JP4353943B2 - シーケンス制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、制御装置および複数の被制御装置により構成されたシーケンス制御装置に関するものであり、詳細には、初期設定時に複数の被制御装置に識別符号（装置番号）を設定するシーケンス制御装置に関するものである。

工場の自動生産設備などにおいては、制御対象機器を制御するためのシーケンス制御装置を１台の制御装置と複数台の被制御装置によって構成して分散制御システムを構築することが多い。この際、被制御装置のバス接続台数は数十台になることも少なくない。

このような分散制御システムにおいては、各装置間の接続のために各装置に識別符号（装置番号）を割り付ける必要がある。そこで、従来は、各装置に識別符号設定部を設け、これら識別符号設定部を人が手動操作することで、各装置に識別符号を設定するようにしていた。しかし、上記手動設定による手法では、操作ミスによる誤設定の可能性が高いという問題がある。

そこで、特許文献１には、電子交換機システムにおいて、電子交換機システムを構成する複数の装置に装置番号を自動的に設定するようにしている。

この特許文献１に記載の発明においては、基準装置と複数の装置とをそれぞれ二本の信号線によってシリアルに接続し、基準装置は定められた遅延差を持った基本信号Ａ，Ｂを二本の信号線を介して第１番目の装置に送出する。第１番目の装置では、基本信号Ａ，Ｂ間の遅延差を検出し、検出した遅延差に基づき自装置（第１番目の装置）の装置番号を設定するとともに、受信した基本信号Ａ，Ｂに対しさらに所定の遅延差を与え、該さらなる遅延差が付与された基本信号Ａ，Ｂを二本の信号線を介して第２番目の装置に送出する。第２番目の装置では、受信したさらなる遅延差が付与された基本信号Ａ，Ｂ間の遅延差を検出し、検出した遅延差に基づき自装置（第２番目の装置）の装置番号を設定するとともに、受信した基本信号Ａ，Ｂに対しさらに所定の遅延差を与え、該遅延差が付与された基本信号Ａ，Ｂを二本の信号線を介して第３番目の装置に送出する。第３番目、第４番目、…の装置は、同様の処理を実行する。

例えば、基準装置の装置番号を「１」とし、２クロック分の遅延差が数値「１」に対応するように定める。基準装置１から送出される基本信号Ａ，Ｂが遅延差が４クロック分であるとすると、第１番目の装置では、この基本信号Ａ，Ｂを受信して自装置の装置番号を「２」に設定するとともに、基本信号にＡ，Ｂにさらなる遅延差を付与して６クロック分の遅延差を持つ基本信号Ａ，Ｂを第２番目の装置に送出する。この６クロック分の遅延差を持つ基本信号Ａ，Ｂを受信した第２番目の装置では、自装置の装置番号を「３」に設定するとともに、基本信号にＡ，Ｂにさらなる遅延差を付与して８クロック分の遅延差を持つ基本信号Ａ，Ｂを第３番目の装置に送出する。以下同様である。

しかしながら、上記の従来技術では、各装置間で二つの基本信号Ａ，Ｂを受信しかつ出力する必要があるので、基本信号Ａ，Ｂの伝搬のために、各装置に２入力、２出力の計４本の接点が必要となり、各装置間の接点数が多く、接続コネクタのピンが多くなる問題がある。シーケンス制御装置では、電子交換機などに比べ、小規模な装置を数十台バス接続してシステムを構成することが多いため、上記のような従来技術を適用したのでは、ピン価格に対する費用比率が高くなり、ピン数が多いことによる費用上昇分がシステム全体の費用上昇に大きく影響してしまう。また、従来技術では、遅延差をもった二つの基本信号Ａ，Ｂが必要であるため、各装置に二系統の信号伝達手段が必要であり、コスト増の問題がある。

さらに、従来技術では、ノイズなどの外乱の多い環境下では、遅延差を表す基本信号がノイズなどの影響を受ると、誤った識別符号を付与してしまうために、別途ノイズ除去機能を付与する必要がある。すなわち、識別符号に誤りが発生すると、通信そのものが不可能となるため、基本信号の伝送にもデータ伝送と同等以上の誤り検出機能が必要となる。また、ノイズ対策のために、基本信号の伝送に、巡回符号に代表されるようなデータ伝送と同等の誤り検出部を設ける場合は、その分、コストアップの問題がある。

このような基本信号用の誤り検出部は、データ伝送部と共通にすることにより省略可能であるが、シーケンス制御装置において、被制御装置を新たに追加する場合は、データ伝送終了まで待って識別符号付与処理を行うかあるいはデータ伝送を中断して識別符号付与処理を行わなければならず、データ伝送中に識別符号付与処理を行うことができないという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズの影響によって識別符号を誤って付与することなく低コストのシーケンス制御装置を得ることを目的としている。

特開昭６４−６８８６２号公報

本発明にかかるシーケンス制御装置にあっては、１つの制御装置と複数の被制御装置を制御装置と複数の制御装置との間のデータ送信に用いる第１の通信経路によって接続するとともに、前記制御装置と複数の被制御装置を前記第１の通信経路とは異なる第２の通信経路によってシリアルに接続して、前記複数の被制御装置に対し１〜複数の識別符号を夫々付与するシーケンス制御装置において、前記制御装置は、前記識別符号の付与を開始することを全被制御装置に対して同時に通知するための第１の識別符号付与開始信号を前記第１の経路を介して全被制御装置に対し同時に通知する第１の送信手段と、識別符号の取得タイミングを通知するための第２の識別符号付与開始信号を制御装置に前記第２の通信経路によって直接接続されている第１段目の被制御装置に前記第２の通信経路を介して出力する第２の送信手段と、を備え、各前記被制御装置は、前記制御装置から前記第１の通信経路を介して同時通知された第１の識別符号付与開始信号を検出する第１の検出手段と、前記制御装置または前段の被制御装置から前記第２の通信経路を介して入力された第２の識別符号付与開始信号を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が第１の識別符号付与開始信号を検出すると、計数動作を開始する計数手段と、前記第２の検出手段が第２の識別符号付与開始信号を検出すると、予め定められた自装置に付与する識別符号の個数に対応した前記計数手段の１〜複数の計数周期分だけ、前記検出した第２の識別符号付与開始信号を遅延させて前記第２の通信経路を介して後段の被制御装置に出力する出力手段と、前記第２の検出手段が第２の識別符号付与開始信号を検出すると、この検出タイミングに基づき前記計数手段の出力を保持し、保持した計数値を自装置に付与すべき１〜複数の識別符号のうちの先頭の識別符号とする識別符号割り付け手段と、を備え、各前記被制御装置は、前記先頭の識別符号および予め定められ自装置に付与する識別符号の個数を使用して自装置に対しての１〜複数の識別符号を割り付けることを特徴とする。

この発明によれば、制御装置の第１の送信手段が識別符号の付与動作を開始することを第１の識別符号付与開始信号によって各被制御装置に同時に通知し、制御装置の第２の送信手段が制御装置に隣接する被制御装置のみに第２の識別符号付与開始信号を通知する。被制御装置の識別符号付与信号検出手段が第１および第２の識別符号付与開始信号を検出した後に、被制御装置の識別符号付与手段が自装置に付与する先頭の識別符号に基づいて識別符号を付与し、被制御装置の第３の送信手段が第２の識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号を後段の被制御装置に順次通知するようにしている。

本発明をより詳細に説術するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
第１図〜第４図を用いて本実施の形態を説明する。第１図は、この発明における本実施の形態のシーケンス制御装置の構成を示すブロック図である。この発明における本実施の形態のシーケンス制御装置は、制御装置１０と、ｎ（ｎは自然数）個の被制御装置２１〜２ｎとを備えている。被制御装置２１は制御装置１０から第１番目の被制御装置であり、被制御装置２２は制御装置１０から第２番目の被制御装置であり、…、被制御装置２ｎは制御装置１０から第ｎ番目の被制御装置である。

制御装置１０は、被制御装置２１〜２ｎに対してデータ伝送の通信経路を介して識別符号付与の開始を通知する第１の識別符号付与開始信号を送信する。また、制御装置１０は、データ伝送の通信経路とは異なる伝達経路を介して自装置に隣接している第１番目の被制御装置２１に対して個別の識別符号付与の開始を通知する第２の識別符号付与開始信号と識別符号の付与終了を通知する識別符号付与終了信号とを出力する。制御装置１０は、タイミング発生部１２０と、送信部１００(請求の範囲でいうところの第１の送信手段）と、時計部１１０（請求の範囲でいうところの時計手段）と、遅延部１３０（請求の範囲でいうところの第２の送信手段）とを備えている。

タイミング発生部１２０は、被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するタイミングを制御する識別符号付与信号（識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号）を発生する。タイミング発生部１２０は、伝達経路１２１を介して識別符号付与開始信号を、送信部１０１と、時計部１１０と、遅延部１３０とに出力する。また、タイミング発生部１２０は、時計部１１０から伝達経路１１１を介して識別符号付与時間が経過したことを示す識別符号付与終了を受け取ると、伝達経路１２１を介して識別符号付与終了信号を遅延部１３０に出力する。

送信部１００は、伝達経路１２１を介して識別符号付与タイミング発生部１２０から入力される識別符号付与開始信号を、通信経路１０１を介して被制御装置２１〜２ｎに送信する。具体的には、たとえば、データ伝送でのユニット間の伝送遅延を誤差範囲となるように設定し、常時一定のタイミングで変調・復調符号するように伝送方式を決めておく。そして、送信部１００は、被制御装置２１〜２ｎの各受信部２００が、ある固有のフレームと認識できる符号を与えたフレームを生成して、データ転送のデータの一部として第１の識別符号付与開始信号を送信する。

また、送信部１００は、第１の識別符号付与開始信号をデータの一部として送信する際に、第１の識別符号付与開始信号と隣接する被制御装置２１に出力する第２の識別符号付与開始信号との時間関係を調整する。具体的には、被制御装置２１〜２ｎが受信したデータの一部から第１の識別符号付与開始信号を取得するタイミングよりも前に被制御装置２１に第２の識別符号付与開始信号を出力したい場合には、遅延部１３０が出力する第２の識別符号付与開始信号のタイミングよりも所定の時間遅延させて第１の識別符号付与開始信号を含むデータを通信経路１０１に出力する。

遅延部１３０は、伝達経路１２１を介して入力される識別符号付与信号のタイミングを調整する。具体的には、被制御装置２１〜２ｎが受信したデータの一部から第１の識別符号付与開始信号を取得するタイミングより後に被制御装置２１に第２の識別符号付与開始信号を出力したい場合、遅延部１３０は、識別符号付与開始信号を所定の時間遅延する。そして、識別符号付与開始信号を所定の時間遅延させた第２の識別符号付与開始信号を被制御装置２１に出力する。被制御装置２１〜２ｎが受信したデータの一部から第１の識別符号付与開始信号を取得するタイミングより後に被制御装置２１に第２の識別符号付与開始信号を出力したい場合、および識別符号付与終了信号が入力された場合、遅延部１３０は、入力された識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号をスルーにして被制御装置２１に出力する。すなわち、遅延部１３０は、送信部１００とともに、被制御装置２１〜２ｎに対する第１の識別符号付与開始信号と被制御装置２１に出力する第２の識別符号付与開始信号とのタイミングを調整する。被制御装置２１に出力された第２の識別符号付与開始信号は、被制御装置２１の識別符号付与タイミング入力２４３を介してレベル検出部２４０に入力される。

時計部１１０は、被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するのに要する時間を計測する。具体的には、伝達経路１２１を介してタイミング発生部１２０から識別符号付与開始信号が入力されると計測を開始する。そして、被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するのに要する時間が経過すると、伝達経路１１１を介して識別符号付与時間が経過したことを通知する識別符号付与終了をタイミング発生部１２０に出力する。

被制御装置２１〜２ｎは、それぞれ第１の識別符号付与開始信号および自装置に対する第２の識別符号付与開始信号を受け取ると識別符号を付与する。被制御装置２１〜２ｎは、自装置に対する第２の識別符号付与開始信号を受け取ると、自装置に対する識別符号の数に対応する時間だけ第２の識別符号付与開始信号を遅延させた後、遅延後の第２の識別符号付与開始信号を自装置よりも制御装置１０から遠い側に隣接する被制御装置（以下、後段の被制御装置とする）に出力する。また、被制御装置２１〜２ｎは、識別符号付与終了信号を受け取ると、識別符号付与終了信号を後段の被制御装置に出力する。すなわち、被制御装置２１〜２ｎは、自装置に識別符号を付与するとともに、第２の識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号を後段の被制御装置に順次伝達する。

被制御装置２１〜２ｎは、すべて同じ機能を備えている。ここでは、被制御装置２１を例にあげて、詳細な構成を説明する。被制御装置２１は、受信部２００（請求の範囲でいうところの識別符号付与信号検出手段）と、時計部２１０と、遅延部２３０（請求の範囲でいうところの第３の送信手段）と、レベル検出部２４０（請求の範囲でいうところの識別符号付与時期検出手段）と、ＩＤ付与部２５０(請求の範囲でいうところの識別符号付与手段）とを備えている。

受信部２００は、通信経路１０１を介して制御装置１０の送信部１００から送信されたデータを受信して、第１の識別符号付与開始信号を取得する。具体的には、制御装置１０の送信部１００が送信したある固有のフレームと認識できる符号を与えたフレームを受信することで、第１の識別符号付与開始信号を取得する。受信部２００は、伝達経路２０１を介して、第１の識別符号付与開始信号を取得したこと示す開始時期取得信号を時計部２１０とレベル検出部２４０とに出力する。

時計部２１０は、伝達経路２０１を介して開始時期取得信号が入力されるとカウント値を初期化して、ゼロからカウントアップを開始する。そして、識別符号付与開始信号からのカウント値２１１をＩＤ付与部２５０に出力する。時計部２１０のカウントアップの上限値は、シーケンス制御装置が付与する識別符号の値と等しい値であり、時計部１１０は、カウント値が上限値を超えた場合、オーバーフローしたことを通知する超過情報をレベル検出部２４０に出力する。

時計部２１０は、カウントアップの間隔をカウントアップタイミング２１２としてレベル検出部２４０と遅延部２３０とに出力する。カウントアップの間隔は、データ伝送の誤り検出幅以上に設定する。従来からデータ伝送の誤り検出には、巡回符号などの符号化技術が用いられている。巡回符号による誤り検出では、符号化方式ごとに連続した誤りを検出できる最大値があり、ある一定値以上連続したビットの誤りが検出できない。誤り検出ができる最大の時間は、連続した誤りの検出できる最大ビット数に１ビット伝送に要する時間を乗ずることで算出できる。この誤り検出ができる最大の時間を誤り検出幅とする。カウンタアップタイミング２１２は、本発明におけるシーケンス制御装置の制御装置１０が被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与する際に、簡易的な方法によりデータ伝送のデータ伝送の誤り検出で保証される時間内にデータ誤りが生じた場合は識別符号の付与を中断するために用いる。

レベル検出部２４０は、伝達経路２０１を介して入力される開始時期取得信号と、自装置の識別符号付与タイミング入力２４３から入力される第２の識別符号付与開始および識別符号付与終了信号から、識別符号付与状態１タイミング２４１と、識別符号付与状態２タイミング２４２を生成する。識別符号付与状態１タイミング２４１は、識別符号の付与終了を通知するものであり、識別符号付与状態２タイミング２４２は、自装置に付与する識別符号の先頭の識別符号の番号を決定するタイミングを通知するものである。レベル検出部２４０は、識別符号付与状態１タイミング２４１を遅延部２３０に、識別符号付与状態２タイミング２４２をＩＤ付与部２５０と遅延部２３０に出力する。

また、レベル検出部２４０は、開始時期取得信号および自装置の第２の識別符号付与開始信号を受け取ってから識別符号付与終了信号までの間にノイズによるレベル変化を検出した場合、または時計部１１０から超過情報を受け取った場合には、識別符号付与状態１タイミング２４１により識別符号の付与終了（中断）を遅延部２３０へ通知する。

遅延部２３０は、カウントアップタイミング２１２の単位で自装置に付与する識別符号の値に応じて遅延させた識別符号付与状態２タイミング２４２を、識別符号付与タイミング出力２３１に出力する。遅延後の識別符号付与状態２タイミング２４２は、後段の被制御装置とＩＤ付与部２５０とに伝達される（後段の被制御装置に伝達される信号は、後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始信号となる）。また、レベル検出回路２４０からの識別符号付与状態１タイミング２４１により識別符号の付与終了が通知された場合、遅延部２３０は、直ちに識別符号付与状態２タイミング２４２の遅延処理を中断して、直ちに識別符号付与終了を識別符号付与タイミング出力２３１に出力する。

ＩＤ付与部２５０は、識別符号付与状態２タイミング２４２によってカウント値２１１をラッチし、識別符号付与状態１タイミング２４１によって識別符号付与を完了する。

第２図は、第１図に示した被制御装置２１の詳細な構成を示す回路図の一例である。受信部２００は、通信経路１０１を介して制御装置１０の送信部１００から送信されたデータを受信して、第１の識別符号付与開始信号を取得する。受信部２００は、伝達経路２０１を介して、第１の識別符号付与開始信号を取得したことを示す開始時期取得信号を、カウンタ２１３のＣＬＲ端子とワンショット回路２４４のクロック端子とに出力する。
時計部２１０は、発信器２１４と、カウンタ２１３とを備えている。発信器２１４は、一定時間間隔のパルス（システムクロック）をカウンタ２１３のクロック端子に出力する。

カウンタ２１３は、開始時期取得信号が入力されるとカウント値２１１を初期化（カウント値を”０”にする）して、発振器２１４が生成するシステムクロックの数をカウントする。カウンタ２１３は、カウント値の２進数における所定の上位ビットをカウント値２１１としてフリップフロップ２５１のデータ端子に出力する。また、カウンタ２１３は、カウント値２１１として出力するカウント値の２進数における所定の上位ビットの１桁下の出力をカウントアップタイミング２１２としてフリップフロップ２４６，２３２−１〜２３２−ｍ（０≦ｍ，ｍは整数），２３３のクロック端子に出力する。すなわち、カウント値２１１がカウントアップする間隔に等しい周期のパルスをカウントアップタイミング２１２としてフリップフロップ２４６，２３２−１〜２３２−ｍ（０≦ｍ，ｍは整数），２３３のクロック端子に出力する。カウンタ２１３のカウント値の上限値はシーケンス制御装置が付与する識別符号の値と等しい値であり、カウンタ２１３は、カウント値が上限値を超えた場合、カウント値がオーバーフローしたことを通知する超過情報をワンショット回路２４４のＣＬＲ２端子に出力する。

レベル検出部２４０は、ワンショット回路２４４と、論理和であるオアゲート２４５と、フリップフロップ２４６とを備えている。

ワンショット回路２４４は、伝達経路２０１を介して入力される開始時期取得信号を開始情報として保持し、識別符号付与終了信号が入力された場合、カウンタ２１３から超過情報が入力された場合、または自装置の識別符号付与タイミング入力２４３から入力される識別符号付与終了信号によって開始情報を消去する。ワンショット回路２４４は、開始情報を負論理でオアゲート２４５に出力する。すなわち、ワンショット回路２４４は、開始情報を保持している間、出力を”Ｌ”にする。

オアゲート２４５は、ワンショット回路２４４から入力される開始情報と、識別符号付与タイミング入力２４３を介して通知される自装置の第２の識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号と、に基づいて識別符号付与状態１タイミング２４１をフリップフロップ２４６，２３２−１〜２３２−ｍ，２３３のＳＥＴ端子とフリップフロップ２４６のクロック端子とに出力する。具体的には、オアゲート２４５は、ワンショット回路２４４が開始情報を保持しており、かつ自装置の第２の識別符号付与開始信号（この場合、負論理”Ｌ”が入力される）の時に識別符号付与状態１タイミング２４１を”Ｌ”に、ワンショット回路２４４が開始情報を消去した場合、または識別符号付与終了信号が入力された時に（この場合、”Ｈ”が入力される）識別符号付与状態１タイミング２４１を”Ｈ”にする。

フリップフロップ２４６は、識別符号付与状態１タイミング２４１をカウントアップタイミング２１２の時間遅延する。この時間経過までにオアゲート２４５から識別符号付与終了信号がこない場合は、ＩＤ付与が正常であるとして識別符号付与がつぎの状態に遷移したことを識別符号付与状態２タイミング２４２としてフリップフロップ２５１のクロック端子とフリップフロップ２３２−１のクロック端子とに出力する。この場合、フリップフロップ２４６は、識別符号付与状態２タイミング２４２を”Ｌ”にして状態が遷移したこと通知する。

遅延部２３０は、遅延回路２３２と、フリップフロップ２３３とを備えている。遅延回路２３２は、自識別符号として付与する識別符号の数から１を引いた数のフリップフロップ２３２−１〜２３２−ｍを備え、識別符号付与状態２タイミング２４２を自装置の識別符号として付与する識別符号の数に対応したカウントアップタイミング２１２の数だけ遅延してフリップフロップ２３３のデータ入力に出力する。具体的には、被制御装置２１〜２ｎは自装置に必要な識別符号の数を予め決めておき、この必要な識別符号の数に応じて遅延回路のフリップフロップの数を決定する。たとえば、必要な識別符号の数が１の場合、遅延回路２３２のフリップフロップの数は０となり、遅延回路２３２は必要がない。また、必要な識別符号の数が３の場合、遅延回路２３２のフリップフロップの数は２となり、遅延回路２３２はフリップフロップ２３２−１，２３２−２を備える。

半周期遅延回路であるフリップフロップ２３３は、遅延回路２３２の出力をカウントアップタイミング２１２の半周期分遅延して、識別符号付与タイミング２３１をレジスタ２５２のＬＯＡＤ端子と、後段の被制御装置とに出力する。識別符号付与タイミング２３１は、自装置の識別符号を付与するタイミングと、後段の被制御装置の第２の識別符号付与開始信号となる。

ＩＤ付与部２５０は、ＩＤ付与フリップフロップであるフリップフロップ２５１と、ＩＤ付与レジスタであるレジスタ２５２とを備えている。フリップフロップ２５１は、識別符号付与が正常であると認識されたタイミングで出力される識別符号付与状態２タイミング２４２により、カウンタ２１３のカウント値２１１をラッチし、レジスタ２５２へ出力する。フリップフロップ２５１がラッチするカウント値は、被制御装置に付与される先頭の識別符号となる。

レジスタ２５２は、被制御装置の識別符号付与タイミング出力２３１から識別符号付与終了信号を得て、識別符号付与終了時にフリップフロップ２５１がラッチしたカウント値を保持する。レジスタ２５２が保持するカウント値は、自装置に付与される先頭の識別符号であるが、上述したように自装置が必要な識別符号の数は予め決められている。したがって、先頭の識別符号を保持することですべてのＩＤを付与することができる。たとえば、遅延回路２３２のフリップフロップの数が２個であれば、遅延回路２３２のフリップフロップ数は必要な識別符号の数から１を減じた数であるので、必要な識別符号の数は３となる。したがって、レジスタ２５２に「３」を保持した場合には、ＩＤは「３」，「４」，「５」と計算することができる。

つぎに、この発明における本実施の形態のシーケンス制御装置の動作を説明する。

制御装置１０のタイミング発生部１２０は、伝送経路１２１を介して識別符号付与開始信号を、送信部１００と、時計部１１０と遅延部１３０とに出力する。時計部１１０は、被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するのに要する時間の計測を開始する。

送信部１００は、第１の識別符号付与開始信号を含むフレームを生成して、生成したフレームをデータ転送のデータの一部として通信経路１０１に送信する。遅延部１３０は、識別符号付与開始信号のタイミングを調整して、隣接する被制御装置２１に第２の識別符号付与開始信号を出力する。第２の識別符号付与開始信号は、被制御装置２１の伝送経路２４３を介して被制御装置２１のレベル検出部２４０に入力される。

被制御装置２１の受信部２００は、通信経路１０１を介して制御装置１０の送信部１００から送信されたデータを受信して、第１の識別符号付与開始信号を取得する。被制御装置２１の受信部２００は、被制御装置２１の伝達経路２０１を介して、第１の識別符号付与開始信号を取得したこと示す開始時期取得信号を被制御装置２１の時計部２１０と被制御装置２１のレベル検出部２４０とに出力する。

被制御装置２１の時計部２１０は、開始時期取得信号が入力されるとカウント値を初期化して、ゼロからカウントアップを開始する。

被制御装置２２〜２ｎは、被制御装置２１と同様に通信経路１０１を介して制御装置１０の送信部１００から送信されたデータを受信して、カウントアップを開始する。

被制御装置２１のレベル検出部２４０は、開始時期取得信号が入力され、かつ第２の識別符号付与開始が入力された直後のカウントアップタイミング２１２のタイミングで識別符号付与状態２タイミング２４２を生成する。具体的には、被制御装置２１の時計部２１０のカウント値２１１がカウントアップ後、カウントアップの間隔の半周期分遅延して識別符号付与状態２タイミング２４２を生成する。被制御装置２１のレベル検出部２４０は、識別符号付与状態２タイミング２４２を被制御装置２１の遅延部２３０とＩＤ付与部２５０とに出力する。

被制御装置２１のＩＤ付与部２５０は、識別符号付与状態２タイミング２４２が入力されると、被制御装置２１の時計部２１０のカウント値２１１を一時保持する。

被制御装置２２〜２ｎには、それぞれの被制御装置に対する第２の識別符号付与開始が入力されていない。したがって、被制御装置２２〜２ｎの各レベル検出部２４０は、識別符号付与状態２タイミング２１２を生成しないため、ＩＤ付与部２５０での一時保持は実施されない。すなわち、被制御装置２２〜２ｎのそれぞれの時計部２１０が、カウント動作のみを行っている。

被制御装置２１の遅延部２３０は、識別符号付与状態２タイミング２４２を自装置に付与する識別符号の数から１を減じた数のカウントアップタイミング２１２の周期分遅延する。被制御装置２１の遅延部２３０は、遅延後の識別符号付与状態２タイミング２４２をさらにカウントアップタイミング２１２の半周期分遅延して、識別符号付与タイミング２３１を生成する。被制御装置２１の遅延部２３０は、識別符号付与タイミング２３１を被制御装置２１のＩＤ付与部２５０と被制御装置２２とに出力する。被制御装置２１のＩＤ付与部２５０は、識別符号付与タイミング２３１が入力されると、一時保持していたカウント値を識別符号として保持する。

たとえば、被制御装置２１に１つの識別符号を付与する場合、被制御装置２１の遅延部２３０は、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０がカウント値２１１を一時保持する識別符号付与状態２タイミング２４２をカウントアップタイミング２１２の半周期分遅延して識別符号付与タイミング２３１を生成する。したがって、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０がカウント値２１１を一時保持してからカウントアップタイミング２１２の半周期分後に、被制御装置２１に識別符号が付与されるとともに、被制御装置２２の識別符号付与動作が開始される。

また、被制御装置２１に２つの識別符号を付与する場合、被制御装置２１の遅延部２３０は、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０がカウント値２１１を一時保持する識別符号付与状態２タイミング２４２をカウントアップタイミング２１２の１．５周期分遅延して識別符号付与タイミング２３１を生成する。したがって、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０がカウント値２１１を一時保持してからカウントアップタイミング２１２の１．５周期分後に、被制御装置２１に識別符号が付与されるとともに、被制御装置２２の識別符号付与動作が開始される。なお、被制御装置２１〜２ｎそれぞれが付与する識別符号の数は、識別符号付与の動作前に予め設定されているものとする。

ここで、被制御装置２１のカウント値２１１と被制御装置２２に対する第２の識別符号付与開始信号との関係に着目する。被制御装置２１は、自カウント値２１１が、自ＩＤ付与部２５０が一時保持したカウント値２１１の値から自装置が付与する識別符号の数から１を減じた数だけカウントアップするタイミングで、被制御装置２２に対する第２の識別符号付与開始信号を出力する。

たとえば、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０が一時保持したカウント値２１１が「０」で、かつ自装置に付与する識別符号が１つの場合、被制御装置２１は、自カウント値２１１が「０」から「１」に変化するときに、被制御装置２２に第２の識別符号付与開始信号を出力する。

また、被制御装置２１のＩＤ付与部２５０が一時保持したカウント値２１１が「０」で、かつ自装置に付与する識別符号が２つの場合、被制御装置２１は、自カウント値２１１が「１」から「２」に変化するときに、被制御装置２２に第２の識別符号付与開始信号を出力する。

被制御装置２２は、すでに通信経路１０１を介して制御装置１０の送信部１００が送信したデータから識別符号付与時期を取得しているので、被制御装置２２の時計部２１０は、被制御装置２１の時計部２１０と同じ時期からゼロからのカウントアップを開始している。したがって、被制御装置２２のレベル検出部２４０に被制御装置２１から第２の識別符号付与開始信号が入力された時、被制御装置２２のカウント値２１１は、被制御装置２１に付与した先頭の識別符号を示す値に被制御装置２１に付与した識別符号の数を加えた値となる。たとえば、被制御装置２１に付与した先頭の識別符号が「０」で、被制御装置２１に２つの識別符号を付与する場合には、被制御装置２２のレベル検出部２４０に第２の識別符号付与開始信号が入力されたときのカウント値２１１は、「２」となる。被制御装置２２は、上述した被制御装置２１と同様の動作を行い、自装置に識別符号を付与するとともに、つぎの被制御装置に対して第２の識別符号付与開始信号を出力する。

ｎ個の被制御装置２１〜２ｎは、制御装置１０の近くに接続されている順に上述した被制御装置２１と同様の動作を行い、自装置に識別符号を付与する。

制御装置１０の時計部１１０は、タイミング発生部１２０から識別符号付与開始信号が入力された時から、被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するのに要する時間の計測を開始している。被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与するのに要する時間が経過すると、時計部１１０は、伝送経路１１１を介して識別符号付与時間が経過したことを通知する識別符号付与終了をタイミング発生部１２０に出力する。

識別符号付与終了が通知されると、タイミング発生部１２０は、伝送経路１２１を介して識別符号付与終了信号を遅延部１３０に出力する。遅延部１３０は、識別符号付与終了信号をスルーにして被制御装置２１に出力する。遅延部１３０が出力した識別符号付与終了信号は、被制御装置２１の識別符号付与タイミング入力２４３を介してレベル検出部２４０に入力される。

被制御装置２１のレベル検出部２４０は、識別符号付与終了信号を検出すると直ちに自装置の遅延部２３０へ識別符号付与終了信号を出力するとともに、開始情報取得信号による開始情報を消去する。被制御装置２１の遅延部２３０は識別符号付与終了信号を検出すると直ちに識別符号付与終了信号を被制御装置２２の識別符号付与タイミング入力２４３へ出力する。

被制御装置２２〜２ｎは、自装置の識別符号付与タイミング入力２４３から識別符号付与終了信号が入力されると、被制御装置２１と同様の動作を繰り返して、識別符号付与終了信号を順次伝達していき、全ての被制御装置に識別符号付与終了信号を伝達する。

被制御装置２１〜２ｎのレベル検出部２４０は、後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始出力する前に識別符号付与終了信号を検出した場合、識別符号付与状態２タイミング２４２を生成しない。そのため、被制御装置２１〜２ｎのＩＤ付与部２５０は、自装置のカウント値２１１を一時保持することができない。したがって、自装置に識別符号を付与しない。また、後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始信号は、識別符号付与状態２タイミング２４２を遅延させたものであるので、被制御装置は後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始信号も出力しない。

つぎに、第２図に示した被制御装置の詳細な構成を参照して、被制御装置の詳細な動作を説明する。

受信部２００は、制御装置１０の送信部１００から送信されたデータを受信して、第１の識別符号付与開始信号を取得する。受信部２００は、伝達経路２０１を介して識別符号付与開始信号を取得したこと示す開始時期取得信号をカウンタ２１３のＣＬＲ端子とワンショット回路２４４のクロック端子とに出力する。

開始時期取得信号がＣＬＲ端子に入力されると、カウンタ２１３は、カウント値２１１を”０”にした後、発信器２１４が生成するシステムクロックの数のカウントを開始する。

ワンショット回路２４４は、開始時期取得信号が入力されると開始情報として保持する。そして、開始情報を保持している間、ワンショット回路２４４は、出力を”Ｌ”にして、オアゲート２４５に出力する。

オアゲート２４５は、ワンショット回路２４４が開始情報を保持しており、かつ自装置の第２の識別符号付与開始信号（この場合、負論理”Ｌ”が入力される）の時に識別符号付与状態１タイミング２４１を”Ｌ”にする。

フリップフロップ２４６は、識別符号付与状態１タイミング２４１をカウント値２１１の変化点から半周期遅延してラッチして、識別符号付与状態２タイミング２４２として出力する。

フリップフロップ２５１は、識別符号付与状態２タイミング２４２によってカウンタ２１３のカウント値２１１をラッチして一時保持する。

フリップフロップ２３２−１〜２３２−ｍで構成される遅延回路２３２は、識別付与状態２タイミング２４２を自装置の識別符号として付与する識別符号の数に対応したカウントアップタイミング２１２の数だけ遅延する。フリップフロップ２４３は、遅延した識別付与状態２タイミング２４２をさらにカウントアップタイミング２１２の半周期分遅延して、識別符号付与タイミング２３１をレジスタ２５２と、後段の被制御装置とに出力する。

レジスタ２５２は、識別符号付与タイミング２３１によってフリップフロップ２５１に一時保持されているカウント値を保持する。すなわち、自装置に付与される先頭の識別符号を保持する。そして、保持した先頭の識別符号に基づいて、自装置の識別符号を付与する。

一方、カウンタ２１３から超過情報が入力された場合、または自装置の識別符号付与タイミング入力２４３によって識別符号付与終了信号が入力された場合、ワンショット回路２４４は、開始情報を消去する。すなわち、ワンショット回路２４４は出力を”Ｈ”にする。

オアゲート２４５は、ワンショット回路２４４の開始情報が消去されたか、または自装置の識別符号付与タイミング入力２４３によって識別符号付与終了信号が入力されたことを検知すると、識別符号付与状態１タイミング２４１を”Ｈ”にする。

フリップフロップ２４６，２３２−１〜２３２−ｍ，２３３は、識別符号付与状態１タイミング２４１によって遅延動作を中断して、初期状態となる。これにより、識別符号付与が中断される。そして、フリップフロップ２３３は、直ちに識別符号付与終了を後段の被制御装置の識別符号付与タイミング入力２４３に出力する。

第３図は、シーケンス制御装置が被制御装置２１に識別符号「０」，「１」を付与する場合の被制御装置２１のタイミングチャート例であり、第４図は、シー消す制御装置１０が被制御装置２１に識別符号「０」，「１」を、被制御装置２２に識別符号「２」を付与する場合の被制御装置２２のタイミングチャート例である。

第３図と第４図とでは、識別符号付与タイミング入力２４３が”Ｈ”から”Ｌ”に変化するタイミングが第２の識別符号付与開始信号であり、被制御装置２１と被制御装置２２とで異なっている。これにより、被制御装置２１には、先頭の識別符号として「０」が付与され、被制御装置２２には、先頭の識別符号として「２」が付与されている。

被制御装置２１に付与される識別符号の数は２つであるので、遅延回路２３２のフリップフロップの数は１つとなる。また、被制御装置２２に付与される識別符号の数は１つであるので、遅延回路２３２は存在しない。したがって、第４図においては、遅延回路２３２の出力信号は存在しない。

第１図および第２図を用いて、被制御装置の動作は説明してあるので、ここでは、第３図および第４図に示した信号が示す状態のみを説明する。

識別符号付与タイミング入力２４３が、”Ｈ”から”Ｌ”に変化するタイミングが第２の識別符号付与開始信号であり、“Ｌ”から”Ｈ”に変化するタイミングが識別符号付与終了信号を示している。すなわち、識別符号付与タイミング入力２４３は、自装置に対する第２の識別符号付与開始信号から識別符号付与終了信号の期間を“Ｌ”で示している。

伝送経路２０１が“Ｈ”の期間が、受信部２００が第１の識別符号付与開始信号を検出したことを示す開始時期取得信号である。開始時期取得信号が“Ｈ”から“Ｌ”に変化したときに、ワンショット回路２４４は、出力を“Ｌ”にする。すなわち、ワンショット回路２４４は、出力を“Ｌ”にすることで開始情報の保持を、出力を“Ｈ”にすることで開始情報の消去を示している。

識別符号付与状態１タイミング２４１は、ワンショット回路２４４が開始情報を保持して、かつ第２の識別符号付与開始信号を取得した時から、識別符号付与終了を取得するまでの自装置の識別符号付与期間を“Ｌ”で示している。

識別符号付与状態２タイミング２４２は、カウント値２１１が自装置に付与する先頭の識別符号を示した後、カウントアップタイミング２１２の半周期分遅延して“Ｌ”となる。識別符号付与状態２タイミング２４２が“Ｈ”から“Ｌ”に変化するときに、フリップフロップ２５１は、自装置に付与する先頭の識別符号をラッチして一時保持する。

識別符号付与タイミング出力２３１の“Ｈ”から“Ｌ”への変化点が、後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始信号であり、“Ｌ”から“Ｈ”への変化点が、後段の被制御装置に対する識別符号付与終了信号である。

つぎに、すでに識別符号が付与されている被制御装置があり、新たな被制御装置を追加した場合のシーケンス制御装置の動作について説明する。シーケンス制御装置内のｎ−１個の被制御装置２１〜２ｎ−１には識別符号が付与されており、被制御装置２ｎ−１の後段に被制御装置ｎを追加したとする。

制御装置１０は、すでに識別符号が付与されている被制御装置２１〜２ｎ−１に通信経路１０１を介して制御データなどの情報を定期的に送信している。新たに追加された被制御装置ｎに識別符号を付与するために、制御装置１０は、被制御装置２１〜２ｎ−１との通信の合間に１回だけデータ転送のデータの一部として第１の識別符号付与開始信号を送信する。また、制御装置１０は、第２の識別符号付与開始信号を隣接する被制御装置２１に出力する。これにより、被制御装置２１〜２ｎ−１は、再度識別符号付与動作を行なう。すなわち、被制御装置２１〜２ｎ−１は、順次後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始信号を伝達していき、追加された被制御装置ｎに識別符号を付与する。すなわち、識別符号の付与動作は、新たに被制御装置ｎが追加された場合でも、たとえば、シーケンス制御装置に電源が投入され被制御装置２１〜２ｎに識別符号を付与する場合と同じ動作となる。

なお、第２の識別符号付与開始信号を伝達中であっても、制御装置１０は、通信経路１０１を介して定常的なデータ伝送を再開し、識別符号付与中も被制御装置２１〜２ｎに対してデータ伝送する。

このようにシーケンス制御装置に新たに被制御装置が追加された場合でも、制御装置は、第１の識別符号付与開始信号を全被制御装置に同一時間に１回だけ伝達するようにしているため、定常的なデータ伝送と第１の識別符号付与開始信号とのタイミングの調整は１度でよく、容易に被制御装置を追加することができる。

以上説明したように本実施の形態では、制御装置の第１の送信手段が識別符号の付与動作を開始することを第１の識別符号付与開始信号によって各被制御装置に同時に通知し、制御装置の第２の送信手段が制御装置に隣接する被制御装置のみに第２の識別符号付与開始信号を通知する。被制御装置の識別符号付与信号検出手段が第１および第２の識別符号付与開始信号を検出した後に、被制御装置の識別符号付与手段が自装置に付与する先頭の識別符号に基づいて識別符号を付与し、被制御装置の第３の送信手段が第２の識別符号付与開始信号および識別符号付与終了信号を後段の被制御装置に順次通知するようにしている。これにより、被制御装置が有するコネクタ接続端子は、第１および第２の識別符号付与開始信号の入力と、隣接する被制御装置への第２の識別符号付与開始信号の出力との計３つとなる。すなわち、第１の識別符号付与開始信号を出力するコネクタ接続端子を省略することができる。たとえば、被制御装置が５０台のシーケンス制御装置であれば５０端子省略できることでシーケンス制御装置のコストを低減できる。

また、第１の識別符号付与開始信号を第２の識別符号付与開始信号とは別々の遅延信号に分離することにより、第１の識別符号付与開始信号は通信データ中の定期的なタイミングから抽出することも可能になり、識別符号付与専用としては1系統の伝送手段を有すればよく小規模な構成により実現でき、シーケンス制御装置のコストを低減できる。また、データ伝送中にデータ伝送を中断することなく被制御装置を追加して、識別符号を付与することも可能となる。

さらに、被制御装置は、第１および第２の識別符号付与開始信号を検出した後にノイズを検出した場合には、検出したノイズを前記識別符号付与終了信号として自装置よりも制御装置より遠い側に隣接する被制御装置に通知するようにしているため、データ伝送での誤り検出と同等以上の誤り検出機能を容易に実現できる。

また、被制御装置は、カウントアップタイミングをノイズの間隔より大きく設定することで、ノイズよるレベル変化により第２の識別符号付与開始信号を自装置よりも制御装置より遠い側に隣接する被制御装置に通知する前に、識別符号付与動作を終了するようにしているため、識別符号の誤付与を防止でき、データ通信に適用されるような巡回符号のような誤り検出のための回路を識別符号付与専用に有する必要がなく、ノイズ環境下において安価に識別符号付与を実現できる。

なお、本実施の形態では、各被制御装置に伝達する手段としてデータ伝送の一部によって第１の識別符号付与開始信号を通知するようにした。しかし、第１の識別符号付与開始信号を各被制御装置に通知する手段はこれに限るものではなく、各被制御装置に同時に第１の識別符号付与開始信号を通知することができればよい。たとえば、被制御装置にスイッチを備え、棒状の物質を用いて各被制御装置のスイッチを同時に押し下げることで第１の識別符号付与開始信号を通知するようにしてもよい。

また、後段の被制御装置に対する第２の識別符号付与開始の伝達も第１の識別符号付与開始信号の通知と同様に、被制御装置にスイッチを備え、棒状の物質を用いて各被制御装置のスイッチを同時に押し下げるようにしてもよい。

さらに、被制御装置の内部回路に時間を計測する手段を備えておき、時間を計測して第２の識別付与開始時期を伝達するようにすれば、論理回路を構成することなく識別符号の付与が可能となる。

以上のように、本発明にかかるシーケンス制御装置は、被制御装置の識別符号の付与に有用であり、特に、初期設定時に複数の被制御装置に異なる数の識別符号を設定するシーケンス制御装置に適している。

第１図は、この発明における本実施の形態のシーケンス制御装置の構成を示すブロック図である。 第２図は、第１図に示した被制御装置の詳細な構成を示す回路図である。 第３図は、シーケンス制御装置が制御装置に隣接する被制御装置に２つの識別符号を付与するタイミングチャート例である。 第４図は、シーケンス制御装置が被制御装置と隣接する被制御装置に１つの識別符号を付与するタイミングチャート例である。

Claims (1)

1. １つの制御装置と複数の被制御装置を制御装置と複数の制御装置との間のデータ送信に用いる第１の通信経路によって接続するとともに、前記制御装置と複数の被制御装置を前記第１の通信経路とは異なる第２の通信経路によってシリアルに接続して、前記複数の被制御装置に対し１〜複数の識別符号を夫々付与するシーケンス制御装置において、
   前記制御装置は、
   前記識別符号の付与を開始することを全被制御装置に対して同時に通知するための第１の識別符号付与開始信号を前記第１の経路を介して全被制御装置に対し同時に通知する第１の送信手段と、
   識別符号の取得タイミングを通知するための第２の識別符号付与開始信号を制御装置に前記第２の通信経路によって直接接続されている第１段目の被制御装置に前記第２の通信経路を介して出力する第２の送信手段と、
   を備え、
   各前記被制御装置は、
   前記制御装置から前記第１の通信経路を介して同時通知された第１の識別符号付与開始信号を検出する第１の検出手段と、
   前記制御装置または前段の被制御装置から前記第２の通信経路を介して入力された第２の識別符号付与開始信号を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段が第１の識別符号付与開始信号を検出すると、計数動作を開始する計数手段と、
   前記第２の検出手段が第２の識別符号付与開始信号を検出すると、予め定められた自装置に付与する識別符号の個数に対応した前記計数手段の１〜複数の計数周期分だけ、前記検出した第２の識別符号付与開始信号を遅延させて前記第２の通信経路を介して後段の被制御装置に出力する出力手段と、
   前記第２の検出手段が第２の識別符号付与開始信号を検出すると、この検出タイミングに基づき前記計数手段の出力を保持し、保持した計数値を自装置に付与すべき１〜複数の識別符号のうちの先頭の識別符号とする識別符号割り付け手段と、
   を備え、
   各前記被制御装置は、前記先頭の識別符号および予め定められ自装置に付与する識別符号の個数を使用して自装置に対しての１〜複数の識別符号を割り付けることを特徴とするシーケンス制御装置。

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