JP6893872B2 - 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

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）。

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。

Claims (8)

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、
   前記相互接続ブロック（２）は、
   前記相互接続ブロック（２）の一方の端面に設けられた第１の共通接点端子（１）と、 前記相互接続ブロック（２）の他方の端面に設けられ、前記第１の共通接点端子（１）に接続された第２の共通接点端子（１）と、
   前記相互接続ブロック（２）の前記一方の端面に設けられた第１の系列の接点端子（ＢＧｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）と、
   前記相互接続ブロック（２）の前記他方の端面に設けられた第２の系列の接点端子（ＢＤｉ、ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）と、
   を備え、
   前記相互接続ブロック（２）は、前記対話部材のうちの少なくとも１つに、多芯ケーブルによって接続され、あるいは、
   前記相互接続ブロック（２）は、前記対話部材のうちの少なくとも１つに、多芯ケーブルによって接続され、かつ前記相互接続ブロック（２）の前記一方の端面又は前記他方の端面に、前記対話部材のうちの少なくとも１つが直接接続され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（２）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. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。

Images