JP5661069B2 - 子局ターミナル - Google Patents

Description

本発明は、共通のデータ信号線を介して制御側との間で制御・監視信号の伝送を行なう子局ターミナルに関するするものである。なお、共通のデータ信号線とは、子局ターミナルの複数が並列に接続され、更に制御側の親局がそれら複数の子局と並列に接続される信号線である。

部品や商品などは、保管棚等に保管され、必要な時に、そこから取り出される。従って、保管される部品などの残数や位置の情報を管理することは、製造効率や商品管理の向上のためには重要である。部品を管理する方法として、例えば、特許文献１には、部品材料の在庫が無くなる時期等を予測し、部品材料を保管する材料棚にそれぞれ設置された表示装置に、部品在庫切れの警告を出力する管理方法が記載されている。しかしながら、予測に基づく管理方法では、正確な管理が困難であるという問題がある。

正確な管理を行うために、以前から、部品や商品の引取り指示あるいは引取り指示に対する引取り後の確認スイッチ入力が行われている。この場合、ホストコンピュータから部品の引取り指示を制御装置に送信し、制御装置が、引取り指示の出された保管棚に装着されたランプや表示器を含む子局ターミナルを介して表すようにしている。一方、指示された部品などの引取り作業を終えた作業者またはロボットなどは、引取り完了入力として、子局ターミナルが備えるレバースイッチを操作し、その操作信号が制御装置を経由し、ホストコンピュータに届くようになっている。これにより、誤作業の防止、ならびに、作業の進捗、保管棚への部品などの補給、および部品などの在庫確認の管理が行われる仕組みとなっている。

特開２００１−７９７１７号

しかしながら、近年においては、小型の部品や商品が多く、それに合わせて、保管棚自体も小型化しており、レバースイッチを備える従来の子局ターミナルでは大きすぎて設置できないという問題が生じている。

一方、子局ターミナルを小型化するにあたっては、構成部品を密集させ、構造を精密なものにすると、従来の子局ターミナルと比較し、作業者が発する静電気の影響を受けやすいものになるおそれがあった。しかしながら、その静電気からの影響を防止するために、特別な装置を製造して配置することは、設置スペースを要したり、費用がかさんだりして、好ましくない。

そこで、本発明は、小型化された保管棚にも設置することができ、作業者が発する静電気の影響を受けにくい子局ターミナルを提供することを目的とする。

本発明に係る子局ターミナルは、親局が接続された共通データ信号線に接続され、自局のアドレスを設定し、前記親局からの伝送信号を受け、前記自局アドレスのデータと一致するタイミングで、前記伝送信号に重畳された制御信号の制御データ値を抽出し、前記制御データ値に応じた信号を投光部に出力するとともに、受光部からの入力信号に応じた監視データを監視信号として前記伝送信号に重畳する入出力部を備える。そして、前記投光部は、遮光手段によって隔てられた区画の一方に、透光性を有する感受窓に向けて設置される。また、前記受光部は、前記遮光手段に隔てられた区画の他方に、前記感受窓に向けて設置され、前記感受窓の外側に前記投光部から発せられた投光信号の透過を遮る応答意思表示体が前記感受窓に接して配置されたとき、前記投光部から発せられ前記応答意思表示体で反射した投光信号を受け、前記遮光手段は導電性を有し、前記応答意思表示体の帯電された静電気をアースに導くことができる。

なお、本発明において、応答意思表示体とは、子局ターミナルに対する入力操作に用いられるものであり、例えば、作業員の指がこれに相当する。

前記遮光手段は、前記感受窓の内面に接し前記応答意思表示体の帯電された静電気をアースに導く部位と、前記感受窓の内面に接することなく前記投光部から発せられ前記応答意思表示体で反射した投光信号を透過させる部位を有するものであってもよく、その場合、平面視凸形の板材を起立させて構成されたものであってもよい。

視認され得る指示表示を行うための表示発光手段が、前記投光部の設置された前記区画に設置されているものであってもよい。

本発明の子局ターミナルは、投光部と受光部を使用した光学的検知手法を採用することで、従来のスイッチレバーのような機械的検知手法を採用したものに比べ、構成要素のサイズを小さいものにし、小型化を図ることができる。また、受光部と投光部が遮光手段に隔てられて配置されるため、投光部と受光部の配置間隔を短くしても、投光部から受光部へ、投光信号が応答意思表示体で反射されずに直接入射することを防止し、誤動作の発生を抑えることができる。更に、応答意思表示体の帯電された静電気は遮光手段を介してアースに導かれるため、静電気を帯電した応答意思表示体が接触したときの静電気による影響を低く抑えることができる。

更にまた、作業者に視認され得る指示表示を行うために表示発光手段を採用する場合は、その表示発光手段を投光部が設置された区画に設置することにより、表示発光手段から発せられた光による受光部の誤作動を防止することができる。

本発明に係る子局ターミナルを使用した制御・監視信号伝送システムの概略構成を示すシステム構成図である。 親局のシステム構成図である。 子局ターミナルのシステム構成図である。 遮光手段を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）側面図である。 親局と子局の間の伝送方式の模式図である。 伝送クロック信号のタイムチャート図である。

図１〜６を参照しながら、本発明に係る子局ターミナルの実施例を、制御・監視信号伝送システムにおいて使用した場合を例に説明する。
図１に示すように、この制御・監視信号伝送システムは、制御部１および共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ（以下、伝送ラインということがある）に接続された単一の親局２と、前記共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され保管棚のパイプラック１０に固定された複数の子局４で構成される。なお、共通データ信号線ＤＮは、アースに接続されている。

制御部１は、例えばプログラマブルコントローラ、コンピュータ等であり、制御並列データ１３を送出する出力ユニット１１と、子局４からの監視信号から抽出される監視データに基づき得られた監視並列データ１５を受け取る入力ユニット１２を有する。そして、これら出力ユニット１１と入力ユニット１２が親局２に接続されている。

親局２は、図２に示すように、出力データ部２１、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、および入力データ部２６を備える。そして、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され、本発明の伝送信号に相当する一連のパルス状信号である制御信号（以下、伝送クロック信号というものとする）を共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに送出するとともに、子局４から送出された監視信号から抽出された監視並列データ１５を制御部１の入力ユニット１２へ送出する。

出力データ部２１は、制御部１の出力ユニット１１からの制御並列データ１３をシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、ＯＳＣ３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４および親局入力部２５に引き渡す。

親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ３４を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに一連のパルス状信号として伝送クロック信号を送出する。

伝送クロック信号は、図５に示すように、スタート信号ＳＴに続く制御・監視データ領域を有するものとなっている。制御・監視データ領域は、親局２から送出される制御信号のデータＯＵＴｎ（ｎは整数）と子局４から送出される監視信号のデータＩＮｎ（ｎは整数）とで構成される。そして、伝送クロック信号のパルスは、図６に示すように、１周期の後半が高電位レベル（この実施例では＋２４Ｖ）と、前半が低電位レベル（この実施例では＋１２Ｖ）とされ、低電位レベルとなるパルス前半のパルス幅間隔が出力データ期間となり、同じく低電位レベルとなるパルス前半が入力データ期間ともなる。そして、低電位レベルのパルス幅間隔が制御信号のデータＯＵＴｎを、低電位レベルに重畳される電流の有無が監視信号のデータＩＮｎを表すものとなっている。この実施例では、伝送クロック信号の１周期をｔ０とした時、低電位レベルのパルス幅間隔は（１／４）ｔ０から（３／４）ｔ０まで拡張されるが、制御部１から入力される制御並列データ１３の各データの値に応じたものであれば、その幅に制限はなく適宜に決めればよい。また、入力データ期間と出力データ期間も適宜に決めることができ、例えば、入力データ期間はこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）のパルス幅間隔を出力データ期間としてもよく、逆に、出力データ期間をこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）を入力データ期間としてもよい。更に、パルス後半（高電位レベル）を出力データ期間と入力データ期間を兼ねるものとしてもよい。伝送クロック信号の１周期の後半が低電位レベルとなる場合も同様である。なお、図５において、上段は制御データ（出力データ）期間を、下段は監視データ（入力データ）期間を示すものとなっている。

スタート信号ＳＴは、伝送クロック信号の高電位レベルと同じ電位レベルであって、伝送クロック信号の１周期より長い信号となっている。

親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成される。監視信号検出手段３５は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮを経由して子局４から送出された監視信号を検出する。監視信号のデータ値は、既述のように低電位レベルに重畳される電流の有無で表されており、スタート信号ＳＴが送信された後、子局４の各々から順次監視信号を受け取るものとなっている。監視信号のデータは、タイミング発生手段３２の信号に同期して監視データ抽出手段３６で抽出される。そして、監視信号のデータが直列の入力データとして入力データ部２６に送出される。

入力データ部２６は、親局入力部２５から受け取った直列の入力データを並列（パラレル）データに変換し、監視並列データ１５として制御部１の入力ユニット１２へ送出する。

子局４は、本発明の子局ターミナルに相当するもので、透光性を有する感受窓４２の設けられた筐体内部に、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えている。そして、このＭＣＵが、本発明の入出力部４０として機能するものとなっている。また、子局４の筐体内部には、表示手段８およびセンサ９も配置されている。

入出力部４０は、図３に示すように、伝送受信手段４１、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、監視データ送信手段４６、制御データ抽出手段８１、出力手段８２および入力手段７２で構成されている。そして、入出力部４０の処理において必要となる演算や記憶は、ＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行される。ただし、入出力部４０を構成する各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

伝送受信手段４１は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに伝送される伝送クロック信号を受けて、これをアドレス抽出手段４３に引き渡す。アドレス抽出手段４３は、伝送クロック信号の始まりを示すスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、そのカウント値がアドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングで監視データ送信手段４６を有効にするとともに、制御信号を制御データ抽出手段８１に引き渡す。なお、アドレス設定手段４４のインターフェースは、図１に示す子局４の筐体外部から操作可能とされて、任意のアドレス値を容易に設定できるものとなっている。

監視データ送信手段４６は、アドレス抽出手段４３から引き渡された入力タイミングにより有効とされ、入力手段７２から引き渡されるシリアルデータに基づいて、トランジスタＴＲのベース電流を“ｏｎ”または“ｏｆｆ”とする。ベース電流が“ｏｎ”の場合、トランジスタＴＲは”ｏｎ”となり、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに監視信号である電流信号が出力される。この実施例では、図６に示すように、監視データのデータ値が”１”の場合には所定値Ｉｔｈ以上の電流（例えば、３０ｍＡ）を流すことで表現されている。従って、例えば、図６に示す信号のアドレス０番地（＃ａｄ０）、１番地（＃ａｄ１）、２番地（＃ａｄ２）及び３番地（＃ａｄ３）のそれぞれにおける監視データはそれぞれ“０”、“０”、“１”、“０”を表すことになる。

制御データ抽出手段８１は、アドレス抽出手段４３から引き渡された制御信号からデータ値を抽出し、これをシリアルデータとして出力手段８２に引き渡す。出力手段８２は、制御データ抽出手段８１から引き渡されたシリアルデータをパラレルデータに変換し、発光体８（本発明の表示発光手段に相当）に出力し、発光体８を点灯させ、或いは消灯させる。なお、発光体８としては、公知のＬＥＤが使用されている。

入力手段７２および出力手段８２には、センサ９が接続されている。センサ９は、出力手段８２に接続され制御データに応じて発光する投光部９１と、投光部９１から発せられた投光信号を受ける受光部９２とで構成されている。

投光部９１と受光部９２は、遮光手段９３によって二つの区画に分けられた基板に搭載されている。そして、投光部９１は遮光手段９３によって隔てられた区画の一方に、受光部９２は遮光手段９３に隔てられた区画の他方に、それぞれが感受窓４２に向けて設置されている。また、発光体８も、投光部９１が配置された同じ区画に配置されている。

遮光手段９３は、平面視凸形の板材を起立させたものとなっている。板材には導電材料（例えば、導電性プラスチック）が採用され、凸部９４が感受窓４２の内面に接している。また、遮光手段９３は共通データ線ＤＮを介してアースに接続されている。

次に、上記構成の制御・監視信号伝送システムにおける子局４の動作について説明する。
制御部１は、作業者に引き取らせる必要のある物品が保管された棚を指定し、作業者に引き取りを指示するための制御並列データ１３を親局２に出力する。これを受けた親局２は、伝送クロック信号の対応アドレスの制御信号のデータを制御並列データ１３に相応するものとした伝送クロック信号を出力する。

子局４は、自局アドレスに対応する制御信号のデータ値を抽出し、データ値に従った発光体８の表示（点灯または消灯）を実行する。そして、その表示に従って指定された物品を受け取った作業者が感受窓４２に指９５で触れると、その指９５が本発明の応答意思表示体として機能し、投光部９１から発せられ指９５で反射した投光信号を受けた受光部９２から、作業者の応答意思表示としての信号が入力手段７２に入力される。なお、センサ９は２系統存在し、どちらか一方のセンサ９の受光部９２が受光すれば、入力手段７２に信号入力されるものとなっている。また、受光部９２と投光部９１が遮光手段９３に隔てられて配置されるため、投光部９１から受光部９２へ、投光信号が指９５で反射されずに直接入射することが防止され、誤動作の発生が抑えられるものとなっている。更に、作業者の帯電された静電気は遮光手段９３を介してアースに導かれるため、静電気による影響も低く抑えられるものとなっている。更にまた、発光体８も、投光部９１が設置された区画と同じ区画に設置されているため、発光体８から発せられた光による受光部９２の誤作動も防止されるものとなっている。

作業者が子局４の感受窓４２に指９５で触れると、入力手段７２への入力信号に応じた監視信号が子局４から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに送出される。そして、制御部１では、この監視信号により、作業者からの応答があった情報を受け取ることになる。

１ 制御部
２ 親局
４ 子局
８ 発光体
９ センサ
１０ パイプラック
１１ 出力ユニット
１２ 入力ユニット
１３ 制御並列データ
１５ 監視並列データ
２１ 出力データ部
２３ タイミング発生部
２４ 親局出力部
２５ 親局入力部
２６ 入力データ部
３１ ＯＳＣ（発振回路）
３２ タイミング発生手段
３３ 制御データ発生手段
３４ ラインドライバ
３５ 監視信号検出手段
３６ 監視データ抽出手段
４０ 入出力部
４１ 伝送受信手段
４２ 感受窓
４３ アドレス抽出手段
４４ アドレス設定手段
４６ 監視データ送信手段
７２ 入力手段
８１ 制御データ抽出手段
８２ 出力手段
９１ 投光部
９２ 受光部
９３ 遮光手段
９４ 凸部
９５ 指
ＴＲ トランジスタ

Claims (4)

1. 親局が接続された共通データ信号線に接続され、
   自局のアドレスを設定し、前記親局からの伝送信号を受け、前記自局アドレスのデータと一致するタイミングで、前記伝送信号に重畳された制御信号の制御データ値を抽出し、前記制御データ値に応じた信号を投光部に出力するとともに、受光部からの入力信号に応じた監視データを監視信号として前記伝送信号に重畳する入出力部を備え、
   前記投光部は、遮光手段によって隔てられた区画の一方に、透光性を有する感受窓に向けて設置され、
   前記受光部は、前記遮光手段に隔てられた区画の他方に、前記感受窓に向けて設置され、前記感受窓の外側に前記投光部から発せられた投光信号の透過を遮る応答意思表示体が前記感受窓に接して配置されたとき、前記投光部から発せられ前記応答意思表示体で反射した投光信号を受け、
   前記遮光手段は導電性を有し、前記応答意思表示体の帯電された静電気をアースに導くことを特徴とする子局ターミナル。
2. 前記遮光手段は、前記感受窓の内面に接し前記応答意思表示体の帯電された静電気をアースに導く部位と、前記感受窓の内面に接することなく前記投光部から発せられ前記応答意思表示体で反射した投光信号を透過させる部位を有する請求項１に記載の子局ターミナル。
3. 視認され得る指示表示を行うための表示発光手段が、前記投光部の設置された前記区画に設置されている請求項１または２に記載の子局ターミナル。
4. 前記遮光手段は、平面視凸形の板材を起立させて構成されたものである請求項２に記載の子局ターミナル。