JP2005032086A

JP2005032086A - データ収集システム

Info

Publication number: JP2005032086A
Application number: JP2003272137A
Authority: JP
Inventors: Noriko Matsumoto; 典子松本
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】診断の実行周期に基づいてデータ収集を実行すると共に通信負荷を均一化することができるデータ収集システムを実現する。
【解決手段】フィールドに点在するフィールド機器のデータを収集してデータベースを生成し、前記データベースを診断プログラムによりアクセスして前記フィールド機器を診断するデータ収集システムにおいて、診断の実行周期に基づいて前記データに収集のしかたを定めた仕様情報を作成する仕様情報作成手段と、前記仕様情報に基づいて前記データの収集周期を指定するスケジュール管理手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィールドに点在するフィールド機器のデータを収集してデータベースを生成し、前記データベースを診断プログラムによりアクセスして前記フィールド機器を診断するデータ収集システムに関するものである。

プロセス制御システムにおけるフィールド機器のデータを収集して診断するシステムに関連する先行技術文献としては、次のようなものがある。

特開２００３−１４０７３４号公報

図４は、このような従来システムの一例を示す機能ブロック図である。図４において、１は分散型制御システムの上位ステーション、２はこの上位ステーションが接続される制御バスである。

３１及び３２はフィールド機器の制御を担当するフィールドコントロールステーションであり、制御バス２を介して上位ステーション１と通信する。４１及び４２は、通信モジュールであり、夫々フィールドコントロールステーション３１及び３２と標準規格のフィールドバスであるFOUNDATIONフィールドバス５１及び５２との通信をインターフェイスする。

センサ６１,バルブ６２,バルブ６３は、FOUNDATIONフィールドバス５１に接続されたフィールド機器である。センサ７１,バルブ７２は、FOUNDATIONフィールドバス５２に接続されたフィールド機器である。これらフィールド機器は上位装置との通信機能を有し、自身のデータを上位装置に渡すことができる。

８は制御バス２に接続された汎用ＰＣであり、分散型制御システムで稼動するプログラムやフィールド機器の各種機能が定義されるファンクションブロックの生成及び編集を行なうエンジニアリングステーション、ユーザが利用する監視ステーション等の機能を有する。

９は制御バス２に接続された通信サーバであり、制御バス２を介してフィールド機器のデータにアクセスする。通信サーバ９と上位ステーション１は、イーサネット（登録商標）で代表される汎用通信ネットワーク１０を介してデータ収集装置１１に接続されている。

データ収集装置１１において、１１はデータ処理部であり、後述の診断装置１２からの収集要求に応じて通信サーバ９に所定の周期で指定したデータの収集を指令し、これを所定期間蓄積加工したデータベース１１ｂを生成する。データベース１１ｂは、複数の診断対象に合わせて生成される複数のデータベース１１ｂ１,１１ｂ２,…１１ｂｎの集合である。

１２は診断装置であり、汎用通信ネットワーク１０に接続されデータ収集装置１１と通信し、データの収集要求を発信する。１２ａはこの診断装置内にインストールされた診断プログラムであり、ユーザに開放されている。

ユーザは、診断目的に応じてこの診断プログラムを介して複数のデータベース１１ｂ１,１１ｂ２,…１１ｂｎを選択して呼び出し、このデータを診断プログラムに読み込んでフィールド機器の状態（機器の劣化、管のつまり等）を診断する。

このような従来システムでは、機器の診断機能、例えば機器の詰まり診断等を実行しようとした場合には、ある時刻から短い間隔で一定のデータを収集し、かつその単位を診断の周期、例えば１日ごとに実行することが求められる。

図４のような従来システムの構成では、次のような問題が発生する。
（１）診断は１日毎のように長い周期で実行されるのに対して、データ収集装置１１は他の診断対象で必要とされる最小周期で定周期常時動作することになる。この結果、余分なデータを常に収集することなり、データベースの領域が肥大化する。

（２）大量の診断を実行すると、収集を仲介する通信サーバの通信負荷が増大する。
（３）フィールドバス通信帯域の制約により、同時に大量のデータを収集しようとすると通信エラーが発生してしまい、目的のデータが取り出せなくなる。

従って本発明の目的は、診断の実行周期に基づいてデータ収集を実行すると共に通信負荷を均一化することができるデータ収集システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）フィールドに点在するフィールド機器のデータを収集してデータベースを生成し、前記データベースを診断プログラムによりアクセスして前記フィールド機器を診断するデータ収集システムにおいて、
診断の実行周期に基づいて前記データに収集のしかたを定めた仕様情報を作成する仕様情報作成手段と、
前記仕様情報に基づいて前記データの収集周期を指定するスケジュール管理手段と、
を有することを特徴とするデータ収集システム。

（２）前記仕様情報は、前記収集周期毎の収集間隔と収集回数とを指定する情報を含むことを特徴とする（１）記載のデータ収集システム。

（３）前記スケジュール管理手段は、前記データの収集を仲介する通信サーバの通信負荷に応じて前記データの収集タイミングを決定するスケジュール調整手段を有することを特徴とする（１）又は（２）記載のデータ収集システム。

（４）前記データベースは、診断の対象に応じて複数生成され、前記診断プログラムのアクセスにより選択されて呼び出されることを特徴とする（１）乃至（３）いずれかに記載のデータ収集システム。

（５）前記データは、接続されるデバイスパス名、機器タグ名、機器内のブロックタグ名、ブロック内のパラメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のデータ収集システム。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）診断の実行周期に基づいて作成される仕様情報でデータ収集周期を指定することにより、診断の実行機能のタイミングと同期したデータ収集が可能となる。従って、無駄なデータ収集によるデータベースの肥大化を防止することができる。
（２）スケジュール管理手段により、通信サーバの通信負荷に応じてデータの収集タイミングを決定することができ、通信負荷を均一化することができる。

以下本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用したデータ収集システムの一実施例を示す機能ブロック図である。図４で説明した従来システムと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部を説明する。

図１において、１００は本発明が適用されたデータ収集装置である。データ処理部１０１は通信サーバ９を仲介してフィールド機器のデータを収集し、データベース１０２を生成する。この機能は従来システムと同じである。

１０３は仕様情報保持手段であり、後述の診断装置２００から書き込まれる仕様情報を保持する。１０４はスケジュール管理手段であり、仕様情報保持手段１０３に書き込まれた仕様情報に基づいてデータの収集周期をデータ処理部１０１に指定する。この仕様情報には、データの収集周期毎の収集間隔と収集回数の情報が含まれている。

更にスケジュール管理手段１０４は、データ収集を仲介する通信サーバ９の通信負荷に応じてデータ収集のタイミングを決定し、通信負荷を均一化する機能を有する。

２００は本発明が適用された診断装置である。診断プログラム２０１は従来システムの機能と同一である。２０２は本発明の特徴部である仕様情報作成手段であり、ユーザは、診断毎の実行周期に基づいてデータの収集周期、収集周期毎の収集間隔、収集回数を指定する仕様情報テーブルを作成し、データ収集装置１００の仕様情報保持手段１０３に書き込む。

図２は、仕様情報テーブルの具体的な構成例である。この例では、簡単のためにNo.1乃至No.4の４ポイントのデータ収集についての仕様を示している。No.1ポイントは、FOUNDATIONフィールドバス５１を示すデバイスパスD1-1-1に接続されたセンサ６１を表す機器タグ名D1-DEV1内のブロックタグ名DEV1-A1のパラメータ名P1（例えばプロセスの測定値）で階層的に特定される。

このポイントの実行周期は１日であり、実行周期毎に収集間隔１０秒で収集回数３回、仲介する通信サーバ９を表すOPC1が指定されている。実行周期毎の収集開始時刻の指定は、スケジュール管理手段１０４で管理され、同一時刻00.00.00が指定されている。

同一デバイスパスD1-1-1に接続されたバルブ６２及びバルブ６３は、No.2ポイント及びNo.4ポイントであり、夫々機器タグ名、ブロックタグ名、パラメータ名が記述されている。これらポイントの実行周期、収集間隔、収集回数、通信サーバの指定は、No.1ポイントの内容と同一である。

No.3ポイントは、FOUNDATIONフィールドバス５２を示すデバイスパスD2-1-1に接続されたセンサ７１を表す機器タグ名D2-DEV3内のブロックタグ名DEV3-TBのパラメータ名P3（例えばバルブ開度）で階層的に特定される。このポイント実行周期は２０秒であり、実行周期毎の収集間隔は０秒で収集回数は１回、仲介する通信サーバ９を表すOPC1が指定されている。

このポイントの実行周期毎の収集開始時刻の指定は、スケジュール管理手段１０４で管理され、No.1,No.2,No.4ポイントの開始時刻00.00.00より５秒遅れた時刻00.00.05が指定され、通信サーバOPC1の通信負荷の調整が行なわれている。

図３は、図２に示した仕様情報テーブルに従ってスケジュール管理手段１０４の指定によりデータ収集を実行した場合のガントチャートである。No.1,No.2,No.4ポイントについては１日毎の実行周期の開始時刻00.00.00で同時に３ポイントのデータが収集され、１０秒後の00.00.10及び２０秒後の00.00.20で同様のデータ収集を計３回実行する。次の実行周期は、１日後の時刻00.00.00である。

No.3ポイントは、No.1,No.2,No.4ポイントの開始時刻00.00.00より５秒遅れた時刻00.00.05で１回目のデータ収集が実行され、２０秒後の00.00.25で２回目のデータ収集が実行され、以後２０秒間隔で１回のデータ収集が継続される。

本発明におけるスケジュール管理手段１０４は、データ収集装置１００で収集するデータに関する通信負荷の均一管理のみではなく、制御バスに接続された汎用ＰＣ８等の別ツールに対して影響を与えないよう、同一パラメータに対する要求をまとめて処理したり、間隔をあけてスケジュールする等の対処をさせることができる。

本発明における仕様情報によるスケジュール管理によれば、通信スケジュールの一部変更にも柔軟に対応することができる。診断機能の変更で収集ポイントが追加、変更、削除された場合、既存のスケジュールは変更せず、変更のあった部分のみスケジュール変更する修正が可能である。即ち、既に稼動している他の機器診断に影響を与えることなく、新しい機器診断の追加、診断対象機器の変更等が可能となる。

本発明を適用したデータ収集システムの一実施例を示す機能ブロック図である。本発明において作成される仕様情報テーブルである。図２の仕様情報テーブルに基づくデータ収集のガントチャートである。従来のデータ収集システムの構成例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

２制御バス
３１,３２フィールドコントロールステーション
４１,４２通信モジュール
５１,５２ FOUNDATIONフィールドバス
６１,７１センサ
６２,６３,７２バルブ
９通信サーバ
１０汎用通信ネットワーク
１００データ収集装置
１０２データベース
１０３仕様情報保持手段
１０４スケジュール管理手段
２００診断装置
２０１診断プログラム
２０２仕様情報作成手段

Claims

フィールドに点在するフィールド機器のデータを収集してデータベースを生成し、前記データベースを診断プログラムによりアクセスして前記フィールド機器を診断するデータ収集システムにおいて、
診断の実行周期に基づいて前記データに収集のしかたを定めた仕様情報を作成する仕様情報作成手段と、
前記仕様情報に基づいて前記データの収集周期を指定するスケジュール管理手段と、
を有することを特徴とするデータ収集システム。
前記仕様情報は、前記収集周期毎の収集間隔と収集回数とを指定する情報を含むことを特徴とする請求項１記載のデータ収集システム。
前記スケジュール管理手段は、前記データの収集を仲介する通信サーバの通信負荷に応じて前記データの収集タイミングを決定するスケジュール調整手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のデータ収集システム。
前記データベースは、診断の対象に応じて複数生成され、前記診断プログラムのアクセスにより選択されて呼び出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデータ収集システム。
前記データは、接続されるデバイスパス名、機器タグ名、機器内のブロックタグ名、ブロック内のパラメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ収集システム。