JP2000235527A - 省配線ユニット - Google Patents

省配線ユニット

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JP2000235527A
JP2000235527A JP11036703A JP3670399A JP2000235527A JP 2000235527 A JP2000235527 A JP 2000235527A JP 11036703 A JP11036703 A JP 11036703A JP 3670399 A JP3670399 A JP 3670399A JP 2000235527 A JP2000235527 A JP 2000235527A
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signal
unit
parallel
wiring
serial
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JP11036703A
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Akihiro Sato
彰洋 佐藤
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御部から制御対象に対して送出される制御
情報を基に制御対象の稼働履歴を収集可能にする。 【解決手段】 装置制御部1と制御対象2間で信号をシ
リアル伝送することにより配線を簡略化する省配線ユニ
ットにおいて、シリアル回線30を介して接続された親
機10と子機20を備え、パラレルI/Oポート102
の各端子に表れる制御対象2への制御信号または制御対
象2から装置制御部1へアップロードされるセンサ情報
等の信号を信号抽出手段104で抽出し、この信号抽出
手段104に対して抽出すべき信号を信号指定手段10
5により指定し、この信号指定手段105で指定するこ
とにより信号指定手段105から抽出された信号を基に
各端子に表われる信号状態を収集し、これを制御対象2
の稼働履歴情報として履歴記録手段106に記録する構
成にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやシーケンサ等の制御部と、この制御部により制
御される制御対象との間をシリアル回線で接続するため
の省配線ユニットに関し、さらに詳しくは、制御対象の
稼働履歴や検出情報を収集し、かつ、これらの収集した
情報を外部から取得できる機能を備えた省配線ユニット
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば、製造ラインに設置される
各種製造装置においては、これら各製造装置における制
御部と、この制御部により制御される制御対象間の配線
を簡略化する手段として、省配線ユニットと称する機器
が使用されるケースが増えてきている。また、製造ライ
ンの各種製造装置において、ライン管理などの目的で各
製造装置の稼働実績などを集計処理する場合には、製造
装置側に稼働データを収集するための検出装置を付加
し、この検出装置で検出したデータを上位の制御部へ、
RS−232Cなどの回線を通して伝送するようにして
いる。このようなデータ収集方式は、例えば、特開平1
0−175132号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の省配線
ユニットは、パーソナルコンピュータやシーケンサ等の
制御部と、この制御部により制御される被制御機器等と
の間をシリアル回線で接続するだけであって、省配線ユ
ニット自体が制御対象の稼働情報を収集する機能を全く
備えていない。このため、制御対象の稼働情報を収集し
ようとすると、制御対象毎に稼働情報を収集するための
センサ等を設ける必要があり、かつ、これらセンサ等で
検出した稼働情報を制御部へ伝送するための信号伝送系
が別に必要となるという問題がある。また、上記検出装
置で検出したデータを上位の制御部へRS−232Cな
どの回線を通して伝送する方式では、ライン全体の稼働
情報を一元的に管理しようとすると、各製造装置が集計
したデータを収集する方法がフロッピー(登録商標)デ
ィスク経由であったり、RS−232C回線のみの対応
であったりと統一されていない。このため、稼働情報の
収集システムを製造装置毎に開発しなければならず、そ
の開発工数が大幅に増大するほか、稼働情報の収集コス
トも上昇するという問題があった。
【0004】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、制御部から制御対象に対して送出さ
れる制御情報を基に制御対象の稼働履歴を収集可能にす
るとともに、収集された稼働履歴を外部から任意に取得
することができる省配線ユニットを提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、装置制御部と、該装置制御部により制御さ
れる制御対象との間で信号をシリアル伝送することによ
り配線を簡略化する省配線ユニットであって、シリアル
回線を介して接続された親機と子機を備え、前記親機
は、前記装置制御部からパラレルに送出される制御信号
をシリアル信号に変換して前記子機に送出し、かつ前記
制御対象から前記子機に取り込まれるシリアル信号をパ
ラレル信号に変換して前記装置制御部へ送出する、少な
くとも一方の変換機能を有するパラレル/シリアル変換
部と、前記装置制御部から前記制御対象に対して送出さ
れる制御信号から得られる制御対象の稼働状態及び前記
制御対象から前記装置制御部にアップロードされる信号
の少なくとも一方を制御対象の稼働履歴情報として収集
し記録する履歴記録手段を有し、前記子機は、前記親機
から送出されてくるシリアル信号をパラレル信号に変換
し、かつ前記制御対象から子機に取り込まれるパラレル
信号をシリアル信号に変換して前記親機へ送出する、少
なくとも一方の変換機能を有するシリアル/パラレル変
換部と、前記シリアル/パラレル変換部と前記制御対象
間で信号を送受するI/Oインタフェース部を有するこ
とを特徴とする。
【0006】本発明においては、履歴記録手段が装置制
御部から制御対象に対して送出される制御信号から得ら
れる制御対象の稼働状態を稼働履歴情報として収集記録
し、また、制御対象から装置制御部にアップロードされ
る信号を制御対象の稼働履歴情報として収集記録する。
したがって、本発明によれば、省配線ユニット単独で制
御対象の稼働履歴情報を容易に収集することができ、ま
た、収集したデータを外部のデータ利用装置から任意に
取得することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる省配線ユニ
ットの実施の形態について、図1ないし図5を参照して
説明する。図1は本発明による省配線ユニットの実施の
形態を示す機能ブロック図、図2は本発明の省配線ユニ
ットを構成するマイクロコンピュータの構成図、図3は
本発明の実施の形態における省配線ユニットの動作を示
すフローチャートである。
【0008】図1において、1はパーソナルコンピュー
タやシーケンサ等からなる装置制御部、2は装置制御部
1により制御されるリレーやソレノイドなどの制御対象
であり、この装置制御部1と制御対象2との間は、両者
間の信号をシリアル伝送するための省配線ユニット3に
より接続されている。この省配線ユニット3は、大別し
て親機10と子機20から構成され、この親機10と子
機20間はシリアル回線30により接続されている。
【0009】親機10は、装置制御部1からI/Oユニ
ット4を通してパラレルに送出される制御信号をシリア
ル信号に変換して子機20に送出するとともに制御対象
2から子機20に取り込まれるセンサ情報などのシリア
ル信号をパラレル信号に変換して装置制御部1へ伝送す
る機能と、装置制御部1から制御対象2に対して送出さ
れる制御信号から得られる制御対象2の稼働状態及び制
御対象2から装置制御部1にアップロードされるセンサ
情報等の信号を制御対象2の稼働履歴情報として収集し
記録する機能、及び記録された稼働履歴情報を利用する
パーソナルコンピュータなどからなるデータ利用装置5
との間でデータを送受信する通信機能を有する。
【0010】このために親機10は、インタフェース部
101、パラレルI/Oポート102、パラレル/シリ
アル変換部103、信号抽出手段104、信号指定手段
105、履歴記録手段106、タイマ手段107及び通
信部108を備える。
【0011】上記インタフェース部101は、装置制御
部1のI/Oユニット4からパラレルに出力される、例
えば32ビット構成の制御信号の信号レベルを親機10
に適合する信号レベルに変換するとともに親機10から
の信号レベルを装置制御部1に適合する信号レベルに変
換する。上記パラレルI/Oポート102は、装置制御
部1と親機10間、すなわちインタフェース部101と
パラレル/シリアル変換部103間で、例えば32ビッ
トのデータを一度に入出力するためのもので、パラレル
伝送される信号のビット数、例えば32ビットに対応す
る数の端子を備えている。上記パラレル/シリアル変換
部103は、装置制御部1からパラレルI/Oポート1
02を通して入力されるパラレル信号をシリアル信号に
変換して子機20側へ送出するとともに、子機20から
のシリアル信号をパラレル信号に変化してパラレルI/
Oポート102へ送出するものである。なお、このパラ
レル/シリアル変換部103は、上記いずれか一方の変
換機能を有するものであってもよい。
【0012】また、上記信号抽出手段104は、パラレ
ルI/Oポート102に接続され、このパラレルI/O
ポート102の各端子に表れる制御対象2への制御信号
に相当する出力信号または制御対象2からのセンサ情報
に相当する入力信号を抽出するものである。上記信号指
定手段105は、データ利用装置5からの条件設定コマ
ンドにより信号抽出手段104に対して、パラレルI/
Oポート102の各端子から抽出すべき出力信号または
入力信号を予め指定するものである。また、上記履歴記
録手段106は、信号指定手段105で指定することに
より信号指定手段105から抽出された信号を基に各端
子に表われる信号状態を収集し、これを制御対象2の稼
働履歴情報として記録するものである。上記タイマ手段
107は、上記各端子に表れる信号のON時間やOFF
時間、変化する回数等を計測し、稼働履歴情報として履
歴記録手段106に記録するために使用される。上記通
信部108は、データ利用装置5からのデータ要求コマ
ンドにより履歴記録手段106から読み出した稼働履歴
情報をデータ利用装置5に送信したり、データ利用装置
5からの条件設定コマンドで指定した、履歴記録部10
6での監視対象となる入力または出力の番号情報を受信
して、信号指定手段105へ送信したりするものであ
る。
【0013】本実施の形態における親機10は、具体的
には図2に示すマイクロコンピュータ40により構成さ
れている。このマイクロコンピュータ40は、親機10
全体を制御し管理するCPU401、制御対象の稼働履
歴情報を収集するプログラムやその他の制御プログラム
を格納するROM402、収集した稼働履歴情報やCP
U401での演算結果等のデータを記憶するRAM40
3を備え、上記図1に示した信号抽出手段104及び信
号指定手段105は、ROM402に格納されたプログ
ラムに基づいてCPU401を動作せることで実現され
る。また、履歴記録手段106はRAM403から構成
される。
【0014】上記子機20は、親機10から送られてく
る制御信号を制御対象2に伝送するとともに、制御対象
2からのセンサ情報等を受信して親機10に伝送するも
のである。このために子機20は、親機10から送られ
てくるシリアル信号をパラレル信号に変換するととも
に、制御対象2からのセンサ情報等に相当するパラレル
信号をシリアル信号に変換して親機10側へ送信するシ
リアル/パラレル変換部201と、このシリアル/パラ
レル変換部201と制御対象2間で制御信号やセンサ情
報を送受するI/Oインタフェース部202を備える。
なお、シリアル/パラレル変換部201は、上記いずれ
か一方の変換機能を有するものであってもよい。
【0015】次に、上記のように構成された本実施の形
態における省配線ユニットの動作について、図1ないし
図3を参照して説明する。電源が投入されると、CPU
401はROM402に記憶された図3に示すプログラ
ムを先頭から実行する。まず、初期化が行われ(ステッ
プS1)、タイマ手段107及び通信部108が初期化
され、それぞれが使用可能な状態となる。また、RAM
403のデータ格納領域も適切に初期化される。
【0016】次に、通信部108に接続されている外部
のデータ利用装置5(省配線ユニットが収集した稼働履
歴データを利用する側)から何らかの通信がないかを確
認する(ステップS2)。ここで、何も通信がない場合
は、タイマ手段107がタイムアップしたかを確認し
(ステップS3)、タイムアップしていない場合はステ
ップS2に戻り、再度通信の有無を確認する。また、ス
テップS2においてタイマ107がタイムアップしたこ
とが確認されると、予めデータ利用装置5からの条件設
定指令に基づいて信号指定手段105で指定された装置
制御部1から制御対象2への出力データ、または制御対
象2から装置制御部1へアップロードされる入力データ
の読み込みを、パラレルパラレルI/Oポート102の
端子に対して信号抽出手段104により実行し(ステッ
プS4)、その端子に表れる信号のON状態が取得され
たかを判定する(ステップS5)。そして、ON状態が
取得されたならば、当該端子のON時間を積算する(ス
テップS6)。具体的には、当該端子のON時間を記録
するRAM403(履歴記録手段106)内の領域を読
み込み、「1」を加える。この場合の「1」とは、タイ
マ手段107に設定されている単位時間を示す。例えば
タイマ107に10msが指定されているとすると、
「1」は10msと等価となる。
【0017】次に、直前の当該端子の状態との比較を行
う(ステップS7)。ここで、直前の状態がOFFであ
った場合は、今回の単位時間内にOFFからONへ遷移
したことをが分かるため、RAM403(履歴記録手段
106)内に設けられた当該端子のON回数カウンタに
「1」を加える。すなわちインクリメントする(ステッ
プS8)。また、ステップS5において、OFFが検出
された場合は、同様にしてOFF時間を積算し(ステッ
プS9)、当該端子の直前の状態がONかを判定する
(ステップS10)。ここで、直前の状態がONである
場合はOFF回数カウンタに「1」を加える。すなわち
インクリメントする(ステップS11)。また、ステッ
プS7において直前の状態も同じOFFである場合、ま
たはステップS10において直前の状態も同じONであ
る場合、また、ステップS9及びステップS11でのイ
ンクリメント処理後は、指定された全ての出力信号また
は入力信号の表れる端子に対して上述の記録処理を行っ
たかを判定する(ステップS12)。ここで、指定され
た端子の記録処理が終了していない場合はステップS4
に戻る。また、指定された全ての端子に対する記録処理
が終了している場合は、ステップS2に移行する。
【0018】一方、ステップS2において、データ利用
装置5からの通信があると判定された場合は、ステップ
S13に進み、データ利用装置5から条件設定コマンド
が送信されたか否かを判定する。ここで、条件設定コマ
ンドの送信があった場合は、指定された条件を取り込み
(ステップS16)、RAM403に条件データを記憶
する(ステップS17)。また、ステップS13におい
て条件設定コマンドの送信がなかった場合は、データ利
用装置5からのデータ要求コマンドか否かを判定し(ス
テップS14)、データ利用装置5からのデータ要求コ
マンドである場合は、指定されたデータをRAM403
の履歴記録領域から読み出し、このデータを通信部10
8によりデータ利用装置5に送信する(ステップS1
5)。その後、ステップSS2に戻って、通信とタイム
アップの検出ループ処理を続行させる。
【0019】上記のような本実施の形態における省配線
ユニットによれば、省配線ユニットを構成する親機10
に、パラレルI/Oポート102の各端子に表れる制御
対象2への制御信号に相当する出力信号または制御対象
2からのセンサ情報に相当する入力信号を抽出する信号
抽出手段104と、この信号抽出手段104に対して抽
出すべき出力信号または入力信号を予め指定する信号指
定手段105と、信号指定手段105で指定することに
より信号指定手段105から抽出された信号を基に各端
子に表われる信号状態を収集し、これを制御対象2の稼
働履歴情報として記録する履歴記録手段106を設ける
ことにより、省配線ユニット単独で制御対象2の稼働履
歴情報を予め設定した条件により収集することができ
る。また、収集したデータを外部のデータ利用装置5か
らのデータ要求により容易に取得することができるほ
か、データ利用装置5から信号指定手段105に条件設
定コマンドを与えることにより、この設定条件に応じた
制御対象2の稼働履歴情報を収集することができる。
【0020】次に、本発明の省配線ユニットを製造ライ
ンの製造装置に適用した場合について、図4及び図5を
参照して説明する。図4は本発明の省配線ユニットを製
造装置の稼働状態を表示するシグナルタワーの制御に適
用した場合の説明用ブロック図、図5はシグナルタワー
の点灯パターンの一例を示すタイムチャートである。図
4において、製造装置50はシグナルタワー制御部50
1と、この制御部501の制御信号をシグナルタワー6
0のリレー503、504、505に伝送する省配線ユ
ニット502を備える。省配線ユニット502は、図1
に示す場合と同様な構成の親機502Aと、この親機5
02Aから伝送されてくる制御信号を受信してリレー5
03、504、505に供給する子機502Bとから構
成されている。
【0021】シグナルタワー60は、製造装置の異常停
止や部材の詰まり等の状態を表示する赤ランプ601
と、製造装置への部材の供給切れなどの状態をオペレー
タ等に表示する黄ランプ602と、製造装置の正常動作
状態を表示する緑ランプ603を備えている。また、上
記赤ランプ601は、これを点灯制御するリレー503
に接続され、黄ランプ602は、これを点灯制御するリ
レー503に接続され、緑ランプ603は、これを点灯
制御するリレー505に接続されている。
【0022】上記の構成において、製造装置50が正常
に稼働している時は、これに相当する制御信号が制御部
501から省配線ユニット502を通してリレー505
に送出され、このリレー505をオン動作させることに
より、シグナルタワー60の緑ランプ603を点灯させ
る。また、製造装置に対する部材の供給切れが発生した
場合には、これに相当する制御信号が制御部501から
省配線ユニット502を通してリレー504に送出さ
れ、このリレー504をオン動作させることにより、シ
グナルタワー60の黄ランプ602を点灯させる。ま
た、製造装置の異常停止や部材の詰まりが発生した場合
には、これに相当する制御信号が制御部501から省配
線ユニット502を通してリレー503に送出され、こ
のリレー503をオン動作させることにより、シグナル
タワー60の赤ランプ601を点灯させる。
【0023】図5(A)は、製造像装置50の稼働過程
における緑ランプ603の点灯時間を示すパターンであ
り、図5(B)は製造像装置50の稼働過程における赤
ランプ601の点灯時間を示すパターンである。この図
5(A)において、T1、T2は緑ランプ603が点灯
している時間であり、省配線ユニット502の親機50
2Aにおいて、時間T1、T2に相当する緑ランプ点灯
信号のON時間を積算する。この積算値は製造装置50
の稼働時間となり、稼働履歴情報として親機502Aの
稼働記録部に記録される。また、図5(B)において、
T3、T4は赤ランプ601が点灯した時間であり、省
配線ユニット502の親機502Aにおいて、時間T
1、T2に対応する赤ランプ点灯信号のON回数をカウ
ントすることにより、製造装置50の停止回数情報を収
集できる。また、時間T1、T2から製造装置50の平
均故障間隔(MTBF)の計算を行うことも可能にな
る。
【0024】上記のように、製造ラインの各種製造装置
においても、制御部501からシグナルタワー60に供
給される制御信号を省配線ユニット502の親機502
Aで監視することにより、装置の稼働状態を示すデータ
を収集することができる。これに伴い、従来のようなデ
ータ収集システムを各装置毎に設けたり、データ収集シ
ステムを製造装置毎に開発しなければならないという問
題を一掃できるとともに、その開発工数を大幅に低減で
き、かつ稼働情報の収集コストも低減できる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明の省配線ユニットに
よれば、制御部から制御対象に対して送出される制御情
報から、制御対象への制御に関係なく制御対象の稼働履
歴を設定条件に応じて収集することができるとともに、
収集された稼働履歴を外部から任意に取得することがで
きる。また、省配線ユニット自体が制御対象の稼働履歴
を収集できる機能を備えているため、データ収集システ
ムを別に設ける必要がなくなり、稼働データ収集のため
の開発工数及び収集コストを低減できるという効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による省配線ユニットの実施の形態を示
す機能ブロック図である。
【図2】本発明の省配線ユニットを構成するマイクロコ
ンピュータの構成図である。
【図3】本発明の実施の形態における省配線ユニットの
動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の省配線ユニットをシグナルタワーの制
御に適用した場合の説明用ブロック図である。
【図5】図4におけるシグナルタワーの点灯パターンの
一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1……装置制御部、2……制御対象、3……省配線ユニ
ット、4……I/Oユニット、5……データ利用装置、
10……親機、20……子機、30……シリアル回線、
101……インタフェース部、102……パラレルI/
Oポート、103……パラレル/シリアル変換部、10
4……信号抽出手段、105……信号指定手段、106
……履歴記録手段、107……タイマ手段、108……
通信部、201……シリアル/パラレル変換部、202
……I/Oインタフェース部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B083 AA06 CC10 EE16 GG04 5H215 AA01 BB01 BB12 CC09 CX08 DD04 DD08 EE04 EE08 GG03 GG14 HH03 KK04 5H220 AA01 BB01 BB10 CC09 CX05 EE10 EE12 FF05 HH01 JJ17 JJ29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置制御部と、該装置制御部により制御
    される制御対象との間で信号をシリアル伝送することに
    より配線を簡略化する省配線ユニットであって、 シリアル回線を介して接続された親機と子機を備え、 前記親機は、前記装置制御部からパラレルに送出される
    制御信号をシリアル信号に変換して前記子機に送出し、
    かつ前記制御対象から前記子機に取り込まれるシリアル
    信号をパラレル信号に変換して前記装置制御部へ送出す
    る、少なくとも一方の変換機能を有するパラレル/シリ
    アル変換部と、前記装置制御部から前記制御対象に対し
    て送出される制御信号から得られる制御対象の稼働状態
    及び前記制御対象から前記装置制御部にアップロードさ
    れる信号の少なくとも一方を制御対象の稼働履歴情報と
    して収集し記録する履歴記録手段を有し、 前記子機は、前記親機から送出されてくるシリアル信号
    をパラレル信号に変換し、かつ前記制御対象から子機に
    取り込まれるパラレル信号をシリアル信号に変換して前
    記親機へ送出する、少なくとも一方の変換機能を有する
    シリアル/パラレル変換部と、前記シリアル/パラレル
    変換部と前記制御対象間で信号を送受するI/Oインタ
    フェース部を有する、 ことを特徴とする省配線ユニット。
  2. 【請求項2】 前記親機は、前記装置制御部からパラレ
    ルに出力される制御信号の信号レベルを親機に適合する
    信号レベルに変換するとともに親機からの信号レベルを
    装置制御部に適合する信号レベルに変換するインタフェ
    ース部を更に備えることを特徴とする請求項1記載の省
    配線ユニット。
  3. 【請求項3】 前記親機は、前記装置制御部及び前記パ
    ラレル/シリアル変換部からのパラレル信号の少なくと
    も一方を受けるとともに該パラレル信号のビット数に対
    応する数の端子を有するパラレルI/Oポートを更に備
    えることを特徴とする請求項1記載の省配線ユニット。
  4. 【請求項4】 前記パラレルI/Oポートの各端子に表
    れる前記装置制御部及び前記パラレル/シリアル変換部
    からの信号の少なくとも一方を抽出する信号抽出手段を
    備え、前記信号抽出手段から抽出された信号を前記履歴
    記録手段が稼働履歴情報として収集し記録することを特
    徴とする請求項3記載の省配線ユニット。
  5. 【請求項5】 前記信号抽出手段に対して、条件設定コ
    マンドにより前記パラレルI/Oポートの各端子から抽
    出すべき信号を指定する信号指定手段を備えることを特
    徴とする請求項4記載の省配線ユニット。
  6. 【請求項6】 前記パラレルI/Oポートの各端子に表
    れる信号のON時間やOFF時間、変化する回数等を計
    測し稼働履歴情報として前記履歴記録手段に記録するた
    めのタイマ手段を備えることを特徴とする請求項4記載
    の省配線ユニット。
  7. 【請求項7】 前記履歴記録手段に記録された稼働履歴
    情報を利用するデータ利用装置からのデータ要求コマン
    ドにより指定されたデータを前記履歴記録手段から読み
    出して前記データ利用装置に送信する通信部を備えるこ
    とを特徴とする請求項1記載の省配線ユニット。
  8. 【請求項8】 前記信号抽出手段に対する条件設定コマ
    ンドは、前記データ利用装置から前記通信部を通して伝
    送されることを特徴とする請求項5記載の省配線ユニッ
    ト。
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