(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスを介して上位装置と接続され、アドレス番号で管理されるスロットに通信モジュールが実装され、そのうちの１個がリピータとして機能する主ネストと、
前記リピータを介して前記主ネストと拡張接続される拡張ネストと、
前記主ネスト及び前記拡張ネストに形成されたアドレスラインと、
このアドレスラインの論理値を設定するために、前記主ネスト及び前記拡張ネストに設けられたアドレス設定スイッチと、
を具備し、前記主ネストにｎ個の拡張ネストが接続され、前記アドレス設定スイッチは、前記アドレスラインの論理値を、ｎＣ１の組み合わせで論理設定し、２進数で表現した前記主ネストと拡張ネストの同一位置のスロットアドレスは、“１”の総数を同一とし、アドレスの差がｎビットであるようにコーディングされた拡張ネスト通信装置。
【請求項２】
前記上位装置が、分散型制御装置におけるフィールドコントロールステーションである、請求項１記載の拡張ネスト通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型制御装置等におけるフィールド機器と上位装置との通信を行う通信モジュールが実装されるネストの拡張に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６の機能ブロック図により、分散型制御装置の一般的な階層構成を説明する。１は上位装置であるヒューマンインターフェイスステーション（ＨＩＳ）であり、上位の制御バス２に接続されている。３は制御バス２を介してＨＩＳ１と通信するフィールドコントロールステーション（ＦＣＳ）、４はＦＣＳ３が制御を担当する機器と通信するＩ／Ｏバス、５１, ５２, …５ｎはこのＩ／Ｏバスに複数接続されるネストである。
【０００３】
各ネストの構成を、代表としてネスト５１で説明する。アドレス（０乃至９）が付された１０個のスロットには、通信モジュール５１０, ５１１, …５１９が実装されている。
【０００４】
これら通信モジュールの内、例えば５１０はネストの拡張を行うためのリピータモジュール、５１９は上位装置ＦＣＳとの通信を中継する上位通信モジュールとして機能し、他の通信モジュールは主としてフィールド機器（プロセスのセンサ、操作端等）とのＩ／Ｏ機能を有する。
【０００５】
通信モジュールのフィールド機器とのＩ／Ｏ機能は、通信モジュール５１１のようにフィールドバス６を介してフィールド機器７と通信する接続や、通信モジュール５１２のようにセンサ８等のフィールド機器と直接通信する接続がある。
【０００６】
他のネスト５２, ５３, …５ｎも、５１と同様なスロットアドレス構成で標準化された構成を有し、各ネストに接続される通信モジュールは、ネスト番号とスロットアドレスで一意的に認識され、上位装置ＦＣＳと通信する。従って、実装できる通信モジュールの最大値は、スロット数が１０のネストを使用した場合、ネスト数の初期設計値が１０であれば１０×１０個である。
【０００７】
この初期設計値を越えて通信モジュールを増加したい要求に対しては、リピータ機能による拡張が行われている。９は、ネスト５１（主ネスト）と同じ標準構成の拡張ネストであり、スロットアドレス０番の通信モジュールがリピータモジュール９０として機能し、リピータケーブル１０を介して主ネスト５１のリピータモジュール５１０と通信する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
拡張ネスト９として標準仕様のネストを使用した場合、主ネストのスロットアドレスと拡張ネストのスロットアドレスが同一となり、２つの通信モジュールの通信が衝突してしまう問題が発生する。
【０００９】
これを回避するために、２種類の異なるアドレス管理が行われている。
（１）その第１は、リピータモジュールにネストごとに異なるネストアドレスを認識させ、主ネスト５１と拡張ネスト９の通信を識別させる。
（２）その第２は、主ネスト５１と拡張ネスト９のスロットアドレスを重複しない別アドレスとする。
【００１０】
（１）の場合は分散型制御装置の初期設計仕様を変更する等、複雑な回路が必要となり、コストアップとなる。（２）の場合は、ネストごとにスロットアドレスが異なるため、ネストの種類が増加し管理コストが増加する。いずれの場合でも通信プロトコルで決められた、アドレス数＝通信モジュールの実装数の上限がある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構成で主ネストのスロットアドレスとリピータ接続される拡張ネストのスロットアドレスを重複しない設定管理を可能とする拡張ネスト通信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、
バスを介して上位装置と接続され、アドレス番号で管理されるスロットに通信モジュールが実装され、そのうちの１個がリピータとして機能する主ネストと、
前記リピータを介して前記主ネストと拡張接続される拡張ネストと、
前記主ネスト及び前記拡張ネストに形成されたアドレスラインと、
このアドレスラインの論理値を設定するために、前記主ネスト及び前記拡張ネストに設けられたアドレス設定スイッチと、
を具備し、前記主ネストにｎ個の拡張ネストが接続され、前記アドレス設定スイッチは、前記アドレスラインの論理値を、ｎＣ１の組み合わせで論理設定し、２進数で表現した前記主ネストと拡張ネストの同一位置のスロットアドレスは、“１”の総数を同一とし、アドレスの差がｎビットであるようにコーディングされた点にある。
【００１３】
請求項２記載発明の特徴は、請求項１記載の発明において、
前記上位装置が、分散型制御装置におけるフィールドコントロールステーションである点にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した拡張ネスト通信装置の一実施例を示す機能ブロック図であり、図２の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略し、特徴部につき説明する。
【００１８】
９１, …９ｎは、主ネスト５１に対してリピータ機能で増設された拡張ネストである。９１０, …９ｎ０は、拡張ネスト９１, …９ｎに実装されたリピータモジュールである。
【００１９】
５１ａは、主ネスト５１に設けられたアドレス設定スイッチ、９１ａ, …９ｎａは、拡張ネスト９１, …９ｎに設けられたアドレス設定スイッチである。
以下主ネスト５１に一個の拡張ネスト９１を増設する、最もシンプルな実施形態につき、図２乃至図４を用いて説明する。
【００２０】
図２は、主ネスト５１と拡張ネスト９１の関係を抽出して示す要部構成図である。主ネスト５１において、５１ｂはアドレス設定ライン、５１ｃは通信ラインである。同様に、拡張ネスト９１において、９１ｂはアドレス設定ライン、９１ｃは通信ラインである。
【００２１】
図３は主ネスト５１におけるアドレス設定スイッチ５１ａとアドレスライン５１ｂの構成を示す回路図である。アドレスライン５１ｂは２本のアドレスライン５１ｂ１及び５１ｂ２で構成され、共に抵抗手段Ｒで正の直流電圧＋Ｅにプルアップされている。アドレス設定スイッチ５１ａは、これらアドレスラインを接地電位に切り替える機能を有している。
【００２２】
図示の状態では、アドレスライン５１ｂ１が接地電位であり、論理値“０”、アドレスライン５１ｂ２が＋Ｅにプルアップされているので論理値“１”となっている。アドレス設定スイッチ５１ａを切り替えればその関係は逆転する。
拡張ネスト９１側のアドレスラインとアドレス設定スイッチも同一構成となっている。
【００２３】
主ネスト５１及び拡張ネスト９１スロットアドレスのコーディングの一例を説明する。これらネストは、共に５ビットのスロットアドレス、１ビットのパリティ情報、１０個のスロットを持つものとする。各スロットにはアドレス設定スイッチで設定される、５ビットのアドレス情報と１ビットの奇数パリティ情報からなるスロットアドレスが割り付けられる。
【００２４】
図４（Ａ）は主ネスト５１のスロットアドレス、（Ｂ）は拡張ネスト９１のスロットアドレスの対応を示す表である。スロット位置１番から８番までにつき、上位２ビットは、アドレス設定スイッチにより、主ネスト５１では“０１”と設定され、拡張ネスト９１では“１０”と設定される。同様にスロット位置９番と１０番では３ビット目と４ビット目が主ネスト５１では“０１”と設定され、拡張ネスト９１では“１０”と設定される。
【００２５】
コーディングの特徴は、
（１）２進数で表現した各ネストの同位置にあるスロットアドレスは、“１”の総数が同一である。
（２）２進数で表現した各ネストの同位置にあるスロットアドレスの差は２ビットであり、論理値を入れ替えている。
【００２６】
従って、主ネスト５１のスロット位置１番から８番までのスロットアドレスは、１０進数で８から１５にコーディングされる。同様に、拡張ネスト９１のスロット位置１番から８番までのスロットアドレスは、１０進数で１６から２３にコーディングされる。スロット位置９番と１０番のスロットアドレスは、主ネスト５１では１０進数で２６，２７に、拡張ネスト９１では２８，２９にコーディングされる。
【００２７】
即ち、前記コーディングのルールによれば２位置の２進数を設定するきわめてシンプルな構成のアドレス設定スイッチにより、主ネストと拡張ネストに重複しないスロットアドレスを設定することが可能である。
【００２８】
図５は、主ネスト５１に対して２個の拡張ネスト９１，９２を接続する場合のコーディング例を示しており、（Ａ）は主ネスト５１のスロットアドレス、（Ｂ）は拡張ネスト９１のスロットアドレス、（Ｃ）は拡張ネスト９２のスロットアドレスの対応を示す表である。各ネストは、図４の例と同様に共に５ビットのスロットアドレス、１ビットのパリティ情報、１０個のスロットを持つものとする。
【００２９】
この例では、拡張ネスト９１と９２に本発明を適用し、同一構成のプリント基板を共有する場合を示し、主ネスト５１は別設計としている。拡張ネスト９１と９２は、図４の主ネスト５１と拡張ネスト９１のアドレスコーディングと同一である。
主ネスト５１の９番と１０番のスロットアドレスは、１０進数で３０と３１が割り当てられている。
【００３０】
主ネストにｎ個の拡張ネストを接続した場合は、アドレス設定スイッチは、アドレスラインの論理値を、ｎＣ１の組み合わせで論理設定する。
また、２進数で表現した主ネストと拡張ネストの同一位置のスロットアドレスは、“１”の総数を同一とし、アドレスの差がｎビットであるようにコーディングする。
【００３１】
本発明では、理論的にはこのような手法で任意個数の拡張ネストを増設することが可能であるが、アドレス設定スイッチが多段となり設定も複雑となるので、実用的には実施例のように１個又は２個までの拡張が、コストパフォーマンス上バランスが取れている。
【００３２】
図１の構成で、ネスト５１乃至５ｎの構成を、図３のアドレス設定スイッチ構成の設計として標準化すれば、標準構成のネストを拡張ネストとしてネスト５１乃至５ｎに１個ずつ増設可能であるから、ネスト数は初期設計値の２倍まで拡張することが可能である。
【００３３】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば簡単な構成で主ネストのスロットアドレスとリピータ接続される拡張ネストのスロットアドレスを重複しない設定管理が可能となり、安価にネストを増設することができる。
【００３４】
拡張ネストに特別な設計が不要であり、標準化されたネストと同一なものを使用し、実際に使用する現地でアドレス設定することができる。さらにネスト毎のアドレスの差が少なく、設定スイッチの数が少ないため、次の効果を期待できる。
（１）プリント基板の種類を減らせる。
（２）リピータモジュールに特別な仕組みがいらない。
（３）ネストのスロットアドレスの設定が容易、
（４）ネストのプリント基板設計が容易であり、プリント基板を安価に作成できる。
（５）スイッチの数が少ないのでコストが安く、故障確率が小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した拡張ネスト通信装置の一実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】主ネストと拡張ネストの関係を抽出して示す要部構成図である。
【図３】主ネストにおけるアドレス設定スイッチとアドレスラインの構成例を示す回路図である。
【図４】主ネストのスロットアドレスと１個の拡張ネストのスロットアドレスの対応を示す表である。
【図５】主ネストのスロットアドレスと２個の拡張ネストのスロットアドレスの対応を示す表である。
【図６】分散型制御装置の一般的な階層構成を説明する機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  ＨＩＳ
２  制御バス
３  ＦＣＳ
４  Ｉ／Ｏバス
５１, ５２, …５ｎ  ネスト
５１０  リピータモジュール
５１ａ  アドレス設定スイッチ
６  フィールドバス
７  フィールド機器
８  センサ
９１, ９２, …９ｎ  拡張ネスト
９１０  リピータモジュール
９１０ａ  アドレス設定スイッチ
１０  リピータケーブル
【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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