JP2018500615A - 複数の人間−機械対話設備の制御/命令のためのデバイス - Google Patents

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Abstract

本発明は、ネットワークを形成するように直列にリンクされた複数の人間−機械対話設備の制御/命令のためのデバイスに関する。このデバイスは、撚り線ケーブルのネットワークを介して2地点間リンクによって各対話設備にリンクされた有線相互接続ブロックを備える。

Description

本発明は、ネットワークを形成するように直列に接続された複数の人間−機械対話部材を監視/制御するためのデバイスに関する。
本発明は、より具体的に、ただし排他的にではなく、例えば、産業施設の安全を確保するためにその状態が制御および/または監視されなければならない、表示灯、回転ボタン、または押しボタンなどの人間−機械対話部材に適用する。
従来技術のデバイスの人間−機械対話部材は、データ・バスによって、直列に接続され、マスター・モジュールに接続されたユニット式モジュールによって構成される。特許出願EP2479646A1は、データ処理ユニットと電力供給ユニットとを具備した第1の部分と、複数の人間−機械対話部材を備えた第2の部分とを備え、各人間−機械対話部材が、人間−機械対話インターフェースと、電力供給ユニットおよび処理ユニットを各人間−機械対話部材に接続する通信バスとを与えられたデバイスを記載している。
このシステムの1つの欠点は、全ての対話部材がコンピュータまたは特有の端末によって構成されなければならないという事実から生じる。この場合、マスター監視/制御モジュールが特有のメッセージを各対話部材に配信できるように、特有のアドレスが各対話部材に割り当てられなければならない。この作業は、このデバイスの設置者にとって制約がある。
そのようなデバイスの別の欠点は、高レベルの電磁干渉のある特定の産業条件においては、通信バスを介して人間−機械対話部材と処理ユニットとの間で交換されるデータが劣化しやすく、監視されるデバイスの誤動作を生む恐れがあり、それらのデバイスのユーザの安全を危うくするという事実から生じる。
これらのデバイスの別の欠点は、処理ユニットは、データの配信および交換を管理するために、インテリジェンスおよび通信プロトコルを必ず持たなければならないという事実から生じる。
本発明の1つの目的は、上述の従来技術の欠点を、堅牢で単純化されたデバイスによって克服することである。
より詳細には、本発明の目的は、マスター監視モジュールに対する制御部材の位置決めにおける制限なしに、複数の人間−機械対話部材が物理的にマスター監視制御モジュールに接続されることを可能にするデバイスである。
別の目的は、これらの対話部材のそれぞれの状態を、それらが使用される産業環境にかかわらず、確実に監視することである。
本発明の目的は、ネットワークを形成するように直列に接続された複数の人間−機械対話部材を監視/制御するためのデバイスによって達成される。
本発明によると、このデバイスは、撚り線ケーブルのネットワークを介して2地点間リンクによって各対話部材に接続された有線の相互接続ブロックを備える。
本発明によるデバイスの第1の実施形態において、前記有線の相互接続ブロックは、追加的にマイクロコントローラを備える。
この実施形態において、前記相互接続ブロックは、各対話部材に接続された1つまたは複数の共通接点端子と、少なくとも2系列の接点端子BGi、BDi(i=1〜n、nは整数)とを備え、それらは各対話部材の相互接続ブロックに対する位置にかかわらず相互接続ブロックを各対話部材に接続するように意図される。
本発明の一実施形態において、各対話部材は、少なくとも1つの表示灯、または少なくとも1つの電気接点を備える。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照した、非制限的な例とみなされる以下の説明によって明らかになるであろう。
本発明による相互接続ブロックの第1の変形例を概略的に示した図である。 本発明による相互接続ブロックの第2の変形例を概略的に示した図である。 本発明によるデバイスにおける対話部材の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明によるデバイスにおける対話部材の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明によるデバイスにおける対話部材の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図1の相互接続ブロックへの対話部材の第1の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図1の相互接続ブロックへの対話部材の第2の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図1の相互接続ブロックへの対話部材の第3の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図1の相互接続ブロックへの対話部材の第4の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図2の相互接続ブロックへの対話部材の第1の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 図2の相互接続ブロックへの対話部材の第2の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明による対話部材と相互接続ブロックとの間の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明による対話部材と相互接続ブロックとの間の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明による対話部材と相互接続ブロックとの間の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明による対話部材と相互接続ブロックとの間の例示的な相互接続を概略的に示した図である。 本発明による対話部材と相互接続ブロックとの間の例示的な相互接続を概略的に示した図である。
説明の残りの部分全体において、本発明によるデバイスの様々なモジュールに共通の要素を表すために同一の参照記号が使用される。
図1は、共通の電気接点端子1と、左側端子BG1〜BG16と呼ばれる電気接点端子の第1の系列と、右側端子BD1〜BD16と呼ばれる電気接点端子の第2の系列と、を備え、左側電気接点端子BG1〜BG16は、配線によって、右側電気接点端子BD1〜BD16および外部の監視/制御モジュールへ出力する電気出力端子U1〜U16の第3の系列に接続されている、相互接続ブロックを示す。
相互接続ブロックに加えて、監視/制御デバイスは、直列に接続され、相互接続ブロックに接続される複数の対話部材を備える。図3aおよび図3bにおいて、各対話部材は、例えば、左側端子BG1〜BG16と呼ばれる電気接点端子の第1の系列と、右側端子BD1〜BD16と呼ばれる電気接点端子の第2の系列と、を備える。各対話部材は、少なくとも1つの機能要素、例えば、電気接点もしくは表示灯、または電気接点と表示灯の組合せを備える。
したがって、図3aは、直列に接続された2つの対話部材10および12を図示する。第1の対話部材10は、電気接点11を備え、第2の対話部材12は、表示灯13を備える。電気接点の第1の端子14および表示灯の第1の端子16は、共通電気接点端子1に接続されることが意図される。電気接点の第2の端子15は、一方で、対話部材10の端子BG1に接続され、他方で、接続ワイヤ18(点線で図示される)によって、この対話部材10の端子BD15に接続される。対話部材10のこの端子BD15は、対話部材12の端子BG15に接続され、対話部材12の端子BG15自体は、配線によって対話部材12の端子BD14に接続される。後者は、相互接続ブロック2に、直接、または直列に接続された1つまたは複数の隣接する対話部材の連続的な接点端子を介して接続されてよい。同様に、表示灯13の第2の端子21は、一方で、対話部材12の端子BG1に接続され、他方で、接続ワイヤ18(点線で図示される)によって、対話部材12の端子BD15に接続される。後者は、相互接続ブロック2に、直接、または直列に接続された1つまたは複数の隣接する対話部材の連続的な接点端子を介して接続されてよい。
図3bは、直列に接続された2つの対話部材22および24を図示する。第1の対話部材22は、表示灯26と電気接点28とを備える。第2の対話部材24は、第1の電気接点35と第2の電気接点32とを備える。表示灯26の第1の端子34および電気接点28の第1の端子36は、共通電気接点端子1に接続される。表示灯26の第2の端子38は、一方で、対話部材22の端子BG1に接続され、他方で、接続ワイヤ40(点線で図示される)によって、対話部材22の端子BD13に接続され、対話部材22の端子BD13は、第2の対話部材24の端子BG13に接続される。後者は、配線によって、この対話部材24の端子BD11に接続され、対話部材24の端子BD11は、相互接続ブロック2に、直接、または直列に接続された1つまたは複数の隣接する対話部材の接点端子を介して接続されてよい。
同様に、電気接点28の第2の端子41は、一方で、対話部材22の端子BG2に接続され、他方で、接続ワイヤ40(点線で図示される)によって、対話部材22の端子BD14に接続され、対話部材22の端子BD14は、第2の対話部材24の端子BG14に接続されてよい。後者の端子BG14は、対話部材24の端子BD12に接続される。後者は、ひいては相互接続ブロック2に、直接、または直列に接続された1つまたは複数の隣接する対話部材の接点端子を介して接続されてよい。
図3cは、表示灯と、2つの電気接点とを備え、そのそれぞれは共通接点端子1に接続された第1の端子、および端子BD13、BD14、およびBD15にそれぞれ接続された第2の端子を有する、例示的な対話部材50を図示する。端子BD13、BD14、およびBD15は、相互接続ブロック2に、直接、または直列に接続された1つまたは複数の隣接する対話部材の接点端子を介して接続されてよい。
図2は、相互接続ブロック2が、共通電気接点端子1と、左側電気接点端子BG1〜BG4の第1の系列と、右側電気接点端子BD1〜BD4の第2の系列と、マイクロコントローラ3とを備え、マイクロコントローラ3の一方側に左側電気接点端子が接続され、他方側に右側電気接点端子が接続される、変形実施形態を概略的に示す。相互接続ブロックにおいてマイクロコントローラを使用することは、特に、それが接続されている各対話部材の状態の読み取りおよび書き込みのためのプロトコルがブロックと各対話部材との間で実装されることを可能にする。
概して、本発明は、本発明によるデバイスが、それぞれがn個の端子を具備する1つまたは複数の人間−機械対話部材を監視および制御するために使用されることができる場合に適用可能である。各人間−機械対話部材の端子BG1は、相互接続ブロックの共通端子1に、電気接点または表示灯を介して接続されることになる。したがって、対話部材がただ1つの機能要素を備えるなら、各端子BGiは、この対話部材の端子BGi−1に接続される。対話部材が第2の機能要素を備えるなら、それは端子BG2と相互接続ブロックの共通端子1との間に配置される。部材が3つの機能要素を備えるなら、各端子BGiは端子BDi−2に接続される。したがって、単一の機能要素の場合は、端子BDn−1は機能要素(電気接点または表示器)に接続され、2つの機能要素の場合は、機能要素に接続されるのは端子BDn−2であり、3つの機能要素の場合は、機能要素に接続されるのは端子BDn−3である(2つの電気接点を採用した3位置回転ボタンの場合)。
全ての対話部材が、互いにおよび相互接続ブロック2に、直接、または他の隣接する対話部材を介して物理的に接続され、これらの部材のそれぞれの状態および監視信号が、相互接続ブロックに接続された監視/制御モジュール、または、もしマイクロコントローラを有する場合にはこのブロックのマイクロコントローラ3との間で直接交換されることができることは、上記の説明から明らかである。上述の配線によって、複数の対話部材は、相互接続ブロック2に対するそれらの位置にかかわらず、相互接続ブロックと直列に接続されることができ、このブロックとデータを交換することができる。
図4は、相互接続ブロック2が対話部材60、62、および64の組立体の左端に接続される配線の例を示す。
図5は、相互接続ブロック2が対話部材66、68、70、72、および74の組立体の右端に接続される配線の例を示す。
図6は、相互接続ブロック2が、対話部材76、78、80、および82の組立体のうちの2つの対話部材76と78との間に挿入された配線の例を示す。図4〜図6の相互接続ブロック2は、外部の監視/制御モジュールに端子U1〜U16を介して接続されてよい。
相互接続ブロック2は、前記外部の監視/制御モジュールと無線リンクを介してデータを交換するために通信手段を具備してもよいことに留意されたい。
図7〜図9は、各対話部材の状態を制御するように構成されたマイクロコントローラを具備する相互接続ブロック2に対話部材を配線する例を示す。図に見られるように、相互接続ブロック2は、デバイスの端部の1つに、またはこのデバイスの2つの対話部材の間に配置されてよい。
図10に概略的に示される本発明の別の変形実施形態において、対話部材119の機能要素104(例えば、表示灯および電気接点)は、接続部106から離間されており、各対話部材は、必ずしも隣接していない別の対話部材に、多芯ケーブル90によって物理的に接続される。相互接続ブロックは、2つの対話部材の間に挿入されてよく、相互接続ブロックもまた多芯ケーブル90によってそれらの対話部材に接続される。2つ以上の隣接する対話部材は、ユニット式ブロック120を形成するために、それらのそれぞれの端子BGiおよびBDiによって直接結合されてもよいことに留意されたい。相互接続ブロック2は、対話部材120の2つのブロックの間に挿入されてよく、それらのブロックに、各自の端子BGiおよびBDiによって直接、または図12および図13に示されるように多芯ケーブル90によって接続されてよい。
図10に関連して上述された変形例は、電気接点または表示器タイプの機能要素を追加することで後にカスタマイズされる同一の対話部材が接続されることを可能にする。同様に、設置制約に応じて、機能要素は、ケーブルを使用してモジュールに対する位置を移動されてもよい。
本発明によるデバイスの環境および設置制約を考慮するために、マイクロコントローラは、図12〜図14に示されるように、2つの対話部材の間または隣接する対話部材の2つのブロックの間の任意の位置に挿入されてもよい。マイクロコントローラは、対話部材に直接または多芯ケーブル90のいずれかによって接続されてよい。
概して、本発明は、本発明によるデバイスが、それぞれがn個の端子を具備する1つまたは複数の人間−機械対話部材を監視および制御するために使用されることができる場合に適用可能である。各人間−機械対話部材の端子BG1は、相互接続ブロックの共通端子1に、電気接点または表示灯を介して接続されることになる。したがって、対話部材がただ1つの機能要素を備えるなら、各端子BGiは、この対話部材の端子BDi−1に接続される。対話部材が第2の機能要素を備えるなら、それは端子BG2と相互接続ブロックの共通端子1との間に配置される。部材が3つの機能要素を備えるなら、各端子BGiは端子BDi−3に接続される。したがって、単一の機能要素の場合は、端子BDn−1は機能要素(電気接点または表示器)に接続され、2つの機能要素の場合は、機能要素に接続されるのは端子BDn−2であり、3つの機能要素の場合は、機能要素に接続されるのは端子BDn−3である(2つの電気接点を採用した3位置回転ボタンの場合)。

Claims (9)

  1. ネットワークを形成するように直列に接続された複数の人間−機械対話部材(10、12、22、24、60〜82)を監視/制御するためのデバイスであって、撚り線ケーブルのネットワークを介して2地点間リンクによって各対話部材に接続された有線の相互接続ブロック(2)を備えることを特徴とする、デバイス。
  2. 前記有線の相互接続ブロック(4)は、追加的にマイクロコントローラを備える、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記相互接続ブロック(2)は、各対話部材に接続された少なくとも1つの共通接点端子(1)と、少なくとも2系列の接点端子(BGi;BDi、i=1〜n、nは整数)とを備え、それらは各対話部材の前記相互接続ブロック(4)に対する位置にかかわらず前記相互接続ブロックを各対話部材に接続するように意図される、請求項1に記載のデバイス。
  4. 各対話部材は、2系列の電気接点端子(BDn、BGn)を備える、請求項1に記載のデバイス。
  5. 各対話部材は、少なくとも1つの電気接点(11、28、30、32)を備える、請求項1に記載のデバイス。
  6. 各対話部材は、少なくとも1つの表示灯(13、26)を備える、請求項1に記載のデバイス。
  7. 各対話部材は、少なくとも1つの電気接点(11、28、30、32)と、少なくとも1つの表示灯(13、26)とを備える、請求項1に記載のデバイス。
  8. 前記対話部材(119)の機能要素(104)は、接続部(106)から離間されており、各対話部材(119)は、必ずしも隣接していない別の対話部材(119)に、多芯ケーブル(90)によって物理的に接続され、前記相互接続ブロック(2)は、2つの対話部材(119)の間に挿入され、前記相互接続ブロック(2)もまた多芯ケーブル(90)によってそれらの対話部材(119)に接続される、請求項1に記載のデバイス。
  9. 少なくとも2つの隣接する対話部材(119)が、ユニット式ブロック(120)を形成するために、各自の端子によって直接結合され、前記相互接続ブロック(2)は、対話部材(120)の2つのブロックの間に挿入され、それらのブロックに、各自の端子によって直接、または多芯ケーブル(90)によってのいずれかで接続される、請求項1に記載のデバイス。
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