JP2007306289A - Disconnection detecting device and disconnection detecting method for multiplex communication bus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の通信ノードを有し、これら複数の通信ノード間でデータの授受を行うための多重通信バスにおける断線を検出する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a disconnection in a multiplex communication bus that has a plurality of communication nodes and exchanges data between the plurality of communication nodes.
複数の通信ノードを有する多重通信バスの断線を検出する方法としては、直接ではないが通信バスに接続されている負荷となる被制御装置の電源供給の異常を検出する方法が下記「特許文献1」の請求項3および図3において開示されている。この「特許文献1」によれば、負荷となる被制御装置の高電位側および低電位側の両側の電源線に電流検出用の素子を直列に挿入する構成となっている。すなわち、この構成において負荷に対する流入側の電流値と流出側の電流値とを比較回路により比較し、この比較結果により当該負荷への電源を遮断するか供給を継続するかを判定している。
As a method for detecting disconnection of a multiplex communication bus having a plurality of communication nodes, a method for detecting an abnormality in power supply of a controlled device that is a load connected to the communication bus, although not directly, is described in “
この「特許文献1」に記載の断線検出方法は電源供給線を含む負荷への電源系の断線を検出するものであるが、通信バスの異常検出にも適用し得る。この方法によれば負荷に流れる電流値の監視をするために、電源線の高電位側および低電位側にそれぞれ直列に電流検出用の抵抗器等回路素子を直列に挿入し、これ等回路素子両端の電位差を比較する構成としている。この構成を、複数の被制御装置である負荷を通信ノードとする2本線による通信バスを用いた多重通信システムに適用した場合、直列に挿入した回路素子のため通信バスのラインインピーダンスが変化することにより、信号電力の損失が増加し、伝送信号波形に悪影響を与え、これによる波形歪のため通信品質を低下させる問題がある。さらに、この方法では断線箇所の特定をすることも不可能であった。
以上述べたように、従来公知の方法では、通信バスに直列に回路素子を挿入する形となり、ラインインピーダンスが変化し、波形歪を生じたり、信号電力の損失が増加する等の問題があった。本発明においては、このようなラインインピーダンスの影響を低減し、波形歪や信号電力の損失を無視し得る程度に抑圧した通信バスの断線検出を可能とする方法の提供を目的とした。 As described above, in the conventionally known method, circuit elements are inserted in series with the communication bus, and there are problems such as line impedance changes, waveform distortion, and increased signal power loss. . An object of the present invention is to provide a method capable of detecting the disconnection of a communication bus in which the influence of such line impedance is reduced and the waveform distortion and the loss of signal power are suppressed to a level that can be ignored.
上記目的を達成するために、本発明においては以下の構成を基本構成とした。すなわち、複数の通信ノードが接続されている2本線構成による通信バスにおいて、各通信ノードの通信バスに接続されている入力側には、2本の通信バス間の平均電圧を検出する平均電圧検出回路と、これにより検出された平均電圧が予め定められた電圧値以上の変動を生じることを監視して通信バスの断線を検出する電圧変動検出回路を有する構成としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as a basic configuration. That is, in a communication bus having a two-line configuration in which a plurality of communication nodes are connected, an average voltage detection for detecting an average voltage between the two communication buses on the input side connected to the communication bus of each communication node The circuit includes a voltage fluctuation detection circuit that detects a disconnection of the communication bus by monitoring that the average voltage detected thereby varies more than a predetermined voltage value.
上記構成において、通信バスのどちらか一方が断線した場合、平均電圧検出回路の出力電圧が変動し、且つその変動が所定の値以上であるときに通信バスの断線と判断することを特徴としている。 In the above configuration, when either one of the communication buses is disconnected, the output voltage of the average voltage detection circuit varies, and when the variation is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the communication bus is disconnected. .
本発明により、通信バスの断線状態を電流測定による検出から電圧測定による検出方法とすることにより、ラインインピーダンスへの影響を無視し得る程度にまで抑圧し、さらに2本の通信バスそれぞれに直列に挿入した回路素子の両端の電位差から電流値を検出し、これらを比較する回路を不要とすることで信号電力の損失を抑圧し、回路も単純化することを可能とした。 According to the present invention, the disconnection state of the communication bus is changed from the detection by current measurement to the detection method by voltage measurement, so that the influence on the line impedance is suppressed to a negligible level, and further, each of the two communication buses is connected in series. The current value is detected from the potential difference between both ends of the inserted circuit element, and a circuit for comparing them is not required, so that loss of signal power can be suppressed and the circuit can be simplified.
以下、図により本発明の詳細を説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明による多重通信バス断線検出装置の基本構成を示しており、図2は本多重通信バス断線検出装置で用いられる断線検出回路11の構成を示している。
多重通信バスは通信バスH9と通信バスL10の2本の線で構成されており(以下の説明においては多重通信バスのことを通信バスと略記する)、これら通信バスに複数の通信ノード(以下、ノードと略記する)であるノードA5、ノードB6、ノードC7およびノードD8の各ノードが接続されているものとする。なお、以下の説明において、全ノードは図1に示すように通信バスH9およびL10を通じて任意の他のノードとデータ送受信の通信を行うための送受信回路4と断線検出回路11とを有しており、断線検出回路11は図2に示すように平均電圧検出回路1と電圧変動検出回路3とによって構成されている。
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a basic configuration of a multiplex communication bus disconnection detection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a
The multiplex communication bus is composed of two lines of a communication bus H9 and a communication bus L10 (in the following description, the multiplex communication bus is abbreviated as a communication bus), and a plurality of communication nodes (hereinafter referred to as “communication buses”). Node A5, node B6, node C7, and node D8 are connected to each other. In the following description, all nodes have a transmission /
図2に示すように、平均電圧検出回路1は通信バスL10および通信バスH9間の平均電圧を検出するもので、直列接続した2本の抵抗器H23および抵抗器L24で構成され、これら直列接続した抵抗器の両端を通信バスL10および通信バスH9にそれぞれ接続し、これら抵抗器H23および抵抗器L24の接続部であるM点からH9およびL10両通信バスの平均電圧を出力する構成となっている。
As shown in FIG. 2, the average
図3乃至図5は断線検出動作を説明するための波形図で、図1に示したようにノードA5からノードC7の各ノードが受信状態で、ノードD8が送信状態にある場合を例に説明する。
図3は2本の通信バスH9とL10が共に正常である場合の平均電圧検出回路1のA点における出力波形である。すなわち、通信バスH9側の波形12と通信バスL10側の波形13とがグランドレベルGND18を基準に、予め定められたオフセット電圧17を基準にこれら両通信バス上の電圧を上下することで論理レベル“1”および“0”を伝送している。
FIGS. 3 to 5 are waveform diagrams for explaining the disconnection detection operation. As shown in FIG. 1, the case where each node from the node A5 to the node C7 is in the reception state and the node D8 is in the transmission state will be described as an example. To do.
FIG. 3 shows an output waveform at the point A of the average
両通信バスが正常状態であれば、図3に示すように通信バスH9側波形12および通信バスL10側波形13の両通信バスに対する平均電圧、すなわち平均電圧検出回路1のA点出力である正常時バス平均電圧19はオフセット電圧17と同じ電圧となり、したがって2本の通信バスが正常であれば通信バス平均電圧19とオフセット電圧17との電位差14は0となる。なお、図3以後における波形図において横軸は時間軸であり、bit1、bit2、bit3のデータがそれぞれ論理“1”“0”“1”の場合を示している。ここで、オフセット電圧17は、各ノードの送受信回路4の通信バスに接続される入出力部分において抵抗器を介して所定の電圧を印加することにより設定している。
If both communication buses are in the normal state, as shown in FIG. 3, the average voltage for both communication buses of the communication bus
次に、両通信バスの何れかに断線が生じている場合について説明する。図4は図1における通信バスL10上のY部16の位置で断線が生じた場合のノードA5における平均電圧検出回路1の出力波形すなわちM点における波形を通信バスL断線時の平均電圧20として示している。通信バスL10のY部16における断線であるから図3で示した正常時の両通信バスの波形図において、通信バスL10側でのレベル変化は発生せず、ノードA5における通信バスL10側の入力電圧はオフセット電圧17に固定されたまま一定となる。したがって、通信バスL10のY部16における断線の場合は、データが論理“1”の場合は図4の実線のように、通信バスL10上の波形13は一定値となり、通信バスH9上の波形12は図4の点線で示したように論理値“1”に応じた電圧値のレベルシフトが発生する。
Next, a case where a disconnection has occurred in either communication bus will be described. FIG. 4 shows the output voltage of the average
また、図5は図1における通信バスH9上のX部15の位置において断線が生じた場合のノードA5における平均電圧検出回路1のA点における出力波形を示している。この場合は、図3の正常時の波形図で示した通信バスH9側の波形12のようなレベル変化はなく、オフセット電圧17に固定されたまま一定となり、通信バスL10上の波形13は論理値に応じた波形を出力しているため、結局、平均電圧検出回路1におけるM点の出力波形は通信バスH断線時平均電圧21で示される電圧変化となり破線で示した正常時通信バス平均値のシフトとしての電圧変化が生じる。
FIG. 5 shows an output waveform at the point A of the average
このままの波形では通信バス断線判定のための情報が断続しているため断線判定に不都合であり、データの有無、すなわち論理値の“1”、“0”に拘わらず平均電圧検出回路1の出力電圧が断線により変化したことを検出できるようにしておくことが必要である。このため、これら片側ずつのデータ電圧変化に対して、データレートに比べ十分に低い遮断周波数、すなわち十分に大きな時定数を有するローパスフィルタ(LPF)26を通過させることにより、図6の破線で示した通信バスH9断線時の平滑化した通信バスH断線時平均電圧22を得ている。すなわち、通信バスH9上のX部15における断線により、平滑化した通信バス平均電圧22は通信バスL10側のみの信号となるから、通信バスL10側の電圧は図3の正常時の場合に対してレベルシフトし、オフセット電圧17に対して電位差14を生じる。これは通信バスL10が断線した場合も同様で、この場合はH9側の信号のみとなり、これにLPF26による平滑化処理を行うことになる。
The waveform as it is is inconvenient for disconnection determination because the information for disconnection determination of the communication bus is intermittent, and the output of the average
この電位差14は、LPF26の出力電圧をアナログ・ディジタル変換器(ADC)27によりディジタル化し、断線情報保持回路28において既知の値であるオフセット電圧との差分を演算することにより求めている。すなわち、断線情報保持回路28において前記の電圧レベルシフトが所定の値以上か否かを求めて断線の有無を判定し、この判定結果を保存する構成としている。図7は断線情報保持回路28におけるこの断線判定を行う状況を説明するもので、オフセット電圧17に対応する電圧を中心にして予め設定された電圧幅±ΔVの範囲内にあれば両通信バスは正常であり、この範囲外のVCC(電源電圧の高電位側)側にあれば通信バスL10が断線していると判断し、グランドGND(低電位側)側にあれば通信バスH9が断線していると判断する。
The
このように、2本の通信バスの何れかの側に断線が生じた場合、正常時のオフセット電圧17からの電圧レベルのシフトが生じる。したがって、図1に示した平均電圧検出回路1を各ノードA5乃至D8の入力部に設置し、このそれぞれの平均電圧検出回路1により、通信バスH9と通信バスL10間の通信バス平均電圧を監視し、この通信バス平均電圧が正常時の通信バス平均電圧、すなわちオフセット電圧17から所定の値±ΔV以上の電圧シフトが生じているか否かを電圧変動検出回路3で検知することで通信バスH9またはL10の断線検出を行うことが出来る。
上記のように、通信バスの断線状況を電圧測定による検出方法とすることにより、従来の電流測定法による場合よりも電流測定用のインピーダンス(抵抗)素子を不要とし、通信バスあるいは各ノードに対する装置的な負担を生じることなく断線検出を容易に行うことが可能となった。
In this way, when a disconnection occurs on either side of the two communication buses, a voltage level shift from the
As described above, by using the detection method by voltage measurement of the disconnection status of the communication bus, an impedance (resistance) element for current measurement is not required as compared with the conventional current measurement method, and the device for the communication bus or each node is used. It has become possible to easily detect disconnection without causing a burden.
(実施の形態2)
図8は本発明における実施の形態2の構成を示すもので、図2における平均電圧検出回路1とLPF26との間に比較器25を挿入した構成である。以下、図8によりこの構成の動作を説明する。平均電圧検出回路1は図2と同じく直列接続された2本の抵抗器23(通信バスH9側)および抵抗器24(通信バスL10側)で構成されており、この直列接続された抵抗器の両端がそれぞれ2本の通信バスH9およびL10に接続されており、その中間点である両抵抗器の接続点すなわちM点を平均電圧検出の出力端子としている。ここで、2本の抵抗器23および24の抵抗値を等しくしておけばM点における電圧、すなわち平均電圧検出回路1の出力電圧Vavは、両通信バスに断線が生じていない正常時であれば図3の波形図により論理値“1”における通信バスH9の電圧VHと、通信バスL10の電圧VLとの平均値、すなわち、正常時の平均電圧検出回路1の出力電圧をVavnとして
Vavn=(VH+VL)/2 (数1)
で与えられる。また論理“0”の場合の出力電圧も(数1)と同じ電圧Vavnで与えられる。この正常時の平均電圧Vavnはオフセット電圧に等しい。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows a configuration of the second embodiment of the present invention, in which a
Given in. The output voltage in the case of logic “0” is also given by the same voltage V avn as in ( Equation 1). The normal average voltage V avn is equal to the offset voltage.
HまたはLの何れかの通信バス断線を含む場合の平均電圧検出回路1の出力電圧Vavは比較器25の一方の入力端子(図5では+側非反転入力端子)に印加され、他の入力端子(図5では−側反転入力端子)には基準電源2(Vref)が接続される。この比較器25はアナログ量での入力電圧比較を行うもので、具体的には例えば減算器構成の演算増幅器等を使用することが出来る。ここで、基準電源2の電圧値を通信バスが正常時の通信バス平均電圧、すなわちオフセット電圧に等しく設定し、この基準電源電圧と断線時を含む平均電圧検出回路1出力電圧Vavとを比較する。この状態で、両通信バスが正常であれば、比較器25の両入力に対して同じ電圧(VavnとVref)が印加されることになるため、比較器25の出力は比較器25の電源電圧VCCの1/2となる。すなわち、比較器25の出力電圧Vcompは
Vcomp=VCC/2 (数2)
となる。すなわち、(数2)式で与えられる値がオフセット電圧と等しい。これにより、比較器25の出力電圧Vcompは通信バスH9側に断線が生じた場合はVCC/2より低い電圧を出力し、通信バスL10側に断線が生じた場合はVCC/2より高い電圧となる。ここで、比較器25の出力が通信バス断線と判断するレベルまで変化したか否かの判定を行うために、断線情報保持回路28においてはオフセット電圧を中心にして所定の電圧範囲ΔVを設けておき、この範囲外となった時を断線と判断し、この判断結果を保持する。
The output voltage V av of the average
It becomes. That is, the value given by the equation (2) is equal to the offset voltage. As a result, the output voltage V comp of the
なお、比較器25以後の段階においては、前記実施の形態1の場合と同様にローパスフィルタ(LPF)26により平滑化を行い、断線情報保持回路28において、正常時は通信バスを通じて入力されてくるデータの逐次監視を行うのみで、特にデータを保持することはない。しかし、前記図4および図5で述べたように、比較器25の出力電圧が正常時の値であるVCC/2からシフトして電圧範囲±ΔVよりも高電位側または低電位側へのシフトが観測され、これにより通信バスの断線が検知されると断線発生の有無が論理値レベルで保持される。
In the stage after the
このように平均電圧検出回路1の出力電圧Vavが変化することにより発生した電位差14が観測された場合には、当該平均電圧信号はLPF26およびADC27を経由して断線情報保持回路28に伝送される。この断線情報保持回路28においては、ディジタル化された平均電圧が正常時における値に対して所定の範囲内(±ΔV)にあるか否かを判定することで、通信の断線を認識しその情報を保持する。なお、この保持された断線情報は、通信バスの断線が修復された後リセットされる。
When the
本実施の形態2の構成で示すように、比較器25を平均電圧検出回路1の後段に設け、オフセット電圧を基準に、この基準電圧から外れた電位差分っを比較器25である演算増幅器で増幅することにより断線検出感度を向上させることが可能となる。
As shown in the configuration of the second embodiment, the
(実施の形態3)
図9に本発明による実施の形態3の構成を示す。本実施の形態3においては、電圧変動検出回路3を実施の形態2から拡張した構成となっており、平均電圧検出回路1、基準電源2、断線情報保持回路等実施の形態2と同じ要素に対しては同一符号を付している。以下、図9により電圧変動検出回路3の構成について説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows the configuration of the third embodiment according to the present invention. In the third embodiment, the voltage
図9において、比較器部分は比較器A29および比較器B30の2比較器を使用し、平均電圧検出回路1の出力を両比較器29および30の互いに逆極性の入力端子に接続し、基準電源2は同じ基準電源2を共通にそれぞれの信号入力と逆極性の入力端子に接続した構成としている。図9では、比較器A29においては基準電源2が非反転(+)入力端子に、平均電圧検出回路1の出力は反転(−)入力端子に接続されており、比較器30では、基準電源2が反転(−)入力端子に、平均電圧検出回路1の出力は非反転(+)入力端子に接続されており、通信バスH9の断線検出を比較器29側で、通信バスL10の断線検出を比較器30側で行い、これらの検出結果を論理値に変換し、OR回路により論理和を求めることで両通信バスの断線情報を得るようにしている。
In FIG. 9, the comparator section uses two comparators, comparator A29 and comparator B30, and connects the output of average
これら比較器29および比較器30の出力は、それぞれローパスフィルタA(LPFA)31およびローパスフィルタB(LPFB)32で平滑化および雑音除去を行った後、これにより得られる断線情報をレベル変換回路A33およびレベル変換回路B34によりそれぞれ“1”または“0”の論理値に変換する。例えば、通信バスが正常時においては、図3および図8で述べたように、比較器A29および比較器B30の出力は共にVCC/2に等しく、この場合のレベル変換回路A33およびB34の出力は共に論理値“0”となる。
The outputs of the
また、通信バスH9が断線した場合、データ“1”入力に対して較器A29の出力はVCC/2より高い電圧となる。これによりレベル変換回路A33の出力は論理値“1”となる。このとき、比較器B30の出力はVCC/2より低い電圧になるため、レベル変換回路B34の出力は論理値“0”のままである。これとは逆に通信バスL10が断線した場合、比較器B30の出力が正常時のVCC/2より高い電圧となるため、レベル変換回路B34の出力は論理値“1”になり、比較器A29の出力はVCC/2よりより低い電圧になるため、レベル変換回路A33の出力は論理値“0”のままである。 When the communication bus H9 is disconnected, the output of the comparator A29 is higher than VCC / 2 with respect to the data “1” input. As a result, the output of the level conversion circuit A33 becomes the logical value “1”. At this time, since the output of the comparator B30 becomes a voltage lower than VCC / 2, the output of the level conversion circuit B34 remains at the logical value “0”. On the contrary, when the communication bus L10 is disconnected, the output of the comparator B30 becomes a voltage higher than VCC / 2 at the normal time, so the output of the level conversion circuit B34 becomes the logical value “1”, and the comparator A29 The output of the level conversion circuit A33 remains at a logical value “0”.
以上のことから(数2)式で示した比較器出力電圧Vcompと基準電源電圧(Vref=VCC/2)および論理値Kとの間には以下の関係が成立している。 From the above, the following relationship is established between the comparator output voltage V comp represented by the equation (2), the reference power supply voltage (V ref = VCC / 2), and the logical value K.
Vav>Vrefの時 → K=“1” (数3)
Vav≦Vrefの時 → K=“0” (数4)
このように、通信バス断線時にはレベル変換回路A33あるいはB34の何れかから論理値“1”が出力されるため、何れのバスが断線した場合でもOR回路35の論理和演算により論理値“1”が出力されることになり、この出力された断線情報は断線情報保持回路28に入力され断線情報として保持される。
When V av > V ref → K = “1” (Equation 3)
When V av ≦ V ref → K = “0” (Equation 4)
Thus, since the logical value “1” is output from either of the level conversion circuits A33 or B34 when the communication bus is disconnected, the logical value “1” is obtained by the OR operation of the OR circuit 35 even if any of the buses is disconnected. Is output, and the output disconnection information is input to the disconnection
本実施の形態2のような構成とすることにより断線情報をADC27を使用することなくディジタル化して記憶することが出来、断線情報を高い信頼性で保持することが可能となった。
With the configuration of the second embodiment, the disconnection information can be digitized and stored without using the
(実施の形態4)
図10に本発明による実施の形態4を示す。本実施の形態4においては、通信バスに接続された各ノードを形成している装置に搭載されている断線検出回路11で生成される通信バスH9または通信バスL10の断線情報は信号線a37,b38,c39およびd40を介して断線箇所判定回路36に入力され、断線情報の分布パターンから断線箇所を判定する。ここで使用される断線検出回路11は、図2、図8または図9の何れかに記載の構成で、その動作は前記実施の形態1または実施の形態2において述べた通りである。
(Embodiment 4)
FIG. 10 shows a fourth embodiment according to the present invention. In the fourth embodiment, the disconnection information of the communication bus H9 or the communication bus L10 generated by the
例えば、図10に示すように、ノードAから送信し、信号線a37と信号線b38とが正常(○)で、信号線c39と信号線d40とが断線状態(×)であれば、表1の関係から断線箇所判定結果はノードC7−B6間で断線が生じていると判定される。あるいは、図8のノードD8から送信した場合で、信号線a37のみが異常(×)を示した場合、表1の関係からノードB6とノードA5の間で断線が生じていると判定される、等である。この構成により、通信バスの断線の有無を検出するのみならず、断線位置も特定することが可能となる。なお、以上の処理において平均電圧Vavのオフセット電圧に対する大小関係から通信バスH9またはL10の何れが断線したかの判定も可能となる。 For example, as shown in FIG. 10, if transmission is performed from the node A, and the signal line a37 and the signal line b38 are normal (O), and the signal line c39 and the signal line d40 are disconnected (x), Table 1 From this relationship, the disconnection location determination result is determined that a disconnection occurs between the nodes C7 and B6. Alternatively, when the signal is transmitted from the node D8 in FIG. 8 and only the signal line a37 indicates an abnormality (×), it is determined from the relationship in Table 1 that a disconnection has occurred between the node B6 and the node A5. Etc. With this configuration, not only the presence / absence of disconnection of the communication bus can be detected, but also the disconnection position can be specified. In the above processing, it is possible to determine which of the communication buses H9 or L10 is disconnected from the magnitude relationship of the average voltage Vav with respect to the offset voltage.
1:平均電圧検出回路 2:基準電圧
3:電圧変動検出回路 4:送受信回路
5:ノードA 6:ノードB
7:ノードC 8:ノードD
9:通信バスH 10:通信バスL
11:断線検出回路 12:通信バスH上での波形
13:通信バスL上での波形 14:電位差
17:オフセット電圧 18:グランド(GND)
19:正常時通信バス平均電圧 20:通信バスL断線時バス平均電圧
21:通信バスH断線時バス平均電圧
23:抵抗器H 24:抵抗器L
25:比較器 26:比較器A
27:比較器B 28:断線情報保持回路
31:ローパスフィルタA 32:ローパスフィルタB
33:レベル変換回路A 34:レベル変換回路B
35:OR回路
1: Average voltage detection circuit 2: Reference voltage 3: Voltage fluctuation detection circuit 4: Transmission / reception circuit 5: Node A 6: Node B
7: Node C 8: Node D
9: Communication bus H 10: Communication bus L
11: Disconnection detection circuit 12: Waveform on communication bus H 13: Waveform on communication bus L 14: Potential difference 17: Offset voltage 18: Ground (GND)
19: Average communication bus voltage during normal operation 20: Bus average voltage when communication bus L is disconnected 21: Bus average voltage when communication bus H is disconnected
23: Resistor H 24: Resistor L
25: Comparator 26: Comparator A
27: Comparator B 28: Disconnection information holding circuit 31: Low-pass filter A 32: Low-pass filter B
33: Level conversion circuit A 34: Level conversion circuit B
35: OR circuit
Claims (8)
該各通信ノードは、前記通信バスHと通信バスLとの2本線間の平均電圧を求める平均電圧検出回路と、該平均電圧を予め定められた基準電圧と比較することにより該平均電圧が所定の値以上変動したことを検出する電圧変動検出回路とを有する断線検出回路を備えたことを特徴とする多重通信バスの断線検出装置。 An apparatus for detecting disconnection of a multiplex communication bus in which a plurality of communication nodes are connected to a communication bus constituted by two lines of a communication bus H and a communication bus L,
Each of the communication nodes has an average voltage detecting circuit for obtaining an average voltage between the two lines of the communication bus H and the communication bus L, and the average voltage is determined by comparing the average voltage with a predetermined reference voltage. A disconnection detecting device for a multiplex communication bus, comprising: a disconnection detecting circuit having a voltage fluctuation detecting circuit for detecting that the value fluctuates more than the value of.
前記平均電圧検出回路は、直列接続した2本の抵抗器で構成されており、該直列接続した抵抗器の両端は前記通信バスHおよび前記通信バスLにそれぞれ接続され、前記2本の抵抗器の接続点である中間点から該2本の通信バス間の平均電圧を出力し、
前記電圧変動検出回路は、前記平均電圧検出回路の出力である前記平均電圧を第1の入力端子に、予め設定された前記基準電圧を前記第1の入力端子とは逆極性を有する第2の入力端子にそれぞれ印加している比較器と、該比較器出力電圧を平均化するためのローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力電圧をディジタル化するためのアナログ・ディジタル変換器と、
該アナログ・ディジタル変換器出力が所定の電圧以上変動した場合、通信バスに断線が生じたと判定し、該判定結果を断線情報として保持するディジタル信号処理を行う断線情報保持回路とを有していることを特長とする多重通信バスの断線検出装置。 The disconnection detecting device for a multiplex communication bus according to claim 1,
The average voltage detection circuit is composed of two resistors connected in series, and both ends of the resistors connected in series are connected to the communication bus H and the communication bus L, respectively, and the two resistors The average voltage between the two communication buses is output from the intermediate point that is the connection point of
The voltage fluctuation detection circuit has a second input having the average voltage output from the average voltage detection circuit as a first input terminal and the preset reference voltage having a polarity opposite to that of the first input terminal. A comparator applied to each of the input terminals, a low-pass filter for averaging the output voltage of the comparator, an analog-to-digital converter for digitizing the output voltage of the low-pass filter,
When the output of the analog / digital converter fluctuates more than a predetermined voltage, it is determined that a disconnection has occurred in the communication bus, and has a disconnection information holding circuit for performing digital signal processing for holding the determination result as disconnection information A device for detecting disconnection of a multiplex communication bus.
前記電圧変動検出回路は第1および第2の2個の比較器を有し、該各比較器はそれぞれ非反転および反転の2入力端子を有し、
前記第1の比較器の非反転入力端子および前記第2の比較器の反転入力端子に前記平均電圧検出回路の出力を印加し、前記第1の比較器の反転入力端子および第2の比較器の非反転入力端子に前記基準電圧を印加し、
前記第1および第2の各比較器の出力はそれぞれ第1および第2のローパスフィルタに接続されており、
該第1および第2の各ローパスフィルタの出力は、前記第1および第2の各比較器の出力が前記予め定められた基準電圧に対して所定の値以上の変動の有無を論理値に変換して示す第1および第2のレベル変換回路にそれぞれ接続されており、
該第1および第2のレベル変換器出力の論理和を演算するOR回路と、
該OR回路の出力を断線情報として保存する断線情報保持回路とを有することを特徴とする多重通信バスの断線検出装置。 The disconnection detecting device for a multiplex communication bus according to claim 1,
The voltage fluctuation detection circuit has first and second comparators, each of which has two non-inverting and inverting input terminals,
The output of the average voltage detection circuit is applied to the non-inverting input terminal of the first comparator and the inverting input terminal of the second comparator, and the inverting input terminal of the first comparator and the second comparator The reference voltage is applied to the non-inverting input terminal of
The outputs of the first and second comparators are connected to first and second low-pass filters, respectively.
The outputs of the first and second low-pass filters are converted into logical values based on whether or not the outputs of the first and second comparators are more than a predetermined value with respect to the predetermined reference voltage. Are connected to the first and second level conversion circuits shown in FIG.
An OR circuit for calculating a logical sum of the outputs of the first and second level converters;
And a disconnection information holding circuit for storing the output of the OR circuit as disconnection information.
前記各通信ノードに搭載されている電圧変動検出回路からの断線情報を出力する信号線と、
該各信号線間の断線情報の分布から断線箇所を判定する断線箇所判定回路とを有することを特徴とする多重通信バスの断線検出装置。 The disconnection detecting device for a multiplex communication bus according to any one of claims 1 to 3,
A signal line for outputting disconnection information from the voltage fluctuation detection circuit mounted on each communication node;
A disconnection detection device for a multiplex communication bus, comprising: a disconnection location determination circuit for determining a disconnection location from a distribution of disconnection information between the signal lines.
前記2本線構成の通信バス間の平均電圧を検出し、該平均電圧が所定の値以上変動したことを検出することにより通信バスの断線を検出することを特徴とする多重通信バスの断線検出方法。 In a method for detecting disconnection of a communication bus having a two-wire configuration in which a plurality of communication nodes are connected,
A method for detecting disconnection of a communication bus, comprising: detecting an average voltage between communication buses of the two-line configuration and detecting that the average voltage has fluctuated by a predetermined value or more. .
前記平均電圧は、2本の前記通信バス間に接続した2本の直列接続した抵抗器の中間の接続点から検出し、
前記平均電圧を予め定められた基準電圧と比較することによりこれら両電圧の差を求め、さらにローパスフィルタにより該平均電圧の時間平均値を求め、
該時間平均値電圧の変動から前記通信バス断線の有無を検知し、該検知結果を保存することを特徴とする多重通信バスの断線検出方法。 In the multiplex communication bus disconnection detection method according to claim 5,
The average voltage is detected from an intermediate connection point between two series-connected resistors connected between the two communication buses,
By comparing the average voltage with a predetermined reference voltage, the difference between these two voltages is determined, and further the time average value of the average voltage is determined by a low-pass filter,
A method for detecting disconnection of a multiplex communication bus, wherein the presence or absence of the communication bus is detected from a change in the time average value voltage, and the detection result is stored.
前記平均電圧の電圧値を2組の互いに異なる極性の比較器で測定し、前記基準電圧に対する大小関係を判定することにより断線の有無を論理値で表示することを特徴とする多重通信バスの断線検出方法。 In the multiplex communication bus disconnection detection method according to claim 5,
A disconnection of a multiplex communication bus characterized in that a voltage value of the average voltage is measured by two sets of comparators having different polarities, and the presence / absence of a disconnection is indicated by a logical value by determining a magnitude relationship with respect to the reference voltage. Detection method.
前記通信バスに接続されている前記複数の各通信ノードにおいて検知された断線情報相互の分布状態を、予め設定されている該断線情報の分布パターンと断線箇所との関係を与えるテーブルと照合することにより断線箇所を特定することを特徴とする多重通信バスの断線検出方法。 In the multiplex communication bus disconnection detection method according to claim 5 or 7,
Collating the distribution state of the disconnection information detected in each of the plurality of communication nodes connected to the communication bus with a table that gives a relationship between a preset distribution pattern of the disconnection information and the disconnection location. A disconnection detection method for a multiplex communication bus, characterized in that a disconnection location is specified by
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JP2012103027A (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | Disconnection sign detection system |
CN110086142A (en) * | 2019-04-25 | 2019-08-02 | 瑞纳智能设备股份有限公司 | A kind of protective device based on MBUS node cluster |
US10454528B2 (en) | 2017-02-28 | 2019-10-22 | Soken, Inc. | Relay device for relaying data between communication cables |
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- 2006-05-11 JP JP2006132370A patent/JP2007306289A/en active Pending
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