JP7102142B2 - 監視制御システム及び監視制御システムの切替方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、監視制御システム及び監視制御システムの切替方法に関する。

制御対象機器の動作を制御する下位システムと、下位システムの監視又は制御を行う上位システムとを備える監視制御システムがある。このような監視制御システムにおいて、既設の上位システム（以下「旧システム」という。）を新たな上位システム（以下「新システム」という。）に更新する際、新システムの導入試験を行うために、監視制御システム内に旧システムと新システムとを混在させる場合がある。しかしながら、従来、旧システムと新システムとが混在した状態（以下「混在状態」という。）では、制御対象機器の監視又は制御の中断や、新システムと旧システムとの間の互換性の確認などが必要となり、監視制御システムの更新に多大な労力を要する場合があった。

特開２００４－１１０２３３号公報 特開２０１５－１２５５９１号公報 特開２０１７－３４７５１号公報 特開２０１４－２３３０６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、上位システムの更新をより容易に行うことができる監視制御システム及び監視制御システムの切替方法を提供することである。

実施形態の監視制御システムは、下位システムと、旧システムと、新システムと、中継装置と、を持つ。下位システムは、制御対象機器の動作を制御する。旧システムは、前記下位システムの監視又は制御を行う既設の上位システムである。新システムは、前記下位システムの監視又は制御を行う新設の上位システムである。中継装置は、中継定義情報に基づいて、前記下位システムと前記旧システムとの間の通信、及び前記下位システムと前記新システムとの間の通信を中継するとともに、前記旧システムと前記新システムとの間の通信を遮断する。

実施形態の監視制御システム１００のシステム構成の具体例を示す図。 実施形態におけるコントローラ２１の機能構成の具体例を示すブロック図。 実施形態における監視操作端末３１の機能構成の具体例を示すブロック図。 実施形態における監視制御サーバ３２の機能構成の具体例を示すブロック図。 実施形態における中継装置５の機能構成の具体例を示すブロック図。 実施形態における識別定義情報を説明する図。 実施形態における中継定義情報の具体例を示す図。 既存の監視制御システムのシステム構成を、実施形態の監視制御システム１００のシステム構成に切り替える方法の具体例を説明する図。 既存の監視制御システムのシステム構成を、実施形態の監視制御システム１００のシステム構成に切り替える方法の具体例を説明する図。 実施形態の監視制御システム１００のシステム構成を、旧システム３を含まない監視制御システムの最終構成に切り替える方法の具体例を説明する図。 実施形態の監視制御システム１００のシステム構成を、旧システム３を含まない監視制御システムの最終構成に切り替える方法の具体例を説明する図。

以下、実施形態の監視制御システム及び監視制御システムの切替方法を、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の監視制御システム１００のシステム構成の具体例を示す図である。制御対象機器９－１～９－Ｎ（Ｎは１以上の整数）は、監視制御システム１００による監視又は制御の対象となる機器である。制御対象機器９－１～９－Ｎが、監視制御システム１００の制御に基づいて動作することにより制御対象プロセスが実現される。制御対象機器９－１～９－Ｎによって実現される制御対象プロセスは、どのようなプロセスであってもよい。例えば、制御対象プロセスの一例として、水処理プロセスや製造プロセス、発電プロセスなどのプロセスが挙げられる。以下、特に区別する必要がない場合、制御対象機器９－１～９－Ｎを制御対象機器９と記載する。

実施形態の監視制御システム１００は、下位システム２、旧システム３、新システム４及び中継装置５を備える。下位システム２は、制御対象機器９－１～９－Ｎの動作を制御するシステムである。具体的には、下位システム２は、コントローラ２１－１～２１－Ｎを備える。コントローラ２１－ｉ（ｉは１からＮまでの整数）は、制御対象機器９－ｉの動作を制御する。以下、特に区別する必要がない場合、コントローラ２１－１～２１－Ｎをコントローラ２１と記載する。

なお、図１では、各コントローラ２１にはそれぞれ１つの制御対象機器９が接続されているが、各コントローラ２１に接続される制御対象機器９は複数であってもよく、コントローラ２１は複数の制御対象機器９を制御するように構成されてもよい。

旧システム３は、下位システム２の監視又は制御を行う既設の上位システムである。具体的には、旧システム３は、監視操作端末３１、監視制御サーバ３２－１及び３２－２を備える。監視操作端末３１は、下位システム２の監視又は制御に関するユーザインタフェースを提供する機能を有する。監視制御サーバ３２－１及び３２－２は、下位システム２の監視又は制御に関する各種のデータ処理を行う機能を有する。以下、特に区別する必要がない場合、監視制御サーバ３２－１及び３２－２を監視制御サーバ３２と記載する。なお、旧システム３は、監視操作端末３１と監視制御サーバ３２との両方の機能を有する装置を備えてもよい。

新システム４は、下位システム２の監視又は制御を行う新設の上位システムである。具体的には、新システム４は、監視操作端末３１と同様の監視操作端末４１、監視制御サーバ３２と同様の監視制御サーバ４２－１及び４２－２を備えることにより、旧システム３と同様の機能を有する。以下、特に区別する必要がない場合、監視制御サーバ４２－１及び４２－２を監視制御サーバ４２と記載する。

中継装置５は、下位システム２と、旧システム３と、新システム４との間の通信を中継する機能（以下「中継機能」という。）を有する通信装置である。例えば、中継装置５は、レイヤ２スイッチやレイヤ３スイッチ等の通信装置である。中継機能は、レイヤ２の通信プロトコルに基づいて実現されてもよいし、レイヤ３の通信プロトコルに基づいて実現されてもよい。

なお、実施形態の監視制御システム１００において、下位システム２、旧システム３及び新システム４は、それぞれ異なるＬＡＮ（Local Area Network）に収容される。具体的には、下位システム２は下位ＬＡＮ２０（第１のネットワークの一例）に、旧システム３は旧上位ＬＡＮ３０（第２のネットワークの一例）に、新システム４は新上位ＬＡＮ４０（第３のネットワークの一例）に、それぞれ収容される。そして、中継装置５の中継機能により、下位ＬＡＮ２０と、旧上位ＬＡＮ３０及び新上位ＬＡＮ４０との間の通信が中継されることで、旧システム３及び新システム４の両方が、下位システム２の監視又は制御を行うことができる。

図２は、実施形態におけるコントローラ２１の機能構成の具体例を示すブロック図である。コントローラ２１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。コントローラ２１は、プログラムの実行によって通信部２１１、入出力部２１２、記憶部２１３、プロセスデータ取得部２１４及び制御部２１５を備える装置として機能する。

通信部２１１は、コントローラ２１を下位ＬＡＮ２０に接続する通信インタフェースである。入出力部２１２は、コントローラ２１が制御対象機器９との通信に用いる通信インタフェースである。コントローラ２１は、通信部２１１を介して中継装置５と通信し、中継装置５を介して旧システム３及び新システム４と通信する。また、コントローラ２１は、入出力部２１２を介して制御対象機器９との間で信号の入出力を行う。

記憶部２１３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部２１３は、コントローラ２１の動作に必要な各種情報を記憶する。例えば、記憶部２１３は、制御対象機器９の制御指示値を決定するためのプログラムや、そのプログラムの実行時に参照される設定情報などを予め記憶している。さらに、本実施形態では、記憶部２１３には、下位ＬＡＮ２０側から受信されたデータが旧システム３及び新システム４のどちらから送信されたデータであるかを識別するために用いられる情報（以下「識別定義情報」という。）が予め記憶されている。

プロセスデータ取得部２１４は、プロセスデータを取得する。プロセスデータは制御対象プロセスに関する情報である。例えば、制御対象機器９の状態を示す情報などがプロセスデータの一例として挙げられる。この場合、プロセスデータ取得部２１４は、入出力部２１２を介して制御対象機器９からプロセスデータを示す信号を取得する。プロセスデータ取得部２１４は、取得したプロセスデータを制御部２１５に出力するとともに、通信部２１１を介して旧システム３及び新システム４に送信する。

なお、プロセスデータは、制御対象機器９の状態を示す情報に限定されず、プロセスデータは制御対象プロセスに関する情報であればどのような情報であってもよい。例えば、プロセスデータは、制御対象プロセスに関する物理量の測定値や、所定の事象の検出結果などを示す情報であってもよい。また、プロセスデータは必ずしも外部の装置から取得された情報である必要はなく、コントローラ２１において生成された情報であってもよい。例えば、プロセスデータは、コントローラ２１が制御対象機器９について決定した制御指示値であってもよいし、制御指示値を決定する処理において生成された中間データであってもよい。

制御部２１５は、制御対象機器９の制御に関する各種処理を実行する。例えば、制御部２１５は、制御対象機器９に対する制御指示値を決定する処理を実行する。制御指示値はどのような方法で決定されてもよい。例えば、制御指示値は、プロセスデータ取得部２１４によって取得されたプロセスデータに基づいて決定されてもよいし、上位システムから送信される各種の制御情報に基づいて決定されてもよい。例えば、制御対象機器９の制御指示値を決定する際に考慮されるべき目標値や上限値、下限値等が制御情報として送信される。制御部２１５は、決定した制御指示値を、入出力部２１２を介して制御対象機器９に出力する。

なお、実施形態の監視制御システム１００において、コントローラ２１には、旧システム３及び新システム４の両方から同種の情報が送信される可能性があり、コントローラ２１がいずれかの情報を選択しなければならない場合が想定される。例えば、コントローラ２１に対して同じ制御情報が旧システム３及び新システム４の両方から送信されてくる場合などが考えられる。この場合、コントローラ２１は、いずれかの制御情報を選択して制御指示値を決定する必要がある。

また、コントローラ２１が、上位システムから送信された情報の受信に応じて、送信元の上位システムと通信しなければならない場合も想定される。例えば、コントローラ２１が、受信した制御情報に基づいて制御指示値を決定し、決定した制御指示値による制御対象機器９の制御結果を、制御情報の送信元の上位システムに通知する場合などが考えられる。

このような場合、コントローラ２１は、受信した情報が、旧システム３又は新システム４のどちらの上位システムから送信されたものであるかを識別する必要がある。そこで、本実施形態のコントローラ２１において、制御部２１５は、上位システムから受信された情報について、送信元の上位システムを識別する機能を有する。具体的には、記憶部２１３には、送信元が新システム４であることを識別するための識別定義情報が予め記憶され、制御部２１５は、受信データに新システム４の識別情報が含まれているか否かを判定する。制御部２１５は、受信データに新システム４の識別情報が含まれている場合には送信元が新システム４であると判定し、識別情報が含まれていない場合には送信元が旧システム３であると判定する。

図３は、実施形態における監視操作端末３１の機能構成の具体例を示すブロック図である。監視操作端末３１は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。監視操作端末３１は、プログラムの実行によって通信部３１１、記憶部３１２、入力部３１３、表示部３１４及び制御部３１５を備える装置として機能する。

通信部３１１は、監視操作端末３１を旧上位ＬＡＮ３０に接続する通信インタフェースである。通信部３１１は、旧上位ＬＡＮ３０を介して監視制御サーバ３２と通信する。

記憶部３１２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部３１２は、監視操作端末３１の動作に必要な各種情報を記憶する。例えば、記憶部３１２は、下位システム２の監視又は制御に関するユーザインタフェースを提供するためのプログラムや、そのプログラムの実行時に参照される設定情報などを予め記憶している。

入力部３１３は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を用いて構成される。又は、入力部３１３は、これらの入力装置を監視操作端末３１に接続する通信インタフェースとして構成されてもよい。入力部３１３は、監視操作端末３１に対する情報の入力を受け付け、入力情報を制御部３１５に出力する。例えば、入力部３１３は、監視操作端末３１が提供するユーザインタフェースに対するユーザの操作入力を受け付ける。

表示部３１４は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を含んで構成される。又は、表示部３１４は、これらの表示装置を自装置に接続するインタフェースとして構成されてもよい。表示部３１４は、下位システム２の監視又は制御に関するユーザインタフェースを表示する。例えば、表示部３１４には、下位システム２の監視に関するユーザインタフェースとして、下位システム２から取得されたプロセスデータを表示する画面（以下「監視画面」という。）が表示される。また、例えば、表示部３１４には、下位システム２の制御に関するユーザインタフェースとして、コントローラ２１や制御対象機器９の操作に関するユーザの入力を受け付ける画面（以下「操作画面」という。）が表示される。

制御部３１５は、下位システム２の監視又は制御に関するユーザインタフェースを提供するための各種処理を実行する。例えば、制御部３１５は、表示部３１４にユーザインタフェースを表示させる処理（以下「表示処理」という。）を実行するとともに、ユーザインタフェースを介して入力されるユーザの操作に応じた処理（以下「操作処理」という。）を実行する。例えば、制御対象機器９を停止させる操作が入力された場合、制御部３１５は、監視制御サーバ３２に対して制御対象機器９を停止する処理の実行を指示する。

図４は、実施形態における監視制御サーバ３２の機能構成の具体例を示すブロック図である。監視制御サーバ３２は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。監視制御サーバ３２は、プログラムの実行によって通信部３２１、記憶部３２２、プロセスデータ取得部３２３及び制御部３２４を備える装置として機能する。

通信部３２１は、監視制御サーバ３２を旧上位ＬＡＮ３０に接続する通信インタフェースである。通信部３２１は、旧上位ＬＡＮ３０を介して下位システム２と通信する。

記憶部３２２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部３２２は、監視制御サーバ３２の動作に必要な各種情報を記憶する。例えば、記憶部３２２は、下位システム２からプロセスデータを取得する処理や、下位システム２に対して制御情報を送信する処理を実行するためのプログラムや、そのプログラムの実行時に参照される設定情報などを予め記憶している。また、例えば、記憶部３２２は、下位システム２から取得されたプロセスデータや、取得されたプロセスデータに基づいて取得される各種の工業値を示す情報などを記憶する。

プロセスデータ取得部３２３は、下位システム２からプロセスデータを取得し、取得したプロセスデータに基づいて、ユーザインタフェースの提供に必要な情報を生成する機能を有する。プロセスデータ取得部３２３は、取得したプロセスデータや、プロセスデータに基づいて生成された情報を記憶部３２２に記憶させる。

例えば、プロセスデータには、そのままでは人間が理解できない情報が含まれる場合があり、取得したプロセスデータをそのまま監視画面に表示できない場合がある。例えば、センサ等の測定機器には、機器の仕様に応じて予め定められた範囲内で正規化された値を出力するものがある。このような機器の出力値は、工業値に変換されることによってはじめて人間が理解できる情報となる。そのため、このような場合には、プロセスデータ取得部３２３は、下位システム２に関する工業値を監視画面に表示させるために、プロセスデータを工業値に変換する機能を有してもよい。また、例えば、プロセスデータには、そのままではアプリケーションが利用しにくい形式で取得されるものもある。このような場合、プロセスデータ取得部３２３は、取得したプロセスデータを、アプリケーションで利用可能な形式に変換する機能を有してもよい。

制御部３２４は、プロセスデータ取得部３２３によって下位システム２から収集されたプロセスデータを監視操作端末３１に提供する機能を有する。また、制御部３２４は、監視操作端末３１の指示に応じて、下位システム２の制御に関する処理を実行する機能を有する。例えば、監視操作端末３１において制御対象機器９を停止する操作が入力された場合、制御部３２４は、監視操作端末３１から制御対象機器９の停止に関する処理の実行指示を受ける。制御部３２４は、この指示に応じて、コントローラ２１が制御対象機器９の停止を指示するための制御情報を生成し、生成した制御情報を下位システム２に送信する。

以上、旧システム３が備える監視操作端末３１及び監視制御サーバ３２の構成について説明したが、新システム４が備える監視操作端末４１及び監視制御サーバ４２の構成は、基本的には旧システム３と同様である。そのため、本実施形態では、監視操作端末４１及び監視制御サーバ４２の構成に関する図示及び説明を省略する。以下の説明では、監視操作端末３１及び監視制御サーバ３２の各機能部に付した符号を付記した（）の符号に読み替えることにより、監視操作端末４１及び監視制御サーバ４２が備える各機能部を示す。例えば、監視操作端末４１において、監視操作端末３１の通信部３１１に相当する機能部を通信部４１１と記載する。

ただし、監視操作端末４１及び監視制御サーバ４２は、下位システム２に対して送信するデータに、自身が所属する上位システム（すなわち新システム４）の識別情報を含める点で、監視操作端末３１及び監視制御サーバ３２と異なる。このため、監視操作端末４１は記憶部４１２に、監視制御サーバ４２は記憶部４２２に、それぞれコントローラ２１と同様の識別定義情報を予め記憶している。なお、監視操作端末４１がコントローラ２１と直接的に通信しない場合、監視制御サーバ４２にのみ識別定義情報が記憶されてもよい。

図５は、実施形態における中継装置５の機能構成の具体例を示すブロック図である。中継装置５は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。中継装置５は、プログラムの実行によって第１通信部５１、第２通信部５２、第３通信部５３、記憶部５４及び中継部５５を備える装置として機能する。

第１通信部５１は、中継装置５を下位ＬＡＮ２０に接続する通信インタフェースである。第２通信部５２は、中継装置５を旧上位ＬＡＮ３０に接続する通信インタフェースである。第３通信部５３は、中継装置５を新上位ＬＡＮ４０に接続する通信インタフェースである。第１通信部５１は、下位ＬＡＮ２０を介して下位システム２と通信する。第２通信部５２は、旧上位ＬＡＮ３０を介して旧システム３と通信する。第３通信部５３は、新上位ＬＡＮ４０を介して新システム４と通信する。

記憶部５４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部５４は、中継装置５の動作に必要な各種情報を記憶する。例えば、記憶部５４は、中継機能に関する処理を実行するためのプログラムや、そのプログラムの実行時に参照される設定情報などを予め記憶している。例えば、一例として、記憶部５４には、中継装置５が中継すべき通信と中継すべきでない通信とを識別するための設定情報（以下「中継定義情報」という。）が予め記憶されている。

中継部５５は、下位システム２と旧システム３と新システム４との間の通信を中継定義情報に基づいて中継する。具体的には、中継部５５は、旧システム３と新システム４との間の通信を遮断し、それ以外の通信を中継する。

なお、以上説明したコントローラ２１、監視操作端末３１及び４１、監視制御サーバ３２及び４２、中継装置５の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

図６は、実施形態における識別定義情報を説明する図である。図６（Ａ）は、識別定義情報の具体例を示し、図６（Ｂ）は新システム４の識別情報が埋め込まれた送信データ（又は受信データ）の具体例を示す。例えば、識別定義情報は、図６（Ａ）に示すように、識別情報の値を示す識別値、識別値のデータ長、及び識別値の埋め込み位置を示す情報として各装置（すなわちコントローラ２１、監視操作端末４１及び監視制御サーバ４２）の記憶部に記憶される。図６（Ａ）の例は、識別値が３ビット長のビット列“１１１”で表され、その埋め込み位置がペイロードの先頭から５ビット目以降であることを示す。

この場合、新システム４から送信される送信データには、ペイロードの先頭５～７ビット目に識別値“１１１”が埋め込まれる。これにより、コントローラ２１の制御部２１５は、受信データのペイロードの先頭５～７ビット目の値が“１１１”であるか否かを判定することで、受信データの送信元が旧システム３であるか又は新システム４であるかを識別することができる。

図７は、実施形態における中継定義情報の具体例を示す図である。例えば、図７は、中継定義情報が、中継装置５に中継させない通信の識別情報として定義された例を示す。この場合、中継装置５は、受信データの送信元及び送信先のＩＰアドレスの組み合わせが、図７に示す送信元アドレス及び送信先アドレスの組み合わせのいずれかに含まれる場合に、その受信データが中継すべきでないデータであると判定する。

具体的には、図７において、“１９２．１６８．１．０／２４”は旧システム３のネットワークアドレスを表し、“１９２．１６８．２．０／２４”は新システム４のネットワークアドレスを表す。この場合、中継装置５の中継部５５は、エントリＥ１に基づいて旧システム３から新システム４への通信を遮断し、エントリＥ２に基づいて新システム４から旧システム３への通信を遮断する。

ここでは、遮断すべき通信の設定情報を中継定義情報としたが、中継定義情報は、中継すべき通信の設定情報として定義されてもよい。また、中継定義情報は、遮断すべき通信を示す情報と、中継すべき通信を示す情報との両方を含んでもよい。

また、中継装置５は、マルチキャストやブロードキャスト等の通信を中継する機能を有してもよい。この場合、中継部５５は、送信先のＩＰアドレスがマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスである場合には、送信元のＩＰアドレスに対応する送信先アドレスに対して受信データを中継しないように構成されてもよい。例えば、受信データの送信元が旧システム３であって、送信先のＩＰアドレスが”２５５．２５５．２５５．２５５”（すなわちブロードキャストアドレス）である場合、中継部５５は“１９２．１６８．１．０／２４”の送信元アドレス（すなわち旧システム３のネットワークアドレス）に対応する送信先アドレス“１９２．１６８．２．０／２４”によって示されるネットワーク（すなわち新システム４のネットワーク）に受信データを中継しないように構成される。

このような中継定義情報に基づいて通信を遮断又は中継することにより、中継部５５は、下位システム２と旧システム３との間の通信、及び下位システム２と新システム４との間の通信のみを中継することができる。

図８及び図９は、下位システム２と、既設の上位システムである旧システム３とを備える既存の監視制御システムにおいて、旧システム３を新たな上位システムである新システム４に更新する際に、既存の監視制御システムのシステム構成を、実施形態の監視制御システム１００のシステム構成（中間構成）に切り替える方法の具体例を説明する図である。ここで、図８は切り替えの手順を示し、図９は切り替えるシステム構成の変更箇所を示す。図９において、実線は既存のシステム構成を示し、破線は既存のシステム構成からの変更箇所を示す。

まず、最初のステップとして、既存のシステム構成に、旧上位ＬＡＮ３０及び新上位ＬＡＮ４０を新設する（ステップＳ１１）。続いて、新設した旧上位ＬＡＮ３０に旧システム３を接続する（ステップＳ１２）。続いて、新設した新上位ＬＡＮ４０に新システム４を接続する（ステップＳ１３）。そして最後に、予め中継定義情報を設定した中継装置５を、下位ＬＡＮ２０、旧上位ＬＡＮ３０及び新上位ＬＡＮ４０に接続する（ステップＳ１４）。

図１０及び図１１は、実施形態の監視制御システム１００のシステム構成を、旧システム３を含まない監視制御システムの最終構成に切り替える方法の具体例を説明する図である。ここで、図１０は切り替えの手順を示し、図１１は切り替えるシステム構成の変更箇所を示す。図１１において、実線は監視制御システムの最終構成を示し、破線は実施形態の監視制御システム１００のシステム構成からの変更箇所を示す。

まず、最初のステップとして、コントローラ２１を１台ずつ下位ＬＡＮ２０から切り離し、新上位ＬＡＮ４０に接続する（ステップＳ２１）。ここで、下位ＬＡＮ２０にコントローラ２１に代わる新規のコントローラが接続されている場合、このタイミングでコントローラ２１を廃棄し、新規のコントローラのみを新上位ＬＡＮ４０に接続してもよい。

続いて、旧システム３を停止する（ステップＳ２２）。続いて、旧システム３及び中継装置５を撤去する（ステップＳ２３）。そして最後に、旧上位ＬＡＮ３０及び下位ＬＡＮ２０を撤去する（ステップＳ２４）。これにより、旧システム３が廃止され、下位ＬＡＮ２０と新上位ＬＡＮ４０とが同じＬＡＮに統合される。なお、ここでは、下位ＬＡＮ２０を新上位ＬＡＮ４０に統合する例を示したが、新上位ＬＡＮ４０を下位ＬＡＮ２０に統合してもよい。

このように構成された実施形態の監視制御システム１００は、制御対象機器９の動作を制御する下位システム２と、下位システム２の監視又は制御を行う既設の旧システム３と、旧システム３と同様に下位システム２の監視又は制御を行う新設の新システム４とを、それぞれ異なるＬＡＮに収容し、中継装置５が旧システム３と新システム４との間の通信を遮断するとともに、各上位システムと下位システム２との間の通信を中継する。

このような構成によれば、ユーザは、新システム４の導入に際し、新システム４と下位システム２との間のインタフェース試験を安全に実施することができる。具体的には、中継装置５が旧システム３と新システム４との間の通信を遮断することにより、旧システム３の通信が新システム４に悪影響を与えることを抑止することができるともに、新システム４の通信が旧システム３に悪影響を与えることを抑止することができる。仮に、旧システム３と新システム４との間の通信が遮断されない場合、いずれ旧システム３が撤去されるにも関わらず、旧システム３及び新システム４を構成する機器のバージョンの全ての組み合わせについてもインタフェース試験を行う必要があり、多大な労力を要することになる。これに対し、旧システム３を新システム４に更新する際の中間構成として、既存の監視制御システムを実施形態の監視制御システム１００のように構成すれば、ユーザは、新システム４と下位システム２との間のインタフェース試験のみを行えばよくなるため、システムの更新に係る労力を低減することが可能となる。

また、実施形態の監視制御システム１００によれば、新システム４と下位システム２との間のインタフェース試験を行っている間でも、旧システム３が下位システム２の監視又は制御を継続することができる。そのため、新システム４のインタフェース試験を行うために下位システム２の運用を停止することを回避することが可能となる。そのため、システム更新に係る監視制御システムの計画停止時間を短縮することが可能となる。

また、実施形態の監視制御システム１００において、新システム４を構成する各機器は、自システムの識別情報を含めたデータを送信する。これにより、データを受信する下位システム２は、自システムが記憶する識別定義情報に照らし、受信データが旧システム３又は新システム４のいずれから送信されたデータであるかを識別することができる。これにより、下位システム２は、中間構成の監視制御システム１００において、旧システム３及び新システム４の両方から同種のデータが送信された場合であっても、予め定められた条件に基づいていずれか一方のデータを選択することが可能となる。なお、データを選択する際の条件は、どのような条件であってもよい。

すなわち、既存の監視制御システムのシステム構成を実施形態の監視制御システム１００のシステム構成に変更することで、ユーザは、上位システムの更新をより容易に行うことが可能となる。

（変形例）
上記の実施形態では、レイヤ３のプロトコル階層で実現される中継機能（一般にルーティングと呼ばれる）の例を示したが、中継機能の実現方法はこれに限定されない。例えば、中継機能は、レイヤ２のプロトコル階層におけるスイッチングやブリッジング、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）等の機能を用いて実現されてもよい。また、例えば、中継機能は、同じＶＬＡＮに所属するポートのブロードキャストドメインを分割することができるプライベートＶＬＡＮの機能を用いて実現されてもよい。

また、中継機能は、レイヤ３より上位のアプリケーション層で実現されてもよい。アプリケーション層における中継機能は、例えば、中継装置５に下位システム２や新システム４と同様の識別定義情報を予め記憶させることで実現できる。この場合、中継装置５は、下位システム２と同様の方法で送信元の上位システムを識別し、送信元が新システム４である通信を旧システム３に中継しないように構成されてもよい。

また、中継機能は複数台の中継装置によって実現されてもよい。例えば、中継機能は、下位ＬＡＮ２０を旧上位ＬＡＮ３０に接続する第１の中継装置と、下位ＬＡＮ２０を新上位ＬＡＮ４０に接続する第２の中継装置とによって実現されてもよい。この場合、第１及び第２の中継装置には、例えばハブ等の機器を用いることができる。

また、中継装置５は、必要に応じて冗長化されてもよい。具体的には、中継装置５は、複数の通信装置を用いて構成され、複数の通信装置のうちの１以上が現用系として機能するように構成され、その他の１以上の通信装置が待機系として機能するように構成されてもよい。また、待機系を設けずに複数の通信装置を全て現用系として機能させ、受信側が受信データの取捨選択を行うように構成されてもよい。なお、中継装置５の冗長化はレイヤ２のプロトコル階層で実現されてもよいし、レイヤ３のプロトコル階層で実現されてもよい。また、冗長化プロトコルにはどのようなプロトコルが用いられてもよい。例えば、中継装置５の冗長化には、ＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol）やＨＳＲＰ（Hot Standby Router Protocol）、ＧＬＢＰ（Gateway Load Balance Protocol）、ＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）、ＶＬＡＮ ｔｒｕｎｋ、Ｌｉｎｋ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ等のプロトコルが用いられてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、制御対象機器９の動作を制御する下位システム２と、下位システム２の監視又は制御を行う既設の上位システムである旧システム３と、下位システム２の監視又は制御を行う新設の上位システムである新システム４と、下位システム２と、旧システム３及び新システム４との間の通信を中継するとともに、旧システム３と新システム４との間の通信を遮断する中継装置５と、を持つことにより、上位システムの更新をより容易に行うことができる。

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同様に、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ものである。

１００…監視制御システム、２…下位システム、３…旧システム、４…新システム、９，９－１～９－Ｎ…制御対象機器、２０…下位ＬＡＮ、２１，２１－１～２１－Ｎ…コントローラ、２１１…通信部、２１２…通信部、２１３…記憶部、２１４…プロセスデータ取得部、２１５…制御部、３０…旧上位ＬＡＮ、３１…監視操作端末、３１１…通信部、３１２…記憶部、３１３…入力部、３１４…表示部、３１５…制御部、３２，３２－１，３２－２…監視制御サーバ、３２１…通信部、３２２…記憶部、３２３…プロセスデータ取得部、３２４…制御部、４０…新上位ＬＡＮ、４１…監視操作端末、４２，４２－１，４２－２…監視制御サーバ、５…中継装置、５１…第１通信部、５２…第２通信部、５３…第３通信部、５４…記憶部、５５…中継部

Claims (6)

1. 制御対象機器の動作を制御する下位システムと、
   前記下位システムの監視又は制御を行う既設の上位システムである旧システムと、
   前記下位システムの監視又は制御を行う新設の上位システムである新システムと、
   前記旧システム又は前記新システムから送られてくる受信データの送信先アドレスに基づいて、前記受信データを中継する中継装置と、
   を有し、
   前記中継装置は、
   前記受信データについて、送信元アドレスが前記旧システムで、送信先アドレスが前記新システムである場合は、前記旧システムからの前記受信データを前記新システムへ中継せず、又は、送信元アドレスが前記新システムで、送信先アドレスが旧システムである場合は、前記新システムからの前記受信データを前記旧システムへ中継しない、
   ことを特徴とする監視制御システム。
2. 前記下位システムを第１のネットワークに収容し、
   前記旧システムを第２のネットワークに収容し、
   前記新システムを第３のネットワークに収容し、
   前記中継装置は、前記第１のネットワークと、前記第２及び第３のネットワークとの間の通信を中継し、前記第２のネットワークと前記第３のネットワークとの間の通信を遮断する、
   請求項１に記載の監視制御システム。
3. 前記下位システムは、前記旧システム及び前記新システムの両方から同種のデータを受信した場合、いずれか一方の受信データを所定の条件に基づいて選択する、
   請求項１又は２に記載の監視制御システム。
4. 前記新システムに所属する装置は、自システムの識別情報を含むデータを前記下位システムに送信し、
   前記下位システムは、受信データに前記識別情報が含まれているか否かを判定することによって、前記受信データの送信元が前記旧システムであるか又は前記新システムであるかを識別する、
   請求項３に記載の監視制御システム。
5. 前記中継装置は、複数の通信装置を用いて構成され、
   前記複数の通信装置は、１以上の通信装置が現用系として機能するように構成され、その他の１以上の通信装置が待機系として機能するように構成される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の監視制御システム。
6. 制御対象機器の動作を制御する下位システムと、前記下位システムの監視又は制御を行う既設の上位システムである旧システムとを備える既存の監視制御システムにおいて、前記旧システムを新たな上位システムである新システムに更新する際に前記監視制御システムのシステム構成を切り替える方法であって、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の監視制御システムのシステム構成を中間構成として、前記既存の監視制御システムのシステム構成を前記中間構成に切り替える第１ステップと、
   前記中間構成の監視制御システムから前記旧システム及び前記中継装置を撤去するとともに、前記新システムを前記下位システムと通信可能に接続する第２ステップと、
   を有する監視制御システムの切替方法。

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