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公開番号2025035682
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023142894
出願日2023-09-04
発明の名称監視制御システム及び監視制御方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G05B 19/05 20060101AFI20250307BHJP(制御;調整)
要約【課題】従来、更新前の制御システムと更新後の制御システムを同時に動作させて監視制御を継続しつつ、制御システムを更新することができなかった。
【解決手段】監視制御システム1は、更新開始前に現行の制御装置10と一以上の被制御機器を接続していた第1のネットワークと異なる第2のネットワークで、現行の制御装置10と仮想化装置53を接続し、第1のネットワークで後継の制御装置50と被制御機器を接続した構成を有し、後継の制御装置50と仮想化装置53とは通信可能である。仮想化装置53が現行の制御装置10から受信したデータを基に、後継の制御装置50が、被制御機器へ制御データを送信して被制御機器を制御する。後継の制御装置50が被制御機器から受信したデータを基に、被制御機器の模擬データを、現行の制御装置10へ送信し、後継の制御装置50が被制御機器を監視する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
被制御機器を監視制御する現行の制御装置を、後継の制御装置に更新する作業が実施される監視制御システムであって、
更新開始前に前記現行の制御装置と一以上の前記被制御機器を接続していた第１のネットワークと異なる第２のネットワークで、前記現行の制御装置と仮想化装置を接続し、第１のネットワークで前記後継の制御装置と前記被制御機器を接続した構成を有し、
前記後継の制御装置と前記仮想化装置とは通信可能に構成され、
前記仮想化装置が第２のネットワークを介して前記現行の制御装置から受信したデータを基に、前記後継の制御装置が、第１のネットワークを介して前記被制御機器へ制御データを送信して前記被制御機器を制御し、
前記後継の制御装置が第１のネットワークを介して前記被制御機器から受信したデータを基に、前記仮想化装置が前記現行の制御装置で異常を検出されない模擬データを、第２のネットワークを介して前記現行の制御装置へ送信し、前記後継の制御装置が前記被制御機器を監視する
監視制御システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記後継の制御装置は、前記被制御機器の監視制御を実行する処理装置と、前記被制御機器と通信する通信装置と、を備え、
前記仮想化装置において前記現行の制御装置から受信したデータが、前記処理装置を経由して前記通信装置へ転送され、
前記通信装置において前記被制御機器から受信したデータが、前記処理装置を経由して前記仮想化装置へ転送される
請求項１に記載の監視制御システム。
【請求項３】
前記処理装置は、前記仮想化装置経由で前記現行の制御装置から受信したデータを前記被制御機器へ送らず、前記処理装置から前記通信装置経由で制御データを前記被制御機器へ送信して前記被制御機器を制御し、
前記仮想化装置は、前記処理装置が前記被制御機器の監視データを模擬して生成したデータ、又は前記被制御機器の監視データを模擬して事前に用意してあるデータを、前記模擬データとして前記現行の制御装置へ送信し、前記通信装置が前記被制御機器から受信したデータを前記処理装置が監視する
請求項２に記載の監視制御システム。
【請求項４】
前記処理装置は、前記仮想化装置の設定に基づいて、前記仮想化装置から受信したデータを前記通信装置へ転送する替わりに、前記制御データを前記通信装置へ転送することを選択できる機能を有する
請求項３に記載の監視制御システム。
【請求項５】
前記処理装置は、前記仮想化装置の設定に基づいて、前記通信装置が前記被制御機器から受信したデータを前記仮想化装置へ転送する替わりに、前記模擬データを前記仮想化装置へ転送することを選択できる機能を有する
請求項３に記載の監視制御システム。
【請求項６】
前記仮想化装置は、前記被制御機器を模擬した動作を行うための被制御機器模擬プログラムを、前記被制御機器ごとに有し、
前記被制御機器模擬プログラムは、前記現行の制御装置から前記被制御機器のいずれかへ送られたデータの情報と、予め設定された設定パラメータの情報を比較し、両情報が一致する場合には、前記データの送信先が自身の被制御機器と判断し、前記現行の制御装置と接続する処理を開始する
請求項１に記載の監視制御システム。
【請求項７】
前記被制御機器のいずれかへ送られた前記データの情報と、前記設定パラメータの情報には、少なくとも前記現行の制御装置から前記被制御機器へ対する送信語数、受信語数、送信用エリアのアドレス、及び受信エリアのアドレスが含まれる
請求項６に記載の監視制御システム。
【請求項８】
前記処理装置の状態に関する情報が前記処理装置の異常を示す場合、前記仮想化装置と前記通信装置は、前記処理装置を経由しないで前記データをやり取りする
請求項２に記載の監視制御システム。
【請求項９】
前記後継の制御装置と前記仮想化装置が一体に構成されている
請求項１に記載の監視制御システム。
【請求項１０】
被制御機器を監視制御する現行の制御装置を、後継の制御装置に更新する作業が実施される監視制御システムによる監視制御方法であって、
更新開始前に前記現行の制御装置と一以上の前記被制御機器を接続していた第１のネットワークと異なる第２のネットワークで、前記現行の制御装置と仮想化装置を接続し、第１のネットワークで前記後継の制御装置と前記被制御機器を接続した構成を有し、
前記後継の制御装置と前記仮想化装置とは通信可能に構成され、
前記仮想化装置が第２のネットワークを介して前記現行の制御装置から受信したデータを基に、前記後継の制御装置が、第１のネットワークを介して前記被制御機器へ制御データを送信して前記被制御機器を制御する処理と、
前記後継の制御装置が第１のネットワークを介して前記被制御機器から受信したデータを基に、前記仮想化装置が前記現行の制御装置で異常を検出されない模擬データを、第２のネットワークを介して前記現行の制御装置へ送信し、前記後継の制御装置が前記被制御機器を監視する処理と、を含む
監視制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントや工場等で稼働する監視制御システム及び監視制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、プラントや工場などで、プログラマブルロジックコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と記す）やＩ／Ｏ（Input/Output）装置を組み合わせて、制御対象機器を監視及び制御する監視制御システムが構築されている。
【０００３】
このような監視制御システムでは、制御装置であるＰＬＣの製品寿命やＰＬＣの機能拡充により、新たなＰＬＣへの更新（入替え）が必要となることがある。例えば、特許文献１には、ハードウェア上でハードウェアの代わりとして動作する仮想化部と、仮想化部上で動作しアプリケーションを復元する復元部を備えたプロセス制御装置による更新方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１３８２９２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、特許文献１には、制御アプリケーションの動作を継続させつつプロセス制御装置の更新を行うことが記載されているが、更新後のプロセス制御装置のデバッグや調整については記載されていない。また、デバッグ中や調整中は、更新前のプロセス制御装置と更新後のプロセス制御装置を同時に動作させることが必要となる場合があるが、それについても記載されていない。更新後のプロセス制御装置のデバッグ中や調整中に、更新前のプロセス制御装置を動作させていなかった。
【０００６】
このような状況から、監視制御システムを動作させながら更新前の制御装置と更新後の制御装置を同時に動作させて監視制御を継続しつつ、制御装置を更新する手法が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様の監視制御システムは、被制御機器を監視制御する現行の制御装置を、後継の制御装置に更新する作業が実施される監視制御システムであって、更新開始前に現行の制御装置と一以上の被制御機器を接続していた第１のネットワークと異なる第２のネットワークで、現行の制御装置と仮想化装置を接続し、第１のネットワークで後継の制御装置と被制御機器を接続した構成を有する。後継の制御装置と仮想化装置とは通信可能に構成されている。
仮想化装置が第２のネットワークを介して現行の制御装置から受信したデータを基に、後継の制御装置が、第１のネットワークを介して被制御機器へ制御データを送信して被制御機器を制御する。後継の制御装置が第１のネットワークを介して被制御機器から受信したデータを基に、仮想化装置が現行の制御装置で異常を検出されない模擬データを、第２のネットワークを介して現行の制御装置へ送信し、後継の制御装置が被制御機器を監視する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の少なくとも一態様によれば、対象に対する監視制御を継続したまま、監視制御システム内の制御装置の更新が可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ＰＬＣを更新する前の監視制御システムの構成例を示す図である。
従来のＰＬＣ更新期間中の監視制御システムの構成例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るＰＬＣ更新期間中の監視制御システムの構成例を示す図である。
ＰＬＣの各部が備える計算機のハードウェア構成例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る更新後ＰＬＣのオプションモジュール及び仮想化装置の構成例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るＰＬＣ更新期間中の更新後ＰＬＣの構成及び処理動作の例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るＣＰＵモジュールが異常停止した場合のデータスルーモードにおける更新後ＰＬＣの構成及び処理動作の例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る監視制御システムにおいてＰＬＣを更新する手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）の例について説明する。
本明細書及び添付図面において、同一の構成要素又は類似の構成要素には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する、又は差分を中心とした説明のみを行う場合がある。各構成要素の数は、特に断りがない限り単数でも複数でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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