JP3279893B2 - 遠隔制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、監視制御親局と
通信線を介して接続される複数の被監視制御子局との間
で信号の送受信を行い、前記各被監視制御子局を介した
遠隔制御を行うための遠隔制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特開昭６２−１６３５３４号公
報に開示されている従来の遠隔制御装置の構成を示すブ
ロック図である。図において、１は監視制御親局（以
下、マスタという）、２と３は被監視制御子局（以下、
スレーブという）、４はマスタ１とスレーブ２との通信
を行うための通信線、５はマスタ１とスレーブ３との通
信を行うための通信線、６はスレーブ２に接続され監視
対象の状態を検出するセンサ、７はスレーブ３に接続さ
れ監視対象の状態を検出するセンサである。１ａはマス
タ１においてスレーブ２およびスレーブ３に供給する電
力を発生するスレーブ電源、１ｂはマスタ１とスレーブ
２およびスレーブ３との間の通信制御を行う伝送制御
部、１ｃは通信線４を選択する通信線選択部、１ｄは通
信線５を選択する通信線選択部である。

【０００３】スレーブ２において、２ａは通信線４の一
方の導体にアノード端子が接続されたダイオード、２ｂ
はダイオード２ａのカソード端子と通信線４の他方の導
体との間に接続されたコンデンサ、２ｃはコンデンサ２
ｂに蓄えられたエネルギーを電源として利用するための
電源部、２ｄはセンサ６により得られた監視対象の状態
データやマスタ１とスレーブ２との間の信号の送受信を
制御するスレーブ２側の伝送制御部である。なお、スレ
ーブ３もスレーブ２と同様に構成されている。

【０００４】次に動作について説明する。マスタ１とス
レーブ２との間は通信線４により接続され、またマスタ
１とスレーブ３との間は通信線５により接続されてい
る。マスタ１は、通信線選択部１ｃあるいは通信線選択
部１ｄを制御して通信相手となるべき特定のスレーブを
選択する。スレーブ２が選択されたときには、スレーブ
２との通信開始時にスレーブ２に対し通信線４を介して
データ伝送に必要となる電力を送り、スレーブ２内のコ
ンデンサ２ｂをダイオード２ａを介して充電する。

【０００５】コンデンサ２ｂに蓄えられた電力は電源部
２ｃに供給され、スレーブ２の動作に必要な電源として
用いられる。コンデンサ２ｂに蓄えられた電力によりス
レーブ２が動作可能な状態になると、伝送制御部２ｄは
センサ６により検出した監視対象の状態データを取り込
むと共に、取り込んだデータを通信線４を介してマスタ
１へ送信する。

【０００６】このようにして各スレーブ２，３で必要と
する電力は通信線４，５を介してマスタ１側から供給さ
れるので、各スレーブ毎に個別に電源用の配線を布設す
る必要がない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の遠隔制御装置は
以上のように構成されているので、マスタとスレーブと
の間を１対１にそれぞれ個別の通信線で配線する必要が
あるため、配線数が多くなり、またデータ通信に先だっ
てスレーブのコンデンサを充電する必要があるためデー
タの収集周期の高速化に限界が生じるなどの課題があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、データの収集周期をマスタに接続
するスレーブ数にのみ依存して高速化し、データの収集
周期を短縮して効率的にデータの収集を行い、また前記
マスタから前記スレーブへ電源用の電力を供給する際の
前記マスタ側の負担および通信線上で送受信される信号
への悪影響を抑制することで信号の送受信を行う際の信
頼性を向上させ、さらにマスタとスレーブとの間を接続
する配線数を低減することのできる遠隔制御装置を得る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る遠隔制御装置は、監視制御親局と被監視制御子局との
間を接続するバス状の通信線と、前記監視制御親局にお
いて前記通信線を介して前記被監視制御子局へ常時、電
源用の電力を供給する被監視制御子局用電源供給部と、
前記監視制御親局から前記通信線を介して供給される電
源用の電力を基に前記被監視制御子局においてその電源
を生成する電源部と、該電源部と接続する前記通信線に
挿入されたインピーダンス付与手段と、前記被監視制御
子局が送信状態にあるときに前記インピーダンス付与手
段を短絡する短絡手段とを備えたものである。

【００１０】請求項２記載の発明に係る遠隔制御装置
は、監視制御親局と被監視制御子局との間を接続するバ
ス状の通信線と、前記監視制御親局において前記通信線
を介して前記被監視制御子局へ常時、電源用の電力を供
給する被監視制御子局用電源供給部と、前記監視制御親
局から前記通信線を介して供給される電源用の電力を基
に前記被監視制御子局においてその電源を生成する電源
部と、該電源部と接続される前記通信線に挿入された定
電流回路と、前記被監視制御子局が送信状態にあるとき
に前記定電流回路を短絡する前記短絡手段とを備えたも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１． 図１は、この実施の形態１の遠隔制御装置の構成を示す
ブロック図である。図において、１１はマスタ（監視制
御親局）、１２はマスタ１１とスレーブ（被監視制御子
局）１３とを接続する通信線である。マスタ１１は、接
続されているスレーブが動作するのに必要な電力を供給
するスレーブ電源（被監視制御子局用電源供給部）１１
ａと、スレーブ電源１１ａと通信線１２との間に接続さ
れて通信線１２上で送受信される信号に対しインピーダ
ンスを付与して前記信号によるスレーブ電源１１ａへの
影響を排除するためのリアクトル１１ｂと、マスタ１１
とスレーブ１３等との間の通信を制御する伝送制御部１
１ｃと、送受信用のラインドライバ１１ｄ，１１ｅと、
スレーブ１３へ電力を供給するための通信線１２への直
流出力と送受信される信号とを分離するための絶縁トラ
ンス１１ｆおよびコンデンサ１１ｇとを備えている。

【００１２】スレーブ１３は、通信線１２上の信号を分
離するためのコンデンサ１３ａおよび絶縁トランス１３
ｂと、送受信用のラインドライバ１３ｃ，１３ｄと、セ
ンサ１４により得られた監視対象の状態データやマスタ
１１とスレーブ１３との間の信号の送受信を制御する伝
送制御部１３ｅと、自スレーブに割り振られたアドレス
データが設定されるアドレス設定部１３ｆと、スレーブ
１３が動作するのに必要とする電力を各部へ供給する電
源部１３ｇと、電源部１３ｇと通信線１２との間に接続
されて通信線１２上で送受信される信号に対し大なるイ
ンピーダンスを有し、前記信号による電源部１３ｇへの
悪影響を排除するためのリアクトル（インピーダンス付
与手段）１３ｈと、リアクトル１３ｈに対し並列接続さ
れたスイッチ（短絡手段）１３ｉとを備えている。スイ
ッチ１３ｉは、伝送制御部１３ｅから出力される自スレ
ーブが送信状態であることを示す送信表示信号ＴＭで開
閉制御される。

【００１３】図２は、マスタ１１から通信線１２上に出
力される信号のフォーマットを示しており、図におい
て、４１はプリアンブルである開始同期信号、４２は通
信を行う際の相手のアドレスを示す宛先アドレス信号、
４３はマスタ１１から相手先へ送り出されるデータを示
す情報信号、４４は通信が終了することを示す終了同期
信号である。

【００１４】図３は、スレーブ１３から通信線１２上に
出力される信号のフォーマットを示しており、そのフォ
ーマット構成は図２に示したものと同様である。

【００１５】次に動作について説明する。マスタ１１の
スレーブ電源１１ａで生成された直流出力は、リアクト
ル１１ｂおよび通信線１２およびスレーブ１３のリアク
トル１３ｈを経て電源部１３ｇに供給されている。そし
て、電源部１３ｇはスレーブ１３で必要とする電力をス
レーブ１３の各部へ供給している。

【００１６】マスタ１１における伝送制御部１１ｃによ
り通信制御される送信信号ＴＸはラインドライバ１１
ｄ、絶縁トランス１１ｆ、コンデンサ１１ｇを介して通
信線１２上に出力される。通信線１２上に出力された送
信信号ＴＸは、スレーブ１３におけるコンデンサ１３ａ
と絶縁トランス１３ｂとを経てラインドライバ１３ｃに
より受信され、伝送制御部１３ｅへ入力される。

【００１７】また、スレーブ１３における伝送制御部１
３ｅにより通信制御される送信信号ＴＸはラインドライ
バ１３ｄ、絶縁トランス１３ｂ、コンデンサ１３ａを介
して通信線１２上に出力される。通信線１２上に出力さ
れた送信信号ＴＸは、マスタ１１側におけるコンデンサ
１１ｇと絶縁トランス１１ｆとを経てラインドライバ１
１ｅにより受信され、伝送制御部１１ｃへ入力される。

【００１８】図１は、マスタ１１に対し１つのスレーブ
１３が接続されている状態を示しているが通常、マスタ
１１に対しスレーブは複数設けられており、マスタ１１
はこれら複数のスレーブの内から通信を行う特定のスレ
ーブを選択する。このためマスタ１１は、通信相手とな
るべきスレーブを順次選択し、選択されたスレーブに接
続されるセンサにより得られた監視対象の状態データや
選択されたスレーブとの間の信号の送受信を行う。この
場合、スレーブはマスタ１１から選択されるまでは常時
受信状態にあり、マスタ１１は、例えば図２に示すフォ
ーマットの信号を通信線１２上に出力する。通信線１２
上の各スレーブは前記信号を同時に受信するが、各スレ
ーブの伝送制御部は前記信号に含まれる宛先アドレスと
アドレス設定部に設定されている自スレーブに割り振ら
れたアドレスデータとを比較し、一致した場合は自スレ
ーブが選択されたものと判断する。このようにして選択
されたスレーブは、図３に示すフォーマットの信号を通
信線１２に出力する。図３に示すフォーマット中、情報
信号５３には自スレーブが監視対象とするセンサの開閉
状態などの状態データが含まれる。

【００１９】マスタ１１は、選択したスレーブ１３から
通信線１２を介して送られてくる前記信号の受信を完了
すると次のスレーブを選択し、順次選択したスレーブと
の間の通信動作を繰り返す。

【００２０】このようにマスタ１１とスレーブ１３との
間で通信が行われる際のスレーブ１３の電源は、マスタ
１１のスレーブ電源１１ａから通信線１２とリアクトル
１３ｈとを介して供給される。スレーブ１３の消費電流
は、受信時を１とすると送信時はその１０倍から２０倍
に達する。スレーブ１３が受信状態のとき、スレーブ１
３の伝送制御部１３ｅの送信表示信号ＴＭは論理レベル
“０”であり、スイッチ１３ｉは非導通の状態にある。

【００２１】スレーブ１３の電源部１３ｇの信号に対す
る入力インピーダンスは低く、多数のスレーブを直接、
通信線１２に接続するとマスタ１１側のラインドライバ
１１ｄの許容負荷を上回る状態となり、スレーブ１３側
のレシーバ１３ｄを介して受信される信号レベルが減衰
してしまい、誤りのない信頼性の高い通信が困難とな
る。これを避けるために、スレーブ１３の受信時には受
信信号に対して電源部１３ｇが高い入力インピーダンス
となるようにリアクトル１３ｈを設けている。一方、ス
レーブにおける送信時の消費電流は受信時の１０倍から
２０倍に達するので、送信時には伝送制御部１３ｅは送
信表示信号ＴＭを論理レベル“１”にしてスイッチ１３
ｉを導通させ、受信時の１０倍から２０倍に達する前記
送信時の消費電流を賄うことが出来るようにする。この
ため、リアクトル１３ｈの電流定格は受信時のスレーブ
１３の消費電流に対応したもので良く、小型、低価格の
ものを使用できる。

【００２２】また、コンデンサ１１ｇおよびコンデンサ
１３ａは、マスタ１１のスレーブ電源１１ａからの直流
出力電流がマスタ１１側の絶縁トランス１１ｆおよびス
レーブ１３側の絶縁トランス１３ｂの巻線に流れて、そ
れらの鉄心を飽和させないように動作する。

【００２３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、スレーブ側で電源として必要とする電力がマスタ側
からスレーブ側へ常時、通信線１２を介して供給されて
おり、またこの場合、マスタ１１側からの電力供給がマ
スタ１１とスレーブ１３との間で行われる信号の送受信
に影響しないようにコンデンサ１１ｇ，１３ａにより直
流カットされ、前記マスタ１１側からの電力供給による
電流が絶縁トランス１１ｆ，１３ｂに流れ込まないよう
に構成されており、さらにスレーブ１３の受信時に通信
線１２上に出力される信号がマスタ１１側のスレーブ電
源１１ａおよびスレーブ１３側の電源部１３ｇへ与える
悪影響を排除するように構成されているので、同一の通
信線１２を用いて信号の送受信とマスタ１１からスレー
ブ１３への電源の供給とを両立させることが出来、マス
タ１１とスレーブ１３との間を接続する配線数の増加を
防止できる効果が得られる。

【００２４】なお、リアクトル１３ｈと電源部１３ｇの
間の２通信線間に電源部１３ｇと並列にコンデンサを設
けてもよい。この場合にはスレーブ１３が送信状態にな
るとスイッチ１３ｉが導通し、前記コンデンサに蓄えら
れているエネルギーがスイッチ１３ｉを介してマスタ側
でディスチャージする可能性があるため、コンデンサの
スイッチ１３ｉ側へ前記コンデンサに蓄えられているエ
ネルギーの逆流を防止するためのダイオードを挿入す
る。

【００２５】実施の形態２． 図４は、この実施の形態２の遠隔制御装置におけるスレ
ーブの構成を示すブロック図であり、マスタ側の構成は
図１に示したものと同様である。図において、２１はス
レーブ、２１ａは直流カツト用のコンデンサ、２１ｂは
絶縁トランス、２１ｃは受信用のラインドライバ、２１
ｄは送信用のラインドライバ、２１ｅはマスタ１１との
通信制御を行う伝送制御部、２１ｆはスレーブ２１に割
り振られたアドレスデータが設定されるアドレス設定
部、２１ｇはスレーブ２１が動作するのに必要とする電
力を各部へ供給する電源部である。２１ｊは電源部２１
ｇに接続する通信線１２の一方の導体に挿入された定電
流回路であり、図５および図６に示すようなＦＥＴなど
定電流特性を有する素子、あるいは回路を用いることが
可能である。２１ｈは定電流回路２１ｊに並列接続され
たスイッチであり、スレーブ２１の伝送制御部２１ｅか
ら出力される送信状態を示す送信表示信号ＴＭで制御さ
れ、送信表示信号ＴＭが出力されている期間導通する。
２２はスレーブ２１に接続されたセンサである。

【００２６】次に動作について説明する。この実施の形
態３では、スレーブ２１からマスタ１１へ送信が行われ
ていない期間では送信表示信号ＴＭは出力されず、スイ
ッチ２１ｈは非導通の状態にある。この結果、受信状態
にあるスレーブ２１では、マスタ１１のスレーブ電源１
１ａから通信線１２へ供給される電力による電源部２１
ｇへの流れ込み電流値の上限値は、定電流回路２１ｊに
より電源部２１ｇの入力インピーダンスの大小にかかわ
らず一定の電流値となり、スレーブ２１の電源部２１ｇ
の入力インピーダスは見掛け上大きくなり、マスタ１１
のスレーブ電源１１ａの負荷は受信状態にあるスレーブ
の電源部へ定電流回路を介して流れ込む電流値と送信状
態にあるスレーブの電源部へ流れ込む電流値との和とな
る。

【００２７】この場合、伝送信号に対して高いインピー
ダンスを示すと共に、スレーブの受信動作に必要な消費
電流を満足する定電流特性を示す定電流回路としてＦＥ
Ｔが容易に入手できるので、このような定電流回路を設
けることで通信線１２上で送受信される信号に対する電
源部２１ｇの入力インピーダンスを見掛け上高めること
ができ、送受信される信号の電源部２１ｇへの回り込み
などの悪影響を抑制することが出来、通信線１２を信号
の伝送路および電源供給路として共用できる経済性に優
れた、小型，軽量に構成できる遠隔制御装置が得られる
効果がある。

【００２８】また、前記実施の形態１では、マスタ１１
のスレーブ電源１１ａの直流出力が変動したときには、
スレーブの電源部の構成によっては電源部へ流れ込む電
流値も変動する可能性があり、この結果、マスタ１１の
スレーブ電源１１ａの電流容量に悪影響が及ぶ場合があ
るのに対し、この実施の形態では、前記スレーブ電源１
１ａの直流出力の変動に対しスレーブの電源部へ流れ込
む電流値の上限値は一定に維持されるため、マスタ１１
のスレーブ電源１１ａの電流容量に与える悪影響を抑制
できる。

【００２９】さらに、定電流回路２１ｊと電源部２１ｇ
との間の２通信線間に前記電源部２１ｇと並列にコンデ
ンサを設けてもよい。この場合にはスレーブ２１が送信
状態になるとスイッチ２１ｈが導通し、前記コンデンサ
に蓄えられているエネルギーがスイッチ２１ｈを介して
マスタ側でディスチャージする可能性があるため、コン
デンサのスイッチ２１ｈ側へ前記コンデンサに蓄えられ
ているエネルギーの逆流を防止するためのダイオードを
挿入する。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、監視制御親局と被監視制御子局との間をバス状の
通信線により接続し、前記監視制御親局の被監視制御子
局用電源供給部から前記通信線を介して前記被監視制御
子局へ常時、電源用の電力を供給し、前記監視制御親局
から前記通信線を介して供給される電源用の電力を基に
前記被監視制御子局の電源部で電源を生成し、また前記
電源部と接続される前記通信線にインピーダンス付与手
段を挿入して前記通信線上で送受信される信号に対する
悪影響や前記信号の回り込みなどによる前記電源部への
悪影響を排除し、前記被監視制御子局が送信状態にある
ときに、短絡手段で前記インピーダンス付与手段を短絡
するように構成したので、従来のようにコンデンサへ充
電する期間が不要となり、情報の収集周期をマスタに接
続するスレーブ数にのみ依存して高速化することが出
来、情報の収集周期を短縮して効率的に情報の収集を行
うことができるとともに、被監視制御子局が送信状態に
あるときに必要な電源容量を前記短絡手段により確保す
ることが出来、前記被監視制御子局が送信を行う際の信
頼性を向上させることができる効果がある。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、監視制御親
局と被監視制御子局との間を接続するバス状の通信線
と、前記監視制御親局において前記通信線を介して前記
被監視制御子局へ常時、電源用の電力を供給する被監視
制御子局用電源供給部と、前記監視制御親局から前記通
信線を介して供給される電源用の電力を基に前記被監視
制御子局の電源を生成する電源部と、該電源部と接続す
る前記通信線に挿入された定電流回路と、前記被監視制
御子局が送信状態にあるときに定電流回路を短絡する短
絡手段とを備えるように構成したので、前記監視制御親
局から被監視制御子局へ電源用の電力を供給する際の前
記被監視制御子局用電源供給部の負荷を抑制し、また前
記信号線を介して送受信される信号に対する負荷も抑制
することができ、前記信号の送信を行う際の信頼性を向
上できるとともに、被監視制御子局が送信状態にあると
きには必要な電源容量を前記定電流回路を前記短絡手段
により短絡することで確保でき、前記被監視制御子局か
ら監視制御親局へ信号の送信を行う際の信頼性を向上で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による遠隔制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による遠隔制御装置
の監視制御親局から被監視制御子局へ送信される信号の
フォーマットを示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による遠隔制御装置
の被監視制御子局から監視制御親局へ送信される信号の
フォーマットを示す説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による遠隔制御装置
の被監視制御子局の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による遠隔制御装置
の定電流回路の構成を示す回路図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による遠隔制御装置
の定電流回路の定電流特性を示す特性図である。

【図７】 従来の遠隔制御装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１１，３５ マスタ（監視制御親局）、１１ａ，３５ａ
スレーブ電源（被監視制御子局用電源供給部）、１２
通信線、１３，２１ スレーブ（被監視制御子局）、
１３ｇ，２１ｇ， 電源部、１３ｈ リアクトル（イン
ピーダンス付与手段）、１３ｉ，２１ｈ スイッチ（短
絡手段）、２１ｊ 定電流回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 9/00 - 9/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視制御親局と被監視制御子局との間で
   信号の送受信を行い前記被監視制御子局を介して収集さ
   れた情報を基に前記監視制御親局が遠隔制御を行う遠隔
   制御装置において、前記監視制御親局と前記被監視制御
   子局との間を接続するバス状の通信線と、前記監視制御
   親局において前記通信線を介して前記被監視制御子局へ
   常時、電源用の電力を供給する被監視制御子局用電源供
   給部と、前記監視制御親局から前記通信線を介して供給
   される電源用の電力を基に前記被監視制御子局において
   その電源を生成する電源部と、該電源部と接続する前記
   通信線に挿入された前記電源部の前記信号に対するイン
   ピーダンスを増大させるインピーダンス付与手段と、前
   記被監視制御子局が送信状態にあるときにインピーダン
   ス付与手段を短絡する短絡手段とを備えたことを特徴と
   する遠隔制御装置。
2. 【請求項２】 監視制御親局と被監視制御子局との間で
   信号の送受信を行い前記被監視制御子局を介して収集さ
   れた情報を基に前記監視制御親局が遠隔制御を行う遠隔
   制御装置において、前記監視制御親局と前記被監視制御
   子局との間を接続するバス状の通信線と、前記監視制御
   親局において前記通信線を介して前記被監視制御子局へ
   常時、電源用の電力を供給する被監視制御子局用電源供
   給部と、前記監視制御親局から前記通信線を介して供給
   される電源用の電力を基に前記被監視制御子局において
   その電源を生成する電源部と、該電源部と接続する前記
   通信線に挿入された定電流回路と、前記被監視制御子局
   が送信状態にあるときに前記定電流回路を短絡する短絡
   手段とを備えていることを特徴とする遠隔制御装置。