通信装置
【課題】コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期保存可能な通信装置を提供する。
【解決手段】時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備える。
【解決手段】時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、特にプロセス制御システムにおいて、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継するために用いられる通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から化学プラント等で使用されるプロセス制御システムでは、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する通信装置として、フィールドバス通信モジュール（以下、通信モジュールと略す）を設置することが一般的である（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この通信モジュールは、上位制御装置から送信される制御信号をフィールドバスの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各種のフィールド機器に送信する一方、各種のフィールド機器から得られたプロセスデータを上位側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、上位制御装置に送信する機能を有している。
【０００４】
さらに、この通信モジュールは、上位システム（ユーザが使用する監視用端末など）による監視・保全を目的として、フィールドバスの通信環境に関する測定値を時系列的に取得し、内部メモリの測定値記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式（ロータリバッファ方式）によって順次記憶する機能を有している。通信モジュールは、上位システムの要求に応じて、上記のように記憶した測定値を上位システムに送信する。
【０００５】
なお、ここで通信環境に関する測定値とは、通信不能などの重大な通信異常には至らない、軽微な通信異常（例えば、データの再送など）の発生回数を指す。具体的には、例えば、測定値記憶領域に１時間分の測定値が記憶可能であると想定すると、１０秒間に発生したデータの再送などの軽微な通信異常をカウントして、そのカウント値をその１０秒間における通信環境の測定値として取得して測定値記憶領域に記憶し、これを１０秒間隔で３６０回繰り返すことにより、測定値記憶領域に１時間分の測定値を記憶する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来では、通信環境に関する測定値を通信モジュールの内部メモリにおける測定値記憶領域の容量分（例えば１時間分）だけ保存しておくことは可能であるが、ＦＩＦＯバッファ方式で測定値を記憶するが故に、１時間分の測定値を書き込んだ後に先頭アドレスから次の１時間分の測定値が順次上書きされることになる。
【０００８】
従って、ユーザがフィールドバス上の通信異常発生時にタイムリーに測定値を取得可能な環境に置かれているとは限らない（監視用端末の前にユーザが常駐していない等）ため、異常解析に必要な測定値の取得時期を逃してしまうと、測定値が上書きされてしまい、異常解析を行うためには、次に同じような現象（測定値の変動など）が再現するのを待つ必要がある。また、場合によっては同じような現象が再現せず、結局、異常解析に必要な測定値を得られなくなる可能性もある。
【０００９】
このような問題に対して、通信モジュールの内部メモリの容量を大きくすることも考えられるが、１日単位や１月単位、若しくは１年単位で測定値を記憶するには膨大な容量を有する内部メモリが必要となり、その場合、コストの大幅な増大及び装置サイズの大型化を招くという他の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期保存可能な通信装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、前記測定値を基に前記通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする。
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、前記測定値の変動傾向を基に前記詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、前記コピー優先度が高い場合に異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の通信装置において、前記短期記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有し、前記長期記憶領域は、前記短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、前記第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、前記第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域とに区分されており、前記制御部は、前記測定値を前記短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、前記短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を前記第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を前記第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を前記第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する機能を有し、前記フィールドバスの通信環境に関する測定値を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測定値を測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶するため、測定値記憶部の容量増大を最小限に抑えることができる。その結果、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期保存可能な通信装置を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信モジュールＣＭ（通信装置）を備えたプロセス制御システムの構成概略図である。
【図２】通信モジュールＣＭの動作に関する第１説明図である。
【図３】通信モジュールＣＭの動作に関する第２説明図である。
【図４】通信モジュールＣＭの動作に関する第３説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る通信モジュール（通信装置）を備えるプロセス制御システムの構成概略図である。この図１において、符号ＣＭは通信モジュール、符号ＦＢはフィールドバス、符号Ｆ１〜Ｆｎはフィールド機器、符号ＣＴはコントローラ（上位制御装置）、符号ＣＢは制御バス、符号ＵＴは監視用端末である。
【００１８】
このようなプロセス制御システムにおいて、通信モジュールＣＭは、フィールドバスＦＢを介して各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎと通信可能に接続されていると共に、コントローラＣＴと通信可能に接続されている。また、コントローラＣＴは、制御バスＣＢを介して監視用端末ＵＴと通信可能に接続されている。
【００１９】
フィールドバスＦＢは、例えばFoundation Fieldbus FF-H1やProfibus-PAなどのフィールドバス通信プロトコルに準拠したデータ通信用バスである。フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、例えば化学プラント等の各種プロセス装置に設置された温度計や流量計、電子制御弁などの計測機器やプロセス制御機器である。これらフィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、計測データ（温度や流量等のプロセスデータ）をフィールドバスＦＢ及び通信モジュールＣＭを介してコントローラＣＴに送信する。また、フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、コントローラＣＴから通信モジュールＣＭ及びフィールドバスＦＢを介して受信した制御信号に応じて、プロセス制御（例えば電子制御弁の開閉等）を行う。
【００２０】
コントローラＣＴは、内部メモリに記憶されたプロセス制御プログラム及び監視用端末ＵＴから制御バスＣＢを介して送信される指示信号に基づいて、通信モジュールＣＭ及び各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎを制御することにより、プロセス制御システムの全体動作を統括制御するものである。具体的には、このコントローラＣＴは、フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに対して通信モジュールＣＭ及びフィールドバスＦＢを介して制御信号を送信する。また、コントローラＣＴは、フィールド機器Ｆ１〜ＦｎからフィールドバスＦＢ及び通信モジュールＣＭを介して受信したプロセスデータを監視用端末ＵＴに送信すると共に、プロセスデータに基づいて各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎを制御する。
【００２１】
制御バスＣＢは、監視用端末ＵＴなどからなる上位システムで使用される通信プロトコルに準拠したバスであり、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やイントラネット用のバスである。監視用端末ＵＴは、ユーザインタフェースとして使用されるＰＣ（Personal Computer）等の端末であり、ユーザによる操作入力に応じた指示信号を制御バスＣＢを介してコントローラＣＴに送信したり、コントローラＣＴから送信されるプロセスデータや後述する通信モジュールＣＭから送信される通信環境測定データをディスプレイ上に表示する機能を有する。
【００２２】
通信モジュールＣＭは、コントローラＣＴとフィールドバスＦＢに接続された各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎとの間のデータ通信を中継するために用いられる通信装置であり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１、ＲＯＭ(Read Only Memory)２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３、フラッシュメモリ４及び送受信回路５を備えている。
【００２３】
ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に記憶された制御プログラムに従って、通信モジュールＣＭの全体動作を統括制御するものである。具体的には、このＣＰＵ１は、制御プログラムを実行することで、コントローラＣＴと各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎとの間のデータ通信を中継する機能と、時系列的にフィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を取得する通信診断機能とを備える。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ１におけるデータ通信の中継機能とは、送受信回路５を制御することにより、コントローラＣＴから送信される制御信号をフィールドバスＦＢの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに送信する一方、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから受信したプロセスデータを上位システム側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、コントローラＣＴに送信する機能を指す。
【００２５】
また、ＣＰＵ１における通信診断機能とは、送受信回路５の通信動作を監視することで、フィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を時系列的に取得し、その取得した測定値をフラッシュメモリ４に記憶する機能を指す。ここで、通信環境に関する測定値とは、通信不能などの重大な通信異常には至らない、軽微な通信異常（例えば、データの再送など）の発生回数を指す。本実施形態において、ＣＰＵ１は、１０秒間に発生したデータの再送などの軽微な通信異常をカウントして、そのカウント値をその１０秒間における通信環境の測定値として取得するものとする。
【００２６】
ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１で実行される制御プログラムやその他の設定データを記憶する読み出し専用の不揮発性メモリである。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が制御プログラムを実行して各種演算処理を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。フラッシュメモリ４は、ＣＰＵ１による制御に応じて上記の測定値を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリである。
【００２７】
本実施形態において、フラッシュメモリ４の全記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有する短期記憶領域と、短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域と、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域からコピーするための詳細情報記憶領域とに区分されているものとする。
【００２８】
つまり、ＣＰＵ１は、１０秒間隔で取得した測定値を短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。
【００２９】
また、ＣＰＵ１は、測定値が所定の閾値を超えたか否かを監視することで通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーする。この際、ＣＰＵ１は、測定値の変動傾向を基に詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、コピー優先度が高い場合に短期記憶領域から詳細情報記憶領域への測定値のコピーを実行する機能を有する。
【００３０】
また、ＣＰＵ１は、監視用端末ＵＴの要求に応じて、フラッシュメモリ４の短期記憶領域及び詳細情報記憶領域に記憶された測定値と、第１長期記憶領域、第２長期記憶領域及び第３長期記憶領域に記憶された積算値とを通信環境測定データとして、コントローラＣＴ及び制御バスＣＢを介して監視用端末ＵＴに送信する。
【００３１】
送受信回路５は、ＣＰＵ１による制御に応じて、コントローラＣＴから送信される制御信号をフィールドバスＦＢの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに送信する一方、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから受信したプロセスデータ及び通信環境測定データを上位システム側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、コントローラＣＴに送信する。
【００３２】
次に、上記のように構成された通信モジュールＣＭの動作について、図２〜図４を参照して説明する。なお、通信モジュールＣＭのデータ通信中継機能に関する動作は従来と同様であるため説明を省略し、以下では本実施形態の特徴である通信診断機能に関する動作に着目して説明する。
【００３３】
図２は、通信モジュールＣＭのフラッシュメモリ４の短期記憶領域ＳＲ、第１長期記憶領域ＬＲ１、第２長期記憶領域ＬＲ２及び第３長期記憶領域ＬＲ３にデータが記憶される様子を表した模式図である。この図２に示すように、まず、通信モジュールＣＭのＣＰＵ１は、１０秒間隔で取得した通信環境に関する測定値（１０秒間の通信異常発生回数を示すカウント値）を短期記憶領域ＳＲにＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。
【００３４】
短期記憶領域ＳＲは１時間分の測定値を記憶可能な容量を有しているため、上記のようなＣＰＵ１の記憶動作により、１時間で３６０個の測定値が短期記憶領域ＳＲに記憶されることになる。なお、図中のＤ〔１〕〜Ｄ〔３６０〕は、１０秒間隔で取得した各測定値を表している。また、その１時間分のデータの内、Ｄ〔１〕は最も古いデータであり、Ｄ〔３６０〕は最も新しいデータである。
【００３５】
ここで、ＣＰＵ１は、短期記憶領域ＳＲの１時間分の更新が完了する（つまりＤ〔１〕からＤ〔３６０〕までの測定値が全て更新される）と、その１時間分の測定値の積算値Ａ１（＝Ｄ〔１〕＋Ｄ〔２〕＋・・・＋Ｄ〔３６０〕）を第１長期記憶領域ＬＲ１にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した短期記憶領域ＳＲに対する記憶動作は、次の１時間についても同様に実施されるため、１時間間隔で積算値Ａ１が算出されて第１長期記憶領域ＬＲ１に順次記憶されることになる。
【００３６】
第１長期記憶領域ＬＲ１は２４時間分の積算値Ａ１を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、２４時間で２４個の積算値Ａ１が第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されることになる。なお、図中のＡ１〔１〕〜Ａ１〔２４〕は、１時間間隔で得られた各積算値を表している。また、その２４時間分のデータの内、Ａ１〔１〕は最も古いデータであり、Ａ１〔２４〕は最も新しいデータである。
【００３７】
ここで、ＣＰＵ１は、第１長期記憶領域ＬＲ１の２４時間分の更新が完了する（つまりＡ１〔１〕からＡ１〔２４〕までの積算値が全て更新される）と、その２４時間分の積算値の積算値Ａ２（＝Ａ１〔１〕＋Ａ１〔２〕＋・・・＋Ａ１〔２４〕）を第２長期記憶領域ＬＲ２にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した第１長期記憶領域ＬＲ１に対する記憶動作は、次の２４時間についても同様に実施されるため、２４時間間隔で積算値Ａ２が算出されて第２長期記憶領域ＬＲ２に順次記憶されることになる。
【００３８】
第２長期記憶領域ＬＲ２は１月分（例えば３０日分）の積算値Ａ２を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、１月で３０個の積算値Ａ２が第２長期記憶領域ＬＲ２に記憶されることになる。なお、図中のＡ２〔１〕〜Ａ２〔３０〕は、２４時間間隔（１日間隔）で得られた各積算値を表している。また、その１月分のデータの内、Ａ２〔１〕は最も古いデータであり、Ａ２〔３０〕は最も新しいデータである。
【００３９】
ここで、ＣＰＵ１は、第２長期記憶領域ＬＲ２の１月分の更新が完了する（つまりＡ２〔１〕からＡ２〔３０〕までの積算値が全て更新される）と、その１月分の積算値の積算値Ａ３（＝Ａ２〔１〕＋Ａ２〔２〕＋・・・＋Ａ２〔３０〕）を第３長期記憶領域ＬＲ３にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した第２長期記憶領域ＬＲ２に対する記憶動作は、次の１月についても同様に実施されるため、１月間隔で積算値Ａ３が算出されて第３長期記憶領域ＬＲ３に順次記憶されることになる。
【００４０】
第３長期記憶領域ＬＲ３は１年分（１２ヶ月分）の積算値Ａ３を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、１年で１２個の積算値Ａ３が第３長期記憶領域ＬＲ３に記憶されることになる。なお、図中のＡ３〔１〕〜Ａ３〔１２〕は、１月間隔で得られた各積算値を表している。また、その１年分のデータの内、Ａ３〔１〕は最も古いデータであり、Ａ３〔１２〕は最も新しいデータである。
【００４１】
上記のような記憶動作が繰り返されることにより、短期記憶領域ＳＲには直近の１時間分の測定値が保存され、第１長期記憶領域ＬＲ１には直近の２４時間分（１日分）の積算値Ａ１が保存され、第２長期記憶領域ＬＲ２には直近の１月分の積算値Ａ２が保存され、第３長期記憶領域ＬＲ３には直近の１年分の積算値Ａ３が保存されることになる。
【００４２】
すなわち、従来では、１時間分の測定値を１日単位や１月単位、若しくは１年単位で記憶するためには膨大な容量を有するメモリが必要となっていたが、本実施形態では、１時間分（３６０個）の測定値を記憶可能な短期記憶領域ＳＲに加えて、２４時間分（２４個）の積算値Ａ１を記憶可能な第１長期記憶領域ＬＲ１と、１月分（３０個）の積算値Ａ２を記憶可能な第２長期記憶領域ＬＲ２と、１年分（１２個）の積算値Ａ３を記憶可能な第３長期記憶領域ＬＲ３とを設定可能な程度の小容量のフラッシュメモリ４を用意すれば足りるため、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値の長期保存が可能である。
【００４３】
なお、上記の説明から、短期記憶領域ＳＲに記憶されているデータ（つまり直近の１時間分の測定値の変動）が最も詳細に通信環境を表す情報であることは容易に理解できよう。従って、この短期記憶領域ＳＲに記憶されているデータを監視用端末ＵＴに送信し、監視用端末ＵＴのディスプレイ上に直近の１時間分の測定値をプロットしてトレンド（変動傾向）を表示することにより、ユーザは詳細な通信環境を把握することができ、通信異常の解析に役立つことになる。
【００４４】
また、第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されているデータは１時間間隔で得た積算値Ａ１の集合であるため、通信環境を表す情報としての信頼度は低下するが、２４時間に亘っておおよその通信環境を把握するには十分な情報量であり、第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されているデータを監視用端末ＵＴのディスプレイ上にトレンド表示することにより、ユーザは直近の２４時間に亘る通信環境を把握することができ、通信異常の解析に役立つことになる。他の第２長期記憶領域ＬＲ２及び第３長期記憶領域ＬＲ３に記憶されているデータについても同様のことが言える。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるＣＰＵ１は、測定値が所定の閾値を超えたか否かを監視することで通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲにコピーする機能を有している。図３は、このような短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへのコピー動作を表す模式図である。
【００４６】
図３に示すように、例えば、測定値Ｄ〔１００〕が所定の閾値を超えて通信環境に異常が発生したと判断された場合、ＣＰＵ１は、測定値Ｄ〔１００〕を含む前後の測定値群を短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲにコピーする。この時、詳細情報記憶領域ＤＲには、測定値群と共に異常発生日時も保存することが望ましい。また、前後の測定値群として、短期記憶領域ＳＲの全領域の測定値を詳細情報記憶領域ＤＲにコピーしても良いし（この場合、詳細情報記憶領域ＤＲには短期記憶領域ＳＲと同一の容量が必要である）、測定値Ｄ〔１００〕を中心として所定範囲に含まれる測定値のみを詳細情報記憶領域ＤＲにコピーするようにしても良い（この場合、詳細情報記憶領域ＤＲの容量を小さくできる）。
【００４７】
そして、図３に示すように、異常発生時の詳細データを詳細情報記憶領域ＤＲに記憶していることを識別するための情報を、長期記憶領域（図３では例として第２長期記憶領域ＬＲ２）に付加する。これにより、ユーザは過去の履歴から通信環境に異常が発生した日時を容易に把握することができ、その異常発生時の詳細なトレンドを詳細情報記憶領域ＤＲに記憶されているデータから表示することができるようになる。
【００４８】
ここで、コスト削減の観点からフラッシュメモリ４の容量は小さいことが望ましいので、詳細情報記憶領域ＤＲの数は１つから数個程度に抑えることが望ましい。そこで、本実施形態において、ＣＰＵ１は、測定値の変動傾向を基に詳細情報記憶領域ＤＲに対するコピー優先度を判断し、コピー優先度が高い場合に短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへの測定値のコピーを実行する。
【００４９】
図４は、短期記憶領域ＳＲに記憶される測定値を時系列的に並べたものである。この図４に示すように、所定の閾値を超えた測定値が発生した場合に、通信環境に異常が発生したと判断されるが、その測定値の前後の測定値の変動傾向からコピー優先度が判断される。例えば、測定値Ｄ〔９１〕のように突発的に高くなり、前後の測定値は低い傾向となる場合、フィールドバスＦＢ上の工事などの一時的な異常原因が考えられるため、コピー優先度は低く設定される。
【００５０】
一方、例えば測定値Ｄ〔１００〕のように前の測定値が上昇傾向にある場合、異常が徐々に進行しており、異常発生の前兆を把握することが可能な解析情報として極めて有効であると考えられるため、このような変動傾向にある測定値のコピー優先度を高く設定する。また、測定値Ｄ〔１０２〕、Ｄ〔１０３〕のように閾値を超えていても、前回閾値を超えた測定値から傾向が変わらない場合、測定値Ｄ〔１００〕の異常発生原因が継続していると考えられるため、解析情報として不要であり、コピー優先度は低く設定される。
【００５１】
このように、コピー優先度に従って短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへの測定値のコピーを実行することにより、詳細情報記憶領域ＤＲの数を削減できると共に、異常解析に最も重要な情報をユーザに提供することができるようになる。なお、上記のように詳細情報記憶領域ＤＲへ測定値をコピーすると共に、コピーした測定値を新たなメッセージフレームにのせて監視用端末ＵＴに送信することで、ユーザ側（監視用端末ＵＴ側）で異常解析に最も重要な詳細情報を保持することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態における通信モジュールＣＭによれば、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期で保存することができると共に、フィールドバスＦＢ上の異常発生における最も重要な時期の詳細情報を判断して保存することで、常に異常発生時と同様の重要度及び信頼度を有する情報を取得することができる。また、ユーザは、情報の取得時期に捉われることなく、異常発生時と同様の異常解析を行うことができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような応用例が考えられる。
（１）上記実施形態では、詳細情報記憶領域ＤＲにフィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を記憶したが、これに限らず、例えばフィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから得られるプロセスデータやデータステータスＢａｄ検出時の詳細情報等を記憶することにより、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎの状態解析を行うことも可能となる。
【００５４】
（２）ユーザからの通信環境データの送信要求時に、フラッシュメモリ４に記憶されている通信環境データを時系列に変換し、測定時刻を付加して見せることで、監視用端末ＵＴにおけるグラフィック表示が容易となり、通信モジュールＣＭがオシロスコープ等の計測器としての役割を果たすことも可能となる。
【００５５】
（３）上記実施形態では、通信装置として、プロセス制御システムで使用され、フィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を取得する通信モジュールＣＭを例示して説明したが、本発明はこれに限らず、様々なシステムで使用される通信装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
ＣＭ…通信モジュール（通信装置）、ＦＢ…フィールドバス、Ｆ１〜Ｆｎ…フィールド機器、ＣＴ…コントローラ（上位制御装置）、ＣＢ…制御バス、ＵＴ…監視用端末、１…ＣＰＵ(Central Processing Unit：制御部)、２…ＲＯＭ(Read Only Memory)、３…ＲＡＭ(Random Access Memory)、４…フラッシュメモリ（測定値記憶部）、５…送受信回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、特にプロセス制御システムにおいて、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継するために用いられる通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から化学プラント等で使用されるプロセス制御システムでは、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する通信装置として、フィールドバス通信モジュール（以下、通信モジュールと略す）を設置することが一般的である（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この通信モジュールは、上位制御装置から送信される制御信号をフィールドバスの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各種のフィールド機器に送信する一方、各種のフィールド機器から得られたプロセスデータを上位側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、上位制御装置に送信する機能を有している。
【０００４】
さらに、この通信モジュールは、上位システム（ユーザが使用する監視用端末など）による監視・保全を目的として、フィールドバスの通信環境に関する測定値を時系列的に取得し、内部メモリの測定値記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式（ロータリバッファ方式）によって順次記憶する機能を有している。通信モジュールは、上位システムの要求に応じて、上記のように記憶した測定値を上位システムに送信する。
【０００５】
なお、ここで通信環境に関する測定値とは、通信不能などの重大な通信異常には至らない、軽微な通信異常（例えば、データの再送など）の発生回数を指す。具体的には、例えば、測定値記憶領域に１時間分の測定値が記憶可能であると想定すると、１０秒間に発生したデータの再送などの軽微な通信異常をカウントして、そのカウント値をその１０秒間における通信環境の測定値として取得して測定値記憶領域に記憶し、これを１０秒間隔で３６０回繰り返すことにより、測定値記憶領域に１時間分の測定値を記憶する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来では、通信環境に関する測定値を通信モジュールの内部メモリにおける測定値記憶領域の容量分（例えば１時間分）だけ保存しておくことは可能であるが、ＦＩＦＯバッファ方式で測定値を記憶するが故に、１時間分の測定値を書き込んだ後に先頭アドレスから次の１時間分の測定値が順次上書きされることになる。
【０００８】
従って、ユーザがフィールドバス上の通信異常発生時にタイムリーに測定値を取得可能な環境に置かれているとは限らない（監視用端末の前にユーザが常駐していない等）ため、異常解析に必要な測定値の取得時期を逃してしまうと、測定値が上書きされてしまい、異常解析を行うためには、次に同じような現象（測定値の変動など）が再現するのを待つ必要がある。また、場合によっては同じような現象が再現せず、結局、異常解析に必要な測定値を得られなくなる可能性もある。
【０００９】
このような問題に対して、通信モジュールの内部メモリの容量を大きくすることも考えられるが、１日単位や１月単位、若しくは１年単位で測定値を記憶するには膨大な容量を有する内部メモリが必要となり、その場合、コストの大幅な増大及び装置サイズの大型化を招くという他の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期保存可能な通信装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、前記測定値を基に前記通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする。
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、前記測定値の変動傾向を基に前記詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、前記コピー優先度が高い場合に異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の通信装置において、前記短期記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有し、前記長期記憶領域は、前記短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、前記第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、前記第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域とに区分されており、前記制御部は、前記測定値を前記短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、前記短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を前記第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を前記第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を前記第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の通信装置において、前記制御部は、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する機能を有し、前記フィールドバスの通信環境に関する測定値を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測定値を測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶するため、測定値記憶部の容量増大を最小限に抑えることができる。その結果、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期保存可能な通信装置を実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る通信モジュールＣＭ（通信装置）を備えたプロセス制御システムの構成概略図である。
【図２】通信モジュールＣＭの動作に関する第１説明図である。
【図３】通信モジュールＣＭの動作に関する第２説明図である。
【図４】通信モジュールＣＭの動作に関する第３説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る通信モジュール（通信装置）を備えるプロセス制御システムの構成概略図である。この図１において、符号ＣＭは通信モジュール、符号ＦＢはフィールドバス、符号Ｆ１〜Ｆｎはフィールド機器、符号ＣＴはコントローラ（上位制御装置）、符号ＣＢは制御バス、符号ＵＴは監視用端末である。
【００１８】
このようなプロセス制御システムにおいて、通信モジュールＣＭは、フィールドバスＦＢを介して各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎと通信可能に接続されていると共に、コントローラＣＴと通信可能に接続されている。また、コントローラＣＴは、制御バスＣＢを介して監視用端末ＵＴと通信可能に接続されている。
【００１９】
フィールドバスＦＢは、例えばFoundation Fieldbus FF-H1やProfibus-PAなどのフィールドバス通信プロトコルに準拠したデータ通信用バスである。フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、例えば化学プラント等の各種プロセス装置に設置された温度計や流量計、電子制御弁などの計測機器やプロセス制御機器である。これらフィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、計測データ（温度や流量等のプロセスデータ）をフィールドバスＦＢ及び通信モジュールＣＭを介してコントローラＣＴに送信する。また、フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎは、コントローラＣＴから通信モジュールＣＭ及びフィールドバスＦＢを介して受信した制御信号に応じて、プロセス制御（例えば電子制御弁の開閉等）を行う。
【００２０】
コントローラＣＴは、内部メモリに記憶されたプロセス制御プログラム及び監視用端末ＵＴから制御バスＣＢを介して送信される指示信号に基づいて、通信モジュールＣＭ及び各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎを制御することにより、プロセス制御システムの全体動作を統括制御するものである。具体的には、このコントローラＣＴは、フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに対して通信モジュールＣＭ及びフィールドバスＦＢを介して制御信号を送信する。また、コントローラＣＴは、フィールド機器Ｆ１〜ＦｎからフィールドバスＦＢ及び通信モジュールＣＭを介して受信したプロセスデータを監視用端末ＵＴに送信すると共に、プロセスデータに基づいて各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎを制御する。
【００２１】
制御バスＣＢは、監視用端末ＵＴなどからなる上位システムで使用される通信プロトコルに準拠したバスであり、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やイントラネット用のバスである。監視用端末ＵＴは、ユーザインタフェースとして使用されるＰＣ（Personal Computer）等の端末であり、ユーザによる操作入力に応じた指示信号を制御バスＣＢを介してコントローラＣＴに送信したり、コントローラＣＴから送信されるプロセスデータや後述する通信モジュールＣＭから送信される通信環境測定データをディスプレイ上に表示する機能を有する。
【００２２】
通信モジュールＣＭは、コントローラＣＴとフィールドバスＦＢに接続された各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎとの間のデータ通信を中継するために用いられる通信装置であり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１、ＲＯＭ(Read Only Memory)２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３、フラッシュメモリ４及び送受信回路５を備えている。
【００２３】
ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に記憶された制御プログラムに従って、通信モジュールＣＭの全体動作を統括制御するものである。具体的には、このＣＰＵ１は、制御プログラムを実行することで、コントローラＣＴと各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎとの間のデータ通信を中継する機能と、時系列的にフィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を取得する通信診断機能とを備える。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ１におけるデータ通信の中継機能とは、送受信回路５を制御することにより、コントローラＣＴから送信される制御信号をフィールドバスＦＢの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに送信する一方、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから受信したプロセスデータを上位システム側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、コントローラＣＴに送信する機能を指す。
【００２５】
また、ＣＰＵ１における通信診断機能とは、送受信回路５の通信動作を監視することで、フィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を時系列的に取得し、その取得した測定値をフラッシュメモリ４に記憶する機能を指す。ここで、通信環境に関する測定値とは、通信不能などの重大な通信異常には至らない、軽微な通信異常（例えば、データの再送など）の発生回数を指す。本実施形態において、ＣＰＵ１は、１０秒間に発生したデータの再送などの軽微な通信異常をカウントして、そのカウント値をその１０秒間における通信環境の測定値として取得するものとする。
【００２６】
ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１で実行される制御プログラムやその他の設定データを記憶する読み出し専用の不揮発性メモリである。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が制御プログラムを実行して各種演算処理を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。フラッシュメモリ４は、ＣＰＵ１による制御に応じて上記の測定値を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリである。
【００２７】
本実施形態において、フラッシュメモリ４の全記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有する短期記憶領域と、短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域と、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域からコピーするための詳細情報記憶領域とに区分されているものとする。
【００２８】
つまり、ＣＰＵ１は、１０秒間隔で取得した測定値を短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。
【００２９】
また、ＣＰＵ１は、測定値が所定の閾値を超えたか否かを監視することで通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーする。この際、ＣＰＵ１は、測定値の変動傾向を基に詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、コピー優先度が高い場合に短期記憶領域から詳細情報記憶領域への測定値のコピーを実行する機能を有する。
【００３０】
また、ＣＰＵ１は、監視用端末ＵＴの要求に応じて、フラッシュメモリ４の短期記憶領域及び詳細情報記憶領域に記憶された測定値と、第１長期記憶領域、第２長期記憶領域及び第３長期記憶領域に記憶された積算値とを通信環境測定データとして、コントローラＣＴ及び制御バスＣＢを介して監視用端末ＵＴに送信する。
【００３１】
送受信回路５は、ＣＰＵ１による制御に応じて、コントローラＣＴから送信される制御信号をフィールドバスＦＢの通信プロトコルに準拠する信号に変換して、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎに送信する一方、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから受信したプロセスデータ及び通信環境測定データを上位システム側の通信プロトコルに準拠するデータに変換して、コントローラＣＴに送信する。
【００３２】
次に、上記のように構成された通信モジュールＣＭの動作について、図２〜図４を参照して説明する。なお、通信モジュールＣＭのデータ通信中継機能に関する動作は従来と同様であるため説明を省略し、以下では本実施形態の特徴である通信診断機能に関する動作に着目して説明する。
【００３３】
図２は、通信モジュールＣＭのフラッシュメモリ４の短期記憶領域ＳＲ、第１長期記憶領域ＬＲ１、第２長期記憶領域ＬＲ２及び第３長期記憶領域ＬＲ３にデータが記憶される様子を表した模式図である。この図２に示すように、まず、通信モジュールＣＭのＣＰＵ１は、１０秒間隔で取得した通信環境に関する測定値（１０秒間の通信異常発生回数を示すカウント値）を短期記憶領域ＳＲにＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。
【００３４】
短期記憶領域ＳＲは１時間分の測定値を記憶可能な容量を有しているため、上記のようなＣＰＵ１の記憶動作により、１時間で３６０個の測定値が短期記憶領域ＳＲに記憶されることになる。なお、図中のＤ〔１〕〜Ｄ〔３６０〕は、１０秒間隔で取得した各測定値を表している。また、その１時間分のデータの内、Ｄ〔１〕は最も古いデータであり、Ｄ〔３６０〕は最も新しいデータである。
【００３５】
ここで、ＣＰＵ１は、短期記憶領域ＳＲの１時間分の更新が完了する（つまりＤ〔１〕からＤ〔３６０〕までの測定値が全て更新される）と、その１時間分の測定値の積算値Ａ１（＝Ｄ〔１〕＋Ｄ〔２〕＋・・・＋Ｄ〔３６０〕）を第１長期記憶領域ＬＲ１にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した短期記憶領域ＳＲに対する記憶動作は、次の１時間についても同様に実施されるため、１時間間隔で積算値Ａ１が算出されて第１長期記憶領域ＬＲ１に順次記憶されることになる。
【００３６】
第１長期記憶領域ＬＲ１は２４時間分の積算値Ａ１を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、２４時間で２４個の積算値Ａ１が第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されることになる。なお、図中のＡ１〔１〕〜Ａ１〔２４〕は、１時間間隔で得られた各積算値を表している。また、その２４時間分のデータの内、Ａ１〔１〕は最も古いデータであり、Ａ１〔２４〕は最も新しいデータである。
【００３７】
ここで、ＣＰＵ１は、第１長期記憶領域ＬＲ１の２４時間分の更新が完了する（つまりＡ１〔１〕からＡ１〔２４〕までの積算値が全て更新される）と、その２４時間分の積算値の積算値Ａ２（＝Ａ１〔１〕＋Ａ１〔２〕＋・・・＋Ａ１〔２４〕）を第２長期記憶領域ＬＲ２にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した第１長期記憶領域ＬＲ１に対する記憶動作は、次の２４時間についても同様に実施されるため、２４時間間隔で積算値Ａ２が算出されて第２長期記憶領域ＬＲ２に順次記憶されることになる。
【００３８】
第２長期記憶領域ＬＲ２は１月分（例えば３０日分）の積算値Ａ２を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、１月で３０個の積算値Ａ２が第２長期記憶領域ＬＲ２に記憶されることになる。なお、図中のＡ２〔１〕〜Ａ２〔３０〕は、２４時間間隔（１日間隔）で得られた各積算値を表している。また、その１月分のデータの内、Ａ２〔１〕は最も古いデータであり、Ａ２〔３０〕は最も新しいデータである。
【００３９】
ここで、ＣＰＵ１は、第２長期記憶領域ＬＲ２の１月分の更新が完了する（つまりＡ２〔１〕からＡ２〔３０〕までの積算値が全て更新される）と、その１月分の積算値の積算値Ａ３（＝Ａ２〔１〕＋Ａ２〔２〕＋・・・＋Ａ２〔３０〕）を第３長期記憶領域ＬＲ３にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する。上述した第２長期記憶領域ＬＲ２に対する記憶動作は、次の１月についても同様に実施されるため、１月間隔で積算値Ａ３が算出されて第３長期記憶領域ＬＲ３に順次記憶されることになる。
【００４０】
第３長期記憶領域ＬＲ３は１年分（１２ヶ月分）の積算値Ａ３を記憶可能な容量を有しているため、上記のような記憶動作により、１年で１２個の積算値Ａ３が第３長期記憶領域ＬＲ３に記憶されることになる。なお、図中のＡ３〔１〕〜Ａ３〔１２〕は、１月間隔で得られた各積算値を表している。また、その１年分のデータの内、Ａ３〔１〕は最も古いデータであり、Ａ３〔１２〕は最も新しいデータである。
【００４１】
上記のような記憶動作が繰り返されることにより、短期記憶領域ＳＲには直近の１時間分の測定値が保存され、第１長期記憶領域ＬＲ１には直近の２４時間分（１日分）の積算値Ａ１が保存され、第２長期記憶領域ＬＲ２には直近の１月分の積算値Ａ２が保存され、第３長期記憶領域ＬＲ３には直近の１年分の積算値Ａ３が保存されることになる。
【００４２】
すなわち、従来では、１時間分の測定値を１日単位や１月単位、若しくは１年単位で記憶するためには膨大な容量を有するメモリが必要となっていたが、本実施形態では、１時間分（３６０個）の測定値を記憶可能な短期記憶領域ＳＲに加えて、２４時間分（２４個）の積算値Ａ１を記憶可能な第１長期記憶領域ＬＲ１と、１月分（３０個）の積算値Ａ２を記憶可能な第２長期記憶領域ＬＲ２と、１年分（１２個）の積算値Ａ３を記憶可能な第３長期記憶領域ＬＲ３とを設定可能な程度の小容量のフラッシュメモリ４を用意すれば足りるため、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値の長期保存が可能である。
【００４３】
なお、上記の説明から、短期記憶領域ＳＲに記憶されているデータ（つまり直近の１時間分の測定値の変動）が最も詳細に通信環境を表す情報であることは容易に理解できよう。従って、この短期記憶領域ＳＲに記憶されているデータを監視用端末ＵＴに送信し、監視用端末ＵＴのディスプレイ上に直近の１時間分の測定値をプロットしてトレンド（変動傾向）を表示することにより、ユーザは詳細な通信環境を把握することができ、通信異常の解析に役立つことになる。
【００４４】
また、第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されているデータは１時間間隔で得た積算値Ａ１の集合であるため、通信環境を表す情報としての信頼度は低下するが、２４時間に亘っておおよその通信環境を把握するには十分な情報量であり、第１長期記憶領域ＬＲ１に記憶されているデータを監視用端末ＵＴのディスプレイ上にトレンド表示することにより、ユーザは直近の２４時間に亘る通信環境を把握することができ、通信異常の解析に役立つことになる。他の第２長期記憶領域ＬＲ２及び第３長期記憶領域ＬＲ３に記憶されているデータについても同様のことが言える。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるＣＰＵ１は、測定値が所定の閾値を超えたか否かを監視することで通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲにコピーする機能を有している。図３は、このような短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへのコピー動作を表す模式図である。
【００４６】
図３に示すように、例えば、測定値Ｄ〔１００〕が所定の閾値を超えて通信環境に異常が発生したと判断された場合、ＣＰＵ１は、測定値Ｄ〔１００〕を含む前後の測定値群を短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲにコピーする。この時、詳細情報記憶領域ＤＲには、測定値群と共に異常発生日時も保存することが望ましい。また、前後の測定値群として、短期記憶領域ＳＲの全領域の測定値を詳細情報記憶領域ＤＲにコピーしても良いし（この場合、詳細情報記憶領域ＤＲには短期記憶領域ＳＲと同一の容量が必要である）、測定値Ｄ〔１００〕を中心として所定範囲に含まれる測定値のみを詳細情報記憶領域ＤＲにコピーするようにしても良い（この場合、詳細情報記憶領域ＤＲの容量を小さくできる）。
【００４７】
そして、図３に示すように、異常発生時の詳細データを詳細情報記憶領域ＤＲに記憶していることを識別するための情報を、長期記憶領域（図３では例として第２長期記憶領域ＬＲ２）に付加する。これにより、ユーザは過去の履歴から通信環境に異常が発生した日時を容易に把握することができ、その異常発生時の詳細なトレンドを詳細情報記憶領域ＤＲに記憶されているデータから表示することができるようになる。
【００４８】
ここで、コスト削減の観点からフラッシュメモリ４の容量は小さいことが望ましいので、詳細情報記憶領域ＤＲの数は１つから数個程度に抑えることが望ましい。そこで、本実施形態において、ＣＰＵ１は、測定値の変動傾向を基に詳細情報記憶領域ＤＲに対するコピー優先度を判断し、コピー優先度が高い場合に短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへの測定値のコピーを実行する。
【００４９】
図４は、短期記憶領域ＳＲに記憶される測定値を時系列的に並べたものである。この図４に示すように、所定の閾値を超えた測定値が発生した場合に、通信環境に異常が発生したと判断されるが、その測定値の前後の測定値の変動傾向からコピー優先度が判断される。例えば、測定値Ｄ〔９１〕のように突発的に高くなり、前後の測定値は低い傾向となる場合、フィールドバスＦＢ上の工事などの一時的な異常原因が考えられるため、コピー優先度は低く設定される。
【００５０】
一方、例えば測定値Ｄ〔１００〕のように前の測定値が上昇傾向にある場合、異常が徐々に進行しており、異常発生の前兆を把握することが可能な解析情報として極めて有効であると考えられるため、このような変動傾向にある測定値のコピー優先度を高く設定する。また、測定値Ｄ〔１０２〕、Ｄ〔１０３〕のように閾値を超えていても、前回閾値を超えた測定値から傾向が変わらない場合、測定値Ｄ〔１００〕の異常発生原因が継続していると考えられるため、解析情報として不要であり、コピー優先度は低く設定される。
【００５１】
このように、コピー優先度に従って短期記憶領域ＳＲから詳細情報記憶領域ＤＲへの測定値のコピーを実行することにより、詳細情報記憶領域ＤＲの数を削減できると共に、異常解析に最も重要な情報をユーザに提供することができるようになる。なお、上記のように詳細情報記憶領域ＤＲへ測定値をコピーすると共に、コピーした測定値を新たなメッセージフレームにのせて監視用端末ＵＴに送信することで、ユーザ側（監視用端末ＵＴ側）で異常解析に最も重要な詳細情報を保持することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態における通信モジュールＣＭによれば、コストの増大及び装置サイズの大型化を最小限に抑えつつ、通信環境に関する測定値を長期で保存することができると共に、フィールドバスＦＢ上の異常発生における最も重要な時期の詳細情報を判断して保存することで、常に異常発生時と同様の重要度及び信頼度を有する情報を取得することができる。また、ユーザは、情報の取得時期に捉われることなく、異常発生時と同様の異常解析を行うことができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような応用例が考えられる。
（１）上記実施形態では、詳細情報記憶領域ＤＲにフィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を記憶したが、これに限らず、例えばフィールド機器Ｆ１〜Ｆｎから得られるプロセスデータやデータステータスＢａｄ検出時の詳細情報等を記憶することにより、各フィールド機器Ｆ１〜Ｆｎの状態解析を行うことも可能となる。
【００５４】
（２）ユーザからの通信環境データの送信要求時に、フラッシュメモリ４に記憶されている通信環境データを時系列に変換し、測定時刻を付加して見せることで、監視用端末ＵＴにおけるグラフィック表示が容易となり、通信モジュールＣＭがオシロスコープ等の計測器としての役割を果たすことも可能となる。
【００５５】
（３）上記実施形態では、通信装置として、プロセス制御システムで使用され、フィールドバスＦＢの通信環境に関する測定値を取得する通信モジュールＣＭを例示して説明したが、本発明はこれに限らず、様々なシステムで使用される通信装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
ＣＭ…通信モジュール（通信装置）、ＦＢ…フィールドバス、Ｆ１〜Ｆｎ…フィールド機器、ＣＴ…コントローラ（上位制御装置）、ＣＢ…制御バス、ＵＴ…監視用端末、１…ＣＰＵ(Central Processing Unit：制御部)、２…ＲＯＭ(Read Only Memory)、３…ＲＡＭ(Random Access Memory)、４…フラッシュメモリ（測定値記憶部）、５…送受信回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、
前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記測定値を基に前記通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記測定値の変動傾向を基に前記詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、前記コピー優先度が高い場合に異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記短期記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有し、
前記長期記憶領域は、前記短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、前記第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、前記第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域とに区分されており、
前記制御部は、前記測定値を前記短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、前記短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を前記第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を前記第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を前記第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する機能を有し、前記フィールドバスの通信環境に関する測定値を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項１】
時系列的に取得した通信環境に関する測定値を記憶するための測定値記憶部を備える通信装置であって、
前記測定値を前記測定値記憶部の短期記憶領域に順次記憶する一方、前記短期記憶領域の全領域の更新が完了する度に当該全領域の測定値の積算値を長期記憶領域に順次記憶する制御部を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記測定値を基に前記通信環境における異常発生の有無を判断し、異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記測定値の変動傾向を基に前記詳細情報記憶領域に対するコピー優先度を判断し、前記コピー優先度が高い場合に異常発生時の測定値を含む前後の測定値群を前記短期記憶領域から詳細情報記憶領域にコピーすることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記短期記憶領域は、１時間分の測定値を記憶可能な容量を有し、
前記長期記憶領域は、前記短期記憶領域の１時間分の積算値を２４時間分記憶可能な容量を有する第１長期記憶領域と、前記第１長期記憶領域の２４時間分の積算値を１月分記憶可能な容量を有する第２長期記憶領域と、前記第２長期記憶領域の１月分の積算値を１年分記憶可能な容量を有する第３長期記憶領域とに区分されており、
前記制御部は、前記測定値を前記短期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶する一方、前記短期記憶領域の１時間分の更新が完了する度に当該１時間分の積算値を前記第１長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第１長期記憶領域の２４時間分の更新が完了する度に当該２４時間分の積算値を前記第２長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶し、前記第２長期記憶領域の１月分の更新が完了する度に当該１月分の積算値を前記第３長期記憶領域にＦＩＦＯバッファ方式を用いて記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、上位制御装置とフィールドバスに接続されたフィールド機器との間のデータ通信を中継する機能を有し、前記フィールドバスの通信環境に関する測定値を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１７１７９１（Ｐ２０１０−１７１７９１Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０２８（Ｐ２００９−１３０２８）
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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