JP4589749B2 - データ収集システム - Google Patents

Description

本発明は、データ収集システムに係り、更に詳しくは、２以上の各データ収集子機がそれぞれ測定データを取得し、データ収集親機がこれらの測定データを収集するデータ収集システムに関する。

最近の生産ラインでは、各工程ごとに配置された計測器や加工機等の生産機器をプログラマブルコントローラの制御下で動作させている。この様な生産機器からデータを収集することができれば、各生産機器の稼働状況を把握することができ、また、生産中の製品について品質チェックも行うことができる。このため、プログラマブルコントローラや計測器などに接続され、測定データを自動的に取得するデータ収集装置が既に知られている。

このような従来のデータ収集装置は、通常、各生産工程ごとに分散して配置されている。このため、各データ収集装置によって取得された測定データは、ユーザによって、フレキシブルディスクなどの可搬性記憶媒体に記録され、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置に集められて処理されていた。つまり、各データ収集装置で取得された測定データの収集や照合は、ユーザ自身が行わなければならず煩雑であった。

そこで、各生産工程ごとに配置されているデータ収集装置をネットワークを介して情報処理装置に接続し、各データ収集装置によって取得された複数の測定データを１つの情報処理装置に自動的に収集し、データベース化することが考えられる。ここでは、上記データ収集装置をデータ収集子機、上記情報処理装置をデータ収集親機、上記ネットワークシステムをデータ収集システムと呼ぶことにする。この様なデータ収集システムを用いれば、ユーザは、データ収集親機にアクセスするだけで、各データ収集子機によって取得された測定データを利用することができる。つまり、各データ収集子機が設置された場所に行く必要がなくなり、利便性が高いと考えられる。

しかしながら、データ収集子機の設定作業は、ユーザが各データ収集子機の設置場所に行って行わなければならず、データ収集システムに収容されるデータ収集子機が多数ある場合には時間がかかる作業であった。しかも、多品種少量生産を行っている生産ラインでは、生産品種がしばしば変更され、そのたびに、各データ収集子機の設定を変更する必要が生ずる。

また、上述したデータ収集システムの場合、ネットワーク接続されているデータ収集親機及び全てのデータ収集子機について、それぞれ適切に設定が行われていなければ、システム内に不整合が生じ、システム全体として正常に稼働させることができない場合が生ずると考えられる。このような整合性の管理もユーザ自身が行う必要がある。

例えば、データ収集親機及びデータ収集子機の設定について、バージョンアップが可能である場合、これら全ての機器のバージョンを一致させておく必要がある。また、既存のデータ収集システムにデータ収集子機を追加する場合、新たに追加されるデータ収集子機について設定を行うとともに、データ収集親機についても設定変更を行う必要がある。また、データ収集システム内で稼働中のデータ収集子機をメンテナンス等のために一時休止させた後、当該データ収集システムに再び復帰させる場合であれば、当該データ収集子機について適切な設定を行っておく必要がある。

さらに、稼働中のデータ収集システムにおいて取得される測定データの数や属性などが変化した場合、その後、データ収集親機は、データ構造の異なる新たなデータベースを生成する必要がある。例えば、データ収集親機が、各データ収集子機から収集した測定データを対象製品の識別番号等に基づいて関連づけてデータレコードを生成し、このデータレコードをデータベースに追加している場合、稼働中のデータ収集システムに新たなデータ収集子機が追加されれば、その後、データ収集親機は、データレコードの構造を変更しなければならない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、データ収集親機に接続されるデータ収集子機の設定変更を容易に行うことができるデータ収集システムを提供することを目的とする。特に、データ収集子機の設定又はそのバージョンアップをデータ収集親機から行うことができるデータ収集システムを提供することを目的とする。

また、本発明は、稼働中のデータ収集システムに対し、新たなデータ収集子機を追加し、あるいは、休止中のデータ収集子機を復帰させた場合に、当該データ収集子機又はデータ収集親機の自動設定を行うことができるデータ収集システムを提供することを目的とする。

第１の本発明によるデータ収集システムは、プログラマブルコントローラを含む外部機器から、それぞれ測定データを取得する２以上のデータ収集子機と、各データ収集子機が取得した上記測定データを収集するデータ収集親機とを有し、ユーザ端末を用いて動作設定可能なデータ収集システムである。上記ユーザ端末から伝送される親機設定データに基づき動作が規定される上記データ収集親機は、上記データ収集子機から収集した上記測定データを保持するデータベースと、上記ユーザ端末から伝送される子機設定データであって、データ収集子機に共通のシステムプログラムを含む共通設定データとデータ収集子機ごとの測定データの種別及び取得タイミングを含む個別設定データとからなる子機設定データを保持する子機設定記憶部と、当該データ収集親機に接続され得るデータ収集子機の識別情報を保持する親機設定記憶部と、上記識別情報に基づいて、各データ収集子機へ子機検出信号を送信し、データ収集子機からの応答信号に基づいて、当該データ収集親機に接続されているデータ収集子機を検出する子機検出部と、上記子機検出部の検出結果に基づいて、上記子機設定データを上記データ収集子機へ送信する設定データ送信部とを備えて構成される。また、上記データ収集子機は、上記子機設定データを受信する設定データ受信部と、この子機設定データを保持する設定データ記憶部と、上記子機設定データに基づいて上記外部機器から上記測定データを取得し、取得した測定データを上記データ収集親機へ送信するデータ取得部とを備えて構成される。

この様な構成により、各データ収集子機が取得した測定データをデータ収集親機が収集してデータベース化することができるとともに、データ収集子機で使用される子機設定データをデータ収集親機からデータ収集子機へダウンロードすることができる。従って、データ収集親機に子機設定データを予め格納しておけば、子機設定データを有していないデータ収集子機であっても、データ収集親機に接続すれば、正常に動作させることができる。また、データ収集親機が、自機に接続されているデータ収集子機を検出し、検出されたデータ収集子機へ上記子機設定データを送信することができる。このため、データ収集子機をデータ収集親機に接続すれば、データ収集親機から子機設定データを自動的にダウンロードすることができる。

第２の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記設定データ送信部が、上記データ収集子機が保持するシステムプログラムを更新した後、当該データ収集子機が保持する個別設定データを更新するように構成される。

第３の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記データ収集親機が、上記子機設定記憶部内に保持されている子機設定データのバージョン情報と、上記設定データ記憶部内に保持されている子機設定データのバージョン情報とを照合するバージョン照会部を備え、上記設定データ送信部が、上記バージョン照会部の照合結果に基づいて、上記子機設定データを送信するように構成される。

この様な構成により、データ収集親機が、データ収集子機内に保持されている子機設定データのバージョン情報を確認し、子機設定データの更新が必要な場合にダウンロードを行うことができる。このため、子機設定データのバージョンアップ作業が容易になるとともに、古い子機設定データを有するデータ収集子機が、データ収集システムに接続され、システム内に不整合が生じるのを防止することができる。また、ユーザは、各データ収集子機ごとに子機設定データのバージョン管理を行う必要もない。

例えば、データ収集システムに新たなデータ収集子機を追加する場合や、メンテナンスのために休止したデータ収集子機を復帰させる場合に、当該データ収集子機に子機設定データを書き込んだり、そのバージョンを確認したりする必要がなくなる。また、データ収集子機が接続されていない状態であっても、ユーザは、データ収集親機に対し、子機設定データの書き込み作業を行うことができる。

第４の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記設定データ送信部が、最新バージョンでないシステムプログラムを保持するデータ収集子機に対し、最新バージョンのシステムプログラムを送信するように構成される。

この様な構成により、データ収集親機に接続されている全てのデータ収集子機についてシステムプログラムを最新バージョンにすることができ、データ収集システム内に不整合が生じるのを防止することができる。

第５の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記データベースが、２以上の測定データで構成されるデータレコードを単位として更新され、上記子機設定記憶部が保持する子機設定データの変更に基づいて、上記データレコードのフォーマット変更が行われるように構成される。

この様な構成により、データ収集親機内の子機設定データが変更された場合に、データ収集親機内のデータベースのフォーマット変更を行うことができる。例えば、子機設定データの変更により、収集すべき測定データの数や属性が変更されると、データベースのフォーマット変更が自動的に行われる。従って、ユーザはデータベースのフォーマット変更を行う必要がなく、子機設定データの変更時における作業が軽減されるとともに、フォーマット変更処理が迅速かつ確実に行われる。

第６の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記データ収集親機が、ユーザがデータ収集処理の開始を指示するためのスタート操作部と、上記データ収集子機に対し、データ収集処理の開始を指示する収集開始信号を送信するデータ収集部とを備え、上記子機検出部が、上記スタート操作部の操作に基づいて上記子機検出信号を送信し、上記データ収集部が、上記設定データ送信部による子機設定データの送信後に上記収集開始信号を送信するように構成される。

この様な構成により、データ収集親機に接続されている全てのデータ収集子機を検出し、これらのデータ収集子機に対し、必要に応じて子機設定データを送信した後に、データ収集処理を開始することができる。従って、適切な子機設定データが設定されていないデータ収集子機がデータ収集システムに収容されているために、システム内に不整合が生じるのを防止することができる。

第７の本発明によるデータ収集システムは、上記構成に加えて、上記子機検出部が、上記収集開始信号の送信後、定期的に上記子機検出信号を送信するように構成される。この様な構成により、データ収集処理中であっても、データ収集システムにデータ収集子機が追加された場合に、当該データ収集子機を検出することができる。

本発明によれば、データ収集親機に接続されるデータ収集子機の設定変更を容易に行うことができるデータ収集システムを提供することができる。特に、データ収集子機の設定又はそのバージョンアップをデータ収集親機から行うことができるデータ収集システムを提供することができる。

また、本発明によれば、稼働中のデータ収集システムに対し、新たなデータ収集子機を追加し、あるいは、休止中のデータ収集子機を復帰させた場合に、当該データ収集子機又はデータ収集親機の自動設定を行うことができるデータ収集システムを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態によるデータ収集システムを含む計測システムの一例を示した図である。この計測システムは、生産ラインの各工程で計測された計測データの収集及び蓄積を行うシステムであり、ユーザ端末４、データ収集システム５及び外部機器６により構成される。

外部機器６は、製品が順次に搬送される生産ライン上の各工程に配置され、それぞれの工程における測定データ、例えば、寸法データや温度データを保持するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）や測定装置などである。データ収集システム５には、２以上の外部機器６が接続されており、これらの外部機器６が保持している測定データは、データ収集システム５によって収集され、データベース化されてデータ収集システム５内に蓄積される。ユーザは、ユーザ端末４を用いて、このデータ収集システム５の動作設定を行うことができ、また、データ収集システム５内のデータベースを参照することができる。

データ収集システム５は、ネットワーク３を介して接続されたデータ収集親機１及びデータ収集子機２により構成される。ここでは、１つのデータ収集親機１及び２以上のデータ収集子機２が、イーサネット(登録商標)を介して接続され、データ収集親機１と各データ収集子機２との間でＩＰ（Internet Protocol）パケットの送受信を行っているものとする。

各データ収集子機２は、１又は２以上の外部機器６に接続されており、これらの外部機器６から測定データを取得している。このデータ取得処理は、データ収集親機１からの収集開始パケットに基づいて開始され、外部機器６から取得した測定データは、データ収集子機２内に一旦蓄積された後、ネットワーク３を介してデータ収集親機１へ伝送される。また、各データ収集子機２の動作を規定する子機設定データは、データ収集親機１内に保持されており、必要に応じて、データ収集親機１からデータ収集子機２にダウンロードされる。

データ収集親機１は、データ収集子機２に蓄積されている測定データを収集し、これらの測定データを関連づけてレコード化し、データ収集親機１内のデータベースに格納している。このデータ収集処理は、ユーザがデータ収集親機１のスタートボタン１６を操作することによって開始される。すなわち、スタートボタン１６が押されると、データ収集親機１からデータ収集子機２へ収集開始パケットが出力され、各データ収集子機２においてデータ取得処理が開始される。このデータ取得処理で得られた測定データがデータ収集親機１へ収集される。

データ収集親機１の動作を規定する親機設定データは、ユーザ端末４からデータ収集親機１に伝送される。同様にして、子機設定データも、ユーザ端末４からデータ収集親機１に伝送され、データ収集親機１内に格納される。ただし、子機設定データは、その後、必要に応じて、データ収集親機１からデータ収集子機２へ自動的にダウンロードされて、各データ収集子機２の設定処理は自動的に行われる。

具体的には、データ収集親機１が、ネットワーク３に接続されているデータ収集子機２を監視し、新たに接続されたデータ収集子機２や、古い子機設定データを保持しているデータ収集子機２を検出すれば、データ収集親機１内の子機設定データが、当該データ収集子機２へ送信される。つまり、データ収集子機２の検出処理と、検出されたデータ収集子機２の設定処理が自動的に行われる。このようなデータ収集子機２の検出処理及び設定処理は、データ収集開始時に行われるとともに、データ収集処理中も定期的に行われている。

図２は、図１のデータ収集親機１及びデータ収集子機２について詳細な構成例を示したブロック図である。まず、データ収集親機１の詳細構成について説明する。データ収集親機１は、子機検出設定部１０、子機設定記憶部１２、親機設定記憶部１３、データベース記憶部１４、データ収集部１５及びスタートボタン１６により構成される。

子機設定記憶部１２は、データ収集親機１にネットワーク接続される可能性のある全てのデータ収集子機２について、子機設定データ３０を保持している。子機設定データ３０は、ユーザ端末４から子機設定記憶部１２に予め書き込まれ、子機検出設定部１０によってデータ収集子機２へダウンロードされる。このため、ユーザは、ユーザ端末４をデータ収集親機１に接続すれば、データ収集子機２がネットワーク３を介してデータ収集親機１に接続されていない状態であっても、子機設定データ３０の書き込みを含むデータ収集システム５の設定作業を行うことができる。

なお、子機設定データ３０は、全てのデータ収集子機２に共通する共通設定データ３０ａと、データ収集子機２ごとに異なる個別設定データ３０ｂからなる。本実施の形態では、共通設定データ３０ａが、全てのデータ収集子機２に共通のシステムプログラムからなり、個別設定データ３０ｂが、測定データの種別や測定データの取得タイミングなどを示すデータである。

親機設定記憶部１３は、ユーザ端末４から予め書き込まれた親機設定データを保持している。この親機設定データには、少なくともネットワーク３に接続される可能性のある全てのデータ収集子機２について、当該データ収集子機２とのパケット通信に必要な識別情報が含まれている。ここでは、各データ収集子機２のＩＰアドレスが含まれているものとする。

データベース記憶部１４は、データ収集子機２から収集した測定データからなるデータベースを保持している。このデータベースは、データ収集部１５によって生成され、ユーザ端末４から閲覧することができる。なお、当該データベースの詳細については、さらに後述する。

子機検出設定部１０は、ネットワーク３に接続されているデータ収集子機２を監視し、新たなデータ収集子機２が検出された場合には、当該データ収集子機２に対し、子機設定記憶部１２内の子機設定データ３０を送信する。また、既存のデータ収集子機２についても、子機設定データ３０のバージョンを確認し、バージョンアップが必要であれば、最新の子機設定データ３０を自動的に送信する。このようなデータ収集子機２の監視は、スタートボタン１６によるデータ収集開始前に実行されるとともに、その後のデータ収集処理中も定期的に実行される。

データ収集部１５は、各データ収集子機２から測定データを収集し、データベース記憶部１４に格納する。このデータ収集処理は、スタートボタン１６の操作信号に基づいて開始される。ユーザがスタートボタン１６を操作すると、データ収集部１５が、各データ収集子機２へ収集開始パケットを送信する。その後、各データ収集子機２から測定データを含むデータパケットが送信され、このデータパケットを受信したデータ収集部１５が、これらの測定データを整理してデータベース記憶部１４に格納する。

次に、データ収集子機２の詳細構成について説明する。データ収集子機２は、動作設定部２０、設定データ記憶部２１、データ取得部２２及び測定データ記憶部２３により構成される。

動作設定部２０は、データ収集親機１の子機検出設定部１０との通信を行っている。具体的には、データ収集親機１から子機検出パケットやバージョン確認パケットを受信すれば、応答パケットを送信する。また、データ収集親機１から子機設定データ３０を受信した場合には、当該子機設定データ３０を設定データ記憶部２１に格納する。

設定データ記憶部２１には、子機設定データ３０として、少なくとも当該データ収集親機１との通信に必要な情報が予め格納されている。例えば、当該データ収集子機２のＩＰアドレスが、予め設定データ記憶部２１に格納されており、データ収集親機１のＩＰアドレスは、データ収集親機１から送信されるパケットに含まれている。動作設定部２０は、これらのＩＰアドレスを用いてデータ収集親機１との通信を行って子機設定データ３０を受信し、設定データ記憶部２１に格納している。

データ取得部２２は、データ収集部１５からの収集開始パケットに基づいて、外部機器６からのデータ取得を開始する。測定データの取得は、設定データ記憶部２１内の個別設定データ３０ｂに基づいて行われる。例えば、ＰＬＣが外部機器６であれば、その内部メモリの第１アドレスに保持されているデータを読み出し、当該データが所定の条件を満たしていれば、当該内部メモリの第２アドレスに保持されているデータを測定データとして読み出す。この場合、第１及び第２アドレスが、個別設定データ３０ｂによって与えられる。この様にして外部機器６から取得された測定データは、順次に測定データ記憶部２３に格納されていく。その結果、測定データ記憶部２３に所定量の測定データが蓄積されると、データ取得部２２が、これらの測定データを含むデータパケットをデータ収集親機１へ送信する。

図３は、図２のデータベース記憶部１４内に格納されるデータベースの一例を示した図である。このデータベースは、複数のデータレコードＲ１〜Ｒ４からなり、データレコードＲ１〜Ｒ４を単位として更新される。各データレコードＲ１〜Ｒ４は、複数のデータフィールドＦ１〜Ｆ３からなり、これらの各データフィールドＦ１〜Ｆ３には、外部機器６から取得した測定データが格納されている。図３では、各行がデータレコードＲ１〜Ｒ４に相当し、各列がデータフィールドＦ１〜Ｆ３に相当している。

データ収集親機１は、データ収集子機２から収集した測定データを関連づけて、データレコードＲ１〜Ｒ４を生成し、データベースに追加している。ここでは、測定データの種別が、各データフィールドＦ１〜Ｆ３に予め割り当てられており、収集された測定データから同一の製品についての測定データを抽出してデータレコードＲ１〜Ｒ４を生成し、データベースに順次に追加している。

データ収集システム５のデータベースを利用して、製品ごとの品質管理や製造記録を行おうとする場合、各工程で計測された測定データを製品ごとに関連づけて管理しておく必要がある。ところが、通常の製造ラインでは、多数の製品が各工程を順に通過していくため、同一の製品に関する計測データは、各工程間で時間的なずれをもって計測される。このため、従来のデータ収集システムでは、複数の工程において、それぞれ時系列に計測された測定データの対応関係については、ユーザ自身が判別しなければならなかった。

これに対し、本実施の形態によるデータ収集システムでは、データ収集子機２が、測定データともに、測定対象物に固有の識別記号（例えば、製品のシリアル番号）を取得し、データ収集親機１が、測定データ及び識別記号を収集している。このため、当該識別記号に基づいて測定データを選別し、データレコードＲ１〜Ｒ４を生成することができる。

図４は、データ収集システム５が、外部機器６ａ〜６ｃから時系列に取得するデータの一例を示した図である。時刻ｔ１〜ｔ６に、外部機器６ａから測定データａ１〜ａ６を順次に取得する際、製品のシリアル番号ｘ３〜ｘ８とともに取得している。同様にして、外部機器６ｂからは、測定データｂ１〜ｂ６をシリアル番号ｘ２〜ｘ７とともに順次に取得し、外部機器６ｃからは、測定データｃ１〜ｃ６をシリアル番号ｘ１〜ｘ６とともに取得している。

これらの測定データａ１〜ａ６，ｂ１〜ｂ６，ｃ１〜ｃ６は、識別記号ｘ１〜ｘ８に基づいてデータレコード化され、データベース記憶部１４に格納される。図３は、このような場合におけるデータベースの一例が示されている。例えば、識別記号ｘ３の製品に関する測定データａ１，ｂ２及びｃ３からなるデータレコードＲ１が生成され、データベースに登録されている。

図５は、図２の子機検出設定部１０及び動作設定部２０について、更に詳細な構成例を示したブロック図である。データ収集親機１の子機検出設定部１０は、ダウンロード制御部１００、子機検出部１０１、バージョン照会部１０２、設定データ送信部１０３及びタイマー部１０４により構成される。また、データ収集子機２内の動作設定部２０は、検出応答部２０１、バージョン応答部２０２及び設定データ受信部２０３により構成される。

データ収集親機１への電源投入後に、ユーザがスタートボタン１６を操作すれば、データ収集部１５が子機セットアップ信号を出力する。ダウンロード制御部１００は、この子機セットアップ信号に基づいて、子機検出部１０１へ子機検出処理を指示する。また、ダウンロード制御部１００は、上記子機セットアップ信号に基づいて、タイマー部１０４を起動する。その後のデータ収集処理中、タイマー部１０４からは、定期的にタイムアップ信号が出力され、ダウンロード制御部１００は、このタイムアップ信号に基づいて、子機検出部１０１に子機検出処理を指示する。つまり、子機検出処理は、データ収集開始前に実行されるとともに、データ収集処理中も定期的に実行される。

子機検出部１０１は、子機検出処理を行っている。子機検出処理は、ネットワーク３に接続されている各データ収集子機２に対し、子機検出パケットを送信することにより行われる。この子機検出パケットは、親機設定記憶部１３に保持されているＩＰアドレス、つまり、ネットワーク３に接続される可能性のある全てのデータ収集子機２を宛先として送信される。この子機検出パケットを受信したデータ収集子機２の検出応答部２０１は、データ収集親機１へ検出応答パケットを返送する。このため、子機検出部１０１は、検出応答パケットに基づいて、ネットワーク３に接続されているデータ収集子機２を検出することができる。

バージョン照会部１０２は、子機検出部１０１によって検出されたデータ収集子機２に対し、子機設定データ３０のバージョン情報を照会する。データ収集子機２のバージョン応答部２０２は、バージョン照会のパケットを受信すると、設定データ記憶部２１に格納されているバージョン情報をデータ収集親機１へ返送する。このバージョン情報は、子機設定データ３０とともにデータ収集親機１から送信される情報であり、バージョン番号であってもよいし、子機設定データ３０に基づいて生成される固有の情報、例えば、ハッシュ関数を用いて生成されたダイジェスト情報であってもよい。

データ収集親機１は、最新の子機設定データ３０及びそのバージョン情報を子機設定記憶部１２に保持している。ダウンロード制御部１００は、データ収集子機２から受信したバージョン情報と、子機設定記憶部１２内の最新のバージョン情報とを比較し、データ収集子機２が保持している子機設定データ３０が、最新のバージョンであるか否かを判定する。この結果、最新バージョンでないと判別された場合には、設定データ送信部１０３が、当該データ収集子機２に対し、最新の子機設定データ３０を送信する。データ収集子機２の設定データ受信部２０３は、データ収集親機１から受信した子機設定データ３０を設定データ記憶部２１に格納する。

なお、本実施の形態によるデータ収集システム５では、データ収集親機１及びデータ収集子機２が、共通設定データ３０ａ及び個別設定データ３０ｂのそれぞれについてバージョン情報を保持し、それぞれについてバージョン情報を確認し、必要に応じて、いずれか一方又は両方のダウンロードを行うものとする。

図６のステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、データ収集親機１の動作の一例を示したフローチャートである。データ収集親機１は、電源投入後にスタートボタン１６が操作されると、タイマー起動及び子機検出設定処理を実行した後に、データ収集処理を開始する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）。

ユーザがスタートボタン１６を操作した場合、まず、データ収集部１５から子機検出設定部１０へ子機セットアップ信号が出力される（ステップＳ１０１）。ダウンロード制御部１００は、この子機セットアップ信号に基づいて、タイマー部１０４を起動させるとともに、子機検出設定処理を開始する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。そして、全てのデータ収集子機２について検出設定処理が完了すれば、ダウンロード制御部１００からデータ収集部１５へセットアップ終了信号が出力される。データ収集部１５は、このセットアップ終了信号に基づいて、各データ収集子機２へデータ収集開始パケットを送信し、データ収集処理が開始される（ステップＳ１０４）。この様にして、データ収集処理の開始前に、各データ収集子機の検出設定処理が実行される。

ステップＳ１０２で起動されたタイマー部１０４は、その後、定期的にタイムアップ信号を出力している。ダウンロード制御部１００は、このタイムアップ信号に基づいて子機検出設定処理を定期的に実行している（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。つまり、データ収集処理中であってもデータ収集子機２の検出設定処理が定期的に実行され、新たなデータ収集子機２がネットワーク３に追加されれば、当該データ収集子機２を検出し、子機設定データ３０をダウンロードすることができる。

データ収集処理中に、ユーザがスタートボタン１６を再操作すれば、データ収集処理を終了する（ステップＳ１０７）。データ収集処理の終了時には、データ収集部１５から各データ収集子機２へ収集終了パケットが送信され、各データ収集子機２内に蓄積されていた測定データがデータ収集親機１に収集される。

図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０７は、図６の子機検出設定処理の一例を示したフローチャートである。この子機検出処理は、子機セットアップ信号及びタイムアップ信号のいずれかに基づいて実行される（ステップＳ１０３，Ｓ１０６）。

まず、子機検出部１０１が、ネットワーク３に接続されている可能性のあるデータ収集子機２へ子機検出パケットを送出する（ステップＳ２０１）。その後、一定期間内に検出応答パケットを受信すれば、当該データ収集子機２がネットワーク３に接続されていると判断する（ステップＳ２０２）。この様にしてデータ収集子機２が検出された場合、バージョン照会部１０２が、当該データ収集子機２からバージョン情報を受け取る（ステップＳ２０３）。

ダウンロード制御部１００は、このバージョン情報に基づいて、当該データ収集子機２の保持するシステムプログラムが最新バージョンであるか否かを判別する（ステップＳ２０４）。この結果、最新バージョンでなかった場合には、設定データ送信部１０３が、当該データ収集子機２に対し、最新のシステムプログラムをダウンロードする（ステップＳ２０５）。

次に、個別設定データについて、システムプログラムの場合と同様にしてダウンロードが行われる。すなわち、ダウンロード制御部１００は、データ収集子機２から受け取った上記バージョン情報に基づいて、当該データ収集子機２の保持する個別設定データ３０ｂが最新バージョンであるか否かを判別する（ステップＳ２０６）。この結果、最新バージョンでなかった場合には、設定データ送信部１０３が、最新の個別設定データ３０ｂをダウンロードする（ステップＳ２０７）。

このような検出処理及び設定処理（ステップＳ２０１〜Ｓ２０７）が、ＩＰアドレスが既知である全てのデータ収集子機２について実行される。

図８のステップＳ３０１〜Ｓ３０５は、データ収集親機１のデータベースについてフォーマット変更処理の一例を示したフローチャートである。データ収集親機１は、収集した測定データを順次にデータベース記憶部１４内のデータベースに蓄積している。このため、収集すべき測定データの数や属性が変更された場合、データベースのフォーマット変更処理を行う必要がある。例えば、ネットワーク３に新たなデータ収集子機２が接続された場合や、データ収集親機１内の子機設定データ３０がユーザ端末４により更新された場合に、上記フォーマット変更処理が行われる。

データベースのフォーマットとは、データレコード内におけるデータ構造（レコードフォーマット）を意味する。より具体的には、１つのデータレコードを構成するデータフィールド数と、各データフィールドに格納されるデータ種別とを意味している。従って、フォーマット変更処理とは、データレコードを構成するデータフィールドを再定義する処理である。

一方、データベース記憶部１４は、測定データの書込処理及び読出処理を簡略化し、また、記憶領域を有効活用するため、データベースに単一のフォーマットを採用している。つまり、データベース記憶部１４内では、異なるデータ構造を有するデータレコードが混在することはできない。このため、上記フォーマット変更処理が行われた場合、必要に応じて、従前のデータレコードは消去される。

図８は、ユーザ端末４から子機設定データ３０を更新した場合におけるフォーマット変更処理の例が示されている。まず、ユーザ端末４からデータ収集親機１へ子機設定データ３０が送信され、子機設定記憶部１２内のデータが更新される（ステップＳ３０１）。次に、データ収集部１５が、新旧の子機設定データ３０を比較し、データベース記憶部１４内のデータレコードを構成するデータフィールドに変更があるか否かを判別する（ステップＳ３０２）。例えば、測定データに付されている名称が変更されたような場合には、フォーマット変更処理は不要であると判断される。

フォーマット変更が必要な場合、すでに収集したデータレコードを残したままで、継続してデータ収集が可能かどうかを判断する（ステップＳ３０３）。継続してデータ収集が可能な場合、データ収集部１５は、既に生成されたデータレコードを保持したままで、データベースのフォーマット変更を行う（ステップＳ３０４）。例えば、１つのデータレコードに含まれるデータフィールドの数が増大した場合、従前のデータレコードを保持したままで、フォーマット変更が行われる。この場合、既にデータベース記憶部１４内に保持されている各データレコードに対し、フォーマット変更によって増加するデータフィールドが追加される。なお、追加されたデータフィールドには、無効データが格納されている。

一方、継続してデータ収集を行うことができない場合、データ収集部１５は、レコードフォーマットが、変更後の測定データに適合するようにデータベースを新規作成する（ステップＳ３０５）。この場合、従前のデータレコードはデータベース記憶部１４から削除される。例えば、データレコードを構成するデータフィールド数を減少させる場合や、いずれかのデータフィールドについて、そのデータ種別をワードデータからビットデータへ変更するような場合である。

なお、ユーザ端末４は、子機設定記憶部１２内に保持されている子機設定データ３０を読み出すことができる。つまり、ユーザは、ユーザ端末４をデータ収集親機１に接続すれば、各データ収集子機２に設定されている子機設定データ３０を取得することができ、ユーザ端末４から各データ収集子機２のメンテナンスを行うことができる。

図９は、データベースのフォーマット変更処理の一例を示した図であり、図中の（ａ）にはフォーマット変更前のデータベース、（ｂ）にはフォーマット変更後のデータベースが示されている。子機設定データ３０が更新され、データ収集親機１が収集すべき測定データの数が増大した場合、データ収集部１５は、データベースのフォーマット変更処理を行って、１つのデータレコードに含まれるデータフィールドの数を増大させる。

（ａ）には、データフィールド追加前のデータベースが示されている。このデータベースには、既に２つのデータレコードＲ１，Ｒ２が格納されており、これらのデータレコードＲ１，Ｒ２は、それぞれ３つのデータフィールドＦ１〜Ｆ３からなる。

（ｂ）には、データフィールド追加後のデータベースが示されている。上記データレコードＲ１，Ｒ２は、データ収集部１５のフォーマット変更処理によって、新たなデータフィールドＦ４が追加され、このデータフィールドＦ４には、無効データが格納されている。一方、図中のデータレコードＲ３は、フォーマット変更処理後に収集された測定データを格納するデータレコードであり、データフィールドＦ１〜Ｆ４の全てに測定データが格納されている。

この様にデータレコードに新たなデータフィールドを追加するフォーマット変更が行われた場合であれば、従前のデータレコードを保持しつつ、データベースのフォーマット変更を行うことができる。

なお、本実施の形態では、データ収集親機１及びデータ収集子機２が、イーサネット(登録商標）を介して接続され、ＩＰパケットを送受信する場合の例について説明したが、本発明はこの様な場合に限定されない。すなわち、データ収集親機１に対し、各データ収集子機２が着脱可能かつ通信可能な状態で接続される様々なデータ収集システムに本発明を適用することができる。

本発明の実施の形態によるデータ収集システムを含む計測システムの一例を示した図である。 図１のデータ収集親機１及びデータ収集子機２について詳細な構成例を示したブロック図である。 図２のデータベース記憶部１４内に格納されるデータベースの一例を示した図である。 データ収集システム５が、外部機器６ａ〜６ｃから時系列に取得するデータの一例を示した図である。 図２の子機検出設定部１０及び動作設定部２０について、更に詳細な構成例を示したブロック図である。 データ収集親機１の動作の一例を示したフローチャートである。 図６の子機検出設定処理の一例を示したフローチャートである。 データ収集親機１のデータベースについてフォーマット変更処理の一例を示したフローチャートである。 データベースのフォーマット変更処理の一例を示した図である。

符号の説明

１ データ収集親機
２ データ収集子機
３ ネットワーク
４ ユーザ端末
５ データ収集システム
６，６ａ〜６ｃ 外部機器
１０ 子機検出設定部
１２ 子機設定記憶部
１３ 親機設定記憶部
１４ データベース記憶部
１５ データ収集部
１６ スタートボタン
２０ 動作設定部
２１ 設定データ記憶部
２２ データ取得部
２３ 測定データ記憶部
３０ 子機設定データ
１００ ダウンロード制御部
１０１ 子機検出部
１０２ バージョン照会部
１０３ 設定データ送信部
１０４ タイマー部
２０１ 検出応答部
２０２ バージョン応答部
２０３ 設定データ受信部

Claims (7)

1. プログラマブルコントローラを含む外部機器から、それぞれ測定データを取得する２以上のデータ収集子機と、各データ収集子機が取得した上記測定データを収集するデータ収集親機とを有し、ユーザ端末を用いて動作設定可能なデータ収集システムにおいて、
   上記ユーザ端末から伝送される親機設定データに基づき動作が規定される上記データ収集親機は、上記データ収集子機から収集した上記測定データを保持するデータベースと、上記ユーザ端末から伝送される子機設定データであって、データ収集子機に共通のシステムプログラムを含む共通設定データとデータ収集子機ごとの測定データの種別及び取得タイミングを含む個別設定データとからなる子機設定データを保持する子機設定記憶部と、当該データ収集親機に接続され得るデータ収集子機の識別情報を保持する親機設定記憶部と、上記識別情報に基づいて、各データ収集子機へ子機検出信号を送信し、データ収集子機からの応答信号に基づいて、当該データ収集親機に接続されているデータ収集子機を検出する子機検出部と、上記子機検出部の検出結果に基づいて、上記子機設定データを上記データ収集子機へ送信する設定データ送信部とを備え、
   上記データ収集子機は、上記子機設定データを受信する設定データ受信部と、この子機設定データを保持する設定データ記憶部と、上記子機設定データに基づいて上記外部機器から上記測定データを取得し、取得した測定データを上記データ収集親機へ送信するデータ取得部とを備えることを特徴とするデータ収集システム。
2. 上記データ収集親機は、上記子機設定記憶部内に保持されている子機設定データのバージョン情報と、上記設定データ記憶部内に保持されている子機設定データのバージョン情報とを照合するバージョン照会部を備え、
   上記設定データ送信部が、上記バージョン照会部の照合結果に基づいて、上記子機設定データを送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. 上記設定データ送信部は、最新バージョンでないシステムプログラムを保持するデータ収集子機に対し、最新バージョンのシステムプログラムを送信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. 上記データベースは、２以上の測定データで構成されるデータレコードを単位として更新され、上記子機設定記憶部が保持する子機設定データの変更に基づいて、上記データレコードのフォーマット変更が行われ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。
5. 上記データ収集親機は、ユーザがデータ収集処理の開始を指示するためのスタート操作部と、
   上記データ収集子機に対し、データ収集処理の開始を指示する収集開始信号を送信するデータ収集部とを備え、
   上記子機検出部が、上記スタート操作部の操作に基づいて上記子機検出信号を送信し、
   上記データ収集部が、上記設定データ送信部による子機設定データの送信後に上記収集開始信号を送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。
6. 上記子機検出部は、上記収集開始信号の送信後、定期的に上記子機検出信号を送信することを特徴とする請求項５に記載のデータ収集システム。
7. 上記設定データ送信部は、上記データ収集子機が保持するシステムプログラムを更新した後、当該データ収集子機が保持する個別設定データを更新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。

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