JP3615121B2

JP3615121B2 - 電力線搬送を用いた監視制御システム

Info

Publication number: JP3615121B2
Application number: JP2000174059A
Authority: JP
Inventors: 隆和佐藤; 秀範後藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001358619A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空港，飛行場等の滑走路，誘導路等に設置される多数の灯火，センサ等の状態を監視制御する電力線搬送を用いた監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力線搬送技術を用いて、空港，飛行場等に設置される多数の灯火，センサ等の状態を監視制御する監視制御システムは、商用交流電源を受けて定電流を発生する電源発生装置ＣＣＲから導出される電力線に直列に親局およびそれぞれゴムトランス介して各端末（子局）が接続され、これら各端末にはそれぞれ個別に灯火やセンサ等が接続されている。
【０００３】
前記親局は、電力線モデムが設けられ、中央監視室（上位システム）からの制御信号および各端末からの灯火・センサ等監視信号を受信し、電力線モデムが電力線搬送技術を用いて、電力線を介して各端末へ制御信号を伝送し、また中央監視室に対し灯火等監視信号を伝送する。
【０００４】
また、各端末においても、親局と同様に電力線モデムが設けられ、親局から伝送されてくる制御信号を受けて各灯火を制御する一方、電力線モデムが電力線搬送技術を用いて、前記電力線を介して前記親局に対し当該灯火・センサの監視信号を伝送する構成となっている。
【０００５】
ところで、以上のような監視制御システムにおける電源発生装置は、電力線に定電流の電力を供給するものであって、具体的には、図１６に示すごとく、低振幅電流波形Ｓ１および高振幅波形Ｓ２のうち、サイリスタを用いて、低振幅の電流波形Ｓ１のゼロクロス点から適宜な位相角度（例えば６０度）で位相制御を行うことにより、高振幅の電流波形Ｓ２を選択し、灯火その他の空港設備に使用する予め定められている所定の定電流（例えば６．６Ａ）を出力し、電力線に供給する方式をとっている。従って、位相制御を行った直後の電流は一般に急峻な立上り状態で変化しており、周波数的には５０Ｈｚ／６０Ｈｚ以上の高い周波数となっており、また高振幅の電流波形に到達した時点で５０Ｈｚ／６０Ｈｚの標準波形（正弦波）に移行するが、その移行直後では不安定な状態が発生する。
【０００６】
そこで、従来、電力線搬送を用いて所要の信号を伝送する場合、電力線上の低振幅電流波形および位相制御後の急峻な立上り部分，さらには高振幅電流波形への移行時の不安定部分，つまりノイズ発生部分を避けるようなタイミングで高振幅波形Ｓ２に対し、信号処理系の一部である電力線モデムから制御・監視等の信号を所定の周波数で変調し、電力線搬送を用いて伝送することが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような監視制御システムでは、適切なタイミングで信号を伝送することのみに主眼が置かれているのみであり、依然として位相制御によって電源発生装置からノイズが発生することには変わりなく、このノイズの影響によって親局，各端末の受信感度が著しく劣化する。しかも、このノイズは、インパルス的に発生するスパイクノイズであり、また灯火の明るさを調整するタップ位置（位相制御角度）に応じてノイズ発生ポイントが異なることから、非常に除去することが難しい。
【０００８】
また、親局・各端末においては、電力線およびゴムトランスなどを含む電力線回路を用いて、制御信号及び監視信号を電力線搬送するが、当該電力線回路にはＬＣによるインピーダンスが存在し、このインピーダンスによって電力線搬送される信号が吸収される。これは、主にゴムトランスのリアクタンスＬ成分と電力線の大地間キャパスタンスとの共振現象に起因するものであり、電力線搬送される信号の異常減衰点が存在する。その結果、異常減衰点に相当する位置の端末は、搬送されてくる信号の減衰により、受信感度が著しく劣化する問題がある。
【０００９】
特に、電力線搬送の場合には、電力線回路内に多数のＬ成分となるゴムトランスが設置されていることから、異常減衰点は避けて通れない問題である。しかも、ゴムトランスの設置は空港内の灯火の位置に依存し、任意に決められないことから、設置形態に応じて異常減衰量が大きくなる問題がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電源発生装置から発生するノイズの影響を低減し高品質の伝送を確保する電力線搬送を用いた監視制御システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、電力線回路の敷設状態に影響されずに高品質の伝送を可能とする電力線搬送を用いた監視制御システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、電源発生装置から導出される電力線に親局およびそれぞれゴムトランスを介して灯火／センサを制御監視する各端末が直列に接続され、前記親局は上位システムからの制御信号を電力線搬送にて各端末に伝送し、前記各端末は前記制御信号を受けて灯火／センサを制御する一方、その灯火／センサの監視信号を電力線搬送にて前記親局に伝送する電力線搬送を用いた監視制御システムにおいて、前記電源発生装置から導出される電力線に設けられるフィルタ装置は、前記電源発生装置の出力側近傍の電力線に、当該電源発生装置から発生するノイズと前記親局，各端末間で前記電力線搬送に使用する周波数の信号とをそれぞれ分離するために前記電力線搬送で使用する周波数に共振するＬＣ共振回路と、このＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側にそれぞれ設けられ、電力線搬送に用いる周波数のフエージングや定在波による減衰勾配を緩やかにするために、前記親局・各端末側のインピーダンスを大きくする補償用リアクタンス素子とを設け、また、前記親局は、前記ＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側に複数の信号抽出用センサを設けた電力線搬送を用いた監視制御システムである。
【００１３】
本発明は、以上のような構成とすることにより、電源発生装置の出力側近傍に電力線搬送に使用する周波数に共振するＬＣ共振回路をもつフィルタ装置を設けることにより、電源発生装置から発生するノイズをフィルタ装置により電源発生側に流し、一方、親局・端末間で授受する信号はフィルタ装置により親局・端末側に流すようにし、ノイズと信号とを完全に分離し、信号伝送の品質を高めるものである。
【００１４】
なお、前記バイパスフィルタ装置としては、当該フィルタ装置内の前記ＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側にそれぞれ補償用リアクタンス素子を設けることにより、前記親局・各端末側（灯火側）のインピーダンスが大きくなり、電力線搬送に用いる周波数のフエージングや定在波による減衰勾配を緩やかにすることにより、結果として受信レベルを上げる可能である。
【００１５】
また、前記親局としては、バイパスフィルタ装置内のＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側に複数の信号抽出用センサを設け、受信レベルの大きい信号抽出用センサ側の抽出信号を受信信号として取り込むようにすれば、電力線−大地間のキャパスタンスによる信号減衰量の影響を回避することが可能である。
【００１６】
さらに、電力線に接続される端末のうち、受信レベルの落ち込みの大きい特定端末が存在する場合、その特定端末手前の電力線にゴムトランスを追加接続し、或いは追加接続されるゴムトランスの２次側に電力線搬送に用いる周波数に共振する共振回路を設ければ、特定端末での受信レベルの落ち込みを回避することが可能である。
【００１７】
また、前記端末としては、電力線モデムから信号注入用リアクタンスを介して前記電力線に信号注入を行うに際し、当該電力線モデムの出力側に非信号注入時に電力を充電する電力充電用コンデンサを設け、また前記非信号注入時に前記信号注入用リアクタンスを短絡するスイッチング素子を設け、信号注入時に充電された電力を用いて大きな送信電力で信号を注入可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る電力線搬送を用いた監視制御システムの一実施形態を示す全体構成図である。
【００２０】
この監視制御システムは、空港内の設備である各種の灯火Ｌ，センサＣ等の動作状態表示、灯火Ｌの点灯・消灯制御、各端末の動作テスト、各端末のリセット等の操作を行うオペレータコンソール１およびこのコンソール１に制御ＬＡＮを介して接続され、当該オペレータコンソール１の間で相互に信号の授受を行う監視制御盤２等から成る中央監視室（以下，上位システムと指称する）３と、商用交流電源から定電流を生成し出力する電源発生装置（ＣＣＲ）４と、この電源発生装置４から導出される電力線５のうち、電源発生装置４の出力側に比較的近い近い位置に設けられるバイパスフィルタ機能をもったフィルタ装置６と、このフィルタ装置６から親局専用変成器（電流注入／抽出用センサ）７を介して接続され、各種の灯火Ｌ，…の動作状態その他各種のセンサＣ，…の信号である監視信号を収集し上位システム３に通知したり、また上位システム３からの制御信号を電力線５を介して各端末９に送信する親局８と、前記電力線５にそれぞれゴムトランス１０を介して直列に接続され、各灯火Ｌ，…やセンサＣ，…の状態を個別に監視し、また親局側からの制御信号を受けて灯火Ｌの点灯・消灯を制御する各端末（子局）９，…とによって構成されている。
【００２１】
なお、監視制御盤２は、様々な電力線回路に関する種々の信号を集中的に管理するものであって、１つの電源発生装置４を統括する親局８とは伝送ＬＡＮを介して接続され、当該親局８とともに個々の電力線回路信号を共有する機能をもっている。
【００２２】
前記電源発生装置４は、サイリスタ（図示せず）を用いて、図２に示すように適宜な位相角度で位相制御を実施し全体の電流値を変えることにより、灯火Ｌの明るさを調整する。この位相制御の位相角度は、灯火Ｌが明るいほど０度側、暗いほど１８０度側に近づくように切換えるが、システムの規模によっても位相制御する位相角度が異なってくる。ここで、位相制御を実施したとき、位相制御後に急峻に立ち上がる波形となり、この立上り部分の周波数は商用周波数よりも高くなり、また立ち上がり後は図示（イ）に示すごとく振動的なノイズが発生する。
【００２３】
前記フィルタ装置６は、親局８，各端末９にて電力線搬送のために使用される特定の周波数を電源発生装置側（電源側）から分離するために、当該周波数毎にＩ型のＬＣ共振回路が設けられている。例えば親局８，各端末９の送信系を構成する電力線モデムにて、所要の信号をＦＳＫ変調し電力線搬送する場合、２つの周波数Ｆａ，Ｆｚが用いられるので、図３に示すように電力線間にＦａに共振するＩ型のＬ１・Ｃ１共振回路およびＦｚに共振するＩ型のＬ２・Ｃ２共振回路が並列に接続されている。
【００２４】
ところで、以上のようなＬＣ共振回路が正常に動作されていない場合、親局と端末の間の信号受信が不可能になるので、Ｌ１とＣ１との間、Ｌ２とＣ２との間にそれぞれフューズＦ１，Ｆ２を介して故障検知用電流センサＣＴ１，ＣＴ２が介挿されている。この電流センサＣＴ１，ＣＴ２の２次側は例えば親局８等に導入されている。よって、コンデンサＣ１，Ｃ２が短絡故障した場合、大きな電流が流れてフューズＦ１，Ｆ２が切断し、センサＣＴ１，ＣＴ２に電流が流れなくなるので、ＬＣ共振回路の故障を検知できる。コンデンサＣ１，Ｃ２がオープン故障となった場合も同様に該当共振回路の故障を検知できる。
【００２５】
前記親局８は、電力線５上に介挿されるフィルタ装置６に親局専用変成器（ＣＴ１１，ＣＴ１２）７を介して接続され、内部的には図４に示すごとくＣＰＵで構成されたデータ処理演算制御部１１、電力線モデム１２、信号注入部１３及び信号抽出部１４等が設けられている。
【００２６】
このデータ処理演算制御部１１は、上位システム３から伝送されてくる各端末９宛の制御信号を受けて例えばテキストデータを作成し、また各端末９からの監視信号を伝送可能なデータに変換し上位システム３に伝送する機能をもっている。
【００２７】
前記電力線モデム１２は、例えば電力線上の電源波形から取得する所定のタイミング指示を受け、例えばテキストデータ化された制御信号を周波数偏移変調（ＦＳＫ）を行って出力する。なお、この電力線モデム１２は、２つの周波数を用いるＦＳＫ変調だけでなく、１つの周波数を用いるＡＭ変調、ＰＳＫ変調或いはトーンバースト方式であってもよい。
【００２８】
前記信号注入部１３は、電力線モデム１２で周波数偏移変調された制御信号を送信増幅素子１４、ＣＲ共振回路１５、フィルタ装置６内部のブロッキングコイル１６及び変成器ＣＴ１１等を介して電力線５に注入する。
【００２９】
前記信号抽出部１４は、電力線搬送されてくる信号を抽出するものであって、フィルタ装置６内部の変成器ＣＴ１２及びオープン保護抵抗１７、例えばパッシブフィルタ１８、受信増幅素子１９などが設けられている。
【００３０】
前記各端末９は、電力線５にそれぞれゴムトランス１０，…を介して接続され、具体的には図５に示すような構成となっている。
【００３１】
すなわち、各端末９は、灯火電源系２１と、この灯火電源系２１に接続される灯火Ｌ等の状態その他必要な信号を取込んでテキストデータを作成し、また親局８から電力線５を通して受信されるテキストデータに基づいて灯火Ｌを制御し、さらに外部機器または入力機器からの指示に従って必要な処理を実行するＣＰＵで構成されるデータ処理演算制御部２２と、信号注入部２３と、信号抽出部２４とによって構成されている。
【００３２】
灯火電源系２１は、自己端末の動作用電源を生成するための電源部２１ａ、自己端末の動作用電源を取出すための変流器２１ｂ、灯火Ｌを保護するための各種保護回路２１ｃ、灯火Ｌの点灯，消灯を制御するためのトライアックなどのオン・オフ制御部２１ｄ、過電流を検出する電流検出部２１ｅ、灯火Ｌの断芯を検出する断芯検出回路２１ｆなどが設けられ、これら検出信号はデータ処理演算処理部２２に送られる。
【００３３】
前記信号注入部２３は、電源発生装置４から出力される電源波形の零クロス検出後の所定のタイミンのもとに、データ処理演算制御部２２で作成されるテキストデータを取込んで出力するタイミング発生回路２３ａ、このタイミング発生回路２３ａからのタイミングに従ってテキストデータを周波数偏移変調（ＦＳＫ）した２つの特定周波数で送信する電力線モデル２３ｂ、この電力線モデル２３ｂから出力される信号を増幅する送信増幅素子２３ｃおよび電力線５に信号を注入する信号注入リアクタンス２３ｄが設けられている。
【００３４】
前記信号抽出部２４は、電源発生装置４から出力される電源波形の零クロスを検出するタイミング発生回路２３ａを含む零クロス検出手段２４ａと、パッシブフィルタ、受信増幅素子、ローパス，バンドパス等のアクティブフィルタの他、タイミング発生回路２３ａおよびデータ処理演算制御部２２を含む信号検出手段２４ｂとで構成されている。
【００３５】
次に、以上のような監視制御システムの動作について図面を参照して説明する。
【００３６】
先ず、監視制御システムの一般的な動作としては、監視制御盤２が親局８から伝送されてくる灯火ＬやセンサＣの監視信号を受信し、オペレータコンソール１に送信し、灯火等の動作状態を表示する。その他、上位システム３のコンソール１は、管制官から必要な制御指示を入力し、監視制御盤２および親局８を介して各端末９に対し灯火Ｌの点灯・消灯制御、各端末の動作テスト、各端末のリセット等の制御信号を送出し、その端末側の応答状態をオペレータコンソール１により集中監視し、かつ、制御を実行する。
【００３７】
親局８は、通常，１つの電源発生装置４に１台接続され、上位システム３／各端末９，…との間で信号の授受を行い、上位システム／下位の端末９に所要とする信号を伝送する。
【００３８】
すなわち、親局８は、１次局となり、上位システム３から伝送されてくる制御信号等を取り込み、データ処理演算制御部１１が所要とする例えばテキストデータに編集した後、例えば電力線５からの信号をもとに所定のタイミングで電力線モデム１２に送出する。この電力線モデム１２は、テキストデータをＦＳＫ変調し、フィルタ装置６を介して電力線５に注入し、所要とする端末９に伝送する。
【００３９】
各端末９は、図５に示すようにゴムトランス１０および電源ＣＴ２１ｂを介して電源波形の零クロスを検出し、タイミング発生回路２３ａにて予め電源波形に重畳されるテキストデータの重畳期間を予測し、この予測期間に信号抽出部２４にて抽出される電源波形に重畳されるテキストデータを取り込み、データ処理演算制御部２２に送出する。この演算制御部２２は、テキストデータから自身宛ての制御信号と判断すれば、オン・オフ制御部２１ｄを制御し、灯火Ｌの点灯・消灯を制御する。
【００４０】
ところで、一般に、電力線５およびゴムトランス１０を含む電力線回路は閉ループ構成となっており、電力線搬送に用いる周波数は、図６に示すように端末の電力線接続位置によって受信レベルに違いが出てくる。つまり、使用する周波数帯によってその受信到達位置の受信レベルに緩慢な落ち込みが生じてくる。その結果、電力線５に接続される端末の位置によってレベルが異なり、最も受信レベルの良い地点と最も受信レベルの悪い地点では、数ｄＢ〜数十ｄＢのレベル差が生ずる。これは、使用周波数のフエージングや定在波の存在によるものである。フエージングとは、送信波が複数のパスを通って受信点で受信されるとか、搬送波の位相によって打ち消し合ったり、強め合ったりし、受信信号が変動することである。
【００４１】
次に、フエージング等の影響を低減する実施の形態例について説明する。
【００４２】
（１）空港などの灯火設備は、親局８と各端末９との設置には特異性がある。つまり、親局８は端末９に対して遠方位置に設置され、各端末９，…は集団を形成するごとく設置されている。
【００４３】
今、電力線５およびゴムトランス１０からなる電力線回路の等価回路は図７に示すごとく表すことができるが、フエージング等はそれら等価回路の中心点より反射する波であるので、図８に示すような見え方をする。親局８が端末９に信号を送信する場合、遠方の集団に対する送信となり、各端末９に対するフエージングの影響が少ない。一方、端末９が親局８に送信する場合、図８に示すように１局だけ離れた親局８が片側に存在する為、フエージングの影響を大きく受けてしまう。
【００４４】
そこで、本発明装置においては、図９に示すようにバイパスフィルタ装置６内に補償用リアクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２を設け、灯火側のインピーダンスを上げることにより、電力線搬送に用いる受信レベルの減衰勾配を緩やかにし、当該受信レベルを上げることにより、ひいてはフエージング等の影響を回避し、伝送品質の向上を図る物である。
【００４５】
（２）この監視制御装置においては、同様にバイパスフィルタ装置６内に電源側と灯火側との距離を延長する補償手段および親局８による信号受信手段に工夫を講じたものである。
【００４６】
具体的には、バイパスフィルタ装置６を構成するＩ型ＬＣ共振回路の一端接続端側である電源ＩＮ側ラインと親局専用ＣＴとの間に２つの補償用リアクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２を直列に接続し、また前記Ｉ型ＬＣ共振回路の他端接続端側である電源ＩＮ・ＣＯＭ側ラインに同様に２つ補償用リアクタンス素子Ｌ２１，Ｌ２２を直列に接続し、さらに各素子Ｌ１１−Ｌ１２間と素子Ｌ２１−Ｌ２２間とに跨るように補償用コンダクタンス素子Ｃ１１を接続し、いわゆるＨ型距離延長補償回路３２を設けることにより、擬似的にフィルタ装置６のＩＮ−ＯＵＴ（Ｆ側）、ＩＮ・ＣＯＭ−ＯＵＴ・ＣＯＭ（Ｒ側）の距離を増やし、受信ポイントをずらし、フエージングによる谷間をずらし、受信可能なレベルで受信する。
【００４７】
また、親局８における信号抽出部は、電流センサとして機能する親局側ＣＴによって信号を抽出するが、各端末９との距離が離れているので、電力線−大地間のキャパスタンスＣの影響によって信号の減衰量が大きくなる。
【００４８】
そこで、電力線１次側であるＩＮ−ＯＵＴライン、ＩＮ・ＣＯＭ−ＯＵＴ・ＣＯＭラインの２ヶ所に信号抽出用ＣＴ２，ＣＴ３なる親局専用ＣＴを設け、受信の二重化により、一方の受信レベルが低くても、もう一方の受信信号を受信可能とし、減衰両による受信レベルの落ち込みの影響を回避するものである。
【００４９】
図１１および図１２は親局による受信二重化を説明する図である。
【００５０】
親局８は、スタート信号をもとに電源発生装置４の電源波形の零クロスに同期し、スタート信号から電源波形の半周期／１周期ごとの零クロスを検出し、親局８からのコマンド＋スペースとして１〜４周期を利用し、そのコマンドに対する各端末９，…の返答期間は各電源周期ごとに予め割り当てられている。このとき、親局８における各端末９，…からの受信レベルは個々に異なる。
【００５１】
そこで、親局８は、各端末の立上げ信号を常時監視することにより、図１２に示す受信二重化処理により、受信レベルの大きな受信系，つまり信号抽出用ＣＴ２，ＣＴ３の何れから抽出されるレベルの大きな受信信号を受信する。
【００５２】
すなわち、親局８におけるデータ処理演算制御部１１は、電源波形の零クロス検出による受信クロックオンに基づき（Ｓ１）、複数のＣＴ２，ＣＴ３に対応するそれぞれ信号抽出部から同時に電力線搬送受信信号を取り込むダイバーシチ処理を実施し（Ｓ２）、これら取り込んだ受信信号をフィルタ処理などの受信処理を行い（Ｓ３，Ｓ３’）、それぞれ例えば１．５ｍｓ（電源波形の零クロスから９０度）経過したか否かを判断し（Ｓ４，Ｓ４’）、１．５ｍｓ経過したときに両受信信号のコンパレータ処理によりＦ側レベルとＲ側レベルとを比較し（Ｓ５，Ｓ６）、Ｆ側レベルが大きいとき、Ｆ側信号の信号抽出部にて抽出された信号を受信信号として取り込み、逆にＲ側レベルが大きいとき、Ｒ側信号の信号抽出部にて抽出された信号を受信信号として取り込んで出力する（Ｓ７，Ｓ７’）。
【００５３】
一方、各端末９側においては、図１３に示すような補償手段を設けるものである。
【００５４】
すなわち、端末９は、フエージングによる影響は少ないものの、受信レベルの多少の低下は存在する。特に、電力線５の灯火敷設状態により、隣の灯火と距離的に離れている場合、電力線−大地間のキャパスタンスの影響により、信号の減数量が大きい。
【００５５】
そこで、各端末９，…のうち、受信レベルの落ち込みの大きい電力線５の場所に接続される端末９において受信不可となるので、当該場所に図１３に示すように１個のゴムトランス１０ａを追加挿入することにより、受信レベルの落ち込み位置をずらすことにより、該当端末９において落ち込みの少ない受信レベルのもとに受信信号を受信可能とする。
【００５６】
なお、追加したゴムトランス１０ａの２次側は短絡状態にしているが、例えば電力線搬送に用いる周波数に共振するＬＣ共振回路３３を接続すれば、当該ＬＣにて使用周波数との共振をとるようにすれば、受信レベルの落ち込みをなくすことができる。
【００５７】
図１４は各端末９における信号注入部２３の他の例を示す構成図である。
【００５８】
各端末９からの信号送信レベルは大きいほどより高品質な通信を行うことが可能である。そこで、電力線モデム２３ｂの一部として構成する電源回路３６の出力側に電源チャージコンデンサ３７を設け、信号非送信時に当該コンデンサ３７自身に送信に必要な電力を蓄え、送信時に蓄えた電力を消費しながら例えばＦＳＫ変調された信号を送信する構成である。
【００５９】
また、各端末９は、図１４に示すように信号注入リアクタンス２３ｄの両端にそれぞれＦＥＴ３８ａ，３８ｂを介して接続し、非送信時でも信号注入リアクタンス２３ｄはゴムトランス１０に直列に接続状態になっている限り、無駄な電力を消費する。そこで、非送信時、信号注入リアクタンス２３ｄの両端を例えばＦＥＴ３８ａ，３８ｂにより短絡すれば、無駄な電力を消費することがなくなる。３９はＦＥＴ用電源、４０はＦＥＴ３８ａ，３８ｂのオンオフを制御する制御信号発生手段である。
【００６０】
図１５は各端末９の信号注入部２３でのＦＥＴ３８ａ，３８ｂのタイミングを説明する図である。
【００６１】
すなわち、親局８は、電源波形の零クロスを検出し、１〜３周期を利用してコマンドデータを各端末９…に電力線搬送し、その後、電源波形１周期のスペースを設けた後、その親局コマンドに対する各端末９，…の回答期間は各電源周期ごとに予め割り当てられている。
【００６２】
ここで、端末９−１についてみれば、自局の回答エリアの手前において正側ＦＥＴ３８ａを短絡し、零クロスを越えた時点にて負側ＦＥＴ３８ｂを短絡する。これにより、信号注入時にいきなり信号注入用リアクタンス２３ｄを接続すれば、リアクタンス両端に過電圧を発生することを未然に防止できる。
【００６３】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電源発生装置から発生するノイズの影響を低減し、伝送品質の劣る電力線搬送であっても、高品質の伝送を確保でき、さらに電力線搬送を用いることによりシステム全体を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力線搬送を用いた監視制御システムの一実施形態を示す全体構成図。
【図２】電源発生装置から発生する電源波形のノイズ発生状態を説明する図。
【図３】電源発生装置の出力側近傍の電力線に挿入されるバイパスフィルタ装置を示す構成図。
【図４】フィルタ装置と親局側信号注入／信号抽出との関係を示す構成図。
【図５】電力線に接続する各端末の構成図。
【図６】各端末接続位置におけるフエージング，定在波による受信レベルの落ち込みを説明する図。
【図７】電力線とゴムトランスとの等価回路を表す図。
【図８】各端末から信号を受ける親局のフエージング等の影響状態を説明する図。
【図９】灯火側のインピーダンスを上げる補償手段を説明する図。
【図１０】親局における受信二重を説明する構成図。
【図１１】親局における各端末からの受信レベルの状態図。
【図１２】親局における受信二重化の処理フロー図。
【図１３】端末における受信レベルの落ち込みを補償する構成図。
【図１４】各端末における非信号送信時の電力節減の実施形態を示す構成図。
【図１５】各端末における非信号送信時の電力節減および信号送信時のタイミングを説明する図。
【図１６】電源発生装置による位相制御によって電源波形を切換える例を説明する図。
【符号の説明】
Ｌ…灯火
Ｃ…センサ
３…上位システム
４…電源発生装置
５…電力線
６…フィルタ装置
７…親局専用変成器（ＣＴ１１，ＣＴ１２，ＣＴ１３）
８…親局
９…端末（子局）
１０，１０ａ…ゴムトランス
１１…データ処理演算制御部
１２…電力線モデム
１３，２３…信号注入部
１４，２４…信号抽出部
２２…データ処理演算制御部
２３ｂ…電力線モデム
３７…電源充電コンデンサ
３８ａ，３８ｂ…ＦＥＴ（スイッチング素子）
Ｌ１Ｃ１、Ｌ２Ｃ２，３３…ＬＣ共振回路
Ｌ１１，Ｌ１２…補償用リアクタンス素子

Claims

電源発生装置から導出される電力線に親局およびそれぞれゴムトランスを介して灯火／センサを制御監視する各端末が直列に接続され、前記親局は上位システムからの制御信号を電力線搬送にて各端末に伝送し、前記各端末は前記制御信号を受けて灯火／センサを制御する一方、その灯火／センサの監視信号を電力線搬送にて前記親局に伝送する電力線搬送を用いた監視制御システムにおいて、
前記電源発生装置から導出される電力線にフィルタ装置を設け、このフィルタ装置は、前記電源発生装置の出力側近傍の電力線に、当該電源発生装置から発生するノイズと前記親局，各端末間で前記電力線搬送に使用する周波数の信号とをそれぞれ分離するために前記電力線搬送で使用する周波数に共振するＬＣ共振回路と、この記ＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側にそれぞれ設けられ、電力線搬送に用いる周波数のフエージングや定在波による減衰勾配を緩やかにするために、前記親局・各端末側のインピーダンスを大きくする補償用リアクタンス素子とを有し、
前記親局は、前記ＬＣ共振回路よりも前記親局・各端末側に位置する電力線１次側に複数の信号抽出用センサを設け、受信レベルの大きい信号抽出用センサ側の抽出信号を受信信号として取り込むようにしたことを特徴とする電力線搬送を用いた監視制御システム。
請求項１に記載の電力線搬送を用いた監視制御システムにおいて、
前記電力線に接続される端末のうち、受信レベルの落ち込みの大きい特定端末手前の前記電力線にゴムトランスを追加接続し、或いは追加接続されるゴムトランスの２次側に電力線搬送に用いる周波数に共振する共振回路を設け、前記特定端末での受信レベルの落ち込みを回避することを特徴とする電力線搬送を用いた監視制御システム。
請求項１に記載の電力線搬送を用いた監視制御システムにおいて、
前記端末は、電力線モデムから信号注入用リアクタンスを介して前記電力線に信号注入を行うに際し、当該電力線モデムの出力側に非信号注入時に電力を充電する電力充電用コンデンサを設け、また前記非信号注入時に前記信号注入用リアクタンスを短絡するスイッチング素子を設け、信号注入時に前記充電された電力を用いて送信電力を大きくすることを特徴とする電力線搬送を用いた監視制御システム。
請求項３に記載の電力線搬送を用いた監視制御システムにおいて、
前記スイッチング素子は、信号注入する電源波形の所定時間前に前記信号注入用リアクタンスを接続し、当該信号注入用リアクタンスによる過電圧の発生を回避することを特徴とする電力線搬送を用いた監視制御システム。