(57)【要約】【課題】入出力ターミナルや専用ＬＳＩを増設することなく、入出力機器の接続点数を拡張して、制御システムの簡略化およびコストダウンを図る。【解決手段】出力ターミナル４７は、制御装置１０側に接続される制御装置接続部４７ａと、出力機器３０側に接続される第１出力機器接続部４７ｃとを繋ぐ信号出力ライン４７ｈを２系統に分岐して、第２出力機器接続部４７ｄを拡張すると共に、２系統の分岐ライン４７ｉ、４７ｊにそれぞれゲート回路４７ｆ、４７ｇを設け、さらに、信号入出力ライン４７ｈのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統のゲート回路４７ｆ、４７ｇを背反的に開閉させるように構成される。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定本数の信号入出力ラインを介して、制御装置と入出力機器とを接続する制御システムであって、前記信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器の接続点数を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
制御装置側に接続される制御装置接続部と、入出力機器側に接続される入出力機器接続部とを備えると共に、所定本数の信号入出力ラインを介して、前記制御装置接続部と前記入出力機器接続部とを接続する入出力ターミナルであって、前記信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器接続部を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とする入出力ターミナル。
【請求項３】
制御装置側に接続される制御装置接続部と、入出力機器側に接続される入出力機器接続部とを備える入出力ターミナルに接続され、該入出力ターミナルの入出力機器接続部を拡張する入出力拡張ユニットであって、前記入出力ターミナルの入出力機器接続部から所定本数の信号入出力ラインを引き出し、該信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器接続部を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とする入出力拡張ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの制御装置と、センサ、スイッチなどの入力機器と、アクチュエータ、表示デバイスなどの出力機器とを接続して構成される制御システムに関し、また、制御システムの省配線に用いられる入出力ターミナルや、その入出力点数を拡張する入出力拡張ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
郵便物仕分けライン、工場生産ラインなどの施設では、プログラマブルコントローラ、パーソナルコンピュータなどの制御装置と、センサ、スイッチなどの入力機器と、アクチュエータ、表示デバイスなどの出力機器とを接続して大規模な制御システムが構築されている。
【０００３】
近年においては、制御装置の高性能化に伴い、制御装置の入出力点数が増加しているが、制御装置に対する入出力機器の接続数が増えると、制御装置と入出力機器とを繋ぐ配線が煩雑になる許りでなく、配線の延長による電圧降下などが問題になる。
【０００４】
そこで、図５に示すような省配線システムが提案されている。この種の省配線システムは、制御装置１００に接続されるメインボード（親局）１０１と、各入出力機器１０２に接続される入出力ターミナル（子局）１０３と、この入出力ターミナル１０３をメインボード１０１に数珠つなぎ状に接続する通信ケーブル１０４とを用いて構成されている。なお、入出力ターミナル１０３としては、入力専用の入力ターミナル、出力専用の出力ターミナル、入出力に兼用される入力・出力ターミナルがある。
【０００５】
つまり、メインボード１０１及び入出力ターミナル１０３は、パラレル／シリアル変換回路（専用ＬＳＩ）を備えており、制御装置１００や入出力機器１０２から出力される所定本数のパラレル信号をデータが１ビットずつ順次に送られる形式のシリアル信号に変換し、通信ケーブル１０４を介してシリアル通信（ＲＳ４８５など）を行うように構成されている。このように構成された省配線システムによれば、制御装置１００と入出力機器１０２とを繋ぐ配線の本数を大幅に削減でき、広範囲の入出力機器を接続することが可能になる。
【０００６】
ところで、上記従来の省配線システムでは、通常、入出力ターミナルの入出力点数が標準化（例えば入力１６点、出力１６点）されており、それに合わせて専用ＬＳＩが設計されている。そのため、近くに配置された入出力機器であっても、入出力点数が標準点数を超える場合は、入出力ターミナルが２つ必要になり、コストアップを招来する不都合がある。
【０００７】
そこで、入出力ターミナルの入出力点数を拡張することが提案されるが、この場合には、入出力ターミナルに専用ＬＳＩを増設するか、或いは、入出力点数が多い専用ＬＳＩを新規に開発する必要があるため、上記の場合と同様に大幅なコストアップを招来することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、入出力ターミナルや専用ＬＳＩを増設することなく、入出力機器の接続点数を拡張して、制御システムの簡略化およびコストダウンを図れるようになり、しかも、２系統に分けた分岐ラインの何れか一方を選択的に使用することにより、２系統の混乱を防止することができる制御システム、入出力ターミナルおよび入出力拡張ユニットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の制御システムは、所定本数の信号入出力ラインを介して、制御装置と入出力機器とを接続する制御システムであって、前記信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器の接続点数を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記課題を解決するために本発明の入出力ターミナルは、制御装置側に接続される制御装置接続部と、入出力機器側に接続される入出力機器接続部とを備えると共に、所定本数の信号入出力ラインを介して、前記制御装置接続部と前記入出力機器接続部とを接続する入出力ターミナルであって、前記信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器接続部を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記課題を解決するために本発明の入出力拡張ユニットは、制御装置側に接続される制御装置接続部と、入出力機器側に接続される入出力機器接続部とを備える入出力ターミナルに接続され、該入出力ターミナルの入出力機器接続部を拡張する入出力拡張ユニットであって、前記入出力ターミナルの入出力機器接続部から所定本数の信号入出力ラインを引き出し、該信号入出力ラインを２系統に分岐して、前記入出力機器接続部を拡張すると共に、２系統の分岐ラインにそれぞれゲートを設け、さらに、前記信号入出力ラインのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統の前記ゲートを背反的に開閉させることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する制御システムを図面に基づいて詳細に説明する。図１は、制御システム（省配線システム）の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、制御システム１は、制御装置１０と、入力機器２０と、出力機器３０と、これらを接続する省配線システム４０とから構成されている。
【００１３】
制御装置１０は、プログラマブルコントローラ、パーソナルコンピュータなどの汎用制御機器であり、本実施形態では、標準規格化された拡張スロットを備えるパーソナルコンピュータが使用される。入力機器２０は、センサ、スイッチなどであり、また、出力機器３０は、アクチュエータ、表示デバイスなどで構成される。例えば、郵便物仕分けラインを構成する本実施形態の制御システム１においては、出力機器３０（表示デバイス）として、発光ダイオード（ＬＥＤ）やディスプレイモジュールを備えている。
【００１４】
省配線システム４０は、メインボード４１、入力ターミナル４２（入力１６点）、出力ターミナル４３（出力１６点）、入力・出力ターミナル４４（入力１６点、出力１６点）、通信ケーブル４５などの既存品や、入力ターミナル４６（入力１５点×２）、出力ターミナル４７（出力１５点×２）、入力拡張ユニット４８、出力拡張ユニット４９などの本発明の実施品を任意に組み合せて構成される。
【００１５】
メインボード４１は、制御装置１０の拡張スロットに装着され、通信ケーブル４５を介して、各ターミナル４２〜４７とシリアル通信を行う。つまり、メインボード４１は、制御装置１０が出力するパラレル信号を、シリアル信号に変換して送信する機能と、各ターミナル４２〜４７から受信したシリアル信号を、パラレル信号に変換して制御装置１０に入力する機能とを備えている。また、メインボード４１は、シリアル信号を送信する際、送信先を指定するために、各ターミナル４２〜４７のＩＤ情報（アドレス）を付加する一方、シリアル信号を受信した際、送信元を特定するために、各ターミナル４２〜４７のＩＤ情報を識別する。
【００１６】
入力ターミナル４２は、メインボード４１または上位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される制御装置接続部と、下位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される下位ターミナル接続部と、入力機器２０に接続される１６点の入力機器接続部とを有し、また、ターミナル内部には、シリアル通信回路およびシリアル／パラレル変換回路を構成する専用ＬＳＩを備えている。つまり、入力ターミナル４２は、入力機器２０から入力したパラレル信号を、シリアル信号に変換してメインボード４１に送信するように構成されており、シリアル信号を送信する際には、送信元を特定するためのＩＤ情報を付加する。
【００１７】
出力ターミナル４３は、メインボード４１または上位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される制御装置接続部と、下位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される下位ターミナル接続部と、出力機器３０に接続される１６点の出力機器接続部とを有し、また、ターミナル内部には、シリアル通信回路およびシリアル／パラレル変換回路を構成する専用ＬＳＩを備えている。つまり、出力ターミナル４３は、メインボード４１から受信したシリアル信号を、パラレル信号に変換して出力機器３０に出力するように構成される。シリアル信号の受信に際しては、シリアル信号に付加されたＩＤ情報に基づいて、その送信先を識別している。
【００１８】
入力・出力ターミナル４４は、出力ターミナル４３は、メインボード４１または上位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される制御装置接続部と、下位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される下位ターミナル接続部と、入力機器２０に接続される１６点の入力機器接続部と、出力機器３０に接続される１６点の出力機器接続部とを有し、また、ターミナル内部には、シリアル通信回路およびシリアル／パラレル変換回路を構成する専用ＬＳＩを備えている。つまり、入力・出力ターミナル４４は、入力機器２０から入力したパラレル信号を、シリアル信号に変換してメインボード４１に送信する機能と、メインボード４１から受信したシリアル信号を、パラレル信号に変換して出力機器３０に出力する機能とを備えるように構成される。また、入力・出力ターミナル４４は、シリアル信号を送信する際に、送信元を特定するためのＩＤ情報を付加し、シリアル信号の受信に際しては、シリアル信号に付加されたＩＤ情報に基づいて、その送信先を識別している。
【００１９】
入力ターミナル４６は、メインボード４１または上位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される制御装置接続部と、下位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される下位ターミナル接続部と、入力機器２０に接続される１５点の第１入力機器接続部と、入力機器２０に接続される１５点の第２入力機器接続部とを有し、また、ターミナル内部には、シリアル通信回路およびシリアル／パラレル変換回路を構成する専用ＬＳＩと、入力機器接続部を切り換えるゲート回路とを備えている。つまり、入力ターミナル４６は、何れかの入力機器接続部を選択する機能と、選択した入力機器接続部（入力機器２０）から入力したパラレル信号を、シリアル信号に変換してメインボード４１に送信する機能とを備えるように構成されており、シリアル信号を送信する際には、送信元を特定するためのＩＤ情報を付加する。
【００２０】
出力ターミナル４７は、メインボード４１または上位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される制御装置接続部と、下位ターミナル４２〜４７に通信ケーブル４５を介して接続される下位ターミナル接続部と、出力機器３０に接続される１５点の第１出力機器接続部と、出力機器３０に接続される１５点の第２出力機器接続部とを有し、また、ターミナル内部には、シリアル通信回路およびシリアル／パラレル変換回路を構成する専用ＬＳＩと、出力機器接続部を切り換えるゲート回路とを備えている。つまり、出力ターミナル４３は、何れかの出力機器接続部を選択する機能と、メインボード４１から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換し、上記選択された出力機器接続部を介して出力機器３０に出力する機能とを備えるように構成される。シリアル信号の受信に際しては、シリアル信号に付加されたＩＤ情報に基づいて、その送信先を識別している。
【００２１】
入力拡張ユニット４８は、入力ターミナル４２の入力機器接続部に接続される１６点の入力ターミナル接続部と、入力機器２０に接続される１５点の第１入力機器接続部と、入力機器２０に接続される１５点の第２入力機器接続部とを有し、また、ユニット内部には、入力機器接続部を切り換えるゲート回路を備えている。つまり、入力拡張ユニット４８は、入力ターミナル４２の入力機器接続部（１６点）を拡張（１５点×２）すると共に、入力機器接続部の選択的な切換機能を入力ターミナル４２に付加する。
【００２２】
出力拡張ユニット４９は、出力ターミナル４３の出力機器接続部に接続される１６点の出力ターミナル接続部と、出力機器３０に接続される１５点の第１出力機器接続部と、出力機器３０に接続される１５点の第２出力機器接続部とを有し、また、ユニット内部には、出力機器接続部を切り換えるゲート回路を備えている。つまり、出力拡張ユニット４９は、出力ターミナル４３の出力機器接続部（１６点）を拡張（１５点×２）すると共に、出力機器接続部の選択的な切換機能を出力ターミナル４３に付加する。
【００２３】
次に、出力ターミナル４７及び出力拡張ユニット４９の構成及び動作を、図２及び図３に基づいて詳細に説明する。なお、入力ターミナル４６及び入力拡張ユニット４８の構成及び動作は、出力ターミナル４７及び出力拡張ユニット４９とほぼ同じであるため、図示及び詳細な説明を省略する。
【００２４】
図２は、出力点数が拡張された出力ターミナルの構成を示すブロック図である。この図に示すように、出力ターミナル４７は、前述した制御装置接続部４７ａ、下位ターミナル接続部４７ｂ、第１出力機器接続部４７ｃ、第２出力機器接続部４７ｄ、専用ＬＳＩ４７ｅ及び２つのゲート回路４７ｆ、４７ｇを備えている。専用ＬＳＩ４７ｅからは、１６本の信号出力ライン４７ｈが引き出されており、これが２系統に分岐し、出力機器接続部４７ｃ、４７ｄに接続されている。２系統の分岐ライン４７ｉ、４７ｊには、それぞれゲート回路４７ｆ、４７ｇが設けられ、各ゲート回路４７ｆ、４７ｇは、信号出力ライン４７ｈのなかの任意の１本（Ｄｏ１５）をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインをソフトコントロールすることにより行われる信号反転に基づいて、背反的に開閉するように構成される。つまり、ゲート切換ラインを”１”とした場合は、一方のゲート回路４７ｆが開き、第１出力機器接続部４７ｃを介して１５点（ｂｉｔ０〜１４）の信号出力が可能になり、一方、ゲート切換ラインを”０”とした場合は、他方のゲート回路４７ｇが開き、第２出力機器接続部４７ｄを介して１５点（ｂｉｔ０〜１４）の信号出力が可能になる。例えば、図３に示すように、第１出力機器接続部４７ｃに第１表示デバイス（ＯＵＴ１：発光ダイオード）を接続し、第２出力機器接続部４７ｄに第２表示デバイス（ＯＵＴ２：ディスプレイモジュール）を接続すれば、信号出力ラインＤｏ１５のコントロールにより、制御対象の表示デバイスを選択し、該表示デバイス（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）を１５点（ｂｉｔ０〜１４）の信号出力ラインを使ってＤｏ０〜１４を制御することができる。
【００２５】
図４は、出力拡張ユニットの構成を示すブロック図である。この図に示すように、出力拡張ユニット４９は、出力ターミナル接続部４９ａ、第１出力機器接続部４９ｂ、第２出力機器接続部４９ｃ及び２つのゲート回路４９ｄ、４９ｅを備えている。出力ターミナル接続部４９ａからは、１６本の信号出力ライン４９ｆが引き出されており、これが２系統に分岐し、出力機器接続部４９ｃ、４９ｄに接続されている。２系統の分岐ライン４９ｇ、４９ｈには、それぞれゲート回路４９ｄ、４９ｅが設けられ、各ゲート回路４９ｄ、４９ｅは、信号出力ライン４９ｆのなかの１本（Ｄｏ１５）をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、背反的に開閉するように構成される。これにより、既存の出力ターミナル４３においても、本発明の出力ターミナル４７と同様の作用効果を発揮することが可能になる。
【００２６】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、出力機器３０（または入力機器２０）の接続点数を拡張する場合は、既存の出力ターミナル４３に代えて出力ターミナル４７（または入力ターミナル４６）を使用する。この出力ターミナル４７は、制御装置１０側に接続される制御装置接続部４７ａと、出力機器３０側に接続される第１出力機器接続部４７ｃとを繋ぐ信号出力ライン４７ｈを２系統に分岐して、第２出力機器接続部４７ｄを拡張すると共に、２系統の分岐ライン４７ｉ、４７ｊにそれぞれゲート回路４７ｆ、４７ｇを設け、さらに、信号入出力ライン４７ｈのなかの１本をゲート切換ラインとし、該ゲート切換ラインの信号反転に基づいて、２系統のゲート回路４７ｆ、４７ｇを背反的に開閉させるように構成される。これにより、ゲート切換ラインのコントロールにより、出力機器３０を選択し、この出力機器３０を残りの信号出力ライン４７ｈを使って制御することが可能になる。その結果、出力ターミナル４３や専用ＬＳＩ４７ｅを増設することなく、出力機器３０の接続点数を拡張して、制御システム１の簡略化およびコストダウンを図れ、しかも、２系統に分けた分岐ライン４７ｉ、４７ｊの何れか一方を選択的に使用することにより、２系統の混乱を防止することができる。また、既存の出力ターミナル４３（入力ターミナル４２）に、出力拡張ユニット４９を接続した場合も、上記と同様の作用効果を発揮することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したことにより、入出力ターミナルや専用ＬＳＩを増設することなく、入出力機器の接続点数を拡張して、制御システムの簡略化およびコストダウンを図れるようになり、しかも、２系統に分けた分岐ラインの何れか一方を選択的に使用することにより、２系統の混乱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御システム（省配線システム）の全体構成を示すブロック図である。
【図２】出力点数が拡張された出力ターミナルの構成を示すブロック図である。
【図３】出力点数が拡張された出力ターミナルにおけるソフトコントロールの例を示す説明図である。
【図４】出力拡張ユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】制御システム（従来）の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　制御システム
１０　　制御装置
２０　　入力機器
３０　　出力機器
４０　　省配線システム
４１　　メインボード
４２　　入力ターミナル
４３　　出力ターミナル
４４　　入力・出力ターミナル
４５　　通信ケーブル
４６　　入力ターミナル
４７　　出力ターミナル
４７ａ　制御装置接続部
４７ｂ　下位ターミナル接続部
４７ｃ　第１出力機器接続部
４７ｄ　第２出力機器接続部
４７ｅ　専用ＬＳＩ
４７ｆ　ゲート回路
４７ｇ　ゲート回路
４７ｈ　信号出力ライン
４７ｉ　分岐ライン
４７ｊ　分岐ライン
４８　　入力拡張ユニット
４９　　出力拡張ユニット
４９ａ　出力ターミナル接続部
４９ｂ　第１出力機器接続部
４９ｃ　第２出力機器接続部
４９ｄ　ゲート回路
４９ｅ　ゲート回路
４９ｆ　信号出力ライン
４９ｇ　分岐ライン
１００　制御装置
１０１　メインボード
１０２　入出力機器
１０３　入出力ターミナル
１０４　通信ケーブル
【図１】
2004038859.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004038859.tif 000006
【図５】
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