JPH0738538A - データ伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送が正常であったか否かを送信側で確認す
ることができ、しかも伝送線の数の減少および伝送時間
の短縮が可能であり、更に専用の短絡検出回路を設ける
ことなく伝送線の短絡を検出して回路の保護を行うこと
ができるデータ伝送方法を提供する。 【構成】 送信側から、同期をとるためのスタート同期
信号とそれに続くデータとを含む一連の伝送信号ＴＳを
電圧モードでサイクリックに送信し、受信側から、前記
スタート同期信号の送信期間中に、一つ前の通信サイク
ルにおけるデータの受信が正常であったことを表すリプ
ライ信号ＲＳを電流モードで送信側へ返送する。更に送
信側において、前記スタート同期信号の送信期間以外の
期間中に電流モードの信号が返ってきているか否かを判
定し、それが返ってきている場合は伝送信号ＴＳの送信
を中断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば工場、プラン
ト等における省配線化用の多重伝送システムのようなデ
ータ伝送システムに用いられるデータ伝送方法に関し、
より具体的には、伝送が正常であったか否かを送信側で
確認する方法および伝送線の短絡を検出する方法の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ伝送システムにおいては、伝送の
信頼性を向上させる目的で、伝送が正常であったか否か
を送信側で確認する方法が採用される場合がある。

【０００３】その場合に従来は、例えば図６に示すよう
に、送信装置２と受信装置４との間で、グラウンド用の
基準線８以外の伝送線を、データを含む伝送信号伝送用
の伝送線６と、リプライ信号伝送用の伝送線７とで２本
使用し、後者の伝送線７を用いて受信装置４から送信装
置２へ、受信が正常であったことを表すリプライ信号を
返送するようにしている。これは、従来の伝送信号およ
びリプライ信号は共に電圧を変化させて作られる信号で
あり、このような二つの信号を一つの伝送線に乗せる
と、両信号が互いに影響し合って波形がくずれる等し
て、両信号の識別ができなくなるからである。

【０００４】また、従来の通信のフレーム構成として
は、例えば図７に示すように、同期期間およびデータ送
信・入出力期間とは別に、リプライ信号の返送を確認す
るためのリプライ確認期間を設けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のデータ伝送方法においては、リプライ確認期間
を設けなければならない分、伝送時間が長くなり、伝送
速度が低下するという問題がある。

【０００６】また、リプライ信号用の伝送線７を設けな
ければならない分、伝送線の数が増え、材料、配線工数
およびコストが増えるという問題もある。

【０００７】また、上記のように電圧を変化させて信号
を伝送する方法の場合、伝送線、特に伝送信号伝送用の
伝送線６と基準線８とが事故や誤配線等によって短絡す
ると、伝送線６に過電流が流れ、それによって伝送線６
に信号を送出する回路が破壊される。

【０００８】これを防止するためには、伝送線６に直列
に電流制限用の抵抗等を挿入しておく方法があるが、そ
のようにすると、正常時においても伝送路の電圧降下が
大になり、通信可能距離が短くなる等の別の問題が発生
する。

【０００９】また、伝送線６の短絡を検出する短絡検出
回路を設けておき、それによる短絡検出に応答して保護
動作を行わせるという方法もあるが、この方法の場合は
短絡検出回路を設けなければならない分、回路が複雑に
なりコストが嵩むという問題がある。

【００１０】そこでこの発明は、伝送が正常であったか
否かを送信側で確認することができ、しかも伝送線の数
の減少および伝送時間の短縮が可能であり、更に専用の
短絡検出回路を設けることなく伝送線の短絡を検出して
回路の保護を行うことができるデータ伝送方法を提供す
ることを主たる目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のデータ伝送方法は、送信側から、同期を
とるためのスタート同期信号とそれに続くデータとを含
む一連の伝送信号を電圧モードでサイクリックに送信
し、受信側から、前記スタート同期信号の送信期間中
に、一つ前の通信サイクルにおけるデータの受信が正常
であったことを表すリプライ信号を電流モードで送信側
へ返送し、更に送信側において、前記スタート同期信号
の送信期間以外の期間中に電流モードの信号が返ってき
ているか否かを判定し、それが返ってきている場合は伝
送信号の送信を中断することを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記方法によれば、リプライ信号の有無によっ
て、送信側では、伝送が正常であった否かを確認するこ
とができる。

【００１３】しかも、伝送信号は電圧モードで送信し、
リプライ信号は電流モードで返送するので、両信号を一
つの伝送線に乗せても両信号の識別が可能であり、従っ
て一つの伝送線を両信号の伝送に共用することができ
る。その結果、伝送線の数を減らすことが可能になる。

【００１４】また、スタート同期信号と同じタイミング
でリプライ信号の返送を行うので、リプライ信号返送用
の特別な期間が不要になる。その結果、伝送時間の短縮
が可能になる。

【００１５】また、伝送線が正常の場合は、スタート同
期信号の送信期間以外は電流モードの信号は送信側に返
って来ず、伝送線が短絡している場合は伝送信号の送信
期間中常に電流モードの信号が返ってくる。この性質を
利用して、スタート同期信号の送信期間以外の期間中に
電流モードの信号が返ってきているか否かを送信側で判
定することにより、リプライ信号検出用の回路を兼用し
て、即ち専用の短絡検出回路を設けることなく伝送線の
短絡を検出することができる。短絡検出時には、伝送信
号の送信を中断して回路の保護を行う。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明に係るデータ伝送方法で用
いる伝送信号波形、リプライ信号波形および伝送線短絡
時の返送信号波形の一例を示す図である。

【００１７】この実施例では、図１Ａに示すように、同
期をとるためのスタート同期信号とそれに続くデータ０
〜ｎとを含む一連の伝送信号ＴＳを、送信側から電圧モ
ードでサイクリックに送信するようにしている。最後の
データｎの後には、送信側においては次の入力を処理
し、受信側においては出力を処理するためのＩ／Ｏサー
ビス期間が設けられている。Ｔは１単位分の期間であ
り、例えば１２０μｓである。

【００１８】そして、受信側から、図１Ｂに示すよう
に、上記スタート同期信号の送信期間中に、一つ前の通
信サイクルにおけるデータの受信が正常であったことを
表すリプライ信号ＲＳを電流モードで送信側へ返送する
ようにしている。このリプライ信号ＲＳのパルス幅は例
えば前述したＴである。このリプライ信号の有無によっ
て、送信側では、伝送が正常であったか否かを確認する
ことができる。

【００１９】受信側からのこのような電流モードでのリ
プライ信号ＲＳの返送は、例えば、スタート同期信号の
送信期間中に、受信側で伝送線に流れる電流を通常より
多く消費することによって、簡単に行うことができる。
その具体的な方法の例を、後で図３を参照して詳述す
る。

【００２０】更にこの実施例では、上記スタート同期信
号の送信期間以外の期間中に電流モードの信号が返って
きているか否かを判定し、それが返ってきている場合は
伝送信号ＴＳの送信を中断するようにしている。

【００２１】上記のようなデータ伝送方法によれば、伝
送信号ＴＳは電圧モードで送信し、リプライ信号ＲＳは
電流モードで返送するので、両信号を一つの伝送線に乗
せても両信号の識別が可能であり、従って一つの伝送線
を両信号の伝送に共用することができる。その結果、伝
送線の数を減らすことが可能になる。

【００２２】図２は、上記データ伝送方法を用いたデー
タ伝送システムの概略例を示すものであり、送信装置１
２と受信装置１４との間において、グラウンド用の基準
線１８以外の伝送線１６は１本で済む。

【００２３】このように上記データ伝送方法によれば、
リプライ信号ＲＳの有無によって、伝送が正常であった
か否かを送信側で確認することができるので、伝送の信
頼性が向上すると共に、リプライ信号専用の伝送線が不
要になるので、省配線、省配線工数および省コストを実
現することができる。

【００２４】しかも上記データ伝送方法では、スタート
同期信号と同じタイミングでリプライ信号ＲＳの返送を
行うので、リプライ信号返送用の特別な期間が不要にな
る。その結果、伝送時間の短縮が可能になり、伝送速度
の向上を図ることができる。

【００２５】また、伝送線が正常の場合は、スタート同
期信号の送信期間以外は電流モードの信号は送信側に返
って来ず、伝送線が短絡している場合、より具体的には
図２の例の場合では伝送線１６と基準線１８が短絡して
いる場合は、例えば図１Ｃに示すように、伝送信号ＴＳ
の送信期間中に常に電流モードの信号が返ってくる（た
だしこの図１Ｃは、送信を中断しない場合の例であり、
本発明に従って伝送信号ＴＳの送信が中断されれば、そ
の時点でこの電流モードの信号は無くなる。）。この性
質を利用して、スタート同期信号の送信期間以外の期間
中に電流モードの信号が返ってきているか否かを送信側
で判定することにより、リプライ信号ＲＳ検出用の回路
を兼用して、即ち専用の短絡検出回路を設けることなく
伝送線の短絡を検出することができる。その結果、回路
の簡素化による機器の小型化およびコストダウンを図る
ことができる。短絡検出時には、伝送信号ＴＳの送信を
中断して、伝送信号ＴＳを送出する回路の保護を行う。

【００２６】なお、図１の伝送信号ＴＳにおけるデータ
の表現方法について参考までに説明すると、この例で
は、パルス幅の長短によって（即ちパルス幅変調によっ
て）、データが“０”か“１”かを表現するようにして
いる。より具体的には、３０μｓの“Ｌ”レベルとそれ
に続く９０μｓの“Ｈ”レベルの組み合わせで“０”を
表し、６０μｓの“Ｌ”レベルとそれに続く６０μｓの
“Ｈ”レベルの組み合わせで“１”を表している。１周
期は前述したＴであり１２０μｓである。このようなパ
ルス幅変調を用いれば、単にパルスの有無によって
“０”か“１”かを表現する方法に比べて、ノイズや電
源電圧変動等による外乱の影響を受けにくいので、伝送
の信頼性が一層向上する。

【００２７】更にこの例では、一つの“０”または
“１”のデータを送信する場合に、そのデータとその値
を反転した相補データとを一組にして連続して送信する
ようにしている。このようにすれば、受信側において、
一つの“０”または“１”のデータとそれに続く相補デ
ータとを受信するごとに、両データ間の相補性（即ち一
方が“０”であれば他方が“１”であること）をチェッ
クすることにより、伝送誤りを確実にかつ速やかに検出
することができ、この意味からも伝送の信頼性が一層向
上する。

【００２８】もっとも、上記のようなデータの表現方法
を用いることが、この発明に必須のものでないことは言
うまでもない。

【００２９】図３は、図２のデータ伝送システムのより
具体的な構成例を示す図である。

【００３０】送信装置１２は、この例では、入力回路２
０、出力回路３０、それらに接続された送信制御回路２
２、この送信制御回路２２によって制御される切換スイ
ッチ２４、電源端子３２とこの切換スイッチ２４間に接
続された抵抗２６および入力部がこの抵抗２６の両端に
接続されたアンプ２８を備えている。切換スイッチ２４
の一方の端子ｂには前述した基準線１８が接続されてお
り、共通端子ｃには前述した伝送線１６が接続されてい
る。

【００３１】受信装置１４は、この例では、入力部が伝
送線１６と基準線１８に接続されたアンプ４４、このア
ンプ４４に接続された受信制御回路４２およびこの受信
制御回路４２に接続された出力回路４０を備えている。
また、伝送線１６と基準線１８間には、互いに直列に接
続された抵抗４６およびトランジスタ４８が並列に接続
されている。５２は電源端子である。この電源端子５２
と前記電源端子３２には、別の電源を接続しても良い
し、一つの共通の電源を接続しても良い。

【００３２】送信装置１２内の入力回路２０は、入力イ
ンタフェース用の回路であり、この例では（ｎ＋１）点
のオンオフ信号が入力される。出力回路３０は、後述す
る警報を出力するための出力インタフェース用の回路で
ある。

【００３３】送信制御回路２２は、主な機能としてこの
例では次の三つを有している。

【００３４】入力回路２０からパラレルに与えられる
データをシリアルに変換すると共に、そのデータに前述
した相補データ、スタート同期信号およびＩ／Ｏサービ
ス期間を付加して、図１に示したような伝送信号ＴＳの
元になる信号Ｓ₁ を作成する。

【００３５】アンプ２８を介して入力される抵抗２６
の両端の電圧Ｖ₁ を監視して、スタート同期信号の送信
期間中にこの電圧Ｖ₁ が通常よりも上昇すれば、一つ前
の通信サイクルにおける伝送が正常であったと判断し、
電圧Ｖ₁ が上昇しなければ異常であったと判断して出力
回路３０を経由して警報を出力する。

【００３６】スタート同期信号の送信期間以外の期間
中に上記電圧Ｖ₁ が通常よりも上昇すれば、伝送線１６
が基準線１８に短絡していると判断し、切換スイッチ２
４を端子ｂ側に固定して直ちに伝送信号ＴＳの送信を中
断すると共に、出力回路３０を経由して警報を出力す
る。

【００３７】切換スイッチ２４は、この送信制御回路２
２からの信号Ｓ₁ に応答して、共通端子ｃを端子ａ側と
端子ｂ側とに切り換える。端子ａ側に切り換えると、電
源端子３２から抵抗２６を介して電圧が印加されるので
共通端子ｃの電圧は“Ｈ”レベルになり、端子ｂ側に切
り換えるとグラウンドに接続されるので共通端子ｃの電
圧は“Ｌ”レベルになる。このようにして、切換スイッ
チ２４は、送信制御回路２２による制御下で伝送線１６
に、図１に示したような伝送信号ＴＳを電圧モードで出
力する。なおこの切換スイッチ２４は、例えば複数のト
ランジスタの組み合わせによって構成されている。

【００３８】受信装置１４内のアンプ４４は、伝送線１
６を経由して送られてきた伝送信号ＴＳを増幅して受信
制御回路４２に与える。

【００３９】受信制御回路４２は、主な機能としてこの
例では次の二つを有している。

【００４０】アンプ４４から与えられる伝送信号中の
シリアルなデータをパラレルに変換して出力データを作
成し、それを出力回路４０に与える。出力回路４０はこ
の出力データに基づいて出力０〜ｎを出力する。

【００４１】１通信サイクルのデータの受信が正常で
あったか否かを判定して、正常であった場合に、次の通
信サイクルにおけるスタート同期信号の受信期間中に、
トランジスタ４８をオンさせる信号Ｓ₂ を出力する。正
常でない場合は、出力回路４０を経由して警報を出力す
る。

【００４２】ここで、１通信サイクルのデータの受信が
正常とは、例えば、伝送信号ＴＳに乱れがなく図１に
示したような基本フレームが成立していること、および
その内の各データとその相補データとの間の相補性が
全て成立していること、を言う。

【００４３】スタート同期信号の受信期間中（送信側か
ら見れば、切換スイッチ２４を端子ａ側に切り換えてス
タート同期信号の送信期間中）にトランジスタ４８がオ
ンすると、伝送線１６と基準線１８間に抵抗４６が接続
されることになり、受信側の電源端子３２から抵抗２
６、切換スイッチ２４、伝送線１６および抵抗４６の経
路で、通常よりも大きい電流（例えば通常の１０倍程度
の電流）が流れる。この電流が、前述した電流モードの
リプライ信号ＲＳであり、このようにして、受信装置１
４からリプライ信号ＲＳを電流モードで送信装置１２へ
返送することができる。

【００４４】送信装置１２においては、前述したように
抵抗２６の両端の電圧Ｖ₁ をアンプ２８を介して送信制
御回路２２で監視しており、上記リプライ信号ＲＳの返
送があった場合、この抵抗２６に多くの電流が流れてそ
の両端の電圧Ｖ₁ が通常よりも上昇するので、この電圧
Ｖ₁ の上昇がスタート同期信号の送信期間中にあるか否
かを送信制御回路２２で監視することによって、一つ前
の通信サイクルにおける伝送が正常であったか否かを判
定することができる。

【００４５】また、伝送線１６が基準線１８に短絡して
いる場合も、抵抗２６に多くの電流が流れてその両端の
電圧Ｖ₁ が通常よりも上昇するので、リプライ信号ＲＳ
の返送確認用の回路（より具体的には上記抵抗２６、ア
ンプ２８および送信制御回路２２内の一部）を兼用し
て、送信制御回路２２における上記電圧Ｖ₁ の判断時点
をスタート同期信号の送信期間中以外に切り換えるだけ
で、即ちスタート同期信号の送信期間以外に上記電圧Ｖ
₁ の上昇があるか否かを判断することによって、伝送線
の短絡を検出することができる。従って、専用の短絡検
出回路を設ける必要がない。

【００４６】なお、送信装置１２および受信装置１４に
おけるより具体的な処理フローの一例を図４および図５
にそれぞれ示す。図５から分かるように、この例では、
１回の受信異常で直ちに警報を出力するようなことはせ
ず、３回以上続けて受信が異常であった場合に初めて警
報を出力するようにしている。このようにする方が、瞬
間的な通信異常では警報が出ないので、実際の現場にお
いては使いやすい。

【００４７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、リプラ
イ信号の有無によって伝送が正常であったか否かを送信
側で確認することができるので、伝送の信頼性が向上す
ると共に、リプライ信号専用の伝送線が不要になるの
で、省配線、省配線工数および省コストを実現すること
ができる。

【００４８】しかもこの発明のデータ伝送方法では、ス
タート同期信号と同じタイミングでリプライ信号の返送
を行うので、リプライ信号返送用の特別な期間が不要に
なる。その結果、伝送時間の短縮が可能になり、伝送速
度の向上を図ることができる。

【００４９】また、スタート同期信号の送信期間以外の
期間中に電流モードの信号が返ってきているか否かを送
信側で判定することにより、リプライ信号検出用の回路
を兼用して、即ち専用の短絡検出回路を設けることなく
伝送線の短絡を検出することができる。その結果、回路
の簡素化による機器の小型化およびコストダウンを図る
ことができる。また、短絡保護のために伝送線に直列に
電流制限用の抵抗等を挿入しなくて済むので、通信可能
距離が短くなることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るデータ伝送方法で用いる伝送信
号波形、リプライ信号波形および伝送線短絡時の返送信
号波形の一例を示す図である。

【図２】この発明に係るデータ伝送方法を用いたデータ
伝送システムの一例を示す概略図である。

【図３】図２のデータ伝送システムのより具体的な構成
例を示す図である。

【図４】送信装置側の処理フローの一例を示す図であ
る。

【図５】受信装置側の処理フローの一例を示す図であ
る。

【図６】従来のデータ伝送システムの一例を示す概略図
である。

【図７】従来のデータ伝送方法におけるフレーム構成の
一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１２ 送信装置 １４ 受信装置 １６ 伝送線 １８ 基準線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ伝送システムにおいて、送信側か
   ら、同期をとるためのスタート同期信号とそれに続くデ
   ータとを含む一連の伝送信号を電圧モードでサイクリッ
   クに送信し、受信側から、前記スタート同期信号の送信
   期間中に、一つ前の通信サイクルにおけるデータの受信
   が正常であったことを表すリプライ信号を電流モードで
   送信側へ返送し、更に送信側において、前記スタート同
   期信号の送信期間以外の期間中に電流モードの信号が返
   ってきているか否かを判定し、それが返ってきている場
   合は伝送信号の送信を中断することを特徴とするデータ
   伝送方法。