JP6659383B2

JP6659383B2 - プラントデータ伝送システム及びプラントデータ伝送方法

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Publication number: JP6659383B2
Application number: JP2016016409A
Authority: JP
Inventors: 肇加藤; 正喜福島; 真輝星野; 健荒川; 清照鈴木
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP2017134776A

Description

本発明の実施形態は、プラントデータをプラント外部に設けられた監視システムに伝送するプラントデータ伝送技術に関する。

原子力プラントでは、プラントの運転状態を把握するためのプラントデータがプラント外部に設けられた監視システムに送信されて、プラントの運転状態が常時監視されている。そして、運転異常や重大事故が発生した場合には、送信されるプラントデータに基づいてプラントの状態を把握し、今後のプラント状態の予測を行っている。

一般的に、原子力プラントにおけるプラントデータの伝送システムでは、データを途絶えること無く常時監視システムに送信するため、２重化して構成されており、一方の伝送システムにおいて送信不可となった場合であっても、他方の伝送システムに切り替えてデータ送信を維持している。

また、原子力プラントでは、プラント外部の監視システムへのプラントデータの送信には、公衆回線であるインターネットを利用している。つまり、プラント内の重要なネットワークとプラント外部のネットワークとが物理的に接続されている。このため、インターネットを介したプラント内部のネットワークへの第３者の侵入により、データの送信不可となる状況を防止するため、サイバーセキュリティ対策が原子力プラントにおいて重要な課題となる。

この課題に対して原子力プラントでは、ファイアーウォールを介して予め許可された装置とのみデータ通信を行うことでネットワークへの不正アクセスを防止している。さらに、原子力プラント内のネットワークの安全性を高めるため、データダイオードと称される一方向のみデータ通信可能な一方向通信装置を用いた伝送システムが導入されつつある。

特開２０１４−１４６０８７号公報

原子力プラント内の伝送ネットワークは、上述のサイバーセキュリティ対策を講じた場合であっても、ウィルス、サイバー攻撃などのセキュリティ脅威に常時さらされており、これらの脅威によりデータの伝送が中断、あるいはプラント監視の継続が不可能となるおそれがある。また、伝送システムを２重化したとしても、災害などの予期せぬ事態により伝送が中断、同時に寸断されるおそれもある。

すなわち、プラントデータをプラント外部で受信する監視システムは、セキュリティ脅威や自然災害などの様々な要因によりプラント監視ができなくなる可能性がある。

しかし、現状のプラントデータ送信システムでは、プラント監視ができなくなる事象が発生した際に、監視システム側からの連絡により初めてデータの未到達を認識していた。このため、原子力プラント内でデータの到達状況を常時把握することができないため、データ未達の原因究明を行うための初動対応やプラント監視の回復に遅れが生じていた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プラント外部に設置された監視システムまでのデータ到達状況がプラント内で常時監視できるプラントデータ伝送技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るプラントデータ伝送システムは、一定の周期で作成されるプラントデータを出力するデータ出力部と、出力された前記プラントデータを受信して、プラント外部に送信する送受信中継部と、出力される前記プラントデータごとに、前記送受信中継部における前記プラントデータの受信の成否及び前記プラント外部への前記プラントデータの送信の成否を送受信情報として保存する送受信情報記録部と、前記データ出力部と前記送受信中継部との間に設けられ、前記データ出力部から前記送受信中継部の方向にのみ前記プラントデータを伝送可能な一方向通信装置と、前記送受信情報記録部で記録された前記送受信情報をプラント内部に送信する送受信情報伝送回線と、前記データ出力部から前記プラント外部への送信が不成功である場合に、前記送受信情報記録部に記録され、前記プラントデータの受信と送信とのいずれの通信が不成功であったかを示す情報を含む前記送受信情報を、前記送受信情報伝送回線を介して前記プラント内部に通知する送受信情報通知部と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態に係るプラントデータ伝送方法は、一定の周期で作成されるプラントデータをデータ出力部から出力するステップと、送受信中継部において、出力された前記プラントデータを受信して、プラント外部に送信するステップと、出力される前記プラントデータごとに、前記送受信中継部における前記プラントデータの受信の成否及び前記プラント外部への前記プラントデータの送信の成否を送受信情報として送受信情報記録部に記録するステップと、前記データ出力部と前記送受信中継部との間に設けられた一方向通信装置により、前記データ出力部から前記送受信中継部の方向にのみ前記プラントデータを伝送するステップと、前記送受信情報記録部で記録された前記送受信情報を送受信情報伝送回線によりプラント内部に送信するステップと、前記データ出力部から前記プラント外部への送信が不成功である場合に、前記送受信情報記録部に記録され、前記プラントデータの受信と送信とのいずれの通信が不成功であったかを示す情報を含む前記送受信情報を、前記送受信情報伝送回線を介して前記プラント内部に通知するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態により、プラント外部に設置された監視システムまでのデータ到達状況がプラント内で常時監視できるプラントデータ伝送技術が提供される。

第１実施形態に係るプラントデータ伝送システムの構成図。プラントデータベースに保存されるプラントデータの一例を示す図。送受信情報記録部に記録される送受信情報の一例を示す図。２つのプラントデータ伝送システムにより伝送系統を２重化した構成を示す構成図。第１実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャート。第２実施形態に係るプラントデータ伝送システムの構成図。第２実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャート。第３実施形態に係るプラントデータ伝送システムの構成図。第４実施形態に係るプラントデータ伝送システムの構成図。第４実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように本実施形態に係るプラントデータ伝送システム１０（以下、“伝送システム１０“と省略する）は、プラント内に設けられ、一定の周期で作成したプラントデータを出力するプラント情報処理装置１１と、プラントの内部からプラント外部の方向にのみデータを伝送可能な一方向通信装置１２と、出力されたプラントデータをプラント外部の監視システム１３に中継して、プラントデータの受信及び送信の成否（成功または不成功）をプラント情報処理装置１１に通知する中継装置１４と、を備えている。

本実施形態に係る伝送システム１０は、プラントデータを中継する中継装置１４を設けて、中継装置１４におけるプラントデータの受信及び監視システム１３への送信の成否をプラント情報処理装置１１に通知することで、監視システム１３までのプラントデータの到達状況がプラント内部で常時監視できる。

なお、監視システム１３は、周期的にプラント側から送信されるプラントデータを受信する周期データ受信部１７と、受信したプラントデータを保存する外部データベース１８と、外部データベース１８に保存されたプラントデータを読み出して、データ監視や解析を行う出力装置１９と、を備えている。

また、監視システム１３とは別に設けられた監視システム２０は、中継装置１４が衛星２１を用いた無線通信が可能である場合に、中継装置１４から無線通信を介してプラントデータを受信する。監視システム２０は、監視システム１３と同様に、周期データ受信部２２、外部データベース２３、及び出力装置２４を備えており、周期データ受信部２２は無線データの受信が可能である。

伝送システム１０の具体的な構成について説明する。
入力装置２５は、発電設備や原子炉建屋などのプラント設備２６の各所に配置されたセンサ２７を用いて測定された、圧力信号、流量信号、速度信号、電圧信号等の様々なプロセス信号を入力する。そして、入力装置２５は、入力したプロセス信号をプロセスデータ（データ値）に変換する。

プラント情報処理装置１１は、データ収集部２８と、プラントデータベース２９と、データ出力部３０と、通信監視部３１と、を備える。

データ収集部２８は、一定の周期ごとに入力装置２５からプロセスデータを受け付けて、測定時間と各種のプロセスデータとを対応付けたプラントデータを作成する。なお、プラントデータには、プラントデータを相互に識別するためのシーケンシャルなデータＩＤを付与しても良い。

プラントデータベース２９は、一定の周期で作成されるプラントデータを随時保存する。

図２は、プラントデータベース２９に保存されるプラントデータの一例を示す図である。データの測定日時、監視対象のユニット名、プラントの稼働状態、発電機出力、炉心出力などの予め設定されたデータ項目のそれぞれに対してデータ値が入力される。そして、プラントデータを相互に識別するためのデータＩＤが付与されている。

データ出力部３０は、プラントデータベース２９に保存されたプラントデータを、一方向通信装置１２を経由して中継装置１４に送信する。

一方向通信装置１２は、一方向にのみにデータ伝送を制限する通信装置であり、データを送信する機能のみを有する一方向送信部３２と、データを受信する機能のみを有する一方向受信部３３と、を備えている。

具体的には、一方向送信部３２から一方向受信部３３へのデータ通信は、光ファイバケーブルを用いて行われ、一方向送信部３２はレーザー発光部（ＬＥＤ）だけを有して、一方向受信部３３は受光部（フォトセル）だけを有する。このため、一方向送信部３２から一方向受信部３３の向きにデータ送信ができる一方で、逆向きの通信は物理的に不可能となる。

一方向送信部３２は伝送ケーブルを介してデータ出力部３０に接続される一方、一方向受信部３３は伝送ケーブルを介して中継装置１４に接続される。これにより、データ出力部３０から中継装置１４の方向にのみデータ伝送が可能となり、中継装置１４側からプラント情報処理装置１１への物理的なネットワーク接続は不可能となる。

中継装置１４は、送受信中継部３４と、送受信情報記録部３５と、送受信情報通知部３６と、を備えている。中継装置１４は、プラントの内部またはその近傍に設けられて、予め決められた装置とのデータ通信のみを許可するファイアーウォール１５、インターネット１６を介してプラント外部に設けられた監視システム１３に接続されている。

送受信中継部３４は、データ出力部３０から一定の周期で出力されるプラントデータを受信する。そして、受信したプラントデータを、ファイアーウォール１５、インターネット１６を介して監視システム１３に送信する。

送受信情報記録部３５は、送受信中継部３４におけるデータ受信及び監視システム１３へのデータ送信それぞれの成否について、データ出力部３０から出力されたプラントデータごとに記録する。

データ受信の成否は、複数のデータ項目を有するプラントデータを正常に受信したか否かで判定され、正常に受信できなかった場合は不成功となる。一方、データ送信の成否は、監視システム１３の周期データ受信部１７からデータの受信完了情報を正常に受信したか否かで判定され、正常に受信できなかった場合は不成功となる。

図３は、送受信情報記録部３５に記録される送受信情報の一例を示す図である。データ出力部３０から周期的に出力されるプラントデータごとに送受信の成否を記録する。プラントデータに対してデータＩＤを付与した場合は、図３のように、データＩＤに対応付けて送受信の成否を記録する。

送受信情報通知部３６は、送受信情報記録部３５で記録された送受信情報を、送受信情報伝送回線３７を介してプラント情報処理装置１１に通知する。送受信情報伝送回線３７には、送受信情報を有線で伝送するデータ伝送線を用いても良いし、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線技術を用いても良い。また、送受信情報伝送回線３７として、接点信号（電気信号）を伝送するメタル回線を用いても良い（詳細な構成は後述）。

プラント情報処理装置１１の通信監視部３１は、送受信情報伝送回線３７を介して送受信中継部３４における送受信情報が通知される。通信監視部３１は、送受信情報を記録、監視する。そして、プラントデータ送信または受信の不成功が通知された場合は、警報を発してプラントの運転員に報知する。プラントの保安員は、通信監視部３１に記録された送受信情報を確認することにより、監視システム１３へのデータ到達状況をプラント内で常時監視することができる。

また、通信監視部３１は、プラントデータに対してシーケンシャルなデータＩＤが付与されている場合、データＩＤ順に送受信情報を記録、監視する。これにより、データ送信または受信において不成功が通知された場合、記録された送受信情報に基づいて不成功となったプラントデータを特定することができ、そのプラントデータに対応するデータ測定時間に基づいてデータ送受信の不成功発生時間を特定できる。これにより、どのプラントデータまで送受信が成功しているのかを判別することができる。

ここで、送受信情報伝送回線３７としてメタル回線を用いる場合の構成について説明する。メタル回線を用いる場合、送受信情報通知部３６において、送受信情報はプラントデータの受信の成否及び送信の成否を示す接点信号（電気信号）に変換される。例えば、成功の場合は信号有りとし、不成功の場合は信号無しに変換する。

メタル回線は、データ受信の成功または不成功を示す接点信号を伝送するための回線と、データ送信の成功または不成功を示す接点信号を伝送するための回線との２つの回線が用意される。

通信監視部３１は、送受信の成功または不成功を示す接点信号を受信して、送受信中継部３４におけるプラントデータの送受信状況を記録、監視する。データの送信または受信が成功した場合は、メタル回線を介して成功を示す接点信号がプラント情報処理装置１１の通信監視部３１に送信される。一方、不成功の場合は、メタル回線を介して信号は通信監視部３１に送信されない。つまり、接点信号が途切れた場合は、データ送受信に不成功が発生したことが判別できる。これにより、監視システム１３へのデータ到達状況をプラント内で常時監視することができる。

さらに、メタル回線を介して送受信情報をプラント情報処理装置１１に通知することで、プラント情報処理装置１１への中継装置１４を介したネットワーク接続は不可能となるため、プラント内のネットワークの安全性が維持される。

また、データ受信の成否を伝送する回線と送信の成否を伝送する回線を１組として、複数組のメタル回線を設けても良い。この場合は、プラントデータに付与されるシーケンシャルなデータＩＤに応じて伝送に用いるメタル回線を切り替えて、データＩＤに対応する各接点信号を通信監視部３１に送信する。

データ送受信において不成功が発生した際、複数組のメタル回線の中から接点信号が途切れたメタル回線を特定することで、どのプラントデータまで送受信が成功しているのかを判別できる。さらに、そのプラントデータに対応するデータの測定時間に基づいてデータ送受信の不成功発生時間を特定できる。

なお、送受信情報通知部３６は、データの受信が成功する一方で、監視システム１３へのデータ送信が不成功となった場合、送受信中継部３４に指令して、衛星２１を経由して無線通信によりプラントデータを監視システム２０に送信しても良い。

次に、図４を用いて、２つの伝送システム１０（１０_１，１０_２）により伝送系統を２重化する構成について説明する。

２つの伝送システム１０により２重化する場合、いずれか一方を優先的に監視システム１３へデータ送信を行う主系に設定し、他方を主系による送信が不可となった場合に監視システム１３へのデータ送信を行う従系に設定する。以下では、伝送システム１０_１を主系に設定して、伝送システム１０_２を従系に設定する場合について説明する。

なお、従系となる伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２は、データ出力部３０_２から出力されたプラントデータの受信を行う一方で、主系による伝送が不可となり従系による伝送に切り替えられるまで監視システム１３へのデータ送信は行わない。

主系の伝送システム１０_１における送受信情報通知部３６_１は、送受信情報記録部３５_１で記録された送受信情報を、従系の伝送システム１０_２における送受信情報通知部３６_２に通知する。従系の送受信情報保存部３５_２は、通知された送受信情報を保存しても良い。

従系の伝送システム１０_２の送受信情報通知部３６_２は、通知された送受信情報を読み取る。そして、送受信情報通知部３６_２は、主系においてデータの送受信に不成功が発生した場合、送受信中継部３４_２に監視システム１３へのデータ送信の開始を指令する。

主系から切り替えられた従系の伝送システム１０_２は、主系と同様にプラントデータの送信を行うとともに、送受信情報の通知をプラント情報処理装置１１_２と主系の送受信情報通知部３６_１に通知する。

なお、切り替えられた従系の伝送システム１０_２の送受信情報通知部３６_２は、自系においてデータ受信が成功する一方で、監視システム１３へのデータ送信が不成功となった場合、送受信中継部３４_２に指令して、衛星２１を経由して無線通信によりプラントデータを監視システム２０に送信しても良い。

従系の送受信情報通知部３６_２は、主系である伝送システム１０_１のデータ送信が復帰した場合、送受信中継部３４_２に監視システム１３へのデータ送信の停止を通知する。このとき、主系の送受信情報通知部３６_１にも従系によるデータ送信の停止を通知する。

そして、主系の伝送システム１０_１の送受信情報通知部３６_１は、送受信中継部３４_１に監視システム１３へのデータ伝送の開始を指令して、監視システム１３へのプラントデータの送信を行う。

図５は、第１実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャートである（適宜、図１及び図４参照）。

データ出力部３０は、一定の周期で作成されるプラントデータを出力する（Ｓ１０）。

送受信中継部３４は、一方向通信装置１２を介してプラントデータを受信する（Ｓ１１）。そして、送受信中継部３４は、プラント外部に設けられた監視システム１３にプラントデータを送信する（Ｓ１２）。

送受信情報記録部３５は、送受信中継部３４におけるデータ受信及び監視システム１３へのデータ送信それぞれの成否について、データ出力部３０から出力されたプラントデータごとに記録する（Ｓ１３）。

送受信情報通知部３６は、送受信情報記録部３５で記録された送受信情報を、送受信情報伝送回線３７を介してプラント情報処理装置１１に通知する（Ｓ１４）。

データの送信及び受信がともに成功している場合、プラント監視が終了するまでＳ１１〜Ｓ１４を繰り返えして監視システム１３へのプラントデータの送信を継続する（Ｓ１５：ＹＥＳ、Ｓ１６：ＮＯ）。

一方、データの送信または受信が不成功となった場合、主系から従系の伝送システム１０_２の切り替える（Ｓ１５：ＮＯ、Ｓ１７）。そして、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２を介して監視システム１３にプラントデータを送信する（Ｓ１８）。

主系の伝送システム１０_１のデータ送信が復帰するまで、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２からプラントデータの送信を継続する（Ｓ１９：ＮＯ）。
一方、主系の伝送システム１０_１のデータ送信が復帰した場合、主系の伝送システム１０_１の送受信中継部３４_１からプラントデータの送信を行う（Ｓ１９：ＹＥＳ、Ｓ２０）。

このように、プラントデータを中継する中継装置１４を用いて、中継装置１４におけるプラントデータの受信及び監視システム１３への送信の成否をプラント情報処理装置１１に通知することで、監視システム１３までのプラントデータの到達状況がプラント内部で常時監視することができる。

また、伝送システム１０を２重化することにより、一方の伝送システム１０からのデータ送信が不可となった場合であっても、即座に他方の伝送システム１０に切り替えることができる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る伝送システム１０の構成図を示している。なお、図６において第１実施形態（図４）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。また、図６では、監視システム１３や衛星２１など一部構成を省略して記載している。

第２実施形態における伝送システム１０が第１実施形態と異なる点は、伝送量監視部３８と、間引きデータ収集部３９と、をさらに備える点にある。

伝送量監視部３８は、送受信中継部３４からプラント外部の監視システム１３に送信されるデータの伝送量を測定する。そして、測定されたデータの伝送量が所定の伝送値（周期的に出力されるプラントデータを伝送する上で必要となる伝送値）以上であるか否かを判定する。所定の伝送値以上に無い場合、ネットワークの伝送負荷が高く、現状のデータ伝送性能が低いと判断できる。

そして、送受信情報記録部３５は、プラントデータの受信の成否及びプラントデータの送信の成否とともに、データの伝送量が所定の伝送値以上であるか否かの判定情報を送受信情報として保存する。

送受信情報通知部３６は、プラント情報処理装置１１の通信監視部３１に送受信情報を通知する。なお、メタル回線を介して送受信情報を通知する場合、データの伝送量が所定の伝送値以上であるか否かを示す接点信号を伝送するためのメタル回線をさらに設ける。

間引きデータ収集部３９は、通知された送受信情報においてデータの伝送量が所定の伝送値以上で無い場合に、プラントデータベース２９に保存されるプラントデータについて、一定の間隔で間引いた間引きデータを収集する。例えば、１秒間隔で作成されたプラントデータを間引くことで、１０秒間隔のプラントデータにして収集する。

そして、間引きデータ収集部３９は、データの伝送量が所定の伝送値以上で無い場合に、収集した間引きデータをデータ出力部３０に出力させる。これにより、現状の伝送性能に応じたプラントデータをデータ出力部３０から出力することができる。

図７は、第２実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャートを示している（適宜、図６参照）。なお、第１実施形態に係るプラントデータの伝送手順（図５）と同一のステップには同一の符号を付して、第１実施形態の伝送手順と異なるステップを中心に説明する。

第２実施形態の伝送手順では、第１実施形態の伝送手順にＳ２１〜Ｓ２５が追加され、第１実施形態の伝送手順におけるＳ１３はＳ２２に変更される。

送受信中継部３４からプラントデータを監視システム１３に送信するステップ（Ｓ１２）後から説明する。

伝送量監視部３８は、プラント外部の監視システム１３に送信されるデータの伝送量を測定する。そして、データの伝送量が所定の伝送値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１）。

そして、送受信情報記録部３５は、プラントデータの受信の成否及びプラントデータの送信の成否とともに、データの伝送量が所定の伝送値以上であるか否かの判定情報を送受信情報として保存する（Ｓ２２）。

そして、送受信情報通知部３６は、送受信情報記録部３５で記録された送受信情報を、送受信情報伝送回線３７を介してプラント情報処理装置１１に通知する（Ｓ１４）。

データの送受信が成功しており、伝送量が所定の伝送値以上の場合は、プラント監視が終了するまでプラントデータを監視システム１３に送信する（Ｓ１５：ＹＥＳ、Ｓ２３：ＹＥＳ、Ｓ１６：ＮＯ）。

一方、伝送量が所定の伝送値以上に無い場合、間引きデータ収集部３９は、プラントデータベース２９に保存されるプラントデータを、一定の間隔で間引いた間引きデータを収集する（Ｓ２３：ＮＯ、Ｓ２４）。そして、間引きデータ収集部３９は、収集した間引きデータをデータ出力部３０に出力させる（Ｓ２５）。

このように、ネットワークの伝送負荷が高く、伝送性能が低い場合に、間引きしたプラントデータを収集して出力することで、データ送信量の抑制を行う。これにより、ネットワークの伝送性能が低下した場合でも、伝送渋滞によるデータ遅延やデータの欠損が抑制され、プラント外部の監視システム１３において連続してプラントデータを監視することができる。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る伝送システム１０の構成図を示している。なお、図６において第２実施形態（図６）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

第３実施形態における伝送システム１０が第２実施形態と異なる点は、補間データ収集部４０を備える点にある。

補間データ収集部４０は、間引きデータ収集部３９において間引かれるプラントデータを補間データとして保存する。

そして、補間データ収集部４０は、通知された送受信情報に基づいてデータの伝送量が所定の伝送値以上となった場合に、補間データをデータ出力部３０に出力させる。

このように、間引きデータ収集部３９において間引いたデータをとして保存しておき、伝送性能が元の状態に戻った時に、補間データを監視システム１３に送信する。これにより、伝送性能が低下していた期間のプラント挙動や、プロセス変動の原因調査の分析が可能となり、データの連続性を確保することができる。

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る伝送システム１０の構成図を示している。なお、図９において第１実施形態（図４）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

第４実施形態における伝送システム１０が第１実施形態と異なる点は、２つの伝送システム１０（１０_１，１０_２）により伝送系統を２重化した場合に、各伝送システム１０が短期データ保存部４１（４１_１，４１_２）を備える点にある。

短期データ保存部４１は、送受信中継部３４で順次受信されるプラントデータについて、最新の一定時間分のプラントデータを保存する。具体的には、保存したプラントデータのうちで一番古いプラントデータを削除し、受信した最新のプラントデータを保存する動作を周期的に実行することで、最新の一定時間分のプラントデータ（例えば、最新の５分間分のプラントデータ）が保存される。

主系の伝送システム１０_１においてデータ送受信の不成功が発生した場合、従系の伝送システム１０_２によるデータ送信に切り替わる。

このとき、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２は、主系の送受信情報通知部３６_１から通知された送受信情報に基づいてデータ送受信の不成功が発生した時間、つまり主系による正常送信までの時間を検出する。

そして、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２は、データ送受信の不成功が発生した時間以降のプラントデータを短期データ保存部４１_２から抽出して、監視システム１３に送信する。

図１０は、第４実施形態に係るプラントデータの伝送手順を示すフローチャートを示している（適宜、図９参照）。なお、第１実施形態に係るプラントデータの伝送手順（図５）と同一のステップには同一の符号を付して、第１実施形態の伝送手順と異なる点を中心に説明する。

第４実施形態の伝送手順では、第１実施形態の伝送手順にＳ２６〜Ｓ２８が追加される。

送受信中継部３４において、一方向通信装置１２を介してプラントデータを受信するステップ（Ｓ１１）後から説明する。

短期データ保存部４１（４１_１，４１_２）は、送受信中継部３４（３４_１，３４_２）で順次受信されるプラントデータについて、最新の一定時間分のプラントデータを保存する（Ｓ２６）。

そして、主系の伝送システム１０_１においてデータの送信または受信が不成功となった場合、主系から従系の伝送システム１０_２に切り替わる（Ｓ１５：ＮＯ、Ｓ１７）。

このとき、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２は、主系の送受信情報通知部３６_１から通知された送受信情報に基づいてデータ送受信の不成功が発生した時間を検出する（Ｓ２７）。

そして、従系の伝送システム１０_２の送受信中継部３４_２は、データ送受信の不成功が発生した時間以降のプラントデータを短期データ保存部４１_２から抽出して、監視システム１３に送信する（Ｓ２８）。

このように、短期データ保存部４１において最新の一定時間分のプラントデータを保存することで、切り替え時において送信が中断する期間のプラントデータを監視システム１３に送信する事ができる。これにより、伝送系統の切替え時におけるデータ欠損が防止されて、プラントデータの連続性を確保することができる。

以上述べた各実施形態のプラントデータ伝送システムによれば、プラントデータをプラント外部に中継する中継装置を用いて、中継装置におけるプラントデータの受信及び監視システムへの送信の成否をプラント情報処理装置に通知することで、監視システムまでのプラントデータの到達状況がプラント内部で常時監視することができる。また、主系及び従系の伝送システムで２重化を構成した場合にも、システムの切り替え時に遅延することなくプラントデータの伝送を継続することができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

なお、プラント情報処理装置１１、中継装置１４を構成する各ユニットの機能は、所定のプログラムコードを、プロセッサを用いて実行することによって実現しても良く、このようなソフトウェア処理に限らず、例えば、ＡＳＩＣ等を用いたハードウェア処理で実現しても良いし、ソフトウェア処理とハードウェア処理とを組み合わせて実現しても良い。

１０…プラントデータ伝送システム、１１…プラント情報処理装置、１２…一方向通信装置、１３…監視システム、１４…中継装置、１５…ファイアーウォール、１６…インターネット、１７…周期データ受信部、１８…外部データベース、１９…出力装置、２０…監視システム、２１…衛星、２２…周期データ受信部、２３…外部データベース、２４…出力装置、２５…入力装置、２６…プラント設備、２７…センサ、２８…データ収集部、２９…プラントデータベース、３０…データ出力部、３１…通信監視部、３２…一方向送信部、３３…一方向受信部、３４…送受信中継部、３５…送受信情報記録部、３６…送受信情報通知部、３７…送受信情報伝送回線、３８…伝送量監視部、３９…間引きデータ収集部、４０…補間データ収集部、４１…短期データ保存部。

Claims

一定の周期で作成されるプラントデータを出力するデータ出力部と、
出力された前記プラントデータを受信して、プラント外部に送信する送受信中継部と、
出力される前記プラントデータごとに、前記送受信中継部における前記プラントデータの受信の成否及び前記プラント外部への前記プラントデータの送信の成否を送受信情報として保存する送受信情報記録部と、
前記データ出力部と前記送受信中継部との間に設けられ、前記データ出力部から前記送受信中継部の方向にのみ前記プラントデータを伝送可能な一方向通信装置と、
前記送受信情報記録部で記録された前記送受信情報をプラント内部に送信する送受信情報伝送回線と、
前記データ出力部から前記プラント外部への送信が不成功である場合に、前記送受信情報記録部に記録され、前記プラントデータの受信と送信とのいずれの通信が不成功であったかを示す情報を含む前記送受信情報を、前記送受信情報伝送回線を介して前記プラント内部に通知する送受信情報通知部と、を備えることを特徴とするプラントデータ伝送システム。
前記送受信情報記録部が前記プラントデータに付与されたデータＩＤとともに送受信の成否の記録を行うものであり、
前記送受信情報通知部からの前記送受信情報を受けて前記データ出力部に対して送信が不成功である前記プラントデータを監視する通信監視部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ伝送システム。
前記データ出力部が測定時間を対応付けられた前記プラントデータを出力し、
前記送受信情報伝送回線が前記プラントデータの受信の成否及び前記プラントデータの送信の成否を示す接点信号を伝送するメタル回線を含み、
前記接点信号と前記プラントデータとに基づいて前記送受信情報を監視し、前記プラントデータに対応する前記測定時間に基づいて前記プラントデータの送受信の不成功発生時間を特定する通信監視部をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラントデータ伝送システム。
前記送受信情報記録部が前記プラントデータに付与されたデータＩＤとともに送受信の成否の記録を行うものであり、
前記送受信情報通知部が前記データＩＤに対応して、複数の前記メタル回線のうちから前記接点信号を伝送に用いる前記メタル回線を切り替えるようにし、
前記通信監視部は、複数の前記メタル回線のうち、前記接点信号の伝送に用いられた前記メタル回線を特定し、この特定に基づいて前記プラントデータの送受信の成否を判別することを特徴とする請求項３に記載のプラントデータ伝送システム。
前記プラント外部に送信されるデータの伝送量を測定し、前記データの伝送量が所定の伝送値以上であるか否かを判定する伝送量監視部と、
一定の周期で作成された前記プラントデータを、一定の間隔で間引いた間引きデータを収集する間引きデータ収集部と、をさらに備え、
前記送受信情報記録部は、前記プラントデータの受信の成否及び前記プラントデータの送信の成否とともに、前記データの伝送量が前記所定の伝送値以上であるか否かの判定情報を前記送受信情報として保存し、
前記間引きデータ収集部は、前記データの伝送量が前記所定の伝送値以上で無い場合に、前記プラントデータを間引いた前記間引きデータを収集して、前記データ出力部に前記間引きデータを出力させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプラントデータ伝送システム。
前記データ出力部、前記送受信中継部、前記送受信情報記録部、及び前記送受信情報通知部をそれぞれ備えた２重の伝送システムを構成して、
出力された前記プラントデータの前記プラント外部への送信は、一方の前記伝送システムを用いて優先的に行い、
前記プラントデータの送信を実施する前記伝送システムの前記送受信情報通知部は、他方の前記伝送システムに前記送受信情報を通知し、
前記プラントデータの送信を実施する前記伝送システムにおいて、送信または受信の不成功が発生した場合、前記プラント外部への送信を実施していない前記伝送システムに前記プラントデータの送信を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプラントデータ伝送システム。
前記伝送システムのそれぞれは、前記送受信中継部で受信される前記プラントデータについて、最新の一定時間分の前記プラントデータを保存する短期データ保存部を備え、
前記プラントデータの送信を実施する前記伝送システムにおいて送信または受信の不成功が発生した場合に、前記プラント外部への送信を実施していない前記伝送システムの前記送受信中継部は、送信または受信の不成功が発生した時間以降の前記プラントデータを前記短期データ保存部から抽出して、前記プラント外部に送信することを特徴とする請求項６に記載のプラントデータ伝送システム。
一定の周期で作成されるプラントデータをデータ出力部から出力するステップと、
送受信中継部において、出力された前記プラントデータを受信して、プラント外部に送信するステップと、
出力される前記プラントデータごとに、前記送受信中継部における前記プラントデータの受信の成否及び前記プラント外部への前記プラントデータの送信の成否を送受信情報として送受信情報記録部に記録するステップと、
前記データ出力部と前記送受信中継部との間に設けられた一方向通信装置により、前記データ出力部から前記送受信中継部の方向にのみ前記プラントデータを伝送するステップと、
前記送受信情報記録部で記録された前記送受信情報を送受信情報伝送回線によりプラント内部に送信するステップと、
前記データ出力部から前記プラント外部への送信が不成功である場合に、前記送受信情報記録部に記録され、前記プラントデータの受信と送信とのいずれの通信が不成功であったかを示す情報を含む前記送受信情報を、前記送受信情報伝送回線を介して前記プラント内部に通知するステップと、を含むことを特徴とするプラントデータ伝送方法。