JP3629825B2 - ディジタルリレーのサンプリング同期監視方式 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、環線系統保護用ディジタルリレーに用いられているディジタルリレーのサンプリング同期監視方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
環線系統におけるディジタルリレーにおいて、例えば、光ファイバー伝送路を右回り,左回りに二重化して配置した場合、各リモートステーション(ノード、例えば、端末装置)において、ディジタルリレーの必要とするサンプリング同期タイミング信号を得るために、マスターステーション(例えば、中央通信装置)がサンプリング同期のためタイミング信号を右回りと左回りに同時送出することにより、各リモートステーション側ではその右回りと左回りのタイミング信号到着時間差の1/2時刻点をサンプリング同期タイミングとしている(特開平2−51313号)。
【0003】
このサンプリング同期信号生成回路を図6に、各部信号のタイミングを図7に示す。図中、1は左回りタイミング信号aと右回りタイミング信号bが入力する1系(左回り),2系(右回り)優先判定部で、タイミング信号a及びbの立ち上がりを検出して、早い方の信号及び遅い方の信号を取り出してそれぞれスタート信号c及びストップ信号dとして出力する。この例では1系を左回りとしているが、1系,2系は逆でもよい。
【0004】
2は時間差パルス化回路で、スタート信号cで立ち上がり、ストップ信号dで立ち下がる到着遅延時間差パルス信号eを出力する。3は到着遅延時間差パルス信号eの時間を時間計測の精度となる発振器のクロックをカウントして計測する到着遅延時間差計測カウンタであり、CPUがストップ信号Dのタイミングで割込処理などで読み出しするものである。この値をCLとする。4はCPUからのデータ書き込み信号(回路のイネーブル設定用)f,f′が入力するイネーブルレジスタ。
【0005】
5は上記スタート信号cとレジスタ4からのイネーブル信号g及びサンプリング同期タイミングカウンタ7からの1/2時間タイムアップ信号(サンプリング同期タイミング信号)kが入力するロードタイミングレジスタ、6はCPUからのデータ信号hが入力され、CPU処理等で先のCL値の1/2にした値を書き込むことにより、1/2時間設定用データiを出力する1/2時間設定レジスタである。そして上記サンプリング同期タイミングカウンタ7はレジスタ6からの1/2時間設定用データiとロードタイミングレジスタ5からのスタート信号によるカウンタロードタイミング信号jを受けてサンプリング周期タイミング信号kを出力するように構成されている。
【0006】
このサンプリング同期タイミング信号kを基準に従属同期を行うような回路(例えばDPLL回路)を付加して最終タイミングであるサンプリング信号を得ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記リモートステーションにおいて、右回り,左回りの系から受信するタイミング信号によって到着時間差を計測し、到着遅延時間差の1/2時刻点に、サンプリング同期タイミングを得る回路は正常な回路において動作が保証できるが、ICの故障,回路のオープン,ショート等の考慮以外の事象によっては、正常なサンプリング同期タイミングを得ることができない場合がある。
【0008】
このような場合、不具合ステーションのディジタルリレーのアナログ信号をサンプリングするタイミングが他のステーションとずれることとなり、このずれを検出できない場合、リレーの誤動作となる場合が起こる。
【0009】
通常、リレー側ではサンプリングNo.監視といわれる基本波の位相を基準にしたサンプリング時点に一義的に決まるシーケンシャルな番号を付加し、情報を管理し、一つのステーションの情報がずれることを検出している。
【0010】
情報伝達路としての通信システムは、前述のようなリレー側の監視とは別にサンプリング同期タイミング信号の監視があった方が好ましい。
【0011】
サンプリング同期タイミング信号がずれる場合の故障例を示す。
【0012】
(1)時間計測回路のカウンタ故障、カウンタ出力信号のオープン,ショート等による不正な値、また、この値を読む回路(例えば,CPUを介在した場合はCPUリード動作時リードバッファ不良)による不正な値。
【0013】
(2)サンプリング動作タイミング設定回路のカウンタ故障、カウンタ値入力信号のオープン,ショート等による不正な値、また、この値の書き込み回路(例えば、CPUを介在した場合はCPUライト動作時のライトバッファ不良)による不正な値。
【0014】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、生成されるサンプリング同期タイミング信号が不正となるのを監視する、ディジタルリレーのサンプリング同期監視方式を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、伝送路が右回り左回りに配置され、各ノードがマスタステーションからの右回りと左回りのタイミング信号を受けて同一タイミングのサンプリング同期タイミング信号を発生する回路と、到着遅延時間計測カウンタを起動させるための右回りと左回りのタイミング信号の時間差パルスを発生する回路を有するサンプリング同期タイミング信号生成回路を備えたディジタルリレーにおいて、
(1)伝送路の伝送遅延時間とノードの中継遅延時間など既知の遅延時間と装置の接続状況を設定することにより、装置自身が到着遅延時間差を予測し、この予測した到着遅延時間差と到着遅延時間測定カウンタから得られる到着遅延時間の計測値とを比較して、その比較値が監視許容時間内ならサンプリング同期が適切であると判断する。
【0018】
または、(2)常時の到着遅延時間差と竣工試験時間時の操作によって測定した時間差を下記式により常時演算して、その演算結果が設定した監視許容時間外ならサンプリング同期が異常であると判断する。
|(常時の時間差測定値)−(竣工試験時に測定した時間差)| ≦(設定した監視許容時間)
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1(時間差パルス利用方式)
図1にサンプリング同期監視回路を施したサンプリング同期生成回路を示す。なお、従来図6に示したものと同一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【0020】
図1において、A(1〜7)は従来図6に示したものと同様に構成されたサンプリング同期生成回路、B(8,9)はサンプリング同期監視回路で、8は時間差パルス回路2からの時間差パルス信号eとサンプリングカウンタ7からの1/2時間タイムアップ信号kが入力するAND回路、9はAND回路8の出力信号を常時監視するウォッチドック監視回路である。
【0021】
次に、サンプリング同期監視回路Bの動作について図2を用いて説明する。AND回路8に到着遅延時間差パルス信号eと1/2時間タイムアップ信号kが図2のタイミングで入力すると、信号eとkが同期して一致している間はAND回路8は信号kと同期したウォッチドック監視回路9のリトリガ信号mを出力するので、ウォッチドック監視回路9はタイムアップしない。
【0022】
信号eとkの同期が外れるとAND回路8はリトリガ信号mを出力しない。このリトリガ信号mの出力しない時間が、ウォッチドック監視回路9に予め設定されているタイムアップ時間を超えるとウォッチドック監視回路はタイムアップして異常判定信号nを出力する。しかして、サンプリング同期生成回路Aの異常をサンプリング同期監視回路Bにより監視できる。
【0023】
実施の形態2(2重化方式)
図3にサンプリング同期監視回路を施したサンプリング同期生成回路を示す。この回路は図6に示したサンプリング同期生成回路を2重化することにより、その結果得られたサンプリング同期タイミングの時間差をチェックする方式である。なお、従来図6に示したものと同一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【0024】
図3において、A,A′は2重化されたサンプリング同期生成回路で、それぞれ図6のものと同様に構成されている。2重化された回路A,A′の一方に異常が発生すると、サンプリング同期タイミングカウンタ7,7′から出力される1/2時間タイムアップ信号k,k′の時間差を生ずる。Cはこの時間差を監視する到着遅延時間差監視回路で、図4に示すように構成されている。
【0025】
図4について、11は1/2時間タイムアップ信号k,k′が入力するフリップフロップ(FF)、12はFF11の出力端子Q,Q−からの信号が入力する入力否定子付のOR回路、13はこのOR回路の出力を許容時間のパルスpに変えるパルス化回路、14,15はFF11の出力信号Q−,Qを反転させるインバータ、16はインバータ14の出力信号と上記信号kが入力するNAND回路、17はインバータ15の出力信号と上記信号k′が入力するNAND回路。
【0026】
18はNAND回路16,17の出力信号が入力する否定子付のOR回路、19はパルス化回路13の出力信号p及びOR回路18の出力信号gが入力するAND回路、20はAND回路19の出力信号rを常時監視するウォッチドック監視回路である。
【0027】
次に、この時間差監視回路Cの動作について図5を用いて説明する。FF11とOR回路12により信号k,k′の優先判定が行われる。図5では信号kの方がk′より早い。この場合、FF11に信号kが入力すると、FF11の出力端子Qの出力は“0”となり、入力否定子付のOR回路12の出力は“1”となる。続いて信号k′がFF11に入力するが端子Qの出力が“0”となっているので、FF11は反転しない。即ち優先判定が行われる。FF11の端子Qの出力が“0”となって入力否定子付のOR回路12からパルス化回路13に信号“1”が入力すると、パルス化回路はパルス幅tのパルスpを出力する。このパルスpは優先判定の結果最初にきた信号kから、後からくる信号k′を許容する時間幅tを加味したパルスである。
【0028】
一方、NAND回路16には信号kとFF11の端子Q−の信号“1”をインバータ14で反転させた信号“0”が入力するので、この回路の出力は“1”となる。また、AND回路17には信号k′とFF11の端子Qの信号“0”をインバータ15で反転させた信号“1”が入力するので、この回路は信号k′の入力時に“0”を出力する。しかして、OR回路18からは信号k′と同期した信号qが出力される。AND回路19はパルス化回路13からの信号pとOR回路18からの信号qのANDをとる。ウォッチドック監視回路20はAND回路19からのリトリガ信号rの出力しない時間が、回路20に予め設定されているタイムアップ時間を超えるとタイムアップして異常判定信号Sを出力する。
【0029】
上記では、信号kがk′より先の場合について説明したが信号k′がkより先の場合も同様に時間差が監視される。
【0030】
なお、実施の形態1及び2ではAND回路8及びAND回路19の出力をウォッチドック監視回路で監視しているが、ウォッチドック監視回路に限定されるものでない。
【0031】
実施の形態3(遅延時間予測方式)
実施の形態1及び2は、ハードウエアによる監視方式であるが、実施の形態3はソフトウエアにより同期生成回路を監視する。
【0032】
図6に示すサンプリング同期生成回路において、到着遅延時間差計測カウンタ3で測定される時間はループ内のマスターステーションからそのノードまでの位置関係によって定まる1系と2系との到着時間差である。この時間差はマスターステーションからこのノードまでの光ファイバーによる伝送遅延(5μS/km)とノードの中継遅延による。そこで次のような設定項目を設けて、コンピュータ演算より、そのノードの位置によって定まる1系,2系との到着遅延時間差を推定し、その推定時間に監視許容時間±tmを考慮して到着遅延時間差予測値を(1)式で求める。
【0033】
そして、この到着遅延時間差の予測値と到着時間差計測カウンタ3によって求めた遅延時間とを(2)式で比較してサンプリング同期生成回路が適切であるかを判定する。
【0034】
|(到着遅延時間差計測カウンタ値×クロック周期)−(到着遅延時間差予測値ty)|≦(監視許容時間tm) ……(2)
実施の形態4(測定時間+許容時間設定管理方式)
環線系統保護用ディジタルリレーの竣工試験時には、システムに故障がないので、常時はサンプリング同期生成回路(図6)の到着遅延時間差計測回路(カウンタ3)に、竣工試験時の操作によって測定した時間差(設定した監視許容時間)を加味した監視データ生成モードを用意する。
【0035】
そして、この機能により、常時の時間差測定値が、竣工時に求めた管理値(監視許容値を考慮した監視データ)以下であることを監視する。即ち、コンピュータにより常時(3)式を演算することによって、サンプリング同期生成回路を常時監視する。
【0036】
|(常時の時間差測定値)−(竣工試験時に測定した時間差)| ≦(設定した監視許容時間) ……(3)
【0037】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【0038】
(1)サンプリング同期信号生成回路をカウンタなどの論理ロジックで製作した場合のサンプリング同期信号生成の妥当性を保証する監視ができる。
【0039】
(2)時間差パルスを利用したものは、時間差パルス信号が1系と2系の受信タイミングの間にあることを利用しているので、それ以外を不良とする判断が簡単な回路で実現可能である。そして、右回り,左回り時間差の小さいループ亘長の場合最も簡易でかなり有効である。
【0040】
(3)サンプリング同期信号生成回路を2重化したものは、2重化することにより回路が冗長となるが、全く同じ条件でサンプリング同期タイミング信号を求めているので、ハードウエアの故障以外は信号のタイミングが同一となるという特徴を利用した方式であり、ループ亘長によらない、最も信頼性の高いものとなる。
【0041】
(4)ソフトウエアによる監視方式は時間計測カウンタまでの監視ができる。また、ハードウエアによらないので監視回路の故障による監視の盲点がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかる回路を示すブロック図。
【図2】同期監視回路の動作を説明するタイミング図。
【図3】実施の形態2にかかる回路を示すブロック図。
【図4】到着遅延時間差監視回路を示すブロック図。
【図5】到着遅延時間差監視回路の動作を説明するタイミング図。
【図6】サンプリング同期生成回路を示すブロック図。
【図7】サンプリング同期生成回路の動作を説明するタイミング図。
【符号の説明】
A…同期生成回路
B…サンプリング同期監視回路
C…時間差監視回路
1…1系,2系優先判定部
2…到着遅延時間差パルス化回路
3…到着遅延時間差計測カウンタ
4…イネーブルレジスタ
5…ロードタイミングレジスタ
6…1/2時間設定レジスタ
7…サンプリング同期タイミングカウンタ
9,20…ウォッチドック監視回路
13…許容時間〜パルス化回路
Claims (2)
- 伝送路が右回り左回りに配置され、各ノードがマスタステーションからの右回りと左回りのタイミング信号を受けて同一タイミングのサンプリング同期タイミング信号を発生する回路と、右回りと左回りのタイミング信号の時間差を計測する到着遅延時間計測カウンタを備えたディジタルリレーのサンプリング同期監視方式であって、
伝送路の伝送遅延時間とノードの中継遅延時間など既知の遅延時間と装置の接続状況を設定することにより、装置自身が到着遅延時間差を予測し、この予測した到着遅延時間差と到着遅延時間測定カウンタから得られる到着遅延時間の計測値とを比較して、その比較値が監視許容時間内ならサンプリング同期が適切であると判断することを特徴とするディジタルリレーのサンプリング同期監視方式。 - 伝送路が右回り左回りに配置され、各ノードがマスタステーションからの右回りと左回りのタイミング信号を受けて同一のサンプリング同期タイミング信号を発生する回路と右回りと左回りのタイミング信号の到着時間差を計測する到着遅延時間差計測カウンタを備えたディジタルリレーのサンプリング同期監視方式であって、
常時の到着遅延時間差と竣工試験時間時の操作によって測定した時間差を下記式により常時演算して、その演算結果が設定した監視許容時間外ならサンプリング同期が異常であると判断することを特徴とするディジタルリレーのサンプリング同期監視方式。
|(常時の時間差測定値)−(竣工試験時に測定した時間差)| ≦(設定した監視許容時間)
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JP19422896A JP3629825B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | ディジタルリレーのサンプリング同期監視方式 |
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JP19422896A Expired - Lifetime JP3629825B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | ディジタルリレーのサンプリング同期監視方式 |
Country Status (1)
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JP3718977B2 (ja) * | 1997-12-25 | 2005-11-24 | 株式会社明電舎 | サンプリング同期方式 |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP19422896A patent/JP3629825B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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