JP2000307585A

JP2000307585A - 複数の装置が配列された機械のシリアル通信システム

Info

Publication number: JP2000307585A
Application number: JP11147011A
Authority: JP
Inventors: Motonobu Hattori; 元信服部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】紡績機械に代表されるような、信号の伝達を必
要とする複数の装置が配列された機械において、各局の
装置と親局の統括コントローラの間で信号を伝送するた
めの、低コストで簡単に構成できる通信システムを提供
することにある。【解決手段】信号伝達を必要とする複数の装置が配列さ
れた機械において、所定台数の装置群に対応する長さに
分割された信号線が、装置群毎に沿って設置され、信号
線と装置の１台１台が、ドライブ／レシーブ回路を介し
て接続され、また分割された信号線と次段の信号線が、
双方向のレシーブ／ドライブ回路を介して順次繰返して
接続されており、そしてデータ信号の送信権を示す制御
信号によってデータ信号線の空き状態の確認、さらに制
御信号とデータ信号の伝達方向の制御を行なって、デー
タ信号を送信出力するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ制御モ
ータによってスピンドルを直接駆動する方式のリング精
紡機、ダブルツイスタなどの紡績機械で代表される複数
の装置が配列された機械のシリアル通信システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１〜図４は従来技術を示す。従来技術
の機械例として紡績機械の中のリング精紡機を取り上げ
る。スピンドル数が４８０錘の機械は全長が約２０ｍ、
１０２４錘の機械は全長が約４０ｍである。これらの数
のスピンドルが、全長にわたって機械の左右に取付けら
れたスピンドルレールに配列されている。

【０００３】図１は、紡績機械で代表される従来の機械
とその信号伝達システムの構成例を示す。スピンドルレ
ール１に配列される各スピンドル２に取付けられた個別
モータ３が、１台または所定の複数台毎に１台ずつ備え
られた個別インバータ７によって駆動されるスピンドル
直接駆動システムのリング精紡機である。配線システム
は、交流電源を直流低電圧に変換する電圧変換手段４の
二次側から個別インバータ７に電力を供給する給電シス
テム１４と、機械の統括コントローラ５から個別インバ
ータ７に送られる制御信号１２と個別インバータ７から
統括コントローラ５に送られる状態信号１３の信号伝達
システムで構成されている。

【０００４】図２は、図１の制御信号１２と状態信号１
３が並列の信号伝達システムで構成される従来例を示
す。制御信号１２には速度指令１２ａや運転開始／停止
指令１２ｂやモータ保持指令１２ｃがあり、状態信号１
３にはエラー信号１３ａがある。図２は速度指令１２ａ
がアナログ信号の場合を示す。速度指令１２ａはディジ
タル信号にすることもできる。図２では、各信号におい
て負荷となるレシーブ回路数が出力側のドライブ回路の
能力を超えないように、所定の間隔で、レシーブ回路と
ドライブ回路を持つ中継回路６が必要になる。図２のよ
うに速度設定信号１２ａをアナログ信号で送る場合、各
インバータ回路が持つ制御回路の基準電圧のバラツキ
が、スピンドル間の速度のバラツキとなって現れてく
る。これを解決するために速度設定信号１２ａをディジ
タル信号にすると、配線本数が非常に多くなってしま
う。またこれら各信号に対しても中継用のレシーブ回路
とドライブ回路が必要となる。

【０００５】図３は、図１の制御信号１２と状態信号１
３が多局間シリアル通信システムとしてのローカルネッ
トワーク（ＬＡＮ）、具体的にはイーサネットによって
シリアルデータ伝送される構成の従来例を示す。このイ
ーサネットは、伝送媒体にツイストペア線（１１）また
は同軸ケーブル１１を用い、ドライブ回路とレシーブ回
路のＩ／Ｏ回路９を介して各局８を伝送媒体に接続する
双方向伝送システムである。ツイストペア線には差動型
の、同軸ケーブルには同軸用の専用ドライブ回路９−１
（図４）とレシーブ回路９−２（図４）が用いられる。
ツイストペア線の特性インピーダンスは約１００オーム
であるため、終端抵抗Ｒとして１００オームを接続し、
同軸ケーブルの場合は、その特性インピーダンスである
５０オームの終端抵抗を接続する。

【０００６】イーサネットで、駆動できるケーブル長は
５００メートル位である。１セグメントに接続できる局
数は、１００局である。局数を増やすには、リピータ１
０と呼ばれる専用中継装置によって、１セグメントの伝
送ケーブルを増設する。リピータ１０は、双方向ドライ
ブ／レシーブ回路の他、伝送方向制御やシリアル／パラ
レル変換とパラレル／シリアル変換によるデータ信号１
１のデューティ整形の機能を持っている。最大接続局数
は、イーサネットで１０２４局とされている。

【０００７】各局８（７）は、通信制御用のマイコン回
路８ａ、通信制御用ＬＡＮコントローラＬＳＩ回路８ｂ
及びｌ／Ｏインタフェース回路８ｃで構成され、ケーブ
ルとの間にはドライブ回路とレシーブ回路から成るＩ／
Ｏ回路９がある。図３では、機械に配列された個別イン
バータ７装置がネットワークの各局８に相当しており、
個別インバータ７を制御するマイコン回路７ａ（８ａ）
が通信制御（データの送受信制御）も管理している。

【０００８】図４に各局８とＩ／Ｏ回路９の機能ブロッ
ク図を示す。通信制御には、シリアルデータ送受信制御
（制御部８ｂ１、送受信レジスタ部８ｂ２、送信シフト
レジスタ部８ｂ４、受信シフトレジスタ部８ｂ６）、通
信データ群をプリアンブル、アドレス、フレームチェッ
クシーケンスなどをデータに付加した最大１５２６バイ
トの１つのパケットにまとめるパケット生成処理（送信
パケット生成処理部８ｂ３）、受信したパケットを各デ
ータに分解し、検査するパケット検査処理（受信パケッ
ト検査処理部８ｂ５）、受信側でフレームをチェックす
るフレームチェック処理（制御部８ｂ１）、シリアル通
信データの各ビットを局のクロックに同期させるビット
同期の確立制御（ビット同期確立制御部８ｃ１）、アク
セス時にデータが衝突しないように送信権を要求し、確
保するアクセス制御（制御部８ｂ１）などがある。

【０００９】制御部８ｂ１で行われるアクセス制御とし
ては、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式とトークンパシング方式が用
いられている。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式は、直接、データ信
号線１０上のパケット（送信データ群）の有無を検出
（キャリア検出という）し、無ければパケットの送信を
開始するというもので、他局から殆ど同時に送信される
ことがあるため、双方のパケットの衝突が発生する可能
性がある。このため、衝突検出（衝突検出部ｅｃ２）を
行なって衝突があれば、データ信号線１１上のパケット
を無効にするためのデータ破壊信号を出力して、パケッ
トを破壊してフレームエラーにしてしまい、乱数に基づ
くランダムな待ち時間後、再び最初から送信手続きをや
り直すようにしている（衝突回復処理部８ｂ７）。簡単
な制御手順であるが、伝送密度を上げようとすると衝突
頻度が高くなって頭打ちになる欠点がある。トークンパ
シング方式は、パケット送信前に各局とトークン信号を
やり取りして、各局からの送信要求が無いことを確認し
てからパケットの送信を開始するというものである。制
御が複雑で、トークン信号のやり取りに時間がかかるた
め、短いデータ群の送信には不向きである。

【００１０】これらはいずれも、１つのツイストペア線
や同軸ケーブルで張られた、数百メートルから数キロメ
ートルに及ぶネットワーク網において、（イーサネット
の場合）７２バイトから１５２６バイトのデータ群を伝
送するのに適した汎用性のある通信プロトコルである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図２に示す並列の信号
システムは、多くの配線本数と多くの中継回路６が必要
になるため、これらを実装するシステムが複雑になり、
寸法が大きくなって、機械への設置が容易でなくなると
共に部品のコスト高及び組立のコスト高を招くことにな
る。

【００１２】図３に示すようなシリアル通信システムの
イーサネットは、各々の構成要素もその役割に沿って汎
用性を持っているものである。代表例とした紡績機械に
おいて、機械全長が約４０ｍ程度で、機械の左右に配置
された１０００局乃至１００局もある個別インバータ７
の装置と親局の統括コントローラ５の間で少量のデータ
信号を双方向に伝送する目的に、イーサネットは構成要
素や通信プロトコルが過剰仕様であり、実装が困難であ
ると共に大幅なコスト高を招いてしまう。

【００１３】本発明が解決しようとする課題は、紡績機
械に代表されるような、信号の伝達を必要とする複数の
装置が配列された機械において、各局の装置と親局の統
括コントローラの間で信号を伝送するための、低コスト
で簡単に構成できる通信システムを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の構成上
の特徴と作用効果を示す。信号伝達を必要とする複数の
装置が配列された機械において、所定台数の前記装置群
に対応する長さに分割された、少なくとも１本ずつの電
線が、所定台数の前記装置群毎に沿って設置され、前記
電線の信号線と所定台数の前記装置群の１台１台が、少
なくとも前記装置に信号が伝達される方向のレシーブ回
路を介して接続されており、分割された前記電線の信号
線と次段の前記電線の信号線が少なくとも次段に信号が
伝達される方向のレシーブ回路とドライブ回路を介して
直接的または間接的に接続され、同様に順次繰返して接
続されることを特徴としており、機械の増設などの単位
ブロックでの装置数量に関連させた長さに電線を分割し
て、機械の構成を規則性あるものにできるので、部品の
標準化や組立作業の効率を高める作用効果がある。さら
に、同軸ケーブルやツイストペア線を使わない不平衡伝
送路であっても、また不平衡型ドライブ回路であって
も、信号の伝達波形の乱れが整形できる程度の長さに電
線を分割して、中継用のレシーブ回路とドライブ回路を
通すことによって、正しいデータ信号を高速に伝達でき
る作用効果がある。

【００１５】請求項２の発明の構成上の特徴と作用効果
を示す。請求項１の構成上の特徴と作用効果に加えて、
前記電線の信号線と所定台数の前記装置群の１台１台
が、前記電線側に信号が伝達される方向のドライブ回路
を介して接続されており、分割された前記電線の信号線
と次段の前記電線の信号線が、次段から信号が伝達され
る方向のレシーブ回路とドライブ回路を介して直接的ま
たは間接的に接続され、分割された前記電線と次段の前
記電線の間にあって、信号伝達方向の判別と伝達方向の
ドライブ回路のゲートを開く制御を行なう方向判別／制
御手段を有し、同様に順次繰返して接続されることを特
徴としており、請求項１と反対方向の信号の伝達におい
ても、同軸ケーブルやツイストペア線を使わない不平衡
伝送路であっても、また不平衡型ドライブ回路であって
も、信号の伝達波形の乱れが整形できる程度の長さに電
線を分割して、中継用のレシーブ回路とドライブ回路を
通すことによって、正しいデータ信号を高速に伝達でき
る作用効果がある。

【００１６】方向判別／制御手段は、信号伝達方向の判
別と伝達方向のドライバのゲートを開く制御を行なう
が、ハードウェアの論理回路によってそれを行なっても
よい。これによれば、双方向の分割された電線による不
平衡回路の伝送にもかかわらず、高速な伝送を実現でき
る作用効果がある。

【００１７】また、電線にドライブ回路とレシーブ回路
を介して接続される装置群の中の１つが、伝達の方向判
別／制御手段を兼ねるようにし、次段の電線と接続する
ドライブ回路とレシーブ回路がこの装置に接続されるよ
うに構成してもよい。これによれば、機械と装置の構成
をさらに規則性あるものにでき、部品の標準化や組立作
業の効率をさらに高めることができる作用効果がある。

【００１８】請求項３の発明の構成上の特徴と作用効果
を示す。請求項２の構成上の特徴と作用効果に加えて、
前記電線の信号が、少なくとも１つのデータ信号とデー
タ信号の送信権を示す少なくとも１つの制御信号を有
し、前記装置がデータ信号の送信前に、前記制御信号に
よってデータ信号線の空き状態を確認し、前記制御信号
を出力してからデータ信号を送信し、さらに前記方向判
別／制御手段が前記制御信号の伝達方向を判別して、前
記制御信号とデータ信号の伝達方向のドライブ回路のゲ
ートを開く制御を行なうことを特徴としている。具体的
なアクセス手順は、データ信号線が空き状態にあるかど
うかを、データ信号を送信しようとする装置自身が任意
のパターン信号を制御信号線に仮出力し、その信号をル
ープバックして読取った信号が一致していれば他の装置
からの送信権の要求が無いと判断し、伝達方向のドライ
ブ回路のゲートを開いてデータを送信するもので、これ
によって、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のようなデータの衝突
や、トークンパシング方式のような制御の複雑さや処理
時間の問題がなく、僅かな時間で簡単に判別することが
でき、確実にデータ信号の伝送ができるという作用効果
がある。

【００１９】請求項４の発明の構成上の特徴と作用効果
を示す。請求項１乃至３の構成上の特徴と作用効果に加
えて、少なくとも１本の前記電線が信号線で、別にコモ
ン線を有する不平衡回路（伝送路）で、ドライブ回路、
レシーブ回路が低電圧の論理回路であることを構成上の
特徴としており、不平衡伝送路には、同軸ケーブルやツ
イストペア線を使わず、普通の電線を使用するため、ま
たドライブ回路、レシーブ回路には単一電圧の制御電源
であればよく、装置の制御電源と共用するため、低コス
トなシステムを構成できる作用効果がある。

【００２０】請求項５の発明の構成上の特徴と作用効果
を示す。請求項１乃至４の構成上の特徴と作用効果に加
えて、前記電線が裸線で構成され、前記電線の１つ１つ
が少なくとも複数の前記装置に分岐接続される部分を除
いて絶縁樹脂製ケースで絶縁されて、かつ保持される構
造を特徴としており、電線として絶縁被覆線を使用する
場合のような、各装置に分岐接続する部分で新たに端子
台を置いて、電線を切断し、絶縁被覆を剥して接続する
といった効率の悪い作業を避けて、裸線にあけた穴など
にプラグまたはコンタクトを差込むなどの方法で接触さ
せることによって、組立配線作業性を大幅に良くするこ
とができ、また絶縁樹脂製ケースは、裸線の絶縁と保持
及び装置の実装に適した形状の成形品にできるため、組
立作業性をさらに良くする作用効果がある。

【００２１】請求項６の発明の構成上の特徴と作用効果
を示す。前記した複数の装置が配列された機械とは、機
械の左右で、全長にわたって取付けられたスピンドルレ
ールに配列される複数のスピンドルと、前記スピンドル
毎に取付けられて前記スピンドルを個別に直接駆動する
複数の個別モータと、前記個別モータを所定台数毎に１
台で制御する複数のインバータが配列された紡績機械で
あることを特徴としており、請求項１乃至５に記載した
作用効果と同様の作用効果がある。

【００２２】

【発明の実施の形態】各図を参照しながら、本発明の実
施の形態（以下、実施例という）について説明する。図
５は、実施例の各装置とシリアル通信システムの全体構
成を示す。図６は、実施例の通常局の回路構成例を示
し、図７は、その回路の制御信号とデータ信号の送信タ
イムチャートを示す。図８は、実施例の中継局の信号伝
達方向判別／制御手段の回路構成例を示し、図９は、そ
の回路の制御信号のタイムチャートを示す。図１０は、
実施例の中継局の信号伝達方向判別／制御手段の別の回
路構成例を示し、図１１は、その回路の制御信号のタイ
ムチャートを示す。図１２は、紡績機械における実施例
の信号伝達システムと個別インバータ装置の実装例を示
す。

【００２３】図５で、実施例の全体構成を説明する。実
施例の機械は、スピンドルレール１に配列される各スピ
ンドル２に取付けられた個別モータ３が、１台または所
定の複数台毎に１台ずつ備えられた個別インバータＡ７
（以下、Ａ８とも記す）によって駆動されるスピンドル
直接駆動システムのリング精紡機である。個別インバー
タＡ８のマイコン回路Ａ８ａはインバータ制御と同時に
局としての通信制御も行なっている。配線システムは、
電力を供給する給電システム１４と信号伝達システムＡ
１１がある。信号伝達システムＡ１１では、双方向デー
タ信号線Ａ１１ａが１本と双方向の制御信号Ａ１１ｂが
１本及びコモン線Ａ１１ｃが１本の計３本が布線されて
いる。直流低電圧電源線は個別インバータＡ８ａ内で電
源回路を持つこともできるので、必須ではない。信号線
は、ドライブ回路の駆動できる負荷回路数と配線インピ
ーダンス等による波形の乱れと機械の構成上の都合その
他で決まる適切な長さに分割されている。以下、分割さ
れた信号線をセグメントと言う。コモン線と電源線は分
割してもしなくてもよい。電源電圧や回路動作の安定の
ためには分割しない方が好ましいことが多い。分割部の
２つのセグメント間には、伝達方向判別／制御とドライ
ブ容量確保のための中継回路を持つ局が必要である。本
発明では伝達方向判別／制御が簡単で、またドライブ回
路を不平衡型論理回路で構成できるので、個別インバー
タＡ８ａの装置内に設けてマイコン回路Ａ８ａやＩ／Ｏ
回路Ａ８ｂを共用している（以下この個別インバータを
中継局とも言う）。

【００２４】図６と図７で、実施例の通常局の回路構成
及び制御信号とデータ信号の送信タイムチャートを説明
する。図６は１つのセグメントに接続される複数の個別
インバータＡ８の１つを示す（これを以下、通常局とも
言う）。マイコン回路Ａ８ａは、制御信号線Ａ１１ａと
データ信号線Ａ１１ｂと双方向に信号をやり取りするた
め、各々にドライブ回路Ａ８２２、Ａ８４２とレシーブ
回路Ａ８１１、Ａ８３１で接続されている。ドライブ回
路は、ＮＰＮトランジスタのエミッタ接地オープンコレ
クタ出力形の回路で、他（局）のドライブ回路とワイヤ
ードオア接続されている。レシーブ回路は、ヒステリシ
ス入力特性を持つている。セグメント間の伝送機能を持
たない通常局では、各信号入力のクロック信号による同
期確立制御（同期確立制御回路Ａ８１４、Ａ８３４）を
マイコン内臓回路を利用する方が、構成が簡単になって
良い。

【００２５】制御信号Ａ８１１ａは、データ信号を送信
したい局が、他局の制御信号の有無によってデータ信号
線Ａ８１１ｂの空き状態を確認し、またこの信号を出力
して送信権の要求を行ない、送信権が確定した後は送信
中信号として出力し続けるための信号である。データを
送信したい局ａは、制御信号線上の信号の有無を確認し
て、信号が無ければ、少なくとも全ての局に伝達される
最大伝達時間ｔａ以上のｔ１時間中、信号有の“１”レ
ベルを出力し、少なくとも全ての局から伝達される最大
伝達時間ｔａ以上のｔ２時間中、信号無の“０”レベル
を出力するという条件を満たす任意のパターンの送信権
要求信号（制御信号）を出力し、ループバックして読取
る。他の局ｂが、殆ど同時に送信権要求信号を出力すれ
ば、局ａ（ｂ）が“０”レベルを出力している時に、局
ｂ（ａ）からの信号“１”レベルが局ａに入力されて、
出力した送信権信号のパターンとその入力信号読取りパ
ターンが一致しなくなる。この時は、局ａ（ｂ）はラン
ダムな時間をおいた後、再度送信権要求の手続きを行な
う。他局から送信権要求が無く、送信権が確定すれば、
その後も局ａは制御信号を送信中信号として出力し続
け、シリアルデータ送信を始める。データ送信が終った
後、制御信号の出力を停止する。万一データ信号の衝突
が発生した場合、受信局でフレームエラー或いはサムチ
ェックエラーが検出されて送信局にエラー情報が伝送さ
れ、再度送信されることになる。タイムチャートは正論
理表記しているが、信号線上は負論理であるため、信号
有の“１”は“Ｌｏｗ”のレベルであり、信号無の
“０”は“Ｈｉｇｈ”のレベルである。

【００２６】図８と図９で、実施例の中継局の信号伝達
方向判別／制御手段の回路構成とそのタイムチャートを
説明する。制御信号Ａ１１ａとデータ信号Ａ１１ｂは、
各々の左右の信号線セグメントの間を双方向のレシーブ
回路とドライブ回路によって中継されている。右方向に
伝達される制御信号Ａ１１ａ（図９に示す局ａが出力す
る送信権ａ）を例にして図８で説明する。プラグＡ８ｐ
１から入力した制御信号Ａ１１ａは、レシーブ回路Ａ８
１１を通った後、同期確立制御回路Ａ８１４でクロック
信号Ｈ０１のタイミングに整えられてマイコンに読込ま
れる（信号Ｈ１４）と同時に、右伝達制御信号ゲート制
御信号Ｈ１７で開かれたゲートを通過して、ドライブ回
路によってプラグＡ８ｐ２を経由し右側信号線に送り出
される。このゲートは、右方向に伝達するこの制御信号
が左方向に伝達される信号よりも先に入力しているとい
う条件、先入信号優先条件（図９）に基づいてマイコン
制御によって開閉されており、このマイコン制御は、割
込み入力処理によって高速に実行されている。先に述べ
た最大伝達時間ｔａをできるだけ短くして、送信権の確
認を短い時間で速やかに処理できるようにしている。

【００２７】データ信号の伝達のゲート制御Ｈ３７、Ｈ
４７は、制御信号のゲート制御信号Ｈ１７、Ｈ２７によ
って行なう。例えば右伝達データ信号ゲート制御信号Ｈ
３７を、先に述べた右伝達制御信号ゲート制御信号Ｈ１
７と同一信号にする。図７に示すデータ送信可能期間Ｔ
２において、その伝達データ信号はハードウェア回路を
通過するだけとなり、高速にデータが伝送できる。

【００２８】先入信号優先条件を図９で説明する。右方
向に伝達される制御信号Ａ１１ａの送信権ａ（Ａ８ｐ１
入力）信号は、左方向に伝達される制御信号の送信権ｂ
（Ａ８ｐ２入力）信号より先入の信号であり、マイコン
で認識されてゲートが開かれてＡ８ｐ２信号として出力
される。遅れて入力された左方向に伝達される制御信号
の送信権ｂ（Ａ８ｐ２入力）信号は、先入の送信権ａ信
号がある間はマイコンに認識されず、ゲートは開かれな
い。送信権ａ信号が無くなった後ゲートが開かれ、Ａ８
ｐ１信号として出力される。次に再び入力された送信権
ａ信号は、同様に送信権ｂ信号がある間、ゲートは開か
れない。送信権ｂ信号が無くなった後ゲートが開かれ、
Ａ８ｐ２信号として出力される。このように先入信号優
先条件にしたがって、伝達方向の判別／制御が行われ
る。

【００２９】送信権の確認の期間が終った後は、正常で
あれば複数の局が送信権信号を出力することはないが、
万一の誤動作が発生して、中継局の両側の信号線上でデ
ータ送信可能期間Ｔ２に異なる局の送信データ信号が存
在した場合、その中継局はデータ信号線に任意のデータ
破壊信号を出力して、受信局にフレームエラーあるいは
サムチェックエラーを強制的に検出させ、再送信要求の
手続きをとらせるようにする。

【００３０】図１０と図１１で、実施例の中継局の信号
伝違方向判別／制御手段の別の回路構成とそのタイムチ
ャートを説明する。図１０の回路構成は、図８のマイコ
ン回路のソフトウェアで制御していた伝達方向判別制御
をハードウェア回路で行うことによって、より高速に伝
達するもので、最大伝達時間ｔａを大幅に短縮できる。
制御信号Ａ１１ａとデータ信号Ａ１１ｂは、各々の左右
の信号線セグメントの間を双方向のレシーブ回路とドラ
イブ回路によって中継されている。右方向に伝達される
制御信号Ａ１１ａ（図１１に示す局ａが出力する送信権
ａ）を例にして図１０で説明する。プラグＡ８ｐ１から
入力した制御信号Ａ１１ａは、レシーブ回路Ａ８１１を
通った後、同期確立制御回路Ａ８１４でクロック信号Ｊ
０１のタイミングに整えられてマイコンに読込まれる
（信号Ｊ１４）と同時に、右伝達ゲート禁止信号Ｊ２６
と右伝達ゲート制御信号Ｊ１７で開かれた２つのゲート
を通過して、ドライブ回路によってプラグＡ８ｐ２を経
由し右側信号線に送り込まれる。これらのゲートは、右
方向に伝達するこの制御信号が反対方向に伝達される信
号よりも先に入力しているという先入信号優先条件（図
１１）に基づいてハードウェア回路によって開閉制御さ
れるので、高速に伝達される。マイコン回路のソフトウ
ェア制御で、２０〜３０マイクロ秒程度かかる１つの中
継局の通過時間が、ＴＴＬハードウェア回路では２００
〜３００ナノ秒程度に短くできる。右伝達ゲート禁止信
号Ｊ２６は、左方向に伝達される信号が先に入力されて
いる時に右への信号伝達が禁止されるゲート条件であ
る。右伝達ゲート制御信号Ｊ１７は右方向に伝達する自
分自身の信号による廻り回路を防止するためのタイミン
グ調整のゲート条件である。また、微分回路Ａ８１５と
Ｆ／Ｆ回路Ａ８１６はこれらのゲート信号を作る回路で
ある。

【００３１】図１１のタイミングチャートは図９と基本
的に同じで、先入信号優先条件に従って信号が伝達され
ることを示すものである。ハードウェア回路で行うゲー
ト信号を作る微分回路のパルスのタイミングを追記して
いる。

【００３２】送信権信号によってゲートが開かれたデー
タ信号線上で送信されるデータ群の構成は、機械の用途
に適した構成でよい。通常は、データの種類、送信バイ
ト数、送信元アドレス、送信先アドレス、エラーチェッ
クシーケンスなどで構成される。

【００３３】図１２で紡績機械における実施例の信号伝
達システムと個別インバータ装置の実装例を示す。図１
２は、信号線の分割部にあたる中継局としての機能を持
つ個別インバータと個別モータ部の実装を示している。
信号伝達システムは４本の裸電線Ａ１１で成り、各々制
御信号線Ａ１１ａ、データ信号線Ａ１１ｂ、コモン線Ａ
１１ｃ、電源線Ａ１１ｄが絶縁樹脂製ケースＡ２１に納
められて、絶縁保持されている。その上から、個別イン
バータＡ８の基板に実装されたプラグＡ８ｐを裸電線Ａ
１１に接触するようにして、個別インバータＡ８装置が
取付けられている。さらにその上から絶縁樹脂製ハウジ
ングＡ２２が取付けられている。

【００３４】図１２の信号伝達システムと個別インバー
タ装置が使われる機械は、各スピンドルに取付けられた
個別モータが１台または所定の台数毎に１台ずつ備えら
れた個別インバータによって駆動されるスピンドル直接
駆動システムのリング精紡機である。

【発明の効果】本発明が係る紡績機械のスピンドル直接
駆動システムによれば、紡績機械に代表されるような、
信号の伝達を必要とする複数の装置が配列された機械に
おいて、各局の装置と親局の統括コントローラの間で信
号を伝送するための、低コストで簡単に構成できる通信
システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】紡績機械で代表する従来の機械とその信号伝達
システムの構成例を示す。

【図２】制御信号と状態信号が並列の信号伝達システム
で構成される従来例を示す。

【図３】ローカルネットワークＬＡＮ（イーサネット）
によってデータが伝送される構成の従来例を示す。

【図４】イーサネットにおける各局とＩ／Ｏ回路の機能
ブロック図を示す。

【図５】本発明の実施例の各装置とシリアル通信システ
ムの全体構成を示す。

【図６】実施例の通常局の回路構成例を示す。

【図７】実施例の制御信号とデータ信号の送信タイムチ
ャートを示す。

【図８】実施例の中継局の信号伝達方向判別／制御手段
の回路構成例を示す。

【図９】図８の回路の制御信号のタイムチャートを示
す。

【図１０】実施例の中継局の信号伝達方向判別／制御手
段の別の回路構成例を示す。

【図１１】図１０の回路の制御信号のタイムチャートを
示す。

【図１２】紡績機械における実施例の信号伝達システム
と個別インバータ装置の実装例を示す。

【符号の説明】

１：スピンドルレール２：スピンドル３：個別モータ４：電圧変換手段５：統括コントローラ６：中継回路７：個別インバータ７ａ：マイコン回路（インバータ制御用と通信制御
用を兼ねる）８：（イーサネットの）各局（または機械の各装
置）８ａ：マイコン回路（通信制御用とインバータ制御
用を兼ねる）８ｂ：ＬＡＮコントローラＬＳＩ回路８ｂ１：制御部８ｂ２：送受信レジスタ部８ｂ３：送信パケット生成処理部８ｂ４：送信シフトレジスタ部８ｂ５：受信パケット検査処理部８ｂ６：受信シフトレジスタ部８ｂ７；衝突回復処理部８ｃ：Ｉ／Ｏインタフェース回路８ｃ１：ビット同期確立制御部８ｃ２：衝突検出部８ｃ３：差動型出力部８ｃ４：差動型入力部９：（イーサネットの）Ｉ／Ｏ回路９−１：ドライブ回路９−２：レシーブ回路９−３：衝突検出ローパスフィルタ１０：（イーサネットの）リピータ（専用中継装
置）１１：（双方向シリアル）データ信号（線）１２：制御信号（線）１３：状態信号（線）１４：給電システム以下、「Ａ××」は「実施例の……」を表わし、「Ｈ×
×」は「実施例の図８の方向判別／制御手段の……」を
表わし、「Ｊ××」は「実施例の図１０の方向判別／制
御手段の……」を表わすものとする。Ａ７：個別インバータＡ７ａ：マイコン回路（インバータ制御用と通信制御
用を兼ねる）Ａ８：各局（または機械の各装置）Ａ８ａ：マイコン回路（通信制御用とインバータ制御
用を兼ねる）Ａ８ｂ：Ｉ／Ｏ回路（及び図１０のように方向判別／
制御手段などのＩ／Ｏ制御回路を含む場合もある）以下「Ａ８１×」「Ａ８２×」は、「制御信号用……」
を表わす。Ａ８１１：レシーブ回路（または右伝達信号レシーブ回
路）Ａ８１２：マイコン出力信号ドライブ回路（または右方
向ドライブ回路）Ａ８１３：右伝達信号ドライブ回路Ａ８１４：ビット同期確立制御回路１（または右伝達信
号ビット同期確立回路）Ａ８１５：（右伝達信号の）微分回路１Ａ８１６：（右伝達信号の）フリップフロップ（Ｆ／
Ｆ）回路１Ａ８２１：レシーブ回路（または左伝達信号レシーブ回
路）Ａ８２２：マイコン出力信号ドライブ回路（または左方
向ドライブ回路）Ａ８２３：左伝達信号ドライブ回路Ａ８２４：ビット同期確立制御回路２（または左伝達信
号ビット同期確立回路）Ａ８２５：（左伝達信号の）微分回路２Ａ８２６：（左伝達信号の）フリップフロップ（Ｆ／
Ｆ）回路２以下「Ａ８３×」「Ａ８４×」は、「データ信号用…
…」を表わす。Ａ８３１：レシーブ回路（または右伝達信号レシーブ回
路）Ａ８３２：マイコン出力信号ドライブ回路（または右方
向ドライブ回路）Ａ８３３：右伝達信号ドライブ回路Ａ８３４：ビット同期確立制御回路３（または右伝達信
号ビット同期確立回路）Ａ８４１：レシーブ回路（または左伝達信号レシーブ回
路）Ａ８４２：マイコン出力信号ドライブ回路（または左方
向ドライブ回路）Ａ８４３：左伝達信号ドライブ回路Ａ８４４：ビット同期確立制御回路４（または左伝達信
号ビット同期確立回路）Ａ８ｐ：信号線接続用プラグＡ８ｐ１：データ信号線接続用ブラグ（または左データ
信号線接続用プラグ）Ａ８ｐ２：右データ信号線接続用プラグＡ８ｐ３：制御信号線接続用プラグ（または左制御信号
線接続用プラグ）Ａ８ｐ４：右制御信号線接続用プラグＡ８ｐ５：コモン線接続用プラグＡ１１：双方向伝送（裸）線Ａ１１ａ：（双方向シリアル）制御信号（線）Ａ１１ｂ：（双方向シリアル）データ信号（線）Ａ１１ｃ：コモン線Ａ１１ｄ：低電圧（制御）電源線Ａ２１：絶縁樹脂製ケースＡ２２：ハウジングＨ０１：クロック信号Ｈ１２：（右方向の）マイコン出力制御信号Ｈ１３：右伝達制御信号Ｈ１４：制御信号入力（または右伝達制御信号入力）Ｈ１７：右伝達制御信号ゲート制御（信号）Ｈ２２：（左方向の）マイコン出力制御信号Ｈ２３：左伝達制御信号Ｈ２４：左伝達制御信号入力Ｈ２７：左伝達制御信号ゲート制御（信号）Ｈ３２：（右方向の）マイコン出力データ信号Ｈ３３：右伝達データ信号Ｈ３４：データ信号入力（または右伝達データ信号入
力）Ｈ３７：右伝達データ信号ゲート制御（信号）Ｈ４２：（左方向の）マイコン出力制御信号Ｈ４３：左伝達データ信号Ｈ４４：左伝達データ信号入力Ｈ４７：左伝達データ信号ゲート制御（信号）Ｊ０１：クロック信号Ｊ０２：クリア信号Ｊ１２：（右方向の）マイコン出力制御信号Ｊ１３：右伝達制御信号Ｊ１４：右伝達制御信号入力Ｊ１５：右伝達制御信号入力微分Ｊ１６：左伝達ゲート禁止（信号）Ｊ１７：右伝達ゲート制御（信号）Ｊ２２：（左方向の）マイコン出力制御信号Ｊ２３：左伝達制御信号Ｊ２４：左伝達制御信号入力Ｊ２５：左伝達制御信号入力微分Ｊ２６：右伝達ゲート禁止（信号）Ｊ２７：左伝達ゲート制御（信号）Ｊ３２：（右方向の）マイコン出力データ信号Ｊ３３：右伝達データ信号Ｊ３４：右伝達データ信号入力Ｊ４２：（左方向の）マイコン出力データ信号Ｊ４３：左伝達データ信号Ｊ４４：左伝達データ信号入力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号の伝達を必要とする複数の装置が配列
された機械において、所定台数の前記装置群に対応する
長さに分割された、少なくとも１本ずつの電線が、所定
台数の前記装置群毎に沿って設置され、前記電線の信号
線と所定台数の前記装置群の１台１台が、少なくとも前
記装置に信号が伝達される方向のレシーブ回路を介して
接続されており、分割された前記電線の信号線と次段の
前記電線の信号線が、少なくとも次段に信号が伝達され
る方向のレシーブ回路とドライブ回路を介して直接的ま
たは間接的に接続され、同様に順次繰返して接続される
ことを特徴とする複数の装置が配列された機械のシリア
ル通信システム。
【請求項２】前記電線の信号線と所定台数の前記装置群
の１台１台が、前記電線側に信号が伝達される方向のド
ライブ回路を介して接続されており、分割された前記電
線の信号線と次段の前記電線の信号線が、次段から信号
が伝達される方向のレシーブ回路とドライブ回路を介し
て直接的または間接的に接続され、分割された前記電線
と次段の前記電線の間にあって、信号伝達方向の判別と
伝達方向のドライブ回路のゲートを開く制御を行なう方
向判別／制御手段を有し、同様に順次繰返して接続され
ることを特徴とする請求項１に記載した複数の装置が配
列された機械のシリアル通信システム。
【請求項３】前記電線の信号が、少なくとも１つのデー
タ信号とデータ信号の送信権を示す少なくとも１つの制
御信号を有し、前記装置がデータ信号の送信前に、前記
制御信号によってデータ信号線の空き状態を確認し、前
記制御信号を出力してからデータ信号を送信し、さらに
前記方向判別／制御手段が前記制御信号の伝達方向を判
別して、前記制御信号とデータ信号の伝達方向のドライ
ブ回路のゲートを開く制御を行なうことを特徴とする請
求項２に記載した複数の装置が配列された機械のシリア
ル通信システム。
【請求項４】少なくとも１本の前記電線が信号線で、別
にコモン線を有する不平衡回路で、ドライブ回路及びレ
シーブ回路が低電圧の論理回路であることを特徴とする
請求項１乃至３に記載した複数の装置が配列された機械
のシリアル通信システム。
【請求項５】前記電線が裸線で構成され、前記電線の１
つ１つが少なくとも複数の前記装置に分岐接続される部
分を除いて絶縁樹脂製ケースで絶縁されて、かつ保持さ
れる構造を特徴とする請求項１乃至４に記載した複数の
装置が配列された機械のシリアル通信システム。
【請求項６】前記した複数の装置が配列された機械と
は、機械の左右で、全長にわたって取付けられたスピン
ドルレールに配列される複数のスピンドルと、前記スピ
ンドル毎に取付けられて前記スピンドルを個別に直接駆
動する複数の個別モータと、前記個別モータを所定台数
毎に１台で制御する複数のインバータ装置が配列された
紡績機械であることを構成上の特徴とする請求項１乃至
５に記載した複数の装置が配列された機械のシリアル通
信システム。