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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-21
(45)【発行日】2023-07-31
(54)【発明の名称】監視制御システム、ゲートウェイシステム、及び変換方法
(51)【国際特許分類】
G05B 19/05 20060101AFI20230724BHJP
【ＦＩ】
G05B19/05 L
G05B19/05 S
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2019089647
(22)【出願日】2019-05-10
(65)【公開番号】P2020187405
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-02-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】君島 和彦
(72)【発明者】
【氏名】林 宏尚
(72)【発明者】
【氏名】山下 雅史
【審査官】大古 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－３４７４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１５５９９１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１０６９３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｂ １９／０４ －１９／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
汎用の通信プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される第１制御システムと、専用プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される第２制御システムと
を具備し、
前記第１制御システムは、
第１設備機器についての情報信号を、前記汎用の通信プロトコルに対応した第１通信形式で送信する第１制御装置と、
前記第１制御装置から受信した前記情報信号を、前記専用プロトコルに対応した第２通信形式の情報信号へ変換し、前記第２通信形式で送信するゲートウェイ装置と、
操作信号を前記第１通信形式で送信する監視制御装置と、
前記操作信号を、前記第２通信形式の操作信号へ変換するゲートウェイ手段と
を備え、
前記第２制御システムは、
前記ゲートウェイ手段で前記第２通信形式へ変換された前記操作信号に従って動作し、前記ゲートウェイ装置から受信した、前記第２通信形式へ変換された前記情報信号に基づき第２設備機器を制御する第２制御装置を備える監視制御システム。
【請求項2】
前記第２制御装置は、前記第２設備機器についての情報信号を、前記第２通信形式で送信し、前記ゲートウェイ装置は、前記第２通信形式の前記情報信号を、前記第１通信形式の情報信号へ変換し、
前記第１制御装置は、前記ゲートウェイ装置で前記第１通信形式へ変換された前記情報信号を参照して前記第１設備機器を制御する請求項１記載の監視制御システム。
【請求項3】
前記第１制御装置は複数存在し、前記ゲートウェイ装置は、前記複数の第１制御装置からそれぞれ送信される前記情報信号に基づき、前記複数の第１制御装置についての情報を統合した統合データを生成し、前記統合データを用い、前記第２通信形式の前記情報信号を生成する請求項１又は２に記載の監視制御システム。
【請求項4】
前記第２制御装置は、プロセス信号又は異常信号を前記第２通信形式で送信し、前記ゲートウェイ手段は、前記プロセス信号を、前記第１通信形式のプロセス信号へ変換し、前記異常信号を、前記第１通信形式の異常信号へ変換し、
前記監視制御装置は、前記ゲートウェイ手段で前記第１通信形式へ変換された前記プロセス信号、前記ゲートウェイ手段で前記第１通信形式へ変換された前記異常信号、又はこれらの組み合わせに基づく情報をディスプレイに表示する請求項１乃至３のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項5】
前記ゲートウェイ装置は、汎用の第１通信モジュールにより、前記第１制御装置から送信される前記情報信号を受信し、汎用の第２通信モジュールから、前記第２通信形式の前記情報信号を前記第２制御装置へ送信する請求項１乃至４のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項6】
前記ゲートウェイ装置は、予め設定された期間内に、前記第１制御装置からの前記情報信号を受信しない場合、異常ログデータを記憶する請求項１乃至５のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項7】
設備機器についての情報信号を、汎用の通信プロトコルに対応した第１通信形式で送信する第１制御装置と、前記第１制御装置から受信した前記情報信号を、専用プロトコルに対応した第２通信形式の情報信号へ変換し、前記第２通信形式の前記情報信号を、前記専用プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される制御システムの第２制御装置へ送信するゲートウェイ装置と、
操作信号を前記第１通信形式で送信する監視制御装置と、
前記操作信号を、前記第２通信形式の操作信号へ変換し、変換後の前記操作信号を、前記制御システムへ送信するゲートウェイ手段と
を具備する監視制御システム。
【請求項8】
前記ゲートウェイ装置は、前記制御システムから送信されてきた前記第２通信形式の情報信号を、前記第１通信形式の情報信号へ変換し、前記第１制御装置は、前記ゲートウェイ装置で前記第１通信形式へ変換された前記情報信号を参照して前記設備機器を制御する請求項７記載の監視制御システム。
【請求項9】
前記第１制御装置は複数存在し、前記ゲートウェイ装置は、前記複数の第１制御装置からそれぞれ送信される前記情報信号に基づき、前記複数の第１制御装置についての情報を統合した統合データを生成し、前記統合データを用い、前記第２通信形式の前記情報信号を生成する請求項７又は８に記載の監視制御システム。
【請求項10】
前記ゲートウェイ手段は、前記制御システムから送信されてきた前記第２通信形式のプロセス信号を、前記第１通信形式のプロセス信号へ変換し、前記制御システムから送信されてきた前記第２通信形式の異常信号を、前記第１通信形式の異常信号へ変換し、前記監視制御装置は、前記ゲートウェイ手段で前記第１通信形式へ変換された前記プロセス信号、前記ゲートウェイ手段で前記第１通信形式へ変換された前記異常信号、又はこれらの組み合わせに基づく情報をディスプレイに表示する請求項７乃至９のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項11】
前記ゲートウェイ装置は、汎用の第１通信モジュールにより、前記第１制御装置から送信される前記情報信号を受信し、汎用の第２通信モジュールから、前記第２通信形式の前記情報信号を前記制御システムの第２制御装置へ送信する請求項７乃至１０のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項12】
前記ゲートウェイ装置は、予め設定された期間内に、前記第１制御装置からの前記情報信号を受信しない場合、異常ログデータを記憶する請求項７乃至１１のいずれかに記載の監視制御システム。
【請求項13】
汎用の通信プロトコルに対応した第１通信形式で第１制御装置から送信される、第１設備機器についての情報信号を受信し、専用プロトコルに対応した第２通信形式の情報信号へ変換して第２制御装置へ前記第２通信形式で送信するゲートウェイ装置と、前記第２制御装置を操作するための前記第１通信形式の操作信号を、前記第２通信形式の操作信号へ変換して前記第２制御装置へ送信するゲートウェイ手段と
を具備するゲートウェイシステム。
【請求項14】
前記ゲートウェイ装置は、前記第２制御装置から送信される、第２設備機器についての前記第２通信形式の前記情報信号を、前記第１通信形式の情報信号へ変換して前記第１制御装置へ送信する請求項１３記載のゲートウェイシステム。
【請求項15】
前記第１制御装置は複数存在し、前記ゲートウェイ装置は、前記複数の第１制御装置からそれぞれ送信される前記情報信号に基づき、前記複数の第１制御装置についての情報を統合した統合データを生成し、前記統合データを用い、前記第２通信形式の前記情報信号を生成する請求項１３又は１４に記載のゲートウェイシステム。
【請求項16】
前記ゲートウェイ手段は、前記第２制御装置から前記第２通信形式で送信されるプロセス信号を、前記第１通信形式のプロセス信号へ変換し、前記第２制御装置から前記第２通信形式で送信される異常信号を、前記第１通信形式の異常信号へ変換する請求項１３乃至１５のいずれかに記載のゲートウェイシステム。
【請求項17】
前記ゲートウェイ装置は、汎用の第１通信モジュールにより、前記第１制御装置から送信される前記情報信号を受信し、汎用の第２通信モジュールから、前記第２通信形式の前記情報信号を前記第２制御装置へ送信する請求項１３乃至１６のいずれかに記載のゲートウェイシステム。
【請求項18】
前記ゲートウェイ装置は、予め設定された期間内に、前記第１制御装置からの前記情報信号を受信しない場合、異常ログデータを記憶する請求項１３乃至１７のいずれかに記載のゲートウェイシステム。
【請求項19】
汎用の通信プロトコルに対応した第１通信形式で、複数の第１制御装置からそれぞれ送信される情報信号を受信し、前記複数の第１制御装置からそれぞれ送信される前記情報信号に基づき、前記複数の第１制御装置についての情報を統合した統合データを生成し、
前記統合データを用い、専用プロトコルに対応した第２通信形式の情報信号を生成して第２制御装置へ前記第２通信形式で送信する変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、監視制御システム、ゲートウェイシステム、及び変換方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下水プラント等の自動操業を実現するため、例えば、複数の設備機器（計測器、ポンプ等）と、これらを制御する制御装置とがネットワークを介して接続されたＤＣＳ（Distributed Control System：分散制御システム）が構築されている。ＤＣＳでは、制御装置が設備機器から収集した各種情報を、例えば、ＨＭＩ（Human Machine Interface）、及び／又は情報処理サーバへ送信する。
【0003】
ところで、旧型のＤＣＳでは、ＨＭＩ、情報処理サーバ、及び制御装置は、専用の制御ＬＡＮで接続され、この専用の制御ＬＡＮを介して相互に情報を送受信している。一方、新型のＤＣＳでは、ＨＭＩ、情報処理サーバ、及び制御装置は、汎用の制御ＬＡＮで接続可能なように設計されている。そのため、旧型のＤＣＳと新型のＤＣＳとを暫時的に並置して使用する場合、例えば、旧型のＤＣＳの制御装置と、新型のＤＣＳの制御装置とを別の回線で接続しなくてはならず、負担となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００６－０９９２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで目的は、通信形式が異なる複数の分散制御システムに別回線を設けることなく接続可能に含む監視制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態によれば、監視制御システムは、第１制御システム及び第２制御システムを具備する。第１制御システムは、汎用の通信プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される。第２制御システムは、専用プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される。第１制御システムは、第１制御装置、ゲートウェイ装置、監視制御装置、及びゲートウェイ手段を備える。第１制御装置は、第１設備機器についての情報信号を、前記汎用の通信プロトコルに対応した第１通信形式で送信する。ゲートウェイ装置は、前記第１制御装置から受信した前記情報信号を、前記専用プロトコルに対応した第２通信形式の情報信号へ変換し、前記第２通信形式で送信する。監視制御装置は、操作信号を前記第１通信形式で送信する。ゲートウェイ手段は、前記操作信号を、前記第２通信形式の操作信号へ変換する。第２制御システムは、第２制御装置を備える。第２制御装置は、前記ゲートウェイ手段で前記第２通信形式へ変換された前記操作信号に従って動作し、前記ゲートウェイ装置から受信した、前記第２通信形式へ変換された前記情報信号に基づき第２設備機器を制御する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0009】
図１は、本実施形態に係る監視制御システム１と、この監視制御システム１により制御される水処理装置３０との機能構成の一例を示すブロック図である。図１に示される監視制御システム１は、プラントに設けられる複数の設備機器からの情報を収集し、収集した情報に基づいてプラントの自動操業を実現するシステムである。監視制御システム１は、第１ＤＣＳ（Distributed Control System：分散制御システム）１０、及び第２ＤＣＳ２０を備える。
【0010】
図１に示される水処理装置３０は、例えば、下水プラントで設けられる。水処理装置３０は、生活廃水又は工業用排水等の下水（被処理水）を、例えば、活性汚泥を用いて有機物等を除去する。なお、本実施形態において、監視制御システム１の制御対象は、水処理装置３０に限定されない。化学等の工業プラント、ガス田及び油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上水やダム等を管理制御するプラント等で設けられる装置も制御対象となり得る。
【0011】
水処理装置３０は、被処理水の流入側より順に、例えば、最初沈殿池３１、好気槽（反応槽）３２、及び最終沈殿池３３を備える。
【0012】
例えば、図示しない沈砂池から被処理水が最初沈殿池３１へ流入する。最初沈殿池３１内では、被処理水に含まれる固形分が重力沈降により沈降分離される。固形分は、汚泥として汚泥処理へ移送される。最初沈殿池３１で汚泥が分離された被処理水は、好気槽３２へ流入する。
【0013】
好気槽３２には散気部３２１が設置されている。散気部３２１から好気槽３２内へ、空気が供給される。好気槽３２では、被処理水中の有機物等に対し、活性汚泥中の好気性従属栄養細菌による有機物酸化等が行われる。
【0014】
最終沈殿池３３は、好気槽３２から活性汚泥が供給され、上澄み液と活性汚泥とを重力沈降により沈降分離する。分離された活性汚泥の一部は、汚泥処理へ移送される。沈降分離後の上澄み液は、処理水として系外に放流される。
【0015】
最初沈殿池３１、好気槽３２、及び最終沈殿池３３には、最初沈殿池３１、好気槽３２、及び最終沈殿池３３を管理するための種々の設備機器が設けられている。設備機器は、例えば、最初沈殿池３１へ被処理水を供給するためのポンプ３１１、最初沈殿池３１へ流入する被処理水の流量を計測する流量計３１２、最初沈殿池３１で分離された汚泥を移送するためのポンプ３１３、最初沈殿池３１の水位を計測する水位計３１４、好気槽３２へ被処理水を供給するためのポンプ３２２、散気部３２１へ空気を供給するブロワ３２３、好気槽３２の水位を計測する水位計３２４、最終沈殿池３３へ活性汚泥を供給するためのポンプ３３１、最終沈殿池３３で分離された活性汚泥の一部を移送するためのポンプ３３２、及び最終沈殿池３３の水位を計測する水位計３３３等である。水位計３１４，３２４，３３３及び流量計３１２等で計測された計測値は、監視制御システム１へ送信される。なお、設備機器はこれらに限定されないし、これらの全てを必ずしも含む必要はない。
【0016】
図１で示される第１ＤＣＳ１０は、例えば、新型のＤＣＳの少なくとも一部である。第１ＤＣＳ１０は、例えば、水処理装置３０を制御していた旧型のＤＣＳを、新型のＤＣＳへ更新する際に先行して導入されたシステムである。
【0017】
第２ＤＣＳ２０は、例えば、旧型のＤＣＳの少なくとも一部である。第２ＤＣＳ２０は、例えば、水処理装置３０を制御していた旧型のＤＣＳのうち、新型のＤＣＳへの更新が完了していないシステムである。
【0018】
図２は、図１で示される第１及び第２ＤＣＳ１０，２０における、ネットワークハブと各構成要素との接続の例を表す模式図である。図２では、第１ＤＣＳ１０が第１ハブ１６を備え、第２ＤＣＳ２０が第２ハブ２５を備える場合を例に説明している。第１ハブ１６は、例えば、イーサネット（登録商標）等の汎用の通信プロトコルを用いて構築される制御ＬＡＮのスイッチングハブである。第２ハブ２５は、例えば、第２ＤＣＳ２０に対して専用に構築された制御ＬＡＮのスイッチングハブである。
【0019】
図１及び図２で示される第１ＤＣＳ１０は、例えば、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１１、情報処理サーバ１２、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置１４，１５を備える。ＨＭＩ１１、情報処理サーバ１２、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置１４，１５は、第１ハブ１６に設けられているポートにそれぞれ接続される。これにより、ＨＭＩ１１、情報処理サーバ１２、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置１４，１５は、例えば、イーサネット等の汎用の通信プロトコルを用いて構築される制御ＬＡＮに接続される。
【0020】
制御装置１４は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。制御装置１４は、図１に示される例では、好気槽３２に設けられる設備機器である、例えば、ポンプ３２２、ブロワ３２３、及び水位計３２４が制御対象として設定されている。制御装置１４は、制御対象として設定されている設備機器を制御する。このとき、制御装置１４は、制御対象である設備機器、例えば、水位計３２４から送信されるデータと、自装置以外の制御装置から送信される情報信号とに基づき、設備機器を制御する。自装置以外の制御装置から送信される情報信号には、制御装置１５から送信される情報信号、及び第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４からゲートウェイ装置１３を介して送信される情報信号が含まれる。制御装置１４は、ＨＭＩ１１から送信される操作信号に従い、設備機器に対する制御動作を実施する。
【0021】
制御装置１４は、例えば、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいて情報信号を生成する。制御装置１４は、生成した情報信号を、予め設定された周期で、ゲートウェイ装置１３と、自装置以外の制御装置（例えば、制御装置１５）とへ送信する。このとき、制御装置１４は、情報信号を、例えば、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いた汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で複数の送信先へ一斉に送信する。
【0022】
制御装置１４は、例えば、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいてプロセス信号を生成する。プロセス信号とは、例えば、プロセス制御に必要となるデータを含む信号である。制御装置１４は、生成したプロセス信号を、予め設定された周期で、ＨＭＩ１１、及び／又は情報処理サーバ１２へ送信する。このとき、制御装置１４は、プロセス信号を、例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）又はＵＤＰを用いた汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で送信する。
【0023】
制御装置１５は、図１に示される例では、最終沈殿池３３に設けられる設備機器である、例えば、ポンプ３３１、ポンプ３３２、及び水位計３３３が制御対象として設定されている。制御装置１５は、制御対象として設定されている設備機器を制御する。このとき、制御装置１５は、制御対象である設備機器、例えば、水位計３３３から送信されるデータと、自装置以外の制御装置から送信される情報信号に基づき、設備機器を制御する。制御装置１５は、ＨＭＩ１１から送信される操作信号に従い、設備機器に対する制御動作を実施する。
【0024】
制御装置１５は、例えば、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいて情報信号を生成する。制御装置１５は、生成した情報信号を、予め設定された周期で、ゲートウェイ装置１３と、自装置以外の制御装置（例えば、制御装置１４）とへ送信する。このとき、制御装置１５は、情報信号を、例えば、ＵＤＰを用いた汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で複数の送信先へ一斉に送信する。
【0025】
制御装置１５は、例えば、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいてプロセス信号を生成する。制御装置１５は、生成したプロセス信号を、予め設定された周期で、ＨＭＩ１１、及び／又は情報処理サーバ１２へ送信する。このとき、制御装置１５は、プロセス信号を、例えば、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いた汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で送信する。
【0026】
ＨＭＩ１１は、ディスプレイを備え、水処理装置３０の現在の状態を、例えば、時系列でディスプレイに表示する、監視制御装置の一例である。具体的には、例えば、ＨＭＩ１１は、制御装置１４，１５から送信されるプロセス信号を受信する。ＨＭＩ１１は、受信したプロセス信号に含まれる設備機器のデータに基づき、設備機器が設けられている構成に異常が発生したか否かを判断する。また、ＨＭＩ１１は、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４から情報処理サーバ１２を介して送信されるプロセス信号、及び／又は異常信号を受信する。ＨＭＩ１１は、受信したプロセス信号、異常発生の判断結果、異常信号、又はこれらのうち少なくともいずれかの組み合わせ等に基づき、予め設定された種類の情報、又は操作員により指定された種類の情報をディスプレイに表示する。
【0027】
ＨＭＩ１１は、ディスプレイに表示された内容に対する操作員からの操作を受け付け、入力された操作に基づき、制御装置１４，１５，２３，２４を制御する。具体的には、ＨＭＩ１１は、入力された操作に基づいて操作信号を生成する。操作員が操作を要すると判断した設備機器が第１ＤＣＳ１０の制御対象である場合、ＨＭＩ１１は、この設備機器を制御する制御装置へ、例えば、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いて操作信号を送信する。一方、操作員が操作を要すると判断した設備機器が第２ＤＣＳ２０の制御対象である場合、ＨＭＩ１１は、情報処理サーバ１２を介し、この設備機器を制御する制御装置へ、例えば、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いて操作信号を送信する。
【0028】
情報処理サーバ１２は、監視制御システム１内で発生するデータを管理すると共に、第１ＤＣＳ１０のＨＭＩ１１と、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４との間で信号の橋渡しをする装置であり、情報処理装置の一例である。
図３は、図２に示される情報処理サーバ１２の機能構成の例を表すブロック図である。図３に示される情報処理サーバ１２は、例えば、処理回路１２１、記憶部１２２、及び通信モジュール１２３，１２４を備える。処理回路１２１、記憶部１２２、及び通信モジュール１２３，１２４は、例えば、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
図３は、図２に示される情報処理サーバ１２の機能構成の例を表すブロック図である。図３に示される情報処理サーバ１２は、例えば、処理回路１２１、記憶部１２２、及び通信モジュール１２３，１２４を備える。処理回路１２１、記憶部１２２、及び通信モジュール１２３，１２４は、例えば、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
【0029】
処理回路１２１は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが処理を実行する際に用いるメモリ等とを備える。処理回路１２１は、ＣＰＵに記憶部１２２に記憶されているアプリケーションプログラムを実行させることで、例えば、ゲートウェイ部１２１１、及び記憶制御部１２１２の機能を実現する。なお、処理回路１２１は、ＣＰＵからの制御に従って所定の処理を実行するＦＰＧＡ等を有していても構わない。
【0030】
ゲートウェイ部１２１１は、ゲートウェイ手段の一例であり、第１ＤＣＳ１０のＨＭＩ１１と、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４との間で信号を送受信する。具体的には、ゲートウェイ部１２１１は、例えば、第２ＤＣＳ２０の制御装置２４（又は制御装置２３）からＨＭＩ１１へ宛てて送信されたプロセス信号を受信する。ゲートウェイ部１２１１は、例えば、記憶部１２２に記憶されている変換テーブルを利用し、受信したプロセス信号の通信形式を、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式から、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式へ変換する。ゲートウェイ部１２１１は、変換後のプロセス信号をＨＭＩ１１へ送信する。
【0031】
また、ゲートウェイ部１２１１は、例えば、ＨＭＩ１１から第２ＤＣＳ２０の制御装置２４（又は制御装置２３）へ宛てて送信された操作信号を受信する。ゲートウェイ部１２１１は、例えば、記憶部１２２に記憶されている変換テーブルを利用し、受信した操作信号の通信形式を、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式から、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式へ変換する。ゲートウェイ部１２１１は、変換後の操作信号を制御装置２４へ送信する。
【0032】
記憶制御部１２１２は、監視制御システム１内で発生したデータを記憶部１２２へ書き込む動作、又は、記憶部１２２に記憶されているデータを読み出す動作を制御する。
【0033】
記憶部１２２は、例えば、種々の情報を記憶するＨＤＤ（hard disk drive）、及びＳＳＤ（solid state drive）等の不揮発性の記憶回路により実現される。なお、記憶部１２２は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。
【0034】
記憶部１２２は、例えば、本実施形態に係るアプリケーションプログラムを記憶している。また、記憶部１２２は、例えば、信号の通信形式を、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮ用の通信形式と、第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮ用の通信形式との間で変換するための変換テーブルを記憶している。また、記憶部１２２は、記憶制御部１２１２からの制御に従い、監視制御システム１内で発生したデータを記憶する。
【0035】
通信モジュール１２３は、イーサネットモジュール等の汎用の通信モジュールである。通信モジュール１２３は、第１ＤＣＳ１０の第１ハブ１６と、例えば、ケーブルを介して接続し、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ信号を送信し、当該制御ＬＡＮにより伝送される信号を受信する。
【0036】
通信モジュール１２４は、イーサネットモジュール等の汎用の通信モジュールである。通信モジュール１２４は、第２ＤＣＳ２０の第２ハブ２５と、例えば、ケーブルを介して接続し、第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮへ信号を送信し、当該制御ＬＡＮにより伝送される信号を受信する。
【0037】
ゲートウェイ装置１３は、第１ＤＣＳ１０の制御装置１４，１５と、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４との間で情報信号を伝達させる装置である。ゲートウェイ装置１３は、例えば、処理回路１３１、記憶部１３２、及び通信モジュール１３３，１３４を備える。
【0038】
処理回路１３１は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが処理を実行する際に用いるメモリ等とを備える。処理回路１３１は、ＣＰＵに記憶部１３２に記憶されているアプリケーションプログラムを実行させることで、例えば、データ生成部１３１１、通信制御部１３１２、及び伝送異常ロギング部１３１３の機能を実現する。
【0039】
データ生成部１３１１は、受信した情報信号に含まれる設備機器についてのデータに基づき、送信先の通信形式に応じた統合データを生成する。具体的には、ゲートウェイ装置１３は、例えば、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４それぞれから送信される情報信号を受信する。データ生成部１３１１は、例えば、受信した情報信号に含まれる設備機器についてのデータに基づき、予め設定された規則に則って、所定容量の統合データを生成する。
【0040】
また、ゲートウェイ装置１３は、例えば、第１ＤＣＳ１０の制御装置１４，１５それぞれから送信される情報信号を受信する。データ生成部１３１１は、例えば、受信した情報信号に含まれる設備機器についてのデータに基づき、予め設定された規則に則り、所定容量の統合データを生成する。
【0041】
通信制御部１３１２は、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮ、及び第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮとの通信を制御する。具体的には、例えば、通信制御部１３１２は、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４から送信された情報信号に基づいて生成された統合データを、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の情報信号に変換し、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ送信する。また、例えば、通信制御部１３１２は、第１ＤＣＳ１０の制御装置１４，１５から送信された情報信号に基づいて生成された統合データを、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式の情報信号に変換し、第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮへ送信する。
【0042】
伝送異常ロギング部１３１３は、第１ＤＣＳ１０の制御装置、及び第２ＤＣＳ２０の制御装置から送信された情報信号が正常に受信されない場合、異常ログデータを記憶する。
【0043】
記憶部１３２は、例えば、種々の情報を記憶するＨＤＤ、及びＳＳＤ等の不揮発性の記憶回路により実現される。なお、記憶部１３２は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。記憶部１３２は、例えば、本実施形態に係るアプリケーションプログラムを記憶している。また、記憶部１３２は、例えば、信号の通信形式を、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮ用の通信形式と、第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮ用の通信形式との間で変換するための変換テーブルを記憶している。また、記憶部１３２は、例えば、統合データを生成するための情報を記憶している。
【0044】
通信モジュール１３３は、イーサネットモジュール等の汎用の通信モジュールである。通信モジュール１３３は、第１ＤＣＳ１０の第１ハブ１６と、例えば、ケーブルを介して接続し、第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ信号を送信し、当該制御ＬＡＮにより伝送される信号を受信する。
【0045】
通信モジュール１３４は、イーサネットモジュール等の汎用の通信モジュールである。通信モジュール１３４は、第２ＤＣＳ２０の第２ハブ２５と、例えば、ケーブルを介して接続し、第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮへ信号を送信し、当該制御ＬＡＮにより伝送される信号を受信する。通信モジュール１３４は、例えば、第１ＤＣＳ１０の第１ハブ１６と接続する通信モジュール１３３より後に実装される。こうすることで、第２ＤＣＳ２０が撤去され、通信モジュール１３４が撤去された場合であっても、通信モジュール１３３を詰めることなく継続して使用することが可能となる。
【0046】
図１及び図２で示される第２ＤＣＳ２０は、例えば、ＨＭＩ２１、情報処理サーバ２２、及び制御装置２３，２４を備える。ＨＭＩ２１、情報処理サーバ２２、及び制御装置２３，２４は、第２ハブ２５に設けられているポートにそれぞれ接続される。これにより、ＨＭＩ２１、情報処理サーバ２２、及び制御装置２３，２４は、例えば、第２ＤＣＳ２０に対して専用に構築された制御ＬＡＮに接続される。
【0047】
制御装置２３は、図１に示される例では、最初沈殿池３１に設けられる設備機器である、例えば、ポンプ３１１、流量計３１２、ポンプ３１３、及び水位計３１４が制御対象として設定されている。制御装置２３は、制御対象として設定されている設備機器を制御する。このとき、制御装置２３は、制御対象である設備機器、例えば、流量計３１２、及び水位計３１４から送信されるデータと、自装置以外の制御装置から送信される情報信号とに基づき、設備機器を制御する。自装置以外の制御装置から送信される情報信号には、制御装置２４から送信される情報信号、及び第１ＤＣＳ１０の制御装置１４，１５からゲートウェイ装置１３を介して送信される情報信号が含まれる。制御装置２３は、ＨＭＩ２１から送信される操作信号に従い、設備機器に対する制御動作を実施する。
【0048】
制御装置２３は、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいて情報信号を生成する。制御装置２３は、生成した情報信号を、予め設定された周期で、ゲートウェイ装置１３と、自装置以外の制御装置（例えば、制御装置２４）とへ送信する。このとき、制御装置２３は、情報信号を、例えば、ＵＤＰを用いた専用プロトコルに対応した通信形式で複数の送信先へ一斉に送信する。
【0049】
制御装置２３は、例えば、制御対象として設定されている設備機器に関するデータに基づいてプロセス信号を生成する。制御装置２３は、生成したプロセス信号を、予め設定された周期で、ＨＭＩ２１、及び／又は情報処理サーバ２２へ送信する。このとき、制御装置１４は、プロセス信号を、例えば、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いた専用プロトコルに対応した通信形式で送信する。
【0050】
制御装置２３は、制御対象として設定されている設備機器から受信したデータに基づいて異常信号を生成する。例えば、制御装置２３は、設備機器から受信したデータに含まれる値が、予め設定されている閾値を超えたか否かを判断する。制御装置２３は、閾値を超える場合、設備機器が設けられている構成に異常が発生したとして、異常信号を生成する。制御装置２３は、異常信号を生成すると、生成した異常信号をＨＭＩ２１へ送信する。このとき、制御装置２３は、異常信号を、例えば、ＴＣＰ又はＵＤＰを用いた専用プロトコルに対応した通信形式でＨＭＩ２１へ送信する。なお、制御装置２３は、生成した異常信号を、ＨＭＩ２１、及び／又は情報処理サーバ２２と、情報処理サーバ１２とへＵＤＰを用いて送信しても構わない。
【0051】
制御装置２４は、制御対象として設定されている設備機器に対し、制御装置２３と同様の動作を実施する。制御装置２３と同様に、情報信号、プロセス信号、又は異常信号を生成し、生成したこれらの信号を所定の送信先へ送信する。
【0052】
ＨＭＩ２１は、ディスプレイを備え、水処理装置３０の現在の状態を、例えば、時系列でディスプレイに表示する。具体的には、例えば、ＨＭＩ２１は、制御装置２３，２４から送信されるプロセス信号、又は異常信号を受信する。ＨＭＩ２１は、受信したプロセス信号、異常信号、又はこれらのうち少なくともいずれかの組み合わせ等に基づき、予め設定された種類の情報、又は操作員により指定された種類の情報をディスプレイに表示する。なお、ＨＭＩ２１は、第１ＤＣＳ１０の制御装置１４，１５から情報処理サーバ１２を介して受信されるプロセス信号に基づき、所定情報をディスプレイに表示してもよい。
【0053】
情報処理サーバ２２は、第２ＤＣＳ２０内で発生するデータを管理する装置である。具体的には、例えば、情報処理サーバ２２は、制御装置２３，２４から送信されるプロセス信号、又は異常信号を、サーバ内に設けられた記憶部へ書き込む。
【0054】
次に、上記構成における情報処理サーバ１２、及びゲートウェイ装置１３の動作を説明する。
図４は、図１に示される制御装置１４，１５から送信される情報信号が制御装置２３，２４へ送信される際のゲートウェイ装置１３の動作の例を表すフローチャートである。図５は、制御装置１４，１５から送信される情報信号が制御装置２３，２４へ送信される際の信号の流れを説明するための模式図である。
図４は、図１に示される制御装置１４，１５から送信される情報信号が制御装置２３，２４へ送信される際のゲートウェイ装置１３の動作の例を表すフローチャートである。図５は、制御装置１４，１５から送信される情報信号が制御装置２３，２４へ送信される際の信号の流れを説明するための模式図である。
【0055】
制御装置１４は、制御対象である設備機器、例えば、水位計３２４から所定の周期で送信される計測データを受信する。制御装置１４は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、受信した計測データと、制御対象である設備機器、例えば、ポンプ３２２及びブロワ３２３に対する制御データ等とに基づいて情報信号を生成する。制御装置１４は、生成した情報信号を、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で、例えば、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置１５へ送信する。
【0056】
制御装置１５は、制御対象である設備機器、例えば、水位計３３３から所定の周期で送信される計測データを受信する。制御装置１５は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、受信した計測データと、及び制御対象である設備機器、例えば、ポンプ３３１，３３２に対する制御データ等とに基づいて情報信号を生成する。制御装置１５は、生成した情報信号を、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で、例えば、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置１４へ送信する。
【0057】
ところで、制御装置１４，１５には、それぞれ記憶部が設けられている。制御装置１４，１５に設けられる記憶部の記憶領域は、第１ＤＣＳ１０に収容される制御装置、及びゲートウェイ装置１３それぞれに対して割り当てられている。図６は、図１で示される制御装置１４，１５の記憶部に設定されるメモリマップの例を表す模式図である。図６によれば、制御装置１４，１５の記憶部は、制御装置１４，１５，…、及びゲートウェイ装置１３に対してそれぞれ等容量の記憶領域が割り当てられている。
【0058】
また、制御装置２３，２４には、それぞれ記憶部が設けられている。制御装置２３，２４に設けられる記憶部の記憶領域は、第２ＤＣＳ２０に収容される制御装置、及びゲートウェイ装置１３それぞれに対して割り当てられている。図７は、図１で示される制御装置２３，２４の記憶部に設定されるメモリマップの例を表す模式図である。図７によれば、制御装置２３，２４の記憶部は、制御装置２３，２４，…、及びゲートウェイ装置１３に対してそれぞれ等容量の記憶領域が割り当てられている。
【0059】
制御装置１４，１５から送信される情報信号には、各制御装置に対して割り当てられている記憶領域の容量を上回らない程度の容量の実データが含まれている。実データには、設備機器についての計測データ及び制御データ等が含まれている。
【0060】
ゲートウェイ装置１３は、図５で示されるように、制御装置１４，１５から送信された情報信号を受信する（ステップＳ４１）。制御装置１４，１５からの情報信号を受信すると、ゲートウェイ装置１３のデータ生成部１３１１は、受信した情報信号に基づいて統合データを生成する（ステップＳ４２）。
【0061】
具体的には、例えば、データ生成部１３１１は、制御装置１４，１５から受信した情報信号に含まれる実データを記憶部１３２に記憶させる。データ生成部１３１１は、記憶部１３２に記憶した、制御装置１４についての実データ、及び制御装置１５についての実データから、統合データを生成するための情報に則ったデータを抽出する。データ生成部１３１１は、抽出したデータを統合し、統合データを生成する。統合データには、制御装置１４，１５で取得されたデータが含まれている。統合データの容量は、例えば、各制御装置に対して割り当てられている記憶領域の容量を上回らない程度である。
【0062】
統合データを生成すると、ゲートウェイ装置１３の通信制御部１３１２は、生成された統合データに基づき、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式の情報信号を生成する。このとき、例えば、通信制御部１３１２は、記憶部１３２に記憶されている変換テーブルを参照して情報信号を生成する。通信制御部１３１２は、生成した情報信号を、制御装置２３，２４等の制御装置を宛先として第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮへ送信する（ステップＳ４３）。
【0063】
制御装置２３，２４は、ゲートウェイ装置１３から送信される情報信号を受信する。制御装置２３は、受信した情報信号に含まれる統合データを、制御装置２３の記憶部のうち、図７に示されるようにゲートウェイ装置１３のために割り当てられた記憶領域に記憶する。制御装置２４も、ゲートウェイ装置１３から受信した情報信号に含まれる統合データを、制御装置２４の記憶部のうち、ゲートウェイ装置１３のために割り当てられた記憶領域に記憶する。制御装置２３，２４は、制御対象である設備機器を、この記憶領域に記憶された統合データを含むデータに基づいて制御する。
【0064】
図８は、図１に示される制御装置２３，２４から送信される情報信号が制御装置１４，１５へ送信される際のゲートウェイ装置１３の動作の例を表すフローチャートである。図９は、制御装置２３，２４から送信される情報信号が制御装置１４，１５へ送信される際の信号の流れを説明するための模式図である。
【0065】
制御装置２３，２４は、制御対象である設備機器から所定の周期で送信される計測データを受信する。制御装置２３，２４は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、受信した計測データと、制御対象である設備機器に対する制御データ等とに基づいて情報信号を生成する。制御装置２３は、生成した情報信号を、例えば、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式で、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置２４へ送信する。また、制御装置２４は、生成した情報信号を、例えば、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式で、ゲートウェイ装置１３、及び制御装置２３へ送信する。
【0066】
ゲートウェイ装置１３は、図９で示されるように、制御装置２３，２４から送信された情報信号を受信する（ステップＳ８１）。制御装置２３，２４からの情報信号を受信すると、ゲートウェイ装置１３のデータ生成部１３１１は、受信した情報信号に基づいて統合データを生成する（ステップＳ８２）。
【0067】
具体的には、例えば、データ生成部１３１１は、制御装置２３，２４から受信した情報信号に含まれる実データを記憶部１３２に記憶させる。データ生成部１３１１は、記憶部１３２に記憶した、制御装置２３についての実データ、及び制御装置２４についての実データから、統合データを生成するための情報に則ったデータを抽出する。データ生成部１３１１は、抽出したデータを統合し、統合データを生成する。統合データには、制御装置２３，２４で取得されたデータが含まれている。
【0068】
統合データを生成すると、ゲートウェイ装置１３の通信制御部１３１２は、生成された統合データに基づき、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の情報信号を生成する。このとき、例えば、通信制御部１３１２は、記憶部１３２に記憶されている変換テーブルを参照して情報信号を生成する。通信制御部１３１２は、生成した情報信号を、制御装置１４，１５等の制御装置を宛先として第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ送信する（ステップＳ８３）。
【0069】
制御装置１４，１５は、ゲートウェイ装置１３から送信される情報信号を受信する。制御装置１４は、ゲートウェイ装置１３から受信した情報信号に含まれる統合データを、制御装置１４の記憶部のうち、図６に示されるようにゲートウェイ装置１３のために割り当てられた記憶領域に記憶する。制御装置１５も、ゲートウェイ装置１３から受信した情報信号に含まれる統合データを、制御装置１５の記憶部のうち、ゲートウェイ装置１３のために割り当てられた記憶領域に記憶する。制御装置１４，１５は、制御対象である設備機器を、この記憶領域に記憶された統合データを含むデータに基づいて制御する。
【0070】
図１０は、図１に示される制御装置２３から送信されるプロセス信号又は異常信号がＨＭＩ１１へ送信される際の情報処理サーバ１２の動作の例を表すフローチャートである。図１１は、制御装置２３から送信されるプロセス信号又は異常信号がＨＭＩ１１へ送信される際の信号の流れを説明するための模式図である。
【0071】
制御装置２３は、制御対象である、例えば、流量計３１２及び水位計３１４等の設備機器から所定の周期で送信される計測データを受信する。制御装置２３は、受信した計測データ等に基づき、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期でプロセス信号を生成する。制御装置２３は、生成したプロセス信号を、例えば、ＨＭＩ２１、及び情報処理サーバ１２へ送信する。
【0072】
また、制御装置２３は、設備機器から計測データを受信すると、例えば、受信した計測データに含まれる値が予め設定されている閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、例えば、制御装置２３は、計測データに含まれる水位値に基づき、最初沈殿池３１の水位レベルがＨＨ、Ｈ、Ｌ、及びＬＬのいずれであるかを判断する。制御装置２３は、水位レベルがＨ、又はＨＨである場合、最初沈殿池３１に異常が発生したとして、異常信号を生成する。制御装置２３は、異常信号を生成すると、生成した異常信号をＨＭＩ２１、及び情報処理サーバ１２へ送信する。
【0073】
情報処理サーバ１２は、図１１で示されるように、制御装置２３から送信されたプロセス信号を受信する（ステップＳ１０１）。制御装置２３からのプロセス信号を受信すると、情報処理サーバ１２のゲートウェイ部１２１１は、受信したプロセス信号の通信形式を変換し、変換後のプロセス信号をＨＭＩ１１へ送信する（ステップＳ１０２）。
【0074】
具体的には、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、制御装置２３から受信したプロセス信号に含まれる設備機器毎のデータを、記憶部１２２に記憶させる。図１２は、図３で示される情報処理サーバ１２の記憶部１２２に設定されるメモリマップの例を表す模式図である。図１２によれば、情報処理サーバ１２の記憶部１２２は、監視制御システム１に設けられる設備機器に対してそれぞれ等容量の記憶領域が割り当てられている。
【0075】
ゲートウェイ部１２１１は、制御装置２３から受信したプロセス信号に含まれる設備機器毎のデータを、記憶部１２２に設定される設備機器毎の記憶領域に記憶させる。ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されたデータに基づき、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の情報信号を生成する。このとき、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されている変換テーブルを参照して情報信号を生成する。ゲートウェイ部１２１１は、生成した情報信号を、ＨＭＩ１１を宛先として第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ送信する。
【0076】
同様に、情報処理サーバ１２は、図１１で示されるように、制御装置２３から送信された異常信号を受信する（ステップＳ１０１）。制御装置２３からの異常信号を受信すると、情報処理サーバ１２のゲートウェイ部１２１１は、受信した異常信号の通信形式を変換し、変換後の異常信号をＨＭＩ１１へ送信する（ステップＳ１０２）。
【0077】
具体的には、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、制御装置２３から受信した異常信号に関するデータを、記憶部１２２に設定される異常信号用の記憶領域に記憶させる。ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されたデータに基づき、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の異常信号を生成する。このとき、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されている変換テーブルを参照して異常信号を生成する。ゲートウェイ部１２１１は、生成した異常信号を、ＨＭＩ１１を宛先として第１ＤＣＳ１０の制御ＬＡＮへ送信する。
【0078】
ＨＭＩ１１は、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４から情報処理サーバ１２を介して送信されるプロセス信号、及び／又は異常信号を受信する。ＨＭＩ１１は、受信したプロセス信号、異常信号、又はこれらのうち少なくともいずれかの組み合わせ等に基づく情報をディスプレイに表示する。
【0079】
図１３は、図１に示されるＨＭＩ１１から送信される操作信号が制御装置２３へ送信される際の情報処理サーバ１２の動作の例を表すフローチャートである。図１４は、ＨＭＩ１１から送信される操作信号が制御装置２３へ送信される際の信号の流れを説明するための模式図である。
【0080】
ＨＭＩ１１は、ディスプレイに表示された内容に対する操作員からの操作を受け付ける。ＨＭＩ１１は、入力された操作に基づいて操作信号を生成する。ＨＭＩ１１は、操作員が操作を要すると判断した設備機器を送信先に含め、生成した送信信号を、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式で、情報処理サーバ１２へ送信する。
【0081】
情報処理サーバ１２は、図１４で示されるように、ＨＭＩ１１から送信された操作信号を受信する（ステップＳ１３１）。ＨＭＩ１１からの操作信号を受信すると、情報処理サーバ１２のゲートウェイ部１２１１は、受信した操作信号の通信形式を変換し、変換後の操作信号を送信先として設定された制御装置２３へ送信する（ステップＳ１３２）。
【0082】
具体的には、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、ＨＭＩ１１から受信した操作信号に含まれる操作データを、記憶部１２２に設けられている操作項目毎の記憶領域に記憶させる。ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されたデータに基づき、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式の操作信号を生成する。このとき、例えば、ゲートウェイ部１２１１は、記憶部１２２に記憶されている変換テーブルを参照して操作信号を生成する。ゲートウェイ部１２１１は、生成した操作信号を、制御装置２３を宛先として第２ＤＣＳ２０の制御ＬＡＮへ送信する。
【0083】
制御装置２３は、ＨＭＩ１１から送信される操作信号を受信する。制御装置２３は、受信した操作信号に従い、設備機器に対する制御動作を実施する。
【0084】
図１５は、図１に示されるゲートウェイ装置１３が異常ログデータを記憶する際の動作の例を表すフローチャートである。
制御装置１４，１５は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の情報信号を、ゲートウェイ装置１３へ送信する。制御装置２３，２４は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式の情報信号を、ゲートウェイ装置１３へ送信する。
制御装置１４，１５は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式の情報信号を、ゲートウェイ装置１３へ送信する。制御装置２３，２４は、例えば、５００ｍｓ等の予め設定された周期で、第２ＤＣＳ２０の専用プロトコルに対応した通信形式の情報信号を、ゲートウェイ装置１３へ送信する。
【0085】
ゲートウェイ装置１３は、制御装置１４，１５，２３，２４から送信された情報信号を正常に受信したか否かを判断する。具体的には、例えば、ゲートウェイ装置１３の伝送異常ロギング部１３１３は、先に情報信号を受信してから、所定時間が経過したかを判断する。所定時間は、例えば、情報信号の送信周期である５００ｍｓに所定の余裕を持たせた時間である。
【0086】
所定時間が経過した場合、伝送異常ロギング部１３１３は、情報信号の伝送に異常が発生したと判断し、情報信号が正常に受信されなかったことを表すデータを異常ログデータとして記憶部１３２に記憶する。異常ログデータは、例えば、異常が発生した時刻、異常が繰り返し発生した回数等が関連付けられて記憶される。
【0087】
以上のように、上記実施形態では、監視制御システム１に、汎用の通信プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される第１ＤＣＳ１０と、専用プロトコルを用いて制御ＬＡＮが構築される第２ＤＣＳ２０とが設けられる。第１ＤＣＳ１０には、ゲートウェイ装置１３と、情報処理サーバ１２とが設けられる。ゲートウェイ装置１３は、第１ＤＣＳ１０に設けられる制御装置１４，１５と、第２ＤＣＳ２０に設けられる制御装置２３，２４との間で情報信号を伝送する。情報処理サーバ１２により実現されるゲートウェイ部１２１１は、第１ＤＣＳ１０に設けられるＨＭＩ１１と、第２ＤＣＳ２０に設けられる制御装置２３，２４との間で信号を伝送する。
【0088】
従来の監視制御システムでは、制御ＬＡＮの通信プロトコルがそれぞれ異なるＤＣＳの制御装置間で情報信号を送受信しようとする場合、制御装置間を、例えば、さらに別の制御ＬＡＮで接続する必要がある。また、制御ＬＡＮの通信プロトコルがそれぞれ異なるＤＣＳのＨＭＩと制御装置との間でプロセス信号を送受信しようとする場合、ＨＭＩと制御装置との間を、例えば、さらに別の制御ＬＡＮで接続する必要がある。制御装置間、又はＨＭＩと制御装置との間でさらに別の制御ＬＡＮを設けることは、コスト増の要因となる。また、このような別の制御ＬＡＮを設けていると、例えば、並置運用が終了した場合、当該制御ＬＡＮを廃棄しなければならず、環境面にも課題がある。
【0089】
これに対し、本実施形態に係る監視制御システム１によれば、第１ＤＣＳ１０に設けられる制御装置１４，１５と、第２ＤＣＳ２０に設けられる制御装置２３，２４との間の通信は、ゲートウェイ装置１３を介して行われる。また、第１ＤＣＳ１０に設けられるＨＭＩ１１と、第２ＤＣＳ２０に設けられる制御装置２３，２４との間の通信は、情報処理サーバ１２を介して行われる。これにより、制御装置間、又はＨＭＩと制御装置との間で別回線を設ける必要が無くなる。
【0090】
また、本実施形態では、ゲートウェイ装置１３は、制御装置１４，１５からそれぞれ送信される情報信号に基づき、制御装置１４，１５についての情報を統合した統合データを生成し、当該統合データを用い、専用プロトコルに対応した通信形式の情報信号を生成するようにしている。これにより、制御装置１４，１５，２３，２４の設定をほぼ変更せずに、ゲートウェイ装置１３を用いた通信が可能となる。
【0091】
また、本実施形態では、制御装置２３，２４は、プロセス信号又は異常信号を専用プロトコルに対応した通信形式で送信する。情報処理サーバ１２は、制御装置２３，２４から送信されたプロセス信号又は異常信号を、汎用の通信プロトコルに対応した通信形式へ変換する。そして、ＨＭＩ１１は、情報処理サーバ１２で通信形式が変換されたプロセス信号、異常信号、又はこれらの組み合わせに基づく情報をディスプレイに表示するようにしている。これにより、第１ＤＣＳ１０のＨＭＩ１１が制御装置で生成される異常信号に対応していない場合であっても、ＨＭＩ１１は、第２ＤＣＳ２０の制御装置２３，２４で生成された異常信号を受け取ることが可能となる。
【0092】
また、本実施形態では、ゲートウェイ装置１３は、汎用の通信モジュール１３３，１３４を用いるようにしている。これにより、ゲートウェイ装置１３に専用モジュールを設ける必要がなくなり、ゲートウェイ装置１３を導入するコストが抑えられることになる。
【0093】
また、本実施形態では、ゲートウェイ装置１３は、予め設定された期間内に、制御装置１４，１５，２３，２４からの情報信号を受信しない場合、異常ログデータを記憶部１３２に記憶するようにしている。これにより、異常が発生した場合において、下水プラントを安全に運用することが可能となる。
【0094】
したがって、本実施形態に係る監視制御システムによれば、通信形式が異なる複数の分散制御システムに別回線を設けることなく接続可能に含むことができる。これにより、別の制御ＬＡＮ等を分散制御システム間に設ける必要がなくなり、分散制御システムを並置させる際のコストが低減される。
【0095】
また、本実施形態では、情報処理サーバ１２により実現されるゲートウェイ部１２１１と、ゲートウェイ装置１３とを備えるゲートウェイシステムが、監視制御システム１に設けられている。これにより、制御装置間、又はＨＭＩと制御装置との間で別回線を設ける必要が無くなる。
【0096】
なお、本実施形態では、第１ＤＣＳ１０及び第２ＤＣＳ２０がそれぞれ１系統の制御ＬＡＮに接続される場合を例に説明した。しかしながら、第１ＤＣＳ１０及び第２ＤＣＳ２０が接続される系統は、１つに限定されない。第１ＤＣＳ１０及び第２ＤＣＳ２０は、例えば、それぞれＡ系及びＢ系の制御ＬＡＮと接続してもよい。
【0097】
図１６は、Ａ系及びＢ系の制御ＬＡＮと接続するゲートウェイ装置１３ａと、情報処理サーバ１２ａとの機能構成の例を表すブロック図である。図１６に示されるゲートウェイ装置１３ａは、Ａ系第１ハブ１６－１、Ｂ系第１ハブ１６－２とそれぞれ接続する通信モジュール１３３－１，１３３－２と、Ａ系第２ハブ２５－１、及びＢ系第２ハブ２５－２とそれぞれ接続する通信モジュール１３４－１，１３４－２を有する。通信モジュール１３４－１，１３４－２は、例えば、Ａ系第１ハブ１６－１、Ｂ系第１ハブ１６－２とそれぞれ接続する通信モジュール１３３－１，１３３－２より後に実装される。
【0098】
情報処理サーバ１２ａは、Ａ系第１ハブ１６－１、Ｂ系第１ハブ１６－２とそれぞれ接続する通信モジュール１２３－１，１２３－２と、Ａ系第２ハブ２５－１、及びＢ系第２ハブ２５－２とそれぞれ接続する通信モジュール１２４－１，１２４－２を有する。２系統の制御ＬＡＮが設けられることにより、冗長構成が形成され、異常が発生した場合であっても安定してプラントを運用することが可能となる。
【0099】
また、本実施形態では、ゲートウェイ装置１３がＣＰＵ一重化構成を採る場合を例に説明した。しかしながら、ゲートウェイ装置１３の構成は、ＣＰＵ一重化構成に限定されない。ゲートウェイ装置１３は、例えば、ＣＰＵ二重化構成を採るようにしてもよい。図１７は、ＣＰＵ二重化構成を採るゲートウェイ装置１３ｂの機能構成の例を表すブロック図である。図１７に示されるゲートウェイ装置１３ｂは、例えば、プライマリの処理回路１３１－１、記憶部１３２－１、通信モジュール１３３－１，１３４－１と、セカンダリの処理回路１３１－２、記憶部１３２－２、通信モジュール１３３－２，１３４－２とを有する。処理回路１３１－１と処理回路１３１－２とは、トラッキングケーブルで接続される。通信モジュール１３３－１，１３３－２は、第１ハブ１６と、例えば、ケーブルを介して接続する。通信モジュール１３４－１，１３４－２は、第２ハブ２５と、例えば、ケーブルを介して接続する。通信モジュール１３４－１，１３４－２は、例えば、第１ハブ１６とそれぞれ接続する通信モジュール１３３－１，１３３－２より後に実装される。ＣＰＵ二重化構成を採ることにより、冗長構成が形成され、異常が発生した場合であっても安定してプラントを運用することが可能となる。
【0100】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0101】
１…監視制御システム
１０…第１ＤＣＳ
１２，１２ａ…情報処理サーバ
１３，１３ａ，１３ｂ…ゲートウェイ装置
１４，１５，２３，２４…制御装置
１６，１６－１，１６－２…第１ハブ
２２…情報処理サーバ
２５，２５－１，２５－２…第２ハブ
３０…水処理装置
３１…最初沈殿池
３２…好気槽
３３…最終沈殿池
１２１…処理回路
１２１１…ゲートウェイ部
１２１２…記憶制御部
１２２…記憶部
１２３，１２３－１，１２３－２…通信モジュール
１２４，１２４－１，１２４－２…通信モジュール
１３１，１３１－１，１３１－２…処理回路
１３１１…データ生成部
１３１２…通信制御部
１３１３…伝送異常ロギング部
１３２，１３２－１，１３２－２…記憶部
１３３，１３３－１，１３３－２…通信モジュール
１３４，１３４－１，１３４－２…通信モジュール
３１１…ポンプ
３１２…流量計
３１３…ポンプ
３１４…水位計
３２１…散気部
３２２…ポンプ
３２３…ブロワ
３２４…水位計
３３１…ポンプ
３３２…ポンプ
３３３…水位計
１０…第１ＤＣＳ
１２，１２ａ…情報処理サーバ
１３，１３ａ，１３ｂ…ゲートウェイ装置
１４，１５，２３，２４…制御装置
１６，１６－１，１６－２…第１ハブ
２２…情報処理サーバ
２５，２５－１，２５－２…第２ハブ
３０…水処理装置
３１…最初沈殿池
３２…好気槽
３３…最終沈殿池
１２１…処理回路
１２１１…ゲートウェイ部
１２１２…記憶制御部
１２２…記憶部
１２３，１２３－１，１２３－２…通信モジュール
１２４，１２４－１，１２４－２…通信モジュール
１３１，１３１－１，１３１－２…処理回路
１３１１…データ生成部
１３１２…通信制御部
１３１３…伝送異常ロギング部
１３２，１３２－１，１３２－２…記憶部
１３３，１３３－１，１３３－２…通信モジュール
１３４，１３４－１，１３４－２…通信モジュール
３１１…ポンプ
３１２…流量計
３１３…ポンプ
３１４…水位計
３２１…散気部
３２２…ポンプ
３２３…ブロワ
３２４…水位計
３３１…ポンプ
３３２…ポンプ
３３３…水位計
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
