JP3641163B2 - 分散型監視制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市インフラの監視制御システム、例えば水道、ガス、電力、環境計測など広域に分散するプロセスの監視制御に係り、特に、単一又は複数の分散制御装置と相互に接続された単一又は複数の監視装置よりなる分散型監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、広域監視制御システムでは、中央の監視室に設置した監視装置に、分散したコントローラやセンサからの情報を集中し監視制御を行っていた。ここに、負荷の分散要求や、広域に点在するセンサ情報を簡単に収集し、各種の通信手段を用いて、中央へデータの配信を行うため、ネットワークを利用した分散型監視制御システムの適用が必然となる。
【０００３】
従来の分散型監視制御システムの一例を図１８に示す。図１８に示すように、分散型監視制御システムは、例えば水道管路のバルブのコントローラ１及びセンサ２に接続される複数の分散制御装置３と、一般には一つの監視装置４と、これら分散制御装置３及び監視装置４を接続する通信路５とからなる。
【０００４】
ここに、分散制御装置３は、コントローラ１及びセンサ２のＰＩＯデータやセンサ情報の授受を行い、通信路５を経由して監視装置４に送出する。監視装置４は、時刻信号を受信するためのアンテナ４ａ、ディスプレイ４ｂを有すると共に時刻設定器（ＴＳ）４ｃ、データベース（ＤＢ）４ｄ、イメージ処理器（ＩＰ）４ｅを備えており、各分散制御装置３からのデータに時刻設定器（ＴＳ）４ｃによりデータ取得時の時刻（タイムスタンプ）を付加し、また該データを、データベース（ＤＢ）４ｄやイメージ処理器（ＩＰ）４ｅにより所定の形式のイメージに加工してディスプレイ４ｂに表示するようにしている。
【０００５】
図１９は、例えば、水道配管プラントに適用された分散型監視制御システムにおける分散制御装置３の設置形態の一例を示すものである。
【０００６】
車道１０に埋設された水道配管１１には、弁１２及び該弁１２の開閉制御を司るアクチュエータを含むコントローラ１及び流量や圧力測定するセンサ２が設けられている。弁１２、コントローラ１及びセンサ２は、マンホール１３内に配置され、該マンホール１３は蓋１４で塞がれている。また、車道１０の側方にある歩道１５には路上局筐体１６が設置され、該路上局筐体１６内に分散制御装３が設置されている。路上局筐体１６とマンホール１３とは配線ダクト１７により連結され、該配線ダクト１７内には信号配線１８及び電源配線１９が収容され、分散制御装３とコントローラ１及びセンサ２を電気的に接続している。また、分散制御装３には、通信路５に連なる通信配線２０が引き込まれ、また電源配線２１も引き込まれている。
【０００７】
一方、監視装置４で取り扱われるデータ構造について図２０を参照して説明する。かかるデータは、プロセスデータの属性として、データ取得時の時刻（タイムスタンプ）を付加することは従来より実施されている。例示するデータ２１２は、一つのデータ２１２ｅと、該データに付随する時刻データ２１２ａ〜２１２ｄを包含する構造となっている。ここに、時刻データは、年、月、日を示すデータ２１２ａと、時、分、秒を示すデータ２１２ｂと、ミリ秒、マイクロ秒、ナノ秒を示すデータ２１２ｃと、データタイプを示すデータ２１２ｄとからなる。
【０００８】
このように、データ構造としては、データ１点ごとに、年月日、時間、分、秒、ミリ秒、マイクロ秒以下詳細に付加していた。この詳細なタイムスタンプデータが、個々のデータの発生順序を確定する際には有効な情報であるが、マンマシンの監視用データとしては、詳細すぎ、しかもローカル側である分散制御装置から通信路を介して中央側である監視装置に送信する際、すなわち３２ビットのデータを送信する際には、その３倍に当たる３２×３ビットの時刻データを付加して送信することになり、伝送負荷を増大させる要因となった。
【０００９】
また、分散制御装置は、一般に、自ら監視部を有するため、該監視部の管理、保守などをオンラインで実施するケースは多い。この場合、専用保守端末を接続して、画面の構成を変更したり、ＩＯの設定などの調整を行うが、監視制御部やデータ配信部などは動作を継続しているため、画面更新中や、単独でのデバッグが未完了のうちに中央側である監視装置に画面やデータが配信され、結果として誤ったデータを送信する可能性がある。
【００１０】
また、通信路として公衆回線を用いて監視を行う場合、間違い電話又は意図的な監視データの漏洩、不正アクセスなどを防止する手段を設けることは、セキュリティの観点から重要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、監視のための画面の変更等を行う場合であっても、分散制御装置と監視装置との間で誤ったデータの送信等の不具合の発生を防止し得る分散型監視制御システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明は、プラントを監視するための監視装置と、制御対象としてプラントのコントローラの制御を行う分散制御装置と、前記監視装置と前記分散制御装置との間で情報を通信する通信手段とから構成される分散型監視制御システムにおいて、前記分散制御装置は、前記コントローラとの送受信をするための入出力インタフェースと、前記プラントの状態を把握するためのセンサから得られるセンサ情報を取得する取得手段と、前記監視装置とは異なる発信元から無線により前記時刻情報を取得する時刻取得手段と、前記コントローラから取得されるＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記時刻取得手段から得られる前記時刻情報を有する付加情報とを格納するデータ格納手段と、前記ＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記付加情報とに基づいて作成されるプラント情報を、前記通信手段を介して前記監視装置に配信するデータ配信手段と、前記格納手段に格納された情報又はデータに基づいて、前記コントローラの制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする分散型監視制御システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る分散型監視制御システムの実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態システムの全体構成図を示す。図１において、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２…及び第ｎの監視装置１２３と、第１の分散制御装置１２５及び第２の分散制御装置１２６とは、公衆回線等の通信路１２４で接続されている。分散制御装置１２５，１２６には、時刻同期用アンテナ１２７が備わり、また第２の分散制御装置１２６は、既存の監視制御システム１３０の分散制御装置１３０ａに接続されている。
【００１６】
図２に示すように、図１における分散制御装置１２５（又は１２６）は、水道管路の弁を開閉するコントローラ（被制御装置）への制御信号の伝送及びセンサ１１２からの入力の取り込みを行うための入出力インタフェース１１４と、前記コントローラ１１１から取得されるＰＩＯデータ、センサ情報及び取得時刻等の付加情報を格納するデータ格納部１１５と、このデータ格納部１１５にデータを格納するに際し時刻を付加させるための時刻取得部１１６と、前記ＰＩＯデータ、センサ情報その他の監視情報を配信するデータ配信部１１７と、前記コントローラ１１１のＰＩＯデータ及びセンサ情報を用いて監視制御を行う監視制御部１１９と、他の分散制御装置及び前記監視装置と通信を行うためのネットワークインタフェース１１８と、設定格納部１１ａと、ネットワークセキュリティー処理部１１ｂと、前記他の分散制御装置１２６（又は１２５）及び監視装置１２１〜１２３を接続する通信部１１ｃとを具備する。
【００１７】
このような分散制御装置１２５（又は１２６）は、更に具体的には、図３に符号１３３で示される分散制御装置にて示される。すなわち、図３において、分散制御装置１３３は計算機上に構築され、コントローラ１３１とセンサ１３２との間で、入出力インタフェース１３４を介し、ＲＳ２３２Ｃ等を経由してデータの送受信を行う。コントローラ１３１及びセンサ１３２から受信したデータは、ＧＰＳアンテナ１３６ａを有するＧＰＳ受信部１３６から得た時刻と共にリレーショナルデータベースシステム１３５に蓄積され、同時に監視制御プロセス処理部１３９にも渡される。監視制御プロセス処理部１３９はこれらのデータを監視し、故障や異常などの情報をデータ配信プロセス処理部１３７に出力したり、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２、第ｎの監視装置１２３からの制御指令を受けてコントローラ１３１を制御する。データ配信プロセス処理部１３７及び監視制御プロセス処理部１３９は計算機上で実行されるプロセスとして実現される。分散制御装置１３３は、内蔵したＴＡ又はモデム１３８によって通信路である公衆回線１２４に接続しており、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２、第ｎの監視装置１２３及び第１の分散制御装置１２５、第２の分散制御装置１２６と通信可能である。
【００１８】
ここで、図２における入出力インタフェース１１４は図３における入出力インタフェース１３４に対応し、図２におけるデータ格納部１１５は図３におけるリレーショナルデータベースシステム１３５に対応し、図２における時刻取得部１１６は図３におけるＧＰＳアンテナ１３６ａを有するＧＰＳ受信部１３６に対応し、図２における監視制御部１１９は図３における監視制御プロセス処理部１３９に対応し、図２におけるネットワークインタフェース１１８は図３におけるＴＡ又はモデム１３８に対応し、図２における設定格納部１１ａ及びネットワークセキュリティー処理部１１ｂは図３における設定格納ファイル１３ａ及びネットワークセキュリティー処理部１３ｂに対応する。
【００１９】
また、図３に示す分散制御装置１３３は１枚の配線基板又は集積回路にて構成することができ、この点に着目し且つ自立型電源の構築を意図して、図４に示すように構成することができる。すなわち、図１９と同様に、車道１０に埋設された水道配管１１には、弁１２及び該弁１２の開閉制御を司るアクチュエータを含むコントローラ１及び流量や圧力測定するセンサ２が設けられている。弁１２、コントローラ１及びセンサ２は、マンホール１３内に配置され、該マンホール１３は蓋１４´で塞がれている。
【００２０】
本実施形態では、蓋１４´の裏側に、分散制御装置１３３と電源供給部１３３ａを設置すると共に表側に、通信線用アンテナ及び時刻補正用アンテナ１３３ｂ（１３６ａ）を設置し、また太陽電池パネル１３３ｃを設置する。太陽電池パネル１３３ｃで得た電力は、電源供給部１３３ａを介して分散制御装置１３３に与えられる。
【００２１】
このように構成された第１の実施形態の作用について説明する。すなわち、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。監視制御プロセス１３９はＰＩＯデータやセンサ情報が正常範囲にあるかどうかを監視しており、プラントなどの監視対象の機器状態、センサ値、ステータスなど、現在の監視情報をデータ配信プロセス１３７に送信する。データ配信プロセス１３７は現在の監視情報の他、トレンドグラフ、異常や故障情報等の監視情報を構成し、公衆回線１２４が接続されている場合はＴＡ／モデム１３８を介して監視装置１２１，１２２，１２３に配信する。
【００２２】
以上詳述した第１の実施形態によれば次のような効果がある。すなわち、本実施形態においては、データの蓄積や監視制御を、ローカル側である分散制御装置１１３，１２５，１２６，１３３で行い、データ配信プロセス１３７で必要な情報を構成して配信し、中央側である監視装置１２１，１２２，１２３ではこれを表示するだけなので、改造時にも監視装置側を変更する必要がない。このため分散制御装置側だけ集中して改造すれば良いので信頼性が向上する。
【００２３】
また、従来、分散制御装置を設置する場合には，図１９に示すように、監視制御装置と情報を送受信するための通信配線と、分散制御装置を動作させるための電源配線２０と、センサ２及びアクチュエータ１２と接続する信号配線１８とが必要であり、これら全ての配線が行える場所にしか分散制御装置３を設置できなかった。センサ１及びアクチュエータ１２の設置は対象プロセス、図１９では、水道プロセスにとって好ましい場所に設置されるベきであるが、センサ１及びアクチュエータ１２の設置に適した場所に、またはその近くに、分散制御装置３を設置する適切場所が確保できるとは限らない。水道管路１１は、多くの場合、地下０．５ｍ〜１．５ｍ程度の深さに埋設されており、センサ１及びアクチュエータ１２も管路１１と共に道路下のマンホール１３内に設置されている。従来は、マンホール１３から地上に設置した路上局筐体１６まで配線ダクト１７を地中に通して、この中にセンサ１及びアクチュエータ１２用の電源配線１９と信号配線１８を通し、路上局筐体１６内に設置された分散制御装置３と接続していた。従って、路上局筐体１６を設置する適当な場所を確保できないと、プロセスの構造土監視制御に適した場所、すなわち水道管路１１の配管構造や地形的に監視制御に適した場所であっても、センサ１やアクチュエータ１２を設置できないという問題があった。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、図４に示すように、従来の分散制御装置に相当する部分１１３を１枚の配線基板又は集積回路で構成して省電力と小型化を図り、さらに電源供給部１１３を備えることで、プロセス情報を検出するセンサ１又はプロセスを操作するアクチュエータ１２と一緒に分散制御装置１３３を設置可能とし、従来は分散制御装置の設置のスペースが確保できないと、センサ１やアクチュエータ１２を設置できなかった制約を解消して、プロセスに適した位置にセンサ１やアクチュエータ１２を設置可能とすることでプロセスの監視制御性を向上させることができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
図５を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。１０Ａ〜１０Ｄは本発明のローカル側である分散制御装置を示し、広域に点在する各種センサ情報を吸い上げ、該センサ情報を通信路１０Ｇを介して中央側である監視装置１０ｆ−１０ｈに配信する。センサ情報の適用は水道、ガス、電力など広範囲に及び、センサ近くに配置することも、また、可搬式として１０ｃのようにセンサの近くに持ち運び、センサ情報の収集を行うこともできる。
【００２６】
（第３の実施形態）
図６を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。図６は、分散制御装置の実装例を示し、ＧＰＳのアンテナ１１Ｂを装備した分散制御装置１１Ａを例えば電動弁の弁制御装置１１Ｃに組み込み、一体化して使用することもできる。このことにより弁操作装置１１Ｃとの信号取り合いのケーブル敷設などを省略できるメリットがある。分散制御装置１１Ａが得た信号のうち、通信を介して中央側の監視装置に配信しなければならないデータは、例えば内蔵の無線、ＰＨＳなどの回線を使用し、アンテナ１１Ｄを用いて送信することができる。
【００２７】
（第４の実施形態）
図７を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。図７は、分散制御装置の実装例を示し、ＧＰＳのアンテナ１２Ｃを装備した分散制御装置１２Ａ内に、ＰＨＳ等のアンテナ１２Ｄからの情報に基づき位置情報を検出する位置情報検出部１２Ｂを有し、ＰＨＳ又はＧＰＳなどの座標検出により自身の座標情報を通信部にて、中央側の監視装置に通知するものである。
【００２８】
このような構成によれば、広域に点在配置又は、可搬した場合にも、また地下に設置した場合にも、その位置を的確に得ることができるため、設置後の保守及びセンサ情報の位置も知ることができるため、広域を対象とした、水運用管理などのマネージメントとして適用することができる。
【００２９】
（第５の実施形態）
図８を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。図８は、分散制御装置の実装例を示し、プラントや都市への適用例である。
【００３０】
本実施形態の分散制御装置１３Ａ〜１３Ｄは、それぞれ例えばポンプの情報、水量、ガス圧情報などのセンサ情報のみならず各々が設置されている場所の座標及び時刻情報を付加して、通信回線１３Ｅを介して、中央側である監視装置１３Ｅに送信する。監視装置１３Ｅでは、受信データをＨＤＤ等のデータ蓄積部１３Ｆに蓄積し、分析部１３Ｇにてデータ解析を行い、例えば、配管の切断箇所やガス漏洩箇所の位置の推定などを行うようにしている。
【００３１】
（第６の実施形態）
図９を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。図９は、分散制御装置のブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１１３´は、図２の分散制御装置１１３に時刻設定部２２１を付加したものである。
【００３２】
また、図１０を参照して本実施形態における送信データの構造を説明する。２３１は、本実施形態におけるデータ送信の構造を示し、２３３に示す個数（Ｎ）のデータ量を含む。データ１からデータＮの並びの順は、データ格納部１１５から取り出すときに、そのタイムスタンプの情報から発生順にソーティングしたものである。その際の一番早く発生したデータ１と一番遅く発生したデータＮとのタイムスタンプデータは、データ格納部１１５から取り出した情報をそのままセットすることにより、詳細な時刻情報を提供することができる。
【００３３】
一方、中間のデータ２からデータＮ−１に関しては、その発生順序は確定しているため、中央側の監視装置として必要十分な時刻情報、例えば時、分、秒のみを付加している。
【００３４】
このようなデータ構造とすることで、Ｎ個のデータを送信する際、従来に比べて（Ｎ−２）×２×３２ビットの不要なデータの送信を省略することができる。
【００３５】
図１１は、図９における時刻設定部２２１の処理フローを示すものである。時刻設定入力２２１から判断ステップ２４２に至ると、図１０のデータ構造に配列し直してデータ送信するかいなかを判断し、ＮＯの場合には従来と同じ構造体で送信するべくステップ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃに至るが、Ｙｅｓの場合には処理ステップ２４２ａにて、データ格納機構から取り出したデータをその時刻情報から、ソーティング後、ステップ２４２ｃ，２４２ｄ，２４２ｅ，２４２ｆを経て、図１０の符号２３１の構造にデータを配列し直すものである。
【００３６】
（第７の実施形態）
図１２を参照して本発明の第７の実施形態を説明する。図１２は、分散制御装置のブロック図であり、図２及び図９と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１１３´´は、図９の分散制御装置１１３´に、保守用端末３１１ａを接続したアクセス管理部３１１を付加したものである。
【００３７】
アクセス管理部３１１は、保守用端末３１１ａの接続状態と、その実行内容、すなわち保守端末にて、単に本分散制御装置の監視制御部の状態をモニタリングするモードか、又は監視部の監視画面を新規又は一部の変更してダウンロードできるモードか、又は単独でデバッグなどを行い分散制御装置１１３´´内の各種データを直接修正できるモードになっているかなどを検知するものである。
【００３８】
図１３は上述のアクセス管理部３１１内での動作フローを示す。すなわち、アクセス管理入力３２１から判断ステップ３２１ａに至ると、保守用端末３１１ａが接続されていることが確認された場合、判断ステップ３２１ｂに移行し、以下ステップ３２１ｂ，３２１ｃにて画面などの修正、更新状態をチェックする。また保守用端末３１１ａが接続されていなく、判断ステップ３２２ａに移行した場合では、デバッグモードであるか否かを判断する。
【００３９】
いずれにしても分散制御装置１１３´´内の各種データを直接操作できるモードに入っている場合、保守中であることを中央監視設備に通知するためのメッセージをステップ３２１ｄで生成し、ステップ３２１ｅにて配信し、この間は監視を中断又は現在の分散制御装置の動作状態の通知及び他の分散制御装置のモニタリングを促すように指示するものである。また、ステップ３２１ｆでは、万一、他の分散制御装置から外部機器の操作に直結するコントローラへの出力指令が来た場合、その動作を禁止するものである。なお、正常に動作可能なモードに復帰した場合には、ステップ３２２ｂ，３２２ｃにて、正常に監視可能である旨のメッセージを生成し、中央に配信すると共にステップ３２２ｄにて、今まで禁止してた外部機器への出力要求を受け付けるものである。
【００４０】
（第８の実施形態）
図１４を参照して本発明の第８の実施形態を説明する。図１４は、図２及び図１２におけるネットワークセキュリティ処理部１１ｂの詳細ブロック図であり、ブロック４１１ａでは回線の受信部を処理し、ブロック２では、ナンバーズディスプレイにみられるように着信側でコール先の電話番号を調べるものである。またブロック４１１ｇは、登録電話番号を登録する不揮発性記憶部４１１ｆに対して、許可する電話番号を登録する部分である。上記４１１ｂでのコール先電話番号を検出後、登録電話番号記憶部４１１ｆ内にデータをブロック４１１ｆにて比較し、ブロック４１１ｄにて、受信回線の受付又は禁止を判断する。
【００４１】
図１５は、上記ネットワークセキュリティ処理部１１ｂのフローを示す。上記説明のように、ブロック４１２ｃにてコール先の電話番号を検索する。ブロック４１２ｄにて、それがあらかじめアクセス可能として登録されている電話番号であることを確認して、問題ないと判断できたときに、ブロック４１２ｆに移行して、回線の使用を許可、及びアクセスを許可するものである。
【００４２】
（第９の実施形態）
図１６を参照して本発明の第９の実施形態を説明する。図１６は、分散制御装置のブロック図であり、図３と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１３３'''は、図３の分散制御装置１３３に、自動発報プロセス５１１を追加したものである。自動発報プロセス処理部５１１は計算機上で実行されるプロセスとして実現する。
【００４３】
本実施形態では、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。監視制御プロセス１３９はＰＩＯデータやセンサ情報が正常範囲にあるかどうかを監視しており、プラントなどの監視対象の機器状態、センサ値、ステータスなど、現在の監視情報をデータ配信プロセス１３７に送信すると同時に、異常／故障発生等のイベントを自動発報プロセス５１１にも送信する。自動発報プロセス処理部５１１はあらかじめ設定格納部１３ａに格納された通知すべきイベントの場合には、必要ならば自動的にＴＡ／モデム１３８に制御コマンドを送信して公衆回線１２４を介して監視装置とダイアルアップ接続し、異常や故障などを通知する。
【００４４】
このように本実施形態によれば、データの蓄積や監視制御を分散制御装置１３３'''で行い、故障や異常などで中央へ通知が必要なときには、自動発報プロセス処理部５１１が自動的に監視装置に接続して故障や異常を通知することができる。このため、多数の分散制御装置から構成されたシステムでも中央の監視業務を効率的に行うことができる。
【００４５】
（第１０の実施形態）
図１７を参照して本発明の第１０の実施形態を説明する。図１７は、分散制御装置のブロック図であり、図３と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１３３´´は、図３の分散制御装置１３３に、診断プロセス処理部６１１を追加したものである。診断プロセス処理部６１１は計算機上で実行されるプロセスとして実現する。
【００４６】
本実施形態では、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。このとき周期的データは診断プロセス処理部６１１にも送信する。診断プロセス処理部６１１は設定格納部１３ａに設定した一定時間周期的データの受信が途切れた場合、コントローラ１３１又はセンサ１３２の異常としてデータ配信プロセス処理部１３７に通知し、中央の監視装置への通知を行う。また、診断プロセス処理部６１１は設定格納部１３ａに設定した一定時間毎に設定格納部１３ａに設定した他の分散制御装置に通信を試み、他の分散制御装置が正常に動作しているかどうかを確認する。他の分散制御装置からの応答がない場合には、その分散制御装置を異常としてデータ配信プロセス１３７に通知し、中央の監視装置に通知する。
【００４７】
以上のように本実施形態によれば、コントローラやセンサの故障や異常のチェック及び分散制御装置の相互チェックを行い、異常、故障時には通知を行うことで信頼性が向上すると共に、中央の監視装置の分散制御装置の管理負荷や正常動作確認のための通信トラフィックが軽減され、効率的な運用が可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、データの蓄積やプラントの監視制御をローカル側である分散制御装置で行い、中央側である監視装置ではこれを表示するだけなので、改造時にも監視装置側を変更する必要がない。このため分散制御装置側だけ集中して改造すればいいので信頼性が向上する分散型監視制御システムを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分散型監視制御システムの全体を示す図。
【図２】本発明の分散制御装置を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の分散制御装置を示すブロック図。
【図４】同実施形態における分散制御装置の設置状態の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図７】本発明の第４の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図８】本発明の第５の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図９】本発明の第６の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１０】同実施形態におけるデータ構造を示す図。
【図１１】同実施形態における時刻設定部の処理を示す流れ図。
【図１２】本発明の第７の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１３】同実施形態における処理を示す流れ図。
【図１４】本発明の第８の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１５】同実施形態における回線セキュリティーの処理を示す流れ図。
【図１６】本発明の第９の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１７】本発明の第１０の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１８】従来の分散型監視制御システムの全体を示す図。
【図１９】従来の分散制御装置の設置状態を示す図。
【図２０】従来の分散型監視制御システムにおけるデータ構造を示す図。
【符号の説明】
１１１…コントローラ、１１２…センサ、１１３…分散制御装置、１１４…入出力インタフェース、１１５…データ格納部、１１６…時刻取得部、１１７…データ配信部、１１８…ネットワークインタフェース、１１９…監視制御部、１１ａ…設定格納部、１１ｂ…ネットワークセキュリティ処理部、１１ｃ…通信部、１２１…第１の監視装置、１２２…第２の監視装置、１２３…第ｎの監視装置、１２４…通信路（公衆回線）、１２５…第１の分散制御装置、１２６…第２の分散制御装置、１３１…コントローラ、１３２…センサ、１３３，１３３´，１３３´´，１３３'''…分散制御装置、１３４…入出力インタフェース、１３５…リレーショナルデータベースシステム、１３６…ＧＰＳ受信部、１３７…データ配信プロセス処理部、１３８…ＴＡ／モデム、１３９…監視制御プロセス処理部、１３ａ…設定格納ファイル、５１１…自動発報プロセス処理部、６１１…診断プロセス処理部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市インフラの監視制御システム、例えば水道、ガス、電力、環境計測など広域に分散するプロセスの監視制御に係り、特に、単一又は複数の分散制御装置と相互に接続された単一又は複数の監視装置よりなる分散型監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、広域監視制御システムでは、中央の監視室に設置した監視装置に、分散したコントローラやセンサからの情報を集中し監視制御を行っていた。ここに、負荷の分散要求や、広域に点在するセンサ情報を簡単に収集し、各種の通信手段を用いて、中央へデータの配信を行うため、ネットワークを利用した分散型監視制御システムの適用が必然となる。
【０００３】
従来の分散型監視制御システムの一例を図１８に示す。図１８に示すように、分散型監視制御システムは、例えば水道管路のバルブのコントローラ１及びセンサ２に接続される複数の分散制御装置３と、一般には一つの監視装置４と、これら分散制御装置３及び監視装置４を接続する通信路５とからなる。
【０００４】
ここに、分散制御装置３は、コントローラ１及びセンサ２のＰＩＯデータやセンサ情報の授受を行い、通信路５を経由して監視装置４に送出する。監視装置４は、時刻信号を受信するためのアンテナ４ａ、ディスプレイ４ｂを有すると共に時刻設定器（ＴＳ）４ｃ、データベース（ＤＢ）４ｄ、イメージ処理器（ＩＰ）４ｅを備えており、各分散制御装置３からのデータに時刻設定器（ＴＳ）４ｃによりデータ取得時の時刻（タイムスタンプ）を付加し、また該データを、データベース（ＤＢ）４ｄやイメージ処理器（ＩＰ）４ｅにより所定の形式のイメージに加工してディスプレイ４ｂに表示するようにしている。
【０００５】
図１９は、例えば、水道配管プラントに適用された分散型監視制御システムにおける分散制御装置３の設置形態の一例を示すものである。
【０００６】
車道１０に埋設された水道配管１１には、弁１２及び該弁１２の開閉制御を司るアクチュエータを含むコントローラ１及び流量や圧力測定するセンサ２が設けられている。弁１２、コントローラ１及びセンサ２は、マンホール１３内に配置され、該マンホール１３は蓋１４で塞がれている。また、車道１０の側方にある歩道１５には路上局筐体１６が設置され、該路上局筐体１６内に分散制御装３が設置されている。路上局筐体１６とマンホール１３とは配線ダクト１７により連結され、該配線ダクト１７内には信号配線１８及び電源配線１９が収容され、分散制御装３とコントローラ１及びセンサ２を電気的に接続している。また、分散制御装３には、通信路５に連なる通信配線２０が引き込まれ、また電源配線２１も引き込まれている。
【０００７】
一方、監視装置４で取り扱われるデータ構造について図２０を参照して説明する。かかるデータは、プロセスデータの属性として、データ取得時の時刻（タイムスタンプ）を付加することは従来より実施されている。例示するデータ２１２は、一つのデータ２１２ｅと、該データに付随する時刻データ２１２ａ〜２１２ｄを包含する構造となっている。ここに、時刻データは、年、月、日を示すデータ２１２ａと、時、分、秒を示すデータ２１２ｂと、ミリ秒、マイクロ秒、ナノ秒を示すデータ２１２ｃと、データタイプを示すデータ２１２ｄとからなる。
【０００８】
このように、データ構造としては、データ１点ごとに、年月日、時間、分、秒、ミリ秒、マイクロ秒以下詳細に付加していた。この詳細なタイムスタンプデータが、個々のデータの発生順序を確定する際には有効な情報であるが、マンマシンの監視用データとしては、詳細すぎ、しかもローカル側である分散制御装置から通信路を介して中央側である監視装置に送信する際、すなわち３２ビットのデータを送信する際には、その３倍に当たる３２×３ビットの時刻データを付加して送信することになり、伝送負荷を増大させる要因となった。
【０００９】
また、分散制御装置は、一般に、自ら監視部を有するため、該監視部の管理、保守などをオンラインで実施するケースは多い。この場合、専用保守端末を接続して、画面の構成を変更したり、ＩＯの設定などの調整を行うが、監視制御部やデータ配信部などは動作を継続しているため、画面更新中や、単独でのデバッグが未完了のうちに中央側である監視装置に画面やデータが配信され、結果として誤ったデータを送信する可能性がある。
【００１０】
また、通信路として公衆回線を用いて監視を行う場合、間違い電話又は意図的な監視データの漏洩、不正アクセスなどを防止する手段を設けることは、セキュリティの観点から重要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、監視のための画面の変更等を行う場合であっても、分散制御装置と監視装置との間で誤ったデータの送信等の不具合の発生を防止し得る分散型監視制御システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明は、プラントを監視するための監視装置と、制御対象としてプラントのコントローラの制御を行う分散制御装置と、前記監視装置と前記分散制御装置との間で情報を通信する通信手段とから構成される分散型監視制御システムにおいて、前記分散制御装置は、前記コントローラとの送受信をするための入出力インタフェースと、前記プラントの状態を把握するためのセンサから得られるセンサ情報を取得する取得手段と、前記監視装置とは異なる発信元から無線により前記時刻情報を取得する時刻取得手段と、前記コントローラから取得されるＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記時刻取得手段から得られる前記時刻情報を有する付加情報とを格納するデータ格納手段と、前記ＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記付加情報とに基づいて作成されるプラント情報を、前記通信手段を介して前記監視装置に配信するデータ配信手段と、前記格納手段に格納された情報又はデータに基づいて、前記コントローラの制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする分散型監視制御システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る分散型監視制御システムの実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態システムの全体構成図を示す。図１において、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２…及び第ｎの監視装置１２３と、第１の分散制御装置１２５及び第２の分散制御装置１２６とは、公衆回線等の通信路１２４で接続されている。分散制御装置１２５，１２６には、時刻同期用アンテナ１２７が備わり、また第２の分散制御装置１２６は、既存の監視制御システム１３０の分散制御装置１３０ａに接続されている。
【００１６】
図２に示すように、図１における分散制御装置１２５（又は１２６）は、水道管路の弁を開閉するコントローラ（被制御装置）への制御信号の伝送及びセンサ１１２からの入力の取り込みを行うための入出力インタフェース１１４と、前記コントローラ１１１から取得されるＰＩＯデータ、センサ情報及び取得時刻等の付加情報を格納するデータ格納部１１５と、このデータ格納部１１５にデータを格納するに際し時刻を付加させるための時刻取得部１１６と、前記ＰＩＯデータ、センサ情報その他の監視情報を配信するデータ配信部１１７と、前記コントローラ１１１のＰＩＯデータ及びセンサ情報を用いて監視制御を行う監視制御部１１９と、他の分散制御装置及び前記監視装置と通信を行うためのネットワークインタフェース１１８と、設定格納部１１ａと、ネットワークセキュリティー処理部１１ｂと、前記他の分散制御装置１２６（又は１２５）及び監視装置１２１〜１２３を接続する通信部１１ｃとを具備する。
【００１７】
このような分散制御装置１２５（又は１２６）は、更に具体的には、図３に符号１３３で示される分散制御装置にて示される。すなわち、図３において、分散制御装置１３３は計算機上に構築され、コントローラ１３１とセンサ１３２との間で、入出力インタフェース１３４を介し、ＲＳ２３２Ｃ等を経由してデータの送受信を行う。コントローラ１３１及びセンサ１３２から受信したデータは、ＧＰＳアンテナ１３６ａを有するＧＰＳ受信部１３６から得た時刻と共にリレーショナルデータベースシステム１３５に蓄積され、同時に監視制御プロセス処理部１３９にも渡される。監視制御プロセス処理部１３９はこれらのデータを監視し、故障や異常などの情報をデータ配信プロセス処理部１３７に出力したり、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２、第ｎの監視装置１２３からの制御指令を受けてコントローラ１３１を制御する。データ配信プロセス処理部１３７及び監視制御プロセス処理部１３９は計算機上で実行されるプロセスとして実現される。分散制御装置１３３は、内蔵したＴＡ又はモデム１３８によって通信路である公衆回線１２４に接続しており、第１の監視装置１２１、第２の監視装置１２２、第ｎの監視装置１２３及び第１の分散制御装置１２５、第２の分散制御装置１２６と通信可能である。
【００１８】
ここで、図２における入出力インタフェース１１４は図３における入出力インタフェース１３４に対応し、図２におけるデータ格納部１１５は図３におけるリレーショナルデータベースシステム１３５に対応し、図２における時刻取得部１１６は図３におけるＧＰＳアンテナ１３６ａを有するＧＰＳ受信部１３６に対応し、図２における監視制御部１１９は図３における監視制御プロセス処理部１３９に対応し、図２におけるネットワークインタフェース１１８は図３におけるＴＡ又はモデム１３８に対応し、図２における設定格納部１１ａ及びネットワークセキュリティー処理部１１ｂは図３における設定格納ファイル１３ａ及びネットワークセキュリティー処理部１３ｂに対応する。
【００１９】
また、図３に示す分散制御装置１３３は１枚の配線基板又は集積回路にて構成することができ、この点に着目し且つ自立型電源の構築を意図して、図４に示すように構成することができる。すなわち、図１９と同様に、車道１０に埋設された水道配管１１には、弁１２及び該弁１２の開閉制御を司るアクチュエータを含むコントローラ１及び流量や圧力測定するセンサ２が設けられている。弁１２、コントローラ１及びセンサ２は、マンホール１３内に配置され、該マンホール１３は蓋１４´で塞がれている。
【００２０】
本実施形態では、蓋１４´の裏側に、分散制御装置１３３と電源供給部１３３ａを設置すると共に表側に、通信線用アンテナ及び時刻補正用アンテナ１３３ｂ（１３６ａ）を設置し、また太陽電池パネル１３３ｃを設置する。太陽電池パネル１３３ｃで得た電力は、電源供給部１３３ａを介して分散制御装置１３３に与えられる。
【００２１】
このように構成された第１の実施形態の作用について説明する。すなわち、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。監視制御プロセス１３９はＰＩＯデータやセンサ情報が正常範囲にあるかどうかを監視しており、プラントなどの監視対象の機器状態、センサ値、ステータスなど、現在の監視情報をデータ配信プロセス１３７に送信する。データ配信プロセス１３７は現在の監視情報の他、トレンドグラフ、異常や故障情報等の監視情報を構成し、公衆回線１２４が接続されている場合はＴＡ／モデム１３８を介して監視装置１２１，１２２，１２３に配信する。
【００２２】
以上詳述した第１の実施形態によれば次のような効果がある。すなわち、本実施形態においては、データの蓄積や監視制御を、ローカル側である分散制御装置１１３，１２５，１２６，１３３で行い、データ配信プロセス１３７で必要な情報を構成して配信し、中央側である監視装置１２１，１２２，１２３ではこれを表示するだけなので、改造時にも監視装置側を変更する必要がない。このため分散制御装置側だけ集中して改造すれば良いので信頼性が向上する。
【００２３】
また、従来、分散制御装置を設置する場合には，図１９に示すように、監視制御装置と情報を送受信するための通信配線と、分散制御装置を動作させるための電源配線２０と、センサ２及びアクチュエータ１２と接続する信号配線１８とが必要であり、これら全ての配線が行える場所にしか分散制御装置３を設置できなかった。センサ１及びアクチュエータ１２の設置は対象プロセス、図１９では、水道プロセスにとって好ましい場所に設置されるベきであるが、センサ１及びアクチュエータ１２の設置に適した場所に、またはその近くに、分散制御装置３を設置する適切場所が確保できるとは限らない。水道管路１１は、多くの場合、地下０．５ｍ〜１．５ｍ程度の深さに埋設されており、センサ１及びアクチュエータ１２も管路１１と共に道路下のマンホール１３内に設置されている。従来は、マンホール１３から地上に設置した路上局筐体１６まで配線ダクト１７を地中に通して、この中にセンサ１及びアクチュエータ１２用の電源配線１９と信号配線１８を通し、路上局筐体１６内に設置された分散制御装置３と接続していた。従って、路上局筐体１６を設置する適当な場所を確保できないと、プロセスの構造土監視制御に適した場所、すなわち水道管路１１の配管構造や地形的に監視制御に適した場所であっても、センサ１やアクチュエータ１２を設置できないという問題があった。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、図４に示すように、従来の分散制御装置に相当する部分１１３を１枚の配線基板又は集積回路で構成して省電力と小型化を図り、さらに電源供給部１１３を備えることで、プロセス情報を検出するセンサ１又はプロセスを操作するアクチュエータ１２と一緒に分散制御装置１３３を設置可能とし、従来は分散制御装置の設置のスペースが確保できないと、センサ１やアクチュエータ１２を設置できなかった制約を解消して、プロセスに適した位置にセンサ１やアクチュエータ１２を設置可能とすることでプロセスの監視制御性を向上させることができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
図５を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。１０Ａ〜１０Ｄは本発明のローカル側である分散制御装置を示し、広域に点在する各種センサ情報を吸い上げ、該センサ情報を通信路１０Ｇを介して中央側である監視装置１０ｆ−１０ｈに配信する。センサ情報の適用は水道、ガス、電力など広範囲に及び、センサ近くに配置することも、また、可搬式として１０ｃのようにセンサの近くに持ち運び、センサ情報の収集を行うこともできる。
【００２６】
（第３の実施形態）
図６を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。図６は、分散制御装置の実装例を示し、ＧＰＳのアンテナ１１Ｂを装備した分散制御装置１１Ａを例えば電動弁の弁制御装置１１Ｃに組み込み、一体化して使用することもできる。このことにより弁操作装置１１Ｃとの信号取り合いのケーブル敷設などを省略できるメリットがある。分散制御装置１１Ａが得た信号のうち、通信を介して中央側の監視装置に配信しなければならないデータは、例えば内蔵の無線、ＰＨＳなどの回線を使用し、アンテナ１１Ｄを用いて送信することができる。
【００２７】
（第４の実施形態）
図７を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。図７は、分散制御装置の実装例を示し、ＧＰＳのアンテナ１２Ｃを装備した分散制御装置１２Ａ内に、ＰＨＳ等のアンテナ１２Ｄからの情報に基づき位置情報を検出する位置情報検出部１２Ｂを有し、ＰＨＳ又はＧＰＳなどの座標検出により自身の座標情報を通信部にて、中央側の監視装置に通知するものである。
【００２８】
このような構成によれば、広域に点在配置又は、可搬した場合にも、また地下に設置した場合にも、その位置を的確に得ることができるため、設置後の保守及びセンサ情報の位置も知ることができるため、広域を対象とした、水運用管理などのマネージメントとして適用することができる。
【００２９】
（第５の実施形態）
図８を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。図８は、分散制御装置の実装例を示し、プラントや都市への適用例である。
【００３０】
本実施形態の分散制御装置１３Ａ〜１３Ｄは、それぞれ例えばポンプの情報、水量、ガス圧情報などのセンサ情報のみならず各々が設置されている場所の座標及び時刻情報を付加して、通信回線１３Ｅを介して、中央側である監視装置１３Ｅに送信する。監視装置１３Ｅでは、受信データをＨＤＤ等のデータ蓄積部１３Ｆに蓄積し、分析部１３Ｇにてデータ解析を行い、例えば、配管の切断箇所やガス漏洩箇所の位置の推定などを行うようにしている。
【００３１】
（第６の実施形態）
図９を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。図９は、分散制御装置のブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１１３´は、図２の分散制御装置１１３に時刻設定部２２１を付加したものである。
【００３２】
また、図１０を参照して本実施形態における送信データの構造を説明する。２３１は、本実施形態におけるデータ送信の構造を示し、２３３に示す個数（Ｎ）のデータ量を含む。データ１からデータＮの並びの順は、データ格納部１１５から取り出すときに、そのタイムスタンプの情報から発生順にソーティングしたものである。その際の一番早く発生したデータ１と一番遅く発生したデータＮとのタイムスタンプデータは、データ格納部１１５から取り出した情報をそのままセットすることにより、詳細な時刻情報を提供することができる。
【００３３】
一方、中間のデータ２からデータＮ−１に関しては、その発生順序は確定しているため、中央側の監視装置として必要十分な時刻情報、例えば時、分、秒のみを付加している。
【００３４】
このようなデータ構造とすることで、Ｎ個のデータを送信する際、従来に比べて（Ｎ−２）×２×３２ビットの不要なデータの送信を省略することができる。
【００３５】
図１１は、図９における時刻設定部２２１の処理フローを示すものである。時刻設定入力２２１から判断ステップ２４２に至ると、図１０のデータ構造に配列し直してデータ送信するかいなかを判断し、ＮＯの場合には従来と同じ構造体で送信するべくステップ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃに至るが、Ｙｅｓの場合には処理ステップ２４２ａにて、データ格納機構から取り出したデータをその時刻情報から、ソーティング後、ステップ２４２ｃ，２４２ｄ，２４２ｅ，２４２ｆを経て、図１０の符号２３１の構造にデータを配列し直すものである。
【００３６】
（第７の実施形態）
図１２を参照して本発明の第７の実施形態を説明する。図１２は、分散制御装置のブロック図であり、図２及び図９と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１１３´´は、図９の分散制御装置１１３´に、保守用端末３１１ａを接続したアクセス管理部３１１を付加したものである。
【００３７】
アクセス管理部３１１は、保守用端末３１１ａの接続状態と、その実行内容、すなわち保守端末にて、単に本分散制御装置の監視制御部の状態をモニタリングするモードか、又は監視部の監視画面を新規又は一部の変更してダウンロードできるモードか、又は単独でデバッグなどを行い分散制御装置１１３´´内の各種データを直接修正できるモードになっているかなどを検知するものである。
【００３８】
図１３は上述のアクセス管理部３１１内での動作フローを示す。すなわち、アクセス管理入力３２１から判断ステップ３２１ａに至ると、保守用端末３１１ａが接続されていることが確認された場合、判断ステップ３２１ｂに移行し、以下ステップ３２１ｂ，３２１ｃにて画面などの修正、更新状態をチェックする。また保守用端末３１１ａが接続されていなく、判断ステップ３２２ａに移行した場合では、デバッグモードであるか否かを判断する。
【００３９】
いずれにしても分散制御装置１１３´´内の各種データを直接操作できるモードに入っている場合、保守中であることを中央監視設備に通知するためのメッセージをステップ３２１ｄで生成し、ステップ３２１ｅにて配信し、この間は監視を中断又は現在の分散制御装置の動作状態の通知及び他の分散制御装置のモニタリングを促すように指示するものである。また、ステップ３２１ｆでは、万一、他の分散制御装置から外部機器の操作に直結するコントローラへの出力指令が来た場合、その動作を禁止するものである。なお、正常に動作可能なモードに復帰した場合には、ステップ３２２ｂ，３２２ｃにて、正常に監視可能である旨のメッセージを生成し、中央に配信すると共にステップ３２２ｄにて、今まで禁止してた外部機器への出力要求を受け付けるものである。
【００４０】
（第８の実施形態）
図１４を参照して本発明の第８の実施形態を説明する。図１４は、図２及び図１２におけるネットワークセキュリティ処理部１１ｂの詳細ブロック図であり、ブロック４１１ａでは回線の受信部を処理し、ブロック２では、ナンバーズディスプレイにみられるように着信側でコール先の電話番号を調べるものである。またブロック４１１ｇは、登録電話番号を登録する不揮発性記憶部４１１ｆに対して、許可する電話番号を登録する部分である。上記４１１ｂでのコール先電話番号を検出後、登録電話番号記憶部４１１ｆ内にデータをブロック４１１ｆにて比較し、ブロック４１１ｄにて、受信回線の受付又は禁止を判断する。
【００４１】
図１５は、上記ネットワークセキュリティ処理部１１ｂのフローを示す。上記説明のように、ブロック４１２ｃにてコール先の電話番号を検索する。ブロック４１２ｄにて、それがあらかじめアクセス可能として登録されている電話番号であることを確認して、問題ないと判断できたときに、ブロック４１２ｆに移行して、回線の使用を許可、及びアクセスを許可するものである。
【００４２】
（第９の実施形態）
図１６を参照して本発明の第９の実施形態を説明する。図１６は、分散制御装置のブロック図であり、図３と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１３３'''は、図３の分散制御装置１３３に、自動発報プロセス５１１を追加したものである。自動発報プロセス処理部５１１は計算機上で実行されるプロセスとして実現する。
【００４３】
本実施形態では、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。監視制御プロセス１３９はＰＩＯデータやセンサ情報が正常範囲にあるかどうかを監視しており、プラントなどの監視対象の機器状態、センサ値、ステータスなど、現在の監視情報をデータ配信プロセス１３７に送信すると同時に、異常／故障発生等のイベントを自動発報プロセス５１１にも送信する。自動発報プロセス処理部５１１はあらかじめ設定格納部１３ａに格納された通知すべきイベントの場合には、必要ならば自動的にＴＡ／モデム１３８に制御コマンドを送信して公衆回線１２４を介して監視装置とダイアルアップ接続し、異常や故障などを通知する。
【００４４】
このように本実施形態によれば、データの蓄積や監視制御を分散制御装置１３３'''で行い、故障や異常などで中央へ通知が必要なときには、自動発報プロセス処理部５１１が自動的に監視装置に接続して故障や異常を通知することができる。このため、多数の分散制御装置から構成されたシステムでも中央の監視業務を効率的に行うことができる。
【００４５】
（第１０の実施形態）
図１７を参照して本発明の第１０の実施形態を説明する。図１７は、分散制御装置のブロック図であり、図３と同一部分には同一符号を付している。本実施形態の分散制御装置１３３´´は、図３の分散制御装置１３３に、診断プロセス処理部６１１を追加したものである。診断プロセス処理部６１１は計算機上で実行されるプロセスとして実現する。
【００４６】
本実施形態では、コントローラ１３１とセンサ１３２からは周期的にデータを受信して、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３６から取得し、時刻をキーとしてデータをリレーショナルデータベースに追加する。このとき周期的データは診断プロセス処理部６１１にも送信する。診断プロセス処理部６１１は設定格納部１３ａに設定した一定時間周期的データの受信が途切れた場合、コントローラ１３１又はセンサ１３２の異常としてデータ配信プロセス処理部１３７に通知し、中央の監視装置への通知を行う。また、診断プロセス処理部６１１は設定格納部１３ａに設定した一定時間毎に設定格納部１３ａに設定した他の分散制御装置に通信を試み、他の分散制御装置が正常に動作しているかどうかを確認する。他の分散制御装置からの応答がない場合には、その分散制御装置を異常としてデータ配信プロセス１３７に通知し、中央の監視装置に通知する。
【００４７】
以上のように本実施形態によれば、コントローラやセンサの故障や異常のチェック及び分散制御装置の相互チェックを行い、異常、故障時には通知を行うことで信頼性が向上すると共に、中央の監視装置の分散制御装置の管理負荷や正常動作確認のための通信トラフィックが軽減され、効率的な運用が可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、データの蓄積やプラントの監視制御をローカル側である分散制御装置で行い、中央側である監視装置ではこれを表示するだけなので、改造時にも監視装置側を変更する必要がない。このため分散制御装置側だけ集中して改造すればいいので信頼性が向上する分散型監視制御システムを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分散型監視制御システムの全体を示す図。
【図２】本発明の分散制御装置を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の分散制御装置を示すブロック図。
【図４】同実施形態における分散制御装置の設置状態の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図７】本発明の第４の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図８】本発明の第５の実施形態の分散制御装置の実装例を示す図。
【図９】本発明の第６の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１０】同実施形態におけるデータ構造を示す図。
【図１１】同実施形態における時刻設定部の処理を示す流れ図。
【図１２】本発明の第７の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１３】同実施形態における処理を示す流れ図。
【図１４】本発明の第８の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１５】同実施形態における回線セキュリティーの処理を示す流れ図。
【図１６】本発明の第９の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１７】本発明の第１０の実施形態の分散制御装置のブロック図。
【図１８】従来の分散型監視制御システムの全体を示す図。
【図１９】従来の分散制御装置の設置状態を示す図。
【図２０】従来の分散型監視制御システムにおけるデータ構造を示す図。
【符号の説明】
１１１…コントローラ、１１２…センサ、１１３…分散制御装置、１１４…入出力インタフェース、１１５…データ格納部、１１６…時刻取得部、１１７…データ配信部、１１８…ネットワークインタフェース、１１９…監視制御部、１１ａ…設定格納部、１１ｂ…ネットワークセキュリティ処理部、１１ｃ…通信部、１２１…第１の監視装置、１２２…第２の監視装置、１２３…第ｎの監視装置、１２４…通信路（公衆回線）、１２５…第１の分散制御装置、１２６…第２の分散制御装置、１３１…コントローラ、１３２…センサ、１３３，１３３´，１３３´´，１３３'''…分散制御装置、１３４…入出力インタフェース、１３５…リレーショナルデータベースシステム、１３６…ＧＰＳ受信部、１３７…データ配信プロセス処理部、１３８…ＴＡ／モデム、１３９…監視制御プロセス処理部、１３ａ…設定格納ファイル、５１１…自動発報プロセス処理部、６１１…診断プロセス処理部。
Claims (12)
- プラントを監視するための監視装置と、制御対象としてプラントのコントローラの制御を行う分散制御装置と、前記監視装置と前記分散制御装置との間で情報を通信する通信手段とから構成される分散型監視制御システムにおいて、
前記分散制御装置は、
前記コントローラとの送受信をするための入出力インタフェースと、
前記プラントの状態を把握するためのセンサから得られるセンサ情報を取得する取得手段と、
前記監視装置とは異なる発信元から無線により前記時刻情報を取得する時刻取得手段と、
前記コントローラから取得されるＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記時刻取得手段から得られる前記時刻情報を有する付加情報とを格納するデータ格納手段と、
前記ＰＩＯデータと、前記センサ情報と、前記付加情報とに基づいて作成されるプラント情報を、前記通信手段を介して前記監視装置に配信するデータ配信手段と、
前記格納手段に格納された情報又はデータに基づいて、前記コントローラの制御を行う制御手段とを備えること
を特徴とする分散型監視制御システム。 - 前記制御手段は、前記監視装置から入力された情報に基づいて、前記コントローラの制御を実行し、
前記監視装置は、
前記データ配信手段から配信された前記プラント情報を前記監視装置のオペレータに提示する提示手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、
前記時刻取得手段は、日付を取得する手段を有し、
前記取得手段による前記センサ情報の取得時、及び前記コントローラからの前記ＰＩＯデータの送受信時に、前記時刻取得手段により取得した日付と時刻を、それぞれ前記センサ情報及び前記ＰＩＯデータに付加する手段を備えること
を特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、
前記時刻取得手段は、日付を取得する手段を有し、
前記データ配信手段による前記プラント情報の配信時に、前記時刻取得手段により取得した日付と時刻を前記プラント情報に付加する手段を備えること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 一つの前記分散制御装置に対し複数の前記監視装置を前記通信路を経由して接続すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 一つの前記監視装置に対し複数の前記分散制御装置を前記通信路を経由して接続することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。
- 前記監視装置及び前記分散制御装置のうち少なくとも１つは、
複数の前記分散制御装置から通信路を経由して得た情報を蓄積する手段と、
各前記分散制御装置から送られてきた前記プラント情報に付加された前記時刻情報に基づいて前記プラント情報を並べ直す手段と、
前記プラント情報に付加された時刻情報を並べ替えキーとして用いて並べ直した前記プラント情報を蓄積する手段と、
蓄積された情報を他の前記監視装置又は他の前記分散制御装置に送出する手段とを具備すること
を特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置の前記データ格納手段は、
保存されているデータ及び時刻情報を取り出し該時刻情報から発生順にソーティングすると共に前記監視装置にて監視するために必要な時刻データの再設定と付加とを行い且つ前記データ配信手段を介して前記監視装置に配信するための時刻設定手段を具備すること
を特徴とする請求項１に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、
前記制御手段の保守中に前記通信手段を介して前記監視装置からのアクセスを制限するためのアクセス管理手段を具備すること
を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、
当該分散制御装置へのアクセス可能な電話番号を登録する手段と、
コール先の電話番号を検索する手段と、
該登録電話番号と、コール先の電話番号を比較する手段とからなるネットワークセキュリティ手段と
を具備することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、
前記入出力インタフェースによる前記コントローラとの送受信より取得されるＰＩＯデータ、及び前記取得手段により取得される前記センサ情報を処理してイベントを発生したとき、当該イベントを自動的に前記監視装置に通知する自動発報手段と
を具備することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。 - 前記分散制御装置は、前記コントローラからのＰＩＯデータやセンサ情報を周期的に受信し該受信データに基づき前記コントローラ及び前記センサの正常動作を確認すると共に同一グループの前記分散制御装置間で周期的に通信を行い相互に正常動作しているかどうかを確認し、該確認結果を前記監視装置に通知する診断手段
を具備することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の分散型監視制御システム。
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