JP3499719B2 - 分離アクセス方式による監視システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント内で稼働
する機器の状態監視及び該機器の近傍で動作方向指示を
行う情報端末操作装置を備えた分離アクセス方式による
監視システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の例えば上下水道監視プラントにお
いては、中央監視装置を核として幾つかの監視制御装置
がＬＡＮ等の情報網を介して接続されている。これら各
監視制御装置は、一連の動作に関連した機器の情報、例
えば水位、弁の開度、ポンプの回転数等の情報を収集
し、端末情報監視制御装置（現場盤）に一括表示をして
いる。

【０００３】図１８は、かかる監視制御システムの構成
例を示すものである。図１８において、１はパソコン２
を備えた中央制御監視装置、３は中央監視制御装置、４
はＣＰＵ、５はテレメータ装置で、これらはそれぞれＬ
ＡＮ６に接続されている。

【０００４】一方、７はＬＡＮ６に光電変換部を介して
接続された光ファイバケーブルに直接的及びＬＡＮ８を
介して接続された複数台の監視制御装置で、これら各監
視制御装置７にはリレー盤９がそれぞれ接続され、さら
にこのリレー盤９を通して複数台の現場盤１０がそれぞ
れ接続されている。

【０００５】ところで、このような構成の監視制御シス
テムにおいて、各種機器の保守及び点検を行うには、監
視制御装置上の保守員による入力部である現場盤１０で
行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現場作業員が
現場にて機器の保守及び点検を行うことは多大な時間と
労力が必要であり、また現場盤は筐体を用いているの
で、塩風の当たる場所での耐環境、建物上のスペースに
余裕がないことや、ケーブル配線処理等の手間がかかる
問題があった。

【０００７】そこで、最近では端末情報監視制御装置と
現場盤との間の情報伝達を無線により行なうことが試み
られている。無線は通信回線の最も発達している部分で
あり、考え方は１０年以上も前から存在していたが、コ
ストや技術的な制約によって、また特別なアプリケーシ
ョンを必要とすることもあって相対的に限られたものに
対してのみ採用されているのが現状である。

【０００８】また、最も大きな理由は公的マーケットを
見付けられなかったことである。最近、無線の技術が変
化して特にセルラー方式が様子を代えてしまったこと、
最も特筆すべき無線技術はステーションーステーション
間というより真の人間ー人間間のコミュニケーションが
可能となった点である。この点はセルラーコミュニケー
ションだけでなく、回線接続にも前進がみられている。
伝統的なネットワークから、ユーザは様々な情報を何で
も、何時でも、何処ででも取入れることが可能となっ
た。

【０００９】従って、無線にて監視制御を行うことで、
今までは常設式であった端末情報監視制御装置を撤去す
ることができ、小スペース化を図ることができる。ま
た、監視制御装置からの情報を携帯情報端末に伝送にて
受け渡すことから、ほしい情報を任意に取込むことがで
きる。

【００１０】この場合、無線の周波数としてはマルチチ
ャンネルアクセス制御が可能な周波数帯が使用される。
このような無線は認可を受ければ誰しもが使える周波数
であるものの、使える周波数は決まっており、その意味
では有限な資源と言える。

【００１１】ところで、無線により監視対象を監視制御
するには、監視制御装置に基地局を設け、この基地局に
対して無線で情報交換を行う携帯局を備え、この携帯局
を介して監視対象を監視すると共に、この監視対象に対
して操作を行う特定小電力無線を用いた監視制御装置が
知られている。

【００１２】しかし、かかる構成の監視制御装置におい
ては、携帯性を考慮した場合、基地局・携帯局ともアン
テナ高が１ｍ以下と低いため、建物、樹木、地形起伏の
障害物の影響を大きく受ける。この場合、電界強度の影
響は多種多様で、一般に用いられる平面大地計算法や球
面解析理論などの伝搬理論の適用は困難で、その伝搬特
性解明には地形地物の影響を適当に分類した統計的実験
資料によらなければならない。

【００１３】また、情報を電波で伝送する場合、何ビッ
ト毎に誤りを発生するかを示した誤り率は［１回／ビッ
ト］で表されるが、従来の１０^-9以下のオーダの場合、
監視制御には不向きとされてきた。一般に無線では、受
信入力レベルが２０［２０dBV]の時に１０^-4オーダとさ
れているため、大幅にオーダが離れており、また伝搬速
度が２４００bps と遅いという問題もある。

【００１４】本発明は上記のような問題を解消するため
なされたもので、現場盤を無くして広域に跨がる各種機
器を監視制御できると共に、厳しい条件下においても迅
速且つ適切な対応を容易にできる分離アクセス方式によ
る監視システムを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような構成の分離アクセス方式による
監視システムとするものである。請求項１に対応する発
明は、中央監視制御装置にプラントの一連の動作に関連
した機器状態の情報を収集してコントロールする複数の
監視制御装置を情報ネットワーク網を介して接続し、且
つ前記監視制御装置で収集された情報を端末情報監視制
御装置に表示する監視システムにおいて、前記各監視制
御装置は電波にて情報を送受する基地局を備え、前記端
末情報監視制御装置は前記プラントの機器の稼動状態を
監視制御する携帯情報端末とマルチチャンネルアクセス
制御及びアクセスとべージングを別のチャンネルにて制
御する無線機にて情報の送受信を行う携帯局とを備え、
前記携帯局から基地局に情報を送受する無線機に、予め
送信用及び受信用として固定の周波数チャンネルが登録
され、送信時間帯、無線機間の回線樹立や端末間の回線
が正常であるかをコードにより判断すると共に、予め割
当てられた携帯局固有のチャンネル及び連続的に送信す
る方法と時間管理により一定周期毎に休止を設けて信号
伝達する機能を持たせ、且つ回線確立後は常時信号を出
力し、休止時間帯の送信データは一旦バッファに蓄える
ものである。

【００１６】上記のような構成の分離アクセス方式によ
る監視システムにあっては、各端末情報監視制御装置毎
に割当てられたアクセスとページングのチャンネルを固
定とすることで運用されるプラント内での周波数の管理
を行い、使用チャンネル間での相互変調による妨害波の
発生を防止し、また各基地局、携帯局にコードを割り付
けることで、目的以外の無線機間で交信が行われること
がない。

【００１７】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の分離アクセス方式による監視システムにお
いて、前記プラント内に制御目的毎にグループ構成とし
た基地局を設け、携帯局はグループ内の他の基地局に他
の基地局に影響を与えることなく、対象となる特定の基
地局のみに優先度の高い呼が設定可能なグループ同報通
信方式を採用したものである。

【００１８】上記のような構成の分離アクセス方式によ
る監視システムにあっては、操作者がどの位置にいても
一番強い電波強度で受けた基地局と交信を行うように
し、電波強度が一定以下になると操作者に対してそのこ
とを促すことが可能となり、電波強度劣化により交信が
不可能になった場合には再度回線接続を行い、最も強く
接続できた基地局と再度接続することで移動に対する管
理を行うことができる。

【００１９】請求項３に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の分離アクセス方式による監視システムにお
いて、各基地局の接続先の監視制御装置は携帯局から回
線樹立依頼がきたときにどの基地局が最も強い受信レベ
ルで受信したかをチェックして、最も強く受信した基地
局に対して携帯局と接続を行うように指示するようにし
たものである。

【００２０】上記のような構成の分離アクセス方式によ
る監視システムにあっては、操作者が得たい情報を管理
する監視制御装置に対して回線設立を行い、さらに制御
データを予め端末情報監視制御装置に記憶させておくこ
とで、監視制御装置は端末情報監視制御装置から送られ
たコードに対してのみ受取り返答する等の着呼管理を行
うことが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による分離アクセス方
式による監視システム全体の実施の形態を示す構成図で
あり、ここでは上下水道監視制御システムに適用した場
合について説明する。

【００２２】図１（ａ）において、１１は中央監視制御
装置１やＣＰＵ４等にＬＡＮ６を介して接続され、プラ
ントの機能毎の状態をコントロールする複数設備（各電
気室に対応）の監視制御装置で、この監視制御装置１１
は１系、２系に対応させて複数の基地局１１ａが設けら
れられている。これら各基地局１１ａには常用の送受信
器１−１，１−２、有線による分配器１−３、割込用送
受信器１−４、常用の送受信器１−５、有線による分配
器１−６が適宜の距離を存して分散設置されている。

【００２３】また、１２−１，１２−２，１２−３は無
線による端末情報監視制御装置で、これら端末情報監視
制御装置１２−１，１２−２，１２−３は図２に示すよ
うに操作者がシステムの稼働状態を監視制御する携帯情
報端末１２ａと電波による送受信機１２ｂとから無線携
帯局を構成している。

【００２４】ここで、上記各基地局１１ａは図３に示す
ように無線機１１ａ−１と分配器１１ａ−２からなり、
監視制御装置１１の１系、２系のコントローラ１１−１
にそれぞれ接続した構成となっている。この場合、コン
トローラ１１−１には、図１（ｂ）に示すようにＡ設備
の現場機器に対応して設けられた情報送受信部１−７，
１−８、分配器１−９にケーブルを介して接続され、各
現場機器を監視制御する機能を有している。なお、Ａ設
備の現場には現場機器に対応して基地局予備用の情報送
受信部１−Ａ，１−Ｂ、分配器１−Ｃが設けられてい
る。

【００２５】これら端末情報監視制御装置１２−１，１
２−２，１２−３の携帯情報端末１２ａは、システムの
上位に当たる監視制御装置１１に対して次のようなデー
タを要求し、これを表示する機能を有している。

【００２６】（１）システムの設備名称 （２）システム内で駆動している機器の名称 （３）システム内で駆動している機器の運転・故障状態 （４）システム内で駆動している機器のデータ・プロセ
ス監視 また、上位監視制御装置１１に対して次の操作を行う。

【００２７】（ａ）システム内で駆動している機器の状
態（モード）切替操作 （ｂ）システム内で駆動している機器の設定値の入力 以上のような機能を満たす携帯情報端末１２ａの画面構
成は、図４に示すような処理手順により行われる。図４
において、まずメニューの中から例えば現場操作を選択
して設備選択画面を表示させ、次に設備選択画面の中か
ら例えば原水設備を選択する。

【００２８】次に機器選択かモード選択かを指定し、機
器選択の場合は機器状態または機器操作の何ずれかを選
択する。機器選択の場合には機器状態か機器操作の何ず
れかを選択し、機器操作の選択の場合は機器ＯＮ／ＯＦ
Ｆ、連続操作、設定値変更の何ずれかを行う。また、モ
ード選択の場合にはモード切替を行う。

【００２９】上記機器選択で機器状態に対して故障があ
る場合には故障表示がその度合いに応じて表示されるよ
うになっている。このようにプラントのシステムでは、
設備という単位毎に監視制御装置１１を設置し、その設
備をさらに小さな塊（現場盤相当）に分ける。一つの現
場盤の中には、機器の名称及びその状態、或いは機器の
名称及びアナログデータ値、さらにはモードの名称及び
その状態が表示される。その他に故障状態や非常停止、
故障復帰などの警報用の指令ボタン、無線の回線状態を
示す欄等の機能が盛り込まれている。故障状態の具体的
な内容はエリアをタッチすることにより展開するように
なっている。

【００３０】ここで、どの設備情報を取得したいかとい
う画面は、例えば図５に示されるような内容である。こ
の設備メニューにおいて、操作者が設備を選択すると携
帯情報端末１２ａは携帯局にキャリアセンスを実行させ
る。これにより接続先の基地局との開局操作が行われ、
以降携帯局と基地局との接続は１：１になる。

【００３１】また、携帯情報端末１２ａでは画面の有効
活用を図るため、状態表示エリアが入力切替ボタンを兼
ねている。例えば図６に示すようなモード切替では、機
器の「現場／中央」「連動／単独」等のモードを設定す
る画面であるが、この「現場／中央」と表記された部分
をタッチすると押されたモードに変化する。

【００３２】また、他画面への展開も表示エリアをタッ
チすることで行うことができるようになっている。例え
ば図７に示すモード切替メニューにおいて、機器エリア
を選択すると機器操作メニューが表れる。

【００３３】次に本システムのネットワーク機能とし
て、４つのグループに分けて行われる無線資源管理、移
動管理、着呼管理、データ管理について述べる。 ・無線資源管理 無線機にマルチチャンネルアクセス制御技術を用い、ア
クセス（移動発信）とページング（移動着信）を別のチ
ャンネルにて制御する。

【００３４】例えば、携帯局１２ａのアクセスに特定小
電力無線の連続波を用い、ページングに特定小電力無線
の間欠波を用いる。この場合、基地局側ではアクセスに
特定小電力無線の間欠波、ページングに特定小電力無線
の連続波を用いる。

【００３５】特定小電力無線の連続波は４０波、間欠波
は１０波の使用が可能で、ページングにはマルチチャン
ネルアクセス技術を用いている。この内、無線基地局の
設置されているエリア内で複数の携帯局を持った操作者
が同時に通信を行う場合、使用チャンネル間で相互変調
による妨害の発生を防ぐため、予め相互変調が発生しな
い特定チャンネルを携帯局側に登録して立ち上げを選択
する携帯側による無線管理を採用している。

【００３６】時間帯に関しては、連続波は一度回線を樹
立すると、接続先が変更になるまで或いは通信障害によ
り回線断になるまでは一定である。間欠波は４０秒以上
送信を行う場合、２秒間の休止を設け、再度立ち上げる
操作が必要となる。

【００３７】コードは無線機間の回線樹立や端末間の回
線が正常に結束されているかの判断を用いる。周波数割
当ては送受信で別々の周波数を用いることとし、システ
ム内で同一の周波数が立ち上がらないように携帯局固定
のチャンネルが割当てられている。

【００３８】信号伝達は、連続的に送信する方法と時間
管理により一定周期毎に休止を設ける２パターンを用意
する。無線機の電源電圧の低下により突然交信が途絶え
ないようにするため、電源電圧が一定レベル以下に下が
った場合、携帯局は携帯情報端末に制御信号“バッテリ
低下”を送信し、携帯情報端末の表示画面を通じて現場
保守員に警告アナウンスをする。

【００３９】また、伝送異常が発生しても電波が不必要
に長時間に亘って送信されないように携帯情報端末は常
にデータのチェックを行っている。 ・移動管理 様々な移動に対する追従能力や高品質を問われる移動管
理では、操作者が欲しいエリアで欲しい情報が得られる
ようにプラント内に複数の基地局を設ける。

【００４０】本実施の形態では基地局の配置された限ら
れた地域（プラント）内において、情報が素早く入力で
き、且つ迅速な処理結果が得られる携帯情報端末とプラ
ント内に設置されている監視制御装置間の伝送を無線に
よるものとしている。

【００４１】基地局は制御目的毎にグループ構成になっ
ており、携帯局はグループ同報通信を実行する。携帯局
はグループ内の他の基地局に影響を与えることなく、対
象となる特定の基地局のみに優先度の高い呼を設定する
ことができるグループ同報通信方式を採用している。

【００４２】監視制御装置は、自分の配下にある基地局
のどれが現在交信中であるかを随時把握し、また交信可
能な基地局の台数を制約することで、一定以上の操作者
からの開局を受付ないようにしてある。これにより操作
者の移動により現在の基地局が通信負荷となった場合で
も、空いている別の基地局にて操作者に対応することが
可能となる。

【００４３】操作者の移動により受信レベルが一定以下
となった場合、携帯局は携帯情報端末に制御信号“受信
レベル低下”を送信し、携帯情報端末の表示画面を通じ
て現場保守員に警告アナウンスをし、また通信負荷とな
り回線断となった場合、最も受信レベルの強い基地局と
接続復旧ができるようにしてある。 ・着呼管理 操作者が希望するプラント内のシステムに対してのみ接
続が行なわれるようにし、これによって操作者の意志に
反した接続上の不合理性を軽減する。

【００４４】プロトルコに基づいてフォーマット化した
制御データを用い、各携帯局、基地局は制御データの中
に自己の固有の番号が含まれている場合には取り込み処
理を行う。

【００４５】各基地局の接続先の監視制御装置は、携帯
局から回線樹立依頼がきたときにどの基地局が最も強い
受信レベルで受信したかをチェックし、最も強く受信し
た基地局に対して監視制御装置は携帯局と接続を行うよ
うに指示する。

【００４６】回線が設立すると、監視制御装置は携帯局
から送信されてくる制御内容に基づいて、自己に接続さ
れている機器を制御する。この制御データには様々な機
器コードが含まれており、監視制御装置のコード記憶手
段に予め記憶させられたコードと一致した場合のみ制御
を行うことで、安全性の向上を図ることができる。

【００４７】操作者側からのデータは、連送を行うこと
で１つのデータが欠けても他のデータで拾えるようにし
てある。また、設備側からのデータは多量であるため、
意味のあるデータ毎に細かく区切ってパケット送信す
る。 ・データ管理 情報スタイルのシステム管理、データの蓄え、復旧、刷
新、保全等を行うデータ管理では、誤り率の高い特定小
電力無線の難点を解決するため、次のような処理を施し
ている。

【００４８】１）短いデータを連送する。 ２）基地局を多数用意する。 ３）正常（ＡＣＫ）、異常（ＮＡＫ）回線状態の確認を
省略した伝送による対話の短縮、その他考えられる策と
して ４）一つの携帯局に対し、複数の基地局が同時にアクセ
ス可能な構造とし、監視制御装置にて正しいデータのみ
採用するシステムとする。また、監視制御装置から携帯
局に対するデータ携帯局を自分割的な制御を実施し、携
帯局が移動してもデータの受信が容易なシステムにす
る。

【００４９】伝送は随時行われ、機器の状態は一定周期
毎にリフレッシュされ、常時機器の状態を監視するもの
とする。携帯情報端末が監視制御装置から取得する情報
は画面毎に一定である。携帯情報端末からの情報は定期
的に行われ、このことが伝送路が確保されているかのチ
ェック機能をも果たしている。操作入力が発生した場
合、その操作の伝送経路に従い、例えば３つの基本パタ
ーンで表せる。

【００５０】１）人力がない場合：監視制御装置が各機
器から吸い上げた現在値データを送信する。 ２）機器の運転状態を変更する場合：監視制御装置が各
機器に制御指令を与える。監視制御装置は携帯情報端末
に対して現在値データを送信する。

【００５１】３）機器の監視状態を変更する場合：仮想
結果を携帯情報端末に対して現在値データを送信する。
また、携帯局、基地局共に固有の番号を持っている。こ
の番号には、グループを示すグループ番号と個々の番号
を示す固有番号であり、このナンバリングプランによる
無線機の仕分けにより、自分の番号宛てでないものと自
分宛てとを識別することが可能となり、安全性として伝
達能力としての信頼、威信、機密を供給する。このナン
バリングプランを持ったネットワークにより地理的場所
に割当てる平面番号計画を立てることができる。

【００５２】次に上記のように構成された分離アクセス
方式による監視システムを上下水道監視システムに適用
した場合の作用について説明する。本発明の実施の形態
において、まず無線資源管理について述べる。

【００５３】１つのプラント内で使用可能な端末情報監
視制御装置は、無線式にて用いた場合、最大８台までで
ある。ここで、携帯局の送信周波数の割当ては、連続波
４０波のうち、３次相互変調のない周波数８波を割当て
ている。４０波の場合、チャンネルの間隔の一つのパタ
ーンとして（１，２，５，１０，１６，２３，３３，３
５）がこの条件を満たす。また、次パターンとしては
（２，６，１１，１７，２４，３４，３６）があり、こ
のような条件を満たすパターンは最大６パターンが実現
可能であるが、これらのうち環境条件に合わせて最良の
パターンを選択する。

【００５４】携帯局の周波数割当てはテーブルにより設
定され、また基地局は上記パターンの８局を持つマルチ
チャンネル受信機構造となっている。一方、基地局送信
周波数割当ては、間欠波１０波のうち８波を割当てる。
基地局は設置間隔を十分とることで３次相互変調を防ぐ
ことができる。また、基地局の周波数割当ても携帯局同
様にテーブルにより設定されている。携帯局は、この８
局を持つマルチチャンネル受信機構造となっている。さ
らに、間欠波は４０秒以上の連続送信は行えないため、
基地局送信側では図８に示すような時間管理を行いなが
ら送信する。

【００５５】即ち、図８において、時間管理ルーチンが
始動すると、４０秒以内で回転するループが形成され、
データの受信、データの解析、監視制御装置に指令を行
った後、４０秒以内であるか否かを判定し、４０秒以内
であればデータを送信し、４０秒以内で回転するループ
が形成されると無線休止し、また４０秒以内でなければ
無線休止操作が行われて終了する。

【００５６】本実施の形態では、端末情報監視制御装置
側の携帯局に固有の周波数を与える方式を採っている。
このため、無線通信障害が起こった場合、どの周波数に
妨害が起こっているのか容易に判別することができる。
端末情報監視制御装置では頻繁に自分の周波数で障害が
起こった場合、テーブルに割当てられたサブチャンネル
を用いる。

【００５７】送信側と受信側の周波数は１：１に対応し
ている。本システムでは携帯局が１次局になり、基地局
に対して開局操作を行う方式を採っており、基地局は携
帯局からの開局指令があった場合、その携帯局の周波数
に対応する基地局の周波数にて開局可否の応答をする。

【００５８】また、無線は受信強度によって誤り率が変
化する。端末情報監視制御装置の電源電圧が低下すると
送信データの信頼性が落ちる。このため、電源電圧が一
定レベルになった場合、“バッテリ低下”のアナウンス
を行う。さらに、端末情報監視制御装置は受信レベルの
チェックも行い、この場合も一定レベル以下になった場
合、“受信レベル低下”のアナウンスを行う。

【００５９】さらに、携帯情報端末は伝送異常が発生し
ても、電波が不必要に長時間に亘って送信されないよう
に常にデータのチェックを行っている。そのため、デー
タが異常な状態で受信されている場合にはリトライ中で
あることを画面に表示し、設定されている回数以上の異
常データを受信した場合には回線を切る。これにより通
信中の他の通信局に対する電波妨害を防止して信頼性の
向上を図っている。

【００６０】次に移動管理について述べる。本実施の形
態では、プラント内に複数の基地局を設ける構成を採っ
ており、携帯情報端末装置を持った操作者は欲する情報
を管理する監視制御装置に接続された基地局の中で、最
も受信レベルの強い基地局と回線接続を行う。同じ監視
制御装置に接続された基地局は、同じグループを構成し
ており、操作者は監視したい機器に属す監視制御装置に
対してグループ同報通信を実行する。

【００６１】携帯局はグループ内の他の基地局に影響を
与えることなく、対象となる特定の基地局のみに優先度
の高い呼びを設定することができるグループ同報通信方
式を採用している。本操作は、無線携帯局から基地局に
対してキャリアスケルチの実施により行われる。

【００６２】基地局が持つキャリアスケルチには、３段
階のレベル；通信十分可能（受信レベルが２０dBμ以
下）、通信不可能（受信レベルなし）；を持っている。
図９は開局操作手順を説明するためのブロック図であ
り、以下その開局操作を手順を追って述べる。

【００６３】１）携帯情報端末装置から無線携帯局１２
ｂに開局を促す。 ２）携帯局１２ｂは、操作対象となる監視制御装置１１
に属する同グループ内の基地局１１ａに対してキャリア
スケルチを行う。

【００６４】３）基地局１１ａは、受信レベルに応じて
（通信十分可能、通信可能、通信不可能）の出力を監視
制御装置１１に伝える。通信不可能の場合はタイムアウ
トにより監視制御装置１１で判断する。

【００６５】４）監視制御装置１１は、基地局１１ａか
らの出力を受け、通信を行う基地局を決定する。 ・通信を行う基地局に対しては、チャンネル設定を行
う。

【００６６】・その他の基地局に対しては、チャンネル
サーチ状態（ＭＣＡモード）にする。 このような手順により開局操作を行なうことにより、監
視制御装置１１は自分の配下にある基地局１１ａのどれ
が現在交信中であるかを随時把握している。また、監視
制御装置１１は交信可能な基地局１１ａの台数を制約す
ることで、一定以上の操作者からの開局を受け付けな
い。

【００６７】これにより、操作者の移動により受信レベ
ルが一定となった場合、携帯局１２ｂは携帯情報端末１
２ａに制御信号“受信レベル低下”を送信し、携帯情報
端末１２ａの表示画面を通じて現場保守員に警告アナウ
ンスをする。また、通信不可となり回線断となった場
合、最も受信レベルの強い基地局と接続復旧できる。

【００６８】次に着呼管理について述べる。操作者が希
望するプラント内のシステムに対してのみ接続が行なわ
れるようにし、これによって操作者の意志に反した接続
上の不合理性を軽減する。

【００６９】回線設立時において、携帯局はＭＡＣモー
ドになっている基地に対して開局を促すコマンドを何回
も連送する。基地局は割当てられた８ＣＨのパターンを
随時監視している。携帯局からの開局コマンドが８msと
し、基地局の１ＣＨに止まる時間を３００msとすると、
基地局は１周 ３００ms×８＝２．４ｓで回転すること
になる。従って、基地局がチャンネルを一周する間、携
帯局が送信を続けるには、最低この２．４秒間が必要と
される。

【００７０】基地局は１回でも開局コマンドを受信でき
れば回線成立となるが、１ＣＨに止まっている間に開局
コマンドを受ける回数は、２〜３個であるため、回線確
率の成功率を高めるには携帯局からの開局コマンド回数
を増やすか、基地局の１ＣＨに止まる時間を増やせばよ
い。

【００７１】本実施の形態では、対象となる設備に設置
された基地局／携帯局のＩＤＮＯ．を付加してテキスト
データを伝送する構成を採っている。図１０に示すよう
に携帯局、基地局ともデータの受取り前にＩＤＮＯ．の
チェックを行い、自分以外のＩＤＮＯ．を受付ない。そ
して、基地局／携帯局は端末装置に対してＩＤＮＯ．を
外した後、データを受け渡す。

【００７２】各携帯局、基地局では、プロルトコルに基
づいてフォーマット化した制御データの中に自己の固有
の番号が含まれている場合には取込み処理を行う。各基
地局の接続先の監視制御装置は、携帯局から回線樹立依
頼が来た時にどの基地局が最も強い受信レベルで受信し
たかのチェックを行い、最も強く受信した基地局に対し
て監視制御装置は携帯局と接続を行うように指示する。

【００７３】回線が設立すると、監視制御装置は携帯局
から送信されてくる制御内容に基づいて自己に接続され
ている機器を制御する。この制御データには様々な機器
コードが含まれており、監視制御装置のコード記憶手段
に予め記憶されているコードと一致した場合のみ制御を
行う。従って、安全性の向上を図ることができる。

【００７４】図１１はテキストデータの詳細を示すもの
で、操作者側からのデータは、連想を行うことで１つの
データが欠けても他のデータで拾えるようにしている。
この場合、設備側からのデータは多量であるため、意味
のあるデータ毎に細かく区切ってパレット送信してい
る。

【００７５】テキストデータは送信時、１０〜３０バイ
トのデータに細分化され、データの一部が欠落・変化し
ても、テキストデータ全体に影響しないようになってい
る。つまり、データ１がＢＣＣエラーとなってもデータ
２以降が正常ならば、データ２以降のデータを採用し、
異常部分は前回値を採用する方式を採っている。

【００７６】最後にデータ管理について述べる。図１２
は携帯情報端末及び監視制御装置相互の要求に対する返
信データの構成を示すものである。この図１２に示す伝
送の構成には、大きく分けて開局時とその他の場合があ
り、一覧データ要求、詳細データ要求の要求別に返答テ
キストの構成が変わっている。

【００７７】携帯情報端末が監視制御装置から取得する
情報は画面毎に常に一定である。携帯情報端末からの情
報は定周期的に行われ、このことが伝送線が確保されて
いるかのチェック機能をも果たしている。操作入力が発
生した場合、その操作の伝送経路に従い、図１３に示す
ように例えば３つの基本パターンで表される。

【００７８】１）入力がない場合：監視制御装置が各機
器から吸上げた現在値データを送信する。 ２）機器の運転状態を変更する場合：監視制御装置が各
機器に制御指令を与える。監視制御装置は携帯情報端末
に対して現在地データを送信する。

【００７９】３）機器の監視状態を変更する場合：仮想
結果を携帯情報端末に対して現在値データを送信する。 各情報共、携帯情報端末が受取るデータは、画面毎に一
定である。監視制御装置は、機器の情報をグループ単位
で管理し、携帯情報端末から送信されてくるコードに必
要なデータを集めて携帯情報端末に送信する。

【００８０】通常時のデータ伝送は、携帯情報端末が定
期的に監視制御装置側に送信を促す方式を採っている。
操作者が入力しない場合は現在値要求を、入力有りの場
合は操作指令を携帯情報端末より送る。

【００８１】監視制御装置側は、機器に対する処理が存
在する場合は処理実行後、現在値のデータを送信する。
このように伝送上では下記のような処理を施している。 １）短いデータを連送する。

【００８２】２）基地局を多数用意する。 ３）正常（ＡＣＫ）、異常（ＮＡＫ）回線状態の確認を
省略した伝送による対話の短縮化 その他の策として、一つの携帯局に対し、複数の基地局
が同時にアクセス可能な構造とし、監視制御装置にて正
しいデータのみ採用するシステムとする。また、監視制
御装置から携帯局に対するデータに関しては、携帯局を
自分割的な制御を実施し、携帯局が移動してもデータの
受信が容易なシステムにする。伝送は随時行われ、機器
の状態は一定周期毎にリフレッシュされ、常時機器の状
態を監視するものとする。

【００８３】また、図１４に示すようにＡＣＫ、ＮＡＫ
による制御方式を短縮するため、入力端末側は入力がな
いときリフレッシュ要求、操作があるときは操作要求の
２種類を用意し、監視制御装置（基地局）側からの情報
は常に現在値情報を送るものとする。

【００８４】通常、無線モデム間で行われている回線状
態の確認を省略し、回線状態を確認し正常な時（ＡＣＫ
返答時）のみ現在データを要求するのではなく、直接現
在データを要求し、返答として正常な現在値データを受
取ることで回線の正常も一緒に確認することでデータ通
信の短縮化を図っている。

【００８５】無線によるデータ通信は、有線でのデータ
通信に比べて誤り率が通常でも高いが、移動による受信
レベルの変動により大きく影響するため、短いデータを
連送することで、データの品質を確保しなければならな
い。図１５は入力端末から監視制御装置に情報が３連送
される場合を示している。

【００８６】また、監視制御装置から入力端末へのデー
タはテキスト長が大きいため、図１６に示すように一部
細分化して送信する。細分化されたテキストはＳＴＸ〜
ＢＣＣで区切られる。

【００８７】携帯情報端末は、ＣＲまでのＳＴＸの個数
を数え、正常個数あったらデータとして採用する。細分
化されたテキストにメッセージ部なし、ＢＣＣエラー、
ＥＴＸなしがあった場合、そのテキストは採用しないで
下記の対応を採る。

【００８８】・現在値データの場合：前回値表示 ・回線異常解析の場合：空欄表示 また、メッセージ部なし、ＢＣＣエラー、ＥＴＸなしに
対しては再送要求は行わず、回線異常解析用の異常発生
回数のみをカウントする。

【００８９】携帯側からのフォーマットには、 １）現在値の情報を要求するテキスト ２）機器の制御を行うテキスト の２種類あり、前者は入力がない場合に送信される。

【００９０】即ち、図１７に示されるように現在値の情
報を要求するテキストはデータの要求と共に回線接続の
可否の状態をチェックしている。本テキストは、操作入
力がない場合、画面に応じて周期的に送信されるもので
ある。

【００９１】後者の機器の制御を行うテキストは、操作
入力が発生した場合、対応するコマンドを送信する。次
の送信タイミングまでの間に別の入力が行われても対応
できるように最大３テキストまで同時に送信される仕組
みとなっている。

【００９２】これに対応するため携帯情報端末は、送信
データを１度バッファに溜めて、タイミングで送信す
る。バッファに溜められるデータ数は、最大３テキスト
まで、携帯情報端末は監視制御装置からのデータの正常
受信を確認し、バッファの送信テキストを消去する。

【００９３】但し、異なる現場盤ＮＯ．の操作入力が行
われることはなく、監視制御装置は最初のテキストが示
す現場盤ＮＯ．の現在値データを送信する。このように
上記実施の形態では、各監視制御装置に電波にて情報を
送受する基地局を備え、端末情報監視制御装置にプラン
トの機器の稼働状態を監視制御する携帯情報端末とマル
チチャンネルアクセス制御及びアクセスとページングを
別のチャンネルにて制御する無線機にて情報の送受信を
行う携帯局とを備え、携帯局から基地局に情報を送受す
る無線機に、送信時間帯、無線機間の回線樹立や端末間
の回線が正常であるかをコードにより判断すると共に、
予め割当てられた携帯局固有のチャンネル及び連続的に
送信する方法と時間管理により一定周期毎に休止を設け
て信号伝達する機能を持たせるようにしたものである。
従って、各端末情報監視制御装置毎に割当てられたアク
セスとページングのチャンネルを固定とすることで運用
されるプラント内での周波数の管理を行い、使用チャン
ネル間での相互変調による妨害波の発生を防止し、また
各基地局、携帯局にコードを割り付けることで、目的以
外の無線機関で交信が行われることがない。また、一方
の波に間欠波を用いているため、４０秒毎に２秒の休止
を行う管理をしている。さらに、バッテリ駆動のため、
バッテリの電源電圧が低下すると、アナウンスを出す機
能も持った安定したシステムを実現できる。

【００９４】また、プラント内に制御目的毎にグループ
構成とした基地局を設け、携帯局はグループ内の他の基
地局に他の基地局に影響を与えることなく、対象となる
特定の基地局のみに優先度の高い呼が設定可能なグルー
プ同報通信方式を採用しているので、操作者がどの位置
にいても一番強い電波強度で受けた基地局と交信を行う
ようにし、電波強度が一定以下になると操作者に対して
そのことを促すことが可能となり、電波強度劣化により
交信が不可能になった場合には再度回線接続を行い、最
も強く接続できた基地局と再度接続することで移動に対
する管理を行うことができる。

【００９５】さらに、各基地局の接続先の監視制御装置
は携帯局から回線樹立依頼がきたときにどの基地局が最
も強い受信レベルで受信したかをチェックし、最も強く
受信した基地局に対して携帯局と接続を行うように指示
するようにしたので、操作者が得たい情報を管理する監
視制御装置に対して回線設立を行い、さらに制御データ
を予め端末情報監視制御装置に記憶させておくことで、
監視制御装置は端末情報監視制御装置から送られたコー
ドに対してのみ受取り返答する等の着呼管理を行うこと
ができる。

【００９６】更にまた、情報スタイルのシステム管理、
データの蓄え、復旧、刷新、保全等を行うことで誤り率
の高い特定小電力無線の難点を解決するためのデータ管
理を行うことができる。

【００９７】以上のことから、無線での監視制御を行う
ことで今まで常設式であった端末情報監視制御装置を用
いずに済むので、省スペース化を図ることができ、また
監視制御装置からの情報を携帯情報端末に伝送にて受け
渡すようにしているので、欲しい情報を任意に取込むこ
とができる。

【００９８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、現場
盤を無くして広域に跨がる各種機器を監視制御できると
共に、厳しい条件下においても迅速且つ適切な対応を容
易にできる分離アクセス方式による監視システムを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分離アクセス方式による監視シス
テム全体の実施の形態を示す構成図。

【図２】同実施の形態における端末情報監視制御装置の
内部構成を示すブロック図。

【図３】同実施の形態における基地局と監視制御装置の
内部構成を示すブロック図。

【図４】同実施の形態における携帯情報端末の画面構成
の処理手順を示す図。

【図５】同実施の形態において、設備メニューを示す表
示画面図。

【図６】同実施の形態において、モード切替えメニュー
を示す表示画面図。

【図７】同実施の形態において、モード切替えメニュー
から機器エリアを選択したときの機器操作メニューを示
す表示画面図。

【図８】同実施の形態において、基地局送信側で行われ
る時間管理のフローチャート。

【図９】同実施の形態において、開局操作手順を説明す
るためのブロック図。

【図１０】同実施の形態において、基地局と携帯局との
間で伝送するテキストデータの受渡しチェック状態を示
す構成図。

【図１１】同じくテキストデータの詳細を示す図。

【図１２】同実施の形態において、形態情報端末及び監
視制御装置相互の要求に対する返信データの構成図。

【図１３】同実施の形態において、操作入力時の伝送経
路の基本パターンを示す図。

【図１４】同実施の形態において、携帯情報端末からの
正常、異常の回線状態によるデータの伝送状態を示す
図。

【図１５】同実施の形態において、入力端末から監視制
御装置に情報が３連送される場合を示す図。

【図１６】同実施の形態において、監視制御装置から入
力端末へテキストデータを細分化して送信される状態を
示す図。

【図１７】同実施の形態において、データの要求と共に
回線接続の可否の状態をチェックするためのテキストデ
ータを示す図

【図１８】従来の監視システム全体の実施の形態を示す
構成図。

【符号の説明】

１……中央監視制御装置 ４……ＣＰＵ ６……ＬＡＮ １１……監視制御装置 １１ａ……基地局 １１ａ−１……無線機 １１ａ−２……分配器 １２−１，１２−２，１２−３……端末情報監視制御装
置 １２ａ……携帯情報端末 １２ｂ……無線携帯局

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/02 H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央監視制御装置にプラントの一連の動
   作に関連した機器状態の情報を収集してコントロールす
   る複数の監視制御装置を情報ネットワーク網を介して接
   続し、且つ前記監視制御装置で収集された情報を端末情
   報監視制御装置に表示する監視システムにおいて、 前記各監視制御装置は電波にて情報を送受する基地局を
   備え、 前記端末情報監視制御装置は前記プラントの機器の稼動
   状態を監視制御する携帯情報端末とマルチチャンネルア
   クセス制御及びアクセスとべージングを別のチャンネル
   にて制御する無線機にて情報の送受信を行う携帯局とを
   備え、 前記携帯局から基地局に情報を送受する無線機に、予め
   送信用及び受信用として固定の周波数チャンネルが登録
   され、送信時間帯、無線機間の回線樹立や端末間の回線
   が正常であるかをコードにより判断すると共に、予め割
   当てられた携帯局固有のチャンネル及び連続的に送信す
   る方法と時間管理により一定周期毎に休止を設けて信号
   伝達する機能を持たせ、且つ回線確立後は常時信号を出
   力し、休止時間帯の送信データは一旦バッファに蓄える
   ことを特徴とする分離アクセス方式による監視システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の分離アクセス方式による
   監視システムにおいて、前記プラント内に制御目的毎に
   グループ構成とした基地局を設け、携帯局はグループ内
   の他の基地局に影響を与えることなく、対象となる特定
   の基地局のみに優先度の高い呼びが設定可能なグループ
   同報通信方式を採用したことを特徴とする分離アクセス
   方式による監視システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の分離アクセス方式による
   監視システムにおいて、各基地局の接続先の監視制御装
   置は携帯局から回線樹立依頼がきたときにどの基地局が
   最も強い受信レベルで受信したかをチェックし、最も強
   く受信した基地局に対して携帯局と接続を行うように指
   示するようにしたことを特徴とする分離アクセス方式に
   よる監視システム。