(57)【要約】      （修正有）【課題】監視制御システムを更新する際、システム更新用制御ネットワークと接続可能な制御装置を構成し、システム更新時における監視制御機能の停止時間を少なくする。【解決手段】制御装置４０は、プラントからのデータを収集して格納する通信データ受渡し用バッファ４３と、通信データ受渡し用バッファ４３からの通信データを制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａを介してそれぞれ格納する制御ネットワークメモリ４５ａおよび更新用制御ネットワークメモリ４５ｂからなる通信用メモリ４５とを備え、制御ネットワークメモリ４５ａおよび更新用制御ネットワークメモリ４５ｂの格納データを外部監視制御端末および外部更新用監視制御端末に送信可能とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントからのデータをデータ送受信部を介して収集して格納する通信データ受渡し用バッファと、前記通信データ受渡し用バッファからの通信データを制御ネットワーク通信ソフトウエアを介してそれぞれ格納する制御ネットワークメモリおよび更新用制御ネットワークメモリからなる通信用メモリとを備え、前記制御ネットワークメモリおよび前記更新用制御ネットワークメモリの格納データをそれぞれ監視制御端末および更新用監視制御端末に送信可能に構成したことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
制御ネットワーク通信ソフトウエアにおける制御ネットワーク接続状態を設定する制御ネットワーク接続フラグ設定部を備え、前記制御ネットワーク接続フラグ設定部の設定状態により、システム更新時に前記制御ネットワークメモリまたは前記更新用制御ネットワークメモリまたは両者の制御ネットワークメモリの格納データを監視制御端末または更新用監視制御端末に選択的に送信可能としたことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
制御ネットワークの通信状態を監視する制御ネットワーク通信状態監視部を備え、前記制御ネットワーク通信状態監視部の出力により、前記監視制御端末または前記更新用監視制御端末において前記制御ネットワークの通信状態を監視することを可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御ネットワーク通信状態監視部により更新側の制御ネットワークが異常状態にあることを判定した場合、前記制御ネットワークメモリと前記更新用制御ネットワークメモリのデータを同時に前記監視制御端末または前記更新用監視制御端末に接続可能としたことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
監視制御の対象となる複数のプラントと、前記複数のプラントの動作状態を監視し、かつ制御する監視制御端末と、制御ネットワークを介して前記プラントおよび前記監視制御端末におけるデータを送受信する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御装置とを備えたことを特徴とする監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、制御装置およびこの制御装置を用いた監視制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視制御システムは、プラントからの情報を取得し、プラントを監視制御する制御装置と、制御装置からの信号を受けてプラントの動作状態を監視制御する監視制御端末と、制御装置および監視制御端末を接続する制御ネットワークとから構成されている。これらの監視制御システムを構成する装置は、時間の経過とともに老朽化し、制御ネットワークおよび監視制御端末のそれぞれを更新することが必要とされる。
【０００３】
このような新しいシステムに更新する場合、従来、制御ネットワークに更新用制御装置を接続して更新後の監視制御端末と制御ネットワークを構築した後に、制御装置から既設制御ネットワークを切り離し、更新後の制御ネットワークを接続する。このとき、制御装置の通信ソフトウエア（以下、Ｓ／Ｗと称す）を既設制御ネットワーク用から更新後制御ネットワーク用に入れ替える必要が発生する。
したがって、制御装置から既設制御ネットワークを切り離し、通信Ｓ／Ｗを入れ替え、更新後制御ネットワークを接続するまでの間は、制御装置を停止しておく必要があり、このため、停止している時間プラントへのアクセスができず、プラントの監視・制御ができなくなる。なお、一般的に、複数のネットワークに同時に接続可能な制御装置は、数多く提案されている。（特許文献１、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２８５７１号公報
【特許文献２】再公表２０１４−０５４１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献における制御装置は、ゲートウェイ的すなわちデータの中継を機能としたものであり、システムの更新時におけるプラントの監視、制御ができなくなる時間を少なくすることを目的としていない。
本願は、上述のような問題点を解決するための技術を開示するものであり、システム更新用制御ネットワークと接続可能な制御装置を構成することにより、システム更新時における監視制御機能の停止時間を少なくすることが可能な制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示される制御装置は、プラントからのデータをデータ送受信部を介して収集して格納する通信データ受渡し用バッファと、前記通信データ受渡し用バッファからの通信データを制御ネットワーク通信ソフトウエアを介してそれぞれ格納する制御ネットワークメモリおよび更新用制御ネットワークメモリからなる通信用メモリとを備え、前記制御ネットワークメモリおよび前記更新用制御ネットワークメモリの格納データをそれぞれ監視制御端末および更新用監視制御端末に送信可能に構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本願に開示される制御装置によれば、システム更新用制御ネットワークと接続可能な制御装置を構成することにより、システム更新時における監視制御機能の停止時間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願の実施の形態１に係る制御監視システムを概念的に示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】制御装置に用いられるマイクロプロセッサの一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】実施の形態３に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３に係る制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態３に係る制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態４に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態４に係る制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態５に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態５に係る制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願における実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本願の実施の形態１に係る制御監視システムを概念的に示すブロック図、図２は、実施の形態１に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
図１において、制御監視システム１００は、監視制御の対象となる複数のプラント１０と、これらのプラント１０の動作状態を監視し、かつ制御する監視制御端末２０ａと、制御ネットワーク３０ａを介してプラント１０および監視制御端末２０ａにおけるデータを送受信する制御装置４０とから構成されている。また、制御装置４０は、システムを更新する際、更新用制御ネットワーク３０ｂを介して更新用監視制御端末２０ｂに接続可能として構成されている。
【００１０】
図２は、この制御装置４０の詳細な構成を示している。
図において、制御装置４０は、プラント１０との間でデータを送受するデータ送受信部４１と、データ送受信部４１のデータをアプリケーションＳ／Ｗ４２を介して送受する通信データ受渡し用バッファ４３と、通信データ受渡し用バッファ４３のデータを制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａを介して送受し、監視制御端末２０ａに供給する制御ネットワークメモリ４５ａとを備え、これらによってプラント１０と監視制御端末２０ａとの間でデータの送受を行うように構成されている。
また、制御装置４０は、システムを更新するための更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂおよび更新用制御ネットワークメモリ４５ｂを備えており、更新用制御ネットワーク３０ｂを介して更新用監視制御端末２０ｂとデータを送受可能として構成されている。
【００１１】
このような構成のもとで、システム更新の必要性が生じた場合、制御装置４０の更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに更新用制御ネットワーク３０ｂを介して更新用監視制御端末２０ｂを接続し、新たな制御ネットワークを構築した後に制御装置４０から既設の制御ネットワーク３０ａを切り離すことによって行う。
以上のように通信用メモリ４５として制御ネットワークメモリ４５ａと更新用制御ネットワークメモリ４５ｂとを設けることによって制御装置４０を制御ネットワーク３０ａと更新用制御ネットワーク３０ｂに同時に接続することが可能となり、システムの更新を必要とした場合、監視制御機能の停止時間を最小限に留めることができる。
【００１２】
なお、上述の制御装置４０は、一般的なマイクロプロセッサを含んで形成され、図３に示すように、プロセッサ４０１と記憶装置４０２とを備えている。この記憶装置４０２は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備している。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ４０１は、記憶装置４０２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ４０１にプログラムが入力される。また、プロセッサ４０１は、演算結果等のデータを記憶装置４０２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
【００１３】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態２に係る制御装置４０は、実施の形態１の構成に加えて制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａおよび更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂをそれぞれ制御する制御ネットワーク接続フラグ設定部４６を設けたものである。
この制御ネットワーク接続フラグ設定部４６は、制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａの動作状態を切り替えるための制御ネットワーク接続フラグ４６ａと、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂの動作状態を切り替えるための更新用制御ネットワーク接続フラグ４６ｂとを発生するものであり、それぞれネットワークを接続する際には接続状態、未接続の際には未接続状態に設定している。
【００１４】
このような制御ネットワーク接続フラグ設定部４６は、マイクロプロセッサのプログラムにより設定状況が検知されており、図５にそのフローチャートを示している。
図５（Ａ）において、ステップＳＴ１で制御ネットワーク接続フラグ４６ａの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ２に移行し、通信データ受渡し用バッファ４３のデータを制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａを介して制御ネットワークメモリ４５ａに展開する。また、ステップＳＴ１において、未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００１５】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、ステップＳＴ３で更新用制御ネットワーク接続フラグ４６ｂの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ４に移行し、通信データ受渡し用バッファ４３のデータを更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂを介して更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに展開する。
また、ステップＳＴ３において、更新用制御ネットワーク接続フラグ４６ｂが未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００１６】
このように制御ネットワーク接続フラグ設定部４６を設けることにより、制御ネットワーク３０ａのみに接続する場合と、制御ネットワーク３０ａおよび更新用制御ネットワーク３０ｂを同時に接続する場合と、更新用制御ネットワーク３０ｂのみを接続する場合とのいずれかを選択することが可能となり、更新作業による制御ネットワーク切り替え作業をスムーズに行なわせることができ、この結果、制御ネットワーク切り替え作業時におけるプラントの監視制御の停止時間を短縮させることができる。
【００１７】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態３に係る制御装置４０は、実施の形態２の構成に加えて制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａおよび更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂにそれぞれ制御ネットワーク３０ａおよび更新用制御ネットワーク３０ｂの動作状態を監視する制御ネットワーク通信状態監視部４７を設けたものである。
【００１８】
この制御ネットワーク通信状態監視部４７は、制御ネットワーク３０ａおよび更新用制御ネットワーク３０ｂの通信状態を監視し、それぞれ正常状態にあるか異常状態にあるかを制御ネットワーク通信状態４７ａおよび更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂとして格納する。
また、この制御ネットワーク通信状態４７ａは、制御ネットワークメモリ４５ａに格納され、さらに制御ネットワーク３０ａを経由して監視制御端末２０ａに送信され、これによって監視制御端末２０ａにおいて制御ネットワーク３０ａ側の通信状態を監視することができる。
一方、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂは、更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに格納され、さらに更新用制御ネットワーク３０ｂを経由して更新後の監視制御端末２０ｂに送信され、これによって監視制御端末２０ｂにおいて更新用制御ネットワーク３０ｂ側の通信状態を監視することができる。
【００１９】
このような制御ネットワーク通信状態監視部４７は、マイクロプロセッサのプログラムにより構成されており、図７および図８にそのフローチャートを示している。
図７において、まず、ステップＳＴ１１で制御ネットワーク接続フラグ４６ａの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ１２に移行し、通信データ受渡し用バッファ４３のデータを制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ａを介して制御ネットワークメモリ４５ａに展開する。一方、未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００２０】
次に、ステップＳＴ１３で制御ネットワーク３０ａの動作状態を収集して制御ネットワーク通信状態４７ａとして格納し、ステップＳＴ１４に移行する。ステップＳＴ１４で更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ１５に移行し、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂを更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂを介して更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに格納する。
なお、ステップＳＴ１４において、更新用制御ネットワーク接続フラグ４６ｂが未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００２１】
図８は、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂ側の動作を示すものである。
図において、まず、ステップＳＴ２１で更新用制御ネットワーク接続フラグ４６ｂの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ２２に移行し、通信データ受渡し用バッファ４３のデータを更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂを介して更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに展開する。一方、未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００２２】
次に、ステップＳＴ２３で更新用制御ネットワーク３０ｂの動作状態を収集して更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂとして格納し、ステップＳＴ２４に移行する。ステップＳＴ２４で制御ネットワーク接続フラグ４６ａの設定を参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にあるならばステップＳＴ２５に移行し、制御ネットワーク通信状態４７ａを更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂを介して更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに格納する。
なお、ステップＳＴ２４において、制御ネットワーク接続フラグ４６ａが未接続状態（Ｎｏ）であるならば処理を行わずそのまま終了する。
【００２３】
以上のように実施の形態３における監視制御システムによれば、監視制御端末２０ａもしくは新たに設けた監視制御端末２０ｂによって制御ネットワーク３０ａと更新用制御ネットワーク３０ｂ両方のネットワークの通信状態を確認することが可能となり、これによって通信状態が異常なネットワークへの切り替えを防ぎ、プラント１０の監視制御の停止時間を抑制することができる。
【００２４】
実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態４に係る制御装置４０は、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂにより制御ネットワーク接続フラグ設定部４６における制御ネットワーク接続フラグ４６ａを設定するようにしたものである。その他の構成は、実施の形態３の構成と同一であり、その説明を省略する。
図１０は、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂ側の動作フローを示し、ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３３は、図８におけるステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２３の動作と同一である。
【００２５】
次に、ステップＳＴ３４において、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂは、制御ネットワーク接続フラグ４６ａを参照し、接続状態（Ｙｅｓ）にある場合、ステップＳＴ３５に移行し、制御ネットワーク通信状態４７ａを更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに格納して終了する。
一方、ステップＳＴ３４で制御ネットワーク接続フラグ４６ａが未接続状態（Ｎｏ）にある場合、ステップＳＴ３６に移行し、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが正常か判定する。
ここで、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが正常（Ｙｅｓ）であれば、ワークフローをそのまま終了し、異常（Ｎｏ）である場合、ステップＳＴ３７で制御ネットワーク接続フラグ４６ａを接続状態に書き換え、制御ネットワーク３０ａと更新用制御ネットワーク３０ｂを同時に接続状態に維持する。
以上のように構成することによって、通信状態が異常な更新用制御ネットワーク３０ｂへ誤って切り替えることを防止し、プラントの監視制御の停止時間をなくすことができる。
【００２６】
実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係る制御装置の内部構成を示すブロック図である。
図において、実施の形態５に係る制御装置４０は、実施の形態４に係る制御装置に対して制御ネットワーク接続変更フラグ４６ｃを追加し、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂを参照して更新用制御ネットワーク３０ｂへの切り替え忘れを防ぐようにしたものである。
図１２に更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂの動作フローを示し、ステップＳＴ４１〜ステップＳＴ４３は、図８におけるステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２３の動作と同一の動作を行うものである。
【００２７】
次に、ステップＳＴ４４において、更新用制御ネットワーク通信Ｓ／Ｗ４４ｂは、制御ネットワーク接続フラグ４６ａを参照し、未接続状態（Ｎｏ）にある場合、ステップＳＴ４５に移行し、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂを参照する。ここで、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが異常（Ｎｏ）である場合、ステップＳＴ４６で制御ネットワーク接続フラグ４６ａを接続状態に書き換え、さらにステップＳＴ４７で制御ネットワーク接続変更フラグ４６ｃを変更有に書き換えて終了する。なお、ステップＳＴ４５で更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが正常（Ｙｅｓ）であればそのままフローを終了する。
【００２８】
一方，ステップＳＴ４４で制御ネットワーク接続フラグ４６ａが接続状態（Ｙｅｓ）にある場合、ステップＳＴ４８に移行し、制御ネットワーク通信状態４７ａを更新用制御ネットワークメモリ４５ｂに格納する。
次に、ステップＳＴ４９で制御ネットワーク接続変更フラグ４６ｃを参照し、変更有（Ｙｅｓ）である場合、ステップＳＴ５０に移行して更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂを参照する。ここで、更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが正常（Ｙｅｓ）である場合、ステップＳＴ５１に移行し、制御ネットワーク接続フラグ４６ａを未接続状態に書き換え、さらにステップＳＴ５２で制御ネットワーク接続変更フラグ４６ｃを変更無に書き換えて終了する。
なお、ステップＳＴ４９で制御ネットワーク接続変更フラグ４６ｃが変更無を、ステップＳＴ５０で更新用制御ネットワーク通信状態４７ｂが異常である場合はそのままフローを終了する。
このように構成することによって、制御ネットワーク接続フラグ設定部４６の状態に応じて自動的に制御ネットワークを接続することができる。
【００２９】
なお、本開示には、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３０】
１０：プラント、  ２０ａ，２０ｂ：監視制御端末、  ３０ａ：制御ネットワーク、
３０ｂ：更新用制御ネットワーク、  ４０：制御装置、  ４１：データ送受信部、
４２：アプリケーションＳ／Ｗ、  ４３：通信データ受渡し用バッファ、
４４ａ：制御ネットワーク通信ソフトウエア、
４４ｂ：更新用制御ネットワーク通信ソフトウエア、  ４５：通信用メモリ、
４５ａ：制御ネットワークメモリ、  ４５ｂ：更新用制御ネットワークメモリ、
４６：制御ネットワーク接続フラグ設定部、  ４７：制御ネットワーク通信状態監視部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020177596.tif 000011
【図１０】
2020177596.tif 000012
【図１１】
2020177596.tif 000013
【図１２】
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