CN1168512A

CN1168512A - 工厂监控装置

Info

Publication number: CN1168512A
Application number: CN97110380A
Authority: CN
Inventors: 丸山武一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: JP3550460B2; JPH09292915A; AU693400B2; CN1142514C; AU1906997A; US5959859A

Abstract

在分布式的工厂监控装置中使系统所需同步的数据同步化提供一种可靠性与性能高的系统。配置经过网络连接的多个客户机，就监控功能而言，对每种功能均设有一台用作监控该工厂的各种功能的软件服务器的承担原始客户机任务的客户机，第一功能的原始客户机向另一客户机传送与第一功能有关的数据，另一客户机接收来自前述第一原始客户机的数据，存储于设置于另一客户机中的存储装置中，从而使分别存储于各个客户机中的数据同步。

Description

工厂监控装置

本发明涉及通过网络配置多个终端装置的系统，所涉及的目标是对例如，火力或原子能等发电厂实行监控的工厂(plant)监控装置。

以往，为了改善采用一并管理程序及数据的大型计算机的工厂监控装置的可靠性，曾经探讨将装置的整体功能分割为几个部分并使分割的子功能由多台小型计算机分别执行而作为一个整体可以实现全部功能这一目标的分布式系统。特开平7-240430号公报中发表了可以在各个计算机之间互相交换信息时无需计及对方的运行状态而进行信息传递的系统。

但是，在上述现有技术中虽然对信息递送有所记载，但对于承担有必要进行同步化的信息的各计算机之间的信息同步问题并无记载。

因此，在采用分布式系统的工厂监控装置中就出现了对必须进行同步的信息在各终端装置间进行协调的需要。

因而本发明的目的就是要在采用分布式系统的工厂监控装置中提供一种可使要求同步的信息(程序及数据)同步化的高稳定性系统。

根据本发明的工厂监控装置的特征为：工厂中的多个客户机是经由网络连接而配置，就监控功能而言，对每种功能均设置有一台用作监控该工厂的每种功能的软件服务器的承担原始客户机任务的客户机，第一功能的原始客户机向另一客户机传送与第一功能有关的数据，另一客户机接收来自上述第一原始客户机的数据，存储于设置在另一客户机中的存储装置中，从而使分别存储于各个客户机中的数据实现同步。

所以，本发明的工厂监控装置在系统中要求信息同步时可以实现信息同步。另外还可以提高系统的可靠性和性能。

附图简介

图1为本发明一实施例的整体构成图。

图2为功能单元数据服务器/客户机示意图。

图3为客户机信号收发处理示意图。

图4为客户机说明图。

图5为切为网络后的客户机的说明图。

图6为客户机的系统构成与控制的说明图。

图7为客户机的系统构成与控制的说明图。

图8为客户机的系统构成与控制的说明图。

图9为客户机的系统构成与控制的说明图。

优选实施例的详细描述

本发明的特征是工厂监控装置系由经过网络连接的多个客户机配置构成，就监控功能而言，对每种功能均设有一台用作监控该工厂的每种功能的软件服务器的承担原始客户机任务的客户机，第一功能的原始客户机向另一客户机传送与第一功能有关的数据，另一客户机接收来自前述第一原始客户机的数据，存储于设置在另一客户机中的存储装置中，从而使分别存储于各个客户机中的数据同步。

此外，与用于对工厂进行监控的各功能中的第一功能对应的数据由网络取得而进行处理，在对第一处理同步数据进行计算处理后将该第一处理同步数据存储，同时有一台第一客户机通过网络向另一台客户机传送该第一处理同步数据。另外，与用于对工厂进行监控的各种功能中的第二功能对应的数据由网络取得而进行处理，在对第二处理同步数据进行计算处理后将该第二处理同步数据存储，同时有一台第二客户机通过网络向另一台客户机传送该第二处理同步数据。

此外，各客户机在从网络取得数据、将与用于对工厂进行监控的功能中的各功能对应的同步数据进行处理、计算出处理同步数据并将该处理同步数据存储的同时通过网络将之传送给另一台客户机。上述各种功能由一台预先确定的构成控制客户机指定给每一台客户机。

此外，在指定时，上述构成控制客户机是根据对各个客户机的处理负荷状况的检测结果，对处理负荷大的客户机使之分担负荷较轻的功能，并对处理负荷轻的客户机使之分担负荷较重的功能而将上述各个功能指定给客户机分担。因此可以使各计算机承担的负荷相等。

此外，上述构成控制客户机负责监视其他各客户机的完好状态，在第一客户机处理指定的第一功能发生困难时，则向第二客户机发出执行第一功能处理的指令。因此，即使发生异常情况，也可以抑制功能丧失而使工厂稳定运行。

例如，在上述网络中数据传送产生分断部位时，在分断后和上述构成控制客户机联络中断的第二网络中会再新定一个第二构成控制客户机。该第二构成控制客户机，为了使分断前的网络中的各个客户机所分担的功能由第二网络中的客户机分担，将功能指定给上述第二网络中的客户机每一台。

此外，在这个时候，在分断后和上述构成控制客户机可进行连络的第一网络中，上述构成控制客户机，为了使分断前的网络中的各个客户机所分担的功能由每一网络中的客户机分担，将功能指定给上述第一网络中的客户机每一台。

根据本发明，整个系统的功能分割，比如，与以前的计算机功能层的分布相比，在本发明中实现了所谓计算机内各个功能层的分布，系统可靠性得到提高。

此外，因此之故，为了提高整个系统的性能，可以不管与网络相连络的各计算机的性能，采用比较通用的低性能的计算机也可以维持与原来相同的性能，同时，在采用与计算机功能层的分布等情况下所使用的相同性能的计算机时也可以提供整体上高性能的工厂监控装置。

此外，根据本发明，即使不配置服务器作为硬件也可构成整个系统，可以在软件层上获得所谓的服务器功能，可以更进一步提高系统的可靠性。

例如，即使采用处理性能低的终端(客户机)也可以提供无服务器作为硬件的廉价系统，可以确保高可靠性及同步数据等的一元化管理。

具体来讲，就是即使采用处理性能低的终端，由于将多种处理功能以分方式配置于多个处理终端，可以在保持性能不变的情况下提高经济性能。

另外，由于即使不采用服务器作为硬件也可构成整个系统和对数据进行一元化管理，各功能单元具备服务器功能并可与各终端一起对数据进行协调处理。

另外，为了提高系统的可靠性，功能单元的服务器功能可由各终端单元相互后备支持。

图1所示为本发明一实施例的整个构成。

来自工厂的加工数据由各种控制器51、52以及SOE服务器(高速接点采集装置)53的处理输入输出装置(PI/O)获取并通过网络由网关54获取。由网关54获取的处理数据定期地传送给监控网络。在CRT终端对定期送到的加工数据定期地获取和监控。在这种对工厂进行监控的场合，在各CRT终端的监控信息可以分成即使不同也不会产生问题的信息(非同步数据)和必须相同的信息(同步数据)。例如，非同步数据有定期显示工厂当前状态的一览表显示以及将工厂的运行状况和当前值一起用图形表示的系统图显示。另外，同步数据有在工厂发生事故时同时显示的报警显示、对过去的处理状态进行趋势显示的功能、使某一CRT终端上设定的数据成为各CRT终端上相同数据的数据插入功能等。

在处理非同步数据的各CRT终端所进行的处理由各CRT终端独立进行显示处理，无须对其他CRT显示终端的运行情况(死/活)监控。因此，通过将同一监控功能装入各CRT终端就可以实现。以往由处理同步数据的CRT终端进行的处理是由一个服务器处理并管理全部数据，由此服务器向各CRT显示终端(客户机)分配数据。在本实施例中则与以往的服务器不同，分割处理同步数据的功能单元的服务器以分布方式配置于各客户机之内进行控制并从而实现监控系统。

由监控网络连接的各个客户机(例如客户机71-75等)承担种种原始客户机的功能。例如客户机72承担原始人机客户机的功能，客户机73承担原始自动化客户机的功能。当前值数据处理由各个客户机进行。另外，历史记录处理中的趋势数据的收集也由各个客户机进行。在启动时可从原始人机客户机72下载趋势数据。

例如，客户机75承担原始打印客户机的功能，执行日志处理和计算处理(时序计算)，借助网络将日志数据151传送给其他客户机而完成数据同步化。

另外，如通过网络由原始自动化客户机的客户机73将数据152插入原始人机客户机的客户机72，可将作为根据该客户机72承担的功能进行处理后的数据的报警消息数据153通过网络插入到另外的客户机72、客户机73以及客户机74等而实现一元化。

另外，在CRT运行中客户机74的处理数据传送到其他的客户机71～73等。

图2中详细示出图1中的客户(以功能单元表示的数据服务器/客户机)。

在配置有通过网络连接的多个客户机的工厂监控装置中，每种功能各有一台执行作为用于该工厂监控功能的每种功能的软件服务器的原始客户机任务的客户机。对每一种功能都分别有客户机承担原始客户机20和客户机40的角色。各客户机的构成实质上是相同的。

概言之，第一功能客户机具有一个从网络采集数据的工厂数据采集单元21。另外，传送(接收)单元30也可以用作其他处理数据的采集单元。

第一功能客户机20具有一个可以处理该采集数据中与第一功能对应的数据的功能处理单元22，并针对分担的功能执行作为原始客户机的功能处理。还设置有存储上述采集数据中的同步数据或经过该处理单元的第一处理数据的处理结果存储区域24和通过网络将该存储区域24的数据传送给另外的客户机的传送(发送)单元29，还设置有客户机监视处理单元26以便对在将经过上述处理单元的第一处理数据存储于存储单元的同时由上述发送单元进行的发送操作进行控制并对在存储单元存储其他上述同步数据进行控制。结果可以发出指令决定是否对输入数据进行功能处理及是否发送数据。

另外，此第一功能客户机具有一个发送或接收信号的收发处理单元28，用来收发用于根据与其他客户机的连络决定该客户机监视处理单元26承担哪一种功能处理等的信号。

第二功能客户机可以具有上述同样的构成。

下面对必须由各CRT终端实现的同步处理所要求的功能予以说明，同时将进行功能单元的数据管理的终端分为原始客户机和参照数据管理数据进行监视和显示的客户机。原始客户机20的处理操作

(i)由原始客户机20所进行的工厂数据的处理首先由原始客户机20通过路径1a将工厂数据从网络采集到工厂数据采集单元21。

(ii)所采集的工厂数据送往功能处理单元22，然后通过路径2a在功能处理单元22中进行作为原始客户机而分担的功能处理，处理数据通过路径3a(SW1)23转送到处理结果存储区域24。工厂数据是经过处理而存储还是由传送(接收)单元30发出进行存储由从客户机监视处理单元26发向(SW1)23的原始客户机的控制指令10决定。关于客户机监视处理单元26，要根据通过路径9a由收发处理单元28经由路径8a借助网络并通过收发处理单元48、路径8b及路径9b决定哪一个客户机成为哪一个功能处理的原始客户机等。详细情况由图3说明。

(iii)各监视、控制、显示和操作处理单元25通过路径4a采集容纳于处理结束存储区域24的处理结果进行处理。

(iv)另一方面，容纳于处理结果存储区域24中的处理结果通过原始客户机20送往(SW2)27。根据由客户机监视处理单元26发出的控制指令11而ON/OFF(开/闭)的(SW2)27，在此场合处于应发送处理数据的“ON”(开)的状态。因此，通过(SW2)27并通过传送(发送)单元29由路径6a将处理结果传送到另一客户机40。由此可以实现数据的同步。客户机的处理操作

(i)由原始客户机20处理的处理结果，借助网络经由路径7b从传送(接收)单元50由(SW1)43收存于客户机的处理结果存储区域44中。(SW1)43根据发自客户机监视处理单元46且经由路径10的指令进行切换并采集处理数据。客户机40一侧的情况是与传送(接收)处理单元50一侧连接。客户机监视处理单元46的操作通过路径9a由收发处理单元48经过路径8a由另一客户机的收发处理(路径8b及路径9b)决定。详细情况由图3说明。

(ii)各监视、控制、显示和操作处理单元45通过路径4b采集容纳于处理结果存储区域44的处理结果进行处理。

(iii)另一方面，容纳于处理结果存储区域44中的处理结果通过路径5b送往(SW2)47，而根据由客户机监视处理单元46发出的控制指令而ON/OFF(开/闭)的(SW2)27，在此场合处于不处理数据的“OFF”(闭)的状态。因此，该信息不能通过(SW2)传送到另一客户机。

例如，对于所定的功能，在作为原始客户机进行功能处理的场合，处理结果可送往另一客户机，进行同步化处理，另一客户机可将符合的数据接收并存储，但不能发送给另外的客户机。

如上所述，由一个功能单元的原始客户机所收集管理的处理结果，由于通过客户机监视处理单元的指令可设置成为可以向另一客户机传送数据的状态，可以通过网络传送给另一客户机而实现数据一元化。

其次，根据图3、图4对图1中的客户机的监视处理进行说明。

图4所示为客户机的监视处理说明图。由收集和控制处理数据的控制器(A)和(B)采集网络处理数据。CPU号码为1的客户机61为原始构成客户机， CPU号码比之更大的客户机(61、62、63、64)通过网络进行连络。以下就客户机的监视处理进行说明。

(1)各客户机，在同一网络上，通过按起动顺序向另外的客户机发出问询而取得空出的CPU号码。例如可问询CPU空缺状况及承担的功能有多大负荷等。

(2)在各客户机中，CPU号码最小的是用来判定和确定系统整个构成的原始构成客户机。针对各个功能，确定分配具有哪个CPU号码的客户机充当各个原始客户机。

(3)原始构成控制客户机，根据作为示例的图3所示的需要同步数据的功能分类管理信息(构成控制管理信息)，对各客户机发出关于功能处理的各个原始客户机指令。图中所示为图中记述的功能在各客户机间分担时的一个示例。

该图示出针对需要图3所示的同步数据的功能将之分配给3个客户机(1～3)的例子。就报警监视功能而言，分配客户机1充当替补1，如它不能起动、停机或发生故障不能工作时，顺序由客户机2及客户机3替补为原始客户机。同样地其他功能也根据使各客户机所承担功能的负荷均等而进行分配。

另外，因为各功能可由构成控制客户机分配给适宜的客户机，系统可保持良好的扩充性能。

可以将功能分配开来使各个客户机协调完成各功能。

在对工厂连续监控的场合，即使网络的一部分发生分断的情况，也可以做到使各分断系统整体上功能不受损害地维持工厂的运行。

另外，各客户机间定期地发出连络信号，如判断有故障发生，则发生故障的客户机的功能，例如，也可以按图3的替补顺序切换为由另外的客户机承担。此时，相应于由各个客户机报告的CPU负荷确定按功能分类的原始客户机。在各种功能中，要决定将哪个客户机分配为哪个原始客户机。分配时根据来自CPU报告的负荷进行判断，使CPU负荷有余裕的客户机成为承担负荷更大的功能的原始客户机。

此外，原始构成控制客户机为了对各客户机的生死状态进行监视，各客户机定期地向原始构成控制客户机报告CPU的负荷和原始客户机的功能状况。另外，收到报告的原始构成控制客户机向各客户机传送功能分类管理信息(构成控制管理信息)以说明原始构成控制客户机工作正常。

(4)原始构成控制客户机向各客户机发送此构成控制管理信息的目的是在原始构成控制客户机发生故障需要重建构成时可以迅速进行处理。

根据本构成，在各原始客户机(原始构成控制客户机除外)停止动作时，原始构成控制客户机，相应于构成控制管理信息和各CPU的负荷，发出指令使正常的客户机在各客户机的CPU负荷平均化的条件下分担起因故障而停止工作的原始客户机原来所担负的功能。停止工作的原始客户机所承担的功能处理由剩下的客户机承担。此时的功能分配相应于各客户机的CPU负荷的余裕按上述方式进行。

根据本实施例，可提高工厂的可靠性。另外，同时还可以提高性能或经济性。

由于考虑到处理性能的同时实现数据的一元化管理并进行分布式处理，所以可以进行并行功能处理，因而可以实现整体性能的提高，比如可以提高速度。

即使是对由其他客户机处理的数据进行事先确定的处理的场合，因为同样可以防止应该同步的数据产生差异，所以可以进行系统监视方面的适当功能处理。

客户机可以判断传送给联机计算机(客户机)的数据是否符合分配的功能。如数据符合分配的功能，就进行符合的功能处理。据此可以做到硬件的无服务器化。

此外，图5中示出图1的网络分断后的客户机监视处理的说明图。在网络分断的场合，分断后的左回路通过上述构成控制控制处理进行后备支持。分断后的右回路，由各客户机监视的原始构成控制客户机无功能分类管理信息(构成控制管理信息)发出回答。如前所述，客户机中CPU号码最小的客户机63成为对分断后的右回路系统的整体构成进行判定和确定的原始构成控制客户机。如前所述，作为新的原始构成客户机的客户机63对位于分断信号可以连络的范围内的客户机64按前述方式分配它承担原始客户机的各功能。因此，即使网络被分断也可以维持当前的各种功能实现工厂的监控。

在图6～图9中示出图1中的客户机的系统构成控制说明图，具体言之是示出了原始客户机发生故障后复原时的系统构成控制。

在图6中，作为某种功能的原始客户机的客户机(a)发生故障时，上文所述的原始构成控制客户机(图中未示出)被确定，由该原始构成控制客户机向客户机(b)发出使之成为原始客户机(a)的功能的原始客户机的指令，接收到此指令的客户机(b)的客户机监视处理单元(11)根据该指令对系统进行后备支持使客户机(b)成为新的原始客户机。

在图7中，按照这个时序，客户机(b)的客户机监视处理单元(11)使SW1切换到客户机(b)的功能处理侧而使之可以处理有关新成为原始客户机的功能的信息，同时使SW2处于“ON”(“接通”)的位置而使处理结果存储区域的信息中符合的数据传送给另一客户机。

在图8中，然后，日的原始客户机的客户机(a)的故障经过修复而作为客户机复原时(下面称之为“复原客户机(a)”)，复原客户机(a)对现在的原始客户机的客户机(b)提出要求将客户机(b)容纳于处理结果存储区域(24)中的全部数据进行传送，传送路线为现在的原始客户机的客户机(6)的处理结果存储区域(211)的(SW2)(27)-传送(发送)单元(29)(b)-复原客户机(a)的传送(接收)单元(30)-(SW1)(23)，从而使复原的客户机(a)和处理结果区域(24a)的数据一致。

在图9中，在上述数据一致后，只有由新的原始客户机的客户机(b)处理过的信息由新的原始客户机的客户机(b)传送给复旧的客户机(a)以后的数据就可以同步化了。

旧的原始客户机作为客户机运行。

根据本发明，由于不需要对数据进行一元化管理和监视的服务器，可以由较少的硬件终端构成系统。

由于功能单元可以在各终端以分布方式构成和配置，可以构成可靠性高的系统。

由于使各终端的能力均等化而使功能分散化，即使利用处理能力低的终端也可以构成性能良好的系统。

由于即使网络发生故障，利用孤立的终端组也可继续进行监视，所以可以构成可靠性高的系统。

Claims

1.一种工厂监控装置，配置有经过网络连接的多个客户机，其特征为：

就监控功能而言，对每种功能均设有一台用作监控该工厂的每种功能的软件服务器的承担原始客户机任务的客户机，第一功能的原始客户机向另一客户机传送与第一功能有关的数据，另一客户机接收来自前述第一原始客户机的数据，存储于设置在另一客户机中的存储装置中，从而使分别存储于各个客户机中的数据实现同步。

2.一种工厂监控装置，配置有经过网络连接的多个客户机，其特征为包括：

与用于对工厂进行监控的各功能中的第一功能对应的数据由网络取得而进行处理，在对第一处理同步数据进行计算处理后，将该第一处理同步数据存储，同时通过网络向另一台客户机传送该第一处理同步数据，的第一客户机；及与用于对工厂进行监控的各种功能中的第二功能对应的数据由网络取得而进行处理，在对第二处理同步数据进行计算处理后将该第二处理同步数据存储，同时通过网络向另一台客户机传送该第二处理同步数据的第二客户机。

3.一种工厂监控装置，配置有经过网络连接的多个客户机，其特征为：

就监控功能而言，对每种功能均设有一台用作监控该工厂的每种功能的软件服务器的承担原始客户机任务的客户机，

第一功能客户机具有一个从网络采集数据的采集单元、可以处理该采集数据中与第一功能对应的数据的处理单元、存储上述所采集的数据中的同步数据或经过该处理单元的第一处理数据的存储单元、通过网络将该存储单元的数据传送给另外的客户机的传送单元，还备有监视单元，对在将经过上述处理单元的第一处理数据存储于存储单元的同时由上述发送单元进行的发送操作进行控制，并对在存储单元存储其他上述同步数据进行控制；

第二功能客户机具有一个从网络采集数据的采集单元、可以处理该采集数据中与第二功能对应的数据的处理单元、存储上述所采集的数据中的同步数据或经过该处理单元的第二处理数据的存储单元、通过网络将该存储单元的数据传送给另外的客户机的传送单元，还备有监视单元对在将经过上述处理单元的第二处理数据存储于存储单元的同时由上述发送单元进行的发送操作进行控制并对在存储单元存储其他上述同步数据进行控制。

4.一种工厂监控装置，配置有经过网络连接的多个客户机，其特征为：

各客户机在从网络取得数据、将与用于对工厂进行监控的功能中的各功能对应的同步数据进行处理，计算出处理同步数据并将该处理同步数据存储的同时通过网络将之传送给另一台客户机，上述各种功能由一台预先确定的构成控制客户机指定给每一台客户机。

5.如权利要求4中所述的工厂监控装置，其特征为：

在进行前述指定时，上述构成控制客户机是根据对各个客户机的处理负荷状况的检测结果，对处理负荷大的客户机使之分担负荷较轻的功能，并对处理负荷较轻的客户机使之分担负荷较重的功能而将上述各个功能指定给客户机分担。

6.如权利要求4中所述的工厂监控装置，其特征为：

上述构成控制客户机负责监视其他各客户机的完好状态，在第一客户机处理指定的第一功能发生困难时，则向第二客户机发出执行第一功能处理的指令。

7.如权利要求4中所述的工厂监控装置，其特征为：

在上述网络中数据传送产生分断部位时，在分断后和上述构成控制客户机联络中断的第二网中会再新定一个第二构成控制客户机，该第二构成控制客户机，为了使分断前的网络中的各个客户机所分担的功能由第二网络中的客户机分担，将功能指定给各客户机。

8.如权利要求7中所述的工厂监控装置，其特征为：

在分断后和上述构成控制客户机可进行连络的第一网络中，上述构成控制客户机，为了使分断前的网络中的各个客户机所分担的功能由第一网络中的客户机分担，将功能指定给上述第一网络中的每台客户机。