(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の制御システムと、第二の制御システムとを有し、前記第一の制御システムと前記第二の制御システムがそれぞれ第一の通信ケーブルと第二の通信ケーブルで接続され、前記第一の制御システムと前記第二の制御システムとの間でクロック信号に同期して通信を行う二重系制御システムであって、
前記第一の制御システムは、
第一の送信部から送信される第一のデジタルデータを第一の送信用フォトカプラを含む第一の送信用伝送要素群を介して前記第一の通信ケーブルに送信する第一の送信用伝送系と、前記第二の通信ケーブルから伝送された第二のデジタルデータを第一の受信用フォトカプラを含む第一の受信用伝送要素群を介して受信する第一の受信用伝送系と、前記第一のデジタルデータが送信されるタイミングと前記第二のデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第一の遅延時間を測定し、前記測定した第一の遅延時間を測定手段に転送する第一の遅延測定回路と、を備え、
前記第二の制御システムは、
第二の送信部から送信される第二のデジタルデータを第二の送信用フォトカプラを含む第二の送信用伝送要素群を介して前記第二の通信ケーブルに送信する第二の送信用伝送系と、前記第一の通信ケーブルから伝送された前記第一のデジタルデータを第二の受信用フォトカプラを含む第二の受信用伝送要素群を介して受信する第二の受信用伝送系と、前記第二のデジタルデータが送信されるタイミングと前記第一のデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第二の遅延時間を測定し、前記測定した第二の遅延時間を前記測定手段に転送する第二の遅延測定回路と、を備え、
前記測定手段は、
前記第一の遅延測定回路から転送された前記第一の遅延時間と基準値とを比較し、当該比較結果から前記第一の送信用伝送系と前記第二の受信用伝送系を含む第一の送受信用伝送系の故障の有無を判定し、
前記第二の遅延測定回路から転送された前記第二の遅延時間と前記基準値とを比較し、当該比較結果から前記第二の送信用伝送系と前記第一の受信用伝送系を含む第二の送受信用伝送系の故障の有無を判定することを特徴とする二重系制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の二重系制御システムであって、
前記第一の遅延測定回路は、
前記第一の送信部から送信される前記第一のデジタルデータのフレームフォーマットの特定のエッジと、前記第一の受信用伝送要素群を介して受信した前記第二のデジタルデータのフレームフォーマットの特定のエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した特定のエッジの間隔を前記第一の遅延時間として測定し、
前記第二の遅延測定回路は、
前記第二の送信部から送信される前記第二のデジタルデータのフレームフォーマットの特定のエッジと、前記第二の受信用伝送要素群を介して受信した前記第一のデジタルデータのフレームフォーマットの特定のエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した特定のエッジの間隔を前記第二の遅延時間として測定することを特徴とする二重系制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の二重系制御システムであって、
前記第一の遅延測定回路は、
前記第一の送信部から送信される前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジと、前記第一の受信用伝送要素群を介して受信した前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した立上がりエッジの間隔を前記第一の遅延時間として測定し、
前記第二の遅延測定回路は、
前記第二の送信部から送信される前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジと、前記第二の受信用伝送要素群を介して受信した前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した立上がりエッジの間隔を前記第二の遅延時間として測定することを特徴とする二重系制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の二重系制御システムであって、
前記第一の遅延測定回路は、
前記第一の送信部から送信される前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立下がりエッジと、前記第一の受信用伝送要素群を介して受信した前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立下がりエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した立下がりエッジの間隔を前記第一の遅延時間として測定し、
前記第二の遅延測定回路は、
前記第二の送信部から送信される前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立下がりエッジと、前記第二の受信用伝送要素群を介して受信した前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立下がりエッジをそれぞれ抽出し、前記各抽出した立下がりエッジの間隔を前記第二の遅延時間として測定することを特徴とする二重系制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の二重系制御システムであって、
前記測定手段は、
前記第一の送信用フォトカプラと前記第二の送信用フォトカプラと前記第一の受信用フォトカプラ及び前記第二の受信用フォトカプラの劣化状態を規定した時間に関連づけて前記基準値を設定し、前記第一の遅延時間が前記基準値以下の場合、前記第二の送信用フォトカプラ又は前記第一の受信用フォトカプラの故障と判定し、前記第二の遅延時間が前記基準値以下の場合、前記第一の送信用フォトカプラ又は前記第二の受信用フォトカプラの故障と判定することを特徴とする二重系制御システム。
【請求項６】
請求項３に記載の二重系制御システムであって、
前記第一の遅延測定回路は、
前記第一の送信部から送信される前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに検出信号を出力する第一の送信データエッジ検出回路と、前記第一の受信用伝送要素群を介して受信した前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに検出信号を出力する第一の受信データエッジ検出回路と、前記第一の送信データエッジ検出回路からの検出信号でカウントを開始し、前記第一の受信データエッジ検出回路からの検出信号で前記カウントを停止し、前記カウントの開始から前記カウントの停止までのカウント値を前記第一の遅延時間として測定する第一のカウンタと、前記第一のカウンタにより測定された前記第一の遅延時間を保持し、前記保持した第一の遅延時間を前記測定手段に転送する第一のカウント値保持回路とから構成され、
前記第二の遅延測定回路は、
前記第二の送信部から送信される前記第二のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに検出信号を出力する第二の送信データエッジ検出回路と、前記第二の受信用伝送要素群を介して受信した前記第一のデジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに検出信号を出力する第二の受信データエッジ検出回路と、前記第二の送信データエッジ検出回路からの検出信号でカウントを開始し、前記第二の受信データエッジ検出回路からの検出信号で前記カウントを停止し、前記カウントの開始から前記カウントの停止までのカウント値を前記第二の遅延時間として測定する第二のカウンタと、前記第二のカウンタにより測定された前記第二の遅延時間を保持し、前記保持した第二の遅延時間を前記測定手段に転送する第二のカウント値保持回路とから構成されることを特徴とする二重系制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道保安装置のような現場機器を安全に制御する二重系制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号灯や転てつ機を制御する鉄道保安装置では、装置の故障が重大事故につながる可能性がある。従って、鉄道保安装置では装置が故障した場合においても、装置全体を安全側に制御するフェールセーフな構成が不可欠となる。ここで、「フェールセーフ」とは、部品等の故障により、重大事故を招くような危険側制御とならないことをいう。危険側制御にならないようにするため、部品故障を確実に検出する回路を付加することにより、安全側制御となるような構成としている。
【０００３】
汎用的なシステムでは、他装置との通信を行うための接続に電気的な絶縁を施し、装置間において異なる電位差でも通信を可能にするため、フォトカプラを用いることが多い。フォトカプラは入力から出力への情報伝達手段に光を用いていることから電気的な絶縁が容易に行え、高電圧分離や電気的ノイズの影響を受けにくいというメリットがある。
【０００４】
ここで、フォトカプラの劣化に関する指標の一つにＣＴＲ(電流伝達率)がある。ＣＴＲの劣化要因としては、一般的に熱や経年変化とされている。これらの要因によるＣＴＲ低下の影響は、フォトカプラ受光側の駆動能力低下となり、論理動作の遅延時間増加を招くため、長期信頼性が要求される動作においては、正常動作している間にＣＴＲの低下を検出できることが望まれる。
【０００５】
信頼性が要求されるシステムにおいては、多重系構成(冗長構成)を用いることが一般的である。例えば、３重系の制御装置がそれぞれ受信したデータを他の２台の制御装置に送り、自系が受信したデータと他の２台が受信したデータとを比較し、比較結果から自系が受信したデータの正当性や装置の故障を判定するものがある（特許文献１参照）。この構成にフォトカプラを用いる場合、他システム(他装置)との通信経路に使用されることが多い。鉄道保安装置も信頼性が要求されるシステムであり、上記同様に冗長構成を採用している。
【０００６】
この通信経路の中で一般的に劣化について懸念される部品がフォトカプラとされている。ＣＴＲ低下が進行したフォトカプラの状態としては、出力信号の異常な遅延量が挙げられる。この場合、入力信号とは全く無関係なタイミングで出力信号が変化し、最終的にはフォトカプラの動作不能となる。このような故障により、システムを停止させてしまう可能性があり、社会的責任の重いインフラを担う鉄道保安装置の安定動作のためには、フォトカプラの劣化を早期に検出できることが望ましい。この際、フォトカプラの出力信号の立上がりや立下りの傾きに基づいて電流変換効率を推定し、推定結果からフォトカプラの寿命を予測するものがある（特許文献２参照）。また、複数のフォトカプラのうち片方のフォトカプラの遅延時間に基づいて、他方のフォトカプラの遅延時間を制御するものがある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４０１０２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８００２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１５８１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
二重の伝送系では、データの送信開始からデータの受信終了までの時間監視を行うことで異常を検知するという方法を採用することができる。しかし、この検知方法では、通信データ１フレーム毎のチェックとなり、チェック間隔が非常に大きく、フォトカプラの劣化検知という意味では、劣化の状態を検知できず、実際には、フォトカプラ故障後のフォトカプラの劣化検知となってしまう。また、特許文献１〜３に記載されている方法を採用しても、フォトカプラの劣化に伴う伝送系の故障を正確に検知することはできない。
【０００９】
本発明は、フォトカプラを含む多重伝送系の故障を正確に検知することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、第一の制御システムと、第二の制御システムとを有し、前記第一の制御システムと前記第二の制御システムがそれぞれ第一の通信ケーブルと第二の通信ケーブルで接続され、前記第一の制御システムと前記第二の制御システムとの間でクロック信号に同期して通信を行う二重系制御システムであって、前記第一の制御システムは、第一の送信部から送信される第一のデジタルデータを第一の送信用フォトカプラを含む第一の送信用伝送要素群を介して前記第一の通信ケーブルに送信する第一の送信用伝送系と、前記第二の通信ケーブルから伝送された第二のデジタルデータを第一の受信用フォトカプラを含む第一の受信用伝送要素群を介して受信する第一の受信用伝送系と、前記第一のデジタルデータが送信されるタイミングと前記第二のデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第一の遅延時間を測定し、前記測定した第一の遅延時間を測定手段に転送する第一の遅延測定回路とを備え、前記第二の制御システムは、第二の送信部から送信される第二のデジタルデータを第二の送信用フォトカプラを含む第二の送信用伝送要素群を介して前記第二の通信ケーブルに送信する第二の送信用伝送系と、前記第一の通信ケーブルから伝送された第一のデジタルデータを第二の受信用フォトカプラを含む第二の受信用伝送要素群を介して受信する第二の受信用伝送系と、前記第二のデジタルデータが送信されるタイミングと前記第一のデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第二の遅延時間を測定し、前記測定した第二の遅延時間を前記測定手段に転送する第二の遅延測定回路とを備え、前記測定手段は、前記第一の遅延測定回路から転送された前記第一の遅延時間と基準値とを比較し、当該比較結果から前記第一の送信用伝送系と前記第二の受信用伝送系を含む第一の送受信用伝送系の故障の有無を判定し、前記第二の遅延測定回路から転送された前記第二の遅延時間と前記基準値とを比較し、当該比較結果から前記第二の送信用伝送系と前記第一の受信用伝送系を含む第二の送受信用伝送系の故障の有無を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フォトカプラを含む多重伝送系の故障を正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例を示す二重系制御システムの基本構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す二重系制御システムの具体的構成図である。
【図３】遅延測定回路の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例を示す二重系制御システムの基本構成図である。図１において、二重系制御システムは、第一の制御システム１と、第二の制御システム２とを備え、第一の制御システム１と第二の制御システム２が通信ケーブル１５、１６を介して互いに接続される。第一の制御システム１は、送信部３と、受信部４と、フォトカプラ７、８、レベル変換ドライバ１１、１２と、送信用コネクタ１７と、受信用コネクタ１８と、遅延測定回路２３から構成される。第二の制御システム２は、送信部５、受信部６と、フォトカプラ９、１０、レベル変換ドライバ１３、１４と、送信用コネクタ１９と、受信用コネクタ２０と、遅延測定回路２４から構成される。送信用コネクタ１７は、通信ケーブル１５を介して受信用コネクタ２０に接続され、送信用コネクタ１９は、通信ケーブル１６を介して受信用コネクタ１８に接続される。なお、フォトカプラ７、８には、発光素子（ＬＥＤ）と受光素子（トランジスタ）を電気的に絶縁する絶縁境界２１が設定され、フォトカプラ９、１０には、発光素子と受光素子を電気的に絶縁する絶縁境界２２が設定されている。また、送信部３、５と受信部４、６には、通信ケーブル等（図示せず）を介してクロック装置（図示せず）が接続される。
【００１５】
第一の制御システム１と第二の制御システム２は、二重系の冗長構成であって、同一回路構成（同一ハードウェア構成）、且つ同様なソフトウェア処理で動作する。第一の制御システム１と第二の制御システム２は、両制御システム間での通信中は、クロック装置からのクロック信号を基にクロック単位で同期状態が確立される。両制御システム間で通信が開始されると、第一の制御システム１の送信部３と第二の制御システム２の送信部５は、クロック信号に同期して、各制御システムで定義された形式(プロトコル)でシリアルデータを同一タイミングで送信する。送信部３から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ７と遅延測定回路２３に分配され、送信部５から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ９と遅延測定回路２４に分配される。フォトカプラ７に分配されたシリアルデータは、レベル変換ドライバ１１でシングルエンド信号から差動信号に電圧変換された後、送信用コネクタ１７と通信ケーブル１５及び受信用コネクタ２０を介してレベル変換ドライバ１４に転送される。レベル変換ドライバ１４は、差動信号をシングルエンド信号に変換し、シングルエンド信号をフォトカプラ１０を介して受信部６と遅延測定回路２４に転送する。一方、遅延測定回路２３に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２３でモニタされ、遅延測定回路２４に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２４でモニタされる。
【００１６】
また、送信部５から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ９と遅延測定回路２４に分配される。フォトカプラ９に分配されたシリアルデータは、レベル変換ドライバ１３でシングルエンド信号から差動信号に電圧変換された後、送信用コネクタ１９と通信ケーブル１６及び受信用コネクタ１８を介してレベル変換ドライバ１２に転送される。レベル変換ドライバ１２は、差動信号をシングルエンド信号に変換し、シングルエンド信号をフォトカプラ８を介して受信部４と遅延測定回路２３に転送する。一方、遅延測定回路２４に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２４でモニタされる。
【００１７】
図２は、本発明の一実施例を示す二重系制御システムの具体的構成図である。図２において、二重系制御システムは、第一の制御システム１のうちフォトカプラ７とレベル変換ドライバ１１との間に、送信用反転回路２５を配置し、フォトカプラ８と受信部４との間に受信用反転回路２７を配置し、第二の制御システム２のうちフォトカプラ９とレベル変換ドライバ１３との間に、送信用反転回路２６を配置し、フォトカプラ１０と受信部６との間に受信用反転回路２８を配置したものであり、他の構成は、図１の基本構成図のものと同様である。
【００１８】
図２において、両制御システム間で通信が開始されると、第一の制御システム１の送信部３と第二の制御システム２の送信部５は、クロック信号に同期して、各制御システムで定義された形式(プロトコル)でシリアルデータを送信する。送信部３から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ７と遅延測定回路２３に分配され、送信部５から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ９と遅延測定回路２４に分配される。このシリアルデータは、矩形波のＨレベル、Ｌレベルと変化するデジタル信号であり、このデジタル信号がフォトカプラ７の入力（ＬＥＤ側）と遅延測定回路２３へ伝達される。デジタル信号がＨレベルの場合、フォトカプラ７の出力側トランジスタはＯＦＦとなり、次段の送信用反転回路２５へはＬレベルが伝達される。一方、デジタル信号がＬレベルの場合、フォトカプラ７の出力側トランジスタはＯＮとなり、次段の送信用反転回路２５へはＨレベルが伝達される。即ち、送信用反転回路２５からは、入力に対して反転したレベルのデジタル信号が出力される。送信用反転回路２５で反転されたデジタル信号は、送信用レベル変換ドライバ１１でシングルエンド信号からに差動信号に変換され、送信用コネクタ１７と通信ケーブル１５及び受信用コネクタ２０を介してレベル変換ドライバ１４へ伝達される。レベル変換ドライバ１４は、差動信号をシングルエンド信号に変換し、変換されたシングルエンド信号をフォトカプラ１０へ伝達する。レベル変換ドライバ１４の出力信号がＨレベルの場合、フォトカプラ１０の出力側トランジスタはＯＦＦとなり、次段の受信用反転回路２８へはＬレベルが伝達される。一方、レベル変換ドライバ１４の出力信号がＬレベルの場合、フォトカプラ１０の出力側トランジスタはＯＮとなり、次段の受信用反転回路２８へはＨレベルが伝達される。即ち、受信用反転回路２８からは、入力に対して反転したレベルのデジタル信号が出力され、このデジタル信号が遅延測定回路２４と受信部６へ伝達される。また、遅延測定回路２３に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２３でモニタされ、遅延測定回路２４に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２４でモニタされる。
【００１９】
また、送信部５から送信されるシリアルデータは、フォトカプラ９の入力（ＬＥＤ側）と遅延測定回路２４へ伝達される。デジタル信号がＨレベルの場合、フォトカプラ９の出力側トランジスタはＯＦＦとなり、次段の送信用反転回路２６へはＬレベルが伝達される。一方、デジタル信号がＨレベルの場合、フォトカプラ９の出力側トランジスタはＯＮとなり、次段の送信用反転回路２６へはＨレベルが伝達される。即ち、送信用反転回路２６からは、入力に対して反転したレベルのデジタル信号が出力される。送信用反転回路２６で反転されたデジタル信号は、送信用レベル変換ドライバ１３でシングルエンド信号からに差動信号に変換され、送信用コネクタ１９と通信ケーブル１６及び受信用コネクタ１８を介してレベル変換ドライバ１２へ伝達される。レベル変換ドライバ１２は、差動信号をシングルエンド信号に変換し、変換されたシングルエンド信号をフォトカプラ８へ伝達する。レベル変換ドライバ１２の出力信号がＨレベルの場合、フォトカプラ８の出力側トランジスタはＯＦＦとなり、次段の受信用反転回路２７へはＬレベルが伝達される。一方、レベル変換ドライバ１２の出力信号がＬレベルの場合、フォトカプラ８の出力側トランジスタはＯＮとなり、次段の受信用反転回路２７へはＨレベルが伝達される。即ち、受信用反転回路２７からは、入力に対して反転したレベルのデジタル信号が出力され、このデジタル信号が遅延測定回路２３と受信部４へ伝達される。また、遅延測定回路２４に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２４でモニタされ、遅延測定回路２３に分配されたシリアルデータは、遅延測定回路２３でモニタされる。
【００２０】
ここで、送信部３と、フォトカプラ７と、送信用反転回路２５と、レベル変換ドライバ１１と、送信用コネクタ１７は、送信部３から送信されるデジタルデータ（シリアルデータ）をフォトカプラ７を含む第一の送信用伝送要素群を介して通信ケーブル１５に送信する第一の送信用伝送系を構成し、受信部４と、受信用反転回路２７と、フォトカプラ８と、レベル変換ドライバ１２と、受信用コネクタ１８は、通信ケーブル１６から伝送されたデジタルデータをフォトカプラ８を含む第一の受信用伝送要素群を介して受信する第一の受信用伝送系と構成する。送信部５と、フォトカプラ９と、送信用反転回路２６と、レベル変換ドライバ１３と、送信用コネクタ１９は、送信部５から送信されるデジタルデータをフォトカプラ９を含む第二の送信用伝送要素群を介して通信ケーブル１６に送信する第二の送信用伝送系を構成し、受信部６と、受信用反転回路２８と、フォトカプラ１０と、レベル変換ドライバ１４と、受信用コネクタ２０は、通信ケーブル１５から伝送されたデジタルデータをフォトカプラ１０を含む第二の受信用伝送要素群を介して受信する第二の受信用伝送系を構成する。また、遅延測定回路２３は、送信部３からデジタルデータが送信されるタイミングと受信部４がデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第一の遅延時間を測定し、遅延測定回路２４は、送信部５からデジタルデータが送信されるタイミングと受信部６がデジタルデータを受信するタイミングとの差分から第二の遅延時間を測定する。
【００２１】
この際、遅延測定回路２３、２４は、送信用シリアルデータの特定のエッジ、例えば、送信用シリアルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを抽出する。この抽出された立上がりエッジは、遅延測定回路２３、２４に属するカウンタでのカウントを開始することを目的として生成される。また、遅延測定回路２３、２４は、受信用シリアルデータの特定のエッジ、例えば、受信用シリアルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを抽出する。この抽出された立上がりエッジは、遅延測定回路２３、２４に属するカウンタでのカウントを停止させることを目的として生成される。遅延測定回路２３、２４に属するカウンタは、抽出された２つの立上がりエッジの間隔をカウントする。
【００２２】
図３は、遅延測定回路の回路構成図である。図３において、遅延測定回路２３は、送信データエッジ検出回路２９と、受信データエッジ検出回路３０と、カウンタ３１と、カウント値保持回路３２を備えて構成され、カウント値保持回路３２には測定器３３が接続される。なお、遅延測定回路２４は、遅延測定回路２３と同一の構成であり、説明を省略する。
【００２３】
送信データエッジ検出回路２９は、送信部３から送信されるシリアルデータ（送信データ）のフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに、検出信号をカウンタ３１に出力する。受信データエッジ検出回路３０は、受信用反転回路２７から出力されるデジタル信号（受信データ）のフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを検出したときに、検出信号をカウンタ３１に出力する。カウンタ３１は、送信データエッジ検出回路２９から検出信号を入力したときにカウントを開始し、受信データエッジ検出回路３０から検出信号を入力したときに、カウントを停止し、カウント開始からカウント停止までの間にカウントしたカウント値（計数値）を遅延時間としてカウント値保持回路（レジスタ）３２に出力する。カウント値保持回路３２は、カウンタ３１のカウント値（計数値）を遅延時間として保持する。
【００２４】
ここで、カウント値保持回路３２に、測定手段として、例えば、測定器３３を接続し、カウント値保持回路３２に保持されているカウント値（遅延時間）を測定器３３に転送し、測定器３３で故障の有無を判定する。測定器３３は、カウント値（遅延時間）を基にカウント開始からカウント停止までの時間を遅延時間として測定し、測定結果（遅延時間）と基準値（例えば、フォトカプラ７、８、９、１０の劣化状態を規定した時間）とを比較し、比較結果からデータ伝送系のいずれかに故障が生じたか否かを判定する。例えば、測定器３３は、遅延測定回路２３の測定による遅延時間（第一の遅延時間）が基準値以下の場合、送信用フォトカプラ９又は受信用フォトカプラ８の故障と判定し、遅延測定回路２４の測定による遅延時間（第二の遅延時間）が基準値以下の場合、送信用フォトカプラ７又は受信用フォトカプラ１０の故障と判定することができる。なお、測定器３３の代わりに、カウント値保持回路３２に保持されているカウント値（計数値）を任意のタイミングで、測定手段としてのホスト計算機に転送し、ホスト計算機でカウント開始からカウント停止までの時間を遅延時間として測定し、測定結果と基準値とを比較し、比較結果からするデータ伝送系のいずれかに故障が生じたか否かを判定することもできる。
【００２５】
なお、送信部３から受信部６までの伝送系の遅延時間及び送信部５から受信部４まで伝送系の遅延時間には、フォトカプラ７、８、９、１０の劣化以外の遅延時間、例えば、反転回路２５、２６、２７、２８、レベル変換ドライバ１１、１２、１３、１４等の素子遅延や通信ケーブル１５、１６の遅延時間も含まれる。このため、ハードウェア製作直後の劣化が最も少ない状態での測定値（伝送時間）を記録し、この測定値を基に基準値を設定し、測定器３３で、測定値と基準値との差分を定期的にチェックすることで、フォトカプラ７、８、９、１０の劣化の状態を把握することができる。
【００２６】
本実施例では、二重系構成である事やこのような系間接続構成である点を利用し、送信したものがそのまま自身へデータが自己ループバックしているように見えるという特徴を利用している。また、この構成を実現させるためには、両制御システム間の通信中は、クロック単位での同期状態が確立されている二重系構成であることが条件となる。これにフォトカプラ７、８、９、１０の劣化状態を正確に把握することを可能にしたことで、事前の対策を投じることも可能となる。更に、この測定結果を定期的にチェックし、チェック結果を統計データとして利用することで、フォトカプラ７、８、９、１０の劣化に関する特徴も把握することが可能となる。
【００２７】
本実施例によれば、フォトカプラを含む多重伝送系の故障を正確に検知することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、遅延測定回路２３、２４で、デジタルデータのフレームフォーマットの特定のエッジを抽出するに際して、デジタルデータのフレームフォーマット先頭の立上がりエッジを抽出する代わりに、デジタルデータのフレームフォーマット先頭の立下がりエッジを抽出することもできる。この際、送信データエッジ検出回路２９は、送信部３から送信されるシリアルデータ（送信データ）のフレームフォーマット先頭の立下がりエッジを検出したときに、検出信号をカウンタ３１に出力し、受信データエッジ検出回路３０は、受信用反転回路２７から出力されるデジタル信号（受信データ）のフレームフォーマット先頭の立下がりエッジを検出したときに、検出信号をカウンタ３１に出力する。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  第一の制御システム、２  第二の制御システム、３  送信部、４  受信部、５  送信部、６  受信部、７、８、９、１０  フォトカプラ、１１、１２、１３、１４  レベル変換ドライバ、１５、１６  通信ケーブル、１７、１８、１９、２０  コネクタ、２３、２４  遅延測定回路、２５、２６、２７、２８  反転回路、２９  送信データエッジ検出回路、３０  受信データエッジ検出回路、３１  カウンタ、３２  カウント値保持回路、３３  測定器
【図１】
0006571593.tif 000002
【図２】
0006571593.tif 000003
【図３】
0006571593.tif 000004