(57)【要約】【課題】  高精度かつ時系列的なタイムスタンプ時刻の補正ができる監視制御システムを提供することである。【解決手段】  少なくとも１台の監視装置２と２台以上の制御装置１とを有し、基準時刻信号を出力する基準時計４から監視装置２および制御装置１に基準時刻信号を供給する監視制御システムであり、制御装置１は、クロック発生器信号をカウントして補助時刻を得るカウンタ１３と、基準時計４からの基準時刻信号が正常か異常かを判断する異常検出手段１０と、カウンタ１３からの補助時刻および基準時刻信号に基いてデータに時刻情報を付加するとともに異常検出手段１０が基準時刻信号の異常を検出したときは基準時刻信号の正常復帰時に基準時刻信号および補助時刻に基いてタイムスタンプ時刻を補正しデータに補正したタイムスタンプ時刻を付加する演算手段１１とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１台の監視装置と２台以上の制御装置とを有し、基準時刻信号を出力する基準時計から前記監視装置および前記制御装置に基準時刻信号を供給する監視制御システムにおいて、
前記制御装置は、クロック発生器信号をカウントして補助時刻を得るカウンタと、
前記基準時計からの基準時刻信号が正常か異常かを判断する異常検出手段と、
前記カウンタからの補助時刻および前記基準時刻信号に基いてデータに時刻情報を付加するとともに前記異常検出手段が基準時刻信号の異常を検出したときは基準時刻信号の正常復帰時に基準時刻信号および補助時刻に基いてタイムスタンプ時刻を補正し前記データに補正したタイムスタンプ時刻を付加する演算手段と、
を備えたことを特徴とする監視制御システム。
【請求項２】
少なくとも１台の監視装置と２台以上の制御装置とを有し、基準時刻信号を出力する基準時計から前記監視装置および前記制御装置に基準時刻信号を供給する監視制御システムにおいて、
前記制御装置は、クロック発生器信号をカウントして補助時刻を得るカウンタと、
前記基準時計からの基準時刻信号が正常か異常かを判断する異常検出手段と、
前記カウンタからの補助時刻および前記基準時刻信号に基いてデータに時刻情報を付加するとともに前記異常検出手段が基準時刻信号の異常を検出したときは基準時刻信号の正常復帰時に基準時刻信号および補助時刻に基いてタイムスタンプ時刻の補正データを演算する演算手段と、前記データおよび補正データを前記監視装置に送信する通信手段を備え、前記監視装置は、前記制御装置の通信手段から前記データおよび補正データを受信し、前記データに補正したタイムスタンプ時刻を付加することを特徴とする監視制御システム。
【請求項３】
前記基準時計に代えて、基準時刻信号の出力が低頻度に行われる基準時刻通知手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の監視制御システム。
【請求項４】
少なくとも１台の監視装置と２台以上の制御装置とを有し、基準時刻信号を出力する基準時計から前記監視装置に基準時刻信号を供給し、前記制御装置には前記監視装置から時刻設定の時刻情報を供給する監視制御システムにおいて、
前記制御装置は、クロック発生器信号をカウントして補助時刻を得るカウンタと、
前記カウンタからの補助時刻および前記監視装置からの時刻設定の時刻情報に基いてタイムスタンプ時刻の補正データを演算する演算手段とを備え、
前記監視装置は、前記制御装置の通信手段から前記データおよび補正データを受信し、前記データに補正したタイムスタンプ時刻を付加することを特徴とする監視制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の監視制御システムにおいて、前記監視装置からの時刻設定による時刻情報と前記カウンタでの補助時刻により計算した現在時刻とが異なるときは、その間の時間を比例配分して時刻設定による時刻情報に合わせ、前記データに付与するタイムスタンプ時刻の補正データを演算する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】
本発明は、複数の監視装置と制御装置とで構成され、データに時刻情報を付加するタイムスタンプ機能を有する監視制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種プラントの監視制御システムでは、マイクロコンピュータや伝送技術の発達により、複数の監視装置や制御装置から構成され、これらの各装置が伝送系により結合された分散制御システムが主流となっている。また、プラントからの各種入力情報に対し、状態変化時の発生時刻を付加して記録および状態表示を行っている。プラントからの入力情報を受けた制御装置から伝送系を経由し、監視装置へ入力情報の送信を実現する方法として、主に、入力情報を受ける制御装置で入力情報の状態変化時に基準時刻信号をベースとした時刻精度が１ｍＳ程度の高精度な時刻を付加している。
【０００３】
時計と校正情報との時刻値の比較差分値を求め、この差分値が負の場合は、基本クロック信号の周期を短くし、正の場合は長くするようなコントロールを行い時計の時刻を校正するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、端末局が中央局から送信された時刻設定コマンドを受信すると、時刻設定コマンドに含まれる基準時刻信号と端末局との時計の現在時刻との比較により、両時刻間のずれが補正範囲内であるか否かを判定し、そのずれが補正範囲内であれば時刻補正処理を行う。時刻補正処理では、実時間の時間軸を所定時間毎に圧縮させるかあるいは伸張させて時計の時間軸状に変換して時計の時刻を補正する。一方、ずれが補正範囲外であれば強制時刻設定処理を行い、時計モードの更新が行われ、時刻変更前後の時計モードと時刻変更前後の時間差とが中央局に送信されるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２４７９３号公報
【特許文献２】特開平７−２８０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のものでは、制御装置で基準時刻信号が異常または停止状態であった場合には、時刻情報が制御装置の内部カウンタによる低精度な時刻更新、または時刻情報なしの状態となる不都合がある。また、遅れを伴う時刻設定や過去時刻の設定が行われた場合、データの状態変化の順序が前後してしまう不都合がある。
【０００５】
このように、従来のものではデータに対する時刻付加をするタイムスタンプを行う方法においては、基準時刻信号が異常または停止状態であった場合、または低頻度な基準時刻信号更新であった場合、または遅れや過去時刻による時刻設定があった場合に、タイムスタンプの精度の確保とデータの状態変化の順序に対するタイムスタンプの時系列保証が困難である。
【０００６】
本発明の目的は、高精度かつ時系列的なタイムスタンプ時刻の補正ができる監視制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の監視制御システムは、少なくとも１台の監視装置と２台以上の制御装置とを有し、基準時刻信号を出力する基準時計から前記監視装置および前記制御装置に基準時刻信号を供給する監視制御システムにおいて、前記制御装置は、クロック発生器信号をカウントして補助時刻を得るカウンタと、前記基準時計からの基準時刻信号が正常か異常かを判断する異常検出手段と、前記カウンタからの補助時刻および前記基準時刻信号に基いてデータに時刻情報を付加するとともに前記異常検出手段が基準時刻信号の異常を検出したときは基準時刻信号の正常復帰時に基準時刻信号および補助時刻に基いてタイムスタンプ時刻を補正し前記データに補正したタイムスタンプ時刻を付加する演算手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基準時刻信号と制御装置内部のカウンタによるタイムスタンプの時刻補正機能とを用いることで、高精度かつ時系列なタイムスタンプが行える監視制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる監視制御システムの説明図であり、図１（ａ）はその構成図、図１（ｂ）は制御装置の構成図である。図１（ａ）に示されるように、監視制御システムは、２台の制御装置１と監視装置２とは伝送路３により結合されて構成され、基準時計４から基準時刻信号ＴＲを制御装置１と監視装置２とに供給している。
【００１０】
図１（ｂ）に示すように、制御装置１には基準時計４から基準時刻信号ＴＲが供給される。制御装置１の異常検出手段１０は基準時計４から供給される基準時刻信号ＴＲを監視し、基準時計４からの基準時刻信号が異常となった場合には演算手段１１に異常信号ＥＲを出力する。一方、制御装置１のクロック発生器１２は所定の周期でクロック信号ＣＫをカウンタ１３に出力する。カウンタ１３はクロック信号ＣＫに基いて補助時刻ＴＡを演算し演算手段１１に出力する。
【００１１】
演算手段１１は、状変データ検出手段５と、タイムスタンプ手段６と、補正手段７とを有する。状変データ検出手段５は状態変化のあった状変データを検出するものであり、タイムスタンプ手段６は、図２に示すように、状変データを入力したときの時刻を付与するものである。補正手段７は基準時計４からの基準時刻信号に異常が発生したときに、正常復帰した基準時刻信号に基いてカウンタ１３からの内部時刻とのずれを補正するものである。
【００１２】
すなわち、一時的に基準時刻信号ＴＲの入力がない場合にも、基準時刻信号の正常復帰時に補助時刻に基いて、正確な時刻情報をタイムスタンプできるようにタイムスタンプ時刻を補正する。そして、データ入出力手段１４を介して通信手段１６により監視装置２に状変データを送信する。
【００１３】
図１（ｂ）において、制御装置１では、通常は基準時刻信号ＴＲの時刻信号と、例えば１０００Ｈｚのクロック信号ＣＫからカウンタ１３で生成する補助時刻ＴＡとは同期している。演算手段１１のタイムスタンプ手段６は、基準時刻信号ＴＲと補助時刻ＴＡより、状変データに１ｍｓ精度のタイムスタンプを行う。
【００１４】
ここで、基準時刻信号ＴＲが故障または喪失した場合に、カウンタ１３の補助時刻により自走状態で継続してタイムスタンプを行うことになるが、カウンタ１３は例えば１００ｐｐｍ程度の精度から１分間に最大で６ｍｓの誤差が発生する。
【００１５】
この自走状態のタイムスタンプに対し、補正手段７は、基準時刻信号ＴＲの故障から復旧までの時刻とその間の補助時刻カウント回数との比例配分での補助時刻の１カウント当たりの時刻補正時間を求めタイムスタンプ時刻補正する。
【００１６】
すなわち、補正手段７は、基準時刻信号ＴＲの故障から復旧まで、または、基準時刻信号ＴＲの無しから基準時刻信号ＴＲの復旧までの間の補助時刻カウント回数と、故障時刻から基準時計４の復旧時刻までの時刻の比例配分での補助時刻の１カウント当たりの補正値を求める。タイムスタンプ手段６は補正値にてタイムスタンプ時刻を付与する。
【００１７】
第１の実施の形態によれば、基準時刻信号ＴＲをベースとした正確な時刻情報をタイムスタンプできる。従って、一時的に基準時刻信号ＴＲの入力がない場合にも、正確な時刻情報でタイムスタンプが行える。また、基準時刻信号ＴＲの無し状態から基準時刻信号ＴＲを有した場合には、基準時刻信号を有する前のタイムスタンプに対してもクロック精度による時刻補正でタイムスタンプが行える。このようにして、基準時刻信号ＴＲが正常復帰時において、基準時刻信号が無しまたは異常時に付加したタイムスタンプ時刻を補正できる。
【００１８】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態に係わる監視制御システムの制御装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、補正したタイムスタンプ時刻をデータに付加して監視装置２に送信することに代えて、データとタイムスタンプ時刻の補正データとを別々に監視装置２に送信し、監視装置２において制御装置１から受信したデータに補正したタイムスタンプ時刻を付加するようにしたものである。図１（ｂ）と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１９】
図３において、制御装置１のデータとタイムスタンプデータとを監視装置２で記録を行うため、制御装置１から監視装置２へデータとタイムスタンプ時刻とを送信している。すなわち、随時データおよびタイムスタンプ時刻を制御装置１から監視装置２へ送信する構成としており、基準時刻信号ＴＲの故障から復旧までの時刻、または、基準時刻信号ＴＲの無しから基準時刻信号ＴＲの復旧した場合に、タイムスタンプ時刻の補正値を補正データとして監視装置２に送信する。そして、制御装置１から監視装置２へ送信したデータに対し、監視装置２上でタイムスタンプデータを補正する。
【００２０】
第２の実施の形態によれば、制御装置１の基準時刻信号ＴＲの故障から復旧までの間に制御装置１から監視装置２へ送信したデータやタイムスタンプ時刻に対し、基準時刻信号ＴＲの故障から復旧までの時刻と、その間の補助時刻カウント回数との比例配分での補助時刻ＴＡの１カウント当たりの時刻補正時間を補正データとして、制御装置１から監視装置２へ送信するので、監視装置２側でタイムスタンプ時刻を補正することが可能な監視制御システムを提供することができる。
【００２１】
（第３の実施の形態）
図４は本発明の第３の実施の形態に係わる監視制御システムの制御装置の構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、基準時計４に代えて、基準時刻信号の出力が低頻度に行われる基準時刻通知手段２０を設けたものである。図１（ｂ）と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２２】
図４において、基準時計４が出力する基準時刻信号ＴＲの代わり、基準時刻通知手段２０の低頻度で出力する時刻信号ＴＧが制御装置１に入力される。基準時刻通知手段２０は、電波時計または時報等であり、低頻度で基準時刻信号ＴＧを出力する。電波時計または時報等の低頻度に行われる基準時刻信号ＴＧと１ｍＳ周期の低精度なクロック信号をカウントして得た補助時刻ＴＡにより、制御装置１上のタイムスタンプデータを補正する。すなわち、正常な時刻情報で低頻度に更新される時刻信号ＴＧと制御装置１の内部の１０００Ｈｚのクロック信号ＣＫからカウンタ１３で生成する補助時刻ＴＡとにより、時刻信号ＴＧ間の補助時刻のカウント回数との比例配分での補助時刻の１カウント当たりの時刻補正時間を求め、データに１ｍｓ精度のタイムスタンプを行う。これにより、低頻度の基準時刻信号を用いて、１ｍｓ単位の高精度な時刻情報でタイムスタンプが行える。
【００２３】
第３の実施の形態によれば、低頻度な基準時刻信号を使用した場合にも高精度にタイムスタンプ時刻を付加することが可能となる。
【００２４】
（第４の実施の形態）
図５は本発明の第４の実施の形態に係わる監視制御システムの説明図であり、図５（ａ）はその構成図、図５（ｂ）は制御装置の構成図である。図５（ａ）に示されるように、２台の制御装置１と監視装置２とは伝送路３により結合され、基準時計４は基準時刻信号ＴＲを監視装置２に供給し、制御装置１への時刻設定は監視装置２から行うように構成されている。
【００２５】
図５（ｂ）に示すように、制御装置１には通信手段１６を介して監視装置２から時刻情報入力手段２１に基準時刻情報が入力される。時刻情報入力手段２１で入力した基準時刻信号ＴＲは演算手段１１に入力される。一方、制御装置１のクロック発生器１２は所定の周期でクロック信号ＣＫをカウンタ１３に出力する。カウンタ１３はクロック信号ＣＫに基いて補助時刻ＴＡを演算し演算手段１１に出力する。
【００２６】
演算手段１１は、状変データ検出手段５と、タイムスタンプ手段６と、補正手段７とを有する。状変データ検出手段５は状態変化のあった状変データを検出するものであり、タイムスタンプ手段６は、状変データを入力したときの時刻を付与するものである。補正手段７は基準時計４からの基準時刻信号に異常が発生したときに、正常復帰した基準時刻信号に基いてカウンタ１３からの内部時刻とのずれを補正するものである。すなわち、補正手段７は、カウンタ１３からの補助時刻および監視装置２からの時刻設定の時刻情報に基いてタイムスタンプ時刻の補正データを作成する。そして、データ入出力手段１４を介して通信手段１６により、監視装置２にデータおよび補正データを送信する。
【００２７】
このように、補正手段７は、監視装置２側からの時刻設定により得る時刻情報ＴＲと、制御装置１の内部の１ｍＳ周期の低精度なクロック信号をカウントして得た補助時刻ＴＡとにより、前回時刻設定の時刻情報と今回時刻設定の時刻情報とにより、この時刻情報間の時刻と補助時刻カウント回数との比例配分で、補助時刻の1カウント当たりの時刻補正時間を求め、データ部１４のタイムスタンプデータの補正を行う。
【００２８】
従って、監視装置２側からの制御装置１に時刻設定を行う際、伝送遅れ等を有する時刻設定がタイムスタンプ時刻よりも過去時刻だった場合にも、データの状態変化の発生順にタイムスタンプ時刻補正が行える監視制御システムを提供することができる。
【００２９】
いま、今回の時刻設定による時刻情報が前回の時刻設定の時刻情報に補助時刻ＴＡを加算した時刻よりも過去時刻だった場合には、今回の時刻設定の時刻情報が前回の時刻情報に補助時刻ＴＡを加算した時刻以降の時刻になるまでの間、制御装置１の内部時刻は制御システムの任意時間でゆっくりと進ませる。
【００３０】
例えば、以下の（１）式で制御装置１ないし監視装置２上のタイムスタンプデータを補正する機能を備えるようにする。
【００３１】
タイムスタンプ補正時刻＝時刻設定Ａ＋（ｎ／（ｎ＋１））×実際に進んだ時間
ここで、ｎは係数(ｎ≧１)であり差分時間のn+1倍でタイムスタンプは今回の時刻設定後の時刻となる。従って、監視装置２側からの制御装置１に過去時刻の設定が発生した場合にも、データの状態変化の発生順にタイムスタンプ時刻補正が行える。
【００３２】
第４の実施の形態によれば、監視装置２側からの制御装置１に時刻設定による伝送遅れ等を有する時刻に対して、監視装置２からの時刻設定の時刻情報が制御装置１の内部時刻よりも過去時刻だった場合でも発生順にタイムスタンプ時刻を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる監視制御システムの説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における状変データとタイムスタンプとの説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる監視制御システムの制御装置の構成図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係わる監視制御システムの制御装置の構成図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係わる監視制御システムの説明図であり、図５（ａ）はその構成図、図５（ｂ）は制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００３４】
１…制御装置、２…監視装置、３…伝送路、４…基準時計、５…状変データ検出手段、６…タイムスタンプ手段、７…補正手段、１０…異常検出手段、１１…演算手段、１２…クロック発生器、１３…カウンタ、１４…データ入出力手段、１６…通信手段、２０…基準時刻通知手段、２１…時刻情報入力手段
【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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