(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに密に隣接して配置されると共にコネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡しを双方向へと行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサユニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有し、
センサユニットの各々には、
電源リセット直後の隣接両機との交信を試みた結果として、特定側に隣接ユニットが存在しないことを認識することで、自機がセンサユニット列の特定側の端部機と認識されるときには、自機に対して所定アドレスを割り付けたのち、これを基準アドレスとして隣接機へと送信する一方、特定側に隣接ユニットが存在することを認識することで、自機がセンサユニット列の途中機若しくは他方側の端部機と認識されるときには、隣接機から基準アドレスが到来するのを待って、当該基準アドレスをインクリメントすることで自機のアドレスを算出して自機に割り付けると共に、これを基準アドレスとして反対側の隣接機へと送信する自動アドレス割り付け手段と、が設けられた連結型センサシステムであって、
通信ユニットの給電系統は、
外部電源から給電するための給電線と、
給電線から分岐されると共に、通信ユニット内の各回路部品に対する給電をなすための第１の分岐線と、
給電線から分岐されると共に、センサユニット列に対する給電をなすための第２の分岐線とを含み、かつ
第２の分岐線の途中には、電源スイッチが介在されており、
それにより、この電源スイッチを作動させることにより、通信ユニットの電源は投入状態に維持したまま、センサユニット列の電源をリセットさせることができるようにした、ことを特徴とする連結型センサシステム。
【請求項２】
通信ユニットには、
操作部と、
操作部における所定操作に連動して電源スイッチを作動させてセンサユニット列への給電を断続させるスイッチ操作手段とが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の連結型センサシステム。
【請求項３】
操作部が、センサユニット列の電源をリセットさせるための専用操作子である、ことを特徴とする請求項２に記載の連結型センサシステム。
【請求項４】
通信ユニットには、
ネットワークを介して特定コマンドが受信されるのに応答して、電源スイッチを作動させてセンサユニット列への給電を断続させるスイッチ操作手段が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の連結型センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ファイバ型光電センサ、近接センサ、超音波センサ等のヘッド分離型センサの本体ユニット（以下、『センサユニット』と称する）を制御盤内に密に隣接してコンパクトに収容するに好適な連結型センサシステムに係り、特に、センサユニット列が通信ユニットを介してフィールドバスに接続される構成において、通信ユニットの電源は生かしたまま、センサユニット列の電源のみをリセットさせることにより、通信ユニットをフィールドバス（ネットワークの一つである）から切り離すことなく、センサユニット列のアドレス自動割り付けを可能とした連結型センサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連結型光電センサシステムを構成するファイバ型光電センサは、センサユニット（業界では『アンプユニット』とも言う）と、このセンサユニットから導出された光ファイバの先端に設けられたセンサヘッドとを有する。
【０００３】
センサユニットは薄型ハウジングを有する。この薄型ハウジング内には、往路光ファイバに結合される発光ダイオードを含む検出用投光系回路と、復路光ファイバに結合されるフォトダイオードを含む検出用受光系回路と、検出用受光系回路から得られる受光出力を処理してＯＮ／ＯＦＦデータや光量データを生成する信号処理回路等が含まれている。
【０００４】
センサユニットを構成する薄型ハウジングは、通常、ＤＩＮレール等の取付具を介して互いに密に隣接して制御盤内に整列状態で装着される。各センサユニットからは、オンオフデータや光量データ等を導出してプログラマブルコントローラ等に伝えるためのケーブルが引き出される。
【０００５】
センサユニットの連結台数は、１６台、３２台、６４台と言ったように、多数台数に亘るのが普通である。そのため、それらセンサユニットの個々から導出される多数のケーブルをコンパクトに纏めて配線するのは手間がかかる。
【０００６】
ひとつの解決策としては、相隣接するセンサユニット同士を順次にコネクタ（電気コネクタ、光コネクタ等）で結び、個々のセンサユニットから生成されるＯＮ／ＯＦＦデータや光量データ等をバケツリレー方式で順次にセンサユニット間で一方向へシリアルに伝送して、センサユニット列の最端部に位置するセンサユニットから取り出すように構成することが考えられる。
【０００７】
このような構成を採用すれば、個々のセンサユニットから信号導出用のケーブルを引き出すのが不要となり、配線を著しく簡素化することができる。伝送方向を双方向とすれば、逆に、最端部のセンサユニットから個々のセンサユニットに各種のコマンドやデータを送り込むこともできる。
【０００８】
センサユニット列の一つ（例えば、最端部に位置するセンサユニット）とＦＡシステムに多く採用されるフィールドバスとの間に通信ユニット（『バスユニット』等とも称する）を介在させれば、センサユニット列のバケツリレー通信並びにフィールドバス通信を順に経由して、各センサユニットとフィールドバス上の他の制御機器（例えば、プログラマブルコントローラ、他の各種センサ）や上位パソコン等との間で直接的に双方向データ通信を実現することもできる。
【０００９】
ユーザにとって使い易いセンサユニットのフリーロケーション方式を実現するためには、自動アドレス割付技術を採用するのが望ましい。例えば、電源投入や電源再投入（電源リセット）と共に特定方向の最端部に位置するセンサユニットが主導権を取って親機となり、隣接するセンサユニットに自己のアドレスに『１』を加えたアドレスを受け渡す。以下、同様にして、各隣接センサユニットは、受け取ったアドレスに『１』を加えたアドレスを、順次に隣接センサユニットに受け渡す。反対側の最端部に位置するセンサユニットは隣接ユニットが存在しないことを認識して、自己のアドレスを途中機を順次に経由して親機に戻す。これにより、全てのセンサユニットのアドレスが割り付けられ、同時に、各センサユニットは全体の連結台数を認識する。
【００１０】
センサユニット列に対する動作電源は、これらに隣接配置される通信ユニットを経由して供給される。センサユニットの個々に対する電源は、通信ユニットを経由する共通の電源線から個々に分岐して又は隣接する隣接するセンサユニット間で順に受け渡されるようにして給電される。そのため、通信ユニットに備え付けられた電源オンオフ用操作子を操作すると、通信ユニットの給電元線に介在されたスイッチがオンオフ動作して、通信ユニットの電源のみならず、センサユニット列の電源も同時に断続される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、センサユニット列が通信ユニットを介してフィールドバスに接続されている状態のままで、センサユニットの増設を行ないたいとする要望がある。この場合、増設が完了したならば、アドレス再割付のために、センサユニット列に対して電源リセット処理を行わねばならない。
【００１２】
また、センサユニット列が通信ユニットを介してフィールドバスに接続されているままで、通信ユニット列のコネクタ結合不良等を修復させたいとする要望がある。この場合にも、修復が完了したならば、アドレス再割付のために、センサユニット列に対して電源リセット処理を行わねばならない。
【００１３】
しかし、従来システムにあっては、センサユニット列のアドレス再割付のために、センサユニット列の電源をリセットしようとすると、通信ユニットの電源も同時にリセットせざるを得ないため、ＦＡネットワークを構成するフィールドバスからセンサユニット列が切り離されてしまうと言う問題点がある。
【００１４】
この発明は、連結型センサシステムにおける以上の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、通信ユニットの電源は生かしたまま、センサユニット列の電源のみをリセットさせることにより、通信ユニットをフィールドバスから切り離すことなく、センサユニット列のアドレス自動割り付けを可能とした連結型センサシステムを提供することにある。
【００１５】
この発明の他の目的とするところは、そのような連結センサシステムの実現に好適な要素技術を提供することにある。
【００１６】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の連結型センサシステムは、互いに密に隣接して配置されると共にコネクタ手段を介してバケツリレー方式でデータの受け渡しを双方向へと行う複数台のセンサユニットと、それらのセンサユニットの一つと上位パソコンやプログラマブルコントローラ等のノードに通ずるネットワークとの間に介在されて両者間のプロトコル変換を担う通信ユニットとを有する。
【００１８】
センサユニットの各々には、電源リセット直後の隣接両機との交信を試みた結果として、特定側に隣接ユニットが存在しないことを認識することで、自機がセンサユニット列の特定側の端部機と認識されるときには、自機に対して所定アドレスを割り付けたのち、これを基準アドレスとして隣接機へと送信する一方、特定側に隣接ユニットが存在することを認識することで、自機がセンサユニット列の途中機若しくは他方側の端部機と認識されるときには、隣接機から基準アドレスが到来するのを待って、当該基準アドレスをインクリメントすることで自機のアドレスを算出して自機に割り付けると共に、これを基準アドレスとして反対側の隣接機へと送信する自動アドレス割り付け手段と、が設けられる。
【００１９】
通信ユニットの給電系統は、外部電源から給電するための給電線と、給電線から分岐されると共に、通信ユニット内の各回路部品に対する給電をなすための第１の分岐線と、給電線から分岐されると共に、センサユニット列に対する給電をなすための第２の分岐線とを含み、かつ第２の分岐線の途中には、電源スイッチが介在されており、それにより、この電源スイッチを作動させることにより、通信ユニットの電源は投入状態に維持したまま、センサユニット列の電源をリセットさせることができる。
【００２０】
このような構成によれば、通信ユニットの電源は生かしたまま、センサユニット列の電源のみをリセットさせることにより、通信ユニットをネットワークから切り離すことなく、センサユニット列のアドレス自動割り付けをおこなうことができる。そのため、センサユニットの増設やセンサユニット列の事故修復を通信ユニットをネットワークから切り離すことなく実現することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、通信ユニットには、操作部と、操作部における所定操作に連動して電源スイッチを作動させてセンサユニット列への給電を断続させるスイッチ操作手段とが設けられている、ようにしてもよい。ここで、『電源スイッチ』としては、メカニカルスイッチや半導体パワースイッチ等を挙げることができる。
【００２２】
このような構成によれば、通信ユニットに設けられた操作部における所定操作を行うだけで、通信ユニットの電源は生かしたまま、センサユニット列の電源のみをリセットさせることにより、通信ユニットをネットワークから切り離すことなく、センサユニット列のアドレス自動割り付けをおこなうことができる。
【００２３】
このとき、操作部としては、センサユニット列の電源をリセットさせるための専用操作子を設けてもよい。ここで、『専用操作子』としては、ユニット列の電源リセットに専用の押ボタン、スナップレバー等を挙げることができる。
【００２４】
別の一面から見た場合、本発明の好ましい実施の形態においては、通信ユニットには、ネットワークを介して特定コマンドが受信されるのに応答して、電源スイッチを作動させてセンサユニット列への給電を断続させるスイッチ操作手段が設けられる、ようにしてもよい。ここで、『スイッチ操作手段』としては、マイクロプロセッサにて実行可能なコマンド解読プログラム、解読結果で起動される電源スイッチ断続プログラム等が含まれる。
【００２５】
このような構成によれば、ネットワークに接続された上位パソコン等から所定のコマンドを通信ユニットに宛てて送信することで、その通信ユニットに接続されたセンサユニット列の電源をリモート操作でリセットすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る結合型センサシステム、並びに、それを構成するセンサユニット、通信ユニットの一実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
本発明のセンサシステムの一実施形態を示す斜視図が図１に示されている。同図に示される結合型センサシステムは、ファイバ型光電センサシステムを構成している。
【００２８】
すなわち、このセンサシステムは、１６台のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６と、１台のバスユニット（本発明の通信ユニットに相当）ＢＵとを、互いに密に隣接して、ＤＩＮレール１を介して１列に連装して構成されている。尚、ＤＩＮレール１は、例えば制御盤内の機器取付面に装着されている。
【００２９】
センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のそれぞれは、連装方向へ幅の薄い略矩形のハウジングを有する。図示例では、このハウジングの下面側には、ＤＩＮレール１に嵌め込まれる凹部が、また上面側には表示部２と操作部３とが設けられている。表示部２は図では４個の７セグメント表示器で構成されている。又、操作部３は、図示を省略したが、マイクロタイプの押しボタンスイッチや、ＤＩＰスイッチ等で構成される。これらの表示部２や操作部３は、各センサユニットの状態を表示したり、各種の設定操作（例えば、投受光ゲイン設定、ＯＮディレイタイマ時間やオフディレータイマ時間の設定）等のために使用される。
【００３０】
センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の各ハウジング後面側には往路光ファイバ４ａと復路光ファイバ４ｂとが引き出されている。これらの光ファイバの先端５ａ，５ｂには、投光口と受光口とが形成されている。これらの投光口と受光口とを向かい合わせに位置決めすれば、透過型光電センサが構成される。これらの投光口と受光口とをほぼ平行に位置決めして、対象物体へ対向させれば、反射型の光電センサが構成される。
【００３１】
センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の電気的なハードウェア構成については後に詳細に説明するが、要するに、それらのハウジング内には図において直立状態に姿勢を保たれる回路基板が内蔵される。この回路基板上には、検出用投光系回路と、検出用受光系回路と、信号処理回路とが搭載される。検出用投光系回路には投光用のＬＥＤが内蔵される。検出用の受光系回路には受光用のフォトダイオードが内蔵される。信号処理回路には、受光系回路から得られる受光出力をＡ／Ｄ変換してサンプリングしたり、受光出力を二値化してＯＮ／ＯＦＦデータを生成する二値化回路等が内蔵される。こうして得られた、受光光量データやＯＮ／ＯＦＦデータは、後に詳細に説明するように、相隣接するセンサユニット間でコネクタ手段を介してバケツリレー方式で受け渡され、最終的にセンサユニット列の最端部に位置するセンサユニットＳＵ１へと運ばれ、ここからバスユニットＢＵを介して、フィールドバス上のプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）や上位コンピュータ等へと送出される。
【００３２】
後に詳細に説明するが、センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の各ハウジング内には、図において直立状態に姿勢を保たれた回路基板が支持される。この回路基板の両面には、一対の投受光素子で構成される光コネクタが設けられる。一方、これら光コネクタと対向するハウジング両側面には、投受光用窓が開口形成される。従って、相隣接するセンサユニットは、この光通信用窓を介して、相互に信号伝達を行う。
【００３３】
次に、バスユニットＢＵの構成について説明する。バスユニットＢＵは、図ではセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６よりもやや幅広に描かれている。バスユニットＢＵの機能は、後に詳細に説明するが、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６と、ＦＡシステム用のフィールドバスとの間にあって、両者間におけるプロトコル変換を担うものである。すなわち、このセンサシステムにおいては、相隣接するセンサユニット間においては、後述する光通信プロトコルを介して、双方向データ通信が行われる。これに対して、バスユニットＢＵが接続されるフィールドバス上においては、フィールドバスプロトコルを用いて双方向データ伝送が行われる。尚、このフィールドバスの代表的なものとしては、ＡＳＩ，ＤＥＶＩＣＥ  Ｎｅｔ，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等が挙げられる。フィールドバスには一般的にＰＬＣやＦＡパソコン等が接続される。
【００３４】
そのため、バスユニットＢＵでは、光通信プロトコルとフィールドバスプロトコルとの変換を行うことによって、フィールドバス上のＰＬＣや上位パソコンと本発明のセンサ列システムＳＵ１〜ＳＵ１６との双方向データ通信を可能とするのである。
【００３５】
バスユニットＢＵのハウジングの下面側には、センサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のハウジングと同様にして、ＤＩＮレール１に装着するための凹部が形成され、またその上面側には、モバイルコンソールユニット（以下、単に『モバコン』と言う）ＭＣを接続するためのコネクタ５０３が形成されている。さらに、バスユニットＢＵの上面には、バスユニットＢＵの電源は投入したままで、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６の電源をリセットするための操作用押しボタン５０５ａが設けられている。後に詳細に説明するように、この押しボタン５０５ａが押圧操作されると、バスユニットＢＵの回路基板上に搭載された半導体パワースイッチ（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ等）が瞬時（例えば、５００ｍｓ）だけオフ状態とされる。この半導体パワースイッチは、バスユニットＢＵを経由してセンサユニット列へ至る給電経路の途中に介在されている。そのため、押しボタン５０５ａの押圧操作に応答して、半導体パワースイッチが僅かの時間（例えば、５００ｍｓ程度）だけオフ状態となると、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対する給電は僅かの時間だけ断たれ、これによりセンサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対する電源リセット動作が実現される。
【００３６】
バスユニットＢＵのハウジングの前面側には、フィールドバスプロトコルにてデータ伝送を行うケーブル１３が引き出されている。このケーブル１３が、フィールドバス上のＰＬＣや他のセンサさらには上位パソコン等へ接続される。後に詳述するリセットコマンドも、このケーブル１３を介して到来する。
【００３７】
バスユニットＢＵの電気的なハードウェア構成については後に詳細に説明するが、要するに、フィールドバスとの接続を行うためのネットワーク通信回路と、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６との接続を行うための光通信回路とフィールドバスプロトコルと光通信プロトコルとのプロトコル変換を行うプロトコル変換処理部とを含んでいる。
【００３８】
次に、モバコンＭＣは、持ち歩き可能なハンディタイプの操作器である。このモバコンＭＣを用いて、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対して各種のデータを設定したり、それらセンサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６からＯＮ／ＯＦＦデータや各種の設定データ等を読み出して表示することを可能としている。すなわち、この結合型センサシステムにおいては、バスユニットＢＵを介してセンサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６とフィールドバス上のＰＬＣや上位パソコンとの間のデータ交信を行うと共に、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６とモバコンＭＣとの間においても、光通信プロトコルを使用して、データの送受信が行えるようになっている。
【００３９】
次に、本発明システムを含むＦＡネットワークの一例を示す図が図２に示されている。同図に示されるように、図１に示される結合型センサシステムは、バスユニットＢＵを介してフィールドバスに接続され、同時にバスユニットＢＵを介してモバコンＭＣにも接続される。尚、図においてＳＵはセンサユニット、ＢＵはバスユニット、ＭＣはモバイルコンソール（モバコン）である。
【００４０】
従って、このようなＦＡネットワークによれば、センサユニット列ＳＵ，ＳＵ…とＰＬＣ等との間で、バスユニットＢＵのプロトコル変換機能を利用して、互いにデータの送受信を行い、センサユニット列ＳＵ，ＳＵ…からのＯＮ／ＯＦＦデータを、ＰＬＣが受け取ることによって、所望のシーケンス制御等が実行される。又、必要な場合には、ＰＬＣや上位パソコン等から、逆にバスユニットＢＵを経由してセンサユニット列ＳＵ，ＳＵ…に設定データ等を送り込むことによって、各センサユニット（この例では、ファイバ型光電センサ）の動作特性を任意に設定することができる。
【００４１】
しかも、図１の斜視図からも明らかなように、個々のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６のハウジングには、個々にＯＮ／ＯＦＦデータを導出するための信号ケーブルが存在しないため、１６点，３２点，６４点等といったように、多数のセンサユニットを制御盤内に装着する場合にも、配線が著しく簡素化され、システム全体をコンパクトに収容することが可能となる。
【００４２】
次に、センサユニットの電気的構成を概略的に示すブロック図が図３に示されている。先に説明したように、センサユニットＳＵに内蔵される回路基板上には、計測用回路（Ａ）と、右側通信用回路（Ｂ１）と、左側通信用回路（Ｂ２）と、出力系回路（４００）と、操作部（本発明のエンド局設定を行うための接続位置情報設定手段としてのＤＩＰスイッチを含む）３と、表示部２と、それらの回路を統括制御するＣＰＵ１００とを備えている。
【００４３】
ＣＰＵ１００はマイクロプロセッサを主体として構成され、規定のシステムプログラムに従って、計測用回路（Ａ）、右側通信用回路（Ｂ１）、左側通信用回路（Ｂ２）、並びに、出力系回路（４００）等を適宜に制御するものである。
【００４４】
計測用回路（Ａ）は、さらに、投光系回路３００と、投光系回路３００で駆動され、周期的にパルス光を送出するＬＥＤ３２０と、透過又は反射して到来するパルス光を受光するフォトダイオード３３０と、フォトダイオードの出力を処理する受光系回路３１０とを備えている。
【００４５】
投光系回路３００には、所定周期並びに所定ゲインをもって投光用駆動パルスを生成する機能が内蔵される。そして、この投光用駆動パルスによって、ＬＥＤ３２０が駆動され、ＬＥＤ３２０から生ずる光は、往路光ファイバ４ａへと導入される。
【００４６】
一方、受光系回路３１２は、復路光ファイバ４ｂの出射光を受けるフォトダイオード３３０の出力電気パルスを、同期検波技法を用いてサンプリングすると共に、これを適当なゲインで増幅並びに波形整形さらにはＡ／Ｄ変換する機能が内蔵されている。
【００４７】
ＣＰＵ１００では、受光系回路３１０から得られた受光データをそのまま受光光量データとして、或いは適当なしきい値を基準として二値化して、オンオフデータに変換した後、出力系回路４００を介して外部へ導出することが可能となっている。
【００４８】
尚、図１に示されるセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６の場合、個々のセンサユニットからＯＮ／ＯＦＦデータを導出しない構成とされているが、この出力系回路４００を備えておけば、必要により個々のセンサユニットから従前通りにＯＮ／ＯＦＦデータを出力させることができる。
【００４９】
言うまでもないことであるが、バスユニットＢＵを使用して、フィールドバスとセンサユニット列との間で、ＯＮ／ＯＦＦデータの送受信を行う場合には、上述の受光光量データやＯＮ／ＯＦＦデータは、出力系回路４００へ与えられる代わりに、ＣＰＵ１００内における所定のメモリに記憶され、後述する通信回路（Ｂ１，Ｂ２）を経由して、隣接するセンサユニットへと受け渡される。送信フォーマットについては、任意のフォーマットを採用できる。例えば、センサユニット列を構成するユニット接続台数が１６台の場合、１送信フレームのデータビット数を８ビットとして、２回の送信フレームに分割して、１６台のユニットのデータをシリアル伝送することができる。
【００５０】
次に、通信用回路について説明する。右側通信用回路（Ｂ１）は、投光系回路２１０と、投光系回路２１０の出力で駆動されるＬＥＤ１８と、隣接ユニットＳＵ１３からの光信号を受光するフォトダイオード１９と、フォトダイオード１９の出力を処理する受光系回路２２０とを備えている。
【００５１】
同様にして、左側通信用回路（Ｂ２）は、投光系回路２４０と、投光系回路２４０の出力で駆動されるＬＥＤ１８と、隣接ユニットＳＵ１１から到来する光信号を受光するフォトダイオード１９と、フォトダイオード１９の出力信号を処理する受光系回路２３０とを備えている。
【００５２】
これら左右の通信用回路（Ｂ１，Ｂ２）は、ＣＰＵ１００によって統括制御される。尚、後に詳細に説明する本発明のコマンド対応処理はこのＣＰＵ１００のシステムプログラムによって規定されるものである。
【００５３】
最後に、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６の給電系統について説明する。図３に示されるように、各センサユニットＳＵ内には給電線Ｌ１が敷設されている。なお、図では直流２線のうちの正側給電線のみを示し、アース線については図示を省略している。各給電線Ｌ１の一端は雌型コネクタＣＮ１へと、また他端は雄型コネクタＣＮ２へと導通される。雌型コネクタＣＮ１は隣接機の雄型コネクタと結合可能で、これにより隣接機から給電を受ける。雄型コネクタＣＮ２は隣接機の雌型コネクタＣＮ１と結合可能で、これにより隣接機に対する給電が行われる。各ユニット内の給電線Ｌ１は分岐線Ｌ２を有する。この分岐線Ｌ２によりユニット内の各回路部品に対する給電が行われる。このように、各センサユニットＳＵに対する給電は、この例では、雌型コネクタＣＮ１と雄型コネクタＣＮ２との結合箇所を経由して、順次に行われる。
【００５４】
次に、バスユニットの電気的構成を概略的に示すブロック図が図４に示されている。同図に示されるように、バスユニットＢＵに内蔵された回路基板上には、ＣＰＵ５００と、光通信回路５０１と、ネットワーク通信回路５０２と、モバコン接続コネクタ５０３と、モバコン検知回路５０４と、スイッチ回路（押しボタン５０５ａの動作検知用）５０５と、表示回路（ＬＥＤを含む）５０６と、不揮発性メモリ（各種の設定データの記憶保持に使用される）５０７と、センサ電源ＯＮ／ＯＦＦ用の半導体パワースイッチ（ＭＯＳＦＥＴスイッチ等）５０８と、通信方向切替回路５０９とが搭載されている。
【００５５】
光通信回路５０１は、隣接するセンサユニットＳＵ１との間で双方向光通信を行うための回路である。この光通信回路５０１で隣接センサユニットＳＵ１から受信した信号は、ＣＰＵ５００に取り込まれる。
【００５６】
一方、光通信回路５０１を介して隣接センサユニットＳＵ１へと送り出すべきデータとしては、２系統のデータが可能とされている。第１の系統のデータは、ＣＰＵ５００から生成されるデータである。第２の系統のデータは、ケーブル１２、モバコン接続コネクタ５０３を経由してモバコンＭＣから導入されたデータである。これら２系統のデータは、通信方向切替回路５０９を介して択一的に光通信回路５０１へと送り出される。
【００５７】
この通信方向切替回路５０９の制御は、モバコン検知回路５０４の出力に基づき、ＣＰＵ５００によって制御される。すなわち、モバコンコネクタ５０３に対してケーブル１２が接続されているとき、これをモバコン検知回路５０４が検知して、通信方向切替回路５０９は、モバコンデータ側へと切り替えられる。これに対して、モバコン接続コネクタ５０３に対し、ケーブル１２が接続されていなければ、モバコン検知回路５０４の出力に基づき、ＣＰＵ５００では通信方向切替回路５０９をＣＰＵ側へと切り替える。
【００５８】
ネットワーク通信回路５０２は、フィールドバスとの接続を行って、必要なデータを双方向に伝送するように機能する。このネットワーク通信回路５０２の制御は、ＣＰＵ５００によって行われる。
【００５９】
すなわち、ネットワーク通信回路５０２を介してフィールドバスから取り込まれたデータは、ＣＰＵ５００を経由した後、通信方向切替回路５０９並びに光通信回路５０１を経由して、センサユニット列を構成する隣接センサユニットＳＵ１へと送り出される。一方、光通信回路５０１を介して隣接センサユニットＳＵ１から取り込まれたデータは、ＣＰＵ５００を経由して、ネットワーク通信回路５０２を介し、フィールドバス上へと送り出される。更に、ケーブル１２並びにモバコン接続コネクタ５０３を介して、モバコンＭＣから導入されたデータは、通信方向切替回路５０９並びに光通信回路５０１を介して、隣接センサユニットＳＵ１へと送り出される。
【００６０】
その結果、バスユニットＢＵのプロトコル変換機能を介することにより、フィールドバス上のＰＬＣや上位パソコンと、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６上のセンサユニットとの間において、双方向にデータ伝送を行いつつ、個々のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６からＯＮ／ＯＦＦデータをＰＬＣや上位パソコンへ吸い上げたり、逆に、ＰＬＣや上位パソコンから各種の設定情報を、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６上の個々のセンサユニット或いは特定のセンサユニットへと送り込むことが可能となされている。
【００６１】
次に、バスユニットＢＵの給電系統について説明する。バスユニットＢＵ内には給電線５１０を有する。この給電線５１０は、図１に示される電源コード１５を介して外部から通電される。給電線５１０は、第１の分岐線５１１と第２の分岐線５１２とを有する。バスユニットＢＵ内の各回路部品に対する給電は第１の分岐線５１１を経由して行われる。センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対する給電は第２の分岐線５１２を経由して行われる。第２の分岐線５１２の途中には、ＣＰＵ５００のポートＰ２の出力でオンオフ制御される半導体パワースイッチ５０８が介在される。そのため、半導体パワースイッチ５０８を微少時間（例えば、５００ｍｓ程度）だけオフされることにより、バスユニットＢＵの電源は生かしたまま、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６の電源を微少時間オフさせて、所謂電源リセット動作を実現することができる。
【００６２】
図１に示されるユニット電源リセット用の押しボタン５０５ａは、所謂モメンタリタイプの押しボタンスイッチの操作ボタンを構成している。この押しボタンスイッチの接点機構は、図４に示されるスイッチ回路（プルアップ抵抗回路等で構成される）５０５に組み込まれている。そのため、押しボタン５０５ａが押圧操作されると、スイッチ回路５０５が作動して、スイッチオン信号（規定電圧のロジック信号）が生成される。このスイッチオン信号は、ポートＰ１を介してＣＰＵ５００に読み込み可能となっている。なお、表示回路５０６は幾つかのＬＥＤ等で構成され、操作ガイド表示や動作表示等に利用される。また、不揮発名メモリ５０７は各種のイニシャル設定等に必要な固定情報を格納する。
【００６３】
次に、バスユニットＢＵ並びに一連のセンサユニット内の投受光素子の配置を模式的に示す断面図が図５に示されている。
【００６４】
同図において、ＢＵはバスユニット、ＳＵ１〜ＳＵ４はセンサユニット、１７は回路基板、１８は投光素子、１９は受光素子、８は右側通信用窓、９は左側通信用窓、１４はバスユニットの通信用窓である。
【００６５】
このように、バスユニットＢＵ並びにセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ４の一方又は双方の側面には、投受光用の窓が開口形成されており、これらの窓８，９，１４を介して、隣接するセンサユニット間或いはセンサユニットとバスユニットとの間において、光通信が可能となされている。
【００６６】
次に、以上説明したデータ通信処理の構成を前提として、本発明の要部である、バスユニットの電源を生かしたままで行う、センサユニット列の電源リセット処理処理について説明する。
【００６７】
図６には、センサユニット列のアドレス割付態様の一例が示されている。同図に示されるように、この例にあっては、センサユニット列は１６台のセンサユニットＳＵ１〜ＳＵ１６から構成されており、一方フィールドバス上には上位パソコン９００、２台のＰＬＣ９０１，９０２が接続されている。そして、それらフィールドバス上の上位パソコン９００並びに２台のＰＬＣ９０１，９０２と、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６との間では、バスユニットＢＵを介して双方向データ通信が可能となされている。尚、先に説明したように、センサユニット列を構成する相隣接するセンサユニットの相互間においては、バケツリレー方式により、データ伝送が行われる。
【００６８】
今仮に、当初１３台のセンサユニット（ＳＵ１〜ＳＵ１３）にて制御を実現していたものの、途中から３台のセンサユニット（ＳＵ１４〜ＳＵ１６）を増設して、センサシステムを拡張する場合等を想定する。
【００６９】
３台のセンサユニットＳＵを互いに密に隣接させ、センサユニット列ＳＵ１３の隣に並ぶように、ＤＩＮレール１に装着したのち、バスユニットＢＵの上面に設けられた押しボタンを押圧操作する。なお、この状態においては、隣接するセンサユニット同士は、光コネクタを介して互いにデータ受け渡し可能となっている。すると、図７に示される電源リセット処理（ステップ７０１〜７０５）が実行されて、バスユニットＢＵの電源は生かしたまで、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６の電源のみがリセットされる。
【００７０】
このセンサ電源リセット処理は次の手順で行われる。すなわち、図７において、処理が開始されると、押しボタン操作検知ポートＰ１の状態を読み込みながら、押しボタンが押圧操作されるのを待機する状態となる（ステップ７０１，７０２ＮＯ）。この状態において、押しボタン操作ありが判定されると（ステップ７０２ＹＥＳ）、ポートＰ２を操作する電源オンオフ処理が開始される。
【００７１】
電源オンオフ処理が開始されると、先ず、電源オンオフ用のポートＰ２の状態はオフに相当するロジック電圧に設定される（ステップ７０３）。続いて、ポートＰ２の状態は、５００ｍｓ程度の間にわたって、オフ状態に維持される（ステップ７０４）。規定時間が経過すると、ポートＰ２の状態は、元の状態であるオン状態に復帰される（ステップ７０５）。
【００７２】
以上の処理（ステップ７０３〜７０５）が実行される結果、バスユニットＢＵ側の押しボタンが操作されると、ポートＰ２の出力を受けて、半導体パワースイッチ５０８が５００ｍｓだけオフとなり、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６への通電が５００ｍｓの間だけ断たれて、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６における電源リセット動作が実現される。後述するように、この電源リセット処理により、各センサユニットＳＵ内のアドレス割り付け処理が実行されて、自動アドレス割り付けが完了する。なお、言うまでもないが、このとき、第１の分岐線を経由するバスユニットＢＵへの給電は維持されているから、バスユニットＢＵがフィールドバスから切り離されることはない。その結果、バスユニットＢＵに対する給電は維持したまで、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対する電源リセットを行い、増設ユニットＳＵ１４〜ＳＵ１６を含む新たなユニット列ＵＳＵ１〜ＳＵ１６に対するアドレス再割付を、ネットワークとの接続を維持したままで行うことができる。
【００７３】
次に、コマンド受信による電源リセット処理の詳細が図８のフローチャートに示されている。この例では、フィールドバス上のノードである上位パソコンからリモート操作で、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６のリセット動作を実行可能としている。
【００７４】
例えば、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６が運転中に、何らかの動作異常が検出されて、その旨の情報がフィールドバス上の上位パソコンに通知されたものとする。このとき、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６の電源リセットを実行させて、システムを再起動させたい場合がある。このような場合、この例では、上位パソコン等から電源リセットコマンドを当該センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６が接続されたバスユニットＢＵに宛ててフィールドバス上に送信する。
【００７５】
図８のフローチャートにおいて、この電源リセットコマンドがバスユニットＢＵに受信されると、コマンド受信割り込みにより、以下の処理（ステップ８０１〜８０５）が実行される。
【００７６】
すなわち、同図において、処理が開始されると、先ず、受信されたコマンドの解析が行われる（ステップ８０１）。ここで、受信されたコマンドが電源リセットコマンド以外の別のコマンドであれば（ステップ８０２ＮＯ）、当該コマンド対応処理が実行される。これに対して、受信されたコマンドの解析結果が電源リセットコマンドであれば（ステップ８０２ＹＥＳ）、先の例と同様にして、ポートＰ２を操作する電源オンオフ処理が開始される。
【００７７】
電源オンオフ処理が開始されると、先ず、電源オンオフ用のポートＰ２の状態はオフに相当するロジック電圧に設定される（ステップ８０３）。続いて、ポートＰ２の状態は、５００ｍｓ程度の間にわたって、オフ状態に維持される（ステップ８０４）。規定時間が経過すると、ポートＰ２の状態は、元の状態であるオン状態に復帰される（ステップ８０５）。
【００７８】
以上の処理（ステップ８０３〜８０５）が実行される結果、バスユニットＢＵ側の押しボタンが操作されると、ポートＰ２の出力を受けて、半導体パワースイッチ５０８が５００ｍｓだけオフとなり、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６への通電が５００ｍｓの間だけ断たれて、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６における電源リセット動作が実現される。後述するように、この電源リセット処理により、各センサユニットＳＵ内のアドレス割り付け処理が実行されて、自動アドレス割り付けが完了する。なお、言うまでもないが、このとき、第１の分岐線を経由するバスユニットＢＵへの給電は維持されているから、バスユニットＢＵがフィールドバスから切り離されることはない。その結果、バスユニットＢＵに対する給電は維持したまで、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６に対する電源リセットを行い、増設ユニットＳＵ１４〜ＳＵ１６を含む新たなユニット列ＵＳＵ１〜ＳＵ１６に対するアドレス再割付を、ネットワークとの接続を維持したままで行うことができる。
【００７９】
次に、以上説明した電源リセットにより、センサユニット列ＳＵ１〜ＳＵ１６にて割り込み処理で実行されるアドレス自動割付処理の一例が図９のフローチャートに示されている。なお、図９のフローチャートに示されるプログラムは、センサユニット列を構成する各センサユニット毎に内蔵されている。
【００８０】
同図において、電源リセット処理により割り込みがかかると、先ず、両隣接機との交信により、センサユニット列における自機の位置が判定される（ステップ９０１）。
【００８１】
ここで、自機の位置が左側端部機（ＳＵ１）であると判定されると（ステップ９０２『左側端部機』）、自機アドレスを『１』と割り付けちたのち（ステップ９０３）、右側隣接機（ＳＵ２）に対して『１』を送信する処理が実行される（ステップ９０４）。
【００８２】
これに対して、自機がその他（途中機又は右側端部機）であると判定されると（ステップ９０２『途中機又は右側端部機』）、左側隣接機からの受信を待機する状態となる（ステップ９０５，９０６ＮＯ）。この状態において、左側隣接機からの受信があると（ステップ９０５，９０６ＹＥＳ）、受信アドレスを基準アドレスと認識した後（ステップ９０７）、自機アドレスを『基準アドレス＋１』と割り付け（ステップ９０８）、さらに、右側隣接機に『基準アドレス＋１』を送信する処理（ステップ９０９）が順に実行される。
【００８３】
以上の処理（ステップ９０１〜９０９）が各センサユニットにて実行されると、図６に示されるように、アドレス自動割り付け処理が完了する。
【００８４】
このように、以上の実施形態によれば、バスユニットＢＵに備え付けられる押しボタン５０５ａの操作、又はフィールドバス上の通信ノードから送信されたコマンドにより、特定バスユニットに接続されたセンサユニット列を、バスユニットの電源は生かしたままで、リセットされることができる。そのため、センサユニットの動作異常時やセンサユニットの増設時等に必要とされる電源リセット動作をＦＡネットワークを生かしたままで、実現することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、通信ユニットの電源は生かしたまま、センサユニット列の電源のみをリセットさせることにより、通信ユニットをフィールドバスから切り離すことなく、センサユニット列のアドレス自動割り付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のセンサシステムの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】  本発明システムを含むＦＡネットワークの一例を示す図である。
【図３】  センサユニットの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】  バスユニットの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】  バスユニット並びに一連のセンサユニットの投受光素子の配置を模式的に示す断面図である。
【図６】  センサユニットのアドレス割付を示す図である。
【図７】  押しボタン操作による電源リセット処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】  コマンド受信による電源リセット処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】  アドレス自動割り付け処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ＤＩＮレール
２  表示部
３  エンド局情報を設定するためのＤＩＰスイッチを含む操作部
４ａ  往路光ファイバ
４ｂ  復路光ファイバ
５ａ  往路光ファイバの先端
５ｂ  復路光ファイバの先端
６  表示部
７  操作部
８  右側通信用窓
９  左側通信用窓
１２  ケーブル
１３  フィールドバスプロトコルによる送受信ケーブル
１４  光通信用窓
１５  電源コード
１７  回路基板
１８  投光素子
１９  受光素子
１００  ＣＰＵ
１００ａ  エンド局情報を記憶保持する不揮発性メモリ
２１０  投光系回路
２２０  受光系回路
２３０  受光系回路
２４０  投光系回路
３００  投光系回路
３１０  受光系回路
３２０  ＬＥＤ
３３０  ＰＤ
４００  出力系回路
５００  ＣＰＵ
５０１  光通信回路
５０２  ネットワーク通信回路
５０３  モバコン接続コネクタ
５０４  モバコン検知回路
５０５  スイッチ回路
５０５ａ  ユニット電源リセット用の押しボタン
５０６  表示回路
５０７  接続台数情報を記憶保持する不揮発性メモリ
５０８  半導体パワースイッチ
５０９  通信方向切替回路
５１０  バスユニット内の給電線（給電元線）
５１１  第１の分岐線（バスユニット内回路用）
５１２  第２の分岐線（センサユニット列給電用）
９００  上位パソコン
９０１，９０２  ＰＬＣ
ＳＵ１〜ＳＵ１６  センサユニット
ＭＣ  モバイルコンソールユニット
ＢＵ  バスユニット（通信ユニット）
Ｌ１  センサユニット内の給電線
Ｌ２  センサユニット内の分岐線
ＣＮ１  雌型コネクタ
ＣＮ２  雄型コネクタ
【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８】
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【図９】
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