(57)【要約】【課題】センサユニットと制御ユニットとの間の通信速度にかかわらず、制御ユニットにおいて検出対象の物理量を正確に表示する。【解決手段】センサユニット１は、周期Ｔ２ごとに通信ユニット６から送信されてくる伝送信号に同期して、周期Ｔ１ごとに投光部１８と受光部１９による投受光を行い、受光量の検出値データを順次ＲＡＭ２１に記憶する。通信ユニット６が検出値送信要求コマンドを有する伝送信号を送信するごとに、表示対象のセンサユニット１は、ＲＡＭ２１に記憶されている検出値データを順に読み出してそれを通信ユニット６に伝送する。通信ユニット６は、受信した所定数の検出値データを周期Ｔ１の時間分解能で表示装置１６に表示させる。【選択図】図１
2007102259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に信号伝送可能なセンサユニットと制御ユニットから構成されるセンサシステムにおいて、
前記センサユニットは、
第１周期ごとに検出対象の物理量を検出しその物理量に応じた検出値を出力する物理量検出手段と、
少なくとも１つの検出対象の物理量を検出したときの複数の検出値を記憶可能とされ、前記物理量検出手段から出力される検出値を順次記憶する記憶手段と、
前記制御ユニットから送信される検出値送信要求信号を受信するごとに、前記記憶手段に記憶されている検出値を順に読み出してそれを前記制御ユニットに送信する送信制御手段とを備え、
前記制御ユニットは、
表示手段と、
前記第１周期より長い第２周期ごとに前記センサユニットに対し前記検出値送信要求信号を送信するとともに、前記センサユニットから送信された検出値を受信すると、その検出値を前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えていることを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
前記検出値送信要求信号を一旦受信すると、所定数の検出値の送信が完了するまでの期間、前記物理量検出手段から出力される検出値の前記記憶手段への書き込みを禁止する書込み禁止手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記表示制御手段は、受信した複数の検出値を、前記第１周期ごとに検出された物理量として前記表示手段にグラフ表示することを特徴とする請求項１または２記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記検出値送信要求信号の送信に先立って前記センサユニットに対し周期送信要求信号を送信し、受信した複数の検出値を、受信した周期ごとに検出された物理量として前記表示手段にグラフ表示し、
前記送信制御手段は、前記制御ユニットから送信された前記周期送信要求信号を受信すると、前記第１周期の値を前記制御ユニットに送信することを特徴とする請求項３記載のセンサシステム。
【請求項５】
制御ユニットとの間で信号伝送可能なセンサユニットにおいて、
第１周期ごとに検出対象の物理量を検出しその物理量に応じた検出値を出力する物理量検出手段と、
少なくとも１つの検出対象の物理量を検出したときの複数の検出値を記憶可能とされ、前記物理量検出手段から出力される検出値を順次記憶する記憶手段と、
前記第１周期より長い第２周期で前記制御ユニットから繰り返し送信される検出値送信要求信号を受信するごとに、前記記憶手段に記憶されている検出値を順に読み出してそれを前記制御ユニットに送信する送信制御手段とを備えていることを特徴とするセンサユニット。
【請求項６】
前記検出値送信要求信号を一旦受信すると、所定数の検出値の送信が完了するまでの期間、前記物理量検出手段から出力される検出値の前記記憶手段への書き込みを禁止する書込み禁止手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のセンサユニット。
【請求項７】
請求項１ないし４の何れかに記載のセンサシステムにおける制御ユニットに設けられたマイクロコンピュータが実行するセンサ管理プログラムであって、
前記マイクロコンピュータに、
所定の周期ごとにセンサユニットに対し検出値送信要求信号および周期送信要求信号を送信する送信処理と、
前記センサユニットから送信された検出値および周期を受信する受信処理と、
受信した検出値を、受信した周期ごとに検出された物理量として表示手段に表示する表示処理とを実行させることを特徴とするセンサ管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に信号伝送可能なセンサユニットと制御ユニットからなるセンサシステム、制御ユニットとの間で信号伝送可能なセンサユニット、および制御ユニットに設けられたマイクロコンピュータが実行するセンサ管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサユニット例えば光電センサは、受光部から出力される受光信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリングにより得られた検出値をしきい値と比較することにより対象物の検出を行うようになっている。しきい値の設定は、光電センサ本体に設けられているデジタル表示部に受光量（受光レベル）をリアルタイム表示させ、この表示された数値をユーザが参照することにより行う。しかし、光電センサ本体のデジタル表示部には瞬間的な受光レベルしか表示されないため作業性が低下し易い。
【０００３】
そこで、サンプリングにより得られた検出値を基準レベル外部設定装置に送信し、その基準レベル外部設定装置において、受光レベルを表示手段にグラフ表示するとともに、そのグラフ表示を確認しながら基準レベルの調整を可能とした光電センサがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１８７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された光電センサは、サンプリングモードにおいて、受光部から出力される受光信号を所定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換し、その検出値データをＩ／Ｏポートを介して基準レベル外部設定装置に送信するようになっている。一般的な光電センサのサンプリング周期は５０μｓ程度であり、高速タイプでは１０μｓ程度のものもある。
【０００５】
検出値データは、例えば１６ビットのデータ長を持つ。また、データ伝送の信頼性を高めるため、同じデータを２度送信して受信側で両データの一致を確認する構成を採用するものもある。そうすると、１回の送信ごとに１つの検出値データを送信する通常の送信形式の場合、現在のセンサシステムで用いられている高速の通信方式を用いたとしても１つの検出値データの送信に１００μｓ程度を要することになり、通信周期がサンプリング周期よりも長くなる。その結果、１回のデータ送信の間に２回〜１０回程度のサンプリングが行われ、実際に送信されるデータに取りこぼしが生じる。
【０００６】
図１３は、表示手段に表示される受光レベルのグラフ表示例を示している。実線は、基準レベル外部設定装置に伝送された検出値を順に直線で結んだもので、実際の画面に表示されてユーザが参照するものである。参考のため、図１３には実際の受光レベルを破線で示している（表示されない）。サンプリング周期をいかに短く設定しても、通信周期が長いと表示に用いられるデータが間引きされる。その結果、実際の受光レベルの変化率が大きいと、画面上において受光レベルを正しく表示できない場合が生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、センサユニットと制御ユニットとの間の通信速度にかかわらず、制御ユニットにおいて検出対象の物理量を正確に表示することができるセンサシステム、センサユニット、および制御ユニットのセンサ管理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、相互に信号伝送可能なセンサユニットと制御ユニットから構成されるセンサシステムであって、前記センサユニットは、第１周期ごとに検出対象の物理量を検出しその物理量に応じた検出値を出力する物理量検出手段と、少なくとも１つの検出対象の物理量を検出したときの複数の検出値を記憶可能とされ、前記物理量検出手段から出力される検出値を順次記憶する記憶手段と、前記制御ユニットから送信される検出値送信要求信号を受信するごとに、前記記憶手段に記憶されている検出値を順に読み出してそれを前記制御ユニットに送信する送信制御手段とを備え、前記制御ユニットは、表示手段と、前記第１周期より長い第２周期ごとに前記センサユニットに対し前記検出値送信要求信号を送信するとともに、前記センサユニットから送信された検出値を受信すると、その検出値を前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、前記検出値送信要求信号を一旦受信すると、所定数の検出値の送信が完了するまでの期間、前記物理量検出手段から出力される検出値の前記記憶手段への書き込みを禁止する書込み禁止手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記表示制御手段が、受信した複数の検出値を、前記第１周期ごとに検出された物理量として前記表示手段にグラフ表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、前記表示制御手段が、前記検出値送信要求信号の送信に先立って前記センサユニットに対し周期送信要求信号を送信し、受信した複数の検出値を、受信した周期ごとに検出された物理量として前記表示手段にグラフ表示し、前記送信制御手段が、前記制御ユニットから送信された前記周期送信要求信号を受信すると、前記第１周期の値を前記制御ユニットに送信することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、制御ユニットとの間で信号伝送可能なセンサユニットであって、第１周期ごとに検出対象の物理量を検出しその物理量に応じた検出値を出力する物理量検出手段と、少なくとも１つの検出対象の物理量を検出したときの複数の検出値を記憶可能とされ、前記物理量検出手段から出力される検出値を順次記憶する記憶手段と、前記第１周期より長い第２周期で前記制御ユニットから繰り返し送信される検出値送信要求信号を受信するごとに、前記記憶手段に記憶されている検出値を順に読み出してそれを前記制御ユニットに送信する送信制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、前記検出値送信要求信号を一旦受信すると、所定数の検出値の送信が完了するまでの期間、前記物理量検出手段から出力される検出値の前記記憶手段への書き込みを禁止する書込み禁止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載のセンサシステムにおける制御ユニットに設けられたマイクロコンピュータが実行するセンサ管理プログラムであって、前記マイクロコンピュータに、所定の周期ごとにセンサユニットに対し検出値送信要求信号および周期送信要求信号を送信する送信処理と、前記センサユニットから送信された検出値および周期を受信する受信処理と、受信した検出値を、受信した周期ごとに検出された物理量として表示手段に表示する表示処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１および請求項５の発明によれば、センサユニットは、サンプリング周期である第１周期ごとに物理量の検出値を記憶手段に順次記憶し、通信周期である第２周期ごとの検出値送信要求信号に応じて、記憶されている検出値を順に読み出してそれを制御ユニットに送信する。従って、通信周期がサンプリング周期よりも長い場合に、検出値を間引くことなく制御ユニットに送信することができ、制御ユニットは、受信した検出値に基づいて、第１周期ごとに得た物理量をそれと同じ時間分解能で表示手段に表示することができる。
【００１６】
請求項２および請求項６の発明によれば、制御ユニットが検出値の送信要求を開始した時にセンサユニットの記憶手段に記憶されていた検出値が全て保護される。従って、通信周期（第２周期）がサンプリング周期（第１周期）に比べ極端に長い場合または記憶手段の記憶容量が小さい場合であっても、制御ユニットは、第１周期ごとに得られた記憶容量に相当する分の検出値データを表示することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、検出値の時間分解能が第１周期となるので、変化率の大きい物理量も正確にグラフ表示することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、検出値の送信に先立ってセンサユニットから制御ユニットに第１周期の値が送信されるので、制御ユニットは、接続されるセンサユニットの種類等にかかわらず、検出値が取得された第１周期をサンプリング周期として正しくグラフ表示することができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、制御ユニットに設けられたマイクロコンピュータは、センサ管理プログラムを実行することにより、１または複数のセンサユニットからサンプリングされた検出値を間引くことなく収集することができ、受信した検出値と周期に基づいて、サンプリング周期（第１周期）ごとに得た物理量をそれと同じ時間分解能で表示手段に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明をファイバセンサシステムに適用した一実施形態について図１ないし図１２を参照しながら説明する。
本センサシステムは、最大で１６台のセンサユニット１を備えることができ、図２には４つのセンサユニットを備えたファイバセンサシステム（後述する表示装置１６を除く）の外観を示している。センサユニット１は、投光用、受光用の光ファイバ２、３の先端を検出領域を挟んで対向配置した状態で、検出領域内における被検出物体（検出対象）の有無を検出するものである。センサユニット１の前面には、光ファイバ２、３の先端が挿入されるようになっており、背面には図示しない外部制御装置に繋がるケーブル４が接続されるようになっている。
【００２１】
複数のセンサユニット１は、取付レール５に沿って互いに隣接して取り付けられており、さらにこれらセンサユニット１を両側から挟み込むように通信ユニット６と終端ユニット７が取り付けられている。本センサシステムは、通信ユニット６から送信された伝送信号を通信ユニット６に隣接するセンサユニット１から終端ユニット７まで順次伝送し、さらに終端ユニット７から通信ユニット６に伝送することにより、シリアル通信方式でデータ伝送を行うようになっている。そして、各センサユニット１は、自身に割り当てられたアドレスが指定されると、伝送信号に検出値データ等を付加して隣接する次のセンサユニット１または終端ユニット７に伝送するようになっている。
【００２２】
このデータ伝送を可能にするため、センサユニット１の一側面（通信ユニット６側）には受光部８が設けられており、他側面（終端ユニット７側）には投光部９が設けられている（図１参照）。センサユニット１が取付レール５に取り付けられると、相隣接するセンサユニット１の投光部９と受光部８とが対向した状態となる。さらに、センサユニット１には、側面に垂直な方向に本体を貫く透孔（図示せず）が形成されており、この透孔を通して終端ユニット７の投光部１０から通信ユニット６の受光部１１に至る光軸が形成されるようになっている。
【００２３】
図１は、センサシステムの電気的構成を示している。通信ユニット６は、設定スイッチからなる設定部１２を備えている。ユーザは、この設定スイッチを操作することにより、通信対象のセンサユニット１のアドレスとそのセンサユニット１に実行させるコマンドを入力することができる。ＣＰＵ１３は、設定部１２から入力した設定信号に基づいて伝送信号を生成し、それを投光部１４を介して例えば１００μｓの周期Ｔ２（第２周期に相当）で送信するとともに、受光部１１を介して受信した伝送信号を入力するようになっている。さらに、通信ユニット６は、Ｉ／Ｆ部１５を介してパソコンなどの表示装置１６（表示手段に相当）と接続されている。これら通信ユニット６と表示装置１６により制御ユニット１７が構成されている。ＣＰＵ１３は、マイクロコンピュータの主要な要素であって、本発明でいう表示制御手段に相当する。
【００２４】
センサユニット１は、例えば５０μｓの周期Ｔ１（第１周期に相当）で、投光部１８から出射した光を光ファイバ２を通して検出領域に投光し、検出領域から光ファイバ３を通して受光した光を受光部１９でＡ／Ｄ変換して取り込む（サンプリングする）ようになっている。ＣＰＵ２０は、この受光量（物理量に相当）に応じた受光信号の検出値としきい値とを比較して検出物体の有無を判断する。ＣＰＵ２０には、サンプリングした検出値を一時的に記憶する記憶手段としてＲＡＭ２１が接続されている。
【００２５】
また、上述したように、センサユニット１は、他のセンサユニット１、通信ユニット６または終端ユニット７との通信を行うため受光部８と投光部９を備えている。受光部８は、光信号として受けた伝送信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ２０に与えるようになっており、投光部９は、ＣＰＵ２０から与えられた伝送信号を光信号に変換するようになっている。ＣＰＵ２０は、本発明でいう物理量検出手段、送信制御手段および書込み禁止手段に相当する。
【００２６】
さらに、センサユニット１は、モードキーやジョグスイッチからなる設定部２２、外部制御装置（図示せず）が接続される外部接続端子２３および表示部（図示せず）を備えている。設定部２２は、ユーザがモードを選択したり各モードの詳細な項目や数値を設定、変更するために用いられる。また、ＣＰＵ２０は、外部接続端子２３を介して検出信号、不安定な検出状態の警告信号などを外部制御装置に出力するようになっている。
【００２７】
終端ユニット７は、受光部２４、投光部１０および信号増幅機能を持つ中継アンプ２５を備えている。受光部２４は、光信号として受けた伝送信号を電気信号に変換し、それを中継アンプ２５を介して投光部１０に送る。投光部１０は、中継アンプ２５から与えられた伝送信号を再び光信号に変換して通信ユニット６の受光部１１に送信する。
【００２８】
次に、図３ないし図１２も参照しながら本実施形態の作用について説明する。
本センサシステムは、通信ユニット６にパソコンなどの表示装置１６を接続することにより、ユーザが指定した表示対象項目例えば指定したセンサユニット１の受光部１９で検出された受光量を表示装置１６に受光レベルとしてグラフ表示する機能を備えている。ユーザは、このグラフ表示機能を用いると、受光量の変化幅が小さい場合であっても容易且つ確実にしきい値を設定することができる。
【００２９】
各センサユニット１は、周期Ｔ１（５０μｓ）で受光信号をサンプリングし、得られた１６ビット幅の検出値データをＲＡＭ２１に書き込むとともに、本体の表示部（図示せず）に受光レベルをデジタル表示する。ＲＡＭ２１は、所定量例えば１２８個の検出値データを記憶するのに必要なメモリ容量を有している。ＣＰＵ２０は、新たな検出値データを得るごとに、それを最も古い検出値データに上書きする。これにより、ＲＡＭ２１には最新の検出値データ１２８個が記憶される。
【００３０】
各センサユニット１には、予め固有のアドレスが設定されている。グラフ表示する場合、はじめに通信ユニット６からアドレス指定されたセンサユニット１に対し周期送信要求コマンド（後述）を有する伝送信号が送信され、これに応じて通信ユニット６に周期データ（周期Ｔ１）が伝送される。その後、アドレス指定されたセンサユニット１のＲＡＭ２１に記憶されている１２８個の検出値データが、検出値送信要求コマンド（後述）を有する各伝送信号に対して１つずつ順に読み出され通信ユニット６に伝送される。１２８個全ての検出値データを伝送するためには１２８個の伝送信号が必要となる。
【００３１】
通信ユニット６は、図３に示すデータフォーマットを持つ伝送信号を１００μｓの周期Ｔ２で投光部１４から繰り返し送信する。伝送信号は、８ビット幅の同期信号、８ビット幅のアドレス信号、１６ビット幅のコマンド信号、１６ビット幅のデータ信号および１６ビット幅のチェック用データ信号から構成されている。
【００３２】
図５は、通信ユニット６のＣＰＵ１３が実行する送信処理のフローチャートである。ステップＴ２１において周期Ｔ２が経過したか否かを判断し、経過するまで（ＹＥＳと判断するまで）当該ステップＴ２１の判断処理を繰り返す。周期Ｔ２が経過すると、ステップＴ２２からＴ２５まで順に移行し、同期信号、アドレス信号、コマンド信号、データ信号を隣接するセンサユニット１に送信する。図５において、チェック用データ信号の送信処理は省略している。
【００３３】
図３に示すように、同期信号は、８ビット全てが１（Ｈレベル）となる信号であり、アドレス信号は、送信対象であるセンサユニット１を指定する信号である。コマンド信号は、センサユニット１に対し動作指令を与える信号であり、受光量の検出値データの送信を指令する検出値送信要求コマンド、サンプリング周期Ｔ１の送信を指令する周期送信要求コマンド、しきい値の再設定を指令する再設定コマンド、現在設定されているしきい値の送信を指令するしきい値送信要求コマンドなどがある。また、データ信号は、センサユニット１の受光量の検出値データ、しきい値データ、周期データ等であり、チェック用データ信号は伝送エラーを検出するための信号である。
【００３４】
センサユニット１のＣＰＵ２０は、自身のアドレスを指定し且つ検出値送信要求コマンドを有する伝送信号を受信すると、検出値送信フラグを１にして、その後１２８個の検出値データの伝送が完了するまでの期間、ＲＡＭ２１への検出値データの書き込みを禁止する。本実施形態で伝送するデータ数を１２８としたのは、表示装置１６でのグラフ表示において、ユーザが受光量の変化を認識するのに十分なデータ数だからである。
【００３５】
図７は、センサユニット１のＣＰＵ２０が実行する受信処理のフローチャートを示している。ＣＰＵ２０は、伝送信号の受信を開始すると、ステップＳ１、Ｓ２でそれぞれ同期信号、アドレス信号を受信し、ステップＳ３でアドレス信号からアドレスを取得する。続いて、ステップＳ４でコマンド信号を受信し、ステップＳ５においてアドレスが自身に割り当てられたアドレスと一致するか否かを判断する。
【００３６】
一致する（ＹＥＳ）と判断すると、ステップＳ６に移行してコマンド信号からコマンドを取得し、ステップＳ７においてコマンドが検出値送信要求コマンドであるか否かを判断する。ここで、検出値送信要求コマンドである（ＹＥＳ）と判断すると、検出値送信フラグを１に設定して受信処理を終了する。これに対し、ステップＳ５においてアドレスが一致しない（ＮＯ）と判断した場合およびステップＳ７において検出値送信要求コマンドでない（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ９に移行して検出値送信フラグを０に設定し、ステップＳ１０においてデータ信号の受信を行う。なお、図７では、チェック用データの受信処理については省略している。
【００３７】
図８は、センサユニット１のＣＰＵ２０が実行する送信処理のフローチャートを示している。チェック用データ信号の送信処理は省略している。また、図１０は、通信ユニット６から各センサユニット１を通過して終端ユニット７に至るまでの伝送信号の伝送タイミングを示している。
【００３８】
ＣＰＵ２０は、ステップＳ２１において同期信号の受信から所定時間ｔｄが経過したか否かを判断し、経過するまで（ＹＥＳと判断するまで）当該ステップＳ２１の判断処理を繰り返す。所定時間ｔｄが経過すると、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４に順に移行し、受信した同期信号、アドレス信号、コマンド信号をそのまま隣接するセンサユニット１または終端ユニット７に対し送信する。
【００３９】
続いて、ステップＳ２５に移行して検出値送信フラグが０か否かを判断し、０（ＹＥＳ）と判断するとステップＳ２６に移行する。このステップＳ２６では、受信したコマンドが自身に対する周期送信要求コマンドの場合には周期Ｔ１をデータ信号として送信し、自身に対するしきい値送信要求コマンドの場合にはしきい値をデータ信号として送信する。また、自身がアドレス指定されていない場合および値を要求しないコマンドの場合には、受信したデータ信号をそのまま送信する。
【００４０】
一方、ステップＳ２５で検出値送信フラグが０でない（ＮＯ）と判断すると、ステップＳ２７〜Ｓ３２の検出値データの送信処理に移行する。すなわち、ステップＳ２７で検出値の送信データ数を示すカウント値ｎをインクリメントし、ステップＳ２８、Ｓ２９でＲＡＭ２１からｎ番目の検出値データを読み出してデータ信号として送信する。送信後、ステップＳ３０においてカウント値ｎが１２８以上であるか否かを判断する。ＲＡＭ２１に記憶されている１２８個全ての検出値データの送信が終了した場合にはＹＥＳと判断し、ステップＳ３１で検出値送信フラグを０に戻し、ステップＳ３２で次の送信に備えてカウント値ｎを０にクリアする。一方、まだ全ての検出値データの送信が終了していない場合には、ステップＳ３０においてＮＯと判断してそのまま送信処理を終了する。
【００４１】
ところで、上記伝送信号は、単にデータやコマンドの伝送に用いられるだけでなく、各センサユニット１の検出動作の基準タイミングとして用いられる。すなわち、センサユニット１は、周期Ｔ２で送信されてくる伝送信号の同期信号の受信時を基準時として、上記受信処理、送信処理とは独立して検出処理を開始する。図９は、センサユニット１のＣＰＵ２０が実行する検出処理のフローチャートを示しており、図１１は、各センサユニット１が送受信する伝送信号と検出動作とのタイミング関係を示している。本実施形態では、伝送信号の周期Ｔ２（１００μｓ）の間に、周期Ｔ１（５０μｓ）で２回の検出値データを得る。
【００４２】
ＣＰＵ２０は、ステップＳ４１において同期信号を受信したか否かを判断し、受信するまで（ＹＥＳと判断するまで）当該ステップＳ４１の判断処理を繰り返す。同期信号の受信が完了すると、ステップＳ４２〜Ｓ４６からなる１回目の受光信号のサンプリング処理、判定処理および書き込み処理を行う。
【００４３】
すなわち、ステップＳ４２で投光部１８から光ファイバ２を通して検出領域に投光し、その後ステップＳ４３で光ファイバ３を通過した光を受光部１９で受光して検出値を得る（サンプリング処理）。その後、検出値としきい値との比較によるレベル判定処理を実行し、その結果をセンサユニット１本体の表示部に表示するとともに、検出信号を外部接続端子２３を介して外部制御装置に出力する。
【００４４】
続いて、ステップＳ４５に移行して検出値送信フラグが１か否かを判断する。ここで、検出値送信フラグが１でない（ＮＯ）と判断すると検出値データをＲＡＭ２１に書き込み、１である（ＹＥＳ）と判断するとＲＡＭ２１への書き込みはせずにステップＳ４７〜Ｓ５１からなる２回目の受光信号のサンプリング処理、判定処理および書き込み処理を行う。ステップＳ４７〜Ｓ５１の処理は上述したステップＳ４２〜Ｓ４６の処理と同じであるため説明を省略する。
【００４５】
続いて、制御ユニット１７の受信処理と表示処理について説明する。通信ユニット６のＣＰＵ１３が実行するこれら受信処理と表示処理および上述した送信処理は、本発明でいうセンサ管理プログラムに相当する。
【００４６】
図４は、通信ユニット６のＣＰＵ１３が実行する受信処理のフローチャートである。チェック用データ信号の受信処理は省略している。ステップＴ１〜Ｔ７は、終端ユニット７から送り返されてきた伝送信号の同期信号、アドレス信号、コマンド信号、データ信号を受信し、アドレス、コマンド、データを取り出す処理である。
【００４７】
ＣＰＵ１３は、ステップＴ８において、受信したコマンドが周期送信要求コマンドか否かを判断する。周期送信要求コマンドである（ＹＥＳ）と判断すると、ステップＴ９に移行して受信したデータをサンプリング周期Ｔ１としてメモリ（図示せず）に記憶する。一方、周期送信要求コマンドでない（ＮＯ）と判断するとステップＴ１０に移行し、受信したコマンドが検出値送信要求コマンドか否かを判断する。検出値送信要求コマンドである（ＹＥＳ）と判断すると、ステップＴ１１に移行して受信したデータを受光量の検出値としてメモリに記憶し、さらにステップＴ１２に移行して検出値の受信データ数を示すカウント値ｍをインクリメントする。
【００４８】
図６は、通信ユニット６のＣＰＵ１３が実行する受光レベルの表示処理を示すフローチャートである。上述したように、ユーザは、通信ユニット６の設定部１２の設定スイッチを操作することにより、表示対象のセンサユニット１のアドレスを入力することができる。ＣＰＵ１３は、ステップＴ４１において表示対象のセンサユニット１のアドレスを入力し、ステップＴ４２において入力した表示対象のアドレスを送信アドレスに設定する。続いて、ステップＴ４３において周期送信要求コマンドを送信コマンドに設定する。
【００４９】
その後、ＣＰＵ１３は、ステップＴ４４において周期データ（周期Ｔ１）を受信したか否かを判断し、受信するまで（ＹＥＳと判断するまで）当該ステップＴ４４の判断処理を繰り返す。周期データがメモリに記憶されると（ステップＴ９に対応）、ステップＴ４５に移行して検出値送信要求コマンドを送信コマンドに設定し、さらにステップＴ４６において検出値の受信データ数を示すカウント値ｍを０にクリアする。これ以降、上述した受信処理により、表示対象のセンサユニット１から送信されてくる検出値が順次メモリに格納される。
【００５０】
ＣＰＵ１３は、ステップＴ４７において、カウント値ｍが１２８以上であるか否かを判断し、１２８となるまで（ＹＥＳと判断するまで）当該ステップＴ４７の判断処理を繰り返す。１２８個の検出値データの受信が終了すると、ステップＴ４８に移行してメモリに記憶された１２８個の検出値データをまとめて表示装置１６（パソコン）に送信しグラフ表示させる。
【００５１】
図１２は、表示装置１６の画面に表示される受光レベルのグラフ表示例を示している。縦軸、横軸はそれぞれ受光レベル、時間を示しており、受信した１２８個の検出値がサンプリング順に周期Ｔ１（５０μｓ）の間隔でプロットされている（図１２では一部のプロットのみを示している）。実線は、このプロットされた検出値を順に直線で結んだもので、実際の画面に表示されてユーザが参照するものである。参考のため、図１２には実際の受光レベルを破線で示している（表示されない）。周期Ｔ１ごとに得られた受光量の検出値が間引きされることなく、周期Ｔ１に等しい時間分解能で表示されるので、実際の受光量の変化率が大きい場合でも受光量のレベル（受光レベル）を忠実に表示することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のファイバセンサシステムは、各センサユニット１に検出値を記憶するＲＡＭ２１を設け、周期Ｔ１ごとに得られる受光量の検出値データを順次ＲＡＭ２１に記憶する。そして、通信ユニット６が検出値送信要求コマンドを有する伝送信号を送信するごとに、表示対象のセンサユニット１は、ＲＡＭ２１に記憶されている検出値データを順に読み出してそれを通信ユニット６に伝送する。
【００５３】
従って、伝送信号の周期Ｔ２がサンプリング周期Ｔ１よりも長い場合であっても、周期Ｔ１ごとに得た検出値データを間引くことなく通信ユニット６に送信することができ、表示装置１６は、受信した検出値に基づいて周期Ｔ１ごとに得た受光レベルをそれと同じ時間分解能で表示することができる。これにより、受信レベルを高精度に表示することができ、ユーザはしきい値の設定作業を容易且つ確実に行うことができる。
【００５４】
センサユニット１から検出値データの送信が一旦開始されると、１２８個の検出値データの送信が終了するまでの期間、ＲＡＭ２１への新たな検出値データの書き込みが禁止される。従って、伝送速度が遅い場合であっても、周期Ｔ１ごとに連続してサンプリングされた１２８個の検出値データを表示することができる。
【００５５】
検出値データの送信に先立って、センサユニット１から通信ユニット６にサンプリングに用いた周期データが送信されるので、制御ユニット１７は、接続されるセンサユニット１の種類にかかわらず、検出値が取得された周期Ｔ１をサンプリング周期として正しくグラフ表示することができる。
【００５６】
各センサユニット１は、伝送信号の同期信号を受信してから所定時間ｔｄが経過した時点で伝送信号の送信を開始するので、伝送信号は、センサユニット１を通過するごとに時間ｔｄだけ順次遅れて伝送される。そして、センサユニット１は、この同期信号を基準タイミングとして検出領域への投受光を行う。その結果、各センサユニットの投受光のタイミングが重なることがなく、相互干渉を防止することができる。
【００５７】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
本発明は、ファイバセンサのみなら近接センサ、圧力センサ、超音波センサなどの各種センサを用いたセンサシステムにも適用できる。
ＲＡＭ２１の記憶容量、周期Ｔ１、Ｔ２の値は、上述した値に限られない。
周期Ｔ１が一定であるなどの理由により制御ユニット１７が周期データを有している場合には、周期送信要求コマンドの送信処理を省略してもよい。
【００５８】
ＲＡＭ２１の記憶容量が十分に大きい場合またはＴ２≦Ｔ１の場合など、所定数（上記実施形態では１２８個）の検出値データの送信中に送信予定の検出値データが上書きされる虞がない場合には、書き込み禁止処理を省略してもよい。
データ伝送の信頼性を高めるため、同じデータを２度送信して受信側で両データの一致を確認する構成を採用してもよい。この場合には、データの伝送時間がより長くなるため、従来構成に対し上記実施形態を採用することによる効果がより大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態を示すセンサシステムの電気的構成図
【図２】ファイバセンサシステムの外観図
【図３】伝送信号のデータフォーマットを示す図
【図４】通信ユニットのＣＰＵが実行する受信処理のフローチャート
【図５】通信ユニットのＣＰＵが実行する送信処理のフローチャート
【図６】通信ユニットのＣＰＵが実行する受光レベルの表示処理を示すフローチャート
【図７】センサユニットのＣＰＵが実行する受信処理のフローチャート
【図８】センサユニットのＣＰＵが実行する送信処理のフローチャート
【図９】センサユニットのＣＰＵが実行する検出処理のフローチャート
【図１０】伝送信号の伝送タイミングを示す図
【図１１】センサユニットにおける伝送動作と検出動作のタイミングを示す図
【図１２】表示装置の画面に表示される受光レベルのグラフ表示例を示す図
【図１３】従来構成における図１２相当図
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１はセンサユニット、１３はＣＰＵ（マイクロコンピュータ、表示制御手段）、１６は表示装置（表示手段）、１７は制御ユニット、２０はＣＰＵ（物理量検出手段、送信制御手段、書込み禁止手段）、２１はＲＡＭ（記憶手段）である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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