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JPH0560704B2 - - Google Patents
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JPH0560704B2 - - Google Patents

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JPH0560704B2
JPH0560704B2 JP5960585A JP5960585A JPH0560704B2 JP H0560704 B2 JPH0560704 B2 JP H0560704B2 JP 5960585 A JP5960585 A JP 5960585A JP 5960585 A JP5960585 A JP 5960585A JP H0560704 B2 JPH0560704 B2 JP H0560704B2
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Wataru Kitaura
Juji Ichinose
Setsuo Arita
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はループ型データ伝送システムにおける
データ伝送方法に係り、特に1台の中央制御装置
と複数台の遠隔端末装置からなるループ型データ
伝送システムにおけるデータ伝送効率を高めるに
好適なデータ伝送方法に関する。
〔発明の背景〕
従来のデータ端末装置相互の通信を目的とした
ローカルネツトワークの形態にはバス型やループ
型などがあり、そのアクセス方式も時分割多重や
トークンパツシング方式などがある。そのループ
型のデータ伝送システムの公知例としては、日立
評論Vol.65,No.11(1983−11)“統合光ループ伝送
システム「H−8644ループネツトワーク」”があ
る。このシステムでは、データ端末装置間の通信
をトークンパツシング方式により実現している。
さらにトークンパツシング方式にも多くの変形が
あるが、この伝送システムでは次のような方式を
とつている。すなわち、システム全体を管理する
LSN(Loop Service Node)が特殊フレームとト
ークンを送出する。そのトークンは常時ループを
周回しており、送信データが発生したFSN
(Field Service Node)はトークンを受信すると
フレームを送信し、その直後にトークンを送信し
ている。そのフレームはデータの他に送信アドレ
スや受信アドレス等の情報が含まれており、各
FSNはこれらのアドレス情報を識別して自局宛
のフレームならばフレームの受信動作を行なつて
いる。つまり各FSNでは通信したい相手のアド
レスを任意に設定できるので、このシステムでは
任意の相手と通信可能であるという長所がある。
そのため、このような伝送システムは計算機関を
接続したシステムに適用した場合に最大の効果を
生む。
しかしプラント内のプロセスデータ等を収集す
る遠隔端末装置と中央制御装置をループ状に接続
した伝送システムでは、遠隔端末装置間のデータ
通信はなくて全てデータは中央制御装置へ伝送さ
れることになる。そして中央制御装置は伝送され
てきたデータを受信し、それを解析して遠隔端末
装置に制御情報を伝送する。このようなプラント
内のデータ伝送に上記のトークンパツシング方式
を採用した場合には、中央制御装置で伝送する制
御情報はトークンを受信した直後に送信される。
そのため中央制御装置ではトークンを受信した時
点では、ループ上に何らデータが存在していない
ことになる。しかしプラントにおいてはプロセス
データを高速に伝送して制御・監視を行なうた
め、このようにデータの存在しない時間が生じる
と、中央制御装置から送信する制御情報の送信周
期が長くなる問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は中央制御装置と複数台の遠隔端
末装置からなるループ型データ伝送システムにお
けるデータ伝送効率を高めるデータ伝送方法を提
供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、1台の中央制御装置と複数台の遠隔
端末装置が伝送路でループ状態に接続されたデー
タ伝送システムにおいて、遠隔端末装置から中央
制御装置に送信するデータ群のデータ数に応じ
て、そのデータ群を中央制御装置の受信部が空き
時間なく受信できるように、中央制御装置の送信
部の中央制御装置から遠隔端末装置に送信するデ
ータ群の送信タイミングを制御することにより、
中央制御装置から遠隔端末装置へのデータ伝送周
期を短縮すると共にデータ伝送効率を向上可能に
したデータ伝送方法である。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の実施例を図面により詳細に説明
する。
第1図は本発明によるループ型データ伝送シス
テムにおけるデータ伝送方式の一実施例を示すシ
ステム構成ブロツク図である。第1図において、
1は1台の中央制御装置(以下CCUと略称す
る)、2はプラント内に散在配置されプロセスデ
ータ等を収集する複数台の遠隔端末装置(以下
RTUと略称する)。3はCCUと複数台のRTUを
ループ状に接続する伝送路である。4はCCU送
信回路、5はRTU受信回路である。6はCCUの
発振器、7は分周回路、8はカウンタである。9
はRTUのデータ格納エリア、10はデータ数テ
ーブル、11はバツフアレジスタ、12は命令解
読回路、13は加算器、14はデータ終了信号検
出回路、15はRTU送信制御回路である。16
はRTU送信回路、17はCCU受信回路である。
18はCCUの検出回路、19はラツチ回路、2
0はコンパレータ、21はCCU送信制御回路で
ある。22はCCUデータ処理装置、23はCCU
データ作成装置である。
第2図は第1図のCCU送信回路4か送信する
伝送データ構成図である。第2図において、Sは
データ群の先頭を示す信号、次はデータの送信ア
ドレス(この場合にはCCUに割り付けた固有の
アドレス)(エリア)、次はデータの受信アドレス
(エリア)、MはCCUがRTUに対して送信させる
データの種類を指定する情報(エリア)である。
次は受信アドレスで指定されたRTUが情報(エ
リア)Mで指定されたデータの種類を識別して該
情報(エリア)Mの内容に応じたデータを送信す
る場合に該送信データ数を格納するRTU側で修
正可能なデータ数格納エリアで、CCUは該デー
タ数格納エリアを“0”として送信したのち受信
アドレスを複数台に設定してあつた場合には各
RTUは送信データ数を該データ数格納エリアに
順次加算して送信する。eはCCUから送信する
一連のデータの終りを示す信号で、なお該信号e
はCCUに限らず各RTUから送信する一連のデー
タの終りも示す。EはCCUから送信した信号S
で始まるデータ群の終りを示す信号で、各RTU
がデータを送信する場合には該信号Eを検出した
時点から送信を開始したのち、データ送信が終了
した時点で新たに信号Eを送信する。第3図は第
2図のデータ群を第1図のRTU受信回路5で受
信したのちRTU信号回路16から送信する伝送
データ構成図である。第3図において、第2図は
信号Sで始まるデータ群をRTU受信回路5で受
信し、受信アドレスが自局宛であつた場合には信
号Eの検出時点で信号Eを消去してから、自局の
送信データの送信アドレス、受信アドレス、デー
タの種類情報M、データ、信号eを送信したのち
新たに信号Eを送信している。また第4図は第1
図のCCU送信回路4から送信する伝送データの
ビツト構成およびクロツク信号の波形図である。
第4図において、第1図のCCU送信回路4から
送信されるデータは第4図の信号aのようにシリ
アルデータとして伝送されるが、この送信のため
に第1図の発振器6より出力されるクロツク信号
bを用いる。さらに第4図の信号aは1データを
8ビツト構成の場合であるが、この1データの構
成ビツト数に応じて発振器6のクロツク信号bを
第1図の分周回路7で分周して第4図の信号cを
作成し、この信号cをカウンタ8に入力してクロ
ツク数を計数している。
第5図a,bはそれぞれ第1図のCCU,RTU
から送信する第2図,第3図の伝送データ構成の
一具体例図である。第5図aにおいて、本例は
CCUからRTU1へ“プロセスデータを送信せ
よ”という命令を出す場合の具体的な伝送データ
構成であり、データ数格納エリアは“0”として
送信する。また第5図bにおいて、第5図aの伝
送データを受信したRTU1はプロセスデータを
送信するのに100バイト必要であれば、データ数
格納エリアを“0”から“100”に改めたのち、
信号Eのところからデータを100バイト送信し、
その後に新たに信号Eを送信する。また第6図
a,b,cはそれぞれ第1図のCCU、複数台
RTUから送信する第2図、第3図の伝送データ
構成の他の具体例図である。第6図aにおいて、
本例はCCUから全てのRTUに対して“プロセス
データを送信せよ”という命令を出す場合の具体
的な伝送データ構成である。この場合には第5図
bにおいて、第5図aの伝送データを受信した
RTU1はプロセスデータをaバイト送信するの
であれば、データ数格納エリアを“a”と改めて
データを送信する。ついでRTU2以下では各
RTUの送信データ数を順次加算してデータを送
信する。そして第5図cにおいて、RTUnから送
信データを送信する時にはデータ数格納エリアの
値を“a+b+……+n”として送信し、かくし
て各RTUから送信されるデータはRTU1から順
番に信号eにより区切られて伝送される。
かかる動作は第1図のRTUにおいて次のよう
にして行なわれる。まずRTUが収集したプロセ
スデータ等はデータ格納エリア9に格納する。そ
して各データのデータ数はデータ数テーブル10
に格納する。RTU受信回路5で受信した第2図、
第3図(第5図、第6図)の伝送データ群はバツ
フアレジスタ11に入れ、自局宛以外のデータ群
はそのままRTU送信回路16より伝送路3に送
信される。そしてCCUから伝送された第2図、
第3図(第5図、第6図)の自局宛のデータ群を
命令解読回路12で識別した時に、信号Mで指定
されたデータの種類に対応したデータ数テーブル
10のデータ数を加算器13で加算してデータ数
格納エリアを書き替える。さらに信号Eをデータ
終了信号検出回路14で検出したならば、その時
点でデータ格納エリア9の指定されたプロセスデ
ータを送信制御回路15によりRTU送信回路1
6より伝送路3に送信される。なおRTUの送受
信制御回路24はCCUから送信された伝送デー
タ群の受信アドレスおよびデータの種類を示す信
号(エリア)Mを判定して、データ格納エリア9
およびデータ数テーブル10などの送受信制御を
行なつている。
次に第7図は第1図の1台のCCUおよび3台
のRTUのループ型伝送システムの一構成ブロツ
ク図である。第7図において、RTUの台数を3
台として、それぞれRTU1,RTU2,RTU3
と呼称する。第8図は第7図のシステムにおける
CCUの送受信および各RTUの送信タイミングの
一タイムチヤートである。第8図において、本例
は各RTUがCCUによつて指定されたプロセスデ
ータだけを送信する場合のデータ構成および送受
信タイミングを示す。まずCCUから第2図(第
6図a)に相当するデータ群A1を送信する。な
お第8図のデータ群A1等の下で( )内に示し
た数字または信号はデータ数格納エリアの内容を
示すものとする。つまりCCUはデータ群A1等
のデータ数格納エリアを“0”として送信する。
RTU1は受信したデータ群A1のデータ数格納
エリアを“b1”にしてから信号Eを消去してデ
ータ数“b1”バイトのデータ群B1を送信した
のち新たに信号Eを送信する。同様にしてRTU
2は受信したデータ群A1のデータ数格納エリア
を“b1+c1”にしてからデータ群B1の後の信
号Eを消去してデータ数“c1”バイトのデータ群
C1を送信したのち新たに信号Eを送信する。
RTU3は受信したデータ群A1のデータ数格納
エリアを“b1+c1+d1”にしてからデータ群B
1に続くデータ群C1の後の信号Eを消去してデ
ータ数“d1”バイトのデータ群D1を送信した
のち新たに信号Eを送信する。かくしてRTU3
のRTU送信回路16から送信されるデータ群は
データ数格納エリアの内容が“b1+c1+d1”の
データ群A1、データ群B1,C1,D1,信号
Eの順番で伝送路3を介してCCUへ伝送される。
そこでCCUはRTU3から送信されたデータ群を
CCU受信回路17で受信すると、CCU送信回路
4で送信して戻つてきたデータ群A1内のデータ
数格納エリアの内容“b1+c1+d1”を検出し、
そのデータ数(バイト数)“b1+c1+d1”に応じ
てCCU送信回路4から次のデータ群A2を送信
するタイミングすなわちデータ群A1の後に信号
Eを送信してから次のデータ群A2を送信するま
での時間t1が各RTUから合わせてデータ数“b1
+c1+d1”バイトを伝送するのに要する時間と
同一になるように制御する。次に同様にして
CCUからデータ群A2を送信して、RTU1,
RTU2,RTU3はそれぞれデータ数“b2”,
“c2”,“d2”バイトのデータ群B2,C2,D2
を順次送信し、これらのデータ群をCCUが受信
して次のデータ群A3を送信するタイミングすな
わちCCUからデータ群A2の後に信号Eを送信
してから次のデータ群A3を送信するまでの時間
t2が各RTUから合わせてデータ数“b2+c2+
d2”バイトを伝送するのに要する時間と同一に
なるように制御する。このような送信タイミング
でCCUよりデータ群A1の送信後にデータ群A
2,A3等を送信すると、CCU受信回路17で
は第8図のように伝送容量を100%利用してデー
タ群を受信している。
かかる動作は第1図のCCUにおいて次のよう
にして行なわれる。まずCCU受信回路17で受
信した第8図のデータ群から自局で送信した第2
図(第6図a)に相当するデータ数格納エリアを
含むデータ群A1等を検出して、データ数格納エ
リアの書き替えられた内容のみをラツチ回路19
に格納する。一方で分周回路7の1データ(1バ
イト)に対応する出力信号c(第4図)はカウン
タ8でクロツク数を計数しているが、ただし該カ
ウンタ8はCCU送信回路4が送信動作をしてい
ない期間だけ動作するようにしており、つまり第
2図(第6a)に相当するデータ群A1等および
信号EをCCU送信回路4が送信し終つた直後か
ら上記クロツクの計数を開始する。そしてコンパ
レータ20によりラツチ回路19のデータ群A1
等のデータ数格納エリアの値X(“b1+c1+d1”
等)とカウンタ8の計数値Nを比較して、N≧X
となつた時点(時間t1等の経過時点)で送信制
御回路21に送信開始指令信号を出力し、CCU
送信回路4から次のデータ群A2等および信号E
を送信する。ただしコンパレータ20はラツチ回
路19にデータ数Mがラツチされた時点から
CCU送信回路4より次のデータ群A2等が送信
されるまでの期間に動作するようにしている。ま
たラツチ回路19にデータ数Mが格納された時点
で、N>Xとなつていたならば直ちに送信開始指
令信号が出力される。なおCCU受信回路17で
受信したデータ群B1,C1,D1等のプロセス
データはデータ処理装置22に伝送されて処理さ
れる。そして処理結果あるいはオペレータ操作に
よりCCUデータ作成装置23で第2図(第6図
a)に相当する次のデータ群A2等が構成され
て、上記したCCU送信回路4から送信される。
また第9図は第7図のシステムにおけるCCU
の送受信および各RTUの送信タイミングの他の
タイムチヤートである。第9図において、本例は
各RTUがCCUによつて指定されたプロセスデー
タ以外のデータも合わせて送信する場合のデータ
構成および送受信タイミングを示す。まずCCU
から第2図(第6図a)相当のデータ群A1を送
信し、全RTUに対して“プロセスデータを送信
せよ”という命令を出したが、RTU1および
RTU3において他の情報もCCTへ伝送したいと
いう要求があつた場合には、RTU1ではデータ
群A1を受信した時点でデータ群A1内の情報M
で指定されたデータ群B1(データ数“b1”バ
イト)の送信に続けてCCTへ送信したいデータ
群B1′(データ数“b2”)を送信する。ただし
データ群A1内のデータ数格納エリアの内容
(値)は“b1+b2”として送信する。RTU2は
データ群A1で指定されたデータ群C1(データ
数“c1”)のみをデータ群A1のデータ数格納エ
リアの内容を“b1+b2+c1”にしてからデータ
群B1′に続けて送信するが、RTU3はRTU1
と同様にデータ群A1で指定されたデータ群D1
(データ数“d1”)の送信に続けてCCUへ送信し
たいデータ群D1′(データ数“d2”)を送信す
る。ただしデータ群A1のデータ数格納エリアの
内容は“b1+b2+c1+d1+d2”にして送信する。
かくしてCCU受信回路17でデータ群A1を受
信した時に検出されるデータ格納エリアの値(デ
ータ数)Xは“b1+b2+c1+d1+d2”となつて
いるため、この値によつてCCUから次のデータ
群A2を送信するタイミングすなわちデータ群A
1の信号Eを送信してからデータ群A2を送信す
るまでの時間t1を制御している。
なお第10図は第9図のRTU1が送信するデ
ータ群B1,B1′のデータ構成図である。第1
0図において、データ群B1,B1′の送信アド
レス、受信アドレスは共にRTU1,CCUである
が、次のデータの種類を示す情報(エリア)Mは
異なつている。すなわちCCUによつて指定され
たデータ群B1の情報(エリア)MはCCUから
送信したデータ群A1の情報Mと同一内容である
が、データ群B1′の情報(エリア)M′はデータ
群A1の情報Mとは異なつた内容であり、データ
群B1′のデータの種類を表わしている。またデ
ータ群B1,B1′の区切りはデータ群B1の終
りを示す信号eで識別できる。また第11図は第
7図のCCUから送信するデータ群A1,A1′の
他のデータ構成図である。第11図において、本
例はCCUからRTUにデータ送信命令を送信する
以外にRTUに対して制御情報を伝送する場合の
データ構成を示す。すなわちデータ群A1で
CCUから全RTUに対し情報Mの“プロセスデー
タを送信せよ”という命令を送信するとともに、
データ群A1′でCCUから特定のRTU3に対し
てのみ情報M′の制御データを送信する。この場
合にはデータ群A1は上記した第8図および第9
図の場合と同様に第2図(第6図a)に相当する
が、データ群A1′は受信アドレスをRTU3とす
るとともにデータの種類を示す情報M′として伝
送している。なお各RTUではCCUから送信され
たデータ群の受信アドレスおよびデータの種類を
示す情報(エリア)Mは主に送受信制御回路24
で判定して送受信制御を行なつている。
なお第1図(第7図)の伝送システムにおい
て、特別に各RTUはCCUからのデータ送信命令
にのみ応答して第8図のようなCCU指定のデー
タ群B1,C1,D1等のデータのみを送信し、
第9図のようなCCU指定以外のデータ群B1′,
D1′等のデータを伝送しないという特殊なシス
テムの場合には、次のように伝送制御することも
可能である。第12図はこの場合の第1図の特殊
な伝送システムにおけるデータ伝送方式の他の実
施例を示すCCU内のRTUとデータ数の対応表で
ある。第12図において、CCUは各RTU1〜
RTUnから送信されるべきデータ群のデータ数
(バイト数)をデータの種類を示す情報M1,M
2,M3等ごとにデータ数x1,y1,z1〜xn,yn,
znのように表として作成しておく。第13図は
同じくCCUのデータ送信タイミングチヤートで
ある。第13図において、データ群A1,A2,
A3はCCUから送信するデータ群である。これ
らのデータ群には上記のデータ数格納エリアは不
要であり、この場合のデータ構成は第2図(第6
図a)からデータ数格納エリアを除去した構成で
ある。ここでデータ群A1,A2で指定するデー
タの種類を示す情報(エリア)M1,M2とす
る。まずCCUはデータの種類を示す情報M1の
データ群A1および信号Eを送信する。そして、
CCUはデータ群A1で指定した受信アドレスの
RTUにおける情報M1に対応するデータ群のデ
ータ数(バイト数)の総和を第12図の対応表よ
りぬきだし計算し、上記信号Eの送信後から上記
データ数の総和値のバイト数を伝送するに要する
時間t1を経過後に、次のデータの種類を示す情
報M2のデータ群A2および信号Eを送信する。
そして同様にして時間t2を経過後に、次のデー
タ群A3を送信するようにCCU送信回路4の送
信タイミングを制御すれば、CCUの受信に関し
て第8図と同様になることは明らかである。また
本実施例ではデータ数格納エリアが不要となるた
め送受信制御も簡単化される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、ループ型データ
伝送システムにおけるCCU側の受信動作に空き
時間がなくなるためデータの伝送効率を向上でき
るうえ、CCUからRTUへ情報を伝送する周期が
短縮できてCCUによるRTUの制御性も向上する
とともに、各RTUからのデータの伝送周期も短
かくなるためCCUによるプラント等の監視機能
も向上するので、特にプラント内などのデータ伝
送方法として利用すれば効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるループ型データ伝送シス
テムにおけるデータ伝送方式の一実施例を示すシ
ステム構成ブロツク図、第2図は第1図のCCU
の伝送データ構成図、第3図は第1図のRTUの
伝送データ構成図、第4図は第1図のCCUの伝
送データのビツト構成およびクロツク信号の波形
図、第5図a,bはそれぞれ第2図、第3図の伝
送データ構成の一具体例図、第6図a,b,cは
それぞれ第2図、第3図の伝送データ構成の他の
具体例図、第7図は第1図の伝送システムの一構
成ブロツク図、第8図は第7図のCCUおよび
RTUの一送受信タイミングチヤート、第9図は
同じく他の送受信タイミングチヤート、第10図
は第9図のRTU1の伝送データ構成図、第11
図は第7図のCCUの他の伝送データ構成図、第
12図は本発明による第1図の伝送システムにお
けるデータ伝送方式の他の実施例を示すCCUの
RTUとデータ数の対応表を示す図、第13図は
同じくCCUの伝信タイミングチヤートである。 1……中央制御装置(CCU)、2……遠隔端末
装置(RTU)、3……伝送路、4……CCU送信
回路、5……RTU受信回路、16……RTU送信
回路、17……CCU受信回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 中央制御装置と複数台の遠隔端末装置が伝送
    路でループ状に接続されたデータ伝送システムに
    おいて、中央制御装置は各遠隔端末装置への指令
    を巡回データとして前記伝送路に送出して一巡さ
    せるとき該巡回データ中にデータ数を書き込むエ
    リアを設け、各遠隔端末装置は前記巡回データの
    指令を受信したとき中央制御装置に送信する端末
    側データを前記巡回データに連続して付加すると
    共に前記エリアに書き込まれている巡回データの
    データ数に前記付加したデータのデータ数を加算
    した値を書き込み、中央制御装置は一巡してきた
    巡回データを受信したとき前記エリアに書き込ま
    れているデータ数の値に基づいて求めた前記巡回
    データの受信時間経過後に次の指令を前記伝送路
    に送出することを特徴とするデータ伝送方法。 2 中央制御装置と複数台の遠隔端末装置が伝送
    路でループ状に接続されたデータ伝送システムに
    おいて、中央制御装置から遠隔端末装置に伝送す
    る第1データ群をデータ群の始まりを示す信号エ
    リアとデータ群の終りを示す信号エリアで区切つ
    たデータ群とすると共に該第1データ群のなかに
    遠隔端末装置側で修正可能なデータ数格納エリア
    を設けて中央制御装置から送信し、遠隔端末装置
    では中央制御装置の送信した第1データ群を受信
    した時に当該遠隔端末装置から送信する第2デー
    タ群のデータ数を上記データ数格納エリアに格納
    すると共に第1データ群の終りを示す信号エリア
    を消去した第2データ群を第1データ群に連続し
    て送信したのち最後尾にデータ群の終りを示す信
    号エリアを新たに付加して送信し、次の遠隔端末
    装置では同様に受信したデータ群のなかの上記デ
    ータ数格納エリアの値に当該遠隔端末装置から送
    信する第3データ群のデータ数を加算すると共に
    データ群の終りを示す上記信号エリアを消去し第
    3データ群を前記第2データ群に連続して送信し
    たのち最後尾にデータの終りを示す信号エリアを
    新たに付加して送信するようにして、中央制御装
    置ではさきに中央制御装置から送信した上記デー
    タ数格納エリアを含むデータ群をループ状の伝送
    路の一巡後に受信し該データ数格納エリアの値か
    ら受信データの受信に要する時間を求め、次に遠
    隔端末装置に送信するデータ群の送信タイミング
    を上記時間経過後にすることを特徴とするデータ
    伝送方法。 3 中央制御装置と複数台の遠隔端末装置が伝送
    路でループ状に接続されたデータ伝送システムに
    おいて、中央制御装置では各遠隔端末装置から送
    信してくるデータ群の種類毎のデータ数を予め記
    憶しておき、中央制御装置から遠隔端末装置への
    指令を巡回データとして前記伝送路に一巡させ、
    遠隔端末装置が該指令に応じて送信するデータ群
    を前記巡回データに連続的に付加して送信すると
    き当該データ群の種類を示す種類情報も付加して
    送信し、中央制御装置は一巡してきた巡回データ
    を受信したとき該巡回データ中の前記種類情報か
    ら受信データの総計のデータ数を求めると共に該
    データ数から受信データの受信に要する時間を求
    め、該時間経過後に次の指令を前記伝送路に送出
    することを特徴とするデータ伝送方法。
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