JP4008693B2 - 電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム - Google Patents

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、航空機検出センサ等設備の動作状態を監視制御する電力線搬送を用いた空港設備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，センサ等設備の動作状態を監視制御する空港設備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、中央監視室に設置される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て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、親局からの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て当該灯火・センサの監視信号を送信する構成となっている。
【０００５】
ところで、以上のような空港設備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１１に示すごとく、２．５Ａの低振幅電流波形Ｓ１および７．２Ａの高振幅波形Ｓ２のうち、サイリスタスイッチを用いて、低振幅の電流波形Ｓ１のゼロクロス点から図１２に示すごとく複数パターンの何れか１つのパターンである位相角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ために定められている所定の定電流（例えば６．６Ａ）を出力し、電力線に供給する形態となっている。
【０００６】
一方、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が接続されるが、これら各端末側では、ゴムトランスの２次側にスイッチ回路が設けられ、このスイッチ回路によりゴムトランスの２次側を短絡／開放することにより、電力線搬送を用いた通信を行う構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような空港設備監視制御システムのごとく、ゴムトランス２次側の短絡／開放によって電力線搬送による通信を行う場合、ゴムトランスが７．２Ａに相当する高振幅波形Ｓ２にそった飽和状態になると、ゴムトランス２次側にそれ以上の電流供給が不可能となるので、結果として端末に接続される灯火が暗くなる現象が発生する。
【０００８】
また、ゴムトランス２次側にリレー回路が設けられ、一定時間にわたってリレー回路の短絡／開放の操作を繰り返した場合、開放による過電圧の発生により信号は発生するが、信号レベルが一定していないためにどのような信号が発生するか不明であり、受信側では適切な処理ができない問題がある。
【０００９】
いずれにせよ、ゴムトランスの２次側の短絡／開放による信号の発生は、ゴムトランス２次側の開放による過電圧発生という偶発的な現象を利用して信号を発生するものであり、信号が安定しないことから、通信品質が低下してしまう。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、定量的な送信信号を発生可能とし、またノイズを除去して適切な信号を受信し、信頼性の高い通信品質を確保する電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１） 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変成器を介して親局が接続され、また当該電力線にそれぞれゴムトランスを介して灯火、航空機検出センサを有する端末が接続され、前記親局：端末＝１：ｎ（ｎは第１の整数）が前記電力線を用いて相互に通信を行う電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムであって、前記電源発生装置の出力側近傍の前記電力線に設置され、当該電源発生装置から発生するノイズと各端末側の灯火、センサによる信号とがそれぞれ影響しないように信号分離するフィルタ装置と、このフィルタ装置に前記変成器を介して接続される前記親局は、前記電源発生装置から発生する所定数周期の電源波形に同期してスタート信号及びコマンドを当該電源波形に注入する親局側信号送信処理系と、前記ゴムトランスの２次側に接続される各端末は、前記親局側信号送信処理手段で注入されるスタート信号及びコマンドに対し、所定数周期の電源波形ごとに各電源クロス検出タイミングから所定の位相角度ずらし、予め割当てられた前記各端末のアドレス順序に従って順次所要とする信号を当該電源波形に注入する各端末側信号送信処理系とを備えた電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムである。
【００１２】
本発明は以上のような構成とすることにより、電源発生装置と各端末とを結ぶ電力線間にフィルタ装置を介在し、電源発生装置から発生するノイズは当該電源発生装置側に流し、各端末側の灯火によって生じる信号は端末側に流すことにより、互いに影響しないようにする。また、親局側および各端末側とも電源発生装置から発生する電源波形に同期し、かつ、親局側からのスタート信号及びコマンドの注入後、各端末は、予め割当てられる所定数周期の電源波形ごとに信号を注入するので、電力線上の電源波形に信号を重畳する場合でも、親局と各端末が適切に通信することができる。
【００１３】
（２） また、前記（１）の前記信号送信処理系としては、前記電源波形の零クロスの検出タイミングを用いて、当該電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより信号を注入することにより、ゴムトランスの飽和を防ぐことが可能となり、ひいてはゴムトランス２次側に接続される灯火のちらつきを発生を抑制することが可能となる。
【００１４】
（３） また、前記（１）または前記（２）の信号送信処理系としては、前記送信パターンの範囲内で所定の周波数信号に対し、当該周波数信号の正側（信号注入時間）：負側（信号未注入時間）＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号で変調し、前記電源波形に注入することにより、ゴムトランスの飽和を防ぐことが可能となり、より大きな信号を発生することが可能となる。
【００１５】
（４） さらに、前記（１）ないし（３）に記載の信号送信処理系としては、ゴムトランスの２次側ラインに接続される当該信号送信処理系出力端にリレー接点を含むスイッチを接続し、送信信号を注入しない場合にスイッチをオンすることにより、前記信号送信処理系の電力消費を容易に抑制することが可能である。
【００１６】
（５） さらに、前記（１）または前記（２）に記載する信号送信処理系としては、所定の周波数信号を発生する信号発生回路と、前記送信パターンの範囲内で当該周波数信号の正側（信号注入時間）：負側（信号未注入時間）＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号を送信する演算処理制御手段と、前記信号発生回路から発生する周波数信号を当該周波数信号の正側：負側＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号で変調する送信指令出力回路と、この送信指令出力回路から出力される変調された送信指令を受けて開放し、前記ゴムトランスの２次側ラインに所定の過電圧を発生させるスイッチ回路と、このスイッチ回路の開放により発生する過電圧が前記所定の過電圧を越える電圧を吸収する保護機能回路とを備えた構成である。
【００１７】
本発明は以上のような構成とすることにより、保護機能回路がスイッチ回路の開放によって発生する過電圧が前記所定の過電圧を越える電圧を吸収するので、電源波形に常に定量的な信号を注入することが可能である。
【００１８】
（６） さらに、信号送信処理系から発生される電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより注入される信号を受信する前記親局または各端末の信号受信処理系は、電源波形の周期内に複数回にわたって同一の信号を受信した場合、有効な受信信号として処理するので、ノイズ信号成分を破棄し、所定の角度で発生されるであろう信号の有無を適切に判断し、有効な信号とすることが可能である。
【００１９】
（７） さらに、信号送信処理系から発生される電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより注入される信号を受信する前記親局または前記各端末の信号受信処理系は、使用する信号の周波数の倍調波成分信号を受信し、所定期間信号レベルのピークを越える信号量から受信信号の有無を判断することにより、ノイズの無い信号を取出すことが可能である。
【００２０】
（８） さらに、端末の信号送信処理系としては、電源周期の零クロス毎に送信タイミングを除いて過電圧の発生有無を判断し、所定回数過電圧発生のときに灯火の断芯と判断し、送信処理を優先することにより、信号送信時の過電圧と区別して灯火の断芯と判断でき、ひいては灯火断芯時と判断したときには親局に優先的に監視信号を送信することが可能である。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１は本発明に係る電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムの一実施の形態を示す系統構成図である。
【００２３】
この空港設備監視制御システムは、例えば中央監視室に設置され、空港内の設備である各種の灯火Ｌ，航空機検出センサ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等を備えた上位システム３と、商用交流電源から所定の定電流電源波形を生成し発生する電源発生装置（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，…の動作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・消灯を制御する子局である各端末９，…とによって構成されている。
【００２４】
なお、監視制御盤２は、様々な電力線回路情報を集中的に管理するものであって、１つの電源回路を統括する親局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の回路情報を共有する機能をもっている。
【００２５】
電源発生装置４は、図２に示すように、低振幅の電流波形Ｓ１のゼロクロス点から所要の位相角度で位相制御することにより高振幅の電流波形Ｓ２を選択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。位相制御の位置は、灯火が明るいほど０度付近に移動し、灯火が暗いほど１８０度付近に移動し、また回路規模によっても位置が異なる。
【００２６】
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７を介して接続され、内部的には上位システム３の監視制御盤２の間で信号の授受を行う上位Ｉ／Ｆ部１１、各端末９からの監視信号を受信しフィルタリング処理するとともにＣＰＵ処理可能な信号に変換する受信系１２、前記上位Ｉ／Ｆ部１１で受けた制御信号に基づいて親局専用変成器７の２次側を短絡／開放することにより電力線搬送による監視信号を送信する送信系１３および制御信号や監視信号を所要の伝送形式に適する形に処理したり、所定のタイミングで信号を伝送させるなどの処理を行うＣＰＵで構成された演算処理制御手段１４などが設けられ、具体的には後記する図３に示す端末とほぼ同様な構成が採用されている。
【００２７】
フィルタ装置６は、電源発生装置４の近傍に親局８や各端末９が接続されたとき、その近傍の電力線上のノイズ量が大きくなることから、見かけ上の距離を延ばすために電力線５の１次側に直列にそれぞれ距離延長用コイル（図示せず）が接続されている。
【００２８】
前記各端末９は、図１及び図３に示すように電力線５にゴムトランス１０を介して接続され、内部的には、親局８からの制御信号を受信しフィルタリング処理するとともにＣＰＵ処理可能な信号に変換する受信系２１、センサＣの状態を取り込むセンサＩ／Ｆ部２２、灯火Ｌの断芯有無の状態を検出する断芯検出系２３、前記受信系２１で受信された制御信号を解析し、灯火制御に関する信号に変換し灯火制御系２４に送出し、また断芯検出系２３によって検出された監視信号を所定のタイミングで伝送可能な状態に設定する前記ＣＰＵで構成された演算処理制御手段２５およびこの演算処理制御手段２５により処理された監視信号に基づいてゴムトランス１０の２次側を短絡／開放することにより電力線搬送を行う送信系２６等によって構成されている。これら演算処理制御手段２５および送信系２６は要旨との関係では信号送信処理系を構成する。
【００２９】
前記受信系２１は、ゴムトランス１０の２次側に設けられた変成器などの信号抽出部２１ａ、この信号抽出部２１ａによって抽出される信号を信号増幅部，フィルタＨＰＦ，ＬＰＦなどを通すフィルタ回路要素２１ｂ、この回路要素２１ｂから出力される信号を取得する受信信号取得回路２１ｃの他、同じく信号抽出部２１ａ，フィルタＬＰＦ，信号増幅部，比較部ＣＯＭＰ等を含んで電力線５に供給される電源波形の零クロスを取得する電源零クロス取得回路２１ｄによって構成されている。
【００３０】
前記センサＩ／Ｆ部２２は、説明の便宜上、灯火Ｌとの関係だけを説明していることから、特に図示していないが、図３と同様な構成となっている。
【００３１】
断芯検出系２３は、ゴムトランス１０の２次側に設けられた変成器２３ａなどを介して灯火Ｌの断芯を検出する断芯検出回路２３ｂが設けられている。
【００３２】
灯火制御系２４は、ゴムトランス１０の２次側に設けられた電源ＣＴ２４ａ、この電源ＣＴ２４ａを介して自己端末の動作電源を取得する電源取得回路２４ｂ、灯火Ｌを保護するための各種の保護回路２４ｃ、灯火Ｌの点灯・消灯を制御するための例えばトライアックなどの灯火制御部２４ｄ、過電流を検出するための電流検出部２１ｅなどにより構成されている。
【００３３】
演算処理制御手段２５は、灯火制御部２４に接続される灯火Ｌ等の状態その他必要な信号を取り込んで所要とするデータを作成し、また親局８から電力線５を通して受信される信号に基づいて灯火制御部２４ｄを介して灯火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機能をもっている。
【００３４】
前記送信系２６は、演算処理制御手段２５からのタイミングを受けて所定周波数例えば１０ＫＨｚの周波数信号を発生する信号発生回路２６ａ、演算処理制御手段２５から出力される灯火等の動作状態に応じた監視信号を用いて、信号発生回路２６ａからの周波数信号を変調し出力する送信指令出力回路２６ｂ、ゴムトランス１０の２次側に設けられ、送信指令出力回路２６ｂの送信指令に基づいて所定のオン・オフの信号を発生するスイッチ回路２６ｃ及び保護機能回路が設けられている。
【００３５】
前記保護回路２４ｃおよびスイッチ回路２６ｃの出力側に設けられる保護機能回路にはそれぞれリレー接点Ｘ１、Ｘ２が設けられている。保護回路２４ｃのリレー接点Ｘ１は、端末特有のリレー接点であって、灯火Ｌが断芯した場合にオンさせて灯火制御系２４を保護することにある。スイッチ回路２６ｃ出力側の保護機能回路のリレー接点Ｘ２は、送信系２６の未使用時の消費電力を軽減するために設けたものである。
【００３６】
次に、以上のような空港設備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。
【００３７】
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。
【００３８】
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，…との間で情報の授受を行い、上位システム３／下位端末９に所要とする信号を伝送する。
【００３９】
親局８と各端末９,…との間の信号授受は、親局８が１次局となり、送信系１３，２６が演算処理制御手段１４，２５で作成される例えばテキストデータ等の情報を所定のタイミングに従って電力線５に伝送する。
【００４０】
よって、以上のような監視制御システムは、灯火／センサの状態が実際に現場まで調査することなく、上位システム３に設置されるオペレータコンソール１により遠隔操作することにより、親局８を介して各端末９に接続される多数の灯火を制御することができ、さらに上位システム３により灯火／センサの状態を一括管理することにより、例えばセンサの情報をもとに灯火制御することができ、空港，飛行場の自動運用を確立することが可能である。そして、空港等の自動運用により、空港等設備の運用面で大幅にコストダウンを図ることが可能となる。
【００４１】
次に、本願各請求項に係る電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムについて個別に説明する。
【００４２】
（１） この監視制御システムは、電源発生装置４から発生する電力を空港設備である灯火Ｌに用いる一方、灯火Ｌ、センサＣの監視制御に関する信号の通信媒体として、電源発生装置４から発生する電力が供給される電力線５を用い、かつ、電源発生装置４から発生する電力波形に対し灯火Ｌ、センサＣの監視制御に関する信号を重畳して搬送する電力線搬送方式が用いられている。このとき、電源発生装置４の出力側にバイパスフィルタなどのフィルタ装置６を設置する。このバイパスフィルタ内には使用する周波数毎にＬＣのＩ型共振回路が設けられ、電源発生装置４から発生するノイズは自身の電源発生装置側に、灯火Ｌ側で用いられる信号は灯火Ｌ側に流れるようにする。つまり、バイパスフィルタを用いることにより、電力線搬送に用いる信号が電源発生装置４側に障害を与えないような構成となっている。
【００４３】
さらに、本発明システムにおいては、図４に示すように親局８側が予め定める所定数周期の電源波形に同期し、スタート信号及び各端末送信要求のコマンドを注入する。因みに、親局８は断芯検出や灯火制御系２４ａを除き端末９とほぼ同じ構成を用いているので、電源零クロスを検出し、演算処理制御手段１４がスイッチ回路を制御し、スタート信号やコマンドを注入することになる。
【００４４】
一方、各端末９は、親局８からスタート信号及びコマンドの送信終了後、所定数周期の電源波形ごとに予め割当てられる各端末アドレスの順序に従って灯火Ｌ／センサＣの動作状態である監視信号を送信する。つまり、各端末９の演算処理制御手段２５は、電源零クロス取得回路２１ｄからの零クロス検出信号および受信信号取得回路２１ｃからの受信信号に基づき、例えば断芯検出回路２３ｂや電源取得回路２４ｂの出力等から灯火Ｌの動作状態を判断し、所定のタイミングで監視信号を送信する。
【００４５】
従って、以上のような実施の形態によれば、親局８が電源波形に同期してスタート信号、コマンドを注入し、各端末９では、自局に割当てられた所定数周期の電源波形に自身端末のアドレスを同期させつつ灯火Ｌ等の監視信号を注入するので、親局８と端末９が１：ｎの関係にある場合でも、所要とする信号を整然と送信できる。
【００４６】
(２) また、別の発明に係る監視制御システムにおいては、各端末９の演算処理制御手段２５および送信系２６を含む信号送信処理系としては、図５に示すタイミングにより所要とする監視信号等を送信する。具体的には、演算処理制御手段２５は、同図（ａ）に示す電源波形に対する電源零クロス取得回路２１ｄの零クロス検出タイミングから３０度、１５０度、２１０度、３３０度の位相角度のときに同図(ｂ）に示すごとく１ビットのタイミング用クロックを発生し、このクロックに基づいて同図（ｃ）に示すような送信パターン内において監視信号等を送信し、ゴムトランス１０を介して電力線５に注入する。この送信パターンは、監視信号等を送信するための時間ないし信号発生幅に相当する。
【００４７】
すなわち、このシステムは、電源波形の正負に同量の信号を注入し、正負何れにおいても同量のエネルギーを消費させることにより、ゴムトランス１０の２次側に現われる高振幅の電流波形にそって飽和するのを回避するので、より大きなレベルの信号を発生させることが可能となる。なお、正側である１度〜１８０度と負側である１８１度〜３６０度との間でそれぞれ信号注入時間の合計が等しくなるように設定すれば、任意の信号注入時間を設定することができる。
【００４８】
従って、以上のような実施の形態によれば、電源波形の正負に同量の信号を注入し、正負何れにおいても同量のエネルギーを消費させることにより、ゴムトランス１０の２次側の飽和を防ぐことができ、ひいてはゴムトランス１０の２次側に接続される灯火Ｌのちらつをなくすことができる。
【００４９】
なお、親局８の演算処理制御手段１４を含む送信系１３についても同様に電源波形の正負に同量の信号を注入するものである。
【００５０】
（３） さらに、別の発明に係る監視制御システムは、各端末９の演算処理制御手段２５の図５（ｃ）に示す送信パターン内で送信系２６から監視信号等を送信するが、送信系２６においては具体的には図６に示すような信号処理を実行し監視信号等を電源波形に重畳する。先ず、送信信号発生回路２６ａから例えば１０ＫＨｚの周波数信号Ｓ１１を発生し（図６（ａ）参照）、送信指令出力回路２６ｂに供給する一方、演算処理制御手段２５から送信パターン内において周波数信号の正側信号（監視信号等の信号注入時間）：負側信号（信号未注入時間）＝３：１となるような不均衡な監視信号等を含む信号Ｓ１２を送出し（図６（ｂ）参照）、送信指令出力回路２６ｂに設けられる送信指令用接点スイッチ２６ｂａをオン・オフ制御することにより、当該送信指令出力回路２６ｂから１０ＫＨｚの周波数信号Ｓ１１が監視信号等で変調された信号を出力し、スイッチ回路２６ｃを制御し、ゴムトランス２次側の商用電源波形に重畳し、親局８側に送信する。
【００５１】
従って、以上のような実施の形態によれば、正側：負側＝３：１（ｎ：１）となる不均衡な信号注入を行った場合、正側：負側＝１：１の信号注入と比較し、信号の注入効率がよくなり、ゴムトランス１０の飽和を防ぐことができ、より大きな信号を発生させることが可能となる。
【００５２】
本システムは、どちらかと言えば、商用電源波形にノイズ的な信号を注入することにあるが、例えば正負均一なバランスのよい信号を注入すると、ノイズ的な信号にならず、注入効率が悪くなる。その点、正負で不均衡な信号であれば、ノイズ的な信号となり、信号の注入効率を上げることが可能となり、ゴムトランス１０の飽和を防ぐことに役立つものである。
【００５３】
なお、親局８の演算処理制御手段１４を含む送信系１３についても、正側：負側＝３：１となるような不均衡な信号注入を行うことにより、信号の注入効率を上げることが可能である。
【００５４】
（４） さらに、別の発明に係る監視制御システムは、端末９側の演算処理制御手段２５では、監視信号等を送信しない場合を把握できるので、信号不送信時にリレー接点ｘ２を短絡し、信号送信時のみリレー接点ｘ２を開放する制御を行うことにより、送信系２６による電力消費の損失を防ぐことが可能となる。
【００５５】
図７は送信系２６を構成するスイッチ回路２６ｃの具体的な回路構成を示す図であって、それぞれスイッチ機能をもった４個のＦＥＴＱ３〜Ｑ６で構成され、そのうちＦＥＴＱ３，Ｑ４がシリアル接続され、同様にＦＥＴＱ５，Ｑ６がシリアル接続され、これらが並列回路を構成している。そして、この並列回路にはＦＥＴＱ１とＱ２がシリアルに接続された保護機能回路が設けられている。さらに、これらＦＥＴＱ１とＦＥＴＱ２のゲートとドレイン間に例えば３００Ｖの過電圧を阻止する過電圧保護素子２６ｃａを設けられている。
【００５６】
このシステムの構成は、送信系２６に並列にリレー接点ｘ２を設け、信号を送信しない時には図示するようにリレー接点ｘ２を短絡制御することにより、送信系２６の電力消費を抑制する。
【００５７】
また、当該送信系回路では、信号注入時、送信指令出力回路２６ｂから出力される送信指令によってＦＥＴＱ３〜ＦＥＴＱ６がＯＦＦし、過電圧が発生する。電源波形の正側の時はＦＥＴＱ３、Ｑ５により過電圧が発生し、電源波形の負側の時はＦＥＴＱ４、Ｑ６によって過電圧が発生する。このとき、リレー接点ｘ２を開放すれば、本来の送信系回路として有効に機能させることができる。
【００５８】
さらに、例えば３００Ｖの過電圧を阻止する過電圧保護素子２６ｃａを設け、過電圧保護素子以上の電圧が発生することを防ぐとともに、過電圧保護素子以上の過電圧となったとき、ＦＥＴＱ１またはＦＥＴＱ２に電圧が加わり、ＦＥＴＱ１，Ｑ２がＯＮすることにより、設定された電圧を超えた分の電圧をバイパスする構成となっている。
【００５９】
図８は同じく送信系２６を構成するスイッチ回路２６ｃの別の具体的な回路構成を示す図であって、図７と比較して異なるところは、送信系主回路に代えて各過電圧保護素子２６ｃａにそれぞれ並列にリレー接点ｘ２−１，ｘ２−２を設けた例であり、小容量のリレー接点に置換え可能となるので、より小型の端末９を実現することが可能である。
【００６０】
（５） さらに、別の発明に係る監視制御システムとしては、前述する図５によれば、複数の個所に信号を注入することにより、同じ信号が複数存在する。例えば図５では、例えば４個所注入する場合、受信側である親局８側演算処理制御手段１４（逆の受信の場合には端末側演算処理制御手段２５となる）は、図９に示すごとく、最低２回規定の信号を受信したときに当該信号が有効であると判断する処理を実行する。
【００６１】
具体的には、電源波形から零クロスを検出した後、所定の信号取得タイミングか否かを判断し（Ｓ１）、信号取得タイミングと判断されたとき、順次所定の角度３０度、１５０度、２１０度、３３０度毎の信号取得を行う（Ｓ２）。この取得結果、信号有りと判断された場合（Ｓ３）、それぞれ当該信号が規定長以上か否かを判断し（Ｓ４）、規定長以下の場合には完全なノイズ信号として破棄し（Ｓ５）、規定長以上である場合には何れの角度の信号かを判断し（Ｓ６）、所定角度外の信号であれば、同様に完全なノイズ信号として破棄する（Ｓ５）。
【００６２】
ステップＳ６において所定角度の信号であれば、その角度及び信号を受信バッファ（図示せず）に格納する（Ｓ７）。そして、受信バッファに信号を格納した後、所定角度に関する２回の信号受信有りかを判断し（Ｓ８）、１回のみ信号受信有りの場合には無効と判断し、受信信号を破棄する（Ｓ９）。一方、全く信号受信無しか、あるいは２回以上信号有りと判断された場合、受信信号無しまたは受信信号は有効と判断し、上位システム３に信号無し、あるいは有効な受信信号を伝送する（Ｓ１０）。
【００６３】
図１０は送信パターンと受信パターンとの関係の他、受信信号の採用・不採用の状態を表した図である。
【００６４】
従って、以上のような実施の形態によれば、受信信号の中から完全なノイズを除去する一方、所定の角度のときに送信された規定長さ以上の信号を複数回受信した場合に有効な受信信号と判断するので、的確に信号の有無を判断でき、端末９からの信号および信号無しを上位システム３に通知できる。
【００６５】
（６） さらに、別の発明に係る監視制御システムの実施の形態について説明する。
【００６６】
図２に示すごとく、電源発生装置４から発生される定電流電源波形の位相制御によって低振幅電流波形Ｓ１から高振幅電流波形Ｓ２に切換えた場合、一般的にはノイズが発生するが、図３に示すように受信系２１にローパスフィルタＬＰＦを設ける他、受信信号取得回路２１ｃおよび演算処理制御手段２５を用いて、受信波形からノイズを除去することが行われている。
【００６７】
具体的には、ローパスフィルタＬＰＦを通した後の受信波形ｘ（ｎ）に対し、受信信号取得回路２１ｃおよび演算処理制御手段２５において、図１１に示すように予めノイズレベルを設定し、使用周波数αの１倍波、２倍波、３倍波、の振幅スペクトラムを取り込むが、信号注入開始のスタート信号期間（図４参照）以前のピーク値をノイズレベルと定義し、このノイズレベルを所定レベル（しきい値）を越えたときに信号有りと判断する。
【００６８】
その結果、定電流電源波形の位相制御によってノイズが発生するが、信号注入開始のスタート信号期間以前のピーク値をノイズとするので、ノイズを除去した受信信号を確実に取り込むことが可能である。
【００６９】
なお、以上のような技術手段は、端末だけでなく、親局８においても同様の適用できるものである。
【００７０】
（７） さらに、別の発明に係る監視制御システの実施の形態について説明する。
【００７１】
端末９側では、ゴムトランス１０の２次側の負荷を変動させる信号発生要因としては、送信系２６からの信号発生の他、灯火断芯検出時の過電圧発生が上げられ、これらの判定が難しい。
【００７２】
そこで、端末９側の演算処理制御手段２５は、図１２に示すように、送信開始時、予め内蔵される過電圧カウンタのカウント値をリセットした後（Ｓ１１）、電源波形の零クロス毎にチェック処理を実施し（Ｓ１２）、送信タイミングか否かを判断し、送信タイミングに達したとき、送信を実行する（Ｓ１３，Ｓ１４）。ステップＳ１３において送信タイミングでない場合、過電圧発生か否かを判断し（Ｓ１５）、過電圧発生の場合には過電圧カウンタが＋１をインクリメントした後（Ｓ１６）、この過電圧カウンタのカウント値ｎが予め定められるカウント値４以上となったか否かを判断し（Ｓ１７）、過電圧カウンタのカウント値＝４以上となった場合、灯火Ｌが断芯であると判断する（Ｓ１８）。
【００７３】
従って、以上のような実施の形態によれば、送信時期を除いて各電源波形毎に過電圧の発生状況を計数し、所定回数以上過電圧を計数したとき、灯火断芯による過電圧と判断するので、信号送信時の過電圧と確実に識別しながら灯火Ｌの断芯を検出することができる。
【００７４】
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。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、定量的な送信信号を発生することができ、またノイズを除去して適切な受信信号を受信でき、高い通信品質を確保できる電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムの全体構成を示す図。
【図２】 図１に示す電源発生装置から発生される２つの定電流電源波形のうち、低振幅電流電源波形をある位相角度で位相制御し、高振幅電流電源波形に切換えたときの電流波形の変化を表す図。
【図３】 図１に示す各端末側の構成を具体的に示す図。
【図４】 本発明システムに係る第１の実施の形態を説明する図であって、親局と各端末との電源波形に対する送信信号の送信タイミング図。
【図５】 本発明システムに係わ第２の実施形態を説明する図であって、電源波形に対する送信パターの発生状態を説明する図。
【図６】 本発明システムに係る第３の実施形態を説明する図であって、図５に示す送信パターンごとに変調された送信信号を発生するための説明図。
【図７】 本発明システムに係る第４の実施の形態を説明する図であって、送信系を構成するスイッチ回路の一構成例図。
【図８】 本発明システムに係わ第２の実施形態を説明する図であって、送信系を構成するスイッチ回路の他の構成例を示す図。
【図９】 本発明システムに係る他の実施形態を説明する図であって、受信信号有りを判断するフローチャート。
【図１０】 図９に示す判断結果、受信信号を有効な信号として採用するか否かを表す図。
【図１１】 本発明システムに係る別の実施の形態を説明する図であって、電源波形のノイズ除去後の受信信号の有無を判断するための一例図。
【図１２】 本発明システムに係る別の実施の形態を説明する図であって、信号送信時の過電圧と区別して灯火断芯時の過電圧を識別するための説明図。
【図１３】 従来例を説明する電源発生装置から発生される低振幅電流電源波形と高振幅電流電源波形とを示す図。
【図１４】 複数のパターンによる位相制御を説明する図。
【符号の説明】
１…オペレータコンソール
２…監視制御盤
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
８…親局
Ｌ…灯火
Ｃ…センサ
９…端末
１０…ゴムトランス
１２，２１…受信系（２１ａ〜２１ｄ）
１３，２６…送信系（２６ａ〜２６ｃ）
１４，２５…演算処理制御手段
２３…断芯検出系（２３ａ，２３ｂ）
２４…灯火制御系（２４ａ〜２４ｅ）

Claims (8)

1. 電源発生装置から導出される電力線に変成器を介して親局が接続され、また当該電力線にそれぞれゴムトランスを介して灯火、航空機検出センサを有する端末が接続され、前記親局：端末＝１：ｎ（ｎは第１の整数）が前記電力線を用いて相互に通信を行う電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記電源発生装置の出力側近傍の前記電力線に設置され、当該電源発生装置から発生するノイズと各端末側の灯火，センサにより発生する信号とがそれぞれ影響しないように信号分離するフィルタ装置と、
   このフィルタ装置に前記変成器を介して接続される前記親局は、前記電源発生装置から発生する所定数周期の電源波形に同期してスタート信号及びコマンドを当該電源波形に注入する親局側信号送信処理系と、
   前記ゴムトランスの２次側に接続される各端末は、前記親局側信号送信手段に注入されるスタート信号及びコマンドに対し、所定数周期の電源波形ごとに各電源クロス検出タイミングから所定の位相角度ずらし、予め割当てられた前記各端末のアドレス順序に従って順次所要とする信号を当該電源波形に注入する各端末側信号送信処理系と
   を備えたことを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
2. 請求項１に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系は、前記電源波形の零クロスの検出タイミングを用いて、当該電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより信号を注入すること特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系は、前記送信パターンの範囲内で所定の周波数信号に対し、当該周波数信号の正側（信号注入時間）：負側（信号未注入時間）＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号で変調し、前記電源波形に注入することを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系は、ゴムトランスの２次側ラインに接続される当該信号送信処理系出力端にリレー接点を含むスイッチを接続し、送信信号を注入しない場合にスイッチをオンし、前記信号送信処理系の電力消費を抑制することを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
5. 請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系は、所定の周波数信号を発生する信号発生回路と、前記送信パターンの範囲内で当該周波数信号の正側（信号注入時間）：負側（信号未注入時間）＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号を送信する演算処理制御手段と、前記信号発生回路から発生する周波数信号を当該周波数信号の正側：負側＝ｎ（ｎは第２の整数）：１の関係をもつ送信信号で変調する送信指令出力回路と、この送信指令出力回路から出力される変調された送信指令を受けて開放し、前記ゴムトランスの２次側ラインに所定の過電圧を発生させるスイッチ回路と、このスイッチ回路の開放により発生する過電圧が前記所定の過電圧を越える電圧を吸収する保護機能回路とを備えたことを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
6. 請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系から発生される電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより注入される信号を受信する前記親局または各端末の信号受信処理系は、前記電源波形の周期内に複数回にわたって同一の信号を受信した場合、有効な受信信号として処理することを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
7. 請求項１、請求項２および請求項６の何れか一項に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系から発生される電源波形の正負の間でそれぞれ同数となる複数、かつ同量の送信パターンにより注入される信号を受信する前記親局または前記各端末の信号受信処理系は、使用する信号の周波数の倍調波成分信号を受信し、所定期間信号レベルのピークを越える信号量から受信信号の有無を判断することを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。
8. 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の電力線搬送を用いた空港設備監視制御システムにおいて、
   前記信号送信処理系は、電源周期の零クロス毎に送信タイミングを除いて過電圧の発生有無を判断し、所定回数過電圧発生のときに灯火の断芯と判断し、送信処理を優先することを特徴とする電力線搬送を用いた空港設備監視制御システム。

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