WO2014002179A1 - データ収集システム、及びデータ収集システムプログラム - Google Patents

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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Definitions

  • the present invention is widely used for control of industrial systems such as FA field including assembly work of steel and paper plant and automobile industry, PA field such as chemical plant, water supply and sewage system and other public systems.
  • the present invention relates to a data collection system that collects data from an apparatus and a data collection system program.
  • a general control system for controlling a controlled object such as a plant device includes a plurality of control devices connected via a network, and transfers control information between the control devices via the network. There are those that control plant equipment.
  • monitor plant equipment by collecting data such as process values from the control device via this network.
  • data is stored while controlling the plant equipment.For example, if any abnormal event occurs in the plant equipment, the stored data is analyzed to investigate the cause of the abnormal event that occurred. It can be useful for planning countermeasures.
  • Patent Document 1 collects control information output to the steel plant by the control device as binary data, collects event information of the steel plant controlled by the control information output from the control device as binary data, and collects it at the same time
  • a common key is added to the binary data of the control information and the binary data of the event information, and the binary data of the control information to which the common key is added is stored and the binary of the event information to which the common key is added
  • a data collection device for a steel plant system that accumulates data has been proposed.
  • the data to be stored may reach tens of thousands.
  • the data transfer processing speed may be reduced depending on the data transfer speed characteristics.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and even when data is collected and distributed by a plurality of data transfer devices, a data collection system that collects data without reducing the data transfer processing speed, and To provide a data collection system program.
  • a first feature of a data collection system is a data collection system including a data collection device and a master data collection device connected to a control device via a network
  • the master data collection device includes a plurality of storage areas of the control device, the data collection device, a master scan data storage unit that stores data that is scanned and transmitted between the master data collection device, and a storage area of the master scan data storage unit
  • the storage area of the group is further divided into a plurality of subgroups, and based on the data transfer speed characteristics with respect to the size of the data, the divided 1 is divided so as not to decrease the data reading speed.
  • the above sub-group is a collection group that is a unit for continuously reading data within the group.
  • a master schedule generation unit that generates a schedule for reading the data from the master scan data storage unit every time, and master data that reads the data from the master scan data storage unit based on the schedule generated by the master schedule generation unit Read section and front A master data storage unit that stores data read by the master data reading unit, and the data collection device is scan-transmitted between the control device, the data collection device, and the master data collection device.
  • the scan data storage unit for storing data, the number of collection groups assigned to the data collection device by the collection group assignment unit, and the collection cycle for collecting the data, and the scan data for each unit time.
  • a schedule generation unit that generates a schedule for reading the data from the storage unit, a data read unit that reads the data from the scan data storage unit based on the schedule generated by the schedule generation unit, and a read by the data read unit
  • a data storage unit for storing the output data. There is to do.
  • a second feature of the data collection system is that a position information request unit that requests the master data collection device to transmit position information of the data collection device in which the data is stored, and the position A data request unit that requests the data collection device indicated by the position information to transmit the data based on the position information transmitted from the master data collection device as a response to the request of the information request unit; and the data request A display control unit that displays on the display unit the data transmitted in response to the request from the data collection device, and the master data collection device receives the data from the monitoring device.
  • the data collection device to which the collection group including the data is assigned is assigned to the data collection device.
  • the data collection device extracts the requested data from the data storage unit when the monitoring device requests transmission of the data. And an extraction unit that transmits the read data to the monitoring device.
  • a first feature of the data collection program is that data collection executed by a data collection system including a data collection device and a master data collection device connected to the control device via a network.
  • a master scan data storage step wherein the master data collection device stores in the master scan data storage unit data that is scanned and transmitted between the control device, the data collection device, and the master data collection device; , Dividing the storage area of the master scan data storage unit into a plurality of groups, further dividing the storage area of the group into a plurality of subgroups, and reading the data based on data transfer rate characteristics with respect to the size of the data In order not to reduce the speed, the one or more divided sub-units are used.
  • a master schedule generation step for generating a schedule for reading out the data from the master scan data storage unit per unit time based on the collection period for collecting the data, and the master schedule generation step.
  • a master data read step for reading the data from the master scan data storage unit, and a master data storage step for storing the data read by the master data read step in the master data storage unit are executed.
  • a scan data storage step for causing the data collection device to store scan data transmitted between the control device, the data collection device, and the master data collection device in a scan data storage unit; and a collection group assignment step.
  • a schedule generation step for generating a schedule for reading out the data from the scan data storage unit per unit time based on the number of collection groups allocated to the data collection device and the collection period for collecting the data;
  • Schedule A data read step for reading the data from the scan data storage unit based on the schedule generated by the rule generation step, and a data storage step for storing the data read by the data read step in the data storage unit; Is to execute.
  • the data collection system further includes a monitoring device, and the data collection stores the data in the monitoring device with respect to the master data collection device.
  • a location information requesting step for requesting transmission of location information of the device, and a data collection device indicated by the location information based on the location information transmitted from the master data collection device as a response to the request for the location information requesting step.
  • a data request step for requesting transmission of the data, and a display control step for displaying data transmitted in response to a request from the data collection device in response to the request for the data request step, on the master data.
  • a notification step of notifying the data collection device to which the collection group including the data is assigned as the location information of the data is further executed, and the data collection device is requested to transmit the data from the monitoring device;
  • an extraction step of extracting the requested data from the data storage unit and transmitting the read data to the monitoring device is further executed.
  • data is collected without reducing the data transfer processing speed even when the data collection system is distributed and collected by a plurality of data transfer apparatuses.
  • FIG. 1 is a diagram showing a connection relationship of the data collection system according to the first embodiment of the present invention.
  • the data collection system 1 includes control devices 21 to 22 and data collection devices 41 to 43, each via a control network 52. It is connected.
  • the data collection system 1 includes a monitoring device 62 and is connected to the data collection devices 41 to 43 via the host network 51.
  • control devices 21 to 22 are constituted by control controllers represented by, for example, PLC (Programmable Logic Controller).
  • the data collection devices 41 to 43 are computer devices that collect data supplied from the control devices 21 to 22.
  • the data refers to, for example, manufacturing instruction data, manufacturing performance data, alarm data, roll data, model calculation data, model learning data, constant data, parameter data when plant equipment of a hot rolling plant is to be controlled. These are various data relating to plant control equipment necessary for operating a hot rolling plant.
  • the data collection devices 41 to 43 connected to the control network 52 have the common memory, and the control data is scanned and transmitted (cyclic transmission) between the devices. It functions as a network device.
  • a transmission data area and a reception data area assigned to each device are provided in each common memory.
  • the data in the transmission data area of the control device 21 is transferred to a common memory in all devices connected to the control network 52 by one data transmission.
  • the concept of this common memory scan transmission will be described later.
  • the display device 61 includes an image output device such as an organic EL (electroluminescence) display or a liquid crystal display, and is connected to the monitoring device 62.
  • the display device 61 displays a graph or the like based on the output signal supplied from the monitoring device 62.
  • the monitoring device 62 displays a plurality of data on the display device 61 based on the process data supplied from the data collection devices 41 to 43 so that the time axes coincide.
  • the monitoring device 62 includes a position information request unit 62a, a data request unit 62b, and a display control unit 62c in terms of its functions.
  • the location information request unit 62a requests the data collection device 41, which is a master data collection device, to transmit the location information of the data collection devices 41 to 43 in which data is stored.
  • the master data collection device is one of the data collection devices, which collects data supplied from the control devices 21 to 22 and distributes the load when the data collection devices 41 to 43 collect data.
  • a computer device having a function is one of the data collection devices, which collects data supplied from the control devices 21 to 22 and distributes the load when the data collection devices 41 to 43 collect data.
  • the data request unit 62b requests data transmission to the data collection devices 41 to 43 indicated by the location information based on the location information transmitted from the data collection device 41 as a response to the request from the location information request unit 62a.
  • the display control unit 62c causes the display device 61 to display the data transmitted in response to the request of the data request unit 62b from the data collection devices 41 to 43.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the concept of scan transmission of the common memory included in the control devices 21 to 22 and the data collection devices 41 to 43 of the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the data in the transmission data area of the control device 21 is all data connected to the same transmission path in one data transmission every control cycle.
  • the data is transferred to a common memory of each of the devices (the control devices 22 to 23 and the data collection devices 41 to 43).
  • the data in the transmission data area of the control device 22 is also transferred to the respective common memories of the control devices 21 and 23 and the data collection devices 41 to 43 every control cycle. .
  • each common memory a transmission data area and a reception data area allocated to each apparatus are provided, and data is transferred to the common memory in all apparatuses by scan transmission. The same data can be shared between them.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the data collection devices 41 to 43 provided in the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the data collection system 1 has data collection devices 41 to 43 connected via a control network 52.
  • the data collection device 41 (master data collection device) includes a first network card 411, a second storage unit 412, a second network card 413, and a CPU 414, each via a bus 417. Connected.
  • the first network card 411 is an interface card for connecting to the control network 52, and is a self-propelled timer 411a, a first storage unit 411b, a first storage control unit 411c, and a transmission unit. 411d.
  • the first storage unit 411b is the shared memory described above, and stores data supplied from the control devices 21 to 22.
  • the first storage control unit 411c When the data in the transmission data area of the first storage unit 411b is rewritten, the first storage control unit 411c performs scan transmission to another device or receives data area of the first storage unit 411b by scan transmission. Rewrite the data inside.
  • the transmission unit 411d multicasts the time measured by the timer 411a of the data collection device 41 as its own device onto the control network 52 at a predetermined interval such as 10 (m seconds).
  • the second storage unit 412 associates the time measured by the timer 411a with the data stored in the first storage unit 411b and stores it as process data.
  • the second storage unit 412 stores a collection group pattern that is determined in advance based on the transfer rate characteristic with respect to the data size.
  • the second network card 413 is an interface card for connecting to the upper network 51.
  • the CPU 414 performs central control of the data collection device 41.
  • the CPU 414 has four microprocessor cores 414a to 414d.
  • the microprocessor core 414d determines whether or not the sampling period has been reached (whether or not the unit time has passed) based on the time counted by the timer 411a. Run only. For example, by using an API (Application Program Interface) installed in an OS (Operating System), the determination process is set to be assigned only to the microprocessor core 414d.
  • the sampling period is set in advance to 1 (msec), for example.
  • the microprocessor core 414d executes only the determination process, and therefore can accurately determine whether or not the sampling period has been reached.
  • the microprocessor cores 414a to 414c execute various processes described later.
  • the CPU core 414e reads data stored in the first storage unit 411b when the microprocessor core 414d determines that the sampling period has been reached.
  • the data collection devices 42 and 43 include a second storage unit 412 and a second network card 413, and are connected via a bus 417.
  • the data collection devices 42 and 43 have a CPU 424 instead of the CPU 414, respectively. Details of the CPU 414 and the CPU 424 will be described later.
  • each of the data collection devices 42 and 43 includes a first network card 421 instead of including the first network card 411.
  • the first network card 421 is an interface card for connecting to the control network 52, and is a self-propelled timer 411a, a first storage unit 411b, a first storage control unit 411c, and a synchronization unit. 421d.
  • the timer 411a, the first storage unit 411b, and the first storage control unit 411c are the same as the configurations with the same reference numerals provided in the first network card 411, respectively. Therefore, explanation is omitted.
  • the synchronization unit 421d performs time adjustment of the timer 411a included in the own device based on the time transmitted from the data collection device 41, which is the master data collection device, via the control network 52.
  • the time of the timer 411a provided in the data collection devices 42 and 43 can be adjusted to the time of the timer 411a provided in the data collection device 41. Therefore, a plurality of data collection devices are provided on the control network 52, and the times of all the data collection devices can be synchronized.
  • FIG. 4 is a diagram showing in detail the configuration of the data collection device 41 provided in the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the data collection device 41 includes the first network card 411, the second storage unit 412, the second network card 413, and the CPU 414, each via the bus 417. It is connected.
  • the CPU core 414e is provided in the CPU 414 and performs central control of the data collection device 41. Further, the CPU core 414e is functionally related to the group selection unit 431, the collection group allocation unit 432, the schedule generation unit 433, the time calculation unit 434, the determination unit 435, the data reading unit 436, and the notification unit 437. And an extraction unit 438.
  • the group selection unit 431 divides the storage area of the first storage unit 411b into a plurality of groups, and further divides the storage area of the group into a plurality of subgroups.
  • FIG. 5 is a diagram showing a storage area of the first storage unit 411b included in the data collection device 41 of the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the group selection unit 431 stores 128 (bytes) from the beginning of the storage area of the first storage unit 411b as one block, and eight blocks 101 to 108 as one subgroup as a storage area. Split.
  • the group selection unit 431 sets four subgroups, for example, subgroups 201 to 204 as one group 301.
  • the group selection unit 431 hierarchically divides the storage area and, as will be described later, the stored data can be efficiently read by performing reading in units of subgroups.
  • the group selection unit 431 is a unit for continuously reading data in one or more divided subgroups in a group so as not to decrease the data reading speed based on the data transfer speed characteristics with respect to the data size. Select as a collection group.
  • the data size may greatly affect the data transfer speed depending on communication standards, network settings, and the like. For example, when data is transferred using DMA, a large amount of data can be transferred at high speed, but when transferring a small amount of data stored in a distributed manner in the storage unit, data is transferred without using DMA. May be able to transfer data faster. As described above, the data transfer speed characteristics may differ depending on the size of data to be transferred. Therefore, the group selection unit 431 selects a collection group that is a unit of continuous reading so as not to decrease the data reading speed, that is, not to decrease the reading speed from the first storage unit 411b.
  • the collection group assignment unit 432 assigns the collection groups selected by the group selection unit 431 to the data collection devices 41 to 43 so that the load when the data collection devices 41 to 43 collect data is distributed.
  • the schedule generation unit 433 Based on the number of subgroups selected as the collection group assigned to the data collection device 41 by the collection group assignment unit 432 and the collection cycle for collecting data, the schedule generation unit 433 performs the first generation for each unit time. A schedule for reading data from the storage unit 411b is generated.
  • the time calculation unit 434 calculates the time required to read data per unit time as the required read time based on the schedule generated by the schedule generation unit 433. Specifically, the time calculation unit 434 calculates a value obtained by multiplying the number of collection groups per unit time in the schedule generated by the schedule generation unit 433 by the data transfer rate as the required read time.
  • the determination unit 435 determines whether or not data can be read within a unit time based on the required read time calculated by the time calculation unit 434. Specifically, the determination unit 435 cannot read data within the unit time when the required read time calculated by the time calculation unit 434 is equal to or longer than a threshold time obtained by subtracting a predetermined margin time from the unit time. It judges that it is, and issues a warning.
  • the data reading unit 436 reads data from the first storage unit 441b when the determination unit 435 determines that data can be read within a unit time.
  • the notification unit 437 sets the data collection device to which the collection group including the data is assigned among the data collection devices 41 to 43. Notify as.
  • the extraction unit 438 extracts the data requested from the first storage unit 411b and transmits the read data to the monitoring device 62.
  • the data collection device 42 includes a first network card 421, a second storage unit 412, a second network card 413, and a CPU 424, and each is connected via a bus 417.
  • the CPU core 424e is provided in the CPU 424 and performs central control of the data collection device 41. Further, the CPU core 424e has a schedule generation unit 443, a time calculation unit 434, a determination unit 435, a data reading unit 436, and an extraction unit 438 in terms of its functions. Among these configurations, the configurations other than the schedule generation unit 443 are the same as the configurations with the same reference numerals provided in the data collection device 41, and thus the description thereof is omitted.
  • the schedule generation unit 443 performs first storage for each unit time based on the number of collection groups assigned to the data collection device 42 by the collection group assignment unit 432 of the data collection device 41 and the collection cycle for collecting data. A schedule for reading data from the unit 411b is generated.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the data collection device 41 which is a master data collection device provided in the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the group selection unit 431 of the CPU 414 selects a collection group (step S103). Specifically, the group selection unit 431 divides the storage area of the first storage unit 411b into a plurality of groups, and further divides the group storage area into a plurality of subgroups.
  • the group selection unit 431 is a unit for continuously reading data in one or more divided subgroups so as not to reduce the data reading speed based on the transfer speed characteristics with respect to the data size. Select as a collection group.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a collection group pattern selected by the group selection unit 431 included in the data collection device 41 of the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • This collection group pattern is determined in advance based on the transfer rate characteristics with respect to the data size, and is stored in the second storage unit 412 as a collection group pattern.
  • the group selection unit 431 selects a collection group based on the collection group pattern stored in the second storage unit 412.
  • the group pattern 501 indicates an arrangement pattern of subgroups. “ ⁇ ” indicates a subgroup in which data is registered in the first storage unit 411b, and “ ⁇ ” indicates a subgroup in which data is not registered in the first storage unit 411b.
  • the group pattern 501a is indicated by “ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the first subgroup 502a and no data is registered in the subgroups 502b to 502d.
  • the collection group pattern 503a is indicated as “ ⁇ ”.
  • the group pattern 501b is indicated by “ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the top subgroups 502a to 502b, and no data is registered in the subgroups 502c to 502d.
  • the collection group pattern 503b is indicated as “ ⁇ ”.
  • the group pattern 501c is indicated by “ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the subgroups 502a and 502c, and no data is registered in the subgroups 502b and 502c.
  • the collection group pattern 503c is indicated as “ ⁇ ⁇ ⁇ ”.
  • the transfer rate is higher when the subgroups 502a to 502c are read together with the subgroup 502b sandwiched between the subgroups 502a and 502c than when the subgroups 502a and 502c are read. That is, the reading speed is high.
  • the group pattern 501d is indicated by “ ⁇ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the subgroups 502a and 502d, and no data is registered in the subgroups 502b and 502c.
  • the collection group pattern 503d is indicated as “ ⁇ ⁇ ⁇ ”.
  • the group pattern 501e is indicated by “ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the first subgroup 502a to 502c, and no data is registered in the subgroup 502d.
  • the collection group pattern 503e is indicated as “ ⁇ ”.
  • the group pattern 501f is indicated by “ ⁇ ⁇ ⁇ ”. This indicates that data is registered in the subgroups 502a, 502b, and 502d, and no data is registered in the subgroup 502c.
  • the collection group pattern 503f is indicated as “ ⁇ ⁇ ⁇ ”.
  • the transfer speed that is, the reading speed is higher when reading the subgroups 502a to 502d including the subgroup 502c than when reading the subgroups 502a, 502b, and 502d, respectively, in terms of transfer speed characteristics. .
  • the group pattern 501g is indicated by “ ⁇ ”. This indicates that data is registered in all of the subgroups 502a to 502d.
  • the group selection unit 431 uses the collection group pattern based on the collection group pattern. Can be selected.
  • the group selection unit 431 is a unit for continuously reading data in one or more divided subgroups in a group so as not to decrease the data reading speed based on the transfer speed characteristics with respect to the data size. It can be selected as a collection group.
  • the collection group assigning unit 432 assigns a collection group (step S104). Specifically, the collection group allocation unit 432 assigns the collection group selected by the group selection unit 431 to the data collection devices 41 to 43 so that the load when the data collection devices 41 to 43 collect data is distributed. Assign to each.
  • the collection group assigning unit 432 notifies the data collection device 42 that the number of assigned collection groups is “7”, and the data collection device 43 has the number of assigned collection groups “6”. Notify that.
  • the schedule generation unit 433 of the CPU 414 calculates an optimal schedule (step S105). Specifically, the schedule generation unit 433 is based on the number of collection groups assigned to the data collection device 41 by the collection group assignment unit 432 and the collection cycle (here, 1 msec) for collecting data. A schedule for reading data from the first storage unit 411b is generated every unit time (here, 1 msec).
  • the schedule generation unit 433 determines the number of collection groups assigned to the data collection device 41 by the collection group assignment unit 432 based on the value obtained by dividing the number of collection groups by the collection cycle for collecting data. Determine the number of collection groups as an integer value. And the schedule production
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a schedule generated by the schedule generation unit 433 provided in the data collection device 41 of the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the collection period for high speed collection is 1 msec
  • the collection period for medium speed collection is 25 msec
  • the collection period is 200 milliseconds.
  • the number of collection groups assigned to the data collection device 41 by the collection group assignment unit 432 is “102”
  • the number of collection groups for high-speed collection is “7”
  • the collection group for medium-speed collection Assume that the number is “55” and the number of collection groups in the case of low-speed collection is “40”.
  • the schedule generation unit 433 arranges the number of collection groups per unit time as “7” at time 1. Thereafter, similarly, the schedule generation unit 433 arranges the number of collection groups per unit time as “7”.
  • the schedule generation unit 433 sets “3” as the number of collection groups for 5 unit hours from the beginning, and “2” as the number of collection groups for the subsequent 20 unit hours.
  • the schedule generation unit 433 sets the number of collection groups per unit time to “3” during times 1 to 5, and collects per unit time during the next unit times 6 to 25.
  • the number of groups is set as “2”.
  • the schedule generation unit 433 sets the number of collection groups per unit time to “3” at the time 26 to 30 and the collection group per unit time at the next unit time 31 to 50. The number is set as “2”.
  • the schedule generation unit 433 determines the number of collection groups for 40 unit hours from the beginning as “1”, and the number of collection groups for the subsequent 160 unit hours as “0”.
  • the schedule generation unit 433 sets the number of collection groups per unit time to “1” during the time 1 to 40, and collects per unit time during the next unit time 41 to 200. The number of groups is set as “0”. Thereafter, similarly, the schedule generation unit 433 sets the number of collection groups per unit time to “1” in the time 201 to 240 and the collection group per unit time in the next unit time 241 to 400. The number is set as “0”.
  • the schedule generation unit 433 performs the first storage for each unit time based on the number of collection groups assigned to the data collection device 41 by the collection group assignment unit 432 and the collection cycle for collecting data. A schedule for reading data from the unit 411b is generated.
  • the time calculation unit 434 of the CPU 414 calculates the time required to read out data for each unit time as the required read time based on the schedule generated by the schedule generation unit 433 (step S107). Specifically, the time calculation unit 434 sets the number of collection groups per unit time in the schedule generated by the schedule generation unit 433 as Cg, sets the data transfer rate according to the data transfer amount as Vt, and according to the data transfer amount.
  • the required read time Tt is calculated using the following (Formula 1).
  • the time calculation unit 434 measures the data transfer rate Vt for each number of collection groups by reading dummy data. For example, assuming that the data transfer rate when reading 32 blocks (4096 bytes) of data is 25 ⁇ sec, the time calculation unit 434 sets the data transfer rate Vt when the number of collection groups is “4” to 25 ⁇ sec. To do. Assuming that the data transfer rate when reading 24 blocks (3072 bytes) of data is 24 ⁇ s, the time calculation unit 434 sets the data transfer rate Vt when the number of collection groups is “3” to 24 ⁇ s.
  • the time calculation unit 434 sets the data transfer rate Vt when the number of collection groups is “2” to 22 ⁇ s. Assuming that the data transfer rate when reading 8 blocks (1024 bytes) of data is 20 ⁇ s, the time calculation unit 434 sets the data transfer rate Vt when the number of collection groups is “1” to 20 ⁇ s.
  • the number of collection groups read at time 1 in the case of high-speed collection is “7”, and the breakdown is “3”, 3072, the number of collection groups from which 4096-byte data is read.
  • the number of collection groups for reading byte data is “3”
  • the number of collection groups for reading 2048 bytes of data is “1”
  • the number of collection groups for reading 1028 bytes of data is “0”.
  • the determination unit 435 of the CPU 414 determines whether or not data can be read within the unit time based on the required read time T calculated by the time calculation unit 434 (step S109). . Specifically, the determination unit 435 determines whether or not the required read time T calculated by the time calculation unit 434 is equal to or greater than a threshold time.
  • the threshold time Tb is a time obtained by subtracting a predetermined margin time Tc from the unit time.
  • the threshold time Tb is 900 ⁇ sec.
  • the required reading time T at time 1 is 269 ⁇ s and is 900 ⁇ s or less, which is the threshold time Tb, so that the determination unit 435 can read data within a unit time. Is determined.
  • Step S109 when it is determined that data cannot be read within the unit time (in the case of NO), the determination unit 435 issues an alarm indicating that data collection is not possible (Step S111). Specifically, the determination unit 435 transmits an alarm signal indicating that data collection is not possible to the monitoring device 62, and the monitoring device 62 causes the display device 61 to display an alarm and output an alarm sound.
  • step S113 the determination unit 435 performs load calculation (step S113). Specifically, the determination unit 435 calculates the surplus capacity by subtracting the required reading time from the threshold time. For example, in the example shown in FIG. 8, the threshold time Tb is 900 ⁇ s and the required read time T is 269 ⁇ s, so the determination unit 435 calculates the surplus capacity as 631 ⁇ s.
  • the determination unit 435 determines whether or not the load is within an allowable range (step S115). Specifically, the determination unit 435 determines that the load is within the allowable range when the surplus capacity calculated in step S113 is a positive value, and the surplus capacity calculated in step S113 is 0 ⁇ sec or less. When it is determined that the load exceeds the allowable range.
  • step S115 when it is determined that the load exceeds the allowable range (in the case of NO), the determination unit 435 issues an overload alarm (step S117). Specifically, the determination unit 435 transmits an overload alarm signal to the monitoring device 62, and the monitoring device 62 causes the display device 61 to display an alarm and output an alarm sound.
  • step S115 when it is determined in step S115 that the load is within the allowable range (in the case of YES), the data reading unit 436 starts data collection (step S119). Specifically, the data reading unit 436 reads data from the first storage unit 411b based on the schedule generated by the schedule generation unit 433, and associates the time measured by the timer 411a with the read data. And stored in the second storage unit 412 as process data.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of processing executed by the data collection device 42 included in the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention. Since the data collection device 43 has the same configuration as the data collection device 42, the data collection device 42 will be described as a representative.
  • the schedule generation unit 443 of the CPU 414 counts the number of collection groups assigned to the data collection device 42 by the collection group assignment unit 432 of the data collection device 41. And a schedule for reading data from the first storage unit 411b of the data collection device 42 every unit time based on the data collection cycle (step S303).
  • the schedule generation unit 443 includes the number of collection groups assigned to the data collection device 42 by the collection group assignment unit 432 of the data collection device 41, and data On the basis of a collection period (here, 1 msec) for collecting data, a schedule for reading data from the first storage unit 411b is generated every unit time (here, 1 msec).
  • step S109-S119 since it is the same as the process of step S109-S119 in the flowchart which showed the process sequence of the process which the data collection device 41 shown in FIG. 6, respectively, description is abbreviate
  • the data collection system 1 includes a certain data collection device 41.
  • the data collection device 41 stores first data that is scanned and transmitted between the control devices 21 to 22 and the data collection devices 41 to 43.
  • 411b and the storage area of the first storage unit 411b are divided into a plurality of groups, the storage area of the group is further divided into a plurality of subgroups, and data is read based on the data transfer rate characteristics with respect to the data size
  • one or more of the divided subgroups is a collection group that is a unit for continuously reading data within the group.
  • the group selection unit 431 selected as a group and the collection group selected by the group selection unit 431 are distributed to the data collection devices 41 to 43 so that the load when the data collection devices 41 to 43 collect data is distributed. From the first storage unit 411b for each unit time based on the collection group allocation unit 432 to be allocated, the number of collection groups allocated to the data collection device 41 by the collection group allocation unit 432, and the collection cycle for collecting data Based on the schedule generated by the schedule generating unit 433 that generates a schedule for reading data, the data reading unit 436 that reads data from the first storage unit 411b, and the data reading unit 436.
  • the data collection devices 42 to 43 include a first storage unit 411b that stores data that is scanned and transmitted between the control devices 21 to 22 and the data collection devices 41 to 43, and a collection group assignment unit 432.
  • a schedule generation unit 443 that generates a schedule for reading data from the first storage unit 411b for each unit time based on the number of collection groups assigned to the data collection device 42 and the collection period for collecting data; Based on the schedule generated by the generation unit 443, a data reading unit 436 that reads data from the first storage unit 411b and a second storage unit 412 that stores data read by the data reading unit 436 are provided. Therefore, even when data is collected and distributed by a plurality of data collection devices 41 to 43, Data can be collected without reducing the processing speed of data transfer.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a processing procedure of processing executed by the data collection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the location information requesting unit 62a of the monitoring device 62 multicasts a signal for inquiring whether or not it is a master data device to all devices connected to the control network 52 (step S201).
  • step S203 a signal indicating that the own device is the master data collection device is transmitted to the monitoring device 62.
  • the data collection device 41 since the data collection device 41 is set as the master data collection device, the data collection device 41 transmits a signal indicating that it is the master data collection device to the monitoring device 62.
  • the position information requesting unit 62a of the monitoring device 62 receives a signal indicating that it is a master data collecting device from the data collecting device 41
  • the position information requesting unit 62a collects the data collecting device 41 that is the master data collecting device.
  • a request is made to transmit location information indicating which data collection device 41-43 stores the data (step S205).
  • the data collection device 41 When the data collection device 41 requests the monitoring device 62 to transmit the data location information, the data collection device 41 transmits the location information to the monitoring device 62 (step S207). Specifically, the notification unit 437 of the data collection device 41 notifies the data collection device to which the collection group including the corresponding data is assigned as data location information.
  • the notification unit 437 of the data collection device 41 for example, the data collection device 42 such as an IP address. Information for uniquely identifying the data is notified as data position information.
  • the data request unit 62b of the monitoring device 62 requests the data collection device 42 to transmit data based on the location information transmitted from the data collection device 41 as a response to the request from the location information request unit 62a. (Step S209).
  • the extraction unit 438 of the data collection device 42 extracts the requested data from the second storage unit 412 when the monitoring device 62 requests transmission of data (step S211), and reads the read data. It transmits to the monitoring apparatus 62 (step S213).
  • the display control unit 62c of the monitoring device 62 causes the display device 61 to display the data transmitted in response to the request from the data requesting unit 62b (step S215).
  • the monitoring device 62 transmits the position information of the data collection device 42 in which data is stored to the data collection device 41. Based on the positional information transmitted from the data collection device 41 as a response to the request from the positional information requesting unit 62a and the positional information requesting unit 62a that requests transmission, the data is transmitted to the data collecting device 42 indicated by the positional information.
  • the data collection device 42 When the data collection device 42 is requested to transmit data from the monitoring device 62, the data collection device 42 extracts and reads the requested data from the second storage unit 412. Since the extraction unit 438 for transmitting the data to the monitoring device 62 is included, even when the data is distributed and stored in the data collection devices 41 to 43, the user who operates the monitoring device 62 receives the data from the data collection device. Data can be searched and viewed without being conscious of which one of 41 to 43 is stored.
  • the data collection device 41 selects a collection group based on the collection group pattern shown in FIG. 7, but the collection group pattern is not limited to that shown in FIG. Absent.
  • the group pattern 501c is indicated by “ ⁇ ⁇ ”, and in this case, the collection group pattern 503c is indicated by “ ⁇ ⁇ ⁇ ”. Due to the transfer rate characteristics, the subgroup 502a and 502c are read out together with the subgroup 502b sandwiched between the subgroup 502a and the subgroup 502c. When the speed is high, the collection group pattern 503c may be read as “ ⁇ ”, that is, only the subgroups 502a and 502c.
  • the transfer speed when reading the subgroups 502a to 502c and the transfer speed when reading the subgroups 502a and 502c are measured, and the higher transfer speed is adopted. You may do it.
  • the data collection system 1 that includes the control devices 21 to 22 and the data collection devices 41 to 43 and is connected via the control network 52 is taken as an example.
  • the data collection devices 41 to 43 may further include a backup device that backs up the data.
  • the above-described embodiment can be realized by executing a data collection program installed in a computer. That is, for example, the data collection program may be read from a recording medium in which the data collection program is stored and executed by the CPU 414 to configure the data collection apparatus, or may be transmitted via a communication network.
  • the data collection device may be configured by being installed and executed by the CPU 414.
  • the data collection systems 41 to 43 and the monitoring device 62 are configured by executing the data collection system program.
  • Synchronizer 424 ... CPU 424e ... CPU core 431 ... Group selection unit 432 ... Collection group allocation unit 433 ... Schedule generation unit 434 ... Time calculation unit 435 ... Determination unit 436 ... Data read unit 437 ... Notification unit 438 ... Extraction unit 443 ... Schedule generation unit
  • the present invention can be applied to a data collection system for collecting plant data.

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Description

データ収集システム、及びデータ収集システムプログラム
　本発明は、鉄鋼・製紙プラントや自動車産業などの組み立て作業を含むＦＡ分野、化学プラントなどのＰＡ分野、そして上下水道システムや他の公共システムなど、産業用システムの制御に広く使用されている制御装置からデータを収集するデータ収集システム、及びデータ収集システムプログラムに関する。
　プラント機器等の制御対象を制御するための一般的な制御システムには、ネットワークを介して接続された複数の制御装置で構成され、このネットワークを介して制御装置間で制御情報の転送を行うことによって、プラント機器を制御するものがある。
　また、このネットワークを介して制御装置からプロセス値などのデータの収集することにより、プラント機器を監視するものもある。
　この制御システムにおいてプラント機器を制御している間のデータを記憶し、例えば、プラント機器に何らかの異常事象が発生した場合、記憶されたデータを解析することにより、発生した異常事象の原因の究明や対策の立案に役立てることが考えられる。
　特許文献１には、制御装置が鉄鋼プラントへ出力した制御情報をバイナリデータで収集し、制御装置が出力した制御情報で制御された鉄鋼プラントのイベント情報をバイナリデータで収集し、同時刻に収集された制御情報のバイナリデータとイベント情報のバイナリデータとに共通のキーを付加し、共通のキーが付加された制御情報のバイナリデータを蓄積するとともに、共通のキーが付加されたイベント情報のバイナリデータを蓄積する鉄鋼プラントシステムのデータ収集装置が提案されている。
特開２０１０－２７１８５０号公報
　しかしながら、例えば、鉄鋼・製紙プラント等の大規模なプラントの場合、記憶するデータが数万点に及ぶこともある。
　このような場合、特許文献１に記載されたように、１台のデータ収集装置を備える構成では、データの収集能力が不足し、データの収集周期内に目的のデータを収集できない場合があった。そこで、ネットワーク上に複数のデータ収集装置を設け、この複数のデータ収集装置で分散してデータを収集することが考えられる。
　しかしながら、データを細かく分割して複数のデータ転送装置で分散して収集した場合、データ転送速度特性によっては、データ転送の処理速度が低下する場合があった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数のデータ転送装置で分散して収集した場合においても、データ転送の処理速度を低下させることなく、データを収集するデータ収集システム、及びデータ収集システムプログラムを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係るデータ収集システムの第１の特徴は、制御装置とネットワークを介して接続されたデータ収集装置及びマスタデータ収集装置を備えたデータ収集システムであって、前記マスタデータ収集装置は、前記制御装置、前記データ収集装置、及び当該マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータを記憶するマスタスキャンデータ記憶部と、前記マスタスキャンデータ記憶部の記憶領域を複数のグループに分割し、前記グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割し、前記データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、前記データの読み出し速度を低下させないように、前記分割された１以上のサブグループを前記グループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択するグループ選択部と、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置が前記データを収集する際の負荷を分散させるように、前記グループ選択部により選択された収集グループを、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置にそれぞれ割り当てる収集グループ割当部と、前記収集グループ割当部により当該マスタデータ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するマスタスケジュール生成部と、前記マスタスケジュール生成部により生成されたスケジュールに基づいて、前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すマスタデータ読み出し部と、前記マスタデータ読み出し部により読み出されたデータを記憶するマスタデータ記憶部と、を有し、前記データ収集装置は、前記制御装置、当該データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータを記憶するスキャンデータ記憶部と、前記収集グループ割当部により当該データ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成部と、前記スケジュール生成部により生成されたスケジュールに基づいて、前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すデータ読み出し部と、前記データ読み出し部により読み出されたデータを記憶するデータ記憶部と、を有することにある。
　本発明に係るデータ収集システムの第２の特徴は、前記マスタデータ収集装置に対して、前記データが記憶されている前記データ収集装置の位置情報の送信を要求する位置情報要求部と、前記位置情報要求部の要求に対する応答として前記マスタデータ収集装置から送信された前記位置情報に基づいて、前記位置情報が示すデータ収集装置に対して前記データの送信を要求するデータ要求部と、前記データ要求部の要求に対する前記データ収集装置の応答により送信されたデータを表示部に表示させる表示制御部と、を有する監視装置、を更に備え、前記マスタデータ収集装置は、前記監視装置から、前記データの位置情報の送信が要求された場合に、前記データが含まれる前記収集グループが割り当てられた前記データ収集装置を前記データの位置情報として通知する通知部を、更に有し、前記データ収集装置は、前記監視装置から、前記データの送信が要求された場合に、前記データ記憶部から前記要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを前記監視装置へ送信する抽出部、を更に有することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係るデータ収集プログラムの第１の特徴は、制御装置とネットワークを介して接続されたデータ収集装置及びマスタデータ収集装置を備えたデータ収集システムに実行させるデータ収集プログラムであって、前記マスタデータ収集装置に、前記制御装置、前記データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータをマスタスキャンデータ記憶部に記憶させるマスタスキャンデータ記憶ステップと、前記マスタスキャンデータ記憶部の記憶領域を複数のグループに分割し、前記グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割し、前記データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、前記データの読み出し速度を低下させないように、前記分割された１以上のサブグループを前記グループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択するグループ選択ステップと、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置が前記データを収集する際の負荷を分散させるように、前記グループ選択ステップにより選択された収集グループを、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置にそれぞれ割り当てる収集グループ割当ステップと、前記収集グループ割当ステップにより前記マスタデータ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するマスタスケジュール生成ステップと、前記マスタスケジュール生成ステップにより生成されたスケジュールに基づいて、前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すマスタデータ読み出しステップと、前記マスタデータ読み出しステップにより読み出されたデータをマスタデータ記憶部に記憶させるマスタデータ記憶ステップと、を実行させ、前記データ収集装置に、前記制御装置、前記データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータをスキャンデータ記憶部に記憶させるスキャンデータ記憶ステップと、前記収集グループ割当ステップにより前記データ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成ステップと、前記スケジュール生成ステップにより生成されたスケジュールに基づいて、前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すデータ読み出しステップと、前記データ読み出しステップにより読み出されたデータをデータ記憶部に記憶させるデータ記憶ステップと、を実行させることにある。
　本発明に係るデータ収集プログラムの第２の特徴は、前記データ収集システムは、監視装置を更に備え、前記監視装置に、前記マスタデータ収集装置に対して、前記データが記憶されている前記データ収集装置の位置情報の送信を要求する位置情報要求ステップと、前記位置情報要求ステップの要求に対する応答として前記マスタデータ収集装置から送信された前記位置情報に基づいて、前記位置情報が示すデータ収集装置に対して前記データの送信を要求するデータ要求ステップと、前記データ要求ステップの要求に対する前記データ収集装置の応答により送信されたデータを表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行させ、前記マスタデータ収集装置に、前記監視装置から、前記データの位置情報の送信が要求された場合に、前記データが含まれる前記収集グループが割り当てられた前記データ収集装置を前記データの位置情報として通知する通知ステップを、更に実行させ、前記データ収集装置に、前記監視装置から、前記データの送信が要求された場合に、前記データ記憶部から前記要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを前記監視装置へ送信する抽出ステップ、を更に実行させることにある。
　本発明のデータ収集システム、及びデータ収集システムプログラムによれば、複数のデータ転送装置で分散して収集した場合においても、データ転送の処理速度を低下させることなく、データを収集する。
本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムの接続関係を示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムの制御装置及びデータ収集装置が備える共通メモリのスキャン伝送の概念を模式的に示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムが備えるデータ収集装置の構成を示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムが備えるデータ収集装置の構成を詳細に示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムのデータ収集装置が備える第１の記憶部の記憶領域を示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムが備えるマスタデータ収集装置であるデータ収集装置が実行する処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムのデータ収集装置が備えるグループ選択部により選択される収集グループのパターンを説明した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムのデータ収集装置が備えるスケジュール生成部により生成されたスケジュールの一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムが備えるデータ収集装置が実行する処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムが実行する処理の処理手順を示したシーケンス図である。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システムの接続関係を示した図である。
　図１に示すように、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１は、制御装置２１～２２と、及びデータ収集装置４１～４３とを備えており、それぞれ制御ネットワーク５２を介して接続されている。また、データ収集システム１は、監視装置６２を備えており、上位ネットワーク５１を介してデータ収集装置４１～４３と接続されている。
　制御装置２１～２２は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）に代表される制御用コントローラで構成される。
　データ収集装置４１～４３は、制御装置２１～２２から供給されるデータを収集するコンピュータ装置である。ここで、データとは、例えば、熱間圧延プラントのプラント機器を制御対象とする場合、製造指示データ、製造実績データ、アラームデータ、ロールデータ、モデル計算データ、モデル学習データ、定数データ、パラメータデータ等の、熱間圧延プラントを運転する上で必要なプラント制御機器に関する様々なデータのことである。
　また、制御ネットワーク５２に接続されているデータ収集装置４１～４３は、制御装置２１～２２は、共通メモリを有しており、それぞれの装置間で制御データをスキャン伝送（サイクリック伝送）することでネットワーク装置として機能を果たしている。
　したがって、各共通メモリ内には、各装置間それぞれに割り付けられた送信データ領域と受信データ領域とを設けている。これにより、例えば、制御装置２１の送信データ領域内のデータは、１回のデータ伝送で、制御ネットワーク５２に接続されている全ての装置内の共通メモリに転送されるようになる。この共通メモリのスキャン伝送の概念については、後述する。
　表示装置６１は、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイや、液晶ディスプレイ等の画像出力装置を備え、監視装置６２と接続されている。表示装置６１は、監視装置６２から供給された出力信号に基づいて、グラフ等を表示する。
　監視装置６２は、データ収集装置４１～４３から供給されるプロセスデータに基づいて、複数のデータを時間軸が一致するようにデータを表示装置６１に表示させる。
　また、監視装置６２は、その機能上、位置情報要求部６２ａと、データ要求部６２ｂと、表示制御部６２ｃとを備える。
　位置情報要求部６２ａは、マスタデータ収集装置であるデータ収集装置４１に対して、データが記憶されているデータ収集装置４１～４３の位置情報の送信を要求する。ここで、マスタデータ収集装置とは、データ収集装置の１つであり、制御装置２１～２２から供給されるデータを収集すると共に、データ収集装置４１～４３においてデータ収集する際の負荷を分散させる機能を有するコンピュータ装置である。
　データ要求部６２ｂは、位置情報要求部６２ａの要求に対する応答としてデータ収集装置４１から送信された位置情報に基づいて、位置情報が示すデータ収集装置４１～４３に対してデータの送信を要求する。
　表示制御部６２ｃは、データ要求部６２ｂの要求に対するデータ収集装置４１～４３の応答により送信されたデータを表示装置６１に表示させる。
　図２は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１の制御装置２１～２２及びデータ収集装置４１～４３が備える共通メモリのスキャン伝送の概念を模式的に示した図である。
　図２に示すように、このＣ１行に示すように、制御装置２１の送信データ領域内のデータは、制御周期毎に、１回のデータ伝送で、同一の伝送路に接続されている全ての装置（制御装置２２～２３、及びデータ収集装置４１～４３）のそれぞれの共通メモリに転送される。同様に、Ｃ２行に示すように、制御装置２２の送信データ領域内のデータもまた、制御周期毎に、制御装置２１，２３、及びデータ収集装置４１～４３のそれぞれの共通メモリに転送される。
　このように、各共通メモリ内に、各装置間それぞれに割り付けられた送信データ領域と受信データ領域とが設けられ、スキャン伝送によりデータを全ての装置内の共通メモリに転送されるので、各装置間で同一のデータを共有することができる。
　図３は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１が備えるデータ収集装置４１～４３の構成を示した図である。
　図３に示すように、データ収集システム１は、制御ネットワーク５２を介して接続されたデータ収集装置４１～４３を有している。
　データ収集装置４１（マスタデータ収集装置）は、第１のネットワークカード４１１と、第２の記憶部４１２と、第２のネットワークカード４１３と、ＣＰＵ４１４とを備えており、それぞれは、バス４１７を介して接続されている。
　第１のネットワークカード４１１は、制御ネットワーク５２と接続するためのインタフェースカードであり、自走式で計時するタイマ４１１ａと、第１の記憶部４１１ｂと、第１の記憶制御部４１１ｃと、送信部４１１ｄとを備えている。
　第１の記憶部４１１ｂは、上述した共有メモリであり、制御装置２１～２２から供給されるデータを記憶する。
　第１の記憶制御部４１１ｃは、第１の記憶部４１１ｂの送信データ領域内のデータが書き換えられると、他の装置にスキャン伝送したり、スキャン伝送により、第１の記憶部４１１ｂの受信データ領域内のデータを書き換えたりする。
　送信部４１１ｄは、自装置であるデータ収集装置４１のタイマ４１１ａにて計時された時刻を、例えば、１０（ｍ秒）などの所定の間隔で制御ネットワーク５２上にマルチキャストする。
　第２の記憶部４１２は、タイマ４１１ａにより計時された時刻と、第１の記憶部４１１ｂに記憶されたデータとを関連づけて、プロセスデータとして記憶する。また、第２の記憶部４１２は、データのサイズに対する転送速度特性に基づいて予め定められた収集グループパターンを記憶する。
　第２のネットワークカード４１３は、上位ネットワーク５１と接続するためのインタフェースカードである。
　ＣＰＵ４１４は、データ収集装置４１の中枢的な制御を行う。また、ＣＰＵ４１４は、４つのマイクロプロセッサコア４１４ａ～４１４ｄを有している。
　これらのマイクロプロセッサコア４１４ａ～４１４ｄのうち、マイクロプロセッサコア４１４ｄは、タイマ４１１ａにより計時された時刻に基づいてサンプリング周期に達したか否か（単位時間が経過したか否か）を判定する判定処理のみを実行する。例えば、ＯＳ（Operating System）に搭載されているＡＰＩ（Application Program Interface）等を用いて、判定処理をマイクロプロセッサコア４１４ｄのみに割り当てるように設定する。ここで、サンプリング周期は、予め、例えば、１（ｍ秒）に設定されている。
　これにより、ＣＰＵ４１４の処理負荷が大きくなったとしても、マイクロプロセッサコア４１４ｄは、判定処理のみを実行するので、正確にサンプリング周期に達したか否かを判定することができる。
　一方、マイクロプロセッサコア４１４ａ～４１４ｃ（以下、これらをＣＰＵコア４１４ｅという）は、後述する各種処理を実行する。また、ＣＰＵコア４１４ｅは、マイクロプロセッサコア４１４ｄにより、サンプリング周期に達したと判定されたときに、第１の記憶部４１１ｂに記憶されたデータを読み出す。
　データ収集装置４２，４３は、データ収集装置４１と同様に、第２の記憶部４１２と、第２のネットワークカード４１３とを備えており、それぞれバス４１７を介して接続されている。
　また、データ収集装置４２，４３は、それぞれＣＰＵ４１４を備える替わりに、ＣＰＵ４２４を有している。ＣＰＵ４１４及びＣＰＵ４２４の詳細については、後述する。
さらに、データ収集装置４２，４３は、それぞれ第１のネットワークカード４１１を備える替わりに、第１のネットワークカード４２１を有している。
　第１のネットワークカード４２１は、制御ネットワーク５２と接続するためのインタフェースカードであり、自走式で計時するタイマ４１１ａと、第１の記憶部４１１ｂと、第１の記憶制御部４１１ｃと、同期部４２１ｄとを備えている。これらの構成のうち、タイマ４１１ａと、第１の記憶部４１１ｂと、第１の記憶制御部４１１ｃとについては、それぞれ第１のネットワークカード４１１が備えるそれぞれ同一符号が付された構成と同一であるので、説明を省略する。
　同期部４２１ｄは、マスタデータ収集装置であるデータ収集装置４１から、制御ネットワーク５２を介して、送信された時刻に基づいて、自装置が備えるタイマ４１１ａの時刻合わせを行う。
　これにより、データ収集装置４２，４３に備えられたタイマ４１１ａの時刻を、データ収集装置４１に備えられたタイマ４１１ａの時刻に合わせることができる。そのため、制御ネットワーク５２上に複数のデータ収集装置を備え、全てのデータ収集装置の時刻を同期させることができる。
　図４は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１が備えるデータ収集装置４１の構成を詳細に示した図である。
　上述したように、データ収集装置４１は、第１のネットワークカード４１１と、第２の記憶部４１２と、第２のネットワークカード４１３と、ＣＰＵ４１４とを備えており、それぞれは、バス４１７を介して接続されている。
　ＣＰＵコア４１４ｅは、ＣＰＵ４１４に備えられており、データ収集装置４１の中枢的な制御を行う。また、ＣＰＵコア４１４ｅは、その機能上、グループ選択部４３１と、収集グループ割当部４３２と、スケジュール生成部４３３と、時間算出部４３４と、判定部４３５と、データ読み出し部４３６と、通知部４３７と、抽出部４３８とを有している。
　グループ選択部４３１は、第１の記憶部４１１ｂの記憶領域を複数のグループに分割し、グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割する。
　図５は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１のデータ収集装置４１が備える第１の記憶部４１１ｂの記憶領域を示した図である。
　図５に示すように、グループ選択部４３１は、第１の記憶部４１１ｂの記憶領域の先頭から１２８（バイト）を１つのブロックとして、ブロック１０１～１０８の８つのブロックを１サブグループとして記憶領域を分割する。
　そして、グループ選択部４３１は、４つのサブグループ、例えば、サブグループ２０１～２０４を１つのグループ３０１とする。
　このように、グループ選択部４３１は、階層的に記憶領域を分割しており、後述するように、サブグループ単位で読み出しが行われることにより、記憶されたデータを効率よく読み出すことができる。
　そして、グループ選択部４３１は、データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、データの読み出し速度を低下させないように、分割された１以上のサブグループをグループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択する。ここで、通信規格やネットワーク設定等によって、データのサイズがデータの転送速度に大きく影響する場合がある。例えば、ＤＭＡを用いて、データ転送する場合、大量のデータを高速に転送することができるが、記憶部に分散して記憶された少量のデータを転送する場合、ＤＭＡを用いることなくデータ転送した方がより高速にデータ転送できる場合がある。このように、転送するデータのサイズに応じてデータの転送速度特性が異なる場合がある。そこで、グループ選択部４３１は、データの読み出し速度を低下させないように、即ち、第１の記憶部４１１ｂから読み出す速度が低下しないように、連続して読み出す単位である収集グループを選択する。
　収集グループ割当部４３２は、データ収集装置４１～４３がデータを収集する際の負荷を分散させるように、グループ選択部４３１により選択された収集グループを、データ収集装置４１～４３にそれぞれ割り当てる。
　スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループとして選択されたサブグループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する。
　時間算出部４３４は、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールに基づいて、単位時間毎にデータを読み出すのに必要な時間を所要読み出し時間として算出する。具体的には、時間算出部４３４は、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールにおける単位時間当たりの収集グループ数にデータ転送速度を乗じた値を、所要読み出し時間として算出する。
判定部４３５は、時間算出部４３４により算出された所要読み出し時間に基づいて、単位時間内にデータの読み出しが可能か否かを判定する。具体的には、判定部４３５は、時間算出部４３４により算出された所要読み出し時間が、単位時間から所定の余裕時間だけ減算された閾時間以上である場合、単位時間内にデータの読み出しが不可であると判定し、警告を発報する。
　データ読み出し部４３６は、判定部４３５により、単位時間内にデータの読み出しが可能と判定された場合に、第１の記憶部４４１ｂからデータを読み出す。
　通知部４３７は、監視装置６２から、データの位置情報の送信が要求された場合に、データ収集装置４１～４３のうち、データが含まれる収集グループが割り当てられたデータ収集装置をデータの位置情報として通知する。
　抽出部４３８は、監視装置６２から、データの送信が要求された場合に、第１の記憶部４１１ｂから要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを監視装置６２へ送信する。
　データ収集装置４２は、第１のネットワークカード４２１と、第２の記憶部４１２と、第２のネットワークカード４１３と、ＣＰＵ４２４とを備えており、それぞれは、バス４１７を介して接続されている。
　ＣＰＵコア４２４ｅは、ＣＰＵ４２４に備えられており、データ収集装置４１の中枢的な制御を行う。また、ＣＰＵコア４２４ｅは、その機能上、スケジュール生成部４４３と、時間算出部４３４と、判定部４３５と、データ読み出し部４３６と、抽出部４３８とを有している。これらの構成のうち、スケジュール生成部４４３以外の構成については、データ収集装置４１が備えるそれぞれ同一符号が付された構成と同一であるので、説明を省略する。
　スケジュール生成部４４３は、データ収集装置４１の収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４２に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する。
　図６は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１が備えるマスタデータ収集装置であるデータ収集装置４１が実行する処理の処理手順を示したフローチャートである。
　図６に示すように、データ収集が要求されると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ４１４のグループ選択部４３１は、収集グループを選択する（ステップＳ１０３）。具体的には、グループ選択部４３１は、第１の記憶部４１１ｂの記憶領域を複数のグループに分割し、グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割する。そして、グループ選択部４３１は、データのサイズに対する転送速度特性に基づいて、データの読み出し速度を低下させないように、分割された１以上のサブグループをグループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択する。
　図７は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１のデータ収集装置４１が備えるグループ選択部４３１により選択される収集グループのパターンを説明した図である。この収集グループのパターンは、データのサイズに対する転送速度特性に基づいて、予め定められており、収集グループパターンとして第２の記憶部４１２に記憶されている。
　グループ選択部４３１は、第２の記憶部４１２に記憶された収集グループパターンに基づいて、収集グループを選択する。
　図７に示すように、グループパターン５０１は、サブグループの配列パターンを示している。“■”は、第１の記憶部４１１ｂにデータが登録されたサブグループを示しており、“□”は、第１の記憶部４１１ｂにデータが登録されていないサブグループを示している。
　例えば、グループパターン５０１ａは、“■□□□”で示されている。これは、先頭のサブグループ５０２ａにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｂ～５０２ｄにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ａの場合、収集グループパターン５０３ａは、“■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ～５０２ｄの全てを読み出すより、サブグループ５０２ａのみを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｂは、“■■□□”で示されている。これは、先頭のサブグループ５０２ａ～５０２ｂにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｃ～５０２ｄにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ｂの場合、収集グループパターン５０３ｂは、“■■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ～５０２ｄの全てを読み出すより、サブグループ５０２ａ～５０２ｂを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｃは、“■□■□”で示されている。これは、サブグループ５０２ａ，５０２ｃにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｂ，５０２ｃにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ｃの場合、収集グループパターン５０３ｃは、“■□■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ，５０２ｃをそれぞれ読み出すより、サブグループ５０２ａとサブグループ５０２ｃとで挟まれたサブグループ５０２ｂも合わせて、サブグループ５０２ａ～５０２ｃを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｄは、“■□□■”で示されている。これは、サブグループ５０２ａ，５０２ｄにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｂ，５０２ｃにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ｄの場合、収集グループパターン５０３ｄは、“■□□■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ，５０２ｄをそれぞれ読み出すより、サブグループ５０２ａとサブグループ５０２ｄとで挟まれたサブグループ５０２ｂ，５０２ｃも合わせて、サブグループ５０２ａ～５０２ｄを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｅは、“■■■□”で示されている。これは、先頭のサブグループ５０２ａ～５０２ｃにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｄにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ｅの場合、収集グループパターン５０３ｅは、“■■■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ～５０２ｄの全てを読み出すより、サブグループ５０２ａ～５０２ｃを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｆは、“■■□■”で示されている。これは、サブグループ５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｄにはデータが登録されており、サブグループ５０２ｃにはデータが登録されていないことを示している。
　このグループパターン５０１ｆの場合、収集グループパターン５０３ｆは、“■■□■”として示されている。
　これは、転送速度特性上、サブグループ５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｄをそれぞれ読み出すより、サブグループ５０２ｃを含むサブグループ５０２ａ～５０２ｄを読み出した方が、転送速度、即ち読み出しの速度が速いことを示している。
　グループパターン５０１ｇは、“■■■■”で示されている。これは、サブグループ５０２ａ～５０２ｄの全てにデータが登録されていることを示している。
　このグループパターン５０１ｇの場合、収集グループパターン５０３ｆは、当然に“■■■■”として示されている。
　このように、データのサイズに対する転送速度特性に基づいて予め定められた収集グループパターンが第２の記憶部４１２に記憶されており、グループ選択部４３１は、この収集グループパターンに基づいて、収集グループとして選択することができる。これにより、グループ選択部４３１は、データのサイズに対する転送速度特性に基づいて、データの読み出し速度を低下させないように、分割された１以上のサブグループをグループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択することができる。
　図５に戻り、収集グループ割当部４３２は、収集グループを割り当てる（ステップＳ１０４）。具体的には、収集グループ割当部４３２は、データ収集装置４１～４３がデータを収集する際の負荷を分散させるように、グループ選択部４３１により選択された収集グループを、データ収集装置４１～４３にそれぞれ割り当てる。
　例えば、グループ選択部４３１により選択された収集グループの数が、“２０”であった場合、データ収集装置４１～４３によるデータ収集の処理負荷がほぼ均等になるように、データ収集装置４１に“７”つの収集グループを割り当て、データ収集装置４２に“７”つの収集グループを割り当て、データ収集装置４３に“６”つの収集グループを割り当てる。そして、収集グループ割当部４３２は、データ収集装置４２に、割り当てた収集グループの数が“７”であることを通知し、データ収集装置４３に、割り当てた収集グループの数が“６”であることを通知する。
　次に、ＣＰＵ４１４のスケジュール生成部４３３は、最適なスケジュールを算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期（ここでは、１ｍ秒とする）とに基づいて、単位時間（ここでは、１ｍ秒とする）毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する。
　例えば、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループの数を、データを収集する収集周期で除算した値に基づいて、収集周期内の単位時間当たりの収集グループの数を整数値として決定する。そして、スケジュール生成部４３３は、この決定した値を、単位時間毎に配置することによりスケジュールを生成する。
　図８は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１のデータ収集装置４１が備えるスケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールの一例を示した図である。なお、ここでは、高速、中速、低速の３種類の収集周期があり、高速収集の場合の収集周期が１ｍ秒であり、中速収集の場合の収集周期が２５ｍ秒であり、低速収集の場合の収集周期が２００ｍ秒であるとする。また、ここでは、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループ数が“１０２”であり、高速収集の場合の収集グループ数が“７”、中速収集の場合の収集グループ数が“５５”、低速収集の場合の収集グループ数が“４０”であるとする。
　高速収集の場合、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループ数（＝７）を、データを収集する収集周期（＝１）で除算すると、“７”であるので、スケジュール生成部４３３は、収集周期内の単位時間当たりの収集グループの数を整数値として、“７”として決定する。
　図８に示した例では、スケジュール生成部４３３は、時間１において、単位時間当たりの収集グループの数を“７”として配置する。これ以降も、同様に、スケジュール生成部４３３は、単位時間当たりの収集グループの数を“７”として配置する。
　また、中速収集の場合、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループ数（＝５５）を、データを収集する収集周期（＝２５）で除算すると、“２．２”であるので、スケジュール生成部４３３は、収集周期内の単位時間当たりの収集グループの数を整数値として、“３”又は“２”として決定する。
　例えば、スケジュール生成部４３３は、先頭から５単位時間の収集グループの数を、“３”、続く２０単位時間の収集グループの数を、“２”として、３，３，３，３，３，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２，２として決定する。
　図８に示した例では、スケジュール生成部４３３は、時間１～５において、単位時間当たりの収集グループの数を“３”、次の単位時間である時間６～２５において、単位時間当たりの収集グループの数を“２”として配置する。これ以降も、同様に、スケジュール生成部４３３は、時間２６～３０において、単位時間当たりの収集グループの数を“３”、次の単位時間である時間３１～５０において、単位時間当たりの収集グループの数を“２”として配置する。
　さらに、低速収集の場合、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループ数（＝４０）を、データを収集する収集周期（＝２００）で除算すると、“０．２”であるので、スケジュール生成部４３３は、収集周期内の単位時間当たりの収集グループの数を整数値として、“１”又は“０”として決定する。
　例えば、スケジュール生成部４３３は、先頭から４０単位時間の収集グループの数を、“１”、続く１６０単位時間の収集グループの数を、“０”として決定する。
　図８に示した例では、スケジュール生成部４３３は、時間１～４０において、単位時間当たりの収集グループの数を“１”、次の単位時間である時間４１～２００において、単位時間当たりの収集グループの数を“０”として配置する。これ以降も、同様に、スケジュール生成部４３３は、時間２０１～２４０において、単位時間当たりの収集グループの数を“１”、次の単位時間である時間２４１～４００において、単位時間当たりの収集グループの数を“０”として配置する。
　このようにして、スケジュール生成部４３３は、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する。
　図６に戻り、ＣＰＵ４１４の時間算出部４３４は、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールに基づいて、単位時間毎にデータを読み出すのに必要な時間を所要読み出し時間として算出する（ステップＳ１０７）。具体的には、時間算出部４３４は、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールにおける単位時間当たりの収集グループ数をＣｇとし、データ転送量に応じたデータ転送速度をＶｔとして、データ転送量に応じた所要読み出し時間Ｔｔを、下記の（数式１）を用いて算出する。
　Ｔｔ＝Ｃｇ×Ｖｔ　　　・・・（数式１）
　ここで、データ転送速度をＶｔは、ネットワークカードの転送速度特性等によって異なるので、時間算出部４３４は、ダミーのデータを読み込むことにより、収集グループ数毎のデータ転送速度Ｖｔを測定する。例えば、３２ブロック（４０９６バイト）のデータを読み出した場合のデータ転送速度が２５μ秒であったとすると、時間算出部４３４は、収集グループ数が“４”の場合におけるデータ転送速度Ｖｔを２５μ秒とする。２４ブロック（３０７２バイト）のデータを読み出した場合のデータ転送速度が２４μ秒であったとすると、時間算出部４３４は、収集グループ数が“３”の場合におけるデータ転送速度Ｖｔを２４μ秒とする。１６ブロック（２０４８バイト）のデータを読み出した場合のデータ転送速度が２２μ秒であったとすると、時間算出部４３４は、収集グループ数が“２”の場合におけるデータ転送速度Ｖｔを２２μ秒とする。８ブロック（１０２４バイト）のデータを読み出した場合のデータ転送速度が２０μ秒であったとすると、時間算出部４３４は、収集グループ数が“１”の場合におけるデータ転送速度Ｖｔを２０μ秒とする。
そして、図８に示した例では、高速収集の場合における時間１に読み出す収集グループ数が、“７”であり、その内訳が、４０９６バイトのデータを読み出す収集グループ数が、“３”、３０７２バイトのデータを読み出す収集グループ数が、“３”、２０４８バイトのデータを読み出す収集グループ数が、“１”、１０２８バイトのデータを読み出す収集グループ数が、“０”であるとすると、時間算出部４３４は、高速収集における所要読み込み時間Ｔｈを、（数式１）を用いて、１６９μ秒（＝２５×３＋２４×３＋２２×１＋２０×０）として算出する。
　また、図８に示した例では、中速収集の場合における時間１に読み出す収集グループ数が、“３”であり、これが全て４０９６バイトのデータを読み出す収集グループであるとすると、時間算出部４３４は、中速収集における所要読み込み時間Ｔｍを、（数式１）を用いて、７５μ秒（＝２５×３）として算出する。さらに、図８に示した例では、低速収集の場合における時間１に読み出す収集グループ数が、“１”であり、これが全て４０９６バイトのデータを読み出す収集グループであるとすると、時間算出部４３４は、低速収集における所要読み込み時間Ｔｌを、（数式１）を用いて、２５μ秒（＝２５×１）として算出する。
　そして、時間算出部４３４は、高速収集、中速収集、低速収集の場合におけるそれぞれのデータ転送量に応じた所要読み出し時間Ｔｔ（Ｔｈ，Ｔｍ，Ｔｌ）を合計することにより、所要読み出し時間Ｔを、２６９μ秒（＝１６９＋７５＋２５）として算出する。
　図６に戻り、次に、ＣＰＵ４１４の判定部４３５は、時間算出部４３４により算出された所要読み出し時間Ｔに基づいて、単位時間内にデータの読み出しが可能か否かを判定する（ステップＳ１０９）。具体的には、判定部４３５は、時間算出部４３４により算出された所要読み出し時間Ｔが、閾時間以上であるか否かを判定する。ここで、閾時間Ｔｂとは、単位時間から所定の余裕時間Ｔｃだけ減算された時間とする。ここでは、単位時間を１ｍ秒、余裕時間Ｔｃを１００μ秒とすると、閾時間Ｔｂは９００μ秒である。
　図８に示した例では、時間１における所要読み出し時間Ｔは、２６９μ秒であり、閾時間Ｔｂである９００μ秒以下であるので、判定部４３５は、単位時間内にデータの読み出しが可能であると判定する。
　ステップＳ１０９において、単位時間内にデータの読み出しが不可であると判定された場合（ＮＯの場合）、判定部４３５は、データ収集不可の警報を発報する（ステップＳ１１１）。具体的には、判定部４３５は、監視装置６２にデータ収集不可の警報信号を送信し、監視装置６２は、表示装置６１に警報を表示させると共に、アラーム音を出力させる。
　一方、ステップＳ１０９において、データの読み出しが可能と判定された場合（ＹＥＳ場合）、判定部４３５は、負荷計算を実行する（ステップＳ１１３）。具体的には、判定部４３５は、閾時間から所要読み出し時間を減算することにより、余剰能力を算出する。例えば、図８に示した例では、閾時間Ｔｂは９００μ秒であり、所要読み出し時間Ｔは２６９μ秒であるので、判定部４３５は、余剰能力を６３１μ秒として算出する。
　そして、判定部４３５は、負荷が許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１１５）。具体的には、判定部４３５は、ステップＳ１１３において算出した余剰能力が正の値であるとき、負荷が許容範囲内であると判定し、ステップＳ１１３において算出した余剰能力が０μ秒以下となったとき、負荷が許容範囲を越えたと判定する。
　ステップＳ１１５において、負荷が許容範囲を越えたと判定された場合（ＮＯの場合）、判定部４３５は、過負荷の警報を発報する（ステップＳ１１７）。具体的には、判定部４３５は、監視装置６２に過負荷の警報信号を送信し、監視装置６２は、表示装置６１に警報を表示させると共に、アラーム音を出力させる。
　一方、ステップＳ１１５において、負荷が許容範囲内であると判定された場合（ＹＥＳの場合）、データ読み出し部４３６は、データ収集を開始する（ステップＳ１１９）。具体的には、データ読み出し部４３６は、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールに基づいて、第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出し、タイマ４１１ａにより計時された時刻と、読み出したデータとを関連づけて、プロセスデータとして第２の記憶部４１２に記憶させる。
　図９は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１が備えるデータ収集装置４２が実行する処理の処理手順を示したフローチャートである。なお、データ収集装置４３は、データ収集装置４２と同一構成を有するので、データ収集装置４２を代表して説明する。
　図９に示すように、データ収集が要求されると（ステップＳ３０１）、ＣＰＵ４１４のスケジュール生成部４４３は、データ収集装置４１の収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４２に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎にデータ収集装置４２の第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する（ステップＳ３０３）。
具体的には、データ収集装置４１のスケジュール生成部４３３と同様に、スケジュール生成部４４３は、データ収集装置４１の収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４２に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期（ここでは、１ｍ秒とする）とに基づいて、単位時間（ここでは、１ｍ秒とする）毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成する。
　以降、ステップＳ１０９～Ｓ１１９の処理については、図６に示したデータ収集装置４１が実行する処理の処理手順を示したフローチャートにおけるステップＳ１０９～Ｓ１１９の処理とそれぞれ同一であるので、説明を省略する。
　以上のように、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１によれば、制御装置２１～２２と制御ネットワーク５２を介して接続されたデータ収集装置４２～４３及びマスタデータ収集装置であるデータ収集装置４１を備えたデータ収集システム１であって、データ収集装置４１は、制御装置２１～２２及びデータ収集装置４１～４３との間でスキャン伝送されるデータを記憶する第１の記憶部４１１ｂと、第１の記憶部４１１ｂの記憶領域を複数のグループに分割し、グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割し、データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、データの読み出し速度を低下させないように、分割された１以上のサブグループをグループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択するグループ選択部４３１と、データ収集装置４１～４３がデータを収集する際の負荷を分散させるように、グループ選択部４３１により選択された収集グループを、データ収集装置４１～４３にそれぞれ割り当てる収集グループ割当部４３２と、収集グループ割当部４３２によりデータ収集装置４１に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成部４３３と、スケジュール生成部４３３により生成されたスケジュールに基づいて、第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すデータ読み出し部４３６と、データ読み出し部４３６により読み出されたデータを記憶する第２の記憶部４１２とを有し、データ収集装置４２～４３は、制御装置２１～２２及びデータ収集装置４１～４３との間でスキャン伝送されるデータを記憶する第１の記憶部４１１ｂと、収集グループ割当部４３２により当該データ収集装置４２に割り当てられた収集グループの数と、データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成部４４３と、スケジュール生成部４４３により生成されたスケジュールに基づいて、第１の記憶部４１１ｂからデータを読み出すデータ読み出し部４３６と、データ読み出し部４３６により読み出されたデータを記憶する第２の記憶部４１２とを有するので、複数のデータ収集装置４１～４３で分散してデータを収集した場合においても、データ転送の処理速度を低下させることなく、データを収集することができる。
　図１０は、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１が実行する処理の処理手順を示したシーケンス図である。
　図１０に示すように、監視装置６２の位置情報要求部６２ａは、マスタデータ装置か否かを問い合わせる信号を制御ネットワーク５２に接続された全ての装置にマルチキャストする（ステップＳ２０１）。
　ステップＳ２０１のマルチキャストに対して、自装置がマスタデータ収集装置として設定されている場合には、自装置がマスタデータ収集装置であることを示す信号を監視装置６２に送信する（ステップＳ２０３）。ここでは、データ収集装置４１がマスタデータ収集装置として設定されているので、データ収集装置４１が、マスタデータ収集装置であることを示す信号を監視装置６２に送信する。
　次に、監視装置６２の位置情報要求部６２ａは、データ収集装置４１から、マスタデータ収集装置であることを示す信号を受信すると、マスタデータ収集装置であるデータ収集装置４１に対して、収集するデータがデータ収集装置４１～４３のいずれのデータ収集装置に記憶されているかを示す位置情報の送信を要求する（ステップＳ２０５）。
　データ収集装置４１は、監視装置６２から、データの位置情報の送信が要求されると、監視装置６２に対して、位置情報を送信する（ステップＳ２０７）。具体的には、データ収集装置４１の通知部４３７は、該当のデータが含まれる収集グループが割り当てられたデータ収集装置をデータの位置情報として通知する。ここでは、データ収集装置４２が、該当のデータが含まれる収集グループが割り当てられたデータ収集装置であるとすると、データ収集装置４１の通知部４３７は、例えば、ＩＰアドレスのようなデータ収集装置４２を一意に識別する情報をデータの位置情報として通知する。
　次に、監視装置６２のデータ要求部６２ｂは、位置情報要求部６２ａの要求に対する応答としてデータ収集装置４１から送信された位置情報に基づいて、データ収集装置４２に対してデータの送信を要求する（ステップＳ２０９）。
　データ収集装置４２の抽出部４３８は、監視装置６２から、データの送信が要求された場合に、第２の記憶部４１２から要求されたデータを抽出し（ステップＳ２１１）、読み出されたデータを監視装置６２へ送信する（ステップＳ２１３）。
　監視装置６２の表示制御部６２ｃは、データ要求部６２ｂの要求に対するデータ収集装置４２の応答により送信されたデータを表示装置６１に表示させる（ステップＳ２１５）。
　以上のように、本発明の第１の実施形態であるデータ収集システム１によれば、監視装置６２が、データ収集装置４１に対して、データが記憶されているデータ収集装置４２の位置情報の送信を要求する位置情報要求部６２ａと、位置情報要求部６２ａの要求に対する応答としてデータ収集装置４１から送信された位置情報に基づいて、位置情報が示すデータ収集装置４２に対してデータの送信を要求するデータ要求部６２ｂと、データ要求部６２ｂの要求に対するデータ収集装置の応答により送信されたデータを表示装置６１に表示させる表示制御部６２ｃとを有し、データ収集装置４１が、監視装置６２から、データの位置情報の送信が要求された場合に、データが含まれる収集グループが割り当てられたデータ収集装置４２をデータの位置情報として通知する通知部４３７を有し、データ収集装置４２が、監視装置６２からデータの送信が要求された場合に、第２の記憶部４１２から要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを監視装置６２へ送信する抽出部４３８を有するので、データがデータ収集装置４１～４３に分散して記憶されている場合においても、監視装置６２を操作するユーザは、データがデータ収集装置４１～４３のいずれに記憶されているかを意識することなく、データを検索したり閲覧したりすることができる。
　なお、本発明の第１の実施形態では、データ収集装置４１は、図７に示した収集グループパターンに基づいて、収集グループを選択したが、収集グループパターンは、図７に示したものに限らない。
　例えば、本発明の第１の実施形態では、グループパターン５０１ｃは、“■□■□”で示されており、この場合、収集グループパターン５０３ｃは、“■□■”として示されている。転送速度特性上、サブグループ５０２ａとサブグループ５０２ｃとで挟まれたサブグループ５０２ｂも合わせて、サブグループ５０２ａ～５０２ｃを読み出すより、サブグループ５０２ａ，５０２ｃをそれぞれ読み出した方が転送速度、即ち読み出しの速度が速い場合、収集グループパターン５０３ｃを、“■　■”、即ち、サブグループ５０２ａ，５０２ｃのみを読み出すようにしてもよい。
　また、データ収集を開始した際に、サブグループ５０２ａ～５０２ｃを読み出す場合の転送速度と、サブグループ５０２ａ，５０２ｃをそれぞれ読み出す場合の転送速度とを計測し、いずれか転送速度が速い方を採用するようにしてもよい。
　また、本発明の第１の実施形態では、制御装置２１～２２と、及びデータ収集装置４１～４３とを備えており、それぞれ制御ネットワーク５２を介して接続されたデータ収集システム１を例に挙げて説明したが、これに限らない。データ収集装置４１～４３に対して、それぞれデータをバックアップするバックアップ装置を更に備える構成としてもよい。
また、上述した実施形態を、コンピュータにインストールしたデータ収集プログラムを実行させることにより実現することもできる。すなわち、このデータ収集プログラムは、例えば、データ収集プログラムが記憶された記録媒体から読み出され、ＣＰＵ４１４で実行されることによりデータ収集装置を構成するようにしてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてインストールされ、ＣＰＵ４１４で実行されることによりデータ収集装置を構成するようにしてもよい。同様に、データ収集システムプログラムが実行されることにより、データ収集装置４１～４３及び監視装置６２を構成する。
　１…データ収集システム
　２１～２３…制御装置
　４１…データ収集装置（マスタデータ収集装置）
　４２～４３…データ収集装置
　５１…上位ネットワーク
　５２…制御ネットワーク
　６１…表示装置
　６２…監視装置
　６２ａ…位置情報要求部
　６２ｂ…データ要求部
　６２ｃ…表示制御部
　４１１…第１のネットワークカード
　４１１ａ…タイマ
　４１１ｂ…第１の記憶部
　４１１ｃ…第１の記憶制御部
　４１１ｄ…送信部
　４１２…第２の記憶部
　４１３…第２のネットワークカード
　４１４，４２４…ＣＰＵ
　４１４ａ～４１４ｄ…マイクロプロセッサコア
　４１４ｅ…ＣＰＵコア
　４１７…バス
　４２１…第１のネットワークカード
　４２１ｄ…同期部
　４２４…ＣＰＵ
　４２４ｅ…ＣＰＵコア
　４３１…グループ選択部
　４３２…収集グループ割当部
　４３３…スケジュール生成部
　４３４…時間算出部
　４３５…判定部
　４３６…データ読み出し部
　４３７…通知部
　４３８…抽出部
　４４３…スケジュール生成部
産業上の利用の可能性
本発明は、プラントのデータを収集するデータ収集システム等に適用することができる。

Claims (4)

  1. 制御装置とネットワークを介して接続されたデータ収集装置及びマスタデータ収集装置を備えたデータ収集システムであって、
    　前記マスタデータ収集装置は、
    　前記制御装置、前記データ収集装置、及び当該マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータを記憶するマスタスキャンデータ記憶部と、
    　前記マスタスキャンデータ記憶部の記憶領域を複数のグループに分割し、前記グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割し、前記データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、前記データの読み出し速度を低下させないように、前記分割された１以上のサブグループを前記グループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択するグループ選択部と、
    　前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置が前記データを収集する際の負荷を分散させるように、前記グループ選択部により選択された収集グループを、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置にそれぞれ割り当てる収集グループ割当部と、
    　前記収集グループ割当部により当該マスタデータ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するマスタスケジュール生成部と、
    　前記マスタスケジュール生成部により生成されたスケジュールに基づいて、前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すマスタデータ読み出し部と、
    前記マスタデータ読み出し部により読み出されたデータを記憶するマスタデータ記憶部と、を有し、
    　前記データ収集装置は、
    　前記制御装置、当該データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータを記憶するスキャンデータ記憶部と、
    　前記収集グループ割当部により当該データ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成部と、
    　前記スケジュール生成部により生成されたスケジュールに基づいて、前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すデータ読み出し部と、
    　前記データ読み出し部により読み出されたデータを記憶するデータ記憶部と、を有する
    　ことを特徴とするデータ収集システム。
  2. 　前記マスタデータ収集装置に対して、前記データが記憶されている前記データ収集装置の位置情報の送信を要求する位置情報要求部と、
    　前記位置情報要求部の要求に対する応答として前記マスタデータ収集装置から送信された前記位置情報に基づいて、前記位置情報が示すデータ収集装置に対して前記データの送信を要求するデータ要求部と、
    　前記データ要求部の要求に対する前記データ収集装置の応答により送信されたデータを表示部に表示させる表示制御部と、を有する監視装置、を更に備え、
    　前記マスタデータ収集装置は、
    　前記監視装置から、前記データの位置情報の送信が要求された場合に、前記データが含まれる前記収集グループが割り当てられた前記データ収集装置を前記データの位置情報として通知する通知部を、更に有し、
    　前記データ収集装置は、
    　前記監視装置から、前記データの送信が要求された場合に、前記データ記憶部から前記要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを前記監視装置へ送信する抽出部、を更に有する
    　ことを特徴とする請求項１記載のデータ収集システム。
  3. 　制御装置とネットワークを介して接続されたデータ収集装置及びマスタデータ収集装置を備えたデータ収集システムに実行させるデータ収集プログラムであって、
    　前記マスタデータ収集装置に、
    　前記制御装置、前記データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータをマスタスキャンデータ記憶部に記憶させるマスタスキャンデータ記憶ステップと、
    　前記マスタスキャンデータ記憶部の記憶領域を複数のグループに分割し、前記グループの記憶領域をさらに複数のサブグループに分割し、前記データのサイズに対するデータ転送速度特性に基づいて、前記データの読み出し速度を低下させないように、前記分割された１以上のサブグループを前記グループ内でデータを連続して読み出す単位である収集グループとして選択するグループ選択ステップと、
    　前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置が前記データを収集する際の負荷を分散させるように、前記グループ選択ステップにより選択された収集グループを、前記データ収集装置及び当該マスタデータ収集装置にそれぞれ割り当てる収集グループ割当ステップと、
    　前記収集グループ割当ステップにより前記マスタデータ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するマスタスケジュール生成ステップと、
    　前記マスタスケジュール生成ステップにより生成されたスケジュールに基づいて、前記マスタスキャンデータ記憶部から前記データを読み出すマスタデータ読み出しステップと、
    前記マスタデータ読み出しステップにより読み出されたデータをマスタデータ記憶部に記憶させるマスタデータ記憶ステップと、を実行させ、
    　前記データ収集装置に、
    前記制御装置、前記データ収集装置、及び前記マスタデータ収集装置の間でスキャン伝送されるデータをスキャンデータ記憶部に記憶させるスキャンデータ記憶ステップと、
    　前記収集グループ割当ステップにより前記データ収集装置に割り当てられた収集グループの数と、前記データを収集する収集周期とに基づいて、単位時間毎に前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すスケジュールを生成するスケジュール生成ステップと、
    　前記スケジュール生成ステップにより生成されたスケジュールに基づいて、前記スキャンデータ記憶部から前記データを読み出すデータ読み出しステップと、
    　前記データ読み出しステップにより読み出されたデータをデータ記憶部に記憶させるデータ記憶ステップと、を実行させる
    　ことを特徴とするデータ収集プログラム。
  4. 　前記データ収集システムは、監視装置を更に備え、
    　前記監視装置に、
    　前記マスタデータ収集装置に対して、前記データが記憶されている前記データ収集装置の位置情報の送信を要求する位置情報要求ステップと、
    　前記位置情報要求ステップの要求に対する応答として前記マスタデータ収集装置から送信された前記位置情報に基づいて、前記位置情報が示すデータ収集装置に対して前記データの送信を要求するデータ要求ステップと、
    　前記データ要求ステップの要求に対する前記データ収集装置の応答により送信されたデータを表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行させ、
    　前記マスタデータ収集装置に、
    　前記監視装置から、前記データの位置情報の送信が要求された場合に、前記データが含まれる前記収集グループが割り当てられた前記データ収集装置を前記データの位置情報として通知する通知ステップを、更に実行させ、
    　前記データ収集装置に、
    　前記監視装置から、前記データの送信が要求された場合に、前記データ記憶部から前記要求されたデータを抽出し、読み出されたデータを前記監視装置へ送信する抽出ステップ、を更に実行させる
    　ことを特徴とする請求項３記載のデータ収集プログラム。
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