JPH08265308A - 双方向同時通信方法とその通信装置およびその通信方法を用いたプログラマブルコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 １本の信号線による少なくとも２つの通信局
間の双方向同時通信を簡単な回路構成で信頼性高く行う
ことのできる双方向同時通信方法とその通信装置を提供
する。 【構成】 １本の信号線１００で接続される親局２００
と子局２０１間の双方向同時通信において、親局２００
から子局２０１へは所定の周期を有するパルス波形の１
周期間におけるパルスのオンオフ比を異ならせることに
より区別したデータを送信し、子局２０１から親局２０
０前記と同じ周期を有するパルス波形の１周期間におけ
る振幅値を異ならせることにより区別したデータを送信
することにより、親局２００と子局２０１とで同時に信
号の授受を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は少なくとも２つの通信
局の間でのデータ通信に関し、特にそれらの局の間での
双方向同時通信方法とその通信装置およびその通信方法
を用いたプログラマブルコントローラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のデ−タ通信は電圧レベル、パルス
デュ−ティ比（または、オンオフ比ともいう。）のどち
らかを用いて親局−子局間を交互に通信しており、通信
の時間的効率が悪かった。

【０００３】図８にデ−タ通信の構成を示す。６００が
親局（通信を管理する装置）、６０２、６０３、６０４
が子局（親局によって制御される装置）で、それぞれを
１本（アース線は含まない。）の信号線６０１でつなげ
て通信する。図８は親局１台に対し子局Ｎ台の１：Ｎの
通信である。通信の原理は子局が何台になっても同じで
ある。

【０００４】図９はパルスデュ−ティ比を利用した従来
の通信方式の伝送波形である。異なる２つのパルスデュ
−ティ比６６％、３３％をそれぞれデ−タ１、デ−タ０
と割り付けて通信を行う。この通信においては信号の電
圧は関係がない。

【０００５】図１０はパルス振幅値の差を利用した従来
の通信方式の伝送波形である。信号の電圧８Ｖ、１８Ｖ
をそれぞれデ−タ１、デ−タ０と割り付けて通信を行
う。

【０００６】図１１、図１２は従来の通信方式を用いて
双方向通信を行うときの通信フレームである。Ｄ_１、Ｄ
_２、・・・Ｄ_Ｎは親局から１、２、・・・Ｎ番目の子局
に対するデータＤ’_１、Ｄ’_２、・・・Ｄ’_Ｎは１、
２、・・・Ｎ番目の子局から親局に対するデータであ
る。

【０００７】図１１は親局から全ての子局へデータを送
ってから、それぞれの子局から親局へデータを送り返す
方法であり、図１２は親局が子局の１台ずつに対してデ
ータの送信、受信を完了させていく方法である。

【０００８】図１１、図１２のどちらの方法とも親局と
子局間の通信を交互に行うため伝送速度が同じならば通
信にかかる時間は同じである。仮にこの時間をｔ時間と
しておく。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式で双方向通
信をすると、図１１、図１２の様に親局から子局、子局
から親局へと交互にデ−タの通信を行うため、通信にか
かる時間が大きくなってしまう。この問題を解消するに
はデータの伝送速度を速くする、データを圧縮するなど
の方法があるがどれもコストが高くなるという問題があ
る。特開平５−３００８７号公報、特開平５−１２２２
０１号公報には１本（アース線は含まない。）の信号線
で同時に双方向通信をするシステムが示されている。こ
れらはデ−タを３つの電圧レベルを用いて送受信するも
ので、自局の送信デ−タの状態を基準にして受信デ−タ
を読み出す方式である。しかし、この方式には中間値判
定回路なるものが必要であるため、その分だけ回路構成
が複雑で大きなものになってしまうという問題がある。

【００１０】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、１本の信号線により少なくとも２
つの局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向
同時通信方法において、簡単な回路構成で信頼性の高い
双方向同時通信を行うことのできる双方向同時通信方法
を得ることを目的としている。

【００１１】また、１本の信号線により少なくとも２つ
の局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同
時通信装置において、簡単な回路構成で信頼性の高い双
方向同時通信を行うことのできる双方向同時通信装置を
得ることを目的としている。

【００１２】さらに、簡単な回路構成で信頼性高く、信
号線が地絡したことを検出することのできる双方向同時
通信装置を得ることを目的としている。

【００１３】そして、プログラマブルコントローラの入
出力ユニットを親局として、このプログラマブルコント
ローラが制御する制御装置を子局とすることにより、入
出力ユニットの入出力点数を、簡単な回路構成で信頼性
高く、従来の２倍にして使用できるとともに送受信時間
を半分に短縮できる双方向同時通信方法を用いたプログ
ラマブルコントローラを得ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる双方向
同時通信方法においては、１本の信号線により少なくと
も２つの局の間でデータの送受信を双方向同時に行う双
方向同時通信方法において、第１の局から送信され第２
の局で受信する少なくとも２つの異なるデータを所定の
周期を有するパルス波形の１周期間におけるパルスのオ
ンオフ比を異ならせることにより区別し、前記第２の局
から送信され前記第１の局で受信する少なくとも２つの
異なるデータを前記所定の周期を有するパルス波形の１
周期間における振幅値を異ならせることにより区別する
ものである。

【００１５】また、双方向同時通信装置においては、１
本の信号線により少なくとも２つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも２つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第１の局とこれを受信する第
２の局、および少なくとも２つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の１周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第２の局とこれを受信
する第１の局とを備え、前記第１の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第１の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第１の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し１周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第１の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第１の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその１周
期間内の始めの部分で前記第１の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第１の受信手段とを有し、前記第２の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第１の送信手段から前記信号線に送出された
前記第１の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第１
の振幅値未満の第２の振幅値に制限する第２の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し１周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第２の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第２の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第２の波形生成手段により生
成されたパルス波形の１周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第２の受信手段とを有する
ものである。

【００１６】さらに、信号線から所定の周期を有し１周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するものである。

【００１７】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する１本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも２つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第１の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも２つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の１周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第２の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記１本の信号線で伝送さ
れる信号から前記第２の送信手段から送信された信号を
復号する第１の受信手段を有し、前記制御装置は前記１
本の信号線で伝送される信号から前記第１の送信手段か
ら送信された信号を復号する第２の受信手段を有するも
のである。

【００１８】

【作用】この発明に係わる双方向同時通信方法において
は、１本の信号線により少なくとも２つの局の間でデー
タの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信方法にお
いて、第１の局から送信され第２の局で受信する少なく
とも２つの異なるデータを所定の周期を有するパルス波
形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異ならせる
ことにより区別し、前記第２の局から送信され前記第１
の局で受信する少なくとも２つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の１周期間における振幅値
を異ならせることにより区別するので、１周期間におけ
るパルスのオンオフ比により区別される第１の局から第
２の局へ送られるデータと、１周期間における振幅値を
異ならせることにより区別される第２の局から第１の局
へ送られるデータとは、同一の信号線で送られても混信
することなくそれぞれ同時に復号されることになる。

【００１９】また、双方向同時通信装置においては、１
本の信号線により少なくとも２つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも２つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第１の局とこれを受信する第
２の局、および少なくとも２つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の１周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第２の局とこれを受信
する第１の局とを備え、前記第１の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第１の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第１の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し１周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第１の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第１の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその１周
期間内の始めの部分で前記第１の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第１の受信手段とを有し、前記第２の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第１の送信手段から前記信号線に送出された
前記第１の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第１
の振幅値未満の第２の振幅値に制限する第２の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し１周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第２の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第２の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第２の波形生成手段により生
成されたパルス波形の１周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第２の受信手段とを有する
ので、第１の局の第１の送信手段が送出する１周期間に
おけるパルスのオンオフ比により区別され第１の振幅値
を有する信号のデータは、第２の局にある第２の振幅値
を基準に受信したパルス波形を成形する第２の波形生成
手段とこの成形されたパルス波形から１周期間における
オンオフ比を読み取る第２の受信手段とにより復合さ
れ、またそれと同時に、第２の局の第２の送信手段は送
信信号である１周期間における振幅値を異ならせたパル
ス波形に対応して、第１の送信手段が送出する第１の振
幅値を有するパルス波形信号を第２の振幅値を基準に成
形することにより送出信号を生成し、これを第１の局に
ある第１の振幅値を基準に受信したパルス波形を成形す
る第１の波形生成手段とこの成形されたパルス波形から
１周期間内の始めの部分で振幅値を読み取る第１の受信
手段とにより復号することになる。

【００２０】さらに、信号線から所定の周期を有し１周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するので、受信したパルス信号波形が正常信号
としての短い期間のオフ状態と信号線が地絡した異常状
態としての長い期間のオフ状態とを区別することにな
る。

【００２１】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する１本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも２つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第１の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも２つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の１周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第２の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記１本の信号線で伝送さ
れる信号から前記第２の送信手段から送信された信号を
復号する第１の受信手段を有し、前記制御装置は前記１
本の信号線で伝送される信号から前記第１の送信手段か
ら送信された信号を復号する第２の受信手段を有するの
で、親局であるプログラマブルコントローラの入出力ユ
ニットと、子局である前記プログラマブルコントローラ
が制御する制御装置とは、同時にお互いからの信号を送
受信することになる。

【００２２】

【実施例】

実施例１．図１〜図３はこの発明の第１の実施例である
双方向同時通信の方法と回路構成、およびその効果を説
明するものである。

【００２３】図８に示した親局−子局、１：Ｎの構成に
おいて通信を行う場合について説明する。親局から子局
へはパルスデューティ比（または、オンオフ比とも言
う。）を利用して、また子局から親局へはパルス振幅値
レベルを利用して通信を行うものである。例えば、パル
スデュ−ティ比を利用する場合は、デューティが６６％
の場合をデータ１とし、３３％の場合をデータ０とす
る。他方電圧レベルを利用する場合は、電圧レベルが８
Ｖの場合をデータ１とし、１８Ｖの場合をデータ０とす
る。以上の４つの組み合わせを示したものが図１に示し
た伝送波形である。この通信方法は今まで伝送波形の１
周期のなかに１データしか情報量を持たせなっかたのに
対し、２つのデータを持たせており、双方向同時通信を
可能にしている。図２は双方向同時通信のフレームであ
る。これは図１１、図１２の従来フレームに比べると通
信デ−タを交互に親局−子局間でやり取りするのではな
く、同時に（伝送波形の１周期内で）行うため時間的効
率が良くなる。単純計算で１フレームに必要な時間が１
／２になることがわかる。

【００２４】次に、図３において２００は親局の伝送
部、２０１は子局の伝送部、それぞれを１対の信号線１
００で接続している。親局の４００、４０１はデータ送
信ドライブ用のＰＮＰ、ＮＰＮトランジスタ、４２５は
信号線に流す電流を制限する抵抗、４０２、４０３は４
００、４０１のトランジスタのベ−ス電流を制限する抵
抗。４０４はフォトカプラ４０５の２次側に流れる電流
を制限する抵抗、４０５のフォトカプラは内部のＩＣか
ら送信データＳＤ（Ｍ）３００を伝達する。４２６のＮ
ＰＮトランジスタはフォトカプラ４０５に流す電流をド
ライブする。４０７は逆流防止のダイオード、４０８は
フォトカプラ４０９の１次側に流れる電流を制限する抵
抗。４０９のフォトカプラはデータを受信するためのも
の。

【００２５】４１０は４０９の２次側の電流を制限する
抵抗。４０９で受信したデータはインバータ４２７で変
換され、データＲＤ（Ｍ）３０１として内部のＩＣへ取
り込まれる。子局２０１においては、４１９は逆流防止
ダイオード、４１８はフォトカプラ４２０の１次側に流
れる電流を制限する抵抗。４２０のフォトカプラはデー
タを受信するためのもの。４２２の抵抗は４２０の２次
側の電流を制限する。４２０で受信したデータＲＤ
（Ｒ）３０３は内部ＩＣに取り込まれる。３０４は内部
ＩＣからの送信データＳＤ（Ｒ）、４２４はＮＰＮトラ
ンジスタ４２３のベース電流を制限する抵抗、トランジ
スタ４２３はツェナーダイオード４２１を動作させる為
のものである。８Ｖツェナーダイオード４２１はトラン
ジスタ４２３により信号線１００を８Ｖにクランプす
る。また、５００はフォトカプラ４０５、４０９、４１
３から外側（伝送側）の１８Ｖ電源。５０１は伝送側の
５Ｖ電源、５０２はフォトカプラから内側の内部５Ｖ電
源、５０３は伝送側８Ｖの電源である。

【００２６】以下、図１、図３、図４、図５、図６によ
り親局２００ー子局２０１間の通信動作について説明す
る。親局２００の送信データは内部ＩＣからＳＤ（Ｍ）
３００の信号で出される。このＳＤ（Ｍ）３００をフォ
トカプラ４０５で受けて次段のトランジスタ４００と４
０１で子局へ送信データを送る。前にも述べた様に親局
から子局へはパルスデューティ比を用いてデータを送信
する。図４により伝送波形の生成について詳しく説明す
る。ＳＤ（Ｍ）３００の波形は図４（ａ）の様になり、
パルスデューティ比を変えて”０”、”１”データを区
別する。このＳＤ（Ｍ）３００の波形に従いフォトカプ
ラ４０５は図４（ｂ）の毎く、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返
す。

【００２７】このフォトカプラ４０５がＯＮするときＰ
ＮＰトランジスタ４００はＯＮ、ＮＰＮトランジスタ４
０１はＯＦＦ、逆にフォトカプラ４０５がＯＦＦすると
きＰＮＰトランジスタ４００はＯＦＦ、ＮＰＮトランジ
スタ４０１はＯＮとなる。ＰＮＰトランジスタ４００は
エミッタに１８Ｖ電源５００が接続されているためＯＮ
したときの信号線１００の電位は１８Ｖになり、ＮＰＮ
トランジスタ４０１はエミッタがグランド（０Ｖ）に接
続されているので、ＯＮのとき信号線の電位は０Ｖにな
る。以上より４００、４０１のトランジスタは交互にＯ
Ｎ、ＯＦＦをするので信号線には１８Ｖと０Ｖの矩形波
ができる。（図４（ｅ）の伝送波形）

【００２８】子局２０１から親局２００への送信データ
は内部ＩＣからＳＤ（Ｒ）３０４の信号で出される。Ｓ
Ｄ（Ｒ）３０４の信号は０Ｖのときデータ”０”、５Ｖ
のときデータ”１”であり、１周期の間ＯＮまたはＯＦ
Ｆとなって図４（ｆ）の様な波形になる。信号を出すタ
イミングは信号線が親局により電位が１８Ｖになったと
きである。このときＳＤ（Ｒ）３０４が５ＶになるとＮ
ＰＮトランジスタ４２３がＯＮして８Ｖツェナーダイオ
ード４２１が動作して、信号線は１８Ｖから８Ｖに電位
がクランプされる。親局から子局への送信データに子局
から親局への送信データを加えると伝送波形は図４
（ｉ）の様になる。

【００２９】次に伝送波形からのデータの読み出しにつ
いて説明する。親局２００のデータの読み出しは図５の
とおりである。図３のフォトカプラ４０９は１次側のア
ノードが１８Ｖの電源５００に接続され、カソードが信
号線に接続されている。よって図５（ａ）の様に伝送波
形が１８ＶのときＯＦＦ、０Ｖ、８ＶのときＯＮとな
る。その時のフォトカプラ４０９の２次側のインバータ
４２７の後のＲＤ（Ｍ）３０１の波形は図５（ｃ）のと
おりになり、それを親局のサンプリングタイミングでデ
ータとして取り込む。但し、図３にはこの親局のサンプ
リングタイミングでデータを読み込む第１の受信手段に
相当する回路素子は周知の回路を用いればよいので図示
していない。これにより子局２０１の送信データＳＤ
（Ｒ）３０４を読み出すことが可能になる。

【００３０】ここで、子局２０１からの送信信号ＳＤ
（Ｒ）３０３と親局２００での受信信号ＲＤ（Ｍ）３０
１のパルス幅が異なるのは、子局２０１では親局２００
のデューティ比に無関係に１周期の間信号をＯＮまたは
ＯＦＦさせるのに対して、これを受ける親局では親局の
デューティ比に同期させて信号をＯＮまたはＯＦＦさせ
るためである。

【００３１】最後に、図６の子局２０１のデータの読み
出しについて説明する。子局２０１のフォトカプラ４２
０は１次側のアノードが８Ｖの電源５０３に接続されカ
ソードが信号線に接続されているため、図６（ａ）、
（ｂ）に示す様に伝送波形０ＶのときＯＮ、８Ｖ、１８
ＶのときＯＦＦとなる。よってＲＤ（Ｒ）３０３の波形
は図６（ｃ）のとおりになり、子局のサンプリングタイ
ミング（ここで、子局のサンプリング周期は親局のサン
プリング周期と同一である。）でデータとして取り込
む。但し、図３にはこの子局のサンプリングタイミング
でデータを読み込む第２の受信手段に相当する回路素子
は周知の回路を用いればよいので図示していない。これ
により親局２００の送信データＳＤ（Ｍ）３００を子局
２０１が読み出すことができる。

【００３２】以上より、図１の伝送波形の１周期の中に
は親局２００、子局２０１の送信データが含まれてお
り、親局、子局が互いの送信データを同時に読み出すこ
とができるので、親局ー子局間の双方向同時通信が可能
となる。

【００３３】実施例２．この発明の第２の実施例である
信号線の短絡検出回路について図３を用いて説明する。
親局２００の４１１は逆流防止のダイオード、４１２は
フォトカプラ４１３の１次側の電流を制限する抵抗、フ
ォトカプラ４１３は信号線短絡検出用である。４１４は
フォトカプラ４１３の２次側の電流を制限する抵抗、４
１６はコンデンサ４１７の充電を早くするためのダイオ
ード、４１５はコンデンサ４１７の放電を遅くするため
の抵抗、コンデンサ４１７は３０２の短絡検出信号Ｓを
安定させるためのものである。５０１はフォトカプラ４
１３の１次側にある外部５Ｖ電源、５０２はフォトカプ
ラ４１３の２次側にある内部５Ｖ電源である。

【００３４】次に回路の動作を説明する。信号線１００
は図１の伝送波形に示す様に絶えず電位が変化してい
る。図３のフォトカプラ４１３はアノードを５Ｖ電源に
接続、カソードを信号線に接続しているため、信号線０
Ｖのときのみフォトカプラ４１３はＯＮして信号Ｓ３０
２は０Ｖになる。信号線が８Ｖ、１８Ｖのときはフォト
カプラ４１３はＯＦＦなので信号Ｓ３０２は５Ｖにな
る。信号線１００がグランドと短絡した場合、当然、信
号線の電位は０Ｖとなり、フォトカプラ４１３はＯＮし
た状態になり信号Ｓ３０２は０Ｖになる。よって正常、
異常を区別するには正常時の３０２の信号を５Ｖにする
必要がある。

【００３５】正常通信時には、図１より信号線は０Ｖ、
８Ｖ、１８Ｖ、のいずれかの電位なのでフォトカプラ４
１３はＯＮ、ＯＦＦを繰り返している。このとき３０２
信号を５Ｖにするにはフォトカプラ４１３がＯＦＦして
いる間にコンデンサ４１７の５Ｖ充電を完了させ、ＯＮ
のときのコンデンサ４１７の放電を完了させない様にす
れば良い。よって図３のダイオード４１６によりコンデ
ンサ４１７の充電を早くさせ、フォトカプラがＯＦＦ間
に充電完了となり、逆に放電はフォトカプラ４１３がＯ
Ｎの間にコンデンサ４１７放電しきらない様に抵抗４１
５とコンデンサ４１７との時定数をきめる。この操作に
より、正常通信時の３０２の短絡検出信号Ｓは絶えず５
Ｖとなり短絡検出が可能となる。これにより信号線の状
態を監視することができ、故障の発生を早急に発見でき
る。

【００３６】実施例３．この発明の第３の実施例であ
る、この双方向同時通信方法をプログラマブルコントロ
ーラ（以下、シーケンサという。）に適用した場合につ
いて、図７により説明する。図７（ａ）は親局をシーケ
ンサのベース部に配置して信号の入出力ユニットを形成
するようにし、子局としての制御装置を離れた場所に設
置して、入出力ユニットを形成する親局と子局との間を
１本の信号線で接続したものである。１０はシーケン
サ、１１はシーケンサ１０の入出力ユニット、１２は入
出力ユニット１１を構成する親局が送信したり受信した
りするデータを処理するＣＰＵ、１３はシーケンサ１０
の電源である。また２０は子局としての制御装置で１本
の信号線３０により親局である入出力ユニット１１と接
続されている。

【００３７】例えば、親局１１としては実施例１の図３
で示した親局２００と同様な回路が設けられており、ま
た子局としては図３で示した子局２０１と同様な回路が
設けられている。そして、親局からパルス波形の１周期
間におけるパルスのオンオフ比を異ならせて送信されて
子局が復号するデータをＹとし、子局からパルス波形の
１周期間における振幅値を異ならせて送信されて親局が
復号するデータをＸとする。したがって、図７（ｂ）に
示すように１周期の間で親局と子局とが同時にデータの
授受をすることができる。この図は最初の１周期にＹ
１、Ｘ１のデータを送受信し、次の１周期にＹ２、Ｘ２
のデータを送受信することを示している。また、図７
（ｃ）は従来の伝送方法による伝送フレームを示してお
り、図７（ｂ）と比較すると同じデータ量を送受信する
のに２倍の時間がかかることが分かる。

【００３８】また、双方向同時通信の親局をシ−ケンサ
の入出力ユニットとして扱えば、送受信デ−タを入力、
出力のデバイスに当てはめて占有点数の２倍の量を扱う
ことができる。すなわち、親局は子局にデ−タを送信す
れば同時に子局からのデ−タを受け取ることができるの
で、シ−ケンサ１０のＣＰＵ１２は親局へのデ−タの書
き込みと同時に読みだしをすることが可能となり、これ
によりシ−ケンサ１０のＣＰＵ１２は従来は使わない入
力と出力の同じ番号を使うことが可能になり、例えば３
２点分でＸ３２点＋Ｙ３２点で合計６４点を使用するこ
とが可能になる。

【００３９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載される様な効果を奏する。

【００４０】第１の局から送信され第２の局で受信する
少なくとも２つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより区別し、前記第２の局から送信され前
記第１の局で受信する少なくとも２つの異なるデータを
前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
振幅値を異ならせることにより区別するので、１周期間
におけるパルスのオンオフ比により区別される第１の局
から第２の局へ送られるデータと、１周期間における振
幅値を異ならせることにより区別される第２の局から第
１の局へ送られるデータとは、同一の信号線で送られて
も混信することなくそれぞれ同時に復号されることにな
り、簡単な回路構成で信頼性の高い、双方向同時通信を
行うことのできる双方向同時通信方法を得ることのでき
る効果がある。

【００４１】また、双方向同時通信装置においては、１
本の信号線により少なくとも２つの局の間でデータの送
受信を双方向同時に行う双方向同時通信装置において、
少なくとも２つの異なるデータを所定の周期を有するパ
ルス波形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異な
らせることにより送信する第１の局とこれを受信する第
２の局、および少なくとも２つの異なるデータを前記所
定の周期を有するパルス波形の１周期間における振幅値
を異ならせることにより送信する第２の局とこれを受信
する第１の局とを備え、前記第１の局は送信信号である
前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
異なるオンオフ比のパルス波形に対応してオンオフする
第１の振幅値を有するパルス波形を生成し前記信号線へ
送出する第１の送信手段と、前記信号線から前記所定の
周期を有し１周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異
なるパルス波形信号を受信し前記第１の振幅値以上の振
幅値を有するパルスの存在する期間を他の期間と区別す
るパルス波形を生成する第１の波形生成手段と、前記所
定の周期を有するパルス波形の周期に同期してその１周
期間内の始めの部分で前記第１の波形生成手段により生
成されたパルス波形の振幅値を読み取り送信データを復
号する第１の受信手段とを有し、前記第２の局は送信信
号である前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間
における振幅値を異ならせたパルス波形に対応してオン
オフし前記第１の送信手段から前記信号線に送出された
前記第１の振幅値を有するパルス波形を前記異なった振
幅値の内で大きい振幅値に重なる部分において前記第１
の振幅値未満の第２の振幅値に制限する第２の送信手段
と、前記信号線から前記所定の周期を有し１周期間にお
けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
信し前記第２の振幅値以上の振幅値を有するパルスの存
在する期間を他の期間と区別するパルス波形を生成する
第２の波形生成手段と、前記所定の周期を有するパルス
波形の周期に同期して前記第２の波形生成手段により生
成されたパルス波形の１周期間におけるオンオフ比を読
み取り送信データを復号する第２の受信手段とを有する
ので、第１の局の第１の送信手段が送出する１周期間に
おけるパルスのオンオフ比により区別され第１の振幅値
を有する信号のデータは、第２の局にある第２の振幅値
を基準に受信したパルス波形を成形する第２の波形生成
手段とこの成形されたパルス波形から１周期間における
オンオフ比を読み取る第２の受信手段とにより復号さ
れ、またそれと同時に、第２の局の第２の送信手段は送
信信号である１周期間における振幅値を異ならせたパル
ス波形に対応して、第１の送信手段が送出する第１の振
幅値を有するパルス波形信号を第２の振幅値を基準に成
形することにより送出信号を生成し、これを第１の局に
ある第１の振幅値を基準に受信したパルス波形を成形す
る第１の波形生成手段とこの成形されたパルス波形から
１周期間内の始めの部分で振幅値を読み取る第１の受信
手段とにより復号することになり、簡単な回路構成で信
頼性の高い、双方向同時通信を行うことのできる双方向
同時通信装置を得ることのできる効果がある。

【００４２】さらに、信号線から所定の周期を有し１周
期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形
信号を受信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電
されオフの期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この
電荷蓄積手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオン
の期間に所定の電圧まで充電される小さな値に設定する
とともに放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間
に前記所定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前
記信号線が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が
前記所定の電圧より小さくなることを検出する地絡検出
手段を有するので、受信したパルス信号波形が正常信号
としての短い期間のオフ状態と信号線が地絡した異常状
態としての長い期間のオフ状態とを区別することにな
り、簡単な回路構成で信頼性の高い、信号線が地絡した
ことを検出することのできる双方向同時通信装置を得る
ことのできる効果がある。

【００４３】そして、親局であるプログラマブルコント
ローラの入出力ユニットと、子局である前記プログラマ
ブルコントローラが制御する制御装置と、この制御装置
と前記入出力ユニットとを接続する１本の信号線とを備
え、前記入出力ユニットは少なくとも２つの異なるデー
タを所定の周期を有するパルス波形の１周期間における
パルスのオンオフ比を異ならせることにより区別する信
号を送信する第１の送信手段を有し、前記制御装置は少
なくとも２つの異なるデータを前記所定の周期を有する
パルス波形の１周期間における振幅値を異ならせること
により区別する信号を送信する第２の送信手段を有し、
さらに前記入出力ユニットは前記１本の信号線で伝送さ
れる信号から前記第２の送信手段から送信された信号を
復号する第１の受信手段を有し、前記制御装置は前記１
本の信号線で伝送される信号から前記第１の送信手段か
ら送信された信号を復号する第２の受信手段を有するの
で、親局であるプログラマブルコントローラの入出力ユ
ニットと、子局である前記プログラマブルコントローラ
が制御する制御装置とは、同時にお互いからの信号を送
受信することになり、簡単な回路構成で信頼性を高くし
て、プログラマブルコントローラの入出力ユニットの入
出力点数を従来の２倍にして使用できるとともに送受信
時間を半分に短縮できる双方向同時通信方法を用いたプ
ログラマブルコントローラを得ることのできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による伝送波形を示す波
形図である。

【図２】 この発明の実施例１による伝送フレ−ムを示
す説明図である。

【図３】 この発明の実施例１、２による親局および子
局の回路構成を示す回路構成図である。

【図４】 この発明の実施例１による親局および子局の
伝送波形の生成を示す波形図である。

【図５】 この発明の実施例１による親局のデ−タ読み
出しを示す波形図である。

【図６】 この発明の実施例１による子局のデ−タ読み
出しを示す波形図である。

【図７】 この発明の実施例３によるプログラマブルコ
ントローラの接続構成を示す構成図である。

【図８】 この発明及び従来の通信による１：Ｎの通信
構成を示す構成図である。

【図９】 従来のパルスデュ−ティ比による伝送波形を
示す波形図である。

【図１０】 従来の電圧レベルによる伝送波形を示す波
形図である。

【図１１】 従来の伝送フレ−ムを示す説明図（その
１）である。

【図１２】 従来の伝送フレ−ムを示す説明図（その
２）である。

【符号の説明】

１０ シーケンサ、１１ 入出力ユニット、２０ 制御
装置、３０、１００１本の信号線、２００ 親局、２０
１ 子局、４００ ＰＮＰトランジスタ、４０１、４２
３ ＮＰＮトランジスタ、４０９、４１３、４２０ フ
ォトカップラ、４１５ 抵抗、４１６ ダイオード、４
１７ コンデンサ、４２１ ８Ｖツェナーダイオード、
４２７ インバータ、３００ 親局送信データ、３０１
親局受信データ、３０３ 子局受信データ、３０４
子局送信データ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１本の信号線により少なくとも２つの局の
   間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信
   方法において、第１の局から送信され第２の局で受信す
   る少なくとも２つの異なるデータを所定の周期を有する
   パルス波形の１周期間におけるパルスのオンオフ比を異
   ならせることにより区別し、前記第２の局から送信され
   前記第１の局で受信する少なくとも２つの異なるデータ
   を前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間におけ
   る振幅値を異ならせることにより区別することを特徴と
   する双方向同時通信方法。
2. 【請求項２】１本の信号線により少なくとも２つの局の
   間でデータの送受信を双方向同時に行う双方向同時通信
   装置において、少なくとも２つの異なるデータを所定の
   周期を有するパルス波形の１周期間におけるパルスのオ
   ンオフ比を異ならせることにより送信する第１の局とこ
   れを受信する第２の局、および少なくとも２つの異なる
   データを前記所定の周期を有するパルス波形の１周期間
   における振幅値を異ならせることにより送信する第２の
   局とこれを受信する第１の局とを備え、前記第１の局は
   送信信号である前記所定の周期を有するパルス波形の１
   周期間における異なるオンオフ比のパルス波形に対応し
   てオンオフする第１の振幅値を有するパルス波形を生成
   し前記信号線へ送出する第１の送信手段と、前記信号線
   から前記所定の周期を有し１周期間におけるオンオフ比
   と振幅値とが異なるパルス波形信号を受信し前記第１の
   振幅値以上の振幅値を有するパルスの存在する期間を他
   の期間と区別するパルス波形を生成する第１の波形生成
   手段と、前記所定の周期を有するパルス波形の周期に同
   期してその１周期間内の始めの部分で前記第１の波形生
   成手段により生成されたパルス波形の振幅値を読み取り
   送信データを復号する第１の受信手段とを有し、前記第
   ２の局は送信信号である前記所定の周期を有するパルス
   波形の１周期間における振幅値を異ならせたパルス波形
   に対応してオンオフし前記第１の送信手段から前記信号
   線に送出された前記第１の振幅値を有するパルス波形を
   前記異なった振幅値の内で大きい振幅値に重なる部分に
   おいて前記第１の振幅値未満の第２の振幅値に制限する
   第２の送信手段と、前記信号線から前記所定の周期を有
   し１周期間におけるオンオフ比と振幅値とが異なるパル
   ス波形信号を受信し前記第２の振幅値以上の振幅値を有
   するパルスの存在する期間を他の期間と区別するパルス
   波形を生成する第２の波形生成手段と、前記所定の周期
   を有するパルス波形の周期に同期して前記第２の波形生
   成手段により生成されたパルス波形の１周期間における
   オンオフ比を読み取り送信データを復号する第２の受信
   手段と、を有することを特徴とする双方向同時通信装
   置。
3. 【請求項３】信号線から所定の周期を有し１周期間にお
   けるオンオフ比と振幅値とが異なるパルス波形信号を受
   信し、このパルス波形信号がオンの期間に充電されオフ
   の期間に放電される電荷蓄積手段を備え、この電荷蓄積
   手段の充電時定数を前記パルス波形信号がオンの期間に
   所定の電圧まで充電される小さな値に設定するとともに
   放電時定数を前記パルス波形信号がオフの期間に前記所
   定の電圧をほぼ維持する大きな値に設定し、前記信号線
   が地絡した場合には前記電荷蓄積手段の電圧が前記所定
   の電圧より小さくなることを検出する地絡検出手段を有
   することを特徴とする請求項２記載の双方向同時通信装
   置。
4. 【請求項４】親局であるプログラマブルコントローラの
   入出力ユニットと、子局である前記プログラマブルコン
   トローラが制御する制御装置と、この制御装置と前記入
   出力ユニットとを接続する１本の信号線とを備え、前記
   入出力ユニットは少なくとも２つの異なるデータを所定
   の周期を有するパルス波形の１周期間におけるパルスの
   オンオフ比を異ならせることにより区別する信号を送信
   する第１の送信手段を有し、前記制御装置は少なくとも
   ２つの異なるデータを前記所定の周期を有するパルス波
   形の１周期間における振幅値を異ならせることにより区
   別する信号を送信する第２の送信手段を有し、さらに前
   記入出力ユニットは前記１本の信号線で伝送される信号
   から前記第２の送信手段から送信された信号を復合する
   第１の受信手段を有し、前記制御装置は前記１本の信号
   線で伝送される信号から前記第１の送信手段から送信さ
   れた信号を復号する第２の受信手段を有することを特徴
   とする双方向同時通信方法を用いたプログラマブルコン
   トローラ。