JP2678140B2

JP2678140B2 - データ伝送装置及びそのターミナルユニット

Info

Publication number: JP2678140B2
Application number: JP6156709A
Authority: JP
Inventors: 直史古田
Original assignee: サンクス株式会社
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: KR100284992B1; TW236003B; JPH0799503A; KR950007310A; US5509029A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伝送路における断線等の
異常に対処できるようにしたデータ伝送装置及びそのタ
ーミナルユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば各種産業用機械やロボットにおい
ては、多数のセンサやアクチュエータをコントローラに
接続してこれらの間でデータ伝送を行う必要がある。マ
スターユニットとしてのコントローラと、ターミナルユ
ニットとしてのセンサやアクチュエータとの間のデータ
伝送方式としては、この種の装置では、ケーブル数を少
なくできるシリアル伝送を採用することが一般的であ
る。このようなシリアル伝送方式にあって、伝送路の断
線等の異常を検出するためには、図１２に示すような構
成が従来より開発されている。

【０００３】即ち、マスターユニットＭから導出した信
号線Ｌを１台目のターミナルユニットＴ１（センサ或い
はアクチュエータ等）に接続し、このターミナルユニッ
トＴ１を渡り線Ｌ１を介して２台目のターミナルユニッ
トＴ２に接続する。このような多数の渡り線Ｌ１，Ｌ
２，…Ｌｎを利用した接続を順次繰り返し、最後のター
ミナルユニットＴｎには終端ユニットＴｅを接続する。

【０００４】各ターミナルユニットには各々アドレスが
割り当てられており、マスターユニットＭは信号線Ｌに
アドレス情報とデータとを順次直列に出力してターミナ
ルユニットとの間でデータを授受する。この場合、マス
ターユニットＭは指定アドレスを順次変更することによ
って各ターミナルユニットＴ１，Ｔ２，…Ｔｎを周回す
るように巡り、その周回を所定周期で何度も繰り返して
マスターユニットＭと各ターミナルユニットＴ１，Ｔ
２，…Ｔｎとの間でデータの授受が繰り返されるのであ
る。

【０００５】一方、終端ユニットＴｅには、アドレス指
定のためのクロックパルスを監視することにより１周回
分の伝送が終わったことを検出する機能が与えられ、そ
れが検出されると確認信号を渡り線Ｌｎ，…Ｌ２，Ｌ１
を介して信号線Ｌに出力するようになっている。ここ
で、万一、上記渡り線Ｌｎ，…Ｌ２，Ｌ１或いは信号線
Ｌに断線等の異常があると、マスターユニットＭには確
認信号が戻らなくなるため、これに基づきマスターユニ
ットＭは断線が発生したとして警報出力やシステム停止
等のエラー処理を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記構成で
は、単に確認信号が戻るか否かによって断線の検出を行
うに過ぎないから、信号線や渡り線に断線が発生してマ
スターユニットＭにてこれを検出したとしても、伝送路
のどの箇所に異常が発生したかを特定することはできな
い。このため、異常発生箇所の特定のために伝送路全体
を検査しなくてはならず、それに手間取って迅速に復旧
することができないという問題があった。

【０００７】異常発生箇所の特定が可能な断線検出方式
として例えば特開昭６２−１７３８３０号公報に示され
た構成もある。これも、やはりマスターユニットが指定
アドレスを順次変更することにより、各ターミナルユニ
ットを周回するように巡って各ターミナルユニットと順
次交信し、その周回を所定周期で何度も繰り返してマス
ターユニットと各ターミナルユニットとの間でデータの
授受が繰り返される。前述の図１２に示した構成では、
１周回分の伝送が終わったところで確認信号を終端ユニ
ットＴｅから出力させるようにしていたが、この構成で
は各ターミナルユニットに対する伝送が終わる度に各タ
ーミナルユニットから確認信号を戻させるようになって
いる。従って、伝送路のある箇所に断線が生じた場合に
は、その伝送路に接続されているターミナルユニットか
らの確認信号が戻らないことになるため、異常発生箇所
の特定が容易にできるのである。

【０００８】しかしながら、同公報に記載された技術で
は、各ターミナルユニットに対する伝送の度に確認信号
を戻させる構成であるから、その都度、マスターユニッ
トは確認信号の戻りを確認するために次のアドレスのタ
ーミナルユニットとの伝送を待機させねばならず、伝送
効率が低下するという問題がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、従って、異常発生箇所の特定が容易で、しかも伝送
効率の低下を避けることができるデータ伝送装置及びそ
のターミナル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】上記目的を達成するた
め、本発明のデータ伝送装置及びターミナルユニット
は、マスターユニットに連なる信号線に各々アドレスが
割り当てられた複数のターミナルユニットを接続し、指
定アドレスを順次変更することにより前記ターミナルユ
ニットとマスターユニットとの間で各ターミナルユニッ
トを周回するように巡りつつデータをシリアル伝送する
ものにおいて、各ターミナルユニットに、周回数をカウ
ントする周回カウンタと、この周回カウンタにおけるカ
ウント値が自己に割り当てられた所定値になったことを
条件に確認信号を前記信号線に対して出力するアンサー
手段とを設け、前記信号線には、周回カウンタを備えそ
の周回カウンタのカウント値に対応するターミナルユニ
ットのアンサー手段からの確認信号の有無を判別する異
常検出手段を接続したところに特徴を有する（請求項１
及び２の発明）。

【００１１】また、信号線を、マスターユニットに接続
した信号幹線と、これから並列分岐状に分かれて各ター
ミナルユニットに接続された複数の分岐信号線とから構
成してもよく（請求項３の発明）、更に、信号線には各
ターミナルユニットが接続されている両端をループ状に
短絡する補助信号線を設けると共に、その補助信号線に
スイッチを直列に設ける構成としてもよい（請求項４の
発明）。

【００１２】さらに、信号線にはその信号線にリセット
信号を出力するリセット信号出力手段を接続し、各ター
ミナルユニット及び異常検出手段には、そのリセット信
号に基づいて周回カウンタをリセットする周回カウンタ
リセット手段を設けてもよい（請求項５及び６の発
明）。

【００１３】

【作用】マスターユニットは指定アドレスを順次変更す
ることにより各ターミナルユニットを周回するように巡
りつつそのターミナルユニットとの間で信号をシリアル
伝送し、その周回を何度も繰り返してマスターユニット
と各ターミナルユニットとの間でデータの授受を繰り返
す。また、各ターミナルユニットは、データ伝送の周回
の都度、周回カウンタがその回数を計数し、そのターミ
ナルユニットに割り当てられた所定値になったことを条
件にアンサー手段から確認信号を信号線に対して出力す
る。すると、その信号線に接続されている異常検出手段
は、各ターミナルユニットからの確認信号の有無に基づ
き異常を判断する。

【００１４】より具体的な例をもって説明するに、例え
ば５個のターミナルユニットがマスターユニットに信号
線を介して接続されており、各ターミナルユニットに例
えば１〜５の値が割り当てられていると、１周回分のデ
ータ伝送が終わると「１」が割り当てられたターミナル
ユニットから確認信号が出力され、２周回分のデータ伝
送が終わると「２」が割り当てられたターミナルユニッ
トから確認信号が出力され、周回を重ねる毎に次のター
ミナルユニットから確認信号が出力されるようになる。
従って、仮に３周回目のデータ伝送が終わったところで
確認信号を異常検出手段が受け取らないとすると、
「３」の値が割り当てられたターミナルユニットとの間
の伝送路に異常があることが判る。

【００１５】異常検出手段において確認信号の有無を判
別するタイミングは１周回に１回でよく、それ以外の時
間はマスターユニットと各ターミナルユニットとの間の
データ伝送にあてることができ、各ターミナルユニット
との間のデータ伝送を行う毎に確認信号の有無を判別す
ることは不要である。

【００１６】また、信号幹線に対して複数の分岐信号線
を並列分岐状に設け、ここに各ターミナルユニットを接
続する構成とすれば、図１２の従来構成に比べてターミ
ナルユニットへの信号線の接続箇所が少なくなる。更
に、各ターミナルユニットが接続されている信号線の両
端をループ状に短絡する補助信号線をスイッチと共に設
け、スイッチを閉じた状態とすれば、仮に信号線に断線
が発生しても補助信号線を介してデータ伝送を続けるこ
とができる。また、例えば始業時にデータ伝送を行いな
がらスイッチを開放してみれば、補助信号線が断線状態
になるため、信号線に断線が発生しているなら異常が発
生していることが直ちに判明する。

【００１７】ところで、周回カウンタはノイズ等により
途中でカウントを誤る可能性は皆無ではない。ある１つ
のターミナルユニットにおいて周回カウンタがカウント
を誤ってしまったとすると、そのターミナルユニットか
らは確認信号を出力しなければならない時に確認信号が
出力されない。そのため、異常検出手段は、伝送路に異
常がなくても異常ありと誤判定をしてしまうことがあ
る。さらに、一度カウントを誤ってしまうと、その後、
その周回カウンタは正常なカウント値に戻ることができ
ないので、再び確認信号を出力しなければならない時に
やはり確認信号を出力することができない。例えば、ア
ドレス「３」を有するターミナルユニットの周回カウン
タが「１」、「２」とカウントを進め、３周回目に、
「３」ではなく「４」とカウントしてしまうと、それ以
降は「５」、「６」…とカウントすることとなる。従っ
て、正常なカウントを行っている周回カウンタより常に
「１」多いカウント値となり、そのターミナルユニット
からは本来は３周回目毎に確認信号が出力されるのであ
るが、３周回目にはカウント値とアドレス値が一致しな
いため確認信号は常に出力されないこととなる。

【００１８】しかし、請求項５及び６の本発明によれ
ば、信号線にリセット信号出力手段が接続され、各ター
ミナルユニット及び異常検出手段には周回カウンタをリ
セットする周回カウンタリセット手段が設けられている
ので、リセット信号出力手段から信号線にリセット信号
が出力されれば、各周回カウンタリセット手段がこのリ
セット信号に基づいて周回カウンタを同時にリセットす
ることができる。従って、例えば、周回数がターミナル
ユニットの有する最大のアドレス値となった時点で、リ
セット信号が出力されるようにしておけば、全てのター
ミナルユニットにおける断線等を確認し終えた後、全て
の周回カウンタによるカウントを再び初期状態から始め
ることができるので、誤ったカウントをしている周回カ
ウンタがあってもそのカウントを再び正常な状態に戻す
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、異常
発生箇所の特定が容易であり、しかも確認信号の有無の
判別は１周回に１回でよいから、伝送効率が高いという
効果を奏する。更に、信号幹線から並列分岐状にターミ
ナルユニットを接続する請求項３の構成では信号線の接
続箇所が少なくなって設置作業が簡単になり、更にルー
プ状の補助信号線を設ける請求項４の発明によれば、上
述の効果に加えて、信号線に異常が発生してもデータ伝
送を続けることができ、しかも補助信号線に設けたスイ
ッチを開放することによって異常箇所を容易に特定でき
るという効果も得られる。また、リセット信号出力手段
及び周回カウンタリセット手段を設けることにより、周
回カウンタが途中でカウントを誤っても、再び正常な状
態に戻すことができるので、異常検出手段による誤判定
がなくなり装置に対して高い信頼性を得ることができ
る。

【００２０】

【実施例】

＜第１実施例＞図１は全体の配線構成を示している。産
業用機械のコントローラであるマスターユニット１０に
２線式の信号幹線１が接続されると共に、この信号幹線
１に図示しないカプラを介して複数の分岐信号線１ａ，
１ａ…が分岐接続され、各分岐信号線１ａの末端には第
１ないし第ｎのｎ個のターミナルユニットＴ1，Ｔ2，…
Ｔn が接続されている。各ターミナルユニットはセンサ
等の入力機器或いはアクチュエータ等の出力機器であ
り、各々に特定のアドレス値が割り当てられている。ま
た、信号幹線１のうちマスターユニット１０と、これに
一番近いターミナルユニットＴ1 との間には異常検出手
段に相当する異常検出ユニット３０が、やはり並列分岐
状に接続されている。

【００２１】■マスターユニット■ マスターユニット１０は、指定アドレスを順次変更する
ことにより各ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn との
間で信号幹線１を介して各ターミナルユニットを周回す
るように巡りつつデータのシリアル伝送を行うようにな
っており、信号幹線１には例えば図２（ａ），（ｂ）に
示すような３値のパルス信号が伝送される。同図にＳで
示すパルスはスタートパルスを示しており、各ターミナ
ルユニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn とのデータ伝送を一通り行
う１周回毎にマスターユニット１０から１周回の先頭に
出力される。そのスタートパルスＳの後には、１ビット
分のデータ区間Ｄ1 が位置し、その後にクロックパルス
Ｃ1 がマスターユニット１０から出力される。データ区
間Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3 …とクロックパルスＣ1，Ｃ2，…とは
交互に位置し、ターミナルユニットが出力機器である場
合にはデータ区間でマスターユニット１０が信号幹線１
に対して書き込みを行い、ターミナルユニットが入力機
器である場合にはデータ区間でそのターミナルユニット
が信号幹線１に対して書き込みを行う。例えば、最初の
ターミナルユニットＴ1 に対するデータが３ビット必要
であれば、図２に示した１番目から３番目の各データ区
間Ｄ1〜Ｄ3が利用される。１周回分の最終領域には確認
信号区間Ｘ1 とチェック信号区間Ｘ2 とが設けられてお
り、後に詳述するが、確認信号区間Ｘ1 には各ターミナ
ルユニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn から確認信号Ｐ1 が出力さ
れ、チェック信号区間Ｘ2 には異常検出ユニット３０か
らチェック信号Ｐ2 が出力されるようになっている。

【００２２】■ターミナルユニット■ 各ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn のうちセンサ等
の入力機器については、具体的には図３に示すように構
成されている。即ち、分岐信号線１ａにおけるスタート
パルスＳを検出するスタートパルス検出手段１１及びク
ロックパルスを計数するクロックカウンタ１２を備え、
スタートパルスＳを検出するとクロックカウンタ１２が
リセットされ、それ以後、クロックカウンタ１２がクロ
ックパルスの積算値を計数する。また、各ターミナルユ
ニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn にはアドレス設定スイッチ１３
が設けられ、ここに各ターミナルユニット毎に与えられ
たアドレスが設定されており、本実施例では各ターミナ
ルユニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn の順にそれが１，２，…ｎ
となるように設定している。クロックカウンタ１２での
カウント値とアドレス設定スイッチ１３に設定された値
とはアドレス一致検出手段１４によって比較され、両者
が一致するとパルス出力回路１５に書き込みタイミング
信号を出力する。そして、パルス出力回路１５では、例
えば温度や物体の接近等の外部情報に応じて入力インタ
ーフェース１６から与えられるデータを書き込みタイミ
ング信号に基づいて分岐信号線１ａに書き込む。

【００２３】一方、前記スタートパルス検出手段１１に
よってスタートパルスＳが検出されると、それを周回カ
ウンタ１７にて計数する。即ち、データ伝送の周回数が
カウントされ、そのカウント値が周回数一致検出手段１
８にて自己に割り当てられた所定値、例えばそのターミ
ナルユニットのアドレスと一致するか否かが比較され
る。ここで両者が一致すれば、確認信号生成手段１９に
信号が与えられ、タイミング検出手段２０にて検出され
たタイミングでパルス出力回路１５にて分岐信号線１ａ
に確認信号Ｐ1 が出力される（例えば電圧レベルを０と
する）。タイミング検出手段２０はクロックパルスが所
定期間検出できないことに基づき１周回分のデータ伝送
の終了を検出する構成である。なお、上記周回カウンタ
１７の最大カウント値は、このデータ伝送装置に接続可
能なターミナルユニットの最大数と等しく設定されてお
り、周回数が最大カウント値を越えると０に戻って繰り
返し再計数するようになっている。このようにして周回
数が自己のアドレスに一致したときに確認信号Ｐ1 を出
力する構成が本発明のアンサー手段に相当する。

【００２４】また、各ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，…
Ｔn のうちアクチュエータ等の出力機器については、具
体的には図４に示すように構成されており、図３の構成
に比べてデータ読み込み回路２１が追加して設けられて
いる。このデータ読み込み回路２１は、クロックパルス
のカウント値とそのターミナルユニットのアドレスとが
一致したときに出力される読み込みタイミング信号を受
けて分岐信号線１ａからデータ区間のデータを読み取
り、これを出力インターフェース２２を介して図示しな
い出力回路に出力する。なお、周回カウンタ１７を備
え、周回数が自己のアドレス値と一致するようになった
ら確認信号Ｐ1 を出力する等の他の構成は、図３に示し
た入力機器と同様であるから、同一部分に同一符号を付
して重複する説明を省略する。

【００２５】■異常検出ユニット■ 図５に異常検出ユニット３０の具体的構成を示してあ
る。スタートパルス検出手段３１によってスタートパル
スＳを検出し、その数、すなわち周回数を周回カウンタ
３２にて計数するようになっている。一方、システムア
ドレスメモリ３３には、このシステムが取扱い可能なア
ドレスのうち、どのアドレスにターミナルユニットが実
際に接続されているかが記憶されている。そして、アド
レス一致検出手段３４では、周回カウンタ３２のカウン
ト値がターミナルユニットが接続されているアドレスに
一致すると、確認信号読み取り回路３５に読み取りタイ
ミングパルスを出力し、そのタイミングパルスに基づき
確認信号区間Ｘ1 において信号幹線１にターミナルユニ
ットから確認信号Ｐ1 が出力されているか否かが読み込
まれる。この確認信号読み取り回路３５からの信号を受
けてチェック信号制御手段３６が動作する。

【００２６】チェック信号制御手段３６は次の又は
の条件のいずれかが満たされたときに、信号幹線１にチ
ェック信号Ｐ2 を出力する（ここでは電圧レベルを０に
する）。周回カウンタ３２のカウント値がターミナル
ユニットが接続されているアドレスに一致した場合に、
確認信号区間Ｘ1 に確認信号Ｐ1 が出力された。周回
カウンタ３２のカウント値がターミナルユニットが接続
されていないアドレスに一致した。なお、チェック信号
Ｐ2 の出力タイミングは、タイミング検出手段３８にて
クロックパルスが所定期間検出できないことに基づいて
１周回分のデータ伝送の終了を検出して得られ、図２に
示すように確認信号区間Ｘ1 の直後のチェック信号区間
Ｘ2 にチェック信号Ｐ2 が出力される。

【００２７】そして、確認信号区間Ｘ1 において確認信
号Ｐ1 が出力されていないときには、チェック信号書き
込み回路３７におけるチェック信号Ｐ2 の出力を禁止す
ると共に、異常アドレス表示回路３９に信号を与えて該
当アドレスを図示しない表示器に表示させるようになっ
ている。

【００２８】■作用■ 本実施例の作用を説明する。データの伝送が始まると、
まず図２（ａ），（ｂ）に示すようにスタートパルスＳ
がマスターユニット１０から出力され、続いてクロック
パルスＣ1，Ｃ2，…を挟みながらデータ区間Ｄ1，Ｄ2，
Ｄ3 …においてターミナルユニットとのデータのやりと
りが行われる。クロックパルスはアドレス指定のために
も機能しており、１番目のターミナルユニットＴ1 との
データ伝送に３ビットを必要とすると、２番目のターミ
ナルユニットＴ2 は３個目のクロックパルスＣ3 が与え
られたときにアドレス指定を受けたことになる。このよ
うなアドレス指定を順次更新して繰り返すことにより、
各ターミナルユニットとマスターユニット１０との間で
信号のシリアル伝送を順次行ない、全てのターミナルユ
ニットＴ1，Ｔ2，…Ｔn との間のデータ伝送を行う１周
回分のデータ伝送を以下何度も高速で繰り返してマスタ
ーユニット１０との間でデータ伝送が継続的に行われ
る。

【００２９】このようなデータ伝送の実行中、１周回の
データ伝送が行われる毎に、マスターユニット１０から
信号幹線１にスタートパルスＳが出力され、各ターミナ
ルユニットにおいてこのスタートパルスＳがカウントさ
れる。そして、そのカウント値が、各ターミナルユニッ
トに割り当てられた特定値（この実施例では各ターミナ
ルユニットのアドレス）と一致すると、そのターミナル
ユニットの周回数一致検出手段１８から確認信号生成手
段１９に信号が与えられ、確認信号区間Ｘ1 のタイミン
グで確認信号Ｐ1 が分岐信号線１ａを介して信号幹線１
に出力される。即ち、本実施例ではターミナルユニット
Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3 …Ｔnの順にアドレスが１，２，３，…
ｎと設定されているから、第１周から第ｎ周まで１周回
を重ねる毎にＴ1，Ｔ2，Ｔ3…Ｔnのターミナルユニット
がその順で確認信号Ｐ1 を信号幹線１に戻すことにな
る。

【００３０】一方、異常検出ユニット３０では、１周回
分のデータ伝送が終了した時期である確認信号区間Ｘ1
において、確認信号読み取り回路３５にて確認信号Ｐ1
が信号幹線１に出力されたか否かをチェックしている。
伝送路の全体に異常がなければ、第１周から第ｎ周まで
１周回毎に出力される各ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，
Ｔ3 …Ｔn からの確認信号Ｐ1 は、分岐信号線１ａ及び
信号幹線１を介して異常検出ユニット３０の確認信号読
み取り回路３５に入力されるから、異常検出ユニット３
０のチェック信号書き込み回路３７によって各周回の最
終時期であるチェック信号区間Ｘ2 においてチェック信
号Ｐ2 が出力される（図２（ａ）参照）。また、第ｎ＋
１周以降、最終アドレスに相当する周回数となるまで
は、当該アドレスにターミナルユニットが接続されてい
ないから、やはりチェック信号区間Ｘ2 のタイミングで
チェック信号Ｐ2 が異常検出ユニット３０から信号幹線
１に出力される（図２（ｂ）参照）。これらのチェック
信号Ｐ2 はマスターユニット１０において検出され、こ
のチェック信号Ｐ2 がある場合には異常がないものとし
てデータ伝送を通常通りに継続する。

【００３１】さて、ここで例えばアドレスｎのターミナ
ルユニットＴn において、分岐線信号１ａでの断線、接
続不良或いはユニット自身の故障が発生したとする。す
ると、マスターユニット１０からの信号がそのターミナ
ルユニットＴn において受信できないため、第ｎ周回目
のデータ伝送時に本来戻すべき確認信号Ｐ1 をマスター
ユニット１０に戻すことができなくなる。すると、異常
検出ユニット３０では、第ｎ周目のデータ伝送の終了時
に確認信号Ｐ1 を検出できないから、チェック信号Ｐ2
を出力しない。そこで、マスターユニット１０において
チェック信号区間Ｘ2 のタイミングでチェック信号Ｐ2
を検出しないことをもって異常と判断し、システム停止
等のエラー処理を行う。この時、異常検出ユニット３０
の表示器には異常があるターミナルユニットのアドレス
が表示されるから、作業者はこれを見て当該アドレスの
ターミナルユニット及びその周辺を検査すれば、容易に
不良箇所を見つけることができ、迅速に復旧させること
ができる。

【００３２】また、信号幹線１の途中で断線事故が発生
したときには、断線箇所よりもマスターユニット１０側
に接続されているターミナルユニットは確認信号Ｐ1 を
出力し、断線箇所よりも先に接続されているターミナル
ユニットは確認信号Ｐ1 を出力しなくなる。従って、上
述と同様にしてマスターユニット１０にてエラー処理が
行われると共に、異常検出ユニット３０の表示器に異常
アドレスが表示され、これを見て復旧作業を行うことが
できる。

【００３３】勿論、本実施例によれば、マスターユニッ
ト１０と各ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，… Ｔn との
データ伝送の度に確認信号Ｐ1 を出力するのではなく、
１周回のデータ伝送が終了したところで確認信号Ｐ1 を
出力させるから、その確認信号Ｐ1 のチェックのために
データ伝送を待機させる時間が短くて済み、データ伝送
効率を大きく高めることができる。この伝送効率は、タ
ーミナルユニットの個数が多ければ多いほど従来に比べ
て飛躍的に高まる。更に、本実施例では、信号幹線１に
複数の分岐信号線１ａ，１ａ…を並列分岐させ、その各
分岐信号線１ａの末端にターミナルユニットを接続する
構成であるから、図１２に示した渡り線Ｌ1，Ｌ2，…Ｌ
n を使用する配線構造に比べて各ターミナルユニットと
の接続箇所が半減し、配線作業の手間が相当に軽減され
る。

【００３４】＜第２実施例＞図６は第２実施例の配線構
造を示す。前記第１実施例との相違は、信号幹線１の先
端部に補助信号線２を接続し、これをスイッチ３を介し
てマスターユニット１０の近くの信号幹線１に戻るよう
に接続したところにある。これにより、各ターミナルユ
ニットＴ1，Ｔ2，Ｔ3 …Ｔn が接続されている信号幹線
１の両端部を、スイッチ３を備えた補助信号線２にてル
ープ状に短絡した構成となっている。スイッチ３はシス
テムの電源投入時に自動的且つ一時的にオフ状態にさ
れ、異常がなければオン状態にされる。なお、マスター
ユニット１０、ターミナルユニットＴ1，Ｔ2，Ｔ3 …Ｔ
n 及び異常検出ユニット３０の構成は前記第１実施例と
同様である。

【００３５】この実施例の構成では、次のような作用・
効果も得られる。前記第１実施例では、万一、信号幹線
１の途中で断線が発生すると、直ちに一部のターミナル
ユニットとの間で信号の授受ができなくなるため、マス
ターユニット１０では直ちにエラー処理を行うようにし
ている。しかし、システムの種類によっては、突然に運
転を中断することが大きな損害を生じさせる場合もあ
る。この点、第２実施例の構成によれば、通常の運転時
には補助信号線２のスイッチ３がオン状態にあるから、
例えば信号幹線１のうち図中Ｂに示す位置で断線事故が
発生しても、その事故発生点Ｂからマスターユニット１
０より遠ざかる領域（図１２では事故発生点Ｂの右側領
域）に位置するターミナルユニットに対して補助信号線
２を介して信号の授受を行うことができる。従って、断
線事故にも係わらずシステムの運行を継続することがで
き、突然の運転中止によるトラブルを回避することがで
きる。

【００３６】しかも、始業時にシステムの電源を投入し
てデータ伝送が開始されたとき、補助信号線２のスイッ
チ３は一時的にオフ状態にされるから、前記第１実施例
の配線構造と同様になり、異常が発生しているなら異常
検出ユニット３０にて異常アドレスが表示されるように
なる。このため、信号幹線１の断線が発生しているとき
には、毎日の始業点検時にこれが容易に発見され、直ち
に異常検出ユニット３０の表示器を見て信号幹線１の修
復作業を行えばよく、突然の運転停止を回避できるだけ
でなく、メンテナンスが極めて簡単になる。

【００３７】＜第３実施例＞本実施例と第１実施例との
相違点は、ターミナルユニット及び異常検出ユニットに
周回カウンタリセット手段を設けたこと及び、マスタユ
ニットにリセット信号出力手段を設けたことにあり、そ
の他については、第１実施例と同様であるため、同一部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３８】図１１に示すようにリセット信号出力手段
４３は、マスタユニット１０内に設けられており、信号
幹線１に対して図１０に示すように一連のクロックパル
スＣ１，Ｃ２，…の後にリセットパルスＲを出力する
（例えば電圧レベルを「０」とする）。なお、このリセ
ットパルスＲは常にクロックパルスの後に出力されるも
のではなく、リセット信号出力手段４３においてソフト
ウェア上のカウンタを用いて周回数が計数され、その計
数値が所定の値となった時に図示しない書き込み回路に
より信号幹線１に出力されるものである。

【００３９】一方、図７はターミナルユニットのうちセ
ンサ等の入力機器を示すブロック図であり、図８はアク
チュエータ等の出力機器を示すブロック図、図９は異常
検出ユニット３０を示すブロック図である。各図におい
てタイミング検出手段２０、３８は、信号幹線１に伝送
される３値のパルス信号からリセットパルスＲを検出す
る手段を備えており、リセットパルスＲを検出すると検
出信号を周回カウンタリセット手段４１、４２に出力す
る。周回カウンタリセット手段４１、４２は、その検出
信号を受けると周回カウンタ１７、３２にリセット信号
を出力し、周回カウンタ１７、３２を初期状態、即ちカ
ウント値「０」とする。即ち、マスターユニット１０か
ら信号幹線１にリセットパルスＲが出力されると全ての
ターミナルユニット及び異常検出ユニット３０の周回カ
ウンタ１７、３２が同時にリセットされてカウント値
「０」となる。

【００４０】ところで、周回カウンタ１７、３２は、ス
タートパルス検出手段１１、３１がスタートパルスＳを
検出すると、それを計数するのであるが、例えば、信号
幹線１に誘導されたノイズによって誤動作をし計数を誤
ってしまうことがないとは言えない。仮にある１つのタ
ーミナルユニットにおいて周回カウンタ１７が計数を誤
ってしまったとすると、そのターミナルユニットからは
確認信号を出力しなければならない時に確認信号が出力
されないため、その結果異常検出ユニット３０において
異常ありと判断されてしまう。

【００４１】具体的には、「３」のアドレスを有するタ
ーミナルユニットにおいて、３周回目、即ち３個目のス
タートパルスＳを検出した時に周回カウンタ１７のカウ
ント値が「３」ではなく誤って「４」となってしまった
とする。すると、本来は周回数一致検出手段１８にてカ
ウント値と自己のアドレス値が一致したと判断されてパ
ルス出力回路１５によって分岐信号線１ａに確認信号が
出力されるのであるが、カウント値がアドレス値と一致
しないため分岐信号線１ａには何も出力されない。

【００４２】一方、異常検出ユニット３０においてその
周回カウンタ３２のカウント値は「３」であるので、確
認信号読み取り回路３５が分岐信号線１ａに対して読み
取り動作を行う。しかし、信号幹線１に確認信号が出力
されていないため読み取ることができず、チェック信号
書き込み回路３７によるチェック信号の出力が禁止さ
れ、さらに、異常アドレス表示回路３９によって表示器
に該当アドレス「３」が表示される。従って、信号幹線
１及び分岐信号線１ａに異常（断線）がなくても、ある
１つの周回カウンタ１７が計数を誤ってしまうと、異常
検出ユニット３０において異常ありと判断されてしまう
のである。

【００４３】さらに、このような場合に、各ユニットの
周回カウンタ１７、３２はシステムの立ち上げ時の初期
状態（カウント値「０」）から計数を開始し、カウント
値が接続されるターミナルユニットの最大アドレス値を
越えると「０」に戻り再計数するように設計されている
ため、周回カウンタ１７、３２が途中で計数を誤ってし
まうとそれを正常に計数を行った場合のカウント値に戻
すことができない。より具合的に述べると、ある周回カ
ウンタ１７の計数が「１」、「２」と進み、３周回目に
「３」とならずに「４」となってしまったとすると、そ
れ以降は「５」、「６」…と進み、その周回カウンタ１
７については常に周回数より「１」多い値となってしま
う。そのため、再び確認信号を出力しなければならない
時に、やはり確認信号は出力されず、異常検出ユニット
３０において誤判定されてしまう。

【００４４】しかし、本実施例では、リセット信号出力
手段４３及び周回カウンタリセット手段４１、４２が設
けられており、所定の周回毎、例えば周回数が接続され
るターミナルユニットの最大アドレスとなった時に、リ
セット信号出力手段４３からリセットパルスＲが出力さ
れるので、全てのターミナルユニットについて異常検出
確認をし終えた後、全てのターミナルユニット及び異常
検出ユニット３０の周回カウンタ１７、３２を同時にリ
セットしてそのカウント値を全て「０」とすることがで
きる。

【００４５】従って、本実施例によれば、途中で計数を
誤った周回カウンタ１７があったとしても、マスタユニ
ット１０からリセットパルスＲが出力されることにより
全ての周回カウンタ１７、３２をカウント値「０」、即
ち同じカウント値に戻すことができるので、１回目に誤
判定をしてしまっても２回目には必ず正確に判定を行う
ことができる。よって、信号幹線１等の断線を確実に検
出することができるのでシステムに対して高い信頼性を
得ることができる。

【００４６】なお、本実施例ではリセットパルスＲは、
周回数がターミナルユニットの最大アドレス、即ち各タ
ーミナルユニットに対して一通り断線等の確認をし終え
るとマスタユニット１０から出力されたが、必ずしも一
巡し終える毎に出力しなくても例えば３巡目、４巡目毎
に出力するようにしてもよい。また、リセットパルスＲ
は規則的に出力する必要はなく、例えば、異常検出ユニ
ット３０が「異常あり」と判断した時にのみ、リセット
パルスＲを出力するようにしてもよく、この場合には１
回目で異常ありと判断されたターミナルユニットに対し
て再度異常検出確認が行われ、そして、再度異常検出確
認した時にも「異常あり」と判断されればそれは確実に
断線等の異常であるとし、「異常なし」と判断されれば
１回目の「異常あり」はノイズ等の影響による誤判定で
あるとして引き続き他のターミナルユニットに対して異
常検出確認を続ける。従って、この場合にも誤判定をな
くして確実に断線等の異常を検出することができるの
で、システムに対して高い信頼性を得ることができる。

【００４７】＜他の実施例＞本発明は上記各実施例に限
定されるものではなく、例えば次のように変形して実施
することができ、これらの実施態様も本発明の技術的範
囲に属する。

【００４８】（イ）上記各実施例では、クロックパルス
とデータ用のパルスとを区別するために３値のデジタル
信号を利用したが、これに限らず、クロックパルスを例
えばバースト信号として区別することにより２値のデジ
タル信号としたり、搬送波をＡＭ、ＦＭ変調したりして
もよく、要するに、電圧レベル、位相、周波数、極性等
によって情報を符号化して伝送するシリアル伝送技術を
広く適用することができる。

【００４９】（ロ）上記各実施例では、異常検出ユニッ
ト３０をマスターユニット１０とは別に設けたが、これ
に限らず、マスターユニット１０に異常検出手段の機能
を与えるようにしてもよい。

【００５０】（ハ）上記各実施例に限らず、各ターミナ
ルユニットにおいて前のアドレスのターミナルユニット
から確認信号Ｐ1 が戻されなかったときには、そのター
ミナルユニットも確認信号Ｐ1 を出力しない構成として
もよい。

【００５１】（ニ）上記各実施例では確認信号区間Ｘ1
及びチェック信号区間Ｘ2 は各周回の最終区間に設ける
ようにしたが、これに限られず、１周回の途中や次の１
周回の先頭にそれらの区間を設けてもよいことは勿論で
あり、要するに１周回毎に確認信号Ｐ1 を出力させれば
よいものである。

【００５２】（ホ）上記各実施例では、異常検出ユニッ
ト３０に表示器を設けて異常アドレスを表示するように
したが、表示器は必ずしも設けずとも、異常検出手段か
ら外部に信号を出力して異常アドレスを表示或いは報知
するようにしてもよい。

【００５３】（ヘ）上記各実施例では、周回数と各ター
ミナルユニットのアドレスとが一致したときに確認信号
Ｐ1 を出力する構成としたが、必ずしも各ターミナルユ
ニットのアドレスと一致しなくとも、各ターミナルユニ
ットに割り当てられた所定値と周回数とが一致したとき
に確認信号Ｐ1 を出力する構成であればよい。従って、
例えば各アドレスを２倍した周回数になったときにその
ターミナルユニットから確認信号を出力することとして
２周回毎に確認信号を出力させることもでき、或いは、
アドレスとは全く無関係な所定の値となったときに確認
信号を出力させるようにしてもよい。

【００５４】（ト）異常検出手段はマスターユニットに
一番近い箇所に接続するに限らず、任意の箇所に接続可
能である。

【００５５】（チ）図６の補助信号線２に設けたスイッ
チ３は必ずしもシステムの立上り時に自動的にオフにさ
れるに限らず、手動開閉式としてもよく、また、所定時
間或いは所定の周回数毎に自動的にオフされる構成とし
てもよい。

【００５６】（リ）マスターユニットと各ターミナルユ
ニットとを接続する配線構造は図１或いは図６に示す並
列分岐構造に限らず、図１２に示した渡り線Ｌ１，Ｌ
２，…Ｌｎを利用した構造であってもよい。

【００５７】（ヌ）上記第３実施例では、リセット信号
出力手段はマスタユニット１０に設けられていたが、異
常検出ユニットに設けられていてもよい。また、リセッ
ト信号手段を備えたリセットユニットとして直接信号幹
線に接続してもよい。

【００５８】（ル）上記第３実施例では、リセットパル
スＲは一連のクロックパルスの後に出力されるものであ
ったが、タイミング検出手段がリセットパルスをデータ
及びクロックパルスと区別して認識できるのであればど
のタイミングで出力されてもよい。例えば、リセットパ
ルスの電圧レベルが、データ及びクロックパルスのそれ
とは異なるものであれば、クロックパルスの出力中にリ
セットパルスが出力されてもよいし、またクロックパル
ス等とは全く別のタイミングでリセットパルスのみ出力
されるようにしてもよい。その他、本発明は要旨を逸脱
しない範囲内で種々変更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す配線図

【図２】同実施例における信号幹線の波形図

【図３】同実施例における入力機器としてのターミナル
ユニットのブロック図

【図４】同実施例における出力機器としてのターミナル
ユニットのブロック図

【図５】同実施例における異常検出ユニットのブロック
図

【図６】本発明の第２実施例を示す配線図

【図７】本発明の第３実施例における入力機器としての
ターミナルユニットのブロック図

【図８】同実施例における出力機器としてのターミナル
ユニットのブロック図

【図９】同実施例における異常検出ユニットのブロック
図

【図１０】同実施例におけるリセットパルスを示す波形
図

【図１１】同実施例におけるリセット信号出力手段を備
えた配線図

【図１２】従来のデータ伝送装置の配線図

【符号の説明】

１…信号幹線１ａ…分岐信号線２…補助信号線３…スイッチ１０…マスターユニット１７…周回カウンタ１８…周回数一致検出手段３０…異常検出ユニット３２…周回カウンタ４１、４２…周回カウンタリセット手段４３…リセット信号出力手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マスターユニットに連なる信号線に、各
々アドレスが割り当てられた複数のターミナルユニット
を接続し、指定アドレスを順次変更することにより前記
ターミナルユニットと前記マスターユニットとの間で各
ターミナルユニットを周回するように巡りつつデータの
シリアル伝送を行うものにおいて、各ターミナルユニットに、周回数をカウントする周回カ
ウンタと、この周回カウンタにおけるカウント値が自己
に割り当てられた所定値になったことを条件に確認信号
を前記信号線に対して出力するアンサー手段とを設け、前記信号線には、周回カウンタを備えその周回カウンタ
のカウント値に対応するターミナルユニットの前記アン
サー手段からの確認信号の有無を判別する異常検出手段
が接続されていることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】マスターユニットに連なる信号線に、各
々アドレスが割り当てられた複数のターミナルユニット
を接続し、指定アドレスを順次変更することにより前記
ターミナルユニットと前記マスターユニットとの間で各
ターミナルユニットを周回するように巡りつつデータを
シリアル伝送するデータ伝送装置のターミナルユニット
であって、周回数をカウントする周回カウンタと、この周回カウン
タにおけるカウント値が自己に割り当てられた所定値に
なったことを条件に確認信号を前記信号線に対して出力
するアンサー手段とを設けたことを特徴とするターミナ
ルユニット。
【請求項３】信号線はマスターユニットに接続した信
号幹線と、これから並列分岐状に分かれて各ターミナル
ユニットに接続された複数の分岐信号線とから構成され
ていることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装
置。
【請求項４】信号線には各ターミナルユニットが接続
されている両端をループ状に短絡する補助信号線が設け
られると共に、その補助信号線にスイッチが直列に設け
られていることを特徴とする請求項１又は３記載のデー
タ伝送装置。
【請求項５】前記信号線には前記信号線にリセット信
号を出力するリセット信号出力手段が接続され、前記各
ターミナルユニット及び前記異常検出手段には、前記リ
セット信号に基づいて前記周回カウンタをリセットする
周回カウンタリセット手段が設けられていることを特徴
とする請求項１又は３又は４記載のデータ伝送装置。
【請求項６】前記信号線に接続されているリセット信
号出力手段から前記信号線に出力されるリセット信号に
基づいて、前記周回カウンタをリセットする周回カウン
タリセット手段が設けられていることを特徴とする請求
項２記載のターミナルユニット。