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ユニバーサルライン
技術資料

 

 

ニバ-サルラインは多重伝送

を利用したシステムで概念的に

は2芯のケ-ブルが256芯

のケ-ブルのかわりをするも

のです

総延長10Km以上に渡って自由

に送れる伝送方法です。

 (特許取得)  



温度、ノイズ、電線種別、サージ等各種の過酷な使用状況での試験をクリアしています。

ノイズ試験1
温度試験
ノイズ試験2
電線の太さと伝送距離
高ノイズ環境の施工例
電線の種類と分岐方法
LANとユニバーサルラインの相性試験 
伝送システムの信頼性について

 

          ユニバーサルライン伝送仕様
伝送方式
正負時分割多重伝送 双方向ブロードキャスト
伝送速度
500BPS (超長距離伝送用 50BPS)
伝送遅延
32点/0.07秒 64点/0.13秒 128点/0.25秒 256点/0.5秒
伝送ビット

標準 256BIT/1スキャン 4回線増設時1024BIT/0.5秒

伝送距離

線径,構成により異なり直線で1Km~12Km
分岐自由なので総延長では更に長距離が可能 

伝送内容
接点信号、パルス、アナログ

 

ユニバーサルラインの概要
時分割多重伝送のイメージ

ユニバーサルラインは1対の電線を使用して時分割で複数の接点信号を双方向でやり取りするシンプルな伝送です。

ユニバーサルラインの伝送の概念は左の絵のようなものです。

左図の中央の2本の電線を利用して時間ごとに切り換えて複数の接点信号の伝送を行います。

信号は切替SW1とSW2を同じ時間で同期して切替えて複数の信号を2本の線で送ります。

実際には256点の個別の接点信号を2mS間隔で切り換えて伝送しています。

これは電気のスピードで言うと非常に遅いスピードです。

現在よく使用するLANの約1/2万ですが逆にゆうと2万倍も信号幅が広い伝送です。

このため若干の伝送遅延がありますがノイズ に強くて安定した信号の伝送が可能になります。

 

伝送遅延

伝送点数
遅延時間
32点
0.07秒
64点
0.13秒
128点
0.25秒
256点
0.5秒
                 標準256点

 

このような伝送方式なため従来の通信とは異なり電線の種別や配線の分岐方法に制限の無い長距離伝送が可能となります。

若干の遅延が問題にならない用途であれば監視、管理、計測系の用途がパラレルに接続するだけで限りなく拡がります。増設、追加工事を考えると大幅なコストダウンが可能です。

 

信号幅が広いので確実に長距離の多重伝送が可能です。やや こしい通信プロトコルは何もありません。

オシロでその信号を見ると右図のような波形を見ることができます。

2007/9月末に電線の中身(すべての信号のON/OFF状態)が見えるユニットも発売いたします。

 

上の図はイメージ図です。

実際の伝送には信号ON/OFFの途切れはありません。

シーケンサのCC-Link等とほぼ同じ時分割のの多重伝送方式です。

異なるところといえば

■CC-Link等よりもややスピードが遅くノイズに強いことや

■どのようなケーブルや電線でも伝送として使用できること

長距離の伝送が可能で分岐箇所や分岐方法が無制限等です

ユニバーサルラインの伝送アニメ

 

伝送+電力供給機能


省配線を目的とするユニバーサルラインは端末側ユニットに電力を送ることができます。

伝送のクロックはパワフルなDC24Vの電源をON/OFFしたようなものなので伝送端末は

整流平滑して自身の電源として使用できる2線式の伝送システムになります。

このパワフルさ(低インピーダンス)がノイズに強い要因のひとつでもあります。

 

2線式伝送は現場に電源がいらず大変便利ですが若干消費電流が多いので多用する場合は

外部電源供給タイプをご使用になるか太目の電線をお使い下さい。

例)2sqでの伝送距離  1点入力AD1を50台で7.5Km


伝送ラインの電力を利用する2線式ユニットには下記のようなユニットがあります。

1点入力ユニット
AD1
4点入力ユニット
AD1-4
1点出力ユニット
AD-2
1点パルス積算ユニット
AD-3
1点時間積算ユニット
AD-4
1点伝送高速入力ユニット
AD-6A/6B
水道メータ検針積算ユニット
AD-9
伝送ラインチェックユニット
AD-12
伝送ラインアドレスモニタ
AD-MON
1点アナログ入力ユニット
AD1AD
2点アナログ入力ユニット
AD2AD

 

 

 

時分割多重伝送のイメージ

リセット期間を基準に伝送ライン上の各ユニットが同期します。各ユニットのアドレスはリセット期間からの時間的位置でその瞬間のデータ内容をマイナス電位でライン上の他のユニットに伝送します。このためN:Nの通信が可能になります。
アナログ伝送も同様ではA/D変換した2進数の1、0の状態をその時間位置に複数ならべて伝送します。

 

 

具体的な伝送

パワフルな伝送クロックを生成する伝送用電源と称している伝送主基板を内臓した伝送親局ユニットを基本としてシステムを構成します。

伝送主基板はクロック生成の他に伝送ラインの送受信インターフェース、シリアル⇔パラレル変換等の機能を兼ね備えています。

 

 

この基板ULP03を内蔵した伝送親局と呼ばれるユニットはパラレルI/OやシリアルI/Oの組み合わせで各種あります。

またこれに接続する接点用、アナログ用、パルス用ユニット、基板が各種あります。伝送の基本は接点信号です。

アナログやパルスのデータは2進法の重み(1,2,4,8,16・・・)を付けて接点のアドレス位置に並べてデータを伝送します。

このことは簡単な接点ユニットでそのアナログ信号のデータのアドレスに合せると警報設定器として出力することも
できます。

またアナログデータが接点信号でパラレルに取り出せるのでシーケンサの汎用入力で取込み温度、

圧力等のデータを測定することも可能です。

伝送主基板はこの他にRS232CやLANのインターフェースを内臓したものもあります。

 

 

 

 

ユニバーサルラインのシステム構築方法


使用する電線
と 配線方法

■どのような電線でも使用できます。特にツイストペア、シールドとかの
  制限はありませんが細い線を長距離(数Km)使用する場合とかの
  特殊な場合は事前に動作確認して下さい。
  ベースユニットから伝送用の電力を供給していますので細い電線の
  場合はダブルで使用してください。

■24Vのクロックで伝送していますのでインターホン等の弱電線と同一
  ケーブル内で使用するとクロストーク(漏話)が発生することがありま
  すので避けて下さい。

■分岐方法も特に制限はありません。伝送ラインの+と-が接続さ
  れていれば動作します。電源を分配接続する感覚でパラレルに
  接続すれば放射状、ループ状,送り配線でもどんな分岐でもかま
  いません。終端抵抗も不要です。

アドレスについて

■接点等のデジタル系は1~256のどの場所を使用してもかまいま
  せん。また同一アドレスを重複して使用することが自由にできます。
  例えば分散している20箇所の押しボタンのどれを押してもドアが開
  くとか照明がつくとかの用途につかえます。
  また出力アドレスを重複させて1つのデマンド信号で工場内の何10
  台の機器を制御するとかに使用できます。

■アナログ系はA/D変換してBitを並べたり、複数のユニットを選択し
  たりしますのでアドレスは決まっています。詳細は下記のA/D変換
  の説明を参考にして下さい。

システムチェックについて

■幅の広い信号をカウントする単純な回路なため、長距離の場合に
  配線抵抗よる電圧降下でリレーのように動作不良になることはあっ
  ても伝送ラインの通信エラーのようなものはありません。一般的な
  配線と同様ですがケーブルの断線が問題になる重要な系統は監
  視用にアドレスを1つ使用して1点入力ユニットの入力を常時ON
  状態にしてその信号のOFFイコー ル断線異常とする場合もあり
  ます。
  伝送信号の何番目の状態がどうか等の確認はオシロで見ること
  ができます。

■パソコンインターフェイスのRS232Cの部分は伝送距離はあまりと
  れず強烈なノイズには弱いのでノイズの強い場所での使用は配線
  距離、シールド等のそれなりの使い方が必要です。

■パソコンを使用する場合はチェック用のアドレス設けを1分とかの
  定期 に出力書き込み動作を行いそのエコーアンサーを確認したり
  、あるいは外部でパソコンのハングアップ監視も含めたシステム
  チェックの方法 もあります。

 

         

        多点のデータの伝送

アナログ信号をA/D変換して伝送したり積算データをバイナリで伝送すると1つの信号で多くのビットデータを必要とします。多点の計測の場合すぐに256BITをオーバーします。
そのためこれらの信号伝送はパソコンに主導権を持たせた会話方式(ポーリング)を行いで多数(最大250ユニット×8=2000点) のデータ収集を可能にしています。


アナログユニットのデータの取り出しの手順

       ■アナログユニットは伝送の時分割アドレスとは別のスキャン(1周)順 IDを持っています。

       ■スキャン順 IDは1スキャン(0.5秒)ごとにパソコン等より1,2,3と選択されます。

       ■パソコンもしくはシーケンサ等は各スキャンごとにアナログユニットを選択します。

       ■選択はパソコン等より出力する接点の先頭8ビットのON/OFFできまります。

       ■先頭8ビットと合致したDipSW設定を持つ子機のユニットはパソコンに応答します。

       ■応答はそのスキャン中に自分のDipSW内容と計測データを伝送ラインに送出します。

       ■送出は伝送I/Oの256接点の指定された位置に2進数のON/OFFで書込みます。

       ■パソコン等はこのDipSW内容(子機識別)と計測データを読込みデータ収集します。

       ■データ収集を完了するとパソコン等は8ビットを桁上げして次のユニットを選択します。

       ■選択は8ビットで行いますので最大250台の選択が可能になります。

       ■アナログユニットのデータは12ビットのA/D変換(分解能1/4096)です。

       ■SU8ADの場合はこのスキャンにデータが8量分並んでいます。AD1AD等は1量です。

       ■最大ユニット250台×8量=2000 のデータ収集が2本線のパラ接続で可能になります。

 

 

 

 

 

       パルス信号の伝送方法(伝送カウンター AD3等)
 
パルス信号の取込みはアナログ信号とほぼ同じ方法でサンプリングをしています。
伝送ラインに接続されている伝送カウンター(AD3)のスキャン順の番号をパソコ ンより8 Bitで指定することにより指定されたカウンターが応答します。
各カウンターが選択されている期間中は24bitの積算データをそのまま伝送ライン 上に送出します。この積算データを伝送ライン上のパソコンが読み取り順次切替え ながら収集します。
この伝送カウンター内にある積算データはパソコンからクリアしたり任意なデータ を個別にプリセットできますので既設のメータ指示値に合わせて運用集計すること ができます。伝送カウンタの積算値は不揮発メモリに書かれるので停電でも記憶し ています。
伝送カウンタは50000パルス/KWHの電力パルスにも対応させているために伝送ライ ンほどノイズに強くありませんので通常の弱電線の感覚で配線をして下さい。


 

 

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