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長期間の互換性を踏襲している省配線システム-ユニバーサルライン!        お問い合わせ 06-6336-1690

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 メタル伝送

  伝送レポート抜粋 No2  45Kmの予備配線伝送


概要

ユニバーサルラインの 伝送仕様の一部を超長距離用に変更した伝送システ
ムで多対ケーブルの予備線を使用して超長距離の伝送に使用したものです。

一般に汎用の電線を用いてノイズレベルの高い伝送路で 接点、アナログ、
パルス等の信号 を長期に安定してメタル伝送する場合は通常のRS485
通信等では非常に困難がともないます。今回弊社の省配線、長距離伝送の特
許技術とノイズ抑制回路のノウハウ等を駆使して大阪の-京都間で通信した
伝送システムの概要です。

超長距離用の伝送をするために更にクロック周波数を下げ(約40Hz)て信号幅
を広くし、回路的にノイズ対策を強化して既設の伝送ユニットをそのまま使
用した。

 機器構成

  左図のような接続で

  ①大阪からスイッチON

  ②京都でその出力表示

  ③その出力を入力に折り
   返す

  ④折り返した入力を大阪
   で確認

  ⑤以上のことをアドレス
   を変えて別のスイッチ
   で行う

  ⑥手動試験の後パソコン
   で同様に連続で行いそ
   れを記録する。

  ⑦これらの作業は両駅で
   オシロスコープで伝送
   波形を見ながら行う



    ■実際の伝送ライン電気的特性の測定■

No.
線径
配線長
配線抵抗
(往復)
線間容量
線間絶縁
対1.
0.9φ
約45Km
2348Ω
1.51μF
99MΩ
対2.
0.9φ
約45Km
2335Ω
1.50μF
49MΩ

    ■伝送システムの構成 


今回の伝送路は抵抗値と線間容量が多いので次のような構成です。
・幅広のクロックのタイプの伝送ユニットを使用する。クロックの隙間は容量分により
  チャージされ谷間が埋められる可能性が高いので50%デューティー比ではなく谷間の
  広いクロック波形とする。実際にはONを10mSとしOFFを15mSの40%デューティー比の
  伝送波形とする。

・波高値は伝送距離を稼ぐためには高いほうが望ましいが他へのノイズの影響と部品コ
  ストの低下を図るため汎用の部品の使用できる24Vとする。

・伝送ラインのデータ伝送の方法は汎用品のようにクロック電圧をもらいそれをチャー
  ジ反転回路で負電圧として使用すると伝送路抵抗のためクロックの波高値に影響が出
  るので避け、別電源の24Vを供給するようにする。

・1ペアの線でうまく伝送できない場合は線をダブルで使用することも考慮する。

 

     ■実際の伝送波形 

 


図 1 京都側子局伝送波形

大阪側でクロックを給電し京都で子局ユッニトを接続した時の電圧波形で線路抵抗
による波高値の低下が見られるが内部で使用するクロックレベルを充分にクリアして
いる。


図 2 京都側で受信したデータ電圧1 

大阪側でアドレス1の接点入力をONにした時の京都側の伝送波形で予想以上に安定した内容
で レベル的にも時間的にも問題無く使用できた。
想定より安定しているのは線間容量が予想外に少なかったのとCRの分布定数の違いと考えられる。

 

     ■パソコン監視画面 

下記のように256接点の内112点のアナログ領域と接点144点に分けて使用した。

 

    ■伝送試験結果

連続伝送試験期間 2004年06月07日~2004年12月10日 約6ヶ月間 連続(何回か停電有り)
全伝送ビット点数 256点 接点系は警報保持回路で瞬時の監視、アナログは1分毎の記録
耐ノイズ性監視点数 常時OFFの128点の信号はノイズでのONは皆無ですべて異常なし
連続入力 7接点 大阪→京都 常時連続ON 異常なし
連続出力 7接点 大阪←京都 常時連続ON 異常なし
連続ON/OFF動作

内容
  1大阪でONしてその時間を大阪で時間と共に記録
  2京都でONした出力を京都の別の監視用の入力に入れて
   それを大阪で出力してその時間と動作を記録
  3大阪でOFFしてその時間を大阪で時間と共に記録
  4京都でOFFした出力を京都の別の監視用の入力に入れて
   大阪で出力してそれを時間と共にを記録

平均伝送遅延時間 往復で約8秒 片道で約4秒
アナログ計測 京都電気室の温度測定を1点のみ行ったが正常に記録されグラフ
等にノイズの記録は見られなかった



    ■考察

今回の長距離伝送試験では当初想定していたよりはるかに良好な伝送の結果が得られた。
これはケーブルの線間容量が予想していたものより小さかったためと考えられる。ケーブ
ルの線間容量は電線メーカーのCPEV0.9Φを基準に想定し、更に少し多めに設定して予備
試験を行っていた。おそらくCPEVよりも被覆が厚いため線間容量が低いと思われる。これ
は他の試験でも同様な傾向がみられた。

今回の伝送波形でもわかるように大阪側から供給した伝送クロックは京都側では線間容量
による伝送波形の鈍りは見られるものの敷居値を充分に満足する伝送レベル及び位相ずれ
の程度でデータの通信が確実にできた。この波形であれば現在6.4秒周期で256の接点の
ON/OFF状態を更新しているが約半分位に早くできそうである。

試験した伝送路は大電流が流れる線路と平行した長距離の伝送路でそこから混入するノイ
ズはかなり強いものではあるがノイズ抑制回路が効果的に作用しペア線でなくても伝送が
可能であった。

 以上報告書抜粋

他の予備線伝送

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    ■あとがき

通常なかなか難しい超長距離の伝送試験が各位の御協力により実現したことに感謝いたします。

試験前は広域のノイズ、大阪-京都間の地電位の差等各種の伝送阻害要因が懸念されまし

が実際に行って見ると適切な各箇所の定数を選定することによりすべて問題なく伝送できました

また夏場の雷による損傷、誤動作もなく試験ができました。

おかげさまでこれらの結果を踏まえたシステムが各地で活躍しています。徐々に長距離、劣悪環

境での実績も増えて全国主要港のフェンス監視や50万Vの電力設備の外周監視にも使用され

います。現在は光ファイバーばやりですが昔ながらのメタル伝送もシンプルでメンテが容易ですの

度ご検討下さい。                                     システム営業部

 

 

 

 

 

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