システムへの電源の通電開始時などに自動的に行わせても良く、また、上位制御装置の操作によってマスタユニットへ異常判別処理の制御信号を送出して適宜行わせることも可能である。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、マスタユニットに論理演算手段を内蔵したものである。
則ち、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の連設型センサシステムにおいて、前記マスタユニットは論理演算手段を備え、前記センサユニットまたは前記センサ中継ユニットから前記パラレル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上位制御装置へ出力する構成とされている。
【００２９】
ワークの監視に際して、各センサユニットやセンサ中継ユニットからパラレル伝送路を介して伝送されるセンサの判別信号の中には、判別信号のレベルがＨレベルのときに正常と判別されるものもあれば、Ｌレベルのときに正常と判別されるものも含まれる。
本発明によれば、Ｈレベルと判別されるべき判別信号の中に一つでもＬレベルの判別信号が混在するような場合、あるいは、Ｌレベルと判別されるべき判別信号の中に一つでもＨレベルの判別信号が混在するような場合を論理演算手段で演算して、その結果だけを上位制御装置へ出力する。則ち、全てのセンサの判別信号ではなく、ワークの状態が正常であるか否かを判別可能な演算結果だけを上位制御装置へ出力する。
【００３０】
これにより、各センサの判別信号を全てマスタユニットから上位制御装置へ伝送することなく、論理演算手段で演算された結果だけを上位制御装置へ伝送することによりワークの監視を行うことができ、伝送線の数を削減して構成を簡略化しつつ信頼性を向上させることが可能となる。
本発明において、パラレル伝送路を介してマスタユニットへ伝送される判別信号の伝送タイミングが異なるときは、必要に応じて、論理演算手段の入力側にラッチ回路を含ませた構成としても良い。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、マスタユニットに関する発明である。
則ち請求項６に記載の発明は、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上の外部ユニットが信号の下流側に連設可能であり、前記外部ユニット側において前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して生成され伝送される判別信号を受信して、上流側に別置された上位制御装置との間で必要な信号を伝送する連設型センサシステムに用いるマスタユニットであって、前記上位制御装置との間で伝送する信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、前記上位制御装置へ接続される上流側接続部と、前記外部ユニットへ接続される下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部とを備え、前記下流側パラレル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記各センサの判別信号が伝送されると共に、前記下流側シリアル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記シリアル信号が伝送され、前記制御部は、伝送された各センサの判別信号および前記シリアル信号に基づいて必要な信号を生成して、前記上流側接続部を介して前記上位制御装置へ伝送することを特徴とするマスタユニットである。
【００３２】
本発明によれば、下流側パラレル接続部へ伝送される各センサの判別信号は、シリアル伝送する場合に比べて遅延が生じない。従って、下流側パラレル接続部へ伝送される各センサの判別信号に基づいて、被検知対象物（ワーク）の加工状況を判別することにより、ワークの稼働速度（加工速度）が、センサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
また、本発明のマスタユニットによれば、シリアル伝送路を介して外部ユニットから伝送される信号を受信できると共に、外部ユニットへ制御信号などを送信することができる。更に、上位制御装置との間で制御に必要な信号を送受信することができ、外部ユニットの動作状態や制御を上位制御装置で集中管理することが可能となる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のマスタユニットにおいて、前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部へ伝送される前記センサの判別信号同士を比較判別する比較手段を備え、同一の前記外部ユニットから伝送される同一センサの判別信号を前記比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００３４】
同一の外部ユニットから伝送される同一センサの判別信号は、下流側のパラレル接続部及び下流側のシリアル接続部のいずれに繋がる経路を介して伝送されても本来同一である。本発明は、本来同一であるべき信号の食い違いを比較手段で判別することによって、下流側のパラレル接続部及びシリアル接続部に接続される伝送路の異常を判別することを可能にしている。
異常が判別されたときは、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知やワークの稼働を強制的に停止させるなどの異常対応処理を行うことが可能である。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載のマスタユニットにおいて、前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上流側接続部へ出力する論理演算手段を備えた構成である。
【００３６】
下流側のパラレル接続部に伝送されるセンサの判別信号の中には、判別信号のレベルがＨレベルのときにワークの状態が正常と判別されるもの、あるいは、Ｌレベルのときにワークの状態が正常と判別されるものが含まれる。
従って、Ｈレベルで正常と判別される判別信号群の中に、一つでもＬレベルの判別信号が混在するような場合、あるいは、Ｌレベルで正常と判別される判別信号群の中に、一つでもＨレベルの判別信号が混在するような場合を論理演算手段で演算した演算結果によってワークの監視を行うことが可能である。
【００３７】
本発明によれば、下流側パラレル接続部に伝送されるセンサの判別信号を全て上流側パラレル接続部を介して上位制御装置へ伝送する必要がなく、論理演算手段で演算された結果だけを上位制御装置へ伝送することでワークの監視を行うことができ、伝送線の数を削減しつつ信頼性を向上させることが可能となる。
本発明においても、下流側パラレル接続部を介して伝送される各判別信号のタイミングが異なるときは、必要に応じて、論理演算手段の入力側にラッチ回路を含ませた構成を採ることも可能である。
【００３８】
請求項９はセンサユニットに関する発明である。
則ち請求項９に記載の発明は、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサが内蔵又は外付けされ、当該センサの検出信号に基づく信号を出力するセンサユニットであって、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路が形成されることを特徴とするセンサユニットである。
【００３９】
本発明によれば、自らが備える（内蔵又は外付け）センサの検出信号に基づく判別信号、および、外部のセンサユニット等から伝送されるセンサの判別信号を各々独立してパラレル伝送路を介して上流側パラレル接続部から出力することができる。
また、上流側および下流側のシリアル接続部の間に形成されるシリアル伝送路を介して外部との間でシリアル信号を送受信することが可能となる。
これにより、パラレル伝送路によりワークの稼働を高速化しつつ、シリアル伝送路により各センサの作動状況を上位制御装置などで集中管理することが可能となる。
【００４０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のセンサユニットにおいて、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、当該シリアル信号を前記シリアル伝送路を介して出力する構成とされている。
【００４１】
本発明によれば、センサの判別信号は、シリアル伝送路を介して外部へ出力される。一方、センサの判別信号は、パラレル伝送路を介しても外部へ出力される。従って、これらのシリアル伝送路およびパラレル伝送路を介して出力されるセンサの判別信号同士を外部で比較判別することにより、シリアル伝送路あるいはパラレル伝送路における断線や短絡の発生を検知することも可能となる。
本発明において、センサの判別信号は、ワークの稼働中に出力される判別信号であっても良く、また、ワークの稼働時を除く期間に擬似的に生成される判別信号でも良い。
【００４２】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載のセンサユニットにおいて、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、前記配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、自らに内蔵又は外付けされた前記センサの判別信号は上流側に配列される前記接続端子の一つに配線接続されると共に、前記下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された前記接続端子を除く前記上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成される。
【００４３】
本発明によれば、例えば、上流側および下流側パラレル接続部が各々１６個の接続端子を配列して形成され、配列された各接続端子に各々１〜１６の番号を付して対応させた構成とすることができる。そして、自らが有するセンサの判別信号は、上流側の番号１の接続端子に配線接続され、更に、下流側の番号１の接続端子を上流側の番号２の接続端子に接続し、下流側の番号２の接続端子を上流側の番号３の接続端子に接続するというように、下流側の番号ｎの接続端子を上流側の番号ｎ＋１の接続端子に接続するパラレル伝送路の構成を採ることができる。
【００４４】
この構成によれば、同一構成の１６台のセンサユニットを隣接して配置し、各センサユニットの下流側パラレル接続部を隣接するセンサユニットの上流側パラレル接続部に順次接続することにより、１６台のセンサユニットの各々のセンサの判別信号を、隣接して接続されたセンサユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することが可能となる。これにより、センサユニットの構成の共通化を図りつつ、各センサの判別信号を各ユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて高速に伝送することが可能となる。
【００４５】
請求項１２は、センサ中継ユニットに関する発明である。
則ち請求項１２に記載の発明は、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続される入力部を有し、当該入力部へ入力された前記センサの判別信号を外部へ中継出力するセンサ中継ユニットであって、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、外部から入力される所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路が形成されることを特徴とするセンサ中継ユニットである。
【００４６】
本発明によれば、自らに接続されるセンサの判別信号と外部から伝送されるセンサの判別信号とを、各々独立してパラレル伝送路を介して上流側パラレル接続部から出力することができる。
これにより、ワークの稼働を高速化しつつ各センサの作動状況を上位制御装置などで集中管理することが可能となる。
また、シリアル伝送路を介して外部から入力されるシリアル信号を中継伝送可能である。
【００４７】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のセンサ中継ユニットにおいて、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を有し、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、前記シリアル伝送路を介して出力する構成とされている。
【００４８】
本発明によれば、センサの判別信号は、シリアル伝送路を介して外部へ出力される。一方、センサの判別信号は、パラレル伝送路を介しても外部へ出力される。従って、これらのシリアル伝送路およびパラレル伝送路を介して出力されるセンサの判別信号同士を外部で比較判別することにより、シリアル伝送路あるいはパラレル伝送路における断線や短絡の発生を検知することが可能となる。
本発明においても、センサの判別信号は、ワークの稼働中に出力される判別信号であっても良く、また、ワークの稼働時を除く期間に擬似的に生成される判別信号でも良い。
【００４９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載のセンサ中継ユニットにおいて、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、前記入力部に入力される前記１又は２以上のセンサの判別信号は上流側に配列される接続端子群の特定の１又は２以上の接続端子に各々独立して配線接続されると共に、下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された接続端子を除く上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成される。
【００５０】
本発明によれば、例えば、上流側および下流側パラレル接続部が各々１６個の接続端子を配列して形成され、配列された各接続端子に各々１〜１６の番号を付して対応させた構成とすることができる。そして、自らに接続されるセンサの数が８個の場合、当該センサの判別信号は、上流側の番号１〜８の接続端子に各々配線接続され、更に、下流側の番号１の接続端子を上流側の番号９の接続端子に接続し、下流側の番号２の接続端子を上流側の番号１０の接続端子に接続するというように、下流側の番号ｎの接続端子を上流側の番号（ｎ＋８）の接続端子に接続するパラレル伝送路の構成を採ることができる。
【００５１】
この構成によれば、同一構成の２台のセンサ中継ユニットを隣接して配置し、一方のセンサ中継ユニットの下流側パラレル接続部を隣接するセンサ中継ユニットの上流側パラレル接続部に順次接続することにより、各センサ中継ユニットのセンサの判別信号をパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することが可能となる。
【００５２】
また、センサ中継ユニットに前記請求項９〜１１に記載したセンサユニットを順次接続することにより、センサ中継ユニットおよび各センサユニットのセンサの判別信号をパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することも可能である。本発明によれば、センサ中継ユニットの構成の共通化を図りつつ、各センサの判別信号を各ユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて高速に伝送することが可能となる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
本発明の実施形態の説明に際しては、まず、連設型センサシステムを構成するマスタユニット、センサユニットおよびセンサ中継ユニットの構成を示した後にシステム構成を述べる。なお説明の便宜上、上下の表現は、実際の機器の取付け姿勢に係わらず、図１，３，５の斜視図の姿勢を基準とする。
【００５４】
図１はマスタユニット３を示す斜視図および平面図、図２はマスタユニット３の内部構成を示すブロック図、図３はセンサユニット５を示す斜視図、図４はセンサユニット５の内部構成を示すブロック図、図５はセンサ中継ユニット７を示す斜視図および平面図、図６はセンサ中継ユニット７の内部構成を示すブロック図である。
【００５５】
マスタユニット３は、センサユニット５やセンサ中継ユニット７から伝送される信号を集約しつつ上位制御装置（不図示）との間で必要な信号を伝送する機能を有するものである。マスタユニット３は、図１（ａ）の様に、幅に比べて僅かに高さが高く横方向へ長い直方体形状のケース３ａに部材を収容したユニットである。
ケース３ａの長手方向の一端は幅方向全長に渡って切り欠かれて段部３ｅが形成され、段部３ｅに隣接する上面中央と段部３ｅの中央には各々凹部３ｆ，３ｇが設けられている。この凹部３ｆ，３ｇの内部には、電源供給線（不図示）を接続するねじ式の端子４１ａ，４１ｂが設けられて電源接続部４１を形成している。
【００５６】
ケース３ａの上面（図１ａ基準）には、上方向へ突出させてＭＩＬコネクタ３６が設けられている。このＭＩＬコネクタ３６は別置されたプログラマブルコントローラやコンピュータ等の上位制御装置（不図示）とケーブルで接続されて信号伝送を行う。本実施形態では、２０個の接続端子を有するＭＩＬコネクタ３６を用いており、接続端子の一部を上流側パラレル接続部４３ｂとして用いると共に、残りの接続端子を上流側シリアル接続部４３ａとして用いる構成としている。
また、ケース３ａの上面（図１ａ基準）には、図１（ｂ）の様に、ＭＩＬコネクタ３６に近接させて電源表示灯３ｈが設けられている。
ケース３ａの下面中央部には、幅方向全長に渡って上方へ退入させたレール固定部３ｄが形成され、当該レール固定部３ｄをＤＩＮレール２に嵌入させてマスタユニット３をＤＩＮレール２に固定する構造とされている。
【００５７】
ケース３ａの一方の側面（図１ａ手前側）には、電源接続部４１に近接させて下流側パラレル接続部４６を構成するコネクタ３４、および、下流側シリアル接続部４５を構成するコネクタ３５が設けられている。
本実施形態では、則ち下流側パラレル接続部４６に１６個の接続端子を有するコネクタ３４を用いている。また下流側シリアル接続部４５に５個の接続端子を有するコネクタ３５を用い、この内の２個の接続端子３５ａ，３５ｂが真に下流側シリアル接続部４５として機能する。
これらのコネクタ３４、３５は、ケース３ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース３ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ３４，３５の先端は開口から僅かに退入している。
【００５８】
また、ケース３ａのコネクタ３４，３５が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接して係合凹部３ｂ，３ｃが設けられている。この係合凹部３ｂ，３ｃは、後述するセンサユニット５やセンサ中継ユニット７に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めを行い、コネクタ３４，３５へ無理な力が加わることを防止する。
【００５９】
マスタユニット３の電気的構成は、図２の通りであり、制御回路部３０を中心に、シリアル伝送部（シリアル伝送手段）３１、比較手段３２およびシリアル伝送部３３を備えて構成されている。また、マスタユニット３は、上流側接続部４３ａと、下流側シリアル接続部４５および下流側パラレル接続部４６を備えている。上流側接続部４３は、上流側シリアル接続部４３ａと上流側パラレル接続部４３ｂで構成され、これらの上流側シリアル接続部４３ａおよび上流側パラレル接続部４３ｂは一つのＭＩＬコネクタ３６で形成されている。また、下流側シリアル接続部４５はコネクタ３５で形成され、下流側パラレル接続部４６はコネクタ３４で形成される。
【００６０】
電源接続部４１から供給される電力は、マスタユニット３の内部に導入されてマスタユニット３の機器を動作させるものであるが、図２の様に電源接続部４１の端子４１ａ，４１ｂは、電源ライン４０を介して下流側シリアル接続部用コネクタ３５の接続端子３５ｄ，３５ｅにも各々接続され、下流側シリアル接続部用コネクタ３５を介して外部へも出力される。
【００６１】
下流側パラレル接続部４６を構成するコネクタ３４は、３４ａ〜３４ｐの１６の接続端子を備え、これらの接続端子３４ａ〜３４ｐは、ＭＩＬコネクタ３６の接続端子３６ａ〜３６ｐに各々独立して直接配線接続されている。
則ち、本実施形態では、ＭＩＬコネクタ３６の接続端子３６ａ〜３６ｐによって上流側パラレル接続部４３ｂを形成している。
【００６２】
シリアル伝送部３１は、シリアル伝送路３８を介して下流側シリアル接続部４５を構成するコネクタ３５の接続端子３５ａ，３５ｂへ接続されると共に制御回路部３０と接続され、制御回路部３０と他のユニットとの間でシリアル信号の送受信を行う。
また、シリアル伝送部３３は、ＭＩＬコネクタ３６の上流側シリアル接続部４３ａたる接続端子３６ｑ，３６ｒへ接続されると共に制御回路部３０と接続され、制御回路部３０と上位制御装置（不図示）との間でシリアル信号の送受信を行う。
【００６３】
比較手段３２は、下流側パラレル接続部用コネクタ３４の各接続端子３４ａ〜３４ｐへ各々独立して接続されると共に、制御回路部３０へ接続されており、下流側パラレル接続部４６を介して伝送される各信号と、シリアル伝送部３１を介して制御回路部３０へ伝送される各信号とを比較して一致、不一致の判別を行う機能を有する。
【００６４】
また、制御回路部３０は同期信号線３９を介して下流側シリアル接続部用コネクタ３５の接続端子３５ｃに接続されており、制御回路部３０で生成した同期信号を外部へ出力する。
則ち、マスタユニット３の下流側シリアル接続部用コネクタ３５は、シリアル伝送路３８を介してシリアル信号の送受信を行うと共に、同期信号線３９を介して同期信号を送出する機能と、電源ライン４０を介して外部へ電源供給を行う機能を兼ね備えている。
【００６５】
本実施形態のマスタユニット３は上記構成とされており、下流側パラレル接続部４６に伝送される信号をそのままＭＩＬコネクタ（上流側パラレル接続部４３ｂ）３６を介して上位制御装置側へ出力する機能を有する。また、制御回路部３０は、下流側シリアル伝送部３１および上流側シリアル伝送部３３を介して上位制御装置および他のユニットとの間でシリアル信号を送受信する機能を有する。更に、下流側パラレル接続部４６に伝送される信号と、シリアル伝送部３１を介して伝送される信号とを比較手段３２で比較判別する機能を備えている。
尚、電源表示灯３ｈは電源ライン４０の間に接続されて電源接続部４１への電源供給が行われているときに点灯表示を行う。
また、本実施形態では、マスタユニット３の構成要素である制御回路部３０、シリアル伝送部３１，３３および比較手段３２を１チップ型のマイコンＭを用いて構成している。
【００６６】
次に、センサユニット５について図３，４を参照しつつ説明する。尚、図３（ａ）はセンサユニット５を一方の側面から見た状態で示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のセンサユニット５を反対側の側面から見た状態で示す斜視図である。
センサユニット５は、光ファイバを用いたセンサヘッドの受光量に応じた検出信号（電気信号）を生成し、この検出信号を所定の閾値で二値化した判別信号を出力する機能を有するもので、図３（ａ），（ｂ）の様に、幅が狭く、前記マスタユニット３と略同一の高さおよび長さを有する直方体のケース５ａに部材を収容したユニットである。
【００６７】
ケース５ａの上面（図３基準）には、デジタル表示部５６ａ、出力切換スイッチ５３ｄ、モードスイッチ５３ｃ、マニュアルスイッチ５３ｂ、セットスイッチ５３ａ、および、動作表示灯５６ｂが設けられている。
デジタル表示部５６ａは、４桁の７セグメントＬＥＤ表示器で形成される表示部を２組並べて配設したもので、例えば、センサヘッド６９の受光量と設定閾値や、受光量と余裕度などの値を同時にデジタル表示可能である。
【００６８】
ケース５ａの上部（図３基準）には、上面全面を覆うカバー６が設けられている。カバー６は、ケース５ａと略同一の幅と長さを有する蓋であり、長手方向端部に内方へ突出する一対の突起６ａ，６ａを、ケース５ａの長手方向端部に設けられた一対の凹部５ｇ，５ｇに嵌入させて取り付けられ、ケース５ａの上面を覆う姿勢と起立姿勢とを姿勢変更自在である。本実施形態では、カバー６の上面に略透明の樹脂材を用いており、カバー６でケース５ａの上面を覆った状態で、デジタル表示部５６ａの表示を透視可能である。
【００６９】
ケース５ａの長手方向端部には、センサヘッド６９を形成する光ファイバ６９ａ，６９ｂを装着するヘッド装着孔５ｈ，５ｉと、装着された光ファイバ６９ａ，６９ｂを固定する固定レバー５ｊが設けられている。光ファイバ６９ａ，６９ｂは、固定レバー５ｊを下方へ倒した状態でヘッド装着孔５ｈ，５ｉに挿入し、固定レバー５ｊを上方へ回動させて固定される。
ケース５ａの下面中央部には、前記マスタユニット３と同様に、幅方向全長に渡って上方へ退入させたレール固定部５ｆが形成され、当該レール固定部５ｆを前記図１（ａ）に示したＤＩＮレール２に嵌入させてセンサユニット５をＤＩＮレール２に固定する構造とされている。
【００７０】
ケース５ａの一方の側面には、図３（ａ）の様に、出力切換スイッチ５３ｄに近接させて、下流側パラレル接続部８５を構成するコネクタ６３と下流側シリアル接続部８４を構成するコネクタ６４が設けられている。
本実施形態では、前記マスタユニット３と同様に、下流側パラレル接続部８５として１６個の接続端子を有するコネクタ６３を用い、下流側シリアル接続部８４として５個の接続端子を有するコネクタ６４を用いている。
これらのコネクタ６３、６４は、ケース５ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース５ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ６３，６４の先端は開口から僅かに退入している。
【００７１】
ケース５ａの下流側パラレル接続部用コネクタ６３，および下流側シリアル接続部用コネクタ６４が設けられた側面の下方には、前記マスタユニット３と同様に、長手方向両端部に近接させて係合凹部５ｂ，５ｃが設けられている。
この係合凹部５ｂ，５ｃは、隣接するセンサユニット５やセンサ中継ユニット７に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の位置決めと、コネクタ６３，６４へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００７２】
また、ケース５ａの他方の側面には、図３（ｂ）の様に、出力切換スイッチ５３ｄに近接させて上流側パラレル接続部８３を構成するコネクタ６１と上流側シリアル接続部８２を構成するコネクタ６２が設けられている。この上流側パラレル接続部用コネクタ６１および上流側シリアル接続部用コネクタ６２は、前記した下流側パラレル接続部用コネクタ６３および下流側シリアル接続部用コネクタ６４と同一形状のコネクタで形成されており、コネクタ６１、６２も、ケース５ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース５ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ６１，６２の先端は開口から僅かに退入している。
【００７３】
また、ケース５ａの上流側パラレル接続部用コネクタ６１、および上流側シリアル接続部用コネクタ６２が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接させて係合突起５ｄ，５ｅが設けられている。この係合突起５ｄ，５ｅは、前記マスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃや隣接するセンサユニット５の係合凹部５ｂ，５ｃに嵌入して係合するもので、ユニット同士の位置決めと、コネクタ６１，６２へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００７４】
センサユニット５とマスタユニット３との接続は、図３（ｂ）の様に、コネクタカバー６０と中継コネクタ６１’，６２’を用いて行う。
まず、コネクタカバー６０をセンサユニット５の上流側パラレル接続部用コネクタ６１および上流側シリアル接続部用コネクタ６２に装着し、更に、中継コネクタ６１’をコネクタ６１に嵌入すると共に中継コネクタ６２’をコネクタ６２に嵌入する。
【００７５】
そして、センサユニット５を、そのレール固定部５ｆを、図１（ａ）に示すＤＩＮレール２に嵌合させてマスタユニット３に近接させて装着し、センサユニット５の側面とマスタユニット３の側面とを密着させて接続が完了する。接続が行われると、センサユニット５の係合突起５ｄ，５ｅがマスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃに嵌入し、中継コネクタ６１’，６２’が各々マスタユニット３の下流側パラレル接続部用コネクタ３４，下流側シリアル接続部用コネクタ３５と嵌合する。センサユニット５同士の接続も同様にして行う。
【００７６】
センサユニット５の電気的構成は、図４の通りであり、制御回路部５０を中心として、シリアル伝送部５１、タイミング制御部５２、設定部５３、駆動回路５４、発光素子５５、表示部５６、受光素子５７、増幅回路５８、コンパレータ５９および出力素子（出力トランジスタ）Ｑ１を内部に備えている。本実施形態では、発光素子５５，受光素子５７および出力素子Ｑ１を除く各構成要素を１チップのゲートアレイＧを用いて形成している。
【００７７】
上流側シリアル接続部８２を構成する上流側シリアル接続部用コネクタ６２は、６２ａ〜６２ｅの５個の接続端子を備え、この内の２個の接続端子６２ａ，ｂが真の上流側シリアル接続部８２として機能する。また同様に下流側シリアル接続部用コネクタ６４は６４ａ〜６４ｅの５個の接続端子を備え、そのうちの２個の接続端子６４ａ，ｂが真の下流側シリアル接続部８４として機能する。
上流側シリアル接続部８２を構成する接続端子６２ａ，６２ｂと、下流側シリアル接続部８４を構成する接続端子６４ａ，６４ｂとの間は各々直接配線接続されてシリアル伝送路６６が形成されている。
【００７８】
上流側シリアル接続部用コネクタ６２の接続端子６２ｃとタイミング制御部５２の間、および、タイミング制御部５２と下流側シリアル接続部用コネクタ６４の接続端子６４ｃの間は、各々同期信号線６７ａ，６７ｂによって接続されている。
また、上流側シリアル接続部用コネクタ６２の接続端子６２ｄ，６２ｅと下流側シリアル接続部用コネクタ６４の接続端子６４ｄ，６４ｅとの間は各々直接配線接続されて電源ライン６８が形成されている。電源ライン６８の一方は直流電源としてセンサユニット５の内部に接続され、他方はアースラインに接続されている。
【００７９】
上流側パラレル接続部８３を構成するコネクタ６１は６１ａ〜６１ｐの１６個の接続端子を備え、下流側パラレル接続部８５を構成するコネクタ６３は６３ａ〜６３ｐの１６個の接続端子を備えている。
上流側の接続端子６１ａ〜６１ｐの中で端部に位置する接続端子６１ａは、出力信号線６５ａを介してコンパレータ５９に接続された出力素子Ｑ１のコレクタに接続されている。また、下流側の接続端子６３ａは上流側の接続端子６１ｂに接続され、下流側の接続端子６３ｂは上流側の接続端子６１ｃに接続されるようにして、下流側の接続端子６３ｏは上流側の接続端子６１ｐに接続され、下流側パラレル接続部８５と上流側パラレル接続部８３との間は、接続端子が一つずつずれて配線接続されている。
そして、出力信号線６５ａと上流側および下流側パラレル接続部８３，８５との間を接続する配線によってパラレル伝送路６５が形成されている。尚、下流側の最終接続端子６３ｐは遊び端子とされている。
【００８０】
このような構成のセンサユニット５は、次に示す動作を行う。
同期信号線６７ａを介して同期信号が伝送されると、タイミング制御部５２は制御回路部５０へ同期信号を伝送し、制御回路部５０は駆動回路５４によって発光素子５５を駆動する。発光素子５５から出力される光は光ファイバ６９ａを介して伝送されて先端から光を輻射する。光ファイバ６９ａから輻射される光は光ファイバ６９ｂを介して伝送され受光素子５７で電気信号に変換される。電気信号に変換された受光信号は増幅回路５８で増幅され所定の閾値を有するコンパレータ５９でオン／オフの２値化された判別信号に変換される。そして、センサの判別信号はオープンコレクタから成る出力素子Ｑ１を介して上流側パラレル接続部８３の端部の接続端子６１ａから外部に出力される。
【００８１】
また、コンパレータ５９から出力される二値化された判別信号は、制御回路部５０でアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）などの必要な信号処理が行われ、シリアル伝送部５１でシリアル信号に変換されて伝送先のアドレスを付した所定のプロトコルでシリアル伝送路６６に送出される。
一方、タイミング制御部５２は、同期信号線６７ａに同期信号が伝送されてから所定時間（本実施形態では略１０μｓ）経過した後に、同期信号線６７ｂに同期信号を出力する動作を行う。
【００８２】
本実施形態のセンサユニット５は、前記した検知動作に加えて、設定部５３の各スイッチ操作によって動作状態の切換設定が可能である。
則ち、セットスイッチ５３ａの操作中にセンサヘッド６９に被検知対象物を移動させることにより、自動的に感度調節が行われる。また、マニュアルスイッチ５３ｂを手動操作することにより、感度を適宜の値に変更させる。また、モードスイッチ５３ｃを操作することにより、デジタル表示部５６ａによる表示データやセンサユニット５の動作モードを切換設定する。更に、出力切換スイッチ５３ｄを操作することにより、センサヘッド６９の入光時または遮光時のいずれでオン信号を出力するかを切換可能な構成としている。
また、センサの判別信号の出力時には動作表示灯５６ｂが点灯駆動される。
【００８３】
また、センサユニット５は、シリアル伝送路６６を介して伝送される指令信号を制御回路部５０で受けて、デジタル表示部５６ａの表示データの変更や、動作モードの切換を行うことが可能である。
更に、シリアル伝送路６６を介してシリアル信号で伝送される指令信号を制御回路部５０で受けて、センサヘッド６９に代わる判別信号を擬似的に生成することが可能である。則ち、制御回路部５０は、指令信号で示されるＨレベルまたはＬレベルの擬似的な判別信号を生成可能であり、生成した判別信号をパラレル伝送路６５の出力信号線６５ａおよびシリアル伝送路６６を介して出力する機能を有している。
【００８４】
次に、センサ中継ユニット７について説明する。センサ中継ユニット７は、複数のフォトマイクロセンサが接続可能で、各センサの判別信号を中継する機能を有するもので、図５（ａ），（ｂ）の様に、前記マスタユニット３と略同一の幅、高さおよび長さを有する直方体のケース７ａに部材を収容したユニットである。
【００８５】
ケース７ａの上面には、センサ接続部（入力部）８９と出力表示部９０が設けられている。センサ接続部（入力部）８９は、フォトマイクロセンサ（不図示）から延出する信号線のコネクタを接続する８個の入力コネクタ８１を長手方向に配列してが形成され、出力表示部９０は、各入力コネクタ８１に対応させて出力表示灯９１を配列して形成される。
各入力コネクタ８１はいずれも３個の接続端子８１ａ〜８１ｃを有しており、フォトマイクロセンサから延出する電源線、接地線および信号出力線が接続される。
【００８６】
ケース７ａの一方の側面には、図５（ａ）の様に、長手方向の一端に近接させて下流側パラレル接続部用コネクタ７５および下流側シリアル接続部用コネクタ７６が設けられている。
本実施形態では、前記マスタユニット３およびセンサユニット５と同様に、下流側パラレル接続部９３に１６個の接続端子を有するコネクタ７５を用い、下流側シリアル接続部９２に５個の接続端子を有するコネクタ７６を用いている。
これらのコネクタ７５、７６は、ケース７ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース７ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ７５，７６の先端は開口から僅かに退入している。
【００８７】
ケース７ａのコネクタ７５，７６が設けられた側面の下方には、前記マスタユニット３およびセンサユニット５と同様に、長手方向両端部に近接させて係合凹部７ｂ，７ｃが設けられている。この係合凹部７ｂ，７ｃは、隣接するマスタユニット３やセンサユニット５に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めと、コネクタ７５，７６へ無理な力が加わることを防止する。
【００８８】
また、ケース７ａの他方の側面には、前記センサユニット５と同様に、上流側パラレル接続部８８を構成するコネクタ７３と上流側シリアル接続部８７を構成するコネクタ７４が設けられている（図５では不図示）。この上流側パラレル接続部用コネクタ７３および上流側シリアル接続部用コネクタ７４は、前記した下流側パラレル接続部用コネクタ７５および下流側シリアル接続部用コネクタ７６と同一形状のコネクタである。
【００８９】
ケース７ａのコネクタ７３，７４が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接させて係合突起７ｄ，７ｅが設けられている。この係合突起７ｄ，７ｅも、前記マスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃや隣接するセンサユニット５の係合凹部５ｂ，５ｃに嵌入して係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めと、コネクタ７３，７４へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００９０】
センサ中継ユニット７とマスタユニット３との接続は、前記図３（ｂ）に示した場合と同様に、コネクタカバー６０と中継コネクタ６１’，６２’を用いて行う。
まず、センサ中継ユニット７を、そのレール固定部７ｆを、図１（ａ）に示すＤＩＮレール２に嵌合させてマスタユニット３に近接させて装着し、センサ中継ユニット７の側面とマスタユニット３の側面とを密着させて接続が完了する。接続が行われると、センサ中継ユニット７の係合突起７ｄ，７ｅがマスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃに嵌入し、中継コネクタ６１’，６２’が各々マスタユニット３の下流側パラレル接続部用コネクタ３４，下流側シリアル接続部用コネクタ３５と嵌合する。センサ中継ユニット７とセンサユニット５との接続やセンサ中継ユニット７同士の接続も同様にして行う。
【００９１】
センサ中継ユニット７は、図６の様に、制御回路部７０を中心に、シリアル伝送部７１およびマルチプレクサ７２を備えて構成される。本実施形態では、各構成要素を１チップのゲートアレイＨを用いて形成している。
上流側シリアル接続部８７を構成する上流側シリアル接続部用コネクタ７４は、７４ａ〜７４ｅの５個の接続端子を備え、この内の２個の接続端子７６ａ，ｂが真の上流側シリアル接続部８７として機能する。また同様に下流側シリアル接続部用コネクタ７６は７６ａ〜７６ｅの５個の接続端子を備え、そのうちの２個の接続端子７６ａ，ｂが真に下流側シリアル接続部９２として機能する。
【００９２】
上流側シリアル接続部８７を構成する接続端子７４ａ，７４ｂと下流側シリアル接続部９２を構成する接続端子７６ａ，７６ｂとの間は各々直接配線接続されてシリアル伝送路７８が形成されている。また、上流側シリアル接続部用コネクタ７４の接続端子７４ｃと、下流側シリアル接続部用コネクタ７６の接続端子７６ｃの間は同期信号線７９で直接配線接続されている。
さらに上流側シリアル接続部用コネクタ７４の接続端子７４ｄ，７４ｅと、下流側シリアル接続部用コネクタ７６の接続端子７６ｄ，７６ｅとの間は各々直接配線接続されて電源ライン８０が形成され、電源ライン８０の一方は直流電源としてセンサ中継ユニット７の内部に接続されると共に、他方はアースラインに接続されている。
【００９３】
上流側パラレル接続部８８を構成するコネクタ７３は７３ａ〜７３ｐの１６個の接続端子を備え、下流側パラレル接続部９３を構成するコネクタ７５は７５ａ〜７５ｐの１６個の接続端子を備えている。
センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、８本の出力信号線群７７ａを介して各々上流側の８個の接続端子７３ａ〜７３ｈに接続されている。則ちセンサ接続部８９（入力部）の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、上流側パラレル接続部８８の端部から７個目までの接続端子７３ａ〜７３ｐに個別に接続されている。
また、センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、出力表示部９０およびマルチプレクサ７２にも接続されている。
【００９４】
下流側パラレル接続部９３の端部にある接続端子７５ａは上流側パラレル接続部８８を構成する上流側の８番目の接続端子７３ｉに接続され、続く下流側の接続端子７５ｂは上流側の９番目の接続端子７３ｊに接続され、下流側最後の接続端子７５ｈは上流側の接続端子７３ｐに接続されている。則ち、下流側パラレル接続部９３と上流側パラレル接続部８８との間は、接続端子が８個ずつずれて配線接続されている。そして、出力信号線群７７ａと上流側および下流側パラレル接続部８８，９３との間を接続する配線群７７ｂによってパラレル伝送路７７が形成されている。尚、下流側の接続端子７５ｉ〜７５ｐは遊び端子とされている。
【００９５】
この構成のセンサ中継ユニット７は、次に示す動作を行う。
センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１に接続されたフォトマイクロセンサ（不図示）から判別信号が出力されると、当該判別信号は各コネクタ８１の接続端子８１ｃを介し、出力信号線群７７ａを介して上流側パラレル接続部８８から出力される。また、各フォトマイクロセンサの判別信号は出力表示部９０に伝送されて出力信号に応じて出力表示灯９１〜９８が点灯駆動される。
一方、制御回路部７０は、マルチプレクサ７２へ伝送される各フォトマイクロセンサの判別信号を一つずつ選択して取り込み、取り込んだ判別信号に順次アナログ／デジタル変換などの必要な処理を行い、シリアル伝送部７１でシリアル信号に変換して所定のプロトコルで順次シリアル伝送路７８へ送出する。
【００９６】
同期信号線７９は、センサ中継ユニット７では内部回路に接続されていない。これは、センサ中継ユニット７に接続されるフォトマイクロセンサは、光の相互干渉を低減した構成とされており、発光タイミングをずらせることが不要なためである。従って、同期信号線７９は、単に、上流側と下流側のシリアル接続部８７，９２を素通りする構成とされており、センサ中継ユニット７の下流側に接続されるセンサユニット５へ同期信号を伝送するものである。
【００９７】
本実施形態のセンサ中継ユニット７は、前記した検知動作に加えて、フォトマイクロセンサの判別信号に代わる判別信号を擬似的に生成することが可能である。則ち、シリアル伝送路７８を介して伝送される指令信号を制御回路部７０で受けて、フォトマイクロセンサから伝送される受光信号に関わらず、制御信号で示されるＨレベルまたはＬレベルの擬似的な判別信号を順次生成する。そして、生成した判別信号を、マルチプレクサ７２を介してパラレル伝送路７７へ出力すると共にシリアル伝送路７８を介して出力する機能を有している。
【００９８】
次に、前記した構成のマスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を組み合わせて形成される連設型センサシステム１の構成およびその動作を、図７，図８を参照して説明する。
図７はマスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を用いた連設型センサシステム１の構成例を示す平面図、図８は図７のシステム１の信号の流れを示す等価回路図である。
【００９９】
本実施形態の連設型センサシステム１は、マスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を組み合わせて種々に形成可能であるが、例えば、図７の様に、１台のマスタユニット３と８台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７とを各々ＤＩＮレール２（図１参照）に装着して相互に物理的に連結接続して形成することができる。各ユニットは、コネクタカバー６０および中継コネクタ６１’，６２’を各ユニットの上流側パラレル接続部用コネクタ６１，７３および上流側シリアル接続部用コネクタ６２，７４に装着して相互に接続される。
【０１００】
本実施形態の連設型センサシステム１において、マスタユニット３のＭＩＬコネクタ３６には上位制御装置から延出するケーブル（不図示）が接続され、電源接続部４１には直流電源（本実施形態では１２Ｖ〜２４Ｖの直流電源）が接続される。また、ワークの監視位置に固定されたセンサヘッド６９の他端は、センサユニット５に装着される。
更に、センサ中継ユニット７のセンサ接続部８９の各コネクタ８１には、フォトマイクロセンサＰＳから延出するケーブルのコネクタが接続される。
【０１０１】
各ユニットを図７の様に接続してシステム１を構成すると、図８の様に、マスタユニット３の下流側パラレル接続部４６およびシリアル接続部４５は、隣接するセンサユニット５の上流側パラレル接続部８３および上流側シリアル接続部８２に各々接続される。
また、センサユニット５の下流側パラレル接続部８５および下流側シリアル接続部８４は、下流側に隣接するセンサユニット５の上流側パラレル接続部８３および上流側シリアル接続部８２に各々接続される。
更に、最も下流側に位置するセンサユニット５の下流側パラレル接続部８５および下流側シリアル接続部８４は、隣接するセンサ中継ユニット７の上流側パラレル接続部８８および上流側シリアル接続部８７に各々接続される。
【０１０２】
この接続により、センサ中継ユニット７のパラレル伝送路７７と、各センサユニット５のパラレル伝送路６５とが相互に接続されて、各ユニットを介したパラレル伝送路Ｐが形成され、このパラレル伝送路Ｐはマスタユニット３の下流側パラレル接続部４６に接続される。
【０１０３】
また、連設型センサシステム１の接続構成により、マスタユニット３のシリアル伝送路３８、各センサユニット５のシリアル伝送路６６およびセンサ中継ユニット７のシリアル伝送路７８が相互に接続されて各ユニットを介した一連のシリアル伝送路Ｓが形成される。
【０１０４】
また、連設型センサシステム１の接続構成により、マスタユニット３の同期信号線３９、各センサユニット５の同期信号線６７ａ，６７ｂおよびセンサ中継ユニット７の同期信号線７９が相互に接続されて各センサユニット５を介した一連の同期信号ラインＴが形成される。
【０１０５】
この同期信号ラインＴにより、マスタユニット３の同期信号線３９に出力される同期信号は、センサユニット５の同期信号線６７ａを介してタイミング制御部５２に入力される。そして、タイミング制御部５２は同期信号を受信してから所定時間経過した後に、同期信号線６７ｂへ同期信号を出力する。このように、各センサユニット５で所定時間ずつ遅延された同期信号が同期信号ラインＴを介してバケツリレー式に下流側のセンサユニット５へ伝送される構成とされている。
【０１０６】
更に、システム１の接続構成により、マスタユニット３の電源ライン４０、各センサユニット５の電源ライン６８およびセンサ中継ユニット７の電源ライン８０が相互に接続されて一連の電源ラインＤが形成される。これにより、マスタユニット３の電源接続部４１に直流電源を供給するだけで、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７へ電源を供給することが可能である。
【０１０７】
このような構成の連設型センサシステム１では、次の様にしてワークの監視制御が行われる。尚、前記ユニットの構成で説明した動作と重複する部分については簡略化して述べる。また、シリアル信号の伝送に際し、各ユニットに固有のアドレス設定が行われるが、これらのアドレス設定は各ユニットに設けたＤＩＰスイッチなどで行う構成や、各ユニット毎に接続状態を認識して自動的にアドレス設定を行う構成などを採ることが可能であり、詳細な説明は省略する。
【０１０８】
マスタユニット３の制御回路部３０によって同期信号が同期信号線３９へ送出されると、マスタユニット３に隣接するセンサユニット５の同期信号線６７ａを介して当該ユニット５のタイミング制御部５２へ同期信号が伝送される。
センサユニット５では、タイミング制御部５２へ同期信号が伝送されて来ると、制御回路部５０は発光素子５５を発光させセンサヘッド６９によってワークの検知を行う。そして、センサヘッド６９で検知され二値化された判別信号は出力信号線６５ａを通じ、パラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送される。
【０１０９】
タイミング制御部５２は、同期信号を受信してから所定時間（１０μｓ）経過すると、同期信号線６７ｂへ同期信号を出力する。
これにより、下流側に向かうにつれて各センサユニット５は所定時間ずつ遅延してワークの検知を行い、判別信号をパラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送する。
【０１１０】
また、センサユニット５の同期信号による検知とは別に、センサ中継ユニット７は、接続されたフォトマイクロセンサＰＳの判別信号を各々出力信号線群７７ａを通じパラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送する。
【０１１１】
これにより、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の判別信号は、パラレル伝送路Ｐを介して各々独立して遅延することなくマスタユニット３へ伝送される。マスタユニット３は下流側パラレル接続部４６へ伝送される各判別信号を各々独立して上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂを介して上位制御装置へ伝送する。
則ち、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の判別信号は遅延することなく上位制御装置へ伝送され、ワークの監視をリアルタイムに行う。これにより、判別信号の遅延に起因するワークの稼働速度の低下を招くことがない。
【０１１２】
一方、各センサユニット５のセンサヘッド６９で検知され二値化された判別信号は、シリアル信号に変換されシリアル伝送路Ｓを介して順次マスタユニット３へ伝送される。また、センサ中継ユニット７で中継される各フォトマイクロセンサＰＳの判別信号は、シリアル信号に変換されシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ順次伝送される。
マスタユニット３は、シリアル伝送路Ｓを介して順次伝送される各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７のセンサの判別信号を上流側シリアル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ａを介して上位制御装置へ伝送し、上位制御装置では伝送された各センサの判別信号を適宜サンプリングして表示などの必要な処理を行う。
【０１１３】
次に、本実施形態のシステム１におけるパラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓの異常判別動作を、図９のフローチャートを参照して説明する。
マスタユニット３は、上位制御装置から上流側シリアル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ａを介してチェックモードのモード切換信号を受信すると、制御回路部３０は、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の固有アドレスを付して各ユニットへ「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に生成する指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して順次送出する（以上、図９ステップ１００，１０１参照）。
【０１１４】
各センサユニット５は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、センサヘッド６９の判別信号に代えて、制御回路部５０で「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に生成し、パラレル伝送路Ｐを介してマスタユニット３へ生成した判別信号を伝送する。同時に、制御回路部５０は、生成した「Ｈ」レベルの判別信号をシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送する。
同様に、センサ中継ユニット７は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、接続された各フォトマイクロセンサＰＳの判別信号に代えて、制御回路部７０で「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に順次生成し、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓを介して生成した「Ｈ」レベルの各判別信号をマスタユニット３へ伝送する（以上、図９ステップ１０２参照）。
【０１１５】
マスタユニット３では、パラレル伝送路Ｐを介して下流側パラレル接続部４６へ伝送される擬似生成された判別信号を比較手段３２へ記憶すると共に、シリアル伝送路Ｓを介して伝送される擬似生成された「Ｈ」レベルの判別信号を制御回路部３０を介して比較手段３２へ記憶する（以上、図９ステップ１０３参照）。
【０１１６】
次いで、マスタユニット３の制御回路部３０は、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の固有アドレスを付して各ユニットへ「Ｌ」レベルの判別信号を擬似的に生成する指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して順次送出する（以上、図９ステップ１０４参照）。
【０１１７】
各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、ステップ１０２と同様の手順によって、「Ｌ」レベルの判別信号を擬似的に生成し、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送する（以上、図９ステップ１０５参照）。
【０１１８】
マスタユニット３では、パラレル伝送路Ｐを介して下流側パラレル接続部４６へ伝送される擬似生成された判別信号を比較手段３２へ記憶すると共に、シリアル伝送路Ｓを介して伝送される擬似生成された「Ｌ」レベル判別信号を制御回路部３０を介して比較手段３２へ記憶する（以上、図９ステップ１０６参照）。
【０１１９】
比較手段３２は、パラレル伝送路Ｐを介して伝送された判別信号と、シリアル伝送路Ｓを介して伝送された判別信号とを、同一のユニットの同一のセンサについて順次比較する。そして、全ての一致を判別したときは、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓが正常であると判別してチェックモードを終了する（以上、図９ステップ１０７，１０８参照）。
しかし、比較手段３２で比較の結果、いずれかのセンサの判別信号が異なる場合は、パラレル伝送路Ｐまたはシリアル伝送路Ｓに短絡や断線の異常が生じていると判別し、制御回路部３０は、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知を行う（以上、図９ステップ１０７〜１０９参照）。
【０１２０】
このように、本実施形態のシステム１によれば、各ユニットを介してパラレル伝送路Ｐとシリアル伝送路Ｓが形成されるので、各ユニットから双方の伝送路を介して伝送される同一レベルの信号を比較することにより伝送路の異常を的確に判別することができ、システムの信頼性を飛躍的に向上させることが可能である。
尚、図９に示す構成では、各センサユニット５に擬似的にＨレベルの判別信号を発信させて伝送路の異常を検知したが、通常の制御時に各センサユニット５等から伝送される判別信号を利用しても同様の作用効果が期待できる。
【０１２１】
ここで、シリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３とセンサユニット５やセンサ中継ユニット７との間で行われるシリアル通信は、通常、送信元から伝送されるデータに対して、送信先から送信元へアクノリッジ信号を返信してデータ受信の確認を行いつつデータ伝送を行うハンドシェイク方式が採用される。従って、シリアル伝送路Ｓの断線や短絡によって正常な通信が阻害されると、マスタユニット３で正常なシリアル伝送が行われていないことを把握することができる。
【０１２２】
言い換えれば、各センサユニット５やセンサ中継ユニット７から固有のアドレスの付されたセンサの判別信号がシリアル伝送されてマスタユニット３で受信されると、シリアル伝送路Ｓに断線や短絡が発生しておらず、シリアル伝送路Ｓが正常に機能していることが分かる。
従って、シリアル伝送された各センサの判別信号が正常な信号レベルを示すものとすれば、シリアル伝送およびパラレル伝送された各センサの判別信号をセンサ毎に比較手段３２で順次比較し、データが一致しない状態が生じたときに、異常が生じているパラレル伝送路Ｐの特定、および、異常内容を判別することも可能である。
【０１２３】
例えば、６番目に接続されたセンサユニット５からシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送される信号が「Ｈ」であり、パラレル伝送路Ｐを介して伝送される信号が「Ｌ」となった場合、６番目のセンサユニット５の判別信号が通過するパラレル伝送路Ｓの途中で断線または地落（アースとの短絡）が生じていると推測可能である。
また、６番目に接続されたセンサユニット５からシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送される信号が「Ｌ」であり、パラレル伝送路Ｐを介して伝送される信号が「Ｈ」となった場合、６番目のセンサユニット５の判別信号が通過するパラレル伝送路Ｐの途中で電源への短絡が生じていると推測可能である。
【０１２４】
このように、シリアル伝送路Ｓおよびパラレル伝送路Ｐを介して伝送されるセンサの判別信号の一致を見ることにより、異常が発生しているパラレル伝送路Ｐを特定することが可能となる。
【０１２５】
また、本実施形態のシステム１によれば、前記した伝送路の異常判別の機能に加えて、上位制御装置の指令に応じて、各センサユニット５の表示部５６の表示を一斉または個別に切換設定したり、各センサユニット５の動作モードを切換設定することも可能である。
則ち、上位制御装置からマスタユニット３へ指令信号が伝送されると、マスタユニット３から指定されたセンサユニット５の固有アドレスを付した指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して送出する。センサユニット５では、自らの固有アドレスの付された表示切換の指令信号を受信すると、制御回路部５０は表示切換あるいはモード切換を行う。
【０１２６】
則ち、上位制御装置の指令信号に応じて各センサユニット５では、例えば、図７の様に、現在の受光量と閾値、現在の受光量のピーク値とボトム値、あるいは、現在の受光量と余裕度などの組み合わせに表示を切換設定することが可能である。
また、動作モードの切換についても、上位制御装置の指令信号に応じてセンサユニット５の有するモードに切換設定することができ、各センサユニット５毎に設定する煩わしさを除くことが可能となる。
【０１２７】
ところで、前記実施形態で述べたマスタユニット３は、他のユニットから下流側パラレル接続部４６へ伝送される判別信号をそのまま上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂを介して上位制御装置へ出力する構成であった。
ここで、ワークの加工状態の監視は、複数のセンサ（センサヘッド）をワークに近接配置して行われ、いずれか一つのセンサの判別信号が正常でないときは、ワークの稼働を停止させる必要がある。従って、各センサユニット５やセンサ中継ユニット７からマスタユニット３に伝送される判別信号に所定の論理演算処理を施し、その演算結果だけを上位制御装置へ送出する構成であってもワークの監視を行うことが可能である。
【０１２８】
図１０は、下流側パラレル接続部４６と上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂとの間に、論理演算手段４２を設けたマスタユニット３’を示したものである。尚、論理演算手段４２を除く他の構成は、前記図２、図８に示したマスタユニット３と同一であるので、重複した説明を省略する。
【０１２９】
マスタユニット３’によれば、例えば、下流側パラレル接続部４６に伝送される各判別信号が全て「Ｈ」レベルのときにワークの加工が正常な場合は、論理演算手段４２で下流側パラレル接続部４６に伝送される各判別信号の論理積を求めてその演算結果だけを上位制御装置へ出力する構成を採ることができる。
則ち、いずれか一つの判別信号でも「Ｌ」レベルであれば、ワークの加工の異常を上位制御装置へ伝送することができ、前記したマスタユニット３のように多数の信号線を接続することなく必要な監視を行うことができる。
【０１３０】
また、特定の判別信号が「Ｈ」レベルのときにワークの加工が正常であり、他の判別信号が「Ｌ」レベルのときにワークの加工が正常な場合は、論理演算手段４２によって、判別信号をグループ分けして論理積を採ることにより、その演算結果を上位制御装置へ伝送することで必要な監視を行うことが可能となる。
これにより、マスタユニット３と上位制御装置との接続線を削減し信頼性を向上させることが可能となる。
【０１３１】
尚、前記した本実施形態のシステム１では、マスタユニット３に隣接させて８台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７を接続した構成として述べたが、システム１は種々に構成することが可能である。則ち、マスタユニット３に隣接させて、例えば、３台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７と５台のセンサユニット５を接続しても良く、また、マスタユニット３に隣接させて２台のセンサ中継ユニット７を接続することも可能である。
また、マスタユニット３の下流側パラレル接続部４６のコネクタ３４の接続端子数を増加してパラレル伝送路の線数を増大させることにより、更に多くのユニットを接続可能とすることができる。
【０１３２】
また、前記実施形態では、センサ中継ユニット７に接続されるセンサとして、二値化された判別信号を出力するフォトマイクロセンサを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、センサ中継ユニット７の内部にアナログ／デジタル変換回路を設け、入力される電圧値や電流値を所定の比率で換算したデジタルデータに変換する構成とすることにより、電圧レベルや電流レベルの異なるセンサを接続することも可能である。
【０１３３】
【発明の効果】
請求項１、２に記載の発明によれば、ワークを高速に稼働させつつ、センサ情報を集中管理可能な連設型センサシステムを提供できる。
請求項３、４に記載の発明によれば、伝送路の断線や短絡を直ちに検知することができ、信頼性を向上させたシステムを提供できる。
請求項５に記載の発明によれば、ワークの監視に必要な信号を伝送しつつ敷設配線を削減することができ、構成を簡略化し信頼性を向上させたシステムを提供できる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１，２に記載のシステムに好適に使用可能なマスタユニットを提供できる。
請求項７に記載の発明によれば、接続される伝送路の断線や短絡を直ちに検知することができ、信頼性を向上したマスタユニットを提供できる。
請求項８に記載の発明によれば、外部との接続配線数を削減することができ、構成を簡略化し信頼性を向上させたマスタユニットを提供できる。
請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載のシステムに好適に使用可能なセンサユニットを提供できる。
請求項１０に記載の発明によれば、センサの判別信号を経路の異なる伝送路を介して外部に出力することができ、伝送路の断線や短絡を直ちに検知可能なセンサユニットを提供できる。
請求項１１に記載の発明によれば、接続されたユニットに加えて自らのセンサの判別信号を独立して伝送可能であり、構成を統一化し簡略化したセンサユニットを提供できる。
請求項１２に記載の発明によれば、請求項２に記載のシステムに好適に使用可能なセンサ中継ユニットを提供できる。
請求項１３に記載の発明によれば、センサの判別信号を経路の異なる伝送路を介して外部に出力することができ、伝送路の断線や短絡を直ちに検知可能なセンサ中継ユニットを提供できる。
請求項１４に記載の発明によれば、接続されたユニットに加えて自らのセンサの判別信号を独立して伝送可能であり、構成を統一化し簡略化したセンサ中継ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るマスタユニットをＤＩＮレールに装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のマスタユニットの平面図である。
【図２】図１に示すマスタユニットのブロック構成図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットを一方の側面から見た状態で示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のセンサユニットを反対側の側面から見た状態で示す斜視図である。
【図４】図３に示すセンサユニットのブロック構成図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係るセンサ中継ユニットを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のセンサ中継ユニットの平面図である。
【図６】図５に示すセンサ中継ユニットのブロック構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る連設型センサシステムの構成を示す平面図である。
【図８】図７に示す連設型センサシステムのブロック構成図である。
【図９】図８に示す連設型センサシステムで実施される伝送路の異常判別処理を示すフローチャートである。
【図１０】図２に示すマスタユニットの変形実施形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１連設型センサシステム
３マスタユニット
５センサユニット
７センサ中継ユニット
３１シリアル伝送手段
３２比較手段
４２論理演算手段
４３上流側接続部（マスタユニット）
４５下流側シリアル接続部（マスタユニット）
４６下流側パラレル接続部（マスタユニット）
５１シリアル伝送手段
６１上流側パラレル接続部用コネクタ
６２上流側シリアル接続部用コネクタ
６３下流側パラレル接続部用コネクタ
６４下流側シリアル接続部用コネクタ
６５パラレル伝送路
６６シリアル伝送路
７１シリアル伝送手段
７３上流側パラレル接続部用コネクタ
７４上流側シリアル接続部用コネクタ
７５下流側パラレル接続部用コネクタ
７６下流側シリアル接続部用コネクタ
７７パラレル伝送路
７８シリアル伝送路
８２上流側シリアル接続部（センサユニット）
８３上流側パラレル接続部（センサユニット）
８４下流側シリアル接続部（センサユニット）
８５下流側パラレル接続部（センサユニット）
８７上流側シリアル接続部（センサ中継ユニット）
８８上流側パラレル接続部（センサ中継ユニット）
９２下流側シリアル接続部（センサ中継ユニット）
９３下流側パラレル接続部（センサ中継ユニット）
Ｐパラレル伝送路
Ｓシリアル伝送路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous sensor system for monitoring the state of an object to be detected. Further, the present invention proposed at the same time relates to a master unit, a sensor unit, and a sensor relay unit used in the system.
[0002]
[Prior art]
In an automated manufacturing line, manufacturing is performed while monitoring the processing state of the work in order to reliably perform the processing of the work and the like. That is, in an automated manufacturing line, a number of sensors for monitoring a processing state are arranged near a workpiece (a detection target object), and the workpiece is processed while monitoring a determination signal of each sensor.
In such a sensor system, the wiring of the devices that control the sensors is cumbersome, so these devices are unitized, and the units are physically connected to each other to complete the wiring between the devices at the same time. Sensor systems are being used.
That is, a large number of sensor units are connected and installed in the vicinity of the work, and a large number of sensor heads made of optical fibers connected to the respective sensor units are arranged close to the vicinity of the monitoring part of the work. There is known a continuous sensor system for monitoring a detection signal output from a master controller via a master unit.
[0003]
Further, as a measure for transmitting a detection signal of a sensor from each sensor unit to a master unit, a structure described in the following Patent Document is known.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-222786 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-260770
[0005]
That is, Patent Document 1 discloses a configuration in which a detection signal of a sensor head connected to each sensor unit is serially transmitted to a master unit side. According to this configuration, a plurality of sensor information such as a sensor detection signal, a received light amount, or a threshold value is transmitted as digital data to the master unit side and centrally managed by the higher-level control device. It is possible to perform centralized control such as transmitting a command signal from the unit to each sensor unit and controlling the light emission timing of the sensor head of each sensor unit or changing the setting.
[0006]
Patent Document 2 discloses a configuration in which a detection signal of a fiber sensor connected to each sensor unit is transmitted independently to a master unit side.
According to this configuration, the detection signals of the sensors of each sensor unit are independently transmitted to the master unit side, so that the detection signals of the sensors can be transmitted to the master unit side without delay compared to a configuration that performs serial transmission. In addition, it is possible to operate the work at high speed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, recently, in an automated manufacturing line, it is required to process a workpiece at a higher speed, and in the configurations described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to centrally manage each sensor at a level corresponding to the above demand. They could not do so, and all of them were troublesome.
In other words, in the configuration described in Patent Document 1, although centralized management of sensor information can be easily performed by serial transmission, a time delay for transmitting a sensor detection signal as a serial signal occurs, and signal transmission delay occurs. As a result, the operation speed of the work is limited.
Further, in the configuration described in Patent Document 2, although the detection signal of the sensor can be transmitted to the master unit without delay, sensor information other than the detection signal of the sensor cannot be transmitted, and centralized management of the sensor information is not possible. It was impossible.
[0008]
Further, in the continuous sensor system, since a large number of sensor units are arranged continuously with respect to the work, an abnormality such as disconnection or short circuit of the signal transmission path easily occurs, and it is difficult to recognize the occurrence of the abnormality. For this reason, workpiece machining may proceed with an abnormality occurring, and improvement has been desired from the viewpoint of system reliability.
[0009]
The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and transmits a detection signal of each sensor to the master unit at a high speed so as to speed up the processing of a workpiece, and furthermore, transmits information of each sensor to the master unit. It is an object of the present invention to provide a continuous sensor system which can be transmitted to a centralized management. It is another object of the present invention to provide a master unit, a sensor unit, and a sensor relay unit used in the system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have taken the following technical measures.
That is, the invention according to claim 1 includes a master unit connected to a higher-level control device and one or more sensor units having a sensor that outputs a detection signal according to a physical quantity detected from a detection target. A sensor system for connecting the master unit and the sensor unit both physically and signally, and transmitting a signal based on a detection signal from the sensor of each sensor unit to the master unit. Each of the sensor units includes a control unit that generates a determination signal by comparing a signal based on a detection signal of the sensor with a predetermined threshold value, and the master unit and each of the sensor units have a predetermined time width. Serial transmission means for transmitting and receiving a serial signal formed of bit signals, connection means for connecting to the adjacent unit, A parallel transmission path for transmitting the determination signal generated by the control unit of the sensor unit in parallel, and the serial generated by the serial transmission unit based on information related to detection of the control unit of each sensor unit. A serial transmission line for transmitting signals serially, wherein the parallel transmission line and the serial transmission line are formed across the units by connecting the units by the connection means, and are connected to the master unit. The determination signal output from each of the provided sensor units is independently transmitted to the master unit via the parallel transmission path, while the determination signal is output from each of the sensor units connected to the master unit. The output serial signal is transmitted through the serial transmission path shared by the sensor units to the master signal. A communication 設型 sensor system characterized in that it is transmitted to the unit side.
[0011]
Here, the discrimination signal in the present invention refers to a binarized signal obtained by comparing a signal based on a detection signal of the sensor with a predetermined threshold value by the control unit, as described above.
According to the present invention, the sensor discrimination signal output from each sensor unit is transmitted independently to the master unit via the parallel transmission path, and the master unit converts the transmitted discrimination signal of each sensor. The processing status of the detection target object can be determined with reference to the processing status. That is, since the discrimination signal of each sensor is transmitted to the master unit without delay, the operating speed (processing speed) of the detection target (work) is reduced by the delay of the sensor discrimination signal for monitoring the processing status. You are not restricted by.
[0012]
In addition, information relating to the detection of the sensor of each sensor unit is transmitted to the master unit via the serial transmission path. Thereby, the master unit can manage the operation state of each sensor unit based on the transmitted information. Further, it is also possible to send necessary data to the host controller and centrally manage the operation state of each sensor unit.
Here, when a photoelectric sensor is used as the sensor, the information regarding the detection of the sensor refers to a peak value or a bottom value of the amount of received light, a threshold value for binarizing a detection signal of the sensor, and the like. When a proximity sensor, a pressure sensor, or an ultrasonic sensor is used as a sensor, it indicates the detection signal itself of the sensor.
[0013]
By the way, the signal transmitted through the serial transmission line is delayed with respect to the signal transmitted through the parallel transmission line. That is, in the present invention, the sensor information transmitted to the master unit via the serial transmission path is delayed with respect to the sensor determination signal transmitted via the parallel transmission path.
However, as described above, the serially transmitted signal is a sensor threshold value, a peak value or a bottom value of the amount of received light, or the like. Therefore, the master unit or the higher-level control device performs data display or the like while sampling the transmitted serial signal at appropriate intervals, thereby making it possible to centrally manage the operation state of each sensor unit.
[0014]
Further, according to the present invention, a control signal can be transmitted from a master unit to each sensor unit via a serial transmission path based on a command signal of a higher-level control device. Therefore, for example, it is possible to transmit a control signal from the master unit to each sensor unit based on a command signal of the higher-level control device, and to change a set threshold value or the like for each sensor unit. In a configuration in which each sensor unit has a display unit, a display switching signal can be transmitted from the master unit to each sensor unit based on a command signal from the host control device to change the display content.
[0015]
In the present invention, the sensor included in the sensor unit is preferably a fiber sensor that extends a sensor head using an optical fiber from the unit. In the fiber sensor, it is necessary to connect the sensor head to the sensor unit, and the connection structure of the sensor head and the occupied area of the light emitting element and the light receiving element inside the unit are large. Therefore, it is preferable that one sensor unit has one sensor head.
[0016]
In the present invention, as signal connection means for performing signal transmission by connecting between adjacent units, a connection means for performing signal transmission by electrical connection and a connection means for performing signal transmission by transmission and reception of light are employed. It is possible.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the system according to the first aspect, further including a sensor relay unit.
That is, according to a second aspect of the present invention, in the continuous sensor system according to the first aspect, a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target is compared with a predetermined threshold to output a determination signal. A sensor relay unit to which one or more sensors are connected, and the sensor relay unit is physically and signally connected to the master unit or the sensor unit, and transmits the sensor determination signal to the sensor unit. The sensor relay unit is configured to relay and output to the master unit side, and the sensor relay unit is configured to perform signal connection with the adjacent master unit or sensor unit, and to determine the sensor and the sensor unit connected thereto and output from each sensor unit. A parallel transmission path for transmitting signals in parallel, and a relay transmission for transmitting the serial signal transmitted from the adjacent sensor unit. The parallel transmission path and the serial transmission path are formed over each unit by connecting each unit by the connection means, and the sensor and each sensor connected to itself are provided. The determination signal output from the unit is transmitted independently to the master unit via the parallel transmission path, while the serial signal transmitted from the adjacent sensor unit is shared by the units. The serial sensor path is transmitted to the master unit through the serial transmission path.
[0018]
Here, the sensor of the sensor unit according to claim 1 outputs a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target. On the other hand, the sensor connected to the sensor relay unit of the present invention has a binarized discrimination obtained by comparing a signal based on a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target with a predetermined threshold. It outputs a signal.
That is, as the sensor connected to the sensor relay unit, a photo micro sensor (photo micro switch) or the like that can transmit a determination signal as an electrical signal from the sensor installation site to the sensor relay unit is suitable. In particular, if the sensor unit incorporates an amplifier or comparator for the received light signal, the configuration of the sensor relay unit can be simplified, and the discrimination signal can be output to the outside as it is, making the sensor relay unit larger. It is possible to easily relay the discrimination signals of a plurality of photomicrosensors without performing.
[0019]
According to the invention described in claim 2, similarly to the sensor unit, the determination signal of each sensor connected to the sensor relay unit is transmitted independently to the master unit via the parallel transmission path, and The unit can determine the processing state of the detection target object with reference to the transmitted determination signal of each sensor. That is, since the determination signal of each sensor is transmitted to the master unit without delay, the operating speed (processing speed) of the detection target (work) is not restricted by the delay of the determination signal of the sensor. .
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the continuous sensor system according to the first or second aspect, the sensor unit is configured to transmit the sensor discrimination signal output from the control unit by the serial transmission unit. A signal is converted to a signal and transmitted to the master unit side via the serial transmission path. The master unit compares the determination signals of the sensors transmitted via the parallel transmission path and the serial transmission path. The master unit compares the discrimination signals of the same sensor transmitted from the same sensor unit by the comparison unit, and when both data are different, determines that there is an abnormality and performs a necessary abnormality handling process. Is performed.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the continuous sensor system according to any one of the first to third aspects, the sensor relay unit includes a serial signal formed of a plurality of bits of a predetermined time width. It has a serial transmission means for transmitting and receiving signals, and a determination signal of a sensor connected thereto is also converted into a serial signal by the serial transmission means and transmitted to the master unit side via the serial transmission path, The master unit includes a comparison unit that compares the determination signals of the sensors transmitted through the parallel transmission path and the serial transmission path, and the master unit has the same transmission transmitted from the same sensor relay unit. The discriminating signals of the sensors are compared with each other by comparing means, and when the two data are different, it is determined that there is an abnormality, and necessary abnormality handling processing is performed. It has the structure.
[0022]
According to the third or fourth aspect of the present invention, it is possible to transmit the discrimination signal of the same sensor of the sensor unit or the sensor relay unit to the master unit via the parallel transmission line and the serial transmission line having different paths and compare them. it can. Accordingly, when the determination signals of the sensors that should be the same transmitted via the respective paths are different, it can be determined that an abnormality has occurred in the parallel transmission path, the serial transmission path, or the like.
[0023]
As one application example of the present invention, a configuration in which a master unit sequentially compares determination signals sequentially transmitted from a sensor unit and a sensor relay unit to a master unit via a parallel transmission path and a serial transmission path during operation of a work. Can be adopted.
[0024]
Further, as another application example of the present invention, it is also possible that each sensor unit and the sensor relay unit generate a pseudo determination signal of the sensor and transmit it to the master unit during a period except when the work is in operation. .
For example, in all the sensor units and the sensor relay units sequentially connected to the master unit, a pseudo H-level determination signal is generated for each sensor. Then, the master unit stores the pseudo-generated discrimination signal transmitted through the parallel transmission path and the serial transmission path. Next, in all the sensor units and the sensor relay units, an L-level determination signal is pseudo-generated for each sensor. Then, the master unit stores the pseudo-generated discrimination signal transmitted through the parallel transmission path and the serial transmission path.
Then, the comparison unit sequentially compares the stored determination signals for each sensor unit or sensor relay unit.
[0025]
As a result of the comparison, when one or both of the serial signal and the parallel signal determination signals for each sensor received by the master unit when the H level determination signal is transmitted are at L level, or the L level determination signal is If a state is detected in which one or both of the serial signal and the parallel signal discrimination signal of each sensor received by the master unit at the time of transmission becomes H level, disconnection or short circuit in the parallel transmission line or the serial transmission line is detected. Is determined to be abnormal.
[0026]
Therefore, the master unit can perform an abnormality handling process, such as sending an abnormality determination signal to the higher-level control device and notifying the abnormality or forcibly stopping the operation of the work, by determining the abnormality.
In the present invention, in order for the sensor unit and the sensor relay unit to pseudo-generate an H level or L level discrimination signal corresponding to each sensor, a master unit is required for all connected sensor units and sensor relay units. This can be performed by sending a command signal for pseudo-generating a determination signal from the unit via a serial transmission path.
[0027]
In the invention according to claims 3 and 4, the comparison processing of the discrimination signal of the sensor in the master unit may be automatically performed, for example, when the power supply to the system is started. It is also possible to transmit a control signal for the abnormality determination processing to the master unit and to perform the control appropriately.
[0028]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the master unit includes a logical operation unit.
That is, according to a fifth aspect of the present invention, in the continuous sensor system according to any one of the first to fourth aspects, the master unit includes a logical operation unit, and the sensor unit or the sensor relay unit is provided. , Performs a predetermined logical operation process on the determination signal of the sensor transmitted through the parallel transmission path, and outputs the processed signal to the host controller.
[0029]
When monitoring the workpiece, some of the sensor determination signals transmitted from each sensor unit or sensor relay unit via the parallel transmission path may be determined to be normal when the level of the determination signal is at the H level. , L level, it is determined that the state is normal.
According to the present invention, when at least one discrimination signal to be discriminated as H level is mixed with discrimination signal at L level, or even when one discrimination signal to be discriminated as L level, The case where the H-level determination signals are mixed is calculated by the logical operation means, and only the result is output to the host controller. In other words, not the determination signals of all the sensors, but only the calculation results that can determine whether the state of the work is normal or not is output to the host controller.
[0030]
Thereby, the workpiece can be monitored by transmitting only the result calculated by the logical operation means to the higher-level control device without transmitting all the determination signals of each sensor from the master unit to the higher-level control device. It is possible to improve reliability while reducing the number of lines and simplifying the configuration.
In the present invention, when the transmission timing of the discrimination signal transmitted to the master unit via the parallel transmission path is different, a configuration may be adopted in which a latch circuit is included on the input side of the logical operation means as necessary.
[0031]
The invention described in claim 6 relates to a master unit.
In other words, according to the invention described in claim 6, one or two or more external units having a sensor that outputs a detection signal according to a physical quantity detected from a detection target can be connected to a downstream side of the signal, and The unit receives a discrimination signal generated and transmitted by comparing a signal based on the detection signal of the sensor with a predetermined threshold value on the unit side, and a signal necessary for communication with a higher-level control device separately disposed on the upstream side. A master unit used in a continuous sensor system for transmitting a signal, wherein the control unit generates a signal to be transmitted to and from the higher-level control device, and transmits and receives a serial signal formed of a plurality of bits of a predetermined time width. Serial transmission means, an upstream connection unit connected to the host control device, a downstream parallel connection unit and a downstream serial connection unit connected to the external unit, The parallel connection section transmits the determination signal of each sensor output from the external unit, and the downstream serial connection section transmits the serial signal output from the external unit, The unit is a master unit that generates a necessary signal based on the transmitted determination signal of each sensor and the serial signal and transmits the signal to the higher-level control device via the upstream connection unit. .
[0032]
According to the present invention, the determination signal of each sensor transmitted to the downstream parallel connection section does not cause a delay as compared with the case of serial transmission. Therefore, by determining the processing state of the detection target (work) based on the determination signal of each sensor transmitted to the downstream side parallel connection unit, the operating speed (working speed) of the work is determined by the sensor determination signal. Is not constrained by the delay.
Further, according to the master unit of the present invention, it is possible to receive a signal transmitted from an external unit via a serial transmission line, and to transmit a control signal or the like to the external unit. Furthermore, signals necessary for control can be transmitted to and received from the higher-level control device, and the operating state and control of the external unit can be centrally managed by the higher-level control device.
[0033]
According to a seventh aspect of the present invention, in the master unit according to the sixth aspect, the comparison unit compares and determines the determination signals of the sensors transmitted from the external unit to the downstream parallel connection unit and the downstream serial connection unit. Means for comparing the discrimination signal of the same sensor transmitted from the same external unit by the comparing means, and when both data are different, discriminate that the data is abnormal and perform necessary abnormality handling processing. .
[0034]
The discrimination signal of the same sensor transmitted from the same external unit is essentially the same regardless of whether it is transmitted via a path connected to either the downstream parallel connection unit or the downstream serial connection unit. According to the present invention, it is possible to determine an abnormality in a transmission line connected to a downstream parallel connection unit and a serial connection unit by determining a difference between signals that should be originally the same by comparing means.
When an abnormality is determined, an abnormality determination signal can be sent to a higher-level control device to perform an abnormality notification process such as an abnormality notification or a forced operation stop of the work.
[0035]
The invention according to claim 8 is the master unit according to claim 6 or 7, wherein a predetermined logical operation process is performed on the determination signal of the sensor transmitted from the external unit to the downstream parallel connection unit. This is a configuration including a logical operation means for outputting to the upstream connection unit.
[0036]
Among the discrimination signals of the sensor transmitted to the downstream parallel connection part, those in which the state of the work is determined to be normal when the level of the determination signal is H level, or the state of the work in the case of L level Are determined to be normal.
Therefore, when at least one L-level discrimination signal is included in the discrimination signal group determined to be normal at the H level, or when one discrimination signal group is determined to be normal at the L level, In any case, it is possible to monitor the work based on the operation result calculated by the logical operation means in the case where the H-level determination signal is mixed.
[0037]
According to the present invention, it is not necessary to transmit all the determination signals of the sensors transmitted to the downstream side parallel connection unit to the higher-level control device via the upstream side parallel connection unit, and only the result calculated by the logical operation unit is stored in the upper level. The work can be monitored by transmitting it to the control device, and the reliability can be improved while reducing the number of transmission lines.
Also in the present invention, when the timing of each determination signal transmitted via the downstream parallel connection unit is different, a configuration in which a latch circuit is included on the input side of the logical operation means can be adopted as necessary. It is.
[0038]
Claim 9 is an invention relating to the sensor unit.
That is, the invention according to claim 9 is a sensor unit that has a built-in or external sensor that outputs a detection signal according to a physical quantity detected from a detection target, and outputs a signal based on the detection signal of the sensor, A control unit that generates a determination signal by comparing a signal based on the detection signal of the sensor with a predetermined threshold, a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed of a plurality of bits of a signal having a predetermined time width, An upstream parallel connection unit for performing signal transmission between the upstream parallel connection unit, an upstream serial connection unit, a downstream parallel connection unit and a downstream serial connection unit, and between the upstream parallel connection unit and the downstream parallel connection unit. Independently outputting the determination signal of the sensor output from the control unit via the upstream parallel connection unit and externally connecting the downstream parallel connection unit A parallel transmission path is formed for independently outputting the discrimination signal of the sensor through the upstream parallel connection unit, and the control signal is provided between the upstream serial connection unit and the downstream serial connection unit. A serial transmission path configured to serially transmit the serial signal generated by the serial transmission unit based on information regarding detection of the unit.
[0039]
According to the present invention, the discrimination signal based on the detection signal of the sensor provided therein (built-in or externally attached) and the discrimination signal of the sensor transmitted from an external sensor unit or the like are each independently transmitted via the parallel transmission path. It can be output from the upstream side parallel connection unit.
Further, it is possible to transmit and receive a serial signal to and from the outside via a serial transmission path formed between the upstream and downstream serial connection sections.
This makes it possible to centrally manage the operation state of each sensor by a higher-level control device or the like by using a serial transmission path while speeding up the operation of a work by using a parallel transmission path.
[0040]
According to a tenth aspect of the present invention, in the sensor unit according to the ninth aspect, the sensor determination signal output from the control unit is converted into a serial signal by the serial transmission unit, and the serial signal is transmitted through the serial transmission unit. It is configured to output via a road.
[0041]
According to the present invention, the determination signal of the sensor is output to the outside via the serial transmission path. On the other hand, the determination signal of the sensor is output to the outside also through the parallel transmission path. Therefore, it is also possible to detect the occurrence of disconnection or short circuit in the serial transmission line or the parallel transmission line by externally comparing and judging the discrimination signals of the sensors output through the serial transmission line and the parallel transmission line. It becomes.
In the present invention, the discrimination signal of the sensor may be a discrimination signal output during the operation of the work, or may be a pseudo signal generated during a period other than the operation of the work.
[0042]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the sensor unit according to the ninth or tenth aspect, the upstream parallel connection portion and the downstream parallel connection portion are formed by arranging the same number of connection terminals, and are arranged in the array. Each connection terminal on the upstream side and each connection terminal on the downstream side are associated with each other, and the discrimination signal of the sensor built in or attached to itself is connected to one of the connection terminals arranged on the upstream side by wiring. At the same time, the downstream connection terminals are wired in such a manner as to sequentially correspond to the upstream connection terminals except for the connection terminal to which the determination signal is connected, based on a predetermined rule, and are connected to the parallel connection terminals. A transmission path is formed.
[0043]
According to the present invention, for example, the upstream and downstream parallel connection portions are formed by arranging 16 connection terminals, and the connection terminals arranged are numbered 1 to 16 and correspond to each other. It can be configured. Then, the discrimination signal of the sensor owned by itself is wired and connected to the connection terminal of No. 1 on the upstream side, and further, the connection terminal of No. 1 on the downstream side is connected to the connection terminal of No. 2 on the upstream side, and It is possible to adopt a configuration of a parallel transmission line that connects the connection terminal of number n on the downstream side to the connection terminal of number n + 1 on the upstream side, such as connecting the connection terminal of number 2 to the connection terminal of number 3 on the upstream side. it can.
[0044]
According to this configuration, 16 sensor units having the same configuration are arranged adjacent to each other, and the downstream parallel connection section of each sensor unit is sequentially connected to the upstream parallel connection section of the adjacent sensor unit. It is possible to independently transmit the determination signal of each sensor of the sensor units through a parallel transmission path formed through the sensor units connected adjacently. This makes it possible to transmit the determination signal of each sensor at a high speed through a parallel transmission path formed through each unit, while sharing the configuration of the sensor units.
[0045]
Claim 12 is an invention relating to the sensor relay unit.
That is, according to the twelfth aspect, one or more sensors that output a determination signal by comparing a signal based on a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target with a predetermined threshold are connected. A sensor relay unit that has an input unit and relays and outputs a determination signal of the sensor input to the input unit to the outside, wherein an upstream parallel connection unit and an upstream serial connection that perform signal transmission with the outside Unit, a downstream parallel connection unit and a downstream serial connection unit, and between the upstream parallel connection unit and the downstream parallel connection unit, a determination signal of the sensor connected to the input unit is transmitted to the upstream parallel connection unit. A parallel transmission that independently outputs via the connection unit and independently outputs a signal transmitted from the outside to the downstream parallel connection unit via the upstream parallel connection unit; Is formed, and between the upstream serial connection section and the downstream serial connection section, a serial transmission path for relaying and transmitting a serial signal formed of a plurality of bits of a predetermined time width input from the outside is formed. A sensor relay unit characterized in that:
[0046]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the discrimination signal of the sensor connected to itself and the discrimination signal of the sensor transmitted from the outside can be each independently output from an upstream side parallel connection part via a parallel transmission path.
This makes it possible to centrally manage the operation status of each sensor by the host controller or the like while speeding up the operation of the work.
Also, a serial signal input from the outside via a serial transmission path can be relayed and transmitted.
[0047]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the sensor relay unit according to the twelfth aspect, there is provided a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed of a plurality of bits of a signal having a predetermined time width, and is connected to the input unit. The determination signal of the sensor is converted into a serial signal by the serial transmission means, and is output via the serial transmission path.
[0048]
According to the present invention, the determination signal of the sensor is output to the outside via the serial transmission path. On the other hand, the determination signal of the sensor is output to the outside also through the parallel transmission path. Therefore, by externally comparing and discriminating the sensor discrimination signals output through the serial transmission line and the parallel transmission line, it is possible to detect the occurrence of disconnection or short circuit in the serial transmission line or the parallel transmission line. It becomes.
Also in the present invention, the discrimination signal of the sensor may be a discrimination signal output during the operation of the work, or may be a pseudo signal generated during a period other than the operation of the work.
[0049]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the sensor relay unit according to the twelfth or thirteenth aspect, the upstream parallel connection part and the downstream parallel connection part are formed by arranging the same number of connection terminals, and are arranged. Each connection terminal on the upstream side and each connection terminal on the downstream side are associated with each other, and the discrimination signal of the one or more sensors input to the input unit specifies the connection terminal group arranged on the upstream side. Are connected to one or more connection terminals independently of each other, and each connection terminal on the downstream side has a predetermined rule with respect to connection terminals on the upstream side except the connection terminal to which the discrimination signal is connected. The parallel transmission paths are formed by sequentially shifting the correspondence based on the above.
[0050]
According to the present invention, for example, the upstream and downstream parallel connection portions are formed by arranging 16 connection terminals, and the connection terminals arranged are numbered 1 to 16 and correspond to each other. It can be configured. When the number of sensors connected to itself is eight, the determination signal of the sensor is wired and connected to the connection terminals of Nos. 1 to 8 on the upstream side, and further connected to the connection terminals of No. 1 on the downstream side. The connection terminal of number n on the downstream side is connected to the connection terminal of number 2 on the upstream side, and the connection terminal of number 2 on the downstream side is connected to the connection terminal of number 10 on the upstream side. The configuration of the parallel transmission line connected to the (n + 8) connection terminal can be adopted.
[0051]
According to this configuration, two sensor relay units having the same configuration are arranged adjacent to each other, and the downstream parallel connection part of one sensor relay unit is sequentially connected to the upstream parallel connection part of the adjacent sensor relay unit. Accordingly, it is possible to independently transmit the determination signal of the sensor of each sensor relay unit via the parallel transmission path.
[0052]
In addition, by sequentially connecting the sensor units according to claims 9 to 11 to the sensor relay unit, it is also possible to independently transmit the determination signals of the sensor of the sensor relay unit and the sensor of each sensor unit through a parallel transmission path. It is. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to transmit the discrimination signal of each sensor at high speed through the parallel transmission path formed through each unit, while sharing the structure of a sensor relay unit.
[0053]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the description of the embodiments of the present invention, first, the configurations of a master unit, a sensor unit, and a sensor relay unit that constitute a continuous sensor system will be described, and then the system configuration will be described. For convenience of description, the upper and lower expressions are based on the posture in the perspective views of FIGS. 1, 3, and 5, regardless of the actual mounting posture of the device.
[0054]
1 is a perspective view and a plan view showing the master unit 3, FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the master unit 3, FIG. 3 is a perspective view showing the sensor unit 5, and FIG. FIG. 5 is a perspective view and a plan view showing the sensor relay unit 7, and FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the sensor relay unit 7.
[0055]
The master unit 3 has a function of transmitting necessary signals to and from a higher-level control device (not shown) while collecting signals transmitted from the sensor unit 5 and the sensor relay unit 7. As shown in FIG. 1A, the master unit 3 is a unit in which members are housed in a rectangular parallelepiped case 3a that is slightly higher in height than width and long in the lateral direction.
One end of the case 3a in the longitudinal direction is cut out over the entire length in the width direction to form a stepped portion 3e, and concave portions 3f and 3g are provided at the center of the upper surface adjacent to the stepped portion 3e and at the center of the stepped portion 3e. I have. Screw-type terminals 41a, 41b for connecting a power supply line (not shown) are provided inside the recesses 3f, 3g to form a power supply connection portion 41.
[0056]
An MIL connector 36 is provided on the upper surface of the case 3a (based on FIG. 1A) so as to protrude upward. The MIL connector 36 is connected to a higher-level control device (not shown) such as a separately-installed programmable controller or computer via a cable to perform signal transmission. In this embodiment, the MIL connector 36 having 20 connection terminals is used, and a part of the connection terminals is used as the upstream parallel connection unit 43b, and the remaining connection terminals are used as the upstream serial connection unit 43a. And
On the upper surface of the case 3a (based on FIG. 1A), a power indicator 3h is provided close to the MIL connector 36 as shown in FIG. 1B.
At the center of the lower surface of the case 3a, there is formed a rail fixing portion 3d which is retracted upward over the entire length in the width direction. The structure is fixed.
[0057]
On one side surface (the front side in FIG. 1A) of the case 3a, a connector 34 constituting a downstream parallel connection section 46 and a connector 35 constituting a downstream serial connection section 45 are provided in proximity to the power supply connection section 41. Has been.
In the present embodiment, the connector 34 having 16 connection terminals is used in the downstream parallel connection section 46. Further, a connector 35 having five connection terminals is used for the downstream side serial connection part 45, and two connection terminals 35 a and 35 b among them function as the truly downstream side serial connection part 45.
These connectors 34 and 35 are fixed to a printed circuit board (not shown) disposed inside the case 3a so as to be located in an opening provided on the side surface of the case 3a. Slightly regressed.
[0058]
In addition, engagement recesses 3b and 3c are provided below the side surface of the case 3a where the connectors 34 and 35 are provided, close to both ends in the longitudinal direction. The engagement recesses 3b and 3c are engaged with engagement protrusions provided on the sensor unit 5 and the sensor relay unit 7 described below, and perform positioning when the units are connected to each other. Prevents excessive force from being applied to 35.
[0059]
The electrical configuration of the master unit 3 is as shown in FIG. 2, and includes a control circuit unit 30, a serial transmission unit (serial transmission unit) 31, a comparison unit 32, and a serial transmission unit 33. In addition, the master unit 3 includes an upstream connection section 43a, a downstream serial connection section 45, and a downstream parallel connection section 46. The upstream connection section 43 includes an upstream serial connection section 43a and an upstream parallel connection section 43b, and the upstream serial connection section 43a and the upstream parallel connection section 43b are formed by one MIL connector 36. . The downstream serial connection section 45 is formed by the connector 35, and the downstream parallel connection section 46 is formed by the connector 34.
[0060]
The electric power supplied from the power supply connection part 41 is introduced into the master unit 3 to operate the equipment of the master unit 3, and as shown in FIG. The connection is also made to the connection terminals 35 d and 35 e of the downstream side serial connection portion connector 35 via the line 40, respectively, and is output to the outside via the downstream side serial connection portion connector 35.
[0061]
The connector 34 constituting the downstream side parallel connection portion 46 has 16 connection terminals 34a to 34p, and these connection terminals 34a to 34p are directly connected to the connection terminals 36a to 36p of the MIL connector 36 independently and directly. Have been.
That is, in the present embodiment, the upstream side parallel connection portion 43b is formed by the connection terminals 36a to 36p of the MIL connector 36.
[0062]
The serial transmission section 31 is connected to the connection terminals 35a and 35b of the connector 35 constituting the downstream side serial connection section 45 via the serial transmission path 38, and is also connected to the control circuit section 30. Sends and receives serial signals to and from the unit.
The serial transmission unit 33 is connected to the connection terminals 36q and 36r, which are the upstream side serial connection units 43a of the MIL connector 36, and is also connected to the control circuit unit 30, so that the control circuit unit 30 and a higher-level control device (not shown) Send and receive serial signals between
[0063]
The comparing means 32 is independently connected to each of the connection terminals 34 a to 34 p of the downstream side parallel connection section connector 34, and is connected to the control circuit section 30, and is transmitted via the downstream side parallel connection section 46. Each signal transmitted to the control circuit unit 30 via the serial transmission unit 31 is compared with each other to determine whether they match or not.
[0064]
Further, the control circuit unit 30 is connected to the connection terminal 35c of the downstream side serial connection unit connector 35 via the synchronization signal line 39, and outputs the synchronization signal generated by the control circuit unit 30 to the outside.
That is, the connector 35 for the serial connection on the downstream side of the master unit 3 transmits and receives a serial signal via the serial transmission line 38, transmits a synchronization signal via the synchronization signal line 39, and a power supply line 40. It also has the function of supplying power to the outside via the.
[0065]
The master unit 3 of the present embodiment is configured as described above, and has a function of outputting a signal transmitted to the downstream parallel connection unit 46 to the host controller via the MIL connector (upstream parallel connection unit 43b) 36 as it is. Having. Further, the control circuit unit 30 has a function of transmitting and receiving a serial signal to and from a higher-level control device and other units via the downstream serial transmission unit 31 and the upstream serial transmission unit 33. Further, the comparing unit 32 has a function of comparing and discriminating a signal transmitted to the downstream parallel connection unit 46 and a signal transmitted via the serial transmission unit 31.
The power indicator 3h is connected between the power lines 40, and performs lighting when the power is supplied to the power connection 41.
In the present embodiment, the control circuit unit 30, the serial transmission units 31, 33, and the comparison unit 32, which are the components of the master unit 3, are configured using a one-chip microcomputer M.
[0066]
Next, the sensor unit 5 will be described with reference to FIGS. 3A is a perspective view showing the sensor unit 5 viewed from one side, and FIG. 3B is a perspective view showing the sensor unit 5 shown in FIG. 3A viewed from the opposite side. It is.
The sensor unit 5 has a function of generating a detection signal (electric signal) corresponding to the amount of light received by a sensor head using an optical fiber, and outputting a discrimination signal obtained by binarizing the detection signal with a predetermined threshold. 3 (a) and 3 (b), the unit is housed in a rectangular parallelepiped case 5a having a narrow width and substantially the same height and length as the master unit 3.
[0067]
A digital display unit 56a, an output changeover switch 53d, a mode switch 53c, a manual switch 53b, a set switch 53a, and an operation indicator 56b are provided on the upper surface of the case 5a (see FIG. 3).
The digital display unit 56a includes two sets of display units formed of a 4-digit, 7-segment LED display arranged side by side. The values can be digitally displayed simultaneously.
[0068]
A cover 6 that covers the entire upper surface is provided on the upper portion of the case 5a (as shown in FIG. 3). The cover 6 is a lid having substantially the same width and length as the case 5a. The cover 6 has a pair of protrusions 6a, 6a protruding inward at the longitudinal end, and a pair of protrusions 6a provided at the longitudinal end of the case 5a. The recesses 5g, 5g are fitted and attached, and the posture of covering the upper surface of the case 5a and the standing posture can be freely changed. In the present embodiment, a substantially transparent resin material is used for the upper surface of the cover 6, and the display of the digital display unit 56a can be seen through with the cover 6 covering the upper surface of the case 5a.
[0069]
At the longitudinal end of the case 5a, there are provided head mounting holes 5h and 5i for mounting optical fibers 69a and 69b forming the sensor head 69, and a fixing lever 5j for fixing the mounted optical fibers 69a and 69b. I have. The optical fibers 69a and 69b are inserted into the head mounting holes 5h and 5i with the fixed lever 5j lowered, and are fixed by rotating the fixed lever 5j upward.
At the center of the lower surface of the case 5a, similarly to the master unit 3, a rail fixing portion 5f which is retracted upward over the entire length in the width direction is formed, and the rail fixing portion 5f is arranged as shown in FIG. The sensor unit 5 is fixed to the DIN rail 2 by being fitted to the DIN rail 2 shown.
[0070]
On one side surface of the case 5a, as shown in FIG. 3A, a connector 63 constituting the downstream side parallel connection portion 85 and a connector 64 constituting the downstream side serial connection portion 84 are brought close to the output changeover switch 53d. Is provided.
In the present embodiment, similarly to the master unit 3, a connector 63 having 16 connection terminals is used as the downstream side parallel connection portion 85, and a connector 64 having 5 connection terminals is used as the downstream side serial connection portion 84. ing.
These connectors 63 and 64 are fixed to a printed circuit board (not shown) disposed inside the case 5a so as to be located in an opening provided on the side surface of the case 5a. Slightly regressed.
[0071]
Similarly to the master unit 3, the engagement recesses are provided below the side surfaces of the case 5a where the downstream side parallel connection portion connector 63 and the downstream side serial connection portion connector 64 are provided. 5b and 5c are provided.
The engagement recesses 5b and 5c are engaged by engaging engagement projections provided on the adjacent sensor unit 5 and sensor relay unit 7, and perform positioning of the units and excessive force on the connectors 63 and 64. Is prevented from being added.
[0072]
On the other side surface of the case 5a, as shown in FIG. 3B, a connector 61 forming an upstream parallel connection portion 83 and a connector forming an upstream serial connection portion 82 in close proximity to an output changeover switch 53d. 62 are provided. The upstream side parallel connection portion connector 61 and the upstream side serial connection portion connector 62 are formed of connectors having the same shape as the downstream side parallel connection portion connector 63 and the downstream side serial connection portion connector 64 described above. The connectors 61 and 62 are also fixed to a printed circuit board (not shown) disposed inside the case 5a so as to be positioned in an opening provided on the side surface of the case 5a. I'm depressed.
[0073]
Engagement protrusions 5d and 5e are provided below the side surface of the case 5a where the upstream parallel connection connector 61 and the upstream serial connection connector 62 are provided, close to both longitudinal ends. ing. The engagement projections 5d and 5e are engaged with the engagement recesses 3b and 3c of the master unit 3 and the engagement recesses 5b and 5c of the adjacent sensor unit 5, and perform positioning of the units and the connector. This prevents an excessive force from being applied to 61 and 62.
[0074]
The connection between the sensor unit 5 and the master unit 3 is performed using a connector cover 60 and relay connectors 61 'and 62' as shown in FIG.
First, the connector cover 60 is attached to the connector 61 for the upstream side parallel connection portion and the connector 62 for the upstream side serial connection portion of the sensor unit 5. Further, the relay connector 61 'is fitted into the connector 61 and the relay connector 62' is connected to the connector. 62.
[0075]
Then, the sensor unit 5 is mounted so that the rail fixing portion 5f is fitted to the DIN rail 2 shown in FIG. 1A and is brought close to the master unit 3, and the side surface of the sensor unit 5 and the side surface of the master unit 3 are mounted. And the connection is completed. When the connection is made, the engagement protrusions 5d and 5e of the sensor unit 5 are fitted into the engagement recesses 3b and 3c of the master unit 3, and the relay connectors 61 'and 62' are respectively connected to the downstream parallel connection portions of the master unit 3. The connector 34 and the connector 35 for the downstream side serial connection portion are fitted. The connection between the sensor units 5 is performed in the same manner.
[0076]
The electrical configuration of the sensor unit 5 is as shown in FIG. 4, and the serial transmission unit 51, the timing control unit 52, the setting unit 53, the drive circuit 54, the light emitting element 55, the display unit 56, A light receiving element 57, an amplifier circuit 58, a comparator 59, and an output element (output transistor) Q1 are provided inside. In the present embodiment, each component except the light emitting element 55, the light receiving element 57, and the output element Q1 is formed using a one-chip gate array G.
[0077]
The upstream serial connector connector 62 constituting the upstream serial connector 82 has five connection terminals 62a to 62e, of which two connection terminals 62a and 62b are true upstream serial connection portions. It functions as 82. Similarly, the downstream side serial connection portion connector 64 has five connection terminals 64a to 64e, of which two connection terminals 64a and 64b function as a true downstream side serial connection portion 84.
The connection terminals 62a and 62b forming the upstream side serial connection portion 82 and the connection terminals 64a and 64b forming the downstream side serial connection portion 84 are directly wired and connected to form a serial transmission path 66.
[0078]
Synchronization signal lines 67a and 67b are provided between the connection terminal 62c of the upstream serial connection connector 62 and the timing control unit 52 and between the timing control unit 52 and the connection terminal 64c of the downstream serial connection connector 64, respectively. Connected by
The connection terminals 62d and 62e of the upstream-side serial connection connector 62 and the connection terminals 64d and 64e of the downstream-side serial connection connector 64 are directly connected to each other to form a power line 68. One of the power supply lines 68 is connected to the inside of the sensor unit 5 as a DC power supply, and the other is connected to an earth line.
[0079]
The connector 61 forming the upstream side parallel connection section 83 has 16 connection terminals 61a to 61p, and the connector 63 forming the downstream side parallel connection section 85 has 16 connection terminals 63a to 63p.
The connection terminal 61a located at the end among the upstream connection terminals 61a to 61p is connected to the collector of the output element Q1 connected to the comparator 59 via the output signal line 65a. Further, the downstream connection terminal 63a is connected to the upstream connection terminal 61b, the downstream connection terminal 63b is connected to the upstream connection terminal 61c, and the downstream connection terminal 63o is connected to the upstream connection terminal 61c. The connection terminals are connected to the connection terminals 61p, and the connection terminals are shifted and connected one by one between the downstream parallel connection portion 85 and the upstream parallel connection portion 83.
A parallel transmission line 65 is formed by wiring connecting the output signal line 65a and the upstream and downstream parallel connection portions 83 and 85. Note that the downstream final connection terminal 63p is an idle terminal.
[0080]
The sensor unit 5 having such a configuration performs the following operation.
When the synchronization signal is transmitted via the synchronization signal line 67a, the timing control unit 52 transmits the synchronization signal to the control circuit unit 50, and the control circuit unit 50 drives the light emitting element 55 by the drive circuit 54. The light output from the light emitting element 55 is transmitted via the optical fiber 69a and radiates the light from the tip. The light radiated from the optical fiber 69a is transmitted through the optical fiber 69b and converted into an electric signal by the light receiving element 57. The light receiving signal converted into an electric signal is amplified by an amplifier circuit 58 and converted into a binarized on / off determination signal by a comparator 59 having a predetermined threshold value. Then, the determination signal of the sensor is output to the outside from the connection terminal 61a at the end of the upstream side parallel connection part 83 via the output element Q1 composed of an open collector.
[0081]
The binarized discrimination signal output from the comparator 59 is subjected to necessary signal processing such as analog / digital conversion (A / D conversion) in the control circuit unit 50, and is converted into a serial signal in the serial transmission unit 51. The data is converted and transmitted to the serial transmission line 66 using a predetermined protocol with an address of a transmission destination.
On the other hand, the timing control section 52 performs an operation of outputting a synchronization signal to the synchronization signal line 67b after a predetermined time (about 10 μs in this embodiment) has elapsed after the transmission of the synchronization signal to the synchronization signal line 67a.
[0082]
In the sensor unit 5 of the present embodiment, in addition to the above-described detection operation, switching of the operation state can be set by operating each switch of the setting unit 53.
That is, by moving the detection target to the sensor head 69 during the operation of the set switch 53a, the sensitivity is automatically adjusted. Further, by manually operating the manual switch 53b, the sensitivity is changed to an appropriate value. By operating the mode switch 53c, the display data on the digital display unit 56a and the operation mode of the sensor unit 5 are switched and set. Further, by operating the output changeover switch 53d, it is possible to switch between outputting the ON signal when the sensor head 69 enters the light or when the light is blocked.
The operation indicator 56b is driven to be lit when the sensor outputs the determination signal.
[0083]
Further, the sensor unit 5 can receive a command signal transmitted via the serial transmission path 66 by the control circuit unit 50 and change the display data of the digital display unit 56a and switch the operation mode. .
Further, it is possible to receive a command signal transmitted as a serial signal via the serial transmission path 66 in the control circuit unit 50 and generate a determination signal in place of the sensor head 69 in a pseudo manner. That is, the control circuit unit 50 can generate an H-level or L-level pseudo discrimination signal indicated by the command signal, and outputs the generated discrimination signal to the output signal line 65 a of the parallel transmission line 65 and the serial transmission line 66. It has a function of outputting via a.
[0084]
Next, the sensor relay unit 7 will be described. The sensor relay unit 7 is connectable to a plurality of photomicrosensors and has a function of relaying a determination signal of each sensor. As shown in FIGS. 5A and 5B, the sensor relay unit 7 is substantially the same as the master unit 3. This is a unit in which members are accommodated in a rectangular parallelepiped case 7a having the width, height and length.
[0085]
A sensor connection unit (input unit) 89 and an output display unit 90 are provided on the upper surface of the case 7a. The sensor connection portion (input portion) 89 is formed by arranging eight input connectors 81 for connecting connectors of signal lines extending from a photomicrosensor (not shown) in the longitudinal direction. The output indicator lamps 91 are arranged so as to correspond to the respective input connectors 81.
Each input connector 81 has three connection terminals 81a to 81c, and is connected to a power supply line, a ground line, and a signal output line extending from the photomicrosensor.
[0086]
As shown in FIG. 5 (a), on one side surface of the case 7a, a downstream parallel connector 75 and a downstream serial connector 76 are provided near one end in the longitudinal direction.
In the present embodiment, similarly to the master unit 3 and the sensor unit 5, the downstream parallel connection section 93 uses the connector 75 having 16 connection terminals, and the downstream serial connection section 92 has 5 connection terminals. The connector 76 is used.
These connectors 75 and 76 are fixed to a printed circuit board (not shown) disposed inside the case 7a so as to be located in an opening provided on the side surface of the case 7a. Slightly regressed.
[0087]
Similarly to the master unit 3 and the sensor unit 5, engagement recesses 7b and 7c are provided below the side surface of the case 7a where the connectors 75 and 76 are provided, close to both ends in the longitudinal direction. The engagement recesses 7b and 7c are engaged by engaging engagement projections provided on the adjacent master unit 3 and sensor unit 5, and are used for positioning when connecting the units and for connecting to the connectors 75 and 76. Prevents excessive force from being applied.
[0088]
Further, on the other side surface of the case 7a, similarly to the sensor unit 5, a connector 73 forming the upstream parallel connection portion 88 and a connector 74 forming the upstream serial connection portion 87 are provided (FIG. 5). Not shown). The upstream parallel connection connector 73 and the upstream serial connection connector 74 have the same shape as the downstream parallel connection connector 75 and the downstream serial connection connector 76 described above.
[0089]
Engagement projections 7d and 7e are provided below the side surface of the case 7a on which the connectors 73 and 74 are provided, close to both ends in the longitudinal direction. The engagement projections 7d and 7e are also fitted and engaged with the engagement recesses 3b and 3c of the master unit 3 and the engagement recesses 5b and 5c of the adjacent sensor unit 5, and are used for connecting the units. This is for positioning and preventing excessive force from being applied to the connectors 73 and 74.
[0090]
The connection between the sensor relay unit 7 and the master unit 3 is performed using the connector cover 60 and the relay connectors 61 'and 62', as in the case shown in FIG. 3B.
First, the sensor relay unit 7 is mounted with the rail fixing portion 7f fitted to the DIN rail 2 shown in FIG. The connection is completed by bringing the side face into close contact. When the connection is made, the engagement protrusions 7d and 7e of the sensor relay unit 7 are fitted into the engagement recesses 3b and 3c of the master unit 3, and the relay connectors 61 'and 62' are respectively connected to the downstream parallel connection portions of the master unit 3. Connector 34 and the connector 35 for the downstream side serial connection portion. The connection between the sensor relay unit 7 and the sensor unit 5 and the connection between the sensor relay units 7 are similarly performed.
[0091]
As shown in FIG. 6, the sensor relay unit 7 includes a control circuit unit 70 and a serial transmission unit 71 and a multiplexer 72. In this embodiment, each component is formed using a one-chip gate array H.
The upstream side serial connection portion connector 74 constituting the upstream side serial connection portion 87 has five connection terminals 74a to 74e, of which two connection terminals 76a and 76b are true upstream side serial connection portions. Functions as 87. Similarly, the downstream serial connector 76 has five connection terminals 76 a to 76 e, and two of the connection terminals 76 a and 76 b function as the downstream serial connection 92.
[0092]
Between the connection terminals 74a and 74b forming the upstream side serial connection portion 87 and the connection terminals 76a and 76b forming the downstream side serial connection portion 92, respectively, direct wiring connection is made to form a serial transmission path 78. The connection terminal 74c of the upstream-side serial connection connector 74 and the connection terminal 76c of the downstream-side serial connection connector 76 are directly connected by a synchronization signal line 79.
Further, the connection terminals 74d and 74e of the connector 74 for the upstream side serial connection portion and the connection terminals 76d and 76e of the connector 76 for the downstream side serial connection portion are directly connected to each other to form a power supply line 80. One of the terminals 80 is connected to the inside of the sensor relay unit 7 as a DC power supply, and the other is connected to a ground line.
[0093]
The connector 73 constituting the upstream side parallel connection portion 88 has 16 connection terminals 73a to 73p, and the connector 75 constituting the downstream side parallel connection portion 93 has 16 connection terminals 75a to 75p.
The connection terminal 81c of each connector 81 of the sensor connection portion (input portion) 89 is connected to eight connection terminals 73a to 73h on the upstream side through eight output signal line groups 77a. That is, the connection terminal 81c of each connector 81 of the sensor connection unit 89 (input unit) is individually connected to the seventh connection terminals 73a to 73p from the end of the upstream side parallel connection unit 88.
The connection terminal 81 c of each connector 81 of the sensor connection section (input section) 89 is also connected to the output display section 90 and the multiplexer 72.
[0094]
The connection terminal 75a at the end of the downstream side parallel connection portion 93 is connected to the eighth connection terminal 73i on the upstream side constituting the upstream side parallel connection portion 88, and the subsequent downstream connection terminal 75b is connected to the ninth connection terminal on the upstream side. And the last connection terminal 75h on the downstream side is connected to the connection terminal 73p on the upstream side. That is, the connection terminals between the downstream parallel connection section 93 and the upstream parallel connection section 88 are connected by being shifted by eight connection terminals. A parallel transmission line 77 is formed by a wiring group 77b that connects the output signal line group 77a and the upstream and downstream parallel connection units 88 and 93. The downstream connection terminals 75i to 75p are idle terminals.
[0095]
The sensor relay unit 7 having this configuration performs the following operation.
When a discrimination signal is output from a photomicrosensor (not shown) connected to each connector 81 of the sensor connection portion (input portion) 89, the discrimination signal is output via a connection terminal 81 c of each connector 81 to an output signal line group. The signal is output from the upstream side parallel connection unit 88 via 77a. Further, the discrimination signal of each photomicrosensor is transmitted to the output display unit 90, and the output indicator lamps 91 to 98 are driven to light up according to the output signal.
On the other hand, the control circuit unit 70 selects and takes in the discrimination signal of each photomicrosensor transmitted to the multiplexer 72 one by one, performs necessary processing such as analog / digital conversion on the taken-in discrimination signal sequentially, and performs serial transmission. The signal is converted into a serial signal by the unit 71 and is sequentially transmitted to the serial transmission line 78 according to a predetermined protocol.
[0096]
The synchronization signal line 79 is not connected to an internal circuit in the sensor relay unit 7. This is because the photomicrosensor connected to the sensor relay unit 7 has a configuration in which mutual interference of light is reduced, and it is not necessary to shift the light emission timing. Accordingly, the synchronization signal line 79 is configured to simply pass through the serial connection portions 87 and 92 on the upstream side and the downstream side, and transmits the synchronization signal to the sensor unit 5 connected to the downstream side of the sensor relay unit 7. Is what you do.
[0097]
The sensor relay unit 7 of the present embodiment can generate a determination signal in place of the determination signal of the photomicrosensor in addition to the detection operation described above. That is, a command signal transmitted via the serial transmission line 78 is received by the control circuit unit 70, and a pseudo H-level or L-level signal indicated by the control signal is received regardless of the light-receiving signal transmitted from the photomicrosensor. The determination signals are sequentially generated. Then, it has a function of outputting the generated discrimination signal to the parallel transmission path 77 via the multiplexer 72 and to output it via the serial transmission path 78.
[0098]
Next, the configuration and operation of the continuous sensor system 1 formed by combining the master unit 3, the sensor unit 5, and the sensor relay unit 7 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
7 is a plan view showing a configuration example of a continuous sensor system 1 using the master unit 3, the sensor unit 5, and the sensor relay unit 7, and FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing a signal flow of the system 1 in FIG. is there.
[0099]
The continuous sensor system 1 of the present embodiment can be formed in various ways by combining the master unit 3, the sensor unit 5, and the sensor relay unit 7. For example, as shown in FIG. Eight sensor units 5 and one sensor relay unit 7 can be mounted on the DIN rail 2 (see FIG. 1) and physically connected to each other. The units are connected to each other by attaching the connector cover 60 and the relay connectors 61 'and 62' to the upstream parallel connection connectors 61 and 73 and the upstream serial connection connectors 62 and 74 of each unit.
[0100]
In the continuous sensor system 1 of the present embodiment, a cable (not shown) extending from a higher-level control device is connected to the MIL connector 36 of the master unit 3, and a DC power supply (in this embodiment, 12V to 24V DC power supply) is connected. The other end of the sensor head 69 fixed at the work monitoring position is mounted on the sensor unit 5.
Further, a connector of a cable extending from the photomicrosensor PS is connected to each connector 81 of the sensor connection portion 89 of the sensor relay unit 7.
[0101]
When the system 1 is configured by connecting the units as shown in FIG. 7, the downstream parallel connection section 46 and the serial connection section 45 of the master unit 3 are connected to the upstream parallel connection of the adjacent sensor unit 5 as shown in FIG. Unit 83 and an upstream serial connection unit 82.
Further, the downstream parallel connection section 85 and the downstream serial connection section 84 of the sensor unit 5 are connected to the upstream parallel connection section 83 and the upstream serial connection section 82 of the sensor unit 5 adjacent on the downstream side, respectively.
Further, the downstream parallel connection portion 85 and the downstream serial connection portion 84 of the sensor unit 5 located at the most downstream side are respectively connected to the upstream parallel connection portion 88 and the upstream serial connection portion 87 of the adjacent sensor relay unit 7. Is done.
[0102]
With this connection, the parallel transmission line 77 of the sensor relay unit 7 and the parallel transmission line 65 of each sensor unit 5 are connected to each other, and a parallel transmission line P via each unit is formed. Is connected to the downstream side parallel connection part 46 of the master unit 3.
[0103]
Further, according to the connection configuration of the continuous sensor system 1, the serial transmission path 38 of the master unit 3, the serial transmission path 66 of each sensor unit 5, and the serial transmission path 78 of the sensor relay unit 7 are interconnected to connect each unit. A series of serial transmission paths S is formed.
[0104]
Further, according to the connection configuration of the continuous sensor system 1, the synchronization signal line 39 of the master unit 3, the synchronization signal lines 67a and 67b of each sensor unit 5, and the synchronization signal line 79 of the sensor relay unit 7 are connected to each other. A series of synchronization signal lines T via the sensor unit 5 is formed.
[0105]
The synchronization signal output from the synchronization signal line T to the synchronization signal line 39 of the master unit 3 is input to the timing control unit 52 via the synchronization signal line 67a of the sensor unit 5. Then, the timing control unit 52 outputs the synchronization signal to the synchronization signal line 67b after a predetermined time has elapsed since the reception of the synchronization signal. As described above, the synchronization signal delayed by the predetermined time in each sensor unit 5 is transmitted to the downstream sensor unit 5 in a bucket brigade manner via the synchronization signal line T.
[0106]
Further, according to the connection configuration of the system 1, the power supply line 40 of the master unit 3, the power supply line 68 of each sensor unit 5, and the power supply line 80 of the sensor relay unit 7 are mutually connected to form a series of power supply lines D. Thus, it is possible to supply power to each sensor unit 5 and sensor relay unit 7 only by supplying DC power to the power supply connection portion 41 of the master unit 3.
[0107]
In the continuous sensor system 1 having such a configuration, work monitoring and control is performed as follows. Note that portions overlapping with the operations described in the configuration of the unit will be described in a simplified manner. Also, when transmitting serial signals, addresses unique to each unit are set. These addresses are set by a DIP switch provided in each unit, or the connection state is recognized for each unit and automatically. It is possible to adopt a configuration for performing address setting, etc., and a detailed description is omitted.
[0108]
When the synchronization signal is sent to the synchronization signal line 39 by the control circuit unit 30 of the master unit 3, the synchronization signal is sent to the timing control unit 52 of the sensor unit 5 via the synchronization signal line 67a of the sensor unit 5 adjacent to the master unit 3. Is transmitted.
In the sensor unit 5, when the synchronization signal is transmitted to the timing control unit 52, the control circuit unit 50 causes the light emitting element 55 to emit light and the sensor head 69 detects the work. Then, the discrimination signal detected and binarized by the sensor head 69 is transmitted to the master unit 3 independently via the parallel transmission path P via the output signal line 65a.
[0109]
The timing control unit 52 outputs a synchronization signal to the synchronization signal line 67b when a predetermined time (10 μs) has elapsed after receiving the synchronization signal.
Thereby, each sensor unit 5 detects a work with a delay of a predetermined time toward the downstream side, and transmits the determination signal to the master unit 3 independently via the parallel transmission path P.
[0110]
Separately from the detection by the synchronization signal of the sensor unit 5, the sensor relay unit 7 independently outputs the discrimination signal of the connected photomicrosensor PS through the output signal line group 77a via the parallel transmission path P independently. Transmit to unit 3.
[0111]
Thereby, the discrimination signal of each sensor unit 5 and the sensor relay unit 7 is transmitted to the master unit 3 via the parallel transmission path P independently without delay. The master unit 3 independently transmits each determination signal transmitted to the downstream parallel connection unit 46 to the host control device via the upstream parallel connection unit (MIL connector) 43b.
That is, the discrimination signal of each sensor unit 5 and the sensor relay unit 7 is transmitted to the host controller without delay, and the work is monitored in real time. As a result, the operation speed of the work does not decrease due to the delay of the determination signal.
[0112]
On the other hand, the discrimination signal detected and binarized by the sensor head 69 of each sensor unit 5 is converted into a serial signal, and is sequentially transmitted to the master unit 3 via the serial transmission path S. The determination signal of each photomicrosensor PS relayed by the sensor relay unit 7 is converted into a serial signal, and is sequentially transmitted to the master unit 3 via the serial transmission path S.
The master unit 3 transmits the determination signals of the sensors of the sensor units 5 and the sensor relay unit 7 sequentially transmitted via the serial transmission path S to the higher-level control device via the upstream serial connection unit (MIL connector) 43a. The host controller appropriately samples the transmitted discrimination signal of each sensor and performs necessary processing such as display.
[0113]
Next, an abnormality determination operation of the parallel transmission line P and the serial transmission line S in the system 1 of the present embodiment will be described with reference to a flowchart of FIG.
When the master unit 3 receives the mode switching signal of the check mode from the higher-level control device via the upstream serial connection unit (MIL connector) 43a, the control circuit unit 30 determines the unique address of each sensor unit 5 and the sensor relay unit 7. , A command signal for pseudo-generating an “H” level discrimination signal is sequentially transmitted to each unit via the serial transmission line S (see steps 100 and 101 in FIG. 9).
[0114]
When each of the sensor units 5 receives the command signal with the unique address, the control circuit unit 50 generates a pseudo “H” level discrimination signal in place of the discrimination signal of the sensor head 69, and outputs the “H” level discrimination signal. The generated discrimination signal is transmitted to the master unit 3 via P. At the same time, the control circuit unit 50 transmits the generated “H” level determination signal to the master unit 3 via the serial transmission path S.
Similarly, when the sensor relay unit 7 receives the command signal with the unique address, the control circuit unit 70 simulates the “H” level determination signal instead of the determination signal of each of the connected photomicrosensors PS. Each of the “H” level determination signals generated through the parallel transmission line P and the serial transmission line S is sequentially transmitted to the master unit 3 (see step 102 in FIG. 9).
[0115]
In the master unit 3, the pseudo-generated discrimination signal transmitted to the downstream-side parallel connection unit 46 via the parallel transmission path P is stored in the comparing unit 32, and the pseudo-generated discrimination signal transmitted via the serial transmission path S is stored. The "H" level determination signal is stored in the comparison means 32 via the control circuit unit 30 (see step 103 in FIG. 9).
[0116]
Next, the control circuit unit 30 of the master unit 3 assigns a unique address to each of the sensor units 5 and the sensor relay unit 7 and sends a command signal for pseudo-generating an “L” level determination signal to each unit via the serial transmission line. The data is sequentially transmitted through S (see step 104 in FIG. 9).
[0117]
When each of the sensor units 5 and the sensor relay unit 7 receives the command signal with the unique address, the sensor unit 5 and the sensor relay unit 7 artificially generate an “L” level determination signal by the same procedure as in step 102, and The data is transmitted to the master unit 3 via the serial transmission path S (see step 105 in FIG. 9).
[0118]
In the master unit 3, the pseudo-generated discrimination signal transmitted to the downstream-side parallel connection unit 46 via the parallel transmission path P is stored in the comparing unit 32, and the pseudo-generated discrimination signal transmitted via the serial transmission path S is stored. The "L" level discrimination signal is stored in the comparison means 32 via the control circuit unit 30 (see step 106 in FIG. 9).
[0119]
The comparing means 32 sequentially compares the determination signal transmitted via the parallel transmission path P and the determination signal transmitted via the serial transmission path S for the same sensor of the same unit. When all the coincidences are determined, it is determined that the parallel transmission line P and the serial transmission line S are normal, and the check mode is terminated (see steps 107 and 108 in FIG. 9).
However, as a result of the comparison by the comparing means 32, when the discrimination signal of any one of the sensors is different, it is determined that the parallel transmission path P or the serial transmission path S has a short circuit or disconnection abnormality, and the control circuit unit 30 Then, an abnormality determination signal is sent to the host controller to notify the abnormality (see steps 107 to 109 in FIG. 9).
[0120]
As described above, according to the system 1 of the present embodiment, since the parallel transmission path P and the serial transmission path S are formed via each unit, the same level of transmission from each unit via both transmission paths is performed. By comparing the signals, it is possible to accurately determine the abnormality of the transmission path, and it is possible to dramatically improve the reliability of the system.
In the configuration shown in FIG. 9, an abnormality in the transmission path is detected by causing each sensor unit 5 to artificially transmit an H-level determination signal. However, the determination signal transmitted from each sensor unit 5 during normal control is used. The same action and effect can be expected by using.
[0121]
Here, the serial communication performed between the master unit 3 and the sensor unit 5 or the sensor relay unit 7 via the serial transmission path S generally includes data transmitted from the transmission source to the transmission source. A handshake method is employed in which an acknowledge signal is returned to confirm data reception and perform data transmission. Therefore, when normal communication is hindered by disconnection or short circuit of the serial transmission path S, it can be understood that the master unit 3 is not performing normal serial transmission.
[0122]
In other words, when a determination signal of a sensor with a unique address is serially transmitted from each of the sensor units 5 and the sensor relay unit 7 and received by the master unit 3, a disconnection or short circuit occurs in the serial transmission path S. No, it can be seen that the serial transmission line S is functioning normally.
Accordingly, if the determination signal of each sensor transmitted serially indicates a normal signal level, the determination signal of each sensor transmitted serially and in parallel is sequentially compared by the comparing unit 32 for each sensor, and the data match. When a state of no abnormality occurs, it is also possible to specify the parallel transmission path P in which the abnormality has occurred and to determine the content of the abnormality.
[0123]
For example, a signal transmitted from the sixth connected sensor unit 5 to the master unit 3 via the serial transmission path S is “H”, and a signal transmitted via the parallel transmission path P is “L”. If this happens, it can be estimated that a disconnection or ground drop (short circuit with the ground) has occurred in the middle of the parallel transmission path S through which the determination signal of the sixth sensor unit 5 passes.
The signal transmitted from the sixth connected sensor unit 5 to the master unit 3 via the serial transmission path S is “L”, and the signal transmitted via the parallel transmission path P is “H”. If this happens, it can be estimated that a short circuit to the power supply has occurred in the middle of the parallel transmission path P through which the determination signal of the sixth sensor unit 5 passes.
[0124]
As described above, it is possible to identify the parallel transmission path P in which an abnormality has occurred by checking the coincidence of the determination signals of the sensors transmitted through the serial transmission path S and the parallel transmission path P.
[0125]
Further, according to the system 1 of the present embodiment, in addition to the function of determining the abnormality of the transmission line, the display of the display unit 56 of each sensor unit 5 is simultaneously or individually switched in accordance with a command from the host controller. It is also possible to set or switch the operation mode of each sensor unit 5.
That is, when a command signal is transmitted from the higher-level control device to the master unit 3, the command signal with the unique address of the sensor unit 5 specified by the master unit 3 is transmitted via the serial transmission path S. When the sensor unit 5 receives a display switching command signal with its own unique address, the control circuit unit 50 performs display switching or mode switching.
[0126]
That is, each sensor unit 5 responds to a command signal from the host controller, for example, as shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7, the current received light amount and threshold, the current received light amount peak value and bottom value, or the current received light amount. It is possible to switch and set the display to a combination of and a margin.
Also, the switching of the operation mode can be switched to the mode of the sensor unit 5 according to the command signal of the host control device, and the troublesome setting for each sensor unit 5 can be eliminated.
[0127]
By the way, the master unit 3 described in the above-described embodiment outputs the determination signal transmitted from another unit to the downstream parallel connection unit 46 to the host control device via the upstream parallel connection unit (MIL connector) 43b as it is. Configuration.
Here, the monitoring of the work state of the work is performed by arranging a plurality of sensors (sensor heads) close to the work, and when the determination signal of any one of the sensors is not normal, it is necessary to stop the operation of the work. is there. Therefore, even in a configuration in which a predetermined logical operation is performed on the discrimination signal transmitted from each sensor unit 5 or the sensor relay unit 7 to the master unit 3 and only the operation result is sent to the host controller, the monitoring of the work can be performed. It is possible to do.
[0128]
FIG. 10 shows a master unit 3 'in which a logical operation means 42 is provided between a downstream parallel connection section 46 and an upstream parallel connection section (MIL connector) 43b. The configuration other than the logical operation means 42 is the same as that of the master unit 3 shown in FIGS. 2 and 8, and a duplicate description will be omitted.
[0129]
According to the master unit 3 ′, for example, when all the determination signals transmitted to the downstream parallel connection unit 46 are at “H” level and the processing of the workpiece is normal, the logical operation unit 42 uses the downstream parallel connection. It is possible to adopt a configuration in which the logical product of the discrimination signals transmitted to the unit 46 is obtained, and only the operation result is output to the host controller.
That is, if at least one of the discrimination signals is at the “L” level, it is possible to transmit a machining abnormality of the work to the host controller, and to connect a large number of signal lines as in the master unit 3 described above. The necessary monitoring can be performed without the need.
[0130]
If the processing of the workpiece is normal when the specific determination signal is at the “H” level, and the processing of the workpiece is normal when the other determination signals are at the “L” level, the logical operation means 42 determines By taking the logical product by dividing the signals into groups, it is possible to perform necessary monitoring by transmitting the operation result to the host controller.
This makes it possible to reduce the number of connection lines between the master unit 3 and the higher-level control device, thereby improving reliability.
[0131]
In the system 1 of the present embodiment described above, the eight sensor units 5 and one sensor relay unit 7 are connected adjacent to the master unit 3, but the system 1 may be variously configured. Is possible. That is, for example, three sensor units 5, one sensor relay unit 7, and five sensor units 5 may be connected adjacent to the master unit 3, or adjacent to the master unit 3. It is also possible to connect two sensor relay units 7.
Further, by increasing the number of connection terminals of the connector 34 of the downstream side parallel connection part 46 of the master unit 3 to increase the number of lines of the parallel transmission path, it is possible to connect more units.
[0132]
In the above-described embodiment, the photomicrosensor that outputs a binarized determination signal has been described as an example of the sensor connected to the sensor relay unit 7. However, the present invention is not limited to such a configuration, and an analog / digital conversion circuit is provided inside the sensor relay unit 7 to convert input voltage values and current values into digital data converted at a predetermined ratio. With such a configuration, sensors having different voltage levels and current levels can be connected.
[0133]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to provide a continuous sensor system capable of centrally managing sensor information while operating a work at high speed.
According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to provide a system that can immediately detect a disconnection or a short circuit in a transmission path and improve reliability.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reduce the number of laying wires while transmitting a signal necessary for monitoring a work, and to provide a system with a simplified configuration and improved reliability.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide a master unit that can be suitably used in the systems according to the first and second aspects.
According to the seventh aspect of the present invention, a disconnection or a short circuit of a connected transmission line can be immediately detected, and a master unit with improved reliability can be provided.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a master unit that can reduce the number of external connection wirings, simplify the configuration, and improve reliability.
According to the ninth aspect, it is possible to provide a sensor unit that can be suitably used in the system according to the first aspect.
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor unit that can output a determination signal of a sensor to the outside via transmission paths having different paths, and can immediately detect disconnection or short circuit of the transmission path.
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to independently transmit the discrimination signal of its own sensor in addition to the connected unit, and to provide a sensor unit with a unified and simplified configuration.
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor relay unit that can be suitably used in the system according to the second aspect.
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor relay unit that can output a sensor determination signal to the outside via transmission paths having different paths, and can immediately detect disconnection or short circuit of the transmission path.
According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor relay unit that can independently transmit a determination signal of its own sensor in addition to a connected unit, and has a unified and simplified configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a master unit according to an embodiment of the present invention is mounted on a DIN rail, and FIG. 1B is a plan view of the master unit shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram of a master unit shown in FIG. 1;
3A is a perspective view showing the sensor unit according to the embodiment of the present invention viewed from one side, and FIG. 3B is a view showing the sensor unit shown in FIG. 3A viewed from the opposite side. FIG.
FIG. 4 is a block diagram of the sensor unit shown in FIG. 3;
5A is a perspective view showing a sensor relay unit according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a plan view of the sensor relay unit shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram of the sensor relay unit shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a plan view illustrating a configuration of a continuous sensor system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of the continuous sensor system shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart showing a transmission path abnormality determination process performed by the continuous sensor system shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing a modified embodiment of the master unit shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1 Continuous sensor system
3 Master unit
5 Sensor unit
7 Sensor relay unit
31 Serial transmission means
32 Comparison means
42 Logical operation means
43 Upstream connection (master unit)
45 Downstream side serial connection (master unit)
46 Downstream parallel connection (master unit)
51 Serial transmission means
61 Connector for upstream side parallel connection part
62 Connector for upstream serial connection
63 Downstream parallel connector
64 Downstream serial connector
65 Parallel transmission path
66 Serial transmission line
71 Serial transmission means
73 Connector for upstream parallel connection
74 Connector for upstream serial connection
75 Downstream parallel connector
76 Downstream serial connector
77 Parallel transmission path
78 Serial transmission path
82 Upstream Serial Connection (Sensor Unit)
83 Upstream side parallel connection part (sensor unit)
84 Downstream side serial connection (sensor unit)
85 Downstream side parallel connection part (sensor unit)
87 Upstream side serial connection (sensor relay unit)
88 Upstream parallel connection (sensor relay unit)
92 Downstream side serial connection (sensor relay unit)
93 Downstream parallel connection (sensor relay unit)
P Parallel transmission path
S Serial transmission path

Claims

A master unit connected to the host controller; and one or more sensor units having a sensor that outputs a detection signal in accordance with a physical quantity detected from a detection target, wherein the master unit and the sensor unit are physically connected. Also connected to each other in terms of signals, the continuous sensor system to transmit a signal based on the detection signal from the sensor of each of the sensor units to the master unit, wherein each of the sensor units, the detection signal of the sensor The master unit and each of the sensor units transmit and receive a serial signal formed of a plurality of bits having a predetermined time width, and a control unit that generates a determination signal by comparing a signal based on the signal with a predetermined threshold. Serial transmission means, connection means for connecting to the adjacent unit, and the control unit of each sensor unit The serial signal generated by the serial transmission unit is serially transmitted based on information related to detection of the control unit of each sensor unit and a parallel transmission path that transmits the generated determination signal in parallel. A serial transmission line, wherein the parallel transmission line and the serial transmission line are formed across the units by connecting the units by the connection unit, and the sensor units connected to the master unit. The determination signal output from the sensor unit is independently transmitted to the master unit side via the parallel transmission path, while the serial signal output from each sensor unit connected to the master unit is Transmitted to the master unit via the serial transmission path shared by the sensor units. Communicating 設型 sensor system to symptoms.

The sensor according to claim 1, wherein one or more sensors that output a determination signal by comparing a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target with a predetermined threshold are connected. A relay unit, wherein the sensor relay unit is physically and signally connected to the master unit or the sensor unit, and configured to relay and output a determination signal of the sensor to the master unit side; Sensor relay unit, a connection means for signal connection with the adjacent master unit or sensor unit, a parallel transmission path for transmitting the determination signal output from the sensor and each sensor unit connected to itself in parallel, A serial transmission path that relays and transmits the serial signal transmitted from the adjacent sensor unit, The parallel transmission line and the serial transmission line are formed across each unit by connecting each unit by the connection unit, and the discrimination signal output from the sensor and each sensor unit connected to itself is The serial signal transmitted from each of the adjacent sensor units is independently transmitted to the master unit via the parallel transmission path, and the serial signal is transmitted through the serial transmission path shared by each unit. A continuous sensor system transmitted to the master unit.

The sensor unit also has a configuration in which the determination signal of the sensor output from the control unit is also converted into a serial signal by the serial transmission unit and transmitted to the master unit side via the serial transmission path. The unit includes comparison means for comparing determination signals of the sensors transmitted through the parallel transmission path and the serial transmission path, and the master unit determines the same sensor transmitted from the same sensor unit. 3. The continuous sensor system according to claim 1, wherein the signals are compared with each other by comparing means, and when the two data are different from each other, it is determined that the data is abnormal and a necessary abnormality handling process is performed.

The sensor relay unit includes a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed by a plurality of bits of a signal having a predetermined time width, and converts a determination signal of a sensor connected to itself into a serial signal by the serial transmission unit. And transmitting the signal to the master unit through the serial transmission line, wherein the master unit compares the determination signals of the sensors transmitted through the parallel transmission line and the serial transmission line. The master unit compares the discrimination signals of the same sensor transmitted from the same sensor relay unit by comparing means, and when both data are different, determines that the data is abnormal and performs necessary abnormality handling processing. The continuous sensor system according to any one of claims 1 to 3, wherein:

The master unit includes a logical operation unit, performs a predetermined logical operation on the sensor determination signal transmitted from the sensor unit or the sensor relay unit via the parallel transmission path, and outputs the processed signal to the host control device. The continuous sensor system according to any one of claims 1 to 4, wherein:

One or more external units having a sensor that outputs a detection signal in accordance with a physical quantity detected from a detection target can be connected to the downstream side of the signal, and a signal based on the detection signal of the sensor on the external unit side A master used in a continuous sensor system that receives a discrimination signal generated and transmitted by comparing the signal with a predetermined threshold value and transmits a necessary signal to a higher-level control device separately disposed on the upstream side A control unit that generates a signal to be transmitted to the higher-level control device; a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed by a signal of a plurality of bits having a predetermined time width; and a unit connected to the higher-level control device. An upstream unit, a downstream parallel connection unit and a downstream serial connection unit connected to the external unit, and the downstream parallel connection unit includes the external unit. The determination signal of each sensor output from the external unit is transmitted, and the serial signal output from the external unit is transmitted to the downstream serial connection unit. A master unit that generates a required signal based on the determination signal and the serial signal and transmits the generated signal to the higher-level control device via the upstream connection unit.

Comparing means for comparing and discriminating the discrimination signals of the sensors transmitted from the external unit to the downstream parallel connection section and the downstream serial connection section, the discrimination signal of the same sensor transmitted from the same external unit is provided. 7. The master unit according to claim 6, wherein the comparison unit compares the data, and when the two data are different from each other, it is determined that the data is abnormal and a necessary abnormality handling process is performed.

7. A logical operation means for performing a predetermined logical operation process on a determination signal of the sensor transmitted from the external unit to the downstream parallel connection unit and outputting the signal to the upstream connection unit, or 7. The master unit according to 7.

A sensor unit that internally or externally outputs a detection signal according to a physical quantity detected from a detection target and outputs a signal based on the detection signal of the sensor, wherein a signal based on the detection signal of the sensor is predetermined. A control unit that generates a determination signal by comparing with a threshold value, a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed of a plurality of bits of a signal having a predetermined time width, and an upstream parallel that performs signal transmission with the outside. A connection section, an upstream serial connection section, a downstream parallel connection section and a downstream serial connection section, and between the upstream parallel connection section and the downstream parallel connection section, the sensor output from the control section. A determination signal is output independently via the upstream parallel connection unit, and the determination of the sensor transmitted from the outside to the downstream parallel connection unit And a parallel transmission path for independently outputting signals via the upstream parallel connection unit is formed. Between the upstream serial connection unit and the downstream serial connection unit, information on the detection of the control unit is provided. A sensor unit, wherein a serial transmission path for serially transmitting the serial signal generated by the serial transmission unit based on the serial transmission means is formed.

10. The sensor unit according to claim 9, wherein the determination signal of the sensor output from the control unit is converted into a serial signal by the serial transmission unit, and the serial signal is output via the serial transmission path. .

The upstream parallel connection portion and the downstream parallel connection portion are formed by arranging the same number of connection terminals, and the arranged upstream connection terminals and the downstream connection terminals are respectively associated with each other, The discrimination signal of the sensor built in or attached to itself is wired and connected to one of the connection terminals arranged on the upstream side, and each connection terminal on the downstream side is connected to the connection to which the discrimination signal is connected. The sensor unit according to claim 9, wherein the parallel transmission path is formed by sequentially wiring the connection terminals on the upstream side excluding the terminals based on a predetermined rule. .

An input unit is connected to one or more sensors that output a determination signal by comparing a signal based on a detection signal corresponding to a physical quantity detected from a detection target with a predetermined threshold, and input to the input unit. A sensor relay unit that relays and outputs the determined determination signal of the sensor to the outside, wherein the upstream parallel connection section, the upstream serial connection section, the downstream parallel connection section, and the downstream serial connection that perform signal transmission with the outside. A connection unit, and between the upstream parallel connection unit and the downstream parallel connection unit, independently outputting a determination signal of the sensor connected to the input unit via the upstream parallel connection unit. A parallel transmission path for independently outputting a signal transmitted from the outside to the downstream parallel connection unit via the upstream parallel connection unit is formed; A sensor transmission line is formed between the connection portion and the downstream side serial connection portion for serially transmitting a serial signal formed from a plurality of bits having a predetermined time width and input from the outside. unit.

13. The sensor relay unit according to claim 12, further comprising a serial transmission unit that transmits and receives a serial signal formed by a plurality of bits of a signal having a predetermined time width, wherein the determination signal of the sensor connected to the input unit is serially transmitted. A sensor relay unit, wherein the signal is converted into a serial signal by a transmission unit and output via the serial transmission path.

The upstream parallel connection section and the downstream parallel connection section are formed by arranging the same number of connection terminals, and the arranged upstream connection terminals and downstream connection terminals are respectively associated with each other, The discrimination signals of the one or more sensors input to the input unit are individually wired and connected to specific one or two or more connection terminals of a connection terminal group arranged on the upstream side, and are connected to the downstream side. Each of the connection terminals is wired so as to be sequentially shifted based on a predetermined rule with respect to an upstream connection terminal except for the connection terminal to which the determination signal is connected, thereby forming the parallel transmission path. The sensor relay unit according to claim 12, wherein: