(57)【要約】非常停止のための専用ラインを削減させるため、非常停止情報を通常のシリアルデータのフレーム内に搭載するＮＣ装置システムなどの制御システムにおいて、非常停止の信頼性をより向上させることを目的とする。このため、クライアント制御装置に、ホスト制御装置または他のクライアント制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段１２５、１２６と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記ホスト制御装置または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段１２８、１２９、１３０とを設けた。
2005036288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホスト制御装置と少なくとも一つのクライアント制御装置との間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記ホスト制御装置に、その内部で異常が生じたとき、または非常停止信号が入力されたとき、非常停止データをシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータをシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記クライアント装置に出力する手段を設け、一方、前記クライアント制御装置に、前記ホスト制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記ホスト制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたことを特徴とするシリアル通信による制御システム。
【請求項２】
ホスト制御装置と少なくとも一つのクライアント制御装置との間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたとき、非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、前記シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記ホスト制御装置に出力する手段を設け、一方、前記ホスト制御装置に、前記クライアント制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記クライアント制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記クライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記クライアント制御装置が異常であると判断する手段とを設けたことを特徴とするシリアル通信による制御システム。
【請求項３】
ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたとき、または非常停止信号が入力されたとき、非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記ホスト装置および／または他のクライアント制御装置に出力する手段と、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断する判断するとともに，前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたことを特徴とするシリアル通信による制御システム。
【請求項４】
前記フレームエラーチェックデータをフレーム中に埋め込む手段は、正常にフレームが生成されているとき、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に規定の数値が加算されたフレームエラーチェックデータを生成し，このフレームエラーチェックデータをフレーム中に埋め込むものであり、前記判断する手段は，前回受信したフレームエラーチェックデータと今回受信したフレームエラーチェックデータとを比較し、その差分値が前記規定の数値と異なる場合，フレームが正常に生成されていないと判断するものであることを特徴とする請求の範囲１〜３の何れかに記載のシリアル通信による制御システム。
【請求項５】
ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、他のクライアント制御装置で発生した非常停止データを自己が出力するフレームに埋め込み、他のクライアント制御装置および／またはホスト制御装置へ送信する手段を設けたことを特徴とするシリアル通信による制御システム。
【請求項６】
ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたときの非常停止データ及び他のクライアント制御装置で発生した非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、前記シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記クライアント装置および／または他のクライアント制御装置に出力する手段と、他のクライアント装置またはホスト制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより他のクライアント制御装置またはホスト制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、他のクライアント制御装置またはホスト制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたことを特徴とするシリアル通信による制御システム。
【請求項７】
前記ホスト制御装置および／またはクライアント制御装置に，受信したフレーム数を数えるカウンタ部を有し、規定のフレーム数が受信されない場合、非常停止信号を出力する手段を、設けたことを特徴とする請求の範囲１〜３、５、６の何れかに記載のシリアル通信による制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、工作機械や産業用ロボットを駆動するためのモータ等を制御する、シリアル通信による制御システムにおいて、非常時にモータ等を速やかに停止させ、また、動力を遮断するための非常停止情報を伝達する技術に関するものである。
【背景技術】  この発明に関する技術を、数値制御装置システムを例にとって説明する。マシニングセンタや旋盤をはじめとする様々な工作機械において、実際にワーク（被削材）を加工する際には、ワークを固定しているテーブルやチャック、そしてツール（工具）を駆動させる必要がある。加工を行うためにツールやワークをプログラム指令どおりに回転または位置制御する主軸モータやサーボモータがその役割を果たし、それらを実際に回転制御するための装置が駆動制御装置（第１１図のＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＮＭ３、ＡＭＰ４、ＡＭＰ５）である。また、それらに指令を出力するのは数値制御装置（以下ＮＣ装置）とよばれる制御装置である。第１１図は、従来のＮＣ装置システムの構成図である。２はＮＣ装置から位置や速度などの制御指令や駆動制御装置からのデータ等を送受信するための入出力コネクタであり、３はそのＮＣ装置や駆動制御装置間、または駆動制御装置間で制御情報等の送受信を行うための通信ケーブルである。ＮＣ装置からの指令は、入出力コネクタ２から出力され、通信ケーブル３、入出力コネクタ５を経由して各駆動制御装置に伝達される。その指令を受け取った各駆動制御装置は、その情報をもとに、モータ制御部１０によってモータの駆動制御を行っている。そのときのモータからのフィードバックデータ等はモータ制御部１０から再び通信ケーブル３、入出力コネクタ５を経由して入出力コネクタ２からＮＣ装置に取り込まれる。
非常停止の信号ラインは、非常停止信号発生及び伝達回路の何れかの位置で信号の中断が生じた場合には非常停止が指令されたものと判断するというフェイルセーフの観点から、制御データの通信ケーブル３とは独立した専用の非常停止信号送受信ケーブルを設けていた。１は非常停止時に使用する非常停止スイッチであるが、この外部からの非常停止信号は、ＮＣ装置に搭載されているレシーバ８によってＮＣ装置に取り込まれ、ドライバ９によって非常停止信号送受信ケーブル４を経由して駆動制御装置に出力される。同様に、各駆動制御装置は、レシーバ６によって非常停止信号を受信し、ドライバ７によって次の駆動制御装置に非常停止データを出力する。非常停止信号は、信頼性が最も重要であることから、誤動作を防ぐ必要がある。そのため、誤動作の要因となるノイズ等からの影響を抑えるために、ＮＣと駆動制御装置、及び駆動制御装置間の非常停止信号送受信ケーブル４では、信号の電圧レベル等が駆動制御装置内で使用される制御信号よりも、はるかに高い電圧レベルで使用している。また、同様に誤動作を防ぐ目的で、差動信号として信号の送受信を行っている場合もある。そのため、このような電圧レベル、データ形式の違いからモータ制御部で非常停止信号を処理することができないため、これらレシーバ６、ドライバ７、レシーバ８、ドライバ９により入出力されるデータの電気レベルの変換、差動信号の変換等を行っている。
これらレシーバによってＮＣ装置からの非常停止信号を受信した駆動制御装置は、モータ制御部１０にてこの非常停止信号を処理し、速やかにモータを停止させ、モータへの駆動電力を遮断する。また、ＮＣ装置の制御する各系統が、並列に並んだベルトコンベアラインのように物理的に干渉せず、１系統が非常停止であっても、他の系統は稼動する必要がある場合は、非常停止ラインを１種類のドライバから出力することは不可能である。そのため、第１１図に示すように系統が複数に分かれているときは、非常停止ラインを通信系統ラインと別に持つ必要のある現行システムでは、系統１用の非常停止ボタン１及び非常停止信号送受信ケーブル３とは別に、系統２用の非常停止ボタン１２を含む専用の非常停止信号送受信ケーブル１３を設置する必要がある。
非常停止ラインは、フェイルセーフの観点から信頼性がもっとも重要であるという性格上、制御のためのデータ通信線（通信ケーブル３）とは独立した専用線の設置が必要不可欠であった。そのために、ＮＣ装置と駆動制御装置間、各軸の駆動制御装置間の接続時に、データ通信ケーブル３と非常停止信号送受信ケーブル４，１３の配線が煩雑になるという問題があった。
また、複数系統を同一ＮＣ装置で制御する場合は、系統数が増える毎に非常停止用ライン接続用のコネクタも増設する必要があり、Ｈ／Ｗ等のシステム構成の複雑化及び、コストの増加などの問題も発生していた。
さらに、非常停止信号がＮＣ装置と駆動制御装置間、もしくは各軸の駆動制御装置間でノイズ等の影響を受けても非常停止信号の欠落及び消滅が発生しないように、信号の電圧レベルをモータ制御部で使用するレベルよりも高くし、また差動信号を用いる場合もあるために、各駆動制御装置内に信号レベル変換器等が必要であるという問題もある。
以上のような非常停止のための専用線を削減するために、通信のためのシリアルデータのフレーム内に非常停止信号を埋め込むことで、通信線のみで非常停止を行う手法があるが、従来例である「リング形状通信システムにおける子局監視システム」（特開平４−１６７８３５号公報）及び「ループ状光伝送装置」（特開平１−１４１４４２号公報）には、警告をフレーム内に取り込む手法が開示されている。また、他の従来例である「分散型リモートＩ／Ｏ式制御システムの制御法」（特開平８−３２８６３６号公報）には、フレーム内のシリアルデータにＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）を添付しシリアルデータの自動チェックを行う手法が開示されている。
しかし前記「リング形状通信システムにおける子局監視システム」では、データを伝送するシリアルデータのフレームはリング状の通信ループ毎に１つだけであり、その中に全ての子機の警告情報を警告ビットとして持っているため、双方向の通信が同時に不良となった場合の対抗が不完全であり、かつ親機がその警告に対する処置を判断し、子機に対して指令を出力するため、迅速な対応にも難点がある。また、前記「ループ状光伝送装置」も同様に、子機が出力する警告情報に対し、必ず親機が警告に対する処置を決定し、出力するシステムであり「リング形状通信システムにおける子局監視システム」と同様の難点がある。
また、前記「分散型リモートＩ／Ｏ式制御システムの制御法」では、ＣＲＣによりフレームの誤り及びフレーム数の監視を行っているが、これらのチェックはすべて親機が行っているため、親機が異常の場合の信頼性に難点がある。
【発明の開示】
この発明は上記のような問題点を解決するためのもので、制御や通信のための情報を送受信するためのシリアルデータのフレーム内に非常停止情報を含める通信方法を行う場合に、非常停止の信頼性をより向上させることを目的とする。
このためこの発明は、ホスト制御装置と少なくとも一つのクライアント制御装置との間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記ホスト制御装置に、その内部で異常が生じたとき、または非常停止信号が入力されたとき、非常停止データをシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータをシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記クライアント装置に出力する手段を設け、一方、前記クライアント制御装置に、前記ホスト制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記ホスト制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたものである。
また、ホスト制御装置と少なくとも一つのクライアント制御装置との間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたとき、非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、前記シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記ホスト制御装置に出力する手段を設け、一方、前記ホスト制御装置に、前記クライアント制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記クライアント制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記クライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記クライアント制御装置が異常であると判断する手段とを設けたものである。
また、ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたとき、または非常停止信号が入力されたとき、非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記ホスト装置および／または他のクライアント制御装置に出力する手段と、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断する判断するとともに，前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたものである。
また、前記フレームエラーチェックデータをフレーム中に埋め込む手段として、正常にフレームが生成されているとき、シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に規定の数値が加算されたフレームエラーチェックデータを生成し，このフレームエラーチェックデータをフレーム中に埋め込むものとし、前記判断する手段として，前回受信したフレームエラーチェックデータと今回受信したフレームエラーチェックデータとを比較し、その差分値が前記規定の数値と異なる場合，フレームが正常に生成されていないと判断するものとしたものである。
このため、シリアルデータ内に位置指令等の送信データと共に、非常停止データを送信することが可能となり、さらに前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、異常と判断するため、システムが不容易に非常停止することがなく、非常停止の信頼性を向上させることができる。
またこの発明は，ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、他のクライアント制御装置で発生した非常停止データを自己が出力するフレームに埋め込み、他のクライアント制御装置および／またはホスト制御装置へ送信する手段を設けたものである。
このため、非常停止を発信しているクライアント制御装置の送信データがノイズ等でエラーになった場合も、他のクライアント制御装置から非常停止信号を送信することが可能となり、非常停止の信頼性が向上する。
またこの発明は，ホスト制御装置と複数のクライアント制御装置との間、または複数のクライアント制御装置間でシリアルデータ通信を行う制御システムにおいて、前記クライアント制御装置に、その内部で異常が生じたときの非常停止データ及び他のクライアント制御装置で発生した非常停止データを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込むとともに、前記シリアルデータ通信のフレームを生成する毎に、所定のフレームエラーチェックデータを、自己が出力するシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込み、前記クライアント装置および／または他のクライアント制御装置に出力する手段と、他のクライアント装置またはホスト制御装置より送信されるフレーム中の非常停止データ、フレームエラーチェックデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段にて抽出された前記フレームエラーチェックデータをチェックすることにより他のクライアント制御装置またはホスト制御装置で正常にフレームが生成されたか否かを判断するとともに，非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、他のクライアント制御装置またはホスト制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、前記非常停止データを、制御する被制御機器に出力する手段とを設けたものである。
このため、シリアルデータ内に位置指令等の送信データと共に、非常停止データを送信することが可能となり、さらに前記非常停止データがシリアルデータ通信のフレーム中に埋め込まれている状態で、前記ホスト制御装置および／または他のクライアント制御装置で正常にフレームが生成されていない状態が複数フレーム分続いたとき、異常と判断するため、システムが不容易に非常停止することがなく、非常停止の信頼性を向上させることができる。
また、非常停止を発信しているクライアント制御装置の送信データがノイズ等でエラーになった場合も、他のクライアント制御装置から非常停止信号を送信することが可能となり、非常停止の信頼性が向上する。
またこの発明は，前記ホスト制御装置および／またはクライアント制御装置に，受信したフレーム数を数えるカウンタ部を有し、規定のフレーム数が受信されない場合、非常停止信号を出力する手段を、設けたものである。
このため、非常停止信号の有無に関わらず、上位（下位）の信号を常に監視することで、通信異常の検出をいち早く行うことができ、通信異常に対する信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】  第１図はこの発明の実施例１に係る非常停止制御システムを示すブロック図である。
第２図は第１図における通信制御部内のシリアルデータ送信部の詳細を示すブロック図である。
第３図はこの発明の実施例１に係るシリアルデータの送信タイミングを示す図である。
第４図はこの発明の実施例１に係る、通信フレーム１つ分のシリアルデータの構成及びその送信タイミングを示す図である。
第５図は第１図における通信制御部内のシリアルデータ受信部の詳細を示すブロック図である。
第６図はこの発明の実施例１に係る、フレームエラーの検出タイミングを示す図である。
第７図はこの発明の実施例２に係るアンプ部の非常停止信号出力部を示すブロック図である。
第８図は第７図のアラームコピー機能のタイミングを示す図である。
第９図はこの発明の実施例３に係るフレーム数不一致カウンタを持つ非常停止信号出力部を示すブロック図である。
第１０図は第９図の通信タイミングとフレーム数比較のタイミングチャートを示す図である。
第１１図は従来の技術を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】実施例の形態１．
以下  この発明の実施の形態１を、第１図〜第６図を用いて説明する。
第１図はこの発明の実施例１に係るシリアル通信による非常停止制御システムを示すブロック図である。非常停止機能は、誤作動や動作不良等が発生しないような信頼性が最も重要であることから、非常停止情報をシリアルデータとして送信するこの発明においても、そのデータの信頼性が最も重要である。そのため、各種のデータのチェック機能を備えている。
第１図において、ＮＣ装置（ホスト装置）の外部に設置された非常停止スイッチ１００からの非常停止信号には例えば＋２４Ｖが印加されており、ＮＣ装置の内部で使用する電圧レベル（一般的には＋５Ｖ）よりも高いので、電圧レベル変換器１０１を使用することで０Ｖと５Ｖの電圧変化に変換し、ＮＣ装置内部に取り込むことが可能となる。取り込まれた非常停止信号は、他の制御データと共に通信制御部１０２内でシリアルデータに変換することで、通信用コネクタ１０３を介して駆動制御装置に送信することが可能となる。
このときの通信制御部１０２内での送信用シリアルデータへの変換の詳細を第２図に、またそのデータの送信タイミングを第３図に示す。ＮＣ装置から各駆動制御装置に送受信されるデータ内には、受信の際に受信シーケンスを開始するために必要なスタートフラグを生成するスタートフラグ生成部１０７、位置指令や速度指令、その他通信等のデータをまとめた送信データを生成する送信データ生成部１０８、レシーバ１０１を経由してＮＣ装置に入力された非常停止データを生成する非常停止データ生成部１０９、送信フレームの正常状態を保障するために、設定された数値を送信フレーム内のフレームエラーチェックカウンタ領域に毎回加算を行なうフレームエラーチェックカウンタ生成部１１０及びデータの送信終了を示すエンドフラグを生成するエンドフラグ生成部１１１が含まれている。
なお、ここで示すフレームエラーとは、通信時にノイズ等の影響でシリアルデータが欠落することで発生するエラーではなく、シリアルデータのフレーム生成時に、ハードウェアもしくはソフトウェア等が原因で規定どおりのフレームが生成されず、同時にフレームエラーチェックカウンタのカウント値に設定された数値が正常に加算されていない状態を示し、生成されたフレーム内のデータに信頼性の無い状態であることを示す。そのときの通信タイミングを第３図に示す。図中、上段部は通信タイミングを、また下段はフレームエラーチェックカウンタ生成部１１０において、各制御タイミングで規定数（この場合はｘ）を加えられるフレームチェックカウンタを示す。通常のデータ処理が行なわれると、フレームエラーチェックカウンタの数値は規定数のｘずつ通信周期毎に増加していく。ところが、ハードウェアもしくはソフトウェアなどの不良から、通信タイミング１４１にて正常にデータ生成が行なわれない場合、フレームエラーチェックカウンタの数値は、前回の数値に規定数ｘを加算した数値ではなく、適当な値になる。第３図において、正常ならば、通信タイミング１４２では４ｘ、通信タイミング１４３では５ｘとなる筈であるが、通信タイミング１４１時点でエラーが起こり、フレームエラーチェックカウンタの数値が通信タイミング１４２で０となっていることを示している。
スタートフラグをはじめとするこれらのデータは、送信シーケンス制御部１１２でパラレルのデータとして構成される。ここで、ＮＣ装置及びアンプ間の通信では、シリアルデータとしてデータの送受信が行なわれるため、パラレルのデータをパラレル→シリアル変換器１１３でシリアルデータに変換し、送信コネクタ１０３を介してＮＣ装置から送信される。このように、非常停止信号も含んだシリアルデータとして、ＮＣ装置からの信号を送信することでデータ通信により非常停止信号をデータとして伝達することが可能である。即ち、通信線のみで非常停止を行うことができるので、非常停止のための専用線が不要となる。
第４図は送信コネクタ１０３から出力される通信フレーム１つ分のシリアルデータの構成とその送信タイミングを示している。送信されるシリアルデータにはスタートフラグ１１５、送信データ１１６、非常停止データ１１７、フレームエラーチェックカウンタ１１８そしてエンドフラグ１１９を持ち、通信フラグ１２０がＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）となったときに、シリアル通信を開始し、シリアルデータのフレームを駆動制御装置に送信する。このとき、シリアルデータ内に非常停止情報が含まれているため、データ通信による非常停止制御が可能となる。
駆動制御装置（クライアント制御装置）は、第１図のＮＣ装置側送信コネクタ１０３から送信されたシリアルデータを、アンプ側受信コネクタ１０４で受信し、シリアルデータ受信ドライバ１０５を介しての通信制御部１０６にそのシリアルデータを取り込み、受信処理を行う。
このときの通信制御部１０６が受信したデータの処理を第５図に示す。受信したシリアルデータのままでは、通信制御部１０６内でのデータ処理が行えないため、シリアル→パラレル変換器１２２を用いることで、ＮＣ装置からのシリアルデータをパラレルのデータに変換し、アンプ側通信制御部１０６での使用が可能となる。スタートフラグ抽出部１２１では、シリアルデータからスタートフラグの抽出を行う。この抽出されたスタートフラグを受けた受信シーケンス制御部１２３は、シリアル→パラレル変換器１２２でシリアルデータから変換されたパラレルのデータを、受信データ抽出部１２４、非常停止データ抽出部１２５、フレームエラーチェックカウンタ抽出部１２６、エンドフラグデータ抽出部１２７に対し、それぞれのデータを順番に分離、抽出及び送信する。この受信データ抽出部１２４で抽出された指令や通信などのデータは、モータ制御部１１４へ送られ実際の制御に用いられる。エンドフラグデータ抽出部１２７でエンドフラグが抽出されると、エンドフラグ抽出部１２７は受信シーケンス制御部１２３及び、フレームエラー検出部１２９に対してエンドフラグを送信する。エンドフラグ抽出部１２７からエンドフラグを受け取った受信シーケンス制御部１２３は、受信シーケンス処理を終了させる。
受信シーケンス処理が終了すると同時に、エンドフラグデータを受け取ったフレームエラー検出部１２９では、受信データの信頼性を確認するために、フレームエラーチェックカウンタ生成部１１０で生成されたフレームエラーチェックカウンタの数値を前回値と比較して、正しくデータが生成されているかの判断を行う。第６図はこのフレームエラーの検出タイミングを示している。受信側のフレームエラー検出部１２９では、送信側のフレームエラーチェックカウンタ生成部１１０により更新されるフレームエラーチェックカウンタを処理周期毎に読み込み、今回受信したフレーム内のフレームエラーチェックカウンタ（例えば１３２のタイミングｎ＋１のデータ２ｘ）よりも前の受信データ（この場合１３３のタイミングｎのデータｘ）を保存しており、今回の受信フレーム内のフレームエラーチェックカウンタと、前回の受信フレーム内のフレームエラーチェックカウンタとの差分値（２ｘ−ｘ＝ｘ）を計算する。この差分値が、フレームエラーチェックカウンタ生成部１１０で加算された数値（ｘ）と一致した場合は、データ生成過程での異常はなく、正常に処理が完了していると判断し、受信したフレームは正常なデータであると判断しフレームエラー検出部１２９から論理演回路１２８への出力をＬ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）とする。今回受信フレーム内のデータ（例えば１３４のタイミングｎ＋３のデータ０）と、前回受信フレーム内のデータ（ここではｎ＋２のデータ３ｘ）との差分（０−３ｘ＝−３ｘ）が、加算された数値（ｘ）と異なる場合は、データ生成が正常に行われていないと判断し、受信したフレームは信頼性がないと判断し論理演算回路１２８への出力をＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）とする。このように、フレームエラーチェックカウンタを搭載することで、受信したフレームの信頼性を確認することが可能となっている。
フレームエラー検出部１２９は、フレーム信頼性の判断結果を論理演算回路１２８に出力する。このフレームエラー検出器１２９からの信号と非常停止データ抽出部１２５の非常停止信号を、論理演算器１２８で論理和を取ることで、受信データが正常かつ非常停止データ抽出部からのデータに非常停止情報が含まれている場合に非常停止信号を出力することができ、不要な非常停止を回避することが可能になる。但し、複数回連続（第６図ではｎ＋３，ｎ＋４，ｎ＋５の３回連続）してフレームエラーが検出される場合は、データ生成側に問題があると判断し、第６図最下段に示すように、フレームエラー検出部１２９は論理演算回路１３０に対してもＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の判定結果を出力する。論理演算回路１３０は論理演算回路１２８からの非常停止信号もしくはフレームエラー検出部１２９からのＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）データを検出すると、非常停止信号を出力することが可能であるため、フレームが複数回にわたり正常に生成されていない場合も非常停止信号を出力する機能も有しており、非常停止の信頼性を向上させている。
なお、この実施例においては、ＮＣ装置に非常停止信号が入力されたとき、その非常停止データをフレームに埋め込む場合について説明したが，ＮＣ装置内部で異常が生じた際に、非常停止データをフレームに埋め込んでもよい。
また、この実施例においては、第２図に示すものをＮＣ装置に設け，また第５図に示すものを駆動制御装置に設けたものについて説明したが，第２図に示すものを駆動制御装置に設け、第５図に示すものをＮＣ装置側に設けることにより、駆動制御装置側内部で異常が生じた際に、非常停止データをフレームに埋め込み、それをＮＣ装置に送信することにより，ＮＣ装置側でその異常を検知するようにしてもよい。
また、この実施例においては，第２図に示すものをＮＣ装置に設け，また第５図に示すものを駆動制御装置に設けたものについて説明したが，駆動制御装置にも、第２図及び第５図に示すもの（詳細構成は第７図に示すものと実質的に同様構成）を設けることにより，駆動制御装置側内部で異常が生じた際に、非常停止データをフレームに埋め込み、それをＮＣ装置または他の駆動制御装置に送信することにより，ＮＣ装置側、または他の駆動制御装置側で、非常停止データの異常検知を行うようにしてもよい。
【実施例２】  次にこの発明の実施例２について主に第７図及び第８図を用いて説明する。
第７図は、他の軸が送信した非常停止信号を各軸が受信した際に、自分自身が出力するシリアルデータのフレーム内に、他の軸が出力した非常停止信号を添付（コピー）して送信するブロック線図である。第１図のシステムにおいて、制御アンプが合計３個接続（ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３が接続）している場合を考える。
シリアルデータ受信部２１２には、接続軸数と同数の通信フレームが送信されてくるため、シリアルデータ受信部２１２は、これらを全てコピーして通信制御部に取り込んでいる。通信制御部１０６内の受信部では、送信されてきたフレーム全てに対して受信シーケンス処理を行っているが、自分自身のフレームとは無関係のデータについては、エンドフラグが抽出されても無視され、自分自身に関係するデータのみ、受信バッファに取り込まれる。ただし、自分自身のフレームとは関係ない場合でも、抽出したデータに非常停止信号が検出され、同時にフレームエラーが検出されない場合は、非常停止信号情報のみが論理演算回路２０７に保持される。全てのフレームの受信シーケンスが終了した時点で論理演算回路２０７に非常停止信号が保持されている場合、論理演算回路２１５及びモータ制御部非常停止入力ライン２１０を経由して、第１図の通信制御部１０６の下位にあるモータ制御部１１４に送信される。
モータ制御部１１４は、非常停止信号を受け取ると、モータへの電力供給を止め、モータを減速停止する指令を出力する。そして、モータ制御部１１４は、モータ制御部非常停止出力ライン２１１から、自分自身が非常停止状態にあるという非常停止信号を通信制御部に出力する。モータ制御部非常停止出力ライン２１１は、自分自身が非常停止状態であるという情報を伝達するためのラインである。非常停止信号加算部２０９では、論理演算回路２１５から送信されてきた非常停止信号を保持する機能を有しているため、非常停止信号入力２１１から出力される非常停止信号を加算（コピー）して非常停止信号を出力することが可能となっている。この非常停止信号加算器２０９から出力された非常停止信号は、送信部の非常停止データ生成部２０９に送られ、非常停止情報を含むシリアルデータ送信部にて非常停止信号が生成される。そして、シリアルデータ送信部２１４を経由して上位もしくは下位の軸にシリアルデータとして、シリアルデータ送信用ドライバ１４５（第１図参照）を経由して出力される。なお、送信部でのその他の動作については、実施例１の第２図と同じなので説明は省略する。
第８図はＮＣに対してアンプ（ＡＭＰ）が３軸接続されたときのスレーブ側（アンプ側）からマスター側（ＮＣ側）への通信（アップストリーム）におけるフレームの送信タイミングと通信フレーム内の非常停止信号（ＡＬＭ）を示している。ＡＭＰ３が出力したフレーム２１６に含まれる非常停止信号は、その通信タイミングには全軸のフレーム２１７、２１８内に非常停止信号がコピーされる。仮に非常停止信号を出力したＡＭＰ３が次の通信タイミングで通信不良等により通信できなくなった場合も、フレーム２１９、２２０にコピーされた非常停止信号を用いることで、非常停止信号を送信することが可能となり、信頼性の向上が可能となる。
なお、この実施例は，前記実施例１で説明した内容のものと組み合わせて実施することができる。
【実施例３】  次にこの発明の実施例３について、主に第９図及び第１０図を用いて説明する。
この実施例３は、実施例１における、通信制御部のデータ受信部の第５図に対し、第９図のようにデータ受信部を再構成したものである。即ち、第９図に示すように、第５図のものに、論理演算回路３０２、３０９、フレーム数カウンタ３０３、通信周期カウンタ３０４、フレーム数比較器３０５、及びフレーム数不一致カウンタ３０６を付加した構成としたものである。このため、データのフレーム数をチェックすることが可能となり、コネクタが外れた場合など通信が途切れた際の非常停止を可能にすることができる。なお、その他の部分は第５図と同様である。
ここでのフレーム数とは、通信タイミング毎にＮＣに接続されている各駆動制御装置から出力されるシリアルデータフレームの合計数であり、例えば３つの駆動制御装置（だだし１軸仕様）が接続されている場合、フレーム数は「３」となり、通信タイミング毎に３のフレームが送受信される。
次に動作について説明する。第９図において、データ３００には、フレームエラー検出部１２９から出力される受信したフレームのフレームエラー情報が存在し、フレームエラーが存在する場合はＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）が出力され、無い場合はＬ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）が出力される。また、データ３０１には受信したフレームのエンドフラグが出力される。論理演算器３０９では、エンドフラグデータ３０１とスタートフラグから出力されるデータとの論理和をとり、受信したフレームが適正に処理され、終了したことが確認されると論理演算器３０２に対しＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）を出力する。論理演算器３０２では、フレームエラー検出部１２９からのデータ３００とフレームの受信処理が適正に終了したことを示す論理演算器３０９からのフラグとの論理和をとり、フレームエラーがＬ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の時にフレーム数カウンタ３０３の数値をカウントアップする。１軸仕様の駆動制御装置が３つ接続されている場合、正常に処理が終了すると受信シーケンスは３回実行され、スタートフラグ及びエンドフラグはそれぞれ３つずつ出力される。３つのフレームの何れにもフレームエラーが検出されなければ、論理演算器３０２からはＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）データが３回出力される。そのためフレーム数カウンタ３０３の数値は「３」となる。フレーム数比較部３０５では、通信周期カウンタ３０４をトリガとして、予め設定されているフレーム数（３つの駆動制御装置（だだし１軸仕様）が接続されている場合、フレーム数は「３」）とフレーム数カウンタ３０３から送られてくるカウンタ数とを比較する。比較した数値が異なっていればＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）、同じであればＬ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の信号をフレーム数比較器３０５は出力する。
フレーム数不一致カウンタ３０６では、フレーム数比較器３０５から送られて来る比較結果がＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）であれば異常と判断し、カウンタ値を１つ上げる。そしてそのカウンタ数が設定値を超えると、論理演算回路３０７に対してＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）のデータを出力し、超えていなければＬ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）のデータを出力する。論理回路３０７では、フレーム数不一致カウンタ３０６と論理演算回路３０８のいずれかがＨ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）であれば、非常停止信号を出力する。
このため、実施例１の第５図にこれらの回路（論理演算回路３０２、３０９、フレーム数カウンタ３０３、通信周期カウンタ３０４、フレーム数比較器３０５、及びフレーム数不一致カウンタ３０６）を付加することにより、データのフレーム数のチェックによる非常停止処理が可能となる。
このときの通信データ構成と、通信タイミングとの関係を第１０図に示す。例として、通信フレーム数を２、比較フレーム数を２、非常停止信号を出力するときの不一致カウンタ数を２とする。
通信タイミング３８１において、受信フレーム３１０のようにフレーム１が受信できなかった場合、受信できたのはフレーム２のみであるため、フレーム数カウンタ３０３は通信タイミング３８１終了時には１となる。比較タイミング３１５で、フレーム数比較器３０５にてこのフレーム数と比較フレーム数を比較するが、フレーム数カウンタ３０３が１、比較フレーム数が２であることからフレーム数は不一致となり、フレーム数不一致カウンタ３０６はフレーム数不一致カウンタ更新タイミング３１９で１となる。次に、通信タイミング３８２では３１１のフレーム１及び３１２のフレーム２ともに正常に受信することができたので、フレーム数カウンタ３０３は通信タイミング３８２終了時には２となる。比較タイミング３１６で、フレーム数比較器３０５にてこのフレーム数と比較フレーム数を比較すると、両者が一致するため、フレーム不一致数カウンタ更新タイミング３２０ではフレーム不一致カウンタ３０６がクリアされ、カウント数は０になる。即ち、この実施例は、フレーム数が一致した場合に不一致カウントがクリアされることで、不必要な非常停止信号の出力を防止することが可能となっている。
通信タイミング３８３では３１３のフレーム２が受信できないため、フレーム数比較器３０５にてこのフレーム数（「１」）と比較フレーム数（「２」）とを比較すると、フレーム数が不一致となり、フレーム数不一致カウンタ更新タイミング３２１でフレーム不一致カウンタ３０６は１となる。通信タイミング３８４では再び３１４のフレーム１が受信できなかったので、比較タイミング３１７で、フレーム数比較器３０５にてこのフレーム数（「１」）と比較フレーム数（「２」）とを比較すると、フレーム数が不一致となり、フレーム数不一致カウンタ更新タイミング３２２にてフレーム数不一致カウンタ３０６は一つカウントを上げて２となる。ここで、フレーム数不一致カウンタ３０６のカウント数と非常停止信号を出力する時の不一致カウンタ数（この実施例の場合「２」に設定）が一致したので、通信タイミング３８６にて、非常停止信号３１８が出力される。このように、フレーム数不一致カウンタ３０６の設定値回数分連続でフレームの受信が行えなかったときに、非常停止信号を出力することが可能となっている。
なお、この実施例は、前記実施例１で説明した内容のものと組み合わせて実施することができ、また前記実施例２で説明した内容のものと組み合わせて実施することができ、更に前記実施例１、２で説明した内容のものと組み合わせて実施することができる。
【実施例４】  前記実施例１〜３については、各軸のモータを制御するための制御アンプと、その制御アンプに指令や通信データの送受信を行うＮＣ装置により構成されるＮＣ装置システムにこの発明を適用した場合について説明したが、この発明はＮＣ装置システムばかりでなく、一つの親制御器で複数の子制御装置を統合制御するような制御システム、例えば主制御装置（ＮＣ装置システムのＮＣに相当）にシリアル通信線を介して複数のプログラマブルロジックコントローラ（ＮＣ装置システムの制御アンプに相当）を接続し、この主制御装置と複数のプログラマブルロジックコントローラとの間、またはプログラマブルロジックコントローラ間でデータのやり取りを行う制御システムなどにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】  以上のようにこの発明に係るシリアル通信による制御システムは、非常停止のための専用ラインを削減させるため非常停止情報を通常のシリアルデータのフレーム内に格納する、一つの親制御器で複数の子制御装置を統合制御するような制御システムに用いられるのに適している。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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