アナログ積算処理装置およびプログラム
【課題】 精度の高いクロックを不要とし、積算処理を容易化した、アナログ積算処理装置およびプログラムを提供する。
【解決手段】 アナログ積算処理装置（ＧＳＡ）１０は、プロセス機器２０から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部１０２と、データ収集部１０２による計測値の収集とは非同期に実行され、付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部１０８と、を含み構成される。
【解決手段】 アナログ積算処理装置（ＧＳＡ）１０は、プロセス機器２０から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部１０２と、データ収集部１０２による計測値の収集とは非同期に実行され、付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部１０８と、を含み構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上のプロセス機器に接続される、例えば、流量計測、電力量計に用いて好適なアナログ積算処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ積算処理装置は、所定周期毎に得られる計測値をサンプリングし、その計測値から求めた単位時間あたりの通過量あるいは相当するパルスを、次の単位時間の間に積算することを繰り返す処理を行う。
【０００３】
具体的に、流量計では、例えば、図５のグラフに示されるように、１秒等の定周期で測定した流量が単位時間の間継続して流れたと想定して、その間の通過量（ΔＳＵＭ＝測定流量値÷３６００［ｍ３／ｈ］）を求め、その値を積算（ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ΔＳＵＭ）することにより積算流量を求めている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７００１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアナログ積算処理装置は、アナログ入力信号をデジタル値に変換した後、定周期の精度の高いクロックのタイミングで積算処理を行うために、専用装置を必要とするか、あるいは分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）等、高価な汎用製品を必要としていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、精度の高いクロックを不要とし、積算処理を容易化した、アナログ積算処理装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のアナログ積算処理装置は、１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置であって、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部と、前記データ収集部による計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、計測値にタイムスタンプを付加することにより、データ収集部による計測値の収集、蓄積と、演算部による収集された計測値の積算演算とは非同期に実行することができる。従って、積算演算は、計測値がタイムスタンプ付きで蓄積されていれば任意のタイミングで実行できるため、精度の高いクロックは不要になり、ＤＣＳ等の比較的高価な汎用装置ではなく、安価な汎用製品で積算処理の実行が可能になる。
【０００９】
上記発明において、外部接続されるＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバに時刻情報の取得要求を行い、取得される時刻情報に基づき内部時計を調整し、前記データ収集部に、調整後のタイムスタンプを出力する制御部と、を有することを特徴とする。本発明によれば、取得された計測値に、調整された内部時計に基づくタイムスタンプが付与されることで、正しい時刻情報に基づく積算処理が可能になる。
【００１０】
上記発明において、前記演算部は、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することを特徴とする。本発明によれば、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とするため、無駄な積算処理は回避され、信頼性の高いアナログ積算処理装置を提供する。又、省電力化にも貢献できる。
【００１１】
上記発明において、前記演算部は、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すマップを前記メモリに有し、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、前記メモリから読み出されたマップに示される前記計測値の変化に基づく積算演算により、前記障害が復帰するまでの間の計測値を補間することを特徴とする。本発明によれば、通信障害が発生して計測値が収集できなくてもその間の計測値をマップに基づく計測値により補間することかでできるため、計測値の欠落に伴う修正に係る作業負担を軽減することができる。
【００１２】
本発明のアナログ積算演算処理プログラムは、１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、前記コンピュータに、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理と、前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理と、を実行させることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、上記したアナログ積算プログラムをアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行することで、計測値にタイムスタンプを付加する処理により、計測値の収集処理と、収集された計測値に基づく積算演算とを非同期に実行することができるため、アナログ積算処理装置は、精度の高いクロックを不要とし、積算演算を安価な汎用製品で実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、精度の高いクロックを不要とし、積算処理を容易化したアナログ積算処理装置およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作をグラフ上に示した模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の積算処理手順を流量グラフと共に示した模式図である。
【図５】従来のアナログ積算処理装置の積算処理手順を流量グラフと共に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００１７】
（実施形態の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の内部構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るアナログ積算処理装置は、複数のプロセス機器２０がＲＳ４８５（Recommended
Standard）等のシリアルバス２１経由で接続される、ＧＳＡ（Gadget Service Adapter）１０と称されるデータ収集・蓄積装置上に実装されるものとして説明する。
【００１８】
ＧＳＡ１０は、更に、ＩＰ（Internet Protocol）網等のオープンネットワーク、もしくは専用のクローズトネットワークネットワーク３１経由で、リモート監視用の上位システム３０に接続され、更に、上位システム３０とは別にオープンネットワーク４１経由でＮＴＰサーバ４０に接続されている。
【００１９】
ＧＳＡ１０は、制御部１００を制御中枢とし、通信インタフェース部１０１と、データ収集部１０２と、ＲＴＣ（Real Time Clock）１０３と、ＮＴＰクライアント１０４と、共有メモリ１０５と、メモリインタフェース部１０６と、ＳＤ（Secure Digital）カード１０７と、演算部１０８と、データ配信部１０９と、を含み構成される。
【００２０】
通信インタフェース部１０１は、制御部１００による制御の下でプロセス機器２０からＲＳ４８５等の規格に基づき通信により取得される流量等の計測値をデータ収集部１０２へ転送する。データ収集部１０２は、その計測値にタイムスタンプを付与して共有メモリ１０５へ蓄積する。
【００２１】
データ収集部１０２が計測値にタイムスタンプを付与するにあたり、制御部１００は、ＮＴＰクライアント１０４を介してＮＴＰサーバ４０に正確な時刻情報の問い合わせを行なう。そして、ＮＴＰクライアント１０４は、ＮＴＰサーバ４０から取得した時刻情報に基づき内部時計であるＲＴＣ１０３の時刻合わせを行う。データ収集部１０２は、調整後のＲＴＣによる時刻情報を使用してタイムスタンプを付与する。
【００２２】
尚、共有メモリ１０５へのタイムスタンプが付与された計測値の蓄積（書き込み）は、メモリインタフェース部１０６によって制御される。ＳＤカード１０７は、必要に応じて共有メモリ１０５から掃き出される所定単位量の計測データを格納する可搬型の記憶媒体であり、計測値を他の機器がオフラインで処理する時に必要となるものである。このＳＤカード１０７についてもメモリインタフェース部１０６の制御により共有メモリ１０５から掃き出される。
【００２３】
演算部１０８は、データ収集部１０２による計測値の収集とは非同期に実行され、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集された計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行なう。この積算演算の都度共有メモリ１０５に蓄積され、必要に応じてデータ配信部１０９を介して上位システム３０に配信される。
【００２４】
尚、制御部１００は、例えば、メモリを内蔵し、又は外付けのメモリを有するマイクロプロセッサで構成される。このメモリ中には、本発明のアナログ積算処理プログラムが予め格納されている。マイクロプロセッサは、メモリに格納されたプログラムを逐次読取り、実行することにより、以下に示す機能を実現する。
【００２５】
制御部１００は、データ収集部１０２が、プロセス機器２０から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与して共有メモリ１０５に蓄積する処理と、演算部１０８が、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う処理とを非同期で実行するために、上述した通信インタフェース部１０１、データ収集部１０２、ＲＴＣ１０３、ＮＴＰクライアント１０４、共有メモリ１０５、演算部１０８、データ配信部１０９のシーケンス制御を行う。
【００２６】
（実施形態の動作）
図２は、本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作を示すフローチャートである。又、図３、図４は、図２に示すフローチャートによる動作説明を補足する意味で示した模式図である。
以下、図２のフローチャートが示す本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作について、図３、図４の模式図を参照しながら、詳細に説明する。
【００２７】
ＧＳＡ１０は、制御部１００による制御の下で、まず、演算部１０８が積算処理に使用する内蔵レジスタの値をリセットする（ステップＳ１０１）。制御部１００は、通信インタフェース部１０１を介して到来するプロセス機器２０からの計測値を常時監視しており（ステップＳ１０２）、計測値が到来すると（ステップＳ１０２“ＹＥＳ”）、データ収集部１０２を起動して処理を委ねる。
【００２８】
このときデータ収集部１０２は、通信インタフェース部１０１がプロセス機器２０から通信により取得した計測値に、ＲＴＣ１０３より計時される時刻情報（タイムスタンプ）を付与して共有メモリ１０５に蓄積する。尚、ＲＴＣ１０３が正確な時刻情報を計時するために、ＮＴＰクライアント１０４は、ＮＴＰサーバ４０から、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等によって得られる時刻情報を取得し、ＲＴＣ１０３の時刻を調整することは上記したとおりである。
【００２９】
そして、制御部１００は、通信異常を検知しない限り（ステップＳ１０４“ＮＯ”）、データ収集部１０２からの通知イベントの到来を待って（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、演算部１０８による積算演算処理を起動する。
【００３０】
データ収集処理と積算処理のタイミング関係が図３（ａ）に示されている。図３（ａ）は、縦軸に積算値を、横軸に時間をそれぞれ目盛って、積算値を得るタイミングおよびその概要が示されている。
【００３１】
図３（ａ）に示されるように、時刻Ｔｎ−１、Ｔｎでデータ収集部１０２による計測値の収集・蓄積がなされ、データ収集部１０２により通知イベントが発せられることによって演算部１０８による積算処理が起動される。時刻Ｔｎでの処理に注目すると、これを受けた演算部１０８では、時間差分（Ｔｎ−Ｔｎ−１）の通過量ΔＳＵＭを、時刻Ｔｎ−１で算出した積算値ＳＵＭに加算して時刻Ｔｎ時の積算値を算出する。
【００３２】
このときの積算演算処理のためのマクロ定義ファイルが図示されている。重複説明を回避する意味で、積算演算処理の詳細については図４を用いて後述する。
すなわち、演算部１０８では、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算処理を実行する（ステップＳ１０６）。積算演算処理の詳細が図４に示されている。
【００３３】
図４（ａ）には、縦軸に流量（ｍ３）を、横軸に時間（ｈ）を目盛ったときの流量推移が、図４（ｂ）には、その流量推移にあわせたデータ収集時の瞬時の積算値が積算演算処理手順と共に示されている。
【００３４】
すなわち、演算部１０８は、はじめ積算値ＳＵＭを０に初期化した後、２月１６日の0：00から１分経過した0：01、その間の流量通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値２１×６０÷３６００＝０．３５［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭを直前の積算値ＳＵＭに加算（ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ΔＳＵＭ）して積算流量ＳＵＭ＝０．３５を求めている。
【００３５】
次に、２月１６日の0：01から３分経過した0：04、その間の通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値２４×前回計測値との時間差１８０÷３６００＝１．２［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭ＝１，２を直前の積算値ＳＵＭ＝０．３５に加算して積算流量ＳＵＭ＝１．５５を求めている。更に、２月１６日の0：04から６分経過した0：10、その間の通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値３０×前回計測値との時間差３０×３６０÷３６００＝３［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭを直前の積算値ＳＵＭ＝１．５５に加算して積算流量ＳＵＭ＝４．５５を求めている。
【００３６】
上記した積算結果は、都度、共有メモリ１０５に書き込まれ、前回積算値が更新される（ステップＳ１０７）。
【００３７】
一方、ステップＳ１０４の通信障害監視処理で、制御部１００で通信障害が検知されると（ステップＳ１０４“ＹＥＳ”）、制御部１００は、その通信障害の復帰を待って（ステップＳ１０８“ＹＥＳ”）、データ収集部１０２を起動して計測値の収集を再開する。
【００３８】
このとき、演算部１０８は、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が閾値として予め既定された時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算処理を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算処理を開始する。又は、不図示の不揮発性メモリに割り当てられ記憶されたマップに基づく積算演算処理により、障害が復帰するまでの間の計測値を補間する処理を実行する。このとき使用されるマップは、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すデータである。
【００３９】
尚、所定時間経過しても障害が復帰されない場合は、例外処理としてシステム停止、もしく診断を行い再起動する（ステップＳ１０９）。
【００４０】
障害が発生して復帰後の積算演算処理タイミングについて、図３（ｂ）のグラフを参照しながら説明する。
図３（ｂ）に示されるように、時刻Ｔｍ経過後に通信障害が発生したとする。この状態で共有メモリ１０５に格納される積算値は、タイムスタンプが変化しない前回値と同じ値である。制御部１００より、この状態が時間閾値であるＴｎ−１時間経過後に障害復帰が検知されると、演算部１０８では、時刻Ｔｎにデータ収集部１０２で収集された計測値を用いた積算演算処理は行わず、次のタイミングＴｎ＋１で収集される計測値から、時間差分（Ｔｎ＋１−Ｔｎ）を用いた積算演算処理を開始する。
【００４１】
（実施形態の効果）
本実施形態に係るアナログ積算処理装置によれば、計測値にタイムスタンプを付加することにより、データ収集部１０２による計測値の収集と、演算部１０８による、収集された計測値に基づく積算演算とは非同期に実行することができる。このため、データ収集部１０２でタイムスタンプが付与された計測値が共有メモリ１０５に蓄積されて以降は、演算部１０８が任意のタイミングで積算演算処理を実行できる。
又、定周期によらず、タイムスタンプに基づき任意のタイミングで積算処理が実行されるため、精度の高いクロックは不要になり、安価な汎用製品で積算処理が可能になる。
【００４２】
又、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することで、無駄な積算処理は回避され、信頼性の高いアナログ積算処理装置を提供することができ、又、省電力化にも貢献できる。
【００４３】
尚、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、不図示の不揮発性メモリから読み出されたマップに示される、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化値ら関するデータから積算演算を行うことにより、障害が復帰するまでの間の積算を補間することができ、計測値の欠落に伴う修正に係る作業負担を軽減することができる。
【００４４】
（アナログ積算処理プログラム）
又、本発明のアナログ積算処理プログラムは、例えば、図１の装置構成に示されるように、１以上のプロセス機器２０に接続されるアナログ積算処理装置（ＧＳＡ１０）のコンピュータ（制御部１００）上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、例えば、図２のフローチャートに示されるように、前記コンピュータに、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）と、前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理（ステップＳ１０４〜Ｓ１０７）と、を実行させるものである。
【００４５】
本発明のアナログ積算処理プログラムによれば、データ収集処理において、収集した計測値にタイムスタンプを付加することにより、計測値の収集処理と、収集された計測値に基づく積算演算とを非同期に実施することができるため、積算演算処理は、計測値が収集済みであればそのタイムスタンプを使用することにより任意のタイミングで実施でき、又、精度の高いクロックは不要になり、安価な汎用の製品で積算処理が可能になる。
【００４６】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４７】
１０ アナログ積算処理装置（ＧＳＡ）
２０ プロセス機器
３０ 上位システム
４０ ＮＴＰサーバ
１０１ 通信インタフェース部
１０２ データ収集部
１０３ ＲＴＣ
１０４ ＮＴＰクライアント
１０５ 共有メモリ
１０８ 演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上のプロセス機器に接続される、例えば、流量計測、電力量計に用いて好適なアナログ積算処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ積算処理装置は、所定周期毎に得られる計測値をサンプリングし、その計測値から求めた単位時間あたりの通過量あるいは相当するパルスを、次の単位時間の間に積算することを繰り返す処理を行う。
【０００３】
具体的に、流量計では、例えば、図５のグラフに示されるように、１秒等の定周期で測定した流量が単位時間の間継続して流れたと想定して、その間の通過量（ΔＳＵＭ＝測定流量値÷３６００［ｍ３／ｈ］）を求め、その値を積算（ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ΔＳＵＭ）することにより積算流量を求めている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７００１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアナログ積算処理装置は、アナログ入力信号をデジタル値に変換した後、定周期の精度の高いクロックのタイミングで積算処理を行うために、専用装置を必要とするか、あるいは分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）等、高価な汎用製品を必要としていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、精度の高いクロックを不要とし、積算処理を容易化した、アナログ積算処理装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のアナログ積算処理装置は、１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置であって、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部と、前記データ収集部による計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、計測値にタイムスタンプを付加することにより、データ収集部による計測値の収集、蓄積と、演算部による収集された計測値の積算演算とは非同期に実行することができる。従って、積算演算は、計測値がタイムスタンプ付きで蓄積されていれば任意のタイミングで実行できるため、精度の高いクロックは不要になり、ＤＣＳ等の比較的高価な汎用装置ではなく、安価な汎用製品で積算処理の実行が可能になる。
【０００９】
上記発明において、外部接続されるＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバに時刻情報の取得要求を行い、取得される時刻情報に基づき内部時計を調整し、前記データ収集部に、調整後のタイムスタンプを出力する制御部と、を有することを特徴とする。本発明によれば、取得された計測値に、調整された内部時計に基づくタイムスタンプが付与されることで、正しい時刻情報に基づく積算処理が可能になる。
【００１０】
上記発明において、前記演算部は、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することを特徴とする。本発明によれば、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とするため、無駄な積算処理は回避され、信頼性の高いアナログ積算処理装置を提供する。又、省電力化にも貢献できる。
【００１１】
上記発明において、前記演算部は、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すマップを前記メモリに有し、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、前記メモリから読み出されたマップに示される前記計測値の変化に基づく積算演算により、前記障害が復帰するまでの間の計測値を補間することを特徴とする。本発明によれば、通信障害が発生して計測値が収集できなくてもその間の計測値をマップに基づく計測値により補間することかでできるため、計測値の欠落に伴う修正に係る作業負担を軽減することができる。
【００１２】
本発明のアナログ積算演算処理プログラムは、１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、前記コンピュータに、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理と、前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理と、を実行させることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、上記したアナログ積算プログラムをアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行することで、計測値にタイムスタンプを付加する処理により、計測値の収集処理と、収集された計測値に基づく積算演算とを非同期に実行することができるため、アナログ積算処理装置は、精度の高いクロックを不要とし、積算演算を安価な汎用製品で実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、精度の高いクロックを不要とし、積算処理を容易化したアナログ積算処理装置およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作をグラフ上に示した模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の積算処理手順を流量グラフと共に示した模式図である。
【図５】従来のアナログ積算処理装置の積算処理手順を流量グラフと共に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００１７】
（実施形態の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の内部構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るアナログ積算処理装置は、複数のプロセス機器２０がＲＳ４８５（Recommended
Standard）等のシリアルバス２１経由で接続される、ＧＳＡ（Gadget Service Adapter）１０と称されるデータ収集・蓄積装置上に実装されるものとして説明する。
【００１８】
ＧＳＡ１０は、更に、ＩＰ（Internet Protocol）網等のオープンネットワーク、もしくは専用のクローズトネットワークネットワーク３１経由で、リモート監視用の上位システム３０に接続され、更に、上位システム３０とは別にオープンネットワーク４１経由でＮＴＰサーバ４０に接続されている。
【００１９】
ＧＳＡ１０は、制御部１００を制御中枢とし、通信インタフェース部１０１と、データ収集部１０２と、ＲＴＣ（Real Time Clock）１０３と、ＮＴＰクライアント１０４と、共有メモリ１０５と、メモリインタフェース部１０６と、ＳＤ（Secure Digital）カード１０７と、演算部１０８と、データ配信部１０９と、を含み構成される。
【００２０】
通信インタフェース部１０１は、制御部１００による制御の下でプロセス機器２０からＲＳ４８５等の規格に基づき通信により取得される流量等の計測値をデータ収集部１０２へ転送する。データ収集部１０２は、その計測値にタイムスタンプを付与して共有メモリ１０５へ蓄積する。
【００２１】
データ収集部１０２が計測値にタイムスタンプを付与するにあたり、制御部１００は、ＮＴＰクライアント１０４を介してＮＴＰサーバ４０に正確な時刻情報の問い合わせを行なう。そして、ＮＴＰクライアント１０４は、ＮＴＰサーバ４０から取得した時刻情報に基づき内部時計であるＲＴＣ１０３の時刻合わせを行う。データ収集部１０２は、調整後のＲＴＣによる時刻情報を使用してタイムスタンプを付与する。
【００２２】
尚、共有メモリ１０５へのタイムスタンプが付与された計測値の蓄積（書き込み）は、メモリインタフェース部１０６によって制御される。ＳＤカード１０７は、必要に応じて共有メモリ１０５から掃き出される所定単位量の計測データを格納する可搬型の記憶媒体であり、計測値を他の機器がオフラインで処理する時に必要となるものである。このＳＤカード１０７についてもメモリインタフェース部１０６の制御により共有メモリ１０５から掃き出される。
【００２３】
演算部１０８は、データ収集部１０２による計測値の収集とは非同期に実行され、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集された計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行なう。この積算演算の都度共有メモリ１０５に蓄積され、必要に応じてデータ配信部１０９を介して上位システム３０に配信される。
【００２４】
尚、制御部１００は、例えば、メモリを内蔵し、又は外付けのメモリを有するマイクロプロセッサで構成される。このメモリ中には、本発明のアナログ積算処理プログラムが予め格納されている。マイクロプロセッサは、メモリに格納されたプログラムを逐次読取り、実行することにより、以下に示す機能を実現する。
【００２５】
制御部１００は、データ収集部１０２が、プロセス機器２０から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与して共有メモリ１０５に蓄積する処理と、演算部１０８が、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う処理とを非同期で実行するために、上述した通信インタフェース部１０１、データ収集部１０２、ＲＴＣ１０３、ＮＴＰクライアント１０４、共有メモリ１０５、演算部１０８、データ配信部１０９のシーケンス制御を行う。
【００２６】
（実施形態の動作）
図２は、本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作を示すフローチャートである。又、図３、図４は、図２に示すフローチャートによる動作説明を補足する意味で示した模式図である。
以下、図２のフローチャートが示す本発明の実施形態に係るアナログ積算処理装置の動作について、図３、図４の模式図を参照しながら、詳細に説明する。
【００２７】
ＧＳＡ１０は、制御部１００による制御の下で、まず、演算部１０８が積算処理に使用する内蔵レジスタの値をリセットする（ステップＳ１０１）。制御部１００は、通信インタフェース部１０１を介して到来するプロセス機器２０からの計測値を常時監視しており（ステップＳ１０２）、計測値が到来すると（ステップＳ１０２“ＹＥＳ”）、データ収集部１０２を起動して処理を委ねる。
【００２８】
このときデータ収集部１０２は、通信インタフェース部１０１がプロセス機器２０から通信により取得した計測値に、ＲＴＣ１０３より計時される時刻情報（タイムスタンプ）を付与して共有メモリ１０５に蓄積する。尚、ＲＴＣ１０３が正確な時刻情報を計時するために、ＮＴＰクライアント１０４は、ＮＴＰサーバ４０から、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等によって得られる時刻情報を取得し、ＲＴＣ１０３の時刻を調整することは上記したとおりである。
【００２９】
そして、制御部１００は、通信異常を検知しない限り（ステップＳ１０４“ＮＯ”）、データ収集部１０２からの通知イベントの到来を待って（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、演算部１０８による積算演算処理を起動する。
【００３０】
データ収集処理と積算処理のタイミング関係が図３（ａ）に示されている。図３（ａ）は、縦軸に積算値を、横軸に時間をそれぞれ目盛って、積算値を得るタイミングおよびその概要が示されている。
【００３１】
図３（ａ）に示されるように、時刻Ｔｎ−１、Ｔｎでデータ収集部１０２による計測値の収集・蓄積がなされ、データ収集部１０２により通知イベントが発せられることによって演算部１０８による積算処理が起動される。時刻Ｔｎでの処理に注目すると、これを受けた演算部１０８では、時間差分（Ｔｎ−Ｔｎ−１）の通過量ΔＳＵＭを、時刻Ｔｎ−１で算出した積算値ＳＵＭに加算して時刻Ｔｎ時の積算値を算出する。
【００３２】
このときの積算演算処理のためのマクロ定義ファイルが図示されている。重複説明を回避する意味で、積算演算処理の詳細については図４を用いて後述する。
すなわち、演算部１０８では、データ収集部１０２により付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算処理を実行する（ステップＳ１０６）。積算演算処理の詳細が図４に示されている。
【００３３】
図４（ａ）には、縦軸に流量（ｍ３）を、横軸に時間（ｈ）を目盛ったときの流量推移が、図４（ｂ）には、その流量推移にあわせたデータ収集時の瞬時の積算値が積算演算処理手順と共に示されている。
【００３４】
すなわち、演算部１０８は、はじめ積算値ＳＵＭを０に初期化した後、２月１６日の0：00から１分経過した0：01、その間の流量通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値２１×６０÷３６００＝０．３５［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭを直前の積算値ＳＵＭに加算（ＳＵＭ＝ＳＵＭ＋ΔＳＵＭ）して積算流量ＳＵＭ＝０．３５を求めている。
【００３５】
次に、２月１６日の0：01から３分経過した0：04、その間の通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値２４×前回計測値との時間差１８０÷３６００＝１．２［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭ＝１，２を直前の積算値ＳＵＭ＝０．３５に加算して積算流量ＳＵＭ＝１．５５を求めている。更に、２月１６日の0：04から６分経過した0：10、その間の通過量ΔＳＵＭ（ΔＳＵＭ＝今回計測値３０×前回計測値との時間差３０×３６０÷３６００＝３［ｍ３／ｈ］）を求め、そのΔＳＵＭを直前の積算値ＳＵＭ＝１．５５に加算して積算流量ＳＵＭ＝４．５５を求めている。
【００３６】
上記した積算結果は、都度、共有メモリ１０５に書き込まれ、前回積算値が更新される（ステップＳ１０７）。
【００３７】
一方、ステップＳ１０４の通信障害監視処理で、制御部１００で通信障害が検知されると（ステップＳ１０４“ＹＥＳ”）、制御部１００は、その通信障害の復帰を待って（ステップＳ１０８“ＹＥＳ”）、データ収集部１０２を起動して計測値の収集を再開する。
【００３８】
このとき、演算部１０８は、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が閾値として予め既定された時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算処理を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算処理を開始する。又は、不図示の不揮発性メモリに割り当てられ記憶されたマップに基づく積算演算処理により、障害が復帰するまでの間の計測値を補間する処理を実行する。このとき使用されるマップは、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すデータである。
【００３９】
尚、所定時間経過しても障害が復帰されない場合は、例外処理としてシステム停止、もしく診断を行い再起動する（ステップＳ１０９）。
【００４０】
障害が発生して復帰後の積算演算処理タイミングについて、図３（ｂ）のグラフを参照しながら説明する。
図３（ｂ）に示されるように、時刻Ｔｍ経過後に通信障害が発生したとする。この状態で共有メモリ１０５に格納される積算値は、タイムスタンプが変化しない前回値と同じ値である。制御部１００より、この状態が時間閾値であるＴｎ−１時間経過後に障害復帰が検知されると、演算部１０８では、時刻Ｔｎにデータ収集部１０２で収集された計測値を用いた積算演算処理は行わず、次のタイミングＴｎ＋１で収集される計測値から、時間差分（Ｔｎ＋１−Ｔｎ）を用いた積算演算処理を開始する。
【００４１】
（実施形態の効果）
本実施形態に係るアナログ積算処理装置によれば、計測値にタイムスタンプを付加することにより、データ収集部１０２による計測値の収集と、演算部１０８による、収集された計測値に基づく積算演算とは非同期に実行することができる。このため、データ収集部１０２でタイムスタンプが付与された計測値が共有メモリ１０５に蓄積されて以降は、演算部１０８が任意のタイミングで積算演算処理を実行できる。
又、定周期によらず、タイムスタンプに基づき任意のタイミングで積算処理が実行されるため、精度の高いクロックは不要になり、安価な汎用製品で積算処理が可能になる。
【００４２】
又、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することで、無駄な積算処理は回避され、信頼性の高いアナログ積算処理装置を提供することができ、又、省電力化にも貢献できる。
【００４３】
尚、通信障害が発生してデータ収集部１０２による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、不図示の不揮発性メモリから読み出されたマップに示される、経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化値ら関するデータから積算演算を行うことにより、障害が復帰するまでの間の積算を補間することができ、計測値の欠落に伴う修正に係る作業負担を軽減することができる。
【００４４】
（アナログ積算処理プログラム）
又、本発明のアナログ積算処理プログラムは、例えば、図１の装置構成に示されるように、１以上のプロセス機器２０に接続されるアナログ積算処理装置（ＧＳＡ１０）のコンピュータ（制御部１００）上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、例えば、図２のフローチャートに示されるように、前記コンピュータに、前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）と、前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理（ステップＳ１０４〜Ｓ１０７）と、を実行させるものである。
【００４５】
本発明のアナログ積算処理プログラムによれば、データ収集処理において、収集した計測値にタイムスタンプを付加することにより、計測値の収集処理と、収集された計測値に基づく積算演算とを非同期に実施することができるため、積算演算処理は、計測値が収集済みであればそのタイムスタンプを使用することにより任意のタイミングで実施でき、又、精度の高いクロックは不要になり、安価な汎用の製品で積算処理が可能になる。
【００４６】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４７】
１０ アナログ積算処理装置（ＧＳＡ）
２０ プロセス機器
３０ 上位システム
４０ ＮＴＰサーバ
１０１ 通信インタフェース部
１０２ データ収集部
１０３ ＲＴＣ
１０４ ＮＴＰクライアント
１０５ 共有メモリ
１０８ 演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置であって、
前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部と、
前記データ収集部による計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部と、
を有することを特徴とするアナログ積算処理装置。
【請求項２】
外部接続されるＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバに時刻情報の取得要求を行い、取得される時刻情報に基づき内部時計を調整し、前記データ収集部に、調整後のタイムスタンプを出力する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項３】
前記演算部は、
通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項４】
前記演算部は、
経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すマップを前記メモリに有し、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、前記メモリから読み出されたマップに示される前記計測値の変化に基づく積算演算により、前記障害が復帰するまでの間の計測値を補間することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項５】
１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理と、
前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理と、
を実行させることを特徴とするアナログ積算処理プログラム。
【請求項１】
１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置であって、
前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集部と、
前記データ収集部による計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算部と、
を有することを特徴とするアナログ積算処理装置。
【請求項２】
外部接続されるＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバに時刻情報の取得要求を行い、取得される時刻情報に基づき内部時計を調整し、前記データ収集部に、調整後のタイムスタンプを出力する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項３】
前記演算部は、
通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことが検出された場合に、障害復帰時に収集された計測値の積算演算を無効とし、直後に収集された計測値から積算演算を開始することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項４】
前記演算部は、
経験値から割り出された経過時間に対する計測値の変化を示すマップを前記メモリに有し、通信障害が発生して前記データ収集部による計測値の収集が所定時間以上無いことを検出した場合に、前記メモリから読み出されたマップに示される前記計測値の変化に基づく積算演算により、前記障害が復帰するまでの間の計測値を補間することを特徴とする請求項１記載のアナログ積算処理装置。
【請求項５】
１以上のプロセス機器に接続されるアナログ積算処理装置のコンピュータ上で実行されるアナログ積算処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記プロセス機器から通信により収集される計測値にタイムスタンプを付与してメモリに蓄積するデータ収集処理と、
前記計測値の収集とは非同期に実行され、前記付与されたタイムスタンプに基づき、直前に収集した計測値との時間差あたりの通過量を直前の積算値に加算する積算演算を行う演算処理と、
を実行させることを特徴とするアナログ積算処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０８９５７（Ｐ２０１１−２０８９５７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４０８５（Ｐ２０１０−７４０８５）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
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