JP4428155B2 - 監視制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ビルなどにおいて空調や照明などの制御に用いられ、空調装置や照明器具などの少なくとも１つの監視対象端末を、操作パネルなどの少なくとも１つの操作表示端末からの操作に応答して、監視制御装置が集中して監視・制御を行う監視制御システムに関する。

上記のような監視制御システムの典型的な従来技術は、たとえば特許文献１に示されている。その従来技術による空調監視制御システムは、文献中の図１に示される通り、ビル空調監視制御装置と、ネットワーク（ＬＡＮ）と、制御端末装置と、空調機と、専用信号線とを備えて構成されている。そして、各空調機は、専用信号線によってビル空調監視制御装置に接続され、制御信号等の通信パケットデータのやりとりを行うことで、該空調機の集中管理、個別管理が行われている。一方、前記空調監視制御装置は、ネットワークサーバ等を備え、ネットワークを介して制御端末装置と接続される。前記制御端末装置は、汎用コンピュータであり、ＷＷＷブラウザを備えている。こうして、空調監視制御装置が集中して各空調機の監視・制御を行う空調監視制御システムにおいて、空調監視制御装置を介して、ユーザの居室から、空調機の操作や状態表示を行うことが可能となっている。
特開２００１−１４１２８９号公報

上述のような従来技術では、空調監視制御装置には、空調機への制御指令の伝送を制御する専用信号線の通信インタフェイス回路と、制御端末装置からの制御指令の伝送を制御するとともに、空調機からの運転状況の伝送を制御するＬＡＮの通信インタフェイス回路との双方が必要となり、高価なものになってしまうという問題がある。また、ＬＡＮと専用信号線とのいずれも配線する必要があり、通信ケーブル費や配線工事費が高くなり、これによってもシステム全体のコストが高価なものになってしまうという問題がある。

本発明の目的は、低コストおよび簡単な施工で実現することができる監視制御システムを提供することである。

本発明の監視制御システムは、少なくとも１つの監視対象端末と、該監視対象端末に関する監視情報を表示出力するとともに、該監視対象端末への制御情報の入力を行う少なくとも１つの操作表示端末と、前記監視対象端末から受信した監視情報および／または前記操作表示端末から入力された制御情報に応じて前記監視対象端末の監視および／または制御を行う監視制御装置とを備えて成る監視制御システムにおいて、前記監視制御装置、監視対象端末および操作表示端末は、共通の通信回線に接続され、前記監視制御装置は、第１の周期で前記各監視対象端末にポーリングを行って前記監視情報を取得し、取得した監視情報を前記操作表示端末に送信するとともに、前記第１の周期よりも短い第２の周期で前記操作表示端末にポーリングを行って前記制御情報を取得し、制御情報の示す監視対象端末を該制御情報に応じて制御する一方、前記操作表示端末へのポーリングによって、該操作表示端末から監視情報を現在表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報および／または該操作表示端末の操作で次回に表示出力すべき監視対象端末に係る端末特定情報をさらに取得して記憶しておき、次回のポーリングによる監視情報の送信時には、記憶しておいた端末特定情報に含まれる監視対象端末の監視情報のみを送信することを特徴とする。

上記の構成によれば、ビルなどにおいて空調や照明などの制御に用いられ、空調装置や照明器具などの少なくとも１つの監視対象端末を、操作パネルなどの少なくとも１つの操作表示端末からの操作に応答して、監視制御装置が集中して監視・制御を行う監視制御システムにおいて、監視対象端末および操作表示端末の２種類の端末を、共通の通信回線を介して監視制御装置に接続する。そして前記監視制御装置は、第１の周期で前記各監視対象端末にポーリングを行って、運転状態や異常の有無などの監視情報を取得し、取得した監視情報を前記操作表示端末に送信して、画像や音声などで表示出力させる。一方、前記操作表示端末には、前記第１の周期よりも短い第２の周期でポーリングを行って、ＯＮ／ＯＦＦ制御や運転状態（設定温度、設定照度）の制御などのための制御情報を取得し、その制御情報の示す監視対象端末を該制御情報に応じて制御する。

したがって、端末側（子側）からの要求を行えないために、パケットの衝突検出や衝突回避の機能が不要な、たとえばＲＳ４８５などの簡単な通信インタフェイスを用いて、監視対象端末および操作表示端末の２種類の端末を共通の通信回線を介して監視制御装置に接続しても、操作表示端末に対するポーリングの頻度は監視対象端末に対するポーリングの頻度よりも高いので、制御の応答性を損なうことはなく、低コストおよび簡単な施工で、監視制御システムを実現することができる。

また、操作表示端末は、監視制御装置から送信される監視情報の総てを表示するのではなく、自機の制御範囲の監視対象端末や、特に注目すべき（そのとき制御したい）監視対象端末に関する監視情報を表示する。これに対応して、監視制御装置は、操作表示端末から、現在表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報および／または該操作表示端末の操作で次回に表示出力すべき監視対象端末に係る端末特定情報を取得し、次回はその端末特定情報の監視対象端末に関する監視情報のみを送信する。

したがって、操作表示端末における表示出力のための記憶容量を小さく抑えることができるとともに、各操作表示端末との通信に要する時間を短縮することができ、ポーリングの周期を短くすることもできる。

さらにまた、本発明の監視制御システムでは、前記監視制御装置は、前記操作表示端末と前記第２の周期よりも長い期間通信できないときに、通信回復後に監視情報を表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報を操作表示端末に要求することを特徴とする請求項２記載の監視制御システム。

上記の構成によれば、操作表示端末は、監視制御装置から送信される監視情報の総てを表示するのではなく、自機の制御範囲の監視対象端末や、特に注目すべき（そのとき制御したい）監視対象端末に関する監視情報を表示する。一方、監視制御装置は、操作表示端末と前記第２の周期よりも長い期間通信できないときに、通信回復後のポーリングにおいて、監視情報を表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報を操作表示端末に要求し、取得する。そして、次回はその端末特定情報の監視対象端末に関する監視情報のみを送信する。

したがって、通信異常発生時にも早期に操作表示端末の表示を適正に更新することができる。

本発明の監視制御システムは、以上のように、ビルなどにおいて空調や照明などの制御に用いられ、空調装置や照明器具などの少なくとも１つの監視対象端末を、操作パネルなどの少なくとも１つの操作表示端末からの操作に応答して、監視制御装置が集中して監視・制御を行う監視制御システムにおいて、端末側（子側）からの要求を行えないために、パケットの衝突検出や衝突回避の機能が不要な、たとえばＲＳ４８５などの簡単な通信インタフェイスを用いて、監視対象端末および操作表示端末の２種類の端末を共通の通信回線を介して監視制御装置に接続しても、操作表示端末に対するポーリングの頻度は監視対象端末に対するポーリングの頻度よりも高いので、制御の応答性を損なうことはなく、低コストおよび簡単な施工で、監視制御システムを実現することができる。

また、操作表示端末は、監視制御装置から送信される監視情報の総てを表示するのではなく、自機の制御範囲の監視対象端末や、特に注目すべき（そのとき制御したい）監視対象端末に関する監視情報を表示するのに対応して、監視制御装置は、操作表示端末から、現在表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報および／または該操作表示端末の操作で次回に表示出力すべき監視対象端末に係る端末特定情報を取得し、次回はその端末特定情報の監視対象端末に関する監視情報のみを送信するので、操作表示端末における表示出力のための記憶容量を小さく抑えることができるとともに、各操作表示端末との通信に要する時間を短縮することができ、ポーリングの周期を短くすることもできる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る監視制御システムの構成を示すブロック図である。本発明に係る監視制御システムは、ビルなどにおいて空調や照明などの制御に用いられ、大略的に、監視制御装置１と、監視対象端末である前記空調装置や照明器具などの少なくとも１つ（図１では１〜ｎ台）の設備機器２１〜２ｎ（以下、総称するときには参照符号２で示す）と、たとえばフロア毎に設置される少なくとも１つ（図１では図面の簡略化のために１つだけ示す）の操作表示器３とを備え、注目すべきは、マスターとなる監視制御装置１と、スレーブとなる設備機器２および操作表示器３の２種類の端末とが、共通の伝送媒体Ｌ１を介して相互に接続されていることである。

そして、前記伝送媒体Ｌ１は、たとえばＲＳ４８５などの端末側（子側）からの要求を行えないために、パケットの衝突検出や衝突回避の機能が不要な、簡単な通信インタフェイスである。このため、監視制御装置１は、前記設備機器２および操作表示器３の２種類の端末を、後述するようにして順次ポーリングする。操作表示器３は、使用者が設備機器２の制御操作を行った場合には、監視制御装置１からポーリングされた時に、対象となる機器Ｎｏと制御状態（設定温度、ＯＮ／ＯＦＦなど）とで構成される制御要求テキストを返信する。また、監視制御装置１は、設備機器２の状態変化を検出するために、常時、各設備機器２へのポーリングを繰返し、状態変化が生じると、該当機器Ｎｏと動作状態（ＯＮ／ＯＦＦ、異常の有無など）とを表す状態更新テキストを送信して表示内容を対応して変化させるとともに、操作表示器３へは一定間隔（Ｔｐｍ）で前記のようなポーリングを行い、前記制御要求テキストを受信した場合には、該当する設備機器に制御状態（設定温度、ＯＮ／ＯＦＦなど）で構成される制御テキストを送信する。前記ＲＳ４８５の場合、前記伝送媒体Ｌ１として、２本で１対の信号線を用い、双方向の通信が可能であり、伝送速度は９．６ｋｂｐｓまたは１９．２ｋｂｐｓ、伝送距離は５００ｍである。

図２は、前記伝送媒体Ｌ１を流れる通信パケットの一構成例を示す図である。この通信パケットは、前記ＲＳ４８５による基本フォーマットを示すものである。この通信パケットは、２ビットのスタートビットＳＴＡと、５ビットの相手先アドレスＤＡと、５ビットの自機アドレスＳＡと、パケット種別を表す４ビットのパケットＩＤＰＩＤと、前記パケットＩＤＰＩＤがテキストデータであることを表すときに添付されるテキストデータＴＥＸＴと、３ビットの終了ビットＥＴＸと、誤り検出符合ＢＣＣとから構成されている。

図３には、前記制御要求テキスト、制御テキストおよび状態更新テキストの構成を示す。各テキストは、共通に、テキスト種別、機器種別および設備機器Ｎｏ．のデータが順に続き、その後に、制御要求テキストでは制御要求値のデータが、制御テキストでは制御値のデータが、状態更新テキストでは現状の状態値のデータが、それぞれ続いて構成されている。

図４は、前記監視制御装置１の具体的構成を示す回路ブロック図である。この監視制御装置１は、中央処理装置１０１と、発振回路１０２と、プログラム格納用のＲＯＭ１０３と、ワークデータや設備機器の状態情報を格納するＲＡＭ１０４と、タイマ１０５と、後述の伝送制御回路１０７からの送受信割込みやタイマ１０５からのタイマ割込みを制御する割込み制御回路１０６と、伝送媒体Ｌ１の通信制御を行う前記伝送制御回路１０７とを備えて構成される。

一方、図５は、前記操作表示器３の具体的構成を示す回路ブロック図である。この操作表示器３は、中央処理装置３０１と、発振回路３０２と、プログラム格納用のＲＯＭ３０３と、ワークデータや設備機器の状態情報を格納するＲＡＭ３０４と、タイマ３０５と、後述の伝送制御回路３０７からの送受信割込みやタイマ３０５からのタイマ割込み、および後述の入力回路３１０からの操作入力割込みを制御する割込み制御回路３０６と、伝送媒体Ｌ１の通信制御を行う前記伝送制御回路３０７と、後述の表示部３０９へ表示信号を出力する表示回路３０８と、前記表示部３０９と、後述の入力部３１１からの操作入力信号を受取る入力回路３１０と、前記入力部３１１とを備えて構成される。

そして、前記設備機器２および操作表示器３の制御にあたって、監視制御装置１は、ＲＡＭ１０４内に、伝送媒体Ｌ１に接続される総ての設備機器２および操作表示器３について、図６に示すような設備機器状態情報を保持する。監視制御装置１で保持される設備機器状態情報は、各設備機器２および操作表示器３のアドレスと、そのアドレスに対応する設備機器２や操作表示器３の機器種別（たとえば、’１’で空調装置、’２’で照明器具、’９’で操作表示器）と、設備機器２や操作表示器３の論理アドレスとなる機器Ｎｏ（たとえば、空調装置で”００１”，”００２”，‥、照明器具で”１０１”，”１０２”，‥、操作表示器で”９０１”，”９０２”，‥）と、設備機器２や操作表示器３の現在状態（たとえば、空調装置で”ｘｘ．ｘ℃”、照明器具の場合’１’でＯＦＦ、’２’でＯＮ、操作表示器の場合’１’で正常、’２’で異常）とで構成される。そして、ポーリングによって現在状態が変化したことを検出すると、中央処理装置１０１は、ＲＡＭ１０４内の内容を更新するとともに、該当する操作表示器３に状態更新テキストを送信する。なお、本実施の形態では、端末数を３２として、端末の物理アドレスについて、０ｘＢ０〜０ｘＣＥを空調または照明の設備機器２、０ｘＣＦを操作表示器３に割付けている。

同様に、操作表示器３での動作状態の表示にあたって、該操作表示器３は、ＲＡＭ３０４内に、伝送媒体Ｌ１に接続される、自身を除く総ての設備機器２について、図７に示すような設備機器状態情報を保持する。操作表示器３で保持される設備機器状態情報は、各設備機器２のアドレスに対応して、設備機器２の機器種別（たとえば、’１’で空調装置、’２’で照明器具）と、設備機器２の論理アドレスとなる機器Ｎｏ（たとえば、空調装置で”００１”，”００２”，‥、照明器具で”１０１”，”１０２”，‥）、設備機器２の現在状態（たとえば、空調装置で”ｘｘ．ｘ℃”、照明器具の場合’１’でＯＦＦ、’２’でＯＮ）とで構成される。そして、ポーリングによって監視制御装置１から現在状態が変化したことを前記状態更新テキストによって通知されると、中央処理装置３０１が、ＲＡＭ３０４内の内容を更新することで、表示部３０９の表示内容が更新される。前記設備機器２の現在状態において、照明器具の場合、ＯＮ／ＯＦＦだけでなく、調光状態などを示してもよい（単位：％）。

図８〜図１０は、前記操作表示器３の表示部３０９に表示される画面例を示す図である。この表示部３０９の表示領域は、画面上端側の画面名称フレームＦ１、画面下端側のメッセージフレームＦ３およびそれらの間のメインフレームＦ２の３つのフレームに分割されている。そして、画面名称フレームＦ１は、現在表示中の画面の名称を表示する。また、メインフレームＦ２には、使用者からの操作を受付けるボタンや設備機器２の状態表示などが配置される。さらにまた、メッセージフレームＦ３は、監視制御装置１との通信状態に応じ、正常に動作中であることや、通信エラーが生じたことなどを使用者に通知するためのメッセージ表示エリアである。

図８は、初期画面であるメインメニューの画面例を示す。操作表示器３は、起動後、このメインメニュー画面を表示し、使用者からの操作を待機する。メインメニューでは、空調一覧画面ジャンプボタンＣ０１と、照明一覧画面ジャンプボタンＣ０２との２つの操作ボタンを有し、空調一覧画面ジャンプボタンＣ０１が使用者から押下された場合には図９の空調一覧画面へ、照明一覧画面ジャンプボタンＣ０２が押下された場合には図１０の照明一覧画面へ、それぞれ移行する。

図９で示す空調一覧画面では、メインフレームＦ２の一画面内に３つの設備機器２の情報表示が可能であり、各設備機器２に対応して、この図９では、以下の参照符号に、ａ，ｂ，ｃの添字を付している。各設備機器２について、機器Ｎｏ表示Ｃ１１、機器名称表示Ｃ１２、設定温度表示Ｃ１３、設定温度ｕｐボタンＣ１４、設定温度ｄｏｗｎボタンＣ１５、現在温度表示Ｃ１６を備える。設定温度ｕｐボタンＣ１４を押下すると、設定温度表示Ｃ１３に表示されている設定温度を１℃加算し、設定温度ｄｏｗｎボタンＣ１５を押下すると、逆に設定温度表示Ｃ１３を１℃減算する。

また、この空調一覧画面では、画面名称フレームＦ１に次画面ジャンプボタンＣ１７および前画面ジャンプボタンＣ１８を、メッセージフレームＦ３に戻るボタンＣ１９を備える。次画面ジャンプボタンＣ１７を押下すると、現在表示中の３つの設備機器（Ｎｏ００１〜００３）に続く機器Ｎｏの設備機器の情報、すなわち機器Ｎｏ００４〜００６の３つの設備機器の情報を表示する。以降次画面ジャンプボタンＣ１７が押下されるたびに、更にその次の設備機器の情報へと移行してゆく。前画面ジャンプボタンＣ１８が押下された場合には、その逆に前の設備機器の情報へと移行してゆく。戻るボタンＣ１９が押下された場合には、前記図８のメインメニューへと移行する。

一方、図１０で示す照明一覧画面では、メインフレームＦ２の一画面内に７つの設備機器２の情報表示が可能であり、各設備機器２に対応して、この図１０では、以下の参照符号に、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの添字を付している。各設備機器２について、機器Ｎｏ表示Ｃ２１、機器名称表示Ｃ２２、機器状態表示＆操作ボタンＣ２３を備える。機器状態表示＆操作ボタンＣ２３は，現在の設備機器２のＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するとともに、この部分が使用者から押下されれば、設備機器２の反転制御（ＯＮならばＯＦＦへ、ＯＦＦならばＯＮへ）を行う。

また、この照明一覧画面では、空調一覧画面と同様に、画面名称フレームＦ１に次画面ジャンプボタンＣ２４および前画面ジャンプボタンＣ２５を、メッセージフレームＦ３に戻るボタンＣ２６を備える。各ボタンの動作は空調一覧画面と同様である。

図１１は、上述のように構成される監視制御システムにおける監視制御装置１の全体動作を示すフローチャートである。監視制御装置１は、起動すると、次のポーリングタイミングにポーリング信号を送信すべき機器の物理アドレスであるポーリングアドレスを、アドレスの一番若い機器（０ｘＢ０）に初期化する（Ｓ１０１）。次に、操作表示器３に対してポーリングに行くためのタイマイベントを発行させるために、操作表示器ポーリングタイマに時間Ｔｐｍをセットする（Ｓ１０２）。続いて、操作表示器ポーリングタイマがタイムアップしているかどうか判断し（Ｓ１０３）、タイムアップしていなければポーリングアドレスにセットされている物理アドレスの機器に対してポーリング信号を出力する（Ｓ１０５）。その後、機器からの返信を待ち、返信があるかどうか判断し（Ｓ１０６）、返信がなければポーリングアドレスを次にポーリング信号を出力する物理アドレスにセットし直し（Ｓ１０７）、再びＳ１０３に戻る。

なお、操作表示器３が複数存在する場合には、前記Ｓ１０３は各操作表示器３に対して行われる。したがって、たとえばＳ１０３−１で周期がＴｐｍ１の第１の操作表示器のポーリングタイマがタイムアップしていなければＳ１０３−２に移り、周期がＴｐｍ２の第２の操作表示器のポーリングタイマの判定に移り・・・というように、総ての操作表示器のポーリングタイマの判定を終了した後に、Ｓ１０５に移ればよい。

前記Ｓ１０６で返信があれば、返信パケットは何を表すのかを判断し（Ｓ１０８）、状態変化パケットであれば、設備機器状態情報の該当する設備機器２の現在状態を更新し（Ｓ１０９）、操作表示器３に該当する設備機器２の状態更新テキストを送信し（Ｓ１１０）、前記Ｓ１０７でポーリングアドレスを次のアドレスにセットし直した後、Ｓ１０３に戻る。これに対して、Ｓ１０８で返信パケットが通信終結であれば、設備機器２からの情報は何もないと判断し、Ｓ１０７でポーリングアドレスを次のアドレスにセットし直し、Ｓ１０３に戻る。また、前記Ｓ１０３で操作表示器ポーリングタイマがタイムアップしていた場合、以降に示す操作表示器ポーリング処理（Ｓ１０４）を実行した後、前記Ｓ１０３に戻る。

図１２は、前記Ｓ１０４における操作表示器３へのポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。先ず始めに、次回の操作表示器３のポーリングを行うためのタイマイベントを発行させるために、操作表示器ポーリングタイマに時間Ｔｐｍを再セットする（Ｓ１０４１）。次に、操作表示器３にポーリング信号を送信する（Ｓ１０４２）。その後、操作表示器３からの返信を待ち、返信があるかどうか判断し（Ｓ１０４３）、返信がなければ終了する。返信があれば、返信パケットは何か判断し（Ｓ１０４４）、通信終結であれば終了する。これに対して、返信パケットが制御要求であれば、該当する機器に制御テキストを送信し（Ｓ１０４５）、終了する。

一方、図１３は、本実施形態の監視制御システムにおける操作表示器３の動作を説明するためのフローチャートである。操作表示器３は、起動すると、先ずメインメニューを表示し（Ｓ２０１）、入力イベント待ちとなる（Ｓ２０２）。何らかの入力イベントが発生すると、そのイベントを解析し（Ｓ２０３）、イベントの種類を判断して（Ｓ２０４）以降の処理に移る。

入力イベントが使用者からの画面切替えの場合、更に解析して次に表示すべき画面を判断し（Ｓ２０５）、次画面の表示を行い（Ｓ２０６）、Ｓ２０２に戻る。入力イベントが使用者からの制御操作の場合、制御要求イベントデータに対象となる設備機器２のアドレス、機器種別、設備機器Ｎｏおよび制御要求値をセットし（Ｓ２０７）、Ｓ２０２に戻る。入力イベントが監視制御装置１からの通信パケットの受信の場合、以降に示す通信パケット受信処理を実行し（Ｓ２０８）、Ｓ２０２に戻る。

図１４は、前記Ｓ２０８における通信パケット受信処理を詳しく説明するためのフローチャートである。先ず受信した通信パケットの内容を解析し（Ｓ２０８１）判断する（Ｓ２０８２）。通信パケットがポーリング信号の場合、前記Ｓ２０７で書込まれる制御要求イベントデータがセットされているかを判断し（Ｓ２０８３）、セットされていなければ通信終結（ＥＯＴ）を監視制御装置１に返信し（Ｓ２０８４）、終了する。前記制御要求イベントデータがセットされていれば、その制御要求イベントデータに基づき、制御要求テキストを返信して制御要求イベントデータをクリアし（Ｓ２０８５）、終了する。

これに対して、前記Ｓ２０８２で監視制御装置１から受信した通信パケットが状態更新テキストの場合、該当する設備機器２の設備機器状態情報中の現在状態を更新し（Ｓ２０８６）、さらにその設備機器２が現在画面に表示中かどうか判断し（Ｓ２０８７）、表示中であれば状態表示を更新（Ｓ２０８８）した後、監視制御装置１に通信終結（ＥＯＴ）を返信し、表示中でなければ更新する必要がないので、直接通信終結（ＥＯＴ）を返信し、終了する。

図１５は、上述のように構成される監視制御システムの通信シーケンスを示す図である。先ず、参照符号ＴＳ１１に示すように、監視制御装置１は、制御状態に変更のない場合は、総ての設備機器２に対して、順にポーリング信号を送信する。これは図１１のＳ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０７から成る。また、参照符号ＴＳ１２に示すように、前記ＴＳ１１の周期とは別に、監視制御装置１は、周期Ｔｐｍで操作表示器３に対してポーリング信号を送信する。これは、図１２の監視制御装置１の操作表示器ポーリング処理から成る。

ここで、周期Ｔｐｍは、ＴＳ１１の設備機器２の１周期のポーリングに要する時間より短く、かつ一定に設定されている。したがって、監視制御装置１は、総ての設備機器に対してのポーリング動作の間に、一定の周期Ｔｐｍで操作表示器３へのポーリングを割込ませるようになる。そして、制御状態に変化がなければ、この周期的な動作を繰返す。

これに対して、参照符号ＴＳ１３に示すように、監視制御装置１からのポーリング信号を受信した際、操作表示器３は、使用者が制御操作を行っていれば（図１５ではＮｏ２の設備機器）、制御要求テキストを監視制御装置１に返信することになる。これは、図１４のＳ２０８５から成る。こうして、制御状態に変更が生じると、監視制御装置１は参照符号ＴＳ１４に示すように、該当する設備機器２に対して制御テキストを送信する。これは、図１２のＳ１０４５から成る。すなわち、システム全体として、使用者が操作表示器３において制御操作を行った場合、該当する設備機器２の制御を、ポーリング順が回って来ていなくても、優先して実行するようになる。

また、参照符号ＴＳ１５に示すように、監視制御装置１は、設備機器２へのポーリングによって状態変化を検出すると（図１５ではＮｏ３の設備機器）、保持している設備機器状態情報を更新し、加えて操作表示器３に状態更新テキストを送信する。これは、図１１のＳ１０９、Ｓ１１０から成る。操作表示器３では、前記状態更新テキストを受信すると、保持している設備機器状態情報を更新し、もし該当する設備機器２が表示中であれば表示を更新する。これは、図１４のＳ２０８６、Ｓ２０８７、Ｓ２０８８から成る。

以上のように構成することで、マスターとなる監視制御装置１が順次スレーブとなる設備機器２および操作表示器３に対して問合わせを繰返してゆくポーリング／セレクティング手順による通信形態を用いるので、スレーブの通信相手はマスターのみであり、通信相手先のアドレス管理等が不要であるとともに、スレーブの通信機能をマスターからの問合わせに対する応答返信のみとすることができる。さらに、或る時点で伝送媒体Ｌ１上に流れるパケットは、必ずマスターと単一のスレーブとの間の通信パケットのみとなり、通信時の衝突検出やその回避機能も必要でなくなる。これによって、マスターおよびスレーブに必要な通信機能を簡略化することができ、データ格納用ＲＡＭ１０４，３０４やプログラム格納用ＲＯＭ１０３，３０３の容量が少なくてすみ、機器コスト、さらにはシステム全体コストを低減することができる。この上でさらに、操作表示器３を同一伝送媒体Ｌ１上に接続できるので、通信ケーブル費や配線工事費も低減することができ、システム全体のコストの面で大きな低減効果を得ることができる。

一方、ポーリング／セレクティング手順による監視制御システムでは、上述のようにマスターとなる監視制御装置１がスレーブとなる総ての設備機器２および操作表示器３に対して通信パケットの送受信を行うので、各設備機器２への通信動作を行いながら、操作表示器３からの制御操作や操作表示器３への機器状態の転送など、監視制御装置１と操作表示器３との間の通信を、操作表示器３の使用者が不快感を覚えることのないように、応答性よく、速やかに行えることが必要である。そこで本発明では、設備機器２の１周期のポーリングに要する時間より短い一定周期Ｔｐｍ毎に操作表示器３をポーリングし、また使用者が操作表示器３において制御操作を行った場合、該当する設備機器２の制御を、ポーリング順が回って来ていなくても、優先して実行するので、伝送媒体Ｌ１に、ＲＳ４８５などの低コストで実現できる伝送制御回路１０７，３０７を使用しても、操作表示器３の使用者が不快感を覚えることはない。

なお、前記周期Ｔｐｍを短くすることで、より早い応答性が得られるけれども、各設備機器２へのポーリングに、頻繁に割込みが発生することになり、監視制御装置１が総ての設備機器２の状態を監視し終える時間が長くなる。一般的に、監視制御装置１は１秒間に数十個の設備機器２に対してポーリング可能であるので、１秒間に数回程度操作表示器３に対してのポーリングを割込ませるように前記周期Ｔｐｍを決定すれば、総ての設備機器２のポーリングを終えるまでの時間の増分を、１割以下程度に抑えることができる。一方、コンマ数秒程度の遅れで設備機器２の制御が実行されれば、操作表示器３で制御操作を行った使用者は、特に制御完了が遅いといった印象を持つことはない。以上のことから、前記周期Ｔｐｍは、おおよそ０．２〜０．５秒程度の範囲内で決定するのが好ましい。

［実施の形態２］
図１６は、本発明の実施の第２の形態に係る監視制御システムにおいて、監視制御装置１側で保持される設備機器状態情報を示す図である。本実施の形態は、前述の図１、図４および図５と同様の構成で実現することができ、この図１６は前記ＲＡＭ１０４内に保持される設備機器状態情報であり、図６と類似している。注目すべきは、本実施の形態では、各設備機器２の状態情報が、操作表示器３に表示中かどうかを示す表示中フラグを備えていることである。同様に、図１７は、操作表示器３のＲＡＭ３０４内に保持される設備機器状態情報を示す図である。図７では総ての設備機器２の状態情報を保持しているのに対して、この図１７では、一画面内に表示される最大数分しか状態情報を持たない点で異なる。

これに対応して、操作表示器３は、使用者が表示画面の変更操作を行った場合、監視制御装置１からのポーリングに対して、現在画面で表示する必要のある設備機器Ｎｏのリストを返信し、監視制御装置１は、前記操作表示器３から送られてきた設備機器Ｎｏのリストに対応して前記表示中フラグを更新しておく。前記設備機器Ｎｏリストは、操作表示器３の制御範囲の設備機器２や、特に注目すべき（そのとき制御したい）設備機器２を表すものであり、上述のように使用者の表示画面の変更操作によって適宜更新される。そして、監視制御装置１は、設備機器２の状態変化を検出した際に、前記表示中フラグを参照し、操作表示器３に該当設備機器２の情報が表示されているか判断し、表示されている場合は操作表示器３に状態更新テキストを送信して表示を更新させ、表示されていない場合は状態更新テキストを送信しない。上記以外の点では、先に示した第１の実施の形態と同様の構成であり、ここでは説明を省略する。

図１８は、上述のように構成される監視制御システムにおける監視制御装置１の全体動作を示すフローチャートである。この動作は、前述の図１１に示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、前記Ｓ１０６で返信があり、Ｓ１０８で返信パケットが状態更新テキストであると、Ｓ１０９で設備機器状態情報の該当する設備機器２の現在状態を更新した後、保持する設備機器状態情報の表示中フラグを参照し（Ｓ１１１）、該当する設備機器２が操作表示器３で表示中である場合のみ、前記Ｓ１１０で操作表示器３に状態更新テキストを送信することである。

図１９は、本実施形態のＳ１０４における操作表示器ポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。この動作も、前述の図１２に示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、前記Ｓ１０４３で返信があり、Ｓ１０４４においてその返信パケットは何か判断し、設備機器Ｎｏリストであれば表示中フラグを更新する（Ｓ１０４６）ことである。またこのとき、Ｓ１０４７に示すように、操作表示器３に対して、更新後表示中フラグがセットされている設備機器２総てについて、状態変化一括テキストを送信する。

図２０は、同様に、本実施形態における操作表示器３の動作を説明するためのフローチャートである。この動作も、前述の図１３で示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、操作表示器３は、前記Ｓ２０４で使用者からの画面切替え操作を検出すれば、Ｓ２０５で表示すべき画面を判断し、Ｓ２０６で次画面の表示を行うと、画面切替え発生フラグを１にセットする（Ｓ２０９）ことである。

図２１は、本実施の形態のＳ２０８における操作表示器３の通信パケット受信処理を詳しく説明するためのフローチャートである。この動作も、前述の図１４で示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、前記Ｓ２０８３で制御要求イベントデータがセットされていなければ、監視制御装置１からのポーリングに対して前記画面切替え発生フラグが１にセットされていると、画面切替え後に表示する総ての設備機器２を表す設備機器Ｎｏリストテキストを返信する（Ｓ２０８Ａ、Ｓ２０８Ｂ）ことである。前記画面切替え発生フラグが１にセットされていなければ、前記Ｓ２０８４で通信終結（ＥＯＴ）を監視制御装置１に返信する。図２２に、前記状態更新テキスト、状態更新一括テキスト設備機器Ｎｏリストテキストの構成を示す。

図２３は、上述のように構成される監視制御システムの通信シーケンスを示す図である。この動作も、前述の図１５で示す動作に類似している。注目すべきは、先ず参照符号ＴＳ２１に示すように、操作表示器３で使用者が画面切替え操作を行った場合、監視制御装置１は設備機器Ｎｏリストを受取ることで次の画面で表示すべき設備機器２のリストを得る（図２３ではＮｏ１，２，３の設備機器）ことである。これを基に、参照符号ＴＳ２２に示すように、該当設備機器２の状態変化が発生（図２３ではＮｏ３の設備機器）した場合は、参照符号ＴＳ２３に示すように、操作表示器３に表示中の設備機器かどうか判断し、表示中の機器についてのみ操作表示器３に状態更新テキストを送信する。

このように構成することで、設備機器２の状態変化が発生しても、その総てを操作表示器３に送信せず、端末特定情報である設備機器Ｎｏリストから、該操作表示器３で表示されているものだけを送信するので、前記伝送媒体Ｌ１のトラフィックを下げることが可能となり、ポーリングの周期を短くすることができる。またＴＳ２１で、監視制御装置１は、使用者が画面切替え操作を行うと、次回に表示中となるべき設備機器２について、一旦その状態を操作表示器３に送る。これを受け、操作表示器３では画面の状態表示ができるので、前記図７と図１７とから明らかなように、自身に総ての設備機器２の状態情報を保持する必要がなくなり、記憶容量を小さく抑えることができるとともに、新たに表示すべきとなった設備機器２に状態変化が生じていなくても、その設備機器２の状態表示に切替えることができ、監視操作に対する表示の追従性を良くすることができる。

［実施の形態３］
図２４は、本発明の実施の第３の形態に係る監視制御システムにおける操作表示器ポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。本実施の形態も、前述の図１、図４および図５と同様の構成で実現することができ、この図２４の動作も、前述の図１９で示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、監視制御装置１から操作表示器３に対して現在表示中の設備機器Ｎｏのリストを要求することができ、それに対して操作表示器３が返信で応じることである。設備機器Ｎｏリスト要求テキストは、前記図２２に示す。

具体的には、前記Ｓ１０４３で操作表示器へのポーリングで何ら返信がなければ、すなわち前記周期Ｔｍｐよりも長い期間通信できないときに、操作表示器３の現在状態を異常にセットする（Ｓ１０４８）。その後、Ｓ１０４３からＳ１０４４で操作表示器３への同様のポーリングに対して何らかの返信が得られれば、以前の操作表示器の状態が異常か判断し（Ｓ１０４９）、そうであれば操作表示器３に設備機器Ｎｏリスト要求テキストを送信し（Ｓ１０４Ａ）、操作表示器３から改めて表示中の設備機器Ｎｏリストを送返すよう促す。その後、操作表示器３の現在状態を正常にセットする（Ｓ１０４Ｂ）。

図２５は、本実施の形態における操作表示器３の通信パケット受信処理を詳しく説明するためのフローチャートである。この動作も、前述の図２１で示す動作に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、前記Ｓ２０８１からＳ２０８２で通信パケットの内容が解析され、設備機器Ｎｏリスト要求テキストである場合には、設備機器Ｎｏリスト要求フラグを有りにセット（Ｓ２０８Ｃ）した後、通信終結（ＥＯＴ）を返信し（Ｓ２０８Ｄ）、一旦通信を終える。その後、監視制御装置１からポーリングを受け、Ｓ２０８３で制御要求イベントデータがセットされていなければ、設備機器Ｎｏリスト要求フラグが有りかどうか判断し（Ｓ２０８Ｅ）、有りであれば設備機器Ｎｏリストを返信し（Ｓ２０８Ｆ）、設備機器Ｎｏリスト要求フラグを無しにセットする（Ｓ２０８Ｇ）。

図２６は、上述のように構成される監視制御システムの通信シーケンスを示す図である。参照符号ＴＳ３１に示すように、操作表示器３へのポーリングで返信がなければ、監視制御装置１は操作表示器３の異常と検出する。その後、参照符号ＴＳ３２で示すように、操作表示器３からの返信を得て、異常の復旧を検出すると、参照符号ＴＳ３３に示すように、設備機器Ｎｏリスト要求テキストを送ることで、次のポーリングで操作表示器３から設備機器Ｎｏリストを受取ることができる。

このように構成することで、万が一通信異常中に操作表示器３の画面が変わっていても、復旧後、その画面に表示されている設備機器２について、状態表示の更新を正しく行うことができる。これによって、監視制御装置１と操作表示器３との間で通信ラインの断線などのトラブルが発生し、その後復旧した場合、操作表示器３で現在表示中の設備機器Ｎｏのリストを監視制御装置１は再取得でき、以後正しく操作表示器３の画面表示の状態変化が行えるようになる。こうして、通信異常発生時にも早期に操作表示器３の表示を更新することができる。

なお、たとえば特開２００１−１５７２７６号公報や特開平６−１５９７７５号公報には、監視制御システムでポーリングを行うことが記載されているけれども、操作表示器へのポーリングは設備機器と同様の周期で行われるので、入力操作に対する制御の応答遅れや、制御状態変化の表示遅れが問題になる。

本発明の実施の第１の形態に係る監視制御システムの構成を示すブロック図である。 図１で示す監視制御システムにおける通信パケットの一構成例を示す図である。 図２で示す通信パケットにおける制御要求テキスト、制御テキストおよび状態更新テキストの構成を示す図である。 図１で示す監視制御装置の具体的構成を示す回路ブロック図である。 図１で示す操作表示器の具体的構成を示す回路ブロック図である。 図４で示す監視制御装置で保持される設備機器状態情報を示す図である。 図５で示す操作表示器で保持される設備機器状態情報を示す図である。 図５で示す操作表示器の表示部に表示されるメインメニューの画面例を示す図である。 操作表示器の表示部に表示される空調一覧画面の画面例を示す図である。 操作表示器の表示部に表示される照明一覧画面の画面例を示す図である。 監視制御装置の全体動作を示すフローチャートである。 操作表示器ポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 操作表示器の動作を説明するためのフローチャートである。 通信パケット受信処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の第１の形態の監視制御システムの通信シーケンスを示す図である。 本発明の実施の第２の形態の監視制御システムにおける監視制御装置で保持される設備機器状態情報を示す図である。 本発明の実施の第２の形態の監視制御システムにおける操作表示器で保持される設備機器状態情報を示す図である。 本発明の実施の第２の形態の監視制御装置の全体動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の第２の形態における操作表示器ポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の第２の形態における操作表示器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の第２の形態の通信パケットにおける制御要求テキスト、制御テキストおよび状態更新テキストの構成を示す図である。 本発明の実施の第２の形態の通信シーケンスを示す図である。 本発明の実施の第２の形態の通信シーケンスを示す図である。 本発明の実施の第３の形態に係る監視制御システムにおける操作表示器ポーリング処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の第３の形態における操作表示器の通信パケット受信処理を詳しく説明するためのフローチャートである。 図２のように構成される監視制御システムの通信シーケンスを示す図である。

１ 監視制御装置
２１〜２ｎ 設備機器
３ 操作表示器
Ｌ１ 伝送媒体
１０１，３０１ 中央処理装置
１０２，３０２ 発振回路
１０３，３０３ ＲＯＭ
１０４，３０４ ＲＡＭ
１０５，３０５ タイマ
１０６，３０６ 割込み制御回路
１０７，３０７ 伝送制御回路
３０８ 表示回路
３０９ 表示部
３１０ 入力回路
３１１ 入力部

Claims (2)

1. 少なくとも１つの監視対象端末と、該監視対象端末に関する監視情報を表示出力するとともに、該監視対象端末への制御情報の入力を行う少なくとも１つの操作表示端末と、前記監視対象端末から受信した監視情報および／または前記操作表示端末から入力された制御情報に応じて前記監視対象端末の監視および／または制御を行う監視制御装置とを備えて成る監視制御システムにおいて、
   前記監視制御装置、監視対象端末および操作表示端末は、共通の通信回線に接続され、
   前記監視制御装置は、第１の周期で前記各監視対象端末にポーリングを行って前記監視情報を取得し、取得した監視情報を前記操作表示端末に送信するとともに、前記第１の周期よりも短い第２の周期で前記操作表示端末にポーリングを行って前記制御情報を取得し、制御情報の示す監視対象端末を該制御情報に応じて制御する一方、前記操作表示端末へのポーリングによって、該操作表示端末から監視情報を現在表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報および／または該操作表示端末の操作で次回に表示出力すべき監視対象端末に係る端末特定情報をさらに取得して記憶しておき、次回のポーリングによる監視情報の送信時には、記憶しておいた端末特定情報に含まれる監視対象端末の監視情報のみを送信することを特徴とする監視制御システム。
2. 前記監視制御装置は、前記操作表示端末と前記第２の周期よりも長い期間通信できないときに、通信回復後に監視情報を表示出力中の監視対象端末に係る端末特定情報を操作表示端末に要求することを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。

Images