(57)【要約】【課題】本発明は、親局及び子局間を共通データ信号線によって繋ぎ、監視信号または制御信号を伝送し制御を行う制御システムにおいて、複数のカスケード接続された子局カスケード入出力部を有することを特徴とするターミナルシステムに関する。【解決手段】本発明は、子局アドレス部からカスケード接続された子局カスケード入出力部をそれぞれ、カスケード信号により、各子局の動作起点とするターミナルシステムであり、配線の分岐を容易に行い、また、配線の結束固定を容易に行えるターミナルシステムに関する。【選択図】図１
2008054264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局は、制御部の出力ユニットからの出力信号を受け、
また、前記親局は、制御部の入力ユニットに対し、親局の出力信号を送出するインタフェイスを有し、前記親局と複数の子局部の間を電源重畳した共通データ信号線で接続し、前記電源重畳した共通データ信号線を介して、親局からの制御信号を前記子局部の出力部から制御信号として被制御部に送出し、または、センサ部からの監視信号を前記子局部の子局入力部から取り込み、前記電源重畳した共通データ信号線を介して、親局に伝送する制御システムにおいて、
各々の前記子局部が、子局アドレス部と前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード入力部または、前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード出力部または、前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード入力部または、単一または、複数の前記子局カスケード出力部の双方の混成で構成し、
各々の前記子局アドレス部と前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部或いは、前記子局カスケード入力部と子局カスケード出力部の双方は、それぞれ前記電源重畳した共通データ信号線に接続しており、
各々の前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部は、前記子局アドレス部より出力されるカスケード信号を前記子局アドレス部に続く各々の前期子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部に順次転送し、当該カスケード信号を受けた子局カスケード入力部は、センサ部から取込んだ監視信号を、当該カスケード信号のタイミングで前記電源重畳した共通データ信号線を介して親局に伝送し、または、当該カスケード信号を受けた前記子局カスケード出力部は、記電源重畳した共通データ信号線を介して前記親局から伝送されて来た制御信号を、当該カスケード信号のタイミングで取込み、前記被制御部に送出し、前記被制御部を制御し、前記親局と前記単一または、複数の子局部は、前記電源重畳した共通データ信号線で接続され、前記子局部内は、前記子局アドレス部から送出されるカスケード信号をカスケード信号線で順次前記子局アドレス部に続く単一または、複数の前記子局カスケード入力部または、単一または、複数の前記子局カスケード出力部と接続し、複数の前期監視信号或いは、複数の前記制御信号を前記電源重畳した共通データ信号線を介して前記親局との間で通信制御することを特徴とするターミナルシステム。
【請求項２】
請求項１において、全ての子局部が子局アドレス部を有することにより、前記子局アドレス部に続く子局カスケード入力部或いは、子局カスケード出力部を有する前記子局部を、電源を重畳した共通データ信号線に自由に分岐接続を可能とし、また、逐次カスケード信号を、続く前記子局カスケード入力部或いは、前記子局カスケード出力部に受け渡すことで、複数の前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部を追加することを可能とすることを特徴とするターミナルシステム。
【請求項３】
請求項１、２において、上記共通データ信号線の配線分岐を行った後、取り付けた子局部アドレス部或いは子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部であるターミナルを配線の結束バンドを使用して配線経路上に任意に固定または、配線ダクト内に収納することを可能することで、ターミナルシステムを取り付ける場所を制約しないことを特徴とするターミナルシステム。
【請求項４】
請求項１から３において、配線分岐を行った後、取り付けた前記ターミナルの一部が磁石を有し、前記磁石によって配線経路近傍の鉄板部品に吸着固定することをを特徴とするターミナルシステム。
【請求項５】
請求項１において、二個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて二次元情報の取り込み、或いは三個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて三次元情報の取り込み、或いは複数の子局カスケード入力部を用いて、多次元情報の取り込みを行うことを特徴とするターミナルシステム。
【請求項６】
請求項１において、二個あるいは複数の子局カスケード出力部を用いて二次元情報の出力、或いは三個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて三次元情報の出力、或いは複数の子局カスケード出力部を用いて、多次元情報の出力を行うことを  特徴とするターミナルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、制御部に接続された親局と電源を重畳した共通の伝送線を介して子局と制御信号或いは監視信号を授受する制御システムにおいて、共通の伝送線に子局アドレス部を設け、これに続く子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部を自由に追加設置できる子局である入出力ターミナルによって、子局周辺の配線の省略や、配線方法の簡素化、多次元データを容易に入出力できる入力ターミナルあるいは出力ターミナルに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来は、親局と複数の子局を電源重畳した共通の伝送線を介して制御信号や監視信号を伝送する配線を省略するシステムにおいて、子局部は、それぞれ子局アドレス部と一体であり、子局内部を分離し、制御信号出力する出力部を増設したり、或いは監視信号を入力する入力部を増設することは出来ず、子局部単位の増設を行っていた。【０００３】  例えば、特許文献１には、制御信号及び監視信号を伝送するシステムにおいて、クロック信号に２つの制御信号及び２つの監視信号を重畳し、２つの制御信号及び２つの監視信号の内の一方を高速データの伝送に用い他方を低速データの伝送する信号伝送システムについて記載されている。
前記の従来例において、アドレス単位の制御信号や監視信号を伝送するシステムであり、制御信号を出力する出力端子や監視信号を入力する入力端子をカスケード信号によって、容易に増設し、或いは配線途中に分岐を設け配線にターミナルを結束し伝送を行うことは難しかった。【０００４】  また例えば、特許文献２には、制御信号や監視信号を伝送するシステムにおいて、伝送するクロック信号に制御信号や監視信号を重畳し、伝送することによって、伝送する平均電力を大きくするため、制御データ信号のそれぞれのデータの値に従ってデューティ比を変更するすることが示されている。このことによって、子局内部の電源の容量改善を行い、信頼性を向上させながら配線の省略を行う技術が提案されて来た。
前記の従来例において、特許文献１と同様に配線を省略する技術が開発されてきたが、アドレス単位の制御信号や監視信号を伝送するシステムであり、制御信号を出力する出力端子や監視信号を入力する入力端子をカスケード信号によって、容易に増設し、或いは配線途中に分岐を設け配線にターミナルを結束し伝送を行うことはできなかった。
【特許文献１】特開２００３−１５２７４８
【特許文献２】特開２００３−１９９１７８
【０００５】  又、前記のような配線方法では、分岐を行うまでの間の配線の減量は行えるが、入力或いは出力が分散して存在する場合の配線量を低減することが出来なかった。
又、従来の例では、電源を重畳した共通の伝送線から任意に分岐を行い、分岐点に増設したターミナルを配線経路に結束バンド等により固定し、或いは配線ダクト内部に他の配線と共に設置することが出来なかった。
その結果、装置全体が大型化したり、配線工数が多くなることから、原価高な設備となったり、その保守時間の増加に繋がり、不具合が生じていた。また配線の変更や追加も、ターミナルの据付場所を要するため、変更にも厳しい制約が課せられていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  以上に述べた従来の電源を重畳した共通の伝送線を介して制御信号や監視信号を伝送する配線を省略するシステムでは、配線途上の任意の部位に、任意の入力点数或いは任意の出力点数を設け、配線の省略を行うことはできなかった。
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、問題点である分岐の自由度を改善するものであり、子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部の追加変更の自由度の高いシステムにすることを可能とするものである。また、配線途上に分布してターミナルを設置することを可能にしたことによって、固定したターミナルによる配線の制約を無くし、配線スペースを低減し、また、レイアウト変更要請に対しても容易に対処でき、従って設備原価の低減や、運用コストの低減を図ることが出来るようにすることを目的とする。
又、当該子局であるターミナルの固定を他配線と共に行い、配置場所に制約を無くし、また固定方法もダクト内に設置或いは、磁石による固定場所の制約を無くすることを目的とする。
又、複数の子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部を用いて多次元データの取り込み或いは出力を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  そして、本発明は、上記目的を達成するために、電源重畳の共通信号線を介して、監視信号や制御信号を通信制御する通信制御システムにおいて、独立を可能とする子局アドレス部と、子局アドレス部によって作られる子局カスケード信号を続く複数の子局カスケード入力部或いは複数の子局カスケード出力部に伝えて、入力信号を取り込み親局へ伝送する或いは親局からの制御信号を複数の子局カスケード出力部から出力するターミナルシステムを提供するものである。【０００８】  また、第２課題の解決手段として、子局アドレス部、子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部を電源重畳の共通信号線とカスケード信号線のみで接続し、分離可能とすることで、それぞれを小型化し、配線経路に容易に結束などによる固定をすることが可能な形状及び小型化を果たしたものであり、センサやアクチェータの距離が離れ、あるいは分布している複数の入力部或いは出力部間を往復する配線の省略を可能としたものである。【０００９】  また、第３課題の解決手段として、多数の子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部によって多次元の入力或いは出力ターミナルをそれぞれ離れた位置に設置し、監視データの取り込み或いは制御信号の出力を行う場合において、それらの分布して配置された入力或いは出力の信号を電源重畳の共通の信号線とカスケード信号線のみで接続し、配線できる本発明は、配線を省略する効果や、配線作業の簡素化を可能とすることができる効果を発揮する。【００１０】  請求項１には、親局は、制御部の出力ユニットからの出力信号を受け、また、前記親局は、制御部の入力ユニットに対し、親局の出力信号を送出するインタフェイスを有し、前記親局と複数の子局部の間を電源重畳した共通データ信号線で接続し、前記電源重畳した共通データ信号線を介して、親局からの制御信号を前記子局部の出力部から制御信号として被制御部に送出し、または、センサ部からの監視信号を前記子局部の子局入力部から取り込み、前記電源重畳した共通データ信号線を介して、親局に伝送する制御システムにおいて、
各々の前記子局部が、子局アドレス部と前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード入力部または、前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード出力部または、前記子局アドレス部にカスケード接続された単一または、複数の子局カスケード入力部または、単一または、複数の前記子局カスケード出力部の双方の混成で構成し、各々の前記子局アドレス部と前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部或いは、前記子局カスケード入力部と子局カスケード出力部の双方は、それぞれ前記電源重畳した共通データ信号線に接続しており、各々の前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部は、前記子局アドレス部より出力されるカスケード信号を前記子局アドレス部に続く各々の前期子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部に順次転送し、当該カスケード信号を受けた子局カスケード入力部は、センサ部から取込んだ監視信号を、当該カスケード信号のタイミングで前記電源重畳した共通データ信号線を介して親局に伝送し、または、当該カスケード信号を受けた前記子局カスケード出力部は、前記電源重畳した共通データ信号線を介して前記親局から伝送されて来た制御信号を、当該カスケード信号のタイミングで取込み、前記被制御部に送出し、前記被制御部を制御し、前記親局と前記単一または、複数の子局部は、前記電源重畳した共通データ信号線で接続され、前記子局部内は、前記子局アドレス部から送出されるカスケード信号をカスケード信号線で順次前記子局アドレス部に続く単一または、複数の前記子局カスケード入力部または、単一または、複数の前記子局カスケード出力部と接続し、複数の前期監視信号或いは、複数の前記制御信号を前記電源重畳した共通データ信号線を介して前記親局との間で通信制御することを特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１１】  また、請求項２には、請求項１において、全ての子局部が子局アドレス部を有することにより、前記子局アドレス部に続く子局カスケード入力部或いは、子局カスケード出力部を有する前記子局部を、電源を重畳した共通データ信号線に自由に分岐接続を可能とし、また、逐次カスケード信号を、続く前記子局カスケード入力部或いは、前記子局カスケード出力部に受け渡すことで、複数の前記子局カスケード入力部または、前記子局カスケード出力部を追加することを可能とすることを特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１２】  更に、請求項３には、請求項１、２において、上記共通データ信号線の配線分岐を行った後、取り付けた子局部アドレス部或いは子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部であるターミナルを配線の結束バンドを使用して配線経路上に任意に固定または、配線ダクト内に収納すること或いは、磁石による配線経路にある鉄板部品やケースへの固定を可能することで、ターミナルシステムを取り付ける場所を制約しないこと  を特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１３】  又、請求項４には、請求項１から３において、配線分岐を行った後、取り付けた前記ターミナルの一部が磁石を有し、前記磁石によって配線経路近傍の鉄板���品に吸着固定することをを特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１４】  更に請求項５には、請求項１において、二個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて二次元情報の取り込み、或いは三個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて三次元情報の取り込み、或いは複数の子局カスケード入力部を用いて、多次元情報の取り込みを行うことを特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１３】  更に請求項６には、請求項１において、二個あるいは複数の子局カスケード出力部を用いて二次元情報の出力、或いは三個あるいは複数の子局カスケード入力部を用いて三次元情報の出力、或いは複数の子局カスケード出力部を用いて、多次元情報の出力を行うことを特徴とするターミナルシステムが記載されている。【００１５】  従来においても、センサターミナル間や、センサターミナルシステムと親局の間の配線本数を減ずる方法として、制御信号や監視信号を伝送する伝送線に電源を重畳し、それぞれの信号を次に配置したセンサターミナルに受け渡す信号の転送方法により、それぞれのセンサターミナル間を渡り線で接続する、あるいは、それぞれのセンサターミナル間を光により信号伝達する方法を用いることによって、信号線の数を電源線２本にまとめることが可能であり、配線数を大幅に減ずることが可能とされて来た。【００１６】  本件の発明では、更に、隣接する入力ターミナル或いは出力ターミナルである子局部に、新たにカスケード信号を加え、これを準じ転送することによって、各々の子局カスケード入出力部である入出力ターミナルを接続する方法で、配線の省略を図ることを実現したものである。【００１７】  又、電源重畳した共通データ信号線を配線途上で自由に分岐し、前記子局アドレス部や子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部を他の配線とともに結束し固定し、または配線ダクト内に配置することで、新たなターミナル設置空間を要することなく、ターミナルの追加配線を可能とするターミナルを提供するものである。また、磁石による配線経路にある鉄板部品やケースへの固定も可能である。この場合、カスケード信号で結合する子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部は、理論的には制限はないが、伝送速度を配慮すれば、それぞれ２５６点程度が適当である。【００１８】  又、複数の子局カスケード入力部を組み合わせ、二次元或いは三次元から多次元の入力情報を得ることが可能となり、更に複数の子局カスケード出力部を組み合わせ、二次元或いは二次元から多次元の出力をすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】  本発明によれば、子局カスケード入力部であるターミナルを配線途中において分岐し、追加ができ、また同様に、子局カスケード出力部であるターミナルを配線途中において分岐し、追加ができる。これによって、電源重畳した共通データ信号線から自由に分岐を取り、複数の子局カスケード入力部や複数の子局カスケード出力部を容易に増設することができるため、入力信号となるセンサや出力信号を必要とする出力部品が分布して存在する場合に、配線の省略を可能とし、また、本発明によるターミナルは、配線と共に結束したり、配線ダクト内に収納でき、更に、鉄などの筐体或いは板状部位に磁石により固定することも可能である。また、複数の入力信号や複数の出力信号を二次元或いは三次元、更には多次元で入力或いは出力することが容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき説明する。
【実施例１】
【００２１】  本発明の実施例を図１から図１５によって説明する。
図１に本発明における複数の子局カスケード入力部或いは子局カスケード出力部で構成される通信制御システムの全体をブロック図として示す。
図１の通信制御システムは、制御部１と、親局６と子局を繋ぐＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８と複数の子局部９で構成されている。次にこの構成についての動作を説明する。【００２２】  図１の通信制御システムにおいて、親局６は、制御部１の出力ユニット２から入力情報を制御出力信号４としてを受信し、親局６が持つ子局から得た監視信号を制御部１の入力ユニット３に制御入力信号５として受け渡す。又、親局６は、複数の子局とＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８を介して接続しており、子局部９の子局アドレス部１０及び、子局カスケード出力部１１、子局カスケード入力部１２と並列接続されている。子局部９の子局アドレス部１０は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８から得た親局６からのデータ信号を受け、カスケード信号１５を生成し、子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１にカスケード信号１５を送出する。【００２３】  被制御部１３は、子局カスケード出力部１１と接続しており、親局６から送信された制御出力信号４に基づく制御信号を受けて被制御部動作を行う。
又、センサ部１４は、センサから得た監視信号を子局カスケード入力部１２に送出し、子局カスケード入力部１２からＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８を介して親局６に送出する。同様に複数の子局部９がＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８を介して親局６に接続され、通信制御システムの全体を構成している。【００２４】  この通信制御システムでは、子局部９が複数になっても、図のように、親局６の間は、電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８の２本線で制御信号や、監視信号が伝送されること、又、子局アドレス部１０以降に接続される子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１は、電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８の２本線に更にカスケード信号１５が加わり、３本の配線で構成されるため、配線の省略が容易に行え、又、分岐接続が容易であり、距離をおいて分布するターミナル配線では、配線の省略効果と共に、当該子局アドレス部１０や子局カスケード出力部１１、子局カスケード入力部１２を配線に沿わせて設置できる形状とすることが容易に行い得る。【００２５】  本発明によれば、前記のように、二本の共通の信号線と子局部９とアドレス部１０や子局カスケード出力部１１、子局カスケード入力部１２の間の配線をカスケード信号１５の配線のみで接続することができるために、省配線（配線を省略する技術）効果が得られる。従って、従来に比較し、配線数が減じることが容易に実現し、また単純な配線でシステムを構成出来るため、配線工数や配線部品の低減によりコスト削減を可能とするばかりか、システムの配線作業を簡単しするため、システムの立上げ時間を短縮し、又、全体の信頼性を高め、保守が容易に行えることで、保守時間の短縮にも繋がる効果がある。【００２６】  図２は、図１に示す本発明における通信制御システム内部の信号タイミングチャート図である。アドレス信号を含むあるタイミングにおける“０”、“１”、“２”、“３”の区間について、制御出力状態“０”、“０”、“１”、“１”と、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８間のデータ信号線間の電圧と、当該区間における監視入力信号状態“０”、“１”、“０”、“０”と、監視データ信号１７と、Ｉｓ電流信号１８をそれぞれ横軸を時間軸として表している。Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８には、データ信号１６が載っており、アドレスに対する出力信号状態タイミングチャート図で関連を示している。アドレス０、１、２、３に対し、出力信号“０”、“０”、“１”、“１”信号がデータ信号１６上に矩形波パルスで状態を示している。図２のデータ信号１６の示す如く、出力データ状態“０”は、立下り時間が長く、後半４分の１の区間のみハイレベル状態となるデューティーサイクルを示し、出力データ状態“０”が更に１サイクル続いた後、出力データ“１”を示す伝送パルス幅は、前半４分の１の区間の短いローレベル状態から後半４分の３サイクルの間、ハイレベルとなり、続く出力信号も“１”であるため、前半４分の１の区間の短いローレベル状態から後半４分の３サイクルの間、ハイレベルとなっている。【００２７】  一方、監視データ信号１７である入力信号は、上記アドレス０、１、２、３に対し、入力信号“０”、“１”、“０”、“０”を示しており、Ｉｓ電流信号１８は、入力信号“０”の区間ＩＰデータ信号のみのローレベル状態であり、入力信号“０”の区間継続し、入力信号“１”の区間ＩＰ＋Ｉｉｓ電流が流れ、データ信号１６のローレベルの区間継続後データ信号１６の反転と共にローレベルとなる。そして入力信号“０”の区間ローレベルを継続し、入力信号“１”の区間ＩＰ＋Ｉｉｓ電流が再び流れ、データ信号１６のローレベルの区間継続後データ信号１６の反転と共にローレベルとなる。【００２８】  図３に本発明における親局内部の機能ブロックを示す。
親局６は、制御部１に親局６内部に有する子局全体のシリアルデータをパラレル信号にして制御部１に送り込むデータ入力部２０と制御部１から制御出力信号４であるパラレル信号を親局６にシリアル信号にして取り込む出力データ部２１と当該制御システム全体で用いるクロック信号の生成回路と、親局のアドレス設定手段を司る回路、子局からの信号を取り込む親局入力部３１と親局から子局への信号と子局の電源となる電力を重畳して送出する親局出力部２５と電源部２６によって構成されている。【００２９】  親局６は、制御部１の入力ユニット３へ子局から受けた直列信号を直列・並列変換し、親局送信信号５として送出する入力データ部２０と、制御部１の出力ユニット２から親局受信信号４として受けた並列信号を並列・直列変換し信号を取込む出力データ部２１とタイミング発生手段２３、制御データ発生手段２４、親局出力部２５を構成する。親局出力部２５は、制御データ発生手段２４とラインドライバ２７からなり、ＤＣ電源２６から電源供給を受け、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８を経由し、システム全体に電源を供給する。この電源重畳による信号伝送が配線の省略を実現する特徴の一部である。【００３０】  また、親局６の親局入力部３２は監視信号検出手段３０と監視データ抽出手段２９で構成され、入力データ部２０へと信号を送出する。監視信号検出手段３０は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８を経由してターミナルシステム６７から送出された一群の子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１である子局カスケード入出力ターミナルから得られた被検出体情報であるデータ信号を検出する。また、親局６は、伝送ブリーダ電流回路２８を有する。【００３１】  親局のインタフェイス回路である伝送ブリーダ電流回路２８は、親局出力部２５内のラインドライバ２７に接続されており、制御データ発生手段２４から受けた制御データをタイミング発生手段２３から送られるクロック信号と共に外部信号接続部（Ｄ＋側）３２を経由して、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７に又、外部信号接続部（Ｄ−側）３３を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。【００３２】  ラインドライバ２７は、親局入力部３１の監視信号検出手段３０にデータ信号を渡し、監視データ抽手段２９は、タイミング発生手段２３から受けたクロック信号と同期して監視データ信号を得る。この監視データ信号を入力データ部２０に渡し、制御部１の入力ユニット３に親局送信信号５として伝送する。一方、制御部１の出力ユニット２は親局受信信号４を親局の出力データ部２１に伝送し、その信号成分をタイミング発生手段２３から受けるクロック信号により親局出力部２５の中の制御データ発生手段２４において制御データを発生し、ラインドライバ２７を介して、外部信号接続部（Ｄ−側）３３を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。【００３３】  図４に親局内部の機能ブロック及び配線図を示す。
親局６は、制御部１に親局６内部に有する子局全体のシリアルデータを３２Ｂｉｔのパラレル信号にして出力ポートｐ番“０”３８から出力ポートｐ番“３１”３９から制御部１に送り込むデータ入力部２０と制御部１から制御出力信号４である３２Ｂｉｔのパラレル信号を入力ポートｉ番“０”３６から入力ポートｉ番“３１”３７に親局６に取り込み、シリアル信号に変換して取り込む出力データ部２１と当該制御システム全体で用いるクロック信号の生成回路と、６Ｂｉｔのアドレス設定スイッチによる親局のアドレス設定手段を司る回路と、子局からの信号を監視信号として取り込む監視信号検出手段３０と、監視データ抽出手段２９と、直列・並列変換入力データ部シフトレジスタと、ラインドライバ２７と制御データ発生手段２４からなる親局入力部３１と親局から子局への信号と子局の電源となる電力を重畳して送出する親局出力部２５と電源部２６によって構成されている。【００３４】  親局６は、制御部１の入力部３に監視データ抽出手段２９から受けた直列データ信号を入力データ部２０においてシフトレジスタにより、直列・並列変換し、入力ポートｉ番“０”３６から入力ポートｉ番“３１”３７の入力ポートを介して親局送信信号５として、送出する。一方、制御部１の出力ユニット２から親局６に送出される親局受信信号４は、出力ポートｐ番“０”３８から出力ポートｐ番“３１”３９を経由して、出力データ部２１にて、並列データを直列に変換し、制御データ発生手段２４に取込む。【００３５】  タイミング発生手段２３は、Ｄｃｋクロック信号４１を出力データ部２１に送り、ＳＴ信号４３を制御データ発生手段２４に、またＤｉｃｋデータ入力クロック信号４４を入力データ部２０に送出する。親局入力部３１は、監視データ検出手段３０にて、監視信号を検出し、インバータ４０経由で監視データ抽出手段２９のフリップフロップにＤｉｉｐ信号４７として送出する。【００３６】  親局６から各センサターミナルに送出する信号は、外部信号接続部（Ｄ＋側）３４と外部信号接続部（Ｄ−側）３５からＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出される。
出力データ部２１は、インタフェイスとして受けたデータを並列・直列変換し、Ｄｏｐｓ直列データ信号４２として制御データ発生手段２４に送出し、制御データＰｃｋ信号４６としてラインドライバ２７から外部信号接続部（Ｄ−側）３５を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。
タイミング発生手段２３を用いて、出力データ部２１の並列・直列変換のプリセット信号とすると共に、入力データ部２０の直列・並列変換入力データ部シフトレジスタのプリセット信号となっている。【００３７】  伝送ブリーダ電流回路２８は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８に並列に接続されている。ラインドライバ２７の出力電流とブリーダ電流回路から流れ出るＩｐ信号４８とＩｉｓ電流信号５０の合成電流がＩｓ電流信号４９として監視信号検出手段３０の回路に流れる。監視信号がＩｓ電流信号４９から検出され、インバータ４０を介して監視データ抽出手段２９であるフリップフロップにＤｉｉｐ信号４７として伝達される。前記フリップフロップの出力から入力データ部にＤｉｉｓデータ入力監視信号４５が伝えられる。【００３８】  各センサ部の状態信号である直列のＤｉｉｓデータ入力監視信号４５は、一旦入力データ部２０のシフトレジスタに蓄えられる。直列データであるシフトレジスタの各セルのデータは、そのまま並列データとして、入力ポートｉ番“０”３６から入力ポートｉ番“３１”３７に渡され、制御部の入力ユニットに対し、並列データとして送出する。一方、制御部の出力ユニットから送出された親局受信信号４は、出力ポートｐ番“０”３８から出力ポートｐ番“３１”３９に送り込まれ、出力データ部２１内部で並列データの直列変換がなされ、Ｄｏｐｓ直列データ信号４２として、制御データ発生手段２４に送出される。
このようにして、子局からの電流信号を監視信号として親局に取り込み、同時にパルス幅信号として親局の出力信号を子局に送出できることから、信号の二重化ができるため、送信信号ラインと受信用の信号ラインを別々に持たずに制御システムを構成できるため、配線の省略が実現できる。【００３９】  図５に、親局内部の各信号のタイミングチャート図を示す。図５は、図４における親局６の配線機能ブロック図各部の信号波形である。
図５は、基本クロック信号である４ＣＫ信号５１と、システム内クロック信号であるＤｃｋクロック信号４１と、スタート信号ＳＴ信号４３と、ＥＮＤ信号５３と、監視信号対応のクロック信号であるＤｉｃｋデータ入力クロック信号４４と、制御出力信号であるＤｏｐｓ信号４２と、制御出力信号とクロック信号を含むＰｃｋ信号５１と、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８間の伝送信号と、監視信号電流を含むＩｓ電流信号１８と、監視信号の反転した入力電流信号Ｄｉｉｐ信号４７と、監視信号Ｄｉｉｓデータ入力監視信号４５と、入力データ部のシフトレジスタの信号をそれぞれ横軸を時間軸として表している。【００４０】  図５のタイミングチャート図について説明する。
４ＣＫ信号５１は、基本クロック信号である。Ｄｃｋクロック信号４１は、ＳＴ信号４３の立ち上がり信号の後、次のスタート信号の立ち上がりまでの間、一定周期のクロック信号を継続的に送出する。ＳＴ信号４３に対し、全子局データの終了時に、１．５ｔ０のパルス幅のＥＮＤ信号５３が伝送され、一連の伝送信号の終了を認識する。Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号４４は、入力データ部２０の信号処理の行うためのクロック信号である。Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号４４は、Ｄｃｋクロック信号４１のクロック開始点よりクロック一周期分遅れて開始、クロック終止点より一周期手前で終了する。【００４１】  入力データ部２０は、監視データ抽出手段２９からの子局カスケード入力部１２の監視信号を待って信号処理する。制御部１の出力ユニット２から親局６の出力データ部２１に渡された並列信号である制御出力信号４は、出力信号変換部２１において、並列データから直列データに変換され、直列データ信号であるＤｏｐｓ信号４２として制御データ発生手段２４に送られる。図５において、Ｄｏｐｓ信号４２の状態が“０”、“０”、“１”、“１”の状態である場合の信号事例を示している。【００４２】  Ｄｉｉｓデータ入力監視信号４５は、監視信号が“０”、“１”、“０”、“０”の状態である場合の信号事例を示す。Ｐｃｋ信号５１は、Ｄｃｋクロック信号４１の逆相を呈するクロック信号であり、ラインドライバ２７からＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に送出され、子局カスケード入出力部である入出力部ターミナルの状態信号処理を行う。Ｄｉｉｐ信号４７は、監視信号検出手段３０において検出された監視信号をインバータ４０で反転させた入力電流信号であり、監視データ抽出手段であるフリップフロップの入力に監視信号情報を伝達する。当該監視データ抽出手段であるフリップフロップには、Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号４４に同期し、Ｄｉｉｓデータ入力監視信号４５を入力データ部２０に送出する。Ｉｐ信号電流４８は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に載っている信号に従い流入する伝送ブリーダ電流回路の信号電流である。【００４３】  図６は、子局部の内部配線図及び機能ブロック図である。
子局部９は、子局アドレス部１０と、単一或いは複数の子局カスケード入力部１２或いは単一或いは複数の子局カスケード出力部１１或いは単一或いは複数の子局カスケード入力部１２と単一或いは複数の子局カスケード出力部１１の混在によって構成される。ここで、子局部９について説明する。【００４４】  子局部９は、子局アドレス部１０に続く子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１に対し、カスケード信号であるＡＤＱ信号５７を送出する。ＡＤＱ信号５７を受けた子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１は、続く子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１に対し、ＣＱ信号５８を順次受け渡す。従って、子局部９は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８の２本の配線とＡＤＱ信号線或いはＣＱ信号線の１本、合計３本の配線によって接続されている。【００４５】  図６においては、子局カスケード入力部１２のカスケード入力ポート５９，７２には実施例として、センサ入力としてこの場合は、スイッチ入力が記載されている。また、子局カスケード出力部１１には、実施例として、カスケード出力ポート６０，８２にＬＥＤが接続された出力例の場合が記載されている。尚、ＣＱ信号５８は、子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１が続く限り、子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１によって生成され、続く子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１に送出される。【００４６】  図７は、子局アドレス部の機能ブロック図である。
子局アドレス部１０は、子局アドレス部１０の内部で消費される電源を生成する電源用ダイオード６２とコンデンサ、子局アドレス部電源部６１と、アドレスデータ信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出する回路と、アドレス抽出手段５５と、アドレス設定手段５４によって構成される。子局アドレス部の動作について説明する。
Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に分岐を設け、子局部９を接続するが、子局部９の第一に子局アドレス部１０が接続され、子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１を続いて接続する。子局アドレス部１０の電源として、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から、電源用ダイオード６２を介し、コンデンサの充電により脈流を押さえＶｃｐ（＋２４Ｖ）を得る。【００４７】  一方、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８から子局アドレス部電源部６１を経て信号レベルであるＶｃｇ（＋１９Ｖ）を得る。Ｖｃｐ（＋２４Ｖ）線とＶｃｇ（＋１９Ｖ）の間には、５Ｖの信号成分を含む伝送信号が含まれている。
Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から、制御データ信号抽出手段５６を経て、ｄ０信号６３としてアドレス抽出手段５５に取込み、アドレス設定手段５４によって当該子局のアドレスを決定した信号を合わせ当該子局部のカスケード信号であるＡＤＱ信号５７を生成し、次に続く子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１に送出する。【００４８】  図８は、子局アドレス部のタイミングチャート図である。子局アドレス部のタイミングチャート図は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の間のデータ信号１６である伝送信号と、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＶｃｇ（＋１９Ｖ）の間の信号、ｄ０信号６３と、スタート信号であるＳＴ信号４３と子局アドレス部で生成されたカスケード信号であるＡＤＱ信号５７をそれぞれ横軸を時間軸として表している。【００４９】  Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８によって伝送される信号からインバータを介して得られたｄ０信号６３の立ち上がりからオンディレータイマにより、３ｔ０の後、ｓｔ信号４３が立上り、５ｔ０のスタート信号の立下りと共に立ち下がる。又、子局アドレス部９のから送出されるＡＤＱ信号から子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１へカスケード信号として送出されるのＡＤＱ信号５７のタイミング関係を破線で示す。【００５０】  図９は、子局カスケード入力部内部の回路図及び機能ブロック図である。
子局カスケード入力部１２は、子局アドレス部１２の内部で消費される電源を生成する電源用ダイオードとコンデンサ、子局アドレス部電源部ＣＶと、アドレスデータ信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出する回路と、第一の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６５と、第二の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６６と、第一の監視信号を取込む３入力のＡＮＤゲート６７と、第二の監視信号を取込む３入力のＡＮＤゲート６８と、当該子局カスケード入力部１２の出力信号を通過させるＯＲゲート６９と、当該子局カスケード入力部１２の出力信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８間に送出する出力トランジスタ７１とアドレス抽出手段５５と、第一と第二の監視信号を取込むカスケード入力ポート５９，７２と、次の子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１にカスケード信号をＣＱ信号５８を送出するＣＱｏｕｔ端子から構成されている。【００５１】  子局カスケード入力部１２の動作について説明する。
子局部９は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８から分岐を取り、子局カスケード入力部１２接続され、ｄ０信号６３、ｄ０１信号６４を得る。ｄ０信号６３、ｄ０１信号６４は、フリップフロップ６５，６６のクロック端子Ｃｋに接続され２Ｂｉｔ入力の信号取り込みタイミングを設定する。また、ｄ０１信号６４とフリップフロップ６５，６６のそれぞれの出力信号であるｄｒ１信号７３とｄｒ２信号７４とカスケード入力ポート５９，７２からのスイッチ入力信号を入力とする二つの３入力ＡＮＤゲート６７，６８の出力をＯＲゲート６９で受け、ＯＲゲート６９の出力であるｄｉｐ信号７０を出力トランジスタ７１からＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８へ送出している。【００５２】      Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８には、親局が制御部から受けた制御信号であるデータ信号１６として子局に向け送出している。そこで、子局カスケード入力部１２では、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７からｄ０信号６３として抽出し、インバータを経由して、信号成分ｄ０信号６３の反転信号であるｄ０１信号６４を得る。ｄ０１信号６４は、フリップフロップ６５のｃｋ部に繋がり、当該フリップフロップは、前記ｄ０１信号６４とＡＤＱ信号５７により、パルス出力する。この子局カスケード入力部１２の例では、２入力であるので、カスケード入力ポート５９の取り込みタイミングを決定するフリップフロップ６５と、１クロックシフトした信号取り込みタイミングを決定するフリップフロップ６６で構成されている。【００５３】      当該子局カスケード入力部１２の第一の監視信号であるセンサ入力信号をカスケード入力ポート５９から取り込み、これに先の第一の監視信号の取り込みタイミング信号であるｄｒ１信号７３と親局からの信号と同期を取るｄ０１信号６４の３つの信号と受ける３入力ＡＮＤゲート６７の出力をＯＲゲート６９に繋ぐ。また、第二の監視信号であるセンサ入力信号をカスケード入力ポート７２から取り込み、これに先の第二の監視信号の取り込みタイミング信号であるｄｒ２信号７４と親局からの信号と同期を取るｄ０１信号６４の３つの信号と受ける３入力ＡＮＤゲート６８の出力をＯＲゲート６９に繋ぐ。ＯＲゲート６９の出力は、ｄｉｐ信号７０として出力トランジスタ７１からＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の間へ送出する。当該子局カスケード入力部１２の動作終了のタイミングであるｄｒ２信号７４を次なる子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１の動作ようのＣＱ信号５８とする。【００５４】  ３入力アンドゲート６７には、ｄ０１信号７１と前記フリップフロップの出力であるｄｒ１信号７３が接続されており、３入力アンドゲートの出力は、ｄｉｐ信号７２として、トランジスタを介し、出力信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８に第一の監視信号１Ｂｉｔに続き第二の監視信号１Ｂｉｔ送出する。前記フリップフロップ６６の出力は、カスケード信号であるＣＱ信号５８として次の子局カスケード入力部１２あるいは子局カスケード出力部１１に送出される。【００５���】  図１０は、子局カスケード入力部内部の信号のタイミングチャート図である。
子局カスケード入力部１２内部の信号のタイミングチャート図は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の間のデータ信号１６である伝送信号と、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＶｃｇ（＋１９Ｖ）の間の信号、ｄ０信号６３と、ｄ０信号６３のインバータ通過後の反転信号であるｄ０１信号６４と、子局アドレス部で生成されたカスケード信号であるＡＤＱ信号５７と、カスケード入力ポート５９からのｉｎ０スイッチ入力信号と，カスケード入力ポート７２からのｉｎ１スイッチ入力信号と、第一の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６５の出力信号であるｄｒ１信号７３と第二の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６６の出力信号であるｄｒ２信号７４と当該子局カスケード入力部１２の動作終了のタイミングで次なる子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１の動作のためのカスケード信号であるＣＱ信号５８と監視信号を電流信号としてＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の間に送出するｄｉｐ信号７０をそれぞれ横軸を時間軸として表している。【００５６】  図９の各部のタイミングチャート図である図１０の動作について信号波形から説明する。共通のデータ信号線であるＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８上のデータ信号１６と同相のｄ０信号６３は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抵抗を介して取込んだ信号であるから、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の信号と同一信号成分を呈し、子局カスケード入力部１２内部の基本信号である。ｄ０１信号６４は、ｄ０信号６３のインバータ後の信号であり、従って、ｄ０信号６３の反転信号を呈している。ＡＤＱ信号５７は、アドレス抽出手段により、アドレス信号を確認した上で当該子局部９のアドレス部の後に続く子局カスケード入力部１２にカスケード信号として送出されたものである。次にｉｎ０スイッチ入力信号が第一の監視信号としてカスケード入力ポート５９から取込まれた状態を示し、またｉｎ１スイッチ入力信号が第二の監視信号としてカスケード入力ポート７２から取込まれた状態を示す。【００５７】  また、ｄ０１信号６４が第一の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６５のＣｋ端子に入り、アドレス部からのカスケードＡＤＱ信号５７が同フリップフロップ６５のＤ端子に入ったタイミングをｄｒ１信号７３として３入力ＡＮＤゲート６７に送出する。次にｄ０１信号６４が第二の監視信号の取込みタイミングを設定するフリップフロップ６６のＣｋ端子に入り、前記フリップフロップ６５の出力端子Ｑの信号をフリップフロップ６６のＤ端子に取込むと、当該フリップフロップ６６の出力端子Ｑには、フリップフロップ６５より１クロックシフトした第二の監視信号の取込みタイミング信号であるｄｒ２信号７４が得られる。【００５８】  ｄｒ２信号７４はそのままカスケード信号としてＣＱ信号５８となる。
当該子局カスケード入力部１２の出力信号が、前記ｄｉｐ信号７０として、ｄ０１信号６４とフリップフロップ６５，６６のそれぞれの出力信号であるｄｒ１信号７３とｄｒ２信号７４とカスケード入力ポート５９，７２からのスイッチ入力信号を入力とする二つの３入力ＡＮＤゲート６７，６８の出力をＯＲゲート６９で受け、ＯＲゲート６９の出力信号として、出力トランジスタ７１からＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８へ送出するものである。ここでは、入力アドレス“０”、“１”、“２”、“３”に対し、監視信号入力が“０”、“１”、“０”、“０”状態である場合の信号事例を示している。【００５９】  図１１は、子局カスケード出力部内部の回路図及び機能ブロック図である。
子局カスケード出力部１１は、子局カスケード出力部１１の内部で消費される電源を生成する電源用ダイオードとコンデンサ、子局カスケード出力部の電源部ＣＶと、制御データ信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出する回路と、第一の制御信号の出力タイミングを設定するフリップフロップ７５と、第二の出力信号の出力タイミングを設定するフリップフロップ７６と、第一の出力信号を出力する２入力のＡＮＤゲート７７と、第二の出力信号を出力する２入力のＡＮＤゲート７８と、出力をｔ０／２遅らせるＯＦＦディレータイマ７９と、第一及び第二の出力状態を保持するフリップフロップ８０，８１とフリップフロップ８０，８１の状態を子局カスケード出力部１１の出力として、第一及び第二の出力を出力する２個の出力トランジスタと、出力トランジスタの出力を外部に出力する子局カスケード出力ポート６０，８２から出力するＯＵＴ０，ＯＵＴ１端子と、続く子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１に対し、カスケード信号であるＣＱ信号５８を出力するＣＱＯＵＴ端子から構成されている。【００６０】  子局カスケード出力部１１の各部の機能と動作を説明する。
図１１において、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出した信号成分ｄ０信号６３は、インバータを経由して、信号成分ｄ０信号６３の反転信号であるｄ０１信号６４を得る。ｄ０１信号６４は、第一及び第二の出力タイミングを設定するフリップフロップ７５，７６のｃｋ部に繋がれており、フリップフロップ７５のＤ端子には、ＣＱ信号５８或いはＡＤＱ信号５７が接続され、フリップフロップ７５の出力端子Ｑから第一の出力タイミング信号であるｄｒ１信号８３を生成する。同時にこのｄｒ１信号８３は、次の第二の出力タイミング信号を得るために、フリップフロップ７６のＤ端子に繋がれている。
従って、フリップフロップ７６の出力端子Ｑからは、第一出力タイミングから１サイクル遅れてた第二の出力タイミング信号ｄｒ２信号８４を生成する。【００６１】  次にｄ０１信号６４を更にインバータにて反転させた信号を第一及び第二の出力タイミング信号であるｄｒ１信号８３とｄｒ２信号８４をそれぞれ２入力ＡＮＤゲート７７，７８に繋ぐ。また、ｄ０１信号６４を更にインバータにて反転させた信号にｔ０／２のオフディレータイマ７９を経由したｄ１信号８５を第一及び第二の出力状態を保持するそれぞれのフリップフロップ８０，８１のＤ端子に繋ぎ、第一及び第二の出力状態ＯＵＴ０、ＯＵＴ１、をそれぞれの出力トランジスタからカスケード出力ポートＯＵＴ０、ＯＵＴ１端子において、出力端子にはＬＥＤが繋がれており、それぞれ“１”、“１”状態が出力されていることを示す。また、フリップフロップ８１のＱ端子からの出力は、当該子局カスケード出力部１１のカスケード信号であるＣＱ信号５８を出力する。【００６２】  図１２は、子局カスケード出力部内部の信号のタイミングチャート図である。
図１１の子局カスケード出力部１１内部の信号のタイミングチャート図は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の間のデータ信号１６である伝送信号と、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＶｃｇ（＋１９Ｖ）の間の信号、ｄ０信号６３と、ｄ０信号６３のインバータ通過後の反転信号であるｄ０１信号６４と、当該子局部９より前の子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１によって生成されたカスケード信号であるＣＱ信号５８を入力信号として取込む信号ＣＱｉｎと、第一の出力タイミング信号であるｄｒ１信号８３と、第二の出力タイミング信号であるｄｒ２信号８４と、次なる子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１の動作のためのカスケード信号であるＣＱ信号５８と、ｄ０１信号６４をインバータにて反転させた信号にｔ０／２のオフディレータイマ７９を経由したｄ１信号８５と、第一及び第二の出力を２個の出力トランジスタから出力する子局カスケード出力ポート６０，８２から出力するＯＵＴ０，ＯＵＴ１端子の信号をそれぞれ横軸を時間軸として表している。【００６３】  図１１の各部の信号のタイミングチャート図である図１２の動作と機能について信号波形から説明する。
共通のデータ信号線であるＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８上のデータ信号１６と同相のｄ０信号６３は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抵抗を介して取込み、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８の信号と同一信号成分となっており、子局カスケード出力部１１内部の基本信号である。ｄ０１信号６４は、ｄ０信号６３のインバータ後の信号であり、従って、ｄ０信号６３の反転信号となっている。ＣＱ信号５８は、子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１により生成されたカスケード信号である。【００６４】  ｄ０信号６３がフリップフロップ７５のＣｋ端子に繋がれており、前の子局カスケード入力部１２或いは子局カスケード出力部１１から取込んだカスケード信号ＣＱ信号５８がフリップフロップ７５のＤ端子に繋がれており、フリップフロップ７５の出力が、ｄｒ１信号８３として第一の出力の出力タイミングとなる。また、ｄｒ１信号８３は、第二の出力の出力タイミング信号を生成するため、フリップフロップ７６のＤ端子に接続されており、ｄｒ１信号８３より１クロックサイクル遅れてフリップフロップ７６の出力端子からｄｒ２信号８４を出力した信号波形である。【００６５】  ｄ０１信号６４の後にインバータを設け、この信号を２つのＡＮＤゲート７７，７８の入力とし、それぞれのＡＮＤゲートに前記第一及び第二の出力の出力タイミングｄｒ１信号８３とｄｒ２信号８４を繋ぎそれぞれ当該子局カスケード出力部１１の出力をラッチしているフリップフロップ８０，８１のそれぞれのＣｋ端子に繋ぎ、それぞれのＤ端子に前記ｄ０１信号６４の後にインバータを設け、この信号をオフディレータイマ７９を介してｔ０／２のオフディレー信号であるｄ１信号８５を繋ぐ。この時の信号波形がｄ１信号８５である。フリップフロップ８０，８１の出力がそれぞれ第一及び第二の出力信号波形として、ＯＵＴ０，ＯＵＴ１端子でカスケード出力ポート６０，８２の信号波形となる。【００６６】  図１３は、子局カスケード入力部とエアーシリンダとセンサ配線図及びエアー配管図である。自動制御機器の中で、図１３に示すエアーシリンダ８６或いは油圧シリンダ８６による直進方向の往復運動が広く用いられている。この場合、シリンダ位置センサ８７，８８が用いられ、電気的にシリンダの位置を把握するようになっており、これによって、空圧源或いは油圧源とをソレノイドバルブ等を制御し、エアー制御配管８９，９０或いは油圧配管と繋ぎ、シリンダ軸を所定の出入り位置に制御する仕組みとなっている。単一の空圧或いは油圧機器では位置センサ信号線９１，９２はあまり問題とならないが、多数の空圧或いは油圧機器のシリンダを並べてそれぞれを自在に制御し、自動制御を行う場合において、位置センサ信号線９１，９２やその入力ターミナルは、配線上できる限り配線を簡素化し、配線を省略を行いたいという要求が高い。そこで、それぞれのセンサ入力をＤ＋，Ｄ−，カスケード線９３とし、コネクタ９４，９７を用い、配線途中にターミナル９５を設けることができれば、大幅な配線の省略、配線の簡素化が行いえる。そして結束バンド９６で配線途中で他の配線と共に固定すれば、大幅な配線の省略、配線の簡素化が行いえる。また、磁石による配線経路にある鉄板部品やケースへの固定も配線の制約を軽減し、有効である。【００６７】  図１４は、子局アドレス部及び子局カスケード入力部とセンサ配置図を示す。
図１４は、前図のシリンダを多数有する自動制御機器の２入力の子局カスケード入力部１２をＤ＋，Ｄ−，カスケード線９３の３線で次々接続し、配線の省略、簡略化を果たしたものである。
親局６と子局部間を繋ぐＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８から分岐コネクタ１０１によってＴ型に分岐したＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８に、子局アドレス部９８を接続し、Ｄ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線とコネクタにより子局カスケード入力部１２とを接続する。子局カスケード入力部１２には、シリンダ位置センサ９９，１００を位置センサ信号線９１，９２で接続している。同様に子局カスケード入力部１２のもう一方の端のコネクタからＤ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線により次の子局カスケード入力部１２に接続し、子局カスケード入力部１２にはシリンダ位置センサ９９，１００を接続する。【００６８】  子局カスケード入力部１２の接続を要する台数分をＤ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線で接続を繰り返す。また幹線であるＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８や分岐後のＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８から分岐コネクタ１０１によってＴ型に分岐し、子局アドレス部９８を接続し、Ｄ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線とコネクタにより子局カスケード入力部１２の接続を繰り返し、必要な監視データをセンサから入力し、親局に集約することができる。
このように、本発明は、入力点数の多いシステムや、図示しないが同様の出力点数が多いシステム或いは、入力と出力が混在し、点数が多いシステムにおいて、大幅な配線の省略に役立ち、また、配線の単純化、簡素化が実現できる。【００６９】  図１５は、子局カスケード入力部と複数のエアーシリンダ接続の模式図を示す。
親局６と子局部９を接続するＤ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８に子局アドレス部９８を接続し、Ｄ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線とコネクタにより子局カスケード入力部１２であるターミナル９５に接続し、ターミナル９５に位置センサ信号線９１，９２で接続し、エアーシリンダ８６のシリンダ位置を検出し、ソレノイドバルブ動作側に子局カスケード出力部１１を取付け、エアー制御配管８９，９０を介してエアーシリンダを制御するものである。被制御部であるエアーシリンダの数と等しい数の子局カスケード入力部１２をＤ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線とコネクタで接続することで、シリンダの位置監視、或いは、子局カスケード出力部１１によるソレノイドバルブの制御を行うことができる。この場合の配線は、Ｄ＋，Ｄ−，カスケード線９３である３線のケーブル配線であり、単純かつ容易な配線作業で、システムを完成することができる。また、子局カスケード入力部１２であるターミナル９５は、他の配線と結束バンドなどにより、配線経路に組み込むことができるため、システム全体を小型化することができると同時に、監視すべきセンサが一定間隔あるいは、ランダムに配置されていても、配線は単純な繰り返しであり、配線作業の効率化と配線の省略、小型化などが実現できる。【００７０】  また、図示しないが、子局カスケード出力部１１と子局カスケード入力部１２を対にして、出力側を発光、入力側を受光として透過型センサを構成し、更に前記の対を複数組み合わせることにより、一次元から多次元に及ぶ情報データ収集システムが実現できる。この場合、画像解析による多次元解析と比較し、単純かつセンサ位置や投光位置の制約がなく自由に行えることで、安価な多次元情報入力装置が実現できる。たとえば、曲線を描いて製品が流動するコンベアラインにおいて、異種形状の製品が流れる場合、その製品形状に大小があり、また複雑な形状をしていても、前記の多次元情報データ収集システムを用いることにより、容易にかつ安価に、物の立体形状（３次元情報）を収集でき、距離をおいて物の立体形状（３次元情報）を再度収集することにより、時間、速度といった４次元情報が容易にかつ安価に得られる。カメラによるシステムでは、視野の死角が生じたり、これを防止するための更なるカメラを設けることとなると、大幅なコストアップになるが、当該センサシステムであれば、物流経路に合わせ自由に配置できるため、利用がし易く且つ安価なセンサシステムが構築できる。
このような、３次元（立体データ）或いは４次元（立体データの時間変化）情報収集システムは、物流監視に留まらず、セキュリティシステムにおける侵入監視や、交通システムにおける形状および速度監視を行うシステムにも広く応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明における複数の子局カスケード入力部、複数の子局カスケード出力部のシステムを示す。
【図２】本発明における複数の子局カスケード入力部、複数の子局カスケード出力部のシステムの信号タイミングチャート図を示す。
【図３】本発明における親局内部の機能ブロックを示す。
【図４】親局内部の機能ブロック及び配線図を示す。
【図５】親局内部の各信号のタイミングチャート図を示す。
【図６】子局部の内部配線図及び機能ブロック図である。
【図７】子局アドレス部の機能ブロック図である。
【図８】子局アドレス部のタイミングチャート図である。
【図９】子局カスケード入力部内部の回路図及び機能ブロック図である。
【図１０】子局カスケード入力部内部の信号のタイミングチャート図である。
【図１１】子局カスケード出力部内部の回路図及び機能ブロック図である。
【図１２】子局カスケード出力部内部の信号のタイミングチャート図である。
【図１３】子局カスケード入力部とエアーシリンダとセンサ配線図及びエアー配管図である。
【図１４】子局アドレス部及び子局カスケード入力部とセンサ配置図を示す。
【図１５】子局カスケード入力部と複数のエアーシリンダ接続の模式図を示す。
【符号の説明】
【００７２】１  制御部
２  出力ユニット
３  入力ユニット
４  制御出力信号
５  制御入力信号
６  親局
７  Ｄ＋電源重畳共通データ信号線
８  Ｄ−電源重畳共通データ信号線
９  子局部
１０  子局アドレス部
１１  子局カスケード出力部
１２  子局カスケード入力部
１３  被制御部
１４  センサ部
１５  カスケード信号
１６  データ信号
１７  監視データ信号
１８  Ｉｓ電流信号
１９  水晶発振回路
２０  入力データ部
２１  出力データ部
２２  親局アドレス設定手段
２３  タイミング発生手段
２４  制御データ発生手段
２５  親局出力部
２６  ＤＣ電源
２７  ラインドライバ
２８  伝送ブリーダ電流回路
２９  監視データ抽出手段
３０  監視信号検出手段
３１  親局入力部
３２，３４  外部信号接続部（Ｄ＋側）
３３，３５  外部信号接続部（Ｄ−側）
３６  入力ポートｉ番“０”
３７  入力ポートｉ番“３１”
３８  出力ポートｐ番“０”
３９  出力ポートｐ番“３１”
４０  インバータ
４１  Ｄｃｋクロック信号
４２  Ｄｏｐｓ信号
４３  ＳＴ信号
４４  Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号
４５  Ｄｉｉｓデータ入力監視信号
４６  Ｐｃｋ信号
４７  Ｄｉｉｐ信号
４８  Ｉｐ信号電流
４９  Ｉｓ電流信号
５０  Ｉｉｓ電流信号
５１  ４ＣＫ信号
５２  プリセット信号端子
５３  ＥＮＤ信号
５４  アドレス設定手段
５５  アドレス抽出手段
５６  制御データ信号抽出手段
５７  ＡＤＱ信号
５８  ＣＱ信号
５９，７２  カスケード入力ポート
６０，８２  カスケード出力ポート
６１  子局アドレス部電源部
６２  電源用ダイオード
６３  ｄ０信号
６４  ｄ０１信号
６５，６６，７５，７６，８０，８１フリップフロップ
６７，６８，７７，７８ＡＮＤゲート
６９  ＯＲゲート
７０  ｄｉｐ信号
７１  出力トランジスタ
７３，８３  ｄｒ１信号
７４，８４  ｄｒ２信号
７９  オフディレータイマ
８５  ｄ１信号
８６  エアーシリンダ
８７，８８，９９，１００  シリンダ位置センサ
８９，９０  エアー制御配管
９１，９２  位置センサ信号線
９３  Ｄ＋，Ｄ−，カスケード線
９４，９７  コネクタ
９５，８８  ターミナル
９６  結束バンド
９８  子局アドレス部
１０１  分岐コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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