JPH04139937A

JPH04139937A - 遠隔監視制御用通信方法とその装置

Info

Publication number: JPH04139937A
Application number: JP26037690A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ogawa; 小川　義昭
Original assignee: Nippon Gear Co Ltd
Current assignee: Nippon Gear Co Ltd
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1992-05-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電力施設やプラント設備等において使用され
るバルブ群の遠隔監視制御に適したデータ通信方法とそ
の装置に関する。

［従来の技術］従来この種の遠隔監視制御システムにおいては、監視す
る側の中央コンピュータが、制御される側の多数のバル
ブアクチュエータ等を、従属的支配下におくような制御
体系か採られている。

また、マイクロコンピュータを持つ端末制御装置、例え
ばインチリンエンド型のバルブ制御装置をバルブアクチ
ュエータ側に設、げた場合でも、制御指令やデータ収集
の機会は、個々のバルブ制御装置毎に区分され、かつ各
バルブ制御装置側には、他のバルブ制御装置に関するデ
ータ収集や制御の機会が与えられていない。

即ち、中央コンピュータと各ノ１ルブ制御装置は、監視
データや制御データのデータ通信におけるマスクとスレ
ーブの関係をなし、従来のデータ通信方法では、データ
リンクを確立させた後のマスクとスレーブ間の交信内容
は、他の各スレーブから知ることができない状態になっ
ている。

特に、スレーブ側からマスク側への通信内容を、各スレ
ーブが均等な機会をもって傍受しうるようにはなってい
ない。

［発明が解決しようとする課題］電力施設や化学ブラント施設における遠隔監視制御装置
の制御対象、例えば水門やバルブ等は、個々の開閉状態
が他の部所の制御対象へ影響を与える波及効果の生し易
いものである。

そのため、中央監視コンピュータは、常に各制御対象の
状態を速やかに把握して、最適な状態を維持するべく、
各制御対象の制御状態のデータを収集し、必要に応じて
、各制御対象に制御指令を発している。

しかし、波及効果の生し易い（相関度の高い）制御系に
おいて、複数個所に事故が同時発生すると、中央コンピ
ュータには、データの収集や事故の相関の計算、波及効
果の４算またはシミュレーション等、−度に多大な負担
が掛かり、適切な制御の指令信号の送出に遅れを生じる
ことがある。

［課題を解決するための手段］本発明においては、以下のようにして」−述の課題を解
決する。

監視もしくは制御をしようとする１つ以上の制御要素を
マイクロコンピュータで制御するようにした複数の端末
制御装置を、通信手段をもって相互に接続することによ
り、遠隔監視制御通信網を形成し、この遠隔監視制御通
信網を介して、端末制御装置の制御データを、伝達する
ようにした遠隔監視制御用通信方法において、前記通信
手段における、伝達しようとする情報が挿入されるデー
タ領域を複数に区分し、この各区分データ領域に、各端
末制御装置を対応させて、その端末制御装置の制御デー
タを適時に記録し、かつこの各端末制御装置対応の各制
御データが記録されている１連＃ｒ＋、ｒＭもしくは制
御をしようとする１つ以上の制御要素をマイクロコンピ
ュータで制御するようにした複数の端末制御装置を、通
信手段をもって相互に接続することにより、遠隔監視制
御通信網を形成し、この遠隔監視制御通信網を介して、
端末制御装置の制御データを、伝達するようにした遠隔
監視制御用通信装置において、マイクロコンピュータに
よって制御される端末制御部と、通信手段によって制御
される通信制御部との間に、前記端末制御装置の制御デ
ータか記録されるデュアル［作　　用］マイクロコンピュータを備えた各インテリジェント型端
末制御装置が、相互に他の端末制御装置の状態信号を持
ち合うので、緊急時においても、各端末のマイクロコン
ピュータが、相互の制御関係を考慮した安全サイドへの
退避制御を確実かつ速やかに行うことができる。

また、他の端末制御装置の状態信号を、デュアルボー１
・・ランダムアクセス・メモリに格納して相互に持ち合
うので、通信系と制御系の相互の影響を分離しながら、
しかも、端末制御装置同士が互いの制御状態を監視しな
がら、各端末制御装置は、独自性の高い制御を行うこと
ができる。

［実施例］第１図及び第２図は、本発明の実施要領を説明する遠隔
監視制御システムの一例を示す構成概略図である。

（Ａｏ）は、中央コンピュータ部（１）を備えた通信網
におけるホスト局、（Ａ、）〜（Ａ５）は、マイクロコ
ンピュータによるインテリジェント型端末制御装置（以
下端末制御装置と呼ぶ。）（２）を備えたスレーブ局で
ある。

ホスト局（Ａ。）と各スレーブ局（Ａ１）〜（Ａ５）は
、光ケーブル回線（３）を介して、リンク状に連結され
ている。

各スレーブ局（Ａ、）〜（Ａ５）には、光ケーブル回線
（３）に、光信号中継装置（４）が直列に設けられてい
る。

光信号中継装置（４）は、第３図に示す如く、リング状
回線の一方の光ケーブル回線（３ａ）から光信号（Ｉ７
）か送られてくると、この光信号（■７）を、光電変換
器（４ａ）を介して一旦電気信号（Ｅ）に変換し、その
電気信号（Ｅ）を、電−光変換器（４ｂ）を介して再ひ
光信号（Ｌ）に変換し、光信号（Ｉ、）が入力したのと
は別の光ケーブル回線（３ｂ）に出力する。

図中（４Ｃ）は、ハーフミラ−である。

即ち、光信号中継装置（４）に入力した光信号（Ｉ７）
は、その中継装置（４）を透過モードで通り抜ける。

光信号中継装置（４）は、光信号（Ｌ）を、一方向、例
えば第１図実線矢示の時計回り、および点線矢示の反時
計回りのいずれにも、起点をホスト局（Ａ。）として、
その方向から送られてきた光信号（Ｉ、）を、光ケーブ
ル回線（３）を巡回するように、透過モードで各スレー
ブ局（Ａ、）〜（Ａ５）が中継して、最終的には、ホス
Ｉ・局（八〇）に送り返すように働いている。

各スレーブ局（Ａ、）〜（Ａ５）は、ホスト局（Ａ　ｏ
）から送られてきた光信号（Ｉ７）を中継する際に、光
市換変換した電気信号（Ｅ）を傍受するような型式で、
光ケーブル回線（３）と結合されている。

光信号中継装置（４）を通過する信号の中に、ホスト局
（Ａ　Ｑ）からのポーリング用の呼び出しアドレスを見
つけたスレーブ局（Ａ１）〜（Ａ５）は、光信号（Ｉ−
）を送ってきたものと同一の光ケーブル回線（３）に、
受信信号が送られてきた方向とは逆回りに、ホスト局（
Ａ　Ｑ）に返信用の光信号（Ｌ）を送出するようになっ
ている。

」二連の光信号中継装置（４）に関しては、本出願人の
出願による特開昭６２−１３８８２９号公報に許述しで
あるので参照されたい。

」二連の如く、ホスト局（Ａ　ｏ）と各スレーブ局（Δ
、）〜（Ａ５）は、１本の光ケーブル回線（３）をもっ
て、全２重通信回線を形成しうるようになっている。

通信用の制御手順としては、−船釣なＪＩＳ　Ｃ６３６
２による基本手順もしくはそれに準したもの、また使用
される伝送制御キャラクタは、ＪＩＳ　Ｃ６６２０で規
定されているもの、もしくはそれに準じたものが適用さ
れる。

各スレーブ局（Ａ１）〜（Ａ６）は、光信号中継器（４
）を制御し、かつ前記制御手順に基ついてシリアル通信
制御を行う通信制御部（５）と、モータ（６）やリレー
（７）等の動的な制御を要する要素（８ａ）、及びリミ
ットスイッチ（９）や温度スイッチ（１０）等の監視を
要する要素（８ｂ）を、マイクロプロセッサ（以下ＣＰ
Ｕと略称する。）（１１）を主要部とするマイクロコン
ビュータンステムで制御するようにした端末制御部（１
２）と、通信制御部（５）と端末制御部（１２）の間に
設けたデュアルポー１・・ランダムアクセス・メモリ（
以下り、Ｐ　ＲＡＭと略称する。）（１３）とによって
構成されている。

通信制御部（５）は、光信号中継器（４）から得られる
電気信号を解釈し、前記通信手順に従ったビットシリア
ルの通信制御を行う、通称ＵＳＡＲＴと称される通信制
御用ＩＣ素子で構成された通信制御回路（１４）と、端
末制御部（１２）のクロック発生器（１５）とは別途に
クロックを発生するクロック発生器（１６）と、デエッ
プスイッチ等をもって各スレーブ（Ａ、）〜（Ａ、）の
アドレスを設定するアドレス設定器（１７）と、同じく
デエップスイッチ等をもって通信手順中のデータ領域の
データ長を所要に設定するデータ長設定器（１８）とを
備えている。

端末制御部（１２）は、ＣＰ　Ｕ　（１１）と、前記ク
ロック発生器（１５）と、制御や監視を要する要素（８
ａ）（８ｂ）を備えている。

通信制御回路（１４）とＣＰ　Ｕ　（１１）の間には、
Ｄ、ＰＲＡＭ（１３）が介在し、このり、Ｐ　ＲＡＭ（
１３）に記録されたデータは、通信制御回路（１４）側
からも、ＣＰＵ（１１）側からもクロック非同期で独立
して、読み書き自在になっている。

［）、Ｐ　ＲＡＭ（１３）には、すべての端末制御装置
（２）に共通のフォーマットで、かつ一定の長さのデー
タ長をもつ、第２図に示す制御データ（１９）が格納さ
れる。

第２図は、本発明における通信制御手順中の送信用テキ
ストデータ部のデータフォーマットの１例を示すもので
ある。

図示のデータブロックは、通信制御手順の中で、データ
リンクが確立された状態におけるテキスト開始キャラク
タ（ＳＴＸ）を送出してから、テキスト終結キャラクタ
（ＥＴＸ）の送出までの期間を示すものである。

ホスト局（八〇）から各スレーブ局（Ａ、）〜（Ａ、）
のいづれに送信する場合においても、制御データ（１９
）を構成するデータ領域（Ｄ）のビット数は、常にり、
Ｐ　ＲＡＭ（１３）の容量に対応するデータ長に合わせ
て一定にしである。

データ領域（Ｄ）の直前には、ポーリング用のアドレス
ピット（ＤＡ）が付加され、各スレーブ（Ａ、）〜（Ａ
５）は、通信中の透過モードにおいて、そのアドレスビ
ット（ＤＡ）をチエツクし、自己のアドレスコードが送
られてきたとき、その後のデータ領域（Ｄ）のビットを
、制御データ（１９）として取り込む。

データ領域（Ｄ）は、複数の領域に区分され、その各区
分領域（Ｄ、）〜（Ｄ　、）には、各スレーブ局（Ａ、
）〜（Ａ５）における各端末制御装置（２）に対応した
端末制御部（１２）用の個別制御データ（ａ、）〜（ａ
、）が割り当てられている。

区分領域（Ｄ、）〜（Ｄ、）は、一定の大きさのデータ
領域（Ｄ）の中で、各個別制御データ（ａ、）〜（ａ、
）が任意の大きさで、かつ任意の位置に位置取りして区
分される。

データ領域の先頭部分には、全部の端末制御部（１２）
に共通する共通制御データ（ａア）を格納する領域を設
けておき、中央コンピュータ（１）からの緊急時の共通
命令等をその領域に書き込むようにする。

通常の制御状態にあっては、ホスト局（Ａｏ）は、所要
のインターバルで、かつ一定順序で各スレーブ局（Ａ、
）〜（Ａ６）を、順次に走査するように呼び出し、その
際に、呼出局に要求される制御命令等を、呼出局対応の
区分データ領域（Ｄ、）〜（Ｄ。）における個別制御デ
ータ（ａ、）〜（ａ５）の該当部分に書き込んで送り出
す。

また、スレーブ局（Ａ、）〜（Ａ５）のいずれかのもの
に、監視を要する要素（８ｂ）に変更があると、そのス
レーブ局（Ａ、）〜（Ａ５）は、ホスト局（Ａｏ）を呼
び出し、その際、当スレーブ局対応の個別制御データ（
ａ、）〜（ａ５）に変更を加えて、ホスト局（八〇）に
送る。

データ領域（Ｄ）における個別制御データ（ａ、）（ａ
、）〜（ａ、）を含む制御データ（１９）は、各スレー
ブ局（Ａ１）〜（Ａ５）おいてり、Ｐ　ＲＡＭ（１３）
に書き込まれ、各スレーブ局（Ａ、）〜（Ａ５）のＣＰ
　Ｕ　（１１）は、区分データ領域（１）Ｉ）〜（１）
。）における個別制御データ（ａ、）〜（ａ、）か自己
の局に対応したに注目していればよい。

しかし、他のスレーブ局（Ａ、）〜（Ａ、）の個別制御
データ（ａ、）〜（ａｓ）もり、Ｐ　ＲＡＭ（１３）に
は書き込まれているので、ＣＰ　Ｕ　（１１）は、他の
端末制御装置（２）の制御状態も常時把握できる。

このように本発明によると、各スレーブ局（Ａ、）〜（
Ａ５）が、それぞれの制御状態や監視状態の個別制御デ
ータ（ａｌ）〜（ａ５）を、互いに持ち合うような通信
方法が提供される。

第４図は、他の実施例を示すもので、各制御局を構成す
る端末制御装置（２）は、通信手段の部分以外は、第１
図乃至第３図に示すものと同一であるので、同じ符号を
付して、説明は省略する。

第４図は、各端末制御装置（２）が、主制御側（ホスト
局）と被制御側（スレーブ局）の関係なく、互いに対等
な関係をもち、いずれの局でも、必要に応じて他の局を
統括制御するホスト局になりうる、遠隔監視制御システ
ムの一例である。

各端末制御装置（２）は、互いに実線矢示の時計回りに
、隣接するもの同士が、ポイント・ツウ・ポイントの型
式でデータリンクを確立し、第２図に示すデータ領域（
Ｄ）の制御データ（１９）と同様の制御データ（１９°
）を、順次に時計回り下位のものへ転送する。

制御データ（１９°）は、前記同様にり、Ｐ　ＲＡＭ（
１３）に格納され、かつ自己の個別制御データ（ａｌ）
〜（ａ６）の部分に変更があれば、そに部分を書換えて
、順次に次段へ転送され、その転送か一巡すると、各端
末制御装置（２）は、互いに他の個別制御データ（ａ、
）〜（ａ８）を持ち合うことになる。

制御を加えようとする被制御側の端末制御装置（２）に
対しては、いずれの端末制御装置（２）からも、被制御
ターゲットとなる端末制御装置（２）の個別制御データ
（ａ、）〜（ａ８）の該当部分を、いつでも書換え可能
である。

制御の状態は、各端末制御装置（２）か、お互いの個別
制御データ（ａｌ）〜（ａ８）を常に持ち合うので、互
いの監視も対等に行なわれる。

たたし、動的制御（バルブの開閉やリレーの０Ｎ−ＯＦ
　Ｆ　等）に関しては、各端末制御装置（２）かすへて
対等であると、制御に混乱を生じるので、各端末制御装
置（２）の間には、制御対象（８ａ）相互の関係を考慮
して、適当に優先順位を設けるとよい。

この第４図の実施例の場合は、予め定められた相手と、
ポイント・ツウ・ポイントでデータを転送する通信手段
を採用しているので、通信制御部（５°）のところには
、光信号を透過モードで中継する光信号中継装置（４）
が不要となり、構成が簡単になる。

本発明は、前記基本的通信手順よりも高度なＨＤ　Ｌ　
Ｃ通信手順を用いる通信手段も利用することができる。

［発明の効果］（ａ）各インテリジェント型端末制御部は、通信によっ
て巡回される他の端末制御部の状態信号を持ち合うので
、緊急時においても、相互の関係を考慮した安全サイド
への退避制御が確実に、かつ速かに行える。

（ｂ）中央コンピュータが、多数のインテリジェント型
の端末制御部を統括している場合においても、突発的な
事故の安全サイトの回避制御は、各端末が独自に行うた
め、中央コンピュータは、その負担が軽減される。

（ｃ）中央コンピュータは、各端末が保有する制御デー
タと同しものを持っているため、事故の発生と同時に、
事故の波及効果のシミュレーション等の事後処理を、速
かに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施要領を説明する遠隔監視制御通
信システムの構成概略図、第２図は、通信される主要制御データのフォーマットを
示すタイムチャート、第３図は、本発明に係る端末制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第４図は、他の実施例を示す第１図同様の遠隔監視制御
通信システムの構成概略図である。（１）中央コンピュータ　（２）端末制御装置（３）光
ケーブル回線　　（３ａ）　（３ｂ）光ケーブル回線（
４）光信号中継装置　　（４ａ）光−電変換器（４ｂ）
電−光変換器　　　（４ｃ）ハーフミラ−（５）通信制
御部　　　　（６）モータ（７）リレー　　　　　　　
（８ａ）　（８ｂ）要素（９）リミットスイッチ　（１
０）温度スイッチ（１１）ＣＰ　Ｕ　　　　　　　（１
２）端末制御部（１３）Ｄ、Ｐ　ＲＡＭ　　　　　　（
１４）通信制御回路（１５）　（１６）クロック発生器
（１７）アドレス設定器（１８）データ長設定器　　（
１９）（１９°）制御データ（Ａｏ）ホスト局（Ａ、）〜（Ａ５）スレーブ局（Ｌ）光信号（Ｅ）電気信号（ＳＴＸ）テキスト開始キャラクタ（ＥＴＸ）テキスト終結キャラクタ（Ｄ）データ領域（ＤＡ）アドレスビット（Ｄ、）〜（Ｄ　ｎ）区分領域（ａ、）〜（ａ、）個別制御データ（ａ、）〜（ａ８）個別制御データ（ａ、）共通制御データ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）監視もしくは制御をしようとする１つ以上の制御
要素をマイクロコンピュータで制御するようにした複数
の端末制御装置を、通信手段をもって相互に接続するこ
とにより、遠隔監視制御通信網を形成し、この遠隔監視
制御通信網を介して、端末制御装置の制御データを、伝
達するようにした遠隔監視制御用通信方法において、前記通信手段における、伝達しようとする情報が挿入さ
れるデータ領域を複数に区分し、この各区分データ領域
に、各端末制御装置を対応させて、その端末制御装置の
制御データを適時に記録し、かつこの各端末制御装置対
応の各制御データが記録されている１連のデータを、通
信網を介して伝達するようにしたことを特徴とする遠隔
監視制御用通信方法。
（２）監視もしくは制御をしようとする１つ以上の制御
要素をマイクロコンピュータで制御するようにした複数
の端末制御装置を、通信手段をもって相互に接続するこ
とにより、遠隔監視制御通信網を形成し、この遠隔監視
制御通信網を介して、端末制御装置の制御データを、伝
達するようにした遠隔監視制御用通信装置において、マイクロコンピュータによって制御される端末制御部と
、通信手段によつて制御される通信制御部との間に、前
記端末制御装置の制御データが記録されるデュアルポー
ト・ランダムアクセス・メモリを設けたことを特徴とす
る遠隔監視制御用通信装置。