特許 7148000 ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムおよびＨＭＩクライアント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムおよびＨＭＩクライアント

(51)【国際特許分類】

   H04L 67/02 20220101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

H04L67/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021568823

(86)(22)【出願日】2020-06-01

(86)【国際出願番号】 JP2020021622

(87)【国際公開番号】W WO2021245752

(87)【国際公開日】2021-12-09

【審査請求日】2021-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮

(72)【発明者】

【氏名】野島 章

(72)【発明者】

【氏名】清水 伸夫

【審査官】小林 義晴

(56)【参考文献】

【文献】特許第６５５２７７５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－３３８４１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ６７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視対象に関する表示パーツを特定する固有識別子と、前記監視対象に接続するプログラマブルロジックコントローラから受信した信号値と、を関連付けた信号データを送信するウェブＨＭＩサーバと、
前記表示パーツが配置されたＨＭＩ画面をウェブブラウザに表示し、前記ウェブＨＭＩサーバから前記信号データを受信し、当該受信した信号データに対応する前記表示パーツの表示内容を変更するＨＭＩクライアントと、
を備えるＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムであって、
前記ＨＭＩクライアントは、
プログラムを記憶し、かつ、前記信号データをバッファ領域に一時記憶するメモリと、
前記プログラムを実行することにより、前記ウェブブラウザにおいて通信スレッドとＤＯＭ更新スレッドとを並列に動作させるように構成されたプロセッサと、
前記ウェブブラウザを表示するディスプレイと、
を備え、
前記通信スレッドは、
前記ウェブＨＭＩサーバから前記信号データを周期的に受信する受信処理と、
前記受信した信号データに含まれた固有識別子と、前記バッファ領域に記憶されている信号データに含まれた固有識別子とが同じである場合に、前記バッファ領域に記憶されている当該信号データを前記受信した信号データで上書きするバッファ上書き処理と、
前記ＤＯＭ更新スレッドから信号データ要求イベントを受信した場合に、前記バッファ領域に記憶されているすべての信号データを含むＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信するバッファ送信処理と、を実行し、
前記ＤＯＭ更新スレッドは、
前記ＤＯＭ更新要求イベントを受信した場合に、前記ＤＯＭ更新要求イベントに含まれている前記すべての信号データについてＤＯＭを更新するＤＯＭ更新処理と、
前記ＤＯＭを更新した後に、前記信号データ要求イベントを前記通信スレッドへ送信すると共に、前記更新されたＤＯＭに応じて前記ウェブブラウザに表示された前記表示パーツの表示内容を更新するレンダリング処理と、を実行すること、
を特徴とするＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。

【請求項2】

前記通信スレッドは、
前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が停止中である場合に、前記受信した信号データを含む前記ＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信する送信処理と、
前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が実行中である場合に、前記受信した信号データを前記バッファ領域に記憶させるバッファ処理と、を実行し
前記バッファ上書き処理は、前記バッファ処理において実行されること、
を特徴とする請求項１記載のＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステム。

【請求項3】

監視対象に関する表示パーツが配置されたＨＭＩ画面をウェブブラウザに表示し、前記表示パーツを特定する固有識別子と前記監視対象に関する信号値とを関連付けた信号データを受信し、当該受信した信号データに対応する前記表示パーツの表示内容を変更するＨＭＩクライアントであって、
プログラムを記憶し、かつ、前記信号データをバッファ領域に一時記憶するメモリと、
前記プログラムを実行することにより、前記ウェブブラウザにおいて通信スレッドとＤＯＭ更新スレッドとを並列に動作させるように構成されたプロセッサと、
前記ウェブブラウザを表示するディスプレイと、
を備え、
前記通信スレッドは、
ウェブＨＭＩサーバから前記信号データを周期的に受信する受信処理と、
前記受信した信号データに含まれた固有識別子と、前記バッファ領域に記憶されている信号データに含まれた固有識別子とが同じである場合に、前記バッファ領域に記憶されている当該信号データを前記受信した信号データで上書きするバッファ上書き処理と、
前記ＤＯＭ更新スレッドから信号データ要求イベントを受信した場合に、前記バッファ領域に記憶されているすべての信号データを含むＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信するバッファ送信処理と、を実行し、
前記ＤＯＭ更新スレッドは、
前記ＤＯＭ更新要求イベントを受信した場合に、前記ＤＯＭ更新要求イベントに含まれている前記すべての信号データについてＤＯＭを更新するＤＯＭ更新処理と、
前記ＤＯＭを更新した後に、前記信号データ要求イベントを前記通信スレッドへ送信すると共に、前記更新されたＤＯＭに応じて前記ウェブブラウザに表示された前記表示パーツの表示内容を更新するレンダリング処理と、を実行すること、
を特徴とするＨＭＩクライアント。

【請求項4】

前記通信スレッドは、
前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が停止中である場合に、前記受信した信号データを含む前記ＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信する送信処理と、
前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が実行中である場合に、前記受信した信号データを前記バッファ領域に記憶させるバッファ処理と、を実行し、
前記バッファ上書き処理は、前記バッファ処理において実行されること、
を特徴とする請求項３記載のＨＭＩクライアント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムおよびＨＭＩクライアントに関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）は、社会インフラシステムを監視制御する仕組みとして知られている。社会インフラシステムは、鉄鋼圧延システム、電力送変電システム、上下水道処理システム、ビル管理システム、道路システムなどである。

【0003】

ＳＣＡＤＡは、産業制御システムの一種であり、コンピュータによるシステム監視とプロセス制御を行う。ＳＣＡＤＡでは、システムの処理性能に合わせた即応性（リアルタイム性）が必要である。

【0004】

ＳＣＡＤＡは一般に次のようなサブシステムから構成される。
（１）ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
ＨＭＩは、対象プロセス（監視対象装置）のデータをオペレータに提示し、オペレータがプロセスを監視し制御できるようにする機構である。例えば特許文献１には、ＳＣＡＤＡクライアントで動作するＨＭＩ画面を備えるＳＣＡＤＡ ＨＭＩが開示されている。
（２）監視制御システム
監視制御システムは、Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）などによって構成される。監視制御システムは、プロセス上のＰＬＣデータを収集し、プロセスに対して制御コマンドを送る。
（３）遠方入出力装置（Ｒｅｍｏｔｅ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ：ＲＩＯ）
遠方入出力装置は、プロセス内に設置されたセンサと接続し、センサの信号をデジタルのデータに変換し、そのデジタルデータを監視制御システムに送る。
（４）通信基盤
通信基盤は、監視制御システムと遠方入出力装置を接続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本特開２０１７－２７２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１におけるＨＭＩサブシステムのクライアントプログラムは、マシン環境に依存したプログラムで構築されている。ＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムの低コスト化を実現するため、本願発明者は、マシン環境に依存しないブラウザベースのＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムを開発するに至った。

【0007】

ウェブブラウザ上で動作するウェブアプリケーションを用いてＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムを構築する場合、以下の利点がある。
（１）ウェブブラウザは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣなどの多くの端末機器に搭載されているため、様々な端末機器をＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムに利用可能である。
（２）ウェブブラウザは、高機能なレンダリング機能を有しており、アニメーションをはじめとする高度なＧＵＩインタラクション機能を作り込み易い。

【0008】

ブラウザベースのＳＣＡＤＡ ＨＭＩサブシステムは、ウェブＨＭＩサーバとＨＭＩクライアントとを備える。

【0009】

ウェブＨＭＩサーバは、監視制御システムからＰＬＣデータを受信する。ＰＬＣデータは、アラームデータとして利用されるデータと、信号データとして利用されるデータとに分類される。アラームデータは、監視対象装置の異常を示す、変化の頻度が低いデータであり、長周期で処理される。信号データは、監視対象装置の温度や速度など変化の頻度が高いデータであり、短周期で処理される。

【0010】

ＨＭＩクライアントは、ウェブブラウザを実行する。ウェブブラウザは、ウェブＨＭＩサーバからアラームデータおよび信号データを受信し、これらのデータを含むウェブページを表示する。

【0011】

一般的に、ウェブブラウザ上で動作するウェブアプリケーションは、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌ（ＤＯＭ）と呼ばれるデータ構造を更新する。ウェブブラウザは、そのＤＯＭの更新結果に基づいてレンダリング処理を実行する。そのため、ウェブブラウザのレンダリング処理は、オペレーティングシステムの表示インタフェースを直接使用して表示を行うネイティブの表示処理に比べて低速である。

【0012】

ＨＴＭＬ５の機能を利用すれば、ＷｅｂＧＬといったレンダリング方式を使用して高速に描画することも可能である。しかし、表示ロジックが複雑になるため、すべての表示をＷｅｂＧＬを用いて行うことは難しい。

【0013】

アラームデータは、長周期で処理され、データの送信間隔が長い。そのため、ウェブアプリケーションは、アラームデータについての描画処理を遅延なく実行できる（図１４）。一方、信号データは、短周期で処理され、データの送信間隔が短い。そのため、大量の信号データが送信された場合、ウェブアプリケーションは、これらの信号データについての描画処理を、送信間隔内で完了できない可能性がある。

【0014】

また、大量の信号データを処理するためにＤＯＭ更新処理が連続して実行された場合、ウェブブラウザによるレンダリング処理が実行されるタイミングがなくなる（図１５）。レンダリング処理が動作しないと信号データは、物理画面に反映されない。そのため、物理画面への信号データの表示が遅延する可能性がある。

【0015】

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、ＨＭＩクライアントの表示性能を超える大量の信号データを受信した場合であっても、ウェブブラウザのデータ表示の遅延を抑制できるＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムおよびＨＭＩクライアントを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的の達成のため、本発明に係るＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムは以下のように構成される。

【0017】

ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムは、ウェブＨＭＩサーバとＨＭＩクライアントとを備える。前記ウェブＨＭＩサーバは、監視対象に関する表示パーツを特定する固有識別子と、前記監視対象に接続するプログラマブルロジックコントローラから受信した信号値と、を関連付けた信号データを送信する。前記ＨＭＩクライアントは、前記表示パーツが配置されたＨＭＩ画面をウェブブラウザに表示する。前記ＨＭＩクライアントは、前記ウェブＨＭＩサーバから前記信号データを受信する。前記ＨＭＩクライアントは、当該受信した信号データに対応する前記表示パーツの表示内容を変更する。

【0018】

前記ＨＭＩクライアントは、メモリとプロセッサとディスプレイとを備える。前記メモリは、プログラムを記憶し、かつ、前記信号データをバッファ領域に一時記憶する。前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、前記ウェブブラウザにおいて通信スレッドとＤＯＭ更新スレッドとを並列に動作させるように構成される。前記ディスプレイは、前記ウェブブラウザを表示する。

【0019】

前記通信スレッドは、受信処理とバッファ上書き処理とバッファ送信処理とを実行する。受信処理は、前記ウェブＨＭＩサーバから前記信号データを周期的に受信する。バッファ上書き処理は、前記受信した信号データに含まれた固有識別子と、前記バッファ領域に記憶されている信号データに含まれた固有識別子とが同じである場合に、前記バッファ領域に記憶されている当該信号データを前記受信した信号データで上書きする。バッファ送信処理は、前記ＤＯＭ更新スレッドから信号データ要求イベントを受信した場合に、前記バッファ領域に記憶されているすべての信号データを含むＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信する。

【0020】

前記ＤＯＭ更新スレッドは、ＤＯＭ更新処理と、レンダリング処理とを実行する。ＤＯＭ更新処理は、前記ＤＯＭ更新要求イベントを受信した場合に、前記ＤＯＭ更新要求イベントに含まれている前記すべての信号データについてＤＯＭを更新する。前記ＤＯＭ更新スレッドは、前記ＤＯＭを更新した後に、前記信号データ要求イベントを前記通信スレッドへ送信する。レンダリング処理は、前記更新されたＤＯＭに応じて前記ウェブブラウザに表示された前記表示パーツの表示内容を更新する。

【0021】

好ましくは、前記通信スレッドは、さらに以下の送信処理とバッファ処理とを実行する。前記送信処理は、前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が停止中である場合に、前記受信した信号データを含む前記ＤＯＭ更新要求イベントを、前記ＤＯＭ更新スレッドへ送信する。バッファ処理は、前記ＤＯＭ更新スレッドにおける処理が実行中である場合に、前記受信した信号データを前記バッファ領域に記憶させる。ここで、前記バッファ上書き処理は、前記バッファ処理において実行される。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、ウェブブラウザは、通信スレッドとＤＯＭ更新スレッドとを並列に動作させる。そのため、データ受信処理と描画処理を非同期に実行できる。

【0023】

通信スレッドは、受信した信号データのバッファリングに際して、同一識別子の信号データを上書きするため、最新の信号データのみにデータを間引くことができる。そのため、バッファのオーバーフローを抑制できる。

【0024】

さらに、ＤＯＭ更新スレッドは、ＤＯＭ更新処理が完了した後に、信号データ要求イベントを通信スレッドへ送信し、通信スレッドは、この信号データ要求イベントを受信して、次の信号データをＤＯＭ更新スレッドへ送信する。これによれば、ＤＯＭ更新スレッドでは、ＤＯＭ更新処理が完了するまでは、次の信号データの取得が禁止される。そのため、ＤＯＭ更新処理が連続して実行されることなく、ＤＯＭ更新処理が完了するたびにレンダリング処理を実行することができる。

【0025】

このように、本発明によれば、信号データを間引く量を最小限に抑えながら、レンダリング処理を適切に実行することで、ＨＭＩクライアントの表示性能を最大限活かすことができる。そのため、本発明によれば、ＨＭＩクライアントの表示性能を超える大量の信号データを受信した場合であっても、ウェブブラウザのデータ表示の遅延を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態１におけるＳＣＡＤＡのシステム構成を説明するためのブロック図である。

【図2】ウェブブラウザに表示される表示パーツと、信号データとの関係について説明するための図である。

【図3】信号データのデータ構造の一例について説明するための図である。

【図4】図３に示すデータ構造をＪＳＯＮで表現した例である。

【図5】ＤＯＭ更新スレッド停止中に、ＨＭＩクライアント４が信号データを受信した場合の処理について説明するための図である。

【図6】ＤＯＭ更新スレッド動作中に、ＨＭＩクライアント４が信号データを受信した場合の処理について説明するための図である。

【図7】信号データ受信処理を表現したフローチャートである。

【図8】通信処理部が実行する信号データバッファリング処理について説明するためのフローチャートである。

【図9】シグナルバッファへのデータの格納例を示す図である。

【図10】ＤＯＭ更新スレッドが、シグナルバッファに一時記憶されている信号データを取得する処理について説明するための図である。

【図11】ＤＯＭ更新スレッドの処理を説明するためのフローチャートである。

【図12】ＤＯＭ更新スレッドが信号データを要求するタイミングと、レンダリング処理のタイミングについて説明するための図である。

【図13】ウェブＨＭＩサーバおよびＨＭＩクライアントが有するハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図14】関連技術におけるアラームデータの処理例を示す図である。

【図15】関連技術における信号データの処理例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合または原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

【0028】

実施の形態１．
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＳＣＡＤＡのシステム構成を説明するためのブロック図である。

【0029】

ＳＣＡＤＡは、ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムとしてのヒューマンマシンインターフェース１（以下、ＨＭＩ１）、監視制御システムとしてのプログラマブルロジックコントローラ２（以下、ＰＬＣ２）、通信基盤（図示省略）、ＲＩＯ（図示省略）をサブシステムとして備える。ＳＣＡＤＡは、ＰＬＣ２またはＲＩＯを介して監視対象装置（図示省略）に接続する。

【0030】

ＰＬＣ２、通信基盤、ＲＩＯに関する説明は、背景技術で述べた通りであるため省略する。監視対象装置は、プラントを構成する装置（センサ、アクチュエータを含む）である。

【0031】

ＨＭＩ１は、ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩサーバ装置３（以下、ウェブＨＭＩサーバ３）と、少なくとも１つのＨＭＩクライアント端末４（以下、ＨＭＩクライアント４）とを備える。

【0032】

ウェブＨＭＩサーバ３は、ＰＬＣ２とＨＭＩクライアント４とに接続する。ＨＭＩクライアント４は、ウェブブラウザ５を実行する。ウェブブラウザ５は、ＨＭＩ画面を表示する。ＨＭＩ画面は、監視対象装置の状態を表示する表示パーツが配置された少なくとも１つの図面で構成される。

【0033】

＜ウェブＨＭＩサーバ＞
ウェブＨＭＩサーバ３は、後述する図１３に示すように、プロセッサ１００ａとメモリ１００ｂとを備える。メモリ１００ｂは、プロセッサ１００ａにより実行されることで、プロセッサ１００ａをウェブシステムとして機能させるためのプログラムを記憶する。ウェブシステムは、ＰＬＣデータ処理部３１、アラームデータ生成部３２、信号データ生成部３３、通信処理部３４を含む。

【0034】

ＰＬＣデータ処理部３１は、ＰＬＣ２からＰＬＣデータを受信する。ＰＬＣデータは、監視対象装置が入出力する信号値を含む。ＰＬＣデータは、アラームデータとして利用されるデータと、信号データとして利用されるデータとに分類される。アラームデータとして利用されるＰＬＣデータは、アラームデータ生成部３２へ送られる。信号データとして利用されるＰＬＣデータは、信号データ生成部３３へ送られる。

【0035】

アラームデータ生成部３２は、受信したＰＬＣデータからアラームデータを生成する。具体的には、アラームデータ生成部３２は、受信したＰＬＣデータに、アラーム種別（重障害／中障害／軽障害）ごとにアラーム識別子を付与するとともに、アラームの状態（発生／復帰、未確認／確認）やアラーム発生時刻などのアラーム属性を付与してアラームデータを生成する。

【0036】

また、アラームデータ生成部３２は、アラームグループごとにアラームを表示するＨＭＩクライアント４を定めた定義情報（アラームリスト２２、アラームグループリスト２３）を読み込む。定義情報に基づいて、アラームデータには、アラームが表示されるべきＨＭＩクライアント４の情報が付与される。

【0037】

アラームデータ生成部３２は、生成したアラームデータを通信処理部３４へ送信する。

【0038】

アラームデータは、一つの障害に関連して一度に大量に発生する可能性があるが、一定時間内に高頻度で変化することはない。したがって、アラームデータの生成は長周期で行われる。アラームデータ生成部３２から通信処理部３４へのデータ送信間隔は、例えば８秒程度である。

【0039】

信号データ生成部３３は、受信したＰＬＣデータから信号データを生成する。具体的には、まず、信号データ生成部３３は、ＨＭＩ画面に配置された表示パーツを特定する固有識別子と、ＰＬＣデータとを関連付けるための定義情報（デバイスリスト２１）を読み込む。固有識別子は、グラフィックＩＤ（図面名）とパーツＩＤ（シンボル名）との組み合わせを含む、システム内でユニークな識別子である。

【0040】

信号データ生成部３３は、ＨＭＩ画面に配置された表示パーツを特定する固有識別子とＰＬＣデータの信号値とを関連付けた信号データを生成する。信号データ生成部３３は、生成した信号データを通信処理部３４へ送信する。

【0041】

信号データは、監視対象装置の温度や速度など変化の頻度が高いデータであり、ＨＭＩクライアント４の画面にリアルタイムに表示されることが求められる。そのため、信号データはアラームデータに比して短周期で処理される。信号データ生成部３３から通信処理部３４へのデータ送信間隔は、ＰＬＣ２からＰＬＣデータ処理部３１へのＰＬＣデータの通信間隔と同程度である。例えば、５０ｍｓ程度である。

【0042】

通信処理部３４は、受信したアラームデータと信号データを、ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ通信を使って、各ＨＭＩクライアント４の通信処理部４１へ送信する。通信処理部３４は、フィルタリング処理３５により、各ＨＭＩクライアント４に関連するデータだけを送信する。

【0043】

このように、ウェブＨＭＩサーバ３は、監視対象装置に関する表示パーツを特定する固有識別子と、当該監視対象装置に接続するＰＬＣ２から受信した信号値と、を関連付けた信号データをＨＭＩクライアント４へ送信する。

【0044】

＜ＨＭＩクライアント＞
ＨＭＩクライアント４は、後述する図１３に示すように、プロセッサ２００ａとメモリ２００ｂとを備える。メモリ２００ｂは、プロセッサ２００ａにより実行されることで、プロセッサ１００ａをウェブブラウザ５として機能させるためのプログラム、および、ウェブブラウザ５上で動作するウェブアプリケーションとして機能させるためのプログラムを記憶する。

【0045】

ＨＭＩクライアント４は、表示パーツが配置されたＨＭＩ画面をウェブブラウザ５に表示する。ＨＭＩクライアント４は、ウェブＨＭＩサーバ３から信号データを受信する。ＨＭＩクライアント４は、受信した信号データの固有識別子に対応する表示パーツについて、当該表示パーツの表示内容を、受信した信号データの信号値に応じて変更する。

【0046】

ＨＭＩクライアント４は、ウェブブラウザ５において、イベント処理や描画処理を担うＤＯＭ更新スレッド６と、通信処理を担う通信スレッド７とを並列に動作させる。マルチスレッドはＷｅｂ Ｗｏｒｋｅｒにより実現可能である。

【0047】

ウェブブラウザ５は、通信処理部４１、アラームデータＤＯＭ更新処理部４２、信号データＤＯＭ更新処理部４３、レンダリング処理部４４を実行可能である。

【0048】

通信処理部４１、アラームデータＤＯＭ更新処理部４２、信号データＤＯＭ更新処理部４３は、ウェブブラウザ５上で動作するウェブアプリケーションにより実現される。このウェブアプリケーションはＪａｖａＳｃｒｉｐｔで記述される。

【0049】

レンダリング処理部４４は、ウェブブラウザ５が予め備えるレンダラー（レンダリングエンジン）により実現される。

【0050】

通信スレッド７は、通信処理部４１の処理を実行する。

【0051】

通信処理部４１は、ウェブＨＭＩサーバ３からアラームデータおよび信号データを周期的に受信する（受信処理）。信号データはアラームデータに比して短周期で受信される。通信処理部４１は、ウェブＨＭＩサーバ３から受信したアラームデータを、アラームデータＤＯＭ更新処理部４２へ送信する。通信処理部４１は、ウェブＨＭＩサーバ３から受信した信号データを、信号データＤＯＭ更新処理部４３へ送信する。

【0052】

ＤＯＭ更新スレッド６は、アラームデータＤＯＭ更新処理部４２、信号データＤＯＭ更新処理部４３、レンダリング処理部４４の処理を実行する。

【0053】

アラームデータＤＯＭ更新処理部４２と信号データＤＯＭ更新処理部４３は、それぞれ受信したデータをＤＯＭ上に反映する。レンダリング処理部４４は、ＤＯＭに展開されたデータをＨＭＩ画面に表示する。

【0054】

次に、図２乃至図４を参照して、表示パーツおよび信号データについて補足説明する。

【0055】

図２は、ウェブブラウザ５に表示される表示パーツと、信号データとの関係について説明するための図である。

【0056】

ウェブブラウザ５にウェブページ（ＨＭＩ画面）として表示される図面には、複数の表示パーツ（シンボル）が配置されている。表示パーツは、例えば、バーグラフ２４、数値表示パーツ２５、色ラベルパーツ２６である。表示パーツには、信号データが関連付けられている。

【0057】

信号データのデータ型には、整数型、浮動小数点型、論理型などがある。バーグラフ２４は、整数型の信号データが関連付けられたパーツである。バーグラフ２４は、信号値に応じてバーの長さが変わる。数値表示パーツ２５は、浮動小数点数型の信号データが関連付けられた用品である。数値表示パーツ２５は、信号値に応じてテキストボックスの数値が変わる。色ラベルパーツ２６は、論理型の信号データが関連付けられた用品である。色ラベルパーツ２６は、信号値に応じて色が変わる。

【0058】

図３は、信号データのデータ構造の一例について説明するための図である。

【0059】

信号データは、各図面の表示パーツに割り当てられる。ＨＭＩ画面を構成する各図面には、グラフィックＩＤがアサインされる。図面には複数の表示パーツが配置される。各表示パーツには、パーツＩＤがアサインされる。信号データは、グラフィックＩＤとパーツＩＤとを組み合わせた固有識別子と、ＰＬＣデータの信号値とを関連付けたデータである。

【0060】

図３に示すように、１つの信号値は、複数の表示パーツと関連付けることができる。信号データは、グラフィックＩＤとパーツＩＤとを組み合わせた固有識別子のリストを有する。このリストをパーツＩＤリストと称する。このデータ構造は、ウェブＨＭＩサーバ３の信号データ生成部３３で作られる。

【0061】

次に、図４を参照して、信号データのデータ構造をデータ記述言語で表した例について説明する。データ記述言語の１つとしてＪａｖａＳｃｒｉｐｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｏｔａｔｉｏｎ（ＪＳＯＮ）が知られている。図４は、図３に示すデータ構造をＪＳＯＮで表現した例である。

【0062】

＜ＨＭＩクライアントの特徴的構成＞
次に、図５～図１２を参照して、本実施形態に係るＨＭＩクライアント４の特徴的構成について説明する。

【0063】

ＨＭＩクライアント４は、大量の信号データを受信した場合であっても、ウェブブラウザ５の信号データの表示に遅延を生じさせないために、通信スレッドおよびＤＯＭ更新スレッドが以下に説明する処理を行う。

【0064】

図１において説明したように、ウェブブラウザ５は、通信スレッド７とＤＯＭ更新スレッド６とを並列に動作させ、データの取得処理と描画処理とを非同期に実行する。

【0065】

図５は、ＤＯＭ更新スレッド停止中に、ＨＭＩクライアント４が信号データを受信した場合の処理について説明するための図である。通信スレッド７は、ＤＯＭ更新スレッド６における処理が停止中である場合に、受信した信号データを含むＤＯＭ更新要求イベントをＤＯＭ更新スレッド６へ送信する（送信処理）。

【0066】

図６は、ＤＯＭ更新スレッド動作中に、ＨＭＩクライアント４が信号データを受信した場合の処理について説明するための図である。通信スレッド７は、ＤＯＭ更新スレッド６における処理が実行中である場合に、受信した信号データを、ＨＭＩクライアント４のメモリ２００ｂ上に確保したバッファ領域（シグナルバッファ）に記憶させる（バッファ処理）。

【0067】

図７は、図５および図６で説明した信号データ受信処理を表現したフローチャートである。

【0068】

ステップＳ１００において、通信処理部４１は、ウェブＨＭＩサーバ３から信号データを受信する。

【0069】

ステップＳ１１０において、通信処理部４１は、ＤＯＭ更新スレッド６が動作中であるかを判定する。通信処理部４１は、ＤＯＭ更新スレッド６が停止中である場合、ステップＳ１２０の処理を実行する。一方、通信処理部４１は、ＤＯＭ更新スレッド６が動作中である場合、ステップＳ１３０の処理を実行する。

【0070】

ステップＳ１２０において、通信処理部４１は、受信した信号データをＤＯＭ更新スレッド６へ送信する（送信処理）。

【0071】

ステップＳ１３０において、通信処理部４１は、サブルーチンである信号データバッファリング処理（図８）を実行する（バッファ処理）。

【0072】

ステップＳ１２０またはＳ１３０の処理後、通信処理部４１は、信号データ受信処理を終了する。

【0073】

図８は、図７のステップＳ１３０において通信処理部４１が実行する信号データバッファリング処理について説明するためのフローチャートである。

【0074】

ステップＳ２００において、通信処理部４１は信号データに関連付けられたパーツＩＤリストを取得する。

【0075】

ステップＳ２１０乃至Ｓ２５０において、通信処理部４１は、ループＡの処理を実行する。通信処理部４１は、パーツＩＤリストの各要素について、ステップＳ２２０～ステップＳ２４０の処理を実行する。

【0076】

ステップＳ２２０において、通信処理部４１は、受信した信号データと同じ固有識別子（グラフィックＩＤとパーツＩＤとの組み合わせ）を有する信号データが、すでにシグナルバッファ内に存在するかを判定する。

【0077】

ステップＳ２２０において判定条件が成立しない場合は、ステップＳ２３０の処理に進む。

【0078】

一方、ステップＳ２２０において判定条件が成立する場合は、ステップＳ２４０の処理に進む。

【0079】

ステップＳ２３０において、通信処理部４１は、固有識別子（グラフィックＩＤとパーツＩＤとの組み合わせ）に対応するエントリをシグナルバッファ内に作成する。その後、ステップＳ２４０の処理に進む。

【0080】

ステップＳ２４０において、通信処理部４１は、シグナルバッファ内の固有識別子に対応するエントリにデータ型と信号値を設定する。

【0081】

通信処理部４１は、パーツＩＤリストのすべての要素についてステップＳ２２０～Ｓ２４０の処理を実行した後に信号データバッファリング処理を終了する。ループＡによれば、ウェブＨＭＩサーバ３から受信した信号データは、固有識別子毎に分解された信号データとして、シグナルバッファに記憶される。

【0082】

以上説明したように、図８の処理によれば、通信スレッド７は、受信した信号データに含まれた固有識別子と、シグナルバッファに記憶されている信号データに含まれた固有識別子とが同じである場合に、シグナルバッファに記憶されている信号データを受信した信号データで上書きする（バッファ上書き処理）。

【0083】

次に、図９を参照して、図７および図８の処理を繰り返して、複数の信号データがシグナルバッファに格納された例を説明する。

【0084】

図９は、シグナルバッファへのデータの格納例を示す図である。図８に示す処理により、受信した信号データと同じ固有識別子を有する場合、シグナルバッファ上の信号データの信号値は上書きされる。上書きされる前の信号データは、ＨＭＩ画面に表示されるデータとしては使用されず、間引きされることになる。

【0085】

上述した信号データバッファリング処理によってシグナルバッファに一時記憶された信号データは、ＤＯＭ更新スレッド６からの要求に応じてＤＯＭ更新スレッド６へ送信される。

【0086】

図１０は、ＤＯＭ更新スレッド６が、シグナルバッファに一時記憶されている信号データを取得する処理について説明するための図である。

【0087】

ＤＯＭ更新スレッド６は、現在の信号データについてのＤＯＭ更新処理を完了した後、通信スレッド７呼び出して、シグナルバッファに一時記憶されている信号データを送るように要求する。具体的には、信号データ要求イベントを通信スレッド７へ送信する。

【0088】

通信スレッド７は、ＤＯＭ更新スレッド６から信号データ要求イベントを受信した場合に、シグナルバッファに記憶されているすべての信号データを含むＤＯＭ更新要求イベントを、ＤＯＭ更新スレッド６へ送信する（バッファ送信処理）。送信後、通信スレッド７は、シグナルバッファに一時記憶されたデータを削除する。

【0089】

ＤＯＭ更新スレッド６は、ＤＯＭ更新要求イベントを受信した場合に、ＤＯＭ更新要求イベントに含まれているすべての信号データについてＤＯＭを更新する（ＤＯＭ更新処理）。

【0090】

図１１は、ＤＯＭ更新スレッド６の処理を説明するためのフローチャートである。

【0091】

ステップＳ３００において、信号データＤＯＭ更新処理部４３は、通信スレッドからＤＯＭ更新要求イベントを受信する。

【0092】

ステップＳ３１０において、信号データＤＯＭ更新処理部４３は、ＤＯＭ更新要求イベントに含まれているすべての信号データについてＤＯＭを更新する。

【0093】

ステップＳ３２０において、信号データＤＯＭ更新処理部４３は、信号データ要求イベントを通信スレッド７へ送信する。

【0094】

図１２は、ＤＯＭ更新スレッド６が信号データを要求するタイミングと、レンダリング処理のタイミングについて説明するための図である。

【0095】

本システムで重要なのは、ＤＯＭ更新スレッド６は、ＤＯＭ更新を完了した後に、バッファリングされている次の信号データを要求するために通信スレッド７を呼び出す（信号データ要求イベント）ことである。

【0096】

信号データ要求イベントを送信するタイミングで、ＤＯＭ更新スレッド６は、レンダリング処理を実行する。レンダリング処理は、ＤＯＭに展開されたデータを物理画面に反映させる処理である。レンダリング処理部４４は、更新されたＤＯＭに応じてウェブブラウザ５に表示された表示パーツの表示内容を更新する。

【0097】

以上説明したように、本実施形態に係るＳＣＡＤＡウェブＨＭＩシステムによれば、通信スレッド７は、受信した信号データのバッファリングに際して、同一識別子の信号データを上書きするため、最新の信号データのみにデータを間引くことができる。そのため、バッファのオーバーフローを抑制できる。

【0098】

さらに、ＤＯＭ更新スレッド６は、ＤＯＭ更新処理が完了した後に、信号データ要求イベントを通信スレッド７へ送信し、通信スレッド７は、この信号データ要求イベントを受信して、次の信号データをＤＯＭ更新スレッド６へ送信する。これによれば、ＤＯＭ更新スレッド６では、ＤＯＭ更新処理が完了するまでは、次の信号データの取得が禁止される。そのため、ＤＯＭ更新処理が連続して実行されることなく、ＤＯＭ更新処理が完了するたびにレンダリング処理を実行することができる。

【0099】

このように、本実施形態によれば、信号データを間引く量を最小限に抑えながら、レンダリング処理を適切に実行することで、ＨＭＩクライアント４の表示性能を最大限活かすことができる。そのため、本発明によれば、ＨＭＩクライアント４の表示性能を超える大量の信号データを受信した場合であっても、ウェブブラウザ５のデータ表示の遅延を抑制できる。

【0100】

ところで、以上の説明では主に信号データについて説明したが、アラームデータについても同様に処理可能である。ＤＯＭ更新スレッド６および通信スレッド７における信号データに対する処理をアラームデータにも適用する。信号データＤＯＭ更新処理部４３と同様の処理をアラームデータＤＯＭ更新処理部４２にも適用する。

【0101】

また、上述した実施の形態１において、メモリ２００ｂは、メインメモリと、バッファ領域としてのバッファメモリとを備え、メインメモリにプログラムを記憶し、バッファメモリに信号データを記憶することとしてもよい。

【0102】

＜ハードウェア構成例＞
図１３は、ウェブＨＭＩサーバ３およびＨＭＩクライアント４が有するハードウェア構成例を示すブロック図である。

【0103】

上述したウェブＨＭＩサーバ３の各処理は、処理回路により実現される。処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと、少なくとも１つのメモリ１００ｂと、ネットワークインタフェース１００ｃと、入力インタフェース１００ｄと、少なくとも１つのディスプレイ１００ｅとが接続して構成されている。プロセッサ１００ａは、メモリ１００ｂに記憶された各種プログラムを実行することにより、ウェブＨＭＩサーバ３の各機能を実現する。メモリ１００ｂは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどを含む。ネットワークインタフェース１００ｃは、コンピュータネットワークを介してＰＬＣ２と接続しＰＬＣデータを受信可能なデバイスである。ネットワークインタフェース１００ｃは、ＨＭＩクライアント４と接続してアラームデータ、信号データを送信可能なデバイスである。入力インタフェース１００ｄは、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスである。

【0104】

上述したＨＭＩクライアント４の各処理は、処理回路により実現される。処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ２００ａと、少なくとも１つのメモリ２００ｂと、ネットワークインタフェース２００ｃと、入力インタフェース２００ｄと、少なくとも１つのディスプレイ２００ｅとが接続して構成されている。プロセッサ２００ａは、メモリ２００ｂに記憶された各種プログラムを実行することにより、ＨＭＩクライアント４の各機能を実現する。メモリ２００ｂは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどを含む。ネットワークインタフェース２００ｃは、コンピュータネットワークを介してウェブＨＭＩサーバ３と接続し、アラームデータ、信号データを受信可能なデバイスである。入力インタフェース２００ｄは、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスである。なお、ＨＭＩクライアント４は、タブレット等の携帯端末であってもよい。ディスプレイ２００ｅは、ウェブブラウザ５を表示する。

【0105】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0106】

１ ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）
２ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
３ ＳＣＡＤＡウェブＨＭＩサーバ装置（ウェブＨＭＩサーバ）
４ ＨＭＩクライアント端末（ＨＭＩクライアント）
５ ウェブブラウザ
６ ＤＯＭ更新スレッド
７ 通信スレッド
２１ デバイスリスト
２２ アラームリスト
２３ アラームグループリスト
２４ バーグラフ
２５ 数値表示パーツ
２６ 色ラベルパーツ
３１ ＰＬＣデータ処理部
３２ アラームデータ生成部
３３ 信号データ生成部
３４ 通信処理部
３５ フィルタリング処理
４１ 通信処理部
４２ アラームデータＤＯＭ更新処理部
４３ 信号データＤＯＭ更新処理部
４４ レンダリング処理部
１００ａ プロセッサ
１００ｂ メモリ
１００ｃ ネットワークインタフェース
１００ｄ 入力インタフェース
１００ｅ ディスプレイ
２００ａ プロセッサ
２００ｂ メモリ
２００ｃ ネットワークインタフェース
２００ｄ 入力インタフェース
２００ｅ ディスプレイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】