JP4498220B2 - 情報処理システム、方法およびプログラム並びに遠方監視制御装置 - Google Patents

情報処理システム、方法およびプログラム並びに遠方監視制御装置 Download PDF

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本発明は、電力用機器に適用される遠方監視制御装置など、制御装置と被制御装置との間で情報を伝送し処理する情報処理システムに係り、特に、情報伝送の信頼性に関して品質が異なる複数の伝送路を備え、情報の重要度に応じて品質の異なる伝送路を用いて情報伝送する情報処理システムにおいて、信頼性の維持と経済性及び効率の向上の両立を図ったものである。
一般に、電気所には遮断器や断路器など様々な電力用機器が設置されており、これらの電力用機器は複数の情報処理システムの元で稼動している。例えば、機器の状態を遠方から監視してこれらの機器を制御するために、遠方監視制御装置(以後、TCと略す)が採用されている。この装置では、サーバ計算機を含む制御所と、ユーザ側のクライアント計算機を含む被制御所とをネットワークを介して接続することにより接続されており、被制御所側に配置された電力用機器電力用機器の稼動状態の監視情報や各機器の運転制御情報を、制御所側で集中的に管理する分散処理型の情報処理システムを採用している。
また、上記TCとは別に、電力用機器には保守支援システム(以後、MASと略す)が知られている。このシステムは遮断器の動作回数や遮断速度を計測したり、トランスの油圧監視、さらには機器状態の異常判断を行っており、電力用機器に対する信頼性の向上、保守作業の効率化及び事故の未然防止等を図っている。MASで処理される情報(以後、MAS情報と呼ぶ)は、一旦保存して編集してから用いることもあり、TCで処理される情報(以後、TC情報と呼ぶ)に比べれば緊急性は少なく、情報の重要度は低いと言える。しかも、MAS情報の情報量は大きいことが多い。そのため、MAS情報を扱う回線は、イントラネットでブロードバンドを利用することが一般的である。これに対して、前記TC情報は機器の制御指令など緊急性や必要性の高い情報であり、情報伝送の信頼性を確保する必要上、もっぱら専用回線を用いて伝送している。
ここで、従来のTC及びMASの構成について図7のブロック図を用いて具体的に説明する。これらのシステムは制御所(以後、親局と称する)と、各種の電力用機器が接続された被制御所(以後、子局と称する)とを有している。
まず、MASについて説明する。親局側には保守支援用親局装置(以後、GCMと略す)12が設置され、子局側には保守支援用子局装置(以後、GCRと略す)40が設置される。GCR40は処理部22と入力部25bで構成されており、電力用機器101、102、103に接続される。これらの機器のうち、101及び102はTC側にも接続される監視制御・保守支援兼用の機器であり、103は保守支援専用の機器である。
また、GCM12とGCR40との間は通信ネットワークN20の回線N21で接続されている。通信ネットワークN20は、TC情報に比べれば重要度の低いMAS情報を伝送するためのものなので、事務用やメール用等と共有されるイントラネットが利用されている。このようなMASでは入力部25bが電力用機器101、102、103からMAS情報を入力し、処理器22にてこれを処理して通信ネットワークN20の回線N21を介してGCM12に送っている。
続いて、TCについて説明する。MAS側と同じく、親局側には遠方監視制御用親局装置(以後、TCMと略す)11が設置され、子局側には遠方監視制御用子局装置(以後、TCRと略す)20が設置されている。また、TCR20は処理部21と入出力部25aで構成され、電力用機器100、101、102に接続されている。これらの機器のうち、100が監視制御専用の機器である。さらに、TCM11とTCR20の間は通信ネットワークN10の回線N11で接続されている。通信ネットワークN10は、重要度の高いTC情報を伝送するため、専用回線が利用されている。このようなTCではTCR20の入力部25aが電力用機器100、101、102に対してTC情報の入出力を行い、処理器21にてこれを処理して通信ネットワークN10の回線N11を介してGCM12に送っている。
特開平6―98467号公報
ところで、前述したようにMAS情報はTC情報に比べて重要度が低いため、MAS側の通信ネットワークN20にイントラネットを使用しても、安全上、さして問題とはならない。しかし、TC情報をイントラネットによって伝送することは、TC情報がイントラネットから悪影響を受け、TC側の機能の信頼性を失わせる可能性があるため、行っていない。すなわち、TC情報の伝送に低品質伝送路を用いることはあり得ず、安全性を優先する観点から、TCとMASとでは、情報伝送に際して通信ネットワークを共有することはなく、互いに独立した別々の通信ネットワークを利用している。
したがって、TCとMASにおいて共通して接続される機器101、102が存在し、TC及びMASが入力する電力用機器101、102からの情報が、たとえ同一であったとしても、それぞれを別の通信ネットワークから別個に入力していた。その結果、MAS側に接続される電力用機器103の状態を入力するための入力部25bはもちろん、TC側で入力している電力用機器101、102の故障接点や状態接点、および計測用トランスジューサなども別にMAS用として設備する必要があり、システム構成の複雑化を招いていた。
このように、複数の処理部に共通の機器を接続する場合、各処理部毎に入出力手段を別々に設けなくてはならず、システム構成の複雑化に伴って、経済性や効率が低下していた。なお、以上の状況はTC及びMASを含むシステムに限った問題ではなく、情報の重要度に応じて品質の異なる伝送路を使用する情報処理システムでは共通の課題となっており、重要度の高い情報の処理部に対し低品質伝送路からの影響が及ぶことを回避し、信頼性と経済性が共に優れたシステムが待たれていた。
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、情報の重要度に応じて品質の異なる伝送路を使用する情報処理システムにおいて、低品質伝送路の影響による信頼性の低下を回避してシステム全体の信頼性を確保し、その上で構成の効率化を図ることにより経済性を向上させることを目的としたものである。
上記目的を達成するために、本発明は、重要度の高い情報を高品質伝送路で伝送し、重要度の低い情報に関しては低品質伝送路で伝送している情報処理システムにおいて、重要度の高い情報と低い情報の両方を処理可能な処理部を設け、重要度の高い情報だけではなく重要度の低い情報も高品質伝送路で伝送するようにしたものである。
すなわち、本発明は、重要情報処理部及び非重要情報処理部を有する制御装置と、前記制御装置により制御される被制御装置と、重要度の高い情報を伝送する高品質伝送路と、重要度の低い情報を伝送する低品質伝送路とから構成された情報処理システムにおいて、前記被制御装置には第1及び第2の処理部が設けられ、これらのうちのいずれか一方は、重要度の高い情報と低い情報の両方を処理可能であり、前記高品質伝送路により重要度の高い情報と低い情報の両方を伝送することを特徴としている。
以上の構成を有する本発明によれば、被制御装置側の処理部が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理する時、これら2種類の情報を、高品質伝送路だけを利用して制御装置側に送ることができるので、重要度の高い情報を処理する処理部が低品質伝送路から悪影響を受けるおそれがなく、情報伝送に関して優れた信頼性を確保することが可能である。このようにして、品質の異なる伝送路を有するシステムであっても全体の信頼性を確保しているので、従来技術のように低品質伝送路へ情報を流す構成と、高品質伝送路へ情報を流す構成とを全く別々に設けるのではなく、被制御装置側に機器を接続した場合にその接続構成の効率を高めることが可能であり、システム構成の簡略化が容易となる。
また、本発明は、前記2つの処理部は相互の健全性を監視し、いずれか一方の処理部の異常を検知した場合に、健全である他方の処理部が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理するようにしたものを包含している。
このような発明によれば、被制御装置側に組み込まれた2つの処理部のうち、一方が故障した場合でも、もう一方の処理部だけで2つ分の処理部の役割を担うことができ、その際には高品質伝送路だけを用いて情報伝送が可能であるため、故障した処理部を補償するバックアップ機能を十分に果たすことが可能である。
なお、本発明における用語において、情報の「重要度」とは緊急性や必要性を考慮して決定される尺度であるが、あくまでも相対的なレベルであり、その設定は適宜選択可能である。また、伝送路に対する「信頼性」とは、障害許容性や回復性といった点に留まらず、セキュリティの高さや保守性の良好さも含む広い概念として定義する。
以上のように、本発明によれば、被制御装置側の処理部が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理し、ここで処理した2種類の情報を高品質伝送路だけを介して制御装置側に伝送することにより、低品質伝送路による悪影響を回避して十分な信頼性を確保しつつ、システム構成の簡略化を図ることができ、情報伝送に関する信頼性の確保と経済性及び効率性の向上を両立させることが可能な情報処理システム、方法及びプログラム並びにそれを適用した遠方監視制御装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良な形態(以下、実施形態)の一例を図1〜図3のブロック図を参照して具体的に述べる。なお、本実施形態は重要度の異なる2種類の情報を、重要度に応じた品質の伝送路で伝送する情報処理システムに適用されており、図7にて示した従来技術と同じく、TC及びMASを含む電力用機器の遠方監視制御装置に用いられている。したがって、図7にて示した従来技術と同一部分に関しては同一符号を付して説明は省略する。また、本実施形態の各部は周辺装置を備えたコンピュータをプログラムで制御することで実現でき、その場合のハードウェアやプログラムの実現態様は各種変更可能である。さらに、本発明は情報処理システム及びその方法に加えて、上記プログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体としても把握可能である。
図1は、本実施形態に係るTCR20を中心としたブロック図である。図1に示すように、親局装置側のTCM11及びGCM12にはTCM11からGCM12へ重要度の低い情報であるMAS情報を伝送するために、サーバなどを介したLANからなる回線C0が接続されている。TCR20は高品質伝送路である通信ネットワークN10を介してTCM11と接続され、低品質伝送路である通信ネットワークN20を介してGCM12と接続されている。
TCR20は、互いに接続される2式の処理部21、22と、処理部21、22に接続される出力部23及び入力部24とから構成される。各処理部21,22のハードウェアの構成例としては、例えば、通信部、プロセッサ部、バス結合部、相互監視用信号の入出力部等がある。処理部21には、TCM11向けの1チャンネルが装備され、処理部22にはTCM11向けとGCM12向けの2チャンネルが装備されている。
出力部23と入力部24とはそれぞれ各処理部21、22に接続されている。出力部23は外部の機器を制御する制御信号を初めとするTC情報を出力する部分であり、入力部24は機器状態や故障を表示する情報や各種計測情報を含むTC情報及びMAS情報を入力する部分である。
続いて、本発明の主要部である処理部21、22について説明する。
処理部21、22はいずれもが、重要度の高いTC情報及び重要度の低いMAS情報の両方を処理可能であり、TC情報を処理するTC機能と、MAS情報を処理するMAS機能とは切替可能であって、且つ両方の機能の全てあるいは一部を同時に果たすことも可能である。また、処理部21、22は、相互監視用信号の授受により、相互の健全性を監視してその異常を検知可能である。そして、処理部21、22が健全である平常時は、処理部21はTC情報を処理するTC機能用としてのみ動作し、処理部22はMAS機能用としてのみ動作する。
処理部21の上位側は、親局装置のTCM11と、直接、TC用伝送路である通信ネットワークN10中の回線N11により接続されている。処理部22の上位側は、前記通信ネットワークN10中の回線N12及びMAS用伝送路である通信ネットワークN20中の回線N21に接続されている。通信ネットワークN10中の回線N12は親局装置のTCM11に接続され、通信ネットワークN20中の回線N21は親局装置のGCM12に接続される。ただし、回線N12は処理部21が健全であるという条件では使用することなく(図1では点線で示している)、処理部21が故障した場合にのみ使用される。なお、回線N12が使用されると、通信ネットワークN20は処理部22から切り離される。
また、処理部21、22の下位側は、回線C1〜C4により出力部23と入力部24の両方に接続されている。なお、回線C1〜C4のうち、処理部22の下位側と出力部23を接続する回線C4は、処理部21が健全の条件では使用されることはない(図1では点線で示す)。
本実施形態の動作について図1〜図3のブロック図に加えて、図4のフローチャートを用いて説明する。第1及び第2の処理部21、22は相互の健全性を監視しており(S1)、両方とも平常である場合(S2のYES)、TCの出力動作は次の通りである。まず、TCM11からのTC情報は、通信ネットワークN10中の回線N11により、処理部21へと直接伝送し、処理部21にて所定の処理を行った後、出力部23に出力する(S3〜S4)。
次にTC及びMASの入力動作を説明する。TC情報及びMAS情報を、図示されない機器から入力部24で入力し、全情報又はTC用とMAS用に分けた各情報を、回線C2、C3を介して処理部21と処理部22に入力する。処理部21、22ではそれぞれ所定の処理を行い、TC情報に関しては通信ネットワークN10中の回線N11によって処理部21からTCM11に、MAS情報に関しては通信ネットワークN20中の回線N21によって処理部22からGCM12に、それぞれ処理後の情報を伝送する(S5〜S8)。
続いて、本実施形態の処理部21、22のいずれかが故障した場合について図2及び図3を参照して説明する。まず処理部21の異常時について図2を用いて説明する。処理部21が故障した場合、処理部21の異常を処理部22が検出する(S9)。このとき、処理部22は、まず、GCM12との情報伝送を停止して通信ネットワークN20を切り離す(S10)。その後、通信ネットワークN10中の回線N12により、処理部22が直接TCM11に切替えて接続する(S11)。さらに、回線C4(図2では太実線で示す)を介して出力部23を処理部22に接続する(S12)。
そして処理部22は、その機能をMAS用からTC用へ、またはTC用及びMAS用の一部または全機能を処理するように切り替えて動作を開始する(S13)。TC用機能及びMAS用機能の一部または全部を動作させるときには、TC情報とMAS情報の両方を通信ネットワークN10の回線N12(図2では太実線で示す)で伝送する(S14)。最後に、受信する親局装置のTCM11からGCM12に回線C0を介してMAS情報を転送する(S15)。
一方、処理部22の異常時について図3を参照して説明する。処理部22が故障した場合、処理部22の異常を処理部21が検出する(S16)。このとき、処理部21は、接続状態は変えず、処理の内容をなにも変えずにTC用機能のみの処理を継続するか、またはMAS用機能の一部の機能や情報の処理を追加処理するか、またはMAS機能の全機能をバックアップするかを行う(S17)。
このうち、MAS用機能を一部でもバックアップしたときには、TC情報とMAS情報の両方を、高品質伝送路である通信ネットワークN10中の回線N11によって親局装置のTCM11に伝送し(S18)、TCM11からGCM12に回線C0を介してMAS情報を転送する(S19)。
上記のように本実施形態においては、従来ではTC機能とMAS機能のシステムを別個に構築していたものを、TC内に共存させている。これにより、次の3つの効果を発揮することができる。第1の効果としては、平常時ではMAS用としていた処理部22をTC用の処理部21のバックアップとして、高い信頼性を確保したまま使用することができる。また、MAS用である処理部22に異常が発生した場合においても、TC用の処理部21により情報処理のバックアップが可能であり、MAS機能の信頼性が向上する。
第2の効果として、一般的にMAS用伝送路は膨大な情報を制御所に収集するために事務用やメール等などと共有するイントラネットといった低品質の伝送路である場合が多く、TC用にはセキュリティ面で問題があって使用することはできない。そこで上記実施形態では、TC用として動作する処理部21を、常にMAS用の伝送路とは切り離された状態にしている。これにより、平常時もTCのバックアップ運転時も、イントラネット側からの影響は皆無であり、TCとして優れた信頼性を発揮することができる。
さらに第3の効果として、高品質の伝送路を用いることにより信頼性を確保しつつ重要度の異なる情報を伝送可能なので、例えばTCとMASで共通の接続機器から同一の情報を伝送する場合にインターフェースの共用化が容易であり、システムの効率化を図ることができる。具体的には、TCとMASの両方に接続される機器のそれぞれに対応して、入力部、故障接点や状態接点、さらには計測用トランスジューサなどを設置する必要がなくなり、経済性が大幅に向上する。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、遠方監視制御装置以外にももちろん適用可能であるが、遠方監視制御装置に限っただけでも、次のような他の実施形態を包含する。例えば、上記の実施形態では処理部21の異常時において通信ネットワークN10の回線N12を用いていたが、TCR20内にTCM11と接続される回線N11を処理部21及び処理部22間で切替える伝送切替部を設置することにより、前記回線N12を省いてもよい。
また、図5に示す実施形態では、処理部22とTCM11間の回線N12に加えて、処理部21とGCM12間もTC用伝送路である通信ネットワークN10の回線N13により接続する構成としても良い。したがって、上記実施形態における親局装置のTCM11とGCM12とをつなぐ回線C0を省略することができ、MAS情報を親局でのTCM11からGCM12に転送する必要がない。このような実施形態によれば、処理部22の異常時に、TC用の回線とは異なる独立したMAS用の回線N13で、全てのMAS情報をGCM12に伝送することができる。このため、通信ネットワークN10の性能低下が起きる心配がない。したがって、MASのバックアップ時であっても、TC及びMASの両方の機能縮退がない。
さらに図6に示す実施形態では、処理部21とGCM12間の回線をMAS用伝送路である通信ネットワークN20の回線N22により接続している。この場合、通信ネットワークN20は低品質であるため、前記回線N22を使用する場合には、処理部21のセキュリティ機能を高くする必要があり、これにより同様の作用効果を発揮することが可能である。
また、TCR20内の処理部21,22に電力用機器を接続する入力部と出力部の構成は適宜選択自由であり、図1〜図3で示した実施形態のように出力部23と入力部24の組み合わせの他、TC用の入出力部と、MAS用の入力部(または入出力部)に分けてそれぞれを処理部21と22の両方に接続しても良い。このような実施形態によれば、相互の保守性が向上するため、動作信頼性も高まるという利点がある。
また、上記の出力部23と入力部24とを一緒にした入出力部として構成し、これを処理部21と22の両方に接続してもかまわない。この場合、処理部21がMAS用機能を果たす際、MAS用伝送路側から完全に切り離された状態とならないため、セキュリティ面で対策を施す必要があるが、処理部21、22の稼動状態に応じて入出力部との接続構成が変化することがないため、動作安定性は向上する。さらに、処理部とインターフェースとの接続構成も適宜選択可能であり、両者をバスを用いて接続しても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
本発明を適用した遠方監視制御装置の1つの実施形態を示すブロック図。 本実施形態において処理部21が故障した場合のブロック図。 本実施形態において処理部22が故障した場合のブロック図。 本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。 本発明を適用した他の実施形態のブロック図。 本発明を適用した他の実施形態のブロック図。 従来の遠方監視制御装置のブロック図。
符号の説明
11…TCM(遠方監視制御用親局装置)
12…GCM(保守支援用親局装置)
20…TCR(遠方監視制御用子局装置)
21、22…処理部
23…出力部
24…入力部
40…GCR(保守支援用子局装置)
N10、N20…通信ネットワーク
C0〜C4、N11、N12、N21…回線
100、101、102、103…電力用機器

Claims (9)

  1. 重要度の高い情報を処理する重要情報処理部及び重要度の低い情報を処理する非重要情報処理部を有する制御装置と、前記制御装置により制御される被制御装置と、情報伝送に関して信頼性の高い高品質伝送路と、該高品質伝送路に比べ情報伝送に関して信頼性の低い低品質伝送路とから構成され、前記被制御装置には少なくとも重要度の高い情報を処理する第1の処理部と、少なくとも重要度の低い情報を処理する第2の処理部とが設けられ、前記高品質伝送路により重要度の高い情報を伝送し、前記低品質伝送路により重要度の低い情報を伝送する情報処理システムにおいて、
    前記被制御装置側の第1及び第2の処理部のうち、少なくともいずれか一方は、重要度の高い情報と低い情報の両方を処理可能であり、
    前記高品質伝送路により重要度の高い情報と低い情報の両方を伝送することを特徴とする情報処理システム。
  2. 前記高品質伝送路を介して重要度の低い情報が前記制御装置の前記重要情報処理部に伝送された場合、該重要情報処理部から前記非重要情報処理部へ重要度の低い情報を送る伝送手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。
  3. 前記第1及び第2の処理部は相互の健全性を監視してその異常を検知し、
    前記第1の処理部及び前記第2の処理部のうちいずれか一方の処理部の異常を検知した場合に、健全である他方の処理部が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理システム。
  4. 制御装置及び被制御装置で重要度の高い情報と低い情報を処理する情報処理方法であって、制御装置側の重要情報処理部が重要度の高い情報を、非重要情報処理部が重要度の低い情報をそれぞれ処理し、被制御装置側の第1の処理部が少なくとも重要度の高い情報を、第2の処理部が少なくとも重要度の低い情報をそれぞれ処理し、情報伝送に関して信頼性の高い高品質伝送路にて重要度の高い情報を伝送し、前記高品質伝送路に比べ情報伝送に関して信頼性の低い低品質伝送路にて重要度の低い情報を伝送する情報処理方法において、
    前記被制御装置側の第1及び第2の処理部のうち、少なくともいずれか一方が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理する複合処理ステップと、
    前記高品質伝送路により重要度の高い情報と低い情報の両方を伝送する複合伝送ステップを含むことを特徴とする情報処理方法。
  5. 前記第1の処理部及び前記第2の処理部が相互の健全性を監視してその異常を検知する監視ステップと、
    前記第1の処理部及び前記第2の処理部のうちいずれか一方の処理部の異常を検知した場合に、健全である他方の処理部が前記複合処理ステップを行うことを特徴とする請求項4に記載の情報処理方法。
  6. 制御装置において重要情報処理部が重要度の高い情報を処理し、非重要情報処理部が重要度の低い情報を処理し、被制御装置において第1の処理部が少なくとも重要度の高い情報を処理し、第2の処理部が少なくとも重要度の低い情報を処理し、情報伝送に関して信頼性の高い高品質伝送路にて重要度の高い情報を伝送し、前記高品質伝送路に比べ情報伝送に関して信頼性の低い低品質伝送路にて重要度の低い情報を伝送するために用いられる情報処理用プログラムにおいて、
    前記被制御装置側の第1及び第2の処理部のうち、少なくともいずれか一方が重要度の高い情報と低い情報の両方を処理する機能と、
    前記高品質伝送路により重要度の高い情報と低い情報の両方を伝送する機能、
    をコンピュータに実現させることを特徴とする情報処理用プログラム。
  7. 前記第1の処理部及び前記第2の処理部が相互の健全性を監視してその異常を検知する機能と、
    前記第1の処理部及び前記第2の処理部のうちいずれか一方の処理部の異常を検知した場合に、健全である他方の処理部は重要度の高い情報と低い情報の両方を処理する機能、
    をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項6に記載の情報処理用プログラム。
  8. 親局である制御所と、この制御所に制御される子局である被制御所とが設けられ、被制御所には監視制御及び保守支援の対象となる電力用機器が接続され、前記制御所及び被制御所間で重要度の高い情報として電力用機器に関する監視制御情報をやり取りし、重要度の低い情報として電力用機器に関する保守支援情報をやり取りする電力用機器の遠方監視制御装置であって、
    前記制御所側には、前記監視制御情報を処理する遠方監視用親局装置と、前記保守支援情報を処理する保守支援用親局装置とが設けられ、
    前記被制御所側には、前記監視制御情報又は前記保守支援情報もしくは両方を処理するために請求項1〜3のいずれかに記載の第1及び第2の処理部が設けられ、
    前記処理部の下位側には、前記電力用機器との間で情報を授受するための入出力部が設けられ、
    前記処理部の上位側には、請求項1〜3のいずれかに記載の高品質伝送路及び低品質伝送路が設けられたことを特徴とする遠方監視制御装置。
  9. 前記高品質伝送路により前記保守支援情報を前記遠方監視用親局装置に伝送した場合には、該遠方監視用親局装置から前記保守支援用親局装置へこの保守支援情報を送る伝送手段が設けられたことを特徴とする請求項8に記載の遠方監視制御装置。
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