JPS631126A - デ−タ伝送システムの時刻同期方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、遠隔地点間で双方向にデータ伝送を行なう
データ伝送システムにおいて両端局に設置された時計の
時刻をデータ伝送回線を介して同期させるデータ伝送シ
ステムの時刻同期方法に関するものである。

〔従来の技術〕 電力系Ｒ運用の高度化に伴ない広域に亘る各電気所にお
ける保護装置や各機器の動作時刻、動作順序を正確に記
録、解析する必要性が生じたり、また計測データの収集
に際しても異なる地点のデータの収集時点が一致してい
なければならないという問題が生じてきた。

これらの問題を解決する方法としては、データ伝送シス
テムの親局および各子局に時計回路を設け、保護装置や
機器の動作はこの時刻の符号と共に伝送し、また予め定
めた時刻に全子局−斉に計８１すを行なって一旦計測デ
ータをメモリに収納した後、親局に伝送する方法が考え
られる。

この場合に重要なことは、親局と子局の時計回路が実用
上差支えない誤差の範囲で同期がとれていることである
が、データ伝送に要する時間が上記誤差の範囲の時間を
遥かに越えるため同期の方法に特別な工夫を要する。

従来のこの種のデータ伝送システムの時刻同期方法は、
親局の時計回路が所定時刻に達すると親局から時刻設定
信号を送信し、子局ではこれを受けて伝送遅れ時間を加
味して子局時計回路を設定するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のデータ伝送システムの時刻同期方法は以上のよう
に行われていたので、時刻同期を実時間で行なうため動
作に猶予はなく、親局、子局の演算処理回路は他の動作
を保留して専ら時刻同期の動作を行なはなければならな
い問題点があった。

また、常時サイクリックにデータ伝送を行なうシステム
では、実時間で時刻同期信号を伝送しようとすれば、デ
ータの流れを一旦止めなければならないという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、データ伝送システムの演算処理装置に動作の
中断や大きな負担をかけず、また常時サイクリック伝送
の場合もその流れを保ったま＼親時計、子時計間の時刻
同期が行なえるデータ伝送システムの時刻同期方法を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この出願の第１の発明に係るデータ伝送システムの時刻
同期方法は、親局からの時刻調査指令に応じ、子局は前
記親局に向って送信している符号のフレームの区切り目
より予め定めた一定時刻ｔａ前に読取ってレジスタに蓄
えた子時計の時刻Ｔ５゜をその区切り目に続く前記フレ
ームの中にデータとして送信し、前記親局では該フレー
ムの受信完了時点の親時計の時刻ＴＱ０をレジスタに蓄
えた後。

これより符号１フレームの長さｔｃ＋前記一定時刻ｔａ
十伝送遅れ時間ｔｄの合計を差引いた子時計推定時刻Ｔ
５．。を算出し、これと前記子局よりデータとして到来
した前記子時計の時刻Ｔｓ工との差Ｔ５ｔ。

−Ｔ５□を時刻修正データとして前記子局に送信し。

前記子局はこれを受けると前記子時計の時刻に前記差Ｔ
５□。−Ｔ５１を加えて修正することにより前記子時計
を前記親時計に同期させるものである。

この出願の第２の発明に係るデータ伝送システムの時刻
同期方法は、親局からの時刻調査指令に応じ、子局は前
記親局に向って送信している符号のフレームの区切り目
より予め定めた一定時刻ｔａ前に読取ってレジスタに蓄
えた前記子時計の時刻Ｔ５□をその区切り目に続く前記
フレームの中にデータとして送信し、前記親局では該フ
レームの受信完了時点の前記親時計の時刻Ｔ的をレジス
タに蓄えた後、前記子局からデータとして到来した前記
子時計の時刻Ｔｓ１に伝送遅れ時間ｔｄ十前記子時計の
時刻読取りから符号送出迄の時間ｔａ十符号１フレーム
の長さｔｃの合計を加えた子時計推定時刻Ｔρ。、を算
出し、これと該フレームの受信完了時点の前記親時計の
時刻ＴＲｏとの差’ｒｒ２．−’ｒ、、１を時刻修正デ
ータとして前記子局に送信し、前記子局はこれを受ける
と前記子時計の時刻に前記差’ｒｐ、−Ｔρ１゜を加え
て修正することにより前記子時計を前記親時計に同期さ
せるものである。

〔作用〕

この出願の第１．第２の発明におけるデータ伝送システ
ムの時刻同期方法は、上記のように親時計と子時計の時
刻差のデータにより子時計の修正を行なうため、修正動
作は直ちに行なう必要はなく他の動作の合間に行なうこ
とができる。

また時刻差のデータを得るための親時計と子時計の時刻
の読み取り等は、常時行なっている符号送受信に合せて
行なってレジスタに蓄わえるようにしているので、親局
、子局共演算処理装置の負担は軽く、サイクリックにデ
ータ伝送を行なうシステムの場合にもデータ伝送の流れ
を止める必要がない。

〔実施例〕

第１図はこの発明によるデータ伝送システムの時刻同期
方法をスーパーバイザアリイ・コントロール・アンド・
データ・アクウィジイション（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ
　Ｃｏｎｔｒｏｄ　Ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉ
ｔｉｏｎ。

以下、５ＣＡＤＡという）システムの親局に設置された
親時計と各子局に設置された子時計との間の時刻同期に
実施した一例を示す図である。図において、０は５ＣＡ
ＤＡシステムの親局、１，２゜・・・・・・は子局であ
る。親局Ｏにおいて、ＧＰは各子局１，２．・・・・・
・の状態を表示する表示盤、ＣＤは各子局１，２．・・
・・・・に制御指令を発するための制御卓、ＴＷは動作
やデータの記録を行なうタイプライタ、ＣＰＵ、は演算
処理回路、ＤＯ，は出力回路、ＤＩ。は入力回路、ＴＣ
はタイプライタ制御回路、ＭＣは親時計、ＲＧ、１．Ｒ
Ｇ、お、・・・・・・はレジスタ、Ｓ　ｅ、ｔ　Ｓｏｗ
ｓ・・・・・・は符号送信回路、Ｒｏ工。

Ｒ０２，・・・・・・は符号受信回路、Ｍ６ｚＨＭｏ２
ｇ・・・・・・は変調回路、Ｄ　０１．　Ｄ、、、・・
・・・・は復調回路である。

また、子局１，２において、ＣＰＵ、、ＣＰＵ２は演算
処理回路、Ｄｌ、　Ｄ、は復調回路、Ｍｌ、　Ｍ。

は変調回路、Ｒ１，Ｒ２は符号受信回路、Ｓ工＋ＳＺは
符号送信回路、ＤＯ□、Ｄｏ、は出力回路、ＤＩ、。

ＤＩ、は入力回路、ＬＣｌ、　ＬＣ２は子時計、ＲＧ、
。

ＲＧ２はレジスタである。

Ｌ　ｘＤ＋　Ｌｉｕ＋　ＬｚＤｙ　Ｌ２ｕ”””は親局
Ｏと各子局１．２・・・・・・を結ぶデータ伝送路であ
る。

次に第１図の動作について、親局Ｏ〜子局１間で送受信
される符号のタイムチャート図を示す第２図を用いて説
明する。

まず１通常の遠方監視制御及び動作記録を行なう場合に
ついて説明する。

第１図において、子局１の演算処理回路ｃｐｕ１は入力
回路ＤＩ、に入力された被監視接点（保護継電器やしゃ
断器の補助接点等）の状態を走査し、その状態を記憶し
ている。そして入力接点に状態変化があれば、その接点
のアドレス番号と新しい状態を符号送信回路Ｓ１に渡す
。符号送信回路Ｓ。

は常時親局Ｏに向って符号の送信を行なっており、演算
処理回路ＣＰ　Ｕ、から上記状態変化接点のアドレス及
び断状態のデータを受けると、これをその時送信してい
る符号の次の符号フレームに乗せて親局Ｏに送るべく変
調回路Ｍ０に渡す。符号送信回路Ｓ１が送信する符号の
一例を第２図のＳ□に示す。第２図において、Ｄは符号
の各フレーム。

Ｆはフレー４０間の区切りを示すフラグである。

フラグＦのパターンは固定であるが、フレームＤは送る
内容により長さも含めて変化する。また、その内容は送
信すべきデータの他に送受信を確実にするためのコント
ロール部分や符号チエツクの部分が追加されるのが普通
である。なお、符号フォーマットの例としてはハイレベ
ル・データ・リンク・コントロール（Ｈｉｇｈ−Ｌｅｖ
ｅｌ　Ｄａｔａ　Ｌｉｎｋ　Ｃｏ−ｎｔｒｏｌ、以下Ｈ
ＤＬＣという）プロスイージュアのそれがある。

第１図に戻ると、変調回路Ｍ１は符号送信回路Ｓ。

から受けた符号を信号伝送路に適合し、雑音の影響も受
けにくい形１例えば周波数偏移（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳ
ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ　、以下ＦＳＸという）信号に
変調して信号伝送路Ｌ　１　ｕを介して親局Ｏに伝送す
る。

親局０では復調回路Ｄｏ、がこれを受けて直流パルスに
復調し、符号受信回路Ｒｎ１に渡す。

符号受信回路Ｒ０□に到達する符号は、第２図のＲｏｌ
の如く送信符号Ｓ１と同様であるが伝送遅れ時間ｔｄだ
け遅れている。

親局Ｏの演算処理回路ＣＰ　Ｕ、は周期的走査あるいは
符号受信回路Ｒ０，からの割込信号によりその受信内容
を読み取り、状態変化のデータが到来すれば、自己の記
憶装置の内容を更新するとともに出力回路Ｄｏｏを介し
て表示盤ＧＰの表示を変化させる。また、タイプライタ
制御回路ＴＣを介してタイプライタＴＶにより状態変化
を記録する。

親局Ｏの演算処理回路ＣＰＵ、は入力回路ＤＩ。

を介して制御卓ＣＤからの入力も走査しており、子局１
の機器に対する選択、制御の指令があると該当機器アド
レス、制御すべき状態（入切等）を符号化して符号送信
回路Ｓ　ｅｔに与える。符号送信回路Ｓ。、は第２図の
ＳＯＩに示す符号を送信しており、その１フレームにこ
れを乗せて変調回路Ｍ（１１、伝送路Ｌ　Ｉ　Ｄ、復調
回路Ｄ１を介して子局１の符号受信回路Ｒ１に伝送する
。演算処理回路ＣＰＵ１は周期的走査または符号受信回
路Ｒ１がらの割込信号によりその受信内容を読取り、符
号チエツク及び復号化を行ない出力回路Ｄｏ□を介して
割当機器に制御指令を与える。

以上の動作は、子局２についても全く同様なので説明は
省略する。また、図示していない子局３以下についても
同様の追加構成を行ない、全く同様の動作を行なわせる
ことができる。

以上は通常の遠方監視制御及び動作記録の動作であるが
、親局Ｏで動作記録を行なう場合、上記通常動作では各
子局１，２．・・・・・・がら状態変化が発生した時刻
のデータが来ないため親局０の演算処理回路ＣＰＵ、が
確認した順序に親時計ＭＣの時刻をつけて記録する以外
に方法はないが、電力系統のように保護装置や機器の動
作がデータ伝送装置の符号伝送所要時間に比べて遥かに
速い場合にはデータが親局０に到達した時点では動作順
序の正確な判別はつかなくなっている。

これを解決するために、各子局１，２．・・・・・・に
子時計ＬＣ□、、ＬＣ，，・・・・・・を設け、これを
親時計ＭＣと同期させておき、状態変化が発生した場合
には子時計ＬＣ１，ＬＣ，，・・・・・・の時刻も合せ
て親局Ｏへ伝送する。即ち、先に説明した子局１の入力
回路ＤＩ、に入力されている接点に状態変化があった場
合、演算処理回路ＣＰＵ工は該当接点のアドレス番号、
断状態と共に子時計ＬＣ，の時刻も合せて親局０へ伝送
すれば、親局０の演算処理回路ＣＰＵ、は自己の記憶装
置に一旦これを蓄え、一定時開催子局からのデータも集
めた上で付加された時刻順に整理しタイプライタ制御回
路ＴＣを介してタイプライタＴＶで打出せば、操作員は
正しい動作時刻とその順序を知ることが出来る。

この場合、親局Ｏの親時計ＭＣと各子局１，２゜・・・
・・・の子時計ＬＣ，，ＬＣ２，・・・・・・がかなり
な精度（例えば数ミリ秒以内）で同期している必要があ
るがこの同期をとる動作について以下に説明する。

親局０の演算処理回路ＣＰＵ０は一定時間（子時計の精
度により１時間〜１日）に１回、各子時計ＬＣ，，ＬＣ
，，・・・・・・の時刻をチエツクするための時刻調査
指令を各符号送信回路Ｓ。ＩＴＳ１１２１・・・・・・
を介して各子局１，２．・・・・・・に発する。

子局１について説明すると、まず通常の動作として符号
送信回路Ｓ、は符号フレーム送信開始より予め定めた一
定時間ｔａ前にレジスタＲＧ、に信号を与え、レジスタ
ＲＧ１はこの信号が到来した時点の子時計ＬＣ□の時刻
を読込んでこれを蓄える動作を繰返し行なっている。親
局０の演算処理回路ＣＰＵ、が時刻調査指令を出すと符
号送信回路Ｓ。１は変調回路Ｍ。１、伝送路Ｌ　Ｉ　Ｄ
、復調回路Ｄ１を介して子局１の符号受信回路Ｒ□に伝
送する。

この動作は第２図のタイムチャート図でＤ（ＴＩＱ）と
して示されている。

子局１の演算処理回路ＣＰＵ□は符号受信回路Ｒ１が時
刻調査指令Ｄ（ＴＩＱ）を受けると、次の符号フレーム
にレジスタＲＧ、に蓄ゎえられたデータを乗せるが、レ
ジスタＲＧ工のデータは第２図の８１の上部に示した如
く次のフレームよりｔａだけ前（この例では前のフレー
ムの送信完了時点）の子時計ＬＣ□の時刻が入っており
、これをＴ５□とすれば次のフレームＤ　（ＴＡＳ）に
はこのｒ５ｉが子時計ＬＣ工の時刻データとして符号送
信回路Ｓ１、変調回路Ｍ０．伝送路Ｌｔｕ、復調回路Ｄ
０１を介して親局０の符号受信回路Ｒ１１１に伝送する
。

符号受信回路Ｒ０１に到来する符号は、第２図のＲｏ、
の如く送信符号Ｓ１と同じで伝送遅れ時間ｔｄだけ遅れ
たものである。符号受信回路Ｒ６、は子時計ＬＣ１の時
刻データが乗ったフレームの受信を完了すると、その時
点の親時計ＭＣの時刻ＴＲｏをレジスタＲＧ、１に読込
んで蓄える。

演算処理回路ＣＰ　Ｕ、は上記レジスタＲＧ、□に入っ
た時刻データＴ９゜を読出し、これより、予め分ってい
る符号１フレームの長さｔｃ＋前述の子時計時刻読取り
から符号送出迄の時間ｔａ＋伝送遅れ時間ｔｄの合計を
差引いて子時計推定時刻Ｔ５工。を出し、それと子局１
よりＤ（ＴＡＳ）のフレームにより到来した子時計時刻
Ｔｓ１との差Ｔ５□。−Ｔｓ□を取ると、これが親時計
Ｏと子時計１との時刻差となるのでこれを自己の記憶装
置に蓄える。

次に、演算処理回路ＣＰＵ、は上記時刻差を子時計修正
データとして符号送信回路Ｓつい変調回路Ｍ。い伝送路
Ｌ　ｘ　Ｄ、復調回路り、を介して子局１の符号受信回
路Ｒ１に伝送する。この動作のタイムチャートは第２図
のＤ　（ＴＡＪ）で示されている。

子局１の演算処理回路ｃｐｕ、は符号受信回路Ｒ□が時
刻修正データＤ　（ＴＡＪ）を受けると、子時計ＬＣ１
の時刻を読出し、これに時刻修正データを加算（符号も
含めて）し、その時刻に子時刻ＬＣ，の時刻を設定する
。

これにより子時計ＬＣ１の時刻は親時計ＭＣの時刻に同
期される。

子局２以下の子時計ＬＣ，・・・・・・につぃても全く
同様の動作により時刻同期を行なうことが出来る。

時刻修正データは、親局０の演算処理回路ｃｐｕ、が上
記とは逆に子局１より到来した子時計ＬＣ１の時刻Ｔｓ
１に伝送遅れ時間ｔｄ十壬子時計時刻読取りから符号送
出迄の時間ｔａ十符号１フレームの長さｔｃの合計を加
えた子時計推定時刻’ｒｐ１．と子時計時刻Ｔ５１を乗
せて到来した符号フレームの受信完了時点の親時計０の
時刻ＴＯａとの差ＴＱｔ。−ＴＱａとして得ることも出
来る。

この発明による時刻同期方法は、常時符号を送出してい
るデータ伝送システムに適用することが呂来るので実施
例にもその方式を挙げているが、他の符号方式、例えば
常時符号の送出は行なわず親局からのポーリング（Ｐｏ
ｌｌｉｎｇ）に応じて各子局が符号送出を行なう方式等
にも適用できることは勿論である。

実施例の構成においても、例えば親局ＯのレジスタＲＧ
、１．　ＲＧａ、、・・・・・・は実施例のように個別
に設ければ各子局の子時計の時刻修正動作を並行して行
なえるが、１局ずつ順次行なうことにすれば１個の共用
レジスタを順次使用して行なえる等色々な構成が出来る
こともまた勿論である。

なお、親局と各子局との間の伝送遅れ時間ｔｄはデータ
伝送システムを設置した時に変復調回路の折返し試験、
例えば、第１図において親局０の変調回路Ｍ。い復調回
路り。１及び子局１の変調回路Ｍ１、復調回路Ｄ工を内
部回路から切離し、子局１において復調回路Ｄ□の出力
を変調回路Ｍ□に接続し、親局Ｏの変調回路Ｍ。ｉの入
力符号の変化が復調回路り。１の出力に現われる迄の時
間遅れを測定しこれを２で割る等により測定し、親局０
の演算処理回路ＣＰＵ０の記憶装置にデータとして苓わ
えておけばよい。

また時刻修正動作は毎回時刻の全ての桁（時、分、秒、
ミリセカンド）について行なう必要は必らずしもなく、
装置起動時あるいは長時間周期で秒迄の修正（あるいは
絶対時刻を伝送して子時計の時刻設定）を行ない、１時
間に１度ミリセカンドの修正をすることにして子時計時
刻やその修正データのビット長を減することを可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のようにこの出願の第１．第２の発明によれば、デ
ータ伝送システムの符号送受信動作に合せる子時計の時
刻データを収集し、また修正動作も絶対時刻によらず親
時計との時刻差のデータにより修正を行なうようにした
ので、データ伝送システムの演算処理回路に動作の中断
や大きな負担をかけず、また常時サイクリック伝送の場
合もその流れを保ったま＼時刻周期が行なえる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ伝送システムの時刻同期方
法を５ＣＡＤＡシステムにおいて実例した一例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の親局０と子局１との間で送
受信される符号の一例を示す説明図である。 ０は親局、１，２．・・・・・・は子局、ＣＰＵ、は演
算処理回路、ＭＣは親時計、ＲＧ、、、ＲＧ、、、−・
・・・・はレジスタ＋　Ｓｎｌ＋　５ｏａｌ・・・・・
・は符号送信回路、Ｒ，１，Ｒｏ、、・・・・・・は符
号受信回路、ＣＰＵ、。 ＣＰ　Ｕ２．・・・・・・は演算処理回路、ＬＣ□、Ｌ
Ｃ２゜・・・・・・は子時計、ＲＧｌ、ＲＧ２．・・・
・・・はレジスタ、Ｒ１，Ｒ２，・・・・・・は符号受
信回路、Ｓ□、Ｓ２．・・・・・・は符号送信回路、Ｌ
　ｉｃｙ　Ｌｚｕｔ　Ｌｉｆｔ　Ｌｚｕｔ　”””は親
局０と子局１，２．・・・・・・を結ぶ伝送路。 特許出願人　　三菱電機株式会社 ｏ　　　　　　　　　−−〇 の　　　　　　ご　　　　　　　　の　　　　　　γ手
続補正書（自発）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）親局と子局の間で双方向にデータ伝送を行なうデ
   ータ伝送システムの時刻同期方法において、前記子局に
   設置された子時計を前記親局に設置された親時計と時刻
   的に同期させるに際し、前記子局は前記親局からの子時
   計時刻調査指令に応じ、前記親局へ向って送信している
   符号のフレームの区切り目より予め定めた一定時刻（ｔ
   ａ）前に読取ってレジスタに蓄えた前記子時計の時刻（
   Ｔ＿Ｓ＿１）をその区切り目に続く前記フレームの中に
   データとして送信し、前記親局では該フレームの受信完
   了時点の前記親時計の時刻（Ｔ＿Ｒ＿０）をレジスタに
   蓄わえた後、これより符号１フレームの長さ（ｔｃ）＋
   前記一定時刻（ｔａ）＋伝送遅れ時間（ｔｄ）の合計を
   差引いた子時計推定時刻（Ｔ＿Ｓ＿１＿０）を算出し、
   これと前記子局よりデータとして到来した前記子時計の
   時刻（Ｔ＿Ｓ＿１）との差（Ｔ＿Ｓ＿１＿０−Ｔ＿Ｓ＿
   ２）を時刻修正データとして前記子局に送信し、前記子
   局はこれを受けると前記子時計の時刻に前記差（Ｔ＿Ｓ
   ＿１＿０−Ｔ＿Ｓ＿１）を加えて修正することにより前
   記子時計を前記親時計に同期させることを特徴とするデ
   ータ伝送システムの時刻同期方法。
2. （２）親局と子局の間で双方向にデータ伝送を行なうデ
   ータ伝送システムの時刻同期方法において、前記子局に
   設置された子時計を前記親局に設置された親時計と時刻
   的に同期させるに際し、前記子局は前記親局からの子時
   計時刻調査指令に応じ、前記親局へ向って送信している
   符号のフレームの区切り目より予め定めた一定時刻（ｔ
   ａ）前に読取ってレジスタに蓄えた前記子時計の時刻（
   Ｔ＿Ｓ＿１）をその区切り目に続く前記フレームの中に
   データとして送信し、前記親局では該フレームの受信完
   了時点の前記親時計の時刻（Ｔ＿Ｒ＿０）をレジスタに
   蓄えた後、前記子局からデータとして到来した前記子時
   計の時刻（Ｔ＿Ｓ＿１）に伝送遅れ時間（ｔｄ）＋前記
   子時計の時刻読取りから符号送出迄の時間（ｔａ）＋符
   号１フレームの長さ（ｔｃ）の合計を加えた子時計推定
   時刻（Ｔ＿Ｒ＿１＿０）を算出し、これと該フレームの
   受信完了時点の前記親時計の時刻（Ｔ＿Ｒ＿０）との差
   （Ｔ＿Ｒ＿０−Ｔ＿Ｒ＿０＿１）を時刻修正データとし
   て前記子局に送信し、前記子局はこれを受けると前記子
   時計の時刻に前記差（Ｔ＿Ｒ＿０−Ｔ＿Ｒ＿０＿１）を
   加えて修正することにより前記子時計を前記親時計に同
   期させることを特徴とするデータ伝送システムの時刻同
   期方法。