JP3140936B2 - 双方向同時通信方法とその通信装置およびその通信方法を用いたプログラマブルコントローラ - Google Patents

双方向同時通信方法とその通信装置およびその通信方法を用いたプログラマブルコントローラ

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JP3140936B2
JP3140936B2 JP07065760A JP6576095A JP3140936B2 JP 3140936 B2 JP3140936 B2 JP 3140936B2 JP 07065760 A JP07065760 A JP 07065760A JP 6576095 A JP6576095 A JP 6576095A JP 3140936 B2 JP3140936 B2 JP 3140936B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は少なくとも2つの通信
局の間でのデータ通信に関し、特にそれらの局の間での
双方向同時通信方法とその通信装置およびその通信方法
を用いたプログラマブルコントローラに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のデ−タ通信は電圧レベル、パルス
デュ−ティ比(または、オンオフ比ともいう。)のどち
らかを用いて親局−子局間を交互に通信しており、通信
の時間的効率が悪かった。
【0003】図8にデ−タ通信の構成を示す。600が
親局(通信を管理する装置)、602、603、604
が子局(親局によって制御される装置)で、それぞれを
1本(アース線は含まない。)の信号線601でつなげ
て通信する。図8は親局1台に対し子局N台の1:Nの
通信である。通信の原理は子局が何台になっても同じで
ある。
【0004】図9はパルスデュ−ティ比を利用した従来
の通信方式の伝送波形である。異なる2つのパルスデュ
−ティ比66%、33%をそれぞれデ−タ1、デ−タ0
と割り付けて通信を行う。この通信においては信号の電
圧は関係がない。
【0005】図10はパルス振幅値の差を利用した従来
の通信方式の伝送波形である。信号の電圧8V、18V
をそれぞれデ−タ1、デ−タ0と割り付けて通信を行
う。
【0006】図11、図12は従来の通信方式を用いて
双方向通信を行うときの通信フレームである。D、D
、・・・Dは親局から1、2、・・・N番目の子局
に対するデータD’、D’、・・・D’は1、
2、・・・N番目の子局から親局に対するデータであ
る。
【0007】図11は親局から全ての子局へデータを送
ってから、それぞれの子局から親局へデータを送り返す
方法であり、図12は親局が子局の1台ずつに対してデ
ータの送信、受信を完了させていく方法である。
【0008】図11、図12のどちらの方法とも親局と
子局間の通信を交互に行うため伝送速度が同じならば通
信にかかる時間は同じである。仮にこの時間をt時間と
しておく。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式で双方向通
信をすると、図11、図12の様に親局から子局、子局
から親局へと交互にデ−タの通信を行うため、通信にか
かる時間が大きくなってしまう。この問題を解消するに
はデータの伝送速度を速くする、データを圧縮するなど
の方法があるがどれもコストが高くなるという問題があ
る。特開平5−30087号公報、特開平5−1222
01号公報には1本(アース線は含まない。)の信号線
で同時に双方向通信をするシステムが示されている。こ
れらはデ−タを3つの電圧レベルを用いて送受信するも
ので、自局の送信デ−タの状態を基準にして受信デ−タ
を読み出す方式である。しかし、この方式には中間値判
定回路なるものが必要であるため、その分だけ回路構成
が複雑で大きなものになってしまうという問題がある。
【0010】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、1本の信号線により少なくとも2
つの局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向
同時通信方法において、簡単な回路構成で信頼性の高い
双方向同時通信を行うことのできる双方向同時通信方法
を得ることを目的としている。
【0011】また、1本の信号線により少なくとも2つ
の局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同
時通信装置において、簡単な回路構成で信頼性の高い双
方向同時通信を行うことのできる双方向同時通信装置を
得ることを目的としている。
【0012】さらに、簡単な回路構成で信頼性高く、信
号線が地絡したことを検出することのできる双方向同時
通信装置を得ることを目的としている。
【0013】そして、プログラマブルコントローラの入
出力ユニットを親局として、このプログラマブルコント
ローラが制御する制御装置を子局とすることにより、入
出力ユニットの入出力点数を、簡単な回路構成で信頼性
高く、従来の2倍にして使用できるとともに送受信時間
を半分に短縮できる双方向同時通信方法を用いたプログ
ラマブルコントローラを得ることを目的としている。
【0014】この発明に係わる双方向同時通信方法にお
いては、1本の信号線により少なくとも2つの局の間で
データの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信方法
において、第1の局は、前記信号線に伝送される伝送波
形に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期間にお
ける振幅値が異なることにより第2の局からのデータを
区別し、第2の局は、前記伝送波形に対し、所定周期を
有するパルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ
比より第1の局からのデータを区別し、双方向同時通信
を行うものである。 また、1本の信号線により少なくと
も2つの局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双
方向同時通信方法において、第1の局は、所定の周期を
有するパルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ
比を異ならせることにより第2の局へのデータを区別し
て送信すると共に、所定周期を有するパルス波形の1周
期間における振幅値が異なることにより第2の局からの
データを区別して受信し、第2の局は、所定の周期を有
するパルス波形の1周期間における振幅値を異ならせる
ことにより第1の局へのデータを区別して送信すると共
に、所定周期を有するパルス波形の1周期間におけるパ
ルスのオンオフ比が異なることにより第1の局からのデ
ータを区別して受信し、双方向同時通信を行うものであ
る。
【0015】また、双方向同時通信装置においては、1
本の信号線により少なくとも2つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも2つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第1の局とこれを受信する第
2の局、および少なくとも2つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の1周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第2の局とこれを受信
する第1の局とを備え、前記第1の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第1の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第1の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し1周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第1の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第1の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその1周
期間内の始めの部分で前記第1の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第1の受信手段とを有し、前記第2の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第1の送信手段から前記信号線に送出された
前記第1の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第1
の振幅値未満の第2の振幅値に制限する第2の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し1周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第2の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第2の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第2の波形生成手段により生
成されたパルス波形の1周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第2の受信手段とを有する
ものである。
【0016】さらに、信号線から所定の周期を有し1周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するものである。
【0017】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する1本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも2つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第1の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも2つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の1周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第2の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記信号線で伝送される伝
送波形に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期間
における振幅値が異なることによりデータを区別し前記
第2の送信手段から送信された信号を復号する第1の受
信手段を有し、前記制御装置は前記信号線で伝送される
伝送波形に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期
間におけるパルスのオンオフ比よりデータを区別し前記
第1の送信手段から送信された信号を復号する第2の受
信手段を有するものである。
【0018】
【作用】この発明に係わる双方向同時通信方法において
は、1本の信号線により少なくとも2つの局の間でデー
タの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信方法にお
いて、第1の局から送信され第2の局で受信する少なく
とも2つの異なるデータを所定の周期を有するパルス波
形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異ならせる
ことにより区別し、前記第2の局から送信され前記第1
の局で受信する少なくとも2つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の1周期間における振幅値
を異ならせることにより区別するので、1周期間におけ
るパルスのオンオフ比により区別される第1の局から第
2の局へ送られるデータと、1周期間における振幅値を
異ならせることにより区別される第2の局から第1の局
へ送られるデータとは、同一の信号線で送られても混信
することなくそれぞれ同時に復号されることになる。
【0019】また、双方向同時通信装置においては、1
本の信号線により少なくとも2つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも2つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第1の局とこれを受信する第
2の局、および少なくとも2つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の1周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第2の局とこれを受信
する第1の局とを備え、前記第1の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第1の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第1の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し1周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第1の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第1の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその1周
期間内の始めの部分で前記第1の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第1の受信手段とを有し、前記第2の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第1の送信手段から前記信号線に送出された
前記第1の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第1
の振幅値未満の第2の振幅値に制限する第2の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し1周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第2の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第2の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第2の波形生成手段により生
成されたパルス波形の1周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第2の受信手段とを有する
ので、第1の局の第1の送信手段が送出する1周期間に
おけるパルスのオンオフ比により区別され第1の振幅値
を有する信号のデータは、第2の局にある第2の振幅値
を基準に受信したパルス波形を成形する第2の波形生成
手段とこの成形されたパルス波形から1周期間における
オンオフ比を読み取る第2の受信手段とにより復合さ
れ、またそれと同時に、第2の局の第2の送信手段は送
信信号である1周期間における振幅値を異ならせたパル
ス波形に対応して、第1の送信手段が送出する第1の振
幅値を有するパルス波形信号を第2の振幅値を基準に成
形することにより送出信号を生成し、これを第1の局に
ある第1の振幅値を基準に受信したパルス波形を成形す
る第1の波形生成手段とこの成形されたパルス波形から
1周期間内の始めの部分で振幅値を読み取る第1の受信
手段とにより復号することになる。
【0020】さらに、信号線から所定の周期を有し1周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するので、受信したパルス信号波形が正常信号
としての短い期間のオフ状態と信号線が地絡した異常状
態としての長い期間のオフ状態とを区別することにな
る。
【0021】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する1本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも2つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第1の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも2つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の1周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第2の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記1本の信号線で伝送さ
れる信号から前記第2の送信手段から送信された信号を
復号する第1の受信手段を有し、前記制御装置は前記1
本の信号線で伝送される信号から前記第1の送信手段か
ら送信された信号を復号する第2の受信手段を有するの
で、親局であるプログラマブルコントローラの入出力ユ
ニットと、子局である前記プログラマブルコントローラ
が制御する制御装置とは、同時にお互いからの信号を送
受信することになる。
【0022】
【実施例】
実施例1.図1〜図3はこの発明の第1の実施例である
双方向同時通信の方法と回路構成、およびその効果を説
明するものである。
【0023】図8に示した親局−子局、1:Nの構成に
おいて通信を行う場合について説明する。親局から子局
へはパルスデューティ比(または、オンオフ比とも言
う。)を利用して、また子局から親局へはパルス振幅値
レベルを利用して通信を行うものである。例えば、パル
スデュ−ティ比を利用する場合は、デューティが66%
の場合をデータ1とし、33%の場合をデータ0とす
る。他方電圧レベルを利用する場合は、電圧レベルが8
Vの場合をデータ1とし、18Vの場合をデータ0とす
る。以上の4つの組み合わせを示したものが図1に示し
た伝送波形である。この通信方法は今まで伝送波形の1
周期のなかに1データしか情報量を持たせなっかたのに
対し、2つのデータを持たせており、双方向同時通信を
可能にしている。図2は双方向同時通信のフレームであ
る。これは図11、図12の従来フレームに比べると通
信デ−タを交互に親局−子局間でやり取りするのではな
く、同時に(伝送波形の1周期内で)行うため時間的効
率が良くなる。単純計算で1フレームに必要な時間が1
/2になることがわかる。
【0024】次に、図3において200は親局の伝送
部、201は子局の伝送部、それぞれを1対の信号線1
00で接続している。親局の400、401はデータ送
信ドライブ用のPNP、NPNトランジスタ、425は
信号線に流す電流を制限する抵抗、402、403は4
00、401のトランジスタのベ−ス電流を制限する抵
抗。404はフォトカプラ405の2次側に流れる電流
を制限する抵抗、405のフォトカプラは内部のICか
ら送信データSD(M)300を伝達する。426のN
PNトランジスタはフォトカプラ405に流す電流をド
ライブする。407は逆流防止のダイオード、408は
フォトカプラ409の1次側に流れる電流を制限する抵
抗。409のフォトカプラはデータを受信するためのも
の。
【0025】410は409の2次側の電流を制限する
抵抗。409で受信したデータはインバータ427で変
換され、データRD(M)301として内部のICへ取
り込まれる。子局201においては、419は逆流防止
ダイオード、418はフォトカプラ420の1次側に流
れる電流を制限する抵抗。420のフォトカプラはデー
タを受信するためのもの。422の抵抗は420の2次
側の電流を制限する。420で受信したデータRD
(R)303は内部ICに取り込まれる。304は内部
ICからの送信データSD(R)、424はNPNトラ
ンジスタ423のベース電流を制限する抵抗、トランジ
スタ423はツェナーダイオード421を動作させる為
のものである。8Vツェナーダイオード421はトラン
ジスタ423により信号線100を8Vにクランプす
る。また、500はフォトカプラ405、409、41
3から外側(伝送側)の18V電源。501は伝送側の
5V電源、502はフォトカプラから内側の内部5V電
源、503は伝送側8Vの電源である。
【0026】以下、図1、図3、図4、図5、図6によ
り親局200ー子局201間の通信動作について説明す
る。親局200の送信データは内部ICからSD(M)
300の信号で出される。このSD(M)300をフォ
トカプラ405で受けて次段のトランジスタ400と4
01で子局へ送信データを送る。前にも述べた様に親局
から子局へはパルスデューティ比を用いてデータを送信
する。図4により伝送波形の生成について詳しく説明す
る。SD(M)300の波形は図4(a)の様になり、
パルスデューティ比を変えて”0”、”1”データを区
別する。このSD(M)300の波形に従いフォトカプ
ラ405は図4(b)の毎く、ON、OFFを繰り返
す。
【0027】このフォトカプラ405がONするときP
NPトランジスタ400はON、NPNトランジスタ4
01はOFF、逆にフォトカプラ405がOFFすると
きPNPトランジスタ400はOFF、NPNトランジ
スタ401はONとなる。PNPトランジスタ400は
エミッタに18V電源500が接続されているためON
したときの信号線100の電位は18Vになり、NPN
トランジスタ401はエミッタがグランド(0V)に接
続されているので、ONのとき信号線の電位は0Vにな
る。以上より400、401のトランジスタは交互にO
N、OFFをするので信号線には18Vと0Vの矩形波
ができる。(図4(e)の伝送波形)
【0028】子局201から親局200への送信データ
は内部ICからSD(R)304の信号で出される。S
D(R)304の信号は0Vのときデータ”0”、5V
のときデータ”1”であり、1周期の間ONまたはOF
Fとなって図4(f)の様な波形になる。信号を出すタ
イミングは信号線が親局により電位が18Vになったと
きである。このときSD(R)304が5VになるとN
PNトランジスタ423がONして8Vツェナーダイオ
ード421が動作して、信号線は18Vから8Vに電位
がクランプされる。親局から子局への送信データに子局
から親局への送信データを加えると伝送波形は図4
(i)の様になる。
【0029】次に伝送波形からのデータの読み出しにつ
いて説明する。親局200のデータの読み出しは図5の
とおりである。図3のフォトカプラ409は1次側のア
ノードが18Vの電源500に接続され、カソードが信
号線に接続されている。よって図5(a)の様に伝送波
形が18VのときOFF、0V、8VのときONとな
る。その時のフォトカプラ409の2次側のインバータ
427の後のRD(M)301の波形は図5(c)のと
おりになり、それを親局のサンプリングタイミングでデ
ータとして取り込む。但し、図3にはこの親局のサンプ
リングタイミングでデータを読み込む第1の受信手段に
相当する回路素子は周知の回路を用いればよいので図示
していない。これにより子局201の送信データSD
(R)304を読み出すことが可能になる。
【0030】ここで、子局201からの送信信号SD
(R)303と親局200での受信信号RD(M)30
1のパルス幅が異なるのは、子局201では親局200
のデューティ比に無関係に1周期の間信号をONまたは
OFFさせるのに対して、これを受ける親局では親局の
デューティ比に同期させて信号をONまたはOFFさせ
るためである。
【0031】最後に、図6の子局201のデータの読み
出しについて説明する。子局201のフォトカプラ42
0は1次側のアノードが8Vの電源503に接続されカ
ソードが信号線に接続されているため、図6(a)、
(b)に示す様に伝送波形0VのときON、8V、18
VのときOFFとなる。よってRD(R)303の波形
は図6(c)のとおりになり、子局のサンプリングタイ
ミング(ここで、子局のサンプリング周期は親局のサン
プリング周期と同一である。)でデータとして取り込
む。但し、図3にはこの子局のサンプリングタイミング
でデータを読み込む第2の受信手段に相当する回路素子
は周知の回路を用いればよいので図示していない。これ
により親局200の送信データSD(M)300を子局
201が読み出すことができる。
【0032】以上より、図1の伝送波形の1周期の中に
は親局200、子局201の送信データが含まれてお
り、親局、子局が互いの送信データを同時に読み出すこ
とができるので、親局ー子局間の双方向同時通信が可能
となる。
【0033】実施例2.この発明の第2の実施例である
信号線の短絡検出回路について図3を用いて説明する。
親局200の411は逆流防止のダイオード、412は
フォトカプラ413の1次側の電流を制限する抵抗、フ
ォトカプラ413は信号線短絡検出用である。414は
フォトカプラ413の2次側の電流を制限する抵抗、4
16はコンデンサ417の充電を早くするためのダイオ
ード、415はコンデンサ417の放電を遅くするため
の抵抗、コンデンサ417は302の短絡検出信号Sを
安定させるためのものである。501はフォトカプラ4
13の1次側にある外部5V電源、502はフォトカプ
ラ413の2次側にある内部5V電源である。
【0034】次に回路の動作を説明する。信号線100
は図1の伝送波形に示す様に絶えず電位が変化してい
る。図3のフォトカプラ413はアノードを5V電源に
接続、カソードを信号線に接続しているため、信号線0
Vのときのみフォトカプラ413はONして信号S30
2は0Vになる。信号線が8V、18Vのときはフォト
カプラ413はOFFなので信号S302は5Vにな
る。信号線100がグランドと短絡した場合、当然、信
号線の電位は0Vとなり、フォトカプラ413はONし
た状態になり信号S302は0Vになる。よって正常、
異常を区別するには正常時の302の信号を5Vにする
必要がある。
【0035】正常通信時には、図1より信号線は0V、
8V、18V、のいずれかの電位なのでフォトカプラ4
13はON、OFFを繰り返している。このとき302
信号を5Vにするにはフォトカプラ413がOFFして
いる間にコンデンサ417の5V充電を完了させ、ON
のときのコンデンサ417の放電を完了させない様にす
れば良い。よって図3のダイオード416によりコンデ
ンサ417の充電を早くさせ、フォトカプラがOFF間
に充電完了となり、逆に放電はフォトカプラ413がO
Nの間にコンデンサ417放電しきらない様に抵抗41
5とコンデンサ417との時定数をきめる。この操作に
より、正常通信時の302の短絡検出信号Sは絶えず5
Vとなり短絡検出が可能となる。これにより信号線の状
態を監視することができ、故障の発生を早急に発見でき
る。
【0036】実施例3.この発明の第3の実施例であ
る、この双方向同時通信方法をプログラマブルコントロ
ーラ(以下、シーケンサという。)に適用した場合につ
いて、図7により説明する。図7(a)は親局をシーケ
ンサのベース部に配置して信号の入出力ユニットを形成
するようにし、子局としての制御装置を離れた場所に設
置して、入出力ユニットを形成する親局と子局との間を
1本の信号線で接続したものである。10はシーケン
サ、11はシーケンサ10の入出力ユニット、12は入
出力ユニット11を構成する親局が送信したり受信した
りするデータを処理するCPU、13はシーケンサ10
の電源である。また20は子局としての制御装置で1本
の信号線30により親局である入出力ユニット11と接
続されている。
【0037】例えば、親局11としては実施例1の図3
で示した親局200と同様な回路が設けられており、ま
た子局としては図3で示した子局201と同様な回路が
設けられている。そして、親局からパルス波形の1周期
間におけるパルスのオンオフ比を異ならせて送信されて
子局が復号するデータをYとし、子局からパルス波形の
1周期間における振幅値を異ならせて送信されて親局が
復号するデータをXとする。したがって、図7(b)に
示すように1周期の間で親局と子局とが同時にデータの
授受をすることができる。この図は最初の1周期にY
1、X1のデータを送受信し、次の1周期にY2、X2
のデータを送受信することを示している。また、図7
(c)は従来の伝送方法による伝送フレームを示してお
り、図7(b)と比較すると同じデータ量を送受信する
のに2倍の時間がかかることが分かる。
【0038】また、双方向同時通信の親局をシ−ケンサ
の入出力ユニットとして扱えば、送受信デ−タを入力、
出力のデバイスに当てはめて占有点数の2倍の量を扱う
ことができる。すなわち、親局は子局にデ−タを送信す
れば同時に子局からのデ−タを受け取ることができるの
で、シ−ケンサ10のCPU12は親局へのデ−タの書
き込みと同時に読みだしをすることが可能となり、これ
によりシ−ケンサ10のCPU12は従来は使わない入
力と出力の同じ番号を使うことが可能になり、例えば3
2点分でX32点+Y32点で合計64点を使用するこ
とが可能になる。
【0039】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載される様な効果を奏する。
【0040】第1の局から送信され第2の局で受信する
少なくとも2つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより区別し、前記第2の局から送信され前
記第1の局で受信する少なくとも2つの異なるデータを
前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
振幅値を異ならせることにより区別するので、1周期間
におけるパルスのオンオフ比により区別される第1の局
から第2の局へ送られるデータと、1周期間における振
幅値を異ならせることにより区別される第2の局から第
1の局へ送られるデータとは、同一の信号線で送られて
も混信することなくそれぞれ同時に復号されることにな
り、簡単な回路構成で信頼性の高い、双方向同時通信を
行うことのできる双方向同時通信方法を得ることのでき
る効果がある。
【0041】また、双方向同時通信装置においては、1
本の信号線により少なくとも2つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも2つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第1の局とこれを受信する第
2の局、および少なくとも2つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の1周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第2の局とこれを受信
する第1の局とを備え、前記第1の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第1の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第1の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し1周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第1の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第1の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその1周
期間内の始めの部分で前記第1の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第1の受信手段とを有し、前記第2の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第1の送信手段から前記信号線に送出された
前記第1の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第1
の振幅値未満の第2の振幅値に制限する第2の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し1周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第2の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第2の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第2の波形生成手段により生
成されたパルス波形の1周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第2の受信手段とを有する
ので、第1の局の第1の送信手段が送出する1周期間に
おけるパルスのオンオフ比により区別され第1の振幅値
を有する信号のデータは、第2の局にある第2の振幅値
を基準に受信したパルス波形を成形する第2の波形生成
手段とこの成形されたパルス波形から1周期間における
オンオフ比を読み取る第2の受信手段とにより復号さ
れ、またそれと同時に、第2の局の第2の送信手段は送
信信号である1周期間における振幅値を異ならせたパル
ス波形に対応して、第1の送信手段が送出する第1の振
幅値を有するパルス波形信号を第2の振幅値を基準に成
形することにより送出信号を生成し、これを第1の局に
ある第1の振幅値を基準に受信したパルス波形を成形す
る第1の波形生成手段とこの成形されたパルス波形から
1周期間内の始めの部分で振幅値を読み取る第1の受信
手段とにより復号することになり、簡単な回路構成で信
頼性の高い、双方向同時通信を行うことのできる双方向
同時通信装置を得ることのできる効果がある。
【0042】さらに、信号線から所定の周期を有し1周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するので、受信したパルス信号波形が正常信号
としての短い期間のオフ状態と信号線が地絡した異常状
態としての長い期間のオフ状態とを区別することにな
り、簡単な回路構成で信頼性の高い、信号線が地絡した
ことを検出することのできる双方向同時通信装置を得る
ことのできる効果がある。
【0043】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する1本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも2つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の1周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第1の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも2つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の1周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第2の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記1本の信号線で伝送さ
れる信号から前記第2の送信手段から送信された信号を
復号する第1の受信手段を有し、前記制御装置は前記1
本の信号線で伝送される信号から前記第1の送信手段か
ら送信された信号を復号する第2の受信手段を有するの
で、親局であるプログラマブルコントローラの入出力ユ
ニットと、子局である前記プログラマブルコントローラ
が制御する制御装置とは、同時にお互いからの信号を送
受信することになり、簡単な回路構成で信頼性を高くし
て、プログラマブルコントローラの入出力ユニットの入
出力点数を従来の2倍にして使用できるとともに送受信
時間を半分に短縮できる双方向同時通信方法を用いたプ
ログラマブルコントローラを得ることのできる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による伝送波形を示す波
形図である。
【図2】 この発明の実施例1による伝送フレ−ムを示
す説明図である。
【図3】 この発明の実施例1、2による親局および子
局の回路構成を示す回路構成図である。
【図4】 この発明の実施例1による親局および子局の
伝送波形の生成を示す波形図である。
【図5】 この発明の実施例1による親局のデ−タ読み
出しを示す波形図である。
【図6】 この発明の実施例1による子局のデ−タ読み
出しを示す波形図である。
【図7】 この発明の実施例3によるプログラマブルコ
ントローラの接続構成を示す構成図である。
【図8】 この発明及び従来の通信による1:Nの通信
構成を示す構成図である。
【図9】 従来のパルスデュ−ティ比による伝送波形を
示す波形図である。
【図10】 従来の電圧レベルによる伝送波形を示す波
形図である。
【図11】 従来の伝送フレ−ムを示す説明図(その
1)である。
【図12】 従来の伝送フレ−ムを示す説明図(その
2)である。
【符号の説明】
10 シーケンサ、11 入出力ユニット、20 制御
装置、30、1001本の信号線、200 親局、20
1 子局、400 PNPトランジスタ、401、42
3 NPNトランジスタ、409、413、420 フ
ォトカップラ、415 抵抗、416 ダイオード、4
17 コンデンサ、421 8Vツェナーダイオード、
427 インバータ、300 親局送信データ、301
親局受信データ、303 子局受信データ、304
子局送信データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 5/14 H04L 5/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1本の信号線により少なくとも2つの局
    の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同時通
    信方法において、第1の局は、前記信号線に伝送される
    伝送波形に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期
    間における振幅値が異なることにより第2の局からのデ
    ータを区別し、第2の局は、前記伝送波形に対し、所定
    周期を有するパルス波形の1周期間におけるパルスのオ
    ンオフ比より第1の局からのデータを区別し、双方向同
    時通信を行うことを特徴とする双方向同時通信方法。
  2. 【請求項2】1本の信号線により少なくとも2つの局の
    間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信
    装置において、少なくとも2つの異なるデータを所定の
    周期を有するパルス波形の1周期間におけるパルスのオ
    ンオフ比を異ならせることにより送信する第1の局とこ
    れを受信する第2の局、および少なくとも2つの異なる
    データを前記所定の周期を有するパルス波形の1周期間
    における振幅値を異ならせることにより送信する第2の
    局とこれを受信する第1の局とを備え、前記第1の局は
    送信信号である前記所定の周期を有するパルス波形の1
    周期間における異なるオンオフ比のパルス波形に対応し
    てオンオフする第1の振幅値を有するパルス波形を生成
    し前記信号線へ送出する第1の送信手段と、前記信号線
    から前記所定の周期を有し1周期間におけるオンオフ比
    と振幅値とが異なるパルス波形信号を受信し前記第1の
    振幅値以上の振幅値を有するパルスの存在する期間を他
    の期間と区別するパルス波形を生成する第1の波形生成
    手段と、前記所定の周期を有するパルス波形の周期に同
    期してその1周期間内の始めの部分で前記第1の波形生
    成手段により生成されたパルス波形の振幅値を読み取り
    送信データを復号する第1の受信手段とを有し、前記第
    2の局は送信信号である前記所定の周期を有するパルス
    波形の1周期間における振幅値を異ならせたパルス波形
    に対応してオンオフし前記第1の送信手段から前記信号
    線に送出された前記第1の振幅値を有するパルス波形を
    前記異なった振幅値の内で大きい振幅値に重なる部分に
    おいて前記第1の振幅値未満の第2の振幅値に制限する
    第2の送信手段と、前記信号線から前記所定の周期を有
    し1周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパル
    ス波形信号を受信し前記第2の振幅値以上の振幅値を有
    するパルスの存在する期間を他の期間と区別するパルス
    波形を生成する第2の波形生成手段と、前記所定の周期
    を有するパルス波形の周期に同期して前記第2の波形生
    成手段により生成されたパルス波形の1周期間における
    オンオフ比を読み取り送信データを復号する第2の受信
    手段と、を有することを特徴とする双方向同時通信装
    置。
  3. 【請求項3】 信号線から所定の周期を有し1周期間に
    おけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を
    受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電されオ
    フの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この電荷蓄
    積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオンの期間
    に所定の電圧まで充電される小さな値に設定するととも
    に放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間に前記
    所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前記信号
    線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が前記所
    定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出手段を
    有することを特徴とする請求項2記載の双方向同時通信
    装置。
  4. 【請求項4】 親局であるプログラマブルコントローラ
    の入出力ユニットと、子局である前記プログラマブルコ
    ントローラが制御する制御装置と、この制御装置と前記
    入出力ユニットとを接続する1本の信号線とを備え、前
    記入出力ユニットは少なくとも2つの異なるデータを所
    定の周期を有するパルス波形の1周期間におけるパルス
    のオンオフ比を異ならせることにより区別する信号を送
    信する第1の送信手段を有し、前記制御装置は少なくと
    も2つの異なるデータを前記所定の周期を有するパルス
    波形の1周期間における振幅値を異ならせることにより
    区別する信号を送信する第2の送信手段を有し、さらに
    前記入出力ユニットは前記信号線で伝送される伝送波形
    に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期間におけ
    る振幅値が異なることによりデータを区別し前記第2の
    送信手段から送信された信号を復号する第1の受信手段
    を有し、前記制御装置は前記信号線で伝送される伝送波
    形に対し、所定周期を有するパルス波形の1周期間にお
    けるパルスのオンオフ比よりデータを区別し前記第1の
    送信手段から送信された信号を復号する第2の受信手段
    を有することを特徴とする双方向同時通信方法を用いた
    プログラマブルコントローラ。
  5. 【請求項5】 1本の信号線により少なくとも2つの局
    の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同時通
    信方法において、第1の局は、所定の周期を有するパル
    ス波形の1周期間におけるパルスのオンオフ比を異なら
    せることにより第2の局へのデータを区別して送信する
    と共に、所定周期を有するパルス波形の1周期間におけ
    る振幅値が異なることにより第2の局からのデータを区
    別して受信し、第2の局は、所定の周期を有するパルス
    波形の1周期間における振幅値を異ならせることにより
    第1の局へのデータを区別して送信すると共に、所定周
    期を有するパルス波形の1周期間におけるパルスのオン
    オフ比が異なることにより第1の局からのデータを区別
    して受信し、双方向同時通信を行うことを特徴とする双
    方向同時通信方法。
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