CN1855076A

CN1855076A - 数据记录装置与具有数据记录装置的检查装置和控制装置

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Publication number: CN1855076A
Application number: CNA2005100916945A
Authority: CN
Inventors: 仲井勘; 南出英明; 前田康之; 坪井隆; 菅野敬祐
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2025-08-05
Also published as: CN100461138C; KR20060112168A; JP2006309315A; TW200638169A; TWI277856B; KR100692782B1

Abstract

获得一种减少向数据记录单元的写入处理且增加每一次的写入数据量以减少写入开销、并利用高速采样来保证大规模的汇总记录点数的采样数据的数据记录装置。包括输入测量数据的数据输入装置1；传输测量数据的数据总线装置2；记录通过数据总线装置2传输的测量数据的数据记录单元4；进行把测量数据记录在数据记录单元4用的数据记录控制的数据控制装置3；以及包括临时存储测量数据用的缓冲区域6的数据缓冲存储装置5。数据控制装置3把测量数据临时存储在缓冲区域6后，最终记录在数据记录单元4。

Description

数据记录装置与具有数据记录装置的检查装置和控制装置

技术领域

本发明涉及传输和记录作为检查或者测量对象的测量数据用的数据记录装置，尤其涉及具有数据控制装置的数据记录装置，它通过数据总线装置把数据输入装置发送的测量数据向数据记录单元传输并记录。

另外，本发明涉及具有如上所述的数据记录装置的检查装置(智能检查单元)和控制装置(顺序控制器、运动控制器、数控装置和机器人等FA设备)。

背景技术

众所周知有把成为检查测量对象的信号作为测量数据、并按时间序列记录的数据记录装置。

在这种现有装置中，通过数据总线取入作为检查测量对象的模拟电信号，并利用数据输入部分进行AD转换，使成为数字数据，然后从数据输入部分传输到数据记录部分，最后记录在数据记录部分。

作为第1现有装置是这样构成的，智能检查单元的数据记录装置包括AD转换器、cPCI总线(compact PCI bus，小型PCI总线)和存储器，通过cPCI总线从AD转换器获得AD数据，然后存储在存储器(例如参考非专利文献1)。

上述非专利文献1所述的第1现有装置是这样构成的，它在程序的控制下，通过cPCI总线获得AD转换器保存的当前数据，并存储在存储器，例如，以Get NewData[V]FB从AD转换器获得一个数据，并用浮点型存储在D装置中。

因此，可以获得存储器允许范围内的数据数，但采样周期(测量周期)取决于程序速度，如果数据通道(CH)数增多，则采样周期变长。

另外，作为上述非专利文献1所述的第2现有装置提出了这样的方案，它利用高性能AD转换器，在AD转换器只保存规定采样数量的数据，汇总记录完后通过cPCI总线存储在存储器。

这种情况下，利用高速DAQ的FB，用1MHz汇总记录100个样本后，把汇总记录数据存储在DBL装置中，虽然最大可以实现1MHz的汇总记录，但只能采样1秒。

如上所述，第1和第2现有装置都不能满足以高速实现大容量采样的要求。

例如，在第1现有装置上附加大容量的存储媒体(HDD)，并希望把汇总记录数据存储在HDD中、以代替存储器的情况下，由于向HDD的每一次的写入时间长，所以与获得AD转换器保存的当前值并存储在存储器的情况相比，获得AD转换器保存的当前值并直到存储在HDD中需要更长的时间，结果，赶不上希望的采样周期。

这里，把每一次的N个数据写入HDD的需要时间t(N)可以用下面的式(1)表示。

t(N)＝δ×N+κ…(1)

式(1)中，δ是把一个数据写入HDD的需要时间，κ是(与数据个数无关)每一次写入HDD的需要时间(开销)。

另一方面，如果重复每一次把一个数据写入HDD的处理，则N次的写入时间的总和T可以用下面的式(2)表示。

T＝n×(δ×1+κ)…(2)

式(2)的情况下，开销κ成为瓶颈。

同样，在第2现有装置上附加大容量的存储媒体(HDD)，并希望把汇总记录数据存储在HDD中的情况下，转换器上完成规定采样数量的数据汇总记录后，通过cPCI总线存储在HDD中，在连续转换器上完成规定采样数量的接下来的数据汇总记录后，又通过cPCI总线存储在HDD中，…，可以重复这样的处理当然很好，但是不能保证上次的转换器上的规定采样数数据、与这次的转换器上的规定采样数数据、与下次的转换器上的规定采样数数据、…、这样重复的各规定采样数数据的相互之间没有丢失，且以希望的采样周期连续地连接。

[非专利文献1]三菱智能检查单元IU2系列“程序设计实例集”(2004年1月完成)第175页，第147页

发明内容

现有的数据记录装置中，例如上述第1现有装置的情况下存在的问题是，与第2现有装置相比，虽然可以汇总记录的数据总量多，但是不能像第2现有装置那样进行采样周期短的高速采样。

另外，存在的问题是，由于只能获得存储器允许范围内的数据数，所以如果把采样周期缩短，则汇总记录时间也变短，为了确保长的汇总记录时间，只能把采样周期放慢，特别在增加汇总记录CH数的情况下，很难高速采样。

另外，上述第2现有装置存在的问题是，与第1现有装置相比，虽然可以进行高速采样，但不能像第1现有装置那样汇总记录多个数据。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的是提供一种数据记录装置，该数据记录装置即使在利用每一次的数据写入时间长的大容量存储媒体(HDD)的情况下，也能以高速采样周期对大规模的汇总记录点数的(即，长时间)采样数据进行采样，并保证不会丢失、且连续地连接。

本发明的数据记录装置包括把成为检查或者测量对象的信号作为测量数据取入的数据输入装置；传输测量数据的数据总线装置；记录通过数据总线装置传输的测量数据的数据记录单元；以及进行把测量数据记录在数据记录单元用的数据记录控制的数据控制装置，所述数据记录装置还包括具有临时存储测量数据用的缓冲区域的数据缓冲存储装置，数据控制装置进行数据记录控制，使得把通过数据总线装置从数据输入装置获得的测量数据临时存储在缓冲区域后，最终记录在数据记录装置。

按照本发明，减少向每一次的数据写入时间长的大容量存储媒体(HDD)的写入处理次数，并增加每一次的写入数据量，相对地减少写入开销，通过这样即使在利用HDD的情况下，也能以高速采样周期对大规模的汇总记录点数的采样数据进行采样、并保证不会丢失、且连续地连接。

附图说明

图1是表示与本发明的实施形式1相关的数据记录装置的方框图。

图2是表示与本发明的实施形式1相关的数据记录装置的动作的方框图。

图3是表示与本发明的实施形式1相关的数据记录装置的采样动作的流程图。

图4是利用时序图表示与本发明的实施形式1相关的数据记录装置的采样动作的说明图。

图5是表示与本发明的实施形式1相关的数据记录装置的其他动作例的方框图。

图6是表示与本发明的实施形式2相关的数据记录装置的方框图。

图7是表示与本发明的实施形式2相关的数据记录装置的动作的方框图。

图8是表示与本发明的实施形式2相关的数据记录装置的采样动作的流程图。

图9是利用时序图表示与本发明的实施形式2相关的数据记录装置的采样动作的说明图。

图10是部分地表示与本发明的实施形式3相关的数据记录装置的动作的流程图。

图11是表示与本发明的实施形式4相关的数据记录装置的动作的流程图。

图12是表示与本发明的实施形式5相关的数据记录装置的方框图。

图13是表示与本发明的实施形式5相关的数据记录装置的采样动作的流程图。

图14是表示与本发明的实施形式6相关的数据记录装置的方框图。

图15是利用时序图表示与本发明的实施形式6相关的数据记录装置的采样动作的说明图。

图16是表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的方框图。

图17是表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的动作的流程图。

图18是利用部分时序图表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的第1采样动作的说明图。

图19是利用部分时序图表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的第2采样动作的说明图。

图20是利用部分时序图表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的第3采样动作的说明图。

图21是利用部分时序图表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的第4采样动作的说明图。

具体实施方式

实施形式1.

图1中，数据记录装置包括数据输入装置1、数据总线装置2、通过数据总线装置2与数据输入装置1连接的数据控制装置3、与数据控制装置3连接的数据记录单元4和数据缓冲存储装置5。

数据输入装置1把成为检查或者测量的对象的信号作为测量数据取入，并根据需要输出到数据总线装置2。具体来讲，数据输入装置1由A/D转换器等构成，取入作为测量对象的物理数据，并转换为数字数据。

数据总线装置2把通过数据输入装置1取入的测量数据，传输到数据控制装置3。具体来讲，数据总线装置由数字数据通过的cPCI总线等构成，在数据输入装置1(例如A/D转换器)和数据控制装置3之间交换数据时发挥作用。

数据控制装置3由CPU(MPU)构成，进行把测量数据记录在数据记录单元4用的数据记录控制。具体来讲，数据控制装置3由在CPU(MPU)上动作的程序(F/W：固件)构成，对数据输入装置1(A/D转换器)发出取得数据的指示，同时进行控制，向数据记录单元4指示进行数据记录。

数据记录单元4在数据控制装置3的控制下，记录通过数据总线装置2传输的测量数据。具体来讲，数据记录单元4由记录大容量数字数据的媒体构成，例如由HDD或大容量存储器卡等构成。

数据缓冲存储装置5包括临时存储测量数据用的缓冲区域6。具体来讲，数据缓冲存储装置5内的缓冲区域6由数据控制装置3(CPU)使用的存储区域(RAM)构成，在CPU的程序执行时，保持数据时等情况下使用。

数据控制装置3执行数据记录控制，使得把通过数据总线装置2从数据输入装置1获得的测量数据临时存储在缓冲区域6中后，最终存储在数据记录单元4。

图2是表示图1所示的数据记录装置的动作的方框图，虚线箭头表示数据流。

图2中，数据控制装置3可以分成数据获得控制装置31和数据记录控制装置32等两个动作功能。

数据获得控制装置31通过数据总线装置2从数据输入装置1获得数据，并临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中。

数据记录控制装置32读出临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的数据，并记录在数据记录单元4上，同时清除临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的数据。

图3是表示本发明的实施形式1的测量数据的采样动作的流程图，图4是利用时序图表示图3的动作流程的说明图。

下面，一边参考图2～图4，一边说明图1所示的本发明的实施形式1的数据控制装置3的动作。

图3中，首先指定采样条件，然后根据采样条件，设定每一次的处理数据数N(步骤S1)。

与上述相同，把每一次的N个数据写入数据记录单元4(例如HDD)的需要时间t(N)可以用下面的式(1)表示。

t(N)＝δ×N+κ…(1)

式(1)中，δ是把一个数据写入数据记录单元4(例如HDD)的需要时间，κ是(与数据个数无关)每一次写入数据记录装置4(例如HDD)的需要时间(开销)。

这里，如果把采样周期设为τ，把临时存储处理(后述的步骤S4)需要时间设为ε，则每一次的处理数据数N只要满足下面的式(3)来决定即可。

τ-ε＞δ×N+κ…(3)

然而，需要考虑采样周期τ的极限，并不是在全部的情况下求出处理数据数N，说起来，采样周期τ满足下面的式(4)或者式(5)的任意一个条件的情况下，就不能设定每一次的处理数据数N。

τ＜δ…(4)

τ＜κ…(5)

另外，如果不管具有怎么样的处理数据数N，在不能满足上述式(3)的采样周期τ的情况下，则不能采样，所以存在满足式(3)的处理数据数N的那样的采样周期τ也是可以采样的极限值。

回到图3，数据控制装置3接着指定采样条件和设定处理数据数N(步骤S1)，开始采样(步骤S2)，判断测量数据的数是否达到最终汇总记录点数(步骤S3)。

步骤S3中，如果判定为没有达到汇总记录点数(即，NO)，则数据控制装置3内的数据获得控制装置31在每个采样周期τ，通过数据总线装置2从数据输入装置1获得测量数据，并把获得的测量数据临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中(步骤S4)。

接着，参考初始设定时被清零并且在将要执行步骤S4之前加1的计数器(未图示)，判断是否执行了N次步骤4的处理(计数器值＝N)(步骤S5)，如果判定为没有执行N次(即，NO)，则把计数器加1，同时再次执行步骤S4。

另一方面，步骤S5中，如果判断为执行了N次步骤S4(即，YES)，则数据控制装置3内的数据记录控制装置32读出临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6的N个测量数据，并记录在数据记录单元4，然后清除临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的N个测量数据(步骤S6)，然后回到步骤S3。

这时，如图4所示，每次结束向缓冲区域6的临时存储处理(步骤S4)后，在采样周期τ内执行其他的处理。

同样，结束向缓冲区域6的临时存储处理(步骤S4)或向数据记录单元4的N数据记录处理(步骤S6)后，在采样周期τ内执行其他的处理。

通过重复执行步骤S4～S6，步骤S3中，如果判断为测量数据数达到最终的汇总记录点数(即，YES)，则数据控制装置3内的数据记录控制装置32读出临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的全部测量数据，并记录在数据记录单元4，然后清除临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的全部测量数据(步骤S7)，然后结束图3的采样处理例程(步骤S8)。

通过上述处理，能够减少向数据记录单元4(HDD)的写入处理次数，并增加每一次向数据记录单元4的写入数据量，使可以相对地减少向数据记录单元4的写入开销。

其结果，作为数据记录单元4，即使利用每一次的数据写入时间长的存储媒体(HDD)的情况下，也能以高速采样周期实现对大规模的汇总记录点数的(即，长时间)采样数据进行采样、并保证不会丢失、且连续地连接。

另外，即使正在执行上述数据汇总记录，也可以把对其他的处理的影响抑制到最小限度。

另外，由于不特别需要与上述处理相关的高价的专用设备，所以可以低廉地实现数据记录装置。

另外，图2中，是把数据记录控制装置32的功能设置在数据控制装置3内，但也可以例如图5那样，把数据记录控制装置32设置在数据记录单元4内，这种情况下，也可以得到与上述相同的作用效果。

实施形式2.

另外，在上述实施形式1(参考图1和图2)中，在数据缓冲存储装置5内设置了一个缓冲区域6，但也可以设置多个缓冲区域。

例如，在上述实施形式1中，是假设数据记录处理比采样处理相当快的情况，因此无需将缓冲区域6构成双缓冲器，但是在采样处理比上述更高速的情况下，由于数据记录时间无法赶上采样间隔，所以用上述(图1、图2)的结构不可能实现。

因此，最好在高速采样的情况下，例如采用双缓冲器方式，在一个缓冲区域中缓冲(临时存储)数据的期间，对另一个的缓冲区域内的测量数据进行记录处理，通过这样，可以可靠地记录高速采样数据。

另外，双缓冲器有各种用途，一般在记录中，采用把数据统一存储后汇总写入数据记录单元的方式。

图6是表示设置了多个缓冲区域6a、6b的与本发明的实施形式2相关的数据记录装置的方框图。

另外，图7是表示图6所示的数据记录装置的动作的方框图，虚线箭头表示初始设定的数据流。另外，图7内的点划线箭头表示下一次处理时(反过来设定使用缓冲区时)的数据流。

在图6和图7中，对于与上述(参考图1和图2)相同的部分赋予与上述相同的标号，或者在标号后附加“A”并省略详述。

如图6和图7所示，数据缓冲存储装置5A具有多个缓冲区域6a和6b。

另外，多个缓冲区域6a和6b可以由缓冲区域6的数据区域的双重结构的双缓冲器(从外部看是单一的缓冲区域)实现，也可以由外观上是多个缓冲区域实现。

另外，数据控制装置3是这样进行数据记录控制的，所述数据控制装置3把通过数据总线装置2从数据输入装置1获得的此次测量数据临时存储在多个缓冲区域6a和6b中的一个缓冲区域(例如，如虚线箭头所示，缓冲区域6a)，同时把已经存储在多个缓冲区域6a和6b中的另一个缓冲区域(例如，如虚线箭头所示，缓冲区域6b)的上次测量数据记录在数据记录单元4。

图8是表示本发明的实施形式2的测量数据的采样动作的流程图，图9是利用时序图表示图8的动作流程的说明图。

图8和图9中，对于与上述(参考图3和图4)相同的处理赋予与上述相同的标号，或者在标号后附加“A”并省略详述。

下面，一边参考图7～图9，一边说明图8所示的本发明的实施形式2的数据控制装置3的动作。

图8中，首先指定采样条件，并设定每一次的处理数据数N(步骤S1)。

这里，与上述相同，可以用下面的式(1)表示每一次把N个数据写入数据记录单元4的需要时间t(N)(后述的步骤S6A的处理时间)。

t(N)＝δ×N+κ…(1)

另外，如果把采样周期设为τ，把临时存储处理(步骤S4A)需要时间设为ε，则每一次的处理数据数N只要满足下面的式(6)来决定即可。

(τ-ε)×N＞δ×N+κ…(6)

然而，如上所述，如果采样周期τ满足式(4)或式(5)中的任意一个条件，则不能设定处理数据数N。

这种情况下，与前述实施形式1相比，在条件上虽有余量，但与上述相同，对不满足上述式(6)的采样周期τ，不能采样，所以存在满足式(6)的处理数据数N的那样的采样周期τ也是可以采样的极限值。

回到图8，接着步骤S1开始采样(步骤S2A)。

这时，数据控制装置3内的数据获得控制装置31初始设定为“使用缓冲区域6a”。

然后判断是否达到汇总记录点数(步骤S3)，步骤S3中，如果没有达到汇总记录点数，则数据获得控制装置31对每个采样周期τ通过数据总线装置2从数据输入装置1获得测量数据，并临时存储在缓冲区域6a和6b中被设定的一方(初始设定时是缓冲区域6a)(步骤S4A)。

接着，判断是否执行了N次步骤S4AS处理(步骤S5)，如果没有执行N次，则再次执行步骤S4A。

另一方面，如果执行了N次步骤S4A处理，则把数据获得控制装置31使用的缓冲区域反过来(例如，6a→6b)设定后，数据记录控制装置32对上次使用的缓冲区域(例如，6b)进行读出处理，读出临时存储的N个测量数据并记录在数据记录单元4上，然后清除临时存储在上次使用的缓冲区域(例如，6b)中的N个测量数据(步骤S6A)，回到步骤S3。

这时，如图9所示，每次结束向缓冲区域6a或6b的临时存储处理(步骤S4A)后，在采样周期τ内执行其他的处理。

另外，反过来设定临时存储处理的执行对象(例如，6a→6b)后，进行步骤S6A的下一个处理，结束步骤S6A后，在采样周期τ内执行其他的处理。

然后，在步骤S3中，如果判断为达到汇总记录点数(即，YES)，则把数据获得控制装置31使用的缓冲区域反过来(例如，6a→6b)设定后，对上次使用的缓冲区域(例如，6b)进行读出处理，读出临时存储的全部测量数据并记录在数据记录单元4上，然后清除临时存储在上次使用的缓冲区域(例如，6b)中的全部测量数据(步骤S7A)，并结束采样(步骤S8)。

在上述实施形式1(参考图3)中，为了保证采样数据不丢失、且连续地连接，在开始下一次临时存储处理(步骤S4)之前，必须一定完成N次执行的判定处理(步骤S5)，且步骤S5需要根据设定的采样周期τ严格地调整每一次的处理数据数N。

然而，按照本发明的实施形式2(参考图8)，即使进行N次执行判断后的N数据记录处理(步骤S6A)通过多次临时存储处理(步骤S4A)而执行，也可以保证采样数据不丢失、且连续地连接。

因此，步骤S6A无需根据设定的采样周期τ严谨地调整一次处理的数据个数N，可以进行可靠的采样。

具体来讲，上述的实施形式1中，如果采样周期τ变短而提高采样速度的情况下，不管怎么调整N个，在本次的步骤S4A和下一次的步骤S4A之前会发生步骤S6A没有完成的情况，但本发明的实施形式2中，由于步骤S6A也可以跨越多个步骤S4A执行，所以即使采样周期τ变短(提高采样速度)，也能相适应。

另外，本发明的实施形式2中，为了保证采样数据不丢失、且连续地连接，也需要调整数据个数N，只要调整数据个数N，使在步骤S4A执行N次期间可以完成步骤S6A即可。

另外与上述相同，由于不特别需要与上述处理相关的高价的专用设备，所以可以低廉地实现数据记录装置。

实施形式3.

上述实施形式1和2中没有提及缓冲区域的分配(确保)，但数据控制装置3也可以动态分配缓冲区域6(6a和6b)。

图10是部分地表示与本发明的实施形式3相关的数据记录装置的动作的流程图，表示动态分配缓冲区域的情况。

图10中，对于与上述(参考图3和图8)相同的处理赋予与上述相同的标号，或者省略图示并省略详述。

另外，作为本发明的实施形式3的数据记录装置的结构，可以应用图1图2图5～图7中的任意一个所示的数据记录装置。

首先，数据控制装置3指定采样条件，并根据采样条件设定N后(步骤S1)，根据N来动态分配缓冲区域(步骤S10)。

下面，与上述相同，开始采样(步骤S2和S2A)。

例如，上述的实施形式1和2中，为了保证采样数据不丢失、且连续地连接，需要调整数据个数N，使在执行N次临时存储处理(步骤S4和S4A)期间，可以完成N次执行判断后的N数据记录处理(步骤S6A)。

这时，由于作为影响数据个数N的调整的要素，有采样周期、采样CH数、向数据记录单元4的每一次访问处理时间的开销等，所以需要设定附带这些要素的数据个数N。

即，虽然根据采样条件调整数据个数N，但缓冲区域6(6a和6b)需要确保能够存储N个测量数据那样的大小。

因此，上述的实施形式1和2中，为了保证采样数据不丢失、且连续地连接，对任何采样条件的设定都需要确保N个数据可存入那样的大小(能产生的最大个数N的数据可存入那样的大小)。

这种情况存在的问题是，效率低(浪费)，有时系统需要装更大的存储器。

与上述不同的是，本发明的实施形式3根据基于采样条件设定的每一次处理数据数N，动态确保(分配)缓冲器，通过这样消除上述的浪费，其结果，系统整体可以有效地使用有限的存储器。

即，数据控制装置3根据基于测量数据的采样周期的大小，或者基于测量数据的通道数的大小，或者基于向数据记录单元4的访问处理时间的大小，动态分配缓冲区域6(6a和6b)，通过这样可以有效使用存储器。

另外，由于不需要与上述处理相关的高价的专用设备，所以可以低廉地实现数据记录装置。

实施形式4.

上述实施形式3中，是假定利用预先指定的固定值作为决定处理数据数N时使用的HDD写入时间δ或开销时间κ，并进行了说明，但数据控制装置3也可以实测数据记录单元4进行数据记录动作所需要的访问处理时间，并根据实测时间的大小动态分配缓冲区域6(6a和6b)。

例如，当利用固定值δ和κ的情况下，有可能与实际系统的值离得很远，所以无法决定更正确的处理数据数N，数据记录处理中会发生不正常的动作。因此，最好利用动态分配来避免数据记录处理的不正常的动作。

图11是表示与本发明的实施形式4相关的数据记录装置的动作的流程图，表示根据实测时间的大小来动态分配缓冲区域6(6a和6b)的情况。

图11中，对于与上述(参考图3、图8和图10)相同的处理赋予与上述相同的标号，或者省略图示并省略详述。

另外，作为本发明的实施形式4的数据记录装置的结构，可以使用图1图2图5～图7中的任意一个所示的数据记录装置。

这种情况下，数据控制装置3根据数据记录单元4进行数据记录动作所需要的时间的大小，动态分配缓冲区域6(6a和6b)。

首先，数据控制装置3指定采样条件(步骤S1A)，并对设定的数据记录单元4进行空写入，测量处理时间，通过这样实测每一次的访问处理时间的开销(步骤S1B)。

接着，根据设定的采样条件和实测的开销的实测时间来设定数据个数N(步骤S1C)，并根据数据个数N动态分配缓冲区域6(6a和6b)(步骤S10)。

下面，与上述相同，开始采样(步骤S2和S2A)。

具体来讲，通过下面的步骤S11～S13执行每一次的访问处理时间的开销实测处理(步骤S1B)。

首先，实测写入比较少的数据量的需要时间T1(步骤S11)，接着实测写入比较多的数据量的需要时间T2(步骤S12)。

最后，利用实测时间T2和T1的时间差(T2-T1)，算出开销的实测时间(步骤S13)。

具体来讲，通过解基于上述式(1)的下面的联立方程式(1a)和(1b)，可以求得如式(7)和式(8)那样的写入时间δ和开销时间κ。

T1＝t(N1)＝δ×N1+κ…(1a)

T2＝t(N2)＝δ×N2+κ…(1b)

δ＝(T1-T2)/(N1-N2)…(7)

κ＝T1-N1(T1-T2)/(N1-N2)…(8)

例如，上述的实施形式3中，是根据基于采样条件设定的数据个数N，动态确保(分配)了缓冲器(步骤S10)，这时，作为根据采样条件设定数据个数N时的要素而附带的“向数据记录单元4的每一次的访问时间的开销”，将因数据记录单元4的种类而异。

因此，实际上，需要根据作为数据记录单元4可以设想的最大的开销来设定数据个数N。即，存在的问题是，由于动态确保的缓冲区域6(6a和6b)的大小也根据最大的开销分配得较大，故效率低(浪费)。

与上述不同的是，由于本发明的实施形式4对利用采样条件设定的数据记录单元4实测每一次的访问处理时间的开销，再利用实测时间设定每一次的处理数据数N，然后根据设定的数据个数N设定分配的缓冲区域6(6a和6b)的大小，所以能够消除如上所述的浪费，结果系统整体可以有效使用有限的存储器。

实施形式5.

上述实施形式1～4中，是利用了一个数据记录单元4，但也可以设置多个数据记录单元。

图12是表示与设置了多个数据记录单元4a和4b的本发明的实施形式5相关的数据记录装置的方框图。

图12中，对于与上述(参考图1)相同的部分赋予与上述相同的标号，并省略详述。另外，数据控制装置3假设例如如图2所示，包括数据获得控制装置31和数据记录控制装置32。

这种情况下，数据控制装置3是这样执行数据记录控制的，它把通过数据总线装置2从数据输入装置1获得的测量数据临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中后，最终记录在多个数据记录单元4a和4b中。

另外，数据控制装置3对多个数据记录单元4a和4b的各自的数据记录动作需要的时间或者其实测时间，根据附带各时间或者各实测时间、并与较大的开销(时间差值)相对应的大小或者与相加时间值相对应的大小，动态分配缓冲区域6。

下面，一边参考图13的流程图，一边说明图12所示的本发明的实施形式5的采样处理动作。

图13中，对于与上述(参考图3)相同的处理赋予与上述相同的标号，并省略详述。

首先，数据控制装置3指定采样条件，并根据对数据记录单元4a和4b的开销较大的一方设定数据个数N(步骤S1D)。

然后，开始采样(步骤S2)，执行步骤S3～S5，在步骤S4执行N次的时刻，执行临时存储处理(步骤S6D)。

这时，步骤S6D中，数据控制装置3内的数据记录控制装置32读出临时存储在数据缓冲存储装置5的缓冲区域6中的N个测量数据，并记录在数据记录单元4a和4b中，然后清除临时存储在缓冲区域6中的N个测量数据。

然后，如果在步骤S3中判断为达到汇总记录点数(即，YES)，则执行步骤S7和S8，结束图13的采样处理例程。

在图12中，是表示了设置两个数据记录单元4a和4b的情况，但是也可以设置三个及三个以上的数据记录单元。

按照本发明的实施形式5，由于可以对多个数据记录单元4a和4b(HDD记录媒体)记录采样数据，因此可以通过冗余性确保可靠性。

即，即使在多个数据记录单元4a和4b中的一个记录媒体发生任何故障(例如，数据控制装置3与数据记录单元4a和4b之间的通信线的故障，或者数据记录单元4a和4b的动作本身的故障)的情况下，也可以使用记录在另外的记录媒体上的测量数据，故可以组建双重安全的数据记录系统。

另外，在这种情况下，也按照基于对数据记录单元4a和4b的访问处理时间的大小，动态分配缓冲区域6，故可以有效使用存储器。

实施形式6.

上述实施形式1～5中，是设置了一个数据控制装置3，但也可以设置多个数据控制装置。

图14是表示与设置了多个数据控制装置3a和3b的本发明的实施形式6相关的数据记录装置的方框图。

图14中，并列设置的数据控制装置3a和3b具备各自的数据缓冲存储装置5a和5b，各数据缓冲存储装置5a和5b具有单独的缓冲区域6a和6b。即，这种情况下，外观上也可以包括多个缓冲区域6a和6b。

另外，数据记录单元4E包括分别与各数据控制装置3a和3b对应的数据记录区域7a和7b。具体来讲，数据记录区域7a和7b由数据记录文件构成。

这种情况下，数据控制装置3a和3b与数据记录单元4E内的数据记录区域7a和7b的数据记录处理的种类数对应。

即，数据控制装置3a和3b进行对数据记录单元4E的数据记录控制，使得与数据记录单元4E内的数据记录处理的种类数对应。

图15是利用部分时序图来表示图14所示的装置的动作的说明图。

图15中，虚线的下方表示时间流(时序图)，虚线的上方表示数据流，虚线框表示数据记录控制处理。

另外，步骤S4a和S4b是与上述的步骤S4(S4A)相同的处理，分别与图14内的数据控制装置3a和3b的动作对应。

同样，步骤S6a和S6b是与上述的步骤S6(S6A和S6D)相同的处理，分别与图14内的数据控制装置3a和3b的动作对应。

另外，作为各数据控制装置3a和3b的采样条件，设采样a(CH1)的频率f1为1kHz，设采样b(CH2)的频率f2为2kHz。

这种情况下，首先在步骤S4b中，在采样b(2kHz)的条件下把CH2的“值1”临时存储在缓冲区域6b中，接着其他处理之后，在下一个步骤S4b中，在采样b(2kHz)的条件下把CH2的“值2”临时存储在缓冲区域6b中。

其次，在接着其他处理之后的步骤S4a中，在采样a(1kHz)的条件下把CH1的“值3”临时存储在缓冲区域6a中，在接着其他处理之后的步骤S4b中，在采样b(2kHz)的条件下把CH2的“值4”临时存储在缓冲区域6b中。

接着，在刚完成CH2的“值4”的临时存储处理(步骤S4b)后的步骤S6b中，缓冲区域6b内的测量数据“值1、值2、值4”被传输到数据记录装置7E内的数据记录区域7b。

接着向数据记录区域7b的数据传输处理(步骤S6b)之后，在执行完其他的处理后的步骤S4b中，根据需要把CH2的数据值临时存储在缓冲区域6b中。

其次，在接着其他处理之后的步骤S4a中，在采样a(1kHz)的条件下把CH1的“值6”临时存储在缓冲区域6a中。

接着，在刚完成CH1的“值6”的临时存储处理(步骤S4a)后的步骤S6a中，缓冲区域6a内的测量数据“值3和值6”被传输到数据记录装置7E内的数据记录区域7a中。

下面，数据控制装置3a和3b重复执行上述处理，直到达最终记录点数为止。

按照本发明的实施形式6，即使存在多个不同条件的采样，由于可以根据各自独立的任务(处理)执行采样处理，所以可以同时执行不同条件的采样，可以同时执行不同采样的多个记录。

另外，在本发明的实施形式6的情况下，由于上述处理中的步骤S4a和S4b与步骤S6a和S6b需要的处理内容与上述的实施形式5相比要简单，所以可以减轻整个处理的负担，结果整个系统可以高速执行处理。

然而，从图15可以明显地看出，由于采样a和b相互独立地动作，数据记录区域7a和数据记录区域7b之间的时间轴不一致(不在相同时间轴执行记录)，所以即使把数据记录区域7a和7B在相同的图中表示也没有意义。即，由于采样a和b是用不同的采样频率f1和f2进行记录，所以即使执行取得采样a和b的各测量数据的差分等处理也没有任何意义。

实施形式7.

在上述实施形式6(参考图14)中，是利用两个数据控制装置3a和3b(两个任务)对各自的缓冲区域6a和6b执行了独立的CH处理，但也可以利用一个数据控制装置3(一个任务)对双缓冲器结构的一个缓冲区域6执行多个CH处理。

图16是表示与本发明的实施形式7相关的数据记录装置的方框图，表示利用一个数据控制装置3来控制向数据记录区域7a和7b的数据记录的情况。

图16中，可以把数据缓冲存储装置5的缓冲区域6设为双缓冲器结构，也可以如上述(参考图6)那样，把缓冲区域6设定为多个。

另外，也可以将上述组合，把缓冲区域6设定为多个，同时将各缓冲区域6设定为双缓冲器结构。

图17是表示图16所示的装置的动作的流程图，对于与上述(参考图3)相同的处理赋予相同的标号，并省略详述。

图18是利用部分时序图表示图16的动作流的说明图，与上述(参考图15)相同，作为采样条件，设采样a(CH1)的频率f1为1kHz，设采样b(CH2)的频率f2为2kHz。

另外，图18表示把采样a和b双方记录在公共的缓冲区域6的情况。

在这种情况下，利用与CH1和CH2的各采样周期f1和f2的最小公倍数对应的采样周期，执行步骤S4E的处理。

即，这种情况下，结果采样周期是与CH1的采样频率f1(＝1kHz)的两倍的CH2的采样频率f2(＝2kHz)对应的τ2(＝1/f2)。

即，图18中，利用CH2的采样周期τ2只获得应获得的CH的测量数据。

如果不存在应获得的CH的数据的情况下，在步骤S4E中不执行任何处理。

接着，一边参考图17和图18，一边说明图16所示的本发明的实施形式7的动作。

图17中，首先指定多个采样条件(步骤S1E)，然后开始采样(步骤S2)。

接着，如果没有达到汇总记录点数，则数据获得控制装置31对每一个采样周期τ(＝τ2)，通过数据总线装置2从数据输入装置1获得测量数据，并临时存储在缓冲区域6中(步骤S4E)。

重复步骤S4E，在执行完N次步骤S4E的时刻，数据记录控制装置32读出临时存储在缓冲区域6中的测量数据，并根据采样条件，记录在数据记录单元4E的数据记录区域7a或者7b上，并清除临时存储在缓冲区域6中的测量数据(步骤S6E)。

下面，在达到最终汇总记录点数的时刻，执行步骤S7和S8，然后结束图17的采样处理例程。

具体来讲，例如图18所示，首先，在步骤S4E中，CH2的“值1”被临时存储在缓冲区域6中，在接下来的步骤S4E中，CH2的“值2”和CH1的“值3”被临时存储在缓冲区域6中。

另外，在下一个步骤S4E中，CH2的“值4”被临时存储在缓冲区域6中，在接下来的步骤S4E中，CH2的“值5”和CH1的“值6”被临时存储在缓冲区域6中。

接着，步骤S6E中，将缓冲区域6内的CH2的“值1、值2、值4、值5”传输到数据记录单元4E的数据记录区域7b中，将缓冲区域6内的CH1的“值3、值6”传输到数据记录单元4E的数据记录区域7a中。

下面，重复执行上述处理。

按照本发明的实施形式7，可以同时执行不同条件的采样。

另外，由于数据记录区域7a和数据记录区域7b之间的时间轴一致，所以把数据记录区域7a和7B在相同的图中表示也有意义，在同时执行不同条件的采样处理的情况下，可以在以后综合结果进行分析。

另外，由于多个文件之间的时间轴一致，所以不会突然大量增加数据量，而能够有效地执行例如像温度变化那样的缓慢的数据变化和像流量那样的快速的数据变化的记录，同时，在以后仔细检查时可以进行时间轴一致的准确的分析。

图18是表示对CH1和CH2共同使用缓冲区域6的情况，但也可以如图19所示，使用应用例如双缓冲器结构的分隔的多个缓冲区域6a和6b。

图19表示把采样a和b分别记录在各自的缓冲区域6a和6b的情况。这种情况下，对每一次采样设置了多个缓冲区域6a和6b(双缓冲器)。

图19中，在每一次步骤S4E中，在一个缓冲区域6a中依次临时存储CH1的“值3和值6”，在另一个缓冲区域6b中依次临时存储CH2的“值1、值2、值4、值5”。

接着，在步骤S6E中，各缓冲区域6a和6b内的数据值分别传输到数据记录单元4E内的数据记录区域7a和7b中。

在图19所示的双缓冲器结构的情况下，除了上述(参考图18)的效果，还可以得到上述(参考图6～图9)的实施形式2的效果。

另外，如图20那样，对与上述不同的采样条件(CH4和CH5)，也能应用与图19的情况相同的结构。

图20的结构和处理基本上与图19的情况相同，表示把采样a和b分别记录在各自的缓冲区域6a和6b的情况。

然而，图20中，作为采样条件的采样a(CH4)的频率f4是2kHz，采样b(CH5)的频率f5是3kHz。

因此，CH4和CH5的各采样频率f4和f5的最小公倍数是6kHz(＝2×3“kHz”)，所以利用与采样频率6kHz对应的采样频率执行临时存储处理(步骤S4E)。

即，图20中，利用与CH4和CH5的各采样频率f4和f5的最小公倍数对应的周期执行步骤S4E的处理，并只获得应获得的CH的测量数据。

另外，图20中，像接着对缓冲区域6a进行CH4的“值5”的临时存储处理(步骤S4E)之后的步骤S4E那样，如果不存在应获得的CH的数据的情况下，在步骤S4E中不执行任何处理。

图20所示的数据记录处理中，由于两个采样a和b(CH4和CH5)的关系并不是一个的采样频率是另一个采样频率的整数倍，所以利用与各采样频率的最小公倍数对应的周期执行采样处理(步骤S4E)。

另外，在各采样处理(步骤S4E)中，由于只采样存在该测量数据的采样CH，对其他的CH不执行任何采样处理，所以，如图20那样，即使一个采样周期不是另一个采样周期的整数倍关系的情况下，也能得到上述作用效果。

另外，数据控制装置3(参考图16)根据基于测量数据的采样周期的大小动态分配缓冲区域6，同时根据测量数据的通道数的大小动态分配缓冲区域6。

通过这样，能够消除浪费，系统整体可以有效地利用有限的存储器。

另外，如图21那样，特别在不同的采样条件之间存在共同记录的CH的情况下，无需多次汇总记录，对与上述(参考图19)相同的双缓冲器结构，可以利用一次汇总记录向多个目的地写入。

这里，作为图21的采样条件，把采样a(CH1和CH2)的频率f12设为1kHz(利用1kHz汇总记录CH1和CH2双方)，把采样b(CH2)的频率f2设为2kHz。

这种情况下，在最初的临时存储处理(步骤S4E)中，CH2的“值1”被写入到缓冲区域6b中，在接下来的步骤S4E中，CH2的“值2”被写入到缓冲区域6a和6b中，同时CH1的“值3”被写入到缓冲区域6a中。

下面，与上述同样，在下一个步骤S4E中，CH2的“值4”被写入到缓冲区域6b中，在接下来的步骤S4E中，CH2的“值5”被写入到缓冲区域6a和6b中，同时CH1的“值6”被写入到缓冲区域6a中。

然后，在步骤S6E中，各缓冲区域6a和6b内的数据值分别被传输到数据汇总记录装置4E内的数据记录区域7a和7b中。

在图21所示的数据汇总记录处理的情况下，也能得到上述作用效果。

特别地，由于在多个文件之间共同记录的CH无需经过多次汇总记录，只利用一次汇总记录，便可以写入多个目的地，所以可以减轻整个记录的负担。

即，由于从数据输入装置1(AD转换器)的CH进行6次数据获得处理，而与此相对应执行8次向数据记录单元4E的数据写入处理，所以消除从AD转换器的CH获得数据相关的处理的冗余性，正因为如此，提高了从AD转换器的CH获得数据相关的该部分的处理速度。

实施形式8.

在实施形式1～7中没有特别提及，但如果构成包括任意的数据记录装置的检查装置，也能得到相同的效果。

这种情况下，由于由智能检查单元构成的检查装置利用记录在数据记录装置中的数据执行检查处理，所以可以实现低廉的检查装置。

实施形式9.

另外，如果构成包括上述实施形式1～7的任意的数据记录装置的控制装置，也能得到相同的效果。

这种情况下，由顺序控制器、运动控制器、数控装置和机器人等FA设备构成的控制装置中，利用记录在数据记录装置的测量数据执行顺序控制处理或者运动控制处理，可以实现低廉的控制装置。

标号说明

1数据输入装置，2数据总线装置，3、3a和3b数据控制装置，4、4a、4b和4E数据记录装置5、5A、5a和5b数据缓冲存储装置6、6a和6b缓冲区域τ、τ2采样周期

Claims

1.一种数据记录装置，包括把成为检查或者测量对象的信号作为测量数据取入的数据输入装置；

传输所述测量数据的数据总线装置；

记录通过所述数据总线装置传输的测量数据的数据记录单元；以及

进行把所述测量数据记录在所述数据记录单元用的数据记录控制的数据控制装置，

其特征在于，

还包括具有临时存储所述测量数据用的缓冲区域的数据缓冲存储装置，

所述数据控制装置进行数据记录控制，使得把通过所述数据总线装置从所述数据输入装置获得的所述测量数据临时存储在所述缓冲区域后，最终记录在所述数据记录单元。

2.如权利要求1所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据缓冲存储装置包括作为所述缓冲区域的多个缓冲区域，

所述数据控制装置是这样进行数据记录控制的，它把通过所述数据总线装置从所述数据输入装置获得的这次的测量数据临时存储在所述多个缓冲区域中的一个缓冲区域，同时把已经存储在所述多个缓冲区域中的另一个缓冲区域的上次测量数据记录在所述数据记录单元。

3.如权利要求1所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置动态分配所述缓冲区域。

4.如权利要求3所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置根据与所述测量数据的采样周期相对应的大小，动态分配所述缓冲区域。

5.如权利要求3所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置根据与所述测量数据的通道数相对应的大小，动态分配所述缓冲区域。

6.如权利要求3所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置根据与所述数据记录单元在数据记录动作上需要的时间相对应的大小，动态分配所述缓冲区域。

7.如权利要求6所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置实测所述数据记录单元在数据记录动作上需要的时间，并根据与实测时间相对应的大小，动态分配所述缓冲区域。

8.如权利要求1所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据记录单元包括多个数据记录单元，

所述数据控制装置是这样进行数据记录控制的，它把通过所述数据总线装置从所述数据输入装置获得的测量数据临时存储在所述缓冲区域后，最终记录在所述多个数据记录单元中。

9.如权利要求8所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置对所述多个数据记录单元的各自的数据记录动作需要的时间或者其实测时间，根据附带各时间或者各实测时间、并与较大的时间值相对应的大小或者与相加时间值相对应的大小，动态分配所述缓冲区域。

10.如权利要求1所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置包括多个数据控制装置，使得与所述数据记录单元的数据记录处理的种类数对应。

11.如权利要求1所述的数据记录装置，其特征在于，所述数据控制装置进行对所述数据记录单元的数据记录控制，使得与所述数据记录单元的数据记录处理的种类数对应。

12.一种包括权利要求1至11的任一项所述的数据记录装置的检查装置，其特征在于，利用在所述数据记录装置上记录的测量数据执行检查处理。

13.一种包括权利要求1至11的任一项所述的数据记录装置的控制装置，其特征在于，利用在所述数据记录装置上记录的测量数据执行顺序控制处理或者运动控制处理。