(57)【要約】【課題】  伝送特性の劣化が無くケーブル敷設の変更が容易で、かつシステムリダンダンシーを有する監視制御システムに適したデータ伝送システムを提供する。【解決手段】  データ伝送装置１（＃１）から１段先のデータ伝送装置１（＃２）と、２段先のデータ伝送装置１（＃３）との２重化した系統で接続し、データ伝送装置１（＃３）では、直前のデータ伝送装置１（＃２）と２つ前のデータ伝送装置１（＃１）から受信したデータフレームの論理和を取ったデータフレームと、自装置の監視制御装置７（＃３）のデータフレームとを加算した信号を送信する再生中継を行う。これにより伝送特性の劣化を防止し、かつケーブルルートの変更が容易であるとともに、データ伝送装置１の故障やケーブル２の切断に対してダンダンシーを持つデータ伝送システムを提供することがことができる。【選択図】  図１
2005150959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期信号と、中継信号と、自装置に接続される監視制御装置からの信号とを時系列に配列して生成したデータフレームを次装置へ送信する少なくとも３つ以上のデータ伝送装置と、前記監視制御装置からのデータを監視する中央監視装置とで構成されるデータ伝送システムであって、
前記第１のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信し、
前記第２のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームおよび前記第３のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記中央監視装置へ送信する
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
前記各データ伝送装置は、
前段のデータ伝送装置および前々段のデータ伝送装置からの前記データフレームを受信する第１および第２の受信器と、
次段のデータ伝送装置および次々段のデータ伝送装置へ自装置で生成した前記データフレームを送信する第１および第２の送信器と
を有することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記各データ伝送装置は、
前段のデータ伝送装置および前々段のデータ伝送装置からの前記データフレームを受信する第１および第２の受信器と、
前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレーム、および自装置の前記監視制御装置からのデータを記憶する３つのバッファ記憶手段と、
新たな同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレームから同期信号を抽出して、前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段を制御する制御手段と、
前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段からの信号から新たなデータフレームを生成するデータフレーム生成手段と、
前記データフレーム生成手段で生成した前記新たなデータフレームを次段のデータ伝送装置および次々段のデータ伝送装置へ送信する第１および第２の送信器と
を有することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記制御手段には、少なくとも前記各データ伝送装置の識別番号、接続順番を記憶したテーブルが接続されていることを特徴とする請求項３に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１および第２の受信器が受信する前記データフレームから同期信号を抽出し、前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレームを記憶した前記バッファ記憶手段からの前記データフレーム生成手段への出力タイミングを揃えることを特徴とする請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項６】
前記第１のデータ伝送装置の前記制御手段は、
前記テーブルを参照して自装置がマスターであることを認識すると、予め設定された所定の周期に基づき生成した同期信号に自装置の監視制御装置からの信号を付加したデータフレームを生成して前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信することをことを特徴とする請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項７】
前記第２又は第３のデータ伝送装置の前記制御手段は、
前記テーブルを参照して自装置がスレーブであると認識し、前記所定の周期の時間を経過しても同期信号を抽出しない時は、自らが前記第１のデータ伝送装置に代わってマスターのデータ伝送装置となることを特徴とする請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項８】
同期信号と、中継信号と、自装置に接続される監視制御装置からの信号とを時系列に配列して生成したデータフレームを次装置へ送信する少なくとも３つ以上のデータ伝送装置と、前記監視制御装置からのデータを監視する中央監視装置とで構成され、
前記第１のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信し、
前記第２のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームおよび前記第３のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記中央監視装置へ送信する
データ伝送システムのデータ伝送装置であって、
前記各データ伝送装置は、
前段のデータ伝送装置および前々段のデータ伝送装置からの前記データフレームを受信する第１および第２の受信器と、
前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレーム、および自装置の前記監視制御装置からのデータを記憶する３つのバッファ記憶手段と、
新たな同期信号を発生する同期信号発生手段と、
前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレームから同期信号を抽出して、前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段を制御する制御手段と、
前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段からの信号から新たなデータフレームを生成するデータフレーム生成手段と、
前記データフレーム生成手段で生成した前記新たなデータフレームを次段のデータ伝送装置および次々段のデータ伝送装置へ送信する第１および第２の送信器と
を有することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項９】
前記制御手段には、少なくとも前記各データ伝送装置の識別番号、接続順番を記憶したテーブルが接続されていることを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記第１および第２の受信器が受信する前記データフレームから同期信号を抽出し、前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレームを記憶した前記バッファ記憶手段からの前記データフレーム生成手段への出力タイミングを揃えることを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送装置。
【請求項１１】
前記第１のデータ伝送装置の前記制御手段は、
前記テーブルを参照して自装置がマスターであることを認識すると、予め設定された所定の周期に基づき生成した同期信号に自装置の監視制御装置からの信号を付加したデータフレームを生成して前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信することをことを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送装置。
【請求項１２】
前記第２又は第３のデータ伝送装置の前記制御手段は、
前記テーブルを参照して自装置がスレーブであると認識し、前記所定の周期の時間を経過しても同期信号を抽出しない時は、自らが前記第１のデータ伝送装置に代わってマスターのデータ伝送装置となることを特徴とする請求項８記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視制御装置のデータを伝送するデータ伝送システムおよびデータ伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場プラント、ビル内の監視を行う制御監視システムに用いられるデータ伝送システムは、高信頼性のシステムであるとともに、レイアウトや設備変更に対して容易に対応できることが必要である。
【０００３】
このデータ伝送システムのネットワークのトポロジには、１対１のリンクを複数設けるスター方式や、１本のケーブルでデータ伝送装置間を接続するバス方式や、ネットワーク装置の故障に対するリダンダンシーを高めたループ（リング）方式などがあり、監視制御システムの目的や特徴により最適な方式が採用される。
【０００４】
ネットワークの敷設が容易であるバス方式は、複数のデータ伝送装置の間を直列に１本のケーブルで接続する構成であるため、遠端のデータ伝送装置の信号の減衰が大きいこと、また終端の不整合などに起因する信号の反射の発生など、伝送特性の劣化が発生する問題がある。
【０００５】
ループ方式は、ループ状に接続された複数のデータ伝送装置で信号が再生中継されて伝送されるので、伝送特性上の問題は少なくリダンダンシーを有するが、ループ状にケーブル敷設が行われるので、ルート変更が出来なくレイアウト変更には適さない問題がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０―２３０４４号公報（第１３ページ、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の監視制御システムに用いられるデータ伝送ネットワークは、ケーブル敷設が容易なバス方式では、不要反射信号の発生や信号減衰などの伝送特性が劣化する問題があり、また、ループ方式では、伝送特性上の問題は少なくリダンダンシーを有するがループ状にケーブル敷設を行うので、ケーブルルートの変更が出来ない問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、伝送特性の劣化を防ぎ、かつケーブルルートの変更が容易で、データ伝送装置の故障やケーブル切断に対するシステムリダンダンシーを有するデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を提供することを目的とする。
【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、本発明のデータ伝送システムは、同期信号と、中継信号と、自装置に接続される監視制御装置からの信号とを時系列に配列して生成したデータフレームを次装置へ送信する少なくとも３つ以上のデータ伝送装置と、前記監視制御装置からのデータを監視する中央監視装置とで構成されるデータ伝送システムであって、前記第１のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信し、前記第２のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームおよび前記第３のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記中央監視装置へ送信することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のデータ伝送装置は、同期信号と、中継信号と、自装置に接続される監視制御装置からの信号とを時系列に配列して生成したデータフレームを次装置へ送信する少なくとも３つ以上のデータ伝送装置と、前記監視制御装置からのデータを監視する中央監視装置とで構成され、前記第１のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記第２のデータ伝送装置および前記第３のデータ伝送装置に送信し、前記第２のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームおよび前記第３のデータ伝送装置によって生成された前記データフレームを前記中央監視装置へ送信するデータ伝送システムのデータ伝送装置であって、前記各データ伝送装置は、前段のデータ伝送装置および前々段のデータ伝送装置からの前記データフレームを受信する第１および第２の受信器と、前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレーム、および自装置の前記監視制御装置からのデータを記憶する３つのバッファ記憶手段と、新たな同期信号を発生する同期信号発生手段と、前記第１および第２の受信器で受信した前記データフレームから同期信号を抽出して、前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段を制御する制御手段と、前記３つのバッファ記憶手段および前記同期信号発生手段からの信号から新たなデータフレームを生成するデータフレーム生成手段と、前記データフレーム生成手段で生成した前記新たなデータフレームを次段のデータ伝送装置および次々段のデータ伝送装置へ送信する第１および第２の送信器とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、監視制御信号を伝送する伝送装置を中継接続して２重化する従属接続を行うので、伝送特性の劣化を防ぎ、かつケーブルルートの変更が容易でデータ伝送装置の故障やケーブル切断に対するリダンダンシーを持つデータ伝送システムを提供することがことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明のデータ伝送システムの実施例の構成を示すブロック図で、図２は、各データ伝送装置の構成を示すブロック図である。図３は、実施例において伝送される信号のデータフレームの構成を示す図である。
【００１３】
図１において、本発明のデータ伝送システムは、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）を２系統で従属接続するケーブル２、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）毎に接続されている監視制御装置７（＃１〜＃ｎ）、および終端の中央監視装置８から構成される。
【００１４】
各ケーブル２は、系統Ａと系統Ｂの二つの系統を構成して接続される。系統Ａは、例えばデータ伝送装置１（＃１）と次段のデータ伝送装置１（＃２）との間を直列に接続し、系統Ｂは、データ伝送装置１（＃１）と次々段のデータ伝送装置１（＃３）との間を直列に接続して、これらの形式でデータ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）が順次従属接続されている。したがって、中央監視装置８にはデータ伝送装置１（＃ｎ）からの入力（Ａ系統）とデータ伝送装置１（＃ｎ−１）からの入力（Ｂ系統）とが入力される。
【００１５】
データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）は、受信した信号のデータフレームに続いて、自装置に接続された監視制御装置７からのデータフレームを時系列に並べた信号を生成して、次のデータ伝送装置１（＃２〜＃ｎ）、および終端は中央監視装置８に送信する中継伝送を行う。
【００１６】
中央監視装置８は、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）と同様の信号送受信回路を有し、取り込んだ監視制御装置７（＃１〜＃ｎ）からのデータに基づいてＣＰＵ８ｃが監視制御処理を行う。また、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）を制御する信号を逆方向に送信して監視制御処理を行う。
【００１７】
図２において、データ伝送装置１は、系統Ａのケーブル２に接続される受信器３Ａと送信器４Ａ,系統Ｂのケーブル２に接続される受信器３Ｂと送信器４Ｂ、監視制御装置７との間でデータを送受信するためのデータインタフェース７ｄ、制御処理部５、この制御処理部５に接続されるテーブル５T、受信器３Ａ，３Ｂ，データインタフェース７ｄにそれぞれ接続されるタイミングバッファｔａ、ｔｂ、ｔｄ、このタイミングバッファｔａ、ｔｂに接続されるＯＲ回路６ｒを内蔵し、加算した信号を送信器４Ａ，４Ｂに送信する加算器６、および制御処理部５により同期制御される同期信号発生器ＳＧとからなる。
【００１８】
制御処理部５は、受信器３Ａと３Ｂ、およびデータインタフェース７ｄが受信する信号を監視し、テーブル５Ｔを参照して同期信号発生器ＳＧ、タイミングバッファｔａ、ｔｂ、ｔｄへ送信トリガ信号を出力して同期制御を行い図３に示す信号を生成する。
【００１９】
制御処理部５に接続されたテーブル５Ｔには、初期設定によりデータ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）の識別番号と位置番号（例えば、接続順の番号）が設定されている。また、先頭に位置するデータ伝送装置１（＃１）をマスターに、それに続く残りのデータ伝送装置１（＃２〜＃ｎ）をスレーブに設定する。この識別番号は、装置番号でも装置名でも特定の名前又は番号でも良い。
【００２０】
図３において、中央監視装置８がデータ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）を介して受信する信号は、同期信号ｓｔ、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）から送信されたデータフレームから構成される。データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）が送信する各データフレームは、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）と対応させて同じデータフレーム番号（＃１〜＃ｎ）が付与されている。そして、各々に割り当てられた送信時間“Ｔ”の長さのタイムスロット（＃１〜＃ｎ）で送信され、所定のビット長やワード構成のフォーマットになっている。また、同期信号ｓｔの送信周期は、一定の周期“Ｓ”で繰り返される。
【００２１】
図４は、例えばデータ伝送装置１（＃３）における信号の処理を示す図である。
【００２２】
（データ伝送装置１の基本動作）
図２に戻り、例えばデータ伝送装置１（＃１）の基本動作を説明する。データ伝送装置１（＃１）の制御処理部５は、テーブル５Ｔを参照して、自分がマスターのデータ伝送装置であることを認識して送信制御を行う。即ち、データ伝送装置１（＃１）では前段にデータ伝送装置１が接続されていないので受信器３Ａ、３Ｂおよびタイミングバッファｔａ、ｔｂを無効にする。監視制御装置７（＃１）からのデータは、データインタフェース７ｄを介して受信されると所定のフォーマットに整えられたデータフレーム（＃１）となり、タイミングバッファｔｄで一時的に保持される。そして、データ伝送装置１（＃１）は同期信号ｓｔに監視制御装置７（＃１）からのデータフレーム（＃１）を続けて並べた信号を生成し、次のデータ伝送装置１（＃２）に送信する制御を行う。
【００２３】
即ち、制御処理部５は、前の送信信号を加算器６、送信器４Ａ、４Ｂを介して系統Ａ、Ｂのケーブル２へ送信した周期Ｓの時間を経過すると同期信号発生器ＳＧに送信トリガ信号を送信する。これにより、同期信号発生器ＳＧから加算器６に時間“ｙ”の長さ（パルス幅“ｙ”）の同期信号ｓｔが送信される。また、その送信時間“ｙ”経過後に制御処理部５からタイミングバッファｔｄに送信トリガ信号が送信され、タイミングバッファｔｄから加算器６にデータフレーム（＃１）が加算器６に送信される。
【００２４】
加算器６は、先頭の同期信号ｓｔにデータフレーム（＃１）が時系列に並ぶ信号となるように加算処理して、図４（ｂ）に示す信号を生成する。そして、その生成された信号は２系統に分けられ、送信器４Ａによりケーブル２の系統Ａを介してデータ伝送装置１（＃２）に送信され、送信器４Ｂによりケーブル２の系統Ｂを介してデータ伝送装置１（＃３）に送信される。
【００２５】
次に、データ伝送装置１（＃２）の動作を説明する。データ伝送装置１（＃２）では、自装置内の制御処理部５がテーブル５Ｔを参照して自装置が先頭から２番目に位置するスレーブであることを認識し、送受信制御を行う。
【００２６】
即ち、データ伝送装置１（＃１）から送信された信号を受信器３Ａによって受信する。この場合、受信器３Ｂを無効にしても良いし、データ伝送装置１（＃１）から送信された信号を入力するようにしても良い。そして、制御処理部５によって受信器３Ａのみを動作させるようにする。
【００２７】
同様に監視制御装置７（＃２）からの入力データは、データフレーム（＃２）となってデータ伝送装置１（＃２）のタイミングバッファｔｄで一時的に保持される。また、受信器３Ａが受信したデータ伝送装置１（＃１）からのデータフレーム（＃１）も、タイミングバッファｔａで一時的に保持される。
【００２８】
そこで、データ伝送装置１（＃２）の制御処理部５は、受信器３Ａが受信した信号から同期信号ｓｔを検出すると、同期信号発生器ＳＧに送信トリガ信号を送信する。そして、同期信号発生器ＳＧは制御処理部５から送信トリガ信号を受信すると直ちに新たな同期信号ｓｔを加算器６に送信する。また、その送信時間“ｙ”の経過後に制御処理部５からタイミングバッファｔａ、ｔｄに送信トリガ信号が送信され、タイミングバッファｔａからデータフレーム（＃１）が加算器６のＯＲ回路６ｒの一方の入力に送信され、それに続いてタイミングバッファｔｄから監視制御装置７（＃２）のデータフレーム（＃２）が加算器６に送信される。そして、ＯＲ回路６ｒの他方の入力であるデータバッファｔｂからな何も出力されていないので、受信器３Ａが受信したデータフレーム（＃１）がそのまま出力される。
【００２９】
加算器６は、同期信号発生器ＳＧからの新たな同期信号ｓｔを先頭にしてデータフレーム（＃１）とデータフレーム（＃２）を時系列に並べた信号となるように加算し、図４（ａ）の信号を生成する。そして、その生成された信号は２系統に分けられ、送信器４Ａによりケーブル２の系統Ａを介してデータ伝送装置１（＃３）に送信され、送信器４Ｂによりケーブル２の系統Ｂを介してデータ伝送装置１（＃４）に送信される。
【００３０】
次に、データ伝送装置１（＃３）の基本動作を説明する。データ伝送装置１（＃３）は、自装置内の制御処理部５がテーブル５Ｔを参照して先頭から２番目に位置するスレーブであることを認識して送受信制御を行う。
【００３１】
即ち、監視制御装置７（＃３）からの入力データは、データフレーム（＃３）としてデータ伝送装置１（＃３）のタイミングバッファｔｄで一時的に保持される。また、受信器３Ａが受信したデータ伝送装置１（＃２）からの同期信号ｓｔおよびデータフレーム（＃１、＃２）は、タイミングバッファｔａで一時的に保持される。同様に、受信器３Ｂが受信したデータ伝送装置１（＃１）からの同期信号ｓｔおよびデータフレーム（＃１）も、タイミングバッファｔｂで一時的に保持される。
【００３２】
受信器３Ａが受信した信号は、データ伝送装置１（＃２）によってデータフレーム（＃１、＃２）を生成して中継伝送する処理の遅延時間が生じるために、受信器３Ｂに比べケーブル２の遅延時間を無視すれば、図４（ａ）（ｂ）の信号の差分である遅延時間“ｄ”だけ遅れて受信される。
【００３３】
データ伝送装置１（＃３）の制御処理部５は、受信器３Ｂがデータ伝送装置１（＃１）からの同期信号ｓｔを受信したことを検出すると内部タイマを起動して待機状態に入り、また、受信器３Ａがデータ伝送装置１（＃２）からの同期信号ｓｔを受信したことを検出すると、直ちに同期信号発生器ＳＧに送信トリガ信号を送信する。
【００３４】
同期信号発生器ＳＧは、制御処理部５からの送信トリガ信号を受信すると新たな同期信号ｓｔを加算器６に送信する。そして、同期信号ｓｔの送信時間“ｙ”が経過すると、制御処理部５からタイミングバッファｔａ、ｔｂに送信トリガ信号が送信され、タイミングバッファｔａから受信器３Ａが受信したデータフレーム（＃１、＃２）がＯＲ回路６ｒの一方の入力に送信され、それと同じタイミングでタイミングバッファｔｂからも受信器３Ｂが受信したデータフレーム（＃１）がＯＲ回路６ｒの他方の入力に送信される。従って、この時点でデータフレーム（＃１、＃２）とデータフレーム（＃１）の遅延時間“ｄ”の差が無くなり、データフレームの先頭が揃った状態でＯＲ回路６ｒで受信される。
【００３５】
また、タイミングバッファｔｄは、同期信号ｓｔの送信時間“ｙ”と、データフレーム（＃１、＃２）の送信に必要な時間“２Ｔ”が経過した後に制御処理部５から得られる送信トリガ信号によりデータフレーム（＃３）を加算器６に送信する。
【００３６】
加算器６では、ＯＲ回路６ｒによって論理和が取られた新しいデータフレーム（＃１、＃２）とデータフレーム（＃３）とを時系列に並べて加算したデータフレーム（＃１〜＃３）が生成される。そして、新しい先頭の同期信号ｓｔにデータフレーム（＃１〜＃３）が続く図４（ｃ）の信号が生成され、その信号は２系統に分けられ、送信器４Ａによりケーブル２の系統Ａを介してデータ伝送装置１（＃４）に、送信器４Ｂによりケーブル２の系統Ｂを介してデータ伝送装置１（＃５）に送信される。
【００３７】
上述したデータ伝送装置１（＃３）の動作はデータ伝送装置１（＃４）以降でも同様に繰り返される。そして、データ伝送装置１（＃ｎ）では、データ伝送装置１（＃ｎ−１）、（＃ｎ−２）から受信した信号のデータフレームと自装置の監視制御装置７（＃ｎ）のデータフレームとを加算したデータフレーム（＃１〜＃ｎ）の信号を生成して、中央監視装置８にケーブル２の系統Ａを介して送信する。
【００３８】
中央監視装置８では、データ伝送装置１（＃ｎ）から受信したデータフレーム（＃１〜＃ｎ）とデータ伝送装置１（＃ｎ−１）から受信したデータフレーム（＃１〜＃ｎ−１）との論理和を取って、全てのデータフレーム（＃１〜＃ｎ）を受信する。そして、受信したデータフレーム（＃１〜＃ｎ）はＣＰＵ８ｃによってデータフレーム（＃１〜＃ｎ）に該当するタイムスロットから読み取られる。
【００３９】
一方、中央監視装置８からデータ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）を介して監視制御装置１（＃１〜＃ｎ）にデータ信号を送信する時は、上記の説明とは逆方向の信号の流れになるが、その動作手順は上記説明から容易に推定理解出来るので説明を省略する。
【００４０】
本発明の実施例によるデータ伝送システムでは、データ伝送装置１を接続するのに迂回経路による２重化を行ったリダンダンシーがある。従って、仮に片方の接続系統でのデータ伝送装置間のケーブル２が破損しても、中央監視装置８は全てのデータ伝送装置１＃１〜＃ｎ）からの信号を受信出来る。
【００４１】
次に、本発明の実施例におけるリダンダンシー動作について説明する。
【００４２】
上述した通り実施例の制御処理部５は、受信器３Ａと受信器３Ｂの受信信号を監視して、遅延時間測定を行い、シフトレジスタやメモリ等によって構成されるタイミングバッファｔａ、ｔｂ、ｔｄを制御して自動的に遅延時間を整合することを実現する。さらにケーブル切断、もしくはデータ伝送装置１の異常等を検出してリダンダンシー動作を実現することも出来る。なお、タイミングバッファｔｂをデータフレームの遅延時間差が無くなるように調整した遅延線で構成してもよい。
【００４３】
（系統Ａのケーブル２で断線の場合）
図５は、ケーブル２の系統Ａが断線した時のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャートである。
【００４４】
ここで、例えばケーブル２の系統Ａがデータ伝送装置１（＃２）と（＃３）との間（ここでは、図１の切断点Ａｘとする。）で切断、もしくは、信号が送受信出来なくなった場合には、データ伝送装置１（＃３）は以下の動作を行う。この動作手順は、伝送装置１（＃２）が故障、もしくは、保守点検等で取り外された場合にも適用される。
【００４５】
データ伝送装置１（＃３）の制御処理部５は、受信器３Ｂで受信したデータ伝送装置１（＃１）からの信号から同期信号ｓｔを検出すると、内部タイマを起動する（ステップｓ５１）。
【００４６】
そして、予め設定した時間“ｋ”内（時間“ｋ”は、遅延時間“ｄ”と予備時間“ｐ”の和）に受信器３Ａでデータ伝送装置１（＃２）からの信号を受信しない（ステップｓ５２がＮｏ）と、制御処理部５はケーブル２の系統Ａがデータ伝送装置１（＃２）と（＃３）との間で切断、もしくは、信号が受信出来ないと判断する。そして、制御処理部５は受信器３Ｂで受信した信号の同期信号ｓｔに基づいて同期信号発生器ＳＧ送信トリガ信号を送信する（ステップｓ５３）。もし、受信器Ａでデータ伝送装置１（＃２）からの信号を受信すれば（ステップｓ５２がＹｅｓ）、上述した正常時の送受信動作を行う（ステップｓ５９−１）。
【００４７】
同期信号発生器ＳＧは、送信トリガ信号を受信すると新たな同期信号ｓｔを加算器６に送信する。そして、その同期信号ｓｔの送信時間“ｙ”が経過すると、制御処理部５からタイミングバッファｔａ、ｔｂに送信トリガ信号が送信され、タイミングバッファｔｂからバッファしていたデータフレーム（＃１）が加算器６のＯＲ回路６ｒの一方に入力される（ステップｓ５４）。
【００４８】
一方、受信器３Ａでは信号を受信していないのでタイミングバッファｔａからは見かけ上全て“０”のデータフレームがＯＲ回路６ｒの他方に入力される（ステップｓ５５）。
【００４９】
そして、ＯＲ回路６ｒではデータフレーム（＃１）と全て“０”のデータフレーム（＃２）との論理和である新しいデータフレーム（＃１、＃２）が生成される（ステップｓ５６）。
【００５０】
そして、加算器６は、その新しいデータフレーム（＃１、＃２）に監視制御装置７（＃３）からデータインタフェース７ｄ、タイミングバッファｔｄを介して入力されたデータフレーム（＃３）を続けた信号を生成するよう加算（ステップｓ５７）し、先頭に新しい同期信号ｓｔが付加されたデータフレーム（＃１〜＃３）の信号を生成して、送信器４Ａと送信器４Ｂに送信する（ステップｓ５８）。
【００５１】
次のデータ伝送装置１（＃４）では、受信器３Ａで受信したデータ伝送装置１（＃３）からのデータフレーム（＃１〜＃３）にあってはデータフレーム（＃２）の内容が全て“０”であるが、受信器３Ｂで受信したデータ伝送装置１（＃２）からのデータフレーム（＃１、＃２）にあってはデータフレーム（＃２）の内容は監視制御装置１（＃２）からの正常なデータである。
【００５２】
データ伝送装置１（＃４）のＯＲ回路６ｒでは、これら受信器３Ａ、３Ｂが受信したデータフレーム（＃１〜＃３）とデータフレーム（＃１、＃２）の論理和を取る処理が実行されることから、その結果、送信器４Ａ、４Ｂから出力されるデータフレーム（＃１〜＃３）は正常なデータに再生される（ステップｓ５９）。
【００５３】
それ以降のデータ伝送装置の動作手順は、正常時の信号送信動作と同様である（ステップｓ５９―１）。
【００５４】
また、各データ伝送装置１に信号受信状態をモニタする項目を設定出来るようにすれば、中央監視装置８にデータ伝送装置間で発生した異常を通知することができる。
【００５５】
また、例えばデータ伝送装置１（＃２）が故障した場合にはデータフレーム（＃２）の内容が全て“０”になるものの、中央監視装置８には全てのデータフレーム（＃１〜＃ｎ）を中継送信することが出来る。
【００５６】
（系統Ｂでケーブル断線の場合）
図６は、ケーブル２の系統Ｂが断線した時のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャートである。
【００５７】
例えば、ケーブル２の系統Ｂがデータ伝送装置１（＃１）と（＃３）との間（ここでは、図１の切断点Ｂｘとする。）で切断、もしくは、信号が受信出来なくなった場合、データ伝送装置１（＃３）は以下の動作を行う。
【００５８】
データ伝送装置１（＃３）の制御処理部５は、受信器３Ａで受信したデータ伝送装置１（＃２）からの信号から同期信号ｓｔを検出し（ステップｓ６１）、受信器Ｂでデータ伝送装置１（＃１）からの信号から同期信号ｓｔを受信していなければ（ステップｓ６２がＮｏ）、ケーブル２の系統Ｂがデータ伝送装置１（＃１）と（＃３）との間で切断、もしくは、信号が受信出来ないと判断する。そして、制御処理部５は内部タイマを起動し（ステップｓ６３）、同期信号発生器ＳＧに送信トリガ信号を送信する（ステップｓ６４）。もし、受信器Ｂでデータ伝送装置１（＃１）からの信号かを受信していれば（ステップｓ６２がＹｅｓ）、上述した正常時の送受信動作を行う（ステップｓ５９−１）。
【００５９】
同期信号発生器ＳＧは、送信トリガ信号を受信すると新たな同期信号ｓｔを加算器６に送信する。そして、その同期信号の送信時間“ｙ”が経過すると制御処理部５からタイミングバッファｔａに送信トリガ信号が送信され、タイミングバッファｔａからバッファしていたデータフレーム（＃１、＃２）がＯＲ回路６ｒの一方に入力される（ステップｓ６５）。
【００６０】
一方、タイミングバッファｔｂは、受信器Ｂからのデータを受信していないため全て“０”のデータフレーム（＃１）がＯＲ回路６ｒの他方に入力される（ステップｓ６６）。
【００６１】
ＯＲ回路６Ｒではこれら入力されたデータフレームの論理和が取られ（ステップｓ６７）、タイミングバッファｔａからのデータフレーム（＃１、＃２）がそのまま出力される。そして、加算器６は、データフレーム（＃１、＃２）に自装置の監視制御装置７（＃３）からデータインタフェース７ｄ、タイミングバッファｔｄを介して入力されたデータフレーム（＃３）を続けた信号を生成するように加算し（ステップｓ６８）、先頭の新しい同期信号ｓｔが付加されたデータフレーム（＃１〜＃３）の信号を生成して、送信器４Ａと送信器４Ｂに送信する（ステップｓ６９）。
【００６２】
次のデータ伝送装置１（＃４、＃５）では、正常に再生された信号を送受信することになるため、正常時の動作と変わらない。
【００６３】
また、データ伝送装置１（＃３）に信号受信状態をモニタする項目を設定できるようにすれば、中央監視装置８にデータ伝送装置１（＃２）とデータ伝送装置１（＃３）との間で発生した系統Ｂの異常を通知することができる。
【００６４】
（系統Ａと系統Ｂのケーブルが同時に切断された場合）
図７は、ケーブル２の系統Ａと系統Ｂが同時に断線した時のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャートである。
【００６５】
例えば、データ伝送装置１（＃３）の受信器３Ａ、３Ｂに接続されたケーブル２が、図１の切断点ＡｘとＢｘで同時に切断され信号が受信できなくなったとする。
【００６６】
ここで、マスターのデータ伝送装置１（＃１）は、同期信号ｓｔを周期Ｓで送信している。その周期Ｓは、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）の総数ｎ、各データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）がデータフレームを送信する時間Ｔ、データ伝送装置１台毎のデータ処理時間（遅延時間）ｄ、同期信号ｓｔの送信時間の長さ（パルス幅）ｙ、余裕時間Ｗとすれば、Ｓ＝ｎ×（Ｔ＋ｄ）＋ｙ＋Ｗとして求められる。そして、この周期Ｓがデータ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）のテーブル５Ｔに予め設定されている。したがって、データ伝送装置１（＃１〜＃ｎ）では、受信器３Ａ、３Ｂによる信号受信の有無に係わらず、周期Ｓ毎に内部タイマを監視するよう動作している。このため、データ伝送装置１（＃３）では、周期Ｓ毎に内部タイマの監視が行なわれている（ステップｓ７１）。
【００６７】
データ伝送装置１（＃３）は、テーブル５Ｔに設定された周期Ｓが経過しても受信器３Ａ、３Ｂのいずれからかもデータ伝送装置１（＃１，＃２）からの信号が受信できないと（ステップｓ７２がＮｏ）、データ伝送装置１（＃１）に代わって代理マスターになる。そして、テーブル５Ｔの内容を、例えば、データフレームの識別番号を２つ減らす等の代理マスターの設定に変更する（ステップｓ７３）。
【００６８】
もし、データ伝送装置１（＃１および又は＃２）から信号を受信していれば（ステップｓ７２がＹｅｓ）、受信器３Ａ，３Ｂの受信状態から正常受信か、系統Ａのみの受信か、または系統Ｂのみの受信かを判読して、それに対応した送受信動作を実行する（ステップｓ７０）。
【００６９】
代理マスターになったデータ伝送装置１（＃３）では、制御処理装置５が内部タイマを起動するとともに、送信トリガ信号を同期信号発生器ＳＧ、タイミングバッファｔｄに送信する。そして、同期信号ｓｔに系統Ａと系統Ｂの異常によりマスター変更を行ったことを示すデータフレーム（＃３）を付加した信号がデータ伝送装置１（＃３）で生成され、次段のデータ伝送装置１（＃４〜＃ｎ）に送信され、それらを介して中央監視装置８に送信される（ステップｓ７４）。
【００７０】
この通知を受け取った中央監視装置８およびデータ伝送装置１（＃４〜＃ｎ）は、データ伝送装置１（＃３）がマスターであることを知る（ステップｓ７５）。そして、データ伝送装置１（＃４〜＃ｎ）は、自装置のテーブル５Ｔに記憶されているマスター情報をデータ伝送装置１（＃３）が代理マスターである設定内容に変更する（ステップｓ７６）。
【００７１】
そして、データ伝送装置１（＃３）は、先頭の同期信号ｓｔにデータフレーム（＃３）を続けた信号を生成する等の信号の送受信動作を行う（ステップｓ７７）。
【００７２】
それ以降のデータ伝送装置１（＃４〜＃ｎ）は、正常時と同様に先頭の同期信号ｓｔにデータフレームを続けた信号を生成し、同様の送受信動作を行う（ステップｓ５９−１）。
【００７３】
なお、この様なマスターの変更は、データ伝送装置１（＃３）に入力するケーブル、およびデータ伝送装置１（＃２）とデータ伝送装置１（＃４）とを接続するケーブルが全て切断されるような場合は問題がない。ところが、系統Ｂのデータ伝送装置１（＃２）とデータ伝送装置１（＃４）とを接続するケーブルが正常であった場合、データ伝送装置１（＃１）が元のマスターのままで送信されたデータフレーム（＃１および又は＃２）がデータ伝送装置１（＃２）を介してデータ伝送装置１（＃４）で受信されことが発生する。
【００７４】
しかしながら、データ伝送装置１（＃２）からの信号が受信される状態であっても、データ伝送装置１（＃３）からマスター変更の通知を受信したデータ伝送装置１（＃４）は、自装置が先頭から２番目に位置するスレーブであるとの設定変更と同時に受信器３Ｂを無効とする処理を行う。このため、故障箇所前のデータ伝送装置１（＃２）からの信号を受信することはない。
【００７５】
以上説明した如く本発明によれば、従属接続された多数のデータ伝送装置のデータ伝送が確保出来るようにリダンダンシーの有るデータ伝送システムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例に係るデータ伝送システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係るデータ伝送システムのデータ伝送装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明のデータ伝送システムで伝送される信号のデータフレームを示す図。
【図４】本発明のデータ伝送装置における信号の処理を示す図
【図５】系統Ａのケーブルが断線した時の本発明のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャート。
【図６】系統Ｂのケーブルが断線した時の本発明のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャート。
【図７】系統Ａ、Ｂのケーブルが同時に断線した時の本発明のデータ伝送システムの動作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７７】
１  データ伝送装置
２  ケーブル
３Ａ、３Ｂ  受信器
４Ａ、４Ｂ  送信器
５  制御処理部
５Ｔ  テーブル
６  加算器６
６ｒ  ＯＲ回路
７  監視制御装置
７ｄ  データインタフェース
８  中央監視装置
８ｃ  ＣＰＵ
ｔａ，ｔｂ，ｔｄ  タイミングバッファ
ＳＧ  同期信号発生器
【図１】
2005150959.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005150959.tif 000007
【図６】
2005150959.tif 000008
【図７】
2005150959.tif 000009