故障检测方法及使用于该方法的子站终端站的制作方法

故障检测方法及使用于该方法的子站终端站的制作方法
【专利摘要】本发明的目的为提供一种能够于藉由传输同步方法进行数据传输的控制监视信号传输系统中，即使一个子站只有连接于输出部或输入部中的任一方，也能于主站侧判别出输出部与输入部的故障的故障检测方法及使用该方法的子站终端站。在与主站以共同数据讯号线所连接的数个子站，将预定的其它子站作为基准站，并将相对于基准站的控制数据或自该基准站所送出的监视数据作为基准数据而自该传输信号予以取得。接下来，将自基准数据所指定变化方向的变化开始，得到相对于子站自身所对应的输出部的输出数据或来自子站自身所对应的输入部得到输入数据所指定变化方向为止的时间，予以作为间隔时间而得到，将该间隔时间予以比较于预定的临界值。
【专利说明】故障检测方法及使用于该方法的子站终端站

【技术领域】
[0001] 本发明关于一种故障检测方法及使用于该方法的子站终端站，系在连接至控制部 的主站以及数个输出部与输入部、或是数个受控装置所对应的数个子站之间的信号线予以 省配线化而用共同数据信号线来进行连接并通过传输频率而同步等的传输同步方法以进 行数据的传输的控制监视信号传输系统中，予以检测出输出部及输入部的故障。再者，所 谓输出部为因应于控制部的指示而动作，相当于致动器（actuator)、步进马达（stepping motor)、螺线管（solenoid)、电磁阀、继电器（relay)、闸流体（thyristor)等。另一方 面，所谓输入部为将相关于输出部的信息予以发送至控制部，相当于例如簧片开关（reed switch)、微动开关（microswitch)、按压开关、光电开关等各种传感器。且，受控装置为以输 出部与输入部所构成之物而称之。

【背景技术】
[0002] 在具有控制部、以及数个输出部与输入部、或数个受控装置的控制系统中，减少配 线的数量，即所谓的省配线化被广泛实施。因此，就一般的该省配线化方法而言，取代从数 个输出部与输入部、或受控装置延伸出的信号线各自地与控制部直接连接的并列连接方 法，相对地而藉由将具有并列（parallel)信号与串行（serial)信号的转换功能的主站及 数个子站予以分别连接至控制部、数个输出部以及输入部、或数个受控装置，而在主站与数 个子站之间通过共同数据信号线以串行信号进行数据收发的方法为被广泛地使用。
[0003] 实现省配线化时，于连接有多个子站的状态下，若无法在控制部侧辨识输出部、输 入部、或受控装置故障发生的具体状况，就必须对于相隔于该控制部很远的输出部、输入 部、或受控装置予以逐一检查（check)，使得在辨识故障位置上需要更多任务时。
[0004] 因此，本 申请人:曾提案出作为为了在控制部侧将子站与输入部及输出部予以具体 特定出断线故障的系统，即，日本特开2011-114449号公报所开示的远程配线检查系统。此 远程配线检查系统作为在具有单一的控制部与数个受控装置的控制监视信号传输系统中， 在以经省配线化的共同数据信号线而互相连接的主站与子站间，设置有与双方向同时传输 的控制数据（输出数据）与监视数据（输入数据）所构成的控制监视数据区域为不同的管 理数据区域，该管理数据区域为包含显示配线状态的连接数据。并且，连接数据中，而成为 能作为识别短路信息、断线信息及正常信息者。因此，无需减少信号的输入数据（监视数 据）容量，而能容易的确认子站自身、或子站与输入部或子站与输出部之间的配线连接状 态。
[0005] 又于日本特开2006-331449号公报中，揭不出一种子站（slave)，该子站藉由与主 站（master unit)间为串行通信的输出（OUT)数据而具有：将输出设备（输出部）所连接的 输出（OUT)端子的接通（0N)或切断（OFF)状态为变更时的起始时间信息予以取得的功能； 将输入设备（输入部）所连接的输入（IN)端子的接通（0N)或切断（OFF)状态变更时的中 止时间信息予以取得的功能；以及根据起始时间信息及中止时间信息计算输出设备的运作 时间予以算出计算功能。藉由此子站（slave)，能够求出输出设备或输入设备的运作时间， 藉由将其与用以辨识输出设备或输入设备的正常范围的设定信息予以比较，而能够判断出 输出设备或输入设备是否正常，或是否接近淘汰更换时期等。
[0006] 先前技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2011-114449号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2006-331449号公报
[0010] 然而，在求取子站中输出部与输入部的动作时间的该习知方法中，会有连接于输 出部的输出（OUT)端子的开始时间信息及连接于输入部输入（IN)端子的停止时间信息两 者的取得为困难的情况。也就是说，在一个子站中连接有输出部及输入部两者的情况下，虽 然开始时间信息与中止时间信息为汇总于同一子站中，但在对于只有输出部或只有输入部 连接的子站，通常只能取得其中一者的信息。虽然有考虑将个别连接于有对应关系的输出 部与输入部的子站彼此之间以直接收发信息的方法，但如此即成为所谓的指令（co_and) 传输方法，在藉由传输同步方法而执行数据传输的控制监视信号传输系统中为难以采用。


【发明内容】

[0011] 本发明的目的即在于提供一种故障检测方法及使用于该方法的子站终端站，系在 控制监视信号传输系统中，将连接于控制部的主站，以及对应于数个输出部、输入部、及受 控装置的数个子站以共同数据信号线而相连接，以藉由传输同步方法进行数据传输，即使 一个子站只有连接于输出部或输入部中的任一方，也能于主站侧判别出输出部与输入部的 故障。
[0012] 本发明的故障检测方法，为运用于一控制监视信号传输系统，其中一主站与数个 子站以一共同数据信号线连接，而藉由一传输同步方法进行数据传输，其特点是，该故障检 测方法：在该共同数据信号线所传输的传输信号中设置一管理数据区域，该管理数据区域 为相异于由控制信号的数据及监视数据信号的数据所构成的控制监视数据区域。该子站为 将预定的其它子站作为基准站，并将相对于该基准站的控制数据或自该基准站所送出的监 视数据作为基准数据而自该传输信号予以取得。接下来，将自该基准数据所指定变化方向 (开始上升或开始下降方向）的变化开始，至相对于子站自身所对应的输出部的输出数据 或来自子站自身所对应的输入部得到输入数据所指定变化方向为止的时间，予以作为间隔 时间而得到，将该间隔时间予以比较于预定的临界值，而判断出与该临界值的差：在容许范 围内的状况为正常、在小于该容许范围的状况为第一故障状态、以及在大于该容许范围的 状况为第二故障状态，并将由表示出该第一故障状态或该第二故障状态的数据所构成的信 号予以重迭至该管理数据区域。
[0013] 作为适用于本发明故障检测方法的控制监视信号传输系统的传输同步方法的同 步方法，例如，利用具有主站的时序发生机构所产生的传输频率的方法较为适合。此时，在 该传输频率的控制下，主站以对应从控制部传来的控制数据的值而产生的一连串的脉冲状 信号作为控制信号而将其输出至该共同数据信号线的同时，将在前述频率的每一个周期从 该数个子站的各子站重迭至该一连串的脉冲状信号中的监视信号的数据值予以撷取，并将 其交付给该控制部。另一方面，数个子站分别以显示一连串的脉冲状信号的开始的起始信 号作为起点，计数一连串的脉冲状信号的脉冲，并在计数的值与子站自身的地址一致时，从 一连串的脉冲状信号中撷取与子站自身对应的数据同时，将已撷取与子站自身对应的数据 的频率相同的脉冲周期，将监视信号重迭至一连串的脉冲状信号中，或是，计数的值与子站 自身的地址一致时，从一连串的脉冲状信号中撷取与子站自身对应的数据，或是，将监视信 号重迭至一连串的脉冲状信号中。但是，其同步方法并没有限制，亦可采用适合系统设计条 件的方法。
[0014] 该管理数据区域为由：来自该主站的数据为相重迭的管理控制数据区域、及来自 该子站的数据为相重迭的管理监视数据区域所构成，且自该子站而重迭于该管理监视数据 区域的数据设定为0以外的数据，而在该主站中自该管理监视数据区域撷取的数据为0时， 亦能判断出该共享数据信号为断线。
[0015] 该子站亦可将表示出该间隔时间所构成的信号以及为由其它的监测数据所构成 的信号予以交互切换并予以重迭至该管理数据区域。
[0016] 本发明的子站终端站包含：同步机构、基准站输出入变化检测机构、子站自身输出 入变化检测机构、故障检测机构、基准站参考地址设定机构、间隔设定机构、管理监视数据 发送机构。该同步机构为连接至与一主站为连接的共享数据信号线，并取得与该主站的传 输同步。该基准站输出入变化检测机构，将预定的其它子站作为基准站，并将相对于该基准 站的控制数据或自该基准站所送出的监视数据作为基准数据而自该共享数据信号线所传 送的该传输信号予以取得，将该基准数据的预先指定变化方向的变化予以检测，而将此作 为开始触发予以输出。该子站自身输出入变化检测机构，对于子站自身所对应的输出部的 输出数据，或来自子站自身所对应的输入部将输入数据所预先指定变化方向的变化予以检 测，而将此作为结束触发予以输出。该故障检测机构，将自该开始触发至该结束触发为止的 时间作为间隔时间而得到，将该间隔时间予以比较于预定的临界值，而判断出与该临界值 的差：在容许范围内的状况为正常、为小于该容许范围的状况为第一故障状态、以及为大于 该容许范围的状况为第二故障状态。该基准站参考地址设定机构，系将指定该基准站的基 准站地址、该基准数据的种类及该基准数据的变化方向予以设定。该间隔设定机构，系将成 为该临界值的间隔值予以设定。该管理监视数据发送机构，将表示出该第一故障状态或该 第二故障状态的数据所构成的信号予以重迭至该传输信号。
[0017] 该故障检测机构亦可将间隔时间的计量数据以及其它的监测数据予以交互切换， 并予以输出至该管理监视数据发送机构。
[0018] 在本发明的故障检测方法中，子站为将预定的其它子站作为基准站，并将相对于 基准站的控制数据或自基准站所送出的监视数据作为基准数据而自传输信号予以取得，将 自基准数据所指定变化方向的变化开始，至对于子站自身所对应的输出部的输出数据或来 自子站自身所对应的输入部得到的输入数据所指定变化方向为止的时间，予以作为间隔时 间而得到。此间隔时间在输入部与输出部正常动作的状况下，与此动作相关信号保持一定 的关系而变化。于是，藉由此间隔时间予以比较于第一临界值与第二临界值，而能在子站判 断输出部或输入部的故障状态。以及，因子站将其显示故障状态的数据以共同数据信号线 传输而重迭至传输信号，因此在藉由传输同步方法进行传输数据的控制监视信号传输系统 中，能在主站侧检测输出部与输入部的故障。
[0019] 此外，将来自子站而重迭于管理监视区域的数据设为0以外的数据，而在该主站 中从该管理监视区域撷取的数据为0时，则表示从子站所输出的信息处于无法藉由共同数 据信号线传输至主站的状态。亦即在此时能判断为共同数据信号线的断线，也能将合并于 输出部或输入部故障的共通数据信号线的断线予以检测。
[0020] 本发明的子站终端站，具有一故障检测机构，该故障检测机构将开始自根据预定 的基准站的基准数据的变化的开始触发至根据子站自身的数据的变化的结束触发为止的 间隔时间，予以比较于第一临界值与第二临界值，而将故障状态予以判断，因此本发明的故 障检测方法为较适合。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1系显示本发明的故障检测方法的控制监视信号传输系统的实施例中的主站 与子站之间的传输方式的不意图
[0022] 图2系显示控制监视信号传输系统的概略构成的系统构成图。
[0023] 图3系主站的系统构成图。
[0024] 图4系输入子站的系统构成图。
[0025] 图5系基准站输出入参考地址设定机构的数据构成图。
[0026] 图6系子站自身地址设定机构的数据构成图。
[0027] 图7系间隔时间设定机构的数据构成图。
[0028] 图8系故障检测机构的系统构成图。
[0029] 图9系输出子站的系统构成图。
[0030] 图10系显示信号相关的时间图。
[0031] 图11系传输频率信号的时间图。
[0032] 图12系主站中记忆的IDX地址数据表的示意图。
[0033] 符号说明
[0034] 1 控制部
[0035] 2 主站
[0036] 4 输出入子站
[0037] 5 受控装置
[0038] 6 输出子站
[0039] 7 输入子站
[0040] 8 输出部
[0041] 9 输入部
[0042] 11输出单元
[0043] 12输入单元
[0044] 13控制并列数据
[0045] 14管理控制并列数据
[0046] 15监视并列数据
[0047] 16第一管理监视并列数据
[0048] 17第二管理监视并列数据
[0049] 18管理判断机构
[0050] 21输出数据部
[0051] 22管理数据部
[0052] 23时序产生部
[0053] 24主站输出部
[0054] 25主局输入部
[0055] 26输入数据部
[0056] 29记忆机构
[0057] 31 0SC (振荡回路）
[0058] 32时序产生机构
[0059] 33控制数据产生机构 [0060] 34信号线驱动器
[0061] 35监视信号监测机构
[0062] 36监视数据撷取机构
[0063] 37输入数据
[0064] 39管理监视数据
[0065] 40子站输出入部
[0066] 41传输接收机构
[0067] 42管理控制数据撷取机构
[0068] 43地址撷取机构
[0069] 44子站自身地址设定机构 [0070] 45管理监视数据发送机构
[0071] 46监视数据发送机构
[0072] 47子站自身输出入变化检测机构
[0073] 48基准站输出入参考地址设定机构
[0074] 49基准站输出入变化检测机构
[0075] 50故障检测机构
[0076] 51 ISTo撷取机构
[0077] 52 IDXo撷取机构
[0078] 53子站地址指定检测机构
[0079] 55 TM计量机构
[0080] 56符号化机构
[0081] 57数据追加机构
[0082] 60子站输出部
[0083] 62 网关机构
[0084] 63监视数据
[0085] 70子站输入部
[0086] 71间隔设定机构
[0087] 72输入机构
[0088] 80输出部合并型子站
[0089] 81控制数据撷取机构
[0090] 82输出机构
[0091] 90输入部合并型子站
[0092] TR晶体管

【具体实施方式】
[0093] 以下参阅图1至图11说明采用本发明的故障检测方法的控制监视信号传送系统 的实施例。
[0094] 如图2所示，此控制监视信号传输系统为由控制部1以及连接至共同数据信号线 DP、DN(以下亦称传输线）的单一个主站2、连接至该共同数据信号线DP、DN的数个输出入 子站4、输出子站6及输入子站7所构成。图2中为了方便图示，各种子站都只显示一个，但 连接于共同数据信号线DP、DN的子站种类或数量并无限制。
[0095] 输出入子站4、输出子站6及输入子站7为执行因应于控制部1的输出指示而运 作的输出部8的信号输出处理，以及来自取得输往控制部1的输入信息的输入部9的输入 信号处理之中的任一项或是两者。另外，输出部8为列举如致动器（actuator)、（步进式） 马达、螺线管（solenoid)、电磁阀、继电器（relay)、闸流体（thyristor)以及灯具（lamp) 等，输入部9可列举簧片开关（reed switch)、微型开关（micro switch)、按压开关、光电开 关、各种传感器等。输出入子站4连接于由输出部8及输入部9所构成的受控装置5,输出 子站6仅连接于输出部8,输入子站7仅连接于输入部9。另外，输出子站6亦能被输出部 8收容于其中（输出部合并型子站80)，输入子站7亦能被输入部9为收容于其中（输入部 合并型子站90)。
[0096] 控制部1为例如可程控器（programmable controller)、计算机等，具有：输出单 元11及输入单元12,输出单元11为用以发送控制并列数据13及控制管理并列数据14,输 入单元12为接收：根据从输出入子站4及输入子站7的监视信号所撷取的监视数据而得到 的监视并列数据15以及根据从管理监视信号所撷取的管理监视数据而得到的第一管理监 视并列数据16及第二管理监视并列数据17。并且此些输出单元11与输入单元12连接至 主站2。又具有管理判断机构18,为根据从输入单元12接收得到的数据而算出从输出单元 11所发送的数据。
[0097] 如图3所示，主站2具有输出数据部21、管理数据部22、时序产生部23、主站输出 部24、主站输入部25以及输入数据部26。并且主站2连接于共同数据信号线DP、DN，将相 当于本发明传输信号的系为一成连串状脉冲的信号的控制信号（以下称为传送频率信号） 送出至共同数据信号线DP、DN的同时，将输出入子站4、输出子站6或输入子站7 (以下，在 提及这三者的情况将其称为子站4、6、7)送出的监视信号、从管理监视信号所撷取的监视 并列数据15、将第一管理监视并列数据16以及第二管理监视并列数据17传送至控制部1 的输入单元12。
[0098] 输出数据部21将来自控制部1的输出单元11的控制并列数据13作为串行数据 交给主站输出部24。
[0099] 管理数据部22具有记忆机构29,该记忆机构29为记忆将与各子站4、6、7有关的 信息集合而成的IDX地址表。根据来自控制部1的输出单元11的控制并列数据13与IDX 地址表，将后述第一管理控制数据ISTo与第二管理控制数据IDXo所构成的管理控制数据 予以创出后，作为串行数据交给主站输出部24。虽然IDX地址表具有能供辨识出输出入子 站4、输出子站6或输入子站7中任一个的数据，在本实施例中为使用子站4、6、7的前段地 址。第12图显示使用前头地址的IDX地址表的一例。
[0100] 如图12所示，被赋T#ad0地址的站，其监视信号的数据值为1位，IDX地址表的 数据为#ad0及#adl所连续的值而成。另一方面，被赋予#adl地址的站，因其监视信号的 数据值为2位，故#ad2的脉冲也会被分配到与#adl同一站。因此IDX地址表的数据将会 记录至作为#adl的次一数值的#ad3中。再者，于本实施例中，监视信号的数据值即使为1 位的情形，即#ad0与#adl相同，会被视为前段地址。另外，于本实施例的IDX地址表中将 各地址所对应子站的分类数据予以合并记忆。如图10所示，输入子站7中的「1」、输出子站 6中的「2」，输出入子站4中的「3」分别被赋予作为对应各地址所用而被记忆。
[0101] 时序产生部23由震荡回路（0SC)与时序产生机构32所构成，时序产生机构32以 0SC31为基础而产生该系统的时序频率并交给主局输出部24。
[0102] 主局输出部24由控制数据产生机构33与信号线驱动器（line driver) 34所构成。 控制数据产生机构33根据从输出数据部21及管理数据部22所接收到的数据，与从时序产 生部23所接收到的时序频率，通过信号线驱动器34将作为一成连串状脉冲的信号的传送 频率信号送出至共同数据信号线DP、DN。
[0103] 传送频率信号如图1所示，具有接在起始信号ST后的控制监视数据区域，以及接 在控制监视数据区域后的管理数据区域。控制监视数据区域由从主站2所送出的控制信号 的OUTn数据（η为整数），以及从输出入子站4或输出子站7所发送的监视信号的INn数据 (η为整数）所构成。并且，传送频率信号的脉冲如图11所示，一个周期的后半为高电位位 准（本实施例中为+24V),前半为低电位位准（本实施例中为+12V),转为低电位位准的脉 冲前半的脉冲宽度间隔就成为输出数据期间，同样地成为低电位位准的脉冲前半的脉冲宽 度间隔亦成为输入数据期间。并且，低电位位准的脉冲宽度间隔为表示控制信号的OUTn数 据，而是否有重迭至低电位位准的电流为表示监视信号的INn数据。于本实施例中，以传送 频率信号的一个周期为t0时，低电位位准的脉冲宽度间隔虽由（1/4) t0扩张至（3/4) t0,只 要对应从控制部1所输入的控制并列数据13的各数据的值，能不受此宽度限制而适当地决 定。另外，输入数据期间与输出数据期间亦能适当决定，例如输入数据期间与本实施例一样 设定为脉冲前半（低电位位准），使脉冲后半（高电位位准）的脉冲宽度间隔设定为输出数 据期间，相反的，亦能将输出数据期间与本实施例相同设定为脉冲前半（低电位位准），使 脉冲后半（高电位位准）的脉冲宽度间隔设定为输入数据期间亦可。进一步来说，亦能使 脉冲后半（高电位位准）兼具输出数据期间与输入数据期间。传送频率信号的一周期的后 半为低电位位准的情况亦同。另外于图1中，上段为表示输出数据期间，下段为表示输入数 据期间。
[0104] 传输频率信号的管理数据区域为从主站2发送的管理控制信号所重迭的管理控 制数据区域，以及从子站4、6、7发送的管理监视信号所重迭的管理监视数据区域所构成。 管理控制数据信号所传输的管理控制数据为由第一管理控制数据ISTo以及第二管理控 制数据IDXo所构成，与控制信号的数据OUTn相同，表现为低电位位准的脉冲宽度间隔。 又，管理监视信号所传输的管理监视数据为由第一管理监视数据STi及第二管理监视数据 IDXi所构成，与监视信号的数据INn相同，表现为重迭于低电位位准的电流的有无。再者， 于本实施例中，第一管理控制数据ISTo以及第二管理控制数据IDXo被作为指定对子站4、 6、7要求的数据种类的指示数据，或用来指定子站4、6、7中任一个的地址数据（address data)。另一方面，第一管理监视数据STi以及第二监视管理数据IDXi被作为表示该子站 自身的状态的数据，此外，作为管理监视数据发送的通常是「〇」以外的数据，详细内容将在 后面说明。
[0105] 起始信号ST为与传输频率信号的高电位位准相同的电位位准，且为比传输频率 信号的一个周期长的信号。
[0106] 主站输入部25为由监视信号监测机构35与监视数据撷取机构36所构成。监视信 号监测机构35为经由共同数据信号线DP、DN检测出从子站4、6、7所发送的监视信号与管 理监视信号。监视信号以及管理监视信号的数据值为如同前述以重迭于低电位位准的电流 的有无来表示，且于起始信号ST经发送后，首先从输出入子站4或输入子站7依序接收监 视信号，接着接收从子站4、6、7中的其中一个子站来的管理监视信号。监视信号以及管理 监视信号的数据为与时序产生机构32的信号同步，以监视数据撷取机构36予以撷取。并 且监视信号的数据作为串行的输入数据37而发送至输入数据部26。从管理监视信号撷取 的管理监视数据39亦被发送至输入数据部26。
[0107] 输入数据部26将从主站输入部25所接收的串行输入数据37转换成并列 (parallel)数据，作为监视并列数据15发送至控制部1的输入单元12。又将从主站输入 部25接收的管理监视数据39分离为第一管理监视并列数据16及第二管理监视并列数据 17后发送至输入单元12。
[0108] 输入子站7相当于本发明的子站终端站，如图4所示，具备有子站输入部70,子站 输入部70具有传送接收机构41、管理控制数据撷取机构42、地址撷取机构43、子站自身地 址设定机构44、管理监视数据发送机构45、监视数据发送机构46、子站自身输出入变化检 测机构47、基准站输出入参考地址设定机构48、基准站输出入变化检测机构49、故障检测 机构50、间隔设定机构71以及输入机构72。另外，子站输入部70与输入部9之间配置有 第一断线检测机构49。再者，本实施例的输入子站7具有作为内部电路的微电脑控制单元 (microcomputer control unit, MCU)，此MCU作为子站输入部70的机能而运作。虽然处理 中所必要的计算或记忆为使用此MCU(以下称为MCU70)所具有的CPU、RAM以及ROM来进 行，为了方便说明，前述构成子站输入部70的各机构所进行的处理与CPU、RAM以及ROM之 间的关系于图式中省略。
[0109] 输出子站6为本发明的子站终端站的其它的实施例，具有作为内部电路的微电脑 控制单元（microcomputer control unit, MCU)，接下来此MCU作为子站输出部60的机能而 运作。接下来，与子站输出部70的MCU相同地，输出子站6于处理中所必要的计算或记忆 为使用此MCU所具有的CPU、RAM以及ROM而进行。将控制并列数据信号交给监视数据传送 机构47。
[0110] 输出入子站4中，连接有具对应关系的输出部8及输入部9的双方。并且，输 出入子站4也与输出子站6及输入子站7相同，具有作为内部电路的微电脑控制单元 (microcomputer control unit, MCU)，此MCU作为子站输出入部40的机能而运作。接下来， 与子站输出部60的MCU及与子站输出部70的MCU相同地，输出入子站4于处理中所必要 的计算或记忆为使用此MCU所具有的CPU、RAM以及ROM来进行。
[0111] 输入子站7的传输接收机构41接收由共同数据信号线DP、DN传输的传输频率信 号，将其交给管理控制数据撷取机构42、地址撷取机构43以及管理监视数据发送机构45。 管理控制数据撷取机构42从传输频率信号的管理数据区域撷取管理控制信号的数据，将 其交给故障检测机构50。另一方面，地址撷取机构43将显示传输频率信号的开始的起始信 号ST为起点而计数脉冲，于该计数值与子站自身地址设定机构44所设定的子站自身地址 数据（后述的子站自身地址SADR) -致的时间点，交给监视数据传送机构46的同时，于计 数值与基准站输出入参考地址（后述的基准站输出入参考地址RADR所指定信号）一致的 时间点，将指定信号（后述的输出入指定值RD所指定信号），也就是说，对于基准站的控制 信号或基准站所送出的监视信号交给基准站输出入变化检测机构49。
[0112] 监视数据发送机构46,为在从地址撷取机构43接收到控制信号的时间点，根据从 输入机构72传来的串行数据而使晶体管TR的基极电流流通（on)或终止（off)。在基极电 流为流通（on)的情况，晶体管TR为流通（on)，使得作为监视信号的电流信号输出至共同数 据信号线DP、DN。在本实施例中，如图12所示，监视数据的数据值为1的情况为以流通预定 值Ith以上的电流（例如30mA)的状况来加以表现。因此，在例如图12所示信号的地址0 号（#ad0)、地址1号（#adl)、地址2号（#ad2)及地址3号（#ad3)的监视数据分别表现为 「0」、「0」、「1」、「0」。再者，从输入机构72交给监视数据发送机构46的数据，为根据来自输 入部9的输出逻辑数据而定。
[0113] 管理监视数据发送机构45为以传输频率信号的起始信号ST为起点计数脉冲，而 取得管理数据区域的时间点。然后根据从故障检测机构50传来的数据，输出该晶体管TR 的基极电流，使作为管理监视信号的电流信号输出至共同数据信号线DP、DN。
[0114] 子站自身地址设定机构44如图5所示，将子站自身地址SADR交给地址撷取机构 43与故障检测机构50的同时，将来自输入部9的输入数据所显示的变化方向的结束变化方 向指示值ET交给子站自身输出入变化检测机构47。
[0115] 基准站输出入参考地址设定机构48如图6所示，将基准站输出入参考地址RADR 及指定取得信号的类别的输出入指定值RD交给地址撷取机构43的同时，将对于基准站的 控制信号或自基准站所送出监视信号所显示的变化方向的开始变化方向指示值ST交给基 准站输出入变化检测机构49。
[0116] 子站自身输出入变化检测机构47将来自输入机构72所传来的数据设定为子站自 身数据，此子站自身数据将子站自身地址设定机构44所传来的结束变化方向指示值ET所 定义的变化方向于相同方向变化时，将结束触发交给故障检测机构50。
[0117] 基准站输出入变化检测机构49将来自地址撷取机构43所传来信号的数据设定为 基准数据，其基准数据自基准站输出入参考地址设定机构48所传来的开始变化方向指示 值所定义的变化方向于相同方向变化时，将开始触发交给故障检测机构50。
[0118] 间隔设定机构71如图7所示，于故障检测机构50中将成为故障判断的临界值的 两个间隔值TM1与TM2交给故障检测机构50。再者，记忆于间隔设定机构71的间隔值TM1 与TM2,可根据控制部1侧的下载而为可变更之物。
[0119] 故障检测机构50如图8所示，为由ISTo撷取机构51、IDXo撷取机构52、子站地 址指定检测机构53、TM计量机构55、符号化机构56及数据追加机构57所构成。
[0120] ISTo撷取机构51，为从接收管理控制数据撷取机构42传来的管理控制信号的数 据并将其中的第一管理控制数据ISTo予以撷取，然后使撷取的数据交给子站地址指定检 测机构53。另外，IDXo撷取机构52,为从接收管理控制数据撷取机构42传来的管理控制 信号的数据并将其中的第二管理控制数据IDXo予以撷取，然后使撷取的数据交给子站地 址指定检测机构53。另外，在子站地址指定检测机构53中有从子站自身地址设定机构44 所交付的子站自身地址数据。
[0121] 子站地址指定检测机构53将第二管理控制数据IDXo与子站自身地址的数据值予 以比较，在数据一致时对应第一管理控制数据ISTo将预定的数据交付至符号化机构56或 数据追加机构57。也就是说，第一管理控制数据ISTo根据间隔时间指示出故障检测的数据 情形时，将故障检测指令数据交付至符号化机构56或数据追加机构57。
[0122] TM计量机构55为根据：从基准站输出入变化检测机构49所交付的开始触发、从 子站自身输出入变化检测机构47所交付的结束触发、以及从间隔设定机构71所交付的临 界值（第一间隔值TM1或第二间隔值TM2)而进行故障检测处理。也就是说，如图10所示， 将显示基准数据变化的开始触发输入时To至显示子站自身数据变化的结束触发Τη为止的 时间差，判断是否在第一间隔值ΤΜ1或第二间隔值ΤΜ2所预先设定的容许范围内。接下来， 其时间差在容许范围内（第一间隔值ΤΜ1以上，第二间隔值ΤΜ2以下）的情况则将显示正常 状态的信息，及其时间差为小于第一间隔值ΤΜ1 (图10中结束触发在Ts的情况）的情况则 将显示第一故障状态的信息，以及在大于第二间隔值TM2 (图10中结束触发在T1的情况） 的情况将表示出第二故障状态的信息，予以输出至符号化机构56。或者，将时间差数据交付 至数据追加机构57。
[0123] 如同前述，开始触发以开始变化方向指示值ST及结束触发以结束变化方向指示 值ET所定义的变化方向于相同方向数据进行变化时，交付至故障检测机构50。因此，故障 检测机构50能藉由开始变化方向指示值ST与结束变化方向指示值ET的设定，即使在取得 基准数据或子站自身数据的任何变化的情况皆能对应。再者，图10中，分别将（a)基准数 据与子站自身数据的双方自〇变化至1的情况、（b)基准数据自「0」变化至「1」的情况，子 站自身数据自「1」变化至「〇」的情况、（c)基准数据自「1」变化至「0」的情况，子站自身数 据自「〇」变化至「1」的情况（d)基准数据与子站自身数据的双方自「1」变化至「0」的情况 与以显示。
[0124] 符号化机构56根据从子站地址指定检测机构53所交付的第一管理控制数据 ISTo,将从TM计量机构55经输出的正常状态、第一故障状态及第二故障状态所显示的情报 变换为预定的符号数据，交付至管理监视数据发送机构46。
[0125] 数据追加机构57根据从子站地址指定检测机构53所交付的第一管理控制数据 ISTo,将从TM计量机构55所交付的时间差数据、连着第一管理监视数据STi作为第二管理 监视数据IDXi交付至管理监视数据发送机构46。
[0126] 此时，交付至管理监视数据发送机构46的第一管理监视数据STi，也就是说，表示 出正常状态、第一故障状态及第二故障状态的符号数据为采用「0」以外的值。因此，作为管 理监视数据所发送的为「0」以外的数据。也就是说，在管理监视数据为「0」时自输入子站 7所输出的信息处于未藉由共同数据信号线DP、DN传送至主站的状态。因此，此时能判断 为共同数据信号线DP、DN的断线。
[0127] 子站输出部60的MCU将位于子站输出部70的MCU的监视数据发送机构46作为 控制数据撷取机构81，将输入机构72作为输出机构82。控制数据撷取机构81从地址撷取 机构43所交付的控制数据信号将数据值予以撷取，将其作为串行数据交付至输出机构82。 再者，从控制数据信号所撷取的数据值作为子站自身数据也交付至子站自身输出入变化检 测机构47。输出机构82将控制数据撷取机构81所交付的串行数据变换为并列（parallel) 数据输出至输出部8,而使输出部8执行预定的动作。另外，子站输出部60的MCU及其它构 成因与子站输入部70的MCU的构成相同，而将其说明予以省略。
[0128] 接下来，针对上述构成的控制监视信号传输系统中故障检测方法的顺序予以说 明。
[0129] 控制部1于适当设定的时序或藉由利用者任意的输入指示，将指示检测输出部8 或输入部9的故障检测的管理控制数据14输出至主站2。接收到此控制并列数据的主站2 将要求检测是否有输入信号线的断线检测的信息的第一管理控制数据ISTo、及指定记忆于 IDX地址数据表数据群的其中一个的第二管理控制数据IDXo予以输出。再者，在主站2的 管理数据部22中，已经将如图12所示的IDX地址数据表制作完成，在每个由起始信号ST 及接在后面的控制监视数据区域所构成的一传输周期，利用第二管理控制数据IDXo将先 头地址依序分配指定给所有子站4、6、7。
[0130] 藉由第二管理控制数据IDXo而进行的IDX地址数据表的数据的指定为依照数据 表编号顺序而进行。亦即，首先表格编号1的索引地址数据（index address data) (#ad0) 所选择的第二管理控制数据IDXo被输出。然后在每个传输周期（cycle)依序变更为与子 站分类数据为1的各表格编号对应的前头地址数据。但是，并没有限制于利用第二管理控 制数据IDXo来指定IDX地址数据表的数据的顺序，亦可例如依照机能来决定的优先顺位。
[0131] 子站7于第二管理控制数据IDXo与该子站自身的地址为一致时，自故障检测机 构50予以输出，根据表示出为第一故障状态或第二故障状态或正常的情形中，将作为表示 出异常或正常的数据所构成的管理监视信号重迭至管理监视数据区域中。主站2接收此数 据，自管理监视信号撷取管理监视数据而交付至管理部1。
[0132] 控制部1为根据第一管理监视并列数据16的内容而进行预定的处理。具体来说， 如第一管理监视并列数据16在表示出为异常则进行异常表示。另外，管理监视数据为0的 情形时，判断为共同数据信号线DP、DN的断线，进行表示其主旨。
[0133] 在经过以上顺序的控制部1中，能掌握关于子站7所对应输入部9的连接异常与 内部回路有无异常的状态。
[0134] 再者，为临界值的第一间隔值TM1或第二间隔值TM2,能从控制部侧予以适当变 更。在此情形下，将表示出所变更的第一间隔值TM1值及第二间隔值TM2的数据，与变更后 的第一间隔值TM1值及第二间隔值TM2的数据重迭至管理控制数据区域，而于输入子站7 或输出子站8侧将其撷取即可。
[0135] 在本控制监视信号传输系统中间隔时间的计量数据也能与监测相异的数据。此状 况下，于图8中虚线所示设置闸控机构62,对于此闸控机构62于输入监测的对象的数据63 的同时，自子站地址指定检测机构53将切换间隔时间的计量数据与监测数据63所需的指 令数据与以输出。接下来，将作为第一管理控制数据ISTo的输入监视指令数据自主站2藉 由发送至所对应的输出入子站4、输出子站6、输入子站7,控制部1通过闸控机构62,能掌 握TM计量机构55的间隔时间的计量数据与监测数据63作为管理监视数据予以切换并予
【权利要求】
1. 一种故障检测方法，系运用于一控制监视信号传输系统，其中主站与数个子站以共 同数据信号线连接，并藉由传输同步方法进行数据传输，其特征在于，该故障检测方法为： 在该共同数据讯号线所传输的传输信号中设置一管理数据区域，该管理数据区域为相 异于由控制信号的数据及监视信号的数据所构成的控制监视数据区域； 该子站为将预定的其它子站作为基准站，并将对于该基准站的控制数据或自该基准站 所送出的监视数据作为基准数据而自该传输信号予以取得； 将自该基准数据所指定变化方向的变化开始，至对于子站自身所对应的输出部的输出 数据或来自子站自身所对应的输入部得到的输入数据所指定变化方向的变化为止的时间， 予以作为间隔时间而得到，将该间隔时间予以比较于预定的临界值，而判断出与该临界值 的差：在容许范围内的状况为正常、在小于该容许范围的状况为第一故障状态、以及在大于 该容许范围的状况为第二故障状态，并将由表示出该第一故障状态或该第二故障状态的数 据所构成的信号予以重迭至该管理数据区域。
2. 如权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，该管理数据区域为由来自该主站 的数据所重迭的管理控制数据区域以及来自该子站的数据所重迭的管理监视数据区域所 构成，将来自该子站而重迭于该管理监视数据区域的数据设定为〇以外的数据，而在该主 站中自该管理监视数据区域撷取的数据为〇时，判断出该共享数据信号线为断线。
3. 如权利要求1或2所述的故障检测方法，其特征在于，该子站将表示出该间隔时间的 数据所构成的信号以及由其它的监测数据所构成的信号予以交互切换并予以重迭至该管 理数据区域。
4. 一种子站终端站，其特征在于，其包含： 同步机构，连接于与主站为连接的共享数据信号线，用以取得与该主站的传输同步； 基准站输出入变化检测机构，将预定的其它子站作为基准站，并将对于该基准站的控 制数据或自该基准站所送出的监视数据作为基准数据而自该共享数据信号线所传送的该 传输信号予以取得，检测出该基准数据的预先指定变化方向的变化，而将之作为开始触发 予以输出； 子站自身输出入变化检测机构，对于子站自身所对应的输出部的输出数据或来自子站 自身所对应的输入部的输入数据所预先指定变化方向的变化予以检测，而将之作为结束触 发予以输出； 故障检测机构，将自该开始触发至该结束触发为止的时间作为间隔时间而得到，将该 间隔时间予以比较于预定的临界值，而判断与该临界值的差：在容许范围内的状况为正常、 为小于该容许范围的状况为第一故障状态、以及为大于该容许范围的状况为第二故障状 态； 基准站参考地址设定机构，系将指定该基准站的基准站地址、该基准数据的种类以及 该基准数据的变化方向予以设定； 子站自身地址设定机构，系将该子站自身的地址、以及该输出数据或该输入数据的变 化方向予以设定； 间隔设定机构，系将成为该临界值的间隔值予以设定；以及 管理监视数据发送机构，将表示出该第一故障状态或该第二故障状态的数据所构成的 信号予以重迭至该传输信号。
5.如权利要求4所述的子站终端站，其特征在于，该故障检测机构系将间隔时间的计 量数据以及其它的监测数据予以交互切换，并予以输出至该管理监视数据发送机构。
【文档编号】H04Q9/00GK104126311SQ201280070276
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2012年2月22日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】锦户宪治, 楠元省太郎 申请人:株式会社爱霓威亚