CN109542079A - 信息收集系统、系统收集中介设备、信息收集中介方法和记录介质 - Google Patents

信息收集系统、系统收集中介设备、信息收集中介方法和记录介质 Download PDF

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Abstract

信息收集系统收集与(i)连接至控制网络的控制器和(ii)连接至信息网络的主机设备相关的信息，并包括管理设备和信息收集中介设备，信息网络的级别高于控制网络的级别。管理设备连接至信息网络，收集与主机设备相关的信息，向信息网络传送与控制器相关的信息的获取请求，并管理所收集的与主机设备相关的信息以及与控制器相关的信息。信息收集中介设备连接至控制网络和信息网络，在考虑到用于指示控制网络和控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于获取请求来收集与控制器相关的信息，并将所收集的信息发送到管理设备。

Description

信息收集系统、系统收集中介设备、信息收集中介方法和记录 介质
技术领域
本发明涉及信息收集系统、系统收集中介设备、信息收集中介方法和记录介质。
背景技术
在企业或工厂等(在下文中将它们简称为“工厂”)中，由于组建了用于控制工业过程中的状态量(例如，压力、温度和流量)的过程控制系统，所以实现了先进的自动化操作。在这种过程控制系统中，通常被称为就地设备的现场设备(传感器和致动器)以及用于控制现场设备的控制器通过通信装置连接，并且控制器收集由现场设备获取的过程值(例如，压力、温度和流量的测量值)以运行(控制)现场设备，使得状态量处于控制之下。
为了在等于或长于工厂的运行时段(例如，30年以上)的长时间段内的安全且灵活的运行，需要过程控制系统。在这种过程控制系统中，构成过程控制系统的组件由于工厂内设置的设施的劣化、过程或材料的变化、效率提高或过程控制系统的功能的维护和改进而频繁地变化(例如，设备替换以及软件版本更新)。因此，重要的是，需要持续地收集并管理与构成过程控制系统的组件(例如，过程控制系统中使用的现场设备、控制器、网络和程序)有关的最新信息，以便能够在长时段内实现过程控制系统的灵活运行。
JP-B-5652444公开了一种包括规格信息数据库和实际状态信息提取设备的维护辅助系统，规格信息数据库存储用于指示过程控制系统的规格的规格信息，实际状态信息提取设备提取用于指示过程控制系统的实际状态的实际状态信息。在过程控制系统中，由实际状态信息提取设备提取的实际状态信息与规格信息数据库的规格信息相比较，以输出用于指示比较结果的信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
需要在不会影响作为过程控制系统的主过程的过程控制时的时刻收集与构成过程控制系统的组件有关的信息(在下文中被称为“附属信息”)。例如，当例如引入、扩展、翻新或定期检查系统时，在过程控制系统没有完全运行时的时刻收集附属信息。在这种情况下，能够收集信息的时刻仅限于特定时刻。
影响的示例例如包括由于附属信息的收集而引起的过程控制系统的负荷的增加和作为主过程的过程控制的运行速率的降低或者过程控制的响应能力和实时性能的降低。
也可以在过程控制系统完全运行时收集附属信息。在这种情况下，例如在生产设施进入稳定运行状态之后执行收集。然而，设备的生产效率降低。
另外，由于过程控制系统设置有用于分别控制不同设施的多个设备，所以附属信息的收集取决于设施的运行状态，且在不同的时刻执行。因此，当在过程控制系统的满负荷运行期间收集附属信息时，可能由于用于设备的不同时刻而在设备之间存在附属信息的不一致性。特别地，在分析整个过程控制系统的信息时，可能出现不一致性。
本发明是鉴于上述问题提出的，且本发明的目的在于提供一种能够在不影响过程控制的情况下在任意时刻收集具有信息一致性的附属信息的信息收集系统、信息收集中介设备、信息收集中介方法以及记录介质。
解决问题的方案
为解决上述问题而提出本发明。本发明的一个方面提供了一种信息收集系统，所述信息收集系统用于用于收集与过程控制系统中包括的(i)控制器和(ii)主机设备相关的信息，所述控制器连接到控制网络，所述主机设备连接到信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别。所述信息收集系统包括管理设备和信息收集中介设备。所述管理设备连接至所述信息网络，收集与所述主机设备相关的信息，向所述信息网络传送与所述控制器相关的信息的获取请求，并管理所收集的与所述主机设备相关的信息以及通过传送所述获取请求获得的与所述控制器相关的信息。所述信息收集中介设备连接至所述控制网络和所述信息网络，在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述管理设备的所述获取请求来收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息发送到所述管理设备。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，基于所述控制网络和所述控制器中的至少一者的所述能力信息，所述信息收集中介设备对一次收集与所述控制器相关的信息的信息量和收集与所述控制器相关的信息的时刻中的至少一者进行调节。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述信息收集中介设备通过划分并收集与所述控制器相关的信息来调节所述信息量，组合所收集的被划分的信息，并将组合后的信息传送到所述管理设备。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述信息收集中介设备向所述管理设备传送用于指示先前收集的与所述控制器相关的信息和当前收集的与所述控制器相关的信息之间的差异的差异信息。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，在所述当前收集的信息与所述先前收集的信息相同时，所述信息收集中介设备输出用于指示中介请求被正常接收的确认信息。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述控制器连接到现场网络，在考虑到用于指示所述现场网络和连接到所述现场网络的现场设备中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述信息收集中介设备的获取请求来收集与所述现场设备相关的信息，并将所收集的与所述现场设备相关的信息发送到所述信息收集中介设备。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述信息收集中介设备在考虑到用于指示所述控制网络和连接到所述控制网络的现场设备中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述管理设备的获取请求来收集与所述现场设备相关的信息，并将所收集的与所述现场设备相关的信息发送到所述管理设备。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述能力信息包括以下项中的至少一者：所述控制网络中的用于与所述控制器相关的信息的通信的通信负荷、所述控制器中的用于与所述控制器相关的信息的收集的处理负荷、与所述控制器的负荷抑制功能有关的信息以及用于指示所述控制器不具有所述负荷抑制功能的信息。
在根据本发明的一个方面的所述信息收集系统中，所述信息收集中介设备被配置成在维持所述过程控制系统的运行的同时被引入到所述主机设备中。
本发明的一个方面提供了一种与过程控制系统中的控制网络和信息网络连接的信息收集中介设备，所述过程控制系统包括(i)控制器和(ii)主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别。所述信息收集中介设备在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于经由所述信息网络传送的信息获取请求来收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
本发明的一个方面提供了一种利用与过程控制系统中的控制网络和信息网络连接的计算机的信息收集中介方法，所述过程控制系统包括(i)控制器和(ii)主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别。所述信息收集中介方法包括：在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下，基于经由所述信息网络传送的信息获取请求，收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
本发明的一个方面提供了一种计算机上的具有信息收集中介程序的非暂时性计算机可读记录介质，所述计算机连接到过程控制系统中的控制网络和信息网络，所述过程控制系统包括(i)控制器和(ii)主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别。所述信息收集中介程序执行：在考虑到用于指示所述控制网络和/或所述控制器的能力的能力信息的情况下，基于经由所述信息网络传送的信息获取请求，收集与所述控制器相关的信息，并且将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
发明效果
根据本发明，能够在没有影响过程控制的情况下在任一时刻收集具有信息一致性的附属信息。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统的整体配置的示意图；
图2是示出根据本发明的第一实施例的通过信息收集系统的控制PC收集附属信息的过程的示意图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统的控制PC的操作的流程；
图4是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统的控制PC的操作的流程；以及
图5是示出根据本发明的第二实施例的信息收集系统的整体配置的示意图。
具体实施方式
<第一实施例>
在下文中，将说明本发明的第一实施例。
信息收集系统的配置
在下文中将参照附图说明信息收集系统1a的配置。
图1是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a的整体配置的示意图。根据本实施例的信息收集系统1a收集与(被安装在工厂中的)过程控制系统中的控制器和用于控制控制器的控制设备有关的信息。在本实施例中，由过程控制系统控制的过程是产品生产过程，且过程控制系统是生产系统(未图示)。
如图1所示，信息收集系统1a包括管理PC 10、多个控制PC 20a、控制PC 20b、工程PC 25、多个控制器30a、信息网络N1和控制网络N2。
在生产系统(未图示)中，在作为运行管理设备的控制PC 20a和控制PC 20b的监控下，多个控制器30a控制分别与控制器30a连接的诸如传感器和致动器等现场设备(未图示)，使得在工厂中实现的工业过程(生产过程)处于控制之下。
如图1所示，管理PC 10经由信息网络N1以能够通信的方式分别连接至控制PC20a、控制PC 20b和工程PC 25。信息网络N1例如被安装在工厂的监控室中。
如图1所示，控制器30a经由控制网络N2以能够通信的方式分别连接至控制PC20a、控制PC 20b和工程PC 25。控制网络N2例如连接工厂和监控室的活动站点，从而进行实时通信。
尽管在图1中简化地示出了信息网络N1和控制网络N2，但这些网络事实上由例如网络开关构成。信息网络N1和控制网络N2可以是有线网络或无线网络或二者的组合。
管理PC 10(管理设备)管理整个信息收集系统1a的附属信息。管理PC 10例如是个人计算机(PC)。管理PC 10也可以是PC之外的信息处理设备，例如，通用计算机或平板型小型信息终端。
如图1所示，管理PC 10连接至信息网络N1。管理PC 10包括附属信息更新单元100和附属信息DB(数据库)101。
经由信息网络N1，附属信息更新单元100分别向下文描述的控制PC 20a的附属信息收集单元200和控制PC 20b的附属信息收集单元200传送用于指示附属信息收集请求的信息(在下文中被简称为“收集请求”)。以此方式，附属信息更新单元100能够收集与控制PC20a和控制PC 20b中的每一者有关的最新附属信息。
另外，附属信息更新单元100定期地(例如，每周)向控制PC 20a和控制PC 20b传送收集请求。
附属信息更新单元100经由信息网络N1向下文描述的控制PC 20b的附属信息收集中介单元201传送用于指示附属信息收集中介请求的信息(在下文中被称为“中介请求”)。以此方式，附属信息更新单元100能够经由附属信息收集中介单元201收集与每个控制器30a有关的最新附属信息。
附属信息更新单元100利用控制PC 20a、控制PC 20b和控制器30a的最新附属信息来更新附属信息DB 101中存储的先前收集的附属信息。
附属信息DB 101存储由附属信息更新单元100收集的附属信息。附属信息DB 101包括诸如硬盘驱动器(HDD)、闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取读/写存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或这些存储介质的组合等存储介质。
附属信息用于生产系统(未图示)的管理(例如，维护)。具体地，管理PC 10收集与控制PC 20a、控制PC 20b和控制器30a有关的以下附属信息。
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b的设备配置、版本、型号和标识号的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b的设置内容、安装内容以及这些内容的改变历史的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b中使用的端口号的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b中使用的OS及其版本的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b中使用的固件及其版本的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b中使用的应用程序及其版本、大小、用户账号和安全设置的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b上应用的补丁程序及其版本的信息
·用于指示控制PC 20a和控制PC 20b的屏幕设置的信息
·用于指示控制器30a的设备配置、版本、型号和标识号的信息
·用于指示控制器30a的设置内容、安装内容以及这些内容的改变历史的信息
·用于指示控制器30a中使用的端口号的信息
·用于指示控制器30a中使用的控制程序及其版本的信息
·控制器30a中使用的控制程序的源代码(必要时)
如图1所示，控制PC 20a(主机设备)连接至信息网络N1和控制网络N2。控制PC 20a监控并管理控制器30a和与控制器30a连接的现场设备(未图示，例如传感器)。具体地，控制PC 20a通过经由控制网络N2与控制器30a交换参数来运行并监控现场设备。例如，控制PC20a从控制器30a获取被设置在现场设备(未图示)中的参数，以获得当前测量条件，并向控制器30a设置现场设备(未图示)中的新参数，以改变测量条件。此外，控制PC 20a向控制器30a提供诸如致动器等现场设备(未图示)的设置值和运行量，以执行控制。
控制PC 20a例如是个人计算机(PC)。控制PC 20a也可以是PC之外的信息处理设备，例如通用计算机或平板型小型信息终端。每个控制PC 20a包括诸如键盘或点击设备等输入设备(未图示)和诸如液晶显示器等显示设备(未图示)。控制PC 20a在显示设备上显示现场设备(未图示)和控制器30a的监控结果，以向例如操作人员(工厂操作人员)提供用于指示工厂状态的信息，并基于操作人员等经由输入设备(未图示)输入的指令控制控制器30a。
如图1所示，每个控制PC 20a包括附属信息收集单元200。
附属信息收集单元200获取经由信息网络N1从管理PC 10的附属信息更新单元100传送的收集请求。附属信息收集单元200基于所获取的收集请求来收集与相应的控制PC20a有关的附属信息。附属信息收集单元200经由信息网络N1将所收集的附属信息传送到管理PC 10的附属信息更新单元100。这里，附属信息收集单元200控制负荷，以便不向控制PC20a的其它应用施加负荷。
如图1所示，控制PC 20b(主机设备和信息收集中介设备)连接至信息网络N1和控制网络N2。相对于上述控制PC 20a的配置，在控制PC 20b中添加有信息收集中介单元201和工程DB 202。
下文将说明图1所示的工程DB 202和工程PC 25的配置。
附属信息收集中介单元201获取经由信息网络N1从管理PC 10的附属信息更新单元100传送的中介请求。一旦获取中介请求，附属信息收集中介单元201经由控制网络N2将用于指示附属信息收集请求的收集请求分别传送到下文描述的控制器30a的附属信息收集单元300。以此方式，附属信息收集中介单元201能够收集与每个控制器30a有关的最新附属信息。
附属信息收集中介单元201经由信息网络N1将所收集的附属信息传送到管理PC10的附属信息更新单元100。
附属信息收集中介单元201存储用于指示控制网络N2和控制器30a的能力的信息(在下文中被称为“能力信息”)。具体地，附属信息收集中介单元201存储以下能力信息。
·控制网络N2中的用于附属信息的通信的额外允许通信负荷
·控制器30a中的用于附属信息的收集的额外允许处理负荷
·与控制器30a的负荷抑制功能有关的信息或者用于指示控制器30a不具有负荷抑制功能的信息
上述“允许”是指生产系统(未图示)的过程控制(生成过程)未受影响。
在考虑到由上述能力信息指示的能力的情况下，附属信息收集中介单元201向下文描述的控制器30a的附属信息收集单元300传送收集请求。具体地，附属信息收集中介单元201通过基于例如由上述能力信息指示的能力调节收集请求的传送频率(时刻)或通过调节控制网络N2中的通信量(这通过调节被请求收集的信息量实现)来传送收集请求。
如图1所示，控制器30a连接至控制网络N2。在控制PC 20a或控制PC 20b的监控下，控制器30a控制工业过程(生产过程)中的状态量(例如，流体的流量)。具体地，例如，在控制PC 20a或控制PC 20b的监控下，控制器30a从作为传感器的现场设备(未图示)收集测量数据，基于所收集的测量数据来获得作为致动器的现场设备(未图示)的控制量，并控制作为致动器的现场设备(未图示)。
如图1所示，每个控制器30a包括附属信息收集单元300。
附属信息收集单元300获取经由控制网络200从控制PC 20b的附属信息收集中介单元201传送的收集请求。附属信息收集单元300基于所获取的收集请求来收集与相应的控制器30a有关的附属信息。附属信息收集单元300经由控制网络N2将所收集的附属信息传送到控制PC 20b的附属信息收集中介单元201。
附属信息收集单元300具有抑制由附属信息收集导致的负荷的功能，以便防止对经由控制器30a执行的过程控制(生成过程)的影响。具体地，例如，附属信息收集单元300通过控制线程优先权、抑制中央处理单元(CPU)的使用率等来抑制负荷。
附属信息收集的中介
下面将参照附图说明附属信息收集的中介。
图2是示出根据本发明的第一实施例的通过信息收集系统1a的控制PC 20b来中介附属信息收集的过程的示意图。如图2所示，工程PC 25连接至信息网络N1和控制网络N2。
工程PC 25用于维护生产系统(未图示)。工程PC 25例如是个人计算机(PC)。工程PC 25也可以是PC之外的信息处理设备，例如通用计算机或平板型小型信息终端。工程PC25包括诸如键盘或点击设备等输入设备(未图示)和诸如液晶显示器等显示设备(未图示)。工程PC 25由例如用于维护生产系统(未全部图示)的工程师运行，基于来自工程师的指令来定义生产系统(未图示)的组件(例如，控制器30a)，并设置组件的参数。
如图2所示，工程PC 25包括工程单元250。
工程单元250向控制PC 20b的工程DB 202传送上述能力信息。这里传送的能力信息用于指示控制PC 20b的附属信息收集中介单元201所中介的目标设备(即，控制器30a)和目标网络(即，控制网络N2)的能力。
尽管在上面的说明中工程单元250向控制PC 20b的工程DB 202传送能力信息，但本发明不限于此。例如，工程单元250可以向控制PC 20b的工程DB 202传送与上述组件的定义(例如，控制器30a的类型)以及这些组件的参数设置有关的信息，使得控制PC 20b的附属信息收集中介单元201基于所获取的信息来判定组件的能力，并传送收集请求。
工程DB 202存储由工程PC 25的工程单元250获取的能力信息。工程DB 202包括诸如HDD、闪存、EEPROM、RAM、ROM或这些存储介质的任意组合等存储介质。
能力信息可以由工程师输入到工程PC 25中，或者可以由工程PC 25从外部设备(DB)获取。
在工程(设备的配置或设置)的内容发生变化时进行从工程PC 25的工程单元250至控制PC 20b的工程DB 202的能力信息传送。
一旦获取中介请求，附属信息收集中介单元201通过参考工程DB 202中存储的能力信息来指定目标设备以及目标设备的能力。
如图2所示，例如，基于被指定的控制器30a的能力，附属信息收集中介单元201向控制器30a的附属信息收集单元300以适当的传送间隔传送N次收集请求，以便多次(N次)部分地获取附属信息。
每当附属信息收集单元300获取从附属信息收集中介单元201传送的收集请求时，附属信息收集单元300向附属信息收集中介单元201传送附属信息的与收集请求的要求相对应的一部分(例如，N条附属信息中的一条附属信息)。
一旦获取全部的被划分的N条附属信息，附属信息收集中介单元201对被划分的N条附属信息进行组合，并将组合后的附属信息传送到作为中介请求传送源的管理PC 10。
当附属信息包括多条独立信息(简短信息)时，附属信息收集中介单元201可以传送用于获取每条独立信息的收集请求。当附属信息包括冗长信息时，附属信息收集中介单元201可以通过分别指定附属信息获取请求的范围(区域)来多次传送收集请求，以获取冗长信息。
控制PC在收集附属信息时的运行
在下文中，将参照附图说明控制PC 20a或控制PC 20b在收集附属信息时的运行。
图3是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a的控制PC 20a或控制PC20b的运行的流程。图3中的流程在经由信息网络N1将收集请求从管理PC 10的附属信息更新单元100传送到控制PC 20a或控制PC 20b的附属信息收集单元200时开始。
在步骤S001中，当控制PC 20a或控制PC 20b的附属信息收集单元200获取经由信息网络N1从管理PC 10的附属信息更新单元100传送的收集请求时，过程前进到步骤S002。否则(即，当没有获取收集请求时)，过程保留在步骤S001中。
在步骤S002中，基于在步骤S001中获取的收集请求，控制PC 20a或控制PC 20b的附属信息收集单元200收集与控制PC 20a或控制PC 20b有关的附属信息。此后，过程前进到步骤S003。
在步骤S003中，控制PC 20a或控制PC 20b的附属信息收集单元200经由信息网络N1将在步骤S002中收集的附属信息传送到管理PC 10的附属信息更新单元100。
图3所示的流程的处理结束。
在控制PC中介附属信息收集时的运行
在下文中将参照附图说明控制PC 20b在中介附属信息收集时的运行。
图4是示出根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a的控制PC 20b的运行的流程。图4所示的流程在经由信息网络N1将收集请求从管理PC 10的附属信息更新单元100传送到控制PC 20b的附属信息收集中介单元201时开始。
在步骤S101中，当控制PC 20b的附属信息收集中介单元201获取经由信息网络N1从管理PC 10的附属信息更新单元100传送的中介请求时，过程前进到步骤S102。否则(即，当没有获取中介请求时)，过程保留在步骤S101中。
在步骤S102中，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201通过参考工程DB 202中存储的能力信息来指定目标设备(即，待被收集附属信息的控制器30a)和目标网络(即，控制网络N2)的能力。此后，过程前进到步骤S103。
在步骤S103中，在考虑到控制器30a和控制网络N2的能力信息的情况下，控制PC20b的附属信息收集中介单元20b向控制器30a的附属信息收集单元300传送收集请求(例如，如图2所示，基于被指定的控制器30a的能力信息，附属信息收集中介单元201以合适的传送间隔向控制器30a的附属信息收集单元300传送N次收集请求，以便多次(N次)部分地获取附属信息。收集请求的上述多次传送是在接收到与先前传送的收集请求相对应的附属信息时执行的。即，直到接收到与先前传送的收集请求相对应的附属信息时才传送下一收集请求。此后，过程前进到步骤S104。
在步骤S104中，当控制PC 20b的附属信息收集中介单元201获取全部的经由控制网络N2从控制器30a的附属信息收集单元300传送的附属信息时，过程前进到步骤S105。否则(即，没有获取附属信息)，过程保留在步骤S104中。
在步骤S105中，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201经由信息网络N1将在步骤S104中获取的附属信息传送到管理PC 10的附属信息更新单元100。
图4所示的流程的处理结束。
利用上述配置，根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a能够通过运行的过程控制系统(例如，生产系统)在不影响工业过程(例如，生成过程)的过程控制的情况下收集附属信息。
利用上述配置，由于根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a能够共同地收集整个过程控制系统(例如，生产系统)的附属信息，所以能够收集具有信息一致性的附属信息。
利用上述配置，根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a能够将附属信息的收集引入到包括诸如运行控制器等难以被取代的设备的过程控制系统(例如，生产系统)中，并同时保持过程控制系统的运行。原因在于，根据本发明，能够通过简单地向控制PC添加用于中介与控制器有关的附属信息的收集的中介功能来引入附属信息的收集，而没有分别向多个控制器添加功能。能够通过简单地添加(更新)软件将中介功能添加到控制PC，由此能够容易地添加功能。
如上所述，根据本发明的第一实施例的信息收集系统1a能够在任何时刻收集具有信息一致性的附属信息，而没有影响过程控制的处理效率。
<第二实施例>
根据第一实施例的信息收集系统1a经由包括一个信息网络N1和一个控制网络N2的二级网络来收集信息。本发明可以扩展到经由三级以上的网络来收集附属信息的配置。本发明也可以扩展到在存在多个同级别网络的网络(例如，这样的网络，其中，两个控制网络N2连接到一个信息网络N1等)中收集附属信息的配置。
在下文中，将说明本发明的第二实施例。
信息收集系统的配置
在下文中将参照附图说明信息收集系统1b的配置。
图5是示出根据本发明的第二实施例的信息收集系统1b的整体配置的示意图。类似于根据第一实施例的信息收集系统1a，根据本实施例的信息收集系统1b收集与被安装在工厂中的生产系统(未图示)中的控制器和用于控制控制器的控制设备有关的信息。
如图5所示，信息收集系统1b包括管理PC 10、多个控制PC 20a、控制PC 20b、工程PC 25、多个控制器30b、多个现场设备40、信息网络N1、控制网络N2和多个现场网络N3。
在生产系统(未图示)中，在作为运行管理设备的控制PC 20a和控制PC 20b的监控下，多个控制器30b控制分别与控制器30b连接的现场设备40，使得在工厂中实现的工业过程(生成过程)处于控制之下。
在根据本实施例的信息收集系统1b的配置中，与根据第一实施例的信息收集系统1a的功能块具有相同功能的功能块被给予相同的附图标记，且可以省略其说明。
如图5所示，管理PC 10经由信息网络N1以能够通信的方式分别连接到控制PC20b、控制PC 20b和工程PC 25。信息网络N1例如被安装在工厂的监控室中。
如图5所示，控制器30b经由控制网络N2以能够通信的方式分别连接到控制PC20a、控制PC 20b和工程PC 25。控制网络N2例如连接工厂和监控室的活动站点，从而进行实时通信。
如图5所示，控制器30b和现场设备40经由现场网络N3分别彼此连接。现场网络N3例如被安装在工厂的监控室中。
以此方式，根据本实施例的信息收集系统1b包括具有信息网络N1、控制网络N2和现场网络N3的三级网络。
如图5所示，分别与组成信息收集系统1b的两个控制器30b连接的现场网络N3是彼此分离的网络。即，根据本实施例的信息收集系统1b包括三级网络，其中，一个控制网络N1连接到一个信息网络N2，且两个现场网络N3并行地连接到控制网络N2。
尽管在图5中以简化的方式示出了信息网络N1、控制网络N2和现场网络N3，但事实上这些网络通过例如网络开关来配置。信息网络N1、控制网络N2和现场网络N3可以是有线网络或无线网络或二者的组合。
如图5所示，控制器30b连接到控制网络N2和现场网络N3。在控制PC 20a或控制PC20b的监控下，控制器30b控制工业过程(生成过程)中的状态量(例如，流体的流量)。具体地，例如，在控制PC 20a或控制PC 20b的监控下，控制器30b从作为传感器的现场设备40收集测量数据，基于所收集的测量数据获得作为致动器的现场设备40的控制量，并控制作为致动器的现场设备40。
如图5所示，每个控制器30b包括附属信息收集单元300、附属信息收集中介单元301和工程DB 302。
附属信息收集单元300获取经由控制网络N2从控制PC 20b的附属信息收集中介单元201传送的收集请求。附属信息收集单元300基于所获取的收集请求来收集与相应的控制器30b有关的附属信息。附属信息收集单元300经由控制网络N2将所收集的附属信息传送到控制PC 20b的附属信息收集中介单元201。
相对于第一实施例中描述的控制器30a的配置，在根据本实施例的信息收集系统1b的每个控制器30b的配置中被添加有信息收集中介单元301和工程DB 302。
附属信息收集中介单元301获取经由控制网络N2从控制PC 20b的附属信息收集中介单元201传送的中介请求。一旦获取中介请求，附属信息收集中介单元301经由现场网络N3分别向下文描述的现场设备40的附属信息收集单元400传送用于指示附属信息收集请求的收集请求。以此方式，附属信息收集中介单元301能够收集与每个现场设备40有关的最新附属信息。
附属信息收集中介单元301经由控制网络N2将所收集的附属信息传送到控制PC20b的附属信息收集中介单元201。在收到从控制器30b的附属信息收集中介单元301传送的附属信息时，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201经由信息网络N1将所收集的附属信息传送到管理PC 10的附属信息更新单元100。
附属信息收集中介单元301存储现场网络N3和现场设备40的能力信息。具体地，附属信息收集中介单元301存储以下的能力信息。
·现场网络N3中的用于附属信息的通信的额外允许通信负荷
·现场设备40中的用于附属信息的收集的额外允许处理负荷
·与现场设备40的抑制上述处理负荷的功能有关的信息或用于指示现场设备40不具有抑制上述处理负荷的功能的信息
上面的“允许”是指生产系统(未图示)的过程控制(生成过程)没有受到影响。
在考虑到由上述能力信息指示的能力的情况下，附属信息收集中介单元301向下文描述的现场设备40的附属信息收集单元400传送收集请求。具体地，附属信息收集中介单元301通过基于例如由上述能力信息指示的能力调节收集请求的传送频率(时刻)或通过调节现场网络N3中的通信量(这通过调节被请求收集的信息量来实现)来传送收集请求。
工程DB 302存储由工程PC 25的工程单元250获取的能力信息。类似于工程DB202，每个工程DB 302包括诸如HDD、闪存、EEPROM、RAM、ROM或这些存储介质的组合等存储介质。
现场设备40例如是诸如流量计和温度传感器等传感器、诸如流量控制阀和开关阀等阀门、诸如风扇和马达等致动器或安装在工厂中的其它设备。
如图5所示，每个现场设备40包括附属信息收集单元400。
附属信息收集单元400获取经由现场网络N3从控制器30b的附属信息收集中介单元301传送的收集请求。附属信息收集单元400基于所获取的收集请求来收集与相应的现场设备40有关的附属信息。附属信息收集单元400经由现场网络N3将所收集的附属信息传送到控制器30b的附属信息收集中介单元301。
附属信息收集单元400具有抑制由附属信息收集引起的负荷的功能，以防止对经由控制器30b执行的过程控制(生成过程)的影响。具体地，例如，附属信息收集单元400通过控制线程优先权、抑制CPU使用率等来抑制负荷。
这里，工程PC 25的工程单元250将上述能力信息传送到控制PC 20b的工程DB 202和控制器30b的工程DB 302。从工程单元250传送到控制PC 20b的工程DB 202的能力信息用于指示控制PC 20b的附属信息收集中介单元201所中介的目标设备(即，控制器30b)和目标网络(即，控制网络N2)的能力。从工程单元250传送到控制控制器30b的工程DB 302的能力信息用于指示控制器30b的附属信息收集中介单元301所中介的目标设备(即，现场设备40)和目标网络(即，现场网络N3)的能力。
尽管在上面的说明中工程单元250向控制PC 20b的工程DB 202和控制器30b的工程DB 302传送能力信息，但本发明不限于此。例如，工程单元250可以向工程PC 20b的工程DB 202和控制器30b的工程DB302传送与上述组件的定义(例如，控制器30b和现场设备40的类型)以及这些组件的参数设置有关的信息，使得控制PC 20b的附属信息收集中介单元201和控制器30b的附属信息收集中介单元301基于获取的信息来判定组件的能力，并传送收集请求。
能力信息可以由工程师输入到工程PC 25中，或者可以由工程PC 25从外部设备(DB)获取。
在工程(设备的配置或设置)的内容发生变化时进行从工程PC 25的工程单元250至控制PC 20b的工程DB 202和控制器30b的工程DB 302的能力信息传送。
利用上述配置，根据本发明的第二实施例的信息收集系统1b能够在任何时刻收集具有信息一致性的附属信息，而没有影响过程控制的处理效率。
信息收集系统1b可具有分别与控制网络N2和现场网络N3连接的网关(未图示)。这种情况下，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201能够经由网关(未图示)连接到现场网络N3，直接向现场设备40的附属信息收集单元400传送收集请求，并直接从附属信息收集单元400收集与现场设备40有关的附属信息。
网关(未图示)可以包括附属信息收集中介单元，使得控制PC 20b的附属信息收集中介单元201可以向网关(未图示)的附属信息收集中介单元传送中介请求。
<第三实施例>
上述的控制PC 20b可以包括分析单元(未图示)，以用于在生产系统(未图示)的运行期间分析控制网络N2和控制器30a(或控制器30b)的运行状态。利用该配置，附属信息收集中介单元201能够基于分析单元(未图示)的分析结果进行判定以调节收集请求的传送时刻，并在负荷处于良好状态时并行地传送收集请求。以此方式，附属信息收集中介单元201能够更有效地(例如，以更短的时间)收集附属信息，而没有影响作为主过程的处理控制(生成过程)。
类似地，管理PC 10可以包括分析单元(未图示)，以用于在生产系统(未图示)的运行期间分析信息网络N1、控制PC 20a和控制PC 20b的运行状态(负荷状态)。控制器30b可以包括分析单元(未图示)，以用于在生产系统(未图示)的运行期间分析现场网络N3和现场设备40的运行状态(负荷状态)。
<第四实施例>
在根据上述实施例的信息收集系统中，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201将所有的与每个控制器30b有关的最新附属信息传送到管理PC 10的附属信息更新单元100。在根据上述实施例的信息收集系统中，控制器30b的附属信息收集中介单元301将所有的与每个现场设备40有关的最新附属信息传送到控制PC 20b的附属信息收集中介单元201。
以此方式，在上述实施例中，附属信息收集中介单元201和附属信息收集中介单元301向更高级的设备传送所收集的所有附属信息。可以将收集的附属信息与(在先前收集时)先前收集的附属信息进行比较，以仅传送收集的附属信息和先前收集的附属信息之间的差异信息。利用这种配置，减小了在网络中传送的附属信息的量，且相应地，信息收集系统能够更有效地(以更短的时间)收集附属信息，而没有影响作为主过程的过程控制(生成过程)。
当收集的附属信息的内容与先前收集的附属信息的内容相同时(当附属信息没有变化时)，可以仅向更高级的设备传送表示中介请求被正常接收的确认(Ack)信息。
尽管已经详细说明了本发明的实施例，但具体配置不限于所述配置，且在不偏离本发明的范围的情况下可以做出设计变化等。
在上述实施例中，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201存储控制网络N2和控制器30a(或控制器30b)的能力信息，控制器30b的附属信息收集中介单元301存储现场网络N3和现场设备40的能力信息，且附属信息收集中介单元201和附属信息收集中介单元301基于这些能力信息传送收集请求。然而，管理PC 10的附属信息更新单元100也可以被类似地配置，以存储信息网络N1、控制PC 20a和控制PC 20b的能力信息，并基于能力信息分别传送收集请求。
在图1和5中，利用相同的附图标记示出了多个设备(控制PC 20a、控制器30a、控制器30b和现场设备40)。然而，这些设备由于运行状态的不同而具有不同的允许处理负荷。根据上述实施例的信息收集系统，在考虑到每个识别的不同允许处理负荷的情况下来收集附属信息。
尽管现场设备40在图5中连接到现场网络N3，但现场设备40可以直接连接到控制网络N2。利用该配置，现场设备40经由控制网络N2被控制器30b控制。而且，控制PC 20b的附属信息收集中介单元201，而不是被设置在控制器30b中的附属信息收集中介单元301，向现场设备40的附属信息收集单元400传送收集请求，并收集由附属信息收集单元400收集的附属信息。
另外，用于实现上述实施例中的信息收集系统1a或信息收集系统1b的控制功能的程序的一部分或全部可以被记录在计算机可读记录介质中，并通过读取并执行计算机系统中的记录介质中记录的程序来实现控制功能。
这里，“计算机系统”是指被构建在信息收集系统1a或信息收集系统1b中的系统，并且包括OS和诸如外围设备等硬件。“计算机可读记录介质”是指诸如便携式介质(例如，软盘、磁光盘、ROM和CD-ROM)和被构建在计算机系统中的硬盘等存储设备。
“计算机可读记录介质”也可以包括短时动态地保存程序的记录介质，例如用于经由诸如Internet等网络传输程序的通信线路或诸如电话线路等通信线路，或者“计算机可读记录介质”也可以包括定期地保存程序的记录介质，例如，用作服务器的计算机系统或客户端中的易失性存储器。可以使用程序来实现上述功能的样本，且与计算机系统中已存储的程序组合以实现上述功能。
上述实施例中的信息收集系统1a或信息收集系统1b的一部分或全部可以被实现为诸如大规模集成电路(LSI)等集成电路。信息收集系统1a或信息收集系统1b的功能块可以单独地被实施为处理器，且功能块的一些或全部可以被集成到处理器中。电路集成方法不限于LSI，且可以由专用电路或通用处理器来实现。此外，当由于半导体技术的进步而出现取代LSI的集成电路技术时，可以使用根据该技术的集成电路。

Claims (12)

1.一种信息收集系统，其用于收集与过程控制系统中包括的控制器和主机设备相关的信息，所述控制器连接到控制网络，所述主机设备连接到信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别，所述信息收集系统包括：
管理设备，其连接至所述信息网络，收集与所述主机设备相关的信息，向所述信息网络传送与所述控制器相关的信息的获取请求，并管理所收集的与所述主机设备相关的信息以及通过传送所述获取请求获得的与所述控制器相关的信息；以及
信息收集中介设备，其连接至所述控制网络和所述信息网络，在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述管理设备的所述获取请求来收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息发送到所述管理设备。
2.根据权利要求1所述的信息收集系统，其中，
基于所述控制网络和所述控制器中的至少一者的所述能力信息，所述信息收集中介设备对一次收集与所述控制器相关的信息的信息量和收集与所述控制器相关的信息的时刻中的至少一者进行调节。
3.根据权利要求2所述的信息收集系统，其中，
所述信息收集中介设备通过划分并收集与所述控制器相关的信息来调节所述信息量，组合所收集的被划分的信息，并将组合后的信息传送到所述管理设备。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信息收集系统，其中，
所述信息收集中介设备向所述管理设备传送用于指示先前收集的与所述控制器相关的信息和当前收集的与所述控制器相关的信息之间的差异的差异信息。
5.根据权利要求4所述的信息收集系统，其中，
在所述当前收集的信息与所述先前收集的信息相同时，所述信息收集中介设备输出用于指示中介请求被正常接收的确认信息。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的信息收集系统，其中，
所述控制器连接到现场网络，在考虑到用于指示所述现场网络和连接到所述现场网络的现场设备中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述信息收集中介设备的获取请求来收集与所述现场设备相关的信息，并将所收集的与所述现场设备相关的信息发送到所述信息收集中介设备。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的信息收集系统，其中，
所述信息收集中介设备在考虑到用于指示所述控制网络和连接到所述控制网络的现场设备中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于来自所述管理设备的获取请求来收集与所述现场设备相关的信息，并将所收集的与所述现场设备相关的信息发送到所述管理设备。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的信息收集系统，其中，
所述能力信息包括以下项中的至少一者：所述控制网络中的用于与所述控制器相关的信息的通信的通信负荷、所述控制器中的用于与所述控制器相关的信息的收集的处理负荷、与所述控制器的负荷抑制功能有关的信息以及用于指示所述控制器不具有所述负荷抑制功能的信息。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的信息收集系统，其中，
所述信息收集中介设备被配置成在维持所述过程控制系统的运行的同时被引入到所述主机设备中。
10.一种与过程控制系统中的控制网络和信息网络连接的信息收集中介设备，所述过程控制系统包括控制器和主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别，其中，
所述信息收集中介设备在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下基于经由所述信息网络传送的信息获取请求来收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
11.一种利用与过程控制系统中的控制网络和信息网络连接的计算机的信息收集中介方法，所述过程控制系统包括控制器和主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别，所述信息收集中介方法包括：
在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下，基于经由所述信息网络传送的信息获取请求，收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
12.一种计算机上的具有信息收集中介程序的非暂时性计算机可读记录介质，所述计算机连接到过程控制系统中的控制网络和信息网络，所述过程控制系统包括控制器和主机设备，所述控制器连接到所述控制网络，所述主机设备连接到所述信息网络，所述信息网络的级别高于所述控制网络的级别，所述信息收集中介程序执行：
在考虑到用于指示所述控制网络和所述控制器中的至少一者的能力的能力信息的情况下，基于经由所述信息网络传送的信息获取请求，收集与所述控制器相关的信息，并将所收集的与所述控制器相关的信息朝向所述信息获取请求的传送源发送到所述信息网络。
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