JP3937230B2

JP3937230B2 - プロセスデータ収集装置

Info

Publication number: JP3937230B2
Application number: JP2003281445A
Authority: JP
Inventors: 昇克片岡; 栄治片瀬; 信一郎峰; 貴文井上
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005050127A; US20050028024A1; US7328372B2

Description

本発明は、プロセス制御システムで得られるプロセスデータ（アラーム及びイベントデータを含む）を収集し、クライアント側に生産管理情報として提供するためのプロセスデータ収集装置の冗長化に関する。

プロセス制御システムで得られるプロセスデータを収集し、クライアント側に生産管理データとして提供するためのプロセスデータ収集装置を冗長化したものがある。

図９は、冗長化した従来のプロセスデータ収集装置の構成例を示す機能ブロック図である。まずプロセス制御システムは、階層構造をとる分散型制御システムであり、制御バス２に対して上位のヒューマンインターフェースステーション（以下、ＨＩＳ）１とプラントに分散配置されるフィールドコントロールステーション（以下、ＦＣＳ）３が接続されている。

ＦＣＳ３は、Ｉ／Ｏバス４を介して複数のフィールド機器５１,５２,…５ｎの制御を担当し、制御結果で得られるプロセスデータ（アラーム及びイベントデータを含む）６を通信によりＨＩＳ１に渡す。ＨＩＳ１では渡されたデータをもとに操作・監視が行われる。

７は制御バス２に接続された参照先サーバであり、プロセスデータを生産管理情報として利用する上位のユーザ（以下、クライアント）側にＦＣＳ３からのプロセスデータ６を提供する機能を有する。

参照先サーバ７は、クライアント側への情報提供の信頼性を確保するために、第１の参照先サーバ７１及び第２の参照先サーバ７２により冗長化されている。プロセスデータ６は、第１の参照先サーバ７１及び第２の参照先サーバ７２に共通に供給されており、情報の同時性及び等値性が確保されている。

これら参照先サーバ７１及び７２は、プロセスデータ参照の共通インターフェイスとして公開され普及しているＯＰＣ（OLE for Process Control）Foundation規格に準拠するインターフェイス（以下、ＯＰＣインターフェイス）を有している。

８はＯＰＣインターフェイスを有する仮想サーバであり、イーサネット（登録商標）で代表される汎用通信バス９を介して参照先サーバ７１及び７２に接続されている。この仮想サーバ８は、上位のクライアントと参照先サーバ７１及び７２との間を仲介し、クライアント側より見た場合に、あたかも単一の参照先サーバのように見せる。

仮想サーバ８は、切換え手段８１と監視手段８２を有する。切換え手段８１は２極のトグルスイッチ機能であり、第１の参照先サーバ７１からの情報ｄ１が第１の仮想クライアント８３を介して入力されるプライマリ側接点Ｐ及び第２の参照先サーバ７２からの情報ｄ２が第２の仮想クライアント８４を介して入力される入力されるセカンダリ側接点Ｓの信号の一方を選択し、選択情報ｄ０をＯＰＣクライアント１０に通知する。

通常状態では、切換え手段８１はプライマリ側接点Ｐを選択しており、第１の参照先サーバ７１が制御側、第２の参照先サーバ７２が待機側とされ、ＯＰＣクライアント１０に対しては制御側の参照先サーバ７１が収集するプロセスデータが渡される。

監視手段８２は、次の異常を定期的な呼び出しによる診断及び通信状態のステータスにより監視し、異常発生時に切換え指令ｍを発信して制御側と待機側を入れ替える切換え操作を実行する。
（１）参照先ＯＰＣサーバのハードウェア故障又はソフトウェア故障によるＯＰＣサーバ機能の停止
（２）仮想サーバと参照先サーバ間のネットワーク障害による通信エラー
ｗ１及びｗ２は定期的な呼び出しによる診断応答データ、ｎはネットワークのステータス確認信号である。

ＯＰＣクライアント１０は、仮想サーバ８を介して受信される参照先サーバからのプロセスデータを所定期間リアルタイムに保持するリアルタイムデータベース、リアルタイムデータベースからのプロセスデータを定期的に取り込んで長期のトレンド情報に加工するヒストリカルデータベース、これらデータベースの情報を呼び出して利用するクライアントアプリケーションよりなる。

特開２０００−２７８２９７号公報

このような構成をとる冗長化した従来のプロセスデータ収集装置では、次のような問題点があった。
（１）２台の参照先サーバの内、待機側とされた参照先サーバもプロセスデータにアクセスするため、通常では使用しないデータ収集のための通信負荷が発生する。
（２）クライアントが要求する全てのデータアイテムを一律に定周期更新するために、同じデータ収集を個別に行うことによる無駄な重複が発生し、制御バスの通信負荷が重くなる。
（３）ＯＰＣクライアントのハードウェア故障又はソフトウェア故障及びメンテナンスによるＯＰＣクライアントの機能停止によるプロセスデータの欠損発生をバックアップできない。

従って本発明が解決しようとする課題は、プロセスデータアクセスのための通信負荷を最小限にすると共にＯＰＣクライアント側の故障に対してプロセスデータの欠損発生をバックアップできるプロセスデータ収集装置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）プロセスデータに共通にアクセス可能な２台の参照先サーバと通信し、一方を制御側に他方を待機側に切換えると共に、前記制御側の参照先サーバのアクセスデータをクライアントに渡す仮想サーバを有するプロセスデータ収集装置において、
少なくとも前記２台の参照先サーバの異常を監視し、異常発生時に前記２台の参照先サーバの制御側と待機側を切換えると共に、前記制御側の参照先サーバをアクティブとして前記プロセスデータへのアクセスを可能とし、前記待機側の参照先サーバをインアクティブとして前記プロセスデータへのアクセスを停止せしめる監視手段と、
前記クライアントの収集データアイテムをデータの収集周期毎にグループ化して前記仮想サーバ及び前記２台の参照先サーバに登録し、定周期収集を指定された前記データアイテムを前記仮想サーバにおいて共通データベースに登録すると共に、前記２台の参照先サーバに共通グループとして登録する登録手段と、
を備えることを特徴とするプロセスデータ収集装置。

（２）前記２台の参照先サーバにおいて共通グループとして登録されたデータアイテムは、夫々に設けたキャッシュバッファ手段を介してデータ更新されることを特徴とする（１）記載のプロセスデータ収集装置。

（３）前記仮想サーバにおける共通データベースは、前記制御側の参照先サーバに設けキャッシュバッファ手段のデータで更新されると共に、仮想サーバ内に設けたキャッシュバッファ手段を介して前記クライアントに渡されることを特徴とする（１）又は（２）記載のプロセスデータ収集装置。

（４）前記待機側の参照先サーバは、前記グループ化登録及び共通グループ登録の更新のみを行い、前記プロセスデータへのアクセスは停止状態とされることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。

（５）前記仮想サーバ並びに前記２台の参照先サーバは、OPC Foundation規格に準拠するインターフェイスを有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。

（６）前記２台の参照先サーバ内に、前記プロセスデータにアクセスするＤＡサーバと、アラーム及びイベントデータにアクセスするＡ＆Ｅサーバとを設けたことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。

（７）前記２台の参照先サーバ内の前記Ａ＆Ｅサーバは、制御側及び待機側の両者がアクティブとされアラーム及びイベントデータにアクセスすることを特徴とする（６）記載のプロセスデータ収集装置。

（８）前記２台の参照先サーバ内に、前記ＤＡサーバのデータと前記Ａ＆Ｅサーバのデータを入力してヒストリカルデータベースに所定期間蓄積するＨＤＡサーバを設けたことを特徴とする（６）又は（７）記載のプロセスデータ収集装置。

（９）前記仮想サーバ内に、前記ＤＡサーバ,前記Ａ＆Ｅサーバ,前記ＨＤＡサーバの稼動状態情報を入力する切換え判定手段が設けられ、この切換え判定手段は前記２台の参照先サーバ内のＤＡサーバの制御側と待機側の切換え指示並びに前記待機側参照先サーバ内のＨＤＡサーバの参照先を前記制御側参照先サーバ内のＤＡサーバに切換える指示を実行することを特徴とする（８）記載のプロセスデータ収集装置。

（１０）障害により待機側とされた参照先サーバが障害より復帰した時に、制御側のヒストリカルデータベースに蓄積しているデータを取得して等値化し障害期間中のデータ欠損を補修することを特徴とする（８）又は（９）記載のプロセスデータ収集装置。

（１１）前記２台の参照先サーバが正常な場合、前記待機側参照先サーバ内のＨＤＡサーバは、前記制御側参照先サーバ内のＤＡサーバにアクセスしてプロセスデータを取得し、ヒストリカルデータベースに蓄積することを特徴とする（８）乃至（１０）のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。

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）制御側の参照先サーバをアクティブとしてプロセスデータへのアクセスを可能とし、待機側の参照先サーバをインアクティブとしてプロセスデータへのアクセスを停止せしめる切換えを行なう監視手段により、待機側とされた参照先サーバによる通常では使用しないデータ収集のための通信負荷の発生が回避される。

（２）登録データアイテム中定周期収集を指定されたデータアイテムは、前記仮想サーバにおいて共通データベースに登録すると共に、２台の参照先サーバにおいて共通グループとして登録され、共通グループとして登録されたデータアイテムを夫々に設けたキャッシュバッファ手段を介してデータ更新する仕組みにより、クライアントが要求するデータアイテムの内定期更新を必要としないデータアイテムに対する通信負荷の発生が回避される。

（３）参照先サーバ内にＤＡサーバ及びＡ＆Ｅサーバのデータを蓄積したＨＤＡサーバによるヒストリカルデータベースベースを導入することにより、ＯＰＣクライアントのハードウェア故障又はソフトウェア故障及びメンテナンスによるＯＰＣクライアントの機能停止によるプロセスデータの欠損発生をバックアップすることができる。制御側ＤＡサーバに登録されたデータアイテムは、制御側ＨＤＡサーバにも自動的に登録される。待機側ＨＤＡサーバは制御側ＤＡサーバに接続されているため、制御側ＤＡサーバに登録されたデータアイテムは待機側ＨＤＡサーバにも自動登録される。

（４）待機側のＨＤＡサーバは制御側のＤＡサーバよりデータを取得してヒストリカルデータベースに蓄積することにより、待機側のＤＡサーバを常に停止状態にして通信負荷を軽減させた環境下においてデータの継続性と等値性維持することができる。

（５）Ａ＆Ｅサーバは、制御側及び待機側の参照先サーバで同時にアクティブとされることにより、２台が同時に故障するケース以外はＡ＆Ｅデータの欠損は発生しない。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用したプロセスデータの収集装置の一実施例を示す機能ブロック図である。ブロック１００で示すプロセスコントロールシステム（以下ＰＣＳ）は、図９の従来来装置で示した分散型制御システムである。同様に、ブロック２００で示すＯＰＣＤＡクライアントは、図９のＯＰＣクライアント１０と同一である。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１は本発明の必須機能であるプロセスデータの収集装置であり、後述のアラーム・イベントデータやヒストリカルデータの収集機能と識別するために、各要素にＤＡ（Data Access）の表示を付加している。

図１において、３００は第１の参照先ＤＡサーバ、４００は第２の参照先ＤＡサーバであり、これら２台の参照先サーバはＰＣＳ１００のプロセスデータに共通にアクセス可能とされており、通常の作動環境では第１の参照先ＤＡサーバ３００が制御側に、第２の参照先ＤＡサーバ４００が待機側に切換えられている。

制御側である第１の参照先ＤＡサーバ３００はアクティブ状態とされ、プロセスデータにアクセスしクライアントの要求するデータを収集するが、待機側である第２の参照先ＤＡサーバ４００はインアクティブ状態とされ、プロセスデータへのアクセスは停止している。アクティブ状態では定周期でデータ収集し、インアクティブ状態はデータ収集はしない。

５００は仮想ＤＡサーバであり、２台の参照先サーバの故障及びネットワーク障害を監視して切換え制御すると共に、制御側の参照先サーバで収集されたプロセスデータをＯＰＣＤＡクライアント２００に渡す中継機能を有する。

仮想ＤＡサーバ５００において、５０１は第１のＤＡ仮想クライアントであり、第１の参照先ＤＡサーバ３００と通信する。５０２は第２のＤＡ仮想クライアントであり、第２の参照先ＤＡサーバ４００と通信する。

５０３は定周期の監視手段であり、第１の参照先ＤＡサーバ３００及び第２の参照先ＤＡサーバ４００を監視し、定期的な呼び出しによる診断応答データｗ１及びｗ２、ネットワークのステータス確認信号ｎを入力し、制御側の参照先サーバの故障やネットワーク障害の場合に切換え指令ｍを発生し、切換えスイッチ手段５０４を操作して２台の参照先サーバの制御側と待機側とを切換える。

切換えスイッチ手段５０４はトグルスイッチ機能を有し、第１のＤＡ仮想クライアント５０１又は第２のＤＡ仮想クライアント５０２からのプロセスデータを選択的に切換えてＯＰＣＤＡクライアント２００に渡す。切換えスイッチ手段５０４は、通常の作動環境では制御側の第１の参照先ＤＡサーバ３００とインターフェイスする第１のＤＡ仮想クライアント５０１のデータを選択している。

次に、複数のクライアントがプロセスデータの参照を行なう際の手続きについて説明する。図２は参照対象データのグループ管理図であり、（Ａ）はＤＡクライアント要求グループ管理、（Ｂ）は仮想ＤＡサーバ内のグループ管理、（Ｃ）は２台の参照先ＤＡサーバ内のグループ管理内容を示している。

図２（Ａ）のクライアント１及びクライアント２において、Group1, Group2, Group3及びはGroup-Aは、夫々データの収集周期の異なるグループであり、各グループにはその収集周期を指定したデータアイテムが登録される。同一データアイテムでも周期が異なる収集をする場合では複数のグループにまたがって登録される。

図２（Ｂ）の仮想ＤＡサーバにおけるグループ管理は、（Ａ）に示した各ＤＡクライアントのグループを統合したグループ管理領域Ｂ１と、各グループにおいて定周期更新が指定されたデータアイテムを集合して登録したグループCOMMON1, COMMON2を有する共通データベース登録領域Ｂ２に分けて管理される。

図２（Ｃ）の参照先ＤＡサーバのグループ管理は、（Ｂ）で示した領域Ｂ１及びＢ２を統合し、共通データベース登録領域Ｂ２のグループCOMMON1, COMMON2は、同一グループ内で管理される。

図１において、５０５は複数のＤＡクライアントに対応して仮想ＤＡサーバ５００内に生成されるサーバオブジェクト、５０６はサーバオブジェクト毎に生成されるグループオブジェクトであり、図２（Ｂ）の領域Ｂ１の各グループが登録される。５０７はグループオブジェクト５０６内に生成されるキャッシュバッファ手段であり、共通データベース登録領域Ｂ２のグループCOMMON1, COMMON2で定周期更新が指定されたデータアイテムのキャッシュを実行する。

５０８は、共通データベースであり、共通データベース登録領域Ｂ２のグループCOMMON1, COMMON2で定周期更新が指定されたデータアイテムを定周期で収集保持する。保持された共通データはサーバオブジェクト５０５内に生成されたキャッシュ更新手段５０９を介して信号ｃ１によりキャッシュバッファ手段５０７が更新される。

５１０はタイマー管理手段、５１１はこのタイマー管理手段からの時間情報を入力する定周期管理手段であり、各ＤＡクライアント別の定周期データ収集の管理を行う。５１２は登録グループ／アイテム一覧テーブルであり、ＤＡクライアントでユーザが作成するグループ情報（図２（Ａ））に基づいてサーバオブジェクト５０５内に生成された登録管理手段５１３を介して更新される。この登録管理手段５１３の信号ｃ２によりキャッシュバッファ手段５０７の内容も更新され、信号ｃ３で共通データベース５０８に対してデータアイテムの登録削除通知が実行される。

５１４は定周期更新対象のデータアイテムに対する非同期処理要求処理手段であり、ＤＡクライアントの割り込み要求を受けて共通データベースに対して非同期のデータ収集を要求する。更に信号ｃ４により、キャッシュバッファ手段５０７のアイテム登録／削除、キャッシュ更新、キャッシュ読み込みが実行される。

登録グループ／アイテム一覧テーブル５１２の内容は、切換えスイッチ手段５０４を介して２台の参照先サーバにダウンロードされ、各参照先サーバ内に図２（Ｃ）で示したグループオブジェクトを生成させる。

第１の参照先ＤＡサーバ３００において、３０１はテーブル５１２のダウンロードで生成される１個のサーバオブジェクト、３０２はこのサーバオブジェクト上に生成される複数のグループオブジェクトであり、図２（Ｃ）のグループ管理内容の内、定周期収集対象以外のグループ（Group1, Group2, Group3及びGroup-A）が反映される。

３０３はキャッシュ更新用のグループオブジェクトであり、図２（Ｃ）のグループ管理内容の内、定周期収集対象グループ（COMMON1, COMMON2）が反映される。３０４はこのグループオブジェクト上に生成されたキャッシュバッファ手段である。

同様に、第２の参照先ＤＡサーバ４００において、４０１はテーブル５１２のダウンローで生成される１個のサーバオブジェクト、４０２はこのサーバオブジェクト上に生成される複数のグループオブジェクトであり、図２（Ｃ）のグループ管理内容の内、定周期収集対象以外のグループ（Group1, Group2, Group3及びGroup-A）が反映される。

４０３はキャッシュ更新用のグループオブジェクトであり、図２（Ｃ）のグループ管理内容の内、定周期収集対象グループ（COMMON1, COMMON2）が反映される。４０４はこのグループオブジェクト上に生成されたキャッシュバッファ手段である。

このように、２台の参照先ＤＡサーバのグループオブジェクトの内容は、両者が常に一致するように仮想ＤＡサーバのテーブル５１２で更新されており、切換えによる等値性が確保されている。

通常の動作環境では、制御側である第１の参照先ＤＡサーバ３００がアクティブ、第１の参照先ＤＡサーバ４００がインアクティブとされているが、両者内のグループオブジェクト３０２及び４０２は通常は共にインアクティブとされ、クライアントからのデバイス参照要求専用とされる。

通常の動作環境では、制御側のキャッシュ更新用グループオブジェクト３０３がアクティブとされ仮想サーバからの定周期指令に基づいてプロセスデータを収集しキャッシュバッファ手段を更新する。この更新データが仮想サーバの共通データベースに渡され、この共通データがキャッシュ更新手段５０９を介して仮想ＤＡサーバ側のキャッシュバッファ手段５０７のデータを更新する。

以上、プロセスデータ収集の主体となる参照先ＤＡサーバ及び仮想ＤＡサーバについて説明した。以降、図３乃至図６により、参照先サーバ内に、アラーム及びイベントデータにアクセスするＡ＆Ｅサーバと、ＤＡサーバのデータとＡ＆Ｅサーバのデータを入力してヒストリカルデータベースに所定期間蓄積するＨＤＡサーバとを設けた実施形態につき説明する。

図３はＡ＆Ｅサーバ及びＨＤＡサーバを含む全体構成を示す機能ブロック図である。６００は第１の参照先サーバ、７００は第２の参照先サーバ、８００は仮想サーバである。図示されていないが、これらサーバは共に図１で説明したＯＰＣインターフェイスに準拠している。

第１の参照先サーバ６００において、６０１はＤＡサーバであり、図１の３００に相当する。６０２はＨＤＡサーバであり、ヒストリカルデータベース（図示せず）にデータを蓄積する。６０３はＡ＆Ｅサーバでありアラーム及びイベントデータにアクセスする。

同様に、第２の参照先サーバ７００において、７０１はＤＡサーバであり、図１の４００に相当する。７０２はＨＤＡサーバであり、ヒストリカルデータベース（図示せず）にデータを蓄積する。７０３はＡ＆Ｅサーバでありアラーム及びイベントデータにアクセスする

仮想サーバ８００において、８０１は仮想ＤＡサーバであり、図１の５００に相当する。
８０２は仮想ＨＤＡサーバ、８０３は仮想Ａ＆Ｅサーバである。これら仮想サーバに対応して仮想ＤＡクライアント８０４、仮想ＨＤＡクライアント８０５、仮想Ａ＆Ｅクライアント８０６が存在する。

仮想ＨＤＡクライアント８０５、仮想Ａ＆Ｅクライアント８０６は、図１の仮想ＤＡクライアントと同様に、第１の参照先サーバ６００及び第２の参照先サーバ７００の対応するサーバと通信する第１の仮想クライアントと第２の仮想クライアントよりなり、切換えスイッチ手段により選択的に上位のクライアントにデータが渡される。

このように、各仮想サーバは夫々に制御側と待機側の切換えを実行する切換えスイッチ手段を有するが、特に仮想ＨＤＡサーバの切換え制御を他の仮想サーバの稼動状態で規制する必要がある。

図４の機能ブロック図により、仮想サーバ８００内に設けられた切換え判定手段８０４の機能につき説明する。８０５は同じく仮想サーバ８００内に設けられた共有メモリ領域であり、仮想ＤＡサーバ８０１、仮想ＨＤＡサーバ８０１、仮想Ａ＆Ｅサーバ８０３の稼動状態が反映される。

切換え判定手段８０４は、これらの稼動状態に基づき、仮想ＤＡサーバ８０１に対して制御側／待機側の切換え指示を出すと共に、第１の参照先サーバ６００（制御側）の切換え指示中継手段６０４及び第２の参照先サーバ７００（待機側）の切換え指示中継手段７０４に指令し、第１の参照先サーバ６００（制御側）ではＨＤＡサーバ６０２はローカル（制御側）のＤＡサーバ６０１への接続を指示し、第２の参照先サーバ７００（待機側）ではＨＤＡサーバ７０２はリモート（制御側）のＤＡサーバ６０１への接続を指示する。

図５は、このような接続指示結果を示す仮想ＨＤＡサーバ８０２と２台の参照先サーバ６００及び７００内の各ＤＡサーバ、ＨＤＡサーバ、Ａ＆Ｅサーバの接続関係を示す機能ブロック図である。

仮想ＨＤＡサーバ８０２において、８０２ａはＨＤＡインターフェイス、８０２ｂは接続情報管理部、８０２ｃは切換えスイッチ手段、８０２ｄは第１のＨＤＡ仮想クライアント、８０２ｅは第２のＨＤＡ仮想クライアントである。第１のＨＤＡ仮想クライアント８０２ｄは、第１の参照先サーバ６００のＨＤＡサーバと通信してデータ取得を行なうが、第２のＨＤＡ仮想クライアント８０２ｅは、第２の参照先サーバ７００のＨＤＡサーバとは接続のみが行なわれる。

第１の参照先サーバ６００（制御側）において、ＤＡサーバ６０１及びＡ＆Ｅサーバ６０３はＰＣＳ１００にアクセスしプロセスデータ及びアラーム・イベントデータを収集してＨＤＡサーバ６０２に書き込み、ヒストリカルデータベース６０４に蓄積する。

第２の参照先サーバ７００（待機側）において、Ａ＆Ｅサーバ７０３はＰＣＳ１００にアクセスしアラーム・イベントデータを収集してＨＤＡサーバ７０２に書き込み、ヒストリカルデータベース７０４に蓄積するが、ＤＡサーバ７０１はＰＣＳ１００へのアクセスは常に停止状態とされている。

この状態において、待機側のＨＤＡサーバ７０２は制御側のＤＡサーバよりリアルタイムにプロセスデータを取得しヒストリカルデータベース７０４に蓄積する。

このように、本発明装置では２台の参照先サーバが正常な場合、制御側, 待機側共にデータの収集と蓄積を行なう。ただし制御側参照先サーバのＨＤＡサーバは、自サーバ内のＤＡサーバ及びＡ＆Ｅサーバから取得したデータを蓄積するのに対し、待機側のＨＤＡサーバは制御側のＤＡサーバ及び自サーバ内Ａ＆Ｅサーバよりデータを取得して蓄積する。

このような構成により、ＤＡサーバがＰＣＳにアクセスするための制御バスの負担を制御側１台分に軽減している。Ａ＆Ｅサーバに関しては共にＰＣＳにアクセスする構成をとるが、アラーム及びイベントデータは制御バス上にブロードキャストされるため、複数サーバに通知する場合でもバス負荷は変わらないので、常時自サーバよりデータ取得を行なう構成をとる。

図６のタイムチャートにより、待機側の参照先サーバが障害から復帰した場合のデータの等値化につき説明する。（Ａ）は制御側参照先サーバのデータ収集状況、（Ｂ）は待機側参照先サーバのデータ収集状況であり、時刻ｔ１で待機側に発生した障害が時刻ｔ２で復帰した経緯を示している。

制御側では時刻ｔ１からｔ２までの障害発生期間中でもデータの定常収集が行われており、この期間の過去データはＨＤＡサーバによりヒストリカルデータベースに蓄積されている。待機側では障害発生期間中に欠損となったデータを、障害復帰時刻ｔ２でＨＤＡインターフェイスを介して制御側のヒストリカルデータベースより取得することにより等値化を行なう。

以上説明して実施形態では、１台の仮想サーバと２台の参照先サーバにより冗長化したプロセスデータ収集装置を説明したが図７に示すように、１台のユーザＰＣ内に２個の仮想ＯＰＣサーバを生成し、夫々が２台の参照先サーバと通信する構成をとることも可能である。

更に、図８に示すように、２台のクライアントＰＣ内の夫々に生成された仮想ＯＰＣサーバが共通に２台の参照先サーバと通信する構成をとることも可能である。

本発明をＤＡサーバに適用したプロセスデータ収集装置の一実施例を示す機能ブロック図である。参照対象データのグループ管理図である。ＤＡサーバに追加されたＡ＆Ｅサーバ及びＨＤＡサーバを含む全体構成を示す機能ブロッ図である。仮想サーバ内に設けられた切換え判定手段を説明する機能ブロック図である。仮想ＨＤＡサーバと２台の参照先サーバ内の各ＤＡサーバ、ＨＤＡサーバ、Ａ＆Ｅサーバの接続関係を示す機能ブロック図である。待機側の参照先サーバが障害から復帰した場合のデータの等値化を説明するタイムチャートである。本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。本発明の更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。冗長化した従来のプロセスデータ収集装置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
９汎用通信バス
１００プロセスコントロールシステム
２００ＯＰＣＤＡクライアント
３００第１の参照先サーバ
４００第２の参照先サーバ
５００仮想ＤＡサーバ
５０３監視手段
５０７キャッシュバッファ手段

Claims

プロセスデータに共通にアクセス可能な２台の参照先サーバと通信し、一方を制御側に他方を待機側に切換えると共に、前記制御側の参照先サーバのアクセスデータをクライアントに渡す仮想サーバを有するプロセスデータ収集装置において、
少なくとも前記２台の参照先サーバの異常を監視し、異常発生時に前記２台の参照先サーバの制御側と待機側を切換えると共に、前記制御側の参照先サーバをアクティブとして前記プロセスデータへのアクセスを可能とし、前記待機側の参照先サーバをインアクティブとして前記プロセスデータへのアクセスを停止せしめる監視手段と、
前記クライアントの収集データアイテムをデータの収集周期毎にグループ化して前記仮想サーバ及び前記２台の参照先サーバに登録し、定周期収集を指定された前記データアイテムを前記仮想サーバにおいて共通データベースに登録すると共に、前記２台の参照先サーバに共通グループとして登録する登録手段と、
を備えることを特徴とするプロセスデータ収集装置。
前記２台の参照先サーバにおいて共通グループとして登録されたデータアイテムは、夫々に設けたキャッシュバッファ手段を介してデータ更新されることを特徴とする請求項１記載のプロセスデータ収集装置。
前記仮想サーバにおける共通データベースは、前記制御側の参照先サーバに設けたキャッシュバッファ手段のデータで更新されると共に、仮想サーバ内に設けたキャッシュバッファ手段を介して前記クライアントに渡されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスデータ収集装置。
前記待機側の参照先サーバは、前記グループ化登録及び共通グループ登録の更新のみを行い、前記プロセスデータへのアクセスは停止状態と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プロセスデータ収集装置。
前記仮想サーバ並びに前記２台の参照先サーバは、OPC Foundation規格に準拠するインターフェイスを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。
前記２台の参照先サーバ内に、前記プロセスデータにアクセスするＤＡサーバと、アラーム及びイベントデータにアクセスするＡ＆Ｅサーバとを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。
前記２台の参照先サーバ内の前記Ａ＆Ｅサーバは、制御側及び待機側の両者がアクティブとされアラーム及びイベントデータにアクセスすることを特徴とする請求項６記載のプロセスデータ収集装置。
前記２台の参照先サーバ内に、前記ＤＡサーバのデータと前記Ａ＆Ｅサーバのデータを入力してヒストリカルデータベースに所定期間蓄積するＨＤＡサーバを設けたことを特徴とする請求項６又は７記載のプロセスデータ収集装置。
前記仮想サーバ内に、前記ＤＡサーバ,前記Ａ＆Ｅサーバ,前記ＨＤＡサーバの稼動状態情報を入力する切換え判定手段が設けられ、この切換え判定手段は前記２台の参照先サーバ内のＤＡサーバの制御側と待機側の切換え指示並びに前記待機側参照先サーバ内のＨＤＡサーバの参照先を前記制御側参照先サーバ内のＤＡサーバに切換える指示を実行することを特徴とする請求項８記載のプロセスデータ収集装置。
障害により待機側とされた参照先サーバが障害より復帰した時は、制御側のヒストリカルデータベースに蓄積しているデータを取得して等値化し障害期間中のデータ欠損を補修することを特徴とする請求項８又は９記載のプロセスデータ収集装置。
前記２台の参照先サーバが正常な場合、前記待機側参照先サーバ内のＨＤＡサーバは、前記制御側参照先サーバ内のＤＡサーバにアクセスしてプロセスデータを取得し、ヒストリカルデータベースに蓄積することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のプロセスデータ収集装置。