JP2005311523A - Optical communication control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、協調運転を行うために光通信を利用した制御装置において、光ファイバ断線等の異常を検出し、保護動作を行う光通信制御装置に関する。 The present invention relates to an optical communication control device that detects an abnormality such as a broken optical fiber and performs a protection operation in a control device that uses optical communication to perform cooperative operation.
従来の光通信制御装置としては、図15に示すように、マスタ制御装置20aがブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置30a〜30cへ送信し、スレーブ制御装置30a〜30cはその指令を元に協調して1つの負荷を動かすという運転をする形態が知られている。
パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置(以下、パワエレ装置と称す)においては、前記の形態の場合、電力変換装置1の機器類は必ずしも1つの盤内に収納されているとは限らず、盤10〜盤13のように複数の盤に分かれて機器類が収納されている場合も多い。そのような場合、ブロードキャスト指令を送るシリアル通信線は、各盤内の絶縁とノイズ対策を兼ねて、光ファイバを利用した光通信で行うことがある。
As shown in FIG. 15, as a conventional optical communication control device, the
In a power conversion device (hereinafter referred to as a power electronics device) applying power electronics technology, in the case of the above-described form, the devices of the
図16は、光通信を利用してブロードキャスト指令を送信する場合の例で、マスタ制御装置20aとスレーブ制御装置30a〜30cを、オーディオ等の家電やFA向けに市販されている単方向の送信・電気信号/光信号変換器(以下、送信E/Oと称す)、受信・光信号/電気信号変換器(以下、受信O/Eと称す)モジュールを用い、光ファイバ40a〜40dにてループ状に接続している。
FIG. 16 shows an example in which a broadcast command is transmitted using optical communication. The
この図16において、光ファイバ40cに断線が発生した場合、スレーブ制御装置30cはブロードキャスト指令を受信できないので、スレーブ制御装置はブロードキャスト指令を元に協調して1つの負荷を動かすことが困難となり、場合によっては、出力のバランスが崩れ負荷2や電力変換器50a〜50cを損傷することもある。
このため、光ファイバの断線を監視し、断線が発生した場合には、例えば各スレーブ制御装置の出力を停止する等の保護動作を行う必要がある。
In FIG. 16, when the disconnection occurs in the
For this reason, the disconnection of the optical fiber is monitored, and when the disconnection occurs, it is necessary to perform a protective operation such as stopping the output of each slave control device.
光ファイバの断線の検知方法としては、通信を一定周期で行うように定め、定められた周期内に通信が行われなかった場合、光ファイバ断線とみなすというものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
また、長距離の光伝送において、光伝送路の光信号に監視用信号を多重して送信し、受信側で監視用信号をWDMフィルタで光信号から波長分割し、監視用信号の有無を監視することで光ファイバ断線を判断するというものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
Also, in long-distance optical transmission, the monitoring signal is multiplexed with the optical signal on the optical transmission path and transmitted, and the monitoring signal is wavelength-divided from the optical signal by the WDM filter, and the presence of the monitoring signal is monitored. It is known that an optical fiber breakage is determined by doing so (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、通信を一定周期で行うことで光ファイバの断線を検出するので、マスタ制御装置がブロードキャスト通信による指令を送信する周期よりも短い時間で光ファイバ断線を検出したい場合には、マスタ制御装置は指令の送信周期の合間にダミーのブロードキャスト通信を行う必要があり、スレーブ制御装置はブロードキャスト通信による指令に加え、ダミーの通信が正常に受信されているかをチェックする必要があり、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置のCPU処理の負荷を増大させるという未解決の課題がある。
However, in the conventional example described in
また、上記特許文献2に記載の従来例にあっては、海底ケーブルや電話網等の大規模な光通信システムに適用することを前提とした方法であり、オーディオ等の家電やFA向けに市販されている送信E/O,受信O/Eモジュールを利用した簡易な光通信システムには、コスト面で適さないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、オーディオ等の家電やFA向けに市販されている送信E/O,受信O/Eモジュールを利用した簡易な光通信システムにおいて、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置のCPU処理の負荷を増大させることなく光ファイバの断線等の異常を検知し、所定の保護動作を行うことができる光通信制御装置を提供することを目的としている。
The conventional example described in
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and is simplified using transmission E / O and reception O / E modules commercially available for home appliances such as audio and FA. In an optical communication system, an optical communication control device capable of detecting an abnormality such as disconnection of an optical fiber and performing a predetermined protection operation without increasing the CPU processing load of a master control device and a slave control device is provided. The purpose is that.
上記目的を達成するために、請求項1に係る光通信制御装置は、前記複数の光通信局のうち、一つの光通信局をマスタ局、他の光通信局をスレーブ局として、各光通信局をループ状に接続し、前記マスタ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段とを備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときにスレーブ局の保護動作を促し、前記スレーブ局は、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段を備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときに保護動作を行うことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an optical communication control device according to
この請求項1に係る発明では、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置は光ファイバの異常を監視する受信信号エッジ監視回路を備えており、光ファイバが断線した場合には、受信信号エッジ監視回路から異常検出信号を出力する。これにより、スレーブ制御装置で出力信号の停止等、所定の保護動作を行うことができるので、例えば、スレーブ制御装置がマスタ制御装置の指令を元に協調して1つの負荷を動かすような場合において、出力のバランスが崩れることに起因する負荷等の損傷を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the master control device and the slave control device are provided with a reception signal edge monitoring circuit for monitoring an abnormality of the optical fiber, and when the optical fiber is disconnected, the abnormality is detected from the reception signal edge monitoring circuit. A detection signal is output. As a result, the slave control device can perform a predetermined protection operation such as stopping the output signal. For example, in the case where the slave control device moves one load in cooperation with a command from the master control device. In addition, it is possible to suppress damage such as a load caused by the output balance being lost.
また、請求項2に係る光通信制御装置は、請求項1に係る発明において、前記スレーブ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記マスタ局の伝送信号出力手段が待機状態であるときに、自局の伝送信号出力手段からの信号と前記光受信手段からの信号とを切換える切換手段とを備えていることを特徴としている。
この請求項2に係る発明では、スレーブ制御装置は切換手段を備えているので、通常は受信O/Eからの信号を出力し、例えば、マスタ制御装置から自局を指定した応答要求があった場合は、マスタ制御装置の伝送信号出力手段が待機状態時(アイドル時)に出力信号の切換えを行って、応答信号を出力することができる。
An optical communication control apparatus according to
In the invention according to
また、請求項3に係る光通信制御装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記伝送信号出力手段は、通信状態のとき、所定の規則に基づいてビットスタッフを行うことによりクロック成分が保証された自己同期式信号を伝送信号とし、待機状態のとき、プリアンブル信号を伝送信号とすることを特徴としている。
この請求項3に係る発明では、通信時には、NRZIのような1が続くとクロック成分が失われる不完全な自己同期式の伝送符号の場合は、所定の規則に従ってビットスタッフを行うことでクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送信号を出力することができると共に、アイドル時には、プリアンブルデータ(フレーム同期用データ)を出力することができる。
The optical communication control device according to claim 3 is the optical communication control device according to
In the invention according to claim 3, in the case of an incomplete self-synchronous transmission code in which the clock component is lost when 1 continues during communication, such as NRZI, the clock component is performed by performing bit stuffing according to a predetermined rule. Can output a complete self-synchronous transmission signal that is guaranteed, and can output preamble data (frame synchronization data) during idling.
また、請求項4に係る光通信制御装置は、請求項1乃至3の何れかに係る発明において、前記監視手段は、所定時間内における前記受信信号のエッジ発生の有無に基づいて、光伝送路の異常を検出することを特徴としている。
この請求項4に係る発明では、通信時もアイドル時も受信信号には決まった時間以内にエッジが発生することを利用し、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、光ファイバの異常を検出して異常検出信号を出力することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical communication control device according to any one of the first to third aspects, the monitoring unit is configured to transmit an optical transmission line based on whether or not an edge of the received signal is generated within a predetermined time. It is characterized by detecting abnormalities.
In the invention according to claim 4, by utilizing the fact that an edge is generated within a predetermined time in a received signal at the time of communication and at the time of idle, the edge of the received signal is monitored within a predetermined time. An abnormality can be detected and an abnormality detection signal can be output.
また、請求項5に係る光通信制御装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記マスタ局は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、光伝送路の異常発生箇所より上流側のスレーブ局に対して保護動作指令を出力し、該保護動作指令を受信したスレーブ局は、前記保護動作指令を受信したときに保護動作を行うことを特徴としている。
この請求項5に係る発明では、マスタ制御装置は、光ファイバが断線した場合、断線箇所より上流のスレーブ制御装置に対して信号停止指令等の保護動作指令を出力し、スレーブ制御装置が信号停止指令を受信したときには、スレーブ制御装置内において所定の保護動作を行うようにすることができる。
The optical communication control apparatus according to claim 5 is the optical communication control apparatus according to
In the invention according to claim 5, when the optical fiber is disconnected, the master control device outputs a protection operation command such as a signal stop command to the slave control device upstream from the disconnection point, and the slave control device stops the signal. When the command is received, a predetermined protection operation can be performed in the slave control device.
また、請求項6に係る光通信制御装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記伝送信号出力手段は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、伝送信号を無信号状態することを特徴としている。
この請求項6に係る発明では、光ファイバが断線した場合、送信手段を無信号状態としてエッジが発生しない状態とすることができる。
The optical communication control device according to claim 6 is the optical communication control device according to
In the invention according to claim 6, when the optical fiber is disconnected, the transmitting means can be set in a no-signal state so that no edge is generated.
本発明の請求項1に係る発明によれば、光ファイバケーブルを用いて各光通信局を接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して1つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のCPU処理を増大することなく光ファイバの異常を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。 According to the first aspect of the present invention, in a simple optical communication system in which optical communication stations are connected using optical fiber cables, the master control device transmits a command to the slave control device by broadcast communication, and the slave The control device detects an optical fiber abnormality and stops output without increasing the CPU processing of the master control device or slave control device when operating to move one load in cooperation with the command. The effect that a predetermined protective operation such as can be performed is obtained.
また、請求項2に係る発明によれば、光ファイバケーブルを用いて各光通信局を接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して1つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のCPU処理を増大することなく光ファイバの異常を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
According to the invention of
また、請求項3に係る発明によれば、通信時には、不完全な自己同期式の伝送符号の場合に、ビットスタッフを行ってクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送符号を出力し、アイドル時にはプリアンブルデータを出力するので、通信時もアイドル時も決まった時間内にエッジが発生するような信号を出力することができるという効果が得られる。 According to the invention of claim 3, during communication, in the case of an incomplete self-synchronous transmission code, a bit-stuffing is performed to output a complete self-synchronous transmission code with a guaranteed clock component. In addition, since the preamble data is output at the time of idling, it is possible to obtain an effect that it is possible to output a signal that generates an edge within a predetermined time during communication and at the time of idling.
また、請求項4に係る発明によれば、通信時もアイドル時も受信信号には決まった時間以内にエッジが発生することを利用し、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、確実に光ファイバの断線等の異常を検出することができると共に、このような光ファイバの異常を検出するためのエッジ監視回路は簡便なディジタル回路で実現することができ、通信コントローラと共にLSIへ容易に組み込むことができるという効果が得られる。 Further, according to the invention according to claim 4, by utilizing the fact that an edge occurs within a predetermined time in a received signal during communication and idle time, by monitoring the edge within a predetermined time of the received signal, Abnormalities such as optical fiber breakage can be reliably detected, and an edge monitoring circuit for detecting such an optical fiber abnormality can be realized with a simple digital circuit, which can be easily integrated into an LSI together with a communication controller. The effect of being able to be incorporated into is obtained.
また、請求項5に係る発明によれば、光ファイバ断線時には、マスタ制御装置は光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置に対して停止指令を出力するので、停止指令を受信したスレーブ制御装置は適切に所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
また、請求項6に係る発明によれば、光ファイバ断線時には、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置は、伝送信号出力手段を無信号状態としてエッジが発生しない状態とするので、スレーブ制御装置内で断線を検出して適切に所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
According to the fifth aspect of the invention, when the optical fiber is disconnected, the master control device outputs a stop command to the slave control device upstream from the disconnection point of the optical fiber. An effect is obtained that the device can appropriately perform a predetermined protective operation.
According to the invention of claim 6, when the optical fiber is disconnected, the master control device and the slave control device set the transmission signal output means to the non-signal state so that no edge is generated. It is possible to obtain an effect that a predetermined protective operation can be appropriately performed by detecting the above.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態における光通信制御装置を示す図であって、図中20aはマスタ局としてのマスタ制御装置、30a〜30cはスレーブ局としてのスレーブ制御装置であり、マスタ制御装置20aからの指令で複数台のスレーブ制御装置30a〜30cが協調運転を行うために、各制御装置は光ファイバケーブル40a〜40dでループ状に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an optical communication control device according to a first embodiment of the present invention, in which 20a is a master control device as a master station, 30a to 30c are slave control devices as slave stations, In order for the plurality of
マスタ制御装置20aは、制御演算や各制御を行うCPU201と、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した自己同期式の伝送信号を出力する伝送信号出力手段としての送信コントローラ202と、送信コントローラ202で発生した電気信号を光信号に変換して下流のスレーブ制御装置に送信する光送信手段としての送信E/O203とを備えている。
The
また、マスタ制御装置20aは、自己同期式の伝送信号を受信する受信コントローラ204と、上流のスレーブ制御装置から送信された光信号を受信して電気信号に変換する光受信手段としての受信O/E205と、受信O/E205から出力される信号のエッジを監視することにより光ファイバの断線等の異常を検知し、異常を検知したときには断線検知信号209を前記CPU201に出力する監視手段としての受信信号エッジ監視回路206とを備えている。
The
そして、CPU201に断線検知信号209が入力されると、送信コントローラ202から図示しない信号停止指令210を連続して出力するように構成されている。このように、例えば光ファイバ断線時には、光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置に対して保護動作指令を出力するので、この指令を受信したスレーブ制御装置は適切に所定の保護動作を行うことができる。
When the
スレーブ制御装置30a〜30cは、制御演算や各制御を行うCPU301と、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した自己同期式の伝送信号を出力する伝送信号出力手段としての送信コントローラ302と、自己同期式の伝送信号を受信する受信コントローラ304と、上流の制御装置から送信された光信号を受信して電気信号に変換する受信O/E305と、前記送信コントローラ302からの入力と前記受信O/E305からの入力とを切換える切換手段としての信号切換部307と、前記信号切換部307から出力される電気信号を光信号に変換して下流の制御装置に送信する送信E/O303とを備えている。
The
また、前記受信O/E305から出力される信号のエッジを監視することにより光ファイバの断線等の異常を検知し、断線を検知したときには断線検知信号309を前記CPU301に出力する受信信号エッジ監視回路306と、前記CPU301からの駆動パルス生成指令を受けて駆動パルスを生成する駆動パルス生成部308とを備えている。
すなわち、光ファイバに異常がない場合には、CPU301から駆動パルス生成部308に駆動パルス生成指令が出力されることにより、駆動パルス生成部308から駆動パルスが出力され、光ファイバに異常がある場合には、CPU301から駆動パルス生成指令が停止されることにより、駆動パルス生成部308からの駆動パルス出力が停止される。
A reception signal edge monitoring circuit that detects an abnormality such as disconnection of an optical fiber by monitoring an edge of a signal output from the reception O /
That is, when there is no abnormality in the optical fiber, when a drive pulse generation command is output from the
また、スレーブ制御装置30a〜30cで、マスタ制御装置20aの受信信号エッジ監視回路206で光ファイバの異常を検知したときに出力される信号停止指令210を受信した場合にも、CPU301から駆動パルス生成指令が停止されて、駆動パルス生成部308からの駆動パルス出力が停止されるように構成されている。
本実施形態では、伝送符号として、図2に示すようにデータ0をレベルの変化有り、データ1をレベルの変化無しとするNRZI符号を使用するものとし、送信コントローラ202、302、受信コントローラ204、304はHDLCの通信コントローラとする。
In addition, when the
In the present embodiment, as a transmission code, an NRZI code in which
送信コントローラ202は、図3に示すように、通信時はCPU201がセットしたデータ(ブロードキャスト指令等)を出力し、アイドル時即ち無通信時はプリアンブルデータ(フレーム同期用データ)を出力する。
通信時とアイドル時との切換えは、通信/アイドル切換回路2024で切換スイッチ2025を操作し、送信シリアルデータ生成回路2022とプリアンブルデータ生成回路2023とを切換えることにより行う。
As shown in FIG. 3, the
Switching between communication and idle time is performed by operating the
この送信コントローラ202は、通信時には、NRZIのような1が続くとクロック成分が失われる不完全な自己同期式の伝送符号の場合は、シフトレジスタ(パラレル/シリアル変換器)20221の出力に、決められた規則に従ってゼロインサート回路20222でビットスタッフ(ゼロインサート)を行うことで、送信シリアルデータ生成回路2022が出力するデータの性質とNRZIとを組み合わせて、クロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送信号を出力する。
The
図4は、ゼロインサート回路20222で行うゼロインサートの例を示す図であり、パラレル/シリアル変換器20221からの出力信号で1が5ビット連続すると0データを挿入するように構成されている。このとき、信号波形は0データの挿入によりエッジが発生する。
このように、通信時はHDLC規定の、1が5ビット連続すると0データを挿入するゼロインサート機能によって、信号波形は時間TA以内には信号のエッジが発生することになる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of zero insertion performed by the zero
In this way, during communication, the signal waveform has a signal edge within the time T A due to the zero insertion function that inserts 0 data when 1 of 5 bits in the HDLC standard is continuous.
また、アイドル時には、プリアンブルデータ生成回路2023から図5に示すようなプリアンブルデータを出力する。このように、アイドル時はプリアンブルデータとしてHDLCのフラグデータを連続出力するため、信号波形は時間TB以内には信号のエッジが発生する。
マスタ制御装置20aの送信データフォーマットは、図6に示すように、データA〜Cを含む。ここで、データAはブロードキャスト通信を示すデータ、データBは応答要求するスレーブ制御装置番号(30a〜30cの何れか)を指定するデータ、データCはスレーブ制御装置30a〜30cへの指令データである。
Further, during idle, preamble data as shown in FIG. 5 is output from the preamble
The transmission data format of the
また、スレーブ制御装置30a〜30cの送信データフォーマットは、データD、Eを含む。ここで、データDは応答したスレーブ制御装置番号を示すデータ、データEは応答データである。図6に示すように、スレーブ制御装置30a〜30cは、マスタ制御装置20aから応答要求があった場合、マスタ制御装置20aのアイドル時、即ちプリアンブルデータ(HDLCのフラグデータ)出力中に応答データの送信を行う。
The transmission data format of the
つまり、スレーブ制御装置30a〜30cの信号切換部307の切換タイミングは、マスタ制御装置20aのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である。このように、適切なタイミングで出力信号の切換えを行って、マスタ制御装置からの応答要求に対する応答信号を出力することができる。
送信コントローラ202から出力される信号には、通信時もアイドル時も決まった時間以内にエッジが発生するので、このことを利用して、信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、光ファイバ断線等の異常を検出する。
That is, the switching timing of the
An edge is generated in the signal output from the
具体的には、通信時には時間TA以内に信号のエッジが発生し、アイドル時には時間TB以内に信号のエッジが発生し、HDLCの場合はTB>TAであるので、時間TBにスレーブ制御装置30a〜30cの信号切換部307の切換え時間と余裕分とを加算した時間TERR内に信号のエッジがあるか否かを監視することにより、光ファイバの断線等の異常を検出する。
Specifically, the signal edge is generated within the time T A during communication, the signal edge is generated within the time T B during idle, since in the case of HDLC is T B> T A, time T B By monitoring whether or not there is a signal edge within a time T ERR obtained by adding the switching time and margin of the
そこで、マスタ制御装置20a及びスレーブ制御装置30a〜30cの受信信号エッジ監視回路206及び306では、時間TERR内に信号のエッジがあるか否かを監視し、時間TERR内に信号のエッジを検出している場合には、光ファイバは正常状態であると判断すると共に、時間TERR内に信号のエッジを検出できない場合には、光ファイバの断線等の異常によって光信号が到達しないものと判断して、断線検知信号209、309をCPU201、301に出力する。
Therefore, the
したがって、今、マスタ制御装置20aからの指令を元にスレーブ制御装置30a〜30cが協調して運転しているものとする。図7は、光ファイバ40a〜40dの終端(受信O/E205、305の出力)の通信状態と、マスタ制御装置20aとスレーブ制御装置30a〜30cのCPU201、301の動作を模式的に示した図である。時間軸の上段において、太線で囲んだ信号はマスタ制御装置からの送信であり、スレーブ制御装置への応答要求がある場合には対応するスレーブ制御装置番号を付している。また、時間軸の下段において、細線で囲んだ信号はスレーブ制御装置からの送信であり、マスタ制御装置からの応答要求に対して応答データを送信したスレーブ制御装置番号を付している。
Therefore, now, it is assumed that the
図7の時刻t0でマスタ制御装置20aからスレーブ制御装置30cに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置20aのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻t1に、図7(d)に示すようにスレーブ制御装置30cから応答データが送信される。
そして、時刻t2でマスタ制御装置20aからスレーブ制御装置30aに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置20aのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻t3に、図7(b)に示すようにスレーブ制御装置30aから応答データが送信される。
Responding request is output to the
When the response request from the
その後、スレーブ制御装置30aの応答データ送信中である時刻t4に、図1に示すように、光ファイバ40cの断線(図中×印)が発生したものとする。この場合には、断線箇所より下流側の光ファイバ40c及び40dの終端においては光信号が到達せず、図7(c)(d)に示すように通信が途絶えた状態となる。
このため、スレーブ制御装置30c及びマスタ制御装置20aの受信信号エッジ監視回路306及び206で、信号波形のエッジを検出できなくなり、断線検知信号309、209がCPU301、201に出力される。これにより、スレーブ制御装置30cでは駆動パルス生成部308からの駆動パルス出力が停止され、マスタ制御装置20aでは、図7(a)(b)に示すように、光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置30a及び30bに対して信号停止指令210が繰り返し出力される。
Then, at time t 4 is the response data transmission of the
For this reason, the reception signal
そして、スレーブ制御装置30a及び30bでは、マスタ制御装置20aから出力された信号停止指令210を受信することにより、駆動パルス生成部308からの駆動パルス出力が停止される。
このように、上記第1の実施形態では、光ファイバケーブルを用いて各光通信局をループ状に接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して1つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のCPU処理を増大することなく光ファイバの断線を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができる。
Then, the
As described above, in the first embodiment, in a simple optical communication system in which optical communication stations are connected in a loop using an optical fiber cable, the master control device transmits a command to the slave control device by broadcast communication. When the slave control device operates to move one load in cooperation with the command, it detects the disconnection of the optical fiber without increasing the CPU processing of the master control device and the slave control device, and outputs the output. A predetermined protection operation such as stopping can be performed.
また、通信時には、不完全な自己同期式の伝送符号の場合に、ビットスタッフを行ってクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送符号を出力し、アイドル時にはプリアンブルデータを出力するので、通信時もアイドル時も決まった時間内にエッジが発生する信号を出力することができると共に、このことを利用して、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、確実に光ファイバの断線等の異常を検出することができる。 In addition, during communication, in the case of an incomplete self-synchronous transmission code, bit stuffing is performed to output a complete self-synchronous transmission code with a guaranteed clock component, and during idle, preamble data is output. It is possible to output a signal in which an edge occurs within a predetermined time during communication and idle time, and by using this fact, it is possible to reliably monitor the optical fiber by monitoring the edge within a predetermined time of the received signal. Abnormalities such as disconnection can be detected.
さらに、受信信号の所定時間内におけるエッジの有無を監視する受信信号エッジ監視回路は、簡便なディジタル回路で実現することができ、通信コントローラと共にLSIへ容易に組み込むことができる。
なお、上記第1の実施形態においては、マスタ制御装置の受信コントローラ204、スレーブ制御装置の送信コントローラ302及び信号切換部307を備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図8に示すような光通信制御装置を適用するようにしてもよい。この場合には、スレーブ制御装置は受信O/E305が出力する信号を送信E/O303、受信コントローラ304及び受信信号エッジ監視回路306へ入力するように接続する。そして、受信信号エッジ監視回路206及び306では、時間TBに余裕分を加算した時間TERR1内に信号のエッジがあるか否かを監視することで光ファイバの異常を検出することができる。
Furthermore, a reception signal edge monitoring circuit that monitors the presence or absence of an edge of a reception signal within a predetermined time can be realized by a simple digital circuit and can be easily incorporated into an LSI together with a communication controller.
In the first embodiment, the case of including the
次に、本発明における第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態は、送信コントローラに無信号状態を備え、受信信号エッジ監視回路から断線検知信号が出力されたとき、無信号状態に切換えるようにしたものである。
図9は、第2の実施形態における送信コントローラ202を示す図であって、図3に示す第1の実施形態における送信コントローラ202において、受信信号エッジ監視回路206から断線検知信号209がCPU201に出力されたときに無信号状態を出力するように構成されていることを除いては、図3と同様の構成を有し、図3と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the transmission controller has a no-signal state, and when a disconnection detection signal is output from the reception signal edge monitoring circuit, the transmission controller is switched to the no-signal state.
FIG. 9 is a diagram illustrating the
したがって、今、マスタ制御装置20aからの指令を元にスレーブ制御装置30a〜30cが協調して運転しているものとする。図10は、光ファイバ40a〜40dの終端(受信O/E205、305の出力)の通信状態と、マスタ制御装置20aとスレーブ制御装置30a〜30cのCPU201、301の動作を模式的に示した図である。時刻t2でマスタ制御装置20aからスレーブ制御装置30aに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置20aのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻t3に、図7(b)に示すようにスレーブ制御装置30aから応答データが送信される。
Therefore, now, it is assumed that the
その後、スレーブ制御装置30aの応答データ送信中である時刻t4に、図1に示すように、光ファイバ40cの断線(図中×印)が発生したものとする。この場合には、断線箇所より下流側の光ファイバ40c及び40dの終端においては光信号が到達せず、図10(c)(d)に示すように通信が途絶えた状態となる。
このため、スレーブ制御装置30c及びマスタ制御装置20aの受信信号エッジ監視回路306及び206で、信号波形のエッジを検出できなくなり、断線検知信号309、209がCPU301、201に出力される。これにより、スレーブ制御装置30cでは駆動パルス生成部308からの駆動パルス出力が停止されると共に送信コントローラ302が無信号状態に切り換わり、マスタ制御装置20aでは送信コントローラ202が無信号状態切り換わる。
Then, at time t 4 is the response data transmission of the
For this reason, the reception signal
マスタ制御装置20aの送信コントローラ202が無信号状態切り換わることにより、信号のエッジが無くなるので、スレーブ制御装置30aにおいては、受信信号エッジ監視回路306で断線検知信号309が出力され、送信コントローラ302が無信号状態に切り換わると共に、CPU301は駆動パルス出力指令を停止する。
When the
これにより、スレーブ制御装置30aの応答送信が中断されて無信号状態となるため、スレーブ制御装置30bにおいても、受信信号エッジ監視回路306で断線検知信号309が出力され、送信コントローラ302が無信号状態に切り換わると共に、CPU301は駆動パルス出力指令を停止する。
このように、第2の実施形態では、光ファイバ断線時には、送信コントローラを無信号状態としてエッジが発生しない状態とするので、スレーブ制御装置内で断線を検出して適切に所定の保護動作を行うことができる。
As a result, the response transmission of the
As described above, in the second embodiment, when the optical fiber is disconnected, the transmission controller is set to a no-signal state so that no edge is generated. Therefore, the disconnection is detected in the slave control device and a predetermined protection operation is appropriately performed. be able to.
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
この第3の実施形態は、一つのモジュールに送信E/Oと受信O/Eがセットで入った双方向モジュールと双方向用光ファイバとを適用するようにしたものである。
図15に示すように、各制御装置が盤10〜盤13に分かれて収納されている場合、盤10〜盤13は図11に示すように配置できれば光ファイバ40a〜40dの長さをほぼ均等にできる。しかしながら、図12に示すように、盤10〜盤13を線状に配置するケースが多く、このような場合、光ファイバ40dの線長が極端に長くなり、光信号の減衰のため通信ができないこともある。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, a bidirectional module in which transmission E / O and reception O / E are included in one module and a bidirectional optical fiber are applied.
As shown in FIG. 15, when the control devices are separately housed in the panels 10 to 13, the lengths of the
そこで、一つのモジュールに送信E/Oと受信O/Eがセットで入った双方向モジュールを利用し、図13に示すように盤10〜盤13を線状に配置して双方向モジュール用光ファイバ41a〜41cで接続する。
図14は、図13に示す双方向モジュールを使用した場合の構成図であり、マスタ制御装置70aの双方向モジュール701とスレーブ制御装置80aの双方向モジュール801aとが光ファイバ41aで接続され、スレーブ制御装置80aの双方向モジュール802aとスレーブ制御装置80bの双方向モジュール801bとが光ファイバ41bで接続され、スレーブ制御装置80bの双方向モジュール802bとスレーブ制御装置80cの双方向モジュール801cとが光ファイバ41cで接続されている。
Therefore, using a bidirectional module in which transmission E / O and reception O / E are contained in one module as a set, the panels 10 to 13 are arranged in a line as shown in FIG. The
FIG. 14 is a configuration diagram when the bidirectional module shown in FIG. 13 is used, in which the
スレーブ制御装置80a及び80bでは、双方向モジュール801の受信O/Eの出力を双方向モジュール802の送信E/Oへ接続し、双方向モジュール802の受信O/Eの出力は、信号切換部308を介して双方向モジュール801送信E/Oへ接続する。
また、終端となるスレーブ制御装置80cでは、双方向モジュール801cの受信O/Eの出力は信号切換部308を介して双方向モジュール801cの送信E/Oへ接続する。
In the
Further, in the
これにより、マスタ制御装置70aとスレーブ制御装置80a〜80cの通信路は、上述した第1及び第2の実施形態と同様に構成することができる。
したがって、図14に示すように、光ファイバ41bの断線(図中×印)が発生した場合には、スレーブ制御装置80a及びマスタ制御装置70aの受信信号エッジ監視回路306及び206で信号波形のエッジを検出できなくなり、光ファイバの異常を検知して断線検知信号309、209が出力される。これにより、各制御装置は所定の保護動作を行うことができる。
Thereby, the communication path of the
Therefore, as shown in FIG. 14, when the
このように、上記第3の実施形態では、一つのモジュールに送信E/Oと受信O/Eがセットで入った双方向モジュールを適用することで、特定の光ファイバの線長を極端に長くすることなく盤10〜13を線状に配置して、光信号の減衰を抑制して安定した通信を行うことができると共に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のCPU処理を増大することなく光ファイバの断線を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を適切に行うことができる。 As described above, in the third embodiment, by applying the bidirectional module in which the transmission E / O and the reception O / E are included in one module, the line length of the specific optical fiber is extremely long. The boards 10 to 13 can be arranged in a linear form without suppressing the attenuation of the optical signal and stable communication can be performed, and the optical fiber without increasing the CPU processing of the master controller or slave controller It is possible to appropriately perform a predetermined protection operation such as detecting disconnection of the power supply and stopping the output.
1 パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置
2 負荷
10〜13 盤
20a マスタ制御装置
30a〜30c スレーブ制御装置
201,301 CPU
202,302 送信コントローラ
203,303 送信E/O
204,304 受信コントローラ
205,305 受信O/E
206,306 受信信号エッジ監視回路
307 信号切換部
308 駆動パルス生成部
40a〜40d 単方向用光ファイバ
41a〜41c 双方向用光ファイバ
70a マスタ制御装置
80a〜80c スレーブ制御装置
DESCRIPTION OF
202, 302
204,304 Reception controller 205,305 Reception O / E
206, 306 Received signal
Claims (6)
前記複数の光通信局のうち、一つの光通信局をマスタ局、他の光通信局をスレーブ局として、各光通信局をループ状に接続し、前記マスタ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段とを備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときにスレーブ局の保護動作を促し、前記スレーブ局は、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段を備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときに保護動作を行うことを特徴とする光通信制御装置。 A plurality of optical communication units comprising: an optical transmission unit that converts an electrical signal into an optical signal corresponding thereto and transmits the optical signal; and an optical reception unit that receives the optical signal and converts the optical signal into an electrical signal corresponding to the optical signal to obtain a reception signal. In an optical communication control apparatus that has a station, connects each optical communication station using the optical transmission path via the optical transmission means and the optical reception means, and performs data transmission between the optical communication stations,
Of the plurality of optical communication stations, one optical communication station is a master station, the other optical communication stations are slave stations, and the optical communication stations are connected in a loop. The master station is based on a predetermined rule. Transmission signal output means for outputting a transmission signal with an edge added to the electrical signal, and detecting an abnormality in the optical transmission line by monitoring the edge of the reception signal, and detecting an abnormality detection signal when an abnormality in the optical transmission line is detected. Monitoring means for outputting, and when an abnormality detection signal is output by the monitoring means of the local station, the slave station is urged to protect the slave station, and the slave station monitors the edge of the received signal to detect an optical transmission line abnormality. And monitoring means for outputting an abnormality detection signal when an abnormality in the optical transmission line is detected, and a protective operation is performed when the abnormality detection signal is output by the monitoring means of the local station. Communication control device.
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