JP6720417B2 - 制御・監視信号伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、制御側に設けられた親局と被制御側に設けられた複数の子局との間の信号線を省配線化し、共通の伝送線で接続し、伝送クロックで同期させるなどの伝送同期方式によりデータの伝送を行う制御・監視信号伝送システムに関する。

施設内に配置された多数の装置を集中制御するシステムにおいて、配線の数を減らす、所謂省配線化が広く実施されている。そして、その省配線化の一般的な手法として、被制御側に設けられた複数の機器の各々を制御側に設けられた制御部に直接繋ぐパラレル接続に代えて、パラレル信号とシリアル信号の変換機能を備えた親局と複数の子局を、制御部と複数の装置にそれぞれ接続し、親局と複数の子局との間で共通の伝送線を介してシリアル信号によりデータ授受を行う方式が広く採用されている。

また、共通の伝送線を介してシリアル信号によりデータ授受を行う方式として、伝送クロックで同期させるなどの伝送同期方式が知られているが、その伝送同期方式において、伝送信号に電源を重畳しデータ授受と電力供給を同時に行う手法が提案されている。

そして、伝送同期方式において、データ授受と電力供給を同時に行う場合、伝送クロックの１周期の所定範囲が電源電圧とされる領域（以下、電源電圧エリアとする）とされ、残りが電源電圧と異なる電位レベルとされた直列のパルス状電圧信号が利用されるが、電源電圧エリアは子局の電源となることから、一定の電圧を維持する必要があるなどの制約が存在する。そこで、伝送同期方式において、データ授受と電力供給を同時に行う場合、電源電圧のレベルとなっていない領域が主にデータの伝送に利用されている。

更に、伝送信号によりデータ授受と電力供給を同時に行う場合、伝送クロックを１００ｋＨｚ以下の低速にしなければ伝送を確実に行うことが難しくなる反面、伝送クロックを低速にするとシステムの伝送応答速度が遅くなるという問題があった。

そこで、本出願人は、特許第５５９９５３３号公報において、伝送同期方式によりデータ授受と電力供給を同時に行いながら、伝送クロックを高速にすることなく、子局の伝送応答の高速化を可能とする制御・監視信号伝送システム（以下、「第一従来技術」とする）を提案している。

この第一従来技術では、伝送信号の１フレームサイクルの伝送クロックの数に相当する第一のサイクルカウンタを備える子局と、第一のサイクルカウンタのカウント値より小さい数を最大カウント値とする第二のサイクルカウンタを備える子局が、異なる強さの電流信号を、電源電圧のレベルとなっていない期間に重畳するものとなっている。

なお、子局の伝送応答の高速化とは、伝送信号の単位時間当たりのデータ伝送量（帯域幅）の一部をその目的のために割り当てることである。そして、上記第一従来技術では、電源電圧のレベルとなっていない期間に重み付き電流信号を重畳することにより、伝送応答の高速化のために割り当てることのできる帯域幅を増やす試みがなされている。

これに対し、電源電圧エリアをデータの伝送に利用することにより帯域幅を増やす試みが以前からなされている。例えば、特開２００２−１６６２１号公報には、クロックの１周期の後半が電源電圧とされ前半の電圧レベルが電源電圧と異なるものとされた直列のパルス状電圧信号に、クロックの１周期毎に、クロックより高い周波数の信号（以下、「周波数信号」とする）を重畳する制御・監視信号伝送システム（以下、「第二従来技術」とする）が提案されている。

特開２００２−１６６２１号公報 特許第５５９９５３３号公報

しかしながら、周波数信号は、周波数が１ＭＨｚ程度の高周波になると、伝送線のインダクタンスにより、電流変化の振幅が減少することがあった。更に、周波数信号は、過渡現象により振幅が不安定なものになることがあった。そのため、周波数信号による電流値の変化の有無が不明となり、電流信号が重畳されたことを検出できない場合があった。

また、親局とデータの伝送を行う子局が接続されている伝送線（本線とする）から別の伝送線（分岐線とする）が分岐している場合、電流変化が無いときに分岐線に溜まった電荷は、電流が変化する極短い時間、本線に接続された子局に対する親局以外の電流源となってしまう。そのため、電流変化の周期が短い場合には、親局で検出される電流値が減少し、電流信号が重畳されているにも関わらず、電流信号が重畳されたことを検出できない場合があった。

そこで、本発明は、伝送同期方式によりデータ授受と電力供給を同時に行いながら、伝送信号における電源電圧エリアをデータ伝送に利用し、従来よりも大きな帯域幅を有する制御・監視信号伝送システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる第一の制御・監視信号伝送システムは、制御部とデータの授受を行う親局と、共通の伝送線を介して伝送同期方式により前記親局とデータの授受を行う子局の複数を備える。

前記子局は、複数の電源電圧レベルのパルス信号が連なって構成された伝送信号における電源電圧エリアに、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値で、所定期間、所定のレベルが維持される単一の電流信号を重畳する。

前記親局は、前記伝送信号においてデータの授受のために割り当てられていない無アドレス領域の前記電源電圧エリアの電流値を基準値とし、前記電流信号の電流値と前記基準値の差分値、および、前記重み付けに基づいて、前記伝送信号における同一エリアに出力された複数のデータを前記複数のチャンネル毎に抽出する。前記基準値は、前記無アドレス領域となる伝送タイミングの都度、更新される。

本発明にかかる第二の制御・監視信号伝送システムは、制御部とデータの授受を行う親局と、共通の伝送線を介して伝送同期方式により前記親局とデータの授受を行う子局の複数を備え、複数の電源電圧レベルのパルス信号が連なって構成された伝送信号における前記電源電圧レベルの電源電圧エリアに第一エリアと第二エリアが設けられる。

前記子局は、前記第一エリアと前記第二エリアのいずれか一方に、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値で、所定期間、所定のレベルが維持される単一の電流信号を重畳する。

前記親局は、前記第一エリアと前記第二エリアの電流値の差分値、および、前記重み付けに基づいて、前記伝送信号における同一エリアに出力された複数のデータを前記複数のチャンネル毎に抽出する。

なお、本発明において、所定期間、所定のレベルが維持される単一の電流信号とは、電流が継続して流れる状態となる信号、すなわち、直流電流の信号を意味し、電流を重畳する状態（ＯＮ状態）と電流を重畳しない状態（ＯＦＦ状態）が複数回繰り返される周波数信号は含まれない。なお、電流は継続して流れればよく、所定のレベルに対し許容範囲内で変動してもよい。また、電流が流れる期間は、電流信号が重畳されるエリアの幅より短い期間であってもよい。

前記子局は、前記伝送信号における所定の起点からカウントを開始し、カウンタ値が前記伝送信号の１フレームサイクルの伝送クロックの数に相当する第一のサイクルカウンタ、または、前記伝送信号における所定の起点からカウントを開始し、前記第一のサイクルカウンタのカウント値より小さい数を最大カウント値とする第二のサイクルカウンタを備え、前記複数の重み付けから割り当てられた電流値が、前記第一のサイクルカウンタのカウント値に基づく場合と、前記第二のサイクルカウンタのカウント値に基づく場合とで異なるものであってもよい。

本発明の第一の制御・監視信号伝送システムでは、伝送信号においてデータの授受のために割り当てられていない無アドレス領域の電源電圧エリアの電流値を基準値とするため、伝送線の分岐など設置状態により電流値が変化する場合でも、電流信号の電流値を正確に検出することができる。しかも、基準値は無アドレス領域となる伝送タイミングの都度、更新されるため、電流値が頻繁に変化する環境でも、電流信号の電流値を正確に検出することができる。そのため、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値に基づいて、複数のチャンネル毎にデータを抽出することができる。

また、本発明の第二の制御・監視信号伝送システムでは、電源電圧レベルのパルス信号に設けられた第一エリアと第二エリアのいずれか一方のエリアに電流信号を重畳するため、伝送線の分岐など設置状態により電流値が変化する場合でも、第一エリアと第二エリアの電流値には必ず差異が生じることになる。しかも、監視データの電流信号の論理を判断するための基準値が、子局が電流信号を重畳しないときとなる。従って、親局側で検出される電流値が、子局が接続される個数により変化するとともに、子局の論理状態によっても変化するものであっても、基準値は個々の子局に応じて常にリフレッシュされた値となり、確実な論理判定が得られることになる。すなわち、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値に基づいて、複数のチャンネル毎にデータを抽出することができる。

従って、本発明によれば、電源電圧エリアをデータ伝送に利用することができ、更に、その電源電圧エリアにおいて電流値の重みを利用して複数のチャンネルを実現できるため、従来の伝送信号と比較し帯域幅が大きくなる。

また、本発明では、カウンタ値が伝送信号の１フレームサイクルの伝送クロックの数に相当する第一のサイクルカウンタ（以下、「低速用サイクルカウンタ」とする）と、第一のサイクルカウンタのカウント値より小さい数を最大カウント値とする第二のサイクルカウンタ（以下、「高速用サイクルカウンタ」とする）を使用することにより、帯域幅を伝送速度の高速化に適用することができる。

高速用サイクルカウンタを備える子局によって伝送信号に重畳される電流信号（以下、「第二の監視信号」とする）は、伝送信号の１フレームサイクルより短いサイクルで、低速用サイクルカウンタを備えた子局により重畳される電流信号（以下、「第一の監視信号」とする）と強さの異なる電流信号として重畳される。そのため、第二の監視信号は、第一の監視信号よりも短いサイクルで、第一の監視信号と区別可能な信号として得ることができる。従って、高速用サイクルカウンタを備えた子局は、第二の監視信号を利用することにより、伝送信号の１フレームサイクルよりも短い時間で所定の入力信号を高速スキャンすることができ、低速用サイクルカウンタを備えた子局よりも高速の伝送応答が可能となる。

本発明に係る制御・監視信号伝送システムの実施形態における伝送信号のタイムチャート図である。 同実施形態のシステム構成図である。 親局の機能ブロック図である。 伝送信号の伝送手順を示す模式図である。 入力子局の機能ブロック図である。 出力子局の機能ブロック図である。 親局と入力子局との間で授受される伝送信号から抽出されるデータを低速用データと高速用データに分けて示す伝送信号の模式図である。 本発明に係る制御・監視信号伝送システムの他の実施形態における伝送信号のタイムチャート図である。

本発明に係る制御・監視信号伝送システムの実施形態を説明する。
この制御・監視信号伝送システムは、工場などの施設内に配置された多数の装置機器を制御部において集中制御するためのものである。図２に示すように、制御部１および共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ（以下、伝送線とする）に接続された親局２と、被制御側となる施設内に配置され伝送線に接続された入力子局４、出力子局５および入出力子局６の複数で構成される。なお、図２においては、図示の便宜上、各々の子局が一つずつ示されているが、伝送線に接続される子局の種類や数に制限は無い。

入力子局４が接続される入力部７、出力子局５が接続される出力部８および入出力子局６が接続される入出力部９は、被制御側となる施設内に配置された装置である。

入力部７に相当するものとして、例えば、リードスイッチ、マイクロスイッチ、押釦スイッチ、光電スイッチ、その他各種センサを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

出力部８に相当するものとして、例えば、アクチュエータ、（ステッピング）モータ、ソレノイド、電磁弁、リレー、サイリスタ、ランプを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

入出力部９は、入力部７と出力部８の双方の機能を備える装置機器である。例えば、温調、タイマ、カウンタ等の装置機器で、親局２に対し情報を送信する機能と、親局２から送信されたデータに基づき出力動作を行う機能の双方を備えるものを挙げることができる。

なお、入力部７は、入力子局４と一体化された入力部一体型子局７０であってもよい。また、出力部８は、出力子局５と一体化された出力部一体型子局８０であってもよい。

制御部１は、演算処理機能を持つ管理判断手段１１と入出力ユニット１２を備える。管理判断手段１１は、入出力ユニット１２を介して親局２からデータを受け取り、内部に記憶されたプログラムに基づいて必要な演算処理を行う。

＜親局の構成＞
親局２は、図３に示すように、出力データ部２１、管理データ部２２、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、入力データ部２６を備える。そして、伝送線に接続され、一連のパルス状信号である制御信号を伝送線に重畳するとともに、入力子局４、出力子局５および入出力子局６から伝送線に重畳された監視信号から抽出された監視データを制御部１の入出力ユニット１２へ送出する。

出力データ部２１は、制御部１から受けたデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

管理データ部２２は、子局情報テーブルを記憶する不揮発性機能を持つ記憶手段２９を備える。そして、制御部１から受けたデータと子局情報テーブルに基づき、後述の管理制御データ領域において子局への指示に必要となるデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

子局情報テーブルは、監視データとして得られない子局側の情報を伝送線に出力させる、入力子局４、出力子局５または入出力子局６を指定するための管理制御アドレスデータを含んでいる。なお、この実施形態では、管理制御アドレスデータとして入力子局４、出力子局５および入出力子局６のアドレスデータである先頭アドレス番号に、種別の識別子を加えたデータが用いられている。

タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、発振回路（ＯＳＣ）３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４、親局入力部２５に引き渡す。

親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ３４を介して伝送線に一連のパルス状信号として伝送信号を重畳する。

伝送手順は、図４に示すように、伝送信号のエンド信号ＥＮＤと次のエンド信号ＥＮＤの間の、制御・監視データ領域、そして管理データ領域と続く１フレームサイクルであり、複数のパルス信号が連なって構成される。

伝送信号を構成するパルス信号は、図１に示すように、閾値Ｖｓｔより高い電源電圧レベルＶｐの電源電圧エリアと、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルの低電位エリアで構成される。

電源電圧エリアは伝送クロック信号に相当し、この実施形態では電源電圧レベルＶｐが＋２４Ｖとされている。なお、電源電圧レベルに制限はなく、使用環境や使用状態に応じて適宜決めることができる。負電源であってもよい。

また、この実施形態では、電源電圧エリアが１周期の後半と、低電位エリアが１周期の前半とされているが、その順番に制限はなく、これらの順番を逆にしてもよい。電源電圧レベルを負電源とする場合も同様である。なお、この実施形態での低電位エリアは、負電源の場合、電源電圧エリアに対し高電位のエリアとなる。

低電位エリアの電位は、制御信号のデータを表すものとなっている。すなわち、低電位エリアは制御データ領域を構成し、その制御データ領域が、図４における制御・監視データ領域の上段に相当するものとなっている。

この実施形態では、閾値Ｖｃｔより低い電位が論理データ“１”を表し、閾値Ｖｃｔより高い電位が論理データ“０”を表している。この実施形態において閾値Ｖｃｔは６Ｖに設定されているが、その大きさに制限はなく、使用状況や使用環境に応じて設定すればよい。

電源電圧エリアには電流信号が重畳され、その電流値と、後述する無アドレス領域における電源電圧エリアの電流値との差に基づきデータが抽出されるものとなっている。すなわち、電源電圧エリアは監視データ領域を構成し、その監視データ領域が、図４における制御・監視データ領域の下段に相当するものとなっている。

エンド信号ＥＮＤは、パルス信号の時間幅より長く、低電位エリアの電位レベルとなっている。なお、エンド信号ＥＮＤの長さは使用条件等を考慮し適宜決めることができる。また、エンド信号ＥＮＤの後には、制御・監視データ領域に含まれない電源電圧エリア（以下、「無アドレス領域」と称する）が設けられている。

図４に示すように、制御・監視データ領域は、制御データ領域（図４における制御・監視データ領域の上段）と、監視データ領域（図４における制御・監視データ領域の下段）で構成されている。そして、制御データ領域は出力データで構成され、監視データ領域は入力データで構成されている。

制御・監視データ領域の後には、図４に示すように、管理データ領域が設けられている。なお、図４において、上段は親局２からデータが出力される領域（以下、管理制御データ領域とする）を、下段は親局２へデータが入力される領域（以下、管理監視データ領域とする）を示すものとなっている。

管理制御データ領域には、入力子局４、出力子局５、入出力子局６に対して情報を要求する等の指示をなす第一管理制御データＩＳＴｏ、および、子局アドレスを指定する第二管理制御データＩＤＸｏが、親局２から重畳される。また、管理監視データ領域には、第二管理制御データＩＤＸｏで指定された入力子局４、出力子局５、入出力子局６から第一管理制御データＩＳＴｏに対応する第一管理監視データＳＴｉ及び第二管理監視データＩＤＸｉが重畳される。

親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成される。監視信号検出手段３５は、入力子局４、出力子局５または入出力子局６から伝送線に重畳された監視信号を検出し、内蔵しているＡ／Ｄ変換器にて電流値のデジタル値を検出する。また、無アドレス領域において得られる電源電圧エリアの電流値のデジタル値を検出する。

監視データ抽出手段３６は、監視信号検出手段３５における監視信号の検出結果に基づき、対応するデータ値を入力データ部２６に引き渡す。この実施形態では、監視信号検出手段３５から引き渡された無アドレス領域において得られる電源電圧エリアの電流値のデジタル値を基準値として一時記憶し、監視信号検出手段３５から各パルス信号において得られる電源電圧エリアの電流値のデジタル値が引き渡されたとき、それら電流値のデジタル値の差を比較演算する。そして、後述する比較演算に基づき得られるデータを、入力データ部２６に引き渡す。

入力データ部２６は、監視データ抽出手段３６から受け取った直列の入力データを並列（パラレル）データに変換し、監視データおよび管理監視データとして制御部１の入出力ユニット１２へ送出する。

＜入力子局の構成＞
入力子局４は、図５に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、管理監視データ送信手段４５、入力手段４６および監視データ送信手段４７を有する子局入力部４０を備える。また、子局入力部４０と伝送線の間に配置される子局ラインレシーバ４８および子局ラインドライバ４９を備える。

なお、この実施形態の入力子局４は、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入力部４０として機能するものとなっている。

処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入力部４０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

伝送受信手段４１は、伝送線に伝送される伝送信号を、子局ラインレシーバ４８を介して受け、これを管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３および管理監視データ送信手段４５に引き渡す。

管理制御データ抽出手段４２は、アドレス設定手段４４で設定された自局アドレスに自局種別の識別子を付加した管理制御アドレスと一致するアドレスに対する管理制御信号のデータ（管理制御データ）を、伝送信号を構成するパルス信号の管理データ領域から抽出する。抽出された管理制御データは、そのデータに基づいた処理を実行する、図示しない処理手段に引き渡される。

アドレス抽出手段４３では、エンド信号ＥＮＤを受けた後、無アドレス領域が終了となるタイミング（この実施形態では立ち下がり）を起点として、伝送信号を構成するパルス信号のカウントが行われる。なお、このカウント値がアドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングは、伝送信号の自局に割り当てられたデータ領域が開始するタイミング（以下、「自局領域開始タイミング」とする）となる。

自局領域開始タイミングを得たアドレス抽出手段４３は、自局領域の電源電圧エリアの期間、監視データ送信手段４７を有効にする。なお、自局に割り当てられたデータ領域が、複数の伝送信号パルスで構成される場合は、自局に割り当てられたデータ領域が終了するまで、電源電圧エリアが出現する都度、その電源電圧エリアの期間、監視データ送信手段４７を有効にする。

管理監視データ送信手段４５は、エンド信号ＥＮＤを受けた後、無アドレス領域が終了となるタイミング（この実施形態では立ち下がり）を起点として、伝送信号を構成するパルス信号をカウントし、管理データ領域のタイミングを得る。そして、子局ラインドライバ４９を介して伝送線に管理監視信号を出力する。

入力手段４６は、入力部７からの入力に基づくデータを監視データ送信手段４７に引き渡す。

監視データ送信手段４７は、アドレス抽出手段４３により有効とされた場合に、入力手段４６から引き渡されたデータを、子局ラインドライバ４９を介して伝送線に監視信号として出力する。

出力子局５は、図６に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、管理監視データ送信手段４５、制御データ抽出手段５１および出力手段５２を有する子局出力部５０を備える。

出力子局５も、また、前記入力子局４と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局出力部５０として機能するものとなっている。

処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局出力部５０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。また、図６において、入力子局４と実質的に同じ部分には同符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

出力子局５のアドレス抽出手段４３は、エンド信号ＥＮＤを受けた後、無アドレス領域が終了となるタイミング（この実施形態では立ち下がり）を起点として、伝送信号を構成するパルス信号をカウントし、そのカウント値が自局アドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングで、制御データを抽出するタイミング信号を制御データ抽出手段５１に引き渡す。

制御データ抽出手段５１は、アドレス抽出手段４３から引き渡されたタイミング信号と伝送受信手段４１から引き渡された伝送信号から、自局アドレス設定手段４４に設定された自局アドレスに送信された制御データ値を抽出し、これを出力手段５２に引き渡す。

出力手段５２は、制御データ抽出手段５１から引き渡された制御データに基づいた情報を出力部８に出力し、出力部８を動作させ、或いは停止させる。

＜入出力子局の構成＞
入出力子局６も、入力子局４および出力子局５と同様、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入出力部として機能するものとなっている。そして、入力子局４のＭＣＵおよび出力子局５のＭＣＵと同様に、入出力子局６の処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるものとなっている。

子局入出力部は、子局入力部４０および子局出力部５０の双方の構成を備えるものであるが、これら各構成は子局入力部４０および子局出力部５０と実質的に同じものであるため、図示およびその説明は省略する。

この実施形態において、電源電圧エリアを利用し電流信号により伝送することができるデータの一例を図７に示す。なお、図７において、制御信号のデータは、図示の便宜上全て同じ内容となっている。

図７は、親局２と入力子局４との間で授受される伝送信号から抽出されるデータを低速用データと高速用データに分けて示す伝送信号の模式図である。なお、低速用データとは、伝送信号の１フレームサイクル毎に入力子局４と親局２の間で授受されるデータを意味する。また、高速用データとは、伝送信号の１フレームサイクルより短いサイクルで入力子局４と親局２の間で授受されるデータを意味する。このデータ伝送により、任意の入力子局４を高速設定とし、そのデータ伝送の速度を高めることができる。

高速設定は、アドレス設定手段４４を介して行うことができる。すなわち、伝送信号の１フレームサイクルの数より小さい数を最大値として、それより小さい範囲でのアドレスを設定するとともに、アドレス抽出手段４３が、伝送信号の１フレームサイクルにおいてカウントを繰り返す設定とする。なお、高速設定されたアドレス設定手段４４とアドレス抽出手段４３は、本発明の高速用サイクルカウンタに相当する。一方、親局２と１フレームサイクル毎にデータの授受を行う通常の設定とされたアドレス設定手段４４とアドレス抽出手段４３は、本発明の低速用サイクルカウンタに相当する。

高速設定がされた場合、監視データ送信手段４７は、子局ラインドライバ４９を介して、複数（この実施形態では２つ）の重み付けから割り当てられた電流値Ｃ２の電流信号（第二の監視信号）を伝送線に出力する。また、通常設定の場合、監視データ送信手段４７は、子局ラインドライバ４９を介して、複数（この実施形態では２つ）の重み付けから割り当てられた電流値Ｃ１の電流信号（第一の監視信号）を伝送線に出力する。そして、第一の監視信号に基づいて抽出される第一監視データが第１のチャンネルのデータを表し、第二の監視信号に基づいて抽出される第二監視データが第２のチャンネルのデータを表すものとなっている。すなわち、この実施形態では、２チャンネルが実現されている。

図７に示すデータ伝送において、電流値Ｃ１は２０ｍＡと、電流値Ｃ２は４０ｍＡと設定されているが、重み付けがなされたものであれば、電流値の設定に制限は無い。使用条件や使用環境に応じて適宜設定することができる。

入力子局４に低速用アドレスを設定する低速用アドレスデータは、既述のように、伝送信号の１フレームサイクルのパルスの数を最大値として、それ以下の範囲で任意に設定されるデータである。従って、第一の監視信号（２０ｍＡの電流信号）は、各入力子局４から１フレームサイクルに１回のみ出力されることとなり、低速データの伝送応答速度Ｔｃは、伝送クロック信号の１フレームサイクルと等しくなる。

入力子局４に高速用アドレスを設定する高速用アドレスデータは、既述のように、低速用アドレスデータの最大値（伝送信号の１フレームサイクルの数）より小さい数を最大値として、それより小さい範囲で設定されるデータである。そして、この実施形態では、開始番地を１として最大値４とされている。従って、第二の監視信号（４０ｍＡの電流信号）は、高速用アドレスが設定されている入力子局４から伝送クロック４つ毎に出力されることとなり、高速データの伝送応答周期Ｔｈｃは低速データの伝送応答周期Ｔｃの１／６４（４÷２５６）となる。つまり、６４倍の伝送応答速度となる。なお、高速設定される入力子局４の入力数は、この実施形態では多くても４つである。

図７に示すデータ伝送において、電源電圧エリアに重畳される電流信号の電流値は、第一の監視信号のみが重畳される場合に２０ｍＡ、第二の監視信号のみが重畳される場合に４０ｍＡ、第一および第二の監視信号の双方が重畳される場合に６０ｍＡとなる。そこで、親局２において監視データ抽出手段３６は、基準値と電源電圧エリアの電流値のデジタル値の差が２０ｍＡの場合は、第一の監視信号に対応する第一のチャンネルのデータ“１”と第二の監視信号に対応する第二のチャンネルのデータ“０”を、入力データ部２６に引き渡す。

同様に、４０ｍＡの場合は第一のチャンネルのデータ“０”と第二のチャンネルのデータ“１”を、６０ｍＡの場合は第一のチャンネルのデータ“１”と第二のチャンネルのデータ“１”を、入力データ部２６に引き渡す。また、電流値が０の場合は第一のチャンネルのデータ“０”と第二のチャンネルのデータ“０”を、入力データ部２６に引き渡す。すなわち、伝送信号における同一エリアに出力された複数のデータが複数のチャンネル毎に抽出される。

監視データ抽出手段３６における比較演算において、基準値と電源電圧エリアの電流値のデジタル値の差は、予め設定された判定幅の中にあるかどうかの判定がなされている。具体的には、１０ｍＡ未満の場合は電流信号の電流値は０ｍＡと、１０ｍＡ以上３０ｍＡ未満の場合は電流信号の電流値は２０ｍＡと、３０ｍＡ以上５０ｍＡ未満の場合は電流信号の電流値は４０ｍＡと、５０ｍＡ以上の場合は電流信号の電流値は６０ｍＡと判定されている。

入力子局４、出力子局５或いは入出力子局６から出力される電流信号は、電源電圧レベルのパルス信号に設けられた第一エリアと第二エリアのいずれか一方のエリアに重畳されるものであってもよい。その一例を図８に示す。

図８に示す伝送信号において、電源電圧エリアは第一エリア（この実施形態では電源電圧エリアの前半）と第二エリア（この実施形態では電源電圧エリアの後半）に時分割され、第二エリアに電流信号が重畳される。そして、第一エリアと第二エリアの電流値の差に基づきデータが抽出されるものとなっている。なお、電流信号を第一エリアに重畳することとしてもよい。

また、図８に示す伝送信号において、第一エリアおよび第二エリアは、電源電圧レベルＶｐのパルス信号の夫々に、すなわち、電源電圧エリア毎に設けられているが、各電源電圧エリアには、第一エリアまたは第二エリアの何れか一方のみを設けることにしてもよい。ただし、その場合は、電流値の差を得るための第一エリアと第二エリアの組み合わせを予め決めておく。

１ 制御部
２ 親局
４ 入力子局
５ 出力子局
６ 入出力子局
７ 入力部
８ 出力部
９ 入出力部
１１ 管理判断手段
１２ 入出力ユニット
２１ 出力データ部
２２ 管理データ部
２３ タイミング発生部
２４ 親局出力部
２５ 親局入力部
２６ 入力データ部
２９ 記憶手段
３１ 発振回路（ＯＳＣ）
３２ タイミング発生手段
３３ 制御データ発生手段
３４ ラインドライバ
３５ 監視信号検出手段
３６ 監視データ抽出手段
４０ 子局入力部
４１ 伝送受信手段
４２ 管理制御データ抽出手段
４３ アドレス抽出手段
４４ アドレス設定手段
４５ 管理監視データ送信手段
４６ 入力手段
４７ 監視データ送信手段
４８ 子局ラインレシーバ
４９ 子局ラインドライバ
５０ 子局出力部
５１ 制御データ抽出手段
５２ 出力手段
７０ 入力部一体型子局
８０ 出力部一体型子局

Claims (3)

1. 制御部とデータの授受を行う親局と、共通の伝送線を介して伝送同期方式により前記親局とデータの授受を行う子局の複数を備え、
   伝送信号は、複数の電源電圧レベルのパルス信号が連なって構成され、伝送手順は、エンド信号と次のエンド信号の間の、制御・監視データ領域、管理データ領域と続く１フレームサイクルとされ、
   前記伝送信号には、制御・監視データ領域及び管理データ領域のいずれにも含まれず、データの授受のために割り当てられていない無アドレス領域が設けられ、
   前記子局は、前記伝送信号における電源電圧エリアに、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値で、所定期間、所定のレベルが維持される単一の電流信号を重畳し、
   前記親局は、前記無アドレス領域の前記電源電圧エリアの電流値を基準値とし、前記電流信号の電流値と前記基準値の差分値、および、前記重み付けに基づいて、前記伝送信号における同一エリアに出力された複数のデータを前記複数のチャンネル毎に抽出し、
   前記基準値は、前記無アドレス領域となる伝送タイミングの都度、更新されることを特徴とする制御・監視信号伝送システム。
2. 制御部とデータの授受を行う親局と、共通の伝送線を介して伝送同期方式により前記親局とデータの授受を行う子局の複数を備え、
   複数の電源電圧レベルのパルス信号が連なって構成された伝送信号における前記電源電圧レベルの電源電圧エリアが、第一エリアと第二エリアに時分割され、
   前記子局は、前記第一エリアと前記第二エリアのいずれか一方に、予め定められた複数のチャンネルを表す複数の重み付けから割り当てられた電流値で、所定期間、所定のレベルが維持される単一の電流信号を重畳し、
   前記親局は、前記第一エリアと前記第二エリアの電流値の差分値、および、前記重み付けに基づいて、前記伝送信号における同一エリアに出力された複数のデータを前記複数のチャンネル毎に抽出することを特徴とする制御・監視信号伝送システム。
3. 前記子局は、前記伝送信号における所定の起点からカウントを開始し、カウンタ値が前記伝送信号の１フレームサイクルの伝送クロックの数に相当する第一のサイクルカウンタ、または、前記伝送信号における所定の起点からカウントを開始し、前記第一のサイクルカウンタのカウント値より小さい数を最大カウント値とする第二のサイクルカウンタを備え、前記複数の重み付けから割り当てられた電流値が、前記第一のサイクルカウンタのカウント値に基づく場合と、前記第二のサイクルカウンタのカウント値に基づく場合とで異なる請求項１または２に記載の制御・監視信号伝送システム。

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