JPWO2013161055A1 - 伝送ラインアドレス重複検出方式およびその方式に使用する子局ターミナル - Google Patents

Abstract

単一の制御部に接続された親局と複数の被制御装置に対応する複数の子局を伝送クロックで同期させ共通のデータ信号線を介しデータ伝送を行う伝送同期方式を採用した制御・監視信号伝送システムにおいて伝送ラインの断線を正確に検出することができる伝送ラインアドレス重複検出方式とその方式に使用する子局ターミナルを提供する。親局から共通データ信号線に出力される一連のパルス状信号に、制御データ信号のデータと監視データ信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域を設け、子局は、自局で生成した乱数データを元数とし、元数に基づき複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、複数の比較照合用データからなる信号を管理データ領域に重畳し、親局は、複数の比較照合用データを所定の取り決めに従って比較した結果に基づき複数の子局におけるアドレス重複の有無を判定する。

Description

本発明は、単一の制御部に接続された親局と複数の被制御装置に対応する複数の子局との間の信号線を省配線化し共通のデータ信号線で接続し、その共通のデータ信号線を介し伝送クロックで同期させデータの伝送を行う伝送同期方式が採用された制御・監視信号伝送システムにおいて、伝送ラインの断線を検出する伝送ラインアドレス重複検出方式およびその方式に使用する子局ターミナルに関するものである。

単一の制御部と複数の被制御装置（制御部の指示に応じて動作する被制御部と制御部に情報を送信するセンサ部とで構成されるもの）を備える制御システムにおいて、配線の数を減らす、所謂省配線化が広く実施されている。そして、その省配線化の一般的な手法として、複数の被制御装置から延出される信号線の各々を制御部に直接繋ぐパラレル接続に代えて、パラレル信号とシリアル信号の変換機能を備えた親局と複数の子局を、制御部と複数の被制御装置にそれぞれ接続し、親局と複数の子局との間でシリアル信号によりデータ授受を行う方式が広く採用されている。

省配線化が実現された場合、多数の子局が接続されている状態において、接続断線が生じた部位を制御部側で特定することができない場合、制御部から遠く離れている子局の配線を各々チェックする必要があり、その断線箇所の特定に多くの工数を要することになる。

そこで、制御部側において、子局側での断線を確認する手法が提案されている。例えば、特開昭６２−１７３８３０号公報には、１台のマスターユニットに対して各々アドレス設定された複数のターミナルユニットを共通の信号線を介して接続し、マスターユニットから、順次指定アドレスをサイクリックに変更しながら伝送信号を送り、アドレス指定されたターミナルユニットから返信信号が送られる時分割多重伝送システムの断線検出方法が開示されている。この断線検出方法では、ターミナルユニットからの返信信号を受信できない状態が所定数の伝送サイクル間連続して発生したことをマスターユニットが検出し、信号線に断線が発生したと判断される。

この断線検出方法では、複数装置間でデータの授受を行う方式として、データの授受を行なう相手（子局）に対して、その相手を特定するためのデータ（アドレスデータ）にて指定するコマンド方式が採用されている。省配線化された場合にシリアル信号でデータ授受を行う方式においても、このコマンド方式を採用することは可能である。しかしながら、コマンド方式では、伝送目的のデータ量に対してコマンドデータ（アドレスデータ）が大きくなると伝送効率が低下するという問題がある。そこで、シリアル信号による伝送効率を上げるために、アドレスデータを含まないパルスサイクルで順次伝送される監視信号及び制御信号によりデータを授受する伝送同期方式が好ましい場合がある。このように、省配線技術においてコマンド方式と伝送同期方式は、用途において使い分けられているが、伝送同期方式が採用されたシステムについても、制御部側で子局側の断線を確認する手法が提案されている。

例えば、特開平７−９９５０３号公報には、伝送路において異常発生箇所を容易に特定できるデータ伝送装置が開示されている。このデータ伝送装置では、自局の周回カウンタにおけるカウント値が自己に割り当てられた所定値になったことを条件に、信号線に伝送されるパルス信号の１周回分の最終領域に確認信号を出力するアンサー手段が各ターミナルユニットに設けられる。そして、信号線に接続された異常検出手段が、自己の周回カウンタのカウント値に対応する、ターミナルユニットのアンサー手段からの確認信号の有無を判別し、確認信号の有る場合にはそのカウント値に対応するターミナルユニットの接続異常が無いと判断され、信号線に伝送されるパルス信号の１周回分の最終領域にチェック信号が出力される。また、確認信号の無い場合にはそのカウント値に対応するターミナルユニットの接続異常があると判断され、チェック信号が出力されず、これをもってマスターユニットが断線を検知できる。

また、特開平９−８４１５５号公報には、一つの主局とこれに分岐接続される１以上の従局とで構成され、主局から送出する制御信号を従局に伝送して制御を行うと共に従局の状態を含む監視信号を主局に伝送する制御・監視システムにおいて、異常発生個所を中央の主局において検出することができ、伝送ケーブルが分岐していても断線を検出し、被制御部やセンサ部等の機器の状態を中央で識別する技術が開示されている。この文献に開示されているシステムでは、主局から送出されるフレームが、電源電圧レベルの期間が長いスタート信号と、データ信号と、従局の識別符号（ＩＤコード）の信号及びエンド信号で構成され、ＩＤコードが順番に変化するフレームが順番に送出される。各従局では自局に割り当てられたＩＤコードと、データの送受信アドレスを示すカウント値が設定され、主局から受信したＩＤコードと一致するとエンド信号のタイミングでエンド応答を発生する。そして、主局では、該当する従局からのエンド応答を記憶して、従局の構成を記録する。

特開昭６２−１７３８３０号公報 特開平７−９９５０３号公報 特開平９−８４１５５号公報

しかしながら、省配線化されたシステムにおいて断線を検出するための従来方式では、断線を示す応答が、確認対象となっている子局からの真の応答であるのかどうかを確認することができなかった。また、複数の子局に対して各固有のアドレスが設定されるが、人為的な誤設定にて自局アドレスが他局のアドレスと重複している場合には、重複している子局同士の伝送データが競合し、正確なデータ伝送が行われない。

そこで本発明は、単一の制御部に接続された親局と、複数の被制御装置に対応する複数の子局を、伝送クロックで同期させ共通のデータ信号線を介しデータの伝送を行う伝送同期方式を採用した制御・監視信号伝送システムにおいて、子局アドレス設定の状態および伝送ラインと各子局との接続断線を正確に検出することができ、加えて子局のアドレス重複を検出する伝送ラインアドレス重複検出方式とその方式に使用する子局ターミナルを提供することを目的とする。

本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式が適用される制御・監視信号伝送システムでは、単一の親局と複数の子局を共通データ信号線で接続する。前記親局が有するタイミング発生手段で生成される伝送クロックの制御下で、前記親局は、制御部から引き渡された制御データの値に応じて制御データ信号として一連のパルス状信号を前記共通データ信号線に出力すると共に、前記一連のパルス状信号に前記複数の子局の各々から前記クロックの１周期毎に重畳された監視データ信号のデータ値を抽出し、これを前記制御部に引き渡す。前記複数の子局の各々は、前記一連のパルス状信号の始まりを示すスタート信号を起点として、前記一連のパルス状信号のパルスをカウントし、前記カウントの値が自局アドレスと一致したとき、前記一連のパルス状信号から自局に対応する前記制御データを抽出するとともに、前記自局に対応する前記制御データを抽出したクロックと同じパルス周期に、前記監視データ信号を前記一連のパルス状信号に重畳する。そして、本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式では、前記一連のパルス状信号に、前記制御データ信号のデータと前記監視データ信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域を設け、前記子局は、自局で生成した乱数データを元数とし、前記元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、前記複数の比較照合用データからなる信号を前記管理データ領域に重畳し、前記親局は、前記複数の比較照合用データを所定の取り決めに従って比較した結果に基づいて、複数の前記子局におけるアドレス重複の有無を判定する。

前記親局は、前記子局におけるアドレスの重複が検出された場合に、重複するアドレスを格納した重複アドレステーブルを作成し、前記重複アドレステーブルに前記重複するアドレスが格納されている間は、異常状態と判定してアドレス重複を解消するためのアドレス調整を行い、前記重複アドレステーブルに前記重複するアドレスが格納されていないときは、正常状態と判定する。

前記管理データ領域は、前記親局からのデータが重畳される管理制御データ領域と、前記子局からのデータが重畳される管理監視データ領域とで構成され、前記子局から前記管理監視データ領域に重畳されるデータを“０”以外のデータとし、前記親局において前記管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のとき、前記共通データ信号線の断線と判断するようにしてもよい。

前記親局は、子局の先頭アドレスと非先頭アドレスをカウントし、そのカウント数を子局におけるアドレス幅データとして特定するようにしてもよい。

前記親局と前記子局は、アドレスの重複が発生したときに、アドレスの重複が発生していることを表示するようにしてもよい。

本発明に係る子局ターミナルは、親局が接続された共通データ信号線に接続され、アドレス抽出手段と、監視データ送信手段と、管理制御データ抽出手段と、管理監視データ送信手段と、比較照合用データ出力手段を備える。前記アドレス抽出手段は、前記共通データ信号線を介して伝送される一連のパルス状信号の始まりを示すスタート信号を起点として、前記一連のパルス状信号のパルスをカウントし、前記カウントの値が自局アドレスと一致するタイミングの制御データ信号を得る。前記監視データ送信手段は、前記共通データ信号線を介して伝送される一連のパルス状信号に、前記アドレス抽出手段から前記制御データ信号が引き渡されたタイミングで、自局からの情報として監視データ信号を重畳する。前記管理制御データ抽出手段は、前記一連のパルス状信号において、前記監視データ信号を重畳するための領域とは異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域に、前記親局から前記管理データ領域に重畳された管理制御データを抽出する。管理監視データ送信手段は、前記管理制御データを構成する信号が重畳される出力データ期間に対応する同一周期の入力データ期間に自局からの情報として管理監視データ信号を重畳する。前記比較照合用データ出力手段は、前記管理制御データ抽出手段からアドレスデータを得て、前記アドレスデータが自局アドレスと一致するときに前記管理監視データ送信手段に、自局で生成した乱数データを元数とし、前記元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、前記複数の比較照合用データを引き渡す。

本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式では、伝送クッロクの１周期が入力データ期間と出力データ期間とに区分されている一連のパルス状信号において、制御データ信号のデータと監視データ信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域を設ける。そして、この管理データ領域に、複数の子局からの応答として互いに異なる乱数データと、前記乱数データを所定の関係で変換して得られる変換データとを組み合わせた比較照合用データを構成する信号が重畳される。更に、親局においては、乱数データと変換データとの比較照合結果に基づいて、子局におけるアドレス重複の有無を判断する。そのため、検知対象となっている子局からの応答として、ノイズなどで誤検出することなく、子局におけるアドレス重複を正確に検出することができる。

また、親局は、子局におけるアドレスの重複が検出された場合に、重複するアドレスを格納した重複アドレステーブルを作成し、重複アドレステーブルに重複するアドレスが格納されている間は、異常状態と判定してアドレス重複を解消するためのアドレス調整を行い、重複アドレステーブルに重複するアドレスが格納されていないときは、正常状態と判定するようにした。これによって、重複アドレステーブルを用いて、子局におけるアドレス重複の有無を正確に管理することができる。

また、伝送クロック信号の管理監視データ領域に子局から重畳されるデータを“０”以外のデータとすれば、親局において管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のときは子局から出力された情報が共通データ信号線を介して親局へ伝送されない状態であるといえる。従って、そのときは、共通データ信号線の断線と判断することができ、子局におけるアドレス重複の有無と併せて共通データ信号線の断線も検出することが可能となる。

親局は、子局の先頭アドレスと非先頭アドレスをカウントし、そのカウント数を子局におけるアドレス幅データとして特定するようにした。これにより、子局におけるアドレス幅データを正確に特定することが可能となる。

子局は、アドレスの重複が発生したときに、アドレスの重複が発生していることを表示するようにした。これにより、リモートの作業者に対して、アドレス重複の発生を通知することができる。

また、本発明に係る子局ターミナルは、管理データ領域に、管理制御データを構成する信号が重畳される出力データ期間に対応する同一周期の入力データ期間に自局からの情報として管理監視データ信号を重畳する管理監視データ送信手段と、親局から管理データ領域に重畳されたアドレスデータが自局アドレスと一致するときに管理監視データ送信手段に乱数データと、前記乱数データを所定の関係で変換して得られる変換データとを組み合わせた比較照合用データを引き渡す比較照合用データ出力手段を備えるため、本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式に好適である。

また、本発明に係る子局ターミナルは、制御部から子局におけるアドレスの重複が通知された場合に、アドレスの重複が発生していることを表示する重複アドレス表示手段をさらに備えるため、本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式に好適である。

本発明に係る伝送ライン断線検出方式を採用した制御・監視信号伝送システムの実施例における、親局と子局の間の伝送方式の模式図である。 制御・監視信号伝送システムの概略構成を示すシステム構成図である。 親局のシステム構成図である。 入出力子局のシステム構成図である。 伝送クロック信号のタイムチャート図である。 親局に記憶されるＩＤＸアドレステーブルの模式図である。

図１〜６を参照しながら、本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式を採用した制御・監視信号伝送システムの実施例を説明する。図２に示すように、この制御・監視信号伝送システムは、制御部１および共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続された単一の親局２と、前記共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続された入出力子局５、出力子局６および入力子局７の複数で構成される。なお、図２においては、図示の便宜上、各々の子局が一つずつ示されているが、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続される子局の種類や数に制限は無い。

入出力子局５、出力子局６および入力子局７（図では、子局５、子局６および子局７とそれぞれ略す）は、制御部１の出力指示に応じて動作する被制御部８に対する信号出力処理と、制御部１への入力情報を取り入れる入力部９からの入力信号処理のいずれかまたは双方を行うものである。なお、被制御部８とは、例えば、アクチュエータ、（ステッピング）モータ、ソレノイド、電磁弁、リレー、サイリスタ、ランプ等であり、入力部９とは、例えば、リードスイッチ、マイクロスイッチ、押釦スイッチ、光電スイッチ等である。入出力子局５は、被制御部８と入力部９の双方に接続され、出力子局６は被制御部８のみに接続され、入力子局７は入力部９にのみ接続されている。なお、出力子局６は被制御部８を内包するものであってもよく、また、入力子局７は入力部９を内包するものであってもよい。

制御部１は、例えばプログラマブルコントローラ、コンピュータ等であり、制御データ１３、および管理制御データ１４を送出する出力ユニット１１と、被制御装置４側からの監視データ信号のデータ（センサデータ）である監視データ１６および子局応答データ１５を受け取る入力ユニット１２を有する。そして、これら出力ユニット１１と入力ユニット１２が親局２に接続されている。また、入力ユニット１２から受け取ったデータに基づいて、出力ユニット１１から送出されるデータを創出する管理判断手段１７を備えている。

親局２は、図３に示すように、出力データ部２１、管理データ部２２、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、入力データ部２６および比較判断手段Ａ２７ａと比較判断手段Ｂ２７ｂを備える。そして、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され、一連のパルス状信号である制御データ信号（以下、伝送クロック信号というものとする）を共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに送出するとともに、入出力子局５、出力子局６、または入力子局７（以下、これら全てを指す場合は「子局５、６、７」という）から送出された監視データ信号および管理監視データ信号に基づいた比較データを、監視データ１６および子局応答データ１５として制御部１の入力ユニット１２へ送出する。

出力データ部２１は、制御部１の出力ユニット１１から制御データ１３として受けた並列データをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

管理データ部２２は、子局５、６、７の各々に関する情報を集約したＩＤＸアドレステーブルの記憶手段２９を備えている。この実施例において、ＩＤＸアドレステーブルとは、断線確認の対象となる子局５、６、７のいずれか一つを特定するためのデータであり、子局５、６、７の先頭アドレスが用いられる。制御部１からデータテーブル作成指示を受けて生成されるが、その生成手順は後述する。

タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、ＯＳＣ３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４に引き渡す。

親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１及び管理データ部２２から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ２４を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに一連のパルス状信号として伝送クロック信号を送出する。

伝送クロック信号は、図１（ａ）に示すように、スタート信号ＳＴに続く制御・監視データ領域と、更にこれに続く管理データ領域を有するものとなっている。制御・管理データ領域は、親局２から送出される制御データ信号のデータＯＵＴｎ（ｎは整数）と子局５、６、７から送出される監視データ信号のデータＩＮｎ（ｎは整数）とで構成される。伝送クロック信号は、図５に示すように、１周期の後半が高電位レベル（この実施例では＋２４Ｖ）と、前半が低電位レベル（この実施例では＋１２Ｖ）とされ、低電位レベルとなるパルス前半のパルス幅間隔が出力データ期間となり、同じく低電位レベルとなるパルス前半が入力データ期間ともなる。そして、低電位レベルのパルス幅間隔が制御データ信号のデータＯＵＴｎを、低電位レベルに重畳される電流の有無が監視データ信号のデータＩＮｎを表すものとなっている。この実施例では、伝送クロック信号の１周期をｔ０とした時、低電位レベルのパルス幅間隔幅は（１／４）ｔ０から（３／４）ｔ０まで拡張されるが、制御部１から入力される制御データ１３の各データの値に応じたものであれば、その幅に制限はなく適宜に決めればよい。また、入力データ期間と出力データ期間も適宜に決めることができ、例えば、入力データ期間はこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）のパルス幅間隔を出力データ期間としてもよく、逆に、出力データ期間をこの実施例と同様にパルス前半（低電位レベル）とし、パルス後半（高電位レベル）を入力データ期間としてもよい。更に、パルス後半（高電位レベル）を出力データ期間と入力データ期間を兼ねるものとしてもよい。伝送クロック信号の１周期の後半が低電位レベルとなる場合も同様である。なお、図１（ａ）において、上段は出力データ期間を、下段は入力データ期間を示すものとなっている。

伝送クロック信号の管理データ領域は、親局２から送出される管理制御信号が重畳される管理制御データ領域と、子局４、６、７から送出される管理監視信号が重畳される管理監視データ領域で構成される。管理制御信号で伝送される管理制御データは第一管理制御データＩＳＴｏと第二管理制御データＩＤＸｏで構成され、制御信号のデータＯＵＴｎと同様に、低電位レベルのパルス幅間隔として表される。また、管理監視信号で伝送される管理監視データは第一管理監視データＳＴｉと第二管理監視データＩＤＸｉで構成され、監視信号のデータＩＮｎと同様に、低電位レベルに重畳される電流の有無として表される。なお、この実施例では、第一管理制御データＩＳＴｏおよび第二管理制御データＩＤＸｏは、子局４、６、７に対し要求するデータの種類を特定する指示データ、或いは子局４、６、７のいずれか一つを特定するためのアドレスデータとされる。一方、第一管理監視データＳＴｉおよび第二管理監視データＩＤＸｉは、自局の状態を示すデータとされ、更に、管理監視データとして常に“０”以外のデータが送信されるものとされているが、詳細は後述する。

スタート信号ＳＴは、伝送クロック信号の高電位レベルと同じ電位レベルであって、伝送クロック信号の１周期より長い信号となっている。

親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成され、入力データ部２６へ直列の入力データ３７を送出する。また、監視データ抽出手段３６で抽出した第二管理監視データであるＩＤＸｉデータ３８を比較判断手段Ａ２７ａと比較判断手段Ｂ２７ｂへ送出し、監視データ抽出手段３６で抽出したＳＴｉデータ３９を管理データ部２２、入力データ部２６および比較判断手段Ｂ２７ｂへ送出する。監視信号検出手段３５は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮを経由して子局５、６、７から送出された監視データ信号と管理監視データ信号を検出する。監視データ信号および管理監視データ信号のデータ値は、既述のように低電位レベルに重畳される電流の有無で表わされており、スタート信号ＳＴが送信された後、まず、入出力子局５または入力子局７の各々から順次監視データ信号を受け取り、続いて子局５、６、７の何れか一局からの管理監視データ信号を受け取るものとなっている。監視データ信号および管理監視データ信号のデータは、タイミング発生手段３３の信号に同期して監視データ抽出手段３６で抽出される。そして、監視データ信号のデータは、直列の入力データ３７として入力データ部２６に送出される。

入力データ部２６は、親局入力部２５から受け取った直列の入力データ３７を並列（パラレル）データに変換し、監視データ１６として制御部１の入力ユニット１２へ送出する。また、比較判断手段Ａ２７ａから受け取った乱数一致データおよび乱数不一致データ、および比較判断手段Ｂ２７ｂから受け取った断線データを、子局応答データ１５として制御部１の入力ユニット１２へ送出する。

入出力子局５は、図４に示すように、伝送受信手段４１、管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、アドレス設定手段４４、制御データ抽出手段４５、管理監視データ送信手段４６、監視データ送信手段４７、出力手段４８、入力手段４９、および乱数発生手段５０、アドレス重複表示手段５１を有する子局入出力部４０を備える。なお、この実施例の入出力子局５は、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入出力部４０として機能するものとなっている。処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵ（以下、ＭＣＵ４０とする）の備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入出力部４０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

伝送受信手段４１は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに伝送される伝送クロック信号を受けて、これを管理制御データ抽出手段４２、アドレス抽出手段４３、および管理監視データ送信手段４６に引き渡す。管理制御データ抽出手段４２は、伝送クロック信号の管理データ領域から、管理制御データ信号のデータを抽出し、これらを乱数発生手段５０に引き渡す。一方、アドレス抽出手段４３は、伝送クロック信号の始まりを示すスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、そのカウント値がアドレス設定手段４４で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングで、制御データ抽出手段４５と監視データ送信手段４７に制御データ信号を引き渡す。

制御データ抽出手段４５は、アドレス抽出手段４３から引き渡された制御データ信号からデータ値を抽出し、これをシリアルデータとして出力手段４８に引き渡す。出力手段４８は、制御データ抽出手段４５から引き渡されたシリアルデータをパラレルデータに変換し、被制御部８に出力し、被制御部８に所定の動作をさせる。

監視データ送信手段４７は、アドレス抽出手段４３から制御データ信号が引き渡されたタイミングで、入力手段４９から引き渡されるシリアルデータに基づいて、トランジスタＴＲのベース電流を“ｏｎ”または“ｏｆｆ”とする。ベース電流が“ｏｎ”の場合、トランジスタＴＲは”ｏｎ”となり、データ信号線ＤＰ、ＤＮに監視データ信号である電流信号が出力される。この実施例では、図５に示すように、監視データ信号のデータ値が「１」の場合には所定値Ｉｔｈ以上の電流（例えば、３０ｍＡ）を流すことで表現されている。従って、例えば、図５に示す信号のアドレス０番地（＃ａｄ０）、１番地（＃ａｄ１）、２番地（＃ａｄ２）及び３番地（＃ａｄ３）のそれぞれにおける監視データはそれぞれ“０”、“０”、“１”、“０”を表わすことになる。なお、入力手段４９から監視データ送信手段４７に引き渡されるデータは、入力部９からの入力に基づくものであり、例えば、入力部９としてオンオフスイッチが接続されている場合は、スイッチの“ｏｎ”または“ｏｆｆ”を示す電流信号や電圧信号に基づくものとなる。

管理監視データ送信手段４６は、伝送クロック信号のスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、管理データ領域のタイミングを得る。そして、乱数発生手段５０から引き渡されるデータに基づき、前記トランジスタＴＲのベース電流を出力し、データ信号線ＤＰ、ＤＮに管理監視データ信号である電流信号を出力する。

乱数発生手段５０は、本発明の比較照合用データ出力手段に相当するもので、管理制御データ抽出手段４２から引き渡された１フレームごとの管理制御データ信号のデータＩＤＸｏが自局アドレス、およびその子局が含んでいるアドレス範囲のデータ値と一致するときに、その子局で乱数データを生成して発生させ、生成した乱数データを元数とし、該元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成する。そして、生成した比較照合用データをＩＤＸｉとして随時出力する。

アドレス重複表示手段５１は、後述する方法で親局２が子局におけるアドレスの重複を検出した場合に、制御部１から送出される第一管理制御データＩＳＴｏに基づいて、管理制御データ信号のデータＩＤＸｏで指定される子局の異常アドレスに対してアドレス重複表示を点灯出力指示する。この子局のアドレス重複表示は、異常アドレスが無くなると制御部１からの指示で消灯する。

出力子局６の子局出力部６０は、入力手段４９を有さない他は、子局入出力部４０と同じ構成となるため、その説明は省略する。また、入力子局７の子局入力部７０は、出力手段４８を有さない他は、子局入出力部４０と同じ構成となるため、その説明は省略する。

次に、上記構成の制御・監視信号伝送システムにおける伝送ラインアドレス重複検出方式の手順について説明する。この制御・監視信号伝送システムでは、まずシステム起動時に、ＩＤＸアドレステーブルが作成される。ＩＤＸアドレステーブルの作成においては、制御部１から親局２に対し、ＩＤＸアドレステーブル作成の指示が送出される。これを受けた親局２は、スタート信号ＳＴとこれに続く制御・監視データ領域と管理データ領域で構成される１フレーム伝送サイクル毎に、第一管理制御データＳＴｏによって、ＩＤＸアドレステーブル作成の指示と、順次子局５、６、７の全てに対し割り付けられた全アドレスを第二管理制御データＩＤＸｏによって１アドレスデータごとに順次、伝送で指定していく。

子局５、６、７の各々は、第二管理制御データＩＤＸｏが自局アドレス、およびその子局が含んでいるアドレス範囲であるとき、第二管理監視データＩＤＸｉとしてその子局で発生するその時点で、乱数データを元数とし、該元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、該複数の比較照合用データを共通データ信号線へ送信して親局２へ返す。また、自局アドレスの子局先頭アドレスの場合のみに、第一管理監視データＳＴｉとして先頭アドレスステータスを返す。ここで、複数の比較照合用データは、元数（実施例では８ビット）である乱数データと、元数の１の補数データ（元数の反転８ビット）との２つのデータで構成するように取り決められている。この取り決めは、乱数データに基づいた一定の約束事があれば、他の手法でも良い。例えば乱数データを元数とし、元数の１の補数データと、元数の２の補数データとの２つのデータで構成するようにしてもよい。また、元数とその負数との２つのデータで構成するようにしてもよいし、元数と元数の２の補数との２つのデータで構成するようにしてもよい。さらに、元数である乱数データに基づいた一定の約束事により生成した３つ以上のデータ、例えば元数と、元数の１の補数と、元数の２の補数との３つのデータで構成するようにしてもよい。

親局２では、伝送データ受けて第二管理監視データＩＤＸｉを抽出し、比較判断手段Ａ２７ａにおいて、複数の比較照合用データのそれぞれを上記の取り決めにしたがって元数に戻すための逆変換を行った後、逆変換後の複数のデータを比較照合する。すなわち、複数の比較照合用データが元数である乱数データと、元数の１の補数データとの２つのデータで構成されている場合には、元数は逆変換が必要ないためそのままとし、元数の１の補数データは、各ビットを反転させて逆変換した後に、それら２つのデータを比較照合する。

複数の子局の間でアドレス範囲が重複している場合は、管理制御データＩＤＸｏによって指定されたアドレスに対して、複数の子局が自局アドレスを指定されるため、それらの子局同士は各子局で異なる比較照合用データを返すことになる。この時、比較照合用データは互いに競合データとなり、元数と逆変換後のデータは、本来の元数とは異なるデータに変化する。

したがって、親局２では、複数の比較照合用データのそれぞれを上記の取り決めにしたがって逆変換した後に比較照合した結果、それらが互いに一致していなければ、複数の子局の間でアドレス範囲が重複していると判断する。この場合、親局２では、子局同士のアドレスが重複しているものと見なして、重複アドレステーブルを構成するデータに子局の先頭重複アドレスとして記憶する（図６（ａ））。

重複アドレスが生じた場合（図６（ｂ））は、親局２は先頭重複アドレスに対して、管理制御データＩＤＸｏにより、重複アドレス異常を当該子局に伝える。このとき管理制御データＩＤＸｏは複数子局に対して重複アドレスとなるが、伝送信号を送信する親局２は一つなので、伝送データの競合は生じない。重複アドレス異常を受けた子局は重複アドレス異常を表示する。同じく、親局２は制御部１にアドレス重複異常を伝える。これを受けた制御部１は、図６（ｃ）に示すＩＤＸアドレステーブルに記憶されているデータ群の中の一つを指定し、第二管理制御データＩＤＸｏを伝送１フレームごとに共通データ信号線へ伝送出力することにより、該当子局に対してアドレス重複表示の点灯表示を指示する。これにより子局においてアドレス重複表示手段５１が点灯する。

親局２では、アドレス重複異常が存在するときは、アドレス重複異常子局のアドレス設定を再構築して、アドレス重複をなくすことが可能となる。親局２では、重複アドレステーブルに子局の先頭重複アドレスが記録されている間は、異常状態であると判断し、アドレスの重複を解消するためにアドレス設定の再構築を繰り返す。そして、重複アドレステーブルに重複アドレスデータが無くなると、アドレスの重複は解消して正常状態になったものと判断する。

親局２では、複数の比較照合用データのそれぞれを上記の取り決めにしたがって逆変換した後に比較照合した結果、それらが互いに一致していれば、重複アドレスがないとして判断する。この場合、親局２のＩＤＸアドレステーブルを構成するデータに、第一管理監視データＳＴｉの先頭アドレスステータスが存在するアドレス子局の先頭アドレスが記憶される（図６（ｃ））。また親局２では、上記の比較照合結果を示す一致データと不一致データを子局応答データ１５として制御部１に引き渡す。

重複アドレステーブルに重複アドレスデータが無くなると、アドレスの重複は解消して正常状態になったものと判断した時、親局２では、先頭アドレスと非先頭アドレスをカウントし、そのカウント数をアドレス幅データとしてアドレス幅データＩＤＸテーブルに登録する。このとき、制御部１は、ＳＴ０にてアドレス重複表示解除指令とＩＤＸ０にて該当アドレスを伝送し、１フレーム伝送ごとに複数の重複アドレスに対して子局にアドレス重複表示点灯解除を指示する。これにより子局においてアドレス重複表示手段５１が消灯する。

作成されるＩＤＸアドレステーブルでは、先頭アドレスのみがＩＤＸアドレステーブルのデータとして記憶されることになる。図６（ｃ）に示す場合、＃ａｄ０のアドレスが付与された局は、監視データ信号のデータ値が１ビットであり、ＩＤＸアドレステーブルのデータは＃ａｄ０と＃ａｄ１が連続した値となる。一方＃ａｄ１のアドレスが付与された局は、監視データ信号のデータ値が２ビットであるため、＃ａｄ２のパルスも＃ａｄ１と同じ局に割り当てられることになる。そのため、ＩＤＸアドレステーブルのデータは、＃ａｄ１の次の値として＃ａｄ３が記憶されることになる。なお、この実施例では、監視データ信号のデータ値が１ビットである場合であっても、すなわち＃ａｄ０も、＃ａｄ１と同様、先頭アドレスとされる。

さらに、親局２では、比較判断手段Ｂ２７ｂにおいて、第一管理監視データＳＴｉおよび第二管理監視データＩＤＸｉが“０”以外のデータである場合には、子局において断線は発生していないと判断する。一方、第一管理監視データＳＴｉおよび第二管理監視データＩＤＸｉが“０”である場合には、子局において断線が発生していると判断する。

管理制御データＩＤＸｏによるＩＤＸアドレステーブルのデータの指定は、テーブル番号に従ったものとなっている。すなわち、まず、テーブル番号１のインデックスアドレスデータ（＃ａｄ０）が選択され管理制御データＩＤＸｏとして出力される。そして、伝送サイクル毎に、各テーブル番号に対応する先頭アドレスデータに順次変更される。ただし、管理制御データＩＤＸｏでＩＤＸアドレステーブルのデータを指定する順番に制限は無く、例えば、機能による優先順位に従うものとしてもよい。

１ 制御部
２ 親局
５ 入出力子局（子局）
６ 出力子局（子局）
７ 入力子局（子局）
８ 被制御部
９ 入力部
１１ 出力ユニット
１２ 入力ユニット
１３ 制御データ
１４ 管理制御データ
１５ 子局応答データ
１６ 監視データ
１７ 管理判断手段
２１ 出力データ部
２２ 管理データ部
２３ タイミング発生部
２４ 親局出力部
２５ 親局入力部
２６ 入力データ部
２７ａ 比較判断手段Ａ
２７ｂ 比較判断手段Ｂ
２９ 記憶手段
３１ ＯＳＣ（発振回路）
３２ タイミング発生手段
３３ 制御データ発生手段
３４ ラインドライバ
３５ 監視信号検出手段
３６ 監視データ抽出手段
３７ 入力データ
３８ ＩＤＸｉデータ
３９ ＳＴｉデータ
４０ 子局入出力部
４１ 伝送受信手段
４２ 管理制御データ抽出手段
４３ アドレス抽出手段
４４ アドレス設定手段
４５ 制御データ抽出手段
４６ 管理監視データ送信手段
４７ 監視データ送信手段
４８ 出力手段
４９ 入力手段
５０ 乱数発生手段
５１ アドレス重複表示手段
６０ 子局出力部
７０ 子局入力部
ＴＲ トランジスタ

本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式が適用される制御・監視信号伝送システムでは、単一の親局と複数の子局を共通データ信号線で接続する。前記親局が有するタイミング発生手段で生成される伝送クロックの制御下で、前記親局は、制御部から引き渡された制御データの値に応じて制御データ信号として一連のパルス状信号を前記共通データ信号線に出力すると共に、前記一連のパルス状信号に前記複数の子局の各々から前記クロックの１周期毎に重畳された監視データ信号のデータ値を抽出し、これを前記制御部に引き渡す。前記複数の子局の各々は、前記一連のパルス状信号の始まりを示すスタート信号を起点として、前記一連のパルス状信号のパルスをカウントし、前記カウントの値が自局アドレスと一致したとき、前記一連のパルス状信号から自局に対応する前記制御データを抽出するとともに、前記自局に対応する前記制御データを抽出したクロックと同じパルス周期に、前記監視データ信号を前記一連のパルス状信号に重畳する。そして、本発明に係る伝送ラインアドレス重複検出方式では、前記一連のパルス状信号に、前記制御データ信号のデータと前記監視データ信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域を設け、前記子局は、自局で生成した乱数データを元数とし、前記元数に基づいて、複数ビットのデータからなる所定の取り決めに従った比較照合用データを複数生成し、前記元数および前記複数の比較照合用データからなる信号を前記管理データ領域に重畳して前記共通データ信号線に出力し、前記親局は、前記共通データ信号線から抽出した前記複数の比較照合用データを、所定の取り決めに従って逆変換したデータと、前記元数とを比較した結果に基づいて、複数の前記子局におけるアドレス重複の有無を判定する。

Claims (7)

1. 単一の親局と複数の子局を共通データ信号線で接続し、
   前記親局が有するタイミング発生手段で生成される伝送クロックの制御下で、
   前記親局は、制御部から引き渡された制御データの値に応じた制御データ信号として一連のパルス状信号を前記共通データ信号線に出力すると共に、前記一連のパルス状信号に前記複数の子局の各々から前記クロックの１周期毎に重畳された監視データ信号のデータ値を抽出し、これを前記制御部に引き渡し、
   前記複数の子局の各々は、前記一連のパルス状信号の始まりを示すスタート信号を起点として、前記一連のパルス状信号のパルスをカウントし、前記カウントの値が自局アドレスと一致したとき、前記一連のパルス状信号から自局に対応する前記制御データを抽出するとともに、前記自局に対応する前記制御データを抽出したクロックと同じパルス周期に、前記監視データ信号を前記一連のパルス状信号に重畳する制御・監視信号伝送システムにおいて、
   前記一連のパルス状信号に、前記制御データ信号のデータと前記監視データ信号のデータとで構成される制御・監視データ領域と異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域を設け、
   前記子局は、自局で生成した乱数データを元数とし、前記元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、前記複数の比較照合用データからなる信号を前記管理データ領域に重畳し、
   前記親局は、前記複数の比較照合用データを所定の取り決めに従って比較した結果に基づいて、複数の前記子局におけるアドレス重複の有無を判定することを特徴とする伝送ラインアドレス重複検出方式。
2. 前記親局は、前記子局におけるアドレスの重複が検出された場合に、重複するアドレスを格納した重複アドレステーブルを作成し、
   前記重複アドレステーブルに前記重複するアドレスが格納されている間は、異常状態と判定してアドレス重複を解消するためのアドレス調整を行い、前記重複アドレステーブルに前記重複するアドレスが格納されていないときは、正常状態と判定することを特徴とする請求項１に記載の伝送ラインアドレス重複検出方式。
3. 前記管理データ領域は、前記親局からのデータが重畳される管理制御データ領域と、前記子局からのデータが重畳される管理監視データ領域とで構成され、前記子局から前記管理監視データ領域に重畳されるデータを“０”以外のデータとし、前記親局において前記管理監視データ領域から抽出されたデータが“０”のとき、前記共通データ信号線の断線と判断する請求項１または２に記載の伝送ラインアドレス重複検出方式。
4. 前記親局は、子局の先頭アドレスと非先頭アドレスをカウントし、そのカウント数を子局におけるアドレス幅データとして特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の伝送ラインアドレス重複検出方式。
5. 前記子局は、アドレスの重複が発生したときに、アドレスの重複が発生していることを表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の伝送ラインアドレス重複検出方式。
6. 親局が接続された共通データ信号線に接続され、
   前記共通データ信号線を介して伝送される一連のパルス状信号の始まりを示すスタート信号を起点として、前記一連のパルス状信号のパルスをカウントし、前記カウントの値が自局アドレスと一致するタイミングの制御データ信号を得るアドレス抽出手段と、
   前記一連のパルス状信号に、前記アドレス抽出手段から前記制御データ信号が引き渡されたタイミングで、自局からの情報として監視データ信号を重畳する監視データ送信手段と、
   前記一連のパルス状信号において、前記監視データ信号を重畳するための領域とは異なる、複数のパルス状信号で構成される管理データ領域に、前記親局で重畳された管理制御データを抽出する管理制御データ抽出手段と、
   前記管理制御データを構成する信号が重畳される出力データ期間に対応する同一周期の入力データ期間に自局からの情報として管理監視データ信号を重畳する管理監視データ送信手段と、
   前記管理制御データ抽出手段からアドレスデータを得て、前記アドレスデータが自局アドレスと一致するときに前記管理監視データ送信手段に、自局で生成した乱数データを元数とし、前記元数に基づいて、複数ビットのデータからなる比較照合用データを複数生成し、前記複数の比較照合用データを引き渡す比較照合用データ出力手段を備えることを特徴とする子局ターミナル。
7. 前記制御部から子局におけるアドレスの重複が通知された場合に、アドレスの重複が発生していることを表示する重複アドレス表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の子局ターミナル。

Images