JPS60251739A - 信号伝送方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技　術　分　野 本発明は、Ｉ１器間で双方向の信号伝送を行なう方法及
び装置に関する。

従来技術とその問題点 一般に、自動制御等に於いてコンピュータ等を用いた場
合、コンピュータ等の制ｎ機器と被制御機器との間で必
要な信号の伝送は、双方向で行なわなければならないが
、そのためには一般的に３線以上の通信線を用いる必要
があった。それ故、機器間の通信線の配線に要する費用
が＾くなり、大きな配線スペースが必要になるという欠
点があった。

又、制御機器が１台であり、被制御機器が複数の場合に
は、一般的にマルチドロップ可能な３線以上用の通信イ
ンターフェイスを用いなければならなかった。そのよう
なインターフェイスは相当高価であり、前述の配線費用
をも勘案するならば、それらの費用の合計がシステム全
体の価格の相当部分を占める場合が度々あった。

通信線を３線以上のものとする代りに、２線のものを用
いれば配Ｓ費用、配線スペースを少なくすることができ
るのであるが、この場合には次のような問題がある。

例えばホストコンピュータと端末機群とを有するシステ
ムのように、１個の制御機器（以下［親（１１という。

）と複数の被制ｉｖＡ器（以下「子機」という。）との
間で双方向で信号を伝送し、前記複数の機器間では信号
の授受は必要のないシステムに於いて、伝送路として２
線の通信線を使用した場合を考える。信号の伝送の仕方
を第２図に略図的に示す。第２図中の符号は、後述する
第１図の説明を参照されたい。

第２図に示すように、同一通信線上を各機器からの同一
極性の信号列が順次伝送されるので、各信号列にはいず
れの機器からのものであるという送り元アドレス又はラ
ベルを付さなければ、どの機器からの信号列であるのか
を判断することはできない。

信号の伝送が親機と子機との間だけで行なわれ、子機間
では信号の授受は行なう必要のないシステムにおいても
、ある子機には、親機からの信号と他の子機からの信号
の両方が入力されるので、親機からの信号と不要な他の
子機からの信号とを区別するために、各信号にラベルを
付ける必要がある。そのために、各機器には信号にラベ
ルを付す手段を設け、更に、親機を含む他の機器からの
信号のラベルを解読して親機からの信号であるのか子機
からの信号であるのかを判断する手段を設けなくではな
らない。

又、２線の通信線の一部が故障したような場合には、ｉ
ｎよりの制御信号の喪失によって子機が異常状態となる
という問題がある。全ての信号の伝送が不可能になり、
それ故、子機がそのような異常状態に陥るのを防止する
ためには、他の手段、例えば信号の伝送が不可能になっ
たことを検出して子機の運転を停止させる手段を設けな
くてはならない。

更には、各（１器と通信線との間に適当な絶縁手段が設
けられていないと、各機器に発生するノイズ又は周囲環
境よりのノイズが通信線に入り込み、ｆｆｉ　Ｗの誤動
作の原因となることがあった。

発明の目的 本発明は、上記従来の信号伝送システムの欠点を解消す
るためになされたものであり、その目的とするところは
、機器間の通信線の配線費用及び配線スペースが少なく
て済み、機器と通信線との間のインターフェイスを安価
にすることができ、信号にラベルを付す手段及びそれを
解読する手段を省くことができ、更に通信線の故障によ
って信号の伝送が不可能となる可能性を小さくして信頼
性を向上することができ、更にｌｆｌ器間のアイソレー
ションを容易になし得る信号伝送方法及び装置を提供す
ることである。

発明の構成 本発明の上記目的は、 一方の機器と複数の他方の機器との間で双方向の信号伝
送を行なうに当り、一方の機器よりの信号の極性と他方
の機器よりの信号の極性とを互（、Ｘに逆にすることを
特徴とする信号伝送方法、及び 一方のａ器と複数の他方の機器との間で双方向の信号伝
送を行なうための装置にして、一方の機器より他方の機
器への信号をある極性で伝送路に送出するための送出手
段、 他方の機器のそれぞれに対して配され、他方の機器より
一方の機器への信号を前記ある極性とＩま逆の極性で送
出するための別の送出手段、前記逆の極性の信号を前記
一方の機器に入力するための入力手段、 他方の態器のそれぞれに対して配され、前記あるｔｉ　
ｔ＋の信号を当該それぞれの他方の機器に入力するため
の別の入力手段、及び 前記別の送出手段並びに別の入力手段と伝送路との間に
配され、前記別の送出手段より送出される前記ある極性
とは逆の極性の信号を伝送路に送出し、伝送路に送出さ
れた信号のうち前記ある極性の信号のみを選択して前記
別の入力手段に送る選択手段 を備え、前記別の送出手段及び別の入力手段のそれぞれ
は伝送路と各機器との間の絶縁手段を有していることを
特徴とする信号伝送装置により達成される。

！−」Ｌ」１ 本発明を、親機としてコンピュータを用い、子機として
各ＩＩＩＢ、その部品等の環境試験用の複数のｍａＡ槽
を用い、コンピュタ−と各恒温槽との間で信号を互いに
伝送することによって恒温槽の構内温度をコンピュータ
制御するシステムに本発明を用いた場合を例にとって、
以下に詳細に説明する。

本実施例の概略ブロック図を第３図に示す。

恒温槽（２，３，４）に於いては槽内の温度はセンサ（
２５）で測定されて電気量に変換され、Ａ／Ｄ変換器（
２７）及びインターフェイスを介して恒温槽制御部（２
４）に送られる。

コンピュータ（１）のＣＰｔＪ（１０）は適宜の入力装
置よりの指令により或いはメモリ内に記憶された所定の
プログラムに従って、恒温槽（２，３，４）の槽内温度
を制御する（例えば構内温度を１００℃から１２０℃に
上げる）制御信号を通信インターフェイス（１５）を介
して発するものとする。該制御信号（１２Ａ、１３Ａ）
は第２図に示すように正の極性のパルス信号列として送
出手段（１１）に送られる。信号列の参照符号（１２Ａ
）はコンピュータ（１）より恒温１Ｆ！（２）に対する
信号、（１３Ａ）はコンピュータ（１，）より恒温槽（
３）に対する信号であることを示している。制御信号（
１２Ａ）は、例えば恒Ｉ！１（２）の槽内温度を１２０
℃に上昇させる命令を伝える信号であるとする。

送出手段（１１）は、コンピュータ（１）からの制御信
号（１２Ａ、１．３Ａ）を一定の極性（本実施例の場合
では正）で通信線（５）に送出する（第１図（ｂ））。

この場合、・送出手段（１１）より通信線（５）への信
号の送出は、通信線への信号の送受を制御する通常の切
換制御手段（１２）によって制御される。通信電源（１
３）は切換制御手段（１２）に接続されており、通常の
通信電源と同様に通信システム全体のｍｕとして働いて
いる。

各恒温槽に配された選択手段（２３）は、通信線（５）
上の信号のうち、一定の極性（この場合、正）の信号の
みを入力手段（２２）に送るものである。入力手段（２
２）は、選択手段（２３）よりの正の極性の信号を通信
インターフェイス（２９）に送る。恒温槽（２）の制御
部（２４）内のＣＰＬＩ（１０）は、該信号に基づき、
恒温槽（２を制御するのであるが、従来の通信方式とは
異なり、正の極性の信号は全てコンピュータ（１）から
の信号であるから、信号がコンピュータ（１）からの信
号であることを判別する手段を必要としない。

従って、ＣＰＵ　（２０）は該信号が恒温槽（２）の送
り先アドレスを有するものであることを判別したならば
、該恒温槽の温度を上昇させる制御指令を発する。恒温
槽の温度制御は次のようにして行なわれる。

構内に配されたセンサ（２５）は槽内温度を電気信号に
変換し、該信号はＡ／Ｄ変換器（２７）、インターフェ
イスを経由してＣＰＵ　（２０）に送られる。ＣＰＵ　
（２０＞は、槽内温度値と指定された温度値とを比較し
て、その差の度合いに応じて、槽内を加熱するヒータ（
２６）の発生熱量を指令する信号をヒータ制御回路（２
８）に送り、槽内温度を上昇させ、指定値に達したなら
ばそれを保持するようヒータを制御する。

更に、各ｔｕ瀧槽のＣＰＵは、コンピュータ（１）より
の間合せに応じて恒温槽の状態、例えば恒温槽の槽内温
度をコンピュータ（１）に連絡する。

この場合、センサ（２５）で検出された槽内温度は、Ａ
、　／、　Ｄ変換器及びインターフェイスを経てＣＦ’
Ｕ、（２，０）に送られ、ＣＰＵ（，２０，）は温度の
信号を通信インターフェイス（２９）を介して送出手段
く２１）に送る。送出手段（２１）は該信号を前記一定
、の極性とは逆の極性（この７場合、負）として送出す
る（第１図（Ｃ））。

通信線（５〉と送出手段（２１）との間に配された選択
手段（２３）は、送出手段（２１）よ、りの前記逆の極
性の信号のみ、を通信線（５）に送出するようにされて
いる。従って、通信線（５）上を、第１図（ａ、）のよ
う、にコンピュータ（１）よりの正のζを性の信号と、
恒温槽からの負の極性の信号が伝送される。。

コンピュータ側の入力手段（１２）は、通信線（５）上
の前記一定の極性とは逆のくこの場合、負の）極性の信
号のみを、通信インターフェイス（１，５−）を介して
、Ｃ、Ｐ’、Ｕ　（、１，０、＞に送φ。恒湿槽（２）
の槽内）昌度は適宜の出力手段によって表示される。

本実施例での信号の伝送の仕方をＰ′？Ｓ図的に第１図
に示す。　− 第１図（ａ）は通信線（５）上の信号を示したもの−て
、（１２Ａ、）はコンピュータ（１）より恒温槽（２）
への信号（例えば槽内温度間合せ信号）であり、送出手
段（１１）により極性は正とされている。。（２，１Ａ
、　）は恒跣槽（２’）よ、リコンピュータ（１）への
信＠（例えば槽内温度信号）であり、送出手段（２１）
により負の極性とされている。

同様に、＜、　１，３　、Ａ　）はコンピユー、夕（１
）より恒温槽（３）への高度間合せ信号、（３１Ａ、）
は恒温槽（３）よりコンピュータ（１）への槽内温度信
号であり、それぞれ正又は負の極性とされている。　−
１４、、 第１図（、ｂ）は、入力手段（２２，３２，４２〉より
恒温槽に入力される信号を示したち、安である一〇第１
図（、ｂ、）に示されている如く、入力手段（２２，３
２，４２）からは正の極性を有する信号のみ、すなわち
コンピュータ（・１）からの信号（１２Ａ、１３Ａ）の
みが恒）呂槽に入力されるので、信号（１２△、１３Ａ
）にはコンピュータ（１）よりの信号であることを示す
送り元アドレス又はラベルを付す必要はない。

同住に、第１図（Ｃ）は、送出手段（２１）より通信線
（５〉に送出される信号を示している。

前述のように、入力手段（１２）は負の極性の信号のみ
をコンピュータ（１）に入力するので、コンピュータ（
１）に入力されるのは、負の極性を有する恒渇桁よりコ
ンピュータ（１）への信号（２１Ａ、３１Ａ）のみであ
る。

恒温１ｆ’７　（２）に対する信号（１２Ａ）の後に通
信ｆ’８１（５）上を送信されるのは、必ず恒温槽（２
）よりの信号（２１Ａ）であるというようなシステムど
丈れば、信号（２１Ａ、３１Ａ〉・に恒温検品を示す送
り元アドレス又はラベルを付す必要は必ずしもなく、ま
た、コンピュータ（１）に入力されるのは全てコンピュ
ータ（１）に対する信号のみであるので、該信号には送
り先アドレス又はラベルも付す必要はない。

第４図に、コンピュータ（１）のための入出力回路（６
）の１例の概略回路図を示す。第４図に於いて、送出手
段（１１）と切換制御手段（１３）の回路の両方が一点
醸櫓内に示されている。二点鎖線内には入力手段（１２
）の回路が示されている。

コンピュータ（１）よりの信＠　（ＴＸＤ）は、ゲート
（ＩＣ１１）ｆ通ッＴ、ホｔ−力７う（ＰＣｌｌ）及び
１〜ランジスタ（ＴＲＩ　１、ＴＲＩ　２、ＴＲ１４、
ＴＲ’１５）を通じて２Ｐｉ！の通信線（第４図では、
（Ａ）、、（Ｂ）とｊノで示されている）に送出される
。トランジスタ（ＴＲ１１）及び（ＴＲ１４）はバッフ
ァ及びインバータとして動作し、トランジスタ（ＴＲ１
２）は過電流のリミッタとして動作する。トランジスタ
（ＴＲ１５）は、伝送信号のＨ，Ｌの制御に使用される
。一点鎖線内の回路は、（４Ｃ１１）の］ントロール信
号が１送信」、即ち、コンピュータ（１）より各恒温槽
に信号を発する場合のみ作動する。換言すれば、一方の
通信線（Ａ）が＋側となる。コントロール信号が１受信
」の場合は、他方の通信線（Ｂ）が＋側となり、電流は
通信櫓Ｂ→各恒温槽のう■択手段→送出手段→入力手段
（１２）と流れる。従って、・１葛漏櫓からの信号（Ｒ
ＸＤ）は、入力手段（１２）に入力され、ホトカブラ（
Ｐ’Ｃｌ２）及びゲート（ＩＣＩ２）を通ってコンピュ
ータ（１）に入力される。

第５図は、恒温槽側の選択手段、送出手段、及び入力手
段の１例の概略回路図である。

送出回路は、一点鎖線で囲まれた回路であり、送出信号
（ＴＸＤ）はホトカプラ（ＰＣ２２）を通じてトランジ
スタ（ＴＯ２１＞を制御し、伝送路の電流を流したり切
ったりする。受信回路は、二点鎖線で囲まれた回路であ
？伝送路を流れる電流をホトカブラ（ＰＣ２１）によっ
て検出している。選択手段は、ダイオード（０２１）及
び（Ｄ２２）を含んでおり、電、流の方向によって送出
回路と受信回路を選択するものである。

本発明に於いては、各子機に選択手段を設けているため
、通信システムの一部が故障した場合でも、親機からの
信号は千歳に入力されるので子機が異常状態に陥るのを
防ぐことができる。例えば、第５図の回路に衿いてｌ−
ランジスタ（７７Ｒ２１）が故５障した場愁、恒温槽（
２）からコンビュニタ（１）への信号（２１’Ａ−）は
送信出来なくなるが、選択手段内のダイオード（’Ｄ　
１　、Ｄ　２’）の働きによって、コンピュータ（１）
からの各恒温槽への信号（１２△、１３Ａ）は、恒温槽
は受信することができ、恒温槽が異常状態に陥るのを防
ぐことができる。

第４図及び第５図に示すコンピュータ側及び恒温槽側゛
の両方の回路に於いては送出手段及び入力手段内に絶縁
手段としてホトカプラを備えて゛おり、通信線とコンピ
ュータ及び″８ｒ恒温槽とが絶縁されるようにされてい
るので、各様器間は完全にアイソレーションされており
、ノイズによっては影響されないようにされている。

上述の説明では、説明の便宜のために、コンピュータ等
の制ｎ憬器と恒温槽等の被制ｍ＋門を用い、ｒｖ［！ｆ
ＡＪ、「子閤」という８葉を用いて説明しているが、本
発明はこのように上位下位関係の機器間の信号伝送に限
られるものではなく、複数のコンピュータ間のような対
等は器間の信号伝送にも適用可能なことは明らかである
。

信号の形態も添削図面では単流ＮＺのパルス列のように
示されているが、他のデジタル信号でも或いはアナログ
信号でも極性を異ならせることのできる信号列ならばい
ずれの形態でもよいし、また変調されているものでもよ
い。

発明の効梁 かくして、本発明によれば、親憬から子鍬への信号と子
機から親機への信号を極性を異ならせることによって分
離しているために、ｉ器間の通信線の配線費用及び配線
スペースが少なくて済み、柵器と通信線と−の間のイン
ターフェイスを安価にすることができ、信号にアドレス
又はラベルを付す手段を省くことができ、通信線の信頼
性を向上させることができ、更に様器間のアイソレーシ
ョされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による”信号伝送の説明図、第２図は従
来の信号伝送の説明図、第“３図は本発明の１実施例の
概略ブロク図、第、４図はコンピュータ側の入出力回路
の１例゛の概略回路図、第５図は恒）昌槽側の入出力回
路の１例の概略回路図である。 図に於いて、 （１）・・・コンピュータ （２，３，４）・・・恒温槽 （５）・・・通信線 （６，７）・・・入出力回路 く１１）・・・送出手段 （１２）・・・入力手段 （２１，３Ｎ、４１）・・・送出手段 （２２，３２，４２）・・・入力手段 （２３，３３，４３）・・・選択手段 （以　上） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　一方の機器と複数の使方の機器との間で双方向の信
   号伝送を行なうに当り、一方の機器よりの信号の極性と
   他方の機器よりの信号の極性とを互いに逆にすることを
   特徴とする信号伝送方法。 ■　一方の機器と複数の他方の機器との間で双方向の信
   号伝送を行なうための装置にして、一方の機器より他方
   の機器への信号をある極性で伝送路に送出するための送
   出手段、他方の機器のそれぞれに対して配され、他方の
   機器より一方の機器への信号を前記ある極性とは逆の極
   性で送出するための別の送出手段、前記逆の極性の信号
   を前記一方の機器に入力するための入力手段、 他方の機器のそれぞれに対して配され、前記ある極性の
   信号を当該それぞれの他方の′機器に入力するための別
   の入力手段−及び 前記別の送出手段並びに別の入力手段と伝送路との間に
   配され、前記別の送出手段より送出される前記ある極性
   とは逆の極性の信号を伝送路に送出し、伝送路に送出さ
   れた信号のうち前記ある極性の信号のみを選択して前記
   別の入力手段に送る選択手段 を備え、前記別の送出手段及び別の入力手段のそれぞれ
   は伝送路と各機器との間の絶縁手段を有していることを
   特徴とする信号伝送装置。 ■　前記絶縁手段がホトカブラである特許請求の範囲第
   ２項に記載の信号伝送装置。