JP2017220053A - データ収集システム、データ収集方法、plcデータ送信装置、データ収集装置、plcデータ送信プログラム及びデータ収集プログラム - Google Patents

データ収集システム、データ収集方法、plcデータ送信装置、データ収集装置、plcデータ送信プログラム及びデータ収集プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】多種多様なデータを収集することを可能とするデータ収集システム、データ収集方法、PLCデータ送信装置、データ収集装置、PLCデータ送信プログラム及びデータ収集プログラムを提供する。【解決手段】PLCデータ送信装置4は、PLC5からデータを取得し、取得したデータをMQTTメッセージに変換した後でMQTTサーバ装置3へ送信する。MQTTサーバ装置3は、PLCデータ送信装置4からのMQTTメッセージを受信するとともに、MQTT機器7からのMQTTメッセージを受信し、受信したMQTTメッセージをSCADAサーバ装置1へ送信する。SCADAサーバ装置1は、MQTTサーバ装置3からのMQTTメッセージを受信し、受信したMQTTメッセージをデータベース2への蓄積に適した所定フォーマットのデータに変換し、変換したデータをデータベース2に蓄積する。【選択図】図1

Description

本発明は、種々のデータの収集及び蓄積を行うデータ収集システム、データ収集方法、PLCデータ送信装置、データ収集装置、PLCデータ送信プログラム及びデータ収集プログラムに関する。
従来、例えばPLC(Programmable Logic Controller)などの制御装置を工場内に複数設置し、複数の制御装置をネットワークに接続して、制御装置からのデータ収集及び制御装置の遠隔監視を行うシステムとして、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)システムがある。SCADAシステムは、制御装置から得られたデータをデータベースに蓄積すると共に、これらのデータをオペレータが操作する端末装置に表示する。オペレータは、端末装置にて表示されたデータを確認し、必要に応じて制御装置の設定変更などの操作を行うことができる。
特許文献1においては、専用線ネットワーク通信による現在の監視制御システム系の装置が持つ機能又は処理方式を変更することなく、オープンネットワークを利用した通信・監視・制御システム系へ移行することを目的とした監視制御システムが提案されている。この監視制御システムでは、システムを構築する各装置が接続される構内LAN(Local Area Network)とオープンネットワークとの間に連携型専用ユニットを設けた構成である。連携型専用ユニットには、各装置との情報交換用にホワイトボード又はプロキシが設けられる。各装置のアプリケーションは公開可能な情報をホワイトボード上に掲示又は委譲し、ホワイトボード上の情報は他のアプリケーションが自由に参照可能となる。
特開2005−209048号公報
従来のSCADAシステムでは、データ収集の対象が主にPLCなどの制御装置であった。しかし近年では、例えば各種のセンサの検知データ、及び、インターネット上で公開されているオープンデータ等のような多種多様なデータを収集することが望まれ、従来のSCADAシステムではこれらのデータを収集することは容易ではなかった。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、多種多様なデータを収集することを可能とするデータ収集システム、データ収集方法、PLCデータ送信装置、データ収集装置、データ変換装置、PLCデータ送信プログラム及びデータ収集プログラムを提供することにある。
本発明に係るデータ収集システムは、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)からのデータを取得するPLCデータ取得部、前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTT(Message Queue Telemetry Transport)の通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部を有するPLCデータ送信装置と、MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、並びに、該MQTTデータ受信部が受信したデータを送信するMQTTデータ送信部を有するMQTTサーバ装置と、前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部、及び、該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部を有するデータ収集装置とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、インターネットを介して取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを前記MQTTサーバ装置へ送信するデータ送信部を有する第1のデータ変換装置を更に備え、前記MQTTサーバ装置のMQTTデータ受信部は、前記第1のデータ変換装置が送信したデータを受信することを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、前記第1のデータ変換装置が、インターネットを介して気象データを取得する気象データ取得部を有し、前記MQTTデータ変換部は、前記気象データ取得部が取得した気象データをMQTTの通信規格に適合したデータに変換することを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、前記第1のデータ変換装置が、インターネットを介して地理データを取得する地理データ取得部を有し、前記MQTTデータ変換部は、前記地理データ取得部が取得した地理データをMQTTの通信規格に適合したデータに変換することを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、前記データベースとは異なる第2データベースから取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを前記MQTTサーバ装置へ送信するデータ送信部を有する第2のデータ変換装置を更に備え、前記MQTTサーバ装置のMQTTデータ受信部は、前記第2のデータ変換装置が送信したデータを受信することを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、前記データ収集装置が、前記データベースに蓄積したデータを配信するデータ配信部を有し、前記データ収集装置が配信したデータを受信するデータ受信部、該データ受信部が受信したデータに基づく画像を表示部に表示する処理を行う表示処理部を有する端末装置を備えることを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集システムは、前記表示処理部が、前記PLC若しくは前記MQTT機器を模した画像、又は、前記PLC若しくは前記MQTT機器により管理若しくは制御される対象を模した画像を表示すると共に、前記データベースに蓄積されたデータの変化に応じて前記画像を変化させる画像処理を行うことを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集方法は、PLCデータ送信装置が、PLCからのデータを取得し、取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信し、前記MQTTサーバ装置が、MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信し、受信したデータをデータ収集装置へ送信し、前記データ収集装置が、前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信し、受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うことを特徴とする。
また、本発明に係るPLCデータ送信装置は、PLCからのデータを取得するPLCデータ取得部と、前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部と、該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集装置は、PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信するMQTTデータ受信部と、該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部と、該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係るPLCデータ送信プログラムは、PLCからのデータを取得し、取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信する処理をコンピュータに実行させる。
また、本発明に係るデータ収集プログラムは、PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信し、受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理をコンピュータに実行させる。
本発明においては、データ収集システム(SCADAシステム)にMQTT(Message Queue Telemetry Transport)サーバ装置を導入することにより、MQTTの通信規格にて通信を行う機器からのデータ収集を可能とする。MQTTは、TCP/IPをベースとした軽量の通信プロトコルであり、小型のセンサ又はデバイス等のデータ送信に適した通信プロトコルであり、いわゆるIoT(Internet of Things)の実現に向けた通信プロトコルである。
本発明のSCADAシステムは、PLCのデータを送信するPLCデータ送信装置と、MQTTサーバ装置と、データベースにデータを蓄積するデータ収集装置とを備える。PLCデータ送信装置は、PLCからのデータを取得し、取得したデータをMQTTの通信プロトコルに適合したデータに変換した後で、MQTTサーバにデータを送信する。MQTTサーバは、PLCデータ送信装置からのデータを受信すると共に、MQTTの通信プロトコルを利用した通信を行うMQTT機器からのデータを受信し、受信したデータをデータ収集装置へ送信する。データ収集装置は、MQTTサーバ装置からのデータを受信し、受信したMQTTの通信プロトコルに適合したデータをデータベースへの蓄積に適した所定フォーマットのデータに変換し、変換したデータをデータベースに蓄積する。
これによりSCADAシステムは、PLCからのデータの他に、MQTTに対応したセンサ又はデバイス等からのデータを収集し、データベースに蓄積することが可能となる。
また本発明においてSCADAシステムは、インターネットを介して取得したデータをMQTTの通信プロトコルに適合したデータに変換してMQTTサーバ装置へ送信する第1のデータ変換装置を更に備える。第1のデータ変換装置は、例えば気象データ又は地図データ等のインターネット上で公開されているオープンデータを取得し、MQTTのデータに変換してMQTTサーバ装置へ送信する。MQTTサーバ装置は、第1のデータ変換装置からのデータを受信してデータ収集装置へ送信する。これによりデータ収集装置は、PLCからのデータ及びMQTT機器からのデータに加えて、インターネット上のデータを収集して蓄積することが可能となる。
また本発明においてSCADAシステムは、データ収集装置がデータを蓄積するデータベースとは異なる第2データベースから取得したデータをMQTTの通信プロトコルに適合したデータに変換してMQTTサーバ装置へ送信する第2のデータ変換装置を更に備える。これによりデータ収集装置は、PLCからのデータ及びMQTT機器からのデータに加えて、様々なデータベースからデータを収取して蓄積することが可能となる。なお第2のデータ変換装置は、上述の第1のデータ変換装置と実質的に同一の装置であってもよい。
また本発明においては、デーベースに蓄積したデータをデータ収集装置が端末装置へ配信し、端末装置が受信したデータに基づく画像を表示部に表示する。このときに端末装置は、例えばPLC若しくはMQTT機器を模した画像、又は、PLC若しくはMQTT機器により管理若しくは制御等される対象を模した画像を表示すると共に、データベースに蓄積されたデータの変化に応じて画像を変化させる画像処理を行う。
これらにより端末装置は、PLCから収集したデータとMQTT機器から収集したデータとをグラフィカル表示することが可能となる。
本発明による場合は、SCADAシステムにMQTTサーバ装置を導入し、PLCからのデータに加えてMQTT機器からのデータ収集を行う構成とすることにより、多種多様なデータを収集することができる。
本実施の形態に係るSCADAシステムの構成を示す模式図である。 SCADAサーバ装置の構成を示すブロック図である。 MQTTサーバ装置の構成を示すブロック図である。 PLCデータ送信装置の構成を示すブロック図である。 端末装置の構成を示すブロック図である。 データ変換装置の構成を示すブロック図である。 PLCデータ送信装置によるデータ変換処理を説明するための模式図である。 データ変換装置によるデータ変換処理を説明するための模式図である。 データ変換装置によるデータ変換処理を説明するための模式図である。 SCADAサーバ装置によるデータ変換処理を説明するための模式図である。 端末装置によるグラフィカル表示の一例を示す模式図である。 端末装置によるグラフィカル表示の一例を示す模式図である。 PLCデータ送信装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 MQTT機器が行う処理の手順を示すフローチャートである。 データ変換装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 MQTTサーバ装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 SCADAサーバ装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 端末装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 端末装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 SCADAサーバ装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 PLCデータ送信装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 MQTT機器が行う処理の手順を示すフローチャートである。
<システム構成>
図1は、本実施の形態に係るSCADAシステムの構成を示す模式図である。SCADAシステムは、工場、発電所、上下水道、下水処理場、石油のパイプライン、送電網、通信網、ビルディング又は空港等の設備に対する遠隔監視及びデータ収集を行うシステムである。なお図1に示す図は、SCADAシステムのデータ収集機能に関する構成を主に示したものである。本実施の形態に係るSCADAシステムは、データ収集装置であるSCADAサーバ装置1、SCADAデータベース2、MQTTサーバ装置3及びPLCデータ送信装置4等を備えて構成されている。SCADAサーバ装置1は、遠隔監視の対象となる設備に設けられた複数のPLC5からデータを収集してSCADAデータベース2に蓄積する処理を行うと共に、監視業務を行うオペレータなどが使用する一又は複数の端末装置6に対して、SCADAデータベース2に蓄積されたデータを配信する処理を行う。またSCADAサーバ装置1は、端末装置6から与えられた制御命令などをPLC5へ送信し、PLC5の動作の制御などを行うこともできる。
PLC5は、機械の制御などを行う制御装置である。PLC5は、プロセッサがプログラムを実行することにより動作し、センサなどからの入力を取得してモータ又はアクチュエータ等を駆動することにより機械の制御などを行うことができる。監視対象設備には複数のPLC5が設けられ、複数のPLC5は設備内のネットワークを介して接続され、相互にデータの送受信を行うことができる。このネットワークを介して各PLC5は、センサからの入力値又はモータ駆動のフィードバック値等のデータを送信する。
また設備内のネットワークにはPLCデータ送信装置4が接続されている。PLCデータ送信装置4は、ネットワークに接続された複数のPLC5が送信するデータを取得して蓄積する。PLCデータ送信装置4は、蓄積したデータをMQTTの通信プロトコルに適したデータ(以下、MQTTメッセージという)に変換する。PLCデータ送信装置4は、変換したMQTTメッセージを、例えばインターネットなどのネットワークを介して、MQTTの通信プロトコルに従いMQTTサーバ装置3へ送信する。なお図1においては、MQTTプロトコルによる通信を破線の矢印で示してある。
MQTTの通信プロトコルは、TCP/IPの通信プロトコル上で動作するパブリッシュ/サブスクライブ型のデータ配信モデルを採用した軽量の通信プロトコルである。MQTTの通信プロトコルでは、MQTTメッセージを送信する装置をパブリッシャーと呼び、MQTTメッセージを受信する装置をサブスクライバーと呼び、パブリッシャー及びサブスクライバーの間のMQTTメッセージの送受信をMQTTサーバ装置が中継する。パブリッシャーは、MQTTメッセージを受信するサブスクライバーがどのような装置であるかを知ることなく、MQTTサーバ装置に対してMQTTメッセージの送信を行う。MQTTサーバ装置は、パブリッシャーからのMQTTメッセージを受信して蓄積し、サブスクライバーが必要とするMQTTメッセージを配信する。
本実施の形態においては、PLCデータ送信装置4がパブリッシャーであり、SCADAサーバ装置1がサブスクライバーであり、MQTTサーバ装置3がPLCデータ送信装置4からSCADAサーバ装置1へのMQTTメッセージを中継する構成となる。ただしこれはSCADAシステムのデータ収集機能に関するものであり、SCADAサーバ装置1からPLC5に対して制御命令などを送信する機能に関しては、パブリッシャー及びサブスクライバーの関係は逆転し得る。
SCADAサーバ装置1は、MQTTサーバ装置3からMQTTメッセージを受信した場合、受信したMQTTメッセージをデータベースの蓄積に適したデータ形式に変換する処理を行う。SCADAサーバ装置1は、変換したデータをSCADAデータベース2に蓄積する。またSCADAサーバ装置1は、端末装置6からの要求に応じて、SCADAデータベース2に蓄積したデータを端末装置6へ送信する処理を行う。
本実施の形態においては、監視対象となる設備の状態をオペレータが把握しやすいよう、端末装置6の監視画面には設備内の機械などを模した絵又は図形等が描かれている。これらの絵又は図形等は、端末装置6がSCADAサーバ装置1から受信したデータに基づき、機械の状態の変化に応じてアニメーションし、オペレータに対して機械の状態変化を通知する。このようなグラフィカル表示を実現するため、SCADAデータベース2に蓄積しているデータをグラフィカル表示するためのデータに変換する、又は、蓄積しているデータに基づいてグラフィカル表示を行うためのデータを生成する処理を、SCADAサーバ装置1又は端末装置6にて行う必要がある。
例えば、SCADAサーバ装置1がグラフィカル表示用データの変換又は生成の処理を行う構成とすることができる。この構成は、例えば端末装置6にてWebブラウザなどを用いてSCADAサーバ装置1にアクセスし、監視画面を表示するというような場合に好適である。この場合、端末装置6にはWebブラウザなどのプログラムがインストールされていればよいため、例えばPC(パーソナルコンピュータ)、スマートフォン又はタブレット型端末装置等の汎用的な情報処理装置を端末装置6として利用することができる。
また例えば、SCADAサーバ装置1から受信したデータに基づいて、端末装置6がグラフィカル表示用データの変換又は生成の処理を行う構成とすることができる。この構成では、端末装置6にはグラフィカル表示用データの変換又は生成の処理を行うプログラムをインストールしておく必要があるが、専用のプログラムを端末装置6にて利用できるため、例えば監視画面をオペレータが編集(カスタマイズ)するなどの機能を実現することができる。
従来のSCADAシステムでは、MQTTサーバ装置3は用いられておらず、PLCデータ送信装置4はMQTTメッセージへの変換などを行うことなく、直接的にSCADAサーバ装置1へデータを送信していた。本実施の形態に係るSCADAシステムでは、PLCデータ送信装置4とSCADAサーバ装置1との間にMQTTサーバ装置3を介在させる構成とすることによって、PLC5から得られるデータ以外のデーをSCADAサーバ装置1が収集することを可能にしている。本実施の形態においてSCADAシステムは、PLC5から得られるデータ以外に、以下の3種のデータをSCADAサーバ装置1が収集する。
(1)MQTT機器から得られるデータ
(2)インターネット上で公開されているオープンデータ
(3)外部データベースから取得したデータ
なお本実施の形態に係るSCADAシステムは、少なくとも上記(1)のデータの収集を行う構成であればよく、上記(2)又は(3)のデータについては収集を行わない構成としてもよい。
(1)MQTT機器から得られるデータ
MQTTの通信プロトコルは汎用のプロトコルであり、この通信プロトコルを採用したセンサ又はデバイス等が広く開発されている。これは、いわゆるIoT(Internet of Things)に対応したセンサ又はデバイス等である。本実施の形態においては、MQTTの通信プロトコルによる通信を行うことができるセンサ又はデバイス等をMQTT機器7と呼ぶ。例えばMQTT機器7は、温度、明るさ、圧力、電流又は電圧等を検知するセンサなどであってよく、監視対象となる設備の適所に配される。また例えばMQTT機器7は、監視対象となる設備内の作業者が装着するウェアラブルデバイスなどであってよく、作業者の健康状態又は作業位置等のデータを送信することができる。
本実施の形態においてMQTT機器7は、無線通信機能を有しており、設備の適所に配された無線ルータ8を介して、MQTTサーバ装置3とのデータ送受信を行う。MQTT機器7は、例えば温度又は明るさ等の物理量の検知を周期的に繰り返して行い、検知結果のデータをMQTTメッセージとして無線送信する。MQTT機器7が無線送信したMQTTメッセージは、無線ルータ8を介してMQTTサーバ装置3にて受信される。MQTTサーバ装置3は、MQTT機器7から受信したMQTTメッセージを、SCADAサーバ装置1へ送信する。
なお本実施の形態に係るSCADAシステムでは、MQTT機器7が無線ルータ8を介してMQTTサーバ装置3との通信を行う構成とするが、これに限るものではない。SCADAシステムは、無線ルータ8を必ずしも備えている必要はない。MQTT機器7は、例えば無線ルータ8以外の装置を介してMQTTサーバ装置3との通信を行ってもよく、他の装置を介さずに直接的にMQTTサーバ装置3との通信を行ってもよい。MQTT機器7は、例えば携帯電話通信網を介した通信を行う機能を有していてもよい。またMQTT機器7は、無線通信を行うのではなく、有線通信を行う構成であってもよい。即ち、SCADAシステムにおけるMQTT機器7とMQTTサーバ装置3との間で行われる通信は、有線通信又は無線通信のいずれであってもよく、どのような通信方式であってもよい。
(2)インターネット上で公開されているオープンデータ
本実施の形態に係るSCADAシステムは、インターネットを介して収集したデータをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信する処理を行うデータ変換装置9を備えている。本実施の形態においてデータ変換装置9は、インターネットを介して例えば気象情報提供サーバ装置10及び地理情報提供サーバ装置11との間で定期的に通信を行い、気象データ及び地理データを取得する。気象情報提供サーバ装置10は、例えば気象庁又は天候予測会社等が運営するサーバ装置であり、天候、気温、湿度、雨量及び風向等の測定データ又は予測データを有償又は無償で公開している。地理情報提供サーバ装置11は、例えば国土交通省又はナビゲーションシステムの提供会社等が運営するサーバ装置であり、地形、道路及び施設等に関する地理データを有償又は無償で公開している。データ変換装置9は、取得した気象データ及び地理データをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信する。MQTTサーバ装置3は、データ変換装置9から受信した気象データ及び地理データに関するMQTTメッセージを、SCADAサーバ装置1へ送信する。
(3)外部データベースから取得したデータ
本実施の形態においてデータ変換装置9は、インターネットを介してアクセス可能な外部データベース12との間で定期的に通信を行い、外部データベース12に蓄積されたデータを取得する。外部データベース12は、インターネットを介してアクセス可能なものであれば、どのようなデータベースであってもよい。例えば外部データベース12は、PLC5及びMQTT機器7が配される監視対象の設備を所有する会社などが運営するデータベースとし、この設備に関するデータを蓄積したデータベースとすることができる。データ変換装置9は、外部データベース12から取得したデータをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信する。MQTTサーバ装置3は、データ変換装置9から受信したMQTTメッセージを、SCADAサーバ装置1へ送信する。
<装置構成>
図2は、SCADAサーバ装置1の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るSCADAサーバ装置1は、処理部20、記憶部21及び通信部22等を備えて構成されている。SCADAサーバ装置1は、汎用的なコンピュータシステムにSCADAサーバプログラム21aをインストールすることによって実現され得る装置である。処理部20は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro-Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部21に記憶されたSCADAサーバプログラム21aを読み出して実行することにより、遠隔監視処理及びデータ収集処理等に必要な種々の演算処理を行う。
記憶部21は、例えばハードディスクなどの大容量の記憶装置を用いて構成されている。処理部20は、記憶部21に対するデータの読み出し及び書き込みを行うことができる。本実施の形態において記憶部21には、SCADAサーバプログラム21aが記憶(インストール)されている。また記憶部21は、処理部20が行う演算処理の過程で発生したデータを一時的に記憶する。
通信部22は、インターネットなどのネットワークを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。本実施の形態において通信部22は、トランスポート層及びネットワーク層についてはTCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)の通信プロトコルを用いて通信を行い、アプリケーション層についてはMQTT及びHTTP(HyperText Transfer Protocol)等の通信プロトコルを用いて通信を行う。例えば通信部22は、MQTTサーバ装置3との間でMQTTの通信プロトコルを用いた通信を行い、SCADAデータベース2及び端末装置6との間でHTTPの通信プロトコルを用いた通信を行う。通信部22は、処理部20から与えられた送信用のデータを他の装置へ送信すると共に、他の装置からの送信データを受信して処理部20へ与える。
また処理部20には、記憶部21に記憶されたSCADAサーバプログラム21aを実行することによって、MQTTデータ受信処理部31、フォーマット変換処理部32、データ蓄積処理部33及びデータ配信処理部34等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。MQTTデータ受信処理部31は、MQTTサーバ装置3が送信したMQTTメッセージを通信部22にて受信し、受信したMQTTメッセージを記憶部21に記憶する処理を行う。
フォーマット変換処理部32は、MQTTサーバ装置3から受信したMQTTメッセージを記憶部21から読み出し、SCADAデータベース2への蓄積に適したデータフォーマットへの変換処理を行う。データ蓄積処理部33は、フォーマット変換処理部32によるフォーマット変換が行われたデータを、通信部22にてSCADAデータベース2へ送信することにより、このデータをSCADAデータベース2に記憶させる処理を行う。データ配信処理部34は、端末装置6からのデータ取得要求を通信部22にて受信した場合に、要求されたデータをSCADAデータベース2から読み出し、読み出したデータを端末装置6へ送信する処理を行う。
図3は、MQTTサーバ装置3の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るMQTTサーバ装置3は、処理部40、記憶部41及び通信部42等を備えて構成されている。MQTTサーバ装置3は、MQTTブローカなどと呼ばれ得る装置である。MQTTサーバ装置3の処理部40は、CPU又はMPU等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部41に記憶されたMQTTサーバプログラム41aを読み出して実行することにより、MQTTメッセージの送受信に係る種々の情報処理を行う。
記憶部41は、例えばハードディスクなどの大容量の記憶装置を用いて構成されている。処理部40は、記憶部41に対するデータの読み出し及び書き込みを行うことができる。本実施の形態において記憶部41には、MQTTサーバプログラム41aが記憶(インストール)されていると共に、通信部42にて受信したMQTTメッセージを蓄積するMQTTデータ蓄積部41bが設けられている。
通信部42は、インターネットなどのネットワークを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。本実施の形態において通信部42は、トランスポート層及びネットワーク層についてはTCP/IPの通信プロトコルを用いて通信を行い、アプリケーション層についてはMQTTの通信プロトコルを用いて通信を行う。例えば通信部42は、PLCデータ送信装置4、無線ルータ8及びデータ変換装置9との間でMQTTの通信プロトコルを用いた通信を行う。通信部42は、処理部40から与えられた送信用のデータを他の装置へ送信すると共に、他の装置からの送信データを受信して処理部40へ与える。
また処理部40には、記憶部41に記憶されたMQTTサーバプログラム41aを実行することによって、MQTTデータ受信処理部45、データ蓄積処理部46及びMQTTデータ送信処理部47等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。MQTTデータ受信処理部31は、PLCデータ送信装置4、MQTT機器7及びデータ変換装置9等が送信したMQTTメッセージを通信部42にて受信する処理を行う。データ蓄積処理部46は、MQTTデータ受信処理部45が受信したMQTTメッセージを記憶部41のMQTTデータ蓄積部41bに記憶する処理を行う。MQTTデータ送信処理部47は、記憶部41のMQTTデータ蓄積部41bに記憶したMQTTメッセージを、通信部42にてSCADAサーバ装置1へ送信する処理を行う。
図4は、PLCデータ送信装置4の構成を示すブロック図である。PLCデータ送信装置4は、処理部50、記憶部51、第1通信部52及び第2通信部53等を備えて構成されている。PLCデータ送信装置4の処理部50は、CPU又はMPU等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部51に記憶されたPLCデータ送信プログラム51aを読み出して実行することにより、PLCデータの取得及びMQTTメッセージの送信等に係る種々の情報処理を行う。記憶部51は、例えばハードディスクなどの大容量の記憶装置を用いて構成されている。処理部50は、記憶部51に対するデータの読み出し及び書き込みを行うことができる。本実施の形態において記憶部51には、PLCデータ送信プログラム51aが記憶(インストール)されていると共に、PLC5から取得したデータを蓄積するPLCデータ蓄積部51bが設けられている。
第1通信部52は、監視対象の設備内に配された通信線を介して一又は複数のPLC5に接続され、PLC5との間でデータの送受信を行う。PLCデータ送信装置4とPLC5との通信はどのようなプロトコルを採用してもよい。第1通信部52は、処理部50から与えられた送信用のデータをPLC5へ送信すると共に、PLC5から受信したデータを処理部50へ与える。また、第2通信部53は、インターネットなどのネットワークを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。本実施の形態において第2通信部53は、トランスポート層及びネットワーク層についてはTCP/IPの通信プロトコルを用いて通信を行い、アプリケーション層についてはMQTTの通信プロトコルを用いて通信を行う。例えば第2通信部53は、MQTTサーバ装置3との間でMQTTの通信プロトコルを用いた通信を行う。第2通信部53は、処理部50から与えられた送信用のデータを他の装置へ送信すると共に、他の装置からの送信データを受信して処理部50へ与える。
また処理部50には、記憶部51に記憶されたPLCデータ送信プログラム51aを実行することによって、PLCデータ取得処理部55、データ蓄積処理部56、MQTTデータ変換処理部57及びMQTTデータ送信処理部58等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。PLCデータ取得処理部55は、第1通信部52にてPLC5との通信を定期的に行い、PLC5からデータを取得する。データ蓄積処理部56は、PLCデータ取得処理部55が取得したデータを記憶部51のPLCデータ蓄積部51bに記憶して蓄積する処理を行う。
MQTTデータ変換処理部57は、記憶部51のPLCデータ蓄積部51bに蓄積されたデータを読み出し、読み出したデータをMQTTの通信プロトコルに適合したデータ、即ちMQTTメッセージに変換する処理を行う。MQTTデータ送信処理部58は、MQTTデータ変換処理部57が変換したMQTTメッセージを、第2通信部53にてMQTTサーバ装置3へ送信する処理を行う。
図5は、端末装置6の構成を示すブロック図である。端末装置6は、処理部60、記憶部61、通信部62、表示部63及び操作部64等を備えて構成されている。端末装置6の処理部60は、CPU又はMPU等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部61に記憶された管理監視プログラム61a又はブラウザプログラム61b等を読み出して実行することにより、対象となる設備の監視及び管理に係る種々の演算処理を行う。記憶部61は、例えばハードディスクなどの大容量の記憶装置を用いて構成されている。処理部60は、記憶部61に対するデータの読み出し及び書き込みを行うことができる。本実施の形態において記憶部61には、管理監視プログラム61a及びブラウザプログラム61b等が記憶(インストール)されている。
通信部62は、インターネットなどのネットワークを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。本実施の形態において通信部62は、トランスポート層及びネットワーク層についてはTCP/IPの通信プロトコルを用いて通信を行い、アプリケーション層についてはHTTPなどの通信プロトコルを用いて通信を行う。例えば通信部62は、SCADAサーバ装置1との間でHTTPなどの通信プロトコルを用いた通信を行う。通信部62は、処理部60から与えられた送信用のデータを他の装置へ送信すると共に、他の装置からの送信データを受信して処理部60へ与える。
表示部63は、例えば液晶パネルなどを用いて構成されており、処理部60の制御に基づいて種々の画像表示を行う。なお端末装置6が表示部63を有する構成でなくてもよく、端末装置6とは別の表示装置を画像入出力用のケーブルなどを介して端末装置6に接続し、端末装置6が画像信号を表示装置に対して出力することにより、表示装置に画像表示を行う構成としてもよい。操作部64は、例えばキーボード及びマウス等の入力装置を用いて構成されている。操作部64は、ユーザによる操作を受け付けて、受け付けた操作に応じた信号又はデータを処理部60へ与える。
また処理部60には、記憶部61に記憶された管理監視プログラム61aを実行することによって、データ受信処理部65及び表示処理部66等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。データ受信処理部65は、通信部62にてSCADAサーバ装置1との通信を行い、必要なデータの送信を要求すると共に、この要求に応じてSCADAサーバ装置1が送信したデータを受信する処理を行う。表示処理部66は、データ受信処理部65が受信したデータに基づいて、対象設備の監視画面又は管理画面等の画像を生成し、表示部63に表示する処理を行う。
本実施の形態において、管理監視プログラム61aを実行する端末装置6の表示処理部66は、表示部63に表示する監視画面又は管理画面等にて、SCADAサーバ装置1から受信したデータを、端末装置6のユーザに通知するための表示を行う。このときに表示処理部66は、例えばPLC5又はMQTT機器7のセンサなどが検知した測定値を単に数値として表示するのではなく、ユーザが測定値を容易に把握することができるように画像のアニメーションなどを利用したグラフィカル表示を行う。
表示処理部66は、管理監視プログラム61aと共に記憶部61に記憶された背景画像又はアイコン画像等の画像データを読み出し、読み出した画像データを用いて監視画面又は管理画面のベースとなる画像を生成する。また表示処理部66は、監視画面又は管理画面中の特定部分を構成する画像の生成を行う。この特定部分には、例えば上記のようなSCADAサーバ装置1からの受信データに基づいてアニメーションを行う部分、及び、アニメーションは行わないが線、矩形又は円等の図形で構成された部分等が含まれ得る。表示処理部66は、ベースとなる画像と特定部分の画像とを組み合わせることで監視画面又は管理画面を構成して表示部63に表示する。なお背景画像又はアイコン画像等の画像データは、記憶部61から読み出すのではなく、SCADAサーバ装置1から取得する構成であってもよい。監視画面又は管理画面を構成するための情報、例えば画面中における画像の配置情報、画面中に配置した画像と受信したデータとの対応情報、及び、データに応じてどのようなアニメーションを行うかに関する情報等もまた、記憶部61に設定情報として記憶されている。なお、この画面情報に関する設定情報を、端末装置6のユーザが編集又はカスタマイズすることが可能な構成であってもよい。
上記の構成は、端末装置6が管理監視プログラム61aを実行した場合に、記憶部61に記憶された画像データ及び設定情報等に基づいて表示処理部66が監視画面又は管理画面を表示部63に表示する構成である。これに対して端末装置6は、記憶部61のブラウザプログラム61bを実行することで監視画面又は管理画面の表示を行う構成としてもよい。この場合は、端末装置6の処理部60には、記憶部61に記憶されたブラウザプログラム61bを実行することによって、データ受信処理部65及び表示処理部66等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。
データ受信処理部65は、通信部62にてSCADAサーバ装置1との通信を行い、SCADAデータベース2に記憶されたデータと、このデータをグラフィカル表示するためのデータとの送信を要求する。データ受信処理部65は、この要求に応じてSCADAサーバ装置1が送信したデータを受信する処理を行う。なおこのときにSCADAサーバ装置1は、端末装置6からの要求に応じてSCADAデータベース2から読み出したデータを端末装置6へ送信すると共に、このデータをグラフィカル表示するためのデータを送信する。
SCADAサーバ装置1から端末装置6へ送信されるグラフィカル表示のためのデータは、例えばHTML(Hyper Text Markup Language)ファイル又はJavaScript(登録商標)ファイル等とすることができる。これらのファイルには、例えば画面中における画像の配置情報、画面中に配置した画像と受信したデータとの対応情報、及び、データに応じてどのようなアニメーションを行うかに関する情報等が含まれ得る。また背景画像又はアイコン画像等の画像データも含まれ得る。これらのファイルとSCADAデータベース2に記憶されたデータとを受信した端末装置6は、ブラウザプログラム61bの機能によりHTMLファイル又はJavaScriptファイルを解釈して画像処理を実行し、対象設備の監視画面又は管理画面等の画像を生成して表示部63に表示する。なお端末装置6は、SCADAサーバ装置1からのHTMLファイル又はJavaScriptファイル等の取得を、例えばブラウザプログラム61の起動時又は表示している画面の切替を行う際等の特定のタイミングでのみ行えばよい。この特定のタイミング以外には、SCADAデータベース2に記憶されたデータのみをSCADAサーバ装置1から端末装置6が定期的に取得し、表示している監視画面又は管理画面等を構成する画像の一部又は全部を、取得したデータに応じて更新することにより、アニメーション表示などを行う。
なお端末装置6は、管理監視プログラム61a又はブラウザプログラム61bの少なくとも一方を記憶部61に記憶していればよい。端末装置6は、管理監視プログラム61aによる監視画面又は管理画面等の表示と、ブラウザプログラム61bによる監視画面又は管理画面等の表示との少なくとも一方を行う構成であればよい。
図6は、データ変換装置9の構成を示すブロック図である。データ変換装置9は、処理部70、記憶部71及び通信部72等を備えて構成されている。データ変換装置9の処理部70は、CPU又はMPU等の演算処理装置を用いて構成されており、記憶部71に記憶されたデータ変換プログラム71aを読み出して実行することにより、インターネットを介したデータの取得、データの変換及びデータの送信等に係る種々の演算処理を行う。記憶部71は、例えばハードディスク又はフラッシュメモリ等の記憶装置を用いて構成されている。本実施の形態において記憶部71には、データ変換プログラム71aが記憶されている。
通信部72は、インターネットなどのネットワークを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。本実施の形態において通信部72は、トランスポート層及びネットワーク層についてはTCP/IPの通信プロトコルを用いて通信を行い、アプリケーション層についてはHTTPなどの通信プロトコルを用いて通信を行う。例えば通信部72は、気象情報提供サーバ装置10、地理情報提供サーバ装置11及び外部データベース12等との間でHTTPなどの通信プロトコルを用いた通信を行う。通信部72は、処理部70から与えられた送信用のデータを他の装置へ送信すると共に、他の装置からの送信データを受信して処理部70へ与える。
また処理部70には、記憶部71に記憶されたデータ変換プログラム71aを実行することによって、データ取得処理部75、MQTTデータ変換処理部76及びMQTTデータ送信処理部77等がソフトウェア的な機能ブロックとして実現される。データ取得処理部75は、例えば数分又は数時間等の所定期間が経過する毎に、通信部72を介して所定のサーバ装置などとの通信を行うことによって、所定のデータを取得する処理を行う。MQTTデータ変換処理部76は、データ取得処理部75が取得したデータを、MQTTの通信プロトコルに適合したデータ、即ちMQTTメッセージに変換する処理を行う。MQTTデータ送信処理部77は、MQTTデータ変換処理部76が変換したMQTTメッセージを通信部72にてMQTTサーバ装置3へ送信する処理を行う。
<データ変換>
本実施の形態に係るSCADAシステムでは、SCADAサーバ装置1、PLCデータ送信装置4及びデータ変換装置9にてデータフォーマットの変換処理が行われる。以下、これらの各変換処理について説明する。図7は、PLCデータ送信装置4によるデータ変換処理を説明するための模式図である。図7の上段には、PLCデータ送信装置4が記憶部のPLCデータ蓄積部51bに蓄積したデータの一例を表の形式で図示してある。PLCデータ蓄積部51bに蓄積されるデータは、例えばタグ名、値、項目名、型、属性、サイクリック(周期)及び単位文字列の7つの情報を有している。”タグ名”は、各データを区別するために付されたデータの名前である。”value(値)”は、PLC5から取得した検出値又は制御値等の値である。”項目名”は、各データに付された名前であり、主としてユーザ又はオペレータ等が理解し得る名前が設定される。”型”は、データの形式であり、文字列、整数又は浮動小数点数等が設定される。”属性”は、データに対する読み書きの制限に関する情報であり、READ(読み出し専用)、WRITE(書き込み専用)又はREAD/WRITE(読み書き可能)などが設定される。”サイクリック”は、このデータを取得する周期であり、例えば高速、中速、低速又はサイクリックしない等が設定される。”単位文字列”は、このデータの値の単位である。
例えば図7においてタグ名が”T_AI0004”のデータは、あるPLC5の消費電力量を、PLCデータ送信装置4のPLCデータ取得処理部55が取得したものである。このデータは、例えば消費電力量が5432.1kWhであり、64ビットIEEE浮動小数点実数で表せれ、高速周期で取得が行われる読み出し専用のデータである。
PLCデータ送信装置4は、PLCデータ蓄積部51bに蓄積されたデータを、MQTTサーバ装置3へ送信する処理を行う。このときにPLCデータ送信装置4のMQTTデータ変換処理部57は、PLCデータ蓄積部51bに蓄積された上記のデータ形式のデータを、MQTTの通信プロトコルに適合したデータ形式のデータ(MQTTメッセージ)に変換する処理を行う。図7の下段には、PLCデータ蓄積部51bに蓄積されたタグ名が”T_AI0004”のデータをMQTTメッセージに変換した例を図示してある。本例においてPLCデータ送信装置4のMQTTデータ変換処理部57は、PLCデータ蓄積部51bに蓄積されたデータの”タグ名”及び”value”を取得し、「”インスタンスID/T_AI0004”=5432.1」というMQTTメッセージを作成することにより、データ変換を行う。PLCデータ送信装置4のMQTTデータ送信処理部58は、MQTTデータ変換処理部57が変換したMQTTメッセージを、MQTTサーバ装置3へ送信する。なお本実施の形態におけるMQTTメッセージは、等式の左辺に”/”で区切ったデータ構造を設定し、右辺にデータの値を格納したものとなっている。
図8は、データ変換装置9によるデータ変換処理を説明するための模式図であり、気象情報提供サーバ装置10から取得したデータをMQTTメッセージに変換する例を示してある。なお、データ変換装置9が地理情報提供サーバ装置11から取得したデータをMQTTメッセージに変換する例は、同様であるため図示及び説明を省略する。図8の上段には、気象情報提供サーバ装置10が公開している河川の水位情報の一例を表の形式で図示してある。気象情報提供サーバ装置10が公開する水位情報には、例えば推移を計測した時刻を示す”time(データの時刻)”、計測箇所を示す”point_id(場所を示すID)”、計測値である水位”waterlevel_10min(10分毎の水位)”、及び、必要に応じて付される付加情報である”flag(データの付加情報)”の4つの情報が含まれている。例えば図8において、2016年4月7日15:40にIDが007の場所で計測された水位は25である。
データ変換装置9のデータ取得処理部75は、周期的に気象情報提供サーバ装置10からこの水位情報を取得し、MQTTサーバ装置3へ送信する処理を行う。このときにデータ変換装置9のMQTTデータ変換処理部76は、取得した水位情報をMQTTメッセージに変換する処理を行う。図8の下段には、IDが007の場所で計測された水位の情報を、MQTTメッセージに変換した例を図示してある。本例においてデータ変換装置9のMQTTデータ変換処理部76は、水位情報に含まれる”point_id”及び”waterlevel_10min”を取得し、「”インスタンスID/waterlevel/007/value”=25」というMQTTメッセージを作成することにより、データ変換を行う。データ変換装置9のMQTTデータ送信処理部77は、MQTTデータ変換処理部76が変換したデータを、MQTTサーバ装置3へ送信する。
図9は、データ変換装置9によるデータ変換処理を説明するための模式図であり、外部データベース12から取得したデータをMQTTメッセージに変換する例を示してある。図9の上段には、外部データベース12に蓄積されたデータの一例を示してある。本例において外部データベース12には、日本の市町村にて発生した気象イベントに関する情報が蓄積されているものとする。外部データベース12に蓄積されたデータには、例えば市町村に対して付されるIDである”city”、市町村の名前である”cityName”、及び、市町村にて発生した気象イベントの種別を示す”event”の3つの情報が含まれている。例えば図9において、市町村IDが2の堺市にて種別2の気象イベントが発生した旨を示すデータが蓄積されている。
データ変換装置9のデータ取得処理部75は、外部データベース12に蓄積されたデータを周期的に取得し、MQTTサーバ装置3へ送信する処理を行う。このときにデータ変換装置9のMQTTデータ変換処理部76は、取得したデータをMQTTメッセージに変換する処理を行う。図9の下段には、外部データベース12に蓄積された市町村のIDが1のデータを、MQTTメッセージに変換した例を図示してある。本例においてデータ変換装置9のMQTTデータ変換処理部76は、外部データベース12に蓄積されたデータに含まれる”city”及び”event”を取得し、「インスタンスID/weatherEvents/001/event”=2」というMQTTメッセージを作成することにより、データ変換を行う。データ変換装置9のMQTTデータ送信処理部77は、MQTTデータ変換処理部76が変換したデータを、MQTTサーバ装置3へ送信する。
図10は、SCADAサーバ装置1によるデータ変換処理を説明するための模式図である。図10の上段には、MQTTサーバ装置3が送信するMQTTメッセージの一例を示してある。なおこのMQTTメッセージは、図7の下段に示したMQTTメッセージと同じものである。SCADAサーバ装置1のMQTTデータ受信処理部31は、MQTTサーバ装置3が送信したMQTTメッセージを受信する。SCADAサーバ装置1のフォーマット変換処理部32は、受信したMQTTメッセージを、SCADAデータベース2の蓄積に適したフォーマットのデータに変換する処理を行う。
図10の中段には、MQTTメッセージをSCADAデータベース2に適したフォーマットに変換したデータの一例を示してある。変換後のデータは、”cmd”、”inst”及び”params”の3つの情報を含んでいる。これらのうち”cmd”及び”inst”は、SCADAデータベース2への命令などに関する情報であり、”params”がSCADAデータベース2に蓄積されるデータとなる。本例では”params”に”インスタンスID:T_AI004”、”5432.1”の2つの情報が設定されている。SCADAサーバ装置1のデータ蓄積処理部33は、フォーマット変換処理部32が変換したデータを通信部22にてSCADAデータベース2へ送信することにより、このデータをSCADAデータベース2に蓄積する。
SCADAサーバ装置1からのデータを受信したSCADAデータベース2は、受信したデータに含まれる”params”の情報を蓄積する。図10の下段には、SCADAデータベース2に蓄積されるデータの一例を表の形式で図示してある。SCADAデータベース2に蓄積されるデータは、例えば”タグ名”及び”value(値)”の情報を有している。SCADAデータベース2は、受信したデータに含まれる”params”の1つ目の情報を”タグ名”とし、2つ目の情報を”value”として記憶し、蓄積する。
<監視画面表示>
SCADAサーバ装置1は、端末装置6からの要求に応じて、SCADAデータベース2に蓄積されたデータを端末装置6へ送信する。このときにSCADAサーバ装置1が端末装置6へ送信するデータのフォーマットは、例えば図10の中段に示したデータと同様の構成とすることができるが、異なるフォーマットを採用してもよい。SCADAサーバ装置1からのデータを受信した端末装置6は、受信したデータに基づくグラフィカル表示を行う。以下、端末装置6にて行われるグラフィカル表示例を説明する。
図11は、端末装置6によるグラフィカル表示の一例を示す模式図である。図示の例は、液体の流量を制御する設備の動作状況を監視する監視画面である。本設備では、2つのタンク100a及び100bに複数のパイプ101a〜101dが接続され、入力された液体がパイプ101aを通ってタンク100aへ入り、タンク100aからパイプ101b又は101cを通ってタンク100bへ入り、タンク100bからパイプ101dを通って出力される。
端末装置6が表示する監視画面では、タンク100a及び100bを模した図形と、パイプ101a〜101dを模した図形とが接続されることにより、設備の構成がグラフィカル表示される。この監視画面では、各タンク100a及び100bにおける液体の貯蔵量が、タンク100a及び100bを模した図形の近傍に数値として表示されると共に、タンク100a及び100bの水位を上下させるアニメーションを行うことで視覚的に判断できる態様で表示される。また各パイプ101a〜101dを流れる液体の流量が、角パイプ101a〜101dを模した図形の近傍に数値として表示される。これらの表示は、PLCデータ送信装置4が送信するデータに基づいて行われるグラフィカル表示である。
例えばSCADAサーバ装置1は、タンク100aに関連付けられたIDと、タンクの水位を示す数値とを含むデータをSCADAデータベース2に蓄積し、端末装置6へ配信する。ID及び数値を含むデータをSCADAサーバ装置1から受信した端末装置6の処理部60は、このIDがいずれの機器に付されたものであるかを調べる。例えば端末装置6はIDと機器との対応を記憶したテーブルなどを有し、受信したデータに含まれるIDに基づいて処理部60がこのテーブルを参照することで、受信したデータがいずれの機器に関するものであるかを判断することができる。受信したデータがタンク100aに関するものであると判断した場合、端末装置6の処理部60は、このデータに含まれる数値がタンク100aの水位を示す値であると判断することができる。そこで処理部60の表示処理部66は、受信したデータに含まれるIDに基づいてタンク100aを模した図形を監視画面中に描画すると共に、受信したデータに含まれる数値に基づいてタンク100aを模した図形内に描かれる液体の量を増減させるアニメーションを実現する。このときに表示処理部66は、タンク100aを模した図形及びその中の液体を、表示部63に表示する監視画面中に描画する処理を行うと共に、タンク100aを模した図形内の液体の量を増減するアニメーションを行う。なお、タンク100aを模した図形など、監視画面中の各機器の画像は、例えば記憶部61に記憶されており、表示処理部66は、記憶部61に記憶された画像を適宜に読み出して組み合わせることによって監視画面を構成することができる。
また端末装置6が表示する監視画面では、各タンク100a及び100bの周辺の温度が、温度計102a及び102bを模した図形と共に数値として表示されている。この温度表示は、MQTT機器7である温度センサ(温度計102a及び102b)から取得したデータに基づいて行われるグラフィカル表示である。例えばSCADAサーバ装置1は、温度計102aに関連付けられたIDと、この温度計201aにより測定された温度を示す数値とを含むデータをSCADAデータベース2に蓄積し、端末装置6へ配信する。このデータを受信した端末装置6の処理部60は、上記のタンク100aの場合と同様にして、データに含まれるIDを基にテーブルなどを参照して、受信したデータがいずれの機器に関するものであるかを判断する。なお端末装置6は、PLC5に関するデータと、MQTT機器7に関するデータとを、特に区別することなく扱うことができる。端末装置6の表示処理部66は、受信したデータに含まれるIDに基づく温度計102aを模した図形の描画と、データに含まれる数値に基づいて温度計102aを模した図形において温度を示すメモリを増減させるアニメーションとを実現する。このときに表示処理部66は、温度計102aを模した図形を監視画面中に描画すると共に、この図形において温度を示すメモリを増減させるアニメーションを行う。
また監視画面には、気象情報提供サーバ装置10から取得したデータに基づいて、この設備が存在する地域の気温及び天候を表示する気象情報表示部103が設けられている。例えばSCADAサーバ装置1は、データ変換装置9が気象情報提供サーバ装置10から取得したデータをMQTTメッセージとしてMQTTサーバ装置3から受信し、気象情報の種別に関連付けられたIDと、気象情報(例えば気温又は天候等)とを含むデータをSCADAデータベース2に蓄積し、端末装置6へ配信する。このデータを受信した端末装置6の処理部60は、データに含まれるIDを基にテーブルなどを参照して、受信したデータがどのような気象情報であるかを判断する。図示の例では、端末装置6は気温に関するデータ及び天候に関するデータをSCADAサーバ装置1から受信し、気象情報表示部103に気温及び天候の情報を表示している。端末装置6の表示処理部66は、受信したデータに基づいて、気象情報表示部103を構成する枠線を描画すると共に、この枠内に気温及び天候を示す数値又は文字等を描画する。なお図示の例では、気象情報表示部103において気温及び天候を数値及び文字列で表示しているが、これに限るものではなく、例えば温度計を模した図形を利用して気温を表示し、太陽・雲・傘などの図形を利用して天候を表示する構成としてもよい。
図12は、端末装置6によるグラフィカル表示の一例を示す模式図である。図示の例は、河川の水位を監視するための監視画面である。本例の監視画面では、地理情報提供サーバ装置11から取得した地理データに基づいて、監視対象となる河川の形状を模した地図が表示されると共に、水位を調整するポンプが設置された地点A〜Dが地図上に示される。各地点A〜Dには、河川の水位を測定するセンサが設けられている。監視画面には、このセンサによる水位の測定結果を、各地点A〜Dに対応付けて表示する水位表示部110a〜110dが設けられている。なお河川の水位を測定するセンサは、PLC5であってもよく、MQTT機器7であってもよい。
また監視画面には、各地点A〜Dにおける降水量を示す降水量表示部111が設けられている。降水量表示部111に示される各地点A〜Dの降水量は、例えば気象情報提供サーバ装置10からデータ変換装置9が取得したデータに基づくものである。また監視画面には、各地点A〜Dに設けられたポンプの動作状態を示すポンプ状態表示部112が設けられている。ポンプ状態表示部112に示される各地点A〜Dのポンプの動作状態は、PLC5に相当するポンプから得られるデータに基づくものである。
例えばSCADAサーバ装置1は、データ変換装置9が地理情報提供サーバ装置11から取得したデータをMQTTメッセージとしてMQTTサーバ装置3から受信し、河川形状のデータであることを示すIDと、河川の形状を示す座標などの情報とを含むデータをSCADAデータベース2に蓄積、端末装置6へ配信する。受信したデータに基づいて端末装置6の表示処理部66は、例えば複数のデータから複数の座標を取得してこれらを繋ぎ合わせることにより河川の形状を模した図形を生成し、この図形を表示する。これにより表示処理部66は、河川の形状を模した地図を表示部63に表示する処理を行う。
水位測定のセンサが設けられた地点A〜Dの座標などの情報は、端末装置6が記憶部61に記憶していてもよく、SCADAサーバ装置1がSCADAデータベース2に蓄積して端末装置6へ配信してもよい。端末装置6の表示処理部66は、各地点A〜Dの座標などの情報を基に、水位表示部110a〜110dを構成する枠線の描画を行い、水位表示部110a〜110dを監視画面中に描画する。またSCADAサーバ装置1は、水位を測定するセンサからのデータを受信し、センサに関連付けられたIDと、測定結果である水位を示す数値とを含むデータをSCADAデータベース2に蓄積し、端末装置6へ配信する。このデータを受信した端末装置6は、水位表示部110a〜110dにそれぞれ水位の測定結果を示す数値を表示する。なお本例では、水位を数値として表示しているが、例えば河川の断面形状などを模した図形を利用して水位をグラフィカル表示してもよい。
なお詳細は省略するが、本例の降水量表示部111及びポンプ状態表示部112についても同様に、SCADAサーバ装置1が配信する降水量のデータ及びポンプ状態のデータに基づいて、端末装置6の表示処理部66が処理を行うことによって、監視画面中に描画がなされる。
<フローチャート>
以下に、本実施の形態に係るSCADAシステムを構成する各装置の動作を、フローチャートを用いて説明する。図13は、PLCデータ送信装置4が行う処理の手順を示すフローチャートである。PLCデータ送信装置4の処理部50は、PLC5からのデータ取得を行うタイミングであるか否かを判定する(ステップS1)。PLCデータ送信装置4は、例えば所定の周期でPLC5からのデータ取得を行っており、ステップS1においては、前回のデータ取得から所定の周期が経過したか否かを判定することで、データ取得を行うタイミングであるか否かを判定することができる。データ取得を行うタイミングでない場合(S1:NO)、処理部50は、データを取得するタイミングに至るまで待機する。
データを取得するタイミングである場合(S1:YES)、処理部50のPLCデータ取得処理部55は、第1通信部52にてPLC5との通信を行い、PLC5からデータを取得する(ステップS2)。処理部50のデータ蓄積処理部56は、PLC5から取得したデータを記憶部51のPLCデータ蓄積部51bに記憶する(ステップS3)。また処理部50のMQTTデータ変換処理部57は、PLC5から取得したデータをMQTTメッセージに変換する(ステップS4)。処理部50のMQTTデータ送信処理部58は、第2通信部53にてMQTTサーバ装置3との通信を行い、ステップS4にて変換したMQTTメッセージをMQTTサーバ装置3へ送信し(ステップS5)、ステップS1へ処理を戻す。
図14は、MQTT機器7が行う処理の手順を示すフローチャートである。なお図14においてMQTT機器7は、温度又は湿度等の何らかの物理量を検知するセンサであるものとする。MQTT機器7は、温度又は湿度等の検知を行うタイミングであるか否かを判定する(ステップS11)。MQTT機器7は、例えば所定の周期で検知を行っており、前回の検知から所定の周期が経過したか否かを判定することで、検知を行うタイミングであるか否かを判定することができる。検知を行うタイミングでない場合(S11:NO)、MQTT機器7は、検知を行うタイミングに至るまで待機する。
検知を行うタイミングである場合(S11:YES)、MQTT機器7は、所望の物理量の検知を行い(ステップS12)、検知結果のデータを含むMQTTメッセージを生成する(ステップS13)。次いで、MQTT機器7は、生成したMQTTメッセージをMQTTサーバ装置3へ送信し(ステップS14)、ステップS11へ処理を戻す。
図15は、データ変換装置9が行う処理の手順を示すフローチャートである。データ変換装置9の処理部70は、気象情報提供サーバ装置10、地理情報提供サーバ装置11又は外部データベース12からデータを取得するタイミングであるか否かを判定する(ステップS21)。データ変換装置9は、例えば所定の周期でこれらの装置からデータを取得しており、前回のデータ取得から所定の周期が経過したか否かを判定することで、データを取得するタイミングであるか否かを判定することができる。データを取得するタイミングでない場合(S21:NO)、処理部70は、データを取得するタイミングに至るまで待機する。
データを取得するタイミングである場合(S21:YES)、処理部70のデータ取得処理部75は、気象情報提供サーバ装置10、地理情報提供サーバ装置11又は外部データベース12からデータを取得する(ステップS22)。処理部70のMQTTデータ変換処理部76は、ステップS22にて取得したデータをMQTTメッセージに変換する(ステップS23)。処理部70のMQTTデータ送信処理部77は、通信部72にてMQTTサーバ装置3との通信を行い、ステップS23にて変換したMQTTメッセージをMQTTサーバ装置3へ送信し(ステップS24)、ステップS21へ処理を戻す。
図16は、MQTTサーバ装置3が行う処理の手順を示すフローチャートである。MQTTサーバ装置3の処理部40のMQTTデータ受信処理部45は、PLCデータ送信装置4、MQTT機器7又はデータ変換装置9からMQTTメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS31)。MQTTメッセージを受信していない場合(S31:NO)、MQTTデータ受信処理部45は、MQTTメッセージを受信するまで待機する。
MQTTメッセージを受信した場合(S31:YES)、処理部40のMQTTデータ蓄積処理部46は、受信したMQTTメッセージを記憶部41のMQTTデータ蓄積部41bに記憶する(ステップS32)。処理部40のMQTTデータ送信処理部47は、通信部42にてSCADAサーバ装置1との通信を行い、受信したMQTTメッセージをSCADAサーバ装置1へ送信し(ステップS33)、ステップS31へ処理を戻す。
図17は、SCADAサーバ装置1が行う処理の手順を示すフローチャートである。SCADAサーバ装置1の処理部20のMQTTデータ受信処理部31は、MQTTサーバ装置3からMQTTメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS41)。MQTTメッセージを受信していない場合(S41:NO)、処理部20は、ステップS44へ処理を進める。MQTTメッセージを受信した場合(S41:YES)、処理部20のフォーマット変換処理部32は、受信したMQTTメッセージをデータベース2の蓄積に適したフォーマットのデータに変換する(ステップS42)。処理部20のデータ蓄積処理部33は、通信部22にてSCADAデータベース2との通信を行い、ステップS42にてフォーマット変換したデータをSCADAデータベース2へ送信することにより、データの蓄積を行う(ステップS43)。
処理部20は、端末装置6からのデータ要求を受信したか否かを判定する(ステップS44)。端末装置6からのデータ要求を受信していない場合(S44:NO)、処理部20は、ステップS41へ処理を戻す。端末装置6からのデータ要求を受信した場合(S44:YES)、処理部20は、この端末装置6へ表示のためのHTMLファイル(又はJavaScriptファイル)の送信が必要であるか否かを判定する(ステップS45)。HTMLファイルの送信が必要である場合(S45:YES)、処理部20は、要求されたデータの表示に係る情報を含むHTMLファイル(又はJavaScriptファイル)を端末装置6へ送信し(ステップS46)、ステップS47へ処理を進める。HTMLファイルの送信が必要でない場合(S45:NO)、処理部20は、ステップS47へ処理を進める。
処理部20は、通信部22にてSCADAデータベース2との通信を行い、端末装置6から要求されたデータをSCADAデータベース2から読み出す(ステップS47)。その後、処理部20のデータ配信処理部34は、ステップS47にて読み出したデータを、データ要求元の端末装置6へ送信し(ステップS48)、ステップS41へ処理を戻す。
図18は、端末装置6が行う処理の手順を示すフローチャートである。端末装置6の処理部60は、SCADAサーバ装置1からデータを取得するタイミングであるか否かを判定する(ステップS51)。端末装置6は、例えば所定の周期でSCADAサーバ装置1からデータを取得しており、前回のデータ取得から所定の周期が経過したか否かを判定することで、データを取得するタイミングであるか否かを判定することができる。データを取得するタイミングでない場合(S51:NO)、処理部60は、データを取得するタイミングに至るまで待機する。
データを取得するタイミングである場合(S51:YES)、処理部20は、通信部62にてSCADAサーバ装置1との通信を行い、SCADAサーバ装置1に対して必要なデータの取得要求を送信する(ステップS52)。処理部60のデータ受信処理部65は、ステップS52の要求に対する応答としてSCADAサーバ装置1から送信されるデータを受信したか否かを判定する(ステップS53)。データを受信していない場合(S53:NO)、データ受信処理部65は、データを受信するまで待機する。データを受信した場合(S53:YES)、処理部60の表示処理部66は、得られたデータに基づいて、PLC5から取得したデータ及びMQTT機器7から取得したデータ等をグラフィカル表示した監視画面の表示を行い(ステップS54)、ステップS51へ処理を戻す。
<PLC及びMQTT機器の制御処理>
本実施の形態に係るSCADAシステムでは、端末装置6の表示部63に表示された監視画面又は管理画面にて、ユーザは操作部64を利用してPLC5及びMQTT機器7の動作を制御する操作を行うことができる。端末装置6の処理部60は、表示部63に監視画面又は管理画面を表示している際に、操作部64にてユーザによる制御操作を受け付ける。処理部60は、操作部64にて制御操作を受け付けた場合、その操作内容を示すデータを生成し、通信部62にてSCADAサーバ装置1へ送信する。操作内容を示すデータには、制御対象となるPLC5又はMQTT機器7を識別するIDなどの情報、並びに、制御対象の動作を規定する情報等を含み得る。動作を規定する情報は、例えば制御対象がモータであれば回転数などの数値、制御対象が発電装置又は変圧装置等であれば出力電圧値などとすることができる。これらの数値情報は、ユーザの操作部64に対する操作によって増減し得る値である。また端末装置6からSCADAサーバ装置1へ送信されるデータは、例えば図10の中段に記載したフォーマットのものを採用し得る。
端末装置6からのデータを通信部22にて受信したSCADAサーバ装置1の処理部20は、受信したデータをMQTTメッセージに変換する。処理部20は、変換したMQTTメッセージを、通信部22にてMQTTサーバ装置3へ送信する。なおこのときにSCADAサーバ装置1は、端末装置6から受信したデータを、SCADAデータベース2に記憶する処理を行ってもよく、行わなくてもよい。SCADAサーバ装置1からMQTTサーバ装置3へ送信されるMQTTメッセージは、例えば図10の上段に記載したフォーマットのものを採用し得る。即ちSCADAサーバ装置1は、端末装置6から受信したデータに対して、図10に示したデータ変換の逆変換に相当する処理を行う。
SCADAサーバ装置1からのMQTTメッセージを受信したMQTTサーバ装置3の処理部40は、受信したMQTTメッセージを記憶部41のMQTTメッセージ蓄積部41bに記憶する。また処理部40は、このMQTTメッセージを制御対象となる装置へ送信する処理を行う。即ち処理部40は、受信したMQTTメッセージがPLC5の制御に係るものである場合、このPLC5が接続されたPLCデータ送信装置4へ、通信部42にてこのMQTTメッセージを送信する。また処理部40は、受信したMQTTメッセージがMQTT機器7の制御に係るものである場合、通信部42にてこのMQTTメッセージを制御対象のMQTT機器7へ送信する。
MQTTサーバ装置3からMQTTメッセージを第2通信部53にて受信したPLCデータ送信装置4の処理部50は、受信したMQTTメッセージを、PLC5との通信に適した形式のデータに変換する。処理部50は、変換したデータを第1通信部52にて制御対象となるPLC5へ送信する。また処理部50は、このデータを記憶部51のPLCデータ蓄積部51bに記憶してもよい。即ちPLCデータ送信装置4は、MQTTサーバ装置3から受信したMQTTメッセージに対して、図7に示したデータ変換の逆変換に相当する処理を行う。
PLCデータ送信装置4からのデータを受信したPLC5は、受信したデータに含まれる所定の情報、例えば制御対象の動作を規定する情報などを取得する。PLC5は、取得した情報に応じた動作を行う。このときにPLC5が行う動作は、PLC5毎に様々であり、端末装置6からの制御に応じてどのような動作が行われてもよい。
MQTTサーバ装置3からMQTTメッセージを受信したMQTT機器7は、受信したMQTTメッセージに含まれる所定の情報、例えば制御対象の動作を規定する情報などを取得する。MQTT機器7は、取得した情報に応じた動作を行う。このときにMQTT機器7が行う動作は、MQTT機器7毎に様々であり、端末装置6からの制御に応じてどのような動作が行われてもよい。
以下に、端末装置6における制御操作に応じた各装置の動作を、フローチャートを用いて説明する。図19は、端末装置6が行う処理の手順を示すフローチャートである。端末装置6の処理部60の表示処理部66は、表示部63に監視画面を表示する(ステップS61)。なおステップS61の処理は、図18のフローチャートのステップS54に示した処理と同じものである。
処理部60は、ユーザの操作が操作部64に対してなされたか否かを判定する(ステップS62)。操作がなされていない場合(S62:NO)、処理部60は、ステップS61へ処理を戻し、監視画面の表示を継続する。
操作がなされた場合(S62:YES)、処理部60は、操作部64に対してなされた操作内容に応じた制御命令などの情報を含むデータを生成する(ステップS63)。処理部60は、生成したデータを通信部62にてSCADAサーバ装置1へ送信し(ステップS64)、ステップS61へ処理を戻す。
図20は、SCADAサーバ装置1が行う処理の手順を示すフローチャートである。SCADAサーバ装置1の処理部20は、通信部22にて端末装置6からのデータを受信したか否かを判定する(ステップS71)。データを受信していない場合(S71:NO)、処理部20は、データを受信するまで待機する。
データを受信した場合(S71:YES)、処理部20は、通信部22にてSCADAデータベース2との通信を行い、受信したデータをSCADAデータベース2へ送信することにより、データの蓄積を行う(ステップS72)。なおこのときに処理部20は、端末装置6から受信したデータを、必要に応じてフォーマット変換してSCADAデータベース2へ送信してもよい。
処理部20は、端末装置6から受信したデータを、MQTT規格に従ったデータ、即ちMQTTメッセージに変換する(ステップS73)。処理部20は、変換したMQTTメッセージを、通信部22にてMQTTサーバ装置3へ送信し(ステップS74)、ステップS71へ処理を戻す。
なお、SCADAサーバ装置1からMQTTメッセージを受信した場合にMQTTサーバ装置3が行う処理は、図16のフローチャートに示した処理と同様であるため、フローチャートの図示を省略する。MQTTサーバ装置3は、SCADAサーバ装置1から受信したMQTTメッセージを、記憶部41のMQTTデータ蓄積部41bに記憶すると共に、このMQTTメッセージを必要とするPLCデータ送信装置4又はMQTT機器7へ送信する。即ちこの場合にMATTサーバ装置3は、SCADAサーバ装置1をパブリッシャーとし、PLCデータ送信装置4及びMQTT機器7をサブスクライバーとして処理を行う。
図21は、PLCデータ送信装置4が行う処理の手順を示すフローチャートである。PLCデータ送信装置4の処理部50は、MQTTサーバ装置3からのMQTTメッセージを第2通信部53にて受信したか否かを判定する(ステップS81)。MQTTメッセージを受信していない場合(S81:NO)、処理部50は、MQTTメッセージを受信するまで待機する。
MQTTメッセージを受信した場合(S81:YES)、処理部50は、受信したMQTTメッセージを、PLC5との通信に適したフォーマットのデータに変換する(ステップS82)。処理部50は、変換したデータを記憶部51のPLCデータ蓄積部51bに記憶する(ステップS83)。処理部50は、変換したデータを第1通信部52にて制御対象となるPLC5へ送信し(ステップS84)、ステップS81へ処理を戻す。
なおフローチャートの図示は省略するが、PLCデータ送信装置4からのデータを受信したPLC5は、受信したデータの内容、例えばこのデータに含まれる制御対象の動作を規定する情報などに応じた動作を行う。
図22は、MQTT機器7が行う処理の手順を示すフローチャートである。MQTT機器7は、MQTTサーバ装置3からMQTTメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS91)。MQTTメッセージを受信していない場合(S91:NO)、MQTT機器7は、MQTTメッセージを受信するまで待機する。MQTTメッセージを受信した場合(S91:YES)、MQTT機器7は、受信したMQTTメッセージの内容、例えばMQTTメッセージに含まれる制御対象の動作を規定する情報などに応じた動作を行って(ステップS92)、ステップS91へ処理を戻す。
<まとめ>
以上の構成の本実施の形態に係るSCADAシステムは、MQTTサーバ装置3をSCADAシステムに導入することにより、PLC5から得られるデータの収集のみでなく、MQTTの通信プロトコルにて通信を行うMQTT機器7からのデータの収集を可能としたものである。本実施の形態に係るSCADAシステムは、PLC5から得られるデータを送信するPLCデータ送信装置4と、MQTTサーバ装置3と、SCADAデータベース2データを蓄積する処理を行うSCADAサーバ装置1とを備える。PLCデータ送信装置4は、PLC5からデータを取得し、取得したデータをMQTTメッセージに変換した後でMQTTサーバ装置3へ送信する。MQTTサーバ装置3は、PLCデータ送信装置4からのMQTTメッセージを受信するとともに、MQTT機器7からのMQTTメッセージを受信し、受信したMQTTメッセージをSCADAサーバ装置1へ送信する。SCADAサーバ装置1は、MQTTサーバ装置3からのMQTTメッセージを受信し、受信したMQTTメッセージをデータベース2への蓄積に適した所定フォーマットのデータに変換し、変換したデータをデータベース2に蓄積する。これにより本実施の形態に係るSCADAシステムは、PLC5から得られるデータの他に、MQTT機器7からのデータを収集し、データベース2に蓄積することができる。
また本実施の形態に係るSCADAシステムは、インターネットを介して取得したデータをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信するデータ変換装置9を更に備える。データ変換装置9は、例えば気象情報提供サーバ装置10又は地理情報提供サーバ装置11等によりインターネット上で公開されているオープンデータを取得し、取得したデータをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信する。MQTTサーバ装置3は、データ変換装置9からのMQTTメッセージを受信してSCADAサーバ装置1へ送信する。これによりSCADAサーバ装置1は、PLC5から得られるデータ及びMQTT機器7から得られるデータに加えて、インターネット上で公開されているオープンデータを収集して蓄積することができる。
また本実施の形態に係るSCADAシステムは、SCADAサーバ装置1がデータを蓄積するデータベース2とは異なる外部データベース12から取得したデータをMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信するデータ変換装置9を更に備える。MQTTサーバ装置3は、データ変換装置9からのMQTTメッセージを受信してSCADAサーバ装置1へ送信する。これによりSCADAサーバ装置1は、PLC5から得られるデータ及びMQTT機器7から得られるデータに加えて、様々なデータベースからデータを取得して蓄積することができる。
また本実施の形態に係るSCADAシステムは、データベース2に蓄積したデータをSCADAサーバ装置1が端末装置6へ配信し、端末装置6は受信したデータに基づく画像を表示部63に表示する。これらにより端末装置6は、PLC5及びMQTT機器7等から収集したデータを表示部63にグラフィカル表示することができる。
なお、本実施の形態においては、SCADAサーバ装置1とは別にSCADAデータベース2を設ける構成としたが、これに限るものではなく、SCADAサーバ装置1及びSCADAデータベース2を1つの装置として実現してもよい。またSCADAサーバ装置1は、1つの装置として実現されるのではなく、複数の装置の協働により実現されるものであってよい。同様に、MQTTサーバ装置3は、1つの装置として実現されるのではなく、複数の装置の協働により実現されるものであってよい。またPLCデータ送信装置4がデータを取得する機器をPLC5としたが、これに限るものではなく、PLC以外の制御装置又は測定装置等からデータを取得してMQTTメッセージとしてMQTTサーバ装置3へ送信する構成としてよい。
また1つのデータ変換装置9が気象情報提供サーバ装置10、地理情報提供サーバ装置11及び外部データベース12からデータを取得してMQTTメッセージに変換してMQTTサーバ装置3へ送信する構成としたが、これに限るものではない。SCADAシステムには複数のデータ変換装置9を含んでもよく、この場合にデータ変換装置9は、気象情報提供サーバ装置10、地理情報提供サーバ装置11又は外部データベース12のいずれか1つからデータを取得する構成であってもよい。またデータ変換装置9が取得するデータは、気象情報又は地理情報に限らず、これら以外の種々情報をデータ変換装置9が他のサーバ装置から取得する構成であってよい。
また図7〜図10に示したデータ構造、名称及び数値等は、一例であって、これに限るものではない。また図11及び図12に示した監視画面は、一例であって、これに限るものではない。
1 SCADAサーバ装置
2 SCADAデータベース
3 MQTTサーバ装置
4 PLCデータ送信装置
5 PLC
6 端末装置
7 MQTT機器
8 無線ルータ
9 データ変換装置
10 気象情報提供サーバ装置
11 地理情報提供サーバ装置
12 外部データベース
20 処理部
21 記憶部
21a SCADAサーバプログラム
22 通信部
31 MQTTデータ受信処理部
32 フォーマット変換処理部
33 データ蓄積処理部
34 データ配信処理部
40 処理部
41 記憶部
41a MQTTサーバプログラム
41b MQTTデータ蓄積部
42 通信部
45 MQTTデータ受信処理部
46 データ蓄積処理部
47 MQTTデータ送信処理部
50 処理部
51 記憶部
51a PLCデータ送信プログラム
51b PLCデータ蓄積部
52 第1通信部
53 第2通信部
55 PLCデータ取得処理部
56 データ蓄積処理部
57 MQTTデータ変換処理部
58 MQTTデータ送信処理部
60 処理部
61 記憶部
61a 管理監視プログラム
61b ブラウザプログラム
62 通信部
63 表示部
64 操作部
65 データ受信処理部
66 表示処理部
70 処理部
71 記憶部
71a データ変換プログラム
72 通信部
75 データ取得処理部
76 MQTTデータ変換処理部
77 MQTTデータ送信処理部
本発明に係るデータ収集システムは、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)からのデータを取得するPLCデータ取得部、前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTT(Message Queue Telemetry Transport)の通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部を有するPLCデータ送信装置と、MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、並びに、該MQTTデータ受信部が受信したデータを送信するMQTTデータ送信部を有するMQTTサーバ装置と、前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部、該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部、及び、前記データベースに蓄積したデータを配信するデータ配信部を有するデータ収集装置と、前記データ収集装置が配信したデータを受信するデータ受信部、該データ受信部が受信したデータに基づく画像を表示部に表示する処理を行う表示処理部を有する端末装置とを備えることを特徴とする。
また本発明に係るデータ収集システムは、前記データ収集装置及び前記端末装置が、MQTT以外の通信規格にて通信を行うことを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集方法は、PLCデータ送信装置が、PLCからのデータを取得し、取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信し、前記MQTTサーバ装置が、MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信し、受信したデータをデータ収集装置へ送信し、前記データ収集装置が、前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信し、受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行い、前記データ収集装置が、前記データベースに蓄積したデータを配信し、端末装置が、前記データ収集装置が配信したデータを受信し、受信したデータに基づく画像を表示部に表示する処理を行うことを特徴とする。
また、本発明に係るPLCデータ送信装置は、PLCからのデータを取得するPLCデータ取得部と、前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部と、該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部とを備え、前記データ送信部が送信したデータが、MQTTサーバ装置を介してデータ収集装置に受信され、データ収集装置にて所定フォーマットのデータに変換されてデータベースに蓄積され、前記データ収集装置から端末装置へ送信され、前記端末装置にて前記データに基づく画像の表示処理が行われることを特徴とする。
また、本発明に係るデータ収集装置は、PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信するMQTTデータ受信部と、該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部と、該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部と、前記データベースに蓄積したデータを配信するデータ配信部とを備え、前記データ配信部が配信したデータが端末装置にて受信され、前記端末装置にて前記データに基づく画像の表示処理が行われることを特徴とする。
また、本発明に係るPLCデータ送信プログラムは、PLCからのデータを取得し、取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信する処理をコンピュータに実行させ、送信された前記データが前記MQTTサーバ装置を介してデータ収集装置に受信され、データ収集装置にて所定フォーマットのデータに変換されてデータベースに蓄積され、前記データ収集装置から端末装置へ送信され、前記端末装置にて前記データに基づく画像の表示処理が行われることを特徴とする
また、本発明に係るデータ収集プログラムは、PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信し、受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積し、前記データベースに蓄積したデータを配信する処理をコンピュータに実行させ、配信された前記データが端末装置にて受信され、前記端末装置にて前記データに基づく画像の表示処理が行われることを特徴とする

Claims (12)

  1. PLC(プログラマブルロジックコントローラ)からのデータを取得するPLCデータ取得部、前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTT(Message Queue Telemetry Transport)の通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部を有するPLCデータ送信装置と、
    MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、並びに、該MQTTデータ受信部が受信したデータを送信するMQTTデータ送信部を有するMQTTサーバ装置と、
    前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信するMQTTデータ受信部、該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部、及び、該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部を有するデータ収集装置と
    を備えることを特徴とするデータ収集システム。
  2. インターネットを介して取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを前記MQTTサーバ装置へ送信するデータ送信部を有する第1のデータ変換装置を更に備え、
    前記MQTTサーバ装置のMQTTデータ受信部は、前記第1のデータ変換装置が送信したデータを受信すること
    を特徴とする請求項1に記載のデータ収集システム。
  3. 前記第1のデータ変換装置は、インターネットを介して気象データを取得する気象データ取得部を有し、
    前記MQTTデータ変換部は、前記気象データ取得部が取得した気象データをMQTTの通信規格に適合したデータに変換すること
    を特徴とする請求項2に記載のデータ収集システム。
  4. 前記第1のデータ変換装置は、インターネットを介して地理データを取得する地理データ取得部を有し、
    前記MQTTデータ変換部は、前記地理データ取得部が取得した地理データをMQTTの通信規格に適合したデータに変換すること
    を特徴とする請求項2又は請求項3に記載のデータ収集システム。
  5. 前記データベースとは異なる第2データベースから取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部、及び、該MQTTデータ変換部が変換したデータを前記MQTTサーバ装置へ送信するデータ送信部を有する第2のデータ変換装置を更に備え、
    前記MQTTサーバ装置のMQTTデータ受信部は、前記第2のデータ変換装置が送信したデータを受信すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
  6. 前記データ収集装置は、前記データベースに蓄積したデータを配信するデータ配信部を有し、
    前記データ収集装置が配信したデータを受信するデータ受信部、該データ受信部が受信したデータに基づく画像を表示部に表示する処理を行う表示処理部を有する端末装置を備えること
    を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
  7. 前記表示処理部は、前記PLC若しくは前記MQTT機器を模した画像、又は、前記PLC若しくは前記MQTT機器により管理若しくは制御される対象を模した画像を表示すると共に、前記データベースに蓄積されたデータの変化に応じて前記画像を変化させる画像処理を行うこと
    を特徴とする請求項6に記載のデータ収集システム。
  8. PLCデータ送信装置が、PLCからのデータを取得し、
    取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、
    変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信し、
    前記MQTTサーバ装置が、MQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器が送信したデータ及び前記PLCデータ送信装置が送信したデータを受信し、受信したデータをデータ収集装置へ送信し、
    前記データ収集装置が、前記MQTTサーバ装置が送信したデータを受信し、受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うこと
    を特徴とするデータ収集方法。
  9. PLCからのデータを取得するPLCデータ取得部と、
    前記PLCデータ取得部が取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換するMQTTデータ変換部と、
    該MQTTデータ変換部が変換したデータを送信するデータ送信部と
    を備えることを特徴とするPLCデータ送信装置。
  10. PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信するMQTTデータ受信部と、
    該MQTTデータ受信部が受信したデータを所定フォーマットのデータに変換するフォーマット変換部と、
    該フォーマット変換部が変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する処理を行うデータ蓄積処理部と
    を備えることを特徴とするデータ収集装置。
  11. PLCからのデータを取得し、
    取得したデータをMQTTの通信規格に適合したデータに変換し、
    変換したデータをMQTTサーバ装置へ送信する
    処理をコンピュータに実行させるPLCデータ送信プログラム。
  12. PLCからのデータ及びMQTTの通信規格にて通信を行うMQTT機器からのデータを取得するMQTTサーバ装置が送信するMQTTの通信規格に適合したデータを受信し、
    受信したデータを所定フォーマットのデータに変換し、
    変換した所定フォーマットのデータをデータベースに蓄積する
    処理をコンピュータに実行させるデータ収集プログラム。
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