JP4984772B2 - ネットワーク接続型分析装置制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク接続型分析装置制御システムにおいて、分析装置と分析制御サーバとを接続する技術に関する。また、既に接続されている分析装置と分析制御サーバとの間で通信障害が発生した際に障害回復を行う技術に関する。

分析装置と、分析装置を制御したりデータ収集を行ったりするための分析制御サーバとから構成される分析システムでは、これまで、分析装置と分析制御サーバとをＲＳ２３２ＣやＩＥＥＥ４８８．２といった規格による非ネットワークインターフェースによって接続したり、一対一のイーサネット（登録商標）で接続したりする接続形態が一般的であった。
しかし、この直接接続する形態には、分析装置毎に分析制御サーバを用意しなければならないためにコストがかかるという問題や、分析装置毎に、物理的に配置されている位置が異なる分析制御サーバに足を運んで操作・制御しなければならないという不便さが存在していた。

そこで、最近では、分析装置及び分析制御サーバなどにネットワーク通信モジュールを組み込み、ネットワークを通じて遠隔端末から分析装置の監視や制御を行うシステムが普及しつつある。この態様のシステムでは通常、ネットワーク接続された分析装置と分析制御サーバとの関係を予め固定的に設定する。例えば特許文献１には、ネットワークに接続された複数の分析装置に対するネットワークアドレスの設定作業を自動化する技術が記載されている。

特開2006-148813公報

しかしながら、上述した従来のネットワーク型分析システムには、以下に挙げるような問題がある。
・分析装置と分析制御サーバとの対応関係を事前に設定しておく必要があるため、分析装置の増設や移設のたびに各種の設定を変更しなければならない。
・分析装置と分析制御サーバとの対応関係が固定化されているため、分析制御サーバの負荷分散を効果的に行うことができない。
・分析装置と分析制御サーバとの対応関係が固定化されているため、分析制御サーバやネットワーク機器に何らかの不具合が発生した時に、予備の分析制御サーバやネットワーク機器への切換を手動で行う必要がある。従って、分析実行中に障害が発生すると、分析を中断しなければならなかったり、再分析を行わなければならない。

本発明は以上のような課題を解決するために成されたものであり、その第一の目的は
、分析装置及び分析制御サーバがネットワーク接続されて成るネットワーク接続型分析装置制御システムにおいて、分析制御サーバと分析装置との接続を簡単に行うことにある。また、その第二の目的は、分析実行中に何らかの通信障害が発生した場合に、分析を中断させることなく、又は再分析を行うことなく分析制御サーバと分析装置とを再接続して、データの復旧を図ることにある。

上記課題を解決するために成された本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムは、
複数の分析装置と、分析装置を制御したりデータ収集を行ったりするための複数の分析制御サーバとがネットワークを介して接続されて成るネットワーク接続型分析装置制御システムにおいて、前記分析装置は、
ネットワークに対して接続要求をブロードキャストする接続要求部と、
一又は複数の分析制御サーバから送信されてきた接続可能応答に基づき、接続先とする一の分析制御サーバを決定し、該分析制御サーバに接続確立要求を送信するサーバ選択部と、
を備え、前記各分析制御サーバは、
前記分析装置から受信した接続要求に基づき、現時点で該接続要求を受け容れ可能であるか否かを判断し、受け容れ可能である場合には該分析装置へ接続可能応答を送信する接続可否判定部と、
前記分析装置から受信した接続確立要求に基づき、該分析装置へ接続許可応答を送信することによって接続を確立する接続確立部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムは、好適には、
前記分析装置が、接続が確立されていた分析制御サーバとの接続が切断されたことを検知すると、再度ネットワークに対して接続要求をブロードキャストすることにより、利用可能な分析制御サーバとの接続を新たに確立する構成とするのがよい。

さらに、ネットワーク接続型分析装置制御システムは、前記分析装置が、少なくとも現在実行中の分析に関する分析データを保存する分析データ保存部を備え、接続が確立されていた分析制御サーバとの接続が切断されたことを検知した後、新たに接続が確立された分析制御サーバに対して、ネットワーク接続が切断された時点で実行していた分析に関する分析データを、所定のタイミングで送信する構成とするのが好適である。

本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムによれば、以下のような優れた効果が得られる。

本発明のシステムでは分析装置がネットワークに対して接続要求をブロードキャストすると、その接続要求を受信した複数の分析制御サーバのうち、接続可能な状態にあるものからのみ接続可能応答が返ってくる。これにより、特定の分析制御サーバに負荷集中を生じさせることなく、分析装置と分析制御サーバとの接続をごく短時間で自動的に確立することが可能となる。また、ネットワークに接続される分析装置やサーバの構成に変更が加えられたとしても、分析装置と分析制御サーバとの接続を非常に簡便に行うことができる。

また、既に接続されていた分析装置及び分析制御サーバの間の接続が切断されたことを検知すると、再度ネットワークに対して接続要求をブロードキャストする構成とすることにより、何らかの事情で通信障害が発生した際に、オペレータの指示を待つことなく自動的に短時間で障害が回復される。

さらに、分析装置が少なくとも現在実行中の分析に関する分析データを保存する分析データ保存部を備えた構成としておくことにより、通信障害が発生した場合であっても、データを損失させることがないから、分析をやり直す必要がない。

図１は、本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムの一実施形態の概略構成を示す図である。本実施形態の分析装置制御システム１（以下、本システム１とする）は、ＬＡＮなどのネットワークＮＷに接続された分析装置Ａ−１〜Ａ−４、分析制御サーバＡＳ−１〜ＡＳ−３、分析装置に対する分析指示及び分析結果表示を行うための複数の端末コンピュータ（パソコン）ＰＣ−１〜ＰＣ−３、システム全体の制御を行うためのシステム制御サーバＳＳ、分析が完了した分析データを保存するためのデータベースサーバＤＳを含んでいる。
なお、本発明において分析装置は、各種のネットワーク接続型の分析装置や計測装置とすることができ、その種類は問わない。また、本実施例では分析装置、分析制御サーバ、パソコン、システム制御サーバ、データベースサーバがそれぞれネットワークＮＷを介して接続されているものとしているが、ネットワークＮＷに接続される機器は、本実施例に示すものに限らず、種々のものを接続することがもちろん可能である。また、ネットワークＮＷに接続される各機器の接続台数は限定されるものではない。

図２は、分析装置Ａ−１が、分析制御サーバとの接続を確立する場合の接続フローを示す図である。以下、図２を参照しつつ、分析装置と分析制御サーバとが接続を確立する方法について説明する。ここでは、分析制御サーバとしてＡＳ−１〜ＡＳ−３の３台がネットワークＮＷに接続されている例を考える。

（ステップＳ１２）まず、分析装置Ａ−１がネットワークＮＷに対して、接続要求をブロードキャストする。

（ステップＳ１４）ネットワークＮＷに接続されている各分析制御サーバは、分析装置Ａ−１から送信されてきた接続要求を受信すると、現在の自身の接続状況や負荷状況、接続要求にデータとして含まれている分析装置Ａ−１の種類などに基づき、接続可能であるか否かを判定し、接続可能である場合には分析装置Ａ−１に対して接続可能応答を送信する。図２に示す例では、分析制御サーバＡＳ−１及び分析制御サーバＡＳ−２が接続可能応答を分析装置Ａ−１に送信しており、分析制御サーバＡＳ−３は、接続不可能と判断したために応答を行っていない。
分析制御サーバから分析装置に送信される接続可能応答には、現在その分析制御サーバが接続している分析装置の台数や、ＣＰＵ負荷の割合値といった負荷情報を付与しておいてもよい。これによって、後述するように、システム全体における負荷分散を好適に行うことができる。

（ステップＳ１６）本ステップにおいて分析装置Ａ−１は、接続可能応答を送信してきた分析制御サーバに対して接続の要請である接続確立要求を送信する。本実施形態のように、同一ネットワーク内において複数の分析制御サーバが稼働しているシステム態様においては、複数の分析制御サーバから接続可能応答が送信されてくることがよくあるが、その場合には、分析装置Ａ−１は接続可能応答を送信してきた複数の分析制御サーバの中から一つを選択し、その分析制御サーバに対して接続確立要求を送信する。ここで、分析装置Ａ−１は接続先の分析制御サーバとして、最も早く接続可能応答を送信してきたものを選択してもよいし、接続可能応答にその分析制御サーバの負荷情報が含められている場合には、複数の接続可能応答の間で負荷情報の比較を行い、その負荷が最も低い分析制御サーバを接続確立要求の送信先として選択するのが好ましい。これによって負荷分散を一層効果的に行うことができる。
図２の例では、分析装置Ａ−１は分析制御サーバＡＳ−２を接続対象として選択し、分析制御サーバＡＳ−２に対して接続確立要求を送信したものとする。

（ステップＳ１８）分析制御サーバＡＳ−２は分析装置Ａ−１から接続確立要求を受信すると、この時点でも接続可能であるか否かを再度検証し、可能であることを確認すると、分析装置Ａ−１に対して接続許可応答を送信する。これにより、分析装置Ａ−１及び分析制御サーバＡＳ−２の接続が確立する。
以上のようにして、本システムでは、分析装置と分析制御サーバとを自動的に、分析制御サーバの負荷分散を図りつつ接続することができる。

一旦分析装置と分析制御サーバとの間で接続が確立した後に、分析制御サーバに何らかの不具合が生じたり、ネットワーク機器に何らかの不具合が生じたりすることによって両者間の接続が切断（接続が不安定となることも含む）されてしまうことがあり得る。このような状況においては、分析制御サーバは可能な限り速やかに他の接続可能な分析制御サーバとの接続を確立することが必要である。そこでこの問題を解決するために、分析装置が、分析制御サーバとの接続が切断されたことを検知すると、再度ネットワークに対して接続要求をブロードキャストするように構成しておく。これによって上述した方法とほぼ同一の処理が実行され、利用可能な分析制御サーバとの接続を新たに確立することができる。

特に、分析装置が分析処理を実行している最中に分析制御サーバとの接続が切断されてしまった場合には、分析の実行により取得されたデータである分析データを失うことなく、実行中の分析を継続できるようにすることが望ましい。

以下、分析を実行中の分析装置と分析制御サーバとの間に障害が発生した場合に、その障害を回復する処理について、そのフロー例である図３を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、分析装置が少なくとも現在実行中の分析に関する分析データを保存する分析データ保存部を備えた構成としておく。

ここでは、図３に示すように、分析装置Ａ−１と分析制御サーバＡＳ−１とが既に接続されている例を考える。分析制御サーバＡＳ−１から分析装置Ａ−１に対して分析開始命令や分析データ要求命令が適宜に送信されることにより、分析装置Ａ−１は所定の分析を実行し、取得した分析データを分析制御サーバＡＳ−１に対して送信する。ここで分析装置Ａ−１は現在実行中の分析が完了するまで、取得した分析データを一分析分、自身の分析データ保存部に蓄積しておき、その分析が完了した後に一分析分のまとまった分析データを分析制御サーバＡＳ−１に対して送信するようにしてもよいし、分析の結果取得される分析データを刻々と分析制御サーバＡＳ−１に対して送信し、一方では、自身の分析データ保存部にはその一分析が完了するまで、その分析に関して取得された分析データを蓄積しておくようにしてもよい。
分析制御サーバＡＳ−１は通常、一分析が完了してその分析に関する分析データが全て揃うと、ネットワークＮＷに接続されているデータベースサーバに対してその分析データを送信する。

ここで、分析装置Ａ−１が分析を実行中に分析制御サーバＡＳ−１に何らかの不具合が生じ、両者間で通信が行えない状態となったものとする。
分析装置Ａ−１では、通信が切断されていることを検出した後も引き続き実行中の分析を継続し、分析データ保存部にその分析分の分析データを蓄積する。他の分析制御サーバとの新たな接続が確立するまでに実行中の分析が完了した場合には、新たな分析を始めることなく、待機状態とする。

（ステップＳ２０）分析装置Ａ−１は分析制御サーバＡＳ−１から一定の時間応答がないことや、一定の回数送信した要求に対して応答がないことに基づきタイムアウトとし、分析制御サーバＡＳ−１とのネットワーク接続が切断されたことを検知する。

（ステップＳ２１）分析装置Ａ−１は、ネットワークＮＷに対して接続要求をブロードキャストする。このとき、分析制御サーバＡＳ−１には接続要求を送信しなくても構わない。

（ステップＳ２２）ネットワークＮＷに接続されており、分析装置Ａ−１から送信されてきた接続要求を受信した分析制御サーバは、上記ステップＳ１４における動作と同様に、その接続要求を受け容れ可能であるかどうかを判定し、接続可能である場合には分析装置Ａ−１に対して接続可能応答を送信する。図３の例では、分析制御サーバＡＳ−１は故障中のため応答せず、分析制御サーバＡＳ−３は現在のＣＰＵ負荷が高すぎる等の理由によって接続不能と判定したために応答せず、分析制御サーバＡＳ−２のみが接続可能と判定して分析装置Ａ−１に対して接続可能応答を送信したものとする。

（ステップＳ２３）分析装置Ａ−１は分析制御サーバＡＳ−２から送信されてきた接続可能応答に基づき、分析制御サーバＡＳ−２に対して接続確立要求を送信する。

（ステップＳ２４）分析制御サーバＡＳ−２は、前記接続確立要求に対して接続許可応答を送信することによって分析装置Ａ−１と分析制御サーバＡＳ−２との接続が確立する。このとき分析制御サーバＡＳ−２は分析装置Ａ−１が実行する分析に関して予め定められている分析予定詳細を、端末コンピュータ又はシステム制御サーバから取得する。

（ステップＳ２５）分析装置Ａ−１は、分析制御サーバＡＳ−１との通信が切断された時点で実行していた分析が現在も継続中の場合には、現時点までに分析データ保存部に蓄積された分析データを一括して分析制御サーバＡＳ−２に対して送信する。
一方、分析制御サーバＡＳ−２は分析装置Ａ−１に対して分析データ要求命令を一定のタイミングで送信し（ステップＳ２６）、分析装置Ａ−１はこの分析データ要求命令に基づき、分析制御サーバＡＳ−２に対して、新たに取得した分析データを送信する（ステップＳ２７）。分析制御サーバＡＳ−２では、ステップＳ２５において一括送信されてきた分析データと、ステップＳ２７以降において送信されてきた分析データとを繋ぎ合わせる。この分析データの繋ぎ合わせは、分析装置Ａ−１が実行中の分析が完了した後に行っても構わない。この場合には、分析装置Ａ−１が新たに接続された分析制御サーバＡＳ−２へ分析データを一括送信するタイミングは、分析装置Ａ−１と分析制御サーバＡＳ−２との接続が確立した直後である必要はなく、例えば現在実行中の分析が終了した後としても構わない。
以上のようにして、分析を中断させることなく障害回復を行うことが可能となる。

また、上記ステップＳ２４の後、すなわち分析装置Ａ−１と分析制御サーバＡＳ−２との接続が確立した時点で、分析装置Ａ−１が分析制御サーバＡＳ−１との通信が切断された時に実行中であった分析が終了している場合もある。この場合には、分析装置Ａ−１はステップＳ２５において、分析データ保存部に保存されている過去の一分析分の分析データを分析制御サーバＡＳ−２に送信する。分析制御サーバＡＳ−２は、分析予定詳細に基づき、分析装置Ａ−１に対して次の分析に対する指示を送信し、新たな分析を開始させる。すなわち、本システムではこのような場合でも再分析を行う必要なく、分析の中断時間を最小限に抑えた障害回復が可能である。

以上、本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムの実施形態について例を挙げつつ説明を行ったが、上記は例に過ぎないことは明らかであって、本発明の精神内で適宜に改良や変形を行ってもよいことは当然である。

例えば変形例として、分析装置内に分析データ保存部を設けるのではなく、分析制御サーバに分析データ保存部を設ける構成としてもよい。この構成の場合には、分析装置と接続されている（分析装置に対して分析の指示を与えている）分析制御サーバのみならず、他の一又は複数の分析制御サーバにも、分析装置から随時出力されてくる分析データを保存する。分析装置と接続されている分析制御サーバとの間に障害が発生した時には、新たに他の分析制御サーバとの接続が確立した後に、他の分析制御サーバの分析データ保存部に蓄積されていた分析データを利用することによって、分析を中断させることなく、再分析を行う必要なく障害回復を図ることができる。

本発明に係るネットワーク接続型分析装置制御システムの一実施形態の概略構成図。 ある分析装置が分析制御サーバとの接続を確立する場合の接続フロー。 分析制御サーバとの通信が切断された場合に障害を回復する場合のフロー。

符号の説明

１…分析装置制御システム
Ａ−１〜Ａ−４…分析装置
ＡＳ−１〜ＡＳ−３…分析制御サーバ
ＮＷ…ネットワーク

Claims (1)

1. 複数の分析装置と、分析装置を制御したりデータ収集を行ったりするための複数の分析制御サーバとがネットワークを介して接続されて成るネットワーク接続型分析装置制御システムにおいて、前記分析装置は、
   ネットワークに対して接続要求をブロードキャストする接続要求部と、
   一又は複数の分析制御サーバから送信されてきた接続可能応答に基づき、接続先とする一の分析制御サーバを決定し、該分析制御サーバに接続確立要求を送信するサーバ選択部と、
   少なくとも現在実行中の分析に関して時間の経過とともに刻々と取得される分析データを保存する分析データ保存部と、
   を備え、前記各分析制御サーバは、
   前記分析装置から受信した接続要求に基づき、現時点で該接続要求を受け容れ可能であるか否かを判断し、受け容れ可能である場合には該分析装置へ接続可能応答を送信する接続可否判定部と、
   前記分析装置から受信した接続確立要求に基づき、該分析装置へ接続許可応答を送信することによって接続を確立する接続確立部と、
   を備え、
   前記分析装置は、接続が確立されていた分析制御サーバとの接続が切断されたことを検知すると、再度ネットワークに対して前記接続要求をブロードキャストすることにより、利用可能な分析制御サーバとの接続を新たに確立し、
   接続が確立されていた分析制御サーバとの接続が切断されたことを検知した後、新たに接続が確立された分析制御サーバに対して、ネットワーク接続が切断された時点で実行していた分析に関する分析データを、前記分析データ保存部より所定のタイミングで送信し、
   新たに接続が確立された前記分析制御サーバは、前記分析データ保存部より前記所定のタイミングで送信されてきた前記分析データと、ネットワーク接続が切断された時点以降に前記分析装置で取得されて送信されてきた分析データとをつなぎ合わせる
   ことを特徴とするネットワーク接続型分析装置制御システム。

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