JP5444567B2 - Transient data collection system - Google Patents
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Description
本発明は、発電プラント、化学プラント等のプラント施設においてデータを監視し、記録する過渡データ収集システムに関する。 The present invention relates to a transient data collection system for monitoring and recording data in a plant facility such as a power plant or a chemical plant.
近年、原子力プラント等のプラント施設に対し、可用性、堅牢性、保守性等を向上させたいとする要求がますます高まっている。このような要求に応えるべく、プラント施設に設置されて稼働する監視システム及び制御システムが徐々にデジタル化されてきている。
監視システム及び制御システムには様々な種類があるが、プラント施設に敷設されるプラント設備の過渡現象を監視し、記録することを目的としたデータ収集システムもその一つである。
In recent years, there is an increasing demand for plant facilities such as nuclear power plants to improve availability, robustness, maintainability, and the like. In order to meet such demands, monitoring systems and control systems installed and operating in plant facilities have been gradually digitized.
There are various types of monitoring systems and control systems, one of which is a data collection system for the purpose of monitoring and recording transient phenomena in plant facilities installed in plant facilities.
一般的に、データ収集システムのシステム構成は、プラント検出器(センサ)から入力される電気信号をA/D変換するデータ変換ユニットと、変換されたデータに所定の加工処理を施して不揮発性ストレージに保存するデータ処理ユニット、及び、それらのデータにアクセスして様々な形態で表示し、分析する為のHMI(Human Machine Interface)ユニット(端末)等により構成され、プラント施設内に据置型の常設設備として固定的に設置されている。特に、過渡現象を監視・記録することを目的としたデータ収集システムのうちデータ処理ユニットを過渡現象記録装置とも呼ぶ。
なお、本発明に関係すると思われる先行技術文献を特許文献1、特許文献2及び特許文献3に示す。
In general, the system configuration of a data collection system includes a data conversion unit that performs A / D conversion on an electrical signal input from a plant detector (sensor), and a non-volatile storage that performs predetermined processing on the converted data. Data processing unit to be stored in the system, and HMI (Human Machine Interface) unit (terminal) for accessing, displaying, and analyzing these data in various forms, etc. It is fixedly installed as equipment. In particular, a data processing unit in a data collection system aimed at monitoring and recording a transient phenomenon is also referred to as a transient phenomenon recording apparatus.
Prior art documents considered to be related to the present invention are shown in
プラント施設は広大な土地に多数のプラント設備が敷設されている。据置型の過渡現象記録装置は、これら多数のプラント設備に設置されている多数のセンサからデータを得るために、多数のデータ変換ユニットが接続される。過渡現象記録装置は、データ変換ユニットから送られるデータパケットを受信して、各々のデータパケットの時系列を整合させる処理を行う。 Many plant facilities are laid on a vast land. In the stationary transient recording device, a large number of data conversion units are connected in order to obtain data from a large number of sensors installed in the large number of plant facilities. The transient recording device receives the data packet sent from the data conversion unit, and performs processing for matching the time series of each data packet.
データ変換ユニットから過渡現象記録装置へデータを転送する際、短時間に大量のデータを送信させる必要があるので、データ転送に付随するオーバーヘッドはできるだけ少なくする必要がある。データ変換ユニット内のA/D変換器で用いられるサンプリングクロックは、例えば10msec等の比較的高い周波数のサンプリングクロックであるので、データ転送のオーバーヘッドを減らすためには、データ変換ユニットは複数のサンプリングクロックに跨ってデータを保持した上で、過渡現象記録装置へ転送しなければならない。また、複数のデータ変換ユニットが共通のサンプリングクロックで同期してセンサからデータを生成する必要もある。
このように、複数のサンプリングクロックに跨ってデータを保持してから過渡現象記録装置へ転送する、という処理を実現するために、過渡現象記録装置のみならず、データ変換ユニットにもCPUが必要になる。この、データ変換ユニットがCPUを必要とする、という制約のために、データ変換ユニットは容易に運搬が可能になるように小型化できていないのが現状である。
When transferring data from the data conversion unit to the transient phenomenon recording apparatus, it is necessary to transmit a large amount of data in a short time, and therefore, the overhead accompanying the data transfer needs to be reduced as much as possible. Since the sampling clock used by the A / D converter in the data conversion unit is a sampling clock having a relatively high frequency such as 10 msec, for example, the data conversion unit includes a plurality of sampling clocks in order to reduce data transfer overhead. The data must be held across the data and then transferred to the transient phenomenon recording apparatus. It is also necessary for a plurality of data conversion units to generate data from the sensors in synchronization with a common sampling clock.
As described above, in order to realize the process of holding the data across a plurality of sampling clocks and then transferring the data to the transient phenomenon recording apparatus, a CPU is required not only for the transient phenomenon recording apparatus but also for the data conversion unit. Become. Due to the restriction that the data conversion unit requires a CPU, the data conversion unit has not been downsized so that it can be easily transported.
特にプラント施設の起動時に、プラント施設に何らかの異常事態が発生した場合でも、その時の各センサが出力する信号が過渡現象記録装置に取り込まれていないことがある。つまり、過渡現象記録装置へデータを取得するための配線がなされておらず、肝心の異常事態の時点の信号が記録できていないことがある。このような事態に対して、プラント施設の管理者は再び起きる可能性のある異常事態に備え、データを取得していなかったセンサからもデータを取得出来るようにデータ変換ユニットの配線を変更し、過渡現象記録装置では信号の変化から異常事態を捉えるための監視定義情報等を書き換えて、異常発生箇所を特定して集中的にデータを取得する必要があるが、現状の据置型の過渡現象記録装置及びデータ変換ユニットは、このような状況の変動に対して柔軟性をもって対応することが難しい。
また、汎用目的で市販されている可搬型のデータ収集装置を使用する場合は、過渡現象記録装置で収集及び保存するデータ量が膨大である為に、CSV形式等の一般的な書式で保存することは難しく、常設した過渡現象記録装置との互換性もないので、長期間の維持及び管理には不向きである。
In particular, even when an abnormal situation occurs in the plant facility at the time of starting the plant facility, a signal output from each sensor at that time may not be taken into the transient phenomenon recording apparatus. That is, there is a case where wiring for acquiring data is not made to the transient phenomenon recording apparatus, and a signal at the time of an important abnormality cannot be recorded. In response to such a situation, the plant facility manager changes the wiring of the data conversion unit so that data can be acquired from sensors that did not acquire data, in preparation for an abnormal situation that may occur again, Transient phenomenon recorders need to rewrite monitoring definition information to detect abnormal situations from signal changes, identify the location of abnormalities, and collect data intensively. It is difficult for the device and the data conversion unit to flexibly cope with such a change in the situation.
In addition, when using a portable data collection device that is commercially available for general purposes, the amount of data collected and stored by the transient recording device is enormous, and therefore it is stored in a general format such as CSV format. This is difficult and is not compatible with a permanent transient recorder, and is not suitable for long-term maintenance and management.
本発明は係る課題を解決し、最小限のハードウェア構成で、プラント施設の現場できめ細かなデータを即時的に収集できる過渡データ収集システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such problems and to provide a transient data collection system that can instantly collect detailed data on the site of a plant facility with a minimum hardware configuration.
上記課題を解決するために、本発明の過渡データ収集システムは、アナログ信号入力端子と、アナログ信号入力端子に接続されてアナログ属性データを出力するA/D変換器と、A/D変換器にサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック生成部と、デジタル属性データが入力されるデジタル信号入力端子と、アナログ属性データとデジタル属性データを受け取り、アナログ属性データにはアナログ属性情報を付加し、デジタル属性データにはデジタル属性情報を付加し、それぞれにチャンネル番号を付してフレームを形成するエンコード部と、フレームからアナログ属性データ及びデジタル属性データを取り出すデコード部と、時刻情報を生成するリアルタイムクロックと、デコード部からアナログ属性データを受け取って時刻情報と共に蓄積するアナログ属性データ用リングバッファと、デコード部からデジタル属性データを受け取って時刻情報と共に蓄積するデジタル属性データ用リングバッファと、アナログ属性データ用リングバッファに格納されているデータに対して、デジタル属性データ用リングバッファに格納されているデータの時系列を合致させて出力する統合部と、統合部が出力するデータを蓄積する統合リングバッファとを有する。 In order to solve the above problems, a transient data collection system of the present invention includes an analog signal input terminal, an A / D converter connected to the analog signal input terminal and outputting analog attribute data, and an A / D converter. A sampling clock generator for supplying a sampling clock, a digital signal input terminal to which digital attribute data is input, analog attribute data and digital attribute data are received, analog attribute information is added to the analog attribute data, and the digital attribute data is added. Adds digital attribute information and adds a channel number to each to form a frame, a decoding unit that extracts analog attribute data and digital attribute data from the frame, a real-time clock that generates time information, and a decoding unit Receive analog attribute data from Analog attribute data ring buffer that accumulates with information, digital attribute data ring buffer that receives digital attribute data from the decoding unit and accumulates with time information, and data stored in the analog attribute data ring buffer, An integration unit that outputs the time series of the data stored in the digital attribute data ring buffer in a matched manner, and an integration ring buffer that accumulates data output by the integration unit.
プラント施設の現場できめ細かなデータを即時的に収集するために、データの発生時系列が異なるアナログ信号とデジタル信号とを、データが発生した時系列を整合する処理を施すことにより、少ないハードウェア資源を用いて、効率良く収集することができる。 In order to instantly collect detailed data at the plant facility site, a small amount of hardware is provided by performing processing to match the time series in which the data is generated with analog signals and digital signals that have different data generation time series. It can be collected efficiently using resources.
本発明により、最小限のハードウェア構成で、プラント施設の現場できめ細かなデータを即時的に収集できる過渡データ収集システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a transient data collection system capable of instantaneously collecting detailed data on the site of a plant facility with a minimum hardware configuration.
図1は、プラント施設の概略図である。
プラント施設101には、大型の制御対象設備102が設置され、この制御対象設備102には直接的な制御対象であるポンプや弁等のプラント機器103が設けられている。
制御対象設備102は、例えば製造設備、原子炉、溶鉱炉等の機器が挙げられる。
プラント機器103は図示しない駆動機構によって、所定の制御信号に従って制御される。また、プラント機器103の周辺にはセンサ104が設けられている。
制御装置105は、プラント機器103の周辺に設けられているセンサ104から現在の状態に係る信号を取得すると共に、プラント機器103に設けられている駆動機構を制御する。
FIG. 1 is a schematic view of a plant facility.
A large facility 102 to be controlled is installed in the plant facility 101, and a plant device 103 such as a pump or a valve that is a direct control object is provided in the facility 102 to be controlled.
Examples of the control target facility 102 include equipment such as a manufacturing facility, a nuclear reactor, and a blast furnace.
The plant equipment 103 is controlled according to a predetermined control signal by a drive mechanism (not shown). A sensor 104 is provided around the plant equipment 103.
The
一方、センサ104の信号はデータ変換ユニット106にも入力される。データ変換ユニット106は各センサ104が出力する大量のデータを受信して、センサ104毎のデータの時系列を揃え、据置型過渡現象記録装置107に出力する。
据置型過渡現象記録装置107は、受信したデータを不揮発性ストレージ108に記憶する。また、据置型過渡現象記録装置107は操作端末109から出力される指令に応じて、不揮発性ストレージ108に蓄積されているデータを解析して、操作端末109に解析結果を出力する。
On the other hand, the signal of the sensor 104 is also input to the
The stationary transient
プラント施設101に設けられているセンサ104の数は膨大である。このため、据置型過渡現象記録装置107は、プラント施設101に設けられている全てのセンサ104のうち主要なセンサを選んで、データを記録している。
このようなプラント施設101で、何らかの異常事態が発生したとする。据置型過渡現象記録装置107は、その異常事態を主要なセンサから記録しているが、異常事態が発生したプラント機器103には、その主要なセンサ以外にもデータの記録の対象外であるセンサが存在する。したがって、次に同様な異常事態が発生した時に備えて、異常事態が発生したプラント機器103に備わっている全てのセンサからデータを記録する必要がある。
このような、異常事態の再発生等の事態に備えて、プラント設備の現場からきめ細かなデータの収集を行うため、本実施形態では可搬型過渡データ収集システム110を新たに構築した。
The number of sensors 104 provided in the plant facility 101 is enormous. For this reason, the stationary transient
It is assumed that some kind of abnormal situation has occurred in such a plant facility 101. The stationary transient
In order to collect detailed data from the site of the plant facility in preparation for such a reoccurrence of an abnormal situation, a portable transient
可搬型過渡データ収集システム110は、信号収集ユニット111と、データ処理ユニット112で構成され、プラント機器103の近傍に設置される。
信号収集ユニット111はA/D変換器等の回路を内蔵し、センサ104から得られる信号をデジタルデータに変換して、USBケーブル113を通じてデータ処理ユニット112に送る。
データ処理ユニット112は可搬型の電子計算機であり、例えば汎用的な周知のノートパソコンである。
The portable transient
The
The
図2は、可搬型過渡データ収集システム110のブロック図である。
センサ104の出力信号には、アナログ信号とデジタル信号の二種類が存在する。アナログ信号は、温度や圧力等のセンサから得られるアナログ電圧信号であり、デジタル信号はスイッチ等の二値の状態信号である。
信号収集ユニット111は、アナログ信号を受け入れるアナログ信号入力端子201と、デジタル信号を受け入れるデジタル信号入力端子202をそれぞれ複数備える。
各々のアナログ信号入力端子201には、A/D変換器203が接続されている。また、各々のA/D変換器203には、サンプリングクロック生成部204から共通のサンプリングクロックが与えられる。サンプリングクロックは例えば10msecである。
各々のデジタル信号入力端子202には、バッファ205が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram of the portable transient
There are two types of output signals from the sensor 104: analog signals and digital signals. The analog signal is an analog voltage signal obtained from a sensor such as temperature and pressure, and the digital signal is a binary state signal such as a switch.
The
An A /
A
説明の便宜のため、これ以降、A/D変換器203から出力されるデータを「アナログ属性データ」と呼び、バッファ205の出力データを「デジタル属性データ」と呼ぶ。
アナログ属性データとデジタル属性データは、エンコード部ともいえるエンコーダ兼USBインターフェース部206に入力される。
エンコーダ兼USBインターフェース部206は、アナログ属性データとデジタル属性データに、それぞれチャンネル番号を付加して、シリアルデータに変換して、USBケーブル113を通じてデータ処理ユニット112へ出力する。
For convenience of explanation, the data output from the A /
The analog attribute data and the digital attribute data are input to an encoder /
The encoder /
エンコーダ兼USBインターフェース部206のエンコード処理について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は、エンコーダ兼USBインターフェース部206がエンコードしたデータの形式を示す概略図である。
エンコーダ兼USBインターフェース部206は、1サンプリングクロック毎に一つのフレーム301でデータを出力する。つまり、アナログ属性データとデジタル属性データは、1サンプリングクロック毎に一つのフレーム301にまとめられる。
The encoding process of the encoder /
FIG. 3 is a schematic diagram showing a format of data encoded by the encoder /
The encoder /
フレーム301はヘッダ302で始まりフッタ303で終わる。ヘッダ302とフッタ303は後述するデータ処理ユニット112のデコーダ兼USBインターフェース部が一意に識別できる、予め定められたビット列パターンで構成される。
チャンネル番号304はアナログ信号入力端子201とデジタル信号入力端子202に予め割り振られている番号である。
アナログ・デジタル種別305は当該チャンネル番号304の信号がアナログ信号であるかデジタル信号であるかを識別するフラグである。アナログ属性データはアナログであり、デジタル属性データはデジタルである。
データ長306はデータのビット数である。
データ307は実データである。アナログ・デジタル種別305がアナログであればA/D変換器203の出力ビット幅であり、デジタルであれば1ビットである。
以上、チャンネル番号304、アナログ・デジタル種別305、データ長306とデータ307で、1チャンネル分のアナログ属性データ或はデジタル属性データを伝送するセル308を構成する。
セパレータ309はこのセル308とセル308の間を分けるために存在する。セパレータ309はヘッダ302及びフッタ303と同様に、デコーダ兼USBインターフェース部が一意に識別できる、予め定められたビット列パターンで構成される。
なお、アナログ・デジタル種別305がアナログの場合、ヘッダ302、フッタ303及びセパレータ309とビット列パターンが重複しないように、周知のEFM変調等のエンコード処理を施してもよい。
Frame 301 begins with a
The
The analog /
The
As described above, the
A
When the analog /
図4(a)及び(b)は、フレーム301の一例を示す概略図である。なお、図4(a)及び(b)は説明の便宜のため、ヘッダ302、フッタ303及びセパレータ309の記述を省略し、セル308のみ列挙している。
アナログ信号は常時変動する可能性があるので、サンプリングクロック毎に各チャンネルのアナログ属性データが出力される。その一方で、デジタル信号はスイッチの状態を示すので、スイッチがオンからオフ、或はその逆に変化した時だけ判ればよい。したがって、図4(a)ではアナログ属性データのセル308の後にデジタル属性データのセル308が付随しているが、スイッチの状態変化がない時には図4(b)のようにデジタル属性データのセル308が存在しないフレーム301もありうる。また、図示はしていないが、図4(a)ではデジタル属性データのセル308が二つ存在しているが、このうちの片方しか存在しないフレーム301もありうる。
4A and 4B are schematic diagrams illustrating an example of the frame 301. FIG. 4A and 4B, for convenience of explanation, description of the
Since analog signals may fluctuate constantly, analog attribute data for each channel is output for each sampling clock. On the other hand, since the digital signal indicates the state of the switch, it only needs to be known when the switch changes from on to off or vice versa. Therefore, in FIG. 4A, the
再び図2に戻って、ブロック図の説明を続ける。
エンコーダ兼USBインターフェース部206から出力されたフレーム301は、USBケーブル113を通じて、デコード部ともいえるデータ処理ユニット112のデコーダ兼USBインターフェース部207に入力される。
デコーダ兼USBインターフェース部207は、図3に示したフレーム301から各チャンネルのセル308に含まれているデータを取り出し、アナログ属性データのセル308のデータはアナログ属性データ用リングバッファ208へ、デジタル属性データのセル308のデータはデジタル属性データ用リングバッファ209へ、それぞれ出力する。
Returning to FIG. 2 again, the description of the block diagram will be continued.
The frame 301 output from the encoder /
The decoder /
アナログ属性データ用リングバッファ208は、フレーム301に含まれるアナログ属性データの各セル308から取り出したデータ307と、リアルタイムクロック(以下「RTC」)210から得られる時刻情報を格納する。アナログ属性データ用リングバッファ208のデータ量は、デコーダ兼USBインターフェース部207からデータを受信する動作が、後述する統合リングバッファ211へデータを書き込む動作によって妨げられない程度であることが望ましい。
アナログ属性データ用リングバッファ208に格納されるデータの形式については、図6で後述する。
The analog attribute data ring
The format of data stored in the analog attribute data ring
デジタル属性データ用リングバッファ209は、フレーム301に含まれるデジタル属性データの各セル308から取り出したデータ307と、RTC210から得られる時刻情報を格納する。デジタル属性データ用リングバッファ209のデータ量は、デコーダ兼USBインターフェース部207からデータを受信する動作が、後述する統合リングバッファ211へデータを書き込む動作によって妨げられない程度であることが望ましい。
デジタル属性データ用リングバッファ209に格納されるデータの形式については、図6で後述する。
The digital attribute data ring
The format of data stored in the digital attribute data ring
RTC210は、データ処理ユニット112を構成する一般的なノートパソコン等の情報処理装置に備わっている、周知の日時情報生成部である。本実施形態では、RTC210から0.1秒単位の日時情報を取得するものとする。
一方、信号収集ユニット111内のサンプリングクロック生成部204が生成するサンプリングクロックは10msecである。したがって、サンプリングクロックが最も高い分解能のクロックである。このことから、同一時刻にデータ処理ユニット112が受信する1フレームのデータを1レコードとすると、アナログ属性データ用リングバッファ208に格納可能なデータのレコード数の方が、デジタル属性データ用リングバッファ209に格納可能なデータのレコード数より多い。
The
On the other hand, the sampling clock generated by the sampling clock generation unit 204 in the
統合部212は、アナログ属性データ用リングバッファ208に格納されているデータと、デジタル属性データ用リングバッファ209に格納されているデータとを、アナログ属性データ用リングバッファ208に格納されている日時情報を基に、時系列を等しくさせた形で結合する。具体的には、図6に示す手順を採る。
The
図5及び図6を参照して、統合部212の動作を説明する。
図5(a)、(b)、(c)及び(d)は、アナログ信号とデジタル信号の信号波形を示す図である。横軸は時刻であり、T1、T2…T5はRTC210から得られる日時情報を示す。
図5(a)はアナログ信号である信号Ax01の信号波形図である。
図5(b)はアナログ信号である信号Ax02の信号波形図である。
図5(c)はデジタル信号である信号Dx01の信号波形図である。
図5(d)はデジタル信号である信号Dx02の信号波形図である。
The operation of the
5A, 5B, 5C, and 5D are diagrams showing signal waveforms of an analog signal and a digital signal. The horizontal axis represents time, and T1, T2,... T5 indicate date and time information obtained from the
FIG. 5A is a signal waveform diagram of the signal Ax01 which is an analog signal.
FIG. 5B is a signal waveform diagram of the signal Ax02 that is an analog signal.
FIG. 5C is a signal waveform diagram of the signal Dx01 which is a digital signal.
FIG. 5D is a signal waveform diagram of the signal Dx02 which is a digital signal.
RTC210は100msec単位の日時情報を出力する。これに対し、信号収集ユニット111内のサンプリングクロック生成部204が生成するサンプリングクロックは10msecのクロックである。したがって、データ処理ユニット112は信号収集ユニット111から時刻T1とT2の間に10個のフレーム301を受信して、アナログ属性データ用リングバッファ208に10個のレコードを生成する。つまり、信号Ax01及び信号Ax02に係るデータは、サンプリングクロック毎に絶え間なくデータがアナログ属性データ用リングバッファ208へ蓄積される。
The
一方、デジタル信号はスイッチ等の信号線の論理変化が生じたときのみセル308が生成されるので、信号Dx01と信号Dx02のデータは、信号の論理変化があった時刻と、信号の種別と、接点変化情報のフィールドに分けられて、デジタル属性データ用リングバッファ209に格納される。
図5(c)の場合、信号Dx01は時刻T2と時刻T4に変化が生じている。
図5(d)の場合、信号Dx02は時刻T3に変化が生じている。
この「変化があった信号の名称と、時刻と、信号の変化」が、離散的にデジタル属性データ用リングバッファ209に格納される。
On the other hand, since the
In the case of FIG. 5C, the signal Dx01 changes at time T2 and time T4.
In the case of FIG. 5D, the signal Dx02 changes at time T3.
The “name, time, and signal change” of the changed signal are discretely stored in the digital attribute data ring
図6(a)、(b)及び(c)は、アナログ属性データ用リングバッファ208と、デジタル属性データ用リングバッファ209と、統合リングバッファ211に格納されているデータの一例である。図6に示すデータは、図5に示した信号波形に基づいている。
FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C are examples of data stored in the analog attribute data ring
図6(a)は、アナログ属性データ用リングバッファ208の中身を示す。但し、具体的なデータの数値は発明に直接関係しないので省略している。
前述の通り、アナログ信号はA/D変換器203でサンプリングクロック毎にデータが生成されるので、「時刻」フィールドには時刻「T1」のレコードが時刻「T1」内でサンプリングした順に10個存在する。同様に、時刻「T2」、「T3」、「T4」と、各時刻にそれぞれ10個のレコードが存在する。図6(a)では、図面の都合上途中のレコードの表記を省略している。
FIG. 6A shows the contents of the
As described above, since the analog signal is generated by the A /
図6(b)は、デジタル属性データ用リングバッファ209の中身を示す。
前述の通り、デジタル信号はスイッチ等の信号線の論理変化が生じたときのみセル308が生成されるので、信号Dx01と信号Dx02のデータは、信号の論理変化があった時刻と、信号の種別と、接点変化情報のフィールドに分けられて、デジタル属性データ用リングバッファ209に格納される。
FIG. 6B shows the contents of the digital attribute data ring
As described above, since the
図6(c)は、統合リングバッファ211の中身を示す。
「時刻」フィールドと、「信号Ax01」フィールドと、「信号Ax02」フィールドは、アナログ属性データ用リングバッファ208の内容をそのまま複写している。一方、「信号Dx01」フィールドと「信号Dx02」フィールドは、デジタル属性データ用リングバッファ209の内容から各レコードにデータを展開している。統合部212は、この展開処理を実行して、アナログ属性データ用リングバッファ208の内容とデジタル属性データ用リングバッファ209の内容を結合する。
FIG. 6C shows the contents of the
The “time” field, the “signal Ax01” field, and the “signal Ax02” field copy the contents of the analog attribute data ring
統合リングバッファ211は、その名の通りのリングバッファであり、古いデータは最新のデータによって上書きされる。
過渡変化検出部213は、統合リングバッファ211に格納されているデータを見て、判定条件ファイルに記述されている条件に合致したか否かを判断する。判定条件ファイル214は、信号収集ユニット111から得られるデータに対して異常事態を特定する所定の条件が記述されている。例えば、以下のような条件を形成する。
(1)あるデジタル信号がオフからオン(又はその逆)に転換した時。
(2)あるアナログ信号が所定の閾値を超えた時。
(3)あるアナログ信号が所定の時間内で定められた変化率を超えた時。
(4)第一のアナログ信号から第二のアナログ信号の差が所定の閾値を超えた時。
(5)第一のアナログ信号から第二のアナログ信号の差が所定の時間内で定められた変化率を超えた時。
(6)あるデジタル信号がオン(又はオフ)の状態を所定の時間を超えて継続した時。
勿論、これら(1)乃至(6)の条件を、論理式で組み合わせることも可能である。
The
The transient
(1) When a digital signal changes from off to on (or vice versa).
(2) When an analog signal exceeds a predetermined threshold.
(3) When a certain analog signal exceeds a predetermined rate of change within a predetermined time.
(4) When the difference between the first analog signal and the second analog signal exceeds a predetermined threshold.
(5) When the difference between the first analog signal and the second analog signal exceeds a predetermined rate of change within a predetermined time.
(6) When a digital signal has been on (or off) for more than a predetermined time.
Of course, it is possible to combine these conditions (1) to (6) with a logical expression.
判定条件ファイル214は、操作者によって編集が可能になるように、その中身がディスプレイである表示部215に表示され、操作部216によって編集される。操作部216と表示部215と判定条件ファイル214との間の情報は、入出力制御部217によって制御される。
The
過渡変化検出部213は、統合リングバッファ211に格納されているデータが前述の判定条件ファイル214に記述されている条件に合致したと判断したら、ファイルシステムを制御して、統合リングバッファ211内のデータをファイルシステム219にファイルとして書き出す。
ファイルシステム219は、周知のハードディスク装置等の不揮発性ストレージ108に周知のファイルを構成するプログラムの機能である。
なお、統合リングバッファ211からデータをファイルシステム219へ書き出す際、ファイルの形式は従来の据置型過渡現象記録装置107のファイル形式と互換性を持たせている。
ファイルシステム219に、据置型過渡現象記録装置107のファイル形式と互換性を持たせて保存されたファイルは、ファイル用インターフェース220を通じて外部へ取り出すことができる。ファイル用インターフェース220は、様々な媒体が考えられる。周知のUSBメモリやフラッシュメモリ等の交換型記録媒体の他、ネットワークも利用可能である。
When the transient
The
When data is written from the
A file stored in the
本発明は、以下のような応用例が可能である。
(1)アナログ属性データ用リングバッファ208は統合リングバッファ211と共通化することができる。この場合、デコーダ兼USBインターフェース部207から出力されるアナログ属性データは直接統合リングバッファ211に格納され、デコーダ兼USBインターフェース部207から出力されるデジタル属性データはデジタル属性データ用リングバッファ209に一旦記憶された後、統合部212を経て統合リングバッファ211に格納される。
The following application examples are possible for the present invention.
(1) The analog attribute data ring
(2)サンプリングクロックが最も高い分解能を備えることを利用して、デジタル属性データ用リングバッファ209をレジスタで代用することができる。
図7は、可搬型過渡データ収集システムのブロック図である。なお、図2と同一の機能を有する機能ブロックは同一の符号を付して説明を省略する。
可搬型過渡データ収集システム701の、可搬型過渡データ収集システム110との違いは、データ処理ユニット702の内部に一部相違点が存在する。
デコーダ兼USBインターフェース部207から出力されるアナログ属性データは、統合部703を経て統合リングバッファ211に入力される。
一方、デコーダ兼USBインターフェース部207から出力されるデジタル属性データは、デジタル属性データ用レジスタ704に書き込まれる。
統合部703は、デコーダ兼USBインターフェース部207から出力される、1フレーム毎に発生するアナログ属性データのタイミングで、デジタル属性データ用レジスタ704の内容も日時情報と共に統合リングバッファ211に記録する。このように構成することで、デジタル属性データはアナログ属性データと同様に、1フレーム毎に統合リングバッファ211に記録される。
(2) By utilizing that the sampling clock has the highest resolution, the digital attribute data ring
FIG. 7 is a block diagram of a portable transient data collection system. Note that functional blocks having the same functions as those in FIG.
The difference between the portable transient data collection system 701 and the portable transient
Analog attribute data output from the decoder /
On the other hand, the digital attribute data output from the decoder /
The
本実施形態では、可搬型過渡データ収集システムを開示した。
プラント施設の現場できめ細かなデータを即時的に収集するために、データの発生時系列が異なるアナログ信号とデジタル信号とを、データが発生した時系列を整合する処理を施すことにより、少ないハードウェア資源を用いて、効率良く収集することができる。
In the present embodiment, a portable transient data collection system has been disclosed.
In order to instantly collect detailed data at the plant facility site, a small amount of hardware is provided by performing processing to match the time series in which the data is generated with analog signals and digital signals that have different data generation time series. It can be collected efficiently using resources.
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other modifications may be made without departing from the gist of the present invention described in the claims. Includes application examples.
101…プラント施設、102…制御対象設備、103…プラント機器、104…センサ、105…制御装置、106…データ変換ユニット、107…据置型過渡現象記録装置、108…不揮発性ストレージ、109…操作端末、110…可搬型過渡データ収集システム、111…信号収集ユニット、112…データ処理ユニット、113…USBケーブル、201…アナログ信号入力端子、202…デジタル信号入力端子、203…A/D変換器、204…サンプリングクロック生成部、205…バッファ、206…エンコーダ兼USBインターフェース部、207…デコーダ兼USBインターフェース部、208…アナログ属性データ用リングバッファ、209…デジタル属性データ用リングバッファ、210…RTC、211…統合リングバッファ、212…統合部、213…過渡変化検出部、214…判定条件ファイル、215…表示部、216…操作部、217…入出力制御部、219…ファイルシステム、220…ファイル用インターフェース、301…フレーム、302…ヘッダ、303…フッタ、304…チャンネル番号、305…アナログ・デジタル種別、306…データ長、307…データ、308…セル、309…セパレータ、701…可搬型過渡データ収集システム、702…データ処理ユニット、703…統合部、704…デジタル属性データ用レジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Plant facility, 102 ... Control object equipment, 103 ... Plant equipment, 104 ... Sensor, 105 ... Control device, 106 ... Data conversion unit, 107 ... Stationary type transient recording device, 108 ... Nonvolatile storage, 109 ... Operation terminal , 110 ... Portable transient data collection system, 111 ... Signal collection unit, 112 ... Data processing unit, 113 ... USB cable, 201 ... Analog signal input terminal, 202 ... Digital signal input terminal, 203 ... A / D converter, 204 ... Sampling
Claims (4)
前記アナログ信号入力端子に接続されてアナログ属性データを出力するA/D変換器と、
前記A/D変換器にサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック生成部と、
デジタル属性データが入力されるデジタル信号入力端子と、
前記アナログ属性データと前記デジタル属性データを受け取り、前記アナログ属性データにはアナログ属性情報を付加し、前記デジタル属性データにはデジタル属性情報を付加し、それぞれにチャンネル番号を付してフレームを形成するエンコード部と、
前記フレームから前記アナログ属性データ及び前記デジタル属性データを取り出すデコード部と、
時刻情報を生成するリアルタイムクロックと、
前記デコード部から前記アナログ属性データを受け取って前記時刻情報と共に蓄積するアナログ属性データ用リングバッファと、
前記デコード部から前記デジタル属性データを受け取って前記時刻情報と共に蓄積するデジタル属性データ用リングバッファと、
前記アナログ属性データ用リングバッファに格納されているデータに対して、前記デジタル属性データ用リングバッファに格納されているデータの時系列を合致させて出力する統合部と、
前記統合部が出力するデータを蓄積する統合リングバッファと
を有する過渡データ収集システム。 An analog signal input terminal;
An A / D converter connected to the analog signal input terminal and outputting analog attribute data;
A sampling clock generator for supplying a sampling clock to the A / D converter;
A digital signal input terminal to which digital attribute data is input;
The analog attribute data and the digital attribute data are received, analog attribute information is added to the analog attribute data, digital attribute information is added to the digital attribute data, and a channel number is assigned to each to form a frame. An encoding section;
A decoding unit for extracting the analog attribute data and the digital attribute data from the frame;
A real-time clock that generates time information,
An analog attribute data ring buffer for receiving the analog attribute data from the decoding unit and storing the analog attribute data together with the time information;
A digital attribute data ring buffer that receives the digital attribute data from the decoding unit and stores the digital attribute data together with the time information;
An integration unit for matching the time series of the data stored in the digital attribute data ring buffer and outputting the data stored in the analog attribute data ring buffer; and
A transient data collection system comprising an integrated ring buffer for storing data output from the integration unit.
前記統合リングバッファ内のデータをファイルとして保存するファイルシステムと、
前記統合リングバッファ内のデータを監視して、前記統合リングバッファ内のデータが所定の条件を満たしたときに前記ファイルシステムを制御して前記ファイルを生成する過渡変化検出部と、
前記ファイルシステムから前記ファイルを取り出すためのファイル用インターフェースと
を有する、請求項1記載の過渡データ収集システム。 Furthermore,
A file system for storing the data in the integrated ring buffer as a file;
A transient change detection unit that monitors data in the integrated ring buffer and controls the file system to generate the file when the data in the integrated ring buffer satisfies a predetermined condition;
The transient data collection system according to claim 1, further comprising a file interface for retrieving the file from the file system.
前記アナログ信号入力端子に接続されてアナログ属性データを出力するA/D変換器と、
前記A/D変換器にサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック生成部と、
デジタル属性データが入力されるデジタル信号入力端子と、
前記アナログ属性データと前記デジタル属性データを受け取り、前記アナログ属性データにはアナログ属性情報を付加し、前記デジタル属性データにはデジタル属性情報を付加し、それぞれにチャンネル番号を付してフレームを形成するエンコード部と、
前記フレームから前記アナログ属性データ及び前記デジタル属性データを取り出すデコード部と、
時刻情報を生成するリアルタイムクロックと、
前記デコード部から前記デジタル属性データを受け取って状態情報を記憶するデジタル属性データ用レジスタと、
前記デコード部が前記フレームを受信する度に、前記デコード部から前記アナログ属性データを受け取ると共に、前記時刻情報及び前記状態情報を取得する統合部と、
前記統合部が出力するデータを蓄積する統合リングバッファと
を有する過渡データ収集システム。 An analog signal input terminal;
An A / D converter connected to the analog signal input terminal and outputting analog attribute data;
A sampling clock generator for supplying a sampling clock to the A / D converter;
A digital signal input terminal to which digital attribute data is input;
The analog attribute data and the digital attribute data are received, analog attribute information is added to the analog attribute data, digital attribute information is added to the digital attribute data, and a channel number is assigned to each to form a frame. An encoding section;
A decoding unit for extracting the analog attribute data and the digital attribute data from the frame;
A real-time clock that generates time information,
A digital attribute data register that receives the digital attribute data from the decoding unit and stores state information;
An integration unit that receives the analog attribute data from the decoding unit each time the decoding unit receives the frame, and acquires the time information and the state information;
A transient data collection system comprising an integrated ring buffer for storing data output from the integration unit.
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