JP2011022920A - プラント監視システム、プラント監視装置、そのデータ集約装置、端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ集約先装置と複数の端末装置がＩＰ通信網に接続されたプラント監視装置において、ＩＰ通信網上の通信負荷増大を抑止する。
【解決手段】専用通信網２を別途設け、データ集約先装置１２と複数の端末装置１１は、共用ＩＰ通信網１だけでなく専用通信網２によっても相互に通信可能とする。そして、例えば、データ集約先装置１２が専用通信網２を介して各端末装置１１を制御することで、たとえ複数の端末装置１１がほぼ同時に大容量データを共用ＩＰ通信網１上に送出するような状況になったとしても、例えば各端末装置１１に順次大容量データを送出させるように制御することで、ＩＰ通信網上の通信負荷増大を抑止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラント設備を監視するプラント監視システムに関する。

様々なプラントにおいて、ＩＰ技術を使用した通信方式や、他の様々な通信方式（たとえばＲＳ４８５インタフェースを使用したシリアル通信方式等）を使用して、複数の端末装置でプラント状態データを収集し監視する方法が普及している。この様な通信方式を含むプラントの監視では、通信品質や効率の向上のために様々な技術が公開されている。

例えば、特許文献１「ネットワークシステム」には、複数端末装置（ユニット）のデータ通信ルート（データバス）を選択し通信ルート最適化を図ることが開示されている。
また、特許文献２「遠方監視制御装置」には、複数端末が一斉にデータ通信を開始しようとして、一時的に通信路が過負荷または輻輳することを回避する手法が開示されている。特許文献１、２は、いずれも単一通信手段（例えばＩＰ通信路）の使用を前提とした技術である。

また、特許文献３「遠隔監視システム」には、端末装置（通信端末）に複数の通信手段をもたせ、常用通信系が使用できない場合にトランシーバなどの代替通信系に切り替えて通信を維持する技術が開示されている。この場合も、常用通信系または代替通信系は各々単一通信手段（例えばＩＰ通信路）の使用を前提とした技術である。

ここで、プラント設備を監視するプラント監視システムにおいて、例えば図８に示すようなシステム構成を有するものがある。
図８に示すプラント監視システムでは、例えば任意のプラント設備に関するプラント監視装置５０は、複数の端末装置５１（ここでは、端末装置１〜端末装置ｎのｎ台）と、１つのデータ集約先装置５２を有する。複数の端末装置５１及びデータ集約先装置５２は、共用ＩＰ通信網６０に接続しており、ＩＰ通信により相互に通信可能となっている。

各端末装置５１は、監視対象のプラント設備内の各箇所に設置され、その設置箇所における何らかのプラント状態を検出するセンサ等を有し（あるいは、センサ等に接続しており）、プラント設備内の何らかの状態データ（センサ検出データ）を上記共用ＩＰ通信網６０を介してデータ集約先装置５２に送信する。これは、例えば状態データに基づいてプラント設備に何らかの異常であると判定した場合のみ、そのときの状態データをデータ集約先装置５２に送信するが、この例に限らない。

ここで、図８のシステム構成では、図示の通り、他の各種プラント設備に関するプラント監視装置５０である図示の他プラント装置１〜ｍも、共用ＩＰ通信網６０に接続している。これは、例えば、各プラント監視装置５０において、他のプラント設備における何らかの情報（上記状態データ等）を、必要とする場合があるからである。勿論、こういった事情に限るものではなく、例えば現場の何らかの事情により、複数のプラント監視装置５０が１つのＩＰ通信網を共用せざるを得ない場合もある。あるいは、任意のプラント監視装置５０を構築する際に、一時的に他のプラント監視装置５０のＩＰ通信網を利用する場合も有り得る。

図９は、上記プラント監視装置５０の具体例を示す図である。
図９には、上記プラント監視装置５０が、交流受電設備における電源電圧低下を監視す
るシステムである場合の構成例を示す。

図９に示す交流受電設備は、送配電線７６から給電されて、受電変圧器７５により電圧変換して、これを各フィーダを介して各負荷７４に供給するものである。
本例のプラント監視装置は、フィーダにおける電圧低下を監視するものであり、１台のデータ集約先装置７２と複数の端末装置７１がＩＰ通信網７０に接続された構成となっている。図示の例では、まず、受電設備の各フィーダに対応して各端末装置７１が設置されている。この各端末装置７１が上記各端末装置５１の具体例である。各端末装置７１は、ＩＰ通信網７０に接続している。また、ＩＰ通信網７０には上記データ集約先装置５２に相当するデータ集約先装置７２も接続されている。ＩＰ通信網７０は、例えば、上記共用ＩＰ通信網６０に相当するものである。よって、この例では、不図示の他のプラント監視装置における端末装置やデータ集約先装置も、このＩＰ通信網７０に接続している。しかし、この例に限らず、ＩＰ通信網７０は、図示のプラント監視装置専用の通信網であり、他のプラント監視装置はＩＰ通信網７０には接続していない構成であってもよい。

各端末装置７１は、Voltage Transformer等の電圧変換器７３を介して、交流回路（フィーダ）の電圧を検出する。
ここで、図１０に、従来の端末装置７１の構成例を示す。

図１０に示す例では、端末装置７１は、電圧センサ入力部８１、数値演算処理部８２、ＩＰ通信機能部８３を有しており、これら各種機能部８１〜８３はデータバス８４に接続している。

電圧センサ入力部８１は、例えば上記電圧変換器７３からの電圧検出データ（交流波形等）を入力し、例えば既存の不足電圧継電器技術による電圧低下検出を行う。
そして、端末装置７１は、電圧低下検出時に、そのときの電圧データ（たとえば電圧低下発生時の交流波形情報）を、ＩＰ通信網７０を介してデータ集約先装置７２に送信する。これは、例えば、数値演算処理部８２は、随時、電圧センサ入力部８１から上記電圧データを取得して、これを自己の内蔵メモリに記憶しており、電圧センサ入力部８１が電圧低下を検出すると、内蔵メモリからそのときの電圧データ（たとえば電圧低下発生時の交流波形情報）を取り出して、この電圧データを含むデータ集約先装置７２宛てのパケットを生成し、このパケットをＩＰ通信機能部８３に渡す。ＩＰ通信機能部８３は、このパケットをＩＰ通信プロトコルに従ってＩＰ通信網７０を介してデータ集約先装置７２に送信する。

データ集約先装置７２は、この電圧データ（たとえば電圧低下発生時の交流波形情報）を受信すると、この電圧データの記憶・蓄積、あるいは表示等を行う。あるいは、電圧データに基づいて何らかの制御処理を行う。また、場合によっては、他のデータ集約先装置７２と通信を行い、他のデータ集約先装置７２が上記蓄積している電圧データを読出したり、他のデータ集約先装置７２が蓄積している何らかのデータを取得する等の処理を行う。

尚、ＩＰ通信機能部８３は、ＩＰアドレス管理機能（ＩＰアドレスの設定／更新等を行う機能）も有してもよい。

特許第２８４８７３６号公報 特許第２８４９３０９号公報 特許第３６３２７２９号公報

ここで、上記従来技術の問題点は、以下の通りである。
上記共用ＩＰ通信網６０のような複数のプラント監視装置が共用する（これによって特に非常に多数の端末装置７１が共用することになる可能性が高い）ＩＰ通信網は、当然、当該ＩＰ通信網上の通信負荷が高くなりがちであり、少しでも通信負荷を抑制する（減少させる）ようにすることが望まれる。

また、上記共用ＩＰ通信網６０は勿論のこと、共用しないＩＰ通信網であっても、ＩＰ通信負荷が短期間に著しく増大する場合があり、通信路の過負荷や輻輳が生じるという問題が生じる場合がある。この問題に関して、例えば以下に説明する第１、第２の具体的な問題がある。

第１に、監視対象であるプラント設備の内容にもよるが、ＩＰ通信負荷が短期間に著しく増大する場合があり、通信路の過負荷や輻輳が生じるという問題が生じる場合がある。この様な事態は、多くの端末装置７１が同時期に通信を実行しようとし、特に比較的大容量のデータを送信しようとする場合に起こり易くなる。この様な問題は、共用ＩＰ通信網６０を用いない構成、つまり他プラント装置１〜ｍも同じＩＰ通信網に接続している構成ではない場合、換言すれば１つのプラント監視装置用のＩＰ通信網である場合でも、十分に起こり得るものである。但し、当然、共用ＩＰ通信網６０である場合には、この様な問題が起こり易くなる。

例えば図９に示す受電設備の電源側で送配電線７６に短絡事故が発生した場合、図示の全てのフィーダにおいて電圧降下が生じることになる。この為、図１１に示すように、複数の（ここでは３台の）端末装置７１がほぼ同時に電圧低下を検出し、ほぼ同時にデータ送信を開始しようとすることになる。また、この送信データは、例えば短絡事故発生時前後のセンサ検出データ等であり、これは比較的大容量のデータとなる。

この様に、複数の端末装置７１（ここでは３台の端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ）がほぼ同時にデータ送信を開始しようとすることにより（そして、大容量のデータを送信することにより）、ＩＰ通信量が著しく増大、通信路の過負荷や輻輳が生じる恐れがある。

また、図１２に示すように、複数の（ここでは３台の）端末装置７１の何れかが送信失敗することも有り、送信失敗した端末装置７１は、所定時間後にリトライすることになり、遅延が発生することになる。

また、図８に示すような、複数のプラント監視装置５０が１つのＩＰ通信網を共用する構成の場合、上記の問題は、他プラントへ影響するかもしれない。
上記の様に、第１の問題点は、ＩＰ通信網が、複数のプラント監視装置で共用しているものか、１つのプラント監視装置専用であるかに係らず、複数の端末装置７１が「ほぼ同時に」データを（特に大容量データを）送信する事態となった場合には、起こり得るものである。

次に、以下、第２の具体的問題点について説明する。
まず、図８や図９の構成においてＩＰ通信を実現するには、ＩＰ通信網６０、７０に接続するデータ集約先装置および端末装置の数に応じたＩＰアドレスが必要である。これは
、図８の例では、ある１つのプラント監視装置５０の構成のみ示しているが、これだけでも１台のデータ集約先装置５２と、ｎ台の端末装置５１があり、「ｎ＋１」個のＩＰアドレスが必要である。プラント監視装置における現実として、上記“ｎ台”が例えば数百台となる場合もめずらしくない。

よく知られているように、ＩＰアドレスは１つのネットワークで最大２５６個割り当て可能であり、１つのプラント監視装置５０のみでもＩＰアドレスが足りなくなる可能性もあり、ましてや上記のように他プラント装置１〜ｍと共用する共用ＩＰ通信網６０の場合、ＩＰアドレスが足りなくなる可能性が非常に高い。

この様に、特に複数のプラント監視装置５０が１つのＩＰ通信網を共用する構成である場合（上記の通り、この場合に限らないが）、ＩＰアドレスが足りなくなる問題が生じる可能性が高くなる。この為、例えば各プラント監視装置５０毎に使用可能なＩＰアドレス数を制限する等の対応が必要となる。

この様な問題に対して、従来より、ＩＰアドレス資源の節約方法が考えられている。
ＩＰアドレス資源の節約については、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）技術を用い、ＩＰアドレス資源を管理する管理コンピュータが、通信を開始しようとしている該ＩＰ回線上の端末（コンピュータ等）にＩＰアドレスを一時的に貸与する方法が普及している。

ＤＨＣＰ技術を用いる場合、通信開始したい上記端末がＩＰ回線上にブロードキャスト（一斉同報）でＤＨＣＰ要求（ＩＰアドレス割り当て要求）を送出することで、上記管理コンピュータにＩＰアドレスの貸与を要求する。この方法の問題は、ブロードキャスト通信データは、ＩＰ回線につながるコンピュータ全てが有効データとして受信処理をしてしまい、結果的にＩＰ回線の通信負荷を一時的に大幅に上昇させることである。

そして、プラント監視システムにＤＨＣＰ技術を適用した場合、例えば上記図９に示すような、交流電圧を監視し電圧瞬時低下時にプラント状態データを送信する端末装置を複数有する電力受電設備プラントでは、受電電圧が瞬時低下した場合、複数の端末装置がほぼ同時に電圧低下を検出し、この検出をトリガにしてデータ通信を開始しようとして一斉にブロードキャスト通信を開始することになる。この事が、ＩＰ回線の過負荷または輻輳を引き起こす恐れがある。

上記のようにＩＰ通信手段の使用を前提としたプラント監視システムにおいて、特に複数のプラントが１つのＩＰ通信系を共用する構成の場合（上記の通り、この例に限らない）、使用可能ＩＰアドレス数が限られたり、他のプラントの通信機能に起因して当該通信系の通信量や通信速度が制限されるなど、通信系資源に制約がある場合がある。この様な問題は、単独通信系を使用する従来技術では解決できないものである。また、上記の通り、ＤＨＣＰ技術を用いても解決できない場合がある。

この様な問題の解決策として、他プラントと共用する通信網は用いずに、各プラント毎に専用通信系（ＩＰ方式または他方式）を備えることが考えられる。しかしながら、何らかの理由があって図８に示すように共用ＩＰ通信網６０とする必要性がある場合もある。例えば、任意のプラント監視装置が、例えば制御を行う為等に、他のプラント情報を参照する必要がある場合、随時、共用ＩＰ通信網６０を介して他のプラント監視装置からデータ（プラント情報）を取得する必要があり、複数のプラント装置で共用する共用ＩＰ通信網６０を構築せざるを得ない場合がある。

また、プラントの状況によっては、低速な専用通信路の方が、安価に実現できる場合が
ある。ただし低速な専用通信路は、プラント内データ通信量が多い場合（上記大容量データが送信される場合等）、多くの通信時間を必要とし、結局は実用に耐えられない場合もある。

本発明の課題は、データ集約先装置とプラント設備内の各所に配置された複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続され、各端末装置が任意の送信データをＩＰ通信網を介してデータ集約先装置に送信する構成のプラント監視装置、または複数のプラント監視装置がＩＰ通信網を共用するプラント監視システムにおいて、プラント監視装置に対してまたはプラント監視システムにおける各プラント監視装置毎に、第２の通信網を設け、この第２の通信網における通信を利用することにより、ＩＰ通信網の通信負荷の減少を図ることができ、更にＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態を防止でき、ＩＰ通信網上の過負荷／輻輳が生じることのないようにできるプラント監視システム、プラント監視装置、そのデータ集約先装置、端末装置等を提供することである。

本発明のプラント監視装置は、プラント設備の状態を監視する装置であって、データ集約先装置と複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信するプラント監視装置において、第２の通信網を設け、前記データ集約先装置及び前記各端末装置は、該第２の通信網にも接続されており、前記各端末装置は、小容量データに関する通信は前記第２の通信網を用い、大容量データに関する通信は前記ＩＰ通信網を用いて通信する通信制御手段を有する。

本発明のプラント監視装置は、基本的には、コマンド、応答等の制御用データ等の小容量データや、これに限らない任意の小容量データは、専用通信網２を介して送受信し、ＩＰ通信網は大容量データの送受信に用いる。これによって、通信負荷の平準化を実現できると共に、ＩＰ通信網に関しては全体的な通信負荷の抑制（減少）を図ることができる。

更に、第２の通信網上の通信を利用することで、ＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態を防止でき、輻輳等が生じないようにできる。すなわち、例えば、以下の第１の構成、第２の構成とすることで、例えば複数の端末装置が同時期に大容量データをＩＰ通信網上に送信することによってＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態となることを防止できる。あるいは、後述するような、ＩＰアドレス資源節約の為の構成において、ＩＰ通信網上でブロードキャストが行われることによってＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態となることを防止できる。

第１の構成では、上記構成のプラント監視装置において、例えば、前記データ集約先装置は、前記第２の通信網を介して各端末装置に対して前記ＩＰ通信網上における通信許可を与える手段であって、該ＩＰ通信網上における通信許可を任意の１つの端末装置に与えた後は、該端末装置からの前記送信データを受信完了するまで又は該端末装置から任意の応答があるまで、他の端末装置には前記ＩＰ通信網上における通信許可を与えないようにする通信許可手段を有し、前記各端末装置の通信制御手段は、前記データ集約先装置の通信許可手段によって前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する。

あるいは、第２の構成では、上記構成のプラント監視装置において、例えば、前記第２の通信網上の通信方式は、該第２の通信網上における通信許可が得られた装置だけが該第２の通信網上で通信を行える通信方式であり、前記各端末装置の通信制御手段は、前記第２の通信網上における通信許可が得られた場合に、前記ＩＰ通信網上における通信許可も
得られたものと判定し、前記任意の送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する。

上記第１の構成、第２の構成の何れの場合でも、ＩＰ通信網とは別に第２の通信網を設けたことにより、この第２の通信網における通信を利用してＩＰ通信網上における通信を制御することができる。すなわち、ＩＰ通信網上において複数の端末装置が同時に通信を行うことがないように制御できる。特に、ＩＰ通信網上で複数の端末装置が同時に大容量の送信データを送信しないように制御できる。あるいは、後述するように、ＩＰアドレスの貸与を第２の通信網を介して行うことで、ＩＰ通信網上でＩＰアドレス貸与の為のブロードキャスト通信が行われることが無いようにできる。

また、上記第２の構成において、例えば、前記第２の通信網上の通信方式はポーリング方式であり、前記データ集約先装置は、随時、第２の通信網を介して前記各端末装置に対して順次ポーリングを実行する第２の通信網通信制御手段を有し、前記各端末装置は、自装置宛の前記ポーリングを受信することで前記第２の通信網上における通信許可が得られるものとしてもよい。

あるいは、上記第２の構成において、例えば、前記第２の通信網上の通信方式は、該第２の通信網上にトークンを巡回させるトークン方式であり、前記各端末装置は、前記第２の通信網上のトークンを獲得することで前記第２の通信網上における通信許可が得られるものとしてもよい。

この様に、第２の通信網上の通信方式を、複数の装置が同時に通信を行わない通信方式とし、これを利用することで（連動させることで）、ＩＰ通信網上においても複数の端末装置が同時に通信を行うことがないように制御できる。

ここで、ＩＰ通信網上におけるＩＰアドレス資源の節約が必要となる場合もある。特に、ＩＰ通信網が複数のプラント監視装置が共用するものである場合、ＩＰアドレスが足りなくなる可能性は高く、ＩＰアドレス資源の節約が必要となる。これに対して、従来より、上記ＤＨＣＰ技術等のＩＰアドレス貸与手法によって、ＩＰアドレス資源の節約を実現していたが、上記の通り、ＩＰ通信網上でＩＰアドレス貸与の為のブロードキャスト通信が行われる為、ＩＰ通信網上の通信負荷が増大し、ＩＰ回線の過負荷または輻輳を引き起こす恐れがある。

これに対して、本発明のプラント監視装置では、第２の通信網を利用することで、ＩＰ通信網上の通信負荷の増大、ＩＰ回線の過負荷または輻輳が生じることなく、ＩＰアドレス資源の節約を実現できる。これに関して、上記第１の構成、第２の構成において、例えば、以下の構成を有するものとしてもよい。

すなわち、前記各端末装置には前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスは設定されておらず、前記データ集約先装置は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置から前記第２の通信網を介して所定の要求があった場合、前記第２の通信網を介して該端末装置に対して貸与用のＩＰアドレスを送信するＩＰアドレス貸与手段を更に有し、前記各端末装置の前記通信制御手段は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には、前記第２の通信網を介して前記所定の要求を行うことで前記データ集約先装置から貸与用のＩＰアドレスを取得して、該貸与用のＩＰアドレスを自装置の前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスとして設定してから、前記送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信し、送信完了したら該設定したＩＰアドレスを無効化する。

また、ＩＰアドレス資源の節約は、従来では上記ＩＰアドレス貸与手法で実現していたが、他の手法を提案する。
すなわち、前記各端末装置には予め前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスとして全て同一のＩＰアドレスが設定されており、且つ全ての端末装置において前記ＩＰ通信網への通信ポートはクローズされており、前記データ集約先装置は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置から前記第２の通信網を介して所定の要求があった場合、前記第２の通信網を介して該端末装置に対して通信ポートアクティブ指令を送信する通信ポート指令手段を更に有し、前記各端末装置の前記通信制御手段は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には、前記第２の通信網を介して前記所定の要求を行うことで前記データ集約先装置から前記通信ポートアクティブ指令を受信すると、前記ＩＰ通信網への通信ポートをアクティブにしてから、前記送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信し、送信完了したら該通信ポートをクローズする。

この手法によっても、ＩＰ通信網上の通信負荷の増大、ＩＰ回線の過負荷または輻輳が生じることなく、ＩＰアドレス資源の節約を実現できる。
また、上記第１の構成、第２の構成において、例えば、前記ＩＰ通信網は、複数の前記プラント監視装置が共用する共用ＩＰ通信網であり、該共用ＩＰ通信網には各プラント監視装置それぞれの前記データ集約先装置と複数の端末装置とが接続されており、前記第２の通信網は、各プラント監視装置毎に、そのプラント監視装置専用の通信網として設けられる。

また、上記第１の構成、第２の構成において、例えば、前記第２の通信網は前記ＩＰ通信網に比べて低速な通信路である。第２の通信網には大容量の送信データは流れないでの、低速な通信路であっても構わない。そして、一般的に、低速な通信路は安価に実現できる。

また、上記第１の構成、第２の構成において、例えば、前記各端末装置は、前記プラント設備内の任意の状態を検出するセンサから状態データを取得すると共に、該状態データに基づいて異常発生有無を判定する状態データ取得・判定手段を更に有し、前記通信制御手段は、該状態データ取得・判定手段によって異常発生と判定された場合、そのときの状態データにより前記送信データを生成する。

上記の構成例の場合、異常発生が複数の端末装置で検知される場合、複数の端末装置が一斉に状態データをＩＰ通信網を介してデータ集約先装置に送信しようとする為、従来ではＩＰ通信網上の通信負荷の増大を招いていたが、本発明のプラント監視装置では、上記の通り、この様な事態を防止できる。

また、上記第１の構成、第２の構成において、例えば、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置の前記通信制御手段は、任意の小容量データがある場合には、該小容量データを前記第２の通信網を介して前記データ集約先装置に送信するようにしてもよい。第２の通信網は、大容量の送信データの通信には用いないが、比較的データ量が少ないものであれば、第２の通信網を介して通信するようにしてもよい。

本発明のプラント監視システム、プラント監視装置、そのデータ集約先装置、端末装置等によれば、データ集約先装置とプラント設備内の各所に配置された複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続され、各端末装置が任意の送信データをＩＰ通信網を介してデータ集約先装置に送信する構成のプラント監視装置、または複数のプラント監視装置がＩＰ通信網を共用するプラント監視システムにおいて、プラント監視装置に対してまたはプラント監
視システムにおける各プラント監視装置毎に、第２の通信網を設け、この第２の通信網における通信を利用することにより、ＩＰ通信網の通信負荷の減少を図ることができる。更にＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態が生じるのを防止でき、ＩＰ通信網上の過負荷／輻輳が生じることのないようにできる。これは、例えば、ＩＰ通信網上において複数の端末装置がほぼ同時に大容量データ送信を行うことがないようにできる。あるいは、ＩＰ通信網上でＩＰアドレス貸与要求の為のブロードキャスト通信が行われることが無いようにできる。

本例のプラント監視システムの概略構成図である。 データ集約先装置および端末装置の構成例であり、（ａ）は機能ブロック図、（ｂ）はハードウェア構成図である。 プラント監視装置の具体例を示す図である。 図３の具体例における端末装置の機能ブロック図である。 本例のプラント監視装置の通信タイムチャート例（その１）である。 本例のプラント監視装置の通信タイムチャート例（その２）である。 本例のプラント監視装置の通信タイムチャート例（その３）である。 従来のプラント監視システムの構成図である。 図８におけるプラント監視装置の具体例を示す図である。 従来の端末装置の構成例である。 複数の端末装置がほぼ同時にデータ送信する状況の一例を示す図である。 従来のプラント監視装置の通信タイムチャート例である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例のプラント監視システムの概略構成図である。
図１に示す構成例では、まず、上記図８に示す従来の構成と同様に、複数のプラント監視装置１０が、共用ＩＰ通信網１に接続された構成となっている。各プラント監視装置１０は、それぞれ、任意の１つのプラント設備に対応して、そのプラント設備の状態等を監視する為のものである。

ここでは、任意の１つのプラント監視装置１０について構成を示すが、他のプラント監視装置１０（図示の他プラント装置１〜ｍ）も同様の構成であってよい。また、共用ＩＰ通信網１とは、上記共用ＩＰ通信網６０と同様、複数のプラント監視装置１０で共用されるＩＰ通信網を意味する。

プラント監視装置１０は、複数の端末装置１１（ここでは、端末装置１〜端末装置ｎのｎ台）と、１つのデータ集約先装置１２を有する。複数の端末装置１１及びデータ集約先
装置１２は、共用ＩＰ通信網１に接続しており、共用ＩＰ通信網１を介してＩＰ通信（例えばＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコル）により相互に通信可能となっている。

ここで、本システムでは、新たに専用通信網２を設けている。専用通信網２は、各プラント監視装置１０毎に設けられる、そのプラント専用の通信網である。よって、専用通信網２は、他のプラント監視装置１０と共用されるようなことはない。

各プラント監視装置１０において、その各端末装置１１及びデータ集約先装置１２は、そのプラント用の専用通信網２にも接続しており、専用通信網２によっても相互に通信可能となっている。

この様に、共用ＩＰ通信網１とは別に各プラント監視装置毎に専用通信網２を設けて、各装置１１，１２が、２つの通信網１，２によって通信を行えるようにしたことが、本例のプラント監視システムの基本的な構成である。

尚、これに関して、上記特許文献３には、端末装置に複数の通信手段をもたせることが開示されているが、これは一方が常用通信系、他方が代替通信系であり、常用通信系が使用できない場合に代替通信系に切り替えて通信を維持するものである。これに対して、本例では、２つの通信網１，２の両方が常用通信系である。

そして、本手法では、基本的には、コマンド、応答等の制御用データ等の小容量データや、これに限らない任意の小容量データは、専用通信網２を介して送受信し、大容量データのみ共用ＩＰ通信網１（共用に限らないが）を介して送受信する。これによって、通信負荷の平準化を実現できると共に、共用ＩＰ通信網１に関しては全体的な通信負荷の抑制を図ることができる。

更に、専用通信網２上の通信を利用することで、共用ＩＰ通信網１上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態となることを防止でき、輻輳等が生じないようにできる。例えば複数の端末装置１１がほぼ同時にデータ送信すべき状況になった場合でも、ほぼ同時にデータ送信することがないように制御等することで、通信負荷が短期間に著しく増大する事態を回避できる。

あるいは、ＩＰアドレス資源節約の為に、ＩＰアドレス貸与する構成において、専用通信網２上の通信によりＩＰアドレス貸与が行われるので、共用ＩＰ通信網１上でＩＰアドレス貸与要求の為のブロードキャスト通信が行われることはなく、ブロードキャスト通信による過負荷／輻輳が生じることはない。あるいは、後述するように、ＩＰアドレス貸与することなく、ＩＰアドレス資源の節約を実現することもでき、この場合にも、当然、ＩＰアドレス貸与要求の為のブロードキャスト通信は行われないので、ブロードキャスト通信による過負荷／輻輳が生じることはない。また、この場合、ＩＰアドレス貸与の為の構成が必要なくなるので、装置の簡素化を図ることができる。

また、共用ＩＰ通信網１上に何らかの障害が発生してデータ送受信できなくなった場合には、大容量データを専用通信網２を介して送受信してもよい。この様に、緊急時の対応に専用通信網２を利用することもできる。

また、専用通信網２は、例えば、低速な通信路であってもよい。上記の通り、低速な通信路の場合には、センサ情報等のようなデータ量が多いものに関しては、多くの通信時間を必要とするので、実用上問題となる。しかし、本手法では、基本的に、専用通信網２は、大容量データの通信には用いない（共用ＩＰ通信網１が故障する等の緊急の場合は除く）ので、低速な通信路であっても構わない。

専用通信網２は、例えば一例としては、データ集約先装置１２が各端末装置１１を管理制御する為に用いる。但し、この例に限らない。詳しくは後述するように、特にデータ集約先装置１２が各端末装置１１を制御しなくても、専用通信網２上における通信方式を利用することでも、本手法は実現できる。

何れにしても、専用通信網２は、大容量データの通信には用いないので、低速な通信路であっても、それほど多くの通信時間は必要なく、実用上、何等問題のないものとなる。そして、一般的に、低速な通信路は、安価に構成できるものである。但し、専用通信網２は、必ずしも低速な通信路でなくてもよく、高速な通信路としてもよい。しかし、低速な通信路として場合には、安価に構成できるという効果も得られる。

一方で、基本的に、大容量データ以外のデータ（任意の小容量データ、あるいは要求、応答等の小容量データ）は、専用通信網２を介して送受信するので、その分、共用ＩＰ通信網１上の通信負荷が抑制される。

また、専用通信網２における通信方式は、特に特定の通信方式に限定するものではない。しかし、専用通信網２上における通信方式を利用する場合には、例えば以下に述べる通信方式とする。

すなわち、専用通信網２における通信方式は、例えば、非同期（調歩同期）通信方式であり、具体例としては例えば管理装置（本例ではデータ集約先装置１２）がポーリングを行い各端末装置１１がこのポーリングに対して応答する、ポーリング方式（例えば、ＲＳ−４８５を使用した１対ｎ通信において一般的に用いられているポーリング方式等）である。

あるいは、専用通信網２における通信方式は、例えば、各端末装置１１と管理装置（本例ではデータ集約先装置１２）で１つの通信フレームを共用して当該通信フレームを順次回送する方式（トークンパッシング方式；マスタレストークン方式；以下、トークン方式というものとする）である例えばFL-net等のようなパケット通信方式などの既知技術を用いる。

上記ポーリング方式、トークン方式は、複数の端末装置１１が同時に送信（通信）を行わない通信方式の一例であり、この例に限るものではない。
そして、本手法では、例えば専用通信網２における通信方式を利用することにより、あるいはデータ集約先装置１２が専用通信網２を介して各端末装置１１を制御することにより、共用ＩＰ通信網１上においても１つのプラント監視装置１０における複数の端末装置１１が同時に送信を行わないようにできる。つまり、共用ＩＰ通信網１上における通信負荷分散を行うことができる。

例えば、上記図９〜図１１で説明した一例のように、複数の端末装置１１が一斉にデータ集約先装置１２に大容量データ（センサ情報等）を送信しようとする状況になった場合にも、複数の端末装置１１が一斉に共用ＩＰ通信網１上に大容量データを送信することがないように制御できる。

また、既に従来技術や課題で説明したように、共用ＩＰ通信網１は、複数のプラント監視装置１０が共用する為、ＩＰアドレス資源の節約が必要となる可能性が高い。これに関しては、上述してある通り、ＩＰアドレスを貸与する手法が知られているが、上述したＤＨＣＰ技術を適用した場合には、各端末装置１１から共用ＩＰ通信網１を介してブロードキャストでデータ集約先装置１２へ要求を発信するものとなり、上述した問題が生じる。

これに対して、本手法では、ブロードキャスト通信を行うことなく、専用通信網２を介してデータ集約先装置１２が端末装置１１にＩＰアドレスを貸与できるので、上述した問題が生じることはない。すなわち、ブロードキャスト通信による通信路の過負荷や輻輳を防止することができる。

専用通信網２における通信方式を特定の通信方式に限定するものではない場合、専用通信網２の通信方式が例えば共用ＩＰ通信網１と同様にＩＰ通信であっても構わない。この場合、共用ＩＰ通信網１に関しては例えばＩＰアドレス資源の節約が必要となることからＩＰアドレスを貸与する手法を用いるかもしれない。この場合、各端末装置１１は通常時はＩＰアドレスが設定されておらず、ＩＰアドレスが貸与されたときだけＩＰアドレスが設定され、共用ＩＰ通信網１上での通信が行える。一方、専用通信網２に関してはＩＰアドレス資源の節約は必要なく、各端末装置１１には予め任意のＩＰアドレスが設定されているものとする。これより、各端末装置１１は、専用通信網２上の通信に関しては、任意のときに自由に通信が行えるものとする。

上記構成において、データ集約先装置１２が専用通信網２を介して各端末装置１１を制御することにより、共用ＩＰ通信網１上においても１つのプラント監視装置１０における複数の端末装置１１が同時に送信を行わないようにできる。

これは、例えば、任意の端末装置１１において、データ集約先装置１２へ大容量データ（センサ情報等）を送信するイベントが生じた場合、この端末装置１１は専用通信網２を介してデータ集約先装置１２に対して、共用ＩＰ通信網１上における通信許可を要求する。この要求を受けたデータ集約先装置１２は、専用通信網２を介してこの端末装置１１に対して通信許可を送信する。但し、データ集約先装置１２は、任意の１つの端末装置１１に通信許可を与えた後は、この端末装置１１からの上記大容量データを受信完了するまで又はこの端末装置１１から任意の応答があるまでは、他の端末装置１１から上記要求があっても上記共用ＩＰ通信網１上における通信許可を与えないようにする。これにより、共用ＩＰ通信網１上において複数の端末装置１１がほぼ同時に大容量データを送信するような事がないように制御できる。

また、共用ＩＰ通信網１上の通信に関してＩＰアドレスを貸与する構成である場合には、データ集約先装置１２は、上記通信許可と一緒に任意の貸与用ＩＰアドレスを送信する。

上記通信許可を与えられた端末装置１１は、上記大容量データを共用ＩＰ通信網１を介してデータ集約先装置１２へ送信する。ＩＰアドレスを貸与する構成である場合には、上記通信許可と共に送られてくる上記貸与用ＩＰアドレスを、自装置の共用ＩＰ通信網１用のＩＰアドレスとして設定した後、上記大容量データを共用ＩＰ通信網１を介してデータ集約先装置１２へ送信する。そして、送信完了したら、設定したＩＰアドレスを無効化する。また、更に、送信完了した旨を専用通信網２を介してデータ集約先装置１２に通知するようにしてもよい。この通知が上記任意の応答の一例である。

以上、データ集約先装置１２が専用通信網２を介して各端末装置１１を制御することで、共用ＩＰ通信網１上において複数の端末装置１１がほぼ同時に大容量データを送信するような事がないようにする手法、あるいは更にＩＰアドレス貸与を共用ＩＰ通信網１上でのブロードキャスト通信が行われることなく実現できる手法の一例を説明したが、この例に限るものではない。

また、専用通信網２の通信方式を利用する例については、後に詳細に説明するが、基本
的には、上記ポーリング方式やトークン方式等の通信方式は、専用通信網２上における通信許可が得られた装置だけが専用通信網２で通信を行える通信方式であると言える。ポーリング方式の場合には、例えばデータ集約先装置１２は、随時、専用通信網２を介して各端末装置１１に対して順次ポーリングを実行しており、各端末装置１１は、自装置宛のポーリングを受信したときに専用通信網２上における通信許可が得られたことになる。トークン方式の場合には、例えば専用通信網２上をトークン（送信権）が巡回しており、各端末装置１１は、このトークンを獲得したときに専用通信網２上における通信許可が得られたことになる。

上記の様に専用通信網２上における通信許可が得られた端末装置１１は、当然、専用通信網２における通信（データ集約先装置１２に対する要求送信、ＡＣＫ受信、任意の少容量データ送信等）を行えることになるが、本手法では、このとき端末装置１１は、共用ＩＰ通信網１上における通信許可も得られたものと判定する。これより、共用ＩＰ通信網１上に送出すべきデータ（特にデータ集約先装置１２に送信すべき大容量データ）がある場合には、このデータを共用ＩＰ通信網１を介して送信する。但し、上述したＩＰアドレスを貸与する構成である場合には、その前に、専用通信網２を介してデータ集約先装置１２に対して要求を送って、上記貸与用のＩＰアドレスを取得する必要がある。

この様に、専用通信網２の通信方式を利用する方法でも、共用ＩＰ通信網１上において複数の端末装置１１がほぼ同時に大容量データを送信するような事がないようにすることができる。あるいは更に、ＩＰアドレス貸与を共用ＩＰ通信網１上でのブロードキャスト通信が行われることなく実現できる。

尚、上記ポーリング方式の場合は、データ集約先装置１２が各端末装置１１を制御する手法と見做すこともできるが、ここでは専用通信網２上における通信方式を利用する手法に分類するものとする。

尚、図１の例では、複数のプラント監視装置１０が共用する共用ＩＰ通信網１を用いるが、上記従来や課題で述べた通り、必ずしもこの例に限るものではない。
例えば、共用ＩＰ通信網１を無くして、各プラント毎にＩＰ通信網を設けるようにしてもよい。この場合、各プラント設備毎に、そのプラント内の専用の通信網として、ＩＰ通信網と専用通信網２とが設けられ、プラント内の各端末装置１１とデータ集約先装置１２は、これらＩＰ通信網と専用通信網２に接続して、これら２つの通信網を介して相互に通信を行うことになる。この場合でも、データ集約先装置１２と各端末装置１１は、上記共用ＩＰ通信網１を用いる場合と同様の動作を行う。

以上説明したように、本例のプラント監視システム、プラント監視装置１０によれば、複数の端末装置１１がＩＰ通信網上で一斉に大容量データを送信するような事態を回避したり、ＩＰアドレスの貸与に関してブロードキャスト通信による過負荷／輻輳が生じないようにできる。本手法の効果は、複数のプラント監視装置１０が共用ＩＰ通信網１に接続されたシステムにおいて特に顕著なものとなるが、上記の通りこの様なシステムに限るものではない。

尚、データ集約先装置１２、及び各端末装置１１における通信処理機能以外の処理機能は、従来と同じであってよく、ここでは特に説明しないが、端末装置１１は、例えばデータ集約先装置１２にセンサ情報等の大容量データを送信するものであり、特に何らかのイベント発生時（異常検出時等）にそのときのセンサ情報等をデータ集約先装置１２に送信するものである。データ集約先装置１２も、従来と同様に、各端末装置１１から送られてくる上記大容量データの記憶・蓄積、あるいは表示等や、このデータに基づく何らかの制御処理を行う。

データ集約先装置１２―各端末装置１１の通信（データ送受信）に係る処理や構成は従来とは異なる。これについて、以下、具体例を示しながら詳細に説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は、データ集約先装置１２および端末装置１１の構成例である。図２（ａ）は機能ブロック図、図２（ｂ）はハードウェア構成図である。

尚、データ集約先装置１２と端末装置１１とは、機能的にもハードウェア的にも、概略的には略同様と見做すこともできるので、同一図面（図２（ａ）、（ｂ））に示しているが、当然、完全に同じわけではない。

図２（ａ）に示すように、データ集約先装置１２、端末装置１１は、ＩＰ通信機能部２１、専用通信機能部２２、数値演算処理部（メモリ部含む）２３、及び「通信以外のインタフェース」２４を有し、これらがデータバス２５に接続している。

まず、「通信以外のインタフェース」２４は、データ集約先装置１２の場合と端末装置１１の場合とで異なるものである。すなわち、データ集約先装置１２の場合には、不図示の表示部や操作部（キーボード等）が更に備えられており、「通信以外のインタフェース」２４はこれら表示部、操作部に対するインタフェースである。一方、端末装置１１は、監視対象であるプラント設備内の様々な箇所に設置されており、その箇所の状態データ（温度、圧力、流量等）を検出する為のセンサに接続している（あるいは端末装置１１内にセンサが内蔵されている）。これより、端末装置１１の場合、「通信以外のインタフェース」２４はセンサに接続するインタフェースである。

ＩＰ通信機能部２１は、共用ＩＰ通信網１を介して他のコンピュータ（他の端末装置１１／データ集約先装置１２）との通信を行う機能部である。また、ＩＰ通信機能部２１は、ＩＰアドレス管理機能も含むものであってもよい。但し、この例に限らず、ＩＰアドレス管理機能は数値演算処理部（メモリ部含む）２３が有するものであってもよい。あるいは、ＩＰアドレス管理機能が無くてもよい。

上記ＩＰアドレス管理機能は、データ集約先装置１２においては、各端末装置１１にＩＰアドレスを貸与する為の機能（例えば上記ＤＨＣＰと同様の機能）である。また、この機能実現に必要なデータベース、例えば当該プラントで使用可能なＩＰアドレス群と各端末装置１１のＭＡＣアドレス情報等を保有する。

一方、上記ＩＰアドレス管理機能は、端末装置１１においては、データ集約先装置１２から貸与されたＩＰアドレスを設定したり、このＩＰアドレスを通信完了後に無効化（消去等）する機能等となる。

専用通信機能部２２は、専用通信網２を介して他のコンピュータ（他の端末装置１１／データ集約先装置１２）との通信を行う機能部である。
尚、本説明では、ＩＰ通信機能部２１、専用通信機能部２２は、単に共用ＩＰ通信網１、専用通信網２に接続して通信を行うだけの通信インタフェースとして説明するが、勿論、この様な例に限るものではない。例えば上記の通りＩＰ通信機能部２１はＩＰアドレス管理機能も有するものであってもよい。何れにしても、どの機能部にどの様な機能を割り当てるのかは、自由であってよいので、この点について特に明確に定義することは意味のないことである。

よって、本説明では、基本的に、データ集約先装置１２、端末装置１１がその装置全体としてどの様な処理動作を行うものであるのかを説明するものとし、各機能部個別の処理動作を述べるものではない。そして、上記の通り、データ集約先装置１２、端末装置１１
の処理動作は、主に、数値演算処理部２３によって実行されるものとする。

数値演算処理部２３は、例えばＣＰＵ／ＭＰＵ／ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）等の演算処理ユニットを有し、上記の通り、メモリ部を含むものである。メモリ部には、例えば収集した任意のデータ（センサ情報等の大容量データ等、任意の小容量データ等）やその他のデータ（各種設定データ等）が格納されるが、これらのデータ以外にも、予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されている。上記演算処理ユニットは、このアプリケーションプログラムを読出し・実行することにより、上記データ集約先装置１２、端末装置１１の処理動作を実現するものである。

尚、以上述べたことは、端末装置１１の具体例を示す図４の構成に関しても同じである。
以上述べたことより、例えば、専用通信機能部２２は、端末装置１１、データ集約先装置１２の何れの場合も、その数値演算処理部２３からの指示に応じて、任意のデータを専用通信網２を介して任意の相手先に送信する。あるいは、受信したデータを数値演算処理部２３に渡す。ＩＰ通信機能部２１についても同様である。

数値演算処理部（メモリ部含む）２３は、端末装置１１、データ集約先装置１２の何れの場合も、その装置における様々な処理を行うものであり、例えば以下に述べる処理を行う。

例えば、端末装置１１においては、数値演算処理部２３は、例えば、任意の大容量データ（プラント設備内の任意の箇所（当該端末装置１１が設置されている箇所）におけるセンサデータ等；プラント設備の状態を示す状態データと言える）を収集する処理や、例えばこの大容量データをデータ集約先装置１２に送信すべき何らかのイベント（データ送信イベントというものとする；例えば異常検知等）が発生した場合には、大容量データをＩＰ通信機能部２１により共用ＩＰ通信網１を介してデータ集約先装置１２に送信する処理等を実行するものである。

但し、上記共用ＩＰ通信網１を介して何らかのデータ送信を行う場合には、専用通信網２上の通信に基づいて共用ＩＰ通信網１上の通信許可を得たと判定した場合に限り、データ送信を行うことができる。

従来では上記任意のデータ送信イベントが発生したら、直ちに、共用ＩＰ通信網１を介してデータ集約先装置１２に大容量データを送信したが、本手法では、端末装置１１は、専用通信網２上の通信（その通信方式に係る通信（例えばポーリングやトークン）も含む）に基づいて、共用ＩＰ通信網１上の通信許可が得られたと判定した場合（例えば、データ集約先装置１２から許可指示があった場合、あるいは自装置宛のポーリングを受信した場合、またはトークンを獲得した場合等）に、共用ＩＰ通信網１を介してデータ集約先装置１２に大容量データを送信できる。上記任意のデータ送信イベントが発生しても、共用ＩＰ通信網１上の通信許可が得られるまでは待機状態となり、当該通信許可が得られたら大容量データ送信を行う。

また、ＩＰアドレスを貸与する構成の場合には、このＩＰアドレス貸与の為の処理は専用通信網２を介して行われる。例えば、端末装置１１が専用通信網２を介してデータ集約先装置１２に要求し、データ集約先装置１２が専用通信網２を介して端末装置１１に任意の貸与用のＩＰアドレスを送信する。その際、データ集約先装置１２は、ＩＰアドレスを貸与すべきか否かを判定するようにしてもよい。また貸与用のＩＰアドレスが複数ある場合には、そのなかから貸与すべきＩＰアドレスを選択・決定するようにしてもよい。尚、この場合、データ集約先装置１２における数値演算処理部２３内のメモリ部には、予め貸
与用のＩＰアドレスが１以上登録されている。

また、データ集約先装置１２における数値演算処理部（メモリ部含む）２３の場合は、各端末装置１１から送られてくる上記センサデータ等の記憶・蓄積、あるいは表示等や、このセンサデータに基づく何らかの制御処理を行うものとなる。

図２（ｂ）は、データ集約先装置１２および端末装置１１のハードウェア構成例である。
図示の例では、ＣＰＵ３１、メモリ３２、「センサ、または表示部、操作部等」３３、通信ポート３４、通信ポート３５等を有する。「センサ、または表示部、操作部等」３３は、データ集約先装置１２においては表示部、操作部等であり、端末装置１１においてはセンサ等であるという意味である。通信ポート３４は共用ＩＰ通信網１に接続する通信ポートである。通信ポート３５は専用通信網２に接続する通信ポートである。

メモリ３２には予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されている。ＣＰＵ３１は、このアプリケーションプログラムを読出し実行することにより、上記ＩＰ通信機能部２１、専用通信機能部２２、数値演算処理部（メモリ部含む）２３等の各種処理機能を実現する。

また、メモリ３２は、例えばセンサデータ等の任意のデータを記憶するものである。
ここで、図３に、上記プラント監視装置の具体例を示す。ここでは、従来の図９と同様に、上記プラント監視装置１０が交流受電設備における電源電圧低下を監視する装置である場合の構成例を示す。よって、以下の説明では、既に図９において説明したことに関しては特に詳細には説明しない場合もある。

図３に示す交流受電設備は、送配電線４１から給電されて、受電変圧器４２により電圧変換して、これを各フィーダを介して各負荷４３に供給するものである。
図３に示す例のプラント監視装置の具体例は、フィーダにおける電圧低下を監視するものであり、図示の例では、まず、受電設備の各フィーダに対応して各端末装置４４が設置される。この各端末装置４４が上記各端末装置１１の具体例である。各端末装置４４は、ＩＰ通信網４５に接続している。また、ＩＰ通信網４５には上記データ集約先装置１２に相当するデータ集約先装置４６も接続されている。

ＩＰ通信網４５は、例えば上記共用ＩＰ通信網１に相当するものであり、他プラントと共用のＩＰ通信網である。しかし、この例に限らず、他プラントと共用しない（当該プラント専用の）ＩＰ通信網であってもよい。よって、図上では「他プラントと共用かもしれない」と記している。何れにしても、各端末装置４４及びデータ集約先装置４６は、ＩＰ通信網４５を介して通信可能であり、特に各端末装置４４はデータ集約先装置４６に対してＩＰ通信網４５を介して大容量データを送信する場合がある。

また、各端末装置４４及びデータ集約先装置４６は、上記専用通信線２に相当する専用通信線４７にも接続しており、各端末装置４４及びデータ集約先装置４６は専用通信線４７を介して通信することも可能である。専用通信線４７に関しては、上記専用通信線２に関して説明した通りであり、ここでは特に説明しない。

各端末装置４４は、Voltage Transformer等の電圧変換器４８を介して、交流回路（フィーダ）の電圧を検出する。尚、図示の例は、交流回路（フィーダ）の電圧を検出する為の端末装置４４は、端末装置Ａ、端末装置Ｂ、端末装置Ｃの３台あるものとする。そして、既に図９等で説明してある通り、３台の端末装置Ａ，Ｂ，Ｃでほぼ同時にフィーダ電圧低下（異常）を検出する場合が有り得る。

図４に、上記図３の構成例における端末装置４４の構成例（機能ブロック図）を示す。
本例の端末装置４４は、ＩＰ通信機能部２１’、専用通信機能部２２’、数値演算処理部（メモリ部含む）２３’、及び電圧センサ入力部２４’を有し、これらがデータバス２５’に接続している。

ＩＰ通信機能部２１’、専用通信機能部２２’は、それぞれ上記図２（ａ）におけるＩＰ通信機能部２１、専用通信機能部２２に相当する構成である。よって、特に詳細には説明しないが、ＩＰ通信機能部２１’はＩＰ通信網４５を介して、例えばデータ集約先装置４６と通信を行う通信機能部である。専用通信機能部２２’は専用通信網４７を介して例えばデータ集約先装置４６と通信を行う通信機能部である。

数値演算処理部（メモリ部含む）２３’は、上記図２（ａ）における数値演算処理部２３に相当する構成である。よって、基本的には、数値演算処理部２３と同様の処理機能を有するものであり、ここでは特に説明しない。数値演算処理部２３’は、数値演算処理部２３の処理機能の具体例として、以下に説明するように、上記送信イベントとして、フィーダ電圧低下の検出を例にしているものである。

また、電圧センサ入力部２４’は、上記図２（ａ）における「センサ、または表示部、操作部等」３３の具体例を示すものである。つまり、センサの具体例としてフィーダ電圧を検出するセンサを示し、更に以下に述べるようにフィーダ電圧低下（異常）を判定する機能を有するものとしている。

すなわち、電圧センサ入力部２４’は、例えば上記電圧変換器４８からの電圧検出データ（交流波形等）を入力し、例えば不足電圧継電器技術による電圧低下検出を行う。
端末装置４４は、上記電圧低下検出時に、そのときの電圧データ（センサデータ；たとえば電圧低下発生時の交流波形情報）を、ＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６に送信する為の準備を行う。これは、例えば、数値演算処理部２３’は、随時、電圧センサ入力部２４’から上記電圧データを取得して、これを自己の内蔵メモリ（上記メモリ部）に記憶しており、電圧センサ入力部２４’が電圧低下（異常）を検出すると、内蔵メモリからそのときの電圧データ（たとえば電圧低下発生時の交流波形情報）を取り出して、この電圧データを含むデータ集約先装置４６宛てのパケットを生成する。

従来と異なる点は、パケットを生成しても直ちに送信するとは限らないことである。つまり、従来では各端末装置４４は自律的に（勝手に）パケットを送信していたが、本手法においては各端末装置４４は、上記端末装置１１に関して説明した通り、専用通信網４７上の通信に基づいて、ＩＰ通信網４５上の通信が許可されたか否かを判定する機能を有する。これは、既に述べた通り、同時に複数の端末装置１１に通信許可が与えられることはないように制御される。そして、端末装置４４は、ＩＰ通信網４５上の通信が許可されたと判定した場合のみ、上記データ集約先装置４６宛てのパケットをＩＰ通信網４５上に送信する。尚、ＩＰ通信網４５上の通信が許可されたと判定した後に、上記パケットを生成する処理を行ってこれを送信するようにしてもよい。

本手法では、一例としては例えば、データ集約先装置４６が専用通信網４７を介して各端末装置４４を管理制御して、ＩＰ通信網４５上への大容量データ送出タイミングをコントロールする。これは、例えば、任意の端末装置４４に通信許可を与えた後は、この端末装置４４からの大容量データを受信完了するまでは他の端末装置４４には通信許可を与えないようにすることで（つまり、複数の端末装置４４に通信許可を与えないようにすることで）、複数の端末装置４４がほぼ同時にＩＰ通信網４５上に大容量データを送出するようなことは無いようにコントロールする。勿論、この例に限らず、上述した通り、専用通
信網４７における通信方式（ポーリング方式、トークン方式）を利用する手法であってもよい。

何れの手法であっても、ＩＰ通信網４５以外の通信網を新たに設け、この通信網を利用することで、例えばたとえ複数の端末装置４４がほぼ同時にＩＰ通信網４５上へ大容量データを送出すべき事態になったとしても、複数の端末装置４４がほぼ同時にＩＰ通信網４５上へ大容量データを送出するようなことはないようにコントロールでき、ＩＰ通信網４５上の通信負荷増大を防止でき、輻輳等を招くようなことはない。

また、本手法では、ＩＰアドレス貸与する構成である場合、すなわちＩＰアドレス資源の節約の為、各端末装置４４においてＩＰ通信網４５上のＩＰアドレスは設定されておらず、マスタ装置（データ集約先装置４６）が端末装置４４に一時的にＩＰアドレスを貸与する構成である場合、このＩＰアドレス貸与の為の処理は、専用通信網４７を介して行われる。従来のようなＩＰアドレス貸与の要求の為にＩＰ通信網４５上でブロードキャスト通信が行われることはなく、ＩＰ通信網４５上の通信負荷増大を防止でき、輻輳等を招くようなことはない。尚、専用通信網４７上で上記ブロードキャスト通信が行われることもない。

以下、上記図３、図４に示す具体例を用いて、本例のプラント監視装置の通信動作について、図５〜図７を参照して説明する。
図５、図６、図７は、本例のプラント監視装置の通信タイムチャート例（その１）、（その２）、（その３）である。

尚、図５〜図７に示す例は、何れも、専用通信網４７上の通信方式が、上記ポーリング方式である場合を例にしている。すなわち、データ集約先装置４６は、専用通信網４７を介して各端末装置４４に対して順次ポーリング（図示の例ではデータ要求）を行っている。この場合、各端末装置４４は、データ集約先装置４６からの自己宛のポーリングを受けたときに、「ＩＰ通信網４５上の通信許可が得られた」ものと判定する。

尚、特に図示しないが、FL-net等のようなトークン方式の場合には、専用通信網４７上を常時、トークン（送信権）が巡回しており、データ集約先装置４６宛の任意の送信データ（特に大容量データ）が生じた端末装置４４は、このトークン（送信権）を獲得する。これによって、従来通り専用通信網４７上の通信許可が得られたことになるが、本手法ではこれによって端末装置４４は更にＩＰ通信網４５上の通信許可も得られたものと判定する。

従来より、ポーリング方式において自己宛のポーリングを受信した場合、あるいはFL-net等のようなトークン方式においてトークン（送信権）を獲得した場合には、「通信許可が与えられた」ものと見做すことができるが、これは本例においては専用通信網４７上の話である。これに対して、本手法では、更にＩＰ通信網４５上の送信権（通信許可）も与えられたものと判定するものである。勿論、上記の通り、このとき専用通信網４７上の通信許可も得られているので、専用通信網４７上での通信を行うこともできる。これより、例えば、ＩＰアドレス貸与の構成の場合には、端末装置４４は専用通信網４７を介してデータ集約先装置４６に対してＩＰアドレス貸与要求を送信する等する。あるいは、後述するデータ無し応答や任意の小容量データをデータ集約先装置４６に送信すること等を行っても良い。

上記通信許可が得られたものと判定した端末装置４４は、ＩＰ通信網４５上に任意の大容量データ（センサ情報等）を送信する。勿論、これは送信すべき大容量データがある場合の話であり、大容量データが無い場合には後述するデータ無し応答を行ったり、あるい
は小容量データがある場合には専用通信網４７を介して当該小容量データを送信する。

従来より、上記ポーリング方式やトークン方式では、同時に複数の端末装置４４に送信権（通信許可）が与えられることはない。よって、上述した本手法によれば、ＩＰ通信網４５上における大容量データ送信に関しても、同時に複数の端末装置４４がデータ送信するようなことはなく、例えば複数の（ここでは３台の）端末装置４４がほぼ同時にデータ集約先装置４６へデータ送信すべき事態となったとしても、ＩＰ通信網４５上においてほぼ同時にデータ送信が行われるようなことはなく、従来における問題、すなわちＩＰ通信量が著しく増大し、通信路の過負荷や輻輳が生じる恐れがある問題を解消できる。

まず、図５に示す通信タイムチャート例（その１）について説明する。
この例では、全ての端末装置４４には予めユニークなＩＰアドレス（ＩＰ通信網４５上のＩＰアドレス）が設定されているものとする。よって、データ集約先装置４６が端末装置４４にＩＰアドレスを貸与する処理は必要ない。

よって、本例では、各端末装置４４は、データ集約先装置４６からのポーリング（自端末宛の「データ要求」コマンド）があった場合に、上述した“通信許可”が与えられたものと判定し、送信すべきデータがある場合にはデータ送信を行う。既に述べた通り、この“通信許可”は、専用通信網４７上の通信許可だけでなくＩＰ通信網４５上の通信許可も意味する。よって、送信すべきデータが小容量データであった場合には専用通信網４７を介してデータ送信を行い、大容量データであった場合にはＩＰ通信網４５を介してデータ送信を行う。送信すべきデータとして小容量データ、大容量データの両方がある場合には、両方とも送信する。勿論、この場合にも、小容量データは専用通信網４７を、大容量データはＩＰ通信網４５を介して送信する。

尚、送信データが小容量データであるか大容量データであるかを判定する方法は、例えば予め任意の閾値αを設定しておき、送信データのデータ量をβとすると、例えばβ＞αであれば大容量データと判定し、β≦αであれば小容量データと判定する。

また、上記の通り、図５に示す例では、ＩＰアドレスは予め各端末装置４４に設定されている。よって、この例では、ＩＰアドレス資源の節約に関する効果(ＩＰ通信網４５上のブロードキャストは行われない)は得られないが、複数の端末装置４４が一斉に大容量データをＩＰ通信網４５上に送出するという事態が起こらないようにできる。

図５に示すように、データ集約先装置４６は、随時、専用通信網４７を介して各端末装置４４に対して順次、「データ要求」コマンドを送信している（ポーリングを行っている）。

そして、自端末宛の「データ要求」コマンドを受信した端末装置４４は、送信すべきデータが無ければ「データ無し」を応答する。一方、送信すべきデータがある場合には、この送信データが小容量データであれば専用通信網４７を介して、大容量データであればＩＰ通信網４５を介して、データ集約先装置４６に対してデータ送信する。

あるいは、２つ以上の送信データがある場合、例えば小容量データ、大容量データの２つのデータがある場合には、両方とも送信する。勿論、この場合も、小容量データは専用通信網４７を介して、大容量データはＩＰ通信網４５を介して、送信する。

データ集約先装置４６は、上記送信データを受信完了した場合、または上記「データ無し」応答を受信した場合には、次の端末装置４４に対して「データ要求」コマンドを送信する。よって、任意の端末装置４４がデータ送信中に別の端末装置４４がデータ送信開始
するようなことはない。

尚、上記の例に限らず、端末装置４４は、例えば大容量データがある場合には専用通信網４７を介して「大容量データあり」応答をデータ集約先装置４６に返信すると共に、ＩＰ通信網４５を介して大容量データを送信するようにしてもよい。この例では、データ集約先装置４６は、「大容量データあり」応答を受信したら、ＩＰ通信網４５を介して大容量データが送られてくるのを待つ。そして、大容量データ受信完了したら、次の端末装置４４に対するポーリング（「データ要求」コマンド送信）を行う。

小容量データ、大容量データの両方が返信される場合には、データ集約先装置４６が例えば小容量データ受信を以って次の端末装置４４にする「データ要求」コマンド送信を行ってしまう可能性がある。この為、大容量データ送信中に次の端末装置４４が大容量データ送信開始してしまう可能性がある。この様な事態を考慮して上記のように「大容量データあり」応答を返信する形態も考えられる。

また尚、データ送信先はデータ集約先装置４６に限らないものとしてもよい。つまり、本例においては上記の通り自端末宛の「データ要求」コマンド受信は、自端末に「専用通信網４７上とＩＰ通信網４５上の両方における通信許可が与えられたこと」を意味するが、データ送信先はデータ集約先装置４６に限定されるものではなく、例えば他の端末装置４４等であってもよい。

図５に示す例では、図上上から順番に、データ集約先装置４６は、まず端末装置Ｂ宛に「データ要求」コマンドを送信し、このとき端末装置Ｂには小容量データがあった為、専用通信網４７を介して送信する。尚、ここでは、端末装置４４からの応答やデータ送信の相手は、データ集約先装置４６であり、これについては以下、逐一言わないものとする。

データ集約先装置４６は、上記小容量データを受信完了したら、今度は端末装置Ａ宛に「データ要求」コマンドを送信し、このとき端末装置Ａには送信すべきデータは無かった為、専用通信網４７を介して「データ無し」応答を送信する。

データ集約先装置４６は、この「データ無し」応答を受信したら、今度は端末装置Ｃ宛に「データ要求」コマンドを送信し、このとき端末装置Ｃには送信すべきデータは無かった為、専用通信網４７を介して「データ無し」応答を送信する。

データ集約先装置４６は、この「データ無し」応答を受信したら、今度は端末装置Ｂ宛に「データ要求」コマンドを送信するが、ここではその直前に短絡事故発生し、電圧低下発生した為、上記の通り全ての端末装置Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、センサデータ（交流波形等）の大容量送信データのパケットを生成する。

但し、上記の通り、パケット生成後に直ちにパケット送信するのではなく、ＩＰ通信網４５上の通信許可が得られたと判定したときにパケット送信できる。よって、図示の例では、上記短絡事故発生後、上記の通りデータ集約先装置４６は、まず端末装置Ｂ宛に「データ要求」コマンドを送信している。よって、まず端末装置Ｂが、上記生成した大容量送信データのパケットを、ＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６に送信する。

尚、図示の例では、このとき端末装置Ｂにおいては送信すべきデータとして任意の小容量データも存在していた。この為、端末装置Ｂは更に、この小容量データもデータ集約先装置４６に送信するが、これは専用通信網４７を介して送信することになる。尚、この例では、端末装置Ａ，Ｃは小容量データは有していないものとする。

データ集約先装置４６は、上記端末装置Ｂからの大容量データと小容量データを受信完了すると、今度は端末装置Ｃ宛の「データ要求」コマンドを送信する。これより、端末装置Ｃは、上記生成した大容量送信データのパケットを、ＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６に送信する。

同様に、データ集約先装置４６は、上記端末装置Ｃからの大容量データを受信完了すると、今度は端末装置Ａ宛の「データ要求」コマンドを送信する。これより、端末装置Ａは、上記生成した大容量送信データのパケットを、ＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６に送信する。

尚、既に述べた通り、端末装置Ａ〜Ｃは、大容量送信データが存在する場合には、例えば上記大容量送信データを送信する前に、専用通信網４７を介して、上記「大容量データあり」応答を、データ集約先装置４６に送信するようにしてもよい。

データ集約先装置４６は、上記端末装置Ａからの大容量データを受信完了すると、今度は端末装置Ｂ宛の「データ要求」コマンドを送信する。図示の例では、端末装置Ｂは今度は「データ無し」応答を送信する。これは、図示の通り、端末装置Ｃ，Ａに関しても同様となる。

上記の通り、専用通信網４７に関しては、任意の小容量データや「データ要求」コマンド、「データ無し」応答等しか送受信されない。一般的に、この様なコマンドや応答や、後述する貸与用のＩＰアドレス等は、データ量が少ないので、これらも「小容量データ」の一種と考えてよい。

この様に、小容量データのみ送受信されるので、専用通信網４７は低速な通信路であって構わない。勿論、必ずしも低速な通信路とする必要はないが（よって、図上では“低速かもしれない”と記してある）、一般的に低速な通信路は安価に構築できるものである。

また、専用通信網４７における通信方式は、例えば上述したポーリング方式や、例えばFL-net等のようなトークン方式等の、複数の端末（端末装置４４等）が同時に送信を行わないようにする既存技術の通信方式である。一方、ＩＰ通信網４５における通信方式は、一般的なＩＰ通信であるが、上記の通り専用通信網４７における通信方式を利用することで、複数の端末（端末装置４４等）が同時に送信を行わないようにすることができる。

上記の通り、図５に示す例では、複数の端末装置４４がほぼ同時に大容量データを送信する事態になったとしても、専用通信網４７における通信方式（本例ではポーリング方式）を利用することで、この複数の端末装置４４がほぼ同時に大容量データをＩＰ通信網４５上に送出するような事は起こらないようにできる。これは、トークン方式の場合も同様である。

尚、トークン方式の場合、端末装置４４は、例えば、大容量データ送信完了後に、獲得したトークン（送信権）をリリースする。これによって、大容量データを送信中に他の端末装置４４が大容量データを送信するような事態は生じない。すなわち、複数の端末装置４４がほぼ同時に大容量データをＩＰ通信網４５上に送出するような事態は起こらない。

次に、図６に示すプラント監視システムの通信タイムチャート例（その２）について説明する。
図６に示す例では、各端末装置４４にはＩＰアドレスは設定しておらず、データ集約先装置４６がＩＰ通信網４５上の任意のＩＰアドレスを端末装置４４に一時的に貸与する。但し、既存のＤＨＣＰ技術とは異なる。既存のＤＨＣＰ技術を適用した場合、各端末装置
４４は、大容量データを送信すべき何らかのイベントが発生した場合、ＩＰ通信網４５上にブロードキャストでＩＰアドレス割り当て要求を送出することになる。

これに対して、本手法では、ＩＰアドレス貸与の為の通信は、専用通信網４７を介して行う。すなわち、端末装置４４は、上記通信許可が得られたものと判定した場合（本例では自端末に対するポーリングを受信した場合）、送信すべき大容量データがある場合には専用通信網４７を介してデータ集約先装置４６に対して特定の応答を行う。この特定の応答は、実質的にＩＰアドレス貸与要求を意味するものであり、特定の応答を受信したデータ集約先装置４６は、専用通信網４７を介して当該端末装置４４に対して貸与用のＩＰアドレスを送信する。つまり、ＩＰアドレスを端末装置４４に貸与する。当然、このＩＰアドレスは、ＩＰ通信網４５上のＩＰアドレスであり、これが貸与されることで端末装置４４はＩＰ通信網４５上の通信が可能となる。

尚、上記特定の応答は、図６に示す例では、「大量データ有り」応答である。
この様に、本手法では、端末装置４４は、ブロードキャストでＩＰアドレス貸与要求を送信するようなことはなく、また同時期に複数の端末装置４４がＩＰアドレス貸与要求を送信するようなこともないので、複数の端末装置４４がほぼ同時にブロードキャストを行うことでＩＰ通信網４５の通信負荷が一時的に大幅に上昇させるような事態は起こらない。それ以前に、そもそも、ＩＰアドレス貸与の為の通信が、ＩＰ通信網４５上で行われることはないので、ＩＰ通信網４５の通信負荷が掛かることはない。

また、専用通信網４７上のＩＰアドレス貸与要求に関しても、ブロードキャスト通信が行われることなく、また複数の端末装置４４がほぼ同時にＩＰアドレス貸与要求を行うようなこともないので、通信負荷は少なくて済む。

図６に示す例は、図５の例と同様、専用通信網４７上の通信方式がポーリング方式である場合を例にしている。
この例でも、データ集約先装置４６は、図５の例と同様、専用通信網４７上で各端末装置４４に対して順次ポーリングを行っている。尚、図６の例では、ポーリングコマンドは、「大量送信データ有無確認」コマンドとなっている。

データ集約先装置４６は、随時、専用通信網４７を介して各端末装置４４に所定の順番で順次、上記「大量送信データ有無確認」コマンドを送信している。
そして、各端末装置４４は、上記図５の例における「データ要求」コマンド受信時と同様、自端末宛の上記「大量送信データ有無確認」コマンドを受信すると、上記「通信許可が得られた」ものと判定する。既に述べた通り、この通信許可は、専用通信網４７上だけでなくＩＰ通信網４５上の通信許可も得られたことを意味する。

図５の例との違いは、図６の例では端末装置４４にはＩＰアドレスが設定されていない為、「通信許可が得られた」ものと判定した場合でも、そのままではＩＰ通信網４５上に大容量データを送信できないので、ＩＰアドレス貸与の為の通信処理が必要である点である。

この為、端末装置４４は、自端末宛の上記「大量送信データ有無確認」コマンドを受信すると、送信すべき大容量データがある場合には、「大量データ有り」応答を専用通信網４７を介してデータ集約先装置４６に返信する。尚、「大量送信データ有無確認」コマンドは、文字通りに大容量データがあるか否かを確認する意味とは限らず、上記「データ要求」コマンドと同様、大容量であるか小容量であるかは関係なく、送信すべきデータがあるか否かを確認する意味であってもよい。よって、端末装置４４は、例えば、大容量データ、小容量データの両方がある場合には、上記「大量データ有り」応答と一緒に小容量デ
ータも送ってもよい。また、端末装置４４は、例えば、小容量データのみある場合には、後述する「大量データ無し」応答と一緒に小容量データも送ってもよい。尚、何れにしても、大容量データ以外は、専用通信網４７を介して送信する。

上記「大量データ有り」応答を受信したデータ集約先装置４６は、ＩＰアドレスを貸与すべきものと判定し（上記の通り、「大量データ有り」応答は実質的にＩＰアドレス貸与要求を意味する）、自己が保持している貸与用のＩＰアドレスを専用通信網４７を介して「大量データ有り」応答送信元の端末装置４４に送信する。尚、本例では貸与用のＩＰアドレスは１つで済むが、複数の貸与用のＩＰアドレスを保持していてもよい。この場合には、複数の貸与用のＩＰアドレスのなかから任意のＩＰアドレスを選択して、端末装置４４に送信すればよい。

端末装置４４は、上記貸与用のＩＰアドレスを受信すると、これを自端末のＩＰ通信網４５上のＩＰアドレスとして設定する。これより、この端末装置４４は、ＩＰ通信網４５上での通信が可能となり、上記大容量データをＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６へ送信する。そして、送信完了したら、上記設定したＩＰアドレスを無効化（消去等）する。

一方、データ集約先装置４６は、上記大容量データを受信完了したら、次の端末装置４４に対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信する。また、各端末装置４４は、「大量送信データ有無確認」コマンド受信時に、送信すべき大容量データが無い場合には、「大量データ無し」応答を専用通信網４７を介してデータ集約先装置４６に返信する。但し、上記の通り、送信すべき大容量データが無くても小容量データはある場合には、「大量データ無し」応答と一緒に小容量データを送信するようにしてもよい。尚、図６には、特に小容量データの送信は示さない。

データ集約先装置４６は、上記「大量データ無し」応答を受信した場合にも、次の端末装置４４に対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信する（次の端末装置４４に対するポーリングを行う）。

図６に示す例では、図中、上から順番に、まず、データ集約先装置４６は、端末装置Ｂに対して専用通信網４７を介して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信し、これに対して端末装置Ｂは専用通信網４７を介して「大量データ無し」応答を返信する。データ集約先装置４６は、次に、端末装置Ｃに対して専用通信網４７を介して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信し、これに対して端末装置Ｃは専用通信網４７を介して「大量データ無し」応答を返信する。次に、データ集約先装置４６は、端末装置Ａに対して専用通信網４７を介して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信し、これに対して端末装置Ａは専用通信網４７を介して「大量データ無し」応答を返信する。

そして、その直後、上記図５の例の場合と同様に、プラントにおいて短絡事故が発生したものとする。データ集約先装置４６が上記端末装置Ａからの「大量データ無し」応答受信により、今度は端末装置Ｂに対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信すると、今度は端末装置Ｂは上記「大量データ有り」応答を、専用通信網４７を介してデータ集約先装置４６に返信する。データ集約先装置４６は、例えば、任意の貸与用のＩＰアドレスを端末装置Ｂに貸与する。すなわち、この貸与用のＩＰアドレスを専用通信網４７を介して端末装置Ｂに送信する。

端末装置Ｂは、貸与されたＩＰアドレスを自己のＩＰ通信網４５上のＩＰアドレスとして設定し、これによってＩＰ通信網４５上の通信が可能になることから、大容量データをＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６へ送信する。そして、送信完了したら、上
記設定したＩＰアドレスを無効化（消去等）する。

データ集約先装置４６は、例えば上記端末装置Ｂからの大容量データを受信完了したら、次の端末装置４４（ここでは端末装置Ｃ）に対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信する。ここでは、端末装置Ｃについても上記端末装置Ｂと略同様の処理が行われることになり、端末装置Ｃは貸与されたＩＰアドレスを設定後、大容量データをＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６へ送信する。そして、送信完了したら、上記設定したＩＰアドレスを無効化（消去等）する。

データ集約先装置４６は、例えば上記端末装置Ｃからの大容量データを受信完了したら、次の端末装置４４（ここでは端末装置Ａ）に対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信する。端末装置Ａに関しても、上記端末装置Ｂ，Ｃと同様の処理が行われることになり、ここでは説明は省略する。

尚、その後も、データ集約先装置４６は、各端末装置Ｂ，Ｃ，Ａに順次「大量送信データ有無確認」コマンドを送信するが、各端末装置Ｂ，Ｃ，Ａはそれぞれ「大量データ無し」応答を返信する。

以上説明したように、図６に示す通信タイムチャート例（その２）においては、ＩＰアドレス資源の節約を行う為にＩＰアドレスを一時的に貸与する構成において、従来のようにブロードキャストでＩＰアドレス貸与要求を送出するものではないので、複数の端末装置がほぼ同時にブロードキャストを行うことでＩＰ通信網４５の通信負荷が一時的に大幅に上昇させるような事態は起こらない（それ以前に、ＩＰアドレス貸与の為の通信処理自体が、ＩＰ通信網４５上では行われないので、この通信処理による通信負荷がＩＰ通信網４５に掛かることがない）。

また、ＩＰアドレス貸与の為の通信処理に関して、専用通信線４７上においても、ＩＰアドレス貸与要求がブロードキャストで行われることはなく、また複数の端末装置が同時期にブロードキャストを行うこともないので、専用通信線４７上の通信負荷が増大するようなこともない。

また、上記の例では、一度に（同時期に）複数の端末装置４４にＩＰアドレスが貸与されるようなことはないので、貸与用のＩＰアドレスは１つで済む。よって、１つのプラント設備内（プラント監視装置１０内）において必要となるＩＰアドレス数は２つで済む。すなわち、データ集約先装置４６自身のＩＰアドレスと、貸与用のＩＰアドレスとの２つで済む。

また、通信タイムチャート例（その２）においては、通信タイムチャート例（その１）と同様の効果も得られる。すなわち、複数の端末装置４４がほぼ同時に大容量データを送信すべき事態になったとしても、複数の端末装置４４がほぼ同時に大容量データをＩＰ通信網４５上に送出するようなことはなく、ＩＰ通信量が著しく増大し通信路の過負荷や輻輳が生じるような事態は起こらない。

尚、上記ＩＰアドレス貸与をトークン方式で実現する場合には、各端末装置４４は、上記図５に係るトークン方式の説明で述べた通り、巡回するトークン（送信権）を獲得した場合には、上記「通信許可が得られた」ものと判定する。

そして、送信すべきデータとして大容量データのみがある場合には、専用通信線４７を介してデータ集約先装置４６に対して例えば１：１のメッセージ伝送等によりＩＰアドレス貸与を要求するコマンドを送信する。これに対してデータ集約先装置４６はＡＣＫとし
て上記貸与用のＩＰアドレスを返信する。その後は、上記ポーリング方式の場合と略同様であるが、貸与されたＩＰアドレスを消去する処理は必要なく、大容量データを送信完了後にはトークン（送信権）をリリースする。

尚、送信すべきデータとして小容量データのみがある場合には、専用通信線４７を介してデータ集約先装置４６に対して１：１のメッセージ伝送等により小容量データを送信する。また、小容量データ、大容量データの両方がある場合には、専用通信線４７を介してデータ集約先装置４６に対して、小容量データと一緒に上記ＩＰアドレス貸与を要求するコマンドを送信する。

次に、図７に示すプラント監視システムの通信タイムチャート例（その３）について説明する。
図７に示す例では、図６に示す例とほぼ同様の効果が得られるが、更にＩＰアドレス貸与の為の機能が必要なくなるという効果も得られる。

すなわち、本例でもＩＰアドレス資源の節約が行われるが、本例ではＩＰアドレスの貸与は行われない。
本例では、ＩＰアドレスは、予め各端末装置４４に設定されている。但し、全ての端末装置４４に同一のＩＰアドレスを設定しておく。そして、通常時は、全ての端末装置４４において、ＩＰ通信網４５への通信ポートはクローズ（電源ＯＦＦ）されている。専用通信線４７への通信ポートは常時アクティブ（電源ＯＮ）とする。

尚、以下の説明では、特に断らない限りは、「通信ポート」は、ＩＰ通信網４５への通信ポートを意味するものとする。
通信ポートがクローズ（電源ＯＦＦ）されている状態では、その端末装置４４はネットワーク上（ここではＩＰ通信網４５）に存在しないことになる。そして、例えば専用通信線４７上の通信を利用して、一度に複数の端末装置４４の通信ポートがポートアクティブ（電源ＯＮ）になることは無いようにしながら、送信すべき大容量データがある端末装置４４の通信ポートをポートアクティブ（電源ＯＮ）させることで、大容量データを送信させることができる。

以下、図７の例について説明するが、図６の例とは異なる点についてのみ説明するものとする。尚、図７の場合も、上記図５、図６と同様、専用通信線４７上の通信方式がポーリング方式である場合を例にしている。

図７の例が図６とは異なる点は、上記短絡事故発生後に、データ集約先装置４６からの「大量送信データ有無確認」コマンドに対して、端末装置４４が「大量データ有り」応答を返信した後である。すなわち、図示の例では、まず、端末装置Ｂが「大量データ有り」応答を返信すると、データ集約先装置４６は、専用通信線４７を介して端末装置Ｂに対して、「ポートアクティブ及びデータ送信」指令を送信する。

端末装置Ｂは、この指令を受信すると、まず自己の通信ポートをポートアクティブ（電源ＯＮ）にする。そして、大容量データをＩＰ通信網４５を介してデータ集約先装置４６に送信する。そして、データ送信完了したら、自己の通信ポートをポートクローズ（電源ＯＦＦ）する。一方、データ集約先装置４６は、上記大容量データを受信完了したら、次の端末装置４４（ここでは端末装置Ｃ）に対して「大量送信データ有無確認」コマンドを送信する。

上記の通り、予め各通信端末４４には同一のＩＰアドレスが設定されている。ここでは仮にＩＰアドレス＝“ＡＡ”とする。上記端末装置Ｂは、ポートアクティブとすることで
“ＡＡ”を自己のＩＰアドレスとしてＩＰ通信網４５上での通信を行うことになる。他の端末装置Ａ，Ｃにおいても同じＩＰアドレス＝“ＡＡ”が設定されているが、これらの端末装置Ａ，Ｃはこのときポートクローズ（電源ＯＦＦ）状態であるので、実質的にＩＰ通信網４５上に存在しないものとなっている。よって、ＩＰアドレスが重複することにはならず、端末装置Ｂは、何等問題なくＩＰ通信網４５上での通信を行うことができる。

尚、上記データ集約先装置４６からの「大量送信データ有無確認」コマンドを受信した端末装置Ｃは、上記端末装置Ｂと同様の動作を行うことで、自己の大容量データをデータ集約先装置４６に送信する。これについての説明は省略する。その後の端末装置Ａに関しても同様である。

上記図７に示す手法は、専用通信線４７上の通信方式がトークン方式である場合には、例えば以下のようになる。
トークン方式の場合、例えば一例としては、トークン（送信権）を獲得した端末装置４４は、専用通信線４７を介してデータ集約先装置４６に対して１対１のメッセージ通信により「大量データ有り」を通知する。この通知を受けたデータ集約先装置４６は、ＡＣＫ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ通信方式におけるＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）として、専用通信線４７を介して端末装置４４に対して、「ポートアクティブ及びデータ送信」指令を送信する。その後は、上記ポーリング方式と同じであり、特に説明しない。但し、大容量データを送信完了したら、トークン（送信権）をリリースする。

尚、上記図５〜図７の何れの例においても、もし、データ集約先装置４６が端末装置４４のＩＰ通信網４５におけるＭＡＣアドレス情報を有しない場合には、端末装置４４は、ポーリングに対する返信データに自端末のＭＡＣアドレス情報を含める。

また、上記図６のようなＩＰアドレス貸与の例においては、もしＩＰ通信網４５の途中にＤＨＣＰ対応ルータ等のＭＡＣアドレスとＩＰアドレス情報を管理する機器があれば、データ集約先装置４６は、例えばＩＰアドレスを貸与したときに、既存のＤＨＣＰ管理技術を使用してこれら機器の情報更新を行うようにしてもよい。

この様にＩＰ通信網４５に対するデータ集約先装置４６の挙動は、ＤＨＣＰ技術を使用したものであるが、通常のＤＨＣＰ機能では、まず各端末装置４４がＩＰ通信網４５上に、ＩＰアドレスリース要求のブロードキャスト送信をするが、本手法では専用通信線４７で、しかもブロードキャスト送信を使わないで、ＩＰアドレスの貸与が行われる。これにより、例えば複数の端末装置４４がほぼ同時に電圧低下を検出した場合でも、ＩＰ通信網４５、専用通信線４７のどちらにおいても、複数の端末装置４４から一斉にブロードキャスト通信が行われるようなことはなく、通信路における負荷増大や輻輳を回避できる。

尚、以上のように図３に示す一例を用いた説明を行ったが、図３は図１に示す構成の一例であり、上記端末装置４４、データ集約先装置４６の動作は、図１のプラント監視装置１０における端末装置１１、データ集約先装置１２の動作の一例と考えてよい。図３では、電圧低下検出により大容量データの一例であるセンサ情報を送信する例を示したが、これは一例であり、この例に限るものではない。大容量データの内容は何でもよく、また大容量データを送信するトリガ（イベント）も何でもよい。

また、上述した本手法の効果は、特に図１のようにＩＰ通信網が複数の（特に多数の）プラント監視装置１０が共用する共用ＩＰ通信網１である場合に、特に顕著なものとなる。

以上説明したように、本手法によれば、以下の効果が得られる。
（１）専用通信網を別途設け、既存のＩＰ通信網と専用通信網の両方を常用通信系として使用し、基本的には、コマンド、応答等の制御用データ等の小容量データや、これに限らない任意の小容量データは、専用通信網を介して送受信し、大容量データのみＩＰ通信網を介して送受信することで、これによって、通信負荷の平準化を実現できると共に、ＩＰ通信網に関しては通信負荷の抑制を図ることができる。

（２）更に、専用通信網上の通信を利用することで、ＩＰ通信網上で短時間に著しく通信負荷が増大する事態となることを防止でき、輻輳等が生じないようにできる。例えば複数の端末装置がほぼ同時にデータ送信すべき状況になった場合でも通信負荷が短期間に著しく増大する事態を回避できる。あるいは、ＩＰアドレス貸与する構成において、専用通信網上の通信によりＩＰアドレス貸与が行われるので、ＩＰ通信網上でＩＰアドレス貸与要求の為のブロードキャスト通信が行われることはなく、ブロードキャスト通信による過負荷／輻輳が生じることはない。あるいは、ＩＰアドレス貸与することなく、ＩＰアドレス資源の節約を実現することができ、この場合にも、当然、ＩＰアドレス貸与要求の為のブロードキャスト通信は行われないので、ブロードキャスト通信による過負荷／輻輳が生じることはない。

（３）各プラント設備の監視装置毎に、必要とするＩＰアドレスは、データ集約先装置のＩＰアドレスと、端末装置への貸与用のＩＰアドレスの計２つで済むので、ＩＰアドレス資源の節約ができる。

上記（１）、（２）、（３）の効果は、特に、ＩＰ通信網が複数のプラント設備の監視装置が共用するものである場合に、顕著な効果を奏するものである。
（４）ＩＰ通信網以外に専用通信路が必要となるが、大量データ送信および高速データ送信はＩＰ通信網に集約できるので、専用通信路の通信速度は高速なものでなくて良く、専用通信路の敷設コストを節約できることが期待できる。

１ 共用ＩＰ通信網
２ 専用通信網
１０ プラント監視装置
１１ 端末装置
１２ データ集約先装置
２１ ＩＰ通信機能部
２２ 専用通信機能部
２３ 数値演算処理部（メモリ部含む）
２４ 「通信以外のインタフェース」
２５ データバス
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ 「センサ、または表示部、操作部等」
３４ 通信ポート
３５ 通信ポート
４１ 送配電線
４２ 受電変圧器
４３ 各負荷
４４ 端末装置
４５ ＩＰ通信網
４６ データ集約先装置
４７ 専用通信線

Claims (16)

1. プラント設備の状態を監視する装置であって、データ集約先装置と複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信するプラント監視装置において、
   第２の通信網を設け、前記データ集約先装置及び前記各端末装置は、該第２の通信網にも接続されており、
   前記各端末装置は、小容量データに関する通信は前記第２の通信網を用い、大容量データに関する通信は前記ＩＰ通信網を用いて通信する通信制御手段を有することを特徴とするプラント監視装置。
2. 前記データ集約先装置は、
   前記第２の通信網を介して各端末装置に対して前記ＩＰ通信網上における通信許可を与える手段であって、該ＩＰ通信網上における通信許可を任意の１つの端末装置に与えた後は、該端末装置からの前記送信データを受信完了するまで又は該端末装置から任意の応答があるまで、他の端末装置には前記ＩＰ通信網上における通信許可を与えないようにする通信許可手段を有し、
   前記各端末装置の前記通信制御手段は、
   前記データ集約先装置の通信許可手段によって前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信することを特徴とする請求項１記載のプラント監視装置。
3. 前記第２の通信網上の通信方式は、該第２の通信網上における通信許可が得られた装置だけが該第２の通信網上で通信を行える通信方式であり、
   前記各端末装置の前記通信制御手段は、
   前記第２の通信網上における通信許可が得られた場合に、前記ＩＰ通信網上における通信許可も得られたものと判定し、前記任意の送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信することを特徴とする請求項１記載のプラント監視装置。
4. 前記第２の通信網上の通信方式はポーリング方式であり、
   前記データ集約先装置は、随時、第２の通信網を介して前記各端末装置に対して順次ポーリングを実行する第２の通信網通信制御手段を有し、
   前記各端末装置は、自装置宛の前記ポーリングを受信することで前記第２の通信網上における通信許可が得られることを特徴とする請求項３記載のプラント監視装置。
5. 前記第２の通信網上の通信方式は、該第２の通信網上にトークンを巡回させるトークン方式であり、
   前記各端末装置は、前記第２の通信網上のトークンを獲得することで前記第２の通信網上における通信許可が得られることを特徴とする請求項３記載のプラント監視装置。
6. 前記各端末装置には前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスは設定されておらず、
   前記データ集約先装置は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置から前記第２の通信網を介して所定の要求があった場合、前記第２の通信網を介して該端末装置に対して貸与用のＩＰアドレスを送信するＩＰアドレス貸与手段を更に有し、
   前記各端末装置の前記通信制御手段は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には、前記第２の通信網を介して前記所定の要求を行うことで前記データ集約先装置から貸与用のＩＰアドレスを取得して、該貸与用のＩＰアドレスを自装置の前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスとして設定してから、前記送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信し、送信完了したら該設定したＩＰ
   アドレスを無効化することを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載のプラント監視装置。
7. 前記各端末装置には予め前記ＩＰ通信網上のＩＰアドレスとして全て同一のＩＰアドレスが設定されており、且つ全ての端末装置において前記ＩＰ通信網への通信ポートはクローズされており、
   前記データ集約先装置は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置から前記第２の通信網を介して所定の要求があった場合、前記第２の通信網を介して該端末装置に対して通信ポートアクティブ指令を送信する通信ポート指令手段を更に有し、
   前記各端末装置の前記通信制御手段は、前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には、前記第２の通信網を介して前記所定の要求を行うことで前記データ集約先装置から前記通信ポートアクティブ指令を受信すると、前記ＩＰ通信網への通信ポートをアクティブにしてから、前記送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信し、送信完了したら該通信ポートをクローズすることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載のプラント監視装置。
8. 前記ＩＰ通信網は、複数の前記プラント監視装置が共用する共用ＩＰ通信網であり、該共用ＩＰ通信網には各プラント監視装置それぞれの前記データ集約先装置と複数の端末装置とが接続されており、
   前記第２の通信網は、各プラント監視装置毎に、そのプラント監視装置専用の通信網として設けられることを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載のプラント監視装置。
9. 前記第２の通信網は前記ＩＰ通信網に比べて低速な通信路であることを特徴とする請求項２〜８の何れかに記載のプラント監視装置。
10. 前記各端末装置は、前記プラント設備内の任意の状態を検出するセンサから状態データを取得すると共に、該状態データに基づいて異常発生有無を判定する状態データ取得・判定手段を更に有し、
    前記通信制御手段は、該状態データ取得・判定手段によって異常発生と判定された場合、そのときの状態データにより前記送信データを生成することを特徴とする請求項２〜９の何れかに記載のプラント監視装置。
11. 前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られた端末装置の前記通信制御手段は、任意の小容量データがある場合には、該小容量データを前記第２の通信網を介して前記データ集約先装置に送信することを特徴とする請求項２〜１０の何れかに記載のプラント監視装置。
12. プラント設備の状態を監視するプラント監視装置であって、データ集約先装置と複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する前記プラント監視装置における前記データ集約先装置であって、
    前記ＩＰ通信網とは別に設けられた第２の通信網に接続して、該第２の通信網を介して各端末装置との通信を行う第２通信網通信手段と、
    前記第２の通信網を介して各端末装置に対して前記ＩＰ通信網上における通信許可を与えることで、該端末装置に前記送信データがある場合には前記ＩＰ通信網を介して該送信データを送信させる手段であって、該ＩＰ通信網上における通信許可を任意の１つの端末装置に与えた後は、該端末装置からの前記送信データを受信完了するまで、他の端末装置には前記ＩＰ通信網上における通信許可を与えないようにする通信許可手段と、
    を有することを特徴とするプラント監視装置におけるデータ集約先装置。
13. プラント設備の状態を監視するプラント監視装置であって、データ集約先装置と複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する前記プラント監視装置における前記端末装置であって、
    前記ＩＰ通信網とは別に設けられた第２の通信網に接続して、該第２の通信網を介してデータ集約先装置との通信を行う第２通信網通信手段と、
    前記データ集約先装置から前記第２の通信網を介して前記ＩＰ通信網上における通信許可が与えられたとき、前記送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する通信制御手段を有することを特徴とするプラント監視装置の端末装置。
14. プラント設備の状態を監視するプラント監視装置であって、データ集約先装置と複数の端末装置とがＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する前記プラント監視装置における前記端末装置であって、
    前記ＩＰ通信網とは別に設けられた第２の通信網であって該第２の通信網上における通信許可が得られた装置だけが該第２の通信網上で通信を行える通信方式の該第２の通信網に接続して、第２の通信網上での通信を行う第２通信網通信手段と、
    前記第２の通信網上における通信許可が得られたときに、前記ＩＰ通信網上における通信許可も得られたものと判定し、前記任意の送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する通信制御手段と、
    を有することを特徴とするプラント監視装置の端末装置。
15. 複数のプラント監視装置が共用する共用ＩＰ通信網を有し、該各プラント監視装置はデータ集約先装置と複数の端末装置を有し、該データ集約先装置と各端末装置は前記共用ＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信するプラント監視システムにおいて、
    前記各プラント監視装置毎に、そのプラント監視装置専用の第２の通信網を設け、前記データ集約先装置及び前記各端末装置は、該第２の通信網にも接続されており、
    前記データ集約先装置は、
    前記第２の通信網を介して各端末装置に対して前記ＩＰ通信網上における通信許可を与える手段であって、該ＩＰ通信網上における通信許可を任意の１つの端末装置に与えた後は、該端末装置からの前記送信データを受信完了するまで又は該端末装置から任意の応答があるまで、他の端末装置には前記ＩＰ通信網上における通信許可を与えないようにする通信許可手段を有し、
    前記各端末装置は、
    前記データ集約先装置の通信許可手段によって前記ＩＰ通信網上における通信許可が得られたとき、前記送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する通信制御手段を有することを特徴とするプラント監視装置。
16. 複数のプラント監視装置が共用する共用ＩＰ通信網を有し、該各プラント監視装置はデータ集約先装置と複数の端末装置を有し、該データ集約先装置と各端末装置は前記共用ＩＰ通信網に接続されており、該各端末装置は任意の大容量の送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信するプラント監視システムにおいて、
    前記各プラント監視装置毎に、そのプラント監視装置専用の第２の通信網を設け、前記データ集約先装置及び前記各端末装置は、該第２の通信網にも接続されており、該第２の通信網上の通信方式は、該第２の通信網上における通信許可が得られた装置だけが該第２の通信網上で通信を行える通信方式であり、
    前記各端末装置は、
    前記第２の通信網上における通信許可が得られた場合に、前記ＩＰ通信網上における通信許可も得られたものと判定し、前記任意の送信データがある場合には該送信データを前記ＩＰ通信網を介して前記データ集約先装置に送信する通信制御手段を有することを特徴とするプラント監視装置。
    

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