JPH05134062A - プロセス監視装置の時刻同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ＬＡＮバスにつながる複数のプロセス監視装
置間で時刻同期するに当たり、時刻同期処理によりプロ
セス監視装置の情報処理効率を低下させることなく高精
度時刻同期を実現する。 【構成】 プロセス監視装置間にＬＡＮバス１とは別に
時刻同期専用線１１を設け、時間単位の大きな時刻の同
期はＬＡＮバス１を介して、時間単位の小さな時刻の同
期は時刻同期専用線１１を介して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時刻同期機能を持つ複
数のプロセス監視装置がＬＡＮ（ローカルエリアネット
ワーク）バスを伝送媒体としてつながれる伝送システム
において、一つのプロセス監視装置が他の監視装置に時
刻情報を送り、他の監視装置がその情報を受信して時刻
を合わせる時刻同期方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の伝送システムとしては、図５に
示すものがある。図において、複数のプロセス監視装置
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓｎのうち、Ｓ１が時刻送信
局、これ以外の局が時刻受信局Ｓ２〜Ｓｎとすると、こ
れらの局がＣＡＭＡ／ＣＤ型のＬＡＮバス１でつながれ
ている。このような伝送システムでは、時刻同期に際し
て時刻送信局Ｓ１がＬＡＮバス１を使って時刻情報を送
信すると、時刻受信局Ｓ２〜Ｓｎがこの時刻情報を受信
し、それぞれ自局の時計を時刻送信局Ｓ１の時計に合わ
せている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時刻同
期を汎用ＬＡＮバス経由で行うと、プロセス監視装置の
基本ソフトのオーバーヘッドとＬＡＮインターフェース
部のソフトのオーバーヘッドが大きいため高精度の時刻
同期は実現が困難であった。

【０００４】また、原子力発電等のプラント運転制御監
視システムは、高性能、高信頼性の要求にともない、大
量の情報を休みなく処理し続ける必要性が出てきている
が、監視装置間の時刻同期を取るためには、各局の持つ
時計の誤差が許容誤差内に納まっているうちに時刻同期
を行う必要があり、このためより高精度の時刻同期を実
現しようとすれば、時刻同期処理をより短い時間間隔で
行わねばならず（以下、短い時間間隔で時刻同期を行う
必要のある時刻のことを負荷の高い時刻と称する。）、
従来のＬＡＮバスだけで時刻同期を行う方式で、高精度
時刻同期を実現するため頻繁に時刻同期を行うと、時刻
同期処理を行っている間ＬＡＮバスはこの処理だけに占
有され、本来各監視装置が行うべき処理を行うことがで
きないため、常時、高性能、高信頼性の要求を満たすこ
とは難しいという問題があった。また、専用線だけで時
刻同期を取ろうとすると時刻同期専用の大きな制御回路
が必要となる。

【０００５】本発明は、かかる点に対処してなされたも
ので、高精度時刻同期を実現し、かつ時刻同期処理によ
り監視装置の情報処理効率が低下することを防ぐ時刻同
期方式を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のプロ
セス監視装置の時刻同期方式は、時刻同期機能を有しＬ
ＡＮバスにて相互に接続される複数のプロセス監視装置
間で時刻同期を行うに当たり、プロセス監視装置間に時
刻同期専用の伝達経路を設け、この時刻同期専用の伝達
経路を介して時間単位の小さな時刻の同期を行い、それ
より時間単位の大きな時刻の同期はＬＡＮバスを介して
行うことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の時刻同期方式においては、高精度を要
求され、頻繁に時刻同期を行う必要のある負荷の高い時
刻の同期は、専用線を用いて行い、精度を余り必要せず
頻繁に時刻同期をする必要のない負荷の軽い時刻はＬＡ
Ｎバスを用いて時刻同期を行うため、高精度でＬＡＮの
負担が軽い時刻同期が簡易な構成で可能となる。したが
って、プロセス監視装置の情報処理効率を低下させるこ
となく、高精度の時刻同期を実現することができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、従来例と共通する部分は同一符号を付して
説明する。

【０００９】図１は、本発明を実施する伝送システムの
一例を示すもので、図５の従来例との違いは、時刻送信
局Ｓ１と時刻受信局Ｓ２〜Ｓｎとが時刻同期専用線１１
とＬＡＮバス１により接続されていることである。本実
施例において、時刻送信局Ｓ１は時刻同期専用線１１と
ＬＡＮバス１に同期時刻情報を分担して時刻受信局Ｓ２
〜Ｓｎに送信する。

【００１０】図２に、時刻送信局Ｓ１と時刻受信局Ｓ２
を取り上げてそれらの時刻同期に関する要素の概略構成
を示す。ここではＳ１とＳ２の関係だけを説明するがＳ
３以降についても同様である。Ｓ１の構成要素は送信局
Ｓ１全体を制御する送信局マイクロプロセッサ１２、時
刻同期の基準となるマスタクロック１３、ＬＡＮ経由の
データ伝送を行うＬＡＮ伝送コントローラ１４、専用線
経由のデータ伝送を行う専用線伝送コントローラ１５で
あり、Ｓ２の構成要素は受信局Ｓ２全体を制御する受信
局マイクロプロセッサ１６、ＬＡＮ経由のデータを受信
するＬＡＮ受信コントローラ１７、専用線経由のデータ
を受信する専用線受信コントローラ１８、送信局Ｓ１か
ら送られてくる時刻を設定するスレーブカウンタ１９、
スレーブカウンタ１９の時刻データを順次更新保存する
バックアップクロック２０である。次ぎに、上記のよう
に構成された時刻送信局Ｓ１と時刻受信局Ｓ２の動作を
説明する。

【００１１】ここではクロックは送信局Ｓ１だけが待
ち、通常動作時は受信局Ｓ２は送信局Ｓ１の時刻情報で
設定されるスレーブカウンタ１９により１ミリ秒の精度
で時刻同期を行う場合を想定している。また、ＬＡＮバ
ス１による時間単位の大きな低精度時刻データの転送方
法は従来の方法をそのまま転用できる。

【００１２】スレーブカウンタ１９の初期化時、送信局
マイクロプロセッサー１２はＬＡＮ伝送コントローラ１
４にマスタクロック１３の年、月、日、時、分の時刻情
報を伝送するように命令を出す。ＬＡＮ伝送コントロー
ラ１４はＬＡＮバス使用権を獲得し、秒の単位が予め設
定されている伝送許可範囲であれば、低精度データを伝
送する。この伝送許可範囲とは、例えばマスタクロック
１３の秒単位が５７〜５９秒の間は伝送しないといった
スレーブカウンタ１９のカウントアップの誤動作を防ぐ
ものである。一方、専用線伝送コントローラ１５は常
時、秒、ミリ秒のデータを１ミリ秒に一度専用線１１に
流している。

【００１３】低精度データを受信したＬＡＮ受信コント
ローラ１７は、スレーブカウンタ１９にその値をセット
する。この間も専用線受信コントローラ１８は、スレー
ブカウンタ１９の秒、ミリ秒の部位に送信局Ｓ１から送
られて来るデータを常にセットしている。スレープカウ
ンタ１９の秒部位が桁上がりするとＬＡＮバス１経由の
時刻データによって設定された低精度部位がカウントア
ップして行き時計として機能する。

【００１４】また、専用線受信コントローラ１８は，送
信局Ｓ１の故障や専用線１１の断線などにより高精度デ
ータの送信異常を常に監視しており，異常を検出した場
合は直ちに受信局マイクロプロセッサ１６にこの旨を知
らせる。受信局マイクロプロセッサ１６はスレーブカウ
ンタ１９の使用を禁止し，バックアップクロック２０に
切り換える。これにより時刻同期の精度は落ちるが，受
信局Ｓ２は単体でその機能を維持することが出来る。

【００１５】これは受信局が時計を持たず、送信局Ｓ１
のマスタクロック１３のみで時刻同期を行う場合であ
り、受信局が個々で時計を持ちその時刻同期を上記の方
法で行う場合はバックアップクロック２０は必要ない。

【００１６】図３は、かかる送信手順のタイミングダイ
アグラムであり、図中実線ｔは１ミリ秒単位の送信タイ
ミングを示す。ＬＡＮバス１による低精度部位の時刻設
定は受信局Ｓ２の初期化時に一度行うだけでよい。ま
た、低精度データＡは秒の単位が伝送許可範囲にあるな
らば、いつデータの伝送を行ってもよく、ＬＡＮバス１
の負荷が軽いときを選んで低精度データＡの伝送を行う
ことも可能である。高精度時刻データＢは１ミリ秒に一
度、約１００マイクロ秒の間に伝送される。このとき高
精度時刻データＢを伝送中である旨を受信局に知らせ
る。また、リード・ディセーブル信号ａを同時に送信し
て受信局での時刻データの誤読取りを防ぐこともでき
る。

【００１７】図４は、高精度時刻データＢの構成を示す
ブロック図である。ミリ秒の時刻データは１０ビット
で、秒のデータは６ビットの情報量で伝送できるので、
かかる時刻情報にスタートビット、ストップビット、チ
ェックコードを付加して１データブロックあたり約２０
ビットとして伝送することができる。

【００１８】専用線１１をシリアル線一本とし、秒、ミ
リ秒のデータを５１２Ｋｂｐｓの伝送速度で伝送する
と、５０〜１００マイクロ秒で１データブロックを転送
することができる。また、ミリ秒だけを専用線１１で転
送し、伝送速度を１Ｍｂｐｓにすれば，１０〜２０マイ
クロ秒で１データブロックを転送することができる。さ
らに、専用線１１の本数を２本以上にすれば，より伝送
速度をあげることができる。

【００１９】なお、上記実施例では、時刻同期の精度を
１ミリ秒と想定して説明してきたが、この時刻同期方式
ではマイクロ秒オーダーでの時刻同期を行うことも可能
である。

【００２０】また、上記実施例では、専用線１１で常に
高精度時刻データを送信していたが、個々の受信局が高
精度部のリセット機能を有する時計を持つ場合は、専用
線１１でマスタクロック１３と同期したりリセット信号
を送ることにより時刻同期を取ることができる。

【００２１】さらに、上記実施例では、１ミリ秒毎に高
精度時刻データを伝送しているが個々の受信局が時計を
持っている場合は、その時刻誤差が許容範囲を越えない
程度の周期で、例えば１分とか２分とかに一度、リセッ
ト信号を送信すれば良い。

【００２２】さらに、上記実施例では、伝送遅延時間な
どの誤差は含まれていないが、これらを固定誤差として
時刻受信局のテーブル等に保存しておき受信局の高精度
部レジスタに加えることにより、さらに高精度の時刻同
期を行うことが可能である。

【００２３】さらに、上記実施例では、専用線の伝送は
送信局マイクロプロセッサ１２及び受信局マイクロプロ
セッサ１６によりコントロールされているが、本発明の
方式では、ハードワイヤーロジックのみでコントロール
することも可能である。これによりマイクロプロセッサ
の負荷をさらに軽減することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、こ
の発明によれば、低精度でよい時間単位の大きな時刻は
ＬＡＮバスで、高精度を要求される時間単位の小さな時
刻は専用線でと時刻同期を分担作業で行えるため、ＬＡ
Ｎバスの負担を軽くし、簡単な構成の専用線で高精度の
時刻同期を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する伝送システムの一例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明を実施する伝送システムにおける送信局
と受信局の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明による伝送データの時間関係を示すタイ
ミングダイアグラムである。

【図４】高精度時刻データの構成を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の時刻同期方式の伝送システムを示す図で
ある。

【符号の説明】

１………ＬＡＮバス １１………専用線 １２………送信局マイクロプロセッサ １３………マスタクロック １４………ＬＡＮ伝送コントローラ １５………専用線伝送コントローラ １６………受信局マイクロプロセッサ １７………ＬＡＮ受信コントローラ １８………専用線受信コントローラ １９………スレーブカウンタ ２０………バックアップクロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻同期機能を有しＬＡＮ（ローカルエ
   リアネットワーク）バスにて相互に接続される複数のプ
   ロセス監視装置間で時刻同期を行うに当たり、前記プロ
   セス監視装置間に前記ＬＡＮバスとは別に時刻同期専用
   の伝達経路を設け、この時刻同期専用の伝達経路を介し
   て時間単位の小さな時刻の同期を行い、それより時間単
   位の大きな時刻の同期は前記ＬＡＮバスを介して行うこ
   とを特徴とするプロセス監視装置の時刻同期方式。