JP3612886B2 - 制御通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、リミットスイッチや各種センサなどの入力機器からのオンオフの状態信号を制御用コントローラなどに伝送したり、あるいは、制御用コントローラなどからのオンオフの制御信号を、工作機械等のエアーバルブやアクチュエータなどの出力機器に伝送するのに好適な制御通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような制御通信システムにおいて、制御用コントローラと出力機器、あるいは、制御用コントローラと入力機器の間を、個別に直接配線したのでは、配線構成が複雑となり、配線作業に手間がかかるとともに、配線数が増加する分コストも高くつくことになる。
【０００３】
そこで、省配線を図った制御通信システムとして、例えば図１１に示されるように、制御用コントローラ５０に接続された親局５１と、アクチュエータ等の出力機器あるいは各種センサ等の入力機器に接続された複数の子局５２１〜５２ｎとを備え、親局５１から伝送されるオンオフの制御信号を子局５２１〜５２ｎを介して出力機器に出力したり、あるいは、入力機器からのオンオフの状態信号を子局５２１〜５２ｎに取り込んで親局５１に伝送するといった構成のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御通信システムでは、断線等による伝送路の異常が生じた場合に、その検知および異常が生じた箇所の特定が容易ではなく、したがって、正常な状態に復帰させるまでに長時間を要するといった難点がある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、親局と複数の子局とを備える省配線を図った制御通信システムにおいて、断線等による伝送路異常が生じた場合に、それを検知できるようにするとともに、その異常が生じた箇所を容易に特定できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線、および、前記データ線についてそれぞれ個別に、信号レベルが断線状態に対応した所定範囲のレベルであるのを予め定めた期間継続したときに断線を検出する断線検出手段と、前記断線検出手段の検出結果に基づいて、前記クロック線の断線の有無、および、前記データ線の断線の有無をそれぞれ個別に表示する断線表示手段と、を備える。
【０００８】
本発明の請求項２に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力し、かつ、前記データ線の信号レベルが断線状態に対応した前記所定範囲のレベルであるとの検出信号を出力する断線検出手段と、前記断線検出手段の断線検出信号および検出信号の両出力に基づいて、断線したのが前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類かに応じて、前記通電表示手段の表示状態を制御する断線表示手段と、を備える。
【０００９】
本発明の請求項３に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力する断線検出手段と、前記クロック線あるいはデータ線の断線を表示する断線表示用素子を備え、前記断線検出手段から与えられる前記断線検出信号に基づき、さらに前記クロック線から与えられるシフトクロックを利用して、前記断線表示用素子の表示状態および前記通電表示手段の表示状態を組み合わせて制御して、前記電源線、前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類が断線しているかを区別して表示を行う断線表示手段と、を備える。
【００１１】
請求項１の本発明によれば、子局は、接続線の断線を検出する断線検出手段と、前記断線検出手段の出力に基づいて、断線を表示する断線表示手段とを備えているので、子局毎に接続線の断線を検出して表示できることになり、断線箇所を容易に特定できることになり、これによって、断線が生じた場合の配線の交換に要する時間および労力を大幅に削減できることになり、従来に比べて短時間で正常な状態に復帰させることができる。
【００１２】
請求項２の本発明によれば、子局は、電源の供給の有無を表示する通電表示手段を備えているので、電源線あるいはグランド線が断線して電源の供給が断たれたときには、それを表示できることになり、また、システムのセットアップ時には、正常に接続が行われて電源が供給されたか否かを瞬時に視認することができる。
【００１３】
請求項３の本発明によれば、断線検出手段は、データ線およびクロック線の少なくとも一方の接続線の断線を検出し、断線表示手段は、断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、断線箇所を容易に特定できるのみならず、断線した接続線の種類を特定できることになり、これによって、断線が生じた場合の配線の交換に要する時間および労力を一層に削減できることになる。
【００１５】
請求項３の本発明によれば、通電表示手段および断線表示用素子の表示状態を制御して断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、データ線及びクロック線に個別的に対応させて断線表示用素子を設ける必要がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態の制御通信システムの全体構成図である。
【００１８】
この実施の形態の制御通信システムは、図示しないプログラマブルコントローラに接続された親局２と、複数（この実施の形態では、４台）の子局３１〜３４とを備えており、親局２および４台の子局３１〜３４は、ケーブルによって電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８の４線で縦続接続されており、親局２側が上流側とされる。
【００１９】
この実施の形態では、各子局３１〜３４に、各種センサやスイッチ等の入力機器４１〜４４が接続されており、子局３１〜３４を制御する親局２は、子局３１〜３４から伝送される入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号をプログラマブルコントローラに与え、プログラマブルコントローラは、それに基づいて、工作機械等を制御する。
【００２０】
各入力機器４１〜４４から取り込まれた子局３１〜３４の１ビットのデータは、下流側から上流側へ順次シフトされて親局２に伝送されるようになっている。
【００２１】
この実施の形態では、各子局３１〜３４には、各種センサ等の入力機器４１〜４４のみが接続された入力専用となっており、通常の動作状態においては、後述のように、入力機器４１〜４４から各子局３１〜３４に取り込まれた１ビットのデータが、親局２側に順次シフトされて伝送され、親局２は、そのデータをプログラマブルコントローラに与えるという動作を繰り返すものである。
【００２２】
この実施の形態の親局２は、最大８台の子局が接続可能であり、各子局の１ビットデータを保持できるように８ビット構成の入出力レジスタを備えている。親局２は、各子局を制御するためのコマンドおよびデータを１ビットずつシフトさせるためのシフトクロックをクロック線７を介して伝送するものであり、コマンドとしては、子局側から親局側へデータを伝送せよ、子局３１〜３４に接続されている入力機器４１〜４４のデータを子局３１〜３４に入力せよの少なくとも２種類が存在する。
【００２３】
各子局３１〜３４は、１ビットのシフトレジスタを備えており、子局３１〜３４に接続されている入力機器４１〜４４のデータを子局３１〜３４に入力せよとのコマンドに応答してこのシフトレジスタに、入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号を取り込み、子局側から親局側へデータを伝送せよとのコマンドに応答して親局２からのシフトクロックに応じて上流側の子局に、データを順次シフトさせて伝送するものである。
【００２４】
図２は、子局３１〜３４から親局２へデータを伝送する場合の子局の上流側および下流側のデータ線のデータを示している。
【００２５】
子局３１〜３４から親局２へデータを伝送する場合には、親局２からの図２（Ａ）のシフトクロックに応答して、図２（Ｂ）に示される下流側からの入力データを、１ビットずつシフトさせて図２（Ｃ）に示されるように上流側に出力するものである。
【００２６】
次に、この通信制御システムの通常の動作手順を、図３に基づいて説明する。この図３において、９，１０１〜１０４は、上述の親局２の入出力レジスタおよび各子局３１〜３４の各シフトレジスタをそれぞれ示している。
【００２７】
この実施の形態では、先ず、入力機器４１〜４３のオンオフの状態信号を各子局３１〜３４に入力せよとのコマンドが伝送され、これに応じて、例えば同図（Ａ）に示されるように、各子局３１〜３４は、入力機器４１〜４４のデータを、１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４にそれぞれ取り込む。
【００２８】
次に、子局３１〜３４のデータを親局２に伝送せよとのコマンドに引き続く８個のシフトクロックに同期して、取り込んだデータを、同図（Ｂ）に示されるように、親局２の入出力レジスタ９に伝送し、親局２は、伝送されたデータを、プログラマブルコントローラに出力する。
【００２９】
その後は、再び、同図（Ａ）と同様に、入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号を各子局３１〜３４に入力せよとのコマンドが伝送され、これに応じて、例えば同図（Ｃ）に示されるように、各子局３１〜３４は、入力機器４１〜４４のデータを、１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４にそれぞれ取り込む。
【００３０】
次に、子局３１〜３４のデータを親局２に伝送せよとのコマンドに引き続く８個のシフトクロックに同期して、取り込んだデータを、同図（Ｄ）に示されるように、親局２の入出力レジスタ９に伝送し、親局２は、伝送されたデータを、プログラマブルコントローラに出力する。
【００３１】
その後は、再び、同図（Ａ）と同様に、入力機器４１〜４４のデータを各子局３１〜３４のシフトレジスタ１０１〜１０４に取り込んで、上述と同様の動作を繰り返すのである。
【００３２】
この実施の形態では、電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８といった接続線の断線を検出するとともに、断線箇所を容易に特定できるようにするために、次のように構成している。
【００３３】
すなわち、図４は、子局３１〜３４の構成を示すブロック図であり、この図４に示されるように、各子局３１〜３４は、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１と、データ線８およびクロック線７の断線を検出する断線検出手段１２と、この断線検出手段１２の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じた断線の表示を行う断線表示手段１３とを備えている。
【００３４】
なお、１４は上述の１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４などを含むデータ伝送処理回路であり、このデータ伝送処理回路１４は、上述のように、入力機器４１〜４３のオンオフの状態信号を取り込み、親局２からのシフトクロックに応じて上流側の子局に、データを順次シフトさせて伝送するものである。
【００３５】
通電表示用ＬＥＤ１１は、電源線５とグランド線６との間に、負荷１５を介して接続されており、親局２から電源が供給されているときには、点灯し、電源が供給されていないときには、消灯するものであり、したがって、電源線５あるいはグランド線６の断線時には、この通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００３６】
断線検出手段１２は、上流側のクロック線７および下流側のデータ線８が断線したときに、それぞれハイレベルの出力を与える第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、この第１，第２コンパレータ回路１６，１７のハイレベルの出力が一定期間継続したときにそれぞれハイレベルのタイムアップ出力を与える第１，第２タイマ回路１８，１９とを備えている。
【００３７】
各コンパレータ回路１６，１７は、例えば、図５に示されるように、クロック線あるいはデータ線が断線したときに、その電位が、例えば、電源電圧の中間レベルになるように設定するための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２（Ｒ１＝Ｒ２）と、前記中間レベルを含む一定の範囲内の電位であるときにハイレベルの出力を与えるウィンドウコンパレータ２０とを備えている。正常にクロックあるいはデータの伝送が行われている場合には、クロック入力あるいはデータ入力は、電源電圧またはグランド（ＧＮＤ）に近い電圧レベルを示しており、電源電圧の中間レベルを、一定期間以上継続して示すことはない。
【００３８】
そこで、ウィンドウコンパレータ２０のハイレベルの出力が予め定めた期間継続したとき、すなわち、クロック入力あるいはデータ入力が、電源電圧の中間レベルを含む一定の範囲内の電位を予め定めた期間継続したときには、断線であるとして、図４のタイマ回路１８，１９は、ハイレベルのタイムアップ出力を与えるものである。
【００３９】
なお、クロック線７の場合には、正常時には、ハイレベルおよびローレベルを繰り返し、ハイレベルあるいはローレベルを一定期間以上継続することはないので、本発明の他の実施の形態として、ウィンドウコンパレータ２０を省略してもよい。
【００４０】
断線表示手段１３は、図４に示されるように、上流側のクロック線７の断線を表示するクロック断線表示用ＬＥＤ２１と、第１タイマ回路１８のタイムアップ出力に応答してクロック断線表示用ＬＥＤ２１を点灯させる第１ＬＥＤ点灯回路２２と、下流側のデータ線８の断線を表示するデータ断線表示用ＬＥＤ２３と、第２タイマ回路１９のタイムアップ出力に応答してデータ断線表示用ＬＥＤ２３を点灯させる第２ＬＥＤ点灯回路２４とを備えている。
【００４１】
なお、この実施の形態では、通電表示用ＬＥＤ１１、クロック断線表示用ＬＥＤ２１およびデータ断線表示用ＬＥＤ２３は、それぞれ緑色、橙色および赤色で点灯するものであり、これらＬＥＤ１１，２１，２３は、外部から目視できるように、子局３１〜３４の適宜箇所に配設されている。
【００４２】
この断線表示手段１３では、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内に予め定めた期間継続してあったときに、第１タイマ回路１８あるいは第２タイマ回路１９のタイムアップ出力によって第１ＬＥＤ点灯回路２２あるいは第２ＬＥＤ点灯回路２４が駆動され、クロック断線表示用ＬＥＤ２１あるいはデータ断線表示用ＬＥＤ２３が点灯することになる。
【００４３】
次に、以上の構成を有する子局３１〜３４による断線の表示について具体例を示す。
【００４４】
例えば、図６（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が緑色で点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００４５】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線していることが分かる。
【００４６】
また、例えば、図６（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段１２の第２コンパレータ回路１７および第２タイマ回路１９によってそれが検出されて断線表示手段１３のデータ断線表示用ＬＥＤ２３が赤色で点灯する。
【００４７】
これによって、データ断線表示用ＬＥＤ２３が点灯している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線が断線したことが分かる。なお、電源は、すべての子局３１〜３４に供給されているので、通電表示用ＬＥＤ１１は、点灯している。
【００４８】
また、例えば、図６（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段１２の第１コンパレータ回路１６および第１タイマ回路１８によってそれが検出されて断線表示手段１３のクロック断線表示用ＬＥＤ２１が橙色で点灯する。
【００４９】
これによって、クロック断線表示用ＬＥＤ２１が点灯している子局３３と、その上流側のクロック断線表示用ＬＥＤ２１が点灯していない子局３２との間のクロック線７が断線したことが分かる。なお、電源は、すべての子局３１〜３４に供給されているので、通電表示用ＬＥＤ１１は、点灯している。
【００５０】
このようして、断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１、クロック断線表示用ＬＥＤ２１およびデータ断線表示用ＬＥＤ２３の点灯あるいは消灯によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００５１】
この実施の形態では、データ線８あるいはクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルであることを検出したけれども、必ずしも中間レベルである必要はなく、正常時の電位と区別できる電位であればよい。
【００５２】
上述の実施の形態では、データ線８およびクロック線７の両接続線の断線を検出して表示したけれども、本発明の他の実施の形態として、いずれか一方の接続線の断線のみを検出して表示するようにしてもよい。
【００５３】
上述の実施の形態では、断線表示用ＬＥＤ２３，２１を、データ線８およびクロック線７に個別的に対応させて設けたけれども、本発明の他の実施の形態として、単一の断線表示用ＬＥＤを設け、データ線およびクロック線の断線に応じて、点灯状態を異ならせる、例えば、データ線の断線は点滅表示し、クロック線の断線は点灯表示するようにしてもよい。
【００５４】
また、各ＬＥＤ１１，２１，２３の色は、上述の実施の形態に限らず、他の色であってもよく、さらに、ＬＥＤと接続線の種類とを対応づけて設けることにより、各ＬＥＤを同一の色で点灯させてもよい。
【００５５】
（実施の形態２）
図７は、本発明の他の実施の形態の子局の構成を示すブロック図であり、図４に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５６】
子局３１〜３４は、上述の実施の形態と同様に、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１を備えており、さらに、この実施の形態では、データ線８およびクロック線７の少なくとも一方の断線を検出する断線検出手段２５と、この断線検出手段２５の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じて通電表示用ＬＥＤ１１の表示状態を制御する断線表示手段２６とを備えている。
【００５７】
断線検出手段２５は、上述の実施の形態と同様の構成を有する第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、両コンパレータ回路１６，１７の出力が与えられるオアゲート２７と、このオアゲート２７の出力が与えられるタイマ回路２８とを備えている。この断線検出手段２５は、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあると、第１コンパレータ回路１６あるいは第２コンパレータ回路１７の出力が、ハイレベルとなり、これによって、オアゲート２７の出力がハイレベルとなってタイマ回路２８が計測を開始し、予め定めた期間継続したときに、クロック線７あるいはデータ線８の断線であるとして、ハイレベルのタイムアップ出力を、断線表示手段２６に与える。
【００５８】
断線表示手段２６は、データ線８の断線を検出するための第２コンパレータ回路１７の出力が与えられる低周波発振器２９と、この低周波発振器２９の出力およびタイマ回路２８の出力が与えられるアンドゲート３０と、このアンドゲート３０の出力によってオンオフ制御されるスイッチ３１とを備えており、スイッチ３１は、通電表示用ＬＥＤ１１と負荷１５との間に設けられている。
【００５９】
低周波発振器２９は、その出力がハイレベルの状態で待機しており、データ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあったときの第２コンパレータ回路１７のハイレベルの出力によって低周波発振を開始する。スイッチ３１は、アンドゲート３０の出力がハイレベルであるときに、オフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させ、アンドゲート３０の出力がローレベルであるときに、オンして通電表示用ＬＥＤ１１を点灯させる。
【００６０】
したがって、上流側のクロック線７が断線したときには、第１コンパレータ回路１６の出力、オアゲート２７の出力がハイレベルとなり、タイマ回路２８は、ハイレベルのタイムアップ出力を与え、これによって、アンドゲート３０の出力がハイレベルとなってスイッチ３１をオフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させることになる。
【００６１】
また、下流側のデータ線８が断線したときには、第２コンパレータ回路１７の出力がハイレベルとなって低周波発振器２９が発振を開始するとともに、オアゲート２７の出力がハイレベルとなり、タイマ回路２８は、タイムアップ出力を与え、これによって、アンドゲート３０の出力が、低周波発振器２９の出力に応じて、ハイレベル、ローレベルを繰り返し、スイッチ３１がオンオフして通電表示用ＬＥＤ１１が点滅することになる。
【００６２】
次に、以上の構成を有する子局による断線の表示について具体例を示す。
【００６３】
例えば、図８（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００６４】
また、図８（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段１６の第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段２６のアンドゲート３０の出力がハイレベルとなってスイッチ３１をオフし、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになり、同図（Ａ）と同じ表示状態となる。
【００６５】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５、グランド線６あるいはクロック線７が断線していることが分かる。
【００６６】
また、例えば、図８（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段２５の第２コンパレータ回路１７、オアゲート２７およびタイマ回路２８の出力がハイレベルとなり、断線表示手段２６の低周波発振器２９が発振を開始し、アンドゲート３０の出力がハイレベル、ローレベルを繰り返し、これによって、スイッチ３１がオンオフして通電表示用ＬＥＤ１１が点滅することになる。
【００６７】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点滅している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線８が断線したことが分かる。
【００６８】
このようして、電源線５、グランド線６あるいはクロック線７の断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１の点灯あるいは消灯によって、断線箇所を容易に特定でき、また、データ線８の断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１の点滅によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００６９】
なお、この実施の形態では、通電表示と断線表示とを通電表示用ＬＥＤ１１で兼用するために、電源線５あるいはグランド線６の断線とクロック線７の断線とを区別できないけれども、上述の実施の形態に比べて、表示用ＬＥＤの数を低減することができる。
【００７０】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００７１】
（実施の形態３）
図９は、本発明のさらに他の実施の形態の子局の構成を示すブロック図であり、図７に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７２】
子局３１〜３４は、上述の実施の形態と同様に、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１を備えており、さらに、この実施の形態では、データ線８およびクロック線７の少なくとも一方の断線を検出する断線検出手段３２と、この断線検出手段３２の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じた表示を行う断線表示手段３３とを備えている。
【００７３】
断線検出手段３２は、上述の実施の形態と同様の構成を有する第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、両コンパレータ回路１６，１７の出力が与えられるオアゲート２７と、このオアゲート２７の出力が与えられるタイマ回路２８とを備えている。この断線検出手段３２は、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあると、第１コンパレータ回路１６あるいは第２コンパレータ回路１７の出力が、ハイレベルとなり、これによって、オアゲート２７の出力がハイレベルとなってタイマ回路２８が計測を開始し、予め定めた期間継続したときに、クロック線７あるいはデータ線８の断線であるとして、ハイレベルのタイムアップ出力を、断線表示手段３３に与える。
【００７４】
断線表示手段３３は、クロックがバッファ３４を介して与えられるとともに、タイマ回路２８の出力が与えられるアンドゲート３５と、クロック線７あるいはデータ線８の断線を表示する断線表示用ＬＥＤ３６と、アンドゲート３５の出力によって断線表示用ＬＥＤ３６の点灯を制御するとともに、スイッチ３１を制御して通電表示用ＬＥＤ１１の表示状態を制御するＬＥＤ点灯回路３７とを備えている。
【００７５】
下流側のデータ線８が断線したときには、アンドゲート３５の一方の入力には、タイマ回路２８からハイレベルのタイムアップ出力が与えられ、他方の入力には、バッファ３４を介してクロックが与えられ、また、上流側のクロック線７が断線したときには、アンドゲート３５の一方の入力には、タイマ回路２８からハイレベルのタイムアップ出力が与えられ、他方の入力には、クロックではなくハイレベルの入力が与えられる。
【００７６】
したがって、データ線８が断線したときには、ＬＥＤ点灯回路３７には、クロックに同期したハイレベル、ローレベルのアンドゲート３５の出力が与えられ、クロック線７が断線したときには、ハイレベルのアンドゲート３５の出力が与えられることになる。
【００７７】
このＬＥＤ点灯回路３７は、ハイレベルの入力によって断線表示用ＬＥＤ３６を点灯させるとともに、スイッチ３１をオフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させ、また、ローレベルの入力によって断線表示用ＬＥＤ３６を消灯させるとともに、スイッチ３１をオンして通電表示用ＬＥＤ１１を点灯させるものである。
【００７８】
したがって、データ線８の断線時には、クロックに同期して断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とが交互に点灯するが、一般に、クロックの周波数では、同時点灯しているように見える。また、クロック線７の断線時には、断線表示用ＬＥＤ３６は点灯状態となり、通電表示用ＬＥＤ１１は消灯状態となる。
【００７９】
なお、この実施の形態では、断線表示用ＬＥＤ３６の点灯の色を橙色としている。
【００８０】
次に、以上の構成を有する子局による断線の表示について具体例を示す。
【００８１】
例えば、図１０（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が緑色に点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００８２】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線していることが分かる。
【００８３】
また、例えば、図１０（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段３２の第２コンパレータ回路１７、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段３３は、断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とをクロックに同期して交互に点灯させ、断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とが共に点灯しているように見える。
【００８４】
これによって、断線表示用ＬＥＤ３６が橙色に点灯している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線が断線したことが分かる。
【００８５】
また、例えば、図１０（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段３２の第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段３３の断線表示用ＬＥＤ３６が点灯するとともに、通電表示用ＬＥＤ１１が消灯する。
【００８６】
これによって、断線表示用ＬＥＤ３６が点灯し、かつ、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない子局３３と、その上流側の通電表示用ＬＥＤ１１のみが点灯している子局３２との間のクロック線７が断線したことが分かる。
【００８７】
このようして、断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１および断線表示用ＬＥＤ３６の点灯あるいは消灯によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００８８】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００８９】
（その他の実施の形態）
上述の各実施の形態では、ＬＥＤによって表示したけれども、本発明の他の実施の形態として、液晶やその他の表示手段によって表示するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述の各実施の形態では、入力機器４１〜４４からのオンオフの状態信号を取り込んで親局２に伝送する入力専用のシステムに適用したけれども、本発明の他の実施の形態として、親局からのオンオフの制御信号を各子局に伝送し、各子局に接続された出力機器に出力する出力専用のシステムに適用してもよく、あるいは、入出力兼用のシステムに適用してもよい。
【００９１】
上述の各実施の形態では、電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８の４線で縦続接続したけれども、本発明の他の実施の形態として、クロックを電源に重畳して供給することにより、電源線、グランド線およびデータ線の３線で縦続接続してもよく、この場合には、例えば、図９の実施の形態では、第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびアンドゲート３５は省略できることになり、また、その断線表示も図１０（Ｃ）の表示が省略されることになる。
【００９２】
また、上述の実施の形態では、子局は、４台であったけれども、子局は、複数であればよく、４台に限らないのは勿論であり、特に台数が多い場合に、本発明の効果が顕著となる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、子局毎に接続線の断線を検出して表示できることになり、断線箇所を容易に特定できることになり、これによって、断線した場合の配線の交換に要する時間および労力を大幅に削減できることになり、従来例に比べて短時間で正常な状態に復帰させることができる。
【００９４】
また、電源の供給の有無を表示する通電表示手段を備えているので、電源線あるいはグランド線が断線して電源の供給が断たれたときには、それを表示できることになる。
【００９５】
さらに、断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、断線箇所を容易に特定できるのみならず、断線した接続線の種類を特定できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態の構成図である。
【図２】子局から親局へデータを伝送する場合の信号波形図である。
【図３】動作説明に供する各局のレジスタのデータを示す図である。
【図４】図１の子局の構成図である。
【図５】図４のコンパレータ回路の構成図である。
【図６】断線に応じた表示状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の子局の構成図である。
【図８】図７の実施の形態の表示状態を示す図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態の子局の構成図である。
【図１０】図９の実施の形態の表示状態を示す図である。
【図１１】従来例の構成図である。
【符号の説明】
２ 親局
３１〜３４ 子局
４１〜４３ 入力機器
５ 電源線
６ グランド線
７ クロック線
８ データ線
１１ 通電表示用ＬＥＤ
１２，２５，３２ 断線検出手段
１３，２６，３３ 断線表示手段
２１ クロック断線表示用ＬＥＤ
２３ データ断線表示用ＬＥＤ
３６ 断線表示用ＬＥＤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、リミットスイッチや各種センサなどの入力機器からのオンオフの状態信号を制御用コントローラなどに伝送したり、あるいは、制御用コントローラなどからのオンオフの制御信号を、工作機械等のエアーバルブやアクチュエータなどの出力機器に伝送するのに好適な制御通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような制御通信システムにおいて、制御用コントローラと出力機器、あるいは、制御用コントローラと入力機器の間を、個別に直接配線したのでは、配線構成が複雑となり、配線作業に手間がかかるとともに、配線数が増加する分コストも高くつくことになる。
【０００３】
そこで、省配線を図った制御通信システムとして、例えば図１１に示されるように、制御用コントローラ５０に接続された親局５１と、アクチュエータ等の出力機器あるいは各種センサ等の入力機器に接続された複数の子局５２１〜５２ｎとを備え、親局５１から伝送されるオンオフの制御信号を子局５２１〜５２ｎを介して出力機器に出力したり、あるいは、入力機器からのオンオフの状態信号を子局５２１〜５２ｎに取り込んで親局５１に伝送するといった構成のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御通信システムでは、断線等による伝送路の異常が生じた場合に、その検知および異常が生じた箇所の特定が容易ではなく、したがって、正常な状態に復帰させるまでに長時間を要するといった難点がある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、親局と複数の子局とを備える省配線を図った制御通信システムにおいて、断線等による伝送路異常が生じた場合に、それを検知できるようにするとともに、その異常が生じた箇所を容易に特定できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線、および、前記データ線についてそれぞれ個別に、信号レベルが断線状態に対応した所定範囲のレベルであるのを予め定めた期間継続したときに断線を検出する断線検出手段と、前記断線検出手段の検出結果に基づいて、前記クロック線の断線の有無、および、前記データ線の断線の有無をそれぞれ個別に表示する断線表示手段と、を備える。
【０００８】
本発明の請求項２に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力し、かつ、前記データ線の信号レベルが断線状態に対応した前記所定範囲のレベルであるとの検出信号を出力する断線検出手段と、前記断線検出手段の断線検出信号および検出信号の両出力に基づいて、断線したのが前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類かに応じて、前記通電表示手段の表示状態を制御する断線表示手段と、を備える。
【０００９】
本発明の請求項３に係る制御通信システムは、親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、前記複数の子局のそれぞれは、前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力する断線検出手段と、前記クロック線あるいはデータ線の断線を表示する断線表示用素子を備え、前記断線検出手段から与えられる前記断線検出信号に基づき、さらに前記クロック線から与えられるシフトクロックを利用して、前記断線表示用素子の表示状態および前記通電表示手段の表示状態を組み合わせて制御して、前記電源線、前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類が断線しているかを区別して表示を行う断線表示手段と、を備える。
【００１１】
請求項１の本発明によれば、子局は、接続線の断線を検出する断線検出手段と、前記断線検出手段の出力に基づいて、断線を表示する断線表示手段とを備えているので、子局毎に接続線の断線を検出して表示できることになり、断線箇所を容易に特定できることになり、これによって、断線が生じた場合の配線の交換に要する時間および労力を大幅に削減できることになり、従来に比べて短時間で正常な状態に復帰させることができる。
【００１２】
請求項２の本発明によれば、子局は、電源の供給の有無を表示する通電表示手段を備えているので、電源線あるいはグランド線が断線して電源の供給が断たれたときには、それを表示できることになり、また、システムのセットアップ時には、正常に接続が行われて電源が供給されたか否かを瞬時に視認することができる。
【００１３】
請求項３の本発明によれば、断線検出手段は、データ線およびクロック線の少なくとも一方の接続線の断線を検出し、断線表示手段は、断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、断線箇所を容易に特定できるのみならず、断線した接続線の種類を特定できることになり、これによって、断線が生じた場合の配線の交換に要する時間および労力を一層に削減できることになる。
【００１５】
請求項３の本発明によれば、通電表示手段および断線表示用素子の表示状態を制御して断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、データ線及びクロック線に個別的に対応させて断線表示用素子を設ける必要がない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態の制御通信システムの全体構成図である。
【００１８】
この実施の形態の制御通信システムは、図示しないプログラマブルコントローラに接続された親局２と、複数（この実施の形態では、４台）の子局３１〜３４とを備えており、親局２および４台の子局３１〜３４は、ケーブルによって電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８の４線で縦続接続されており、親局２側が上流側とされる。
【００１９】
この実施の形態では、各子局３１〜３４に、各種センサやスイッチ等の入力機器４１〜４４が接続されており、子局３１〜３４を制御する親局２は、子局３１〜３４から伝送される入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号をプログラマブルコントローラに与え、プログラマブルコントローラは、それに基づいて、工作機械等を制御する。
【００２０】
各入力機器４１〜４４から取り込まれた子局３１〜３４の１ビットのデータは、下流側から上流側へ順次シフトされて親局２に伝送されるようになっている。
【００２１】
この実施の形態では、各子局３１〜３４には、各種センサ等の入力機器４１〜４４のみが接続された入力専用となっており、通常の動作状態においては、後述のように、入力機器４１〜４４から各子局３１〜３４に取り込まれた１ビットのデータが、親局２側に順次シフトされて伝送され、親局２は、そのデータをプログラマブルコントローラに与えるという動作を繰り返すものである。
【００２２】
この実施の形態の親局２は、最大８台の子局が接続可能であり、各子局の１ビットデータを保持できるように８ビット構成の入出力レジスタを備えている。親局２は、各子局を制御するためのコマンドおよびデータを１ビットずつシフトさせるためのシフトクロックをクロック線７を介して伝送するものであり、コマンドとしては、子局側から親局側へデータを伝送せよ、子局３１〜３４に接続されている入力機器４１〜４４のデータを子局３１〜３４に入力せよの少なくとも２種類が存在する。
【００２３】
各子局３１〜３４は、１ビットのシフトレジスタを備えており、子局３１〜３４に接続されている入力機器４１〜４４のデータを子局３１〜３４に入力せよとのコマンドに応答してこのシフトレジスタに、入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号を取り込み、子局側から親局側へデータを伝送せよとのコマンドに応答して親局２からのシフトクロックに応じて上流側の子局に、データを順次シフトさせて伝送するものである。
【００２４】
図２は、子局３１〜３４から親局２へデータを伝送する場合の子局の上流側および下流側のデータ線のデータを示している。
【００２５】
子局３１〜３４から親局２へデータを伝送する場合には、親局２からの図２（Ａ）のシフトクロックに応答して、図２（Ｂ）に示される下流側からの入力データを、１ビットずつシフトさせて図２（Ｃ）に示されるように上流側に出力するものである。
【００２６】
次に、この通信制御システムの通常の動作手順を、図３に基づいて説明する。この図３において、９，１０１〜１０４は、上述の親局２の入出力レジスタおよび各子局３１〜３４の各シフトレジスタをそれぞれ示している。
【００２７】
この実施の形態では、先ず、入力機器４１〜４３のオンオフの状態信号を各子局３１〜３４に入力せよとのコマンドが伝送され、これに応じて、例えば同図（Ａ）に示されるように、各子局３１〜３４は、入力機器４１〜４４のデータを、１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４にそれぞれ取り込む。
【００２８】
次に、子局３１〜３４のデータを親局２に伝送せよとのコマンドに引き続く８個のシフトクロックに同期して、取り込んだデータを、同図（Ｂ）に示されるように、親局２の入出力レジスタ９に伝送し、親局２は、伝送されたデータを、プログラマブルコントローラに出力する。
【００２９】
その後は、再び、同図（Ａ）と同様に、入力機器４１〜４４のオンオフの状態信号を各子局３１〜３４に入力せよとのコマンドが伝送され、これに応じて、例えば同図（Ｃ）に示されるように、各子局３１〜３４は、入力機器４１〜４４のデータを、１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４にそれぞれ取り込む。
【００３０】
次に、子局３１〜３４のデータを親局２に伝送せよとのコマンドに引き続く８個のシフトクロックに同期して、取り込んだデータを、同図（Ｄ）に示されるように、親局２の入出力レジスタ９に伝送し、親局２は、伝送されたデータを、プログラマブルコントローラに出力する。
【００３１】
その後は、再び、同図（Ａ）と同様に、入力機器４１〜４４のデータを各子局３１〜３４のシフトレジスタ１０１〜１０４に取り込んで、上述と同様の動作を繰り返すのである。
【００３２】
この実施の形態では、電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８といった接続線の断線を検出するとともに、断線箇所を容易に特定できるようにするために、次のように構成している。
【００３３】
すなわち、図４は、子局３１〜３４の構成を示すブロック図であり、この図４に示されるように、各子局３１〜３４は、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１と、データ線８およびクロック線７の断線を検出する断線検出手段１２と、この断線検出手段１２の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じた断線の表示を行う断線表示手段１３とを備えている。
【００３４】
なお、１４は上述の１ビットのシフトレジスタ１０１〜１０４などを含むデータ伝送処理回路であり、このデータ伝送処理回路１４は、上述のように、入力機器４１〜４３のオンオフの状態信号を取り込み、親局２からのシフトクロックに応じて上流側の子局に、データを順次シフトさせて伝送するものである。
【００３５】
通電表示用ＬＥＤ１１は、電源線５とグランド線６との間に、負荷１５を介して接続されており、親局２から電源が供給されているときには、点灯し、電源が供給されていないときには、消灯するものであり、したがって、電源線５あるいはグランド線６の断線時には、この通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００３６】
断線検出手段１２は、上流側のクロック線７および下流側のデータ線８が断線したときに、それぞれハイレベルの出力を与える第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、この第１，第２コンパレータ回路１６，１７のハイレベルの出力が一定期間継続したときにそれぞれハイレベルのタイムアップ出力を与える第１，第２タイマ回路１８，１９とを備えている。
【００３７】
各コンパレータ回路１６，１７は、例えば、図５に示されるように、クロック線あるいはデータ線が断線したときに、その電位が、例えば、電源電圧の中間レベルになるように設定するための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２（Ｒ１＝Ｒ２）と、前記中間レベルを含む一定の範囲内の電位であるときにハイレベルの出力を与えるウィンドウコンパレータ２０とを備えている。正常にクロックあるいはデータの伝送が行われている場合には、クロック入力あるいはデータ入力は、電源電圧またはグランド（ＧＮＤ）に近い電圧レベルを示しており、電源電圧の中間レベルを、一定期間以上継続して示すことはない。
【００３８】
そこで、ウィンドウコンパレータ２０のハイレベルの出力が予め定めた期間継続したとき、すなわち、クロック入力あるいはデータ入力が、電源電圧の中間レベルを含む一定の範囲内の電位を予め定めた期間継続したときには、断線であるとして、図４のタイマ回路１８，１９は、ハイレベルのタイムアップ出力を与えるものである。
【００３９】
なお、クロック線７の場合には、正常時には、ハイレベルおよびローレベルを繰り返し、ハイレベルあるいはローレベルを一定期間以上継続することはないので、本発明の他の実施の形態として、ウィンドウコンパレータ２０を省略してもよい。
【００４０】
断線表示手段１３は、図４に示されるように、上流側のクロック線７の断線を表示するクロック断線表示用ＬＥＤ２１と、第１タイマ回路１８のタイムアップ出力に応答してクロック断線表示用ＬＥＤ２１を点灯させる第１ＬＥＤ点灯回路２２と、下流側のデータ線８の断線を表示するデータ断線表示用ＬＥＤ２３と、第２タイマ回路１９のタイムアップ出力に応答してデータ断線表示用ＬＥＤ２３を点灯させる第２ＬＥＤ点灯回路２４とを備えている。
【００４１】
なお、この実施の形態では、通電表示用ＬＥＤ１１、クロック断線表示用ＬＥＤ２１およびデータ断線表示用ＬＥＤ２３は、それぞれ緑色、橙色および赤色で点灯するものであり、これらＬＥＤ１１，２１，２３は、外部から目視できるように、子局３１〜３４の適宜箇所に配設されている。
【００４２】
この断線表示手段１３では、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内に予め定めた期間継続してあったときに、第１タイマ回路１８あるいは第２タイマ回路１９のタイムアップ出力によって第１ＬＥＤ点灯回路２２あるいは第２ＬＥＤ点灯回路２４が駆動され、クロック断線表示用ＬＥＤ２１あるいはデータ断線表示用ＬＥＤ２３が点灯することになる。
【００４３】
次に、以上の構成を有する子局３１〜３４による断線の表示について具体例を示す。
【００４４】
例えば、図６（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が緑色で点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００４５】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線していることが分かる。
【００４６】
また、例えば、図６（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段１２の第２コンパレータ回路１７および第２タイマ回路１９によってそれが検出されて断線表示手段１３のデータ断線表示用ＬＥＤ２３が赤色で点灯する。
【００４７】
これによって、データ断線表示用ＬＥＤ２３が点灯している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線が断線したことが分かる。なお、電源は、すべての子局３１〜３４に供給されているので、通電表示用ＬＥＤ１１は、点灯している。
【００４８】
また、例えば、図６（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段１２の第１コンパレータ回路１６および第１タイマ回路１８によってそれが検出されて断線表示手段１３のクロック断線表示用ＬＥＤ２１が橙色で点灯する。
【００４９】
これによって、クロック断線表示用ＬＥＤ２１が点灯している子局３３と、その上流側のクロック断線表示用ＬＥＤ２１が点灯していない子局３２との間のクロック線７が断線したことが分かる。なお、電源は、すべての子局３１〜３４に供給されているので、通電表示用ＬＥＤ１１は、点灯している。
【００５０】
このようして、断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１、クロック断線表示用ＬＥＤ２１およびデータ断線表示用ＬＥＤ２３の点灯あるいは消灯によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００５１】
この実施の形態では、データ線８あるいはクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルであることを検出したけれども、必ずしも中間レベルである必要はなく、正常時の電位と区別できる電位であればよい。
【００５２】
上述の実施の形態では、データ線８およびクロック線７の両接続線の断線を検出して表示したけれども、本発明の他の実施の形態として、いずれか一方の接続線の断線のみを検出して表示するようにしてもよい。
【００５３】
上述の実施の形態では、断線表示用ＬＥＤ２３，２１を、データ線８およびクロック線７に個別的に対応させて設けたけれども、本発明の他の実施の形態として、単一の断線表示用ＬＥＤを設け、データ線およびクロック線の断線に応じて、点灯状態を異ならせる、例えば、データ線の断線は点滅表示し、クロック線の断線は点灯表示するようにしてもよい。
【００５４】
また、各ＬＥＤ１１，２１，２３の色は、上述の実施の形態に限らず、他の色であってもよく、さらに、ＬＥＤと接続線の種類とを対応づけて設けることにより、各ＬＥＤを同一の色で点灯させてもよい。
【００５５】
（実施の形態２）
図７は、本発明の他の実施の形態の子局の構成を示すブロック図であり、図４に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５６】
子局３１〜３４は、上述の実施の形態と同様に、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１を備えており、さらに、この実施の形態では、データ線８およびクロック線７の少なくとも一方の断線を検出する断線検出手段２５と、この断線検出手段２５の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じて通電表示用ＬＥＤ１１の表示状態を制御する断線表示手段２６とを備えている。
【００５７】
断線検出手段２５は、上述の実施の形態と同様の構成を有する第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、両コンパレータ回路１６，１７の出力が与えられるオアゲート２７と、このオアゲート２７の出力が与えられるタイマ回路２８とを備えている。この断線検出手段２５は、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあると、第１コンパレータ回路１６あるいは第２コンパレータ回路１７の出力が、ハイレベルとなり、これによって、オアゲート２７の出力がハイレベルとなってタイマ回路２８が計測を開始し、予め定めた期間継続したときに、クロック線７あるいはデータ線８の断線であるとして、ハイレベルのタイムアップ出力を、断線表示手段２６に与える。
【００５８】
断線表示手段２６は、データ線８の断線を検出するための第２コンパレータ回路１７の出力が与えられる低周波発振器２９と、この低周波発振器２９の出力およびタイマ回路２８の出力が与えられるアンドゲート３０と、このアンドゲート３０の出力によってオンオフ制御されるスイッチ３１とを備えており、スイッチ３１は、通電表示用ＬＥＤ１１と負荷１５との間に設けられている。
【００５９】
低周波発振器２９は、その出力がハイレベルの状態で待機しており、データ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあったときの第２コンパレータ回路１７のハイレベルの出力によって低周波発振を開始する。スイッチ３１は、アンドゲート３０の出力がハイレベルであるときに、オフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させ、アンドゲート３０の出力がローレベルであるときに、オンして通電表示用ＬＥＤ１１を点灯させる。
【００６０】
したがって、上流側のクロック線７が断線したときには、第１コンパレータ回路１６の出力、オアゲート２７の出力がハイレベルとなり、タイマ回路２８は、ハイレベルのタイムアップ出力を与え、これによって、アンドゲート３０の出力がハイレベルとなってスイッチ３１をオフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させることになる。
【００６１】
また、下流側のデータ線８が断線したときには、第２コンパレータ回路１７の出力がハイレベルとなって低周波発振器２９が発振を開始するとともに、オアゲート２７の出力がハイレベルとなり、タイマ回路２８は、タイムアップ出力を与え、これによって、アンドゲート３０の出力が、低周波発振器２９の出力に応じて、ハイレベル、ローレベルを繰り返し、スイッチ３１がオンオフして通電表示用ＬＥＤ１１が点滅することになる。
【００６２】
次に、以上の構成を有する子局による断線の表示について具体例を示す。
【００６３】
例えば、図８（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００６４】
また、図８（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段１６の第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段２６のアンドゲート３０の出力がハイレベルとなってスイッチ３１をオフし、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになり、同図（Ａ）と同じ表示状態となる。
【００６５】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５、グランド線６あるいはクロック線７が断線していることが分かる。
【００６６】
また、例えば、図８（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段２５の第２コンパレータ回路１７、オアゲート２７およびタイマ回路２８の出力がハイレベルとなり、断線表示手段２６の低周波発振器２９が発振を開始し、アンドゲート３０の出力がハイレベル、ローレベルを繰り返し、これによって、スイッチ３１がオンオフして通電表示用ＬＥＤ１１が点滅することになる。
【００６７】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点滅している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線８が断線したことが分かる。
【００６８】
このようして、電源線５、グランド線６あるいはクロック線７の断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１の点灯あるいは消灯によって、断線箇所を容易に特定でき、また、データ線８の断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１の点滅によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００６９】
なお、この実施の形態では、通電表示と断線表示とを通電表示用ＬＥＤ１１で兼用するために、電源線５あるいはグランド線６の断線とクロック線７の断線とを区別できないけれども、上述の実施の形態に比べて、表示用ＬＥＤの数を低減することができる。
【００７０】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００７１】
（実施の形態３）
図９は、本発明のさらに他の実施の形態の子局の構成を示すブロック図であり、図７に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７２】
子局３１〜３４は、上述の実施の形態と同様に、親局２からの電源の供給を表示する通電表示手段としての通電表示用ＬＥＤ１１を備えており、さらに、この実施の形態では、データ線８およびクロック線７の少なくとも一方の断線を検出する断線検出手段３２と、この断線検出手段３２の出力に基づいて、断線した接続線の種類に応じた表示を行う断線表示手段３３とを備えている。
【００７３】
断線検出手段３２は、上述の実施の形態と同様の構成を有する第１，第２コンパレータ回路１６，１７と、両コンパレータ回路１６，１７の出力が与えられるオアゲート２７と、このオアゲート２７の出力が与えられるタイマ回路２８とを備えている。この断線検出手段３２は、クロック線７あるいはデータ線８の電位が、電源電圧の中間レベルを含む一定範囲内にあると、第１コンパレータ回路１６あるいは第２コンパレータ回路１７の出力が、ハイレベルとなり、これによって、オアゲート２７の出力がハイレベルとなってタイマ回路２８が計測を開始し、予め定めた期間継続したときに、クロック線７あるいはデータ線８の断線であるとして、ハイレベルのタイムアップ出力を、断線表示手段３３に与える。
【００７４】
断線表示手段３３は、クロックがバッファ３４を介して与えられるとともに、タイマ回路２８の出力が与えられるアンドゲート３５と、クロック線７あるいはデータ線８の断線を表示する断線表示用ＬＥＤ３６と、アンドゲート３５の出力によって断線表示用ＬＥＤ３６の点灯を制御するとともに、スイッチ３１を制御して通電表示用ＬＥＤ１１の表示状態を制御するＬＥＤ点灯回路３７とを備えている。
【００７５】
下流側のデータ線８が断線したときには、アンドゲート３５の一方の入力には、タイマ回路２８からハイレベルのタイムアップ出力が与えられ、他方の入力には、バッファ３４を介してクロックが与えられ、また、上流側のクロック線７が断線したときには、アンドゲート３５の一方の入力には、タイマ回路２８からハイレベルのタイムアップ出力が与えられ、他方の入力には、クロックではなくハイレベルの入力が与えられる。
【００７６】
したがって、データ線８が断線したときには、ＬＥＤ点灯回路３７には、クロックに同期したハイレベル、ローレベルのアンドゲート３５の出力が与えられ、クロック線７が断線したときには、ハイレベルのアンドゲート３５の出力が与えられることになる。
【００７７】
このＬＥＤ点灯回路３７は、ハイレベルの入力によって断線表示用ＬＥＤ３６を点灯させるとともに、スイッチ３１をオフして通電表示用ＬＥＤ１１を消灯させ、また、ローレベルの入力によって断線表示用ＬＥＤ３６を消灯させるとともに、スイッチ３１をオンして通電表示用ＬＥＤ１１を点灯させるものである。
【００７８】
したがって、データ線８の断線時には、クロックに同期して断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とが交互に点灯するが、一般に、クロックの周波数では、同時点灯しているように見える。また、クロック線７の断線時には、断線表示用ＬＥＤ３６は点灯状態となり、通電表示用ＬＥＤ１１は消灯状態となる。
【００７９】
なお、この実施の形態では、断線表示用ＬＥＤ３６の点灯の色を橙色としている。
【００８０】
次に、以上の構成を有する子局による断線の表示について具体例を示す。
【００８１】
例えば、図１０（Ａ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線したときには、それよりも上流側の１番目および２番目の子局３１，３２は、電源が供給されるので、通電表示用ＬＥＤ１１が緑色に点灯するけれども、それよりも下流側の３番目および４番目の子局３３，３４には、電源が供給されず、通電表示用ＬＥＤ１１は、消灯することになる。
【００８２】
これによって、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯している２番目の子局３２と通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない３番目の子局３３との間の電源線５あるいはグランド線６が断線していることが分かる。
【００８３】
また、例えば、図１０（Ｂ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のデータ線８が断線したときには、２番目の子局３２の下流側のデータ線の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、断線検出手段３２の第２コンパレータ回路１７、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段３３は、断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とをクロックに同期して交互に点灯させ、断線表示用ＬＥＤ３６と通電表示用ＬＥＤ１１とが共に点灯しているように見える。
【００８４】
これによって、断線表示用ＬＥＤ３６が橙色に点灯している２番目の子局３２とその下流側の子局３３との間のデータ線が断線したことが分かる。
【００８５】
また、例えば、図１０（Ｃ）に示されるように、上流側から２番目の子局３２と３番目の子局３３との間のクロック線７が断線したときには、３番目の子局３３の上流側のクロック線７の電位および４番目の子局３４の上流側のクロック線７の電位が、電源電圧の中間レベルの電位となり、各子局３３，３４の断線検出手段３２の第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびタイマ回路２８によってそれが検出され、断線表示手段３３の断線表示用ＬＥＤ３６が点灯するとともに、通電表示用ＬＥＤ１１が消灯する。
【００８６】
これによって、断線表示用ＬＥＤ３６が点灯し、かつ、通電表示用ＬＥＤ１１が点灯していない子局３３と、その上流側の通電表示用ＬＥＤ１１のみが点灯している子局３２との間のクロック線７が断線したことが分かる。
【００８７】
このようして、断線時には、通電表示用ＬＥＤ１１および断線表示用ＬＥＤ３６の点灯あるいは消灯によって、断線箇所および断線した接続線の種類を容易に特定できることになり、これによって、配線の交換に要する時間労力の格段の改善を図ることができる。
【００８８】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００８９】
（その他の実施の形態）
上述の各実施の形態では、ＬＥＤによって表示したけれども、本発明の他の実施の形態として、液晶やその他の表示手段によって表示するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述の各実施の形態では、入力機器４１〜４４からのオンオフの状態信号を取り込んで親局２に伝送する入力専用のシステムに適用したけれども、本発明の他の実施の形態として、親局からのオンオフの制御信号を各子局に伝送し、各子局に接続された出力機器に出力する出力専用のシステムに適用してもよく、あるいは、入出力兼用のシステムに適用してもよい。
【００９１】
上述の各実施の形態では、電源線５、グランド線６、クロック線７およびデータ線８の４線で縦続接続したけれども、本発明の他の実施の形態として、クロックを電源に重畳して供給することにより、電源線、グランド線およびデータ線の３線で縦続接続してもよく、この場合には、例えば、図９の実施の形態では、第１コンパレータ回路１６、オアゲート２７およびアンドゲート３５は省略できることになり、また、その断線表示も図１０（Ｃ）の表示が省略されることになる。
【００９２】
また、上述の実施の形態では、子局は、４台であったけれども、子局は、複数であればよく、４台に限らないのは勿論であり、特に台数が多い場合に、本発明の効果が顕著となる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、子局毎に接続線の断線を検出して表示できることになり、断線箇所を容易に特定できることになり、これによって、断線した場合の配線の交換に要する時間および労力を大幅に削減できることになり、従来例に比べて短時間で正常な状態に復帰させることができる。
【００９４】
また、電源の供給の有無を表示する通電表示手段を備えているので、電源線あるいはグランド線が断線して電源の供給が断たれたときには、それを表示できることになる。
【００９５】
さらに、断線した接続線の種類に応じた表示を行うので、断線箇所を容易に特定できるのみならず、断線した接続線の種類を特定できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態の構成図である。
【図２】子局から親局へデータを伝送する場合の信号波形図である。
【図３】動作説明に供する各局のレジスタのデータを示す図である。
【図４】図１の子局の構成図である。
【図５】図４のコンパレータ回路の構成図である。
【図６】断線に応じた表示状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の子局の構成図である。
【図８】図７の実施の形態の表示状態を示す図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態の子局の構成図である。
【図１０】図９の実施の形態の表示状態を示す図である。
【図１１】従来例の構成図である。
【符号の説明】
２ 親局
３１〜３４ 子局
４１〜４３ 入力機器
５ 電源線
６ グランド線
７ クロック線
８ データ線
１１ 通電表示用ＬＥＤ
１２，２５，３２ 断線検出手段
１３，２６，３３ 断線表示手段
２１ クロック断線表示用ＬＥＤ
２３ データ断線表示用ＬＥＤ
３６ 断線表示用ＬＥＤ
Claims (3)
- 親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、
前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、
前記クロック線、および、前記データ線についてそれぞれ個別に、信号レベルが断線状態に対応した所定範囲のレベルであるのを予め定めた期間継続したときに断線を検出する断線検出手段と、
前記断線検出手段の検出結果に基づいて、前記クロック線の断線の有無、および、前記データ線の断線の有無をそれぞれ個別に表示する断線表示手段と、
を備えることを特徴とする制御通信システム。 - 親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、
前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、
前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力し、かつ、前記データ線の信号レベルが断線状態に対応した前記所定範囲のレベルであるとの検出信号を出力する断線検出手段と、
前記断線検出手段の断線検出信号および検出信号の両出力に基づいて、断線したのが前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類かに応じて、前記通電表示手段の表示状態を制御する断線表示手段と、
を備えることを特徴とする制御通信システム。 - 親局と複数の子局とが縦続接続され、この縦続接続は、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへ電源を供給する電源線と、前記親局から前記複数の子局のそれぞれへシフトクロックを伝送するクロック線と、前記親局と前記複数の子局のそれぞれとの間においてデータを伝送するデータ線とをそれぞれ接続することにより行われる制御通信システムであって、
前記複数の子局のそれぞれは、
前記クロック線からのシフトクロックに応じて、伝送データを、前記データ線を介して隣の局に順次シフトさせて伝送するデータ伝送処理回路と、
前記電源線からの電源供給の状態を表示する通電表示手段と、
前記クロック線および前記データ線についてそれぞれの信号レベルがそれぞれの断線状態に対応した所定範囲のレベルにあるかを個別に計測し、それらの論理和の出力が予め定めた期間継続したときに前記クロック線および前記データ線の少なくとも一方の断線であるとの断線検出信号を出力する断線検出手段と、
前記クロック線あるいはデータ線の断線を表示する断線表示用素子を備え、前記断線検出手段から与えられる前記断線検出信号に基づき、さらに前記クロック線から与えられるシフトクロックを利用して、前記断線表示用素子の表示状態および前記通電表示手段の表 示状態を組み合わせて制御して、前記電源線、前記クロック線および前記データ線のいずれかの種類が断線しているかを区別して表示を行う断線表示手段と、
を備えることを特徴とする制御通信システム。
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|---|---|---|---|
| JP25141596A JP3612886B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 制御通信システム |
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