JPS598452A - デ−タ伝送装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はプロセス開開用のデータ伝送装置の鉄、非鉄、
上下水道、製紙、食品産業における設備機器は、一般に
制御用計算機を中心とした制（財）システムによって制
御されている。そしてその設備機器内の制縄点が多数散
在する場合、あるいは各種制御器間の連係をとる必要の
ある場合等にはそれら制仰点、側副機器間を相互にａ機
的に結合することのできるデータ伝送装置が使用される
ことが多い。このよう々データ伝送装置は特にプロセス
制御用のデータ伝送装置と呼ばれている。

第１図はこの種従来のプロセス制御のデータ伝送装置の
一例を示す概略晴戎図であり、１は制（社）用計算機（
ＣＰＶ″）、２はプロセスコントローラ（ＰＣ）、３は
プロセス入出力装置（Ｉ１０八４は伝送制到局（８ＴＮ
、以下ステーションと称す）である。これらは以下に述
べるように伝送ケーブル５によって接続されている。即
ち、制（財）用計算機ノが接続されたステーション４ａ
とプロセスコントロー２ａが接続されたステーション４
ｂとは伝送ケーブル５ａによって接続されている。また
、このステーション４ｂと、プロセス入力出装置３１１
が接続・“されたステーション４Ｃとは伝送ケーブル５
ｂによって接続されている。更にこのステーション４　
ｃ　、！：、プロセス入出力装置３ｂが接続されたステ
ーション４ｄとは、伝送ケーブル６Ｃによって接続され
ている。そしてこのステーション４　ｄ　ト’、プロセ
ス入出力装置３ｃが接続されたステーション４ｅとは、
伝送ケーブル５ｄによって接続されている。またこのス
テーション４ｅとプロセスコントローラ２ｂが接続され
たステーション４ｆとは、伝送ケーブル５ｅによって接
続されている。また、このステーション４ｆとＭｉＪ　
ｆｉ己ステーション４ｍとは伝送ケーブル５ｆによって
接続されループ伝送路をｌｌＩ成している。

また制砥用計鼻機１が接続されたステーション４ａを除
く各ステーション４には各々並列にパイノ々ススイッチ
６が接続され、このノ９イノｊススイッチ６とステーシ
ョン４ａとは直結ケーブル７によって接続されている。

そして、各ステーション４の受信側を直接送信側に環路
させるための側副は、ステーション４ａによって統轄制
御が表されている。この伝送ケーブル５上に図示されて
いる矢印は信号の伝送方向を示し、信号がループ上を一
定方向に巡回することによって各ステーション４間のデ
ータ伝送を実現するものであ−る。

一般に、このようなループ状に冑１戊されたプロセス制
純のデータ伝送装置においては、１台または複数台のス
テーション４が故障した場合、残りの正常なステーショ
ン４だけで伝送動作を継続できる機能が必要とされてい
る、１１１記パイノ９ススイツチ６は故障したステーシ
ョン４によって伝送路のループ構造がしゃ断されるのを
防ぐために使用される。例えば第１図に示すようＫ　ノ
４　イ／４’ススイッチ６ｄはステーション４ｅが故障
したため、ステーション４ａからの指令により、ステー
ション４ｅが・々イノ臂スの状態にある例を示している
。

以上説明したような統轄局をなすステーション４ａに直
結された直結ケーブル７によって故障したステーション
４をバイパスさせるデータ伝送装置ｇは次のような欠点
を有している。

プル費、工事費が増大する。更に故障したステーション
４を見つけるために、中央のステーション４ａから各ス
テーション４を順次１台ごとにパイノマスさせて、異常
の脊椎を判断していかなければならないため、復帰する
までの時間が長くかかりデータ伝送の継続性を維持で考
ないことがある。

一方、このようなプロセス開削用のデータ伝送装置の他
の例としては第２図に示すようなものがある、即ち、制
ｄ用計算機１が接続されたステーション４ａは、伝送方
向が異なる２本のケーブル６．７、即ち主伝送ケーブル
６ｍ、副伝送ケーブル７ａによってステーション４ｂに
接続され、そしてこのステーション４ｂにはプロセスコ
ントローラ２ａが接続されている。またプロセス入出力
装置ｆ３　ａが接続されたステーション４Ｃと、前記ス
テーション４ｈとは主任す 送ケーブル６メ及び副伝送ケーブル７ｂにより接続され
ている。更にプロセス入出力装置３ｂが接続されたステ
ーション４ｄと、前記ステーション４Ｃとは主伝送ケー
ブル６ｃ％び副伝送ケーブル７Ｃにより接続されている
。またプロセス入出力装置Ｊｃが接続されたステーショ
ン４ｅと、前記ステーション４ｄとは、主伝送ケーブル
６ｄ及び副伝送ケーブル７ｄにより接続されている。、
四にプロセスコントローラ２ｂが接続されたステーショ
ン４ｆと、＠６己ステーション４ｅとは、主伝送ケーブ
ル６ｅ醍び副伝送ケーブル７ｅにより接続されている。

また前記ステーション４ｆと、前記ステーション４８と
は、主伝送ケーブル６ｆ々び副伝送ケーブル７ｆによっ
て接続され、これらはループ伝送路を構成している。尚
、＠ｉＪ述した主伝送ケーブル６は伝送装瞳の各装置に
どこにも異常がないとき、伝送信号を同一方向に巡回さ
せ前述の第１図の例と同様に各ステージ甘ン４間のデー
タ伝送を実現させる。一方、副伝送ケーブル７は正常時
にはｉｅ用されないが、ステーション４または主伝送ケ
ーブル６に故障が発生した場合、故障箇所を迂回して逆
方向伝送路を構成すると券に便用される。

第２図に示したプロセス開離データ伝送装置では、ステ
ーション４または主伝送ケーブル６に故障が発生すると
中央のステーション４ａから主伝送ケーブル互または副
伝送ケーブルＬを通して伝えられる仕送方向切換指令に
よって、その故障箇所に隣接する前後の２台のステーシ
ョンにおいて伝送方向を切換え、伝送信号がその故障箇
所を避けて残りの正常な全ステーション４に伝送される
ようになっている。

例えば、第２図に示すステーション４ｅにおいて故障が
発生した場合は、中央のステーション４ａから、故障検
出指令がこれと隣り合う一方の主伝達ケーブル６８、あ
るいは副伝送ケーブル７ａを介して、中央のステーショ
ン４Ｂと隣り合う一方のステーション４ｂに伝送され、
ここで故障が検出されないと、次に主伝送ケーブル６ｂ
、あるいは副伝送ケーブル７ｂを介しステーション４Ｃ
に故障検出指令が入力される。

故障が検出されないと、主伝送ケーブル７ｃ。

あるいは副伝送ケーブル７ｄを介してステーション４ｄ
に故障検出指令が入力され、故障が検出されないと主伝
送ケーブルｄあるいは副伝送ケーブル７ｄを介してステ
ーション４に故障検出指令が入力される。ここで故障が
検出され′ると、このステーション４ｅに対して隣接し
ているステーション４ｄに伝送方向切換指令を入力して
、ここで伝送方向を切換えて故障したステーション４Ｃ
を回避して伝送信号が伝送されるようにしている。一方
、中央のステーション４ａと隣り合った他方のステーシ
ョン４ｃにも、故障検出信号が主伝送ケーブル６ｆある
いは副伝送ケーブル７ｆを介して伝送されここで故障が
検出されないと、次に同様にして主伝送ケーブル６ｅ、
あるいは副伝送ケーブル７ｅを介してステーション４ｅ
に故障検出指令が入力され、ここで故障が検出されると
、このステーション４ｅに対して隣接しているステーシ
ョン４ｆに伝送方向切換指令を入力して、ここで伝送方
向を切換えて故障したステーション４ｅを回避させて、
伝送信号の伝送を行なっている。従って伝送信号は、一
方は中央ステーション４ａから主伝送ケーブル６ｍ、６
ｂ、６ｃの順に伝送されそしてステーション４ｄにて伝
送方向が切換えられて、副伝送ケーブル７ｅ、７ｂ、７
ａの順に中央のステーション４ａに戻る。また伝送信号
は他方向にあって、中央のステーション４ａから主伝送
ケーブル６ｆを通りステーション４ｆで伝送方向が切換
えられ副伝送ケーブル７ｆを通って中央のステーション
４ｍに戻る。

このようにして、ステーション４ｅが故障した場合にあ
っても、残りの正常なステーション４だけで伝送路を形
成して、伝送動作を継続できるようにしている。しかし
ながら、このデータ伝送装置も次のような欠点を何して
いる。

即ち、主伝送ケーブル６と副伝送ケーブル７による二重
の伝送ケーブルおよびこれに対応した二重の送受信回路
が必要であり、またそれらの切換動作を実行するための
複雑な側副回路と、場合によってはマイクロコンピュー
タによるソフトウェア処理が必要であり、データ伝送装
置コストが増大する。

また、故障箇所を判別するため中央のステーション４ａ
から各ステーション４の伝送路の折返し動作試験を順次
実行していかなければならず、復帰までの時間が長くか
かり、データ伝送の継続性を維持できないことがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、ステー
ションあるいは伝送ケーブルが故障した場合、この故障
したステーションあるいは伝送ケーブルの切離しを高速
に、しかもコストを漏入させることなく実行し得、正常
なステーションと伝送ケーブルで伝送路を形１ｙ、シデ
ータ伝送を継続し得るデータ伝送装置を提供することを
目的とする１、 〔発明の概要〕 本発明によるデータ伝送装置は、第１乃至第４の端子を
有し外部から外部切換側副信号が入力されると第１及び
第２の端子と、第３及び第４の端子とを導通する２対２
パイノ平ススイッチ相１間の第３支び第４の端子間を伝
送線路によりループ状に接続し、この２対２パイ・母ス
スイッチの第１及びＩｓ２の端子Ｖこは自己故障検出機
能を備え、故障が検出されたときには前記２対２パイ・
やススイッチに外部切換側副信号を出力するデータ伝送
制机局を接続した構成とすることにより、ト記目的を達
成するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。１３
図は本発明によるデータ伝送装置の一実施例を示す概略
構成図である。第３図において、ｆｆ？１１咄用計算横
用計算機８ション９ａに接続されている。この・ステー
ション９ａの伝送路入出力端１０Ｂ　、　１０ｂと後述
する２対２・ぐイノ！ススイッチ（ＢＳＷ）７７ｇの第
１、第２の端子１３ｍ、１４ｍとは、分枝伝送ケーブル
１５ａＩ　、１５ａ、によって接続されている。

そして２対２ノ々イノやススイッチ１１Ｍの第３゜第４
の端子１６ａ、１７ｍには、主伝送ケーブル１８ｍ、１
１Ｊｅの一端が接続されこれらは小ループ伝送経路を構
成している。

以下順次同様にしてプロセスコントローラ１９ａ、１９
ｂ、もしくはプロセス入出力装置２０ａ、２０ｂ’、２
０ｃが接続されたステーション９は、その伝送路入出力
端１０と、２対２接続されている。そしてこの２対２パ
イ、９ススイツチＵの第３．第４の端子１６．１７は各
々’Ｆ、伝送ケーブル１８が各々ステーション９間を接
続することにより大ループ伝送経路を構成している、ま
た別間用計算器８が接続されたステーション９ａを除く
ステーション９は切換制約用出力端子２１を有している
。これらのステーション９は自己故障検出機能をＨし、
故障が検出されると前記切換制約用出力端子２ノに切換
指令信号が出力されるものである。また前記切換制約用
出力端子２１と２対２ノ々イノｊススイツ千１ノの切替
側（財）用入力端子２２とは制約ケーブル２３によって
接続されている。

次に２対２ノマイ／４’ススイツチ１１の動作原理につ
いて述べる。第４図（ａｌ　、　（ｂｌは、この２対２
パイ・ｅススイッチの２つの動作状態を示すもので、こ
の２対２バイパススイツチ１１は＄１の端子１３、第２
の端子１４、第３の端子１６、第４の端子、１１と、こ
れらの接続組合わせを切換えるための信号が明記ステー
ション９の切換制約用出力端子２１から入力される切換
制御信号入力端子２２を何している。そして、第１の千
１７には、各ステーション９間を結ぶ主伝送ケーブル１
８が接続されている。また、この２対２パイ・９ススイ
ツチ１〕の切替制量用入力端接続されている。そして、
通常にあっては、第４図（１１に示すように第１の端子
Ｉ３と、第３の端子１６とは電気的に接続され、第２の
端子μと、第４の端子だとが電気的に接続されているも
のである。従って、伝送信号は主伝送ケーブルＪｆｉを
通って、２対２）９イノソススイッチ−リの第３の端子
１６、第１の端子１ｊｌび分枝伝送ケーブル１ｓを介し
てステーションＬの伝送路入出力端１０に伝わり、ここ
で伝送信号の受渡しが行なわれ、次に伝送路入出力端一
（）から分枝伝送ケーブル１５に介して、２対２パイパ
ススイッチェ１１の第２の端子Ｌ４に伝わり、そして、
これと電気的に接続された第４の端子Ｈを通って主伝送
ケーブル１Ｂに伝わっている。

第４図（ａｌの状態のとき、ステーション９から切換指
令が制佃ケーブル且を介して、２対２・々イ・やススイ
ッチＵの切換制量用入力端子Ｌ）に人力されると、第４
図（ｂ）に示すように、２対２バイパススイツチ１１の
内部タップは切替わる。即ち、伝送信号は、第２伝送ケ
ーブルＬ！を通って、２対２パイｉ４ススイツチ１１の
第３の端子りに入力され、これを電気的に接続された第
４の端子１７を通って、再び主伝送ケーブル１８に伝送
される。一方ステーショｙ９ＬＤ伝送路入出力端、仁！
に接続鴛れた分枝伝送ケーブル１５と、２対２ノ々イノ
！ススイッチ、ξノの第１の端子ｉｓ及び＄２の端子−
Ｌノは直列に導通し、ここで開路となる。

次にこのデータ伝送装置の動作について第５図を参照し
て説明する。第５図は＄３図に示した本発明によるデー
タ伝送装置において、ステーション　９ｄ　　、９ｅ、
９ｆ間における動作を説明するための図である。第５図
（ａ）において、ステーション９ｄ、９ｅ、９ｆ各々の
内部において作動停止、または伝送信号の符号検査時の
誤り等が発生しないときは、自己故障検出機能により正
常であると認められ、それに接続された２対２パイノ平
ススイツチ１ノの第１の端子１３と、第３の端子１６と
は電気的に接続され、一方ｆＪ２の端子１４と、第４の
端子１７とは、電気的に接続される。従って、主伝送ケ
ーブル１８を通った伝送信号は各ステーション９に入力
され、よってこのステーション９に接続されたプロセス
コントローラ１９ａ１プロセス入出力装置２０ｂ　、２
０ｃは伝送信号の入力が行なわれる。

また第５図（ｂｌの状態では、ステーション９　ｄ。

９ｅ、９ｆにおいて、作動停止あるいは符号検査による
誤りが自己故障検出機能により検出されてこのステーシ
ョン９ｄ、９ｅ、９ｆが故障であると古忍められるとこ
れにより各ステーシコン′グのＶＪ換制碗用出力端子２
１からは、別画ケーブル２３を通って、２対２パイ・ぐ
ススイッチ１１の切換側（財）用入力端子２２上に切換
指令が入力され、これにより２対２ノ々イパススイツチ
１１の内部タップが切換わる。これによって２対２・ぐ
イパススイッチ１１の第１の端子１３と、第２の端子１
４とは電気的に接続され、一方第゛３の端子１６と第４
の端子１７とは電気的に接続される。従って、主伝送ケ
ーブルリを通った伝送信号は２対２パイ・９ススイツチ
ヨの第３及び第４の端子１６．１７を通って再び主伝送
ケーブル１８に伝達され、故障したステーション９を回
避して伝送が継続される。更に第５図（Ｃ）の状態では
、ステーション９　ｄ　、　９　ｅ　、　ｔＢにおいて
、自己故障検出機能によって作動停止、あるいは符号検
査による誤りを検出し、この場合はステーション９ｅが
異常であると認められているっ 従ッテ各ステーション９の自己故障検出機能によって、
ステーション９ｅが異常であると認められるとステーシ
ョン９ｅからは２対２ノ寸イノ母ススイッチＩｌｅの切
換側副用入力端子２２ｅＫ切換指令が入力され、これに
より内部タップは切換わる。これにより、ステーシコン
９ｅが接続された２対２パイノタススイツチ１．１ｅの
第１の端子１３ｅと、第２の端子１４ｅとは電気的に接
続され、更に第３の端子１６ｅと、第４の端子１７ｅと
は電気的に接続される。

上述した動作により、主伝送ケーブルＬ！！によって、
ループ状に伝送される伝送信号はステーション９ｅを回
避して、他の正常動作のステーション９に伝達されるこ
とになろう 以上述べた本発明の実施例によれば、各プロセスコント
ローラ１９、あるいはプロセス入力装置２０と、第２伝
送ケーブル、２対２・ぐイノ２ススイツチ１１で構成さ
れる小ループ伝送経路を使用して、自己検出機能により
自己の送受信データの折返し検査が実行できるので、各
小ループ伝送経路単位で、伝送動作の異常の有無が検査
で趣、異常なステーションＬは切離して、他の正常なス
テーション９だけで大ループ伝送径路を［成してデータ
伝送を行なうことが可能となる。

また主伝送ケーブルリだけで各ステーションヱを接続し
て大ループ伝送経路を構成しているので、２歌の伝送ケ
ーブルを敷設する場合や、中央のステーションと各ステ
ーション間を直結する制佃ケーブル敷設する場合と比べ
て伝送路数設備は単晒屯となり、その工事費も安価であ
る。

更に伝送経路単位各にそれらを同時に、正異常が検出可
能であるので、順次各ステージを検出する場合と比べて
検出に要するデータ伝送を停止する時間は短時間で良く
、データ伝送の信頼性は高くなる。

一方、各小ループ伝送経路における正異常の自己故１）
ヤ検出機能は、プロセスコントローラ１９、あるいはプ
ロセス入出力装置仁μと、ステーション糸間で、伝送信
号の受は渡しによる符号検査等で容易に実施可能である
ので、装置の簡素化が図られている。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば伝送信号はく気信号の他、光信号でもよく、伝送ケ
ーブルも電気導体の池、光フアイバーケーブルであって
もよく、この他に種々変形して実施できるということは
いうまでもない。

〔発明の効果〕

以上に述べた本発明によれば、ステーション、あるいは
伝送ケーブルが故障した場合、これの切離しを高速に、
しかもコストを増大させることなく実行し得、叶つ正常
なステーションと伝送ケーブルだけで伝送路を形１戊し
てデータ伝送を継続し得るデータ伝送装置が嘩供できる
。

【図面の簡単な説明】

＄１図及び第２図は従来のデータ伝送装置の・Ｂ１の例
及び弔２の例を示す概略晴］戊図、第３図は本発明によ
るデータ伝送装置の一実施例を示を峨略晴ｅ、図、第４
図は本発明に用いる２対２パイノ！ススイツチの動作原
理を説明するための図、第５図は第３図に示す本発明の
１実施例の動作を説明するための図である。 ８・・・開側用計算機（ＣＰＵ）、９・・・ステーショ
ン（８ＴＮ　）、１０＝−・伝送路人出方端、１１・・
・２対２・クイハススイッチ（Ｂｓｗ）、１３゜工ＬΔ
、　１６　、　Ｉ　７−２対２バイパススイツチノ第１
、第２．第３．第４の端子、と・・・分枝伝送ケーブル
、ユ（）・・・主伝送ケーブル、ユノ・・・プロセスコ
ントローラ（ＰＣ）、２０・・・プロセス入出力装置（
％）。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第　３　図 第４図 （ａ） （り 第５因 （ａ） Ｃｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１．第２．第３．第４の端子を備え、外部切換制御Ｉ
   ］信号が入力されないときは第１及び第４の端子の間、
   並びに弗２及び第３の端子の間を導通し、外部切換制御
   信号が入力されたときは第１支び第２の端子の間、並び
   に第３及び第４の端子の間を導通する２対２パイノ平ス
   スイツチと、この２対２パイ／ＩＦススイツチの＄１及
   び第２の端子とに伝送路を介して接続されるものであっ
   て自己故障検出機能を有し、故障を検出すると前記２対
   ２・ぐイ・ヤススイッチに対し外部切換副相）信号を出
   力するデータ伝送制御局とからなる伝送局単位とし、こ
   の伝送局単位複数個の相互のギ１記第３及び第４の端子
   との間を伝送路を介してループ状に１ｌｆｌｌｉ３Ｅし
   たことを特徴とするデータ伝送装置。