JP4613681B2 - リモート入出力装置、分散独立型リモートシステム及び無線伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、各種工業プロセス、建築設備、船舶等の機械設備の電気制御機器の制御や一般照明、空調等の機器・装置等の監視、操作、制御、表示等に際して、中央制御室や電気室等に設置された中央制御盤やコントロールセンタ、動力制御盤等と、現場各所に設置された現場操作盤等の操作、表示装置間の信号伝達や、装置やプロセスの状態を監視制御する監視制御装置と各種センサ間の信号伝達に用いるのに好適なリモート入出力装置、該リモート入出力装置を用いた分散独立型リモートシステム、及び、無線伝送システムに関する。

従来、現場に設置されたファン、ポンプ、照明等の機器・装置等の監視、操作、制御等は、同一現場に設置された制御盤とそれを操作する操作手段により行なわれていた。制御盤は、機側（ファン、ポンプ、照明等の機器・装置等の側）の各機器・装置等の動作を制御する制御回路を備えている。操作手段は、制御盤と接続する操作盤やスイッチパネル等がその代表例であるが、例え同一基盤上に形成される場合であっても、現場に設置された機器・装置等毎に設置されるのが通常である。各機器・装置等の動作状況や制御状況等を表示する表示手段も、同一現場に個別に設置される場合も多い。

そして、コントロールセンタや電気室又は現場に設置された動力制御盤１０の各動力制御装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと、現場各所に設置された現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ間の信号伝達に際して、従来は、図１に示す如く、１５〜３０芯程度のハードワイヤ（導電性の信号伝送用有線）でなる制御ケーブル３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃによる１対１の個別配線や、図２に示す如く、動力制御盤１０内に設けられた、マスタ局としてのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１４と、各現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に設けられた、スレーブ局としてのＰＬＣ用リモート入出力装置（Ｉ／Ｏ）２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを組み合わせたマスタースレーブ方式による伝送により、信号伝達を実現していた。図２において、１５はＰＬＣ１４のメモリ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、それぞれリモートＩ／Ｏ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのメモリ、３２は通信ケーブルである。

特開平３−２６０８５７号公報 特許第２９９４５８９号公報

しかしながら、図１に示されるような従来のハードワイヤによる個別配線方式では、動力制御装置１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ個々に制御ケーブル３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが必要なため、配線コストが高くなる。

又、図２に示されるような従来のＰＬＣ１４とＰＬＣ用リモートＩ／Ｏ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを組み合わせたマスタースレーブ方式による伝送では、ＰＬＣ１４等のマスタ局に異常が生じた場合、システム全体の信号伝達ができなくなり、現場各所に設置した現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから動力機器の運転／停止操作や状態監視ができなくなるという問題点を有していた。

これに対して、近年、図３に示すような、マスタ局としての機能を有するマルチリレー２４Ａ、ＰＬＣ２６Ｂ、２６Ｃを、同じくマスタ局としての機能を有するマルチリレー１６Ａ、１６Ｂ、ＰＬＣ１８Ｃを有する高機能なマルチリレー型コントロールセンタユニットと組み合わせて、マスタ局同士で通信する多機能システムも導入されているが、ＣＰＵを搭載した高機能装置となっているため、システム構成機器の価格が高くなり、小型化、省電力化もなされておらず、ハードワイヤによる個別配線の代わりとしては普及していない。図３において、１７Ａ、１７Ｂは、マルチリレー１６Ａ、１６Ｂのメモリ、１９Ｃは、ＰＬＣ１８Ｃのメモリ、２５Ａは、マルチリレー２４Ａのメモリ、２７Ｂ、２７Ｃは、ＰＬＣ２６Ｂ、２６Ｃのメモリである。

一方、特許文献１や２には、メモリ共有化ＩＣを通信ケーブルでマルチドロップ接続して、各装置からアクセス可能な１つの仮想共有メモリを実現し、１つのＣＰＵに書き込んだデータが、システム内のどのＣＰＵからも読出しできるようにすることが記載されているが、全ての入出力装置にＣＰＵが搭載されており、構成が複雑で高価であった。

更に、アナログ信号とデジタル信号を処理する場合には、それぞれに専用のカードが必要であった。

又、従来方式、即ちハードワイヤ方式及びリモート入出力装置間のマルチドロップ接続方式によれば、機側の各機器・装置等と制御盤との間、及び、制御盤と操作手段との間に信号伝送用ケーブルを敷設する必要がある。このため、新たな電気制御機器や電化製品を導入したり、設備を更新する場合には、導入又は更新される機器・設備等に対する配線工事が必要になり、特に当該機器・設備等を制御する制御回路に対応する操作手段の増設や更新が必要になる場合もあり、その分費用が嵩んでいた。

又、一般に、操作盤、スイッチパネル等の操作手段は、監視、操作、制御等の対象である機側と近接しておらず、操作性の点で難があり、機側の機器・装置等を追加したり、保守・管理する場合など、機側の機器・装置等の調整を要する場合には、機側の各機器・装置等の動作状態や制御状況等を監視する者、機側の機器・装置等毎に設置された操作手段を操作する者など複数人が必要であった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ＣＰＵを用いることなく、メモリを共有化して、リモート入出力装置の安全性及び信頼性を向上することを第１の課題とする。

本発明は、又、アナログ信号とデジタル信号を１枚のカードで処理可能とすることを第２の課題とする。

本発明は、又、分散独立型リモートシステムの信頼性を確保しつつ、省配線を実現することを第３の課題とする。

本発明は、又、電気制御機器や電化製品その他の機器・設備等の導入や更新が容易で、且つ、その導入や更新を安価で行なうことができる無線伝送システムを提供することを第４の課題とする。

本発明は、リモート入出力装置において、オン−オフの接点信号やプロセス値を変換したアナログ電圧信号が入力され、運転指令や故障表示などに用いられるオン−オフの接点信号やアナログ電圧信号が出力される、シーケンスやプログラムの機能を持たず、入出力のやりとりのみを行なう、入出力専用の、他のリモート入出力装置とメモリエリアが共有化されたメモリ共有化ＩＣと、該ＩＣに電源を供給するための電源コンバータと、通信手段から信号を入出力するための入出力手段と、入力されたアナログ電圧信号をＡＤ変換し、接点信号はそのまま共有メモリエリアにデジタル数値として格納すると共に、共有メモリエリアにデジタル数値として格納されているアナログ電圧信号はＤＡ変換を行ない、接点信号はそのまま出力するための入出力処理手段と、を備えることにより、前記第１の課題を解決したものである。

更に、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ／ＤＡ変換器と、アナログ信号とデジタル信号で、信号の記憶場所を示すアドレスを切換えるためのアドレス設定手段と、を備えることにより、アナログ信号をコード化したデジタル信号で置き換え、アナログ信号とデジタル信号の両方に対応可能として、前記第２の課題を解決したものである。

又、前記入出力手段が、デジタル出力信号を、接点信号に電圧が印加されている有電圧接点と、接点信号に電圧が印加されていない交流／直流対応の無電圧接点に切換可能として、有電圧と無電圧、交流と直流の両方に対応できるようにしたものである。

又、ループ接続しないリモート入出力装置のマルチドロップ接続の終端に抵抗を入れる場合、抵抗の設置／非設置を切換可能としたものである。

本発明は、又、分散独立型リモートシステムにおいて、分設設置された前記のリモート入出力装置と、各リモート入出力装置に接続された中央制御盤および現場操作盤と、各リモート入出力装置を接続する通信手段と、を備えることにより、前記第３の課題を解決したものである。

又、前記通信手段が、各リモート入出力装置をマルチドロップ接続する電源ケーブルを含むようにして、電源の無い現場設置等の装置内部にもリモート入出力装置を設置したり、電源の無い現場設置等の装置に設置された表示灯の点灯を可能としたものである。特に、アナログ信号も扱えるようにした場合には、電源の無い現場設置等の装置にアナログ表示することが可能になる。

本発明は、又、前記通信手段が、各リモート入出力装置をループ状にマルチドロップ接続する通信ケーブルを含むようにして、通信ケーブルの一部が断線した場合でも信号伝送を可能としたものである。

又、前記リモート入出力装置と通信手段を、コネクタにより接続して、通信を切断することなくリモート入出力装置の交換を可能としたものである。

又、前記リモート入出力装置を分散設置し、各リモート入出力装置にメモリ共有化ＩＣを用いると共に、各リモート入出力装置を電源ケーブル、通信ケーブルによりマルチドロップ接続した場合には、システム内部の一部のリモート入出力装置が故障した場合でも、他のリモート入出力装置には影響を及ぼすことがない。

又、前記通信手段の少なくとも一部が、無線により各リモート入出力装置の少なくとも一部を接続するようにした場合には、一部又は全部の通信ケーブルを使用しなくても、信号の伝送が可能となる。

又、各リモート入出力装置と対になっているリモート入出力装置が正常であることを常に監視し、リモート入出力装置に異常が有る場合に故障信号を外部に出力するようにした場合には、リモート入出力装置の異常を迅速に検知することができる。

又、前記通信手段の少なくとも一部にリモート入出力装置を内蔵したハンディ・ターミナルを接続し、該ハンディ・ターミナルでアドレスを設定することで、任意の機器の操作、状態表示を可能としたものである。

本発明は、又、分散独立した、前記のリモート入出力装置と、該リモート入出力装置と無線通信可能な端末ユニットと、該端末ユニットと無線通信可能な端末操作器とを備え、前記端末ユニットは、アドレスを変更することにより、無線通信可能なリモート入出力装置を切り替えることを特徴とする無線伝送システムにより、前記第４の課題を解決したものである。

又、前記端末ユニットを、複数個の前記リモート入出力装置に共通とし、アドレスを変更することにより、前記複数個のリモート入出力装置の中から、無線通信を行なうリモート入出力装置を選択するようにしたものである。

又、前記端末操作器は、前記リモート入出力装置を備える制御回路が制御する機器・装置等の運転状況又は制御状況を表示する表示手段を備えたものである。

なお、ここで「分散独立したリモート入出力装置」とは、ＰＬＣや通信制御用マスターユニットを有せず、マスタ局、スレーブ局の区別無くリモート入出力装置が分散且つ独立に設置され、マルチドロップリンク方式により信号授受を行なう装置の意味である。

請求項１乃至４の発明によれば、リモート入出力装置に入出力専用のメモリ共有化ＩＣを用いたので、ＣＰＵやソフトウェアを用いる必要が無く、リモート入出力装置を低価格で実現できる。

特に、請求項２の発明のように、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ／ＤＡ変換器と、アナログ信号とデジタル信号でアドレスを切換えるためのアドレス設定手段とを備えた場合には、アナログ信号をコード化したデジタル信号で置き換えて、１枚のカードでアナログ信号とデジタル信号の両方に対応可能となる。

又、請求項５乃至１２の発明によれば、分散独立型リモートシステムの配線コストや接続チェック工数を削減できるだけでなく、シーケンスチェックが不要となり、試運転期間を大幅に短縮できる。更に、マスタ局、スレーブ局が存在せず、各々のリモート入出力装置が独立して分散独立型リモートシステムを構築しているため、機器に異常が発生した場合、異常を生じた機器は信号伝達ができなくなるが、他のリモート入出力装置は支障なく信号伝達が行なえ、システム全体の安全性、信頼性が向上できる。

又、請求項１３及び１４の発明によれば、端末ユニットによりアドレスを変更することにより無線通信可能なリモート入出力装置を切り替えることができるため、次の効果を奏する。

（１）複数個のリモート入出力装置に共通の端末ユニットを配置すれば足り、機側又は制御盤と同一の場所にこれを設置することができる。

それ故、機側の機器・装置等毎に操作手段を設ける必要がないので、操作手段の設置数を削減でき、当該機器・設備等の設置工事や配線工事の費用を節減することができる。又、端末ユニット及び機側の機器・装置等の調整、保守・管理等の作業が容易になる。

（２）アドレスの変更や設定は、端末ユニット及び端末操作器のソフトウェアの修正をするだけで行なうことができるので、機側の機器・装置等の調整、保守・管理等を経済的、効率的に行なうことができる。

（３）全体として、機側の機器・装置等の監視、操作、制御等の遠隔作業に適したシステムを構築し易くなる。

又、端末操作器は機側まで持ち運び可能なため、機側において機器・装置等の動作状況を監視しながら操作、調整、制御等を行なうことができる。それ故、システム全体の操作性が向上する。なお、端末操作器が備える表示手段に、機側の機器・装置等の運転時間管理や故障履歴管理等に関する情報の表示機能を持たせても構わない。この場合、従来、操作手段が設置されていた場所（例えば中央制御室）でしか確認できなかった詳細情報を機側において確認できるので、システムの調整が容易になり、操作性も更に向上する。

特に請求項１５の発明によれば、機側の機器・装置等の監視、操作、制御等の状況を端末操作器で確認することが可能になり、表示手段の設置数を節減することができ、その分の配線工事に要する費用を大幅に低減することができる。なお、本発明によれば、配線コストを９０％以上、設備コストを５０％以上削減可能になる例がある。

前記端末ユニットは、請求項１５の発明における端末操作機と同機能の表示手段、即ち、リモート入出力装置を備える制御回路が制御する機器・装置等の運転状況又は制御状況を表示する表示手段を備えていても良い。この場合、端末ユニットと端末操作機の各存在場所において機側の機器・装置等の運転状況又は制御状況を確認することができる。

又、請求項１５の発明における端末操作機は、マン・マシン・インタフェースにより遠隔地からの監視、操作又は制御が可能なものであってもよい。この場合、遠隔地との接続手段の例として、広域ＬＡＮ（無線、有線及び両者が混在するものを問わない）、インターネットを挙げることができ、マン・マシン・インタフェースの例として、デスクトップ型やラップトップ型のパーソナルコンピュータ（ディスプレイ付き）を挙げることができる。これらによれば、特別な機材を準備せずともホームオートメーションのような遠隔地からの機器・装置等の操作、監視、制御等に必要なシステムを容易に構成することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明に係るリモート入出力装置（Ｉ／Ｏ）６０の実施形態は、図４に示す如く、アドレスの設定のみでシーケンスやプログラムの機能を持たず、入出力のやりとりのみを行なう入出力専用のメモリ共有化ＩＣ６２と、該ＩＣ６２に電源を供給するための電源コンバータ６４と、通信ケーブル３２から信号を入出力するためのコネクタ６６と、通信処理ＩＣ６８と、アナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡＤ／ＤＡコンバータ７０と、該ＡＤ／ＤＡコンバータ７０から入力されるデジタル化されたアナログ入力信号ＡＩ又は前記コネクタ６６から入力されるデジタル入力信号ＤＩを処理してデジタル出力信号ＤＯ又はアナログ出力信号ＡＯとするための入出力（切換）処理装置（例えばＰＬＤ）７２と、アナログ信号とデジタル信号でアドレスを切換えるためのアドレス設定装置（例えばＤＩＰスイッチ）７４と、クロック７６と、例えば信号入力時に発光する動作表示ＬＥＤ７８とを備えている。

前記アドレス設定装置７４は、例えばアナログ出力（ＡＯ）１点、デジタル入力（ＤＩ）８点、デジタル出力（ＤＯ）８点の場合、次のようにアドレスを設定する。

ＩＯ ０〜 ７：ＤＩ領域 ＤＩとして利用
ＩＯ ８〜１５：ＤＯ領域 ＤＯとして利用
ＩＯ １６〜２３：ＤＯ領域 未使用
ＩＯ ２４〜３１：ＤＯ領域 ＡＯとして使用（分解能約２５０のＤ／Ａ変換器組込み）

又、例えばアナログ入力（ＡＩ）１点、ＤＯ８点、ＤＩ８点の場合は、次のようにアドレスを設定する。

ＩＯ ０〜 ７：ＤＯ領域 ＤＯとして利用
ＩＯ ８〜１５：ＤＩ領域 ＤＩとして利用
ＩＯ １６〜２３：ＤＩ領域 未使用
ＩＯ ２４〜３１：ＤＩ領域 ＡＩとして利用（分解能約２５０のＡ／Ｄ変換器組込み）

入出力部のブロックを図５に示す。図に示す如く、ＩＣ６２の３２点のＩＯ信号の内、ＩＯ０〜ＩＯ２３は、全て、切替用の入出力処理装置（ＰＬＤ）７２と接続され、該ＰＬＤ７２内のプログラムロジックにより、入力８点／出力８点固定とされている。一方、ＩＯ２４〜３１は、拡張コネクタ８０と接続され、Ａ／Ｄ又はＤ／Ａ用として使用される。

図５において８２は出力バッファ、８６は入力バッファである。

前記出力バッファ８２の構成を図６に示す。図において、８３はＭＯＳ−ＦＥＴ、８４は有電圧／無電圧切換用のジャンパ線であり、ＡＣ／ＤＣ無電圧出力の時はジャンパ線８４を切り離し、ＤＣ２４Ｖ有電圧出力の時はジャンパ線８４を接続する。

前記コネクタ６６から入力された信号は、アナログ入力信号ＡＩは、ＡＤ／ＤＡコンバータ７０でデジタル信号に変換され、入出力処理装置７２で信号処理された後、メモリ共有化ＩＣ６２を通して仮想共有メモリ６１に書き込まれ、コネクタ６６より通信ケーブル３２を通して他のリモートＩ／Ｏ装置へ共有メモリが伝送される。共有メモリが伝送されると、メモリ共有化ＩＣ６２から入出力処理装置７２で信号処理された後、コネクタ６６より出力される。この時、アナログ出力信号ＡＯは、ＤＡ／ＡＤコンバータ７０を通してアナログ化され、コネクタ６６よりアナログ出力される。

このように、メモリ共有化ＩＣ６２を採用し、入出力処理装置７２のデジタル入出力点数を例えば１チップの上限である３２点以下に抑え、入出力処理、各種設定に専用デバイスチップを用いることで、ＣＰＵを用いない装置を一枚のカードでリモートＩ／Ｏ６０を実現している。又、アナログ信号をデジタル信号に変換して信号処理することで、アドレスの切換えにより、アナログ信号とデジタル信号を、メモリ共有化ＩＣ６２のデジタル入出力信号で混在処理することが可能となり、アナログ処理用のユニットを追加する必要が無く、１台の装置でデジタル信号とアナログ信号を処理できる。

本実施形態においては、コネクタ６６を用いているので、故障したリモートＩ／Ｏの脱着が容易である。なお、コネクタ６６の代わりに端子台を用いることも可能である。又、ＬＥＤ７８の代わりにランプを用いることも可能である。

本リモートＩ／Ｏ６０を動力制御機器、監視機器内に分散設置し、リモートＩ／Ｏ６０同士を通信ケーブル３２や電源ケーブルでマルチドロップ接続することで、電源の供給、アナログ／デジタル信号の入出力を、ハードワイヤによる個別接続を行なうことなく実現することができる。

図４乃至６に示したリモートＩ／Ｏ６０を用いた分散独立型リモートシステムの第１実施形態を図７に示す。各リモートＩ／Ｏ６０は、通信ケーブル３２にマルチドロップ接続されている。電源は、別途、電源線又はバッテリにより、各機器毎に供給されている。

本実施形態においては、通信ケーブル３２をループ状としているので、一部が切れても、支障なく信号を送受することができる。なお、通信ケーブル３２の１箇所を開くことも可能である。

本実施形態においては、マスタ局、スレーブ局が存在せず、各々のリモートＩ／Ｏ６０が独立してシステムを構築しているため、機器に異常が発生した場合には、異常を生じた機器は信号伝達ができなくなるが、他のリモートＩ／Ｏ６０は支障なく信号伝達が行なえ、システム全体の安全性、信頼性が向上する。

次に、例えば動力制御盤１０内に、ＡＣ１００Ｖを例えばＤＣ２４Ｖに変換する電源変換器３４を設け、通信ケーブル３２だけでなく、該電源変換器３４に接続された電源ケーブル３６もマルチドロップ接続とした、本発明に係る分散独立型リモートシステムの第２実施形態を図８に示す。

本実施形態において、通信ケーブル３２は第１実施形態と同様にループ状とされ、電源ケーブル３６はオープンループとされている。

本実施形態によれば、電源ケーブル３６により全ての現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに、例えばＤＣ２４Ｖの電源を供給できるので、現場での電源設備が不要である。なお、現場での電源供給が困難な一部の現場操作盤のみ電源ケーブル３６により電源を供給するように構成することも可能である。

第２実施形態における動力制御盤１０内のリモートＩ／Ｏ６０と、対応する現場操作盤２０Ａ内のリモートＩ／Ｏ６０の関係の例を図９に詳細に示す。このようにして、対応するリモートＩ／Ｏのデジタル入力（ＤＩ）領域とデジタル出力（ＤＯ）領域、ＤＯ領域とＤＩ領域、アナログ入力（ＡＩ）領域とアナログ出力（ＡＯ）領域がそれぞれ対応しており、アナログ表示計８８によるアナログ表示も可能となる。

本実施形態においては、図６に示した如く、リモートＩ／Ｏからのデジタル出力（ＤＯ）信号を、ＤＣ２４Ｖの有電圧接点とＡＣ／ＤＣ対応の無電圧接点に、内部スイッチやジャンパ線８４の設定で切換え可能としているので、汎用性が高い。なお、いずれか一方に固定することも可能である。

次に、通信ケーブル３２による伝送を全て無線伝送に置き換えた、本発明に係る分散独立型リモートシステムの第３実施形態を図１０に示す。

本実施形態においては、各リモートＩ／Ｏ６０内に無線装置９０を設けたので、通信ケーブルを用いることなく信号を伝達することができ、通信ケーブルを省略することができる。

なお、図１１に示す分散独立型リモートシステムの第４実施形態のように、一部の通信ケーブルを残し、通信ケーブルの配線が困難な箇所だけ無線装置９０による無線伝送を行なうように構成することも可能である。

次に現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃをハンディ・ターミナル９５に置き換えた、本発明に係る分散独立型リモートシステムの第５実施形態を図１２に示す。

本実施形態においては、リモートＩ／Ｏ６０を内蔵したハンディ・ターミナル９５を、現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに対応して各所に設けた通信ケーブル３２のコネクタ３８に接続し、リモートＩ／Ｏ６０のアドレスを設定することで、現場操作盤２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの代わりに任意の機器の操作及び運転状態の監視を行うことができ、現場操作盤を省略することができる。

なお、図１３に示す分散独立型リモートシステムの第６実施形態のように、ハンディ・ターミナル９５に無線装置９０を設置し、動力制御盤１０側の無線装置９２と無線伝送を行なうように構成することも可能である。

次に、無線伝送システムに係る第７実施形態について説明する。

本実施形態は、電気制御機器や一般照明、空調等を制御、操作、監視する制御システムにおいて、図１４に示す如く、分散独立したリモート入出力装置（ＩＯＣ）１１０を複数個、制御盤１００に設置する。各リモート入出力装置１１０は、制御盤１００が備える複数個の制御回路１２０にそれぞれ対応させて設置する。各制御回路１２０は、制御、操作、監視する対象である機側の機器・装置等に対応して設置する。（無線）端末ユニット１３０を、機側の機器・装置等が設置されている場所と同じ場所に設置する。端末ユニット１３０によりアドレスを切り替え、複数のリモート入出力装置１１０の中のいずれかを選択する。（無線）端末操作器１５０は、例えば無線ＬＡＮアクセスポイント１４０を介して端末ユニット１３０と無線で接続されており、上記のアドレスの切り替えは、端末操作器１５０により、端末ユニット１３０を操作することで行なう。

具体的には、まず、端末操作器１５０の操作者１６０が、機側の機器・装置等を選択する。この選択は、端末操作器１５０が手入力手段を備える場合には、その手段を用いて機側の機器・装置等に対応するタグＮｏ、名称等の情報を操作者１６０がこれを手入力する。又、当該端末操作器１５０が光学的手段、電磁気的手段その他の自動読み取り手段を備える場合には、その手段を用いて、機側の機器・装置１５５等に設置してあるバーコード、ＩＣタグ等に格納された情報を操作者１６０が読み取らせ、これを自動入力する。

操作者１６０は、端末操作器１５０に入力された、そのままの情報又は端末操作器１５０内で必要な演算が施された情報を、無線により端末ユニット１３０に伝送する。

端末ユニット１３０では、端末操作器１５０から伝送されてきた信号に基づき、従前のアドレス（初期的にはアドレスが設定されていなくても構わない）が、当該端末操作器１５０の操作者１６０が選択した機側の機器・装置等に対応する制御盤１００内の制御回路１２０のアドレスに切り替わる。これにより、端末ユニット１３０及び切り替わったアドレスに対応する制御回路１２０により制御されている機側の機器・装置等と端末操作器１５０が接続し、情報のやりとりが可能になる。

具体的には、各リモート入出力装置アドレスに対応したアドレスを端末ユニット１３０で任意に設定可能にするため、バス接続可能なＣＰＵボード１３２、Ｉ／Ｏボード１３４並びにリモート入出力装置１１０を用いて、無線システムを実現可能とする。

又、運転情報、故障履歴等の情報を収集するため、図１５に示す如く、端末操作器１５０からの操作が無い場合、定周期でアドレスを変更し、各リモート入出力装置１１０を通して、必要な情報を収集する機能を付加することができる。

更に、収集した情報は、長期保存や外部記憶装置への入力を可能とするため、フラッシュメモリ等の記憶媒体１３６を端末ユニット１３０に内蔵し、ＣＳＶ等の標準フォーマットにて記憶する機能を付加することができる。

又、無線信号を暗号化処理することにより、誤操作や誤作動を防止する。

更に、機器の誤選択を防止するため、バーコードやＩＣタグ１５２の読み取り装置１５４を端末操作器１５０に設置することができる。

前記端末操作器１５０の画面は、表示文字や構成を任意に変更できるソフトウェアを付加し、各表示、操作スイッチに対応するリモート入出力装置１１０の入出力ビットも任意に設定可能とすることができる。決定画面の例を図１６に示す。

前記ソフトウェアは、パソコン（ＰＣ）にインストールし、端末操作器１５０にＵＳＢ等の汎用インタフェースにて接続し、ダウンロード可能とすることができる。

又、端末操作器１５０の設定により、図１７に示す第８実施形態のように、複数の端末ユニット１３０Ａ、１３０Ｂと複数の端末操作器１５０Ａ、１５０Ｂの間で無線伝送が行なえるシステムを実現できる。この際、機器の誤操作を防止するため、機器操作選択は、例えば先取り優先方式を採用することができる。

又、無線ＬＡＮを用いることで、図１８に示す第９実施形態のように、ＬＡＮやインターネットとの混在システムを可能とし、ＬＡＮやインターネットを通じて、遠隔操作、制御、監視を可能とすることができる。図において、１７０はモデム、１８０はパソコン（ＰＣ）である。

従来のハードワイヤ方式の電気制御システムの例を示すブロック図 従来のマスタースレーブ方式のリモートＩ／Ｏシステムの例を示すブロック図 従来のマルチリレーとＰＬＣを組み合わせたシステムの例を示すブロック図 本発明に係るリモート入出力装置の実施形態の構成を示すブロック図 前記実施形態の入出力部を示すブロック図 同じく出力バッファの構成図 本発明に係るリモートＩ／Ｏ装置を用いた分散独立型リモートシステムの第１実施形態の構成を示すブロック図 同じく第２実施形態の構成を示すブロック図 第２実施形態の詳細を示す配線図 本発明に係る分散独立型リモートシステムの第３実施形態の構成を示すブロック図 同じく第４実施形態の構成を示すブロック図 同じく第５実施形態の構成を示すブロック図 同じく第６実施形態の構成を示すブロック図 本発明に係る無線伝送システムを示す第７実施形態の構成を示すブロック図 第７実施形態の情報収集機能を示すブロック図 同じく端末操作器の設定画面の例を示す図 本発明に係る無線伝送システムを示す第８実施形態の構成を示すブロック図 同じく第９実施形態の構成を示すブロック図

符号の説明

１０…動力制御盤
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…動力制御装置
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…現場操作盤
３２…通信ケーブル
３４…電源変換器
３６…電源ケーブル
３８…コネクタ
６０…リモート入出力装置（Ｉ／Ｏ）
６１…仮想共有メモリ
６２…Ｉ／Ｏ専用メモリ共有化ＩＣ
６４…電源コンバータ
６６…コネクタ
７０…ＡＤ／ＤＡコンバータ
７２…入出力処理装置
７４…アドレス設定装置
７８…動作表示ＬＥＤ
８０…拡張コネクタ
８２…出力バッファ
８４…ジャンパ線
８６…入力バッファ
８８…アナログ表示計
９０、９２…無線装置
１００…制御盤
１１０…リモート入出力装置（ＩＯＣ）
１２０…制御回路
１３０…（無線）端末ユニット
１３２…ＣＰＵボード
１３４…Ｉ／Ｏボード
１３６…記憶媒体（ＦＭ）
１４０…無線ＬＡＮアクセスポイント
１５０…（無線）端末操作器
１５５…機器・装置
１６０…操作者

Claims (15)

1. オン−オフの接点信号やプロセス値を変換したアナログ電圧信号が入力され、運転指令や故障表示などに用いられるオン−オフの接点信号やアナログ電圧信号が出力される、シーケンスやプログラムの機能を持たず、入出力のやりとりのみを行なう、入出力専用の、他のリモート入出力装置とメモリエリアが共有化されたメモリ共有化ＩＣと、
   該ＩＣに電源を供給するための電源コンバータと、
   通信手段から信号を入出力するための入出力手段と、
   入力されたアナログ電圧信号をＡＤ変換し、接点信号はそのまま共有メモリエリアにデジタル数値として格納すると共に、共有メモリエリアにデジタル数値として格納されているアナログ電圧信号はＤＡ変換を行ない、接点信号はそのまま出力するための入出力処理手段と、
   を備えたことを特徴とするリモート入出力装置。
2. アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ／ＤＡ変換器と、
   アナログ信号とデジタル信号で、信号の記憶場所を示すアドレスを切換えるためのアドレス設定手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のリモート入出力装置。
3. 前記入出力手段が、デジタル出力信号を、接点信号に電圧が印加されている有電圧接点と、接点信号に電圧が印加されていない交流／直流対応の無電圧接点に切換可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリモート入出力装置。
4. ループ接続しないリモート入出力装置のマルチドロップ接続の終端に抵抗を入れる場合、抵抗の設置／非設置を切換可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のリモート入出力装置。
5. 分散設置された請求項１乃至４のいずれかに記載のリモート入出力装置と、
   各リモート入出力装置に接続された中央制御盤および現場操作盤と、
   各リモート入出力装置を接続する通信手段と、
   を備えたことを特徴とする分散独立型リモート入出力システム。
6. 前記通信手段が、各リモート入出力装置をマルチドロップ接続する電源ケーブルを含むことを特徴とする請求項５に記載の分散独立型リモートシステム。
7. 前記通信手段が、各リモート入出力装置をループ状にマルチドロップ接続する通信ケーブルを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の分散独立型リモートシステム。
8. 前記リモート入出力装置と通信手段が、コネクタにより接続されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の分散独立型リモートシステム。
9. 前記リモート入出力装置を分散設置し、各リモート入出力装置にメモリ共有化ＩＣを用いると共に、各リモート入出力装置を電源ケーブル、通信ケーブルによりマルチドロップ接続したことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の分散独立型リモートシステム。
10. 前記通信手段の少なくとも一部が、無線により各リモート入出力装置の少なくとも一部を接続することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の分散独立型リモートシステム。
11. 各リモート入出力装置と対になっているリモート入出力装置が正常であることを常に監視し、リモート入出力装置に異常が有る場合に故障信号を外部に出力するようにされていることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の分散独立型リモートシステム。
12. 前記通信手段の少なくとも一部にリモート入出力装置を内蔵したハンディ・ターミナルを接続し、該ハンディ・ターミナルでアドレスを設定することで、任意の機器の操作、状態表示を可能とすることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の分散独立型リモートシステム。
13. 分散独立した、請求項１乃至４のいずれかに記載のリモート入出力装置と、
    該リモート入出力装置と無線通信可能な端末ユニットと、
    該端末ユニットと無線通信可能な端末操作器とを備え、
    前記端末ユニットは、アドレスを変更することにより、無線通信可能なリモート入出力装置を切り替えることを特徴とする無線伝送システム。
14. 前記端末ユニットは、複数個の前記リモート入出力装置に共通とされ、アドレスを変更することにより、前記複数個のリモート入出力装置の中から、無線通信を行なうリモート入出力装置を選択することを特徴とする請求項１３に記載の無線伝送システム。
15. 前記端末操作器は、前記リモート入出力装置を備える制御回路が制御する機器・装置等の運転状況又は制御状況を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の無線伝送システム。

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