Electrified monorail communication system

【０００１】
［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、Ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ Ｍｏｎｏｒａｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｆｉｎａｌ Ｃａｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐｌａｔｆｏｒｍ （Ｓｋｉｌｌｅｔ）との題名の２０００年２月７日出願の米国特許仮出願第号６０／１８０５５０号に対して優先権を主張し、この文書全体は、引用することにより本明細書の一部を成すものとする。
【０００２】
［発明の背景］
本発明は、一般に、電化モノレール（ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｍｏｎｏｒａｉｌｓ）に関し、より詳細には、電化モノレールに搭載されていない装置から、モノレール上を走行する車両へ情報を通信することに関する。 「電化モノレール」との用語は、より広い意味で用いられ、２つ以上のレール上でキャリヤを支持するシステムを含むものとする。
【０００３】
電化モノレールは、現在、製造工場および他のタイプの建物全体にわたり製品を輸送するために、製造環境内で広く用いられている。 電化モノレールは、線路が上に掲げられて車両が線路の下で製品を搬送するオーバヘッド電化モノレールであるか、または、線路が床上に配置されてスキレット（ｓｋｉｌｌｅｔ）が線路上を走行するような下から製品を支持するスキレット型モノレールであることもある。 いずれの場合にも、搭載されていないソースから、電化モノレール上を走行する１つ以上の個別の車両へ情報を通信できることが望ましいことがしばしばである。 このような情報は、車両の速度と、車両により搬送される製品の高さまたはあるいは位置とを指令する速度命令、高さ命令、あるいは位置命令を含むこともある。 ゾーンブロッキング情報等のような他のタイプの情報も、望ましくは、車両に通信されることができる。
【０００４】
過去において、このような情報を車両に通信するには、特別な通信システムを用いた。 このような特別なシステムは、電化モノレールシステムの線路のうちの少なくとも１つに接続されているオフボード通信モジュールと、該少なくとも１つの通信線路と電気的に接触している個別の車両上に配置されている１つ以上の通信モジュールとを含む。 これらの特別な通信システムは、特定の販売者が所有権を有する特殊な電子装置を用いるので、システムユーザは、このような通信システムを用いることを嫌がる。 何故ならば販売者が、将来その製品のサポートを中止する恐れがあるからである。 このような専用システムは、サービスおよびアップグレードのために特定の販売者にシステムユーザを拘束する傾向を有し、これは、しばしば、電化モノレール通信の需要を満たすために複数のソースを確保することを希望する会社にとって望ましくない。
【０００５】
したがって、特定の販売者あるいは特殊な技術に購入者を拘束しない簡単な電化モノレール通信システムの必要性が存在する。
【０００６】
［発明の概要］
したがって、本発明は、広く知られ用いられている標準の市販品構成要素を一般に用いる通信システムを提供し、これにより、潜在的顧客が、製品および保守の点で特定の販売者に依存しないようにする。 本発明の１つの態様では、少なくとも１つの導電性バスバーと車両とを有する電化モノレールのための通信システムが提供される。 通信システムは、少なくとも１つの導電性バスバーに電気的に接続され得る出力を有する第１のプログラマブル論理制御器を含む。 該出力は、２つ以上の状態をとり得る。 第１のプログラマブル論理制御器は、メッセージに対応する一連の異なる状態に第１のプログラマブル論理制御器の出力を順次に設定するようにプログラムされている。 第２のプログラマブル論理制御器も設けられて、該少なくとも１つの導電性バスバーに電気的に接続され得る入力を含む。 第２のプログラマブル論理制御器は、第１のプログラマブル論理制御器から出力された一連の異なる状態信号をメモリに記憶させるようにプログラムされている。
【０００７】
本発明の別の１つの態様では、少なくとも１つのバスバーと、電化モノレール上を動くようにされた少なくとも１つのキャリヤと、第１および第２の論理制御器とを含む電化モノレールシステムが提供される。 第１のプログラマブル論理制御器は、バスバーに電気的に接続されている出力を含む。 該出力は、２つ以上の状態をとることができて、これにより、一連の異なる状態信号がバスバーに出力されるようになされる。 該一連の異なる状態信号は１つのメッセージに対応する。 第２のプログラマブル論理制御器も設けられ、バスバーに電気的に接続されている入力を含む。 第２のプログラマブル論理制御器は、キャリヤ上に配置され、第１のプログラマブル論理制御器から出力された該一連の異なる状態信号をメモリに記憶させるようにプログラムされている。
【０００８】
本発明のさらに別の１つの態様では、電化モノレールシステム内のバスバーを介して情報を伝送するための方法が提供される。 該方法は、少なくとも１つの出力を有する第１のプログラマブル論理制御器と、少なくとも１つの入力を有する第２の論理制御器とを設けることを含む。 第１のプログラマブル論理制御器の出力と、第２のプログラマブル論理制御器の入力とは、バスバーに接続されている。 第１のプログラマブル論理制御器は、情報に対応する一連の異なる状態信号をバスバーに出力するようにプログラムされている。 第２のプログラマブル論理制御器は、バスバーに出力された一連の異なる状態信号を検出し、該一連の異なる状態信号を、第２のプログラマブル論理制御器内のメモリに少なくとも一時的に記憶させるようにプログラムされている。
【０００９】
本発明は、電化モノレールのための簡単で信頼性の高い通信システムを提供する。 該システムは、市販品のプログラマブル論理制御器からなるので、この通信システムの顧客は、通信システムを提供するいかなる特定の販売者にも拘束されない。 さらに、通信システムは、広く用いられ良く知られているプログラマブル論理制御器に依存するので、大部分の顧客は、販売者の専門のサービス要員の助けなしに、通信システムを実施および保守できる。 さらに、プログラマブル論理制御器を用いると、従来のシステムに比してより安価に通信の問題を解決できる。 本発明のこれらおよびその他の利点は、添付図面を参照して次の説明を読むと、当業者には明らかになる。
【００１０】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
本発明は、以下、添付図面を参照して説明され、図中、同一の参照番号は類似の要素に対応する。 本発明を適用できる電化モノレールシステム１８の１つの例示的な例が、図１に示されている。 電化モノレールシステム１８は、例示的な例としてのみオーバヘッドモノレールシステムとして示され、本発明は、通信のための少なくとも１つのバス線路を含む任意のタイプのモノレールシステムで用いられ得る。 その他の例は、線路が床に配置され、車両が線路上を走行するモノレールシステムを含む。 このようなシステムのための１つのこのような用途は、車組立工場内で車を組立てるのに用いられるスキレットを支持することにある。 別の１つの例示的な例として、本発明は、本出願にＨａｎｓ−Ｇｅｒｄ Ｓｐｏｌｏｅｌｅｒらにより２０００年１０月１６日出願の共同譲渡されたＭｏｎｏｒａｉｌ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ Ｃａｒｒｉｅｒとの題名の米国同時係属出願第０９／６８８４７７号に開示されている電化モノレールに適用されるものであり、この文書の開示は、引用することにより本明細書の一部を成すものとする。
【００１１】
図示の実施形態では、電化モノレールシステム１８は、オーバヘッド線路２２と、線路２２に沿って動く少なくとも１つの車両２４とを含むオーバヘッド電化モノレールシステムである。 車両２４は、電動機２８により駆動される複数の車輪２６により線路２２上で支持されている。 車両２４は、製品２５を搬送するプラットフォーム２７の高さを調整する伸縮自在支持部材２３を含むこともある。 車両２４は、工場内を動かさなければならない製品を工場で搬送する。 線路２２は、複数のバスバー（ｂａｓｓ ｂａｒ）３０、３１、３２、３３などを含む。 バスバー３０、３１、３２などは、互いに電気的に絶縁され、様々な機能を果たす導電体である。 通常、バスバーのうちの少なくとも１つは、電動機２８に給電して、線路２２に沿って車両２４を動かし、別の１つのバスバーは、１つの共通の電気的アースとして働く。 本発明では、その他のバスバーのうちの少なくとも１つ、例えばバスバー３５は、通信バスバーである。 通信バスバー３５は、オフボード装置と、線路２２に沿って動く個別の車両２４との間の通信のために用いられる電気信号を伝送する。
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、通信システム２０は、図２のブロックダイヤグラムに示されている。 通信システム２０は、オフボードプログラマブル論理制御器（ＰＬＣ）４０と、少なくとも１つのオンボードＰＬＣ４２とを含む。 オフボードＰＬＣ４０は、レールシステム上を進行している車両から離れたどこかに配置されていて、オンボードＰＬＣ４２は、（図１に示されていない）任意の適切な個所で車両２４上に配置されている。 本システム内に存在する車両２４のそれぞれに１つのオンボードＰＬＣ４２が設けられている。 図示の実施形態では、オフボードＰＬＣ４０は、具体的にはＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ ＰＬＣ−５／８０、であり、オンボードＰＬＣ４２は、特にＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ ＭｉｃｒｏＬｏｇｉｘ（登録商標）１５００であり、両者とも、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ， Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ所在のＲｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙにより販売されている。 他のＰＬＣも、勿論、オンボードＰＬＣおよびオフボードＰＬＣ双方として、本発明の範囲内で用いることができる。 オフボードＰＬＣは、通信バスバー３５に電気的に接続されている少なくとも１つの出力４４を含む。 各オンボードＰＬＣ４２は、通信バスバー３５に電気的に接続されている少なくとも１つの入力４６を含む。 ＰＬＣを用いる利点は、ＰＬＣが、メーカの間で大幅には違わず、市販品の共通の入力装置およびロード装置で用いられ得る標準の入出力プロトコルを通常は有している点である。 したがって、ＰＬＣ４０、４２の１つのメーカの代りに別の１つのメーカを採用することは、本システム全体を取替えずに実行することができる。
【００１３】
概略的に述べると、オフボードＰＬＣ４０は、出力４４を順次に入れたりきったりすることにより、オンボードＰＬＣ４２と通信して、１つのメッセージに対応する高電圧および低電圧を出力４４から出力する。 ＰＬＣ４０が出力４４をオンにすると、２４０ボルト交流信号が、出力４４から出力される。 この交流信号は、論理的ハイ信号に対応する。 ＰＬＣ４０が出力４４をオフにすると、ほぼ０ボルトの信号が、出力４４から出力される。 この信号は、論理的ロー信号に対応する。 出力４４は、通信バスバー３５に電気的に接続されているので、ＰＬＣ４０により出力された一連のハイ信号およびロー信号は、通信バスバー３５の導電全長に沿って伝送される。 この一連のハイ信号およびロー信号は、オンボードＰＬＣ４２の入力４６にも伝送される、何故ならばこの入力と通信バスバー３５との間には電気接触が存在するからである。 オンボードＰＬＣ４２は、この一連の高電圧および低電圧を検出し、伝送されたメッセージの内容に基づいていかなる適切なアクションもとるようにプログラムされている。 メッセージの内容は何でもよいが、メッセージは、車両２４上の様々な設定を制御するための命令を含むこともある。 １つの例示的な例として、車両２４が、自動車製造工場で用いられ、それぞれ１つの自動車構成要素例えば自動車トランスミッションを搬送する場合、トランスミッションが組立てラインに沿って搬送される際にトランスミッションの高さおよび回転を調整するように車両２４に命令することが望ましいこともある。 線路ラインに沿っての異なる作業ステーションは、トランスミッションが、当該作業ステーションで行われる特定の作業を容易にするために異なる高さおよび向きの角度に位置決めされることを必要とすることもある。 電化モノレールの個別の車両が、異なるモデルの部品例えば異なるカーモデルのための異なるタイプのトランスミッションなどを搬送することもあり、搬送される特定のモデルに基づいて搬送部品の高さおよび向きを制御することが望ましいこともある。 これらのタイプの調整を行うことは、オフボードＰＬＣ４０からオンボードＰＬＣ４２へ適切な命令を送ることにより容易に行い得る。
【００１４】
工場レイアウトの１つの簡単な例が、図２に示されている。 工場レイアウトは、楕円形にレイアウトされている電化モノレールシステム１８を含む。 電化モノレールシステムは、ステーション１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、および８０の間で部品を搬送するように設計されている。 この例では、オフボードＰＬＣ４０は、８つの出力を含み、該出力はそれぞれ、通信バスバー３５の互いに電気的に絶縁されている区間に電気的に接続されている。 通信バスバー３５の互いに電気的に絶縁されている区間３５ａ、ｂ、ｃなどにより、オフボードＰＬＣ４０は、通信バスバー３５の各電気的に絶縁されている区間３５ａ、ｂ、ｃなどに異なるメッセージを通信し得る。 図示の実施形態では、通信バスバー３５の各区間３５ａ、ｂなどは、それぞれ固有の作業ステーションに対応する。 このようにして、ＰＬＣ４０が作業ステーション＃２０に配置されている車両にメッセージを送る場合、通信バスバー区間３５ｈに電気的に接続されている、ＰＬＣ４０の出力Ｏ：００７が、所望のメッセージの内容にしたがってオンおよびオフにされる。 通信バスバー区間３５ｈは、作業ステーション＃２０に略対応する長さにわってしか延びていないので、作業ステーション＃２０に位置する車両のみが、このメッセージを受取る。 メッセージは、別の１つの作業ステーションに位置する車両に伝送される場合、この特定の作業ステーションに位置する通信区間に電気的に接続されている、ＰＬＣ４０の別の１つの出力が、オンにされる。 このようにして、固有のメッセージが、各個別の作業ステーションに位置する車両に伝送され得る。 これは、特に、通信システム１８が、工場内の車両の位置を自動的に決定できない車両で用いられる場合、有用である。 固有のメッセージをモノレールシステムの特定の区間へ送ることにより、車両は、車両が自身の位置を知らないかもしれないにもかかわらず、その特定の作業ステーションのために必要な調整を行うように命令され得る。
【００１５】
各個別の車両２４が工場内での自身の位置を決定できるような対策が、例えば各作業ステーションに、車両２４が検出する磁石を１つの固有の配置で設けることにより講じられると、通信バスバー３５を、互いに電気的に絶縁されている区間に分割することは必要でない。 このような場合、伝送されたメッセージはすべて、情報を伝送すべき作業ステーションを識別する位置アドレスをメッセージ内に単に入れることにより、１つの共通の通信バスバーを介して放送され得る。 その位置アドレスに現時点で位置する１つまたは複数の車両のみが、伝送されたメッセージに基づいて動作する。 代替的に、固有の車両アドレスが、伝送メッセージの一部分として放送され得、その固有のアドレスを担う車両のみが、伝送メッセージに基づいて動作する。 いずれの場合にも、通信バスバー３５は、分割される必要はなく、オフボードＰＬＣ４０のただ一つの出力４４のみしか必要でない。 本明細書での説明のために、通信システム２０は、図２に示されている工場内で実施されていると仮定し、この場合、通信バスバー３５は、互いに電気的に絶縁されている区間に分割されている。 本発明は、勿論、異なるタイプのバスバーシステム例えば前述のもので用いられ得る。
【００１６】
オフボードＰＬＣ４０は、電化モノレール車両２４により輸送される部品を監視するコンピュータまたはコンピュータシステム４８に接続されていてもよい（図２）。 ＰＬＣ４０は、ＰＬＣに組込まれた標準通信ポートを介してコンピュータ４８を通信し、ＰＬＣ４０の制御入力および制御出力のうちの１つ以上のものを介して通信するのではない。 オフボードＰＬＣ４０とコンピュータ４８との間の通信は、ＲＳ−２３２、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、あるいはその他の通信手段を介してなどの標準の仕方で行われる。 コンピュータ４８は、オフボードＰＬＣ４０からオンボードＰＬＣ４２へ放送されたメッセージを動的に変化させるのに用いられ得る。 コンピュータ４８は、電化モノレール１８により搬送される部品の進行を監視する、工場全体に及ぶ制御システムの一部であることもある。 このような場合、ＰＬＣ４２へ放送されたメッセージは、工場内でのメッセージの現時点での位置に依存するだけでなく、１つの個別の車両２４により輸送される特定の部品にも依存する。 車両２４の位置と、各車両２４により搬送される部品とは双方とも、コンピュータ４８により監視され得る。
【００１７】
通信システム２０のための通信プロトコルの１つの実施形態が、図３に示されている。 オフボードＰＬＣ４０は、まず初めに、この例では２００ミリ秒に等しい所定の時間にわたり、オフボードＰＬＣ４０の出力４４をオンにする（すなわちハイレベルに設定する）ことにより、メッセージの通信を開始する。 この２００ミリ秒の時間は、メッセージの開始を支持するトリガ信号５０からなる。 この実施形態では、通信プロトコルは、４０ミリ秒の時間の増分に分割され、トリガ信号５０は、５つの連続するこのような時間スライスにわたるハイ信号からなる。 トリガ信号５０は、代替的に、異なる数の時間スライスからなることもあり、実際、ＰＬＣ４２によりメッセージの一部分を形成すると認識され得るかぎり、任意の形をとり得る。 トリガ信号５０が出力されると、メッセージの内容が、次いで、１および０からなる一連の２進ビットとして、通信バスバー３５に出力され、ただし各１は高出力電圧に対応し、各０は低出力電圧に対応する。 この好ましい実施形態では、各伝送ビットは、０ボルトの１つの単一の時間スライスからなるスペーサ信号５２により分離されている。 これは必須でないが、各伝送ビットの間に１つの単一のスペーサ信号５２を入れると、伝送エラーを阻む助けとなる。 ビット間のこの間隔は、トリガ信号５０を、５つの連続する１を含むこともあるメッセージ内容から区別するのにも用いられる。
【００１８】
図３に示されているプロトコルにおいて、メッセージは３つの８ビットワードから成り、そのうちの最初の２つのワードは、メッセージ内容を表し、最後の１つのワードは、好ましくは、チェックサム信号として用いられる。 このプロトコルには多数の変形を行うことができる。 例えば、チェックサムは完全に選択的である。 ワードが伝送される順序も、変えることができる。 さらに、ワードの数と、ワードを形成するビットの数も、勿論、当業者なら分かるように、変更することができる。 図示の実施形態では、０ボルトの第１のスペーサ信号５２は、トリガ信号５０が出力された直後に伝送される。 特に、０ボルトスペーサ信号５２は、トリガ信号がまず初めに出力された後に２００ミリ秒と２４０ミリ秒との間に出力される。 ２４０ミリ秒と２８０ミリ秒との間の時間スライス内で、メッセージの第１のビットは、ＰＬＣ出力４４から出力される。 図示の例では、この第１のビットは０であり、このビットは、出力４４をオフのままにすることにより「伝送」される。 この第１のビットに次いで、別の１つのスペーサ信号５２が、２８０ミリ秒と３２０ミリ秒との間の時間スライス内に伝送される。 この第２のスペーサ信号５２の後にワード＃１内の次のビットが、３２０ミリ秒と３６０ミリ秒との間の時間スライス内に伝送される。 別の１つのスペーサ信号がこのビットに続く。 ワード＃１内の第１のハイ（すなわち１の）ビットが最後に、この場合には４００ミリ秒と４４０ミリ秒との間に到来すると、出力４４は、約４０ミリ秒オンとなる。 別の１つのスペーサ信号がこの伝送ビットに続く。 メッセージの残りの部分が、次いで、同様の仕方で放送され、この場合、１または０である各ビットが伝送され、スペーサ信号５２が各ビット間に入れられる。 各ビット間のスペーサ信号以外の特別の信号は、個別のワードとワードとを分離するのに必要でない、何故ならばオンボードＰＬＣ４２は、個別のワードのそれぞれを形成するビットの数を知るように前もってプログラムされているからである。 メッセージが完全に伝送されると、２１２０〜２１６０ミリ秒に放送される図３に示されている後端スペーサ信号などの後端スペーサ信号５４を入れることが望ましい。 後端スペーサ信号５４は、図３に示されている単一の時間スライス以外の異なる時間長で放送されることもある。 後端スペーサ信号５４が放送されると、別の１つのトリガ信号５０が放送され、新メッセージまたは同一のメッセージが、同様の仕方で放送される。
【００１９】
好ましい実施形態では、通信システム２０は、伝送プロトコルの一部として、エラー検出メカニズムまたはエラー補正メカニズムを含む。 他のメカニズムも可能であるが、チェックサムメカニズムが、図示の実施形態では採用されている。 このチェックサムは、ワード＃１とワード＃２を加算し、オーバーフローを無視することにより計算される。 チェックサムは、ワード＃１とワード＃２との合計の２の補数であるので、ワード＃１とワード＃２とチェックサムとの総計は０でなければならない。 これは、図３に示されている。 これら３つの総計が０でない場合、ＰＬＣ４２は、伝送中にエラーが発生したと仮定し、伝送メッセージを無視する。 ＰＬＣ４０は、メッセージを変える必要性が生じるまで同一のメッセージを繰返し放送するようにプログラムされているので、ＰＬＣ４２は、エラー含有伝送が発生したことを、ＰＬＣ４０に通信する必要はない。 代わりに、ＰＬＣ４２は、誤りのメッセージをたんに無視し、再び放送されるまで待つ。 通常、メッセージの内容は、コンピュータ４８がＰＬＣ４０に、伝送メッセージを変えるように命令した場合にのみ変えられる。 このような新メッセージが命令されると、ＰＬＣ４０は、さらに別の１つの新メッセージを受取るまで、新メッセージを繰返し放送する。 このようにして、オンボードＰＬＣ４２は、ＰＬＣ４２がエラー含有伝送を受取ったとのメッセージを、オフボードＰＬＣ４０に伝送しないようにする。
【００２０】
オフボードＰＬＣ４０のプログラミングを示すはしご図５６が、図４、図４Ａ、および図４Ｂに示されている。 この図は、Ｒｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ， Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎにより販売されているＲｏｃｋｗｅｌｌ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ＲＳＬｏｇｉｘ ５に基づくが、選択されたＰＬＣと互換性を有する任意のＰＬＣプログラミングソフトウェアが本発明の範囲内で用いられ得ることは当業者なら分かる。 はしご図５６は、００００〜０００９により示されている１０の横桟を含む。 横桟００００は、ワード＃１および＃２に関連するチェックサムを計算するのに用いられる。 ワード＃１の内容は、記憶場所Ｎ７：０に記憶され、ワード＃２の内容は、記憶場所Ｎ７：１に記憶される。 ビットフィールドディストリビュータ５８および６０は、ワード＃１および＃２の内容をそれぞれ記憶場所Ｎ７：５およびＮ７：６へ動かすのに用いられる。 ＡＤＤ命令６２は、記憶場所Ｎ７：５およびＮ７：６にそれぞれ記憶された２つのワードを加算し、和を記憶場所Ｎ７：７に記憶させる。 ビットフィールドディストリビュータ６４は、記憶場所Ｎ７：７内の和を記憶場所Ｎ７：８へ動かす。 ＮＯＴ命令６６は、記憶場所Ｎ７：８内の０をすべて１に変え、記憶場所Ｎ７：８内の１をすべて０に変える。 その結果は、記憶場所Ｎ７：９に記憶される。 ＡＤＤ命令６８は、記憶場所Ｎ７：９に記憶された和に１を加算し、得られた和を記憶場所Ｎ７：１０に記憶させる。 この和は、通信システム２０のエラー補正メカニズムの一部として伝送されるチェックサムである。 ビットフィールドディストリビュータ７０は、伝送する前にこの和を記憶場所Ｎ７：１０からＮ７：２へ動かす。
【００２１】
横桟０００１は、トリガ信号５０のためのタイマを始動する。 「オフか検査せよ」命令７２は、開始データメモリＢ３：０が誤りであるかどうかを検査し、誤りである場合、タイマＴ４：０は計数を開始する。 タイマＴ４：０は、図示の例では２００ミリ秒であるトリガ信号５０に等しい時間にわたり計数する。 ２００ミリ秒が計数されると、タイマＴ４：０の「終了」出力（ＤＮ）が、論理的真状態に設定される。 「オンか検査せよ」命令７４は、タイマＴ４：０を監視し、ラッチ７６が、タイマＴ４：０がその係数を完了すると（すなわち「終了」出力が真に設定されると）開始データメモリＢ３：０を真状態に設定するようになす。
【００２２】
横桟０００２は、伝送すべきワードが、通信プロトコルにより取扱われ得るビット最大数を越えるかを検査するために選択的検査を行う。 例えば、図３に示されているプロトコルでは、ワード＃１および＃２はそれぞれ、８ビット長である。 ワード＃１および＃２が表し得る最大数は、２進値２５５（２ ^８ −１＝２５５）である。 一般に、１つのワードが表し得る最大２進値は、２ ^Ｋ −１であり、ただしＫはワード内のビット数である。 「より大きい」命令７８は、したがって、記憶場所Ｎ７：０に記憶されているワード＃１の値が、２ ^Ｌ −１より大きいかを検査し、Ｌは、ワード＃１内のビット数を表す。 「より大きい」命令８０は、記憶場所Ｎ７：１に記憶されたワード＃２の値が２ ^Ｍ −１より大きいかを検査し、Ｍは、ワード＃２のビット数を表す。 ワード＃１または＃２の値が、各ワード内のビット数により表され得る最大値を越える場合、エラーが発生したことになり、超過値を有するワードが伝送されることはない。 このような場合、開始データメモリＢ３：０に記憶されている２進値が、８２でラッチ解除され、これによりメッセージは、ＰＬＣ４０により伝送され得なくなる。
【００２３】
横桟０００３（図４Ａ）はＰＬＣ４２へ所望のメッセージを伝送する際に適切な時点で適切な値にＰＬＣ４０の出力を設定されるのに用いられるデータ伝送タイマを始動する。 「オンか検査せよ」命令８４により、タイマＴ４：１は、開始データメモリＢ３：０が真状態である場合、係数を開始する。 横桟０００１から分かるように、開始データメモリＢ３：０は、タイマＴ４：０がトリガ信号５０のための計数を終了した場合にのみ真状態にある。 このため、タイマＴ４：１は、トリガ信号５０が出力されるまでは係数を開始しようとしない。 タイマＴ４：１は、トリガ信号５０とトリガ信号５０との間の全時間に少なくとも等しい長さにわたり計数する。 図３の実施形態では、タイマＴ４：１は、少なくとも１９６０ミリ秒（２１６０〜２００）にわたり計数する。
【００２４】
横桟０００４は、データ出力Ｏ：０００を介して出力されたデータを部分的に制御する。
データ出力Ｏ：０００は、通信バスバー３５に電気的に接続され、オンボードＰＬＣ４２へメッセージを伝送するのに用いられる出力である。
データ出力Ｏ：０００がオンである場合、２４０ボルト交流信号が、通信バスバー３５に出力される。
異なる電圧の信号すなわち直流信号が、代替的に、本発明の範囲内で用いられ得る。
「ラッチ解除」命令８６は、最初にデータ出力Ｏ：０００を偽状態にする（つまり、出力しない）。 「ラッチ解除」命令８６は、はしご図頃５６の残りの部分から分かるように、メッセージの各伝送ビットの間にスペーサ信号５２を挿入するように機能する。 「オンか検査せよ」命令８８によりデータ出力Ｏ：０００は、タイマＴ４：０がまだ計数しているときには常に真状態に（９０で）ラッチする。
上述のように、タイマＴ４：０は、トリガ信号５０が出力される間にわたり時間を計数する。 ラッチ命令９０は、したがって、データ出力Ｏ：０００が、トリガ信号５０の時間にわたりハイ出力に設定されるように確かめる。
【００２５】
横桟０００５は、ワード＃１内のデータを伝送する（図４Ａ）。 「オンか検査せよ」命令９２は、タイマＴ４：１がイネーブルされている（すなわち計数している）かどうかを決定し、タイマＴ４：１がイネーブルされている場合にのみにワード＃１のデータが伝送され得るようになす。 タイマＴ４：１がイネーブルされている場合、「限界値試験（Ｌｉｍｉｔ Ｔｅｓｔ）」命令９４が、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：０に特定されている値と記憶場所Ｎ１０：１に特定されている値と間にあるかどうかを決定する。 記憶場所Ｎ１０：０およびＮ１０：１に特定されている値は、それぞれがメッセージの第１の伝送ビットのための開始時間および終了時間である。 図３の例では、ワード＃１の第１の伝送ビットは、０であり、トリガ信号がまず初めに開始されてから２４０ミリ秒と２８０ミリ秒との間に伝送される。 タイマＴ４：１は、トリガ信号５０が伝送され終えるまで、計数を開始しないので、記憶値Ｎ１０：０およびＮ１０：１は、それぞれ図３の例では４０および８０である。 「限界値試験」命令９４は、したがって、タイマＴ４：１の全累積カウントが４０ミリ秒と８０ミリ秒との間にあるかどうかを決定する。 イエスの場合、「オンか検査せよ」命令９６は、ワード＃１のビットＮが真であるかどうかを検査し、データ出力Ｏ：０００がビットＮと同一の論理値に（９８で）ラッチするようにする。 ビットＮはワード＃１の最初に伝送されたビットである（すなわち、図３の例では最左側ビットである）。 このようにして、データ出力Ｏ：００は、ビットＮが１である場合にはハイにラッチされ、ビットＮが０である場合にはローにラッチされる。 これによりビットＮは、データ出力Ｏ：０００から出力され、通信バスバー３５に沿って伝送され、オンボードＰＬＣ４２に至る。
【００２６】
横桟０００５は、ワード＃１の第１のビット（ビットＮ＋１）を伝送するのに用いられる第２の「限界値試験」命令１００をさらに含む。 「限界値試験」命令１００は、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：２にある記憶値と、記憶場所Ｎ１０：３にある記憶値との間にあるかどうかを決定する。 図３の例では、値１２０および１６０は、それぞれＮ１０：２およびＮ１０：３に記憶されている、何故ならばこれらの値は、（トリガ信号５０の伝送が終了した時点から測定して）ワード＃１の第２のビットが伝送される時間の開始時点および終了時点であるからである。 「オンか検査せよ」命令１０２およびラッチ命令１０４は、タイマＴ４：１が１２０と１６０との間の全累積カウントを有する場合、ワード＃１のビットＮ＋１の値にデータ出力Ｏ：０００を設定する。 ワード＃１の（左側から数えて）第２のビットは、したがって、トリガ信号５０が伝送されてから１２０ミリ秒にわたり伝送され、さらに４０ミリ秒にわたり伝送され続ける。
【００２７】
横桟０００５は、ワード＃１内のビット数の数の「限界値試験」命令を含む。 各限界値試験は、タイマＴ４：１の全累積カウントを検査することにより、当該のビットを伝送する時間となったかどうかを検査する。 ある特定のビットを伝送するのに適切な時間となった場合、データ出力Ｏ：０００は、４０ミリ秒の時間にわたりそのビットの値に設定される。 「限界値試験」命令１０６は、横桟０００５内の最後の限界値試験命令であり、ワード＃１の最後のビットを伝送するのに用いられる。 「限界値試験」命令１０６は、タイマＴ４：１の全累積カウントが記憶場所Ｎ１０：ｘの記憶値と記憶場所Ｎ１０：ｘ＋１の記憶値との間にあるかどうかを検査する。 変数ｘが用いられる、何故ならばワード＃１の全長は、本発明の異なる実施形態で異なり得るからである。 ワード＃１が８ビットのワードである図３の例では、「限界値試験」命令１０６は、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：１４の記憶値６００と、記憶場所Ｎ１０：１５の記憶値６４０との間にあるかどうかを決定する。 イエスの場合、データ出力Ｏ：０００は、「オンか検査せよ」命令１０８および「ラッチ」命令１１０によりワード＃１の最後のビットの値に設定される。
【００２８】
横桟０００６および０００７は、横桟０００５がワード＃１を伝送するのと同一の仕方で、ワード＃２およびチェックサムワードを伝送する。 横桟０００６および０００７はそれぞれ、伝送されるそれぞれのワード内のビット数の数の「限界値試験」命令を含む。 各「限界値試験」命令は、タイマＴ４：１の全累積カウントを監視するのに用いられ、適切なビットが、適切な時間にデータ出力Ｏ：０００に出力されるようになす。 横桟０００５の場合と同様に、横桟０００６および０００７は、任意の数のビットのワードを伝送するようになすために一般的に説明される。 横桟０００６における最後の「限界値試験」は、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：ｘ＋ｙの記憶値と記憶場所Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋１との間にあるかどうかを検査する。 同様に、横桟０００７における最後の「限界値試験」は、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋ｚの記憶値と、記憶場所Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋ｚ＋１の記憶値との間にあるかどうかを検査する。 変数ｘ、ｙ、およびｚがワード＃１の長さおよびチェックサムワードは変化され得るとの事実に起因して設けられている。 図３の例では、記憶場所Ｎ１０：ｘ＋ｙ、Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋１、Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋ｚ、およびＮ１０：ｘ＋ｙ＋ｚ＋１は、それぞれ記憶場所Ｎ１０：３０、Ｎ１０：３１、Ｎ１０：４６、およびＮ１０：４７に対応し、それぞれ値１２４０、１２８０、１８８０、および１９２０を格納する。 勿論、記憶場所Ｎ１０：０〜Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋ｚ＋１の記憶値は、メッセージのビットを伝送するために選択された時間スライスの長さに依存する。 図示の例では、この時間スライス長は４０ミリ秒である。 その他の時間スライスも用いられる。 ２０ミリ秒の時間スライスが用いられる場合、記憶場所Ｎ１０：０〜Ｎ１０：ｘ＋ｙ＋ｚ＋１の記憶値はすべて、１／２に削減されている。 ８０ミリ秒の時間スライスが用いられる場合、これらの値は、２倍になる。 選択された時間スライスは、正確な受信を確実に得るためにオンボードＰＬＣ４２にプログラム走査時間より数倍長くなければならない。 例えば、４０ミリ秒の時間スライスは、５〜１０ミリ秒の範囲内のプログラム走査時間を有するオンボードＰＬＣで用いるのに適するが、この範囲外の走査時間も用いられ得る。
【００２９】
横桟０００８（図４Ｂ）では、「オンか検査せよ」命令１１２により開始データメモリＢ３：０は、タイマＴ４：１が計数を停止すると（すなわち、その終了（ＤＮ）状態に到達すると）、（１１４で）ラッチ解除される。 開始データメモリＢ３：０のラッチ解除によりトリガタイマは、横桟０００１に記載のように、再び始動する。 タイマＴ４：１がメッセージを伝送するのにかかる全累積時間より大きいカウントにタイマＴ４：１の最大カウントを設定することにより、後端スペーサ信号５４が発生される。 後端スペーサ信号５４の長さは、いかに長くタイマＴ４：１が、メッセージを伝送するのに必要な時間を越えて計数し続けるようにプログラムされているにより制御される。
【００３０】
はしご図１１６は、図５、図５Ａ、および図５Ｂに示され、オンボードＰＬＣ４２のためのプログラミングを示す。 データ入力Ｉ：０００は、通信バスバー３５に電気的に接続され、オフボードＰＬＣ４０からバスバー３５に出力された一連の高電圧および低電圧を検出する。 横桟００００では、「オンか検査せよ」命令１１８により、ＰＬＣ４２上のタイマＴ４：０（ＰＬＣ４０上のタイマＴ４：０ではない）が、計数を開始する。 タイマＴ４：０は、トリガ信号５０が伝送されたかどうかを監視するのに用いられる。 図３の実施形態では、トリガ信号は２００ミリ秒の長さである。 タイマＴ４：０は、好ましくは、２００ミリ秒の全時間より僅かに短い時間に設定される。 ２００ミリ秒のトリガ信号が用いられる場合、タイマＴ４：０は、１６０ミリ秒に設定され得る。 タイマＴ４：０が計数を終了すると、「オンか検査せよ」命令１２０により開始データメモリＢ３：０は、（１２２で）オンにラッチされる。
【００３１】
横桟０００１は、記憶場所Ｎ７：０、Ｎ７：１、Ｎ７：２、およびＮ７：３に前に記憶されたいかなるデータもクリアする（すなわち０に設定する）ように機能する。 記憶場所Ｎ７：０、Ｎ７：１、およびＮ７：２は、それぞれワード＃１、＃２、およびチェックサムワードを記憶するのに用いられる。 横桟０００１は、このようにして、前の伝送の際にこれらの記憶場所に記憶されたいかなる旧値をクリアする。 記憶場所Ｎ７：３は、後述するように、一時記憶域として用いられる。
【００３２】
横桟０００２は、トリガ信号５０が検出されると、タイマＴ４：１を始動する。 タイマＴ４：１は、いかなるビットが、任意の特定の時間にオフボードＰＬＣ４０により伝送されているかを決定するのに用いられる。 「オンか検査せよ」命令１２４は、開始データメモリＢ３：０が真であるかどうかを検査する。 開始データメモリＢ３：０は、トリガ信号が、トリガ信号のほぼ全時間（例えば全時間２００ミリ秒のうちの１６０ミリ秒）にわたり検出された後にのみ、横桟００００により真となる。 開始データメモリＢ３：０が真である場合、「オフかを検査せよ」命令１２６によりタイマＴ４：１は、データ入力Ｉ：０００がロー状態になた場合にのみ計数を開始する。 データ入力Ｉ：０００は、トリガ信号５０が伝送されるとただちにロー状態になる。 データタイマＴ４：１は、したがって、トリガ信号５０が伝送された直後に開始する。 「オンか検査せよ」命令１２８は、タイマＴ４：１が、このタイマＴ４：１が始動し、タイマＴ４：１の限界値に到達するまで、計数を続ける。 タイマＴ４：１の限界値は、全メッセージを受取るのに充分に長い時間に設定されなければならない。 この実施形態では、タイマＴ４：１の限界値は、オフボードＰＬＣ４０に配置されているタイマＴ４：１の限界値と同一の限界値に設定されている。
【００３３】
横桟０００３（図５Ａ）は、オフボードＰＬＣ４０から伝送されたワード＃１を検出および記憶する。 一対の「オンか検査せよ」命令１３０および命令１３２は、それぞれ、横桟０００３が、開始データメモリが真である（すなわちトリガ信号５０が受信された）場合のみ、および、タイマＴ４：１がまだ計数している場合にのみ、データを受取るように機能する。 横桟０００３は、１つ以上の「限界値試験」を含み、全数は、ワード＃１のビット数に対応する。 「オンか検査せよ」命令１３４に起因して、「限界値試験」は、ハイ信号がデータ入力Ｉ：０００で検出された場合にのみに行われる。 ハイ信号が所与の時間にわたり検出されない場合、記憶場所Ｎ７：０、Ｎ７：１、およびＮ７：２内の対応する１つまたは複数のビットは、変化されず、横桟０００１で設定されように、丁度０のままである。 ハイ信号がデータ入力Ｉ：０００で検出されると、横桟０００３の「限界値試験」が行われる。 第１の「限界値試験」１３６は、タイマＴ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：０の記憶値と、記憶場所Ｎ１０：１の記憶値との間にあるかどうかを検査する。 これら２つの記憶場所は、１つのビットが伝送される第１の時間スライスの開始時間および終了時間を記憶する。 このようにして、図３の例では、これら２つの記憶場所は、それぞれが値４０および８０を記憶する。 （第１の４０ミリ秒の時間は、スペーサ信号５２が占める）。 タイマ４：１の全累積カウントが、４０と８０との間にある場合、「ラッチ」１３８は、（記憶場所Ｎ７：０に記憶されている）ワード＃１の第１のビット（ビットＮ）をハイ値にラッチする。 第２の「限界値試験」１４０は、タイマ４：１の全累積カウントが、記憶場所Ｎ１０：２の記憶値と、記憶場所Ｎ１０：３の記憶値との間にあるかどうかを決定する。 これらの値は、ワード＃１の第２のビットが伝送される特定の時間スライスの開始時間および終了時間にそれぞれ対応する。 タイマＴ４：１の全累積カウントがこれら２つの値との間にある場合、ラッチ命令１４２は、ワード＃１の第２のビットをハイ値にラッチする。 図３の実施形態では、Ｎ１０：２およびＮ１０：３の値は、それぞれ１２０および１６０であるが、前述のように、他の値も、異なるサイズの時間スライスが通信プロトコルで用いられる場合、用いられ得る。 ワード＃１の最後のビットは、「限界値試験」１４４により検出される。 図３の実施形態では、「限界値試験」１４４は、横桟０００３での第８の限界値試験である。
【００３４】
横桟０００４および０００５は、０００３がワード＃１を検出するのと同一の仕方で、それぞれワード＃２およびチェックサムワードを検出する。 各横桟は、当該のワードのビット数と同一の数の限界値試験を含む。 各限界値試験は、当該のビットを受取る時間となったかどうかを検査するためにタイマＴ４：１を監視する。 ワード＃１、＃２、およびチェックサムのための記憶場所は、最初は零に設定されているので、各限界値試験は、ハイ信号がデータ入力Ｉ：０００で検出された場合にのみ、作動される。
【００３５】
横桟０００６（図５Ｂ）は、伝送の際にエラーが発生したかどうかを決定するために、伝送されたチェックサムを利用する。 「オンか検査せよ」命令１４６によりチェックサムの計算は、タイマＴ４：１が計数を停止した場合にのみ、開始される。 チェックサムの計算は、したがって、全メッセージが受信されるまで行われない。 「計算せよ」命令１４８は、それぞれが記憶場所Ｎ７：０、Ｎ７：１、およびＮ７：２に記憶されているワード＃１および＃２およびチェックサムの和を計算し、得られた和を記憶場所Ｎ７：３に記憶させる。 ビットフィールドディストリビュータ１５０は、この和を記憶場所Ｎ７：４へ動かし、その際、計算された和におけるいかなるオーバーフローも削除する。 「等しい」命令１５２は、（オーバーフローを無視した）和が、零に等しいかどうかを決定する。 零である場合、受信データは、有効であると仮定され、「動かせ」命令１５４および１５６は、（Ｎ７：０およびＮ７：１に記憶された）受信ワード＃１および＃２を記憶場所Ｎ７：１０およびＮ７：１１へ動かし、これらの記憶場所で受信ワード＃１および＃２は、電化モノレール車両２４への他の操作を制御するためにＰＬＣ４２により用いられ得る。 （オーバーフローを無視した）和が、零に等しくない場合、データは、エラーを含むと仮定され、それらの最終的な記憶場所Ｎ７：１０およびＮ７：１１へ動かされない。 「ラッチ解除」命令１５８は、開始データメモリＢ３：０を偽状態にラッチし、「リセット」命令１６０は、タイマＴ４：１をリセットし、これにより別の１つのメッセージが、別の１つのトリガ信号が検出されると検出され得るようになされる。
【００３６】
図４、図４Ａ、および図４Ｂのはしご図に示されているオフボードプログラムは、データをオフボードＰＬＣ４０から、１つの単一の通信バスバー３５または通信バスバーの１つの単一の区間へ伝送されるのに用いられる。 分割された通信バスバー３５が用いられる場合、そして、異なる区間へ複数のメッセージを伝送したい場合、オフボードプログラムが、通信バスバー３５の当該のセグメントに電気的に接続されている、ＰＬＣ４０上の別の１つの出力を用いて繰返される。 例えば、図４、図４Ａ、および図４Ｂに示されているオフボードプログラムは、信号を出力Ｏ：０００から出力するように設計されている。 図３において、このプログラムは、したがって、ステーション＃１０の前に位置する、バスバー３５の区間にのみ複数のメッセージを通信できる。 ８つの作業ステーションすべての前の区間と通信したい場合、オフボードプログラムは、全部で８つのコピーのために付加的に７回繰返される。 プログラムとプログラムとの間の相違は、プログラムにより制御される当該の出力信号であるが、所望の場合、例えばワード長、ワード数など、各コピーに対して別の変形を形成することもできる。
【００３７】
図４、図４Ａ、図４Ｂ、および図５Ａ、および図５Ｂのプログラムは、オフボードＰＬＣ４０から１つまたは複数のオンボードＰＬＣ４２へ片方向通信のためにのみ設計されている。 しかしながら、所望の場合、双方向通信に対処するように通信プロトコルを変え得る。 これは、例えば、オンボードＰＬＣ４２が、オフボードＰＬＣ４０から伝送される２番目毎のトリガ信号の後にＰＬＣ４０にメッセージを戻すようになし、これにより各ＰＬＣが交互にメッセージを互いへ伝送するようになすことにより達成され得る。 これにより情報が、キャリヤまたはその荷物からオフボードＰＬＣへ戻されるようになされる。 別の１つの可能性として、半波技術が、双方向通信を得るために用いられ得る。 例えば、正信号が、ＰＬＣ４０からＰＬＣ４２へ行く情報のために用いられ得、一方、負信号が、ＰＬＣ４２からＰＬＣ４０へ向かう通信のために用いられ得るか、または逆である。 様々なその他の方法も、双方向通信を得るために用いられ得る。
【００３８】
本発明は、図面の好ましい実施形態と、いくつかの代替実施形態とを用いて以上説明されたが、本発明がこれらの実施形態に限定されず、添付の請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲内の任意のかつすべての変更も含むことは当業者なら分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信システムが実施されている電化モノレールの１つの例の斜視図である。
【図２】本発明の通信システムの１つの実施形態のブロックダイヤグラムである。
【図３】本発明の１つの実施形態の通信プロトコルのタイミングダイヤグラムである。
【図４】図４Ａ、および図４Ｂ：本発明の１つの実施形態のオフボードプログラマブル論理制御器のためのはしご図である。
【図５】図５Ａ、および図５Ｂ：本発明の１つの実施形態のオフボードプログラマブル論理制御器のためのはしご図である。