开关系统和开关的制作方法

1.本发明涉及开关系统和开关。


背景技术：

2.作为将控制器与多个开关连接的方法，有将多个开关与控制器串联连接的方法。例如在专利文献1中，公开了对高功能单元串联连接多个非接触门开关。例如在专利文献1的非接触门开关中，安装于门的固定框侧的传感器部检测安装于开闭的门侧的动作体的远离接近、即门的开闭。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特许第4736793号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.以往，在全部的非接触门开关的传感器部检测到动作体的接近的情况下，向高功能单元输入规定图案(pattern)的信号，在任一个非接触门开关的传感器部未检测到动作体的接近的情况下，不向高功能单元输入规定图案的信号。因此，在将非接触门开关安装于门的情况下，能够判定全部的门是否关闭，但无法单独地判定每个门的开闭状态。
8.本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够单独地判定每个开关的动作体是否接近检测部的技术。
9.用于解决课题的手段
10.本公开的开关系统具备控制器、多个开关以及将所述控制器和所述多个开关连接成环状的信号线，从所述控制器发送到作为所述多个开关中的一个开关的第1开关的信号依次经由所述多个开关，从作为所述多个开关中的一个开关的第2开关返回到所述控制器，在所述开关系统中，所述多个开关各自具有：动作体；检测部，其检测所述动作体的接近；接收部，其经由所述信号线接收所述信号；控制部，其使所述信号包含表示所述动作体是否接近所述检测部的接近信息；以及发送部，其经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，所述控制器从所述第2开关接收的所述信号中包含所述多个开关各自的所述接近信息。
11.由控制器接收的信号包含表示多个开关各自的动作体是否接近检测部的接近信息。控制器通过分析接收到的信号，能够针对多个开关分别单独地判定动作体是否接近检测部。通过在多个门分别安装多个开关，控制器能够单独地判定各门的开闭状态。
12.也可以是，所述信号中的与所述多个开关各自的对应的部分包含所述多个开关各自的所述接近信息。控制器通过分析接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分，能够针对多个开关分别单独地判定动作体是否接近检测部。
13.在本公开的开关系统中，也可以是，所述信号具有第1值和第2值，所述多个开关的
所述控制部在所述动作体接近所述检测部的情况下，将所述信号中的与所述多个开关各自对应的部分设为所述第1值，在所述动作体未接近所述检测部的情况下，将所述信号中的与所述多个开关各自对应的部分设为所述第2值。在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为第1值的情况下，控制器判定为动作体接近检测部。在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为第2值的情况下，控制器判定为动作体未接近检测部。
14.在本公开的开关系统中，也可以是，所述第1值为高电平，所述第2值为低电平。控制器在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为高电平的情况下，判定为动作体接近检测部，在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为低电平的情况下，判定为动作体未接近检测部。也可以是，所述第1值为低电平，所述第2值为高电平。在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为低电平的情况下，控制器判定为动作体接近检测部。在接收到的信号中的与多个开关各自对应的部分为高电平的情况下，控制器判定为动作体未接近检测部。
15.在本公开的开关系统中，也可以是，所述控制器使对所述第1开关发送的所述信号包含用于请求表示所述开关的状态的状态信息的请求信息，所述多个开关的所述控制部基于所述信号中包含的所述请求信息判定是否被请求了所述状态信息，在被请求了所述状态信息的情况下，使所述信号包含所述状态信息，所述控制器从所述第2开关接收的所述信号中包含所述多个开关中的至少一个开关的所述状态信息。控制器通过对接收到的信号进行分析，能够取得多个开关中的至少一个开关的状态信息。
16.在本公开的开关系统中，也可以是，所述多个开关的所述控制部判定所述信号中是否包含规定图案，在所述信号中包含所述规定图案的情况下，选择第1模式，在所述信号中不包含所述规定图案的情况下，选择第2模式，在所述第1模式中，所述控制部使所述信号包含所述接近信息，所述发送部经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为第1状态并且所述动作体接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第1状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第1状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为第1状态并且所述动作体未接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号变更为第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为所述第2状态的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号。控制器通过分析接收到的信号，能够针对多个开关分别单独地判定动作体是否接近检测部。此外，控制器通过分析接收到的信号，能够判定是否为全部开关的动作体接近检测部，或者多个开关中的至少一个开关的动作体未接近检测部。
17.在本公开的开关系统中，也可以是，所述第1状态为接通(on)状态，所述第2状态为断开(off)状态。在本公开的开关系统中，也可以是，所述第1状态为断开状态，所述第2状态为接通状态。在本公开的开关系统中，所述控制器也可以在向所述第1开关发送包含所述规定图案的所述信号之前，向所述第1开关发送不包含所述规定图案的所述信号。首先，控制器向第1开关发送不包含规定图案的信号，从第2开关接收第1状态或第2状态的信号。控制器通过分析第1状态或第2状态的信号，能够判定是否为全部开关的动作体接近检测部。接着，控制器对第1开关发送包含规定图案的信号，从第2开关接收包含接近信息的信号。控制器通过分析包含接近信息的信号，能够针对多个开关分别单独地判定动作体是否接近检测
部。
18.在本公开的开关系统中，也可以是，所述信号线具有第1信号线和第2信号线，所述控制器经由所述第1信号线向所述第1开关发送包含所述规定图案的所述信号，经由所述第2信号线向所述第1开关发送不包含所述规定图案的所述信号，所述多个开关的所述发送部经由所述第1信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，经由所述第2信号线发送所述第1状态或所述第2状态的所述信号。本公开的开关也可以是开关系统中的所述多个开关中的一个开关，是通过所述信号线与所述控制器连接的开关。本公开的开关也可以是开关系统中的多个开关中的一个开关，是通过所述信号线与多个开关中的其他两个开关连接的开关。
19.本公开的开关是一种开关系统中的开关，在所述开关系统中，经由将控制器与多个开关连接成环状的信号线从所述控制器对所述多个开关中的一个开关发送的信号依次经由所述多个开关，从所述多个开关中的一个开关返回到所述控制器，所述开关具备：动作体；检测部，其检测所述动作体的接近；接收部，其经由所述信号线接收所述信号；控制部，其判定所述信号中是否包含规定图案；以及发送部，其经由所述信号线发送所述信号，在所述信号中包含所述规定图案的情况下，所述控制部选择第1模式，在所述信号中不包含所述规定图案的情况下，所述控制部选择第2模式，在所述第1模式中，所述控制部使所述信号包含表示所述动作体是否接近所述检测部的接近信息，所述发送部经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为第1状态并且所述动作体接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第1状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第1状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为所述第1状态并且所述动作体未接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号变更为第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为所述第2状态的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号。
20.控制部根据接收到的信号中是否包含规定图案来选择第1模式或第2模式。控制器向多个开关中的一个开关发送包含规定图案的信号，从多个开关中的一个开关接收包含接近信息的信号。控制器通过分析包含接近信息的信号，能够针对多个开关分别单独地判定动作体是否接近检测部。控制器将不包含规定图案的信号向多个开关中的一个开关发送，从多个开关中的一个开关接收第1状态或第2状态的信号。控制器通过分析第1状态或第2状态的信号，能够判定是否为全部开关的动作体接近检测部。
21.发明效果
22.根据本发明，能够提供一种能够单独地判定各开关的动作体是否接近检测部的技术。
附图说明
23.[图1]图1是示意性地表示开关系统的结构的框图。
[0024]
[图2]图2是启动时的通信协议的说明图。
[0025]
[图3]图3是通常时的通信协议的说明图。
[0026]
[图4]图4是取得状态信息的情况下的通信协议的说明图。
[0027]
[图5]图5是功能块的功能的说明图。
具体实施方式
[0028]
《应用例》
[0029]
参照图1，说明开关系统的应用例。图1是示意性地表示开关系统的结构的框图。开关系统具备控制器1、多个开关2、以及将控制器1与多个开关2连接成环状的信号线3、4。开关2例如是非接触式的开关(非接触开关)。在图1中，例示了开关系统具备三个开关2(2a、2b及2c)的结构，但开关2的个数能够增减。开关系统可以具备2个开关2，也可以具备4个以上的开关2。
[0030]
控制器1和多个开关2通过信号线3、4连接成环状。控制器1和开关2a通过信号线3a、4a连接，开关2a和开关2b通过信号线3b、4b连接。另外，开关2b和开关2c通过信号线3c、4c连接，开关2c和控制器1通过信号线3d、4d连接。这样，开关2a(多个开关2中的一个开关)通过信号线3a、4a与控制器1连接，开关2c(多个开关2中的一个开关)通过信号线3d、4d与控制器1连接。另外，开关2b(多个开关2中的一个)通过信号线3b、3c、4b、4c与开关2a、2c(多个开关2中的其他两个开关)连接。
[0031]
控制器1例如是执行逻辑运算处理、输入输出控制处理的可编程逻辑控制器(programmable logic controller)等产业用控制装置。另外，控制器1也可以是通过执行安全方面的自诊断处理来确保高度的安全性和可靠性的安全控制器。
[0032]
控制器1具备生成规定图案的脉冲信号的控制部11、发送脉冲信号的发送部12以及接收脉冲信号的接收部13。发送部12经由信号线3a、4a向作为多个开关2中的一个开关的开关2a(第1开关)发送脉冲信号。接收部13经由信号线3d、4d从作为多个开关2中的一个开关的开关2c(第2开关)接收脉冲信号，对脉冲信号进行处理并传递至控制部11。从控制器1向多个开关2中的一个开关发送的脉冲信号依次经由多个开关2之间，从多个开关2中的一个开关返回到控制器1。下游侧的开关2接收从控制器1或上游侧的开关2发送的脉冲信号。而且，控制器1从多个开关2中的一个开关接收脉冲信号。脉冲信号是信号的一例。
[0033]
开关2例如是用于出入由安全栅、墙壁等划分产业用机器人等机械设备的周围而成的作业区域的安全门的门开关。多个开关2中的各个开关包含动作体20和传感器部21。在图1所示的结构例中，开关2a具备动作体20a和传感器部21a，开关2b具备动作体20b和传感器部21b，开关2c具备动作体20c和传感器部21c。动作体20例如是安装于开闭的门侧的致动器。传感器部21例如安装于门的固定框侧，检测动作体20的分离及接近、即门的开闭。通过在多个门分别安装开关2a～2c，能够将图1所示的开关系统用作用于检测门的开闭的门开关系统。传感器部21具备用作检测动作体20的接近的检测部的感测部22、接收脉冲信号的接收部23、发送脉冲信号的发送部24、进行各种控制的控制部25以及进行规定显示的显示部26。
[0034]
感测部22当与动作体20之间的距离为一定值以下时，检测到动作体20的接近。当检测到动作体20的接近时，感测部22将检测信号发送到控制部25，当不再检测到动作体20的接近时，感测部22停止将检测信号发送到控制部25。控制部25进行开关2的各部的控制、信号处理、运算处理等。控制部25对从接收部23传递的脉冲信号进行分析。
[0035]
对开关2a的接收部23a、发送部24a、控制部25a和显示部26a进行说明。接收部23a
经由信号线3a、4a从控制器1接收脉冲信号，对脉冲信号进行处理并传递至控制部25a。控制部25a判定接收到的脉冲信号中是否包含规定图案。当接收到的脉冲信号包含规定图案时，控制部25a选择通信模式(第1模式)，生成包含表示动作体20a是否接近感测部22a的接近信息的脉冲信号。这样，在通信模式中，控制部25a使脉冲信号包含表示动作体20a是否接近感测部22a的接近信息。发送部24a按照控制部25a的控制，经由信号线3b、4b向开关2b发送包含接近信息的脉冲信号。显示部26a显示表示动作体20a接近感测部22a的信息或表示动作体20a未接近感测部22a的信息。显示部26a也可以显示安装有开关2a的门的开闭状态。
[0036]
对开关2b的接收部23b、发送部24b、控制部25b和显示部26b进行说明。接收部23b经由信号线3b、4b从开关2a接收脉冲信号，对脉冲信号进行处理并传递到控制部25b。控制部25b判定在接收到的脉冲信号中是否包含规定图案。在接收到的脉冲信号中包含规定图案的情况下，控制部25b选择通信模式。从开关2a接收到的脉冲信号中包含开关2a的接近信息。控制部25b生成包含开关2a的接近信息和表示动作体20b是否接近感测部22b的接近信息的脉冲信号。这样，在通信模式中，控制部25b使脉冲信号包含开关2a的接近信息和表示动作体20b是否接近感测部22b的接近信息。发送部24b按照控制部25b的控制，经由信号线3c、4c向多个开关2中的一个开关(开关2c)发送包含接近信息的脉冲信号。显示部26b显示表示动作体20b接近感测部22b的信息或表示动作体20b未接近感测部22b的信息。显示部26b也可以显示安装有开关2b的门的开闭状态。
[0037]
对开关2c的接收部23c、发送部24c、控制部25c和显示部26c进行说明。接收部23c经由信号线3c、4c从开关2b接收脉冲信号，对脉冲信号进行处理并传递到控制部25c。控制部25c判定在接收到的脉冲信号中是否包含规定图案。在接收到的脉冲信号中包含规定图案的情况下，控制部25c选择通信模式。从开关2b接收到的脉冲信号包含开关2a的接近信息和开关2b的接近信息。控制部25c生成包含开关2a的接近信息、开关2b的接近信息和表示动作体20c是否接近感测部22c的接近信息的脉冲信号。这样，在通信模式中，控制部25c使脉冲信号包含开关2a的接近信息、开关2b的接近信息以及表示动作体20c是否接近感测部22c的接近信息。发送部24c按照控制部25c的控制，经由信号线3d、4d向控制器1发送包含接近信息的脉冲信号。显示部26c显示表示动作体20c接近感测部22c的信息或表示动作体20c未接近感测部22c的信息。显示部26c也可以显示安装有开关2c的门的开闭状态。
[0038]
从开关2c接收到的脉冲信号包含开关2a的接近信息、开关2b的接近信息以及开关2c的接近信息。控制器1通过分析从开关2c接收到的脉冲信号来单独地判定动作体20a是否接近感测部22a、动作体20b是否接近感测部22b以及动作体20c是否接近感测部22c。另外，通过在多个门分别安装开关2a～2c，控制器1能够单独地判定各门的开闭状态。
[0039]
在图1中，示出了使用信号线3、4的例子，但也可以仅使用信号线3和信号线4中的一方。另外，也可以使用信号线3作为用于发送脉冲信号的第1信号线，使用信号线4作为用于发送数字i/o信号(接通断开信号)的第2信号线。接通断开信号是信号的一例。
[0040]
对使用信号线3作为用于发送脉冲信号的第1信号线、使用信号线4作为用于发送数字i/o信号的第2信号线的情况进行说明。控制器1的发送部12经由信号线3a向开关2a发送包含规定图案的脉冲信号，经由信号线4a向开关2a发送不包含规定图案的数字i/o信号。关于使用信号线3作为用于发送脉冲信号的第1信号线的情况，控制器1和多个开关2的动作如上述说明的那样，因此省略详细说明。
[0041]
对使用信号线4作为用于发送数字i/o信号的第2信号线的情况进行说明。控制器1将接通信号作为数字i/o信号发送到开关2a。即，控制器1向开关2a发送作为接通状态的接通断开信号。接通状态是第1状态的一例，断开状态是第2状态的一例。也可以使接通与断开的关系相反。控制器1也可以向开关2a发送断开状态的接通断开信号。接通状态是第2状态的一例，断开状态是第1状态的一例。关于下述所示的开关2a～2c的动作，也可以同样地使接通与断开的关系相反。开关2a的接收部23a经由信号线4a从控制器1接收数字i/o信号，对数字i/o信号进行处理并传递到控制部25a。
[0042]
控制部25a判定在接收到的数字i/o信号中是否包含规定图案。在接收到的数字i/o信号中不包含规定图案的情况下，控制部25a选择数字i/o模式(第2模式)。数字i/o信号不包含规定图案，因此控制部25a选择数字i/o模式。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为接通状态并且动作体20a接近感测部22a的情况下，控制部25a将数字i/o信号保持在接通状态。发送部24a按照控制部25a的控制，经由信号线4b向开关2b发送接通状态的数字i/o信号。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为接通状态并且动作体20a未接近感测部22a的情况下，控制部25a将数字i/o信号变更为断开状态。发送部24a按照控制部25a的控制，经由信号线4b向开关2b发送断开状态的数字i/o信号。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为断开状态的情况下，控制部25a将数字i/o信号维持为断开状态。发送部24a按照控制部25a的控制，经由信号线4b向开关2b发送断开状态的数字i/o信号。
[0043]
开关2b的接收部23b经由信号线4b从开关2a接收数字i/o信号，对数字i/o信号进行处理并传递到控制部25b。控制部25b判定在接收到的数字i/o信号中是否包含规定图案。数字i/o信号不包含规定图案，因此控制部25b选择数字i/o模式。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为接通状态并且动作体20b接近感测部22b的情况下，控制部25b将数字i/o信号保持在接通状态。发送部24b按照控制部25b的控制，经由信号线4c向开关2c发送接通状态的数字i/o信号。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为接通状态并且动作体20b未接近感测部22b的情况下，控制部25b将数字i/o信号变更为断开状态。发送部24b按照控制部25b的控制，经由信号线4c向开关2c发送断开状态的数字i/o信号。在数字i/o模式中，在数字i/o信号为断开状态的情况下，控制部25b将数字i/o信号维持为断开状态。发送部24b按照控制部25b的控制，经由信号线4c向开关2c发送断开状态的数字i/o信号。
[0044]
在对开关2c执行与开关2b相同的处理之后，发送部24c在控制部25c的控制下经由信号线4d向控制器1发送接通状态或断开状态的数字i/o信号。控制器1判定从开关2c接收到的数字i/o信号是接通状态还是断开状态。在数字i/o信号为接通状态的情况下，控制器1判定为全部开关2的动作体20接近感测部22。在数字i/o信号为断开状态的情况下，控制器1判定为多个开关2中的至少一个开关的动作体20未接近感测部22。
[0045]
控制器1通过分析从开关2c接收到的数字i/o信号，能够判定是否为全部开关2的动作体20接近感测部22，或者多个开关2中的至少一个开关的动作体20未接近感测部22。另外，通过在多个门分别安装开关2a～2c，控制器1能够判定是否为全部门为关闭的状态、或者多个门的至少一个门为打开的状态。
[0046]
控制器1在单独地判定各门的开闭状态的情况下，将包含规定图案的脉冲信号发送到开关2a，从开关2c接收包含接近信息的脉冲信号。控制器1通过分析包含接近信息的信号，能够针对多个开关2中的各个开关2单独地判定动作体20是否接近感测部22。因此，控制
器1通过分析包含接近信息的脉冲信号，能够单独地判定各门的开闭状态。控制器1在判定是否为全部门关闭的状态的情况下，将不包含规定图案的数字i/o信号向开关2a发送，从开关2c接收接通状态或断开状态的数字i/o信号。控制器1通过分析接通状态或断开状态的数字i/o信号，能够判定是否为全部开关2的动作体20接近感测部22。因此，控制器1能够判定是否为全部门关闭的状态。
[0047]
各开关2处理脉冲信号的处理时间比各开关2处理数字i/o信号的处理时间长。在控制器1同时进行向开关2a发送脉冲信号的处理和向开关2a发送数字i/o信号的处理的情况下，控制器1在从开关2c接收脉冲信号之前接收到数字i/o信号。控制器1也可以在对开关2a发送包含规定图案的脉冲信号之前，对开关2a发送不包含规定图案的数字i/o信号。首先，控制器1向开关2a发送不包含规定图案的数字i/o信号，从开关2c接收接通状态或断开状态的数字i/o信号，由此能够判定是否为全部门关闭的状态。因此，能够迅速地进行针对机械设备的动作允许控制、动作停止控制等安全控制。接着，控制器1对开关2a发送包含规定图案的脉冲信号，从开关2c接收包含接近信息的脉冲信号，由此能够单独地判定各门的开闭状态。这样，通过使用信号线4作为用于发送数字i/o信号的第2信号线来执行安全控制，安全系统整体的响应处理性提高。
[0048]
《装置结构》
[0049]
参照图1，对控制器1和开关2的结构进行说明。控制器1向多个开关2中的一个开关发送脉冲信号，从多个开关2中的一个开关接收脉冲信号，由此监视多个开关2。如图1所示，控制器1与多个开关2连接成环状。即，控制器1与多个开关2串联连接。例如，在将控制器1与各开关2分别直接连接的情况下，控制器1需要具有开关2的连接台数的量的端子。在本实施方式的系统结构中，由于将控制器1与多个开关2串联连接，因此能够减少控制器1的端子的数量。
[0050]
控制器1对从开关2接收到的脉冲信号进行分析，进行安全控制。对在多个门分别安装有开关2a～2c的情况下的控制器1的安全控制进行说明。
[0051]
首先，说明控制器1从开关2c接收到的脉冲信号包含表示动作体20a接近感测部22a的信息、表示动作体20b接近感测部22b的信息以及表示动作体20c接近感测部22c的信息的情况。在该情况下，控制器1判定为多个门全部关闭，对产业用机器人等机械设备发送动作允许信号。
[0052]
接下来，说明控制器1从开关2c接收到的脉冲信号包含表示动作体20a接近感测部22a的信息、表示动作体20b接近感测部22b的信息以及表示动作体20c未接近感测部22c的信息的情况。在该情况下，控制器1判定为安装有开关2a的门以及安装有开关2b的门关闭，判定为安装有开关2c的门打开，对机械设备发送动作停止信号。
[0053]
控制部11进行控制器1的各部的控制、信号处理、运算处理等。控制部11例如也可以由具有mpu或cpu(处理器)、ram、非易失性的存储装置(例如rom、闪存等)等的计算机构成。计算机的方式没有限制。也可以由asic、fpga那样的电路构成控制部11提供的功能的全部或者一部分。控制部11将保存在存储装置中的通信程序在ram中展开，在与多个开关2之间执行按照规定的通信协议的数据通信。
[0054]
开关2可以是磁检测方式的非接触开关，也可以是电磁感应方式的非接触开关。在磁检测方式中，通过由感测部22检测从动作体20发出的磁场，感测部22检测动作体20的远
离和接近。在电磁感应方式中，感测部22基于电磁耦合度的变化检测动作体20的存在，并且检测动作体20的远离和接近。开关2的接收部23和发送部24可以执行自诊断处理。自诊断处理例如是诊断自己的单元是否存在异常的处理。接收部23及发送部24在自己的单元存在异常的情况下，将自己的单元存在异常的情况传递至控制部25。
[0055]
开关2的控制部25进行开关2的各部的控制、信号处理、运算处理等。控制部25例如也可以由具有mpu或cpu(处理器)、ram、非易失性的存储装置(例如rom、闪存等)等的计算机构成。计算机的方式没有限制。控制部25可以具有多个mpu或多个cpu，也可以通过多个mpu或多个cpu进行相互监视。也可以由asic、fpga那样的电路构成控制部25提供的功能的全部或者一部分。
[0056]
《通信协议》
[0057]
对开关系统采用的通信协议进行说明。首先，参照图2，对启动时的通信协议进行说明。启动时例如是指将控制器1与多个开关2连接，进行将控制器1以及多个开关2的电源接通时的启动处理的期间、启动处理后的规定时间等。图2的(a-1)是启动时的通信协议的格式的一例。图2的(a-2)是启动时开关2b接收的信号的波形(通信波形)的一例。如图2所示，在数据的开头附加有数据发送开始的信息(start部)，在数据的末尾附加有数据发送结束的信息(stop部)。type部是用于决定启动时模式或通常时模式的信息。在图2中，脉冲信号中的type部的部分为高电平，因此开关2b识别出当前的模式为启动时模式。
[0058]
id setting data部是用于决定多个开关2的id编号的信息。各开关2识别出与id setting data部的高电平的部分对应的编号是自身的id编号。在图2中，id setting data部的第2个部分为高电平，因此开关2b识别出自身的id编号为“2”。id setting data部的数据长度是固定长度，依赖于系统中的开关2的容许最大连接台数。
[0059]
开关2b在从开关2a接收到包含start部的脉冲信号之前，持续输出表示id setting data部全部为低电平且id编号不确定的脉冲信号。开关2b从开关2a接收到包含start部的脉冲信号，识别脉冲信号的type部的部分为高电平。开关2b的控制部25b使脉冲信号的id setting data部的第2个部分向变化为低电平，使脉冲信号的id setting data部的第3个部分变化为高电平。然后，开关2b的发送部24b将包含图2所示的从start部到stop部的脉冲信号发送到开关2c。如图2所示，脉冲信号也可以具有error部和parity部。error部是在发生错误时使用的信息。例如，各开关2在自身发生了异常的情况下，使脉冲信号的error部的部分从低电平变化为高电平。parity部是用于错误检测的命令。例如，各开关2进行接收到的脉冲信号的错误检测，在检测到接收到的脉冲信号的错误的情况下，使脉冲信号的error部的部分从低电平变化为高电平。
[0060]
从开关2b接收到脉冲信号的开关2c使脉冲信号的id setting data部的第3个部分变化为低电平，使脉冲信号的id setting data部的第4个部分变化为高电平后，向控制器1发送脉冲信号。这样，接收到脉冲信号的各开关2使脉冲信号的id setting data部的与自身的id编号对应的部分变化为低电平，使脉冲信号的id setting data部的与后级开关(下游侧开关)的id编号对应的部分变化为高电平后，发送脉冲信号。
[0061]
控制器1判定从开关2c接收到的脉冲信号的id setting data部的高电平的部分是否与对开关2的连接台数加1得到的编号对应。在脉冲信号的id setting data部的高电平的部分与对开关2的连接台数加1得到的编号不对应的情况下，控制器1判定为通信异常，
对机械设备发送动作停止信号。另外，在从开关2c接收到的脉冲信号的type部的部分为低电平的情况、从开关2c接收到的脉冲信号的error部的部分为高电平的情况下，控制器1判定为通信或开关2异常，对机械设备发送动作停止信号。
[0062]
接着，参照图3，对通常时的通信协议进行说明。通常时例如是在控制器1与多个开关2之间执行了按照启动时的通信协议的通信之后的期间。图3的(b-1)是通常时的通信协议的格式的一例。图3的(b-2)是通常时控制器1接收的信号的波形的一例。如图3的(b-2)所示，在通常时模式的情况下，将脉冲信号的type部的部分设为低电平。
[0063]
在通常时模式的情况下，各开关2将接近信息包含在脉冲信号的open/close data部的与自身的id号对应的部分中，更新parity部，然后将脉冲信号发送到后级的开关2或控制器1。脉冲信号的open/close data部的数据长度为固定长度，依赖于系统中的开关2的容许最大连接台数。与启动时模式同样地，各开关2在自身发生了异常的情况下，使脉冲信号的error部的部分从低电平变化为高电平。另外，例如，各开关2进行接收到的脉冲信号的错误检测，在检测到接收到的脉冲信号的错误的情况下，使脉冲信号的error部的部分从低电平变化为高电平。
[0064]
图3的脉冲信号包含表示第1个开关2的动作体20接近感测部22的信息、表示第3个开关2的动作体20接近感测部22的信息、以及表示除此以外的开关2的动作体20未接近感测部22的信息。即，表示动作体20接近感测部22的信息是脉冲信号的open/close data部的高电平部分，表示动作体20未接近感测部22的信息是脉冲信号的open/close data部的低电平部分。
[0065]
在此，对开关2a的动作体20a接近感测部22a、开关2c的动作体20c接近感测部22c、且开关2b的动作体20b未接近感测部22b的情况进行说明。在动作体20a接近感测部22a的情况下，开关2a的控制部25a将脉冲信号中与开关2a对应的部分(open/close data部的第1部分)设置为高电平(第1值)。在动作体20c接近感测部22c的情况下，开关2c的控制部25c将脉冲信号中与开关2c对应的部分(open/close data部的第3部分)设置为高电平(第1值)。在动作体20b未接近感测部22b的情况下，开关2b的控制部25b将脉冲信号中与开关2b对应的部分(open/close data部的第2部分)设置为低电平(第2值)。
[0066]
在动作体20a接近感测部22a的情况下，开关2a的控制部25a也可以将脉冲信号中与开关2a对应的部分(open/close data部的第1部分)设置为低电平(第1值)。在动作体20c接近感测部22c的情况下，开关2c的控制部25c也可以将脉冲信号中与开关2c对应的部分(open/close data部的第3部分)设置为低电平(第1值)。在动作体20b未接近感测部22b的情况下，开关2b的控制部25b也可以将脉冲信号中与开关2b对应的部分(open/close data部的第2部分)设置为高电平(第2值)。
[0067]
接下来，参照图4说明在控制器1取得开关2的状态信息的情况下的通信协议。状态信息是表示开关2的状态的信息，例如是将对开关2通电的时间累积而得到的累积通电时间。图4的(c-1)是控制器1取得开关2的状态信息时的通信协议的格式的一例。图4的(c-2)是控制器1发送的信号的波形的一例。图4的(c-3)是控制器1接收的信号的波形的一例。如图4所示，在open/close data部之后附加有request id部和status buffer部。图4示出了向第19个开关2请求状态信息的子例。例如，控制器1代替通常时的通信协议，按照取得状态信息的情况下的通信协议执行通信。
[0068]
request id部是用于确定控制器1请求状态信息的开关2的id编号的部。19(10进制数)＝0x13(16进制数)＝00010011(2进制数)，因此图4的(c-2)的request id部由低、低、低、高、低、低、高、高构成。发送到各开关2的脉冲信号的status buffer部是用于指定状态信息的内容的部。例如，在将表示累积通电时间的编号设为2(10进制)＝0x02(16进制)＝00000010(2进制)的情况下，图4的(c-2)的status buffer部由低、低、低、低、低、低、高、低构成。
[0069]
控制器1在对第19个开关2请求累积通电时间的情况下，将图4的(c-2)所示的脉冲信号发送到第1个开关2。各开关2确认接收到的脉冲信号的request id部，判定由request id部确定的id编号与自身的id编号是否一致。在由脉冲信号的request id部指定的id号与自身的id号不一致的情况下，各开关2将接近信息包含在脉冲信号的open/close data部的与自身的id号对应的部分中，并且更新脉冲信号的parity部的部分，之后将脉冲信号发送到后级的开关2或控制器1。在这种情况下，各开关2不改变脉冲信号的status buffer部的部分地将脉冲信号发送到后级的开关2或控制器1。
[0070]
另一方面，在由脉冲信号的request id部确定的id编号与自身的id编号一致的情况下，开关2(在图4所示的例子中为第19个开关2)将脉冲信号的status buffer部的部分更新为所请求的数据(在图4所示的例子中为累积通电时间)。例如，如图4的(c-3)所示，第19个开关2将脉冲信号的status buffer部的部分更新为所请求的累积通电时间。在累积通电时间为57小时的情况下，57(10进制数)＝0x39(16进制数)＝00111001，因此图4的(c-3)的脉冲信号的status buffer部的部分由低、低、高、高、高、低、低、高构成。然后，第19开关2将接近信息包含在脉冲信号的open/close data部的与自身的id编号对应的部分，更新脉冲信号的parity部的部分，之后将脉冲信号发送到后级的开关2或控制器1。控制器1对接收到的脉冲信号的status buffer部的部分进行分析，取得所请求的数据(在图4所示的例子中为累积通电时间)。
[0071]
控制器1使向开关2a发送的脉冲信号包含用于请求表示开关2的状态的状态信息的请求信息，向开关2a发送脉冲信号。各开关2的控制部25基于脉冲信号所包含的request id部来判定是否被请求了状态信息，在被请求了状态信息的情况下，使脉冲信号包含状态信息。控制器1对从开关2c接收到的脉冲信号进行分析，确认脉冲信号所包含的状态信息，由此能够取得开关2的状态信息。
[0072]
在图4所示的例子中，说明了控制器1对第19个开关2请求状态信息的情况，但不限于该例子，控制器1也可以对多个开关2请求状态信息。在向多个开关2请求状态信息的情况下，控制器1生成包含多个request id部和多个status buffer部的脉冲信号。例如，控制器1生成包含用于对第17个开关2请求状态信息的request id部和status buffer部以及用于对第19个开关2请求状态信息的request id部和status buffer部的脉冲信号。
[0073]
控制器1例如也可执行具有图5所示的功能的功能块的运算。图5是功能块的功能的说明图。功能块(fb)包含：输入部101，其受理经由信号线3d接收的脉冲信号的输入；输入部102，其受理经由信号线4d接收的脉冲信号的输入；输入部103，其受理串联连结的开关2的数量的输入；以及输出部104、105。
[0074]
对输出部104、105的输出进行说明。在此，对在动作体20接近感测部22时使脉冲信号中的与各开关2对应的部分为高电平的值的情况进行说明。在控制器1接收到的脉冲信号
的open/close data部全部由高电平的值构成的情况下，从输出部104输出高电平的值。在控制器1接收到的脉冲信号的open/close data部包含低电平的值的情况下，从输出部104输出低电平的值。从输出部105输出字节数据。例如，在开关2的最大连接数为30的情况下，用4字节(32比特)数据的各比特来表现各开关2的接近信息，另外，也可以设为输出部105a(输出使能(no.1))、输出部105b(输出使能(no.2))、
…
。通过单独地输出各开关2的接近信息，用户无需进行比特运算，使用便利性提高。
[0075]
《附记》
[0076]
一种开关系统，其具备控制器(1)、多个开关(2)以及将所述控制器(1)与多个开关(2)连接成环状的信号线(3、4)，从所述控制器(1)向作为所述多个开关(2)中的一个开关的第1开关(2a)发送的信号依次经由所述多个开关(2)，从作为所述多个开关(2)中的一个开关的第2开关(2c)返回所述控制器(1)，其中，所述多个开关(2)各自具有：动作体(20)；检测部(22)，其检测所述动作体(20)的接近；接收部(23)，其经由所述信号线(3、4)接收所述信号；控制部(25)，其使所述信号包含表示所述动作体是否接近所述检测部的接近信息；以及发送部(24)，其经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，所述控制器(1)从所述第2开关(2c)接收的所述信号包含所述多个开关(2)各自的所述接近信息。
[0077]
标号说明
[0078]
1：控制器；2、a、2b、2c：开关；3：信号线；4：信号线；20：动作体；21：传感器部；22：感测部；23：接收部；24：发送部；25：控制部。

技术特征：
1.一种开关系统，其具备控制器、多个开关以及将所述控制器和所述多个开关连接成环状的信号线，从所述控制器发送到作为所述多个开关中的一个开关的第1开关的信号依次经由所述多个开关，从作为所述多个开关中的一个开关的第2开关返回到所述控制器，在所述开关系统中，所述多个开关各自具有：动作体；检测部，其检测所述动作体的接近；接收部，其经由所述信号线接收所述信号；控制部，其使所述信号包含表示所述动作体是否接近所述检测部的接近信息；以及发送部，其经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，所述控制器从所述第2开关接收的所述信号中包含所述多个开关各自的所述接近信息。2.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述信号中的与所述多个开关各自对应的部分包含所述多个开关各自的所述接近信息。3.根据权利要求2所述的开关系统，其中，所述信号具有第1值和第2值，所述多个开关的所述控制部在所述动作体接近所述检测部的情况下，将所述信号中的与所述多个开关各自对应的部分设为所述第1值，在所述动作体未接近所述检测部的情况下，将所述信号中的与所述多个开关各自对应的部分设为所述第2值。4.根据权利要求3所述的开关系统，其中，所述第1值为高电平，所述第2值为低电平。5.根据权利要求3所述的开关系统，其中，所述第1值是低电平，所述第2值是高电平。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的开关系统，其中，所述控制器使对所述第1开关发送的所述信号包含用于请求表示所述开关的状态的状态信息的请求信息，所述多个开关的所述控制部基于所述信号中包含的所述请求信息判定是否被请求了所述状态信息，在被请求了所述状态信息的情况下，使所述信号包含所述状态信息，所述控制器从所述第2开关接收的所述信号中包含所述多个开关中的至少一个开关的所述状态信息。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的开关系统，其中，所述多个开关的所述控制部判定所述信号中是否包含规定图案，在所述信号中包含所述规定图案的情况下，选择第1模式，在所述信号中不包含所述规定图案的情况下，选择第2模式，在所述第1模式中，所述控制部使所述信号包含所述接近信息，所述发送部经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为第1状态并且所述动作体接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第1状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第1状态的所述信号，
在所述第2模式中，在所述信号为所述第1状态并且所述动作体未接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号变更为第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为所述第2状态的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号。8.根据权利要求7所述的开关系统，其中，所述第1状态为接通状态，所述第2状态为断开状态。9.根据权利要求7所述的开关系统，其中，所述第1状态为断开状态，所述第2状态为接通状态。10.根据权利要求7至9中的任一项所述的开关系统，其中，所述控制器在向所述第1开关发送包含所述规定图案的所述信号之前，向所述第1开关发送不包含所述规定图案的所述信号。11.根据权利要求7至10中的任一项所述的开关系统，其中，所述信号线具有第1信号线和第2信号线，所述控制器经由所述第1信号线向所述第1开关发送包含所述规定图案的所述信号，经由所述第2信号线向所述第1开关发送不包含所述规定图案的所述信号，所述多个开关的所述发送部经由所述第1信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，经由所述第2信号线发送所述第1状态或所述第2状态的所述信号。12.一种开关，其是权利要求1至11中的任一项所述的开关系统中的所述多个开关中的一个开关，通过所述信号线与所述控制器连接。13.一种开关，其是权利要求1至11中的任一项所述的开关系统中的多个开关中的一个开关，通过所述信号线与所述多个开关中的其他两个开关连接。14.一种开关系统中的开关，在所述开关系统中，经由将控制器与多个开关连接成环状的信号线从所述控制器对所述多个开关中的一个开关发送的信号依次经由所述多个开关，从所述多个开关中的一个开关返回到所述控制器，所述开关具备：动作体；检测部，其检测所述动作体的接近；接收部，其经由所述信号线接收所述信号；控制部，其判定所述信号中是否包含规定图案；以及发送部，其经由所述信号线发送所述信号，在所述信号中包含所述规定图案的情况下，所述控制部选择第1模式，在所述信号中不包含规定图案的情况下，所述控制部选择第2模式，在所述第1模式中，所述控制部使所述信号包含表示所述动作体是否接近所述检测部的接近信息，所述发送部经由所述信号线发送包含了所述接近信息的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为第1状态并且所述动作体接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第1状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第1状态的所述信号，
在所述第2模式中，在所述信号为所述第1状态并且所述动作体未接近所述检测部的情况下，所述控制部将所述信号变更为第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号，在所述第2模式中，在所述信号为所述第2状态的情况下，所述控制部将所述信号维持为所述第2状态，所述发送部经由所述信号线发送所述第2状态的所述信号。

技术总结
在开关系统中，控制器和多个开关通过信号线连接成环状，从控制器发送到作为多个开关中的一个开关的第1开关的信号依次经由多个开关，从作为多个开关中的一个开关的第2开关返回到控制器。多个开关各自包含：动作体；检测部，其检测动作体的接近；接收部，其经由信号线接收信号；控制部，其使信号包含表示动作体是否接近检测部的接近信息；以及发送部，其经由信号线发送包含了接近信息的信号。控制器从第2开关接收的信号包含多个开关各自的接近信息。息。息。


技术研发人员：桥本实
受保护的技术使用者：欧姆龙株式会社
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2023/10/15