JP2008186426A

JP2008186426A - ユニット増設システム

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Publication number: JP2008186426A
Application number: JP2007021973A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shiroi; 努城井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP4442613B2

Abstract

【課題】増設ユニットに局番を設定することなく複数台の増設ユニットに個別にアクセスすることを可能とたユニット増設システムを提供する。
【解決手段】本体ユニット１に複数台の増設ユニット２が信号線Ｌｓを介して鎖状に接続される。信号線Ｌｓは、本体ユニット１と増設ユニット２との間の命令と応答との伝送に用いる基本信号線Ｌ０と、増設ユニット２に命令の受信を要求する制御線Ｌ１とを備える。増設ユニット２は、本体ユニット１に近い側の信号線Ｌｓを接続する第１接続部２３と、本体ユニット１から遠い側の信号線Ｌｓを接続する第２接続部２４と、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブになると命令の受信を許可する信号処理部２０とを備える。信号処理部２０は、受信した命令がユニット移行命令であるときに、第２接続部２４の制御線Ｌ１をアクティブにするとともに命令の受信を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、本体ユニットに信号線を介して増設ユニットを鎖状に接続したユニット増設システムに関するものである。

従来から、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）において、シーケンスプログラムを実行するＣＰＵを備えた本体ユニット（基本ユニット）に、入力ユニットや出力ユニット、あるいはＡ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換を行う特殊入出力ユニットなどを増設ユニットとして接続する構成のものが知られている。また、複数台の増設ユニットを設ける場合には、本体ユニットに信号線を介して１台の増設ユニットを接続し、その増設ユニットに別の信号線を介して他の増設ユニットを接続するというように、増設ユニットを順に信号線を介して鎖状に接続することがある。この種の接続形態は、デイジーチェーンとも呼ばれ、ＰＬＣ以外の用途でも採用されている。また、このユニット増設システムは、本体ユニットをマスタとし、増設ユニットをスレーブとするマスタ・スレーブシステムということができる。

この種のマスタ・スレーブシステムには、スレーブである増設ユニットにそれぞれ固有の局番を設定しておき、マスタである本体ユニットから局番を指定することにより、本体ユニットから特定の増設ユニットに信号を伝送する構成が知られている。

局番を設定する代わりに増設ユニット（スレーブ）を選択するための複数本の制御信号線を設け、制御信号線に与える信号の組み合わせによって、本体ユニット（マスタ）との間で信号を授受する増設ユニットを選択する技術も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−９７９９号公報

しかしながら、局番を指定して信号を伝送するためには、各増設ユニットに局番を設定しなければならず、局番を設定するためのディップスイッチを操作したり、局番を記憶するための半導体メモリからなる局番記憶部に局番を書き込む作業が必要であり、施工から実使用までの作業に手間がかかり、また増設ユニットの追加や削除を行う場合に局番の管理に手間がかかるという問題がある。

また、制御信号線を設ける構成では、増設ユニットの台数が増加するのに伴って制御信号線の本数が増加し、また増設ユニットごとに制御信号線との接続関係を変更する必要があるから、結線作業に多大な手間がかかるという問題がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、増設ユニットに局番を設定することなく複数台の増設ユニットに個別にアクセスすることを可能とし、増設ユニットの追加や削除の際にも手間のかからないユニット増設システムを提供することにある。

請求項１の発明は、１台の本体ユニットに信号線を介して一対一に接続される増設ユニットを有し、増設ユニットは他の信号線を介して他の増設ユニットを順に鎖状に接続可能であるとともに、本体ユニットと増設ユニットとの間で信号伝送を行うユニット増設システムであって、信号線は、本体ユニットから増設ユニットへの命令と増設ユニットから本体ユニットへの応答の伝送に用いる基本信号線と、増設ユニットに命令の受信を要求する制御線とを有し、増設ユニットは、本体ユニットに近い側の信号線を接続する第１接続部と、本体ユニットから遠い側の信号線を接続する第２接続部と、第１接続部の制御線がアクティブになると命令の受信を許可する信号処理部とを備え、信号処理部は、受信した命令がユニット移行命令であるときに、第２接続部の制御線をアクティブにするとともに命令の受信を禁止することを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記信号線は前記増設ユニット内で送り配線される監視線を有し、前記信号処理部は、受信した命令に対する応答を生成したときに監視線に印加された電位を変化させることにより前記本体ユニットに応答の準備完了を通知した後に本体ユニットに応答を返すことを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記増設ユニットは局番を記憶する局番記憶部を有し、前記本体ユニットは命令に局番を付加して伝送し、前記信号処理部は、局番記憶部に局番が設定されているときには命令に付加された局番と局番記憶部の局番とが一致したときに命令を受信し、局番記憶部に局番が設定されていないときには命令に付加された局番を局番記憶部に記憶させることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記本体ユニットは前記増設ユニットへの命令を定期的に出力し、前記信号処理部は、命令を受信する時間間隔の限度時間を時限しており、限度時間内で命令を受信しないときには増設ユニットの内部状態を初期状態に復帰させるシステム初期化処理を実行することを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、複数台の増設ユニットを接続している場合に、隣接する増設ユニット間の信号線の制御線が順にアクティブになり、第１接続部の制御線のみがアクティブである増設ユニットだけで命令の受信が可能であるから、増設ユニットに局番を設定することなく複数台の増設ユニットに個別にアクセスすることが可能になる。つまり、局番を設定する必要がないから、増設ユニットに局番を設定する手間がかからず、また増設ユニットを選択するための多数本の制御線を設ける必要もない。

しかも、局番の指定をしないから本体ユニットから増設ユニットにアクセスする際に、局番を指定する信号を生成する必要がなく、命令を伝送する信号の形式が簡単であるとともに、当該信号の送受信の処理も簡単になる。とくに、増設ユニットにおいて局番を照合する必要がなく、局番の照合を要する場合に比較して、増設ユニットに組み込むプログラムのステップ数を少なくすることができる。言い換えると、信号の授受における処理負荷を軽減し、信号の授受の高速化が期待できる。

さらに、本体ユニットでは増設ユニットの局番の管理を必要としないから、増設ユニットの追加や削除の際にも本体ユニットにおいて局番の変更などの作業の手間がかからないという利点がある。すなわち、本体ユニットに対する何の作業も伴わずに増設ユニットの台数を増減させることができる。

請求項２の発明の構成によれば、増設ユニットでの応答の準備の完了を監視線の電位変化によって本体ユニットに通知するから、増設ユニットでは本体ユニットからの応答の要求を待つことなく自発的に応答を返すことが可能になる。

すなわち、監視線を持たない構成では、本体ユニットにおいて増設ユニットでの応答の準備の完了までの時間を推定し、推定した時間が経過してから応答の返送を要求するから、増設ユニットにおける応答の準備が完了するタイミングに対して、本体ユニットから応答の返送を要求するタイミングに余裕を持たせてあり、結果的に応答の返送までに無駄時間が生じる。

これに対して、監視線を設け、応答の準備が完了したことを本体ユニットに通知するから、本体ユニットでは遅滞なく応答の返送を要求することができ、結果的に本体ユニットと増設ユニットとの間の信号伝送の時間が短くなる。また、応答の準備完了は監視線の電位変化によって通知するから、処理負荷の大きい信号処理を伴わず、電位変化を検出するだけの簡単な構成で応答の準備が整ったことを迅速に通知することができる。

請求項３の発明の構成によれば、増設ユニットに局番を付加し、局番を併せて利用するから、本体ユニットから目的とする増設ユニットに確実に信号を伝送することができる。また、局番の設定にあたっては命令に付加した局番を局番記憶部に記憶させるから、通常の動作を行っている間に局番が自動的に設定され、局番を設定するための特別な作業が不要である。なお、局番記憶部として用いる半導体メモリを信号処理部に内蔵すれば、局番記憶部を実装するためのスペースが不要であり、基板上のスペースを有効利用することができる。

請求項４の発明の構成によれば、本体ユニットが定期的に出力している命令を増設ユニットにおいて受信しなかったときには、増設ユニットの内部状態が自動的に初期状態に復帰するから、たとえば瞬時停電などによって増設ユニット間で同期がとれなくなったり、増設ユニットの動作異常により同期がとれなくなったような場合でも、利用者が電源の遮断と再投入とを行うことなく、各増設ユニットが自動的に初期状態に復帰し、正常な動作状態に復帰させることができる。

（実施形態１）
本実施形態では、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を想定し、シーケンスプログラムに従って動作する基本ユニットを本体ユニットと呼び、ＲＳ４８５などのシリアルインターフェースを介して基本ユニットに接続される入力ユニットや出力ユニット、あるいはＡ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換を行う特殊入出力ユニットなどを総称として増設ユニットと呼ぶ。増設ユニットはマスタである基本ユニットのスレーブとして動作し、マスタ・スレーブシステムを構成する。

図１に示すように、増設ユニット２は本体ユニット１とはＲＳ４８５規格などの信号線Ｌｓを経由して接続される。また、本体ユニット１と増設ユニット２とには電源ユニット３から電源が供給される。増設ユニット２が１台である場合には、信号線Ｌｓを介して本体ユニット１と増設ユニット２とを直結する。増設ユニット２が２台以上ある場合には、本体ユニット１には信号線Ｌｓを介して増設ユニット２を１台だけ直結し、他の増設ユニット２は信号線Ｌｓを介して順送りで鎖状に接続される。

つまり、本体ユニット１に直結した増設ユニット２を１番目とすれば、２番目の増設ユニット２が１番目の増設ユニット２に信号線Ｌｓを介して接続され、３番目の増設ユニット２が２番目の増設ユニット２に信号線Ｌｓを介して接続されるという関係で接続される。したがって、各増設ユニット２には、それぞれ本体ユニット１側の信号線Ｌｓを接続する第１接続部２３および他の増設ユニット２への信号線Ｌｓを接続する第２接続部２４が設けられる。

信号線Ｌｓは、本体ユニット１で発生するクロック信号と、本体ユニット１から増設ユニット２に向かう向きの信号（下り信号）と、増設ユニット２から本体ユニット１に向かう向きの信号（上り信号）とをそれぞれ伝送する基本信号線Ｌ０を備える。クロック信号は本体ユニット１と増設ユニット２とでクロック同期通信を行うために用いられる。基本信号線Ｌ０は、クロック信号と下り信号と上り信号との伝送に用いる３線と各線で共用される接地線との４線を有している。また、信号線Ｌｓは、基本信号線Ｌ０とは別に、増設ユニット２にアクセスする際に用いる制御線Ｌ１と、増設ユニット２が本体ユニット１に応答する際に用いる監視線Ｌ２とを備える。

本体ユニット１は、信号線Ｌｓが接続される送受信部１１と、シーケンスプログラムに従って動作する間に増設ユニット２への命令を生成したり増設ユニット２からの応答を受け取ったりするマイクロコンピュータを主構成とした信号処理部１０と、増設ユニット２に命令を与えた後に増設ユニット２に関して得られる情報を格納する記憶部１２とを備える。信号処理部１０の動作については後述する。

一方、増設ユニット２は、信号線Ｌｓが接続される送受信部２１と、送受信部２１で授受する信号を処理する信号処理部２０とを備える。信号処理部２０は、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブ（本実施形態ではＨレベルをアクティブとしている）であり、かつ第２接続部２４の制御線Ｌ１が非アクティブであるときにのみ、第１接続部２３の基本信号線Ｌ０を通して伝送される命令を受け取る。

増設ユニット２では、常時は第１接続部２３の制御線Ｌ１の状態を監視するとともに第２接続部２４の制御線Ｌ１を非アクティブにしており、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブでありかつ基本信号線Ｌ０を通して命令が伝送されると当該命令を受信する。また、命令の内容が第２接続部２４の制御線Ｌ１をアクティブにすることを指示している場合には第２接続部２４の制御線Ｌ１がアクティブになることで命令を受信することができなくなり、次段の増設ユニット２において命令を受信することが可能になる。この動作を繰り返すことにより、本体ユニット１に近いほうの増設ユニット２から１台ずつ順に命令を受信させることができる。つまり、本体ユニット１は各増設ユニット２に個別にアクセスして命令を与えることが可能になる。

増設ユニット２は本体ユニット１からの命令を受信すると、必要に応じて本体ユニット１に応答を返す。本体ユニット１から増設ユニット２に与える命令には、応答を要求する命令と、応答を要求しないが第２接続部２４の制御線Ｌ１をアクティブにすることを要求するものとがある。本実施形態では、応答を要求する命令として、増設ユニット２の種別（入力ユニットか出力ユニットか特殊入出力ユニットかなどの別）を取得するための種別読出命令と、増設ユニット２にデータを送信したり増設ユニット２からのデータを受信したりするための入出力要求命令とを用いる。

種別読出命令は、未知の増設ユニット２が信号線Ｌｓに接続された後に行われる初期化処理に際して用いる命令であり、本体ユニット１が種別読出命令を送出すると、各増設ユニット２は増設ユニット２の種別を応答として返送する。また、初期化処理以外の定常処理では、本体ユニット１から入出力要求命令を送信し、本体ユニット２と各増設ユニット２との間でデータの送受信を行う。増設ユニット２では、入出力要求命令によってデータの返送が要求されると要求されたデータを応答として返送する。

本体ユニット１は、制御線Ｌ１を定期的に（スキャンタイムごとに）繰り返して制御線Ｌ１をアクティブにし、各増設ユニット２に対する命令を順に送出する。したがって、各増設ユニット２には、通常はスキャンタイム内の時間で命令が与えられる。

本体ユニット１が増設ユニット２に対して命令を送信する際には、図２（ａ）のように、まず制御線Ｌ１をアクティブにする（Ｓ１）。次に、シーケンスプログラムに従って初期化処理を行うか定常処理を行うかを判断し（Ｓ２）、初期化処理であれば種別読出命令を生成し（Ｓ３）、定常処理であれば入出力要求命令を生成する（Ｓ４）。命令が生成されると、増設ユニット２に対して基本信号線Ｌ０に命令を送出する（Ｓ５）。増設ユニット２への命令の送信手順は後述する。

本体ユニット１では、増設ユニット２に送出した命令に対して、応答が正常に返送されるか応答が異常であったかにかかわらず命令に対する応答を記憶部１２に格納する（Ｓ６）。記憶部１２に応答を格納した後には、次の増設ユニット２にアクセスするためにユニット移行命令を生成する（Ｓ７）。ユニット移行命令は、ステップＳ５と同様にして基本信号線Ｌ０に送出される（Ｓ８）。以上の処理を本体ユニット１に規定している増設ユニット２の台数分だけ繰り返す（Ｓ９）。増設ユニット２の台数は、シーケンスプログラムにより規定するか、あるいは接続可能な最大数として規定する。あるいはまた、初期化処理において正常な応答が得られた増設ユニット２の台数を取得し、定常処理では初期化処理で取得した台数を用いるようにしてもよい。

規定台数分だけ上述のステップＳ２〜Ｓ８の処理を繰り返すと、増設ユニット２が正常であれば、すべての増設ユニット２に命令を与えることができる。したがって、本体ユニット１は制御線Ｌ１を非アクティブにし（Ｓ１０）、１回のスキャンタイムの処理を終了する（Ｓ１１）。

ところで、ステップＳ５、Ｓ８において基本信号線Ｌ０に命令を送出する処理は、図２（ｂ）の手順であって、まずユニット移行命令か否かが判断される（Ｓｂ１）。つまり、ステップＳ５ではユニット移行命令以外の処理になり、ステップＳ８ではユニット移行命令の処理になる。

ところで、制御線Ｌ１は、上述の動作から明らかなように、増設ユニット２の内部において第１接続部２３と第２接続部２４との間が入切されるが（図１ではスイッチＳＷ１を記述することにより第１接続部２３と第２接続部２４との間の入切されることを表している）、監視線Ｌ２は、第１接続部２３と第２接続部２４とが直結されている。つまり、監視線Ｌ２は第１接続部２３と第２接続部２４との間で送り配線されており、各増設ユニット２は電気的には監視線Ｌ２に並列接続された形になっている。また、本体ユニット２は監視線Ｌ２をアクティブにしており、増設ユニット２では応答内容を生成すると監視線Ｌ２を非アクティブにし、その状態を応答の返送が終了するまで保持する（図１ではスイッチＳＷ２を記述することにより監視線Ｌ２のアクティブと非アクティブとを切り替えることを表している）。

本体ユニット１が基本信号線Ｌ０に送出した命令がユニット移行命令ではない場合（つまり、種別読出命令または入出力要求命令）、応答の有無を確認するために監視線Ｌ２の状態を監視する（Ｓｂ２）。ここで、増設ユニット２において命令を受信してから応答を返送するまでの時間には制限時間が設けられており、ステップＳｂ２における監視線Ｌ２の状態監視は制限時間まで継続される（Ｓｂ３）。

制限時間内に監視線Ｌ２が非アクティブになれば、基本信号線Ｌ０に搬送クロックを送出して増設ユニット２からの応答を受信し（Ｓｂ４）、正常終了する（Ｓｂ５）。また、ステップＳｂ２，Ｓｂ３において、制限時間内に監視線Ｌ２が非アクティブにならなければ、異常終了する（Ｓｂ６）。本体ユニット１が基本信号線Ｌ０に送出した命令がユニット移行命令であるときには（Ｓｂ１）、本体ユニット１への応答はないから、監視線Ｌ２の監視を行わずに正常終了する（Ｓｂ５）。

一方、増設ユニット２の信号処理部２０は、図３に示すように、電源投入直後に増設ユニット２の動作状態を初期化するシステム初期化処理（Ｓ１）を行い、その後、第１接続部２３の制御線Ｌ１の状態監視を行う（Ｓ２）。制御線Ｌ１が非アクティブからアクティブに立ち上がるから、信号処理部２０は立ち上がりエッジを検出すると、以後は基本信号線Ｌ０を通して本体ユニット１から伝送される命令を受け付けるために受信割込を許可する（Ｓ３）。システム初期化処理については後述する。

ここに、本体ユニット１が１台の増設ユニット２に対して命令を与える時間間隔には限度時間が規定されている。つまり、本体ユニット１では、上述したように制御線Ｌ１を定期的に繰り返してアクティブにするとともに、各増設ユニット２に対する命令を順に出力しているから、本体ユニット１や増設ユニット２が正常に動作しているときに増設ユニット２が命令を受信する時間間隔よりもやや長い時間を限度時間とする。増設ユニット２では命令の受信毎に限度時間を時限するために図示しないタイマを設けてある。

増設ユニット２では、立ち上がりエッジの検出から限度時間が経過するまでに命令を受信しなければ（Ｓ４）、システム初期化処理（Ｓ１）に戻る。また、限度時間が経過するまでに基本信号線Ｌ０を通して命令を受信すると（Ｓ６）、限度時間を時限するタイマをリセットして再び限度時間の時限を開始させるとともに（Ｓ７）、本体ユニット１からの命令を伝送する信号の誤り検出符号を検査し（Ｓ８）、誤りがなければユニット移行命令か否かを判別する（Ｓ９）。

ユニット移行命令でなければ命令の実行を行って応答内容を作成し（Ｓ１０）、監視線Ｌ２をアクティブから非アクティブにすることにより本体ユニット１に応答内容を作成したことを通知し（Ｓ１１）。この通知に対して本体ユニット１から搬送クロックが送出されると、搬送クロックに同期させて応答内容を返送する（Ｓ１２）。応答内容の返送後には、監視線Ｌ２をアクティブに戻して（Ｓ１３）、ステップＳ２に戻り制御線Ｌ１の状態監視を行う。

ところで、ステップＳ８において判別した本体ユニット１からの命令がユニット移行命令であるときには、信号処理部２０では、第２接続部２４の制御線Ｌ１をアクティブにして後段の増設ユニット２への制御線Ｌ１をアクティブにするとともに（Ｓ１４）、自身では命令の受信割込を禁止する（Ｓ１５）。つまり、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブかつ第２接続部２４の制御線Ｌ１が非アクティブであれば命令を受信し、それ以外の場合には命令の受信を禁止する。

上述した処理によって、本体ユニット１からの命令を受信可能な増設ユニット２は次段の増設ユニット２に移行する。したがって、１台の増設ユニット２では、ステップＳ３で受信割込が許可されてからステップＳ１３で受信割込を禁止するまでの期間において本体ユニット１からの命令を受け付ける。

また、ステップＳ２において信号処理部２０が第１接続部２３の制御線Ｌ１における立ち下がりエッジを検出したときには、第２接続部２４の制御線Ｌ１を非アクティブにして後段の増設ユニット２の受信割込を禁止し（Ｓ５）、限度時間の経過後に（Ｓ４）、システム初期化処理（Ｓ１）を行う。この動作により、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブであった増設ユニット２は、本体ユニット１から近い順で第１接続部２３の制御線Ｌ１が順に連鎖的に非アクティブになり、最終的にはすべての増設ユニット２で命令を受け付けなくなる。

システム初期化処理は、増設ユニット２の内部状態を初期状態に復帰させる処理であって、増設ユニット２の動作が異常であっても強制的に実行される（たとえば、電源を一旦遮断して動作を停止させた後に電源を再投入する）。システム初期化処理が実行されると、増設ユニット２が保有していた情報は消失するが、本体ユニット１からの命令を受け付け可能な状態になる。

したがって、増設ユニット２の動作異常によって命令を受け付けない状態になっていても限度時間が経過した後にシステム初期化処理により、命令を受け付ける状態に自動的に復帰させることが可能になる。すなわち、本体ユニット１や増設ユニット２に異常が生じて限度時間内に命令を受信することができない増設ユニット２ではシステム初期化処理が実行される。通常は後段の増設ユニット２も限度時間内に命令を受信しないからシステム初期化処理が実行される。

以上の説明から明らかなように、１台ずつの増設ユニット２において受信割込を受け付けることが可能になり、本体ユニット１は各増設ユニット２に対して個別に命令を送信することが可能になる。また、本体ユニット１は、ユニット移行命令を送信した後に種別読出命令あるいは入出力要求命令を増設ユニット２に与えることによって、次々に異なる増設ユニット２に命令を与えることが可能になる。

以下では、本体ユニット１と増設ユニット２との動作の関係を簡単に説明する。以下では、本体ユニット１に信号線Ｌｓを介して２台以上の増設ユニット２を鎖状に接続しているものとする。図４（ａ）に示すように、本体ユニット１が制御線Ｌ１を、非アクティブからアクティブにすると、図４（ｂ）のように１番目の増設ユニット２では受信割込が許可されるから、本体ユニット１は種別読出命令または入出力要求命令を基本信号線Ｌ０に出力し、１番目の増設ユニット２では命令に応じた応答を返送する。

具体的には、図４（ｃ）のように本体ユニット１が命令を送信した後に、命令を受信した増設ユニット２が応答を生成すると、図４（ｄ）のように増設ユニット２が監視線Ｌ２を非アクティブにし、図４（ｅ）のように本体ユニット２が応答用の搬送クロックを出力する。増設ユニット２は搬送クロックに同期させて本体ユニット１に応答を返す。

本体ユニット１は種別読出命令または入出力要求命令を出力した後には、図４（ｃ）のようにユニット移行命令を出力する。ユニット移行命令に対しては増設ユニット２は応答を返さず、図４（ｆ）のように第２接続部２４の制御線Ｌ１をアクティブにし、図４（ｇ）のように２番目の増設ユニット２において受信割込が許可される。また、このとき、図４（ｂ）のように１番目の増設ユニット２では受信割込が禁止される。

以後は同様の動作であって、本体ユニット１に近い増設ユニット２から順に１台ずつが命令を受信する。なお、後段の増設ユニット２が接続されていない末端の増設ユニット２は、初期化処理において種別読出命令に対する応答を返さないから、本体ユニット１においては接続されている増設ユニット２の台数を初期化処理において知ることができる。したがって、初期化処理の後の定常処理においては本体ユニット１は接続台数分の命令を与えるように動作する。以上のようにして、増設ユニット２には局番を付与することなく１台ずつ命令を与えることが可能になる。

なお、図４（ａ）の右部のように、本体ユニット１で制御線Ｌ１を非アクティブにすれば、１番目の増設ユニット２が第１接続部２３の制御線Ｌ１の立ち下がりエッジを検出して、図４（ｆ）の右部のように、第２接続部２４の制御線Ｌ１を非アクティブにするのであって、この動作により各増設ユニット２の第１接続部２３の制御線Ｌ１が順に非アクティブになる。また、第１接続部２３の制御線Ｌ１がアクティブか非アクティブかにかかわらず、図４の右部のように限度時間Ｔｍの満了までに次命令の受信が検出されなければシステム初期化処理が実行される。なお、命令の受信に際しては、誤り検出符号で誤りが検出されても受信したものとみなされる。

（実施形態２）
実施形態１は増設ユニット２に局番を付与せずに各増設ユニット２に１台ずつ命令を与える構成を採用したが、各増設ユニット２には局番を付与してもよい。本実施形態の基本的な動作は実施形態１と同様であり、増設ユニット２において局番を記憶するための不揮発性メモリからなる局番記憶部２２が付加されるとともに、局番記憶部２２を用いるための動作が信号処理部２０に付加されている点が相違する。

すなわち、各増設ユニット２は、実施形態１において説明したように、局番を用いることなく本体ユニット１から個別にアクセスされるから、各増設ユニット２に命令を与える際に、命令を伝送する信号に局番を付与しておけば、各増設ユニット２に局番を設定したり、局番を用いた処理を行ったりすることが可能になる。

本実施形態では、増設ユニット２の信号処理部２０において、図５に示すように、本体ユニット１からの命令を受信すると（Ｓ１；この処理は図３ではステップＳ６に対応する）、当該増設ユニット２の局番記憶部２２に局番が設定されているか否かを確認する（Ｓ２）。局番が設定されていない場合には、信号に含まれている局番を取得して局番記憶部２２に記憶させ（Ｓ３）、命令に対応する処理を行って応答内容を作成し、監視線Ｌ２の制御を行って応答内容を本体ユニット１に返送する（Ｓ５）。この動作により局番記憶部２２に局番を設定することができる。ステップＳ２，Ｓ３は図３のステップＳ９に前置する処理になり、ステップＳ５は図３ではステップＳ１０〜Ｓ１３に対応する。

一方、ステップＳ２において局番記憶部２２に局番が設定されているときは、信号処理部２０において、局番記憶部２２に記憶されている局番と照合し（Ｓ４）、局番が一致しているときにはステップＳ５に移行して本体ユニット１への応答を行う。また、局番記憶部２２に局番が設定されている場合でも局番が一致しない場合は命令を受け取らずに次命令を待つ。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

本実施形態では、実施形態１と同様に局番を付与することなく増設ユニット２に個別にアクセスすることが可能であるが、局番を併用していることにより、目的の増設ユニット２に確実に命令を与えることができる。また、局番を付与すると、増設ユニット２を順にアクセスする必要がなくなるから、増設ユニット２に局番を与えた後に増設ユニット２へのアクセスの方法を変更してもよい。

なお、上述した各実施形態において、監視船Ｌ１を用いることにより増設ユニット２から本体ユニット１への応答のタイミングを通知しており、しかも応答のタイミングの通知は監視線Ｌ２の電位を変化させるだけでデータ伝送の処理が不要であるから、増設ユニット２は、命令に対して応答を生成すれば遅滞なく本体ユニット１に応答を返すことができる。

つまり、応答の準備ができたことを増設ユニット２から本体ユニット１に通知しなければ、応答の準備ができていても本体ユニット１が搬送クロックを出力するまで待たなければ応答を返すことができないが、上述の実施形態では、応答の準備ができれば、本体ユニット１に通知するから、迅速に応答することができるのである。しかも、応答の準備の通知は送受信に複雑な手順を要する信号を用いるのではなく、監視線Ｌ２の電位を変化させるだけであるから、本体ユニット１への通知を迅速に行うことができる。

ここにおいて、監視線Ｌ２は増設ユニット２から本体ユニット１への応答の準備ができたことを通知するものであるから、応答を迅速に行う必要がない場合には省略することも可能である。

実施形態１を示すブロック図である。同上に用いる本体ユニットの動作説明図である。同上に用いる増設ユニットの動作説明図である。同上の動作タイミングを示す動作説明図である。実施形態２に用いる増設ユニットの要部の動作説明図である。

符号の説明

１本体ユニット
２増設ユニット
２０信号処理部
２１送受信部
２２局番記憶部
２４第１接続部
２５第２接続部
Ｌ０基本信号線
Ｌ１制御線
Ｌ２監視線
Ｌｓ信号線

Claims

１台の本体ユニットに信号線を介して一対一に接続される増設ユニットを有し、増設ユニットは他の信号線を介して他の増設ユニットを順に鎖状に接続可能であるとともに、本体ユニットと増設ユニットとの間で信号伝送を行うユニット増設システムであって、信号線は、本体ユニットから増設ユニットへの命令と増設ユニットから本体ユニットへの応答の伝送に用いる基本信号線と、増設ユニットに命令の受信を要求する制御線とを有し、増設ユニットは、本体ユニットに近い側の信号線を接続する第１接続部と、本体ユニットから遠い側の信号線を接続する第２接続部と、第１接続部の制御線がアクティブになると命令の受信を許可する信号処理部とを備え、信号処理部は、受信した命令がユニット移行命令であるときに、第２接続部の制御線をアクティブにするとともに命令の受信を禁止することを特徴とするユニット増設システム。
前記信号線は前記増設ユニット内で送り配線される監視線を有し、前記信号処理部は、受信した命令に対する応答を生成したときに監視線に印加された電位を変化させることにより前記本体ユニットに応答の準備完了を通知した後に本体ユニットに応答を返すことを特徴とする請求項１記載のユニット増設システム。
前記増設ユニットは局番を記憶する局番記憶部を有し、前記本体ユニットは命令に局番を付加して伝送し、前記信号処理部は、局番記憶部に局番が設定されているときには命令に付加された局番と局番記憶部の局番とが一致したときに命令を受信し、局番記憶部に局番が設定されていないときには命令に付加された局番を局番記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のユニット増設システム。
前記本体ユニットは前記増設ユニットへの命令を定期的に出力し、前記信号処理部は、命令を受信する時間間隔の限度時間を時限しており、限度時間内で命令を受信しないときには増設ユニットの内部状態を初期状態に復帰させるシステム初期化処理を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のユニット増設システム。