JPH03225501A - 直列制御装置のクロック切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部制御にクロックを使用する直列制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

第５図に一定時間ごとに発生するクロックパルスを基準
にしてその内部制御が行われ、センサ信号を検出したり
、アクチュエータを駆動制御する各ノード（以下、制御
装置という）をデジーチェン状に接続した直列制御装置
の構成を概念的に示す。

同図に示す制御装置１００のデータ処理部１０３ては、
アクチュエータ群１０５を駆動制御する制御データを生
成する処理を行い、これをインターフェース回路１０４
に出力する。この間、データ処理部１０３はクロック発
生部１０２から出力されるクロックパルス信号に同期し
て動作される。

インターフェース回路１０４ては入力信号を所要にレベ
ル変換して、変換された制御データをアクチュエータ群
１０５に出力し、これらアクチュエータ群１０５を駆動
制御する。そして、クロック発生部１０２から出力され
るクロックパルス信号ＣＫおよびデータ処理部１０３に
おける処理が施されたデータ信号ＤＴはそれぞれ信号線
４００．５００を介して次段以降の制御装置２００．３
００の各データ処理部２０３．３０３に伝送される。

この場合、制御装置２００のデータ処理部２０３は、伝
送された上記クロックパルス信号ＣＫ、データ信号ＤＴ
を受信して、受信されたクロックパルス信号ＣＫに同期
して動作する。すなわち、受信されたデータ信号ＤＴに
インターフェース回路２０４を介してセンサ群２０５の
検出データを取り込む処理を行う。一方、制御装置３０
０のブタ処理部３０３においても、同様に制御装置２０
０を介して伝送されたクロックパルス信号ＣＫ、データ
信号ＤＴが受信され、該データ処理部３０３は、この受
信されたクロックパルス信号ＣＫに同期して、受信され
たデータ信号ＤＴに基づき上記データ処理部１０３と同
様にインターフェース回路３０４を介してアクチュエー
タ群３０５を駆動制御するように動作される。

こうした各制御装置１００．２００および３００にあっ
ては、データ処理部１０３．２０３および３０３と、ク
ロックパルス信号を出力するクロック発生部１０２．２
０２および３０２とがそれぞれ信号処理部１０１．２０
１および３０１としてゲートアレイ（ＡＳＩＣと呼ばれ
る特定用途向けＩＣの一種）などで１パツケージ構成さ
れている。このように各制御装置２００．３００は内部
に自己のクロック発生部２０３．３０３を有しているに
もかかわらず、内部制御にこれらクロック発生部２０３
．３０Ｂの出力クコツクを使用せず、制御装置１００の
クロック発生部１０３の出力クロックを使用しているの
は、制御装置１００からクロックパルス信号ＣＫとデー
タ信号ＤＴとを信号線４００．５００によって次段以降
の制御装置２００．３００に別送することにより、ビッ
ト同期の完全を期すことができ、このため通信の高信頼
性が図れるという理由による。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、信号線４００．５００は、制御装置１００．
２００冊、制御装置２００．３００間においてそれぞれ
コネクタ１５０．２５０によって接続されている。

このため、こうした直列制御装置が、激しい振動が発生
する機械（たとえば自動車やプレス機械）内に装着され
た場合には、振動に起因して上記コネクタ１５０．２５
０が外れてしまい、制御装置間で断線が発生することが
ある。すると、その断線箇所以降の制御装置２００．３
００ては制御装置１００から伝送されてくるはずのクロ
ックパルス信号ＣＫが受信されなくなり、制御装置２０
０．３００内部は正常に動作されずに、制御装置２００
．３００の制御対象、つまりセンサ群２０５のデータ検
出およびアクチュエータ群３０５の駆動制御か不能とな
ってしまう。したかって、システムの安全性が著しく損
なわれてしまうことになる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、
たとえ制御装置間において断線が発生した場合であって
も、こうした制御対象が制御不能となる事態を防止する
ことができる装置を提供することをその目的としている
。

〔課題を解決するための手段および作用〕そこで、この
発明の第１発明では、データ信号線およびクロック信号
線を介して複数のノードを直列接続した直列制御装置に
おいて、前記クロック信号線を介して入力されるクロッ
ク信号の受信停止を検出する受信停止検出手段と、クロ
ック信号を発生するクロック発生回路と、前記受信停止
検出手段によって受信停止が検出されていないときは、
前記クロック信号線を介して入力されるクロック信号を
選択し、前記受信停止検出手段によって受信停止が検出
されたときは、前記クロツク発生回路から出力されるク
ロック信号を選択する切換手段と、前記切換手段から出
力されるクロック信号に同期して前記データ信号線を介
して入力されるデータの処理を行う手段とを各ノードに
具えたことを特徴とする直列制御装置のクロック切換装
置。

すなわちかかる構成によれば、各ノードでは、クロック
信号か受信されていることが検出されている間は、この
クロック信号に同期して人カデタの処理を行う。しかし
、クロック信号の受信停止が検出されると、この検出出
力に応答して自己のクロック発生回路で発生するクロッ
ク信号に同期して入力データの処理を行う。

また、この発明の第２発明では、前記クロックイご牛回
路を、前記データ信号線を介して入力されるデータから
クロック信号を抽出し、該抽出したクロック信号を発生
するように構成している。

すなわち、各ノードは、入力データ信号がらクロック信
号を抽出しているので、発生クロック信号の位＃］１と
入力データ信号の位相とが一致する。

したがって、クロック信号の受信停止が検出されると、
この検出出力に応答して受信データ信号と位相が一致し
た自己クロック信号に同期して入力データの処理が行わ
れる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図に本発明に係る直列制御装置のクロック切換装置
の一実施例を示す。なお、実施例では直列制御装置とし
て先の第５図に示した構成のものを前提とし、制御装置
２００．３００に対応する制御装置１０の構成を示すも
のである。

制御装置１０には信号線１を介して最前段の制御装置（
制御装置１００に相当する）で発生したタロツクパルス
信号（以下、別送りロック信号という）ＣＫＩが入力さ
れ、この別送りロック信号ＣＫＩがクロック監視部１２
およびセレクタ１３に加えられる。一方、同制御装置１
０には、前段の制御装置からデータ信号ＤＴが入力され
、このデータ信号ＤＴがデータ処理部１４に加えられる
。

クロック監視部１２は別送りロックパルス信号ＣＫ１か
受信されているか否かを検出するものであり、受信中、
または受信停止であることを示す信号（以下、クロック
切換信号という）ＣＭをセレクタ１３に出力する。自己
クロック生成部１１はタロツクパルス信号（以下、自己
クロックパルスＣ二号という）ＣＲ２を発生して、これ
をセレクタ］゛３に出力する。

セレクタ１３は、入力クロック切換信号ＣＭに応して、
別送りロックパルス信号ＣＫ１または自己クロックパル
ス信号ＣＫ２を選択的にデータ処理部］４に出力するも
のであり、クロック切換信号ＣＭの内容が別送りロック
パルス信号ＣＫＩ受信中である場合に、該別送りロック
パルス信号ＣＫ１をデータ処理部１４に出力するととも
に、クロック切換信号ＣＭの内容が別送りロックパルス
信号ＣＫＩ受信停止である場合に、自己クロックペルス
信号ＣＫ２をデータ処理部１４に出力する。

なお、セレクタ１３からは別送りロックパルス信号Ｃ１
＼］、自己タロツクパルス信号ＣＫ２のいずれかのクロ
ックパルス信号ＣＫが次段の制御装置に対して信号線１
を介して伝送されることになる。

データ処理部１４は、セレクタ１３から出力されるクロ
ックパルス信号ＣＫに基づき動作される。

いま、セレクタ１３から別送りロックパルス信号ＣＫＩ
が出力されている場合には、このクロックパルス信号Ｃ
ＫＩの位相と受信されたデータ信号ＤＴの位相は一致、
つまり同期しているのでデータ処理部１４は別送りロッ
クパルス信号ＣＫＩに同期して動作される。すなわち、
制御装置１０に図示していないアクチュエータ群が接続
されているのであれば、受信データ信号からこのアクチ
ュエータ群を制御するための制御データＤＴを抽出して
、これをインターフェース回路１５を介してアクチュエ
ータ群に駆動信号として与える処理を行うこと力（てき
る。しかし、セレクタ１３から自己クロックパルス信号
ＣＫ２が出力されている場合には、このクロックパルス
信号ＣＫ２の位相と受信されたデータ信号ＤＴの位相と
は必ずしも一致していない。したがってデータ処理部１
４は自己クロックパルス信号ＣＫ２に同期して動作され
るとは限らない。が、クロックパルス信号が供給されて
いるので、クロック停止によってデータ処理部１４の内
部制御が不能となってしまう事態、つまり制御対象であ
るアクチュエータ群が制御不能となってしまうような事
態を防ぐことができる第３図に、第１図に示すクロック
監視部１２、セレクタ１３の回路構成の一例を示し、第
４図に第３図番部の信号のタイムチャートを示す。以下
、これら図を併せ参照して説明する。

クロック監視部１２は再トリガ形単安定マルチバイブレ
ーク（以下、単にマルチバイブレータという）１６を中
心に構成されている。第４図の矢印Ｅに示すように信号
線１の断線がなく、該信号線１を介して別送りロックパ
ルス信号ＣＫＩがマルチバイブレーク１６の入力端子に
加えられている場合には、マルチバイブレータ１６は、
別送りロックパルス信号ＣＫＩの立ち下がりを連続して
捕らえることができるので、準安定状態である論理“１
”レベルの出力することかでき、該論理“１″レベルの
クロック切換信号ＣＭをセレクタ１３のアンド回路１７
の一方の入力端子、アンド回路１８の論理反転入力端子
にそれぞれ加える。

一方、アンド回路１７の他方の入力端子、アンド回路１
８の他方の入力端子には、それぞれ別送りロックパルス
信号ＣＫ１、水晶振動子を中心に構成される自己クロッ
ク生成部１１の出力自己クロックパルス信号ＣＫ２が加
えられている。したかって、アンド回路１７は別送りロ
ックパルス信号ＣＫＩの論理レベルと同−論理レベル信
号を８カし、これをオア回路１つの一方の入力端子に加
えるとともに、アンド回路１８は自己クロックパルス信
号ＣＫ２の論理レベルに関わりなく論理“ｒ〕”レベル
の信号をオア回路１９の他方の入力端子に加えることに
なり、結局オア回路１つは別送りロックパルス信号ＣＫ
Ｉをデータ処理部１４に出力する（第４図参照）。こう
してセレクタ１３から選択クロック信号ＣＫとして別送
りロックパルス信号ＣＫＩがデータ処理部］４に出力さ
れたならば、データ処理部１４はこの別送りロックパル
ス信号ＣＫ１に同期して前述した処理を行うことができ
る。

やがて、時刻ｔｃにおいて振動等に起因したコネクタ１
５０．２５０の外れ等によって信号線１の断線か発生す
ると、マルチバイブレーク１６はこれ以後は別送りロッ
クパルス信号ＣＫＩの立ち下がりを捕らえることができ
ない。したかって、マルチバイブレーク１６は、時刻ｔ
。において最後の別送りロックパルス信号ＣＫＩの立ち
下がりを捕らえてから、微分回路ＣＲの抵抗Ｒ、コンデ
ンサＣで定まる時間Ｔを経過してもつぎの別送りロック
パルス信号ＣＫ１の立ち上がりを捕られない時刻ｔ「に
おいて、安定状態である論理“０“レベルのクロック切
換信号ＣＭを出力する。

ここに断線が発生してからクロック切換信号ＣＭが論理
“Ｏ″レベル変化するまでのＴＸ時間では、アンド回路
１７の一方の入力端子に論理°１”レベルのクロック切
換信号ＣＭが加えられるとともに、他方の入力端子には
別送りロックパルス信号ＣＫＩは加えられず、入力論理
レベルは不定であるので、アンド回路１７の出力論理レ
ベルか不定となり、したかってオア回路１つから出力さ
れる選択クロックパルス信号ＣＫの出力論理レベルも不
定となる（第４図の斜線部分参照）。

クロック切換信号ＣＭが論理“θ”レベルに変化した後
は、アンド回路１７は別送りロックパルス信号ＣＫＩの
不定論理レベルに関わりなく論理“０“レベルの信号を
オア回路１つの一方の入力端子に加えるとともに、アン
ド回路１８は自己クロックパルス信号ＣＫ２の論理レベ
ルと同−論理レベル信号をオア回路１つの他方の入力端
子に加えるようになる。結局、時刻ｔｒ以後、オア回路
１９は自己クロックパルス信号ＣＫ２をデータ処理部１
４に出力する（第４図参照）。

こうしてセレクタ］３によって別送りロックパルス信号
ＣＫＩから自己クロックパルス信号ＣＫ２に切り換えら
れた選択クロック信号ＣＫがブタ処理部１４に出力され
たならば、該データ処理部１４はこの切り換えられた自
己クロックパルス信号ＣＫ２に基づき動作して前述した
制御不能となる事態を防ぐことができるようになる。す
なわち、断線後もクロックかデータ処理部１４に供給さ
れるので、アクチュエータ群への出力信号をＯＦＦする
などの安全対策を講することができるようになる。

ところで、前述するように自己クロックパルス（ｒｊ号
ＣＫ２かデータ処理部１５に供給された後は、この自己
クロックパルス信号ＣＫ２と前段の制御装置から伝送さ
れてくるデータ信号ＤＴとの同期か取れておらず、制御
装置に接続されるセンサ群およびアクチュエータ群との
間てセンサ検出ブタおよび制御データの授受を正確に行
うことができない。二のため、これらデータの授受を可
能ならしめるためには、自己クロックパルス信号ＣＫ２
の位相とデータ信号ＤＴの位相とを一致させるようにす
ればよい。

第２図に、断線後も継続してクロックパルス信号とデー
タ信号との同期を図ることができる制御肢１Ｎの構成例
を示す。

同図に示すようにこの制御装置は第１図に示す自己クロ
ック生成部１１、クロック監視部１２、セレクタ１３、
データ処理部１４およびインタフェース回路１５と同様
な発振回路２］、クロック監視部２２、セレクタ２３、
データ処理部２４およびインターフェース回路２５を具
えるとともに、これらにＰＬＬ　（フェイズロックルー
プ）回路２６を付加した構成となっている。このＰＬＬ
回路２６は、発振回路２１て発生したクロックパルス信
号ＰＬの位相と信号線２を介して伝送されたデータ信号
ＤＴの位を目とを一致させ、この位相が一致したクロッ
クパルス信号ＰＬを自己クロックパルス信号ＣＫ２とし
てセレクタ２３に出ツノするものである。

このため、第４図に示すように信号線１の断線後、時刻
ｔ「からデータ処理部２４動作用の選択クロックパルス
信号ＣＫとして別送りロックパルス信号ＣＫＩから自己
クロックパルス信号に切り換えられた後も、別送りロッ
クパルス信号ＣＫ１の場合と同様にセンサ群およびアク
チュエータ群との間てセンサ検出データおよび制御デー
タの授受をＩＴ確に行うことか可能となる。なお、これ
は、信号線の断線として信号線］のみか断線した場合を
想定している。

こうした第２図の制御装置は、ゴー場のライン等、断線
かあったとしても就業時間中は断線箇所を修復するため
たけにライン操業を停止することができす、継続してラ
イン操業を行う二とか要求されるものに適用して好適で
ある。なお、断線箇所は、就業後に修復するようにすれ
ばよい。

なお、実施例ではクロック監視部１２．２２として第３
図に示すように再トリガ形単安定マルチバイブレータ１
６を中心にして構成するようにしているが、これに限定
されることなく別送りロックパルス信号ＣＫＩを受信中
であるか、または受信か停止したことを検出し、二の検
出内容をセレクタ１３に出力する回路構成であれば任意
である。

セレクタ１３．２３も同様に第３図のものに限定される
二となく、別送りロックパルス信号ＣＫＩを受信中であ
る信号か入力されている場合に、別送りロックパルス信
号ＣＫＩをデータ処理部１４．２４に出力するとともに
、受信停＋）−を示す信号に応答して別送りロックパル
ス信号ＣＫ］を自己クロックパルス信号ＣＫ２に切換、
これをデータ処理部１４．２４に出力し得る回路構成で
あれば任意である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、たとえノド間にお
いて断線が発生した場合であっても、制御対象が制御不
能となる事態を防止することができる。したかって適用
システムの安全性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る直列制御装置のクロ。 り切換装置の実施例の構成を概念的に示すブロック図、
第２図は、本発明に係る直列制御装置のクロンク切換装
置の他の実施例の構成を概念的に示すブロック図、第３
図は、第１図または第２図に示すクロック監視部および
セレクタの構成例を示す概念回路図、第４図は第３図に
示す装置各部の信号の変化の様子を示すタイムチャート
、第５図は、従来の技術を説明するために用いた直列制
御装置の構成を概念的に示すブロック図である。 １０．２０・・・制御装置、】１．１２・自己クロック
生成部、１２．２２・・・クロック監視部、］３．２−
３・・セレクタ、１４．２４・・・データ処理部、１５
．２５・インターフェース回路、２６・・・ＰＬＬＨ路
。 一：４−＋ｊ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ信号線およびクロック信号線を介して複数
   のノードを直列接続した直列制御装置において、 前記クロック信号線を介して入力されるクロック信号の
   受信停止を検出する受信停止検出手段と、クロック信号
   を発生するクロック発生回路と、前記受信停止検出手段
   によって受信停止が検出されていないときは、前記クロ
   ック信号線を介して入力されるクロック信号を選択し、
   前記受信停止検出手段によって受信停止が検出されたと
   きは、前記クロック発生回路から出力されるクロック信
   号を選択する切換手段と、 前記切換手段から出力されるクロック信号に同期して前
   記データ信号線を介して入力されるデータの処理を行う
   手段と を各ノードに具えたことを特徴とする直列制御装置のク
   ロック切換装置。
2. （２）前記クロック発生回路は、前記データ信号線を介
   して入力されるデータからクロック信号を抽出し、該抽
   出したクロック信号を発生するものである請求項（１）
   記載の直列制御装置のクロック切換装置。