JP2022094016A - テレメータ及び監視制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】高速の伝送速度のモデムを使用する場合でも、1台の伝送モジュールでデータ伝送と音声通話が可能なテレメータを提供する。【解決手段】伝送モジュールは、通信電文を作成する演算部と、第1の通信速度を有する第1のモデムに対応して設けられた第1のポートと、第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度を有する第2のモデムに対応して設けられた第2のポートとを有し、演算部は、第1のポートと第2のポートを切換えることにより、第1のモデムによる第1の通信と第2のモデムによる第2の通信を切換える。【選択図】図4

Description

本発明は、テレメータ及び監視制御システムに関する。
従来から、現場に設置した通信端末に監視対象のデータを取り込んで、通信で遠隔地に監視対象の状態を転送して表示し、現場の機器に対して指令を送り遠隔操作する監視制御システムが知られている。例えば、上下水道の給水、配水設備や産業用の生産設備などにおいて監視制御システムが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
このような監視制御システムでは、通信回線としてアナログ専用回線が利用されてきた。現在は、ブロードバンド回線などのネットワークの常時回線の利用が増えている。しかし、ブロードバンド回線の通信費が高いことや山間部などの通信回線の施設工事が必要な機場ではサービスが提供されないケースも多いため、現在でも専用回線には根強い需要がある。
上水道の配水方式として高台に設置したタンクに水道水を貯め、重力による自然流下で需要地域に配水する方式が知られている。水道水を作る浄水場は処理設備の建築が容易な平地にあるため、タンクと浄水場は遠隔地であることが多い。
そのため、ポンプを用いて浄水場からタンクへ送水する必要がある。このようなポンプではタンクの水位データを制御回路に取り込み、タンクの水位が規定値を越えたらポンプを停止し、規定値を下回ったらポンプを稼動させる制御を行っている。
近年では、専用回線テレメータはPLC(Programable Logic Contoroler)に専用回線対応の伝送モジュールを増設した形式のものが多い。テレメータのインターフェイスとして接点信号による入出力を用いる場合が多いこと、テレメータからポンプの制御回路へ信号を出力する前にシーケンス処理を行ってから出力することが多い。このため、これらの処理を得意とするPLCをベースにすることは製品開発および実際の運用面においてメリットがある。
特開2016-1414号公報
専用回線テレメータは、親局と子局のモデムに電話機を繋ぐことでデータ伝送を行いながら音声通話を行うことが出来る。別途音声通話用に回線を用意する必要が無く、1つの専用回線でデータ伝送と音声通話が可能なこと、上下水道の監視設備は携帯電話の電波が届かない遠隔地にあることも多いことから、専用回線による音声通話の需要は根強い。
しかし、2400bps以上の伝送速度のモデムを使用する場合、データ伝送に使用する帯域の関係により音声通話を使用することが出来ない。
本発明の目的は、高速の伝送速度のモデムを使用する場合でも、1台の伝送モジュールでデータ伝送と音声通話が可能なテレメータを提供することにある。
本発明の一態様のテレメータは、専用回線に接続され、少なくとも伝送モジュールを有するテレメータであって、前記伝送モジュールは、通信電文を作成する演算部と、第1の通信速度を有する第1のモデムに対応して設けられた第1のポートと、前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度を有する第2のモデムに対応して設けられた第2のポートと、を有し、前記演算部は、前記第1のポートと前記第2のポートを切換えることにより、前記第1のモデムによる第1の通信と前記第2のモデムによる第2の通信を切換えることを特徴とする。
本発明の一態様の監視制御システムは、送信側テレメータと受信側テレメータとが専用回線を介して接続された監視制御システムであって、前記送信側テレメータは、第1の伝送モジュールを有し、前記受信側テレメータは、第2の伝送モジュールを有し、前記第1の伝送モジュールは、通信電文を作成する第1の演算部と、第1の通信速度を有する第1のモデムに対応して設けられた第1のポートと、前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度を有する第2のモデムに対応して設けられた第2のポートと、を有し、前記第1の演算部は、前記第1のポートと前記第2のポートを切換えることにより、前記第1のモデムによる第1の通信と前記第2のモデムによる第2の通信を切換え、前記第2の伝送モジュールは、第2の演算部と、前記第1の通信速度を有する第3のモデムに対応して設けられた第3のポートと、前記第2の通信速度を有する第4のモデムに対応して設けられた第4のポートと、を有し、前記第2の演算部は、前記第3のポートと前記第4のポートを切換えることにより、前記第3のモデムによる前記第1の通信と前記第4のモデムによる前記第2の通信を切換えることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、高速の伝送速度のモデムを使用する場合でも、1台の伝送モジュールでデータ伝送と音声通話が可能なテレメータを提供することができる。
関連技術における監視通報システムの構成図である。 関連技術における高速モデムを使用した処理内容を示す図である。 関連技術における低速モデムを使用した処理内容を示す図である。 実施例1における監視通報システムの構成図である。 実施例1における高速モデムを使用した処理内容を示す図である。 実施例1における低速モデムを使用した処理内容を示す図である。 実施例2における監視通報システムの構成図である。
最初に、図1を参照して、関連技術における監視通報システムの構成について説明する。
PLCユニット400上には、CPUモジュール410、伝送モジュール420、伝送モジュール430及びI/Oモジュール411が取り付けられる。CPUモジュール410では、例えば、ラダープログラムなどの伝送内容に応じて作成されるテレメータソフトS4が実行される。
伝送モジュール420と伝送モジュール430は、単体でソフトウェアを実行できるコンピューターである。伝送モジュール420と伝送モジュール430は、ソフトウェアを実行するマイコン等の演算部421と演算部431、CPUモジュール410と通信するためのベースIF422とベースIF432、モデムと通信するためのRS232Cなどのポート423とポート433、通信速度の設定スイッチ425と設定スイッチ435を有する。
通信速度の設定スイッチ425と設定スイッチ435は、例えば、DIPスイッチ等により構成され、ポート423とポート433に接続されたモデムの通信速度に合わせて、専用回線テレメータの構築時に使用者が設定を行う。
CPUモジュール410は、テレメータソフトS4の処理により、I/Oモジュール411への信号の入出力と、伝送モジュール420と伝送モジュール430へのデータの送受信、および伝送モジュール420と伝送モジュール430のどちらと送受信を行うか切換えを行う。
伝送モジュール420と伝送モジュール430は、演算部421と演算部431で実行されるソフトウェアにて、CPUモジュール410から受信したデータの専用回線モデム用通信電文への変換、および専用回線モデム440、専用回線モデム450から受信した通信電文のPLC用データへの変換を行う。このとき、伝送モジュール420と伝送モジュール430は通信電文とPLC用データ間の変換の際に、通信速度の設定スイッチ425と設定スイッチ435の設定によりポート423とポート433に接続されたモデムの通信速度を判定し、通信速度に合わせた変換を行う。
伝送モジュール420のポート423には高速モデム440、伝送モジュール430のポート433には低速モデム450が接続される。低速モデム450には電話機460が接続される。高速モデム440と低速モデム450は、リレー470を経由して専用回線600に接続される。
I/Oモジュール411には、リレー470の入力端子と、呼出スイッチ480、通話リセットスイッチ490が接続される。呼出スイッチ480、通話リセットスイッチ490の状態は、音声通話の呼出識別子として対向側の専用回線テレメータに伝送される。
対向側の専用回線テレメータについても同様に構成される。
図2は関連技術における高速モデム440を使用した処理内容を示す図である。
通常時、低速モデム450による通話を行わない場合には、リレー470は高速モデム440側にスイッチされる。送信側のCPUモジュール410はテレメータソフトS4の処理により、高速モデム440が接続された伝送モジュール420へデータを出力する。
伝送モジュール420の演算部421は、CPUモジュール410から取得したデータを通信電文に変換する。演算部421は、通信電文をポート423から高速モデム440に出力する。高速モデム440は、伝送モジュール420から出力された通信電文を変調してリレー470を経由して専用回線600へ出力する。
受信側にて、通常時は、リレー570は高速モデム540側にスイッチされる。専用回線600に出力された信号は、リレー570を経由して、高速モデム540に入力される。高速モデム540は通信電文の復調を行い、伝送モジュール520のポート523へ信号を出力する。伝送モジュール520の演算部521は、通信電文をPLC用データに変換しCPUモジュール510に出力する。
図3は関連技術における低速モデム450を使用した処理内容を示す図である。
音声通話を開始する場合には、呼出側にて呼出スイッチ480が押されると、I/Oモジュール411を経由してCPUモジュール410に呼出信号が入力される。CPUモジュール410は、高速モデム440が接続された伝送モジュール420へ呼出識別子を含めたデータを出力する。伝送モジュール420は通信電文をポート423から高速モデム440に出力する。高速モデム440は、伝送モジュール420から出力された通信電文を変調してリレー470を経由して専用回線600へ出力する。
着信側にて、リレー570は高速モデム540側にスイッチされた状態である。専用回線600に出力された信号は、リレー570を経由して、高速モデム540に入力される。高速モデム540は通信電文の復調を行う。伝送モジュール520の演算部521は、通信電文をPLC用データに変換しCPUモジュール510に出力する。
CPUモジュール510は、データの呼出識別子がONであることから、I/Oモジュール511を経由して、リレー570へ低速モデム側への切替信号を出力する。また、CPUモジュール510はテレメータソフトS5の処理によりデータの出力先を伝送モジュール530に変更する。
呼出側にて、CPUモジュール410はテレメータソフトS4の処理により、呼出識別子をONにしてから規定時間後にI/Oモジュール411を経由して、リレー470へ低速モデム側への切替信号を出力すると共に、データの出力先を伝送モジュール430に変更する。
音声通話を終了する場合には、呼出側にて通話リセットスイッチ490が押されると、I/Oモジュール411を経由してCPUモジュール410に通話リセット信号が入力される。CPUモジュール410はテレメータソフトS4の処理により、呼出識別子をOFFにする。CPUモジュール410は、低速モデム450が接続された伝送モジュール430へデータを出力する。伝送モジュール430は通信電文をポート433から高速モデム450に出力する。高速モデム450は、伝送モジュール430から出力された通信電文を変調してリレー470を経由して専用回線600へ出力する。
着信側にて、リレー570は低速モデム550側にスイッチされた状態である。専用回線600に出力された信号は、リレー570を経由して、低速モデム550に入力される。低速モデム550は通信電文の復調を行う。CPUモジュール510は、呼出識別子がOFFであることから、I/Oモジュール230を経由して、リレー570へ高速モデム側への切替信号を出力する。また、CPUモジュール510はテレメータソフトS5の処理によりデータの出力先を伝送モジュール520に変更する。
呼出側にて、CPUモジュール410はテレメータソフトS4の処理により、呼出識別子をOFFにしてから規定時間後にI/Oモジュール411を経由して、リレー170へ低速モデム側への切替信号を出力すると共に、データの出力先を伝送モジュール420に変更する。
上記関連技術では、1つの専用回線で2400bps以上の速度による伝送と、音声通話を行いたい場合に、PLC上に2400bps以上のモデムを接続した伝送モジュールと、2400bps未満のモデムを接続した伝送モジュールの両方を備えたテレメータを用いる。通常時は2400bps以上のモデムおよび伝送モジュールで高速伝送を行い、音声通話を行いたい場合は2400bps未満のモデムおよび伝送モジュールに伝送経路を切換えて通信を行う。
このように、上記関連技術では、2台の伝送モジュールを用いて、高速モデムを使用した高速通信と低速モデムを使用した低速通信とを切換える必要があるので処理が複雑になる。
本発明では、高速モデムによる通信と低速モデムによる通信を1台の伝送モジュールを用いて切換える。
以下、図面を用いて実施例を説明する。
図4を参照して、実施例1における監視通報システムの構成について説明する。
PLC100上には、CPUモジュール110、伝送モジュール120、I/Oモジュール130が取り付けられる。CPUモジュール110では、例えば、ラダープログラムなどのテレメータソフトS1が実行される。
伝送モジュール120は、単体でソフトウェアを実行できるコンピューターである。伝送モジュール120は、ソフトウェアを実行するマイコン等の演算部121、CPUモジュール110と通信するためのベースIF122、高速モデムと通信するためのRS232Cなどのポート123、低速モデムと通信するRS232Cなどのポート124及び通信速度の設定スイッチ125を有する。
通信速度の設定スイッチ125は、例えば、DIPスイッチ等により構成され、ポート123とポート124に接続されたモデムの通信速度に合わせて、専用回線テレメータの構築時に使用者が設定を行う。
CPUモジュール110は、テレメータソフトS1の処理により、I/Oモジュール130への信号の入出力と、伝送モジュール120へのデータの送受信を行う。
伝送モジュール120は、演算部121で実行されるソフトウェアにて、CPUモジュール110から受信したデータの専用回線モデム用通信電文への変換、および専用回線モデム140、150から受信した通信電文のPLC用データへの変換を行う。
このとき、伝送モジュール120は、通信電文とPLC用データ間の変換の際に、通信速度の設定スイッチ125の設定によりポート123と124に接続されたモデムの通信速度を判定し、通信速度に合わせた変換を行う。また、伝送モジュール120は後述の処理により送受信に使用するポートを切換え、ポートに設定されている通信速度に応じた速度識別子を通信電文に付与する。
伝送モジュール120のポート123には高速モデム140、ポート124には低速モデム150が接続される。低速モデム150には電話機160が接続される。高速モデム140と低速モデム150は、リレー170を経由して専用回線300に接続される。
I/Oモジュール130には、リレー170の入力端子と、呼出スイッチ180、通話リセットスイッチ190が接続される。
対向側の専用回線テレメータについても同様に構成される。
図5は実施例1における、高速モデム140を使用した処理内容を示す図である。
通常時、低速モデム150による通話を行わない場合には、リレー170は高速モデム140側にスイッチされる。送信側の伝送モジュール120の演算部121はCPUモジュール110から取得したデータを通信電文に変換する。
演算部121は、変換された通信電文に高速モデム用の速度識別子を付与する。また、演算部121は、通信電文の呼出識別子をOFFにする。演算部121は、通信電文をポート123から高速モデム140に出力する。高速モデム140は、伝送モジュール120から出力された通信電文を変調してリレー170を経由して専用回線300へ出力する。
受信側にて、通常時は、リレー270は高速モデム240側にスイッチされる。専用回線300に出力された信号は、リレー270を経由して、高速モデム240に入力される。高速モデム240は、通信電文の復調を行い、伝送モジュール220のポート223へ信号を出力する。伝送モジュール220の演算部221は、通信電文をPLC用データに変換しCPUモジュール210に出力する。
図6は実施例1における、低速モデム150を使用した処理内容を示す図である。
音声通話を開始する場合には、呼出側にて呼出スイッチ180が押されると、I/Oモジュール130、CPUモジュール110を経由して、伝送モジュール120の演算部121に呼出信号が入力される。演算部121は、通信電文の呼出識別子をONにする。演算部121は、通信電文をポート123から高速モデム140に出力する。高速モデム140は、伝送モジュール120から出力された通信電文を変調してリレー170を経由して専用回線300へ出力する。
着信側にて、リレー270は高速モデム240側にスイッチされた状態である。専用回線300に出力された信号は、リレー270を経由して、高速モデム240に入力される。高速モデム240は通信電文の復調を行う。演算部221は、通信電文の呼出識別子がONであることから、CPUモジュール210、I/Oモジュール230を経由して、リレー270へ低速モデム側への切替信号を出力する。また、演算部221は、通信電文の速度識別子を低速モデム用に変更すると共に、出力先をポート224に変更する。
呼出側にて、演算部121は呼出識別子をONにしてから規定時間以内に、着信側からの受信データの速度識別子が判定不可になった場合、着信側にて通話準備が完了したとして、CPUモジュール110、I/Oモジュール130を経由して、リレー170へ低速モデム側への切替信号を出力する。また、演算部121は通信電文の速度識別子を低速モデム用に変更すると共に、出力先をポート124に変更する。
音声通話を終了する場合には、呼出側にて通話リセットスイッチ190が押されると、I/Oモジュール130、CPUモジュール110を経由して、伝送モジュール120の演算部121に通話リセット信号が入力される。演算部121は、通信電文の呼出識別子をOFFにする。
演算部121は通信電文をポート124から低速モデム150に出力する。低速モデム150は、伝送モジュール120から出力された通信電文を変調してリレー170を経由して専用回線300へ出力する。
着信側にて、リレー270は低速モデム250側にスイッチされた状態である。専用回線300に出力された信号は、リレー270を経由して、低速モデム250に入力される。低速モデム250は通信電文の復調を行う。演算部221は、通信電文の呼出識別子がOFFであることから、CPUモジュール210、I/Oモジュール230を経由して、リレー270へ高速モデム側への切替信号を出力する。また、演算部221は通信電文の速度識別子を高速モデム用に変更すると共に、出力先をポート223に変更する。
呼出側にて、演算部121は呼出識別子をOFFにしてから規定時間後に、CPUモジュール110、I/Oモジュール130を経由して、リレー170へ高速モデム側への切替信号を出力する。また、演算部121は通信電文の速度識別子を高速モデム用に変更すると共に、出力先をポート123に変更する。
図7を参照して、実施例2における監視通報システムの構成について説明する。
図4に示す実施例1では、リレー170の入力端子、呼出スイッチ180、通話リセットスイッチ190をI/Oモジュール130に接続している。これに対して、実施例2では、図7に示すように、伝送モジュール120の内部に配置し、CPUモジュール110を介さずに演算部121への入出力を行う。その他の構成は、図4に示す実施例1における監視通報システムの構成と同じなのでその説明は省略する。
上記実施例では、伝送モジュール内に、PCLとの通信電文を作成する演算部と、演算部からモデムに接続するために使用するポートを2口設ける。ポートにはそれぞれ、2400bps以上の伝送速度のモデム(以下、高速モデム)と、音声通報が可能な2400bps未満の低速モデムが接続される。モデムの先にはリレーなどによる切替えスイッチが設置される。
伝送モジュールが送信動作を行う場合、演算部は高速モデム用の速度識別子と、低速モデム用の速度識別子を付加した通信電文を作成して各ポートに出力する。通信電文には使用する伝送モジュールが受信動作を行う場合、演算部は通信電文に付加された速度識別子により、高速モデムと低速モデムのどちらにより伝送が行われているか判別を行う。また、演算部は音声通話の呼出識別子を通信電文に付与する。
上記実施例では、専用回線とテレメータからなる監視制御システムにおいて、伝送モジュール内の演算部にモデム接続用のポートを2口備え、高速モデムによる通信と低速モデムによる通信および音声通話を、1台の伝送モジュールにより切換えて行うことが出来る。
また、伝送モジュールの演算部にて、送信時に高速モデム用の速度識別子、または低速モデム用の速度識別子を付与し、受信時には付与された速度識別子によりモデムの通信速度を判別し、対応する通信速度による伝送を行う。
上記実施例によれば、PLCをベースにした専用回線テレメータ上にて、1台の伝送モジュールで専用回線の高速モデムによる通信と、低速モデムによる音声通話を行うことができる。
100 PLC
110 CPUモジュール
S111 テレメータソフト
120 伝送モジュール
121 演算部
122 ベースIF
123 ポート
124 ポート
125 通信速度の設定スイッチ
130 I/Oモジュール
140 高速モデム
150 低速モデム
160 電話機
170 リレー
180 呼出スイッチ
190 通話リセットスイッチ
S1 テレメータソフト
200 PLC
210 CPUモジュール
S211 テレメータソフト
220 伝送モジュール
221 演算部
222 ベースIF
223 ポート
224 ポート
225 通信速度の設定スイッチ
230 I/Oモジュール
240 高速モデム
250 低速モデム
260 電話機
270 リレー
280 呼出スイッチ
290 通話リセットスイッチ
S2 テレメータソフト
300 専用回線

Claims (11)

  1. 専用回線に接続され、少なくとも伝送モジュールを有するテレメータであって、
    前記伝送モジュールは、
    通信電文を作成する演算部と、
    第1の通信速度を有する第1のモデムに対応して設けられた第1のポートと、
    前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度を有する第2のモデムに対応して設けられた第2のポートと、を有し、
    前記演算部は、
    前記第1のポートと前記第2のポートを切換えることにより、前記第1のモデムによる第1の通信と前記第2のモデムによる第2の通信を切換えることを特徴とするテレメータ。
  2. 前記演算部は、
    送信時に、
    前記第1の通信を行う場合には、前記第1のモデム用の第1の速度識別子を前記通信電文に付与して前記第1のポートに出力し、
    前記第2の通信を行う場合には、前記第2のモデム用の第2の速度識別子を前記通信電文に付与して前記第2のポートに出力することを特徴とする請求項1に記載のテレメータ。
  3. 前記演算部は、
    受信時に、
    前記通信電文に付与された前記第1の速度識別子又は前記第2の速度識別子により、通信速度が前記第1の通信速度か前記第2の通信速度かを判定し、
    前記判定の結果、前記第1の通信速度の場合は、前記第1のモデムに対応して設けられた前記第1のポートを介して前記第1の通信を行い、
    前記判定の結果、前記第2の通信速度の場合は、前記第2のモデムに対応して設けられた前記第2のポートを介して前記第2の通信を行うことを特徴とする請求項2に記載のテレメータ。
  4. 前記第2のモデムは、
    音声通話が可能な前記第2の通信速度を有し、
    前記演算部は、
    前記音声通話の呼出識別子を前記通信電文に付与することを特徴とする請求項1に記載のテレメータ。
  5. 前記伝送モジュールは、
    前記第1の通信速度と前記第2の通信速度を設定するための設定スイッチを、更に有することを特徴とする請求項1に記載のテレメータ。
  6. 前記伝送モジュールは、
    呼出スイッチ及び通話リセットスイッチを内蔵することを特徴とする請求項1に記載のテレメータ。
  7. 送信側テレメータと受信側テレメータとが専用回線を介して接続された監視制御システムであって、
    前記送信側テレメータは、
    第1の伝送モジュールを有し、
    前記受信側テレメータは、
    第2の伝送モジュールを有し、
    前記第1の伝送モジュールは、
    通信電文を作成する第1の演算部と、
    第1の通信速度を有する第1のモデムに対応して設けられた第1のポートと、
    前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度を有する第2のモデムに対応して設けられた第2のポートと、を有し、
    前記第1の演算部は、
    前記第1のポートと前記第2のポートを切換えることにより、前記第1のモデムによる第1の通信と前記第2のモデムによる第2の通信を切換え、
    前記第2の伝送モジュールは、
    第2の演算部と、
    前記第1の通信速度を有する第3のモデムに対応して設けられた第3のポートと、
    前記第2の通信速度を有する第4のモデムに対応して設けられた第4のポートと、を有し、
    前記第2の演算部は、
    前記第3のポートと前記第4のポートを切換えることにより、前記第3のモデムによる前記第1の通信と前記第4のモデムによる前記第2の通信を切換えることを特徴とする監視制御システム。
  8. 前記送信側テレメータの前記第1の演算部は、
    前記第1のモデム用の第1の速度識別子又は前記第2のモデム用の第2の速度識別子を前記通信電文に付与して、前記第1のポート又は前記第2のポートを介して前記専用回線に出力し、
    前記受信側テレメータの前記第2の演算部は、
    前記専用回線から送られてきた前記通信電文に付与された前記第1の速度識別子又は前記第2の速度識別子により、通信速度が前記第1の通信速度か前記第2の通信速度かを判定し、
    前記判定の結果、前記第1の通信速度の場合は、前記第3のモデムに対応して設けられた前記第3のポートを介して前記第1の通信を行い、
    前記判定の結果、前記第2の通信速度の場合は、前記第4のモデムに対応して設けられた前記第4のポートを介して前記第2の通信を行うことを特徴とする請求項7に記載の監視制御システム。
  9. 前記第2のモデムと前記第4のモデムは、
    音声通話が可能な前記第2の通信速度を有し、
    前記第1の演算部及び前記第2の演算部は、
    前記通信電文に付与された呼出識別子を用いて前記音声通話を可能にすることを特徴とする請求項7に記載の監視制御システム。
  10. 前記第1の伝送モジュールと前記第2の伝送モジュールは、
    前記第1の通信速度と前記第2の通信速度を設定するための設定スイッチをそれぞれ有することを特徴とする請求項7に記載の監視制御システム。
  11. 前記第1の伝送モジュールと前記第2の伝送モジュールは、
    呼出スイッチ及び通話リセットスイッチを内蔵することを特徴とする請求項7に記載の監視制御システム。
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