(57)【要約】      （修正有）【課題】一時的な無線障害や端末の故障により無線信号の受信が適切に行われないような状況下においても、高い信頼性を担保する信号受信システムを提供する。【解決手段】産業プラントの信号受信システム１００は、計器又はセンサで生成されたプロセス量を示す信号を無線で送信する送信端末１１０と、当該無線で送信された信号を受信する複数の受信端末１２０と、当該受信された信号の中から信号のデータ値のうち最も頻度の高い値を示す信号を選択する最頻値選択部と、選択された信号に基づいてプラント制御を行う監視制御装置と、を備える。送信端末１１０と所定の受信端末１２０の間で一時的に無線障害が生じ、誤った信号が受信端末１２０より送られてくる場合であっても、最頻値選択部における選択処理によって頻度の高い値を示す信号が選択されることで、信頼性の高いプラント制御が行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器又はセンサで生成されるプロセス量を示す信号を無線で送信する送信端末と、
前記送信端末より無線で送信された前記信号を無線で受信する複数の受信端末と、
前記複数の受信端末で受信された前記信号の中から、信号のデータ値のうち最も頻度の高い値を示す信号を選択する最頻値選択部と、
前記最頻値選択部で選択された前記最も頻度の高い値を示す信号に基づいてプラント制御を行う監視制御装置と、
を備える産業プラントの信号受信システム。
【請求項２】
前記最頻値選択部は、前記監視制御装置の内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。
【請求項３】
前記複数の受信端末と前記監視制御装置の間に配置され、前記受信端末から前記監視制御装置へ送信される信号を中継するゲートウェイ装置を更に備え、
前記最頻値選択部は、前記ゲートウェイ装置の内部に配置されることを特徴とする、
請求項１に記載の信号受信システム。
【請求項４】
前記最頻値選択部を内部に備え、前記複数の受信端末で受信された前記信号の中から、信号のデータ値のうち最も頻度の高い値を示す信号を選択する複数のフィールドゲートウェイ装置と、
前記複数のフィールドゲートウェイ装置でそれぞれ選択された最も頻度の高い値を示す信号を前記監視制御装置へ中継する統括ゲートウェイ装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号受信システム。
【請求項５】
前記統括ゲートウェイ装置は、前記複数のフィールドゲートウェイ装置でそれぞれ選択された前記最も頻度の高い値を示す信号の中から更に信号のデータ値のうち最も頻度の高い値を示す信号を選択する第２最頻値選択部を更に備え、
前記統括ゲートウェイ装置は、前記第２最頻値選択部で選択された前記最も頻度の高い値を示す信号を前記監視制御装置へ送信することを特徴とする、
請求項４に記載の信号受信システム。
【請求項６】
計器又はセンサで生成されたプロセス量を示す信号を無線で送信する送信ステップと、
前記無線で送信された前記信号を複数の受信端末で受信する受信ステップと、
前記複数の受信端末で受信された前記信号の中から、信号のデータ値のうち最も頻度の高い値を示す信号を選択する最頻値選択ステップと、
前記選択された前記最も頻度の高い値を示す信号に基づいてプラント制御を行う監視制御ステップと、
を備える産業プラントの信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、産業プラントの信号受信システム及び信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントに代表される産業プラント（以下、単に「プラント」と称する）には、プラント内の監視や制御に供するために、多数の計器・センサが設置されている。これらの計器・センサが生成する信号は、信号伝送ネットワークを介して監視制御装置に入力される。監視制御装置は、これらの信号を用いてプラント内の監視や制御を行っている。従来のプラントにおいては、計器・センサから監視制御装置への信号伝送は、有線のケーブルを敷設する方法により実現されている。
【０００３】
近年、計器・センサから監視制御装置までの信号伝送の一部に近距離無線ネットワークを利用する信号伝送方法が提案されている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、計器・センサからの信号を無線信号に変換し、無線ネットワークを介して監視制御装置へ入力する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５―１２８８７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２４０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１と特許文献２の技術は、計器・センサが生成した信号を、無線信号として送信する複数の送信部を有している。当該構成により、送信部のいずれかに故障等の障害が生じた場合であっても、その他の正常な送信部より送信された信号を用いて監視制御を維持することを可能としている。
【０００６】
しかし、産業プラント内では、様々な設備や配管等が入り組んで設置され、また、保安員等が作業のために移動している。例えば、保安員が送信部と受信部の間を通ることで、電磁波が一時的に遮断される。このように、産業プラント内には、無線通信の妨げとなる障害が多く存在する。
【０００７】
また、複数の送信部から送信される信号について、受信部の故障等の理由により信号間の誤差を生じてしまう場合がある。このとき、誤った信号を排除し、正しい信号のみを選択することが困難である。この誤信号の存在により、監視制御システムの信頼性に影響を与えると言う課題もある。
【０００８】
本発明の実施形態は、上記のような問題点を解決するために提案されたものである。すなわち、本発明の実施形態の目的は、一時的な無線障害や端末の故障により無線信号の受信が適切に行われないような状況下においても、高い信頼性を担保する信号受信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、産業プラントの信号受信システムであって、次の構成を有することを特徴とする。
（１）計器又はセンサで生成されたプロセス量を示す信号を無線で送信する送信端末、
（２）前記送信端末より無線で送信された前記信号を受信する複数の受信端末、
（３）前記複数の受信端末でそれぞれ受信された前記信号の中からモードを選択するモード選択部、
（４）前記モード選択部で選択された前記モードに基づいてプラント制御を行う監視制御装置。
【００１０】
また、本発明の別態様の実施形態は、信号受信方法であって、次の構成を有することを特徴とする。
（１）計器又はセンサで生成されたプロセス量を示す信号を無線で送信する送信ステップ、
（２）前記送信ステップで無線送信された前記信号を複数の受信端末で受信する受信ステップ、
（３）前記複数の受信端末でそれぞれ受信された前記信号の中からモードを選択するモード選択ステップ、
（４）前記モード選択ステップで選択された前記モードに基づいてプラント制御を行う制御ステップ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る産業プラントの信号送受信システムを示す概略図である。
【図２】モード選択器に入力される信号データの一例を示すグラフである。
【図３】第２実施形態に係る産業プラントの信号送受信システムを示す概略図である。
【図４】第３実施形態に係る産業プラントの信号送受信システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態に係る信号送受信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施形態における説明において、同一の符号が付されている部分は、実質的に同一の機能を有しており、重複部分については適宜説明が省略されている。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る信号送受信システム１００の概略図を示している。信号送受信システム１００は、送信端末１１０（１１０ａ〜１１０ｃ）と、受信端末１２０（１２０ａ〜１２０ｇ）と、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０（１３０ａ〜１３０ｃ）と、監視制御装置１４０と、を含んで構成される。受信端末１２０とリモートＰＩ／Ｏ装置１３０は、伝送ケーブル１５０（１５０ａ〜１５０ｇ）で、また、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０と監視制御装置１４０は、光ケーブル１６０（１６０ａ〜１６０ｃ）でそれぞれ接続されている。
【００１４】
なお、図１は、送信端末１１０が３つ、受信端末１２０が７つ、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０が３つ配置されているシステム構成を例示しているが、各端末・各装置の数量や位置関係は図１に限定されるものではない。
【００１５】
送信端末１１０は、プラント内に設置されている計器・センサに附属する無線発信器である。ここで、計器・センサとは、プラントで監視又は制御されるプロセス量を計測する機器であり、例えば、圧力、流量、温度、振動値等を計測するトランスミッタや熱電対などである。図１において、計器・センサ自体の図示は省略されている。送信端末１１０は、自端末に対応する計器・センサで計測されたプロセス量を示す信号データを当該計器・センサより入力し、無線信号に変換して送信する。
【００１６】
受信端末１２０は、送信端末１１０より無線で送信された信号データを受信し、当該受信した信号データを直近に設置されたリモートＰＩ／Ｏ装置１３０へ出力する。受信端末１２０は、送信端末１１０からの無線信号を受信できるように、当該無線信号の到達可能範囲内に配置されている。
【００１７】
本発明の各実施形態において、送信端末１１０及び受信端末１２０は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信方式を使用して無線通信を行う。
【００１８】
受信端末１２０は、様々な設備や配管等が入り組んでいるプラント内に設置される関係上、外部電源からの給電を受けられず、バッテリーで駆動する小型の受信器が、当該受信端末１２０として設置される場合がある。また、計器・センサと監視制御装置間の伝送の信頼性を維持するため、複数の受信端末１２０を配置する必要がある。当該観点を鑑み、近距離無線通信方式を用いることで、無線ネットワークを低廉かつ低消費電力で構成することが可能である。
【００１９】
また、産業プラント内で伝送される信号の中には、秘密性の高い信号が含まれる。そのため、送信電力が小さい近距離無線通信方式を用いることで、電磁波が建物外部へ漏洩することを抑え、高い秘匿性を維持することが可能となる。
【００２０】
リモートＰＩ／Ｏ装置１３０は、自装置に接続されている複数の受信端末１２０よりそれぞれ出力された信号データを入力し、当該入力した信号データを監視制御装置１４０へ出力する。リモートＰＩ／Ｏ装置１３０は、近距離無線ネットワークによっては、フィールド無線用ゲートウェイやアクセスポイントと呼称される場合がある。
【００２１】
監視制御装置１４０は、モード選択を行うモード選択器１７０を備えており、当該モード選択器１７０で選択されたモードを使用してプラントの監視及び制御を行う。監視制御装置１４０の具体的構成については後述する。
【００２２】
以下、本実施形態１に係る信号送受信システム１００について、図１に即して詳述する。図１は、所定のタイミングＴｊにおいて、送信端末１１０ｂから周囲に配置されている受信端末１２０ａ〜１２０ｇへ無線信号ｊが送信される場合を示している。
【００２３】
但し、図１において、送信端末１１０ｂと受信端末１２０ｂ及び１２０ｃとの間に障害物５０が介在し、受信器１２０ｂと１２０ｃは、無線信号jを受信できていない。この場合の障害物５０として、産業プラントの内部で点検等の作業を行う保守員等などが該当する。
【００２４】
送信端末１１０ｂは、計器・センサが生成したプロセス量Ｖを示す信号データに、当該計器・センサを識別する固有の識別子を付与し、変調処理等を行って無線信号ｊに変換する。送信端末１１０ｂは、当該変換した無線信号ｊをアンテナより外部へ発信する。
【００２５】
受信端末１２０ａは、受信した無線信号ｊに復調処理等を行って元の信号データに変換する。受信端末１２０ａは、当該信号データに自端末を識別する識別子を付与し、近傍に設置されているリモートＰＩ／Ｏ装置１３０ａに伝送ケーブル１５０ａを介して出力する。
【００２６】
具体的には、受信端末１２０ａは、受信した信号データを内部メモリの所定の記憶領域に一時的に格納する。受信端末１２０ａは、新たに信号データを受信した場合に、過去に受信して記憶領域に記憶している信号データに上書きする。受信端末１２０ａは、予め設定されている所定の周期毎に、当該記憶領域に記憶している信号データを読み出してリモートＰＩ／Ｏ装置１３０ａに出力する。受信端末１２０ａより出力される信号データを信号データｄ１と称する。
【００２７】
他の受信端末１２０ｂ〜１２０ｇも同様に、受信した無線信号を元の信号データに変換し、信号データｄ２〜ｄ７をリモートＰＩ／Ｏ装置１３０ａ〜１３０ｃに伝送ケーブル１５０ｂ〜１５０ｇを介して出力する。
【００２８】
ここで、受信端末１２０ｂ及び受信端末１２０ｃは、障害物５０の存在により、最新の無線信号である無線信号ｊを受信できていない。従って、受信端末１２０ｂ及び１２０ｃがそれぞれリモートＰＩ／Ｏ装置１３０ａ、１３０ｂへ出力する信号データｄ２、ｄ３は、受信端末１２０ｂ及び１２０ｃがそれぞれ過去のタイミングＴｋで受信した無線信号ｋに基づく信号データとなる。
【００２９】
すなわち、無線信号ｊによる信号データの上書きが行われていないため、受信端末１２０ｂ及び受信端末１２０ｃの内部メモリの記憶領域には、過去のタイミングＴｋで受信した無線信号ｋを変換して取り出された信号データがそれぞれ記憶されている。受信端末１２０ｂ及び１２０ｃは、それぞれ自端末の内部メモリにおける信号データ記憶領域より信号データを読み出して出力する。そのため、受信端末１２０ｂ、１２０ｃがそれぞれ出力する信号データｄ２、ｄ３は、無線信号ｊに基づく信号データである信号データｄ１、ｄ４〜ｄ７とは値が異なる。
【００３０】
このように、送信端末１１０から送信される無線信号を受信できなかった受信端末１２０は、直近の過去において受信した信号データを、最新の信号データとして出力する。つまり、前回受信した信号データが、無線信号ｊを受信できなかった場合において伝送される信号データとなる。当該構成とすることで、受信端末１２０は、無線信号が受信できなかった場合でも、上書きされずに残されている過去の信号データを読み出して出力する。
【００３１】
リモートＰＩ/Ｏ装置１３０ａは、伝送ケーブル１５０ａ、１５０ｂでそれぞれ接続されている受信端末１２０ａ、１２０ｂより出力された信号データｄ１、ｄ２を入力し、当該入力した信号データｄ１、ｄ２を、光ケーブル１６０ａを介して監視制御装置１４０へ出力する。同様に、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０ｂは、受信端末１２０ｃ〜１２０ｅより出力される信号データｄ３〜ｄ５を、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０ｃは、受信端末１２０ｆ〜１２０ｇより出力される信号データｄ６〜ｄ７をそれぞれ入力し、入力した各信号データを監視制御装置１４０へ出力する。
【００３２】
次に、監視制御装置１４０について詳述する。本実施形態１に係る信号送受信システム１００において、監視制御装置１４０は、モード選択器１７０と、データ表示部１４１と、制御回路１４２とを備える。
【００３３】
モード選択器１７０は、受信端末１２０ａ〜１２０ｇより出力される信号データｄ１〜ｄ７を、ＰＩ／Ｏ装置１３０ａ〜１３０ｃを経由して入力する。図２は、モード選択器１７０に入力される信号データｄ１〜ｄ７の値を示している。
【００３４】
上述したように、計器・センサで計測されたプロセス量の値はＶである。従って、正常に伝送される信号データの値はＶとなる。図２では、信号データｄ１、ｄ４、ｄ５、ｄ７の値は、正常な値であるＶを示しているが、信号データｄ２、ｄ３、ｄ６の値はＶとは異なっている。
【００３５】
信号データｄ２、ｄ３は、無線障害を受けた受信端末１２０ｂ及び１２０ｃより出力された信号データであり、過去の無線信号ｋに基づいて生成した値Ｖｅを示している。
【００３６】
また、信号データｄ６は、誤った値Ｖｆを示している。受信端末１２０に故障が発生している場合、受信した無線信号を誤った値に変換したり、誤ったタイミングで信号データを出力したりする。ここでは、受信端末１２０ｆに故障が発生していると仮定している。受信端末１２０ｆは、無線障害を生じることなく無線信号ｊを受信しているが、端末内部に故障が生じているため、誤った値Ｖｆの信号データを出力している。
【００３７】
モード選択器１７０は、当該入力した信号データｄ１〜ｄ７の中からモードを選択し、データ表示部１４１及び制御回路１４２にそれぞれ出力する。ここで、「モード」とは、統計学上の最頻値を示しており、母集団やデータ群の中で最も頻繁に出現する値を示している。
【００３８】
図２に示すとおり、７個の信号データのモード（最頻値）は、信号データｄ１、ｄ４、ｄ５、ｄ７の４つが示す値：Ｖであり、モード選択器１７０は、当該モードであるＶの値をデータ表示部１４１と制御回路１４２にそれぞれ出力する。即ち、モードを選択するモード選択器１７０を設けることにより、不良な値であるＶｅやＶｆが排除されて正しい値Ｖが選択される。
【００３９】
データ表示部１４１は、モード選択器１７０で選択された信号データの値を計器・センサで計測されたプラント量の値としてディスプレイに表示する。制御回路１４２は、モード選択器１７０で選択されたモードを使用してプラントの監視や制御を行う。例えば、制御回路１４２は、モード選択器１７０より入力したモードの値を、計器・センサで計測されたプロセス量の値として所定の判定処理を行い、当該判定結果に基づいてプラント内に設置されているバルブの開閉制御や流量調整弁の制御等を行う。
【００４０】
以上説明してきたように、本実施形態に係る信号送受信システムは、計器・センサで計測されるプロセス量を示す信号を無線で送信する送信部、当該信号を無線で受信する複数の受信部、当該複数の受信部で受信された信号の中からモードを選択するモード選択部を備えることを特徴としている。また、信号送受信システムは、モード選択部で選択されたモードの値を用いてプラント制御を行う制御部を備えている。
【００４１】
上記構成によれば、計器・センサで計測されたプロセス量が複数の経路で伝送され、モード選択部で選択されたモードを用いてプラントの制御が行われる。従って、一部の経路で無線障害や故障により無線信号の送受信が欠損するような状況が発生しても、モードの値は正常なプロセス量を示していることが期待できるため、高い信頼性を担保することが可能となる。
【００４２】
プラント内で生じる無線障害は、保安員が送信端末と受信端末の間を横切る場合など、一時的なものが大多数である。従って、大多数の無線通信経路で同様の障害が生じる可能性は低く、モードの値は正常値を示すと言う点に着目し、プラント制御を行う制御部の前段にモード選択部を配置している。
【００４３】
上記構成によれば、無線障害を受けた受信端末や故障した受信端末を特定・認知・識別することなく正しい信号データを選択することが可能となる。従って、比較的簡易な構成の受信端末を用いることが可能となるため、低消費電力であるバッテリー駆動の受信端末をプラント内に柔軟に配置して無線ネットワークを構成することが可能となる。
【００４４】
また、プラントの現場に設置される計器・センサから制御監視装置までの伝送ネットワークの一部を有線回線から無線回線に置換することで、プラント構内に敷設する有線ケーブルを削減することができ、保守点検に係る作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００４５】
なお、上記説明では、受信端末１２０が無線障害を受けて最新の無線信号ｊを受信できなかった場合に、過去の信号データを読み出し、リモートＰＩ／Ｏ装置１３０を経由して監視制御装置１４０へ出力する場合について説明した。しかしながら、受信端末１２０は、当該構成に限定されるものではない。
【００４６】
無線障害を受けた場合の受信端末１２０の対処方法、例えば、受信端末１２０が変換する信号データの取扱いは、受信端末１２０が帰属する近距離無線ネットワーク規格等や端末設計に依存する。しかしながら、本実施形態に係る信号送受信システム１００では、プラントの制御処理を実行する制御回路１４２の前段にモード選択器１７０が配置されているため、受信端末１２０の種類や設計等に依存することなく、適切なプロセス量の値がデータ表示部１４１や制御回路１４２へ入力される。
【００４７】
なお、送信端末１１０ｂから発信される無線信号ｊに係わる処理について説明したが、同様に送信端末１１０ａと１１０ｃからそれぞれ発信される無線信号も受信器１２０ａ〜１２０ｇが受信・変換を行う。モード選択器１７０は、当該送信端末１１０ａ、１１０ｃから無線送信されて各受信端末１２０で受信された信号データについてもモード選択を行い、当該送信端末１１０ａ、１１０ｃに対応する計器・センサのプロセス量の値として、選択したモードの値を出力する。
【００４８】
また、上述したモード選択器１７０は、モード選択用の専用回路を監視制御装置１４０内部に組み込むことで実現されていても良いし、ソフトウェア処理によって実現されていても良い。
【００４９】
例えば、モード選択器１７０は、各受信端末１２０より入力した信号データを内部メモリに一時的に格納する。モード選択器１７０は、所定の周期で内部メモリから信号データを順次読み込み、既に読み込んだ信号データの値と比較する処理を行う。同一の値を示す信号データが既に読み込まれている場合は、この値に設定されているカウンタをインクリメントする。一方、同一の値を示す信号データがこれまでに読み込まれていない場合は、この値のカウンタを新たに設定する。モード選択器１７０は、比較対象の信号データを全て読み込んだ時点で、各カウンタの値を比較し、最も大きい値のカウンタに対応する信号データをモードとして選択する。モード選択器１７０は、一連の処理が終了時点でカウンタをリセットし、次の比較処理まで待機する。このように、比較的簡易な処理でモードを選択することが可能である。
【００５０】
［第２実施形態］
第１実施形態に係る信号送受信システム１００では、監視制御装置１４０には全部の信号データが入力されて、それらのモードを選択する処理が行われている。そのため、多数の送信端末や受信端末を有する大規模なシステムにおいて、取扱う信号データが多数になってくると、監視や制御を行う監視制御装置１４０における入力処理やモード選択の負担が集中するといった弊害が生じる。
【００５１】
上記問題を鑑み、本発明の第２実施形態に係る信号送受信システムは、受信端末と監視制御装置の間に介在して両者間の通信を管轄するゲートウェイを配置し、当該ゲートウェイの内部にモードを選択する手段であるモード選択器を設けたことを特徴とする。
【００５２】
図３は、本発明の第２実施形態に係る信号送受信システム２００の一例を示す概略図である。本第２実施形態に係る信号送受信システム２００は、第１実施形態に係る信号送受信システム１００と比較して、各受信端末１１０ａ〜１１０ｇがゲートウェイ２１０を介して監視制御装置１４０と接続されている点を特徴とする。ゲートウェイ２１０は、モード選択器１７０と、変換器２１１とを内部に備える。
【００５３】
なお近距離無線ネットワークによっては、ゲートウェイ以外にもネットワークマネージャのような各種装置を備え、それらは送受信端末間の通信スケジューリングやネットワークの整合等の全体的な管理的機能を司る構成をとる場合がある。図３では、これらの装置は省略されている。
【００５４】
図３に示す信号送受信システム２００において、ゲートウェイ２１０内に配置されているモード選択器１７０には、受信端末１２０ａ〜１２０ｇからそれぞれ出力された信号データｄ１〜ｄ７が入力される。モード選択器１７０は、当該入力した信号データｄ１〜ｄ７の中からモードを選択し、選択したモードを変換器２１１へ出力する。
【００５５】
変換器２１１は、モード選択器１７０で選択されたモードを伝送ネットワーク２２０が採用する通信方式の信号データに変換する。変換器２１１は、変換した信号データを伝送ネットワーク２２０を介して監視制御装置１４０へ出力する。監視制御装置１４０は、当該入力した信号データが示すモードの値を使用して、データ表示部１４１と制御回路１４２により監視や制御を行う。
【００５６】
以上説明したように、本第２実施形態に係る信号送受信システムは、計器又はセンサで計測されるプロセス量を示す信号を無線で送信する送信端末、当該無線送信された信号を受信する複数の受信端末、複数の受信端末で受信された前記信号の中からモードを選択するモード選択部、選択されたモードの値を用いてプラント制御を行う監視制御装置、を備える。受信端末と監視制御装置の間には、通信方式を変換して受信端末から監視制御装置への信号伝送を中継するゲートウェイ装置が配置され、上記モード選択部は、当該ゲートウェイ装置の内部に配置される。
【００５７】
当該構成によれば、監視制御装置１４０は、ゲートウェイ２１０でモードとして選択された少数のデータのみを取扱って監視及び制御を行うため、データ処理や制御の負荷が軽減される。
【００５８】
なお、送信端末１１０から監視制御装置１４０までの具体的な信号の流れについては、第１実施形態と同様のため省略する。また、図３では、第１実施形態において図示したリモートＰＩ／Ｏ装置１３０については省略しているが、適宜設置することが可能である。
【００５９】
［第３実施形態］
第２実施形態に係る信号送受信システム２００の構成例では、比較的小規模なシステムである場合はその弊害が目立たないが、システム規模が大きくなるに従い、ケーブル１５０ａ〜１５０ｇが長くなり、無線を用いるメリットが相殺されるという弊害が顕著になる。また、大規模なシステムとなり信号データ数が多くなると、それらの全数を取扱うゲートウェイ２１０に大きな負担が集中する。
【００６０】
そこで本発明の第３実施形態に係る信号送受信システムは、ゲートウェイを分離・階層化し、下位に配置されるフィールドゲートウェイと上位の統括ゲートウェイの双方にモードを選択する手段を設けたことを特徴とする。
【００６１】
図４は、本発明の第３実施形態に係る信号送受信システム３００の一例を示す概略図である。信号送受信システム３００は、送信端末１１０と、受信端末１２０と、複数のフィールドゲートウェイ３１０（３１０ａ〜３１０ｄ）と、統括ゲートウェイ３２０と、監視制御装置１４０と、を含んで構成される。
【００６２】
送信端末１１０より送信された無線信号は、複数の受信端末１２０で受信される。各受信端末１２０は、直近のフィールドゲートウェイ３１０と伝送ケーブルで接続されている。各受信端末１２０は、送信端末１１０より無線送信された信号データを受信し、当該受信した信号データを自端末に接続されているフィールドゲートウェイ３１０に伝送ケーブルを介して送信する。
【００６３】
フィールドゲートウェイ３１０は、統括ゲートウェイ３２０と比較して、受信端末１２０に近い位置に配置されている。受信端末１２０が直近のフィールドゲートウェイ３１０にケーブルで信号データを配信することで、当該ケーブルは比較的短い長さとなり上述の弊害が回避されている。
【００６４】
なお、近距離無線ネットワークによっては、フィールドゲートウェイは、“フィールド無線用ゲートウェイ”や“アクセスポイント”あるいは“リモートＰＩ／Ｏ装置”と呼ばれる場合がある。
【００６５】
フィールドゲートウェイ３１０（３１０ａ〜３１０ｄ）は、それぞれ内部にモード選択器３１１（３１１ａ〜３１１ｄ）を備える。各フィールドゲートウェイ３１０が備えるモード選択器３１１は、受信端末１１０より信号データを入力し、当該入力した信号データの中からモードを選択する。各モード選択器３１１は、それぞれ選択したモードを、光ケーブル３３０（３３０ａ〜３３０ｄ）を介して統括ゲートウェイ３２０へ出力する。
【００６６】
統括ゲートウェイ３２０は、モード選択器３２１と変換器３２２とを備える。各フィールドゲートウェイ３１０のモード選択器３１１よりそれぞれ出力されたモードは、統括ゲートウェイ３２０の内部に設けられたモード選択器３２１に入力される。モード選択器３２１は、各モード選択器３１１ａ〜３１１ｄでそれぞれ選択されたモードの中から更にモードを選択し、変換器３２２へ出力する。
【００６７】
例えば、モード選択器３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄでそれぞれ選択されたモードの値が順に、Ｖｂ、Ｖｆ、Ｖｂ、Ｖｃであったとする。この場合、モード選択部３２１に入力されるモードの中で、Ｖｂの値が最も高い頻度で現れる信号であるため、モード選択部３２１は、当該Ｖｂの値をモードとして選択する。
【００６８】
変換器３２２は、モード選択器３２１より出力されたモードを伝送ネットワーク３４０が採用する通信方式に変換し、伝送ネットワーク３４０を介して監視制御装置１４０へ出力する。
【００６９】
以上のように、本第３実施形態に係る信号送受信システムは、複数の受信端末で受信された信号の中からモードを選択する複数のモード選択部と、前記複数のモード選択部でそれぞれ選択されたモードの中からモードを選択する第２のモード選択部と、を備える。
【００７０】
モードを選択する手段であるモード選択器が下位と上位に分離して備わることにより、モード選択器３２１が取扱うデータは下位のモード選択器３１１が選択して数が絞り込まれたモードである。そのため、統括ゲートウェイ３２０の負担は全ての信号データを取扱うゲートウェイ２１０と比較して大きく軽減されている。
【００７１】
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
５０  障害物
１００、２００、３００  信号送受信システム              
１１０（１１０ａ〜１１０ｃ）  送信端末
１２０（１２０ａ〜１２０ｇ）  受信端末          
１３０（１３０ａ〜１３０ｃ）  リモートＰＩ／Ｏ装置
１４０  監視制御装置
１４１  データ表示部
１４２  制御回路
１５０  伝送ケーブル
１６０  光ケーブル
１７０  モード選択器
２１０  ゲートウェイ
２１１  変換器
２２０  伝送ネットワーク
３１０（３１０ａ〜３１０ｄ）  フィールドゲートウェイ
３１１（３１１ａ〜３１１ｄ）モード選択器
３２０  統括ゲートウェイ
３２１  モード選択器
３３０（３３０ａ〜３３０ｄ）光ケーブル
３４０  伝送ネットワーク
【図１】
2014235618.tif 000003
【図２】
2014235618.tif 000004
【図３】
2014235618.tif 000005
【図４】
2014235618.tif 000006