DE112014001892B4

DE112014001892B4 - Überwachungssteuerungssystem und Steuergerät

Info

Publication number: DE112014001892B4
Application number: DE112014001892.9T
Authority: DE
Inventors: Koichi Nakagawa; Kunio Matsumoto; Noriyasu Fukatsu; Hiroshi Ashiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2034-02-01
Also published as: US20160054718A1; WO2015114821A1; US9740186B2; DE112014001892T5; CN105209988B; JP5661222B1; KR20150131397A; KR101589009B1; CN105209988A; JPWO2015114821A1

Abstract

Überwachungssteuerungssystem (1), umfassend:ein Steuergerät (100), das einen Gerätesteuerungsvorgang des Steuerns einer Operation eines Geräts durchführt, undein System höherer Ordnung (10), das mit dem Steuergerät (100) verbunden ist und ein Überwachungsendgerät (40) umfasst, um den Gerätesteuerungsvorgang zu überwachen, wobei das Steuergerät (100) umfasst:- eine Steuer-CPU (200), die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, und- eine Informations-CPU (300), die über einen internen Bus (400) mit der Steuer-CPU (200) verbunden ist,wobei die Steuer-CPU (200) einen Gerätespeicher (250) umfasst, der in demselben Gerätedaten speichert, die für den Gerätesteuerungsvorgang verwendet werden sollen, wobei die Gerätedaten mit dem Gerät verknüpft sind,wobei die Informations-CPU (300) umfasst:- eine eingebaute Datenbank (330),- eine Datenerfassungseinheit (312), die einen Datenerfassungsvorgang des Lesens der Gerätedaten aus dem Gerätespeicher (250) über den internen Bus (400) und des Speicherns der gelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank (330) durchführt, und- eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit (314), welche, wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, die in der eingebauten Datenbank (330) gespeicherten Gerätedaten zu einer in dem System höherer Ordnung (10) bereitgestellten externen Datenbank (35) überträgt,wobei das Überwachungsendgerät (40) die Gerätedaten durch einen Suchvorgang aus der externen Datenbank (35) oder der eingebauten Datenbank (330) erfasst,wobei die Informations-CPU (300) ferner umfasst:- eine Speichereinheit (320), die in derselben Operationsdefinitionsdaten speichert, die eine Operationsaktivierungsbedingung und den Inhalt einer arithmetischen Verarbeitung spezifizieren, und- eine Datenoperationseinheit (313), welche die arithmetische Verarbeitung an den in dem Datenerfassungsvorgang ausgelesenen Gerätedaten durchführt, wenn die Operationsaktivierungsbedingung erfüllt ist, und die ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung in den Gerätespeicher (250) schreibt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssteuerungssystem, das einen Gerätesteuerungsvorgang überwacht, und ein Steuergerät, das einen Gerätesteuerungsvorgang durchführt.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein Steuergerät, das dazu verwendet wird, eine automatisierte Maschine in einer Fabrik oder dergleichen zu steuern. Ein solches Steuergerät ist mit verschiedenen Geräten (Vorrichtungen), wie beispielsweise einem Sensor und einem Aktor, verbunden, um so die Operationen dieser Geräte durch das Ausführen eines Steuerprogramms zu steuern. Der Vorgang des Steuerns der Operationen dieser Geräte wird im Folgenden als „Gerätesteuerungsvorgang“ bezeichnet.
In den letzten Jahren ist eine Technik zum Durchführen integrierter Informationsverwaltung in Zusammenwirken mit Steuergeräten, wie beispielsweise der SPS, und einem externen Informationssystem zur praktischen Verwendung gebracht worden. Als diese Art von Technik können MES (Manufacturing Execution System - Produktionsleitsystem) und ERP (Enterprise Resource Planning - Unternehmensressourcenplanung) erwähnt werden.
In einer Großanlage, wie beispielsweise einer Wasserbehandlungsanlage oder einer chemischen Anlage, werden Daten mit hoher Geschwindigkeit und großer Kapazität gehandhabt. In einer solchen Großanlage wird im Allgemeinen ein Überwachungssteuerungssystem, das als SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - Überwachungssteuerung und Datenerfassung) bezeichnet wird, verwendet. Als Funktionen der SCADA können eine Datenerfassungsfunktion und eine Anwenderschnittstellenfunktion erwähnt werden. Die Datenerfassungsfunktion ist eine Funktion des Sammelns von Gerätedaten von Geräten, wie beispielsweise einem Sensor, in einer Anlage und des Speicherns der gesammelten Gerätedaten in einer Datenbank. Die Anwenderschnittstellenfunktion ist eine Funktion des Anzeigens von Gerätedaten auf einem Anzeigebildschirm eines Überwachungsendgeräts und des Empfangens einer Datenbearbeitung vom Anwender. Der Anwender kann, auf der Grundlage der auf dem Anzeigebildschirm des Überwachungsendgeräts angezeigten Daten, das Gerätesteuergerät in der Anlage überwachen und die erforderliche Datenbearbeitung ausführen.
Als ein Steuergerät, das Daten zwischen einem externen Informationssystem und dem Gerät selbst überträgt, sind die folgenden Geräte bekannt geworden.
Die Patentliteratur 1 offenbart ein verteiltes Steuergerät. Das verteilte Steuergerät schließt einen Hauptprozessor zur Gerätesteuerung und einen Kommunikationsprozessor zur Datenkommunikation ein. Auf Grund dieser Konfiguration können, selbst wenn das verteilte Steuergerät Datenerfassungsanforderungen in großem Ausmaß von einem System höherer Ordnung empfängt, die Einflüsse dadurch auf den Gerätesteuerungsvorgang verringert werden.
Die Patentliteratur 2 offenbart eine Technik zum Fernsteuern einer SPS durch das Internet. Die SPS empfängt eine mit einem Anwenderprogramm verknüpfte Datenübertragungsanforderung von einem entfernten Steuerungsrechner. Als Reaktion auf die Übertragungsanforderung überträgt die SPS das Anwenderprogramm und Steuerungsinformationen in einer Datenbank an den entfernten Steuerungsrechner.
Literaturhinweise
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2008-282323
Patentliteratur 2: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2009-86863.

DE 10 2009 041 781 A1 offenbart ein Steuerungssystem, welches eine Mehrzahl von Steuergeräten aufweist, die jeweils einen Motor steuern. Ein Haupt-Computer kontrolliert die Steuergeräte über einen Feldbus. Diagnosedaten werden von den Steuergeräten gesammelt, und zwar durch einen Diagnose-Datenserver, über den die Diagnosedaten visualisiert und in einer Datenbank abgespeichert werden können.
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Im Fall von herkömmlichen SCADA führt ein Überwachungsendgerät SCADA-Software aus. In diesem Fall sind in einer Anlage hohe Zuverlässigkeit und hohe Qualität bei der Software-Ausführung erforderlich, und daher ist ein teurer dedizierter PC, wie beispielsweise ein Industrie-PC (ein FA Personal Computer) als das Überwachungsendgerät, das die SCADA-Software ausführt, erforderlich. Dies führt zu einer Kostensteigerung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die ein Überwachungssteuerungssystem verwirklichen kann, das einen Gerätesteuerungsvorgang bei niedrigen Kosten überwacht.
Problemlösung
Die Aufgabe wird mit einem Überwachungssteuerungssystem gemäß Anspruch 1 und einem Steuergerät gemäß Anspruch 7 gelöst. Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Überwachungssteuerungssystem bereitgestellt, welches Folgendes einschließt: ein Steuergerät, das einen Gerätesteuerungsvorgang des Steuerns einer Operation eines Geräts durchführt, und ein System höherer Ordnung, das mit dem Steuergerät verbunden ist und ein Überwachungsendgerät einschließt, um den Gerätesteuerungsvorgang zu überwachen, wobei das Steuergerät eine Steuer-CPU einschließt, die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, und eine Informations-CPU einschließt, die über einen internen Bus mit der Steuer-CPU verbunden ist, wobei die Steuer-CPU einen Gerätespeicher einschließt, der in demselben Gerätedaten speichert, die für den Gerätesteuerungsvorgang verwendet werden sollen, wobei die Gerätedaten mit dem Gerät verknüpft sind, wobei die Informations-CPU eine eingebaute Datenbank einschließt, eine Datenerfassungseinheit einschließt, die einen Datenerfassungsvorgang des Lesens der Gerätedaten aus dem Gerätespeicher über den internen Bus und des Speicherns der gelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank durchführt, und eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit einschließt, welche, wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, die in der eingebauten Datenbank gespeicherten Gerätedaten zu einer in dem System höherer Ordnung bereitgestellten externen Datenbank überträgt, und wobei das Überwachungsendgerät die Gerätedaten durch einen Suchvorgang aus der externen Datenbank oder der eingebauten Datenbank erfasst.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, welches einen Gerätesteuerungsvorgang des Steuerns einer Operation eines Geräts durchführt und mit einem System höherer Ordnung verbunden ist, das ein Überwachungsendgerät einschließt, um den Gerätesteuerungsvorgang zu überwachen, wobei das Steuergerät Folgendes einschließt: eine Steuer-CPU, die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt; und eine Informations-CPU, die über einen internen Bus mit der Steuer-CPU verbunden ist, wobei die Steuer-CPU einen Gerätespeicher einschließt, der in demselben Gerätedaten speichert, die für den Gerätesteuerungsvorgang verwendet werden sollen, wobei die Gerätedaten mit dem Gerät verknüpft sind, und wobei die Informations-CPU eine eingebaute Datenbank einschließt und eine Datenerfassungseinheit einschließt, welche einen Datenerfassungsvorgang des Lesens der Gerätedaten aus dem Gerätespeicher über den internen Bus und des Speicherns der gelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank durchführt, und eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit einschließt, die, wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, dann die in der eingebauten Datenbank gespeicherten Gerätedaten zu einer in dem System höherer Ordnung bereitgestellten externen Datenbank überträgt, und wobei das Überwachungsendgerät die Gerätedaten durch einen Suchvorgang aus der externen Datenbank oder der eingebauten Datenbank erfasst.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Überwachungssteuerungssystem zu verwirklichen, das einen Gerätesteuerungsvorgang bei niedrigen Kosten überwacht.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Konfigurationsbeispiel eines Überwachungssteuerungssystems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Steuergeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist ein konzeptionelles Schema, das ein Beispiel von Signaldefinitionsdaten nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 ist ein konzeptionelles Schema, das ein Beispiel von Operationsdefinitionsdaten nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise einer Datenerfassungseinheit des Steuergeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise einer Datenoperationseinheit des Steuergeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise einer externen Übertragungsverarbeitungseinheit des Steuergeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Überwachungsendgeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise des Überwachungsendgeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur des Einstellens von Informationen durch die Verwendung eines Einstellungsendgeräts nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Steuergeräts nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Steuergeräts nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Es werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Erste Ausführungsform
< Überwachungssteuerungssystem >
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Konfigurationsbeispiel eines Überwachungssteuerungssystems 1 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Überwachungssteuerungssystem 1 schließt ein System 10 höherer Ordnung und ein Steuergerät 100 ein. Das System 10 höherer Ordnung und das Steuergerät 100 sind über ein Informationsnetz NET kommunikativ miteinander verbunden.
Das Steuergerät 100 führt einen Gerätesteuerungsvorgang durch. Im Einzelnen führt das Steuergerät 100, das mit verschiedenen Geräten (Vorrichtungen), wie beispielsweise einem Sensor und einem Aktor in einer Fabrik, verbunden ist, ein Steuerprogramm aus, um so die Operationen dieser Geräte zu steuern. Als das Steuergerät 100 kann eine SPS beispielhaft genannt werden. Ferner sind in der Fabrik mehrere Steuergeräte 100 über ein Steuerungsnetz kommunizierbar miteinander verbunden.
Das System 10 höherer Ordnung ist ein System, das den durch das Steuergerät 100 durchgeführten Gerätesteuerungsvorgang überwacht, und ist über das Informationsnetz NET mit dem Steuergerät 100 verbunden. Zum Beispiel wird das System 10 höherer Ordnung in einem Büro außerhalb eines Fabrikbereichs bereitgestellt. Das System 10 höherer Ordnung schließt ein Einstellungsendgerät 20, ein Datenbank-Endgerät 30 und ein Überwachungsendgerät 40 ein.
Das Einstellungsendgerät 20 ist ein Endgerät, das verschiedene Arten von Einstellung für das Steuergerät 100 durchführt. Einzelheiten eines Einstellungsvorgangs unter Verwendung des Einstellungsendgeräts 20 werden nachfolgend beschrieben. Zu bemerken ist, dass die Verbindungsmittel zwischen dem Einstellungsendgerät 20 und dem Steuergerät 100 nicht auf das Informationsnetz NET begrenzt sind. Das Einstellungsendgerät 20 und das Steuergerät 100 können unmittelbar über ein Kabel verbunden oder drahtlos durch WiFi oder dergleichen verbunden sein.
Das Datenbank-Endgerät 30 schließt eine externe Datenbank 35 ein. Eine Datenbankverarbeitung, wie beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitssuche, ist für die externe Datenbank 35 durch die Verwendung einer Datenbanksprache, wie beispielsweise SQL, möglich. Wie nachfolgend beschrieben, wird die externe Datenbank 35 zum Speichern von durch das Steuergerät 100 gesammelten Gerätedaten verwendet. Zu bemerken ist, dass die Gerätedaten mit den durch das Steuergerät 100 gesteuerten Geräten verknüpfte und für den Gerätesteuerungsvorgang verwendete Daten sind.
Das Überwachungsendgerät 40 ist ein Endgerät, das den durch das Steuergerät 100 durchgeführten Gerätesteuerungsvorgang überwacht. Das Überwachungsendgerät 40 kann die durch das Steuergerät 100 gesammelten Gerätedaten auf einer Anzeigeeinheit anzeigen und kann Datenbearbeitung von einem Anwender empfangen. Auf der Grundlage der auf der Anzeigeeinheit angezeigten Daten kann der Anwender den Gerätesteuerungsvorgang in einer Anlage überwachen und kann die erforderliche Datenbearbeitung durchführen. Einzelheiten des Überwachungsendgeräts 40 werden nachfolgend beschrieben.
< Konfigurationsbeispiele de Steuergeräts>
Einzelheiten des Steuergeräts 100 werden nachfolgend beschrieben. Wie in 1 illustriert, ist das Steuergerät 100 nach der vorliegenden Ausführungsform gesondert mit einer Steuer-CPU 200 und einer Informations-CPU 300 ausgestattet. Die Steuer-CPU 200 und die Informations-CPU 300 sind über einen Bus 400 (internen Bus) miteinander verbunden.
Die Steuer-CPU 200 ist eine CPU für den Gerätesteuerungsvorgang. Das heißt, durch das Ausführen des Steuerprogramms steuert die Steuer-CPU 200 Operationen von Geräten, wie beispielsweise eines Sensors und eines Aktors.
Indessen ist die Informations-CPU 300 eine CPU für einen Datenerfassungsvorgang. Hier ist der Datenerfassungsvorgang ein Vorgang des Sammelns von Gerätedaten und des Speicherns gesammelter Gerätedaten in einer Datenbank. Das heißt, nach der vorliegenden Ausführungsform fungiert die Informations-CPU 300 des Steuergeräts 100 als ein Teil herkömmlicher SCADA-Funktionen.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Steuergeräts 100 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Steuergerät 100 wird hier unter Bezugnahme auf 2 ausführlicher beschrieben.
Die Steuer-CPU 200, die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, schließt eine Ablaufsteuerungseinheit 210 und einen Gerätespeicher 250 ein.
Die Ablaufsteuerungseinheit 210 führt die Ablaufsteuerung von Geräten, wie beispielsweise eines Sensors, durch. Die Ablaufsteuerungseinheit 210 wird durch die Steuer-CPU 200 verwirklicht, um ein in einer Kontaktplansprache oder dergleichen beschriebenes Ablaufsteuerungsprogramm auszuführen. Das Ablaufsteuerungsprogramm kann auf einem rechnerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sein.
Der Gerätespeicher 250 ist ein interner Speicher. Die für den Gerätesteuerungsvorgang zu verwendenden Gerätedaten werden in dem Gerätespeicher 250 gespeichert.
Die Informations-CPU 300 ist über den Bus 400 (internen Bus) mit dem Gerätespeicher 250 in der Steuer-CPU 200 verbunden. Die Informations-CPU 300 schließt eine Verarbeitungseinheit 310, eine Speichereinheit 320, eine eingebaute Datenbank 330 und eine externe Kommunikationseinheit 340 ein.
Die Verarbeitungseinheit 310 ist eine Datenverarbeitungseinheit, die verschiedene Arten von Datenverarbeitung durchführt. Wie in 2 illustriert, schließt die Verarbeitungseinheit 310 als Funktionsblocks eine Konfigurationseinheit 311, eine Datenerfassungseinheit 312, eine Datenoperationseinheit 313 und eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 ein. Diese Funktionsblocks werden durch die Verarbeitungseinheit 310 verwirklicht, um ein Datenverarbeitungsprogramm auszuführen. Zu bemerken ist, dass das Datenverarbeitungsprogramm auf einem rechnerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sein kann. Einzelheiten der durch die Verarbeitungseinheit 310 durchgeführten Vorgänge werden nachfolgend beschrieben.
Die Speichereinheit 320 ist ein Speicher, der in demselben Definitionsdaten und dergleichen speichert. Zum Beispiel werden Signaldefinitionsdaten D1 und Operationsdefinitionsdaten D2 in der Speichereinheit 320 gespeichert.
Die Signaldefinitionsdaten D1 sind Daten, die ein Attribut eines Signals (einschließlich von Gerätedaten), die in einer Anlage gehandhabt werden, definiert. 3 illustriert ein Beispiel der Signaldefinitionsdaten D1. Signalnummern sind Nummern zum Identifizieren jedes Signals. Das Attribut jedes Signals schließt „Typ von Variablen“, „Name“, „Datentyp“, „Netznummer“, „Stationsnummer“, „Gerätetyp“ und „Adresse“ ein.
Der „Typ von Variablen“ gibt eine Kategorie des Signals an, und Elemente wie beispielsweise analog, digital, Puls und Zähler werden beispielhaft als diese Kategorie genannt. Der „Name“ ist ein Signalname, der auf eine leicht durch einen Menschen zu verstehende Weise beschrieben wird. Als der „Datentyp“ können Elemente wie beispielsweise ganzzahlig (16-Bit-ganzzahlig), gleitend (ein 32-Bit-Gleitkomma), lang (32-Bit-ganzzahlig) und doppelt (ein 64-Bit-Gleitkomma) erwähnt werden.
Die „Netznummer“ ist eine Identifikationsnummer eines Netzes, mit dem das Steuergerät 100, welches das Signal handhabt, verbunden ist. Die „Stationsnummer“ ist eine Identifikationsnummer des Steuergeräts 100, welches das Signal handhabt, in dem durch die Netznummer angegebenen Netz. Das heißt, das Steuergerät 100, welches das Signal handhabt, wird durch die Netznummer und die Stationsnummer eindeutig spezifiziert.
Der „Gerätetyp“ gibt einen Typ eines Speichers, der in dem Gerätespeicher 250 des Steuergeräts 100 eingeschlossen ist, und eines Speichers, in dem das Signal gespeichert ist, an. Als der Gerätetyp können ein Datenspeicher, ein Signalspeicher und ein internes Register erwähnt werden. Die „Adresse“ gibt einen Speicherort des Signals in dem durch den Gerätetyp angegebenen Speicher an. Das heißt, der Speicherort des Signals wird durch den Gerätetyp und die Adresse eindeutig spezifiziert.
Die Operationsdefinitionsdaten D2 definieren die durch die Informations-CPU 300 durchzuführende arithmetische Verarbeitung (nachfolgend beschrieben). 4 illustriert ein Beispiel der Operationsdefinitionsdaten D2. Eine Operationsnummer ist eine Nummer zum Identifizieren jeder der arithmetischen Verarbeitung. Das Attribut der arithmetischen Verarbeitung schließt „Aktivierungsbedingungsausdruck“, „Ausgabesignal“ und „arithmetische Gleichung“ ein.
Der „Aktivierungsbedingungsausdruck“ gibt eine Bedingung zum Starten der arithmetischen Verarbeitung an. Das heißt, wenn die durch den Aktivierungsbedingungsausdruck angegebene Bedingung erfüllt ist, dann wird die arithmetische Verarbeitung durchgeführt. Das „Ausgabesignal“ gibt eine Signalnummer eines Signals an, das als ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung, als ein Speicherort bezeichnet ist. Die „arithmetische Gleichung“ gibt den Inhalt der arithmetischen Verarbeitung an.
Bei dem in 4 illustrierten Beispiel wird die arithmetische Verarbeitung einer Operationsnummer 001 durchgeführt, wenn ein Wert des Signals S2000 größer als 100 wird, und der mittlere Wert des Signals S1010 und der Wert des Signals S1020 werden als ein Signal S1000 ausgegeben. Die arithmetische Verarbeitung einer Operationsnummer 002 wird durchgeführt, wenn ein auf 100 Millisekunden eingestelltes Zeitglied abgelaufen ist, und ein Wert, gewonnen durch das Multiplizieren eines Werts eines Signals S1030 mit 10, wird als ein Signal S1001 ausgegeben.
Als ein anderes Beispiel der arithmetischen Verarbeitung ist es ebenfalls vorstellbar, die Einheit der Gerätedaten zu einer Einheit, die das System 10 höherer Ordnung leicht handhaben kann, umzuwandeln. Zum Beispiel wird angenommen, dass eine Ausgabe eines Sensors, der den Wasserpegel eines Pumpenschachts erfasst, als ein Signalstrom X [mA], normalisiert in einem Bereich von 4 mA bis 20 mA, ausgedrückt wird. Es wird ein Fall betrachtet, wobei der Signalstrom X [mA] zu einem Wasserpegel [m] in einem Bereich von 0 bis 5 Metern umgewandelt wird. In diesem Fall ist eine durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückte arithmetische Verarbeitung erforderlich. $Wasserpegel [m] = (5 [m] - 0 [m]) \times (X [mA] - 4 [mA]) / (20 [mA] - 4 [mA])$
Die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 werden durch das Einstellungsendgerät 20 des Systems 10 höherer Ordnung eingestellt. Im Einzelnen verwendet ein Anwender das Einstellungsendgerät 20, um das Eingeben und Bearbeiten der D1 und der Operationsdefinitionsdaten D2 durchzuführen. Das Einstellungsendgerät 20 überträgt die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 an das Steuergerät 100. Die Informations-CPU 300 des Steuergeräts 100 empfängt die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 von dem Einstellungsendgerät 20. Die Konfigurationseinheit 311 der Verarbeitungseinheit 310 der Informations-CPU 300 speichert die empfangenen Signaldefinitionsdaten D1 und Operationsdefinitionsdaten D2 in der Speichereinheit 320.
Zu bemerken ist, dass das Steuergerät 100 die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 über das Steuerungsnetz an ein anderes Steuergerät 100 übertragen kann. Das heißt, Daten können unter den mehreren Steuergeräten 100, die mit dem gleichen Netz verbunden sind, geteilt werden. Ein beliebiges dieser Steuergeräte 100 kann auf alle Datenteile zugreifen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 ist die eingebaute Datenbank 330 eine Datenbank, die Gerätedaten speichert. Für die eingebaute Datenbank 330 kann eine Datenbankverarbeitung, wie beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitssuche, unter Verwendung einer Datenbanksprache, wie beispielsweise SQL, durchgeführt werden.
Die externe Kommunikationseinheit 340 ist eine Netzschnittstelle für das Informationsnetz NET. Die Verarbeitungseinheit 310 kann über die externe Kommunikationseinheit 340 auf das Informationsnetz NET zugreifen.
<Funktionen der Informations-CPU>
Die Funktionen der Verarbeitungseinheit 310 der Informations-CPU 300 werden nachfolgend beschrieben.
Die Konfigurationseinheit 311 empfängt die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 von dem Einstellungsendgerät 20. Die Konfigurationseinheit 311 speichert die empfangenen Signaldefinitionsdaten D1 und Operationsdefinitionsdaten D2 in der Speichereinheit 320.
Die Datenerfassungseinheit 312 führt einen Datenerfassungsvorgang durch. Im Einzelnen nimmt die Datenerfassungseinheit 312 Bezug auf die in der Speichereinheit 320 gespeicherten Signaldefinitionsdaten D1, um in den Signaldefinitionsdaten D1 definierte Gerätedaten aus dem Gerätespeicher 250 zu sammeln. In diesem Fall kann, da die Informations-CPU 300 und der Gerätespeicher 250 über den Hochgeschwindigkeitsbus 400 miteinander verbunden sind, die Datenerfassungseinheit 312 die Gerätedaten über den Bus 400 mit einer hohen Geschwindigkeit aus dem Gerätespeicher 250 auslesen. Die Datenerfassungseinheit 312 speichert die ausgelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank 330. Zum Beispiel führt die Datenerfassungseinheit 312 regelmäßig den Datenerfassungsvorgang durch.
Die Datenoperationseinheit 313 führt eine Datenoperationsverarbeitung durch. Im Einzelnen nimmt die Datenoperationseinheit 313 Bezug auf die in der Speichereinheit 320 gespeicherten Operationsdefinitionsdaten D2, um die in den Operationsdefinitionsdaten D2 definierte arithmetische Verarbeitung durchzuführen. Das heißt, wenn die Aktivierungsbedingung der arithmetischen Verarbeitung erfüllt ist, dann führt die Datenoperationseinheit 313 die spezifizierte arithmetische Verarbeitung an den beim Datenerfassungsvorgang aus dem Gerätespeicher 250 ausgelesenen Gerätedaten durch. Danach schreibt die Datenoperationseinheit 313 ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung („Ausgabesignal“ in 4) in den Gerätespeicher 250.
Wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, dann führt die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 einen externen Übertragungsvorgang durch. Der externe Übertragungsvorgang ist ein Vorgang des Übertragens wenigstens eines Teils der in der eingebauten Datenbank 330 gespeicherten Gerätedaten zu der externen Datenbank 35 des Systems 10 höherer Ordnung. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform wird die eingebaute Datenbank 330 als ein „Cache“ verwendet, und der Inhalt der eingebauten Datenbank 330 wird, wie erforderlich, in der externen Datenbank 35 widergespiegelt.
Als ein Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „die Datenerfassungseinheit 312 keinen Datenerfassungsvorgang durchführt“, das heißt, dass „Stillstandszeit“ ist. Als ein anderes Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „eine Auslastungsrate der eingebauten Datenbank 330 einen vorbestimmten Schwellenwert (Auslastungsratenschwellenwert) überschritten hat“. Als noch ein anderes Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „eine Belastung (Kommunikationsverkehr oder dergleichen) des Steuergeräts 100 niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert (Belastungsschwellenwert)“. Die externe Übertragungsbedingung kann eine beliebige dieser Bedingungen sein oder kann eine beliebige Kombination dieser Bedingungen sein.
Ein Beispiel eines Verarbeitungsflusses durch die Verarbeitungseinheit 310 wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise der Datenerfassungseinheit 312 illustriert. Wenn ein System aktiviert wird, dann aktiviert die Datenerfassungseinheit 312 ein in dem System registriertes Zeitglied (Schritt S1). Das Zeitglied definiert einen Zyklus, um einen Datenerfassungsvorgang durchzuführen. Der Zyklus, um den Datenerfassungsvorgang durchzuführen, kann für jedes Signal in den Signaldefinitionsdaten D1 einzeln definiert werden. Wenn mehrere Zyklen vorhanden sind, werden mehrere Zeitglieder, welche die jeweiligen Zyklen definieren, vorbereitet.
Wenn ein bestimmtes Zeitglied abgelaufen ist (JA bei Schritt S2), dann liest die Datenerfassungseinheit 312 mit dem Zeitglied verknüpfte Gerätedaten aus dem Gerätespeicher 250 aus (Schritt S3). Zu diesem Zeitpunkt ist vorzuziehen, dass die Datenerfassungseinheit 312 die Gerätedaten nur ausliest, wenn der gegenwärtige Wert von dem vorhergehenden Wert aktualisiert worden ist.
Anschließend kommuniziert die Datenerfassungseinheit 312 mit der Datenoperationseinheit 313 (Schritt S4). Wenn die Datenoperationsverarbeitung durch die Datenoperationseinheit 313 abgeschlossen ist, dann schreibt die Datenerfassungseinheit 312 die aus dem Gerätespeicher 250 ausgelesenen Gerätedaten in die eingebaute Datenbank 330 (Schritt S5). In diesem Fall schließen die in die eingebaute Datenbank 330 geschriebenen Daten nicht nur die bei Schritt S3 aus dem Gerätespeicher 250 ausgelesenen Gerätedaten, sondern ebenfalls die durch die Datenoperationsverarbeitung bei Schritt S4 aktualisierten Gerätedaten ein.
Anschließend benachrichtigt die Datenerfassungseinheit 312 die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 über den Abschluss des Datenerfassungsvorgangs (Schritt S6). Wenn das System nicht abgeschaltet worden ist (NEIN bei Schritt S7), dann kehrt die Prozedur zu Schritt S2 zurück. Wenn das System abgeschaltet worden ist (JA bei Schritt S7), dann endet der Verarbeitungsfluss.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise der Datenoperationseinheit 313 bei dem zuvor beschriebenen Schritt S4 illustriert. Die Datenoperationseinheit 313 nimmt Bezug auf die Operationsdefinitionsdaten D2, um ein Attribut (einen Aktivierungsbedingungsausdruck, ein Ausgabesignal, eine arithmetische Gleichung) jeder der arithmetischen Verarbeitungen in der Reihenfolge der Operationsnummern zu erfassen (Schritt S11). Danach führt die Datenoperationseinheit 313 den nächsten Vorgang entsprechend dem erfassten Attribut durch.
Im Einzelnen stellt die Datenoperationseinheit 313 fest, ob eine durch den erfassten „Aktivierungsbedingungsausdruck“ spezifizierte Aktivierungsbedingung erfüllt worden ist (Schritt S12). Wenn die Aktivierungsbedingung nicht erfüllt worden ist (NEIN bei Schritt S12), dann schreitet die Prozedur fort zu Schritt S15. Wenn die Aktivierungsbedingung erfüllt worden ist (JA bei Schritt S12), dann führt die Datenoperationseinheit 313 eine durch die erfasste „arithmetische Gleichung“ spezifizierte Operation durch (Schritt S13). Ferner speichert die Datenoperationseinheit 313 ein Operationsergebnis in einem durch das erfasste „Ausgabesignal“ spezifizierten Signal (Schritt S14). Das heißt, die Datenoperationseinheit 313 schreibt das Operationsergebnis in den Gerätespeicher 250. Danach schreitet das Verfahren fort zu Schritt S15.
Bei Schritt S15 stellt die Datenoperationseinheit 313 fest, ob der Vorgang für alle in den Operationsdefinitionsdaten D2 definierten Operationsnummern abgeschlossen worden ist. Wenn der Vorgang nicht abgeschlossen worden ist (NEIN bei Schritt S15), dann kehrt die Prozedur zu Schritt S11 zurück, wo der obige Vorgang für die nächste Operationsnummer durchgeführt wird. Wenn der Vorgang für alle Operationsnummern abgeschlossen worden ist (JA bei Schritt S15), dann ist die Datenoperationsverarbeitung abgeschlossen.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise der externen Übertragungsverarbeitungseinheit 314 illustriert. Die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 empfängt eine beim zuvor beschriebenen Schritt S6 von der Datenerfassungseinheit 312 übermittelte Datenerfassungsabschlussbenachrichtigung (Schritt S21).
Als Reaktion auf die Datenerfassungsabschlussbenachrichtigung berechnet die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 eine redundante Zeit bis zum Start des nächsten Datenerfassungsvorgangs (Schritt S22). Die redundante Zeit ist eine Zeit, erhalten durch das Subtrahieren der gegenwärtigen Zeit von der nächsten Datenerfassungszeit. Die nächste Datenerfassungszeit kann durch Bezugnahme auf alle beim zuvor beschriebenen Schritt S1 aktivierten Zeitglieder ermittelt werden.
Anschließen übermittelt die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 wenigstens einen Teil der in der eingebauten Datenbank 330 verbleibenden Gerätedaten (Schritt S23). Die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 berechnet dann eine bei Schritt S23 abgelaufene Zeit (Schritt S24). Die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 aktualisiert die redundante Zeit durch das Subtrahieren der abgelaufenen Zeit von der redundanten Zeit (Schritt S25).
Wenn es noch die redundante Zeit gibt (JA bei Schritt S26), dann kehrt die Prozedur zurück zu Schritt S23. Falls es keine redundante Zeit gibt (NEIN bei Schritt S26), dann endet der externe Übertragungsvorgang.
Auf diese Weise führt, bei dem in 5 bis 7 illustrierten Beispiel, die Datenerfassungseinheit 312 regelmäßig den Datenerfassungsvorgang durch. Wenn die Datenerfassungseinheit 312 nicht den Datenerfassungsvorgang durchführt, das heißt, während der Stillstandszeit, führt die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 den externen Übertragungsverarbeitungsvorgang durch.
< Überwachungsendgerät >
Das Überwachungsendgerät 40 in dem System 10 höherer Ordnung wird als Nächstes beschrieben. 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Überwachungsendgeräts 40 nach der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Überwachungsendgerät 40 schließt eine Verarbeitungseinheit 50, eine Speichereinheit 60, eine Anzeigeeinheit 70 und eine Kommunikationseinheit 80 ein.
Die Verarbeitungseinheit 50 ist eine Datenverarbeitungseinheit, die verschiedene Arten von Datenverarbeitung durchführt. Wie in 8 illustriert, schließt die Verarbeitungseinheit 50, als Funktionsblocks, eine Datenerfassungseinheit 51, eine Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 und eine Anzeigeverarbeitungseinheit 53 ein. Diese Funktionsblocks werden durch die Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht, um ein MMS(Mensch-Maschine-Schnittstellen)-Programm auszuführen. Zu bemerken ist, dass das MMS-Programm auf einem rechnerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sein kann. Einzelheiten des durch die Verarbeitungseinheit 50 durchgeführten Vorgangs werden nachfolgend beschrieben.
Die Speichereinheit 60 ist ein Speicher, wie beispielsweise ein RAM oder ein HDD. In der Speichereinheit 60 werden die Signaldefinitionsdaten D1, Bildschirmdefinitionsdaten D3 und Bildschirmdaten D4 gespeichert. Die Signaldefinitionsdaten D1 sind Daten, wie zuvor beschrieben, und werden von dem Einstellungsendgerät 20 verteilt. Die Bildschirmdaten D4 sind auf einem Überwachungsbildschirm 75 der Anzeigeeinheit 70 angezeigte Daten und geben den Inhalt der Gerätedaten an. Die Bildschirmdefinitionsdaten D3 sind Ursprungsdaten der Bildschirmdaten D4. Zum Beispiel definieren die Bildschirmdefinitionsdaten D3 ein Bildschirmlayout, zu verwendende UI(User Interface - Anwenderschnittstellen)-Bestandteile, die Signalnummer der anzuzeigenden Gerätedaten und dergleichen.
Die Anzeigeeinheit 70 hat den Überwachungsbildschirm 75, wie beispielsweise ein Berührungsfeld. Die Bildschirmdaten D4 werden auf dem Überwachungsbildschirm 75 angezeigt. Auf der Grundlage der auf dem Überwachungsbildschirm 75A angezeigten Bildschirmdaten D4 kann der Anwender eine Überwachung des Gerätesteuerungsvorgangs in einer Anlage und erforderliche Datenbearbeitung durchführen.
Die Kommunikationseinheit 80 ist eine Netzschnittstelle für das Informationsnetz NET. Die Verarbeitungseinheit 50 kann über die Kommunikationseinheit 80 auf das Informationsnetz NET zugreifen.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Funktionsweise der Verarbeitungseinheit 50 des Überwachungsendgeräts 40 illustriert. Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 liest die Bildschirmdefinitionsdaten D3 aus der Speichereinheit 60 aus. Anschließend extrahiert die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 nacheinander die Signalnummer der in den Bildschirmdefinitionsdaten D3 definierten Gerätedaten (Schritt S31). Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 fordert dann die Datenerfassungseinheit 51 auf, den letzten Wert der Gerätedaten, welche die extrahierte Signalnummer haben, zu erfassen.
Die Datenerfassungseinheit 51 erfasst den angeforderten letzten Wert der Gerätedaten aus der externen Datenbank 35 oder der eingebauten Datenbank 330 des Steuergeräts 100 durch einen Suchvorgang. Im Einzelnen durchsucht die Datenerfassungseinheit 51 zuerst die externe Datenbank 35, um den aktuellen Wert der Gerätedaten zu erfassen (Schritt S32). Dann stellt die Datenerfassungseinheit 51 fest, ob der bei Schritt S32 erfasste aktuelle Wert der letzte Wert ist (Schritt S33). Diese Feststellung kann durchgeführt werden durch eine Bezugnahme auf einen Zeitpunkt, zu dem der aktuelle Wert in der externen Datenbank 35 geschrieben worden ist, und einen Zyklus des in den Signaldefinitionsdaten D1 definierten Datenerfassungsvorgangs.
Wenn der letzte Wert der Gerätedaten in der externen Datenbank 35 gespeichert worden ist (JA bei Schritt S33), dann überträgt die Datenerfassungseinheit 51 den letzten Wert an die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52. Andererseits, wenn der letzte Wert der Gerätedaten nicht in der externen Datenbank 35 gespeichert worden ist (NEIN bei Schritt S33), dann durchsucht die Datenerfassungseinheit 51 die eingebaute Datenbank 330 des Steuergeräts 100 und erfasst den letzten Wert der Gerätedaten (Schritt S34). Bei Schritt S34 kann die Datenerfassungseinheit 51 einen Speicherort der Gerätedaten durch eine Bezugnahme auf die Signaldefinitionsdaten D 1 ermitteln.
Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 erfasst den letzten Wert der Gerätedaten aus der Datenerfassungseinheit 51. Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 ersetzt dann den Teil der Gerätedaten in den Bildschirmdefinitionsdaten D3 durch den erfassten letzten Wert (Schritt S35). Das heißt, die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 bettet den erfassten letzten Wert der Gerätedaten in die Bildschirmdefinitionsdaten D3 ein.
Bei Schritt S36 stellt die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 fest, ob der Vorgang für alle in den Bildschirmdefinitionsdaten D3 definierten Signalnummern abgeschlossen worden ist. Wenn der Vorgang nicht abgeschlossen worden ist (NEIN bei Schritt S36), kehrt die Prozedur zurück zu Schritt S31, wo der obige Vorgang für die nächste Signalnummer durchgeführt wird. Wenn der Vorgang für alle Signalnummern abgeschlossen worden ist (JA bei Schritt S36), sind die Bildschirmdaten D4 abgeschlossen.
Auf diese Weise, auf der Grundlage der durch die Suche aus der externen Datenbank 35 erfassten oder aus der eingebauten Datenbank 330 erfassten Gerätedaten, erzeugt die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 die Bildschirmdaten D4. Die Anzeigeverarbeitungseinheit 53 zeigt die Bildschirmdaten D4 auf dem Überwachungsbildschirm 75 der Anzeigeeinheit 70 an (Schritt S37).
Zu bemerken ist, dass die zuvor beschriebenen Funktionen der Datenerfassungseinheit 51 und der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 durch die Verarbeitungseinheit 50 verwirklicht werden können, um ein in den Bildschirmdefinitionsdaten D3 beschriebenes Skript auszuführen.
<Einstellungsendgerät>
Das Einstellungsendgerät 20 wird zum Einstellen von Einstellungsinformationen verwendet, welche die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 einschließen. Ein Einstellungstool wird an dem Einstellungsendgerät 20 betrieben. Ein Anwender kann durch ein Aktivieren des Einstellungstools die Einstellungsinformationen, welche die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 einschließen, eingeben und bearbeiten.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur des Einstellens von Einstellungsinformationen durch die Verwendung des Einstellungsendgeräts 20 illustriert. Bei den Schritten S41 und S42 gibt ein Anwender ein Attribut eines gewünschten Signals ein, um die Signaldefinitionsdaten D1 zu erzeugen (siehe 3).
Bei den Schritten S43 bis S51 gibt der Anwender ein Attribut einer arithmetischen Verarbeitung ein, um die Operationsdefinitionsdaten D2 zu erzeugen (siehe 4). Im Einzelnen wählt der Anwender zuerst die Art der Aktivierungsbedingung (Schritt S43). Als die Art der Aktivierungsbedingung können „fester Zyklus“, „Grenzwert“ und „Bedingungsausdruck“ erwogen werden. Zu bemerken ist, dass andere Arten der Aktivierungsbedingung verwendet werden können, soweit die Bedingung stilisiert werden kann. Im Fall von „fester Zyklus“ (Schritt S44) gibt der Anwender einen Zyklus zum Aktivieren der arithmetischen Verarbeitung ein (Schritt S45). Im Fall von „Grenzwert“ (Schritt S46) gibt der Anwender einen Signalnamen und einen Grenzwert des Signals ein (Schritt S47). Im Fall von „Bedingungsausdruck“ (Schritt S48) gibt der Anwender den Bedingungsausdruck ein (Schritt S49). Anschließend gibt der Anwender eine arithmetische Gleichung ein, die auszuführen ist, wenn die Aktivierungsbedingung hergestellt ist (Schritt S50).
Wenn alle Eingaben der arithmetischen Verarbeitung abgeschlossen sind (JA bei Schritt S51), dann werden die Einstellungsinformationen, welche die Signaldefinitionsdaten D1 und die Operationsdefinitionsdaten D2 einschließen, von dem Einstellungsendgerät 20 zum Steuergerät 100 heruntergeladen (Schritt S52). Das heißt, die durch die Verwendung des Einstellungsendgeräts 20 erzeugten Einstellungsinformationen werden im Steuergerät 100 entwickelt.
<Wirkung>
Nach der vorliegenden Ausführungsform schließt das Steuergerät 100 zusätzlich zu der Steuer-CPU 200, die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, die Informations-CPU 300 ein. Die Informations-CPU 300 schließt die eingebaute Datenbank 330 und die Datenerfassungseinheit 312, die den Datenerfassungsvorgang durchführt, ein. In dem Datenerfassungsvorgang liest die Datenerfassungseinheit 312 die Gerätedaten aus dem Gerätespeicher 250 aus und speichert die ausgelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank 330. Auf die in der eingebauten Datenbank 330 gespeicherten Gerätedaten kann nach Notwendigkeit von dem Überwachungsendgerät 40 durch den Suchvorgang Bezug genommen werden.
Auf diese Weise wird, nach der vorliegenden Ausführungsform, die Datenerfassungsfunktion, die ein Teil der herkömmlichen SCADA-Funktionen ist, in das Steuergerät 100 integriert. Daher kann die Belastung für das Überwachungsendgerät 40 des Systems 10 höherer Ordnung verringert werden. Dies bedeutet, dass die Leistungsanforderung für das Überwachungsendgerät 40 entspannt wird Dementsprechend kann zum Beispiel ein kostengünstiger Allzweck-PC an Stelle eines teuren Industrie-PC (eines FA Personal Computers) als das Überwachungsendgerät 40 verwendet werden. Demzufolge können die mit dem Systemaufbau verknüpften Kosten verringert werden.
Darüber hinaus sind die Informations-CPU 300 und der Gerätespeicher 250 über den Hochgeschwindigkeitsbus 400 miteinander verbunden. Daher kann der Datenerfassungsvorgang mit einer höheren Geschwindigkeit verwirklicht werden als im Fall der Verwendung des Netzes. Das heißt, es ist ein Hochgeschwindigkeitsdatenerfassungsvorgang möglich.
Ferner wird die Informations-CPU 300 gesondert von der Steuer-CPU 200 bereitgestellt. Daher beeinflusst der durch die Informations-CPU 300 durchgeführte Datenerfassungsvorgang nicht den durch die Steuer-CPU 200 durchgeführten Gerätesteuerungsvorgang.
Darüber hinaus schließt die Informations-CPU 300 nach der vorliegenden Ausführungsform die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 ein, die in der Stillstandszeit oder dergleichen den externen Übertragungsvorgang durchführt. In dem externen Übertragungsvorgang wird wenigstens ein Teil der in der eingebauten Datenbank 330 gespeicherten Gerätedaten zu der externen Datenbank 35 des Systems 10 höherer Ordnung übertragen. Das heißt, nach der vorliegenden Ausführungsform wird die eingebaute Datenbank 330 als der „Cache“ verwendet, und der Inhalt der eingebauten Datenbank 330 wird, wie erforderlich, in der externen Datenbank 35 widergespiegelt.
Dementsprechend können Daten hoher Kapazität für einen langen Zeitraum gespeichert werden, ohne die Kapazität der eingebauten Datenbank 330 des Steuergeräts 100 zu steigern. Das heißt, die Daten hoher Kapazität können für einen langen Zeitraum gehandhabt werden, ohne die Kosten und die Größe des Steuergeräts 100 zu steigern.
Ferner schließt die Informations-CPU 300 nach der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls die Datenoperationseinheit 313, welche die Datenoperationsverarbeitung durchführt, ein. Der Inhalt der Datenoperationsverarbeitung kann durch ein Bearbeiten der Operationsdefinitionsdaten D2 dementsprechend eingestellt werden. Zum Beispiel kann die durch die obige Gleichung (1) angegebene Einheit der Gerätedaten zu einer Einheit, die durch das System 10 höherer Ordnung leicht gehandhabt werden kann, umgewandelt werden. Durch das Durchführen einer solchen Einheitenumwandlung im Steuergerät 100 kann die Belastung für das Überwachungsendgerät 40 weiter verringert werden. Dies trägt ebenfalls zur Verringerung von mit dem Systemaufbau verbundenen Kosten bei.
Wie zuvor beschrieben, kann, nach der vorliegenden Ausführungsform, das Überwachungssteuerungssystem 1 zu niedrigen Kosten verwirklicht werden.
Zweite Ausführungsform
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Steuergeräts 100 nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Verglichen mit der in 2 illustrierten Konfiguration der ersten Ausführungsform werden ferner Übertragungsdefinitionsdaten D5 in der Speichereinheit 320 der Informations-CPU 300 gespeichert. Diese Übertragungsdefinitionsdaten D5 sind Daten, die externe Übertragungsbedingungen definieren. Die Übertragungsdefinitionsdaten D5 können, wie andere Teile von Definitionsdaten, ebenfalls dementsprechend durch das Einstellungsendgerät 20 des Systems 10 höherer Ordnung eingestellt werden. Die externe Übertragungsverarbeitungseinheit 314 nimmt Bezug auf die in der Speichereinheit 320 gespeicherten Übertragungsdefinitionsdaten D5, um den externen Übertragungsvorgang entsprechend der in den Übertragungsdefinitionsdaten D5 spezifizierten externen Übertragungsbedingung durchzuführen.
Als ein Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „die Datenerfassungseinheit 312 keinen Datenerfassungsvorgang durchführt“, das heißt, dass „Stillstandszeit“ ist. Als ein anderes Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „die Auslastungsrate der eingebauten Datenbank 330 einen vorbestimmten Schwellenwert (Auslastungsratenschwellenwert) überschritten hat“. Als noch ein anderes Beispiel der externen Übertragungsbedingung ist es vorstellbar, dass „die Belastung (Kommunikationsverkehr oder dergleichen) des Steuergeräts 100 niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert (Belastungsschwellenwert)“. Die externe Übertragungsbedingung kann eine beliebige dieser Bedingungen sein oder kann eine beliebige Kombination dieser Bedingungen sein.
Nach der vorliegenden Ausführungsform kann, durch die Verwendung des Einstellungsendgeräts 20 die externe Übertragungsbedingung beliebig zugeschnitten werden. Obgleich die Systemumgebung für jeden Fall variiert, kann, nach der vorliegenden Ausführungsform, der externe Übertragungsvorgang zu einem optimalen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit der Systemumgebung durchgeführt werden.
Zu bemerken ist, dass die Funktionserweiterung der externen Übertragungsverarbeitungseinheit 314, wie zuvor beschrieben, durch ein Add-In für das durch die Informations-CPU 300 ausgeführte Datenverarbeitungsprogramm verwirklicht werden kann.
Dritte Ausführungsform
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Steuergeräts 100 nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Verglichen mit der in 2 illustrierten Konfiguration der ersten Ausführungsform schließt die Verarbeitungseinheit 310 der Informations-CPU 300 ferner eine Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 315 ein. Ferner werden die Bildschirmdefinitionsdaten D3 und die Bildschirmdaten D4 in der Speichereinheit 320 gespeichert.
Die Funktion der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 315 ist ähnlich derjenigen der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 52 des Überwachungsendgeräts 40 bei der ersten Ausführungsform. Jedoch liest die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 315 den letzten Wert der erforderlichen Gerätedaten mit einer hohen Geschwindigkeit aus der eingebauten Datenbank 330 oder dem Gerätespeicher 250 aus. Die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 315 bettet den erfassten letzten Wert der Gerätedaten dann in die Bildschirmdefinitionsdaten D3 ein, um so die Bildschirmdaten D4 zu erzeugen.
Zu bemerken ist, dass die Funktion der Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit 315 durch die Verarbeitungseinheit 310 verwirklicht werden kann, um ein in den Bildschirmdefinitionsdaten D3 beschriebenes Skript auszuführen.
Die durch die Informations-CPU 300 des Steuergeräts 100 erzeugten Bildschirmdaten D4 werden über das Informationsnetz NET zum Überwachungsendgerät 40 heruntergeladen. Das Überwachungsendgerät 40 zeigt die auf diese Weise erfassten Bildschirmdaten D4 auf dem Überwachungsbildschirm 75 an. Zu diesem Zeitpunkt muss, da die Bildschirmdaten D4 bereits abgeschlossen worden sind, das Überwachungsendgerät 40 nicht auf die externe Datenbank 35 oder die eingebaute Datenbank 330 des Steuergeräts 100 zuzugreifen.
Auf diese Weise wird, nach der vorliegenden Ausführungsform, die Bildschirmdaten-Erzeugungsfunktion vom Überwachungsendgerät 40 zur Informations-CPU 300 des Steuergeräts 100 übertragen. Ferner muss das Überwachungsendgerät 40 nicht auf die externe Datenbank 35 oder die eingebaute Datenbank 330 des Steuergeräts 100 zugreifen, um selbst die Bildschirmdaten D4 zu erzeugen. Daher kann die Belastung für das Überwachungsendgerät 40 weiter verringert werden. Dies trägt ebenfalls zur Verringerung von mit dem Systemaufbau verbundenen Kosten bei.
Es sind zuvor Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und kann durch Fachleute dementsprechend modifiziert werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Überwachungssteuerungssystem,
10: System höherer Ordnung,
20: Einstellungsendgerät,
30: Datenbankendgerät,
35: externe Datenbank,
40: Überwachungsendgerät,
50: Verarbeitungseinheit,
51: Datenerfassungseinheit,
52: Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit,
53: Anzeigeverarbeitungseinheit,
60: Speichereinheit,
70: Anzeigeeinheit,
75: Überwachungsbildschirm,
80: Kommunikationseinheit,
100: Steuergerät,
200: Steuer-CPU,
210: Ablaufsteuerungseinheit,
250: Gerätespeicher,
300: Informations-CPU,
310: Verarbeitungseinheit,
311: Konfigurationseinheit,
312: Datenerfassungseinheit,
313: Datenoperationseinheit,
314: externe Übertragungsverarbeitungseinheit,
315: Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit,
320: Speichereinheit,
330: eingebaute Datenbank,
340: externe Kommunikationseinheit,
400: Bus,
D1: Signaldefinitionsdaten,
D2: Operationsdefinitionsdaten,
D3: Bildschirmdefinitionsdaten,
D4: Bildschirmdaten,
D5: Übertragungsdefinitionsdaten,
NET: Informationsnetz.

Claims

Überwachungssteuerungssystem (1), umfassend: ein Steuergerät (100), das einen Gerätesteuerungsvorgang des Steuerns einer Operation eines Geräts durchführt, und ein System höherer Ordnung (10), das mit dem Steuergerät (100) verbunden ist und ein Überwachungsendgerät (40) umfasst, um den Gerätesteuerungsvorgang zu überwachen, wobei das Steuergerät (100) umfasst: - eine Steuer-CPU (200), die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, und - eine Informations-CPU (300), die über einen internen Bus (400) mit der Steuer-CPU (200) verbunden ist, wobei die Steuer-CPU (200) einen Gerätespeicher (250) umfasst, der in demselben Gerätedaten speichert, die für den Gerätesteuerungsvorgang verwendet werden sollen, wobei die Gerätedaten mit dem Gerät verknüpft sind, wobei die Informations-CPU (300) umfasst: - eine eingebaute Datenbank (330), - eine Datenerfassungseinheit (312), die einen Datenerfassungsvorgang des Lesens der Gerätedaten aus dem Gerätespeicher (250) über den internen Bus (400) und des Speicherns der gelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank (330) durchführt, und - eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit (314), welche, wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, die in der eingebauten Datenbank (330) gespeicherten Gerätedaten zu einer in dem System höherer Ordnung (10) bereitgestellten externen Datenbank (35) überträgt, wobei das Überwachungsendgerät (40) die Gerätedaten durch einen Suchvorgang aus der externen Datenbank (35) oder der eingebauten Datenbank (330) erfasst, wobei die Informations-CPU (300) ferner umfasst: - eine Speichereinheit (320), die in derselben Operationsdefinitionsdaten speichert, die eine Operationsaktivierungsbedingung und den Inhalt einer arithmetischen Verarbeitung spezifizieren, und - eine Datenoperationseinheit (313), welche die arithmetische Verarbeitung an den in dem Datenerfassungsvorgang ausgelesenen Gerätedaten durchführt, wenn die Operationsaktivierungsbedingung erfüllt ist, und die ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung in den Gerätespeicher (250) schreibt.
Überwachungssteuerungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Datenerfassungseinheit (312) regelmäßig den Datenerfassungsvorgang durchführt und die externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, wenn die Datenerfassungseinheit (312) den Datenerfassungsvorgang nicht durchführt.
Überwachungssteuerungssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, wenn - die Datenerfassungseinheit (312) den Datenerfassungsvorgang nicht durchführt, oder - eine Belastung des Steuergeräts (100) niedriger ist als ein Belastungsschwellenwert oder - eine Auslastungsrate der eingebauten Datenbank (330) höher ist als Auslastungsratenschwellenwert.
Überwachungssteuerungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Überwachungsendgerät (40) basierend auf Gerätedaten, welche aus der externen Datenbank (35) oder der eingebauten Datenbank (330) erhalten werden, Bildschirmdaten, die den Inhalt der Gerätedaten angeben, erzeugt und die erzeugten Bildschirmdaten auf dem Überwachungsbildschirm des Überwachungsendgeräts (40) anzeigt.
Überwachungssteuerungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Informations-CPU (300) ferner eine Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit (52) umfasst, die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit (52) die Gerätedaten aus dem Gerätespeicher (250) oder der eingebauten Datenbank (330) ausliest, um so auf der Grundlage der ausgelesenen Gerätedaten die Bildschirmdaten zu erzeugen, welche Inhalte der Gerätedaten angeben, und das Überwachungsendgerät (40) die durch die Bildschirmdaten-Erzeugungseinheit (52) erzeugten Bildschirmdaten erfasst und die erfassten Bildschirmdaten auf einem Überwachungsbildschirm des Überwachungsendgeräts (40) anzeigt.
Überwachungssteuerungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das System höherer Ordnung (10) ein Einstellungsendgerät umfasst, das zum Einstellen der Operationsdefinitionsdaten verwendet wird.
Steuergerät (100), das einen Gerätesteuerungsvorgang des Steuerns einer Operation eines Geräts durchführt und mit einem System höherer Ordnung (10) verbunden ist, das ein Überwachungsendgerät (40) umfasst, um den Gerätesteuerungsvorgang zu überwachen, wobei das Steuergerät (100) umfasst: - eine Steuer-CPU (200), die den Gerätesteuerungsvorgang durchführt, und - eine Informations-CPU (300), die über einen internen Bus (400) mit der Steuer-CPU (200) verbunden ist, wobei die Steuer-CPU (200) einen Gerätespeicher (250) umfasst, der in demselben Gerätedaten speichert, die für den Gerätesteuerungsvorgang verwendet werden sollen, wobei die Gerätedaten mit dem Gerät verknüpft sind, wobei die Informations-CPU (300) umfasst: - eine eingebaute Datenbank (330) - eine Datenerfassungseinheit (312), die einen Datenerfassungsvorgang des Lesens der Gerätedaten aus dem Gerätespeicher (250) über den internen Bus (400) und des Speicherns der gelesenen Gerätedaten in der eingebauten Datenbank (330) durchführt, und - eine externe Übertragungsverarbeitungseinheit (314) die, wenn eine externe Übertragungsbedingung erfüllt ist, die in der eingebauten Datenbank (330) gespeicherten Gerätedaten zu einer in dem System höherer Ordnung (10) bereitgestellten externen Datenbank (35) überträgt, wobei das Überwachungsendgerät (40) die Gerätedaten durch einen Suchvorgang aus der externen Datenbank (35) oder der eingebauten Datenbank (330) erfasst, wobei die Informations-CPU (300) ferner umfasst: - eine Speichereinheit (320), die in derselben Operationsdefinitionsdaten speichert, die eine Operationsaktivierungsbedingung und den Inhalt einer arithmetischen Verarbeitung spezifizieren, und - eine Datenoperationseinheit (313), welche die arithmetische Verarbeitung an den in dem Datenerfassungsvorgang ausgelesenen Gerätedaten durchführt, wenn die Operationsaktivierungsbedingung erfüllt ist, und die ein Ergebnis der arithmetischen Verarbeitung in den Gerätespeicher (250) schreibt.