JP7247793B2 - signal processor - Google Patents
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Description
本発明は電気信号を処理する信号処理装置等に関する。 The present invention relates to a signal processing device and the like for processing electrical signals.
従来、検出情報に加えて通信データの送受信を行う3線式の電気機器(センサ等)があった。このような電気機器は、電源の供給および信号の入出力のために、電源線2本と信号線1本とを少なくとも必要とした。3線式の通信方法の1つに、IO-Link(登録商標)がある。非特許文献1はIO-Linkの仕様書である。
Conventionally, there have been three-wire electric devices (sensors, etc.) that transmit and receive communication data in addition to detection information. Such electrical equipment requires at least two power lines and one signal line for power supply and signal input/output. One of the three-wire communication methods is IO-Link (registered trademark).
しかしながら、非特許文献1の技術では、配線数が多くなるという問題がある。また、非特許文献1の技術では、例えば、センサの検出信号をセンサが通信データに変換して外部に送信する。それゆえ、変換処理のために、外部機器が検出信号を認識するまでの時間が長くなる、または、センサおよび外部機器の回路構成が複雑になるという問題がある。
However, the technique of Non-Patent
これに対し、配線数を削減するための技術の一例として、動作素子に関する信号をデータ信号に重畳させた重畳信号を通信に用いることにより、配線数を削減することが考えられる(例えば、特許文献1および特許文献2)。
On the other hand, as an example of a technology for reducing the number of wirings, it is conceivable to reduce the number of wirings by using a superimposed signal obtained by superimposing a signal related to an operating element on a data signal for communication (see, for example,
ところで、重畳信号を用いた一連のシステムを導入するに際し、システムの信頼性を高めるという観点から、動作素子を駆動させている下流の機器から得られる所定の情報を、重畳信号を用いた通信によって、上流の装置にフィードバックすることが求められる。 By the way, when introducing a series of systems using superimposed signals, from the viewpoint of improving the reliability of the system, predetermined information obtained from downstream equipment that drives the operating elements is communicated using superimposed signals. , is required to be fed back to the upstream device.
本開示の一態様は、信号処理装置等を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a signal processing device and the like.
本発明は、本開示の一例として、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。 The present invention adopts the following configuration as an example of the present disclosure in order to solve the above-described problems.
すなわち、本開示の一側面に係る信号処理装置は、通信システムの下流で動作する電気機器と、上流で1以上の前記電気機器を制御する機器制御装置との間の通信を仲介する信号処理装置であって、少なくとも第1の情報を示す重畳対象信号を生成する第1演算部と、前記電気機器の動作素子の状態に応じた動作信号、または、前記動作素子を制御する動作信号に、前記重畳対象信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳回路と、を備え、前記第1演算部は、少なくとも第2の情報を示す前記重畳対象信号を生成する第2演算部がアクティブ状態となっている期間に、前記重畳対象信号の生成を行わず、前記第2演算部がスタンバイ状態となっている期間に、前記重畳対象信号の生成を行うように制御し、前記第1演算部および前記第2演算部は、前記動作信号を生成するための電力によって動作するものである。 That is, a signal processing device according to one aspect of the present disclosure is a signal processing device that mediates communication between an electrical device that operates downstream of a communication system and a device control device that controls one or more of the electrical devices upstream. A first computing unit that generates a signal to be superimposed that indicates at least first information; a superimposing circuit that generates a superimposed signal on which a signal to be superimposed is superimposed, wherein the first calculation unit is configured such that a second calculation unit that generates the signal to be superimposed indicating at least second information is in an active state. during a period in which the superimposition target signal is not generated, and during a period in which the second computation unit is in a standby state, the superimposition target signal is generated, and the first computation unit and the first 2 operation part operates with electric power for generating the operation signal.
この構成によれば、第1演算部および第2演算部は、動作信号が生成されるときに消費される電力によって動作するものである。よって、第1演算部と第2演算部とが同時にアクティブ状態となると、上記電力の供給を受けて生成される動作信号の電流波形が影響を受け、動作信号の正常な送受信ができなくなるリスクがある。これに対して、上述の構成によれば、第2演算部がアクティブ状態となっている期間には、第1演算部は、比較的大きな電力消費を伴う重畳対象信号を生成する信号処理を行わず、第2演算部がスタンバイ状態となっている期間に、該信号処理を行う。よって、第1演算部および第2演算部の動作によって動作信号の電流波形が影響を受ける程度を抑制することが可能となり、上述のリスクの発生を防止することができる。例えば、上流の機器制御装置に対して、第1情報に加えて第2情報を、動作信号の電流波形を乱すことなく、重畳信号通信にてフィードバックすることが可能となる。結果として、重畳信号を用いた通信を行う通信システムの信頼性を向上させるという効果を奏する。 According to this configuration, the first calculation section and the second calculation section operate by power consumed when the operation signal is generated. Therefore, if the first calculation section and the second calculation section are active at the same time, the current waveform of the operating signal generated by receiving the power supply is affected, and there is a risk that the operating signal cannot be transmitted and received normally. be. On the other hand, according to the above-described configuration, while the second computing section is in the active state, the first computing section performs signal processing to generate the superimposition target signal that consumes a relatively large amount of power. First, the signal processing is performed while the second calculation unit is in the standby state. Therefore, it is possible to suppress the extent to which the current waveform of the operating signal is affected by the operations of the first calculating section and the second calculating section, thereby preventing the above-described risk from occurring. For example, it becomes possible to feed back the second information in addition to the first information to an upstream equipment control device by superimposed signal communication without disturbing the current waveform of the operating signal. As a result, there is an effect of improving the reliability of a communication system that performs communication using superimposed signals.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記信号処理装置は、前記信号処理装置を識別する識別情報を、前記第1の情報として記憶する情報記憶部をさらに備え、前記第1演算部は、前記情報記憶部から前記第1の情報を読み出すことによって前記重畳対象信号を生成してもよい。 In the signal processing device according to the aspect, the signal processing device further includes an information storage unit that stores, as the first information, identification information for identifying the signal processing device, and the first calculation unit stores the The signal to be superimposed may be generated by reading the first information from the information storage unit.
この構成によれば、第1の情報として例えば当該信号処理装置の識別情報などを情報記憶部に記憶させておくことにより、重畳信号により、機器制御装置に対して識別情報を伝えることが可能となる。よって、重畳信号送信に対応していない電気機器であっても、信号処理装置と組み合わせて利用することによって、識別情報などの情報を重畳信号によって送受信可能なシステムを構築することができるという効果を奏する。 According to this configuration, by storing, for example, the identification information of the signal processing device as the first information in the information storage unit, the identification information can be transmitted to the equipment control device by the superimposed signal. Become. Therefore, even an electrical device that does not support superimposed signal transmission can be used in combination with a signal processing device to construct a system capable of transmitting and receiving information such as identification information using a superimposed signal. Play.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記第2演算部は、前記電気機器の状態および周囲環境の少なくともいずれか一方を示す情報に基づいて前記第2の情報を生成してもよい。 In the signal processing device according to the one aspect, the second calculation unit may generate the second information based on information indicating at least one of the state of the electrical equipment and the surrounding environment.
この構成によれば、電気機器の状態および周囲環境の少なくともいずれか一方を示す第2の情報を重畳信号によって機器制御装置に送信することができるので、機器制御装置側で、今まで認識できなかった故障や故障の予兆を認識できるようになる。また、設備や装置の状態が認識できることにより、情報を分析することによって信頼性改善を実現できるようになる。 According to this configuration, the second information indicating at least one of the state of the electrical equipment and the surrounding environment can be transmitted to the equipment control device by means of the superimposed signal. It becomes possible to recognize failures and signs of failures. In addition, by recognizing the status of equipment and devices, it becomes possible to improve reliability by analyzing information.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記第1演算部は、前記第2演算部とシリアル通信を行うシリアル通信部を備え、前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した第1の前記重畳対象信号、または、前記第2演算部から受信した第2の前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成してもよい。 In the signal processing device according to the one aspect, the first calculation unit includes a serial communication unit that performs serial communication with the second calculation unit, and the superposition circuit receives the first signal received from the first calculation unit. A signal to be superimposed or the second signal to be superimposed received from the second calculation unit may be superimposed on the operation signal to generate a superimposed signal.
この構成によれば、第1演算部から第1の重畳対象信号を受信しているときには該第1の重畳対象信号を重畳させた重畳信号を出力し、第2演算部から第2の重畳対象信号を受信しているときには該第2の重畳対象信号を重畳させた重畳信号を出力するように、重畳回路を構成することができる。 According to this configuration, when the first signal to be superimposed is received from the first calculation unit, the superimposition signal superimposed with the first signal to be superimposed is output, and the second signal to be superimposed is output from the second calculation unit. The superimposing circuit can be configured to output a superimposed signal superimposed with the second signal to be superimposed when the signal is being received.
また、第1演算部は、第2演算部とシリアル通信によって各種情報を送信できるので、例えば、第1演算部が第1の情報をシリアル通信によって第2演算部に送信することにより、第2演算部が、第1の情報と第2の情報とを含む重畳対象信号を生成することが可能となる。また、例えば、第1演算部は、第2演算部が第2の情報を生成する際に参照する閾値をシリアル通信によって第2演算部に送信することができる。これにより、第1演算部は、第2演算部に、指定した閾値に基づく判断に応じて、第2の情報を生成させることが可能となる。 In addition, since the first calculation unit can transmit various information to the second calculation unit through serial communication, for example, the first calculation unit can transmit the first information to the second calculation unit through serial communication. The calculation unit can generate a signal to be superimposed that includes the first information and the second information. Also, for example, the first calculation unit can transmit a threshold value that the second calculation unit refers to when generating the second information to the second calculation unit through serial communication. This allows the first calculation unit to cause the second calculation unit to generate the second information according to the determination based on the specified threshold.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記第1演算部は、前記第2演算部とシリアル通信を行うシリアル通信部を備えるとともに、前記第2演算部から前記シリアル通信によって受信した前記第2の情報を少なくとも示す前記重畳対象信号を生成し、前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成してもよい。 In the signal processing device according to the one aspect, the first calculation unit includes a serial communication unit that performs serial communication with the second calculation unit, and the second calculation unit receives the second data from the second calculation unit through the serial communication. The signal to be superimposed, which indicates at least information, may be generated, and the superimposing circuit may generate a superimposed signal by superimposing the signal to be superimposed received from the first calculation unit on the operation signal.
この構成によれば、前記第1演算部は、シリアル通信によって第2の情報を受信して重畳対象信号を生成するので、第2演算部によって生成された重畳対象信号を重畳回路に送信することを可能とする回路を不要とすることができる。よって、信号処理装置における回路構成の複雑化を抑制することができる。 According to this configuration, since the first calculation unit receives the second information through serial communication and generates the signal to be superimposed, the signal to be superimposed generated by the second calculation unit can be transmitted to the superimposition circuit. can be eliminated. Therefore, complication of the circuit configuration in the signal processing device can be suppressed.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記第1演算部は、前記第2演算部に対して、第1の前記重畳対象信号の生成を実行する期間を示すオンオフ信号を送信するとともに、前記第2演算部から、第2の前記重畳対象信号の生成を実行する期間を示すオンオフ信号を受信し、前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した第1の前記重畳対象信号、または、前記第2演算部から受信した第2の前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成してもよい。 In the signal processing device according to the one aspect, the first calculation unit transmits to the second calculation unit an on/off signal indicating a period during which the generation of the first signal to be superimposed is performed. 2 receiving an on-off signal indicating a period for executing the generation of the second signal to be superimposed from the second calculating unit, and the superimposing circuit receives the first signal to be superimposed received from the first calculating unit, or the A superimposed signal may be generated by superimposing the second signal to be superimposed received from the second calculation unit on the operation signal.
この構成によれば、第1演算部と第2演算部との間で、オンオフ信号を送受信する信号線を2本用意するだけで、通信権の受け渡しを実現することができる。このようなオンオフ信号の送受信は、例えば安価なMPUでも備えられている汎用入出力ポートによって実現できるので、ローコストで上記のような構成の信号処理装置を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to transfer the right of communication by simply preparing two signal lines for transmitting and receiving on/off signals between the first computation unit and the second computation unit. Such on/off signal transmission/reception can be realized by, for example, a general-purpose input/output port provided even in an inexpensive MPU, so that the signal processing device having the configuration described above can be realized at low cost.
前記一側面に係る信号処理装置において、前記第2演算部は、前記電気機器に内蔵されていてもよいし、または、前記電気機器とは別体のセンサ機器に内蔵されていてもよい。 In the signal processing device according to the one aspect, the second calculation unit may be built in the electric device, or may be built in a sensor device separate from the electric device.
この構成によれば、第2演算部が電気機器に内蔵されている場合には、電気機器の状態を示す各種情報を第2の情報として生成することができる。また、第2演算部が電気機器とは別体のセンサ機器に内蔵されている場合、センサ機器によって得られたセンシング結果に基づいて電気機器の周囲環境の情報を第2の情報として生成することができる。 According to this configuration, when the second calculation unit is built in the electrical equipment, various information indicating the state of the electrical equipment can be generated as the second information. Further, when the second calculation unit is built in a sensor device that is separate from the electrical device, information on the surrounding environment of the electrical device is generated as the second information based on the sensing result obtained by the sensor device. can be done.
本開示の一側面によれば、重畳信号を用いたシステムの信頼性を高めることが可能な、信号処理装置等を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a signal processing device and the like capable of improving the reliability of a system using superimposed signals.
〔実施形態1〕
(通信システム1の構成)
図2は、本実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。通信システム1は、PC2(パーソナルコンピュータ、情報処理装置)、コントローラ3、入力ユニット4、出力ユニット5、および、電気機器6~10を備える。PC2は、コントローラ3に接続されている。PC2は、コントローラ3から電気機器6~10の関する情報を受信し、かつ、コントローラ3に制御命令を送信する。コントローラ3は、入力ユニット4および出力ユニット5に接続されている。コントローラ3は、制御命令に従って、電気機器6~10を動作させるまたは制御するための信号を入力ユニット4および出力ユニット5に送信する。コントローラ3は、入力ユニット4または出力ユニット5を介して受信した電気機器6~10からの信号を、PC2に送信する。
[Embodiment 1]
(Configuration of communication system 1)
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication system of this embodiment. The
入力ユニット4(受信機器)は、電気機器6、7に接続されている。電気機器6、7のそれぞれは、1対の信号線によって入力ユニット4に接続されている。入力ユニット4は、電気機器6、7を動作させ、かつ、電気機器6、7から受信した信号をコントローラ3に送信する。
The input unit 4 (receiving device) is connected to
電気機器6、7は、入力ユニット4から供給される電力によって動作し、かつ、電気機器6、7に含まれる動作素子の状態に応じた信号を入力ユニット4に送信する。ここでは、電気機器6は、動作素子としてスイッチを含むリミットスイッチである。電気機器7は、動作素子としてセンシング素子を含むセンサである。
The
出力ユニット5(受信機器)は、電気機器8~10に接続されている。電気機器8~10のそれぞれは、1対の信号線によって出力ユニット5に接続されている。出力ユニット5は、PC2およびコントローラ3からの指示に基づき、電気機器8~10を動作させ、かつ、電気機器8~10を制御する。また、出力ユニット5は、電気機器8~10から受信した信号をコントローラ3に送信する。
The output unit 5 (receiving device) is connected to electrical devices 8-10. Each of the electrical devices 8-10 is connected to the
電気機器8~10は、出力ユニット5から供給される電力によって動作し、かつ、出力ユニット5から受信する制御信号によって制御される。ここでは、電気機器8は、動作素子としてコイルを含むリレー装置である。電気機器9は、動作素子としてコイルを含む電磁バルブである。電気機器10は、動作素子としてコイルを含む電動アクチュエータである。
The electrical appliances 8 - 10 are operated by power supplied from the
(電気機器6と入力ユニット4の構成)
図1は、電気機器6と入力ユニット4の構成を示すブロック図である。ここでは、電気機器6(リミットスイッチ)と入力ユニット4とを例に挙げて説明する。電気機器6と入力ユニット4とは、1対の信号線21、22によって互いに接続されている。信号線21は、入力ユニット4の第1入力端子31と、電気機器6の第1端子11とに接続される。信号線22は、入力ユニット4の第2入力端子32と、電気機器6の第2端子12とに接続される。信号線21の経路には、電源20が設けられている。電源20は、所定の電圧(ここでは24V)を発生させる直流電源である。
(Configuration of
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
電気機器6は、第1端子11、第2端子12、動作素子13、電位差発生回路14、および送信回路15を備える。送信回路15は、降圧回路16、データ生成回路17、重畳回路18、および診断回路19を備える。動作素子13は、第1端子11と第2端子12との間に接続される。電位差発生回路14は、第1端子11と第2端子12との間の通電路において、動作素子13に対して直列に接続される。第2端子12の電位は、動作素子13の状態に応じて変化する。すなわち、第2端子12は、動作素子13の状態に応じた出力信号(動作信号)を外部(信号線22)に出力する。
The
送信回路15は、第1端子11と第2端子12との間に接続される。送信回路15は、第1端子11と第2端子12との間の電圧を電源として動作する。降圧回路16は、第1端子11と第2端子12との間の電圧を所定の電圧に降圧して、データ生成回路17に所定の電圧を出力する。データ生成回路17は、降圧回路16から印加された電圧によって動作し、入力ユニット4に送信されるべき送信データを生成する。送信データは、例えば、電気機器6に固有の識別子(ID情報)を含む。データ生成回路17は、重畳回路18に送信データを出力する。重畳回路18は、受け取った送信データを、データ信号として上記出力信号に重畳させる。これにより、送信回路15は、データ信号を出力信号に重畳させた重畳信号を、第2端子12から信号線22に出力する。
The transmission circuit 15 is connected between the
診断回路19は、降圧回路16から印加された電圧によって動作し、電気機器6の診断情報を表す診断データを生成する。診断回路19は、電気機器6の素子(例えば動作素子13)に関するチェック回路を備え、チェック回路の出力が正常か否かに応じて、電気機器6が正常か否かを示す診断データを生成する。診断回路19は、診断データ(診断情報)をデータ生成回路17に出力する。データ生成回路17は、診断データを送信データに含めてもよい。
The
入力ユニット4は、第1入力端子31、第2入力端子32、入力回路33、抽出回路34、誤り検出回路35、およびユニット制御回路36を備える。図1ではコントローラ3への送信部分の構成の図示を省略している。第1入力端子31の電位は一定(例えばGND)に維持される。第2入力端子32には、信号線22から重畳信号が入力される。
The
入力回路33は、重畳信号から出力信号を抽出し、出力信号をユニット制御回路36に出力する。抽出回路34は、重畳信号からデータ信号を抽出し、データ信号を誤り検出回路35に出力する。誤り検出回路35は、CRCチェック(巡回冗長検査)またはマンチェスタ符号チェック等の任意のデータチェック方法を用いて、データ信号に対して誤り検出を行う。誤り検出回路35は、データ信号および誤り検出結果をユニット制御回路36に出力する。なお、誤り検出回路35は、データ信号から誤りが検出された場合、該データ信号をユニット制御回路36に出力しなくてもよい。ユニット制御回路36は、出力信号およびデータ信号を、コントローラ3に出力する。誤り検出回路35およびユニット制御回路36は、例えば、1つの集積回路または複数の集積回路によって構成され得る。
The
(電気機器6の回路構成)
図3は、電気機器6の構成を示す回路図である。図3では診断回路19の図示を省略している。電位差発生回路14は、ダイオードD1を含む。ダイオードD1は、ツェナーダイオードである。ここでは、動作素子13は、機械式のスイッチSWである。第1端子11と第2端子12との間の通電経路において、ダイオードD2、ダイオードD1、およびスイッチSWが、この順で直列に配置されている。ダイオードD2のアノードは第1端子11に接続されている。ダイオードD1のカソードはダイオードD2を介して第1端子11に接続されている。
(Circuit Configuration of Electric Device 6)
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the
降圧回路16は、第1端子11と第2端子12との間に、ダイオードD1、およびスイッチSWに対して並列に配置されている。
The step-
データ生成回路17は、MPU(micro processing unit)および出力切替回路17aを含む。降圧回路16からMPUおよび出力切替回路17aに、電源として、降圧された一定の電圧(例えば2.5V)が供給される。MPUは、送信データを生成し、送信データを出力切替回路17aを介して重畳回路18に出力する。出力切替回路17aには、スイッチSWとダイオードD1との間のノードの電圧が入力される。出力切替回路17aは、該電圧から、スイッチSWがONであるかOFFであるかを判定する。出力切替回路17aは、スイッチSWのON/OFFに応じて、送信データの出力先を変更する。出力切替回路17aは、スイッチSWがONである場合、トランジスタTR1のベース端子に送信データを出力する。出力切替回路17aは、スイッチSWがOFFである場合、抵抗器R1に送信データを出力する。
The
重畳回路18は、抵抗器R1、ダイオードD3、およびトランジスタTR1を含む。ダイオードD3はツェナーダイオードである。抵抗器R1の一端は出力切替回路17aに接続され、抵抗器R1の他端は第2端子12に接続されている。
トランジスタTR1のベース端子は、出力切替回路17aに接続されている。トランジスタTR1のエミッタ端子は、ダイオードD2を介して第1端子11に接続され、トランジスタTR1のコレクタ端子は、ダイオードD3のカソードに接続されている。ダイオードD3のアノードは、スイッチSWとダイオードD1との間のノードに接続されている。
A base terminal of the transistor TR1 is connected to the
ダイオードD2は保護素子であり、省略することができる。 Diode D2 is a protection element and can be omitted.
(入力ユニット4の回路構成)
図4は、入力ユニット4の構成を示す回路図である。ここでは入力ユニット4のうち、入力回路33および抽出回路34を図示している。保護素子であるダイオードD11のアノードが第2入力端子32に接続されている。
(Circuit configuration of input unit 4)
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the
入力回路33は、抵抗器R41~R42、ダイオードD41、トランジスタTR41、検知回路33aを含む。ダイオードD41はツェナーダイオードである。トランジスタTR41のコレクタ端子は、ダイオードD11のカソードに接続され、トランジスタTR41のエミッタ端子は、抵抗器R41の一端に接続されている。抵抗器R41の他端は、第1入力端子31に接続されている。抵抗器R42の一端は、ダイオードD11のカソードに接続され、抵抗器R42の他端は、ダイオードD41のカソードに接続されている。ダイオードD41のアノードは、第1入力端子31に接続されている。トランジスタTR41のベース端子は、抵抗器R42の他端に接続されている。抵抗器R41~R42、ダイオードD41、およびトランジスタTR41は、定電流回路を構成している。この定電流回路の両端に所定以上の電圧が印加されると、定電流回路を流れる電流が一定になる。なお、抵抗器R42、ダイオードD41、およびトランジスタTR41を省略し、抵抗器R41だけを検知回路33aに対して並列に接続してもよい。なお、定電流回路を検知回路33aに直列に接続してもよいし、抵抗器R41だけを検知回路33aに直列に接続してもよい。
The
検知回路33aは、第1入力端子31および第2入力端子32の間の電圧から、スイッチSWのON/OFFを判定する。検知回路33aは、判定結果(スイッチSWのON/OFFの情報)を出力する。
The
抽出回路34は、容量C21、ダイオードD21、およびオペアンプAMP21を含む。ダイオードD21は、ツェナーダイオードである。容量C21の一端は、ダイオードD11のカソードに接続され、容量C21の他端は、オペアンプAMP21の反転入力端子に接続されている。ダイオードD21のカソードは、オペアンプAMP21の非反転入力端子に接続されている。ダイオードD21のアノードは、第1入力端子31に接続されている。
The
(電気機器6および入力ユニット4の動作)
電気機器6はリミットスイッチである。スイッチSWは、対象物の位置に応じて機械的にON/OFFが切り替わる。入力ユニット4の第1入力端子31を0Vとして、第1端子11には、一定の電位(24V)が入力される。スイッチSWのON/OFF(導通/遮断)の状態に応じて、第2端子12の電位は変化する。
(Operation of
The
スイッチSWがONの場合、導通状態のスイッチSWの両端の電位差は0である。そのため、第2端子12の電位は、第1端子11の電位から、電位差発生回路14(ダイオードD1)によって電圧降下した値となる。
When the switch SW is ON, the potential difference across the conductive switch SW is zero. Therefore, the potential of the
スイッチSWがOFFの場合、スイッチSWおよび電位差発生回路14には電流は流れない。そのため、スイッチSWがOFFの場合、スイッチSWがONの場合よりも、第2端子12の電位は低い値になる。
When the switch SW is OFF, no current flows through the switch SW and the potential
このように第2端子12は、スイッチSWのON/OFFの状態に応じた出力信号を外部に送信する。なお、出力信号の電位がH(High)であれば、スイッチがONである状態を表し、出力信号の電位がL(Low)であれば、スイッチがOFFである状態を表す。出力信号の電位の高さ自体がスイッチの状態(ON/OFF)を表すため、出力信号はアナログの信号であるといえる。
In this manner, the
一方、スイッチSWの状態に関わらず、電位差発生回路14の両端には電位差が生じる。そのため、スイッチSWがONであってもOFFであっても、降圧回路16には、ある値(例えば2.5V)以上の電圧が印加される。それゆえ、降圧回路16は、スイッチSWがONであってもOFFであっても、少なくともデータ生成回路17が動作可能な電圧(2.5V)を出力することができる。よって、データ生成回路17および重畳回路18は、スイッチSWがONであってもOFFであっても、動作可能である。
On the other hand, a potential difference is generated across the potential
MPUは、送信データを生成する。送信データは、デジタルデータである。出力切替回路17aは、スイッチSWのON/OFFに応じた出力端子から、送信データをH/L電圧として出力する。
The MPU generates transmission data. The transmission data is digital data. The
スイッチSWがOFFの場合、出力切替回路17aは、送信データを抵抗器R1に出力する。出力切替回路17aから出力される電圧に応じて抵抗器R1を流れる電流が変化する。これにより、送信データのH/Lに応じて、第2端子12の電位も変化する。結果的に、送信データは、データ信号として出力信号に重畳される。
When the switch SW is OFF, the
スイッチSWがONの場合、出力切替回路17aは、送信データをトランジスタTR1のベース端子に出力する。トランジスタTR1は、送信データのH/Lに応じてONまたはOFF状態になる。このとき、送信データのH/Lに応じてダイオードD3を流れる電流が変化する。これにより、送信データのH/Lに応じて、第2端子12の電位も変化する。結果的に、送信データは、データ信号として出力信号に重畳される。電気機器6は、第2端子12から、出力信号とデータ信号とが重畳された信号である重畳信号を出力する。
When the switch SW is ON, the
図5は、信号波形の一例を模式的に示す図である。図5における(a)は、出力信号の周期がデータ信号の周期より長い場合を示し、(b)は、出力信号の周期がデータ信号の周期より短い場合を示す。出力信号とデータ信号とが重畳されたものが重畳信号である。重畳信号の波形は、出力信号の波形と、データ信号の波形とを重畳したものになる。出力信号の振幅は、データ信号の振幅より大きい。そのため、重畳信号から、元の出力信号の値およびデータ信号の値を知ることができる。スイッチSWがONの場合、出力信号はHとなり、スイッチSWがOFFの場合、出力信号はLとなる。 FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of signal waveforms. (a) in FIG. 5 shows the case where the cycle of the output signal is longer than the cycle of the data signal, and (b) shows the case where the cycle of the output signal is shorter than the cycle of the data signal. A superimposed signal is obtained by superimposing the output signal and the data signal. The waveform of the superimposed signal is obtained by superimposing the waveform of the output signal and the waveform of the data signal. The amplitude of the output signal is greater than the amplitude of the data signal. Therefore, the value of the original output signal and the value of the data signal can be known from the superimposed signal. When the switch SW is ON, the output signal is H, and when the switch SW is OFF, the output signal is L.
重畳信号の値は、低い方からL1、L2、H1、H2に分けられる。重畳信号が、L範囲内であれば、出力信号はLである。L範囲は、L1およびL2を含む。重畳信号が、L範囲より高いH範囲内であれば、出力信号はHである。H範囲は、H1およびH2を含む。重畳信号がL1またはH1の場合、データ信号はLである。重畳信号がL2またはH2の場合、データ信号はHである。 The value of the superimposed signal is divided into L1, L2, H1 and H2 from the lowest. If the superimposed signal is within the L range, the output signal is L. The L range includes L1 and L2. If the superimposed signal is within the H range, which is higher than the L range, the output signal is H. The H range includes H1 and H2. The data signal is L when the superimposed signal is L1 or H1. The data signal is H when the superimposed signal is L2 or H2.
入力ユニット4は、第2入力端子32で電気機器6からの重畳信号を受信する。入力回路33は、重畳信号から出力信号がHであるかLであるか(スイッチSWがONであるかOFFであるか)を判定し、判定結果をユニット制御回路36に出力する。具体的には、検知回路33aが、判定結果を出力する。抽出回路34は、容量C21を介して重畳信号からデータ信号を抽出し、データ信号を誤り検出回路35に出力する。具体的には、オペアンプAMP21が、データ信号(送信データ)を出力する。ダイオードD21は、オペアンプAMP21がデータ信号がHであるかLであるかを判定するための閾値電圧を設定する。
The
抵抗器R41~R42、ダイオードD41、およびトランジスタTR41は、定電流回路を構成している。この定電流回路は、第2入力端子32に入力される電流を制限する。また、この定電流回路は、電気機器6が出力する出力信号の振幅を設定する。この定電流回路の代わりに抵抗器R41を用いる場合も抵抗器R41は同様に機能する。
Resistors R41-R42, diode D41, and transistor TR41 form a constant current circuit. This constant current circuit limits the current input to the
(効果)
電気機器6では、出力信号を送信するための1対の信号線21、22の電圧を電源として用いて、送信回路15が動作する。送信回路15は、動作素子13の状態を示す出力信号とは別の情報を示すデータ信号を生成し、入力ユニット4に送信することができる。そのため、送信回路15を動作させるための別の電源を電気機器6に設ける必要も、電源を供給するための別の配線を電気機器6に接続する必要もない。それゆえ、電気機器6は、従来の電気機器より少ない配線で(1対の信号線21、22で)、出力信号とデータ信号とを送信することができる。本実施形態の例では、電気機器6に外部から接続される配線は1対の信号線21、22のみである。
(effect)
In the
送信回路15は、動作素子13に対して直列に接続された電位差発生回路14の両端に生じた電圧によって動作する。そのため、動作素子13の状態によらず(スイッチSWがONでもOFFでも)、送信回路15は、データ信号を入力ユニット4に送信することができる。入力ユニット4は、データ信号(送信データ)を上流の機器(コントローラ3、PC2)に送信することができる。
The transmission circuit 15 is operated by the voltage generated across the potential
また、電気機器6は、スイッチSWのON/OFFに対応した電位の出力信号を送信する。それゆえ、ON/OFF信号をデジタルの通信データに変換する従来の技術(IO-Link)とは異なり、スイッチSWのON/OFFの情報を早く入力ユニット4、コントローラ3、およびPC2に伝えることができる。また、通信データに変換する必要がないので、電気機器6および入力ユニット4の回路を小さくかつ簡素にすることができる。
Also, the
電気機器6が診断回路19を備えている場合、送信データに含まれる診断データから、PC2またはコントローラ3は、電気機器6に生じた異常を検知することができる。PC2は、電気機器6がまだ正常に動いている場合でも、診断データ(例えばスイッチSWのON/OFFの切り替えの速さ等)から、電気機器6の故障の予兆を検知することができる。PC2は、検知した異常(故障の予兆含む)を、ユーザに表示/音声で報知する。これにより、ユーザは、製造ラインが異常停止する前に、電気機器6を交換することができる。
If the
電気機器6が診断回路19を備えていない場合でも、通信システム1では以下のようにして異常の検知を行うことができる。例えば、リミットスイッチ(電気機器6)のON/OFFがコントローラ3側で検知できない異常が発生した場合、信号線21、22に異常(断線/短絡)が発生しているのか、電気機器6自体に異常が発生しているのか、PC2またはコントローラ3で判断することができる。電気機器6は、送信データとして電気機器6の識別子を定期的に(継続的に)入力ユニット4に送信する。例えば、PC2またはコントローラ3は、識別子の受信ができなければ、信号線21、22に異常があると判断してもよい。PC2またはコントローラ3は、識別子を受信することはできるが、リミットスイッチ(電気機器6)のON/OFFを検知できない場合、電気機器6自体に異常があると判断してもよい。PC2は、どこに異常があるのかを示す情報を、ユーザに表示または音声で報知できる。これにより、ユーザは復旧作業の準備および実行を迅速に行い、製造ラインがストップする時間を短縮することができる。
Even if the
〔実施形態2〕
本開示の一側面に係る他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments according to one aspect of the present disclosure are described below. For convenience of description, members having the same functions as the members described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
§1 適用例
図6は、本実施形態に係る信号処理装置100の適用場面の一例を模式的に例示する図である。通信システム1は、実施形態1と同様に、PC2(パーソナルコンピュータ、情報処理装置)、コントローラ3(機器制御装置)、入力ユニット4、出力ユニット5、および、電気機器6~10を備える。
§1 Application Example FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of an application scene of the
なお、本実施形態では、入力ユニット4と出力ユニット5とを区別する必要がない場合に、これらを概念的に包括するものとして、入出力ユニット52(機器制御装置)との総称を用いる。入出力ユニット52は、入力ユニット4および出力ユニット5と同様に、重畳信号通信に対応している。したがって、入出力ユニット52は、入力ユニット4および出力ユニット5が重畳信号通信に対応するために備えている、図1に示された各部を備えている。
In this embodiment, when there is no need to distinguish between the
以下では、複数の電気機器6~10について、まとめて電気機器6とだけ記載するが、電気機器6についての説明は、電気機器7~10についても当てはまる。
In the following, the plurality of
本実施形態では、コントローラ3は、入出力ユニット52と接続され、電気機器6に関する信号を入出力ユニット52にて受け付けることにより、電気機器6を制御したり監視したりすることができる。コントローラ3は、入出力ユニット52と併せて電気機器6を制御または監視する機器制御装置を構成する。他の例では、コントローラ3は、入出力ユニット52を一体に備えており、1台で機器制御装置を構成してもよい。
In this embodiment, the
なお、1つの入出力ユニット52は、複数の通信ポートを有し、各通信ポートを通じて、複数のケーブル筐体50内の信号処理装置100と接続され、信号処理装置100のそれぞれと重畳信号を送受信する。これにより、入出力ユニット52は、複数の電気機器6を監視し、制御することができる。すなわち、入出力ユニット52は、各信号処理装置100をスレーブとする、重畳信号通信のマスタモジュール52Aを構成することができる。
One input/
本実施形態では、重畳信号を処理するための信号処理装置100は、入出力ユニット52と電気機器6とを接続する通信ケーブル51の間に設けられる。そのために、信号処理装置100は、通信ケーブル51と電気的に接続可能な通信ケーブル状の外形を備えたケーブル筐体50(筐体)を有する。
In this embodiment, the
例えば、ケーブル筐体50の下流側の一端は、電気機器6に接続される通信ケーブル51との間で着脱可能である。電気機器6側の通信ケーブル51とケーブル筐体50の一端とが接続されることで、信号処理装置100と電気機器6とが電気的に接続され、信号処理装置100と電気機器6との間で動作信号の他各種の信号の送受信が可能となる。信号処理装置100を内蔵するケーブル筐体50と、電気機器6とは、1対1の関係で接続される。
For example, one downstream end of the
また、ケーブル筐体50の上流側の他端は、入出力ユニット52と接続可能である。詳細には、ケーブル筐体50の他端は、入出力ユニット52に接続される通信ケーブル51との間で着脱可能に構成される。入出力ユニット52側の通信ケーブル51とケーブル筐体50の他端とが接続されている間、入出力ユニット52と信号処理装置100とが電気的に接続され、入出力ユニット52と信号処理装置100との間で重畳信号の送受信が可能となる。入出力ユニット52と信号処理装置100との間で送受信される重畳信号には、例えば、信号処理装置100と接続する電気機器6の動作素子を制御する動作信号または電気機器6の動作素子の状態に応じた動作信号と、該電気機器6または該信号処理装置100に関する所定の情報を示すデータ信号とが含まれる。
The other upstream end of the
本実施形態では、動作信号に重畳される情報である重畳対象信号は、一例として、以下の所定の情報を示すものとして生成される。具体的には、重畳対象信号は、ケーブル情報(第1の情報、識別情報)、機器情報(識別情報)、紐付情報(識別情報)、および、診断情報(第2の情報)などが想定されている。 In the present embodiment, the signal to be superimposed, which is information to be superimposed on the motion signal, is generated, as an example, to indicate the following predetermined information. Specifically, the signal to be superimposed includes cable information (first information, identification information), device information (identification information), linking information (identification information), diagnostic information (second information), and the like. ing.
ケーブル情報は、ケーブル筐体50内の信号処理装置100に固有の識別情報を含む情報である。ケーブル情報は、一例として、ケーブル型式の項目と、ケーブルIDの項目とで構成される。ケーブル型式の項目には、信号処理装置100の製品としての型式を示す情報が格納される。ケーブルIDの項目には、該型式の信号処理装置100を一意に識別するためのシリアルナンバーが格納される。
The cable information is information including identification information specific to the
機器情報は、電気機器6に固有の識別情報を含む情報である。機器情報は、一例として、機器型式、機器IDの各項目で構成される。機器型式の項目には、電気機器6の製品としての型式を示す情報が格納される。機器IDの項目には、該型式の電気機器6を一意に識別するためのシリアルナンバーが格納される。機器型式と機器IDとによって、電気機器6は一意に特定される。
The device information is information including identification information unique to the
紐付情報は、ケーブル筐体50(信号処理装置100)と電気機器6との接続関係を示す情報であり、例えば、ユーザの入力操作に応じて、スマートフォンなどの入力端末(不図示)によって生成される。具体的には、紐付情報は、ケーブル情報を格納する項目と機器情報を格納する項目とで構成される。
The tying information is information indicating the connection relationship between the cable housing 50 (the signal processing device 100) and the
診断情報は、電気機器6の状況を示す情報であり、具体的には、電気機器6の状態および電気機器6の周囲環境の少なくともいずれか一方を示す。診断情報は、電気機器6の状況を診断する診断回路19によって生成される。
The diagnostic information is information indicating the status of the
図20は、診断回路19を通信システム1に適用するときのいくつかの適用例を示すブロック図である。診断回路19は、該診断回路19を統括的に制御する診断演算部605を備えて構成され、例えば、機器内蔵診断回路19Aとして、電気機器6に内蔵されているか、外部診断回路19Bとして、電気機器6とは別体の例えばセンサ機器などに内蔵されている。あるいは、診断回路19は、装置内蔵診断回路19Cとして、信号処理装置100に内蔵されていてもよい。
FIG. 20 is a block diagram showing some application examples when the
これらの診断回路19が駆動して、電気機器6に関する診断情報が生成され、該診断情報を示す重畳対象信号が、信号処理装置100の重畳回路18にて、動作信号に重畳されて、通信ケーブル51Aを介して、重畳信号通信のマスタモジュール52Aである入出力ユニット52に送信される。マスタモジュール52Aを介して重畳信号を取得したコントローラ3は、重畳信号に含まれる重畳対象信号が示す診断情報を分析して、各電気機器6の状況を把握し、状況に応じた措置を講じることが可能となる。
These
なお、本実施形態では、必要に応じて、ケーブル筐体50を、上流側の他端において、上述の入力端末と接続可能に構成してもよい。詳細には、ケーブル筐体50の他端は、入力端末に外付けまたは内蔵される不図示の情報転送装置との間で着脱可能に構成されてもよい。ケーブル筐体50の他端が、入出力ユニット52と接続されていない場合に、該他端を入力端末、正確には、情報転送装置に接続することができる。ケーブル筐体50の他端と、入力端末とが、情報転送装置を介して接続されている間、入力端末と信号処理装置100とが電気的に接続され、入力端末は、信号処理装置100との間で、データの送受信が可能となる。入力端末は、情報転送装置を介して、所定の情報を信号処理装置100に書き込んだり、読み出したりすることができる。具体的には、情報転送装置は、信号処理装置100の情報記憶部140に記憶されている所定の情報を書き込む機構を備えている。情報転送装置は、信号処理装置100の情報記憶部140に記憶されている所定の情報を読み出すための機構を備えていてもよい。
In this embodiment, if necessary, the
情報転送装置から信号処理装置100に書き込まれる所定の情報は、例えば、信号処理装置100に対応する電気機器6の機器情報、または、機器情報と信号処理装置100のケーブル情報とを紐付けた紐付情報である。さらに、情報転送装置は、診断回路19が電気機器6の状況を判断するときに参照する閾値を信号処理装置100に書き込んでもよい。信号処理装置100は、閾値を、適宜の信号線を介して機器内蔵診断回路19A、外部診断回路19B、および、装置内蔵診断回路19Cの各診断回路19に供給し、診断回路19に、閾値に基づく診断を行わせることができる。
The predetermined information written from the information transfer device to the
ところで、信号処理装置100において重畳信号による通信を統括的に制御する通信演算部105と、診断回路19を制御する診断演算部605とは、動作信号を生成するための電力によって動作する。該電力は、例えば、上流のマスタモジュール52Aから、重畳信号の通信に用いる通信ケーブル51A内の信号線の一つを介して、信号処理装置100の降圧回路16に供給され、降圧回路16から、通信演算部105および診断演算部605の各部に分配される。したがって、通信演算部105と診断演算部605とが同時期にアクティブな状態で動作すると、上述の電力の供給を受けて生成される動作信号の電流値が低下することにより、電流波形(例えば、図5に示す波形)に乱れが生じ、動作信号を正しく送受信できなくなるという問題が生じる。
By the way, in the
そこで、動作信号の電流波形に乱れを生じさせることなく、通信演算部105および診断演算部605のそれぞれが、重畳対象信号を生成するための一連の処理を実行できるようにすることが求められる。
Therefore, it is required that each of the
そこで、本開示の一例に係る信号処理装置100は、通信システム1の下流で動作する電気機器6と、上流で1以上の電気機器6を制御する機器制御装置(コントローラ3および入出力ユニット52)との間の通信を仲介する信号処理装置100であって、少なくとも第1の情報(例えば、ケーブル情報)を示す重畳対象信号を生成する通信演算部105(第1演算部)と、電気機器6の動作素子13の状態に応じた動作信号、または、動作素子を制御する動作信号に、上述の重畳対象信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳回路18とを備える。そして、通信演算部105は、少なくとも第2の情報(例えば、診断情報)を示す上述の重畳対象信号を生成する診断演算部605(第2演算部)がアクティブ状態となっている期間に、重畳対象信号の生成を行わず、診断演算部605がスタンバイ状態となっている期間に、重畳対象信号の生成を行うように、信号処理の実行タイミングを制御するよう構成される。なお、通信演算部105および診断演算部605は、動作信号を生成するための電力によって動作する。
Therefore, the
上述の構成によれば、診断演算部605がアクティブ状態となっている期間には、通信演算部105は、比較的大きな電力消費を伴う重畳対象信号を生成する信号処理を行わず、診断演算部605がスタンバイ状態となっている期間に、該信号処理を行う。よって、動作信号の電流波形が、通信演算部105および診断演算部605の動作により影響を受ける程度を少なくすることが可能となる。結果として、動作信号を正しく送受信できなくなるという問題の発生を防止することができる。例えば、動作信号の送受信に及ぼす悪影響を抑制しつつ、上流のコントローラ3に報告するためなどに、ケーブル情報に加えて診断情報を、重畳信号通信にてフィードバックすることが可能となる。これにより、コントローラ3は、各電気機器6の診断情報を分析して、現状を把握し、現状に応じた措置を講じることが可能となる。結果として、通信システム1の信頼性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
According to the above-described configuration, during the period in which the
以下では、動作信号に乱れを生じさせずに、通信演算部105と診断演算部605とに重畳対象信号を生成する信号処理を実行させるための構成として、3つの例を、構成例(1)~(3)として、それぞれ説明する。
In the following, three examples of a configuration for executing signal processing for generating a signal to be superimposed on the
§2 構成例(1)
構成例(1)では、信号処理装置100の通信演算部105と、診断演算部605との間を、シリアル通信を行うためのシリアルバスで接続する。通信演算部105は、診断演算部605とのシリアル通信によって、重畳対象信号を生成して送出する信号処理を実施する権限(以下、通信権)の譲受を調停する。調停にしたがって、通信演算部105は、診断演算部605がスタンバイ状態である期間に信号処理を実施し、診断演算部605は、通信演算部105がスタンバイ状態である期間に信号処理を実施する。さらに、通信演算部105および診断演算部605は、必要に応じて、シリアル通信を介して、比較的小さいサイズの所定の情報について送受信を行ってもよい。
§2 Configuration example (1)
In the configuration example (1), the
図7は、本開示の一側面である構成例(1)に係る信号処理装置100、および、電気機器6の構成を示すブロック図である。同図に示す、入出力ユニット52のマスタモジュール52Aは、入力ユニット4および出力ユニット5と同様に、重畳信号を用いた通信に対応しており、重畳信号を受信して処理するための受信回路群514を備える。受信回路群514は、例えば、実施形態1で説明したとおり、例えば、入力回路33、抽出回路34、誤り検出回路35、および、ユニット制御回路36などの各種回路を指している。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
[信号処理装置100の構成]
信号処理装置100は、ケーブル筐体50に内蔵されており、実施形態1において図1に基づき説明した信号処理装置100と同様の構成(降圧回路16および重畳回路18などの送信回路15)に加えて、OR回路23、および、通信演算部105を備えている。
[Configuration of signal processing device 100]
The
なお、本実施形態では、情報記憶部140は、必要に応じて、ケーブル筐体50(信号処理装置100)に固有の情報であるケーブル情報を記憶していてもよい。ケーブル情報は、例えば、信号処理装置100を内蔵するケーブル筐体50の製造時または出荷時において、予め定められており、情報記憶部140に記憶されているものである。
Note that, in the present embodiment, the information storage unit 140 may store cable information, which is information specific to the cable housing 50 (signal processing device 100), as necessary. The cable information is determined in advance and stored in the information storage unit 140, for example, when the
また、例えば、信号処理装置100に情報を書き込むことができる不図示の情報転送装置を介して、スマートフォンなどの入力端末(不図示)と電気機器6内の信号処理装置100とを接続できる場合には、情報記憶部140は、電気機器6に関する所定の情報を記憶するように構成されてもよい。
Further, for example, when an input terminal (not shown) such as a smartphone and the
この場合、本実施形態では、情報記憶部140において、電気機器6に関する所定の情報を記憶するための領域と、ケーブル情報を記憶しておくための領域とは、それぞれ異なるICメモリで構成されてもよい。典型的には、前者は、入力端末から書き込みができるEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などのユーザプログラマブルROMで構成されていてもよいし、後者は、前者とは別のEEPROMであって、出荷時等に設定された後書き込みが禁止されているEEPROMで構成されていてもよい。
In this case, in this embodiment, in the information storage unit 140, the area for storing the predetermined information about the
通信演算部105は、信号処理装置100の各部を統括的に制御して、上流のマスタモジュール52Aと下流の電気機器6との間の、重畳信号を用いた通信(以下、重畳通信)を仲介するものである。
The
通信演算部105は、典型的には、MPU(Micro Processing Unit)およびFPGA(Field-Programmable gate array)などのハードウェアで構成される。通信演算部105は、シリアル通信部170、データ信号生成部171、および、モード切替部172を備えている。通信演算部105は、必要に応じて、アナログデジタル変換回路(以下、ADC)173を備えていてもよい。なお、アナログ信号としての診断情報が外部から供給されることが無い場合は、ADC173は、省略されてもよい。
The
通信演算部105のデータ信号生成部171およびモード切替部172は、例えば、MPUが、図示しないメモリに記憶されている情報を利用し、各部を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行することによって実現されてもよい。
The data signal
シリアル通信部170は、診断演算部605とシリアル通信を行うものである。一例として、シリアル通信部170としては、典型的には、SPI(Serial Peripheral Interface)が採用される。この場合、通信演算部105と診断演算部605とは、SPIの規格に準拠したシリアルバスで接続される。シリアル通信部170は、クロック信号伝送用、下りデータ転送用(マスタOUTスレーブIN)、および、上りデータ転送用(マスタINスレーブOUT)の3つの信号を、上述のシリアルバスを構成する3本の信号線を介して、診断演算部605とやりとりすることにより、情報の送受信を行う。
The
本構成例では、シリアル通信部170は、通信権の譲受の調停を診断演算部605との間で行うために、コマンドまたはレスポンスなどのシリアルデータをシリアル通信にて送受信する。また、本構成例では、シリアル通信部170は、予め入力端末から設定された、電気機器6の状況を判断する際に参照される閾値を、診断演算部605に送信してもよい。また、シリアル通信部170は、信号処理装置100のケーブル情報、または、電気機器6との対応関係を示す紐付情報を、診断演算部605に送信してもよい。
In this configuration example, the
シリアル通信部170は、SPIに代えて、I2C(Inter-Integrated Circuit)、または、汎用非同期式送受信回路(UART;Universal Asynchronous Receiver Transmitter)を用いた通信手段を採用することができる。
The
シリアル通信部170が実行する動作のうち、シリアルデータの生成および送信は、通信演算部105がアクティブ状態のときに実行される。一方、通信ポートの監視は、比較的少ない消費電力で行われる。そのため、通信演算部105がスタンバイ状態に遷移している間も、シリアル通信部170は、通信ポートの監視を実行してもよい。
Among the operations performed by
データ信号生成部171は、第1の情報を生成するものである。本構成例では、データ信号生成部171は、生成した第1の情報を重畳通信で送るために必要な一連の信号処理を実施する。本構成例では、一例として、データ信号生成部171が実施する信号処理は、第1の情報を取得すること、第1の情報を示す重畳対象信号を生成すること、生成した重畳対象信号を重畳回路18に接続されるOR回路23に出力すること、などを含む。上述の一連の信号処理には比較的多くの電力消費が伴う。したがって、データ信号生成部171の動作は、通信演算部105がアクティブ状態であって、診断演算部605がスタンバイ状態のときに実行される。
The data signal
本構成例では、例えば、データ信号生成部171は、信号処理装置100を識別するケーブル情報(識別情報)を第1の情報として記憶する情報記憶部140から、該ケーブル情報を読み出す。そして、データ信号生成部171は、読み出したケーブル情報を示す重畳対象信号を生成して、OR回路23に出力する。
In this configuration example, for example, the data signal
OR回路23は、通信演算部105のデータ信号生成部171によって生成された重畳対象信号、および、診断演算部605のデータ信号生成部651によって生成された重畳対象信号のいずれか一方を、重畳回路18に出力する。これにより、重畳回路18は、通信演算部105から受信した第1の重畳対象信号、または、診断演算部605から受信した第2の重畳対象信号を、動作信号に重畳させて重畳信号を生成する。
The OR
モード切替部172は、通信演算部105の動作モードを、通常モードと低消費電力モードとの間で切り替えるものである。通常モードは、比較的多くの電力消費を伴う、通信演算部105の通常の動作モードを指し、通常モードにて動作している通信演算部105の状態をアクティブ状態と称する。低消費電力モードは、電力消費が発生しないようにする通信演算部105の完全停止モード、および、電力消費が比較的少ない低電力モードの少なくともいずれか一方を指す。低消費電力モードにて停止または低速クロックで動作している通信演算部105の状態をスタンバイ状態と称する。
The
本構成例では、シリアル通信部170が診断演算部605との間で行った通信権の譲受の調停結果にしたがって、モード切替部172は、通信演算部105の動作モードを、通常モードから低消費電力モードへ、あるいは、低消費電力モードから通常モードへ切り替える。
In this configuration example, the
[電気機器6の構成]
電気機器6は、実施形態1において図1に基づき説明した電気機器6と同様の構成のうち、少なくとも、データ生成回路17および診断回路19を備えている。図7には、図1に示す送信回路15のうち、データ生成回路17および診断回路19の動作を統括的に制御する診断演算部605を示す。
[Configuration of electrical device 6]
The
診断演算部605は、典型的には、MPU(Micro Processing Unit)およびFPGA(Field-Programmable gate array)などのハードウェアで構成される。診断演算部605は、シリアル通信部650、データ信号生成部651、および、モード切替部652を備えている。
診断演算部605のシリアル通信部650、データ信号生成部651、および、モード切替部652は、例えば、MPUが、図示しないメモリに記憶されている情報を利用し、各部を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行することによって実現されてもよい。
The
シリアル通信部650は、通信演算部105のシリアル通信部170とシリアル通信を行うものである。シリアル通信部650は、シリアル通信部170と、コマンドまたはレスポンスをやりとりして、通信権の譲受について調停を行う。また、本構成例では、シリアル通信部650は、機器情報をシリアル通信部170に送信したり、ケーブル情報または診断時に参照する閾値をシリアル通信部170から受信したりする。シリアル通信部170と同様に、シリアル通信部650は、通信ポートの監視を、低消費電力モード時に実行してもよい。
The
データ信号生成部651は、第2の情報を生成するものである。本構成例では、データ信号生成部651は、生成した第2の情報を重畳通信で送るために必要な一連の信号処理を実施する。本構成例では、一例として、データ信号生成部651が実施する信号処理は、第2の情報を取得すること、第2の情報を示す重畳対象信号を生成すること、生成した重畳対象信号を重畳回路18に接続されるOR回路23に出力すること、などを含む。上述の一連の信号処理には比較的多くの電力消費が伴う。したがって、データ信号生成部651の動作は、診断演算部605がアクティブ状態であって、通信演算部105がスタンバイ状態のときに実行される。
The data signal
本構成例では、例えば、データ信号生成部651は、電気機器6の状態および周囲環境の少なくともいずれか一方を示す情報に基づいて、電気機器6の状況を示す診断情報を、第2の情報として生成する。そして、データ信号生成部651は、生成した診断情報を示す重畳対象信号を生成して、信号処理装置100のOR回路23に出力する。
In this configuration example, for example, the data signal
モード切替部652は、診断演算部605の動作モードを、通常モードと低消費電力モードとの間で切り替えるものである。本構成例では、シリアル通信部170が診断演算部605との間で行った通信権の譲受の調停結果にしたがって、モード切替部172は、通信演算部105の動作モードを、通常モードから低消費電力モードへ、あるいは、低消費電力モードから通常モードへ切り替える。
The
図8は、各演算部の動作シーケンスと消費電力量との対応関係を簡略化して示す模式図である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a simplified correspondence relationship between the operation sequence of each computing unit and the amount of power consumption.
信号処理装置100が入出力ユニット52と接続された状態で、入出力ユニット52(または、コントローラ3)の電源が入れられると、入出力ユニット52から供給された電力で、通信演算部105および診断演算部605が起動する。本構成例では、一例として、電源オン時、通信演算部105が通常モードで起動され、診断演算部605が低消費電力モードで起動される。
When the
本構成例では、シリアル通信によって通信権の譲受が調停され、通信演算部105は、通信権を持たない期間は、低消費電力モードにて動作し、信号処理を実行しない。この間、通信権を獲得した診断演算部605が信号処理を実施する。通信演算部105は、通信権を得て信号処理を実行する場合には、診断演算部605が低消費電力モードで動作している期間に該信号処理を行う。
In this configuration example, the transfer of the communication right is arbitrated by serial communication, and the
また、両演算部のシリアル通信による調停によって、両演算部が同時期に通常モードにならないように制御される。 In addition, arbitration by serial communication between both calculation units controls them so that they do not enter the normal mode at the same time.
このようにすれば、アクティブ状態下で、とりわけ消費電力量が多くなる信号処理が、通信演算部105と診断演算部605とで同時期に実行されることが回避される。したがって、動作信号の電流値に悪影響を及ぼすほどに電力の消費が集中することがなくなる。
In this way, signal processing that consumes a particularly large amount of power in the active state is prevented from being executed simultaneously by the
§3 構成例(1)の動作例
図9は、通信システム1に属する信号処理装置100および電気機器6の処理の流れを示すフローチャートである。それぞれの装置の最初の処理ステップ(S101およびS102)は、例えば、信号処理装置100が通信ケーブル51Aを介して接続されているコントローラ3(入出力ユニット52)の電源が投入されることによって開始される。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
§3 Operation Example of Configuration Example (1) FIG. The first processing steps (S101 and S102) of each device are started by, for example, turning on the power of the controller 3 (input/output unit 52) to which the
S101では、通信演算部105は、通常モードにて起動する。通信演算部105のシリアル通信部170は、診断演算部605の有無を確認するためのコマンドを送信する。このコマンドは、診断演算部605が存在するかどうかを診断演算部605に問い合わせるメッセージ、および、診断演算部605に診断情報の送信を要求するメッセージとして、診断演算部605のシリアル通信部650において解釈される。
In S101, the
S102では、診断演算部605は、低消費電力モードにて起動する。シリアル通信部650は、SPIの通信ポートを監視し、通信演算部105から送られてくるコマンドを待つ。
In S102, the
S103では、コマンドが診断演算部605の通信ポートを介して入力されると、シリアル通信部650は、コマンドが受信されたことを検知し、S103のYESからS104に進む。
In S103, when a command is input via the communication port of the
S104では、シリアル通信部650は、受信したコマンドに基づいて、通信演算部105の存在を認識する。
In S104,
S105では、シリアル通信部650は、受信したコマンドに応答するレスポンスを生成し、シリアルバスを介して返信する。このレスポンスは、診断演算部605が存在するとの返事、および、診断情報を送るので通信権を診断演算部605に譲ることを要求するメッセージとして、通信演算部105のシリアル通信部170において解釈される。
In S105, the
S106では、シリアル通信部170は、受信したレスポンスに基づいて、診断演算部605の存在を認識する。
In S106, the
S107では、モード切替部172は、上述のレスポンスに応答して、通信演算部105の動作モードを、通常モードから低消費電力モードに切り替える。シリアル通信部170は、通信演算部105がスタンバイ状態に遷移しても、シリアルバスの通信ポートの監視を継続する。
In S107, the
S108では、モード切替部652は、S105にてレスポンスが送信されてから所定の時間が経過したか否かを判定する。この所定の時間は、任意に設定される。例えば、上述のレスポンスがシリアル通信部650からシリアル通信部170に受信されるまでに要する時間、および、レスポンスがシリアル通信部170に受信されてからモード切替部172が動作モードを低消費電力モードに切り替えるのに要する時間を考慮して、これらが完了するのに十分な時間が確保されることが望ましい。所定の時間が経過すると、モード切替部652は、S108のYESからS109に進む。
In S108, the
S109では、モード切替部652は、診断演算部605の動作モードを、低消費電力モードから通常モードに切り替える。これに伴い、データ信号生成部651は、重畳対象信号を生成し、送信するための信号処理を開始する。具体的には、データ信号生成部651は、電気機器6の現在の状況に関して、電気機器6の状態または周辺環境の情報を取得し、取得した情報に基づいて診断情報を生成する。データ信号生成部651は、事前に取得されている閾値に基づいて、状況判断を行った上で診断情報を生成してもよい。
In S109, the
S110では、データ信号生成部651は、診断情報を示す重畳対象信号を生成して、これをOR回路23に送信する。データ信号生成部651は、事前に通信演算部105から提供されたケーブル情報を取得し、ケーブル情報および診断情報を示す重畳対象信号を生成してもよい。
In S<b>110 , the
S111では、データ信号生成部651は、診断情報を示すデータ信号を最後まで送出できたか否かを判定する。データ信号生成部651は、判定の結果、送信の完了を確認したら、S111のYESからS112に進む。
In S111, the
S112では、シリアル通信部650は、診断情報の送信が完了したことに伴って、送信完了を通信演算部105に通知するためのコマンドをシリアル通信部170に送信する。このコマンドは、診断情報の送信が完了したことの通知、および、通信権を通信演算部105に譲って、スタンバイ状態に入ることを宣言するメッセージとして、通信演算部105のシリアル通信部170において解釈される。
In S112,
S113では、上述のコマンドが送信されたことに応じて、モード切替部652は、診断演算部605の動作モードを、通常モードから低消費電力モードに切り替える。シリアル通信部650は、シリアル通信の通信ポートの監視を継続する。
In S113, the
S114では、シリアル通信部170は、継続していた監視によって、コマンドを受信したことを検知する。コマンドを検知すると、シリアル通信部170は、S114のYESからS115に進む。
In S114, the
S115では、シリアル通信部170は、受信したコマンドに基づいて、診断演算部605の信号処理が完了したことを認識する。
In S115, the
S116では、モード切替部172は、S114にてコマンドが受信されてから所定の時間が経過したか否かを判定する。この所定の時間は、任意に設定される。例えば、モード切替部652が動作モードを低消費電力モードに切り替えるのに要する時間を考慮して、これが完了するのに十分な時間が確保されることが望ましい。所定の時間が経過すると、モード切替部172は、S116のYESからS117に進む。
In S116, the
S117では、モード切替部172は、通信演算部105の動作モードを、低消費電力モードから通常モードに切り替える。これに伴い、データ信号生成部171は、重畳対象信号を生成し、送信するための信号処理を開始する。具体的には、データ信号生成部171は、ケーブル情報を情報記憶部140から読み出す。データ信号生成部171は、事前に診断演算部605から提供された機器情報を情報記憶部140から取得してもよい。
In S117, the
S118では、データ信号生成部171は、取得したケーブル情報を示す重畳対象信号を生成して、これをOR回路23に送信する。データ信号生成部171は、さらに、機器情報を含む重畳対象信号を生成してもよい。
In S<b>118 , the
S119では、重畳回路18は、OR回路23から出力された、データ信号生成部171(通信演算部105)由来の第1の重畳対象信号、および、データ信号生成部651(診断演算部605)由来の第2の重畳対象信号のうちの一方を、動作信号に重畳させて、重畳信号を生成する。重畳回路18は、通信ケーブル51Aを介して、生成した重畳信号をマスタモジュール52Aに送信する。
In S119, the
マスタモジュール52Aは、第1の重畳対象信号を含む重畳信号と、第2の重畳対象信号を含む重畳信号とを同じ通信ポートから受け取るので、コントローラ3は、第1の重畳対象信号で示されているケーブル情報と、第2の重畳対象信号で示されている診断情報とを紐付けることができる。コントローラ3は、受け取った診断情報が、どのケーブル筐体50につながっている電気機器6のものであるのかを特定することができる。
Since the
上述の構成および方法によれば、アクティブ状態下で、とりわけ消費電力量が多くなる信号処理が、通信演算部105と診断演算部605とで同時期に実行されることが回避される。したがって、動作信号の電流値に悪影響を及ぼすほどに電力の消費が集中することがなくなる。結果として、動作信号に乱れを生じさせることなく、通信演算部105および診断演算部605のそれぞれが、重畳対象信号を生成するための一連の信号処理を実行できる。結果として、上流のコントローラ3は、電気機器6の情報を収集して分析することができるようになるので、通信システム1の信頼性を高めることができる。
According to the above-described configuration and method, it is avoided that signal processing that consumes a particularly large amount of power in the active state is executed simultaneously by
また、通信演算部105は、診断演算部605とシリアル通信によって各種情報を送受信できる。例えば、通信演算部105が、ケーブル情報などの第1の情報をシリアル通信によって診断演算部605に送信することにより、診断演算部605が、第1の情報と第2の情報とを含む重畳対象信号を生成することが可能となる。
Further, the
また、例えば、通信演算部105は、診断演算部605が第2の情報を生成する際に参照する閾値をシリアル通信によって診断演算部605に送信することができる。これにより、通信演算部105は、診断演算部605に、指定した閾値に基づく判断に応じて、第2の情報を生成させることが可能となる。
In addition, for example, the
例えば、診断演算部605のデータ信号生成部651が、診断情報として、正常か異常かを示すバイナリデータを出力するように構成されている場合、異常と判定をするための閾値を、ユーザが決定し、入力端末を用いて、信号処理装置100に書き込む。信号処理装置100のシリアル通信部170は、書き込まれた閾値を、シリアル通信で、診断演算部605に送信することができる。このように、閾値を利用すれば、診断演算部605に生成させる診断情報を、正常か異常かの2値で構成することができるので、上述の2値の診断情報を収集するだけで十分な場合には、診断情報を示す重畳対象信号のデータ量を大幅に削減することできる。
For example, when the data signal
なお、本構成例の動作例において、ノイズなどが原因で、コマンドまたはレスポンスがシリアル通信によって正常に受信できない事態が想定される。通信演算部105および診断演算部605は、例えば、以下のように動作することで、このような事態に対応することができる。
In the operation example of this configuration example, it is assumed that a command or a response cannot be normally received through serial communication due to noise or the like. The
S101にてコマンド送信をした後、通信演算部105のシリアル通信部170は、診断演算部605のシリアル通信部650からのレスポンスを受信するまで待機する。ここで、一定時間を過ぎても、レスポンスを正常に受信しなかった場合、シリアル通信部170は、S101のコマンドを再送する。ここで、コマンド再送のリトライ回数の上限を予め定めておく。
After transmitting the command in S<b>101 , the
シリアル通信部170は、レスポンスを正常に受信しないうちは、予め定められたリトライ回数上限まで、コマンドの再送を繰り返す。そして、上限まで繰り返しても、正常なレスポンスが得られなかった場合には、シリアル通信部170は、診断演算部605の接続がないと判定する。
As long as the
この判定に応答して、モード切替部172は、通常動作モードを維持し、データ信号生成部171は、通常の、重畳通信の動作に移行する。
In response to this determination, the
この方法によれば、両方の演算部が、スタンバイ状態に移行して、互いに、相手からの通信を待機し合ってこう着状態になることを防止できる。 According to this method, it is possible to prevent a stalemate caused by shifting to a standby state and waiting for communication from each other.
S107にて、モード切替部172が、低消費電力モードに切り替えた後、シリアル通信部170は、通信演算部105がスタンバイ状態に移行したことを通知するコマンドを、シリアル通信部650に送信する。
In S107, after
シリアル通信部650が、上述のコマンドを受信したことに応じて、通信演算部105のスタンバイ状態を確認してから、モード切替部652は、動作モードを、通常モードに切り替える。そして、シリアル通信部650は、診断演算部605がアクティブ状態に移行したことを通知するレスポンスをシリアル通信部170に送信する。
After the
この方法によれば、各演算部が、互いに、アクティブ状態とスタンバイ状態を通知し合うことができる。これにより、両方の演算部がアクティブ状態に移行してしまうことを防止できる。具体的には、タイムアウトによって、モード切替部652が自動的に通常モードへ移行する構成では、S105にてシリアル通信部650がレスポンスを送信したにもかかわらず、S106にてシリアル通信部170がレスポンスの受信に失敗した場合に、S109にて、モード切替部652が診断演算部605をアクティブ状態に移行させる一方で、S107が実行されずに、通信演算部105でもアクティブ状態が維持される事態に陥る。上述の方法によれば、このような事態を回避し、動作信号の電流波形に乱れが発生することを防止できる。
According to this method, each computing unit can notify each other of the active state and the standby state. As a result, it is possible to prevent both calculation units from transitioning to the active state. Specifically, in a configuration in which the
§4 構成例(2)
構成例(2)では、信号処理装置100の通信演算部105と、診断演算部605との間を、シリアル通信を行うためのシリアルバスで接続する。通信演算部105は、診断演算部605とのシリアル通信によって、診断演算部605から診断情報を取得する。通信権は、通信演算部105が常に保持するため、通信権譲受の調停は省略される。通信演算部105は、診断演算部605がスタンバイ状態である期間に信号処理を実施し、診断演算部605から取得した診断情報を含む重畳対象信号を生成し、送出する。
§4 Configuration example (2)
In the configuration example (2), the
図10は、本開示の一側面である構成例(2)に係る信号処理装置100、および、電気機器6の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
[信号処理装置100の構成]
本構成例(2)に係る信号処理装置100において、構成例(1)に係る信号処理装置100と異なる点は、OR回路23が省略され、通信演算部105においてモード切替部172省略される点である。
[Configuration of signal processing device 100]
The
本構成例では、シリアル通信部170は、診断情報の授受を診断演算部605との間で行うために、コマンドまたは診断情報を含むレスポンスなどのシリアルデータをシリアル通信にて送受信する。本構成例では、通信権は、常に通信演算部105によって保持されるため、シリアル通信部170は、通信権の譲受の調停を行わない。
In this configuration example, the
本構成例では、データ信号生成部171は、信号処理として、第1の情報を取得すること、第2の情報を取得すること、第1の情報および第2の情報を示す重畳対象信号を生成すること、重畳対象信号を重畳回路18に出力することを実行する。
In this configuration example, the data signal
一例として、データ信号生成部171は、ケーブル情報を情報記憶部140から読み出し、シリアル通信部170が診断演算部605から取得した診断情報を読み出し、ケーブル情報と診断情報とを示す重畳対象信号を生成する。データ信号生成部171は、生成した重畳対象信号を重畳回路18に出力する。これらの信号処理には、比較的多くの電力消費が伴う。したがって、データ信号生成部171の上述の一連の信号処理は、通信演算部105がアクティブ状態であって、診断演算部605がスタンバイ状態のときに実行される。
As an example, the data signal
[電気機器6の構成]
本構成例(2)に係る電気機器6において、構成例(1)に係る電気機器6と異なる点は、データ信号生成部651によって生成された診断情報を示す重畳対象信号は、シリアルデータとしてシリアル通信部650から通信演算部105へ供給される点である。
[Configuration of electrical device 6]
The
本構成例では、データ信号生成部651は、生成した診断情報を示す重畳対象信号を、シリアル通信部650に渡す。シリアル通信部650は、データ信号生成部651によって生成された重畳対象信号を、シリアル信号として、シリアル通信部170に出力する。
In this configuration example, the data signal
通信演算部105の通常モードにおける信号処理の動作と、診断演算部605の通常モードにおける動作とが同時期に実行されると、消費電力の超過によって、動作信号の電流波形に乱れを生じさせる虞があるが、本構成例では、通信演算部105の通常モードにおける信号処理以外の動作と、診断演算部605の通常モードにおける動作とが同時期に実行されても消費電力の超過は起こらない。そこで、データ信号生成部651の動作は、通信演算部105が信号処理を行っていないアクティブ状態の期間において、診断演算部605がアクティブ状態のときに実行される。
If the signal processing operation in the normal mode of the
本構成例では、モード切替部652は、シリアル通信部650およびデータ信号生成部651が、診断情報を示す重畳対象信号をシリアル通信で送出するための一連の動作を実行する期間、診断演算部605の動作モードをアクティブ状態にし、それ以外の期間は、スタンバイ状態に切り替える。これにより、通信演算部105がアクティブ状態でかつ信号処理中である期間と、診断演算部605がアクティブ状態である期間とが同時期にならないように制御され、消費電力の超過が回避される。
In this configuration example, the
図11は、各演算部の動作シーケンスと消費電力量との対応関係を簡略化して示す模式図である。 FIG. 11 is a schematic diagram showing a simplified correspondence relationship between the operation sequence of each computing unit and the amount of power consumption.
信号処理装置100が入出力ユニット52と接続された状態で、入出力ユニット52(または、コントローラ3)の電源が入れられると、入出力ユニット52から供給された電力で、通信演算部105および診断演算部605が起動する。本構成例では、一例として、電源オン時、それ以降、通信演算部105は常に通常モードで駆動する。一方、診断演算部605は、電源オン時、低消費電力モードで起動される。
When the
本構成例では、シリアル通信によって、診断情報を要求するリクエストと、診断情報を提供するレスポンスとがやりとりされる。診断演算部605は、診断情報のリクエストを受けてから、診断情報を提供するレスポンスを返すまでの期間に限りアクティブ状態に移行し、それ以外の期間はスタンバイ状態を維持する。一方、通信演算部105は、常に通信権を保持してアクティブ状態を維持するが、重畳対象信号を生成して重畳回路18に出力する信号処理を、診断演算部605がアクティブ状態のときには実行せず、診断演算部605がスタンバイ状態のときに実行する。
In this configuration example, a request requesting diagnostic information and a response providing diagnostic information are exchanged by serial communication. The
こうして、両演算部が同時期に通常モードになることはあっても、通信演算部105が信号処理を実行している期間と、診断演算部605が通常モードで動作する期間とが同時期にならないように制御される。
In this way, even if both calculation units enter the normal mode at the same time, the period during which the
このようにすれば、両演算部がアクティブ状態下にあるときに、さらに、とりわけ消費電力量が多くなる信号処理が、通信演算部105で実行されることが回避される。したがって、動作信号の電流値に悪影響を及ぼすほどに電力の消費が集中することがなくなる。
In this way, it is possible to prevent the
§5 構成例(2)の動作例
図12は、通信システム1に属する信号処理装置100および電気機器6の処理の流れを示すフローチャートである。それぞれの装置の最初の処理ステップ(S201およびS202)は、例えば、信号処理装置100が通信ケーブル51Aを介して接続されているコントローラ3(入出力ユニット52)の電源が投入されることによって開始される。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
§5 Operation Example of Configuration Example (2) FIG. The first processing steps (S201 and S202) of each device are started, for example, by turning on the power of the controller 3 (input/output unit 52) to which the
S201では、通信演算部105は、通常モードにて起動する。通信演算部105のシリアル通信部170は、診断演算部605の有無を確認するためのコマンドを送信する。このコマンドは、診断演算部605が存在するかどうかを診断演算部605に問い合わせるメッセージ、および、診断演算部605に診断情報の送信を要求するメッセージとして、診断演算部605のシリアル通信部650において解釈される。
In S201, the
S202では、診断演算部605は、低消費電力モードにて起動する。シリアル通信部650は、SPIの通信ポートを監視し、通信演算部105から送られてくるコマンドを待つ。
In S202, the
S203では、コマンドが診断演算部605の通信ポートを介して入力されると、シリアル通信部650は、コマンドが受信されたことを検知し、S203のYESからS204に進む。
In S203, when a command is input via the communication port of
S204では、シリアル通信部650は、受信したコマンドに基づいて、通信演算部105の存在を認識する。
In S204,
S205では、モード切替部652は、上述のコマンドが受信されたことに応答して、診断演算部605の動作モードを、低消費電力モードから通常モードに切り替える。
In S205, the
S206では、データ信号生成部651は、診断情報を生成し、診断情報を示す重畳対象信号をシリアル通信部650に渡す。
In S<b>206 , the data signal
S207では、シリアル通信部650は、診断情報を示す重畳対象信号を含むシリアル信号を、レスポンスとしてシリアルバスを介して返信する。このレスポンスは、診断演算部605が存在するとの返事、および、診断情報それ自体として、通信演算部105のシリアル通信部170において解釈される。
In S207, the
S208では、シリアル通信部650は、診断情報を示す重畳対象信号を最後まで送出できたか否かを判定する。シリアル通信部650は、判定の結果、送信の完了を確認したら、S208のYESからS209に進む。
In S208, the
S209では、上述のレスポンスが送信されたことに応じて、モード切替部652は、診断演算部605の動作モードを、通常モードから低消費電力モードに切り替える。シリアル通信部650は、シリアル通信の通信ポートの監視を継続する。
In S209, the
S210では、シリアル通信部170は、受信したレスポンスに基づいて、診断演算部605の存在を認識し、診断情報の受信を開始する。
In S210, the
S211では、シリアル通信部170は、診断情報を示すシリアル信号を最後まで受信できたか否かを判定する。シリアル通信部170は、判定の結果、受信の完了を確認したら、S211のYESからS212に進む。
In S211, the
S212では、データ信号生成部171は、重畳対象信号を生成し、送信するための信号処理を開始する。具体的には、データ信号生成部171は、ケーブル情報を情報記憶部140から読み出す。データ信号生成部171は、シリアル通信部170が受信した診断情報を取得する。データ信号生成部171は、取得したケーブル情報および診断情報を示す重畳対象信号を生成して、これを重畳回路18に送信する。データ信号生成部171は、さらに、機器情報を含む重畳対象信号を生成してもよい。
In S212, the
S213では、重畳回路18は、データ信号生成部171(通信演算部105)由来の第1の重畳対象信号を、動作信号に重畳させて、重畳信号を生成する。重畳回路18は、通信ケーブル51Aを介して、生成した重畳信号をマスタモジュール52Aに送信する。
In S213, the
S214では、シリアル通信部170は、例えば、所定の時間が経過したことなどにより、診断演算部605から最新の診断情報を取得すべきか否かを判断する。シリアル通信部170は、S213で前の診断情報を含む重畳信号が上流にフィードバックされた時から所定の時間が経過すると、S214のYESからS215に進む。
In S214, the
S215では、シリアル通信部170は、診断情報を要求するコマンドをシリアル通信部650に送信する。その後、通信演算部105は、S210に戻り、以降の処理を繰り返す。
In S<b>215 ,
S216では、コマンドが診断演算部605の通信ポートを介して入力されると、シリアル通信部650は、コマンドが受信されたことを検知し、S216のYESからS217に進む。
In S216, when a command is input through the communication port of
S217では、モード切替部652は、上述のコマンドが受信されたことに応答して、診断演算部605の動作モードを、低消費電力モードから通常モードに切り替える。その後、診断演算部605は、S206に戻り、以降の処理を繰り返す。こうして、定期的に、診断情報が、上流(入出力ユニット52およびコントローラ3)へフィードバックされる。
In S217,
上述の構成および方法によれば、通信演算部105がとりわけ消費電力量が多くなる信号処理を実行する期間と、診断演算部605がアクティブ状態にある期間とが同時期になることが回避される。したがって、動作信号の電流値に悪影響を及ぼすほどに電力の消費が集中することがなくなる。結果として、動作信号の乱れを生じさせることなく、通信演算部105および診断演算部605のそれぞれを、診断情報のフィードバックのために動作させることができる。結果として、上流のコントローラ3は、電気機器6の情報を収集して分析することができるようになるので、通信システム1の信頼性を高めることができる。
According to the above-described configuration and method, it is avoided that the period in which the
§6 構成例(3)
構成例(3)では、信号処理装置100の通信演算部105と、診断演算部605との間を、2線ハンドシェイクによる通信を行う信号線で接続する。通信演算部105は、診断演算部605との2線ハンドシェイクによって通信権の譲受を調停する。調停にしたがって、通信演算部105は、診断演算部605がスタンバイ状態である期間に信号処理を実施し、診断演算部605は、通信演算部105がスタンバイ状態である期間に信号処理を実施する。
§6 Configuration example (3)
In the configuration example (3), the
本構成例では、シリアル通信では所定の情報の送受信を行わず、通信権の譲受の調停のみを行う。そのため、シリアルバスを2線で構成し、通信権の譲受の調停をハンドシェイクで実現することができる。2線ハンドシェイクには、演算部に標準的に備わっている汎用入出力ポートを使用することが可能である。 In this configuration example, transmission/reception of predetermined information is not performed in serial communication, and only arbitration of transfer of communication rights is performed. Therefore, the serial bus can be configured with two lines, and arbitration for transfer of the communication right can be realized by handshaking. For the two-wire handshake, it is possible to use a general-purpose input/output port that is normally provided in the arithmetic unit.
図13は、本開示の一側面である構成例(3)に係る信号処理装置100、および、電気機器6の構成を示すブロック図である。同図に示す、入出力ユニット52のマスタモジュール52Aは、前記した構成例(1)で示した構成と同様である。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the
信号処理装置100において、通信演算部105は、シリアル通信部170に代えて、ハンドシェイク通信部174(以下、HS通信部174)を備えている。また、電気機器6において、診断演算部605は、シリアル通信部650に代えて、ハンドシェイク通信部653(以下、HS通信部653)を備えている。
In
図14は、HS通信部174およびHS通信部653の回路例を示している。同図に示すように、HS通信部174およびHS通信部653は、LowレベルとHighレベルとの間で変動するオンオフ信号を送受信することが可能な回路構成となっている。同図に示す例では、REQで示すオンオフ信号(REQ信号)が流れる信号線において、通信演算部105側が電位を切り替えており、ACKで示すオンオフ信号(ACK信号)が流れる信号線において、診断演算部605側が電位を切り替えている。
FIG. 14 shows circuit examples of the
図14に示すような構成のHS通信部174およびHS通信部653は、例えばMPUが備える汎用入出力ポートによって実現することができる。よって、シリアル通信ポートを有さないローコストなMPUであっても、上記のような構成の通信演算部105および診断演算部605を実現することができる。
The
図15は、REQ信号、ACK信号、および、通信権の時間変化の例を示している。通信演算部105は、通信権を診断演算部605に移譲するタイミングで、REQ信号をLowレベルに切り替える。診断演算部605は、REQ信号がLowレベルになったことを検知すると、通信権の受け入れが可能であることを示すためにACK信号をLowレベルに切り替える。
FIG. 15 shows an example of temporal changes in the REQ signal, ACK signal, and communication rights. The
通信演算部105は、ACK信号がLowレベルになったことを検知することによって、診断演算部605が通信権の受け入れが可能であることを確認し、通信権の移譲の確定を通知するためにREQ信号をHighレベルに切り替える。診断演算部605は、REQ信号がHighレベルになったことを検知すると、ACK信号をHighレベルに切り替えるとともに、通信権が自身に移譲されたことを認識して通信を開始する。
By detecting that the ACK signal has become Low level, the
その後、通信演算部105は、通信権を診断演算部605から移譲してもらうべきタイミングで、REQ信号をLowレベルに切り替える。診断演算部605は、REQ信号がLowレベルになったことを検知すると、通信権の返還が可能であることを示すためにACK信号をLowレベルに切り替える。
After that, the
通信演算部105は、ACK信号がLowレベルになったことを検知することによって、診断演算部605が通信権の返還が可能であることを確認し、通信権の返還の確定を通知するためにREQ信号をHighレベルに切り替えるとともに、通信権が自身に返還されたことを認識して通信を開始する。診断演算部605は、REQ信号がHighレベルになったことを検知すると、ACK信号をHighレベルに切り替えるとともに、通信権が通信演算部105に返還されたことを認識する。
By detecting that the ACK signal has become Low level, the
以上のような2線によるハンドシェイク通信が通信演算部105と診断演算部605との間で行われることによって、通信権の譲受を確実に行うことができる。
By performing handshake communication between the
§7 変形例
[構成例(2)-1]
図16は、構成例(2)に係る信号処理装置100の他の構成例を示すブロック図である。本構成例(2)-1では、通信演算部105は、シリアル通信部170を備えず、代わりに、ADC173を備える。本構成例では、電気機器6は、診断情報としてアナログ信号を出力するように構成された動作素子13を備える。すなわち、本構成例では、動作素子13は、アナログ信号である診断情報を出力するものとして診断回路の役割を果たす。
§7 Modification [Configuration example (2)-1]
FIG. 16 is a block diagram showing another configuration example of the
通信演算部105のADC173は、動作素子13から出力されたアナログ信号を、データ信号生成部171が処理可能なデジタル信号に変換する。データ信号生成部171は、デジタル信号に変換された診断情報を示す重畳対象信号を生成し、重畳回路18に出力する。
The
上述の構成では、ADC173がアナログ信号を取り込んで変換処理を行うときに、消費電流の増加が起こり得る。したがって、本構成例では、ADC173がアナログ信号を処理するときのADC動作と、データ信号生成部171が重畳回路18を制御して重畳信号を上流に送信するときの重畳信号通信動作とが、同時に実施されないように、これらの動作の実施タイミングを、通信演算部105が制御する。
In the above configuration, current consumption may increase when the
具体的には、本構成例では、通信演算部105は、図示しない内蔵タイマにおいて予め定めておいた一定時間ごとに、所定の期間だけADC173を起動し、アナログ信号を処理させる。すなわち、通信演算部105は、重畳回路18による重畳信号通信動作と、ADC173によるADC動作とが交互に実施されるように各部を制御する。
Specifically, in this configuration example, the
図17は、通信演算部105の各部および重畳回路18の動作シーケンスと消費電力量との対応関係を簡略化して示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a simplified correspondence relationship between the operation sequence of each unit of the
本構成例では、電源オン時、通信演算部105は、第1の所定期間、データ信号生成部171を動作させる一方で、ADC173を停止させる。この第1の所定期間の間は、データ信号生成部171は、重畳対象信号を重畳回路18に出力する出力動作を行う、これと同時に、重畳回路18は、データ信号生成部171から受信した重畳対象信号を動作信号に重畳させて重畳信号を上流に送信する重畳信号通信動作を行う。一方、第1の所定期間の間、ADC173は動作しない。したがって、動作信号の電流波形が影響を受けるような消費電力の超過は起こらない。
In this configuration example, when the power is turned on, the
次に、第1の所定期間が経過すると、通信演算部105は、第2の所定期間、データ信号生成部171の出力動作および重畳回路18の重畳信号通信動作を停止させ、ADC173を起動して、ADC173にADC動作を実施させる。ADC動作は、一例として、アナログ信号を取り込み、デジタル信号へと変換し、該デジタル信号をデータ信号生成部171へ渡す動作を含む。第2の所定期間の間、通信演算部105は、データ信号生成部171に重畳対象信号を生成する生成動作を実施させてもよい。生成動作は、一例として、ADC173から受信したデジタル信号に基づいて重畳対象信号を作成したり、デジタル信号に基づいて、正常/異常を診断して、その診断結果を重畳対象信号に含めたりする動作を含む。この生成動作に伴う消費電力量は、比較的少ないため、生成動作がADC動作と同時期に実施されても、動作信号の電流波形が影響を受けるような消費電力の超過は起こらない。
Next, after the first predetermined period has passed, the
次に、第2の所定期間が経過すると、通信演算部105は、ADC173を停止させる。それから、通信演算部105は、再び、データ信号生成部171に出力動作を実施させる。これに伴って、重畳回路18による重畳信号通信動作も実施される。出力動作および重畳信号通信動作は、ADC173が停止した時点以降に再開されるため、動作信号の電流波形が影響を受けるような消費電力の超過は起こらない。
Next, after the second predetermined period of time has elapsed, the
以上のとおり、通信演算部105が、診断情報として、動作素子13からアナログ信号を取り込む構成においても、動作信号の電流波形が影響を受けるような消費電力の超過を回避することが可能となる。
As described above, even in a configuration in which the
[構成例(2)-2]
図18は、構成例(2)に係る信号処理装置100の他の構成例を示すブロック図である。本構成例(2)-2では、診断演算部605は、電気機器6とは別体のセンサ機器75に内蔵されている。センサ機器75は、例えば、加速度センサである。
[Configuration example (2)-2]
FIG. 18 is a block diagram showing another configuration example of the
図6に示すように、電気機器6は、例えばリミットスイッチである。リミットスイッチは、製造現場に設置されたコンベアなどの搬送機構の駆動系80によって搬送されてくるワーク81の位置検出を行う。
As shown in FIG. 6, the
駆動系80によって搬送されてきたワーク81がリミットスイッチに当たることにより、動作素子13が「オン」を検知する。センサ機器75としての加速度センサは、このオンの時に、ワーク81がリミットスイッチに当たるときの衝撃を検知する。
When the
加速度センサに内蔵された診断演算部605は、予め、正常動作時の衝撃に係る正常時検出値を把握している。データ信号生成部651は、正常時検出値からはずれる衝撃がセンサ機器75によって検知された場合に、異常と判定することができる。データ信号生成部651は、異常の判定結果およびその時に検出された衝撃の検出値の少なくもいずれか一方を含む診断情報を生成する。シリアル通信部650は、生成された診断情報を示す重畳対象信号をシリアル信号として通信演算部105のシリアル通信部170に送信する。
A
データ信号生成部171は、診断情報を示す重畳対象信号を重畳回路18に出力する。これにより、重畳回路18から診断情報を含む重畳信号がコントローラ3にフィードバックされる。
The data signal
上述の診断情報を取得したコントローラ3は、診断情報を分析することにより、例えば、ワーク81を搬送している駆動系80の異常、または、リミットスイッチのアクチュエータ部分の故障などが発生していることを認識することができる。結果として、通信システム1の信頼性を高めることができるという効果を奏する。
By analyzing the diagnostic information, the
[構成例(2)-3]
図19は、構成例(2)に係る信号処理装置100の他の構成例を示すブロック図である。センサ機器75は、構成例(2)-2と同様に加速度センサである。本構成例(2)-3では、診断演算部605を内蔵するセンサ機器75は、電気機器6に内蔵されている。このような構成によっても、構成例(2)-2と同様の効果が得られる。
[Configuration example (2)-3]
FIG. 19 is a block diagram showing another configuration example of the
[構成例(2)-4]
図20は、構成例(2)に係る信号処理装置100の他の構成例を示すブロック図である。図示のとおり、診断演算部605は、信号処理装置100に内蔵されていてもよい。また、図示のとおり、診断演算部605は、電気機器6の機器内蔵診断回路19A、電気機器6外部の外部診断回路19B、および、信号処理装置100の装置内蔵診断回路19Cのいずれかとして、複数設けられていてもよい。こうして、通信演算部105と、複数の診断演算部605とを合わせて3つ以上の演算部の電力が降圧回路16から賄われる場合には、通信演算部105と複数の診断演算部605とが通信権の譲受をシリアル通信で調停して、信号処理が順に行われるように制御する。
[Configuration example (2)-4]
FIG. 20 is a block diagram showing another configuration example of the
また、各診断回路19(19A~19B)は、それぞれ、診断情報をアナログ信号で出力するアナログ信号出力部654を有していてもよい。例えば、アナログ信号出力部654は、図16において動作素子13として示した回路例のように構成される。
Further, each diagnostic circuit 19 (19A to 19B) may have an analog
例えば、通信システム1において、機器内蔵診断回路19Aの診断演算部605(以下、診断演算部605A)、外部診断回路19Bの診断演算部605(以下、診断演算部605B)、および、装置内蔵診断回路19Cの診断演算部605(以下、診断演算部605C)の3つの診断演算部605が設けられている場合、通信演算部105と3つの診断演算部605との間では、一例として、以下のようにして、通信権の譲受が実現する。
For example, in the
まず、通信演算部105と、診断演算部605A~Cとの間は、下り転送信号線と、上り転送信号線とを介して、通信可能に結線される。下り転送信号線とは、通信演算部105のシリアル通信部170から診断演算部605A~Cの各シリアル通信部650へシリアル信号を送信するための信号線である。上り転送信号線とは、各シリアル通信部650からシリアル通信部170へシリアル信号を送信するための信号線である。
First, the
通信演算部105と、各診断演算部605A~Cとは、下り転送信号線を介して1対多で接続される。下り転送信号線は、通信演算部105から各診断演算部605A~Cへのコマンドを発行するために用いられる。
The
なお、通信演算部105が発行するコマンドには、診断演算部605A~Cのいずれかを指定する識別子が含まれている。識別子はあらかじめ定められている。例えば、診断演算部605Aは「1」、診断演算部605Bは「2」、診断演算部605Cは「3」などと定められている。コマンドに含まれている識別子を見ることで、該コマンドがどの診断演算部605に宛てたものであるのかを、各診断演算部605は判別することができる。
The command issued by the
通信演算部105と、各診断演算部605A~Cとは、上り転送信号線を介して1対多で接続される。上り転送信号線は、各診断演算部605A~Cから通信演算部105へレスポンスを発行するために用いられる。
The
なお、各診断演算部605A~Cが発行するレスポンスにも、発行元の診断演算部605を示す識別子が含まれていてもよい。これにより、通信演算部105は受信したレスポンスがどの診断演算部605によって発行されたのかを判別することができる。
The response issued by each of the diagnostic computation units 605A to 605C may also include an identifier indicating the
図21は、通信演算部105および各診断演算部605A~Cの動作シーケンスを示す図である。同図は、各演算部の間における通信権を遷り変わりも示す。
FIG. 21 is a diagram showing the operation sequence of
まず、通信権をにぎっている通信演算部105は、通信権の移譲先である診断演算部605Aを宛て先として通信権を移譲する旨のコマンドを発行する。コマンドには、診断演算部605Aを指定する識別子「1」が含まれている。
First, the
診断演算部605Aは、自分宛てのコマンドを受領し、通信権を獲得する。その他の診断演算部605Bおよび605Cは、識別子によって上述のコマンドが自分宛てではないと判別し、該コマンドを無視する。すなわち、診断演算部605Bおよび605Cは、通信権を獲得せず、スタンバイ状態を維持する。 Diagnosis calculation unit 605A receives a command addressed to itself and acquires the communication right. Other diagnostic calculation units 605B and 605C determine from the identifier that the above command is not addressed to them, and ignore the command. That is, diagnostic calculation units 605B and 605C do not acquire the communication right and maintain the standby state.
診断演算部605Aは、アクティブ状態に切り替えて、送信動作を実施する。アクティブ状態のときに診断演算部605が実施する送信動作は、例えば、図9に示すS109~S111、あるいは、図12に示すS205~S208に対応する。
The diagnostic computation unit 605A switches to the active state and performs the transmission operation. The transmission operation performed by the
送信動作が完了すると、診断演算部605Aは、通信権を放棄する旨のレスポンスを通信演算部105宛てに発行する。そして、診断演算部605Aは、自身の状態をアクティブ状態からスタンバイ状態に切り替える。
When the transmission operation is completed, diagnostic calculation unit 605A issues a response to
通信演算部105は、診断演算部605Aから通信権放棄のレスポンスを受領すると、再び通信権を獲得し、次に、診断演算部605B宛てに、通信権を移譲するコマンドを発行する。
Upon receiving the communication right abandonment response from diagnostic computation unit 605A,
以降は、通信権の移譲先が診断演算部605Aではなく診断演算部605Bであることを除いては、上述の説明と同様に、通信権の移譲、送信動作、および、通信権の返還の一連の処理が実施される。 After that, the transfer of the communication right, the transmission operation, and the return of the communication right are performed in the same manner as described above, except that the transferee of the communication right is not the diagnostic calculation unit 605A but the diagnosis calculation unit 605B. is performed.
上述の構成および方法によれば、通信演算部105と各診断演算部605との間で、通信権の譲受に関わる調停が行われるので、複数の診断演算部605によって同時に送信動作が実施されることがなくなる。したがって、通信システム1に診断演算部605が複数個設けられているような場合でも、動作信号の電流波形が影響を受けるような消費電力の超過を回避することが可能となる。
According to the configuration and method described above, arbitration relating to transfer of the communication right is performed between the
なお、図21に示す、通信権に係る調停の方法は、一例に過ぎず、これによって、本発明の構成は限定されない。他の例では、通信演算部105は、複数の診断演算部605のそれぞれに優先度を設定し、優先度が高い診断演算部605から順に通信権を移譲する構成であってもよい。
Note that the method of arbitration relating to communication rights shown in FIG. 21 is merely an example, and the configuration of the present invention is not limited by this. In another example, the
〔ソフトウェアによる実現例〕
信号処理装置100、および、電気機器6の制御ブロックは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The
後者の場合、信号処理装置100、および、電気機器6は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
1 通信システム
2 PC
3 コントローラ(機器制御装置)
4 入力ユニット
5 出力ユニット
6、7、8、9、10 電気機器
13 動作素子
15 送信回路
16 降圧回路
17 データ生成回路
18 重畳回路
19 診断回路
19A 機器内蔵診断回路
19B 外部診断回路
19C 装置内蔵診断回路
23 OR回路
50 ケーブル筐体
51 通信ケーブル
52 入出力ユニット(機器制御装置)
52A マスタモジュール(機器制御装置)
75 センサ機器
100 信号処理装置
105 通信演算部(第1演算部)
140 情報記憶部
170、650 シリアル通信部
171、651 データ信号生成部
172、652 モード切替部
173 アナログデジタル変換回路(ADC)
174、653 ハンドシェイク(HS)通信部
605 診断演算部(第2演算部)
1
3 Controller (equipment control device)
4
52A master module (equipment control device)
75
140
174, 653 handshake (HS)
Claims (7)
少なくとも第1の情報を示す重畳対象信号を生成する第1演算部と、
前記電気機器の動作素子の状態に応じた動作信号、または、前記動作素子を制御する動作信号に、前記重畳対象信号を重畳させた重畳信号を生成する重畳回路と、
を備え、
前記第1演算部は、少なくとも第2の情報を示す前記重畳対象信号を生成する第2演算部がアクティブ状態となっている期間に、前記重畳対象信号の生成を行わず、前記第2演算部がスタンバイ状態となっている期間に、前記重畳対象信号の生成を行うように制御し、
前記第1演算部および前記第2演算部は、前記動作信号を生成するための電力によって動作するものである信号処理装置。 A signal processing device that mediates communication between an electrical device that operates downstream of a communication system and a device control device that controls one or more of the electrical devices upstream,
a first calculation unit that generates a signal to be superimposed that indicates at least first information;
a superposition circuit for generating a superimposition signal obtained by superimposing the signal to be superimposed on an operating signal corresponding to the state of the operating element of the electric device or an operating signal for controlling the operating element;
with
The first computation unit does not generate the superimposition target signal during a period in which the second computation unit that generates the superimposition target signal indicating at least second information is in an active state, and the second computation unit does not generate the superimposition target signal. is in the standby state, control to generate the signal to be superimposed,
The signal processing device, wherein the first arithmetic unit and the second arithmetic unit operate with electric power for generating the operation signal.
前記第1演算部は、前記情報記憶部から前記第1の情報を読み出すことによって前記重畳対象信号を生成する請求項1に記載の信号処理装置。 further comprising an information storage unit that stores, as the first information, identification information that identifies the signal processing device;
2. The signal processing device according to claim 1, wherein the first calculation unit generates the superimposition target signal by reading the first information from the information storage unit.
前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した第1の前記重畳対象信号、または、前記第2演算部から受信した第2の前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成する請求項1から3のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The first calculation unit includes a serial communication unit that performs serial communication with the second calculation unit,
The superimposing circuit superimposes the first signal to be superimposed received from the first computing unit or the second signal to be superimposed received from the second computing unit on the operation signal to generate a superimposed signal. 4. A signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, which generates a
前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成する請求項1から3のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The first calculation unit includes a serial communication unit that performs serial communication with the second calculation unit, and generates the superimposition target signal that indicates at least the second information received from the second calculation unit through the serial communication. death,
4. The signal processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the superimposing circuit superimposes the signal to be superimposed received from the first computing unit on the operation signal to generate a superimposed signal.
前記重畳回路は、前記第1演算部から受信した第1の前記重畳対象信号、または、前記第2演算部から受信した第2の前記重畳対象信号を、前記動作信号に重畳させて重畳信号を生成する請求項1から3のいずれか1項に記載の信号処理装置。 The first computation unit transmits to the second computation unit an on/off signal indicating a period during which the generation of the first signal to be superimposed is performed, and the second computation unit transmits the second superimposition signal. receiving an on/off signal indicating a period during which target signal generation is to be performed;
The superimposing circuit superimposes the first signal to be superimposed received from the first computing unit or the second signal to be superimposed received from the second computing unit on the operation signal to generate a superimposed signal. 4. A signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, which generates a
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