专利名称：控制·监视信号传送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制，监视信号传送系统，特别是涉及通过多个被控 制装置共同的数据信号传送线，向上述被控制部传送来自控制部的控 制信号的控制*监视信号传送系统，其特征在于，按照与控制部连接 的控制数据信号的各数据的值，相对于脉冲的中性点电位，变更负侧 电压电平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更 正侧电压电平期间的负荷比，对噪声通信的可靠性进行对策。
背景技术：
在控制信号的传送中，确保传送信号的精度是最重要课题之一。 还有，在控制信号的传送中，减少传送线的数量来进行控制信号传送 也是最重要课题之一。即，布线的省略所涉及的布线空间的减小关系 到布线工时的减少、装置制作工期的减少、器件的小型化，所以由此 能实现器件可靠性的提高、成本的降低等。
专利文献1及专利文献2给出了减少现有自动化等中的电信号布 线数量的方法方面的例子。专利文献1记载了在控制 监视信号传送 系统中，把从控制部到被控制部的控制信号的交接作为确定的负荷周
期的比进行2值化，把从传感器部到控制部的监视信号作为电流信号
的有无来检出的方法。在该场合，可以在时钟信号上重叠控制信号和 监视信号，不必另外设置电力线，因而能省略电源线。还有，在该场 合，控制部和被控制部及传感器部间的信号的授受能双向同时进行，
因而能使传送能力为现有的2倍。
还有，专利文献2记载了在控制 监视信号传送系统方面，在总 局的内部，具有用于产生与一定周期的时钟信号同步了的一定的定时信号的定时产生机构，基于定时信号的控制，按每时钟周期，对于从 控制部送入的控制数据信号的信号值，变更预先设定了的电源电压值 以外的电平的期间和与其接续的电源电压的电平的期间的负荷周期的 比率，把控制数据信号作为串行的脉冲电压信号，向数据信号传送线 送出的情况。
还有，在传感器信号的接收方面，也是通过使用定时信号的控制 方式，按每时钟周期，识别串行脉冲电压信号的负荷周期的比率，从 而提取控制数据信号的各数据的值，分局输入部通过基于定时信号的 控制，按照对应的传感器部的值，形成由不同的电流信号的2值化电 平组成的监视数据信号，将其作为监视信号的数据的值，重叠在串行 脉冲电压信号所决定的位置上。再有，在该发明的控制 监视信号传 送系统方面，是把从控制部到被控制部的控制信号作为确定的负荷周 期的比率的2值化信号，并且把从传感器部到控制部的监视信号作为 由于该信号和电源电压的竞争而产生的电流信号的有无而在电源电压 的电平的上升时检出，在时钟信号上重叠控制信号及监视信号。
专利文献l:特开2003 — 199178号公报 专利文献2:特开2002 — 271878号公报
发明内容
发明打算解决的课题
如上所述，根据专利文献1及2表示的方法，能实现电力线的省 略，并改变信号的负荷比而进行信号授受，从而能实现布线(传送线) 的省略，并且实现信号传送的比率的高速化。
然而，在产生了电源电压的降低的场合，会出现信号电平也成比 例降低，或是阈值电压不能充分取得的情况等问题，有时会出现动作 不稳定、数据的可靠性降低的情况。例如，在使用电池电源的场合，在使用环境中，电池起电力受周 边温度影响，有时电源的输出电压会显著降低。BP,在环境温度低的 场合，电池电源的输出会下降，由于负荷而显著地产生电压降，因此 这种电源状态下的通信控制难以确保信号电平，会产生误动作。
还有，数据信号传送线的延长所涉及的信号电平的降低、拾取数 据信号传送线上串入的噪声信号等问题也容易出现，因此存在数据信 号传送线的延长受到严格限制这样的问题。另一方面，在实际应用中， 有时存在在工厂区域内在分开的地方进行控制，各个设备分散在分开 的地方，并且在中间还有成为信号干扰原因的设备等难以避开的问题。
本发明的目的在于解决这样的现有构成所存在的问题，减小电源 电压的降低、由于来自外部的噪声而使控制 监视信号传送系统误动 作的可能性，实现可靠性高的控制 监视信号传送系统。
解决课题的技术方案
技术方案1记载的发明是一种控制 监视信号传送系统，包括通 过共同的数据信号传送线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，
上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，
包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，
在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线， 把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局； 以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，
上述单一总局通过在用于产生与给定的周期的时钟信号同步了的 给定的定时信号的总局传送电路的定时产生机构和上述定时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，按照与上述控制部连接的控制数据信 号的各数据的值，相对于给定的脉冲的中性点电位(g卩，该脉冲的波高 值(或最大振幅)的1/2电位，在本说明书中相同)，变更负侧电压电平期 间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更正侧电压电 平期间的负荷比，从而把上述控制数据信号变换为串行的脉冲状电压 信号，向上述数据信号传送线输出的总局传送电路，和在上述定时信 号的控制下，按上述时钟的每1周期，对于在向上述数据信号传送线 传送的上述串行的脉冲状电压信号上重叠了的监视数据信号，检出相 对于上述给定的脉冲的中性点电位，在负侧电压电平期间流动的电流 信号的有无，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在正侧电压 电平期间流动的电流信号的有无的总局传送电路，来提取串行的上述 监视信号的各数据值，将其变换为上述监视数据。
技术方案2记载的发明是一种控制 监视信号传送系统，包括通 过共同的数据信号传送线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，
上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，
包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，
在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线， 把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局；
以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，
上述多个分局各自具备在总局传送电路或者分局传送电路定时信 号的控制下，按上述时钟的每1周期，相对于上述串行的脉冲状电压 信号的给定的脉冲的中性点电位，识别负侧电压电平期间的负荷比， 相对于与其接续的脉冲的中性点电位，识别正侧电压电平期间的负荷
比，从而提取上述控制数据信号的各数据的值，把与该分局的该各数据的值相当的信号，向与其对应的上述被控制部输出的分局传送电路， 使其成为在上述定时信号的控制下，按照对应的上述传感器部的值， 形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其作为上述监视数据 的值，相对于上述串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位, 在负侧电压电平期间，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在 正侧电压电平期间的位置上，重叠上述电流信号的上述分局传送电路 构成。
技术方案3记载的发明是一种控制 监视信号传送系统，包括通 过共同的数据信号传送线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，
上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定吋信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，
包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，
在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线，
把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述
传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局；
以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，
上述单一总局通过在用于产生与给定的周期的时钟信号同步了的 给定的定时信号的总局传送电路的定时产生机构和上述定时信号的控 制下，按上述时钟的每1周期，按照与上述控制部连接的控制数据信 号的各数据的值，相对于给定的脉冲的中性点电位，变更正侧电压电 平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更负侧电 压电平期间的负荷比，从而把上述控制数据信号变换为串行的脉冲状 电压信号，向上述数据信号传送线输出的总局传送电路，和在上述定 时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，对于在向上述数据信号传 送线传送的上述串行的脉冲状电压信号上重叠了的监视数据信号，检 出相对于上述给定的脉冲的中性点电位，在正侧电压电平期间流动的电流信号的有无，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在负侧 电压电平期间流动的电流信号的有无的总局传送电路，来提取串行的 上述监视信号的各数据值，将其变换为上述监视数据。
技术方案4记载的发明是一种控制 监视信号传送系统，包括通 过共同的数据信号传送线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，
上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，
包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，
在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线， 把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局； 以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，
上述多个分局各自具备在总局传送电路或者分局传送电路定时信 号的控制下，按上述时钟的每1周期，相对于上述串行的脉冲状电压
信号的给定的脉冲的中性点电位，识别正侧电压电平期间的负荷比， 相对于与其接续的脉冲的中性点电位，识别负侧电压电平期间的负荷
比，从而提取上述控制数据信号的各数据的值，把与该分局的该各数 据的值相当的信号，向与其对应的上述被控制部输出的分局传送电路， 使其成为在上述定时信号的控制下，按照对应的上述传感器部的值， 形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其作为上述监视数据 的值，相对于上述串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位， 在正侧电压电平期间，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在 负侧电压电平期间的位置上，重叠上述电流信号的上述分局传送电路 构成。
技术方案5记载的发明是技术方案1至4中的任意一种，其特征在于，
在上述总局或分局具有一个电源电压的系统中，采用产生与上述 电源电压相反的电压极性的电源电路，把作为数据线的一条的数据信 号传送线用作中性点电位，相对于中性点电位，具有正极电源和负极 电源两个电源功能。
技术方案6记载的发明是技术方案1至4中的任意一种，其特征 在于，
在上述总局或分局具有一个电源电压的系统中，根据上述电源电 压，形成采用电源电路进行分压所得的电源，把作为数据线的一条的 数据信号传送线用作中性点电位，相对于中性点电位，具有正极电源 和负极电源两个电源功能。
发明效果
根据本发明，通过共同的传送线所传送的传送信号的脉冲期间的 电流检测来进行信号的授受，从而能改善耐噪声特性，进行稳定的通 信控制，在此基础上最小限度地抑制布线数而实现控制 监视信号传 送系统。
再有，关于信号的处置基点也是，只要设定脉冲电压的上升、下 降中的任意一种即可，根据本发明，可进行耐噪声信号处理，而且能 最小限度地抑制布线数而实现控制 监视信号传送系统。
还有，根据本发明的电路构成，能把相对于电源电压的噪声界限 范围改善为2倍。
再有，在可充分高地设定电源电压的场合，可采用该电路构成。
例如，可把电压Vp设为24V，把中性点电位12V作为DB线而进行 电路构成。本发明的整体构成是对单一总局连接了多个分局。
在该场合，根据在紧接开始信号之后，联系地址信号而向信号传 送线送出的方法，各分局取入在预先设定的地址和上述地址信号一致 了的时刻的控制数据，或者送出分局的监视数据。这样，多个分局的 连接和动作就可进行。
根据本发明，总局相对于给定的脉冲的中性点电位，变更负侧电 压电平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更正 侧电压电平期间的负荷比，从而把控制数据信号变换为串行的脉冲状 电压信号，向数据信号传送线输出。
总局传送电路在定时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，对 于在向数据信号传送线传送的串行的脉冲状电压信号上重叠了的监视 数据信号，检出相对于给定的脉冲的中性点电位，在负侧电压电平期 间流动的电流信号的有无，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位， 在正侧电压电平期间流动的电流信号的有无，从而提取串行的上述监 视信号的各数据值，将其变换为监视数据，与控制部连接。
另一方面，多个分局各自在上述定时信号的控制下，按时钟的每 l周期，相对于串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位，识 别负侧电压电平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位， 识别正侧电压电平期间的负荷比，从而提取控制数据信号的各数据的 值，把该各数据值中的该分局的数据向对应的被控制部输出。
分局传送电路具备在上述定时信号的控制下，按照对应的传感器 部的值，形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其作为监视 数据的值，相对于串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位， 在负侧电压电平期间，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在正侧 电压电平期间的位置上迸行重叠的分局传送电路。如上所述，根据本发明，能获得具有以下特征的控制 监视信号 传送系统不会有电源电压的变动、电源电压降低所涉及的信号电平 的不稳定性的问题、数据信号传送线的延长所涉及的信号电平的降低 所涉及的误动作、从传送路径、使用设备产生的噪声所涉及的误动作， 能实现稳定的信号传送。
还有，根据本发明，能把传送能力提供到现有的4倍。
具体实施例方式
以下以实施方式说明用于实施本发明的优选方式。
根据图1至图5来说明本发明第一实施方式。图1表示本发明所 涉及的控制 监视信号传送系统的整体构成。在这里，对单一总局1 连接了1个分局3，不过实际中是连接多个分局3。图2详细表示图1
中的总局1的内部构成。图3以时序图的形态表示与在总局1内部使 用的信号有关的传送图。图4详细表示图1中的分局3的内部构成。 图5以时序图的形态表示与在该分局3内部使用的信号有关的传送图。
图1至图5表示第1实施方式的详细情况。即，图1表示电源线 Vp、电源线Vo的电压为12V，总局1的电源电路9a使得数据信号传 送线DB6的电位成为中性电位的例子。其次叙述各图的详细情况。
在图1中，总局l通过电源电路9a而与电源线VP及电源线Vo 连接，获得使总局l动作的电力。还有，总局1通过总线驱动电路10 而与共同的数据信号传送线DA5及共同的数据信号传送线DB6连接， 进行该总局1和分局3之间的信号授受。总局1的总线时钟检出电路 11从通过总线驱动电路IO而从共同的数据信号传送线5、 6接收了的 信号中检出总线时钟，将其作为总线时钟信号而传递到总局传送电路 14。还有，在经过总线驱动电路IO而授受的信号电流中，前半部分信 号电流检出电路12和后半部分信号电流检出电路13分别把该数据(信 号电流)的前半部分、后半分开而与总局传送电路14交接。总局传送电
路14把控制部2的输入数据作为前半部分监视数据15a和后半部分监 视数据15b来交接，把控制部2的输出数据作为前半部分控制数据16a 及后半部分控制数据16b来交接。
电阻Ra33、电阻Rb34是总线驱动电路10的输出晶体管的发射极 连接电阻，检出至前半部分信号电流检出电路12和后半部分信号电流 检出电路13的信号电压。
图2表示总局1的共同的数据信号传送线DA及共同的数据信号 传送线DB的连接及总局1内部的电路构成和数据处理功能块图。艮口， 图2是表示图1所示的本发明的实施方式的基本构成图中的总局的电 路图，表示作为构成总局的总局传送电路的微计算机的功能块。
总局传送电路14由执行总局1的数据处理的微计算机24和总局 1的内部布线的连接电路构成。微计算机(微型计算机)24以CPU为中 心，具备RAM和例如ROM那样的包含存储逻辑程序PRG的程序区域 的存储元件，各自由内部总线连接，并与可编程输入接口 Pi及可编程 输出接口Po连接。总局1的逻辑程序PRG是在该CPU上执行，从而 实现本发明的总局1的数据处理的程序。CPU在电源接通时的复位后， 按照逻辑程序PRG，接受从作为外部接口的可编程输入接口 Pi输入的 信号Ia25、 Ib26、 Bck27，从可编程输出接口 Po将其作为信号PW，经 过总线驱动电路10向共同的数据信号传送线输出。
其次，说明总局传送电路14的每个主要功能的动作。
在本发明所涉及的控制'监视信号传送系统中，其电源接通的话，总局1的CPU就被复位，按照ROM中写入了的逻辑程序PRG而开始 动作。总局1的CPU执行用于生成构成本发明的基本的定时信号的定 时信号程序。CPU要能与4Bit微型计算机以上的任意比特宽度的微型 计算机都具有兼容性，为4Bit单位的数据构成。
另外，为通过状态记忆来保持(记忆)电源断开时的状态，只要在总 局1中设置的非易失性存储器(未图示)的给定存储区域中，写入该电源 断开时的输入输出状态(躲避)，在电源接通时再现该输入输出状态(还 原)即可。
这里的逻辑程序PRG与CPU的时钟信号为该控制 监视信号传 送系统的定时信号的时钟信号相比，快2位的程度，所以执行起来有 足够的余量。另一方面，逻辑程序PRG为了在共同的数据信号传送线 5、 6上送出串行信号，执行时间等候的子例程程序、中断下的时间管 理，获得作为定时信号的基本信号的1/4t0时钟。总局传送电路14对 该基本信号1/4t0进行计数，从可编程输出接口 Po的输出端口持续输 出作为高或低状态的'T'或"O"状态作为信号PW即可。
在图3表示的实施方式中，对于数据信号传送线DA和数据信号 传送线DB之间的电压差信号DA—DB信号，例如把开始信号STRS 的期间设为5t0。因此，总局传送电路14对基本信号1/4t0进行20次 计数，在此期间，因为有开始信号STRS，所以从可编程输出接口 Po 的输出端口持续输出高状态'T'作为信号PW即可(执行20次基本信号 1/4t0的子例程即可)。其次，总局传送电路14输出分局数据。分局数 据以4周期的脉冲信号表示。4周期的脉冲信号的负侧脉冲的负荷(期 间)表示前半部分4Bit的分局数据，4周期的脉冲信号的正侧脉冲的负 荷表示后半部分4Bit的分局数据。
例如，作为图3的第1分局3的8Bit量数据的信号Doa及信号 Dob表示以4周期的脉冲信号来表示的情况。如果负侧脉冲期间是1/2t0，则信号Doa的第1Bit的数据是"0"，再接着的负侧脉冲期间也是 1/2t0，所以第2Bit的数据是"0"。再接着的负侧脉冲期间也是1/4t0， 所以第3Bit的数据是"l"，再接着的负侧脉冲期间是1/4t0，所以第4Bit 的数据是'T'。同样，第1正侧脉冲期间是1/2t0，所以信号Dob的第 lBit的数据是"O"，再接着的正侧脉冲期间是1/4t0，所以第2Bit的数据 是'T'。再接着的正侧脉沖期间是1/2t0，所以第3Bit的数据是"0"，再 接着的正侧脉冲期间是1/4t0，所以第4Bit的数据是'T'。
这样，作为图3的第1分局3的前半部分4Bit量数据的信号Doa 表示为"0011"而输出，并且作为后半部分4Bit量数据的信号Dob表示
为"oior'。
对于作为电压差信号DA — DB信号的数据信号DATS,在负的脉 冲期间或正的脉冲期间付以斜线来表示的部分表示作为第1分局3的 信号Dia、信号DIb的电流信号的有无。即，在负的脉冲期间或正的脉 冲期间以斜线表示的部分表示有电流信号的状态。因此，在图3的总 局信号传送图中，从电压差信号DA — DB信号的状态来看第1分局3 的信号DIa的话，在第1脉冲的负侧的期间中未检出电流，因此第1Bit 为"0"，在接着的第2脉冲的负侧的期间中检出了电流，因此第2Bit为 'T'，在第3脉沖的负侧的期间中未检出电流，因此第3Bit为"0"，在第 4脉冲的负侧的期间中检出了电流，因此第4Bit为'T'。
再来看信号DIb，在第1脉冲的正侧的期间检出了电流，因此第 lBit为"r，在接着的第2脉冲的正侧的期间检出了电流，因此第2Bit 为"r，在第3脉冲的正侧的期间未检出电流，因此第3Bit为"0"，在第 4脉冲的正侧的期间也未检出电流，因此第4Bit为"0"。
在开始信号STRS之后，4个脉冲是第1分局3的量的数据信号， 接着的4个的脉冲为第2分局3的数据信号。分局3的地址未图示， 采用8Bit的开关，把所对应的4个脉冲取入到分局3CPU中，作为分局3的自我地址来认识即可。
各分局3把4个脉冲作为l组进行计数，在紧靠自我的地址之前
的4Bit数据信号的传送结束后， 一边把所对应的4个脉冲作为自我的 数据进行信号的读出， 一边把自我的输入信号作为电流信号，在数据 信号传送线DA和数据信号传送线DB上送出即可。
总局传送电路14在最后的分局信号送出之后，按1.5t0的时间， 把"0"状态从可编程输出接口 Po的输出端口以串行信号来输出，作为结 束信号ENDS。此时的时间间隔与上述的一样，也是重复6次基本信号 1/4t0的子例程即可。还有，也可以外置计时器IC，以中断控制来获得 正确的定时信号。
该实施方式是可具有256个分局3的例子。因此，总局传送电路 14具有256个分局3的量的8Bit单位的输入用的存储器，并且同样具 有256个分局3的量的8Bit单位的输出用的存储器，在此处常常保持 分局3的输入输出状态数据。因此，总局传送电路14向各个分局3送 出地址信号，按照该地址的输出用的存储器数据，把正侧电压电平期 间和负侧电压电平期间的负荷比作成1/2t0或1/4t0的串行信号，从输 出接口 Po的可编程输出端口作为信号PW而输出高或低状态。同时， 总局传送电路14从该高或低状态下的期间的可编程输入接口Pi的输入 端口，把在脉冲的负侧电压电平期间流过的电流信号Ia25的有无，和 在与其接续的脉冲的正侧电压电平期间流过的电流信号Ib26的有无作
为输入信号来接受，将其作为输入数据，将其作为该分局地址的输入 数据而写入输入用存储器中。
这样，总局传送电路14一边送出给分局3的信号数据， 一边逐次 读取分局3送出的电流信号，完成通信控制，逐次移动到与下面的分 局3的通信。给分局3的信号数据遵从来自与总局1连接的控制部2的输入指 示。控制部2和总局传送电路14由并行的输入输出接口连接，与存储 器印象图对应，进行数据的授受。例如，控制部2由序列器、上位计
算机系统组成。如果连接控制部2，则通过总局l，按该实施方式，能 以4个布线在确保可靠性的情况下进行最大256个分局3的输入输出 各8Bit共计16比特的数字输入输出。
控制部2的监视数据或控制数据分别通过可编程输入接口 Pi或可 编程输出接口 Po，在与微计算机24之间授受。这些输入输出信号是在 8Bit数据中，分别按前半部分、后半部分的4Bit进行分离来授受。与 分局3的信号授受是由前半部分信号电流检出电路12及后半部分信号 电流检出电路13分别作为信号Ia25及信号Ib26来检出，向微计算机 24交接。
另一方面，把来自微计算机24的可编程接口 Po的信号PW28， 相对于脉冲的中性点电位(即，该脉冲的波高值(或最大振幅)的1/2电 位)，作为正侧电压电平期间的负荷比信号，或者把数据信号DATS， 相对于脉冲的中性点电位，作为负侧电压电平期间的负荷比信号，经 过总线驱动电路10向共同的数据信号传送线5、 6送出。
总线时钟检出电路11从共同的数据信号传送线DA检出总线时钟 信号Bck，其成为总局1和共同的数据信号传送线5、 6的信号授受的 基准信号。
另一方面，在图l中，分局3通过共同的数据信号传送线DA及 共同的数据信号传送线DB而与总局1连接，进行信号数据的授受。分 局传送电路21与被控制装置4通过可编程输入接口 Pi而连接。在该图 4的例子中，被控制装置4的传感器部的8Bit数据是按作为其前半部 分4Bit信号的前半部分传感器部23a的数据(ina0至ina3),和作为后半 部分4Bit信号的后半部分传感器部23b的数据(inb0至inb3)进行分离来输入的。还有，分局传送电路21是通过被控制装置4的可编程输出 接口 Po而连接的。被控制装置4的被控制部的8Bit数据是按作为其前
分4Bit的前半部分被控制部22a(从outa0至outa3)，和作为后半部 分4Bit的后半部分被控制部22b(outb0至outb3)进行分离来输出的。
在图3的总局信号传送图中，传送地址TRAD信号是以4个脉冲 为一组而作为(l个)分局3的量的数据信号。因此，开始信号STRS后 的4个脉冲的组的数成为各分局3的分局量数据信号。由此，对开始 信号STRS后的4个脉冲的组的数进行计数，就能作成分局3的地址信 号。
如开始信号STRS所示，把时钟周期lt0的5倍的5t0作为开始信 号来识别，所以其脉冲宽度取得长，为5t0。接着，结束作为各分局3 的量的4个脉冲的组的信号传送之后，以结束信号ENDS结束数据传 送。对于结束信号ENDS，为了对其进行识别，其脉冲宽度取得比时钟 信号Bck的脉冲宽度tO长，为1.5t0。
时钟信号Bck呈与数据信号DATS同样的波形。
通过共同的数据信号传送线DA及共同的数据信号传送线DB，从 分局3，作为信号Ia(前半部分电流检出信号25)及信号Ib(后半部分电 流检出信号26)而接收信号。
信号cv是约lOOKHz的信号，是由逆变器方式所涉及的电源电路 9a产生的负电压电源。使用该负电压电源，从总线驱动电路10向共同 的数据信号传送线DA及共同的数据信号传送线DB送出分局信号。
图4是分局3的电路构成图。即，图4是图1所示的表示本发明 的实施方式的基本构成图中的分局的电路图，表示作为构成分局的分 局传送电路的微计算机的功能块。分局3通过数据信号传送线DA及数据信号传送线DB和电源线
Vp及电源线Vo而与总局l连接。分局3由分局总线时钟检出电路18 接受时钟信号Bck。分局前半部分信号电流产生电路19是比中性点电 位靠负极侧的电流产生电路，还有，分局后半部分信号电流产生电路 20是比中性点电位靠正极侧的电流产生电路。
分局3的微计算机24'构成分局传送电路21的中枢。分局传送电 路21经由共同的数据信号传送线5、 6进行跟总局1的信号授受，并 且还进行跟控制装置的输入输出信号的授受。
分局传送电路21由执行分局3的数据处理的微计算机24'和分局3 的内部布线的连接电路构成。微计算机(微型计算机)24'，从图4和图1 的对比可知，具备与总局1的微计算机24类似的构成及功能。因此， 对于微计算机24'的CPU等应图示为「CPU'」等，但考虑到图示的关 系，未付「'」来表示。分局3的逻辑程序PRG是在该分局3的CPU 上执行，从而实现本发明的分局3的数据处理。
其次，说明分局传送电路21的功能的动作。
分局3方面也与总局1方面相同，控制 监视信号传送系统的电 源接通的话，分局3的CPU就被复位，按照分局3的ROM中写入了 的分局3的逻辑程序PRG而开始动作。构成本发明的基本的定时信号 的生成是由总局1方面来生成的，所以分局3方面，接受从经由数据 信号传送线DA及数据信号传送线DB而从总局l传送的信号中，由分 局总线时钟检出电路18检出了的总线时钟信号，将其用作定时信号进 行同步。
另外，为通过状态记忆来保持(记忆)电源断开时的状态，只要在各 个分局3中设置的非易失性存储器(未图示)的给定存储区域中，写入该电源断开时的输入输出状态(躲避)，在电源接通时再现该输入输出状态 (还原)即可。
分局3把作为串行信号的总线时钟信号的开始信号的其次来的传
送地址TRAD，以4个脉冲为一组，作为分局量数据信号对其进行计数。 因此，开始信号后的4个脉冲的组数成为接着的各分局3的分局量数 据信号。因而，分局3对开始信号后的4个脉冲的组数进行计数，从 而能作成作为本局的分局3的地址(检出地址)。该分局3读取先前记载 的地址解码用的8Bit开关的状态，认识自我地址(未图示)。
本局地址的一组数据由分局3进行计数之后，成为该分局3的数 据信号。分局3接受其次来的数据信号DATS，把串行数据变换为并行 数据，把前半部分被控制部22a及后半部分被控制部22b数据交给存储 器印象图化了的I/O。
另一方面，分局3把前半部分传感器部23a和后半部分传感器部 23b的传感器信号向分局3的输入存储器写入，把作为该写入了的传感 器信号的并行数据作成串行电流信号。并且，分局3把上述串行电流 信号在前半部分、后半部分的给定的脉冲的负的期间或脉冲的正的期 间送出。即，分局3配合给定的总线时钟信号的高或低状态，向总局1， 在共同的数据信号传送线DA及数据信号传送线DB上，经由分局前半 部分信号电流产生电路19及分局后半部分信号电流产生电路20，送出 上述串行电流信号。
还有，分局3把用于进行与该分局3连接的被控制装置4的控制 对象动作的信号向被控制装置4送出。g卩，分局传送电路21把给前半 部分被控制部22a及后半被控制部22b的输出信号送出，把用于进行与 该分局3连接的被控制装置4的控制对象动作的信号向被控制装置4 送出。还有，分局传送电路21接受来自前半部分传感器部23a和后半部 分传感器部23b的输入信号。分局传送电路21暂时在本局的存储区域 中记忆(保持)上述输入数据，基于该输入数据而形成信号ia，将其通过 分局前半部分信号电流产生电路19在数据信号传送线DA上作为信号 电流Ia而送出。还有，分局传送电路21把信号ib通过分局后半部分 信号电流产生电路20在数据信号传送线DB上作为信号电流Ib而送 出。
图5表示分局信号传送图。分局3把4个脉冲作为一组而对其进 行计数，以开始信号为基点，监视传送地址TRAD。分局3在该监视状 态下，检出自我的地址前面的一个地址的话，就取入其后的自我的地 址的数据信号DATS，对其进行信号处理。对于自我的地址以外的数据 信号DATS则无视数据(不取入)。
在分局3中，检出了自我的地址之后，分局传送电路21在数据信 号D AT S的数据信号的脉冲的负侧电压电平期间和正侧电压电平期间， 基于分局3的时钟信号bck的定时信号，分别进行电流送出所涉及的给 前半部分被控制部22a及后半被控制部22b的数据的送出和从前半部分 传感器部23a及后半部分传感器部23b的数据的取入。
在数据信号DATS中，在开始信号STRS后的负侧电压电平期间 不送出电流信号。即，取入前半部分传感器部23a的ina0端口的"0"状 态信号，在该期间电流不流动，其结果反映了"O"信号状态。相比之下， 取入数据信号DATS的前半部分传感器部23a的ina3端口的"l"状态信 号，反映了"l"信号状态的电流信号在第4脉冲信号的负侧电压电平期 间流动，表示信号状态'T'。
还有，取入后半部分传感器部23b的inb0端口的"l"状态信号，如 关系箭头所示，在作为第1脉冲信号的正侧的期间的连续的斜线部有 电流流动，反映了信号状态'T'。再有，取入后半部分传感器部23b的inb3端口的"0"的状态信号，反映了"O"信号状态，在第4脉冲信号的正
侧电压电平期间电流不流动，其结果反映了信号状态"o"，这由关系箭 头表示。
还有，在数据信号DATS中，接受开始信号STRS后的第1脉冲 的负侧脉冲信号的期间为1/2t0的情况，在脉冲从负侧向正侧反转的定 时，向前半部分被控制部22a的outaO端口输出"O"信号。这由关系箭 头表示。还有，接受第4脉冲的负侧脉冲期间为1/4tO的情况，outa3 端口的输出升高为'T'。
再有，接受第1脉冲的正侧脉冲信号的期间为1/2t0的情况，在脉 冲从正侧向负侧反转的定时，向后半被控制部22b的outb0端口输出"0" 信号。这由关系箭头表示。还有，接受第4脉冲的正侧脉冲期间为1/4t0 的情况，outb3端口的输出升高为"l"。这由关系箭头表示。
在上述实施方式中采用了非命令方式，不过不限于此，也可以采 用把地址数据对4个脉冲连续分配的4脉沖作为传送数据的所谓命令 方式。
图6表示电压分压所涉及的总局1的实施方式。即，图6是本发 明的第二实施方式的基本构成，表示该总局的电路图，特别是表示作 为构成总局的总局传送电路的微计算机的功能块。
图6详细表示作为第2实施方式时的总局1的内部构成。即，表 示与图l中电源线Vp、电源线Vo的电压是12V相比，电源线Vp7、 电源线Vo的电压是24V，按数据信号传送线DB6成为中性电位12V 的方式，总局1的电源电路9b对电源线Vp7、电源线Vo进行分压的 例子。总局1以外的构成与图1至图5的构成一样。
在总局1中，由跟分局3的数据信号传送线DA、数据信号传送线DB进行数据连接，跟电源线Vp、电源线Vo的连接也与图2所示的实 施方式一样。在图2实施方式中，相对于12V电源Vp，由电源电路9a 生成了一12V，而在图6实施方式中，由电源电路9b对24V电源Vp 进行分压，把作为中性点电位的共同的数据信号传送线DB设为12V。
除了以上的点以外，总线驱动电路IO、总线时钟检出电路ll、前 半部分信号电流检出电路12、后半部分信号电流检出电路13、总局传 送电路14、前半部分输入数据(前半部分监视数据)15a、后半部分输入 数据(后半部分监视数据)15b、前半部分输出数据(前半部分控制数 据)16a、后半部分输出数据(后半部分控制数据)16b、微计算机24的动 作原理与图2的实施方式一样。还有，信号Ia(前半部分电流检出信号 25)、信号Ib(后半部分电流检出信号26)、时钟信号Bck、信号PW的 作用也与图2的例子一样。
在图6中，如上所述，由齐纳二极管ZD(31)对电压24V进行分压。 还有，由电容器C对由齐纳二极管ZD分压所得的电压进行充电，维 持该分压所得的电压。
工业实用性
本发明可广泛用于通过数据信号传送线，在总局和分开的分局之 间传送信号，进行正确的控制动作的控制'监视信号传送系统。
图1是以功能块来表示本发明的第一实施方式的基本构成图。 图2是图1所示的表示本发明的实施方式的基本构成图中的总局 的电路图，表示作为构成总局的总局传送电路的微计算机的功能块。 图3表示总局的信号传送图。
图4是图1所示的表示本发明的实施方式的基本构成图中的分局 的电路图，表示作为构成分局的分局传送电路的微计算机的功能块。 图5表示分局的信号传送图。图6是本发明的第二实施方式的基本构成，是总局的电路图，表 示作为构成总局的总局传送电路的微计算机的功能块。
符号说明
1:总局
2:控制部
3:分局
4:被控制装置
5:数据信号传送线DA
6:数据信号传送线DB
7:电源线Vp 8:电源线VO
9a， 9b:电源电路
9c:分局电源电路
10:总线驱动电路
11:总线时钟检出电路
12:前半部分信号电流检出电路
13:后半部分信号电流检出电路
14:总局传送电路
15a:前半部分监视数据
15b:后半部分监视数据
16a:前半部分控制数据
16b:后半部分控制数据
17:分局总线驱动电路
18:分局总线时钟检出电路
19:分局前半部分信号电流产生电路
20:分局后半部分信号电流产生电路
21:分局传送电路
22a:前半部分被控制部
22b:后半部分被控制部23a:前半部分传感器部 23b:后半部分传感器部 24:微计算机
25a:信号Ia(前半部分电流检出信号)
26b:信号Ib(后半部分电流检出信号)
27:时钟信号Bck
28:信号PW
29:信号CV
30: 二极管D
31:齐纳二极管ZD
32:电容器C
33:电阻Ra
34:电阻Rb
35:开始信号STRS
36:信号Doa
37:信号Dob
38:结束信号ENDS
39:数据信号DATS
40:信号DIa
41:信号DIb
42:传送地址TRAD
43:分局信号bck
44:控制 监视信号传送系统
权利要求
1.一种控制·监视信号传送系统，包括通过共同的数据信号传送线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被控制部的传感器部的多个被控制装置，在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线，把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制·监视信号传送系统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局；以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应的上述被控制装置连接的多个分局，上述单一总局通过在用于产生与给定的周期的时钟信号同步了的给定的定时信号的总局传送电路的定时产生机构和上述定时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，按照与上述控制部连接的控制数据信号的各数据的值，相对于给定的脉冲的中性点电位，变更负侧电压电平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更正侧电压电平期间的负荷比，从而把上述控制数据信号变换为串行的脉冲状电压信号，向上述数据信号传送线输出的总局传送电路，和在上述定时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，对于在向上述数据信号传送线传送的上述串行的脉冲状电压信号上重叠了的监视数据信号，检出相对于上述给定的脉冲的中性点电位，在负侧电压电平期间流动的电流信号的有无，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在正侧电压电平期间流动的电流信号的有无的总局传送电路，来提取串行的上述监视信号的各数据值，将其变换为上述监视数据。
2. —种控制 监视信号传送系统，包括通过共同的数据信号传送 线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线， 把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局；以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，上述多个分局各自具备在总局传送电路或者分局传送电路定时信 号的控制下，按上述时钟的每1周期，相对于上述串行的脉冲状电压 信号的给定的脉冲的中性点电位，识别负侧电压电平期间的负荷比， 相对于与其接续的脉冲的中性点电位，识别正侧电压电平期间的负荷比，从而提取上述控制数据信号的各数据的值，把与该分局的该各数 据的值相当的信号，向与其对应的上述被控制部输出的分局传送电路， 使其成为在上述定时信号的控制下，按照对应的上述传感器部的值， 形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其作为上述监视数据 的值，相对于上述串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位， 在负侧电压电平期间，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在 正侧电压电平期间的位置上，重叠上述电流信号的上述分局传送电路 构成。
3. —种控制*监视信号传送系统，包括通过共同的数据信号传送 线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线，把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局； 以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应 的上述被控制装置连接的多个分局，上述单一总局通过在用于产生与给定的周期的时钟信号同步了的 给定的定时信号的总局传送电路的定时产生机构和上述定时信号的控 制下，按上述时钟的每1周期，按照与上述控制部连接的控制数据信 号的各数据的值，相对于给定的脉冲的中性点电位，变更正侧电压电 平期间的负荷比，相对于与其接续的脉冲的中性点电位，变更负侧电 压电平期间的负荷比，从而把上述控制数据信号变换为串行的脉冲状 电压信号，向上述数据信号传送线输出的总局传送电路，和在上述定 时信号的控制下，按上述时钟的每1周期，对于在向上述数据信号传 送线传送的上述串行的脉冲状电压信号上重叠了的监视数据信号，检 出相对于上述给定的脉冲的中性点电位，在正侧电压电平期间流动的 电流信号的有无，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在负侧 电压电平期间流动的电流信号的有无的总局传送电路，来提取串行的 上述监视信号的各数据值，将其变换为上述监视数据。
4. 一种控制《监视信号传送系统，包括通过共同的数据信号传送 线而连接的单一总局和多个分局，其特征在于，上述单一总局和多个分局分别是包括具有产生定时信号的功能的 总局传送电路和分局传送电路的上述单一总局和多个分局，包括控制部和分别对于上述分局而言包含被控制部及监视上述被 控制部的传感器部的多个被控制装置，在对于上述多个被控制装置，通过上述共同的数据信号传送线， 把来自上述控制部的控制数据向上述被控制部传送，并且把来自上述 传感器部的监视数据向上述控制部传送的上述控制 监视信号传送系 统中，具备与上述控制部及上述数据信号传送线连接的上述总局；以及与上述多个被控制装置对应设置的与上述数据信号传送线及对应的上述被控制装置连接的多个分局，上述多个分局各自具备在总局传送电路或者分局传送电路定时信 号的控制下，按上述时钟的每1周期，相对于上述串行的脉冲状电压 信号的给定的脉冲的中性点电位，识别正侧电压电平期间的负荷比， 相对于与其接续的脉冲的中性点电位，识别负侧电压电平期间的负荷比，从而提取上述控制数据信号的各数据的值，把与该分局的该各数 据的值相当的信号，向与其对应的上述被控制部输出的分局传送电路， 使其成为在上述定时信号的控制下，按照对应的上述传感器部的值， 形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其作为上述监视数据 的值，相对于上述串行的脉冲状电压信号的给定的脉冲的中性点电位， 在正侧电压电平期间，以及相对于与其接续的脉冲的中性点电位，在 负侧电压电平期间的位置上，重叠上述电流信号的上述分局传送电路 构成。
5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的控制 监视信号传送 系统，其特征在于，上述总局或分局具备一个电源电压，采用产生与上述电源电压相 反的电压极性的电源电路，把作为数据线的一条的数据信号传送线用 作中性点电位，相对于中性点电位，具有正极电源和负极电源两个电 源功能。
6. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的控制 监视信号传送系统，其特征在于，上述总局或分局具备一个电源电压，根据上述电源电压，形成采 用电源电路进行分压所得的电源，把作为数据线的一条的数据信号传 送线用作中性点电位，相对于中性点电位，具有正极电源和负极电源 两个电源功能。
全文摘要
本发明提供一种在共同的数据信号传送线上连接总局和多个分局，不易受噪声影响的控制·监视信号传送系统。总局(1)具备对于控制数据信号，变更负侧及正侧电压电平期间的负荷比，将其变换为串行的脉冲状电压信号，送出重叠在串行的脉冲状电压信号上的监视数据信号，检出在负侧及正侧电压电平期间流动的电流信号的有无，从而提取串行的监视信号，将其变换为监视数据的总局传送电路(14)。多个分局(3)各自具备相对于串行的脉冲状电压信号，识别负侧及正侧电压电平期间的负荷比，提取控制数据信号，向该分局(3)的被控制部输出数据的分局传送电路(21)，和按照传感器部的值，形成由电流信号的有无组成的监视数据信号，将其重叠在负侧及正侧电压电平期间的位置上的分局传送电路(21)。
文档编号G08C19/16GK101310314SQ200680042478
公开日2008年11月19日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年11月14日
发明者斋藤善胤, 锦户宪治 申请人:株式会社恩尼怀尔