JPH06105888B2

JPH06105888B2 - 自動制御用光ケーブル通信回線

Info

Publication number: JPH06105888B2
Application number: JP62296155A
Authority: JP
Inventors: 豊内海; 雄三鈴木; 博行増田
Original assignee: 日本ギア工業株式会社
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH01138829A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、化学プラントや水道設備又は発電所設備等に
おける自動制御要素、例えば弁装置等の如く、制御され
る要素が地域的に広域に亘って点在する場合に、それら
の被制御要素を、中央のコンピュータ等から統括的に監
視制御するための自動制御用光ケーブル通信回線に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の自動制御用光ケーブル通信回線は、自動制御の信
頼性を高めるために２回線式となっており、この２回線
式と同等の信頼性をもつ１回線式のものは、本発明者の
知る限り存在しない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

化学プラント等における弁装置を自動制御するための通
信回線においては、弁装置が作動不能に陥いることを極
力防止するため、複数の通信ルートを確保する必要性が
ある。

また、自動制御用の通信回線としては、電気性ノイズの
影響を防止するため、光ケーブルが用いられている。

光ケーブル回線においては、光ケーブル自体は、光を可
逆的に伝送できるが、送信端（発光部）と受信端（受光
部）を含む通信回線は、電気回線とは異り、従来は不可
逆であって、通信に方向性を有していた。

特に、自動制御用の通信回線の如く、特定親局と不特定
多数の子局を連鎖状に連結する場合、各子局は、送受信
部であるとともに、中継部として働かなければならない
が、従来は、その中継部においては、光は一方向にのみ
中継されていた。

このようなことから、従来の自動制御用の光ケーブル回
線においては、２回線の通信回線を並列して施設すると
ともに、特定親局を基にして、通信回線を環状（ルー
プ）回線とし、かつ、２回線の通信回線の中継伝達方向
を互いに逆方向に定めて、環状通信回線の途中に、多数
の子局を配設するようになっている。

これにより、通信回線の通信ルートには、環状回線の順
方向回りと、逆方向回りの２つが確保され、かつ、回線
に不通個所を生じた場合には、その普通個所を切り放
し、その切り放し部分において、並列回線を結合し、も
って、順方向回り折り返し回線と、逆方向回り折り返し
回線とにより、通信不能となる子局が生じるのを防止し
ている。

しかし、２本の光ケーブルからなる通信回線を設ける
と、回線が長くなって不経済である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、以下のようにして上述の課題を解説
する。

親局を基にして、通信回線を環状回線とし、環状回線の
途中に、複数の子局を配設するようにした自動制御用光
ケーブル通信回線において、前記親局は、光信号の送信信号と受信信号を、電気信号
の出力信号と入力信号に対応させて、入出力双方向に光
電変換するようにした双方向光電変換器を、ループ状に
１回線をなす光ケーブル回線の両端に、光信号の受信端
を対向させてそれぞれ設けるとともに、各双方向光電変
換器の電気信号入出力端子に、信号の伝達方向を互いに
逆向きにした１対のスイッチ素子の入出力端を接続し、
その１対のスイッチ素子の他方の入出力端を、１対のシ
リアルデータ送受信回路の受信端子と送信端子に、各ス
イッチ素子の信号の伝達方向に応じてそれぞれ接続して
なり、前記子局は、前記親局にループ状に連結する光ケーブル
回線に対して、光学的に直列的に介在させた光ケーブル
回線の入出力両端に、光信号の送信信号と受信信号を電
気信号の出力信号と入力信号に対応させて、入出力双方
向に光電変換するようにした双方向光電変換器を、その
双方向光電変換器の光信号の送受信端を対向させてそれ
ぞれ設けるとともに、両双方向光電変換器の電気信号入
出力端子の間に、一方の双方向光電変換器の電気信号入
出力端子から他方の双方向光電変換器の入出力端子に信
号を送るように互いに逆向きに並列接続し、かつ前記双
方向光電変換器のいずれかの電気信号入出力端子からの
出力を、シリアルデータ通信回路の受信端子に接続する
ようにした１対のスイッチ素子を設け、さらに前記双方
向光電変換器の電気信号入出力端子とシリアルデータ通
信回路の送信端子の間に、該送信端子から、いずれかの
前記双方向光電変換器の電気信号入出力端子に選択的に
信号を伝達する他のスイッチ素子を設けるとともに、前
記両光ケーブル回線の光軸をなす透過光路に対して反射
光路を直交させ、かつ互いの反射光路を合致させた１対
のハーフミラーと、その両ハーフミーラーを結ぶ反射光
路上に設けられ、かつ反射光路から退避自在の遮蔽板
と、その遮蔽板の両面に設けられた１対の光電変換素子
とにより、前記遮蔽板が両ハーフミラーの反射光路にあ
るとき、光ケーブル回線の入出力両端のいずれから光信
号の入力があったかを前記１対の光電変換素子で検出
し、入射のあった光ケーブル回線の入出力端子側に前記
親局に対する応答信号を送出するようにし、さらに子局
に異常があったとき、前記遮蔽板を反射光路から退避さ
せるようにして、透過中継モードを形成するようにした
ことにより、上述の問題点は解決される。

〔作用〕

各受発信局に設けた光ケーブル中継部が、１本の光ケー
ブルに対して、光の伝達を双方向に透過中継可能であ
り、しかも、透過中継中に、その中継部を通る信号を分
岐しうるため、分岐信号中に自己の局の呼び出し信号が
あったとき、呼び出し局に対して応答可能である。

また、その応答の返信信号は、呼び出し局から送信され
てくる光信号を受けた方の光ケーブルに向けて送信され
るため、返信信号を呼び出し局に確実に送ることができ
る。

〔実施例〕

第１図乃至第６図は、本発明の一実施例を示すものであ
る。

第１図は、本発明に係る光ケーブル通信回線によって、
化学プラント施設、又はパイプライン施設等に施置され
た多数の弁装置を、総括的に制御管理する自動制御通信
システムの一例を示すブロック図である。

（１）は、ホストコンピュータで、システム全体を総括
制御し、適時に所要の弁装置の開始を指令したり、各弁
装置と開閉状態のデータを管理したりする。

（2_A）（2_B）は、通信の親局で、両親局（2_A）（2_B）は
対等の機能をもち、互いにバックアップしうる関係にあ
り、いずれか一方、例えば親局（2_A）が、実際の通信作
動を行ない、他方の親局（2_B）は、休止しているか、も
しくは、信号の受信のみを行なって、他方の作動中の親
局（2_A）と全く同じ動作をシュミレートする。以下、動
作の説明は、親局（2_A）について行なう。

（４）は、各部所に配置された弁装置に連結されたアク
チュエータ（５）を、親局（2_A）から送られる制御信号
により、開閉制御するとともに、弁の開閉度等の監視デ
ータを、親局（2_A）に送り返す子局である。

（６）は、各子局（４）に設けた光ケーブル中継部
（７）を介して、各子局（４）を連鎖状に連結された、
１本の光ケーブルからなる光ケーブル回線である。

光ケーブル回線（６）は、その回線の両端が１つの親局
（2_A）の光ケーブル接続端子（8_A）（8_B）に接続され、
環状回線になっている。

光ケーブル回線（６）の両端部（6_A）（6_B）において
は、第１図において模式的に示すように、光路はハーフ
ミラー（9_A）（9_B）を分岐され、光ケーブル回線（６）
は、両親局（2_A）（2_B）対等に結合されている。

両親局（2_A）（2_B）同士は、データ引き渡しライン（1
0）で結合され、かつホストコンピュータ（１）には、R
S-232C等の一般の通信回線（11_A）（11_B）により、並列
的に接続されている。

第２図は、親局（2_A）ブロック図で、親局（2_B）の構成
も同一である。

親局（2_A）は、マイクロプロセッサのCPU（12）と、ROM
（13）、RAM（14）と、入出力制御部（15）によって主
要部が構成されているマイクロコンピュータによって独
自に制御される。

親局（2_A）は、ホストコンピュータ（１）と通信するた
めの通信制御部（16）と、RS-232C等の通信様式に応じ
たデータ転送制御部（17）と、子局（４）から送られて
きた計測データ等を表示するためのディジタル・アナロ
グ変換部（18）と、計測表示部（19）とを備えている。

CPU（12）等によるマイクロコンピュータの制御につい
ては、周知であるので、その説明は省略する。

光通信に関しては、別の通信制御部（20）と、データ転
送制御部（21）と、光ケーブルインターフェイス部（2
2）とがある。

第３図は、各子局（４）のブロック図で、各子局（４）
は、親局（2_A）同様に、CPU（23）と、ROM（24）と、RA
M（25）と、入出力制御部（26）によるマイクロコンピ
ュータによって独自に制御される。

子局（４）には、外部被制御要素として、弁開閉制御用
のアクチュエータ（５）が設けられ、このアクチュエー
タ（５）は、弁（27）の全開を検出するリミットスイッ
チ（28）、全閉を検出するリミットスイッチ（29）が入
出力制御部（26）の入力ポートに、またモータ制御部
（30）が、入出力制御部（26）の出力ポートに、それぞ
れ接続されている。

モータ制御部（30）は、親局（2_A）から送られてくる開
閉制御信号に基いて、CPU（23）が出力ポートに出力す
る信号により駆動モータ（31）を制御して、弁（27）を
開閉する。

弁（27）の開度は、開度検出器（32）によって検出さ
れ、その検出信号は、アナログ・ディジタル変換部（3
3）によりディジタル値に変換されて、CPU（23）に取り
込まれる。

これらのマイクロコンピュータに関する制御も周知であ
るから、説明は省略する。

光通信に関しては、通信制御部（34）と、光ケーブル中
継部（７）とがある。

第４図は、親局（2_A）の光通信に係る部分の具体的な一
例を示す回路図である。

通信制御部（20）は、USARTと称される通信用IC回路素
子で構成され、IC素子は、Ａチャネルの受信端子（R_A）
と送信端子（T_A）、及びＢチャンネルの受信端子（R_B）
と送信端子（T_B）とを備える、２チャンネルの受送信が
できるものである。

光ケーブルインターフェイス（22）は、通信制御部（2
0）のＡ、Ｂチャンネルと、光ケーブル回線（６）の両
端部（6_A）（6_B）それぞれの間に、双方向光電変換器
（36_A）と（36_B）を備えている。

双方向光電変換器（36_A）（36_B）は、第５図に示す如
く、入出力用の光ケーブル（６′）側から入射する光
（L₁）受光する受光素子（37）と、光ケーブル（６′）
に向けて光（L₂）を投射する発素子（38）を備えてい
る。

受光素子（37）は、増幅器（39）とスイッチ素子（40）
を介して、データ端子（41）に出力を与えるように接続
されている。

受光素子（38）は、データ出端子（41）に、スイッチ素
子（42）とドライバ（43）を介して接続され、発光素子
（38）は、データ端子（41）の信号により制御される。

スイッチ素子（40）と（42）は、ON・OFF特性が、互い
に逆となるように、制御極性が相互に逆極性になってお
り、そのスイッチ素子（40）（42）の制御信号は、制御
端子（44）から共通に与えられる。

上記光電変換器（36_A）（36_B）は、光ケーブル（６′）
から光信号を受信するときには、スイッチ素子（40）を
ONにして、光‐電変換された電気信号を、データ端子
（41）から取り出し、また送信するときには、スイッチ
素子（42）をONにして、送信する電気信号を、データ端
子（41）に与え、電‐光変換された光信号を光ケーブル
（６′）に送り出して、双方向の光電変換が行われる。

通信制御部（20）における受信端子（R_A）と送信端子
（T_A）は、Ａチャンネルの、また、受信端子（R_B）と送
信端子（T_B）は、Ｂチャンネルのデータ入出力端子であ
り、Ａ、Ｂチャンネルは、シリアルデータで処理され
る。

各受信端子（R_A）（R_B）及び送信端子（T_A）（T_B）に
は、データの送り方向に応じて、スイッチ素子（45_A）
（45_B）及び（46_A）（46_B）の一端が接続され、それら
の他端はＡ、Ｂチャンネル毎に共通に接続され、双方向
光電変換器（36_A）（36_B）のデータ端子（41）に接続さ
れている。

Ａチャンネルのスイチ素子（45_A）（46_A）とＢチャンネ
ルのスイッチ素子（45_B）（46_B）は、入出力制御部（2
6）の出力ポートから、別々に制御信号が与えられ、通
常状態では、Ａチャンネルのスッチ素子（45_A）がONし
て、受信モードに、Ｂチャンネルのスイッチ素子（4
6_B）がONして、送信モードになる。また、Ｂチャンネル
は、各子局（４）のいずれかから送信があるときに、受
信モードに切替えられる。

なお、（47_A）（47_B）は、バックアップ用の親局（2_B）
と切替えて、親局（2_B）を作動させるとき、Ａ、Ｂチャ
ンネルの入出力光路を遮断する遮蔽板である。

第６図は、子局（４）の光通信に関連する部分の具体的
な一例を示す回路図である。

通信制御部（34）は、前記親局（2_A）と同様なUSARTと
称される通信用IC回路素子で構成され、そのIC素子は、
１チャンネルのシリアルデータ通信を行なう受信端子
（Rx）と送信端子（Tx）とを備えている。

光ケーブル中継部（７）は、光軸を平行とした１対の光
ケーブル接続端子（3_A）（3_B）を備えており、両接続端
子（3_A）（3_B）の光軸（l_A）（l_B）上には、光軸（l_A）
（l_B）と45゜の角度をもち、反射光路（l_C）を合致させ
たハーフミラー（48_A）（48_B）が設けられている。

ハーフミラー（48_A）（48_B）の透過光の光軸上には、第
５図と同様の双方向光電変換器（49_A）（49_B）が、その
双方向光電変換器（49_A）（49_B）の入出力光路の光軸
（L₃）を合致させて設けられている。

１対の光ケーブル接続端子（3_A）（3_B）対応した双方向
光電変換器（49_A）（49_B）を両データ端子（41）（41）
間には、データの伝達方向を同一方向にして直列接続さ
れたスイッチ素子（50_A）（51_A）と、そのスイッチ素子
（50_A）（51_A）に対して、データの伝達方向を逆方向に
して、直列接続されたスイッチ素子（51_B）（51_B）と
が、逆並列に接続されている。

直列接続されたスイッチ素子（50_A）（51_A）及び（5
0_B）（51_B）の中間の接続部は、オアゲート（52）を介
して、受信端子（Rx）に接続されている。

送信端子（Tx）は、データの伝達方向を、データ端子
（41）方向に向けたスイッチ素子（53_A）と（53_B）の一
端が接続され、そのスイッチ素子（53_A）（53_B）の他端
は、双方向光電変換器（49_A）（49_B）のデータ端子（4
1）（41）に、それぞれ接続されている。

直列するスイッチ素子（50_A）（51_A）及び（50_B）（5
1_B）同士は、ON・OFF状態が同じに、共通の制御信号を
もって制御され、また、送信端子（Tx）のスイッチ素子
（53_A）と（53_B）は、各々の制御信号をもって、個々に
ON・OFF制御される。

各スイッチ素子の制御信号及び双方向光電変換器（4
9_A）（49_B）の制御端子（44）へ加わる制御信号は、入
出力制御部（26の出力ポートから、各１ビットの信号で
得られる。

上記各スイッチ素子（50_A）（51_B）（50_B）…は、トラ
イステート型の素子であり、OFF時の出力無効状態にお
いては、出力インピーダンスが高くなって、他の回路に
干渉しないものである。

前記ハーフミラー（48_A）（48_B）反射光路（l_C）には、
入出力制御部（26）の出力ポートから得られる制御信号
により、子局（４）の電源が遮断したときに、反射光路
（l_C）から退避す遮蔽板（54）が設けられており、通常
時は、反射光路（l_C）が遮蔽板（54）によって遮断され
ている。この遮断板（54）には、通常時に反射光路
（l_C）と交差する両面に、ハーフミラー（48_A）（48_B）
側に受光面を向けた受光素子（55_A）（55_B）が設けられ
ている。この受光素子（55_A）（55_B）は、いずれのケー
ブル接続端子（3_A）（3_B）から光信号が入射したかを検
知する。この検知信号は、入出力制御部（26）の入力ポ
ートを介してCPU（23）に取り込まれ、後述する透過中
継モードの設定に用いられる。

なお、光信号の受信方向の検出は、通信手順によっても
検出できるが、これについては後述する。各子局（４）
における光ケーブル中継部（７）においては、光信号が
入力した方向に応じて、直列接続されたスイッチ素子
（50_A）（51_A）又は（50_B）（51_B）のいずれか一方を、
出力有効にONし、双方向光電変換器（49_A）（49_B）電気
信号部を結合する。

また、双方向光電変換器（49_A）（49_B）いは、光信号の
伝達方向に応じて、その方向順に、光‐電気変換モード
と、電気‐光変換モードにそれぞれ制御される。

従って、光ケーブル中継部（７）における光信号は、光
ケーブル接続端子（3_A）（3_B）間を、あたかも無損失
で、透過するようになり、また、場合によっては増幅し
て中継され、次の子局（４）に送られる。

しかし、光信号透過中継中においては、透過方向のいず
れの場合にも、中継中の電気信号処理部分、すなわち、
直列接続されたスイッチ素子（50_A）（51_A）又は（5
0_B）（51_B）の中間部から、送信中の信号が電気的に分
岐され、その分岐された信号は、オアゲート（52）を介
して、受信端子（Rx）に入力する。

その結果、各子局（４）は、親局（2_A）から送られて来
る光信号中に、自己の呼び出し信号があった場合、いつ
でもその呼び出し信号に対応することができる。

呼び出しを受けた子局（４）が、親局（4_A）に対して送
信する場合には、通信手順に応じて、親局（2_A）は、光
ケーブル回線（６）を明けて、受信モードで待機し、そ
の間に、子局（４）は、親局（2_A）に向けて送信する。

この送信際して、子局（４）は、スイッチ素子（53_A）
（53_B）を選択的にONすることにより、いずれの光ケー
ブル接続端子（3_A）（3_B）の方向へも送信可能となって
いる。

しかし、親局（2_A）と確実な通信を行なうには、送信の
直前に呼び出し信号が送られてきた通信ルートに向けて
送信することが必要である。

そのため、各子局（４）においては、遮蔽板（54）上の
受光素子（55_A）（55_B）によって、受信直後に検知され
た、入射光のあった接続端子（3_A）（3_B）側に向けて、
送信する。

このように、各子局（４）の光ケーブル中継部（７）
が、光ケーブル回線（６）の光信号の伝達方向に応じ
て、順方向に透過中継モードを形成するとともに、子局
（４）からの返信は、呼び出し信号を受けた方向に向け
て送信することにより、光ケーブル回線（６）における
不通個所の切り放し通信が行なえる。

例えば、第１図において、親局（2_A）からの通常通信の
方向は、実線矢印の如く、図面上に時計回りで行なわれ
るものとする。

この場合、親局（2_A）においては、Ａチャンネルを受信
モードに、Ｂチャンネルを送信モードに、それぞれ設定
され、光信号は、ケーブル接続端子（8_B）側から送り出
される。

親局（2_A）の通信開始に際し、最初に受信する子局
（４）においては、光ケーブル接続端子（3_A）から光信
号を受けて、光ケーブル中継接続端子（７）を順方向に
透過中継するとともに、光ケーブル接続端子（3_B）か
ら、光信号を、次の子局（４）に向けて出力する。

各子局（４）がすべて透過中継状態になると、光信号は
光ケーブル接続端子（8_A）に入力され、親局（2_A）は、
その光信号をＡチャンネルで受信し、その結果、親局
（2_A）は、Ｂチャンネルで送信した信号を、Ａチャンネ
ルで受信することになる。

これにより、光ケーブル回線（６）に不通個所がないこ
とを親局（2_A）は知ることができる。その後親局（2_A）
は通常の通信を行なう。

親局（2_A）のＡチャンネルに信号が戻らない場合には、
光ケーブル回線（６）のどこかに、不通個所があるとし
て、親局（2_A）はＡチャンネルを送信モードに切替え、
光ケーブル端子（8_A）側からも、Ｂチャンネルと同時
に、光信号を点線矢印の如く、Ｂチャンネルと逆回りに
送信する。

光ケーブル中継部（７）の光ケーブル端子（3_B）側から
光信号を受けた子局（４）は、その光信号の受信方向に
応じて、光ケーブル中継部（７）を透過中継状態とする
とともに、次位以降の子局（４）は、順次逆回りに光ケ
ーブル回線（６）を、不通個所（×印）まで接続する。

この状態で親局（2_A）は、Ａ、Ｂチャンネルを並列的に
作動させるとともに、送信モードと受信モードを、所要
の通信手順に基いて、切替えながら通信を行なう。

各子局（４）においては、常時・非常時にかかわりな
く、返信の光信号を、親局（2_A）から送られて来た光信
号の方へ送り出し、非常時に対する特殊な動作は行なわ
ない。

また、親局においては、常時の通信方向をいずれにする
かは任意であり、各子局（４）も、その通信方向に応じ
た特殊な対応を必要としない。

一方、各子局（４）において、光信号の伝達方向を知る
には、遮蔽板（54）に光電素子（55_A）（55_B）を設け、
光信号を直接的に検出する以外に、通信手順の決め方に
よって検出することも可能である。

例えば、光ケーブル回線（６）に光信号が送られていな
い無通信の状態のとき、各子局（４）においては、両方
の双方向光電変換器（49_A）（49_B）を、共に光‐電気変
換モード（光受信状態）となるようにして、両方の双方
向光電変換器（49_A）（49_B）データ端子（41）（41）の
各出力を検出する。

親局（2_A）は、通信の開始に先立って、無パルス又は無
信号クロック等のパイロット信号をＡ又はＢのいずれか
一方のチャンネルから送り出し、このパイロット信号を
受信した最初の子局（４）においては、そのパイロット
信号を受けた方の双方向光電変換器（49_A）又は（49_B）
のデータ端子（41）に出力が得られる。この双方光電変
換器（49）（49）の出力状態を監視することにより光信
号の伝送方向を知ることができ、かつ、その方向に応じ
て、光ケーブル中継部（７）を透過中継にセットする。

また、各子局（４）から親局（2_A）への送信に際して
は、親局（2_A）が送信要求した後に、無送信状態に戻
す。

各子局（４）の送信においても、送信データの前にパイ
ロット信号を送り、各子局（４）の光ケーブル中継部
（７）の透過中継のセットを待って、送信データを送り
出す。

各子局（４）における双方向光電変換器（49_A）（49_B）
のデータ端子（41）の信号監視は、透過中継中において
も続行され、光ケーブル回線（６）が無通信状態になっ
たことも検知できる。

この通信手順による方向性の検出では、光電素子（5
5_A）（55_B）による直接検出よりも、無通信期間やパイ
ロット信号期の挿入により、通信に余分な時間を要する
が、自動制御用の通信においては、被制御対象たる弁装
置（27）の開閉制御に、長時間を要するため、ここで問
題にされている通信時間の長短は、自動制御に不都合を
生じない。

〔他の実施例〕

第７図は、本発明による光ケーブル通信回線の他の実施
例を示すものである。

化学プラントやパイプライン及び発電所等の施設におい
ては、通信回線を環状にする必要から、回線長が長くな
ることがある。

例えば、パイプライン等のように、被制御要素の配列
が、一方向に長く延びて点在する場合、１つの親局に対
して、往復ケーブルで環状回線を形成すると、実質的に
２本のケーブルを施設するのと同じになる。

第７図は、上述のように一方に長く延びた施設に適用さ
れる一例である。

親局（2_A′）は、第４図のＡチャンネル部分を備え、親
局（2_B′）は、同じく第４図のＢチャンネル部分を備
え、両親局（2_A′）（2_B′）の間には、各子局（４）
が、光ケーブル回線（６）によって連鎖状に連結されて
いる。

光ケーブル回線（６）における一方の端部（6_A）側の親
局（2_A′）は、ホストコンピュータ（１）に、RS-232C
等の通信回線（11_A）で接続されている。

光ケーブル回線（６）の他方の端部（6_B）側の親局
（2_B′）は、第１図のRS-232Cによる通信回線（11_B）の
部分が、モデム（56）（56）と一般通信回線（57）を介
して接続されている。

一般通信回線（57）は、公衆電話回線又は専用の通信回
線のいずれでもよい。プラントやパイプライン等の施設
には、通常、通信回線網が並行して設けられているの
で、その通信回線網を利用しうる。

第７図示のものの通信動作は、第１図のものと全く同一
であり、第７図においては、Ａチャンネル及びＢチャン
ネルの通信制御部が、それぞれ第２図のマイクロコンピ
ュータ部分を備えて、個々の親局（2_A′）（2_B′）とな
っていることから、互いに親局同士のバックアップ装置
としても作動する。

例えば、光ケーブル回線（６）に不通個所が発生した場
合には、第１図と同様に両親局（2_A′）（2_B′）のＡ、
Ｂチャンネルが、光ケーブル回線（６）の両端部（6_A）
（6_B）から通信に参加し、また、一方の親局（2_A′）又
は（2_B′）のシステムダウン等の故障に際しては、他方
の親局（2_A′）又は（2_B′）が、通信の主導権をもつよ
うにする。

一方、第１図及び第７図においては、親局（2_A）（2_B）
（2_A′）（2_B′）は、常に発呼局であり、各子局（４）
は、常に被呼に予め定められている。

このような発呼局及び被呼局を予め定めて、親局（2_A）
を特定な発呼局とし、かつ不特定多数の被呼局を子局
（４）とした通信回線のみに、本発明の光ケーブル回線
が、利用しうるものではなく、発呼、被呼自在の不特定
多数のものを、環状回線に連鎖状に連結することができ
る。

第８図は、発呼被呼自在となした受発信局の一例を示す
もので、第１図及び第７図における親局（2_A）（2_B）
（2_A′）（2_B′）及び子局（４）の光通信部分は、第８
図に示すものに入れ代えられる。

第８図においては、前述の親局（2_A）備えている発呼機
能と、同じく子局（４）が備えている被呼機能及び透過
中継機能のいずれをも備えている。

尚、図中、同一符号及び同一符号に「′」を付設したも
のは、前記実施例のものと同様に機能する。

第８図に示す通信制御部（20′）と光ケーブル中継部
（７′）を備えた、多数の受発信局は、第１図とほぼ同
様に、無端環状になした光ケーブル回線（６）へ連鎖状
に結合されることにより、各受発信局は、相互に選択的
に、発呼、被呼、応呼が可能となり、しかも発呼、被呼
に関与しいない局は、透過中継局として働いている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（イ）光ケーブル通信回線の親局は、シリアルデータ通
信回路を、光ケーブルの両端に対称に備えて、通信の方
向に関して対称性が高く、親局と各子局は、どちらの方
向からの光信号の伝送に関しても対等に応答するので、
通信のための制御が単純である。

（ロ）子局は、親局に対する応答を、光信号が送られて
きた光ケーブル端子側に、常時送出するようになってい
るため、親局が、光ケーブルの両端のどちらの方向に向
けて、光信号を送っても、子局においては、親局の光信
号の送出方向に関する特別の配慮を必要としないので、
ハードウエアが簡潔になり、かつ、複雑なプロトコル等
の、ソフトウエアの負担を軽減する。

（ハ）回線が１本の光ケーブルからなっているため、安
価に設置でき、かつ信頼性は、従来の２本の光ケーブル
を用いたものと同等である。

（ニ）さらに、光ケーブルの両端に、シリアルデータ通
信回路それぞれ備えた１対の親局を、別な通信回線によ
つて、連結することが容易であるため、親局の機能を、
遠方に分けて同様の構成を達成しているため、光ケーブ
ルをループ状にしないで、同等の効果を奏する光ケーブ
ル回線を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、本発明の一実施例を示すもので、第１図は、光ケーブル回線を環状回線にして、自動制御
システムに適用したブロック図、第２図は、親局のブロック図、第３図は、子局のブロック図、第４図は、親局の要部を具体的に示す電気回路図、第５図は、第４図に示す双方向光電変換器の電気回路
図、第６図は、子局の要部を具体的に示す電気回路図、第７図は、光ケーブル回線を非環状として、自動制御シ
ステムに適用した他の実施例のブロック図を示すもので
ある。第８図は、発呼、被呼自在の受発信局の要部を具体的に
示す電気回路図である。（１）ホストコンピュータ、（2_A）（2_B）親局（3_A）（3_B）光ケーブル接続端子、（４）子局（５）アクチュエータ、（６）光ケーブル回線（７）光ケーブル中継部、（8_A）（8_B）光ケーブル接続
端子（9_A）（9_B）ハーフミラー、（10）データ引き渡しライ
ン（11）通信回線、（12）（23）CPU （13）（24）ROM、（14）（25）RAM （15）（26）入出力制御部、（16）通信制御部（17）データ転送制御部（18）ディジタル・アナログ変換部（19）計測表示部、（20）通信制御部（21）データ転送制御部（22）光ケーブルインターフェイス部（27）弁、（28）（29）リミットスイッチ（30）モータ制御部、（31）駆動モータ（32）開度検出器（33）アナログ・ディジタル変換部（34）通信制御部、（36_A）（36_B）双方向光電変換器（37）受光素子、（38）発光素子（39）増幅器、（40）スイッチ素子（41）データ端子、（42）スイッチ素子（43）ドライバ、（44）制御端子（45_A）（45_B）（46_A）（46_B）スイッチ素子（47_A）（47_B）遮蔽板、（48_A）（48_B）ハーフミラー（49_A）（49_B）双方向光電変換器（50_A）（50_B）（51_A）（51_B）（53_A）（53_B）スイッチ
素子（52）オアゲート、（54）遮蔽板（55_A）（55_B）受光素子、（56）モデム（57）一般通信回線、（R_A）（R_B）（R_X）受信端子（T_A）（T_B）（T_X）送信端子、（L₁）（L₂）光（L₃）光軸、（l_A）（l_B）光軸（l_C）反射光路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親局を基にして、通信回線を環状回線と
し、環状回線の途中に、複数の子局を配設するようにし
た自動制御用光ケーブル通信回線において、前記親局は、光信号の送信信号と受信信号を、電気信号
の出力信号と入力信号に対応させて、入出力双方向に光
電変換するようにした双方向光電変換器を、ループ状に
１回線をなす光ケーブル回線の両端に、光信号の送受信
端を対向させてそれぞれ設けるとともに、各双方向光電
変換器の電気信号入出力端子に、信号の伝達方向を互い
に逆向きにした１対のスイッチ素子の入出力端を接続
し、その１対のスイッチ素子の他方の入出力端を、１対
のシリアルデータ送受信回路の受信端子と送信端子に、
各スイッチ素子の信号の伝達方向に応じてそれぞれ接続
してなり、前記子局は、前記親局にループ状に連結する光ケーブル
回線に対して、光学的に直列的に介在させた光ケーブル
回線の入出力両端に、光信号の送信信号と受信信号を電
気信号の出力信号と入力信号に対応させて、入出力双方
向に光電変換するようにした双方向光電変換器を、その
双方向光電変換器の光信号の送受信端を対向させてそれ
ぞれ設けるとともに、両双方向光電変換器の電気信号入
出力端子の間に、一方の双方向光電変換器の電気信号入
出力端子から他方の双方向光電変換器の入出力端子に信
号を送るように互いに逆向きに並列接続し、かつ前記双
方向光電変換器のいずれかの電気信号入出力端子からの
出力を、シリアルデータ通信回路の受信端子に接続する
ようにした１対のスイッチ素子を設け、さらに前記双方
向光電変換器の電気信号入出力端子とシリアルデータ通
信回路の送信端子の間に、該送信端子から、いずれかの
前記双方向光電変換器の電気信号入出力端子に選択的に
信号を伝達する他のスイッチ素子を設けるとともに、前
記両光ケーブル回線の光軸をなす透過光路に対して反射
光路を直交させ、かつ互いの反射光路を合致させた１対
のハーフミラーと、その両ハーフミーラーを結ぶ反射光
路上に設けられ、かつ反射光路から退避自在の遮蔽板
と、その遮蔽板の両面に設けられた１対の光電変換素子
とにより、前記遮蔽板が両ハーフミラーの反射光路にあ
るとき、光ケーブル回線の入出力両端のいずれから光信
号の入力があったかを前記１対の光電変換素子で検出
し、入射のあった光ケーブル回線の入出力端子側に前記
親局に対する応答信号を送出するようにし、さらに子局
に異常があったとき、前記遮蔽板を反射光路から退避さ
せるようにして、透過中継モードを形成するようにした
ことを特徴とする自動制御用光ケーブル通信回線。
【請求項２】子局が、送信端子と受信端子をそれぞれに
備えた１対のシリアルデータ通信回路を備えている特許
請求の範囲第（１）項に記載の自動制御用光ケーブル通
信回線。