JPH07250392A - 局間の同期制御装置 - Google Patents

局間の同期制御装置

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JPH07250392A
JPH07250392A JP6066766A JP6676694A JPH07250392A JP H07250392 A JPH07250392 A JP H07250392A JP 6066766 A JP6066766 A JP 6066766A JP 6676694 A JP6676694 A JP 6676694A JP H07250392 A JPH07250392 A JP H07250392A
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Hideki Ota
英樹 太田
Toshio Onozuka
敏男 小野塚
Shinichi Hiramoto
伸一 平本
Atsuki Umehara
篤樹 梅原
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同期がずれた場合にフレームごとに同期情報
を送り補正の応答性を向上する。 【構成】 両局は経過時間ΔtmまたはΔtsを計測して
(S11,21)、フレーム番号差ΔfmまたはΔfs
ともに相手局へ送信する(S12,22)。次に、相手
局からのフレームを受信し(S14,24)、送受信し
たフレームの番号の差ΔfmまたはΔfsを算出し(S1
5,25)、さらにフレーム番号のずれΔFを算出する
(S16,26)。同様に、Δtm,Δtsからタイミン
グ誤差Δεを算出し(S17,27)、ΔFおよびΔε
の値から同期が確立されているか否かを判別する(S1
8,28)。同期が確立されてない場合、両局はアプリ
ケーションのリレー動作ロックを行い、さらに従局はフ
レーム番号を変更した後、送信タイミングをずらして同
期制御を行う(S30)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル形電流差動
継電器のように、互いに離れた位置に設置された主局と
従局との間で全2重でフレームからなるデータを伝送す
る場合に、主局と従局のフレーム送信のタイミングを同
期させる局間の同期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図4のようにA局(主局)とB局
(従局)との間を全2重によりシリアル伝送する場合
の、フレーム送信のタイミングを同期させる方法がいく
つか提案されている。図5はそのうちの一つの動作原理
を示す説明図である。この方法では、主局と従局がとも
に間隔Tで基準タイミングフラグを相手局へ送信し、送
信後、相手局から基準タイミングフラグを受信するまで
の経過時間ΔTm,ΔTsを測定する。次いで、測定した
経過時間ΔTm,ΔTsの値を相手局へ送る。それによ
り、主局、従局は時間ΔTm,ΔTsを比較して相互の送
信タイミングのずれであるタイミング誤差Δtを次式に
より算出する。
【0003】
【数1】Δt=(ΔTm−ΔTs)/2
【0004】次に、得られたタイミング誤差Δtが0に
なるように、従局側の送信タイミングを前後にずらして
いくことで、主局と従局の間の送信タイミングが一致す
る。こうして、主局と従局の間で送信タイミングの同期
がとられて(ΔTm=ΔTs)伝送遅延の影響が解消され
る。次にこのタイミング制御の具体例として、ディジタ
ル形電流差動継電器に適用した場合について説明する。
【0005】図6は主局と従局間で送信されるフレーム
のフォーマットである。図示例では、伝送速度54kb
sのシリアル伝送であり、1フレームが75ビット、6
0Hz系電気角の30°すなわち約1.39msにより
構成されている。このフレームが12個で図5の間隔T
が16.7msとなる。また、図5の要領で測定された
経過時間ΔTm,ΔTsの値は2値化されてから2ビット
ずつに分割され、各フレーム中の制御2の位置の「SP
同期情報」の欄に順に割り当てられ相手局へ送られる。
ここではフレーム12個で24ビットの同期情報が送ら
れる。
【0006】図7は、図6のフレームを用いてのデータ
送受信処理の具体例を示すフローチャートである。図に
おいて、主局、従局はそれぞれ経過時間ΔTm,ΔTs
測定し(S40,50)、その値を2値化してから2ビ
ットずつに分割してそれぞれフレーム♯1〜フレーム♯
12に付加して送信する(S41,51)。次いで、相
手局からの経過時間ΔTsまたはΔTmを受信し(S4
2,52)、自局で計測した経過時間ΔTmまたはΔTs
とからタイミング誤差Δtを算出する(S43,5
3)。
【0007】ここで得られたタイミング誤差Δtの値か
ら同期が確立されているか否かを判別し(S44,5
4)、両局の同期が確立されていればアプリケーション
であるリレー運用が行われる(S45,55)。同期が
確立されていなければ、主局はアプリケーションである
リレー動作ロックを行う(S47)。また、従局は自局
の基準タイミングをずらして位相制御を行い(S5
6)、同時にリレー動作ロックを行う(S57)。
【0008】なお、ここで行われる位相制御とは、タイ
ミング誤差Δtが1フレーム長より大きい場合にフレー
ム番号を変更し、さらにタイミング誤差Δtの大きさに
応じて粗調整、微調整を組み合わせて基準タイミングを
ずらすことである。これらの処理が12個のフレームが
送信されるごとに繰り返し行われることにより、タイミ
ング誤差Δtが解消されてディジタル形電流差動継電器
でいう同期引込みが行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の同
期制御の処理は、上述したように同期情報を分割してフ
レーム中に付加挿入し互いに相手局へ送信するため、1
単位の同期情報の伝達に要する時間が長くなり、同期が
外れた場合の復旧が遅くなるという問題があった。本発
明は上記問題点を解決するためになされたもので、その
目的とするところは、同期が外れた場合の復旧時間が短
い応答性にすぐれた局間の同期制御装置を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、互いに同期したタイミングにもとづき定
間隔でフレームを相互にシリアル伝送する主局および従
局と、主局および従局にあって自局がフレームを送信し
た時点から次に相手局からフレームを受信する時点まで
の経過時間を測定する手段と、主局および従局にあって
自局が送信したフレームの番号と次に相手局から受信し
たフレーム番号との番号差を算出する手段と、主局およ
び従局にあって局間の同期が確立している場合に自局が
測定した経過時間および算出した番号差の値を2値化お
よび分割し順次複数のフレームに付加して相手局へ送信
する手段と、主局および従局にあって局間の同期が確立
していない場合に自局が測定した経過時間および算出し
た番号差の値を2値化し単一のフレームに付加して相手
局へ送信する手段と、主局および従局にあって自局の経
過時間と相手局の経過時間の差から両局間のフレーム送
信のタイミング誤差を算出する手段と、主局および従局
にあって自局の番号差と相手局の番号差を比較して両局
間の送信フレームの番号のずれを算出する手段と、主局
および従局にあって算出したフレーム番号ずれの値とタ
イミング誤差の値とから主局と従局のフレーム送信タイ
ミングの同期が確立されているか否かを判別する手段
と、従局にあってフレーム番号にずれがある場合にずれ
が最小となるように従局の送信フレーム番号を書き換え
る手段と、従局にあってタイミング誤差が所定値以上で
ある場合にその値が所定値未満となるように従局のフレ
ーム送信タイミングを補正する手段とを備えたことを特
徴とする。
【0011】
【作用】本発明においては、主局および従局において、
自局がフレームを送信した時点から、対応するタイミン
グで相手局が送信したフレームを受信する時点までの経
過時間が測定されるとともに、送信したフレームと受信
したフレームの番号差が算出される。測定された経過時
間と算出された番号差は、局間の同期が確立していれば
2値化および分割され順次複数のフレームに付加されて
相手局へ送信され、局間の同期が確立されていなければ
2値化されて単一のフレームに付加され相手局へ送信さ
れる。
【0012】さらに、主局および従局では、自局が測定
した経過時間と相手局から送られた経過時間との差から
両局間のフレーム送信のタイミング誤差が算出されると
ともに、自局の番号差と相手局の番号差とが比較されて
両局間の送信フレームの番号のずれが算出される。次
に、算出されたフレーム番号ずれの値とタイミング誤差
の値とから主局と従局のフレーム送信タイミングの同期
が確立されているか否かが判別される。また、従局で
は、フレーム番号にずれがある場合にずれが最小となる
ように従局の送信フレーム番号が書き換えられるととも
に、タイミング誤差が所定値以上である場合にその値が
所定値未満となるように従局のフレーム送信タイミング
が補正される。
【0013】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明をディジタル電流形差動継電器に適用
した場合にフレーム送信のタイミングを補正する動作原
理を示した説明図であり、図2はその具体的な動作を示
すフローチャートである。図1において、主局および従
局からそれぞれ送信されるフレームは長さが電気角30
°(60Hz系で約1.39ms)であり、各フレーム
には連続した番号が付けられて切れ目なく送信される。
このフレームが12個で電気角の1回転360°とな
り、その間の送信時間Tが16.7msとなる。
【0014】いま、主局および従局それぞれから送信さ
れるフレーム♯nに着目すると、従局の送信タイミング
は主局よりもタイミング誤差Δtだけ遅れている。その
ため、主局はフレーム♯nを送信した直後に従局からフ
レーム(♯n−9)が入力される。その間の経過時間を
カウンタ等を用いて計測することにより、主局のフレー
ム送信から受信までの経過時間Δtmが求められる。同
様に、主局が送信したフレーム番号と受信したフレーム
番号の差Δfmが求められる。
【0015】また、従局についても、フレーム♯nを送
信した直後に主局からフレーム(♯n−1)が入力され
るので、その間の経過時間Δts、および送信したフレ
ーム番号と受信したフレーム番号の差Δfsが求められ
る。こうして得られたΔtm,Δts,Δfm,Δfsにも
とづいて、同期が確立されているか否かが判別され、確
立されていなければ従局のフレーム送出のタイミングの
同期制御が行われる。
【0016】次に図2のフローチャートにもとづいて、
同期制御の具体的な処理動作を説明する。先ず、両局は
それぞれ経過時間ΔtmまたはΔtsを計測し(S11,
21)、次いで、ΔtmまたはΔtsとともにΔfmまた
はΔfsを、フレーム♯Nmまたはフレーム♯Nsに付加
して相手局へ送信し(S12,22)、同時に送信フレ
ームの番号♯Nm,♯Nsをインクリメントする(S1
3,23)。次に、両局は相手局からのフレーム♯Ns
またはフレーム♯Nmを受信し(S14,24)、Δtm
またはΔts,ΔfmまたはΔfsを取り出す。
【0017】ここで両局はそれぞれ送受信したフレーム
の番号♯Nmおよび♯Nsからフレーム番号の差Δfm
たはΔfsを算出し(S15,25)、さらに、算出お
よび受信したフレーム番号の差ΔfmおよびΔfsからフ
レーム番号のずれΔFを算出する(S16,26)。主
局における番号のずれΔFは次式により求められる。
【0018】
【数2】ΔF=(Δfm−Δfs)/2
【0019】同様にして、算出および受信した経過時間
Δtm,Δtsからタイミング誤差Δεを算出する(S1
7,27)。主局におけるタイミング誤差Δεは次式に
より求められる。
【0020】
【数3】Δε=(Δtm−Δts)/2
【0021】次に、両局は算出したΔFおよびΔεの値
から同期が確立されているか否かを判別する(S18,
28)。すなわち、ΔFの絶対値が所定値以上である
か、またはΔεの絶対値が所定値以上であれば同期が確
立されていないものとする。ここで同期が確立されてい
る場合は(S18,28YES)、両局とも算出したΔ
mまたはΔts,ΔfmまたはΔfsを2値化した後、2
ビットずつ分割して12個のフレームに付加して相手局
へ送信する(S19,29)、同時にアプリケーション
のリレー運用を実行する。このS19,29における分
割送信は、図6、図7に示した従来例と同じ処理であ
る。
【0022】同期が確立されていない場合(S18,2
8NO)、主局はS11へ進むとともにアプリケーショ
ンのリレー動作ロックを行い、従局はアプリケーション
のリレー動作ロックを行うとともに、同期制御を行う
(S30)。この同期制御では、フレーム番号のずれΔ
Fが0または最小となるように、従局が送信するフレー
ムの番号が書き換えられるとともに、Δεの絶対値が小
さくなる方向にフレームの送信タイミングがずらされ
る。同期制御がすむと従局はS21へ進み、1サイクル
の処理を終了する。
【0023】ここでさらにS30における同期制御の具
体的な処理を図1により説明すると、従局がフレーム♯
nを送信し、順にフレーム♯(n+8)まで送信した
後、次に送信するフレームの番号を♯nに強制的に書き
換えて送信する。これにより以後はΔfmとΔfsが一致
または近い値となってΔFの絶対値が最小値となり、Δ
εの絶対値がフレーム長の2分の1未満となる。さらに
従局は、Δεの絶対値が小さくなるように、フレームの
送信ごとに送信タイミングを早めていく。それにより、
やがてΔtmとΔtsが一致してΔεが0となり、主局と
従局のフレーム送信のタイミングが一致する。
【0024】図3は、図2で同期が確立されていない状
態で、主局と従局間で送受信されるフレームのフォーマ
ットを示す説明図である。図示されるように75ビット
からなるフレームは、リレー運用時に電流データが割当
てられている24ビット分が同期情報の書込み用に割り
当てられて、ΔtmまたはΔts,ΔfmまたはΔfsの値
が分割されることなく書き込まれる。また、同期情報の
書込み用として24ビットで不足であれば、さらに「A
相電流データ」欄を同期情報に振り向けることも可能で
ある。
【0025】つまり、主局と従局間で同期が確立されて
いなければ、アプリケーションはロックされてフレーム
上のアプリケーション用のデータが無効であることに着
目して、同期が確立されるまでの間、アプリケーション
用のデータの代わりに同期情報を送信することにより、
フレーム単位での同期情報の送信が可能になる。その結
果、フレームの送受信ごとに同期処理が行われて同期の
乱れに対する復旧の応答性が飛躍的に向上する。
【0026】また、同期制御の結果、同期が確立される
と、フレームのそれまで同期情報が書き込まれていた部
分に再び本来のアプリケーション用のデータが書き込ま
れて、アプリケーションのリレー運用が再開される。ま
た、同期情報は、従来と同様に分割されて送信される。
なお、上述した実施例は主局と従局の2局間についての
同期制御であるが、複数の従局であっても同様にして同
期制御が可能である。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、主局
と従局の間においてフレーム送信のタイミングが同期し
ていない場合は、フレーム送信から受信までの経過時間
と送受信されるフレームの番号差とからなる同期情報を
分割することなくまとめて各フレームごとに相手局へ送
る。さらに、従局ではフレームの受信ごとにフレーム番
号の書換えも含めてタイミングのずれを補正する。それ
により、同期の乱れに対する補正の応答性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例の動作原理を示した説明図
である。
【図2】実施例の具体的な動作を示すフローチャートで
ある。
【図3】実施例で送信されるフレームのフォーマットを
示す説明図である。
【図4】本発明が適用される伝送回線の概略構成を示す
説明図である。
【図5】従来例の動作原理を示す説明図である。
【図6】従来例のフレームのフォーマットを示す説明図
である。
【図7】従来例の動作を示すフローチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 平本 伸一 東京都日野市富士町1番地 富士ファコム 制御株式会社内 (72)発明者 梅原 篤樹 東京都日野市富士町1番地 富士ファコム 制御株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに同期したタイミングにもとづき定
    間隔でフレームを相互にシリアル伝送する主局および従
    局にあって、 自局がフレームを送信した時点から次に相手局からフレ
    ームを受信する時点までの経過時間を測定する手段と、 自局が送信したフレームの番号と次に相手局から受信し
    たフレーム番号との番号差を算出する手段と、 局間の同期が確立している場合に自局が測定した経過時
    間および算出した番号差の値を2値化および分割し順次
    複数のフレームに付加して相手局へ送信する手段と、 局間の同期が確立していない場合に自局が測定した経過
    時間および算出した番号差の値を2値化し単一のフレー
    ムに付加して相手局へ送信する手段と、 自局の経過時間と相手局の経過時間の差から両局間のフ
    レーム送信のタイミング誤差を算出する手段と、 自局の番号差と相手局の番号差を比較して両局間の送信
    フレームの番号のずれを算出する手段と、 算出したフレーム番号ずれの値とタイミング誤差の値と
    から主局と従局のフレーム送信タイミングの同期が確立
    されているか否かを判別する手段と、 前記従局にあって、 フレーム番号にずれがある場合にずれが最小となるよう
    に従局の送信フレーム番号を書き換える手段と、 タイミング誤差が所定値以上である場合にその値が所定
    値未満となるように従局のフレーム送信タイミングを補
    正する手段と、 を備えたことを特徴とする局間の同期制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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