JPH06217376A - 遠方監視制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠方のプラントと中央監視室とを結ぶ専用線
を一般電話回線でバックアップし、データの欠測を防止
し、プラント監視の信頼性を向上する。 【構成】 この発明の遠方監視制御システムは、中央監
視室と遠方のプラント監視制御装置との間に専用線で構
成されるデータ伝送路とは別にバックアップ用の一般電
話回線を接続し、専用のデータ伝送路に障害が発生した
場合には、通信切替手段によって専用線の通信障害発生
を検知して専用線通信から電話網通信に切り替えてプラ
ントのプロセスデータの伝送機能を維持し、データ伝送
手段によってデータ収集手段が収集しているデータを定
期的に、あるいは中央監視室からの伝送要求に応じて中
央監視室に伝送し、また中央監視室側から対象プラント
監視制御装置に対してその故障診断、解析を行なうため
のテストプログラムを実行させ、その実行結果も一般電
話回線を通して中央監視室側に伝送させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、データ伝送に専用線
とバックアップ用の一般電話回線とを二重に備えた遠方
監視制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、上下水道、ガスプラントな
どのような広域に点在するプラントでは遠方監視制御シ
ステムが利用されており、そのデータ伝送路にはＮＴＴ
の専用線または私設専用線が利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の遠方監視制御システムでは、データ伝送路に専用
線が利用されているだけで、バックアップ用に他の伝送
路が並行して設置されていないために、データ伝送路に
いったん障害が発生するとデータ伝送路の異常を中央監
視室に報知するだけであって、プロセス情報を伝送する
ことがまったくできなくなり、異常対策のためには障害
が発生したプラントの現地まで技術員を派遣し、電話あ
るいは無線機などの通信機器を用いて中央監視室と連絡
をとりながらプラントを手動運転する必要があり、異常
発生時に対応するために、通常時にはそれほど必要では
ないプラントを熟知した運転員を多数必要とし、また障
害の発生原因の追求に時間がかかる問題点があった。

【０００４】また、データ伝送路に障害が発生している
間はプロセス情報のデータ収集が不可能となり、プラン
トの運転維持管理上重要な測定データが一時的に欠落
し、プラントの運転維持管理上に大きな障害をもたらす
ことになるという問題点もあった。

【０００５】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
なされたもので、専用のデータ伝送路に障害が発生して
も、プラントのプロセスデータの収集および中央監視室
への伝送をバックアップ用の一般電話回線を使用して継
続して行なうことができ、プラントの運転維持管理上も
たらされる障害を小さくすることができる遠方監視制御
システムを提供することを目的とする。

【０００６】またこの発明は、専用のデータ伝送路に障
害が発生した場合には、バックアップ用の一般電話回線
を通してプラント監視制御装置のテストプログラムを実
行させてその結果よりプロセス監視制御装置の故障診
断、解析を行なうことができ、障害原因の追求作業が中
央監視室側である程度行なえ、熟練した運転員の現地派
遣の機会を少なくすることができ、それだけメンテナン
スに備える技術者の数を低減することができる遠方監視
制御システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、専用
線をデータ伝送路として使用し、中央監視室と遠方のプ
ラント監視制御装置とを結んで構成される遠方監視制御
システムにおいて、中央監視室と遠方のプラント監視制
御装置との間にバックアップ用の一般電話回線を接続
し、プラント監視制御装置側に、プラントのプロセス値
を定期的に収集して保存するデータ収集手段と、専用線
の通信障害発生を検知し、専用線通信から電話網通信に
切り替える通信切替手段と、通信切替手段がバックアッ
プ用の電話網通信に切り替えているときに、データ収集
手段の保存しているデータを定期的に伝送し、または中
央監視室のからの伝送要求に応じて伝送するデータ伝送
手段とを設けたものである。

【０００８】請求項２の発明は、上記遠方監視制御シス
テムにおいて、プラント監視制御装置側にさらに、プラ
ント監視制御機能の故障診断、解析を行なうためのテス
トプログラムを実行し、その結果を前記データ伝送手段
に渡すテストプログラム実行処理手段を設けたものであ
る。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の遠方監視制御システムでは、
中央監視室と遠方のプラント監視制御装置との間に、専
用線で構成されるデータ伝送路とは別にバックアップ用
の一般電話回線を接続し、専用のデータ伝送路に障害が
発生した場合には、通信切替手段によって専用線の通信
障害発生を検知して専用線通信から電話網通信に切り替
えてプラントのプロセスデータの伝送機能を維持し、デ
ータ伝送手段によってデータ収集手段が収集しているデ
ータを定期的に、あるいは中央監視室からの伝送要求に
応じて中央監視室に伝送する。

【００１０】こうして、専用線に障害が発生しても中央
監視室と遠方のプラント監視制御装置との間のデータ伝
送機能を一般電話回線を通して維持することができ、プ
ロセスデータの一部の欠落を防止し、プラント監視制御
の信頼性を向上させることができる。

【００１１】請求項２の発明の遠方監視制御システムで
はさらに、専用のデータ伝送路に障害が発生した場合に
は、中央監視室側から対象プラント監視制御装置に対し
てその故障診断、解析を行なうためのテストプログラム
を実行させ、その実行結果をデータ伝送手段によって一
般電話回線を通して中央監視室側に伝送することによ
り、中央監視室側に居ながらにして障害原因の究明をあ
る程度行ない、現地に赴く前に修理箇所の特定や必要交
換機器の準備などを行なうことによって障害復旧作業が
効率良く行なえるようにする。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例のシステム構成
を示している。この図１に示すように、この実施例の遠
方監視制御システムは、中央監視室１と複数の遠方のプ
ラント監視制御装置２とが専用線３とバックアップ用の
一般電話回線４とで二重化した通信回線を介して接続さ
れた構成である。そして中央監視室１には、プラント監
視制御の全体を統括する中央計算機５と、その周辺機器
としてのＣＲＴ６、プリンタ７が接続されており、デー
タ伝送手段として、通信回線に対する信号の変復調を行
なうためのモデム８，９が接続されている。

【００１４】遠方のプラントに対する監視制御を行なう
ための各プラント監視制御装置２には、通信回線３，４
に対して信号の変復調を行なうためのモデム１０，１１
がデータ伝送手段として設置されている。

【００１５】図２はプラント監視制御装置２の詳しい構
成（中央監視室１の中央計算機５もほぼ同じ機能を備え
ている）を示しており、プラント監視制御装置２は、通
常の遠方監視制御機能を受け持つ回路としてプラントに
対するプロセス入出力制御部１２と、プロセス入出力デ
ータファイル１３と、データ送受信制御回路１４と、演
算処理を行なう演算部１５を備えている。

【００１６】また、専用線３の通信バックアップ機能を
受け持つ回路として各種プロセス値および警報設定値な
どを保存するプロセスデータ保存部１６と、専用線３側
の伝送系の異常障害を検知する障害検知部１７と、中央
監視室１から送られてくる要求を整理判別するコマンド
処理部１８と、障害状態や各種エラー情報を保存するＲ
ＡＳ（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉ
ｔｙ Ｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）情報保存部１９
と、時刻管理部２０と、故障状態を確認するためのテス
トプログラムを実行するテストプログラム実行処理部２
１と、電話網制御のデータ通信制御処理やプロトコルお
よびコネクション制御を行なうＮＣＵ制御部２２を備え
ている。

【００１７】バックアップ用の一般電話回線４に対する
モデム１１には、自動ダイヤル機能を有するＡＡ形ＮＣ
Ｕモデムが使用されている。

【００１８】次に、上記構成の遠方監視制御システムの
動作について説明する。

【００１９】通常時には、プラントに対する制御は専用
線３を通して中央監視室１と遠方のプラント監視制御装
置２とが結ばれていて、プロセス入出力処理部１２のア
ナログ入力（ＡＩ）カード１２Ａ、ディジタル入力（Ｄ
Ｉ）カード１２Ｂ、パルス入力（ＰＩ）カードを通して
プロセスの各種信号を入力し、プロセス入出力データフ
ァイル１３に保存し、データ送受信制御回路１４により
モデム１０から専用線３を通して中央監視室１に伝送さ
れる。また、中央監視室１から専用線３を通して送られ
てくる指令信号はモデム１０で復調され、データ送受信
制御回路１４を通してプロセス入出力データファイル１
３に保存され、ディジタル出力（ＤＯ）カード１２Ｄ、
アナログ出力（ＡＯ）カード１２Ｅを通してプラントに
出力され、必要な操作が実行される。

【００２０】このような通常の遠方監視制御機能を実行
する専用線３の伝送系が何らかの障害によって伝送不可
となれば、通信バックアップと、この遠方監視制御機能
全体の故障予防、保全と故障診断、解析の通信のために
一般電話回線４とそれに対するＮＣＵモデム１１に伝送
系が切り替えられることになる。この通信バックアップ
動作について説明する。

【００２１】まず、以下の専用線３の伝送系障害を検知
した場合、障害検知部１７が条件判断し、自動的に一般
電話回線４に伝送系を切り替える。

【００２２】１）専用線３の回線断が数秒以上継続し、
発信コマンドを出力するまで復帰しなかった場合。

【００２３】２）専用線３のＳ／Ｎ比の問題により、誤
伝送が２周期以上発生した場合。

【００２４】なお、この障害判定パラメータは可変であ
り、システム形態などによって変更するものとする。

【００２５】こうして、障害検知部１７が専用線３の伝
送系の障害発生を検知すれば、図３に示す自動発信機能
が起動される。すなわち、自身が発呼側となり、送信す
る場合の自動発信要求信号１６Ｈの生成条件は、障害検
知部１７の立上り、または障害状態の継続中でプロセス
状態変化監視部１６Ｆに出力があり、または障害状態の
継続中で計測値の警報値逸脱監視部１６Ｇに出力がある
場合である。また、時刻管理部２０より毎正時の要求が
なされたときにも、ＮＣＵ制御部２２に対してコネクシ
ョン要求がかけられ、送信手続が開始される。

【００２６】図３に示すように、プロセスデータ保存部
１６は、プロセス入出力データファイル１３からデータ
を取り込み、スキャン周期ごとにアナログ入力とディジ
タル入力を保存する瞬時値収集データ１６Ａ、前回スキ
ャンデータを保存する瞬時値保存データ１６Ｂ、毎正時
に瞬時値保存データ１６Ｂから移動し、時報・日報デー
タとして保存する定時値保存データ１６Ｃ、決められた
定周期、例えば数秒から数分周期ごとに瞬時値収集デー
タ１６Ａを保存するリアルタイム収集データ１６Ｄ、各
アナログ入力の警報値を設定保存している計測値警報設
定値１６Ｅなどを保存している。なお、リアルタイム収
集データ１６Ｄは、瞬時値収集データ１６Ａをあらかじ
め決められた所定の周期ごとに記憶するもので、その周
期は数秒から数分周期を選択することができる。このリ
アルタイム収集データ１６Ｄは専用線３の伝送系の障害
発生時のデータ欠測を防ぐと共に、プロセス解析および
運転支援の貴重なデータとなるものである。

【００２７】そこで、今回スキャンデータである瞬時値
収集データ１６Ａと前回スキャンデータである瞬時値保
存データ１６Ｂをプロセス状態変化監視部１６Ｆで比較
し、指定されたディジタル入力の状態変化、またはアナ
ログ値の変化率逸脱を検出し、障害継続中であれば自動
発信要求信号１６Ｈを生成して、瞬時値収集データ１６
ＡをＮＣＵ制御部２２へ送り、一般電話回線４を通して
中央監視室１側へ伝送する。また、定時値保存データ１
６Ｃは時刻管理部２０からの要求に対してＮＣＵ制御部
２２へ送り、中央監視室１へ伝送する。さらに計測値警
報設定値１６Ｅはプラントの水位、圧力、流量などのア
ナログ値の警報設定値であり、瞬時値収集データ１６Ａ
との比較を警報値逸脱監視部１６Ｇで行ない、逸脱して
いれば自動発信要求信号１６Ｈを生成し、瞬時値収集デ
ータ１６ＡをＮＣＵ制御部２２へ送り、一般電話回線４
を通して中央監視室１側へ伝送する。

【００２８】中央監視室１側において通常の専用線３の
伝送系の異常障害発生を検知し、バックアップ用の一般
電話回線４に切り替えてデータ伝送を継続しようとする
場合には、次のように動作する。

【００２９】一般電話回線４とＮＣＵモデム１１を通し
て中央監視室１から送られてくる信号がＮＣＵ制御部２
２に与えられ、このＮＣＵ制御部２２では、発呼側から
の要求によって着呼コネクション処理とデータ通信処理
を行ない、その内容をコマンド処理部１８へ送る。

【００３０】図４に示すように、コマンド処理部１８で
は、送られてきたコマンドを整理判別して、それぞれ関
連するブロックに対してリクエストする。例えば、バッ
クアップデータ要求１８Ａに対するリクエストには、時
報・日報などの定時値保存データ１６Ｃの伝送要求と、
定周期で保存格納されているリアルタイム収集データ１
６Ｄのプラントヒストリーデータの伝送要求と、計測値
警報設定値１６Ｅの伝送要求とがあり、これらを単独
に、あるいは一括してＮＣＵ制御部２２から一般電話回
線４を通して中央監視室１側に伝送する。また時刻修正
要求１８Ｂのリクエストであれば、時刻管理部２０の基
本時計を修正する。この場合、年月日を含め、要求のあ
った内容に変更することになる。

【００３１】こうして、専用線３側の伝送系に障害が発
生した場合には、遠方のプラント監視制御装置２側でそ
れを検出すれば、自動的にバックアップ用の一般電話回
線４側に伝送系を切り替え、障害検知時、またプロセス
状態の急変時、あるいは警報値逸脱時、さらには毎正時
ごとにＮＣＵモデム１１で自動ダイヤルして中央監視室
１を呼出し、必要なプロセスデータを中央監視室１側に
バックアップ用の一般電話回線４を通して伝送する。ま
た中央監視室１側で専用線３の障害検知を行なえば、バ
ックアップ用の一般電話回線４を通してデータ伝送要求
を行ない、必要なデータをプラント監視制御装置２側か
ら一般電話回線４を通して伝送させるようにして、専用
線３の伝送系の障害発生時にもデータ伝送を継続して行
なうようにし、運転に必要な情報をタイミング良く効率
的に伝送し、プラント監視制御の信頼性と安全性を向上
させ、運転員の負担を軽減する。

【００３２】図５に示すように、この実施例の遠方監視
制御システムでは、故障診断、解析機能も付加されてお
り、中央監視室１側から一般電話回線４とＮＣＵモデム
１１を通してＮＣＵ制御部２２に送られてきた信号を、
コマンド処理部１８で整理判別し、中央監視室１側から
の遠隔によるＲＡＳ情報送信要求１８Ｃとテストプログ
ラムの実行要求１８Ｄのリクエスト処理を行なう。

【００３３】まずＲＡＳ情報保存部１９は回線障害情報
１９Ａ、システム状態情報１９Ｂ、イベントトレース１
９Ｃ、システム情報１９Ｄ、およびテストプログラムが
実行された場合のテストプログラム実行結果１９Ｅを保
存している。

【００３４】回線障害情報１９Ａは専用線３の伝送系の
障害状態と発生回数および各通信用カードを含めた通信
系のエラー情報と回数のデータであり、システム状態情
報１９Ｂは各モジュールのシステム監視と自己診断結果
のデータである。またイベントトレース１９Ｃは電源投
入や発呼および着呼の内容、そして故障履歴の時刻情報
を含めたデータであり、システム情報１９Ｄはシステム
を構成しているハード構成とソフトウェアバージョンＮ
ｏ．とオプション機能のデータである。そして、遠方監
視制御システムが故障した場合、これらのＲＡＳ情報を
活用するだけでシステム専用の取扱説明書および構成表
を調査することなく、故障修理のための修理用部品を準
備することができるようになっている。

【００３５】テストプログラム実行処理部２１の実行す
るテストプログラムは、ＲＡＳ情報リセット２１Ａ、Ｒ
ＡＭテスト２１Ｂ、ＲＯＭテスト２１Ｃ、Ｉ／Ｏポート
テスト２１Ｄ、通信折返しテスト２１Ｅ、ウォッチドク
タイマ（ＷＤＴ）動作テスト２１Ｆ、および初期化（Ｉ
ＮＺ）要求２１Ｇで構成されている。

【００３６】ＲＡＳ情報リセット２１Ａは、ＲＡＳ情報
保存部１９の回線障害情報１９Ａとシステム状態情報１
９Ｂとイベントトレース１９Ｃとをリセットするプログ
ラムであって、過去のエラーカウンタおよび故障履歴な
どをリセットすることによって新しく発生した障害およ
び各種エラーの発生頻度を把握するためのものである。

【００３７】ＲＡＭテスト２１Ｂは、ＲＡＭメモリの書
き込み読み込みテストを行なうプログラムで、自動の全
範囲指定と手動での範囲指定ができるようになってい
る。またＲＯＭテスト２１Ｃは、ＲＯＭメモリの書き込
み時にあらかじめ書き込まれたチェックサム値と自身で
計算したチェックサム値を照合し、ＲＯＭメモリの内容
が当初の書き込み値から変化がないかどうか確認するも
のである。Ｉ／Ｏポートテスト２１Ｄはアナログ入出力
およびディジタル入出力の試験を行なうプログラムであ
り、通信折返しテスト２１Ｅは図１および図２に示した
専用線３の伝送系を含めた折り返しテストを実行するプ
ログラムで、折り返しのポイントは自局のデータ送受信
制御回路１４とモデム１０ばかりでなく、相手局の同じ
ポイントでテストすることができ、送信データと受信デ
ータの照合を行なう。ＷＤＴ動作テスト２１ＦはＷＤＴ
回路の動作確認チェックを行なうプログラムであり、Ｉ
ＮＺ要求２１Ｇは図２に示した演算部１５の初期化を行
なうプログラムである。

【００３８】そこで、コマンド処理部１８が処理した中
央監視室１からのコマンドにテストプログラム起動要求
１８Ｄが判別されれば、このテストプログラム実行処理
部２１でこれらのテストプログラムを実行し、その実行
結果はＲＡＳ情報保存部１９にテストプログラム実行結
果１９Ｅとして保存され、自動的にＮＣＵ制御部２２を
通してＮＣＵモデム１１および一般電話回線４から中央
監視室１側に伝送されることになる。

【００３９】こうして、専用線３の伝送系に障害が発生
した場合には、プラント監視制御装置２側から自動的
に、あるいは中央監視室１からの送信要求に応じてＲＡ
Ｓ情報を中央監視室１側に一般電話回線４を通して伝送
し、さらに必要に応じてテストプログラムを実行した結
果も自動的に伝送することにより、データの欠測を防止
すると共に、故障診断、解析も中央監視室側で容易に行
なえるようになり、遠方の現地に赴く前に事前に障害箇
所やその原因を把握し、必要な対策などの事前準備を十
分に行なうことができ、効率の良い障害復旧が可能とな
る。

【００４０】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはなく、請求項１の発明では、特に故障診断機能
を備えなくても、専用線の伝送系に障害が発生した場合
にプラントのプロセスデータ、運転指令信号などの双方
向伝送がバックアップ用の一般電話回線を通して引き続
き行なえるようにしたものならばその構成が限定される
ことはない。

【００４１】また、一般電話回線には、通常の公衆電話
回線や総合ディジタル通信回線（ＩＳＤＮ）を利用する
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
中央監視室と遠方のプラント監視制御装置との間に、専
用線で構成されるデータ伝送路とは別に、バックアップ
用の一般電話回線を接続し、専用のデータ伝送路に障害
が発生した場合には通信切替手段によって専用線の通信
障害発生を検知して専用線通信から電話網通信に切り替
えてプラントのプロセスデータの伝送機能を維持し、デ
ータ伝送手段によってデータ収集手段が収集しているデ
ータを定期的に、あるいは中央監視室からの伝送要求に
応じて中央監視室に伝送するようにしているので、専用
線に障害が発生しても中央監視室と遠方のプラント監視
制御装置との間のデータ伝送機能を一般電話回線を通し
て維持することができ、プロセスデータの欠落を防止
し、プラン監視制御の信頼性を向上させることができ
る。

【００４３】また請求項２の発明によれば、専用のデー
タ伝送路に障害が発生した場合には、中央監視室側から
対象プラント監視制御装置に対してその故障診断、解析
を行なうためのテストプログラムを実行させ、その実行
結果をデータ伝送手段によって一般電話回線を通して中
央監視室側に伝送するようにしているので、中央監視室
側に居ながらにして障害原因の究明がある程度できるよ
うになり、現地に赴く前に修理箇所の特定や必要交換機
器の準備などを行なうことができ、障害復旧作業が効率
良く行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１および請求項２の発明に共通する実施
例のシステム構成図。

【図２】上記実施例におけるプラント監視制御装置の構
成を示す機能ブロック図。

【図３】上記実施例におけるプロセスデータの自動発信
動作を示す機能ブロック図。

【図４】上記実施例における中央監視室側からのプログ
ラムデータ要求に対するプロセスデータ送信動作を示す
機能ブロック図。

【図５】上記実施例におけるＲＡＳ情報およびテストプ
ログラム実行結果の送信動作を示す機能ブロック図。

【符号の説明】

１ 中央監視室 ２ プラント監視制御装置 ３ 専用線 ４ 一般電話回線 ５ 中央計算機 ６ ＣＲＴ ７ プリンタ（ＰＲＴ） ８ モデム ９ ＮＣＵモデム １０ モデム １１ ＮＣＵモデム １２ プロセス入出力制御部 １３ プロセス入出力データファイル １４ データ送受信制御回路 １５ 演算部 １６ プロセスデータ保存部 １７ 障害検知部 １８ コマンド処理部 １９ ＲＡＳ情報保存部 ２０ 時刻管理部 ２１ テストプログラム実行処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 専用線をデータ伝送路として使用し、中
   央監視室と遠方のプラント監視制御装置とを結んで構成
   される遠方監視制御システムにおいて、 前記中央監視室と遠方のプラント監視制御装置との間に
   バックアップ用の一般電話回線を接続し、 前記プラント監視制御装置側に、プラントのプロセス値
   を定期的に収集して保存するデータ収集手段と、前記専
   用線の通信障害発生を検知し、専用線通信から電話網通
   信に切り替える通信切替手段と、前記通信切替手段がバ
   ックアップ用の電話網通信に切り替えているときに、前
   記データ収集手段の保存しているデータを定期的に伝送
   し、または前記中央監視室のからの伝送要求に応じて伝
   送するデータ伝送手段とを設けて成る遠方監視制御シス
   テム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の遠方監視制御システム
   において、前記プラント監視制御装置側にさらに、プラ
   ント監視制御機能の故障診断、解析を行なうためのテス
   トプログラムを実行し、その結果を前記データ伝送手段
   に渡すテストプログラム実行処理手段を設けて成る遠方
   監視制御システム。