JP4104559B2 - 遠方監視制御システム - Google Patents

Description

本発明は、分散型遠方監視制御装置における全中央制御装置停止時の制御機能のバックアップを目的とするバックアップ方式に関する。

中央監視センタから多数ある変電所の監視などを行う分散型遠方監視制御システムがある。従来の分散型遠方監視制御システムでは、中央監視センタに配置されている中央制御装置が、各変電所の遠方制御装置を制御する（例えば特許文献１）。従って、この中央制御装置が停止すると、システム全体が制御不能となってしまう。そこで中央制御装置を多重化することにより、システムダウンの確率を低下させていた。また、全中央制御装置が停止した場合のバックアップ方式としては、バックアップ専用の装置をシステムに併設することにより、システムダウン時の制御不能状態を回避していた。

特開平１１−３２４４９号公報

上記従来技術は、バックアップ専用の装置を分散型遠方監視制御システムに併設する製造コストが増加する。また、通常運用とは異なる装置でのバックアップとなるためユーザーインターフェースが相違し、使い勝手が悪いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、分散型遠方監視制御システムでユーザーインターフェースを変えることなく制御機能をバックアップすることである。

本発明の他の目的は、バックアップ機能を有する信頼性の高い廉価システムを提供することである。

本発明の一つの実施態様に従う遠方監視制御システムは、遠方制御装置の監視を行う複数の監視卓装置と、前記遠方制御装置へ制御コマンドを送信する複数の中央制御装置とを備える。そして、前記複数の監視卓装置及び前記複数の中央制御装置のそれぞれは、各監視卓装置および各中央制御装置の通常状態の機能及びバックアップ状態の機能を示す管理情報記憶部と、自装置を通常状態とするかバックアップ状態とするかを判定し、その判定結果に基づいて前記管理情報記憶部を参照して自装置の機能を特定し、特定された前記機能を実行させる構成制御部とを備える。

好適な実施形態では、前記各監視卓装置の通常状態の機能は、前記遠方制御装置の監視機能である。さらに、前記各中央制御装置の通常状態の機能は、前記遠方制御装置へ制御コマンドを送信する制御機能である。

好適な実施形態では、前記各監視卓装置のバックアップ状態の機能は、前記監視機能及び前記制御機能である。そして、一の監視卓装置の前記構成制御部は、すべての中央制御装置が停止しているときに自装置をバックアップ状態へすると判定する。

本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形態では、中央監視センタ１０が、複数の変電所２０などを監視する分散型遠方監視制御システムについて説明する。

本実施形態に係る分散型遠方監視制御システムの全体構成を図１に示す。本システムは、中央監視センタ１０に配置された複数の監視卓装置１（１ａ，１ｂ、１ｃ）と、複数の中央制御装置３（３ａ，３ｂ）とを備える。さらに、各変電所２０には、その変電所内の制御を行う遠方制御装置６と、遠方制御装置６により制御される配電盤などの複数の被制御所７とを備える。中央監視センタ１０に配置されている各装置１，３と各発電所２０の遠方制御装置６とは、通信回線５で接続されている。

通常の状態では、監視卓装置１は、遠方制御装置６を介して各被制御所７の運転状況を監視し、中央制御装置３は、遠方制御装置６を介して各被制御所７を制御する。

監視卓装置１、中央制御装置３、及び遠方制御装置６は、いずれも例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する各装置等１，３，６内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現してもよい。さらに、遠方制御装置６は、専用のデバイスを搭載した専用装置であってもよい。

監視卓装置１及び中央制御装置３は、いずれも、以下に説明する同一の機能構成を有する。すなわち、各監視卓装置１及び中央制御装置３は、自装置のシステム構成の切り替えを行う構成制御部１１（１１ａ〜ｅ）と、システム構成及び運転状態を示すシステム管理情報を記憶するシステム管理情報記憶部１２（１２ａ〜ｅ）と、遠方制御装置６を介して被制御所７の設備状態を監視する監視部１３（１３ａ〜ｅ）と、遠方制御装置６を介し被制御所７に対する制御要求を行う制御部１４（１４ａ〜ｅ）と、通信回線５から取り込んだデータを一時記憶するバッファ１５（１５ａ〜ｅ）と、制御部１４が遠方監視装置７へ制御要求を行うスケジュールを記憶したジョブスケジュール記憶部１６（１６ａ〜ｅ）とを備えている。すなわち、通常の状態では、監視卓装置１は監視部１３を起動して変電所の監視を行い、中央制御装置３は制御部１４を起動して変電所の制御を行う。

システム管理情報記憶部１２に格納されているシステム管理情報の一例を図２に示す。システム管理情報には、構成情報４０と運転情報５０とが含まれる。

構成情報４０は、順位４１と、種別４２と、起動機能４３とをデータ項目として含む。順位４１は、各監視卓装置１及び中央制御装置３に割り付けられたユニークな番号であり、バックアップ状態へシステム構成を切り替えるときの優先順位を示す。種別４２は、監視卓装置及び中央制御装置の別を示す。起動機能４３には、通常状態での起動機能４３ａとバックアップ状態での起動機能４３ｂとがある。これは、それぞれの監視卓装置１及び中央制御装置３が、通常状態またはバックアップ状態でそれぞれ動作する機能が定義されている。

運転情報５０は、さらに、各監視卓装置１及び中央制御装置３の現在の稼働状態５１と、各監視卓装置１及び中央制御装置３に接続されている回線の状態５２とを含む。運転情報５０は、各監視卓装置１及び中央制御装置３が備えている状態検出部（図示しない）が、自装置の稼働状態及び回線状態を監視し、周期的に更新する。従って、運転情報５０は、現在の各監視卓装置及び中央制御装置の稼働状態や通信回線状態を示す。また、状態検出部は、システム管理情報記憶部１２が更新されると、他の監視卓装置１及び中央制御装置３へ更新内容を通知し、全装置のシステム管理情報の同期をとる。

構成制御部１１は、自装置の監視部１３及び制御部１４を動作させ、あるいはその動作を停止させる。構成制御部１１は、自装置の起動時にシステム管理情報記憶部１２を参照し、自装置の通常時の実行対象機能を取得する。例えば、監視卓装置１ａは「監視」が通常時の機能であるから、通常のときは監視部１３ａを実行状態へ遷移させる。また、中央制御装置３ａは「制御」が通常時の機能であるから、通常のときは制御部１４ｄを実行状態へ遷移させる。図１において、通常状態で実行されない監視部１３及び制御部１３は網掛け表示している。

また、通常状態からバックアップ状態へ切り替えるときも、構成制御部１１はシステム管理情報記憶部１２を参照し、バックアップ時の実行対象機能を取得し、その状態へ遷移する。

ここで、中央制御装置３ｂの構成制御部１１ｅは、システム管理情報１２ｅを参照し、すでに中央制御装置３ａが通常状態（制御部１４ｄが実行状態）で動作していることを検出すると、制御部１４ｅを実行状態へ遷移させない（図１では動作していない監視部１３および制御部１４を網掛け表示）。つまり、制御機能に関しては、通常時は中央制御装置３ａが主系、中央制御装置３ｂが予備系の２重化されたシステム構成となる。

ジョブスケジュール記憶部１６は、遠方制御装置６に対する制御コマンドの送信スケジュールが記憶されている。

制御部１４は、ジョブスケジュール記憶部１６を参照し、ジョブスケジュールに従って遠方制御装置６へ制御コマンドを送信する。

バッファ１５は、通信回線５から取り込んだデータを格納する。例えば、一つの監視卓装置１または中央制御装置３が制御コマンドを通信回線５上へ出力すると、他の監視卓装置１または中央制御装置３は、それを取り込んで自装置内のバッファ１５へ格納する。また、遠方制御装置６が各被制御所７の状態を示すメッセージなどを中央監視センタ１０へ送信してくるので、このメッセージもバッファ１５へ取り込まれる。

上述のような構成を備える分散型遠方監視制御システムにおいて、中央制御装置３ｂが停止すると、本システムは図３に示すような状態へ変化する。すなわち、中央制御装置３ａが停止すると、中央制御装置３ｂの構成制御機能１１がシステム管理情報１２を参照してこれを検出し、停止状態にある中央制御装置３ｂの制御機能１４ｅを実行状態へ遷移させる。このとき、監視卓装置１ａ〜１ｃの動作状態に変化はない。

図３の状態からさらに、中央制御装置３ａが停止すると、本システムは図４に示すような状態へ変化する。すなわち、中央制御装置３ａに加えて中央制御装置３ｂが停止すると、監視卓装置１ａの構成制御部１１がシステム管理情報１２を参照してこれを検出し、停止状態にある監視卓装置１ａをバックアップ状態、つまり、すでに実行状態の監視部１３ａに加えて制御機能１４ａを実行状態へ遷移させる。このとき、バックアップ状態へ移行するのは、システム管理情報１２の順位４１が最も高い監視卓装置１ａである。このとき、監視卓装置１ａは、中央制御装置３の機能をバックアップしている。なお、監視卓装置１ｂ、１ｃはそのままで状態変化しない。

次に、構成制御部１１の処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。例えばこの処理は、システムの初期化処理を行うとき、またはシステム内で障害が発生したときに起動するようにしても良い。

構成制御部１１は、システム管理情報記憶部１２を参照し、運転情報５０に基づき、停止状態の計算機があるか判定する（Ｓ１１）。停止している計算機がないとき（Ｓ１１：Ｎｏ）、バッファ１５に蓄積されているデータを消去し、バッファをクリアする（Ｓ２１）。

停止している計算機があるとき（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、システム管理情報記憶部１２を参照し、自装置をバックアップ状態へシステム構成を変更する必要があるか判定する（Ｓ１２）。この判定は、全中央制御装置３が停止または通信回線が切断されている場合であり、かつ、動作している計算機の中で自装置が最も優先順位が高い場合である。

バックアップ状態への切り替えが不要な場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、システム管理情報記憶部１２を参照し、自装置の種別を判定する（Ｓ２２）。自装置が中央制御装置である場合、自装置が予備系であり、かつ主系への変更が必要かを判定する（Ｓ２３）。変更が必要である場合は（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、自装置の制御部１４を実行状態にして主系を変更する（Ｓ２４）。自装置が監視卓装置であるときは、ステップＳ２３，Ｓ２４をスキップする。主系への変更が必要でないときは（Ｓ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２４をスキップする。

ステップＳ１２で、バックアップ状態への切り替えが必要なときは（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、システム管理情報記憶部１２を参照し、バックアップ状態で自装置が実行すべき機能を特定する。そして、構成制御部１１は、特定された機能を実行状態にし、バックアップ状態へ切り替える（Ｓ１４）。

ここで、制御部１４は、バッファ１５を参照し、遠方制御装置６から送信されてきたメッセージに対して、所定の処理を実行する（Ｓ１５）。さらに、構成制御部１１は、バッファ１５及びジョブスケジュール１６を参照し、いずれかの制御部１３が生成した制御コマンドのうち、欠落しているものがあれば、欠落分の制御コマンドを生成して遠方制御装置６へ送信する（Ｓ１６）。

本実施形態により、全中央制御装置３が停止しているときであっても、いずれかの監視卓装置１が動作していれば、それがバックアップすることができる。この結果、別のバックアップ装置を併設する必要も無く、必要最低限の装置である監視卓装置でバックアップ機能を実現することができ、コスト低減を図ることが可能である。さらに、同一装置内でバックアップを行うためユーザーインターフェースが変わることがなく、他の装置の操作方法を理解しなければならないというユーザーの負担を軽減でき、バックアップ時も通常時と変わらない操作方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る分散型遠方監視制御システムの通常状態でのシステム構成を示す図である。 システム管理情報の一例を示す図である。 中央制御装置３ａが停止したときのシステム構成を示す図である。 中央制御装置３ａおよび３ｂが共に停止したときのシステム構成を示す図である。 システム切り替え時の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ…監視卓装置、３ａ、３ｂ…中央制御装置、５…通信回線、６…遠方制御装置、７…被制御所、１０…中央監視センタ、２０…変電所。

Claims (4)

1. 遠方制御装置の監視を行う複数の監視卓装置と、前記遠方制御装置へ制御コマンドを送信する複数の中央制御装置とを備えた遠方監視制御システムにおいて、
   前記複数の監視卓装置及び前記複数の中央制御装置のそれぞれは、
   各監視卓装置および各中央制御装置の通常状態の機能及びバックアップ状態の機能を示す管理情報記憶部と、
   すべての中央制御装置が停止しているか通信回線が切断されている場合に、自装置を他の装置の機能を実行するバックアップ状態とし、そうでない場合に、自装置を自装置の機能を実行する通常状態とすることを判定し、その判定結果に基づいて前記管理情報記憶部を参照して自装置の機能を特定し、特定された前記機能を実行させる構成制御部とを備える遠方監視制御システム。
2. 前記各監視卓装置の通常状態の機能は、前記遠方制御装置の監視機能であり、
   前記各中央制御装置の通常状態の機能は、前記遠方制御装置へ制御コマンドを送信する制御機能であることを特徴とする請求項１記載の遠方監視制御システム。
3. 前記各監視卓装置のバックアップ状態の機能は、前記監視機能及び前記制御機能であり、
   一の監視卓装置の前記構成制御部は、すべての中央制御装置が前記制御機能を実行していないときに自装置を前記バックアップ状態にすると判定することを特徴とする請求項２記載の遠方監視制御システム。
4. 遠方制御装置の監視を行う複数の監視卓装置と、前記遠方制御装置へ制御コマンドを送信する複数の中央制御装置とを備えた遠方監視制御システムにおける中央制御装置のバックアップ方法であって、
   前記複数の監視卓装置のそれぞれは、
   各監視卓装置および各中央制御装置の通常状態の機能及びバックアップ状態の機能を示す管理情報記憶部を備え、
   一の監視卓装置は、
   前記複数の中央制御装置のすべてが停止状態であることを検出すると、バックアップへ遷移するために、前記管理情報記憶部を参照して自装置のバックアップ状態での機能を特定し、
   自装置を特定された前記バックアップ状態での機能を実行させる中央制御装置のバックアップ方法。

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