WO2022190539A1 - スイッチシステム及びスイッチ - Google Patents

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WO2022190539A1
WO2022190539A1 PCT/JP2021/047121 JP2021047121W WO2022190539A1 WO 2022190539 A1 WO2022190539 A1 WO 2022190539A1 JP 2021047121 W JP2021047121 W JP 2021047121W WO 2022190539 A1 WO2022190539 A1 WO 2022190539A1
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controller
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PCT/JP2021/047121
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English (en)
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Inventor
実 橋本
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches

Definitions

  • the present invention relates to switch systems and switches.
  • Patent Literature 1 discloses that a plurality of non-contact door switches are connected in series to a highly functional unit.
  • a sensor unit attached to the fixed frame side of the door detects the separation and proximity of the operating body attached to the door to be opened and closed, that is, the opening and closing of the door.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a technique capable of individually determining whether or not the actuating body of each switch is in proximity to a detection section. That's what it is.
  • a switch system includes a controller, a plurality of switches, and a signal line connecting the controller and the plurality of switches in a ring, wherein the controller is one of the plurality of switches.
  • a switch system in which a signal sent to a first switch passes through the plurality of switches in sequence and is returned to the controller from a second switch, which is one of the plurality of switches, wherein the plurality of each of the switches includes an operating body, a detecting section for detecting the proximity of the operating body, a receiving section for receiving the signal via the signal line, and whether or not the operating body is close to the detecting section. and a transmitter for transmitting the signal containing the proximity information via the signal line, wherein the controller receives from the second switch The signal to receive includes the proximity information for each of the plurality of switches.
  • the signal received by the controller contains proximity information indicating whether or not the actuating body of each of the multiple switches is in proximity to the detection unit. By analyzing the received signal, the controller can individually determine for each of the plurality of switches whether or not the actuating body is in proximity to the detector. By attaching a plurality of switches to each of the plurality of doors, the controller can individually determine the open/closed state of each door.
  • the proximity information of each of the plurality of switches may be included in a portion corresponding to each of the plurality of switches in the signal.
  • the controller analyzes portions of the received signal corresponding to each of the plurality of switches, thereby individually determining whether or not the actuating body is in proximity to the detection unit for each of the plurality of switches.
  • a switch system wherein the signal has a first value and a second value, and the control portion of the plurality of switches controls, when the actuator is in proximity to the sensing portion, , the portion corresponding to each of the plurality of switches in the signal is set to the first value, and when the actuating body is not in proximity to the detection unit, the portion corresponding to each of the plurality of switches in the signal is set to the first value; It may be the second value.
  • the controller determines that the actuating body is close to the detector when portions of the received signal corresponding to each of the plurality of switches have a first value.
  • the controller determines that the effector is not in proximity to the detector when the portion of the received signal corresponding to each of the plurality of switches has the second value.
  • the first value may be High level and the second value may be Low level.
  • the controller determines that the operating body is close to the detection unit, and determines that the portion corresponding to each of the plurality of switches in the received signal is high. is at Low level, it is determined that the effector is not close to the detection unit.
  • the first value may be Low level and the second value may be High level.
  • the controller determines that the actuating body is close to the detector when portions corresponding to the plurality of switches in the received signal are at Low level.
  • the controller determines that the actuating body is not in proximity to the detector when portions corresponding to each of the plurality of switches in the received signal are at High level.
  • the controller causes the signal to be transmitted to the first switch to include request information for requesting status information indicating the state of the switch, determines whether the status information is requested based on the request information included in the signal, and includes the status information in the signal if the status information is requested.
  • the signal received by the controller from the second switch may include the status information of at least one of the plurality of switches.
  • the controller can obtain status information of at least one of the plurality of switches by analyzing the received signal.
  • the controller of the plurality of switches determines whether the signal includes a predetermined pattern, and if the signal includes the predetermined pattern, a first 1 mode is selected and the predetermined pattern is not included in the signal, the second mode is selected, and in the first mode, the control unit includes the proximity information in the signal, and the transmission unit transmits the signal including the proximity information through the signal line, and in the second mode, the signal is in the first state and the operative body is in proximity to the detection unit.
  • the controller maintains the signal in the first state, the transmitter transmits the signal in the first state through the signal line, and in the second mode, the signal is When it is in the first state and the actuating body is not in proximity to the detection section, the control section changes the signal to the second state, and the transmission section transmits the transmitting the signal in a second state, and in the second mode, when the signal is in the second state, the controller maintains the signal in the second state;
  • the signal being in the second state may be transmitted via a signal line.
  • the controller can individually determine for each of the plurality of switches whether or not the actuating body is in proximity to the detector. Further, the controller analyzes the received signal to determine whether the actuating bodies of all the switches are close to the detector or whether at least one actuating body of the plurality of switches is not close to the detector. , can be determined.
  • the first state may be an ON state and the second state may be an OFF state.
  • the first state may be an OFF state and the second state may be an ON state.
  • the controller before transmitting the signal including the predetermined pattern to the first switch, sends the signal that does not include the predetermined pattern to the first switch. You may send a signal. Initially, the controller sends a signal that does not contain the predetermined pattern to the first switch and receives a signal that is in the first state or the second state from the second switch. The controller can determine whether all switch actuators are in proximity to the sensing portion by analyzing the signal that is in the first state or the second state.
  • the controller then sends a signal containing the predetermined pattern to the first switch and receives a signal containing proximity information from the second switch.
  • the controller can individually determine whether or not the actuating body is in proximity to the detector for each of the plurality of switches.
  • the signal line has a first signal line and a second signal line
  • the controller communicates with the first switch via the first signal line. transmit the signal containing the predetermined pattern through the second signal line, and transmit the signal not containing the predetermined pattern to the first switch via the second signal line, and the transmitting units of the plurality of switches are , the signal including the proximity information is transmitted through the first signal line, and the signal in the first state or the second state is transmitted through the second signal line. good.
  • the switch according to the present disclosure may be one of the plurality of switches in the switch system and connected to the controller by the signal line.
  • the switch according to the present disclosure may be one of a plurality of switches in a switch system and connected to other two of the plurality of switches by the signal line.
  • a signal transmitted from the controller to one of the plurality of switches via a signal line that connects the controller and the plurality of switches in a loop causes the plurality of switches to switch in order.
  • a switch in a switch system that passes through one of the plurality of switches back to the controller comprising: an actuating body; a sensing unit for sensing proximity of the actuating body; and the signal via the signal line.
  • a receiving unit that receives the If the signal contains the predetermined pattern, the first mode is selected; if the signal does not contain the predetermined pattern, the second mode is selected;
  • the signal includes proximity information indicating whether or not the operating body is in proximity to the detection unit, and the transmission unit transmits the signal including the proximity information via the signal line,
  • the control unit maintains the signal in the first state
  • the transmitter unit comprises: When the signal in the first state is transmitted through the signal line, and in the second mode the signal is in the first state and the actuating body is not in proximity to the detection unit,
  • the control unit changes the signal to a second state, the transmission unit transmits the signal in the second state via the signal line, and the signal is in the second state in the second mode. If so, the controller maintains the signal in the second state, and the transmitter transmits the signal in the second state via the signal line.
  • the control unit selects the first mode or the second mode depending on whether the received signal contains the predetermined pattern.
  • a controller sends a signal containing a predetermined pattern to one of the plurality of switches and receives a signal containing proximity information from one of the plurality of switches. By analyzing the signal containing the proximity information, the controller can individually determine whether or not the actuating body is in proximity to the detector for each of the plurality of switches.
  • a controller sends a signal that does not include a predetermined pattern to one of the plurality of switches and receives a signal that is in a first state or a second state from one of the plurality of switches. The controller can determine whether all switch actuators are in proximity to the sensing portion by analyzing the signal that is in the first state or the second state.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a switch system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the communication protocol at startup.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a normal communication protocol.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a communication protocol for acquiring status information.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of functions of the function blocks.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a switch system.
  • the switch system includes a controller 1, a plurality of switches 2, and signal lines 3 and 4 that connect the controller 1 and the plurality of switches 2 in a loop.
  • the switch 2 is, for example, a non-contact switch (non-contact switch).
  • FIG. 1 exemplifies a configuration in which the switch system includes three switches 2 (2A, 2B and 2C), but the number of switches 2 can be increased or decreased.
  • the switch system may comprise two switches 2 or four or more switches 2 .
  • the controller 1 and the plurality of switches 2 are circularly connected by signal lines 3 and 4.
  • the controller 1 and the switch 2A are connected by signal lines 3A and 4A
  • the switch 2A and the switch 2B are connected by signal lines 3B and 4B.
  • the switch 2B and the switch 2C are connected by signal lines 3C and 4C
  • the switch 2C and the controller 1 are connected by signal lines 3D and 4D.
  • switch 2A one of the plurality of switches 2
  • switch 2C one of the plurality of switches 2
  • a switch 2B one of the plurality of switches 2 is connected to switches 2A and 2C (the other two of the plurality of switches 2) by signal lines 3B, 3C, 4B, and 4C. .
  • the controller 1 is, for example, an industrial control device such as a programmable logic controller that executes logic arithmetic processing and input/output control processing. Also, the controller 1 may be a safety controller that ensures a high level of safety and reliability by executing self-diagnostic processing for safety.
  • the controller 1 includes a control section 11 that generates a pulse signal of a predetermined pattern, a transmission section 12 that transmits the pulse signal, and a reception section 13 that receives the pulse signal.
  • the transmitter 12 transmits a pulse signal to the switch 2A (first switch), which is one of the plurality of switches 2, via the signal lines 3A and 4A.
  • the receiving unit 13 receives a pulse signal from the switch 2C (second switch), which is one of the plurality of switches 2, via the signal lines 3D and 4D, processes the pulse signal, and transmits the pulse signal to the control unit 11. do.
  • a pulse signal transmitted from the controller 1 to one of the plurality of switches 2 passes through the plurality of switches 2 in order and is returned to the controller 1 from one of the plurality of switches 2 .
  • a pulse signal transmitted from the controller 1 or the switch 2 on the upstream side is received by the switch 2 on the downstream side.
  • the controller 1 then receives a pulse signal from one of the switches 2 .
  • a pulse signal is an example of
  • the switch 2 is, for example, a door switch of a safety door for entering and exiting a working area defined by safety fences, walls, etc. around mechanical equipment such as industrial robots.
  • Each of the multiple switches 2 includes an operating body 20 and a sensor section 21 .
  • the switch 2A includes an operating body 20A and a sensor section 21A
  • the switch 2B includes an operating body 20B and a sensor section 21B
  • the switch 2C includes an operating body 20C and a sensor. 21C.
  • the operating body 20 is, for example, an actuator attached to a door that is opened and closed.
  • the sensor unit 21 is attached, for example, to the fixed frame side of the door, and detects separation and proximity of the operating body 20, that is, opening and closing of the door.
  • the switch system shown in FIG. 1 can be used as a door switch system for detecting the opening/closing of the doors.
  • the sensor unit 21 includes a sensing unit 22 as a detection unit that detects the proximity of the operating body 20, a reception unit 23 that receives pulse signals, a transmission unit 24 that transmits pulse signals, and a control unit 25 that performs various controls. and a display unit 26 for performing a predetermined display.
  • the sensing unit 22 detects the proximity of the actuating body 20 when the distance to the actuating body 20 is equal to or less than a certain value.
  • the sensing unit 22 transmits a detection signal to the control unit 25 when detecting the proximity of the operating body 20 , and stops transmitting the detection signal to the control unit 25 when it stops detecting the proximity of the operating body 20 .
  • the control unit 25 performs control of each unit of the switch 2, signal processing, arithmetic processing, and the like.
  • the controller 25 analyzes the pulse signal transmitted from the receiver 23 .
  • the receiver 23A, transmitter 24A, controller 25A and display 26A of the switch 2A will be explained.
  • the receiving section 23A receives pulse signals from the controller 1 via the signal lines 3A and 4A, processes the pulse signals, and transmits the processed pulse signals to the control section 25A.
  • the control unit 25A determines whether or not the received pulse signal includes a predetermined pattern. When the received pulse signal includes the predetermined pattern, the control unit 25A selects the communication mode (first mode) and includes proximity information indicating whether or not the working body 20A is close to the sensing unit 22A. Generate a pulse signal. Thus, in the communication mode, the control unit 25A causes the pulse signal to include proximity information indicating whether or not the working body 20A is close to the sensing unit 22A.
  • the transmitter 24A transmits a pulse signal including proximity information to the switch 2B via the signal lines 3B and 4B under the control of the controller 25A.
  • the display unit 26A displays information indicating that the operating body 20A is approaching the sensing section 22A or information indicating that the operating body 20A is not approaching the sensing section 22A.
  • the display unit 26A may display the open/closed state of the door to which the switch 2A is attached.
  • the receiver 23B, transmitter 24B, controller 25B and display 26B of the switch 2B will be explained.
  • the receiving section 23B receives the pulse signal from the switch 2A via the signal lines 3B and 4B, processes the pulse signal, and transmits it to the control section 25B.
  • the control unit 25B determines whether or not the received pulse signal includes a predetermined pattern. When the received pulse signal contains the predetermined pattern, the control section 25B selects the communication mode.
  • the pulse signal received from the switch 2A contains the proximity information of the switch 2A.
  • the control unit 25B generates a pulse signal including proximity information of the switch 2A and proximity information indicating whether or not the operating body 20B is in proximity to the sensing unit 22B.
  • the control unit 25B causes the pulse signal to include the proximity information of the switch 2A and the proximity information indicating whether or not the operating body 20B is in proximity to the sensing unit 22B.
  • the transmitter 24B transmits a pulse signal including proximity information to one of the plurality of switches 2 (the switch 2C) via the signal lines 3C and 4C under the control of the controller 25B.
  • the display section 26B displays information indicating that the operating body 20B is in proximity to the sensing section 22B or information indicating that the operating body 20B is not in proximity to the sensing section 22B.
  • the display unit 26B may display the open/closed state of the door to which the switch 2B is attached.
  • the receiver 23C, transmitter 24C, controller 25C, and display 26C of the switch 2C will be described.
  • the receiving section 23C receives the pulse signal from the switch 2B via the signal lines 3C and 4C, processes the pulse signal, and transmits it to the control section 25C.
  • the control unit 25C determines whether or not the received pulse signal includes a predetermined pattern. If the received pulse signal contains the predetermined pattern, the controller 25C selects the communication mode.
  • the pulse signal received from the switch 2B contains the proximity information of the switch 2A and the proximity information of the switch 2B.
  • the control unit 25C generates a pulse signal including proximity information of the switch 2A, proximity information of the switch 2B, and proximity information indicating whether or not the operating body 20C is in proximity to the sensing unit 22C.
  • the control unit 25C converts the proximity information of the switch 2A, the proximity information of the switch 2B, and the proximity information indicating whether or not the operating body 20C is in proximity to the sensing unit 22C into a pulse signal.
  • the transmitter 24C transmits a pulse signal containing proximity information to the controller 1 via the signal lines 3D and 4D under the control of the controller 25C.
  • the display unit 26C displays information indicating that the operating body 20C is approaching the sensing section 22C or information indicating that the operating body 20C is not approaching the sensing section 22C.
  • the display unit 26C may display the open/closed state of the door to which the switch 2C is attached.
  • the pulse signal received from the switch 2C contains the proximity information of the switch 2A, the proximity information of the switch 2B, and the proximity information of the switch 2C.
  • the controller 1 analyzes the pulse signal received from the switch 2C to determine whether the operating body 20A is close to the sensing section 22A, whether the operating body 20B is close to the sensing section 22B, and whether the operating body 20B is close to the sensing section 22B. Whether or not the body 20C is close to the sensing section 22C can be individually determined. Further, by attaching switches 2A to 2C to a plurality of doors, the controller 1 can individually determine whether each door is opened or closed.
  • FIG. 1 shows an example using the signal lines 3 and 4, only one of the signal lines 3 and 4 may be used.
  • the signal line 3 may be used as the first signal line for transmitting the pulse signal
  • the signal line 4 may be used as the second signal line for transmitting the digital I/O signal (on/off signal).
  • An on/off signal is an example of a signal.
  • the signal line 3 is used as the first signal line for transmitting pulse signals and the signal line 4 is used as the second signal line for transmitting digital I/O signals.
  • the transmitter 12 of the controller 1 transmits a pulse signal including a predetermined pattern to the switch 2A via the signal line 3A, and transmits a digital I/O signal not including the predetermined pattern to the switch 2A via the signal line 4A.
  • the operations of the controller 1 and the plurality of switches 2 are as described above, so the details will be omitted.
  • Controller 1 sends an ON signal to switch 2A as a digital I/O signal. That is, the controller 1 transmits an ON-state ON/OFF signal to the switch 2A.
  • the ON state is an example of a first state
  • the OFF state is an example of a second state.
  • the relationship between on and off may be reversed.
  • the controller 1 may send an on/off signal indicating an off state to the switch 2A.
  • the ON state is an example of the second state
  • the OFF state is an example of the first state.
  • the receiver 23A of the switch 2A receives the digital I/O signal from the controller 1 via the signal line 4A, processes the digital I/O signal, and transmits the processed digital I/O signal to the controller 25A.
  • the control unit 25A determines whether the received digital I/O signal contains a predetermined pattern. When the received digital I/O signal does not include the predetermined pattern, the control section 25A selects the digital I/O mode (second mode). Since the digital I/O signal does not contain the predetermined pattern, the controller 25A selects the digital I/O mode. In the digital I/O mode, when the digital I/O signal is on and the operating body 20A is close to the sensing unit 22A, the control unit 25A keeps the digital I/O signal on. .
  • the transmitter 24A transmits a digital I/O signal in the ON state to the switch 2B via the signal line 4B under the control of the controller 25A.
  • the control unit 25A changes the digital I/O signal to off. .
  • the transmitter 24A transmits a digital I/O signal in the OFF state to the switch 2B via the signal line 4B under the control of the controller 25A.
  • the control section 25A keeps the digital I/O signal in the off state.
  • the transmitter 24A transmits a digital I/O signal in the OFF state to the switch 2B via the signal line 4B under the control of the controller 25A.
  • the receiving section 23B of the switch 2B receives the digital I/O signal from the switch 2A via the signal line 4B, processes the digital I/O signal, and transmits it to the control section 25B.
  • the control unit 25B determines whether or not the received digital I/O signal contains a predetermined pattern. Since the digital I/O signal does not contain the predetermined pattern, the controller 25B selects the digital I/O mode. In the digital I/O mode, when the digital I/O signal is on and the working body 20B is close to the sensing unit 22B, the control unit 25B keeps the digital I/O signal on. .
  • the transmitter 24B transmits a digital I/O signal in the ON state to the switch 2C via the signal line 4C under the control of the controller 25B.
  • the control unit 25B changes the digital I/O signal to the OFF state. .
  • the transmitter 24B transmits a digital I/O signal in the OFF state to the switch 2C via the signal line 4C under the control of the controller 25B.
  • the control section 25B keeps the digital I/O signal in the off state.
  • the transmitter 24B transmits a digital I/O signal in the OFF state to the switch 2C via the signal line 4C under the control of the controller 25B.
  • the transmission unit 24C transmits an ON or OFF digital I/O signal to the controller 1 via the signal line 4D under the control of the control unit 25C. Send.
  • the controller 1 determines whether the digital I/O signal received from the switch 2C is on or off. When the digital I/O signal is in the ON state, the controller 1 determines that the actuating bodies 20 of all the switches 2 are close to the sensing section 22 . When the digital I/O signal is in the OFF state, the controller 1 determines that at least one actuating body 20 of the plurality of switches 2 is not close to the sensing section 22 .
  • the controller 1 analyzes the digital I/O signal received from the switch 2C to determine whether the actuating bodies 20 of all the switches 2 are close to the sensing unit 22, or whether at least one of the switches 2 is actuated. It can be determined that the body 20 is not in close proximity to the sensing portion 22 . Further, by attaching the switches 2A to 2C to each of the plurality of doors, the controller 1 determines whether all the doors are closed or at least one of the plurality of doors is open. can do.
  • the controller 1 When determining the open/closed state of each door individually, the controller 1 transmits a pulse signal containing a predetermined pattern to the switch 2A and receives a pulse signal containing proximity information from the switch 2C.
  • the controller 1 can individually determine whether or not the operating body 20 is in proximity to the sensing section 22 for each of the plurality of switches 2 by analyzing the signal containing the proximity information. Therefore, the controller 1 can individually determine the open/closed state of each door by analyzing the pulse signal containing the proximity information.
  • the controller 1 When determining whether or not all the doors are closed, the controller 1 transmits a digital I/O signal that does not include a predetermined pattern to the switch 2A, and outputs a digital I/O signal that is in an ON state or an OFF state from the switch 2C.
  • the controller 1 can determine whether or not the actuating bodies 20 of all the switches 2 are close to the sensing section 22 by analyzing the digital I/O signals that are in the ON state or the OFF state. Therefore, the controller 1 can determine whether or not all doors are closed.
  • the processing time for each switch 2 to process the pulse signal is longer than the processing time for each switch 2 to process the digital I/O signal.
  • the controller 1 receives the pulse signal from the switch 2C. Receive digital I/O signals.
  • the controller 1 may transmit a digital I/O signal that does not contain the predetermined pattern to the switch 2A before transmitting the pulse signal that contains the predetermined pattern to the switch 2A.
  • the controller 1 transmits a digital I/O signal that does not contain a predetermined pattern to the switch 2A, and receives a digital I/O signal that is in an ON state or an OFF state from the switch 2C, thereby enabling all the doors to open. is closed. Therefore, safety control such as operation permission control and operation stop control for machinery can be performed quickly.
  • the controller 1 transmits a pulse signal including a predetermined pattern to the switch 2A and receives a pulse signal including proximity information from the switch 2C, thereby individually determining the open/closed state of each door.
  • the signal line 4 as the second signal line for transmitting the digital I/O signal
  • the configurations of the controller 1 and the switch 2 will be described with reference to FIG.
  • the controller 1 monitors the multiple switches 2 by transmitting a pulse signal to one of the multiple switches 2 and receiving a pulse signal from one of the multiple switches 2 .
  • a controller 1 and a plurality of switches 2 are connected in a ring. That is, the controller 1 and the plurality of switches 2 are connected in series.
  • the controller 1 needs to have as many terminals as the number of switches 2 connected.
  • the number of terminals of the controller 1 can be reduced.
  • the controller 1 analyzes the pulse signal received from the switch 2 and performs safety control. Safety control of the controller 1 when each of the switches 2A to 2C is attached to a plurality of doors will be described.
  • the controller 1 determines that all of the plurality of doors are closed, and transmits an operation permission signal to mechanical equipment such as industrial robots.
  • the pulse signal received by the controller 1 from the switch 2C includes information indicating that the operating body 20A is approaching the sensing section 22A and information indicating that the operating body 20B is approaching the sensing section 22B. , and information indicating that the operating body 20C is not close to the sensing portion 22C.
  • the controller 1 determines that the door to which the switch 2A is attached and the door to which the switch 2B is attached is closed, and determines that the door to which the switch 2C is attached is open. Send a stop signal.
  • the control unit 11 performs control of each unit of the controller 1, signal processing, arithmetic processing, and the like.
  • the control unit 11 may be configured by a computer having, for example, an MPU or CPU (processor), RAM, non-volatile storage devices (eg, ROM, flash memory, etc.). The form of the computer does not matter. All or part of the functions provided by the control unit 11 may be configured by a circuit such as ASIC or FPGA.
  • the control unit 11 expands the communication program stored in the storage device into the RAM, and executes data communication with the plurality of switches 2 according to a predetermined communication protocol.
  • the switch 2 may be a magnetic detection non-contact switch or an electromagnetic induction non-contact switch.
  • the sensing unit 22 detects the separation and proximity of the working body 20 by detecting the magnetism emitted from the working body 20 by the sensing section 22 .
  • the sensing unit 22 detects the presence of the working body 20 based on changes in the degree of electromagnetic coupling, and detects separation and proximity of the working body 20 .
  • the receiver 23 and transmitter 24 of the switch 2 may perform self-diagnosis processing.
  • the self-diagnosis process is, for example, a process of diagnosing whether or not there is an abnormality in the own unit. When there is an abnormality in the own unit, the receiving unit 23 and the transmitting unit 24 notify the control unit 25 that the own unit has an abnormality.
  • the control section 25 of the switch 2 performs control of each section of the switch 2, signal processing, arithmetic processing, and the like.
  • the control unit 25 may be configured by a computer having, for example, an MPU or CPU (processor), RAM, non-volatile storage devices (eg, ROM, flash memory, etc.). The form of the computer does not matter.
  • the control unit 25 may have multiple MPUs or multiple CPUs, and mutual monitoring may be performed by multiple MPUs or multiple CPUs. All or part of the functions provided by the control unit 25 may be configured by a circuit such as ASIC or FPGA.
  • a communication protocol adopted by the switch system will be described.
  • the time of start-up is, for example, the time when the controller 1 and the plurality of switches 2 are connected and the start-up processing is performed when the power of the controller 1 and the plurality of switches 2 is turned on, or a predetermined time after the start-up processing.
  • (A-1) of FIG. 2 is an example of the format of the communication protocol at startup.
  • (A-2) of FIG. 2 is an example of the waveform (communication waveform) of the signal received by the switch 2B at the time of activation. As shown in FIG.
  • data transmission start information (start part) is added to the head of the data
  • data transmission end information (stop part) is added to the end of the data.
  • the type part is information for determining the startup mode or the normal mode. In FIG. 2, since the type portion of the pulse signal is at a high level, the switch 2B recognizes that the current mode is the startup mode.
  • the ID setting data section is information for determining the ID numbers of the multiple switches 2 .
  • Each switch 2 recognizes that the number corresponding to the High level portion of the ID setting data section is its own ID number.
  • the second part of the ID setting data section is High level, so the switch 2B recognizes that its own ID number is "2".
  • the data length of the ID setting data section is a fixed length, and depends on the allowable maximum number of switch 2 connections in the system.
  • the switch 2B continues to output a pulse signal indicating that the ID setting data section is all at Low level and the ID number is undefined until it receives a pulse signal including the start section from the switch 2A.
  • the switch 2B receives the pulse signal including the start portion from the switch 2A and recognizes that the type portion of the pulse signal is at High level.
  • the control section 25B of the switch 2B changes the second portion of the ID setting data portion of the pulse signal to Low level, and changes the third portion of the ID setting data portion of the pulse signal to High level.
  • the transmission section 24B of the switch 2B transmits a pulse signal including the start section to the stop section shown in FIG. 2 to the switch 2C.
  • the pulse signal may have an error portion and a parity portion.
  • the error part is information used when an error occurs.
  • each switch 2 changes the error portion of the pulse signal from Low level to High level when an abnormality occurs in itself.
  • the parity part is a command used for error detection.
  • each switch 2 detects an error in the received pulse signal, and changes the error part of the pulse signal from Low level to High level when an error is detected in the received pulse signal.
  • the switch 2C which received the pulse signal from the switch 2B, changed the third portion of the ID setting data portion of the pulse signal to Low level, and changed the fourth portion of the ID setting data portion of the pulse signal to High level. After that, a pulse signal is transmitted to the controller 1 .
  • each switch 2 that has received the pulse signal changes the portion corresponding to its own ID number in the ID setting data portion of the pulse signal to the Low level, and switches subsequent to the ID setting data portion of the pulse signal (downstream switch). After changing the part corresponding to the ID number of the switch to High level, a pulse signal is transmitted.
  • the controller 1 determines whether the High level portion of the ID setting data portion of the pulse signal received from the switch 2C corresponds to the number obtained by adding 1 to the number of switches 2 connected. If the High level part of the ID setting data part of the pulse signal does not correspond to the number obtained by adding 1 to the number of connected switches 2, the controller 1 determines that communication is abnormal and operates the mechanical equipment. Send a stop signal. Further, when the type portion of the pulse signal received from the switch 2C is at Low level, or when the error portion of the pulse signal received from the switch 2C is at High level, the controller 1 performs communication or the switch 2 It determines that there is an abnormality and sends an operation stop signal to the mechanical equipment.
  • the normal time is, for example, a period after communication is executed between the controller 1 and the plurality of switches 2 according to the communication protocol at startup.
  • (B-1) of FIG. 3 is an example of the format of the communication protocol during normal operation.
  • (B-2) of FIG. 3 is an example of the waveform of the signal received by the controller 1 in normal times.
  • the type portion of the pulse signal is set to Low level.
  • each switch 2 includes proximity information in the part corresponding to its own ID number in the open/close data part of the pulse signal, and after updating the parity part, the switch 2 or the controller 1 in the subsequent stage send a pulse signal to
  • the data length of the open/close data portion of the pulse signal is fixed and depends on the allowable maximum number of switches 2 connected in the system.
  • each switch 2 changes the error portion of the pulse signal from Low level to High level when an abnormality occurs in itself. Further, for example, each switch 2 detects an error in the received pulse signal, and when detecting an error in the received pulse signal, changes the error part of the pulse signal from Low level to High level.
  • the pulse signal in FIG. 3 includes information indicating that the operating body 20 of the first switch 2 is close to the sensing section 22 and information indicating that the operating body 20 of the third switch 2 is close to the sensing section 22. and information indicating that the operating body 20 of the switch 2 other than these is not close to the sensing section 22 . That is, the information indicating that the operating body 20 is approaching the sensing section 22 is the High level portion of the open/close data section of the pulse signal, indicating that the operating body 20 is not approaching the sensing section 22. The information shown is the Low level portion of the open/close data portion of the pulse signal.
  • the control unit 25A of the switch 2A sets the portion corresponding to the switch 2A in the pulse signal (the first portion of the open/close data portion) to High level (the first value).
  • the control unit 25C of the switch 2C sets the portion corresponding to the switch 2C in the pulse signal (the third portion of the open/close data portion) to High level (the first value).
  • the control unit 25B of the switch 2B sets the portion corresponding to the switch 2B in the pulse signal (the second portion of the open/close data portion) to Low level (second value).
  • the control unit 25A of the switch 2A sets the portion corresponding to the switch 2A in the pulse signal (the first portion of the open/close data portion) to Low level (first value).
  • the control unit 25C of the switch 2C sets the portion corresponding to the switch 2C in the pulse signal (the third portion of the open/close data portion) to Low level (the first value).
  • the control unit 25B of the switch 2B sets the portion corresponding to the switch 2B in the pulse signal (the second portion of the open/close data portion) to High level (the second value).
  • the status information is information indicating the state of the switch 2, and is, for example, the cumulative energization time that is the accumulated time during which the switch 2 is energized.
  • (C-1) of FIG. 4 is an example of the format of the communication protocol when the controller 1 acquires the status information of the switch 2.
  • FIG. (C-2) of FIG. 4 is an example of a waveform of a signal transmitted by the controller 1.
  • FIG. (C-3) of FIG. 4 is an example of the waveform of the signal received by the controller 1 .
  • a request ID section and a status buffer section are added after the open/close data section.
  • FIG. 4 shows an example of requesting status information from the 19th switch 2 .
  • the controller 1 performs communication according to a communication protocol for acquiring status information instead of the normal communication protocol.
  • the request ID section is used by the controller 1 to specify the ID number of the switch 2 for which status information is requested.
  • each switch 2 checks the request ID part of the received pulse signal and determines whether or not the ID number specified by the request ID part matches its own ID number. When the ID number specified by the request ID part of the pulse signal and its own ID number do not match, each switch 2 includes the proximity information in the part corresponding to its own ID number in the open/close data part of the pulse signal. In addition, after updating the parity portion of the pulse signal, the pulse signal is transmitted to the switch 2 or controller 1 in the subsequent stage. In this case, each switch 2 transmits the pulse signal to the subsequent switch 2 or controller 1 without changing the status buffer portion of the pulse signal.
  • the switch 2 switches the status buffer part of the pulse signal. is updated to the requested data (cumulative energization time in the example shown in FIG. 4).
  • the 19th switch 2 updates the status buffer portion of the pulse signal to the requested cumulative energization time, as shown in (C-3) of FIG.
  • the cumulative energization time is 57 hours
  • the status buffer portion of the pulse signal in FIG. It consists of High, High, High, Low, Low, and High.
  • the 19th switch 2 includes the proximity information in the part corresponding to its own ID number in the open/close data part of the pulse signal, and updates the parity part of the pulse signal. Alternatively, it transmits a pulse signal to the controller 1 .
  • the controller 1 analyzes the status buffer portion of the received pulse signal and obtains the requested data (cumulative energization time in the example shown in FIG. 4).
  • the controller 1 includes request information for requesting status information indicating the state of the switch 2 in the pulse signal to be transmitted to the switch 2A, and transmits the pulse signal to the switch 2A.
  • the control unit 25 of each switch 2 determines whether the status information is requested based on the request ID portion included in the pulse signal, and includes the status information in the pulse signal when the status information is requested. .
  • the controller 1 can acquire the status information of the switch 2 by analyzing the pulse signal received from the switch 2C and checking the status information included in the pulse signal.
  • the controller 1 requests status information from the 19th switch 2 .
  • the controller 1 uses a request ID portion and a status buffer portion for requesting status information from the 17th switch 2 and a request ID portion and status buffer portion for requesting status information from the 19th switch 2 .
  • a pulse signal including a buffer portion is generated.
  • the controller 1 may, for example, perform calculations of function blocks having the functions shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of functions of the function blocks.
  • the function block (FB) includes an input unit 101 for receiving the input of the pulse signal received via the signal line 3D, an input unit 102 for receiving the input of the pulse signal received via the signal line 4D, and a switch connected in series. It has an input unit 103 that receives an input of the number of 2, and output units 104 and 105 .
  • the output of the output units 104 and 105 will be explained.
  • a case will be described in which the portion corresponding to each switch 2 in the pulse signal is set to a High level value when the operating body 20 is close to the sensing section 22 .
  • the output part 104 When the open/close data part of the pulse signal received by the controller 1 is all composed of High level values, the output part 104 outputs a High level value.
  • the output part 104 When the open/close data part of the pulse signal received by the controller 1 contains a Low level value, the output part 104 outputs a Low level value.
  • Byte data is output from the output unit 105 . For example, when the maximum number of connections of the switch 2 is 30, proximity information of each switch 2 is represented by each bit of 4-byte (32-bit) data.
  • the output unit 105A (Output Enable (No.1)), the output unit 105B (Output Enable (No.2)), . . .
  • the user does not need to perform Bit calculation, thereby improving usability.
  • ⁇ Appendix> a controller (1), a plurality of switches (2), and signal lines (3, 4) connecting the controller (1) and the plurality of switches (2) in a ring,
  • Each of the plurality of switches (2) includes an actuating body (20), a detection unit (22) for detecting the proximity of the actuating body (20), and the signal through the signal lines (3, 4).
  • a receiving unit (23) for receiving; a control unit (25) for including in the signal proximity information indicating whether the operating body is in proximity to the detection unit; and receiving the proximity information via the signal line.
  • a transmitter (24) for transmitting the included signal;
  • a switch system, wherein said signal received by said controller (1) from said second switch (2C) comprises said proximity information for each of said plurality of switches (2).
  • controllers 2, 2A, 2B, 2C switch 3: signal line 4: signal line 20: operating body 21: sensor section 22: sensing section 23: receiving section 24: transmitting section 25: control section

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Abstract

スイッチシステムでは、信号線によりコントローラと複数のスイッチとが環状に接続され、コントローラから複数のスイッチのうちの一つである第1のスイッチに対して送信される信号が複数のスイッチを順に経由し、複数のスイッチのうちの一つである第2のスイッチからコントローラに戻される。複数のスイッチのそれぞれは、作動体と、作動体の近接を検知する検知部と、信号線を介して信号を受信する受信部と、作動体が検知部に近接しているか否かを示す近接情報を信号に含ませる制御部と、信号線を介して近接情報を含ませた信号を送信する送信部とを有する。コントローラが第2のスイッチから受信する信号は、複数のスイッチのそれぞれの近接情報を含む。

Description

スイッチシステム及びスイッチ
 本発明は、スイッチシステム及びスイッチに関する。
 コントローラと複数のスイッチとを接続する方法として、コントローラに複数のスイッチを直列に接続する方法がある。例えば特許文献1には、高機能ユニットに複数の非接触ドアスイッチを直列に接続することが開示されている。例えば特許文献1の非接触ドアスイッチでは、ドアの固定枠側に取り付けられたセンサ部が、開閉されるドア側に取り付けられた作動体の離隔近接、すなわち、ドアの開閉を検知している。
特許第4736793号公報
 従来、全ての非接触ドアスイッチのセンサ部が作動体の近接を検知している場合、高機能ユニットに所定パターンの信号が入力され、いずれかの非接触ドアスイッチのセンサ部が作動体の近接を検知していない場合、高機能ユニットに所定パターンの信号が入力されない。そのため、非接触ドアスイッチをドアに取り付けた場合、全てのドアが閉じられているか否かを判定することができるが、ドアごとの開閉状態を個別に判定することはできない。
 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、各スイッチの作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することが可能な技術を提供することにある。
 本開示に係るスイッチシステムは、コントローラと、複数のスイッチと、前記コントローラと前記複数のスイッチとを環状に接続する信号線と、を備え、前記コントローラから前記複数のスイッチのうちの一つである第1のスイッチに対して送信される信号が前記複数のスイッチを順に経由し、前記複数のスイッチのうちの一つである第2のスイッチから前記コントローラに戻されるスイッチシステムであって、前記複数のスイッチのそれぞれは、作動体と、前記作動体の近接を検知する検知部と、前記信号線を介して前記信号を受信する受信部と、前記作動体が前記検知部に近接しているか否かを示す近接情報を前記信号に含ませる制御部と、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信する送信部とを有し、前記コントローラが前記第2のスイッチから受信する前記信号は、前記複数のスイッチのそれぞれの前記近接情報を含む。
 コントローラが受信する信号には、複数のスイッチのそれぞれの作動体が検知部に近接しているか否かを示す近接情報が含まれている。コントローラは、受信した信号を解析することで、複数のスイッチのそれぞれについて、作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することができる。複数のドアに複数のスイッチのそれぞれを取り付けることで、コントローラは、各ドアの開閉状態を個別に判定することができる。
 前記信号における前記複数のそれぞれのスイッチの対応する部分に前記複数のスイッチのそれぞれの前記近接情報が含まれてもよい。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分を解析することで、複数のスイッチのそれぞれについて、作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することができる。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記信号は、第1の値及び第2の値を有し、前記複数のスイッチの前記制御部は、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記信号における前記複数のスイッチのそれぞれに対応する部分を前記第1の値とし、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記信号における前記複数のスイッチのそれぞれに対応する部分を前記第2の値としてもよい。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分が第1の値である場合、作動体が検知部に近接していると判定する。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分が第2の値である場合、作動体が検知部に近接していないと判定する。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記第1の値がHighレベルであり、前記第2の値がLowレベルであってもよい。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分がHighレベルである場合、作動体が検知部に近接していると判定し、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分がLowレベルである場合、作動体が検知部に近接していないと判定する。前記第1の値がLowレベルであり、前記第2の値がHighレベルであってもよい。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分がLowレベルである場合、作動体が検知部に近接していると判定する。コントローラは、受信した信号における複数のスイッチのそれぞれに対応する部分がHighレベルである場合、作動体が検知部に近接していないと判定する。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記コントローラは、前記第1のスイッチに対して送信する前記信号に前記スイッチの状態を示すステータス情報を要求するための要求情報を含ませ、前記複数のスイッチの前記制御部は、前記信号に含まれる前記要求情報に基づいて前記ステータス情報が要求されているか否かを判定し、前記ステータス情報が要求されている場合、前記ステータス情報を前記信号に含ませ、前記コントローラが前記第2のスイッチから受信する前記信号は、前記複数のスイッチの少なくとも一つの前記ステータス情報を含んでもよい。コントローラは、受信した信号を解析することで、複数のスイッチの少なくとも一つのステータス情報を取得することができる。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記複数のスイッチの前記制御部は、前記信号に所定パターンが含まれているか否かを判定し、前記信号に前記所定パターンが含まれている場合、第1モードを選択し、前記信号に前記所定パターンが含まれていない場合、第2モードを選択し、前記第1モードにおいて、前記制御部は、前記近接情報を前記信号に含ませ、前記送信部は、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記制御部は、前記信号を前記第1状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第1状態である前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が前記第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記制御部は、前記信号を第2状態に変更し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が前記第2状態である場合、前記制御部は、前記信号を前記第2状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信してもよい。コントローラは、受信した信号を解析することで、複数のスイッチのそれぞれについて、作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することができる。また、コントローラは、受信した信号を解析することで、全てのスイッチの作動体が検知部に近接していること、又は、複数のスイッチの少なくとも一つの作動体が検知部に近接していないこと、を判定することができる。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記第1状態がオン状態であり、前記第2状態がオフ状態であってもよい。本開示に係るスイッチシステムであって、前記第1状態がオフ状態であり、前記第2状態がオン状態であってもよい。本開示に係るスイッチシステムであって、前記コントローラは、前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含む前記信号を送信する前に、前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含まない前記信号を送信してもよい。最初に、コントローラは、第1のスイッチに対して所定パターンを含まない信号を送信し、第2のスイッチから第1状態又は第2状態である信号を受信する。コントローラは、第1状態又は第2状態である信号を解析することで、全てのスイッチの作動体が検知部に近接しているか否かを判定することができる。次いで、コントローラは、第1のスイッチに対して所定パターンを含む信号を送信し、第2のスイッチから近接情報を含む信号を受信する。コントローラは、近接情報を含む信号を解析することで、複数のスイッチのそれぞれについて、作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することができる。
 本開示に係るスイッチシステムであって、前記信号線は、第1の信号線及び第2の信号線を有し、前記コントローラは、前記第1の信号線を介して前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含む前記信号を送信し、前記第2の信号線を介して前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含まない前記信号を送信し、前記複数のスイッチの前記送信部は、前記第1の信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、前記第2の信号線を介して前記第1状態又は前記第2状態である前記信号を送信してもよい。本開示に係るスイッチは、スイッチシステムにおける前記複数のスイッチの一つであって、前記信号線により前記コントローラに接続されているスイッチであってもよい。本開示に係るスイッチは、スイッチシステムにおける複数のスイッチの一つであって、前記信号線により前記複数のスイッチのうちの他の二つに接続されているスイッチであってもよい。
 本開示に係るスイッチは、コントローラと複数のスイッチとを環状に接続する信号線を介して、前記コントローラから前記複数のスイッチのうちの一つに対して送信される信号が前記複数のスイッチを順に経由し、前記複数のスイッチのうちの一つから前記コントローラに戻されるスイッチシステムにおけるスイッチであって、作動体と、前記作動体の近接を検知する検知部と、前記信号線を介して前記信号を受信する受信部と、前記信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する制御部と、前記信号線を介して前記信号を送信する送信部と、を備え、前記制御部は、前記信号に前記所定パターンが含まれている場合、第1モードを選択し、前記信号に所定パターンが含まれていない場合、第2モードを選択し、前記第1モードにおいて、前記制御部は、前記作動体が前記検知部に近接しているか否かを示す近接情報を前記信号に含ませ、前記送信部は、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記制御部は、前記信号を前記第1状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第1状態である前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が前記第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記制御部は、前記信号を第2状態に変更し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信し、前記第2モードにおいて、前記信号が前記第2状態である場合、前記制御部は、前記信号を前記第2状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信する。
 制御部は、受信した信号に所定パターンが含まれているか否かに応じて、第1モード又は第2モードを選択する。コントローラは、所定パターンを含む信号を複数のスイッチのうちの一つに送信し、複数のスイッチのうちの一つから近接情報を含む信号を受信する。コントローラは、近接情報を含む信号を解析することで、複数のスイッチのそれぞれについて、作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することができる。コントローラは、所定パターンを含まない信号を複数のスイッチのうちの一つに送信し、複数のスイッチのうちの一つから第1状態又は第2状態である信号を受信する。コントローラは、第1状態又は第2状態である信号を解析することで、全てのスイッチの作動体が検知部に近接しているか否かを判定することができる。
 本発明によれば、各スイッチの作動体が検知部に近接しているか否かを個別に判定することが可能な技術を提供することができる。
図1は、スイッチシステムの構成を模式的に示すブロック図である。 図2は、起動時の通信プロトコルの説明図である。 図3は、通常時の通信プロトコルの説明図である。 図4は、ステータス情報を取得する場合の通信プロトコルの説明図である。 図5は、ファンクションブロックの機能の説明図である。
 <適用例>
 図1を参照して、スイッチシステムの適用例を説明する。図1は、スイッチシステムの構成を模式的に示すブロック図である。スイッチシステムは、コントローラ1と、複数のスイッチ2と、コントローラ1と複数のスイッチ2とを環状に接続する信号線3、4と、を備える。スイッチ2は、例えば、非接触式のスイッチ(非接触スイッチ)である。図1では、スイッチシステムが、3つのスイッチ2(2A、2B及び2C)を備える構成が例示されているが、スイッチ2の個数は増減可能である。スイッチシステムは、2つのスイッチ2を備えてもよいし、4つ以上のスイッチ2を備えてもよい。
 コントローラ1及び複数のスイッチ2は、信号線3、4により環状に接続されている。コントローラ1とスイッチ2Aとが信号線3A、4Aにより接続され、スイッチ2Aとスイッチ2Bとが信号線3B、4Bにより接続されている。また、スイッチ2Bとスイッチ2Cとが信号線3C、4Cにより接続され、スイッチ2Cとコントローラ1とが信号線3D、4Dにより接続されている。このように、スイッチ2A(複数のスイッチ2のうちの一つ)が、信号線3A、4Aによりコントローラ1に接続され、スイッチ2C(複数のスイッチ2のうちの一つ)が、信号線3D、4Dによりコントローラ1に接続されている。また、スイッチ2B(複数のスイッチ2のうちの一つ)が、信号線3B、3C、4B、4Cにより、スイッチ2A、2C(複数のスイッチ2のうちの他の二つ)に接続されている。
 コントローラ1は、例えば、ロジック演算処理、入出力制御処理を実行するプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller)等の産業用制御装置である。また、コントローラ1は、安全面の自己診断処理を実行することにより、高度な安全性及び信頼性を確保したセーフティコントローラであってもよい。
 コントローラ1は、所定パターンのパルス信号を生成する制御部11と、パルス信号を送信する送信部12と、パルス信号を受信する受信部13とを備える。送信部12は、信号線3A、4Aを介して複数のスイッチ2のうちの一つであるスイッチ2A(第1のスイッチ)にパルス信号を送信する。受信部13は、信号線3D、4Dを介して複数のスイッチ2のうちの一つであるスイッチ2C(第2のスイッチ)からパルス信号を受信し、パルス信号を処理して制御部11に伝達する。コントローラ1から複数のスイッチ2のうちの一つに対して送信されたパルス信号が複数のスイッチ2の間を順に経由し、複数のスイッチ2のうちの一つからコントローラ1に戻される。コントローラ1又は上流側のスイッチ2から送信されたパルス信号を下流側のスイッチ2が受信する。そして、コントローラ1は複数のスイッチ2のうちの一つからパルス信号を受信する。パルス信号は、信号の一例である。
 スイッチ2は、例えば、産業用ロボットなどの機械設備の周囲を安全柵や壁などで区画した作業領域に出入りするための安全ドアのドアスイッチである。複数のスイッチ2のそれぞれは、作動体20と、センサ部21とを備える。図1に示す構成例では、スイッチ2Aは、作動体20Aと、センサ部21Aとを備え、スイッチ2Bは、作動体20Bと、センサ部21Bとを備え、スイッチ2Cは、作動体20Cと、センサ部21Cとを備える。作動体20は、例えば、開閉されるドア側に取り付けられるアクチュエータである。センサ部21は、例えば、ドアの固定枠側に取り付けられ、作動体20の離隔及び近接、すなわち、ドアの開閉を検知する。複数のドアにスイッチ2A~2Cのそれぞれを取り付けることで、図1に示すスイッチシステムをドアの開閉を検知するためのドアスイッチシステムとして用いることができる。センサ部21は、作動体20の近接を検知する検知部としてのセンシング部22と、パルス信号を受信する受信部23と、パルス信号を送信する送信部24と、各種の制御を行う制御部25と、所定の表示を行う表示部26とを備える。
 センシング部22は、作動体20との間の距離が一定値以下になる場合、作動体20の近接を検知する。センシング部22は、作動体20の近接を検知すると、制御部25に検知信号を伝達し、作動体20の近接を検知しなくなると、制御部25への検知信号の伝達を停止する。制御部25は、スイッチ2の各部の制御、信号処理、演算処理などを行う。制御部25は、受信部23から伝達されたパルス信号を解析する。
 スイッチ2Aの受信部23A、送信部24A、制御部25A及び表示部26Aについて説明する。受信部23Aは、信号線3A、4Aを介してコントローラ1からパルス信号を受信し、パルス信号を処理して制御部25Aに伝達する。制御部25Aは、受信したパルス信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する。受信したパルス信号に所定パターンが含まれている場合、制御部25Aは、通信モード(第1モード)を選択し、作動体20Aがセンシング部22Aに近接しているか否かを示す近接情報を含むパルス信号を生成する。このように、通信モードにおいて、制御部25Aは、作動体20Aがセンシング部22Aに近接しているか否かを示す近接情報をパルス信号に含ませる。送信部24Aは、制御部25Aの制御に従い、信号線3B、4Bを介してスイッチ2Bに近接情報を含ませたパルス信号を送信する。表示部26Aは、作動体20Aがセンシング部22Aに近接していることを示す情報又は作動体20Aがセンシング部22Aに近接していないことを示す情報を表示する。表示部26Aは、スイッチ2Aが取り付けられたドアの開閉状態を表示してもよい。
 スイッチ2Bの受信部23B、送信部24B、制御部25B及び表示部26Bについて説明する。受信部23Bは、信号線3B、4Bを介してスイッチ2Aからパルス信号を受信し、パルス信号を処理して制御部25Bに伝達する。制御部25Bは、受信したパルス信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する。受信したパルス信号に所定パターンが含まれている場合、制御部25Bは、通信モードを選択する。スイッチ2Aから受信したパルス信号には、スイッチ2Aの近接情報が含まれている。制御部25Bは、スイッチ2Aの近接情報と、作動体20Bがセンシング部22Bに近接しているか否かを示す近接情報とを含むパルス信号を生成する。このように、通信モードにおいて、制御部25Bは、スイッチ2Aの近接情報と、作動体20Bがセンシング部22Bに近接しているか否かを示す近接情報とをパルス信号に含ませる。送信部24Bは、制御部25Bの制御に従い、信号線3C、4Cを介して複数のスイッチ2のうちの一つ(スイッチ2C)に近接情報を含ませたパルス信号を送信する。表示部26Bは、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していることを示す情報又は作動体20Bがセンシング部22Bに近接していないことを示す情報を表示する。表示部26Bは、スイッチ2Bが取り付けられたドアの開閉状態を表示してもよい。
 スイッチ2Cの受信部23C、送信部24C、制御部25C及び表示部26Cについて説明する。受信部23Cは、信号線3C、4Cを介してスイッチ2Bからパルス信号を受信し、パルス信号を処理して制御部25Cに伝達する。制御部25Cは、受信したパルス信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する。受信したパルス信号に所定パターンが含まれている場合、制御部25Cは、通信モードを選択する。スイッチ2Bから受信したパルス信号には、スイッチ2Aの近接情報及びスイッチ2Bの近接情報が含まれている。制御部25Cは、スイッチ2Aの近接情報と、スイッチ2Bの近接情報と、作動体20Cがセンシング部22Cに近接しているか否かを示す近接情報とを含むパルス信号を生成する。このように、通信モードにおいて、制御部25Cは、スイッチ2Aの近接情報と、スイッチ2Bの近接情報と、作動体20Cがセンシング部22Cに近接しているか否かを示す近接情報とをパルス信号に含ませる。送信部24Cは、制御部25Cの制御に従い、信号線3D、4Dを介してコントローラ1に近接情報を含ませたパルス信号を送信する。表示部26Cは、作動体20Cがセンシング部22Cに近接していることを示す情報又は作動体20Cがセンシング部22Cに近接していないことを示す情報を表示する。表示部26Cは、スイッチ2Cが取り付けられたドアの開閉状態を表示してもよい。
 スイッチ2Cから受信したパルス信号には、スイッチ2Aの近接情報、スイッチ2Bの近接情報及びスイッチ2Cの近接情報が含まれている。コントローラ1は、スイッチ2Cから受信したパルス信号を解析することで、作動体20Aがセンシング部22Aに近接しているか否か、作動体20Bがセンシング部22Bに近接しているか否か、及び、作動体20Cがセンシング部22Cに近接しているか否か、を個別に判定することができる。また、複数のドアにスイッチ2A~2Cのそれぞれを取り付けることで、コントローラ1は、各ドアの開閉状態を個別に判定することができる。
 図1では、信号線3、4を用いる例を示しているが、信号線3及び信号線4の一方のみを用いてもよい。また、パルス信号を送信するための第1の信号線として信号線3を用い、デジタルI/O信号(オンオフ信号)を送信するための第2の信号線として信号線4を用いてもよい。オンオフ信号は、信号の一例である。
 パルス信号を送信するための第1の信号線として信号線3を用い、デジタルI/O信号を送信するための第2の信号線として信号線4を用いる場合について説明する。コントローラ1の送信部12は、信号線3Aを介してスイッチ2Aに所定パターンを含むパルス信号を送信し、信号線4Aを介してスイッチ2Aに所定パターンを含まないデジタルI/O信号を送信する。パルス信号を送信するための第1の信号線として信号線3を用いる場合については、コントローラ1及び複数のスイッチ2の動作は上記に説明した通りであるので詳細は省略する。
 デジタルI/O信号を送信するための第2の信号線として信号線4を用いる場合について説明する。コントローラ1は、デジタルI/O信号としてオン信号をスイッチ2Aに送信する。すなわち、コントローラ1は、オン状態であるオンオフ信号をスイッチ2Aに送信する。オン状態は第1状態の一例であり、オフ状態は第2状態の一例である。オンとオフとの関係を逆にしてもよい。コントローラ1は、オフ状態であるオンオフ信号をスイッチ2Aに送信してもよい。オン状態は第2状態の一例であり、オフ状態は第1状態の一例である。下記に示すスイッチ2A~2Cの動作についても同様に、オンとオフとの関係を逆にしてもよい。スイッチ2Aの受信部23Aは、信号線4Aを介してコントローラ1からデジタルI/O信号を受信し、デジタルI/O信号を処理して制御部25Aに伝達する。
 制御部25Aは、受信したデジタルI/O信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する。受信したデジタルI/O信号に所定パターンが含まれていない場合、制御部25Aは、デジタルI/Oモード(第2モード)を選択する。デジタルI/O信号は所定パターンを含んでいないため、制御部25Aは、デジタルI/Oモードを選択する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオン状態であり、かつ、作動体20Aがセンシング部22Aに近接している場合、制御部25Aは、デジタルI/O信号をオン状態に維持する。送信部24Aは、制御部25Aの制御に従い、信号線4Bを介してスイッチ2Bにオン状態であるデジタルI/O信号を送信する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオン状態であり、かつ、作動体20Aがセンシング部22Aに近接していない場合、制御部25Aは、デジタルI/O信号をオフ状態に変更する。送信部24Aは、制御部25Aの制御に従い、信号線4Bを介してスイッチ2Bにオフ状態であるデジタルI/O信号を送信する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオフ状態である場合、制御部25Aは、デジタルI/O信号をオフ状態に維持する。送信部24Aは、制御部25Aの制御に従い、信号線4Bを介してスイッチ2Bにオフ状態であるデジタルI/O信号を送信する。
 スイッチ2Bの受信部23Bは、信号線4Bを介してスイッチ2AからデジタルI/O信号を受信し、デジタルI/O信号を処理して制御部25Bに伝達する。制御部25Bは、受信したデジタルI/O信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する。デジタルI/O信号は所定パターンを含んでいないため、制御部25Bは、デジタルI/Oモードを選択する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオン状態であり、かつ、作動体20Bがセンシング部22Bに近接している場合、制御部25Bは、デジタルI/O信号をオン状態に維持する。送信部24Bは、制御部25Bの制御に従い、信号線4Cを介してスイッチ2Cにオン状態であるデジタルI/O信号を送信する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオン状態であり、かつ、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していない場合、制御部25Bは、デジタルI/O信号をオフ状態に変更する。送信部24Bは、制御部25Bの制御に従い、信号線4Cを介してスイッチ2Cにオフ状態であるデジタルI/O信号を送信する。デジタルI/Oモードにおいて、デジタルI/O信号がオフ状態である場合、制御部25Bは、デジタルI/O信号をオフ状態に維持する。送信部24Bは、制御部25Bの制御に従い、信号線4Cを介してスイッチ2Cにオフ状態であるデジタルI/O信号を送信する。
 スイッチ2Cについてもスイッチ2Bと同様の処理が行われた後、送信部24Cは、制御部25Cの制御に従い、信号線4Dを介してコントローラ1にオン状態又はオフ状態であるデジタルI/O信号を送信する。コントローラ1は、スイッチ2Cから受信したデジタルI/O信号がオン状態又はオフ状態であるかを判定する。デジタルI/O信号がオン状態である場合、コントローラ1は、全てのスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接していると判定する。デジタルI/O信号がオフ状態である場合、コントローラ1は、複数のスイッチ2の少なくとも一つの作動体20がセンシング部22に近接していないと判定する。
 コントローラ1は、スイッチ2Cから受信したデジタルI/O信号を解析することで、全てのスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接していること、又は、複数のスイッチ2の少なくとも一つの作動体20がセンシング部22に近接していないこと、を判定することができる。また、複数のドアにスイッチ2A~2Cのそれぞれを取り付けることで、コントローラ1は、全てのドアが閉じた状態であること、又は、複数のドアの少なくとも一つが開いた状態であること、を判定することができる。
 コントローラ1は、各ドアの開閉状態を個別に判定する場合、所定パターンを含むパルス信号をスイッチ2Aに送信し、スイッチ2Cから近接情報を含むパルス信号を受信する。コントローラ1は、近接情報を含む信号を解析することで、複数のスイッチ2のそれぞれについて、作動体20がセンシング部22に近接しているか否かを個別に判定することができる。従って、コントローラ1は、近接情報を含むパルス信号を解析することで、各ドアの開閉状態を個別に判定することができる。コントローラ1は、全てのドアが閉じた状態であるか否かを判定する場合、所定パターンを含まないデジタルI/O信号をスイッチ2Aに送信し、スイッチ2Cからオン状態又はオフ状態であるデジタルI/O信号を受信する。コントローラ1は、オン状態又はオフ状態であるデジタルI/O信号を解析することで、全てのスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接しているか否かを判定することができる。従って、コントローラ1は、全てのドアが閉じた状態であるか否かを判定することができる。
 各スイッチ2がパルス信号を処理する処理時間は、各スイッチ2がデジタルI/O信号を処理する処理時間よりも長い。コントローラ1が、スイッチ2Aにパルス信号を送信する処理と、スイッチ2AにデジタルI/O信号を送信する処理とを同時に行った場合、コントローラ1は、スイッチ2Cからパルス信号を受信するよりも前にデジタルI/O信号を受信する。コントローラ1は、スイッチ2Aに対して所定パターンを含むパルス信号を送信する前に、スイッチ2Aに対して所定パターンを含まないデジタルI/O信号を送信してもよい。最初に、コントローラ1は、スイッチ2Aに対して所定パターンを含まないデジタルI/O信号を送信し、スイッチ2Cからオン状態又はオフ状態であるデジタルI/O信号を受信することで、全てのドアが閉じた状態であるか否かを判定することができる。そのため、機械設備に対する動作許可制御や動作停止制御などの安全制御を迅速に行うことができる。次いで、コントローラ1は、スイッチ2Aに対して所定パターンを含むパルス信号を送信し、スイッチ2Cから近接情報を含むパルス信号を受信することで、各ドアの開閉状態を個別に判定することができる。このように、デジタルI/O信号を送信するための第2の信号線として信号線4を用いて安全制御を実行することで、安全システム全体の応答処理が向上する。
 <装置構成>
 図1を参照して、コントローラ1及びスイッチ2の構成について説明する。コントローラ1は、複数のスイッチ2のうちの一つにパルス信号を送信し、複数のスイッチ2のうちの一つからパルス信号を受信することで、複数のスイッチ2を監視している。図1に示すように、コントローラ1と複数のスイッチ2とが環状に接続されている。すなわち、コントローラ1と複数のスイッチ2とが直列で接続されている。例えば、コントローラ1と各スイッチ2とをそれぞれ直接接続する場合、コントローラ1は、スイッチ2の接続台数分の端子を有する必要がある。本実施形態のシステム構成では、コントローラ1と複数のスイッチ2とを直列で接続しているので、コントローラ1の端子の数を減らすことができる。
 コントローラ1は、スイッチ2から受信したパルス信号を解析し、安全制御を行う。複数のドアにスイッチ2A~2Cのそれぞれを取り付けた場合のコントローラ1の安全制御について説明する。
 まず、コントローラ1がスイッチ2Cから受信したパルス信号に、作動体20Aがセンシング部22Aに近接していることを示す情報と、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していることを示す情報と、作動体20Cがセンシング部22Cに近接していることを示す情報と、が含まれている場合について説明する。この場合、コントローラ1は、複数のドアの全てが閉じていると判定し、産業用ロボットなどの機械設備に対して動作許可信号を送信する。
 次に、コントローラ1がスイッチ2Cから受信したパルス信号に、作動体20Aがセンシング部22Aに近接していることを示す情報と、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していることを示す情報と、作動体20Cがセンシング部22Cに近接していないことを示す情報と、が含まれている場合について説明する。この場合、コントローラ1は、スイッチ2Aが取り付けられたドア及びスイッチ2Bが取り付けられたドアが閉じていると判定し、スイッチ2Cが取り付けられたドアが開いていると判定し、機械設備に対して動作停止信号を送信する。
 制御部11は、コントローラ1の各部の制御、信号処理、演算処理などを行う。制御部11は、例えば、MPU又はCPU(プロセッサ)、RAM、不揮発性の記憶装置(例えばROM、フラッシュメモリなど)などを有するコンピュータにより構成してもよい。コンピュータの形態は問わない。制御部11が提供する機能の全部又は一部をASICやFPGAのような回路で構成してもよい。制御部11は、記憶装置に格納された通信プログラムをRAMに展開し、複数のスイッチ2との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行する。
 スイッチ2は、磁気検知方式の非接触スイッチであってもよいし、電磁誘導方式の非接触スイッチであってもよい。磁気検知方式では、作動体20から出ている磁気をセンシング部22で検出することで、センシング部22が、作動体20の離隔及び近接を検知する。電磁誘導方式では、センシング部22が、電磁結合度の変化に基づいて作動体20の存在を検出し、作動体20の離隔及び近接を検知する。スイッチ2の受信部23及び送信部24は、自己診断処理を行ってもよい。自己診断処理は、例えば、自ユニットに異常があるか否かを診断する処理である。受信部23及び送信部24は、自ユニットに異常がある場合、自ユニットに異常あることを制御部25に伝達する。
 スイッチ2の制御部25は、スイッチ2の各部の制御、信号処理、演算処理などを行う。制御部25は、例えば、MPU又はCPU(プロセッサ)、RAM、不揮発性の記憶装置(例えばROM、フラッシュメモリなど)などを有するコンピュータにより構成してもよい。コンピュータの形態は問わない。制御部25は、複数のMPU又は複数のCPUを有してもよく、複数のMPU又は複数のCPUによって相互監視を行ってもよい。制御部25が提供する機能の全部又は一部をASICやFPGAのような回路で構成してもよい。
 <通信プロトコル>
 スイッチシステムが採用する通信プロトコルについて説明する。まず、図2を参照して、起動時の通信プロトコルについて説明する。起動時とは、例えば、コントローラ1と複数のスイッチ2とを接続し、コントローラ1及び複数のスイッチ2の電源をONしたときのスタートアップ処理が行われる間や、スタートアップ処理の後の所定時間などである。図2の(A-1)は、起動時の通信プロトコルのフォーマットの一例である。図2の(A-2)は、起動時にスイッチ2Bが受け取る信号の波形(通信波形)の一例である。図2に示すように、データの先頭にデータ送信開始の情報(start部)と、データの末尾にデータ送信終了の情報(stop部)が付加されている。type部は、起動時モード又は通常時モードを決定するための情報である。図2では、パルス信号におけるtype部の部分がHighレベルであるため、スイッチ2Bは、現在のモードが起動時モードであることを認識する。
 ID setting data部は、複数のスイッチ2のID番号を決定するための情報である。各スイッチ2は、ID setting data部のHighレベルの部分に対応する番号が自身のID番号であることを認識する。図2では、ID setting data部の2番目の部分がHighレベルであるため、スイッチ2Bは、自身のID番号が“2”であることを認識する。ID setting data部のデータ長は、固定長であり、システムにおけるスイッチ2の許容最大接続台数に依存する。
 スイッチ2Bは、スイッチ2Aからstart部を含むパルス信号を受け取るまで、ID setting data部が全てLowレベルであって、ID番号が不定であることを示すパルス信号を出力し続ける。スイッチ2Bは、スイッチ2Aからstart部を含むパルス信号を受け取り、パルス信号のtype部の部分がHighレベルであることを認識する。スイッチ2Bの制御部25Bは、パルス信号のID setting data部の2番目の部分をLowレベルへ変化させ、パルス信号のID setting data部の3番目の部分をHighレベルへ変化させる。そして、スイッチ2Bの送信部24Bは、図2に示すstart部からstop部までを含むパルス信号をスイッチ2Cに送信する。図2に示すように、パルス信号は、error部及びparity部を有してもよい。error部は、エラーの発生時に用いられる情報である。例えば、各スイッチ2は、自身に異常が発生した場合、パルス信号のerror部の部分をLowレベルからHighレベルに変化させる。parity部は、誤り検出に用いられるコマンドである。例えば、各スイッチ2は、受信したパルス信号の誤り検出を行い、受信したパルス信号の誤りを検出した場合、パルス信号のerror部の部分をLowレベルからHighレベルに変化させる。
 スイッチ2Bからパルス信号を受信したスイッチ2Cは、パルス信号のID setting data部の3番目の部分をLowレベルへ変化させ、パルス信号のID setting data部の4番目の部分をHighレベルへ変化させた後、コントローラ1にパルス信号を送信する。このように、パルス信号を受信した各スイッチ2は、パルス信号のID setting data部の自身のID番号に対応する部分をLowレベルへ変化させ、パルス信号のID setting data部の後段スイッチ(下流側スイッチ)のID番号に対応する部分をHighレベルへ変化させた後、パルス信号を送信する。
 コントローラ1は、スイッチ2Cから受信したパルス信号のID setting data部のHighレベルの部分がスイッチ2の接続台数に1を加算した番号に対応しているかを判定する。パルス信号のID setting data部のHighレベルの部分がスイッチ2の接続台数に1を加算した番号に対応していない場合、コントローラ1は、通信が異常であると判定し、機械設備に対して動作停止信号を送信する。また、スイッチ2Cから受信したパルス信号のtype部の部分がLowレベルである場合や、スイッチ2Cから受信したパルス信号のerror部の部分がHighレベルである場合、コントローラ1は、通信又はスイッチ2が異常であると判定し、機械設備に対して動作停止信号を送信する。
 次に、図3を参照して、通常時の通信プロトコルについて説明する。通常時とは、例えば、コントローラ1と複数のスイッチ2との間で起動時の通信プロトコルに従った通信が実行された後の期間である。図3の(B-1)は、通常時の通信プロトコルのフォーマットの一例である。図3の(B-2)は、通常時にコントローラ1が受け取る信号の波形の一例である。図3の(B-2)に示すように、通常時モードの場合、パルス信号のtype部の部分をLowレベルにする。
 通常時モードの場合、各スイッチ2は、パルス信号のopen/close data部の自身のID番号に対応する部分に近接情報を含ませると共に、parity部を更新した後、後段のスイッチ2又はコントローラ1にパルス信号を送信する。パルス信号のopen/close data部のデータ長は、固定長であり、システムにおけるスイッチ2の許容最大接続台数に依存する。起動時モードと同様に、各スイッチ2は、自身に異常が発生した場合、パルス信号のerror部の部分をLowレベルからHighレベルに変化させる。また、例えば、各スイッチ2は、受信したパルス信号の誤り検出を行い、受信したパルス信号の誤りを検出した場合、パルス信号のerror部の部分をLowレベルからHighレベルに変化させる。
 図3のパルス信号は、1番目のスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接していることを示す情報と、3番目のスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接していることを示す情報と、それら以外のスイッチ2の作動体20がセンシング部22に近接していないことを示す情報とを含んでいる。すなわち、作動体20がセンシング部22に近接していることを示す情報は、パルス信号のopen/close data部のHighレベルの部分であり、作動体20がセンシング部22に近接していないことを示す情報は、パルス信号のopen/close data部のLowレベルの部分である。
 ここで、スイッチ2Aの作動体20Aがセンシング部22Aに近接し、スイッチ2Cの作動体20Cがセンシング部22Cに近接し、かつ、スイッチ2Bの作動体20Bがセンシング部22Bに近接していない場合について説明する。スイッチ2Aの制御部25Aは、作動体20Aがセンシング部22Aに近接している場合、パルス信号におけるスイッチ2Aに対応する部分(open/close data部の1番目の部分)をHighレベル(第1の値)にする。スイッチ2Cの制御部25Cは、作動体20Cがセンシング部22Cに近接している場合、パルス信号におけるスイッチ2Cに対応する部分(open/close data部の3番目の部分)をHighレベル(第1の値)にする。スイッチ2Bの制御部25Bは、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していない場合、パルス信号におけるスイッチ2Bに対応する部分(open/close data部の2番目の部分)をLowレベル(第2の値)にする。
 スイッチ2Aの制御部25Aは、作動体20Aがセンシング部22Aに近接している場合、パルス信号におけるスイッチ2Aに対応する部分(open/close data部の1番目の部分)をLowレベル(第1の値)にしてもよい。スイッチ2Cの制御部25Cは、作動体20Cがセンシング部22Cに近接している場合、パルス信号におけるスイッチ2Cに対応する部分(open/close data部の3番目の部分)をLowレベル(第1の値)にしてもよい。スイッチ2Bの制御部25Bは、作動体20Bがセンシング部22Bに近接していない場合、パルス信号におけるスイッチ2Bに対応する部分(open/close data部の2番目の部分)をHighレベル(第2の値)にしてもよい。
 次いで、図4を参照して、コントローラ1がスイッチ2のステータス情報を取得する場合の通信プロトコルについて説明する。ステータス情報は、スイッチ2の状態を示す情報であり、例えば、スイッチ2に通電された時間を累積した累積通電時間である。図4の(C-1)は、コントローラ1がスイッチ2のステータス情報を取得する場合の通信プロトコルのフォーマットの一例である。図4の(C-2)は、コントローラ1が送信する信号の波形の一例である。図4の(C-3)は、コントローラ1が受け取る信号の波形の一例である。図4に示すように、open/close data部の次にrequest ID部とstatus buffer部が付加されている。図4は、19番目のスイッチ2に対してステータス情報を要求する例を示している。例えば、コントローラ1は、通常時の通信プロトコルに代えて、ステータス情報を取得する場合の通信プロトコルに従って通信を実行する。
 request ID部は、コントローラ1がステータス情報を要求するスイッチ2のID番号を特定するために用いる部である。19(10進数)=0x13(16進数)=00010011(2進数)であるため、図4の(C-2)のrequest ID部は、Low,Low,Low,High,Low,Low,High,Highで構成される。各スイッチ2に送信されるパルス信号のstatus buffer部は、ステータス情報の内容を特定するために用いる部である。例えば、累積通電時間を示す番号を、2(10進数)=0x02(16進数)=00000010(2進数)とする場合、図4の(C-2)のstatus buffer部は、Low,Low,Low,Low,Low,Low,High,Lowで構成される。
 コントローラ1は、19番目のスイッチ2に対して累積通電時間を要求する場合、図4の(C-2)に示すパルス信号を1番目のスイッチ2に送信する。各スイッチ2は、受信したパルス信号のrequest ID部を確認し、request ID部によって特定されるID番号と自身のID番号とが一致するか否かを判定する。各スイッチ2は、パルス信号のrequest ID部によって特定されるID番号と自身のID番号とが一致しない場合、パルス信号のopen/close data部の自身のID番号に対応する部分に近接情報を含ませると共に、パルス信号のparity部の部分を更新した後、後段のスイッチ2又はコントローラ1にパルス信号を送信する。この場合、各スイッチ2は、パルス信号のstatus buffer部の部分を変化させずに後段のスイッチ2又はコントローラ1にパルス信号を送信する。
 一方、パルス信号のrequest ID部によって特定されるID番号と自身のID番号とが一致する場合、スイッチ2(図4に示す例では19番目のスイッチ2)は、パルス信号のstatus buffer部の部分を要求されたデータ(図4に示す例では累積通電時間)に更新する。例えば、19番目のスイッチ2は、図4の(C-3)の示すように、パルス信号のstatus buffer部の部分を要求された累積通電時間に更新する。累積通電時間が57時間である場合、57(10進数)=0x39(16進数)=00111001であるので、図4の(C-3)のパルス信号のstatus buffer部の部分は、Low,Low,High,High,High,Low,Low,Highで構成される。そして、19番目のスイッチ2は、パルス信号のopen/close data部の自身のID番号に対応する部分に近接情報を含ませると共に、パルス信号のparity部の部分を更新した後、後段のスイッチ2又はコントローラ1にパルス信号を送信する。コントローラ1は、受信したパルス信号のstatus buffer部の部分を解析し、要求したデータ(図4に示す例では累積通電時間)を取得する。
 コントローラ1は、スイッチ2Aに送信するパルス信号にスイッチ2の状態を示すステータス情報を要求するための要求情報を含ませて、パルス信号をスイッチ2Aに送信する。各スイッチ2の制御部25は、パルス信号に含まれるrequest ID部に基づいてステータス情報が要求されているか否かを判定し、ステータス情報が要求されている場合、ステータス情報をパルス信号に含ませる。コントローラ1は、スイッチ2Cから受信したパルス信号を解析し、パルス信号に含まれるステータス情報を確認することで、スイッチ2のステータス情報を取得することが可能である。
 図4に示す例では、コントローラ1が19番目のスイッチ2に対してステータス情報を要求する場合について説明したが、この例に限定されず、コントローラ1が複数のスイッチ2に対してステータス情報を要求してもよい。コントローラ1は、複数のスイッチ2に対してステータス情報を要求する場合、複数のrequest ID部及び複数のstatus buffer部を含むパルス信号を生成する。例えば、コントローラ1は、17番目のスイッチ2に対してステータス情報を要求するためのrequest ID部及びstatus buffer部と、19番目のスイッチ2に対してステータス情報を要求するためのrequest ID部及びstatus buffer部と、を含むパルス信号を生成する。
 コントローラ1は、例えば、図5に示す機能を有するファンクションブロックの演算を実行してもよい。図5は、ファンクションブロックの機能の説明図である。ファンクションブロック(FB)は、信号線3Dを介して受信したパルス信号の入力を受け付ける入力部101と、信号線4Dを介して受信したパルス信号の入力を受け付ける入力部102と、直列連結されるスイッチ2の数の入力を受け付ける入力部103と、出力部104、105とを備える。
 出力部104、105の出力について説明する。ここでは、作動体20がセンシング部22に近接しているときにパルス信号における各スイッチ2に対応する部分をHighレベルの値にする場合について説明する。コントローラ1が受信したパルス信号のopen/close data部が全てHighレベルの値で構成されている場合、出力部104からHighレベルの値が出力される。コントローラ1が受信したパルス信号のopen/close data部がLowレベルの値を含む場合、出力部104からLowレベルの値が出力される。出力部105からbyteデータが出力される。例えば、スイッチ2の最大接続数が30である場合、4byte(32bit)データの各bitで各スイッチ2の近接情報を表現する。また、出力部105A(Output Enable(No.1))、出力部105B(Output Enable(No.2))、・・・としてもよい。各スイッチ2の近接情報を個別に出力することで、ユーザはBit演算する必要がなく、使い勝手が向上する。
 <付記>
 コントローラ(1)と、複数のスイッチ(2)と、前記コントローラ(1)と複数のスイッチ(2)とを環状に接続する信号線(3、4)と、を備え、前記コントローラ(1)から前記複数のスイッチ(2)のうちの一つである第1のスイッチ(2A)に対して送信される信号が前記複数のスイッチ(2)を順に経由し、前記複数のスイッチ(2)のうちの一つである第2のスイッチ(2C)から前記コントローラ(1)に戻されるスイッチシステムであって、
 前記複数のスイッチ(2)のそれぞれは、作動体(20)と、前記作動体(20)の近接を検知する検知部(22)と、前記信号線(3、4)を介して前記信号を受信する受信部(23)と、前記作動体が前記検知部に近接しているか否かを示す近接情報を前記信号に含ませる制御部(25)と、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信する送信部(24)とを有し、
 前記コントローラ(1)が前記第2のスイッチ(2C)から受信する前記信号は、前記複数のスイッチ(2)のそれぞれの前記近接情報を含む
 スイッチシステム。
1:コントローラ
2、2A、2B、2C:スイッチ
3:信号線
4:信号線
20:作動体
21:センサ部
22:センシング部
23:受信部
24:送信部
25:制御部

Claims (14)

  1.  コントローラと、複数のスイッチと、前記コントローラと前記複数のスイッチとを環状に接続する信号線と、を備え、前記コントローラから前記複数のスイッチのうちの一つである第1のスイッチに対して送信される信号が前記複数のスイッチを順に経由し、前記複数のスイッチのうちの一つである第2のスイッチから前記コントローラに戻されるスイッチシステムであって、
     前記複数のスイッチのそれぞれは、作動体と、前記作動体の近接を検知する検知部と、前記信号線を介して前記信号を受信する受信部と、前記作動体が前記検知部に近接しているか否かを示す近接情報を前記信号に含ませる制御部と、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信する送信部とを有し、
     前記コントローラが前記第2のスイッチから受信する前記信号は、前記複数のスイッチのそれぞれの前記近接情報を含む
     スイッチシステム。
  2.  前記信号における前記複数のそれぞれのスイッチに対応する部分に前記複数のスイッチのそれぞれの前記近接情報が含まれている
     請求項1に記載のスイッチシステム。
  3.  前記信号は、第1の値及び第2の値を有し、
     前記複数のスイッチの前記制御部は、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記信号における前記複数のスイッチのそれぞれに対応する部分を前記第1の値とし、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記信号における前記複数のスイッチのそれぞれに対応する部分を前記第2の値とする
     請求項2に記載のスイッチシステム。
  4.  前記第1の値がHighレベルであり、
     前記第2の値がLowレベルである
     請求項3に記載のスイッチシステム。
  5.  前記第1の値がLowレベルであり、
     前記第2の値がHighレベルである
     請求項3に記載のスイッチシステム。
  6.  前記コントローラは、前記第1のスイッチに対して送信する前記信号に前記スイッチの状態を示すステータス情報を要求するための要求情報を含ませ、
     前記複数のスイッチの前記制御部は、前記信号に含まれる前記要求情報に基づいて前記ステータス情報が要求されているか否かを判定し、前記ステータス情報が要求されている場合、前記ステータス情報を前記信号に含ませ、
     前記コントローラが前記第2のスイッチから受信する前記信号は、前記複数のスイッチの少なくとも一つの前記ステータス情報を含む
     請求項1から5の何れか一項に記載のスイッチシステム。
  7.  前記複数のスイッチの前記制御部は、前記信号に所定パターンが含まれているか否かを判定し、前記信号に前記所定パターンが含まれている場合、第1モードを選択し、前記信号に前記所定パターンが含まれていない場合、第2モードを選択し、
     前記第1モードにおいて、前記制御部は、前記近接情報を前記信号に含ませ、前記送信部は、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記制御部は、前記信号を前記第1状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第1状態である前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が前記第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記制御部は、前記信号を第2状態に変更し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が前記第2状態である場合、前記制御部は、前記信号を前記第2状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信する
     請求項1から6の何れか一項に記載のスイッチシステム。
  8.  前記第1状態がオン状態であり、
     前記第2状態がオフ状態である
     請求項7に記載のスイッチシステム。
  9.  前記第1状態がオフ状態であり、
     前記第2状態がオン状態である
     請求項7に記載のスイッチシステム。
  10.  前記コントローラは、前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含む前記信号を送信する前に、前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含まない前記信号を送信する
     請求項7から9の何れか一項に記載のスイッチシステム。
  11.  前記信号線は、第1の信号線及び第2の信号線を有し、
     前記コントローラは、前記第1の信号線を介して前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含む前記信号を送信し、前記第2の信号線を介して前記第1のスイッチに対して前記所定パターンを含まない前記信号を送信し、
     前記複数のスイッチの前記送信部は、前記第1の信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、前記第2の信号線を介して前記第1状態又は前記第2状態である前記信号を送信する
     請求項7から10の何れか一項に記載のスイッチシステム。
  12.  請求項1から11の何れか一項に記載のスイッチシステムにおける前記複数のスイッチの一つであって、
     前記信号線により前記コントローラに接続されている
     スイッチ。
  13.  請求項1から11の何れか一項に記載のスイッチシステムにおける複数のスイッチの一つであって、
     前記信号線により前記複数のスイッチのうちの他の二つに接続されている
     スイッチ。
  14.  コントローラと複数のスイッチとを環状に接続する信号線を介して、前記コントローラから前記複数のスイッチのうちの一つに対して送信される信号が前記複数のスイッチを順に経由し、前記複数のスイッチのうちの一つから前記コントローラに戻されるスイッチシステムにおけるスイッチであって、
     作動体と、
     前記作動体の近接を検知する検知部と、
     前記信号線を介して前記信号を受信する受信部と、
     前記信号に所定パターンが含まれているか否かを判定する制御部と、
     前記信号線を介して前記信号を送信する送信部と、
     を備え、
     前記制御部は、前記信号に前記所定パターンが含まれている場合、第1モードを選択し、前記信号に所定パターンが含まれていない場合、第2モードを選択し、
     前記第1モードにおいて、前記制御部は、前記作動体が前記検知部に近接しているか否かを示す近接情報を前記信号に含ませ、前記送信部は、前記信号線を介して前記近接情報を含ませた前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接している場合、前記制御部は、前記信号を前記第1状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第1状態である前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が前記第1状態であり、かつ、前記作動体が前記検知部に近接していない場合、前記制御部は、前記信号を第2状態に変更し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信し、
     前記第2モードにおいて、前記信号が前記第2状態である場合、前記制御部は、前記信号を前記第2状態に維持し、前記送信部は、前記信号線を介して前記第2状態である前記信号を送信する
     スイッチ。
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