(57)【要約】【課題】端子台の意図的な取り外しを区別して検知することにより、Ｉ／Ｏモジュールの動作状態を正確に通知する。【解決手段】一端がモジュール本体１０Ａの外部に突出するよう、回路基板１０Ｃに立設した回動軸１０Ｊを支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバー１０Ｒを設け、このレバー１０Ｒに、一端にガード部１０Ｇを形成して、運用位置において端子台をモジュール本体に装着するネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを覆うことにより当該ネジ１０Ｋの解除を阻止し、作業位置において当該ネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを露出させることにより当該ネジ１０Ｋの解除を可能とする。また、作業検出スイッチ１０Ｓにより、レバー１０Ｒが作業位置へ回動した際に、端子台１１の取り外し作業が行われている作業状態であることを検出する。【選択図】  図１
2014059801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を内部に収容するモジュール本体と、
前記モジュール本体とネジにより着脱自在に装着されて、フィールド機器の伝送路を集線して前記モジュール本体の回路基板とコネクタを介して電気的に接続する端子台と、
一端が前記モジュール本体の外部に突出するよう、前記回路基板に立設した回動軸を支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバーと、
前記レバーが前記作業位置へ回動した際に、前記端子台の取り外し作業が行われている作業状態であることを検出する作業検出スイッチと、
前記コネクタを介して前記端子台で折り返された信号経路に微弱電流を供給し、当該信号経路の両端電圧を監視することにより、当該信号経路での電気的接続不良の検出有無を出力する接続不良検出部と、
前記接続不良検出部での前記電気的接続不良の検出に応じて、故障検出を上位装置へ通知する状態通知部とを備え、
前記レバーは、前記一端に形成されて、前記運用位置において前記端子台を前記モジュール本体に装着する前記ネジの頭部を覆うことにより当該ネジの解除を阻止し、前記作業位置において当該ネジの頭部を露出させることにより当該ネジの解除を可能とするガード部を有し、
前記状態通知部は、前記作業検出スイッチで作業状態が検出されていない場合には、前記接続不良検出部からの前記電気的接続不良の検出有無を前記上位装置に対して通知し、前記作業検出スイッチで作業状態が検出されている場合には、当該電気的接続不良の検出なしを前記上位装置に対して通知する
ことを特徴とするＩ／Ｏモジュール。
【請求項２】
回路基板を内部に収容するモジュール本体と、
前記モジュール本体とネジにより着脱自在に装着されて、フィールド機器の伝送路を集線して前記モジュール本体の回路基板とコネクタを介して電気的に接続する端子台と、
一端が前記モジュール本体の外部に突出するよう、前記回路基板に立設した回動軸を支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバーと、
前記レバーが前記作業位置へ回動した際に、前記端子台の取り外し作業が行われている作業状態を検出する作業検出スイッチと、
前記作業検出スイッチで検出された前記作業状態を上位装置へ通知する状態通知部とを備え、
前記レバーは、前記一端に形成されて、前記運用位置において前記端子台を前記モジュール本体に装着する前記ネジの頭部を覆うことにより当該ネジの解除を阻止し、前記作業位置において当該ネジの頭部を露出させることにより当該ネジの解除を可能とするガード部を有する
ことを特徴とするＩ／Ｏモジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＩ／Ｏモジュールにおいて、
前記ガード部は、前記運用位置において前記ネジの頭部と対向する板状部材からなることを特徴とするＩ／Ｏモジュール。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のＩ／Ｏモジュールにおいて、
前記レバーは、前記回動軸を支点として回動自在に取り付けられたアームと、一端に前記ガード部が形成されているとともに他端が前記アームに取り付けられる長さ調整アームとからなり、
前記アームは、前記長さ調整アームを取り付けるための取付位置を、当該アームの長手方向に沿って複数有する
ことを特徴とするＩ／Ｏモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド機器の伝送路を集線してＩ／Ｏモジュールに接続する端子台の接続不良検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産設備や空調設備などの各種の設備を制御する設備制御システムでは、各コントローラにおいて、伝送路を介して各フィールド機器とデータ通信を行うことにより、個々のフィールド機器を制御している（例えば、特許文献１など参照）。具体的には、それぞれのコントローラが、自己の配下に位置する各フィールド機器から計測データを周期的に取得し、予め設定されている所望の運転状態が得られる制御パラメータを算出して、各フィールド機器に指示するものとなっている。
【０００３】
このような設備制御システムでは、多くのフィールド機器をコントローラに接続する必要があるため、各フィールド機器の伝送路を集線して、コントローラのＩ／Ｏバスに接続するモジュールとして、入力モジュール、出力モジュール、入出力モジュールなど、各種のＩ／Ｏモジュールを用いる。
【０００４】
図１０は、一般的なＩ／Ｏモジュールを示す説明図である。
Ｉ／Ｏモジュール１０は、各フィールド機器ＦＴの伝送路Ｌ１を、ネジ止めなどにより電気的に接続するための専用端子Ｔを有している。この専用端子Ｔは、保守作業時の作業性やモジュールの小型化に対応するために、モジュール本体１０Ａとは別体の端子台１１に取り付けられて、モジュール本体１０Ａに対して着脱自在に装着されている。
モジュール本体１０Ａには、フィールド機器ＦＴとの間で伝送路Ｌ１を介して信号をやり取りする伝送処理部や、コントローラとデータ通信を行う通信Ｉ／Ｆ部などの回路部が搭載されている回路基板１０Ｂが実装されており、端子台１１は、この回路基板１０ＢとコネクタＣＮを介して電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｉ／Ｏモジュール１０とフィールド機器ＦＴとの間で信号の授受が円滑に行われるためには、モジュール本体１０Ａと端子台１１とを接続するコネクタＣＮの電気的接続状況が極めて重要である。しかし、外的力・経年変化・周囲環境による接触部の劣化に起因して、コネクタＣＮで接触不良が発生し、信号の授受に支障を来す場合がある。このような状態でコントローラによるフィールド機器ＦＴの制御を継続した場合、正常な制御を実行できなくなる。したがって、このような接続不良は、重度の電気的接続不良を示す、いわゆる重故障と判断して、当該接続モジュールに接続されているフィールド機器に対する制御を全て停止する、インターロックなどの制御停止状態へ移行させる必要がある。
【０００７】
このようなＩ／Ｏモジュール１０におけるモジュール本体１０Ａと端子台１１との電気的な接続不良を検出してコントローラへ通知する接続不良検出機能として、コネクタＣＮの一部のピンを接続不良検出用として割り当てて、モジュール本体１０Ａと端子台１１との間で折返信号経路を形成し、この折返信号経路の導通特性に基づいて接続不良を検出する方法が考えられる。したがって、この機能で検出した接続不良を、Ｉ／Ｏモジュール１０からコントローラなどの上位装置へ通知すれば、運転員が適切な処置をとることができる。
【０００８】
しかしながら、このような接続不良検出機能は、検出したモジュール本体１０Ａと端子台１１との接続不良が、故障によるものか、例えばメンテナンスのため作業者が端子台１１をモジュール本体１０Ａから取り外すような、意図的な取り外しによるものかを、区別して検知することができないという問題点があった。これは、意図的に端子台１１を取り外した場合でも、実際の故障発生時と同様に、折返信号経路が切断されるためである。
したがって、意図的に端子台１１を取り外したにもかかわらず、接続不良という重故障が発生したことが運転員に通知されるため、制御停止状態へ移行させてしまうなど、その処置において混乱を招くことになる。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、端子台の意図的な取り外しを区別して検知することにより、Ｉ／Ｏモジュールの動作状態を正確に通知できる接続不良検出技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明にかかるＩ／Ｏモジュールは、回路基板を内部に収容するモジュール本体と、前記モジュール本体とネジにより着脱自在に装着されて、フィールド機器の伝送路を集線して前記モジュール本体の回路基板とコネクタを介して電気的に接続する端子台と、一端が前記モジュール本体の外部に突出するよう、前記回路基板に立設した回動軸を支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバーと、前記レバーが前記作業位置へ回動した際に、前記端子台の取り外し作業が行われている作業状態であることを検出する作業検出スイッチと、前記コネクタを介して前記端子台で折り返された信号経路に微弱電流を供給し、当該信号経路の両端電圧を監視することにより、当該信号経路での電気的接続不良の検出有無を出力する接続不良検出部と、前記接続不良検出部での前記電気的接続不良の検出に応じて、故障検出を上位装置へ通知する状態通知部とを備え、前記レバーは、前記一端に形成されて、前記運用位置において前記端子台を前記モジュール本体に装着する前記ネジの頭部を覆うことにより当該ネジの解除を阻止し、前記作業位置において当該ネジの頭部を露出させることにより当該ネジの解除を可能とするガード部を有し、前記状態通知部は、前記作業検出スイッチで作業状態が検出されていない場合には、前記接続不良検出部からの前記電気的接続不良の検出有無を前記上位装置に対して通知し、前記作業検出スイッチで作業状態が検出されている場合には、当該電気的接続不良の検出なしを前記上位装置に対して通知するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明にかかる他のＩ／Ｏモジュールは、回路基板を内部に収容するモジュール本体と、前記モジュール本体とネジにより着脱自在に装着されて、フィールド機器の伝送路を集線して前記モジュール本体の回路基板とコネクタを介して電気的に接続する端子台と、一端が前記モジュール本体の外部に突出するよう、前記回路基板に立設した回動軸を支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバーと、前記レバーが前記作業位置へ回動した際に、前記端子台の取り外し作業が行われている作業状態を検出する作業検出スイッチと、前記作業検出スイッチで検出された前記作業状態を上位装置へ通知する状態通知部とを備え、前記レバーは、前記一端に形成されて、前記運用位置において前記端子台を前記モジュール本体に装着する前記ネジの頭部を覆うことにより当該ネジの解除を阻止し、前記作業位置において当該ネジの頭部を露出させることにより当該ネジの解除を可能とするガード部を有している。
【００１２】
また、上記Ｉ／Ｏモジュールの一構成例は、前記ガード部は、前記運用位置において前記ネジの頭部と対向する板状部材からなるものである。
また、上記Ｉ／Ｏモジュールの一構成例は、前記レバーが、前記回動軸を支点として回動自在に取り付けられたアームと、一端に前記ガード部が形成されているとともに他端が前記アームに取り付けられる長さ調整アームとからなり、前記アームは、前記長さ調整アームを取り付けるための取付位置を、当該アームの長手方向に沿って複数有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、端子台をモジュール本体に対して装着するネジを解除する際には、必ずレバーが運用位置から作業位置へ操作されるため、Ｉ／Ｏモジュールで端子台の取り外し作業が行われている作業状態であること、すなわち端子台の意図的な取り外しを区別して、作業検出スイッチにより検出することができる。また、作業検出スイッチにより作業状態であることが確認された場合には、電気的接続不良の検出なしが上位装置に通知されるため、モジュール本体と端子台との間に形成された折返信号経路が、端子台の取り外し作業により切断されて接続不良が検出された場合でも、作業状態が検出されている場合には、コントローラなどの上位装置に対する接続不良の通知を停止することができ、Ｉ／Ｏモジュールの動作状態を正確に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ｉ／Ｏモジュールの構成を示す正面図および側面図である。
【図２】Ｉ／Ｏモジュールの構成を示すII−II断面図である。
【図３】レバーの運用位置を示す説明図である。
【図４】レバーの作業位置を示す説明図である。
【図５】Ｉ／Ｏモジュールの回路構成を示すフロック図である。
【図６】設備制御システムの回路構成を示すブロック図である。
【図７】設備制御システムの接続不良監視動作を示すシーケンス図である。
【図８】レバーの詳細構成（延長時）を示す平面図および側面図である。
【図９】レバーの詳細構成（短縮時）を示す平面図および側面図である。
【図１０】一般的なＩ／Ｏモジュールを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［発明の原理］
まず、本発明の原理について説明する。
前述の図１０に示したように、設備制御システムで用いるＩ／Ｏモジュール１０では、モジュール本体１０Ａに端子台１１を取り付ける場合、一般的に、ネジにより装着する方法が用いられている。これは、端子台１１の専用端子Ｔに接続される伝送路Ｌ１のケーブルが剛性を有しており、ある程度の力が端子台１１にかかるため、端子台１１をモジュール本体１０Ａに対して確実に固定する必要があるからである。
したがって、モジュール本体１０Ａから端子台１１を取り外す場合、ドライバーでネジを解除する作業を、必ず行うことになる。
【００１６】
本発明は、このようなモジュール本体１０Ａから端子台１１を取り外す際に必須の作業であるネジの解除作業に着目し、このネジの解除を行う際には必ず操作する必要があるレバーと、このレバーの操作により切り替わる作業検出スイッチとを設け、このレバーの操作に応じて、端子台１１の取り外し作業が行われている作業状態を検出するようにしたものである。
【００１７】
具体的には、一端がモジュール本体１０Ａの外部に突出するよう、回路基板に立設した回動軸を支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバーを設け、このレバーの一端に、運用位置において端子台１１をモジュール本体１０Ａに装着するネジの頭部を覆うことにより当該ネジの解除を阻止し、作業位置において当該ネジの頭部を露出させることにより当該ネジの解除を可能とするガード部を形成したものである。
【００１８】
したがって、端子台１１をモジュール本体１０Ａに対して装着するネジを解除する際には、必ずレバーが運用位置から作業位置へ操作されるため、Ｉ／Ｏモジュール１０が端子台１１の取り外し作業が行われている作業状態であることを、作業検出スイッチにより正確に検出することができる。
【００１９】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるＩ／Ｏモジュールについて説明する。図１は、Ｉ／Ｏモジュールの構成を示す正面図および側面図である。図２は、Ｉ／Ｏモジュールの構成を示すII−II断面図である。図３は、レバーの運用位置を示す説明図である。図４は、レバーの作業位置を示す説明図である。
【００２０】
このＩ／Ｏモジュール１０は、生産設備や空調設備などの各種の設備を制御する設備制御システムにおいて、各フィールド機器ＦＴの伝送路Ｌ１を集線して、コントローラ（図示せず）のＩ／ＯバスＬ２と相互に接続する装置である。
【００２１】
本実施の形態では、Ｉ／Ｏモジュール１０がフィールド機器ＦＴとの間でデータを送受信する機能を有する入出力モジュールからなる場合を例として説明するが、これに限定されるものではない。本発明におけるＩ／Ｏモジュール１０には、入出力モジュールだけでなく、フィールド機器ＦＴへのデータを送信する機能のみを持つ出力モジュールや、フィールド機器ＦＴからのデータを受信する機能のみを持つ入力モジュールも含まれるものとする。
【００２２】
Ｉ／Ｏモジュール１０は、全体として平面視略矩形状の箱体からなるモジュール本体１０Ａと、このモジュール本体１０Ａとネジ１０Ｋにより着脱自在に装着される端子台１１とから構成されている。
このＩ／Ｏモジュール１０は、各フィールド機器ＦＴの伝送路Ｌ１を、ネジ止めなどにより電気的に接続するための専用端子Ｔを有している。この専用端子Ｔは、保守作業時の作業性やモジュールの小型化に対応するために、モジュール本体１０Ａとは別体の端子台１１に取り付けられて、モジュール本体１０Ａに対してネジ１０Ｋにより着脱自在に装着されている。
【００２３】
モジュール本体１０Ａの内部には、フィールド機器ＦＴとの間で伝送路Ｌ１を介して信号をやり取りする伝送処理や、コントローラとデータ通信を行う通信Ｉ／Ｆなどの回路部が搭載されている回路基板１０Ｂと、端子台１１の取り外しを検出するためのレバー１０Ｒを回動自在に支持する回路基板１０Ｃとが実装されている。
【００２４】
端子台１１は、この回路基板１０ＢとコネクタＣＮを介して電気的に接続される。コネクタＣＮとしては、双方のコネクタ端子が直接接触する方式と、ケーブルを介して接続される方式がある。また、モジュール本体１０Ａは、ラック（図示せず）に装着されて、コントローラ（図示せず）とデータ通信を行うためのＩ／ＯバスＬ２に接続される。
【００２５】
レバー１０Ｒは、全体として略長板形状をなし、一端がモジュール本体１０Ａの外部に突出するよう、回路基板１０Ｃに立設した回動軸１０Ｊを支点として回動自在に取り付けられており、一端に対する操作に応じて、図３に示す運用位置と、図４に示す作業位置とに回動する。
【００２６】
レバー１０Ｒの一端には、運用位置において、ネジ１０Ｋの頭部１０Ｎと対向する板状部材からなるガード部１０Ｇが形成されている。
このガード部１０Ｇは、運用位置においてネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを覆うことにより当該ネジ１０Ｋの解除を阻止し、作業位置において当該ネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを露出させることにより当該ネジ１０Ｋの解除を可能とする。
【００２７】
レバー１０Ｒの他端には、円柱形状をなす２つの突起１０Ｅが立設されている。これら突起１０Ｅは、回路基板１０Ｃに実装された作業検出スイッチ１０Ｓの操作レバー１０Ｔを挟むように係合している。
レバー１０Ｒが作業位置に操作された場合、これら突起１０Ｅにより操作レバー１０ＴがＯＮ側に操作されて、作業状態検出結果ＳＲが作業検出スイッチ１０Ｓから出力される。一方、レバー１０Ｒが運用位置に操作された場合、これら突起１０Ｅにより操作レバー１０ＴがＯＦＦ側に操作されて、作業状態検出結果ＳＲの出力が停止される。
【００２８】
図２に示すように、回路基板１０Ｃへの部品実装エリアを有効に確保するため、レバー１０Ｒは、回路基板１０Ｃのうち部品を実装しない裏面側に実装されている。このため、レバー１０Ｒの突起１０Ｅは、回路基板１０Ｃに形成された貫通穴１０Ｈを介して、回路基板１０Ｃのうち表面に実装されている作業検出スイッチ１０Ｓと係合している。
【００２９】
また、モジュール本体１０Ａには、端子台１１が装着される面に、カバー１０Ｄが開閉自在に取り付けられている。このカバー１０Ｄには切り欠き部１０Ｉが設けられており、レバー１０Ｒの一端は、この切り欠き部１０Ｉを介してモジュール本体１０Ａの外部に突出している。
【００３０】
図５は、Ｉ／Ｏモジュールの回路構成を示すフロック図である。図６は、設備制御システムの回路構成を示すブロック図である。
Ｉ／Ｏモジュール１０には、主な機能部として、端子台１１のほか、伝送処理部１２、接続不良検出部１３、状態通知部１４、およびバスＩ／Ｆ部１５が設けられている。これら機能部のうち、伝送処理部１２、接続不良検出部１３、状態通知部１４、およびバスＩ／Ｆ部１５は、モジュール本体１０Ａに実装されており、端子台１１は、コネクタＣＮ（ＣＮ１，ＣＮ２）を介してモジュール本体１０Ａと着脱自在に装着されている。なお、伝送路Ｌ１は、フィールド機器ＦＴごとに別個に設けられたものでもよく、複数のフィールド機器ＦＴで共用するものでもよい。
【００３１】
端子台１１は、各フィールド機器ＦＴからの伝送路Ｌ１を、ネジ止めなどにより電気的に接続するための専用端子Ｔを有し、これら伝送路Ｌ１を専用端子Ｔで集線した後、コネクタＣＮ１を介してモジュール本体１０Ａに接続する機能を有している。
また、端子台１１には、コネクタＣＮ１のピンのうち接続不良検出用として予め割り当てられているピン間を接続して折返信号経路を形成するための短絡配線ＳＴが形成されている。なお、コネクタＣＮ１のうち、接続不良検出用に割り当てられたピンは、接続不良検出にのみ用いられる専用のピンであり、フィールド機器ＦＴと送受信する信号は、これら以外のピンが用いられる。
【００３２】
図５の例では、端子台１１のコネクタＣＮ１が、接続ケーブルＣＢＬを介してモジュール本体１０ＡのコネクタＣＮ２と電気的に接続されている。また、コネクタＣＮ１に設けられた５０個のピンのうち、１番ピンと２番ピンからなる１つの対が、接続不良検出用として予め割り当てられており、対をなすピン間が短絡配線ＳＴにより電気的に接続されている。これにより、コネクタＣＮ２の１番ピン→接続ケーブルＣＢＬ→コネクタＣＮ１の１番ピン→短絡配線ＳＴ→コネクタＣＮ１の２番ピン→接続ケーブルＣＢＬ→コネクタＣＮ２の２番ピンという折返信号経路ＬＰが形成される。
【００３３】
伝送処理部１２は、Ｉ／ＯバスＬ２を介してバスＩ／Ｆ部１５でコントローラ２０から通知された、フィールド機器ＦＴを制御するための制御データを、フィールド機器ＦＴに応じた専用の制御信号へ変換し、端子台１１から伝送路Ｌ１を介してフィールド機器ＦＴへ送信する機能と、伝送路Ｌ１から端子台１１を介して受信した、フィールド機器ＦＴで得られた計測値を示す専用の計測信号を、コントローラ２０および設備監視装置３０での処理に応じた計測データに変換し、バスＩ／Ｆ部１５からＩ／ＯバスＬ２を介してコントローラ２０へ通知する機能を有している。
【００３４】
接続不良検出部１３は、コネクタＣＮを介して端子台１１で折り返された折返信号経路ＬＰを用いて、モジュール本体１０Ａと端子台１１との間の電気的接続不良を検出する機能を有している。
具体的には、接続不良検出部１３は、電源電位ＶＣＣと折返信号経路ＬＰの一端との間に接続されて、電源電位ＶＣＣからの微弱電流を、接地電位ＧＮＤに接続されている折返信号経路ＬＰの他端へ向けて供給する抵抗素子Ｒと、折返信号経路ＬＰの両端電圧がしきい値より高くなった場合に、折返信号経路ＬＰに電気的接続不良が発生したことを示す検出結果ＳＢを出力するバッファＢＵＦとを有している。
【００３５】
状態通知部１４は、接続不良検出部１３からの検出結果ＳＢに応じて、接続不良検出部１３で端子台１１との電気的接続不良の発生を示す故障検出データを、バスＩ／Ｆ部１５およびＩ／ＯバスＬ２を介してコントローラ２０へ通知する機能と、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲに基づいて、当該故障検出データの通知／非通知を制御する機能とを有している。
【００３６】
すなわち、状態通知部１４は、接続不良検出部１３で端子台１１との電気的接続不良が検出されて検出結果ＳＢが出力された際、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲが作業状態の検出を示さない場合には、コントローラ２０に対して当該電気的接続不良を通知し、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲが作業状態の検出を示す場合には、コントローラ２０に対する当該電気的接続不良を非通知とする。
【００３７】
バスＩ／Ｆ部１５は、Ｉ／ＯバスＬ２を介してコントローラ２０とデータ通信を行うことにより、コントローラ２０からの制御データを伝送処理部１２または状態通知部１４へ出力する機能と、伝送処理部１２からの計測データをコントローラ２０へ通知する機能と、状態通知部１４からの故障検出データをコントローラ２０へ通知する機能とを有している。
【００３８】
［コントローラ］
次に、図６を参照して、本実施の形態にかかるコントローラ２０について説明する。
コントローラ２０は、全体として所定のプログラムをＣＰＵで実行して動作する制御装置からなり、Ｉ／ＯバスＬ２を介したＩ／Ｏモジュール１０とのデータ通信を用いて、Ｉ／Ｏモジュール１０に集線された個々の伝送路Ｌ１を介してフィールド機器ＦＴのそれぞれと信号を送受信することにより、各フィールド機器ＦＴを制御する機能を有している。
このコントローラ２０には、主な機能部として、バスＩ／Ｆ部２１、機器制御部２２、Ｉ／Ｏモジュール監視部２３、および通信Ｉ／Ｆ部２５が設けられている。
【００３９】
バスＩ／Ｆ部２１は、Ｉ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０とデータ通信を行うことにより、機器制御部２２からの制御データをＩ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０へ通知する機能と、Ｉ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０から通知された計測データを機器制御部２２へ出力する機能と、Ｉ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０から通知された故障検出データをＩ／Ｏモジュール監視部２３へ出力する機能とを有している。
【００４０】
機器制御部２２は、Ｉ／ＯバスＬ２を介してバスＩ／Ｆ部２１でＩ／Ｏモジュール１０から受信した各フィールド機器ＦＴの計測データを取得する機能と、これら計測データに基づいて個々のフィールド機器ＦＴの動作状態を制御するための制御データを生成する機能と、生成した制御データを、バスＩ／Ｆ部２１からＩ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０へ通知する機能と、一定周期で、あるいは設備監視装置３０からの指示に応じて、各フィールド機器ＦＴから通知された計測データを、通信Ｉ／Ｆ部２５から通信回線Ｌ３を介して設備監視装置３０へ通知する機能とを有している。
【００４１】
Ｉ／Ｏモジュール監視部２３は、一定周期で、あるいは設備監視装置３０からの指示データに応じて、故障検出データを要求する制御データを、バスＩ／Ｆ部２１からＩ／ＯバスＬ２を介してＩ／Ｏモジュール１０へ通知する機能と、これに応じてＩ／Ｏモジュール１０から通知された故障検出データを、Ｉ／ＯバスＬ２およびバスＩ／Ｆ部２１を介して取得する機能と、一定周期で、あるいは設備監視装置３０からの指示データに応じて、Ｉ／Ｏモジュール１０から通知された故障検出データを、通信Ｉ／Ｆ部２５から通信回線Ｌ３を介して設備監視装置３０へ通知する機能とを有している。
【００４２】
記憶部２４は、半導体メモリやハードディスクからなり、機器制御部２２およびＩ／Ｏモジュール監視部２３での処理動作に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。記憶部２４で記憶する主な処理情報としては、Ｉ／Ｏモジュール１０から通知された計測データや故障検出データがある。プログラムは、外部機器や記録媒体から読み込まれて予め記憶部２４に格納され、各機能部を実現する際にＣＰＵに読み出されて実行される。
【００４３】
通信Ｉ／Ｆ部２５は、通信回線Ｌ３を介して設備監視装置３０とデータ通信を行うことにより、設備監視装置３０からの指示データを機器制御部２２またはＩ／Ｏモジュール監視部２３へ出力する機能と、機器制御部２２からの計測データを設備監視装置３０へ通知する機能と、Ｉ／Ｏモジュール監視部２３からの故障検出データを設備監視装置３０へ通知する機能とを有している。
【００４４】
［設備監視装置］
次に、図６を参照して、本実施の形態にかかる設備監視装置３０について説明する。
設備監視装置３０は、全体としてサーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０とデータ通信を行うことにより、コントローラ２０を制御して、設備全体の動作状態を制御・監視する機能を有している。
この設備監視装置３０には、主な機能部として、通信Ｉ／Ｆ部３１、操作入力部３２、モニタ３３、記憶部３４、設備操作部３５、設備監視部３６、および故障警報部３７が設けられている。
【００４５】
通信Ｉ／Ｆ部３１は、通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０とデータ通信を行うことにより、設備操作部３５や故障警報部３７からの指示データを通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０へ通知する機能と、通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０から通知された計測データを設備監視部３６へ出力する機能と、通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０から通知された故障検出データを故障警報部３７へ出力する機能とを有している。
【００４６】
操作入力部３２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、運転員の操作を検出して各機能部へ通知する機能を有している。
モニタ３３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、設備操作部３５で設備を操作するための操作画面、設備監視部３６で計測データから得た動作状況を表示するための状況画面、故障警報部３７で故障検出データから判定した警報を表示するための警報画面など、各種の画面情報を表示する機能を有している。
【００４７】
記憶部３４は、各機能部での処理動作に用いる各種処理データや、コントローラ２０から通知された計測データや故障検出データ、さらには各機能部を実現するためのプログラムを記憶する機能を有している。なお、プログラムは、外部機器や記録媒体から読み込まれて予め記憶部３４に格納され、各機能部を実現する際にＣＰＵに読み出されて実行される。
【００４８】
設備操作部３５は、操作入力部３２で検出された運転員の操作に応じて、設備の動作状態を操作する制御データを、通信Ｉ／Ｆ部３１から通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０へ通知する機能とを有している。
設備監視部３６は、通信回線Ｌ３を介して通信Ｉ／Ｆ部３１で受信したコントローラ２０からの計測データを記憶部３４へ保存する機能と、記憶部３４から計測データを読み出して状況画面を生成しモニタ３３で画面表示する機能とを有している。
【００４９】
故障警報部３７は、一定周期で、あるいは操作入力部３２で検出された運転員の操作に応じて、故障検出データを要求する制御データを、通信Ｉ／Ｆ部３１から通信回線Ｌ３を介してコントローラ２０へ通知する機能と、これに応じて通信回線Ｌ３を介して通信Ｉ／Ｆ部３１で受信したコントローラ２０からの故障検出データを記憶部３４へ保存する機能とを有している。
【００５０】
これに加えて、故障警報部３７は、当該故障検出データが接続不良発生を示す場合には、対応するＩ／Ｏモジュール１０に接続されているフィールド機器ＦＴに対する制御の停止を促す重故障警報をモニタ３３で画面表示する機能を有している。この際、重故障警報とともに、対応するＩ／Ｏモジュール１０に接続されているフィールド機器ＦＴに対する制御の停止を指示する制御データを自動通知する機能を設けてもよい。
【００５１】
［第１の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるＩ／Ｏモジュール１０を用いた設備制御システム１の接続不良監視動作について説明する。図７は、設備制御システムの接続不良監視動作を示すシーケンス図である。ここでは、理解を容易とするため、１つのコントローラ２０の配下に位置する１つのＩ／Ｏモジュール１０を対象とした接続不良監視動作を例として説明するが、複数のコントローラ２０やＩ／Ｏモジュール１０を対象とする場合も、それぞれについて同様の接続不良監視動作を実行すればよい。
【００５２】
コントローラ２０のＩ／Ｏモジュール監視部２３は、故障検出データを要求する制御データからなる検出結果取得要求を、一定周期でＩ／Ｏモジュール１０へ通知する（ステップ１００）。
Ｉ／Ｏモジュール１０の状態通知部１４は、コントローラ２０からの検出結果取得要求に応じて、接続不良検出部１３からの検出結果ＳＢを確認するとともに（ステップ１０１）、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲを確認する（ステップ１０２）。
【００５３】
ここで、作業状態検出結果ＳＲが作業状態であることを示さない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、状態通知部１４は、検出結果ＳＢに応じた電気的接続不良の検出有無を示す故障検出データを含む検出結果通知を、バスＩ／Ｆ部１５からコントローラ２０へ通知する（ステップ１０４）。
一方、作業状態検出結果ＳＲが作業状態であることを示す場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、状態通知部１４は、検出結果ＳＢにかかわらず電気的接続不良の検出なしを示す故障検出データを含む検出結果通知を、バスＩ／Ｆ部１５からコントローラ２０へ通知する（ステップ１０５）。
【００５４】
Ｉ／Ｏモジュール監視部２３は、Ｉ／Ｏモジュール１０から通知された検出結果通知に含まれる故障検出データを記憶部２４に保存する（ステップ１０６）。
【００５５】
一方、設備監視装置３０の故障警報部３７は、故障検出データを要求する制御データからなる検出結果取得要求を、一定周期でコントローラ２０へ通知する（ステップ１１０）。
コントローラ２０のＩ／Ｏモジュール監視部２３は、設備監視装置３０からの検出結果取得要求に応じて、記憶部２４に保存されている故障検出データを読み出して（ステップ１１１）、これら故障検出データを含む検出結果通知を、設備監視装置３０へ通知する（ステップ１１２）。
【００５６】
故障警報部３７は、コントローラ２０から通知された検出結果通知に含まれる故障検出データの内容を確認し（ステップ１１３）、故障検出データが電気的接続不良の検出ありを示す場合には（ステップ１１４：ＹＥＳ）、対応するＩ／Ｏモジュール１０に接続されているフィールド機器ＦＴに対する制御の停止を促す重故障警報をモニタ３３で画面表示して（ステップ１１５）、一連の処理を終了する。
一方、故障検出データが電気的接続不良の検出なしを示す場合（ステップ１１４：ＮＯ）、故障警報部３７は、警報をモニタ３３で画面表示することなく、一連の処理を終了する。
【００５７】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、一端がモジュール本体１０Ａの外部に突出するよう、回路基板１０Ｃに立設した回動軸１０Ｊを支点として回動自在に取り付けられて、当該一端に対する操作に応じて運用位置と作業位置とに回動するレバー１０Ｒを設け、このレバー１０Ｒに、一端にガード部１０Ｇを形成して、運用位置において端子台１１をモジュール本体１０Ａに装着するネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを覆うことにより当該ネジ１０Ｋの解除を阻止し、作業位置において当該ネジ１０Ｋの頭部１０Ｎを露出させることにより当該ネジ１０Ｋの解除を可能とするようにしたものである。
【００５８】
これに加えて、作業検出スイッチ１０Ｓにより、レバー１０Ｒが作業位置へ回動した際に、端子台１１の取り外し作業が行われている作業状態であることを検出し、状態通知部１４が、作業検出スイッチ１０Ｓで作業状態が検出されていない場合には、接続不良検出部１３からの電気的接続不良の検出有無を上位装置に対して通知し、作業検出スイッチ１０Ｓで作業状態が検出されている場合には、当該電気的接続不良の検出なしを上位装置に対して通知するようにしたものである。
【００５９】
これにより、端子台１１をモジュール本体１０Ａに対して装着するネジ１０Ｋを解除する際には、必ずレバー１０Ｒが運用位置から作業位置へ操作されるため、Ｉ／Ｏモジュール１０で端子台１１の取り外し作業が行われている作業状態であること、すなわち端子台１１の意図的な取り外しを区別して、作業検出スイッチ１０Ｓにより検出することができる。
【００６０】
また、作業検出スイッチ１０Ｓにより作業状態であることが確認された場合には、電気的接続不良の検出なしが上位装置に通知されるため、モジュール本体１０Ａと端子台１１との間に形成された折返信号経路が、端子台１１の取り外し作業により切断されて接続不良が検出された場合でも、作業状態が検出されている場合には、コントローラ２０などの上位装置に対する接続不良の通知を停止することができ、Ｉ／Ｏモジュールの動作状態を正確に通知することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、理解を容易とするため、１つのコントローラ２０の配下に位置する１つのＩ／Ｏモジュール１０を対象とした接続不良監視動作を例として説明したが、複数のコントローラ２０やＩ／Ｏモジュール１０を対象とする場合も、それぞれについて同様の接続不良監視動作を実行すればよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、コントローラ２０のＩ／Ｏモジュール監視部２３からの検出結果取得要求に応じて、Ｉ／Ｏモジュール１０の状態通知部１４が故障検出データを含む検出結果通知を返送する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、状態通知部１４が、一定周期で自律的に、故障検出データを含む検出結果通知をコントローラ２０へ通知するようにしてもよい。同様に、Ｉ／Ｏモジュール監視部２３が、一定周期で自律的に、故障検出データを含む検出結果通知を設備監視装置３０へ通知するようにしてもよい。
【００６３】
また、一定周期ではなく、接続不良が発生した時点で、状態通知部１４が、直ちに、故障検出データを含む検出結果通知をコントローラ２０へ通知し、Ｉ／Ｏモジュール監視部２３も、Ｉ／Ｏモジュール１０からの検出結果通知に応じて、直ちに、当該検出結果通知を設備監視装置３０へ通知するようにしてもよい。これにより、接続不良発生に応じた警報を、迅速に出力することができる。
【００６４】
［第２の実施の形態］
次に、図８および図９を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるＩ／Ｏモジュール１０について説明する。図８は、レバーの詳細構成（延長時）を示す平面図および側面図である。図９は、レバーの詳細構成（短縮時）を示す平面図および側面図である。
本実施の形態では、端子台１１をモジュール本体１０Ａに装着するネジ１０Ｋの頭部１０Ｎの高さ位置（モジュール本体１０Ａの外壁面からの距離）に応じて、レバー１０Ｒの長さを調整する機構について説明する。なお、このほかの構成について第１の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００６５】
本実施の形態において、レバー１０Ｒは、回動軸１０Ｊを支点として回動自在に取り付けられたアーム１０Ｕと、一端にガード部１０Ｇが形成されているとともに他端がアーム１０Ｕに取り付けられる長さ調整アーム１０Ｖとから構成されている。
アーム１０Ｕには、長さ調整アーム１０Ｖを取り付けるための取付位置となる取付穴１０Ｘ，１０Ｙが、アーム１０Ｕの長手方向に沿って複数形成されている。この取付穴１０Ｘ，１０Ｙのいずれかに、長さ調整アーム１０Ｖがネジ１０Ｑによりネジ止めされる。
【００６６】
例えば、図８に示すように、取付穴１０Ｘに長さ調整アーム１０Ｖをネジ止めした場合、レバー１０Ｒの長さを延長することができ、図９に示すように、取付穴１０Ｙに長さ調整アーム１０Ｖをネジ止めした場合、レバー１０Ｒの長さを短縮することができる。
また、アーム１０Ｕには、取付穴１０Ｘ，１０Ｙごとに、ピン穴１０Ｆが形成されており、長さ調整アーム１０Ｖに立設されたピン１０Ｐがピン穴１０Ｆと嵌合することにより、アーム１０Ｕに対する長さ調整アーム１０Ｖの回動を阻止される。
【００６７】
なお、前述したように、回路基板１０Ｃへの部品実装エリアを有効に確保するため、レバー１０Ｒは、回路基板１０Ｃのうち部品を実装しない裏面側に実装されており、アーム１０Ｕと長さ調整アーム１０Ｖとの接合部を逃がすための逃がし穴１０Ｗが、回路基板１０Ｃに形成されている。
【００６８】
また、モジュール本体１０Ａの外壁部のうち、この逃がし穴１０Ｗとほぼ同じ位置、すなわち取付穴１０Ｘ，１０Ｙと対向する位置に、モジュール本体１０Ａの内側と外側とを貫通する調整窓を、逃がし穴１０Ｗとほぼ同じ大きさで形成してもよい。これにより、モジュール本体１０Ａの外側から、長さ調整アーム１０Ｖを取付穴１０Ｘ，１０Ｙに取り付けるネジ１０Ｑの締結作業および解除作業を行うことができる。
したがって、レバー１０Ｒの長さを調整する際、回路基板１０Ｃやレバー１０Ｒをモジュール本体１０Ａから取り出すことなく、モジュール本体１０Ａの外側から、レバー１０Ｒの長さを調整することが可能となり、作業負担を大幅に削減することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、レバー１０Ｒを、回動軸１０Ｊを支点として回動自在に取り付けられたアーム１０Ｕと、一端にガード部１０Ｇが形成されているとともに他端がアーム１０Ｕに取り付けられる長さ調整アーム１０Ｖとから構成し、アーム１０Ｕに、長さ調整アーム１０Ｖを取り付けるための取付位置（取付穴１０Ｘ，１０Ｙ）を、当該アーム１０Ｕの長手方向に沿って複数形成したものである。
【００７０】
これにより、端子台１１の種類が複数存在し、モジュール本体１０Ａに装着するネジ１０Ｋの頭部１０Ｎの高さ位置が異なる場合でも、その高さ位置に応じて、レバー１０Ｒの長さを調整することができる。したがって、頭部１０Ｎの高さ位置が異なる単位台１１が併用されるＩ／Ｏモジュール１０であっても、本発明を同様に適用することができる。
【００７１】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００７２】
また、各実施の形態では、状態通知部１４において、作業検出スイッチ１０Ｓで検出された作業状態か否かを、上位装置に対する電気的接続不良に関する通知内容の切替制御に用いる合を例として説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、状態通知部１４において、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲが示す作業状態か否かを、故障検出データに含めて上位装置へ通知するようにしてもよい。
【００７３】
これにより、設備監視装置３０の故障警報部３７において、故障検出データにより、Ｉ／Ｏモジュール１０が作業状態か否かを確認して、モニタ３３に画面表示することにより、運転員に通報することができる。したがって、運転員は、当該Ｉ／Ｏモジュール１０で電気的接続不良の発生が確認された場合でも、混乱することなく、適切な処置をとることが可能となる。
【００７４】
また、状態通知部１４において、作業検出スイッチ１０Ｓからの作業状態検出結果ＳＲが示す作業状態か否かを、接続不良検出部１３からの電気的接続不良の検出有無とともに、故障検出データに含めて上位装置へ通知するようにしてもよい。
これにより、設備監視装置３０の故障警報部３７において、Ｉ／Ｏモジュール１０が作業状態にない場合には、電気的接続不良の検出ありに応じて重故障警報をモニタ３３で画面表示し、Ｉ／Ｏモジュール１０が作業状態にある場合には、電気的接続不良の検出ありであっても、重故障警報の画面表示を行わず、例えば作業状態である旨をモニタ３３に画面表示することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１…設備制御システム、１０…Ｉ／Ｏモジュール、１０Ａ…モジュール本体、１０Ｂ，１０Ｃ…回路基板、１０Ｄ…カバー、１０Ｅ…突起、１０Ｆ…ピン穴、１０Ｇ…ガード部、１０Ｈ…貫通穴、１０Ｉ…切り欠き部、１０Ｊ…回動軸、１０Ｋ…ネジ、１０Ｎ…頭部、１０Ｐ…ピン、１０Ｑ…ネジ、１０Ｒ…レバー、１０Ｓ…作業検出スイッチ、１０Ｔ…操作レバー、１０Ｕ…アーム、１０Ｖ…長さ調整アーム、１０Ｗ…逃がし穴、１０Ｘ，１０Ｙ…取付穴、１１…端子台、１２…伝送処理部、１３…接続不良検出部、１４…状態通知部、１５…バスＩ／Ｆ部、２０…コントローラ、２１…バスＩ／Ｆ部、２２…機器制御部、２３…Ｉ／Ｏモジュール監視部、２４…記憶部、２５…通信Ｉ／Ｆ部、３０…設備監視装置、３１…通信Ｉ／Ｆ部、３２…操作入力部、３３…モニタ、３４…記憶部、３５…設備操作部、３６…設備監視部、３７…故障警報部、ＦＴ…フィールド機器、Ｔ…専用端子、Ｌ１…伝送路、Ｌ２…Ｉ／Ｏバス、Ｌ３…通信回線、ＣＮ，ＣＮ１，ＣＮ２…コネクタ、ＬＰ…折返信号経路、ＳＴ…短絡配線、ＳＢ…検出結果、ＳＲ…作業状態検出結果。
【図１】
2014059801.tif 000003
【図２】
2014059801.tif 000004
【図３】
2014059801.tif 000005
【図４】
2014059801.tif 000006
【図５】
2014059801.tif 000007
【図６】
2014059801.tif 000008
【図７】
2014059801.tif 000009
【図８】
2014059801.tif 000010
【図９】
2014059801.tif 000011
【図１０】
2014059801.tif 000012