专利名称：利用串行通信的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及下述技术，即在控制用于驱动工作机械或工业用机器人的电动机等的利用串行通信的控制系统中，传递用于在紧急情况时快速停止电动机等或者切断动力的紧急停止信息。
背景技术：
以数控装置系统为例说明本发明所涉及的技术。在以加工中心或车床为主的各种工作机械中，在实际加工工件(被切削材料)时，需要驱动固定工件的工作台或夹具以及刀具(工具)。为了进行加工，按照程序指令进行刀具及工件的旋转或位置控制的主轴电动机及伺服电动机就是起到这种作用，用于实际对它们进行旋转控制的装置为驱动控制装置(图11的AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5)。另外，向它们输出指令的是被称为数控装置(以下称为NC装置)的控制装置。图11是现有的NC装置系统的结构图。2是用于接受和发送来自于NC装置的位置或速度等控制指令或来自于驱动控制装置的数据等的输入输出连接器，3是用于在该NC装置或驱动控制装置之间、或者在驱动控制装置之间进行控制信息等的发送和接受的通信电缆。来自于NC装置的指令由输入输出连接器2输出，经由通信电缆3、输入输出连接器5而传递到各个驱动控制装置中。接收到该指令的各个驱动控制装置根据该信息，利用电动机控制部10进行电动机的驱动控制。来自于此时的电动机的反馈数据等从电动机控制部再次经由通信电缆3、输入输出连接器5，从输入输出连接器2被NC装置读入。
在产生紧急停止信号以及在传递电路的任一个位置产生信号中断的情况下，紧急停止的信号线路判断被指示紧急停止，从这种故障安全性的方面考虑，其被设置为与控制数据的通信电缆3独立的、专用的紧急停止信号发送接收电缆。1是在紧急停止时使用的紧急停止开关，来自于其外部的紧急停止信号通过搭载于NC装置中的接收器8而被NC装置读入，通过驱动器9经由紧急停止信号发送接收电缆4向驱动控制装置输入。同样地，各个驱动控制装置通过接收器6接收紧急停止信号，利用驱动器7将紧急停止数据输出给下一个驱动控制装置。因为紧急停止信号的可靠性非常重要，所以必须防止误动作。因此，为了抑制作为误动作的主要原因的噪音等的影响，在NC和驱动控制装置以及驱动控制装置之间的紧急停止信号发送接收电缆4中，信号的电平使用远高于在驱动控制装置内所使用的控制信号的电平。另外，同样地出于防止误动作的目的，也有以差动信号进行信号的发送和接收的情况。因此，因为由这种电平、数据形式的差异而无法利用电动机控制部对紧急停止信号进行处理，所以要对利用这些接收器6、驱动器7、接收器8、驱动器9而输入输出的数据进行电平变换、差动信号变换等。
利用这些接收器接收来自于NC装置的紧急停止信号的驱动控制装置，利用电动机控制部10处理该紧急停止信号，迅速使电动机停止，切断对电动机的驱动电源。另外，在NC装置所控制的各个系统像并列排列的传送带线路一样物理上不干涉，1个系统紧急停止，其他系统需要工作的情况下，不能由1种驱动器输出紧急停止线路。因此，在如图11所示系统被分为多个时，在必须与通信系统线路分开地具有紧急停止线路的现有系统中，必须与系统1用的紧急停止按钮1以及紧急停止信号发送接收电缆3分开地，设置系统2用的包括紧急停止按钮12的、专用的紧急停止信号发送接收电缆13。
紧急停止线路从故障安全性的方面来说可靠性非常重要，在该特性的基础上，必须与用于控制的数据通信线(通信电缆3)独立地设置专用线路。因此，存在以下问题，即，在NC装置和驱动控制装置之间、各轴的驱动控制装置之间的连接时，数据通信电缆3和紧急停止信号发送接收电缆4、13的布线繁杂。
另外，在利用同一个NC装置控制多个系统的情况下，每当增加系统数量时都必须要增设紧急停止用线路连接用的连接器，也会产生H/W等系统结构的复杂化以及成本增加等问题。
并且，为了在NC装置和驱动控制装置之间或者各轴的驱动控制装置之间，即使受到噪音等的影响也不会产生紧急停止信号的缺失以及消失，要使紧急停止信号的信号电平比电动机控制部中使用的电平高，另外，有时候使用差动信号，所以还存在各个驱动控制装置内需要信号电平变换器等问题。
为了减少上述用于紧急停止的专用线，有通过将紧急停止信号嵌入用于通信的串行数据的帧内，而仅以通信线进行紧急停止的方法，在作为现有例的“环状通信系统中的子局监视系统”(特开平4-167835号公报)以及“环状光传送装置”(特开平1-141442号公报)中，公开了将报警嵌入帧内的方法。另外，在作为另一现有例的“分散型远程I/O式控制系统的控制方法”(特开平8-328636号公报)中，说明了将CRC(Cyclic Redundancy Check)添加到帧内的串行数据中，进行串行数据的自动校验的方法。
但是，在前述“环状通信系统中的子局监视系统”中，因为传送数据的串行数据帧在每个环状的通信循环中只有一个，其中作为报警位具有所有子机的报警信息，所以在双向通信同时为不良的情况下的对应不完全，并且，因为母机判断对该报警的处理，对子机输出指令，所以难以迅速反应。另外，前述的“环状光传送装置”也同样地，是对于子机输出的报警信息，母机必须确定并输出对报警的处理的系统，存在与“环状通信系统中的子局监视系统”同样的难点。
另外，在前述“分散型远程I/O式控制系统的控制方法”中，利用CRC进行帧错误以及帧数量的监视，但因为这些校验都是母机进行的，所以在母机异常的情况下的可靠性方面有问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的是，在进行在用于发送接收控制或通信的信息的串行数据的帧内包含紧急停止信息的通信方法的情况下，进一步提高紧急停止的可靠性。
因此本发明是一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和至少一个客户端控制装置之间进行串行数据通信，在前述主控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时或被输入紧急停止信号时，将紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中，同时，每当生成串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入串行数据通信的帧中，并向前述客户端装置输出，另一方面，在前述客户端控制装置中设有提取单元，其提取由前述主控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述主控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
另外，是一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和至少一个客户端控制装置之间进行串行数据通信，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时，将紧急停止数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成前述串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述主控制装置输出，另一方面，在前述主控制装置中设有提取单元，其提取由前述客户端控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述客户端控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，判断前述客户端控制装置为异常。
另外，是一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时或者被输入了紧急停止信号时，将紧急停止数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述主控制装置和/或其它客户端控制装置输出；提取单元，其提取由前述主控制装置和/或其它客户端控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
另外，作为将前述帧错误校验数据嵌入帧中的单元，在正常生成帧时，在每次生成串行数据通信的帧时都生成加上了规定数值的帧错误校验数据，并将该帧错误校验数据嵌入帧中，作为前述进行判断的单元，对前次接收到的帧错误校验数据和本次接收到的帧错误校验数据进行比较，在其差值与前述规定的数值不同的情况下，判断为没有正常生成帧。
因此，因为可以在串行数据内将紧急停止数据与位置指令等的发送数据一起发送，并且在前述紧急停止数据被嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，判断为异常，因此系统不会轻易紧急停止，提高紧急停止的可靠性。
另外，是一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，在前述客户端控制装置中设有以下单元，其将其他客户端控制装置中产生的紧急停止数据嵌入本身输出的帧中，并向其他客户端控制装置和/或主控制装置发送。
因此，即使在发送紧急停止的客户端控制装置的发送数据因噪音等而错误的情况下，也可以由其它客户端控制装置发送紧急停止信号，提高紧急停止的可靠性。
另外，本发明是一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其将内部产生异常时的紧急停止数据以及其它客户端控制装置中产生的紧急停止数据，嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成前述串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述客户端控制装置和/或其它客户端控制装置输出；提取单元，其提取由其它客户端控制装置或主控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在其它客户端控制装置或主控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在其它客户端控制装置或主控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
因此，因为可以在串行数据内将紧急停止数据与位置指令等的发送数据一起发送，并且在前述紧急停止数据被嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，判断为异常，因此系统不会轻易紧急停止，提高紧急停止的可靠性。
另外，即使在发送紧急停止的客户端控制装置的发送数据因噪音等而错误的情况下，也可以由其他客户端控制装置发出紧急停止信号，提高紧急停止的可靠性。
另外，本发明在前述主控制装置和/或客户端控制装置中设有以下单元，其具有对接收到的帧数进行计数的计数器部，在没有接收到规定的帧数的情况下，输出紧急停止信号。
因此，不管是否有紧急停止信号，总是监视上位(下位)的信号，能够更早地进行通信异常的检测，提高对于通信异常的可靠性。
图1是表示本发明的实施例1涉及的紧急停止控制系统的框图。
图2是表示在图1中的通信控制部内的串行数据发送部的具体结构的框图。
图3是表示本发明的实施例1涉及的串行数据的发送定时的图。
图4是表示本发明实施例1涉及的一个通信帧的串行数据的结构以及其发送定时的图。
图5是表示图1中的通信控制部内的串行数据接收部的具体结构的框图。
图6是表示本发明的实施例1涉及的帧错误的检测定时的图。
图7是表示本发明的实施例2涉及的放大部的紧急停止信号输出部的框图。
图8是表示图7的报警复制功能的定时的图。
图9是表示本发明的实施例3涉及的具有帧数不一致计数器的紧急信号输出部的框图。
图10是表示图9的通信定时和帧数比较的定时曲线的图。
图11是表示现有技术的图。
具体实施例方式
实施例1.
下面，使用图1至图6说明本发明的实施方式1。
图1是表示本发明的实施例1所涉及的利用串行通信的紧急停止控制系统的框图。对于紧急停止功能，因为不发生误动作或动作不良这种可靠性是非常重要的，所以在将紧急停止信息作为串行数据发送的本发明中，该数据的可靠性也是非常重要的。因此，具有各种数据的校验功能。
在图1中，来自于设置在NC装置(主装置)外部的紧急停止开关100的紧急信号中，施加例如+24V电平，因为比NC装置内部使用的电平(一般是+5V)高，所以通过使用电平变换器101变换为0V和5V的电压变化，以可以读入NC装置内部。所读入的紧急停止信号与其他控制数据一起，在通信控制部102内变换为串行数据，从而能够通过通信用连接器103向驱动控制装置发送。
图2中表示在此时的通信控制部102内的向发送用串行数据的变换的具体结构，另外，图3中表示该数据的发送定时。在从NC装置向各个驱动控制装置发送接收的数据内包括开始标志生成部107，其生成为了在接收时开始顺序接收所必要的开始标志；发送数据生成部108，其生成汇集了位置指令、速度指令以及其他通信等数据的发送数据；紧急停止数据生成部109，其生成经由接收器101输入到NC装置中的紧急停止数据；帧错误校验计数器生成部110，其为了保证发送帧的正常状态，每次将设定的数值加在发送帧内的帧错误校验计数器区域内；以及结束标志生成部111，其生成表示数据发送结束的结束标志。
此外，在这里所示的帧错误，并不是由于因通信时噪音等的影响而串行数据缺失而产生的错误，而是表示在生成串行数据的帧时，因硬件或软件等原因而没有按规定生成帧，同时设定的数值没有正常地加到帧错误校验计数器的计数值上的状态，是表示所生成的帧内的数据不可靠的状态。图3中表示此时的通信定时。图中，上段部表示通信定时，另外，下段表示在帧错误校验计数器生成部110中，在各个控制定时增加规定数(该情况下为x)的帧校验计数器。如果进行通常的数据处理，则帧错误校验计数器的数值在每个通信周期增加规定数x。但是，在由于硬件或软件等的不良，在通信定时141不能正常地进行数据生成的情况下，帧错误校验计数器的数值并不是在前次的数值上加上规定数x的数值，而是成为适当的值。在图3中，如果正常则在通信定时142应是4x，在通信定时143应是5x，但图中表示了在通信定时141的时刻发生错误，在通信定时142，帧错误校验计数器的数值为0。
以开始标志为首的这些数据在发送排序控制部112中作为并行数据而构成。在这里，因为在NC装置以及放大器之间的通信中，作为串行数据进行数据的发送接收，所以将并行数据利用并行→串行变换器113变换为串行数据，通过发送连接器103从NC装置发送。这样，作为包含紧急停止信号的串行数据，可以通过发送来自于NC装置的信号，利用数据通信将紧急停止信号作为数据进行传递。也就是说，因为仅通过通信线就能够进行紧急停止，所以不需要用于紧急停止的专用线。
图4表示从发送连接器103输出的一个通信帧的串行数据的构成和其发送定时。在所发送的串行数据中，具有开始标志115、发送数据116、紧急停止数据117、帧错误校验计数器118以及结束标志119，在通信标志120变为H(positive)时，开始串行通信，将串行数据的帧发送给驱动控制装置。此时，因为串行数据内包含紧急停止信息，所以可以进行利用数据通信的紧急停止控制。
驱动控制装置(客户端控制装置)利用放大器侧接收连接器104，接收从图1的NC装置侧发送连接器103发送的串行数据，通过串行数据驱动器105，由通信控制部106读入该串行数据，进行接收处理。
图5中表示此时的通信控制部106接收到的数据的处理。因为不能在通信控制部106内对接收到的串行数据直接进行数据处理，所以要通过使用串行→并行变换器122，将来自于NC装置的串行数据变换为并行数据，以可以在放大器侧通信控制部106中使用。在开始标志提取部121中，从串行数据中提取开始标志。接收了该提取出的开始标志的顺序接收控制部123，将利用串行→并行变换器122从串行数据变换得到的并行数据，对于接收数据提取部124、紧急停止数据提取部125、帧错误校验计数器提取部126、结束标志数据提取部127，将各个数据依次分离、提取并发送。由该接收数据提取部124提取出的指令或通信等数据向数据控制部114发送，用于实际的控制。当由结束标志数据提取部127提取出结束标志时，结束标示提取部127向发送排序控制部123以及帧错误检测部129发送结束标志。从结束标志提取部127接收到结束标志的顺序接收控制部123结束顺序接收处理。
与顺序接收处理结束的同时，为了确认接收数据的可靠性，利用接收了结束标志数据的帧错误检测部129，将由帧错误校验计数器生成部110生成的帧错误校验计数器的数值与前次值进行比较，以判断是否正确地生成了数据。图6表示该帧错误的检测定时。利用接收侧的帧错误检测部129，在每个处理周期读取由发送侧的帧错误校验计数器生成部110更新的帧错误校验计数器，保存本次接收到的帧内的帧错误校验计数器(例如132的定时n+1的数据2x)之前的接收数据(在该情况下为133的定时n的数据x)，计算本次接收帧内的帧错误校验计数器和前次接收帧内的帧错误校验计数器的差值(2x-x＝x)。在该差值与由帧错误校验计数器生成部110所加上的数值(x)一致的情况下，判断为没有数据生成过程中的异常而正常地完成处理，判断收到的帧为正常的数据，使从帧错误检测部129向逻辑运算电路128的输出为L(negative)。在本次接收帧内的数据(例如134的定时n+3的数据0)和前次接收帧内的数据(在这里为n+2的数据3x)之间的差(0-3x＝-3x)与加上的数值(x)不同的情况下，判断为数据生成没有正常地进行，判断接收的帧不可靠，使向逻辑运算电路128的输出为H(positive)。这样，通过搭载帧错误校验计数器，可以确认接收到的帧的可靠性。
帧错误检测部129将帧可靠性的判断结果向逻辑运算电路128输出。通过由逻辑运算器128将来自于该帧错误检测部129的信号和紧急停止数据提取部125的紧急停止信号取逻辑和，能够在接收数据正常且来自于紧急停止数据提取部的数据中包含紧急停止信息的情况下，输出紧急停止信号，以可以避免不必要的紧急停止。但是，在连续多次(图6中是n+3、n+4、n+5这3次连续)检测出帧错误的情况下，判断为数据生成侧有问题，如图6的最下段所示，帧错误检测部129也向逻辑运算电路130输出H(positive)的判断结果。因为如果逻辑运算电路130检测出来自于逻辑运算电路128的紧急停止信号或来自于帧错误检测部129的H(positive)数据，则可以输出紧急停止信号，所以具有在帧经过多次都未正常生成的情况下，也输出紧急停止信号的功能，提高紧急停止的可靠性。
另外，在本实施例中，对在紧急停止信号输入到NC装置中时，将该紧急停止数据嵌入帧中的情况进行了说明，但也可以在NC装置内部产生异常时，将紧急停止数据嵌入帧中。
另外，在本实施例中，对将图2所示的部分设置在NC装置上，并且将图5所示的部分设置在驱动控制装置上的情况进行了说明，但也可以将图2所示的部分设置在驱动控制装置上，将图5所示的部分设置在NC装置上，由此，在驱动控制装置内部产生异常时，将紧急停止数据嵌入帧中，通过将其发送给NC装置，从而在NC装置侧检测出该异常。
另外，在本实施例中，对将图2所示的部分设置在NC装置上，并且将图5所示的部分设置在驱动控制装置上的情况进行了说明，但也可以将图2以及图5所示的部分(具体结构是与图7所示的本质上相同的结构)都设置在驱动控制装置上，由此，在驱动控制装置内部产生异常时，将紧急停止数据嵌入帧中，通过将其发送给NC装置或其他驱动控制装置，从而在NC装置侧或其他控制驱动控制装置侧，进行紧急停止数据的异常检测。
实施例2.
下面主要使用图7及图8对本发明的实施例2进行说明。
图7是在各个轴接收到其他轴发送的紧急停止信号时，在自身输出的串行数据的帧内，添加(复制)并发送其他轴输出的紧急停止信号的框图。在图1的系统中，考虑连接有总计3个控制放大器(连接AMP1、AMP2、AMP3)的情况。
因为向串行数据接收部212发送来与连接轴数相同数量的通信帧，所以串行数据接收部212将它们全部复制并读入通信控制部。在通信控制部106内的接收部中，对所有接收到的帧进行顺序接收处理，但对于与自身的帧无关的数据，即使提取出结束标志也忽略，仅将与自身有关系的数据存入接收缓冲器中。但是，即使是与自身的帧无关的情况，在提取出的数据中检测出紧急停止信号，同时未检测出帧错误的情况下，仅将紧急停止信号信息保持在逻辑运算电路207中。在所有的帧的顺序接收结束的时刻，逻辑运算电路207中保持有紧急停止信息的情况下，经由逻辑运算电路215以及电动机控制部紧急停止输入线路210，送入位于图1的通信控制部106的下方的电动机控制部114。
如果电动机控制部114接收到紧急停止信号，则停止对电动机的电力供给，输出使电动机减速停止的指令。然后，电动机控制部114从电动机控制部紧急停止输出线路211，将自身处于紧急停止状态这一紧急停止信号向通信控制部输出。电动机控制部紧急停止输出线路211，是用于传递自身处于紧急停止状态这一信息的线路。因为紧急停止信号加法器209中，具有保持从逻辑运算电路215发送来的紧急停止信号的功能，所以能够加上(复制)从紧急停止信号输入线路211输出的紧急停止信号，并输出紧急停止信号。从该紧急停止信号加法器209输出的紧急停止信号，被送入接收部的紧急停止数据生成部209，利用包含紧急停止信息的串行数据发送部生成紧急停止信号。然后，经由串行数据发送部214，并经由串行数据发送用驱动器145(参考图1)，向上位或下位的轴输出串行数据。此外，关于发送部中的其他动作，因与实施例1的图2相同而省略说明。
图8表示NC上连接有3个轴的放大器(AMP)时的从从动侧(放大器侧)向主动侧(NC侧)的通信(上行)中的帧的发送定时和通信帧内的紧急停止信号(ALM)。包含在AMP3输出的帧216内的紧急停止信号，在其通信定时，紧急停止信号被复制到全部的轴的帧217、218内。如果输出紧急停止信号的AMP3在下一次通信定时内，由于通信不良等而无法通信，则通过使用被复制到帧219、220中的紧急停止信号，也可以发送紧急停止信号，能够提高可靠性。
此外，本实施例能够与在前述实施例1中说明的内容组合实施。
实施例3.
下面，主要使用图9及图10对本发明的实施例3进行说明。
本实施例3相对于实施例1的通信控制部的数据接收部的图5，按照图9的方式重新构成数据接收部。也就是说，如图9所示，是在图5中增加逻辑运算电路302、309、帧数计数器303、通信周期计数器304、帧数比较器305以及帧数不一致计数器306的结构。因此，能够校验数据的帧数，能够进行连接器脱离等通信切断时的紧急停止。此外，其他部分与图5相同。
在这里所谓帧数，是在每个通信定时从与NC连接的各个驱动装置输出的串行数据帧的总数，例如在连接有3个驱动控制装置(但是，是1个轴的规格)的情况下，帧数为“3”，在每个通信定时发送接收3个帧。
下面对动作进行说明。在图9中，数据300中存在由帧错误检测部129输出的、所接收到的帧的帧错误信息，在存在帧错误的情况下，输出H(positive)，在没有的情况下输出L(negative)。另外，接收到的帧的结束标志被输出到数据301中。在逻辑运算器309中，对从结束标志数据301和开始标志输出的数据取逻辑和，正确地处理接收到的帧，如果确认结束则向逻辑运算器302输出H(positive)。利用逻辑运算器302，对来自于帧错误检测部129的数据300和来自于表示帧的接收处理正确完成的逻辑运算器309的标志取逻辑和，在帧错误为L(negative)时，增加帧数计数器303的数值。在连接有3个规格为1轴的驱动控制装置的情况下，如果正常结束处理则执行3次顺序接收，开始标志以及结束标志分别各输出3个。如果在3个帧的任意一个中都没有检测出帧错误，则从逻辑运算器302输出3次H(positive)数据。因此，帧数计数器303的数值为“3”。在帧数比较部305中，以通信周期计数器304为触发，比较预先设定的帧数(在连接有3个驱动控制装置(但是，是1个轴的规格)的情况下，帧数为“3”)和从帧数计数器303发送的计数值。如果比较的数值不同则向帧数比较器305输出H(positive)信号，如果相同则输出L(negative)信号。
在帧数不一致计数器306中，如果从帧数比较器305发送的比较结果为H(positive)则判断为异常，将计数值增加1。并且，如果该计数值超过设定值，则向逻辑运算电路307输出H(positive)的数据，如果没有超过则输出L(negative)的数据。在逻辑电路307中，如果帧数不一致计数器306和逻辑运算电路308中的任一个为H(positive)，则输出紧急停止信号。
因此，通过在实施例1的图5上增加这些电路(逻辑运算电路302、309、帧数计数器303、通信周期计数器304、帧数比较器305、以及帧数不一致计时器306)，能够进行利用数据帧数的校验的紧急停止处理。
图10中表示此时的通信数据结构和通信定时之间的关系。作为例子，使通信帧数为2，使比较帧数为2，使输出紧急停止信号时的不一致计数值为2。
在通信定时381，不能接收如接收帧310这样的帧1的情况下，因为能接收到的只有帧2，所以帧数计数器303在通信定时381结束时为1。在比较定时315，利用帧数比较器305比较该帧数和比较帧数，但因为帧数计数器303为1，比较帧数为2，所以帧数不一致，帧数不一致计数器306在帧数不一致计数器更新定时319成为1。然后，因为在通信定时382，311的帧1以及312的帧2均可以正常接收，所以帧数计数器303在通信定时382结束时为2。如果在比较定时316，在帧数比较器305中比较该帧数和比较帧数，则因为两者一致，所以在帧不一致数计数器更新定时320，帧不一致计数器306被清零，计数值为0。也就是说，该实施例在帧数一致的情况下不一致计数器被清零，能够防止不必要的紧急停止信号的输出。
在通信定时383，因为不能接收313的帧2，所以如果在帧数比较器305中比较该帧数(“1”)和比较帧数(“2”)，则帧数不一致，在帧数不一致计数器更新定时321，帧不一致计数器306成为1。因为在通信定时384，再次不能接收314的帧1，所以如果在比较定时317，利用帧数比较器305比较该帧数(“1”)和比较帧数(“2”)，则帧数不一致，在帧数不一致计数器更新定时322，帧数不一致计数器306增加一个计数而变为2。在这里，因为帧数不一致计数器306的计数值和输出紧急停止信号时的不一致计数值(在本实施例的情况下设为“2”)一致，所以在通信定时386输出紧急停止信号318。这样，在连续帧数不一致计数器306的设定值次数不能进行帧的接收时，能够输出紧急停止信号。
此外，本实施例能够与前述实施例1中说明的内容组合实施，另外，能够与前述实施例2中说明的内容组合实施，并且，能够与前述实施例1、2中所说明的内容组合实施。
实施例4.
在前述实施例1至3中，对将本发明用于以下的NC装置系统进行了说明，该NC装置系统由用于控制各轴的电动机的控制放大器和对该控制放大器进行指令或通信数据的发送接收的NC装置构成，但本发明并不只适用于NC装置系统，也能够适用于用一个母控制器集中控制多个子控制装置的控制系统中，例如，通过串行数据通信线路，将多个程控逻辑控制器(相当于NC装置系统的控制放大器)与主控制装置(相当于NC装置系统的NC)连接，在该主控制装置和多个程控逻辑控制器之间，或者程控逻辑控制器之间进行数据的存取的控制系统等。
工业实用性如上所述，本发明涉及的利用串行通信的控制系统，适用于下述控制系统中，即，为了减少用于紧急停止的专用线路而将紧急停止信息保存在通常的串行数据的帧内的、用一个母控制器综合控制多个子控制装置的控制系统。
权利要求
1.一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和至少一个客户端控制装置之间进行串行数据通信，其特征在于，在前述主控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时或被输入紧急停止信号时，将紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中，同时，每当生成串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入串行数据通信的帧中，并向前述客户端装置输出，另一方面，在前述客户端控制装置中设有提取单元，其提取由前述主控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述主控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
2.一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和至少一个客户端控制装置之间进行串行数据通信，其特征在于，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时，将紧急停止数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成前述串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述主控制装置输出，另一方面，在前述主控制装置中设有提取单元，其提取由前述客户端控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述客户端控制装置中正常地生成了帧，同时，在紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，判断前述客户端控制装置为异常。
3.一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，其特征在于，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其在内部产生异常时或者被输入了紧急停止信号时，将紧急停止数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述主控制装置和/或其它客户端控制装置输出；提取单元，其提取由前述主控制装置和/或其它客户端控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置和/或其它客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的利用串行通信的控制系统，其特征在于，将前述帧错误校验数据嵌入帧中的单元，在正常生成帧时，在每次生成串行数据通信的帧时都生成加上了规定数值的帧错误校验数据，并将该帧错误校验数据嵌入帧中，前述进行判断的单元，对前次接收到的帧错误校验数据和本次接收到的帧错误校验数据进行比较，在其差值与前述规定数值不同的情况下，判断为没有正常生成帧。
5.一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，其特征在于，在前述客户端控制装置中设有以下单元，其将其他客户端控制装置中产生的紧急停止数据嵌入本身输出的帧中，并向其他客户端控制装置和/或主控制装置发送。
6.一种利用串行通信的控制系统，其在主控制装置和多个客户端控制装置之间、或者多个客户端控制装置之间，进行串行数据通信，其特征在于，在前述客户端控制装置中设有下述单元，其将内部产生异常时的紧急停止数据以及其它客户端控制装置中产生的紧急停止数据，嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，同时，每当生成前述串行数据通信的帧时，都将规定的帧错误校验数据嵌入本身输出的串行数据通信的帧中，并向前述客户端控制装置和/或其它客户端控制装置输出；提取单元，其提取由其它客户端控制装置或主控制装置发送来的帧中的紧急停止数据和帧错误校验数据；以及下述单元，其通过对该提取单元提取出的前述帧错误校验数据进行校验，判断是否在其它客户端控制装置或主控制装置中正常地生成了帧，同时，在前述紧急停止数据嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在其它客户端控制装置或主控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，将前述紧急停止数据输出到所控制的被控制设备中。
7.根据权利要求1至3、5、6中任意一项所述的利用串行通信的控制系统，其特征在于，在前述主控制装置和/或客户端控制装置中设有以下单元，其具有对接收到的帧数进行计数的计数器部，在没有接收到规定的帧数的情况下，输出紧急停止信号。
全文摘要
一种为了减少用于紧急停止的专用线路，将紧急停止信息搭载于通常的串行数据帧内的NC装置系统等的控制系统，其目的为进一步提高紧急停止的可靠性。因此，在客户端控制装置中设有提取单元(125、126)，其提取主控制装置或者其他客户端控制装置发送的帧中的紧急停止数据、帧错误校验数据；以及下述单元(128、129、130)，它们通过校验该提取单元提取出的前述帧错误校验数据，判断在前述主控制装置或者其他客户端控制装置中是否正常地生成帧，同时，在前述紧急停止数据被嵌入串行数据通信的帧中的状态下，在前述主控制装置或者其他客户端控制装置中未正常生成帧的状态持续多个帧时，向所控制的被控制机器输出前述紧急停止数据。
文档编号G05B19/18GK1839357SQ20038011050
公开日2006年9月27日 申请日期2003年10月10日 优先权日2003年10月10日
发明者青木敏, 佐野修也 申请人:三菱电机株式会社