JP2000134349A - 遠方監視制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】即時性を有する監視・制御用途と、概ね１日１
回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電
話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であって
も、専用回線と加入者電話回線とに共通する１つの親局
装置を使用可能な遠方監視制御システムを実現する。 【解決手段】親局装置３には、複数の専用回線インタフ
ェース３３1〜３３nと複数の加入者電話回線インタフェ
ース３４1〜３４nを備える。第１種子局装置は専用回線
インタフェースを備え、親局装置３とは専用回線を介し
て接続して親局装置と周期的に常時通信する。第２種子
局装置は加入者電話回線インタフェースを備え、親局装
置３とは加入者電話回線を介して接続され、その子局装
置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積した
データを親局装置３からの呼び出し時のみ通信すること
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、親局装置と子局装
置とを備え、水道計装システム等に使用される遠方監視
制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】親局装置と子局装置とを備える遠方監視
制御システムは、一般的に監視・制御対象となる機場に
子局装置が１台設置され、その機場内に設置されている
水位計、流量計、ポンプ、操作器などの末端機器設備の
計測信号、状態信号、あるいは操作信号を末端機器と子
局装置間で入出力取り合いしている。

【０００３】さらに、子局装置は、複数の機場のそれぞ
れに点在設置され、中央監視制御所に設置される親局装
置間でデータ通信を行うことにより機場を中央監視所に
て集中監視あるいは制御を実現している。

【０００４】また、集中監視あるいは制御におけるシス
テム用途として、即時性を有する監視・制御用途、概ね
１日１回程度の監視用途、もしくは両者を混在した用途
がある。

【０００５】このような用途に答えるべく用意される遠
方監視制御システムは、即時性を有する監視・制御用途
の場合、親局装置と子局装置との間は、比較的コスト高
ではあるが通信頻度には無関係な定額制の専用回線を介
して接続し、子局装置に入力される計測信号や状態信号
の瞬時値および子局装置から出力すべく操作信号を親局
装置間と周期的に常時通信している。

【０００６】次に、概ね１日１回程度の監視用途の場
合、親局装置と子局装置との間は、通信時間や通信回数
によって通信費が科される加入者電話回線を介して接続
し、子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列
に蓄積したデータを親局装置からの呼び出し時のみ通信
して通信費を低く抑制している。

【０００７】上記の両者のシステム用途に対して、親局
装置は専用回線用、加入者電話回線用のそれぞれ専用機
器で構成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、即時性を有する監視・制御用途と、概
ね１日１回程度の監視用途の両者を混在したシステム用
途の場合、全て専用回線で親局装置と子局装置との間の
通信を行っており、通信費用が高価格となっていた。

【０００９】そこで、即時性を有する監視・制御用途
と、概ね１日１回程度の監視用途の両者が混在するシス
テムの場合、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使
い分けるようにすることが考えられる。

【００１０】しかし、専用回線と加入者電話回線とを用
いる場合には、通信親局装置として少なくとも専用回線
用、加入者電話回線用の２種類のものを設置する必要が
あり、コストが増大するという欠点があった。

【００１１】本発明の目的は、即時性を有する監視・制
御用途と、概ね１日１回程度の監視用途の両者が混在
し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分ける
システムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線
とに共通する１つの親局装置を使用可能な遠方監視制御
システムを実現することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成される。 （１）１個の親局装置と複数の子局装置とが広域通信網
によって接続され、計測信号や機器設備の状態信号ある
いは操作信号を親局装置と複数の子局装置との間で伝送
する遠方監視制御システムにおいて、上記親局装置に
は、複数の専用回線インタフェースと複数の加入者電話
回線インタフェースとを備え、上記親局装置は、上記専
用回線インターフェースを介して、それぞれ専用回線イ
ンターフェースを有する複数の第１種子局装置接続され
るとともに、上記加入者電話回線インターフェースを介
して、それぞれ加入者電話回線インターフェースを有す
る複数の第２種子局装置に接続される。

【００１３】（２）好ましくは、上記（１）において、
第１種子局装置は、その第１種子局装置に入力される計
測信号や状態信号の瞬時値及びその第１種子局装置から
出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時通信
し、第２種子局装置は、その第２種子局装置に入力され
る計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを親局
装置からの呼び出し時のみ通信する。

【００１４】（３）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、第２種子局装置は、着脱可能でかつ停電保護され
たメモリカードを備え、そのメモリカードにその第２種
子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄
積したデータを格納するように構成される。

【００１５】即時性を有する監視・制御用途と、概ね１
日１回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入
者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であ
っても、専用回線と加入者電話回線とに共通する１つの
親局装置を使用することが可能であり、遠方監視制御シ
ステムのコストを低下することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を添付図面を
参照して説明する。図１は、本発明のシステム構成の一
例の全体構成図である。この図１を用いてシステムの動
作の概略を説明する。オペレータズコンソール１は制御
ネットワーク２を介して親局装置３と接続しており、親
局装置３内に形成されている子局の入出力信号イメージ
に対し、読み出し、書込みを周期的に行う。

【００１７】親局装置３は、専用回線４1〜４nを介して
第１種子局装置５1〜５nと接続しており、第１種子局装
置５1〜５nに対してポーリング等の通信方式により第１
種子局装置５1〜５nの入出力信号イメージを親局装置３
の内部メモリ上に周期的に形成する。第１種子局装置５
1〜５nは、即時性重視形の監視・制御が必要な機場に設
置される。

【００１８】さらに、親局装置３は加入者電話回線網６
を介して第２種子局装置７1〜７nと接続しており、１日
１回程度、親局装置３から通信起動し、第２種子局装置
７1〜７nの情報を順次収集する。

【００１９】第２種子局装置７1〜７nの情報は、それぞ
れの子局装置７1〜７nに入力された計測信号や状態信号
を時系列に蓄積したデータ、例えば、帳票作成に使用す
るロギングデータや信号の時系列傾向の解析等に使用す
るトレンドデータである。そして、第２種子局装置７1
〜７nは、通信費低減形の監視用途の機場に設置され
る。

【００２０】図２は、本発明の一実施形態である親局装
置３の内部構成例を示す図である。図２において、親局
装置３は、ＣＰＵ部３１、制御ネットワークインタフェ
ース３２、専用回線インタフェース３３1〜３３n、加入
者電話回線インタフェース３４1〜３４nで構成されてい
る。

【００２１】制御ネットワークインタフェース３２は、
図１に示したオペレータズコンソール１と制御ネットワ
ーク２を介してデータ通信する。また、専用回線インタ
フェース３３1〜３３nは、それぞれ専用回線インターフ
ェースを有する複数の第１種子局装置５1〜５nと専用回
線４1〜４nを介して接続され、その子局装置５1〜５nに
入力される計測信号や状態信号の瞬時値および子局装置
５1〜５nから出力する操作信号を親局装置３間と周期的
に通信し、ＣＰＵ部３１内に形成されている子局装置の
入出力信号イメージを周期的にリフレッシュする。

【００２２】加入者電話回線インタフェース３４1〜３
４nは、それぞれ加入者電話回線インターフェースを有
する複数の第２種子局装置７1〜７nとＣＰＵ部３１と接
続するために設けたインタフェースであり、物理的には
加入者電話回線網６と接続しているが、論理的には複数
の第２種子局装置７1〜７nと１日に１回程度、通信起動
して順次、第２種子局装置７1〜７nの情報を収集する。

【００２３】図３は、本発明の一実施形態における第２
種子局装置７1の構成の一例を示す図である。図３にお
いて、第２種子局装置７1は、ネットワークコントロー
ル部（ＮＣＵ部）７０１、変復調部７０２、通信制御部
７０３、メモリカード７０４、アナログ入力部７０５、
ディジタル入力部７０６、パルス入力部７０７、ディジ
タル出力部７０８、アナログ出力部７０９とを備えてい
る。

【００２４】ＮＣＵ部７０１は、加入者電話回線網６と
の網制御を司り、自動着信・自動発信等の機能を実行し
ている。また、変復調部７０２は、回線６1との信号授
受するための回線信号を変調・復調する。ここで用いら
れる変復調方式は周波数遷移方式に代表される方式であ
り、回線６1に送出する信号に対しては原信号に含まれ
る周波数帯域を抑制して回線６1に送出する。また、上
記変復調方式は、回線６1から受信する信号に対しては
周波数帯域を抑制された信号から原信号に復元するよう
に動作するものであり、単に電気的な信号変換である。

【００２５】通信制御部７０３は子局装置７1全体のデ
ータフローを統括的に制御するように機能し、子局装置
７1の論理構造を形成している。アナログ入力部７０５
は流量計あるいは水位計に代表されるアナログ計測信号
１１を入力している。そして、アナログ計測信号１１は
ＤＣ４〜２０ｍＡあるいはＤＣ１〜５Ｖに代表される規
格化された信号であり、アナログ入力部７０５は、入力
される計測信号を、その大きさに比例し、かつ、正規化
したディジタル値に変換する。

【００２６】ディジタル入力部７０６はポンプ等機器の
運転状態やレベルスイッチ等の警報状態を示す状態信号
１２を入力している。状態信号１２は物理的にはリレー
接点信号に代表されるＯＮ／ＯＦＦ信号である。また、
パルス入力部７０７は流量を示すパルス信号１３を入力
し、流量積算など積算量を計測する場合に用いられ
る。、そして、このパルス入力部７０７は、一般に１２
〜１６ビットのカウンタで構成されている。

【００２７】ディジタル出力部７０８はポンプや操作器
等機器への運転指令をする操作信号１４を出力する。ま
た、アナログ出力部７０９はリレー接点等に操作信号１
５を出力する。この操作信号１５は物理的にはリレー接
点信号に代表されるＯＮ／ＯＦＦ信号である。また、ア
ナログ出力部７０９は主にローカル制御装置に対する設
定値出力としてＤＣ４〜２０ｍＡあるいはＤＣ１〜５Ｖ
に代表される規格化された信号を出力する。

【００２８】通信制御部７０３は、この通信制御部７０
３内にアナログ入力部７０５、ディジタル入力部７０
６、パルス入力部７０７、ディジタル出力部７０８、ア
ナログ出力部７０９のイメージ領域を持ち、アナログ入
力部７０５、ディジタル入力部７０６、パルス入力部７
０７の各入力値を周期的に収集して、自内のイメージ領
域をリフレッシュする。逆に、ディジタル出力部７０
８、アナログ出力部７０９に対しては、自内のイメージ
領域の内容に基づいて周期的に書込みを行う。

【００２９】このようにして形成された通信制御部７０
３内の入出力部イメージは、例えば、日報や月報のよう
な帳票形式、あるいは、タイムスタンプ付のトレンドデ
ータ形式にファイル化してメモリカード７０４内に形成
した蓄積データエリアに格納する。また、メモリカード
７０４は着脱可能でかつ停電保護しているので、バック
アップデータとして取外して保管しておくことが可能と
なる。

【００３０】次に、本発明の一実施形態におけるデータ
処理方法について、図４を参照して説明する。図４は、
本発明の一実施形態における親局装置３におけるデータ
処理機能ブロック図である。図４において、親局装置３
は、大きくは次の３つの通信制御機能を有している。つ
まり、第１は制御ネットワーク２を介して接続される上
位機器１との通信制御であり、第２は専用回線４1〜４n
を介して接続される第１種子局装置５1〜５nとの通信制
御であり、第３は加入者電話回線を介して接続される第
２種子局装置７1〜７nとの通信制御である。

【００３１】上位機器１との間で実行される通信制御
は、上位機器１を主局としたコマンド／レスポンス方式
の通信であり、上位機器１からのコマンドテキストに対
して親局装置３が制御ネットワークインターフェース３
１０を介してコマンド受信部３１１で受信し、レスポン
ス送信部３１２でレスポンステキストで応答する方式で
ある。

【００３２】上位機器１からのコマンドには、親局装置
３の動作状態をリードするコマンドと、親局装置３内に
形成している第１種子局装置イメージバッファ３１３の
リードエリア３１３Ｒに対するリード要求コマンドと、
親局装置３内に形成している第１種子局装置イメージバ
ッファ３１３のライトエリア３１３Ｗに対するライト要
求コマンドと、親局装置３に対する第２種子局装置への
接続要求コマンドと、第２種子局装置に対するリード要
求コマンドと、親局装置３に対する第２種子局装置との
接続要求コマンドとを有している。

【００３３】親局装置３は、上記のコマンドを受信・解
読して以下のようなレスポンステキストを上位機器１に
返す。親局装置３の動作状態をリードするコマンド及び
第１種子局装置イメージバッファ３１３に対するリード
要求コマンドに対しては、該当データを返すことで応答
する。第１種子局装置イメージバッファ３１３に対する
ライト要求コマンドに対しては、第１種子局装置イメー
ジバッファ３１３への書き込み完了を報告することで応
答する。

【００３４】第１種子局イメージバッファ３１３は、図
５の（Ａ）に示すように、接続されている複数の第１種
子局装置の持つ入出力データの瞬時値を種別毎に並べた
形式で形成している。つまり、リードエリア３１３Ｒ
は、アナログ入力データ領域、ディジタル入力データ領
域、パルス入力データ領域のそれぞれについて、子局Ｎ
ｏ．１〜子局Ｎｏ．ｎの入力データが格納される。ま
た、ライトエリア３１３Ｗは、アナログ出力データ領
域、ディジタル出力データ領域のそれぞれについて、子
局Ｎｏ．１〜子局Ｎｏ．ｎの入力データが格納される。

【００３５】親局装置３と第１種子局装置との通信制御
は、親局装置３が主局となるコマンド／レスポンス方式
であり、親局装置３がコマンド送信部３１６及びレスポ
ンス受信部３１７により自律的に専用回線インターフェ
ース３３1〜３３nを介して第１種子局装置との通信を周
期的に起動する。第１種子局装置へのコマンドには第１
種子局装置に入力される流量、水位、ポンプ運転状況等
の瞬時値をリードするコマンドと、第１種子局装置から
出力されるポンプ運転指令、バルブ開閉指令等の値をラ
イトするコマンドがある。親局装置３は、上記両者のコ
マンドを交互に周期的に発行して、第１種子局装置イメ
ージバッファ３１３と第１種子局装置間をリフレッシュ
する。

【００３６】一方、親局装置３と第２種子局装置との通
信においては、親局装置３は、上位機器１と第２種子局
装置間にあって単なる中間のバッファの役割を果たすも
のであり、第２種子局装置との通信起動及び通信終了
は、上位機器１からのコマンドにより行われる。

【００３７】上位機器１から親局装置３が第２種子局装
置への接続要求コマンドを受信した場合、親局装置３が
自身の加入者電話回線インターフェース３４1〜３４nの
空き状態を接続・切断制御部３１５及び対第２種子局通
信制御部３１８により、確認して空きであれば、予め設
定してある第２種子局装置のダイヤリング情報を参照し
て要求された第２種子局装置へ回線を接続する。第２種
子局装置への接続完了後、上位機器１に対して接続完了
報告を返すことで応答する。

【００３８】これに続き、上位機器１は、第２種子局装
置に対するリード要求コマンドを発行する。上記コマン
ドは、親局装置３内の転送バッファ３１４に一時格納さ
れ、第２種子局装置との通信開始後、対第２種子局通信
制御部３１８及び第２種子局装置への加入者電話回線イ
ンターフェース３４1〜３４nを介して転送される。第２
種子局装置は、上記コマンドを受信すると、これまでに
蓄積したロギングデータやトレンドデータをレスポンス
として応答する。なお、転送バッファ３１４は、ず５図
５の（Ｂ）に示すように、上記機器から第２種子局装置
へのバッファ領域と、第２種子局装置から上位機器への
バッファ領域とを備える構成となっている。

【００３９】親局装置３は、上記レスポンスを受信し
て、転送バッファ３１４に一時格納し、上位機器１に対
して転送バッファ３１４の内容をレスポンスとして応答
する。続いて、上位機器１からは、第２種子局装置との
切断要求コマンドが発行され、これによって、親局装置
３は、接続・切断制御部３１５により第２種子局装置と
の回線を切断し、切断完了報告を接続・切断制御部３１
５から上位機器１に行うことで応答する。

【００４０】以上説明した構成及び動作により、上位機
器１においては、図６に示すように、第１種子局装置か
らの即時データの表示（第１種子局画面５００）が可能
となるとともに、第２種子局装置からの日報・月報デー
タの表示（第２種子局画面７００）が可能となる。

【００４１】なお、本発明は、浄水や下水の管理システ
ムに適用することが好ましいが、これらのシステム以外
であっても、定期用の即時性を有する監視・制御用途
と、概ね１日１回程度の監視用途の両者が混在し、専用
回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステム
であれば、適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、即時性を有する監視・
制御用途と、概ね１日１回程度の監視用途の両者が混在
し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分ける
システムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線
とに共通する１つの親局装置を使用可能な遠方監視制御
システムを実現することができ、遠方監視制御システム
のコストを低下することができるという効果がある。

【００４３】また、子局装置に入力される計測信号や状
態信号を時系列に蓄積したデータを親局装置へ伝送する
と共に子局装置に設けた着脱可能でかつ停電保護された
メモリカードに格納するため、万一、親局装置への伝送
失敗が発生した場合でも過去のデータを保護でき、信頼
性の高い遠方監視制御装置を実現することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のシステム全体構成図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態の親局装置の概略構成図で
ある。

【図３】本発明の一実施形態の第２種子局装置の構成の
一例を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態における親局装置のデータ
処理機能ブロック図である。

【図５】図４に示した親局装置の第１種子局イメージバ
ッファ及び転送バッファの構成例を示す図である。

【図６】上位機器にて表示される第１種子局画面と第２
種子局画面の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ オペレータズコンソール（上位機器） ２ 制御ネットワーク ３ 親局装置 ４1〜４n 専用回線 ５1〜５n 第１種子局装置 ６ 加入者電話網 ７1〜７n 第２種子局装置 ３１ ＣＰＵ部 ３２ 制御ネットワークインタフェース ３３1〜３３n 専用回線インタフェース ３４1〜３４n 加入者電話回線インタフェース ３１０ 制御ネットワークインタフェース ３１１ コマンド受信部 ３１２ レスポンス送信部 ３１３ 第１種子局イメージバッファ ３１４ 転送バッファ ３１５ 接続・切断制御部 ３１６ コマンド送信部 ３１７ レスポンス受信部 ３１８ 対第２種子局通信制御部 ５００ 第１種子画面 ７００ 第２種子局画面 ７０１ ＮＣＵ部 ７０２ 変復調部 ７０３ 通信制御部 ７０４ メモリカード ７０５ アナログ入力部 ７０６ ディジタル入力部 ７０７ パルス入力部 ７０８ ディジタル出力部 ７０９ アナログ出力部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１個の親局装置と複数の子局装置とが広域
   通信網によって接続され、計測信号や機器設備の状態信
   号あるいは操作信号を親局装置と複数の子局装置との間
   で伝送する遠方監視制御システムにおいて、 上記親局装置には、複数の専用回線インタフェースと複
   数の加入者電話回線インタフェースとを備え、上記親局
   装置は、上記専用回線インターフェースを介して、それ
   ぞれ専用回線インターフェースを有する複数の第１種子
   局装置接続されるとともに、上記加入者電話回線インタ
   ーフェースを介して、それぞれ加入者電話回線インター
   フェースを有する複数の第２種子局装置に接続されるこ
   とを特徴とする遠方監視制御システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の遠方監視制御システムにお
   いて、第１種子局装置は、その第１種子局装置に入力さ
   れる計測信号や状態信号の瞬時値及びその第１種子局装
   置から出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時
   通信し、第２種子局装置は、その第２種子局装置に入力
   される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを
   親局装置からの呼び出し時のみ通信することを特徴とす
   る遠方監視制御システム。
3. 【請求項３】請求項１記載の遠方監視制御システムにお
   いて、第２種子局装置は、着脱可能でかつ停電保護され
   たメモリカードを備え、そのメモリカードにその第２種
   子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄
   積したデータを格納するように構成したことを特徴とす
   る遠方監視制御システム。