控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種控制系統，將控制裝置和多個輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接，輸入輸出裝置檢測接收到的串行數據的相位和基準時鐘的相位之間的差，如果該差超過了閾值則輸出判定信號，并記錄判定信號的輸出次數。并且，控制裝置取得由各輸入輸出裝置記錄的判定信號的次數，并根據該取得的次數來確定噪音的混入路徑。
【專利說明】
控制系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種控制系統，特別涉及一種能夠確定針對進行了雛菊鏈連接的輸入輸出裝置的噪音混入路徑的控制系統。
【背景技術】
[0002]在通過串行通信將控制裝置和輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接的控制系統中，作為產生裝置間的通信錯誤的要因有外部噪音。特別在工廠等FA環境所使用的控制系統中，有很多由于外部噪音的原因而產生通信錯誤的情況，于是尋求其對策。由于外部噪音造成的通信錯誤難以確定噪音的混入路徑，所以大多不能夠確定其原因或需要長時間來查明原因，為了盡早解決問題判別噪音的混入路徑是很重要的。
[0003]目前，在日本特開2011-103545號公報中公開以下技術，即對有可能混入外部噪音的多個電路的每一個連接外部噪音檢測部，并且將這些通過外部噪音檢測部檢測出的數據保存在記錄單元中，通過將該保存了的數據和正常時的數據進行比較，來確定噪音的種類和混入路徑。
[0004]但是，為了導入上述技術，需要將檢測電路與所有外部噪音混入路徑連接，所以一般電路規模變大，其結果會有導致成本升高的問題。
[0005]另外，日本特開2010-004144號公報中公開一種具備串行通信功能的控制設備，該控制設備具有將由于外部噪音等而產生的串行數據的上升沿或下降沿的相位和基準時鐘相位之間的差作為相位數據輸出的相位檢測電路。
[0006]但是，在上述控制設備中，雖然能夠通過檢測由于外部噪音而產生的上述相位差來檢測有無外部噪音的侵入，但是不能夠確定該外部噪音混入路徑。
【發明內容】
[0007]本發明是鑒于上述情況而發明的，其目的為提供一種控制系統，在該控制系統中應用上述日本特開2010-004144號公報所公開的發明，通過串行通信將控制裝置和輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接，能夠確定成為產生通信錯誤的原因的外部噪音的混入路徑。
[0008]本發明的控制系統中，對具有串行通信功能的控制裝置和具有時鐘重整功能的多個輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接，上述輸入輸出裝置具備:相位檢測電路，其檢測通過串行通信接收到的串行數據的上升沿或下降沿的相位，并將上述串行數據的上升沿或下降沿的相位和基準時鐘相位之間的相位差作為相位差數據而輸出；相位判定電路，其判定從上述相位檢測電路輸出的上述相位差數據是否超過了預先設定的范圍，并在判定為上述相位差數據超過了預先設定的范圍的情況下輸出判定信號；以及第一記錄單元，其記錄上述相位判定電路所輸出的上述判定信號的次數。另一方面，上述控制裝置具備:取得單元，其通過上述串行通信功能取得上述輸入輸出裝置的第一記錄單元所記錄的各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數;噪音確定單元，其根據通過上述取得單元取得的上述各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數來確定噪音的混入路徑；以及通知單元，其通知通過上述噪音確定單元確定的噪音的混入路徑。
[0009]上述控制裝置還具備:輸入單元，其輸入與上述多個輸入輸出裝置連接的電源裝置的連接方式；以及第二記錄單元，其記錄通過上述輸入單元輸入的上述電源裝置的連接方式，另外，上述噪音確定單元可以構成為，根據通過上述串行通信功能取得的上述各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數、通過上述第二記錄單元記錄的上述電源裝置的連接方式來確定噪音的混入路徑。
[0010]根據本發明，能夠不準備外部噪音檢測部等特別的結構而確定噪音的混入路徑，另外，能夠判別噪音的混入路徑是串行通信的信號線還是與輸入輸出裝置連接的電源線，進一步能夠判別來自電源線的噪音是由于電源裝置引起的還是從連接輸入輸出裝置和電源裝置的電纜混入的。
【附圖說明】
[0011]參照【附圖說明】以下的實施例，能夠更加明確本發明的上述以及其他目的和特征。
[0012]圖1是說明本發明一個實施方式的控制系統的圖。
[0013]圖2是在構成圖1的控制系統輸入輸出裝置內分別設置的噪音檢測電路的結構圖。
[0014]圖3是構成圖1的控制系統的輸入輸出裝置的主要部分框圖。
[0015]圖4A和圖4B是用于說明本發明第一實施方式的確定混入到控制系統的電源部中的外部噪音的混入路徑的方法的圖。
[0016]圖5是本發明第一實施方式的通知混入到控制系統的電源部中的外部噪音的混入路徑的例子。
[0017]圖6A和圖6B是用于說明本發明第一實施方式的確定混入到控制系統的通信線中的外部噪音的混入路徑的方法的圖。
[0018]圖7是本發明第一實施方式的通知混入到控制系統的通信線中的外部噪音的混入路徑的例子。
[0019]圖8是本發明第二實施方式的輸入控制系統的電源裝置的連接方式的畫面例。
[0020]圖9A圖9B是用于說明本發明第二實施方式的確定混入到控制系統的電源部中的外部噪音的混入路徑的方法的圖。
[0021]圖10是本發明第二實施方式的通知混入到控制系統的電源部中的外部噪音的混入路徑的例子。
【具體實施方式】
[0022]〈第一實施方式〉
[0023]首先，參照圖1說明本發明一個實施方式的控制系統。
[0024]控制系統I構成為，將多個輸入輸出裝置21?25與具有串行通信功能的控制裝置10進行雛菊鏈連接。各輸入輸出裝置21?25的結構為，在接收來自上游裝置的通信數據的電路和接收來自下游裝置的通信數據的電路中分別設置噪音檢測電路(后述)。另外，各輸入輸出裝置21?25從多個電源裝置31?33接收電力供給。
[0025]圖2是在圖1所示的輸入輸出裝置21?25內分別設置的噪音檢測電路50的結構圖。
[0026]如圖2所示，噪音檢測電路50由相位檢測電路51和相位判定電路54構成，但是這些相位檢測電路51和相位判定電路54與上述日本特開2010-004144號公報中分別公開的內容相同。
[0027]相位檢測電路51檢測通過設備所具備的串行通信功能而接收到的串行數據的上升沿或下降沿的相位，并將該檢測出的相位和來自基準時鐘電路53的基準時鐘的相位之間的差異(相位差)作為相位數據而輸出。
[0028]如果在噪音環境下外部噪音混入串行數據中，則該串行數據會產生波形失真。如果串行數據產生波形失真，則接收到該串行數據的相位檢測電路51檢測出比平常大的相位差，并將該檢測出的相位作為相位數據輸出給相位判定電路54。相位判定電路54判定從相位檢測電路51輸出的相位數據是否超過預先設定的范圍，如果判定為上述相位數據超過了預先設定的范圍則輸出判定信號。
[0029]噪音檢測電路50被內置在控制輸入輸出裝置21?25的通信的LSI中。噪音檢測電路50被內置在控制輸入輸出裝置的串行通信的LSI中，由此有不需要在外部設置檢測電路等而能夠節省成本和節省空間、簡化電路的優點。
[0030]另外，輸入輸出裝置21?25具備記錄噪音檢測電路50(相位判定電路54)在一定時間內輸出的判定信號的輸出次數的記錄單元55。該記錄單元55可以為上述通信控制LSI的內部存儲器(計數器)。此時，將合并了噪音檢測電路50和記錄單元55的裝置稱為噪音計數器40。
[0031]如圖3所示，控制裝置10可經由串行通信線與各輸入輸出裝置21、22、……通信，通過串行通信功能取得與控制裝置10連接的各輸入輸出裝置的通信LSI內部所記錄的判定信號的次數。各輸入輸出裝置21、22、……具備接收來自上游裝置(控制裝置10或輸入輸出裝置21、22、……)的通信數據的第一噪音計數器、接收來自下游的輸入輸出裝置22、23、……的通信數據的第二噪音計數器。例如，在圖3中，輸入輸出裝置21具備接收來自上游的控制裝置10的通信數據的上游側噪音計數器41a、接收來自下游的輸入輸出裝置22的通信數據的下游側噪音計數器41b。
[0032]關于控制裝置10從各輸入輸出裝置21、22、……取得計數器值的定時有每隔某固定周期或傳輸周期將起始位設為觸發等方法。并且，根據所取得的各輸入輸出裝置的判定信號的次數來確定噪音的混入路徑，并且將確定的噪音混入路徑顯示在控制裝置10的畫面上。
[0033]在上述控制系統I中，當混入了外部噪音時，如下述那樣噪音計數器的值有上升的傾向。利用這些傾向來確定噪音的混入路徑。
[0034]情況I:當外部噪音混入輸入輸出裝置21、22、……的電源部(電源裝置31、32、……以及電源線)時:
[0035]只有外部噪音混入了電源部的輸入輸出裝置內部的上游以及下游側雙方的噪音計數器、上述輸入輸出裝置的下游側的輸入輸出裝置的內部的上游側噪音計數器、上述輸入輸出裝置的上游側的輸入輸出裝置的內部的下游側噪音計數器的計數器值上升。
[0036]情況2:當外部噪音混入連接輸入輸出裝置和輸入輸出裝置的通信線時:
[0037]只有從混入了外部噪音的通信線來看上游側輸入輸出裝置內部的下游側噪音計數器、從上述通信線來看下游側的輸入輸出裝置內部的上游側噪音計數器的計數器值上升。另外，因為噪音在上游方向和下游方向以相同條件混入到串行通信信號中，所以2個上述噪音計數器的值相等。因此通過比較噪音計數器的值，能夠與外部噪音混入電源部的情況分開。
[0038]以下，詳細描述上述情況I和情況2。
[0039]〈情況1>
[0040]首先，考慮當外部噪音混入了特定的輸入輸出裝置的電源部(電源裝置以及電源線)時的噪音混入路徑的確定方法。
[0041 ] 例如，如圖4A所示，當外部噪音混入到輸入輸出裝置23的電源裝置31時噪音混入路徑的確定如下所述。另外，以下如圖4B所示，輸入輸出裝置22具備上游側噪音計數器42a和下游側噪音計數器42b，輸入輸出裝置23具備上游側噪音計數器43a和下游側噪音計數器43b，輸入輸出裝置24具備上游側噪音計數器44a和下游側噪音計數器44b。
[0042 ][圖4A中從控制裝置1到輸入輸出裝置22的路徑]
[0043]在上述路徑上串行通信信號為了不受外部噪音的影響，輸入輸出裝置21所具備的上游側噪音計數器41a以及輸入輸出裝置22所具備的上游側噪音計數器42b的計數器值不上升。
[0044][從輸入輸出裝置22到輸入輸出裝置23的路徑]
[0045]從輸入輸出裝置22發送到輸入輸出裝置23的串行通信信號是正常的通信信號。但是，如圖4A所示，由于外部噪音混入到輸入輸出裝置23的電源裝置31中，所以在輸入輸出裝置23內部的電路中串行通信信號的波形失真。因此，在輸入輸出裝置23所具備的上游側噪音計數器43a中計數器值上升。
[0046][從輸入輸出裝置23到輸入輸出裝置24的路徑]
[0047]由于外部噪音混入到輸入輸出裝置23的電源裝置31中，所以從輸入輸出裝置23發送到輸入輸出裝置24的通信信號為異常的通信信號。此時，在輸入輸出裝置24所具備的上游側噪音計數器44a中計數器值上升。
[0048][從輸入輸出裝置24開始后段的路徑]
[0049]在具有時鐘重整功能的輸入輸出裝置中，如果將串行信號輸入到該輸入輸出裝置的內部，則該串行信號在該輸入輸出裝置內部的控制用LSI內的電路中暫時作為位流數據而被緩沖，然后根據該輸入輸出裝置的內部動作時鐘作為串行信號而被輸出。
[0050]因此，雖然被輸入到輸入輸出裝置24中的通信信號成為異常信號，但是從該輸入輸出裝置24輸出的通信信號成為不包括噪音造成的失真的正常波形。因此在輸入輸出裝置24以后的輸入輸出裝置內部的噪音計數器中計數器值不上升。
[0051 ][從輸入輸出裝置24到輸入輸出裝置23的路徑]
[0052]從輸入輸出裝置24發送來的通信信號由于在輸入輸出裝置23中的電源裝置31中混入了外部噪音，所以輸入輸出裝置23中接收到異常的通信信號。因此，在輸入輸出裝置23所具備的下游側噪音計數器43b中計數器值上升。
[0053][從輸入輸出裝置23到輸入輸出裝置22的路徑]
[0054]由于外部噪音混入到輸入輸出裝置23的電源裝置31中，所以從輸入輸出裝置23發送到輸入輸出裝置22的通信信號成為異常的通信信號。此時，在輸入輸出裝置22所具備的下游側噪音計數器42b中計數器值上升。
[0055][從輸入輸出裝置22開始前段的路徑]
[0056]從輸入輸出裝置22輸出到上游方向的通信信號是正常的通信信號。因此，在輸入輸出裝置22上游方向的噪音計數器中計數器值不上升。
[0057]控制裝置10取得在上述各個階段得到的噪音計數器的值，將所取得的噪音計數器的值保存在控制裝置10內的存儲裝置中。如果觀察保存在存儲裝置中的數據，則知道在輸入輸出裝置22所具備的下游側噪音計數器42b、輸入輸出裝置23所具備的上游側以及下游側的噪音計數器43a，43b、輸入輸出裝置24所具備的上游側噪音計數器44a中計數器值上升。
[0058]在得到以上的計數器值時，確定為輸入輸出裝置23的電源部(電源線以及電源裝置)中有外部噪音的混入。并且，將這樣確定的地點例如如圖5所示那樣顯示在控制裝置10的畫面上并通知給操作員。通知的方法可以不是畫面而是LED或燈。
[0059]〈情況2>
[0060]接著，考慮外部噪音混入到將輸入輸出裝置和輸入輸出裝置之間進行連接的通信線時的噪音混入路徑的確定方法。
[0061]例如，如圖6A所示，如以下那樣來確定當外部噪音混入到將輸入輸出裝置22和輸入輸出裝置23之間進行連接的通信線時的噪音混入路徑。
[0062][從數值控制裝置10到輸入輸出裝置22的路徑]
[0063]在上述路徑上串行通信信號為了不受外部噪音的影響，在輸入輸出裝置21所具備的上游側噪音計數器41a(未圖示)和輸入輸出裝置22所具備的上游側噪音計數器42a中計數器值不上升。
[0064][從輸入輸出裝置22到輸入輸出裝置23的路徑]
[0065]因為從連接輸入輸出裝置22和23的通信線混入外部噪音，所以認為輸入到輸入輸出裝置23中的串行通信信號的波形失真。因此，在輸入輸出裝置23所具備的上游側噪音計數器43a中計數器值上升。
[0066][從輸入輸出裝置23開始后段的路徑]
[0067]如上所述，在具有時鐘重整功能的輸入輸出裝置中即使輸入失真的通行波形也輸出正常的通信信號。因此，即使對具備了時鐘重整功能的輸入輸出裝置23輸入失真的通信波形，從該輸入輸出裝置23輸出的數據為正常的數據，其結果為，在輸入輸出裝置24的下游側輸入輸出裝置25、……的內部的噪音計數器中計數器值不上升。
[0068][從輸入輸出裝置23到輸入輸出裝置22的路徑]
[0069]因為從連接輸入輸出裝置22和23之間的通信線混入外部噪音，所以認為從輸入輸出裝置23輸入到輸入輸出裝置22中的串行通信信號的波形失真。因此，在輸入輸出裝置22所具備的下游側噪音計數器42b中計數器值上升。
[0070][從輸入輸出裝置22開始前段的路徑]
[0071]從輸入輸出裝置22向上游方向輸出的通信信號是正常的通信信號。因此，在輸入輸出裝置21所具備的下游側噪音計數器41b中(未圖示)計數器值不上升。
[0072]控制裝置10從各個輸入輸出裝置取得上述得到的噪音計數器的值，并將該值保存到控制裝置內的存儲裝置中。當根據保存的上述數據，在輸入輸出裝置22所具備的下游側噪音計數器42b和輸入輸出裝置23所具備的上游側噪音計數器43a中判定信號的數值正在上升時，判定為輸入輸出裝置22和輸入輸出裝置23之間的通信線中有外部噪音混入。并且，例如如圖7所示那樣，將該確定的地點顯示控制裝置的畫面上，并通過LED等通知給操作員。
[0073]這樣，在本實施方式的控制系統中，能夠不準備外部噪音檢測部等特別的結構而確定噪音的混入路徑，另外，能夠判別噪音的混入路徑是串行通信的信號線還是與輸入輸出裝置連接的電源線。
[0074]〈第二實施方式〉
[0075]在本實施方式的控制系統中，根據電源裝置對多個輸入輸出裝置的連接方式的信息，來確定混入電源部的電源裝置和電源線中的外部噪音的混入路徑。本實施方式的控制系統的基本結構與第一實施方式的相同。
[0076]這里由電源裝置提供輸入輸出裝置的動作電源。該電源裝置不需要與輸入輸出裝置I對I地連接。倒不如說是大多情況下以省空間和削減成本作為目的，而從一個電源裝置對多個輸入輸出裝置提供電源。
[0077]控制裝置10的結構為，能夠輸入與上述那樣連接的多個輸入輸出裝置進行連接的電源裝置的連接方式。圖8的例子是，作為主裝置的控制裝置10與成為η個從裝置(slave)的輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接，對此設電源裝置有X個，將從哪個電源裝置向分別成為從裝置的輸入輸出裝置提供電源輸入到控制裝置10的畫面中。通過控制裝置10所具有的記錄單元(未圖示)將已輸入的電源連接方式保存到控制裝置10的內部。
[0078]控制裝置10根據通過串行通信功能而取得的各輸入輸出裝置的判定信號的次數、通過控制裝置10的記錄單元記錄的各輸入輸出裝置的電源連接方式來確定噪音的混入路徑。
[0079]如第一實施方式說明的那樣，關于外部噪音混入到電源部(電源線以及電源裝置)中的情況和外部噪音混入到通信線中的情況，能夠根據通過串行通信功能而取得的各輸入輸出裝置的判定信號的次數來進行判別。但是，當在機床內部配置多臺輸入輸出裝置時，輸入到輸入輸出裝置中的電源大多從某種程度共用的電源裝置輸入。這里，當上述電源裝置中混入了外部噪音時，考慮外部噪音從上述電源裝置混入到與該電源裝置連接的輸入輸出裝置所有的電源部中。
[0080]例如，如圖9A所示，考慮由一個電源裝置31對輸入輸出裝置21、22的兩個輸入輸出裝置提供電源，另外由一個電源裝置32對輸入輸出裝置23?25的三個輸入輸出裝置提供電源的連接方式的控制系統I。
[0081]為了確定針對任意的輸入輸出裝置是否連接了任意的電源裝置，對控制裝置10輸入與各輸入輸出裝置21?25連接的電源裝置的略稱。此時，例如當電源裝置31中有外部噪音混入時，針對與電源裝置31連接的輸入輸出裝置21和輸入輸出裝置22同樣會混入外部噪音。因此，與第一實施方式同樣地進行考慮時，如圖9B所示，輸入輸出裝置21所具備的上游側以及下游側噪音計數器41a、41b和輸入輸出裝置22所具備的上游側和下游側噪音計數器42a、42b以及輸入輸出裝置23所具備的上游側噪音計數器43a的值上升。因此，如第一實施方式說明的那樣，通過分析各噪音計數器的值，控制裝置10能夠確定在輸入輸出裝置21和輸入輸出裝置22的電源部有外部噪音混入。
[0082]進一步，根據輸入到控制裝置10中的電源裝置的連接方式的信息可知輸入輸出裝置21和輸入輸出裝置22與同一個電源裝置31連接，所以能夠判定為在電源裝置31中有外部噪音混入。并且，可以如圖10所示那樣將確定的地點顯示在控制裝置10的畫面上，也可以通過LED等通知給操作員。
[0083]另外，假設在輸入輸出裝置21所具備的下游側噪音計數器41b、輸入輸出裝置22所具備的上游側和下游側噪音計數器42a，42b以及輸入輸出裝置23所具備的上游側噪音計數器43a的值上升的情況下，如第一實施方式所說明的那樣，控制裝置10能夠確定在輸入輸出裝置22的電源部有外部噪音混入。
[0084]并且，根據輸入到控制裝置10中的電源裝置的連接方式的信息可知輸入輸出裝置21和輸入輸出裝置22與同一個電源裝置31連接。這里，如果噪音混入到電源裝置31中，則輸入輸出裝置21所具備的噪音計數器41a的值也應該上升，但是如上所述噪音計數器41a的值沒有上升，因此控制裝置10能夠判定為電源裝置31中沒有外部噪音混入，而是在連接電源裝置31和輸入輸出裝置22之間的電纜中有外部噪音混入。
[0085]這樣，在本實施方式的控制系統中，通過控制裝置的記錄單元記錄各輸入輸出裝置的電源連接方式的信息，根據該電源的連接方式的信息和在各輸入輸出裝置的噪音計數器中被計數的判定信號的次數，能夠判別來自電源線的噪音是在電源裝置中引起的還是從連接輸入輸出裝置和電源裝置的電纜混入的。
[0086]以上說明了本發明的實施方式，但是本發明不僅限定于上述的實施方式的例子，而能夠通過增加適當的變更以各種方式來實施。
[0087]例如，在第二實施方式中，控制系統的電源裝置的連接方式是通過手動輸入，但是在使用具備能夠取得電源裝置相關的信息的結構的輸入輸出裝置的情況下，也可以是自動取得關于電源裝置的連接方式的信息的結構。
【主權項】
1.一種控制系統，對具有串行通信功能的控制裝置和具有時鐘重整功能的多個輸入輸出裝置進行雛菊鏈連接，其特征在于， 上述輸入輸出裝置具備: 相位檢測電路，其檢測通過串行通信接收到的串行數據的上升沿或下降沿的相位，并將上述串行數據的上升沿或下降沿的相位與基準時鐘相位之間的相位差作為相位差數據而進行輸出； 相位判定電路，其判定從上述相位檢測電路輸出的上述相位差數據是否超過了預先設定的范圍，并在判定為上述相位差數據超過了預先設定的范圍的情況下輸出判定信號；以及 第一記錄單元，其記錄上述相位判定電路所輸出的上述判定信號的次數， 上述控制裝置具備: 取得單元，其通過串行通信功能取得上述輸入輸出裝置的第一記錄單元所記錄的各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數； 噪音確定單元，其根據通過上述取得單元取得的上述各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數來確定噪音的混入路徑；以及 通知單元，其通知通過上述噪音確定單元確定的噪音的混入路徑。2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于， 上述控制裝置還具備: 輸入單元，其輸入與上述多個輸入輸出裝置連接的電源裝置的連接方式；以及 第二記錄單元，其記錄通過上述輸入單元輸入的上述電源裝置的連接方式， 上述噪音確定單元被構成為，根據通過上述串行通信功能取得的上述各輸入輸出裝置的上述判定信號的次數、通過上述第二記錄單元記錄的上述電源裝置的連接方式來確定噪音的混入路徑。
【文檔編號】G05B19/042GK106054691SQ201610218836
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月8日 公開號201610218836.8, CN 106054691 A, CN 106054691A, CN 201610218836, CN-A-106054691, CN106054691 A, CN106054691A, CN201610218836, CN201610218836.8
【發明人】吉田幸平, 佐古田恭庸
【申請人】發那科株式會社