WO2018029794A1

WO2018029794A1 - 制御・監視信号伝送システムの接続状態確認方法

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Publication number: WO2018029794A1
Application number: PCT/JP2016/073512
Authority: WO
Inventors: 湯川浩司; 井谷一夫
Original assignee: 株式会社エニイワイヤ
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2018-02-15
Also published as: JPWO2018029794A1; JP6363317B2

Abstract

制御部とデータの授受を行う親局と接続され、前記親局とデータの授受を行う複数の子局に装置機器が接続された制御・監視信号伝送システムにおいて、前記子局は、前記装置機器の接続端子に検査信号を出力し、自局が備える検査手段の前記検査信号に対応した状態変化の有無に基づく判定により得られた接続情報を送信する。前記制御部は、前記装置機器の常態において得ることが期待される前記接続情報の内容を期待値情報として備え、前記接続情報と前記期待値情報を比較照合する。

Description

制御・監視信号伝送システムの接続状態確認方法

　本発明は、制御側に設けられた親局と被制御側に設けられた複数の子局との間の信号線を省配線化してデータの伝送を行う制御・監視信号伝送システムにおいて、子局に接続される装置機器の接続状態を確認する方法に関する。

　施設内に配置された多数の装置機器を集中制御するシステムにおいて、配線の数を減らす、所謂省配線化が広く実施されている。そして、その省配線化の一般的な手法として、被制御側に設けられた複数の装置機器の各々を制御側に設けられた制御部に直接繋ぐパラレル接続に代えて、パラレル信号とシリアル信号の変換機能を備えた親局と複数の子局を、制御部と複数の装置にそれぞれ接続し、親局と複数の子局との間で共通データ信号線を介してシリアル信号によりデータ授受を行う方式が広く採用されている。

　省配線化が実現された場合、多数の子局が接続されている状態において、被制御側に配置された装置機器の故障を制御部側で特定することができない場合、制御側から遠く離れている装置機器を現場で各々チェックする必要があり、その故障箇所の特定に多くの工数を要することになる。

　そこで、本出願人は、被制御側に配置された装置機器（入力部および出力部）とそこに接続された子局の断線故障を、制御側で特定するためのシステムとして、特開２０１１－１１４４４９号公報に開示されているリモート配線チェックシステムを提案している。

　このリモート配線チェックシステムでは、単一の制御部と制御対象となる複数の装置機器（被制御装置）を備えた制御・監視信号伝送システムにおいて、省配線化された共通データ信号線で接続されている親局と子局との間で双方向同時に伝送される制御データ（出力データ）と監視データ（入力データ）とで構成される制御・監視データ領域と異なる、配線状態を示す接続データを含む管理データ領域を設けている。そして、接続データにおいて、短絡情報、断線情報および正常情報が識別されるものとなっている。そのため、信号の入力データ（監視データ）容量を減らすことなく、子局自体や子局と入力部或いは子局と出力部との間の配線接続状態を容易に確認することができる。

　なお、短絡情報と断線情報を得るにあたり、検出するセンサ信号の出力間にブリーダ電流を流し、ブリーダ電流およびセンサ部の動作電流の双方を含む全電流が第一の閾値に対して小さいときに断線と判断し、全電流が第二の閾値より大きいとき短絡と判断する手法が開示されている。

　また、ブリーダ電流を流して短絡と断線を判別する手法は以前にも提案されている。例えば、特開平３－１７６７９６号公報には、二線式電流出力形近接スイッチをセンサとする警報回路において、待機中のセンサから常時発する漏れ電流と、センサの動作時に発生する動作電流、および短絡時に発生する短絡電流の３種の電流、又は、それらに因って誘起する電圧をそれぞれの検知回路に導入して回路異常を検知する回線異常自動検知回路が開示されている。

特開２０１１－１１４４４９号公報特開平３－１７６７９６号公報

　断線の有無を検出する従来の手法は、常態において流れるべき電流の有無に基づき断線の有無を判断するものであるが、装置機器によっては、その手法で断線の有無を判断できない場合があった。

　例えば、回路内部抵抗を低減し省電力化の図られたセンサでは、ブリーダ電流が小さく、電流の変化やそれに伴う電圧の変化を検出することは難しかった。

　また、三線式センサの既製品は、センサからの出力信号を受ける入力信号線（以下、入力信号線とする）の出力論理データ出力（センサからのＯＮ／ＯＦＦデータ）にブリーダ電流を流すものとなっていない。従って、センサからの出力論理データがＯＦＦであった場合には、出力論理データを伝えるセンサからの入力信号線に電流は流れず、入力信号線の接続断線を検出することは難しかった。

　更に、常態において動作する場合と停止する場合のある出力装置では、停止状態において電流は流れていな場合があり、また接続断線の有無を検出するために電流を流すことにより誤動作を引き起こすおそれがあった。

　更にまた、子局に装置機器が接続されない場合には、装置機器の異常や接続断線と装置機器そのものが接続されていない状態とを区別することができなかった。

　そこで、本発明は、制御側に配置された親局と、被制御側に配置された複数の子局との間の信号線を省配線化してデータの伝送を行う制御・監視信号伝送システムにおいて、子局に接続される様々な種類の装置機器の接続状態を確認することのできる接続状態確認方法を提供することを目的とする。

　本発明に係る接続状態確認方法では、制御部とデータの授受を行う親局と接続され、前記親局とデータの授受を行う複数の子局に装置機器が接続された制御・監視信号伝送システムにおいて、前記子局は、前記装置機器の接続端子に検査信号を出力し、自局が備える検査手段の前記検査信号に対応した状態変化の有無に基づく判定により得られた接続情報を送信する。

　前記制御部は、前記装置機器の常態において得ることが期待される前記接続情報の内容を期待値情報として備え、前記接続情報と前記期待値情報を比較照合する。

　前記接続情報において同じ内容の情報が複数の状態を示すものであることを、前記期待値情報に付加してもよい。

　前記子局と前記装置機器を接続する複数の接続線の中の所定の二本を、分岐路を介して前記装置機器と並列に接続し、前記分岐路で接続された前記二本の接続線に接続される前記接続端子に、前記検査信号を出力してもよい。

　前記装置機器が、過電圧の印加に対し内部回路を保護するために作動する保護手段を備え、前記検査信号は、前記子局から前記保護手段が作動する電圧で出力されてもよい。

　前記装置機器が、前記子局から出力される制御信号により動作する出力装置であり、前記検査信号を、前記出力装置が作動しない電圧、電流、または時間で出力してもよい。

　本発明にかかる接続状態確認方法では、子局において、装置機器の接続端子に検査信号を出力し、自局が備える検査手段の検査信号に対応した状態変化の有無に基づく判定により得られる接続情報を利用するため、装置機器の本来の動作による必要がなく、様々な装置機器について適応できる。

　更に、装置機器の常態において得ることが期待される接続情報の内容を期待値情報とし、接続情報を期待値情報と比較照合するため、期待値情報を装置機器の仕様や状態によって適切に設定することにより、正確な判定が可能となる。従って、子局に接続される様々な種類の装置機器の接続状態を確認することができる。

本発明に係るセンサ接続断線検出方法を実施する制御・監視信号伝送システムの構成図である。親局の機能ブロック図である。システムにおける伝送手順の模式図である。伝送信号のタイムチャート図である。入力子局の機能ブロック図である。三線式センサと入力部検査手段の接続状態を示す機能ブロック図である。二線式センサと入力部検査手段の接続状態を示す機能ブロック図である。押釦スイッチと入力部検査手段の接続状態を示す機能ブロック図である。出力子局の機能ブロック図である。出力部と出力部検査手段の接続状態を示す機能ブロック図である。

　本発明に係る接続状態確認方法の実施形態を説明する。

　本発明に係る接続状態確認方法が実施される制御・監視信号伝送システムは、図１に示すように、制御部１および共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ（以下、伝送ラインということがある）に接続された親局２と、被制御側に配置され、前記共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続された入出力子局４、出力子局６および入力子局７の複数で構成される。なお、図１においては、図示の便宜上、各々の子局が一つずつ示されているが、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続される子局の種類や数に制限は無い。

　出力部８は、例えば、アクチュエータ、（ステッピング）モータ、ソレノイド、電磁弁、リレー、サイリスタ、ランプ等である。入力部９は、例えば、リードスイッチ、マイクロスイッチ、押釦スイッチ、光電スイッチ、その他各種センサ等である。出力部８および入力部９はいずれも、本発明の装置機器に相当するものである。また、出力部８は本発明の出力装置にも相当するものである。

　なお、温調、タイマ、カウンタ等、装置機器によっては、出力部８と入力部９の双方の機能を備える場合もある。この実施形態では、出力部８と入力部９の双方の機能を備える装置機器を入出力部５として示す。

　入出力子局４は入出力部５に接続され、出力子局６は出力部８に接続され、入力子局７は入力部９に接続されている。そして、入出力子局４と入出力部５の間、出力子局６と出力部８の間、及び入力子局７と入力部９の間における断線の有無や接続不良の有無などを含む接続状態が、この実施形態の接続状態確認方法により確認される。

　入出力子局４、出力子局６および入力子局７には、入出力部５、出力部８或いは入力部９を接続するための端子を複数備えるものがある。そして、入出力部５、出力部８或いは入力部９が接続されない端子が存在する場合がある。そこで、入出力部５、出力部８或いは入力部９が、接続されるべき端子に正しく接続されているかどうかも、この実施形態の接続状態確認方法により併せて確認される。

　接続状態確認処理は、制御部１が備える管理判断手段１１において実行される。管理判断手段１１は、入出力ユニット１２を介して親局２からデータを受け取り、内部に記憶されたプログラムに基づいて必要な演算処理を行うが、接続状態確認の処理手順は後述する。

＜親局の構成＞
　親局２は、図２に示すように、出力データ部２１、管理データ部２２、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、入力データ部２６を備える。そして、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され、一連のパルス状信号である制御信号を共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳するとともに、入出力子局４、出力子局６および入力子局７から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳された監視信号から抽出された監視データを制御部１の入出力ユニット１２へ送出する。

　出力データ部２１は、制御部１から受けたデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

　管理データ部２２は、子局情報テーブルを記憶する不揮発性機能を持つ記憶手段２９を備える。そして、制御部１から受けたデータと子局情報テーブルに基づき、後述の管理制御データ領域において子局の指定に必要となるデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

　子局情報テーブルには、更に、監視データとして得られない子局側の情報をデータ信号線ＤＰ、ＤＮに出力させるための、入出力子局４、出力子局６または入力子局７を指定するための管理制御アドレスデータが含まれている。この実施形態では、管理制御アドレスデータとして入出力子局４、出力子局６および入力子局７のアドレスデータである先頭アドレス番号に、種別の識別子を加えたデータが用いられている。

　タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、発振回路（ＯＳＣ）３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４、親局入力部２５に引き渡す。

　親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ３４を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに一連のパルス状信号として伝送信号を重畳する。

　伝送手順は、図３に示すように、伝送信号のスタート信号ＳＴと次のスタート信号ＳＴの間の、制御・監視データ領域、そして管理データ領域と続く１フレームサイクルであり、複数のパルス信号が連なって構成される。スタート信号ＳＴは、パルス信号の時間幅より長く、伝送信号から伝送クロック信号を生成するための閾値Ｖｓｔ（この実施例では１８Ｖ）より高い電位レベルとなっている。

　伝送信号を構成するパルス信号は、図４に示すように、閾値Ｖｓｔより高い電位レベルエリア（伝送クロック信号に相当し、この実施例では＋２４Ｖ）と閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアで構成される。なお、この実施形態では、閾値Ｖｓｔより高い電位レベルエリアが１周期の後半と、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアが１周期の前半とされているが、その順番に制限はなく、これらの順番を逆にしてもよい。

　閾値Ｖｓｔより低い電位レベルエリアのパルス幅が、制御信号のデータを表すものとなっている。そして、閾値Ｖｓｔより低い電位レベルエリアのパルス幅が制御データとして制御データ領域を構成し、その制御データ領域は、図３（ａ）における制御・監視データ領域の上段に相当するものとなっている。

　この実施形態では、伝送信号を構成するパルス信号の１周期をｔ０とした時、伝送信号を構成するパルス信号のパルス幅（３／４）ｔ０が論理データ“０”を表し、パルス幅（１／４）ｔ０が論理データ“１”を表している。ただし、制御部１から入力される制御データの値に応じたものであれば、その長さに制限はなく適宜に決めればよい。

　伝送データ信号において、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアに重畳される電流が所定値より大きいか小さいかで、監視信号のデータを表すものとなっている。そして、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアに重畳される電流値が監視データとして監視データ領域を構成し、その監視データ領域は、図３（ａ）、図３（ｂ）における制御・監視データ領域の下段に相当するものとなっている。

　この実施形態では、１０ｍＡより小さい電流信号が論理データ“０”を表し、１０ｍＡより大きい電流信号が論理データ“１”を表している。

　制御・監視データ領域の後には、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、管理データ領域が設けられている。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）において、上段は親局２からデータが出力される領域（以下、管理制御データ領域とする）を、下段は親局２へデータが入力される領域（以下、管理監視データ領域とする）を示すものとなっている。

　管理制御データ領域には、入出力子局４、出力子局６、入力子局７に対して情報を要求する等の指示をなす第一管理制御データＩＳＴｏ、および、子局アドレスを指定する第二管理制御データＩＤＸｏが、親局２から重畳される。また、管理監視データ領域には、第二管理制御データＩＤＸｏで指定された入出力子局４、出力子局６または入力子局７から第一管理制御データＩＳＴｏに対応する第一管理監視データＳＴｉ及び第二管理監視データＩＤＸｉが重畳される。

　親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成される。監視信号検出手段３５は、入出力子局４、出力子局６または入力子局７から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳された監視信号を検出する。

　監視信号のデータは、既述のように、閾値Ｖｓｔより低電位レベルに重畳される電流が１０ｍＡより大きいか小さいかで表されており、スタート信号ＳＴが送信された後、入出力子局４、出力子局６、入力子局７の各々から監視信号を受け取るものとなっている。そして、監視信号検出手段３５で検出された監視信号は、監視データ抽出手段３６に引き渡される。

　監視データ抽出手段３６は、タイミング発生手段３２からのタイミングに同期して、監視データおよび管理監視データを抽出し、直列の入力データとして入力データ部２６に出力する。

　入力データ部２６は、監視データ抽出手段３６から受け取った直列の入力データを並列（パラレル）データに変換し、監視データおよび管理監視データとして制御部１の入出力ユニット１２へ送出する。

＜入力子局の構成＞
　入力子局７は、図５に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、管理監視データ送信手段４５、入力手段４６、監視データ送信手段４７および接続判定手段４８を有する子局入力部７０を備える。また、子局入力部７０と共通データ信号線ＤＰ、ＤＮの間に配置される子局ラインレシーバ７１、子局ラインドライバ７２、伝送信号から内部回路電源を生成する電源７３、子局入力部７０と入力部９の間に配置される入力部検査手段５０を備える。

　なお、この実施例の入力子局７は、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入力部７０として機能するものとなっている。

　処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入力部７０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

　伝送受信手段４１は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに伝送される伝送信号を、子局ラインレシーバ７１を介して受け、これを管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３および管理監視データ送信手段４５に引き渡す。

　管理制御データ抽出手段４２は、アドレス設定手段４４で設定された自局アドレスに自局種別の識別子を付加した管理制御アドレスと一致するアドレスに対する管理制御信号のデータ（管理制御データ）を、伝送信号を構成するパルス信号の管理データ領域から抽出する。抽出された管理制御データは、そのデータに基づいた処理を実行する処理手段に引き渡される。ただし、この実施形態では、管理制御データは、接続状態の確認には利用されないため、管理制御データの出力先の図示および説明は省略する。

　アドレス抽出手段４３では、伝送信号の始まりを示すスタート信号ＳＴを起点とした伝送信号を構成するパルス信号のカウントが行われる。そのカウント値がアドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングは、伝送信号の自局に割り当てられた監視データ領域が開始するタイミングとなる。また、監視データ領域は、複数の伝送信号パルスで構成され、その伝送信号パルスの数は予め定められていることから、自局に割り当てられた監視データ領域が開始するタイミングを得ることにより、自局に割り当てられた監視データ領域が終了するタイミングを得ることもできる。そして、アドレス抽出手段４３は、自局に割り当てられた監視データ領域が始まるタイミングで、監視データ送信手段４７を有効にする。また、自局に割り当てられた監視データ領域が終了するタイミングで、検査開始タイミング信号を入力部検査手段５０に出力する。

　管理監視データ送信手段４５は、伝送信号のスタート信号ＳＴを起点として伝送信号を構成するパルス信号をカウントし、管理データ領域のタイミングを得る。そして、子局ラインドライバ７２を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに管理監視信号を出力する。

　この実施形態おいて、入力部９の接続状態に関するデータは監視データ領域を使用して伝送されるが、管理監視データ領域を使用して伝送される場合は、図５の破線に示すように、センサ接続断線検出に関するデータが接続判定手段４８から管理監視データ送信手段４５に引き渡される。

　入力手段４６は、入力部検査手段５０からの入力に基づくデータを監視データ送信手段４７に引き渡す。

　監視データ送信手段４７は、アドレス抽出手段４３により有効とされた場合に、入力手段４６および断線判定手段４８から引き渡されたデータを、子局ラインドライバ７２を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに監視信号として出力する。監視信号は、伝送手順の監視データ領域（図３（ｂ）において、自局に割り当てられた伝送信号のデータＭ１およびＭ２）に重畳される。

　接続判定手段４８は、入力部検査手段５０からの入力に基づき、接続状態を判定し、判定結果を示すデータ（図３（ｂ）において、自局に割り当てられた伝送信号のデータＭ２に対応する接続情報）を監視データ送信手段４７に引き渡す。なお、判定の手順は後述する。

＜入力部検査手段の構成＞
　入力部検査手段５０は、入力部９に接続され、図６に示すように、電流検出部５２、および検査用電源５３を備えている。

　図６には、入力部９として三線式センサが接続された状態が示されている。入力部９は、検知手段９７を備え、電源線９１、入力信号線９２、および電圧基準線９３を介して子局７の入力部検査手段５０に接続されている。

　検知手段９７は、電源線９１と電圧基準線９３に接続され、電源７３から供給される電力により動作し、検知状態に応じた信号を出力する。検知対象物を検知することができるものであれば検知手段９７の種別に制限はなく、光センサ、近接センサ、磁気センサなど、使用状況と目的に応じた種類のセンサを採用することができる。

　検知手段９７の出力信号線は、入力信号線９２と電圧基準線９３を開閉接続するトランジスタ９４のベースに接続されている。トランジスタ９４は、検知手段９７の検知状態に応じて開閉することにより、入力信号線９２の電圧基準線９３に対する電圧が検知手段９７の検知状態に応じて変化するものとなっている。すなわち、検知手段９７における検知状態の変化を入力信号線９２の状態変化に反映させるものとなっている。

　また、トランジスタ９４のコレクタとエミッタ間には、ツェナーダイオード９５が並列接続されている。ツェナーダイオード９５がトランジスタ９４のバイパス経路として機能することにより、トランジスタ９４への定格電圧を超える印加電圧による破壊を防止されるものとなっている。更に、トランジスタ９４のコレクタ側（入力信号線９２側）には逆流防止ダイオード９６がトランジスタ９４に対し直列に接続され、トランジスタ９４およびツェナーダイオード９５の逆流電流による破壊が防止されるものとなっている。

　入力信号線９２の電圧基準線９３に対する電位差に基づく電圧信号が検知信号として、入力部検査手段５０を経て子局入力部７０に入力される。検知手段９７が検知対象物を検知し、検知手段９７からの出力（検知手段出力）がＯＮとなったとき、入力信号線９２の電圧基準線９３に対する電位差が生じ入力信号線９２に電流が流れる。子局入力部７０には、この電位差に基づいた検知信号が入力される。

　電流検出部５２は、電圧基準線９３に直列に挿入された検査抵抗５５と、検査抵抗５５に生じる電位差を検出する比較器５６を備える。そして、比較器５６の検出結果に対応した検出信号ｄが子局入力部７０の入力手段４６に出力される。

　検査用電源５３は、子局入力部７０から検査開始タイミング信号を受けたとき、所定の期間、入力信号線９２に検査電圧を印加する。すなわち、入力子局７が検知信号を受ける入力端子を介し保護手段であるツェナーダイオード９５が作動する電圧で検査信号を出力する。検査用電源５３の出力線には、ツェナーダイオード９５を流れる電流をツェナーダイオード９５の最大定格電流より小さく抑える、保護抵抗５４が挿入されている。

　入力信号線９２に検査電圧が印加されると、入力部９と入力子局７が正常に接続されている場合には、入力信号線９２からツェナーダイオード９５を経て電圧基準線９３に至る経路を検査電流ｉが流れることになる。一方、入力信号線９２に接続断線がある場合には、検査電流ｉが流れない。

　従って、検査電圧が印加されているときに、検査電流ｉが流れている場合には、入力信号線９２が接続しているものと判断できる。一方、検査電圧が印加されているときに、検査電流ｉが流れていない場合には、入力信号線９２が接続断線しているものと判断できる。

　この実施形態の入力部検査手段５０では、検査電流ｉが流れると、電流検出部５２から子局入力部７０に入力される検出信号ｄの値（検査抵抗５５の両端の電位差）は検査電流ｉに対応して変化する。そこで、子局入力部７０の接続判定手段４８では、検出信号ｄをＡ／Ｄ変換して得られたデータに基づき、入力信号線９２の接続状態を判定している。すなわち、検出信号ｄが所定の閾値以上であれば入力信号線９２の接続有と、検出信号ｄが所定の閾値より小さい場合は入力信号線９２の接続無と判定する。

　なお、公知のセンサにおいて、入力信号線９２と電圧基準線９３を開閉接続するトランジスタ９４を保護するツェナーダイオード９５の定格電圧は、トランジスタ９４の最大定格電圧未満且つセンサの定格の約１．５倍で設計される。

　そして、この実施形態では、ツェナーダイオード９５の定格電圧より十分に高い約５０Ｖの電圧が検査用電源５３の出力線から保護抵抗５４を介して入力信号線９２に出力されるものとなっている。

　ただし、ツェナーダイオード９５の電圧仕様は、入力部９の仕様（１２Ｖ仕様、２４Ｖ仕様など）により変わってくる。そこで、検査用電源５３の検査電圧は、入力部９の出力に応じて変更されるものとなっている。

＜二線式センサの接続＞
　入力部９は、二線式センサであってもよい。図７に、二線式センサと検出手段の接続状態を示す。なお、図７において、図５及び図６に示す入力子局７および入力部９と同じ部分には同一の符号を付し、その説明は省略または簡略化する。

　図７に示す入力部９においても、図６と同様に、入力信号線９２の電圧基準線９３に対する電位差に基づく電圧信号が検知信号に相当し、子局入出力部７０に入力される。検知手段９７は近接センサであり、検知対象が接近すると検知電流ｉｃが流れ、センサ内の回路電流ｉａは、内部回路の微小電流ｉｂと検知電流ｉｃの合計値ｉｂ＋ｉｃとなる。すなわち、入力信号線９２の電圧基準線９３に対する電位差は、検知時と非検知時で異なるものとなり、この電位差に基づいた検知信号が子局入力部７０に入力される。

＜カウンタの接続＞
　入力部９は、カウンタであってもよい。カウンタは、図７に示す検知手段９７を、電力量計や温度計等、物理量を計測し結果に従ったパルスを出力する計測手段としたものである。入力子局７は、入力部９から受けたパルスを親局２に出力するか、或いは、自局でカウントしその結果を親局２に出力する。

＜他の入力装置の接続＞
　入力部９は他の入力装置であってもよい。例えば、複数個のオープンコレクタトランジスタ出力やドライバ出力を持ち、オンオフを伝える機器であってもよい。そして、内部回路を保護するために作動する保護手段（本実施形態のツェナーダイオード９５に相当するもの）を備える場合、二線式センサと同様に、入力信号線９２および電圧基準線９３に接続し、検査電圧を印加したときの検査電流の有無により接続の有無を判定することができる。

　また、入力部９が、内部回路を保護するために作動する保護手段を備えない入力装置であれば、入力子局７と入力部９を接続する複数の接続線の中の所定の二本を、分岐路を介して、入力部９と並列に接続する。

　例えば、入力部９がドライ接点として機能する押釦スイッチであれば、図８に示すように、入力子局７と入力部９を接続する入力信号線９２および電圧基準線９３を、分岐路９８を介して、入力装置と並列に接続する。そして、分岐路９８で接続された二本の接続線に、分岐路９８を経て検査電流が流れる態様で検査電圧を印加することで、検査電流の有無により接続の有無を判定する。

　この実施形態において、検査開始タイミングは、入力子局７から親局２に対する情報送信のために設けられた送信期間が終了したときとされているが、その決め方に制限はなく、使用状況等に応じて適切なタイミングとすればよい。例えば、入力子局７が検知信号を読み取るタイミング（リードタイミング）を基準にして定めてもよい。ただし、検査の頻度は１フレームサイクルで１回が適当である。

　＜出力子局の構成＞
　出力子局６は、図９に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、管理監視データ送信手段４５、監視データ送信手段４７、接続判定手段４８、制御データ抽出手段６１および出力手段６２を有する子局出力部６０を備える。また、子局出力部６０と共通データ信号線ＤＰ、ＤＮの間に配置される子局ラインレシーバ７１、子局ラインドライバ７２、伝送信号から内部回路電源を生成する電源７３、子局出力部６０と出力部８の間に配置される出力部検査手段８０を備える。

　更に、出力子局６も、前記入力子局７と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局出力部６０として機能するものとなっている。そして、出力子局６の処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるものとなっている。

　処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局出力部６０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。また、図９において、入力子局７と実質的に同じ部分には同符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

　出力子局６のアドレス抽出手段４３は、自局に割り当てられた監視データ領域が始まるタイミングで、監視データ送信手段４７を有効にする。また、自局に割り当てられた監視データ領域が終了するタイミングで、検査開始タイミング信号を出力部検査手段８０に出力する。更に、自局に割り当てられた制御データ領域が始まるタイミングで、制御データを抽出するタイミング信号を制御データ抽出手段６１に引き渡す。

　制御データ抽出手段６１は、アドレス抽出手段４３から引き渡されたタイミング信号と伝送受信手段４１から引き渡された伝送受信信号から、自局アドレス設定手段４４に設定された自局アドレスに送信された制御データ値を抽出し、これを出力手段６２に引き渡す。

　出力手段６２は、アドレス抽出手段４３から引き渡された制御データに基づいた情報を出力部８に出力し、出力部８を動作させ、或いは停止させる。

＜出力検査手段の構成＞
　出力部検査手段８０は、出力部８に接続され、図１０に示すように、入力部検査手段５０と同様、電流検出部５２、および検査用電源５３を備えている。なお、図１０において、入力部検査手段５０と実質的に同じ構成には同符号を付し、その説明は簡略化または省略する。

　出力部検査手段８０の検査用電源５３は、子局出力部６０からの検査開始タイミング信号を受けたとき、出力部８の動作に影響を与えない検査電圧を印加する。出力部８の動作に影響を与えない検査電圧は、例えば、出力部８の動作に必要となる最小電圧より小さい電圧や、出力部８の最小動作時間より十分に短い時間に印加される電圧である。ただし、検査電圧は、これらに制限されるものではなく、出力部８の仕様などに応じて適宜決めることができる。

　出力検査手段８０は、出力信号線９３および出力信号線９４を介して出力部８に接続され、子局出力部６０からの制御信号は、出力信号線９４を介して出力部８に出力される。

　＜入出力子局の構成＞
　入出力子局４には、出力部８と入力部９の双方の機能を有する入出力部５が接続されている。そして、入出力子局４も、出力子局６および入力子局７と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入出力部として機能するものとなっている。そして、入出力子局４の処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるものとなっている。

　処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入出力部を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。また、子局入出力部は、子局入力部７０および子局出力部６０の双方の構成を備えるものであるが、これら各構成は子局入力部７０および子局出力部６０と実質的に同じものであるため、図示は省略する。

＜接続状態確認処理＞
　この実施形態の接続状態確認方法は、以下の手順で実施される。
　まず、接続状態確認方法を実施するにあたり、期待値情報を作成し、制御部１の管理判断手段１１に登録し、記憶させる。期待値情報とは、装置機器の常態において得ることが期待される接続情報の内容である。接続情報の内容として“１”が接続有を、“０”が接続無を示すものとした場合の、期待値情報の一例を表１に示す。

　表１において、先頭アドレス＃ａｄ１の入力子局７は接続端子を２つ有している。そして、アドレス＃ａｄ３および＃ａｄ４の監視データ領域ＩＮ３およびＩＮ４の割り当てられた接続端子にのみ入力部９が接続されている。この場合、監視データ領域ＩＮ４のアドレス＃ａｄ４の期待値が“１”とされる。

　また、表１において、先頭アドレス＃ａｄ５の出力子局６は接続端子を２つ有している。そして、アドレス＃ａｄ５の制御データ領域ＯＵＴ５の割り当てられた接続端子にのみ出力部８が接続されている。この場合、監視データ領域ＩＮ５のアドレス＃ａｄ５の期待値が“１”とされる。

　更に、表１において、先頭アドレス＃ａｄ７の入力子局７は接続端子を１つ有している。そして、アドレス＃ａｄ７および＃ａｄ８の監視データ領域ＩＮ７およびＩＮ８の割り当てられた接続端子に、入力部９として、常態ＯＮのドライ接点が接続されている。この場合、監視データ領域ＩＮ８のアドレス＃ａｄ８の期待値が“１”とされる。

　更にまた、表１において、先頭アドレス＃ａｄ９の入力子局７は接続端子を１つ有している。そして、アドレス＃ａｄ９および＃ａｄ１０の監視データ領域ＩＮ９およびＩＮ１０の割り当てられた接続端子に、入力部９として、常態ＯＦＦのドライ接点を構成するスイッチが接続されている。この場合、監視データ領域ＩＮ１０のアドレス＃ａｄ１０の期待値が“０”とされる。

　更にまた、接続情報において同じ内容の情報が複数の状態を示すものである場合、期待値情報には、期待される接続情報とは別の情報が付加される。例えば、常態ＯＦＦのドライ接点を構成するスイッチの場合、接続情報“０”は、常態であること、および、接続断線であることの２通りの意味を有するものとなる。そこで、期待値情報には、接続情報が複数の意味を有することを示す情報が付加される。そして、表１において、監視データ領域ＩＮ１０のアドレス＃ａｄ１０の付加情報有りのステータスが“１”とされる。

　更にまた、表１において、先頭アドレス＃ａｄ１１の入力子局７は接続端子を１つ有している。そして、アドレス＃ａｄ１１およびアドレス＃ａｄ１２の監視データ領域ＩＮ１１およびＩＮ１２の割り当てられた接続端子に、常態ＯＦＦのドライ設定を構成するスイッチが接続されている。更に、スイッチと入力子局７を接続する複数の接続線の中の所定の二本が、分岐路９８を介してスイッチと並列に接続されている。この場合、監視データ領域ＩＮ１２のアドレス＃ａｄ１２の期待値は“１”とされる。

　更にまた、アドレス＃ａｄ１２の接続情報“１”は、接続断線が無いことを示すものとなるが、常態であるかどうかを示すものとはならない、すなわち、常態である可能性と常態ではない可能性の２通りの意味を有するものとなる。そこで、期待値情報には、接続情報が複数の意味を有することを示す情報が付加される。そして、表１において、監視データ領域ＩＮ１２のアドレス＃ａｄ１２の付加情報有りのステータスが“１”とされる。

　期待値情報は、親局２から引き渡された接続情報と比較される。そして、接続情報と期待値情報が一致するときに正常と判定する。例えば、接続情報が接続無を示す“０”であっても、装置機器の接続されていない端子であれば期待値情報は“０”であるため、正常と判定する。

　一方、接続情報と期待値情報が一致しないときには異常と判定する。例えば、接続情報が接続有を示す“１”であっても、装置機器の接続されていない端子であれば期待値情報は“０”であるため、異常と判定する。

　異常の判定がされた場合、制御部１は図示しない表示手段を介し、警報を表示する。このとき表示される警報の内容は、装置機器の仕様と関連付けて定めておくことが好ましい。

　例えば、装置機器が接続されていない端子については、本来接続されるべきでは無い端子に装置機器が接続された状態、すなわち誤接続であることを表示するものとしてもよい。

　また、正常と判定された場合であっても、付加情報が存在する場合には、注意喚起を表示する。このとき表示される注意喚起の内容も、装置機器の仕様と関連付けて定めておくことが好ましい。

　例えば、常態ＯＦＦのドライ接点を構成するスイッチについては、正常判定であっても接続断線が否定されるものではなく、必要に応じて、他の手法による確認が必要であることを表示するものとしてもよい。

　また、常態ＯＦＦのドライ設定を構成するスイッチと入力子局７を接続する複数の接続線の中の所定の二本を、分岐路を介してスイッチと並列に接続した場合、正常判定であっても常態であることを肯定するものではなく、接点情報を参照する必要があることを表示するものとしてもよい。

　この実施形態では、伝送同期方式による通信が行われているシステムが挙げられているが、通信方式に制限はなく、コマンド方式による通信が行われるシステムに適用することも可能である。

１　　制御部
２　　親局
４　　入出力子局
５　　入出力部
６　　出力子局
７　　入力子局
８　　出力部
９　　入力部
１１　管理判断手段
１２　入出力ユニット
２１　出力データ部
２２　管理データ部
２３　タイミング発生部
２４　親局出力部
２５　親局入力部
２６　入力データ部
２９　記憶手段
３１　ＯＳＣ
３２　タイミング発生手段
３３　制御データ発生手段
３４　ラインドライバ
３５　監視信号検出手段
３６　監視データ抽出手段
４１　伝送受信手段
４２　管理制御データ抽出手段
４３　アドレス抽出手段
４４　アドレス設定手段
４５　管理監視データ送信手段
４６　入力手段
４７　監視データ送信手段
４８　接続判定手段
５０　入力部検査手段
５２　電流検出部
５３　検査用電源
５５　検査抵抗
５６　比較器
６０　子局出力部
６１　制御データ抽出手段
６２　出力手段
７０　子局入力部
７１　子局ラインレシーバ
７２　子局ラインドライバ
７３　電源
８０　出力部検査手段
９１　電源線
９２　入力信号線
９３　電圧基準線
９４　トランジスタ
９５　ツェナーダイオード
９６　逆流防止ダイオード
９７　検知手段
９８　分岐路

Claims

　制御部とデータの授受を行う親局と接続され、前記親局とデータの授受を行う複数の子局に装置機器が接続された制御・監視信号伝送システムにおいて、
　前記子局は、前記装置機器の接続端子に検査信号を出力し、自局が備える検査手段の前記検査信号に対応した状態変化の有無に基づく判定により得られた接続情報を送信し、
　前記制御部は、前記装置機器の常態において得ることが期待される前記接続情報の内容を期待値情報として備え、前記接続情報と前記期待値情報を比較照合することを特徴とする接続状態確認方法。
　前記接続情報において同じ内容の情報が複数の状態を示すものであることを、前記期待値情報に付加する請求項１に記載の接続状態確認方法。
　前記子局と前記装置機器を接続する複数の接続線の中の所定の二本を、分岐路を介して前記装置機器と並列に接続し、前記分岐路で接続された前記二本の接続線に接続される前記接続端子に、前記検査信号を出力する請求項１または２に記載の接続状態確認方法。
　前記装置機器が、過電圧の印加に対し内部回路を保護するために作動する保護手段を備え、前記検査信号は、前記子局から前記保護手段が作動する電圧で出力される請求項１または２に記載の接続状態確認方法。
　前記装置機器が、前記子局から出力される制御信号により動作する出力装置であり、前記検査信号を、前記出力装置が作動しない電圧、電流、または時間で出力する請求項１または２に記載の接続状態確認方法。