JP6760855B2 - 伝送ライン切替装置および方法 - Google Patents

伝送ライン切替装置および方法 Download PDF

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Description

本発明は、カレントループ方式によって通信を行う通信システムに用いられる伝送ライン切替装置および方法に関する。
従来より、カレントループ方式によって通信を行う通信システムが用いられている。カレントループ方式とは、電流値の変化によって信号を伝送する通信方式であり、ループ電流のON(例えば、30mA)とOFF(例えば、2mA)とにより、伝送ライン中に接続されている通信端末装置に通信信号を伝える通信方式である。
この通信方式では、ループ電流をONとした時の通信信号をマーク信号、その時のループ電流をマーク電流、ループ電流をOFFとした時の通信信号をスペース信号、その時のループ電流をスペース電流と呼んでいる(例えば、特許文献1参照)。
図8はカレントループ方式を採用した伝送ラインが二重化された従来の通信システムの一例を示す図である。同図において、1は電源装置、2は通信端末装置群であり、電源装置1と通信端末装置群2との間の伝送ラインは二重化されている。すなわち、この通信システム100において、電源装置1と通信端末装置群2とは、A系の伝送ライン3とB系の伝送ライン4とで接続されている。
なお、図8では便宜上、通信端末装置群2を2つに分けて示しているが、実際の通信端末装置群2は1つである。通信端末装置群2は、直列に接続された親機や子機などからなり、A系の伝送ライン3とB系の伝送ライン4のライン中に共通の負荷として接続されている。
また、この例において、A系の伝送ライン3にはスイッチ5が設けられ、B系の伝送ライン4にはスイッチ6が設けられている。スイッチ5,6としてはトランジスタが用いられている。A系の伝送ライン3は、スイッチ5をマーク状態(電流が流れ易くした状態)とすることによって、主系の伝送ラインとされている。B系の伝送ライン4は、スイッチ6をスペース状態(電流が流れにくくした状態(2mA以下))とすることによって、待機系の伝送ラインとされている。
この通信システム100において、通信端末装置群2は、A系(主系)の伝送ライン3に流れる電流の値を変化させることによって、すなわちA系(主系)の伝送ライン3のループ電流をON(例えば、30mA)としたり、OFF(例えば、2mA)としたりすることによって、メッセージの送信を行う。
〔伝送ライン切替装置〕
この通信システム100には、図9に示すように、伝送ライン切替装置7が設けられている。この伝送ライン切替装置7は、通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求の有無を監視し、メッセージの送信要求がある場合、このメッセージが送信される直前に、A系(主系)の伝送ライン3およびB系(待機系)の伝送ライン4の両系統のループが確立しているか否かを確認する。
ここで、A系(主系)の伝送ライン3のループが確立しておらず、B系(待機系)の伝送ライン4のループが確立していた場合、A系(主系)の伝送ライン3に断線が生じていると判断し、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインに切り替える(図10参照)。すなわち、スイッチ5をスペース状態とし、スイッチ6をマーク状態とすることによって、A系からB系に主系を遷移させる。
特開平11−68856号公報 特許第4451718号公報
最近では、電源装置1として、負荷に応じて内部の電圧VS’を調整する方式が採用されている(例えば、特許文献2参照)。この方式を採用すると、電圧調整作業がなくなり、操作性は良くなるが、反面、通信端末装置群2を接続してから電源装置1の内部の電圧VS’が安定するまで(最大2秒)、通信ができない期間が生じる。
通信端末装置群2を接続してすぐに通信が必要な状況は希であるため、これ自体は問題ない。しかし、上述した伝送ラインを二重化した通信システム100では、A系(主系)の伝送ライン3が断線すると、A系(主系)のインピーダンス負荷が極大となり、電源装置1の内部の電圧VS’を調整する機能が一時的に不安定となる。このため、B系(待機系)の伝送ライン4が主系の伝送ラインに切り替えられた場合、電源装置1の内部の電圧VS’が安定するまで時間を要し、通信を再開できるまでの時間が長くなるという問題が生じる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、通信を再開できるまでの時間を短くすることが可能な伝送ライン切替装置および方法を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、第1の伝送ライン(3)と、第2の伝送ライン(4)と、第1の伝送ラインおよび第2の伝送ラインをそれぞれ主系の伝送ラインおよび待機系の伝送ラインとし、主系の伝送ラインに流れる電流の値を変化させることによってメッセージの送信を行うように構成された通信端末装置群(2)と、第1の伝送ラインおよび第2の伝送ラインに電源電圧を供給する、内部の電圧が負荷に応じて調整される電源装置(1)とを備えた通信システム(200)に用いられ、第1の伝送ラインに異常が生じた場合、第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成された伝送ライン切替装置(7B)において、通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成された伝送ライン切替部(70,70’)を備えることを特徴とする。
この発明によれば、通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)に電流が流れていない状態が所定時間以上続くと、第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)に異常が生じていると判断され、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)が主系の伝送ラインに切り替えられる。
これにより、本発明では、通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無い期間に、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)の主系の伝送ラインへの切り替えが行われる。また、電源装置の内部の電圧の調整も、通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無い期間に行われる。このため、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)の主系の伝送ラインへの切り替え後、次のメッセージを送信する際、電源装置の内部の電圧の調整が安定するまで待たなくてもよく、通信を再開できるまでの時間が短くなる。
なお、本発明において、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)が主系の伝送ラインへ切り替えられた後は、第2の伝送ラインが主系の伝送ライン、第1の伝送ラインが待機系の伝送ラインとなる。すなわち、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)を主系の伝送ラインへ切り替えた後は、第2の伝送ラインが本発明でいう第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)となり、第1の伝送ラインが本発明でいう第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)となる。
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
以上説明したことにより、本発明によれば、通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)に電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)に異常が生じていると判断し、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)を主系の伝送ラインに切り替えるようにしたので、第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)の主系の伝送ラインへの切り替え後、次のメッセージを送信する際、電源装置の内部の電圧の調整が安定するまで待たなくてもよく、通信を再開できるまでの時間を短くすることが可能となる。
図1は、本発明の実施の形態に係る伝送ライン切替装置を用いた通信システムの要部を示す図である。 図2は、この通信システムにおける伝送ライン切替装置のハードウェア構成の概略を示す図である。 図3は、この伝送ライン切替装置におけるCPUが実行する処理動作の第1例(実施の形態1)を示すフローチャートである。 図4は、この伝送ライン切替装置によってB系(待機系)の伝送ラインが主系の伝送ラインに切り替えられた状態(A系からB系に主系が遷移された状態)を示す図である。 図5は、実施の形態1の処理動作を実行する伝送ライン切替装置の要部の機能ブロック図である。 図6は、この伝送ライン切替装置におけるCPUが実行する処理動作の第2例(実施の形態2)を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態2の処理動作の第2例を実行する伝送ライン切替装置の要部の機能ブロック図である。 図8は、カレントループ方式を採用した伝送ラインが二重化された従来の通信システムの一例を示す図である。 図9は、従来の通信システムにおいてB系(待機系)の伝送ラインが主系の伝送ラインに切り替えられる様子(切り替え前の状態)を説明する図である。 図10は、従来の通信システムにおいてB系(待機系)の伝送ラインが主系の伝送ラインに切り替えられる様子(切り替え後の状態)を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態に係る伝送ライン切替装置を用いた通信システム200の要部を示す図である。同図において、図9と同一符号は図9を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。
以下、図9に示した従来の通信システム100における伝送ライン切替装置7と区別するために、従来の通信システム100における伝送ライン切替装置7を符号7Aで示し、本実施の形態の通信システム200における伝送ライン切替装置7を符号7Bで示す。
なお、この通信システム200においても、従来の通信システム100と同様、A系の伝送ライン3において、スイッチ5はマーク状態(電流が流れ易くした状態)とされており、B系の伝送ライン4において、スイッチ6はスペース状態(電流が流れにくくした状態(2mA以下))とされている。すなわち、A系の伝送ライン3が主系の伝送ラインとされ、B系の伝送ライン4が待機系の伝送ラインとされている。
図2に伝送ライン切替装置7Bのハードウェア構成の概略を示す。この伝送ライン切替装置7Bは、中央演算処理装置(CPU)7−1と、ランダムアクセスメモリ(RAM)7−2と、読み出し専用メモリ(ROM)7−3と、インタフェース7−4,7−5と、これらを接続する母線7−6とを備えている。
この伝送ライン切替装置7Bには、本実施の形態特有のプログラムとして、伝送ライン切替プログラムがインストールされている。CPU7−1は、インタフェース7−4を介して入力される情報を処理することで、RAM7−2やROM7−3にアクセスしながら、インストールされている伝送ライン切替プログラムに従って動作する。
〔実施の形態1〕
以下、図3に示すフローチャートを用いて、伝送ライン切替プログラムに従ってCPU7−1が実行する処理動作の第1例(実施の形態1)について説明する。
実施の形態1において、CPU7−1は、通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求の有無を確認し(ステップS101)、メッセージの送信要求が無い場合、A系(主系)の伝送ライン3に流れている電流IM(IA)をチェックする(ステップS102)。
ここで、通信端末装置群2においてメッセージの送信要求が無く(ステップS101の「無し」)、A系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態(IM=0の状態)が所定時間T(例えば、5ms)以上続いた場合(ステップS102のYES)、CPU7−1は、A系(主系)の伝送ライン3に断線(異常)が生じていると判断し(ステップS103)、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインに切り替える(ステップS104、図4参照)。すなわち、スイッチ5をスペース状態とし、スイッチ6をマーク状態とすることによって、A系からB系に主系を遷移させる。
これにより、本実施の形態では、通信端末装置群2においてメッセージの送信要求が無い期間に、B系(待機系)の伝送ライン4の主系の伝送ラインへの切り替えが行われる。また、電源装置1の内部の電圧VS’の調整も、通信端末装置群2においてメッセージの送信要求が無い期間に行われる。このため、B系(待機系)の伝送ライン4の主系の伝送ラインへの切り替え後、次のメッセージを送信する際、電源装置1の内部の電圧VS’の調整が安定するまで待たなくてもよく、通信を再開できるまでの時間が短くなる。
図5に、上述した処理動作の第1例(実施の形態1)を実行する伝送ライン切替装置7Bの要部の機能ブロック図を示す。実施の形態1において、伝送ライン切替装置7Bは、伝送ライン切替部70として、メッセージ送信要求有無確認部71と、A系伝送ライン電流確認部72と、ライン切替部73とを備えている。
伝送ライン切替部70において、メッセージ送信要求有無確認部71は、通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求の有無を確認する。A系伝送ライン電流確認部72は、A系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態が所定時間T以上続いたか否かを確認する。ライン切替部73は、メッセージ送信要求有無確認部71が通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求が無いことを確認している状態で、A系伝送ライン電流確認部72がA系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態が所定時間T以上続いたことを確認した場合、A系(主系)の伝送ライン3に断線が生じていると判断し、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインに切り替える。
なお、この実施の形態1において、B系(待機系)の伝送ライン4が主系の伝送ラインへ切り替えられた後は、B系の伝送ライン4が主系の伝送ライン、A系の伝送ライン3が待機系の伝送ラインとなる。すなわち、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインへ切り替える前は、A系の伝送ライン3が本発明でいう第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)とされ、B系の伝送ライン4が本発明でいう第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)とされていたものが、切り替え後は、B系の伝送ライン4が本発明でいう第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)となり、A系の伝送ライン3が本発明でいう第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)となる。
〔実施の形態2〕
次に、図6に示すフローチャートを用いて、伝送ライン切替プログラムに従ってCPU7−1が実行する処理動作の第2例(実施の形態2)について説明する。
実施の形態1では、通信端末装置群2においてメッセージの送信要求が無い期間に、A系(主系)の伝送ライン3の断線を検出して、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインに切り替えるロジックを追加した。
しかし、実施の形態1では、A系(主系)の伝送ライン3の断線を検出した場合、直ぐにB系(待機系)の伝送ライン4が主系の伝送ラインに切り替えられる。この時、B系(待機系)の伝送ライン4が断線していた場合、このB系(待機系)の伝送ライン4の断線が主系の伝送ラインの断線として検出され、すぐに遷移して元の状態に戻ってしまう。このため、断線が改善されるまで、A系からB系、B系からA系への主系の遷移を繰り返すことになる。
また、電源投入後、電源装置1の内部の電圧VS’の自動調整が終わるまでの時間は過電圧保護が働き(最大2秒)、電流が流れない状態となる。このため、A系(主系)の伝送ライン3、B系(待機系)の伝送ライン4とも、断線を検出する状態となる。このような場合も、A系からB系、B系からA系への主系の遷移が繰り返されるものとなり、誤動作に至る可能性がある。
そこで、実施の形態2では、通信端末装置群2においてメッセージの送信要求が無く(ステップS201の「無し」)、A系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態(IM=0の状態)が所定時間T(例えば、5ms)以上続いた場合(ステップS202のYES)、A系(主系)の伝送ライン3に断線(異常)が生じたものと判断した後(ステップS203)、B系(待機系)の伝送ライン4のループが確立されているか否かを確認する(ステップS204)。
ここで、B系(待機系)の伝送ライン4のループが確立されていることが確認された場合にのみ(ステップS204のYES)、B系(待機系)の伝送ライン4の主系の伝送ラインへの切り替えを行う(ステップS205)。すなわち、B系(待機系)の伝送ライン4のループが確立されていることが確認されなかった場合には(ステップS204のNO)、B系(待機系)の伝送ライン4の主系の伝送ラインへの切り替えは行わない。
これにより、B系(待機系)の伝送ライン4が正常である場合にのみ、B系(待機系)の伝送ライン4が主系の伝送ラインに切り替えられるものとなり、主系の遷移が繰り返されるというような問題が生じないものとなる。
図7に、上述した処理動作の第2例(実施の形態2)を実行する伝送ライン切替装置7Bの要部の機能ブロック図を示す。実施の形態2において、伝送ライン切替装置7Bは、伝送ライン切替部70’として、メッセージ送信要求有無確認部71と、A系伝送ライン電流確認部72と、B系伝送ライン確認部74と、ライン切替部75とを備えている。
伝送ライン切替部70’において、メッセージ送信要求有無確認部71は、通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求の有無を確認する。A系伝送ライン電流確認部72は、A系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態が所定時間T以上続いたか否かを確認する。B系伝送ライン確認部74は、B系(待機系)の伝送ライン4が正常であるか否かを確認する。ライン切替部75は、メッセージ送信要求有無確認部71が通信端末装置群2におけるメッセージの送信要求が無いことを確認している状態で、A系伝送ライン電流確認部72がA系(主系)の伝送ライン3に電流が流れていない状態が所定時間T以上続いたことを確認した場合、A系(主系)の伝送ライン3に断線が生じていると判断し、B系伝送ライン確認部74がB系(待機系)の伝送ライン4が正常であることを確認していることを条件として、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインに切り替える。
なお、この実施の形態2においても、B系(待機系)の伝送ライン4が主系の伝送ラインへ切り替えられた後は、B系の伝送ライン4が主系の伝送ライン、A系の伝送ライン3が待機系の伝送ラインとなる。すなわち、B系(待機系)の伝送ライン4を主系の伝送ラインへ切り替える前は、A系の伝送ライン3が本発明でいう第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)とされ、B系の伝送ライン4が本発明でいう第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)とされていたものが、切り替え後は、B系の伝送ライン4が本発明でいう第1の伝送ライン(主系の伝送ライン)となり、A系の伝送ライン3が本発明でいう第2の伝送ライン(待機系の伝送ライン)となる。
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
1…電源装置、2…通信端末装置群(負荷)、3…A系の伝送ライン、4…B系の伝送ライン、5,6…スイッチ、7(7B)…伝送ライン切替装置、7−1…CPU、7−2…RAM、7−3…ROM、7−4,7−5…インタフェース、70,70’…伝送ライン切替部、71…メッセージ送信要求有無確認部、72…A系伝送ライン電流確認部、73…ライン切替部73、74…B系伝送ライン確認部、75…ライン切替部、200…通信システム。

Claims (6)

  1. 第1の伝送ラインと、第2の伝送ラインと、前記第1の伝送ラインおよび前記第2の伝送ラインをそれぞれ主系の伝送ラインおよび待機系の伝送ラインとし、前記主系の伝送ラインに流れる電流の値を変化させることによってメッセージの送信を行うように構成された通信端末装置群と、前記第1の伝送ラインおよび前記第2の伝送ラインに電源電圧を供給する、内部の電圧が負荷に応じて調整される電源装置とを備えた通信システムに用いられ、前記第1の伝送ラインに異常が生じた場合、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成された伝送ライン切替装置において、
    前記通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成された伝送ライン切替部
    を備えることを特徴とする伝送ライン切替装置。
  2. 請求項1に記載された伝送ライン切替装置において、
    前記伝送ライン切替部は、
    前記通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2の伝送ラインが正常であることを条件として、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成されている
    ことを特徴とする伝送ライン切替装置。
  3. 請求項1に記載された伝送ライン切替装置において、
    前記伝送ライン切替部は、
    前記通信端末装置群におけるメッセージの送信要求の有無を確認するように構成されたメッセージ送信要求有無確認部と、
    前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いたか否かを確認するように構成された第1伝送ライン電流確認部と、
    前記メッセージ送信要求有無確認部が前記通信端末装置群におけるメッセージの送信要求が無いことを確認している状態で、前記第1伝送ライン電流確認部が前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いたことを確認した場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成されたライン切替部と
    を備えることを特徴とする伝送ライン切替装置。
  4. 請求項1に記載された伝送ライン切替装置において、
    前記伝送ライン切替部は、
    前記通信端末装置群におけるメッセージの送信要求の有無を確認するように構成されたメッセージ送信要求有無確認部と、
    前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いたか否かを確認するように構成された第1伝送ライン電流確認部と、
    前記第2の伝送ラインが正常であるか否かを確認するように構成された第2伝送ライン確認部と、
    前記メッセージ送信要求有無確認部が前記通信端末装置群におけるメッセージの送信要求が無いことを確認している状態で、前記第1伝送ライン電流確認部が前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いたことを確認した場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2伝送ライン確認部が前記第2の伝送ラインが正常であることを確認していることを条件として、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替えるように構成されたライン切替部と
    を備えることを特徴とする伝送ライン切替装置。
  5. 第1の伝送ラインと、第2の伝送ラインと、前記第1の伝送ラインおよび前記第2の伝送ラインをそれぞれ主系の伝送ラインおよび待機系の伝送ラインとし、前記主系の伝送ラインに流れる電流の値を変化させることによってメッセージの送信を行うように構成された通信端末装置群と、前記第1の伝送ラインおよび前記第2の伝送ラインに電源電圧を供給する、内部の電圧が負荷に応じて調整される電源装置とを備えた通信システムに用いられ、前記第1の伝送ラインに異常が生じた場合、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替える伝送ライン切替方法において、
    前記通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替える伝送ライン切替ステップ
    を備えることを特徴とする伝送ライン切替方法。
  6. 請求項5に記載された伝送ライン切替方法において、
    前記伝送ライン切替ステップは、
    前記通信端末装置群においてメッセージの送信要求が無く、前記第1の伝送ラインに電流が流れていない状態が所定時間以上続いた場合、前記第1の伝送ラインに異常が生じていると判断し、前記第2の伝送ラインが正常であることを条件として、前記第2の伝送ラインを主系の伝送ラインに切り替える
    ことを特徴とする伝送ライン切替方法。
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