JPH05303654A - ディジタル記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】プロセス入力バッファ主メモリバッファ転送部
９は、所定の周期毎に記録データを作成し、主メモリバ
ッファ１０に保存する。主メモリバッファ磁気ディスク
装置転送部１１は、主メモリバッファ１０の記録データ
を順次転送して磁気ディスク装置１２に一時保存する。
磁気ディスク装置大容量記録装置転送部１３は、磁気デ
ィスク装置１２の記録データを順次転送して大容量記録
装置１４に保存する。 【効果】プラントデータを高速で、かつ、連続して長期
間記録できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントデータを高速
に、かつ、長時間、記録することができるディジタル記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、プラントの性能の解析や機器の
評価、さらに、プラントの事故発生時の原因の解析等を
行うためには多くのプラントデータを高速に、かつ、連
続して収集する必要がある。従来、プラントデータの記
録は、主に、ペン式または打点式の記録装置で用紙に記
録されている。

【０００３】図１０に、打点式記録装置の外観を示す。

【０００４】打点式記録装置１は、打点構成によって記
録用紙１ａ上に記録するものである。また、ペン式記録
装置は、記録ペンによって記録用紙上に記録するもので
ある。このような、記録装置は、図１１の概念図で示す
ようにプラントデータを記録する。

【０００５】すなわち、記録対象の信号３がセンサ４で
検出され、検出信号が増幅装置５で増幅され、打点式記
録装置１またはペン式記録装置２に入力される。ペン式
記録装置２では、記録ペンによって記録用紙に連続した
信号の変動として記録される。ペン式記録装置の場合、
ペン１本当たり１つの信号が割当てられており、複数の
ペンにて複数の信号の同時記録もすることができる。

【０００６】一方、打点式記録装置１では、入力された
信号が打点機構により記録用紙１ａへ記録される。この
打点機構は、時分割的に動作し複数の信号を時分割で記
録するものである。すなわち、打点式記録装置１におけ
る信号の記録は、連続ではなく記録装置内で時分割さ
れ、信号記録タイミングとなった瞬間の信号を記録する
ものである。

【０００７】このように、打点式記録装置１およびペン
式記録装置２は、機構的な違いがあるがデータを長期間
にわたり収集し、記録するには好都合な装置である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラン
ト性能の解析等を行うためには多くの信号を高速に連続
して長期にわたり記録していく必要があるが、従来の記
録装置はこのような解析等を行うためのデータを収集す
る装置としては種々の問題がある。

【０００９】まず、上記装置では、信号の記録を記録用
紙上に残すため、記録用紙の頻繁な交換が必要となり、
用紙管理がオペレータの負担となっているばかりでな
く、記録用紙交換中は信号の記録が中断されてしまい、
この間のデータが欠落してしまうという問題がある。

【００１０】また、ペン式記録装置は連続記録が可能で
はあるが信号の分解能を上げ高速信号の記録を望めば、
記録用紙の交換が一層煩雑になり、信号の長期記録を行
うことが難しくなってしまい、また、逆に信号の長期記
録を望めば信号の分割能はおのずと悪くなってしまう。

【００１１】さらに、記録装置１台当たりに記録できる
信号数が限られているため記録する信号数を増やす場合
には、記録装置そのものを増設しなければならないため
容易に増設できない。また、記録装置を増設すれば、記
録用紙の保管スペースも膨大となり、分析作業などのた
めのオペレータの負担が一層増してしまうという問題が
ある。

【００１２】これを解決するために、アクセス速度の速
い半導体メモリでデータを収集して、この収集データを
長期記録のための大容量の記録装置へ転送記録すること
が考えられる。

【００１３】ところが、一般的に、大容量の記録装置ほ
どアクセス速度が遅く、逆に小容量の半導体メモリほど
そのアクセス速度が速いことは周知である。このため、
単純に記録用計算機に大容量記録装置を接続し、高速
に、大量の長期間のデータを記録しようとしても、アク
セス速度が遅いため半導体メモリ容量を大幅に増大させ
る必要があり、コストおよびスペース等で問題が多い。
これは収集、記録するデータが高速で大量になればなる
ほど顕著となる。

【００１４】そこで、本発明は、高速で、かつ、長期間
記録でき記録データを容易に検索できるディジタル記録
装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラントから
入力されるデータを循環的に記憶更新しながら絶えず最
新の一定量のデータを収集するプロセス入力バッファ
と、このプロセス入力バッファに収集された収集データ
を所定の周期毎に記録データとして作成して転送する第
１転送部と、この第１転送部により転送された前記記録
データを保存する主メモリバッファと、この主メモリバ
ッファに保存された前記記録データを順次転送する第２
転送部と、この第２転送部により転送された前記記録デ
ータを保存する記録装置とを設けるようにしたものであ
る。

【００１６】

【作用】上記構成により、プラントデータが循環更新し
てプロセス入力バッファに収集保存され、所定の周期毎
に作成された記録データが主メモリバッファに保存され
る。記録データは、主メモリバッファの次に設けられた
容量の大きい記録装置に順次転送される。これによっ
て、アクセス速度が遅く容量が大きい記録装置へ高速
で、かつ、連続長期間収集した記録データを保存するこ
とができる。従って、プラントの性能解析や設定機器の
性能評価、さらに、事故発生時の原因や挙動の解析を行
うことが容易にできる。また、従来の記録計のスペース
の削減が図られ、記録媒体が用紙から大容量の記録装置
になり、経済的で、かつ、設置スペースの削減が図れ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例を示すディジタ
ル記録装置の構成図である。ディジタル記録装置６は、
プロセス入力バッファ７と収集データ判定部８とプロセ
ス入力バッファ主メモリバッファ転送部９と主メモリバ
ッファ１０と主メモリバッファ磁気ディスク装置転送部
１１と磁気ディスク装置１２と磁気ディスク装置大容量
記録装置転送部１３と大容量記録装置１４とから構成さ
れる。また、プロセス入力バッファ７には、プロセス入
力装置１５が接続され、プロセス入力装置１５には各種
センサ４が接続されている。

【００１９】ここで、プロセス入力バッファ７は、プロ
セス入力装置１５からのプラントデータを循環更新して
収集する。収集データ判定部８は、収集されたプラント
データの内で記録対象のデータか否かを判定し選択す
る。プロセス入力バッファ主メモリバッファ転送部９
は、収集データ判定部８で選択された収集データを主メ
モリバッファ１０へ転送する。

【００２０】主メモリバッファ１０には、プロセス入力
バッファ主メモリバッファ転送部９により転送された収
集データが時系列に記録される。主メモリバッファ磁気
ディスク装置転送部１１は、主メモリバッファ１０の記
録データを転送タイミングに所定の条件が成立したとき
磁気ディスク装置１２に転送記録する。

【００２１】磁気ディスク装置１２は、大容量記録装置
１４のアクセス速度の遅さをカバーするために設けら
れ、上記記録データが一時的に記録される。磁気ディス
ク装置大容量記録装置転送部１３は、磁気ディスク装置
１２の記録データを転送タイミングに所定の条件が成立
したとき大容量記録装置１４へ転送記録する。

【００２２】図２は、主メモリバッファ１０のデータ構
成を示し、所定周期毎に収集された複数データ、すなわ
ち、収集データ日時と対応するデータＮｏ．１〜Ｎｏ．
ｉを１つのブロックとして、このブロックをＤ１１〜Ｄ
１ｉと時経列に順次記録するようになっている。

【００２３】図３は、主メモリバッファ１０のメモリレ
イアウトを示し、図２の記録データＤ１１〜Ｄ１ｉは、
記録バッファＢ１１〜Ｂ１ｉに記録するようになってい
る。メモリレイアウトは、磁気ディスク装置１２および
大容量記録装置１４も共に主メモリバッファ１０と同様
であるが、主メモリバッファ１０と磁気ディスク装置１
２は大容量記録装置１４へ記録データを記録するための
中間的なバッファエリアであるため記録バッファが循環
式の構成となっている。

【００２４】すなわち、記録バッファＢ１１，Ｂ１２，
Ｂ１３……Ｂ１ｉは、記録バッファＢ１ｉまで記録され
た後は、再び記録バッファＢ１１，Ｂ１２−の順で記録
される。このため、どのバッファが最新のものであるか
を示す最新バッファカウントＤ１Ａと次の記録装置へど
のバッファまでを転送したかを示す転送バッファカウン
トＤ１Ｂが存在し、それぞれを保存する最新書込位置カ
ウンタバッファＣ１Ａおよび転送済バッファ位置カウン
トバッファＣ１Ｂが設けられている。

【００２５】次に、本実施例の作用を詳細に説明する。

【００２６】センサ４から入力されたデータは、プロセ
ス入力装置１５で処理され、処理データが、ディジタル
記録装置６のプロセス入力バッファ７へ循環更新して収
集される。プロセス入力バッファ７へ入力された収集デ
ータは、まず、収集データ判定部８により記録対象のデ
ータのみが選択され、プロセス入力バッファ主メモリバ
ッファ転送部９によって時系列的に整理されて図２に示
す如くの主メモリバッファ１０へ記録データとしてブロ
ック化され記録される。

【００２７】次に、プロセス入力バッファ主メモリバッ
ファ転送部９の作用を図４の処理手順と図５のデータ転
送構成図を参照して説明すると、まず、プロセス入力バ
ッファ７からの信号データと現在時刻を取り出し図２に
示す構成の記録データを作成する（１０１）（１０２）
（１０３）。そして、主メモリバッファ１０の最新バッ
ファ位置カウントＤ１Ａが取り出され（１０４）、この
最新バッファ位置カウントＤ１Ａで示される記録バッフ
ァの次の記録バッファへ記録データが書き込まれる（１
０５）。続いて、主メモリバッファ１０の最新バッファ
位置カウントＤ１Ａが更新される（１０６）。以降、こ
の動作が繰り返され、主メモリバッファ１０の記録バッ
ファへ記録データが格納されていく。

【００２８】次に、主メモリバッファ磁気ディスク装置
転送部１１の作用を図６のデータ転送構成図と図７の処
理手順をを参照して説明する。

【００２９】ここで、主メモリバッファ１０の記録デー
タが磁気ディスク装置１２へ転送する転送タイミングを
判断する周期として予め転送周期を決定しておく。転送
周期は、主メモリバッファ１０の記録バッファ数、主メ
モリバッファ１０へのデータの更新周期および磁気ディ
スク装置１２のアクセス速度をパラメータとして決定さ
れる。

【００３０】今、転送周期をｘ（ｍｉｎ）と仮定した場
合、この転送部はｘ（ｍｉｎ）毎に動作し以下の処理を
する。

【００３１】まず、転送周期かどうか判断が行われ（２
０１）、転送タイミングとみなされた場合、主メモリバ
ッファ１０の最新バッファ位置カウントＤ１Ａと転送済
バッファ位置カウントＤ１Ｂとが取り出される（２０
２）（２０３）。

【００３２】取り出したカウントよって未転送の記録バ
ッファが転送済バッファ位置カウントＤ１Ｂの次の位置
の記録バッファから最新書込バッファ位置カウントＤ１
Ａの記録バッファまでであることがわかる。これにより
未転送の記録バッファのサイズが求められる。そしてこ
の未転送記録バッファサイズが磁気ディスク装置１２の
記録バッファサイズ以上あるか否かが判定される（２０
４）。この判定で、未転送記録バッファサイズが磁気デ
ィスク装置１２の記録バッファサイズ以下の場合には、
今回の処理がバイパスされる。

【００３３】未転送記録バッファサイズが磁気ディスク
装置１２の記録バッファサイズ以上の場合には、主メモ
リバッファ１０の未転送部分が磁気ディスク装置１２上
の記録バッファサイズ分だけの記録データが取り出され
る（２０５）。

【００３４】次に、磁気ディスク装置１２の最新バッフ
ァ位置カウントＤ２Ａが取り出された後（２０６）、今
回取り出した記録データを磁気ディスク装置１２上の記
録バッファサイズでブロック化し、磁気ディスク装置１
２の記録バッファへ書き込む（２０７）。

【００３５】この書き込みが終了すると、主メモリバッ
ファ１０の転送済バッファ位置カウントＤ１Ｂが更新さ
れ（２０８）、その後、磁気ディスク装置１２の最新書
込バッファ位置カウントＤ２Ａが更新される（２０
９）。

【００３６】その後、再度主メモリバッファ１０上の未
転送記録データサイズが磁気ディスク装置１２上の記録
バッファサイズ以上あるか否かが判定され（２０４）、
上記サイズが以下の場合は今回の処理を終了し、次回の
転送タイミングまで待つ（２０１）。

【００３７】一方、未転送のサイズが記録バッファサイ
ズ以上の場合は、主メモリバッファ１０上の未転送記録
データサイズが磁気ディスク装置１２上の記録バッファ
サイズ未満になるまで処理（２０５）〜処理（２０６）
が繰り返えされる。以降、この処理が繰り返され、磁気
ディスク装置１２上の記録バッファに記録データが記録
されていく。このようにして、主メモリバッファ１０の
記録データが、図６に示すように主メモリバッファ磁気
ディスク装置転送部１１によって磁気ディスク装置１２
に転送される。

【００３８】次に、磁気ディスク装置大容量記録装置転
送部１３の作用を図６のデータ転送構成図と図８の処理
手順を参照して説明する。

【００３９】ここで、磁気ディスク装置１２へ転送され
たデータブロックを大容量記録装置１４へ転送するため
に、主メモリバッファ磁気ディスク装置転送部１１の場
合と同様に、予め転送周期を決定しておく。転送周期
は、磁気ディスク装置１２のバッファ数、主メモリバッ
ファ１０から磁気ディスク装置１２への記録データの転
送周期および大容量記録装置１４のアクセス速度をパラ
メータとして決定される。

【００４０】いま、この転送周期を仮にｙ（ｈｏｕｒ）
と仮定した場合、本転送部はｙ（ｈｏｕｒ）毎に動作
し、以下の処理が行われる。

【００４１】まず、転送タイミングかどうか判断が行わ
れ（３０１）、転送タイミングとみなされた場合、磁気
ディスク装置１２の転送済バッファ位置カウントＤ２Ｂ
と最新書込バッファ位置カウントＤ２Ａとが取り出され
る（３０２）（３０３）。取り出されたカウントより未
転送のバッファが転送済バッファ位置カウントＤ２Ｂで
示される次の位置の記録バッファであることがわかるか
ら未転送の記録バッファのサイズが求めれる。上記サイ
ズが大容量記録装置１４上の記録バッファサイズ以上で
あるか否かを判定される（３０４）。この判定で、上記
サイズが大容量記録装置１４上の記録バッファサイズ以
下の場合は今回の処理がバイパスされる。

【００４２】一方、上記サイズが大容量記録装置１４の
記録バッファサイズ以上の場合には、磁気ディスク装置
１２の未転送部分より大容量記録装置１４上の記録バッ
ファサイズ分だけ記録データが取り出される（３０
５）。そして、大容量記録装置１４の最新書込バッファ
位置カウントＤ３Ａが取り出された後（３０６）、今回
取り出された記録データが大容量記録装置１４上の記録
バッファサイズでブロック化され、大容量記録装置１４
の記録バッファへ書き込まれる（３０７）。

【００４３】書き込みが終了すると、磁気ディスク装置
１２の転送済バッファ位置カウントＤ２Ｂが更新される
（３０８）。その後、大容量記録装置１４の最新バッフ
ァ位置カウントＤ３Ａが更新される（３０９）。

【００４４】なお、大容量記録装置として光ディスク装
置および磁気テープ装置のような順次記録しかできない
装置を用いる場合、最新書込バッファ位置カウンタは持
たず、最終書き込み位置を検出することにより書き込み
を行う。

【００４５】その後、再度、磁気ディスク装置１２上の
未転送データサイズが大容量記録装置１４上の記録バッ
ファサイズ以上あるか否かが判定され（３０４）、上記
サイズが大容量記録装置１４上の記録バッファサイズ以
下の場合は今回の処理を終了し次回の転送タイミングま
で待つ（３０１）。

【００４６】また、上記サイズが大容量記録装置１４の
記録バッファサイズ以上の場合は、磁気ディスク装置１
２上の未転送データサイズが大容量記録装置１４上の記
録バッファサイズ未満になるまで処理（３０５）〜（３
０９）が繰り返えされる。このようにして、図６に示す
磁気ディスク装置１２の記録データが磁気ディスク装置
大容量記録装置転送部１３により大容量記録装置１４に
転送記録される。

【００４７】次に、各記録バッファサイズ、バッファ
数、上記で仮定したバッファ装置間の転送周期ｘ（ｍｉ
ｎ），ｙ（ｈｏｕｒ）による動作の一例を図９を参照し
て説明する。

【００４８】ここで、上記説明で述べた主メモリバッフ
ァ１０を１次記録装置、磁気ディスク装置１２を２次記
録装置とし、それぞれの動作タイミングをＴＭ１とＴＭ
２として説明する。なお、この説明は１次記録装置と２
次記録装置間で行っているが、２次記録装置と３次記録
装置についても同様に実施できる。

【００４９】まず、各周期毎にサイズがＳ［バイト］の
データをＰ［点］、収集周期Ｔ［秒］で、収集する記録
装置について説明する。

【００５０】１次記録装置の記録バッファサイズＸ１を
Ｓ＊Ｐ＋α（αは収集時刻分＋将来拡張用）［バイト］
とすると、１次記録装置の動作タイミングＴＭ１はＴ
［秒］毎に動作して、データｄ１，ｄ２………が順次１
次記録装置に記録されていく。今、このデータを転送す
るための２次記録装置のオーバーヘッド時間（ヘッドシ
ーク、回転待ち時間等）ＴＴ１［秒］、データ転送速度
ＴＴ２［バイト／秒］とすると、次の式（１）が成立す
れば、１次記録装置のデータは、そのままブロッキング
されることなく、２次記録装置へ転送されるはずであ
る。

【００５１】

【数１】Ｔ＞ＴＴ１＋Ｘ１／ＴＴ２…………（１） ところが、上記の式（１）が成立しても、ミリ秒単位で
収集が行われる記録用計算機では、オーバーヘッド時間
ＴＴ１だけで収集周期Ｔを越えてしまうため現実的には
データのブロッキングなしでは実現しない。ところで、
オーバーヘッド時間ＴＴ１は、転送１回当たり必ず要す
る時間であるから、データのブロッキングを行い、１回
当たりの転送サイズを増加させ転送回数を減少させれば
転送効率がアップする。

【００５２】ここで、ブロッキング係数をＮとした場
合、次の式（２）または式（３）が成立すれば転送可能
となる。

【００５３】

【数２】 Ｔ＊Ｎ＞ＴＴ１＋（Ｘ１＊Ｎ）／ＴＴ２…………（２） Ｔ＊Ｎ＝ＴＴ１＋（Ｘ１＊Ｎ）／ＴＴ２…………（３）

【００５４】このとき上記の式（２）の左辺と右辺の差
が少なければ少ない程、２次記録装置が常に動作してい
る状態となる。従って、２次記録装置の稼働性向上のた
め上記関係は次の式（４）の如く左辺が右辺の数倍程度
となるようにブロッキング係数Ｎを決定すれば、次の記
録装置の動作待ち時間ＴＳ１が長くなり２次記録装置の
稼働を延ばすことができる。

【００５５】

【数３】 Ｔ＊Ｎ＞＞ＴＴ１＋（Ｘ１＊Ｎ）／ＴＴ２…………（４）

【００５６】また、何らかの転送処理遅延の影響を防ぐ
ため、１次記録装置側の記録バッファ数はブロッキング
係数Ｎのさらに２０倍程度とすることが望ましい。こう
してブロッキング係数Ｎが決定されれば、２次記録装置
側の記録バッファサイズＸ２はＸ１＊Ｎで決定される。
これにより、１次記録装置から２次記録装置への転送周
期ｘはＴＴ１＋（Ｘ１＊Ｎ）／ＴＴ２［秒］となり、転
送周期ｘ［秒］毎に図９に示すようにＸ１＊Ｎ［バイ
ト］の転送が行われる。

【００５７】オーバーヘッド時間ＴＴ１や転送時間ＴＴ
２の関係より上記関係式が成り立たない場合には、デー
タ圧縮手段等で転送するデータのサイズを減少させる必
要がある。１次記録装置に設定できる記録容量により、
前記関係式が成立すれば、１次記録装置から３次記録装
置へ直接的な記録も可能であり、また、逆に１次記録装
置と３次記録装置の間に複数の記録装置を設けることも
できる。

【００５８】このように従来不可能であった高速データ
の長期連続記録ができる。また、プラントデータがディ
ジタル記録されるからデータの検索や解析が容易になり
プラントの事故等の原因追求が迅速にできる。その上、
従来の記録用紙による記録装置が不要となり、管理スペ
ースが削減される。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
メモリバッファから記録装置へ順次転送させるように
し、１回当たりの転送サイズを増加させ転送回数を減少
させたから記録データの高速および長期にわたる記録が
可能となり、記録したデータの検索・編集が容易に行う
ことができる。また、従来の記録装置が削減できること
によるスペースの有効利用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すディジタル記録装置の
構成図である。

【図２】図１の主メモリバッファの記録データの構成図
である。

【図３】図１の主メモリバッファの記録エリアを示す構
成図である。

【図４】図１のプロセス入力バッファ主メモリバッファ
転送部の処理手順を示すフローチャートである。

【図５】図１の各記録装置間のデータ転送の前半の構成
を示す説明図である。

【図６】図１の各記録装置間のデータ転送の後半の構成
を示す説明図である。

【図７】図１の主メモリバッファ磁気ディスク装置転送
部の処理手順を示すフローチャートである。

【図８】図１の磁気ディスク装置大容量記録装置転送部
の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】図１の各記録バッファ動作タイミングを示す説
明図である。

【図１０】従来例を示す打点式記録装置の外観図であ
る。

【図１１】従来例を示す記録装置の構成図である。

【符号の説明】

７ プロセス入力バッファ ８ 収集データ判定部 ９ プロセス入力バッファ主メモリバッファ転送部 １０ 主メモリバッファ １１ 主メモリバッファ磁気ディスク装置転送部 １２ 磁気ディスク装置 １３ 磁気ディスク装置大容量記録装置転送部 １４ 大容量記録装置 １５ プロセス入力装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントから入力されるデータを循環的
   に記憶更新しながら絶えず最新の一定量のデータを収集
   するプロセス入力バッファと、 このプロセス入力バッファに収集された収集データを所
   定の周期毎に記録データとして作成して転送する第１転
   送部と、 この第１転送部により転送された前記記録データを保存
   する主メモリバッファと、 この主メモリバッファに保存された前記記録データを順
   次転送する第２転送部と、 この第２転送部により転送された前記記録データを保存
   する記録装置とを備えたことを特徴とするディジタル記
   録装置。