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CN103959187B - 数据收集装置及数据收集方法 - Google Patents

数据收集装置及数据收集方法 Download PDF

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CN103959187B CN201280058825.8A CN201280058825A CN103959187B CN 103959187 B CN103959187 B CN 103959187B CN 201280058825 A CN201280058825 A CN 201280058825A CN 103959187 B CN103959187 B CN 103959187B
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Abstract

本发明包括：第一存储部(411b)，该第一存储部(411b)存储在多个控制装置(21～23)之间扫描传输的数据；小组选择部(414a)，该小组选择部(414a)将第一存储部(411b)的存储区域分割成多个小组，并将小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于数据传输速度特性来选择收集小组；计划生成部(414b)，该计划生成部(414b)基于收集小组的个数和收集周期来生成计划；以及数据读取部(414e)，该数据读取部(414e)基于生成的计划读取出数据。

Description

数据收集装置及数据收集方法
技术领域
本发明涉及从控制装置中收集数据的数据收集装置及数据收集程序，该控制装置广泛应用于包含钢铁、造纸车间或汽车产业等的组装操作的FA领域、化学车间等PA领域、以及上下水道系统或其他公共系统等产业用系统的控制。
背景技术
用于控制车间设备等控制对象的通常的控制系统由通过网络连接的多台控制装置构成,通过经由该网络在控制装置间进行控制信息的传输来控制车间设备。
此外，通过经由该网络从控制装置收集过程值等数据，来监视车间设备。
在该控制系统中对控制车间设备过程中的数据进行存储，例如，当车间设备发生某种异常现象时，考虑到通过对所存储的数据进行分析，会有助于探明所发生的异常现象的原因以及制定解决方案。因此，需要迅速地收集控制装置的数据。
在专利文献中，提出了以下钢铁设备系统的数据收集装置，在该数据收集装置中，以二进制数据的形式收集控制装置输出至钢铁车间的控制信息，并以二进制数据的形式收集由控制装置输出的控制信息所控制的钢铁车间的事件信息，对同一时刻收集到的控制信息的二进制数据和事件信息的二进制数据添加通用关键词，存储添加有通用关键词的控制信息的二进制数据，并存储添加有通用关键词的事件信息的二进制数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010－271850号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在近年来的控制装置所具备的网卡中内置有用于共用数据的存储器，通过使用DMA(DirectMemoryAccess：直接存储器存取)对存储在该存储器中的数据进行数据传输，可在多个控制装置间高速地传输大量数据。
然而，专利文献1所记载的数据收集装置中，在使用DMA来共用数据的情况下，若传输少量的数据，则有时其处理速度会下降。
本发明是鉴于上述问题而完成的，提供一种无论数据量的多少均能迅速地收集数据，且具有简单结构的数据收集装置以及数据收集程序。
解决技术问题所采用的技术方案
为实现上述目的，本发明所涉及的数据收集装置的第一特征在于，包括：存储部，该存储部存储在多个控制装置间扫描传输的数据；小组选择部，该小组选择部将所述存储部的存储区域分割成多个小组，并将所述小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于对应于所述数据的大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的所述子小组作为在所述小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得所述数据的读取速度不会下降；计划生成部，该计划生成部基于作为所述收集小组而选择的子小组的个数和收集所述数据的收集周期，生成每单位时间从所述存储部读取所述数据的计划；以及数据读取部，该数据读取部基于生成的所述计划，从所述存储部中读取出所述数据。
本发明所涉及的数据收集装置的第二特征在于，还包括：时间计算部，该时间计算部基于由所述计划生成部生成的计划，计算出每个所述单位时间读取出所述数据所需要的时间，作为所需读取时间；以及判定部，该判定部基于由所述时间计算部计算出的所需读取时间，对在所述单位时间内是否能读取出所述数据进行判定，所述数据读取部在由所述判定部判定为在所述单位时间内能读取出所述数据的情况下，从所述存储部中读取出所述数据。
本发明所涉及的数据收集装置的第三特征在于，所述时间计算部计算出由所述计划生成部生成的计划中的每单位时间的所述收集小组个数乘以数据传输速度后得到的值，以作为所述所需读取时间。
本发明所涉及的数据收集装置的第四特征在于，所述判定部在由所述时间计算部计算出的所需读取时间大于等于从单位时间减去规定的时间余量而得到的阈值时间的情况下，判定为在所述单位时间内无法读取出所述数据，并发出警报。
本发明所涉及的数据收集装置的第五特征在于，所述计划生成部在请求读取的数据没有包含在所选择的所述子小组内的情况下，再次生成所述计划，以在所述单位时间内所述收集小组的个数最少的时间段从所述存储部中读取出所请求的所述数据。
为实现上述目的，本发明所涉及的数据收集程序的第一特征在于，在计算机上执行以下步骤：存储步骤，在该存储步骤中存储在多个控制装置间扫描传输的数据；小组选择步骤，在该小组选择步骤中，将所述存储部的存储区域分割成多个小组，并将所述小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于对应于所述数据的大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的所述子小组作为在所述小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得所述数据的读取速度不会下降；计划生成步骤，在该计划生成步骤中，基于作为所述收集小组而选择的子小组的个数和收集所述数据的收集周期，生成每单位时间从所述存储部读取所述数据的计划；以及数据读取步骤，在该数据读取步骤中，基于生成的所述计划，从所述存储部中读取所述数据。
本发明所涉及的数据收集程序的第二特征在于，还执行以下步骤：时间计算步骤，在该时间计算步骤中，基于由所述计划生成步骤生成的计划，计算出每个所述单位时间读取出所述数据所需要的时间，作为所需读取时间；以及判定步骤，在该判定步骤中，基于由所述时间计算步骤计算出的所需读取时间，对在所述单位时间内是否能读取出所述数据进行判定，在所述数据读取步骤中，在由所述判定步骤判定为在所述单位时间内能读取出所述数据的情况下，从所述存储部中读取出所述数据。
本发明所涉及的数据收集程序的第三特征在于，在所述时间计算步骤中计算出由所述计划生成步骤生成的计划中的每单位时间的所述收集小组个数乘以数据传输速度后得到的值，以作为所述所需读取时间。
本发明所涉及的数据收集程序的第四特征在于，在所述判定步骤中，在由所述时间计算步骤计算出的所需读取时间大于等于从单位时间减去规定的时间余量而得到的阈值时间的情况下，判定为在所述单位时间内无法读取出所述数据，并发出警报。
本发明所涉及的数据收集程序的第五特征在于，在所述计划生成步骤中，在请求读取的数据没有包含在所选择的所述子小组内的情况下，再次生成所述计划，以在所述单位时间内所述收集小组的个数最少的时间段从所述存储部中读取出所请求的所述数据。
发明效果
根据本发明的数据收集装置和数据收集程序，无论数据量的多少，均能以简单的结构迅速地收集数据。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的数据收集系统的连接关系的图。
图2是表示本发明的实施方式1的数据收集系统的控制装置及数据收集装置所具备的共用存储器的扫描传输概念的示意图。
图3是表示本发明的实施方式1的数据收集系统所具备的数据收集装置的结构的图。
图4是表示本发明的实施方式1的数据收集系统的数据收集装置所具备的第一存储部的存储区域的图。
图5是表示本发明的实施方式1的数据收集系统所具备的数据收集装置执行处理的处理步骤的流程图。
图6是用于说明由本发明的实施方式1的数据收集系统的数据收集装置所具备的小组选择部所选择的收集小组模式的图。
图7是表示由本发明的实施方式1的数据收集系统的数据收集装置所具备的计划生成部生成的计划的一个示例的图。
图8是表示本发明的实施方式1的数据收集系统所具备的数据收集装置中，在新增收集数据的项目的情况下的处理的处理步骤的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的最佳方式。
<实施方式1>
图1是表示本发明的实施方式1的数据收集系统的连接关系的图。
如图1所示，本发明的实施方式1的数据收集系统1具备控制装置21～22、以及数据收集装置41～43，分别经由控制网络52相连接。此外，数据收集系统1具备监视装置62，经由上位网络51与数据收集装置41～43相连接。
控制装置21～22例如由以PLC(ProgrammableLogicController：可编程逻辑控制器)为代表的控制用控制器构成。
数据收集装置41～43对由控制装置21～22提供的数据进行收集。这里，所谓数据是指例如在以热轧车间的车间设备作为控制对象的情况下，在运行热轧车间上所需的关于车间控制设备的各种数据，即，制造指示数据，制造实际数据、警报数据、轧辊数据模型计算数据、模型学习数据、常数数据、参数数据等。
此外，连接至控制网络52的数据收集装置41～43和控制装置21～22具有共用存储器，通过在各个装置间进行控制数据的扫描传输(循环传输)，来实现作为网络装置的功能。
因此，在各共用存储器内设有分别在各装置间进行分配的发送数据区域和接收数据区域。由此，例如，利用一次数据传输将控制装置21的发送数据区域内的数据发送给连接至控制网络52的所有装置内的共用存储器。关于该共用存储器的扫描传输概念将在后文中阐述。
显示装置61具备有机EL(electroluminescence：电致发光)显示器、液晶显示器等图像输出装置，与监视装置62相连接。显示装置61基于由监视装置62提供的输出信号，显示警报等。
监视装置62基于由数据收集装置41～43提供的过程数据，以使多个数据的时间轴相一致的方式将数据显示在显示装置61上。
图2是表示本发明的实施方式1的数据收集系统1的控制装置21～22及数据收集装置41～43所具备的共用存储器的扫描传输概念的示意图。
如图2的C1行所示，在每个控制周期，利用一次数据传输将控制装置21的发送数据区域内的数据传输给连接至同一个传输路径的所有装置(控制装置22～23、以及数据收集装置41～43)各自的共用存储器。同样地，如C2行所示，在每个控制周期，也将控制装置22的发送数据区域内的数据传输给控制装置21、23、以及数据收集装置41～43各自的共用存储器。
由此，由于在各共用存储器内设有分别在各装置间进行分配的发送数据区域和接收数据区域，通过扫描传输将数据发送给所有装置内的共用存储器，因此能够在各装置间共用相同的数据。
图3是表示本发明的实施方式1的数据收集系统1所具备的数据收集装置41的结构的图。另外，数据收集装置41～43具有相同的结构，因此下面以数据收集装置41为例进行说明。
如图3所示，数据收集装置41包括第一网卡411、第二存储部412、第二网卡413、以及CPU414，分别经由总线417相连接。
第一网卡411是用于与控制网络52相连接的接口卡，包括以自推进方式进行计时的计时器411a、第一存储部411b、以及第一存储控制部411c。
第一存储部411b是上述共用存储器，存储由控制装置21～22提供的数据。
若第一存储部411b的发送数据区域内的数据被改写，则第一存储控制部411c向其他装置进行扫描传输，或者通过扫描传输来改写第一存储部411b的接收数据区域内的数据。
第二存储部412将由计时器411a计时得到的时刻和基于CPU414的指示而存储在第一存储部411b中的数据建立关联，并作为过程数据进行存储。此外，第二存储部412基于对应于数据大小的传输速度特性预先存储收集小组模式。
第二网卡413是用于与上位网络51相连接的接口卡。
CPU414进行数据收集装置41的关键控制。此外，CPU414包括小组选择部414a、计划生成部414b、时间计算部414c、判定部414d、以及数据读取部414e。
小组选择部414a将第一存储部411b的存储区域分割成多个小组，并将小组的存储区域进一步分割成多个子小组。
图4是表示本发明的实施方式1的数据收集系统1的数据收集装置41所具备的第一存储部411b的存储区域的图。
如图4所示，小组选择部414a将从第一存储部411b的存储区域的起始开始的128(字节)作为一个块，将块101～108的8个块作为一个子小组，由此来对存储区域进行分割。
然后，小组选择部414a将4个子小组，例如子小组201～204作为一个小组301。
由此，小组选择部414a以分层的方式对存储区域进行分割，如后文中所要描述的那样，通过以子小组为单位进行读取，能够高效地读取出所存储的数据。
接着，小组选择部414a基于对应于数据大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的子小组作为在小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得数据的读取速度不会下降。这里，根据通信标准和网络设定，数据的大小有可能会对数据的传输速度产生较大的影响。例如，在使用上述DMA进行数据传输的情况下，能够高速地传输大量数据，但在对分散存储在存储部中的少量数据进行传输的情况下，有时不使用DMA的数据传输方式能够更为高速地传输数据。因此，根据所传输的数据的大小的不同，数据的传输速度特性也有可能存在差异。因此，小组选择部414a对连续读取的单位即收集小组进行选择，以使得数据的读取速度不会下降，即，使得从第一存储部411b中读取数据的读取速度不会下降。
计划生成部414b基于作为收集小组而选择的子小组的个数和收集数据的收集周期，生成每单位时间从第一存储部411b中读取数据的计划。
此外，计划生成部414b在请求读取的数据没有包含在所选择的子小组内的情况下，再次生成计划，以使得在单位时间内收集小组的个数最少的时间段从第一存储部411b中读取出所请求的数据。
时间计算部414c基于由计划生成部414b生成的计划，计算出每单位时间读取数据所需要的时间，作为所需读取时间。具体而言，时间计算部414c计算出由计划生成部414b生成的计划中每单位时间的收集小组个数乘以数据传输速度后的值，以作为所需读取时间。
判定部414d基于由时间计算部414c计算出的所需读取时间，对是否能在单位时间内读取出数据进行判定。具体而言，判定部414d在由时间计算部414c计算出的所需读取时间大于等于从单位时间减去规定的时间余量而得到的阈值时间的情况下，判定为无法在单位时间内读取出数据，并发出警报。
数据读取部414e在由判定部414d判定为能在单位时间内读取出数据的情况下，从存储部中读取数据。
图5是表示本发明的实施方式1的数据收集系统1所具备的数据收集装置41执行处理的处理步骤的流程图。
如图5所示，若请求收集数据(步骤S101)，则CPU414的小组选择部414a选择收集小组(步骤S103)。具体而言，小组选择部414a将第一存储部411b的存储区域分割成多个小组，并将小组的存储区域进一步分割成多个子小组。接着，小组选择部414a基于对应于数据的大小的传输速度特性，选择分割后的一个以上的子小组作为在小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得数据的读取速度不会下降。
图6是用于说明由本发明的实施方式1的数据收集系统1的数据收集装置41所具备的小组选择部414a所选择的收集小组模式的图。该收集小组的模式是基于对应于数据的大小的传输速度特性而预先确定的，并作为收集小组模式存储在第二存储部412中。
小组选择部414a基于存储在第二存储部412中的收集数据模式来选择收集小组。
如图6所示，小组模式501示出子小组的排列模式。“■”表示在第一存储部411b中登录有数据的子小组，“□”表示在第一存储部411b中没有登录数据的子小组。
例如，小组模式501a以“■□□□”来表示。这表示，在起始的子小组502a中登录有数据，而在子小组502b～502d中没有登录数据。
在该小组模式501a的情况下，收集小组模式503a表示为“■”。
这表示从传输速度特性方面来看，与读取所有子小组502a～502d相比，仅读取子小组502a的情况下的传输速度，即读取速度较快。
小组模式501b以“■■□□”来表示。这表示，在起始的子小组502a～502b中登录有数据，而在子小组502c～502d中没有登录数据。
在该小组模式501b的情况下，收集小组模式503b表示为“■■”。
这表示从传输速度特性方面来看，与读取所有子小组502a～502d相比，仅读取子小组502a～502b的情况下的传输速度，即读取速度较快。
小组模式501c以“■□■□”来表示。这表示，在子小组502a、502c中登录有数据，而在子小组502b、502c中没有登录数据。
在该小组模式501c的情况下，收集小组模式503c表示为“■□■”。
这表示，从传输速度特性方面来看，与分别读取子小组502a、502c相比，将被子小组502a和子小组502c夹住的子小组502b也包括在内，一并读取子小组502a～502c的情况下的传输速度、即读取速度较快。
小组模式501d以“■□□■”来表示。这表示，在子小组502a、502d中登录有数据，而在子小组502b、502c中没有登录数据。
在该小组模式501d的情况下，收集小组模式503d表示为“■□□■”。
这表示，从传输速度特性方面来看，与分别读取子小组502a、502d相比，将被子小组502a和子小组502d夹住的子小组502b、502c也包括在内，一并读取子小组502a～502d的情况下的传输速度、即读取速度较快。
小组模式501e以“■■■□”来表示。这表示，在起始的子小组502a～502c中登录有数据，而在子小组502d中没有登录数据。
在该小组模式501e的情况下，收集小组模式503e表示为“■■■”。
这表示从传输速度特性方面来看，与读取所有子小组502a～502d相比，读取子小组502a～502c的情况下的传输速度，即读取速度较快。
小组模式501f以“■■□■”来表示。这表示，在子小组502a、502b、502d中登录有数据，而在子小组502c中没有登录数据。
在该小组模式501f的情况下，收集小组模式503f表示为“■■□■”。
这表示从传输速度特性方面来看，与分别读取子小组502a、502b、502d相比，读取包含子小组502c在内的子小组502a～502d的情况下的传输速度，即读取速度较快。
小组模式501g以“■■■■”来表示。这表示在所有子小组502a～502d中均登录有数据。
在该小组模式501g的情况下，收集小组模式503f当然就表示为“■■■■”。
由此，通过在第二存储部412中存储基于对应于数据的大小的传输速度特性而预先确定的收集小组模式，小组选择部414a能够基于该收集小组模式来进行选择，以作为收集小组。由此，小组选择部414a能够基于对应于数据的大小的传输速度特性，选择分割后的一个以上的子小组作为在小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得数据的读取速度不会下降。
回到图5，CPU414的计划生成部414b计算出最恰当的计划(步骤S105)。具体而言，计划生成部414b基于由小组选择部414a作为收集小组而选择的子小组的个数和收集数据的收集周期，生成每单位时间(这里设为1毫秒)从第一存储部411b中读取数据的计划。
例如，计划生成部414b基于由小组选择部414a选择的收集小组的个数除以收集数据的收集周期而得到的值，以整数值来确定收集周期内每单位时间的收集小组的个数。接着，计划生成部414b通过在每单位时间配置该确定的值，来生成计划。
图7是表示由本发明的实施方式1的数据收集系统1的数据收集装置41所具备的计划生成部414b生成的计划的一个示例的图。另外，这里存在高速、中速、低速三种收集周期，高速收集时的收集周期为2毫秒，中速收集时的收集周期为25毫秒，低速收集时的收集周期为200毫秒。此外，这里将由小组选择部414a选择的收集小组个数设为114，高速收集时的收集小组个数设为“19”，中速收集时的收集小组个数设为“55”，低速收集时的收集小组个数设为“40”。
在高速收集的情况下，计划生成部414b将由小组选择部414a选择的收集小组个数(＝19)除以收集数据的收集周期(＝2)，计算得到“9.5”，因此，计划生成部414b将收集周期内每单位时间的收集小组的个数设定为整数值，从而确定为10，9。
在图7所示的例子中，计划生成部414b将时间1中每单位时间的收集小组的个数配置为“10”，将下一个单位时间即时间2中每单位时间的收集小组的个数配置为“29”。在此之后的时间内也同样地，计划生成部414b将时间3中每单位时间的收集小组的个数配置为“10”，将下一个单位时间即时间4中每单位时间的收集小组的个数配置为“9”。
此外，在中速收集的情况下，计划生成部414b将由小组选择部414a选择的收集小组个数(＝55)除以收集数据的收集周期(＝25)，计算得到“2.2”，因此，计划生成部414b以整数值确定的收集周期内每单位时间的收集小组的个数为“3”或者“2”。
例如，计划生成部414b将从起始开始的5个单位时间的收集小组的个数设定为“3”，将接下来的20个单位时间的收集小组的个数设定为“2”，从而确定每单位时间的收集小组的个数为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。
在图7所示的例子中，计划生成部414b将时间1～5内每单位时间的收集小组的个数配置为“3”，将接下来的单位时间即时间6～25内每单位时间的收集小组的个数配置为“2”。在此之后的时间内也同样地，计划生成部414b将时间26～30内每单位时间的收集小组的个数配置为“3”，将接下来的单位时间即时间31～50内每单位时间的收集小组的个数配置为“2”。
此外，在低速收集的情况下，计划生成部414b将由小组选择部414a选择的收集小组个数(＝40)除以收集数据的收集周期(＝200)，计算得到“0.2”，因此，计划生成部414b以整数值确定的收集周期内每单位时间的收集小组的个数为“1”或者“0”。
例如，计划生成部414b将从起始开始的40个单位时间内的收集小组的个数确定为“1”，将接下来160个单位时间内的收集小组的个数确定为“0”。
在图7所示的例子中，计划生成部414b将时间1～40内每单位时间的收集小组的个数配置为“1”，将接下来的单位时间即时间41～200内每单位时间的收集小组的个数配置为“0”。在此之后的时间内也同样地，计划生成部414b将时间201～240内每单位时间的收集小组的个数配置为“1”，将接下来的单位时间即时间241～400内每单位时间的收集小组的个数配置为“0”。
由此，计划生成部414b基于由小组选择部414a作为收集小组而选择的子小组的个数和收集数据的收集周期，生成每单位时间从第一存储部411b中读取数据的计划。
回到图5，CPU414的时间计算部414c基于由计划生成部414b生成的计划，计算出每单位时间读取数据所需要的时间，作为所需读取时间(步骤S107)。具体而言，时间计算部414c将由计划生成部414b生成的计划中每单位时间的收集小组个数设为Cg，将对应于数据传输量的数据传输速度设为Vt，使用下述(数学式1)计算出与数据传输量相对应的所需读取时间Tt。
Tt＝Cg×Vt···(数学式1)
这里，由于数据传输速度Vt因网卡的传输速度特性等的不同而不同，因此时间计算部414c通过读取虚拟数据来测定每个收集小组个数的数据传输速度Vt。例如，若在读取4096字节的数据时的数据传输速度为25微秒，则时间计算部414c将收集小组个数为4的情况下的数据传输速度Vt设为25微秒。若在读取3072字节的数据时的数据传输速度为24微秒，则时间计算部414c将收集小组个数为3的情况下的数据传输速度Vt设为24微秒。若在读取2048字节的数据时的数据传输速度为22微秒，则时间计算部414c将收集小组个数为2的情况下的数据传输速度Vt设为22微秒。若在读取1024字节的数据时的数据传输速度为20微秒，则时间计算部414c将收集小组个数为1的情况下的数据传输速度Vt设为20微秒。
于是，在图7所示的例子中，在高速收集的情况下，在时间1读取的收集小组个数为“10”，若其中读取4096字节的数据的收集小组个数为“4”、读取3072字节的数据的收集小组个数为“3”、读取2048字节的数据的收集小组数为“2”、读取1028字节的数据的收集小组个数为“1”，则时间计算部414c利用(数学式1)计算出高速收集的所需读取时间Th，即为236微秒(＝25×4+24×3+22×2+20×1)。
此外，在图7所示的例子中，在中速收集的情况下，在时间1读取的收集小组个数为“3”，若将这些收集小组全部设为读取4096字节的数据的收集小组，则时间计算部414c利用(数学式1)计算出中速收集的所需读取时间Tm，即为75微秒(＝25×3)。而且，在图7所示的例子中，在低速收集的情况下，在时间1读取的收集小组个数为“3”，若将这些收集小组全部设为读取4096字节的数据的收集小组，则时间计算部414c利用(数学式1)计算出低速收集的所需读取时间Tl，即为25微秒(＝25×1)。
接着，时间计算部414c对根据高速收集、中速收集、低速收集时各自的数据传输量而得到的所需读取时间Tt(Th、Tm、Tl)进行合计，从而计算出所需读取时间T为336微秒(＝236+75+25)。
回到图5，接着，CPU414的判定部414d基于由时间计算部414c计算出的所需读取时间T，对是否能在单位时间内读取出数据进行判定(步骤S109)。具体而言，判定部414d对由时间计算部414c计算出的所需读取时间T是否在阈值时间以上进行判定(步骤S109)。这里，阈值时间Tb是指从单位时间减去规定的时间余量Tc而得到的时间。这里，若将单位时间设为1毫秒，时间余量Tc设为100微秒，则阈值时间Tb为900微秒。
在图7所示的例子中，由于时间1中所需读取时间T为336微秒，在阈值时间Tb即900微秒以下，因此判定部414d判定为在单位时间内能够读取出数据。
在步骤S109中，在判定为单位时间内无法读取出数据的情况(否的情况)下，判定部414d发出无法进行数据收集的警报(步骤S111)。具体而言，判定部414d向监视装置62发送无法进行数据收集的警报信号，监视装置62在显示装置61上显示警报，并且输出警报音。
另一方面，在步骤S109中，在判定为能够读取数据的情况(是的情况)下，判定部414d进行负荷计算(步骤S113)。具体而言，判定部414d通过从阈值时间减去所需读取时间，计算出剩余能力。例如，在图7所示的例子中，由于阈值时间Tb为900微秒，所需读取时间T为336微秒，因此判定部414d计算出剩余能力为564微秒。
接着，判定部414d对负荷是否在允许范围内进行判定(步骤S115)。具体而言，判定部414d在步骤S113中计算出的剩余能力为正值时，判定为负荷在允许范围内，在步骤S113中计算出的剩余能力为0微秒以下时，判定为负荷超过允许范围。
在步骤S115中，在判定为负荷超过允许范围的情况(否的情况)下，判定部414d发送过负荷的警报(步骤S117)。具体而言，判定部414d向监视装置62发送过负荷的警报信号，监视装置62在显示装置61上显示警报，并且输出警报音。
另一方面，在步骤S115中，在判定为负荷在允许范围内的情况(是的情况)下，数据读取部414e开始收集数据(步骤S119)。具体而言，数据读取部414e基于由计划生成部414b生成的计划，从第一存储部411b中读取数据，然后将由计时器411a计时得到的时刻与读取出的数据建立关联，并作为过程数据存储到第二存储部412中。
如上所述，根据本发明的实施方式1的数据收集系统1所具备的数据收集装置41，包括：第一存储部411b，该第一存储部411b存储在多个控制装置21～23之间扫描传输的数据；小组选择部414a，该小组选择部414a将第一存储部411b的存储区域分割成多个小组，并将小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于对应于数据的大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的子小组作为在小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得数据的读取速度不会下降；计划生成部414b，该计划生成部414b基于作为收集小组而选择的子小组的个数和收集数据的收集周期，生成每单位时间从第一存储部411b中读取数据的计划；以及数据读取部414e，该数据读取部414e基于生成的计划，从第一存储部411b中读取数据，因此无论数据量的多少均能以简单的结构迅速地收集数据。
图8是表示本发明的实施方式1的数据收集系统1所具备的数据收集装置41中，在新增收集数据的项目的情况下的处理的处理步骤的流程图。
如图8所示，若通过用户操作来新增收集数据的项目(步骤S201)，则计划生成部414b对增加的数据项目的数据是否包含在收集小组内进行判定(步骤S203)。
在步骤S201中，在判定为增加的数据项目的数据包含在收集小组内的情况(是的情况)下，由于增加的数据项目的数据已经成为数据收集的对象，因此计划生成部414b将该数据项目添加到收集小组中(步骤S205)。
另一方面，在步骤S201中，在判定为增加的数据项目的数据没有包含在收集小组内的情况(否的情况)下，由于增加的数据项目的数据不是数据收集的对象，因此需要重新生成计划。
因此，计划生成部414b将该数据项目添加到收集小组个数最少的时间中(步骤S207)。在图7所示的例子中，在增加未包含在作为高速收集的收集小组中的数据的情况下，计划生成部414b在时间1和时间2中收集小组个数最少的时间即时间2中添加包含新增的数据项目的收集小组，并将收集小组个数从“9”变更为“10”。同样地，计划生成部414b也同样地将时间4、6、8··中的收集小组个数从“9”变更为“10”。
由此，计划生成部414b再次生成计划，以使得在单位时间内收集小组的个数最少的时间段内从第一存储部411b中读取出所请求的数据。由此，在数据收集的过程中增加所采用的数据项目的情况下，无论数据量的多少，也均能以简单的结构迅速地收集数据。
另外，在本发明的实施方式1中，数据收集装置41基于图6所示的收集小组模式，对收集小组进行选择，但收集小组模式并不限于图6所示的模式。
例如，在本发明的实施方式1中，小组模式501c以“■□■□”来表示，在这种情况下，收集小组模式503c表示为“■□■”。从传输速度特性方面来看，与将子小组502a与子小组502c夹住的子小组502b也包括在内，一并读取子小组502a～502c的情况相比，分别读取子小组502a、502c的情况下的传输速度，即读取速度较快，在这种情况下也可以将收集小组模式503c设为“■■”，即仅读取子小组502a、502c。
此外，也可以在开始进行数据收集时，对读取子小组502a～502c的情况下的传输速度，和分别读取子小组502a、502c的情况下的传输速度进行测量，然后采用任一传输速度较快的方式。
此外，也可以通过执行安装于计算机中的数据收集程序来实现上述实施方式。即，例如可以通过从存储有数据收集程序的记录介质中读取该数据收集程序，并由CPU414执行该数据收集程序，来构成数据收集装置，也可以通过经由通信网络传输、安装该数据收集程序，并由CPU414执行该数据收集程序，来构成数据收集装置。
标号说明
1…数据收集系统
21～23…控制装置
41～43…数据收集装置
51…上位网络
52…控制网络
61…显示装置
62…监视装置
411…第一网卡
411a…计时器
411b…第一存储部
411c…第一存储控制部
412…第2存储部
413…第二网卡
414…CPU
414a…小组选择部
414b…计划生成部
414c…时间计算部
414d…判定部
414e…数据读取部
工业上的实用性
本发明可适用于收集车间数据的数据收集系统等。

Claims (10)

1.一种数据收集装置，其特征在于，包括：
存储部，该存储部存储在多个控制装置间扫描传输的数据；
小组选择部，该小组选择部将所述存储部的存储区域分割成多个小组，并将所述小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于对应于所述数据的大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的所述子小组作为在所述小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得所述数据的读取速度不会下降；
计划生成部，该计划生成部基于作为所述收集小组而选择的子小组的个数和收集所述数据的收集周期，生成每单位时间从所述存储部读取出所述数据的计划；以及
数据读取部，该数据读取部基于生成的所述计划，从所述存储部中读取出所述数据。
2.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，还包括：
时间计算部，该时间计算部基于由所述计划生成部生成的计划，计算出每个所述单位时间读取所述数据所需要的时间，作为所需读取时间；以及
判定部，该判定部基于由所述时间计算部计算出的所需读取时间，对在所述单位时间内是否能读取出所述数据进行判定，
所述数据读取部在由所述判定部判定为在所述单位时间内能读取出所述数据的情况下，从所述存储部中读取出所述数据。
3.如权利要求2所述的数据收集装置，其特征在于，
所述时间计算部计算出由所述计划生成部生成的计划中的每单位时间的所述收集小组个数乘以数据传输速度后得到的值，以作为所述所需读取时间。
4.如权利要求2所述的数据收集装置，其特征在于，
所述判定部在由所述时间计算部计算出的所需读取时间大于等于从单位时间减去规定的时间余量而得到的阈值时间的情况下，判定为在所述单位时间内无法读取出所述数据，并发出警报。
5.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述计划生成部在请求读取的数据没有包含在所选择的所述子小组内的情况下，再次生成所述计划，以在所述单位时间内所述收集小组的个数最少的时间段从所述存储部中读取出所请求的所述数据。
6.一种数据收集方法，其特征在于，包括以下步骤：
存储步骤，在该存储步骤中存储在多个控制装置间扫描传输的数据；
小组选择步骤，在该小组选择步骤中，将所述存储部的存储区域分割成多个小组，并将所述小组的存储区域进一步分割成多个子小组，基于对应于所述数据的大小的数据传输速度特性，选择分割后的一个以上的所述子小组作为在所述小组内连续读取数据的单位即收集小组，以使得所述数据的读取速度不会下降；
计划生成步骤，在该计划生成步骤中，基于作为所述收集小组而选择的子小组的个数和收集所述数据的收集周期，生成每单位时间从所述存储部读取出所述数据的计划；以及
数据读取步骤，在该数据读取步骤中，基于生成的所述计划，从所述存储部中读取出所述数据。
7.如权利要求6所述的数据收集方法，其特征在于，还执行以下步骤：
时间计算步骤，在该时间计算步骤中，基于由所述计划生成步骤生成的计划，计算出每个所述单位时间读取所述数据所需要的时间，作为所需读取时间；以及
判定步骤，在该判定步骤中，基于由所述时间计算步骤计算出的所需读取时间，对在所述单位时间内是否能读取出所述数据进行判定，
在所述数据读取步骤中，在由所述判定步骤判定为在所述单位时间内能读取出所述数据的情况下，从所述存储部中读取出所述数据。
8.如权利要求7所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述时间计算步骤中计算出由所述计划生成步骤生成的计划中的每单位时间的所述收集小组个数乘以数据传输速度后得到的值，以作为所述所需读取时间。
9.如权利要求7所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述判定步骤中，在由所述时间计算步骤计算出的所需读取时间大于等于从单位时间减去规定的时间余量而得到的阈值时间的情况下，判定为在所述单位时间内无法读取出所述数据，并发出警报。
10.如权利要求6所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述计划生成步骤中，在请求读取的数据没有包含在所选择的所述子小组内的情况下，再次生成所述计划，以在所述单位时间内所述收集小组的个数最少的时间段从所述存储部中读取出所请求的所述数据。
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