(57)【要約】【課題】  ＯＰＣ−ＤＡクライアントは任意のタイミングでＯＰＣ−ＤＡサーバ１０７に対してプロセスデータの取得をリクエストする。任意のタイミングのままＯＰＣサーバがプロセス制御装置に対してプロセスデータのリクエストを実施すると、制御回線１０５に過度な通信負荷を生じさせ制御システム全体を不安定にする可能性がある。【解決手段】  プロセス制御装置は制御周期の中で、プロセス入力、制御演算、プロセス出力を順に実行している。プロセス出力後に、制御回線上にプロセスデータをマルチキャストすることで、ＯＰＣ−ＤＡサーバは制御周期ごとのプロセスデータを低負荷で取得することができる。回線と各機器の負荷を低くできる一方、リアルタイム性は制御周期に依存する。また、制御演算やプロセス入出力処理に割込むことがないため、プロセス出力が確定してるデータを確実に取得することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置と表示装置とキ−入力装置を有してなるプロセス運転監視操作卓と、処理装置とプロセス入出力インタフェ−スを有してなるプロセス制御監視装置と、両者を接続する通信回線と、通信装置として接続されているＯＰＣ−ＤＡサーバ及びＯＰＣ−ＤＡクライアントと、を備えるプロセス監視制御システムが実行するデータ収集方法において、
通信回線の通信負荷を低減し、プロセスデータの整合性を保持した上で遅延なくＯＰＣ−ＤＡサーバがプロセス制御装置からプロセスデータ収集すること
を特徴とするデータ収集方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記プロセス制御装置が通信回線に制御演算結果であるプロセスデータを送信すること、
を特徴とするデータ収集方法。
【請求項３】
請求項１において、
ＯＰＣ−ＤＡサーバが通信回線からプロセスデータを取得すること、
を特徴とするデータ収集方法。
【請求項４】
プラント内の機器のプロセスを制御するプロセス制御装置と、
前記プロセス制御装置から送信されるプロセスデータを記憶するＯＰＣ−ＤＡサーバと、
前記ＯＰＣ−ＤＡサーバへプロセスデータを要求し、取得するＯＰＣ−ＤＡクライアントと、
を備え、
前記プロセス制御装置は、制御周期ごとに、当該制御周期で得られたプロセスデータを前記ＯＰＣ−ＤＡサーバへ送信し、
前記ＯＰＣ−ＤＡサーバは、前記ＯＰＣ−ＤＡクライアントからプロセスデータの要求があると、前記プロセス制御装置から送信された最新の制御周期で得られたプロセスデータを前記ＯＰＣ−ＤＡクライアントへ送信すること、
を特徴とするプロセス監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ収集装置に関する。例えば、フィードバック制御、シーケンス制御、プロセス状態監視等を行うプロセス制御機器と、プロセス制御装置の制御回線に接続したＯＰＣ−ＤＡサーバと、ＯＰＣ−ＤＡサーバを介して情報回線からプロセス制御装置のプロセスデータを収集するＯＰＣ−ＤＡクライアントを含む上位装置により構成されるプロセス監視制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラント設備では装置や機器のインターフェイスの標準化がすすめられ、図１に示すようなシステムの階層化が図られているのが一般的である。つまり、伝送器１０１や調節弁１０２などのフィールド機器はフィールドバス１０３に接続されフィールド層を構成する。プロセス制御装置１０４と制御回線１０５を介して接続するプロセス運転監視操作卓１０６およびＯＰＣ−ＤＡサーバ１０７は分散制御システム層を構成する。生産管理層には生産管理システム１０８やＯＰＣ−ＤＡクライアント１０９と分散制御システム層を接続する情報回線１１０が生産管理層を構成する。
【０００３】
ＯＰＣ−ＤＡはプロセスデータアクセスの仕様として策定されており、主に生産管理層と分散制御システム層を接続する標準インターフェイスとして利用される。図１では、ＯＰＣ−ＤＡサーバ１０７は分散制御システム層に配置され、プロセス制御装置１０４のプロセスデータを制御監視装置を経ずにＯＰＣ−ＤＡクライアント１０９に中継する。ＯＰＣ−ＤＡサーバの機能はプロセス運転監視操作卓に含むことも可能である。
【０００４】
生産管理システムはＯＰＣ−ＤＡクライアントから分散制御システム層のデータを得たり、設定することが可能であるが、ＯＰＣ−ＤＡクライアント自体を生産管理システムに含むこともできる。
【０００５】
ＯＰＣ−ＤＡサーバ１０７とプロセス制御装置１０４は制御回線１０５で接続されている。ＯＰＣ−ＤＡサーバはプロセス制御装置のプロセスデータを一定の周期で収集したり、ＯＰＣ−ＤＡクライアント１０９のリクエストに応じて、プロセス制御装置１０４からプロセスデータを取得する機能が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＯＰＣ−ＤＡクライアントは任意のタイミングでＯＰＣ−ＤＡサーバ１０７に対してプロセスデータの取得をリクエストする。任意のタイミングのままＯＰＣサーバがプロセス制御装置に対してプロセスデータのリクエストを実施すると、制御回線１０５に過度な通信負荷を生じさせ制御システム全体を不安定にする可能性がある。
【０００８】
さらに、プロセス制御装置が制御演算中にデータ収集リクエストを処理することを考慮すると、演算途中のプロセスデータを応答するか、演算が完了するまで、データ応答を待機するのかをトレードオフする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は特許請求の範囲に記載の構成により解決される。具体的には、例えば、プロセス制御装置は各制御周期の最後にプロセスデータを制御回線上にマルチキャストする。マルチキャストを受信したＯＰＣ−ＤＡサーバは、受信したプロセスデータをメモリバッファに格納しておく。ＯＰＣ−ＤＡクライアントからのリクエスト時には、メモリバッファ内のプロセスデータを返信することで、制御回線やプロセス制御装置の負荷を抑制する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プロセス制御装置とＯＰＣ−ＤＡサーバ・クライアントを含む制御システムにおいて、ＯＰＣ−ＤＡサーバはプロセス制御装置に格納しているプロセスデータを低負荷のもと制御周期に同期して収集することができる。
【００１１】
また、ＯＰＣ−ＤＡクライアントのリクエストはＯＰＣ−ＤＡサーバで処理され、制御回線やプロセス制御装置に負荷をかけることがなく制御システム全体の安定性に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＯＰＣ−ＤＡサーバとクライアントを含むシステムの階層図
【図２】プロセスデータのフロー図
【図３】従来方法による通信処理時間
【図４】本実施例による通信処理時間
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【００１４】
図２は、プロセス制御装置からＯＰＣ−ＤＡクライアントへのＯＰＣ−ＤＡサーバを介したプロセスデータのフローを示している。
【００１５】
図２に示す制御システムはプロセス制御装置２０１、２０２、ＯＰＣ−ＤＡサーバ２０３と２０４、プロセス制御装置とＯＰＣ−ＤＡサーバを接続する制御回線１０５、ＯＰＣ−ＤＡクライアント２０６と２０７、ＯＰＣ−ＤＡサーバとクライアントを接続する情報回線１１０で構成している。
【００１６】
制御回線１０５および情報回線１１０のハードウェアには例えば規格化されたネットワーク、例えばイーサネット（登録商標、商標権者：富士ゼロツクス株式会社）を利用し、ＴＣＰ通信によるコネクション型ピアツーピア通信とＵＤＰによるコネクションレス型マルチキャスト通信が可能である。
【００１７】
プロセス制御装置２０１は、あらかじめ定めた制御周期（例えば１秒）ごとにプロセス入力２０７、演算２０８、プロセス出力２０９、マルチキャスト処理２１０を順次実行する。
【００１８】
マルチキャスト処理２１０では、プロセス制御装置２０１上のプロセスデータ２１１を制御回線１０５に送信する。
【００１９】
制御回線上にマルチキャストされたプロセスデータ２１２は、ＯＰＣサーバ２０３、ＯＰＣサーバ２０４、プロセス制御装置２０２が受信する。マルチキャスト通信２１２はＯＰＣ−ＤＡサーバからの要求で実施されるものではない。
【００２０】
ＯＰＣ−ＤＡサーバ２０３では、プロセスデータを受信すると、あらかじめ確保してあるメモリバッファ２１３に格納する。メモリバッファ２１３は、プロセス制御装置毎に領域とアドレス定めていて、プロセス制御装置２０２のプロセスデータはプロセス制御装置２０１とは別の領域に格納する。
【００２１】
ＯＰＣ−ＤＡサーバ２０４でも同様の処理を行うことで、プロセス制御装置２０１および２０２のプロセスデータは制御周期ごとにＯＰＣ−ＤＡサーバのメモリバッファに収集することが可能である。
【００２２】
特許文献１によれば、ＰＬＣとＯＰＣサーバを接続したシステムにおいて、ＯＰＣサーバを内蔵するＯＰＳからリクエストすることで、ＰＬＣが周期的にデータを送信する方法が記述されている。プロセス制御装置は制御動作開始時に能動的にプロセスデータのマルチキャストを実施するため、ＯＰＣサーバからのリクエストは必要ない。また、特許文献１ではグループにて登録したプロセスデータを収集対象とするが、本発明では、プロセス制御装置上にあるすべてのプロセスデータを送信するため、制御回線の通信負荷は要求データの数に依存しない。
【００２３】
ＯＰＣ−ＤＡサーバ上のメモリバッファに格納したプロセスデータは、ＯＰＣクライアントに送信することが可能（２１４）である。また、プロセスデータはマルチキャストするため、別のＯＰＣ−ＤＡサーバ２０４にも格納されている。ＯＰＣクライアント２０７が後から追加された場合でも、制御回線上の負荷を上げることなくプロセスデータを収集することができる。
【００２４】
クライアントへの送信方法は、クライアントからのリクエストをうけてから応答データとして送信する方式とクライアントが設定した周期で送信する方式がある。
【００２５】
ＯＰＣ−ＤＡサーバとＯＰＣ−ＤＡクライアント間のプロセスデータ通信２１４の方式にかかわらず制御回線１０５とプロセス制御装置２０１の負荷は一定であることを図３と図４を用いて示す。
【００２６】
図３は従来の方法による通信処理時間を示す。横軸は処理時間単位を示し、受信または送信のいずれかの場合は１単位時間。受信および送信の場合は２単位時間を要するものとする。図では、データの送受信を２度実施するものとする。ＯＰＣ−ＤＡクライアントはＯＰＣ−ＤＡサーバにデータリクエストを送信する。ＯＰＣ−ＤＡサーバは制御回線を通じて、プロセス制御装置にプロセスデータをリクエストする。
【００２７】
プロセス制御装置はリクエストを受信すると該当のプロセスデータをＯＰＣサーバに送信する。ＯＰＣ−ＤＡサーバはプロセスデータを受信するとＯＰＣ−ＤＡクライアントに中継する。この処理を２度実施する。
【００２８】
図３において、ＯＰＣ−ＤＡクライアントの待ち時間は１６単位時間、ＯＰＣ−ＤＡサーバは１２単位時間、プロセス制御装置は４単位時間を要する。
【００２９】
さらに、プロセス制御装置が図２における演算処理（２０８）を実行中の場合は、演算処理が完了するか、演算途中のプロセスデータを応答するかのトレードオフが必要になる。
【００３０】
図４に本発明による通信処理時間を示す。プロセス制御装置１０４は制御周期に同期してＯＰＣ−ＤＡサーバにプロセスデータをマルチキャストする。プロセス制御装置自身の制御に同期させてマルチキャストするため、１単位時間で処理できる。ＯＰＣサーバもリクエストを出す必要がないため受信のみの１単位時間で処理できる。
【００３１】
ＯＰＣクライアントからリクエストがあるとＯＰＣサーバはメモリバッファのプロセスデータを応答する。この処理を２度実施する。
【００３２】
図４において、ＯＰＣ−ＤＡクライアントの待ち時間は８単位時間、ＯＰＣ−ＤＡサーバは６単位時間、プロセス制御装置は２単位時間での処理が可能である。
【００３３】
従来手法と比較するとＯＰＣ−ＤＡクライアント、ＯＰＣ−ＤＡサーバ、プロセス制御装置ともに５０％の処理時間に短縮できる。また、図３と図４において、制御回線上のデータのやり取りを数えると従来手法では４回、本発明では２回となり通信回線の負荷も５０％削減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  伝送器
１０２  調節弁
１０３  フィールドバス
１０４  プロセス制御装置
１０５  制御回線
１０６  操作卓
１０７  ＯＰＣ−ＤＡサーバ
１０８  生産管理システム
１０９  ＯＰＣ−ＤＡクライアント
１１０  情報回線
２０１  プロセス制御装置１
２０２  プロセス制御装置２
２０３  ＯＰＣ−ＤＡサーバ１
２０４  ＯＰＣ−ＤＡサーバ２
２０５  ＯＰＣ−ＤＡクライアント１
２０６  ＯＰＣ−ＤＡクライアント２
２０７  プロセス入力処理
２０８  演算処理
２０９  プロセス出力処理
２１０  マルチキャスト処理
２１１  プロセス制御装置上のプロセスデータ
２１２  マルチキャストされたプロセスデータ
２１３  メモリバッファ
２１４  ＯＰＣ−ＤＡクライアントへの送信
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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