JP3684565B2 - 分散オブジェクトシステムにおける通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラントに存在する温度、圧力等のプロセス量を制御してプラントを制御運転するシステムとしてプロセス制御システムがある。
プロセス制御システムは、操作監視ステーションと制御ステーションを通信バスに接続し、制御ステーションはプラントの制御を担当し、操作監視ステーションはプラントの運転操作と監視を担当する構成をなしている。制御対象であるプラントの規模に応じて複数の制御ステーションがプラントに分散配置される。
【0003】
図4はプロセス制御システムの構成例を示した図である。
図4で、操作監視ステーションICSと制御ステーションFCSは通信バスBS上に接続されている。制御ステーションFCSはプラントPLTを制御する。プラントの規模に応じて複数の制御ステーションが分散配置されている。
【0004】
操作監視ステーションICSで、表示手段1はマンマシンインタフェイス機能を持つCRT等で構成されている。表示制御手段2は表示手段1を制御し、プラントの制御・監視に必要な各種の画面あるいはウィンドウを表示手段1に表示させる。
入力手段3はキーボード、マウス等で構成され、プラントの操作や制御運転を行うためのデータ入力等を行う。
監視手段4はプラントの監視を行う。操作手段5はプラントを制御運転するための操作を行う。監視や操作の結果は表示手段1で表示される。
通信手段6は通信バスBSを介して各制御ステーションとのデータ授受を所定の通信規約に従って行う。
【0005】
制御ステーションFCSで、制御ユニットCUはプラントPLTの制御を担当する。入出力ユニット(I/Oユニットと称する)10は、プラントPLTとの間で各種の信号を入出力する。例えば、4〜20mA,1〜5Vのアナログ信号、熱電対信号、接点信号等を入出力する。
通信手段11は通信バスBSを介して操作監視ステーションや各制御ステーションとのデータ授受を所定の通信規約に従って行う。
【0006】
プラントPLTで、センサSNは温度、圧力等のプロセス値を検出する。バルブV1,V2は制御ステーションFCSから与えられる操作信号によって開度が制御される。
制御ステーションFCSがセンサSN等から取ったプロセス値のトレンドデータは操作監視ステーションICSに送られ、操作監視ステーションICSは画面にトレンドデータを表示する。
【0007】
従来のプロセス制御システムにおける通信のしかたを説明する。
図5は従来のプロセス制御システムにおけるデータの流れを示した図である。
図5で、トレンドデータ収集サーバ20は、機能ブロック21が持つプロセス値のトレンドデータを一定周期で収集し、必要に応じてトレンドデータファイル22に格納する。表示制御手段2は、トレンドデータ収集サーバ20から必要なトレンドデータを取得し、表示手段1に表示させる。機能ブロック21は、図4の制御ユニットCUの中に設けられていて、センサSN等からプロセス値のデータを取る機能を持ったブロックである。
【0008】
図5の従来例では次の問題点があった。
トレンドデータ収集サーバ20は冗長化されていない。このため、表示制御手段2はトレンドデータ収集サーバ20が不具合などによってダウンするとトレンドデータを取得できない。また、貴重なトレンドデータの記録を失ってしまうことになる。
トレンドデータの記録を失わないために、複数の操作監視ステーションで同じトレンドデータ収集サーバを動作させてもよいが、これらの間は無関係であり、互いに足りないデータを補完し合ったりすることはできない。データを補完する機能を最初から構築しようとすると、冗長化のための様々な仕組みを考えて実装する必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、データ収集サーバをオブジェクトで実現し、データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトに協調動作を行わせることによって、簡単な構成でデータ収集の信頼性を向上させることができる分散オブジェクトシステムにおける通信装置を実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のとおりの構成になった分散オブジェクトシステムにおける通信装置である。
【0011】
(1)ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置において、
データを送信するコンピュータに設けられ、発信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを送信する送信手段と、
データを受信するコンピュータに設けられ、受信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを取得する受信手段と、
データ収集オブジェクトの動作に基づいて動作し、前記発信オブジェクトが送信したデータを収集して受信オブジェクトに送るデータ収集手段と、を具備し、前記データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集し、
前記冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトとからなり、メインのデータ収集オブジェクトが発信オブジェクトから収集したデータを受信オブジェクトに送る動作を行い、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っていて、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させることを特徴とする分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【0012】
(2)前記冗長化されたデータ収集オブジェクトには1つの収集機能名をパラメータとして与えることを特徴とする(1)記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【0013】
(3)前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合うことを特徴とする(1)または(2)に記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【0014】
(4)前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトが所持するデータを定期的に等値化することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【0015】
(5)冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、前記発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築されたことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例を示す構成図である。
図1で、ネットワーク30にはコンピュータ40と50〜52が接続されている。
コンピュータ40で、記憶手段401には受信オブジェクト402が存在する。
受信手段403は受信オブジェクト402の自律動作に基づいてデータを取得する。
コンピュータ41,42も同様な構成になっている。
【0017】
コンピュータ50で、記憶手段501には発信オブジェクト502とデータ収集オブジェクト503が存在する。
送信手段504は発信オブジェクト502の自律動作に基づいてデータを送信する。
データ収集手段505は、データ収集オブジェクト503の動作に基づいて動作し、発信オブジェクト502が送信したデータを収集して受信オブジェクト402に送る。
なお、発信オブジェクト502とデータ収集オブジェクト503は同一のコンピュータ上に存在しなくてもよい。
【0018】
コンピュータ51,52にもデータ収集オブジェクト511,521とデータ収集手段512,522が設けられている。記憶手段513及び523にデータ収集オブジェクト511及び521がそれぞれ存在する。
複数のコンピュータでデータ収集オブジェクトを起動しておくことによって、データ収集オブジェクトは冗長化されている。冗長化されたデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集する。
【0019】
図2は図1の通信装置におけるソフトウェアの概念的構成図である。
図2で、⇒は仮想的なデータの流れ、→は実際のデータの流れである。
同じデータ収集オブジェクト503,511,521を複数のコンピュータ上で起動しておくことによって機能の冗長化を実現する。発信オブジェクト502及び受信オブジェクト402,412,422の側からは、データ収集オブジェクトの数やそれらの生死は全く見えない。1つのデータ収集オブジェクトさえ存在すればデータ収集は機能し、受信オブジェクトはデータを取得することができる。
これらのデータ収集オブジェクト503,511,521には1つの「収集機能名」をパラメータとして与える。発信オブジェクトや受信オブジェクトはこの「収集機能名」しか認識しないため、図の枠で囲んだ部分Aは1つの機能に見える。
【0020】
冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト503及びサブのデータ収集オブジェクト511,521とからなる。
各データ収集オブジェクト503,511,521は発信オブジェクトチャネル601,602,603を持つ。このチャネルは発信オブジェクトからのデータを受け取るためのチャネルである。発信オブジェクトチャネルは、データ収集オブジェクトの動作とは非同期に発信オブジェクトから上がってきたデータをデータ収集オブジェクトに伝達するためのチャネルである。
メインのデータ収集オブジェクト503だけが受信オブジェクト用チャネル610を持つことができる。全ての受信オブジェクトは受信オブジェクト用チャネル610からデータを受け取る。
【0021】
冗長化されたデータ収集オブジェクト503,511,521は次の協調関係を持つ。
▲1▼後に起動したデータ収集オブジェクトは、既に起動しているデータ収集オブジェクトを察知し、自動的にサブのデータ収集オブジェクトになる。
【0022】
▲2▼メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合う。例えば、メインのデータ収集オブジェクトが停止し、その後再起動したときは、メインのデータ収集オブジェクトは停止期間におけるデータをサブのデータ収集オブジェクトからもらう。
【0023】
▲3▼サブのデータ収集オブジェクト及びメインのデータ収集オブジェクトは所持するデータを定期的に等値化する。
【0024】
▲4▼各サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っている。
【0025】
▲5▼サブのデータ収集オブジェクトは、発信オブジェクト用チャネルからデータをもらう毎にメインのデータ収集オブジェクトの生死を確認する。サブのデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させ、受信オブジェクト用チャネルを生成してデータを流す。それ以外のときはデータ収集以外は何もしない。
【0026】
図3はデータ収集オブジェクトの処理手順を示したフローチャートである。フローチャートのステップ順に動作を説明する。
(S1)データ収集オブジェクトは受信オブジェクト用チャネルを生成する。
(S2)データ収集オブジェクトが既に存在しているかどうかを判別する。
(S3)判断S2がNOときは、自分がメインのデータ収集オブジェクトになる。
(S4)受信オブジェクト用チャネルを生成する。
(S5)送信オブジェクト用チャネルからデータを受け取る。
(S6)受け取ったデータを受信オブジェクト用チャネルに送り出す。
(S7)判断S2で、データ収集オブジェクトが既に存在しているときは、メインのデータ収集オブジェクトを特定する。
(S8)既存のデータ収集オブジェクトに自分自身を登録して、昇格優先順位を決定する。
(S9)自分よりも高い昇格優先順位を持つデータ収集オブジェクトが生きているかどうかを判断する。ここでいう自分よりも高い昇格優先順位を持つデータ収集オブジェクトにはメインのデータ収集オブジェクトを含む。この判断がNOのときは、ステップS3へ進む。
(S10)判断S9がYESのときは、メインのデータ収集オブジェクトとの間でデータを互いに補完する。
(S11)データを送信オブジェクト用チャネルから受け取る。
(S12)データを受信オブジェクト用チャネルに送り出す。
【0027】
冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築する。受信オブジェクトは、このフレームワークを利用することにより冗長化されていることを意識しなくてもよい。データ送信オブジェクトも同様に等値化部分などの特別な部分を除いて冗長化を意識しなくてもよい。
【0028】
なお、データ収集オブジェクトの存在するコンピュータは実施例の場合に限らず任意のコンピュータ上に存在してもよい。
【0029】
本発明の通信装置は、例えばプロセス制御システムに適用することができる。この場合、発信オブジェクトは制御ステーションFCSに、受信オブジェクトは操作監視ステーションICSにそれぞれ存在させる。データ収集オブジェクトは、制御ステーションFCS、操作監視ステーションICS、システムを構築するエンジニアリングワークステーションEWS、ネットワーク上のパソコン等のいずれに存在させてもよい。
【0030】
プラントから制御ステーションFCSにプロセス値のトレンドデータが入力されると、発信オブジェクトはトレンドデータを送信する。データ収集オブジェクトは送信されたデータを受け取り、受信オブジェクトに送る。操作監視ステーションICSは受信オブジェクトで受けたデータを用いてトレンドデータを画面に表示する。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【0032】
請求項1の発明によれば、データ収集サーバをオブジェクトで実現し、データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトに協調動作を行わせている。これによって、簡単な構成でデータ収集の信頼性を向上させることができる。
また、メインのデータ収集オブジェクトがダウンしたときに、速やかに次候補のデータ収集オブジェクトがバックアップできる。
【0033】
請求項2の発明によれば、冗長化されたデータ収集オブジェクトには1つの収集機能名をパラメータとして与えるため、発信オブジェクトや受信オブジェクトはこの「収集機能名」しか認識しないため、冗長化されたデータ収集オブジェクトを設けた部分は発信オブジェクトや受信オブジェクトからは1つの機能に見える。
【0034】
請求項3の発明によれば、データ収集オブジェクトが所持するデータの欠落を防ぐことができる。
【0035】
請求項4の発明によれば、冗長化されたそれぞれのデータ収集オブジェクトが所持するデータを整合させることができる。
【0036】
請求項5の発明によれば、発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトは冗長化を意識しないで構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の通信装置におけるソフトウェアの概念的構成図である。
【図3】本発明の動作説明図である。
【図4】プロセス制御システムの構成例を示した図である。
【図5】従来のプロセス制御システムにおけるデータの流れを示した図である。
【符号の説明】
30 ネットワーク
40〜42,50〜52 コンピュータ
401,411,421,501,511,521 記憶手段
402,412,422 受信オブジェクト
403,413,423 受信手段
502 発信オブジェクト
504 発信手段
503,511,521 データ収集オブジェクト
505,512,522 データ収集手段
Claims (5)
- ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置において、
データを送信するコンピュータに設けられ、発信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを送信する送信手段と、
データを受信するコンピュータに設けられ、受信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを取得する受信手段と、
データ収集オブジェクトの動作に基づいて動作し、前記発信オブジェクトが送信したデータを収集して受信オブジェクトに送るデータ収集手段と、を具備し、前記データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集し、
前記冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトとからなり、メインのデータ収集オブジェクトが発信オブジェクトから収集したデータを受信オブジェクトに送る動作を行い、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っていて、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させることを特徴とする分散オブジェクトシステムにおける通信装置。 - 前記冗長化されたデータ収集オブジェクトには1つの収集機能名をパラメータとして与えることを特徴とする請求項1記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
- 前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合うことを特徴とする請求項1または2に記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
- 前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトが所持するデータを定期的に等値化す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分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
- 冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、前記発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
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