JP2011249861A - 監視端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】監視端末に備わる通信モジュールの起動処理時等において、該通信モジュールに接続された入出力モジュールから取得した監視対象のデータを確実に送信し、誤データの送信を防止することのできる監視端末や監視システムを提供する。
【解決手段】監視端末の制御部が、監視対象からの外部データを取得する外部データ取得部と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部と、前記取得した外部データを監視センタへ送信する送信部とを備え、監視端末の記憶部が、監視対象から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部と、監視対象から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部とを備え、前記外部データ取得確認部が、前記外部データ取得記録部を参照して、監視対象から外部データを取得したことを確認した後に、前記取得した外部データを監視センタへ送信するよう、監視端末を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下水道の給水、配水設備や、産業用の生産設備、販売データ収集設備等の監視対象を遠隔監視するための監視システムや監視端末装置、あるいはテレメータシステムに関するものである。

従来から、現場に設置した監視端末に監視対象のデータを取り込んで、通信により、遠隔地にある監視センタに監視対象の状態を転送して表示する監視システムが知られている。これらの監視システムの監視対象である上下水道の給水、配水設備等においては、監視データはデジタル及びアナログの接点入力信号として出力されるため、該接点入力信号を通信で送信可能な数値のデータに変換する必要がある。
例えば、下記の特許文献１（特開２００１−１７７６５７号公報）には、遠方監視局と複数台のテレメータ子局とからなるデータ収集システムにおいて、監視対象機器の状態を取り込んでテレメータ子局に一時的に保存し、該保存した監視対象機器の状態データを、電話回線を介して遠方監視局に収集する技術が開示されている。

このような監視システムにおいては、監視対象から監視端末への接点信号の入出力をＰＬＣ（プログラマブル ロジック コントローラ）で行い、ＰＬＣに接続した通信端末から、遠隔地の監視センタへデータ送信を行うのが一般的である。これらの通信端末は、ＰＬＣとの接続を容易にするために、ＰＬＣの１モジュールとなっている場合が多い。つまり、入出力モジュールと通信モジュールとでＰＬＣを構成している。
また、これらの従来の通信モジュールは、特定の通信機能に特化した単機能なものであるため、使用する通信プロトコルに合わせて、対応した通信モジュールを使用する必要がある。また、通信制御手順の仕様が通信モジュールごとに固有のものになっている場合も多いため、一般には同種の通信モジュール同士間で通信を行い、監視端末のＰＬＣから遠隔地の監視センタに備えられたＰＬＣにデータを送信する形式のテレメータシステムが多い。これらの通信モジュールには通信以外の機能がないため、転送前に各種の演算処理を行いたい場合には、ＰＬＣのプログラムで行う必要があった。

近年、高機能な演算処理やＣ言語などの高級言語によるプログラムを通信モジュール上で動作させるために、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）やＬＩＮＵＸ（登録商標）などの高機能なパソコン向けのＯＳを組込機器向けにアレンジしたＯＳ（オペレーション システム）を搭載した通信モジュールを備えるＰＬＣが実用化されている。これらの、高機能ＯＳを搭載した通信モジュール上では、コンピューターネットワークシステム向けに開発された通信ソフトを容易に使用することができる。そのため、汎用通信プロトコルを使用してパソコンと直接通信することや、サーバーソフトを搭載してネットワークで繋がる不特定の相手とデータをやり取りすることが可能になった。
また、これらの高機能ＯＳはマルチタスクを備えているものが多いため、異なる処理ごとにプログラムを実装することができる。これにより、通信モジュールにおいて、共通のプログラムである入出力モジュールとの通信プログラムは共通のものとし、遠隔地等の外部との通信プログラムのみを差し替える方式を取ることで、通信モジュールの汎用性を高めることが可能になる。

特開２００１−１７７６５７号公報

上記のように通信モジュールに高機能ＯＳを用いると多くの利点はあるが、高機能ＯＳは汎用性が高く多機能な半面、プログラムの動作に時間が掛かる。しかし、ＰＬＣに搭載されている入出力モジュール等の他のモジュールは、低機能で動作が速いＯＳを使用している。そのため、高機能ＯＳを用いた通信モジュールは、低機能で動作の速いＯＳを採用している他のモジュールに比べて、プログラムの起動処理などに時間がかかる。

また、監視端末に備わる各プログラム間の起動処理の速度にもバラつきがあるため、監視端末の起動処理後、監視センタ等の外部との通信を行う外部通信プログラムが、入出力モジュールとの間の通信プログラムよりも早く通信を開始してしまうこともある。このようなときには、監視端末の通信モジュールは、入出力モジュールから読みだした監視対象のデータではなく、入出力モジュールの初期状態のデータを送信してしまうことになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、例えば監視端末に備わる通信モジュールの起動処理時等において、該通信モジュールに接続された入出力モジュールから取得した監視対象のデータを確実に送信することができ、誤データの送信を防止することのできる監視端末や監視システムを提供することにある。

本発明の監視システムの監視端末は、監視対象からの外部データを取得し、外部データを取得したことを確認した後、前記取得した外部データを監視センタへ送信するように動作する。したがって、例えば監視端末の起動時において、監視対象からの外部データ取得に成功するまでは、監視センタ等の外部からのデータ送信要求があっても無視し、データ送信を行わないので、誤データの送信を防止することができる。
本発明の監視端末の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
制御部と記憶部とを備えた監視端末であって、
前記制御部は、監視対象からの外部データを取得する外部データ取得部と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部と、前記取得した外部データを監視センタへ送信する送信部とを備え、
前記記憶部は、監視対象から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部と、監視対象から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部とを備え、
前記外部データ取得確認部が、前記外部データ取得記録部を参照して、監視対象から外部データを取得したことを確認した後に、前記送信部が、前記取得した外部データを監視センタへ送信することを特徴とする監視端末。

また、本発明の監視システムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
監視端末と監視センタとをネットワークにより接続した監視システムであって、
前記監視端末は、制御部と記憶部とを備え、
前記制御部は、監視対象からの外部データを取得する外部データ取得部と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部と、前記取得した外部データを監視センタへ送信する送信部とを備え、
前記記憶部は、監視対象から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部と、監視対象から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部とを備え、
前記外部データ取得確認部が、前記外部データ取得記録部を参照して、監視対象から外部データを取得したことを確認した後に、前記送信部が、前記取得した外部データを監視センタへ送信することを特徴とする監視システム。

本発明によれば、監視端末の起動処理時等において、外部から取得した監視対象のデータを確実に送信することができ、誤データの送信を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る監視システムの構成図である。 本発明の一実施形態に係る監視端末の通信モジュールのハードウェア構成図である。 本発明の一実施形態に係る監視端末の通信モジュールのソフトウェア構成図である。 本発明の一実施形態に係る監視端末の機能構成図である。

以下、本発明に係る一実施形態を、図を用いて説明する。なお、本実施形態では、上下水道設備を監視するシステムを例にとって説明するものとする。
先ず、図１を用いて本発明の一実施形態に係る監視システムの構成について説明する。 図１は、本発明の一実施形態に係る監視システムの構成図である。図１において、９０は、監視システムの監視対象であり、例えば、水道のポンプや貯水場の水位などである。１０は、監視対象の上下水道設備が設けられた現場に設置される現場ＰＬＣである。４０は、現場ＰＬＣ１０を構成する入出力モジュールである。入出力モジュール４０は、例えば、監視対象９０の水位等を示す信号を受け、後述する監視センタＰＬＣ５０に送信可能な数値データに変換して保存する。具体的には、例えば、監視対象の水位５メートルに相当する電流値２０ｍＡの電気信号や、監視対象のポンプが動作中である旨の電気信号を、数値データに変換して保存する。

２０は、現場ＰＬＣ１０を構成する演算モジュールである。演算モジュール２０は、入出力モジュール４０で取得した外部データに基づき、例えば、ポンプが動作した累計時間の算出やポンプが何回動作したのかをカウントする等の演算を行う。３０は、現場ＰＬＣ１０を構成する通信モジュールである。通信モジュール３０は、入出力モジュール４０が監視対象９０から受取ったデータや、演算モジュール２０での演算結果データを、後述する監視センタＰＬＣ５０に送信し、また、監視センタＰＬＣ５０からの動作指示を受信する。監視センタＰＬＣ５０からの動作指示とは、例えば、ポンプの稼働開始指示や水門の閉鎖指示等である。

５０は、上下水道設備から遠く離れた場所に設けられ、上下水道設備を監視するための監視センタに設置される監視センタＰＬＣである。監視センタＰＬＣ５０は、現場ＰＬＣ１０の入出力モジュール４０、演算モジュール２０、通信モジュール３０とそれぞれ同様の、入出力モジュール５０、演算モジュール６０、通信モジュール７０を備えている。通信モジュール７０は、現場ＰＬＣ１０の通信モジュール３０と同一の通信モジュールであってもよく、少なくとも通信モジュール３０と同一の通信プロトコルに対応するように構成される。

１００は、現場ＰＬＣ１０と監視センタＰＬＣ５０との間でデータを交信するためのネットワークであり、通信回線や通信網等で構成される。通信モジュール７０が現場ＰＬＣ１０から受信したデータは、演算モジュール６０で演算され、入出力モジュール８０で変換されて、後述する監視装置１１０に入力される。１１０は、監視センタＰＬＣ５０に接続され、監視センタＰＬＣ５０を介して現場ＰＬＣ１０からデータを収集し、また、監視センタＰＬＣ５０を介して現場ＰＬＣ１０に対し動作指示等の各種命令（コマンド）を発行するための監視装置である。監視装置１１０は、集計データ等を表示するモニタ画面や、操作者からの各種命令を受け付ける操作部を備える。

なお、演算モジュール２０や演算モジュール６０は必ず必要というわけではなく、例えば、演算モジュール２０の演算機能を通信モジュール３０に持たせ、また、演算モジュール６０の演算機能を通信モジュール７０に持たせるように構成することもできる。

次に、現場ＰＬＣ１０の通信モジュール３０のハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る通信モジュールのハードウェア構成図である。
本例では、通信モジュール３０は、高機能ＯＳを実装するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、主記憶装置３２、補助記憶装置３３を備えるコンピュータである。また、通信モジュール３０は、演算モジュール２０とのデータやり取りを処理するためのＩＦ部（インターフェース部）３４を有し、また、外部の監視センタとの通信用にＬＡＮ（Local Area Network）コントローラ３５も有している。本例では、通信モジュール３０が外部の監視センタとの通信を行う際のプロトコルは、ネットワーク系のものが使われる。そのため、ＬＡＮコントローラ３５は、本例では、イーサーネットに接続するためのイーサーコントローラが使用される。
なお、演算モジュール２０が省略される場合は、ＩＦ部３４は、入出力モジュール４０との間のデータやり取りを処理する。

主記憶装置３２は、本例では半導体メモリから構成され、ＯＳや、監視センタＰＬＣ５０と通信するための遠隔通信プログラム３８（後述する）や、入出力モジュール１０や演算モジュール２０からのデータを受取るための外部データ取得プログラム３６（後述する）などを格納している。ＣＰＵ３１は、主記憶装置３２にロードされた各種プログラムを実行し、通信モジュール３０の全体動作を制御している。プログラム本体を保存する場合や、ワークデータを通信モジュール３０内に保存する場合には、ハードディスク等から構成される補助記憶装置３３が使用される。
なお、演算モジュール２０や入出力モジュール４０も、通信モジュール３０と同様に、ＣＰＵ、主記憶装置、補助記憶装置等を備えるコンピュータである。

次に、通信モジュール３０のソフトウェア構成を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る通信モジュールのソフトウェア構成図である。図３に示すように、通信モジュール３０は、監視センタＰＬＣ５０と通信するための遠隔通信プログラム３８や、入出力モジュール４０や演算モジュール２０からのデータを受取るための外部データ取得プログラム３６を備えている。遠隔通信プログラム３８と外部データ取得プログラム３６は、通信モジュール３０のＯＳ上でマルチタスクとして動作する独立したプログラムである。
図３の例では、外部データ取得プログラム３６は、演算モジュール２０内に展開されたデータを読み出すプログラムである。外部データ取得プログラム３６によって読みだされたデータは、データ格納エリア３７に保管される。データ格納エリア３７は、主記憶装置３２内に設けられている。本実施例では、データ格納エリア３７には、外部データ取得プログラム３６の読み出し動作成功時にインクリメントする外部データ取得カウンタも設置され、遠隔通信プログラム３８は、この外部データ取得カウンタが変化しているときにのみ外部へのデータ転送を行う。外部データ取得カウンタの詳細動作は後述する。
なお、演算モジュール２０が省略される場合は、外部データ取得プログラム３６は、入出力モジュール４０内に展開されたデータを読み出すものである。

遠隔通信プログラム３８は、データ格納エリア３７に保管されたデータを、ネットワークを介して外部に転送するプログラムである。遠隔通信プログラム３８は、本例では、イーサーネット経由で通信を行うプロトコルを使用する。

ここで、外部データ取得カウンタの詳細動作について説明する。外部データ取得プログラム３６が外部からのデータ取得に成功しているか否かは、例えば以下の方法で判定される。通信モジュール３０は、外部データ取得プログラム３６の動作状況を記録するための外部データ取得カウンタを内部に持っている。この外部データ取得カウンタは、通信モジュール３０の起動時に０に初期化され、外部データ取得プログラム３６が外部からのデータ取得に成功するたびに１ずつインクリメント、又はデクリメントされる。
遠隔通信プログラム３８は、監視センタからデータ送信を要求された際、応答を返す前に、外部データ取得カウンタの値が前回確認した際と同じ値でないことを確認し、外部データ取得カウンタが変化しているときにのみ応答を返す、即ちデータ送信を行う。通信モジュール３０の起動時において、前回分の外部データ取得カウンタを記録していたエリアも０に初期化されるため、起動直後において外部データを取得できていない間は、外部データ取得カウンタが０で維持されることになり、通信モジュール３０はデータ送信を行わない。
このように、外部データ取得プログラム３６が起動し、外部の監視対象からのデータ取得に成功するまでは、遠隔通信プログラム３８は、監視センタからのデータ送信要求を無視しデータ送信を行わないようになっている。

次に、本発明の一実施形態に係る監視端末の機能構成を、図４を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る監視端末の機能構成図である。図４に示すように、監視端末は、現場ＰＬＣ１０で構成されており、制御部１１と記憶部１６とを備えている。制御部１１は、監視対象９０からの外部データを取得する外部データ取得部１２と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部１５と、外部データ取得部１２で取得した外部データを演算処理する演算部１３と、前記取得した外部データ（演算部１３で演算処理したデータも含む）を監視センタへ送信する送信部１４とを備える。

記憶部１６は、監視対象９０から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部１７と、演算部１３で演算処理したデータを記憶する演算データ記憶部１８と、監視対象９０から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部１９とを備える。

次に、図４に示す監視端末の動作を説明する。
まず、外部データ取得部１２が、外部の監視対象９０からの外部データを取得する。例えば、外部データ取得部１２は、監視対象のポンプが動作中である旨の電気信号を受け、この電気信号を数値データに変換して、外部データ記憶部１７に記憶する。このとき、外部データ取得部１２は、監視対象９０からの外部データを取得したことを外部データ取得記録部１９に記録する。具体的には、外部データ取得記録部１９としては、監視対象９０からの外部データを取得する度にインクリメント、又はデクリメントする外部データ取得カウンタを用いることができる。

次に、演算部１３が、外部データ記憶部１７に記憶された外部データを演算して、演算結果のデータを演算データ記憶部１８に記憶する。例えば、演算部１３では、監視対象のポンプの動作累計時間等が演算され、演算データ記憶部１８に記憶される。

その後、送信部１４が、ネットワーク１００を介して、監視装置１１０からデータ送信要求を受信すると、外部データ取得確認部１５は、外部データ取得記録部１９を参照して、監視対象９０からの外部データを取得したことを確認する。具体的には、前記外部データ取得カウンタの内容が、送信部１４から監視センタＰＬＣ５０への前回の外部データ送信時と比べて変化していれば、新たに監視対象９０からの外部データを取得したものと判断する。

外部データ取得確認部１５が、監視対象９０からの外部データを取得したことを確認すると、送信部１４は、外部データ記憶部１７に記憶した外部データ、または演算データ記憶部１８に記憶した演算データを、ネットワーク１００を介して、監視センタＰＬＣ５０へ送信する。

なお、上記例では、外部データ取得記録部１９として、監視対象９０からの外部データを取得する度にインクリメント、又はデクリメントする外部データ取得カウンタを用いたが、これに限られるものではない。例えば、外部データ取得記録部１９として、監視対象９０からの外部データを取得したことを記録する外部データ取得フラグを用いることもできる。この場合は、外部データ取得フラグは、通信モジュール３０の起動時に０に初期化され、外部データ取得部１２が外部データを取得したときに、１に書き換えられる。外部データ取得確認部１５は、前記外部データ取得フラグが１であれば、新たに監視対象９０からの外部データを取得したと判断する。また、送信部１４が、外部データを監視センタＰＬＣ５０へ送信したときに、前記外部データ取得フラグは０にリセットされるものである。

なお、本発明は、本発明に係る処理を実行する装置としてだけでなく、システム、方法として、或いは、このような方法やシステムを実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして把握することができる。
また、本発明は、ＣＰＵがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより制御する構成としてもよく、また、ハードウエア回路として構成してもよい。

１０・・現場ＰＬＣ、１１・・制御部、１２・・外部データ取得部、１３・・演算部、１４・・送信部、１５・・外部データ取得確認部、１６・・記憶部、１７・・外部データ記憶部、１８・・演算データ記憶部、１９・・外部データ取得記録部、２０・・演算モジュール、３０・・通信モジュール、３１・・ＣＰＵ、３２・・主記憶装置、３３・・補助記憶装置、３４・・ＩＦ部、３５・・ＬＡＮコントローラ、３６・・外部データ取得プログラム、３７・・データ格納エリア、３８・・遠隔通信プログラム、４０・・入出力モジュール、５０・・監視センタＰＬＣ、６０・・演算モジュール、７０・・通信モジュール、８０・・入出力モジュール、９０・・監視対象、１００・・ネットワーク１１０・・監視装置。

Claims (3)

1. 制御部と記憶部とを備えた監視端末であって、
   前記制御部は、監視対象からの外部データを取得する外部データ取得部と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部と、前記取得した外部データを監視センタへ送信する送信部とを備え、
   前記記憶部は、監視対象から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部と、監視対象から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部とを備え、
   前記外部データ取得確認部が、前記外部データ取得記録部を参照して、監視対象から外部データを取得したことを確認した後に、前記送信部が、前記取得した外部データを監視センタへ送信することを特徴とする監視端末。
2. 前記外部データ取得記録部が、監視対象から外部データを取得するたびにインクリメント、又はデクリメントするカウンタを備え、取得した外部データを前記送信部が監視センタへ送信する際に、前記外部データ取得確認部が、前回の外部データ送信時におけるカウンタ値から変化していることを確認した後に、前記送信部が、取得した外部データを監視センタへ送信することを特徴とする請求項１に記載された監視端末。
3. 監視端末と監視センタとをネットワークにより接続した監視システムであって、
   前記監視端末は、制御部と記憶部とを備え、
   前記制御部は、監視対象からの外部データを取得する外部データ取得部と、該外部データを取得したことを確認する外部データ取得確認部と、前記取得した外部データを監視センタへ送信する送信部とを備え、
   前記記憶部は、監視対象から取得した外部データを記憶する外部データ記憶部と、監視対象から外部データを取得したことを記録する外部データ取得記録部とを備え、
   前記外部データ取得確認部が、前記外部データ取得記録部を参照して、監視対象から外部データを取得したことを確認した後に、前記送信部が、前記取得した外部データを監視センタへ送信することを特徴とする監視システム。

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