JP6847320B1 - データ収集システムおよびデータ収集装置 - Google Patents

Abstract

データ収集装置（１０）は、クロック生成部（１５）で生成されるクロック信号のクロック周波数と、クロック生成部（１５）が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、補正量を生成する補正部（１３）と、データ収集装置（１０）における時刻を保持し、クロック信号に従って動作してデータ収集装置（１０）における時刻を更新し、クロック生成部（１５）から供給されるクロック信号を補正量を用いて補正した補正クロック信号に従って動作して時刻を補正する時計部（１４）と、他の機器からデータを取得するデータ収集部（１１）と、データと、時計部（１４）の時刻に基づいてデータが記憶される時刻を特定可能な時刻特定情報と、を関連付けて記憶するメモリ（２）と、を備える。データ表示装置（１００）は、メモリ（２３）に記憶されたデータを時刻特定情報に基づいてグラフ表示する表示部を備える。

Description

本開示は、産業用システムに使用されている機器からデータを収集するデータ収集システムおよびデータ収集装置に関する。

近年、制御装置によって制御対象装置の制御を行う産業用システムが、工場等において用いられている。産業用システムの制御装置には、制御対象装置の制御における異常時の原因究明を目的として、また制御対象装置の制御における異常の兆候の検出を目的として、制御装置による制御対象装置の制御において得られる制御データを収集する機能がある。そして、産業用システムの表示装置には、制御装置において収集されたデータを読み出し、グラフ表示する機能が備えられている。これにより、ユーザは、制御対象装置の制御における異常発生の前後におけるデータの変化等を表示装置において容易に確認することができる。

しかしながら、産業用システムに使用される機器は複数存在し、それぞれの機器で収集できるデータの種類は限られていることが多い。例えば、モータ制御装置は、指令速度のデータ、モータ速度のデータ、モータに流れる電流のデータを収集可能であるが、温度データは収集できない。一方、温度センサは、温度データを収集できるが、指令速度のデータ、モータ速度のデータ、モータに流れる電流のデータを計測できない。

産業用システムにおいて、異常時の素早い原因究明を実現するためには、産業用システムのそれぞれの機器で収集されている全てのデータにおいて、異常発生前後のデータ変化を確認することが必要である。また、産業用システムにおいて、異常の兆候の早期検知を実現するためには、産業用システムのそれぞれの機器で収集されている全てのデータにおいて、データ変化を確認することが必要である。このため、それぞれの機器で収集された複数種類のデータを、時間軸を同期させて、同じ表示画面上に重ね合わせて表示させることが好ましい。

機器からデータを収集して表示する技術として、特許文献１には、制御装置から供給されるデータを収集する複数のデータ収集装置とデータ表示装置とを備え、データ表示装置が、複数のデータ収集装置で収集された複数のデータを時間軸が一致するように表示部に表示させるデータ収集システムが記載されている。また、特許文献２には、異なる収集周期に基づいて収集される複数のヒストリカルトレンドデータをグラフ上に同一表示する監視装置が記載されている。

国際公開第２０１４／００２１７７号 特開２０００−２９３２２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたデータ収集システムでは、マスタデータ収集装置から送信された時刻に基づいて、他のデータ収集装置が備える時計との時刻合わせ後、各データ収集装置が備えるＣＰＵのクロック周波数の変動に起因して、時間とともに拡大していく他のデータ収集装置との間の時刻のずれを抑制できないため、データを収集した精確な時刻が分からない。また、上記特許文献２に記載された監視装置では、複数の端末装置間で各端末装置が備えている時計の時刻合わせを行う機能がないため、特許文献１と同様にデータを収集した精確な時刻が分からない。

すなわち、特許文献１および特許文献２に記載された技術では、データを収集した精確な時刻が分からないため、複数の異常がほぼ同時刻に発生した場合、真因の異常がどれか判断するのが難しいという問題があった。このため、複数のデータ収集装置において収集されたデータをデータの収集時刻とともに表示する際に複数のデータ収集装置ごとに保持される個別の時刻のずれを抑制することが切望されていた。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のデータ収集装置において収集されたデータをデータの収集時刻とともに表示する際に複数のデータ収集装置ごとに保持される個別の時刻のずれを抑制できるデータ収集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、本開示にかかるデータ収集システムは、データ収集機能を備えた複数のデータ収集装置と、複数のデータ収集装置で収集されたデータを時間軸が一致するようにグラフに表示するデータ表示装置と、を備えたデータ収集システムである。データ収集装置は、クロック信号を生成するクロック生成部と、クロック生成部で生成されるクロック信号のクロック周波数と、クロック生成部が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、クロック信号を補正するクロック信号の補正量を生成する補正部と、データ収集装置における時刻を保持し、クロック信号に従って動作してデータ収集装置における時刻を更新し、クロック生成部から供給されるクロック信号をクロック信号の補正量を用いて補正した補正クロック信号に従って動作して、時刻を補正する時計部と、他の機器からデータを取得するデータ収集部と、データと、時計部に保持された時刻に基づいてデータが記憶される時刻を特定可能な時刻特定情報と、を関連付けて記憶するメモリと、を備える。また、データ収集装置は、時計部が保持する時刻を他のデータ収集装置が有する時計部が保持する時刻と定期的に同期させて同期時刻を生成する時刻同期処理を行い、同期時刻を時計部に送信して時計部が保持する時刻を同期時刻に更新させる同期部を備える。時計部は、同期部による時刻同期処理が行われない期間において、補正クロック信号に従って動作して、時計部が保持する時刻を補正する。データ表示装置は、メモリに記憶されたデータを時刻特定情報に基づいてグラフ表示する表示部を備える。

本開示にかかるデータ収集システムは、複数のデータ収集装置において収集されたデータをデータの収集時刻とともに表示する際に複数のデータ収集装置ごとに保持される個別の時刻のずれを抑制できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかるデータ収集システムの全体構成を示すブロック図 実施の形態１にかかるデータ収集装置のメモリに記憶されるプロセスデータの構成例を示す図 図２に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図 実施の形態１にかかるデータ収集システムの動作の手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ収集装置における時刻補正処理の手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ収集システムにおいて時刻同期を行うマスタ局データ収集装置とスレーブ局データ収集装置とを示す図 実施の形態１にかかるデータ収集システムのマスタ局データ収集装置とスレーブ局データ収集装置とにおける時刻同期処理の手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ収集システムのマスタ局データ収集装置とスレーブ局データ収集装置とにおける時刻同期処理の通信シーケンス図 実施の形態１にかかるデータ収集システムにおけるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出処理の手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるデータ収集システムにおけるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出処理の通信シーケンス図 実施の形態２におけるデータ収集装置のメモリに記憶されるプロセスデータの構成例を示す図 図１１に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図 実施の形態３におけるデータ収集装置のメモリに記憶されるプロセスデータの構成例を示す図 図１３に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図 実施の形態１にかかるデータ収集システムの第１の構成例を示す図 実施の形態１にかかるデータ収集システムの第２の構成例を示す図 実施の形態１にかかるデータ収集システムの第３の構成例を示す図

以下に、実施の形態にかかるデータ収集システムおよびデータ収集装置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本開示が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の全体構成を示すブロック図である。データ収集システム１００は、制御装置による制御対象装置の制御において得られる制御データを収集して表示するシステムである。データ収集システム１００は、制御装置による制御対象装置の制御において異常が発生した際、異常の発生前後の制御データを収集して表示することができる。これにより、ユーザは、異常時の原因究明を実現することができる。また、データ収集システム１００は、制御装置による制御対象装置の制御における異常の兆候の検出を目的として制御データを収集して表示することができる。これにより、ユーザは、異常の発生を未然に防ぐことができる。

データ収集システム１００は、複数のデータ収集装置１０と、データ表示装置２０と、を備える。本実施の形態１では、データ収集システム１００が２つのデータ収集装置１０を備える場合について説明するが、データ収集システム１００が備えるデータ収集装置１０の数量は２つに限定されず、さらに多数のデータ収集装置１０をデータ収集システム１００が備えてもよい。

データ収集システム１００では、複数のデータ収集装置１０が第１通信回線３１に接続され、さらに、第１通信回線３１にデータ表示装置２０が接続されている。すなわち、データ収集装置１０とデータ表示装置２０とは、第１通信回線３１を介して通信可能である。また、複数のデータ収集装置１０は、第２通信回線３２に接続されている。第２通信回線３２には、複数の制御装置４０が接続されている。すなわち、データ収集装置１０と制御装置４０とは、第２通信回線３２を介して通信可能である。

制御装置４０は、不図示の制御対象装置の動作を制御する制御装置であり、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）に代表される制御用コントローラで構成される。なお、制御装置４０は、ＰＬＣ以外の他の制御装置であってもよい。制御装置４０は、制御装置４０による制御対象装置の制御において得られるデータである制御データを、第２通信回線３２を介して予め決められた周期でデータ収集装置１０に送信する。本実施の形態１では、制御装置４０として、第１制御装置４０ａと、第２制御装置４０ｂと、が第２通信回線３２に接続されている。

データ収集装置１０は、制御装置４０による制御対象装置の制御において得られるデータである制御データを、制御装置４０から取得する。データ収集装置１０は、制御装置４０から取得した制御データを、データ表示装置２０に送信して表示させる。本実施の形態１では、データ収集システム１００は、複数のデータ収集装置１０として、第１データ収集装置１０ａと第２データ収集装置１０ｂと、の２つのデータ収集装置１０を備える。第１データ収集装置１０ａは、制御装置４０である第１制御装置４０ａと第２通信回線３２を介して通信可能である。第２データ収集装置１０ｂは、制御装置４０である第２制御装置４０ｂと第２通信回線３２を介して通信可能である。第１データ収集装置１０ａと第２データ収集装置１０ｂとは、同じ構成および同じ機能を有する。以下においては、第１データ収集装置１０ａと第２データ収集装置１０ｂとを区別しない場合には、データ収集装置１０と呼ぶ。

データ収集装置１０は、各種処理を実行するプロセッサ１と、情報を記憶するメモリ２と、制御装置４０との間の通信およびデータ表示装置２０との間の通信を行う通信装置３と、を有する。

プロセッサ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。図１には、プロセッサ１を使用することによって実現されるデータ収集装置１０の機能構成を示している。

データ収集部１１は、制御装置４０から供給されるデータであって制御装置４０による制御対象装置の制御において得られるデータである制御データを、通信装置３を介して制御装置４０から取得して収集する。データ収集部１１は、予め決められたサンプリング周期で制御データを収集する。データ収集部１１は、収集した制御データをメモリ２に送信して、メモリ２に記憶させる。制御データは、制御対象装置の動作を指示する指令速度のデータ、制御対象装置の動作速度のデータ、および制御対象装置の温度のデータが例示される。制御対象装置がモータである場合には、制御データは、モータ指令速度のデータ、モータ速度のデータ、およびモータの温度などのデータが例示される。

なお、データ収集部１１が制御データを収集するタイミングは、予め決められたサンプリング周期に限定されない。また、データ収集部１１は、異なるサンプリング周期で収集された制御データを、複数の制御装置４０から収集することができる。

同期部１２は、通信装置３から送信される時刻同期信号である時刻同期フレームに基づいて、データ収集装置１０が保持する時刻について、他のデータ収集装置１０との間で定期的に時刻同期処理を行う。同期部１２は、同期した時刻を時計部１４へ送信して、同期した時刻を保持させる。データ収集装置１０が保持する時刻は、時計部１４が保持し、更新する時刻である。時刻同期処理については後述する。

補正部１３は、データ収集装置１０が保持する時刻、すなわち時計部１４が保持する時刻を補正するための、時刻補正用のクロック信号の補正量を生成する。時刻補正用の補正量は、データ収集装置１０が保持する時刻が他のデータ収集装置１０が保持する時刻と同期された後の、他のデータ収集装置１０の保持する時刻との間のデータ収集装置１０が保持する時刻のずれを抑制するための、クロック信号の補正量である。

第１データ収集装置１０ａのデータ収集部１１は、第１制御装置４０ａと第２通信回線３２を介して通信し、第１制御装置４０ａによる制御対象装置の制御において得られる制御データを収集する。第２データ収集装置１０ｂのデータ収集部１１は、第２制御装置４０ｂと第２通信回線３２を介して通信し、第２制御装置４０ｂによる制御対象装置の制御において得られる制御データを収集する。

時計部１４は、データ収集装置１０における時刻を更新して保持する。時計部１４は、同期部１２から送信された同期した時刻と、補正部１３から送信された時刻補正用のクロック信号の補正量と、に基づいて時刻を補正し、保持する。したがって、時計部１４は、他のデータ収集装置１０の時計部１４との間で常に同期した時刻を保持する。時計部１４は、他のデータ収集装置１０の時計部１４との間で同期した時刻に基づいて、データ収集装置１０における時刻を更新する。時計部１４は、時計部１４が保持する時刻を、予め決められた周期で同期部１２およびメモリ２に送信する。

クロック生成部１５は、データ収集装置１０におけるプロセッサ１とメモリ２との同期を取るための信号である、予め決められたクロック周波数のクロック信号を生成してプロセッサ１とメモリ２とに供給するクロックジェネレータである。したがって、データ収集部１１と、同期部１２と、補正部１３と、時計部１４と、は、クロック生成部１５から供給されるクロック信号に従って動作する。

メモリ２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。データ収集装置１０の処理プログラムは、メモリ２に格納される。プロセッサ１は、メモリ２に格納されているプログラムを実行する。

メモリ２は、データ収集部１１から送信された制御データを、メモリ２が制御データを受信した時刻と関連付けて、プロセスデータとして記憶する。すなわち、プロセスデータは、制御データと、メモリ２が制御データを受信した時刻と、が関連付けられたデータといえる。ここでの、制御データを受信した時刻は、時計部１４から送信された時刻を参照して決められる。したがって、メモリ２は、プロセスデータを記憶する記憶部を構成する。収集された制御データと、時計部１４の保持する時刻とを関連付けて記憶することで、制御データが収集された精確な時刻を記憶することができる。

データ収集装置１０では、メモリ２が制御データを受信した時刻を、データ収集装置１０が制御データを収集した時刻とする。メモリ２が制御データを受信した時刻、すなわちデータ収集装置１０が制御データを収集した時刻は、データ収集装置１０が制御データを収集したデータ収集時刻を特定可能な時刻特定情報である。

メモリ２は、制御データの種類ごとに、プロセスデータを記憶する。データ収集部１１が制御装置４０から２種類の制御データを収集している場合、メモリ２は、２種類のプロセスデータを、異なる個別の記憶領域に記憶する。メモリ２に記憶されているプロセスデータは、データ収集部１１の制御によって、通信装置３を介してデータ表示装置２０に送信される。

図２は、本実施の形態１にかかるデータ収集装置１０のメモリ２に記憶されるプロセスデータの構成例を示す図である。図２においては、プロセスデータである、サンプリングデータ１−１およびサンプリングデータ１−２が示されている。サンプリングデータ１−１とサンプリングデータ１−２とは、異なるサンプリング周期で収集されたサンプリングデータ、すなわち異なるサンプリング周期で収集されたプロセスデータである。したがって、サンプリングデータ１−１とサンプリングデータ１−２とは、異なるタイミングで収集されたサンプリングデータ、すなわち異なるタイミングで収集されたプロセスデータである。

サンプリングデータ１−１は、データ収集部１１から送信された制御データがメモリ２に記憶された時刻である「データ収集時刻」と、各データ収集時刻に収集された「信号１から信号ｍまでのデータ」を１つの組としたプロセスデータが、データ収集開始時刻ｔ１からデータ収集終了時刻ｔｎまでについて収集されている。ここでの制御データは、各データ収集時刻に収集された「信号１から信号ｍまでのデータ」である。

図３は、図２に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図である。図３に示すグラフは、図２に示すサンプリングデータ１−１とサンプリングデータ１−２の信号１をグラフ表示した場合の例を示している。すなわち、図３に示すグラフでは、異なるサンプリング周期で収集されたサンプリングデータ、すなわち異なるサンプリング周期で収集されたプロセスデータが１つのグラフ上に表示されている。

通信装置３は、第１通信回線３１を介してデータ表示装置２０と通信可能であり、メモリ２から送信されるプロセスデータを、第１通信回線３１を介してデータ表示装置２０に送信する。また、通信装置３は、第２通信回線３２を介して制御装置４０と通信可能であり、第２通信回線３２を介して制御装置４０から送信される制御データを受け付ける。通信装置３は、受け付けた制御データをデータ収集部１１に送信する。なお、データ収集部１１が、通信装置３および第２通信回線３２を介さずに制御装置４０と直接通信する構成とされてもよい。

また、通信装置３は、第１通信回線３１を介して、他のデータ収集装置１０と時刻同期信号である時刻同期フレームを送受信する。

データ表示装置２０は、複数のデータ収集装置１０で収集された制御データを、時間軸が一致するように表示する。具体的には、データ表示装置２０は、データ表示装置２０の後述する表示装置２４上の１つのグラフ上に、複数のデータ収集装置１０から取得した複数種類の制御データを、時間軸が一致するように、同一の時間軸に合わせたうえで重ねて表示する。

データ収集システム１００では、複数のデータ収集装置１０の時刻が同期されている。このため、複数のデータ収集装置１０からデータ表示装置２０に送信された複数種類のプロセスデータに含まれる時刻は、同期されている。これにより、データ表示装置２０は、複数のデータ収集装置１０から取得した複数種類のプロセスデータを、同一の時間軸に合わせたうえで重ねて表示することができる。

データ表示装置２０の構成について説明する。データ表示装置２０は、データ収集装置１０との間の通信を行う通信装置２１と、各種処理を実行するプロセッサ２２と、情報を記憶するメモリ２３と、情報を表示する表示装置２４と、を有する。

通信装置２１は、第１通信回線３１を介して複数のデータ収集装置１０と通信可能であり、第１通信回線３１を介して複数のデータ収集装置１０から送信されるプロセスデータを受け付ける。通信装置２１は、受け付けたプロセスデータを表示制御部２１１に送信する。

プロセッサ２２は、ＣＰＵである。

図１には、プロセッサ２２を使用することによって実現されるデータ表示装置２０の機能構成を示している。表示制御部２１１は、通信装置２１から送信されたプロセスデータをメモリ２３に記憶させる。また、表示制御部２１１は、メモリ２３に記憶されたプロセスデータの内容を基に、文字情報または画像情報といった表示情報を生成する。表示制御部２１１は、生成された表示情報を表示装置２４へ送信し、プロセスデータを表示装置２４に表示させる制御を行う。表示制御部２１１は、メモリ２３に記憶された異なる複数種類のプロセスデータの時間軸が一致するように、異なる複数種類のプロセスデータを同一の時間軸に合わせて表示装置２４上の１つのグラフ上に表示させる表示情報を生成する。また、表示制御部２１１は、データ表示装置２０の制御に関わる情報を表示装置２４に表示させる表示情報を生成し、表示装置２４へ送信する。

表示制御部２１１の機能は、プロセッサ２２およびソフトウェアの組み合わせによって実現される。表示制御部２１１の機能は、プロセッサ２２およびファームウェアの組み合わせによって実現されてもよく、プロセッサ２２、ソフトウェアおよびファームウェアの組み合わせによって実現されてもよい。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２３に格納される。プロセッサ２２は、ソフトウェアまたはファームウェアを読み出す。プロセッサ２２は、ソフトウェアまたはファームウェアを実行する。

メモリ２３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＨＤＤまたはＳＳＤを含む。通信装置２１から送信されたプロセスデータと、データ表示装置２０の処理プログラムは、メモリ２３に格納される。すなわち、メモリ２３は、第１通信回線３１を介して複数のデータ収集装置１０から送信されるプロセスデータを記憶する記憶部を構成する。プロセッサ２２は、メモリ２３に格納されているプログラムを実行する。

メモリ２３は、データ収集装置１０ごとに、且つ制御データの種類ごとに、プロセスデータを記憶する。たとえば、第１データ収集装置１０ａにおいて２種類の制御データが取得され、第２データ収集装置１０ｂにおいて１種類の制御データが取得されている場合、メモリ２３は、３種類のプロセスデータの各々を、異なる個別の記憶領域に記憶する。

表示装置２４は、画面にて情報を表示する、表示部である。表示装置２４は、表示制御部２１１から送信される表示情報に従ってプロセスデータの表示を行う。すなわち、表示装置２４は、表示制御部２１１からの指示に従って、異なる複数種類のプロセスデータを同一の時間軸に合わせて表示装置２４上の１つのグラフ上に表示する。また、表示装置２４は、表示制御部２１１から送信される表示情報に従って、データ表示装置２０の制御に関わる情報を表示する。

表示装置２４は、表示制御部２１１から送信される表示情報に従って、例えば図２に示すサンプリングデータ１−１およびサンプリングデータ１−２の信号１のデータを、図３に示すように同一の時間軸に合わせて表示装置２４上の１つのグラフ上に表示する。各サンプリングデータは、データ収集時刻に基づいてグラフ上にプロットされる。

次に、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の動作について説明する。図４は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の動作の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、データ収集装置１０が、制御装置４０から送信されてくる制御データを取得する。具体的には、第１データ収集装置１０ａのデータ収集部１１が、第１制御装置４０ａから予め決められた周期で送信されてくる制御データを、予め決められた周期で収集し、第１データ収集装置１０ａのメモリ２に送信する。第１データ収集装置１０ａのデータ収集部１１が制御データを収集する周期は、第１データ収集装置１０ａのデータ収集部１１に記憶されている。

また、第２データ収集装置１０ｂのデータ収集部１１が、第２制御装置４０ｂから予め決められた周期で送信されてくる制御データを、予め決められた周期で収集し、第２データ収集装置１０ｂのメモリ２に送信する。第２データ収集装置１０ｂのデータ収集部１１が制御データを収集する周期は、第２データ収集装置１０ｂのデータ収集部１１に記憶されている。

ステップＳ２において、データ収集装置１０が、取得した制御データに基づいて、プロセスデータを記憶する。具体的には、第１データ収集装置１０ａのメモリ２が、第１制御装置４０ａから送信された制御データを受信し、制御データを受信した時刻と関連付けて、プロセスデータとして記憶する。また、第２データ収集装置１０ｂのメモリ２が、第２制御装置４０ｂから送信された制御データを受信し、制御データを受信した時刻と関連付けて、プロセスデータとして記憶する。

ステップＳ３において、データ収集装置１０が、メモリ２に記憶されているプロセスデータを、通信装置３を介してデータ表示装置２０に送信する。具体的には、第１データ収集装置１０ａのデータ収集部１１が、第１データ収集装置１０ａのメモリ２に記憶されているプロセスデータを、通信装置３を介してデータ表示装置２０に送信する。また、第２データ収集装置１０ｂのデータ収集部１１が、第２データ収集装置１０ｂのメモリ２に記憶されているプロセスデータを、通信装置３を介してデータ表示装置２０に送信する。データ収集装置１０は、メモリ２に記憶されているプロセスデータを、任意のタイミングでデータ表示装置２０に送信してもよく、予め決められた周期でデータ表示装置２０に送信してもよい。

ステップＳ４において、データ表示装置２０が、データ収集装置１０から送信された複数種類のプロセスデータを、同一の時間軸に合わせたうえで１つのグラフ上に重ねてグラフ表示する。

次に、上述した本実施の形態１かかるデータ収集装置１０の動作における各構成部の動作について詳細に説明する。

補正部１３は、ＣＰＵのクロック偏差を用いて、時計部１４が行う時刻補正用のクロック信号の補正量を時計部１４へ送信する。すなわち、補正部１３は、クロック生成部１５から補正部１３および時計部１４に供給されるクロック信号のクロック周波数、すなわちクロック生成部１５で生成されるクロック信号のクロック周波数と、クロック生成部１５が生成するクロック信号のクロック周波数として予めクロック生成部１５に設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、時計部１４が保持する時刻を補正する時刻補正用のクロック信号の補正量を生成して時計部１４へ送信する。

図５は、本実施の形態１にかかるデータ収集装置１０における時刻補正処理の手順を示すフローチャートである。補正部１３は、データ収集装置１０のＣＰＵの起動時から、予め決められた周期のタイミングでクロック生成部１５から供給されるクロック信号の数を計測している。上述したように、補正部１３および時計部１４には、クロック生成部１５からクロック信号が供給される。

ステップＳ１０において、補正部１３は、予め決められた周期ＣＰにおける今回の計測タイミングである第２タイミングに計測しているクロック信号の数である今回のカウント値Ｃ２を取得する。補正部１３は、予め決められた周期ＣＰにおける前回の計測タイミングである第１タイミングに計測したクロック信号の数である前回のカウント値Ｃ１を記憶している。

ステップＳ２０において、補正部１３は、前回のカウント値Ｃ１と今回のカウント値Ｃ２とから、前回のカウント値Ｃ１と今回のカウント値Ｃ２との差分である差分カウント値Ｃ３を算出する。ここで、予め決められた周期ＣＰにおける差分カウント値Ｃ３は、予め決められた単位時間あたりにクロック生成部１５から時計部１４に供給されるクロック信号の数といえる。そして、予め決められた単位時間を１秒に換算することにより、クロック生成部１５から時計部１４に供給されるクロック信号のクロック周波数が得られる。

ステップＳ３０において、補正部１３は、差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との差分が許容範囲外であるか否かを判定する。カウント値の理論値Ｃ０は、本来、予め決められた周期ＣＰの間にクロック生成部１５から供給されるクロック信号のクロック数の理論値であり、予め補正部１３に記憶されている。カウント値の理論値Ｃ０は、たとえば上記の予め決められた単位時間が１秒である場合には、クロック生成部１５が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されているクロック信号の設定周波数である。

ここで、差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との差分は、差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との偏差である。したがって、上記の予め決められた単位時間が１秒である場合には、差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との差分は、差分カウント値Ｃ３の値と、クロック生成部１５が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されている設定周波数との偏差である。

差分カウント値Ｃ３とカウント値の理論値Ｃ０との差分が許容範囲外であるか否かを判定する方法としては、たとえばカウント値の理論値Ｃ０がクロック生成部１５から供給されるクロック信号の基本周波数である場合には、差分カウント値Ｃ３とカウント値の理論値Ｃ０との差分がデータ収集装置１０のＣＰＵのクロック周波数の標準偏差内であるか否かを判定する方法が例示される。なお、差分カウント値Ｃ３とカウント値の理論値Ｃ０との差分が許容範囲外であるか否かを判定する方法は、これに限定されない。ＣＰＵのクロック周波数の標準偏差は、クロック生成部１５で生成されるクロック信号のクロック周波数であり、データ収集装置１０ごとに予め算出されて各々のデータ収集装置１０の補正部１３に記憶されている。

差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との差が許容範囲外である場合は、ステップＳ３０においてＹｅｓとなり、ステップＳ４０に進む。差分カウント値Ｃ３の値とカウント値の理論値Ｃ０との差が許容範囲外でない場合は、ステップＳ３０においてＮｏとなり、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ４０において、補正部１３は、差分カウント値Ｃ３の値を補正して、時刻補正用のクロック信号の補正量を生成する。すなわち、補正部１３は、補正した差分カウント値Ｃ３を時刻補正用のクロック信号の補正量とする。補正部１３は、算出した時刻補正用のクロック信号の補正量を時計部１４へ送信する。差分カウント値Ｃ３の補正としては、例えば、算出した今回の差分カウント値Ｃ３を、カウント値の理論値Ｃ０または前回の差分カウント値Ｃ３に置き換える補正が例示される。なお、時刻補正用のクロック信号の補正量の算出方法は、時計部１４が他のデータ収集装置１０の時計部１４との間で時刻同期処理をしない期間の時計部１４の時刻のずれを抑制できる時刻補正用のクロック信号の補正量を算出することができる方法であれば、限定されない。

ステップＳ７０において、補正部１３は、差分カウント値Ｃ３を補正せずに、時刻補正用のクロック信号の補正量を生成し、時計部１４に送信する。すなわち、補正部１３は、差分カウント値Ｃ３を時刻補正用のクロック信号の補正量として時計部１４へ送信する。

ステップＳ５０において、時計部１４は、補正部１３から送信された時刻補正用のクロック信号の補正量を用いて、時計部１４に保持している時刻の更新を行う。すなわち、時計部１４は、クロック生成部１５から供給されるクロック信号に対して、予め決められた周期ＣＰにおけるクロック信号数が時刻補正用のクロック信号の補正量となるように補正した補正クロック信号に従って動作して、時刻を更新する。

ステップＳ６０において、補正部１３は、次の時刻更新時まで待機し、次の時刻更新時になると、ステップＳ１０に戻る。時刻更新時は、時計部１４が他のデータ収集装置１０の時計部１４との間で時刻同期処理を行わない間における、予め決められたタイミングである。

上述したように、補正部１３は、クロック生成部１５から補正部１３および時計部１４に供給されるクロック信号のクロック周波数、すなわちクロック生成部１５で生成されるクロック信号のクロック周波数と、クロック生成部１５が生成するクロック信号のクロック周波数として予めクロック生成部１５に設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、時計部１４が保持する時刻を補正する時刻補正用のクロック信号の補正量を生成して時計部１４へ送信することができる。補正部１３は、同期部１２による時刻同期処理が行われない期間に、時刻補正用のクロック信号の補正量を生成して時計部１４へ送信することができる。

そして、時計部１４は、同期部１２から同期された時刻を受信していない期間は、すなわち同期部１２による時刻同期処理が行われない期間に、クロック生成部１５から供給されるクロック信号を時刻補正用の補正量を用いて補正し、補正した補正クロック信号に従って動作して、時計部１４に保持している時刻を更新することができる。

同期部１２は、通信装置３と第１通信回線３１とを介して通信可能とされた他のデータ収集装置１０との間で定期的に時刻同期処理を行い、時刻同期した時刻を時計部１４に送信する。時計部１４は、同期部１２で生成されて送信された同期された時刻を受信した場合は、保持している時刻を同期部１２から受信した同期された時刻に置き換えて、時計部１４に保持している時刻を更新する。これにより、データ収集装置１０は、他のデータ収集装置１０との間での時刻のずれの発生を抑制することができる。

また、時計部１４は、同期部１２から同期された時刻を受信していない期間は、すなわち同期部１２による時刻同期処理が行われない期間は、補正部１３から予め決められた周期ＣＰで定期的に送信される時刻補正用の補正量を用いて、時計部１４に保持している時刻を更新する。これにより、データ収集装置１０は、同期部１２から同期された時刻を受信していない期間における、各データ収集装置１０内での、クロック生成部１５から供給されるクロック信号のクロック周波数の変動に起因した時計部１４の時刻のずれを抑制できる。

このように、データ収集システム１００では、同期部１２が他のデータ収集装置１０との間で時刻同期処理を定期的に行い、さらに同期部１２から同期された時刻を受信していない期間には、時刻補正用の補正量を用いて、時計部１４に保持している時刻を更新することにより、他のデータ収集装置１０との間での時刻のずれの発生を大幅に抑制することができる。

本実施の形態１において同期部１２が行う時刻同期処理の時刻同期方式には、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ、またはＩＥＥＥ１５８８など、公知の時刻同期方式を用いることができ、特に方式は問わない。

図６は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００において時刻同期を行うマスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとを示す図である。

本実施の形態１にかかる複数のデータ収集装置１０においては、時計部１４が基準時刻を保持するマスタ局のデータ収集装置１０である１つのマスタ局データ収集装置１０Ｍと、マスタ局データ収集装置１０Ｍの保持する基準時刻に時計部１４の時刻を同期させる他のデータ収集装置１０であるスレーブ局データ収集装置１０Ｓとがある。

マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２は、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２がスレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２に時刻同期を指示する時刻同期フレームを、第１通信回線３１を介して定期的にスレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２に送信する。

スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、時刻同期フレームを受信すると、時刻同期フレームに基づいて、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４が保持している時刻をマスタ局データ収集装置１０Ｍの保持する基準時刻に同期させる。すなわち、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、時刻同期フレームを定期的に受信して、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時刻の時刻同期を定期的に行う。同期部１２は、同期した時刻を時計部１４へ送信して、同期した時刻を保持させる。

次に、マスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとの時刻同期処理について説明する。図７は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００のマスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとにおける時刻同期処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下においては、マスタ局データ収集装置１０Ｍをマスタ局と記載し、スレーブ局データ収集装置１０Ｓをスレーブ局と記載する場合がある。図８は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００のマスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとにおける時刻同期処理の通信シーケンス図である。

ステップＳ１１０において、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２が、通信装置３および第１通信回線３１を介して時刻同期フレームをスレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２に送信する。また、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２は、マスタ局データ収集装置１０Ｍの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、時刻同期フレームを送信した時刻である時刻同期フレーム送信時刻Ｔ１をスレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２に送信する。

ステップＳ１２０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、時刻同期フレームを受信したか否かを判定する。時刻同期フレームを受信したと判定された場合は、ステップＳ１２０においてＹｅｓとなり、ステップＳ１３０に進む。時刻同期フレームを受信していないと判定された場合は、ステップＳ１２０においてＮｏとなり、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１３０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、時刻同期フレームを受信した時刻である時刻同期フレーム受信時刻Ｔ２を取得して保持する。

ステップＳ１４０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、時刻同期フレームに続いてマスタ局データ収集装置１０Ｍから送られてくる時刻同期フレーム送信時刻Ｔ１を取得して保持する。

ステップＳ１５０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、後述するマスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとの間の伝播遅延であるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間を用いて、以下の式（１）に示す計算式を用いて、補正時間を算出する。なお、以下においては、マスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間を伝播遅延時間と記載する場合がある。補正時間は、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時刻を補正するための時間である。

補正時間＝（Ｔ１＋伝播遅延時間）−Ｔ２・・・（１）

ステップＳ１６０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、補正時間を用いてスレーブ局データ収集装置１０Ｓの時刻を補正する。スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、同期した時刻をスレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４へ送信して、時計部１４の保持する時刻を、同期した時刻に更新させる。これにより、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時刻、すなわちスレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４の時刻を、マスタ局データ収集装置１０Ｍの時刻、すなわちマスタ局データ収集装置１０Ｍの時計部１４の時刻に同期することができる。

ステップＳ１７０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、次の時刻補正時刻まで待機して、次の時刻更新時刻になると、ステップＳ１１０に戻る。ここでの時刻補正時刻は、マスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとにおける時刻同期処理が行われる、予め決められたタイミングの時刻である。

第１通信回線３１に接続する全てのデータ収集装置１０が上記の時刻同期処理を行うことによって、第１通信回線３１に接続する全てのデータ収集装置１０の時刻を同期することができる。

次に、図６に示したマスタ局データ収集装置１０Ｍとスレーブ局データ収集装置１０Ｓとの間の伝播遅延時間であるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出処理について説明する。図９は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００におけるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００におけるマスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出処理の通信シーケンス図である。

ステップＳ２１０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２にリクエストメッセージを送信する。また、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、リクエストメッセージを送信した時刻であるリクエスト送信時刻Ｔ１１を保持する。

ステップＳ２２０において、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２が、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２から送信されたリクエストメッセージを受信するとともに、マスタ局データ収集装置１０Ｍの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、リクエストメッセージを受信した時刻であるリクエスト受信時刻Ｔ１２を取得して保持する。

ステップＳ２３０において、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２が、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２にリクエスト受信時刻Ｔ１２を送信する。また、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２は、マスタ局データ収集装置１０Ｍの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、リクエスト受信時刻Ｔ１２を送信した時刻である送信時刻Ｔ１３を取得して保持する。

ステップＳ２４０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２から送信されたリクエスト受信時刻Ｔ１２を受信して保持する。また、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２は、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの時計部１４から定期的に送信される時刻を参照して、リクエスト受信時刻Ｔ１２を受信した時刻である受信時刻Ｔ１４を取得して保持する。

ステップＳ２５０において、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２が、送信時刻Ｔ１３をスレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２へ送信する。

ステップＳ２６０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、マスタ局データ収集装置１０Ｍの同期部１２から送信された送信時刻Ｔ１３を受信して保持する。

ステップＳ２７０において、スレーブ局データ収集装置１０Ｓの同期部１２が、以下の式（２）に示す計算式を用いて、マスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間を算出する。

伝播遅延時間＝（（Ｔ１４−Ｔ１１）−（Ｔ１３−Ｔ１２））／２・・・（２）

なお、マスタ局とスレーブ局との間の伝播遅延時間の算出方法は、伝播遅延時間の算出を定期的に行い、算出された複数回の伝播遅延時間の平均値を最終的な伝播遅延時間とするなど、適宜変更されてもよい。

上述したように、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００では、同期部１２が、他のデータ収集装置１０との間で定期的に時刻同期処理を行い、時刻同期した時刻を時計部１４に送信する。また、補正部１３が、クロック生成部１５から補正部１２および時計部１４に供給されるクロック信号のクロック周波数、すなわちクロック生成部１５で生成されるクロック信号のクロック周波数と、クロック生成部１５が生成するクロック信号のクロック周波数として予めクロック生成部１５に設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、時計部１４が保持する時刻を補正する時刻補正用のクロック信号の補正量を生成して時計部１４へ送信する。

時計部１４は、同期部１２から同期された時刻を受信した場合は、保持している時刻を同期部１２から受信した同期された時刻に置き換えて、時計部１４に保持している時刻を更新する。これにより、各データ収集装置１０は、他のデータ収集装置１０との間での時刻のずれの発生を抑制することができる。

また、時計部１４は、同期部１２から同期された時刻を受信していない期間は、補正部１３から送信される時刻補正用のクロック信号の補正量を用いてクロック信号を補正した補正クロック信号に従って動作して、時計部１４に保持している時刻を更新する。これにより、各データ収集装置１０は、同期部１２から同期された時刻を受信していない期間における、各データ収集装置１０内での、クロック生成部１５から供給されるクロック信号のクロック周波数の変動に起因した時計部１４の時刻のずれを抑制できる。

これにより、データ収集システム１００では、複数のデータ収集装置１０で収集された制御データを、時間軸が一致するようにデータ表示装置２０の表示装置２４にグラフ表示する場合に、各制御データの収集された時刻を精度良く同一の時間軸に合わせてグラフ表示することができる。

したがって、本実施の形態１にかかるデータ収集システム１００によれば、複数のデータ収集装置１０において収集された制御データを制御データの収集時刻とともに表示する際に、複数のデータ収集装置１０ごとに保持される個別の時刻のずれを抑制できるデータ収集システムが得られる、という効果を奏する。そして、データ収集システム１００を産業用システムに適用することにより、産業用システムで発生した真因の異常を判断しやすくなる、という効果が得られる。そして、高精度に時刻同期された時刻に基づいて、制御データをグラフ上にプロットすることで、ほぼ同時刻に発生した異常に対しても時刻の前後関係を正確に把握することができ、真因の異常判定を容易に行うことができるという効果を奏する。

実施の形態２．
本実施の形態２では、データ収集システム１００における制御データの収集タイミングの変形例について説明する。本実施の形態２は、制御データの収集タイミングが実施の形態１の場合と異なる以外は、実施の形態１の場合と同様である。図１１は、本実施の形態２におけるデータ収集装置１０のメモリ２に記憶されるプロセスデータの構成例を示す図である。図１１においては、プロセスデータである、サンプリングデータ１−１およびサンプリングデータ１−２が示されている。

図１１に示すサンプリングデータ１−２では、制御データが周期的に取得されておらず、時刻ｔ１’、時刻ｔ７’、時刻ｔ９’、・・・、時刻ｔｋ’のように、データ収集装置１０における任意のタイミングで制御データが収集されている。そして、サンプリングデータ１−１とサンプリングデータ１−２とは、異なるタイミングで収集されたサンプリングデータ、すなわち異なるタイミングで収集されたプロセスデータである。

図１２は、図１１に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図である。図１２に示すグラフは、図１１に示すサンプリングデータ１−１とサンプリングデータ１−２の信号１をグラフ表示した場合の例を示している。すなわち、図１２に示すグラフでは、異なるタイミングで収集されたサンプリングデータ、すなわち異なるタイミング周期で収集されたプロセスデータが１つのグラフ上に表示されている。

本実施の形態２においても、データ収集装置１０のメモリ２に記憶されるプロセスデータは、データ表示装置２０の表示装置２４で制御データをグラフ表示する場合、実施の形態１と同様に、データ収集時刻に基づいて、収集した制御データがグラフ上にプロットされる。

上述したように、本実施の形態２では、上述した実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態２では、データ収集装置１０における任意のタイミングで制御データが収集されるため、データ収集装置１０において時間軸が一致するようにデータ表示装置２０の表示装置２４にグラフ表示できる制御データの自由度が大きくなる。これにより、データ収集システム１００を産業用システムに適用した場合に、産業用システムで発生した真因の異常をより判断しやすくなる。

実施の形態３．
本実施の形態３では、データ収集システム１００における制御データの収集タイミングの変形例について説明する。図１３は、本実施の形態３におけるデータ収集装置１０のメモリ２に記憶されるプロセスデータの構成例を示す図である。図１３においては、プロセスデータである、サンプリングデータ２が示されている。

本実施の形態３では、図１３に示すように、図２に示した「データ収集時刻」の代わりに、制御データを収集する予め決められた周期である「サンプリング周期Ｐ」と、制御データのメモリ２への記憶が開始される時刻である収集開始時刻の以降における収集開始時刻以外の任意の１点の時刻である「開始点以外のある１点のデータ収集時刻Ｔ」と、を時刻情報とする。そして、データ収集部１１は、この時刻情報と、サンプリング周期Ｐ毎に収集した「信号１から信号ｍ」の制御データと、を合わせてプロセスデータとしてメモリ２に記憶させる。

制御データを収集する予め決められた周期である「サンプリング周期Ｐ」と、制御データのメモリ２への収集開始時刻の以降における収集開始時刻以外の任意の１点の時刻である「開始点以外のある１点のデータ収集時刻Ｔ」と、の組み合わせ情報は、データ収集装置１０が制御データを収集したデータ収集時刻を特定可能な時刻特定情報である。

図１４は、図１３に示すプロセスデータがグラフ表示された特性図である。図１４に示すグラフは、図１３に示すサンプリングデータ２の信号１をグラフ表示した場合の例を示している。図１４では、「開始点以外のある１点のデータ収集時刻Ｔ」と「サンプリング周期Ｐ」との組み合わせ情報に基づいて、制御データがグラフ上にプロットされている。「開始点以外のある１点のデータ収集時刻Ｔ」としては、制御データのサンプリングのトリガ時刻または制御データのサンプリングの終了時刻などが例示される。毎周期の時刻情報を取得する必要がない点の時刻であれば、データ収集時刻の点は問わない。

本実施の形態３において、データ表示装置２０の表示装置２４でサンプリングデータをグラフ表示する場合、信号１のデータｄ１（Ｔ）はデータ収集時刻Ｔの時刻にプロットし、信号１のデータｄ１（Ｔ−Ｐ）は、データ収集時刻Ｔ−サンプリング周期Ｐの時刻にプロットする。また、信号１のデータｄ１（Ｔ＋Ｐ）は、データ収集時刻Ｔ＋サンプリング周期Ｐの時刻にプロットする。信号１のデータｄ１（Ｔ−ａ＊Ｐ）は、データ収集時刻Ｔ−ａ＊サンプリング周期Ｐの時刻にプロットする。また、信号１のデータｄ１（Ｔ＋ｂ＊Ｐ）は、データ収集時刻Ｔ＋ｂ＊サンプリング周期Ｐの時刻にプロットする。以下同様に、各時刻の信号データをプロットする。

上述したように、本実施の形態３では、上述した実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態３では、制御データごとに「データ収集時刻」を記憶しなくてよいため、データ収集装置１０のメモリ２の使用容量を削減できる。

なお、上述したデータ収集システム１００の、具体的な構成例として以下の３つの構成例が例示される。図１５は、実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の第１の構成例を示す図である。図１６は、実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の第２の構成例を示す図である。図１７は、実施の形態１にかかるデータ収集システム１００の第３の構成例を示す図である。なお、以下におけるデータ収集装置１０の基本的な構成および機能は、上述した実施の形態と同様である。

第１の構成例は、データ収集装置１０と制御装置４０とが独立した装置として構成される構成例であり、上述した実施の形態１に対応する構成例である。第１の構成例にかかるデータ収集システム１００ａは、複数のデータ収集装置１０として、第１データ収集装置１０ａと第２データ収集装置１０ｂと、の２つのデータ収集装置１０を備える。第１データ収集装置１０ａおよび第２データ収集装置１０ｂと、データ表示装置２０とは、第１通信回線３１ａを介して通信可能である。以下においては、第１データ収集装置１０ａと第２データ収集装置１０ｂとを区別しない場合には、データ収集装置１０と呼ぶ。データ収集装置１０は、上述した図１に示される構成および機能を有する。

第１データ収集装置１０ａは、制御装置４０である第１ＰＬＣ４１ａと第２通信回線３２ａを介して通信可能である。第２データ収集装置１０ｂは、制御装置４０である第２ＰＬＣ４１ｂと第２通信回線３２ａを介して通信可能である。以下においては、第１ＰＬＣ４１ａと第２ＰＬＣ４１ｂとを区別しない場合には、ＰＬＣ４１と呼ぶ。

第１ＰＬＣ４１ａは、第１サーボアンプ４２ａと通信線３３により接続されており、第１サーボアンプ４２ａと有線通信可能である。なお、第１ＰＬＣ４１ａと第１サーボアンプ４２ａとの通信は、無線通信であってもよい。第２ＰＬＣ４１ｂは、第２サーボアンプ４２ｂと通信線３３により接続されており、第２サーボアンプ４２ｂと有線通信可能である。なお、第２ＰＬＣ４１ｂと第２サーボアンプ４２ｂとの通信は、無線通信であってもよい。以下においては、第１サーボアンプ４２ａと第２サーボアンプ４２ｂとを区別しない場合には、サーボアンプ４２と呼ぶ。

第１サーボアンプ４２ａは、第１制御対象装置４３ａと通信線３４により接続されており、第１制御対象装置４３ａと有線通信可能である。なお、第１サーボアンプ４２ａと第１制御対象装置４３ａとの通信は、無線通信であってもよい。第２サーボアンプ４２ｂは、第２制御対象装置４３ｂと通信線３４により接続されており、第２制御対象装置４３ｂと有線通信可能である。なお、第２サーボアンプ４２ｂと第２制御対象装置４３ｂとの通信は、無線通信であってもよい。以下においては、第１制御対象装置４３ａと第２制御対象装置４３ｂとを区別しない場合には、制御対象装置４３と呼ぶ。

上位の制御装置であるＰＬＣ４１は、下位の制御装置であるサーボアンプ４２を制御することにより制御対象装置４３の動作を制御する。サーボアンプ４２は、ＰＬＣ４１の制御に従って制御対象装置４３の動作を制御する。

データ収集装置１０は、ＰＬＣ４１によるサーボアンプ４２を介した制御対象装置４３の制御において得られるデータである制御データを、ＰＬＣ４１から取得する。データ収集装置１０は、取得した制御データを、データ表示装置２０に送信して表示させる。

具体的には、データ収集装置１０のデータ収集部１１が、ＰＬＣ４１から予め決められた周期で送信されてくる制御データを、予め決められた周期で収集し、データ収集装置１０のメモリ２に送信する。データ収集装置１０のデータ収集部１１が制御データを収集する周期は、データ収集装置１０のデータ収集部１１に記憶されている。

データ収集装置１０の通信装置３は、第１通信回線３１ａを介してデータ表示装置２０と通信可能であり、メモリ２から送信されるプロセスデータを、第１通信回線３１ａを介してデータ表示装置２０に送信する。また、通信装置３は、第２通信回線３２ａを介してＰＬＣ４１と通信可能であり、第２通信回線３２ａを介してＰＬＣ４１から送信される制御データを受け付ける。通信装置３は、受け付けた制御データをデータ収集部１１に送信する。なお、データ収集部１１が、通信装置３および第２通信回線３２ａを介さずにＰＬＣ４１と直接通信する構成とされてもよい。

第２の構成例は、データ収集装置１０が制御装置４０における１つの機能として構成される構成例である。第２の構成例が第１の構成例と異なる点は、データ収集装置１０としての機能を有するデータ収集機能部５１が、ＰＬＣ４１に実装されている点である。

第２の構成例にかかるデータ収集システム１００ｂは、データ収集装置１０としての機能を有する第１データ収集機能部５１ａが、制御装置４０である第１ＰＬＣ４１ａにおける１つの機能として第１ＰＬＣ４１ａに実装されている。また、データ収集装置１０としての機能を有する第２データ収集機能部５１ｂが、制御装置４０である第２ＰＬＣ４１ｂにおける１つの機能として第２ＰＬＣ４１ｂに実装されている。第１データ収集機能部５１ａおよび第２データ収集機能部５１ｂは、上述した図１に示される構成により実現される。以下、第１データ収集機能部５１ａと第２データ収集機能部５１ｂとを区別しない場合には、データ収集機能部５１と呼ぶ。

データ収集機能部５１は、ＰＬＣ４１によるサーボアンプ４２を介した制御対象装置４３の制御において得られるデータである制御データを、サーボアンプ４２から取得する。データ収集機能部５１は、取得した制御データを、データ表示装置２０に送信して表示させる。

具体的には、データ収集機能部５１のデータ収集部１１が、サーボアンプ４２から予め決められた周期で送信されてくる制御データを、予め決められた周期で収集し、データ収集機能部５１のメモリ２に送信する。データ収集機能部５１のデータ収集部１１が制御データを収集する周期は、データ収集機能部５１のデータ収集部１１に記憶されている。

データ収集機能部５１の通信装置３は、第１通信回線３１ｂを介してデータ表示装置２０と通信可能であり、メモリ２から送信されるプロセスデータを、第１通信回線３１ｂを介してデータ表示装置２０に送信する。また、通信装置３は、通信線３３を介してサーボアンプ４２と通信可能であり、通信線３３を介してサーボアンプ４２から送信される制御データを受け付ける。通信装置３は、受け付けた制御データをデータ収集部１１に送信する。なお、データ収集部１１は、サーボアンプ４２から制御データを直接取得せずに、ＰＬＣ４１が通信線３３を介してサーボアンプ４２から取得した制御データをＰＬＣ４１の内部で取得してもよい。

第３の構成例は、データ収集装置１０が制御装置４０における１つの機能として構成されるパターンである。第３の構成例が第２の構成例と異なる点は、ＰＬＣ４１を備えず、データ収集装置１０としての機能を有するデータ収集機能部５１が、サーボアンプ４２に実装されている点である。

第３の構成例にかかるデータ収集システム１００ｃは、データ収集装置１０としての機能を有する第１データ収集機能部５１ａが、制御装置４０である第１サーボアンプ４２ａにおける１つの機能として第１サーボアンプ４２ａに実装されている。また、データ収集装置１０としての機能を有する第２データ収集機能部５１ｂが、制御装置４０である第２サーボアンプ４２ｂにおける１つの機能として第２サーボアンプ４２ｂに実装されている。

データ収集機能部５１は、サーボアンプ４２による制御対象装置４３の制御において得られるデータである制御データを、サーボアンプ４２および制御対象装置４３から取得する。データ収集機能部５１は、取得した制御データを、データ表示装置２０に送信して表示させる。

具体的には、データ収集機能部５１のデータ収集部１１が、制御対象装置４３から予め決められた周期で送信されてくる制御データを、予め決められた周期で収集し、データ収集機能部５１のメモリ２に送信する。データ収集機能部５１のデータ収集部１１が、サーボアンプ４２の内部の制御データを予め決められた周期で収集し、データ収集機能部５１のメモリ２に送信する。データ収集機能部５１のデータ収集部１１が制御データを収集する周期は、データ収集機能部５１のデータ収集部１１に記憶されている。

データ収集機能部５１の通信装置３は、第１通信回線３１ｃを介してデータ表示装置２０と通信可能であり、メモリ２から送信されるプロセスデータを、第１通信回線３１ｃを介してデータ表示装置２０に送信する。また、通信装置３は、通信線３４を介して制御対象装置４３と通信可能であり、通信線３４を介して制御対象装置４３から送信される制御データを受け付ける。通信装置３は、受け付けた制御データをデータ収集部１１に送信する。なお、データ収集部１１は、制御対象装置４３から制御データを直接取得せずに、サーボアンプ４２が通信線３４を介して制御対象装置４３から取得した制御データをサーボアンプ４２の内部で取得してもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，２２ プロセッサ、２，２３ メモリ、３，２１ 通信装置、１０ データ収集装置、１０ａ 第１データ収集装置、１０ｂ 第２データ収集装置、１０Ｍ マスタ局データ収集装置、１０Ｓ スレーブ局データ収集装置、１１ データ収集部、１２ 同期部、１３ 補正部、１４ 時計部、１５ クロック生成部、２０ データ表示装置、２４ 表示装置、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 第１通信回線、３２，３２ａ 第２通信回線、３３，３４ 通信線、４０ 制御装置、４０ａ 第１制御装置、４０ｂ 第２制御装置、４１ ＰＬＣ、４１ａ 第１ＰＬＣ、４１ｂ 第２ＰＬＣ、４２ サーボアンプ、４２ａ 第１サーボアンプ、４２ｂ 第２サーボアンプ、４３ 制御対象装置、４３ａ 第１制御対象装置、４３ｂ 第２制御対象装置、５１ データ収集機能部、５１ａ 第１データ収集機能部、５１ｂ 第２データ収集機能部、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ データ収集システム、２１１ 表示制御部、Ｃ０ カウント値の理論値、Ｃ１ 前回のカウント値、Ｃ２ 今回のカウント値、Ｃ３ 差分カウント値、Ｔ１ 時刻同期フレーム送信時刻、Ｔ２ 時刻同期フレーム受信時刻、Ｔ１１ リクエスト送信時刻、Ｔ１２ リクエスト受信時刻、Ｔ１３ 送信時刻、Ｔ１４ 受信時刻。

Claims (4)

1. データ収集機能を備えた複数のデータ収集装置と、
   複数の前記データ収集装置で収集されたデータを時間軸が一致するようにグラフに表示するデータ表示装置と、
   を備えたデータ収集システムであって、
   前記データ収集装置は、
   クロック信号を生成するクロック生成部と、
   前記クロック生成部で生成されるクロック信号のクロック周波数と、前記クロック生成部が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、前記クロック信号を補正するクロック信号の補正量を生成する補正部と、
   前記データ収集装置における時刻を保持し、前記クロック信号に従って動作して前記データ収集装置における時刻を更新し、前記クロック生成部から供給される前記クロック信号を前記クロック信号の補正量を用いて補正した補正クロック信号に従って動作して、前記時刻を補正する時計部と、
   他の機器から前記データを取得するデータ収集部と、
   前記データと、前記時計部に保持された時刻に基づいて前記データが記憶される時刻を特定可能な時刻特定情報と、を関連付けて記憶するメモリと、
   前記時計部が保持する時刻を他の前記データ収集装置が有する前記時計部が保持する時刻と定期的に同期させて同期時刻を生成する時刻同期処理を行い、前記同期時刻を前記時計部に送信して前記時計部が保持する時刻を前記同期時刻に更新させる同期部と、
   を備え、
   前記時計部は、前記同期部による時刻同期処理が行われない期間において、前記補正クロック信号に従って動作して、前記時計部が保持する時刻を補正し、
   前記データ表示装置は、前記メモリに記憶された前記データを前記時刻特定情報に基づいてグラフ表示する表示部を備えること、
   を特徴とするデータ収集システム。
2. 前記データ収集装置の前記データ収集部は、任意のタイミングで前記データを収集し、前記データと、前記時計部が保持する時刻に基づいた前記データの前記データ収集部への収集時刻と、を関連付けて前記メモリに記憶させること、
   を特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
3. 前記データ収集装置の前記データ収集部は、予め決められた周期で前記データを収集し、前記データと、前記データの前記メモリへの記憶が開始される時刻である収集開始時刻の以降における前記収集開始時刻以外の任意の時刻および前記予め決められた周期と、を関連付けて前記メモリに記憶させること、
   を特徴とする請求項１に記載のデータ収集システム。
4. 収集されたデータを時間軸が一致するようにグラフに表示するデータ表示装置で表示される前記データを収集して記憶するデータ収集装置であって、
   クロック信号を生成するクロック生成部と、
   前記クロック生成部で生成されるクロック信号のクロック周波数と、前記クロック生成部が生成するクロック信号のクロック周波数として予め設定されている設定周波数と、の偏差に基づいて、前記クロック信号を補正するクロック信号の補正量を生成する補正部と、
   時刻を保持し、前記クロック信号に従って動作して前記時刻を更新し、前記クロック生成部から供給される前記クロック信号を前記クロック信号の補正量を用いて補正した補正クロック信号に従って動作して、前記時刻を補正する時計部と、
   他の機器からデータを取得するデータ収集部と、
   前記データと、前記時計部に保持された時刻に基づいて前記データが記憶される時刻を特定可能な時刻特定情報と、を関連付けて記憶するメモリと、
   前記時計部が保持する時刻を他の前記データ収集装置が有する前記時計部が保持する時刻と定期的に同期させて同期時刻を生成する時刻同期処理を行い、前記同期時刻を前記時計部に送信して前記時計部が保持する時刻を前記同期時刻に更新させる同期部と、
   を備え、
   前記時計部は、前記同期部による時刻同期処理が行われない期間において、前記補正クロック信号に従って動作して、前記時計部が保持する時刻を補正すること、
   を特徴とするデータ収集装置。

Images