(57)【要約】  デバイスに信号を送ったり、デバイスから信号を受け取るためのコントローラからの指示を実現する入出力モジュール。入出力モジュールは、このコントローラとやり取りして、上記コントローラからプログラムを受け取るマイクロプロセッサを含む。この入出力モジュールはさらに、デバイス通信コネクタも含む。それぞれのデバイス通信コネクタは、いくつかのピンを持ち、かつそれぞれのピンが、デバイスに通じるケーブル導体と相互接続されている。この入出力モジュールは、これらのピンのそれぞれに対してＡＳＩＣを持っており、それにより、対応するピンとの制御されるインターフェースが実現される。それぞれのＡＳＩＣは、上記マイクロプロセッサにより選択できる相互接続装置を持っていて、ＡＳＩＣが機能するピンとの特定のインターフェースを実現する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールを含む構成可能なコネクタ付きシステムであって、
（ａ）前記モジュールとデバイスとの間にケーブルを接続するコネクタを含むデバイス通信コネクタ装置と、
（ｂ）制御装置からの入力信号に応答して、前記モジュールを使って、複数の信号のうちのどれかを、前記コネクタの複数のコネクタ・ピンのうちのどれかに置く動作指示装置であって、前記コネクタ・ピンの特定の１つに、選択可能な相互接続装置を与える少なくとも１つのＡＳＩＣを含む動作指示装置と、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記モジュールが、前記モジュールと前記制御装置との間にケーブルを接続する第２のコネクタをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御装置が前記モジュールに含まれる請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記モジュールが内部信号源をさらに含み、また、前記動作指示装置が前記内部信号源からの信号をコネクタ・ピンに接続するようにプログラム可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＡＳＩＣが、
（ａ）動作電力を、第１の選択コネクタ・ピンに接続する第１の選択可能な相互接続装置と、
（ｂ）デジタル信号を、第２の選択コネクタ・ピンに接続する第２の選択可能な相互接続装置と、
（ｃ）電源帰路を、第３の選択コネクタ・ピンに接続する第３の選択可能な相互接続装置と、
を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＡＳＩＣが、デジタル・アナログ変換器を持つ少なくとも１つの相互接続装置を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＡＳＩＣが、アナログ・デジタル変換器を持つ相互接続装置を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記動作指示装置が、第１の信号を前記コントローラに出力するよう前記モジュールに指示するようにプログラム可能で、また、前記第１の信号が、前記モジュールに入力された信号のデータ内容を、デバイスからの前記コネクタ・ピンのうちの選択された１つに伝える請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
それぞれのＡＳＩＣが、デジタル・アナログ変換器を含む相互接続装置を含み、また、前記動作指示装置が、前記コントローラからのデジタル信号の受取りを指示し、かつ、前記デジタル・アナログ変換器に、前記デジタル信号をアナログ信号に変換させるようにプログラム可能で、また、前記アナログ信号のコピーを、前記コネクタ・ピンの選択された１つに載せるようにプログラム可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＡＳＩＣがそれぞれ、アナログ・デジタル変換器を含む相互接続装置を含み、また、前記動作指示装置が、前記第１のコネクタ装置の任意の選択されたコンタクト上でアナログ信号を検出し、かつ、前記アナログ・デジタル変換器に、前記アナログ信号をデジタル信号に変換させるようにプログラム可能で、また、前記デジタル信号のコピーを前記コントローラに出力するようにプログラム可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記動作指示装置が、電源電圧を前記第１のコネクタ装置の第１の選択コネクタ・ピンに接続させるようにプログラム可能で、また、電源帰路を前記第１のコネクタ装置の第２の選択コネクタ・ピンに接続させるようにプログラム可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記動作指示装置がマイクロプロセッサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記モジュールが前記電源電圧を供給する電源を含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＡＳＩＣが対応する複数のタイプの信号を送る複数の相互接続装置を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
或るタイプの信号が周波数情報を含む請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記周波数情報がシリアル通信を表す請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記周波数情報がサーボモータからのフィードバック情報である請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
インターロック・システムに信号を送ったり、インターロック・システムから信号を受け取ったりする指示を前記モジュールに与えるコントローラにより制御される前記インターロック・システムを含むデバイスをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記インターロック・システムが、少なくとも１つのインターロック・モジュールと、対応する前記デバイス通信コネクタを介して前記モジュールに相互接続された少なくとも１つのセンサとを含む請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願の原出願は、２００１年２月１４日に出願された米国仮出願第６０／２６９，１２９号の恩恵を主張する２００２年２月８日に出願された米国特許出願第１０／０７１，８７０号の一部継続出願である、２００５年１月２５日に出願された米国特許出願第１１／０４３，２９６号の一部継続出願である。前述の開示内容は、参照によって、本明細書中に組み入れられている。
本発明は、一般にケーブリングとケーブリング・システムに関し、さらに具体的に言えば、第１のデバイスに接続を行い、また、この第１のデバイスからケーブルの選択されたケーブルのワイヤへの接続を指示して第２のデバイスに接続を行うプログラマブルＩ／Ｏモジュールの使用を通じて、第１のデバイスと第２のデバイスとの間の特定のワイヤの相互接続に関する要件が達成される汎用ケーブリング・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気／電子複合システムは、カスタム・ケーブル構成（custom cable configuration）を必要とすることが多い。ケーブルは、通常、特定の用途に対して決まった構成になっている。ホームオーディオや小型コンピュータシステムなどの比較的に単純なシステムでさえ、一般に、いくつかの異なるケーブルが必要とされる。産業用制御システムなどのさらに広い用途では、カスタム・ケーブル設計の数も多い。自動車工場などを管理するものなどの産業用制御システムでは、制御装置とセンサとアクチュエータとの間に相互作用（インタラクション）が必要とされる。対応する接続をもたらす装置は、入力システム、出力システムと呼ばれることもある。その出力システムを通じて、上記制御システムは、ライト、ポンプ、バルブ、その他のデバイスをオンにすることができる。同様に、その入力システムを通じて、上記制御システムは、押しボタンの状態、スイッチがオンであるかオフであるか、又はタンクが満タンであるかどうか、あるいは、軸がどれくらいの速度で回転しているかを検出することができる。
【０００３】
ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）などの従来技術の制御システムでは、その制御システムの利用者が、個別のワイヤ接続部を用いて、あるいはコネクタ付きワイヤ・ハーネスを介して、センサとアクチュエータを上記入力／出力システムに電気的に接続する。センサとアクチュエータを産業用制御システムに接続する普通の方法は、「端子ブロック（ターミナル・ブロック）」を介して個別のワイヤ接続部を利用するものである。端子ブロックは、通常、ネジ式クランプを用いる。ワイヤの絶縁体を、ワイヤ端部から除去し、次に、その裸線を、ネジ式クランプに滑り込ませる。次に、ネジを締め付けて、ワイヤをネジ式クランプに固定して、ワイヤと端子ブロックとの間で電気接続を行う。様々なスプリング・クランプを利用してワイヤを固定することがますます多くなっているが、ただし、これらのスプリング・クランプは、本質的にはネジ式クランプと同一である。図１は、どのようにして、個別のワイヤ１０が、ＰＬＣ１６の入力モジュール１２と出力モジュール１４に接続され、端子ブロック１８を介して電球２０、スイッチ２２、近接スイッチ２４という３つのデバイスに接続されるのかを示している。近接スイッチは、金属の有無（一般に）を検出できる普通のタイプのスイッチであり、電流を遮断するか、あるいは電流を流すことにより、指示を与える。
【０００４】
図１に示される方法の欠点は、ＰＬＣ１６の入力モジュール上の端子２６、又はＰＬＣ１６の出力モジュール上の端子２８が、電球又はスイッチなどの負荷を簡単に接続できるように、必ずしも便利に配置されてないことである。その結果、これらの相互接続を行うために、多くのカスタム手作業配線（custom hand-wiring）を実行しなければならない。さらに、電球又はスイッチに接続するために、電球又は近接センサなどのいくつかのアクチュエータやセンサに給電する電源３０から、端子ブロック１８上に電気が供給されなければならない。一般に、従来技術の入力モジュール１２と出力モジュール１４は、このような負荷に電力を供給せず、ただ電力を切り替えるにすぎない。図１に示されるカスタム配線の設計及び実施は、このシステムのコストとサイズを著しく増すことになる。
【０００５】
ＰＬＣなどの産業用制御システムを負荷に接続する他の方法は、コネクタ付きのワイヤ・ハーネス又はケーブルを利用するものである。図２は、ＰＬＣ３６からの１つの入力モジュール３２と１つの出力モジュール３４を示している。入力モジュール３２と出力モジュール３４は、それぞれケーブル４２とケーブル４４を利用して、様々なセンサとアクチュエータと接続できるようにするコネクタ３８とコネクタ４０を装備している。あいにく、入力モジュール３２又は出力モジュール３４からのケーブルは、一般に、このセンサ又はアクチュエータには直結できない。なぜなら、ＰＬＣ３６上のコネクタ３８とコネクタ４０は、センサ信号を受け入れるか、あるいはアクチュエータに給電するようにはめったに構成されていないからである。このような理由で、図３は、ＰＬＣ上のコネクタを用いているときに、ＰＬＣをセンサ又はアクチュエータに接続するもっとも一般的な方法を表している。図３では、ＰＬＣの入力モジュール３２と出力モジュール３４からのケーブル４０は、この制御システムに接続するために、端子ブロック５０を含む回路基板４６と回路基板４８に接続されている。それゆえ、コネクタ付きケーブルが使用されるときでも、その従来技術はなお、端子ブロックなどの個別のワイヤ接続部の利用によって、接続を行う必要がある。
【０００６】
個別のワイヤ接続部なしに、ＰＬＣと、センサ又はアクチュエータとを直結することは問題がある。模範的な状況は、コネクタをすでに装備しているデバイスにＰＬＣを接続しなければならないときである。そのようなデバイスにＰＬＣを接続する必要性は、極めて一般的である。代表的なデバイスは、ＰＬＣに連絡されなければならない信号を連絡するコネクタを装備したマスフロー・コントローラである。このような場合、ＰＬＣ出力モジュールが出力だけを含み、またＰＬＣ入力モジュールが入力だけを含むが、しかるに、このマスフロー・コントローラのコネクタが、入力と出力を両方とも表す信号を含むということで、それらの接続部は複雑になる。いっそう困ったことに、これらの信号のなかには不連続、すなわち、オン／オフのものがあったり、また、連続的に変わるアナログ信号もある。さらに、マスフロー・コントローラはまた、電源電圧の印加と、マスフロー・コントローラのコネクタへの帰路／接地も必要とする。
【０００７】
一般に、従来技術の方法及び装置は、堅牢な形式のＰＬＣを、マスフロー・コントローラや電源など、様々な形式の本質的に異なるデバイスに接続するように設計され、構築されたカスタム・ケーブル・ハーネスの使用を必要とする。複合ワイヤ・ハーネスを設計し、製造し、設置することの難しさは、際立っているために、ＰＬＣをセンサとアクチュエータに接続する主な方法は、個別のワイヤ接続部や端子ブロックを利用することになっている。
【０００８】
図４ａと図４ｂは、代表的な非標準ケーブル構造の２つの例を示している。図４ａでは、ワイヤ５２とワイヤ５４はそれぞれ、コネクタ５６上において、コネクタ５８上のものとは異なるピンに接続している。図４ｂのケーブルは、一方の端に２つのコネクタ（６０と６２）を持ち、また、他方の端にただ１つのコネクタ６４を持っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それゆえ、本発明の目的は、標準ケーブルを用いて、カスタマイズされた接続を行うことのできる方法及び装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、制御システム内で相互接続を行う際にともなうケーブルの複雑さを減らす方法及び装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、システム内のカスタム設計されたケーブル及び個別のワイヤ接続部の数を減らす方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明の目的は、標準ケーブルを通じて、装置間で信号を方向づけるプログラマブル入出力モジュールを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、プログラマブル入出力モジュールを利用して、ケーブルをテストする改良システムを提供することである。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、プログラマブル入出力モジュールと標準ケーブルを利用する制御システム用のインターロック・システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
手短に言えば、本発明の好ましい実施態様は、デバイスに信号を送ったり、デバイスから信号を受け取るコントローラからの指示を実現する入出力モジュールを含む。この入出力モジュールは、このコントローラとやり取りして、上記コントローラからプログラムを受け取るマイクロプロセッサを含む。この入出力モジュールはさらに、デバイス通信コネクタも含む。それぞれのデバイス通信コネクタは、いくつかのピンを持ち、かつそれぞれのピンが、デバイスに通じるケーブル導体と相互接続されている。この入出力モジュールは、これらのピンのそれぞれに対して特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を持っており、それにより、対応するピンとの制御されるインターフェースが実現される。それぞれのＡＳＩＣは、上記マイクロプロセッサによりそれぞれが選択できる複数の相互接続装置を持っていて、特定のＡＳＩＣが機能するピンとの特定のインターフェースを実現する。例えば、或る相互接続装置が、該当するピンへの電源の接続を実現し、また、別の相互接続装置が、特定タイプの信号を、ピンに送ったり、あるいはピンから受け取ることができるようにする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一利点は、本発明が、手作業配線される相互接続を最小限に抑えるか、あるいは排除することである。
【００１７】
本発明のさらに他の利点は、本発明が、関連する使用説明（documentation）、ワイヤストリップ（ワイヤ被覆剥ぎ）、ワイヤラベリング、設置、テストを含め、手作業配線のコストを削減することである。
【００１８】
本発明のさらに他の利点は、本発明が、カスタム・ケーブル・ハーネスの必要性を排除するか、あるいは最小限に抑えることである。
【００１９】
本発明のさらに他の利点は、本発明が、新たなシステムを設計するのに必要な時間を削減することである。
【００２０】
本発明の一利点は、本発明が、システム内の部品番号の数量を減らすことである。
【００２１】
本発明のさらに他の利点は、本発明が、損傷したケーブルあるいは疑わしいケーブルの取替えで手元になければならないケーブルの数をさらに少なくするために、現場でのシステムの保守を簡単にすることである。
【００２２】
本発明のさらに他の利点は、本発明が、一般的に新たなケーブル設計を必要としないために、システム設計の変更を行うことを促進する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、添付図面の図５を参照すると、本発明の好ましい実施形態の方法及び装置を示すブロック図が提示されている。本発明の装置は、入出力モジュール６６と１つ又は複数のケーブル６８を含む構成可能な入出力システム６５を組み込んでいる。ケーブル６８のすべては好ましくは同一であるが、本発明は、ケーブル６８の変形例も含む。それぞれのケーブル６８は、１つ又は複数の導体とコネクタ（６９と７１）を含む。本発明によるＩ／Ｏモジュール６６は、Ｉ／Ｏモジュール６６とデバイス７０との間で、また、Ｉ／Ｏモジュール６６とシステム・コントローラ７２との間で、信号を特定的に伝送できるようにするためにプログラムできるマイクロプロセッサを含む。Ｉ／Ｏモジュール６６はまた、好ましくは、デバイス通信ケーブル６８（好ましくは標準製造品）を接続する１つ又は複数のデバイス通信コネクタ７４（これも、好ましくは標準製造品）も含む。コントローラ通信コネクタ７６は、Ｉ／Ｏモジュール６６とシステム・コントローラ７２との間でやり取りするために、ネットワーク（好ましくは、イーサネット（登録商標））７８に接続される。Ｉ／Ｏモジュール６６は、システム・コントローラ７２からの入力によりプログラムされ／構成される。別法として、Ｉ／Ｏモジュール６６は、別のコンピュータ（図示されてない）を使用してプログラムされるよう構成されることもある。
【００２４】
例えば、Ｉ／Ｏモジュール６６は、外部電源７９などの外部デバイスから、あるいは、Ｉ／Ｏモジュール６６に組み込まれた電源から、対応するケーブル６８に関連するワイヤのどれか１本又は複数本に電源電圧を連絡して、対応する相互接続されたデバイス７０に信号を送るようにプログラムされることがある。別の例として、システム・コントローラ７２は、信号を、コネクタ７４のどれか１つのピンから受け取るか、あるいはどれか１つのピンに送るように、Ｉ／Ｏモジュール６６をプログラムすることがある。
【００２５】
Ｉ／Ｏモジュール６６は、デバイス７０のどれか１つと、システム・コントローラ７２との間で、通信データを転送できるようにプログラムされることがあり、その際、Ｉ／Ｏモジュール６６による所要の任意のアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換又はデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換を含むこともある。
【００２６】
次に、Ｉ／Ｏモジュール６６のさらなる細部を説明するために、図６を参照する。本明細書中に使用される「標準」という語の使用は、特定の接続のために選択されることも、設計されることもない任意のコネクタ及び／又はケーブルを含む。「標準」という語は、言い換えれば、特別のコネクタ又はケーブルケーブルのワイヤ構成を設計する必要もなく、利用者がケーブルの導体のどれか１つに入力を向けられるようにする本発明の特徴を顕著にするために用いられる。このような意味で使用される「標準」という語は、様々な目的のどれでも設計される「市販品」のコネクタ又はケーブルを含むことも、含まないこともある。にもかかわらず、この方法及び装置が、従来の意味において、「標準」のコネクタ及びケーブルを含んで、配線のコストをもっと下げ、かつ部品をもっと利用できるようにすることが、本発明の好ましい実施形態である。
【００２７】
図６に示されるＩ／Ｏモジュール６６は、マイクロプロセッサ８２と場合によって電源８４とを含む動作指示装置（directing apparatus）１１５及び、１つ又は複数のインターフェース装置９７を含む。それぞれのインターフェース装置９７は、コネクタ１１４の１つのピンに接続された１本のライン９４に接続されている。別法として、電源８４は、図５を参照して述べられた通り、外部に位置づけられて、Ｉ／Ｏモジュール６６に相互接続されることもある。入力ライン８６と出力ライン８８は、好ましい実施形態により、Ｉ／Ｏモジュール６６とシステム・コントローラ７２との間で、それぞれ、通信入力と通信出力に必要なものとして（例えば、イーサネット）両方とも示されている。使用中の通信ネットワークのタイプにより、本発明には、他のタイプの相互接続も含まれる。図６のバス８６は、図５のシステム・コントローラ７２などのコントローラとＩ／Ｏモジュール６６との間のネットワーク通信に必要な接続装置を表している。図６のバス８８は、Ｉ／Ｏモジュール１２０とＩ／Ｏモジュール１２２との間で、別のＩ／Ｏモジュール（例えば、図７中の１２４）に通信するのに必要な接続装置を表している。一般に、マイクロプロセッサ８２は、例えば、圧力センサ、温度センサなどのデバイス９６のうち選択された特定の１つを検出するために要求される、システム・コントローラ７２からの命令を受け取って、対応するデータをシステム・コントローラ７２に提供するように、システム・コントローラ７２により構成され／プログラムされている。マイクロプロセッサ８２はまた、コネクタ１１４上のどれか選択された１つ又は複数のピン、また、それを経て、１本又は複数本のケーブル９４の対応する導体に特定の信号を印加させるように、システム・コントローラ７２によりプログラムされ／指示されている。さらに、マイクロプロセッサ８２は、選択されたタイプの信号を、デバイス９６からシステム・コントローラ７２に送る指示に応答するようにプログラムされている。
【００２８】
図６は、ライン９４Ａ上の特定の選択可能なインターフェースを、コネクタ１１４Ａの特定のピンにそれぞれが提供する９８〜１１２などの相互接続装置をいくつでも含むことのできるインターフェース装置９７Ａを示している。図６は、第２のインターフェース装置９７Ｂを示している。第２のインターフェース装置９７Ｂは、インターフェース装置９７Ａと同一であることもあり、図示されるコネクタ１１４Ａの別のピンに接続している。同様に、１１４Ａなどのコネクタのそれぞれのピンに対して、インターフェース装置９７が設けられることもある。次に、図６は別のコネクタ１１４Ｎを示し、これは、本発明にコネクタ１１４がいくつでも含まれ、しかも、それぞれのコネクタ１１４がピンをいくつでも持つことを表している。それぞれのピンは、１つの専用インターフェース装置９７と接続できる。それぞれのインターフェース装置は、相互接続装置（９８〜１１２）などの１つ又は複数の選択可能な相互接続装置を持っている。それゆえ、Ｉ／Ｏモジュール６６は、図示されるように、複数のライン９４のコネクタ・ピンのそれぞれに対して、相互接続装置（９８〜１１２）を提供する。それぞれの組の相互接続装置（９８〜１１２）は、或るコネクタ１１４の或るピンに通じる或るライン９４に接続するのにあてられる。それゆえ、本発明は、コネクタ１１４のコネクタ・ピンの１つ１つに通じるライン９４ごとに、９８〜１１２などの一組の相互接続装置と、マイクロプロセッサ８２中の対応する所要のプログラム・ロジックとを含むインターフェース装置を含む。また、これらのコネクタ・ピンは、例えば、コネクタ１１４上の円で示される通りのものであり、ケーブル６８を通じて、対応するどんなデバイス７０にも接続する。
【００２９】
システム６５の動作の一例として、マイクロプロセッサ８２は、特定の入力データを認識するようにプログラムされる。この特定の入力データは例えば、特定のデバイス７０に通じる特定のライン９４上でアナログ信号として、そのデータを送る命令が入っているライン８６上のイーサネット・パケット中に含まれている。この場合、そのプログラムは、デジタル・アナログ変換器１１６を持つ相互接続装置９８を通じて、データを方向づけ／変換するように、マイクロプロセッサ８２に指示する。このような接続を行う機構は、リレー「Ｒ１」で表されている。このリレーを作動させて、デバイス１１６からデバイス７０への所要の接続を行うことができる。別の例として、ライン９４が、デバイス７０に１５ボルトを伝えるとすると、マイクロプロセッサ８２は、システム・コントローラ７２からの信号に応答して、リレーＲ６を作動させるようにプログラムされる。このようにして、システム６５は、９４などの任意のラインを通じて、選択された様々な信号を伝達できるようにし、また、送られる様々な信号のうちどれか１つを、９４などの任意の選択ラインに、また、そこから対応するデバイス７０に印加できるようにする。そのために、ライン９４などのラインに接続しているケーブルは、所要の信号を送ることのできる任意ケーブルである。そのケーブルは、上で説明されるように、好ましくは従来通り標準のケーブルである。
【００３０】
回路切替え装置（Ｒ１〜Ｒ８）は、電気機械式のリレーとして線図式に示されている。一実施形態では、この回路切替え装置は、半導体回路中に実現される。半導体回路は、電気機械式リレー回路よりもはるかに安い費用で実現でき、また、電気機械式リレー回路よりも速く動作できる。本発明の要旨を示すために、電気機械式リレーを使用する。
【００３１】
図６に示されるように、９８〜１１２として示される８つの信号経路相互接続装置のどれか１つを、ライン９４に相互接続することができる。図６は例えば、２４ＶＤＣ、接地、１５ＶＤＣ、−１５ＶＤＣを含む動作電力用の４つの異なる電源信号を特定のピンに供給する装置を示している。相互接続装置１０２は、ライン９４に通じるピン接続部にデジタル信号を伝えられるようにする。相互接続装置１０８は、電源帰路／接地である。相互接続装置９８と相互接続装置１００はそれぞれ、デジタル・アナログ変換とアナログ・デジタル変換を実現する。動作指示装置のマイクロプロセッサ８２は、第１の信号をシステム・コントローラ７２に出力するようにＩ／Ｏモジュール６６に指示するようにプログラムされ、しかも、この第１の信号は、デバイス７０からＩ／Ｏモジュール６６に入力された信号のデータ内容を、コネクタ１１４のピン１１７の選択された１つに伝える。上述の通り、Ｉ／Ｏモジュール６６は、それぞれのケーブル６８（図５）中のそれぞれのライン９４（図６）に対して、９８〜１１２などの一組の相互接続装置を用いて構成される。
【００３２】
これらのラインと相互接続は、どんなタイプの信号でも伝えることができる。例えば、信号は、サーボモータからのフィードバックにおいて見出されるものなどの周波数情報を含むこともある。あるいは、これらの信号は、例えばＲＳ−２３２データ、あるいは、デバイス・ネット、プロフィバス、又はイーサネットなどのフィールドバス・データを処理するシリアル通信キャリアを表すこともある。
【００３３】
図６はまた、相互接続装置（９８〜１０４）により、４つの非電源信号を連絡する機構も示している。相互接続装置９８と相互接続装置１００は、システム・コントローラ７２とデバイス７０の異なる伝送と受取りの能力／要件を受け入れるのに、該当する変換が必要である場合には、切替え装置（Ｒ１とＲ２）だけでなく、Ａ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器も含む。相互接続装置１０２と相互接続装置１０４を用いれば、デジタル信号を両方向に渡すことができる。さらなる説明において、システム・コントローラ７２は、デジタル信号を送るようにＩ／Ｏモジュール６６に指示することもある。このデジタル信号は、Ｉ／Ｏモジュール６６で受け取られると、バッファ１１８に送られ、マイクロプロセッサ８２は、システム・コントローラ７２からの指示に応答して、バッファ１１８から、コネクタ１１４上のコンタクトのどれか１つに、そのデジタル信号を送るが、これは、コネクタ１１４に通じる相互接続装置１０４などの所要のリレーを作動させて、その所要の信号を所望のコネクタの所望のコンタクトに送る方法がとられる。この場合も、これらの信号を所定の経路で送ることが、関連するリレー（Ｒ１〜Ｒ８）を閉じて達成されるものとして記号で示されている。上述のデジタル出力信号の場合には、図６に示される通り、リレーＲ４は閉じらるれが、ただし、リレー（Ｒ１〜Ｒ３）とリレー（Ｒ５〜Ｒ８）は開放され、こうして、この要求されたデジタル出力が、ライン９４、及び、標準Ｉ／Ｏコネクタ１１４の対応するピンに送られる。同様に、Ｉ／Ｏモジュール６６は、デバイス９６などのデバイス７２からデジタル信号を受け取り、また、システム・コントローラ７２からの指示に応答して、システム・コントローラ７２にコピーを送ることもある。このような場合、リレーＲ３は閉じられるが、一方、リレー（Ｒ１とＲ２）とリレー（Ｒ４〜Ｒ８）は開放され、こうして、このデジタル信号が、標準Ｉ／Ｏコネクタ１１４の所与のピンから、相互接続装置１０２を通じて送られる。相互接続装置９８と相互接続装置１００は、必要に応じて、アナログ・デジタル変換を受け入れる。最後に、構成可能なＩ／Ｏシステム６５は、信号が「切り離されている」と思えるように、その信号から隔離されることもある。このような切り離しは、すべてのリレー（Ｒ１〜Ｒ８）を開放することで達成される。
【００３４】
再び図５を参照すると、本発明の好ましい方法は、制御システムでのＩ／Ｏシステム６５の使用を含み、そこでは、デバイス７０に通じる選択ケーブルの任意の選択導体から信号を受け取り、また、その選択導体上に信号を載せるようにプログラムされたＩ／Ｏモジュール６６を通じて、コントローラ７２が、１つ又は複数のデバイス７０からデータを受け取るか、あるいは１つ又は複数のデバイス７０にデータを送る。好ましい実施形態では、デバイス７２は、イーサネット・システム７８を通じて、Ｉ／Ｏモジュール６６とやり取りするシステム・コントローラである。別法として、デバイス７２は、汎用コンピュータのように、他の構成のものもあり、また、通信ライン７８は、標準コンピュータ・ケーブルなどのように、任意タイプのものもある。
【００３５】
本発明のさらに他の方法は、Ｉ／Ｏモジュール６６を利用してケーブルをテストすることも含む。図７は、第２のＩ／Ｏモジュール１２２に接続してケーブル１２４がテストされる第１のＩ／Ｏモジュール１２０を示している。好ましい実施形態により、システム・コントローラ１２６は、ケーブル１２４中のケーブルのワイヤ１２８のうちの選択された一本に特定の信号を載せるようＩ／Ｏモジュール１２０に指示するようにプログラムされている。この信号は、ケーブル１２４をテストするのに必要なものとして、例えば、ＤＣ電源電圧、又は他のタイプの信号である。システム・コントローラ１２６は、第２のＩ／Ｏモジュール１２２のピン１３０をスキャンする（調べる）ように第２のＩ／Ｏモジュール１２２に指示する。このようにスキャンした結果は、システム・コントローラ１２６に送られ、それにより、システム・コントローラ１２６は、該当するケーブルの状態を決定するために、適正なピン上に適正な信号があるかどうか知ることができる。選択されたただ１本のケーブル導体を通して伝送品質を決定することに加えて、システム・コントローラ１２６は、スキャンして、Ｉ／Ｏモジュール１２２の任意のピン１３０上の信号を検出でき、それゆえ、導体１２８のどれかが互いに短絡しているかどうか決定でき、また、導体１２８間のクロストークのレベルを決定できる。図７は、システム・コントローラ１２６と、Ｉ／Ｏモジュール（１２０と１２２）との間の通信ラインを表す破線１３２と破線１３４を示している。
【００３６】
本発明のさらに他の実施形態は、Ｉ／Ｏモジュール６６の機能を含むように構成されたモジュールを、システム内に安全機能を提供するインターロックと組み合わせる方法を含む。図８は、ガスバルブ１３４の使用を保護する従来技術のインターロック・システムを示している。３つのリレー（１３６、１３８、１４０）は、ガスバルブ１３４が動作電力を受け取るように、２４ＶＤＣの電源１４２から電流を伝えなければならない。リレー１３６、リレー１３８、リレー１４０を動作させる電気巻線は、円１４２、円１４４、円１４６の記号で表されている。それぞれの巻線への電力は、センサ・ユニット１４８、センサ・ユニット１５０、センサ・ユニット１５２により制御される。これら３つのセンサ・ユニットのどれか１つが作動し、それゆえ、対応する巻線への電力を切り離す場合には、その関連するリレーは、回路を断路／開放して、ガスバルブ１３４への電力を遮断する。図８のインターロック回路は、カスタム配線を必要とするカスタム回路基板に組み込まれることが多い。
【００３７】
本発明の方法の一実施形態が図９に示されており、図９では、インターロック・システム内でカスタム配線を最小限に抑えるか、あるいは排除するために、Ｉ／Ｏモジュール６６などの構成可能なコネクタ付きＩ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）が使用されている。Ｉ／Ｏモジュール１６６、Ｉ／Ｏモジュール１６８、Ｉ／Ｏモジュール１７０は、図５及び図６のＩ／Ｏモジュール６６と類似するか、あるいは同一であってもよく、インターロック・モジュール１８０、インターロック・モジュール１８２、インターロック・モジュール１８４に接続される。図９に示される相互接続は、その全部又は一部に標準のコネクタとケーブリングが設けられ、また、信号の特定の指示／経路指定は、これらの構成可能なコネクタ付きＩ／Ｏモジュールをプログラムすることで達成される。
【００３８】
図９に例示されるシステム１５４は、マスフロー・コントローラなどのようなデバイス１５８を含め、動作を制御するシステム・コントローラ１５６を含む。システム１５４は、３つすべての安全センサ（１６０、１６２、１６４）の状態により、動作条件が適切であることが示された場合にのみ、デバイス１５８を動作できるようにするインターロック・システムを含む。これらのセンサは、その目的では、任意タイプのものであることもある。これら３つの例は、近接スイッチ１６０、安全インターロック１６２、リミットスイッチ１６４である。
【００３９】
システム・コントローラ１５６は、上述のように、プログラム可能な柔軟性（programmable flexibility）を与える上記３つの構成可能なコネクタ付きＩ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）のそれぞれに接続されて、このシステム全体にわたって標準のケーブルと標準コネクタを使用できるようにすることで、指示される様々な接続を行う。Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）は、図ではインターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）と重なっており、これは、インターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）が、Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）に差込み接続していることを示す。好ましい実施形態では、インターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）は、ケーブル６８の代わりに、図５のＩ／Ｏモジュール６６などのＩ／Ｏモジュールのコネクタ７４に差込み接続している。インターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）はそれぞれ、デバイス（１５８〜１６４）を相互接続するためにケーブル６８が差込み接続するデバイス・コネクタ７４を含む。それゆえ、インターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）は、Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）と、例として図９に示される通り、近接スイッチ１６０、リミットスイッチ１６４、安全インターロック１６２、及びデバイス１５８を含め、Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）が接続しているデバイス（１５８〜１６４）との間にある。
【００４０】
システム・コントローラ１５６は、ライン１７４で示されるイーサネットなどのネットワークを介して、Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）やインターロック・プロセッサ１７２とやり取りする。イーサネット通信を達成する装置は、当業者には理解されよう。よって、これは、図示して、本発明を再現する必要はない。電源１７６は、図では、その接続が、ライン１７８により記号で表されている。インターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）は、Ｉ／Ｏモジュール（１６６、１６８、１７０）のそれぞれに接続されている。それぞれのインターロック・モジュール（１８０〜１８４）は、ライン（１８６、１８８、１９０）で示されるケーブル／バスを通じて、インターロック・プロセッサ１７２に接続されている。
【００４１】
図９のインターロック・システムは、さらに詳しく説明されることはない。一般に、システム１５４は、バスライン（１８６、１８８、１９０）を介してインターロック・プロセッサ１７２に接続されたインターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）を含む。「インターロック・モジュール」は、以下の２つの機能を持っている。すなわち、（１）インターロック・モジュール（１８０、１８２）の第１の機能は、いくつかの入力（例えば、１９２、１９４、１９５）の状態を、センサ（１６０、１６２、１６４）から「インターロック・バス（１８６と１８８）」を介して「インターロック・プロセッサ１７２」に送ることである。この場合、それらの入力は、すべての入力のうちの一部であって、「インターロック入力」と呼ばれている。任意のインターロック・モジュール（１８０〜１８４）に連絡された任意の入力（１９２、１９４、１９５）は、図８に示される通り、（１４２、１４４、１４６）と標記されているリレー・コイルを駆動するようにインターロック・モジュール（１８０〜１８４）内で配線される。これらのリレー・コイルを作動させるときに、関連するリレー接点は閉じる。これらのリレー・コイルはそれぞれ、リレー接点を作動させ、それにより、信号が、インターロック・プロセッサ１７２に通じる「インターロック・バス（１８６と１８８）」を介して、インターロック・プロセッサ１７２で検出されるか、あるいは、インターロック・プロセッサ１７２に送られる。「インターロック・プロセッサ１７２」の機能を簡潔に述べる。（２）インターロック・モジュール１８４の第２の機能は、インターロック・プロセッサ１７２から、インターロック・バス１９０を介して１つ又は複数のインターロック信号を受け取ることである。バス１９０上でインターロック・プロセッサ１７２が送るインターロック信号（１つ又は複数）が、接点がＩ／Ｏモジュール１７０の出力と直列になっているインターロック・モジュール１８４中にあるリレーのコイルを駆動するように、インターロック・プロセッサ１７２を配線する。それゆえ、この出力１９７が、「インターロック」される。すなわち、Ｉ／Ｏモジュール１７０は、デバイス１５８に連絡された出力をオンにしようとすることもあるが、ただし、その出力１９７は、インターロック・モジュール１８４の外部に進まないようにする（すなわち、インターロックされる）。ただし、インターロック・プロセッサ１７２が、インターロック・バス１９０上の信号を駆動し、それにより、出力１９７と直列になっているリレーが閉じられる場合はこの限りではない。インターロック・プロセッサ１７２は、インターロック・モジュール（１８０と１８２）からの入力にブール論理を実行することで、これらの入力に応答して、インターロック・モジュール１８４に送られる１つ又は複数のインターロック出力をバス１９０上に発生させ、それにより、Ｉ／Ｏモジュール１７０からの出力１９７をインターロックする。インターロック・プロセッサ１７２は、好ましくは、リレーを用いる処理をすべて行う。リレーは、単純で、かつ信頼できるから、安全回路ではありふれている。シリコン・スイッチやマイクロプロセッサは、リレーよりも信頼できず、かつ、様々なハードウェア・グリッチ又はソフトウェア・グリッチを起こしやすいという評判である。それにもかかわらず、この用途では、シリコン・プロセッサ、スイッチ、又はロジックの使用を排除するものは何もない。ケーブル（１８６、１８８、１９０）は、図では、それぞれのインターロック・モジュール（１８０、１８２、１８４）とインターロック・プロセッサ１７２とを直結している。
【００４２】
動作中、近接スイッチ１６０は、第１のインターロック・モジュール１８０に直接に連絡されるインターロック入力１９２を与える。安全インターロック１６２は、同様な入力１９４を与える。これら２つのインターロック入力（１９２と１９４）は、インターロック・モジュール１８０とＩ／Ｏモジュール１６６との間の接続と、ネットワーク１７４を介してＩ／Ｏモジュール１６６とシステム・コントローラ１５６との間の入力監視通信とを介して、システム・コントローラ１５６により検出される。インターロック・モジュール１８０は、それぞれのインターロック入力（１９２と１９４）に対して、リレーを１つ含む。これらのリレー（図示されてない）は、「インターロック・プロセッサ１７２」に通じる「インターロック・バス１８６」を介して信号を駆動するためのものである。「インターロック・プロセッサ１７２」は、それぞれのインターロック入力（１９２と１９４）に対して、リレーを１つ含む。これらのリレーは、インターロック・プロセッサ１７２内に配置されて、インターロック（１６０、１６２、１６４）にブール演算を行い、また、インターロック・バス１９０を介してインターロック・モジュール１８４に送られるインターロック出力を発生させる。インターロック・モジュール１８４内には、インターロックされる出力１９７など、それぞれの出力に対して、リレー（図示されてない）が１つある。言い替えれば、図９には、１つのデバイス１５８に対し、ただ１つの出力１９７が示されているが、本発明の思想は、任意の数の入力、出力、デバイスに適用される。インターロック入力（１６０、１６２、１６４）が、適正なシステム動作に対して正確な状態にあるものと、インターロック・プロセッサ１７２により判定されたときには、インターロック・プロセッサ１７２は、インターロック・バス１９０を介して信号を駆動して、インターロック・モジュール１８４内のリレーを閉じさせ、こうして、ライン１９７上の出力、それゆえデバイス１５８を有効にするか、あるいはオンにすることができる。
【００４３】
次に、図面の図１０を参照すると、本発明の他の実施形態が示されており、そこでは、図６に示される９８〜１１２などの相互接続装置を含むインターフェース装置が、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１９８として構成されている。ＡＳＩＣ１９８は、Ｉ／Ｏモジュール２００内で、それぞれのコネクタ２０２のピンごとに繰り返されている。例えば、１つのコネクタ２０２上の複数のピンに対する一連のＡＳＩＣ１９８は、破線２０４で囲まれたもので示されている。したがって、コネクタ２０２が２５個のピンを持っている場合には、その１本の導体に対して、２５個のＡＳＩＣ１９８が用いられる。ちょうど、どんなモジュールも、コネクタ２０２をいくつでも含められるように、Ｉ／Ｏモジュール２００は、ＡＳＩＣ１９８をいくつでも含むことができる。他の実施形態は、それぞれのＡＳＩＣ内で複数のピンを処理するか、あるいは、複数のＡＳＩＣを使用して１つ又は複数のピンを処理するような別のＡＳＩＣアーキテクチャを使用することがある。ＡＳＩＣを使用した結果によって、最新の半導体製法によりもたらされた小型化のおかげで、Ｉ／Ｏモジュール２００を構築するコストとサイズが大幅に減らされた。この場合も、図１０の回路２００は、図６を参照して述べられる回路モジュール６６と機能的に類似するか、あるいは同一である。その違いは、相互接続装置（９８〜１１２）、あるいはそれらの要素（９８〜１１２）を任意に組み合わせたもの、若しくは他の要素の機能を果たして、ピンとインタフェースする／やり取りする回路が、図１０の回路２００中のＡＳＩＣ１９８に組み入れられている点である。
【００４４】
図１１は、ピン・ドライバＡＳＩＣ１９８のブロック図を示している。ＳＰＩインターフェースなどのシリアル通信バス２０６によりマイクロプロセッサ８２に接続されると、図１０のマイクロプロセッサ８２は、ＡＳＩＣ１９８に命じて、９８〜１１２として示される図６の回路の機能を果たすことができる。図１１の回路は、図６の相互接続装置（９８〜１１２）とは異なるように見えるが、回路１９８は、これと同一又は類似する所要の機能を果たすことができる。図６は、本発明の要旨を伝えることを目的とするやや理想化された略図であるが、図１１は、ＡＳＩＣ内に入れられることになる回路素子をもっと多く含む。それでも、図１１は、図６のすべての回路素子を実現する。例えば、図６は、スイッチ９８を使用して、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ又はＡ／Ｄ）を出力ライン９４Ａに接続する。図１１では、デジタル・アナログ変換器２２６は、スイッチ２２０を介して出力ピン２０８に接続される。本発明はまた、これと同一又は類似する目的で、ＡＳＩＣ１９８用の他の回路構成も含む。当業者であれば、このような様々な回路を設計する方法と、これらの回路が本発明に含まれることがわかるであろう。
【００４５】
次に、図１１の回路の模範的な特徴を簡潔に述べる。大電流スイッチ２２２ｂを閉じて、電源セレクタ２２７を、２４ボルト、１２ボルト、５ボルト、接地、又はマイナス１２ボルトなど、有効電源電圧のいずれかにセットすることで、電力がピン２０８に印加されることがある。
【００４６】
この回路は、小電流スイッチ２２２を閉じて、アナログ・デジタル変換器２１６で変換された電圧を読み取ることで、ピン２０８上の電圧を測定できる。
【００４７】
この回路は、超低電圧信号を発生させる熱電対温度センサをポイント／ピン２０８に直結できる。クロスポイント・スイッチ２１０を用いれば、高精度差動増幅器２１２を、上記熱電対の両リード線に接続することができる。その場合、上記熱電対の一方のリード線は、コネクタ２０２（図１０）のピンに接続されたノード／ピン２０８に接続されており、また、上記熱電対の他方のリード線は、４方向クロスポイントＩ／Ｏ２１４のコネクタに接続された、コネクタ２０２の別のピンに接続されている。それゆえ、クロスポイント・スイッチ２１０により、コネクタ２０２の隣り合った２つのピンを、差動増幅器２１２を介して、同一のアナログ・デジタル変換器２１６に接続することができる。
【００４８】
回路１９８は、図１１の「ｐｉｎ」と標記されたノード２０８に流れ込むか、あるいはノード２０８から流れ出す電流の大きさを測定することができる。このような場合、ピン・ドライバ回路１９８は、そのＡ／Ｄ変換器２１６を利用して、ピン・ノード２０８に流れ込むか、あるいはピン・ノード２０８から流れ出す電流を測定し、それにより、過剰な電流を検出できるようにするか、あるいは、ピン・ノード２０８に接続されたデバイスが、正しく機能しているか、あるいは正しく配線されているかどうか検出する。
【００４９】
ＡＳＩＣ１９８はまた、ピン・ノード２０８に流れ込むか、あるいはピン・ノード２０８から流れ出す電流を監視して、回路１９８を一方的に切り離し、それにより、短絡、又は他の潜在的損傷状態による損傷から、ＡＳＩＣ１９８を保護することができる。ＡＳＩＣ１９８は、いわゆる「ａｂｕｓｅ ｄｅｔｅｃｔ ｃｉｒｃｕｉｔ（乱用検出回路）」２１８を使用して、潜在的にＡＳＩＣ１９８を損傷するかもしれない電流の急変化を監視する。小電流スイッチ（２２０、２２１、２２２）と大電流スイッチ２２２ｂは、乱用検出回路２１８に応答して、ピン２０８を切り離す。
【００５０】
ＡＳＩＣ１９８の乱用検出回路２１８は、ピン２０８に対して電流制限を設定することができる。この場合、電流制限は、マイクロプロセッサ８２によりプログラム的にセットされる。これは、選択２２４により示される。
【００５１】
ＡＳＩＣ１９８は、ピン・ノード２０８に連絡されたデジタル入力の状態をマイクロプロセッサ８２に判定させるために、ピン・ノード２０８の電圧を測定することもある。それにより、デジタル入力のしきい値を、ハードウェアで定めるのではなくて、プログラムする。このデジタル入力のしきい値は、デジタル・アナログ変換器２２６を用いて、マイクロプロセッサ８２でセットされる。デジタル・アナログ変換器２２６の出力は、ラッチ・コンパレータ２２５の一方の側に印加される。ラッチ・コンパレータ２２５への他の入力は、ピン２０８から送られ、デジタル入力を表している。それゆえ、ピン２０８へのデジタル入力の電圧が、デジタル・アナログ変換器２２６によってセットされたしきい値を越えるときには、マイクロプロセッサ８２は、その入力の変化を決定し、したがって、このデジタル入力に状態変化があると推定することができる。
【００５２】
ＡＳＩＣ１９８は、周波数信号を受け取るか、あるいは生じさせることもある。シリアル通信デバイス、例えばプリンタがピン２０８に接続される場合には、上記周波数信号は、小電流スイッチ２２１を通って、そこから、この周波数情報を解読できる汎用非同期送受信回路（universal asynchronous receiver transmitter：ＵＡＲＴ）、若しくはそれに類する回路素子（図示されてない）に送られる。Ｉ／Ｏモジュール６６中のＡＳＩＣ１９８のすべては、周波数バス２３０を構成する４本のワイヤのうちの１本に、その周波数情報を送る。上記周波数バス２３０を使用すれば、Ｉ／Ｏモジュール６６は、シングルエンド信号か、差動信号のいずれかとして構成された周波数信号を受け取ったり、送ったりすることができる。ＲＳ−４２２のようなシリアル電気規格は、差動シリアル情報を提供する。
【００５３】
ＡＳＩＣ１９８は、ピン・ノード２０８に電流源を生成することができる。この場合、電流源は、様々な産業用制御デバイスを接続する標準的な方法である。ＡＳＩＣ１９８は、４ｍＡ〜２０ｍＡと０ｍＡ〜２０ｍＡの標準的なレンジにわたって様々な信号を生じさせることもある。このような電流源手段は、マイクロプロセッサ８２が、デジタル・アナログ変換器２２６を使って電圧を生じさせ、その電圧を「選択可能なゲイン電圧バッファ」又は「電流ドライバ」（２３１）に送り、次に、選択可能なソース抵抗器２２８に通すときに、マイクロプロセッサ８２で達成される。この場合、上記の選択可能なソース抵抗器２２７は、マイクロプロセッサ８２により、適切な抵抗にセットされて、所望の出力電流を得る。この出力電流は、経路Ａを使ってアナログ・スイッチ２２９を通るフィードバックを利用して、「選択可能なゲイン電圧バッファ」又は「電流ドライバ」（２３１）により調整される。
【００５４】
ＡＳＩＣ１９８は、ピン・ノード２０８に現れた電流信号を測定することもある。この場合、電流信号は、様々な産業用制御デバイスにより生み出される。ＡＳＩＣ１９８は、４ｍＡ〜２０ｍＡと０ｍＡ〜２０ｍＡの標準的なレンジにわたって様々な信号を測定する。このような電流測定手段は、マイクロプロセッサ８２が、選択可能なゲイン電圧バッファ２３１を使って、その出力端子にゼロボルトなどの都合のよい電圧を生じさせるときに、マイクロプロセッサ８２で達成される。同時に、マイクロプロセッサ８２は、選択可能なソース抵抗器２２８を使って、上記の産業用制御デバイス、及びその電流出力からの電流の経路に抵抗を与える。この電流は、ピン・ノード２０８を介してＡＳＩＣ１９８に入る。公知抵抗の一方の側に印加された電圧により、上記の外部デバイスからの未知の電流が、ピン２０８上に電圧を生じさせ、次に、その電圧が、小電流スイッチ２２２を通って、アナログ・デジタル変換器２１６を介して測定される。マイクロプロセッサ８２は、オームの法則を利用して、上記の産業用制御デバイスによって発生している未知の電流の値を求める。
【００５５】
本発明の他の改良は、Ｉ／Ｏモジュール２００に接続されたデバイスをＩ／Ｏモジュール２００が別々に制御できることを含む。例えば、熱電対又は他の温度センサが、ヒータとともにＩ／Ｏモジュール２００に接続される場合には、マイクロプロセッサ８２は、その温度センサを読み取って、所望の温度が得られるように、このヒータを作動させる。このヒータは、通常、増幅器（例えば、リレー）を利用して、Ｉ／Ｏモジュール２００の低レベルの出力を、ヒータを駆動できる大電力の出力に変換する。それにより、Ｉ／Ｏモジュール２００は、閉ループ制御を実行できる。そのような場合に、上記熱電対は、入力部として構成されている隣り合った２つのピン２０８に接続される一方で、上記ヒータは、出力部として構成されている２つのピン２０８に接続される。動作中に、マイクロプロセッサ８２は、上述の通り、温度センサの電圧を測定する。マイクロプロセッサ８２は、所望の温度を、公知の制御アルゴリズムを用いて、その測定温度に加え、さらに、その容認された方法を用いて作動信号（actuation signal）も作り出す。次に、マイクロプロセッサ８２は、連続的に変動するアナログ信号を用いて、あるいは、パルス幅変調（ＰＷＭ）されたオン／オフ信号を介して、上記ヒータを作動させる。したがって、Ｉ／Ｏモジュール２００に接続されたデバイスが別々に制御される。
【００５６】
ＡＳＩＣ１９８は、インターフェース装置９７に関して上述の通りに機能する。例えば、ＡＳＩＣ１９８は、デジタル・アナログ変換器２２６を持つ相互接続装置を備えている。また、その動作指示装置は、マイクロプロセッサ８２からのデジタル信号の受取りを指示し、かつ、デジタル・アナログ変換器２２６に、そのデジタル信号をアナログ信号に変換させるようにプログラムでき、また、そのアナログ信号のコピーをピン２０８上に載せるようにプログラムできる。
【００５７】
ＡＳＩＣ１９８はまた、アナログ・デジタル変換器２１６を含む相互接続装置も含む。動作指示装置は、第１のコネクタ装置の任意の選択されたコンタクト上でアナログ信号を検出し、かつ、アナログ・デジタル変換器２１６に、そのアナログ信号をデジタル信号に変換させるようにプログラム可能で、また、そのデジタル信号のコピーをマイクロプロセッサ８２に出力するようにプログラム可能である。
【００５８】
ＡＳＩＣ１９８はまた、電源セレクタ２２７と呼ばれる動作指示装置も含み、電源セレクタ２２７の後で、信号が大電流スイッチ２２２ｂを通って、ピン２０８に送られる。この動作指示装置は、電源電圧を第１のコネクタ装置の第１の選択コネクタ・ピン・ノードに連絡させるようにプログラム可能で、また、電源帰路を第１のコネクタ装置の第２の選択ピンに接続させるようにプログラム可能でる。
【００５９】
本発明の特定の実施形態が図示され、説明されてきたが、本発明の精神から逸脱しなければ、変更や修正を実行できることが、当業者には明らかであろう。それゆえ、併記の特許請求の範囲は、これらの変更や修正を、本発明の真の精神及び範囲内に含めることになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】個別のワイヤを使用する従来技術の相互接続システムを示す。
【図２】ケーブルを使用する従来技術の相互接続システムを示す。
【図３】ケーブルケーブルのワイヤを、選択されたデバイスに相互接続するための回路基板の従来技術の利用を示す。
【図４ａ】代表的な従来技術のカスタム・ケーブル配置を示す。
【図４ｂ】別の代表的な従来技術のカスタム・ケーブル配置を示す。
【図５】本発明の装置及び方法を示すブロック図である。
【図６】本発明の構成可能なコネクタ付きシステムのモジュールのさらなる詳細を示す回路図である。
【図７】本発明のモジュールを使用してケーブルをテストするシステムを示すブロック図である。
【図８】従来技術のインターロック・システムの略図である。
【図９】本発明の構成可能なコネクタ付き入出力モジュールを使用するインターロック・システムのブロック図である。
【図１０】本発明のシステムの要素を含むＡＳＩＣ構造の利用を示す。
【図１１】本発明によるピン・ドライバ・インターフェース装置の一例のさらに詳細な回路である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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