JPS6394733A - 信号伝送装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、１つの親局と複数の子局からなる信号伝送
装置に関するものである。

［従来の技術］ 信号伝送は、コンピュータ、計測制御システムなどの産
業分野で多く用いられているが、近年省配線技術を、現
場における配電機器、及び各種センサ、スイッチ、表示
灯などを分散して設置されている駆動装置、並びに信号
源と制御装置との間の信号授受にも適用するようになっ
て来た。

ここで、１つの親局と、これに共通の伝送路を介して接
続される複数の子局からなる信号伝送装置は、一般的に
この伝送路を２本から４本のバス形式とし、時分割多重
伝送方式によって信号を伝送するものが多い。また、こ
のような信号伝送装置を簡単にするため、伝送路の占有
の主導権を親局に持たせ、各子局は親局により自局に割
り付けられた時間スロットを使用するように構成される
ことが多い。

以下従来の信号伝送装置を図について説明する。

第８図はこの信号伝送装置の概要構成を示すブロック図
であり、図中、（１）はセンサやスイッチ等の入力信号
により所定の演算を行ない、電動機等の動力や電磁弁を
制御するための信号を出力する制御装置、（２）は親局
であり、伝送路（３）を管理し、入出力装置（４）の各
子局（５ｍ）〜（５ｍ、４）と交信して信号を送受する
。

ここで、伝送路（３）はツィステッドペアケーブルや同
軸ケーブルからなる。また、上記入出力装置（４）はそ
れぞれスイッチ表示灯、センサ、マグネットスイッチ、
リレー、電磁弁等の各現場機器と直接接続されている。

子局（５ｍ）〜（５ｍ、４）は上述の各現場機器からの
入力信号や、機器の制御信号を親局（２）へ伝送するた
めのものである。親局（２）と子局（５ｍ）〜（５ｍ、
、）は伝送路（３）で相互接続されている。また親局（
２）及び複数の子局（５ｍ）〜（５ｍ、４）はそれぞれ
他と区別するための局番を有している。

第９図はこのように構成された信号伝送装置の動作を説
明するためのタイミング図である。信号授受のため、親
局（２）がまず第９図（ａ）に示す局番ＳＯの子局（５
ｍ）と伝送路（３）を介して交信し、この交信が完了し
た後に、局番Ｓ１の子局（ｓｍ−ｉ）と交信する。さら
に順に最終局番５ｎ−１の子局（５ｎ−□）まで交信し
た後、局番ＳＯの子局（５ｍ）から再度交信を行ない、
以下それを１サイクルとして繰り返すことになる。

次に、第９図（ｂ）を参照して個々の子局（５）との交
信動作を説明する。まず親局（２）が例えば子局（５ｍ
、４）の局番Ｓ４を含むフレームを伝送路（３）へ送出
し、次に制御装置や親局（２）の運転状態やバージョン
管理コード等を内容とした親局制御コードを含むフレー
ムを送出し、さらにこの子局（５ｍ、、）へ伝送するデ
ータを含む「親局送信データ」のフレ一ムを送出する。

一方、すべての子局（５ｍ）〜（５ｎ−ｘ）がバス形式
の伝送路（３）を介して上述の親局（２）が送信した信
号を受信するか、送られてきた局番に等しい局番の子局
（５ｍ）〜（５ｎ−ｚ）または（５ｎ−ｘ）のみが、受
信した信号を取り込む。また子局（５ｍ）〜（５ｎ−０
）のうちのいずれかのみがこの直後の伝送路（３）の使
用権を獲得し、伝送路（３）を介して親局（２）へ伝え
られる「子局制御コード」とｒ子局送信データ」を含む
フレームを順次送出する。親局（２）はこれを受信して
選択した子局（５ｍ）〜（５ｎ−１）のうちのいずれか
の状態やその入力信号を取り込む。各子局（５ｍ）〜（
５ｎ−ｘ）及び親局（２）は取り込んだ信号を記憶して
おき、次のサイクルにおいて同様の過程で取り込んだ信
号とを比較し、この比較の結果、同一の場合のみこの信
号を有効とし、子局（５）は外部機器へ出力し親局（２
）は図示しない制御装置へ伝えることになる。また子局
（５ｍ）〜（５ｎ−ｘ）のいずれかに異常が発生したと
きには親局（２）はその子局からの応答がなくなるため
、容易に異常を検知することができる。親局（２）に異
常−４＝ が発生したときにも、各子局（５ｍ）〜（５ｎ−ｘ）は
受信がなくなるため異常の検知ができる。

次に第９図（ｃ）に示すタイミング図を参照して個々の
信号を含むフレームの授受の動作を説明する。各フレー
ムは子局（５１１１−４）が受信したときに、その同期
を取るためのスタートビットＳＴ及びそのフレームの内
容が子局（５ｍ、、）の局番Ｓ４、制御コード、データ
のいずれかを示す識別用のビットＩＤ、伝えるべき内容
を示す「データ」、パリティビットＰ、フレームの終り
を指定するためのストップＳＰから形成され、ここで、
パリティビットＰとは送信側でこれを「１」またはｒＯ
Ｊにすることにより、送信信号中の「１」の数が奇数（
または偶数）になるようにし、かつ受信側で受信後に「
１」の数を加えて受信内容をチェックするためのもので
ある。受信側は、これにより伝送エラーを検出した場合
、受信した信号を捨て、次のサイクルでの受信を待つよ
うにする。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の信号伝送装置は以上のように構成されていたので
、多数の子局を接続した場合に親局と全子局との間の通
信を一巡させるまでに要する時間が大きくなり、伝送装
置としての性能を著しく損なうという問題があり、また
この問題を少しでも解消するために、ビットの伝送速度
を上げると、装置としての構造が大きなものとなり、価
格も上昇し、かつ外乱の影響を受けやすくなるという問
題が生じ、さらに送受する信号がその信号の変化にかか
わらず、無条件に交信されるような状態変化の少ない信
号の伝送の場合に、効率が悪くなるという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、親局と各子局との間で順次行なっている交信
中であっても、割り込みによって任意の子局、または親
局からの送信ができるとともに、ビット伝送速度を上げ
ずに状態変化のあった信号の伝送が他の状態変化のない
信号の送受により待たされたり、緊急を要する信号の伝
送が他の信号の送受により、待たされることなく実行で
きる信号伝送装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る信号伝送装置は、各子局に制御部を備え
、その制御によりある子局が親局の所定の順序によらず
に割り込みにより伝送をするときは、伝送路が所定期間
占有されていないことを判断した後に、伝送を開始する
とともに、同時に他の子局も伝送を開始したか否かを伝
送路の信号から判断し、これによって上記伝送路の占有
に成功したときにのみ、その伝送を完結するまで処理を
進め、上記伝送路の占有に成功しなかったときは、次の
サイクルで上記伝送と占有の動作を反復させるよう制御
したものである。

［作　用コ この発明においては、制御部により、その子局が伝送路
の占有に成功したか否かをその子局が送出した信号と伝
送路の信号との一致によって判断することにより、親局
と複数の子局との間の伝送を走査形式で行なっている際
にも、任意に割り込みによる伝送が可能となり、効率良
く情報を伝送させる。

＝７− ［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの一実施例を示す回路図であり、各子局と伝送路
との接続を示す。図において、（８１）（８２）は伝送
路（３）に接続された子局（５ｍ）〜（５ｎ）のそれぞ
れ受信部、送信部である。（８３ｍ）　（８３ｍ、１）
〜（８３ｎ）は子局（５ｍ）〜（５ｎ）における制御部
を示すものであり、それぞれ受信部（８１）及び送信部
（８２）を含み、第２図のフロー図により示す機能を有
する。

次に動作を第２図のフロー図、第３図の波形図、第４図
〜第７図のタイミング図を参照して説明する。第２図に
おいて、（３１）はプログラムスタート時の初期化の処
理、（３２）は伝送路（３）からの受信処理、（３３）
は処理（３２）により親局（２）からの順次送信を受信
したとき、親局（２）へ返送するための送信の処理であ
る。その子局（５ｍ）〜（５ｎ）の入出力装置の入力に
変化が生じた時や、他の緊急の送信要求の生じた時には
、割り込み送（Ｍを行なうため、例えば子局（５ｎ）は
処理（３４）により伝送路（３）が空状態になるまで割
り込み送信を延期し、伝送路（３）が空状態なら、処理
（３５）に進み、送信を行なう。

この処理（３５）は、他の子局（５ｍ）〜＜５ｎ−０）
（図示せず）も同様にして実行完了している可能性があ
るので、衝突検出の処理も併せて実行している。ここで
、複数の子局（５ｍ）〜（５ｎ）が同時に伝送路（３）
に信号を送出している状態を伝送衝突と呼ぶことにする
。判断（３ｂ）によりこの伝送衝突を検出することなく
、処理（３５）の送信が完了したときは、親局（２）が
これを正常に受信したときに子局（５ｍ）〜（５ｎ）に
おいて受信される確認コード（ＡＣＫ）の受信待ちとな
る。判断（３７）によりＡＣＫを正常に受信したときに
は、この割り込み送信は正常に完了したものとして処理
（３８）により送信要求をリセットする。処理（３４）
で伝送路（３）が他の子局（５ｍ）〜（５ｎ−０）によ
り占有されていたり、処理（３５）で衝突を検出したり
、割り込み送信後に親局（２）からＡＣＫを受信しなか
ったとき（またはＮＡＣＫを受信したとき）には判断（
３７）が受信せずとなり、割込送信要求をリセットしな
いことにより処理（３２）に戻り、送信を行なうために
ループすることになる。

第４図は、この発明による信号伝送装置の親局（２）に
よる各子局（５ｍ）〜（５ｎ）との間において順次交信
を行なう信号送受のタイミング図を示す。これは従来装
置の第２図と同じようなフォーマットとなっている。

第５図は割り込みによる送信のフォーマットを示す。こ
の割り込みによる送信では、受信側で受信信号をチェッ
クするためのチェックコード（５１）を付加している。

受信側はこのチェックコード（５１）により受信信号が
外乱等により乱されていないかどうかをチェックし、正
しければＡＣＫコード（５２）の内容をＡＣＫとして送
出し、正しくなければＮＡＣＫにして送出する。ここで
双方のモードによる送受信フォーマットはその制御コー
ドの内容により各々を区別できる。

第６図はこの発明による信号送受のタイミングについて
時間を横軸にして示したもので、図において（４１）は
第４図に示した親局（２）と各子局（５ｍ）〜（５ｍ、
、）との順次交信の送受信信号である。親局（２）は子
局（５ｍ）と交信したあと、子局（５ｍ０、）との交信
にはいる前に一定の時間Ｔだけ伝送路（３）を開放する
。これにより、親局（２）と子局（５ｍ、ｉ）が交信中
に子局（５ｎ）の割り込みによる送信要求が発生したと
き、子局（５ｎ）は伝送路（３）が親局（２）及び子局
（５ｍ、、）に占有されているため、ただちに送信はで
きないが、親局（２）と子局（５ｍ、１）との交信が完
了し、伝送路（３）が一時開放された時点で、親局（２
）向けの信号を送出することかできる。

第７図は親局（２）と子局（５ｍ、、）とが交信中に親
局（２）側に子局（５ｎ）との緊急交信要求が発生した
ときのタイミング図である。図に示すように親局（２）
と子局（５ｍ、、）間の送信が終了すると、親局（２）
から子局（５ｎ）への送信が行なわれる。

第３図は第１図に示す接続図を説明するタイミング図で
ある。全子局（５ｍ）〜（５ｎ）がどれも伝送路に「０
」を送信していないときは、全子局（５ｍ）〜（５ｎ）
のトランジスタはオフにあり、伝送路（３）は抵抗Ｒを
介して電圧■が印加され、全子局（５）がこの電圧の信
号を受信している。子局（５ｍ）〜（５ｎ）−１１＝ のうちの−局がｒＯＪを送信すると伝送器（３）の信号
は○Ｖに近くなり、全子局（５ｍ）〜（５０）がこれを
受信する。第３図において子局（５）のうちの一つであ
る子局（５ｍ）と子局（５ｎ）が同時に伝送路（３）に
送信をはじめ１〜３ビツトは双方の子局（５ｍ）及び（
５ｎ）とも同一のビット例を送出し、４ビツトめに子局
（５ｍ）が「１」を、そして子局（５ｎ）が「Ｏ」を送
出した場合、子局（５ｍ）は「０」を受信し、自局の送
信内容と、受信内容とが相違するため、衝突があったと
判断して送信を停止する。一方、子局（５ｎ）ではｒＯ
Ｊを受信し、自局の送信と受信がＯで、一致するため、
送信可能として送信を続行することになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、親局が各子局を順次走
査して、交信していくモードの他に、割り込みによる送
信のモードを設けるように構成したので、入出力装置へ
の入力信号が変化したときや緊急性を要する伝送要求の
生じた子局は、自局が親局により呼び出されるのを待つ
ことなく送信が可能となり、多数の子局が接続された伝
送系でもビット伝送速度を上げることなく伝送性能を確
保でき、伝送効率を上げることができるという効果があ
る。また、この発明によれば親局が各子局を走査してゆ
くモードでは親局及び子局ともに受信信号の信頼性をあ
げるために連続した２サイクルの受信データが等しいと
きこれを有効とするのに対し、割り込みによる送信では
フレームチェックコードにより信号の有効性を判断する
ように構成したので、すみやかに信号を伝送でき、さら
にある子局に異常が生じたときには、親局が順次走査し
、交信していく過程でこれを検知でき、さらに親局に異
常が生じたときにも、各子局は親局の送信信号を受信し
なくなるように構成したので、これを検知できるという
、親局と各子局の順序交信による利点が、そのまま存在
するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による信号伝送装置の回路
図、第２図は第１図に示す信号伝送装置の動作を示すフ
ロー図、第３図は第１図に示す信号伝送装置の波形図、
第４図〜第７図は第１図に示す信号伝送装置の動作のタ
イミング図、第８図は従来の信号伝送装置のブロック図
、第９図は第８図に示す信号伝送装置の動作のタイミン
グ図である。 図において、（２）は親局、（３）は伝送路、（５ｍ）
（５ｍ、□）−（５ｎ）は子局、（８３ｍ）〜（８３ｎ
）は制御部である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）共通の伝送路を介して１つの親局及び複数の子局
   を接続し、反復するサイクルにより上記親局が各上記子
   局を所定の順序で順次選択して相互に情報の伝送を行な
   う信号伝送装置において、割り込みにより情報の伝送を
   するときは上記伝送路の信号によって、他の子局から伝
   送路が占有されているか否かを判断し、上記判断により
   上記伝送路が所定期間占有されていないと判断されたと
   きは、割り込みの要求に従って上記伝送路に情報の送出
   を行なうとともに、この送出の後にさらに他の子局によ
   り上記伝送路の占有されなかったと判断されたときは上
   記伝送路の占有に成功したと判断して伝送の完結まで処
   理を進め、上記送出の後に上記伝送路の占有に成功しな
   かったと判断されたときは、上記伝送の完結を得るまで
   次のサイクルにおいて再度上記判断及び上記送出の処理
   を反復させる制御部を上記各子局に備えたことを特徴と
   する信号伝送装置。
2. （２）上記制御部は自己の子局から送出した情報と同一
   内容の信号を受信したときに上記伝送路の占有に成功し
   たと判断することを特徴とする信号伝送装置。