JP2519653B2 - ル―プ接続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその装置 - Google Patents
ル―プ接続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその装置Info
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- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
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- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の設備機器の
遠方制御をする際に，制御部と被制御部との間を１本の
電線にてＡＣ電源に直列にループ接続した簡潔な回路構
成により電源供給と制御指令や動作表示の信号通信とを
行い得る，ループ接続された１本の電線による電源供給
及び通信方法とその装置に関するものである。
遠方制御をする際に，制御部と被制御部との間を１本の
電線にてＡＣ電源に直列にループ接続した簡潔な回路構
成により電源供給と制御指令や動作表示の信号通信とを
行い得る，ループ接続された１本の電線による電源供給
及び通信方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来において斯かる遠方制御における電
源供給と信号通信は、一般に制御部と被制御部との間
を，電源供給用，信号通信用及びコモン線用の３本の電
線を用いて接続する、或は信号通信用と電源供給用とを
共通にして２本の電線を用いて接続することにより行わ
れていた。しかしこの場合には，前者の３本線によるも
のにおいては、配線本数が多いため配線構造が複雑とな
り配線間違いの不都合のおそれが生ずるとともに、配線
接続の手数や経費もかかり経済的ではないという難点が
あった。 また後者の２本線によるものにおいては、斯
かる難点は緩和されるが、信号通信電流が電源供給電流
と兼用されていて両者が分離して用いられていないた
め、電源供給回路が複雑となるという難点を有している
ばかりでなく，信号通信用の電力を大きくすると放射ノ
イズが発生するため制御の安定性に欠け，制御部へ供給
する電力や伝送距離も自ら小さく制限されざるを得ない
という難点を有していた。
源供給と信号通信は、一般に制御部と被制御部との間
を，電源供給用，信号通信用及びコモン線用の３本の電
線を用いて接続する、或は信号通信用と電源供給用とを
共通にして２本の電線を用いて接続することにより行わ
れていた。しかしこの場合には，前者の３本線によるも
のにおいては、配線本数が多いため配線構造が複雑とな
り配線間違いの不都合のおそれが生ずるとともに、配線
接続の手数や経費もかかり経済的ではないという難点が
あった。 また後者の２本線によるものにおいては、斯
かる難点は緩和されるが、信号通信電流が電源供給電流
と兼用されていて両者が分離して用いられていないた
め、電源供給回路が複雑となるという難点を有している
ばかりでなく，信号通信用の電力を大きくすると放射ノ
イズが発生するため制御の安定性に欠け，制御部へ供給
する電力や伝送距離も自ら小さく制限されざるを得ない
という難点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、前記
従来技術の難点を解消し，配線構造が簡潔で，モータ等
の遠方制御を電圧変動や外来ノイズに影響されることな
く安定的に，且つ，経済的に行うことができるループ接
続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその
装置を提供することを目的とする。
従来技術の難点を解消し，配線構造が簡潔で，モータ等
の遠方制御を電圧変動や外来ノイズに影響されることな
く安定的に，且つ，経済的に行うことができるループ接
続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその
装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は前記目
的を達成するために、モータ等の設備機器の遠方制御を
する制御部と被制御部において，電源供給側に配置した
被制御部に，電源供給回路と信号の送受信回路とを一対
のダイオードを介して逆極性に並列接続した回路を設け
る一方，被電源供給側に配置した制御部に，安定化電源
回路と信号の送受信回路とを一対のダイオードを介して
逆極性に並列接続した回路を設け、 この被制御部と制
御部における夫々の逆並列回路を１本の電線にてＡＣ電
源に直列にループ接続し、 このループ接続した回路内
を流れるＡＣ電源の交番電流をその向きにより一方向を
電源供給用に，他方向を信号通信用にと分離して使用す
るようになした、 即ち、前記ループ接続した回路にお
いて，被制御部の電源供給回路側から制御部の安定化電
源回路側へと流れるＡＣ電源の一方向の電流を電源供給
用電流として利用しそれにより電源供給を行う一方，逆
に制御部の送受信回路側から被制御部の送受信回路側へ
と流れるＡＣ電源の他方向の電流を信号通信用電流とし
て利用しそれにより制御部と被制御部間における設備機
器の動作状態や制御指令の信号の通信を行うようになし
たことを特徴とする。
的を達成するために、モータ等の設備機器の遠方制御を
する制御部と被制御部において，電源供給側に配置した
被制御部に，電源供給回路と信号の送受信回路とを一対
のダイオードを介して逆極性に並列接続した回路を設け
る一方，被電源供給側に配置した制御部に，安定化電源
回路と信号の送受信回路とを一対のダイオードを介して
逆極性に並列接続した回路を設け、 この被制御部と制
御部における夫々の逆並列回路を１本の電線にてＡＣ電
源に直列にループ接続し、 このループ接続した回路内
を流れるＡＣ電源の交番電流をその向きにより一方向を
電源供給用に，他方向を信号通信用にと分離して使用す
るようになした、 即ち、前記ループ接続した回路にお
いて，被制御部の電源供給回路側から制御部の安定化電
源回路側へと流れるＡＣ電源の一方向の電流を電源供給
用電流として利用しそれにより電源供給を行う一方，逆
に制御部の送受信回路側から被制御部の送受信回路側へ
と流れるＡＣ電源の他方向の電流を信号通信用電流とし
て利用しそれにより制御部と被制御部間における設備機
器の動作状態や制御指令の信号の通信を行うようになし
たことを特徴とする。
【０００５】そして前記制御部及び被制御部の信号の送
受信回路としては、送信フォトカプラと電流制御トラン
ジスタと定電流ダイオ−ドを有する送信部と，しきい値
電流検出トランジスタとしきい値電流検出抵抗と受信フ
ォトカプラを有する受信部とを具備してなり、この送信
部は，送信フォトカプラに入力された制御指令或は動作
状態の表示信号を電流信号として相手側に送るべく，電
流制御トランジスタのコレクタ・ベ−ス間に定電流ダイ
オ−ドを，ベ−ス・エミッタ間に送信フォトカプラの出
力端を接続し、前記受信部は，相手側から送られる電流
信号を受信するべく，しきい値電流検出トランジスタの
ベ−ス・エミッタ間にしきい値電流検出抵抗を介して受
信フォトカプラの入力端を接続し、且つしきい値電流検
出トランジスタのベ−スとコレクタは夫々電流制御トラ
ンジスタのエミッタとベ−スへ接続して構成したものを
用いる場合がある。
受信回路としては、送信フォトカプラと電流制御トラン
ジスタと定電流ダイオ−ドを有する送信部と，しきい値
電流検出トランジスタとしきい値電流検出抵抗と受信フ
ォトカプラを有する受信部とを具備してなり、この送信
部は，送信フォトカプラに入力された制御指令或は動作
状態の表示信号を電流信号として相手側に送るべく，電
流制御トランジスタのコレクタ・ベ−ス間に定電流ダイ
オ−ドを，ベ−ス・エミッタ間に送信フォトカプラの出
力端を接続し、前記受信部は，相手側から送られる電流
信号を受信するべく，しきい値電流検出トランジスタの
ベ−ス・エミッタ間にしきい値電流検出抵抗を介して受
信フォトカプラの入力端を接続し、且つしきい値電流検
出トランジスタのベ−スとコレクタは夫々電流制御トラ
ンジスタのエミッタとベ−スへ接続して構成したものを
用いる場合がある。
【０００６】また，前記被制御部の電源供給回路として
は、前記信号の送受信回路と同一の構成要素を有する送
受信回路とモノマルチ回路とを具備してなり、通信線の
短絡による過電流を防止するべく，その送受信回路の受
信フォトカプラの出力端と送信フォトカプラの入力端と
をモノマルチ回路を介して接続せしめたものを用いる場
合がある。
は、前記信号の送受信回路と同一の構成要素を有する送
受信回路とモノマルチ回路とを具備してなり、通信線の
短絡による過電流を防止するべく，その送受信回路の受
信フォトカプラの出力端と送信フォトカプラの入力端と
をモノマルチ回路を介して接続せしめたものを用いる場
合がある。
【０００７】
【作用】電源供給側の被制御部と被電源供給側の制御部
とは以上のとおり配線接続されているので、ル−プ接続
回路にＡＣ電源を入れると，ＡＣ電源の交番電流は、制
御部と被制御部において電源回路と送受信回路との逆並
列回路を形成している一対のダイオ−ドの存在により，
流れる方向を異にする電源電流と通信電流とに分離され
てル−プ接続回路内を流れる。すなわち，ＡＣ電源の交
番電流の一方の向きのものを電源電流として用い，他方
の向きのものを通信電流として用いるものであり、一方
の向きの電源電流は被制御部の電源供給回路を通って制
御部の安定化電源回路側へと流れ電源が供給される。
他方の向きの通信電流は制御部の送受信回路を通って被
制御部の送受信回路側へと流れ，これを利用して制御指
令や動作状態の表示信号の送信及び受信をなし設備機器
の遠方制御をする。また，ル−プ接続回路を形成する電
線が何らかの原因で短絡した場合には、被制御部の電源
供給回路における送受信回路がその短絡電流を検知し，
モノマルチ回路を介して電流制御トランジスタが一定時
間ＯＦＦされ、過電流によるトランジスタの熱破損が防
止される。
とは以上のとおり配線接続されているので、ル−プ接続
回路にＡＣ電源を入れると，ＡＣ電源の交番電流は、制
御部と被制御部において電源回路と送受信回路との逆並
列回路を形成している一対のダイオ−ドの存在により，
流れる方向を異にする電源電流と通信電流とに分離され
てル−プ接続回路内を流れる。すなわち，ＡＣ電源の交
番電流の一方の向きのものを電源電流として用い，他方
の向きのものを通信電流として用いるものであり、一方
の向きの電源電流は被制御部の電源供給回路を通って制
御部の安定化電源回路側へと流れ電源が供給される。
他方の向きの通信電流は制御部の送受信回路を通って被
制御部の送受信回路側へと流れ，これを利用して制御指
令や動作状態の表示信号の送信及び受信をなし設備機器
の遠方制御をする。また，ル−プ接続回路を形成する電
線が何らかの原因で短絡した場合には、被制御部の電源
供給回路における送受信回路がその短絡電流を検知し，
モノマルチ回路を介して電流制御トランジスタが一定時
間ＯＦＦされ、過電流によるトランジスタの熱破損が防
止される。
【０００８】
【実施例】次に別紙図面について，本発明の１実施例を
説明する。図１は本発明の全体構成を系統的に示した系
統説明図、図２は本発明の制御部と被制御部の具体的構
成の１例を示した回路図である。図１において、Ｍはモ
−タ等の設備機器が配設された被制御部で，制御用に使
用されるリモコントランス等のＡＣ電源Ｅの近くに設置
されている。 Ｓは、この設備機器を操作パネル等によ
り遠方制御する制御部である。被制御部Ｍには、信号の
送受信回路１と電源供給回路２とを一対のダイオ−ドｄ
１，ｄ２を介して逆極性に並列接続した回路が設けられ
ており、この逆並列回路の一端は端子Ａに，他端は端子
Ｂに接続している。 制御部Ｓにも同様に，信号の送受
信回路１１と安定化電源回路３とを一対のダイオ−ドｄ
３，ｄ４を介して逆極性に並列接続した回路が設けられ
ており、この逆並列回路の一端は端子Ｘに，他端は端子
Ｙに接続している。ＡＣ電源Ｅの一端は端子Ａに，他端
は端子Ｘに電線４を介して接続されており、端子ＢとＹ
間も電線４にて接続されている。 したがって制御部Ｓ
と被制御部Ｍに設けられた逆並列回路は、１本の電線４
にてＡＣ電源に直列にル−プ接続されている。しかして
このル−プ接続回路のＡＣ電源Ｅを入れると，前記一対
のダイオ−ドｄ１，ｄ２とｄ３，ｄ４により，その交番
電流はその向きによってル−プ内を流れる方向を異にす
る電源電流Ｉｂと通信電流Ｉａとに分離される。 その
ため交番電流の一方の向きの電源電流Ｉｂは、ル−プ内
を被制御部Ｍの電源供給回路２を通って制御部の安定化
電源回路３へと流れ，電源が供給される。 これに対し
て他方の向きの通信電流Ｉａは、これとは逆に制御部Ｓ
の送受信回路１１を通って被制御部Ｍの送受信回路１へ
と流れるので、これを利用して制御指令や動作状態の表
示信号の送信と受信を行う。
説明する。図１は本発明の全体構成を系統的に示した系
統説明図、図２は本発明の制御部と被制御部の具体的構
成の１例を示した回路図である。図１において、Ｍはモ
−タ等の設備機器が配設された被制御部で，制御用に使
用されるリモコントランス等のＡＣ電源Ｅの近くに設置
されている。 Ｓは、この設備機器を操作パネル等によ
り遠方制御する制御部である。被制御部Ｍには、信号の
送受信回路１と電源供給回路２とを一対のダイオ−ドｄ
１，ｄ２を介して逆極性に並列接続した回路が設けられ
ており、この逆並列回路の一端は端子Ａに，他端は端子
Ｂに接続している。 制御部Ｓにも同様に，信号の送受
信回路１１と安定化電源回路３とを一対のダイオ−ドｄ
３，ｄ４を介して逆極性に並列接続した回路が設けられ
ており、この逆並列回路の一端は端子Ｘに，他端は端子
Ｙに接続している。ＡＣ電源Ｅの一端は端子Ａに，他端
は端子Ｘに電線４を介して接続されており、端子ＢとＹ
間も電線４にて接続されている。 したがって制御部Ｓ
と被制御部Ｍに設けられた逆並列回路は、１本の電線４
にてＡＣ電源に直列にル−プ接続されている。しかして
このル−プ接続回路のＡＣ電源Ｅを入れると，前記一対
のダイオ−ドｄ１，ｄ２とｄ３，ｄ４により，その交番
電流はその向きによってル−プ内を流れる方向を異にす
る電源電流Ｉｂと通信電流Ｉａとに分離される。 その
ため交番電流の一方の向きの電源電流Ｉｂは、ル−プ内
を被制御部Ｍの電源供給回路２を通って制御部の安定化
電源回路３へと流れ，電源が供給される。 これに対し
て他方の向きの通信電流Ｉａは、これとは逆に制御部Ｓ
の送受信回路１１を通って被制御部Ｍの送受信回路１へ
と流れるので、これを利用して制御指令や動作状態の表
示信号の送信と受信を行う。
【０００９】前記被制御部Ｍと制御部Ｓ内の各回路の具
体的構造は、図２により構成されている。 被制御部Ｍ
の送受信回路１は、送信フォトカプラＰ１と，電流制御
トランジスタＱ１と，定電流ダイオ−ドＣＲＤとを有す
る送信部と、しきい値電流検出トランジスタＱ２と，し
きい値電流検出抵抗Ｒと，受信フォトカプラＰ２とを有
する受信部とを具備している。この送信部は、送信フォ
トカプラＰ１に入力された設備機器の動作状態を表示す
る１，０レベルのデ−タ信号を強弱電流信号に変換して
制御部Ｓへ送るべく、電流制御トランジスタＱ１のコレ
クタ・ベ−ス間に定電流ダイオ−ドＣＲＤを接続すると
ともに，電流制御トランジスタＱ１のベ−ス・エミッタ
間に送信フォトカプラＰ１の出力端を接続している。
電流制御トランジスタＱ１のコレクタと定電流ダイオ−
ドＣＲＤとの接続端部は、ダイオ−ドｄ１のカソ−ドに
接続している。一方，受信部は、制御部Ｓから送られた
制御指令の強弱電流信号を１，０レベルのデ−タ信号に
変換して受信するべく、しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２のベ−ス・エミッタ間にしきい値電流検出抵抗Ｒを
介して受信フォトカプラＰ２の入力端を接続するととも
に，電流制御トランジスタＱ１としきい値電流検出トラ
ンジスタＱ２とで定電流回路を形成するべく，しきい値
電流検出トランジスタＱ２のベ−スとコレクタは、夫々
電流制御トランジスタＱ１のエミッタとベ−スへ接続し
ている。 しきい値電流検出抵抗Ｒと受信フォトカプラ
Ｐ２の入力端との接続端部は、端子Ａに接続している。
制御部Ｓの送受信回路１１も、送信フォトカプラＰ１に
入力された制御指令としての１，０レベルのデ−タ信号
を強弱の電流信号に変換して被制御部Ｍに送り，被制御
部Ｍから送られた動作状態表示の強弱電流信号を１，０
レベルのデ−タ信号に変換して受信するべく、前記被制
御部Ｍの送受信回路１と全く同一の構成要素，接続構成
となっている。 ただこの場合には、電流制御トランジ
スタＱ１のコレクタと定電流ダイオ−ドＣＲＤとの接続
端部はダイオ−ドｄ３のカソ−ドへ接続し，しきい値電
流検出抵抗Ｒと受信フォトカプラＰ２の入力端との接続
端部は端子Ｙに接続している。
体的構造は、図２により構成されている。 被制御部Ｍ
の送受信回路１は、送信フォトカプラＰ１と，電流制御
トランジスタＱ１と，定電流ダイオ−ドＣＲＤとを有す
る送信部と、しきい値電流検出トランジスタＱ２と，し
きい値電流検出抵抗Ｒと，受信フォトカプラＰ２とを有
する受信部とを具備している。この送信部は、送信フォ
トカプラＰ１に入力された設備機器の動作状態を表示す
る１，０レベルのデ−タ信号を強弱電流信号に変換して
制御部Ｓへ送るべく、電流制御トランジスタＱ１のコレ
クタ・ベ−ス間に定電流ダイオ−ドＣＲＤを接続すると
ともに，電流制御トランジスタＱ１のベ−ス・エミッタ
間に送信フォトカプラＰ１の出力端を接続している。
電流制御トランジスタＱ１のコレクタと定電流ダイオ−
ドＣＲＤとの接続端部は、ダイオ−ドｄ１のカソ−ドに
接続している。一方，受信部は、制御部Ｓから送られた
制御指令の強弱電流信号を１，０レベルのデ−タ信号に
変換して受信するべく、しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２のベ−ス・エミッタ間にしきい値電流検出抵抗Ｒを
介して受信フォトカプラＰ２の入力端を接続するととも
に，電流制御トランジスタＱ１としきい値電流検出トラ
ンジスタＱ２とで定電流回路を形成するべく，しきい値
電流検出トランジスタＱ２のベ−スとコレクタは、夫々
電流制御トランジスタＱ１のエミッタとベ−スへ接続し
ている。 しきい値電流検出抵抗Ｒと受信フォトカプラ
Ｐ２の入力端との接続端部は、端子Ａに接続している。
制御部Ｓの送受信回路１１も、送信フォトカプラＰ１に
入力された制御指令としての１，０レベルのデ−タ信号
を強弱の電流信号に変換して被制御部Ｍに送り，被制御
部Ｍから送られた動作状態表示の強弱電流信号を１，０
レベルのデ−タ信号に変換して受信するべく、前記被制
御部Ｍの送受信回路１と全く同一の構成要素，接続構成
となっている。 ただこの場合には、電流制御トランジ
スタＱ１のコレクタと定電流ダイオ−ドＣＲＤとの接続
端部はダイオ−ドｄ３のカソ−ドへ接続し，しきい値電
流検出抵抗Ｒと受信フォトカプラＰ２の入力端との接続
端部は端子Ｙに接続している。
【００１０】被制御部Ｍの電源供給回路２は、前記送受
信回路１，１１と同様の送受信回路２１と，モノマルチ
回路２２とを具備しており、制御部Ｓと被制御部Ｍ間の
通信線において線間短絡事故による過電流を防止するべ
く，送受信回路２１の受信フォトカプラＰ２の出力端と
送信フォトカプラＰ１の入力端をモノマルチ回路２２を
介して接続している。 そして，電流制御トランジスタ
Ｑ１のコレクタと定電流ダイオ−ドＣＲＤとの接続端部
は端子Ａへ接続し，しきい値電流検出抵抗Ｒと受信フォ
トカプラＰ２の入力端との接続端部はダイオ−ドｄ２の
アノ−ドへ接続している。また，制御部Ｓの安定化電源
回路３は、被制御部Ｍの電源供給回路２を通って供給さ
れてくるＡＣ電源の一方の向きの電源電流を平滑化して
安定化電源を得るべく，図２に示すように，三端子レギ
ュレ−タの両端に電解コンデンサを接続したものであ
り、入力端は端子Ｙに，出力端はダイオ−ドｄ４のアノ
−ドに接続している。
信回路１，１１と同様の送受信回路２１と，モノマルチ
回路２２とを具備しており、制御部Ｓと被制御部Ｍ間の
通信線において線間短絡事故による過電流を防止するべ
く，送受信回路２１の受信フォトカプラＰ２の出力端と
送信フォトカプラＰ１の入力端をモノマルチ回路２２を
介して接続している。 そして，電流制御トランジスタ
Ｑ１のコレクタと定電流ダイオ−ドＣＲＤとの接続端部
は端子Ａへ接続し，しきい値電流検出抵抗Ｒと受信フォ
トカプラＰ２の入力端との接続端部はダイオ−ドｄ２の
アノ−ドへ接続している。また，制御部Ｓの安定化電源
回路３は、被制御部Ｍの電源供給回路２を通って供給さ
れてくるＡＣ電源の一方の向きの電源電流を平滑化して
安定化電源を得るべく，図２に示すように，三端子レギ
ュレ−タの両端に電解コンデンサを接続したものであ
り、入力端は端子Ｙに，出力端はダイオ−ドｄ４のアノ
−ドに接続している。
【００１１】図３は、前記１本の電線４によりループ接
続された回路におけるＡＣ電源Ｅの交番電圧Ｅに対する
電源電流Ｉｂと通信電流Ｉａとに分離された交番電流の
波形図であり、図４は、同図の通信サイクルにおける送
信信号と通信電流と受信信号とのタイムチャート図であ
る。 この図に基づいて，被制御部Ｍと制御部Ｓ間にお
ける信号通信と電源供給の動作について説明する。ＡＣ
電源の交番電流が図３の通信サイクルで図４のＴ１の状
態では、被制御部Ｍと制御部Ｓの送信信号はまだ待ち状
態であり，共にレベル０である。ＡＣ電源Ｅの電圧が０
クロスから次第に上昇してくると，制御部Ｓの送受信回
路１１の定電流ダイオードＣＲＤを通して電流制御トラ
ンジスタＱ１のベースへ通信電流Ｉａが流れ，電流制御
トランジスタＱ１は導通し電圧の上昇に従って，電流は
増大するが，しきい値電流検出抵抗Ｒの両端に発生した
電位がベース・エミッタ順電圧とフォトカプラ入力電圧
の和である約１．８Ｖ付近になると，しきい値電流検出
トランジスタＱ２のベースに電流が流れて動作し、電流
制御トランジスタＱ１のベース電流を制限して定電流と
なり、定電流ダイオードＣＲＤに流れる電流Ｉｄも一定
となる。 電流Ｉｄは、そのほとんどが受信フォトカプ
ラＰ２の入力端に流れ、出力端の受信信号は共にレベル
１から０に変化して，被制御部Ｍ及び制御部Ｓ側共に通
信可能状態となったことが分かる。次にタイムチャート
Ｔ２の状態となったときに，被制御部Ｍから設備機器の
動作状態の表示信号（データ１）を送るべく送信フォト
カプラＰ１への送信信号のレベルを１にすると，送信フ
ォトカプラＰ１の入力端に電流が流れてその出力端は短
絡され，電流制御トランジスタＱ１のベース・エミッタ
間も短絡されるので，電流制御トランジスタＱ１はＯＦ
Ｆになり，しきい値電流検出抵抗Ｒに流れる電流は定電
流ダイオードＣＲＤを通して流れる電流Ｉｄだけにな
る。 電流Ｉｄは，しきい値電流Ｉｃより十分に小さい
値に設定しており，しきい値電流検出トランジスタＱ２
はＯＦＦになり受信フォトカプラＰ２の入力端に流れる
電流は０になって，その出力端の受信信号のレベルは１
となる。このとき直列にループ接続してある制御部Ｓの
送受信回路１１にも，しきい値電流Ｉｃより十分に小さ
い電流Ｉｄが流れるので，電流制御トランジスタＱ１は
ＯＮ状態となるが，しきい値電流検出トランジスタＱ２
はＯＦＦ状態となり，受信フォトカプラＰ２の入力端電
流は０になって，その出力端の受信信号のレベルは１と
なる。したがって，被制御部Ｍの送信信号をレベル１に
すると，制御部Ｓの受信信号もレベル１となったわけ
で，これによって被制御部Ｍから制御部Ｓへデータ１の
動作状態表示の信号を送信することができる。次に，被
制御部Ｍから制御部Ｓへデータ０の動作状態表示の信号
を送る場合には、図４のタイムチャートＴ３の状態のと
きに，被制御部Ｍの送信信号のレベルを０にする。 す
ると，送信フォトカプラＰ１の入力端の電流は０にな
り，その出力端はオープン状態となって電流制御トラン
ジスタＱ１が定電流ダイオードＣＲＤを通して流れる電
流Ｉｄにより導通して，しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２が動作し，定電流状態となる。 制御部Ｓの送受信
回路１１も直列にループ接続してあるので，制御部Ｍと
同様にしきい値電流検出トランジスタＱ２が動作し定電
流状態となり，受信フォトカプラＰ２の出力端の受信信
号は共にレベル１から０に変化する。つまり，被制御部
Ｍの送信信号をレベル０にすると，制御部Ｓの受信信号
もレベル０となり，これによって被制御部Ｍから制御部
Ｓへデータ０の動作状態の表示信号を送信することがで
きる。以上のように，通信可能状態において被制御部Ｍ
の送信信号のレベルの変化が被制御部Ｍ及び制御部Ｓの
受信信号のレベルの変化に対応するので，被制御部Ｍか
ら制御部Ｓへ設備機器の動作状態の表示信号（データ）
を確実に伝送することができる。
続された回路におけるＡＣ電源Ｅの交番電圧Ｅに対する
電源電流Ｉｂと通信電流Ｉａとに分離された交番電流の
波形図であり、図４は、同図の通信サイクルにおける送
信信号と通信電流と受信信号とのタイムチャート図であ
る。 この図に基づいて，被制御部Ｍと制御部Ｓ間にお
ける信号通信と電源供給の動作について説明する。ＡＣ
電源の交番電流が図３の通信サイクルで図４のＴ１の状
態では、被制御部Ｍと制御部Ｓの送信信号はまだ待ち状
態であり，共にレベル０である。ＡＣ電源Ｅの電圧が０
クロスから次第に上昇してくると，制御部Ｓの送受信回
路１１の定電流ダイオードＣＲＤを通して電流制御トラ
ンジスタＱ１のベースへ通信電流Ｉａが流れ，電流制御
トランジスタＱ１は導通し電圧の上昇に従って，電流は
増大するが，しきい値電流検出抵抗Ｒの両端に発生した
電位がベース・エミッタ順電圧とフォトカプラ入力電圧
の和である約１．８Ｖ付近になると，しきい値電流検出
トランジスタＱ２のベースに電流が流れて動作し、電流
制御トランジスタＱ１のベース電流を制限して定電流と
なり、定電流ダイオードＣＲＤに流れる電流Ｉｄも一定
となる。 電流Ｉｄは、そのほとんどが受信フォトカプ
ラＰ２の入力端に流れ、出力端の受信信号は共にレベル
１から０に変化して，被制御部Ｍ及び制御部Ｓ側共に通
信可能状態となったことが分かる。次にタイムチャート
Ｔ２の状態となったときに，被制御部Ｍから設備機器の
動作状態の表示信号（データ１）を送るべく送信フォト
カプラＰ１への送信信号のレベルを１にすると，送信フ
ォトカプラＰ１の入力端に電流が流れてその出力端は短
絡され，電流制御トランジスタＱ１のベース・エミッタ
間も短絡されるので，電流制御トランジスタＱ１はＯＦ
Ｆになり，しきい値電流検出抵抗Ｒに流れる電流は定電
流ダイオードＣＲＤを通して流れる電流Ｉｄだけにな
る。 電流Ｉｄは，しきい値電流Ｉｃより十分に小さい
値に設定しており，しきい値電流検出トランジスタＱ２
はＯＦＦになり受信フォトカプラＰ２の入力端に流れる
電流は０になって，その出力端の受信信号のレベルは１
となる。このとき直列にループ接続してある制御部Ｓの
送受信回路１１にも，しきい値電流Ｉｃより十分に小さ
い電流Ｉｄが流れるので，電流制御トランジスタＱ１は
ＯＮ状態となるが，しきい値電流検出トランジスタＱ２
はＯＦＦ状態となり，受信フォトカプラＰ２の入力端電
流は０になって，その出力端の受信信号のレベルは１と
なる。したがって，被制御部Ｍの送信信号をレベル１に
すると，制御部Ｓの受信信号もレベル１となったわけ
で，これによって被制御部Ｍから制御部Ｓへデータ１の
動作状態表示の信号を送信することができる。次に，被
制御部Ｍから制御部Ｓへデータ０の動作状態表示の信号
を送る場合には、図４のタイムチャートＴ３の状態のと
きに，被制御部Ｍの送信信号のレベルを０にする。 す
ると，送信フォトカプラＰ１の入力端の電流は０にな
り，その出力端はオープン状態となって電流制御トラン
ジスタＱ１が定電流ダイオードＣＲＤを通して流れる電
流Ｉｄにより導通して，しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２が動作し，定電流状態となる。 制御部Ｓの送受信
回路１１も直列にループ接続してあるので，制御部Ｍと
同様にしきい値電流検出トランジスタＱ２が動作し定電
流状態となり，受信フォトカプラＰ２の出力端の受信信
号は共にレベル１から０に変化する。つまり，被制御部
Ｍの送信信号をレベル０にすると，制御部Ｓの受信信号
もレベル０となり，これによって被制御部Ｍから制御部
Ｓへデータ０の動作状態の表示信号を送信することがで
きる。以上のように，通信可能状態において被制御部Ｍ
の送信信号のレベルの変化が被制御部Ｍ及び制御部Ｓの
受信信号のレベルの変化に対応するので，被制御部Ｍか
ら制御部Ｓへ設備機器の動作状態の表示信号（データ）
を確実に伝送することができる。
【００１２】同様に被制御部Ｍと制御部Ｓは直列にルー
プ接続されており，制御部Ｓの送受信回路１１は被制御
部Ｍの送受信回路１と全く同一であるから、制御部Ｓの
送信信号レベルの変化は前記と同様に制御部Ｓ及び被制
御部Ｍの受信信号レベルの変化に対応することとなり，
これによって制御部Ｓから被制御部Ｍへ設備機器の制御
指令信号（データ）を確実に伝送できる。よって，前記
ループ接続された回路におけるＡＣ電源Ｅの交番電流が
通信サイクルの状態では、離れた位置にある被制御部と
制御部との間で，ノイズに強く長距離伝送が可能な電流
伝送の双方向通信が可能となる。
プ接続されており，制御部Ｓの送受信回路１１は被制御
部Ｍの送受信回路１と全く同一であるから、制御部Ｓの
送信信号レベルの変化は前記と同様に制御部Ｓ及び被制
御部Ｍの受信信号レベルの変化に対応することとなり，
これによって制御部Ｓから被制御部Ｍへ設備機器の制御
指令信号（データ）を確実に伝送できる。よって，前記
ループ接続された回路におけるＡＣ電源Ｅの交番電流が
通信サイクルの状態では、離れた位置にある被制御部と
制御部との間で，ノイズに強く長距離伝送が可能な電流
伝送の双方向通信が可能となる。
【００１３】次に図３の前記ループ接続された回路にお
けるＡＣ電源の交番電流が電源供給サイクル状態のとき
の動作説明をする。被制御部Ｍの電源供給回路２は、送
受信回路２１とモノマルチ回路２２により形成されてお
り、この送受信回路２１は通信線の短絡電流を検出する
ために，そのしきい値電流検出抵抗Ｒを上記通信サイク
ルで利用される送受信回路１のしきい値電流検出抵抗Ｒ
の値より１桁以上小さくしてある。しかしてＡＣ電源Ｅ
の電圧が０クロスより負の方向へ電位が上昇すると、送
受信回路２１の定電流ダイオードＣＲＤを通して電流制
御トランジスタＱ１のベースへ電流が流れ同トランジス
タがＯＮする。 このときしきい値電流検出抵抗Ｒは短
絡電流検出の値に設定してあるので，制御部Ｓへ電源を
供給する電流Ｉｂでは，しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２は動作しない。よってそれによる電流制限は働かず
制御部Ｓの安定化電源回路３へ電源が十分に供給され
る。ここで何らかの原因でループ電線４同志が短絡した
場合には、送受信回路２１の電流検出抵抗Ｒに短絡電流
が流れるため，しきい値電流検出トランジスタＱ２が動
作し，これによって電流制御トランジスタＱ１のベース
電流が制限され、短絡電流は一定の電流に制限される。
そして短絡電流が制限されると，同時に受信フォトカ
プラＰ２が動作して，モノマルチ回路２２をトリガー
し，その出力は一定時間，つまり短絡電流制限による電
流制御トランジスタＱ１が発熱破損しない十分な時間，
送信フォトカプラＰ１の入力端をドライブして電流制御
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間を短絡し続け，
短絡電流制限の不飽和発熱によるトランジスタ破損を防
止する。モノマルチ回路２２をトリガーして一定時間
後，短絡の状態であれば，ＡＣ電源Ｅの交番電流が電源
供給サイクル状態にかかると，再度上記短絡保護動作を
繰り返し，短絡状態が解除されると，上記電源供給動作
に入り正常な状態に復帰する。以上のように送受信回路
とモノマルチ回路の組み合わせで，短絡保護と電源供給
への自動復帰機能を有する電源供給回路が実現できる。
けるＡＣ電源の交番電流が電源供給サイクル状態のとき
の動作説明をする。被制御部Ｍの電源供給回路２は、送
受信回路２１とモノマルチ回路２２により形成されてお
り、この送受信回路２１は通信線の短絡電流を検出する
ために，そのしきい値電流検出抵抗Ｒを上記通信サイク
ルで利用される送受信回路１のしきい値電流検出抵抗Ｒ
の値より１桁以上小さくしてある。しかしてＡＣ電源Ｅ
の電圧が０クロスより負の方向へ電位が上昇すると、送
受信回路２１の定電流ダイオードＣＲＤを通して電流制
御トランジスタＱ１のベースへ電流が流れ同トランジス
タがＯＮする。 このときしきい値電流検出抵抗Ｒは短
絡電流検出の値に設定してあるので，制御部Ｓへ電源を
供給する電流Ｉｂでは，しきい値電流検出トランジスタ
Ｑ２は動作しない。よってそれによる電流制限は働かず
制御部Ｓの安定化電源回路３へ電源が十分に供給され
る。ここで何らかの原因でループ電線４同志が短絡した
場合には、送受信回路２１の電流検出抵抗Ｒに短絡電流
が流れるため，しきい値電流検出トランジスタＱ２が動
作し，これによって電流制御トランジスタＱ１のベース
電流が制限され、短絡電流は一定の電流に制限される。
そして短絡電流が制限されると，同時に受信フォトカ
プラＰ２が動作して，モノマルチ回路２２をトリガー
し，その出力は一定時間，つまり短絡電流制限による電
流制御トランジスタＱ１が発熱破損しない十分な時間，
送信フォトカプラＰ１の入力端をドライブして電流制御
トランジスタＱ１のベース・エミッタ間を短絡し続け，
短絡電流制限の不飽和発熱によるトランジスタ破損を防
止する。モノマルチ回路２２をトリガーして一定時間
後，短絡の状態であれば，ＡＣ電源Ｅの交番電流が電源
供給サイクル状態にかかると，再度上記短絡保護動作を
繰り返し，短絡状態が解除されると，上記電源供給動作
に入り正常な状態に復帰する。以上のように送受信回路
とモノマルチ回路の組み合わせで，短絡保護と電源供給
への自動復帰機能を有する電源供給回路が実現できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記の構成となしたので、ＡＣ
電源を介して１本の電線によりループ接続された被制御
部と制御部間に供給されるＡＣ電源の交番電流をその向
きの相違によって電源電流と信号の通信電流とに分離し
て用いることができ、そのため従来のように通信信号の
電力を大きくすると放射ノイズの発生により制御部への
供給電力と伝送距離に制限を受けるということはなく，
電圧変動や外来ノイズに強くモータ等の遠方制御を従来
に比し安定して行うことができる。また，被制御部と制
御部間の配線接続構造も，単に両者を１本の電線でＡＣ
電源に直列にループ接続するのみで良く簡潔であり、誤
配線のおそれもなく，接続の手数も簡易となすことがで
きるので、経済的である。更に電源供給側の被制御部の
電源供給回路を，上記送受信回路とモノマルチ回路との
組み合わせにより形成することによって、通信線の短絡
による過電流の防止を確実に図ることができるととも
に，電源供給への自動復帰機能を併有することができる
ので、一層安定した遠方制御をなすことができる。
電源を介して１本の電線によりループ接続された被制御
部と制御部間に供給されるＡＣ電源の交番電流をその向
きの相違によって電源電流と信号の通信電流とに分離し
て用いることができ、そのため従来のように通信信号の
電力を大きくすると放射ノイズの発生により制御部への
供給電力と伝送距離に制限を受けるということはなく，
電圧変動や外来ノイズに強くモータ等の遠方制御を従来
に比し安定して行うことができる。また，被制御部と制
御部間の配線接続構造も，単に両者を１本の電線でＡＣ
電源に直列にループ接続するのみで良く簡潔であり、誤
配線のおそれもなく，接続の手数も簡易となすことがで
きるので、経済的である。更に電源供給側の被制御部の
電源供給回路を，上記送受信回路とモノマルチ回路との
組み合わせにより形成することによって、通信線の短絡
による過電流の防止を確実に図ることができるととも
に，電源供給への自動復帰機能を併有することができる
ので、一層安定した遠方制御をなすことができる。
【図１】 本発明実施の１例に係る全体構成の系統説明
図。
図。
【図２】 同上全体構成の接続回路図。
【図３】 ＡＣ電源の電源電圧Ｅに対する，向きにより
通信電流と電源電流とに分離された交番電流の波形図。
通信電流と電源電流とに分離された交番電流の波形図。
【図４】 図３の通信サイクルにおける送受信信号と通
信電流とのタイムチャ−ト図。
信電流とのタイムチャ−ト図。
Ｅ ＡＣ電源 Ｍ 被制御部 Ｓ 制御部 １，１１，２１ 送受信回路 ２ 電源供給回路 ３ 安定化電源回路 ２２ モノマルチ回路 ４ 電線 Ｘ，Ｙ，Ａ，Ｂ 端子 ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４ ダイオ−ド Ｑ１ 電流制御トランジスタ Ｑ２ しきい値電流検出トランジスタ Ｐ１ 送信フォトカプラ Ｐ２ 受信フォトカプラ Ｒ しきい値電流検出抵抗 ＣＲＤ 定電流ダイオ−ド Ｉａ 通信電流 Ｉｂ 電源電流
Claims (4)
- 【請求項１】 モータ等の設備機器の遠方制御をする制
御部と被制御部において，電源供給側に配置した被制御
部に，電源供給回路と信号の送受信回路とを一対のダイ
オードを介して逆極性に並列接続した回路を設ける一
方，被電源供給側に配置した制御部に，安定化電源回路
と信号の送受信回路とを一対のダイオードを介して逆極
性に並列接続した回路を設け、 この被制御部と制御部における夫々の逆並列回路を１本
の電線にてＡＣ電源に直列にループ接続し、 このループ接続した回路内を流れるＡＣ電源の交番電流
をその向きにより電源供給用と信号通信用とに分離して
用いる、即ち、 前記ループ接続した回路において，被制御部の電源供給
回路側から制御部の安定化電源回路側へと流れるＡＣ電
源の交番電流の一方向の電流を電源供給用電流として利
用しそれにより電源供給を行う一方，逆に制御部の送受
信回路側から被制御部の送受信回路側へと流れるＡＣ電
源の他方向の電流を信号通信用電流として利用しそれに
より制御部と被制御部間における設備機器の動作状態の
表示や制御指令の信号の通信を行うようになしたことを
特徴とする、ループ接続された１本の電線による 電源供給及び通信方
法。 - 【請求項２】 モータ等の設備機器の遠方制御をする制
御部と被制御部との間において，共通のＡＣ電源の交番
電流をその向きにより電源供給用と信号通信用とに分離
して用い電源供給と設備機器の動作状態の表示や制御指
令の信号の通信とを行い得るようになすべく、 電源供給側に配置した被制御部に，電源供給回路と信号
の送受信回路とを一対のダイオードを介して逆極性に並
列接続した回路を設ける一方、被電源供給側に配置した
制御部に，安定化電源回路と信号の送受信回路とを一対
のダイオードを介して逆極性に並列接続した回路を設
け、 この被制御部と制御部における夫々の逆並列回路を１本
の電線にてＡＣ電源に直列にループ接続したことを特徴
とする、ループ接続された１本の電線による 電源供給及び通信装
置。 - 【請求項３】 制御部と被制御部における信号の送受信
回路として、夫々相手側へ設備機器の制御指令信号或は
動作状態の表示信号を送る送信部とこの相手側からの夫
々の信号を受ける受信部とを具備し、 この送信部は，送信フォトカプラと電流制御トランジス
タと定電流ダイオードとを有し，送信フォトカプラに入
力された制御指令信号或は動作状態の表示信号を電流信
号として相手側に送るべく，電流制御トランジスタのコ
レクタ・ベース間に定電流ダイオードを接続する一方，
電流制御トランジスタのベース・エミッタ間に送信フォ
トカプラの出力端を接続してなり、 前記受信部は，しきい値電流検出トランジスタとしきい
値電流検出抵抗と受信フォトカプラとを有し，前記相手
側から送られる電流信号を受信するべく，しきい値電流
検出トランジスタのベース・エミッタ間にしきい値電流
検出抵抗を介して受信フォトカプラの入力端を接続する
とともに，しきい値電流検出トランジスタのベースとコ
レクタは電流制御トランジスタのエミッタとベースへ夫
々接続してなるものを用いたことを特徴とする、 請求項２記載のループ接続された１本の電線による電源
供給及び通信装置。 - 【請求項４】 被制御部の電源供給回路として、送受信
回路とモノマルチ回路とを具備してなり、 送受信回路は、送信フォトカプラと電流制御トランジス
タと定電流ダイオードと，及び，しきい値電流検出トラ
ンジスタとしきい値電流検出抵抗と受信フォトカプラと
を有しており、 電流制御トランジスタのコレクタ・ベース間には定電流
ダイオードを，ベース・エミッタ間には送信フォトカプ
ラの出力端を接続する一方、しきい値電流検出トランジ
スタのベース・エミッタ間にしきい値電流検出抵抗を介
して受信フォトカプラの入力端を接続するとともに，し
きい値電流検出トランジスタのベースとコレクタは夫々
電流制御トランジスタのエミッタとベースへ接続し、 そして，通信線の短絡による過電流を防止するべく，前
記送受信回路の受信フォトカプラの出力端と送信フォト
カプラの入力端とを前記モノマルチを介して接続せしめ
たものを用いたことを特徴とする、 請求項２又は３記載のループ接続された１本の電線によ
る電源供給及び通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144352A JP2519653B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ル―プ接続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144352A JP2519653B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ル―プ接続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335063A JPH06335063A (ja) | 1994-12-02 |
| JP2519653B2 true JP2519653B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=15360113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5144352A Expired - Lifetime JP2519653B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ル―プ接続された１本の電線による電源供給及び通信方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519653B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229548A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Toshiba Corp | シリアルデ−タ転送装置 |
| JPH04216297A (ja) * | 1990-12-17 | 1992-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電力線通信システム |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP5144352A patent/JP2519653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06335063A (ja) | 1994-12-02 |
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