CN103959184B - 数据管理装置以及数据管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括：第一范围数据存储部(21)，该第一范围数据存储部(21)将过程数据的上限值和下限值与第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据进行存储；第二范围数据存储部(22)，该第二范围数据存储部(22)将每个第二期间内所获得的过程数据的上限值和下限值与第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据进行存储；采样数据存储部(113b)，该采样数据存储部(113b)将随时间变化的过程数据与从基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据进行存储；以及存储控制部(111a)，该存储控制部(111a)分别对第一范围数据、第二范围数据、以及采样数据进行存储。

Description

数据管理装置以及数据管理方法

技术领域

本发明涉及对从车间的监视对象获取的过程数据进行存储的数据管理装置、数据存储方法、以及数据存储程序。

背景技术

作为收集来自车间的监视对象的各种数据的装置，例如，在专利文献1中，提出了以下数据收集装置，在该数据收集装置中，以二进制数据的形式收集控制装置输出至钢铁车间的控制信息，并以二进制数据的形式收集由控制装置输出的控制信息所控制的钢铁车间的事件信息，接着对同一时刻收集到的控制信息的二进制数据和事件信息的二进制数据添加通用关键词，然后存储添加有通用关键词的控制信息的二进制数据，并存储添加有通用关键词的事件信息的二进制数据。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－271850号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在将专利文献1所记载的数据收集装置应用于大规模的车间控制系统的情况下，存在以下问题，即为了存储过程数据，需要大容量的存储介质。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在相对较少的存储区域中存储大量的过程数据，并能对所存储的过程数据进行高速检索的数据管理装置、数据管理方法、以及数据管理程序。

解决技术问题所采用的技术方案

为实现所述目的，本发明所涉及的数据管理装置的第一特征在于，包括：第一范围数据存储部，该第一范围数据存储部将每个从基准时间开始的第一期间内从监视对象获得的过程数据的上限值和下限值与所述第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据进行存储；第二范围数据存储部，该第二范围数据存储部将每个从所述基准时间开始的比所述第一期间要短的第二期间内从所述监视对象获得的所述过程数据的上限值和下限值与所述第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据进行存储；采样数据存储部，该采样数据存储部将从所述监视对象获得的随时间变化的所述过程数据与从所述基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据进行存储；以及存储控制部，该存储控制部基于从所述监视对象获得的过程数据，对每个所述第一期间生成所述第一范围数据，并将该生成的所述第一范围数据存储到所述第一范围数据存储部，对每个所述第二期间生成所述第二范围数据，并将该生成的所述第二范围数据存储到所述第二范围数据存储部，对每个所述第二期间生成所述采样数据，并将该生成的所述采样数据存储到所述采样数据存储部。

此外，本发明所涉及的数据管理装置的第二特征在于，还包括：第一判定部，该第一判定部在请求对所述过程数据进行检索的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内；第二判定部，该第二判定部在由所述第一判定部判定为包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内；以及提取部，该提取部在由所述第二判定部判定为包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从所述采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的所述采样数据。

此外，本发明所涉及的数据管理方法的第一特征在于，包括：第一范围数据存储步骤，在该第一范围数据存储步骤中，将每个从基准时间开始的第一期间内从监视对象获得的过程数据的上限值和下限值与所述第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据存储到第一范围数据存储部；第二范围数据存储步骤，在该第二范围数据存储步骤中，将每个从所述基准时间开始的比所述第一期间要短的第二期间内从所述监视对象获得的所述过程数据的上限值和下限值与所述第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据存储到第二范围数据存储部；以及采样数据存储步骤，在该采样数据存储步骤中，将从所述监视对象获得的随时间变化的所述过程数据与从所述基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据存储到采样数据存储部。

此外，本发明所涉及的数据管理方法的第二特征在于，还包括：第一判定步骤，在该第一判定步骤中，在请求对所述过程数据进行检索的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内；第二判定步骤，该第二判定步骤中，在由所述第一判定步骤判定为包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内；以及提取步骤，在该提取步骤中，在由所述第二判定步骤判定为包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从所述采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的所述采样数据。

此外，本发明所涉及的数据管理程序的第一特征在于，在计算机上执行以下步骤：第一范围数据存储步骤，在该第一范围数据存储步骤中，将每个从基准时间开始的第一期间内从监视对象获得的过程数据的上限值和下限值与所述第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据存储到第一范围数据存储部；第二范围数据存储步骤，在该第二范围数据存储步骤中，将每个从所述基准时间开始的比所述第一期间要短的第二期间内从所述监视对象获得的所述过程数据的上限值和下限值与所述第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据存储到第二范围数据存储部；以及采样数据存储步骤，在该采样数据存储步骤中，将从所述监视对象获得的随时间变化的所述过程数据与从所述基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据存储到采样数据存储部。

此外，本发明所涉及的数据管理程序的第二特征在于，在所述计算机上还执行以下步骤：第一判定步骤，在该第一判定步骤中，在请求对所述过程数据进行检索的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内；第二判定步骤，该第二判定步骤中，在由所述第一判定步骤判定为包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内；以及提取步骤，在该提取步骤中，在由所述第二判定步骤判定为包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从所述采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的所述采样数据。

发明效果

根据本发明的数据管理装置、数据管理方法、以及数据管理程序，能够在相对较少的存储区域内存储大量的过程数据，并能够对所存储的过程数据进行高速检索。

附图说明

图1是表示包含本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置的在线数据管理系统的结构例的图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的数据结构的示意图。

图3是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的10分钟范围数据位置文件的一个示例的图。

图4是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的10分钟范围数据文件的一个示例的图。

图5是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的10分钟范围数据文件的块数据的一个示例的图。

图6是用于说明存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部的范围数据存储部中的10分钟范围数据位置文件与10分钟范围数据文件之间的数据关联性的图。

图7是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的1分钟范围数据位置文件的一个示例的图。

图8是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的1分钟范围数据文件的一个示例的图。

图9是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的1分钟范围数据文件的块数据的一个示例的图。

图10是用于说明存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的范围数据存储部中的1分钟范围数据位置文件与1分钟范围数据文件之间的数据关联性的图。

图11是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的采样数据存储部中的采样数据文件的一个示例的图。

图12是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置所具备的存储部的采样数据存储部中的分钟数据的一个示例的图。

图13是表示本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置的检索处理的处理步骤的流程图。

图14是说明本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置中，项目为1个的情况下的检索处理的一个示例的图。

图15A是说明本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置中，项目为2个的情况下的检索处理的一个示例的图。

图15B是说明本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置中，项目为2个的情况下的检索处理的一个示例的图。

具体实施方式

(实施方式1)

下面，对本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置、数据管理方法、以及数据管理程序的实施方式1进行说明。

<结构的说明>

图1是表示包含本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置的在线数据管理系统的结构例的图。

该在线数据管理系统是在例如利用轧机对加热后的铁、不锈钢、铝的板坯(坯料)进行轧制，将其精轧成厚度为几mm～几十mm的热轧线圈的热轧车间系统、为了将通过热轧车间或冷轧车间制造而成的线圈精加工成最终产品而进行酸洗、退火、镀覆、涂装、切断等的工艺线设备系统等中对从各监视对象获取的过程数据进行管理的在线数据管理系统。

在图1中，该在线数据管理系统由本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1和可编程逻辑控制器(PLC)等控制设备51～5n(n为自然数。)相连接而构成，是利用控制设备51～5n所获取的过程数据来对轧机、冲压机、驱动这些设备的电动机、活塞等各监视对象物61～6p(p为自然数。)的动作状态、控制状态等进行监视的系统。

这里，例如，数据管理装置1和控制设备51～5n通过控制网络8相连接。

此外，本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1由在装置主体11上连接有监视器(显示器)12、键盘13、鼠标14等的计算机装置构成。然后，该数据管理装置1对包含从控制设备51～5n获取的多个数值数据的采样数据进行存储，或者在监视器12上进行通常显示。

关于本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1的结构和动作、过程数据的结构等，将在后文中阐述。

由于控制设备51～5n通过程序分别对电动机、加热机、液压机等各监视对象物61～6p的动作进行控制，从而经由各个I/O(输入输出)单元511～5n1从各监视对象物61～6p获取过程数据，该过程数据包含以规定的采样间隔按时间序列检测出的数值数据。

该数据管理装置1由在装置主体11上连接有监视器(显示器)12、键盘13、鼠标14等的计算机装置构成。

如图1所示，装置主体11由CPU111、存储器112、HDD或大容量存储器等存储部113、外部设备接口(以下简称为I/F)部114、以及控制网络I/F部115等经由内部总线117连接而构成。

CPU111通过执行存储在存储部113中的各种应用程序中的数据管理程序，由此从其功能上来看，该CPU111具备存储控制部111a、第一判定部111b、第二判定部111c、以及提取部111d。

存储控制部111a基于从控制设备51～5n获取的过程数据，在每个第一期间中生成下述的第一范围数据，并将该所生成的第一范围数据存储于第一范围数据存储部，在每个第二期间中生成下述的第二范围数据，并将该所生成的第二范围数据存储于第二范围数据存储部，在每个第二期间中生成下述的采样数据，并将该所生成的采样数据存储于采样存储部113b。

在请求对过程数据进行检索的情况下，第一判定部111b判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在第一范围数据的上限值到下限值的范围内。

第二判定部111c在由第一判定部111b判定为包含在第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在第二范围数据的上限值到下限值的范围内。

提取部111d在由第二判定部111c判定为包含在第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的采样数据。

存储器112用作在CPU111执行各种应用程序时，对数据进行暂时存储或展开等的运算区域等。

存储部113包括范围数据存储部113a、以及采样数据存储部113b。

另外，在本实施方式1中，在一个存储部113中设有范围数据存储部113a和采样数据存储部113b，但也可以将范围数据存储部113a和采样数据存储部113b分别作为不同的存储部来构成。

控制网络I/F部115是用于连接控制网络8和装置主体11的接口。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的数据结构的示意图。

如图2所示，存储部113具有范围数据存储部113a和采样数据存储部113b作为其存储区域。

范围数据存储部113a包括第一范围数据存储部21和第二范围数据存储部22。

第一范围数据存储部21在每个从采样开始时刻(基准时间)起的10分钟(第一期间)内，将从控制设备51～5n获取的过程数据的上限值及下限值与第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据进行存储。具体而言，第一范围数据存储部21对10分钟范围数据位置文件210和10分钟范围数据文件230进行存储。

此外，第二范围数据存储部22在每个从采样开始时刻(基准时间)起的1分钟(第二期间)内，将从控制设备51～5n获取的过程数据的上限值及下限值与第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据进行存储。具体而言，第二范围数据存储部22对1分钟范围数据位置文件250和1分钟范围数据文件270进行存储。

采样数据存储部113b将从控制设备51～5n获取到的随时间变化的过程数据与从采样开始时刻(基准时间)起经过的时间建立关联，并作为采样数据进行存储。具体而言，采样数据存储部113b对采样数据文件290进行存储。

图3是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的10分钟范围数据位置文件210的一个示例的图。

如图3所示，10分钟范围数据位置文件210具有：包含10分钟范围数据位置文件的固定信息的主头文件213、包含10分钟范围数据位置文件的扩展信息的外部头文件215、以及包含10分钟范围数据位置文件的位置信息的位置记录217。

主头文件213包括：作为固定值的版本号213a、表示10分钟范围数据位置文件210的文件种类的文件类型213b、表示外部头文件215的大小的外部头文件大小213c、表示位置记录217的条数的记录条数213d、表示位置记录217的大小的记录大小213e、以及确保作为数据存储的备用区域的未使用213f。

外部头文件215具有10分钟范围数据文件块大小215a，该10分钟范围数据文件块大小215a表示存储10分钟范围数据文件230的块大小。

位置记录217包括：起始UTC时刻217a，该起始UTC时刻217a表示10分钟范围数据文件230的起始时刻(第一基准时间)；起始UTC1/10毫秒217b，该起始UTC1/10毫秒217b是表示到1/10毫秒为止的起始UTC时刻217a的时刻数据；10分钟范围数据文件编号217c，该10分钟范围数据文件编号217c表示10分钟范围数据的文件编号；10分钟范围数据文件块位置217d，该10分钟范围数据文件块位置217d表示存储10分钟范围数据文件230的起始开始的位置；10分钟范围数据块项目数217e，该10分钟范围数据块项目数217e表示10分钟范围数据文件230的块数据的项目数；以及未使用217f，该未使用217f用于确保作为数据存储的备用区域。

因此，由于位置记录217在每个从采样开始时刻(基准时间)起的10分钟(第一期间)内，对从控制设备51～5n获取到的10分钟(第一期间)的各种数据进行存储，因此起始的位置记录217中所包含的起始UTC时刻217a成为采样开始时刻(基准时间)。

另外，作为第一基准时间，可以使用利用起始UTC时刻217a和起始UTC时刻1/10毫秒217b准确表示的到1/10毫秒单位为止的10分钟范围数据文件230的起始时刻(第一基准时间)，也可以使用仅利用起始UTC时刻217a表示的10分钟范围数据文件230的起始时刻(第一基准时间)。

此外，位置记录编号是指在10分钟范围数据文件内，分别分配给位置记录217的编号，基于下述(数学式1)计算得到。接着，基于该位置记录编号，存储起始UTC时刻217a等各种数据。

位置记录编号＝序列编号/10/1000/60/10+1···(数学式1)

另外，序列编号是从采样开始时刻(基准时间)开始，在规定的采样周期内利用控制设备51～5n每次获取过程数据时向上计数得到的连续编号。这里，由控制设备51～5n获取过程数据的采样周期例如设定为0.1(ms)。

图4是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的10分钟范围数据文件230的一个示例的图。

如图4所示，10分钟范围数据文件230具备：包含10分钟范围数据文件的固定信息的主头文件233、包含10分钟范围数据文件的扩展信息的外部头文件225、以及包含有10分钟范围的过程数据的上下限值等的块数据237。

主头文件233包括：作为固定值的版本号233a、表示10分钟范围数据文件230的文件种类的文件类型233b、表示外部头文件235的大小的外部头文件大小233c、表示位置记录217的条数的记录条数233d、表示位置记录217的大小的记录大小233e、以及确保作为对准用的区域的未使用233f。

外部头文件235包括：表示10分钟范围数据文件230所存储的块大小的10分钟范围数据文件块大小235a、以及表示10分钟范围数据文件230的文件编号的文件编号235b。

块数据237具有：包含块数据237的固定信息的块内头文件237a、以及包含每个项目编号的10分钟范围的过程数据的上下限值等的10分钟范围数据237b。这里，项目编号是指唯一识别例如控制设备51～5n所获取的项目、例如作为各监视对象物61～6p的轧机的冲压等项目的作为唯一的编号而分配的编号。

图5是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的10分钟范围数据文件230的块数据237的一个示例的图。

如图5所示，块内头文件237a包括：表示块数据237的起始时刻(第一基准时间)的起始UTC时刻237a1、表示到1/10毫秒为止的起始UTC时刻237a1的时刻数据即起始UTC1/10毫秒237a2、用于确保作为数据存储的备用区域的未使用237a3、表示除块内头文件237a的大小以外的块数据237的大小的块数据大小237a4、表示块内头文件237a的大小的块内头文件大小237a5、表示块数据237内的10分钟范围数据237b的项目个数的块项目数237a6、以及用于确保作为数据存储的备用区域的未使用237a7。

此外，对于每个项目编号，10分钟范围数据237b包括：表示10分钟范围数据237b的起始的过程数据的起始值237b1、表示10分钟范围数据237b的最末尾的过程数据的最终值237b2、表示10分钟范围数据237b的范围内的上限值的上限值237b3、以及表示10分钟范围数据237b的范围内的下限值的下限值237b4。

因此，由于块数据237在每个从采样开始时刻(基准时间)起的10分钟(第一期间)内，对从控制设备51～5n获取到的10分钟(第一期间)的各种数据进行存储，因此起始的块数据237中所包含的起始UTC时刻237a1成为采样开始时刻(基准时间)。

另外，作为第一基准时间，可以使用利用起始UTC时刻237a1和起始UTC1/10毫秒237b2准确表示的到1/10毫秒单位为止的10分钟范围数据文件230的起始时刻(第一基准时间)，也可以使用仅利用起始UTC时刻237a1表示的10分钟范围数据文件230的起始时刻(第一基准时间)。

由此，范围数据存储部113a在每个从采样开始时刻(基准时间)起的10分钟(第一期间)内，将从控制设备51～5n获取的10分钟(第一期间)的过程数据的上限值及下限值与10分钟(第一期间)的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为10分钟范围数据文件230(第一范围数据)进行存储。

图6是用于说明存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的10分钟范围数据位置文件210与10分钟范围数据文件230之间的数据关联性的图。

如图6所示，存储控制部111a基于10分钟范围数据位置文件210中所存储的数据，能够在10分钟范围数据文件230中存储数据。

具体而言，CPU111的存储控制部111a如上述那样，使用(数学式1)，在10分钟范围数据文件230内计算出分配给位置记录217的位置记录编号。接着，基于所计算出的位置记录编号，能够在10分钟范围数据文件230中存储块数据237。

图7是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的1分钟范围数据位置文件250的一个示例的图。

如图7所示，1分钟范围数据位置文件250具有：包含1分钟范围数据位置文件的固定信息的主头文件253、包含1分钟范围数据位置文件250的扩展信息的外部头文件255、以及包含1分钟范围数据位置文件250的位置信息的位置记录257。

主头文件253包括：作为固定值的版本号253a、表示1分钟范围数据位置文件250的文件种类的文件类型253b、表示外部头文件255的大小的外部头文件大小253c、表示位置记录257的条数的记录条数253d、表示位置记录257的大小的记录大小253e、以及确保作为数据存储的备用区域的未使用253f。

外部头文件255具有1分钟范围数据文件块大小255a，该1分钟范围数据文件块大小255a表示存储1分钟范围数据文件230的块大小。

位置记录257包括：起始UTC时刻257a，该起始UTC时刻257a表示1分钟范围数据文件的起始时刻(第二基准时间)；起始UTC1/10毫秒257b，该起始UTC1/10毫秒257b是表示到1/10毫秒为止的起始UTC时刻257a的时刻数据；1分钟范围数据文件编号257c，该1分钟范围数据文件编号257c表示1分钟范围数据的文件编号；1分钟范围数据文件块位置257d，该1分钟范围数据文件块位置257d表示存储1分钟范围数据文件的起始开始的位置；1分钟范围数据块项目数257e，该1分钟范围数据块项目数257e表示1分钟范围数据内的块数据的项目个数；以及未使用257f，该未使用257f用于确保作为数据存储的备用区域。

因此，由于位置记录257在每个从采样开始时刻(基准时间)起的1分钟(第二期间)内，对从控制设备51～5n获取到的1分钟(第二期间)的各种数据进行存储，因此起始的位置记录257中所包含的起始UTC时刻257a成为采样开始时刻(基准时间)。

此外，此处的位置记录编号是指在1分钟范围数据文件内，分配给位置记录257的编号，基于上述(数学式1)计算得到。

由此，范围数据存储部113a在每个从采样开始时刻(基准时间)起的1分钟(第二期间)内，将从控制设备51～5n所获取的1分钟(第二期间)的过程数据的上限值及下限值与1分钟(第二期间)的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为1分钟范围数据文件270(第二范围数据)进行存储。

图8是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的1分钟范围数据文件270的一个示例的图。

如图8所示，1分钟范围数据文件270具备：包含1分钟范围数据文件的固定信息的主头文件273、包含1分钟范围数据文件的扩展信息的外部头文件275、以及包含1分钟范围的过程数据的上下限值等的块数据277。

主头文件273包括：作为固定值的版本号273a、表示1分钟范围数据文件270的文件种类的文件类型273b、表示外部头文件275的大小的外部头文件大小273c、表示位置记录217的条数的记录条数273d、表示位置记录217的大小的记录大小273e、以及确保作为对准用的区域的未使用273f。

外部头文件275包括：表示1分钟范围数据文件内所存储的块数据的大小的1分钟范围数据文件块大小275a、以及表示1分钟范围数据文件的文件编号的文件编号275b。

块数据277具有：包含块数据277的固定信息的块内头文件277a、以及包含每个项目编号的10分钟部分的1分钟范围的过程数据的上下限值等的10分钟部分1分钟范围数据277b。

图9是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的1分钟范围数据文件270的块数据277的一个示例的图。

如图9所示，块内头文件277a包括：表示块数据277的起始时刻(第二基准时间)的起始UTC时刻277a1、表示到1/10毫秒为止的起始UTC时刻277a1的时刻数据即起始UTC1/10毫秒277a2、用于确保作为数据存储的备用区域的未使用277a3、表示除块内头文件277a的大小以外的块数据237的大小的块数据大小277a4、表示块内头文件277a的大小的块内头文件大小277a5、表示块数据277内的1分钟范围数据277b的个数的块项目数277a6、以及用于确保作为数据存储的备用区域的未使用277a7。

因此，由于块数据717在每个从采样开始时刻(基准时间)起的1分钟(第二期间)内，对从控制设备51～5n获取到的1分钟(第二期间)的各种数据进行存储，因此起始的块数据277中所包含的起始UTC时刻277a1成为采样开始时刻(基准时间)。

另外，作为第二基准时间，可以使用利用起始UTC时刻277a1和起始UTC1/10毫秒277b1准确表示的到1/10毫秒单位为止的1分钟范围数据文件250的起始时刻(第二基准时间)，也可以使用仅利用起始UTC时刻277a1表示的1分钟范围数据文件250的起始时刻(第二基准时间)。

此外，10分钟部分1分钟范围数据277b对于每个项目编号分别具有1分钟范围数据277b1。

1分钟范围数据277b1包括：表示1分钟范围数据277b1的起始的过程数据的起始值277b11、表示1分钟范围数据277b1的最末尾的过程数据的最终值277b12、表示1分钟范围数据277b1的范围内的上限值的上限值277b13、以及表示1分钟范围数据277b1的范围内的下限值的下限值277b14。

图10是用于说明存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的范围数据存储部113a中的1分钟范围数据位置文件250与1分钟范围数据文件270之间的数据关联性的图。

如图10所示，存储控制部111a基于1分钟范围数据位置文件250中所存储的数据，能够在1分钟范围数据文件270中存储数据。

具体而言，CPU111的存储控制部111a如上述那样，使用(数学式1)，在1分钟范围数据文件250内计算出分配给位置记录257的位置记录编号。接着，基于所计算出的位置记录编号，能够在1分钟范围数据文件270中存储块数据277。

采样数据存储部113b对采样数据文件290进行存储。

图11是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的采样数据存储部113b中的采样数据文件290的一个示例的图。

如图11所示，采样数据文件290具有：包含采样数据文件290的固定信息的主头文件293、包含采样数据文件290的扩展信息的外部头文件295、以及包含过程数据的分钟数据297。

主头文件293包括：作为固定值的版本号293a、表示采样数据文件290的文件种类的文件类型293b、表示外部头文件295的大小的外部头文件大小293c、表示分钟数据297的条数的记录条数293d、表示分钟数据297的大小的记录大小293e、以及确保作为对准用的区域的未使用293f。

外部头文件295包括：采样基准计数器295a，该采样基准计数器295a表示开始记录10分钟部分的采样数据文件290时的序列编号；以及压缩后大小295b，该压缩后大小295b表示分别对分钟数据297进行压缩后的大小。

分钟数据297具有：包含分钟数据297的固定信息的1分钟外部头文件297a、以及表示项目数据的项目数据297b。

图12是表示存储在本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1所具备的存储部113的采样数据存储部113b中的分钟数据297的一个示例的图。

如图12所示，分钟数据297包括1分钟外部头文件297a和项目数据297b。

1分钟外部头文件297a包括表示项目数据297b的登录个数的记录数297a1、以及表示项目数据297b的大小的项目数据大小297a2。

项目数据297b具有：包含项目数据297b的固定信息的项目外部头文件297b、表示从采样开始时刻(基准时间)开始到过程数据发生变化的时刻为止所经过的时间的偏移数据297b1、表示在过程数据发生变化的时刻的过程数据的变化点数据297b2。

由此，采样数据存储部113b将从控制设备51～5n获取到的随时间变化的过程数据与从采样开始时刻(基准时间)起经过的时间建立关联，并作为采样数据文件290进行存储。

<数据管理装置1的动作>

接着，参照流程图，对本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1的检索处理进行说明。

图13是表示本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1的检索处理的处理步骤的流程图。

如图13所示，首先，若用户通过操作数据管理装置1的键盘13、鼠标14等来请求检索(步骤S101)，则数据管理装置1开始进行检索处理。具体而言，在将检索对象的范围(例如、2012年1月～2013年1月)、项目编号、检索方式作为检索条件来请求检索后，数据管理装置1的提取部111d开始进行检索处理。

首先，提取部111d将“1”作为初始值代入计数器n、k(步骤S103)。

接着，第一判定部111b读取第n个10分钟范围数据(步骤S105)。具体而言，第一判定部111b读取存储部113的范围数据存储部113a中所存储的10分钟范围数据文件230中的、在检索条件所指定的检索对象范围内的第n个10分钟范围数据文件230。

接着，第一判定部111b判定是否包含在第n个10分钟范围数据上下限值内(步骤S107)。具体而言，第一判定部111b判定所读取的第n个10分钟范围数据中的满足检索条件所包含的项目编号、检索方式的过程数据是否包含在10分钟范围数据237b的上限值237b3和下限值237b4之间。

在步骤S107中，在判定为包含在第n个10分钟范围数据上下限值之间的情况下(是的情况)，第二判定部111c读取第k个1分钟范围数据(步骤S109)。具体而言，第二判定部111c读取存储部113的范围数据存储部113a中所存储的1分钟范围数据文件270中的、在检索条件所指定的检索对象范围内的第k个1分钟范围数据文件270。

接着，第二判定部111c判定是否包含在第k个1分钟范围数据上下限值之间(步骤S111)。具体而言，第二判定部111c判定所读取的第k个1分钟范围数据中的满足检索条件所包含的项目编号、检索方式的过程数据是否包含在1分钟范围数据277b1的上限值277b13和下限值277b14之间。

在步骤S111中，在判定为包含在第k个1分钟范围数据上下限值之间的情况下(是的情况)，提取部111d提取采样数据(步骤S113)。具体而言，提取部111d从采样数据存储部113b的采样数据文件290中提取出与第k个1分钟范围数据相对应的过程数据，即：从第k个起始UTC时刻277a1所表示的时刻开始的相当于1分种的变化点数据297b2中提取出满足检索方式的变化点数据。接着，提取部111d将与提取出的变化点数据297b2相对应的经过时间即偏移数据287b1和提取出的变化点数据297b2作为采样数据进行提取。

接着，提取部111d判定第n个10分钟范围数据的检索是否结束(步骤S115)。

在步骤S115中，在判定为第n个10分钟范围数据的检索没有结束的情况下(否的情况)，提取部111d对计数器k进行递增(步骤S117)。

另一方面，在步骤S115中，在判定为第n个10分钟范围数据的检索已结束的情况下(是的情况)，提取部111d将处理转移至步骤S119。由此，完成第n个10分钟范围数据内的1分钟范围数据的检索。

接着，在步骤S1115中，在判定为第n个10分钟范围数据的检索已结束的情况下(是的情况)，提取部111d对检索对象的10分钟范围数据的检索是否结束进行判定(步骤S119)。

在步骤S119中，在判定为检索对象的10分钟范围数据的检索没有结束的情况下(否的情况)，提取部111d对计数器n进行递增，并将“1”代入计数器k(步骤S121)。

另一方面，在步骤S119中，在判定为检索对象的10分钟范围数据的检索已结束的情况下(是的情况)，提取部111d结束检索处理。由此，完成作为检索对象的10分钟范围数据的所有检索。

由此，根据本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1，包括：第一判定部111b，该第一判定部111b在请求检索过程数据的情况下，对满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在第一范围数据的上限值到下限值内进行判定；第二判定部111c，该第二判定部111c在由第一判定部111b判定为包含在第一范围数据的上限值到下限值内的情况下，对满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在第二范围数据的上限值到下限值内进行判定；以及提取部111d，该提取部111d在由第二判定部111c判定为包含在第二范围数据的上限值到下限值内的情况下，从采样数据存储部113b中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的采样数据，因此能够对包含满足检索条件的过程数据的采样数据进行高速地检索。

图14是说明本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1的检索处理的图。这里，以从项目编号为“1”的过程数据中提取出值为“-400”以下的过程数据为例进行说明。

如图14所示，第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围300内的最初的10分钟范围数据301。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据301中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“-400”以下的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据301的上限值为“400”，下限值为“-100”，因此，提取部111d判定为10分钟范围数据301中没有满足检索条件的过程数据。

然后，第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围300内的下一个的10分钟范围数据302。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据302中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“-400”以下的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据302的上限值为“300”，下限值为“-450”，因此，提取部111d判定为10分钟范围数据302中存在满足检索条件的过程数据。

因此，第二判定部111c读取10分钟范围数据302中最初的1分钟范围数据311。接着，第二判定部111c对该读取到的1分钟范围数据311中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“-400”以下的过程数据进行判定。这里，1分钟范围数据311的上限值为“200”，下限值为“-50”，因此，提取部_111d判定为1分钟范围数据311中没有满足检索条件的过程数据。

于是，第二判定部111c对于1分钟范围数据312～1分钟范围数据320，也同样地对检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“-400”以下的过程数据进行判定。

这里，在图14所示的示例中，1分钟范围数据315的上限值为“200”，下限值为“-450”，因此，第二判定部111c判定为1分钟范围数据315中存在满足检索条件的过程数据。

此外，1分钟范围数据316的上限值为“-150”，下限值为“-450”，因此，第二判定部111c判定为1分钟范围数据316中存在满足检索条件的过程数据。

因此，提取部111d从采样数据存储部113b的采样数据文件290中提取出从该1分钟范围数据315、316的起始UTC时刻277a1所表示的时刻开始的相当于1分钟的变化点数据297b2中的值为“-400”以下的变化点数据。接着，提取部111d将与提取出的变化点数据297b2相对应的经过时间即偏移数据287b1和提取出的变化点数据297b2作为采样数据来进行提取。

然后，提取部111d读取检索条件所指定的检索对象范围300内的再下一个10分钟范围数据303。并且，提取部111d对该读取到的10分钟范围数据303中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“-400”以下的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据303的上限值为“100”，下限值为“-50”，因此，提取部111d判定为10分钟范围数据301中没有满足检索条件的过程数据。

在图14所示的示例中，示出了项目为1个的情况下的检索处理的一个示例，但项目并不限于一个。

图15A、图15B是说明本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1中项目为2个情况下的检索处理的一个示例的图。这里，以从项目编号为“1”的过程数据中提取出值为“0”以下的过程数据，以及从项目编号为“2”的过程数据中提取出值为“200”以上的过程数据的情况为例进行举例说明。

如图15A、图15B所示，第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围300内的最初的10分钟范围数据301。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据301中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“0”以下的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据301的上限值为“400”，下限值为“-100”，因此，提取部111d判定为10分钟范围数据301中存在满足检索条件的过程数据。

由于10分钟范围数据301中存在满足检索条件的过程数据，因此第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围400内的最初的10分钟范围数据401。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据401中、检索条件所包含的项目编号“2”中是否存在值为“200”以上的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据401的上限值为“100”，下限值为“-100”，因此，第一判定部111b判定为10分钟范围数据301中没有满足检索条件的过程数据。

因此，第一判定部111b判定为在最初的10分钟范围数据中没有满足检索条件的过程数据。

然后，第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围300内的下一个的10分钟范围数据302。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据302中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“0”以下的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据302的上限值为“300”，下限值为“-450”，因此，第一判定部111b判定为10分钟范围数据302中存在满足检索条件的过程数据。

由于10分钟范围数据302中存在满足检索条件的过程数据，因此第一判定部111b读取检索条件所指定的检索对象范围400内的下一个的10分钟范围数据402。接着，第一判定部111b对该读取到的10分钟范围数据402中、检索条件所包含的项目编号“2”中是否存在值为“200”以上的过程数据进行判定。这里，10分钟范围数据402的上限值为“450”，下限值为“-200”，因此，第一判定部111b判定为10分钟范围数据302中存在满足检索条件的过程数据。

因此，第二判定部111c在读取10分钟范围数据302中最初的1分钟范围数据311的同时，还读取10分钟范围数据402中最初的1分钟范围数据411。接着，第二判定部111c对该读取到的1分钟范围数据311中、检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“0”以下的过程数据进行判定，并且对该读取到的1分钟范围数据411中、检索条件所包含的项目编号“2”中是否存在值为“200”以上的过程数据进行判定。

这里，在图15A、图15B所示的示例中，1分钟范围数据311的上限值为“200”、下限值为“-50”，1分钟范围数据411的上限值为“50”、下限值为“-100”，因此，第二判定部111c判定为1分钟范围数据311、411中没有满足检索条件的过程数据。

于是，第二判定部111c对于1分钟范围数据312～1分钟范围数据320，也同样地对检索条件所包含的项目编号“1”中是否存在值为“0”以下的过程数据进行判定，并对于1分钟范围数据412～1分钟范围数据420，也同样地对检索条件所包含的项目编号“2”中是否存在值为“200”以上的过程数据进行判定。

这里，在图15A、图15B所示的示例中，1分钟范围数据315的上限值为“200”、下限值为“-450”，1分钟范围数据415的上限值为“450”、下限值为“150”，因此，第二判定部111c判定为1分钟范围数据315、415中存在满足检索条件的过程数据。

此外，1分钟范围数据316的上限值为“-150”、下限值为“-450”，1分钟范围数据416的上限值为“450”、下限值为“-200”，因此，第二判定部111c判定为1分钟范围数据316、416中没有满足检索条件的过程数据。

因此，提取部111d从采样数据存储部113b的采样数据文件290中提取出从该1分钟范围数据315、316、415、416的起始UTC时刻277a1所表示的时刻开始的相当于1分钟的变化点数据297b2中的项目1的值为“0”以下且项目2的值为“200”以上的变化点数据。接着，提取部111d将与提取出的变化点数据297b2相对应的经过时间即偏移数据287b1和提取出的变化点数据297b2作为采样数据进行提取。

如上所述，根据本发明的实施方式1所涉及的数据管理装置1，包括：第一范围数据存储部21，该第一范围数据存储部21将每个从基准时间开始的第一期间内从控制设备51～5n获得的过程数据的上限值和下限值与第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据进行存储；第二范围数据存储部22，该第二范围数据存储部22将每个从基准时间开始的比第一期间要短的第二期间内从控制设备51～5n获得的过程数据的上限值和下限值与第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据进行存储；采样数据存储部113b，该采样数据存储部113b将从控制设备51～5n获得的随时间变化的过程数据与从基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据进行存储；以及存储控制部111b，该存储控制部111b基于从控制设备51～5n获得的过程数据，对每个第一期间生成第一范围数据，并将该生成的第一范围数据存储到第一范围数据存储部21，对每个第二期间生成第二范围数据，并将该生成的第二范围数据存储到第二范围数据存储部22，对每个第二期间生成采样数据，并将该生成的采样数据存储到采样数据存储部113b，因此能够将大量的过程数据存储到相对较少的存储区域中，并且能够对所存储的过程数据进行高速地检索。

标号说明

1 数据管理装置

8 控制网络

11 装置主体

12 监视器

13 键盘

14 鼠标

21 第一范围数据存储部

22 第二范围数据存储部

51～5n 控制设备

61～6p 监视对象物

111 CPU

111a 存储控制部

111b 第一判定部

111c 第二判定部

111d 提取部

112 存储器

113 存储部

113a 范围数据存储部

113b 采样数据存储部

工业上的实用性

本发明可适用于监视车间的在线数据管理系统等。

Claims (4)

1.一种数据管理装置，其特征在于，包括：

第一范围数据存储部，该第一范围数据存储部将每个从基准时间开始的第一期间内从监视对象获得的过程数据的上限值和下限值与所述第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据进行存储；

第二范围数据存储部，该第二范围数据存储部将每个从所述基准时间开始的比所述第一期间要短的第二期间内从所述监视对象获得的所述过程数据的上限值和下限值与所述第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据进行存储；

采样数据存储部，该采样数据存储部将从所述监视对象获得的随时间变化的所述过程数据与从所述基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据进行存储；以及

存储控制部，该存储控制部基于从所述监视对象获得的过程数据，对每个所述第一期间生成所述第一范围数据，并将该生成的所述第一范围数据存储到所述第一范围数据存储部，对每个所述第二期间生成所述第二范围数据，并将该生成的所述第二范围数据存储到所述第二范围数据存储部，对每个所述第二期间生成所述采样数据，并将该生成的所述采样数据存储到所述采样数据存储部。

2.如权利要求1所述的数据管理装置，其特征在于，还包括：

第一判定部，该第一判定部在请求对所述过程数据进行检索的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内；

第二判定部，该第二判定部在由所述第一判定部判定为包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内；以及

提取部，该提取部在由所述第二判定部判定为包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从所述采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的所述采样数据。

3.一种数据管理方法，其特征在于，包括：

第一范围数据存储步骤，在该第一范围数据存储步骤中，将每个从基准时间开始的第一期间内从监视对象获得的过程数据的上限值和下限值与所述第一期间的开始时刻即第一基准时间建立关联，并作为第一范围数据存储到第一范围数据存储部；

第二范围数据存储步骤，在该第二范围数据存储步骤中，将每个从所述基准时间开始的比所述第一期间要短的第二期间内从所述监视对象获得的所述过程数据的上限值和下限值与所述第二期间的开始时刻即第二基准时间建立关联，并作为第二范围数据存储到第二范围数据存储部；以及

采样数据存储步骤，在该采样数据存储步骤中，将从所述监视对象获得的随时间变化的所述过程数据与从所述基准时间开始所经过的经过时间建立关联，并作为采样数据存储到采样数据存储部。

4.如权利要求3所述的数据管理方法，其特征在于，还包括：

第一判定步骤，在该第一判定步骤中，在请求对所述过程数据进行检索的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内；

第二判定步骤，该第二判定步骤中，在由所述第一判定步骤判定为包含在所述第一范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，判定满足请求检索的检索条件的过程数据是否包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内；以及

提取步骤，在该提取步骤中，在由所述第二判定步骤判定为包含在所述第二范围数据的上限值到下限值的范围内的情况下，从所述采样数据存储部中提取出包含满足请求检索的检索条件的过程数据的所述采样数据。