(57)【要約】【課題】協調運転を行うために光通信を利用した制御装置において、光ファイバ断線等の異常を検出する。【解決手段】マスタ制御装置からの指令で複数台のスレーブ制御装置が協調運転を行うために、マスタ〜スレーブ制御装置間を光ファイバでループ状に接続した場合に、ＣＰＵの処理を増大させることなく光ファイバの異常を検出するために通信手段の性質を利用し、受信信号のエッジが所定時間内に発生するか否かを監視することにより光ファイバの断線等の異常を検出する。光ファイバの異常を検出した場合には断線検知信号を出力し、スレーブ制御装置の出力停止を行う等、所定の保護動作を行う。【選択図】      図１
2005311523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号をこれに応じた光信号に変換して送信する光送信手段と、光信号を受信しこれに応じた電気信号に変換して受信信号とする光受信手段とを備えた複数の光通信局を有し、各光通信局間を前記光送信手段と前記光受信手段とを介して光伝送路を用いて接続し、各光通信局間でのデータ伝送を行う光通信制御装置において、
前記複数の光通信局のうち、一つの光通信局をマスタ局、他の光通信局をスレーブ局として、各光通信局をループ状に接続し、前記マスタ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段とを備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときにスレーブ局の保護動作を促し、前記スレーブ局は、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段を備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときに保護動作を行うことを特徴とする光通信制御装置。
【請求項２】
前記スレーブ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記マスタ局の伝送信号出力手段が待機状態であるときに、自局の伝送信号出力手段からの信号と前記光受信手段からの信号とを切換える切換手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の光通信制御装置。
【請求項３】
前記伝送信号出力手段は、通信状態のとき、所定の規則に基づいてビットスタッフを行うことによりクロック成分が保証された自己同期式信号を伝送信号とし、待機状態のとき、プリアンブル信号を伝送信号とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
【請求項４】
前記監視手段は、所定時間内における前記受信信号のエッジ発生の有無に基づいて、光伝送路の異常を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光通信制御装置。
【請求項５】
前記マスタ局は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、光伝送路の異常発生箇所より上流側のスレーブ局に対して保護動作指令を出力し、該保護動作指令を受信したスレーブ局は、前記保護動作指令を受信したときに保護動作を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
【請求項６】
前記伝送信号出力手段は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、伝送信号を無信号状態することを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協調運転を行うために光通信を利用した制御装置において、光ファイバ断線等の異常を検出し、保護動作を行う光通信制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光通信制御装置としては、図１５に示すように、マスタ制御装置２０ａがブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃへ送信し、スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃはその指令を元に協調して１つの負荷を動かすという運転をする形態が知られている。
パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置（以下、パワエレ装置と称す）においては、前記の形態の場合、電力変換装置１の機器類は必ずしも１つの盤内に収納されているとは限らず、盤１０〜盤１３のように複数の盤に分かれて機器類が収納されている場合も多い。そのような場合、ブロードキャスト指令を送るシリアル通信線は、各盤内の絶縁とノイズ対策を兼ねて、光ファイバを利用した光通信で行うことがある。
【０００３】
図１６は、光通信を利用してブロードキャスト指令を送信する場合の例で、マスタ制御装置２０ａとスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃを、オーディオ等の家電やＦＡ向けに市販されている単方向の送信・電気信号／光信号変換器（以下、送信Ｅ／Ｏと称す）、受信・光信号／電気信号変換器（以下、受信Ｏ／Ｅと称す）モジュールを用い、光ファイバ４０ａ〜４０ｄにてループ状に接続している。
【０００４】
この図１６において、光ファイバ４０ｃに断線が発生した場合、スレーブ制御装置３０ｃはブロードキャスト指令を受信できないので、スレーブ制御装置はブロードキャスト指令を元に協調して１つの負荷を動かすことが困難となり、場合によっては、出力のバランスが崩れ負荷２や電力変換器５０ａ〜５０ｃを損傷することもある。
このため、光ファイバの断線を監視し、断線が発生した場合には、例えば各スレーブ制御装置の出力を停止する等の保護動作を行う必要がある。
【０００５】
光ファイバの断線の検知方法としては、通信を一定周期で行うように定め、定められた周期内に通信が行われなかった場合、光ファイバ断線とみなすというものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
また、長距離の光伝送において、光伝送路の光信号に監視用信号を多重して送信し、受信側で監視用信号をＷＤＭフィルタで光信号から波長分割し、監視用信号の有無を監視することで光ファイバ断線を判断するというものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】平８−３７４９３号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−４６４５７号公報（第７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、通信を一定周期で行うことで光ファイバの断線を検出するので、マスタ制御装置がブロードキャスト通信による指令を送信する周期よりも短い時間で光ファイバ断線を検出したい場合には、マスタ制御装置は指令の送信周期の合間にダミーのブロードキャスト通信を行う必要があり、スレーブ制御装置はブロードキャスト通信による指令に加え、ダミーの通信が正常に受信されているかをチェックする必要があり、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置のＣＰＵ処理の負荷を増大させるという未解決の課題がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、海底ケーブルや電話網等の大規模な光通信システムに適用することを前提とした方法であり、オーディオ等の家電やＦＡ向けに市販されている送信Ｅ／Ｏ，受信Ｏ／Ｅモジュールを利用した簡易な光通信システムには、コスト面で適さないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、オーディオ等の家電やＦＡ向けに市販されている送信Ｅ／Ｏ，受信Ｏ／Ｅモジュールを利用した簡易な光通信システムにおいて、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置のＣＰＵ処理の負荷を増大させることなく光ファイバの断線等の異常を検知し、所定の保護動作を行うことができる光通信制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る光通信制御装置は、前記複数の光通信局のうち、一つの光通信局をマスタ局、他の光通信局をスレーブ局として、各光通信局をループ状に接続し、前記マスタ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段とを備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときにスレーブ局の保護動作を促し、前記スレーブ局は、前記受信信号のエッジを監視して光伝送路の異常を検出し、光伝送路の異常を検出したときに異常検出信号を出力する監視手段を備え、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたときに保護動作を行うことを特徴としている。
【０００９】
この請求項１に係る発明では、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置は光ファイバの異常を監視する受信信号エッジ監視回路を備えており、光ファイバが断線した場合には、受信信号エッジ監視回路から異常検出信号を出力する。これにより、スレーブ制御装置で出力信号の停止等、所定の保護動作を行うことができるので、例えば、スレーブ制御装置がマスタ制御装置の指令を元に協調して１つの負荷を動かすような場合において、出力のバランスが崩れることに起因する負荷等の損傷を抑制することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る光通信制御装置は、請求項１に係る発明において、前記スレーブ局は、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した伝送信号を出力する伝送信号出力手段と、前記マスタ局の伝送信号出力手段が待機状態であるときに、自局の伝送信号出力手段からの信号と前記光受信手段からの信号とを切換える切換手段とを備えていることを特徴としている。
この請求項２に係る発明では、スレーブ制御装置は切換手段を備えているので、通常は受信Ｏ／Ｅからの信号を出力し、例えば、マスタ制御装置から自局を指定した応答要求があった場合は、マスタ制御装置の伝送信号出力手段が待機状態時（アイドル時）に出力信号の切換えを行って、応答信号を出力することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る光通信制御装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記伝送信号出力手段は、通信状態のとき、所定の規則に基づいてビットスタッフを行うことによりクロック成分が保証された自己同期式信号を伝送信号とし、待機状態のとき、プリアンブル信号を伝送信号とすることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、通信時には、ＮＲＺＩのような１が続くとクロック成分が失われる不完全な自己同期式の伝送符号の場合は、所定の規則に従ってビットスタッフを行うことでクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送信号を出力することができると共に、アイドル時には、プリアンブルデータ（フレーム同期用データ）を出力することができる。
【００１２】
また、請求項４に係る光通信制御装置は、請求項１乃至３の何れかに係る発明において、前記監視手段は、所定時間内における前記受信信号のエッジ発生の有無に基づいて、光伝送路の異常を検出することを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、通信時もアイドル時も受信信号には決まった時間以内にエッジが発生することを利用し、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、光ファイバの異常を検出して異常検出信号を出力することができる。
【００１３】
また、請求項５に係る光通信制御装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記マスタ局は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、光伝送路の異常発生箇所より上流側のスレーブ局に対して保護動作指令を出力し、該保護動作指令を受信したスレーブ局は、前記保護動作指令を受信したときに保護動作を行うことを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、マスタ制御装置は、光ファイバが断線した場合、断線箇所より上流のスレーブ制御装置に対して信号停止指令等の保護動作指令を出力し、スレーブ制御装置が信号停止指令を受信したときには、スレーブ制御装置内において所定の保護動作を行うようにすることができる。
【００１４】
また、請求項６に係る光通信制御装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記伝送信号出力手段は、自局の監視手段で異常検出信号が出力されたとき、伝送信号を無信号状態することを特徴としている。
この請求項６に係る発明では、光ファイバが断線した場合、送信手段を無信号状態としてエッジが発生しない状態とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係る発明によれば、光ファイバケーブルを用いて各光通信局を接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して１つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のＣＰＵ処理を増大することなく光ファイバの異常を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明によれば、光ファイバケーブルを用いて各光通信局を接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して１つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のＣＰＵ処理を増大することなく光ファイバの異常を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明によれば、通信時には、不完全な自己同期式の伝送符号の場合に、ビットスタッフを行ってクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送符号を出力し、アイドル時にはプリアンブルデータを出力するので、通信時もアイドル時も決まった時間内にエッジが発生するような信号を出力することができるという効果が得られる。
【００１８】
また、請求項４に係る発明によれば、通信時もアイドル時も受信信号には決まった時間以内にエッジが発生することを利用し、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、確実に光ファイバの断線等の異常を検出することができると共に、このような光ファイバの異常を検出するためのエッジ監視回路は簡便なディジタル回路で実現することができ、通信コントローラと共にＬＳＩへ容易に組み込むことができるという効果が得られる。
【００１９】
また、請求項５に係る発明によれば、光ファイバ断線時には、マスタ制御装置は光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置に対して停止指令を出力するので、停止指令を受信したスレーブ制御装置は適切に所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
また、請求項６に係る発明によれば、光ファイバ断線時には、マスタ制御装置及びスレーブ制御装置は、伝送信号出力手段を無信号状態としてエッジが発生しない状態とするので、スレーブ制御装置内で断線を検出して適切に所定の保護動作を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における光通信制御装置を示す図であって、図中２０ａはマスタ局としてのマスタ制御装置、３０ａ〜３０ｃはスレーブ局としてのスレーブ制御装置であり、マスタ制御装置２０ａからの指令で複数台のスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃが協調運転を行うために、各制御装置は光ファイバケーブル４０ａ〜４０ｄでループ状に接続されている。
【００２１】
マスタ制御装置２０ａは、制御演算や各制御を行うＣＰＵ２０１と、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した自己同期式の伝送信号を出力する伝送信号出力手段としての送信コントローラ２０２と、送信コントローラ２０２で発生した電気信号を光信号に変換して下流のスレーブ制御装置に送信する光送信手段としての送信Ｅ／Ｏ２０３とを備えている。
【００２２】
また、マスタ制御装置２０ａは、自己同期式の伝送信号を受信する受信コントローラ２０４と、上流のスレーブ制御装置から送信された光信号を受信して電気信号に変換する光受信手段としての受信Ｏ／Ｅ２０５と、受信Ｏ／Ｅ２０５から出力される信号のエッジを監視することにより光ファイバの断線等の異常を検知し、異常を検知したときには断線検知信号２０９を前記ＣＰＵ２０１に出力する監視手段としての受信信号エッジ監視回路２０６とを備えている。
【００２３】
そして、ＣＰＵ２０１に断線検知信号２０９が入力されると、送信コントローラ２０２から図示しない信号停止指令２１０を連続して出力するように構成されている。このように、例えば光ファイバ断線時には、光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置に対して保護動作指令を出力するので、この指令を受信したスレーブ制御装置は適切に所定の保護動作を行うことができる。
【００２４】
スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃは、制御演算や各制御を行うＣＰＵ３０１と、所定の規則に基づいて電気信号にエッジを付与した自己同期式の伝送信号を出力する伝送信号出力手段としての送信コントローラ３０２と、自己同期式の伝送信号を受信する受信コントローラ３０４と、上流の制御装置から送信された光信号を受信して電気信号に変換する受信Ｏ／Ｅ３０５と、前記送信コントローラ３０２からの入力と前記受信Ｏ／Ｅ３０５からの入力とを切換える切換手段としての信号切換部３０７と、前記信号切換部３０７から出力される電気信号を光信号に変換して下流の制御装置に送信する送信Ｅ／Ｏ３０３とを備えている。
【００２５】
また、前記受信Ｏ／Ｅ３０５から出力される信号のエッジを監視することにより光ファイバの断線等の異常を検知し、断線を検知したときには断線検知信号３０９を前記ＣＰＵ３０１に出力する受信信号エッジ監視回路３０６と、前記ＣＰＵ３０１からの駆動パルス生成指令を受けて駆動パルスを生成する駆動パルス生成部３０８とを備えている。
すなわち、光ファイバに異常がない場合には、ＣＰＵ３０１から駆動パルス生成部３０８に駆動パルス生成指令が出力されることにより、駆動パルス生成部３０８から駆動パルスが出力され、光ファイバに異常がある場合には、ＣＰＵ３０１から駆動パルス生成指令が停止されることにより、駆動パルス生成部３０８からの駆動パルス出力が停止される。
【００２６】
また、スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃで、マスタ制御装置２０ａの受信信号エッジ監視回路２０６で光ファイバの異常を検知したときに出力される信号停止指令２１０を受信した場合にも、ＣＰＵ３０１から駆動パルス生成指令が停止されて、駆動パルス生成部３０８からの駆動パルス出力が停止されるように構成されている。
本実施形態では、伝送符号として、図２に示すようにデータ０をレベルの変化有り、データ１をレベルの変化無しとするＮＲＺＩ符号を使用するものとし、送信コントローラ２０２、３０２、受信コントローラ２０４、３０４はＨＤＬＣの通信コントローラとする。
【００２７】
送信コントローラ２０２は、図３に示すように、通信時はＣＰＵ２０１がセットしたデータ（ブロードキャスト指令等）を出力し、アイドル時即ち無通信時はプリアンブルデータ（フレーム同期用データ）を出力する。
通信時とアイドル時との切換えは、通信／アイドル切換回路２０２４で切換スイッチ２０２５を操作し、送信シリアルデータ生成回路２０２２とプリアンブルデータ生成回路２０２３とを切換えることにより行う。
【００２８】
この送信コントローラ２０２は、通信時には、ＮＲＺＩのような１が続くとクロック成分が失われる不完全な自己同期式の伝送符号の場合は、シフトレジスタ（パラレル／シリアル変換器）２０２２１の出力に、決められた規則に従ってゼロインサート回路２０２２２でビットスタッフ（ゼロインサート）を行うことで、送信シリアルデータ生成回路２０２２が出力するデータの性質とＮＲＺＩとを組み合わせて、クロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送信号を出力する。
【００２９】
図４は、ゼロインサート回路２０２２２で行うゼロインサートの例を示す図であり、パラレル／シリアル変換器２０２２１からの出力信号で１が５ビット連続すると０データを挿入するように構成されている。このとき、信号波形は０データの挿入によりエッジが発生する。
このように、通信時はＨＤＬＣ規定の、１が５ビット連続すると０データを挿入するゼロインサート機能によって、信号波形は時間ＴA以内には信号のエッジが発生することになる。
【００３０】
また、アイドル時には、プリアンブルデータ生成回路２０２３から図５に示すようなプリアンブルデータを出力する。このように、アイドル時はプリアンブルデータとしてＨＤＬＣのフラグデータを連続出力するため、信号波形は時間ＴB以内には信号のエッジが発生する。
マスタ制御装置２０ａの送信データフォーマットは、図６に示すように、データＡ〜Ｃを含む。ここで、データＡはブロードキャスト通信を示すデータ、データＢは応答要求するスレーブ制御装置番号（３０ａ〜３０ｃの何れか）を指定するデータ、データＣはスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃへの指令データである。
【００３１】
また、スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃの送信データフォーマットは、データＤ、Ｅを含む。ここで、データＤは応答したスレーブ制御装置番号を示すデータ、データＥは応答データである。図６に示すように、スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃは、マスタ制御装置２０ａから応答要求があった場合、マスタ制御装置２０ａのアイドル時、即ちプリアンブルデータ（ＨＤＬＣのフラグデータ）出力中に応答データの送信を行う。
【００３２】
つまり、スレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃの信号切換部３０７の切換タイミングは、マスタ制御装置２０ａのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である。このように、適切なタイミングで出力信号の切換えを行って、マスタ制御装置からの応答要求に対する応答信号を出力することができる。
送信コントローラ２０２から出力される信号には、通信時もアイドル時も決まった時間以内にエッジが発生するので、このことを利用して、信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、光ファイバ断線等の異常を検出する。
【００３３】
具体的には、通信時には時間ＴA以内に信号のエッジが発生し、アイドル時には時間ＴB以内に信号のエッジが発生し、ＨＤＬＣの場合はＴB＞ＴAであるので、時間ＴBにスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃの信号切換部３０７の切換え時間と余裕分とを加算した時間ＴERR内に信号のエッジがあるか否かを監視することにより、光ファイバの断線等の異常を検出する。
【００３４】
そこで、マスタ制御装置２０ａ及びスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃの受信信号エッジ監視回路２０６及び３０６では、時間ＴERR内に信号のエッジがあるか否かを監視し、時間ＴERR内に信号のエッジを検出している場合には、光ファイバは正常状態であると判断すると共に、時間ＴERR内に信号のエッジを検出できない場合には、光ファイバの断線等の異常によって光信号が到達しないものと判断して、断線検知信号２０９、３０９をＣＰＵ２０１、３０１に出力する。
【００３５】
したがって、今、マスタ制御装置２０ａからの指令を元にスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃが協調して運転しているものとする。図７は、光ファイバ４０ａ〜４０ｄの終端（受信Ｏ／Ｅ２０５、３０５の出力）の通信状態と、マスタ制御装置２０ａとスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃのＣＰＵ２０１、３０１の動作を模式的に示した図である。時間軸の上段において、太線で囲んだ信号はマスタ制御装置からの送信であり、スレーブ制御装置への応答要求がある場合には対応するスレーブ制御装置番号を付している。また、時間軸の下段において、細線で囲んだ信号はスレーブ制御装置からの送信であり、マスタ制御装置からの応答要求に対して応答データを送信したスレーブ制御装置番号を付している。
【００３６】
図７の時刻ｔ0でマスタ制御装置２０ａからスレーブ制御装置３０ｃに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置２０ａのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻ｔ1に、図７（ｄ）に示すようにスレーブ制御装置３０ｃから応答データが送信される。
そして、時刻ｔ2でマスタ制御装置２０ａからスレーブ制御装置３０ａに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置２０ａのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻ｔ3に、図７（ｂ）に示すようにスレーブ制御装置３０ａから応答データが送信される。
【００３７】
その後、スレーブ制御装置３０ａの応答データ送信中である時刻ｔ4に、図１に示すように、光ファイバ４０ｃの断線（図中×印）が発生したものとする。この場合には、断線箇所より下流側の光ファイバ４０ｃ及び４０ｄの終端においては光信号が到達せず、図７（ｃ）（ｄ）に示すように通信が途絶えた状態となる。
このため、スレーブ制御装置３０ｃ及びマスタ制御装置２０ａの受信信号エッジ監視回路３０６及び２０６で、信号波形のエッジを検出できなくなり、断線検知信号３０９、２０９がＣＰＵ３０１、２０１に出力される。これにより、スレーブ制御装置３０ｃでは駆動パルス生成部３０８からの駆動パルス出力が停止され、マスタ制御装置２０ａでは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、光ファイバの断線箇所より上流側のスレーブ制御装置３０ａ及び３０ｂに対して信号停止指令２１０が繰り返し出力される。
【００３８】
そして、スレーブ制御装置３０ａ及び３０ｂでは、マスタ制御装置２０ａから出力された信号停止指令２１０を受信することにより、駆動パルス生成部３０８からの駆動パルス出力が停止される。
このように、上記第１の実施形態では、光ファイバケーブルを用いて各光通信局をループ状に接続した簡易な光通信システムで、マスタ制御装置がブロードキャスト通信で指令をスレーブ制御装置へ送信し、スレーブ制御装置はその指令を元に協調して１つの負荷を動かすという運転をする場合に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のＣＰＵ処理を増大することなく光ファイバの断線を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を行うことができる。
【００３９】
また、通信時には、不完全な自己同期式の伝送符号の場合に、ビットスタッフを行ってクロック成分が保証された完全な自己同期式の伝送符号を出力し、アイドル時にはプリアンブルデータを出力するので、通信時もアイドル時も決まった時間内にエッジが発生する信号を出力することができると共に、このことを利用して、受信信号の所定時間内におけるエッジを監視することにより、確実に光ファイバの断線等の異常を検出することができる。
【００４０】
さらに、受信信号の所定時間内におけるエッジの有無を監視する受信信号エッジ監視回路は、簡便なディジタル回路で実現することができ、通信コントローラと共にＬＳＩへ容易に組み込むことができる。
なお、上記第１の実施形態においては、マスタ制御装置の受信コントローラ２０４、スレーブ制御装置の送信コントローラ３０２及び信号切換部３０７を備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図８に示すような光通信制御装置を適用するようにしてもよい。この場合には、スレーブ制御装置は受信Ｏ／Ｅ３０５が出力する信号を送信Ｅ／Ｏ３０３、受信コントローラ３０４及び受信信号エッジ監視回路３０６へ入力するように接続する。そして、受信信号エッジ監視回路２０６及び３０６では、時間ＴBに余裕分を加算した時間ＴERR1内に信号のエッジがあるか否かを監視することで光ファイバの異常を検出することができる。
【００４１】
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、送信コントローラに無信号状態を備え、受信信号エッジ監視回路から断線検知信号が出力されたとき、無信号状態に切換えるようにしたものである。
図９は、第２の実施形態における送信コントローラ２０２を示す図であって、図３に示す第１の実施形態における送信コントローラ２０２において、受信信号エッジ監視回路２０６から断線検知信号２０９がＣＰＵ２０１に出力されたときに無信号状態を出力するように構成されていることを除いては、図３と同様の構成を有し、図３と同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
【００４２】
したがって、今、マスタ制御装置２０ａからの指令を元にスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃが協調して運転しているものとする。図１０は、光ファイバ４０ａ〜４０ｄの終端（受信Ｏ／Ｅ２０５、３０５の出力）の通信状態と、マスタ制御装置２０ａとスレーブ制御装置３０ａ〜３０ｃのＣＰＵ２０１、３０１の動作を模式的に示した図である。時刻ｔ2でマスタ制御装置２０ａからスレーブ制御装置３０ａに対して応答要求が出力されると、マスタ制御装置２０ａのアイドル時、即ちプリアンブルデータ出力中である時刻ｔ3に、図７（ｂ）に示すようにスレーブ制御装置３０ａから応答データが送信される。
【００４３】
その後、スレーブ制御装置３０ａの応答データ送信中である時刻ｔ4に、図１に示すように、光ファイバ４０ｃの断線（図中×印）が発生したものとする。この場合には、断線箇所より下流側の光ファイバ４０ｃ及び４０ｄの終端においては光信号が到達せず、図１０（ｃ）（ｄ）に示すように通信が途絶えた状態となる。
このため、スレーブ制御装置３０ｃ及びマスタ制御装置２０ａの受信信号エッジ監視回路３０６及び２０６で、信号波形のエッジを検出できなくなり、断線検知信号３０９、２０９がＣＰＵ３０１、２０１に出力される。これにより、スレーブ制御装置３０ｃでは駆動パルス生成部３０８からの駆動パルス出力が停止されると共に送信コントローラ３０２が無信号状態に切り換わり、マスタ制御装置２０ａでは送信コントローラ２０２が無信号状態切り換わる。
【００４４】
マスタ制御装置２０ａの送信コントローラ２０２が無信号状態切り換わることにより、信号のエッジが無くなるので、スレーブ制御装置３０ａにおいては、受信信号エッジ監視回路３０６で断線検知信号３０９が出力され、送信コントローラ３０２が無信号状態に切り換わると共に、ＣＰＵ３０１は駆動パルス出力指令を停止する。
【００４５】
これにより、スレーブ制御装置３０ａの応答送信が中断されて無信号状態となるため、スレーブ制御装置３０ｂにおいても、受信信号エッジ監視回路３０６で断線検知信号３０９が出力され、送信コントローラ３０２が無信号状態に切り換わると共に、ＣＰＵ３０１は駆動パルス出力指令を停止する。
このように、第２の実施形態では、光ファイバ断線時には、送信コントローラを無信号状態としてエッジが発生しない状態とするので、スレーブ制御装置内で断線を検出して適切に所定の保護動作を行うことができる。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、一つのモジュールに送信Ｅ／Ｏと受信Ｏ／Ｅがセットで入った双方向モジュールと双方向用光ファイバとを適用するようにしたものである。
図１５に示すように、各制御装置が盤１０〜盤１３に分かれて収納されている場合、盤１０〜盤１３は図１１に示すように配置できれば光ファイバ４０ａ〜４０ｄの長さをほぼ均等にできる。しかしながら、図１２に示すように、盤１０〜盤１３を線状に配置するケースが多く、このような場合、光ファイバ４０ｄの線長が極端に長くなり、光信号の減衰のため通信ができないこともある。
【００４７】
そこで、一つのモジュールに送信Ｅ／Ｏと受信Ｏ／Ｅがセットで入った双方向モジュールを利用し、図１３に示すように盤１０〜盤１３を線状に配置して双方向モジュール用光ファイバ４１ａ〜４１ｃで接続する。
図１４は、図１３に示す双方向モジュールを使用した場合の構成図であり、マスタ制御装置７０ａの双方向モジュール７０１とスレーブ制御装置８０ａの双方向モジュール８０１ａとが光ファイバ４１ａで接続され、スレーブ制御装置８０ａの双方向モジュール８０２ａとスレーブ制御装置８０ｂの双方向モジュール８０１ｂとが光ファイバ４１ｂで接続され、スレーブ制御装置８０ｂの双方向モジュール８０２ｂとスレーブ制御装置８０ｃの双方向モジュール８０１ｃとが光ファイバ４１ｃで接続されている。
【００４８】
スレーブ制御装置８０ａ及び８０ｂでは、双方向モジュール８０１の受信Ｏ／Ｅの出力を双方向モジュール８０２の送信Ｅ／Ｏへ接続し、双方向モジュール８０２の受信Ｏ／Ｅの出力は、信号切換部３０８を介して双方向モジュール８０１送信Ｅ／Ｏへ接続する。
また、終端となるスレーブ制御装置８０ｃでは、双方向モジュール８０１ｃの受信Ｏ／Ｅの出力は信号切換部３０８を介して双方向モジュール８０１ｃの送信Ｅ／Ｏへ接続する。
【００４９】
これにより、マスタ制御装置７０ａとスレーブ制御装置８０ａ〜８０ｃの通信路は、上述した第１及び第２の実施形態と同様に構成することができる。
したがって、図１４に示すように、光ファイバ４１ｂの断線（図中×印）が発生した場合には、スレーブ制御装置８０ａ及びマスタ制御装置７０ａの受信信号エッジ監視回路３０６及び２０６で信号波形のエッジを検出できなくなり、光ファイバの異常を検知して断線検知信号３０９、２０９が出力される。これにより、各制御装置は所定の保護動作を行うことができる。
【００５０】
このように、上記第３の実施形態では、一つのモジュールに送信Ｅ／Ｏと受信Ｏ／Ｅがセットで入った双方向モジュールを適用することで、特定の光ファイバの線長を極端に長くすることなく盤１０〜１３を線状に配置して、光信号の減衰を抑制して安定した通信を行うことができると共に、マスタ制御装置やスレーブ制御装置のＣＰＵ処理を増大することなく光ファイバの断線を検知し、出力を停止するなどの所定の保護動作を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】伝送符号ＮＲＺＩを説明する表である
【図３】第１の実施形態における図１の送信コントローラを説明する図である。
【図４】ゼロインサートの例を説明する図である。
【図５】プリアンブルデータの例を説明する図である。
【図６】伝送フォーマットと通信状態を説明する図である。
【図７】第１の実施形態における光ファイバ断線時の通信状態とＣＰＵの動作を示す図である。
【図８】第１の実施形態における他の例を示す構成図である。
【図９】第２の実施形態における図１の送信コントローラを説明する図である。
【図１０】第２の実施形態における光ファイバ断線時の通信状態とＣＰＵの動作を示す図である。
【図１１】単方向モジュールを使用した盤の環状配置を示す図である。
【図１２】単方向モジュールを使用した盤の線状配置を示す図である。
【図１３】双方向モジュールを使用した盤の線状配置を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態を示す構成図である。
【図１５】従来の技術を説明する図である。
【図１６】光ファイバを使用した従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  パワーエレクトロニクス技術を応用した電力変換装置
２  負荷
１０〜１３  盤
２０ａ  マスタ制御装置
３０ａ〜３０ｃ  スレーブ制御装置
２０１，３０１  ＣＰＵ
２０２，３０２  送信コントローラ
２０３，３０３  送信Ｅ／Ｏ
２０４，３０４  受信コントローラ
２０５，３０５  受信Ｏ／Ｅ
２０６，３０６  受信信号エッジ監視回路
３０７  信号切換部
３０８  駆動パルス生成部
４０ａ〜４０ｄ  単方向用光ファイバ
４１ａ〜４１ｃ  双方向用光ファイバ
７０ａ  マスタ制御装置
８０ａ〜８０ｃ  スレーブ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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