(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器の状態を示すデータを制御対象機器から取得し、その取得しデータに基づいて制御対象機器の制御を行う監視制御装置群及び制御装置と、これら監視制御装置群及び制御装置を監視制御内容に応じた階層構成により接続する多重系の通信路を用いた通信ネットワークとから構築された監視制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記各監視制御装置及び各制御装置とデータの送受信を行う通信手段と、前記データを分割し前記通信手段を介して全通信路に送信するとともに、分割して送信されたデータを前記通信手段を介して受信し再生、認識する通信制御手段とを備え、
前記通信制御手段は、前記制御装置がヘッダ情報と実データを送信するマスター側とヘッダ情報を送信し実データを送信しないスレーブ側に分かれ多重構成となっている場合に、このスレーブ側の伝送情報量を削減することを特徴とする監視制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の監視制御システムにおいて、多重系の通信路の一部が故障した場合、上記通信制御手段は正常な通信路を用いて正常時より短い伝送周期で通信を行うことを特徴とする監視制御システム。
【請求項３】
請求項２記載の監視制御システムにおいて、前記通信路の故障が復旧した場合、上記通信制御手段は故障時より長い伝送周期で通信を行うことを特徴とする監視制御システム。
【請求項４】
請求項１ないし３記載の監視制御システムにおいて、前記通信制御手段は、分割して伝送されたデータを受信し再生する際に一部のデータに伝送遅れや情報落ちが生じた場合、その伝送遅れや情報落ちしたデータを除いて受信データを再生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、スレーブ側の制御装置が、マスター側の制御装置の故障を検知してスレーブ側からマスター側に変更することを特徴とする監視制御システム。
【請求項６】
請求項１ないし５記載の監視制御システムにおいて、前記監視制御システム内の通信状態や通信量を監視する通信状態監視手段を備えたことを特徴とする監視制御システム。
【請求項７】
請求項６記載の監視制御システムにおいて、上記通信状態監視手段にて取得した前記監視制御システム内の通信状態や通信量を記憶する通信状態記憶手段を備えたことを特徴とする監視制御システム。
【請求項８】
請求項１ないし７記載の監視制御システムにおいて、上位のネットワーク階層と下位のネットワーク階層の両方に接続され、上記制御装置の情報を下位のネットワーク階層から直接取得するとともに、下位のネットワーク階層から上位のネットワーク階層を経由して取得する統合監視制御手段を設けたことを特徴とする監視制御システム。
【請求項９】
請求項１ないし８の記載の監視制御システムにおいて、上記監視制御装置のメモリ内部に、各制御装置毎の専用受信データ領域を設け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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統、上下水道等の産業システムの動作状態を計算機を用いて監視制御する監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力系統や上下水道等の産業システムの動作状態を監視制御する監視制御システムでは、その監視制御対象の広域化、大規模化および機能高度化に対応したシステムの構築が求められている。また、その信頼性を確保することも重要である。
【０００３】
図１７に、従来の監視制御システムの構成図を示す。
従来の監視制御システムでは、制御対象機器に近い下位階層の制御装置や監視制御装置から中央指令所レベルの上位階層の監視制御装置まで、監視制御装置は階層的な構成となっていた。しかし、これらの監視制御装置を接続するための通信ネットワーク自体は、図１７に示すように階層的な構成をとらず、一つの階層のネットワーク５に、上位階層の監視制御装置１、下位階層の監視制御装置２、制御対象機器４の制御を行う制御装置３の各階層の監視制御装置が接続される構成となっていた。
【０００４】
また、監視制御システムの信頼性を高めるため通信路は二重化されていたが、通常は片方の系統を使用し、もう一方の通信路は片方の通信路が故障した場合の予備として設置され、通常は使用していなかった。
【０００５】
さらに、制御装置が二重化されている場合には、マスター側、スレーブ側の両方の制御装置から全ての制御情報が通信路に伝送されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、単一の階層のネットワークに様々な機能階層の監視制御装置が多数接続されていると、下位の機能階層の監視制御にのみ必要な詳細情報を全ネットワークに伝送することになり、通信量が過大になり、通信遅延の原因となっていた。
【０００７】
また、通信路を二重化した場合にも、通常は一方の系統のみを使用するため、両方の通信路を使用した場合と比べて２倍の伝送速度が必要であった。また、制御装置が二重化されている場合、マスター側、スレーブ側の両方の制御装置から同種類の情報を二重に伝送していたため、通信路や監視制御装置の通信負荷が過大になっていた。このため、高価かつ高機能の通信機器を用いる必要であった。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、階層構成の多重系の通信路を用いて、データを分割して送受信することにより、通信路の通信負荷を削減し、応答性を向上させるとともに、信頼性の高い監視制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明においては、制御対象機器の状態を示すデータを制御対象機器から取得し、その取得したデータに基づいて制御対象機器の制御を行う監視制御装置群及び制御装置と、これら監視制御装置群及び制御装置を監視制御内容に応じた階層構成により接続する多重系の通信路を用いた通信ネットワークとから構築された監視制御システムにおいて、前記制御装置は、各監視制御装置及び各制御装置とデータの送受信を行う通信手段と、前記データを分割し通信手段を介して全通信路に送信するとともに、分割して送信されたデータを通信手段を介して受信し再生、認識する通信制御手段とを備え、前記通信制御手段は、前記制御装置がヘッダ情報と実データを送信するマスター側とヘッダ情報を送信し前記実データを送信しないスレーブ側に分かれ多重構成となっている場合に、このスレーブ側の伝送情報量を削減することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明においては、請求項１記載の監視制御システムにおいて、多重系の通信路の一部が故障した場合、上記通信制御手段は正常な通信路を用いて正常時より短い伝送周期で通信を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明においては、請求項２記載の監視制御システムにおいて、通信路の故障が復旧した場合、上記通信制御手段は故障時より長い伝送周期で通信を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明においては、請求項１ないし３記載の監視制御システムにおいて、通信制御手段は、分割して伝送されたデータを受信し再生する際に一部のデータに伝送遅れや情報落ちが生じた場合、その伝送遅れや情報落ちしたデータを除いて受信データを再生することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明においては、請求項４記載の監視制御システムにおいて、スレーブ側の制御装置が、マスター側の制御装置の故障を検知してスレーブ側からマスター側に変更することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明においては、請求項１ないし５記載の監視制御システムにおいて、監視制御システム内の通信状態や通信量を監視する通信状態監視手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明においては、請求項６記載の監視制御システムにおいて、上記通信状態監視手段にて取得した監視制御システム内の通信状態や通信量を記憶する通信状態記憶手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８の発明においては、請求項１ないし７記載の監視制御システムにおいて、上位のネットワーク階層と下位のネットワーク階層の両方に接続され、上記制御装置の情報を下位のネットワーク階層から直接取得するとともに、下位のネットワーク階層から上位のネットワーク階層を経由して取得する統合監視制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９の発明においては、請求項１ないし８の記載の監視制御システムにおいて、上記監視制御装置のメモリ内部に、各制御装置毎の専用受信データ領域を設けたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る監視制御システムの構成を示したものである。
図に示すように、本監視制御システムは、監視制御装置群１０１，１０２、制御装置１０３と、それを繋ぐ通信ネットワーク１０６，１０７により階層構成となっており、上位階層の監視制御装置１０１は上位階層ネットワーク１０６に、下位階層の監視制御装置１０２は下位階層ネットワーク１０７に接続されている。本実施の形態では、上位階層、下位階層の通信ネットワーク１０６，１０７、下位階層ネットワーク１０７に接続された制御装置１０３はすべて二重化されている。
【００２１】
ここで、制御対象機器１０４の状態を示すデータは、制御装置１０３から下位階層ネットワーク１０７へ送信され、複数の制御装置１０３から送信されたデータはそれぞれ特殊ルータ１０５に送られる。特殊ルータ１０５は、上位階層の監視制御装置で必要な情報を上位階層の通信ネットワーク１０６へ送信する。
【００２２】
図２は、制御装置１０３内部のデータ通信を行う部分の詳細図であり、通信手段１２１，１２２及び通信制御手段１２３によってデータ通信が行われる。また、図３は、通信に用いられるデータの一例である。状態データは通信制御手段１２３によって分割して送信されるが、図３（ａ）は制御対象機器１０４の状態を示すデータ、図３（ｂ）は二重系の通信路に分割して送信されるデータの例を示す。
【００２３】
図３（ａ）に示す状態データ１３１は、通信制御手段１２３によって、時系列順にデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…の順に分割して送信される。データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…には、カウンタ番号として通し番号１，２，３，４，…がデータのヘッダ部に付加され、これらの分割されたデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…は交互に通信手段１２１，１２２へ送られる。すなわち、通信手段１２１にはデータＡ１３２，データＣ１３３，…、通信手段１２２にはデータＢ１３４，データＤ１３５，…が送られ、この通信手段１２１，１２２を介して分割されたデータが下位階層通信ネットワーク１０７へ送信される。
【００２４】
受信側となる監視制御装置にも、制御装置と同様の通信機能（通信手段、通信制御手段）を設け、分割して送信されたデータを通信手段を介して受信し、通信制御手段により受信データのヘッダ部のカウンタ番号順に監視用データとして使用する。
【００２５】
このように、制御対象機器の状態データを分割し、二重系の通信路を均等に使用して送信するので、従来の監視制御システムのように二重系の片方の通信路のみを使用しもう一方を待機用とする場合や、両系に同じデータを二重に送信する場合に比べて、伝送データ量を半分に削減し、一つの系のデータ伝送周期を２倍に長くすることができる。これより、通信負荷を削減し、伝送待ち時間も短縮することが可能となり、通信ネットワークの応答性を向上させることができる。
【００２６】
また、片系の通信路に故障が発生した場合を考え、通信手段１２１，１２２に通信先である下位階層監視制御装置１０２や特殊ルータ１０５に対して応答があるかどうかを周期的に検出し、通信路の異常を監視する機能を付加する。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔでは無通信状態の時に、リンク・パルスを互いに送受信することによって通信先とのリンクが確立しているかどうかを確認する。ｐｉｎｇで通信先にアクセスできるかどうかを確認する方法もある。
【００２７】
通信手段１２２に接続された通信路に障害が発生した場合、通信手段１２２は通信制御手段１２３に、通信先からの応答が無くなり通信路に障害が発生したことを通知する。この通知を受けて、通信制御手段１２３は通信手段１２２の使用を中止し、正常な通信路に接続されている通信手段１２１のみを使用し、データ通信を行うよう制御する。
【００２８】
図４に、図３（ａ）の状態データ１３１を、正常な通信路すなわち通信手段１２１のみを使用して送信する時のデータ例を示す。通信制御手段１２３は、状態データ１３１を時系列順にデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…の順に分割し、カウンタ番号として通し番号１，２，３，４，…を各データのヘッダ部に付加する。そして、このデータＡ２０１，データＢ２０２，データＣ２０３，データＤ２０４，…を通信手段１２１を介して順次送信する。このとき、通信手段１２１からの伝送周期は、二重系の両方の通信路が正常な場合、すなわち二重系の両方の通信路を使用した場合の伝送周期の半分にする。例えば、両方の通信路が正常な時には通信手段１２１，１２２が２００ｍｓ毎に送信していたものを通信手段１２１のみが１００ｍｓ毎に送信するようにすれば、片系の通信路を用いた場合でも両系使用時と同じデータ伝送速度を維持することができる。
【００２９】
このように、片系の通信路が故障した場合、正常な通信路を使用して、通常の半分の伝送周期でデータを伝送するため、正常時と比べて伝送遅れを生じることなくデータ通信を行うことが可能となる。
【００３０】
また、故障していた通信路が復旧し通信が可能となった場合、例えば、故障していた通信手段１２２に接続された通信路が復旧した場合、通信手段１２２は通信制御手段１２３に復旧したことを通知する。この通知を受けて、通信制御手段１２３は通信手段１２２の使用を再開し、通信手段１２１，１２２の両方を使用してデータ通信を行うよう制御する。図４に示すような片系のみを使用して送信されていたデータは、図３（ｂ）に示すように、再び両系を使用して均等に分割して送信される。このときの両系の伝送周期は、片系のみを使用したときの送信周期の倍にする。例えば、通信手段１２１のみを用いて１００ｍｓ毎に送信していたものを通信手段１２１、１２２の両系を用いて２００ｍｓ毎に送信するようにすれば、通信路の通信負荷を軽減することができる。
【００３１】
このように、故障した通信路が復旧した場合、再び両系の通信路を使用してデータ通信を行い、また伝送周期も故障時の倍の周期とすることにより、通信路の通信負荷を削減し、監視制御システムの応答性を向上させることが可能となる。
【００３２】
次に、下位階層監視制御装置のデータ受信処理について説明する。図５に、下位階層監視制御装置１０２内部のデータ通信を行う部分の詳細図を示す。制御装置と同様に、通信手段４０１，４０２及び通信制御手段４０３によってデータ通信が行われる。通信手段４０１，４０２は、下位階層ネットワーク１０７に接続されている。ここで、二重系の通信路のうち、通信手段４０１が接続された通信路を１系、通信手段４０２が接続された通信路を２系と呼ぶ。
【００３３】
通信制御手段４０３は、下位階層ネットワーク１０７、通信手段４０１，４０２を介して、制御装置から伝送される制御対象機器の状態データを受信する。上記したように、制御装置から送信されるデータは、分割され二重系の通信路に交互に伝送されたデータであり、下位階層監視制御装置で受信するデータの例は、図６に示すようなデータである。データ４１１，４１２，４１３は通信手段４０１が受信する１系のデータ、データ４１４，４１５，４１６は通信手段４０２が受信する２系のデータである。これらのデータは通信制御手段４０３へ送られ、ヘッダ部のカウンタ番号順に受信される。この例では、制御装置からデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順番で送信されたので、カウンタ番号の昇順、すなわちデータ４１１，４１４，４１２，４１５，４１３，４１６の順番に受信される。そして、ヘッダを除いたデータの部分（データＡ，Ｂ，Ｃ，…）を、受信順に制御装置からのデータとして監視用に使用する。
【００３４】
ここで、分割して送信されたデータを受信し再生する際、一部のデータに伝送遅れや情報落ちが生じた場合を考える。例えば、データ４１２の伝送が遅れて、データ４１５を受信した後にデータ４１２が受信されたとする。データは、カウンタ番号１，２，４，３，５，６の順に受信され、データＡ，Ｂ，Ｄ，Ｃ，Ｅ，Ｆの順に再生されるが、この順序では元のデータを正しく復元していない。
【００３５】
そこで、カウンタ番号を比較し、以前受信したカウンタ番号より小さいカウンタ番号のデータを受信した場合は、伝送遅れや情報落ちが生じたと判断し、そのデータを破棄する。上記の例では、Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順に再生され、Ｃは破棄される。
【００３６】
ここで、制御装置からの状態データを受信してからの通信制御手段４０３の処理の流れを、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
通信制御手段４０３は、受信したデータについて、通信系統ごとにそれぞれカウンタ番号の比較を行う。本実施の形態では、データは二重系の通信路（１系，２系）に交互に送信されるので、１系，２系それぞれの系統について交互に処理を行う。
【００３７】
まず、初期設定を行う。１系について処理を行う場合、通信系統番号ａ＝１とし、前回受信したデータのヘッダ部のカウンタ番号Ｃ１＝０と設定する（ステップＳ１）。
【００３８】
そして、通信制御手段４０３にて、通信系統番号ａの通信手段の受信データを取得する（ステップＳ２）。ａ＝１ならば、１系すなわち通信手段４０１の受信データを取得する。
【００３９】
取得した受信データはヘッダ部とデータ部に分離され（ステップＳ３）、ヘッダ部のカウンタ番号Ｃ２、データ部のデータを読み取り、一時的に保存する（ステップＳ４、ステップＳ５）。
【００４０】
そして、データ部のカウンタ番号の前回値（Ｃ１）と今回値（Ｃ２）を比較し、データがカウンタ番号の順番通りに受信されているかどうかを判断する（ステップＳ６）。前回受信したカウンタ番号Ｃ１と、ステップＳ４で記憶した今回のカウンタ番号Ｃ２の値を比較し、Ｃ２＞Ｃ１ならばステップＳ７へ、Ｃ２≦Ｃ１ならばデータはステップＳ７，ステップＳ８を飛ばしてステップＳ９へ進む。
【００４１】
Ｃ２＞Ｃ１は、カウンタ番号の値が前回値より大きい場合であり、データが順番通りに受信されたと判断する。この場合は、次のデータを受信するためにＣ１＝Ｃ２とし、前回のカウンタ番号Ｃ１を今回のカウンタ番号Ｃ２に更新し（ステップＳ７）、前回までに受信したデータのデータ部蓄積情報に、ステップＳ５）で一時保存した、今回受信したデータ部情報を追加保存する（ステップＳ８）。図６の例では、データＡ，Ｂ，Ｃ，…は受信するたびに、データＡ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋…というように、順次データ部蓄積情報として追加保存され、再生される。そして、ステップＳ９へ進む。
【００４２】
一方で、Ｃ２≦Ｃ１は、カウンタ番号の値が前回値より小さい場合であり、データが順番どおりに受信されていないと判断する。この場合は、伝送遅れや情報落ちが生じたと判断し、今回受信したデータを破棄する。そして、ステップＳ９へ進む。ステップ９では、データのヘッダ部に、受信データの最後を示すコードが付いているかどうかを判断する。受信したデータが最後の場合は、処理を終了し、最後ではない場合にはステップＳ１０へ進み、次にデータを取得する通信系統を指定する（ステップＳ１０〜ステップＳ１２）。すなわち、通信系統番号ａをａ＝ａ＋１とすることによって、次にデータを取得する通信系統番号を指定する。例えば、現在の系統が１系ならば２系、２系ならば３系というように、次の通信系統番号を指定する。指定した通信系統番号ａが通信系統数を超えた場合（ａ＞通信系統数）には、ａ＝１として最初の通信系統に戻り、同様にしてデータの受信を行う。ここでは、二重系（１系，２系）の通信路を用いているので通信系統数は２であり、通信系統番号ａは、ａ＝１，２，１，２，…と交互に指定される。そして、ステップＳ２（４２２）へ戻り、指定した通信系統番号について、同様の処理を繰り返し、最後のデータを受信するまで同様の処理が繰り返される。これより、通信手段４０１，４０２から交互にデータを受信することができる。
【００４３】
このように、受信データの遅延等が発生した時に、受信データの順序を遵守し、遅延無くデータの受信処理を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、この処理は、記憶媒体にあらかじめ格納されたコンピュータプログラムに基づき、ステップＳ１からステップＳ１２の処理手順に沿って行うことができる。すなわち、このコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体は、監視制御装置群及び制御装置によって読み取り可能であって、かつ実行可能であり、少なくともステップＳ１ないしステップＳ１２を含むものである。
【００４５】
また、他の実施例として、二重系の制御装置をマスター側、スレーブ側に分けて使用し、データ通信を行う場合について説明する。図８は、図１に示す監視制御システムのある制御対象機器に対する制御装置（マスター側、スレーブ側）の構成を分かりやすく示したものである。なお、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。二重系の制御装置１０３１，１０３２は、下位階層ネットワーク１０７の１系，２系にそれぞれ接続され、制御対象機器１０４の状態を監視する。制御装置１０３１をマスター側、制御装置１０３２をスレーブ側とする。
【００４６】
図９に、制御装置から送信されるデータの例を示す。データ５１１は制御装置１０３１が１系に送信するデータ、データ５１２は制御装置１０３１が２系に送信するデータ、データ５１３は制御装置１０３２が１系に送信するデータ、データ５１４は制御装置１０３２が２系に送信するデータの型式を示す。図に示すように、伝送されるデータは、Ｈ＿ＢＥＡＴ（ハートビート）、Ｍ／Ｓ（マスタースレーブ指標）と呼ばれるヘッダ情報と実データ部からなる。Ｈ＿ＢＥＡＴは、各制御装置から交互にデータを伝送する際のカルカウンタ、Ｍ／Ｓはデータを送信した制御装置のマスター、スレーブを判定する情報を示すものである。実データ部は、制御対象機器の状態を示すデータであり、監視制御装置に送信し、監視用に使用するデータである。実データは、マスター側の制御装置１０３１からのみ送信し、スレーブ側の制御装置１０３２からは送信しない。このようにスレーブ側の制御装置からの伝送情報量を削減することによって、ネットワークの伝送情報量を削減し、通信路の通信負荷を削減することが可能である。
【００４７】
さらに、図１０に示すように、制御装置１０３１と制御装置１０３２を状態通信線６０１で結び、制御装置の動作状態を互いに通知できるようにすると、他方の制御装置が正常に動作しているかどうかを検知することが可能となる。例えば、制御装置の動作中には、マスター側の制御装置１０３１はデータ５１１のヘッダ部（Ｈ＿ＢＥＡＴ，Ｍ／Ｓ）を一定周期ごとにスレーブ側の制御装置１０３２へ送信する。反対に、スレーブ側の制御装置１０３２は、データ５１３を一定周期ごとにマスター側の制御装置１０３１へ送信する。このように、Ｈ＿ＢＥＡＴ，Ｍ／Ｓ情報を他方の制御装置へ定期的に送信することによって、互いの制御装置の動作状態を把握できるようにする。
【００４８】
このとき、スレーブ側の制御装置１０３２は、マスター側の制御装置１０３１からのヘッダ部情報が所定周期で送信されていないことを検知すると、制御装置１０３１が故障したと判断し、スレーブ側からマスター側に変更するようにする。制御装置１０３２は、図８のデータ５１３，５１４のようにＨ＿ＢＥＡＴ，Ｍ／Ｓ情報のみを通信路に送信していたスレーブ側の状態から、データ５１１，５１２のように実データ部も送信するマスター側の状態に変更になる。
【００４９】
このように、マスター側の制御装置が故障した場合、スレーブ側の制御装置が故障した制御装置の代わりにマスター側になるので、故障前と同様のデータを送信することが可能となる。これより、伝送情報量を削減した場合にも、信頼性を確保することが可能である。
【００５０】
また、図１１の監視制御システム構成図に示すような通信状態監視手段７０１を設ければ、監視制御システム内の通信状態や通信量を監視することも可能となる。通信状態監視手段７０１は、上位階層ネットワーク１０６に接続され、特殊ルータ１０５を介して監視制御システム内のすべての状態データを取得し、監視を行う。
【００５１】
図１２に、特殊ルータ１０５を介して上位階層ネットワークに送られるデータの例を示す。各制御装置から下位階層ネットワーク１０７に送られるデータは、図９に示すようなデータ型式（データ５１１〜データ５１４）であるが、マスター側の制御装置から送信されるデータ（データ５１１，５１２）は、特殊ルータ１０５により、データ７１１のように実データ部が合成され、制御装置全体の状態に関する情報が特殊ルータ付加データとして付加される。そして、この合成されたデータはＨ＿ＢＥＡＴ，Ｍ／Ｓのヘッダ情報とともに、上位階層ネットワーク１０６へ送信される。スレーブ側の制御装置から送信されたデータ（データ５１３，５１４）は、このままの型式で特殊ルータ１０５を通過する。
【００５２】
図１３は、通信状態監視手段７０１内部の構成を示す図である。特殊ルータ１０５を介して通信状態監視手段７０１に送信されたデータは、メモリである伝送バッファ７２２に蓄積される。データ７２３は、マスター側の制御装置から送信されたデータで、データ７２４はスレーブ側の制御装置から送信されたデータである。これらのデータは、１系，２系の通信ネットワークを用いて二重に送信されるので、伝送バッファ７２２に二重に蓄積されるが、Ｈ＿ＢＥＡＴ情報により、周期的に送信されるデータのデータ落ち等を検出することが可能である。伝送バッファ７２２内の情報は、通信状態表示手段７２１で適宜編集され、表示される。伝送バッファ７２２に、各制御装置から送信されるすべてのデータが蓄積されるので、通信状態監視手段７０１は、ネットワーク内の通信状態、通信量を把握することが可能である。また、伝送バッファ７２２に蓄積された受信データの伝送周期やデータ内容により、故障した通信路や片系通信の状況を把握することができる。
【００５３】
このとき、図１４に示すように、補助記憶装置として通信状態記憶手段８０１を設けることによって、通信状態監視手段７０１の伝送バッファ７２２に蓄積された監視制御システムの通信状態や通信量を記憶するようにしてもよい。この場合、伝送バッファ７２２内に蓄積されたデータは、通信状態記憶手段８０１に逐次保存され、この保存された通信状態は、通信状態表示手段７２１で表示可能とする。これより、過去の通信状態の履歴を表示し、確認することが可能となる。
【００５４】
このように、通信状態、通信量、データ抜け、制御装置の故障、通信路の故障を把握することができるので、監視制御システムのネットワーク全体の状況を容易に把握することが可能となり、機器やネットワークの故障に迅速に対応することができる。また、監視制御システムの過去の状態を把握することも可能なので、機器やネットワークの故障傾向分析を容易に行うことができ、監視制御システムの信頼性を向上させることができる。
【００５５】
なお、ここでは通信状態記憶手段８０１を通信状態監視手段７０１の内部に設けた場合を示したが、通信状態監視手段７０１の外部に設けた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、図１５の監視制御システム構成図に示すような統合監視制御手段９０１を設ければ、下位階層ネットワーク、上位階層ネットワークの両方のデータを監視することが可能となる。総合監視制御手段９０１は、上位階層ネットワーク１０６、下位階層ネットワーク１０７の両方に接続され、両方のネットワークからデータを受信することができる。
【００５７】
これより、制御装置１０３からの状態データを特殊ルータ１０５を介して取得するだけではなく、下位階層監視制御装置１０２で送受信しているデータを直接取得し、把握することが可能である。このように、統合監視制御手段９０１は、二重系の下位階層ネットワーク１０７から直接受信するデータと、特殊ルータ１０５を経由して二重系の上位階層ネットワーク１０６から受信するデータの両方を取得可能であり、四重にデータを取得することができ、監視制御システムの信頼性をさらに高めることができる。
【００５８】
さらに、下位階層監視制御装置１０２のメモリ内部に、各制御装置ごとの専用受信データ領域を設けることによって、データ処理効率を向上させることが可能である。図１６は、下位階層監視制御装置１０２のメモリ内部に設けた受信データ領域を示す図である。受信データ領域１０００は、各制御装置からのデータを受信し、一時的に蓄積するための領域であるが、従来の通信方式ではＵＤＰ／ＩＰ通信のポート番号が１つだったため、複数の制御装置のデータが受信順に同じ記憶領域に記憶され、データの取りこぼしが発生しがちであった。
【００５９】
図に示すように、制御装置１０３１ａにはポート番号１００１、制御装置１０３２ａにはポート番号１００２、制御装置１０３１ｂにはポート番号１００３、制御装置１０３２ｂにはポート番号１００４をそれぞれ割り当て、受信データ領域１０００上にポート毎の専用の領域を確保し、ここに各受信データを一時的に記憶するようにする。
【００６０】
これにより、多数の制御装置を識別し、データを一度に受信することが可能となり、データ処理効率を向上させることができる。多数の制御装置からデータを一度に受信し、通信負荷が高いような場合、データの取りこぼし等を防止し、信頼性を向上させることが可能となり、非常に有効である。
【００６１】
上位階層監視制御装置についても、同様の方法でデータを受信することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、二重系の通信路を用いた場合について説明したが、三重系以上の多重系の通信路を用いた場合についても、同様にしてデータ通信を行い、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の監視制御システムにおいては、階層構成の多重化された通信路を用いて、データを分割して送受信可能をすることにより、通信路の通信負荷を削減し、応答性を向上させるとともに、信頼性の高い監視制御システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る監視制御システムの構成図
【図２】図１に示す制御装置内のデータ通信を行う部分の詳細図
【図３】（ａ）は図１に示す制御対象機器の状態データ例を示す図、（ｂ）は制御装置から送信されるデータ例を示す図
【図４】図１に示す監視制御システムの通信路に故障が発生した時の送信データ例を示す図
【図５】図１に示す下位階層監視装置内のデータ通信を行う部分の詳細図
【図６】図５に示す下位階層監視装置で受信するデータ例を示す図
【図７】図５に示す通信制御手段の処理のフロー図
【図８】図２に示す制御装置の他の実施例を示す図
【図９】図８に示す制御装置から送信されるデータ例を示す図
【図１０】図８に示す制御装置に状態通信線を設けた例を示す図
【図１１】図１に示す監視制御システムに通信状態監視手段を設けた例を示す図
【図１２】図１１に示す特殊ルータを介して送信されるデータ例を示す図
【図１３】図１１に示す通信状態監視手段内部の構成図
【図１４】図１１に示す通信状態監視手段に通信状態記憶手段を設けた例を示す図
【図１５】図１に示す監視制御システムに統合監視制御手段を設けた例を示す図
【図１６】図１に示す下位階層監視制御装置のメモリ内部に設けた受信データ領域を示す図
【図１７】従来の監視制御システムの構成図。
【符号の説明】
１，１０１…上位階層監視制御装置、２，１０２…下位階層監視制御装置、３，１０３，１０３１，１０３１ａ，１０３１ｂ，１０３２，１０３２ａ，１０３２ｂ…制御装置、４，１０４，１０４ａ，１０４ｂ…制御対象機器、１０５…特殊ルータ、５…一階層のネットワーク、１０６…上位階層ネットワーク、１０７…下位階層ネットワーク、１２１，１２２，４０１，４０２…通信手段、１２３，４０３…通信制御手段、１３１〜１３５，２０１〜２０４，４１１〜４１６，５１１〜５１４，７１１，７２３，７２４…データ、６０１…状態通信線、７０１…通信状態監視手段、７２１…通信状態表示手段、７２２…伝送バッファ、８０１…通信状態記憶手段、９０１…統合監視制御手段、１０００…受信データ領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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