JP2002247037A - 監視制御システム - Google Patents

監視制御システム

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JP2002247037A
JP2002247037A JP2001045953A JP2001045953A JP2002247037A JP 2002247037 A JP2002247037 A JP 2002247037A JP 2001045953 A JP2001045953 A JP 2001045953A JP 2001045953 A JP2001045953 A JP 2001045953A JP 2002247037 A JP2002247037 A JP 2002247037A
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智幸 葛西
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 監視制御システムにおいて、通信路の通信負
荷を削減し応答性を向上させるとともに、信頼性の高い
監視制御システムを提供する。 【解決手段】 本発明は、制御対象機器104の状態を
示すデータを制御対象機器104から取得し、その取得
したデータに基づいて制御対象機器104の制御を行う
監視制御装置群101,102及び制御装置103と、
これら監視制御装置群101,102及び制御装置10
3を監視制御内容に応じた階層構成により接続する多重
系の通信路を用いた通信ネットワーク106,107と
から構築された監視制御システムにおいて、各監視制御
装置101,102及び各制御装置103とデータの送
受信を行う通信手段と、データを分割し通信手段を介し
て全通信路に送信するとともに、分割して送信されたデ
ータを通信手段を介して受信し再生、認識する通信制御
手段とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統、上下水
道等の産業システムの動作状態を計算機を用いて監視制
御する監視制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電力系統や上下水道等の産業シス
テムの動作状態を監視制御する監視制御システムでは、
その監視制御対象の広域化、大規模化および機能高度化
に対応したシステムの構築が求められている。また、そ
の信頼性を確保することも重要である。
【0003】図17に、従来の監視制御システムの構成
図を示す。従来の監視制御システムでは、制御対象機器
に近い下位階層の制御装置や監視制御装置から中央指令
所レベルの上位階層の監視制御装置まで、監視制御装置
は階層的な構成となっていた。しかし、これらの監視制
御装置を接続するための通信ネットワーク自体は、図1
7に示すように階層的な構成をとらず、一つの階層のネ
ットワーク5に、上位階層の監視制御装置1、下位階層
の監視制御装置2、制御対象機器4の制御を行う制御装
置3の各階層の監視制御装置が接続される構成となって
いた。
【0004】また、監視制御システムの信頼性を高める
ため通信路は二重化されていたが、通常は片方の系統を
使用し、もう一方の通信路は片方の通信路が故障した場
合の予備として設置され、通常は使用していなかった。
【0005】さらに、制御装置が二重化されている場合
には、マスター側、スレーブ側の両方の制御装置から全
ての制御情報が通信路に伝送されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、単一の階層のネットワークに様々な機能階層の
監視制御装置が多数接続されていると、下位の機能階層
の監視制御にのみ必要な詳細情報を全ネットワークに伝
送することになり、通信量が過大になり、通信遅延の原
因となっていた。
【0007】また、通信路を二重化した場合にも、通常
は一方の系統のみを使用するため、両方の通信路を使用
した場合と比べて2倍の伝送速度が必要であった。ま
た、制御装置が二重化されている場合、マスター側、ス
レーブ側の両方の制御装置から同種類の情報を二重に伝
送していたため、通信路や監視制御装置の通信負荷が過
大になっていた。このため、高価かつ高機能の通信機器
を用いる必要であった。
【0008】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であり、階層構成の多重系の通信路を用いて、データを
分割して送受信することにより、通信路の通信負荷を削
減し、応答性を向上させるとともに、信頼性の高い監視
制御システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明においては、制御対象機器の状態を
示すデータを制御対象機器から取得し、その取得したデ
ータに基づいて制御対象機器の制御を行う監視制御装置
群及び制御装置と、これら監視制御装置群及び制御装置
を監視制御内容に応じた階層構成により接続する多重系
の通信路を用いた通信ネットワークとから構築された監
視制御システムにおいて、各監視制御装置及び各制御装
置とデータの送受信を行う通信手段と、前記データを分
割し通信手段を介して全通信路に送信するとともに、分
割して送信されたデータを通信手段を介して受信し再
生、認識する通信制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0010】また、請求項2の発明においては、請求項
1記載の監視制御システムにおいて、多重系の通信路の
一部が故障した場合、上記通信制御手段は正常な通信路
を用いて正常時より短い伝送周期で通信を行うことを特
徴とする。
【0011】また、請求項3の発明においては、請求項
2記載の監視制御システムにおいて、通信路の故障が復
旧した場合、上記通信制御手段は故障時より長い伝送周
期で通信を行うことを特徴とする。
【0012】また、請求項4の発明においては、請求項
1ないし3記載の監視制御システムにおいて、通信制御
手段は、分割して伝送されたデータを受信し再生する際
に一部のデータに伝送遅れや情報落ちが生じた場合、そ
の伝送遅れや情報落ちしたデータを除いて受信データを
再生することを特徴とする。
【0013】また、請求項5の発明においては、請求項
1ないし4記載の監視制御システムにおいて、上記通信
制御手段は、上記制御装置がマスター側とスレーブ側に
分かれ多重構成となっている場合、スレーブ側の伝送情
報量を削減することを特徴とする。
【0014】また、請求項6の発明においては、請求項
5記載の監視制御システムにおいて、スレーブ側の制御
装置が、マスター側の制御装置の故障を検知してスレー
ブ側からマスター側に変更することを特徴とする。
【0015】また、請求項7の発明においては、請求項
1ないし6記載の監視制御システムにおいて、監視制御
システム内の通信状態や通信量を監視する通信状態監視
手段を備えたことを特徴とする。
【0016】また、請求項8の発明においては、請求項
7記載の監視制御システムにおいて、上記通信状態監視
手段にて取得した監視制御システム内の通信状態や通信
量を記憶する通信状態記憶手段を備えたことを特徴とす
る。
【0017】また、請求項9の発明においては、請求項
1ないし8記載の監視制御システムにおいて、上位のネ
ットワーク階層と下位のネットワーク階層の両方に接続
され、上記制御装置の情報を下位のネットワーク階層か
ら直接取得するとともに、下位のネットワーク階層から
上位のネットワーク階層を経由して取得する統合監視制
御手段を設けたことを特徴とする。
【0018】また、請求項10の発明においては、請求
項1ないし9の記載の監視制御システムにおいて、上記
監視制御装置のメモリ内部に、各制御装置毎の専用受信
データ領域を設けたことを特徴とする。
【0019】また、請求項11の発明においては制御対
象機器の状態を示すデータを制御対象機器から取得し、
その取得したデータに基づいて制御対象機器の制御を行
う監視制御装置群及び制御装置によって読み取り可能で
あって、かつ実行可能なコンピュータプログラムが格納
された記憶媒体であって、制御対象機器から制御対象機
器の状態を示すデータを取得し、その取得したデータを
ヘッダ部とデータ部とに分離するステップと、前回受信
したヘッダ部の値と現在のヘッダ部の値を比較してヘッ
ダ部の値が順番通りに受信されているかどうかを判定す
るステップと、ヘッダ部の値が順番通りに受信されてい
る場合には、前回までに受信し保存したデータ部のデー
タに現在受信したデータ部のデータを追加保存し、再
生、認識するステップとを含むコンピュータプログラム
が格納されてなることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る監視制御システムの構成を示したものである。図に示
すように、本監視制御システムは、監視制御装置群10
1,102、制御装置103と、それを繋ぐ通信ネット
ワーク106,107により階層構成となっており、上
位階層の監視制御装置101は上位階層ネットワーク1
06に、下位階層の監視制御装置102は下位階層ネッ
トワーク107に接続されている。本実施の形態では、
上位階層、下位階層の通信ネットワーク106,10
7、下位階層ネットワーク107に接続された制御装置
103はすべて二重化されている。
【0021】ここで、制御対象機器104の状態を示す
データは、制御装置103から下位階層ネットワーク1
07へ送信され、複数の制御装置103から送信された
データはそれぞれ特殊ルータ105に送られる。特殊ル
ータ105は、上位階層の監視制御装置で必要な情報を
上位階層の通信ネットワーク106へ送信する。
【0022】図2は、制御装置103内部のデータ通信
を行う部分の詳細図であり、通信手段121,122及
び通信制御手段123によってデータ通信が行われる。
また、図3は、通信に用いられるデータの一例である。
状態データは通信制御手段123によって分割して送信
されるが、図3(a)は制御対象機器104の状態を示
すデータ、図3(b)は二重系の通信路に分割して送信
されるデータの例を示す。
【0023】図3(a)に示す状態データ131は、通
信制御手段123によって、時系列順にデータA,B,
C,D,…の順に分割して送信される。データA,B,
C,D,…には、カウンタ番号として通し番号1,2,
3,4,…がデータのヘッダ部に付加され、これらの分
割されたデータA,B,C,D,…は交互に通信手段1
21,122へ送られる。すなわち、通信手段121に
はデータA132,データC133,…、通信手段12
2にはデータB134,データD135,…が送られ、
この通信手段121,122を介して分割されたデータ
が下位階層通信ネットワーク107へ送信される。
【0024】受信側となる監視制御装置にも、制御装置
と同様の通信機能(通信手段、通信制御手段)を設け、
分割して送信されたデータを通信手段を介して受信し、
通信制御手段により受信データのヘッダ部のカウンタ番
号順に監視用データとして使用する。
【0025】このように、制御対象機器の状態データを
分割し、二重系の通信路を均等に使用して送信するの
で、従来の監視制御システムのように二重系の片方の通
信路のみを使用しもう一方を待機用とする場合や、両系
に同じデータを二重に送信する場合に比べて、伝送デー
タ量を半分に削減し、一つの系のデータ伝送周期を2倍
に長くすることができる。これより、通信負荷を削減
し、伝送待ち時間も短縮することが可能となり、通信ネ
ットワークの応答性を向上させることができる。
【0026】また、片系の通信路に故障が発生した場合
を考え、通信手段121,122に通信先である下位階
層監視制御装置102や特殊ルータ105に対して応答
があるかどうかを周期的に検出し、通信路の異常を監視
する機能を付加する。例えば、Ethernetでは無
通信状態の時に、リンク・パルスを互いに送受信するこ
とによって通信先とのリンクが確立しているかどうかを
確認する。pingで通信先にアクセスできるかどうか
を確認する方法もある。
【0027】通信手段122に接続された通信路に障害
が発生した場合、通信手段122は通信制御手段123
に、通信先からの応答が無くなり通信路に障害が発生し
たことを通知する。この通知を受けて、通信制御手段1
23は通信手段122の使用を中止し、正常な通信路に
接続されている通信手段121のみを使用し、データ通
信を行うよう制御する。
【0028】図4に、図3(a)の状態データ131
を、正常な通信路すなわち通信手段121のみを使用し
て送信する時のデータ例を示す。通信制御手段123
は、状態データ131を時系列順にデータA,B,C,
D,…の順に分割し、カウンタ番号として通し番号1,
2,3,4,…を各データのヘッダ部に付加する。そし
て、このデータA201,データB202,データC2
03,データD204,…を通信手段121を介して順
次送信する。このとき、通信手段121からの伝送周期
は、二重系の両方の通信路が正常な場合、すなわち二重
系の両方の通信路を使用した場合の伝送周期の半分にす
る。例えば、両方の通信路が正常な時には通信手段12
1,122が200ms毎に送信していたものを通信手
段121のみが100ms毎に送信するようにすれば、
片系の通信路を用いた場合でも両系使用時と同じデータ
伝送速度を維持することができる。
【0029】このように、片系の通信路が故障した場
合、正常な通信路を使用して、通常の半分の伝送周期で
データを伝送するため、正常時と比べて伝送遅れを生じ
ることなくデータ通信を行うことが可能となる。
【0030】また、故障していた通信路が復旧し通信が
可能となった場合、例えば、故障していた通信手段12
2に接続された通信路が復旧した場合、通信手段122
は通信制御手段123に復旧したことを通知する。この
通知を受けて、通信制御手段123は通信手段122の
使用を再開し、通信手段121,122の両方を使用し
てデータ通信を行うよう制御する。図4に示すような片
系のみを使用して送信されていたデータは、図3(b)
に示すように、再び両系を使用して均等に分割して送信
される。このときの両系の伝送周期は、片系のみを使用
したときの送信周期の倍にする。例えば、通信手段12
1のみを用いて100ms毎に送信していたものを通信
手段121、122の両系を用いて200ms毎に送信
するようにすれば、通信路の通信負荷を軽減することが
できる。
【0031】このように、故障した通信路が復旧した場
合、再び両系の通信路を使用してデータ通信を行い、ま
た伝送周期も故障時の倍の周期とすることにより、通信
路の通信負荷を削減し、監視制御システムの応答性を向
上させることが可能となる。
【0032】次に、下位階層監視制御装置のデータ受信
処理について説明する。図5に、下位階層監視制御装置
102内部のデータ通信を行う部分の詳細図を示す。制
御装置と同様に、通信手段401,402及び通信制御
手段403によってデータ通信が行われる。通信手段4
01,402は、下位階層ネットワーク107に接続さ
れている。ここで、二重系の通信路のうち、通信手段4
01が接続された通信路を1系、通信手段402が接続
された通信路を2系と呼ぶ。
【0033】通信制御手段403は、下位階層ネットワ
ーク107、通信手段401,402を介して、制御装
置から伝送される制御対象機器の状態データを受信す
る。上記したように、制御装置から送信されるデータ
は、分割され二重系の通信路に交互に伝送されたデータ
であり、下位階層監視制御装置で受信するデータの例
は、図6に示すようなデータである。データ411,4
12,413は通信手段401が受信する1系のデー
タ、データ414,415,416は通信手段402が
受信する2系のデータである。これらのデータは通信制
御手段403へ送られ、ヘッダ部のカウンタ番号順に受
信される。この例では、制御装置からデータA,B,
C,D,E,Fの順番で送信されたので、カウンタ番号
の昇順、すなわちデータ411,414,412,41
5,413,416の順番に受信される。そして、ヘッ
ダを除いたデータの部分(データA,B,C,…)を、
受信順に制御装置からのデータとして監視用に使用す
る。
【0034】ここで、分割して送信されたデータを受信
し再生する際、一部のデータに伝送遅れや情報落ちが生
じた場合を考える。例えば、データ412の伝送が遅れ
て、データ415を受信した後にデータ412が受信さ
れたとする。データは、カウンタ番号1,2,4,3,
5,6の順に受信され、データA,B,D,C,E,F
の順に再生されるが、この順序では元のデータを正しく
復元していない。
【0035】そこで、カウンタ番号を比較し、以前受信
したカウンタ番号より小さいカウンタ番号のデータを受
信した場合は、伝送遅れや情報落ちが生じたと判断し、
そのデータを破棄する。上記の例では、A,B,D,
E,Fの順に再生され、Cは破棄される。
【0036】ここで、制御装置からの状態データを受信
してからの通信制御手段403の処理の流れを、図7の
フローチャートを参照しながら説明する。通信制御手段
403は、受信したデータについて、通信系統ごとにそ
れぞれカウンタ番号の比較を行う。本実施の形態では、
データは二重系の通信路(1系,2系)に交互に送信さ
れるので、1系,2系それぞれの系統について交互に処
理を行う。
【0037】まず、初期設定を行う。1系について処理
を行う場合、通信系統番号a=1とし、前回受信したデ
ータのヘッダ部のカウンタ番号C1=0と設定する(ス
テップS1)。
【0038】そして、通信制御手段403にて、通信系
統番号aの通信手段の受信データを取得する(ステップ
S2)。a=1ならば、1系すなわち通信手段401の
受信データを取得する。
【0039】取得した受信データはヘッダ部とデータ部
に分離され(ステップS3)、ヘッダ部のカウンタ番号
C2、データ部のデータを読み取り、一時的に保存する
(ステップS4、ステップS5)。
【0040】そして、データ部のカウンタ番号の前回値
(C1)と今回値(C2)を比較し、データがカウンタ
番号の順番通りに受信されているかどうかを判断する
(ステップS6)。前回受信したカウンタ番号C1と、
ステップS4で記憶した今回のカウンタ番号C2の値を
比較し、C2>C1ならばステップS7へ、C2≦C1
ならばデータはステップS7,ステップS8を飛ばして
ステップS9へ進む。
【0041】C2>C1は、カウンタ番号の値が前回値
より大きい場合であり、データが順番通りに受信された
と判断する。この場合は、次のデータを受信するために
C1=C2とし、前回のカウンタ番号C1を今回のカウ
ンタ番号C2に更新し(ステップS7)、前回までに受
信したデータのデータ部蓄積情報に、ステップS5)で
一時保存した、今回受信したデータ部情報を追加保存す
る(ステップS8)。図6の例では、データA,B,
C,…は受信するたびに、データA+B+C+D+E+
F+…というように、順次データ部蓄積情報として追加
保存され、再生される。そして、ステップS9へ進む。
【0042】一方で、C2≦C1は、カウンタ番号の値
が前回値より小さい場合であり、データが順番どおりに
受信されていないと判断する。この場合は、伝送遅れや
情報落ちが生じたと判断し、今回受信したデータを破棄
する。そして、ステップS9へ進む。ステップ9では、
データのヘッダ部に、受信データの最後を示すコードが
付いているかどうかを判断する。受信したデータが最後
の場合は、処理を終了し、最後ではない場合にはステッ
プS10へ進み、次にデータを取得する通信系統を指定
する(ステップS10〜ステップS12)。すなわち、
通信系統番号aをa=a+1とすることによって、次に
データを取得する通信系統番号を指定する。例えば、現
在の系統が1系ならば2系、2系ならば3系というよう
に、次の通信系統番号を指定する。指定した通信系統番
号aが通信系統数を超えた場合(a>通信系統数)に
は、a=1として最初の通信系統に戻り、同様にしてデ
ータの受信を行う。ここでは、二重系(1系,2系)の
通信路を用いているので通信系統数は2であり、通信系
統番号aは、a=1,2,1,2,…と交互に指定され
る。そして、ステップS2(422)へ戻り、指定した
通信系統番号について、同様の処理を繰り返し、最後の
データを受信するまで同様の処理が繰り返される。これ
より、通信手段401,402から交互にデータを受信
することができる。
【0043】このように、受信データの遅延等が発生し
た時に、受信データの順序を遵守し、遅延無くデータの
受信処理を行うことが可能となる。
【0044】なお、この処理は、記憶媒体にあらかじめ
格納されたコンピュータプログラムに基づき、ステップ
S1からステップS12の処理手順に沿って行うことが
できる。すなわち、このコンピュータプログラムを記憶
した記憶媒体は、監視制御装置群及び制御装置によって
読み取り可能であって、かつ実行可能であり、少なくと
もステップS1ないしステップS12を含むものであ
る。
【0045】また、他の実施例として、二重系の制御装
置をマスター側、スレーブ側に分けて使用し、データ通
信を行う場合について説明する。図8は、図1に示す監
視制御システムのある制御対象機器に対する制御装置
(マスター側、スレーブ側)の構成を分かりやすく示し
たものである。なお、図1に示す構成と同一または相当
部分には、同一符号を付してその説明は省略する。二重
系の制御装置1031,1032は、下位階層ネットワ
ーク107の1系,2系にそれぞれ接続され、制御対象
機器104の状態を監視する。制御装置1031をマス
ター側、制御装置1032をスレーブ側とする。
【0046】図9に、制御装置から送信されるデータの
例を示す。データ511は制御装置1031が1系に送
信するデータ、データ512は制御装置1031が2系
に送信するデータ、データ513は制御装置1032が
1系に送信するデータ、データ514は制御装置103
2が2系に送信するデータの型式を示す。図に示すよう
に、伝送されるデータは、H_BEAT(ハートビー
ト)、M/S(マスタースレーブ指標)と呼ばれるヘッ
ダ情報と実データ部からなる。H_BEATは、各制御
装置から交互にデータを伝送する際のカルカウンタ、M
/Sはデータを送信した制御装置のマスター、スレーブ
を判定する情報を示すものである。実データ部は、制御
対象機器の状態を示すデータであり、監視制御装置に送
信し、監視用に使用するデータである。実データは、マ
スター側の制御装置1031からのみ送信し、スレーブ
側の制御装置1032からは送信しない。このようにス
レーブ側の制御装置からの伝送情報量を削減することに
よって、ネットワークの伝送情報量を削減し、通信路の
通信負荷を削減することが可能である。
【0047】さらに、図10に示すように、制御装置1
031と制御装置1032を状態通信線601で結び、
制御装置の動作状態を互いに通知できるようにすると、
他方の制御装置が正常に動作しているかどうかを検知す
ることが可能となる。例えば、制御装置の動作中には、
マスター側の制御装置1031はデータ511のヘッダ
部(H_BEAT,M/S)を一定周期ごとにスレーブ
側の制御装置1032へ送信する。反対に、スレーブ側
の制御装置1032は、データ513を一定周期ごとに
マスター側の制御装置1031へ送信する。このよう
に、H_BEAT,M/S情報を他方の制御装置へ定期
的に送信することによって、互いの制御装置の動作状態
を把握できるようにする。
【0048】このとき、スレーブ側の制御装置1032
は、マスター側の制御装置1031からのヘッダ部情報
が所定周期で送信されていないことを検知すると、制御
装置1031が故障したと判断し、スレーブ側からマス
ター側に変更するようにする。制御装置1032は、図
8のデータ513,514のようにH_BEAT,M/
S情報のみを通信路に送信していたスレーブ側の状態か
ら、データ511,512のように実データ部も送信す
るマスター側の状態に変更になる。
【0049】このように、マスター側の制御装置が故障
した場合、スレーブ側の制御装置が故障した制御装置の
代わりにマスター側になるので、故障前と同様のデータ
を送信することが可能となる。これより、伝送情報量を
削減した場合にも、信頼性を確保することが可能であ
る。
【0050】また、図11の監視制御システム構成図に
示すような通信状態監視手段701を設ければ、監視制
御システム内の通信状態や通信量を監視することも可能
となる。通信状態監視手段701は、上位階層ネットワ
ーク106に接続され、特殊ルータ105を介して監視
制御システム内のすべての状態データを取得し、監視を
行う。
【0051】図12に、特殊ルータ105を介して上位
階層ネットワークに送られるデータの例を示す。各制御
装置から下位階層ネットワーク107に送られるデータ
は、図9に示すようなデータ型式(データ511〜デー
タ514)であるが、マスター側の制御装置から送信さ
れるデータ(データ511,512)は、特殊ルータ1
05により、データ711のように実データ部が合成さ
れ、制御装置全体の状態に関する情報が特殊ルータ付加
データとして付加される。そして、この合成されたデー
タはH_BEAT,M/Sのヘッダ情報とともに、上位
階層ネットワーク106へ送信される。スレーブ側の制
御装置から送信されたデータ(データ513,514)
は、このままの型式で特殊ルータ105を通過する。
【0052】図13は、通信状態監視手段701内部の
構成を示す図である。特殊ルータ105を介して通信状
態監視手段701に送信されたデータは、メモリである
伝送バッファ722に蓄積される。データ723は、マ
スター側の制御装置から送信されたデータで、データ7
24はスレーブ側の制御装置から送信されたデータであ
る。これらのデータは、1系,2系の通信ネットワーク
を用いて二重に送信されるので、伝送バッファ722に
二重に蓄積されるが、H_BEAT情報により、周期的
に送信されるデータのデータ落ち等を検出することが可
能である。伝送バッファ722内の情報は、通信状態表
示手段721で適宜編集され、表示される。伝送バッフ
ァ722に、各制御装置から送信されるすべてのデータ
が蓄積されるので、通信状態監視手段701は、ネット
ワーク内の通信状態、通信量を把握することが可能であ
る。また、伝送バッファ722に蓄積された受信データ
の伝送周期やデータ内容により、故障した通信路や片系
通信の状況を把握することができる。
【0053】このとき、図14に示すように、補助記憶
装置として通信状態記憶手段801を設けることによっ
て、通信状態監視手段701の伝送バッファ722に蓄
積された監視制御システムの通信状態や通信量を記憶す
るようにしてもよい。この場合、伝送バッファ722内
に蓄積されたデータは、通信状態記憶手段801に逐次
保存され、この保存された通信状態は、通信状態表示手
段721で表示可能とする。これより、過去の通信状態
の履歴を表示し、確認することが可能となる。
【0054】このように、通信状態、通信量、データ抜
け、制御装置の故障、通信路の故障を把握することがで
きるので、監視制御システムのネットワーク全体の状況
を容易に把握することが可能となり、機器やネットワー
クの故障に迅速に対応することができる。また、監視制
御システムの過去の状態を把握することも可能なので、
機器やネットワークの故障傾向分析を容易に行うことが
でき、監視制御システムの信頼性を向上させることがで
きる。
【0055】なお、ここでは通信状態記憶手段801を
通信状態監視手段701の内部に設けた場合を示した
が、通信状態監視手段701の外部に設けた場合にも同
様の効果を得ることができる。
【0056】また、図15の監視制御システム構成図に
示すような統合監視制御手段901を設ければ、下位階
層ネットワーク、上位階層ネットワークの両方のデータ
を監視することが可能となる。総合監視制御手段901
は、上位階層ネットワーク106、下位階層ネットワー
ク107の両方に接続され、両方のネットワークからデ
ータを受信することができる。
【0057】これより、制御装置103からの状態デー
タを特殊ルータ105を介して取得するだけではなく、
下位階層監視制御装置102で送受信しているデータを
直接取得し、把握することが可能である。このように、
統合監視制御手段901は、二重系の下位階層ネットワ
ーク107から直接受信するデータと、特殊ルータ10
5を経由して二重系の上位階層ネットワーク106から
受信するデータの両方を取得可能であり、四重にデータ
を取得することができ、監視制御システムの信頼性をさ
らに高めることができる。
【0058】さらに、下位階層監視制御装置102のメ
モリ内部に、各制御装置ごとの専用受信データ領域を設
けることによって、データ処理効率を向上させることが
可能である。図16は、下位階層監視制御装置102の
メモリ内部に設けた受信データ領域を示す図である。受
信データ領域1000は、各制御装置からのデータを受
信し、一時的に蓄積するための領域であるが、従来の通
信方式ではUDP/IP通信のポート番号が1つだった
ため、複数の制御装置のデータが受信順に同じ記憶領域
に記憶され、データの取りこぼしが発生しがちであっ
た。
【0059】図に示すように、制御装置1031aには
ポート番号1001、制御装置1032aにはポート番
号1002、制御装置1031bにはポート番号100
3、制御装置1032bにはポート番号1004をそれ
ぞれ割り当て、受信データ領域1000上にポート毎の
専用の領域を確保し、ここに各受信データを一時的に記
憶するようにする。
【0060】これにより、多数の制御装置を識別し、デ
ータを一度に受信することが可能となり、データ処理効
率を向上させることができる。多数の制御装置からデー
タを一度に受信し、通信負荷が高いような場合、データ
の取りこぼし等を防止し、信頼性を向上させることが可
能となり、非常に有効である。
【0061】上位階層監視制御装置についても、同様の
方法でデータを受信することができる。
【0062】なお、本実施の形態では、二重系の通信路
を用いた場合について説明したが、三重系以上の多重系
の通信路を用いた場合についても、同様にしてデータ通
信を行い、同様の効果を得ることができる。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の監視制御
システムにおいては、階層構成の多重化された通信路を
用いて、データを分割して送受信可能をすることによ
り、通信路の通信負荷を削減し、応答性を向上させると
ともに、信頼性の高い監視制御システムを実現すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る監視制御システムの
構成図
【図2】図1に示す制御装置内のデータ通信を行う部分
の詳細図
【図3】(a)は図1に示す制御対象機器の状態データ
例を示す図、(b)は制御装置から送信されるデータ例
を示す図
【図4】図1に示す監視制御システムの通信路に故障が
発生した時の送信データ例を示す図
【図5】図1に示す下位階層監視装置内のデータ通信を
行う部分の詳細図
【図6】図5に示す下位階層監視装置で受信するデータ
例を示す図
【図7】図5に示す通信制御手段の処理のフロー図
【図8】図2に示す制御装置の他の実施例を示す図
【図9】図8に示す制御装置から送信されるデータ例を
示す図
【図10】図8に示す制御装置に状態通信線を設けた例
を示す図
【図11】図1に示す監視制御システムに通信状態監視
手段を設けた例を示す図
【図12】図11に示す特殊ルータを介して送信される
データ例を示す図
【図13】図11に示す通信状態監視手段内部の構成図
【図14】図11に示す通信状態監視手段に通信状態記
憶手段を設けた例を示す図
【図15】図1に示す監視制御システムに統合監視制御
手段を設けた例を示す図
【図16】図1に示す下位階層監視制御装置のメモリ内
部に設けた受信データ領域を示す図
【図17】従来の監視制御システムの構成図。
【符号の説明】
1,101…上位階層監視制御装置、2,102…下位
階層監視制御装置、3,103,1031,1031
a,1031b,1032,1032a,1032b…
制御装置、4,104,104a,104b…制御対象
機器、105…特殊ルータ、5…一階層のネットワー
ク、106…上位階層ネットワーク、107…下位階層
ネットワーク、121,122,401,402…通信
手段、123,403…通信制御手段、131〜13
5,201〜204,411〜416,511〜51
4,711,723,724…データ、601…状態通
信線、701…通信状態監視手段、721…通信状態表
示手段、722…伝送バッファ、801…通信状態記憶
手段、901…統合監視制御手段、1000…受信デー
タ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04Q 9/00 311 H04Q 9/00 311J 321 321D 321E (72)発明者 渡辺 経夫 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 戸塚 紳一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 Fターム(参考) 5B089 JA35 KA12 KB03 KC21 KC28 KC52 KG05 ME02 5H209 AA01 BB01 CC07 CC09 CC11 CC13 DD11 GG11 SS01 SS04 SS09 5H215 AA01 BB16 BB20 CC09 CC10 CX08 GG03 KK04 KK06 5K033 AA01 AA06 BA08 DA01 DB16 DB19 DB20 EA04 EA07 EB02 EB06 5K048 AA07 AA08 BA22 BA30 DA03 DA05 DA07 EA12 EA13 EB02 EB10 GA14 GB05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御対象機器の状態を示すデータを制御
    対象機器から取得し、その取得したデータに基づいて制
    御対象機器の制御を行う監視制御装置群及び制御装置
    と、これら監視制御装置群及び制御装置を監視制御内容
    に応じた階層構成により接続する多重系の通信路を用い
    た通信ネットワークとから構築された監視制御システム
    において、前記各監視制御装置及び各制御装置とデータ
    の送受信を行う通信手段と、前記データを分割し前記通
    信手段を介して全通信路に送信するとともに、分割して
    送信されたデータを前記通信手段を介して受信し再生、
    認識する通信制御手段とを備えた監視制御システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の監視制御システムにおい
    て、多重系の通信路の一部が故障した場合、上記通信制
    御手段は正常な通信路を用いて正常時より短い伝送周期
    で通信を行うことを特徴とする監視制御システム。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の監視制御システムにおい
    て、前記通信路の故障が復旧した場合、上記通信制御手
    段は故障時より長い伝送周期で通信を行うことを特徴と
    する監視制御システム。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3記載の監視制御システ
    ムにおいて、前記通信制御手段は、分割して伝送された
    データを受信し再生する際に一部のデータに伝送遅れや
    情報落ちが生じた場合、その伝送遅れや情報落ちしたデ
    ータを除いて受信データを再生することを特徴とする監
    視制御システム。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4記載の監視制御システ
    ムにおいて、上記通信制御手段は、上記制御装置がマス
    ター側とスレーブ側に分かれ多重構成となっている場
    合、スレーブ側の伝送情報量を削減することを特徴とす
    る監視制御システム。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の監視制御システムにおい
    て、スレーブ側の制御装置が、マスター側の制御装置の
    故障を検知してスレーブ側からマスター側に変更するこ
    とを特徴とする監視制御システム。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6記載の監視制御システ
    ムにおいて、前記監視制御システム内の通信状態や通信
    量を監視する通信状態監視手段を備えたことを特徴とす
    る監視制御システム。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の監視制御システムにおい
    て、上記通信状態監視手段にて取得した前記監視制御シ
    ステム内の通信状態や通信量を記憶する通信状態記憶手
    段を備えたことを特徴とする監視制御システム。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8記載の監視制御システ
    ムにおいて、上位のネットワーク階層と下位のネットワ
    ーク階層の両方に接続され、上記制御装置の情報を下位
    のネットワーク階層から直接取得するとともに、下位の
    ネットワーク階層から上位のネットワーク階層を経由し
    て取得する統合監視制御手段を設けたことを特徴とする
    監視制御システム。
  10. 【請求項10】 請求項1ないし9の記載の監視制御シ
    ステムにおいて、上記監視制御装置のメモリ内部に、各
    制御装置毎の専用受信データ領域を設けたことを特徴と
    する監視制御システム。
  11. 【請求項11】 制御対象機器の状態を示すデータを制
    御対象機器から取得し、その取得したデータに基づいて
    制御対象機器の制御を行う監視制御装置群及び制御装置
    によって読み取り可能であって、かつ実行可能なコンピ
    ュータプログラムが格納された記憶媒体であって、前記
    制御対象機器から前記制御対象機器の状態を示すデータ
    を取得し、その取得したデータをヘッダ部とデータ部と
    に分離するステップと、前回受信したヘッダ部の値と現
    在のヘッダ部の値を比較してヘッダ部の値が順番通りに
    受信されているかどうかを判定するステップと、ヘッダ
    部の値が順番通りに受信されている場合には、前回まで
    に受信し保存したデータ部のデータに現在受信したデー
    タ部のデータを追加保存し、再生、認識するステップと
    を含む前記コンピュータプログラムが格納されてなるこ
    とを特徴とする記憶媒体。
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