JPH117595A - センサデータ収集装置 - Google Patents

センサデータ収集装置

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JPH117595A
JPH117595A JP9178907A JP17890797A JPH117595A JP H117595 A JPH117595 A JP H117595A JP 9178907 A JP9178907 A JP 9178907A JP 17890797 A JP17890797 A JP 17890797A JP H117595 A JPH117595 A JP H117595A
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JP
Japan
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data
module
command
sensor
channel number
Prior art date
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Pending
Application number
JP9178907A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Kawabe
満徳 川邊
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
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Publication of JPH117595A publication Critical patent/JPH117595A/ja
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のセンサモジュールを少ない配線で接
続し、データを分割処理して制御装置の負荷を少なくす
るセンサデータ処理装置を提供する。 【解決手段】多数のセンサモジュール101から上位制
御装置103にデータを収集する時、その間に同じ構成
のデータ中継モジュール102を木構造に接続する。デ
ータ中継モジュール102は、一つの上位通信チャネル
を持つ上位通信部201と、複数の下位通信チャネルを
持つ下位通信部202と、下位通信チャネルを介して入
力したデータを演算し、一つの新たなデータを算出する
演算部203とを備え、上位のモジュールの演算方式設
定指令によって演算機能を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,多数のセンサから
情報を収集して処理する必要のあるロボット制御装置や
プロセス制御装置などにおいて、省配線化と効率的なデ
ータ収集を行なうためのセンサデータ収集装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、制御装置に多数のセンサを接続し
てデータを収集する時の構成は、図5に1つの例を示す
ように、制御装置503に多チャンネルのA/D変換器
502等を備え、全てのセンサモジュール501の信号
を直接制御装置503に接続するというものであった。
又、図6にもう一つの例を示すように、複数のセンサモ
ジュール601を接続した入出力専用のAD変換モジュ
ール602を複数設け、これを通信ネットワークで制御
装置603に接続するという構成も取られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところがこれら従来技
術によると、センサモジュール501、601の数が増
加するに従いその数に比例して配線数が増加するため、
比較的小規模の数のセンサモジュールしか利用できない
という問題があった。また、センサモジュールの数が増
加することによって、それに必要な処理も複雑になると
ともに、処理時間も大きくなるという問題点もあった。
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので
あり、同種の多数のセンサモジュールの配線数を従来に
比べて大幅に削減して接続することができるとともに、
必要なデータ処理を分割して行ない、制御装置の負荷を
減らすことができるセンサデータ収集装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、多数のセンサモジュールからデータを収
集するセンサデータ収集装置において、上位または下位
の同じ構成のモジュールとの接続により木構造に接続さ
れているとともに、一つの上位通信チャネルを持った上
位通信部と、複数の下位通信チャネルを持った下位通信
部と、該下位通信チャネルを介して入力された複数のデ
ータに対して演算を行ない一つの新たなデータを算出す
る演算部とを備え、上位のモジュールの演算方式設定指
令によって演算機能を変更する複数のデータ中継モジュ
ールと、木構造に接続された前記データ中継モジュール
の末端に位置するセンサモジュールと、前記データ中継
モジュールを介して前記センサモジュールの情報を収集
する上位制御装置とから構成されることを特徴としたの
である。本発明における他の構成として、データ中継モ
ジュールの演算部が、入力データの平均値、最大値、最
小値、あるいは、特定下位通信チャネルからのデータの
選択の演算機能を持つものであることを特徴としたので
ある。また、本発明の他の構成として、データ中継モジ
ュールが、上位データ中継モジュールから送られてきた
指令が転送すべき下位データ中継モジュールのチャネル
番号列を示すフィールドと指令データから構成され、チ
ャネル番号フィールドが存在すればそのフィールドの最
上位のチャネル番号を取り出して残りのデータを該最上
位のチャネル番号で指定されたチャネルに送出し、チャ
ネル番号フィールドが空であればその指令を実行する指
令転送部を備えるものであることを特徴とし、あるい
は、データ中継モジュールが、チャネル番号フィールド
の最上位のチャネル番号が予め定められた全下位モジュ
ールを意味する特殊番号である場合には、接続されてい
る全ての下位モジュールへ同一の指令を転送するととも
にその指令を実行するものであることを特徴とし、ある
いは、データ中継モジュールが、チャネル番号フィール
ドの最上位のチャネル番号が予め定められた全末端モジ
ュールを意味する特殊番号である場合には、接続されて
いる全ての下位モジュールへ同一の指令を転送し、受け
とる側が末端のモジュールである場合にその指令を実行
するものであることを特徴とし、さらには、データ中継
モジュールが、下位のモジュールから入力されるデータ
が入力チャネル番号のフィールドとセンサーデータから
構成され、上位のモジュールへ転送する際は入力チャネ
ルの番号をチャネル番号フィールドに付加して転送する
データ転送部を備えるものであることを特徴としたので
ある。以上のように構成することによって、多数のセン
サモジュールの信号を従来よりもかなり少ない配線で上
位制御装置に伝えることができ、センサデータ収集装置
の簡素化ができるのである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図を用いて説明する。図1は本発明を適用し
たセンサデータ収集装置の構成を示す図であり、101
は多数のセンサモジュール、102は複数のセンサモジ
ュール101を接続したデータ中継モジュールであり、
同じような接続のデータ中継モジュール102が複数設
けられている。これら複数のデータ中継モジュール10
2の出力は、更に上位のデータ中継モジュール102に
接続されており、同じような接続関係によって全体とし
て、木構造になっている。そして最上位のデータ中継モ
ジュール102は上位制御装置103に接続され、前記
全てのセンサモジュール101の信号が集約されてい
る。各データ中継モジュール102の内部構造は、図2
に示すようになっており、上位モジュールとの通信部2
01、複数の下位モジュールとの通信部202、データ
の演算部203、指令転送部204、データ転送部20
5とから構成されて、信号または指令が図の矢印のよう
に流れるようになっている。次に、具体例な実施例とし
て分布型圧覚センサーモジュール301をロボットのア
ームに多数張り付けたものを図3に示す。図において、
アームの周りにほぼ均等に貼り付けられた分布型圧覚セ
ンサーモジュール301はそれぞれにセンサモジュール
101が接続されており、これらのペアによって1組の
センサとなっている。センサモジュール101はデータ
中継モジュール102を介して上位制御装置103に接
続されており、その形態は図1に示したものと同じ木構
造となっている。図における分布型圧覚センサモジュー
ル301は、導電性ゴムにマトリクス状の電極を配置
し、接触圧力の大きさを導電性ゴムの抵抗値の変化とし
て検出するものであり、これとペアになっているセンサ
モジュール101は、マルチプレクサと、ADコンバー
タ、データ処理部、及び通信部から構成されている。こ
の実施例では、センサモジュール101自体が複数のセ
ンサーデータを収集することが可能であるので、内部の
データ処理部にデータ中継モジュール102と同等のデ
ータ演算機能を持たせている。この結果、本実施例のセ
ンサは、複数の分布型圧覚センサモジュール301とデ
ータ中継モジュール102で構成されているとみなせる
ので、原理的には図1に示す構成と同一である。以下、
図1の構成で本センサデータ収集装置の動作を説明す
る。
【0006】各データ中継モジュール102は、入力し
たデータの演算のモードとして、少なくとも、演算な
し、平均、最大値、最小値の4つのモードを持ち、上位
から設定された演算モードで入力データを演算し、その
結果を上位の通信チャネルへ送出する。下位モジュール
からのデータの入力と演算は上位モジュールからのデー
タ入力指令で開始される。上位モジュールからの指令に
は、演算モード設定、入力指令の2タイプがある。上位
モジュールからの指令のフォーマットは図4に示すよう
に、複数のチャネル番号が連続するチャネル番号フィー
ルドと指令データフィールドから構成される。チャネル
番号フィールドは上位から順番にデータ中継モジュール
102で転送する下位通信チャネルの番号を示してい
る。データ中継モジュール102は最初のチャネル番号
から転送する下位通信チャネルを識別すると、チャネル
番号フィールドからそのチャネル番号を取り除き、残り
のチャネル番号フィールドと指令データを指定された下
位通信チャネルへ転送する。このとき、チャネル番号フ
ィールドが空であれば、自分宛の指令と解釈して指令デ
ータを実行する。この結果、上位制御装置103は任意
のデータ中継モジュール102あるいはセンサーモジュ
ール101へ指令を与えることが可能である。データ中
継モジュール102は木構造の構成やその中での自分自
身の位置を記憶しておく必要がないので、指令転送の処
理が簡単になるとともに、構成の変更に伴ってアドレス
等を設定する必要がないという利点がある。ここで、全
てのデータ中継モジュール102に同一の指令を与える
場合、全データ中継モジュールへの指令を発行しなけれ
ばならないという問題があるが、チャネル番号フィール
ドにワイルドカードの働きをする特別なチャネル番号を
指定し、それをデータ中継モジュール102が認識する
ことによって、データ中継モジュール102に接続され
ている全ての下位モジュールへ同一の指令データを転送
することができる。同様に、末端のモジュール全てへの
指令データ転送も自分自身が末端でなければ指令データ
を下位モジュールへ転送する特殊なチャネル番号を準備
することにより対応可能である。
【0007】次にセンサデータの収集方法について示
す。ここでは、最下位層で平均を取りその最大値を収集
する例を示す。まず、センサデータ収集装置の演算モー
ドを設定する。最大値演算のモード設定指令を全データ
中継モジュール102へ送る。その後、平均値演算モー
ド設定指令を最下層のデータ中継モジュール102に送
る。これらの指令の送信は先に示した全モジュールへの
一括送信方式および末端への一括送信方法で一度に送信
することができる。次にデータ入力指令を最上位のデー
タ中継モジュール102へ送る。データ中継モジュール
102は下位チャネルに接続されている下位モジュール
へデータ入力指令を転送した後,データを各下位チャネ
ルから応答データを入力し、すべての下位モジュールの
データがそろった時点で設定されている演算を行ない、
その結果を上位モジュールへ返す。このとき、入力した
データはデータ転送部によって、下位通信チャネルの番
号がチャネル番号フィールドの先頭に付加されている。
このフォーマットは図4で示したものと同様である。た
だし、平均演算では新たなデータが生成されるので、こ
のチャネル番号フィールドは演算部によって破棄され
る。このようにして、データを受け取った制御装置はデ
ータが生成されたデータ中継モジュール102あるいは
センサモジュール101のアドレスを知ることができ
る。本例では、局所的に平均を取ったセンサーデータの
最大値とその発生場所が上位制御装置に送られる。
【0008】上位制御装置103はこの最大値を監視し
ながら設定された閾値を越えた場合、その詳しい内容を
知ることができる。例えば、本例でアドレス2- 3- 2
というデータ中継モジュール102が送出した平均値デ
ータが閾値を越えたとすると、2−3−2のデータ中継
モジュール102に演算処理なしの設定を行なうととも
に、本データ中継モジュール102にデータ入力指令を
送る。演算処理が設定されていないので、下位の入力チ
ャネルへ最初のチャネルへデータ入力指令を送出し、そ
の結果を受け取ると上位チャネルへ転送する。連続して
次のデータ入力指令を受け取ると、次の下位チャネルに
対してデータ入力指令を送出し、その結果を上位チャネ
ルへ転送する。上位のデータ中継モジュール102は指
令が与えられていないので演算は行なわず、データ転送
部を介して入力したデータを上位通信チャネルへ送出す
る。このようにして、特定領域のセンサデータを演算処
理することなしにそのまま上位制御装置へ入力すること
ができる。以上の実施例では、上位制御装置103が毎
回データ入力指令をデータ中継モジュール102に出し
ていたが、連続したデータ収集を行ないたい場合も、各
データ中継モジュール102にデータ入力と演算の繰返
しモードの演算機能を付加することによって容易に対応
することができる。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、木
構造にデータ中継モジュールが接続されるので、センサ
モジュールからの配線は近距離に配置された中継モジュ
ールまでとなり、配線が大幅に簡略化できる。制御装置
との配線も1回線で済むので制御装置自体の構造も単純
にできる。さらに、中継モジュールを付加することによ
って、容易にセンサモジュールの追加ができるという効
果がある。また、中継モジュールによって、データのフ
ィルタリングが可能になり、制御装置に負荷をかけずに
一部の領域のセンサデータのみを監視したり、全体の平
均、最大値、最小値等を監視することが容易に行なえる
という効果がある。さらに、指令を伝達するための中継
モジュールのアドレッシングは下位チャネル番号の番号
列だけで決まるので、中継モジュールや末端のセンサモ
ジュールに特別なアドレスを割り当てる必要がなく、構
成の変更等が容易になるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンサデータ収集装置の構成を示す図
【図2】データ中継モジュールの内部ブロック図
【図3】本発明の具体的実施例を示す図
【図4】指令データのフォーマットを示す図
【図5】従来のセンサデータ収集装置の構成を示す図
【図6】ネットワークによる従来のセンサデータ収集方
式の構成を示す図
【符号の説明】
101、501、601 センサモジュール 102 データ中継モジュール 103 上位制御装置 201 上位通信部 202 下位通信部 203 演算部 204 指令転送部 205 データ転送部 301 分布型圧覚センサモジュール 502、602 AD変換器 503、603 制御装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数のセンサモジュールからデータを収集
    するセンサデータ収集装置において、 上位または下位の同じ構成のモジュールとの接続により
    木構造に接続されているとともに、一つの上位通信チャ
    ネルを持った上位通信部と、複数の下位通信チャネルを
    持った下位通信部と、該下位通信チャネルを介して入力
    された複数のデータに対して演算を行ない一つの新たな
    データを算出する演算部とを備え、上位のモジュールの
    演算方式設定指令によって演算機能を変更する複数のデ
    ータ中継モジュールと、 木構造に接続された前記データ中継モジュールの末端に
    位置するセンサモジュールと、 前記データ中継モジュールを介して前記センサモジュー
    ルの情報を収集する上位制御装置と、から構成されるこ
    とを特徴とするセンサデータ収集装置。
  2. 【請求項2】演算部は、入力データの平均値、最大値、
    最小値、あるいは、特定下位通信チャネルからのデータ
    の選択の演算機能を持つものである、ことを特徴とする
    請求項1記載のセンサーデータ収集装置。
  3. 【請求項3】データ中継モジュールは、上位データ中継
    モジュールから送られてきた指令が転送すべき下位デー
    タ中継モジュールのチャネル番号列を示すフィールドと
    指令データから構成され、チャネル番号フィールドが存
    在すればそのフィールドの最上位のチャネル番号を取り
    出して残りのデータを該最上位のチャネル番号で指定さ
    れたチャネルに送出し、チャネル番号フィールドが空で
    あればその指令を実行する指令転送部を備えるものであ
    る、ことを特徴とする請求項1記載のセンサデータ収集
    装置。
  4. 【請求項4】データ中継モジュールは、チャネル番号フ
    ィールドの最上位のチャネル番号が予め定められた全下
    位モジュールを意味する特殊番号である場合には、接続
    されている全ての下位モジュールへ同一の指令を転送す
    るとともにその指令を実行するものである、ことを特徴
    とする請求項3記載のセンサデータ収集装置。
  5. 【請求項5】データ中継モジュールは、チャネル番号フ
    ィールドの最上位のチャネル番号が予め定められた全末
    端モジュールを意味する特殊番号である場合には、接続
    されている全ての下位モジュールへ同一の指令を転送
    し、受けとる側が末端のモジュールである場合にその指
    令を実行するものである、ことを特徴とする請求項3記
    載のセンサデータ収集装置。
  6. 【請求項6】データ中継モジュールは、下位のモジュー
    ルから入力されるデータが入力チャネル番号のフィール
    ドとセンサーデータから構成され、上位のモジュールへ
    転送する際は入力チャネルの番号をチャネル番号フィー
    ルドに付加して転送するデータ転送部を備えるものであ
    る、ことを特徴とする請求項1ないし5記載の何れかの
    センサデータ収集装置。
JP9178907A 1997-06-18 1997-06-18 センサデータ収集装置 Pending JPH117595A (ja)

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