JP3529417B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、プラントのプロセス信
号を記録，保存する記録装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、プラントのプロセス変動を記録
するための記録装置には、ペンレコーダのような連続性
のあるアナログ式記録装置と、演算制御装置を使用しプ
ロセス信号をサンプリングすることにより記録機能を有
するディジタル式記録装置とがある。これらは目的に応
じて使用されるが、最近ではプラントのプロセス変動の
集中管理及び記録データの再利用を利点に、ディジタル
式記録装置を導入する場合が多くなっている。 【０００３】図12は従来の演算制御装置を使用したディ
ジタル式記録装置の構成を示したもので、記録装置１は
記憶装置01，表示装置02，対話装置03，プロセス入力装
置04と演算制御装置10とからなる。なお、記録装置１は
プロセス入力装置を介してプラント２と接続されてい
る。又、演算制御装置10はプロセス信号の入力処理を行
なうサンプリング処理部11と、サンプリングされたプロ
セスデータを記憶装置01へ時系列保存データとして保存
するデータ保存処理部12と、前記サンプリング処理部11
を周期的に動作させる計時処理部13と、オペレータの表
示要求を対話形式により受付ける対話処理部14と、その
表示要求に対して前記記憶装置01より指定される時間帯
の時系列保存データを取り出し表示データへ編集する表
示編集処理部15と、前記表示データを表示装置02へ出力
するデータ出力処理部16から構成される。 【０００４】上記構成において、プラント２からプロセ
ス入力装置04を介して入力されたプロセスデータを記憶
装置01へ時系列保存データとして保存する演算制御装置
10内の一連の動作フローを図13に示す。サンプリング処
理部11はプロセス入力装置04を介してプラント２よりプ
ロセスデータ（Ｐ_t ）をサンプリングし、データ保存処
理部12へ渡す（500 ）。 【０００５】データ保存処理部12は渡されたプロセスデ
ータ（Ｐ_t ）を記憶装置01へ時系列に保存する（501
）。計時処理部13は次のサンプリング時間になれば、
再度サンプリング処理部11を起動する（502 ）。これら
一連の動作により、プロセスデータは記憶装置01に時系
列に保存されることになり、その時系列に保存された時
系列保存データを図14に示す。 【０００６】図14に示すように、時系列保存データはサ
ンプリング周期Δｔ毎に順次サンプリング開始時のプロ
セスデータ（Ｐ_s ），次のプロセスデータ
（Ｐ_s+Δt ），…ｔ−Δｔの時のプロセスデータ（Ｐ
_t-Δt ），今回のプロセスデータ（Ｐ_t ）として保存さ
れる。 【０００７】一方、この保存された時系列保存データ
は、オペレータの要求する時間帯を表示装置02へ曲線表
示することが可能であり、オペレータは対話装置03によ
りその表示したい時間帯（ｔ_s 〜ｔ_E ）を入力すると、
表示時間帯（ｔ_s 〜ｔ_E ）は対話処理部14を経由し表示
データ編集処理部15へ渡される。表示データ編集処理部
15は表示時間帯（ｔ_s 〜ｔ_E ）に対応したプロセスデー
タ（Ｐ_ts〜Ｐ_tE）を記憶装置01にある時系列保存データ
より取り出し、曲線データへの編集処理を行なう。表示
データ編集処理部15の動作フローを図15に示す。 【０００８】又、前記曲線データへの編集処理におい
て、補間処理した場合の関連図を図16に、間引き処理し
た場合の関連図を図17に夫々示す。表示データ編集処理
部15の編集処理は、表示対象のプロセスデータ（Ｐ_ｔＳ
〜Ｐ_ｔＥ）の個数ｎと表示装置02における時間軸の表示
時間帯の分解能（以下時間帯をスパンと称す）Ｎにより
補間処理か間引き処理かが判断される（603）。補間処
理の場合は、図16に示すようにプロセスデータのポイン
ト間を直線で補間し曲線データを作成する（604）。 【０００９】補間処理では対象となるｎ個のプロセスデ
ータを全て曲線データに反映することが可能である。
又、間引き処理の場合は図17に示すように、全てのプロ
セスデータｎ個を曲線データに反映することができない
ため、プロセスデータ（Ｐ_ts〜Ｐ_tE）をｉ点おきに取り
出し曲線データを作成することになる（605 ）、通常ｉ
は間引き点数としてｉ＝ｎ／Ｎの整数値により設定され
る。 【００１０】このようにして前記表示データ編集処理部
15により作成された曲線データは、データ出力処理部16
を経由し表示装置02へ出力される。オペレータはこの表
示装置02に表示された曲線からプロセス信号の挙動を評
価している。更に、オペレータは記録データの保存と同
時に表示装置02へ現在値を連続して曲線表示するために
曲線表示のトレンド要求が可能であり、オペレータのト
レンド要求は対話装置03及び対話処理部14を介し表示デ
ータ編集処理部15へ渡される。 【００１１】表示データ編集処理部15はトレンド要求が
あると周期的に動作し、最新の時系列保存データを記憶
装置01から取り出し、前記と同様曲線データへの編集処
理を行ない、作成されたトレンド曲線データはデータ出
力処理部16を経由し表示装置02へ出力される。このよう
にして、表示データ編集処理部15が周期的に動作するこ
とにより、現在のプロセス信号の挙動もオンラインでた
れ流し的に評価可能となっている。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
る記録装置では、プラントのプロセス信号の挙動を正確
に評価できない場合があり、以下の問題点があった。 （１）オペレータの要求する表示時間帯が長ければ長い
ほど間引き点数が大きくなる。その結果記憶装置に保存
されているプロセスデータが曲線表示上に反映されなく
なり、評価データとして意味をなさない場合がある。例
えば、図18のようにサンプリングされたプロセスデータ
にはピークがあるにも拘らず、それが間引きされて曲線
表示上に表われてこないことがある。 【００１３】（２）サンプリング周期と保存周期が同一
であり、サンプリング周期を小さくすると保存データ量
が大きくなり、結果的に記録時間が短くなる。そのた
め、長期的なプロセス信号の傾向を評価する場合、記録
時間を考慮してある程度サンプリング周期を大きくする
必要があり、サンプリング周期を大きくすることによる
評価精度の低下は避けられない。 （３）当然、時系列に保存されている保存周期間のプロ
セスデータ（Ｐ_t-Δt 〜Ｐ_t ）の信号変化を評価するこ
とは不可能である。 これらは、アナログ式記録装置と比較し、ディジタル式
記録装置の大きな欠点であった。 【００１４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、記録装置内における保存周期間のプロセ
ス信号変化を評価可能にすると共に、データ編集におけ
る間引き処理によるピークの欠落をなくすし、プロセス
信号の挙動に対して、より精度ある評価判断を可能とし
た記録装置を提供することを目的としている。 【００１５】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、被監視対象からのプロセス信号の入力を
受け付けるプロセス入力装置と、前記プロセス信号のト
レンド表示要求の入力を受け付ける対話装置とデータを
記憶する記憶装置と、トレンドグラフを表示する表示装
置と、前記プロセス入力装置からのプロセス信号をサン
プリングするサンプリング処理部と、前記サンプリング
処理部を所定のサンプリング周期ごとに動作させる計時
処理部と、前記サンプリング処理部によりサンプリング
され得られたプロセスデータを使用しサンプリング周期
ごとに当該サンプリング周期到来時までにサンプリング
により得られたプロセスデータの最大値および最小値を
特徴データとして検出する特徴データ処理部と、前記サ
ンプリング周期ごとに前記特徴データ処理部により検出
された特徴データを一時保存する特徴データ一時保存エ
リアと前記保存周期ごとに前記特徴データ一時保存エリ
アに保存された特徴データを時系列保存データとして前
記記憶装置に時系列に保存する保存処理を行なうデータ
保存処理部と、前記記憶装置に保存された時系列保存デ
ータを取り出して曲線データとして出力する表示データ
編集処理部と、前記対話装置から受けとるトレンド表示
要求のうち表示要求されるトレンドグラフの時間帯幅と
予め定められた前記表示装置の表示分解能の比により前
記表示周期を定めるとともに、予め定められた整数値パ
ラメータにより前記表示周期を除してサンプリング周期
を定める周期自動設定処理部とを有する演算制御装置
と、を備えた記録装置を提供するものである。 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【作用】かかる構成により、本発明に係る記録装置は、
サンプリング周期と保存周期を分割し別々に管理できる
計時処理手段を設け、更にサンプリング処理手段よりサ
ンプリングされたプロセスデータを保存周期間の特徴デ
ータとして検出することができる特徴データ処理手段を
設けることにより、保存周期間の信号変化を特徴データ
として保存することができ、少ない保存データ量でかつ
保存周期間の信号変化の挙動を評価することが可能とな
る。 【００２１】更に特徴データを保存周期間のプロセス変
動の最大値／最小値として保存し、又、表示データ編集
処理手段で最大値と最小値を使用して帯状に曲線データ
を作成する手段を付加することにより、保存周期間にお
けるプロセス信号の最大揺れ幅として表現ができ、より
アナログ式記録装置（ペンレコーダ等）へ近づくと共
に、ディジタル式記録装置の欠点をカバーすることが可
能である。 【００２２】 【００２３】 【００２４】更に本発明では、オペレータにより要求さ
れるトレンド要求を対話処理部を経由し周期自動設定処
理部へ通知する。周期自動設定処理部は表示装置におけ
るトレンド表示の表示分解能（ドット）に応じた保存周
期を設定する。又、保存周期を整数ｍで除してサンプリ
ング周期を設定する。こうして設定されたサンプリング
周期に基づくサンプリング処理部でサンプリングを開始
して特徴データをサンプリング周期毎に一時保存し、更
にこの特徴データをデータ保存処理部で保存周期毎に時
系列で保存し、このデータに基づきデータ出力処理部で
曲線データを作成することで、表示装置の表示分解能に
対応したプロセス信号のデータ保存が可能となる。これ
により、トレンド表示はアナログ式記録装置（ペンレコ
ーダ等）のチャートスピードに対応した手段となり、更
に連続性のある記録データを得ることができる。このよ
うに、本発明によれば保存周期間のプロセス信号変化を
評価することができ、ディジタル式記録装置の欠点をカ
バーし、オペレータはより精度ある評価判断が可能とな
る。 【００２５】 【実施例】図１は本発明の［請求項１］に係る記録装置
の一実施例の構成図である。図１におて図12と同一部分
については同一符号を付して説明を省略する。本実施例
にて新たに追加されたものは、サンプリング処理部11に
よりサンプリングされたプロセスデータを保存周期間の
特徴データとして検出できる特徴データ処理部17と、前
記特徴データ処理部17により検出した特徴データを一時
保存するための特徴データ一時保存エリア18と、対話処
理部14を経由し受け取るトレンド要求に対応した最適な
保存周期を計時処理部13に対して設定できる周期自動設
定処理部19であり、これらはソフトウェアとして実現さ
れる。 【００２６】次にプロセスデータが記憶装置へ保存され
るまでの処理内容を図２を用いて説明する。まず、演算
制御装置10内の初回動作として計時処理部13が起動さ
れ、サンプリング周期Δｔ及び保存周期ΔＴが設定され
る（20）。サンプリング周期Δｔと保存周期ΔＴの関係
は、ΔＴ＝ｍ・Δｔ（ｍは１以上の整数）となってお
り、ΔＴの間をΔｔの精度でサンプリングすることを意
味している。 【００２７】更に、計時処理部13よりサンプリング処理
部11が起動され、サンプリング処理部11はプロセス入力
装置04を介してプラント２よりプロセスデータＰ_t をサ
ンプリングし、特徴データ処理部17へデータを渡す（2
1）。特徴データ処理部17は今回のプロセスデータＰ_t
を使用し、特徴データＰ_t ′を計算する。この特徴デー
タＰ_t ′とは、保存周期ΔＴ間のプロセス信号の挙動を
示すデータであり、それを算出する計算処理はソフトウ
ェアにより任意に設定されている。 【００２８】図３にその計算処理の一実施例として、保
存周期ΔＴ間の最大値（ＭＡＸ）／最小値（ＭＩＮ）を
特徴データとした場合の計算処理フローを示す。計算さ
れた特徴データである最大値と最小値をＰ_t ′＝（ＭＡ
Ｘ，ＭＩＮ）として特徴データ一時保存エリア18へ保存
する（22）。そして、保存周期ΔＴを経過したか判断
（23）され、経過してない場合は、計時処理部13により
次のサンプリング時間（ｔ＋Δｔ）まで待機（26）さ
れ、待機後、又サンプリング処理部11が起動される。 【００２９】この一連の動作により保存周期ΔＴ間の最
大値／最小値が特徴データＰ_t ′＝（ＭＡＸ，ＭＩＮ）
として特徴データ一時保存エリア18に保存されることに
なる。ここで保存周期ΔＴを経過した場合、特徴データ
処理部17は記憶装置01へデータ保存するためデータ保存
処理部12を起動する。 【００３０】起動されたデータ保存処理部12は、今回サ
ンプリングされたプロセスデータＰ_ｔと特徴データ一時
保存エリア18にあるｔ−△ｔ〜ｔ間の最大値／最小値で
ある特徴データＰ_ｔ’＝（ＭＡＸ，ＭＩＮ）とを、今回
の保存データとして記憶装置01へ時系列に保存する(2
4)。そして現在、オペレータからのトレンド要求により
トレンド曲線データ表示中であれば、最新曲線データを
表示するため表示データ編集処理部15を起動（25）し、
その後計時処理部13により次サンプリング周期（ｔ＋△
ｔ）まで待機（26）され、待機後、又サンプリング処理
部11が起動される。 【００３１】これらの動作を繰り返すことにより、記憶
装置01に保存される時系列保存データとプロセス信号の
挙動の関係を図４に示す。本実施例によれば、保存周期
ΔＴ間をサンプリング周期Δｔの精度で特徴データであ
る最大値／最小値のピークを検出し、時系列保存データ
として保存することができ、保存周期間の信号変化の挙
動を評価することが可能となる。又、サンプリング周期
Δｔを小さくし保存周期ΔＴを大きくすることにより、
少ないデータ量で精度あるピーク検出を記録することが
でき、長期的な記録の運用が可能となる（例えば、１日
の最大値／最小値を１００ｍｓで検出し、１年間記録す
る場合などの運用目的に利用できる。）。 【００３２】一方、前記記憶装置01内に保存された時系
列保存データは、対話装置03からのオペレータの表示要
求により、対話処理部14を経由し表示データ編集処理部
15が起動され、曲線データに編集されデータ出力処理部
16を介して表示装置02に表示される。 【００３３】又、第２の実施例に係る記録装置は、表示
データ編集処理部に特徴を有する。即ち、前記特徴デー
タＰ_ｔ ^’＝（ＭＡＸ，ＭＩＮ）の最大値（ＭＡＸ）と最
小値（ＭＩＮ）をその時間軸上の同一時刻（ｔ）として
直線で結び、曲線データを帯状に表現しようとするもの
である。図５は帯状に表現された曲線データの関連図を
示したもので、図５(a)はプロセス値とサンプリング周
期／保存周期の関係を示し、保存周期内における最大値
と最小値を示し、図５(b)では時系列保存データを示
す。図５(b)に示されるように、特定プロセスデータ毎
に最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）とがある。図５
(b)は帯状に表示したものであり、最大値を結んだ線と
最小値を結んだ線との間に幅がある。 【００３４】従来技術では保存データのＰ_t を結ぶ曲線
で描いた曲線データのみであったが、本実施例による表
示編集方法によれば、破線で描いた帯状の曲線はプロセ
ス信号の振幅としてとらえることができ、よりアナログ
式記録装置（ペンレコーダ等）的表現となる。これによ
り、ディジタル式記録装置の瞬時値を使用した離散的な
表現から、アナログ式記録装置のようにより連続性のあ
る表現へ近づき、プロセス信号の挙動評価精度を向上さ
せることが可能となる。 【００３５】又、第３の実施例に係る記録装置は、表示
データ編集処理部に特徴を有する。本実施例ではオペレ
ータの要求する表示時間帯によって発生する間引き処理
において、間引かれるプロセスデータに対しても最大値
／最小値の判断処理を行なうようにしている。そして前
記同様に帯状の曲線データに反映する機能を付加した。
図６は表示データ編集処理部における間引き処理の処理
フローを示す。図６に示されるように、ｉ個分のプロセ
スデータを取り出し、その内の最大値と最小値を抽出
し、時間軸上に描くようにしている。図７(b)は間引き
されたポイントとデータとの関係を示す。 【００３６】このようにオペレータの要求する表示スパ
ンによって発生する間引かれたプロセスデータについて
も曲線データに反映され、前記と同様アナログ式記録装
置のような連続性のある表現へ近づき、プロセス信号の
挙動評価精度を向上させることが可能となる。特にオペ
レータの長期スパンによる表示要求において、その期間
の最大／最小である信号のピークを表示することがで
き、信号挙動を評価する上で非常に効果がある。 【００３７】又、第４の実施例に係る記録装置は、表示
データ編集処理部に特徴を有する。本実施例ではオペレ
ータの要求する表示時間帯によって発生する補間処理に
おいて、前記特徴データに保存周期間の最大値／最小値
及び夫々の発生時間を対にして保存することにより、保
存周期間をこの最大値／最小値を使用し、折れ線的に補
間する機能を付加したものである。 【００３８】図８に表示データ編集処理部における処理
フローを示す。更に本実施例における補間処理で編集さ
れた曲線データの表示例を図９に示す。図８に示される
ように、最大値及び最小値の発生時刻に応じてその折れ
線の時刻が図に示されるように異なる。 【００３９】このように、オペレータの要求する表示ス
パンによって発生する補間処理において、従来２点間の
プロセスデータを直線で補間されていたものが、本実施
例により保存周期間の最大値／最小値をその発生した時
間へ位置付けることで補間処理発生時にもプロセス信号
の挙動に応じた曲線データを作成することが可能とな
り、表示スパンを拡大した場合も保存周期間の信号挙動
が評価できる。 【００４０】又、第５の実施例に係る記録装置は、周期
自動設定処理部に特徴を有する。本実施例では演算制御
装置内に同期自動設定処理部を設け、オペレータの要求
するトレンド表示要求に対して表示分解能を考慮し、表
示データ編集処理部で間引き処理が発生しないようにサ
ンプリング周期△ｔ及び保存周期△Ｔを自動設定するよ
うにした。 【００４１】図10に本発明で付加された周期自動設定処
理部の動作フローを示し、図11にトレンド表示スパンＳ
（時間）と表示分解能Ｎ（ドット）の関係を示す。まず
周期自動設定処理部19はオペレータの要求するトレンド
表示スパンＳ（時間）と表示装置02の曲線表示エリア上
の表示分解能Ｎ（ドット）を取り出す。 【００４２】このＳとＮにより間引きの発生しない保存
周期ΔＴ＝Ｓ／Ｎを求める。又、保存周期ΔＴに対応し
たサンプリング周期Δｔ＝ΔＴ／Ｇを求める。ここでパ
ラメータＧは保存周期ΔＴ間の最大値／最小値を検出す
るための精度を決めるためのパラメータであり、整数値
で予め設定されている。そして、設定された保存周期Δ
Ｔとサンプリング周期Δｔを計時処理部13へ渡し、前記
と同様サンプリング処理部11以降の動作が開始する。 【００４３】このようにして設定された保存周期ΔＴ及
びサンプリング周期Δｔにより保存された記憶装置内の
時系列保存データは、表示データ編集処理部15において
間引き処理が発生せず、表示分解能に応じたプロセス信
号のデータ保存が可能となる。 【００４４】本実施例の動作はアナログ式記録装置（ペ
ンレコーダ等）のチャートスピードの設定に対応した機
能であり、前記表示データ編集処理部による帯状の曲線
データ編集を組合せることにより、更に連続性のある記
録データを得ることができる。 【００４５】上記実施例では保存周期間のプロセス信号
の特徴を表わすデータとして最大値／最小値を使用した
が、その他信号の挙動を表わすデータとして分散，標準
偏差，平均値，発生時間などの情報も特徴データ処理部
に付加することにより、今まで保存周期間の記録ができ
なかった豊富な情報量を記録することが可能となる。 【００４６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば保
存周期間のプロセス信号の変化を特徴データとして記録
することができ、従来では判断できなかった信号の挙動
も把握することが可能となった。又、記録データの曲線
表示において、保存周期間の特徴データとして最大値／
最小値を使用し、その最大値／最小値を縦に直線で結ぶ
ことにより帯状の曲線表示が可能となり、従来ディジタ
ル式記録装置の瞬時値を使用した離散的な表現からアナ
ログ式記録装置（ペンレコーダ等）のようにより連続性
のある表現へ近づき、プロセス信号の挙動評価精度を向
上させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の請求項１に対応する第１の実施例に係
る記録装置の全体構成図。 【図２】 ［図１］に示した記録装置の 動作フロー図。 【図３】 ［図１］に示した記録装置の 特徴データ処理部の動作フ
ロー図。 【図４】 ［図１］に示した記録装置の 時系列保存データ関連図。 【図５】本発明の第２の実施例に係る記録装置の曲線デ
ータ関連図。 【図６】本発明の第３の実施例に係る記録装置の間引き
編集処理フロー図。 【図７】本発明の第３の実施例に係る記録装置の曲線デ
ータ表示例。 【図８】第４の実施例に係る記録装置の補間編集処理フ
ロー図。 【図９】本発明の第４の実施例に係る記録装置の曲線デ
ータ表示例。 【図１０】本発明の第５の実施例に係る記録装置の周期
自動設定処理部の動作フロー図。 【図１１】本発明の第５の実施例に係る記録装置のトレ
ンド表示時間帯と表示分解能関連図。 【図１２】従来技術による記録装置構成図。 【図１３】従来技術による記録装置内動作フロー図。 【図１４】従来技術による時系列保存データ。 【図１５】従来技術での表示データ編集処理部動作フロ
ー図。 【図１６】従来技術での補間処理表示関連図。 【図１７】従来技術での間引き処理表示関連図。 【図１８】従来技術での間引き処理によりピークがなく
なる表示例。 【符号の説明】 1 記録装置 2 プラント 01 記録装置 02 表示装置 03 対話装置 04 プロセス入力装置 10 演算制御装置 11 サンプリング処理部 12 データ保存処理部 13 計時処理部 14 対話処理部 15 表示データ編集処理部 16 データ出力処理部 17 特徴データ処理部 18 特徴データ一時保存エリア 19 周期自動設定処理部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被監視対象からのプロセス信号の入力を
   受け付けるプロセス入力装置と、前記プロセス信号のト
   レンド表示要求の入力を受け付ける対話装置と、データ
   を記憶する記憶装置と、トレンドグラフを表示する表示
   装置と、前記プロセス入力装置からのプロセス信号をサ
   ンプリングするサンプリング処理部と、前記サンプリン
   グ処理部を所定のサンプリング周期ごとに動作させる計
   時処理部と、前記サンプリング処理部によりサンプリン
   グされ得られたプロセスデータを使用しサンプリング周
   期ごとに当該サンプリング周期到来時までにサンプリン
   グにより得られたプロセスデータの最大値および最小値
   を特徴データとして検出する特徴データ処理部と、前記
   サンプリング周期ごとに前記特徴データ処理部により検
   出された特徴データを一時保存する特徴データ一時保存
   エリアと、前記保存周期ごとに前記特徴データ一時保存
   エリアに保存された特徴データを時系列保存データとし
   て前記記憶装置に時系列に保存する保存処理を行なうデ
   ータ保存処理部と、前記記憶装置に保存された時系列保
   存データを取り出して曲線データとして出力する表示デ
   ータ編集処理部と、前記対話装置から受けとるトレンド
   表示要求のうち表示要求されるトレンドグラフの時間帯
   幅と予め定められた前記表示装置の表示分解能との比に
   より前記表示周期を定めるとともに、予め定められた整
   数値パラメータにより前記表示周期を除してサンプリン
   グ周期を定める周期自動設定処理部とを有する演算制御
   装置と、を備え、前記表示装置は、前記記憶装置内の時
   系列保存データに基づき前記表示データ編集処理部から
   出力される曲線データをもとにトレンドグラフを表示す
   ることを特徴とする記録装置。