JP2002215201A - 監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 論理部を二重化したこの種の監視制御装置に
おいて、部品数を少なくして簡単かつ安価にし、しか
も、運用系の論理部の処理負担を軽減して、故障発生時
の論理部の切換えを行う。 【解決手段】 入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ部）４
の論理部側に、共通の情報伝送路（接続ケーブル３）を
介してインタフェース部４に入力された制御情報を、つ
ぎの制御情報が入力されるまで保持することをくり返す
情報保持手段（ラッチ回路１２）と、論理部１の故障発
生時、情報保持手段の保持情報を、故障発生直前に論理
部１から出力された制御情報として、共通の情報伝送路
に出力して論理部２に供給する情報転送手段（バッファ
回路１４）とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視制御の論理部
を二重化した監視制御装置に関し、詳しくは、故障が発
生して運用系の論理部を切換える際の論理部間の情報
（データ）のやりとりの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水処理設備，ビル管理設備，道路
管理設備等の遠方監視制御の端末装置（子局装置）とし
て用いられる監視制御装置にあっては、例えば図４に示
すように、監視制御の処理機能を有するコンピュータ構
成の２個の論理部１，２を備え、その二重化を図って故
障に対する信頼性の向上等を図っている。

【０００３】その際、論理部１，２は、共通の情報伝送
路としての接続ケーブル３を介して共通の１個の入出力
インタフェース部（以下Ｉ／Ｏ部という）に接続され
る。

【０００４】このＩ／Ｏ部４は、監視制御対象のモー
タ，ポンプ，各種センサ等と情報を高速にやりとりする
ため、ハードウエア回路で形成された入力ユニット部４
ａ，出力ユニット部４ｂを有し、入力ユニット部４ａは
デジタル及びアナログの複数チャンネルの入力ユニット
Ｕａ₁，Ｕａ₂，…からなり、出力ユニット部４ｂはデジ
タル及びアナログの複数チャンネルの出力ユニットＵｂ
₁，Ｕｂ₂，…からなる。

【０００５】つぎに、論理部１，２は、それぞれ、前記
の監視制御の処理機能として、Ｉ／Ｏ部４に入力された
各種センサ等の監視情報を取込んで監視制御対象を監視
し、直前の制御情報及び取込んだ監視情報に基づいて監
視制御対象のつぎの制御情報を発生し、この制御情報を
Ｉ／Ｏ部４に出力して監視制御対象を制御する機能を有
し、さらには、自動制御の演算処理機能も有する。

【０００６】なお、論理部１，２は、図示省略した監視
所等の親局装置（中央処理装置）と情報をやりとりし、
親局装置から制御に必要な情報を受け取り、親局装置に
監視結果の情報を転送する機能も備える。

【０００７】そして、両論理部１，２は、例えば一方の
論理部１が運用系に初期設定されて他方の論理部２が待
機系に初期設定され、運用系の論理部１のみが実際にＩ
／Ｏ部４と情報をやりとりし、待機系の論理部２は、論
理部１に故障が発生して運用系に切換わるまで、Ｉ／Ｏ
部４へのアクセスが禁止される。

【０００８】また、論理部１に故障が発生して論理部２
が運用系に切換わったときに、論理部２が論理部１の情
報等を引き継いで監視制御を円滑に継続するため、従来
のこの種監視制御装置は、論理部１，２の共有メモリ５
を備える。

【０００９】このメモリ５は接続ケーブル６，７により
論理部１，２に接続され、論理部１が運用系として動作
する正常時は、論理部１により、この論理部１からＩ／
Ｏ部４に出力された制御情報等が定期的に書込まれ、論
理部１に故障が発生し、論理部２が運用系に切換わった
ときに、論理部２がその記憶情報を読出して論理部１の
情報を引き継ぎ、監視制御を継続する。

【００１０】つぎに、図４の従来装置の具体的な動作に
ついて説明する。まず、論理部１が初期設定された運用
系として動作する正常時は、例えば、論理部１の定期的
なアクセス又はＩ／Ｏ部４からの新たな監視情報の着信
通知に基づき、監視制御対象の各種センサ等からＩ／Ｏ
部４の入力ユニット部４ａに入力された監視情報が、論
理部１に取込まれる。

【００１１】そして、論理部１は各監視情報及び、共有
メモリ５に書込んだ直前の制御情報に基づいて、監視制
御対象の状態を判別し、この判別及び親局装置からの受
信情報に基づき、直前の制御情報及び取込んだ監視情報
にしたがって、監視制御対象のモータ，ポンプ等のデジ
タル又はアナログのつぎの制御情報を発生する。

【００１２】これらの制御情報は、論理部１からＩ／Ｏ
部４の出力ユニット部４ｂに出力されるとともに、論理
部１により共有メモリ５に書込まれて蓄積保持される。

【００１３】そして、Ｉ／Ｏ部４の出力ユニット部４ｂ
の各制御情報が、出力ユニット部４ｂの各ユニットＵｂ
₁，Ｕｂ₂，…から監視制御対象のモータ，ポンプ等に供
給され、それらのオン／オフや速度，吐出量等が制御さ
れる。

【００１４】さらに、この制御の応答出力が前記の監視
情報としてＩ／Ｏ部４の入力ユニット部４ａの各ユニッ
トＵａ₁，Ｕａ₂，…に入力される。

【００１５】このくり返しにより、論理部１とＩ／Ｏ部
４との情報のやりとりに基づいて監視制御対象の設備が
監視制御される。

【００１６】つぎに、何らかの原因で論理部１の故障が
発生すると、例えば、論理部１，２の自己診断に基づ
き、図示省略した論理部１，２間の制御ラインを介して
論理部２に論理部１の故障の発生が通知される。

【００１７】このとき、論理部１は監視制御を停止する
が、前記の通知に基づき、論理部２が直ちに運用系に切
換わり、論理部２は、Ｉ／Ｏ部４へのアクセスが許可さ
れるとともに、共有メモリ５の記憶情報を読出し、故障
直前に論理部１が出力した制御情報等を判別して故障直
前の論理部１と同じ監視制御状態になる。

【００１８】そして、Ｉ／Ｏ部４の入力ユニット部４ａ
に入力された監視情報が論理部２に取込まれ、論理部２
により、共有メモリ５から読出した故障直前の制御情報
及び取込んだ監視情報に基づき、正常時の論理部１と同
様にしてつぎの制御情報を発生し、これらの制御情報を
Ｉ／Ｏ部４の出力ユニット部４ｂに出力する。

【００１９】そして、出力ユニット部４ｂの各制御情報
により監視制御対象のモータ，ポンプ等を引き続き制御
し、Ｉ／Ｏ部４を介して監視制御対象の監視制御を継続
する。

【００２０】そして、以降は論理部２が直前の制御情報
及び取込んだ監視情報にしたがって、監視制御対象を監
視制御する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】前記図４の従来装置の
場合、運用系として動作中の論理部１の故障発生時、論
理部２を運用系に切換えて監視制御を継続するため、共
有メモリ５及びこのメモリ５と論理部１，２との間の接
続ケーブル６，７等を要し、部品数が多く、構成が複雑
で高価になる問題点がある。

【００２２】また、運用系として動作中の論理部１は共
有メモリ５に制御情報を書込まなければならず、その分
論理部１の処理の負担が大きくなる問題点もある。

【００２３】なお、上位の親局装置がなく、論理部１，
２が上位装置と情報をやりとりすることなく監視制御対
象を制御する監視制御装置にあっても、従来は前記と同
様の問題点がある。

【００２４】本発明は、論理部を二重化したこの種の監
視制御装置において、従来より、部品数を少なくして簡
単かつ安価にし、しかも、運用系として動作中の論理部
の処理の負担を軽減して故障発生時の論理部の切換えを
行う。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の監視制御装置は、入出力インタフェース
部（Ｉ／Ｏ部）の論理部側に、共通の情報伝送路を介し
てＩ／Ｏ部に入力された制御情報を、つぎの制御情報が
入力されるまで保持することをくり返す情報保持手段
と、一方の論理部の故障発生時、情報保持手段の保持情
報を、故障発生直前に一方の論理部から出力された制御
情報として、前記共通の情報伝送路に出力して前記他方
の論理部に供給する情報転送手段とを設ける。

【００２６】したがって、運用系として動作中の一方の
論理部がＩ／Ｏ部に順次に出力した制御情報は、Ｉ／Ｏ
部の情報保持手段に直前の（最新の）制御情報のみが更
新しながら保持される。

【００２７】そして、一方の論理部の故障が発生し、他
方の論理部が運用系に切換わると、情報転送手段によ
り、情報保持手段に保持された故障発生直前の制御情報
が、両論理部とＩ／Ｏ部との間の共通の情報伝送路を介
して他方の論理部に供給され、この論理部に取込まれ
る。

【００２８】そのため、従来装置の共有メモリを省いて
も、運用系に切換わった他方の論理部は、故障発生直前
に一方の論理部が出力した制御情報を得ることができ、
従来装置の共有メモリ及びこのメモリと両論理部との間
の接続ケーブル等を省き、従来装置より部品数を少なく
して簡単かつ安価に形成することができる。

【００２９】しかも、運用系として動作中の一方の論理
部は、この論理部が発生した制御情報を共有メモリに書
込む処理が省け、処理の負担が従来より大幅に軽減され
る。

【００３０】そして、情報保持手段がフリップフロップ
回路構成のラッチ回路からなり、情報転送手段がラッチ
回路の出力側と共通の情報伝送路との間に設けられたゲ
ート端子付きのバッファ回路からなり、一方の論理部の
故障発生時、他方の論理部によりゲート端子にオンゲー
ト信号を供給してバッファ回路をオンするようにするこ
とが、実用的で好ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１〜図３を参照して説明する。図３は端末装置（子局装
置）がこの種の監視制御装置からなる遠方監視制御設備
の全体構成を示し、監視所等の親局装置８にＬＡＮ等の
有線又は無線のデータウエイ９を介して監視制御手段設
備の１又は複数の端末装置１０が接続される。

【００３２】そして、これらの端末装置１０が、論理部
を二重化して図１及び図２に示すように形成される。

【００３３】それらの図面において、図４と同一符号は
同一もしくは相当するものを示し、図１に示すように、
端末装置１０は図４の共有メモリ５及び接続ケーブル
６，７を省いて形成される。

【００３４】そして、Ｉ／Ｏ部４の出力ユニット部４ｂ
の論理部側，すなわち接続ケーブル３側に、論理部１，
２から接続ケーブル３を介してＩ／Ｏ部４の出力ユニッ
ト部４ｂに渡される制御情報の保持転送部が設けられ
る。

【００３５】この保持転送部１１は、図１の一部を拡大
した図２に示すように、情報保持手段としてのラッチ回
路１２，その出力を出力ユニット部４ｂに供給する出力
用のバッファ回路１３及び、情報転送手段を形成するゲ
ート端子付きの転送用のバッファ回路１４からなる。

【００３６】そして、運用系に初期設定された一方の論
理部１の正常時、この論理部１が発生した制御情報は、
論理部１から接続ケーブル３を介してＩ／Ｏ部４に出力
される。

【００３７】このとき、制御情報は保持転送部１１のラ
ッチ回路１２，バッファ回路１３を介して出力ユニット
部４ｂに送られ、ラッチ回路１２を構成する各ビットの
フリップフロップの出力が制御情報の各ビットの論理に
応じて変化し、ラッチ回路１２が自動的に制御情報を保
持する。

【００３８】そして、出力ユニット部４ｂの制御情報に
より、監視制御対象のモータ，ポンプ等が従来装置の場
合と同様にして制御される。

【００３９】さらに、監視制御対象の各センサ等からＩ
／Ｏ部４の入力ユニット部４ａに入力された各監視情報
は、従来装置の場合と同様、接続ケーブル３を介して運
用系として動作中の論理部１に取込まれる。

【００４０】そして、論理部１が直前の制御情報及び取
込んだ監視情報にしたがってつぎの制御情報を発生し、
この制御情報をＩ／Ｏ部４に出力すると、その制御情報
が保持転送部１１のラッチ回路１２，バッファ回路１３
を介して出力ユニット部４ｂに送られ、この制御情報に
基づいて監視制御対象のモータ，ポンプ等が制御され
る。このとき、ラッチ回路１２の保持情報は最新の制御
情報に変化する。

【００４１】この動作のくり返しにより、ラッチ回路１
２は、論理部１から出力された制御情報を、つぎの制御
情報が発生するまで保持して出力し続ける。

【００４２】そのため、従来の共有メモリ５を省き、論
理部１による制御情報の書込みを行うことなく、自動的
に、論理部１が出力した直前の制御情報を保持すること
ができる。

【００４３】つぎに、論理部１の故障が発生すると、従
来装置の場合と同様にして論理部２が運用系に切換わ
り、そのＩ／Ｏ部４へのアクセスが許可される。

【００４４】このとき、論理部２は、運用系への切換わ
りをトリガとして、初期情報取込みの転送プログラムを
実行し、図２の破線の制御ライン１５を介してバッファ
回路１４のゲート端子１４にオンゲート信号を出力し、
バッファ回路１４を、ラッチ回路１２の記憶情報の取込
みに要する一定時間オンする。

【００４５】そして、このバッファ回路１４のオンによ
り、ラッチ回路１２の保持情報，すなわち故障発生直前
の制御情報が、バッファ回路１４を通り、接続ケーブル
３を介して論理部２に取込まれる。

【００４６】また、この故障発生直前の制御情報に基づ
く監視情報がＩ／Ｏ部４の入力ユニット部４ａに入力さ
れると、この監視情報が接続ケーブル３を介して論理部
２に取込まれる。

【００４７】そして、論理部２は故障発生直前の制御情
報及び取込んだ監視情報に基づき、監視制御対象のつぎ
の制御情報を発生し、この制御情報を接続ケーブル３を
介してＩ／Ｏ部４に出力し、監視制御対象の監視制御を
継続する。

【００４８】以降は、運用系の論理部２が直前に発生し
た制御情報及び取込んだ監視情報に基づき、監視制御対
象を監視制御する。

【００４９】なお、論理部２から出力された制御情報も
保持転送部１１のラッチ回路１２を通り、このラッチ回
路１２の保持情報が論理部２から出力された制御情報に
変化する。

【００５０】そして、故障した論理部１が保守作業等で
正常に復帰すると、論理部１は待機系に設定され、つぎ
に論理部２に故障が発生したときに、論理部１が運用系
に切換わってラッチ回路１２の保持情報を取込み、前記
と同様にして監視制御対象の監視制御を継続する。

【００５１】したがって、端末装置１０としての監視制
御装置の場合、Ｉ／Ｏ部４に、簡単なハードウエア回路
の保持転送部１１を組込むことにより、故障が発生して
運用系の論理部を切換える際に、図４の従来装置の共有
メモリ５及びその接続ケーブル６，７を省き、部品数を
少なくし、簡単かつ安価な構成で故障が発生した論理部
１の制御情報を論理部２に渡すことができ、しかも、運
用系の論理部による制御情報の書込みが不要でその処理
負担を大幅に軽減することができ、コストダウン及び動
作の向上等を図ることができる。

【００５２】ところで、前記形態にあっては、情報保持
手段をラッチ回路１２とし、情報転送部をゲート端子付
きのバッファ回路１４としたが、両手段の構成はそれら
に限られないのは勿論である。

【００５３】また、例えば、論理部２からＩ／Ｏ部４に
故障の発生を通知し、Ｉ／Ｏ部４によりバッファ回路１
４のオン，オフを制御するようにしてもよく、情報転送
手段の制御手法も前記両形態のものに限られるものでは
ない。

【００５４】そして、本発明は、論理部を二重化した種
々の用途の監視制御装置に適用することができ、その
際、この監視制御装置は遠方監視制御設備の端末装置で
なくてもよく、例えば図１，図２の論理部１、２が上位
の親局装置と情報をやりとりしない構成であってもよい
のは勿論である。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ部）４に情報保持
部（ラッチ回路１２）と情報転送部（バッファ回路１
４）とを設けたため、論理部１の故障が発生し、他方の
論理部２が運用系に切換わったときに、情報転送手段に
より、情報保持手段に保持された故障発生直前の制御情
報を、両論理部１，２とインタフェース部４との間の共
通の情報伝送路（接続ケーブル３）を介して他方の論理
部２に供給し、この論理部２に取込むことができる。

【００５６】そのため、従来装置の共有メモリを省いて
も、運用系に切換わった他方の論理部２が、故障発生直
前に一方の論理部１が出力した制御情報を得ることがで
き、従来装置の共有メモリ及びこのメモリと両論理部
１，２との間の接続ケーブル等を省き、従来の部品数を
少なくして簡単かつ安価に形成することができる。

【００５７】しかも、運用系として動作中の一方の論理
部１は、この論理部１が発生した制御情報等を共有メモ
リに書込む処理が省け、処理の負担を従来より大幅に軽
減することができる。

【００５８】したがって、論理部を二重化したこの種の
監視制御装置において、従来装置より部品数を少なくし
て簡単かつ安価にし、しかも、運用系として動作中の論
理部の処理の負担を大幅に軽減して故障発生の論理部の
切換えを行うことができる。

【００５９】そして、情報保持手段がフリップフロップ
回路構成のラッチ回路１２からなり、情報転送手段がラ
ッチ回路の出力側と共通の情報伝送路との間に設けられ
たゲート端子１４’付きのバッファ回路１４からなり、
一方の論理部１の故障発生時、他方の論理部２によりゲ
ート端子１４’にオンゲート信号を供給してバッファ回
路１４をオンするようにしたときは、極めて実用的で好
ましい構成に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態の結線図である。

【図２】図１の一部の詳細な結線図である。

【図３】図１の端末装置を有する遠方監視制御設備の結
線図である。

【図４】従来例の結線図である。

【符号の説明】

１，２ 論理部 ３，６，７ 接続ケーブル ４ 入出力インタフェース部(Ｉ／Ｏ部) １１ 保持転送部 １２ ラッチ回路 １３，１４ バッファ回路 １４’ ゲート端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視制御の処理機能を有するコンピュー
   タ構成の２個の論理部と、前記両論理部に共通の情報伝
   送路を介して接続された前記両論理部の共通の１個の入
   出力インタフェース部とを備え、 前記両論理部の一方を運用系，他方を待機系に初期設定
   して監視制御を二重化し、 前記一方の論理部が前記運用系として動作する正常時、 前記一方の論理部により、 前記インタフェース部に入力された監視制御対象の監視
   情報を取込み、 直前の制御情報及び取込んだ監視情報にしたがって前記
   インタフェース部に前記監視制御対象のつぎの制御情報
   を出力し、 前記インタフェース部を介して前記監視制御対象を監視
   制御し、 前記一方の論理部の故障発生時、 前記他方の論理部が前記運用系に切換わり、 前記他方の論理部により、 故障発生直前に前記一方の論理部から出力された制御情
   報を直前の制御情報として、前記インタフェース部に前
   記監視制御対象のつぎの制御情報を出力し、 前記インタフェース部を介して前記監視制御対象の監視
   制御を継続する監視制御装置において、 前記インタフェース部の論理部側に、 前記共通の情報伝送路を介して前記インタフェース部に
   入力された制御情報を、つぎの制御情報が入力されるま
   で保持することをくり返す情報保持手段と、 前記故障発生時、前記情報保持手段の保持情報を、故障
   発生直前に前記一方の論理部から出力された制御情報と
   して、前記共通の情報伝送路に出力して前記他方の論理
   部に供給する情報転送手段とを設けたことを特徴とする
   監視制御装置。
2. 【請求項２】 情報保持手段がフリップフロップ回路構
   成のラッチ回路からなり、情報転送手段が前記ラッチ回
   路の出力側と共通の情報伝送路との間に設けられたゲー
   ト端子付きのバッファ回路からなり、 一方の論理部の故障発生時、他方の論理部により前記ゲ
   ート端子にオンゲート信号を供給して前記バッファ回路
   をオンするようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   監視制御装置。