JP2020173505A - Monitoring control system and data transmission device for water treatment facilities - Google Patents

Monitoring control system and data transmission device for water treatment facilities Download PDF

Info

Publication number
JP2020173505A
JP2020173505A JP2019073588A JP2019073588A JP2020173505A JP 2020173505 A JP2020173505 A JP 2020173505A JP 2019073588 A JP2019073588 A JP 2019073588A JP 2019073588 A JP2019073588 A JP 2019073588A JP 2020173505 A JP2020173505 A JP 2020173505A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
controller
data transmission
controllers
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019073588A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7317554B2 (en
Inventor
貴信 津崎
Takanobu Tsuzaki
貴信 津崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2019073588A priority Critical patent/JP7317554B2/en
Publication of JP2020173505A publication Critical patent/JP2020173505A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7317554B2 publication Critical patent/JP7317554B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a monitoring control system and a data transmission device capable of easily monitoring and controlling a plurality of water treatment facilities.SOLUTION: A monitoring control system includes a plurality of host controllers 5 for sequentially controlling devices, and a plurality of data transmission devices 4 that are associated with one or more of the host controllers 5, connected communicably to the associated controllers, and able to communicate with each other. The data transmitting device 4 includes an inter-station shared memory 42 that stores the data of the associated host controller 5 and shares it between the data transmission devices 4, and an inter-station transmission/reception unit 41 that transmits, among the data stored in the inter-station shared memory 42, only the data required by the associated host controller 5 to the associated host controller 5.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、水処理施設の監視制御システム及びデータ伝送装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a monitoring control system and a data transmission device of a water treatment facility.

従来から、上水道又は下水道の水処理施設を監視及び制御する監視制御システムは、ポンプや弁等の各デバイスまでの間に、監視制御サーバを最上位層とする階層状の命令処理系統を構築しており、監視制御サーバの他、複数の上位コントローラ及び複数の下位コントローラを備えている。上位コントローラから離れた地にある下位コントローラは、上位コントローラとテレメータ回線で接続されている。テレメータ回線は一般電話回線を用いたものであり、LANよりも伝送可能距離が長い。 Conventionally, a monitoring and control system that monitors and controls a water treatment facility for water supply or sewerage has constructed a hierarchical command processing system with a monitoring and control server as the uppermost layer between each device such as a pump and a valve. In addition to the monitoring and control server, it is equipped with a plurality of upper controllers and a plurality of lower controllers. The lower controller located away from the upper controller is connected to the upper controller by a telemeter line. The telemeter line uses a general telephone line and has a longer transmission distance than a LAN.

監視制御サーバからは、水処理施設の運転計画に従ったリクエストが上位コントローラへ送信される。上位コントローラは、プログラマブルロジックコントローラであり、リクエストを達成するシーケンスを進め、実行コマンドを下位コントローラに送信する。下位コントローラは、デバイスを駆動するアナログ又はパルス波による電流又は電圧信号を生成する駆動回路とマイコンを備え、実行コマンドを解釈してデバイスを実際に駆動させている。 The monitoring and control server sends a request according to the operation plan of the water treatment facility to the host controller. The host controller is a programmable logic controller that advances the sequence of fulfilling requests and sends execution commands to the host controller. The lower controller includes a drive circuit that generates a current or voltage signal by an analog or pulse wave that drives the device, and a microcomputer, interprets an execution command, and actually drives the device.

上位コントローラは、上位コントローラ間でデータを相互に交換し、各上位コントローラが有するデータを共有する仕組みを有する。例えば、上位コントローラは、自ノードと他ノードのデータを記憶する共有メモリを各々が備え、巡回するトークンを獲得したときに、自ノードのデータを他の上位コントローラの共有メモリのうち、自ノード用に宣言した領域に書き込んでいる。監視制御システム内に20台の上位コントローラが備えられる場合、20台分のデータが共有メモリに書き込まれる。 The host controller has a mechanism for exchanging data between the host controllers and sharing the data possessed by each host controller. For example, the upper controller has a shared memory for storing the data of the own node and the other node, and when the patrol token is acquired, the data of the own node is used for the own node among the shared memories of the other higher controllers. It is written in the area declared in. When 20 higher-level controllers are provided in the monitoring control system, data for 20 units is written to the shared memory.

2014−22978号公報2014-22978

近年、省人化を目的として、監視制御システムは中央集中型のシステムを指向している。即ち、一の監視制御システムが複数の水処理施設を監視及び制御することが要望されている。管轄とする水処理施設の増大は、監視制御システム内の上位コントローラの数の増大を招く。 In recent years, monitoring and control systems have been oriented toward centralized systems for the purpose of labor saving. That is, it is required that one monitoring and control system monitors and controls a plurality of water treatment facilities. The increase in the number of water treatment facilities under the jurisdiction leads to an increase in the number of host controllers in the monitoring and control system.

上位コントローラは、共有メモリの容量等のようなハードウェア上の問題により、データ共有が可能な接続台数に制限がある。監視対象の水処理施設を増大させようとすると、監視制御システムが備える上位コントローラの数が制限を超えてしまう虞がある。従って、所望するような規模の監視制御システムを構築することはできず、満足いく省人化が達成できなかった。 The host controller has a limit on the number of connections that can share data due to hardware problems such as the capacity of shared memory. If an attempt is made to increase the number of water treatment facilities to be monitored, the number of host controllers provided in the monitoring and control system may exceed the limit. Therefore, it was not possible to construct a monitoring and control system of a desired scale, and satisfactory labor saving could not be achieved.

本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、複数の水処理施設を容易に監視及び制御可能な監視制御システム及びデータ伝送装置を提供することにある。 An embodiment of the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is a monitoring control system and data capable of easily monitoring and controlling a plurality of water treatment facilities. The purpose is to provide a transmission device.

本発明の実施形態である水処理施設の監視制御システムは、水処理施設内のデバイスを制御する監視制御システムであって、デバイスをシーケンス制御する複数のコントローラと、前記コントローラの1又は複数と対応付けられ、対応関係にあるコントローラと通信可能に接続されると共に、相互に通信可能な複数のデータ伝送装置と、を備え、前記データ伝送装置は、前記対応関係にあるコントローラのデータを記憶して、データ伝送装置間で共有する共有メモリと、前記共有メモリに記憶されたデータのうち、前記対応関係にあるコントローラが必要なデータのみを、当該対応関係にあるコントローラへ送信する送受信部と、を有する。 The monitoring and control system of the water treatment facility according to the embodiment of the present invention is a monitoring and control system that controls the devices in the water treatment facility, and corresponds to a plurality of controllers for sequence control of the devices and one or a plurality of the controllers. It is provided with a plurality of data transmission devices that are attached, communicably connected to a corresponding controller, and can communicate with each other, and the data transmission device stores data of the corresponding controller. , A shared memory shared between the data transmission devices, and a transmission / reception unit that transmits only the data stored in the shared memory that is required by the corresponding controller to the corresponding controller. Have.

また、本発明の実施形態であるデータ伝送装置は、水処理施設内のデバイスを複数のコントローラによって制御する監視制御システムに複数備えられ、前記コントローラの1又は複数と対応付けられ、対応関係にあるコントローラと通信可能に接続されると共に、相互に通信可能であり、前記対応関係にあるコントローラのデータを記憶して、データ伝送装置間で共有する共有メモリと、前記共有メモリに記憶されたデータのうち、前記対応関係にあるコントローラが必要なデータのみを、当該対応関係にあるコントローラへ送信する送受信部と、を備える。 Further, the data transmission device according to the embodiment of the present invention is provided in a plurality of monitoring control systems in which a device in a water treatment facility is controlled by a plurality of controllers, and is associated with one or a plurality of the controllers and has a corresponding relationship. A shared memory that is communicably connected to the controller and can communicate with each other, stores data of the corresponding controllers, and is shared between the data transmission devices, and data stored in the shared memory. Among them, a transmission / reception unit for transmitting only data required by the corresponding controller to the corresponding controller is provided.

実施形態の監視制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the monitoring control system of embodiment. 実施形態のデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the data transmission apparatus of embodiment. データ伝送装置間でのサイクリック伝送を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows cyclic transmission between data transmission devices. 実施形態の監視制御システムの適用例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the application example of the monitoring control system of embodiment.

実施形態の水処理施設の監視制御システムを、図面を参照して説明する。図1は、監視制御システムの構成を示すブロック図である。監視制御システム1は、上水道又は下水道の水処理施設の状態を監視し、水処理施設内の各デバイス100を運転計画に従って制御する。水処理施設の状態は、例えばデバイス100の運転、停止、異常、水位等を含む。デバイス100は、例えばポンプ及び弁等が挙げられる。 The monitoring and control system of the water treatment facility of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a monitoring control system. The monitoring and control system 1 monitors the state of the water treatment facility of the water supply or the sewer, and controls each device 100 in the water treatment facility according to the operation plan. The state of the water treatment facility includes, for example, the operation, stoppage, abnormality, water level, etc. of the device 100. The device 100 includes, for example, a pump and a valve.

この監視制御システム1は、監視制御サーバ2と操作端末3とを備えている。監視制御サーバ2と操作端末3は各々がコンピュータであり、通信インターフェースを備えて互いに通信可能となっている。操作端末3は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置、及びキーボードやマウスやタッチパネル等のマンマシン入力装置を更に備えている。この監視制御サーバ2は、水処理施設の状態を収集して操作端末3に送信し、操作端末3は、監視制御サーバ2が収集した水処理施設の状態を表示する。また、監視制御サーバ2は、操作端末3を用いたオペレータの操作に応じて水処理施設の運転計画を作成する。 The monitoring control system 1 includes a monitoring control server 2 and an operation terminal 3. The monitoring and control server 2 and the operation terminal 3 are each a computer, and are provided with a communication interface so that they can communicate with each other. The operation terminal 3 further includes a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, and a man-machine input device such as a keyboard, a mouse, or a touch panel. The monitoring and control server 2 collects the state of the water treatment facility and transmits it to the operation terminal 3, and the operation terminal 3 displays the state of the water treatment facility collected by the monitoring and control server 2. Further, the monitoring control server 2 creates an operation plan of the water treatment facility according to the operation of the operator using the operation terminal 3.

運転計画の実行のため、監視制御システム1は、監視制御サーバ2を最上位層としてデバイス100までに階層状の命令処理系統を構築している。このような監視制御システム1は、監視制御サーバ2に加えて、複数の上位コントローラ5及び複数の下位コントローラ6を備えている。上位コントローラ5はプログラマブルロジックコントローラである。下位コントローラ6はデバイス100を駆動するアナログ又はパルス波による電流又は電圧信号を生成する駆動回路とマイコンを備えている。 In order to execute the operation plan, the monitoring and control system 1 constructs a hierarchical instruction processing system up to the device 100 with the monitoring and control server 2 as the uppermost layer. Such a monitoring and control system 1 includes a plurality of upper controllers 5 and a plurality of lower controllers 6 in addition to the monitoring and control server 2. The host controller 5 is a programmable logic controller. The lower controller 6 includes a drive circuit and a microcomputer that generate a current or voltage signal by an analog or pulse wave that drives the device 100.

監視制御サーバ2は、抽象度が高く解釈が必要な運転リクエストを水処理施設の運転計画に従って上位コントローラ5に送信する。尚、運転リクエストには、停止指示も含まれる。上位コントローラ5は、運転リクエストを解釈し、運転リクエストを達成するためのシーケンスを進め、実行コマンドを下位コントローラ6に送信する。下位コントローラ6は、デバイス100と接続され、実行コマンドを解釈し、実際にデバイス100を駆動するアナログ又はパルス波による電流又は電圧信号をデバイス100に出力し、デバイス100を駆動させる。 The monitoring and control server 2 transmits an operation request having a high degree of abstraction and requiring interpretation to the host controller 5 according to the operation plan of the water treatment facility. The operation request also includes a stop instruction. The upper controller 5 interprets the operation request, advances the sequence for fulfilling the operation request, and transmits the execution command to the lower controller 6. The lower controller 6 is connected to the device 100, interprets an execution command, outputs a current or voltage signal by an analog or pulse wave that actually drives the device 100 to the device 100, and drives the device 100.

上位コントローラ5は、運転リクエストの処理のために他の上位コントローラ5が有するデータを利用することがある。このため、監視制御システム1は更に複数のデータ伝送装置4を備えている。データ伝送装置4は、上位コントローラ5と1対1で対応付けられ、対応関係にある上位コントローラ5と接続されている。また、複数のデータ伝送装置4は、共通のネットワーク7に接続されて互いに通信可能となっている。このデータ伝送装置4は、産業用PCであり、対応関係にある上位コントローラ5のデータを取得しつつ、上位コントローラ5間のサイクリック伝送をデータ伝送装置4間で代行することで、他の上位コントローラ5が有するデータを共有し、対応関係にある上位コントローラ5が必要とするデータを当該上位コントローラ5に配布する。 The upper controller 5 may use the data possessed by the other upper controller 5 for processing the operation request. Therefore, the monitoring control system 1 further includes a plurality of data transmission devices 4. The data transmission device 4 is associated with the host controller 5 on a one-to-one basis and is connected to the host controller 5 in a corresponding relationship. Further, the plurality of data transmission devices 4 are connected to a common network 7 so that they can communicate with each other. This data transmission device 4 is an industrial PC, and while acquiring the data of the corresponding upper controller 5, the cyclic transmission between the upper controllers 5 is performed by the data transmission device 4 on behalf of the other upper controllers. The data held by the controller 5 is shared, and the data required by the corresponding upper controller 5 is distributed to the upper controller 5.

図2は、このようなデータ伝送装置4と上位コントローラ5のサイクリック伝送に係る構成を示すブロック図である。図2に示すように、データ伝送装置4は、局間送受信部41、局間共有メモリ42、局内送受信部43、局内共有メモリ44及びリスト記憶部45を備えている。また、上位コントローラ5は、局内送受信部51、局内共有メモリ52、リクエスト処理部53及びリスト記憶部54を備えている。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration related to cyclic transmission of the data transmission device 4 and the host controller 5. As shown in FIG. 2, the data transmission device 4 includes an inter-station transmission / reception unit 41, an inter-station shared memory 42, an in-station transmission / reception unit 43, an in-station shared memory 44, and a list storage unit 45. Further, the host controller 5 includes an in-station transmission / reception unit 51, an in-station shared memory 52, a request processing unit 53, and a list storage unit 54.

局間送受信部41と局間共有メモリ42は、サイクリック伝送により各データ伝送装置4が同一内容を記憶する仮想的なメモリを作出する。図3は、データ伝送装置4間でのサイクリック伝送を示す模式図である。図3に示すように、局間共有メモリ42は、個々のデータ伝送装置4に備えられ、全データ伝送装置4で同じ論理アドレスが割り付けられている。局間送受信部41は、論理アドレスが重複しないように自ノードのエリア42aを宣言し、局間共有メモリ42内には、自ノードのエリア42aと他のデータ伝送装置4のエリア42bが確保されている。 The inter-station transmission / reception unit 41 and the inter-station shared memory 42 create a virtual memory in which each data transmission device 4 stores the same contents by cyclic transmission. FIG. 3 is a schematic diagram showing cyclic transmission between the data transmission devices 4. As shown in FIG. 3, the station-to-station shared memory 42 is provided in each data transmission device 4, and the same logical address is assigned to all the data transmission devices 4. The inter-station transmission / reception unit 41 declares the area 42a of the own node so that the logical addresses do not overlap, and the area 42a of the own node and the area 42b of the other data transmission device 4 are secured in the inter-station shared memory 42. ing.

そして、局間送受信部41は、巡回するトークンを順番に獲得してトーカとなり、自ノードのエリア42aに書き込まれているデータをブロードキャストにて他のデータ伝送装置4に送信する。リスナとなっている他のデータ伝送装置4の局間送受信部41は、トーカによって確保されているエリア42bに、トーカから受信したデータを記憶させる。 Then, the inter-station transmission / reception unit 41 sequentially acquires the patrolling tokens, becomes a talker, and transmits the data written in the area 42a of the own node to another data transmission device 4 by broadcasting. The inter-station transmission / reception unit 41 of the other data transmission device 4 which is a listener stores the data received from the talker in the area 42b secured by the talker.

また、図3に示すように、データ伝送装置4の局内送受信部43及び局内共有メモリ44並びに上位コントローラ5の局内送受信部51及び局内共有メモリ52は、対応関係にあるデータ伝送装置4と上位コントローラ5が同一内容を記憶する仮想的なメモリを作出する。局内共有メモリ44と局内共有メモリ52には、対応関係にあるデータ伝送装置4と上位コントローラ5で同じ論理アドレスが割り付けられている。また、局内送受信部43は、論理アドレスが重複しないように自ノードのエリア44aを宣言し、局内送受信部51は、論理アドレスが重複しないように自ノードのエリア52aを宣言し、局内共有メモリ44内及び局内共有メモリ52内には、データ伝送装置4のエリア44aと上位コントローラ5のエリア52aが確保されている。 Further, as shown in FIG. 3, the in-station transmission / reception unit 43 and the in-station shared memory 44 of the data transmission device 4 and the in-station transmission / reception unit 51 and the in-station shared memory 52 of the upper controller 5 are in a corresponding relationship with the data transmission device 4 and the upper controller. 5 creates a virtual memory that stores the same contents. The same logical address is assigned to the in-station shared memory 44 and the in-station shared memory 52 by the data transmission device 4 and the host controller 5, which are in a corresponding relationship. Further, the station transmission / reception unit 43 declares the area 44a of the own node so that the logical addresses do not overlap, and the station transmission / reception unit 51 declares the area 52a of the own node so that the logical addresses do not overlap, and the station shared memory 44. The area 44a of the data transmission device 4 and the area 52a of the host controller 5 are secured in the shared memory 52 in the station and in the station.

そして、上位コントローラ5の局内送受信部51は、自ノードのエリア52aに書き込まれているデータを、対応関係にあるデータ伝送装置4に送信する。対応関係にあるデータ伝送装置4の局内送受信部43は、上位コントローラ5が確保したエリア52aに、上位コントローラ5から受信したデータを書き込む。また、データ伝送装置4の局内送受信部43は、自ノードのエリア44aに書き込まれているデータを、対応関係にあるデータ伝送装置4に送信する。対応関係にある上位コントローラ5の局内送受信部51は、データ伝送装置4が確保したエリア44aに、データ伝送装置4から受信したデータを記憶させる。 Then, the in-station transmission / reception unit 51 of the host controller 5 transmits the data written in the area 52a of the own node to the data transmission device 4 having a corresponding relationship. The in-station transmission / reception unit 43 of the data transmission device 4 having a corresponding relationship writes the data received from the upper controller 5 to the area 52a secured by the upper controller 5. Further, the in-station transmission / reception unit 43 of the data transmission device 4 transmits the data written in the area 44a of the own node to the data transmission device 4 having a corresponding relationship. The in-station transmission / reception unit 51 of the higher-level controller 5, which has a corresponding relationship, stores the data received from the data transmission device 4 in the area 44a secured by the data transmission device 4.

ここで、図3に示すように、上位コントローラ5のリクエスト処理部53は、運転リクエストを解釈してシーケンスを進める。このリクエスト処理部53は、運転リクエストを処理してシーケンスを進めた結果、局内共有メモリ52の自ノードのエリア52aに、自身が発生させたデータを書き込む。また、上位コントローラ5によって確保された局内共有メモリ44内のエリア52aと、データ伝送装置4によって確保された局間共有メモリ42内のエリア42aは同じ領域である。換言すると、データ伝送装置4間でサイクリック伝送を行う局間送受信部41は、対応関係にある上位コントローラ5が自ノードとして確保されたエリア52aを、データ伝送装置4との間において自ノードのエリア42aとして宣言する。 Here, as shown in FIG. 3, the request processing unit 53 of the host controller 5 interprets the operation request and advances the sequence. As a result of processing the operation request and advancing the sequence, the request processing unit 53 writes the data generated by itself to the area 52a of the own node of the station shared memory 52. Further, the area 52a in the station shared memory 44 secured by the host controller 5 and the area 42a in the station shared memory 42 secured by the data transmission device 4 are the same area. In other words, the inter-station transmission / reception unit 41 that performs cyclic transmission between the data transmission devices 4 sets the area 52a in which the corresponding upper controller 5 is secured as the own node with the data transmission device 4 of the own node. Declare as area 42a.

また、図3に示すように、リクエスト処理部53は、運転リクエストを処理するために、他の上位コントローラ5が発生させたデータを参照する。対応関係にある上位コントローラ5が参照するデータが書き込まれた局間共有メモリ42内のエリア44aと、データ伝送装置4によって自ノードとして確保された局内共有メモリ44内のエリア44aは同じである。換言すると、局内送受信部43は、対応関係にある上位コントローラ5が参照するデータが書き込まれたエリア44aを、上位コントローラ5との間において自ノードのエリア44aとして宣言する。 Further, as shown in FIG. 3, the request processing unit 53 refers to the data generated by the other upper controller 5 in order to process the operation request. The area 44a in the inter-station shared memory 42 in which the data referred to by the corresponding upper controller 5 is written is the same as the area 44a in the in-station shared memory 44 secured as its own node by the data transmission device 4. In other words, the intra-station transmission / reception unit 43 declares the area 44a in which the data referred to by the corresponding upper controller 5 is written as the area 44a of its own node with the upper controller 5.

図3に示すように、局内送受信部43は、自ノードのエリア44aを宣言する際、リスト記憶部45に記憶されているリスト45aを参照する。リスト45aは、対応関係にある上位コントローラ5が必要なデータが書き込まれる局内共有メモリ44内のエリア44aを特定している。局内送受信部43は、このリスト45aが特定するエリア44aを上位コントローラ5に対して自ノードのエリア44aとして確保する。尚、このリスト45aは、上位コントローラ5のリスト記憶部54に記憶されており、上位コントローラ5からデータ伝送装置4に送信され、リスト記憶部45に記憶される。 As shown in FIG. 3, when declaring the area 44a of the own node, the intra-station transmission / reception unit 43 refers to the list 45a stored in the list storage unit 45. The list 45a specifies an area 44a in the in-station shared memory 44 in which necessary data is written by the corresponding upper controller 5. The in-station transmission / reception unit 43 secures the area 44a specified by the list 45a as the area 44a of its own node with respect to the host controller 5. The list 45a is stored in the list storage unit 54 of the host controller 5, is transmitted from the host controller 5 to the data transmission device 4, and is stored in the list storage section 45.

例えば、第1の上位コントローラ5が有するデータD1は、この第1の上位コントローラ5が第1のデータ伝送装置4との関係において、自ノードのものとして宣言したエリア52aに記憶されている。このデータD1は、第1のデータ伝送装置4と第1の上位コントローラ5との通信によって、第1のデータ伝送装置4内の局内共有メモリ44のエリア52aに書き込まれる。第1のデータ伝送装置4のエリア52aは、局間共有メモリ42の立場からすると、第1のデータ伝送装置4がデータ伝送装置4間で宣言した自ノードのエリア42aでもある。そのため、第1のデータ伝送装置4は、第1の上位コントローラ5が有するデータを他のデータ伝送装置4に配布することになる。 For example, the data D1 possessed by the first higher-level controller 5 is stored in the area 52a declared by the first higher-level controller 5 as that of the own node in relation to the first data transmission device 4. This data D1 is written in the area 52a of the in-station shared memory 44 in the first data transmission device 4 by communication between the first data transmission device 4 and the first higher-level controller 5. From the standpoint of the inter-station shared memory 42, the area 52a of the first data transmission device 4 is also the area 42a of the own node declared by the first data transmission device 4 between the data transmission devices 4. Therefore, the first data transmission device 4 distributes the data possessed by the first higher-level controller 5 to the other data transmission devices 4.

次に、他の上位コントローラ5が有するデータD2,D3は、データ伝送装置4間のサイクリック伝送によって、第1の上位コントローラ5の局間共有メモリ42のうち、他ノードが宣言したエリア42bに書き込まれている。全エリア42bのうち、データD2,D3が書き込まれたエリア42bは、局内共有メモリ44の立場からすると、第1のデータ伝送装置4が第1の上位コントローラ5との間で宣言した自ノードのエリア44aでもある。そのため、第1のデータ伝送装置4は、他のデータ伝送装置4が宣言した全エリア42bに書き込まれたデータのうち、データD2,D3のみを第1の上位コントローラ5に配布することになる。 Next, the data D2 and D3 possessed by the other upper controller 5 are moved to the area 42b declared by the other node in the inter-station shared memory 42 of the first upper controller 5 by cyclic transmission between the data transmission devices 4. It has been written. Of all the areas 42b, the area 42b in which the data D2 and D3 are written is the own node declared by the first data transmission device 4 with the first higher controller 5 from the standpoint of the shared memory 44 in the station. It is also an area 44a. Therefore, the first data transmission device 4 distributes only the data D2 and D3 to the first upper controller 5 among the data written in the entire area 42b declared by the other data transmission device 4.

尚、第1のデータ伝送装置4が第1の上位コントローラ5との間で自ノードとして宣言していないエリア42bに書き込まれている、他の上位コントローラ5が有するデータD4,D5は、第1の上位コントローラ5にとって不要であり、第1の上位コントローラ5に渡されることはない。 The data D4 and D5 of the other upper controller 5 written in the area 42b where the first data transmission device 4 is not declared as its own node with the first upper controller 5 are the first. It is unnecessary for the upper controller 5 of the above and is not passed to the first upper controller 5.

このように、データ伝送装置4は、対応関係にある上位コントローラ5のデータを取得し、データ伝送装置4間で共有する。換言すると、監視制御システム1が有する各上位コントローラ5は、全上位コントローラ5のデータの共有をデータ伝送装置4に任せ、上位コントローラ5間でのデータ共有は行わない。しかも、データ伝送装置4は、データ伝送装置4間で共有したデータのうち、対応関係にある上位コントローラ5が必要とするデータのみを、当該上位コントローラ5に渡す。 In this way, the data transmission device 4 acquires the data of the corresponding upper controller 5 and shares it among the data transmission devices 4. In other words, each upper controller 5 of the monitoring and control system 1 entrusts the data transmission device 4 to share the data of all the upper controllers 5, and does not share the data between the upper controllers 5. Moreover, the data transmission device 4 passes only the data required by the corresponding upper controller 5 among the data shared between the data transmission devices 4 to the higher controller 5.

そのため、上位コントローラ5の局内共有メモリ52は、監視制御システム1の規模が拡大し、上位コントローラ5の数が増加しても飽和してしまうことはない。従って、監視制御システム1の規模を拡大して中央集中型システムを構築することが可能となり、省人化を達成することができる。図4は、そのような監視制御システム1の適用例を示す構成図である。 Therefore, the in-station shared memory 52 of the upper controller 5 does not become saturated even if the scale of the monitoring control system 1 is expanded and the number of the upper controllers 5 is increased. Therefore, it is possible to expand the scale of the monitoring and control system 1 to construct a centralized system, and it is possible to achieve labor saving. FIG. 4 is a configuration diagram showing an application example of such a monitoring control system 1.

図4に示す監視制御システム1は、中央集中型システムであり、一施設に限らず、当該監視制御システム1の設置施設から離れた水処理施設を含む複数施設に対してWAN72を通じた管理及び制御を実行する。複数施設に対する管理及び制御によって上位コントローラ5の数は増大するが、上位コントローラ5が直接情報共有を行わず、データ伝送装置4が代行しているので、上位コントローラ5のハードウェア制限に関係なく、情報共有が図られている。 The monitoring and control system 1 shown in FIG. 4 is a centralized system, and is not limited to one facility, and management and control through WAN 72 not only for one facility but also for a plurality of facilities including a water treatment facility away from the facility where the monitoring and control system 1 is installed. To execute. Although the number of upper controllers 5 increases due to management and control of a plurality of facilities, since the upper controller 5 does not directly share information and the data transmission device 4 acts on its behalf, regardless of the hardware limitation of the upper controller 5. Information is shared.

データ伝送装置4は、対応関係にある上位コントローラ5と同一施設内に設置される。即ち、複数のデータ伝送装置4が接続された共通のネットワーク7は、LAN71とWAN72で構築されている。LAN71は、監視制御サーバ2が設置される場内に敷設される他、監視制御サーバ2の無い他の水処理施設にも敷設され、監視制御サーバ2の無い他の水処理施設内のLAN71にもデータ伝送装置4が接続されている。尚、LAN71は冗長性を持たせるべく二重化され、LAN71とWAN72との間にはゲートウェイ装置73が設置される。 The data transmission device 4 is installed in the same facility as the host controller 5 which has a corresponding relationship. That is, the common network 7 to which the plurality of data transmission devices 4 are connected is constructed by LAN 71 and WAN 72. The LAN 71 is laid in the place where the monitoring control server 2 is installed, is also laid in another water treatment facility without the monitoring control server 2, and is also installed in the LAN 71 in another water treatment facility without the monitoring control server 2. The data transmission device 4 is connected. The LAN 71 is duplicated so as to have redundancy, and a gateway device 73 is installed between the LAN 71 and the WAN 72.

次に、上位コントローラ5と下位コントローラ6との接続に関し、従来は、一般電話回線を使用した接続方式であるテレメータ回線となる場合があった。その理由は次の通りである。即ち、上位コントローラ5に台数制限がある場合、一台の上位コントローラ5にできるだけ多くの下位コントローラ6を接続する必要がある。そして、一台の上位コントローラ5に接続する全ての下位コントローラ6が上位コントローラ5の周りに密集していない場合がある。このケースでは、遠隔の地にある下位コントローラ6と上位コントローラ5との間は、伝送距離の制約によりLAN接続が使用できず、テレメータ回線となるものである。テレメータ回線は、回線事業者に対する料金が必要となるほか、LAN8と比べて伝送速度が低速であるために、データ送受信のレスポンスの遅延を運用上のリスクとして許容する必要がある。 Next, regarding the connection between the upper controller 5 and the lower controller 6, conventionally, a telemeter line, which is a connection method using a general telephone line, may be used. The reason is as follows. That is, when the number of upper controllers 5 is limited, it is necessary to connect as many lower controllers 6 as possible to one upper controller 5. Then, all the lower controllers 6 connected to one upper controller 5 may not be crowded around the upper controller 5. In this case, the LAN connection cannot be used between the lower controller 6 and the upper controller 5 at a remote location due to the limitation of the transmission distance, and a telemeter line is used. Since the telemeter line requires a charge to the line operator and the transmission speed is lower than that of LAN8, it is necessary to allow a delay in the response of data transmission / reception as an operational risk.

これに対し、この監視制御システム1では、上位コントローラ5の台数制限が無い。従って、他の下位コントローラ6から離れた場所に設置された下位コントローラ6には、その下位コントローラ6専用の上位コントローラ5を別途配置することが可能である。換言すると、下位コントローラ6と上位コントローラ5とをLAN接続が可能な位置関係に置くことができる。従って、この監視制御システム1では、上位コントローラ5と下位コントローラ6は、テレメータ回線に依らずLAN8で接続される。 On the other hand, in this monitoring control system 1, there is no limit on the number of upper controllers 5. Therefore, the upper controller 5 dedicated to the lower controller 6 can be separately arranged in the lower controller 6 installed at a place away from the other lower controller 6. In other words, the lower controller 6 and the upper controller 5 can be placed in a positional relationship that allows LAN connection. Therefore, in this monitoring control system 1, the upper controller 5 and the lower controller 6 are connected by LAN 8 regardless of the telemeter line.

このように、この監視制御システム1は、デバイス100をシーケンス制御する複数の上位コントローラ5と、上位コントローラ5の1又は複数と対応付けられ、対応関係にあるコントローラと通信可能に接続されると共に、相互に通信可能な複数のデータ伝送装置4とを備えるようにした。データ伝送装置4は、対応関係にある上位コントローラ5のデータを記憶して、データ伝送装置4間で共有する局間共有メモリ42と、局間共有メモリ42に記憶されたデータのうち、対応関係にある上位コントローラ5が必要なデータのみを、当該対応関係にある上位コントローラ5へ送信する局間送受信部41とを有するようにした。 In this way, the monitoring control system 1 is associated with a plurality of higher-level controllers 5 that sequence-control the device 100 and one or more of the higher-level controllers 5, and is communicably connected to the corresponding controllers. A plurality of data transmission devices 4 capable of communicating with each other are provided. The data transmission device 4 stores the data of the higher-level controller 5 having a correspondence relationship, and has a correspondence relationship between the inter-station shared memory 42 shared between the data transmission devices 4 and the data stored in the inter-station shared memory 42. The upper controller 5 in the above has an inter-station transmission / reception unit 41 that transmits only necessary data to the corresponding upper controller 5.

これにより、上位コントローラ5の数が増加する事態となっても、各上位コントローラ5のデータを共有することができるため、監視制御システム1の規模を拡大させ、中央集中型システムを構築することが可能となり、省人化を達成することができる。即ち、監視制御システム1から離れた遠隔の複数の水処理施設のデバイス100を制御することが可能となる。 As a result, even if the number of upper controllers 5 increases, the data of each upper controller 5 can be shared, so that the scale of the monitoring control system 1 can be expanded and a centralized system can be constructed. It becomes possible and labor saving can be achieved. That is, it is possible to control the devices 100 of a plurality of remote water treatment facilities remote from the monitoring control system 1.

また、上位コントローラ5から実行コマンドを受けて実際にデバイス100を稼働させる下位コントローラ6を備え、上位コントローラ5と下位コントローラ6とは、LAN8により接続されるようにした。これは、上位コントローラ5の数の増加が容易になったためであるが、これにより、上位コントローラ5と下位コントローラ6との間をLAN8により接続でき、回線事業者に対する料金が不要となるほか、遅延が少ないので、監視制御システム1による高速処理が可能となる。 In addition, a lower controller 6 that actually operates the device 100 by receiving an execution command from the upper controller 5 is provided, and the upper controller 5 and the lower controller 6 are connected by LAN8. This is because the number of the upper controller 5 can be easily increased. As a result, the upper controller 5 and the lower controller 6 can be connected by the LAN 8, the line operator is not charged, and the delay is delayed. Since there are few, high-speed processing by the monitoring and control system 1 becomes possible.

また、上位コントローラ5は、必要なデータを特定するリスト45aを記憶するリスト記憶部54を備え、データ伝送装置4は、リスト45aを取得して記憶するリスト記憶部45を備え、局内送受信部43は、当該リスト45aに基づき、必要なデータを対応関係にある上位コントローラ5に送信するようにした。これにより、上位コントローラ5側で必要となるデータが変更されてもデータ伝送装置4側で即座に対応することができ、システムに柔軟性を付与できる。 Further, the host controller 5 includes a list storage unit 54 that stores a list 45a that identifies necessary data, and the data transmission device 4 includes a list storage unit 45 that acquires and stores the list 45a, and the station transmission / reception unit 43. Is to transmit necessary data to the corresponding upper controller 5 based on the list 45a. As a result, even if the data required on the host controller 5 side is changed, the data transmission device 4 can immediately respond to the change, and the system can be given flexibility.

(他の実施形態)
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(Other embodiments)
Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

例えば、データ伝送装置4は、上位コントローラ5と1対1で対応付けられる例を説明したが、1対nで対応付けられていてもよい。データ伝送装置4内の自ノードのエリア42aを分割して、複数の上位コントローラ5の自ノードのエリア52aが割り当てられるようにする。また、複数の上位コントローラ5からリスト45aを受け取り、各リスト45aで特定される全てを自ノードのエリア44aとする。そして、データ伝送装置4及び各上位コントローラ5のデータ送受信は、送信先を特定したメッセージ伝送とする。 For example, although the example in which the data transmission device 4 is associated with the host controller 5 on a one-to-one basis has been described, it may be associated with the host controller 5 on a one-to-one basis. The area 42a of the own node in the data transmission device 4 is divided so that the area 52a of the own node of the plurality of higher-level controllers 5 is allocated. Further, the list 45a is received from the plurality of host controllers 5, and all the lists 45a specified in each list 45a are set as the area 44a of the own node. Then, the data transmission / reception of the data transmission device 4 and each upper controller 5 is a message transmission in which the transmission destination is specified.

また、上位コントローラ5と下位コントローラ6は、1対1で対応付けられる他、1対nで対応付けられるようにしてもよい。 Further, the upper controller 5 and the lower controller 6 may be associated with each other on a one-to-one basis or on a one-to-one basis.

1 監視制御システム
2 監視制御サーバ
3 操作端末
4 データ伝送装置
41 局間送受信部
42 局間共有メモリ
42a エリア
42b エリア
43 局内送受信部
44 局内共有メモリ
44a エリア
45 リスト記憶部
45a リスト
5 上位コントローラ
51 局内送受信部
52 局内共有メモリ
52a エリア
53 リクエスト処理部
54 リスト記憶部
6 下位コントローラ
7 ネットワーク
71 LAN
72 WAN
73 ゲートウェイ装置
8 LAN
100 デバイス
1 Monitoring control system 2 Monitoring control server 3 Operation terminal 4 Data transmission device 41 Inter-station shared memory 42a Area 42b Area 43 In-station shared memory 44 in-station shared memory 44a Area 45 List storage 45a List 5 Upper controller 51 In-station Transmission / reception unit 52 Internal shared memory 52a Area 53 Request processing unit 54 List storage unit 6 Lower controller 7 Network 71 LAN
72 WAN
73 Gateway device 8 LAN
100 devices

Claims (6)

水処理施設内のデバイスを制御する監視制御システムであって、
デバイスをシーケンス制御する複数のコントローラと、
前記コントローラの1又は複数と対応付けられ、対応関係にあるコントローラと通信可能に接続されると共に、相互に通信可能な複数のデータ伝送装置と、
を備え、
前記データ伝送装置は、
前記対応関係にあるコントローラのデータを記憶して、データ伝送装置間で共有する共有メモリと、
前記共有メモリに記憶されたデータのうち、前記対応関係にあるコントローラが必要なデータのみを、当該対応関係にあるコントローラへ送信する送受信部と、
を有する監視制御システム。
A monitoring and control system that controls devices in a water treatment facility.
Multiple controllers for sequence control of devices and
A plurality of data transmission devices that are associated with one or more of the controllers, are communicably connected to the corresponding controllers, and can communicate with each other.
With
The data transmission device is
A shared memory that stores the data of the controllers in the corresponding relationship and shares it between the data transmission devices,
Of the data stored in the shared memory, the transmission / reception unit that transmits only the data required by the corresponding controller to the corresponding controller, and the transmission / reception unit.
Monitoring and control system with.
複数の水処理施設に配置されるデバイスを制御する、
請求項1記載の監視制御システム。
Control devices located in multiple water treatment facilities,
The monitoring and control system according to claim 1.
前記データ伝送装置は、
複数の水処理施設に分散して配置され、
同じ水処理施設内に設置される前記コントローラの一部又は全部と対応関係を有する、
請求項2記載の監視制御システム。
The data transmission device is
Distributed in multiple water treatment facilities
Corresponding to some or all of the controllers installed in the same water treatment facility,
The monitoring control system according to claim 2.
前記コントローラからコマンドを受けて実際に前記デバイスを稼働させる下位コントローラを備え、
前記コントローラと前記下位コントローラとは、LANにより接続されている、
請求項3記載の監視制御システム。
It is equipped with a lower controller that actually operates the device in response to a command from the controller.
The controller and the lower controller are connected by a LAN.
The monitoring and control system according to claim 3.
前記コントローラは、前記必要なデータを特定するリストを記憶する記憶部を備え、
前記データ伝送装置は、前記リストを取得して記憶する記憶部を備え、
前記送受信部は、当該リストに基づき、前記必要なデータを前記対応関係にあるコントローラに送信する、
請求項1乃至4の何れかに記載の監視制御システム。
The controller includes a storage unit that stores a list that identifies the required data.
The data transmission device includes a storage unit that acquires and stores the list.
The transmission / reception unit transmits the necessary data to the corresponding controller based on the list.
The monitoring control system according to any one of claims 1 to 4.
水処理施設内のデバイスを複数のコントローラによって制御する監視制御システムに複数備えられ、
前記コントローラの1又は複数と対応付けられ、対応関係にあるコントローラと通信可能に接続されると共に、相互に通信可能であり、
前記対応関係にあるコントローラのデータを記憶して、データ伝送装置間で共有する共有メモリと、
前記共有メモリに記憶されたデータのうち、前記対応関係にあるコントローラが必要なデータのみを、当該対応関係にあるコントローラへ送信する送受信部と、
を備えるデータ伝送装置。
Multiple monitoring and control systems that control devices in water treatment facilities with multiple controllers
It is associated with one or more of the controllers, is communicably connected to a corresponding controller, and is communicable with each other.
A shared memory that stores the data of the controllers in the corresponding relationship and shares it between the data transmission devices,
Of the data stored in the shared memory, the transmission / reception unit that transmits only the data required by the corresponding controller to the corresponding controller, and the transmission / reception unit.
A data transmission device comprising.
JP2019073588A 2019-04-08 2019-04-08 Monitoring control system and data transmission device for water treatment facility Active JP7317554B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019073588A JP7317554B2 (en) 2019-04-08 2019-04-08 Monitoring control system and data transmission device for water treatment facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019073588A JP7317554B2 (en) 2019-04-08 2019-04-08 Monitoring control system and data transmission device for water treatment facility

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020173505A true JP2020173505A (en) 2020-10-22
JP7317554B2 JP7317554B2 (en) 2023-07-31

Family

ID=72831325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019073588A Active JP7317554B2 (en) 2019-04-08 2019-04-08 Monitoring control system and data transmission device for water treatment facility

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7317554B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297210A (en) * 2001-04-02 2002-10-11 Toshiba Corp Data transmitter
JP2014022978A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 Toshiba Corp Data transmission system and controller device
JP2017098793A (en) * 2015-11-25 2017-06-01 株式会社東芝 Telemeter transmission system
JP2018097681A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 株式会社東芝 Update method of monitoring control system, monitoring control system and control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297210A (en) * 2001-04-02 2002-10-11 Toshiba Corp Data transmitter
JP2014022978A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 Toshiba Corp Data transmission system and controller device
JP2017098793A (en) * 2015-11-25 2017-06-01 株式会社東芝 Telemeter transmission system
JP2018097681A (en) * 2016-12-14 2018-06-21 株式会社東芝 Update method of monitoring control system, monitoring control system and control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7317554B2 (en) 2023-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103747024A (en) Intelligent interactive robot system based on cloud computing and interactive method
US20060200605A1 (en) Electronic apparatus system with master node and slave node
US9413552B2 (en) Internet protocol addressing of devices employing the network ring topology
JP2004021556A5 (en)
US20060080379A1 (en) Network system and method allocating addresses
CN101145052B (en) Real-time information interactive system between apparatuses and method
CN106774132A (en) A kind of system and method for monitoring industrial field device
KR102080078B1 (en) Automation system and method for operation
CN203399145U (en) Intelligent interaction service robot based on cloud computing
US20160357194A1 (en) Method of controlling inverters
JP2020173505A (en) Monitoring control system and data transmission device for water treatment facilities
JP5908175B2 (en) Control system, master station, and remote station
KR101419558B1 (en) Monitoring system of plc system and monitoring method of plc system using the same
US10324441B2 (en) Automation system and method for operation of the automation system
US10417156B2 (en) Hardware resource sharing within peripheral component interconnect express (PCIE) environment capable of assigning hardware resource dynamically
JP2016130947A (en) Control system and control device
CN111273541B (en) Control system and method of virtual redundant controller based on communication
KR101545232B1 (en) Integrated monitoring and control system using distributed computing
KR101990400B1 (en) Building automation system, gateway comprised therein and method of operating the gateway
JP5752087B2 (en) Control device, data output control unit, data input control unit, and control unit
JP6321393B2 (en) Master-slave relay device and relay method thereof
JPH08237762A (en) Building management system
JPH0612421A (en) Distributed building managing system
JP2951378B2 (en) Remote group control system
JPS5812609B2 (en) Composite computer system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7317554

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150