JPH08305437A - プロセス入出力装置 - Google Patents
プロセス入出力装置Info
- Publication number
- JPH08305437A JPH08305437A JP11151395A JP11151395A JPH08305437A JP H08305437 A JPH08305437 A JP H08305437A JP 11151395 A JP11151395 A JP 11151395A JP 11151395 A JP11151395 A JP 11151395A JP H08305437 A JPH08305437 A JP H08305437A
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- Japan
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- cable
- communication
- cable connection
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プロセス制御コントローラと通信接続するリモ
ートPI/Oに於いてプロセス制御コントローラの通信
動作によらずにケーブル接続診断動作を簡単に、かつ、
確実に実現することにある。 【構成】複数のリモートPI/O4,5と一対のケーブ
ル2,3で個別接続する一つの通信インタフェース内に
通信動作とケーブル接続診断回路10を切替えて通信動
作をしない時、ケーブル2,3の接続診断行う。
ートPI/Oに於いてプロセス制御コントローラの通信
動作によらずにケーブル接続診断動作を簡単に、かつ、
確実に実現することにある。 【構成】複数のリモートPI/O4,5と一対のケーブ
ル2,3で個別接続する一つの通信インタフェース内に
通信動作とケーブル接続診断回路10を切替えて通信動
作をしない時、ケーブル2,3の接続診断行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセス入出力装置に
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】プロセス制御システムのプロセス制御コ
ントローラは、制御対象であるプラントのプロセス入出
力信号として接点入力信号,接点出力信号,直流アナロ
グ入力信号,直流アナログ出力信号,パルス入力信号,
パルス出力信号等を使用してプラントに配置された各種
センサからの入力信号により物理量の計測,演算,監視
を行い制御出力信号により各種バルブ,アクチュエータ
等の制御対象に対してオン/オフ制御やフィードバック
制御することで目的に応じた制御を行う。これら各種セ
ンサや制御対象に対してプロセス制御コントローラのプ
ロセス入出力部は、プロセス制御コントローラのCPU
とバス接続されプロセス制御コントローラ内のCPUに
より直接アクセスする方式がとられている、一方、プロ
セス入出力部と各種センサ,各種制御対象の接続は全て
一対一で接続しておりプラントの規模,制御内容により
その入出力点数は異なり、プロセス入出力点数に応じて
プロセス制御コントローラを中央制御室に複数台設置
し、専用の通信ネットワークにより相互間及びプロセス
運転員のマンマシン部であるプロセスオペレーターズコ
ンソールとの接続によりシステム動作を実現している。
ントローラは、制御対象であるプラントのプロセス入出
力信号として接点入力信号,接点出力信号,直流アナロ
グ入力信号,直流アナログ出力信号,パルス入力信号,
パルス出力信号等を使用してプラントに配置された各種
センサからの入力信号により物理量の計測,演算,監視
を行い制御出力信号により各種バルブ,アクチュエータ
等の制御対象に対してオン/オフ制御やフィードバック
制御することで目的に応じた制御を行う。これら各種セ
ンサや制御対象に対してプロセス制御コントローラのプ
ロセス入出力部は、プロセス制御コントローラのCPU
とバス接続されプロセス制御コントローラ内のCPUに
より直接アクセスする方式がとられている、一方、プロ
セス入出力部と各種センサ,各種制御対象の接続は全て
一対一で接続しておりプラントの規模,制御内容により
その入出力点数は異なり、プロセス入出力点数に応じて
プロセス制御コントローラを中央制御室に複数台設置
し、専用の通信ネットワークにより相互間及びプロセス
運転員のマンマシン部であるプロセスオペレーターズコ
ンソールとの接続によりシステム動作を実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにプロセス制
御コントローラは、そのプロセス入出力部とプロセスの
各種センサ,制御対象と全て一対一に接続されている。
近年、プラントの大規模化,制御範囲の適用拡大,制御
内容の細分化,更にはプロセス制御システムのサポート
する入出力点数の拡大によりプロセスと接続するケーブ
ルの量及び接続長が増大し、その敷設コストが増大する
傾向にある、これに対処するのに従来、中央制御室内に
設置されていたプロセス入出力部をプロセス制御コント
ローラと分離してプロセス入出力部をプロセスの近くに
分散配置して、通信によりプロセス制御コントローラと
接続する、いわゆる、リモートプロセス入出力装置(以
下PI/O)方式の採用が多くなっている。リモートP
I/O方式によればプロセス側の接続ケーブル長が短く
でき直接接続できるため中継端子盤等の設置が不要であ
り敷設コストの低減が図れる。一方、中央制御室に配置
されるプロセス制御コントローラとリモートPI/Oの
通信接続は一対の通信ケーブルで行われ、プロセス制御
コントローラからの通信起動により周期的に繰返し通信
動作を行い、プロセス入力信号はリモートPI/Oから
プロセス制御コントローラに入力し、制御演算結果より
出力データをプロセス制御コントローラからリモートP
I/Oに出力することで入出力動作を実行する。また、
プロセス制御コントローラの通信インタフェース部とリ
モートPI/O間の通信接続は、プロセス側に分散配置
するリモートPI/Oの規模とプロセス制御コントロー
ラの通信インタフェースの規模は必ずしも一対一に対応
しておらず、コスト面から一つの通信インタフェースに
対し数個のリモートPI/Oを接続する形態がとられ
る。しかし、一つの通信インタフェースに複数のリモー
トPI/Oを接続する場合、ポーリング等により接続対
象を逐次確認を行い、その後、通信動作を行う方式があ
り接続確認時間が必要なことと、複数のリモートPI/
Oの中から未接続やケーブル断線等が発生した場合、以
上検出に時間を要すことや通信無応答時間等により通信
周期時間が変化する等の問題が生じている。本発明は、
プロセス制御コントローラの通信インタフェース部と複
数のリモートPI/Oを接続する通信ケーブルを個別接
続方式として、複数のリモートPI/Oを切替て通信動
作を実行し、さらに通信動作をしないリモートPI/O
に対してはケーブル接続診断を行う様にしたことであ
る。
御コントローラは、そのプロセス入出力部とプロセスの
各種センサ,制御対象と全て一対一に接続されている。
近年、プラントの大規模化,制御範囲の適用拡大,制御
内容の細分化,更にはプロセス制御システムのサポート
する入出力点数の拡大によりプロセスと接続するケーブ
ルの量及び接続長が増大し、その敷設コストが増大する
傾向にある、これに対処するのに従来、中央制御室内に
設置されていたプロセス入出力部をプロセス制御コント
ローラと分離してプロセス入出力部をプロセスの近くに
分散配置して、通信によりプロセス制御コントローラと
接続する、いわゆる、リモートプロセス入出力装置(以
下PI/O)方式の採用が多くなっている。リモートP
I/O方式によればプロセス側の接続ケーブル長が短く
でき直接接続できるため中継端子盤等の設置が不要であ
り敷設コストの低減が図れる。一方、中央制御室に配置
されるプロセス制御コントローラとリモートPI/Oの
通信接続は一対の通信ケーブルで行われ、プロセス制御
コントローラからの通信起動により周期的に繰返し通信
動作を行い、プロセス入力信号はリモートPI/Oから
プロセス制御コントローラに入力し、制御演算結果より
出力データをプロセス制御コントローラからリモートP
I/Oに出力することで入出力動作を実行する。また、
プロセス制御コントローラの通信インタフェース部とリ
モートPI/O間の通信接続は、プロセス側に分散配置
するリモートPI/Oの規模とプロセス制御コントロー
ラの通信インタフェースの規模は必ずしも一対一に対応
しておらず、コスト面から一つの通信インタフェースに
対し数個のリモートPI/Oを接続する形態がとられ
る。しかし、一つの通信インタフェースに複数のリモー
トPI/Oを接続する場合、ポーリング等により接続対
象を逐次確認を行い、その後、通信動作を行う方式があ
り接続確認時間が必要なことと、複数のリモートPI/
Oの中から未接続やケーブル断線等が発生した場合、以
上検出に時間を要すことや通信無応答時間等により通信
周期時間が変化する等の問題が生じている。本発明は、
プロセス制御コントローラの通信インタフェース部と複
数のリモートPI/Oを接続する通信ケーブルを個別接
続方式として、複数のリモートPI/Oを切替て通信動
作を実行し、さらに通信動作をしないリモートPI/O
に対してはケーブル接続診断を行う様にしたことであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、プロセス制御
コントローラの一つの通信インタフェースを複数のリモ
ートPI/Oと個別にケーブル接続する方式として、前
記一つの通信インタフェース内に通信ポートを前記複数
のリモートPI/Oのいずれかに接続する切替回路を設
けて切替回路を順次切替操作して、複数のリモートPI
/Oに対し入出力動作を実行する。更に、前記切替回路
に連動させるケーブル接続診断回路を設け通信ポートと
接続されていないリモートPI/Oに対してケーブル接
続診断回路を接続する、ケーブル接続診断回路は通信ケ
ーブルに診断用の電流を流しリモートPI/Oを介して
戻された電流を状態信号に変換することで実現される。
コントローラの一つの通信インタフェースを複数のリモ
ートPI/Oと個別にケーブル接続する方式として、前
記一つの通信インタフェース内に通信ポートを前記複数
のリモートPI/Oのいずれかに接続する切替回路を設
けて切替回路を順次切替操作して、複数のリモートPI
/Oに対し入出力動作を実行する。更に、前記切替回路
に連動させるケーブル接続診断回路を設け通信ポートと
接続されていないリモートPI/Oに対してケーブル接
続診断回路を接続する、ケーブル接続診断回路は通信ケ
ーブルに診断用の電流を流しリモートPI/Oを介して
戻された電流を状態信号に変換することで実現される。
【0005】
【作用】すなわち、ケーブル接続診断回路は、通信ポー
トと接続されていないリモートPI/Oに対してケーブ
ル接続診断用の電流を流す、正常接続されている場合に
はリモートPI/Oを介してケーブル接続診断回路に戻
され、状態信号に変換されリモートPI/O接続状態が
正常と判る、もしケーブル接続診断用の電流ループ上に
断線部が生じた場合、診断電流が流れないため状態信号
が反転することとなる。このようにして、通信動作をし
ない時を使用してケーブル接続診断動作が行われる。
トと接続されていないリモートPI/Oに対してケーブ
ル接続診断用の電流を流す、正常接続されている場合に
はリモートPI/Oを介してケーブル接続診断回路に戻
され、状態信号に変換されリモートPI/O接続状態が
正常と判る、もしケーブル接続診断用の電流ループ上に
断線部が生じた場合、診断電流が流れないため状態信号
が反転することとなる。このようにして、通信動作をし
ない時を使用してケーブル接続診断動作が行われる。
【0006】
【実施例】以下、本発明によるリモートPI/Oのケー
ブル接続診断について図1から図2を用いて説明する。
はじめに本実施例のブロック図を図1に示す。本実施例
は前述のようにプラントの中央制御室に配置されたプロ
セス制御コントローラ内の通信インタフェース1,プラ
ントの近くに設置される複数のリモートPI/O4,5
と通信インタフェース1とリモートPI/O4,5を個
別接続する一対のツイストペアケーブルであるケーブル
2からケーブル3より構成される。通信インタフェース
1内部は、リモートPI/O4からリモートPI/O5
と通信動作を行う通信ポート6,複数のリモートPI/
Oに対しいずれか一つのリモートPI/Oと接続を行う
送受信切替回路7,送受信切替回路7により通信動作と
ケーブル接続診断を行うドライバ/レシーバ8からドラ
イバ/レシーバ9,送受信切替回路7により通信動作を
指示されないドライバ/レシーバに対しケーブル接続診
断動作を行うケーブル診断回路10,ケーブル診断回路
10の診断結果を状態信号として読むステータスレジス
タ11,通信インタフェース1の通信動作を行うMPU
12より構成される。MPU12は、通信ポート6のD
O出力操作により送受信切替回路7を切替て通信ポート
6のTXD,RXDラインをドライバ/レシーバ8と接
続する、次に通信ポート6を起動して送信動作を行う、
送信テキストは送受信切替回路7,ドライバ/レシーバ
8,ケーブル2を介してリモートPI/O4に伝送され
る、一方、リモートPI/O4はプロセス入力データを
応答テキストとして送信しケーブル2,ドライバ/レシ
ーバ8,送受信切替回路7を介し通信ポート6のRXD
ラインに受信することで一つのリモートPI/Oとの1
回の通信動作を終了し、以降、順次送受信切替回路7を
切替てリモートPI/O5まで送受信動作を行いリモー
トPI/O4との通信動作に戻る、以降動作を周期的に
繰り返すことで入出力動作を実現している。更に、通信
動作を行わないリモートPI/Oに対してケーブル診断
回路10は、通信ポート6のDO出力信号よりケーブル
接続診断回路を接続する、次にケーブル接続診断に切替
えたドライバ/レシーバ8からドライバ/レシーバ9は
ケーブル2からケーブル3及びリモートPI/O4から
リモートPI/O5の接続状況を検出し、その結果をス
テータスレジスタ11に反映させる。
ブル接続診断について図1から図2を用いて説明する。
はじめに本実施例のブロック図を図1に示す。本実施例
は前述のようにプラントの中央制御室に配置されたプロ
セス制御コントローラ内の通信インタフェース1,プラ
ントの近くに設置される複数のリモートPI/O4,5
と通信インタフェース1とリモートPI/O4,5を個
別接続する一対のツイストペアケーブルであるケーブル
2からケーブル3より構成される。通信インタフェース
1内部は、リモートPI/O4からリモートPI/O5
と通信動作を行う通信ポート6,複数のリモートPI/
Oに対しいずれか一つのリモートPI/Oと接続を行う
送受信切替回路7,送受信切替回路7により通信動作と
ケーブル接続診断を行うドライバ/レシーバ8からドラ
イバ/レシーバ9,送受信切替回路7により通信動作を
指示されないドライバ/レシーバに対しケーブル接続診
断動作を行うケーブル診断回路10,ケーブル診断回路
10の診断結果を状態信号として読むステータスレジス
タ11,通信インタフェース1の通信動作を行うMPU
12より構成される。MPU12は、通信ポート6のD
O出力操作により送受信切替回路7を切替て通信ポート
6のTXD,RXDラインをドライバ/レシーバ8と接
続する、次に通信ポート6を起動して送信動作を行う、
送信テキストは送受信切替回路7,ドライバ/レシーバ
8,ケーブル2を介してリモートPI/O4に伝送され
る、一方、リモートPI/O4はプロセス入力データを
応答テキストとして送信しケーブル2,ドライバ/レシ
ーバ8,送受信切替回路7を介し通信ポート6のRXD
ラインに受信することで一つのリモートPI/Oとの1
回の通信動作を終了し、以降、順次送受信切替回路7を
切替てリモートPI/O5まで送受信動作を行いリモー
トPI/O4との通信動作に戻る、以降動作を周期的に
繰り返すことで入出力動作を実現している。更に、通信
動作を行わないリモートPI/Oに対してケーブル診断
回路10は、通信ポート6のDO出力信号よりケーブル
接続診断回路を接続する、次にケーブル接続診断に切替
えたドライバ/レシーバ8からドライバ/レシーバ9は
ケーブル2からケーブル3及びリモートPI/O4から
リモートPI/O5の接続状況を検出し、その結果をス
テータスレジスタ11に反映させる。
【0007】次に、図2によりケーブル接続診断動作を
説明する。図2は、図1のドライバ/レシーバ8,送受
信切替回路7の一部,ケーブル診断回路10の一部及
び、ケーブル2,リモートPI/O4である。通信動作
を行う場合、SEL信号オンとなりANDゲート14を
開きTXD信号をTr1に伝えR1を介してT1を駆動
させる、またSEL信号をNOTゲート15により反転
させTr2をオフさせリレー13をオフにする、リレー
13の接点によりT1のラインが、そのままケーブルと
接続されリモートPI/OのT2と接続されることでT
XD信号がリモートPI/Oに伝送される、次に、リモ
ートPI/Oからの応答信号はT2からケーブルを介し
てT1に伝えられコンパレータ17に入力せれること
で、VREF電圧と比較され受信データRXDが生成さ
れる。一方、SEL信号がオフの場合、ANDゲート1
4が閉じTXDがTr1に伝達されずT1はオフ状態と
なる、次にNOTゲート15によりSEL信号は反転さ
れTr2がオンとなりリレー13がオン状態となる、リ
レー13の接点はT1からケーブルのラインを切離し電
源IGに接続するとともにケーブルラインをR3を介し
て電源IVを接続する、電源IVから流れる電流はR3
で制限されリレー13の接点を介してケーブルを通じて
リモートPI/OのT2コイルを通り、ケーブルを介し
てフォトカプラ16に入力されT1のコイルを介してリ
レー13の接点を通して電源IGにもどる、フォトカプ
ラ16は電流信号を光信号に変換しフォトトランジスタ
をオンさせプルアップ抵抗R4のレベルをローにするこ
とでケーブル接続状態を認知することができる、もしケ
ーブルの一端に断線箇所が発生した場合、フォトカプラ
16のフォトトランジスタがオフとなりプルアップ抵抗
R4によりハイレベルとなる。この様にして複数のリモ
ートPI/Oに対して切替動作により送受信動作を順次
行うとともに、通信を行わないリモートPI/Oに対し
てケーブル接続診断動作を実現することができる。
説明する。図2は、図1のドライバ/レシーバ8,送受
信切替回路7の一部,ケーブル診断回路10の一部及
び、ケーブル2,リモートPI/O4である。通信動作
を行う場合、SEL信号オンとなりANDゲート14を
開きTXD信号をTr1に伝えR1を介してT1を駆動
させる、またSEL信号をNOTゲート15により反転
させTr2をオフさせリレー13をオフにする、リレー
13の接点によりT1のラインが、そのままケーブルと
接続されリモートPI/OのT2と接続されることでT
XD信号がリモートPI/Oに伝送される、次に、リモ
ートPI/Oからの応答信号はT2からケーブルを介し
てT1に伝えられコンパレータ17に入力せれること
で、VREF電圧と比較され受信データRXDが生成さ
れる。一方、SEL信号がオフの場合、ANDゲート1
4が閉じTXDがTr1に伝達されずT1はオフ状態と
なる、次にNOTゲート15によりSEL信号は反転さ
れTr2がオンとなりリレー13がオン状態となる、リ
レー13の接点はT1からケーブルのラインを切離し電
源IGに接続するとともにケーブルラインをR3を介し
て電源IVを接続する、電源IVから流れる電流はR3
で制限されリレー13の接点を介してケーブルを通じて
リモートPI/OのT2コイルを通り、ケーブルを介し
てフォトカプラ16に入力されT1のコイルを介してリ
レー13の接点を通して電源IGにもどる、フォトカプ
ラ16は電流信号を光信号に変換しフォトトランジスタ
をオンさせプルアップ抵抗R4のレベルをローにするこ
とでケーブル接続状態を認知することができる、もしケ
ーブルの一端に断線箇所が発生した場合、フォトカプラ
16のフォトトランジスタがオフとなりプルアップ抵抗
R4によりハイレベルとなる。この様にして複数のリモ
ートPI/Oに対して切替動作により送受信動作を順次
行うとともに、通信を行わないリモートPI/Oに対し
てケーブル接続診断動作を実現することができる。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、プロセス制御コントロ
ーラとプロセス入出力部を分離して設置するリモートP
I/Oに於いて、簡単な方式により通信動作によらない
ケーブル接続診断を行うことができ、通信動作によるケ
ーブル断線検出によるリモートPI/Oからの無応答時
間による他のリモートPI/Oに対する通信周期の遅れ
を生じることが無いためケーブル断線時のシステム全体
に及ぼす影響を最小限にすることができる。
ーラとプロセス入出力部を分離して設置するリモートP
I/Oに於いて、簡単な方式により通信動作によらない
ケーブル接続診断を行うことができ、通信動作によるケ
ーブル断線検出によるリモートPI/Oからの無応答時
間による他のリモートPI/Oに対する通信周期の遅れ
を生じることが無いためケーブル断線時のシステム全体
に及ぼす影響を最小限にすることができる。
【図1】リモートPI/Oシステムのブロック図。
【図2】リモートPI/Oのケーブル断線の検出回路
図。
図。
1…通信インタフェース、2…ケーブル、3…ケーブ
ル、4,5…リモートPI/O、6…通信ポート、7…
送受信切替回路、8,9…ドライバ/レシーバ、10…
ケーブル診断回路、11…ステータスレジスタ、12…
MPU。
ル、4,5…リモートPI/O、6…通信ポート、7…
送受信切替回路、8,9…ドライバ/レシーバ、10…
ケーブル診断回路、11…ステータスレジスタ、12…
MPU。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂巻 勤 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内
Claims (1)
- 【請求項1】プロセス制御システムのプロセス制御コン
トローラとプロセスを接続するプロセス入出力部をプロ
セス側に分散配置し、中央の制御室の前記プロセス制御
コントローラと通信接続により入出力情報を伝送する方
式を採用したプロセス入出力装置に於いて、前記プロセ
ス制御コントローラ側の通信インタフェースを、複数の
前記プロセス入出力装置に対して個別にケーブル接続を
行い順次切替えて通信接続する方式として、通信動作を
しない時間を使用して通信ケーブルの接続状況を診断す
ることを特徴とするプロセス入出力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11151395A JPH08305437A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロセス入出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11151395A JPH08305437A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロセス入出力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08305437A true JPH08305437A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14563223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11151395A Pending JPH08305437A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | プロセス入出力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08305437A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016146015A (ja) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 三菱電機株式会社 | 監視制御システム |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP11151395A patent/JPH08305437A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016146015A (ja) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 三菱電機株式会社 | 監視制御システム |
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