(57)【要約】【課題】中央制御装置及び複数の周辺装置からなる制御システムにおいて、各装置から出力される電気信号を光信号に変換して、各装置間のデータ伝送を光信号で行う制御システムを提供する。【解決手段】中央制御装置１０と、中央制御装置１０に接続された第１光電気変換ユニット３０と、第１光電気変換ユニット３０に光ケーブル１８によりループ状に順次接続された複数の第２光電気変換ユニット３１と、第２光電気変換ユニット３１に接続された周辺装置と、を有する制御システム１であって、各装置から出力された電気信号は第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１により光信号に変換されて伝送される制御システム１である。【選択図】図１
2004248234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号からなる制御信号、及び、保守信号が入出力される中央制御装置、及び、複数の周辺装置を有する制御システムにおいて、上記中央制御装置には、第１光電気変換ユニットが接続され、上記周辺装置には、第２光電気変換ユニットが接続され、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、光ケーブルを介してループ状に順次接続されており、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置から入力された上記制御信号、及び、上記保守信号を上記光信号に変換し、上記光ケーブルを介して、上記光信号を次段の第１光電気変換ユニット、または、次段の第２光電気変換ユニットに送り、上記第２光電気変換ユニットは、上記周辺装置から入力された制御信号、及び、保守信号を、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから送られてきた上記制御信号、及び、上記保守信号に挿入し、さらに、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから、上記光ケーブルを介して送られてきた上記光信号を、上記制御信号、及び、上記保守信号に変換して、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置に出力することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
請求項１の制御システムにおいて、前記制御信号、及び、前記保守信号は、パラレルの電気信号であって、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、入力された前記制御信号、及び、前記保守信号をシリアルの電気信号に変換した後、前記光信号に変換して出力するとともに、入力された前記光信号を上記シリアルの電気信号に変換した後、前記制御信号、及び、前記保守信号に変換して出力することを特徴とする制御システム。
【請求項３】
請求項２の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニットは、パラレルシリアル変換部と、電気光変換部と、光電気変換部と、シリアルパラレル変換部と、入出力インタフェース部と、を有し、前記中央制御装置から前記第１光電気変換ユニットに入力された制御信号、及び、保守信号は、上記入出力インタフェース部を介して上記パラレルシリアル変換部に送られ、次いで、上記パラレルシリアル変換部でシリアルの電気信号に変換され、上記シリアルの電気信号は、上記電気光変換部により光信号に変換されて出力されるとともに、前段の第２光電気変換ユニットから前記第１光電気変換ユニットに入力された光信号は、上記光電気変換部によりシリアルの電気信号に変換され、次いで、上記シリアルの電気信号は、上記シリアルパラレル変換部により、制御信号、及び、保守信号に変換され、上記制御信号、及び、上記保守信号は、上記入出力インタフェース部を介し、前記中央制御装置に出力されることを特徴とする制御システム。
【請求項４】
請求項３の制御システムにおいて、前記第２光電気変換ユニットは、請求項３に記載の第１光電気変換ユニットにおいて、前記パラレルシリアル変換部の後段に設けた信号分岐部と、上記信号分岐部の後段に設けた信号挿入部と、を有する構成であって、前記シリアルパラレル変換部より出力された制御信号、及び、保守信号は、上記信号分岐部により２方向に分岐され、分岐された上記制御信号、及び、上記保守信号のうち、１方向の制御信号、及び、保守信号は、前記第２光電気変換ユニットに接続された前記周辺装置に出力され、他の１方向の制御信号、及び、保守信号は、上記信号挿入部に送られ、上記信号挿入部において、上記他の１方向の制御信号、及び、保守信号に、前記周辺装置から前記第２光電気変換ユニットに入力された制御信号、及び、保守信号が挿入されることを特徴とする制御システム。
【請求項５】
請求項４の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記光電気変換部の後段に設けられた信号障害検出部と、前記シリアルパラレル変換部の後段に設けられた信号遮断部と、を有し、上記信号障害検出部は、前記光電気変換部に障害を伴った光信号が入力されると、障害信号を発して上記信号遮断部に送り、上記信号遮断部は、上記障害信号が入力されると、前記シリアルパラレル変換部より出力された前記制御信号、及び、前記保守信号を遮断し、所定信号を出力することを特徴とする制御システム。
【請求項６】
請求項５の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記信号障害検出部の後段に設けられ、前記障害検出部から発せられた前記障害信号が入力されると、信号異常を通知する障害通知部を有し、前記第２光電気変換ユニットにおいては、前記障害信号は、前記信号挿入部にも送られ、前記障害信号は、前記信号挿入部で、前記信号遮断部が発した前記所定信号に挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られ、前記第１光電気変換ユニットにおいては、前記障害信号を含む光信号が入力されると、前記障害信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、上記障害通知部に送られることを特徴とする制御システム。
【請求項７】
請求項６の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、パリティ発生部、及び、パリティ確認部を有し、上記パリティ発生部は、前記パラレルシリアル変換部の前段に設けられ、前記パラレルシリアル変換部に入力される制御信号、及び、保守信号のパリティデータを算出し、上記パリティデータを上記制御信号、及び、上記保守信号に付加し、上記パリティ確認部は、前記信号遮断部の後段に設けられ、前記信号遮断部から出力される制御信号、及び、保守信号のパリティを算出し、算出された上記パリティと、付加されている上記パリティデータとを比較し、算出された上記パリティと、付加された上記パリティデータとが異なっていれば、パリティ異常信号を発し、上記パリティ異常信号は、前記障害通知部に送られ、前記障害通知部は、上記パリティ異常信号が入力されると、信号異常を通知し、前記第２光電気変換ユニットにおいては、上記パリティ異常信号は、前記信号挿入部にも送られ、上記パリティ異常信号は、前記信号挿入部において、制御信号、及び、保守信号に挿入され、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られ、前記第１電気変換ユニットにおいては、上記パリティ異常信号が含まれる光信号が入力されると、上記パリティ異常信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、前記障害通知部に送られ、信号異常が通知されることを特徴とする制御システム。
【請求項８】
請求項７の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットに割り当てられた識別用の番号であるユニット番号を示すユニット番号信号を発するユニット番号発信部を有し、さらに、前記第１光電気変換ユニットは、上記ユニット番号信号が入力されると、上記ユニット番号を通知するユニット番号通知部を有し、上記ユニット番号発信部は、前記信号障害検出部、及び、前記パリティ確認部の後段に設けられ、上記ユニット番号発信部に、前記障害信号、または、前記パリティ異常信号が入力されると、上記ユニット番号信号を発し、上記ユニット番号信号は、前記第１光電気変換ユニットにおいては、上記ユニット番号通知部に送られ、上記ユニット番号通知部は、上記ユニット番号信号が入力されると、上記ユニット番号信号が示すユニット番号を通知し、前記第２光電気変換ユニットにおいては、上記ユニット番号信号は、前記信号挿入部に送られ、上記ユニット番号信号は、前記信号挿入部で、前記制御信号、及び、前記保守信号に挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られ、さらに、前記第１光電気変換ユニットにおいて、上記ユニット番号信号を含む光信号が入力されると、上記ユニット番号信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、上記ユニット番号通知部に送られることを特徴とする制御システム。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかの制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、出力フォーマット変換部、及び、入力フォーマット変換部を有し、上記出力フォーマット変換部は、前記入出力インタフェース部の後段に設けられ、前記入出力インタフェース部から出力された制御信号、及び、保守信号をマルチフレーム構成に変換し、上記入力フォーマット変換部は、前記入出力インタフェース部の前段に設けられ、マルチフレーム構成の制御信号、及び、保守信号を、元の制御信号、及び、元の保守信号に変換することを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御信号、及び、保守信号が伝送される中央制御装置、及び、複数の周辺装置からなる制御システムにおいて、各装置から出力されるこれらの信号を光信号に変換して、各装置間の信号伝送を光信号で行うとともに、伝送された光信号がこれらの信号に変換されて中央制御装置、または、周辺装置に入力される制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクトリーオートメーション等においては、制御信号、及び、保守信号が伝送される中央制御装置、及び、複数の周辺装置からなる制御システムが、多く用いられている。
【０００３】
ここで、制御信号とは、電気信号であって、中央制御装置から発せられて周辺装置を制御するための信号、または、中央制御装置からの指令に基づいて、周辺装置から発せられるデータを含む信号である。具体的には、中央制御装置から発せられるアドレス信号、指令信号、書き込みデータ、及び、周辺装置を介して各工作機器から出力される読み込みデータを有する信号である。
【０００４】
保守信号とは、中央制御装置、または、周辺装置に何らかの作動異常が発生した場合に、その異常を示す信号、各装置を初期状態に戻すリセット信号、及び、各装置の電源部に異常が発生した場合、その旨を通知する信号を有する信号である。
【０００５】
保守信号は、中央制御装置、または、周辺装置に異常が発生した場合、制御信号の受発信にかかわらず、リアルタイムに発信される。
【０００６】
中央制御装置は、所定のプログラムに応じて演算処理を行う演算部を備えている。この演算部は、プログラムに応じて種々の信号を発信し、周辺装置に接続された工作機器等を制御するとともに、工作機器等から発信されたデータを、周辺装置を介して受信し、このデータに対する演算処理を行う。
【０００７】
図１５に、従来の制御システムの１例を示す。この制御システム２は、演算部１１が搭載された中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂからなる。周辺装置１２ａには、工作機器１５ａ、及び、工作機器１５ｂが、周辺装置１２ｂには、工作機器１５ｃ、及び、工作機器１５ｄが接続されている。
【０００８】
中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂは、両端に電気コネクタ１７を備えた多芯数の電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂにより、順次、接続されている。電気コネクタ１７が接合される端子部（図示せず）は、中央制御装置１０には１つ、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂには、それぞれ２つ設けてある。各装置間に伝送される信号は、この端子部を介して入出力される。
【０００９】
周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの２つの端子部は、上位端子部（図示せず）、及び、下位端子部１６という構成になっており、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに入力される信号は、上位端子部から入力され、そのまま、下位端子部１６から出力される。よって、上位端子部に、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂから見て、中央制御装置１０に近い側の電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂを接続する。
【００１０】
このような接続により、中央制御装置１０から出力された信号は、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂを介して周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに伝送される。また、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂから出力された信号も、同様に電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂを介して中央制御装置１０に伝送される。なお、図１５の制御システム２においては、周辺装置１２ｂの下位端子部１６は使用されていないが、この周辺装置１２ｂの下位端子部１６を用いれば、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの接続と同様に、新たな周辺装置をさらに接続することができるので、システムの拡張を容易に行うことができる。
【００１１】
次に、この制御システム２における信号の流れを説明する。始めに、工作機器１５ａないし１５ｄのいずれかに、何らかの動作を行わせる際の流れを説明する。この場合、まず、中央制御装置１０に搭載された演算部１１から、該当する工作機器が接続された周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂのアドレスを指定するアドレス信号を有する制御信号が発せられる。
【００１２】
例えば、工作機器１５ａに対して何らかの動作を行わせたいとする。中央制御装置１０は、工作機器１５ａが接続された周辺装置１２ａを指定するアドレス信号を有する制御信号を発する。この制御信号は、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのいずれにも送られるが、周辺装置１２ａは、この制御信号の入力に呼応して応答信号を発し、この応答信号を含む制御信号を中央制御装置１０に伝送する。周辺装置１２ｂは、この制御信号を受けても、応答信号を発しない。
【００１３】
中央制御装置１０に、この応答信号を含む制御信号が入力されると、中央制御装置１０は、周辺装置１２ａに対して、指令信号を含む制御信号を発する。工作機器１５ａの作動を制御する場合は、この制御を司る書き込みデータが制御信号に含まれる。
【００１４】
この指令信号が周辺装置１２ａに入力されると、周辺装置１２ａは、指令信号に従って工作機器１５ａの作動を制御する。あるいは、工作機器１５ａからデータを収集し、このデータを中央制御装置１０に伝送する。工作機器１５ａの作動を制御する場合は、書き込みデータが周辺装置１２ａに書き込まれ、この書き込みデータに対応して、工作機器１５ａの作動が制御される。
【００１５】
工作機器１５ａの作動が行われると、周辺装置１２ａは、制御、または、収集処理を実行した旨を示す応答信号を中央制御装置１０に伝送する。中央制御装置１０は、この応答信号が入力されることにより、１つの指令が完結したことを認識する。
【００１６】
保守信号は、中央制御装置１０、または、周辺装置１２ａ、もしくは、周辺装置１２ｂに異常が発生した場合、上記の制御信号の有無とは無関係に発信される。そして、中央制御装置１０から発信される保守信号は周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂから発信される保守信号は、中央制御装置１０に、制御信号の有無とは関係なしにリアルタイムに伝送される。
【００１７】
ところで、従来の制御システム２において、制御信号、及び、保守信号の信号伝送は、上述のように、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂを介して行われている。ゆえに、制御システム２においては、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの設置距離は、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂの長さの許容範囲によって制限される。なぜならば、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂは、その長さが長いほど、外部電磁ノイズ、または、反射ノイズの影響、もしくは、信号減衰等が顕著となるからであり、無制限に長くすることができないからである。
【００１８】
ゆえに、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂの長さの許容範囲は十数ｍ程度であり、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの接続距離も、必然的に十数ｍ程度とせざるをえない。これ以上長くなると、伝送される電気信号がノイズの影響を受けやすくなり、その影響を受けた信号によって、各装置が誤動作をおこしたり、データが無効となってしまう可能性が高くなる。よって、システム全体の安定性に影響を与える事態となる。
【００１９】
また、長さが上記の許容範囲の上限に近い電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂを使用する場合、電気ケーブル１３ａ、及び、電気ケーブル１３ｂは、耐電磁ノイズ性が高く、シールド効果の大きなものを使用する必要がある。このようなケーブルは、一般的に高価であるため、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの設置間距離が大きい場合は、システム構築のためのコストが極めて大きなものとなることがある。以上の理由により、従来の制御システム２は、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂとの設置距離が十数ｍを超えるような大規模なシステムには適用しにくいという問題があった。
【００２０】
そこで、上述のような電気信号を用いる伝送に関する問題を解決する手段として、電気信号を光信号に変換し、この光信号により信号伝送を行う方式が提案されている。その１例として、特許文献１には、光電気変換機能を有し、マイクロコンピュータと直接接続できるインタフェースを内蔵した光伝送モジュールに関する技術が記載されている。これは一対のマイクロコンピュータを光伝送モジュール、及び、光ケーブルを用いて接続し、マイクロコンピュータから発せられるデータを光信号に変換し、この光信号を相互に送受信することにより、データ伝送を行うものである。
【００２１】
このような光ケーブルを用いた光信号による伝送によれば、装置間の距離が長大なものとなっても、信号損失はほとんどなく、また、外部電磁ノイズの影響も受けにくい。ゆえに、動作の安定性という点において、優位性の高いシステム構築が可能である。また、光ケーブルは上述の電気ケーブルよりも安価であるので、コスト面においても優位となる場合がある。
【００２２】
【特許文献１】特開平６−２３２８１５号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術は、マイクロコンピュータ同士の１対１伝送は可能であるものの、図１５に示す制御システム２のような、１対多の伝送に関する技術は示されていない。また、特許文献１の技術では、保守信号に関する考慮もなされておらず、制御システム２のような、保守信号をリアルタイムに伝送する必要のあるシステムには適用できない。
【００２４】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、制御信号、及び、保守信号が伝送される中央制御装置、及び、複数の周辺装置からなる制御システムにおいて、各装置から出力されるこれらの信号を光信号に変換して、各装置間の信号伝送を光信号で行うとともに、伝送された光信号がこれらの信号に変換されて中央制御装置、または、周辺装置に入力される制御システムを提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、電気信号からなる制御信号、及び、保守信号が入出力される中央制御装置、及び、複数の周辺装置を有する制御システムにおいて、上記中央制御装置には、第１光電気変換ユニットが接続され、上記周辺装置には、第２光電気変換ユニットが接続され、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、光ケーブルを介してループ状に順次接続されている。
【００２６】
上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置から入力された上記制御信号、及び、上記保守信号を上記光信号に変換し、上記光ケーブルを介して、上記光信号を次段の第１光電気変換ユニット、または、次段の第２光電気変換ユニットに送る。
【００２７】
また、上記第２光電気変換ユニットは、上記周辺装置から入力された制御信号、及び、保守信号を、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから送られてきた上記制御信号、及び、上記保守信号に挿入する。
【００２８】
さらに、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから、上記光ケーブルを介して送られてきた上記光信号を、上記制御信号、及び、上記保守信号に変換して、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置に出力することを特徴とする制御システムである。
【００２９】
請求項２の発明は、請求項１の制御システムにおいて、前記制御信号、及び、前記保守信号は、パラレルの電気信号であって、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、入力された前記制御信号、及び、前記保守信号をシリアルの電気信号に変換した後、前記光信号に変換して出力するとともに、入力された前記光信号を、上記シリアルの電気信号に変換した後、前記制御信号、及び、前記保守信号に変換して出力することを特徴とする制御システムである。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項２の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニットは、パラレルシリアル変換部と、電気光変換部と、光電気変換部と、シリアルパラレル変換部と、入出力インタフェース部と、を有する制御システムである。
【００３１】
詳しくは、前記中央制御装置から前記第１光電気変換ユニットに入力された制御信号、及び、保守信号は、上記入出力インタフェース部を介して上記パラレルシリアル変換部に送られ、次いで、上記パラレルシリアル変換部でシリアルの電気信号に変換される。このシリアルの電気信号は、上記電気光変換部により光信号に変換されて出力される。
【００３２】
また、前段の第２光電気変換ユニットから前記第１光電気変換ユニットに入力された光信号は、上記光電気変換部によりシリアルの電気信号に変換される。次いで、上記シリアルの電気信号は、上記シリアルパラレル変換部により、制御信号、及び、保守信号に変換され、上記制御信号、及び、上記保守信号は、上記入出力インタフェース部を介し、前記中央制御装置に出力される。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項３の制御システムにおいて、前記第２光電気変換ユニットは、請求項３に記載の第１光電気変換ユニットにおいて、前記パラレルシリアル変換部の後段に設けた信号分岐部と、上記信号分岐部の後段に設けた信号挿入部と、を有する構成とした制御システムである。
【００３４】
詳しくは、この第２光電気変換ユニットは、前記シリアルパラレル変換部より出力された制御信号、及び、保守信号が、上記信号分岐部により２方向に分岐される。分岐された１方向の制御信号、及び、保守信号は、この第２光電気変換ユニットに接続された周辺装置に出力される。
【００３５】
他の１方向の制御信号、及び、保守信号は、上記信号挿入部に送られる。この信号挿入部において、この他の１方向の制御信号、及び、保守信号に、周辺装置からこの第２光電気変換ユニットに入力された制御信号、及び、保守信号が挿入される。
【００３６】
請求項５の発明は、請求項４の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記光電気変換部の後段に設けられた信号障害検出部と、前記シリアルパラレル変換部の後段に設けられた信号遮断部と、を有することを特徴とする制御システムである。
【００３７】
詳しくは、上記信号障害検出部は、前記光電気変換部に障害を伴った光信号が入力されると、障害信号を発して上記信号遮断部に送る。上記信号遮断部は、上記障害信号が入力されると、前記シリアルパラレル変換部より出力された前記制御信号、及び、前記保守信号を遮断し、所定信号を出力する。
【００３８】
この制御システムにおいて、光ケーブルに、折れ曲がり、あるいは、傷つきなどの障害が発生することがある。この場合、この光ケーブルにより伝送される光信号は、この障害による影響によって、信号が破壊される可能性がある。中央制御装置、または、周辺装置に、この破壊された信号が入力されると、誤作動を招く事態となりうる。そのため、第１光電気変換ユニット、及び、第２光電気変換ユニットに信号障害検出部、及び、信号遮断部を設け、光ケーブルに障害が発生し、光信号に障害が伴った場合に、障害を伴った信号を遮断して、中央制御装置、及び、周辺装置にこの信号が送られないようにし、システムの誤動作を防ぐようにしている。
【００３９】
信号遮断部は、障害信号が入力されると、入力された障害を伴った信号に換えて、所定信号を発する。所定信号は、中央制御装置、及び、周辺装置に入力されても、何の作動もしない信号とする。こうすれば、第１光電気変換ユニット、または、第２光電気変換ユニットにおいて、それぞれ障害を伴った光信号が入力されても、その信号が信号遮断部により遮断され、意味をなさない信号が中央制御装置、または、周辺装置に送られ、それぞれの装置は制御が停止されて、誤動作が防がれる。
【００４０】
請求項６の発明は、請求項５の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記信号障害検出部の後段に設けられ、前記障害検出部から発せられた前記障害信号が入力されると、信号異常を通知する障害通知部を有することを特徴とする制御システムである。
【００４１】
また、前記第２光電気変換ユニットにおいては、前記障害信号は、前記信号挿入部にも送られ、前記障害信号は、前記信号挿入部で、前記信号遮断部が発した前記所定信号に挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られる。
【００４２】
前記第１光電気変換ユニットにおいては、前記障害信号を含む光信号が入力されると、前記障害信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、上記障害通知部に送られる。障害通知部における信号異常の通知方法としては、例えば、ランプを点滅させたり、あるいは、アラームを鳴らすなどの方法をとる。
【００４３】
請求項７の発明は、請求項６の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、パリティ発生部、及び、パリティ確認部を有することを特徴とする制御システムである。
【００４４】
詳しくは、上記パリティ発生部は、前記パラレルシリアル変換部の前段に設けられ、前記パラレルシリアル変換部に入力される制御信号、及び、保守信号のパリティデータを算出し、上記パリティデータを上記制御信号、及び、上記保守信号に付加する。
【００４５】
上記パリティ確認部は、前記信号遮断部の後段に設けられ、前記信号遮断部から出力される制御信号、及び、保守信号のパリティを算出し、算出された上記パリティと、付加されている上記パリティデータとを比較し、算出された上記パリティと、付加された上記パリティデータとが異なっていれば、パリティ異常信号を発する。上記パリティ異常信号は、前記障害通知部に送られ、前記障害通知部は、上記パリティ異常信号が入力されると、信号異常を通知する。
【００４６】
また、前記第２光電気変換ユニットにおいては、上記パリティ異常信号は、前記信号挿入部にも送られる。上記パリティ異常信号は、前記信号挿入部において、制御信号、及び、保守信号に挿入され、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られる。
【００４７】
前記第１電気変換ユニットにおいては、上記パリティ異常信号が含まれる光信号が入力されると、上記パリティ異常信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、前記障害通知部に送られ、信号異常が通知される。  請求項８の発明は、請求項７の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットに割り当てられた識別用の番号であるユニット番号を示すユニット番号信号を発するユニット番号発信部を有し、さらに、前記第１光電気変換ユニットは、上記ユニット番号信号が入力されると、上記ユニット番号を通知するユニット番号通知部を有する制御システムである。
【００４８】
詳しくは、上記ユニット番号発信部は、前記信号障害検出部、及び、前記パリティ確認部の後段に設けられ、上記ユニット番号発信部に、前記障害信号、または、前記パリティ異常信号が入力されると、上記ユニット番号信号を発する。
【００４９】
上記ユニット番号信号は、前記第１光電気変換ユニットにおいては、上記ユニット番号通知部に送られる。上記ユニット番号通知部は、上記ユニット番号信号が入力されると、上記ユニット番号信号が示すユニット番号を通知する。
【００５０】
また、前記第２光電気変換ユニットにおいては、上記ユニット番号信号は、前記信号挿入部に送られる。上記ユニット番号信号は、前記信号挿入部で、前記制御信号、及び、前記保守信号に挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られる。
【００５１】
さらに、前記第１光電気変換ユニットにおいて、上記ユニット番号信号を含む光信号が入力されると、上記ユニット番号信号は、前記入出力インタフェース部で抽出されて、上記ユニット番号通知部に送られる。ユニット番号通知部におけるユニット番号の通知方法としては、ユニット番号の電光表示、または、音声による読み上げ処理を行えばよい。
【００５２】
請求項９の発明は、請求項５から８のいずれかの制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、出力フォーマット変換部、及び、入力フォーマット変換部を有する制御システムである。
【００５３】
詳しくは、上記出力フォーマット変換部は、前記入出力インタフェース部の後段に設けられ、前記入出力インタフェース部から出力された制御信号、及び、保守信号をマルチフレーム構成に変換する。
【００５４】
上記入力フォーマット変換部は、前記入出力インタフェース部の前段に設けられ、マルチフレーム構成の制御信号、及び、保守信号を、元の制御信号、及び、元の保守信号に変換する。
【００５５】
この制御システムで伝送される制御信号、及び、保守信号において、信号数が多い場合、そのままパラレルシリアル変換、または、シリアルパラレル変換を行うと、伝送効率が低下する可能性がある。そこで、制御信号、及び、保守信号をマルチフレーム構成に変換すれば、パラレルシリアル変換、及び、シリアルパラレル変換における効率を高めることが可能である。
【００５６】
ここで、中央制御装置、及び、周辺装置に入出力される制御信号、及び、保守信号は、例えば、表１に示す形式の信号であるものとする。この信号は、３２の信号がアサインされた電気信号であって、並列の電気信号として、中央制御装置、及び、周辺装置に入出力されるものである。
【００５７】
【表１】
2004248234.tif 000003
【００５８】
ここで、制御信号は、表１のアドレス／データと、応答信号と、書き込み指令と、読み込み指令と、の各信号により構成される。制御信号は、周辺装置保守１と、周辺装置保守２と、中央制御装置保守１と、中央制御装置保守２と、の各信号により構成される。なお、信号番号２５〜３２は、表１においては使用されていないが、これらは、将来のシステム拡張時に、必要に応じて使用する箇所である。
【００５９】
「アドレス／データ」とは、周辺装置のアドレスを指定するために用いられるアドレス信号、及び、周辺装置に伝送される書き込み信号、または、周辺装置から伝送される読み込み信号であるデータ信号であり、１６の信号が割り当てられている。末尾の数字は、チャンネル数を示す。
【００６０】
「応答信号」とは、中央制御装置から発信されるアドレス信号に応じて周辺装置から出力される信号、または、中央制御装置から発信される指令信号に応じて周辺装置から出力される信号である。
【００６１】
「書き込み指令」とは、中央制御装置が、指定する周辺装置に対して、データ信号を書き込む指令をする信号である。
【００６２】
「読み込み指令」とは、中央制御装置が、指定する周辺装置に対して、この周辺装置が収集したデータ信号を、中央制御装置に対して発信させる指令をする信号である。
【００６３】
「周辺装置保守１」、及び、「周辺装置保守２」とは、周辺装置の異常を示す信号であり、例えば、周辺装置の制御電源の異常や、メモリーの異常などを示す信号である。
【００６４】
「中央制御装置保守１」、及び、「中央制御装置保守２」とは、中央制御装置の異常を示す信号であり、例えば、演算部の暴走を通知する信号や、中央制御装置の電源の異常などを示す信号である。
【００６５】
「リセット信号」とは、周辺装置をリセットして、初期状態に戻すために中央制御装置が発信する信号である。
【００６６】
ここに示す制御信号、及び、保守信号は、出力フォーマット変換部により、例えば、表２に示すマルチフレーム構成の信号に変換される。
【００６７】
【表２】
2004248234.tif 000004
【００６８】
表２に示すように、このマルチフレーム構成の信号は、１６信号×３フレーム構成であって、信号番号ＤＴ００の個所の信号は、フレームビットを示す信号である。
【００６９】
制御信号、及び、保守信号は、これに含まれる信号の種類に応じて、表２の各サイクルのいずれかに変換されるようになっている。具体的には、中央制御装置がアドレス信号を含む制御信号を発した場合は、この信号は、アドレスサイクルのマルチフレーム構成に変換される。また、中央制御装置が、周辺装置に対する書き込み信号を含む制御信号を発した場合は、データサイクルのマルチフレーム構成に変換される。
【００７０】
また、中央制御装置から信号が発せられていない場合、言い換えれば、出力フォーマット変換部に信号が入力されていない場合は、出力フォーマット変換部は、ここに示すノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号を発するようになっている。
【００７１】
また、信号遮断部は、障害信号が入力されると、入力された信号を遮断して所定信号を発するが、この所定信号として、ここに示すノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号を発するようになっている。
【００７２】
表２に示すように、このマルチフレーム構成は、表１に示す信号がすべて割り当てられているが、第２光電気変換ユニットにおいては、信号挿入部で表１に示す信号以外の信号が挿入されるので、この信号の挿入個所も割り当てられている。
【００７３】
「障害信号」は、信号障害検出部が発する障害信号を挿入する箇所である。「パリティ異常」とは、パリティ確認部が発するパリティ異常信号を挿入する箇所である。「パリティ１」、及び、「パリティ２」とは、パリティ発生部が演算したパリティデータを挿入する箇所である。「ユニット番号１〜３」は、割当てられたユニット番号を示すユニット番号信号を挿入する箇所である。
【００７４】
また、表２に示すように、保守信号と、障害信号と、ユニット番号と、パリティ異常と、パリティとは、すべてのサイクルにおいて挿入個所が割り当てられている。これらの信号は、装置の異常、または、信号の異常を示す信号として、制御信号の有無にかかわらず発信されるが、すべてのサイクルにおいて挿入箇所が割り当てられているので、システム内をどのようなサイクルの信号が伝送されていても、これらの信号が即時に挿入される。
【００７５】
入力フォーマット変換部に、上記のマルチフレーム構成の信号が入力されると、この信号は、マルチフレーム構成に変換される前の元の制御信号、及び、保守信号の形式、すなわち、表１に示す形式の並列の信号に変換され、中央制御装置、または、周辺装置に送られる。また、制御信号、及び、保守信号以外の信号は、入出力インタフェース部で抽出されて、所定の部位に送られる。
【００７６】
なお、表１、及び、表２に示した信号の形式は、１つの例を示すものであり、この形式に限定されるものではない。中央制御装置、及び、周辺装置に入出力される信号の形式により、最も適した形式を選択すればよい。
【００７７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、従来の技術における記載事項と共通する構成要素は、同じ符号が付してある。本発明の制御システムは、第１ないし第６の実施形態があり、以下にその詳細を述べる。
【００７８】
図１は、本発明に係る制御システム１の全体構成を示す図である。この全体構成は、以下に説明する第１ないし第６の実施形態すべてに共通するものである。この制御システム１は、中央制御装置１０と、第１光電気変換ユニット３０と、２つの第２光電気変換ユニット３１と、２つの周辺装置１２ａ、１２ｂと、３つの光ケーブル１８と、からなる。なお、図１に記載されている信号出力方向とは、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１から出力される光信号の出力方向を示す。光信号については、後述する。
【００７９】
第１光電気変換ユニット３０は、端部に電気コネクタ１７を備えた電気ケーブル１４ｂが接続されている。第１光電気変換ユニット３０は、電気コネクタ１７が中央制御装置１０の端子部（図示せず）に接合されることにより、中央制御装置１０に接続されている。
【００８０】
同様に、第２光電気変換ユニット３１も、端部に電気コネクタ１７を備えた電気ケーブル１４ａが接続されている。第２光電気変換ユニット３１は、電気コネクタ１７を周辺装置１２ａ、１２ｂに設けられた２つの端子部（図示せず）のうち上位端子部（図示せず）に接合することで、周辺装置１２ａ、１２ｂに接続されている。そして、第１光電気変換ユニット３０、及び、２つの第２光電気変換ユニット３１は、３つの光ケーブル１８により、順次、ループ状に接続されている。
【００８１】
次に、制御システム１の第１ないし第６実施形態の詳細を説明する。制御システム１の第１実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１において、それぞれ、図２、及び、図３に示す第１光電気変換ユニット３０ａ、及び、第２光電気変換ユニット３１ａを適用したものである。
【００８２】
図２、及び、図３に示す第１光電気変換ユニット３０ａ、及び、第２光電気変換ユニット３１ａは、中央制御装置１０、または、周辺装置１２ａ、１２ｂから入力された電気信号を光信号に変換して出力するとともに、入力された光信号を電気信号に変換して、それぞれに接続された中央制御装置１０、または、周辺装置１２ａ、１２ｂに出力するものである。
【００８３】
図２に第１光電気変換ユニット３０ａのブロック図を示す。この第１光電気変換ユニット３０ａは、パラレルシリアル変換部３２と、電気光変換部３４と、光電気変換部３６と、シリアルパラレル変換部３８と、入出力インタフェース部３３と、を有する。パラレルシリアル変換部３２、及び、シリアルパラレル変換部３８は、入出力インタフェース部３３に接続され、入出力インタフェース部３３は、電気ケーブル１４ｂに接続されている。電気光変換部３４、及び、光電気変換部３６は、それぞれ光ケーブル１８が接続される。
【００８４】
この第１光電気変換ユニット３０ａでは、中央制御装置１０から出力される制御信号、及び、保守信号が、電気ケーブル１４ｂを介して入出力インタフェース部３３に入力される。入出力インタフェース部３３は、この制御信号、及び、保守信号をパラレルシリアル変換部３２に送る。
【００８５】
次いで、制御信号、及び、保守信号は、パラレルシリアル変換部３２により、シリアルの電気信号に変換され、電気光変換部３４に送られる。そして、電気光変換部３４により、シリアルの電気信号が、光信号に変換され、電気光変換部３４に接続された光ケーブル１８を介して、次位の第２光電気変換ユニット３１ａに送られる。
【００８６】
また、第１光電気変換ユニット３０ａには、最後段の第２光電気変換ユニット３１ａから、光信号が送られてくる。この光信号は、光電気変換部３６により、シリアルの電気信号に変換され、さらに、シリアルパラレル変換部３８により、シリアルの電気信号が制御信号、及び、保守信号に変換され、入出力インタフェース部３３に送られる。入出力インタフェース部３３は、電気ケーブル１４ｂを介し、制御信号、及び、保守信号を中央制御装置１０に送る。第２光電気変換ユニット３１ａから出力される光信号については、後述する。
【００８７】
図３に第２光電気変換ユニット３１ａのブロック図を示す。この第２光電気変換ユニット３１ａは、第１光電気変換ユニット３０ａの構成とほぼ共通するものであるが、第１光電気変換ユニット３０ａの構成に対し、信号分岐部４０、及び、信号挿入部４２を設けた構成となっている。
【００８８】
第２光電気変換ユニット３１ａにおいては、信号分岐部４０がシリアルパラレル変換部３８の後段に、信号挿入部４２が信号分岐部４０、及び、パラレルシリアル変換部３２の間に設けられ、さらに、それぞれは、入出力インタフェース部３３に接続されている。
【００８９】
この第２光電気変換ユニット３１ａに、光信号が入力されると、この光信号は、光電気変換部３６によりシリアルの電気信号に変換され、さらに、シリアルパラレル変換部３８により、制御信号、及び、保守信号に変換される。
【００９０】
次いで、制御信号、及び、保守信号は、信号分岐部４０により２方向に分岐される。そのうち１方向の信号は、入出力インタフェース部３３に送られる。他の１方向の信号は、信号挿入部４２に送られる。入出力インタフェース部３３に送られた制御信号、及び、保守信号は、電気ケーブル１４ａを介し、接続された周辺装置１２ａに送られる。
【００９１】
一方、この第２光電気変換ユニット３１ａに接続された周辺装置１２ａから、制御信号、及び、保守信号が出力されると、この信号は、電気ケーブル１４ａを介して入出力インタフェース部３３に送られ、さらに、信号挿入部４２に送られる。
【００９２】
この信号挿入部４２には、信号分岐部４０から送られてきた制御信号、及び、保守信号と、入出力インタフェース部３３から送られてきた制御信号、及び、保守信号と、が入力される。この信号挿入部４２においては、信号分岐部４０から送られてきた制御信号、及び、保守信号に対し、これらの各個別の信号に対応して、入出力インタフェース部から送られてきた制御信号、及び、保守信号が挿入される。
【００９３】
挿入された後の信号は、パラレルシリアル変換部３２に送られてシリアルの電気信号に変換された後、電気光変換部３４で光信号に変換され、この光信号は、電気光変換部３４に接続された光ケーブル１８を介して出力される。
【００９４】
以上説明したように、制御システム１の第１実施形態では、中央制御装置１０から出力された制御信号、及び、保守信号は、第１光電気変換ユニット３０ａで光信号に変換されて、出力され、次段の第２光電気変換ユニット３１ａに送られる。そして、第２光電気変換ユニット３１ａでは、接続された周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのいずれから制御信号、及び、保守信号が出力されると、この制御信号、及び、保守信号は、前段の第１光電気変換ユニット３０ａ、または、前段の第２光電気変換ユニット３１ａから送られてきた制御信号、及び、保守信号に挿入されて、出力される。そして、この信号が、次段の第２光電気変換ユニット３１ａ、または、次段の第１光電気変換ユニット３０ａに送られる。このようにして、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの信号伝送が、光信号により行うことができる。
【００９５】
制御システム１の第２実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１において、それぞれに入力される光信号に障害が伴っている場合に、その障害を検出するとともに、その障害に伴う制御システム１の誤動作を防ぐ機能を付加した構成としたものである。
【００９６】
制御システム１は、電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ケーブル１８を介して伝送するものであるが、光ケーブル１８が折れ曲がったり、傷がついたりした場合、その影響により、その箇所を通過する光信号に障害が発生する場合がある。
【００９７】
このような障害を伴った光信号が第１光電気変換ユニット３０ａ、または、第２光電気変換ユニット３１ａに入力されると、障害を伴った信号が中央制御装置、または、周辺装置に入力されることとなり、制御システム１が誤動作をおこしてしまう事態が想定される。
【００９８】
そこで、制御システム１の第２実施形態では、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１において、障害が伴った光信号が入力された際に、その障害発生の検出を行い、その障害に伴う制御システム１の誤動作の保護を行う構成としている。
【００９９】
図４、及び、図５は、第２実施形態に適用される第１光電気変換ユニット３０ｂ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｂのブロック図である。これらは、第１実施形態における第１光電気変換ユニット３０ａ、及び、第２光電気変換ユニット３１ａにおいて、それぞれ、ともに信号障害検出部４４、及び、信号遮断部４６を設けた構成としたものである。
【０１００】
図４、及び、図５に示すとおり、第１光電気変換ユニット３０ｂ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｂとも、信号障害検出部４４は光電気変換部３６の後段に設けられ、信号遮断部４６はシリアルパラレル変換部３８の後段に設けられている。
【０１０１】
信号障害検出部４４は、光電気変換部３６に障害を伴った第１光信号、または、第２光信号が入力された場合、この障害を検出し、障害が発生している旨を示す障害信号を出力する。
【０１０２】
障害の検出方法としては、例えば次の方法をとる。一般的に、電気信号を光化した光信号には、ＡＣ成分が含まれているが、このＡＣ成分の有無を検出すれば、光信号の障害発生を検出することができる。制御システム１においても、第１光信号、または、第２光信号には、ＡＣ成分が含まれており、光ケーブル１８に傷がついたり、折れ曲がったりすると、これらの光信号にその影響が及ぼされ、ＡＣ成分が失われることとなる。信号障害検出部４４は、このＡＣ成分の有無を検出する等により、入力された第１光信号、または、第２光信号の障害を検出し、この障害を検出すると、その旨を示す障害信号を発する。
【０１０３】
信号障害検出部４４から発せられた障害信号は、信号遮断部４６に送られる。信号遮断部４６は、障害信号が入力されないときは、入力された信号をそのま後段に出力するようになっているが、障害信号が入力されると、入力された信号をを遮断し、所定信号を出力するようになっている。この所定信号は、中央制御装置１０、及び、周辺装置１２ａ、１２ｂに入力されても意味をなさない信号、言い換えれば、これらの装置に入力されても何の制御も動作も行わない信号を選定する。
【０１０４】
すなわち、制御システム１の第２実施形態においては、光ケーブル１８の折れ曲がりや傷等により、光信号に障害が発生しても、信号障害検出部４４がその障害を検出して、信号遮断部４６に障害信号を送る。信号遮断部４６は、その障害信号を受け取ると、入力された信号を遮断するとともに、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに影響を及ぼさない所定信号を送る。
【０１０５】
よって、制御システム１の第２実施形態においては、第１光電気変換ユニット３０ｂ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｂに障害を伴った光信号が入力されても、その障害が検出されるとともに、その信号が遮断されるので、障害を伴った信号が中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに送られることはなく、制御システム１の誤動作を防ぐことができる。
【０１０６】
制御システム１の第３実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１に障害を伴った光信号が入力されると、信号異常が発生している旨を通知する機能を付加した構成としたものである。
【０１０７】
制御システム１の第２実施形態においては、光ケーブル１８に障害が発生し、それに伴い、光信号にも障害が生じた際に、光信号の障害の検出を行い、その障害に伴う制御システム１の誤動作を防ぐ構成としている。
【０１０８】
しかしながら、この構成では、制御システム１の誤動作を防ぐことはできても、信号に障害が発生していることの把握はしにくい。制御システム１においては、作業の即時性が求められるので、制御システム１が大規模になるほど、この問題が顕著となる。
【０１０９】
図６、及び、図７は、それぞれ、第３実施形態の制御システム１に適用される第１光電気変換ユニット３０ｃ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｃのブロック図である。
【０１１０】
第１光電気変換ユニット３０ｃ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｃは、それぞれ、図４に示す第１光電気変換ユニット３０ｂ、及び、図５に示す第２光電気変換ユニット３１ｂにおいて、信号障害検出部４４の後段に障害通知部５０を設けた構成としている。
【０１１１】
第１光電気変換ユニット３０ｃ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｃとも、信号障害検出部４４から障害信号を発せられると、この障害信号は障害通知部５０に送られる。障害通知部５０は、障害信号が入力されると、この障害信号に対応して、障害発生を通知する。具体的には、例えば、ランプなどを表示したり、あるいは、アラーム音を鳴らすようにする。
【０１１２】
また、第２光電気変換ユニット３１ｃにおいては、信号障害検出部４４から出力される障害信号が信号挿入部４２に送られるようになっている。この第２光電気変換ユニット３１ｃにおいては、入力された光信号の障害が検出されると、この障害信号が信号遮断部４６に送られて、障害を伴った信号は遮断される。そして、信号遮断部４６からは所定信号が発せられ、信号挿入部４２で、障害信号がこの所定信号に挿入される。
【０１１３】
また、障害信号を含む光信号が第１光電気変換ユニット３０ｃに入力されると、この光信号が、光電気変換、及び、シリアルパラレル変換され、入出力インタフェース部３３においてこの障害信号が抽出される。次いで、この抽出された障害信号は、入出力インタフェース部３３から障害通知部５０に送られる。
【０１１４】
よって、制御システム１の第３実施形態においては、第１光電気変換ユニット３０ｃ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｃに障害を伴った光信号が入力された場合、その障害が検出されて、障害通知部５０で信号異常が通知されるので、信号の異常発生を即座に把握することができる。
【０１１５】
制御システム１の第４実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１において、パリティ演算、及び、パリティチェックの機能を付加した構成としたものである。
【０１１６】
制御システム１の第３実施形態においては、光ケーブル１８の障害に伴う信号異常の検出、及び、その影響による誤作動の保護を行っている。しかしながら、光ケーブル１８の障害による影響以外にも、何らかの理由により、データのビット単位での破壊も想定される。この場合にも、制御システム１の動作が不安定となったり、誤動作をおこす事態が想定されるが、信号障害検出部４４では、ビット単位での信号の障害を検出することは難しい。
【０１１７】
そこで、制御システム１の第４実施形態においては、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１にパリティ演算、及び、パリティチェックの機能を付加したものとしている。これは、出力する信号にパリティデータを付加するとともに、入力された信号のパリティデータ、及び、付加されたパリティデータを比較することで、ビット単位の信号異常を検出するものである。
【０１１８】
図８、及び、図９は、制御システム１の第４実施形態に適用される第１光電気変換ユニット３０ｄ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｄのブロック図である。
【０１１９】
第１光電気変換ユニット３０ｄは、図６に示す第１光電気変換ユニット３０ｃにおいて、パリティ確認部５１、及び、パリティ発生部５２を設けた構成としている。
【０１２０】
パリティ発生部５２は、パラレルシリアル変換部３２の前段に設けられている。このパリティ発生部５２では、パラレルシリアル変換部３２に入力される制御信号、及び、保守信号のパリティデータを算出する。そして、そのパリティデータを、制御信号、及び、保守信号に付加する。
【０１２１】
パリティ確認部５１は、信号遮断部４６の後段に設けられている。このパリティ確認部５１は、信号遮断部４６から出力される制御信号、及び、保守信号ののパリティデータを算出する。そして、この算出されたパリティデータと、送られてきた制御信号、及び、保守信号に付加されていたパリティデータとを比較し、これらが異なっていれば、パリティ異常信号を発して、障害通知部５０に送る。
【０１２２】
また、第２光電気変換ユニット３１ｄでは、パリティ異常信号が信号挿入部４２に送られ、制御信号、及び、保守信号にに挿入されるようになっている。すなわち、第２光電気変換ユニット３１ｄにおいては、パリティデータの異常が検出されると、パリティ確認部５１から発せられたパリティ異常信号は、制御信号、及び、保守信号に付加されて、次段のユニットに送られる。
【０１２３】
すなわち、第１光電気変換ユニット３０ｄ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｄにおいては、それぞれ、出力する信号にパリティデータを付加するとともに、入力された信号のパリティデータと、信号に含まれるパリティデータを比較することにより、パリティの異常を検出する。
【０１２４】
パリティの異常が検出されると、第１光電気変換ユニット３０ｄにおいては、その異常を障害通知部５０で通知し、第２光電気変換ユニット３１ｄにおいては、パリティ異常信号を信号に付加して次段に送るようになっている。
【０１２５】
よって、制御システム１の第４実施例では、第１光電気変換ユニット３０ｄ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｄにおいてパリティの異常が検出されると、その旨を示すパリティ異常信号が発せられる。そして、障害通知部５０にこのパリティ異常信号が送られて、パリティの異常が発生している旨が通知される。
【０１２６】
制御システム１の第５実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１に、それぞれ個別のユニット番号を割り当て、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１は、障害を伴った信号を受信すると、割り当てられた個別のユニット番号を示す信号、すなわち、ユニット番号信号を発するとともに、第１光電気変換ユニット３０は、このユニット番号信号を受けるとと、該当のユニット番号を通知する機能を付加した構成としている。
【０１２７】
図１０、及び、図１１は、それぞれ、制御システム１の第５実施形態に適用される第１光電気変換ユニット３０ｅ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｅのブロック図である。
【０１２８】
第１光電気変換ユニット３０ｅは、第１光電気変換ユニット３０ｄにおいて、ユニット番号発信部５３、及び、ユニット番号通知部５４を設けた構成としている。ユニット番号発信部５３は、信号障害検出部４４、及び、パリティ確認部５１の後段に設けられている。このユニット番号発信部５３には、あらかじめ固有のユニット番号が割り当てられている。このユニット番号発信部５３に、パリティ確認部５１から発せられたパリティ異常信号、または、信号障害検出部４４から発せられた障害信号が入力されると、ユニット番号を示すユニット番号信号を発し、ユニット番号通知部５４に送るようになっている。ユニット番号通知部５４は、このユニット番号信号が入力されると、該当のユニット番号を通知するようになっている。通知方法としては、ユニット番号を電光表示してもよいし、音声による読み上げ処理でもよい。
【０１２９】
このような構成とすることにより、第１光電気変換ユニット３０ｅにおいて、信号の障害、または、パリティの異常が検出されると、その旨を示す障害信号、または、パリティ異常信号がユニット番号発信部５３に送られ、次いで、割り当てられたユニット番号を示すユニット番号信号がユニット番号通知部５４に送られる。そして、ユニット番号通知部５４により、該当のユニット番号が通知されるので、上述の異常が発生していることと、その異常がどの部位で発生しているか、ということを即座に把握することが可能である。
【０１３０】
第２光電気変換ユニット３１ｅは、第２光電気変換ユニット３１ｄにおいて、ユニット番号発信部５３を設けた構成としたものである。
【０１３１】
このユニット番号発信部５３は、信号障害検出部４４、及び、パリティ確認部５１の後段に設けられている。このユニット番号発信部５３にも、第１光電気変換ユニット３１ｅと同様に、個別のユニット番号が割り当てられている。このユニット番号発信部５３にパリティ確認部５１から発せられたパリティ異常信号、または、信号障害検出部４４から発せられた障害信号が入力されると、ユニット番号を示すユニット番号信号を発し、ユニット番号信号は、信号挿入部４２に送られる。そして、このユニット番号信号は、信号挿入部４２で制御信号、及び、保守信号に挿入される。
【０１３２】
そして、第１光電気変換ユニット３０ｅでは、第２光電気変換ユニット３１ｅで発せられたユニット番号信号を含む第２光信号が入力されると、そのユニット番号が入出力インタフェース部３３で抽出され、ユニット番号通知部５４に送られる。
【０１３３】
制御システム１の第６実施形態は、第１光電気変換ユニット３０、及び、第２光電気変換ユニット３１において、処理される保守信号、及び、制御信号を、マルチフレーム構成の信号に変換して処理する機能を付加したものである。これは、パラレルシリアル変換部３２、及び、シリアルパラレル変換部３８における変換の効率を高めるために設けたもので、処理される信号数が多いほど、その効果は顕著である。
【０１３４】
図１２、及び、図１３は、それぞれ、制御システム１の第６実施形態に適用される第１光電気変換ユニット３０ｆ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｆのブロック図である。
【０１３５】
図１２に示す第１光電気変換ユニット３０ｆは、図１０に示す第１光電気変換ユニット３０ｅにおいて、入力フォーマット変換部４９、及び、出力フォーマット変換部４８を設けた構成としたものである。詳しくは、入力フォーマット変換部４９は、パリティ確認部５１、及び、入出力インタフェース部３３の間に、出力フォーマット変換部４８は、入出力インタフェース部３３、及び、パリティ発生部５２の間に設けられている。
【０１３６】
この第１光電気変換ユニット３０ｆにおいては、中央制御装置１０より制御信号、及び、保守信号が入出力インタフェース部３３に入力されると、出力フォーマット変換部４８で表２に示す所定のマルチフレーム構成に変換される。
【０１３７】
次いで、このマルチフレーム構成に変換された信号は、パリティ発生部５２に送られる。パリティ発生部５２は、この信号ののパリティを算出し、そのパリティを制御信号、及び、保守信号に付加して、パラレルシリアル変換部３２に送る。このパラレルシリアル変換部３２で、制御信号、及び、保守信号がシリアルの電気信号に変換され、さらに、電気光変換部３４で光信号に変換され、出力される。また、信号遮断部４６から送られてきたマルチフレーム構成の信号は、入力フォーマット変換部４９で、表１に示す形式の信号に変換された後、中央制御装置１０に送られる。
【０１３８】
図１３に示す第２光電気変換ユニット３１ｆは、図１１に示す第２光電気変換ユニット３１ｅにおいて、第１光電気変換ユニット３０ｆと同様に、入力フォーマット変換部４９、及び、出力フォーマット変換部４８を設けた構成としたものである。詳しくは、入力フォーマット変換部４９は、信号分岐部４０、及び、入出力インタフェース部３３の間に、出力フォーマット変換部４８は、入出力インタフェース部３３、及び、信号挿入部４２の間に設けられている。
【０１３９】
第２光電気変換ユニット３１ｆにおいては、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂより制御信号、及び、保守信号が入出力インタフェース部３３に入力されると、出力フォーマット変換部４８で表２に示すマルチフレーム構成の信号に変換される。
【０１４０】
次いで、このマルチフレーム構成の信号は、信号挿入部４２で、前段から送られてきた制御信号、及び、保守信号に挿入された後、パリティ発生部５２に送られる。パリティ発生部５２は、入力された信号のパリティを算出し、このパリティを制御信号、及び、保守信号に付加する。
【０１４１】
また、信号分岐部４０から送られてきたマルチフレーム構成の信号は、入力フォーマット変換部４９で、表１に示すパラレル信号に変換された後、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂに送られる。
【０１４２】
制御システム１の第６実施形態で使用される第１光電気変換ユニット３０ｆ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｆにおいては、中央制御装置１０、及び、周辺装置１２ａ、１２ｂに入出力される制御信号、及び、保守信号の信号数が多い場合、シリアルパラレル変換部３８、及び、パラレルシリアル変換部３２で、それぞれ変換の効率が低下し、制御システム１全体の伝送効率が低下する可能性がある。よって、第１光電気変換ユニット３０ｆ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｆに、上記の入力フォーマット変換部４９、及び、出力フォーマット変換部４８を設けることにより、パラレル信号をマルチフレーム構成に変換して処理することができるようになる。ゆえに、制御システム１の第６実施形態においては、シリアルパラレル変換、及び、パラレルシリアル変換の効率が高くなり、制御システム１で処理される信号数が多くても、制御システム１全体の伝送効率が低下することはない。
【０１４３】
次に、上記の第６実施形態を例として、この制御システム１における信号の流れを説明する。また、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂは、上記の表１に記載した形式の信号が入出力されるものとする。
【０１４４】
中央制御装置１０は、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂに書き込み処理、あるいは、読み込み処理を指令する際、まず、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのいずれかを指定するアドレス信号を出力する。例えば、工作機器１５ａを制御する場合、中央制御装置１０は、工作機器１５ａが接続された周辺装置１２ａを指定するアドレス信号を出力する。
【０１４５】
中央制御装置１０は、このアドレス信号を含む制御信号、及び、保守信号を発し、電気ケーブル１４ｂを介して第１光電気変換ユニット３０ｃに送る。そして、この信号は、入出力インタフェース部３３を介して出力フォーマット変換部４８に送られる。
【０１４６】
次いで、制御信号、及び、保守信号は、出力フォーマット変換部４８により、表２に示すマルチフレーム構成の信号に変換される。この制御信号、及び、保守信号には、アドレス信号が含まれているため、制御信号、及び、保守信号は、表２のアドレスサイクルのマルチフレーム構成に変換される。次いで、マルチフレーム構成に変換された信号は、パラレルシリアル変換部３２によりシリアル信号に変換された後、パリティ発生部５２に送られる。
【０１４７】
パリティ発生部５２において、信号のパリティデータが算出され、このパリティデータが、マルチフレーム構成の該当する個所に付加される。次いで、電気光変換部３４により光信号に変換された後、光信号は、電気光変換部３４に接続された光ケーブル１８を介して、次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに送られる。
【０１４８】
次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに入力された第１光信号は、光電気変換部３６により電気信号に変換され、シリアルパラレル変換部３８によりパラレルの信号に変換される。そして、この光信号に障害発生がない場合は、このパラレルの信号は、信号遮断部４６を通過して、信号分岐部４０、及び、パリティ確認部５１に送られる。パリティ確認部５１では、パラレルの信号のパリティの確認が行われる。
【０１４９】
一方、信号分岐部４０においては、パラレルの信号は、２方向に分岐される。そのうち、１方向は入力フォーマット変換部４９に送られ、入力フォーマット変換部４９でマルチフレーム構成に変換される前の元の制御信号、及び、保守信号に変換される。次いで、入出力インタフェース部３３に送られ、電気ケーブル１４ａを介して、接続された周辺装置１２ａに送られる。
【０１５０】
周辺装置１２ａに、この制御信号、及び、保守信号が入力されると、周辺装置１２ａには、自装置が指定されているアドレス信号が入力されることとなり、このアドレス信号に対応する応答信号出力する。
【０１５１】
周辺装置１２ａから、この応答信号を含む制御信号、および、保守信号が発せられると、この制御信号、及び、保守信号は、電気ケーブル１４ａを介して、第２光電気変換ユニット３１ｆに送られ、入出力インタフェース部３３を介し、出力フォーマット変換部４８に送られる。そして、この制御信号、及び、保守信号は、出力フォーマット変換部４８により、アドレスサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換され、信号挿入部４２に送られる。
【０１５２】
一方、信号挿入部４２には、第１光電気変換ユニット３０ｆから送られてきているマルチフレーム構成の制御信号、及び、保守信号が送られてきてており、信号挿入部４２で、信号における応答信号の該当箇所（ＤＴ１４−２Ｆ）に、周辺装置１２ａから送られてきた応答信号が挿入される。
【０１５３】
さらに、応答信号が挿入されたマルチフレーム構成の信号は、パリティ発生部５２でパリティの算出がなされ、算出されたパリティデータが該当箇所（ＤＴ１０−３Ｆ、ＤＴ１２−３Ｆ）に付加される。
【０１５４】
後段の第２光電気変換ユニット３１ｆでは、入力された光信号は、前段の第２光電気変換ユニット３１ｆにおける流れと同じように処理される。後段の第２光電気変換ユニット３１ｆにおいては、接続された周辺装置１２ｂのアドレス指定がなされていないので、この周辺装置１２ｂに異常発生がない限り、この周辺装置１２ｂからはパラレルの第２電気信号が出力されない。
【０１５５】
そのため、後段の第２光電気変換ユニット３１ｆでも、入力された第２光信号は、光電気変換、シリアルパラレル変換、パラレルシリアル変換、電気光変換などの変換処理がなされるが、他の信号の挿入がないため、最終的には、そのまま元の第２光信号に変換されて出力され、第１光電気変換ユニット３０ｆに送られる。
【０１５６】
第１光電気変換ユニット３０ｆに光信号入力されると、入力フォーマット変換部４９により、表１に示す形式の信号に変換される。この信号は、入出力インタフェース部３３、及び、電気ケーブル１４ｂを介して、中央制御装置１０に送られる。中央制御装置１０に送られた信号には、中央制御装置１０が指定した周辺装置１２ａからの応答信号が含まれており、中央制御装置１０がこの応答信号を受けると、アドレス信号を含む制御信号、及び、保守信号のの発信を止める。
【０１５７】
次に、中央制御装置１０が、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂに対して、必要なデータを書き込む処理を行う場合について説明する。上記の通り、中央制御装置１０は、指定した周辺装置１２ａからの応答信号を受けると、必要な書き込みデータ、及び、書き込み指令情報を含む制御信号、及び、保守信号を出力する。
【０１５８】
この制御信号、及び、保守信号は、第１光電気変換ユニット３０ｆに入力されて、出力フォーマット変換部４８によりデータサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換される。そして、光信号に変換されて、次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに送られる。
【０１５９】
次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに、この光信号が入力されると、光信号はマルチフレーム構成の信号に変換され、信号分岐部４０で２方向に分岐され、１方向の信号が接続された周辺装置１２ａに送られる。周辺装置１２ａでは、入力された制御信号、及び、保守信号に含まれる書き込み指示命令に従い、この信号に含まれている書き込みデータを自装置内の所定個所に書き込む。
【０１６０】
周辺装置１２ａは、このデータを書き込むとともに、その書き込みに対応する応答信号を有する制御信号、及び、保守信号を出力する。この制御信号、及び、保守信号は、第２光電気変換ユニット３１ｆに送られ、出力フォーマット変換部４８で、データサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換された後、分岐されたマルチフレーム構成の制御信号、及び、保守信号の該当箇所に挿入される。次いで、この信号がシリアルの電気信号に変換された後、光信号に変換されて、後段の第２光電気変換ユニット３１ｆに送られる。
【０１６１】
後段の第２光電気変換ユニット３１ｆにおいては、入力されたこの光信号は電気信号に変換されるが、上記のアドレスサイクルにおける信号の流れと同様に、最終的にはそのまま元の光信号に変換され、第１光電気変換ユニット３０ｆに送られる。そして、入力フォーマット変換部４９で元の制御信号、及び、保守信号に変換されて、中央制御装置１０に出力される。中央制御装置１０に、この応答信号が入力されると、書き込み指令の発信が終了する。
【０１６２】
次いで、中央制御装置１０が、指定した周辺装置１２ａの収集したデータを読み込む場合を説明する。中央制御装置１０は、まず、周辺装置１２ａを指定するアドレス信号を含む制御信号、及び、保守信号を発し、周辺装置１２ａからの応答信号を受け取ると、読み込み指令信号を含む制御信号、及び、保守信号を出力する。この制御信号、及び、保守信号が、データサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換された後、上記と同様の経路で、指定した周辺装置１２ａに送られる。
【０１６３】
次いで、この周辺装置１２ａは、読み込み指令信号が入力されると、収集したデータ、及び、処理が終了した旨を示す応答信号を有する制御信号、及び、保守信号を出力する。この制御信号、及び、保守信号は、データサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換され、信号挿入部４２で、データサイクルのマルチフレーム構成の信号の該当個所に挿入される。この信号が光信号に変換された後、第１光電気変換ユニット３０ｆに送られ、さらに、中央制御装置１０に送られて、読み込み指令が終了する。
【０１６４】
また、上記のアドレスサイクル、または、データサイクルのマルチフレーム構成の信号には、中央制御装置１０、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの保守信号を挿入する個所が割り当てられている。そのため、各装置に異常が発生して保守信号が発せられた場合、制御システム１の中を伝送される信号のサイクルが、アドレス、データのいずれかであっても、その保守信号は、該当個所に挿入されて、リアルタイムで伝送される。
【０１６５】
次に、中央制御装置１０がアドレス信号、または、指令信号を出していない場合に、中央制御装置１０に何らかの異常が発生した場合について説明する。
【０１６６】
この場合においては、中央制御装置１０は、保守信号のみをを発する。この信号には、アドレス信号、及び、データとも含まれておらず、第１光電気変換ユニット３０ｆの出力フォーマット変換部４８にこの信号が入力されると、この信号は、ノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号に変換される。この信号は、、表２に表記されている信号以外には、意味のある信号を含んでいない。
【０１６７】
このノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号は、光信号に変換されて次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに送られる。この保守信号は、次位の第２光電気変換ユニット３１ｆで、周辺装置１２ａに送られるとともに、後段の第２光電気変換ユニット３１ｆにも送られて、周辺装置１２ｂに送られる。周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂにこの保守信号が入力されると、処理中の作動を中断する。
【０１６８】
このように、中央制御装置１０から保守信号が出力されれば、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのすべてに保守信号を伝えることができ、それぞれの処理を確実に停止することができる。
【０１６９】
次に、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのいずれかに異常が発生した場合を説明する。周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂのいずれかに異常が発生した場合、その周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂからは異常を示す保守信号が出力される。
【０１７０】
この周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂが接続された第２光電気変換ユニット３１ｆにおいては、ここを通過する信号は、アドレス、データ、及び、ノーマルのどのサイクルであっても、保守信号を挿入する個所が割り当てられており、この個所に周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂから出力された保守信号が挿入される。
【０１７１】
そして、この保守信号が挿入された信号が、第１光電気変換ユニット３０ｆに送られる。このようにして、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂで発生した異常は、保守信号として第１光電気変換ユニット３０ｆに送られ、中央制御装置１０に入力される。
【０１７２】
よって、制御システム１は、以上の構成としたので、中央制御装置１０に異常が発生した場合は、その旨を周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに即座に伝えることができ、さらに、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂに異常が発生した場合も、同様にして、その旨を即座に中央制御装置１０に伝えることができる。
【０１７３】
次に、伝送される光信号に障害が発生した場合について説明する。例えば、第１光電気変換ユニット３０ｆの直後の光ケーブル１８が折れ曲がり、その影響により、第１光信号に障害が発生したとする。この障害を伴った第１光信号が、次位の第２光電気変換ユニット３１ｆに入力されると、光電気変換部３６により、電気信号に変換され、さらに、この電気信号がシリアルパラレル変換部３８、及び、信号障害検出部４４に送られる。
【０１７４】
信号障害検出部４４は、この電気信号のＡＣ成分が失われていることを検知し、障害信号を発する。次いで、この障害信号は、信号遮断部４６、ユニット番号発信部５３、及び、信号挿入部４２に送られる。
【０１７５】
信号遮断部４６には、障害を伴った電気信号が入力される。この障害を伴った電気信号がそのまま周辺装置１２ａに送られると、周辺装置１２ａは誤動作をおこす可能性があるが、信号遮断部４６に障害信号が入力されて、障害を伴った電気信号はここで遮断される。
【０１７６】
信号遮断部４６からは、この信号に換えて新たな所定信号が出力される。この所定信号は、表２に示すノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号である。このノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号は、アドレス信号、及び、データが含まれておらず、周辺装置１２ａに、この信号が入力されても、周辺装置１２ａは何の作動もせず、誤動作が防がれる。
【０１７７】
すなわち、このような障害を伴った第１光電気が第２光電気変換ユニット３１ｆに入力されても、その障害は信号障害検出部４４によって検出され、さらに、障害を伴った信号は、信号遮断部４６で遮断されるとともに、信号遮断部４６からは、ノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号が発せられる。
【０１７８】
一方、ユニット番号発信部５３は、障害信号が入力されると、割り当てられたユニット番号を示すユニット番号信号を発する。このユニット番号信号は、信号挿入部４２に送られ、上記のノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号に挿入される。また、障害信号も、信号挿入部４２において、ノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号に挿入される。
【０１７９】
すなわち、第２光電気変換ユニット３１ｆでは、障害の検出と同時にユニット番号信号が発せられ、さらに、ユニット番号番号信号、及び、障害信号は、新たなノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号に挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット３１ｆに送られる。つまり、この第２光電気変換ユニット３１ｆから出力される光信号は、アドレス信号、及び、データは含まれておらず、障害発生を示す障害信号と、この第２光電気変換ユニット３１ｆのユニット番号を示すユニット番号信号と、が含まれていることとなる。
【０１８０】
よって、この光信号が、後段の第２光電気変換ユニット３１ｆに入力されても、周辺装置１２ｂにはノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号が入力されることとなり、周辺装置１２ｂの誤作動も防ぐことができる。同様に、このノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号が第１光電気変換ユニット３０ｆに送られるので、中央制御装置１０の誤作動も防ぐことができる。
【０１８１】
また、第１光電気変換ユニット３０ｆに、上記の障害信号、及び、ユニット番号信号が含まれる光信号が入力されると、これらの信号は、それぞれ、信号遮断部４６からユニット番号通知部５４、及び、障害通知部５０に送られる。
【０１８２】
障害通知部５０に障害信号が入力されると、障害通知部５０により障害発生が通知される。ユニット番号通知部５４にユニット番号信号が入力されると、上述した第２光電気変換ユニット３１ｆのユニット番号、言い換えれば、障害を検知した第２光電気変換ユニット３１ｆのユニット番号が通知される。
【０１８３】
また、第１光電気変換ユニット３０ｆの直前の光ケーブル１８に障害が発生した場合も、信号障害検出部４４が上記と同様の処理を行い、障害信号はユニット番号発信部５３、及び、障害通知部５０に送られる。
【０１８４】
ユニット番号発信部５３は、障害信号が入力されると、この第１光電気変換ユニット３０ｆに割り当てられたユニット番号を示すユニット番号信号をユニット番号通知部５４に送る。ユニット番号通知部５４は、そのユニット番号を通知する。また、障害通知部５０は、障害信号が入力されると、障害発生を通知する。
【０１８５】
以上述べたように、制御システム１の光ケーブル１８のいずれかの部位に障害が発生すると、伝送される光信号は、その箇所において、障害を伴うこととなる。その光信号は、上記の部位の直後の第１光電気変換ユニット３０ｆ、または、第２光電気変換ユニット３１ｆにより、その障害発生が検出されるとともに、入力された第１光信号、または、第２光信号は、信号遮断部４６において遮断され、信号遮断部４６において、ノーマルサイクルのマルチフレーム構成の信号が発せられる。そして、第２光電気変換ユニット３１ｆでは、その信号に障害発生を示す信号、及び、ユニット番号を示す信号が挿入される。
【０１８６】
最終的に、この信号は第１光電気変換ユニット３０ｆに送られる。あるいは、第１光電気変換ユニット３０ｆの直前の光ケーブル１８に障害が発生している場合は、その障害発生の処理は、第１光電気変換ユニット３０ｆの内部で行われる。
【０１８７】
第１光電気変換ユニット３０ｆでは、制御システム１の光ケーブル１８のいずれかの部位に障害が発生していることの通知、及び、その障害を検出しているユニット番号の通知があり、これらの通知より、制御システム１のどの部位に障害が発生しているかを、即座に知ることができる。
【０１８８】
一方で、伝送される信号において、光ケーブル１８の障害以外にも、第１光電気変換ユニット３０ｆ、または、第２光電気変換ユニット３１ｆの内部を流れる電気信号が、外部ノイズの影響を受けることも予測される。この場合の信号への影響は、光ケーブル１８の障害による影響ほど、大きなものではないと予測されるが、このような場合も、中央制御装置１０、または、周辺装置１２ａ、１２ｂが予期せぬ作動をすることがあるので、何らかの対処を講じておく必要がある。
【０１８９】
そこで、第１光電気変換ユニット３０ｆ、及び、第２光電気変換ユニット３１ｆにおいて、出力する信号にパリティデータを付加するとともに、入力される信号のパリティデータを確認するようにしている。
【０１９０】
第１光電気変換ユニット３０ｆから信号が出力される際、パラレルシリアル変換を行う前に、パリティ発生部５２で、出力する信号のパリティデータを計算し、これを出力する信号に付加する。
【０１９１】
次段の第２光電気変換ユニット３１ｆでは、パリティ確認部５１で、付加されたパリティデータ、及び、入力された信号から新たに計算されたパリティデータとの比較を行う。
【０１９２】
この比較の結果、異常が検出された場合、パリティ確認部５１は、パリティ異常信号を発する。このパリティ異常信号は、ユニット番号発信部５３、及び、信号挿入部４２に送られる。
【０１９３】
ユニット番号発信部５３に、このパリティ異常信号が入力されると、障害信号が入力された場合と同様に、ユニット番号信号を発せられる。また、パリティ異常信号自体は、信号挿入部４２により、制御信号、及び、保守信号に挿入される。そして、これらの信号が含まれる光信号が出力される。
【０１９４】
第１光電気変換ユニット３０ｆにこの光信号が入力されると、入出力インタフェース部３３において抽出され、パリティ異常信号は障害通知部５０に、ユニット番号信号はユニット番号通知部５４に送られ、それぞれが通知される。
【０１９５】
また、第１光電気変換ユニット３０ｆにおいて、入力された信号のパリティの異常が検出された場合は、パリティ確認部５１からパリティ異常信号がユニット番号発信部５３、及び、障害通知部５０に送られ、通知される。このように、伝送される信号のパリティの異常も、光ケーブルに障害が発生した場合と同様に通知される。
【０１９６】
図１４は、制御システム１に周辺装置１２ｃを１つ増設して構成した制御システム３の構成図である。制御システム１においては、周辺装置１２ａ、及び、周辺装置１２ｂの２つの端子部のうち、下位端子部１６は使用していない。そのため、この下位端子部１６を用いれば、周辺装置１２ａ、または、周辺装置１２ｂに、電気ケーブル１３ｃを介して周辺装置１２ｃをさらに増設できる。増設された周辺装置１２ｃには、工作機器１５ｅが接続されている。周辺装置１２ｂ、及び、１２ｃの間の信号の伝送は、電気回線を介して行われる。
【０１９７】
このように、制御システム１においては、周辺装置１２ａ、または、１２ｂに、電気ケーブル１３ｃを介してさらに別の周辺装置１２ｃを接続することも可能であり、光伝送、及び、電気伝送を混在させた、システムの柔軟な拡張性も持ち合わせている。
【０１９８】
図１における制御システム１においては、第２光電気変換ユニット３１が２つであるシステムについて説明したが、２つに限られるものではなく、３つ以上で構成してもよい。
【０１９９】
また、この制御システム１は、１つの周辺装置のみで構成される場合も適用できるものである。しかし、上述のような複数の周辺装置からなる制御システムにおいて、より顕著な効果を発するものである。
【０２００】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電気信号からなる制御信号、及び、保守信号が入出力される中央制御装置、及び、複数の周辺装置を有する制御システムにおいて、このような第１光電気変換ユニット、及び、第２光電気変換ユニットを用いれば、中央制御装置、及び、周辺装置の間の信号伝送を、光信号により容易に行うことができる。もって、装置間の伝送において、電磁ノイズや信号の減衰の影響を受けず、設置間距離の長い制御システムを実現することができる。
【０２０１】
請求項２の発明によれば、請求項１の制御システムにおいて、第１光電気変換ユニット、及び、第２光電気変換ユニットは、入力された制御信号、及び、保守信号をシリアルの電気信号に変換した後、光信号に変換して出力するとともに、入力された光信号をシリアルの電気信号に変換した後、制御信号、及び、保守信号に変換して出力するので、中央制御装置、及び、周辺装置に入出力されるパラレルの電気信号である制御信号、及び、保守信号に対し、これらの信号に変更を加えることなく、各装置間の光信号による信号伝送を実現することができる。
【０２０２】
請求項３の発明によれば、請求項２の制御システムにおいて、中央制御装置から出力された制御信号、及び、保守信号が光信号に変換されて出力されるとともに、前段の第２光電気変換ユニットから送られてきた光信号がパラレルの電気信号に変換されて、中央制御装置に出力されるので、この第１光電気変換ユニットを適用することにより、請求項２に記載の制御システムを容易に得ることができる。
【０２０３】
請求項４の発明によれば、請求項３の制御システムにおいて、第２光電気変換ユニットは、信号分岐部、及び、信号挿入部を備え、第２光電気変換ユニットに入力された制御信号、及び、保守信号は、信号分岐部により分岐されて、周辺装置に入力されるとともに、信号挿入部にも送られ、信号挿入部において、周辺装置から入力された制御信号、及び、保守信号が挿入されて、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送られる。ゆえに、この第２光電気変換ユニットを適用すれば、請求項３に記載の制御システムを容易に得ることができる。
【０２０４】
請求項５の発明によれば、第１光電気変換ユニット、または、第２光電気変換ユニットに障害を伴った光信号が入力されても、この障害が検出されて、障害を伴った信号が遮断される。よって、伝送される光信号に障害が発生した場合において、次段以降の周辺装置、または、中央制御装置の誤作動を防止することができる。
【０２０５】
請求項６の発明によれば、請求項５の制御システムにおいて、第１光電気変換ユニット、及び、第２光電気変換ユニットは、信号異常を通知する障害通知部を有するので、第１光電気変換ユニット、または、第２光電気変換ユニットに送られた光信号に障害が発生した場合、その障害発生を示す障害信号が障害通知部に伝えられ、この障害通知部の信号異常の通知により、第１光電気変換ユニット、及び、第２光電気変換ユニットにおいて、入力された光信号に障害が発生していることを即座に把握することができる。
【０２０６】
また、障害を伴った光信号が入力された第２光電気変換ユニットは、障害検出部が発した障害信号を、信号遮断部が発した所定信号に挿入し、次段の第２光電気変換ユニット、または、次段の第１光電気変換ユニットに送るので、制御システムのいずれかの部位において、光信号の障害が発生しても、その旨を検出した第２光電気変換ユニット、及び、第１光電気変換ユニットの双方で把握することができる。
【０２０７】
請求項７の発明によれば、請求項６の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、パリティ発生部、及び、パリティ確認部を有しているので、伝送される信号において、ビット単位での信号の異常が発生した際には、その異常がパリティの違いとして検出され、障害通知部において、信号異常が通知される。また、第２光電気変換ユニットにおいて、パリティの違いが検出されると、パリティ異常信号が、制御信号、及び、保守信号に挿入されて、第１光電気変換ユニットに送られるので、制御システムのどの部位においてビット単位での信号の異常が発生しても、第１光電気変換ユニットでもその旨を即座に把握することができる。
【０２０８】
請求項８の発明によれば、請求項７の制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットに割り当てられた識別用の番号であるユニット番号を示すユニット番号信号を発するユニット番号発信部を有し、さらに、前記第１光電気変換ユニットは、上記ユニット番号信号が入力されると、上記ユニット番号を通知するユニット番号通知部を有するので、信号の障害が検出された場合、その障害を検出した第１光電気変換ユニット、または、第２光電気変換ユニットに割り当てられたユニット番号が第１光電気変換ユニットに送られ、第１光電気変換ユニットで、そのユニット番号が通知されて、障害を検出したユニットの番号を直接的に把握することができる。
【０２０９】
請求項９の発明によれば、請求項５から８のいずれかの制御システムにおいて、前記第１光電気変換ユニット、及び、前記第２光電気変換ユニットは、出力フォーマット変換部、及び、入力フォーマット変換部を有したので、伝送される制御信号、及び、保守信号において、信号数が多い場合においても、シリアルパラレル変換、及び、パラレルシリアル変換における伝送効率を高めることができる。
【０２１０】
以上述べたように、本発明に係る制御システムによれば、制御信号、及び、保守信号が伝送される中央制御装置、及び、複数の周辺装置からなる制御システムにおいて、各装置から出力されるこれらの信号を光信号に変換して、各装置間の信号伝送を光信号で行うとともに、伝送された光信号がこれらの信号に変換されて中央制御装置、または、周辺装置に入力される制御システムを、既存の中央制御装置、及び、周辺装置には変更を加えることなく、容易に得ることができる。この制御システムにおける各装置間の信号伝送は、光信号により行われているので、電磁ノイズや信号の減衰の影響を受けず、各装置の設置間距離を長くすることができる制御システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御システムの構成図。
【図２】第１実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図３】第１実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図４】第２実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図５】第２実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図６】第３実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図７】第３実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図８】第４実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図９】第４実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図１０】第５実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図１１】第５実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図１２】第６実施形態の第１光電気変換ユニットのブロック図。
【図１３】第６実施形態の第２光電気変換ユニットのブロック図。
【図１４】拡張された制御システムの構成図。
【図１５】従来の制御システムの構成図。
【符号の説明】
１            制御システム
２            制御システム
３            制御システム
１０        中央制御装置
１１        演算部
１２ａ    周辺装置
１２ｂ    周辺装置
１２ｃ  周辺装置
１８        光ケーブル
３０        第１光電気変換ユニット
３１        第２光電気変換ユニット
３２        パラレルシリアル変換部
３３        入出力インタフェース部
３４        電気光変換部
３６        光電気変換部
３８        シリアルパラレル変換部
４０        信号分岐部
４２        信号挿入部
４４        信号障害検出部
４６        信号遮断部
４８        出力フォーマット変換部
４９        入力フォーマット変換部
５０        障害通知部
５１        パリティ確認部
５２        パリティ発生部
５３        ユニット番号発信部
５４        ユニット番号通知部
【図１】
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【図２】
2004248234.tif 000006
【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８】
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【図９】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月21日(2003.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電気信号からなる制御信号、及び、保守信号が入出力される中央制御装置、及び、複数の周辺装置を有する制御システムにおいて、上記中央制御装置には、第１光電気変換ユニットが接続され、上記周辺装置には、第２光電気変換ユニットが接続され、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、光ケーブルを介してループ状に順次接続されており、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置から入力された上記制御信号、及び、上記保守信号を光信号に変換し、上記光ケーブルを介して、上記光信号を次段の第１光電気変換ユニット、または、次段の第２光電気変換ユニットに送り、上記第２光電気変換ユニットは、上記周辺装置から入力された制御信号、及び、保守信号を、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから送られてきた上記制御信号、及び、上記保守信号に挿入し、さらに、上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、前段の第１光電気変換ユニット、または、前段の第２光電気変換ユニットから、上記光ケーブルを介して送られてきた上記光信号を、上記制御信号、及び、上記保守信号に変換して、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置に出力することを特徴とする制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記第１光電気変換ユニット、及び、上記第２光電気変換ユニットは、上記中央制御装置、及び、上記周辺装置から入力された上記制御信号、及び、上記保守信号を光信号に変換し、上記光ケーブルを介して、上記光信号を次段の第１光電気変換ユニット、または、次段の第２光電気変換ユニットに送る。