(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分析機器と、前記複数の分析機器との間で順次データの送受信を半二重通信により行うプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）と、を備え、
前記ＰＬＣが、前記複数の分析機器に順次コマンドを送信するコマンド送信部と、前記コマンドが送信された分析機器からコマンドに対する応答データを受け付ける応答データ受付部と、前記コマンドを送信してから所定時間内にコマンドに対する応答が完了したか否かを前記分析機器毎に判断する通信異常判断部と、を有し、
前記コマンド送信部が、前記通信異常判断部により通信異常と判断された分析機器をコマンドの送信対象から除外して、その他の分析機器に順次コマンドを送信するものである、ＰＬＣを用いた分析システム。
【請求項２】
前記コマンド送信部が、前記除外された分析機器に、その除外後一定時間経過後にコマンドを送信するものであり、そのコマンドの送信において前記通信異常判断部が前記除外された分析機器を通信正常と判断した場合に、その他の分析機器と合わせて順次コマンドの送信を行う請求項１記載のＰＬＣを用いた分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば煙道を流れる排ガス等の測定対象を連続測定又はそのデータの連続記録するためのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を用いた分析システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続排ガス分析システムとしては、例えば特許文献１に示すように、車両のエンジンから排出される排ガスを連続測定及びその測定データを連続記録するものがある。具体的にこの分析システムは、ダスト計と、流量計を構成する温度計及び圧力計等のセンサ類と、排ガス中の成分濃度を測定する排ガス分析装置と、それらセンサ類及び排ガス分析装置から測定データを取得するＰＬＣとを備えている。そして、ダスト計、センサ類又は排ガス分析装置とＰＬＣとは、Ｍｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコル（半二重通信）を用いたＲＳ−４８５等の通信ケーブルにより接続されている。
【０００３】
このように半二重通信を行うＰＬＣを用いて各分析機器（ダスト計、センサ群、排ガス分析装置）から測定データを取得する場合には、予め登録されたコマンドを順次各分析機器に送信（発行）する。つまり、図４に示すように、予め登録された各機器毎のコマンド（コマンドリスト）のうち、１つのコマンドを所定の分析機器（機器１）に送信し、そのコマンドに対する応答が完了した後に、次のコマンドを他の分析機器（機器２）に送信する。このシーケンスにおいて、コマンドを発行した分析機器からの応答が完了するまでは、次のコマンドを他の分析機器に送信することができない。なお、各分析機器から取得したデータは、ＰＬＣ内部のメモリ内に保存される。
【０００４】
しかしながら、１つの分析機器からの応答が完了した後に、次の分析機器にコマンドを送信するので、コマンドを送信している分析機器から応答が得られない場合にはタイムアウトが発生するまでは次の分析機器と通信ができないという問題が生じる。その結果、複数の分析機器のうち１つでも通信異常があれば、その他の分析機器との通信頻度が低下してしまうという問題がある。これは連続して測定対象を測定する例えば排ガス分析などでは、連続測定が妨げられ特に問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、複数の分析機器の一部に通信異常がある場合であっても、その他の分析機器との通信頻度を低下させないことをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係るＰＬＣを用いた分析システムは、複数の分析機器と、前記複数の分析機器との間で順次データの送受信を半二重通信により行うプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）と、を備え、前記ＰＬＣが、コマンドを送信してから所定時間内にコマンドの応答が完了しない通信異常を所定回数発生した分析機器をコマンドの送信対象から除外して、その他の分析機器との間で順次データの送受信を行うことを特徴とする。
【０００８】
つまり、ＰＬＣは、コマンドを送信してから所定時間内にコマンドの応答が完了しない分析機器を通信異常と判断して、次の分析機器にコマンドの送信を行うとともに、前記通信異常が連続して所定回数発生した分析機器をコマンドの送信対象から除外して、その他の分析機器との間で順次データの送受信を行う。
【０００９】
具体的に本発明に係るＰＬＣを用いた分析システムは、複数の分析機器と、前記複数の分析機器との間で順次データの送受信を半二重通信により行うプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）と、を備え、前記ＰＬＣが、前記複数の分析機器に順次コマンドを送信するコマンド送信部と、前記コマンドが送信された分析機器からコマンドに対する応答データを受け付ける応答データ受付部と、前記コマンドを送信してから所定時間内にコマンドに対する応答が完了したか否かを前記分析機器毎に判断する通信異常判断部と、を有し、前記コマンド送信部が、前記通信異常判断部により通信異常と判断された分析機器をコマンドの送信対象から除外して、その他の分析機器に順次コマンドを送信するものであることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、ある分析機器で通信異常がある場合であっても、その分析機器をコマンドの送信対象から除外することによって以後のデータの送受信において、通信異常のある分析機器が邪魔をすることが無いので、通信異常のない分析機器との通信頻度の低下を防止することができる。特に、連続測定及びそのデータの連続記録を行う必要がある連続分析システムにおいては、その連続性が妨げられることを防止することができる。
【００１１】
除外した分析機器を除外したままでは、以後のデータ処理において、データ処理を行えない等の問題が生じるところ、他の分析機器との通信頻度を低下させることなく自動的にこの問題を解決するためには、前記コマンド送信部が、前記除外された分析機器に、その除外後一定時間経過にコマンドを送信するものであり、そのコマンドの送信において前記通信異常判断部が前記除外された分析機器を通信正常と判断した場合に、その他の分析機器と合わせて順次コマンドの送信を行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
このように構成した本発明によれば、複数の分析機器の一部に通信異常がある場合であっても、その他の分析機器との通信頻度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る分析システムの構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係るＰＬＣの機能構成図である。
【図３】同実施形態のＰＬＣの動作を示す模式図である。
【図４】従来のＰＬＣと各分析機器との通信を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明に係る分析システムの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る分析システム１００は、例えば車両のエンジンから排出される排ガスを連続測定及びその測定データを連続記録するものであり、具体的には、排ガスのダスト量、流量、流速、及び排ガス中に含まれるＮＯＸ、ＳＯ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２等の含有成分の濃度を測定及び記録するものである。
【００１６】
具体的にこのものは、図１に示すように、排ガスの各物理量及び／又は化学量を測定するための複数の分析機器２ａ〜２ｄと、それら複数の分析機器２ａ〜２ｄから測定データを順次取得するプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ）３と、一部の分析機器２ａ〜２ｄ及びＰＬＣ３の間に介在して設けられ、ＰＬＣ３及びその一部の分析機器２ａ〜２ｄ等との間でデータ通信を行うことにより、ＰＬＣ３と一部の分析機器２ａ〜２ｄ等との間で送受信されるデータを中継する１又は複数のリモートＩ／Ｏ４ａ、４ｂと、を備えている。
【００１７】
本実施形態においては分析機器２として、排ガスのダスト量を測定するダスト計２ａと、排ガスの流量及び流速を測定するための流量計を構成する差圧センサ２ｂ及び温度センサ２ｃ等のセンサ群と、排ガス中の含有成分濃度を測定する排ガス分析装置２ｄとを用いている。
【００１８】
ダスト計２ａは、例えばＭｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコル（半二重通信）を用いたＲＳ−４８５の通信ケーブルＣＡによりＰＬＣ３に接続されている。また、排ガス分析装置２ｄは、例えばＭｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコルを用いたＲＳ−２３２Ｃの通信ケーブルＣＡによりＰＬＣ３に接続されている。センサ群は、例えばＭｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコルを用いたＲＳ−４２２の通信ケーブルＣＡにより第１のリモートＩ／Ｏ４ａに接続されている。この第１のリモートＩ／Ｏ４ａは、例えばＭｏｄｂｕｓプロトコル等の通信プロトコルを用いたＲＳ−４８５の通信ケーブルＣＡによりＰＬＣ３に接続されている。また、第１のリモートＩ／Ｏ４ａは第２のリモートＩ／Ｏ４ｂとＲＳ−４８５通信により接続されている。この第２のリモートＩ／Ｏ４ｂには、スイッチ類５がＲＳ−４２２通信により接続されている。スイッチ類５としては、例えば、メンテナンス用スイッチ、流量計パージ開始／停止用スイッチ、流量計校正用スイッチなどである。
【００１９】
ＰＬＣ３は、予めプログラムされたシーケンスロジックを実行するシーケンサであり、複数の分析機器２ａ〜２ｄ等との間で順次データの送受信を半二重通信により行うものである。そして、ＰＬＣ３は、排ガス分析装置２ｄからの測定データを取得して蓄積し、ダスト計２ａからのダスト量データを取得して蓄積し、流量計（差圧センサ２ｂ、温度センサ２ｃ）から測定データを取得して流量及び流速を計算して蓄積し、その他の各種センサ及びスイッチ類５からのデータを取得して蓄積する。
【００２０】
主な機能構成としては、ＰＬＣ３は、前記複数の分析機器に順次コマンドを送信するコマンド送信部３１と、コマンドが送信された分析機器２ａ〜２ｄからコマンドに対する応答データである測定データを受け付ける応答データ受付部３２とコマンドを送信してから所定時間内にコマンドの応答が完了したか否かを、分析機器２ａ〜２ｄ毎に判断する通信異常判断部３３と、を有する。また、コマンド送信部３１により送信されるコマンドは、コマンド格納部Ｄ１に格納され、応答データ受付部３２により受けつけられた測定データは応答データ格納部Ｄ２内に格納される。なお、コマンド送信部３１、応答データ受付部３２、通信異常判断部３３は、メモリに格納されたプログラムに基づいてＣＰＵが作動することにより構成される。
【００２１】
コマンド送信部３１が、通信異常判断部３３により通信異常と判断された分析機器（例えば差圧センサ２ｂ）をコマンドの送信対象から除外して、通信異常の分析機器（差圧センサ２ｂ）を除いたその他の分析機器２ａ、２ｃ、２ｄに順次コマンドを送信するものである。また、コマンド送信部３１は、除外された分析機器（差圧センサ２ｂ）に、除外後一定時間経過毎にコマンドを送信するものであり、そのコマンドの送信において通信異常判断部３３が除外された分析機器（差圧センサ２ｂ）を通信正常と判断した場合に、その他の分析機器２ａ、２ｃ、２ｄと合わせて順次コマンドの送信を行う。
【００２２】
なおＰＬＣ３には、ＰＬＣ３との間でデータ通信を行うと共に、システム全体の制御を行うコンピュータ（ＰＣ）６が例えばイーサネット（登録商標）により接続されている。また、ＰＬＣ３には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）７が接続され、ＰＬＣ３による演算結果、各分析機器２ａ〜２ｄからの測定値、及びコンピュータ６からの情報が表示されるように構成してある。
【００２３】
詳細にＰＬＣ３のコマンド格納部Ｄ１には、所定時間（例えば毎秒）毎に各分析機器２ａ〜２ｄに送信（発行）するコマンド（Ｍｏｄｂｕｓコマンド）が予め登録されており、コマンド送信部３１は、データ取得タイミング時に登録されたコマンドを各分析機器２ａ〜２ｄに順次送信する。そして、応答データ受付部３２は、コマンドが送信された分析機器２ａ〜２ｄの応答により取得した測定データ（応答データ）を、ＰＬＣ３内部に設けられた応答データ格納部Ｄ２内に記憶する。このようにして、各分析機器２ａ〜２ｄから所定間隔（例えば１秒毎）で測定データを取得すると共に、複数の分析機器２ａ〜２ｄから順番に測定データを取得する。
【００２４】
そして、通信異常判断部３３は、コマンドを送信してから所定時間（例えば１秒）内にコマンドの応答が完了しない場合（タイムアウト及びデータ取得遅延を含む。）は、当該分析機器を通信異常と判断して、その異常判断データをコマンド送信部３１に出力する。異常判断データを取得したコマンド送信部３１はデータ通信を中断し、次の分析機器に対してコマンドを送信する。その後、コマンド送信部３１は、通常通りのデータの送受信を行う。そして、１つの分析機器に対して所定回数（例えば３回）連続してコマンドの応答が所定時間内に完了しない場合には、当該分析機器をコマンドの送信対象から除外する。
【００２５】
また、コマンド送信部３１は、除外した分析機器に、除外後一定時間経過毎にコマンドを送信して、通信異常判断部３３は、通信異常が解消したか否かを判断する。つまり、コマンド送信部３１は、除外された分析機器に、除外後一定時間経過毎にコマンドを送信するものであり、そのコマンドの送信において通信異常判断部３３が除外された分析機器を通信正常と判断した場合に、その他の分析機器と合わせて順次コマンドの送信を行う。
【００２６】
具体的に図３を参照して説明する。図３上段には、通常（各分析機器２ａ〜２ｄが正常）の場合のコマンドの送信及び分析機器２ａ〜２ｄからの応答の順番を示している。なお、図３において、例えば機器Ａは分析機器２ａ、機器Ｂは分析機器２ｂ、機器Ｃは分析機器２ｃ、機器Ｄは分析機器２ｄに対応する。このように通常時においては、機器Ａ→機器Ｂ→機器Ｃ→機器Ｄ→機器Ａ→・・・、の順番で各機器Ａ〜Ｄにコマンドを送信するとともに、その機器Ａ〜Ｄからデータを取得する。
【００２７】
一方、例えば機器Ｂのコマンドの応答がコマンドの送信後所定時間（例えば１秒）内に完了しない場合には、通信異常と判断するとともに、その通信異常が連続して所定回数（例えば３回）続いた場合には、ＰＬＣ３は当該機器Ｂを通信対象から除外し、以後所定時間が経過するまでは、機器Ｂにコマンドの送信を行わない。その結果、ＰＬＣ３は、図３下段に示すように、機器Ａ→機器Ｃ→機器Ｄ→機器Ａ→機器Ｃ→・・・、の順番で各機器Ａ、Ｃ、Ｄにコマンドを送信するとともに、その機器Ａ、Ｃ、Ｄからデータを取得する。そして、ＰＬＣは、機器Ｂを除外した後一定時間（例えば５分）経過毎に、機器Ｂにコマンドを送信して、機器Ｂの通信異常が解消されたか否か等の状態確認を行う。そして、その機器Ｂから正常にデータを取得できた場合（所定時間内に応答が完了した場合）には、機器Ｂを自動的に通信対象として、以後その他の機器Ａ、Ｃ、Ｄと同様に通信を行う。なお、ＰＬＣ３内部のメモリには、状態確認時に機器Ｂから得られた受信内容と取得日時が記録される。
【００２８】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る分析システム１００によれば、ある分析機器で通信異常がある場合であっても、その分析機器をコマンドの送信対象から除外することによって以後のコマンドの送受信において、通信異常のある分析機器が邪魔をすることが無いので、通信異常のない分析機器との通信頻度の低下を防止することができる。特に、連続測定及びそのデータの連続記録を行う分析システムにおいてその効果が顕著となる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、ＰＬＣ３が分析機器を通信対象から除外するためには、連続して３回以上通信異常が発生することが必要であったが、これに限られず、１回の通信異常で通信対象から除外するようにしても良い。これならば、その他の通信回数の欠落を可及的に低減することができる。
【００３０】
また、前記実施形態では、一部の分析機器は、リモートＩ／Ｏを介してＰＬＣに接続されているが、直接ＰＬＣに接続するように構成しても良いし、また、リモートＩ／Ｏを介してＰＬＣに接続される分析機器及びＰＬＣに直接接続される分析機器の組み合わせは前記実施形態に限られず、適宜設定可能である。
【００３１】
さらに、前記実施形態では、１台のＰＬＣを用いて複数の分析機器との間でデータを送受信するものであったが、複数台のＰＬＣを用いて複数の分析機器との間でデータを送受信するように構成しても良い。
【００３２】
その上、前記実施形態では、分析器として、ダスト計、流量計及び排ガス分析装置を用いたものであったが、これに限られず、測定対象に応じて適宜選択可能である。例えば、測定対象が液体の場合には水質分析装置を用いても良いし、測定対象が大気の場合には、大気中の浮遊粒子の濃度を測定する大気中粒子測定装置を用いても良い。
【００３３】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１００    ・・・分析システム
２ａ〜２ｄ・・・分析機器
３        ・・・ＰＬＣ
ＣＡ      ・・・通信ケーブル
４ａ、４ｂ・・・リモートＩ／Ｏ
５        ・・・スイッチ類
６        ・・・コンピュータ（ＰＣ）
７        ・・・液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
【図１】
0005394850.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005394850.tif 000005