JP7464196B2 - Ｓｃａｄａウェブｈｍｉシステム - Google Patents

Description

本発明は、ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムに関し、特に大規模システムにおける処理負荷を低減する技術に関する。

ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）は、社会インフラシステムを監視制御する仕組みとして知られている。社会インフラシステムは、鉄鋼圧延システム、電力送変電システム、上下水道処理システム、ビル管理システム、道路システムなどである。

ＳＣＡＤＡは、産業制御システムの一種であり、コンピュータによるシステム監視とプロセス制御とデータ収集とを行う。ＳＣＡＤＡでは、システムの処理性能に合わせた即応性（リアルタイム性）が必要である。

ＳＣＡＤＡは一般に次のようなサブシステムから構成される。
（１）ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
ＨＭＩは、監視対象装置のデータをオペレータに提示し、オペレータが監視対象装置を監視し制御できるようにする機構である。
（２）監視制御システム
監視制御システムは、Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）などによって構成される。監視制御システムは、監視対象装置のデータを収集し、監視対象装置に対して制御コマンドを送る。
（３）遠方入出力装置（Ｒｅｍｏｔｅ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ：ＲＩＯ）
遠方入出力装置は、監視対象装置に設置されたセンサと接続し、センサの信号をデジタルのデータに変換し、そのデジタルデータを監視制御システムに送る。
（４）通信基盤
通信基盤は、監視制御システムと遠方入出力装置を接続する。

ＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムの一例として、特許文献１には、ＨＭＩクライアント機とＨＭＩサーバ機とを備えるシステムが開示されている。特許文献１のような従来のＳＣＡＤＡでは、ＨＭＩサーバ機が、ＰＬＣから受信したデータ（入出力信号、アラーム信号）をＨＭＩクライアント機へ送信し、また収集したすべてのデータを履歴データとして蓄積する。入出力信号は、監視対象装置（産業プラントを構成するフィールド機器群）に関する信号であり、アクチュエータ制御信号およびセンサ検出信号を含む。

日本特開２０１７－２７２１１号公報

上述したサブシステムの１つであるＨＭＩサブシステムの開発における課題について説明する。

大規模システムでは、ＨＭＩサブシステムは、２０万点以上の多数の信号をＰＬＣと結び付ける場合がある。監視制御とデータ収集の両方を担う従来のＨＭＩサーバ機では、多数の信号をリアルタイムで処理するために、高性能なプロセッサおよび大容量のメモリが必要となる。そのため、大規模システムに適用可能なＨＭＩサブシステムを低コストに実現できることが望まれている。

ＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムの低コスト化を実現するため、本願発明者は、ブラウザベースのＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムを開発するに至った。これにより、ウェブブラウザ上で動作するウェブアプリケーションとしてＨＭＩスクリーンを実現することができる。

ウェブブラウザ上でＨＭＩスクリーンを実現するメリットの１つとして、ＵＲＬ（ポート番号含む）を切り替えることで、容易に異なるＷｅｂサーバからデータを取得できる点が挙げられる。すなわち、履歴スクリーンのデータは、全ＰＬＣデータを収集し蓄積するオンラインデータ収集機（ＯＤＧ：Ｏｎｌｉｎｅ Ｄａｔａ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ）から取得し、リアルタイム性が要求される監視スクリーンのデータは、ＨＭＩサーバ機から取得することが可能となる。ＳＣＡＤＡ機能の一部である履歴に関する機能を分離し、オンラインデータ収集機に任せることで、ＨＭＩサーバ機は、リアルタイム監視機能に特化できる。低コストのＨＭＩサーバ機で多数の信号を処理するために、入出力信号（アクチュエータ制御信号およびセンサ検出信号を含む）の処理負荷を低減することが望まれる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、大規模システムにおける入出力信号の処理負荷を低減できるＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムを提供することを目的とする。

第１の観点は、ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムに関連する。
ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムは、コンピュータネットワークを介して接続する、プログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）とＨＭＩクライアント機とＨＭＩサーバ機とを備える。
前記ＰＬＣは、産業プラントを構成するフィールド機器群に関する入出力信号の集合を含むブロックデータを前記コンピュータネットワークへ周期的に送信する。
前記ＨＭＩクライアント機は、
ウェブブラウザを表示するモニタと、
表示パーツが配置されたスクリーンを表示する前記ウェブブラウザを実行するように構成されたクライアント用プロセッサと、を備える。
前記ウェブブラウザは、前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンが監視スクリーンである場合に、前記ＨＭＩサーバ機から受信した前記入出力信号に応じて前記表示パーツの表示状態を変化させる。
前記ＨＭＩサーバ機は、受信処理と、第１フィルタリング処理と、第２フィルタリング処理と、第３フィルタリング処理と、送信処理と、を実行するように構成されたサーバ用プロセッサを備える。
前記受信処理は、前記ＰＬＣから送信された前記ブロックデータを周期的に受信する。
前記第１フィルタリング処理は、前記受信したブロックデータが前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンに対応する場合に、前記受信したブロックデータから前記入出力信号の集合を抽出する。
前記第２フィルタリング処理は、前記第１フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号の集合から、前回値から値に変化があった前記入出力信号を抽出する。
前記第３フィルタリング処理は、前記第２フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号から、前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンに配置されている前記表示パーツに対応する前記入出力信号を抽出する。
前記送信処理は、前記第３フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号を、前記モニタに表示されている前記ウェブブラウザへ送信する。

第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記ＨＭＩサーバ機は、静的情報と動的情報が格納されたサーバ用メモリをさらに備える。静的情報は、前記スクリーンのスクリーン名と前記ブロックデータのブロック番号との対応関係を予め定めた情報を含む。動的情報は、前記ブロック番号と参照カウントとの関係を定めた情報を含む。
前記サーバ用プロセッサは、参照カウント更新処理を実行するようにさらに構成される。
前記参照カウント更新処理は、前記ＨＭＩクライアント機から変化した前記スクリーンの表示状態を受信し、前記静的情報から前記スクリーンに対応する前記ブロック番号を検索する。
前記参照カウント更新処理は、前記表示状態がオープンである場合に前記検索されたブロック番号に対応する前記参照カウントをインクリメントする。参照カウント更新処理は、前記表示状態がクローズである場合に前記ブロック番号に対応する前記参照カウントをデクリメントする。
前記第１フィルタリング処理は、前記動的情報に基づいて、前記受信したブロックデータの前記ブロック番号に対応する前記参照カウントが０より大きいか否かを判定する。前記第１フィルタリング処理は、前記参照カウントが０より大きい場合に、前記受信したブロックデータから前記入出力信号の集合を抽出する。前記第１フィルタリング処理は、前記参照カウントが０以下の場合に、前記受信したブロックデータを破棄する。

第３の観点は、第１又は２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記ブロックデータは、マルチキャストまたはブロードキャストで前記ＰＬＣから周期的に送信される。

第４の観点は、第３の観点のいずれかに加えて、次の特徴を更に有する。
ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムは、オンラインデータ収集機をさらに備える。
前記オンラインデータ収集機は、前記ＰＬＣから前記ブロックデータを周期的に受信し、前記ブロックデータに含まれるすべての信号の履歴データを蓄積する。
前記オンラインデータ収集機は、前記ウェブブラウザからの要求に応じて前記履歴データを送信する。
前記ウェブブラウザは、前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンが履歴スクリーンである場合に、前記オンラインデータ収集機へ前記履歴データを要求する。
前記ウェブブラウザは、前記オンラインデータ収集機から受信した前記履歴データを前記履歴スクリーンに表示する。

第１の観点によれば、３段階のフィルタリングにより不要なデータ（現在表示されているスクリーンに関係しないデータ）を破棄して以降の処理負荷を低減し、ウェブブラウザへ送信するデータ量を最小限に抑制できる。

第２の観点によれば、参照カウントを管理することにより、第１フィルタリング処理を高速に実現することができる。

第３の観点によれば、既存の装置に影響を与えることなく、コンピュータネットワークに追加された装置はブロックデータを受信可能となる。

第４の観点によれば、オンラインデータ収集機によりすべての信号の履歴データを蓄積でき、ＨＭＩクライアント機のウェブブラウザは、履歴データをオンラインデータ収集機から取得できる。そのため、ＨＭＩサーバ機は、リアルタイム監視に必要なデータのみを処理すれば足りるため、ＨＭＩサーバ機の処理負荷を低減できる。

本発明の実施の形態に係るＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムの構成例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るＨＭＩサーバ機が有する機能の概要を例示するブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＨＭＩサーバ機が有する機能の概要を例示するブロック図である。 本発明の実施の形態に係る参照カウント更新処理について説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第１フィルタリング処理および第２フィルタリング処理について説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第１フィルタリング処理および第２フィルタリング処理の具体例を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る第３フィルタリング処理について説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第３フィルタリング処理の具体例を説明するための図である。 ＨＭＩサーバ機、ＨＭＩクライアント機、オンラインデータ収集機のハードウェア構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態
１．ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム
図１は、実施の形態に係るＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムの構成例を説明するための図である。図１に示すＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムは、コンピュータネットワーク５を介して相互に接続された、ＰＬＣ１、ＨＭＩサーバ機２、ＨＭＩクライアント機３、オンラインデータ収集機４（ＯＤＧ：Ｏｎｌｉｎｅ Ｄａｔａ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ）を備える。コンピュータネットワーク５は例えばイーサネット（登録商標）である。

ＰＬＣ１は、図示省略する制御ネットワークを介して産業プラントを構成するフィールド機器群（アクチュエータおよびセンサを含む）に接続する。ＰＬＣ１は、ブロックデータを含むパケットをマルチキャストまたはブロードキャストでコンピュータネットワーク５へ周期的に送信する。ブロックデータは、ＰＬＣ信号の集合である。１つのブロックデータには数十から数百のＰＬＣ信号が含まれる。ＰＬＣ信号の種類として、入出力信号（アクチュエータ制御信号およびセンサ検出信号を含む）、アラーム信号がある。

ブロックデータは、ＰＬＣ信号の値が前回値から変化したか否かに関わらず周期的に送信される。そのため、送信されたブロックデータを含むパケットがロスした場合であっても、次の送信周期において再送信され、最新状態がＨＭＩサーバ機２およびオンラインデータ収集機４に反映される。

ＨＭＩクライアント機３は、後述する図９に示すプロセッサ７１、メモリ７２、モニタ７５を備える。メモリ７２に記憶されたプログラムをプロセッサ７１が実行することにより、プロセッサ７１は、表示パーツが配置されたスクリーン３１を表示するウェブブラウザ３０を実行するように構成されている。モニタ７５は、ウェブブラウザ３０を表示する。

ウェブブラウザ３０は、ＵＲＬに応じて接続先（ＨＭＩサーバ機２、オンラインデータ収集機４）を切り替えて、ＵＲＬで指定したＷｅｂサーバからスクリーン３１に関するＨＴＭＬドキュメントの各種情報を取得可能である。スクリーン３１は、リアルタイム性の要求される監視スクリーン３２、履歴データを表示する履歴スクリーン３３を含む。

ウェブブラウザ３０は、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１が監視スクリーン３２である場合に、ＨＭＩサーバ機２から受信した入出力信号に応じて表示パーツの表示状態を変化させる。表示状態の変化とは、例えば、数値、文字、色、形の変化である。

ウェブブラウザ３０は、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１が履歴スクリーンである場合に、オンラインデータ収集機４へ履歴データを要求する。ウェブブラウザ３０は、オンラインデータ収集機４から受信した履歴データを履歴スクリーン３３に表示する。

オンラインデータ収集機４は、後述する図９に示すプロセッサ８１、メモリ８２を備える。メモリ８２に記憶されたプログラムをプロセッサ８１が実行することにより、プロセッサ８１は、Ｗｅｂサーバ処理と履歴データ管理処理とを実行するように構成されている。

オンラインデータ収集機４は、ＰＬＣ１からブロックデータを周期的に受信する。オンラインデータ収集機４の履歴データ管理処理は、受信したブロックデータに含まれるすべての信号の履歴データをメモリ８２（データベースを含む）に蓄積する。オンラインデータ収集機４のＷｅｂサーバ処理は、ウェブブラウザ３０からの要求に応じて履歴データを送信する。

２．ＨＭＩサーバ機の機能概要
図２および図３は、実施の形態に係るＨＭＩサーバ機２が有する機能の概要を例示するブロック図である。ＨＭＩサーバ機２は、後述する図９に示す各種処理を実行するプロセッサ６１、各種情報が格納されるメモリ６２を備える。メモリ６２に記憶されたプログラムをプロセッサ６１が実行することにより、プロセッサ６１は、入出力管理プロセス６、ＨＭＩサーバプロセス７、アラーム管理プロセス８等を実行する。入出力管理プロセス６とＨＭＩサーバプロセス７とアラーム管理プロセス８とはプロセス間通信により相互にデータを交換可能である。入出力管理プロセス６は、参照カウント更新スレッド６ａ、マルチキャストレシーバースレッド６ｂ、およびアラーム生成スレッド６ｃ、を並列に実行する。

図２に示す入出力管理プロセス６は、ＰＬＣ１からブロックデータを周期的に受信し、ブロックデータからウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に関する入出力信号のみを抽出して、ＨＭＩサーバプロセス７へ送る。

入出力管理プロセス６は、参照カウント更新処理１０と、受信処理１６と、第１フィルタリング処理１７と、第２フィルタリング処理１８と、を実行する。

参照カウント更新処理１０は、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に対応するブロックデータを特定するための第１フィルタリング情報を管理する。第１フィルタリング情報は、静的情報１３と動的情報１４とを含み、メモリ６２に格納されている。静的情報１３（ScreenToBlkNoMap）は、スクリーン名とブロック番号との対応関係を予め定めた情報である。動的情報１４（BlkNoRefCountTable）は、ブロック番号と参照カウントとの関係を定めた情報である。

受信処理１６は、ＰＬＣ２から送信されたブロックデータを周期的に受信する。周期は例えば数ミリ秒～数百ミリ秒である。

第１フィルタリング処理１７は、受信したブロックデータがウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に対応する場合に、受信したブロックデータから入出力信号の集合を抽出する。

第２フィルタリング処理１８は、第１フィルタリング処理１７により抽出された入出力信号の集合から、前回値から値に変化があった入出力信号を抽出する。

図３に示すＨＭＩサーバプロセス７は、Ｗｅｂサーバ処理と、ブラウザ監視処理２４と、第３フィルタリング処理２７と、送信処理２９と、を実行する。

ブラウザ監視処理２４は、ＨＭＩクライアント機３で実行されているウェブブラウザ３０の状態を監視し、ブラウザ状態情報２５に記録する。ブラウザ状態情報２５は、ウェブブラウザ３０の名称と当該ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１の名称との対応関係を定めた情報を含み、メモリ６２に格納されている。また、ブラウザ監視処理２４は、ウェブブラウザ３０上で表示状態が変更されたスクリーン３１のスクリーン名および表示状態（オープンまたはクローズ）を含むスクリーン開閉信号を入出力管理プロセス６へ送る。

第３フィルタリング処理２７は、第２フィルタリング処理１８により抽出された入出力信号から、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に配置されている表示パーツに対応する入出力信号を抽出する。

送信処理２９は、第３フィルタリング処理２７により抽出された入出力信号を、モニタ７５（図９）に表示されているウェブブラウザ３０へ送信する。

３．参照カウント更新処理
図４は、参照カウント更新処理１０（図２）について説明するためのフローチャートである。図４に示されるフローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
一例として、ＨＭＩクライアント機３のウェブブラウザ３０にスクリーン３１（スクリーン名「Ｇ１」）が新たに表示されたものとする。このとき、ブラウザ監視処理２４は、スクリーン名「Ｇ１」と表示状態「オープン」とを含むスクリーン開閉信号を入出力管理プロセス６（参照カウント更新処理１０）へ送る。

ステップＳ１００において、参照カウント更新処理１０は、ＨＭＩサーバプロセス７（ブラウザ監視処理２４）からスクリーン名と表示状態とを含むスクリーン開閉信号を受信する。
上述した例では、参照カウント更新処理１０は、スクリーン名「Ｇ１」と表示状態「オープン」を受信する。

ステップＳ１１０において、参照カウント更新処理１０は、上述した静的情報１３からスクリーン名に対応するブロック番号を検索する。
例えば、静的情報１３に、スクリーン名「Ｇ１」とブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」との対応関係が予め定められているとする。この場合、参照カウント更新処理１０は、スクリーン名「Ｇ１」に関連するブロックデータのブロック番号として「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」を検索する。

ステップＳ１２０において、参照カウント更新処理１０は、スクリーン開閉信号の表示状態がオープンであるか、クローズであるかを判定する。表示状態がオープンである場合はステップＳ１３０の処理が実行される。表示状態がクローズである場合はステップＳ１４０の処理が実行される。

表示状態がオープンである場合、ステップＳ１３０において、参照カウント更新処理１０は、検索されたブロック番号に対応する動的情報１４の参照カウントをインクリメントする。
上述した例では、スクリーン名「Ｇ１」の表示状態が「オープン」である場合、ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」に対応する参照カウントがインクリメントされ「０」から「１」に変化する。

表示状態がクローズである場合、ステップＳ１４０において、参照カウント更新処理１０は、検索されたブロック番号に対応する動的情報１４の参照カウントをデクリメントする。

なお、あるウェブブラウザ３０でスクリーン「Ｇ１」の表示状態が「オープン」である場合に、さらに他のウェブブラウザ３０でスクリーン「Ｇ１」の表示状態が「オープン」になった場合は、参照カウントはインクリメントされ「１」から「２」に変化する。

４．第１フィルタリング処理および第２フィルタリング処理
次に、図５および図６を参照して、図２に示す第１フィルタリング処理１７および第２フィルタリング処理１８について説明する。図５は、第１フィルタリング処理１７および第２フィルタリング処理１８について説明するためのフローチャートである。図６は、第１フィルタリング処理１７および第２フィルタリング処理１８の具体例を説明するための図である。図５に示されるフローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

ステップＳ２００において、受信処理１６は、ＰＬＣ２から送信されたブロックデータを周期的に受信する。
図６に示す例では、受信処理１６は、１回目の周期でブロックデータ（ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」）を受信し、２回目の周期でブロックデータ（ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ ２」）を受信する。

ステップＳ２１０において、第１フィルタリング処理１７は、動的情報１４に基づいて、受信したブロックデータのブロック番号に対応する参照カウントｎが０より大きいか否かを判定する。これにより参照カウントｎが０より大きいブロックデータのみが抽出される。参照カウントｎが０より大きい場合、受信したブロックデータについてステップＳ２２０の処理が実行される。一方、参照カウントｎが０以下の場合、受信したブロックデータは破棄され、本フローは終了される。ステップＳ２１０の判定条件が成立しない場合は、いずれのウェブブラウザ３０にも当該ブロックデータに含まれる入出力信号が表示されないため、当該ブロックデータを破棄することができ、以降の処理負荷を削減できる。
図６に示す例では、動的情報１４において、ブロックデータ（ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」）に関する参照カウントｎは１であり、ステップＳ２１０の判定条件が成立する。そのため、当該ブロックデータについて次にステップＳ２２０の処理が実行される。一方、動的情報１４において、ブロックデータ（ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ ２」）に関する参照カウントｎが０であり、当該ブロックデータは破棄され、次のブロックデータの受信を待つ。

ステップＳ２２０において、第１フィルタリング処理１７は、受信したブロックデータをアンパックして、当該ブロックデータから入出力信号の集合を抽出する。なお、入出力信号の値の型には、ビット型、整数型、浮動小数点型がある（図２）。
図６に示す例では、ブロックデータ（ブロック番号「ＰＬＣ／ＢＬＫ １」）がアンパックされ、ビット型の４つの入出力信号（Ｐ１＿１，Ｐ１＿２，Ｐ２＿１，Ｐ２＿２）が抽出される。

ステップＳ２３０において、第２フィルタリング処理１８は、第２フィルタリング情報に基づいて、第１フィルタリング処理１７により抽出された入出力信号の集合から、前回値から値に変化があった入出力信号のみを抽出する。第２フィルタリング情報は、ブロックデータに含まれる各入出力信号の前回値を含み、メモリ６２に格納されている。入出力信号の前回値と今回値（最新値）とが異なる場合には現在表示されているスクリーン３１に反映させる必要がある。そのため、変化があった入出力信号をＨＭＩサーバプロセス７へ送る必要がある。一方、入出力信号の前回値と今回値とが同じである場合には現在表示されているスクリーン３１の表示内容は変化しないため、その入出力信号を破棄することができ、以降の処理負荷を削減できる。
図６に示す例では、上述した４つの入出力信号（Ｐ１＿１，Ｐ１＿２，Ｐ２＿１，Ｐ２＿２）のうち、２つの入出力信号（Ｐ１＿１，Ｐ１＿２）が前回値から値に変化があった信号である。一方、残りの２つの入出力信号（Ｐ１＿２，Ｐ２＿２）は前回値と今回値が同じであるため破棄される。

ステップＳ２４０において、第２フィルタリング処理１８は、前回値から値に変化があった入出力信号をＨＭＩサーバプロセス７へ送信する。
図６に示す例では、２つの入出力信号（Ｐ１＿１，Ｐ１＿２）がＨＭＩサーバプロセス７へ送信される。

５．第３フィルタリング処理
次に、図７および図８を参照して、図３に示す第３フィルタリング処理２７について説明する。図７は、第３フィルタリング処理２７について説明するためのフローチャートである。図８は、第３フィルタリング処理２７の具体例を説明するための図である。図７に示されるフローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

ステップＳ３００において、ＨＭＩサーバプロセス７は、入出力管理プロセス６の第２フィルタリング処理１８により抽出された入出力信号を受信する。
図８に示す例では、２つの入出力信号（Ｐ１＿１，Ｐ１＿２）が入力される。

次に、ステップＳ３１０において、第３フィルタリング処理２７が実行される。第３フィルタリング処理２７には、第３フィルタリング情報が用いられる。第３フィルタリング情報は、ブラウザ状態情報２５とスクリーン情報２８とを含み、メモリ６２に格納されている。ブラウザ状態情報２５は、ウェブブラウザ３０の名称と当該ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１の名称とを対応関係を定めた情報を含む。スクリーン情報２８は、すべてのスクリーンに関して、スクリーン３１のスクリーン名と、スクリーン３１に配置された表示パーツのパーツ名と、当該表示パーツの状態を変化させる入出力信号の入出力信号名と、を予め関連付けた情報を含む。なお、表示パーツ名と入出力信号名は同じであってもよい。

具体的には、まず、第３フィルタリング処理２７は、スクリーン情報２８に基づいて、第２フィルタリング処理１８により抽出された入出力信号に対応する、表示パーツ名とスクリーン名を検索する。さらに、第３フィルタリング処理２７は、ブラウザ状態情報２５に基づいて、検索したスクリーン名に対応するウェブブラウザ名を検索する。これらの検索結果に基づき、第３フィルタリング処理２７は、第２フィルタリング処理１８により抽出された入出力信号から、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に配置されている表示パーツに対応する入出力信号を抽出する。
図８に示す例では、入出力信号名「Ｐ１＿１」に対応する表示パーツ名は「Ｇ１＿１」であり、スクリーン名は「Ｇ１」である。また、入出力信号「Ｐ２＿１」に対応する表示パーツ名は「Ｇ２＿１」であり、画面名は「Ｇ２」である。ブラウザ状態情報２５には、ウェブブラウザ３０（ウェブブラウザ名「Ａ１」）にスクリーン３１（スクリーン名「Ｇ１」）が現在表示されている状態であることが登録されている。そのため、スクリーン３１（スクリーン名「Ｇ１」）に配置された表示パーツ（表示パーツ名「Ｇ１＿１」）に対応する入出力信号（入出力信号名「Ｐ１＿１」）のみが表示に必要な情報である。一方、現在表示されているスクリーン３１（スクリーン名「Ｇ１」）に関係しない入出力信号（入出力信号名「Ｐ２＿１」）は、いずれのウェブブラウザ３０にも表示されないため、その入出力信号を破棄することができ、以降の処理負荷を削減できる。

ステップＳ３２０において、送信処理２９は、第３フィルタリング処理２７により抽出された入出力信号を、モニタ７５（図９）に表示されているウェブブラウザ３０へ送信する。
図８に示す例では、ウェブブラウザ３０（ウェブブラウザ名「Ａ１」）へ、現在表示されているスクリーン３１の表示パーツ（表示パーツ名「Ｇ１＿１」）に対応する入出力信号（入出力信号名「Ｐ１＿１」）のみが送信される。

５．効果
以上説明したように、ＨＭＩサーバ機２は、入出力信号をウェブブラウザ３０のスクリーン３１に表示するまでに上述した３つのフィルタリング処理を実行する。
第１のフィルタリング処理によれば、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に関係のあるブロックデータのみを抽出できる。不要なブロックデータを受信段階で破棄できるため、特に、大規模システムにおいて処理負荷の低減効果が大きい。
第２のフィルタリング処理によれば、前回値から変化があった入出力信号のみを抽出できる。第３のフィルタリング処理によれば、ウェブブラウザ３０に現在表示されているスクリーン３１に配置されている表示パーツに対応する入出力信号のみを抽出できる。したがって、各フィルタリング処理において不要なデータ（現在表示されているスクリーンに関係しないデータ）を破棄して以降の処理負荷を低減し、ウェブブラウザへ送信するデータ量を削減できる。

また、オンラインデータ収集機４によりすべての信号の履歴データを蓄積でき、ＨＭＩクライアント機３のウェブブラウザ３０は、履歴データをオンラインデータ収集機４から取得できる。そのため、ＨＭＩサーバ機２は、リアルタイム監視に必要なデータのみを処理すれば足りるため、ＨＭＩサーバ機の処理負荷を低減できる。

６．ハードウェア構成例
図９は、ＨＭＩサーバ機２、ＨＭＩクライアント機３、オンラインデータ収集機４のハードウェア構成例を示すブロック図である。

上述したＨＭＩサーバ機２の各処理は、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサ６１と、メモリ６２と、ネットワークインタフェース６３とが接続して構成されている。プロセッサ６１は、メモリ６２に記憶された各種プログラムを実行することにより、ＨＭＩサーバ機２の各機能を実現する。メモリ６２は、主記憶装置および補助記憶装置を含む。

上述したＨＭＩクライアント機３の各処理は、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサ７１と、メモリ７２と、ネットワークインタフェース７３と、入力インタフェース７４と、少なくとも一つのモニタ７５とが接続して構成されている。プロセッサ７１は、メモリ７２に記憶された各種プログラムを実行することにより、ＨＭＩクライアント機３の各機能を実現する。メモリ７２は、主記憶装置および補助記憶装置を含む。入力インタフェース７４は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスである。モニタ７５は複数台設けられてもよい。

上述したオンラインデータ収集機４の各処理は、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサ８１と、メモリ８２と、ネットワークインタフェース８３とが接続して構成されている。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶された各種プログラムを実行することにより、オンラインデータ収集機４の各機能を実現する。メモリ８２は、主記憶装置および補助記憶装置を含む。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、上述した実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
２ ＨＭＩサーバ機
３ ＨＭＩクライアント機
４ オンラインデータ収集機
５ コンピュータネットワーク
６ 入出力管理プロセス
６ａ 参照カウント更新スレッド
６ｂ マルチキャストレシーバースレッド
６ｃ アラーム生成スレッド
７ ＨＭＩサーバプロセス
８ アラーム管理プロセス
１０ 参照カウント更新処理
１３ 静的情報
１４ 動的情報
１６ 受信処理
１７ 第１フィルタリング処理
１８ 第２フィルタリング処理
２４ ブラウザ監視処理
２５ ブラウザ状態情報
２７ 第３フィルタリング処理
２８ スクリーン情報
２９ 送信処理
３０ ウェブブラウザ
３１ スクリーン
３２ 監視スクリーン
３３ 履歴スクリーン
６１、７１、８１ プロセッサ
６２、７２、８２ メモリ
６３、７３、８３ ネットワークインタフェース
７４ 入力インタフェース
７５ モニタ

Claims (4)

1. コンピュータネットワークを介して接続する、プログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）とＨＭＩクライアント機とＨＭＩサーバ機とを備えるＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムであって、
   前記ＰＬＣは、産業プラントを構成するフィールド機器群に関する入出力信号の集合を含むブロックデータを前記コンピュータネットワークへ周期的に送信し、
   前記ＨＭＩクライアント機は、
   ウェブブラウザを表示するモニタと、
   表示パーツが配置されたスクリーンを表示する前記ウェブブラウザを実行するように構成されたクライアント用プロセッサと、を備え、
   前記ウェブブラウザは、前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンが監視スクリーンである場合に、前記ＨＭＩサーバ機から受信した前記入出力信号に応じて前記表示パーツの表示状態を変化させ、
   前記ＨＭＩサーバ機は、
   前記ＰＬＣから送信された前記ブロックデータを周期的に受信する受信処理と、
   前記受信したブロックデータが前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンに対応する場合に、前記受信したブロックデータから前記入出力信号の集合を抽出する第１フィルタリング処理と、
   前記第１フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号の集合から、前回値から値に変化があった前記入出力信号を抽出する第２フィルタリング処理と、
   前記第２フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号から、前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンに配置されている前記表示パーツに対応する前記入出力信号を抽出する第３フィルタリング処理と、
   前記第３フィルタリング処理により抽出された前記入出力信号を、前記モニタに表示されている前記ウェブブラウザへ送信する送信処理と、を実行するように構成されたサーバ用プロセッサを備えること、
   を特徴とするＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。
2. 前記ＨＭＩサーバ機は、前記スクリーンのスクリーン名と前記ブロックデータのブロック番号との対応関係を予め定めた静的情報と、前記ブロック番号と参照カウントとの関係を定めた動的情報と、が格納されたサーバ用メモリをさらに備え、
   前記サーバ用プロセッサは、前記ＨＭＩクライアント機から変化した前記スクリーンの表示状態を受信し、前記静的情報から前記スクリーンに対応する前記ブロック番号を検索し、前記表示状態がオープンである場合に前記検索されたブロック番号に対応する前記参照カウントをインクリメントし、前記表示状態がクローズである場合に前記ブロック番号に対応する前記参照カウントをデクリメントする、参照カウント更新処理を実行するようにさらに構成され、
   前記第１フィルタリング処理は、
   前記動的情報に基づいて、前記受信したブロックデータの前記ブロック番号に対応する前記参照カウントが０より大きいか否かを判定し、
   前記参照カウントが０より大きい場合に、前記受信したブロックデータから前記入出力信号の集合を抽出し、
   前記参照カウントが０以下の場合に、前記受信したブロックデータを破棄すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。
3. 前記ブロックデータは、マルチキャストまたはブロードキャストで前記ＰＬＣから周期的に送信されること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。
4. オンラインデータ収集機をさらに備え、
   前記オンラインデータ収集機は、
   前記ＰＬＣから前記ブロックデータを周期的に受信し、
   前記ブロックデータに含まれるすべての信号の履歴データを蓄積し、
   前記ウェブブラウザからの要求に応じて前記履歴データを送信し、
   前記ウェブブラウザは、
   前記ウェブブラウザに現在表示されている前記スクリーンが履歴スクリーンである場合に、前記オンラインデータ収集機へ前記履歴データを要求し、
   前記オンラインデータ収集機から受信した前記履歴データを前記履歴スクリーンに表示すること、
   を特徴とする請求項３に記載のＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。

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