JP7442751B1 - 制御プログラム、監視制御システム、ゲートウェイ装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

制御プログラムがインストールされたゲートウェイ装置（１００）のメッセージ取得部（１１０）は、機器（２１１～２１４）から信号データを含むメッセージを取得する。優先度決定部（１３０）は、監視制御サーバ（３００）において設備（２０１、２０２）の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータである異常判定関連データに基づいて取得したメッセージに含まれる信号データの優先度を決定する。メッセージ送信部（１４０）は、取得したメッセージを監視制御サーバ（３００）に送信し、ネットワーク（４００）に異常が発生した後に当該異常が解消した場合、決定した優先度が高い信号データを含むメッセージを優先度が低いメッセージよりも優先して監視制御サーバ（３００）に送信する。

Description

本開示は、制御プログラム、監視制御システム、ゲートウェイ装置及び制御方法に関する。

従来、工場といった生産現場に配置されたゲートウェイ装置が監視対象となる設備に配置された機器から収集したデータを監視制御サーバに公衆通信網を介して送信し、当該監視制御サーバが収集したデータを一元的に管理して設備の異常判定といった監視、当該設備の制御を行う監視制御システムが知られている。このような監視システムでは、監視制御サーバが設備の異常判定を確実に行いつつ異常判定の遅延を低減する技術が求められている。

特許文献１には、各施設に配置したゲートウェイ装置が収集したデータを監視制御装置に通信ネットワークを介して送信する時系列データの収集システムが開示されている。特許文献１では、ゲートウェイ装置は、収集したデータをデータ蓄積エリアに蓄積するとともに監視制御装置に送信しており、監視制御装置からデータ再収集要求を受信したときにはデータ蓄積エリアに蓄積されているデータを再送している。すなわち、特許文献１に記載されたシステムは、通信ネットワークの品質が悪化したときに監視制御装置への送信に失敗したデータをゲートウェイ装置に保存して再送させることでデータの欠落を防止して通信異常時のデータ管理を簡素化できるデータバッファリングシステムである。

特許文献２には、監視制御装置によって監視及び制御される複数の機器から各機器の信号データを含むメッセージを受信し、受信したメッセージを監視制御装置にネットワークを介して送信するゲートウェイ装置を含む監視制御システムが開示されている。特許文献２では、ゲートウェイ装置は、複数の機器を含む設備が設けられたプラントの図面情報を解析して得られた各信号データの関係データが示す状態に基づいてメッセージの優先度を決定し、決定された優先度が高いメッセージを優先して監視制御装置に送信している。

特開２００４－２４６４３８号公報 特開２０２０－１６２０６３号公報

特許文献１に開示された収集システムでは、監視制御装置は、ゲートウェイ装置が受信したデータ再収集要求に応じて順番に再送した再送データを順番に受信してから各施設の異常判定が可能となる。この結果、特許文献１に開示された収集システムでは、通信ネットワークの異常の解消時には当該異常判定が遅延する問題がある。

一方、特許文献２に開示された監視制御システムでは、ゲートウェイ装置は、プラントの図面情報から当該プラントの構成を解析して重要度が高い機器の信号データを含むメッセージを優先して監視制御装置に送信している。しかしながら、特許文献２に開示された監視制御システムでは、ゲートウェイ装置がプラントの図面情報に基づいて優先度を自動的に決定しており、監視制御装置が実際に異常判定に用いるメッセージであるか否かを考慮していない。このため、例えば、ゲートウェイ装置が高い優先度であると決定したメッセージが異常判定に用いられず、当該ゲートウェイ装置が低い優先度であると決定したメッセージが異常判定に用いられる場合がある。この場合、特許文献２に開示された監視制御システムも特許文献１に開示された収集システムと同様に、ネットワークの異常の解消時には異常判定が遅延する問題がある。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ネットワークの異常の解消時における設備の異常判定の遅延を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る制御プログラムは、監視制御システムにおいて監視対象となる設備に配置された機器から取得した信号データを当該設備の監視を行う監視制御サーバにネットワークを介して送信するゲートウェイ装置を、機器から信号データを含むメッセージを取得するメッセージ取得部、監視制御サーバにおいて設備の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータである異常判定関連データに基づいて、メッセージ取得部が取得したメッセージに含まれる信号データの優先度を決定する優先度決定部、メッセージ取得部が取得したメッセージを監視制御サーバに送信するメッセージ送信部であって、ネットワークに異常が発生した後に当該異常が解消した場合、優先度決定部が決定した優先度が高い信号データを含むメッセージを優先度が低い信号データを含むメッセージよりも優先して監視制御サーバに送信するメッセージ送信部、として機能させ、異常判定関連データは、監視制御サーバにおいて設備の異常判定に用いられる異常判定条件における信号データの種類毎の使用回数を示すデータであり、優先度決定部は、信号データについて、異常判定関連データが示す使用回数が多くなるに連れて決定する優先度を高くする。

本開示によれば、ネットワークの異常が解消した場合においてゲートウェイ装置から監視制御サーバに送信される新たなメッセージに含まれる信号データの優先度は、監視制御サーバにおいて設備の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータである異常判定関連データに基づいて決定されている。この結果、本開示に係る制御プログラムは、上述した異常判定関連データに基づいて信号データの優先度が決定されない制御プログラムよりもネットワークの異常の解消時における設備の異常判定の遅延を低減できる。

実施の形態に係る監視制御システムの全体説明図 実施の形態に係る各装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態に係る信号データの表示例を示す図 実施の形態に係る異常判定条件データの表示例を示す図 実施の形態に係る異常判定関連データの表示例を示す図 実施の形態に係るメッセージ送信処理のフローチャート 実施の形態に係る監視制御システムの監視制御サーバがネットワーク障害非発生時に受信した各機器の信号データの値を示すタイミングチャート 従来の監視システムの監視制御サーバがネットワーク障害発生時に受信した各機器の信号データの値を示すタイミングチャート 実施の形態に係る監視制御システムの監視制御サーバがネットワーク障害発生時に受信した各機器の信号データの値を示すタイミングチャート 実施の形態の変更例に係る監視制御システムの全体説明図

以下、本開示を実施するための形態に係る制御プログラム、監視制御システム、ゲートウェイ装置及び制御方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同じ符号を付す。

（実施の形態に係る監視制御システム１について）
本開示の実施の形態に係る監視制御システム１は、例えば、工場、プラントといった生産現場の設備２００から収集したデータに基づいて当該設備２００を遠隔地から監視及び制御する遠隔監視制御システムである。図１に示すように、監視制御システム１は、生産現場に設けられたゲートウェイ装置１００及び設備２００、遠隔地に設けられて設備２００の監視及び制御を行う監視制御サーバ３００を備える。ゲートウェイ装置１００と監視制御サーバ３００とは、例えば、インターネット、広域回線といったＷＡＮ（Wide Area Network）によって構成されたネットワーク４００によってデータの送受信が可能となっている。よって、監視制御システム１では、監視制御サーバ３００は、ゲートウェイ装置１００及びネットワーク４００を介して設備２００に関するデータを送受信することで遠隔地から当該設備２００の監視及び制御を行うことが可能となっている。

（実施の形態に係る設備２００について）
設備２００は、例えば、監視制御サーバ３００による監視及び制御の対象となる生産ラインに含まれる加工機といった１以上の設備である。例えば、設備２００は、第１設備２０１、第２設備２０２を含む。各設備２０１、２０２には、複数の機器が配置されている。例えば、第１設備２０１は、第１機器２１１、第２機器２１２を含み、第２設備２０２は、第３機器２１３、第４機器２１４を含む。

各機器２１１～２１４は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller、以下「ＰＬＣ」と記載）といった所謂ＦＡ（Factory Automation）機器であって、コントローラ及びメモリといったコンピュータ装置としての構成を有する。また、各機器２１１～２１４は、無線又は有線のＬＡＮ（Local Area Network）５００を介してゲートウェイ装置１００とのデータの送受信が可能となっている。各機器２１１～２１４は、後述する信号データを生成する信号データ生成部２２１、信号データを生成した日時を示す日時データを付与する日時データ付与部２２２、信号データを記憶する信号データ記憶部２２３、メッセージを出力するメッセージ出力部２２４を含む。

（実施の形態に係るゲートウェイ装置１００について）
ゲートウェイ装置１００は、設備２００の各機器２１１～２１４からデータを取得、記憶し、取得したデータを監視制御サーバ３００に送信するコンピュータ装置である。ゲートウェイ装置１００は、メッセージを取得するメッセージ取得部１１０、後述する異常判定関連データを記憶する異常判定関連データ記憶部１２０、後述する信号データの優先度を決定する優先度決定部１３０を含む。また、ゲートウェイ装置１００は、メッセージを送信するメッセージ送信部１４０、再送するメッセージを記憶する再送メッセージ記憶部１５０を含む。

（実施の形態に係る監視制御サーバ３００について）
監視制御サーバ３００は、例えば、所謂クラウドサーバとして機能するサーバコンピュータである。監視制御サーバ３００は、設備２００の各機器２１１～２１４から収集したデータを一元的に管理し、各設備２０１、２０２の監視及び制御を行う。監視制御サーバ３００は、メッセージを受信するメッセージ受信部３１０、後述する異常判定条件データを記憶する異常判定条件データ記憶部３２０、各設備２０１、２０２の異常判定を行う異常判定部３３０を含む。

（実施の形態に係るゲートウェイ装置１００のハードウェア構成について）
図２に示すように、ゲートウェイ装置１００は、例えば、制御プログラム５９に従って処理を実行する制御部５１を備える。制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備える。制御部５１は、制御プログラム５９に従って、図１に示す優先度決定部１３０として機能する。

図２に戻り、ゲートウェイ装置１００は、制御プログラム５９をロードし、制御部５１の作業領域として用いられる主記憶部５２を備える。主記憶部５２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。

また、ゲートウェイ装置１００は、制御プログラム５９を予め記憶する外部記憶部５３を備える。外部記憶部５３は、制御部５１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部５１に供給し、制御部５１から供給されたデータを記憶する。外部記憶部５３は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）といった記録媒体を備える。外部記憶部５３は、図１に示す異常判定関連データ記憶部１２０及び再送メッセージ記憶部１５０として機能する。

また、ゲートウェイ装置１００は、情報を送受信する送受信部５６を備える。送受信部５６は、ネットワーク４００又はＬＡＮ５００に接続する通信網終端装置、無線通信装置等の情報通信部品を備える。送受信部５６は、図１に示すメッセージ取得部１１０、メッセージ送信部１４０として機能する。

図２に戻り、ゲートウェイ装置１００では、主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６はいずれも内部バス５０を介して制御部５１に接続されている。

ゲートウェイ装置１００は、制御部５１が主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６を資源として用いることによって、図１に示す上記の各部１１０～１５０の機能を実現する。例えば、ゲートウェイ装置１００は、メッセージ取得部１１０が行うメッセージ取得ステップ、異常判定関連データ記憶部１２０が行う異常判定関連データ記憶ステップ、優先度決定部１３０が行う優先度決定ステップを実行する。また、ゲートウェイ装置１００は、メッセージ送信部１４０が行うメッセージ送信ステップ、再送メッセージ記憶部１５０が行う再送メッセージ記憶ステップを実行する。

（実施の形態に係る各機器２１１～２１４のハードウェア構成について）
また、各機器２１１～２１４もゲートウェイ装置１００と同様に、制御部５１、ならびに、内部バス５０を介して制御部５１に接続された主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６を備える。制御部５１は、図１に示す信号データ生成部２２１及び日時データ付与部２２２として機能し、外部記憶部５３は、図１に示す異常判定条件データ記憶部３２０として機能し、送受信部５６は、図１に示すメッセージ出力部２２４として機能する。また、各機器２１１～２１４もゲートウェイ装置１００と同様に、制御部５１が主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６を資源として用いることによって、図１に示す上記の各部２２１～２２４の機能を実現する。例えば、各機器２１１～２１４は、信号データ生成部２２１が行う信号データ生成ステップ、日時データ付与部２２２が行う日時データ付与ステップ、信号データ記憶部２２３が行う信号データ記憶ステップ、メッセージ出力部２２４が行うメッセージ出力ステップを実行する。

（実施の形態に係る監視制御サーバ３００のハードウェア構成について）
また、監視制御サーバ３００もゲートウェイ装置１００及び各機器２１１～２１４と同様に、制御部５１、ならびに、内部バス５０を介して制御部５１に接続された主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６を備える。制御部５１は、図１に示す異常判定部３３０として機能し、外部記憶部５３は、図１に示す異常判定条件データ記憶部３２０として機能し、送受信部５６は、図１に示すメッセージ受信部３１０として機能する。また、監視制御サーバ３００もゲートウェイ装置１００及び各機器２１１～２１４と同様に、制御部５１が主記憶部５２、外部記憶部５３及び送受信部５６を資源として用いることによって、図１に示す上記の各部２１０～２３０の機能を実現する。例えば、監視制御サーバ３００は、メッセージ受信部３１０が行うメッセージ受信ステップ、異常判定条件データ記憶部３２０が行う異常判定条件データ記憶ステップ、異常判定部３３０が行う異常判定ステップを実行する。

（実施の形態に係る各機器２１１～２１４の機能構成の詳細について）
信号データ生成部２２１は、各機器２１１～２１４の信号データを生成する。ここで、信号データは、例えば、各機器２１１～２１４がＰＬＣであれば、各機器２１１～２１４の内部の信号データである信号データ、各機器２１１～２１４に接続された図示しないセンサから入力された信号データである入力信号データといった各種の信号データを含む。なお、内部信号データは、例えば、各機器２１１～２１４の状態が「正常動作中」、「異常動作中」、「停止中」のうちの何れであるかを示す値を含むデータである。また、入力信号データは、例えば、センサの測定対象である機械の状態が「正常動作中」、「異常動作中」、「停止中」のうちの何れであるかを示すデータである。

日時データ付与部２２２は、信号データを生成した日時を示す日時データの一例としてのタイムスタンプを当該信号データに付与し、信号データ記憶部２２３は、タイムスタンプが付与された信号データを記憶する。よって、信号データ記憶部２２３が記憶している信号データは、例えば、時刻毎の各機器２１１～２１４の状態を示すデータであり、図３に示すように、テーブルの形式で一覧表示可能である。

図３に示すように、信号データは、信号データを生成した時刻を示す「時刻」、当該信号データの値を示す「値」の項目に対応するデータを含む。例えば、第１機器２１１の信号データ記憶部２２３が記憶している信号データは、「時刻」が「１０：１０：２０．１２」のときの「値」が「０」である旨を特定可能なデータである。

メッセージ出力部２２４は、ゲートウェイ装置１００からの取得要求に基づいて、信号データ記憶部２２３が記憶している信号データを含むメッセージをゲートウェイ装置１００に出力する。メッセージ出力部２２４は、ゲートウェイ装置１００から特定の時刻を示すタイムスタンプが付与された信号データである特定信号データについて取得要求があった場合、信号データ記憶部２２３が記憶している信号データのうちから特定の時刻に最も近い時刻のタイムスタンプが付与された信号データを含むメッセージを出力する。例えば、例えば、第１機器２１１のメッセージ出力部２２４は、ゲートウェイ装置１００から「時刻」が「１０：１０：２０．１２」の特定信号データの取得要求があった場合、第１機器２１１の信号データ記憶部２２３が記憶している「時刻」が「１０：１０：２０．１２」であり「値」が「０」である特定信号データを含むメッセージをゲートウェイ装置１００に出力する。

（実施の形態に係る監視制御サーバ３００の機能構成の詳細について）
メッセージ受信部３１０は、ゲートウェイ装置１００が送信したメッセージを受信する。また、メッセージ受信部３１０は、ネットワーク４００に障害といった異常が発生してゲートウェイ装置１００がメッセージの送信に失敗した後で当該異常が解消した場合、ゲートウェイ装置１００が再送したメッセージを受信する。

異常判定条件データ記憶部３２０は、複数種類の異常判定条件データを記憶する。ここで、異常判定条件データは、各設備２０１、２０２が異常であるか否かを判定する条件を示すデータである。本実施の形態では、異常判定条件データは、各設備２０１、２０２が異常であるか否かを判定する条件式を示すデータであり、図４に示すように、テーブルの形式で一覧表示可能である。

図４に示すように、異常判定条件データは、生産現場の名称を示す「施設名」、ゲートウェイ装置１００の名称を示す「ゲートウェイ」、各設備２０１、２０２の名称を示す「設備名」の項目に対応するデータを含む。また、例えば、異常判定条件データは、異常の識別番号を示す「エラーＩＤ」、異常の原因となる各機器２１１～２１４の名称を示す「機器名」、信号データの識別番号を示す「信号ＩＤ」の項目に対応するデータを含む。また、例えば、異常判定条件データは、異常判定条件式について、演算子の符号を示す「符号」、判定先が固定値であるか他の信号データの値であるかを示す「判定先」、他の信号データを生成した機器２１１～２１４の名称を示す「機器名」、固定値又は他の信号データの識別番号を示す「固定値／信号ＩＤ」の項目に対応するデータを含む。

例えば、異常判定条件データは、「施設名」が「工場ＸラインＹ」、「ゲートウェイ」が「ゲートウェイ１」、「設備名」が「加工機Ａ」、「エラーＩＤ」が「Ｅ００１」、「機器名」が「ＰＬＣ１」、「信号ＩＤ」が「０００１」、異常判定条件式について、「符号」が「＜」、「判定先」が「固定値」、「機器名」が「－」すなわち「無し」、「固定値／信号ＩＤ」が「１０」である旨を特定可能なデータである。

異常判定部３３０は、メッセージ受信部３１０が受信したメッセージに含まれる各機器２１１～２１４の信号データと異常判定条件データ記憶部３２０が記憶している異常判定条件データとに基づいて、各設備２０１、２０２の異常判定を行う。例えば、異常判定部３３０は、「ゲートウェイ１」のゲートウェイ装置１００から「ＰＬＣ１」の機器２１１の識別番号が「０００１」の信号データを含むメッセージを受信した場合、当該信号データの値が「１０」よりも小さければ、識別番号「Ｅ００１」の異常が発生したと判定する。

（実施の形態に係るゲートウェイ装置１００の機能構成の詳細について）
メッセージ取得部１１０は、各機器２１１～２１４から出力された信号データを含むメッセージを取得する。メッセージ取得部１１０は、各機器２１１～２１４から特定信号データを含むメッセージを取得可能である。例えば、メッセージ取得部１１０は、第１機器２１１に「時刻」が「１０：１０：２０．１２」である特定信号データの取得要求をした場合、第１機器２１１から「時刻」が「１０：１０：２０．１２」である特定信号データを含むメッセージを取得可能である。

異常判定関連データ記憶部１２０は、監視制御サーバ３００において各設備２０１、２０２の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータである異常判定関連データを記憶する。ここで、異常判定関連データは、監視制御サーバ３００において各設備２０１、２０２の異常判定に用いられる異常判定条件式における信号データの種類毎の使用回数を示すデータである。具体的には、異常判定関連データは、監視制御サーバ３００の異常判定条件データ記憶部３２０に記憶されている全ての異常判定条件データを解析し、各異常判定条件式で使用されている信号データの識別番号毎の使用回数を示すデータであり、図５に示すように、テーブルの形式で一覧表示可能である。

図５に示すように、異常判定関連データは、各機器２１１～２１４の名称を示す「機器名」、信号データの識別番号を示す「信号ＩＤ」、異常判定条件式の使用回数を示す「使用回数」の項目に対応するデータを含む。例えば、異常判定関連データは、「機器名」が「ＰＬＣ１」、「信号ＩＤ」が「０００２」、「使用回数」が「３」である旨を特定可能なデータである。なお、このように制御するために、ゲートウェイ装置１００は、監視制御サーバ３００から予め異常判定条件データ記憶部３２０に記憶されている全ての異常判定条件データを取得、解析し、異常判定関連データを生成、記憶する必要がある。

優先度決定部１３０は、異常判定関連データ記憶部１２０が記憶している異常判定関連データに基づいて、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージに含まれる信号データの優先度を決定する。優先度決定部１３０は、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージに含まれる信号データについて、異常判定関連データが示す「使用回数」が多くなるに連れて決定する優先度を高くする。例えば、優先度決定部１３０は、図５に示す例であれば、「機器名」が「ＰＬＣ１」、「信号ＩＤ」が「０００２」、「使用回数」が「３」の信号データの優先度を、「機器名」が「ＰＬＣ１」、「信号ＩＤ」が「０００１」、「使用回数」が「２」の信号データの優先度よりも高くする。

メッセージ送信部１４０は、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージを監視制御サーバ３００に送信する。

再送メッセージ記憶部１５０は、ネットワーク４００に異常が発生して監視制御サーバ３００へのメッセージの送信に失敗した場合、再送するメッセージとして、送信に失敗したメッセージとネットワーク４００に異常が発生した後にメッセージ取得部１１０が取得した未送信のメッセージとを記憶する。なお、ゲートウェイ装置１００は、ネットワーク４００に異常が発生してメッセージの送信に失敗した場合、再送するメッセージを再送メッセージ記憶部１５０に記憶させ、その後に当該異常が解消すると、再送メッセージ記憶部１５０が記憶しているメッセージを送信する。

このとき、メッセージ送信部１４０は、優先度決定部１３０が決定した優先度が高い信号データを含むメッセージを優先度が低いメッセージよりも優先して監視制御サーバ３００に送信する。具体的には、メッセージ送信部１４０は、優先度が高い順番、すなわち、異常判定関連データが示す「使用回数」が多い信号データを含むメッセージから順番にメッセージを送信する。例えば、メッセージ送信部１４０は、図５に示す例であれば、「使用回数」が「３」である「信号ＩＤ」が「０００２」の信号データを含むメッセージを最も優先して送信する。また、メッセージ送信部１４０は、「使用回数」が「２」である「信号ＩＤ」が「０００１」の信号データを含むメッセージを２番目に優先して送信する。また、メッセージ送信部１４０は、「使用回数」が「１」である「信号ＩＤ」が「００１１」又は「００１２」の信号データを３番目に優先して送信する。

（実施の形態に係るメッセージ送信処理について）
次に、フローチャートを用いてゲートウェイ装置１００が各機器２１１～２１４から取得したメッセージを監視制御サーバ３００に送信する動作について説明する。ゲートウェイ装置１００は、制御プログラム５９を起動すると、図６に示すメッセージ送信処理の実行を開始する。先ず、ゲートウェイ装置１００は、メッセージ取得部１１０に各機器２１１～２１４から出力された信号データを含むメッセージを取得させ（ステップＳ１０１）、メッセージ送信部１４０に取得したメッセージを監視制御サーバ３００に送信させる（ステップＳ１０２）。メッセージの送信後、ゲートウェイ装置１００は、ネットワークに異常が発生してメッセージの送信に失敗したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ゲートウェイ装置１００は、ネットワークに異常が発生しておらずメッセージの送信に成功した場合（ステップＳ１０３；Ｎ）、ステップＳ１０１に戻り、ネットワークに異常が発生してメッセージの送信に失敗するまでステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理を繰り返す。一方、ゲートウェイ装置１００は、ネットワークに異常が発生してメッセージの送信に失敗した場合（ステップＳ１０３；Ｙ）、再送メッセージ記憶部１５０に送信に失敗したメッセージを記憶させ（ステップＳ１０４）、ネットワークの異常が解消したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ゲートウェイ装置１００は、ネットワークの異常が解消していない場合（ステップＳ１０５；Ｎ）、メッセージ取得部１１０にメッセージを取得させ（ステップＳ１０６）、再送メッセージ記憶部１５０に取得したメッセージを記憶させる（ステップＳ１０７）。

メッセージの記憶後、ゲートウェイ装置１００は、ステップＳ１０５に戻り、ネットワークの異常が解消するまでステップＳ１０５～１０７の処理を繰り返す。一方、ゲートウェイ装置１００は、ネットワークの異常が解消した場合（ステップＳ１０５；Ｙ）、
メッセージ取得部１１０に優先度決定部１３０が決定した優先度が高い順番、すなわち、異常判定関連データ記憶部１２０が記憶している異常判定関連データが示す「使用回数」が多い信号データを含むメッセージから順番にメッセージを送信させ（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。

以上説明したように、本実施の形態に係る監視制御システム１によれば、ゲートウェイ装置１００は、監視対象となる各設備２０１、２０２に配置された各機器２１１～２１４から取得した信号データを含むメッセージを各設備２０１、２０２の監視及び制御を行う監視制御サーバ３００にネットワーク４００を介して送信する。

よって、監視制御サーバ３００は、ゲートウェイ装置１００から受信したメッセージに含まれる各機器２１１～２１４の信号データと異常判定条件データ記憶部３２０が記憶している異常判定条件データとに基づいて、各設備２０１、２０２の異常判定を行うことができる。

ここで、例えば、監視制御サーバ３００が信号データの一例として、第１機器２１１の２種類の信号データである第１信号データ及び第２信号データ、ならびに、第２機器２１２の１種類の信号データである第３信号データを用いて第１設備２０１の監視を行っている場合について考える。また、この場合において、異常判定条件データが示す異常判定条件式に基づく異常判定の条件が「第１信号データの値が１０以上且つ第３データの値が５以下」であり、図７に示すように、監視制御サーバ３００が各信号データを含むメッセージを「９：００」から「９：１８」まで１秒毎に受信したとする。

例えば、図７に示すように、監視制御サーバ３００が第１設備２０１の異常判定に用いる第１信号データ及び第３信号データの各値は、「９：０８」では「９」と「１４」であり、「９：０９」では「１０」と「５」である。このため、監視制御サーバ３００は、「９：０９」に「第１信号データの値が１０以上且つ第３データの値が５以下」との条件が成立したと判定し、第１設備２０１に異常が発生したと判定することができる。

また、本実施の形態に係る監視制御システム１によれば、ゲートウェイ装置１００では、メッセージ取得部１１０は、各機器２１１～２１４から信号データを含むメッセージを取得する。また、優先度決定部１３０は、異常判定関連データ記憶部１２０が記憶している異常判定関連データ、すなわち、監視制御サーバ３００において各設備２０１、２０２の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータに基づいて、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージに含まれる信号データの優先度を決定する。また、メッセージ送信部１４０は、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージを監視制御サーバ３００に送信する。そして、メッセージ送信部は、ネットワーク４００に異常が発生した後に当該異常が解消した場合、優先度決定部１３０が決定した優先度が高い信号データを含むメッセージを優先度が低いメッセージよりも優先して監視制御サーバ３００に送信する。

このようにすることで、本実施の形態に係る監視制御システム１は、監視制御サーバ３００において各設備２０１、２０２の異常判定に用いられる信号データの種類に関するデータに基づいて信号データの優先度が決定されない特許文献１、２といった従来の監視制御システムよりもネットワークの異常の解消時における各設備２０１、２０２の異常判定の遅延を低減できる。

ここで、例えば、従来の監視制御システムでは、監視制御サーバが上述した第１信号データ、第２信号データ及び第３信号データを用いて第１設備の監視を行っており、異常判定の条件が「第１信号データの値が１０以上且つ第３データの値が５以下」である場合について考える。この場合において、図８に示すように、監視制御サーバがメッセージを「９：００」から「９：０５」まで１秒毎に受信した後、「９：０６」になる前から「９：１１」になる前までの５秒以上に亘るネットワークの障害によってメッセージを受信不能となった後、当該障害から復旧して「９：１１」から「９：１８」までメッセージを１秒毎に受信したとする。また、この場合において、ゲートウェイ装置がネットワークの障害から復旧した後、送信に失敗した順番にメッセージの送信を再開するものとする。

この場合、監視制御サーバが「９：１１」から受信したメッセージには、図７に示すネットワーク障害が発生しなかった場合と比べて５秒遅れの信号データが含まれている。例えば、図８に示すように、監視制御サーバが第１設備の異常判定に用いる第１信号データ及び第３信号データの各値は、「９：１３」では「９」と「１４」であり、「９：１４」では「１０」と「５」である。このため、監視制御サーバは、ネットワークの障害によってメッセージが受信できなかった期間が５秒間であった場合、５秒遅れの「９：１４」に「第１信号データの値が１０以上且つ第３データの値が５以下」との条件が成立したと判定し、第１設備に異常が発生したと判定することになる。この結果、従来の監視制御システムでは、ネットワークの障害によってメッセージが受信できなかった期間がそのまま第１設備の異常判定が遅延した期間となっている。

これに対して、本実施の形態に係る監視制御システム１では、ゲートウェイ装置１００がネットワーク４００の障害から復旧した後、送信に失敗した各信号データのうち、第１設備２０１の異常判定に用いられる第１信号データを含むメッセージ及び第３信号データを含むメッセージを優先して送信を再開する。よって、監視制御サーバ３００は、ネットワークの障害から復旧した「９：１１」から「９：１８」まで第２信号データを含むメッセージを受信しない分だけ当該障害によって受信不能であった第１信号データを含むメッセージ及び第３信号データを含むメッセージを速やかに受信することができる。

例えば、図９に示すように、監視制御サーバ３００が設備の異常判定に用いる第１信号データ及び第３信号データの各値は、「９：１２」では「１０」と「５」である。このため、監視制御サーバ３００は、ネットワークの障害が５秒間であった場合、３秒遅れの「９：１２」に「第１信号データの値が１０以上且つ第３データの値が５以下」との条件が成立したと判定し、第１設備２０１に異常が発生したと判定することになる。よって、本実施の形態に係る監視制御システム１は、従来の監視制御システムよりも第１設備２０１の異常判定までの期間が２秒間短縮されている。この結果、本実施の形態に係る監視制御システム１は、従来の監視制御システムよりも各設備２０１、２０２の異常判定の遅延を低減できる。

また、本実施の形態に係る監視制御システム１によれば、異常判定関連データは、監視制御サーバ３００において各設備２０１、２０２の異常判定に用いられる異常判定条件式における信号データの種類毎の使用回数を示すデータである。そして、優先度決定部１３０は、メッセージ取得部１１０が取得したメッセージに含まれる信号データについて、異常判定関連データが示す使用回数が多くなるに連れて決定する前記優先度を高くする。

このようにすることで、本実施の形態に係る監視制御システム１は、信号データの優先度が上述した使用回数が多くなるに連れて高くならない監視制御システムよりもネットワークの異常の解消時における設備の異常判定の遅延を低減できる。

ここで、特許文献１に開示された収集システムでは、ゲートウェイ装置は、データを取得したタイミングで自らが収集したデータにタイムスタンプを付与している。このため、特許文献１に開示された収集システムでは、例えば、本実施の形態のようにデータを収集する機器が複数存在する場合、各機器からデータを収集する度に当該データにタイムスタンプを付与すると、各機器が同一のタイミングで生成したデータに異なるタイムスタンプが付与される問題がある。この結果、特許文献１に開示されたシステムでは、データを収集する機器が複数存在する場合、各機器から収集したデータの時刻同期の精度が低くなり、監視制御装置が各機器の異常を検出しなかったり、誤って異常を検出したりする問題がある。

特に、特許文献１に開示された収集システムでは、本実施の形態のようにゲートウェイ装置がＬＡＮといったネットワークを介して各機器からデータを取得する場合、当該ネットワークのタイムラグによって各機器が同一のタイミングで生成したデータに付与されるタイムスタンプの時刻の誤差が大きくなる問題がある。この結果、特許文献１に開示されたシステムでは、ゲートウェイ装置がネットワークを介して各機器からデータを取得する場合、各機器から収集したデータの時刻同期の精度が更に低くなり、監視制御装置が各機器の異常の未検出、誤検出が増加する問題がある。

これに対して、本実施の形態に係る監視制御システムによれば、各機器２１１～２１４は、生成した信号データに日時データとしてのタイムスタンプを付与している。そして、ゲートウェイ装置１００では、メッセージ取得部１１０は、各機器２１１～２１４からＬＡＮ５００を介して特定の時刻を示すタイムスタンプが付与された特定信号データを含むメッセージを取得し、メッセージ送信部１４０は、特定信号データを含むメッセージを監視制御サーバ３００に送信する。

このようにすることで、本実施の形態に係る監視制御システム１は、信号データを収集する機器２１１～２１４が複数存在する場合、各機器が生成した信号データに日時データを付与しない監視制御システムよりも各機器２１１～２１４から収集した信号データの時刻同期の精度が高くなり、監視制御サーバが各機器２１１～２１４の異常の未検出、誤検出を低減できる。

（変更例）
なお、上記の実施の形態では、監視制御システム１は、監視制御サーバ３００が生産拠点の遠隔地に設けられた遠隔監視制御システムとしたが、監視制御サーバ３００が遠隔地に設けられていなくてもよく、例えば、生産現場に設けられていてもよい。この場合、例えば、生産現場の遠隔地に設けられた管理者のコンピュータ装置である管理装置がネットワーク４００を介して監視制御サーバ３００から各設備２０１、２０２の監視結果を示すデータを受信したり、監視制御サーバに各設備２０１、２０２を制御する旨の命令を示すデータを送信したりしてもよい。

なお、上記の実施の形態では、監視制御サーバ３００は、各設備２０１、２０２の監視及び制御を行っているが、各設備２０１、２０２の異常判定を行う限りにおいてこれに限定されず、例えば、各設備２０１、２０２の監視のみを行ってもよい。

なお、上記の実施の形態では、ゲートウェイ装置１００は、各機器２１１～２１４と別体としたが、各機器２１１～２１４から信号データを含むメッセージを取得可能である限りにおいてこれに限定されない。例えば、ゲートウェイ装置１００は、第１機器２１１と一体であってもよい。具体的には、図１０に示すように、第１機器２１１は、ゲートウェイ装置１００の各部１１０～１５０を含み、第２機器２１２、第３機器２１３及び第４機器２１４から信号データを含むメッセージを取得可能としてもよい。

なお、上記の実施の形態では、異常判定条件データは、各設備２０１、２０２が異常であるか否かを判定する条件式を示すデータとしたが、各設備２０１、２０２が異常であるか否かを判定可能な条件を示すデータである限りにおいて条件式を示すデータでなくてもよい。例えば、異常判定条件データは、各設備２０１、２０２が異常であるか否かを判定可能な条件の文章である条件文を示すデータであってもよい。

なお、上記の実施の形態では、ゲートウェイ装置１００は、ネットワーク４００に異常が発生した場合、送信に失敗したメッセージと異常が発生した後に取得した未送信のメッセージとを再送メッセージ記憶部１５０に記憶したが、これに限定されない。例えば、ゲートウェイ装置１００は、ネットワーク４００の異常の発生の有無に関わらず、各機器２１１～２１４から取得した全てのメッセージを記憶してもよい。この場合、ゲートウェイ装置１００は、ネットワーク４００に異常が発生した場合、ネットワーク４００に異常が発生した後に送信する目的で取得した全てのメッセージを特定し、当該異常が解消した後に、特定した全てのメッセージを監視制御サーバ３００に送信する必要がある。

なお、制御部５１、主記憶部５２、外部記憶部５３、送受信部５６、内部バス５０を備えるゲートウェイ装置１００が処理を行う中心となる部分は、例えば、前記の動作を実行するための制御プログラム５９を、ゲートウェイ装置１００が読み取り可能な記録媒体、例えば、フラッシュメモリに格納して配布し、制御プログラム５９をインストールすることにより、上記の処理を実行するゲートウェイ装置１００を構成してもよい。また、ＬＡＮ５００、インターネットといった通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に制御プログラム５９を格納しておき、ゲートウェイ装置１００が制御プログラム５９をダウンロードすることでゲートウェイ装置１００を構成してもよい。

また、ゲートウェイ装置１００の機能は、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムの分担、又はＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体又は記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波に制御プログラム５９を重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ、Bulletin Board System）に制御プログラム５９を掲示し、通信ネットワークを介して制御プログラム５９を提供してもよい。そして、制御プログラム５９を起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

１…監視制御システム、５０…内部バス、５１…制御部、５２…主記憶部、５３…外部記憶部、５６…送受信部、５９…制御プログラム、１００…ゲートウェイ装置、１１０…メッセージ取得部、１２０…異常判定関連データ記憶部、１３０…優先度決定部、１４０…メッセージ送信部、１５０…再送メッセージ記憶部、２００…設備、２０１…第１設備、２０２…第２設備、２１１…第１機器、２１２…第２機器、２１３…第３機器、２１４…第４機器、２２１…信号データ生成部、２２２…日時データ付与部、２２３…信号データ記憶部、２２４…メッセージ出力部、３００…監視制御サーバ、３１０…メッセージ受信部、３２０…異常判定条件データ記憶部、３３０…異常判定部、４００…ネットワーク、５００…ＬＡＮ。

Claims (7)

1. 監視制御システムにおいて監視対象となる設備に配置された機器から取得した信号データを当該設備の監視を行う監視制御サーバにネットワークを介して送信するゲートウェイ装置を、
   前記機器から前記信号データを含むメッセージを取得するメッセージ取得部、
   前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる前記信号データの種類に関するデータである異常判定関連データに基づいて、前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージに含まれる前記信号データの優先度を決定する優先度決定部、
   前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージを前記監視制御サーバに送信するメッセージ送信部であって、前記ネットワークに異常が発生した後に当該異常が解消した場合、前記優先度決定部が決定した前記優先度が高い前記信号データを含む前記メッセージを前記優先度が低い前記信号データを含む前記メッセージよりも優先して前記監視制御サーバに送信する前記メッセージ送信部、
   として機能させ、
   前記異常判定関連データは、前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる異常判定条件における前記信号データの種類毎の使用回数を示すデータであり、
   前記優先度決定部は、前記信号データについて、前記異常判定関連データが示す前記使用回数が多くなるに連れて決定する前記優先度を高くする、
   制御プログラム。
2. 前記使用回数は、前記異常判定条件が複数種類設定されている場合、使用されている前記異常判定条件の種類の数である、
   請求項１に記載の制御プログラム。
3. 前記機器は、前記信号データを生成した日時を示すデータである日時データを前記信号データに付与しており、
   前記メッセージ取得部は、前記機器から特定の日時を示す日時データが付与された前記信号データである特定信号データを含む前記メッセージを取得可能であり、
   前記メッセージ送信部は、前記特定信号データを含む前記メッセージを送信可能である、
   請求項１又は２に記載の制御プログラム。
4. 前記ゲートウェイ装置と前記機器とが一体である。
   請求項１に記載の制御プログラム。
5. ネットワークを介して監視対象となる設備の監視制御を行う監視制御サーバと、前記設備に配置された機器と、前記機器から信号データを取得して前記監視制御サーバに送信するゲートウェイ装置とを備える監視制御システムであって、
   前記ゲートウェイ装置は、
   前記機器から前記信号データを含むメッセージを取得するメッセージ取得部と、
   前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる前記信号データの種類に関するデータである異常判定関連データを記憶する異常判定関連データ記憶部と、
   前記異常判定関連データ記憶部が記憶している前記異常判定関連データに基づいて、前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージに含まれる前記信号データの優先度を決定する優先度決定部と、
   前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージを前記監視制御サーバに送信するメッセージ送信部であって、前記ネットワークに異常が発生した後に当該異常が解消した場合、前記優先度決定部が決定した前記優先度が高い前記信号データを含む前記メッセージを前記優先度が低い前記信号データを含む前記メッセージよりも優先して前記監視制御サーバに送信する前記メッセージ送信部と、
   を含み、
   前記異常判定関連データは、前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる異常判定条件における前記信号データの種類毎の使用回数を示すデータであり、
   前記優先度決定部は、前記信号データについて、前記異常判定関連データが示す前記使用回数が多くなるに連れて決定する前記優先度を高くする、
   監視制御システム。
6. 監視制御システムにおいて監視対象となる設備に配置された機器から取得した信号データを当該設備の監視を行う監視制御サーバにネットワークを介して送信するゲートウェイ装置であって、
   前記機器から前記信号データを含むメッセージを取得するメッセージ取得部と、
   前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる前記信号データの種類に関するデータである異常判定関連データを記憶する異常判定関連データ記憶部と、
   前記異常判定関連データ記憶部が記憶している前記異常判定関連データに基づいて、前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージに含まれる前記信号データの優先度を決定する優先度決定部と、
   前記メッセージ取得部が取得した前記メッセージを前記監視制御サーバに送信するメッセージ送信部であって、前記ネットワークに異常が発生した後に当該異常が解消した場合、前記優先度決定部が決定した前記優先度が高い前記信号データを含む前記メッセージを前記優先度が低い前記信号データを含む前記メッセージよりも優先して前記監視制御サーバに送信する前記メッセージ送信部と、
   を備え、
   前記異常判定関連データは、前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる異常判定条件における前記信号データの種類毎の使用回数を示すデータであり、
   前記優先度決定部は、前記信号データについて、前記異常判定関連データが示す前記使用回数が多くなるに連れて決定する前記優先度を高くする、
   ゲートウェイ装置。
7. 監視制御システムにおいて監視対象となる設備に配置された機器から取得した信号データを当該設備の監視を行う監視制御サーバにネットワークを介して送信するゲートウェイ装置の制御方法であって、
   前記ゲートウェイ装置が、前記機器から前記信号データを含むメッセージを取得するメッセージ取得ステップと、
   前記ゲートウェイ装置が、前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる前記信号データの種類に関するデータである異常判定関連データに基づいて、前記メッセージ取得ステップにおいて取得した前記メッセージに含まれる前記信号データの優先度を決定する優先度決定ステップと、
   前記ゲートウェイ装置が、前記メッセージ取得ステップにおいて取得した前記メッセージを前記監視制御サーバに送信するメッセージ送信ステップと、
   を含み、
   前記メッセージ送信ステップにおいて、前記ゲートウェイ装置が、前記ネットワークに異常が発生した後に当該異常が解消した場合、前記優先度決定ステップにおいて決定した前記優先度が高い前記信号データを含む前記メッセージを前記優先度が低い前記信号データを含む前記メッセージよりも優先して前記監視制御サーバに送信し、
   前記異常判定関連データは、前記監視制御サーバにおいて前記設備の異常判定に用いられる異常判定条件における前記信号データの種類毎の使用回数を示すデータであり、
   前記優先度決定ステップにおいて、前記ゲートウェイ装置が、前記信号データについて、前記異常判定関連データが示す前記使用回数が多くなるに連れて決定する前記優先度を高くする、
   制御方法。

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