JPS62231386A - Data collecting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain a data collection in which concurrency is secured and with high accuracy, by calculating an average collecting overhead time per channel, and setting a delay time at each channel. CONSTITUTION:By switching a signal switching circuit 5 to a calibration signal side, and using a calibration signal issued from a calibration signal generation circuit 1, the data collection is performed by means of an ordinary data collecting process. The calibration signal is a time series data regulated in advance, and it is compared with the data collected actually at an overhead time calculation circuit 2, then the average overhead time per channel of a data collection system is measured. Based on a measured overhead time, the delay time corresponding to the overhead time of the channel is set for the signal delay circuit 4 of each channel at a delay time setting circuit 4. Next, by switching the circuit 5 to a process data side, the process data delayed by the overhead time of each channel is inputted.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はデータ収集装置、特に多数の入力チャンネルよ
り収集したデータをデータ収集系のもつオーバーヘッド
時間によって補正することによって、プロセスデータ相
互の時系列上の同時性を確保できるデータ収集装置に関
するものである。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a data acquisition device, particularly a data acquisition system that corrects data acquired from a large number of input channels by the overhead time of the data acquisition system. The present invention relates to a data collection device that can ensure chronological simultaneity of data.

（従来の技術） 一般にプラントの監視装置としては、種々のデータ収集
装置が用いられているが、近年ではコンピュータ技術の
発達や、高速度、高信頼性を背景に使用目的に応じて多
様化する傾向を示している。(Prior technology) Various data collection devices are generally used as plant monitoring devices, but in recent years, with the development of computer technology, high speed, and high reliability, these devices have become more diverse depending on the purpose of use. It shows a trend.

第４図に従来のアナログ入力のデータ収集装置の一例を
示す。図に示すようにデータ収集装置２１は、中央演算
処理装置であるＣＰＵ９、プログラム及びデータを格納
するメモリ８、プラント７のプロセスデータを入力する
プロセス入力装置６−１〜６−ｎより構成されている。FIG. 4 shows an example of a conventional analog input data acquisition device. As shown in the figure, the data collection device 21 is composed of a CPU 9 that is a central processing unit, a memory 8 that stores programs and data, and process input devices 6-1 to 6-n that input process data of the plant 7. There is.

なおプロセス入力装置６−ｎは、通常プラント７のプロ
セスデ−夕を選択するアナログ・マルチプレクサ１２及
びアナログ信号をディジタル信号に変換するめ変換器１
３により構成されており、データ収集はメモリ８内に格
納されているデータ収集プログラムを用いて、ＣＰＵ９
がこれらを動作させることによυ実施される。The process input device 6-n usually includes an analog multiplexer 12 for selecting the process data of the plant 7 and a converter 1 for converting the analog signal into a digital signal.
3, and data collection is performed by the CPU 9 using a data collection program stored in the memory 8.
is carried out by operating these.

しかしながら、ＣＰＵ９は一般的に並列処理ができない
ために、多数のプラントのプロセスデータを同時に入力
することができず、ミクロ的に見れば、収集した各チャ
ンネルのプロセスデータは、時間軸で相互にズレをもっ
た時点にてサンプリングされる。この現象の具体的な例
を第５図を用いて説明する。However, since the CPU 9 is generally not capable of parallel processing, it is not possible to input process data from many plants at the same time, and from a microscopic perspective, the collected process data for each channel differs from each other on the time axis. Samples are taken at the point in time when . A specific example of this phenomenon will be explained using FIG. 5.

第５図は入力チャンネル数がＮ個のデータ収集装置にお
いて、各チャンネルに同一のプロセスデータ１６　（ｙ
　＝　ｘ（ｔ）　）を入力した場合を想定し、縦軸１４
にプロセス値ｙを、横軸に時間ｔをとって、ｎチャンネ
ルにおける収集データ１７−ｎを図示したものである。FIG. 5 shows a data acquisition device with N input channels, the same process data 16 (y
= x(t) ), the vertical axis 14
This is a diagram illustrating collected data 17-n in channel n, with process value y plotted on the horizontal axis and time t plotted on the horizontal axis.

図に示すように、１チャンネル当りの平均データ収集時
間１８をＴＡとすれば、最大誤差時間ＴＭＡｘ１９は、
（１）式で示すことができる。As shown in the figure, if the average data collection time 18 per channel is TA, the maximum error time TMAx19 is:
It can be expressed by equation (1).

ＴＭＡＸ　＝ＴＡ　Ｘ　ｎ　　　　　　　　　　　　”
’　”’　（１）（発明が解決しようとする問題点） したがって、データ収集するポイントの総数ｎが多くな
ればなる程、又、１チャンネル当りの平均データ収集時
間ＴＡが長く々る程、収集したデータの同時性は失なわ
れることになる。このため、プロセスの特徴的な変化の
時定数と比較して、このＴＭＡｘが無視できない場合に
は、上述のデータ収集装置２１を用いて収集したプロセ
スデータにより、データの監視及び制御パラメータの算
出等を行なうと不具合を生じる。TMAX=TAXn”
''' (1) (Problem to be solved by the invention) Therefore, the greater the total number n of data collection points, and the longer the average data collection time TA per channel, the more difficult it is to collect data. Therefore, if this TMAx cannot be ignored compared to the time constant of the characteristic change of the process, the simultaneity of the data collected using the data collection device 21 described above will be lost. Problems arise when data monitoring, control parameter calculation, etc. are performed using process data.

例えば、１チヤンネル目にｘｌ（ｔ）、２チヤンネル目
にｘ２（ｔ）、・・・ｎチャンネル目にｘ　（ｔ）のよ
うなプロのパラメータを算出する場合を考える。For example, consider a case where professional parameters such as xl(t) for the first channel, x2(t) for the second channel, x(t) for the nth channel, etc. are calculated.

この場合、本データ収集装置２１を用いて収集したプロ
セスデータは、１チヤンネル目がｘｔ（ｔ）、ｎチャン
ネル目がｘＮ＋ｎ（ｔ＋ｔＡｘｎ）となるため、し’Ｉ
　ＴＭＡＸが十分に小さくない場合には、有効な制御パ
ラメータｙ（ｔ）を算出することができず、これが原因
でプラントの最適制御を実施するととができない。In this case, the process data collected using this data collection device 21 is xt(t) for the first channel and xN+n(t+tAxn) for the nth channel, so
If TMAX is not sufficiently small, an effective control parameter y(t) cannot be calculated, and for this reason, optimal control of the plant cannot be performed.

本発明は上述の問題点に鑑みてなされた。ものでおシ、
多数の入力チャンネルによ少入力したプロセスデータ相
互の時系列上の同時性を確保し得るデータ収集装置を提
供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems. Monodeoshi,
It is an object of the present invention to provide a data collection device that can ensure the chronological simultaneity of a small amount of process data input to a large number of input channels.

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための構成を、実施例に対応する第
１図を用いて説明すると、較正用信号を発する較正用信
号回路１と、前記較正用信号とプラント７からのプロセ
スデータとの信号切換を行なう信号切換回路５と、前記
プロセスデータを遅延する信号遅延回路４とからなるプ
ロセスデータ補正装置１１−１と、前記プロセスデータ
補正装置からのデータを入力するプロセス入力装置６−
／ｅ：） １と、前記較正用信号を用いてプロセス入力装置により
収集したデータと前記較正用信号発生回路１より発せら
れる較正用信号曲線との差異から１チャンネル当りの平
均データ収集オーバーヘッド時間を算出すｂオーバーヘ
ッド時間算出回路２と、前記算出されたオーバーヘッド
時間と総チャンネル数とから各チャンネル毎に遅延時間
を算出する遅延時間設定回路３から構成されている。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The structure for achieving the above object will be explained using FIG. 1 corresponding to the embodiment. , a process data correction device 11-1 comprising a signal switching circuit 5 that performs signal switching between the calibration signal and process data from the plant 7, and a signal delay circuit 4 that delays the process data; and the process data correction device 11-1. Process input device 6- for inputting data from the device
/e:) 1, and the average data collection overhead time per channel is determined from the difference between the data collected by the process input device using the calibration signal and the calibration signal curve generated from the calibration signal generation circuit 1. It is comprised of an overhead time calculation circuit 2 that calculates the b overhead time, and a delay time setting circuit 3 that calculates the delay time for each channel from the calculated overhead time and the total number of channels.

（作用） 先ず、信号切換回路５を較正用信号側に切換えて、較正
用信号発生回路１より発せられる較正用信号を用いて通
常のデータ収集処理によりデータ収集を行なう。ここで
較正用信号は、予め決められた時系列データであること
から、これを実際に収集したデータとオーバーヘッド時
間算出回路２によって比較し、データ収集系のもつ１チ
ャンネル当りの平均オーバーヘッド時間を測定する。こ
の測定されたオーバーヘッド時間を基にして、各チャン
ネルの信号遅延回路４に対し、そのチャンネルのオーバ
ーヘッド時間に見合った適切な遅延時間が遅延時間設定
回路３により設定される。次に信号切換回路５をプロセ
スデータ側に切換えて、各チャンネルのオーバーヘッド
時間だけ遅延されたプロセスデータを入力するようにす
る。(Operation) First, the signal switching circuit 5 is switched to the calibration signal side, and the calibration signal generated from the calibration signal generation circuit 1 is used to collect data by normal data collection processing. Since the calibration signal is predetermined time series data, it is compared with the actually collected data by the overhead time calculation circuit 2, and the average overhead time per channel of the data collection system is measured. do. Based on this measured overhead time, the delay time setting circuit 3 sets an appropriate delay time for the signal delay circuit 4 of each channel in accordance with the overhead time of that channel. Next, the signal switching circuit 5 is switched to the process data side so that process data delayed by the overhead time of each channel is input.

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。第１図は本発明
によるデータ収集装置の一実施例の構成図である。第１
図において第４図と同一部分については同一符号を付し
て説明を省略する。第１図が第４図と異なる点は、プロ
セス入力装置６−ｎとプラント７との間にデータ収集系
のもつ処理オーバーヘッド時間を補正するために、プロ
セスデータ補正装置１１−ｎを追加したことである。そ
して、このプロセスデータ補正装置１１−ｎは、較正用
信号を発する較正用信号回路１と、前記較正用信号とプ
ラント７からのプロセスデータとの信号切換えを行なう
信号切換回路５と、前記プロセスデータを遅延する信号
遅延回路４によ多構成される。２はオーバーヘッド時間
算出手段でアシ、前記較正用信号をプロセス入力装置に
より収集したデータと較正用信号発生回路１より発せら
れる較正用信号曲線の差異から、１チャンネル当りの平
均データ収集オーバーヘッド時間を算出し、かつ遅延時
間設定手段３により、前記平均データ収集オーバーヘッ
ド時間と総チャンネル数より、各チャンネル毎に遅延時
間を算出すると共に、前記信号遅延回路４に対し、前記
遅延時間を設定してプロセス入力装置の入力信号を予め
遅延させることにより、各チャンネル間のオーバーヘッ
ド時間のバラツキを補正して、プロセスデータ相互間の
時系列上の同時性を確保するようにしている。(Example) An example will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a data collection device according to the present invention. 1st
In the figure, the same parts as in FIG. 4 are given the same reference numerals, and the explanation will be omitted. The difference between FIG. 1 and FIG. 4 is that a process data correction device 11-n is added between the process input device 6-n and the plant 7 in order to correct the processing overhead time of the data collection system. It is. The process data correction device 11-n includes a calibration signal circuit 1 that emits a calibration signal, a signal switching circuit 5 that performs signal switching between the calibration signal and the process data from the plant 7, and a signal switching circuit 5 that performs signal switching between the calibration signal and the process data from the plant 7. The signal delay circuit 4 is configured to delay the signal. 2 is an overhead time calculation means that calculates the average data collection overhead time per channel from the difference between the calibration signal data collected by the process input device and the calibration signal curve generated from the calibration signal generation circuit 1. Then, the delay time setting means 3 calculates the delay time for each channel from the average data collection overhead time and the total number of channels, sets the delay time to the signal delay circuit 4, and inputs the process. By delaying the input signal of the apparatus in advance, variations in overhead time between channels are corrected, and chronological simultaneity of process data is ensured.

次に本発明の動作を第２図を用いて説明する。Next, the operation of the present invention will be explained using FIG.

先ずステップ２１において、信号切換回路５を較正用信
号発生回路１側に切換えることにより、較正用信号発生
回路１からの較正用信号は、プロセス入力装置６−ｎに
入力する。ステップ２２では従来のデータ収集装置と同
様に、メモリ８内に格納されているデータ収集プログラ
ムによりデータ収集を行なう。ステップ２３ではこの収
集したデータと較正用信号発生回路から発せられる較正
用信号曲線との差異から、下記（２）式により１チャン
ネル当シの平均データ収集オーバーヘッド時間を算出す
る。ここで較正用信号を／Ａ（Ｘ）　＝　ａｘ　（０≦
ｔ〈Ｔ）の周期関数とし、データ収集によ）得られたデ
ータをｆ、（ｔ）とすると、データ収集系の平均オーバ
ーヘッド時間ＴＡは、（２）式で示される。First, in step 21, by switching the signal switching circuit 5 to the calibration signal generation circuit 1 side, the calibration signal from the calibration signal generation circuit 1 is input to the process input device 6-n. In step 22, data is collected using a data collection program stored in the memory 8, similar to the conventional data collection device. In step 23, the average data collection overhead time per channel is calculated from the difference between the collected data and the calibration signal curve generated from the calibration signal generation circuit using the following equation (2). Here, the calibration signal is /A(X) = ax (0≦
Assuming that t<T) is a periodic function and the data obtained by data collection is f, (t), the average overhead time TA of the data collection system is expressed by equation (2).

ＴＡ中（／Ｂ（ｎ）　−ｆＢ（１）　）　Ｘ工ｘ−Ｌ　
　　　　　−・−−−−（２）　　　ｎ ｎ：総チャンネル数 次に、ステップ２４ではこのデータ収集系の平均オーバ
ーヘッド時間ＴＡを基にして、各チャンネル毎ニソのチ
ャンネルにおけるオーバーヘッド時間より、下記（３）
式で算出した遅延時間を個々に設定する。During TA (/B(n) -fB(1))
-・---(2) n n: Total number of channels Next, in step 24, based on the average overhead time TA of this data collection system, the following (3) is calculated from the overhead time of each channel.
Set the delay time calculated using the formula individually.

ｌチャンネル目に設定する遅延時間ＴＤ１は、（３）式
で示される。The delay time TD1 set for the l-th channel is expressed by equation (3).

ＴＤｉ＝　ＴＡＸ　（ｎ−１）　　　　　　　　　　−
−−−−・（３）ｎ：総チャンネル数 更に、ステップ２５では信号切換回路５を較正用信号発
生回路側からプラント側に切換えることにより、通常の
信号線路にする。そして、通常のデータ収集動作を行な
えば、入力されるプロセスデータは、データ収集系のも
つオーバーヘッド時間分を考慮して遅延されたデータと
なる。したがって、各チャンネル毎のオーバーヘッド時
間を個個に補正することができ、プロセスデータの同時
性を確保することができる（ステップ２６）。TDi= TAX (n-1) −
(3) n: total number of channels Furthermore, in step 25, the signal switching circuit 5 is switched from the calibration signal generation circuit side to the plant side, thereby making it a normal signal line. If a normal data collection operation is performed, the input process data will be delayed in consideration of the overhead time of the data collection system. Therefore, the overhead time for each channel can be corrected individually, and the simultaneity of process data can be ensured (step 26).

第３図は第１図のデータ収集装置にて得られるプロセス
データを示す図である。そして第３図は第５図同様、入
力チャンネル数がＮ個のデータ収集装置において、各チ
ャンネルに同一のプロセスデータｙ　＝　ｘ（ｔ）を入
力した場合を想定し、ｎチャンネルにおける収集データ
１７−ｎを図示したものである。図に示すように、１チ
ャンネル当りの平均データ収集時間ＴＡ（１８）だけ、
プロセスデータ２０−ｎは遅延されているため、ｎチャ
ンネルにおける収集データ、（１）は全て同一の値とな
る。したがって本実施例によれば、多数の入力チャンネ
ルにより入力したゾロセスデータ相互の時系列上の同時
性を確保することができる。FIG. 3 is a diagram showing process data obtained by the data collection device of FIG. 1. Similarly to FIG. 5, FIG. 3 assumes that in a data acquisition device with N input channels, the same process data y = x(t) is input to each channel, and the collected data 17- This is a diagram illustrating n. As shown in the figure, the average data collection time per channel is TA(18).
Since the process data 20-n is delayed, the collected data (1) in n channels all have the same value. Therefore, according to this embodiment, it is possible to ensure the chronological simultaneity of the Zorocess data input through a large number of input channels.

上記実施例ではデータ収集処理のオーバーヘッド時間が
一律で、あまシ変化しない場合を想定して説明した。し
かしながら、一般にはデータ収集処理のオーバーヘッド
時間は、ＣＰＵの負荷状況により変化することが予想さ
がる。この場合には、ＣＰＵの負荷状況が変化する都度
、オーバーヘッド時間を測定して遅延時間を更新するこ
とが必要である。具体的には、データ収集期間が特定さ
れている場合には、実際のシーケンスを動作させ、その
期間の負荷状況に合せた遅延時間を設定し、データ収集
期間が特定されていない場合には、ＣＰＵの負荷状況に
合せて周期的に遅延時間を更新する処理を追加すること
により、上述の問題点は解決できる。The above embodiment has been described assuming that the overhead time of data collection processing is uniform and does not vary. However, it is generally expected that the overhead time of data collection processing changes depending on the CPU load situation. In this case, it is necessary to measure the overhead time and update the delay time each time the CPU load situation changes. Specifically, if the data collection period is specified, run the actual sequence and set the delay time according to the load situation during that period; if the data collection period is not specified, The above-mentioned problem can be solved by adding processing to periodically update the delay time according to the CPU load situation.

又、第１図に示した実施例では、プロセス入力装置毎に
較正用信号発生回路を設けているが、較正に要する処理
時間に余裕がある場合には、新たに信号切換装置も追加
することにより、データ収集装置に対してこれを共通に
使用することができる。又、センサ特性を始めとする計
測回路、ケーブルの長短、信号伝送装置、アイソレーシ
ョン回路等の影響により、計算機への入力信号自体が既
に失なわれている場合でも、現地試験時にその遅れを実
測し、これをベース値として遅延時間を加減することに
より、その誤差を簡単に吸収することができる。Furthermore, in the embodiment shown in Fig. 1, a calibration signal generation circuit is provided for each process input device, but if there is sufficient processing time required for calibration, a new signal switching device may also be added. This allows it to be used commonly for data collection devices. In addition, even if the input signal to the computer has already been lost due to the influence of sensor characteristics, measurement circuits, cable lengths, signal transmission devices, isolation circuits, etc., we can actually measure the delay during on-site testing. However, by adjusting the delay time using this as a base value, the error can be easily absorbed.

更に、上記実施例ではアナログ信号におけるデータの同
時性を例にして説明したが、アナログ信号のみならず、
ディジタル信号の場合にも本発明はそのまま適用するこ
とができる。例えばアラーム信号は、その伝搬経路に使
用されているリレーの種類及び個数により、その遅れ時
間が異なるが、本発明のデータ収集装置を使用すれば、
各データ相互の同時性を確保できるため、トリップシー
ケンス発生にも短時間で容易にその原因を確定すること
が可能である。Furthermore, in the above embodiment, data simultaneity in analog signals was explained as an example, but not only analog signals but also data simultaneity can be used.
The present invention can also be applied to digital signals as is. For example, the delay time of an alarm signal varies depending on the type and number of relays used in its propagation path, but if the data collection device of the present invention is used,
Since the mutual simultaneity of each data can be ensured, even if a trip sequence occurs, it is possible to easily determine the cause in a short time.

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば１チャンネル当りの
平均収集オーバーヘッド時間を算出し、各チャンネル毎
に遅延時間を設定するように構成したので、多数のプロ
セスデータ相互の時系列における同時性を確保した精度
の良いデータ収集を行なうことができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the average collection overhead time per channel is calculated and the delay time is set for each channel. It is possible to collect highly accurate data while ensuring simultaneity.

また、２次的効果として、データ収集時には従来と同様
、標準化されたソフトウェアがそのまま使用でき、非標
準なソフトウェアを新規に作成する必要がないという経
済的効果、及びデータ収集後の時系列補正処理が不要に
ｋることによるデータ収集、編集時間の短縮効果等が挙
げられる。In addition, as a secondary effect, standardized software can be used as is when collecting data, and there is no need to create new non-standard software, which is an economical effect, and time series correction processing after data collection. Examples include the effect of shortening data collection and editing time by eliminating the need for data collection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明によるデータ収集装置の一実施例のブロ
ック構成図、第２図は処理内容を示すフローチャート、
第３図は第１図のデータ収集装置にて得られるプロセス
データを示す図、第４図は従来のデータ収集装置のブロ
ック構成図、第５図は従来のデータ収集装置にて得られ
るプロセスデータを示す図である。 １・・・較正用信号発生回路、 ２・・・オーバーヘッド時間算出回路、３・・・遅延時
間設定回路、４・・・信号遅延回路、５・・・信号切換
回路、 ６−１〜６−ｎ・・・プロセス入力装置、７・・・プラ
ント、　　　　　８・・・メモリ、９・・・ＣＰＵ　。 １０・・・バス及び制御ライン、 １１−１〜１１−ｎ・・・プロセス １２・・・アナログマルチプレクサ、 １３・・・ω変換器、 ２１・・・データ収集装置。FIG. 1 is a block configuration diagram of an embodiment of a data collection device according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing processing contents.
Fig. 3 is a diagram showing process data obtained by the data collection device shown in Fig. 1, Fig. 4 is a block diagram of a conventional data collection device, and Fig. 5 is a diagram showing process data obtained by the conventional data collection device. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Calibration signal generation circuit, 2... Overhead time calculation circuit, 3... Delay time setting circuit, 4... Signal delay circuit, 5... Signal switching circuit, 6-1 to 6- n...Process input device, 7...Plant, 8...Memory, 9...CPU. 10... Bus and control line, 11-1 to 11-n... Process 12... Analog multiplexer, 13... ω converter, 21... Data acquisition device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] プロセス入力装置を介してプラントからの多数のプロセ
スデータを計算機で収集するデータ収集装置において、
較正用信号を発する較正用信号回路と、前記較正用信号
とプラントからのプロセスデータとの信号切換を行なう
信号切換回路と、前記プロセスデータを遅延する信号遅
延回路とからなるプロセスデータ補正装置と、前記プロ
セスデータ補正装置からのデータを入力するプロセス入
力装置と、前記較正信号を用いてプロセス入力装置によ
り収集したデータと前記較正用信号発生回路より発せら
れる較正用信号曲線との差異から１チャンネル当りの平
均データ収集オーバーヘッド時間を算出するオーバーヘ
ッド時間算出回路と、前記算出されたオーバーヘッド時
間と総チャンネル数とから各チャンネル毎に遅延時間を
算出する遅延時間設定回路とを備えたことを特徴とする
データ収集装置。In a data collection device that uses a computer to collect a large amount of process data from a plant via a process input device,
A process data correction device comprising a calibration signal circuit that emits a calibration signal, a signal switching circuit that performs signal switching between the calibration signal and process data from a plant, and a signal delay circuit that delays the process data; per channel based on the difference between the process input device that inputs data from the process data correction device, the data collected by the process input device using the calibration signal, and the calibration signal curve generated by the calibration signal generation circuit. and a delay time setting circuit that calculates a delay time for each channel from the calculated overhead time and the total number of channels. Collection device.