JPH07162971A - 監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 子局が複数の入力データを、順次、周期的に
親局へ送信するサイクリック・ディジタル方式の監視制
御装置は、子局が、親局へ前回送信した各計測データと
設備機器から現在入力している各計測データとを個々に
比較してそれらの変化を検出し、各計測データ毎に予め
定められた変化基準を越えているか否かを判断する比較
部１２ｂと、上記変化基準を越える計測データが入力さ
れた場合、該計測データの前に同期ワードを付加して親
局へ送信する送信処理部１２ａとを備え、親局が１フレ
ームの途中で同期ワードを受信した場合、割込送信の発
生を認識し、同期ワードの次の計測データを優先処理す
る構成である。 【効果】 重要な計測データに急激な変化が起きたと
き、その計測データは直ちに子局から親局へ送信され、
親局で優先的に処理されるので、従来のような処理遅延
が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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し、特に、子局が
設備機器からの入力情報をディジタル化し、一定時間間
隔をもって、順次、周期的に親局へ送信するサイクリッ
ク・ディジタル方式の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、子局に接続された
設備機器の遠隔制御や監視を行う親局と、各種設備機器
に接続され、設備機器から監視データ（表示・計測デー
タ）を入力して親局へ送信すると共に、親局から受信し
た制御データを設備機器に出力する子局と、これら親局
と子局とを結ぶ通信路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５に示すよう
に、上記子局５１が設備機器から入力した各種情報（例
えば、設備機器の電圧計等の入力装置の計測データ）を
親局５２へ送信する場合に、それらの入力情報をディジ
タル化し、一定時間間隔をもって、順次、周期的に親局
５２へ送信するような構成の、いわゆるサイクリック・
ディジタル方式のものがある。

【０００５】従来のサイクリック・ディジタル方式の監
視制御装置における伝送データフォーマットは、図４に
示す通りであり、１フレームが同期ワードと、計測デー
タにワードアドレスやパリティを付加してなる複数の情
報ワードとから構成されている。各情報ワードの伝送の
順番は固定されており、同期ワードの後には必ず情報ワ
ード（１）が送信され、続いて情報ワード（２）、情報
ワード（３）、…と送信され、最終の情報ワード（ＥＮ
Ｄ）が送信された後、再び同期ワードが送信されて次の
フレームの送信が開始される。

【０００６】上記親局５２では、子局５１から順次送信
されてくる各種計測データを受信し、該計測データのス
ケール交換等の処理を行って該計測データを表示部へ表
示すると共に、該計測データに基づいて監視対象設備機
器の状態変化を検出し、必要に応じて監視対象設備機器
の動作を制御する制御データを子局５１へ送信したり、
警報動作を行う。

【０００７】

【発明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、ある計測データが送信された後、そのデ
ータが次に送信されるまでには、フレーム長に応じた１
サイクル期間が必要であるため、例えば、監視制御に重
要な計測データに急激な変化が起こり、親局５２におい
て即時にそれに対応した処理を行う必要が生じた場合で
も、その重要な計測データは、送信されるべきタイミン
グになるまで親局５２へ送信されず、処理遅延を生じる
という問題を招来する。

【０００８】特に、上記サイクリック・ディジタル方式
では、子局５１から親局５２へ送信する計測データの数
が多くなるに従ってフレーム長が長くなって１サイクル
期間が長くなるので、計測データの数に比例して親局５
２の緊急処理に対する遅延も大きくなり、監視制御装置
の性能の低下をもたらすことになっている。

【０００９】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、親局において緊急処理が必要な重要な
データは、すぐに親局へ送信され、緊急処理に対する遅
延が生じない監視制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の監視制御装置
は、監視対象設備の監視制御を行う親局と、監視対象設
備から入力した複数の計測データを、一定時間間隔をも
って、順次、周期的に上記親局へ送信する子局とを備え
たものであって、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。

【００１１】即ち、上記子局が、親局へ前回送信した各
計測データと監視対象設備から現在入力している各計測
データとを個々に比較してそれらの変化を検出し、各計
測データ毎に予め定められた変化基準を越えているか否
かを判断する比較手段と、上記変化基準を越える計測デ
ータが監視対象設備から入力された場合、該計測データ
の前に割込発生情報を付加し、現在送信中の計測データ
の次に、割込発生情報が付加された計測データを親局へ
送信する割込送信手段とを備えており、上記親局が、上
記割込発生情報を受信したとき、割込の発生を認識し、
割込発生情報の次の計測データを優先処理する優先処理
手段を備えている。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、監視対象設備から子局に
入力される各計測データは、比較手段によって親局へ前
回送信した各計測データと個々に比較されている。この
比較手段は、各計測データの前回送信値と現在値の変化
が各計測データ毎に予め定められた変化基準を越えてい
るか否かを判断し、各計測データ毎の急激な変化の有無
を検出する。もし、上記変化基準を越える計測データが
監視対象設備から子局に入力された場合、割込送信手段
が、該計測データの定められた送信タイミングまで待た
ずに、割込送信手段が該計測データの前に割込発生情報
を付加し、現在送信中の計測データの次に、該計測デー
タを優先的に送信する。

【００１３】そして、上記割込発生情報を受信した親局
では、優先処理手段割込の発生を認識し、割込発生情報
の次の計測データを優先処理するようになっている。

【００１４】このため、もし、監視制御に重要な計測デ
ータに急激な変化が起こり、親局において即時にそれに
対応した処理を行う必要が生じた場合、その重要な計測
データは、予め定められた送信されるべきタイミングに
なるまで待たずに、ただちに子局から親局へ送信され、
親局で優先的に処理されるようになっているので、重要
な緊急処理に従来のような遅延を生じることはない。

【００１５】また、上記変化基準は、計測データ毎に各
々の特徴に準じて設定することができるので、計測デー
タ毎に優先処理順位を定めることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図４に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１７】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、親局１と、複数の設備機器（監
視対象設備）１６…が接続された子局１０と、これら親
局１と子局１０との間を接続する通信路１５とから構成
されている。

【００１８】上記子局１０は、各種設備機器と接続され
る入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１１、制御受信処理および
表示・計測送信処理を行う制御ユニット１２、シリアル
に入力された信号をパラレルな信号に変換すると共に、
パラレルに入力された信号をシリアルな信号に変換する
直並・並直変換ユニット（以下、ＳＰＳユニットと称す
る）１３、および送受信信号を周波数変調および復調す
る周波数変復調ユニット（以下、ＦＳユニットと称す
る）１４を備えており、接続されている設備機器１６…
から計測データを入力して親局１へ送信すると共に、親
局１からの制御データを設備機器１６…に出力するもの
である。上記子局１０は、基本的には、複数のデータ
を、一定時間間隔をもって、順次、周期的に送信するサ
イクリック・ディジタル方式の通信で、設備機器１６…
から入力した計測データを親局１へ送信する。

【００１９】上記子局１０の入出力ユニット１１は、デ
ィジタル入力モジュール、アナログ入力モジュール、接
点出力モジュール、アナログ／ディジタル変換モジュー
ル等の各種モジュールから構成されている。

【００２０】上記子局１０の制御ユニット１２は、ＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit)およびメモリを含むマイ
クロコンピュータによって構成されており、図１に示す
ように、入出力ユニット１１を介して入力される各種計
測データを所定の送信データフォーマットに変換してＳ
ＰＳユニット１３へ出力する送信処理部（割込送信手
段）１２ａと、親局１へ前回送信した各計測データと設
備機器１６から現在入力している各計測データとを個々
に比較してそれらの変化を検出し、各計測データ毎に予
め定められた変化基準（フルスケールのＡ％）を越えて
いるか否かを判断する比較部（比較手段）１２ｂとを有
している。本実施例では、計測データ毎に優先処理の有
無を設定できるようになっており、予め優先処理指定さ
れた計測データのみが比較部１２ｂにおける比較判断の
対象となる。尚、上記送信処理部１２ａおよび比較部１
２ｂは、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によって構成されるものである。

【００２１】上記伝送データフォーマットは、基本的に
は、図４に示すように、１フレームが、送信側と受信側
との通信処理を同期させるための同期ワードと、計測デ
ータにワードアドレスやパリティを付加してなる複数の
情報ワードとから構成されている。また、各情報ワード
には、伝送の順番が予め定められており、同期ワードの
後には情報ワード（１）が送信され、続いて情報ワード
（２）、情報ワード（３）、…と送信され、最終の情報
ワード（ＥＮＤ）が送信された後、再び同期ワードが送
信されて次のフレームの送信が開始されるようになって
いる。但し、上記送信処理部１２ａは、優先処理指定さ
れている計測データが、変化基準を越えて設備機器１６
から入力された場合、図３に示すように、その計測デー
タを含む情報ワード（ｎ）の前に割込発生情報としての
同期ワードを付加して、現在送信中のフレームに割り込
ませて優先的にその計測データを送信するようになって
いる。

【００２２】上記制御ユニット１２のメモリには、送信
処理部１２ａから、順次、情報ワードがＳＰＳユニット
１３へ出力される際、各情報ワードに含まれる計測デー
タが記憶されるようになっており、メモリ内の各計測デ
ータは、各情報ワードが出力される１サイクル期間毎に
それぞれ更新される。即ち、上記メモリ内には、前回送
信された各計測データが記憶されており、上記比較部１
２ｂは、入出力ユニット１１から常時入力される設備機
器１６からの計測データと、上記メモリ内に記憶されて
いる前回送信された計測データとを比較して、両データ
の差が変化基準を越えているか否か（即ち、フルスケー
ルのＡ％を越えているか否か）を判断する。但し、本実
施例では、優先処理指定されている計測データのみ比較
部１２ｂでの比較が行われる。

【００２３】尚、優先処理条件となる変化基準（フルス
ケールのＡ％）は、ソフトウェアテーブルにて計測デー
タ毎に設定可能である。

【００２４】上記親局１は、表示ユニット２や操作卓３
と接続される入出力ユニット４、制御送信処理および表
示・計測受信処理を行う制御ユニット５、ＳＰＳユニッ
ト６、およびＦＳユニット７を備えており、子局１０に
接続された設備機器１６…の遠隔制御や監視を行うもの
である。

【００２５】上記親局１の制御ユニット５は、ＣＰＵお
よびメモリを含むマイクロコンピュータによって構成さ
れており、ＦＳユニット７およびＳＰＳユニット６を介
して入力される子局１０からの受信データの符号検定等
の受信処理を行う受信処理部（優先処理手段）を有して
いる。上記受信処理部は、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によって構成される
ものである。

【００２６】上記受信処理部は、１フレームの途中で同
期ワードを受信した場合、割り込みが発生したことを認
識し、その同期ワードの次に送信されてくる情報ワード
を受け付けるようになっている。

【００２７】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。

【００２８】図１に示すように、子局１０に接続された
設備機器１６…からのアナログ電圧等の各計測入力は、
入出力ユニット１１のアナログ／ディジタル変換モジュ
ールによってディジタルの計測データに変換され、制御
ユニット１２に取り込まれる。上記制御ユニット１２の
送信処理部１２ａは、上記の計測データにワードアドレ
スやパリティを付加して情報ワードを作成し、図４に示
すように、同期ワードに続いて、予め定められた順番で
各情報ワードをＳＰＳユニット１３へ出力する。

【００２９】上記送信処理部１２ａから各情報ワード
が、順次、ＳＰＳユニット１３へ出力される際、各情報
ワードに含まれる計測データは、それぞれメモリ内に記
憶される。この後、上記メモリ内の各情報ワードは、各
情報ワードが出力される毎に、更新される。

【００３０】尚、本実施例では、制御ユニット１２に入
力される複数の計測データの内、図１中の計測データ
（ｎ）および計測データ（ｐ）に対して、予め優先処理
指定が行われており、制御ユニット１２の比較部１２ｂ
において、入出力ユニット１１から常時入力される計測
データ（ｎ）および（ｐ）が、それぞれ上記メモリ内に
記憶されている前回送信された計測データ（ｎ）および
（ｐ）とそれぞれ比較されている。そして、計測データ
（ｎ）および（ｐ）において、現在の入力計測データと
前回送信した計測データとの間の変化がそれぞれの計測
データ毎に予め定められた変化基準を越えている場合、
送信処理部１２ａは、次のように割り込み送信処理を行
う。

【００３１】例えば、情報ワード（ｍ）の出力中に、上
記変化基準を越える計測データ（ｎ）が設備機器１６か
ら入力された場合、送信処理部１２ａは、図３に示すよ
うに、情報ワード（ｍ）に続いて同期ワードを出力し、
その次に計測データ（ｎ）を含む情報ワード（ｎ）を出
力する。この後、送信処理部１２ａは、情報ワード
（ｍ）の次に送信するはずであった情報ワード（ｍ＋
１）を出力し、以下、割り込み送信処理が発生しなけれ
ば、予め定められた送信順に情報ワード（ＥＮＤ）まで
出力する。そして、情報ワード（ＥＮＤ）の出力後、再
び同期ワードが出力されて次のフレームの出力が開始さ
れる。

【００３２】そして、図２に示すように、上記ＳＰＳユ
ニット１３は制御ユニット１２からのパラレルな送信デ
ータをシリアルなデータに変換してＦＳユニット１４へ
出力する。上記ＦＳユニット１４は、ＳＰＳユニット１
３からの送信データを周波数変調し、通信路１５に送出
する。

【００３３】上記子局１０から送出された送信データ
は、通信路１５を介して親局１に伝送される。親局１で
は、受信したデータをＦＳユニット７が周波数復調し、
ＳＰＳユニット６に出力する。上記ＳＰＳユニット６
は、ＦＳユニット７からのデータをパラレルなデータに
変換して制御ユニット５に出力する。

【００３４】上記制御ユニット５は、受信処理部によっ
て受信データの符号検定を行う。上記受信処理部は、定
められた順番の情報ワードを受信しなかった場合、送信
不良の検定を行うのであるが、１フレームの途中で同期
ワードを受信した場合、割り込みが発生したことを認識
し、その同期ワードの次に送信されてくる情報ワードを
受け付け、その情報ワードを優先処理する。

【００３５】また、上記制御ユニット５は、各種計測デ
ータのスケール交換等の処理を行って計測データを入出
力ユニット４を介して表示ユニット２へ出力すると共
に、該計測データに基づいて設備機器１６の状態変化を
検出し、必要に応じて設備機器１６の動作を制御する制
御データを子局１０へ送信したり、警報動作等を行うよ
うになっている。

【００３６】以上のように、本実施例の監視制御装置
は、設備機器１６…の監視制御を行う親局１と、設備機
器１６…から入力した複数の計測データを、一定時間間
隔をもって、順次、周期的に上記親局１へ送信する子局
１０とを備えたものであり、上記子局１０は、親局１へ
前回送信した各計測データと設備機器１６…から現在入
力している各計測データとを個々に比較してそれらの変
化を検出し、各計測データ毎に予め定められた変化基準
を越えているか否かを判断する比較部１２ｂと、上記変
化基準を越える計測データが設備機器１６から入力され
た場合、該計測データを含む情報ワードの前に割込発生
情報として同期ワードを付加し、現在送信中の情報ワー
ドの次に、割込発生情報としての同期ワードが付加され
た情報ワードを親局１へ送信する割込送信手段としての
送信処理部１２ａとを備え、また、上記親局１は、１フ
レームの途中で割込発生情報としての同期ワードを受信
した場合、割込送信の発生を認識し、上記同期ワードの
次の計測データを優先処理する優先処理手段としての受
信処理部を備えている構成である。

【００３７】これにより、子局１０において監視制御に
重要な計測データに急激な変化が起こり、親局１におい
て即時にそれに対応した処理を行う必要が生じた場合、
その重要な計測データは、予め定められた送信されるべ
きタイミングになるまで待たずに、ただちに子局１０か
ら親局１へ送信され、親局１で優先的に処理されるよう
になっているので、重要な緊急処理に従来のような遅延
を生じることはなく、監視制御装置の性能の向上が図れ
る。

【００３８】本実施例では、計測データ毎に優先処理の
有無を設定できるようになっているので、特に重要な計
測データのみ優先処理が行われるようにすることができ
る。また、優先処理設定した計測データの中でも、計測
データ毎に各々の計測データの特徴に準じて優先処理条
件である変化基準（フルスケールのＡ％）を設定するこ
とができるので、計測データ毎に優先順位を定めること
ができる。無論、全ての計測データに対して優先処理設
定を行い、計測データ毎の変化基準の設定により計測デ
ータ毎に優先順位を定めてもよい。

【００３９】また、本実施例では、割込発生情報として
同期ワードが用いられており、むやみに情報の数を増加
させることがないようになっている。勿論、割込発生情
報として同期ワード以外の特定の情報を用いてもよい。

【００４０】上記実施例は、あくまでも、本発明の技術
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、本発
明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実
施することができるものである。

【００４１】

【発明の効果】本発明の監視制御装置は、以上のよう
に、監視対象設備の監視制御を行う親局と、監視対象設
備から入力した複数の計測データを、一定時間間隔をも
って、順次、周期的に上記親局へ送信する子局とを備え
たものであって、上記子局は、親局へ前回送信した各計
測データと監視対象設備から現在入力している各計測デ
ータとを個々に比較してそれらの変化を検出し、各計測
データ毎に予め定められた変化基準を越えているか否か
を判断する比較手段と、上記変化基準を越える計測デー
タが監視対象設備から入力された場合、該計測データの
前に割込発生情報を付加し、現在送信中の計測データの
次に、割込発生情報が付加された計測データを親局へ送
信する割込送信手段とを備え、上記親局は、上記割込発
生情報を受信したとき、割込送信の発生を認識し、割込
発生情報の次の計測データを優先処理する優先処理手段
を備えている構成である。

【００４２】それゆえ、監視制御に重要な計測データに
急激な変化が起こり、親局において即時にそれに対応し
た処理を行う必要が生じた場合、その重要な計測データ
は、予め定められた送信されるべきタイミングになるま
で待たずに、ただちに子局から親局へ送信され、親局で
優先的に処理されるようになっているので、重要な緊急
処理に従来のような遅延を生じることはなく、監視制御
装置の性能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】本発明の一実施例を示すものであり、監視制御
装置における子局の要部の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】上記監視制御装置の全体の概略の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】子局が割り込み送信処理を行うときの送信デー
タのフレーム構成を示す説明図である。

【図４】子局の送信データのフレーム構成を示す説明図
である。

【図５】従来例を示すものであり、サイクリック・ディ
ジタル方式の監視制御装置を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 親局 ５ 制御ユニット（優先処理手段） １０ 子局 １２ 制御ユニット １２ａ 送信処理部（割込送信手段） １２ｂ 比較部（比較手段） １５ 通信路 １６ 設備機器（監視対象設備）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】監視対象設備の監視制御を行う親局と、 監視対象設備から入力した複数の計測データを、一定時
   間間隔をもって、順次、周期的に上記親局へ送信する子
   局とを備えた監視制御装置において、 上記子局は、親局へ前回送信した各計測データと監視対
   象設備から現在入力している各計測データとを個々に比
   較してそれらの変化を検出し、各計測データ毎に予め定
   められた変化基準を越えているか否かを判断する比較手
   段と、 上記変化基準を越える計測データが監視対象設備から入
   力された場合、該計測データの前に割込発生情報を付加
   し、現在送信中の計測データの次に、割込発生情報が付
   加された計測データを親局へ送信する割込送信手段とを
   備え、 上記親局は、上記割込発生情報を受信したとき、割込送
   信の発生を認識し、割込発生情報の次の計測データを優
   先処理する優先処理手段を備えていることを特徴とする
   監視制御装置。