(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置において、
データを送信するコンピュータに設けられ、発信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを送信する送信手段と、
データを受信するコンピュータに設けられ、受信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを取得する受信手段と、
データ収集オブジェクトの動作に基づいて動作し、前記発信オブジェクトが送信したデータを収集して受信オブジェクトに送るデータ収集手段と、を具備し、前記データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集し、
前記冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトとからなり、メインのデータ収集オブジェクトが発信オブジェクトから収集したデータを受信オブジェクトに送る動作を行い、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っていて、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させることを特徴とする分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【請求項２】
前記冗長化されたデータ収集オブジェクトには１つの収集機能名をパラメータとして与えることを特徴とする請求項１記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【請求項３】
前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合うことを特徴とする請求項１または２に記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【請求項４】
前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトが所持するデータを定期的に等値化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【請求項５】
冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、前記発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラントに存在する温度、圧力等のプロセス量を制御してプラントを制御運転するシステムとしてプロセス制御システムがある。
プロセス制御システムは、操作監視ステーションと制御ステーションを通信バスに接続し、制御ステーションはプラントの制御を担当し、操作監視ステーションはプラントの運転操作と監視を担当する構成をなしている。制御対象であるプラントの規模に応じて複数の制御ステーションがプラントに分散配置される。
【０００３】
図４はプロセス制御システムの構成例を示した図である。
図４で、操作監視ステーションＩＣＳと制御ステーションＦＣＳは通信バスＢＳ上に接続されている。制御ステーションＦＣＳはプラントＰＬＴを制御する。プラントの規模に応じて複数の制御ステーションが分散配置されている。
【０００４】
操作監視ステーションＩＣＳで、表示手段１はマンマシンインタフェイス機能を持つＣＲＴ等で構成されている。表示制御手段２は表示手段１を制御し、プラントの制御・監視に必要な各種の画面あるいはウィンドウを表示手段１に表示させる。
入力手段３はキーボード、マウス等で構成され、プラントの操作や制御運転を行うためのデータ入力等を行う。
監視手段４はプラントの監視を行う。操作手段５はプラントを制御運転するための操作を行う。監視や操作の結果は表示手段１で表示される。
通信手段６は通信バスＢＳを介して各制御ステーションとのデータ授受を所定の通信規約に従って行う。
【０００５】
制御ステーションＦＣＳで、制御ユニットＣＵはプラントＰＬＴの制御を担当する。入出力ユニット（Ｉ／Ｏユニットと称する）１０は、プラントＰＬＴとの間で各種の信号を入出力する。例えば、４〜２０ｍＡ，１〜５Ｖのアナログ信号、熱電対信号、接点信号等を入出力する。
通信手段１１は通信バスＢＳを介して操作監視ステーションや各制御ステーションとのデータ授受を所定の通信規約に従って行う。
【０００６】
プラントＰＬＴで、センサＳＮは温度、圧力等のプロセス値を検出する。バルブＶ１，Ｖ２は制御ステーションＦＣＳから与えられる操作信号によって開度が制御される。
制御ステーションＦＣＳがセンサＳＮ等から取ったプロセス値のトレンドデータは操作監視ステーションＩＣＳに送られ、操作監視ステーションＩＣＳは画面にトレンドデータを表示する。
【０００７】
従来のプロセス制御システムにおける通信のしかたを説明する。
図５は従来のプロセス制御システムにおけるデータの流れを示した図である。
図５で、トレンドデータ収集サーバ２０は、機能ブロック２１が持つプロセス値のトレンドデータを一定周期で収集し、必要に応じてトレンドデータファイル２２に格納する。表示制御手段２は、トレンドデータ収集サーバ２０から必要なトレンドデータを取得し、表示手段１に表示させる。機能ブロック２１は、図４の制御ユニットＣＵの中に設けられていて、センサＳＮ等からプロセス値のデータを取る機能を持ったブロックである。
【０００８】
図５の従来例では次の問題点があった。
トレンドデータ収集サーバ２０は冗長化されていない。このため、表示制御手段２はトレンドデータ収集サーバ２０が不具合などによってダウンするとトレンドデータを取得できない。また、貴重なトレンドデータの記録を失ってしまうことになる。
トレンドデータの記録を失わないために、複数の操作監視ステーションで同じトレンドデータ収集サーバを動作させてもよいが、これらの間は無関係であり、互いに足りないデータを補完し合ったりすることはできない。データを補完する機能を最初から構築しようとすると、冗長化のための様々な仕組みを考えて実装する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、データ収集サーバをオブジェクトで実現し、データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトに協調動作を行わせることによって、簡単な構成でデータ収集の信頼性を向上させることができる分散オブジェクトシステムにおける通信装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のとおりの構成になった分散オブジェクトシステムにおける通信装置である。
【００１１】
（１）ネットワーク上に接続された複数のコンピュータにオブジェクトを分散配置し、このネットワークを介してオブジェクト相互間で通信を行う分散オブジェクトシステムにおける通信装置において、
データを送信するコンピュータに設けられ、発信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを送信する送信手段と、
データを受信するコンピュータに設けられ、受信オブジェクトの自律動作に基づいてデータを取得する受信手段と、
データ収集オブジェクトの動作に基づいて動作し、前記発信オブジェクトが送信したデータを収集して受信オブジェクトに送るデータ収集手段と、を具備し、前記データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集し、
前記冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトとからなり、メインのデータ収集オブジェクトが発信オブジェクトから収集したデータを受信オブジェクトに送る動作を行い、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っていて、サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させることを特徴とする分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【００１２】
（２）前記冗長化されたデータ収集オブジェクトには１つの収集機能名をパラメータとして与えることを特徴とする（１）記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【００１３】
（３）前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合うことを特徴とする（１）または（２）に記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【００１４】
（４）前記メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトが所持するデータを定期的に等値化することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【００１５】
（５）冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、前記発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築されたことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の分散オブジェクトシステムにおける通信装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
図１で、ネットワーク３０にはコンピュータ４０と５０〜５２が接続されている。
コンピュータ４０で、記憶手段４０１には受信オブジェクト４０２が存在する。
受信手段４０３は受信オブジェクト４０２の自律動作に基づいてデータを取得する。
コンピュータ４１，４２も同様な構成になっている。
【００１７】
コンピュータ５０で、記憶手段５０１には発信オブジェクト５０２とデータ収集オブジェクト５０３が存在する。
送信手段５０４は発信オブジェクト５０２の自律動作に基づいてデータを送信する。
データ収集手段５０５は、データ収集オブジェクト５０３の動作に基づいて動作し、発信オブジェクト５０２が送信したデータを収集して受信オブジェクト４０２に送る。
なお、発信オブジェクト５０２とデータ収集オブジェクト５０３は同一のコンピュータ上に存在しなくてもよい。
【００１８】
コンピュータ５１，５２にもデータ収集オブジェクト５１１，５２１とデータ収集手段５１２，５２２が設けられている。記憶手段５１３及び５２３にデータ収集オブジェクト５１１及び５２１がそれぞれ存在する。
複数のコンピュータでデータ収集オブジェクトを起動しておくことによって、データ収集オブジェクトは冗長化されている。冗長化されたデータ収集オブジェクトは協調動作してデータを収集する。
【００１９】
図２は図１の通信装置におけるソフトウェアの概念的構成図である。
図２で、⇒は仮想的なデータの流れ、→は実際のデータの流れである。
同じデータ収集オブジェクト５０３，５１１，５２１を複数のコンピュータ上で起動しておくことによって機能の冗長化を実現する。発信オブジェクト５０２及び受信オブジェクト４０２，４１２，４２２の側からは、データ収集オブジェクトの数やそれらの生死は全く見えない。１つのデータ収集オブジェクトさえ存在すればデータ収集は機能し、受信オブジェクトはデータを取得することができる。
これらのデータ収集オブジェクト５０３，５１１，５２１には１つの「収集機能名」をパラメータとして与える。発信オブジェクトや受信オブジェクトはこの「収集機能名」しか認識しないため、図の枠で囲んだ部分Ａは１つの機能に見える。
【００２０】
冗長化されたデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト５０３及びサブのデータ収集オブジェクト５１１，５２１とからなる。
各データ収集オブジェクト５０３，５１１，５２１は発信オブジェクトチャネル６０１，６０２，６０３を持つ。このチャネルは発信オブジェクトからのデータを受け取るためのチャネルである。発信オブジェクトチャネルは、データ収集オブジェクトの動作とは非同期に発信オブジェクトから上がってきたデータをデータ収集オブジェクトに伝達するためのチャネルである。
メインのデータ収集オブジェクト５０３だけが受信オブジェクト用チャネル６１０を持つことができる。全ての受信オブジェクトは受信オブジェクト用チャネル６１０からデータを受け取る。
【００２１】
冗長化されたデータ収集オブジェクト５０３，５１１，５２１は次の協調関係を持つ。
▲１▼後に起動したデータ収集オブジェクトは、既に起動しているデータ収集オブジェクトを察知し、自動的にサブのデータ収集オブジェクトになる。
【００２２】
▲２▼メインのデータ収集オブジェクト及びサブのデータ収集オブジェクトは所持するデータを互いに補完し合う。例えば、メインのデータ収集オブジェクトが停止し、その後再起動したときは、メインのデータ収集オブジェクトは停止期間におけるデータをサブのデータ収集オブジェクトからもらう。
【００２３】
▲３▼サブのデータ収集オブジェクト及びメインのデータ収集オブジェクトは所持するデータを定期的に等値化する。
【００２４】
▲４▼各サブのデータ収集オブジェクトはメインのデータ収集オブジェクトへの昇格優先順位を持っている。
【００２５】
▲５▼サブのデータ収集オブジェクトは、発信オブジェクト用チャネルからデータをもらう毎にメインのデータ収集オブジェクトの生死を確認する。サブのデータ収集オブジェクトは、メインのデータ収集オブジェクト及び自分よりも昇格優先順位の高い全てのサブのデータ収集オブジェクトがダウンしているときは、自分をメインのデータ収集オブジェクトに昇格させ、受信オブジェクト用チャネルを生成してデータを流す。それ以外のときはデータ収集以外は何もしない。
【００２６】
図３はデータ収集オブジェクトの処理手順を示したフローチャートである。フローチャートのステップ順に動作を説明する。
（Ｓ１）データ収集オブジェクトは受信オブジェクト用チャネルを生成する。
（Ｓ２）データ収集オブジェクトが既に存在しているかどうかを判別する。
（Ｓ３）判断Ｓ２がＮＯときは、自分がメインのデータ収集オブジェクトになる。
（Ｓ４）受信オブジェクト用チャネルを生成する。
（Ｓ５）送信オブジェクト用チャネルからデータを受け取る。
（Ｓ６）受け取ったデータを受信オブジェクト用チャネルに送り出す。
（Ｓ７）判断Ｓ２で、データ収集オブジェクトが既に存在しているときは、メインのデータ収集オブジェクトを特定する。
（Ｓ８）既存のデータ収集オブジェクトに自分自身を登録して、昇格優先順位を決定する。
（Ｓ９）自分よりも高い昇格優先順位を持つデータ収集オブジェクトが生きているかどうかを判断する。ここでいう自分よりも高い昇格優先順位を持つデータ収集オブジェクトにはメインのデータ収集オブジェクトを含む。この判断がＮＯのときは、ステップＳ３へ進む。
（Ｓ１０）判断Ｓ９がＹＥＳのときは、メインのデータ収集オブジェクトとの間でデータを互いに補完する。
（Ｓ１１）データを送信オブジェクト用チャネルから受け取る。
（Ｓ１２）データを受信オブジェクト用チャネルに送り出す。
【００２７】
冗長化構成をとるための主機能をパッケージングした専用クラスをフレームワークとして用意し、発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトはこのフレームワークを利用して構築する。受信オブジェクトは、このフレームワークを利用することにより冗長化されていることを意識しなくてもよい。データ送信オブジェクトも同様に等値化部分などの特別な部分を除いて冗長化を意識しなくてもよい。
【００２８】
なお、データ収集オブジェクトの存在するコンピュータは実施例の場合に限らず任意のコンピュータ上に存在してもよい。
【００２９】
本発明の通信装置は、例えばプロセス制御システムに適用することができる。この場合、発信オブジェクトは制御ステーションＦＣＳに、受信オブジェクトは操作監視ステーションＩＣＳにそれぞれ存在させる。データ収集オブジェクトは、制御ステーションＦＣＳ、操作監視ステーションＩＣＳ、システムを構築するエンジニアリングワークステーションＥＷＳ、ネットワーク上のパソコン等のいずれに存在させてもよい。
【００３０】
プラントから制御ステーションＦＣＳにプロセス値のトレンドデータが入力されると、発信オブジェクトはトレンドデータを送信する。データ収集オブジェクトは送信されたデータを受け取り、受信オブジェクトに送る。操作監視ステーションＩＣＳは受信オブジェクトで受けたデータを用いてトレンドデータを画面に表示する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【００３２】
請求項１の発明によれば、データ収集サーバをオブジェクトで実現し、データ収集オブジェクトを複数のコンピュータ上で起動して冗長化し、冗長化したデータ収集オブジェクトに協調動作を行わせている。これによって、簡単な構成でデータ収集の信頼性を向上させることができる。
また、メインのデータ収集オブジェクトがダウンしたときに、速やかに次候補のデータ収集オブジェクトがバックアップできる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、冗長化されたデータ収集オブジェクトには１つの収集機能名をパラメータとして与えるため、発信オブジェクトや受信オブジェクトはこの「収集機能名」しか認識しないため、冗長化されたデータ収集オブジェクトを設けた部分は発信オブジェクトや受信オブジェクトからは１つの機能に見える。
【００３４】
請求項３の発明によれば、データ収集オブジェクトが所持するデータの欠落を防ぐことができる。
【００３５】
請求項４の発明によれば、冗長化されたそれぞれのデータ収集オブジェクトが所持するデータを整合させることができる。
【００３６】
請求項５の発明によれば、発信オブジェクト、受信オブジェクト及びデータ送信オブジェクトは冗長化を意識しないで構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の通信装置におけるソフトウェアの概念的構成図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】プロセス制御システムの構成例を示した図である。
【図５】従来のプロセス制御システムにおけるデータの流れを示した図である。
【符号の説明】
３０  ネットワーク
４０〜４２，５０〜５２  コンピュータ
４０１，４１１，４２１，５０１，５１１，５２１  記憶手段
４０２，４１２，４２２  受信オブジェクト
４０３，４１３，４２３  受信手段
５０２  発信オブジェクト
５０４  発信手段
５０３，５１１，５２１  データ収集オブジェクト
５０５，５１２，５２２  データ収集手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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