(57)【要約】【課題】データ生成機器からのデータ収集の機能を拡張し、従来のリアルタイムの蓄積データと、ユーザインターフェースとしてメリットがある補正された蓄積データとを同時に保持可能なデータ収集装置を実現する。【解決手段】データ生成機器により取得したデータを実時間に対応するリアルタイムデータとして蓄積するデータ収集装置において、前記データの取得時間を、期待する時間周期に補正したデータとして蓄積する補正データ蓄積手段を設けたことを特徴とする、データ収集装置。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ生成機器により取得したデータを実時間に対応するリアルタイムデータとして蓄積するデータ収集装置において、
前記データの取得時間を、期待する時間周期に補正したデータとして蓄積する補正データ蓄積手段を設けたことを特徴とする、データ収集装置。
【請求項２】
前記補正は、データ取得の実時間と期待する時間周期との差に基づいて取得データ値を補間演算して算出することを特徴とする、請求項１記載のデータ収集装置。
【請求項３】
前記データ生成機器は、プログラマブルコントローラであることを特徴とする、請求項１又は２記載のデータ収集装置。
【請求項４】
前記データ収集装置は、汎用のパソコンであ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データ収集装置。
【請求項５】
前記データ収集装置は、汎用ネットワークを介して前記データ生成機器と接続されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ収集装置。
【請求項６】
前記データ生成機器は、分散型制御装置の制御バスに接続されたフィールドコントロールステーションであり、前記データ収集装置は、前記制御バスを介して前記フィールドコントロールステーションに接続されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣ）等の機器と通信し、機器内で生成されるデータを収集して蓄積する機能を有するデータ収集装置の機能拡張に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＬＣは、高速性、プログラミングの簡便性、低価格等により、ファクトリオートメーション分野の制御系に広く用いられている。非特許文献には、ＰＬＣの多機能，  高速化に関する開発内容が開示されており、そのアーキテクチャに、オープン志向のネットワークを可能とするための外部周辺機器との通信を行うインターフェイス機能の記載がある。
【０００３】
図６は、非特許文献中の図３として記載されているインターフェイス構成を示す機能ブロック図であり、ＣＰＵは内部Ｉ／Ｏバスを介して各種モジュールと接続されると共に、パソコンポートＩ／Ｆを介してラダー作成ツール用パソコンやプロコンと通信する機能が開示されている。
【０００４】
ＰＬＣと通信する外部ツールとして、制御データの収集と表示並びに蓄積を行うデータ収集装置がある。これは、ＰＬＣのモジュールとして温度等の連続的な物理量を制御する温度調節モジュール等が組み込まれている場合に、測定値や制御出力等の制御データの変化状態をユーザがリアルタイムに監視でき、蓄積データによりトレンドを表示するモニタ的な機能を提供するものである。
【０００５】
図４は、従来のデータ収集装置が接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図である。１はデータ生成機器としてのＰＬＣである。このＰＬＣは、複数のモジュールで構成されており、モジュールの内１０１は通信モジュール、１０２は温度調節モジュールを示す。
【０００６】
２は汎用ネットワークであり、通信モジュール１０１に接続されている。３は温度調節モジュール１０２に接続されたＩ／Ｏバス、４はこのＩ／Ｏバスを介して温度調節モジュール１０２により制御される複数のフィールド機器である。
【０００７】
５は、汎用ネットワーク２を介してＰＬＣ１と通信するデータ収集装置であり、汎用のパソコンで実現される。６はこのデータ収集装置５のモニタ、７は各種操作のための入力キーボードである。８は汎用ネットワーク２に接続された上位装置又は他の支援ツールである。
【０００８】
データ収集装置５において、５１は汎用ネットワーク２に接続される通信インターフェイス部、５２はデータ収集手段であり、通信インターフェイス部５１を介してＰＬＣ１より監視すべき制御データを周期的にサンプリングして取り込む。
【０００９】
データ収集手段５２は適当な容量のメモリ空間を有しており、取り込まれた制御データがメモリ容量に応じた所定時間バッファされる。５３はデータ表示手段であり、メモリ空間でバッファされた制御データをグラフ化してモニタ６に表示させる。
【００１０】
データ収集手段５２内のメモリ空間にバッファされる制御データ量は、メモリ容量による制限があるのが通例である。温度調節機器等では、制御データのサンプリング時間は長期に渡ることが多く、長時間のデータ集積を必要とする場合が多い。
【００１１】
５４はリアルタイムデータ蓄積手段である。５４ａは記憶媒体であり、パソコン上の内臓ハードディスク、外付けのＭＯ，ＦＤ等で実現され、メモリ上のデータバッファから自動的にデータ保存を行い、それらを連続させることによって、蓄積データの長時間化を可能としている。
【００１２】
データ蓄積の形態は、長時間データを取得している場合に、ユーザが指定する一定周期毎に、制御データを自動的にバックアップし、ファイル化する。ファイルの形式は、データ解析のために一般的な表計算ソフトやデータベースソフトが扱うことができる汎用データ形式、即ちＣＳＶ形式等が採用される。
【００１３】
リアルタイムデータ蓄積手段５４のデータは、ＦＤ９にダウンロードされて外部の解析装置で利用されると共に、データ表示手段５３により、自身の有するモニタ６にトレンドを表示することが可能である。
【００１４】
図５は、従来のデータ収集装置によるデータ取得と利用形態を説明するイメージ図である。リアルタイムデータ蓄積手段５４のデータをユーザ１０が解析機器１１で利用する場合には、時間軸を期待する時間周期に補正したデータに解読する擬似的な空間による作業が必要である。
【００１５】
【非特許文献】
横河技報  技報  Ｖｏｌ．３８  Ｎｏ．２（１９９４）  ９７／１００
レンジフリーコントローラＦＡ−Ｍ３フェーズＩＩ
―システム概要―
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術による実時間によるデータ蓄積では、以下のような問題点がある。
（１）ネットワークを介した通信によるレスポンスデータは、データを取得しようとしたタイミングに対して、時間的な遅れを持って返ってくるため、期待するデータと時間周期が異なる場合がある。
【００１７】
（２）データ収集を行う時間的間隔がソフトウェア上では一定でも、返送されてくる周期がまばらなため、蓄積したデータの時間軸にばらつきが発生する。そのため、時間的な遷移を把握することが容易でなく、擬似的な空間を人為的に設ける煩雑な作業が必要となる。
【００１８】
本発明の目的は、データ生成機器からのデータ収集の機能を拡張し、従来のリアルタイムの蓄積データと、ユーザインターフェースとしてメリットがある補正された蓄積データを同時に保持可能なデータ収集装置の実現にある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
（１）データ生成機器により取得したデータを実時間に対応するリアルタイムデータとして蓄積するデータ収集装置において、
前記データの取得時間を、期待する時間周期に補正したデータとして蓄積する補正データ蓄積手段を設けたことを特徴とする、データ収集装置。
（２）前記補正は、データ取得の実時間と期待する時間周期との差に基づいて取得データ値を補間演算して算出することを特徴とする、請求項１記載のデータ収集装置。
（３）前記データ生成機器は、プログラマブルコントローラであることを特徴とする、請求項１又は２記載のデータ収集装置。
（４）前記データ収集装置は、汎用のパソコンであ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データ収集装置。
（５）前記データ収集装置は、汎用ネットワークを介して前記データ生成機器と接続されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ収集装置。
（６）前記データ生成機器は、分散型制御装置の制御バスに接続されたフィールドコントロールステーションであり、前記データ収集装置は、前記制御バスを介して前記フィールドコントロールステーションに接続されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ収集装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
【００２１】
本発明の特徴は、ソフトウェア上でデータ収集を行うアプリケーションで、通信ストレスによる取得データ時間のばらつきに対して、取得した実際の時間軸のデータと、そのデータから演算して期待する定周期データとして補正された蓄積データを同時にサンプリングすることで、ユーザにとって有効な補正データの提供を可能とする。
【００２２】
本発明では、通信による機器からのデータ取得形態は、従来の手段をそのまま利用し、実時間で取得したデータから、ソフトウェア上で設定した期待する時間周期に補正したデータを演算し、実時間でデータを取得中に補正データとして常時蓄積する。
【００２３】
本発明では、実時間で取得したデータも、リアルタイムデータとして同時に蓄積する。これらのデータを常に同時に蓄積保持することで、利用者にとって優位に利用できるデータ収集環境を実現する。
【００２４】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用したデータ収集装置が接続されたプロセス制御装置を示す機能ブロック図であり、図６で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本発明の特徴部は、汎用ネットワーク２を介してＰＬＣ１と通信するデータ収集装置２０の内部機能にある。データ収集装置２０において、２０１は汎用ネットワーク２に接続される通信インターフェイス部、２０２はデータ収集手段であり、通信インターフェイス部２０１を介してＰＬＣ１より監視すべき制御データを周期的にサンプリングして取り込む。
【００２６】
２０２は適当な容量のメモリ空間を有するデータ収集手段であり、取り込まれた制御データがメモリ容量に応じた所定時間バッファされる。２０３はデータ表示手段であり、データ収集手段２０２のメモリ空間でバッファされたデータをグラフ化してモニタ６に表示させる。
【００２７】
データ収集手段２０２内のメモリ空間にバッファされる制御データ量は、メモリ容量による制限があるのが通例である。温度調節機器等では、制御データのサンプリング時間は長期に渡ることが多く、長時間のデータ集積を必要とする場合が多い。
【００２８】
２０４はリアルタイムデータ蓄積手段である。２０４ａは記憶媒体であり、パソコン内蔵のハードディスク、外付けのＭＯ、ＦＤ等で実現され、メモリ上のデータバッファから自動的にデータ保存を行い、それらを連続させることによって、蓄積データの長時間化を可能としている。
【００２９】
データ蓄積の形態は、長時間データを取得している場合に、ユーザが指定する一定周期毎に、制御データを自動的にバックアップし、ファイル化する。ファイルの形式は、データ解析のために一般的な表計算ソフトやデータベースソフトが扱うことができる汎用データ形式、即ちＣＳＶ形式等が採用される。
【００３０】
又、ファイル名の重複を防止するため、保存を行った時刻をファイル名に付加する。保存された制御データは、ＣＳＶデータなので連結することが容易で、時間軸を合わせて連結することで、長時間の収集データを作成することが可能となる。
【００３１】
以上のデータ蓄積及び表示機能は、従来装置の機能と同一である。以下、本発明の追加機能を説明する。２０５は補正データ蓄積手段であり、２０５ａは記憶媒体、２０５ｂは補正演算部である。
【００３２】
データ収集手段２０２内のメモリに保持されている実時間でサンプルされたバッファデータは、補正演算部２０５ｂにより、データの取得時間を期待する時間周期に補正したデータに変換される。
【００３３】
補正演算の形態は、制御データの場合ではサンプル周期に比較してデータの変化量は小さいので、データ取得の実時間と期待する時間周期との差に基づいて取得データ値を比例的に補間演算する手法が一般的である。
【００３４】
図２は、本発明のデータ収集装置による、データ取得と利用形態を説明するイメージ図である。図５で説明した従来の利用形態との比較で明らかなように、リアルタイムデータ蓄積手段２０４のデータは、詳細データの解析に利用される。
【００３５】
補正データ蓄積手段２０５のデータは、モニタ画面６ａにグラフ表示できると共に、表計算ソフト等を利用した解析機器１１にそのまま出力できるので、従来のように解析の前に時間軸を期待する時間周期に補正したデータに解読する、擬似的な空間による作業が不要となる。
【００３６】
図３は本発明データ収集装置の信号処理手順を説明するフローチャート図である。ステップＳ１でデータ収集動作がスタートすると、ステップＳ２でデータ取得時間がチェックされ、取得時間であればステップＳ３でデータ取得コマンドがデータ生成機器に対して送信される。
【００３７】
ステップＳ４でデータ取得がチェックされ、取得であればステップＳ５で取得データ値と実時間がリアルタイムデータとして記憶媒体に蓄積される。ステップＳ６はこの実時間で取得したリアルタイムデータの表示画面６ｂを示す。
【００３８】
ステップＳ７は、ステップＳ５で取得した実時間データに基づき、時間周期を補正したデータに変換して記憶媒体に蓄積する。ステップＳ８はこの補正したデータの表示画面６ａ（図２参照）を示す。
【００３９】
ステップＳ６及びステップＳ７並びに実時間データのＦＤ９へのダウンロードは同時並列処理される。ステップＳ６の処理及びステップＳ８の処理が終了するとステップＳ９でデータ収集動作のルーチンが終了する。
【００４０】
ステップＳ７の処理結果である補正データは、必要に応じてＦＤ３０にダウンロードされ、ユーザが操作する表計算ソフト等の解析機器１１で表示され、利用される。１１ａはその表示画面である。
【００４１】
実施例では、ＰＬＣ１は汎用ネットワーク２を介してデータ収集装置２０に接続されているが、データ生成機器が分散型制御装置の制御バスに接続されたフィールドコントロールステーションで構成された階層構造をとる分散型制御装置において、データ収集装置が前記制御バスを介して前記フィールドコントロールステーションに接続されている構成であってもよい。
【００４２】
更に実施例では、データ生成機器としてＰＬＣを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、計測機器や制御機器等、内部にデータを生成する機能を有する機器一般に有効に利用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば取得した実時間によるリアルタイムデータと、ユーザが期待する一定周期の間隔に補正された補正データを同時に保持することで、以下の効果が期待できる。
【００４４】
（１）補正されたデータは、グラフ表示など、直接画面に期待通りの整理されたデータとして表示させることが可能である。
【００４５】
（２）補正されたデータは、画面上に展開されたまとまった画面と同様のデータとして出力されるので、ソフトウェア上で表示していた内容をそのまま再現することが可能である。
【００４６】
（３）実時間で取得したリアルタイムデータもソフトウェア内部で保持しているので、ユーザが参照したいポイントの実際の正確なデータを得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ収集装置が接続されたプロセス制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明のデータ収集装置による、データ取得と利用形態を説明するイメージ図である。
【図３】本発明のデータ収集手順を説明するフローチャート図である。
【図４】従来のデータ収集装置が接続されたプロセス制御装置の機能ブロック図である。
【図５】従来のデータ収集装置による、データ取得と利用形態を説明するイメージ図である。
【図６】非特許文献記載の、ＰＬＣインターフェイスに関する機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  ＰＬＣ
１０１  通信モジュール
１０２  温度調節モジュール
２  汎用ネットワーク
３  Ｉ／Ｏバス
４  フィールド機器
６  モニタ
７  入力キーボード
８  上位装置
９  ＦＤ
３０  ＦＤ
２０  データ収集装置
２０１  通信インターフェイス部
２０２  データ収集手段
２０３  データ表示手段
２０４  リアルタイムデータ蓄積手段
２０４ａ  記憶媒体
２０５  補正データ蓄積手段
２０５ａ  記憶媒体
２０５ｂ  補正演算部
【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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【図６】
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