JP4573156B2 - データ収集システム - Google Patents

Description

本発明は、同一のヒストリデータを第１のコンピュータ及び第２のコンピュータに収集する二重化されたデータ収集システムに関する。

ヒストリデータとは、プラント等のプロセスデータの現在値や事象を時系列的に保存しているデータで、トレンド表示データ、メッセージ、アラーム、操作履歴、監査証跡等が含まれる。

図３は従来のデータ収集システムの一例を示す機能ブロック図である。１はプラント、２はプラントを形成する機器が接続されたイーサネット（登録商標）等、汎用的なネットワーク又はプラントの制御システム特有の専用的なネットワークである。

３は第１のコンピュータ、４は第２のコンピュータであり、これらコンピュータにより二重化されたデータ収集システムが形成される。これらコンピュータは共にネットワーク２に接続され、プラント１で発生する同一のプロセスデータＤをこのネットワークを介して入力する。

第１のコンピュータ３において、３１はネットワーク２よりプロセスデータＤを取得するＯＰＣサーバであり、プロセスデータ参照の共通インターフェー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ースを有する。

３２は、ヒストリデータ処理手段であり、ＯＰＣサーバ３１より供給されるプロセスデータに時刻データを付加してヒストリデータとする処理を実行する。３３はヒストリデータ保存手段であり、ヒストリデータ処理手段３２よりのヒストリデータを時系列的に記憶保存する。

第２のコンピュータは、第１のコンピュータ３と同一構成を取る。ＯＰＣサーバ４１、ヒストリデータ処理手段４２、ヒストリデータ保存手段４３の構成と機能は、第１のコンピュータ３のＯＰＣサーバ３１、ヒストリデータ処理手段３２、ヒストリデータ保存手段３３と同一である。

２台のコンピュータには同じ設定が行われており、このような二重化構成により、データ収集システムは同じプロセスデータＤを取得し、ヒストリデータとして保存する。このような構成をとることで、１台のコンピュータに障害が発生した場合でも、残りの１台でデータの収集を行っているため、ヒストリデータの収集に欠損が発生することが防止され、ヒストリデータの継続性を確保することができる。

特開２００３−２４８５０５号公報

第１のコンピュータ３に障害が発生し、ヒストリデータ収集と保存を停止してしまった場合でも、第２のコンピュータ４はヒストリデータの収集と保存を継続している。その後に第１のコンピュータ３が障害から復帰した場合、復帰後にヒストリデータの収集と保存を開始する。しかし、第１のコンピュータ３のヒストリデータは、障害で停止していた間のデータは欠損している。この欠損してしまったデータを補うために、第２のコンピュータ４が保存したデータで第１のコンピュータ３のヒストリデータを補完する等値化作業が実行される。

このような等値化作業では、次のような問題が発生する。
（１）等値化作業が完了するまでは、第１のコンピュータ３は稼動状態に入ることができない。
（２）第１のコンピュータ３が停止していた期間、あるいはデータが欠落していた期間を求めなければならない。
（３）等値化作業をするために、一時的に第２のコンピュータ４を停止しなければならない。

従って本発明が解決しようとする課題は、停止していた一方のコンピュータが障害から復帰した際に他方のコンピュータからの等値化作業を不要とする二重化された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）同一のヒストリデータを第１のコンピュータ及び第２のコンピュータに収集する二重化されたデータ収集システムにおいて、
前記第１及び第２のコンピュータは、互いに自コンピュータで収集したヒストリデータを自コンピュータのヒストリデータ保管手段に送信すると共に、他コンピュータのヒストリデータ保管手段にも送信する、夫々がメッセージ通信クライアント及びメッセージ通信サーバを有するメッセージ通信手段を備え、
前記夫々のメッセージ通信クライアントは、前記ヒストリデータを受信するとメッセージとして自コンピュータのクライアント側メッセージ一時保存手段に保存すると共に、自コンピュータ及び他コンピュータの前記メッセージ通信サーバに前記メッセージを送信し、
前記夫々のメッセージ通信サーバは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方の前記メッセージ通信クライアントから送信された前記メッセージを受信すると、自コンピュータのサーバ側メッセージ一時保存手段にそのメッセージを保存すると共に、自コンピュータ又は他コンピュータ少なくとも一方の前記メッセージ通信クライアントにメッセージ到達を通知し、
前記夫々のメッセージ通信クライアントは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方のメッセージ通信サーバからの前記メッセージ到達通知を受信すると、自コンピュータの前記クライアント側メッセージ一時保存手段に保存されていた前記メッセージを削除し、
前記夫々のメッセージ通信クライアントは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方のメッセージ通信サーバからの前記メッセージ到達通知が一定期間内に受信されない場合には、前記メッセージを継続的に再送信することを特徴とするデータ収集システム。

（２）前記ヒストリデータ保管手段は、前記サーバ側メッセージ一時保存手段に存在する自コンピュータ側のメッセージ又は他コンピュータ側のメッセージの少なくとも一方を取得し、これをヒストリデータ保存手段に保存すると共に、保存処理を前記メッセージ通信サーバに通知することを特徴とする（１）に記載のデータ収集システム。

（３）前記メッセージ通信サーバは、前記ヒストリデータ保管手段からの保存処理通知を受信すると、前記サーバ側メッセージ一時保存手段に保存された前記メッセージを削除することを特徴とする（２）に記載のデータ収集システム。

（４）前記第１のコンピュータ及び前記第１のコンピュータは、共通のデータ収集装置からの前記ヒストリデータを取得することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のデータ収集システム。

（５）前記ヒストリデータは、プロセスデータに時刻データを付加したデータであることを特徴とする（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、一方のコンピュータが障害から復帰した時に、自動的に障害期間のヒストリデータが生成されることにより、等値化作業が不要となる。

従って、等値化作業での問題点は次のように解消される。
（１）等値化作業がないので、復帰後第１のコンピュータ３は直ちに稼動状態に入ることができる。
（２）第１のコンピュータ３が停止していた期間、あるいはデータが欠落していた期間を求める必要がない。
（３）等値化作業をするために、一時的に第２のコンピュータ４を停止する必要がない。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用したデータ収集システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。図３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、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１において、１００は第１のコンピュータ、２００は第２のコンピュータであり、共にネットワーク２に接続され、同一のプロセスデータＤを入力する二重化されたデータ収集システムを形成する。

第１のコンピュータ１００において、ＯＰＣサーバ１０１、ヒストリデータ処理手段１０２、ヒストリデータ保存手段１０３は、図３の従来システムにおける第１のコンピュータ３のＯＰＣサーバ３１、ヒストリデータ処理手段３２、ヒストリデータ保存手段３３と同一の機能を有する。

同様に、第２のコンピュータ２００において、ＯＰＣサーバ２０１、ヒストリデータ処理手段２０２、ヒストリデータ保存手段２０３は、図３の従来システムにおける第２のコンピュータ４のＯＰＣサーバ４１、ヒストリデータ処理手段４２、ヒストリデータ保存手段４３と同一の機能を有する。

従来システムと対比した本発明の構成上の特徴部は、第１のコンピュータ１００に設けたメッセージ通信手段１０４及びヒストリデータ保管手段１０５並びに第２のコンピュータ２００に設けたメッセージ通信手段２０４及びヒストリデータ保管手段２０５である。

メッセージ通信手段１０４及び２０４は、ヒストリデータ処理手段１０２及び２０２からの一塊のヒストリデータをメッセージとして扱い、相互間でのデータ交換を行う。このメッセージ通信手段は、一つのメッセージに含まれるデータは必ず同時に処理し、メッセージが損失しないことを保証する機能を有する。

即ち、送信先のコンピュータが稼動していない場合、メッセージの送信は行わず、メッセージを蓄積する。送信先のコンピュータが稼動状態になると、蓄積したメッセージの送信が行われるので、メッセージが損失されることがない。

ヒストリデータ保管システム１０５及び２０５は、メッセージ通信手段１０４及び２０４にメッセージが到達したことを監視し、メッセージがある場合、メッセージを取り出してヒストリデータ保存手段１０５及び２０５に保存する。

メッセージ通信手段１０４及び２０４の構成を説明する。メッセージ通信手段１０４において、１０４ａはメッセージ通信クライアント、１０４ｂはクライアント側メッセージ一時保存手段、１０４ｃはメッセージ通信サーバ、１０４ｄはサーバ側メッセージ一時保存手段である。

同様に、メッセージ通信手段２０４において、２０４ａはメッセージ通信クライアント、２０４ｂはクライアント側メッセージ一時保存手段、２０４ｃはメッセージ通信サーバ、２０４ｄはサーバ側メッセージ一時保存手段である。

メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａは、自コンピュータのメッセージを一時的に保存するためのクライアント側メッセージ一時保存手段１０４ｂ及び２０４ｂを持ち、メッセージを自コンピュータのメッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃに対し送信すると共に、他コンピュータのメッセージ通信サーバ２０４ｃ及び１０４ｃにも送信する。

更に、メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａは、自コンピュータ及び他コンピュータのメッセージ通信サーバがメッセージを受け取ることが出来るかどうかをメッセージ到達通知（矢印Ｒで示す）の有無で判断する機能を有し、送信先のメッセージ通信サーバからメッセージ到達通知を受けるとクライアント側メッセージ一時保存手段１０４ｂ及び２０４ｂから一時保存していたメッセージを削除する。

更に、メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａは、送信先のメッセージ通信サーバからのメッセージ到達通知が一定期間を経過しても受信されない場合、そのメッセージを継続的に再送信する。

メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、自コンピュータのメッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａ及び他コンピュータのメッセージ通信クライアント２０４ａ及び１０４ａのメッセージを一時的に保存するためのサーバ側メッセージ一時保存手段１０４ｄ及び１２０４ｄを有する。

更に、メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、メッセージ通信クライアントからメッセージを受け取るとそれを一時保存すると共に、送信先のメッセージ通信クライアントに対してメッセージの到達を通知する（矢印Ｒで示す）し、ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５にメッセージ到達を通知する。

ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５は、通知されたヒストリデータをヒストリデータ保存手段１０３及び２０３に保存する処理を実行し、処理完了をメッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃに通知（矢印Ｒで示す）する。この通知を受けたメッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、サーバ側メッセージ一時保存手段１０４ｄ及び１２０４ｄに一時保存していたメッセージを削除する。

次に、メッセージ通信手段の詳細動作を除いた全体の動作を説明する。
（１）ヒストリデータ処理手段１０２及び２０２は、ＯＰＣサーバ１０１及び２０１からプロセスデータＤの現在値を取得し、現在値に時刻データを付加して、ヒストリデータとする。

（２）そのヒストリデータを、メッセージ通信手段１０４及び２０４を経由して、自コンピュータと他コンピュータで動作しているヒストリデータ保管手段１０５及び２０５に送信する。

（３）メッセージが到達すると、メッセージ通信手段１０４及び２０４は、ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５にメッセージが到達したことを通知する。

（４）ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５は、ヒストリデータをヒストリデータ保存手段１０３及び２０３に保存する。システムが正常動作していれば、自コンピュータ及び他コンピュータから２つの同じヒストリデータを受け取ることになるが、一方のデータを破棄する。

（５）ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５は、ヒストリデータ保存手段１０３及び２０３にヒストリデータを保存したら、メッセージ通信手段１０４及び２０４にメッセージを保存処理したことを通知する。

次に、メッセージ通信手段１０４及び２０４の動作を説明する。
（１）メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａは、メッセージを受け取ると、即座に自コンピュータのクライアント側メッセージ一時保存手段１０４ｂ及び２０４ｂにそのメッセージを保存する。

（２）そのメッセージを、自コンピュータ及び他コンピュータのメッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃに送信する。

（３）メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、メッセージを受け取るとサーバ側メッセージ一時保存手段１０４ｄ及び２０４ｄに保存する。

（４）メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａにメッセージ到達を通知する。

（５）メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａは、メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃからのメッセージ到達通知を受け取るまで、クライアント側メッセージ一時保存手段にメッセージを保存しておき、到達通知を受け取るとクライアント側メッセージ一時保存手段１０４ｄ及び２０４ｄに保存しておいたメッセージを削除する。一定期間以内に到達通知を受け取らなかった場合、再度到達通知がないメッセージ通信サーバにメッセージを送信する。

（６）メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方からメッセージが到達したことをヒストリデータ保管手段１０５及び２０５に通知する。

（７）ヒストリデータ保管手段１０５及び２０５は、メッセージをヒストリデータ保存手段に保存する処理を実行し、メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃに保存処理通知を送る。

（８）処理通知を受け取ると、メッセージ通信サーバ１０４ｃ及び２０４ｃは、サーバ側メッセージ一時保存手段１０４ｄ及び２０４ｄからメッセージを削除する。

このように、本発明のシステムによれば、メッセージはヒストリデータ保管手段１０５及び２０５がメッセージを完全に処理するまで、メッセージ通信クライアント又はメッセージ通信サーバの持つメッセージ一時保存手段に保存される。

次に、第１のコンピュータ１００が障害で停止してしまった場合の動作を説明する。
（１）第２のコンピュータ２００のヒストリデータ処理手段２０２は動作しているため、メッセージ通信クライアント２０４ａは、ヒストリデータを第１のコンピュータ１００と第２のコンピュータ２００のヒストリデータ保管手段１０５及び２０５に送り続ける。

（２）メッセージ通信クライアント２０４ａは、第１のコンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃが停止しているため、メッセージをクライアント側メッセージ一時保存手段２０４ｂに蓄えていく。

（３）第２のコンピュータ２００のヒストリデータ保管手段２０５は、自コンピュータのヒストリデータを、メッセージ通信サーバ２０４ｃを経由して取得し、ヒストリデータ保存手段２０３に保存する。第１のコンピュータ１００からはヒストリデータが送信されてこないが、自コンピュータからのヒストリデータが送られてきているの、データの欠損はない。

（４）第１のコンピュータ１００が復帰する。

（５）第２のコンピュータ２００のメッセージ通信クライアント２０４ａは、第１のコンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃが復帰したことを検出し、蓄積されたメッセージを順次、第１コンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃに送信する。

（６）第１のコンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃは、送られてきたメッセージを順次、自コンピュータのヒストリデータ保管手段１０５に通知し、ヒストリデータ保管手段１０５は、データをヒストリデータ保存手段１０３に順次保存する。

この結果、第１のコンピュータ１００のヒストリデータ保管手段１０５は、システムは停止中に発生したすべてのヒストリデータを受け取り、欠損のない状態となる。

次に、第１のコンピュータ１００のヒストリデータ保管手段１０５が停止してしまった場合の動作を説明する。
（１）第１のコンピュータ１００及び第２のコンピュータ２００のヒストリデータ処理手段１０２及び２０２から、メッセージ通信クライアント１０４ａ及び２０４ａを経由してヒストリデータが第１のコンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃに送り続けられる。

（２）第１のコンピュータ１００のメッセージ通信サーバ１０４ｃは、ヒストリデータ保管手段１０５がメッセージの保存処理をしないため、そのメッセージをサーバ側メッセージ一時保存１０４ｄに蓄積していく。

（３）第１のコンピュータ１００のヒストリデータ保管手段１０５が復帰する。

（４）ヒストリデータ保管手段１０５は、メッセージ通信サーバ１０４ｃのサーバ側メッセージ一時保存手段１０４ｄに蓄えられているメッセージを順次処理し、ヒストリデータ保存手段１０３に保存していく。

この結果、第１のコンピュータ１００のストリデータ保存手段１０３に保存されているヒストリデータは欠損のない状態となる。

図２は、本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態の特徴は、第１のコンピュータ１００及び第２のコンピュータ２００に対して、共通のコンピュータで実現されるデータ収集装置３００を設けた点にある。

データ収集装置３００は、プロセスデータＤを収集するＯＰＣサーバ３０１及び収集データの時刻データを付加してヒストリデータを生成するヒストリデータ処理手段３０２よりなる。第１のコンピュータ１００及び第２のコンピュータ２００の機能は、ＯＰＣサーバ及びヒストリデータ処理手段を除いて図１の第１及び第２のコンピュータと同一である。

以上説明した実施形態では、ヒストリデータはプラントにおけるプロセスデータから生成された例を説明したが、その他にトレンド表示データ、アラーム、メッセージ、操作履歴、監査証跡等のデータも本発明が適用可能なヒストリデータとして使用することができる。

本発明を適用したデータ収集システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。 本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。 従来のデータ収集システムの一例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１ プラント
２ ネットワーク
１００ 第１のコンピュータ
２００ 第２のコンピュータ
１０１、２０１ ＯＰＣサーバ
１０２、２０２ ヒストリデータ処理手段
１０３、２０３ ヒストリデータ保存手段
１０４、２０４ メッセージ通信手段
１０４ａ、２０４ａ メッセージ通信クライアント
１０４ｂ、２０４ｂ クライアント側メッセージ一時保存手段
１０４ｃ、２０４ｃ メッセージ通信サーバ
１０４ｄ、２０４ｄ サーバ側メッセージ一時保存手段
１０５、２０５ ヒストリデータ保管手段

Claims (5)

1. 同一のヒストリデータを第１のコンピュータ及び第２のコンピュータに収集する二重化されたデータ収集システムにおいて、
   前記第１及び第２のコンピュータは、互いに自コンピュータで収集したヒストリデータを自コンピュータのヒストリデータ保管手段に送信すると共に、他コンピュータのヒストリデータ保管手段にも送信する、夫々がメッセージ通信クライアント及びメッセージ通信サーバを有するメッセージ通信手段を備え、
   前記夫々のメッセージ通信クライアントは、前記ヒストリデータを受信するとメッセージとして自コンピュータのクライアント側メッセージ一時保存手段に保存すると共に、自コンピュータ及び他コンピュータの前記メッセージ通信サーバに前記メッセージを送信し、
   前記夫々のメッセージ通信サーバは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方の前記メッセージ通信クライアントから送信された前記メッセージを受信すると、自コンピュータのサーバ側メッセージ一時保存手段にそのメッセージを保存すると共に、自コンピュータ又は他コンピュータ少なくとも一方の前記メッセージ通信クライアントにメッセージ到達を通知し、
   前記夫々のメッセージ通信クライアントは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方のメッセージ通信サーバからの前記メッセージ到達通知を受信すると、自コンピュータの前記クライアント側メッセージ一時保存手段に保存されていた前記メッセージを削除し、
   前記夫々のメッセージ通信クライアントは、自コンピュータ又は他コンピュータの少なくとも一方のメッセージ通信サーバからの前記メッセージ到達通知が一定期間内に受信されない場合には、前記メッセージを継続的に再送信することを特徴とするデータ収集システム。
2. 前記ヒストリデータ保管手段は、前記サーバ側メッセージ一時保存手段に存在する自コンピュータ側のメッセージ又は他コンピュータ側のメッセージの少なくとも一方を取得し、これをヒストリデータ保存手段に保存すると共に、保存処理を前記メッセージ通信サーバに通知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. 前記メッセージ通信サーバは、前記ヒストリデータ保管手段からの保存処理通知を受信すると、前記サーバ側メッセージ一時保存手段に保存された前記メッセージを削除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のコンピュータ及び前記第１のコンピュータは、共通のデータ収集装置からの前記ヒストリデータを取得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データ収集システム。
5. 前記ヒストリデータは、プロセスデータに時刻データを付加したデータであ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データ収集システム。

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