JPH0729986U - 監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 端末局は、常用系として端末局全体の動作を
制御する論理ユニット３と予備系の論理ユニット４とを
有する。各論理ユニット３・４は、それぞれ、自己の故
障を検出する故障検出部３ｂ・４ｂと、上記故障検出部
３ｂ・４ｂが検出した故障内容から常用系と予備系との
切り替えが必要か否かを判定する切り替え判定部３ｃ・
４ｃと、上記切り替え判定部３ｃ・４ｃの判定結果に基
づいて常用系と予備系とを切り替える切り替え部３ｄ・
４ｄとを有する。 【効果】 常用系と予備系との切り替えが端末局のみで
可能となり、従来のように中央局から切り替え指令を待
つ必要がないので、常用系から予備系への迅速な切り替
えが可能である。常用系に故障が発生しても、端末局が
監視対象設備に対して制御出力および監視入力できない
期間が非常に短くなり、大幅な装置信頼性の向上が図れ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ビル、工場、道路、電力、水処理など各種プラントに供され、諸設 備機器の遠隔制御や監視を行う監視制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば高速道路では、道路の運用・維持・管理を効率的に行うために、受配電 設備、自家発電設備、照明、防災設備、交通量計測装置などの各種設備機器が集 中的に監視制御される場合が多い。また、ビル等の高層建築物や自動化が進んだ 工場では、照明設備、空調設備、受配電設備、熱源設備、ユーティリティ設備な どの各種設備機器が集中的に監視制御されるようになっている。

【０００３】 このような監視制御は、端末局に接続された設備機器の遠隔制御や監視を行う 中央局と、各種設備機器に接続され、設備機器から監視データを入力して中央局 へ送信すると共に、中央局から受信した制御データに基づいて設備機器を制御す る端末局と、これら中央局と端末局とを結ぶ伝送回線とを備えた監視制御装置に より行われるようになっている。

【０００４】 上記監視制御装置には、図２に示すように、中央局５１と端末局５２とを結ぶ 伝送回線６１・６２の異常によるシステムダウンを防止するために、伝送回線６ １・６２の二重化が行われているものがある。また、監視制御装置のさらなる信 頼性の向上を図るため、伝送回線６１・６２の二重化のみならず、端末局５２に おいて、中央局５１からの情報の受信処理や監視情報の中央局５１への送信処理 を行う論理ユニット５３・５４の二重化が行われているものもある。

【０００５】 上記のような論理ユニット５３・５４が二重化された構成の端末局５２を備え た監視制御装置の場合、一方の伝送回線６１および論理ユニット５３が常用系と して動作しているとき、他方の伝送回線６２および論理ユニット５４が予備系と して待機状態になり、常用系と予備系との切り替えは、以下に示すように、伝送 回線６１・６２を通して中央局５１が論理ユニット５３・５４に切り替えを指示 することにより行われる。

【０００６】 上記二重化構成の論理ユニット５３・５４は、図３に示すように、それぞれ、 中央局５１との間の情報の送受信を行う送受信部５３ａ・５４ａ、中央局５１か らの指示に基づいて常用系と予備系との切り替えを行う切り替え部５３ｂ・５４ ｂ、自己のユニットの故障を検出する故障検出部５３ｃ・５４ｃ、および設備機 器に対するデータの入出力を行う図２の入出力ユニット（Ｉ／Ｏユニット）５５ を制御するＩ／Ｏ制御部５３ｄ・５４ｄを有しており、論理ユニット５３・５４ 間はモニタ制御線５６によって通信可能に接続されている。

【０００７】 そして、常用系の論理ユニット５３で故障が発生すると、その故障を故障検出 部５３ｃが検出し、送受信部５３ａが伝送回線６１を介してその故障を中央局５ １へ通知する。故障情報を受け取った中央局５１は、その故障内容を解析して常 用系と予備系との切り替えが必要か否かを判断し、切り替えが必要な場合、伝送 回線６１・６２を通して論理ユニット５３・５４に常用系と予備系との切り替え 指令を出す。上記指令を受けた論理ユニット５３・５４では、切り替え部５３ｂ ・５４ｂが常用系と予備系との切り替えを行うようになっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の構成では、常用系の論理ユニット５３で故障が発生 した後、端末局５２で常用系と予備系との切り替えが行われるまでに、端末局５ ２が中央局５１に故障情報を送信し、中央局５１が切り替えの要否を判断し、中 央局５１が端末局５２に切り替え指令を送信するという一連の動作が必要であり 、常用系で故障が発生してから予備系へ切り替わるまでに長時間を要し、その間 、正常な監視制御を行うことができないという不都合が生じる。

【０００９】 例えば、浄水場等の設備のように動作を停止させることができないプラントの 監視制御を行う監視制御装置の場合、端末局５２には、論理ユニット５３・５４ が自動制御プログラムを実行し、中央局５１からの制御指令なしに設備機器を自 動制御する機能が備えられている場合が多い。このような監視制御装置の場合、 常用系の論理ユニット５３で故障が発生すれば、設備が停止してしまうことにな るので、迅速に常用系と予備系との切り替えが必要となるが、上記従来の構成で は、長時間設備が停止してしまうといった問題がある。また、中央局５１が存在 しないと常用系と予備系との切り替えが行えないので、中央局５１で何らかの異 常が発生して中央局５１がダウンしているときに常用系の論理ユニット５３で故 障が発生すれば、中央局５１が正常な状態に復帰するまで常用系と予備系との切 り替えが行えず、設備が停止してしまうことになる。

【００１０】 本考案は、上記に鑑みなされたものであり、その目的は、中央局が存在しなく ても常用系と予備系との切り替えを迅速に行うことができる信頼性の高い監視制 御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案の監視制御装置は、中央局からの指令に基づいて監視対象設備を制御す ると共に監視対象設備からの入力情報を中央局へ送信する端末局を備え、上記端 末局は、常用系として端末局全体の動作を制御する常用系の制御手段と、常用系 の制御手段が故障した際にそれに代わって端末局全体の動作を制御する予備系の 制御手段とを有し、上記端末局の各制御手段は、それぞれ、自己の故障を検出す る故障検出部と、常用系として動作するか予備系として待機するかを切り替える 切り替え部とを有しているものであって、上記の課題を解決するために、以下の 手段が講じられていることを特徴としている。

【００１２】 即ち、上記端末局の各制御手段は、それぞれ、上記故障検出部が検出した故障 内容から常用系と予備系との切り替えが必要か否かを判定する切り替え判定部を 有し、上記切り替え部は、上記切り替え判定部の判定結果に基づいて常用系と予 備系との切り替えを行うようになっている。

【００１３】

【作用】

上記の構成によれば、端末局には常用系として動作している制御手段と予備系 として待機している制御手段とが存在する。そして、常用系の制御手段に故障が 発生すると、故障検出部がその故障を検出して切り替え判定部に通知することに なる。切り替え判定部では、上記故障検出部が検出した故障内容から常用系と予 備系との切り替えが必要か否かを判定する。このとき、切り替え判定部が切り替 えが必要であると判定すると、切り替え部が、常用系と予備系との切り替えを行 うようになっている。

【００１４】 これにより、常用系と予備系との切り替えが端末局のみで可能となり、従来の ように故障情報を中央局へ送信して中央局から切り替え指令を待つ必要がないの で、常用系の制御手段に故障が発生してから予備系の制御手段に切り替わるまで に要する時間が従来よりも大幅に短縮される。したがって、常用系の制御手段に 故障が発生しても、端末局が監視対象設備に対して制御出力および監視入力でき ない期間が非常に短くなり、大幅な装置信頼性の向上が図れる。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例について図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通り である。

【００１６】 本実施例に係る監視制御装置は、基本的には、図２に示すように、端末局２に 接続された監視対象設備としての設備機器１６…の遠隔制御や監視を行う中央局 １と、各設備機器１６…から監視データを入力して中央局１へ送信すると共に、 中央局１から受信した制御データに基づいて設備機器１６…を制御する端末局２ と、これら中央局１と端末局２との間を通信可能に接続する２つの伝送回線１１ ・１２とから構成されている。

【００１７】 上記端末局２は、基本的には、一方の伝送回線１１を介して中央局１と通信可 能に接続された制御手段としての論理ユニット３と、他方の伝送回線１２を介し て中央局１と通信可能に接続された制御手段としての論理ユニット４と、各設備 機器１６…に対するデータの入出力を行う入出力ユニット（以下、Ｉ／Ｏユニッ トと称する）５と、上記の両方の論理ユニット５３・５４間を通信可能に接続す るモニタ制御線６と、各論理ユニット３・４とＩ／Ｏユニット５との間を通信可 能に接続する伝送線７・８とから構成されている。上記各論理ユニット３・４は 、端末局２全体の動作を制御して、例えば、中央局１からの制御情報の受信処理 や監視情報の中央局１への送信処理等を行うユニットであり、一方が常用系とし て動作しているとき、他方が予備系として待機する。

【００１８】 上記各論理ユニット３・４は、図１に示すように、それぞれ、中央局１との間 の情報の送受信を行う送受信部３ａ・４ａ、自己のユニットの故障を検出する故 障検出部３ｂ・４ｂ、上記故障検出部３ｂ・４ｂからの故障情報に基づいて常用 系と予備系との切り替えが必要か否かを判定する切り替え判定部３ｃ・４ｃ、上 記切り替え判定部３ｃ・４ｃからの指示に基づいて常用系と予備系との切り替え を行う切り替え部３ｄ・４ｄ、および上記Ｉ／Ｏユニット５を制御するＩ／Ｏ制 御部３ｅ・４ｅを有している。

【００１９】 尚、上記各論理ユニット３・４は、図示しないＣＰＵおよびメモリを備えてお り、上記送受信部３ａ・４ａ、故障検出部３ｂ・４ｂ、切り替え判定部３ｃ・４ ｃ、切り替え部３ｄ・４ｄ、およびＩ／Ｏ制御部３ｅ・４ｅは、上記メモリに格 納されている所定のプログラムを実行するＣＰＵの機能モジュールである。

【００２０】 上記の構成において、監視制御装置の動作を以下に説明する。尚、ここでは、 一方の伝送回線１１および論理ユニット３を常用系、他方の伝送回線１２および 論理ユニット４を予備系とする。

【００２１】 正常時、図２に示す中央局１からの制御データが常用系の伝送回線１１を介し て常用系の論理ユニット３に送られ、該論理ユニット３がその制御データに基づ いて、Ｉ／Ｏユニット５を介して設備機器１６…を制御する。また、設備機器１ ６…からＩ／Ｏユニット５に入力される監視データは、常用系の論理ユニット３ から常用系の伝送回線１１を介して中央局１へ送られる。

【００２２】 常用系の論理ユニット３で故障が発生すると、図１に示す故障検出部３ｂがそ の故障を検出して送受信部３ａおよび切り替え判定部３ｃに通知する。例えば、 上記故障検出部３ｂは、図示しないウォッチドッグタイマ回路からの出力により プログラム異常を検出したり、正常な情報伝送が行われているか否を常時監視し て伝送路異常を検出する。

【００２３】 送受信部３ａでは、伝送回線１１を介して中央局１へ故障発生を通知する。一 方、切り替え判定部３ｃ・４ｃでは、発生した故障が常用系として運用を続ける ことができない故障であるか否かを判定する。

【００２４】 尚、常用系として運用を続けることができない故障としては、Ｉ／Ｏユニット ５の制御が不能となるような、例えば、プログラム異常やメモリ異常、論理ユニ ット３とＩ／Ｏユニット５との間の伝送異常等が挙げられる。このような常用系 から予備系への切り替えが必要となる故障情報は、予めメモリに登録されており 、切り替え判定部３ｃ・４ｃは、登録されている故障情報を故障検出部３ｂから 受け取ると、切り替え部３ｄ・４ｄに自己のユニットを常用系から予備系へ切り 替えるように要求する。

【００２５】 切り替え要求を受けた切り替え部３ｄ・４ｄは、現在予備系の論理ユニット４ に予備系から常用系へ切り替えるように要求すると共に、自己のユニットを常用 系から予備系に切り替えて待機する。切り替え要求を受けた予備系の論理ユニッ ト４では、切り替え部４ｄが自己のユニットを予備系から常用系に切り替えて動 作を開始する。

【００２６】 以上のように、本実施例の監視制御装置は、中央局１からの指令に基づいて設 備機器１６…を制御すると共に設備機器１６…からの入力情報を中央局１へ送信 する端末局２を備え、上記端末局２は、常用系として端末局２全体の動作を制御 する論理ユニット３と、常用系の論理ユニット３が故障した際にそれに代わって 端末局２全体の動作を制御する予備系の論理ユニット４とを有し、上記端末局２ の各論理ユニット３・４は、それぞれ、自己の故障を検出する故障検出部３ｂ・ ４ｂと、上記故障検出部３ｂ・４ｂが検出した故障内容から常用系と予備系との 切り替えが必要か否かを判定する切り替え判定部３ｃ・４ｃと、上記切り替え判 定部３ｃ・４ｃの判定結果に基づいて常用系として動作するか予備系として待機 するかを切り替える切り替え部３ｄ・４ｄとを有している構成である。

【００２７】 これにより、常用系と予備系との切り替えは端末局２のみで可能となり、従来 のように故障情報を中央局へ送信して中央局から切り替え指令を待つ必要がない ので、常用系の論理ユニット３で故障が発生した後、迅速に、予備系の論理ユニ ット４に切り替わる。したがって、常用系の故障によって設備機器１６への制御 出力ができなくなる期間が非常に短く、大幅な信頼性の向上が図れる。

【００２８】 特に、本監視制御装置を、浄水場等の設備の動作を停止させることができない プラントの監視制御に適用すると非常に有効である。このようなプラントでは、 論理ユニットが自動制御プログラムを実行し、中央局１からの制御指令なしに設 備機器１６…を自動制御する機能が備えられている場合が多く、本監視制御装置 を用いれば、常用系の論理ユニット３で故障が発生しても予備系の論理ユニット ４に迅速に切り替えることができるので、殆ど設備機器１６…を停止させること がない。また、中央局１で何らかの異常が発生して中央局１がダウンしていると きに常用系の論理ユニット３で故障が発生しても、従来のように中央局が正常な 状態に復帰するまで常用系と予備系との切り替えが行われずに設備機器１６…を 停止させてしまうといった事態が回避できる。

【００２９】 尚、上記実施例では、端末局２の論理ユニット３・４のみが二重化されている が、Ｉ／Ｏユニット５も二重化されていてもよい。また、上記実施例では、端末 局２が２つの論理ユニット３・４を備えているが、これに限定されるものではな く、端末局が３つ以上の論理ユニットを備え、予備系として２つ以上の論理ユニ ットを待機させていてもよい。上記実施例は、あくまでも、本考案の技術内容を 明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈される べきものではなく、本考案の精神と実用新案登録請求の範囲内で、いろいろと変 更して実施することができるものである。

【００３０】

【考案の効果】

本考案の監視制御装置は、以上のように、端末局が、常用系として端末局全体 の動作を制御する常用系の制御手段と、常用系の制御手段が故障した際にそれに 代わって端末局全体の動作を制御する予備系の制御手段とを有し、端末局の各制 御手段が、それぞれ、自己の故障を検出する故障検出部と、故障検出部が検出し た故障内容から常用系と予備系との切り替えが必要か否かを判定する切り替え判 定部と、上記切り替え判定部の判定結果に基づいて常用系と予備系との切り替え を行う切り替え部とを有している構成である。

【００３１】 それゆえ、常用系と予備系との切り替えが端末局のみで可能となり、従来のよ うに故障情報を中央局へ送信して中央局から切り替え指令を待つ必要がないので 、常用系の制御手段に故障が発生してから予備系の制御手段に切り替わるまでに 要する時間が従来よりも大幅に短縮される。したがって、常用系の制御手段に故 障が発生しても、端末局が監視対象設備に対して制御出力および監視入力できな い期間が非常に短くなり、大幅な装置信頼性の向上が図れるという効果を奏する 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであり、端末局の
論理ユニットが二重化されている監視制御装置における
各論理ユニットの要部の構成を示すブロック図である。

【図２】端末局の論理ユニットが二重化されている監視
制御装置の全体構成を示すブロック図である。

【図３】従来例を示すものであり、端末局の論理ユニッ
トが二重化されている監視制御装置の各論理ユニットの
要部の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 中央局 ２ 端末局 ３・４ 論理ユニット（制御手段） ３ａ・４ａ 送受信部 ３ｂ・４ｂ 故障検出部 ３ｃ・４ｃ 切り替え判定部 ３ｄ・４ｄ 切り替え部 ３ｅ・４ｅ Ｉ／Ｏ制御部 ５ 入出力ユニット １１ 伝送回線 １２ 伝送回線 １６ 設備機器（監視対象設備）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中央局からの指令に基づいて監視対象設備
   を制御すると共に、監視対象設備からの入力情報を中央
   局へ送信する端末局を備え、 上記端末局が、常用系として端末局全体の動作を制御す
   る常用系の制御手段と、常用系の制御手段が故障した際
   にそれに代わって端末局全体の動作を制御する予備系の
   制御手段とを有し、 上記端末局の各制御手段が、それぞれ、自己の故障を検
   出する故障検出部と、常用系として動作するか予備系と
   して待機するかを切り替える切り替え部とを有している
   ような監視制御装置において、 上記端末局の各制御手段が、それぞれ、上記故障検出部
   が検出した故障内容から常用系と予備系との切り替えが
   必要か否かを判定する切り替え判定部を有し、 上記切り替え部が、上記切り替え判定部の判定結果に基
   づいて常用系と予備系との切り替えを行うようになって
   いることを特徴とする監視制御装置。