(57)【要約】  第１の記憶部（４１１ｂ）の記憶領域を分割した複数のサブグループから収集グループを選択するグループ選択部（４３１）と、データを収集する際の負荷を分散させるように、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、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）とを有し、データ収集装置（４２〜４３）は、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収集周期とに基づいて、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）を有する。
2014002179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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）。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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）。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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）。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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）。
【０１３４】
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）。
【０１３５】
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）。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【符号の説明】
【０１４２】
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】
【０１４３】
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。
【図１】
2014002179.tif 000003
【図２】
2014002179.tif 000004
【図３】
2014002179.tif 000005
【図４】
2014002179.tif 000006
【図５】
2014002179.tif 000007
【図６】
2014002179.tif 000008
【図７】
2014002179.tif 000009
【図８】
2014002179.tif 000010
【図９】
2014002179.tif 000011
【図１０】
2014002179.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月7日(2014.10.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】  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、及びデータ収集プログラムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】  しかしながら、データを細かく分割して複数のデータ収集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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】  本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数のデータ収集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、及びデータ収集プログラムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  本発明のデータ収集システム、及びデータ収集プログラムによれば、複数のデータ収集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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  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２１〜２３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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  制御装置２１〜２３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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  データ収集装置４１〜４３は、制御装置２１〜２３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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】  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及び制御装置２１〜２３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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  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２１〜２３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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】  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２１〜２３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。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】  第１の記憶部４１１ｂは、上述した共有メモリであり、制御装置２１〜２３から供給されるデータを記憶する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】  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４１１ｂからデータを読み出す。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】  ＣＰＵコア４２４ｅは、ＣＰＵ４２４に備えられており、データ収集装置４２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。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】  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，５０２ｄにはデータが登録されていないことを示している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】  このグループパターン５０１ｇの場合、収集グループパターン５０３ｇは、当然に“■■■■”として示されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】 図６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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】  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の場合）、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。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】  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２１〜２３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２１〜２３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２１〜２３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。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】  図１０に示すように、監視装置６２の位置情報要求部６２ａは、マスタデータ収集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）。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】  また、本発明の第１の実施形態では、制御装置２１〜２３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。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】  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。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2014002179.tif 000013
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2014002179.tif 000014
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2014002179.tif 000015
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2014002179.tif 000016
【国際調査報告】
2014002179.tif 000017
2014002179.tif 000018