JP5687399B2 - データ収集・転送装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置の制御データ（入出力データおよび内部データ）を収集し、制御装置の動作状態や制御対象の状態を監視・解析するために監視・解析用パソコン（以下、上位サーバと呼ぶ）に転送するデータ収集・転送装置に関するものである。

従来、制御装置の動作状態や制御対象の状態を遠隔地にて監視・解析するために、制御装置の制御データを収集し、ＬＡＮで接続された上位サーバに転送するデータ収集・転送装置が使用されている。このデータ収集・転送装置においては、制御装置から収集したデータを高速に読み書き可能なメモリ装置（以下、一時メモリ）に一時的に格納し、任意のタイミングで上位サーバへの転送を行う。

データ収集・転送装置は、制御装置のデータを収集し、一時メモリに格納した後、任意のタイミングで上位サーバに転送するが、上位サーバとのネットワークに障害が発生した場合には、一時メモリに格納したデータを上位サーバに転送することができない。また、一時メモリの記憶容量が十分に大きくない場合には、ネットワーク障害発生中に収集した制御装置のデータを全て記憶することができない。すなわち、ネットワーク障害発生中の制御装置の動作状態や制御対象の状態を監視・解析できないという問題があった。

このような問題を解決するために、従来、以下のデータ収集・転送装置が提案されている。その装置は、所定の制御を実行するとともにこの制御に関するデータを保持する制御装置と、制御装置の制御データを収集し、一時メモリに格納した後、任意のタイミングで一時メモリに格納されたデータを上位サーバに転送する機能を備え、上位サーバとのネットワーク障害を検出した場合に、一時メモリに格納されたデータを、大容量データが格納可能なメモリ（以下、大容量バッファリングメモリと呼ぶ）に順次格納する（以下、バッファリングと呼ぶ）手段を備えたデータ収集・転送装置により構成される。

特許文献１では、測定データ収集システムにおける障害対策方式が提案されている。この測定データ収集システムは、ホストコンピュータシステムに回線を介して接続されているパーソナルコンピュータ内のパーソナルコンピュータ端末を障害発生時にオンラインモードからローカルモードに切り替え、障害復旧時にローカルモードからオンラインモードに切り替えるモード切り替え手段と、障害発生時の前後のオンラインモード測定データおよびローカルモード測定データを継続して収集しパーソナルコンピュータ内の外部記憶装置に格納する測定データ継続収集格納手段を備える。

特開平１−９８０８６号公報

しかしながら、一般的にメモリの仕様上、一時メモリへのデータ格納速度に比べ大容量バッファリングメモリへのデータ格納速度は遅く一時メモリに格納されるデータを全てバッファリングすることができない。このため、ネットワーク障害時にデータをバッファリングできず、必要最低限のデータを消失してしまう場合があった。大容量かつデータ格納速度の速いメモリを大容量バッファリングメモリとして使用することで、一時メモリに格納したデータを全て大容量バッファリングメモリに格納することが可能になるが、一般的に、大容量かつデータ格納速度の速いメモリは高価である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大容量バッファリングメモリへのデータ格納速度が一時メモリに比べて遅い場合に、ネットワーク障害時において必要最低限のデータを一時メモリから大容量バッファリングメモリに格納することが可能なデータ収集・転送システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、一時メモリと、前記一時メモリよりも記憶容量が大きく且つデータ格納速度が遅いバッファリングメモリと、製造装置から制御データを収集し、前記一時メモリに格納するデータ収集部と、前記一時メモリに格納された前記制御データを上位サーバに転送するデータ転送部と、前記上位サーバと前記データ転送部とを接続するネットワークを監視するネットワーク監視部と、収集データ設定記憶、収集周期設定記憶、転送周期設定記憶、バッファリングデータ設定記憶、およびバッファリング周期設定記憶を保持する設定部と、を備え、前記ネットワーク監視部により前記ネットワークに障害が検知されていない場合は、前記収集データ設定記憶で指定された前記制御データを、前記収集周期設定記憶で指定された周期で前記データ収集部が収集して前記一時メモリに格納し、前記一時メモリに格納された前記制御データを、前記転送周期設定記憶で指定された周期で前記データ転送部が前記上位サーバへ転送し、前記ネットワーク監視部により前記ネットワークに障害が検知された場合は、前記バッファリングデータ設定記憶で指定された前記制御データを、前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期で前記データ収集部が収集して前記一時メモリに格納し、前記一時メモリに格納された前記制御データを、前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期で前記バッファリングメモリに格納することを特徴とする。

本発明にかかるデータ収集・転送装置によれば、データ収集・転送装置と上位サーバとのネットワークに障害が発生したとき、すなわち、上位サーバにデータを転送できない場合にはデータ収集・転送装置の内部に持つ大容量バッファリグメモリに制御データを格納する。ネットワーク正常時と障害発生時とでそれぞれ異なる制御データを異なる収集周期で収集するので、データ転送の速度に比べてバッファリング速度が遅い場合であっても、バッファリング動作時に最低限の制御データをとりこぼさないようにすることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかるデータ収集・転送システムの概略の構成を示す図である。 図２は、実施の形態にかかるデータ収集・転送装置の一連の処理の流れを説明するフローチャートを示す図である。

以下に、本発明にかかるデータ収集・転送装置を利用したデータ収集・転送システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかるデータ収集・転送装置１０を用いたデータ収集・転送システム１の構成の一例を示す図である。図１の中の実線矢印は、データ収集・転送装置１０と上位サーバ１０２とのネットワークに障害が発生していない場合の制御データの動きを示しており、破線矢印は、ネットワークに障害が発生している場合の制御データの動きを示している。ここで制御データとは、制御装置の入出力データおよび内部データなどである。

図１に示すように本実施の形態にかかるデータ収集・転送装置１０は、プログラマブルコントローラ１０３を介して製造装置１００と接続され、これらの製造装置１００を制御するプログラマブルコントローラ１０３から制御データを収集し、一時メモリ１８に格納するデータ収集部２０と、一時メモリ１８に格納した制御データを上位サーバ１０２に転送するデータ転送部２１と、設定用パソコン１０１と接続され設定用パソコン１０１上で設定された設定を保持する設定部１１と、データ収集・転送装置１０と上位サーバ１０２とのネットワーク障害を検知するネットワーク監視部２２と、ネットワーク障害時に一時メモリ１８に格納した制御データを大容量バッファリングメモリ１９にバッファリングするバッファリング部とを備えて構成される。ここで、大容量バッファリングメモリ１９は、一時メモリ１８に比べて大容量ではあるがデータ格納速度が遅いメモリである。プログラマブルコントローラ１０３とデータ収集・転送装置１０とは内部バス１１０により接続され、設定用パソコン１０１とデータ収集・転送装置１０とはイーサネット（登録商標）ケーブル１１１を介して接続され、データ収集・転送装置１０と上位サーバ１０２とはイーサネット（登録商標）ケーブル１１２を介して接続される。

プログラマブルコントローラ１０３は製造装置１００と接続され、製造装置１００を制御する。制御の結果として生成されるデータおよび制御の際に参照されるデータは制御データを示す。本実施の形態においては、この制御データが収集対象のデータであり、プログラマブルコントローラ１０３と接続されたデータ収集・転送装置１０が収集し、上位サーバ１０２に転送する。なお、図１に示すデータ収集・転送システム１においては、データ収集・転送装置１０に接続された１台のプログラマブルコントローラ１０３に１台の製造装置（製造装置１００）が接続された構成となっているが、本発明の実施の形態にかかるデータ収集・転送装置において、データ収集・転送装置に接続されるプログラマブルコントローラの台数およびプログラマブルコントローラに接続される製造装置の数はいくつであってもかまわない。

ネットワーク監視部２２は、データ収集・転送装置１０と上位サーバ１０２とのネットワーク障害の発生有無を監視する。

設定部１１は、設定用パソコン１０１でユーザにより設定された設定データを保持する。設定部１１は、ネットワーク正常時設定グループ１２とネットワーク障害時設定グループ２３とを備える。

ネットワーク正常時設定グループ１２は、ネットワーク監視部２２がネットワーク障害を検知していない間、データ収集部２０とデータ転送部２１とから参照される。ネットワーク障害時設定グループ２３は、ネットワーク監視部２２がネットワーク障害を検知している間、データ収集部２０から参照される。

ネットワーク正常時設定グループ１２は、制御データの内、どの制御データをデータ収集部２０の収集対象とするかの設定を記憶する収集データ設定記憶１３と、制御データをデータ収集部２０が収集する周期の設定を記憶する収集周期設定記憶１４と、一時メモリ１８に収集された制御データの上位サーバ１０２へのデータ転送部２１による転送周期の設定を記憶する転送周期設定記憶１５とを備える。

ネットワーク障害時設定グループ２３は、制御データの内、どの制御データをデータ収集部２０の収集対象とするかの設定を記憶するバッファリングデータ設定記憶１６と、制御データを収集する周期の設定を記憶するバッファリング周期設定記憶１７とを備える。

ネットワーク監視部２２がネットワーク復旧を検知した後に、ネットワーク障害発生中に大容量バッファリングメモリ１９に格納した制御データ、すなわち上位サーバ１０２に未転送の制御データを即座に上位サーバ１０２に転送するか、ユーザの指定する任意のタイミングで転送するかは、設定用パソコン１０１にて設定し、設定部１１に記憶することができる。

ネットワーク監視部２２がネットワーク障害を検知している間、制御データは大容量バッファリングメモリ１９に格納される。大容量バッファリングメモリ１９は、制御データを格納するのに十分な記憶領域を持つデータ収集・転送装置１０に着脱可能に装着された外部記憶媒体であり、例えば、コンパクトフラッシュ（登録商標）カードやＳＤカードである。

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかるデータ収集・転送装置１０における制御データ収集からデータ転送、もしくは大容量バッファリングメモリ１９への格納までの一連の流れについて図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかるデータ収集・転送装置１０の処理の概要を示すフローチャートである。

まず設定部１１は、ユーザが設定用パソコン１０１を用いて作成した設定データを取得する（ステップＳ１１）。次に、ネットワーク監視部２２によるネットワーク障害検知の有無を確認する（ステップＳ１２）。ネットワーク障害が検知されていない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、データ収集部２０は、ネットワーク正常時設定グループ１２の収集データ設定記憶１３で指定された制御データを、収集周期設定記憶１４で指定された周期で収集する（ステップＳ１３）。収集された制御データは、一時メモリ１８に格納され、転送周期設定記憶１５で指定された周期に基づいて、データ転送部２１により上位サーバ１０２へ転送される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１２でネットワーク障害を検知した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）は、データ収集部２０は、ネットワーク障害時設定グループ２３のバッファリングデータ設定記憶１６で指定されたデータを、バッファリング周期設定記憶１７で指定された周期で一時メモリ１８に収集する（ステップＳ１５）。収集したデータは、バッファリング周期設定記憶１７で指定された周期に基づき、大容量バッファリングメモリ１９に格納される（ステップＳ１６）。ステップＳ１２からステップＳ１６までの処理は、データ収集が停止する（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）まで繰り返される（ステップＳ１７：Ｎｏ）。

次に、ネットワーク障害時設定グループ２３の設定について説明する。ネットワーク障害を検知した際にバッファリングするデータを指定するバッファリングデータ設定記憶１６と、バッファリング周期を指定するバッファリング周期設定記憶１７とは、それぞれ、ネットワーク障害が検知されていない場合の設定である、収集データ設定記憶１３、収集周期設定記憶１４とは独立に設定する。それぞれを全く同じ値に設定することもできるが、大容量バッファリングメモリ１９へのデータの格納速度が遅く、収集した全てのデータを大容量バッファリングメモリ１９に格納できない場合は異なる値に設定することが可能である。収集したデータを全てバッファリングすることができるか否かは、設定用パソコン１０１を利用することで判定することができる。

即ち、設定用パソコン１０１は、大容量バッファリングメモリ１９へのデータが格納可能な最大格納速度に合わせてバッファリングするデータを収集する周期を自動計算し、計算した周期をバッファリング周期設定記憶１７に設定することができる。また、ユーザがバッファリングデータ設定記憶１６に指定したデータを、バッファリング周期設定記憶１７に指定した周期で収集することができるか否かを大容量バッファリングメモリ１９のデータ格納速度に基づいて判定することができる。そして、設定用パソコン１０１は、これらの自動設定値や判定結果をユーザに通知する機能を備える。

バッファリングデータ設定記憶１６およびバッファリング周期設定記憶１７を、それぞれ、収集データ設定記憶１３および収集周期設定記憶１４と全く同じ値に設定した場合に、収集した全てのデータを大容量バッファリングメモリ１９に格納することができないと判定された場合には、以下の設定が可能である。即ち、ユーザの考える収集の重要度に応じて、バッファリングデータ設定記憶１６で指定された制御データ、即ちバッファリング対象のデータを収集データ設定記憶１３で指定された制御データより少なくして絞り込むようにしてもよい。または、バッファリング周期設定記憶１７で指定された周期、即ちバッファリングするデータの収集周期を収集周期設定記憶１４で指定された周期より長くするようにしてもよい。もしくは、これらの両方を実施してもよい。このように、バッファリングデータ設定記憶１６およびバッファリング周期設定記憶１７を設定することで、重要度の高いデータのとりこぼしを防ぐことが可能である。

本実施の形態では、ネットワーク復旧後、大容量バッファリングメモリ１９にバッファリングしたデータは、ユーザ指定のタイミングで上位サーバ１０２に転送する。なお、ネットワーク復旧後、即座にバッファリングしたデータを上位サーバ１０２に転送するか、もしくはユーザが指定したタイミングで転送するかについては、ユーザが任意に指定することが可能である。

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるデータ収集・転送装置は、制御装置の制御データを収集し、制御装置の動作状態や制御対象の状態を監視・解析するために上位サーバに転送するデータ収集・転送装置に有用であり、特に、ネットワーク障害発生中の制御装置の動作状態や制御対象の状態を監視・解析するデータ収集・転送装置に適している。

１ データ収集・転送システム、１０ データ収集・転送装置、１１ 設定部、１２ ネットワーク正常時設定グループ、１３ 収集データ設定記憶、１４ 収集周期設定記憶、１５ 転送周期設定記憶、１６ バッファリングデータ設定記憶、１７ バッファリング周期設定記憶、１８ 一時メモリ、１９ 大容量バッファリングメモリ、２０ データ収集部、２１ データ転送部、２２ ネットワーク監視部、２３ ネットワーク障害時設定グループ、１００ 製造装置、１０１ 設定用パソコン、１０２ 上位サーバ、１０３ プログラマブルコントローラ、１１０ 内部バス、１１１，１１２ イーサネット（登録商標）ケーブル。

Claims (5)

1. 一時メモリと、
   前記一時メモリよりも記憶容量が大きく且つデータ格納速度が遅いバッファリングメモリと、
   製造装置から制御データを収集し、前記一時メモリに格納するデータ収集部と、
   前記一時メモリに格納された前記制御データを上位サーバに転送するデータ転送部と、
   前記上位サーバと前記データ転送部とを接続するネットワークを監視するネットワーク監視部と、
   収集データ設定記憶、収集周期設定記憶、転送周期設定記憶、バッファリングデータ設定記憶、およびバッファリング周期設定記憶を保持する設定部と、
   を備え、
   前記ネットワーク監視部により前記ネットワークに障害が検知されていない場合は、前記収集データ設定記憶で指定された前記制御データを、前記収集周期設定記憶で指定された周期で前記データ収集部が収集して前記一時メモリに格納し、前記一時メモリに格納された前記制御データを、前記転送周期設定記憶で指定された周期で前記データ転送部が前記上位サーバへ転送し、
   前記ネットワーク監視部により前記ネットワークに障害が検知された場合は、前記バッファリングデータ設定記憶で指定された前記制御データを、前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期で前記データ収集部が収集して前記一時メモリに格納し、前記一時メモリに格納された前記制御データを、前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期で前記バッファリングメモリに格納する
   ことを特徴とするデータ収集・転送装置。
2. 前記バッファリングデータ設定記憶で指定された前記制御データは、前記収集データ設定記憶で指定された前記制御データより少ない
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集・転送装置。
3. 前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期は、前記収集周期設定記憶で指定された周期より長い
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集・転送装置。
4. 外部機器が接続され、前記外部機器により前記設定部を任意に設定できる
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のデータ収集・転送装置。
5. 前記一時メモリに格納された前記バッファリングデータ設定記憶で指定された前記制御データを、前記バッファリング周期設定記憶で指定された周期で前記バッファリングメモリに格納することが可能か否かを、前記バッファリングメモリの前記データ格納速度に基づいて前記外部機器が判定する
   ことを特徴とする請求項４に記載のデータ収集・転送装置。

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