CN103039022B - 光数据传输设备、光通信设备和自动运输设备 - Google Patents

Abstract

在不引入较大设计改变的情况下，按照以下方式配置光数据传输设备100，来确保可靠数据传输，光数据传输设备100被配置为具有：数据转换单元210、310和光通信控制单元220、230，向彼此相对可移动的第一通信单元200和第二通信单元300中的每一个发送光信号，所述光信号是响应于从有线线路13a输入的有线线路数据来调制的，将从接收的光信号中解调出的有线线路数据输出至有线线路；比特数据输入单元240，接收用于紧急停止的比特数据的输入；比特数据输出单元340，输出用于紧急停止的比特数据；以及比特数据通信控制单元250、350，按照以下方式进行控制：使用与对应于有线线路数据的光信号隔离的光信号，经由光通信控制单元220、230来发送/接收输入比特数据。

Description

光数据传输设备、光通信设备和自动运输设备

技术领域

本发明涉及光数据传输设备、构成光数据传输设备的光通信设备、以及使用光数据传输设备的自动运输设备，具体地，涉及适于固定设备与移动设备之间的数据传输的光数据传输设备和光通信设备。

背景技术

在沿用于运输货物等的塔式起重机、桥式起重机等的轨道行进的移动设备中，在系统控制设备与移动设备侧的控制设备之间，通过光数据传输设备传送信号(如控制指令)，以节省接线等。

专利文献1公开了一种自动运输设备，其中，系统控制设备(固定设备)与安装至塔式起重机的起重机控制设备(移动设备)通过有线线路互相连接，并在有线线路之间插入光数据传输设备。

在该自动运输设备中，从系统控制设备输出至有线线路的控制指令通过光数据传输设备传输至与起重机控制设备侧连接的有线线路。

这种自动运输设备具有正常停止功能，中断使用系统控制设备的自动控制以进行维护等，以临时停止移动设备；或者具有紧急停止功能，用于预先防止严重和危险的情形发生(如由于人或障碍物闯入行进路径、设备故障等导致的与移动设备的碰撞)。具体地，紧急停止功能需要极高的安全等级以在需要时可靠地操作。

例如，安全系统是公知的，其中，当传感器(如检测闯入者或障碍物的光电SW)安装在移动设备上，利用传感器来检测行进路径内的闯入者或障碍物，使移动设备立即停止。

专利文献1公开了一种用于避免在相同轨道上移动的两个塔式起重机的意外接触的控制方法，其中，两个塔式起重机由布置在前-后移动方向上的轮支撑，并在相同轨道上移动，两个塔式起重机具有：位置检测装置，用于检测轨道上的位置；以及光发射机，用于将位置检测装置检测的位置信息发送至另一塔式起重机，并接收从另一塔式起重机发送的位置信息；当基于光发射机接收的另一位置信息和其自身的位置信息识别出与另一塔式起重机靠近时，使得每个塔式起重机紧急停止。同时，使用检测轮的旋转的选择编码器、检测与基准位置的距离的距离测量设备等，作为位置检测装置。

专利文献2公开了一种紧急停止设备，能够使得移动起重机根据操作者的意图紧急停止。该紧急停止设备被配置为使得用于在紧急状态下引擎等的紧急停止开关通过控制装置(如移动起重机的引擎或螺线管)与电源之间的连接器串联连接。紧急停止开关通过特定长度的接线连接至连接器，从而能够便携地携带至与机器主体分隔开的机器主体内外。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]JP2007-305159A

[专利文献2]JP2002-114487A

发明内容

本发明要解决的技术问题

如专利文献2中公开的，当紧急停止开关安装在固定设备侧并且在根据操作者的意愿来操作紧急停止开关的情况下使得移动设备紧急停止时，通过操作紧急停止开关来切断对移动设备的馈电路径的配置允许移动设备快速停止。

一般地，由于移动设备具有与沿移动设备行进的轨道布置的馈电线路接触并收集功率的集电器，这可以通过以下操作来实现：通过紧急停止开关的操作，断开将电源连接至馈电线路的开关(如馈电中继器)。然而，当停止对控制设备的供电导致存储在移动设备中包括的控制设备的存储单元中存储的控制信息(如位置数据)丢失，然后执行返回至正常控制状态时，存在以下不便：需要将移动设备移动至初始位置的复杂初始设置过程和较长的返回时间段。此外，在这种系统中，在由于停止供电导致甚至存储单元中存储的控制程序丢失的情况下，由于返回时控制程序的重写过程等，需要更长的时间段。

同时，为了解决电源的瞬时电源故障，在移动设备中包括电池的系统中，即使通过操作紧急停止开关断开将电源连接至馈电线路的馈电中继器时，电池放电需要时间，从而存在以下问题：移动设备不能立即停止。

因此，考虑以下结构：不中断电源，通过光数据传输设备，将安装在固定设备上的紧急停止开关的操作信息从固定设备传输至移动设备，并使得接收操作信息的移动设备的控制装置紧急停止。

然而，将固定设备连接至移动设备的现有光数据传输设备用于执行中继以将从系统控制设备输出至有线线路的控制数据传输至与移动设备的控制设备连接的有线线路，而不可能将不同于系统控制设备(固定设备)和移动设备的控制设备之间的信号传输路径中产生的紧急停止开关的操作信息引入控制数据。因此，为了解决该问题，需要非常大的设计改变，包括系统控制设备。

此外，由于现有光数据传输设备与如紧急停止开关信号之类的具有高度重要性的信号所需的功能安全标准(IEC61508)不相对应，存在以下问题：从故障率和错误率的观点看，现有光数据传输设备不满足功能安全标准所需的可靠性。因此，还存在以下问题：单独提供具有高可靠性的光数据传输设备导致成本增加。

鉴于这种情况设计了本发明，本发明的目的是提供一种光数据传输设备、光通信设备、以及自动运输设备，能够确保信息传输的可靠性，而不导致较大的设计改变，同时采用现有光数据传输设备的基本设计。

解决问题的技术方案

为了实现上述目的，根据如权利要求1所述的本发明的第一特征配置，提供了一种光数据传输设备，包括：彼此相对可移动地布置的第一通信单元和第二通信单元，其中所述第一通信单元包括：第一数据转换单元，将从有线线路输入的有线线路数据转换为用于光通信的有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第一光通信控制单元，并将从所述第一光通信控制单元输入的有线线路帧数据逆转换为有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述有线线路；所述第一光通信控制单元，向所述第二通信单元发送基于从所述第一数据转换单元输入的所述有线线路帧数据而进行了光学调制的光信号，并从由所述第二通信单元发送的光信号中解调出有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第一数据转换单元；比特数据输入单元，包括输入电路，所述输入电路输入来自不同于所述有线线路的信号线路的比特数据；以及第一比特数据通信控制单元，产生预定比特帧数据，所述预定比特帧数据包括输入至所述比特数据输入单元的比特数据，以将所产生的比特帧数据输出至所述第一光通信控制单元，并使所述第一光通信控制单元以预定间隔向所述第二通信单元发送基于所述比特帧数据而进行了光学调制的光信号；所述第二通信单元包括：第二数据转换单元，将从有线线路输入的有线线路数据转换为有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第二光通信控制单元，并将从所述第二光通信控制单元输入的有线线路帧数据逆转换为有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述有线线路；所述第二光通信控制单元，向所述第一通信单元发送基于从所述第二数据转换单元输入的所述有线线路帧数据而进行了光学调制的光信号，并从由所述第一通信单元发送的光信号中解调出有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第二数据转换单元；第二比特数据通信控制单元，使所述第二光通信控制单元从由所述第一通信单元发送的光信号中解调出比特帧数据；以及比特数据输出单元，包括输出电路，所述输出电路输出来自不同于所述有线线路的信号线路并在所述第二光通信控制单元中解调的比特帧数据中包含的比特数据。

根据上述光数据传输设备，首先，第一通信单元中包括的第一数据转换单元和第一光通信控制单元以及第二通信单元中包括的第二数据转换单元和第二光通信控制单元将从连接至第一通信单元的有线线路输入的有线线路数据作为与有线线路数据相对应的有线线路帧数据所调制的光信号来进行中继，并且建立通信路径以向连接至第二通信单元的有线线路进行传输。

此外，第一通信单元中包括的第一比特数据通信控制单元产生包括输入至比特数据输入单元的比特数据在内的预定比特帧数据，通过第一光通信单元，以预定间隔向第二通信单元发送比特帧数据，第二通信单元中包括的第二比特数据通信控制单元从通过第二光通信控制单元接收的比特帧数据中提取比特数据，并从比特数据输出单元输出比特数据。

即，根据包括第一特征配置的光数据传输设备，可以通过共享一个光通信路径来执行有线线路数据的通信和比特数据的通信，而不必改变产生现有有线线路数据的方法。

根据权利要求2中所述的第二特征配置，提供了一种光数据传输设备，包括：彼此相对可移动地布置的第一通信单元和第二通信单元，其中所述第一通信单元包括：第一数据转换单元，将从有线线路输入的有线线路数据转换为用于光通信的有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第一光通信控制单元，并将从所述第一光通信控制单元输入的有线线路帧数据逆转换为有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述有线线路；所述第一光通信控制单元，向所述第二通信单元发送基于从所述第一数据转换单元输入的所述有线线路帧数据而进行了光学调制的光信号，并从由所述第二通信单元发送的光信号中解调出有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第一数据转换单元；比特数据输入单元，包括输入电路和诊断电路单元，所述输入电路输入来自不同于所述有线线路的信号线路的比特数据，所述诊断电路单元诊断所述比特数据输入单元的所述输入电路是否正常操作；以及第一比特数据通信控制单元，控制所述诊断单元对所述输入电路进行诊断，当确定所述输入电路异常时，产生比特帧数据，所述比特帧数据包括输入至所述比特数据输入单元的比特数据，所述比特帧数据中并入有指示异常状态的状态码，以将所产生的比特帧数据输出至所述第一光通信控制单元，并使所述第一光通信控制单元向所述第二通信单元发送基于所述比特帧数据而进行了光学调制的光信号；所述第二通信单元包括：第二数据转换单元，将从有线线路输入的有线线路数据转换为有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第二光通信控制单元，并将从所述第二光通信控制单元输入的有线线路帧数据逆转换为有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述有线线路；所述第二光通信控制单元，向所述第一通信单元发送基于从所述第二数据转换单元输入的所述有线线路帧数据而进行了光学调制的光信号，并从由所述第一通信单元发送的光信号中解调出有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第二数据转换单元；第二比特数据通信控制单元，使所述第二光通信控制单元从由所述第一通信单元发送的光信号中解调出比特帧数据；以及比特数据输出单元，包括输出电路，所述输出电路输出来自不同于所述有线线路的信号线路并在所述第二光通信控制单元中解调的比特帧数据中包含的比特数据。

除了上述第一特征配置之外，第一比特数据通信控制单元对设置在比特数据输入单元中的诊断电路进行控制，并基于结果来诊断输入电路的操作状态。当第一比特数据通信控制单元将输入电路诊断为异常时，产生包括比特数据并且并入有指示异常状态的状态码的比特帧数据，通过第一光通信控制单元输出基于比特帧数据来调制的光信号。

通过第二光通信控制单元接收比特帧数据的第二比特数据通信控制单元基于添加至比特帧数据的指示异常状态的状态码，检测输入电路的异常，并且可以评估比特数据的可靠性。例如，当检测到指示异常状态的状态码时，为了防止产生输出错误比特数据的情形，第二比特数据通信控制单元可以维持从比特数据输出单元输出的比特数据的输出状态，或者可以强制切换。例如，可以通过将比特数据切换至缺省数据(其中包括光数据传输设备的系统未异常操作)再发出来实现故障保护。

在权利要求3所述的第三特征配置中，除了第二特征配置之外，冗余地安装输入电路和诊断电路，冗余地安装控制诊断电路对输入电路进行诊断的第一比特数据通信控制单元，第一比特数据通信控制单元通过通信线路互相连接，第一比特数据通信控制单元中的至少一个控制每个诊断电路对每个输入电路进行诊断，另一第一比特数据通信控制单元也被配置为同时对每个输入电路进行诊断，当所有诊断结果都被确定为正常时，第一比特数据通信控制单元中的至少一个向第一光通信控制单元输出并入有指示正常状态的状态码的比特帧数据。

冗余安装的每个诊断电路由冗余安装的第一比特数据通信控制单元之一控制，每个第一比特数据通信控制单元每次诊断输入电路的状态。通过通信线路检查每个第一比特数据通信控制单元中的诊断结果，当所有诊断结果都被确定为正常时，确定输入电路正常。因此，可以确保通过输入电路输入的比特数据的高度可靠性。

在权利要求4所述的第四特征配置中，除了第一至第三特征配置中的任一个之外，第一比特数据通信控制单元使第一光通信控制单元在不发送基于有线线路帧数据的光信号时，向第二通信单元发送基于比特帧数据而进行了光学调制的光信号。

当通过共享一个光通信路径来执行有线线路数据的通信和比特数据的通信时，在不发送基于有线线路帧数据的光信号时发送基于比特帧数据而进行了光学调制的光信号，允许执行比特数据的通信，而不干扰有线线路数据的通信。即，可以基于比特帧数据来产生光信号，而不必改变基于有线线路帧数据产生光信号的方法，并独立地确保比特数据的通信的可靠性。

在权利要求5所述的第五特征配置中，除了第一至第四特征配置中的任一个之外，第一比特数据通信控制单元和第二比特数据通信控制单元均包括：设置预定识别码的识别码设置单元，第一比特数据通信控制单元向第一光通信控制单元输出并入了在识别码设置单元中设置的识别码的比特帧数据，第二比特数据通信控制单元将在第二光通信控制单元中接收的比特帧数据中包含的识别码与识别码设置单元中设置的识别码进行比较，当两个识别码具有预定关系时，确定比特帧数据有效。

即使在第一通信单元和第二通信单元相对于彼此移动的情况下，存在通过从另一通信单元接收光信号而获得错误比特帧数据的可能性时，可以基于添加至比特帧数据的识别码来确定比特帧数据的有效性。例如，当第一比特数据通信控制单元添加至比特帧数据的识别码与在第二比特数据通信控制单元中设置的识别码彼此一致时，可以确定比特帧数据有效。在这种情况下，可以在每个比特数据通信控制单元的存储器或寄存器中预先设置有效性的确定基准数据，并且，在上述示例中，当两个识别码彼此一致时，可以设置指示有效性的确定基准数据。

在权利要求6所述的第六特征配置中，除了第一至第五特征配置中的任一个之外，设置预定缺省数据以从比特数据输出单元输出，直至在对设备供电之后在第一比特数据通信控制单元与第二比特数据通信控制单元之间建立比特帧数据的通信。

由于从第一通信单元向第二通信单元发送比特帧数据，使用从包括比特数据输出单元的第二通信单元向包括比特数据输入单元的第一通信单元发送的传输请求作为触发，第二通信单元可以基于是否存在来自第一通信单元的关于所述传输请求的响应，来确定第一通信单元的操作状态是否正常，并且可以通过从比特数据输出单元输出预定缺省数据直至存在来自第一通信单元的响应，来提高安全性。例如，即使在通信异常等发生时，可以通过设置为缺省数据(其中包括光数据传输设备的系统未异常操作)来实现故障保护。

根据权利要求7所述的本发明的另一第一特征配置，提供了并入光数据传输设备中的光通信设备，所述光数据传输设备包括上述第一至第六特征配置中的任一项，所述光通信设备包括：所述第一数据转换单元、所述第一光通信控制单元、所述比特数据输入单元、以及所述第一比特数据通信控制单元。

根据权利要求8所述的本发明的另一第二特征配置，提供了并入光数据传输设备中的光通信设备，所述光数据传输设备包括上述第一至第六特征配置中的任一项，所述光通信设备包括：所述第二数据转换单元、所述第二光通信控制单元、所述比特数据输出单元、以及所述第二比特数据通信控制单元。

根据权利要求9所述的本发明的另一第一特征配置，提供了自动运输设备，包括：移动设备，在预定轨道上移动；以及固定设备，控制所述移动设备，其中，通过光数据传输设备执行所述移动设备与所述固定设备之间的通信，所述光数据传输设备包括上述第一至第六特征配置中的任一项。

在权利要求10所述的本发明的自动运输设备的第二特征配置中，除了上述第一特征配置之外，向比特数据输入单元输入指示紧急停止开关的操作状态的比特数据，所述比特数据基于从比特数据输出单元输出的紧急停止信号转换至预定安全状态。

本发明的效果

如上所述，根据本发明，可以提供一种光数据传输设备、光通信设备、以及自动运输设备，在采用现有光数据传输设备的基本设计的同时，能够确保信息传输的可靠性，而不导致较大的设计改变。

附图说明

图1是示意了安装在分发仓库中的自动运输设备的图，分发仓库是根据本发明的光数据传输设备所应用的示例。

图2是示意了塔式起重机的图，塔式起重机是包括光数据传输设备的移动设备。

图3是示意了固定设备的系统控制设备与移动设备的伺服控制单元之间的通信路径的图。

图4是示意了根据本发明的光数据传输设备的配置框图。

图5是示意了作为光数据传输设备的一部分的通信单元的配置框图。

图6(a)是示意了光通信控制单元中执行调制过程的区域的配置框图；图6(b)是示意了在地址产生单元中产生的地址信息与数据表之间的关系的图，所述数据表中设置来了与载波信号的相位相对应的幅度数据。

图7(a)是示意了指示基准相位的相位调制信号的图；图7(b)是示意了从基准相位转换的相位调制信号的图。

图8(a)是示意了光通信控制单元中执行解调过程的区域的配置框图；图8(b)是示意了数据表的图，所述数据表中将正交基准信号的幅度数据设置为2的幂数据。

图9(a)是示意了通过有线线路发送和接收的有线线路数据的帧数据的图；图9(b)是示意了包括从比特数据输入单元输入的比特数据在内的比特帧数据的图。

图10是示意了比特帧数据的通信状态的图。

图11是示意了光通信控制单元发送和接收的光信号的时序图。

图12是示意了通过光通信控制单元发送和接收的比特帧数据的发送和接收过程的图。

图13是示意了输入电路和诊断电路的图。

图14是示意了诊断电路的信号图。

图15是示意了输出电路和诊断电路的图。

具体实施方式

以下描述示例，其中根据本发明的光数据传输设备应用于安装在一般分发仓库中的自动运输设备。

如图1所示，自动运输设备安装在分发仓库10中，自动运输设备包括：一对货架11、在一对货架11之间构造的轨道12、沿轨道12移动的塔式起重机20、安装在轨道12两侧的一对载荷置台14、以及布置在轨道12一侧的系统控制设备13，系统控制设备13向塔式起重机20发出存储和传送指令。

每个货架11沿竖直和水平方向具有大量容纳部分15，运输对象16容纳在每个容纳部分15中。

在以下描述中，沿塔式起重机20的行进方向，将系统控制设备13所在的方向侧称为基端侧，将其对侧称为另一端侧。同时，轨道12在基端侧的端部设置在塔式起重机20的行进移动的基准位置(归属位置)。

如图1和2所示，塔式起重机20包括：沿轨道12行进的行进车架21、布置在行进车架21正上方的一对升降杆22、以及将一对升降杆22在上端部互相连接的上框架23。

水平旋转的多个导辊24安装在上框架23上，导辊24滚动与导轨18形成夹持接触，从而防止塔式起重机20坠落。

行进车架21包括能够在轨道12上行进的多个车轮31。在多个车轮31中，另一端侧的车轮31b用作驱动轮，基端侧的车辆31a用作能够空转的从动轮。车轮31b由伺服控制单元32b控制的行进伺服电动机32a来驱动(见图3)。

升降台25由一对升降杆22通过升降链26来可升降地引导和支撑，在升降台25上安装能够传送货物的叉齿轮40。升降链26通过引导链齿28缠绕绕鼓29，引导链齿28通过安装在上框架23上的从动链齿27a和27b提供给一个升降杆22。

伺服控制单元30b(见图3)控制的升降伺服电动机30a正向和反向旋转绕鼓29，升降链26伴随绕鼓29从绕鼓29绕入或卷出，使得升降台25升降。

上述叉齿轮40包括：叉41，沿相对于行进车架21的行进方向成直角的水平方向，可滑动地安装在升降台25上；叉伺服电动机42a，在叉41回缩至升降台25侧的回缩位置与叉41延伸至容纳位置15侧的延伸位置之间滑动叉41；以及伺服控制单元42b(见图3)，控制伺服电动机42a。

通过行进车架21的水平移动、升降台25的升降移动和叉齿轮40的前伸和回缩操作，安装至载荷置台14的运输对象16被传送至容纳部分15，容纳部分15中容纳的运输对象16被传送至载荷置台14。

当卸载容纳部分15中容纳的运输对象16时，升降台25首先上移至容纳部分15的指定位置之前。接下来，叉41从升降台25内的回缩位置滑动至运输对象16所安装至的容纳部分15侧的延伸位置，使升降台25在该状态下略向上，并且叉41再次滑动至回缩位置。通过该操作将运输对象16安装在升降台25上。

当在容纳部分15中容纳运输对象16时，升降台25首先上移至容纳部分15的指定位置之前。接下来，运输对象16所安装至的叉41从升降台25内的回缩位置滑动至容纳部分15侧的延伸位置，使升降台25在这种状态下略向下，并且叉41再次滑动至回缩位置。通过该操作将运输对象16容纳在容纳部分15中。

如图3所示，控制伺服电动机32a的伺服控制单元32b和控制升级伺服电动机30a的伺服控制单元30b通过光数据传输设备100连接至全双工通信线路13a(连接至系统控制设备13的有线线路)，控制叉伺服电动机42a的伺服控制单元42b通过另一光数据传输设备100连接至通信线路13a(连接至光数据传输设备100)。

伺服控制单元32b基于来自系统控制设备13的控制指令来驱动伺服电动机32a，伺服电动机32a的转数或转角信息通过伺服控制单元32b反馈给系统控制设备13，使得系统控制设备13控制行进车架21的水平方向的行进位置。

此外，伺服控制单元30b基于来自系统控制设备13的控制指令来驱动伺服电动机30a，伺服电动机30a的转数、转角信息等通过伺服控制单元30b反馈给系统控制设备13，使得系统控制设备13控制升降台25的竖直方向的升降位置。

此外，伺服控制单元42b基于来自系统控制设备13的控制指令来驱动伺服电动机42a，伺服电动机42a的转数或转角信息通过伺服控制单元42b反馈给系统控制设备13，使得系统控制设备13控制叉41的水平方向的滑动位置。

即，伺服通信系统被配置为使得通过通信线路13a从系统控制设备13接收控制指令的伺服控制单元32b、30b和42b中的每一个分别控制行进伺服电动机32a、升降伺服电动机30a和叉伺服电动机42a，使用以太网(注册商标)将其控制状态通过通信线路13a发送给系统控制设备13。

构成有线线路的每个通信线路13a包括在发送侧和接收侧的一对通信线路，并由以下形成：用于发送一系列帧数据作为电信号的铜线电缆、用于发送帧数据作为光脉冲信号的光纤光缆等。在本实施例中，尽管描述了每个通信线路13a由铜线电缆形成的示例，但是对于由光纤光缆形成每个通信线路13a也是如此。

系统控制设备13用作根据本发明的固定设备，塔式起重机20和伺服控制单元30a、30b和42b用作根据本发明的移动设备。

如图1至3所示，光数据传输设备100包括第一通信单元200和第二通信单元300。通过作为第一有线线路的通信线路13a从系统控制设备13输出的第一有线线路数据在第一通信单元200中被转换为第一光信号，并被光传输至第二通信单元300，在第二通信单元300中接收的第一光信号被逆转换为第一有线线路数据，并通过作为第二有线线路的通信线路13a输出至伺服控制单元30a、30b和42b。

此外，通过作为第二有线线路的通信线路13a从伺服控制单元30a、30b和42b输出的第二有线线路数据在第二通信单元300中被转换为第二光信号，并被光传输至第一通信单元200，在第一通信单元200中接收的第二光信号被逆转换为第二有线线路数据，并通过作为第一有线线路的通信线路13a输出至系统控制设备13。

用于紧急停止的开关E-SW安装在系统控制设备13的外壳上，通过不同于作为第一有线线路的通信线路13a的信号线E-IN，将指示开关E-SW的操作状态的比特数据输入至第一通信单元200。

输入比特数据作为第三光信号从第一通信单元200光传输至第二通信单元300，并从第二通信单元300通过信号线E-OUT输出至伺服控制单元30a和30b。此外，通过信号线E-OUT将比特数据从安装在其后一级的第一通信单元200发送至第二通信单元300，并通过信号线E-OUT输出至伺服控制单元42b。

如图4所示，第一通信单元200包括如下电路模块：第一数据转换单元210、第一光通信控制单元220、比特数据输入单元240、第一比特数据通信控制单元250、光发送单元260、以及光接收单元270。

第一数据转换单元210将从输入通信线路13a输入的第一有线线路数据转换为用于光通信的第一有线线路帧数据(以下简写为“帧数据”)并将其输出至第一光通信控制单元220，还将从第一光通信控制单元220输入的第二有线线路帧数据逆转换为第二有线线路数据，并将第二有线线路数据输出至输出通信线路13a。

第一光通信控制单元220向第二通信单元300发送基于从第一数据转换单元210输入的第一帧数据而进行了光学调制的第一光信号，然后从由第二通信单元300发送的第二光数据中解调出第二帧数据，并将第二帧数据输出至第一数据转换单元210。

比特数据输入单元240包括输入电路，该输入电路输入来自不同于通信线路13a的信号线路E-IN的比特数据。

第一比特数据通信控制单元250产生预定比特帧数据，预定比特帧数据包括输入至比特数据输入单元240的比特数据，并将比特帧数据输出至第一光通信控制单元220，然后使第一光通信控制单元220以预定间隔，在不发送基于用于光通信的帧数据的第一光信号时，向第二通信单元300发送基于比特帧数据来调制光载波而获得的第三光信号。

光发送单元260具有发光元件265，包括由第一光通信控制单元220调制的红外LED、光学透镜等；光接收单元270具有接收从第二通信单元300发送的第二光信号的光学透镜以及包括光电二极管的光接收元件275。

即，第一光通信控制单元220具有：调制电路，基于输入的第一有线线路帧数据或比特帧数据来调制发光元件265；以及解调电路，从光接收元件275检测的第二光信号中解调出第二有线线路帧数据。

第二通信单元包括如下电路模块：第二数据转换单元310、第二光通信控制单元320、比特数据输出单元340、第二比特数据通信控制单元350、光发送单元360和光接收单元370。

第二数据转换单元310将从作为第二有线线路的输出通信线路13a输入的第二有线线路数据转换为第二有线线路帧数据，并将第二有线线路帧数据输出至第二光通信控制单元320，还将从第二光通信控制单元320输入的第一有线线路帧数据逆转换为第一有线线路数据，并将第一有线线路数据输出至作为第二有线线路的输入通信线路13a。

第二光通信控制单元320向第一通信单元200发送基于从第二数据转换单元310输入的第二有线线路帧数据而进行了光学调制的第二光信号，然后从由第一通信单元200发送的第一光信号中解调出第一有线线路帧数据，并将第一有线线路帧数据输出至第二数据转换单元310。

第二比特数据通信控制单元350使第二光通信控制单元320从由第一通信单元200发送的第三光信号中解调出比特帧数据。

比特数据输出单元340包括输出电路，输出电路输出来自不同于通信线路13a的信号线路E-OUT并在第二光通信控制单元320中解调的比特帧数据中包含的比特数据。

光发送单元360具有发光元件365，包括由第二光通信控制单元320调制的红外LED、光学透镜等；光接收单元370具有接收从第一通信单元200发送的第一或第三光信号的光学透镜以及包括光电二极管的光接收元件375。

即，第二光通信控制单元320具有：调制电路，基于输入的第一有线线路帧数据来调制发光元件365；以及解调电路，从光接收元件375检测的第一或第三光信号中解调出第一有线线路帧数据或比特帧数据。以下，不加序数地使用“有线线路”、“有线线路数据”、“有线线路帧数据”和“光信号”。

图5示意了第一通信单元200的每个电路模块的细节。同时，在本实施例中，第一通信单元200和第二通信单元300由相同的电路构成，两者均被配置为包括比特数据输入单元和比特数据输出单元，并且均能够用作第一通信单元和第二通信单元。因此，在图5的描述中，未向每个单元的名称分配标识标记“第一”和“第二”，而是简写为光通信控制单元、比特数据通信控制单元等。

同时，从将系统控制设备13中包括的用于紧急停止的开关E-SW的操作信息发送至塔式起重机20的观点看，本发明可以至少包括第一通信单元200中的比特数据输入单元，并且可以包括第二通信单元300中的比特数据输出单元。

当需要将重要比特数据从塔式起重机20发送至系统控制设备13时，如图5所示，上述比特数据输入单元可以包括在第二通信单元300中，上述比特数据输出单元可以包括在第一通信单元200中。

光通信控制单元220和320以及比特数据通信控制单元250和350由包括CPU、门阵列/FPGA等的微计算机构成，并且是执行预先设置的一系列功能的集成电路。

比特数据输入单元240包括表示为符号232和233的两个输入电路1和2，并具有表示为234和235的两个诊断电路1和2用于诊断输入电路1和2中每一个的操作。

用于紧急停止的开关E-SW是自保持双电路一触点开关，其中，一次操作断开触点，下一操作闭合触点，并被配置为使得开关E-SW与输入电路1和2中的每一个通过信号线路对E-IN1(+E-IN1，-E-IN1)和E-IN2(+E-IN2，-E-IN2)互相连接，每个触点信号输入至输入电路1和2中的每一个。

用于紧急停止的开关E-SW的触点电压输入至输入电路1和2，转换为2比特数据的信号电压(设置在高电平电压或低电平电压)输入至比特数据通信控制单元250。

诊断电路1和2是诊断上述输入电路1和2的操作是否正确、输入电路1和2与开关E-SW的连接是否正确等的电路。

比特数据通信控制单元250可以通过控制诊断电路1和2检查通过输入电路1和2的输入信号的逻辑电平，来诊断输入电路1和2的操作是否正确。

即，冗余安装输入电路和诊断电路，还冗余安装控制诊断电路诊断输入电路的比特数据通信控制单元。当表示为符号250和250的两个比特数据通信控制单元1和2通过串行通信线路SIO彼此连接，并且至少一个比特数据通信控制单元1控制每个诊断电路1和2诊断每个输入电路1和2时，另一比特数据通信控制单元2也被配置为诊断每个输入电路1和2。

当两个比特数据通信控制单元1和2基于通过串行通信线路SIO传送的信息双重检查输入电路1和2是否正常，并确定所有诊断结果正常时，至少一个比特数据通信控制单元1产生比特帧数据(其中并入有指示正常状态的状态码)，并将比特帧数据输出至光通信控制单元220。

同时，比特数据通信控制单元不仅诊断对诊断电路进行控制的输入电路，还诊断在正常操作期间通过输入电路来自E-SW的输入信号E-IN1和E-IN2的每个输入电平是否彼此一致。以下将详细描述比特帧数据。

比特数据输出单元340包括表示为符号321和322的两个输出电路1和2，并具有表示为323和324的两个诊断电路3和4用于诊断输出电路1和2中每一个的操作。

输出电路1和2是输出2比特信号电压的驱动器电路，该2比特信号电压从比特数据通信控制单元350输出至伺服控制单元30a和30b。

该2比特信号电压是转换为2比特数据的信号电压，该2比特数据被设置在与用于紧急停止的开关E-SW的触点电压相对应的高电平电压或低电平电压。当确定用于紧急停止的开关E-SW被操作时，从输出电路1和2接收信号的伺服控制单元30a和30b对塔式起重机20的伺服电动机执行紧急停止控制。

同时，仅当两个2比特信号电压均为指示用于紧急停止的开关E-SW被操作的逻辑电平时，在输出电路1和2与伺服控制单元30a和30b之间设置逻辑电路(如与电路)，以对塔式起重机20的伺服电动机执行紧急停止控制。

诊断电路3和4是诊断上述输出电路1和2的操作是否正常的电路。比特数据通信控制单元350控制诊断电路3和4，并诊断输出电路1和2的操作是否正确。

即，冗余安装输出电路和诊断电路，还冗余安装控制诊断电路诊断输出电路的比特数据通信控制单元。当表示为符号350和350的两个比特数据通信控制单元1和2通过串行通信线路SIO彼此连接，并且至少一个比特数据通信控制单元1控制每个诊断电路3和4诊断每个输出电路1和2时，另一比特数据通信控制单元2也被配置为诊断每个输出电路1和2。

以下描述输入电路1和2、输出电路1和2、以及诊断电路1、2、3和4的具体示例。

图13示意了包括光电耦合器PC1的输入电路232、包括光电耦合器PC4的输入电路233、对输入电路232的操作进行诊断的诊断电路234以及对输入电路233的操作进行诊断的诊断电路235。

从电源电压端+COMIN提供的电压通过输入电路232和233连接至开关E-SW的正端、开关E-SW的负端通过诊断电路234和235连接至电源电压端-COMIN。

诊断电路234包括：包括连接至开关E-SW的+E-IN1的光电耦合器PC2的开关电路；以及包括连接至开关E-SW的-E-IN1的光电耦合器PC3的开关电路。

类似地，诊断电路235包括：包括连接至开关E-SW的+E-IN2的光电耦合器PC5的开关电路；以及包括连接至开关E-SW的-E-IN2的光电耦合器PC6的开关电路。

当比特数据通信控制单元1向诊断电路234输出预定诊断脉冲，比特数据通信控制单元2向诊断电路235输出预定诊断脉冲，并同时通过通信线路SIO互相通信时，基于从输入电路232和233输入的值来确定输入电路和接线的正常或异常。

图14示意了响应于从比特数据通信控制单元1和2输出至诊断电路234和235的诊断脉冲，从输入电路232和233输入的信号波形。图14中括号中的数字是与图13中括号中的数字相对应的区域的信号波形。

比特数据通信控制单元1以7ms为周期，向包括光电耦合器PC2的开关电路输出脉冲宽度为200μs的诊断脉冲1，并向包括光电耦合器PC3的开关电路输出诊断脉冲2，诊断脉冲2的相位相对于诊断脉冲1反转，并且偏移半周期。比特数据通信控制单元2向包括光电耦合器PC5的开关电路输出相对于诊断脉冲1相位偏移半周期的诊断脉冲3，并向包括光电耦合器PC6的开关电路输出相对于诊断脉冲2相位偏移半周期的诊断脉冲4。

在正常操作模式(其中开关E-SW未被操作并处于导通状态)，逻辑相对于诊断脉冲2反转的信号与诊断脉冲2同步地输入至输入电路232，逻辑相对于诊断脉冲4反转的信号与诊断脉冲4同步地输入至输入电路233。

在断开模式(其中开关E-SW的路径处于断开状态)，逻辑相对于诊断脉冲1反转的信号与诊断脉冲1同步地输入至输入电路232，逻辑相对于诊断脉冲3反转的信号与诊断脉冲3同步地输入至输入电路233。

当开关E-SW被操作从而处于断开状态，并且开关E-SW在电源侧的一对线路互相短接时，周期为3.5ms的脉冲信号与诊断脉冲1和诊断脉冲2同步地输入输入电路232，周期为3.5ms的脉冲信号与诊断脉冲3和诊断脉冲4同步地输入输入电路233。

当开关E-SW的路径处于导通状态，并且开关E-SW在电源侧的一对线路或其在接地侧的一对线路互相短接时，设置在低电平的信号持续输入输入电路232而与诊断脉冲1和2无关，设置在低电平的信号持续输入输入电路233而与诊断脉冲3和4无关。

按照这种方式，比特数据通信控制单元1和2被配置为通过与每个诊断脉冲同步地持续检查输入电路232和233的输入电平，并且通过通信线路SIO检查结果，来诊断输入电路232和233是否存在异常。同时，诊断脉冲的周期和占空比仅是示例，不限于这些值。

图15示意了输出与接收比特数据相对应的输出信号E-OUT1、E-OUT2的一对输出电路321和322，以及诊断每个输出电路321和322的操作的一对诊断电路323和324。

在诊断时，与上述输入电路的诊断类似，从比特数据通信控制单元1和2输出脉冲宽度为200μs、相位偏移半周期(以7ms为周期)的诊断脉冲E-OUT1和E-OUT2，并且与诊断脉冲同步地检查来自诊断电路323和324的监视信号。

当诊断脉冲表现出监视信号的电压电平没有变化时，比特数据通信控制单元1和2确定发生故障(如输出电路短路)，强制将输出电路321和322设置为关闭状态，并关闭输出公共±COMOUT。

同时，输入电路1和2、输出电路1和2、以及诊断电路1、2、3和4仅是示例，本发明的诊断电路等不限于此。

此外，旋转开关R-SW以及输入和输出切换开关I/O-SW连接至比特数据通信控制单元1和2。旋转开关R-SW是用作第一或第二识别码设置单元的开关，识别码设置单元在比特数据通信控制单元1和2中设置预定识别码。

输入和输出切换开关I/O-SW是用于使比特数据通信控制单元用作光传输输入比特数据的第一比特数据通信控制单元或用作接收并输出光传输的比特数据的第二比特数据通信控制单元的切换开关。

图9(a)示意了以太网(注册商标)的帧数据，该帧数据是在通信线路13a中传输的有线线路数据的示例。该帧数据由以下字段构成：7字节“前同步码”字段、1字节“SFD(起始帧定界符)”字段、6字节“目的地地址”字段、6字节“源地址”字段、2字节“长度/类型”字段、从最小46字节到最大1500字节的“数据”字段、以及4字节“FCS”字段。

在帧数据中，“前同步码”字段和“SFD”字段是在物理层硬件中产生的，其余字段是在用于通信的应用软件中产生的。在物理层硬件中，在帧之间确保96比特时间或更多的空闲时间。

返回图5，基于MII(媒体独立接口)标准的PHY芯片包括在数据转换单元210(310)中，在发送侧通过通信线路13a以10MBPS的传输速率发送的上述可变长度帧数据被PHY芯片划分为4比特单位的并行数据，并基于4比特单位的并行数据来产生用于光通信的有线线路帧数据。有线线路帧数据是用于调制光信号的基带信号。同时，从有线线路帧数据中排除上述“前同步码”字段。

此外，从光通信控制单元220(230)中接收的光信号中解调基带信号，根据基带信号产生的4比特单位的并行数据被PHY芯片逆转换为以太网(注册商标)的帧数据，还在添加上述“前同步码”字段之后，输出至接收侧的通信线路13a。

光通信控制单元220(230)包括：调制单元，基于从数据转换单元210(310)输入的用于光通信的帧数据来调制发光元件265(365)；以及解调单元，解调光接收元件275(375)中接收的光信号，以再生用于光通信的帧数据。调制或解调方案未具体限制，但是可以合适地选择PSK(相移键控)方案、FSK(频移键控)方案、ASK(幅移键控)方案等。在本实施例中，采用PSK方案。

图6(a)示意了光通信控制单元220的调制单元和光发送单元260的功能模块。

调制单元具有：4B5B转换单元212、调制信号产生单元213、地址产生单元221、用作调制信号产生单元的正弦波产生单元222等。光发送单元260具有：D/A转换单元261、带通滤波器262、驱动器263、以及发光元件265。

在4B5B转换单元212在4B5B转换中将从PHY芯片211输出的4比特单位的并行数据转换之后，并行数据被转换为串行数据并以12.5MBPS的传输速率输出至调制信号产生单元213。即，对从通信线路13a发送的帧数据执行码转换过程，使得相同的码不重复等于或多于连续预定数目的符号(这里为5个符号)。同时，可以使用并入有4B5B转换单元212的PHY芯片211。

调制信号产生单元213基于从PHY芯片211输出的传输控制信号来检测连续发出的帧之间的分隔符，并产生通过插入分隔符信号来获得的调制信号(基带信号)，其中相同的码(这里为0)在每个帧之间重复等于或多于连续预定数目的符号(这里为5个符号)，以向地址产生单元221输出调制信号。同时，传输控制信号是紧邻在帧的第一个符号传输之前上升，并紧接在帧的最后一个符号传输之后下降的控制信号。

从振荡器283输出的时钟信号通过分频器284和倍频器285被转换为240MHz的时钟信号，该时钟信号输入至地址产生单元221和正弦波产生单元222。

如图6(b)所示，正弦波产生单元222具有数据表，其中与正弦波的载波信号的每个相位30°、90°、150°、210°、270°和330°相对应的幅度0.5、1.0、0.5、-0.5、-1.0和-0.5被设置为从0至1023的10比特数据。数据表的值0对应于幅度-1.0，数据表的值1023对应于幅度1.0，数据表的值511对应于幅度0。

根据地址产生单元221中产生的从0至5的每个地址，访问每个相位30°、90°、150°、210°、270°和330°的每个幅度数据。

同时，数据表中存储的幅度不限于与相位30°、90°、150°、210°、270°和330°相对应的值，而可以是与相位0°、60°、120°、180°、240°和300°相对应的值。此外，可以根据载频的倍数的时钟来设置每个相位的幅度。

地址产生单元221包括：重复计数从0至5的值的环形计数器；以及计数器控制单元，通过以240MHz对以12.5MBPS的传输速率输入的调制信号进行采样来控制环形计数器的计数值。

当采样的调制信号的符号值与前一采样值一致时，计数器控制单元向环形计数器的值加1，当符号值从0变为1时，向环形计数器的值加2，当符号值从1变为0时，向环形计数器的值加-1。

因此，当采样的调制信号的符号值与前一采样值一致时，从正弦波产生单元126输出40MHz(＝240MHz/6)的正弦波的幅度数据；当符号值从0变为1时，输出相位超前60°的正弦波的幅度数据；当符号值从0变为1时，输出相位滞后120°的原始正弦波的幅度数据。即，在调制单元中执行二进制相移键控(BPSK)。

如图7(a)所示，当在调制信号中相同符号值0连续时，将与从正弦波产生单元222输出的40MHz的正弦波相对应的幅度数据表示为阶梯波形。

如图7(b)所示，当调制信号的符号值从0变为1时，将与从正弦波产生单元222输出的40MHz的正弦波相对应的幅度数据表示为阶梯波形。在符号值从0变为1的时间点，相位超前60°。

D/A转换单元261将从正弦波产生单元222输出的幅度数据转换为模拟信号，带通滤波器262去除谐波分量，使得形成由图7(a)和7(b)中的双点虚线所示的正弦波的波形，并输出至驱动器263。驱动器263将通过将正弦电压叠加在预定DC偏置电压上而获得的电压施加于发光元件265，使得从发光元件265输出相位调制的光信号。

即，利用基带信号和分隔符信号构成的调制信号来对光信号进行相位调制，其中对基带信号执行码转换过程以使得相同的码不重复等于或多于预定数目的连续符号，在分隔符信号中，在时间序列中连续的基带信号之间，相同的码不重复等于或多于预定数目的连续符号。

此外，调制单元包括数据表和地址产生单元，地址产生单元产生数据表的地址信息，其中基于调制信号的符号来设置与载波信号的相位相对应的幅度数据，调制单元还包括调制信号产生单元，基于从地址产生单元输出的地址信息来输出数据表中的对应幅度作为数字幅度信号。

此外，地址产生单元包括：环形计数器，与载频的倍频的基准振荡时钟同步地计数，并在一个载波周期中复位；以及计数器控制单元：使得环形计数器的计数值基于调制信号的符号的改变而不同。

图8(a)示意了光通信控制单元220的解调单元的功能模块。

解调单元具有5B4B转换单元212、通信数据再生单元215、A/D转换单元223、锁存电路224、积-和运算单元225a和225b、除法单元226、相位转换单元227和228、相位设置单元229、相位差校正单元230、以及数据解调单元231。

在A/D转换单元223中，利用载频的倍频的本地振荡时钟，将在光接收元件275中光电转换并在跨导放大器中放大的模拟接收信号转换为8比特数字接收信号。具体地，A/D转换单元223由从倍频器285输出的240MHz的时钟信号驱动，并以40MHz的载频的6倍频率对接收信号dm(m：0、1、2、3、4和5)进行采样。

以240MHz进行采样的8比特接收信号通过锁存电路224输入至积-和运算单元225a和225b。积-和运算单元225a和225b与本地振荡时钟同步地执行A/D转换单元223中转换为数字信号的接收信号与正交基准信号的积-和运算。

同时，积-和运算单元225a和225b之后的信号处理模块由分频器286分频为120MHz的时钟驱动。利用2字节将以240MHz采样的8比特数字数据dm存储在锁存电路224中，并与120MHz的时钟同步地将其以2字节为单位输入至积-和运算单元225a和225b。

如图8(b)所示，积-和运算单元225a包括运算单元和数据表，数据表中存储与相位0°、60°、120°、180°、240°和300°相对应的正弦波的幅度数据，在锁存电路224锁存的数字数据dm与数据表中存储的幅度数据之间，运算单元执行表示为以下表达式的积-和运算Ss：

Ss＝∑(dm·Sin(2πm/6))

＝d0·Sin0°+d1·Sin60°+d2·Sin120°

+d3·Sin180°+d4·Sin240°+d5·Sin300°

积-和运算单元225b包括运算单元和数据表，数据表中存储与相位0°、60°、120°、180°、240°和300°相对应的余弦波的幅度数据，在锁存电路224锁存的数字数据dm与数据表中存储的幅度数据之间，运算单元执行表示为以下表达式的积-和运算Sc：

Sc＝∑(dm·Cos(2πm/6))

＝d0·Cos0°+d1·Cos60°+d2·Cos120°

+d3·Cos180°+d4·Cos240°+d5·Cos300°

如图8(b)的Sin简单值和Cos简单值的列中所示，在本实施例中，将数据表中存储的正交基准信号Sin和Cos的幅度数据设置为2的幂数据。因此，上述运算单元被配置为使得通过基于2的幂数据对接收信号执行移位运算来计算接收信号与正交基准信号的乘积。通过采用这种简单运算过程来实现能够形成紧凑电路配置并执行高速运算的运算单元。

例如，正交基准信号Sin均匀地变为10倍，并被设置为以下表达式：10·Sin(2π/6)≈8.66≈8。因此，在d1·Sin60°的运算过程中，通过将接收信号d1向左移位3比特来计算其结果。

例如，正交基准信号Cos均匀地变为8倍，并被设置为以下表达式：8·Cos(2π·2/6)＝-4。因此，在d2·Cos120°的运算过程中，通过获取将接收信号d2向右移位2比特而获得的值的补数来计算其结果。

在除法单元226中，与时钟同步地从积-和运算单元225a和225b输出的Ss和Sc基于以下表达式相除，以计算Arctanθ′：

θ′＝Arctan(Sc/Ss)

相位转换单元228获取与Sc/Ss的值相对应的相位θ′，相位转换单元228包括数据表，其中存储在±45°范围中的相位θ的值。

在相位转换单元227中，根据相位θ与从积-和运算单元225a和225b输出的Ss和Sc之间的关系来获取360°范围内的相位θ。

即，配置相位检测单元，通过积-和运算单元225a和225b、除法单元226以及相位转换单元227和228，与本地振荡时钟同步地执行接收信号和在A/D转换单元中产生的正交基准信号的积-和运算，并基于积-和运算结果来计算相位。

相位设置单元229基于120MHz的时钟信号，确定接收信号dm是否是分隔符信号(其中0重复5个或更多连续符号)，并在确定接收信号dm为分隔符信号时，在存储器中存储相位θ(＝30°)作为与数据0相对应的基准相位。即，当相同相位θ重复5个或更多连续符号时，将接收信号dm确定为分隔符信号。

数据解调单元231将从相位转换单元227输出的相位与基准相位进行比较，并再生调制信号(基带信号)。

当通信数据再生单元215从数据解调单元231中再生的基带信号中检测到分隔符信号时，移除分隔符信号，并识别紧邻在分隔符信号之前的信号是帧数据的最后一个符号，而紧接在分隔符信号之后的信号是帧数据的第一个符号。

此外，5B4B转换单元214在5B4B转换中转换帧数据，并再生要发送至通信线路13a的原始帧数据。在5B4B转换之后，数据以4比特单位输入至PHY芯片211，然后转换为以太网(注册商标)的帧数据，并通过通信线路13a传输。

根据本发明的解调单元还包括：相位差校正单元230，吸收由于源光信号的调制时钟的基准频率与本地振荡时钟的基准频率之间的误差而导致的基准相位的波动。

基于在帧数据的开头处布置的分隔符信号来设置基准相位。然而，此后，当源调制时钟的基准频率与本地振荡时钟的基准频率之间的误差累积时，存在以下问题：由于基准相位的波动，不能正确解调最多为1522字节长的帧数据。

相位差校正单元230被配置为计算在相位设置单元229中设置的基准相位相对应的符号相位的算术均值，并基于所计算的算术均值来校正基准相位与符号相位之间的相对相位差。

在相位设置单元229设置基于分隔符信号的基准相位之后，相位差校正单元230计算符号值被确定为0的多个符号的相位的算术均值。当该算术均值相对于基准相位偏移预先设置的可允许范围时，相位差校正单元将此时的算术均值校正为新基准相位。

可允许范围是合适设置的值。例如，当具有符号值0的基准相位为30°(如本实施例中)时，可以允许范围可以设置为该值的±10％的范围。

返回参照图5，将详细描述比特数据通信控制单元。

根据输入和输出切换开关I/O-SW的输入，设置一对比特数据通信控制单元1和2是用作从比特数据输入单元240检测用于紧急停止的开关E-SW的操作状态的输入设备，还是用作从比特数据输出单元340输出用于紧急停止的开关E-SW的操作专题的输出设备。比特数据通信控制单元1和2在用作输入设备时，用作第一比特数据通信控制单元250；在用作输出设备时，用作第二比特数据通信控制单元350。

此外，将旋转开关R-SW的输入值设置为用于通信的识别码。一对比特数据通信控制单元1和2通过串行通信线路SIO互相传送输入和输出切换开关I/O-SW和旋转开关R-SW的输入值，并诊断输入值是否彼此一致。当输入值彼此不一致时，确定为故障，并输出故障信号或者在设备外壳中包括的显示部分上显示故障。

如上所述，第一通信单元200的第一比特数据通信控制单元250执行比特输入单元240中包括的输入电路1和2的故障诊断，通过输入电路1和2输入与用于紧急停止的开关E-SW的操作状态相对应的2比特数据，并通过第一光通信控制单元220将诊断结果和比特数据发送至第二通信单元300。

第二通信单元300的第二比特数据通信控制单元350通过第二光通信控制单元320接收从第一通信单元200发送的光信号，并通过比特数据输出单元340中包括的输出电路1和2输出与用于紧急停止的开关E-SW的操作状态相对应的2比特数据。

图9(b)示意了第一比特数据通信控制单元250产生的比特帧数据。比特帧数据包括指示帧的最前部的1字节“报头”字段、1字节“SFD”字段、1字节“通信状态”字段、1字节“通信序号”字段、1字节“比特数据/识别号”字段、以及4字节“CRC”字段。

4比特数据区域(将从输入电路1和2输入的2比特数据分别设置为非反转状态和反转状态)和4比特识别号(通过上述旋转开关R-SW)被设置在“比特数据/识别号”字段中。可以通过将2比特数据扩展为包括非反转状态和反转状态的4比特数据来以更高概率检测由于噪声导致的数据波动。

图10示意了“通信状态”的详细表。设置以下状态码：“F0h”，通信状态正常；“E1h”，在接收允许时间Te内未能接收；“D2h”，错误(如CRC码错误)或者在接收数据中未检测到通信序号；“B4h”，指示针对对侧接收错误的重传；“A5h”，在自我诊断中检测到输入电路的故障；以及“96h”，在自我诊断中检测到输出电路的故障。

比特帧数据从一个比特数据通信控制单元2(见图5)通过内部总线输出至第一光通信控制单元220，并存储在第一光通信控制单元220的控制寄存器中。

当比特帧数据存储在控制寄存器中时，第一光通信控制单元220以4比特单位读出比特帧数据，并将读出的比特帧数据输出至图6所示的4B5B转换单元212。然后，执行与先前在图6(a)中描述的有线线路数据的传输类似的调制过程，并且向第二通信单元300发送与比特帧数据相对应的光信号。

当接收到从第一通信单元200发送的与比特帧数据相对应的光信号时，第二通信单元300的第二光通信控制单元320执行与先前在图8(a)中描述的有线线路数据的接收类似的解调过程，并将接收的比特帧数据存储在控制寄存器中。

同时，第二光通信控制单元320接收从通信线路13a(有线线路)输入的帧数据以及上述比特帧数据，并基于帧数据的SFD(＝10101011B)与比特帧数据的报头(＝11001100B)的不同以及帧数据最小为64字节而比特帧数据的数据长度为9字节的不同来识别帧数据和比特帧数据。

第二通信单元300的第二比特数据通信控制单元350读出第二光通信控制单元320中接收并通过内部总线存储在控制寄存器中的比特帧数据，并在确定为正常接收的比特帧数据时，将比特帧数据中包含的比特数据从输出电路1和2输出。

与第一比特数据通信控制单元250类似，第二比特数据通信控制单元350也产生用于向第一通信单元200发送的比特帧数据，并产生用于发送的比特帧数据，通过内部总线将用于发送的比特帧数据写入第二光通信控制单元320的控制寄存器，从而从第二光通信控制单元320向第一通信单元200发送比特帧数据。

在第二比特数据通信控制单元350中产生的比特帧数据与图9(b)中描述的比特帧数据相同，只是在“比特/识别号”字段的输入数据区域中设置的数据是输出至输出电路1和2的数据。

以下参照图11和12来描述在第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350之间通过第一光通信控制单元220和第二光通信控制单元320执行的比特帧数据的发送和接收序列。

如图11所示，当向自动运输设备供电并且光数据传输设备开启时，第二通信单元300的第二比特数据通信控制单元350向第一比特数据通信控制单元250产生用作传输请求的比特帧数据(REQ)，将比特帧数据(REQ)写入第二光通信控制单元320的控制寄存器中，通过第二光通信控制单元320来光发送比特帧数据(REQ)，并设置针对来自第一通信单元200的响应的响应等待计时器Te(S1)。当直到响应等待计时器Te到时为止仍没有来自第一通信单元200的响应时，确定由于某种问题而错过响应的机会。

当接收到比特帧数据(REQ)时，第一通信单元200的第一比特数据通信控制单元250启动作为比特帧数据的发送间隔的定时器Ts，当定时器Ts到时时，产生用作对第二比特数据通信控制单元350的响应的比特帧数据(ANS)，将比特帧数据(ANS)写入第一光通信控制单元220的控制寄存器，通过第一光通信控制单元220光发送比特帧数据(ANS)，并设置针对来自第二通信单元300的响应的响应等待定时器Te(S3)。

在这种过程中，在第一通信单元200和第二通信单元300之间传送比特帧数据(S1、S3、S4、S6和S7)。同时，取代第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350，第一光通信控制单元220和第二光通信控制单元320可以被配置为管理发送间隔定时器Ts和响应等待定时器Te的设置以及到时。

当从有线线路输入有线线路数据直到将比特帧数据(ANS)写入控制寄存器时，第一通信单元200的第一光通信控制单元220向第二通信单元光发送与有线线路数据相对应的帧数据(以太网(注册商标))(S2)。

在当将比特帧数据(ANS)写入控制寄存器时第一通信单元200的第一光通信控制单元220向第二通信单元光发送与有线线路数据相对应的帧数据(以太网(注册商标))(S5)的情况下，当在帧数据(以太网(注册商标))的传输终止之后过去预定时间Ts’时，第一光通信控制单元220向第二通信单元光发送比特帧数据(ANS)(S6)。

如图9(a)所描述，以太网(注册商标)的帧数据具有96比特时间的空闲时间，并且在帧的开头处包含前同步码。如上所述，第一光通信控制单元220被配置为光发送以太网(注册商标)的帧数据(除了前同步码之外)。因此，可以在96比特时间的空闲时间和前同步码的56比特时间的总时间内光学发送的比特帧数据(ANS)。预定时间Ts’被设置为比该总时间短的值。

此外，用作比特帧数据的发送间隔的定时器Ts的值被设置为几十毫秒(10到30毫秒)，充分长于合适的1ms(以太网(注册商标)的帧数据的最长周期)。

同时，在图11中，尽管以第一光通信控制单元220为例描述了从有线线路输入有线线路数据的序列，但是对于从有线线路向第二光通信控制单元320输入有线线路数据的情况也是如此。

即，第一比特数据通信控制单元250产生包括输入至比特数据输入单元240的比特数据在内的预定比特帧数据，以向第一光通信控制单元220输出所产生的比特帧数据，并使第一光通信控制单元220以预定间隔Ts，在不发送基于用于光通信的帧数据(以太网(注册商标))的光信号时，向第二通信单元300发送光信号(其中基于比特帧数据来调制光载波)。

响应于传输请求(从第二比特数据通信控制单元350发送的比特帧数据(REQ))，第一比特数据通信控制单元250产生上述预定比特帧数据(ANS)，以将所产生的比特帧数据输出至第一光通信控制单元220，并使第一光通信控制单元220向第二通信单元300发送光信号(其中基于比特帧数据来调制光载波)。从而，此后互相重复通信。

此外，第二比特数据通信控制单元350被设置为使得从比特数据输出单元的输出电路1和2输出预定缺省数据(优选地用于停止操作的数据)，直到从第一比特数据通信控制单元250接收到针对比特帧数据(REQ)的首次传输的比特帧数据为止。

当从第一比特数据通信控制单元250接收到正确的比特帧数据时，第二比特数据通信控制单元350从输出电路1和2输出具有根据比特帧数据中包含的比特数据的电平的信号。

如上所述，关于作为来自第二比特数据通信控制单元350的响应请求的比特帧数据(REQ)和作为来自第一比特数据通信控制单元250的响应的比特帧数据(ANS)的比特帧数据集合，在第二通信单元300的第二比特数据通信控制单元350与第一通信单元200的第一比特数据通信控制单元250之间执行通信。

同时，在上述示例中，尽管已经描述了第二通信单元300侧向第一通信单元200侧光学发送用作传输请求的比特帧数据(REQ)的方案，但是示例不必限于这一方案，第一通信单元200侧也可以首先向第二通信单元300侧光发送用作传输请求的比特帧数据(REQ)。

比特帧数据的通信单元由图9(b)中描述的通信序号(也简写为“序号”或“SNo.”)来管理，当在一组通信单元中正常完成发送和接收时，更新序号，当在通信中产生通信错误时，维持序号直到发送和接收正常完成。

如图12所示，首先，从第二比特数据通信控制单元350发送序号“00h”的比特帧数据(REQ)，并且从第一比特数据通信控制单元250返回序号“00h”的比特帧数据(ANS)(SA1和SA2)。

在步骤SA2之后，当检测到响应等待定时器Te到时时，第一比特数据通信控制单元250确定不能接收步骤SA3的新比特帧数据(ANS)，并返回序号“00h”的比特帧数据(ANS)(SA4)。此时，图9(b)和10中所示的通信状态被设置为指示超时错误的“E1h”。同时，当处于正常状态时，将通信状态设为“F0h”。

接收序号“00h”的比特帧数据(ANS)的第二比特数据通信控制单元350重传序号“01h”的比特帧数据(REQ)(SA5)。此时，将通信状态设为指示重传过程的“B4h”。

接收在步骤SA5中重传的序号“01h”的比特帧数据(REQ)的第一比特数据通信控制单元250返回序号“01h”的比特帧数据(ANS)(SA6)。接收比特帧数据(ANS)的第二比特数据通信控制单元350更新序号，并发送序号“02h”的比特帧数据(REQ)(SA7)。

当在第二比特数据通信控制单元350中产生从第一比特数据通信控制单元250返回的序号“02h”的比特帧数据(ANS)的接收错误时(SA8)，第二比特数据通信控制单元350重传序号“02h”的比特帧数据(REQ)(SA9)。此时，将通信状态设为指示接收错误的“D2h”。

当接收到比特帧数据(REQ)时，第一比特数据通信控制单元250重传序号“02h”的比特帧数据(ANS)(SA10)。此时，将通信状态设为指示针对对侧接收错误的重传过程的“B4h”。

按照这种方式，通信状态和通信序号被设置为使得可以知道接收比特帧数据的状态，并且可以进行正确响应。

此外，在图9(b)中描述的“比特数据/识别号”字段的识别号中设置在识别码设置单元(旋转开关R-SW)中设置的识别码。在本实施例中，在第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350中设置相同的值。

当接收比特帧数据中包含的识别码与在识别码设置单元中设置的识别码一致时，第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350确定比特帧数据有效。同时，在第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350中设置的所有识别码不需要是相同的值，而是可以具有至少恒定的关系。

例如，可以配置使得，当旋转开关R-SW被设置为包括0在内的偶数值时，在比特数据所输入的第一比特数据通信控制单元250中设置识别码；当旋转开关R-SW被设置为奇数值时，在输出比特数据的第二比特数据通信控制单元350中设置识别码。在这种情况下，当预先指定与所设置的识别码相对应的通信对方的识别码时，可以互相检查识别码；当接收的识别码不同于预先设置的识别码时，可以确定为通信错误。作为一对识别码的示例，在十六进制表示中，(0-1)、(2-3)、(4-5)、(6-7)、(8-9)、(A-B)、(C-D)、(E-F)等的组合是可能的。

识别码的设置是为了避免在从另一光数据传输设备输出的比特帧数据被错误接收的情况下(如在相同轨道上布置多个塔式起重机以能够行进的情况下)的误操作问题。

因此，在构成发送用于紧急停止的开关E-SW的操作状态的一系列光数据传输设备的第一传输单元200和第二传输单元300之间设置的识别码之间的关系需要是唯一的。在图3所示的示例中，系统控制设备13与伺服控制单元30b和32b之间的光数据传输设备100和伺服控制单元30b和32b与伺服控制单元42b之间的光数据传输设备100均被配置为使得设置具有唯一关系的标识码。

此外，如图5所示，当第一通信单元200和第二通信单元300由公共电路构成时，第二通信单元300中包括的比特数据输出单元340的输出端和安装在其后一级的第一通信单元200的比特数据输入单元240的输入端互相连接。使用这种连接，可以通过多级的光数据传输设备来光传输安装在固定设备上的用于紧急停止的开关E-SW的操作状态。

在比特帧数据的通信状态中设置的与输入电路故障和输出电路故障相对应的状态码是使用诊断电路在上述比特数据通信控制单元1和2(见图5)中执行的自我诊断过程中检测到的输入电路1和2的故障和输出电路1和2的故障的状态码。

当第二比特数据通信控制单元350基于第二光通信控制单元320中接收的比特帧数据中包含的状态码确定输入电路异常时，通信控制单元350强制将从比特数据输出单元340输出的比特数据的输出状态切换为预定数据(优选地用于停止操作的数据)。

尽管先前在图5中描述，第一比特数据通信控制单元250和第二比特数据通信控制单元350分别包括两个比特数据通信控制单元1和2，比特数据通信控制单元1和2通过串行通信线路SIO互相连接。

冗余安装的比特数据通信控制单元1和2还冗余检查比特帧数据的通信序列和比特帧数据。

在第一或第二光通信控制单元220或230中解调并存储在控制寄存器中的比特帧数据通过内部总线加载入一个比特数据通信控制单元2(如图5)，并通过串行通信线路SIO发送至另一比特数据通信控制单元1。

当响应等待定时器Te到时时，比特数据通信控制单元1和2均确定接收超时错误，并将错误信息存储在比特数据通信控制单元1和2中包括的寄存器中。

比特数据通信控制单元1和2均检查比特帧数据的识别号，当确定识别号彼此不一致时丢弃比特帧数据，并将错误信息存储在比特数据通信控制单元1和2中包括的寄存器中。

比特数据通信控制单元1和2均基于比特帧数据的通信序号和CRC来确定产生接收错误，当确定产生接收错误时，将错误信息存储在比特数据通信控制单元1和2中包括的寄存器中。

当确定未产生接收错误时，比特数据通信控制单元1和2均基于比特帧数据的通信状态和通信序号来确定当前通信状态，并在需要时产生比特帧数据，其中更新通信状态、通信序号和比特数据。

比特数据通信控制单元1通过串行通信线路SIO向比特数据通信控制单元2发送寄存器中存储的错误信息和更新后的比特帧数据。比特数据通信控制单元2将从比特数据通信控制单元1发送的错误信息与更新后的比特帧数据以及其自身的错误信息与更新后的比特帧数据进行比较，当它们彼此一致时确定过程正确执行，并通过内部总线将更新后的比特帧数据存储在第一或第二光通信控制单元220或320的控制寄存器中。

按照这种方式，在第一通信单元200和第二通信单元300中，冗余配置比特数据的输入和输出过程以及包括比特数据的比特帧数据的光通信处理模块，并且当两个处理结果彼此一致时确定过程正确执行。因此，可以实现与如紧急停止开关信号的具有高度重要性的信号所需的功能安全标准(IEC61508)相对应的光数据传输设备。

同时，每个处理模块的冗余数目不限于2，而是可以设置为等于或大于3。在这种情况下，除了在全部互相一致时确定过程正确之外，还可以通过采用多数规则来确定过程是否正确。此外，还可以根据所需功能安全标准的等级来简化冗余。

以下描述单独实施例。

尽管已经描述了将来自用于停止整个系统的紧急停止开关的操作状态信号作为比特数据输入至比特数据输入单元240的示例，输入至比特数据输入单元240的信号可以是其他信号。例如，可以使用用于停止特定功能(如停止特定伺服电动机)的开关的操作状态信号。

在图11的步骤S5和S6的描述中，尽管已经描述了在将与有线线路数据相对应的帧数据(以太网(注册商标))光发送至第二通信单元期间，将比特帧数据(ANS)写入控制寄存器，在帧数据传输终止之后过去预定时间Ts’时，第一通信单元200的第一光通信控制单元220向第二通信单元光发送比特帧数据(ANS)的示例，但是，可以不等待预定时间Ts’过去就向第二通信单元光发送比特帧数据(ANS)。

如图6(a)和8(a)所描述，调制信号产生单元213在一系列帧数据之间插入具有5个符号或更多的相同数据的分隔符信号。因此，即使在帧数据的传输终止之后立即向第二通信单元光发送比特帧数据(ANS)，仍可以识别帧数据和比特帧数据。

如图5所示，当第一通信单元200和第二通信单元300由公共电路构成时，可以配置使得预定开关分别连接至两个比特数据输入单元，可以双向发送和接收比特数据。例如，还可以将紧急停止开关连接至第一通信单元200侧，并将用于确认紧急停止状态的解除的确认开关连接至第二通信单元300侧。

当操作紧急停止开关时，从第一通信单元200向第二通信单元300发送用于紧急停止的比特数据，使系统紧急停止。然后，当操作返回(复位)紧急停止开关时，从第一通信单元200向第二通信单元300发送用于返回的比特数据，可以配置使得在从第二通信单元300向第一通信单元200发送与确认开关的操作相对应的比特数据的条件下将系统返回，而不是立即返回。

在这种情况下，第一通信单元200和第二通信单元300还可以在上述过程中发送和接收比特数据。当对比特数据执行双向通信时，可以使得图5中描述的输入和输出切换开关I/O-SW用作主/从切换开关。

可以配置使得紧急停止开关所输入的第一通信单元200被设置在主侧，确认开关所输入的第二通信单元300被设置在从侧，在向系统供电之后，第一通信单元200侧首先向第二通信单元300侧光发送用作传输请求的比特帧数据(REQ)。

根据本发明通过有线线路由光数据传输设备中继的有线线路信号不限于以太网(注册商标)的通信线路，而是可以应用于通过任何有线线路的有线线路数据的中继。

根据本发明的自动运输设备不限于塔式起重机，也可以应用于包括可在预定轨道上移动的移动设备和控制移动设备的固定设备在内的自动运输设备，自动运输设备通过上述光数据传输设备在移动设备和固定设备之间执行通信。

例如，自动运输设备还适用于用作安装在钢厂等地的高架起重机的移动设备与包括控制高架起重机的控制设备在内的固定设备之间的通信。

上述光数据传输设备的特定配置示意了本发明的示例。不言自明，本发明不限于本公开，也可以在本发明的操作和效果的范围内合适地进行每个模块的特定配置的设计改变。

符号描述

13：固定设备(系统控制设备)

13a：有线线路(通信线路)

18：导轨

20：塔式起重机

21：移动设备(行进车架)

25：移动设备(升降台)

30a：伺服电动机

30b：伺服控制单元

32a：伺服电动机

32b：伺服控制单元

42a：伺服电动机

42b：伺服控制单元

100：光数据传输设备

200：第一通信单元

210：第一数据转换单元

220：第一光通信控制单元

232、233：输入电路

234、235：诊断电路

240：比特数据输入单元

250：第一比特数据通信控制单元

(比特数据通信控制单元1和2)

260：光发送单元

270：光接收单元

300：第二通信单元

310：第二数据转换单元

320：第二光通信控制单元

321、322：输出电路

323、324：诊断电路

340：比特数据输出单元

350：第二比特数据通信控制单元

(比特数据通信控制单元1和2)

360：光发送单元

370：光接收单元。

Claims (14)

1.一种光数据传输设备，包括：彼此相对可移动地布置的第一通信单元和第二通信单元，

其中，所述第一通信单元包括：

第一数据转换单元，将从第一有线线路输入的第一有线线路数据转换为用于光通信的第一有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第一光通信控制单元，并将从所述第一光通信控制单元输入的第二有线线路帧数据逆转换为第二有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述第一有线线路；

所述第一光通信控制单元，向所述第二通信单元发送基于从所述第一数据转换单元输入的所述第一有线线路帧数据而进行了光学调制的第一光信号，并从由所述第二通信单元发送的第二光信号中解调出第二有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第一数据转换单元；

比特数据输入单元，包括输入电路，所述输入电路输入来自不同于所述第一有线线路的信号线路的比特数据；以及

第一比特数据通信控制单元，产生预定比特帧数据，所述预定比特帧数据包括输入至所述比特数据输入单元的比特数据，以将所产生的比特帧数据输出至所述第一光通信控制单元，并使所述第一光通信控制单元在不发送基于所述第一有线线路帧数据的第一光信号的预定间隔中向所述第二通信单元发送基于所述比特帧数据而进行了光学调制的第三光信号；以及

所述第二通信单元包括：

第二数据转换单元，将从第二有线线路输入的第二有线线路数据转换为第二有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第二光通信控制单元，并将从所述第二光通信控制单元输入的第一有线线路帧数据逆转换为第一有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述第二有线线路；

所述第二光通信控制单元，向所述第一通信单元发送基于从所述第二数据转换单元输入的所述第二有线线路帧数据而进行了光学调制的第二光信号，并从由所述第一通信单元发送的第一光信号中解调出第一有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第二数据转换单元；

第二比特数据通信控制单元，使所述第二光通信控制单元从由所述第一通信单元发送的第三光信号中解调出比特帧数据；以及

比特数据输出单元，包括输出电路，所述输出电路输出来自不同于所述第二有线线路的信号线路并在所述第二光通信控制单元中解调的比特帧数据中包含的比特数据。

2.根据权利要求1所述的光数据传输设备，其中，所述第一比特数据通信控制单元通过所述第一光通信控制单元向所述第二通信单元发送基于比特帧数据而进行了光学调制的第三光信号，然后检测在预定响应等待时间内存在来自所述第二通信单元的响应。

3.根据权利要求1所述的光数据传输设备，其中，所述第一比特数据通信控制单元包括设置预定识别码的第一识别码设置单元；所述第二比特数据通信控制单元包括设置预定识别码的第二识别码设置单元；

所述第一比特数据通信控制单元向所述第一光通信控制单元输出并入了在所述第一识别码设置单元中设置的第一识别码的比特帧数据，

所述第二比特数据通信控制单元将在所述第二光通信控制单元中接收的比特帧数据中包含的第一识别码与所述第二识别码设置单元中设置的第二识别码进行比较，当所述第一和第二识别码具有预定关系时，确定比特帧数据有效。

4.根据权利要求1所述的光数据传输设备，其中，设置预定缺省数据以从所述比特数据输出单元输出，直至在对设备供电之后在所述第一比特数据通信控制单元与所述第二比特数据通信控制单元之间建立比特帧数据的通信。

5.一种光数据传输设备，包括：彼此相对可移动地布置的第一通信单元和第二通信单元，

其中，所述第一通信单元包括：

第一数据转换单元，将从第一有线线路输入的第一有线线路数据转换为用于光通信的第一有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第一光通信控制单元，并将从所述第一光通信控制单元输入的第二有线线路帧数据逆转换为第二有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述第一有线线路；

所述第一光通信控制单元，向所述第二通信单元发送基于从所述第一数据转换单元输入的所述第一有线线路帧数据而进行了光学调制的第一光信号，并从由所述第二通信单元发送的第二光信号中解调出第二有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第一数据转换单元；

比特数据输入单元，其中，冗余安装输入电路，所述输入电路输入来自不同于所述第一有线线路的信号线路的比特数据；以及

第一比特数据通信控制单元，当通过检查通过所述输入电路的输入信号的逻辑电平确定所述输入电路的操作正确时，产生比特帧数据，所述比特帧数据包括输入至所述比特数据输入单元的比特数据，所述比特帧数据中并入有指示正常状态的状态码，以将所产生的比特帧数据输出至所述第一光通信控制单元，并使所述第一光通信控制单元向所述第二通信单元发送基于所述比特帧数据而进行了光学调制的第三光信号；以及

所述第二通信单元包括：

第二数据转换单元，将从第二有线线路输入的第二有线线路数据转换为第二有线线路帧数据，以将转换后的帧数据输出至第二光通信控制单元，并将从所述第二光通信控制单元输入的第一有线线路帧数据逆转换为第一有线线路数据，以将逆转换后的数据输出至所述第二有线线路；

所述第二光通信控制单元，向所述第一通信单元发送基于从所述第二数据转换单元输入的所述第二有线线路帧数据而进行了光学调制的第二光信号，并从由所述第一通信单元发送的第一光信号中解调出第一有线线路帧数据，以将解调后的帧数据输出至所述第二数据转换单元；

第二比特数据通信控制单元，使所述第二光通信控制单元从由所述第一通信单元发送的第三光信号中解调出比特帧数据；以及

比特数据输出单元，包括输出电路，所述输出电路输出来自不同于所述第二有线线路的信号线路并在所述第二光通信控制单元中解调的比特帧数据中包含的比特数据。

6.根据权利要求5所述的光数据传输设备，其中，所述比特数据输入单元包括：诊断电路，针对每个输入电路，诊断每个输入电路是否正常操作；以及

所述第一比特数据通信控制单元控制每个诊断电路对每个输入电路进行诊断，并在每个输入电路被确定为正常时产生比特帧数据，所述比特帧数据包括输入至所述比特数据输入单元的比特数据，所述比特帧数据中并入有指示正常状态的状态码，以将所产生的比特帧数据输出至所述第一光通信控制单元，并使所述第一光通信控制单元向所述第二通信单元发送基于所述比特帧数据而进行了光学调制的第三光信号。

7.根据权利要求6所述的光数据传输设备，其中，当冗余地安装控制诊断电路对输入电路进行诊断的第一比特数据通信控制单元时，所述第一比特数据通信控制单元通过通信线路互相连接，所述第一比特数据通信控制单元中的至少一个控制每个诊断电路对每个输入电路进行诊断，另一第一比特数据通信控制单元也被配置为同时对每个输入电路进行诊断，当所有诊断结果都被确定为正常时，所述第一比特数据通信控制单元中的至少一个向所述第一光通信控制单元输出并入有指示正常状态的状态码的比特帧数据。

8.根据权利要求5所述的光数据传输设备，其中，所述第一比特数据通信控制单元使所述第一光通信控制单元在不发送基于第一有线线路帧数据的第一光信号时，向所述第二通信单元发送基于比特帧数据而进行了光学调制的第三光信号。

9.根据权利要求5所述的光数据传输设备，其中，所述第一比特数据通信控制单元包括设置预定识别码的第一识别码设置单元；所述第二比特数据通信控制单元包括设置预定识别码的第二识别码设置单元；

所述第一比特数据通信控制单元向所述第一光通信控制单元输出并入了在所述第一识别码设置单元中设置的第一识别码的比特帧数据，

所述第二比特数据通信控制单元将在所述第二光通信控制单元中接收的比特帧数据中包含的第一识别码与所述第二识别码设置单元中设置的第二识别码进行比较，当所述第一和第二识别码具有预定关系时，确定比特帧数据有效。

10.根据权利要求5所述的光数据传输设备，其中，设置预定缺省数据以从所述比特数据输出单元输出，直至在对设备供电之后在所述第一比特数据通信控制单元与所述第二比特数据通信控制单元之间建立比特帧数据的通信。

11.一种光通信设备，并入根据权利要求1至10中任一项所述的光数据传输设备中，所述光通信设备包括：

所述第一数据转换单元、所述第一光通信控制单元、所述比特数据输入单元、以及所述第一比特数据通信控制单元。

12.一种光通信设备，并入根据权利要求1至10中任一项所述的光数据传输设备中，所述光通信设备包括：

所述第二数据转换单元、所述第二光通信控制单元、所述比特数据输出单元、以及所述第二比特数据通信控制单元。

13.一种自动运输设备，包括：

移动设备，在预定轨道上移动；以及

固定设备，控制所述移动设备，

其中，通过根据权利要求1至10中任一项所述的光数据传输设备执行所述移动设备与所述固定设备之间的通信。

14.一种自动运输设备，包括：

移动设备，在预定轨道上移动；以及

固定设备，控制所述移动设备，

其中，通过根据权利要求1至10中任一项所述的光数据传输设备执行所述移动设备与所述固定设备之间的通信，以及

向所述比特数据输入单元输入指示紧急停止开关的操作状态的比特数据，所述比特数据基于从所述比特数据输出单元输出的紧急停止信号转换至预定安全状态。