(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタと複数のスレーブが接続されたポーリング方式のネットワークのバス線に接続され、ネットワーク上の伝送データを受信する受信回路と、
前記マスタから複数のスレーブに対して割り付けられた各アドレスに対応してそれぞれ配設された要求用表示素子および応答用表示素子と、
データ伝送の異常を表示するエラー表示素子と、
前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛に送信されたデータが受信された場合はその送信アドレスを読み取り該当する要求用表示素子を点灯表示させる手段と、
前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛にデータ送信された後の所定時間内にその相手スレーブからマスタ宛に送信されたデータが受信された場合はその発信アドレスに該当する応答用表示素子を点灯表示させる手段と、
前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛にデータ送信された後の所定時間内にその相手スレーブからマスタ宛に送信されたデータが受信されない場合はエラー表示素子を点灯表示させる手段と、
を備えたことを特徴とするバス監視表示器。
【請求項２】
請求項１記載のバス監視表示器において、
前記要求用表示素子および応答用表示素子に対応して並列配置されたアドレス用表示素子と、
マスタからスレーブ宛に送信されたデータ内容をビット表示する１組の要求データ用表示素子と、
スレーブからマスタ宛に送信されたデータ内容をビット表示する１組の応答データ用表示素子と、
アドレス指定用に設置された切換スイッチと、
前記受信回路により受信されたマスタ・スレーブ間の要求データおよび応答データをアドレスに対応させて記憶しておく記憶手段と、
前記切換スイッチにより指定されたアドレスに該当する１個のアドレス用表示素子を点灯表示させるとともに、そのアドレスに該当する要求データおよび応答データを前記記憶手段から読み取り、そのビット値をそれぞれ要求データ用表示素子および応答データ用表示素子に点灯表示させる手段と、
を備えたことを特徴とするバス監視表示器。
【請求項３】
請求項２記載のバス監視表示器において、
電圧低下の異常を表示する電圧状況表示素子と、
電圧低下異常の発生回数の表示中であることを表示する作動表示素子と、
ネットワークバス線に接続され、バス線の電圧を検出し、その検出電圧が予め設定されている電圧以下である場合に異常信号を出力する電圧監視回路と、
電圧監視回路から異常信号が出力される回数をカウントするカウント手段と、
電圧監視回路から異常信号が出力されると電圧状況表示素子および作動表示素子を点灯表示させる手段と、
作動表示素子が点灯表示されている間に、要求・応答データ用表示素子にカウント手段のカウント値を２進数表示させる手段と、
を備えたことを特徴とするバス監視表示器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ネットワークのバスラインに接続されて伝送状況をモニタするバス監視表示器に関し、特にオートメーション化された工場のネットワークに接続するのに好適なバス監視表示器に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ネットワークの伝送を監視しようとすると、その実現手段としては、パソコンベースのバスモニタを用意するか、マスタに設置されているマスタのステータスを示す表示素子を見るという方法しかなく、前者は大掛かりであり各ネットワークに常に取り付けておくには適さなかった。後者は情報量が少なく完全な状況把握は難しかった。そのため、バスモニタなどを用いずに手軽にネットワークの伝送状況を把握し、早期に故障箇所の把握を可能にするバス監視表示器の出現が望まれていた。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するために、請求項１の発明は、マスタと複数のスレーブが接続されたポーリング方式のネットワークのバス線に接続され、ネットワーク上の伝送データを受信する受信回路と、前記マスタから複数のスレーブに対して割り付けられた各アドレスに対応してそれぞれ配設された要求用表示素子および応答用表示素子と、データ伝送の異常を表示するエラー表示素子と、前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛に送信されたデータが受信された場合はその送信アドレスを読み取り該当する要求用表示素子を点灯表示させる手段と、前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛にデータ送信された後の所定時間内にその相手スレーブからマスタ宛に送信されたデータが受信された場合はその発信アドレスに該当する応答用表示素子を点灯表示させる手段と、前記受信回路により受信されるデータを監視し、マスタからスレーブ宛にデータ送信された後の所定時間内にその相手スレーブからマスタ宛に送信されたデータが受信されない場合はエラー表示素子を点灯表示させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記要求用表示素子および応答用表示素子に対応して並列配置されたアドレス用表示素子と、マスタからスレーブ宛に送信されたデータ内容をビット表示する１組の要求データ用表示素子と、スレーブからマスタ宛に送信されたデータ内容をビット表示する１組の応答データ用表示素子と、アドレス指定用に設置された切換スイッチと、前記受信回路により受信されたマスタ・スレーブ間の要求データおよび応答データをアドレスに対応させて記憶しておく記憶手段と、前記切換スイッチにより指定されたアドレスに該当する１個のアドレス用表示素子を点灯表示させるとともに、そのアドレスに該当する要求データおよび応答データを前記記憶手段から読み取り、そのビット値をそれぞれ要求データ用表示素子および応答データ用表示素子に点灯表示させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、電圧低下の異常を表示する電圧状況表示素子と、電圧低下の異常発生回数の表示中であることを表示する作動表示素子と、ネットワークバス線に接続され、バス線の電圧を検出し、その検出電圧が予め設定されている電圧以下である場合に異常信号を出力する電圧監視回路と、電圧監視回路から異常信号が出力される回数をカウントするカウント手段と、電圧監視回路から異常信号が出力されると電圧状況表示素子および作動表示素子を点灯表示させる手段と、作動表示素子が点灯表示されている間に、要求・応答データ用表示素子に、カウント手段のカウント値を２進数表示させる手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明にかかるバス監視表示器が主に使用される工場内のネットワークの構成の一例を示す図である。なお、実際の工場のＦＡのためのネットワーク階層は、図示されたものより複雑である。図では、システム全体を管理するホストコンピュータ１の下に複数のコントローラ２が配置され、更にそのコントローラ２をマスタとして、最下位層のバス形のネットワーク３を介して各種機器がスレーブ４として接続される。
【０００７】
このスレーブ４として接続される機器は、ベルトコンベアなどに取り付けられるセンサやアクチュエータなどであり、そのデータは４ビットの入出力データとして周期的にコントローラ２と入出力信号の通信が行われる。本発明にかかるバス監視表示器はこの最下位層のバス形のネットワーク３に接続されるが、伝送の監視のみを行い、端末としてのアドレスが割り付けられることはない。
【０００８】
図２は、図１のネットワーク３における伝送手順を示す図である。
この伝送はポーリング方式により実行され、マスタから各アドレスの割り振られたスレーブに呼びかけて、その応答をマスタに返す方式である。マスタの要求信号には送信相手のスレーブのアドレスの情報が含まれている。このポーリングは周期的に行われ、スレーブの応答がない場合や、マスタからのポーリングが一定時間以上途切れると伝送に異常または故障があったものと判断する。
【０００９】
次に、請求項１の発明にかかる第１の実施形態について説明する。
図３は、第１の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図であり、図４はその表示盤のレイアウトを示す外観図である。図において、５は図１のネットワーク３に相当するネットワークバス線であり、工場のネットワークの最下位層のネットワークであり、マスタ（図示せず）と複数のスレーブ４が接続されている。ネットワークバス線５には、受信回路７、制御回路８、表示素子ドライバ９、要求用表示素子１０、応答用表示素子１１、エラー表示素子１２からなるバス監視表示器６が接続されている。
【００１０】
受信回路７は、バス線５に接続されて、ネットワーク上の伝送データを受信して制御回路８へ送る。この制御回路８は、図示しないが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、カウンタを内蔵したマイコンにより構成されており、受信回路７により受信されたデータがマスタからのデータか、スレーブからのデータかを識別し、マスタからのデータである場合は、それを宛先のスレーブのアドレスと入出力データに分割する。また、制御回路８は、表示素子ドライバ９に対して、ドライバ制御信号を出力する。
【００１１】
表示素子ドライバ９は、入力されたドライバ制御信号に従い、表示素子１０〜１２の点灯／消灯をドライブする。この要求用表示素子１０は、図４にも示されるように、各スレーブのアドレス（０〜３１）ごとに、マスターからスレーブに対する要求の伝送データの有無を点灯／消灯で表示する。また、応答用表示素子１１は、要求用表示素子１０に並列に配置されており、スレーブからマスタに対する応答の伝送データの有／無を点灯／消灯で表示する。これらの表示素子１０，１１は、アドレス順でかつマトリックス状に配設されている。さらに、他の表示素子としてエラー表示素子１２が設置されている。また、各表示素子１０〜１２が配設された表示器６本体のパネル表面の近傍には、その該当するアドレスや表示機能が印刷等により記入されている。
【００１２】
次にこれらの動作について説明する。伝送が始まると、受信回路７により受信されたデータがマスタからスレーブ送られた要求であるか、あるいはスレーブからマスタに送られた応答であるかを制御回路８で識別する。マスタからスレーブ送られた要求データである場合は、マスタのスレーブアドレスに対応する要求用表示素子１０を点灯するように表示素子ドライバ９に信号を送り、要求用表示素子１０を点灯する。次に、マスタから次のアドレスのスレーブに要求が伝送される前に、スレーブからマスタに対する応答があった場合は、そのアドレスに対応する応答用表示素子１１を点灯する。ここで、時間内にスレーブからマスタに対する応答がなかった場合は、スレーブ側に異常があるものと判断して、エラー表示素子１２を点灯する。
【００１３】
これらの表示から、点検者は要求用表示素子１０と応答用表示素子１１の両方が点灯しているアドレスのスレーブについては伝送が正常に行われていることを確認できる。また、点検者はこのエラー表示素子１２を見ることで、全ての表示素子を点検しなくても故障しているスレーブがあるかどうかを確認できる。
なお、表示素子１０，１１の点灯表示は、一定時間継続されるが、次に、要求データや応答データがない場合は消灯される。消灯するタイミングの設定は制御回路８のタイマなどで行われる。
【００１４】
次に、請求項２の発明にかかる第２の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図であり、図６はその表示盤のレイアウトを示す外観図である。この第２の実施形態は、図３、図４に示した第１の実施形態に新たな機能を付加したものであるので、共通部分は同一符号を付して説明を省略し、新規に増設された部分について説明する。この実施形態は、新たに、アドレス用表示素子１３が、表示素子１０，１１に対応してそれぞれ配設され、また、この表示素子１３の表示切換に用いられる押しボタンスイッチ等からなるアドレス切替スイッチ１４が配設されている。
【００１５】
なお、アドレス用表示素子１３は、表示素子１０，１１と同様に、マトリックス状に配列され、バス監視表示器６の筐体にプリントされたアドレス番号を参照することで、アドレス表示用素子１３がどのアドレスを示しているかを容易に識別できるようにしてある。
さらに、マスタからスレーブへ送られた入出力データの内容を表示するための要求用入出力データ表示素子１６およびスレーブからマスタへ送られた入出力データの内容を表示するための応答用入出力データ表示素子１７と、これらの表示用素子１６，１７を駆動するための表示素子ドライバ１５が設けられている。表示用素子１６，１７はそれぞれデータを構成するビットの数に対応した複数の素子から構成される。
【００１６】
次に動作について説明する。制御回路８は、第１の実施形態と同一の制御動作をするとともに、受信回路７が受信したマスタデータ、スレーブデータをアドレス別に内部メモリに記憶しておき、新たなデータが受信された場合は、メモリのデータを更新して最新のデータのみを保持しておく。次に、切替スイッチ１４が押下されると、ドライバ制御信号を表示素子ドライバ９へ出力することにより、０アドレスに対応するアドレス用表示素子１３を点灯表示し、さらに切替スイッチ１４が押下されると、アドレスを１つ増やした表示素子１３へ点灯位置を移動させる。
【００１７】
順に表示素子１３の点灯位置が移動し、最大アドレスまで達すると、また０アドレスに戻る。同時に、スイッチ１４により指定されたアドレスの入出力データを、それぞれメモリから読み取り、その内容にもとづくドライバ制御信号を作成して表示素子ドライバ１５へ出力することにより、要求用、応答用入出力データのビット値を表示素子１６，１７に点灯表示する。
これらのデータの内容の表示から、点検者はスレーブの入出力部の故障の有無を判断することが可能になる。
【００１８】
なお、この実施形態では、入出力データが４ビットであるため、表示素子１６，１７をそれぞれ４ビット構成としたが、入出力データを構成するビット数がさらに多ければ、表示素子１６，１７はそれに応じた素子数とする。また、データ表示については、２進数データのままのビット表示以外に、７セグメントを用いた１６進数表示にすることも可能である。
【００１９】
次に、請求項３の発明にかかる第３の実施形態について説明する。
図７は、第３の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図であり、図８はその表示盤のレイアウトを示す外観図である。この第３の実施形態は、図５、図６に示した第２の実施形態に新たな機能を付加したものであるので、共通部分は同一符号を付して説明を省略し、新規に増設された部分について説明する。この実施形態は、新たに、ネットワークバス線５の電圧を監視するための電圧監視回路１８およびバス電圧状況表示素子１９、回数表示素子２０を設け、バス線５の電圧を検出してその電圧値を入出力回路２１を介して制御回路８へ送る。
【００２０】
なお、この入出力回路２１は、図３、図５の受信回路７に相当し、同様のデータ受信の機能を備えている。制御回路８は、入力された電圧値が正常な電圧値以上か否かを判別し、正常電圧よりも低下している場合は、電圧低下異常を表示するためのドライバ制御信号を作成して表示素子ドライバ９へ出力することにより、バス電圧状況表示素子１９を点灯表示する。同時に、制御回路８は、電圧低下異常の発生回数をカウントして、そのカウント値をバッファ８ａに記憶しておくとともに、その値にもとづくドライバ制御信号を作成して表示素子ドライバ１５へ出力する。それにより、電圧低下異常の発生回数が２進数として表示素子１６，１７に点灯表示される。
【００２１】
なお、表示素子１６，１７が電圧低下異常の発生回数を表示している場合は、第２の実施形態におけるデータ表示と区別するために、回数表示素子２０を点灯表示させる。また、バス線５の電圧は、スレーブの電源をバス線５から供給されることを想定して、ＤＣが重畳しているものとしている。この電圧が下がると、スレーブの電源が確保できなくなって、スレーブにリセットがかかったり、停止したり、さらには伝送データ自体を送ることができなくなる。
【００２２】
そこで、この実施形態では、このバス電圧を電圧監視回路１８で検出し、正常／低下を消灯／点灯でバス電圧状況表示素子１９に表示し、同時に制御回路８でバス電圧の低下した回数をカウントし、電圧低下回数を表示していることを示す回数表示素子２０を点灯し、異常を把握しやすいようにした。また、システム的にバスの異状時に自動的にバス電源を短絡することでスレーブのリセットをかける装置を導入している場合があるので、その場合はそのリセット回数をカウントすることでシステムの安定度を知ることができる。
なお、上述した各実施形態における表示素子１０〜１３，１６，１７，１９，２０には、ＬＥＤ等が用いられる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１の発明によれば、ネットワーク上で伝送されるマスタの要求と、それに対応する各アドレスのスレーブの応答が監視され、その結果が表示素子に表示されることで、応答の有無をアドレスごとに目視確認することが可能となり、故障スレーブを容易に特定することができる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、要求データと応答データの内容を表示して比較することで、マスタとスレーブ間で正常に要求・応答の伝送がなされた場合でも、そのデータ内容すなわち入出力データが異常な故障端末を特定することができる。
【００２５】
さらに、請求項３の発明によれば、バス電圧の低下を監視することで、バスの短絡事故を検出することができるとともに、バス電圧の異常低下の回数をカウントできるため、別途設けられているリセット回路によりバスが短絡された回数についてもカウントできるため、バスの動作が安定しているか否かをチェックすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が使用される工場内のネットワークの構成の一例を示す図である。
【図２】図１のネットワーク３における伝送手順を示す図である。
【図３】第１の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図である。
【図４】図３の表示盤のレイアウトを示す外観図である。
【図５】第２の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図である。
【図６】図５の表示盤のレイアウトを示す外観図である。
【図７】第３の実施形態にかかるバス監視表示器の構成を示す図である。
【図８】図７の表示盤のレイアウトを示す外観図である。
【符号の説明】
１  ホストコンピュータ
２  コントローラ
３  ネットワーク
４  スレーブ
５  ネットワークバス線
６  バス監視表示器
７  受信回路
８  制御回路
８ａ  バッファ
９  表示素子ドライバ
１０  要求用表示素子
１１  応答用表示素子
１２  エラー表示素子
１３  アドレス用表示素子
１４  アドレス切替スイッチ
１５  表示素子ドライバ
１６  要求用入出力データ表示素子
１７  応答用入出力データ表示素子
１８  電圧監視回路
１９  バス電圧状況表示素子
２０  回数表示素子
２１  入出力回路
【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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