JP5659313B1 - Data transmission device and remote monitoring system - Google Patents
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Abstract
【課題】 データの送信障害が発生した場合でも、データロスを抑制して送信先での正確なデータ分析を可能にするデータ送信装置を提供する。【解決手段】 サンプリングされた測定データを格納する格納部14と、格納された測定データをネットワーク2に送信する送信部16と、格納部14および送信部16を制御する制御部18とを備え、制御部18は、ネットワーク障害により格納部14における測定データの容量が閾値に達すると、格納された複数の測定データを集計して集計データを生成し、ネットワーク障害の復旧後に集計データをネットワーク2に送信するデータ送信装置10である。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data transmission device capable of suppressing data loss and enabling accurate data analysis at a transmission destination even when a data transmission failure occurs. A storage unit 14 for storing sampled measurement data, a transmission unit 16 for transmitting the stored measurement data to a network 2, and a control unit 18 for controlling the storage unit 14 and the transmission unit 16 are provided. When the capacity of the measurement data in the storage unit 14 reaches a threshold due to a network failure, the control unit 18 aggregates the plurality of stored measurement data to generate aggregate data, and the aggregated data is transferred to the network 2 after the network failure is recovered. A data transmission device 10 for transmission. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、データ送信装置および遠隔監視システムに関する。 The present invention relates to a data transmission device and a remote monitoring system.
プラントにおいて測定された被測定物の測定データを、データ送信装置からインターネット等のネットワークを介してサーバに送信することにより、プラントの遠隔監視を行うことができる遠隔監視システムが従来から知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a remote monitoring system that can perform remote monitoring of a plant by transmitting measurement data of a measurement object measured in the plant from a data transmission device to a server via a network such as the Internet is known. (For example, patent document 1).
このような遠隔監視システムにおいては、測定データの経時的な変化等を送信先において分析・検証できるように、所定の周期でサンプリングした測定データをサーバに随時送信することが望まれる。 In such a remote monitoring system, it is desirable to transmit measurement data sampled at a predetermined period to a server as needed so that a change in measurement data over time can be analyzed and verified at a transmission destination.
ところが、ハブやルータの故障、ケーブルの切断、回線障害等でネットワークが遮断され、データ送信装置からデータ送信ができなくなると、復旧までの間は測定データをデータ送信装置のバッファに格納しなければならなくなる。このため、復旧に時間がかかると、バッファの容量を超えた測定データの一部が失われるおそれがあり、測定データの正確な分析が困難になるという問題があった。 However, if the network is interrupted due to a hub or router failure, cable disconnection, line failure, etc., and data transmission cannot be performed from the data transmission device, measurement data must be stored in the data transmission device buffer until recovery. No longer. For this reason, if it takes a long time to recover, a part of the measurement data exceeding the capacity of the buffer may be lost, and there is a problem that accurate analysis of the measurement data becomes difficult.
そこで、本発明は、データの送信障害が発生した場合でも、データロスを抑制して送信先での正確なデータ分析を可能にするデータ送信装置および遠隔監視システムの提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a data transmission apparatus and a remote monitoring system that can perform accurate data analysis at a transmission destination by suppressing data loss even when a data transmission failure occurs.
本発明の前記目的は、サンプリングされた測定データを格納する格納部と、格納された前記測定データをネットワークに送信する送信部と、前記格納部および前記送信部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、ネットワーク障害により前記格納部における前記測定データの容量が閾値に達すると、格納された複数の前記測定データを予め設定された集計期間毎に集計して集計データを生成し、前記集計データを前記格納部に格納し、前記集計データの生成を開始した後はネットワーク障害が復旧するまで集計モードとなって、サンプリングされた前記測定データに基づき前記格納部の最新の前記集計データを再演算して更新し、更新した前記集計データを前記格納部に格納し、前記格納部に蓄積される前記集計データの容量が閾値に達すると前記集計期間を長くして再集計を行い、新たな前記集計データを生成し、ネットワーク障害の復旧後に前記集計データをネットワークに送信するデータ送信装置により達成される。
The object of the present invention includes a storage unit that stores sampled measurement data, a transmission unit that transmits the stored measurement data to a network, and a control unit that controls the storage unit and the transmission unit. wherein, when the capacity of the measurement data in the storage unit by the network failure to reach the threshold value, by summing for each preset total period of the stored plurality of the measurement data to generate the aggregate data, the After the aggregated data is stored in the storage unit and the generation of the aggregated data is started, the aggregated mode is entered until a network failure is recovered, and the latest aggregated data in the storage unit is updated based on the sampled measurement data. Recalculate and update, store the updated aggregated data in the storage unit, and the capacity of the aggregated data accumulated in the storage unit reaches a threshold The performed long to recount Period and generates a new the aggregate data is achieved by a data transmission device for transmitting the aggregate data after recovery of a network failure in a network.
このデータ送信装置において、前記測定データは、測定時刻に対応する時刻データを含むことが可能であり、前記制御部は、前記時刻データに基づいて、前記集計データを生成することができる。
In the data transmission device, the measurement data may comprise a time data corresponding to the measurement time, the control part, based on the time data, it is possible to generate the aggregate data.
前記集計データは、複数の前記測定データの最小値、最大値および平均値に関するデータを含むことが好ましい。 The aggregate data preferably includes data relating to a minimum value, a maximum value, and an average value of the plurality of measurement data.
また、本発明の前記目的は、データ送信装置がネットワークを介してサーバに接続され、前記データ送信装置から送信されたデータを、前記サーバにおいて格納する遠隔監視システムであって、前記データ送信装置は、サンプリングされた測定データを格納する格納部と、格納された前記測定データをネットワークに送信する送信部と、前記格納部および前記送信部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、ネットワーク障害により前記格納部における前記測定データの容量が閾値に達すると、格納された複数の前記測定データを予め設定された集計期間毎に集計して集計データを生成し、前記集計データを前記格納部に格納し、前記集計データの生成を開始した後はネットワーク障害が復旧するまで集計モードとなって、サンプリングされた前記測定データに基づき前記格納部の最新の前記集計データを再演算して更新し、更新した前記集計データを前記格納部に格納し、前記格納部に蓄積される前記集計データの容量が閾値に達すると前記集計期間を長くして再集計を行い、新たな前記集計データを生成し、ネットワーク障害の復旧後に前記集計データをネットワークに送信する遠隔監視システムにより達成される。 The object of the present invention is a remote monitoring system in which a data transmission device is connected to a server via a network, and data transmitted from the data transmission device is stored in the server, the data transmission device comprising: A storage unit that stores the sampled measurement data; a transmission unit that transmits the stored measurement data to a network; and a control unit that controls the storage unit and the transmission unit. When the capacity of the measurement data in the storage unit reaches a threshold due to a failure, the stored measurement data is aggregated for each preset aggregation period to generate aggregate data, and the aggregated data is stored in the storage unit After the data is stored and the generation of the aggregated data is started, the aggregated mode is entered until the network failure is recovered. The latest total data in the storage unit is recalculated and updated based on the measurement data, the updated total data is stored in the storage unit, and the capacity of the total data accumulated in the storage unit is a threshold value. This is achieved by a remote monitoring system in which the aggregation period is lengthened and re-aggregation is performed, new aggregation data is generated, and the aggregation data is transmitted to the network after recovery from a network failure.
本発明によれば、データの送信障害が発生した場合でも、データロスを抑制して送信先での正確なデータ分析を可能にするデータ送信装置および遠隔監視システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a data transmission device and a remote monitoring system that enable accurate data analysis at a transmission destination by suppressing data loss even when a data transmission failure occurs.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る遠隔監視システムの概略構成図である。図1に示すように、遠隔監視システム1は、プラントや施設等に設置されたデータ送信装置10が、インターネット等のネットワーク2を介してサーバ20に接続されて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a remote monitoring system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
データ送信装置10は、発電プラントや水道施設等における温度、電流、電圧、圧力、水位、流量等の測定データを検出する複数のセンサ4に接続された計測部12と、測定データを格納する格納部14と、格納部14に格納された測定データをネットワーク2に送信する送信部16と、格納部14および送信部16を制御する制御部18とを備えている。
The
計測部12は、センサ4から入力されるアナログ信号をサンプリングして、測定データをデジタル化する。デジタル化した測定データは、格納部14に格納される。計測部12は、本実施形態では単一としているが、複数であってもよく、例えば、センサ4の数が多い場合には、用途や使用時期等でセンサ4のグループ分けを行い、各グループに対応させて計測部12を設けることができる。格納部14は、測定データを一時的に記憶するバッファであり、例えばリングバッファである。送信部16は、通信モジュールにより構成される。
The
制御部18は、正常時においては、格納部14に格納された測定データを、送信部16からネットワーク2に送信すると共に、送信した測定データを格納部14から削除する。一方、ネットワーク障害により送信部16から測定データを送信できなくなると、計測部12から送信される測定データが格納部14に徐々に蓄積される。制御部18は、格納部14に蓄積された測定データの容量が、予め設定された閾値に達したこと(すなわち、空き容量が閾値以下になったこと)を検出すると、格納部14に格納された複数の測定データを読み出して集計し、集計データを生成することで、データ容量の低減を行う。この集計データの生成方法については、後に詳述する。
The
サーバ20は、例えばデータセンタに設置されたクラウドサーバであり、データ送信装置10から送信された測定データを一定期間(例えば、1か月)保存すると共に、この測定データの集計や分析、傾向認識などの所定の演算処理を行い、報告用データを生成して格納する。クラウドサーバ20に格納された測定データや報告用データは、ユーザ端末30からのアクセスに基づいて、ユーザ端末30で閲覧することができる。
The
次に、上述した遠隔監視システム1におけるデータ送信装置10の作動について、図2に示すシーケンス図を参照して説明する。遠隔監視システム1が正常に動作する通常モードの場合、図2(a)に示すように、測定データは計測部12から所定のサンプリング周期(例えば5秒)で送信され、制御部18は、この測定データを格納部14に格納する。格納部14に所定量(例えば5つ)の測定データが格納されると、制御部18は、送信部16を介してこれらの測定データをネットワーク2に一括送信する。
Next, the operation of the
図3は、測定データの一例を模式的に示す図である。測定データは、測定時刻に対応するタイムキーが付与され、複数の各センサに対応する領域(計測1,計測2,・・・,計測N)に、それぞれ測定値(温度や圧力等)が入力される。タイムキーは、年(yy)、月(mm)、日(dd)、時(hh)、分(mm)、秒(ss)から構成される。例えば、2014年7月1日の午前0時のタイムキーは、「140701-000000」となる。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of measurement data. The measurement data is given a time key corresponding to the measurement time, and each measurement value (temperature, pressure, etc.) is input to the area (
一方、ネットワーク障害(例えば、送信部16からネットワーク2までの回線の切断、ルータ機器等の送信部16の故障、配線工事等による一時的な接続停止)により、送信部16からの測定データの送信が不可能になり、格納部14に蓄積される測定データの容量が閾値に達したことを制御部18が検出すると、図2(b)に示すように、制御部18は、障害発生モードと判断して、格納部14に蓄積された測定データを読み出して集計を行い、生成した集計データを格納部14に格納すると共に、集計したもとの測定データを格納部14から削除する。
On the other hand, transmission of measurement data from the
図4は、測定データを集計した集計データの一例を模式的に示す図である。測定データの集計は、予め設定された集計期間毎に行われ、各集計期間に対応する測定データをタイムキーに基づいて抽出し、これらの測定データから、センサ毎の最小値、最大値および平均値を取得して、集計データとする。例えば、集計データの集計期間を5分とし、タイムキーが「140701-000000」から「140701-000455」までの測定データについて、計測1に関する測定値の最小値が5、最大値が12、平均値が9である場合、集計データは、タイムキー「140701-0000」に対して、計測1が「5,12,9」となる。他のセンサ(計測2,・・・,N)についても同様の演算を行うことで、タイムキー「140701-0000」の集計データが生成される。こうして、5分毎の各タイムキー「140701-0000」、「140701-0005」、・・・・に対応する集計データを得ることができる。集計データの項目としては、最小値、最大値および平均値以外の統計情報であってもよく、例えば、最頻値、中央値、標準偏差などを含めることができる。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of total data obtained by totaling measurement data. The measurement data is aggregated for each preset aggregation period, and the measurement data corresponding to each aggregation period is extracted based on the time key, and the minimum value, maximum value, and average for each sensor are extracted from these measurement data. Get the value and use it as aggregate data. For example, the total period of the total data is 5 minutes, and for the measurement data with the time key from “140701-000000” to “140701-000455”, the minimum value of the measurement value for
任意のセンサ(例えば、計測1)に対応する集計前の5分間の測定データの数は、測定データが5秒ごとに得られることから合計60個であるのに対し、これらの測定データを集計した集計データの数は、最小値、最大値および平均値の3個になるから、データの容量は1/20に圧縮される。このように、複数の測定データを集計して集計データを生成することにより、格納部14の空き容量が拡大され、測定データの消失を防止することができる。 The total number of measurement data for 5 minutes before aggregation corresponding to an arbitrary sensor (for example, measurement 1) is 60 because the measurement data is obtained every 5 seconds, whereas these measurement data are aggregated. Since the number of total data thus obtained is three, ie, the minimum value, maximum value, and average value, the data capacity is compressed to 1/20. In this way, by collecting a plurality of measurement data and generating the aggregated data, the free capacity of the storage unit 14 is expanded, and the loss of the measurement data can be prevented.
集計データの生成を開始した後は集計モードとなり、図2(c)に示すように、制御部18は、計測部12から測定データが送信されると、格納部14の最新の集計データを再演算して更新し、更新した集計データを格納部14に格納する。こうして、送信部16からネットワーク2への送信が可能になるまで集計モードが継続される。ネットワーク障害の復旧により送信部16からの送信が可能になると、制御部18は、格納部14に格納されている集計データをネットワーク2に送信する。この後は、図2(a)に示す通常モードに戻り、格納部14には測定データが格納される。
After the generation of the total data is started, the total mode is entered. As shown in FIG. 2C, when the measurement data is transmitted from the
集計データの集計期間は、長すぎると各測定データの特徴が失われ易くなることから、ネットワーク障害の復旧に通常要する時間を考慮して、測定データのロスを生じない範囲でなるべく短い期間であることが好ましい。集計データの集計期間は、当初は短期間(例えば1分)に設定しておき、格納部14に蓄積される集計データの容量が閾値に達したことを制御部18が検出すると、集計期間を徐々に長くして再集計を行い、新たな集計データを生成するように構成することができる。
If the total period of the total data is too long, the characteristics of each measurement data are likely to be lost. Therefore, considering the time normally required to recover from a network failure, it is as short as possible without causing any measurement data loss. It is preferable. The aggregation period of the aggregation data is initially set to a short period (for example, 1 minute), and when the
図5は、上述したデータ送信装置10の作動を示す状態遷移図である。通常モードにおいては、格納部14は測定データ待ちの状態となっており(ステップS1)、計測部12から送信された測定データは、そのまま格納部14に格納される(ステップS2)。ネットワーク障害が発生して、測定データの蓄積により格納部14の空き容量が少なくなると、障害発生モードになり、格納部14には、測定データを集計して得られた集計データが格納される(ステップS3)。これにより、格納部14の空き容量が増大し、集計モードでの測定データ待ちの状態となる(ステップS4)。集計モードにおいて、計測部12から測定データが送信されると、格納部14の集計データが更新される(ステップS5)。集計データの蓄積により格納部14の空き容量が少なくなると、集計データの集計期間を延長して再集計を行い、新たな集計データを生成する(ステップS6)。集計期間の延長は、例えば、5分、10分、30分、1時間というように、段階的に行うことが好ましい。ネットワーク障害が復旧すると、格納部14の集計データが送信部16から一括で送信され(ステップS7)、通常モードにおける測定データ待ちの状態になる(ステップS1)。
FIG. 5 is a state transition diagram showing the operation of the
サーバ20は、図6に示すように、データ送信装置10から送信される測定データをデータベースに順次格納し、所定の期間(例えば1か月)保存した後、測定データを古いものから削除する。また、データ送信装置10から送信される測定データに基づいて集計データを生成し、新たに送信された未集計の測定データを適宜のタイミングで集計して集計データを更新する。集計データの項目は、データ送信装置10がネットワーク障害時に生成する集計データの形式と同じであることが好ましく、例えば、測定時刻、最小値、最大値、平均値(合計値/データ数)を含めることができる。また、集計データの集計時間は、例えば、1時間毎、1日毎、1月毎、1年毎に設定することができ、各集計時間の集計データを保存することができる。
As shown in FIG. 6, the
ネットワーク障害の発生後に、データ送信装置10からサーバ20に集計データが送信されると、この集計データはそのままサーバ20の集計データの更新に利用される。こうして、サーバ20においては、データ送信装置10から送信された測定データが所定の期間保存されると共に、この測定データを集計した集計データが保存される。集計データは、測定データの動向や要因等の分析に使用することができ、実際の測定データにより分析結果の妥当性を確認して、報告用データを作成することができる。サーバ20に保存された測定データ、集計データおよび報告用データは、ネットワーク2に接続されたパソコンや携帯端末等のユーザ端末30からアクセスすることにより、任意の場所で閲覧することができる。
When the aggregate data is transmitted from the
本実施形態の遠隔監視システム1は、ネットワークが正常に作動する通常時においては、データ送信装置10からネットワーク2に測定データを送信することで、サーバ20において、測定データおよび集計データの双方を利用することができる。また、ネットワーク障害時においては、データ送信装置10が集計データを生成することにより、サーバ20においてこの集計データを利用することができるので、障害復旧までの測定データが完全に消失するのを防止することができ、測定データの分析結果の信頼性を維持することができる。
The
1 遠隔監視システム
2 ネットワーク
4 センサ
10 データ送信装置
12 計測部
14 格納部
16 送信部
18 制御部
20 サーバ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
格納された前記測定データをネットワークに送信する送信部と、
前記格納部および前記送信部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、ネットワーク障害により前記格納部における前記測定データの容量が閾値に達すると、格納された複数の前記測定データを予め設定された集計期間毎に集計して集計データを生成し、前記集計データを前記格納部に格納し、前記集計データの生成を開始した後はネットワーク障害が復旧するまで集計モードとなって、サンプリングされた前記測定データに基づき前記格納部の最新の前記集計データを再演算して更新し、更新した前記集計データを前記格納部に格納し、前記格納部に蓄積される前記集計データの容量が閾値に達すると前記集計期間を長くして再集計を行い、新たな前記集計データを生成し、
ネットワーク障害の復旧後に前記集計データをネットワークに送信するデータ送信装置。 A storage unit for storing sampled measurement data;
A transmission unit for transmitting the stored measurement data to a network;
A control unit for controlling the storage unit and the transmission unit,
Wherein, when the capacity of the measurement data in the storage unit by the network failure to reach the threshold value, by summing for each preset total period of the stored plurality of the measurement data to generate the aggregate data, the After the aggregated data is stored in the storage unit and the generation of the aggregated data is started, the aggregated mode is entered until a network failure is recovered, and the latest aggregated data in the storage unit is updated based on the sampled measurement data. Recalculate and update, store the updated aggregated data in the storage unit, and when the capacity of the aggregated data accumulated in the storage unit reaches a threshold value, recalculate by extending the aggregation period, Generating the aggregate data,
A data transmission device that transmits the aggregated data to a network after recovery from a network failure.
前記制御部は、前記時刻データに基づいて前記集計データを生成する請求項1に記載のデータ送信装置。 The measurement data includes time data corresponding to the measurement time,
The control unit, the data transmission device according to claim 1 to generate the aggregate data on the basis of the time data.
前記データ送信装置は、
サンプリングされた測定データを格納する格納部と、
格納された前記測定データをネットワークに送信する送信部と、
前記格納部および前記送信部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、ネットワーク障害により前記格納部における前記測定データの容量が閾値に達すると、格納された複数の前記測定データを予め設定された集計期間毎に集計して集計データを生成し、前記集計データを前記格納部に格納し、前記集計データの生成を開始した後はネットワーク障害が復旧するまで集計モードとなって、サンプリングされた前記測定データに基づき前記格納部の最新の前記集計データを再演算して更新し、更新した前記集計データを前記格納部に格納し、前記格納部に蓄積される前記集計データの容量が閾値に達すると前記集計期間を長くして再集計を行い、新たな前記集計データを生成し、
ネットワーク障害の復旧後に前記集計データをネットワークに送信する遠隔監視システム。 A remote monitoring system in which a data transmission device is connected to a server via a network and stores data transmitted from the data transmission device in the server,
The data transmission device includes:
A storage unit for storing sampled measurement data;
A transmission unit for transmitting the stored measurement data to a network;
A control unit for controlling the storage unit and the transmission unit,
Wherein, when the capacity of the measurement data in the storage unit by the network failure to reach the threshold value, by summing for each preset total period of the stored plurality of measurement data to generate the aggregate data, the After the aggregated data is stored in the storage unit and the generation of the aggregated data is started, the aggregated mode is entered until a network failure is recovered, and the latest aggregated data in the storage unit is updated based on the sampled measurement data. Recalculate and update, store the updated aggregated data in the storage unit, and when the capacity of the aggregated data accumulated in the storage unit reaches a threshold value, recalculate by extending the aggregation period, Generating the aggregate data,
A remote monitoring system for transmitting the aggregate data to a network after recovery from a network failure.
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