(57)【要約】【課題】サーバ機能の故障発生に対して簡便に対処でき、市販の計算機を活用できる分散コンピュータシステムを得ること。【解決手段】分散コンピュータシステムは、プラントからデータを収集処理し、プラントデータを管理する複数のサーバ機能を有した複数のサーバ装置と、サーバ機能へプラントデータを要求授受し、プラントを監視するクライアント機能を有した複数のクライアント装置と、サーバ機能毎の処理分担をサーバ装置に割当て、処理分担表を更新する処理割当手段とを備え、一つのサーバ装置に少なくとも１つ以上のサーバ機能の処理分担が割り当てられ、処理割当手段は、処理分担表を更新して、サーバ機能の処理分担の割当が完了する。【選択図】        図１
2004185065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントからデータを収集処理し、プラントデータを管理する複数のサーバ機能を有した複数のサーバ装置と、
上記サーバ機能へプラントデータを要求授受し、プラントを監視するクライアント機能を有した複数のクライアント装置と、
上記サーバ機能毎の処理分担を上記サーバ装置に割当て、処理分担表を更新する処理割当手段とを備え、
一つの上記サーバ装置に少なくとも１つ以上のサーバ機能の処理分担が割り当てられ、
上記処理割当手段は、上記処理分担表を更新して、上記サーバ機能の処理分担の割当が完了することを特徴とする分散コンピュータシステム。
【請求項２】
上記複数のサーバ装置間で常時処理分担表のデータが送受信されていることを特徴とする請求項１に記載の分散コンピュータシステム。
【請求項３】
上記クライアント装置にサーバ機能を設けたメインクライアント装置が備えられ、
上記サーバ装置の故障に際して上記サーバ機能の処理分担が上記メインクライアント装置に割当られていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか一項に記載の分散コンピュータシステム。
【請求項４】
プラントからデータを収集処理し、プラントデータを管理する複数のサーバ機能と上記サーバ機能へプラントデータを要求授受し、プラントを監視するクライアント機能とを備えた複数のメインクライアント装置と、
上記サーバ機能毎の処理分担を上記メインクライアント装置に割当る処理割当手段とを備え、
一つの上記メインクライアント装置に上記複数のサーバ機能のすべてのを割り当てたことを特徴とする分散コンピュータシステム。
【請求項５】
一つの上記メインクライアント装置に少なくとも１つ以上のサーバ機能の処理分担が割り当てられていることを特徴とする請求項４に記載の分散コンピュータシステム。
【請求項６】
上記サーバ装置および上記メインクライアント装置の負荷を監視する負荷監視手段を備え、
上記処理割当手段は、上記サーバ機能の処理分担を上記負荷に基づいて割当ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の分散コンピュータシステム。
【請求項７】
上記処理割当手段は、上記負荷が上記サーバ装置及び上記メインクライアント装置の上記負荷が平準化するように上記サーバ機能の処理分担を割り当てることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の分散コンピュータシステム。
【請求項８】
上記サーバ機能の処理分担を記憶する記憶手段を備え、
上記処理割当手段は、新規に追加される上記メインクライアント装置を含めたサーバ機能の処理分担を求め、上記記憶手段に記憶された上記処理分担を更新することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の分散コンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は分散コンピュータシステムに関し、特にプラントの制御・監視装置のための分散コンピュータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラントの制御・監視装置はシステム全体の機能をいくつかに分割し、これら分割したサブ機能をそれぞれ比較的小型の複数の計算機に配置し、これら複数の計算機を伝送路で連係し、全体として目的とする全機能を実現する機能分散コンピュータシステムが提案され、システムの安全性を維持するためにサブ機能を二重化などして冗長度設計を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、プラント監視・制御のための機能毎のソフトウエアサーバであるオリジナルクライアントを各機能毎に設けて、各端末の均等化することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２３０４３０号公報（段落０００９乃至００１０、図１）
【特許文献２】
特開平９−２９２９１５号公報（段落００２８、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分散コンピュータシステムで冗長度を高めるために、２台のサーバ機能を備えたサーバ装置が並列にネットワークに連係しているが、一台を主サーバ装置として分散コンピュータシステムに必要なサーバ機能の実行を割り当てている。そのため、一部のサーバ機能が異常になると、その他のサーバ装置に備えられたサーバ機能を割り当てることになり、頻繁にサーバ装置の切換を行わなければならなかった。
【０００６】
また、システムに必要なサーバ機能をすべて一台のサーバ装置に備えることになるので、サーバ装置が高額になり、特に小規模なプラントでは、プラントコストに占める分散コンピュータシステムのコストの占める割合が大きくなっている。
【０００７】
この発明の目的は、サーバ機能の故障発生に対して簡便に対処でき、市販の計算機を活用できる分散コンピュータシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる分散コンピュータシステムにおいて、プラントからデータを収集処理し、プラントデータを管理する複数のサーバ機能を有した複数のサーバ装置と、サーバ機能へプラントデータを要求授受し、プラントを監視するクライアント機能を有した複数のクライアント装置と、サーバ機能毎の処理分担をサーバ装置に割当て、処理分担表を更新する処理割当手段とを備え、一つのサーバ装置に少なくとも１つ以上のサーバ機能の処理分担が割り当てられ、処理割当手段は、処理分担表を更新して、サーバ機能の処理分担の割当が完了する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の分散コンピュータシステムの構成図である。図２は図１のクライアント装置から要求されたサービスへの処理手順を示すフローチャートである。
分散コンピュータシステムは、プラント１のサブシステムに接続した２台のサーバ装置Ａ２ａ及びサーバ装置Ｂ２ｂと、サーバ装置Ａ２ａ、Ｂ２ｂにネットワーク３を経由して接続された３台のクライアント装置Ａ４ａ、クライアント装置Ｂ４ｂ、クライアント装置Ｃ４ｃとを備えている。
サーバ装置Ａ２ａ、Ｂ２ｂは、プラント１の制御に必要な３つのサーバ機能Ａ５ａ、Ｂ５ｂ、Ｃ５ｃと、それぞれのサーバ装置Ａ２ａ、Ｂ２ｂへ３つのサーバ機能Ａ５ａ、Ｂ５ｂ、Ｃ５ｃを割当る処理割当手段６と、処理分担表として処理分担を記憶し、読み出す記憶手段７と、サーバ装置Ａ２ａ、Ｂ２ｂの負荷状況を監視する負荷監視手段８と、ネットワーク３と通信する通信手段９とを備えている。
さらに、クライアント装置Ａ４ａ、Ｂ４ｂ、Ｃ４ｃは、プラント１を監視する２つのクライアント機能Ａ１０ａ、Ｂ１０ｂと、ネットワーク３と通信する通信手段１１とを備えている。
【００１０】
これらサーバ装置Ａ２ａ、Ｂ２ｂ及びクライアント装置Ａ４ａ、Ｂ４ｂ、Ｃ４ｃはそれぞれコンピュータから構成されており、コンピュータに中央演算処理装置（以下ＣＰＵと略記する。）と記憶部と入出力部とを備えている。ＣＰＵは処理ビット数やクロック周波数から求まる最大の命令の処理速度が決まっている。ＣＰＵの稼働率は最大の命令の処理速度で処理が行われた命令数に対する実際に処理されている命令数の比率を示す。記憶手段７はコンピュータの記憶部で構成されていて、記憶部には処理分担表が記憶されている。
【００１１】
次に、分散コンピュータシステムの動作について説明する。サーバ装置Ａ２ａにサーバ機能Ａ及びＢが割り当てられ、サーバ装置Ｂ２ｂにサーバ機能Ｃが割り当てられていることを前提にして説明する。図２のステップ（以下Ｓと略記する。）１０１でクライアント装置Ａのクライアント機能Ａ（例えば、プラント１の日報データ集計や警報監視やトレンドデータ収集などからなる。）からサービスがクライアント装置Ａの通信手段１１を用いてネットワーク３を介してサーバ装置Ａに要求される。Ｓ１０２で、サーバ装置Ａの処理割当手段６は受信したサービスの要求を受付て、受信したサービスの処理しなければならない命令数のサイズを確認する。Ｓ１０３で、処理割当手段６はサーバ装置Ａを構成しているＣＰＵの稼働率データをＣＰＵから入手する。Ｓ１０４で、処理割当手段６は記憶手段７から各サーバ装置Ａ、Ｂの現在の処理分担表を読み出し、受信したサービスを追加して処理分担表を更新する。Ｓ１０５で、処理割当手段６は各サーバ装置Ａ、Ｂの稼働率が平準化しているかどうか判断する。平準化しているときはＳ１０６へ進む。平準化していないときはＳ１０８へ進む。Ｓ１０６で、処理割当手段６は更新した処理分担表を他のサーバ装置Ｂへ送信する。他のサーバ装置Ｂの記憶手段７は送信された処理分担表を用いて記憶手段７の処理分担表を更新する。Ｓ１０７で、サーバ機能Ａは要求されたサービスを処理して、要求したクライアント装置Ａに処理結果を送信する。Ｓ１０８で、処理割当手段６は、他のサーバ装置Ｂへサービスへの対応を依頼する。Ｓ１０９で、対応を依頼されたサーバ装置Ｂの現在のＣＰＵの稼働率データをＣＰＵから入手して、サービスの分担の可否を判断する。可能な場合は、Ｓ１１０へ進む。否の場合は、要求のあったクライアント装置Ａへ分担が出来ない旨送信する。Ｓ１１１で、サーバ装置Ｂは要求されたサービスを処理して、要求したクライアント装置Ａに処理結果を送信する。Ｓ１１２で、クライアント装置Ａは、要求したサービスの返信を確認する。Ｓ１１３でクライアント装置Ａは送信された処理結果を用いてクライアント機能を実行する。
【００１２】
クライアント装置からサービスの要求がネットワークを介してサーバ装置に送られ、サーバ装置の処理割当手段６に記憶されている割当されているサーバ装置のサーバ機能へそのサービスの要求を送る。サーバ機能は、その要求されたサービスに係わるプラントデータをネットワークを介して要求のあったクライアント装置へ送る。そのクライアント装置のクライアント機能は、プラントデータに基づきサービスを操作者に対しておこなう。
【００１３】
次に、サーバ装置Ａのサーバ機能が異常になったときの対処手順を説明する。図１に示すように、サーバ装置Ａが異常になった場合を説明する。サーバ装置Ａの負荷監視手段８がサーバ装置ＡのＣＰＵの稼働率が危険レベル（例えば９０％を越えたときを危険レベルとして設定してある）を検知すると、サーバ装置Ａの処理割当手段６から他のサーバ装置Ｂの処理割当手段６へ、サーバ装置Ａが処理出来ないサーバ機能の分担の変更の依頼が送信され、サーバ装置Ｂの処理割当手段６で依頼されたサーバ機能の分担が可能か判断を行う。可能と判断されたときは、サーバ装置Ｂが新たに分担するサーバ機能を分担する旨、各クライアント装置へ送信する。同時に、処理分担表のデータをサーバ装置Ａへ送信する。
【００１４】
また、それぞれのサーバ装置全体が異常に陥ったときの対処手順を説明する。図１に示すようにサーバ装置Ａ全体が異常に陥ったとき、サーバ装置Ａからの他のサーバ装置Ｂへの割込により、サーバ装置Ｂの処理割当手段６は異常のサーバ装置Ａを除外して、サーバ機能の処理分担の割当を新たに行い、クライアント装置からのサービスの要求に対応する。
【００１５】
このような分散コンピュータシステムは、サーバ機能を他のサーバ装置に切り換える際に、処理割当手段の処理分担表を変更するだけで切換を実行でき、切換操作が速やかに行うことができる。
【００１６】
また、新たにサーバ装置とクライアント装置の間の通信の接続や、プラントデータの移し換えを行なわずに、サーバ機能を他のサーバ装置への切換操作を速やかに行うことが出来る。
【００１７】
また、サーバ装置の負荷が平準化するようにサーバ機能の処理分担を割り当てるので、コンピュータの処理速度を低く抑えることができる。
【００１８】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の分散コンピュータシステムの構成図である。図１と異なるのはクライアント装置の一台にプラント１の制御に必要な３つのサーバ機能５ａ、５ｂ、５ｃと、処理割当手段６と、処理分担を記憶し、読み出す記憶手段７と、クライアント装置１２ａの負荷状況を監視する負荷監視手段８とを備えたメインクライアント装置を備えてあることである。ここでは他のクライアント装置と区別する意味でメインクライアント装置１２ａと称して説明する。それぞれの処理割当手段６、記憶手段７、負荷監視手段８、通信手段９は実施の形態１と同じく構成されている。
【００１９】
この分散コンピュータシステムの動作について説明する。通常は実施の形態１と同様に２台のサーバ装置２ａ、２ｂだけで３つのサーバ機能を実行していて、メインクライアント装置１２ａのサーバ機能は動作していない。例えばサーバ装置Ａ２ａ全体が異常になったとき、または、２台のサーバ装置２ａ、２ｂの稼働率一定以上の値を超えたとき、メインクライアント装置１２ａのサーバ機能が動作するように設定されている。このような状態になると、メインクライアント装置１２ａのサーバ機能を動作させるために必要なプラントデータや処理分担のデータをサーバ装置２ａ、２ｂの記憶手段７から送られる。メインクライアント装置１２の処理割当手段６は、送られてきた処理分担のデータと、メインクライアント装置１２ａのＣＰＵの負荷状況から、メインクライアント装置１２ａで分担するサーバ機能を決めて、記憶手段７に記憶すると同時にそれぞれのサーバ装置の処理割当手段６へデータを送信する。
【００２０】
このような分散コンピュータシステムでは、メインクライアント装置に備えられたサーバ機能がサーバ装置の異常時に動作させることができるので、サーバ装置をさらに併設する必要がなくなる。
【００２１】
また、サーバ装置とメインクライアント装置との稼働率を平準化するので、サービスの処理速度が速くなる。
【００２２】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３の分散コンピュータシステムの構成図である。実施の形態１と異なる点は、サーバ装置が含まれていない分散コンピュータシステムである。
４台のメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、プラント１の制御に必要な３つのサーバ機能５ａ、５ｂ、５ｃと、処理割当手段６と、処理分担を記憶し、読み出す記憶手段７と、メインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの稼働率を監視する負荷監視手段８と、ネットワーク３と通信する通信手段９と、プラント１を監視するクライアント機能１０ａ、１０ｂとを備えている。
クライアント装置４ａは、プラント１を監視するクライアント機能１０ａ、１０ｂと、ネットワーク３と通信する通信手段１１とを備えている。
【００２３】
メインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの処理割当手段６はメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに順位の重みを付け、メインクライアント装置１２ａを優先し、次にメインクライアント装置Ｂと順位を付けてある。メインクライアント装置１２ａの負荷が大きくなりすぎた場合だけ、次の順位の重みを付けたメインクライアント装置１２ｂのサーバ機能で対応するような割当を行う。
【００２４】
このような分散コンピュータシステムは、コンピュータとしての機能の高いサーバ装置を備えないので、コストの削減ができる。
【００２５】
また、ただ一台のメインクライアント装置でサーバ機能を分担しているので、その他のメインクライアント装置は通常はクライアント機能だけの動作を実行すればよく、取り換えや移動などクライアント装置の変更が容易である。
【００２６】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４の分散コンピュータシステムの構成図である。実施の形態３と異なる点は割当られるサーバ機能がメインクライアント装置に分割されていることである。
４台のメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは等しいプラント１の制御に必要な３つのサーバ機能５ａ、５ｂ、５ｃと、処理割当手段６と、処理分担を記憶し、読み出す記憶手段７と、メインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの負荷状況を監視する負荷監視手段６と、ネットワーク３と通信する通信手段９と、プラント１を監視するクライアント機能１０ａ、１０ｂとを備えている。
【００２７】
一台以上の予備のメインクライアント装置１２ｄを除いて、メインクライアント装置の処理割当手段６は、負荷監視手段８からのデータに基づいて各メインクライアント装置の負荷状況が平準化するように、サーバ機能を割り当てる。
【００２８】
１台のメインクライアント装置が異常になったときは、予備のメインクライアント装置のサーバ機能を割り当てる。さらにメインククライアント装置が異常に至ったときは、その時点で一番負荷が小さなメインクライアント装置のサーバ機能に割当られる。
【００２９】
このような分散コンピュータシステムは、サーバ機能をメインクライアント装置に分散されているので、メインクライアント装置の稼働率が平準化されて、メインクライアント装置としてのハードウエアの処理性能が低いものでもよい。
【００３０】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５の分散コンピュータシステムの構成図である。図６は図５の分散コンピュータシステムに新たにメインクライアント装置を追加した後の状態を示している。図５の４台のメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに稼働率を考慮して処理割当手段６でそれぞれ一つずつのサーバ機能を割当てある。このとき、それぞれのメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの処理分担は記憶手段７に記憶されている。
【００３１】
新たに一台のメインクライアント装置１２ｅを追加すると、追加したメインクライアント装置１２ｅの処理割当手段６から他のメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの処理割当手段６に処理分担が零になっている処理分担表のデータを送信する。他のメインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの処理割当手段６は受信したデータに基づき、処理分担表を変更して、それぞれの記憶手段７に記憶すると同時に他メインクライアント装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの処理割当手段６に処理分担表のデータを送信し、一致を確認する。なお、追加データの受信に際しては処理分担の変更は行われないように決めてあり、次のサイクルから割当対象に追加されたメインクライアント装置のサーバ機能が含まれる。
【００３２】
このような分散コンピュータシステムは、システムを停止することなく、新規のクライアント装置を追加したり、既設のクライアント装置の撤去ができる。
【００３３】
【発明の効果】
上述の如く、この発明による分散コンピュータシステムの効果は、プラントからデータを収集処理し、プラントデータを管理する複数のサーバ機能を有した複数のサーバ装置と、サーバ機能へプラントデータを要求授受し、プラントを監視するクライアント機能を有した複数のクライアント装置と、サーバ機能毎の処理分担をサーバ装置に割当て、処理分担表を更新する処理割当手段とを備え、一つのサーバ装置に少なくとも１つ以上のサーバ機能の処理分担が割り当てられ、処理割当手段は、処理分担表を更新して、サーバ機能の処理分担の割当が完了するので、サーバ機能を他のサーバ装置に切り換える際に、処理割当手段の処理分担表を変更するだけで切換を実行でき、切換操作が速やかに行うことができし、新たにサーバ装置とクライアント装置の間の通信の接続や、プラントデータの移し換えを行なわずに、サーバ機能を他のサーバ装置やクライアント装置への切換操作を速やかに行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の分散コンピュータシステムの構成図である。
【図２】図１のクライアント装置から要求されたサービスへの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２の分散コンピュータシステムの構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３の分散コンピュータシステムの構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４の分散コンピュータシステムの構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５の分散コンピュータシステムの構成図である。
【符号の説明】
１  プラント、２ａ、２ｂ  サーバ装置、３  ネットワーク、４ａ、４ｂ、４ｃ  クライアント装置、５ａ、５ｂ、５ｃ  サーバ機能、６  処理割当手段、７記憶手段、８  負荷監視手段、９、１１  通信手段、１０ａ、１０ｂ  クライアント機能、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ  メインクライアント装置。
【図１】
2004185065.tif 000003
【図２】
2004185065.tif 000004
【図３】
2004185065.tif 000005
【図４】
2004185065.tif 000006
【図５】
2004185065.tif 000007
【図６】
2004185065.tif 000008