JP3004606U - データ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ伝送システムにおける配線ラインを簡
素化し、配線作業やメンテナンスを容易にするととも
に、配線材料の節約を図りコストを低減させる。 【構成】 測定対象からデータを検出するための計測器
４と、検出されたデータをデータ信号として発信する計
測器ノード３と、この計測器ノード３に連結された周波
数拡散回路を含む送受信装置２と、この送受信装置２に
接続された配線ライン１５と、この配線ライン１５上に
設けたノイズ除去回路１とを具備するデータ伝送システ
ムであって、上記配線ライン１５は電源供給用ラインと
ともに通信ラインを兼用する構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は給電用および通信用の配線ラインを備えたデータ伝送システムに関し 、特に長距離にわたるデータ伝送システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

石油化学プラントや発電所等において、処理設備現場に例えば処理液の流量や 温度、あるいは環境状態や処理状態等を計測する測定器を設置し、測定器で計測 した各種データを遠隔の監視センターや中央処理制御施設に送って各種データ処 理を行ったりあるいはデータに基づいて現場処理設備の駆動制御を行っている。 このような測定器による検出データは、計測器ノードによりデジタルデータに変 換されデータ信号として伝送される。このような現場から中央へ伝送されるデー タ信号や中央から現場に返送される駆動制御信号や指令信号等は、通信専用の配 線ラインを通して伝送される。

【０００３】 一方、中央から現場の計測器ノードに対し電源が供給される。このような電源 供給は給電専用の配線ラインを通して行われる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のデータ伝送システムにおいては、信号伝送用の通信配線 ラインと給電用の電源配線ラインとを並列して別々に設けているため、配線作業 やメンテナンスの手間および配線材料費が多くかかるという問題があった。特に 大規模プラントや発電所その他長距離のデータ伝送を行う場合には、配線ライン が長くなり配線用のパイプ等も相互の雑音干渉防止のために別々に設けなければ ならず、材料の使用量が膨大となりコスト的に大きな問題となっていた。

【０００５】 本考案は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、データ伝送システ ムにおける配線ラインを簡素化し、配線作業やメンテナンスを容易にするとと に、配線材料の節約を図りコストを低減させたデータ伝送システムの提供を目的 とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案に係るデータ伝送システムは、測定対象から データを検出するための計測器と、検出されたデータをデータ信号として発信す る計測器ノードと、この計測器ノードに連結された周波数拡散回路を含む送受信 装置と、この送受信装置に接続された配線ラインと、この配線ライン上に設けた ノイズ除去回路とを具備するデータ伝送システムであって、上記配線ラインは電 源供給用ラインとともに通信ラインを兼用する構成であることを特徴とするデー タ伝送システムである。

【０００７】 好ましい実施例においては、前記ノイズ除去回路はノイズカットトランスから なることを特徴としている。

【０００８】 さらに好ましい実施例においては、前記配線ライン上に、電源電圧のブースタ およびノイズカット用のトランスと、このトランスを迂回する周波数拡散回路を 含む通信バイパス回路とからなるリピータ装置を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

配線ライン上に設けたノイズ除去回路および周波数拡散回路により配線ライン 上のノイズが除去される。これにより１つの配線ライン（通常は２本線で構成さ れる）を電源供給用と信号伝送用とに兼用することが可能になる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の実施例に係るデータ伝送システムの構成図である。２本線から なる配線ライン１５上にノイズカットトランス１が設けられＡＣ電源がシステム に入力される。このノイズカットトランス１は一定の電源電圧を得るとともに供 給電源からノイズを除去する機能を有する。４は計測器であり、例えば各種プラ ント施設の現場に設置され各種データを測定するために用いられる。この計測器 ４は例えば温度計、湿度計、電圧計、流量計、圧力計、歪計、位置変位測定器、 レベル測定器、その他各種測定対象のデータを検出するための測定器である。こ のような計測器４は各現場において計測器ノード３に接続される。計測器ノード ３は、計測器４からのアナログ検出信号をデジタルの検出データ信号に変換しこ の信号波形を整形しさらに減衰防止のためにパワーアップを行って発信する。こ の計測器ノード３は、上記配線ライン１５上に設けた電源線トランシーバ２に接 続される。この電源線トランシーバ２は、後述のように配線ライン１５を電源供 給用とともに通信線として用いるための送受信装置である。この実施例において は、配線ライン１５上にノイズカットトランス１および電源線トランシーバ２が 設けてあるため、ライン上のノイズが除去され電源ラインをデータ通信用の信号 ラインとして兼用することが可能になる。

【００１１】 このような計測器４、計測器ノード３および電源線トランシーバ２からなるデ ータ検出送受信手段はプラント施設内であるいは複数のプラント施設にわたって 長距離間隔で複数箇所に設置され、各検出手段間は配線ライン（電源兼用通信線 ）１５により接続される。ここで計測器４の設置間隔が長くなり過ぎると電源の 電圧降下が大きくなり所定の電圧が得られなくなる。通常電源線トランシーバに よる到達可能距離は電源負荷が少ないとき約３Ｋｍ位に到達距離が制限される。 このように電圧降下が大きくなる場合にはリピータ回路５を介在させて通信距離 を延す。

【００１２】 図２はリピータ回路５の構成図である。このリピータ回路５は、電源兼用通信 線１５上に設けたトランス６を有し、このトランス６を迂回してＩ／Ｏラインに より連結された一対の電源線トランシーバ７およびノードコントローラ８からな る信号バイパス回路が形成される。トランス６は、電源の電圧降下を補うための 昇圧（ブースタ）機能と電源のノイズカット機能を有する。通信信号は電源とは 異なる周波数帯域で送信されるため、単に電源兼用通信線上に昇圧トランスを設 けたのではデータ信号が遮断されてしまう。そこで信号が遮断されないようにす るためにこのトランス６を迂回する通信用バイパス回路が形成される。ノードコ ントローラ８は、電源線トランシーバ７で送受信される信号波形を整形したり減 衰防止のためにパワーアップを行うための回路である。

【００１３】 図３は電源線トランシーバ２（または７）の構成を示す。電源線トランシーバ ２は、外部へ信号を入出力するための結合回路９と、受信回路１０と、周波数拡 散回路１１と、送信回路１３とにより構成される。

【００１４】 周波数拡散回路１１の機能は以下のとおりである。

【００１５】 信号を送信する場合、デジタル信号を拡散させる関数を使用してスペクトル拡 散を行う。スペクトルが分散すると、雑音の影響が受け難くなる。受信する場合 には拡散に使用した関数が解っているので拡散前の信号に戻すことができる。ま た、関数を複数個用意し、最もノイズの少ない関数を使用し、ＳＮ比の高い通信 を行うこともできる。拡散された周波数範囲は、例えば電波法の許容範囲（５０ 〜５００ＫＨｚ程度）とする。

【００１６】 このような周波数拡散回路を用いた構成においては、使用した拡散関数が解ら ないと信号の再生ができないため、機密保持が可能となり、また信号が拡散され るため妨害電波や雑音に対して影響される割合が著しく少なくなる。

【００１７】 中央からの指令信号や駆動制御信号は、結合回路９を介して受信回路１０に入 力され周波数拡散回路１１で上述のように拡散前の信号に戻されて計測器ノード ３で信号解析される。一方計測器ノード３から発信された計測データ信号は周波 数拡散回路１１で分散され複数のデジタル信号として送信回路１３から出力され 結合回路９を介して外部に発信される。

【００１８】 上記構成のデータ伝送システムは、石油化学プラント、原子力発電所、火力発 電所、水力発電所、ダム、測候所その他長距離にわたって各種データを伝送する 必要のある施設において適用可能である。伝送するデータ信号としては、温度や 気圧等の環境状態、電圧、電流、抵抗値、圧力、歪、水位、位置等の変位、地震 計、磁気記録計その他各種測定データの他、ＣＰＵ等の制御回路による演算処理 結果のデータや指令信号や制御信号等も含まれる。また、計測器による測定デー タの場合、計測器は単体で現場に設置する場合だけでなく、制御盤内等に組込ま れて設置する各種計測器類を含む。

【００１９】 また上記実施例において、電源のノイズカット手段としてトランスを用いてい るがこれに加えてフィルター回路を設けてもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案においては、特に長距離のデータ伝送システムに おいて、ノイズカットトランス等のノイズ除去手段および周波数拡散回路を介し てデータを伝送しているためノイズが除去され、電源線を信号伝送線として兼用 することが可能となる。これにより、長距離データ伝送システムにおける配線構 造が簡素化し配線敷設作業やメンテナンスが容易になるとともに配線材料の節約 が図られ、コストの低減が達成される。

【００２１】 また、配線ライン上に周波数拡散回路を設けることにより、ノイズ除去効果が 得られるとともにデータ妨害からの保護が図られまたデータの機密保持が達成さ れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例に係るデータ伝送システムの
構成図である。

【図２】 図１の実施例のリピータ回路の構成図であ
る。

【図３】 図１の実施例の電源線トランシーバの構成図
である。

【符号の説明】

１：ノイズカットトランス ２：電源線トランシーバ ３：計測器ノード ４：計測器 ５：リピータ回路 １５：配線ライン（電源兼用通信線）

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象からデータを検出するための計
   測器と、検出されたデータをデータ信号として発信する
   計測器ノードと、この計測器ノードに連結された周波数
   拡散回路を含む送受信装置と、この送受信装置に接続さ
   れた配線ラインと、この配線ライン上に設けたノイズ除
   去回路とを具備するデータ伝送システムであって、上記
   配線ラインは電源供給用ラインとともに通信ラインを兼
   用する構成であることを特徴とするデータ伝送システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記ノイズ除去回路はノイズカットトラ
   ンスからなることを特徴とする請求項１に記載のデータ
   伝送システム。
3. 【請求項３】 前記配線ライン上に、電源電圧のブース
   タおよびノイズカット用のトランスと、このトランスを
   迂回する周波数拡散回路を含む通信バイパス回路とから
   なるリピータ装置を設けたことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のデータ伝送システム。