JP3410521B2 - 異常監視方式 - Google Patents
異常監視方式Info
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Description
に分散配置された多数の装置で構成されるシステムにお
ける異常監視方式に関する。
備に使用するセンサーやアクチュエータの数が増大して
おり,千点以上となる場合が普通になってきた。このよ
うな設備では,センサやアクチュエータを搭載する子装
置の数も増え,距離的にも広い範囲にまたがって分散さ
れている場合が多い。このような設備において,その中
の何れかで異常が発生した場合,生産ライン,設備の安
全な運用等に対して影響が大きいため,異常が発生して
も,早期に発見して,復旧させることが望まれている。
の制御と監視信号の収集を行う技術として,本出願人が
先に「制御・監視信号伝送方式」(特願平1−1408
26号,特開平3−6997号公報参照)という発明を
提案した。
信号の伝送とセンサ部から制御部への監視(センサ)信
号の伝送を,分配部(または信号送出部)から共通の伝
送ラインを介して高速に行うものであり,伝送ライン上
に電源に重畳されたクロック信号を出力し,各クロック
位置を出力ユニットまたは入力ユニットに割り当てて,
各出力ユニットまたは入力ユニットにおいて対応するク
ロック位置の信号レベルを制御信号及び監視(センサ)
信号の“1”(オン),“0”(オフ)に応じて異なる
レベルに設定すると,そのレベルを他方の入力ユニット
または出力ユニットで抽出する構成を備えており,これ
により,少ない信号線で制御部と多数の被制御部,セン
サ部間の信号伝送が最少の線路により接続するだけで実
現するものである。
常時エラーのチェックを行うための構成が設けられてお
り,第1乃至第4のチェックで構成される。第1のチェ
ックは,最終段のユニットに割り当てられたクロックの
後のチェック用のタイミングp+1に第1のチェックが
行われ,制御部側の最終段のユニットからスタート信号
の“1”が発生するか否かをチェックして,発生してい
ないと信号が全部のユニットに伝達されていないことが
分かる。
行われた後のタイミングp+2に行われ,この時伝送ラ
インのレベルを検出し,“0”であれば正常で,“1”
の場合は,何らかのエラーが発生(伝送ラインとアース
線の短絡やアドレス設定の誤り等)したことが検出でき
る。
のタイミングp+3に行われ,正常なら最終ユニットか
らこのタイミングに“1”が発生するのでこれをチェッ
クし,“0”ならケーブル断線等のエラーが発生したも
のとする。
次のタイミングp+4に行われ,この時制御部からスタ
ート信号が発生するのでこれが正常に発生しているか否
かをチェックする。
ープ状に接続し,デジタル信号を親局から子局または,
子局から親局へシリアル情報で伝送する「ループ状光伝
送装置」(特開平1−141442号公報参照)では,
主伝送路の一部をシステム用に確保した領域を利用して
異常監視信号の伝送を行う方式が採用されている。
号伝送方式」の発明における監視方式では,それぞれ第
1乃至第4のチェックによりエラーを検出しても次のよ
うな問題がある。
けられている多数のユニットのどのユニットがエラーを
発生しているのか分からない。 ユニットが分岐接続している場合,分岐しているケー
ブル断線は信号を送出している分配部(または信号送出
側)側から分からない。
(設備が設けられていない場合も含む)であることは信
号送出部からは発見できない。 また,上記「ループ状光伝送装置」の方式では,次のよ
うな問題がある。
れるシステムでは急激な環境悪化(雑音, 温・湿度
等),主伝送路に関わるケーブルや接続部の接続不良,
短絡,及び電源に関するトラブルが最も多い。
り, ユーザ側で使用できる情報が低減する。 本発明は多重伝送機器等の多数の子局装置を備えたシス
テムの各子局の動作状態を,これと分離した監視装置に
よりブロックレベルで集中的に監視表示して,異常の発
生を直ちに表示して専門的知識のないオペレータでも適
切な処置ができるようにすることを目的とする。
による第1の原理構成図,図2は本発明の並列接続によ
る第2の原理構成図である。
本の伝送ラインにより複数の子監視装置が直列に接続さ
れており,図中,1は集中して監視対象となるシステム
(符号5〜7の各部で構成)の監視を行う監視装置,2
は監視装置1と各子装置3の間に順次接続され電源重畳
の3レベルの信号伝送を行う一本の伝送ライン,3は個
別に監視対象である対応する装置(子局)の状態を表す
状態監視信号を受け取って監視装置1に対し信号を送出
する子監視装置(順番に#1,#2,#3・・・の符号
を付す)であり,内部の全ての電源は伝送ライン2上の
電源レベルの信号を電源部3cで抽出することにより生
成している。
段,11は受信レベル変換手段,12はデコーダ,13
は記憶手段,14は出力手段である。また,子監視装置
3内の3aは子局から出力された1または複数の状態信
号を受け取る状態監視ビットの検出部,3bは電気機械
または電子的な素子で構成される中継スイッチ,3cは
伝送ライン2から子監視装置の内部回路用の電源を生成
する電源部(Pで表示)である。
る対応する子局(図中,符号7で表す)から各監視項目
の状態を表す光信号を受け取って電気信号に変換する光
結合器(PCで表す:フォットカプラ)であり,子監視
装置3は受け取った各信号(状態監視ビットという)が
検出部3aから発生している。なお,光結合器(PC)
4は子局7と子監視装置3が電気的に切り離されても状
態監視信号を伝達できるものであれば,他の手段を用い
ることができる。
ムを構成する各部であり,5は多数の出力動作を行う子
局へ制御信号を送ったり,子局で検出した状態監視信号
を受信し,コンピュータ等による処理に従って制御を行
う親局,6は伝送路,7は親局からの制御信号を受けて
機器の駆動制御等の出力動作を行ったり,機器等の状態
をセンサで検知して親装置へ送る入力動作を行う機能を
持つ子局であり,本発明による異常監視を行うために各
子局7には,子局の動作状態(正常か否か)を表す1ま
たは複数個の信号を出力する状態出力部7aが設けら
れ,その出力が常時(または周期的に)光結合器4を介
して子監視装置3の検出部3aに入力する。更に,子局
7のグランド信号を対応する子監視装置3に供給するこ
とにより,監視装置1と子監視装置3の間は伝送ライン
2だけ配線することにより動作することができる。
対象となるシステム(5〜7で構成)は,一つの例に過
ぎず,この本発明の異常監視方式による監視の対象とな
るシステムは,複数個の分散配置された子装置を備えた
システムであれば,その構成,用途や機能等には限定さ
れない。
構成図である。図2において,8は伝送ラインを複数個
備えた並列接続により監視対象となるシステムの監視を
行うための監視装置,2(#1〜#N)はそれぞれ伝送
ラインであり,3(#1,#2・・・)は上記図1と同
様の構成を備えた子監視装置である。図2の5〜7は上
記図1と同様の監視対象となるシステムを構成する各部
であり名称も同じである。
上記図1の10,11に対応し,82は終端検出手段,
83は切替手段,84は複数の伝送ライン2を順番に切
替える切替スイッチであり,複数の各スイッチSW1〜
SWNにより構成される。但し,SWNはリスタートの
信号を発生するスイッチで伝送路に接続されない。各ス
イッチSW1,SW2・・・は電気機械式または電子的
な素子により構成される。
は常時子監視装置3(#1)と接続しているが,その後
の各伝送ライン2(#2〜#N)は切替スイッチ84に
より順に切替えられ,各伝送ライン2にはそれぞれ一つ
の子装置(例えば,#1)または複数の子装置(例え
ば,#2,#3)と接続され電源重畳の3レベルの信号
伝送が行われる。
憶及び出力する手段等が上記図1の監視装置1と同様に
設けられているが図示省略されている。ここで,上記の
図1,図2に示す各子監視装置3は,それぞれ0Vとし
てグランド電圧を使用するが,その電圧は監視装置から
供給を受けずに,監視対象の子局7から受けることがで
きる。このため,監視装置1や監視装置8から各子監視
装置3にグランド線を接続する必要がない。
/2,0)の信号伝送により監視装置から出力する電源
に重畳したクロック信号の各位置または複数のクロック
信号のブロックを各子監視装置に割り当て,各子監視装
置が監視対象の子局から受け取った状態に対応した信号
レベル(2値の中の一つ)を割り当て位置で発生し,監
視装置においてこれを検出して各監視対象位置毎の状態
を保持すると共に出力を行い,異常の場合は警報を発生
するものである。
明する。 (1) 3値レベル信号:3値レベル信号は非データ状態を
表す第1のレベルVx(電源レベルと同じ),データの
オフ状態を表す第2のレベルVx/2(中間レベルと同
じ),データ“1”(またはオン)を表す第3のレベル
0V(0レベルと同じ)の3つを意味する。
ト信号と子監視装置の個数分のフィールド信号とで構成
される。 (3) スタート信号:スタート信号は長い第1レベルとそ
れに続く第2レベルとで構成される。
ットと1つの終端検出ビットとで構成される。 (5) 状態監視ビット:状態監視期間に発生する1ビット
がクロック信号に同期した短い非データ状態(電源レベ
ル)と短いデータ状態(中間レベルまたは0レベル)と
で構成される。
する一定長の短い非データ状態(電源レベル)とデータ
状態とで構成される。 以下,直列接続の場合と並列接続の場合について順に作
用を説明する。
接続の場合,監視装置1はスタート信号の後に各子監視
装置に対応してk個(k≧1)のクロックから成る状態
監視ビットと終端監視ビットとで構成するフィールド信
号が,子監視装置の個数(N個)に相当する数だけ順次
連続して発生する。信号は送信レベル変換手段において
クロック信号に対し電源(Vxとする)を重畳して電源
レベル(Vx)と中間レベル(Vx/2)に変換されて
伝送ライン2に出力される。N個の子監視装置3用のN
フィールドの信号で1フレームを構成し,各フレームが
終了するとスタート信号が発生する。
1フレーム分の信号を送信した後,次のフレームのスタ
ート信号が発生した時に,各子監視装置3の中継スイッ
チ3bはオンしており,電源電圧レベル(Vx)が複数
個のクロック時間に相当する期間発生するスタート信号
が出力され,監視装置1に直接接続された全ての子監視
装置3において中継スイッチ3bが復旧(開放)する
が,この時各子監視装置3の電源部3cには伝送ライン
2上の電源レベルを抽出して電荷を蓄積して内部の回路
用電源(Vcc)が供給できる状態になっている。
1)にk個の電源重畳のクロック信号を含むフィールド
信号が入力すると,検出部3aに保持するkビットの状
態監視ビットの内容を表す信号が,順番に対応するクロ
ックの後半部分(Vx/2)に入力され,ビットの
“0”,“1”に対応して入力されたレベル(Vx/
2)か,0V(0レベル)のレベルに強制的に引き込
む。なお,0Vはグランド(G)レベルである。
1の受信レベル変換手段11で識別されて論理値に変換
され,フィールドの番号とその中のビット位置がデコー
ダ12で識別されて各識別位置に対応する論理値
(“1”または“0”)が記憶手段13に設定される。
記憶手段13の内容が出力手段14から出力される。こ
の場合,異常の論理信号(例えば,正常な時は論理
“1”とし,異常を論理“0”とする)が発生すると出
力手段14から表示または警報音等を出力する。
の信号が状態監視ビットであるクロック信号の電圧レベ
ルとして出力する動作が終了すると,子監視装置3(#
1)の中継スイッチ3bがオンとなり,終端監視ビット
の期間に後段の子監視装置3(#2)が接続される。こ
の時,子監視装置3(#2)からプルアップ電圧である
中間レベル(Vx/2)が発生しているので,この電圧
は監視装置1には何ら影響を与えない。
視装置3(#2)で受け取られ,上記と同様に検出部3
aの状態監視ビットが各クロック毎に伝送ラインに出力
され,監視装置1でこれを受信識別して,記憶及び出力
が行われる。最後の子監視装置3(#N)が状態監視ビ
ットを監視装置1へ出力し終わると,終端監視ビットの
期間にその中の中継スイッチ3bが閉じて伝送ライン2
が終端抵抗RTと接続される。この場合,入力する中間
レベルを終端抵抗RTを介して0レベルまで強制的に引
き下げる。これを監視装置1で検出することにより子監
視装置の終端であることを識別し,1フレームを終了さ
せて次のフレームのスタート信号が発生する(実施例の
構成に示す)。
並列接続の場合,監視装置8は監視対象となる子局7が
広い範囲に分散して配置されていて上記の直列方式のよ
うに一本の伝送ラインにより接続することが困難な場合
等に適用される。なお,並列方式の場合にも,図2の伝
送ライン2(#2)のように直列方式により複数の子監
視装置3(#2,#3)を接続するように構成すること
ができる。
タート信号と各監視装置3に対応しフィールド信号が発
生し,送信レベル変換手段80から電源重畳の信号に変
換される。
ッチ84を介さず伝送路ライン2(#1)から子監視装
置3(#1)に供給され,検出部3aの状態監視信号が
フィールド信号の状態監視ビットに上記図1と同じ原理
で伝送ライン2(#1)に出力され監視装置8に送られ
る。この後,子監視装置3(#1)の中継スイッチ3b
がオンとなり,終端監視ビットの期間に終端抵抗RTが
伝送ライン2(#1)に接続されるのでその電圧は0レ
ベルに引き込まれる。
段82で検出され,切替手段83が駆動されて切替スイ
ッチ84のスイッチSW1がオンとなり,伝送ライン2
(#2)が監視装置8と接続され,連続して発生するフ
ィールド信号は子監視装置3(#2)に供給され,その
中の検出部3aの状態が状態監視ビット上に出力され
る。この後,中継スイッチ3bがオンになるが,終端抵
抗RTが接続されないので,上記図1の直列接続の場合
と同様に次の子監視装置3(#3)に対し次のフィール
ド信号が供給されて同様に状態監視ビットに検出部3a
の信号が出力される。
ていることを終端監視ビットのレベルにより識別する毎
に監視装置8の切替手段83は,切替スイッチ84の各
スイッチSWを順にオンにして,最後の伝送ライン#N
の子監視装置(図示せず)からの状態監視ビットの信号
が出力され,続く終端監視ビットの時に終端が検出され
ると,切替スイッチ84のスイッチSWNがオンにな
る。すると,SWNのオンによってリスタート信号が発
生し,図示しないスタート信号発生の回路が駆動され,
次のフレームのスタート信号が発生し,続いて各フィー
ルド信号が順に出力される。切替スイッチ84の各スイ
ッチはスタート信号の終了時にオフに切替えられる。
1)の実施例の構成図,図4は監視装置のタイムチャー
トである。
はクロック発生器,21はスタート信号発生回路,22
はフィールド信号発生回路,23はフィールドカウンタ
・デコーダ,24は監視ビットカウンタ・デコーダ,2
5は送信レベル変換回路(図1の10),26は受信レ
ベル変換回路(図1の11に対応),27は各子監視装
置からの各状態監視ビットに対応して設けられ受信した
各ビットを個別に記憶するフリップフロップ(図には1
個だけ示す),28−1は終端信号検出用の積分回路,
28−2はスタート信号検出用の積分回路である。
装置が,それぞれの監視対象の子局からk=4個の状態
監視信号を検出して出力している。従って,各フィール
ドは4つのデータ伝送用のクロックと終端検出用の休止
時間とで構成される。
ムチャートを用いて伝送される信号の構成を説明する。
なお,図7の詳細な説明は後述する。図7のに示す信
号波形により説明すると,この波形は監視装置から伝送
ライン上に出力される電源重畳の信号(破線部分は除
く)を表し,1フレームは,スタート信号とフィールド
1〜フィールドNとで構成され,スタート信号は一定長
の電源レベルと1クロック長程度の中間レベルの信号で
構成される。フィールド信号は,前半部分の時間t1が
状態監視ビット(4ビット分)であり,この各クロック
の中間レベルを子監視装置の各状態監視信号により0レ
ベル(論理“1”を表す,破線の状態)にされるか,中
間レベル(論理“0”を表す)のままに維持される。フ
ィールド信号の後半の一定長の中間レベルの時間t2は
終端監視ビットを表し,この期間に監視装置では伝送ラ
インの終端であるか,後続する子監視装置が存在するか
の識別を行う。
用いて異常監視のための伝送を行い,以下,この構成に
よる動作を図4及び図5を参照しながら説明する。な
お,図4に示す(1) 〜(10)は図3の中に示す同じ符号で
示す各部の信号波形であり,「Fi」は図3のフィール
ドカウンタ・デコーダ23の出力,「Bj」は監視ビッ
トカウンタ・デコーダ24の出力を表す。また,図4の
(11)〜(13)は後述する並列接続による監視装置8の実施
例の構成(図8)において発生する信号である。
で示すようなクロック信号が発生する。このクロックは
スタート信号発生回路21に入力する。このスタート信
号発生回路21は図4の(3) で示すように4.5クロッ
ク分の期間“1”信号を発生し,オア回路OR1を介し
て送信レベル変換回路25へ入力する。スタート信号発
生回路21の出力信号(3) は,フィールド信号発生回路
22の出力信号(2) とタイミングを同期させるため,フ
ィールド信号発生回路22のセット入力Sにも与えられ
る。
号(2) は,4ビットの状態監視ビットの期間(4.5ク
ロック分)だけ“1”で終端監視ビット(この例では
1.5クロック分)だけ“0”となる図4の(2) に示す
ようなパターンのフィールド信号を発生する。この信号
波形はスタート信号が発生する毎に同期化される。
でクロック信号とアンド論理がとられてその出力信号は
図4の(4) のような波形となる。スタート信号とアンド
回路AND1の出力はオア回路OR1から送信レベル変
換回路25に入力して,電源重畳され,ハイレベルが電
源電圧24V(図1のVx)で,ロウレベルが12V
(図1のVx/2)に変換されて,伝送ライン(図1の
2)に出力される。なお,図4の(6) に示す波形の信号
は,クロックの下位レベル(12V)が子監視装置によ
り0V(論理“1”を表す)に変化させられた状態を示
す。
検出され,図4の(9) のような検出出力が発生してその
立ち上がりでフィールドカウンタ・デコーダ23がリセ
ットされ,F1が“1”に設定されて,以後フィールド
信号(図4の(2))の立ち上がり毎に“1”の出力位置が
シフトし,その出力Fi(i=1〜N)により現在のフ
ィールド番号(状態監視ビットを発生する子監視装置の
番号)を表示する。
スタート信号及びフィールド信号を入力するオア回路O
R2の出力よりリセットされ,B1が“1”に設定され
てクロック発生器20から出力されるクロックをカウン
トする。オア回路OR2の出力は図4の(10)に示す波形
となる。監視ビットカウンタ・デコーダ24の出力Bj
(j=1〜k,但しこの実施例ではk=4)は各フィー
ルド内の現在の状態監視ビットの位置を表示する。
の各フィールドに各子監視装置で出力した図4の(6) に
示すような状態監視ビットを含む信号の受信レベルを変
換する。図3の受信レベル変換回路26の下側に点線で
示すように比較回路(COMPで表示)により6V(V
x/4)と比較して,極性を反転することにより,図4
の(6) のような受信信号に対して(7) に示すような波形
のデータ(Data)が得られる。この波形の中の正の
パルス波形は,各クロックに対応する状態監視ビットが
論理“1”(この場合,状態が正常であることを表す)
であることを表し,正パルスが発生しない場合は該当す
る状態監視ビットが論理“0”であることを表す。
フィールド内のビット番号(K)に対応して設けられた
多数(N×K個)のフリップフロップに順次セットされ
る。そのため,各フリップフロップ27のクロック端子
(ckで表示)にはFi,Bj及びクロック信号の3つ
の信号が入力するアンド回路AND2の出力が供給さ
れ,データ端子(Dで表示)にはData(受信レベル
変換回路26の出力)が入力されている。このフリップ
フロップ27の出力である−Q端子(Q端子と対をなす
端子)に発光素子であるLEDが接続され,正常である
ことを表す論理“1”がセットされると発光する。この
場合,異常状態である“0”が入力した時発光するよう
に接続しても良い。
28−1に入力し,後述する子監視装置の最終段から発
生する終端を表す“0”信号を積分動作により図4の
(8) に示すような終端検出信号を発生する。この信号は
スタート信号発生回路21のリセット入力となる。
図を説明する。また,図6は子監視装置のタイムチャー
トである。この図5に示す子監視装置の構成は直列接続
(図1参照)の場合と並列接続(図2参照)の何れの場
合にも適用することができる。
(監視装置側)の端子,Loは伝送ラインの下流側(後
続子監視装置側)の端子であり,30はパルス検出回
路,31は状態監視ビット信号“1”(0レベル)及び
最後に接続された子監視装置(直列接続及び並列接続の
何れでも同じ)の場合に終端信号(0レベル)を発生す
るトランジスタ,32はスタート信号検出用の積分回
路,33は状態監視ビットを順番に出力させるためのシ
フトレジスタ,34は監視の対象となる子局(図1の
7)から光結合器により受け取った4ビットの状態監視
ビットを保持するレジスタである。
監視対象の伝送路の断線・短絡の有無,監視対象の子局
の論理的異常,動作電源の異常,駆動用電源の異常等の
項目)について,正常(“1”の出力)か,異常
(“0”の出力)かの信号を表し,子局から異常状態を
表す信号が発生した場合は,その後異常状態が消えても
一定時間保持させるように構成できる。
フロップ,36−2〜36−4はD型フリップフロッ
プ,37は終端信号を発生する積分回路,38は終端検
出回路,39はダイオードDとコンデンサC及びレギュ
レータRGとで構成され伝送ライン上の24Vから安定
した直流電圧(12Vまたは5V等)を発生する電源回
路,40は点線で示されているが最終段の子監視装置の
端子Loにだけ接続される終端抵抗RTである。
イムチャートを参照しながら説明する。なお,図6に示
すタイムチャートは監視装置に対し伝送ラインにより直
列に接続された多数の子監視装置の中で,2番目に接続
された子監視装置におけるタイムチャートであり,以下
に2番目の子監視装置としての動作を説明する。
の終了後に監視装置(図3)からスタート信号が発生し
てそれが終了すると,前段及び図5の2番目の子監視装
置において中継スイッチ35がオフ(開放)となり,最
初のフィールド1の信号により前段の子監視装置の状態
監視ビットが監視装置(図3)へ送信される。このフィ
ールド1の期間,2番目の子監視装置の伝送ライン上に
は12V(Vx/2)が抵抗rを介して供給されてい
る。フィールド1が終了すると前段の子監視装置の中継
スイッチ35がオンになり,フィールド2のクロックに
同期した信号が入力する。
回路を図5の上部に点線で囲んで示すように伝送ライン
からの入力を18V(3Vx/4)と比較器(COM
P)で比較しており,図6のaの信号入力に対して,図
6のbに示すように入力信号aの波形を反転した出力を
発生する。この出力はインバータINVで反転され,ス
タート信号検出用の積分回路32で積分され図6のcの
波形が発生する。スタート信号の発生中に積分回路32
の出力が立ち上がるとフリップフロップ36−1がセッ
トされ,その端子Qの出力が図6のdのような波形とな
ってシフトレジスタ33のデータ端子(Dで表示)に供
給される。
OR2へ入力する信号c及びD型フリップフロップ36
−2の出力信号によりリセットされており,フィールド
2の信号の立ち上げ(インバータINVの出力の立ち上
げ)の信号がシフトレジスタ33へ入力すると,データ
端子の入力“1”が初段の出力B1として図6に示すよ
うに発生する。
れ,レジスタ34に設定された監視状態ビットの先頭の
ビットの信号をオア回路OR1及びアンド回路AND
1を介してトランジスタ31のコレクタへ供給する。状
態監視ビットが“1”(正常な状態を表す)であれ
ば,トランジスタ31のベース入力にハイレベルが供給
されて,トランジスタ31はオンとなり伝送ラインD上
のフィールド2の先頭のクロック位置の後半のレベルを
ほぼ0V(グランド)にする。以下,図6のbに示す各
クロック信号毎にシフトレジスタ33の“1”出力は順
次シフトして各アンド回路AND3〜AND5からレジ
スタ34の各状態監視ビット〜の信号が発生して伝
送ラインに出力されて監視装置(図3)において上記に
説明したように受信して記憶される。
状態監視ビットが“1”である場合に発生した信号波形
が示され,“1”を表す0Vのレベルが4つの各クロッ
クに発生している。
のクロックが終了するとシフトレジスタ33の最終段
(B4)の“1”が,オア回路OR4からD型フリップ
フロップ36−2にセットされ,その出力端子Qから図
6のeに示すように“1”が発生する。この出力は次の
フレームのスタート信号が発生するまで保持される。ま
た,D型フリップフロップ36−3も次のクロックの立
ち上げ時に,フリップフロップ36−2の出力を入力し
て図6のfのように“1”出力を発生する。この出力は
オア回路OR3とD型フリップフロップ36−4に供給
され,オア回路OR3の出力により中継スイッチ35が
オンとなり,伝送ラインを端子Loから下流側の子監視
装置(後続の子監視装置がある場合)に接続し,図6の
hに示すような信号波形が発生する。
パルス検出回路30の出力(図6のb)の立ち上げをク
ロック端子(ck)に受けて図6のiに示すように
“1”出力を発生する。これによりアンド回路AND7
から図6のjに示す一定幅の“1”出力が発生する。こ
のjに示す“1”が出力された期間は,終端監視ビット
であり,この子監視装置に後続する子監視装置が接続さ
れていると,その装置から12V(Vx/2)が抵抗r
を介して端子Loに供給される。この電圧は終端検出回
路38を構成する比較器38の−端子に供給され,他方
の入力6V(Vx/4)と比較される。この比較結果は
“0”となり,アンド回路AND6の出力は“0”とな
って,アンド回路AND1から“0”が発生しトランジ
スタ31はオフとなり,伝送ラインのレベルは12V
(Vx/2)のままとなる。
に点線で示す終端抵抗RT(40)が端子Loに接続さ
れているので,終端監視ビットに0V(グランドレベ
ル)が発生して終端検出回路38を構成する比較器の−
端子に入力する。比較器の他方に6V(Vx/4)が供
給されているため,その出力が立ち上がり,積分回路3
7から“1”が発生する。このため,アンド回路AND
6,オア回路OR1及びアンド回路AND1を介して
“1”が発生し,トランジスタ31が駆動されて終端監
視期間に0Vが伝送ライン上に発生する。なお,図6の
波形jの中の点線で示す波形は抵抗終端された子監視装
置におけるアンド回路AND7の出力波形を示してい
る。
チャートである。上記の図3に示す構成を備える監視装
置に対し,図5に示す構成を備える子監視装置N個を図
1のように直列接続した場合,監視装置から伝送ライン
上に図7のに示す信号(実線で示す)が発生する。す
なわち,図5及び図7のタイムチャートにも示すよう
に,先頭にスタート信号,その後に状態監視ビット用の
クロック信号(4ビット)の期間と終端監視期間とから
成るフィールド信号が,フィールド1〜フィールドNと
連続して発生し,1回の周期でフレームを構成し,フレ
ームM,フレームM+1・・・と繰り返される。
ド1の信号期間に4つの状態監視ビットが全て“1”で
ある場合の出力状態(図7のにおいて,出力1として
表示する期間)を表し,各クロックの破線で示す部分が
0Vになっている。図7のは,子監視装置1で中継ス
イッチ(図5の35)がオンになって,接続された次の
子監視装置2における状態監視ビットの出力(出力2と
して表示)を示し,はその後の子監視装置3における
状態監視ビットの出力(出力3として表示)を示す。
は最終段の子監視装置Nの状態監視ビット(出力Nとし
て表示)を示し,は最終段の子監視装置Nと終端抵抗
RTの接続点の出力を表す。
図8は並列接続における監視装置の実施例の構成図,図
9はこの図8の実施例が適用される並列接続の構成例,
図10は並列接続における伝送信号のタイムチャートで
ある。なお,図10の〜は図9の中の〜の各位
置で発生する信号波形を表す。
な伝送ラインであり,50は送信レベル変換回路,51
は受信レベル変換回路,52は終端検出用の積分回路,
53は中継スイッチの切替え制御信号を発生するシフト
レジスタ,54はSW1〜SWNの各個別スイッチによ
り構成される切替スイッチ,55はフレームの終了を検
出して次のフレームを開始するためのリスタート信号を
検出する受信レベル変換回路である。
心に示されているが,他に直列接続の場合の監視装置
(図3参照)と共通の回路(図3の20〜24,状態監
視ビットを記憶するフリップフロップ27と出力用のL
ED等)が設けられているが上記図3と同様の構成であ
り図示省略されている。
にはそれぞれ,図9に示すように子監視装置が一つだけ
接続されている(図2と異なる)。この場合の監視装置
の動作を説明する。なお,この並列接続における監視装
置の説明では,上記図3の説明で用いた図4に示す監視
装置のタイムチャートと図9及び図10を参照する。
に示す(5) のようなスタート信号と複数のフィールド信
号とで構成する波形が入力し,レベル変換されて電源重
畳の信号が直接伝送ラインL1に出力される。伝送ライ
ンL1には図9に示すように子監視装置1が接続されて
おり,上記図5に示す構成を備えた子監視装置1におい
て上記したのと同様に状態監視ビット(4ビット)を出
力する動作が行われる。この時,伝送ラインL1上には
図10のに示す波形の中のフィールド1で示す信号が
発生する。この後,図9の子監視装置1において中継ス
イッチ(s1で示す)がオンとなると,終端抵抗RTが
接続されているので,上記図5で説明したように終端監
視ビットで伝送ラインL1にグランドレベルが送出され
る。この時,図9の子監視装置1の終端抵抗との接続線
(で示す)には図10のに示す信号(フィールド1
の終端監視ビットにほぼ0Vのレベル)が発生する。
は子監視装置1からのフィールド1の信号を受け取る
と,その受信レベルを電圧6V(Vx/4)と比較して
データData出力を発生し,図3に示すフリップフロ
ップ27のような各フィールド及び各状態監視ビット毎
に設けられたフリップフロップに記憶され,LEDによ
り表示される。
の時に子監視装置1の終端抵抗RTにより発生する
“1”(0V)の信号は終端信号検出用の積分回路52
で検出され,シフトレジスタ53のクロック端子(c
k)に入力する。なお,シフトレジスタ53は最初のス
タート信号が発生した時,図4の(3) の否定信号とその
積分出力である信号(9) のアンドをアンド回路AND1
でとった出力(11)により,スタート信号の後期にリセッ
トされており,シフトレジスタ53の内容は全て“0”
になって,その出力により切替スイッチ54内の全ての
スイッチSW1〜SWNはオフ(開放)にされている。
2から終端信号の検出出力が発生すると,シフトレジス
タ53のデータ端子(D)に“H”が入力されているた
め,その先頭のビット1が“1”にセットされる。これ
により切替スイッチ54のスイッチSW1がオンに切替
えられる。このため,送信レベル変換回路50からの次
のフィールド2の信号はラインL2から子監視装置2
(図9)へ送られ,子監視装置2から図10のに示す
フィールド2の出力が含まれる信号が発生し,中継スイ
ッチ(s2)がオンになると図10ので示すように終
端監視ビットにほぼ0Vのレベルが発生する。
回路52で検出するとシフトレジスタ53を駆動して,
先頭のビット1に“1”をセットし,ビット2に“1”
がシフトされる。これにより切替スイッチ54のスイッ
チSW1,SW2がオンとなり,次に伝送ラインL3に
フィールド3の信号が送られ,図10のに示すように
子監視装置3から状態監視ビットが出力される。以下,
順次切替スイッチ54が切替えられ,スイッチSW(N
−1)がオンになるとラインLNの子監視装置Nから状
態監視ビットが図10ののような波形として得られ,
終端監視ビットの時に終端信号を含む図10ので示す
信号が発生すると,シフトレジスタ53において最終段
のビットNから“1”を発生する。
WNがオンとなり,図10ので示すフィールドNの終
端監視ビットに発生する0Vの信号がラインLNからス
イッチSWN,ラインL(N+1)の端子を介してリス
タート端子(RSで表示)に入力する。この信号波形は
図4の(12)に示される。
給され,出力として図4の(13)に示すような信号が発生
しスタート信号発生回路(図3の21)のリセット入力
へ供給される。
路も含む)と図5に示す子監視装置を図9のように接続
することにより並列接続による異常監視を行うことがで
きる。なお,図8及び図9の構成では各伝送ラインL1
〜LNには一つの子監視装置だけが接続されているが,
その中の任意の伝送ラインに複数の子監視装置を直列接
続することができる。その場合,最後の子監視装置の端
子Lo(図5の伝送ライン2の右端)に終端抵抗RTを
接続すれば良い。
チの具体例である。図11のA.は送信レベル変換回路
の具体例であり,電源入力としてVx(24V),Vx
/2(12V)が供給され,スタート信号と各フィール
ド信号が入力端子(INで示す)から入力し,出力端子
(OUTで示す)は伝送ラインに接続され,伝送ライン
上には子監視装置の負荷抵抗を介してVx/2が供給さ
れる。また抵抗Rは保護抵抗(低抵抗値)である。
ル(Vx)を出力するためのトランジスタTr1,Tr
2と,データ状態である第2のレベル(Vx/2)を出
力するためのトランジスタTr3等の回路により構成さ
れる。
トランジスタTr1,Tr2がオンで,トランジスタT
r3がオフとなって,第1のレベルのVXが抵抗Rを介
して出力端子OUTから伝送ラインへ出力される。入力
端子INが“L”(ロウ)の場合,データ状態(クロッ
クの立ち下がり期間)であり,この時トランジスタTr
1,Tr2がオフで,トランジスタTr3がオンとなり
伝送ラインへは第2のレベルVx/2が出力される。
ンの期間,子監視装置において第3のレベル(0V)に
強制的に引き下げることができることであり,その場合
トランジスタTr3は出力端子が0Vとなってオフとな
る。
がオフからオンへのレベル遷移時に過大電流によるトラ
ンジスタTr2の破損を防ぐために低抵抗値の保護抵抗
Rが設けられている。
スイッチの具体例であり,のように表示された図5の
子監視装置の中継スイッチ35や,図8の監視装置の切
替スイッチ54の何れも,で示すスイッチ回路で構成
することができる。
スイッチ(切替スイッチ)は,電流方向がOUT端子か
らIN端子への一方向(監視装置から子監視装置へ電流
が流れる)であることを利用することにより,のよう
に構成することができる。この場合,制御入力が“H”
の場合,トランジスタTR2,TR1がオンとなってス
イッチオンの状態となる。また,制御入力が“L”の場
合,トランジスタTR2,TR1がオフとなってスイッ
チオフの状態となる。
らの状態監視ビットを全てフリップフロップに記憶し
て,その記憶内容を全てLEDに表示したり,グループ
単位で選択して表示させることができる。また,異常状
態を表す信号(例えば“0”の出力)を検出した場合に
は,“0”の検出出力により警報装置(可聴音を発生す
るアラームや警報ランプ等)を起動することにより保守
者等に通知するように構成できる。
構)により構成される自動制御システムを対象とする異
常監視を,各子局と電気的に完全に分離した簡単な構成
を備えた多数の子監視装置と監視装置とを一本の線路で
接続することにより異常個所及び異常内容を早期に確実
に発見することができる。
トリー状,スター状,いもずる式等の接続関係とは無関
係に,子監視装置を直列接続または並列接続の何れかま
たは直列接続と並列接続を混合した接続で監視装置と接
続することができ,自由な配置が可能となる。
期信号と監視データを重畳できるのでケーブルが一本で
済み,電源を供給する必要がないため配線が簡単で,コ
ストを低減することができる。さらに,監視装置から子
監視装置に対しアドレス情報等の冗長ビットを送る必要
がなく伝送効率を向上することができる。
でき,1ビットだけ使用することにより監視対象となる
多数の装置(子局)の何れが異常であるかが判別できる
ので,専門的知識がなくても異常に対応することが可能
となる。また,多数のビットを用いれば,例えば,監視
対象装置の状態を表すコードを出力して監視装置に表示
することができる。
る。
る。
ある。
ある。
ある。
示す図である。
である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 監視対象となるシステムを構成する複数
の各子局の状態を表す1または複数の状態監視信号を各
子局に対応して設けられ,前記監視対象システムと独立
して設けられた複数の各子監視装置で検出し,各状態監
視信号を一つの監視装置で収集する異常監視方式におい
て, 監視装置に接続する一本の伝送ラインに順次直列に複数
の子監視装置を接続し, 各子監視装置は伝送ラインから電源を生成する手段,後
段に伝送ラインを接続するための中継スイッチを備える
と共に監視対象となる子局の状態監視信号の検出部を備
え, 前記伝送ライン上の信号伝送は電源電圧レベル,中間レ
ベル及び0レベルの3値レベル信号を用い, 監視装置はスタート信号と子監視装置の状態監視ビット
伝送用のクロック信号を含むフィールド信号が子監視装
置の個数分配列されたフレーム信号を電源重畳の電源レ
ベルと中間レベルの信号として伝送ラインに繰り返し送
信し, 伝送ラインに接続された先頭の子監視装置は先頭のフィ
ールド信号内の状態監視ビット伝送用の各クロック信号
のレベルを,検出した状態監視ビットの値に対応した中
間レベルまたは0レベルを発生して伝送ラインに出力
し,後続の子監視装置と接続するための中継スイッチを
オンとし, 後段の子監視装置は前段から伝送ラインに接続される
と,順次対応するフィールド信号に状態監視ビットの信
号を出力し, 監視装置は伝送ライン上の各フィールドの状態監視ビッ
トの値を識別して,フィールド番号と状態監視ビット位
置に対応して設けられた記憶手段に識別した値を記憶し
て表示することを特徴とする異常監視方式。 - 【請求項2】 請求項1において, 前記各フィールド信号は,一つの子監視装置で検出する
1または複数の状態監視信号を伝送するための1または
複数のクロック信号で構成する状態監視ビット期間と一
定長の終端監視期間とで構成し, 前記各子監視装置は,それぞれ伝送ラインに抵抗を介し
てプルアップ電圧として中間レベルが供給され, 前記直列接続された最終段の子監視装置内の中継スイッ
チがオンとなった時に前記伝送ラインと接続される終端
抵抗を設け, 前記各子監視装置は前記中継スイッチをオンした時,前
記終端監視期間に伝送ラインの電圧を識別して次段の子
監視装置が接続されているか,終端抵抗が接続されてい
るかを判別し,抵抗終端の場合は伝送ラインを0レベル
にして監視装置に終端であることを通知することを特徴
とする異常監視方式。 - 【請求項3】 監視対象となるシステムを構成する複数
の各子局の状態を表す1または複数の状態監視信号を各
子局に対応して設けられ,前記監視対象システムと独立
して設けられた複数の各子監視装置で検出し,各状態監
視信号を一つの監視装置で収集する異常監視方式におい
て, 監視装置に複数の伝送ラインを設け,各伝送ラインにそ
れぞれ1つの子監視装置または直列に接続する複数の子
監視装置を接続し, 各子監視装置は伝送ラインから電源を生成する手段,後
段に伝送ラインを接続するための中継スイッチを備える
と共に監視対象となる子局の状態監視信号の検出部,及
び伝送ラインの最後部に接続された子監視装置の終端側
に接続された終端抵抗を備え, 前記伝送ライン上の信号伝送は電源電圧レベル,中間レ
ベル及び0レベルの3値レベル信号を用い, 監視装置は,スタート信号と子監視装置の状態監視ビッ
ト伝送用のクロック信号を含むフィールド信号が子監視
装置の個数分配列されたフレーム信号を電源重畳の電源
レベルと中間レベルの信号として伝送ラインに繰り返し
送信し, 子監視装置はフィールド信号内の状態監視ビット伝送用
の各クロック信号のレベルを,検出した状態監視ビット
の値に対応した中間レベルまたは0レベルに設定して伝
送ラインに出力して中継スイッチをオンとして,伝送ラ
インを終端抵抗または後続する子監視装置と接続し, 監視装置に,各伝送ラインに対応するフィールド信号を
供給するため先頭のフィールド信号が供給される伝送ラ
インを除く各伝送ライン及びスタート信号生成用のライ
ンに対応して各伝送ライン及びスタート信号生成用のラ
インをオン・オフする複数のスイッチで構成する切替ス
イッチと,各フィールド信号内に設けられた終端監視期
間に終端を検出する終端検出手段と,前記終端検出手段
の検出出力により前記切替スイッチの各伝送ラインのス
イッチを順番にオンにし,前記スタート信号生成用のラ
インのスイッチのオンにより生成するスタート信号の終
端で前記切替スイッチの各スイッチをオフにする切替え
手段とを設け, 監視装置は子監視装置から各フィールド信号の状態監視
ビット期間の値を識別して,フィールド番号と状態監視
ビット位置に対応して設けられた記憶手段に記憶して表
示することを特徴とする異常監視方式。 - 【請求項4】 請求項3において, 前記監視装置の前記切替スイッチの切替手段は,各終端
信号の発生毎に論理“1”を入力すると共にシフトを行
う伝送ラインの個数に対応するビット数を備えたシフト
レジスタで構成し,前記シフトレジスタの各ビットの
“1”出力により前記切替スイッチの各伝送ラインに対
応するスイッチをオンに制御し, シフトレジスタの最終段のビットの出力によりオンとな
る子監視装置が接続されない伝送ラインをリスタート入
力としてスタート信号発生回路を起動することを特徴と
する異常監視方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24428693A JP3410521B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 異常監視方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24428693A JP3410521B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 異常監視方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107571A JPH07107571A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3410521B2 true JP3410521B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=17116488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24428693A Expired - Lifetime JP3410521B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 異常監視方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410521B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3458026B2 (ja) * | 1995-09-14 | 2003-10-20 | Nke株式会社 | 制御・監視システム |
| JP5591317B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2014-09-17 | 株式会社 エニイワイヤ | 入力信号異常検出方式に使用する子局ターミナル |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24428693A patent/JP3410521B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107571A (ja) | 1995-04-21 |
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