(57)【要約】【課題】  例えば通信性能、処理性能等の低い安価な装置で構成可能であり、且つ、より正確に制御対象を監視制御可能なリモート監視制御システムを提供する。【解決手段】  本発明のリモート監視制御システムは、制御対象と、制御対象の状態を検出するセンサーと、制御対象を駆動するアクチュエーターと、データ生成部と、データ生成部とネットワークを介して接続された制御部とを備える。そして、制御部は、センサーにより検出された制御対象の状態に対応する第１のデータに対して所定の補正処理を施し、所定の補正処理が施された第１のデータに基づいて第２のデータを生成する。データ生成部は、受信した第２のデータに対して特定の補正処理を施し、アクチュエーターは、特定の補正処理が施された第２のデータに基づいて制御対象を駆動する。【選択図】  図１
2018206148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象と、
前記制御対象の状態を検出するセンサーと、
前記センサーにより検出された前記制御対象の状態に対応する第１のデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部で取得された前記第１のデータを、ネットワークを介して送信する第１送信部と、
前記第１のデータを受信する第１受信部と、
前記第１受信部で受信した前記第１のデータに対して所定の補正処理を施して該所定の補正処理の実行時刻における前記第１のデータを生成し、且つ、前記所定の補正処理が施された前記第１のデータに基づいて前記制御対象を制御するための第２のデータを生成する制御部と、
前記制御部で生成された前記第２のデータを、ネットワークを介して送信する第２送信部と、
前記第２のデータを受信する第２受信部と、
前記第２受信部で受信した前記第２のデータに対して特定の補正処理を施して該特定の補正処理の実行時刻における前記第２のデータを生成するデータ生成部と、
前記特定の補正処理が施された前記第２のデータに基づいて前記制御対象を駆動するアクチュエーターと、を備える
リモート監視制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記センサーにより前記制御対象の状態が検出されてから、前記制御部が前記第１送信部により送信された前記第１のデータを取得するまでの経過時間に基づいて、前記所定の補正処理を行い、
前記データ生成部は、前記制御部により前記第２のデータが生成されてから、前記データ生成部が前記第２送信部により送信された前記第２のデータを取得するまでの経過時間に基づいて、前記特定の補正処理を行う
請求項１に記載のリモート監視制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、さらに、前記センサーによる前記制御対象の状態の検出時刻における前記第１のデータの変化速度及び変化加速度に基づいて、前記所定の補正処理を行う
請求項２に記載のリモート監視制御システム。
【請求項４】
前記データ生成部は、さらに、前記制御部による前記第２のデータの生成時刻における前記第２のデータの変化速度及び変化加速度に基づいて、前記特定の補正処理を行う
請求項２に記載のリモート監視制御システム。
【請求項５】
制御対象、センサー、データ取得部、第１送信部、第１受信部、制御部、第２送信部、第２受信部、データ生成部及びアクチュエーターを備えるリモート監視制御システムの前記センサーが、前記制御対象の状態を検出することと、
前記データ取得部が、前記センサーにより検出された前記制御対象の状態に対応する第１のデータを取得することと、
前記第１送信部が、前記データ取得部で取得された前記第１のデータを、ネットワークを介して送信することと、
前記第１受信部が、前記第１のデータを受信することと、
前記制御部が、前記第１受信部で受信した前記第１のデータに対して所定の補正処理を施して該所定の補正処理の実行時刻における前記第１のデータを生成することと、
前記制御部が、前記所定の補正処理が施された前記第１のデータに基づいて前記制御対象を制御するための第２のデータを生成することと、
前記第２送信部が、前記制御部で生成された前記第２のデータを、ネットワークを介して送信することと、
前記第２受信部が、前記第２のデータを受信することと、
前記データ生成部が、前記第２受信部で受信した前記第２のデータに対して特定の補正処理を施して該特定の補正処理の実行時刻における前記第２のデータを生成することと、
前記アクチュエーターが、前記特定の補正処理が施された前記第２のデータに基づいて前記制御対象を駆動することと、を含む
リモート監視制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リモート監視制御システム及びリモート監視制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩｏＴ(Internet of Things)の技術により、従来では制御対象と同一場所に設けられた制御装置でしか実行できなかった各種監視制御機能のうち、一部の監視制御機能が遠隔においても実行可能となっている。また、従来、例えばテレメーターやテレコントローラーなどによる遠隔監視制御も行われている。なお、これらの遠隔監視の制御対象は、時間的な変化スケールが長いものであり、その遠隔制御手法としては、例えば、目標値を設定する手法や操作指示を出す手法などが主に用いられている。
【０００３】
また、従来、制御ネットワークを介して接続された制御装置と対話表示装置とを備える分散監視制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この分散監視制御装置では、対話表示装置は、制御装置からプラント状態量と共にその入力時刻を受信する。そして、対話表示装置は、前回のプラント状態量及び入力時刻と最新のプラント状態量及び入力時刻とに基づいて現在の時刻におけるプラント状態量を予測し、監視画面に表示されるプラント状態量の更新を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５０７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、ネットワークを介して制御対象を遠隔監視制御する技術分野では、例えば通信性能、処理性能等がより低い安価な装置で構成可能であり、且つ、より正確に制御対象を制御可能なリモート監視制御システムの開発が求められている。本発明は、この要望に応えるためになされたものであり、本発明の目的は、例えば通信性能、処理性能等の低い安価な装置で構成可能であり、且つ、より正確に制御対象を監視制御可能なリモート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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のリモート監視制御システムは、制御対象と、制御対象の状態を検出するセンサーと、センサーにより検出された制御対象の状態に対応する第１のデータを取得するデータ取得部とを備える。また、本発明のリモート監視制御システムは、第１のデータを、ネットワークを介して送信する第１送信部と、第１のデータを受信する第１受信部と、制御部とを備える。そして、制御部は、第１受信部で受信した第１のデータに対して所定の補正処理を施して当該処理の実行時刻における第１のデータを生成するとともに、所定の補正処理が施された第１のデータに基づいて制御対象を制御するための第２のデータを生成する。さらに、本発明のリモート監視制御システムは、第２のデータを、ネットワークを介して送信する第２送信部と、第２のデータを受信する第２受信部と、データ生成部と、アクチュエーターとを備える。そして、データ生成部は、第２受信部で受信した第２のデータに対して特定の補正処理を施して当該処理の実行時刻における第２のデータを生成し、アクチュエーターは、特定の補正処理が施された第２のデータに基づいて制御対象を駆動する。
【０００７】
また、本発明のリモート監視制御方法は、上記本発明のリモート監視制御システムを用いたリモート監視制御方法であり、次の手順で行われる。まず、センサーが、制御対象の状態を検出する。次いで、データ取得部が、センサーにより検出された制御対象の状態に対応する第１のデータを取得する。次いで、第１送信部が、データ取得部で取得された第１のデータを、ネットワークを介して送信する。次いで、第１受信部が、第１のデータを受信する。次いで、制御部が、第１受信部で受信した第１のデータに対して所定の補正処理を施して当該処理の実行時刻における第１のデータを生成する。次いで、制御部が、所定の補正処理が施された第１のデータに基づいて制御対象を制御するための第２のデータを生成する。次いで、第２送信部が、制御部で生成された第２のデータを、ネットワークを介して送信する。次いで、第２受信部が、第２のデータを受信する。次いで、データ生成部が、第２受信部で受信した第２のデータに対して特定の補正処理を施して当該処理の実行時刻における第２のデータを生成する。そして、アクチュエーターが、特定の補正処理が施された第２のデータに基づいて制御対象を駆動する。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の本発明によれば、例えば通信性能、処理性能等の低い安価な装置でリモート監視制御システムを構成することができるとともに、制御対象をより正確に監視制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおいて、制御装置及び被制御装置間で送受信されるデータブロックの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおけるリモート監視制御手法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおけるデータブロックの生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおける監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおける監視制御値の補正処理例１（監視制御例１）を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおける監視制御値の補正処理例１（監視制御例１）を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおける監視制御値の補正処理例２（監視制御例２）を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムにおける監視制御値の補正処理例２（監視制御例２）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムの構成及び動作について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書でいう「リモート監視制御」は、工学上の概念として、制御装置が制御対象と同一場所に存在せず、前者から後者に対して、制御信号は伝達されるが、動作エネルギーは送られない監視制御形態の総称である。
【００１１】
［リモート監視制御システムの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システムの構成を示すブロック図である。なお、図１では、電気的に接続される構成間を直線矢印で接続するとともに、直線矢印の方向により電気信号（データ）の伝達方向を示す。また、図１では、通信回線により接続される構成間を曲線矢印で接続するとともに、曲線矢印の方向により通信方向を示す。さらに、図１では、後述のセンサー３１及び制御対象３２間を破線矢印で接続しているが、これは、両者間の接続態様が例えばリモート監視制御システムの種別等に応じて変化することを示す。
【００１２】
リモート監視制御システム１は、図１に示すように、制御装置２と、被制御装置３とを備える。両装置は、通信ネットワーク４（ネットワーク）を介して互いに通信可能に接続される。なお、通信ネットワーク４としては、有線通信ネットワーク及び無線通信ネットワークのいずれを用いてもよい。また、通信ネットワーク４は、一般回線及び専用回線のいずれを用いて構成されていてもよい。さらに、本実施形態では、制御装置２及び被制御装置３間の通信接続形態を、クラウドコンピューティングを利用して構成してもよい。
【００１３】
制御装置２は、制御装置部１０（制御部）と、通信装置部２０とを有する。制御装置２は、被制御装置３から通信ネットワーク４を介して送信される、後述の制御対象３２の状態を示す信号値（以下、「入力値」という）を含むデータブロック（以下、「入力データブロック」という）を受信する。次いで、制御装置２は、受信した入力データブロックに基づいて、後述の制御対象３２を制御するための信号値（以下、「出力値」という）を生成する。そして、制御装置２は、出力値を含むデータブロック（以下、「出力データブロック」という）を生成し、該生成した出力データブロックを、通信ネットワーク４を介して被制御装置３に送信する。なお、入力データブロック及び出力データブロックの構成については、後で詳述する。
【００１４】
被制御装置３は、プラント設備部３０と、入出力装置部４０と、通信装置部５０とを有する。被制御装置３は、制御装置２から通信ネットワーク４を介して送信される、出力値（第２のデータ）を含む出力データブロックを受信する。そして、被制御装置３は、受信した出力データブロックに基づいて、後述の制御対象３２を駆動制御する。また、被制御装置３は、入力値（第１のデータ）を取得するとともに、入力値を含む入力データブロックを生成し、該生成した入力データブロックを、通信ネットワーク４を介して制御装置２に送信する。
【００１５】
［各部の構成及び動作］
制御装置部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を含み、機能ブロックとして、入力処理部１１、制御演算部１２及び出力処理部１３を有する。なお、入力処理部１１、制御演算部１２及び出力処理部１３は一体的に構成されていてもよい。
【００１６】
入力処理部１１は、制御演算部１２及び後述の入力受信部２１に電気的に接続される。入力処理部１１は、後述の入力受信部２１から入力された最新の入力データブロックに含まれる各種データに基づいて、所定の補正（補間）処理を行い、現時刻（所定の補正処理の実行時刻）の入力値を生成する。そして、入力処理部１１は、生成された現時刻の入力値を制御演算部１２に出力する。
【００１７】
なお、入力処理部１１による入力値の補正処理では、時間軸上における制御対象３２の状態の変化特性（入力値の変化特性）に対応した補正式（補間式）を用いて補正処理を行う。本実施形態では、この入力値の補正処理により、制御装置２及び被制御装置３間における入力値の通信処理に伴い発生する入力値の変動（揺らぎ、ぶれ、誤差等）を小さくすることができる。例えば、入力値の通信時間や装置間の非同期などに起因する入力値の変動を補正することができる。また、この入力値の補正処理により、例えば、入力値の通信処理の周期が制御装置部１０の処理周期より長くなっても、入力値の非通信期間における入力値を生成（補間）することができ、制御演算部１２に入力する入力値の変化態様を滑らかにすることができる。その結果、入力値の非通信期間において、制御演算部１２により生成される出力値の変化態様も滑らかにすることができる。
【００１８】
制御演算部１２は、入力処理部１１及び出力処理部１３に電気的に接続される。制御演算部１２は、入力処理部１１から入力された現時刻の入力値に対して所定の演算処理を施して、制御対象３２を制御するための現時刻の出力値を生成する。そして、制御演算部１２は、生成された現時刻の出力値を出力処理部１３に出力する。なお、出力値の生成手法としては、例えば、制御対象３２の種別、入力値及び出力値の種別等に応じて適宜、最適な手法が選択される。また、出力値の生成手法（上述の所定の演算処理）には、入力値に対して何らかの演算を施す手法だけでなく、例えば、出力値と入力値との対応テーブル等を参照して入力値を対応する出力値に変換する手法なども含まれる。
【００１９】
出力処理部１３は、制御演算部１２及び後述の出力送信部２３に電気的に接続される。出力処理部１３は、制御演算部１２から入力された現時刻の出力値に基づいて、最新の出力データブロックを生成する。そして、出力処理部１３は、生成された最新の出力データブロックを後述の出力送信部２３に出力する。
【００２０】
通信装置部２０は、入力受信部２１（第１受信部）及び出力送信部２３（第２送信部）を有する。
【００２１】
入力受信部２１は、通信ネットワーク４を介して被制御装置３内の後述の入力送信部５１に接続されるとともに、入力処理部１１に電気的に接続される。入力受信部２１は、後述の入力送信部５１から送信された最新の入力データブロックを受信し、当該最新の入力データブロックを入力処理部１１に出力する。
【００２２】
出力送信部２３は、通信ネットワーク４を介して被制御装置３内の後述の出力受信部５３に接続されるとともに、出力処理部１３に電気的に接続される。出力送信部２３は、出力処理部１３から入力された最新の出力データブロックを後述の出力受信部５３に送信する。
【００２３】
本実施形態では、上述した制御装置部１０の処理は、所定周期で実施される。また、上述した通信装置部２０の通信処理の周期は、制御装置部１０の処理周期（所定周期）より長い周期に設定される。なお、本発明はこれに限定されず、通信装置部２０の通信処理の周期を不定期にしてもよい。また、本実施形態では、通信装置部２０の処理動作が制御装置部１０の処理動作と同期していてもよいし、同期していなくてもよい。
【００２４】
プラント設備部３０は、センサー３１、制御対象３２及びアクチュエーター３３を有する。
【００２５】
センサー３１は、後述の入力装置部４１に電気的に接続される。センサー３１は、所定のサンプリング周期で、制御対象３２の状態（駆動制御状態）を電気信号（入力値）に変換し、該電気信号を後述の入力装置部４１に出力する。なお、センサー３１としては、制御対象３２の状態を検出（検知）可能なセンサーであれば任意のセンサーを用いることができるが、実際には、例えば制御対象３２の構成（種別、形状、駆動態様等）に応じて最適なセンサーが選択される。また、センサー３１と制御対象３２との接続態様（取り付け態様）は、例えば、センサー３１の種別や制御対象３２の構成（種別、形状、駆動態様等）などに応じて変化する。例えば、センサー３１が接触型のセンサーである場合には、センサー３１は、制御対象３２に直接的に取り付けられるが、センサー３１が非接触型のセンサーである場合には、センサー３１は、制御対象３２の外部に設置される。
【００２６】
制御対象３２は、リモート監視制御システム１により遠隔監視制御される対象物であり、例えば、リモート監視制御システム１で遠隔監視するプラント設備の種類等に応じて変化する。なお、本実施形態では、時間軸上における、制御対象３２の状態の変化特性（入力値の変化特性）及び制御対象３２の制御特性（出力値の変化特性）が２次曲線状に変化するような制御対象３２を例に挙げて説明する。
【００２７】
アクチュエーター３３は、制御対象３２及び後述の出力装置部４３に電気的に接続される。アクチュエーター３３は、後述の出力装置部４３から入力された現時刻の出力値に基づいて、制御対象３２を所定の態様で駆動する。なお、アクチュエーター３３としては、制御対象３２の状態を所定の態様で駆動可能なアクチュエーターであれば任意のアクチュエーターを用いることができる。しかしながら、実際には、例えば、制御対象３２の構成（種別、形状、駆動態様等）などに応じて最適なアクチュエーターが選択される。
【００２８】
入出力装置部４０は、例えばＣＰＵ等の演算装置を含み、機能ブロックとして、入力装置部４１（データ取得部）及び出力装置部４３（データ生成部）を有する。なお、入力装置部４１及び出力装置部４３は一体的に構成されていてもよい。
【００２９】
入力装置部４１は、センサー３１及び後述の入力送信部５１に電気的に接続される。入力装置部４１は、センサー３１から入力された現時刻の入力値（電気信号）に基づいて、最新の入力データブロックを生成する。そして、入力装置部４１は、生成された最新の入力データブロックを後述の入力送信部５１に出力する。
【００３０】
出力装置部４３は、アクチュエーター３３及び後述の出力受信部５３に電気的に接続される。出力装置部４３は、後述の出力受信部５３から入力された最新の出力データブロックに含まれる各種データに基づいて、特定の補正（補間）処理を行い、現時刻（特定の補正処理の実行時刻）の出力値を生成する。そして、出力装置部４３は、生成された現時刻の出力値をアクチュエーター３３に出力する。
【００３１】
なお、出力装置部４３による出力値の補正処理では、時間軸上における制御対象３２の制御特性（出力値の変化特性）に対応した補正式（補間式）を用いて補正処理を行う。本実施形態では、この出力値の補正処理により、制御装置２及び被制御装置３間における出力値の通信処理に伴い発生する出力値の変動（揺らぎ、ぶれ、誤差等）を小さくすることができる。例えば、出力値の通信時間や装置間の非同期などに起因する出力値の変動を補正することができる。また、この出力値の補正処理により、例えば、出力値の通信処理の周期が入出力装置部４０の処理周期より長くなっても、出力値の非通信期間における出力値を生成（補間）することができる。さらに、この出力値の補正処理により、出力値の非通信期間においてアクチュエーター３３に入力される出力値の変化態様を滑らかにすることができるので、アクチュエーター３３の駆動制御も滑らかにすることができる。
【００３２】
通信装置部５０は、入力送信部５１（第１送信部）及び出力受信部５３（第２受信部）を有する。
【００３３】
入力送信部５１は、通信ネットワーク４を介して制御装置２内の入力受信部２１に接続されるとともに、入力装置部４１に電気的に接続される。入力送信部５１は、入力装置部４１から入力された最新の入力データブロックを入力受信部２１に送信する。
【００３４】
出力受信部５３は、通信ネットワーク４を介して制御装置２内の出力送信部２３に接続されるとともに、出力装置部４３に電気的に接続される。出力受信部５３は、出力送信部２３から送信された最新の出力データブロックを受信し、当該最新の出力データブロックを出力装置部４３に出力する。
【００３５】
本実施形態では、センサー３１による入力値の検出処理は、所定のサンプリング周期で実行される。また、上述した入出力装置部４０の処理、並びに、アクチュエーター３３の処理は、特定周期で実施される。また、入出力装置部４０の処理周期（特定周期）は、制御装置部１０の処理周期（所定周期）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、上述した通信装置部５０の通信処理の周期は、入出力装置部４０の処理周期（制御装置部１０の処理周期）より長い周期に設定される。なお、本発明はこれに限定されず、通信装置部５０の通信処理の周期を不定期にしてもよい。また、被制御装置３内の通信装置部５０の通信処理の周期は、制御装置２内の通信装置部２０の通信処理の周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３７】
さらに、本実施形態では、センサー３１及び入出力装置部４０（入力装置部４１）間の処理動作、並びに、アクチュエーター３３及び入出力装置部４０（出力装置部４３）間の処理動作はいずれも、同期して行われる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、センサー３１及び入出力装置部４０（入力装置部４１）間の処理動作は同期していなくてもよい。また、通信装置部５０の処理動作は、入出力装置部４０の処理動作と同期していてもよいし、同期していなくてもよい。さらに、被制御装置３内の通信装置部５０の処理動作は、制御装置２内の通信装置部２０の処理動作と同期していてもよいし、同期していなくてもよい。
【００３８】
［データブロックの構成］
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、本実施形態のリモート監視制御システム１において生成される入力データブロック及び出力データブロックの構成図である。
【００３９】
入力データブロックは、図２Ａに示すように、入力有効フラグのオン／オフデータ、入力時間データ、入力値、入力値の変化速度及び入力値の変化加速度を含んで構成される。なお、入力データブロックに含まれるデータの種別は、この例に限定されず、例えば、入力値の変化態様、入力値の補正手法等に応じて適宜設定される。
【００４０】
入力有効フラグは、入力値を正常に取得できた否か（入力値（入力データブロック）が有効であるか否か）を示すデータである。入力値を正常に取得できた場合（入力値が有効である場合）には、入力有効フラグはオン状態にセットされ、入力値を正常に取得できなかった場合（入力値が無効である場合）には、入力有効フラグはオフ状態にセットされる。具体的には、サンプリング周期でセンサー３１から正常に入力値が読み込まれ、当該入力値に対応する、入力時間データ、入力値の変化速度及び入力値の変化加速度が生成された際に、入力有効フラグがオン状態にセットされる。そして、その後、当該最新の入力データブロック内の各データが制御装置２側で読み込まれるまで、入力有効フラグのオン状態が維持される。なお、当該最新の入力データブロック内の各データが制御装置２側で読み込まれると入力有効フラグはオフ状態にセットされる。
【００４１】
入力時間データは、センサー３１により入力値が検出された時刻を示すデータであり、時間カウンタ（不図示）により計数される。
【００４２】
入力値は、センサー３１により検出された制御対象３２の状態を示す信号値（例えば電圧値等）である。入力値の変化速度は、入力値の検出時刻（入力時間データ）における入力値の時間変化率である。また、入力値の変化加速度は、入力値の検出時刻における入力値の変化速度の時間変化率である。なお、入力値の変化速度及び変化加速度は、現時刻の入力値及び入力時間データと前回取得された入力データブロックとに基づいて算出される。入力値の変化速度及び変化加速度の具体的な算出手法は、後で詳述する。
【００４３】
出力データブロックは、図２Ｂに示すように、出力有効フラグのオン／オフデータ、出力時間データ、出力値、出力値の変化速度及び出力値の変化加速度を含んで構成される。なお、出力データブロックに含まれるデータの種別は、この例に限定されず、例えば、出力値の変化態様、出力値の補正手法等に応じて適宜設定される。
【００４４】
出力有効フラグは、出力値を正常に取得できた否か（出力値（出力データブロック）が有効であるか否か）を示すデータである。出力値を正常に取得できた場合（出力値が有効である場合）には、出力有効フラグはオン状態にセットされ、出力値を正常に取得できなかった場合（出力値が無効である場合）には、出力有効フラグはオフ状態にセットされる。具体的には、出力処理部１３に出力値が正常に読み込まれ、当該出力値に対応する、出力時間データ、出力値の変化速度及び出力値の変化加速度が生成された際に、出力有効フラグがオン状態にセットされる。そして、その後、当該最新の出力データブロック内の各データが被制御装置３側で読み込まれるまで、出力有効フラグのオン状態が維持される。なお、当該最新の出力データブロック内の各データが被制御装置３側で読み込まれると出力有効フラグはオフ状態にセットされる。
【００４５】
出力時間データは、制御演算部１２により出力値が生成された時刻を示すデータであり、時間カウンタ（不図示）により計数される。
【００４６】
出力値は、制御対象３２を駆動制御するための信号値（例えば電圧値等）である。出力値の変化速度は、出力値の生成時刻（出力時間データ）における出力値の時間変化率である。また、出力値の変化加速度は、出力値の生成時刻における出力値の変化速度の時間変化率である。なお、出力値の変化速度及び変化加速度は、現時刻の出力値及び出力時間データと前回取得された出力データブロックとに基づいて算出される。出力値の変化速度及び変化加速度の具体的な算出手法は、後で詳述する。
【００４７】
［リモート監視制御処理］
図３は、本実施形態のリモート監視制御システム１における制御対象３２の状態の検出から制御対象３２の駆動制御までの一連の処理手順（リモート監視制御手法の手順）を示すフローチャートである。なお、図３中の「入力値検出処理フロー」は、被制御装置３で実行される、センサー３１による入力値の検出処理から制御装置２への入力データブロックの送信処理までの処理の手順を示すフローチャートである。図３中の「出力値生成処理フロー」は、制御装置２で実行される、入力データブロックの受信処理から被制御装置３への出力データブロックの送信処理までの処理の手順を示すフローチャートである。また、図３中の「出力値出力処理フロー」は、被制御装置３で実行される、出力データブロックの受信処理からアクチュエーター３３への出力値の出力処理までの処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
最初に、被制御装置３で実行される入力値検出処理の手順を説明する。
まず、センサー３１は、制御対象３２の現在（現時刻）の状態を示す入力値を検出する（ステップＳ１１）。そして、センサー３１は、検出した現時刻の入力値を入力装置部４１に出力する。なお、センサー３１による入力値の検出処理は、所定のサンプリング周期で行われる。
【００４９】
次いで、入力装置部４１は、最新（現時刻）の入力データブロック（図２Ａ参照）の生成処理を行う（ステップＳ１２）。なお、入力データブロックの生成処理の詳細については、後述の図４を参照しながら後で説明する。そして、入力装置部４１は、生成した最新の入力データブロックを入力送信部５１に出力する。この入力装置部４１による入力データブロックの生成処理は、特定周期で行われる。
【００５０】
次いで、入力送信部５１は、入力された入力データブロックを、通信ネットワーク４を介して制御装置２に送信する（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１３の処理後、被制御装置３は、入力値検出処理を終了する。
【００５１】
なお、本実施形態では、入力送信部５１による入力データブロックの送信処理は、入力データブロックの生成処理の実行周期（特定周期）より長い周期で行われる。それゆえ、ステップＳ１２において入力データブロックが生成される度に、毎回、ステップＳ１３で入力データブロックが送信されるわけではない。例えば、入力送信部５１による入力データブロックの送信処理の実行周期が入力データブロックの生成処理の実行周期の１０倍の値である場合には、１０回の入力データブロックの生成処理毎に、入力データブロックの送信処理が１回実行される。この場合、前回の入力データブロックの送信終了後に実行される９回の入力データブロックの生成処理で生成された各入力データブロックは制御装置２に送信されず、１０回目の生成処理で生成された入力データブロックが制御装置２に送信される。
【００５２】
次に、制御装置２で実行される出力値生成処理の手順を説明する。
まず、入力受信部２１は、被制御装置３から送信された最新の入力データブロックの受信処理を行う（ステップＳ２１）。この入力受信部２１による入力データブロックの受信処理は、制御装置部１０の処理周期（所定周期）より長い周期で行われる。そして、入力受信部２１は、受信した最新の入力データブロックを入力処理部１１に出力する。
【００５３】
なお、入力データブロックは通信ネットワーク４を介して入力送信部５１から入力受信部２１に送信される。それゆえ、ステップＳ２１において入力受信部２１により受信された最新の入力データブロックは、受信処理時刻（現時刻）の入力データブロックではなく、現時刻より少なくとも入力データブロックの通信時間分前の時刻の入力データブロックとなる。なお、入力受信部２１及び入力送信部５１間の通信動作が非同期である場合には、ステップＳ２１において受信された最新の入力データブロックは、現時刻より通信時間に非同期分の時間差を加えた時間前の時刻の入力データブロックとなる。
【００５４】
次いで、入力処理部１１は、現在取得されている最新の入力データブロックに含まれる各種データに基づき、最新の入力値に対して所定の補正（補間）処理を施して、現時刻（所定の補正処理の実行時刻）の入力値の生成する（ステップＳ２２）。なお、入力値の補正処理の詳細については、後述の図５を参照しながら後で説明する。そして、入力処理部１１は、生成した現時刻の入力値を制御演算部１２に出力する。
【００５５】
なお、本実施形態では、入力処理部１１の処理周期（所定周期）は、入力データブロックの受信処理の実行周期より短い。それゆえ、ステップＳ２２における入力値の補正処理（現時刻の入力値の生成処理）は、入力データブロックの受信処理（ステップＳ２１）が実行されないタイミングにも実施される。例えば、入力受信部２１による入力データブロックの受信処理の実行周期が入力値の補正処理の実行周期の１０倍の値である場合には、１０回の入力値の補正処理に対して、入力データブロックの受信処理は１回実行される。この場合、入力データブロックの前回の受信処理から今回の受信処理までの期間（非通信期間）では、前回の受信処理で取得された入力データブロックを最新の入力データブロックとして用い、入力値の補正処理が行われる。
【００５６】
次いで、制御演算部１２は、入力された現時刻の入力値に基づいて、現時刻の出力値（制御対象３２の制御変数値）を生成する（ステップＳ２３）。なお、現時刻の出力値の生成手法としては、例えば、制御対象３２の種別、入力値及び出力値の種別等に応じて適宜最適な手法が採用される。そして、制御演算部１２は、生成された現時刻の出力値を出力処理部１３に出力する。
【００５７】
次いで、出力処理部１３は、最新（現時刻）の出力データブロック（図２Ｂ参照）の生成処理を行う（ステップＳ２４）。なお、出力データブロックの生成処理の詳細については、後述の図４を参照しながら後で説明する。そして、出力処理部１３は、生成した最新（現時刻）の出力データブロックを出力送信部２３に出力する。
【００５８】
次いで、出力送信部２３は、入力された出力データブロックを、通信ネットワーク４を介して被制御装置３に送信する（ステップＳ２５）。そして、ステップＳ２５の処理後、制御装置２は、出力値生成処理を終了する。
【００５９】
なお、本実施形態では、出力送信部２３による出力データブロックの送信処理は、出力データブロックの生成処理の実行周期（所定周期）より長い周期で行われる。それゆえ、ステップＳ２４において出力データブロックが生成される度に、毎回、ステップＳ２５で出力データブロックが送信されるわけではない。例えば、出力送信部２３による出力データブロックの送信処理の実行周期が出力データブロックの生成処理の実行周期の１０倍の値である場合には、１０回の出力データブロックの生成処理毎に、出力データブロックの送信処理が１回実行される。この場合、前回の出力データブロックの送信終了後に実行される９回の出力データブロックの生成処理で生成された各出力データブロックは被制御装置３に送信されず、１０回目の生成処理で生成された出力データブロックが被制御装置３に送信される。
【００６０】
次に、被制御装置３で実行される出力値出力処理の手順を説明する。
まず、出力受信部５３は、制御装置２から送信された最新の出力データブロックの受信処理を行う（ステップＳ３１）。この出力受信部５３による出力データブロックの受信処理は、入出力装置部４０の処理周期（特定周期）より長い周期で行われる。そして、出力受信部５３は、受信した最新の出力データブロックを出力装置部４３に出力する。
【００６１】
なお、本実施形態では、出力データブロックは通信ネットワーク４を介して出力送信部２３から出力受信部５３に送信される。それゆえ、ステップＳ３１において出力受信部５３により受信された最新の出力データブロックは、受信処理時刻（現時刻）の出力データブロックではなく、現時刻より少なくとも出力データブロックの通信時間分前の時刻の出力データブロックとなる。なお、出力受信部５３及び出力送信部２３間の通信動作が非同期である場合には、ステップＳ３１において受信された最新の出力データブロックは、現時刻より通信時間に非同期分の時間差を加えた時間前の時刻の出力データブロックとなる。
【００６２】
次いで、出力装置部４３は、現在取得されている最新の出力データブロック内の各種データに基づき、最新の出力値に対して特定の補正（補間）処理を施して、現時刻（特定の補正処理の実行時刻）の出力値の生成する（ステップＳ３２）。なお、出力値の補正処理の詳細については、後述の図５を参照しながら後で説明する。そして、出力装置部４３は、生成した現時刻の出力値をアクチュエーター３３に出力する。
【００６３】
なお、本実施形態では、出力装置部４３の処理周期（特定周期）は、出力データブロックの受信処理の実行周期より短い。それゆえ、ステップＳ３２における出力値の補正処理（現時刻の出力値の生成処理）は、出力データブロックの受信処理（ステップＳ３１）が実行されないタイミングにも実施される。例えば、出力受信部５３による出力データブロックの受信処理の実行周期が出力値の補正処理の実行周期の１０倍の値である場合には、１０回の出力値の補正処理に対して、出力データブロックの受信処理は１回実行される。この場合、出力データブロックの前回の受信処理から今回の受信処理までの期間（非通信期間）では、前回の受信処理で取得された出力データブロックを最新の出力データブロックとして用い、出力値の補正処理が行われる。
【００６４】
次いで、アクチュエーター３３は、入力された現時刻の出力値に基づいて、現時刻の出力値に対応する制御信号を制御対象３２に出力する（ステップＳ３３）。この制御信号によりアクチュエーター３３が駆動制御される。そして、ステップＳ３３の処理後、被制御装置３は、出力値出力処理を終了する。
【００６５】
なお、上述した入力値検出処理、出力値生成処理及び出力値出力処理は、制御対象３２のリモート監視制御中、この順で繰り返し実行される。
【００６６】
［データブロックの生成処理］
次に、図４を参照して、図３中のステップＳ１２で行われる入力データブロックの生成処理、及び、図３中のステップＳ２４で行われる出力データブロックの生成処理について説明する。図４は、入力データブロック又は出力データブロックの生成処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態では、入力データブロックの生成処理の処理フローは出力データブロックのそれと同様であるので、ここでは、これらの処理をまとめて説明する。なお、図４に示す処理フローは、入力データブロックの生成処理時には入力装置部４１により実行され、出力データブロックの生成処理時には出力処理部１３により実行される。それゆえ、以下では、図４に示す処理フローの主体となる入力装置部４１及び出力処理部１３を総称して「データブロック生成部」という。
【００６７】
また、以下の説明（図４及び後述の図５の説明）では、入力データブロック及び出力データブロックを総称して「データブロック」という。さらに、以下の説明（図４及び後述の図５の説明）では、入力有効フラグ及び出力有効フラグを総称して「有効フラグ」といい、入力時間データ及び出力時間データを総称して「時間データ」といい、入力値及び出力値を総称して「監視制御値」という。
【００６８】
まず、データブロック生成部（入力装置部４１又は出力処理部１３）は、有効フラグ（入力有効フラグ又は出力有効フラグ）をオフ状態にセットする（ステップＳ４１）。
【００６９】
次いで、データブロック生成部は、最新の監視制御値（センサー３１により検出された最新の入力値又は制御演算部１２により生成された最新の出力値）及び時間データ（入力値の検出時刻又は出力値の生成時刻）を取得する（ステップＳ４２）。そして、データブロック生成部は、取得した監視制御値及び時間データを、それぞれ、最新（現時刻）のデータブロック内の監視制御値及び時間データにセットする。
【００７０】
次いで、データブロック生成部は、監視制御値を正常に取得できたか否かを判別する（ステップＳ４３）。
【００７１】
ステップＳ４３において、データブロック生成部が監視制御値を正常に取得できなかったと判別した場合（ステップＳ４３がＮＯ判定である場合）、データブロック生成部は、データブロックの生成処理を終了する。その後、データブロックの生成処理が入力データブロックの生成処理である場合には、データブロック生成部は、処理を入力値検出処理（図３参照）中のステップＳ１３に移す。また、データブロックの生成処理が出力データブロックの生成処理である場合には、データブロックの生成処理終了後、データブロック生成部は、処理を出力値生成処理（図３参照）中のステップＳ２５に移す。なお、ステップＳ４３がＮＯ判定である場合、データブロック内において、有効フラグはオフ状態にセットされ、時間データは更新されるが、監視制御値、監視制御値の変化速度及び変化加速度は更新されない。
【００７２】
一方、ステップＳ４３において、データブロック生成部が監視制御値を正常に取得できたと判別した場合（ステップＳ４３がＹＥＳ判定である場合）、データブロック生成部は、前回のデータブロック生成時から現時刻までの経過時間を算出する（ステップＳ４４）。具体的には、データブロック生成部は、今回（最新）のデータブロックにセットされている時間データから前回のデータブロックにセットされている時間データを減算し、当該減算値を経過時間とする。
【００７３】
次いで、データブロック生成部は、現時刻（入力値の検出時刻又は出力値の生成時刻）における監視制御値の変化速度を算出する（ステップＳ４５）。具体的には、データブロック生成部は、今回取得されている監視制御値（現時刻の監視制御値）から前回のデータブロックにセットされている監視制御値を減算し、当該減算値をステップＳ４４で算出した経過時間で除算して監視制御値の変化速度を算出する。そして、データブロック生成部は、算出した監視制御値の変化速度を、最新（現時刻）のデータブロック内の監視制御値の変化速度にセットする。
【００７４】
次いで、データブロック生成部は、現時刻（入力値の検出時刻又は出力値の生成時刻）における監視制御値の変化加速度を算出する（ステップＳ４６）。具体的には、データブロック生成部は、現時刻の監視制御値の変化速度から前回のデータブロックにセットされている監視制御値の変化速度を減算し、当該減算値をステップＳ４４で算出した経過時間で除算して監視制御値の変化加速度を算出する。そして、データブロック生成部は、算出した監視制御値の変化加速度を、最新（現時刻）のデータブロック内の監視制御値の変化加速度にセットする。
【００７５】
次いで、データブロック生成部は、前回のデータブロックにセットされている各種データを更新する（ステップＳ４７）。具体的には、データブロック生成部は、前回のデータブロックにセットされている時間データを現時刻で上書きし、前回のデータブロックにセットされている監視制御値を今回取得された監視制御値（現時刻の監視制御値）で上書きする。また、データブロック生成部は、前回のデータブロックにセットされている監視制御値の変化速度を現時刻の監視制御値の変化速度で上書きし、監視制御値の変化加速度を現時刻の監視制御値の変化加速度で上書きする。
【００７６】
次いで、データブロック生成部は、最新（現時刻）のデータブロックの有効フラグをオン状態にセットし（ステップＳ４８）、データブロックの生成処理を終了する。その後、データブロックの生成処理が入力データブロックの生成処理である場合には、データブロック生成部は、処理を入力値検出処理（図３参照）中のステップＳ１３に移す。一方、データブロックの生成処理が出力データブロックの生成処理である場合には、データブロックの生成処理終了後、データブロック生成部は、処理を出力値生成処理（図３参照）中のステップＳ２５に移す。
【００７７】
［監視制御値（入力値又は出力値）の補正（補間）処理］
次に、図５を参照して、図３中のステップＳ２２で行われる入力値の補正処理、及び、図３中のステップＳ３２で行われる出力値の補正処理について説明する。図５は、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態では、入力値の補正処理の処理フローは、出力値の補正処理のそれと同様であるので、ここでは、これらの処理をまとめて説明する。なお、図５に示す処理フローは、入力値の補正処理時には入力処理部１１により実行され、出力値の補正処理時には出力装置部４３により実行される。それゆえ、以下の説明では、図５に示す処理フローの主体となる入力処理部１１及び出力装置部４３を総称して「補正処理実行部」という。
【００７８】
まず、補正処理実行部（入力処理部１１又は出力装置部４３）は、現在の処理時点で取得（受信）されている最新のデータブロックに含まれる有効フラグを取得する（ステップＳ５１）。次いで、補正処理実行部は、有効フラグがオン状態であるか否かを判別する（ステップＳ５２）。
【００７９】
ステップＳ５２において、補正処理実行部が、有効フラグがオン状態でないと判別した場合（ステップＳ５２がＮＯ判定である場合）、補正処理実行部は、後述のステップＳ５５の処理を行う。なお、この場合、現在取得されているデータブロックは、前回の補正処理時点においても取得されていたデータブロックであり、該データブロックに含まれる各種データが後述のステップＳ５５以降の処理（補正処理）で使用される。
【００８０】
一方、ステップＳ５２において、補正処理実行部が、有効フラグがオン状態であると判別した場合（ステップＳ５２がＹＥＳ判定である場合）、補正処理実行部は、今回、新たに受信されたデータブロックに含まれる各種データを取得する（ステップＳ５３）。具体的には、補正処理実行部は、今回受信されたデータブロックにセットされている最新の時間データ、監視制御値、監視制御値の変化速度及び監視制御値の変化加速度を読み込む。
【００８１】
次いで、補正処理実行部は、今回、新たに受信されたデータブロックに含まれる有効フラグをオフ状態にセット（有効フラグをクリア）する（ステップＳ５４）。
【００８２】
ステップＳ５４の処理後、又は、ステップＳ５２がＮＯ判定である場合、補正処理実行部は、現在取得されているデータブロックにセットされている監視制御値の取得時刻から現時刻までの経過時間を算出する（ステップＳ５５）。具体的には、補正処理実行部は、現時刻からデータブロックにセットされている時間データを減算して経過時間を算出する。
【００８３】
なお、監視制御値が入力値である場合、ステップＳ５５で算出される経過時間は、センサー３１による入力値の検出時から当該入力値が入力処理部１１で読み込まれるまでの時間となる。それゆえ、監視制御値が入力値である場合に算出される経過時間には、被制御装置３及び制御装置２間における入力データブロックの通信時間や両装置間における非同期分の時間差などが含まれる。一方、監視制御値が出力値である場合、ステップＳ５５で算出される経過時間は、制御演算部１２による出力値の生成時から当該出力値が出力装置部４３で読み込まれるまでの時間となる。それゆえ、監視制御値が出力値である場合に算出される経過時間には、制御装置２及び被制御装置３間における出力データブロックの通信時間や両装置間における非同期分の時間差などが含まれる。
【００８４】
次いで、補正処理実行部は、現在取得されている最新の監視制御値、監視制御値の変化速度及び変化加速度とステップＳ５５で算出された経過時間とに基づき、監視制御値に対して補正処理を施して、現時刻の監視制御値を算出する（ステップＳ５６）。なお、本実施形態では、上述のように、制御対象３２の状態の変化特性（入力値の変化特性）及び制御対象３２の制御特性（出力値の変化特性）は、時間に対して２次曲線状に変化する（時間の２次関数で変化する）。それゆえ、補正処理実行部は、ステップＳ５６において、次の補正式（補間式）を用いて補正処理を行い、現時刻の監視制御値を算出する。なお、下記式中の「ｔ」はステップＳ５５で算出された経過時間である。
現時刻の監視制御値＝監視制御値＋変化速度×ｔ＋（変化加速度×ｔ２）／２
【００８５】
そして、ステップＳ５６の処理後、補正処理実行部は、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理を終了する。その後、監視制御値の補正処理が入力値の補正処理である場合には、補正処理実行部は、処理を出力値生成処理（図３参照）中のステップＳ２３に移す。一方、監視制御値の補正処理が出力値の補正処理である場合には、監視制御値の補正処理終了後、補正処理実行部は、処理を出力値出力処理（図３参照）中のステップＳ３３に移す。
【００８６】
［監視制御例１］
次に、本実施形態のリモート監視制御システム１における監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理例１（監視制御例１）について説明する。
【００８７】
図６Ａ〜図６Ｃは、監視制御例１において、リモート監視制御システム１により制御される監視制御値（入力値又は出力値）、監視制御値の変化速度及び変化加速度の時間変化特性の理想特性を示す図である。なお、図６Ａは、監視制御例１における監視制御値の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間（経過時間）を示し、縦軸は監視制御値を示す。図６Ｂは、監視制御例１における監視制御値の変化速度の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間を示し、縦軸は監視制御値の変化速度を示す。また、図６Ｃは、監視制御例１における監視制御値の変化加速度の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間を示し、縦軸は監視制御値の変化加速度を示す。
【００８８】
監視制御例１では、図６Ａに示すように、監視制御値（入力値又は出力値）の時間変化特性が、時間に対して、監視制御値の極大値（山部）と極小値（谷部）とが交互に発生する２次曲線で表される例を説明する。なお、監視制御例１では、制御装置２側の通信処理の実行周期を、被制御装置３側の通信処理の実行周期と同じとする。また、監視制御例１では、監視制御値の通信処理の実行周期（通信装置部２０又は通信装置部５０の処理周期）を、監視制御値の補正処理の実行周期（制御装置部１０又は入出力装置部４０の処理周期）の１０倍の値とする。すなわち、監視制御例１では、１０回の監視制御値の補正処理に対して、監視制御値の通信処理が１回実行される例を説明する。
【００８９】
図７Ａ〜図７Ｃは、監視制御例１における補正処理の結果を示す図である。図７Ａは、図６Ａに示すような変化特性で監視制御を行う必要があるリモート監視制御システム１において、上述した本実施形態の監視制御値の補正手法を採用した場合に得られる監視制御値（入力値又は出力値）の変化特性である。また、ここでは、比較のため、監視制御値の補正処理として、監視制御値の変化速度のみを考慮した手法（変化加速度を考慮しない手法：直線的な補間手法）を採用した場合（比較例１）における監視制御値の変化特性を図７Ｂに示す。さらに、比較のため、監視制御値の補正処理として、監視制御値が更新されるまでの期間（監視制御値の非通信期間）、更新前の監視制御値を保持（維持）する手法を採用した場合（比較例２）における監視制御値の変化特性を図７Ｃに示す。
【００９０】
なお、図７Ａ〜図７Ｃ中に示す特性の横軸は時間（経過時間）を示し、縦軸は補正処理後の監視制御値（入力値又は出力値）を示す。また、図７Ａ〜図７Ｃ中に示す補正処理後の監視制御値の時間変化特性において、急激（階段状）に監視制御値が増減する時間帯が、監視制御値の通信処理（更新処理）の実行タイミングに相当する。
【００９１】
図７Ａ〜図７Ｃに示すように、本実施形態の監視制御値の補正処理を採用することにより、通信処理の実行タイミングにおける監視制御値の変化量が、比較例１及び２に比べて、非常に小さくなる。また、図７Ａに示すように、本実施形態では、非通信期間（通信処理の実行タイミング間）における監視制御値の変化が、比較例１及び２に比べて、非常に滑らかであり、理想特性に近い態様で監視制御値を変化させることができる。それゆえ、本実施形態の監視制御値の補正処理を用いた場合には、監視制御値の通信処理周期が制御装置部１０又は入出力装置部４０の処理周期より長くなっても、監視制御値をより正確に生成（再現）することができる。
【００９２】
［監視制御例２］
監視制御例２では、上述した監視制御例１に比べて、監視制御値（入力値又は出力値）の通信処理の実行周期が、監視制御値の補正処理の実行周期よりさらに長い場合を説明する。具体的には、この例では、監視制御値の通信処理の実行周期（通信装置部２０又は通信装置部５０の処理周期）を、監視制御値の補正処理の実行周期（制御装置部１０又は入出力装置部４０の処理周期）の２０倍の値とする。すなわち、監視制御例２では、２０回の監視制御値の補正処理に対して、監視制御値の通信処理が１回実行される例を説明する。なお、制御装置２側の通信処理の実行周期は、被制御装置３側の通信処理の実行周期と同じとする。
【００９３】
図８Ａ〜図８Ｃは、監視制御例２において、リモート監視制御システム１により制御される監視制御値（入力値又は出力値）、監視制御値の変化速度及び変化加速度の時間変化特性の理想特性を示す図である。なお、図８Ａは、監視制御例２における監視制御値の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間（経過時間）を示し、縦軸は監視制御値を示す。図８Ｂは、監視制御例２における監視制御値の変化速度の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間を示し、縦軸は監視制御値の変化速度を示す。また、図８Ｃは、監視制御例２における監視制御値の変化加速度の時間変化特性の理想特性を示す図であり、図中の横軸は時間を示し、縦軸は監視制御値の変化加速度を示す。
【００９４】
なお、この例では、監視制御値の通信処理の実行周期が、監視制御例１のそれより長いので、図８Ａに示すように、監視制御値の極大値（山部）と極小値（谷部）とが交互に発生する周期も監視制御例１のそれ（図６Ａ参照）より長くなる例を示す。
【００９５】
図９Ａ〜図９Ｃは、監視制御例２における補正処理の結果を示す図である。図９Ａは、図８Ａに示すような変化特性で監視制御を行う必要があるリモート監視制御システム１において、上述した本実施形態の監視制御値の補正手法を採用した場合に得られる監視制御値（入力値又は出力値）の変化特性である。また、ここでは、比較のため、監視制御値の補正処理として、監視制御値の変化速度のみを考慮した手法（変化加速度を考慮しない手法：直線的な補間手法）を採用した場合（比較例３）における監視制御値の変化特性を図９Ｂに示す。さらに、比較のため、監視制御値の補正処理として、監視制御値が更新されるまでの期間（監視制御値の非通信期間）、更新前の監視制御値を保持（維持）する手法を採用した場合（比較例４）における監視制御値の変化特性を図９Ｃに示す。
【００９６】
なお、図９Ａ〜図９Ｃ中に示す特性の横軸は時間（経過時間）を示し、縦軸は補正処理後の監視制御値（入力値又は出力値）を示す。また、図９Ａ〜図９Ｃ中に示す補正処理後の監視制御値の時間変化特性において、急激（階段状）に監視制御値が増減する時間帯が、監視制御値の通信処理の実行タイミング（更新処理）に相当する。
【００９７】
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、監視制御例２においても、本実施形態の補正処理を行うことにより、通信処理の実行タイミングにおける監視制御値の変化量が、比較例３及び４に比べて、非常に小さくなる。また、図９Ａに示すように、この例においても、本実施形態の補正処理を実行することにより、非通信期間（通信処理の実行タイミング間）における監視制御値の変化が、比較例３及び４に比べて、滑らかになり、その変化態様が理想特性に近くなる。それゆえ、本実施形態の監視制御値の補正処理を用いた場合には、監視制御値の通信処理周期を、制御装置部１０又は入出力装置部４０の処理周期よりさらに長くしても、監視制御値をより正確に生成（再現）することができる。
【００９８】
［各種効果］
制御対象のセンサーからの入力値やアクチュエーターへの出力値を、通信ネットワークを介して送受信する従来の遠隔制御システムでは、定周期(制御周期)で行う制御演算に対して、入力値及び出力値を定周期で伝達（通信）する必要がある。そして、この処理を実現するためには、制御周期に対して通信動作の応答時間を短くする、制御側及び被制御側間において通信動作の周期を同期させる、又は、通信動作が非同期である場合には通信動作の周期を制御周期の数分の一の周期に設定する必要がある。また、従来の遠隔制御システムでは、通信動作に伴う入力値の揺らぎを抑えるために、入力値の取得周期を制御対象の時間的な変化スケールより短くして、取得された数回分の入力値を平均化する必要がある。そして、この処理を実現するためには、通信動作の周期を制御周期の数分の一の周期にする必要がある。これらの様々な理由から、従来の遠隔制御システムでは、通信性能、処理性能の高い装置が必要となる。
【００９９】
それに対して、上述した本実施形態のリモート監視制御システム１では、データブロック内に監視制御値（入力値又は出力値）とともに、その取得時刻（時間データ）が記録される。これにより、本実施形態では、入力値の検出時刻及び出力値の生成時刻を正確に把握することができる。そして、当該取得時刻に基づいて、制御対象３２と制御装置２との間で発生する監視制御値の伝達時間差（監視制御値の通信時間や装置間の非同期分の時間差など含む）を算出し、所定の補正式（補間式）を用いて監視制御値を補正する。
【０１００】
上述した補正機能を設けることにより、監視制御値の通信処理の実行周期が制御演算の処理周期より長周期又は不定期であっても、制御対象３２及び制御装置２間における監視制御値の伝達動作に伴う監視制御値の変動をより正確に補正することができる。すなわち、センサー３１から制御装置部１０への入力値の伝達動作、及び／又は、制御装置部１０からアクチュエーター３３への出力値の伝達動作の周期が長周期又は不定期であっても、監視制御値の変動をより正確に且つ容易に補正することができる。
【０１０１】
また、上述した補正機能を設けることにより、制御装置２及び被制御装置３間の通信動作が非同期であっても、監視制御値の変動をより正確に且つ容易に補正することができる。また、上述した補正機能を設けることにより、制御装置部１０及び通信装置部２０間の処理動作や入出力装置部４０及び通信装置部５０間の処理動作が非同期であっても、監視制御値の変動をより正確に且つ容易に補正することができる。さらに、上述した補正機能を設けることにより、センサー３１による入力値の検出動作が、入力装置部４１の処理動作と非同期であっても、監視制御値の変動をより正確に且つ容易に補正することができる。
【０１０２】
以上のことから、本実施形態のリモート監視制御システム１では、比較的に通信性能、処理性能の低い安価な装置を用いても、制御対象３２をより正確にリモート監視制御することができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、制御装置２及び被制御装置３間で発生する監視制御値の通信時間や装置間の非同期分の時間差だけでなく、通信時に発生する他の要因（例えば、一時的な通信欠損等）に起因する時間差も自動的に考慮して監視制御値を補正することができる。さらに、本実施形態では、例えば、通信ネットワーク４の利用状況に応じて監視制御値（入力値又は出力値）の通信時間が変化するような場合にも、その変化を自動的に考慮して監視制御値を補正することができる。それゆえ、本実施形態では、あらゆる通信状況において、制御対象３２をより正確にリモート監視制御することができる。
【０１０４】
［各種変形例］
以上、本発明の一実施形態に係るリモート監視制御システム１及びリモート監視制御手法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の構成は、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限り、その他種々の変形例、応用例の構成を取り得る。例えば、次のような各種変形例も本発明に含まれる。
【０１０５】
（変形例１）
上記実施形態のリモート監視制御システム１では、監視制御値（入力値及び／又は出力値）に関する処理において異常が発生した場合に対応するため、次のような各種保護機能を設けてもよい。
【０１０６】
（１）保護機能例１（取得された監視制御値に基づく保護機能）
監視制御値（入力値及び／又は出力値）の取得処理（例えば、図４中のステップＳ４２）において、監視制御値が異常値であるか否か（所定の閾値を超えているか否か）を判別し、監視制御値が異常値である場合には当該監視制御値を排除する。
【０１０７】
（２）保護機能例２（監視制御値の変化速度及び変化加速度に基づく保護機能）
まず、監視制御値（入力値及び／又は出力値）の変化速度及び／又は変化加速度の算出処理（例えば、図４中のステップＳ４５及び／又はＳ４６）において算出された監視制御値の変化速度及び／又は変化加速度が所定の範囲内の値であるか否かを判別する。そして、算出された監視制御値の変化速度及び／又は変化加速度が所定の範囲内の下限値より小さい場合（変化速度及び／又は変化加速度が異常値である場合）には、監視制御値の変化速度及び／又は変化加速度を下限値に設定する。また、算出された監視制御値の変化速度及び／又は変化加速度が所定の範囲内の上限値より大きい場合（変化速度及び／又は変化加速度が異常値である場合）には、監視制御値の変化速度及び／又は変化加速度を上限値に設定する。
【０１０８】
（３）保護機能例３（補正処理後の監視制御値に基づく保護機能）
まず、監視制御値（入力値及び／又は出力値）の補正処理（例えば、図５中のステップＳ５６）において算出された現時刻の監視制御値が特定の範囲内の値であるか否かを判別する。そして、算出された現時刻の監視制御値が特定の範囲内の下限値より小さい場合（現時刻の監視制御値が異常値である場合）には、現時刻の監視制御値を下限値に設定する。また、算出された現時刻の監視制御値が特定の範囲内の上限値より大きい場合（現時刻の監視制御値が異常値である場合）には、現時刻の監視制御値を上限値に設定する。
【０１０９】
（４）保護機能例４（監視制御値の通信欠損に対する保護機能）
まず、監視制御値（入力値及び／又は出力値）の通信動作において、有効なデータブロックを受信できない時間をカウントする。そして、カウント値が所定の保護時間を超えた場合（所定の保護時間内に有効なデータブロックを受信できなかった場合）には、取得済みのデータブロックを無効にする。また、この場合、取得済みのデータブロックに基づいて算出される現時刻の監視制御値も無効にする。
【０１１０】
なお、この保護機能例４において、入力処理部１１で算出された現時刻の入力値が無効となった場合には、制御演算部１２による演算処理を無効扱いにしてもよいし、その演算処理により算出された出力値を無効にしてもよい。また、出力装置部４３で算出された現時刻の出力値が無効と判定された場合には、現時刻の出力値を、制御対象３２を安全駆動可能にするような値に切り替えてもよい。さらに、この保護機能例４において、監視制御値（入力値及び／又は出力値）が無効と判定された場合には、リモート監視制御を中止して、エラー（警告）を報知してもよい。
【０１１１】
（５）保護機能例５
上述した保護機能例１〜保護機能例４を、例えば制御対象３２の種別等に応じて適宜組み合わせてもよい。
【０１１２】
（その他の各種変形例）
上記実施形態では、制御対象３２の状態の変化特性（入力値の変化特性）及び制御対象３２の制御特性（出力値の変化特性）が、時間に対して２次曲線状に変化する例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。時間軸上における制御対象の状態の変化特性及び制御対象の制御特性が２次曲線以外の態様で変化する制御対象にも上述した本発明のリモート監視制御技術は適用可能であり、同様の効果が得られる。なお、その場合には、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理で使用する補正（補間）式として、制御対象の状態の変化特性及び制御対象の制御特性の変化態様に対応するものが用いられる。
【０１１３】
上記実施形態では、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理で使用する補正式として、監視制御値の変化速度及び変化加速度を用いた時間の２次式を採用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述した補正式の代わりに、制御対象３２に対して予め設定された経験式（例えば、過去の制御実績データや制御環境データなどに基づいて生成された数式）を用いて監視制御値の補正処理を行ってもよい。なお、この場合には、制御対象３２の状態の変化特性及び制御対象３２の制御特性に応じて、入力値の経験式と出力値の経験式とが互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、この場合には、経験式で用いられる変数に関する情報をデータブロック（入力データブロック又は出力データブロック）に含ませる。さらに、この場合には、経験式で用いられる変数には、時間に関する変数が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【０１１４】
上記実施形態では、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理において、制御対象３２の状態の変化特性（入力値の変化特性）及び制御対象３２の制御特性（出力値の変化特性）に対応する所定の補正式を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば学習、推論、分析、判断などの処理を実行可能な機能（例えば、人工知能等）を用いて、監視制御値（入力値又は出力値）の補正処理を行ってもよい。この場合には、そのような処理機能に必要な情報をデータブロック（入力データブロック又は出力データブロック）に含ませる。
【０１１５】
また、上記実施形態では、入力値及び出力値の両方の補正処理において、所定の補正式を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、一方の補正処理では、補正式、経験式、及び、例えば学習、推論、分析、判断などの処理を実行可能な機能（例えば、人工知能等）の中から一つの手法を用い、他方の補正処理では残りの２つの手法のうちの一つを用いてもよい。
【０１１６】
さらに、上記実施形態では、入力装置部４１において入力データブロックが生成される例を説明したが、本発明はこれに限定されず、入力送信部５１において入力データブロックが生成されてもよい。また、上記実施形態では、出力処理部１３において出力データブロックが生成される例を説明したが、本発明はこれに限定されず、出力送信部２３において出力データブロックが生成されてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１…リモート監視制御システム、２…制御装置、３…被制御装置、４…通信ネットワーク、１０…制御装置部、１１…入力処理部、１２…制御演算部、１３…出力処理部、２０…通信装置部、２１…入力受信部、２３…出力送信部、３０…プラント設備部、３１…センサー、３２…制御対象、３３…アクチュエーター、４０…入出力装置部、４１…入力装置部、４３…出力装置部、５０…通信装置部、５１…入力送信部、５３…出力受信部
【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】
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