(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的にプラントと入出力し、機器の動作状態を複数の入力要素から取り込み、プログラムによる前記動作状態を反映した制御演算の結果を複数の出力要素へ出力するプログラマブルコントローラの機能確認試験方法において、
前記入力要素にテスト入力が与えられるとき、前記プログラムの実行状態からプラントの機器の状態変化を検出し、予め用意された文章データの中から前記状態変化を表すメッセージを選択して音声に変換し、現場で機器の操作や目視を行っている検査員に対して音声出力で応答し、
同時に複数の状態変化が存在する場合に、前記音声出力は前記文章データに信号属性として「故障」が付与されているものを優先することを特徴とするプログラマブルコントローラの機能確認試験方法。
【請求項２】
請求項１において、前記音声出力と前記状態変化の検出が並行処理され、前記「故障」以外の状態変化の音声出力中に新たな「故障」が検出された場合は、当該状態変化の音声出力を打切ることを特徴とするプログラマブルコントローラの機能確認試験方法。
【請求項３】
請求項２において、前記音声出力の対象となる状態変化は、打切るか否かに関わらず時系列に蓄積することを特徴とするプログラマブルコントローラの機能確認試験方法。
【請求項４】
複数の機器が連携して動作するプラントの現場から遠隔配置され、信号線を経由して機器の動作状態を複数の入力要素から入力し、プログラムによる前記動作状態を反映した制御演算の結果をアクチュエータなど、複数の出力要素へ出力するプログラマブルコントローラにおける機能確認試験装置において、
テスト入力信号で実行する前記プログラマブルコントローラの出力信号を、少なくとも一部を無線化した経路により受信する通信手段と、前記通信手段を介した前記出力信号の前回からの状態変化をメッセージで表すメッセージデータベースと、前記メッセージを音声に変換する音声変換手段と、変換された音声を報知する音声出力手段を備え、
現場で機能確認試験の操作ないし目視を行う検査員に対し、前記テスト入力信号に対する前記プログラムの応答を音声報知できるように構成するとともに、同時に複数の状態変化が存在する場合に、前記音声出力は前記文章データに信号属性として「故障」が付与されているものを優先することを特徴とするプログラマブルコントローラの機能確認試験装置。
【請求項５】
請求項４において、前記テスト入力信号が特定の入力要素に対する手動操作で与えられる場合、前記音声出力手段が前記手動操作を行う検査員によって携帯可能に構成されていることを特徴とするプログラマブルコントローラの機能確認試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラント監視制御装置に係り、特にプログラマブルコントローラの機能確認試験方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラント機器の監視制御は、一般に複数のプログラマブルコントローラによって分担して実行される。このプログラムのインストールや修正時には、有線で接続されるプログラミングツールを用い、ＰＩ／Ｏへの模擬入力または実負荷入力とその応答により、プログラムの機能確認を行う。
【０００３】
実プラントにおけるプログラマブルコントローラの機能確認試験では、プログラミングツールに装備されたモニタによるプログラムの動作確認だけでなく、リミットスイッチなどの信号入力要素を含む制御対象機器の実動作の確認のために、検査員による外部端子台や入力要素の操作、対象機器の近傍での動作の目視など、実負荷前の試験が行われている。このとき、中央操作デスクまたは現場操作盤から運転指令および応答を操作・確認する検査員と、現場のリミットスイッチなどの入力や機器動作を目視確認する検査員と、少なくとも二人が必要であった。
【０００４】
プログラマブルコントローラの機能確認試験の公知例として、例えば特開平６−１１９０１５号は、コントローラから離れた場所から動作確認や修正を行う無線伝送方式のプログラミングツールを開示している。また、特開昭６２−５０９０５号は、複数局のコントローラをデータウェイで接続し、任意のコントローラに付属したＣＲＴ付の周辺装置データウェイを介して、自他局のコントローラのプログラムの動作確認や修正を行うことができる有線方式のプログラミングツールを開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したプログラミングツールと表示モニタを用いた機能確認試験では、実プラントの機器が広域ないし複数階に分散する下水処理設備や発電設備などの場合に、検査員の負担が大きくなる。特に、複数の機器動作を同時に目視したり、目視と手動入力を同時的に行うような場合、表示式モニタによる機能確認では作業勝手が悪い。近年は検査期間の短縮とともに、人件費の高騰や熟練検査員の不足から検査員のワンマン化が求められており、作業性がよく、ワンマン化可能なテスト装置に対するニーズが高い。
【０００６】
表示装置に代わるモニタとして、音声出力装置が知られている。音声出力によるモニタ装置は、検査員の目と手がフリーになるので使い勝手がよく、携帯や無線化も容易である。特に、現場の機械の近傍での機能確認試験は、狭隘な場所での作業となることが多く、検査員がレシーバーを通してプログラムの応答を確認できるので、検査員の作業性および安全性にとって好ましい。しかし、同時に複数の出力を扱えないため、プラントの機能確認試験のように、複数の出力を同時ないし連続してモニタするような場合に問題がある。また、現場環境によっては聞き誤りや、聞き漏らしを生じ易い欠点もある。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の状況に鑑み、作業性がよくワンマン化の可能なプログラマブルコントローラの機能確認試験方法と、その適用を可能にしたプラント監視制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、周期的にプラントと入出力し、機器の動作状態を複数の入力要素から入力し、プログラムによる前記動作状態を反映した制御演算の結果を複数の出力要素へ出力するプログラマブルコントローラの機能確認試験方法において、前記入力要素にテスト入力が与えられるとき、前記プログラムの実行状態からプラントの機器の状態変化を検出し、予め用意された文章データの中から前記状態変化を表すメッセージを選択して音声変換し、現場で機器の操作や目視を行っている検査員に対して音声出力を応答することを特徴とする。
【０００９】
また、前記プログラマブルコントローラが前記現場から遠隔配置されている場合に、前記コントローラの実行状態の出力から前記音声出力までのデータ転送の少なくとも一部を無線によって行うことを特徴とする。
【００１０】
また、同時に複数の状態変化が存在する場合に、前記音声出力は前記文章データに信号属性として「故障」が付与されているものを優先することを特徴とする。この「故障」には、例えばプラントの安全動作に重大な影響を与える「重故障」が設定され、「重故障」の音声出力のリアルタイム性を向上する。
【００１１】
また、前記音声出力は、設定された繰り返し回数分の音声出力を行うことを特徴とする。これにより聞き漏らし、聞き誤りを回避する。
【００１２】
さらに、前記音声出力と前記状態変化の検出が並行処理され、前記「故障」以外の状態変化の音声出力中に新たな「故障」が検出される場合は、当該状態変化の音声出力を打切ることを特徴とする。この打切りは、直ちにあるいは当該状態変化の１回分の音声出力後に行われる。これにより、重故障のリアルタイム性をより向上できる。
【００１３】
あるいは、前記音声出力の対象となる状態変化は、打切るか否かに関わらず時系列に蓄積することを特徴とする。これにより、音声出力されなかった試験結果を含む追跡確認が可能になる。
【００１４】
本発明の上記した機能確認試験方法を適用するプラント監視制御装置は、複数の機器が連携して動作するプラントの現場から遠隔配置され、信号線を経由して機器の動作状態を複数の入力要素から入力し、プログラムによる前記動作状態を反映した制御演算の結果をアクチュエータなど、複数の出力要素へ出力するプログラマブルコントローラを備え、さらに、テスト入力信号で実行する前記プログラマブルコントローラの出力信号を、少なくとも一部を無線化した経路により受信する通信手段と、前記通信手段を介した前記出力信号の前回からの状態変化をメッセージで表すメッセージデータベースと、前記メッセージを音声に変換する音声変換手段と、変換された音声を報知する音声出力手段をもつプログラマブルコントローラの機能確認試験装置をプラントの現場に備え、現場で機能確認試験の操作ないし目視を行う検査員に対し、前記テスト入力信号に対する前記プログラムの応答を音声報知できるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
前記メッセージデータベースは、メッセージ毎に該当する前記出力信号の重要度または緊急度に基づき、例えば「重故障」、「軽故障」、「その他の状態変化」などの順に、音声出力の優先順位を設定している。
【００１６】
また、前記テスト入力信号が特定の入力要素に対する手動操作で与えられる場合、前記音声出力手段が前記手動操作を行う検査員によって携帯可能に構成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、現場でプログラマブルコントローラの機能確認試験の操作や複数機器の動作の目視を行う検査員が、例えば手動操作に対するプログラムの応答を居ながらにして音声で取得でき、試験のワンマン化が可能になる。
【００１８】
また、コントローラからの出力信号の状変の重要度や緊急度に応じて予め優先順位を設定しているので、一定期間に音声出力が重複する場合に優先処理が行われ、特に重故障信号のリアルタイム性が確保できる。
【００１９】
また、音声出力する信号の繰り返し回数を優先度などにより適宜設定できるので、聞き漏らしや聞き誤りが防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、プログラマブルコントローラの機能確認試験装置（以下、テスト装置と略称する）を適用したプラント監視装置のシステム構成を示す。本システムは下水処理場を示し、流入ゲート８０６ａ、汚水ポンプ８０６ｂ、吐出弁８０６ｃ、それらの駆動用のモータ８０４ａ，ｂ，ｃ、電磁接触器８０２ａ，ｂ，ｃ、ポンプ井８０７などの機器や、電源８０３ａ，ｂ，ｃ、現場操作盤１０などが地下２階（Ｂ２）の現場Ｂに、ＰＬＣ（コントローラ／シーケンサ）１などが１Ｆ電気室に、中央操作デスク１１が２Ｆ監視室に配置されている。現場操作盤１０は、現場での操作と監視を行うもので、試運転時にはテスト入力にも用いられる。
【００２１】
ＰＬＣ１は中央操作デスク１１または現場操作盤１０からの指令と、現場のリミットスイッチ８０１ａ、水位接点８０１ｂの状態を取り込み、プログラムによる制御演算の結果を操作指令として電磁接触器８０２ａ，ｂ，ｃに出力し、モータ８０４ａ，ｂ，ｃを駆動または停止する。また、監視や演算の結果を中央操作デスク１１および現場操作盤１０に反映する。
【００２２】
図２はＰＬＣの構成を示す。ＰＬＣ１は、入出力装置(PI／O)101aおよびＣＰＵユニット101bから構成される。入出力装置101aは、プラントとの信号授受に用いられ、ＤＩモジュール(ディジタル入力信号用)101a2、ＤＯモジュール(ディジタル出力信号用)101a4、ＡＩモジュール(アナログ入力信号用)101a5、ＡＯモジュール(アナログ出力信号用)101a6、ＰＩモジュール(パルス入力信号用)101a7、Ｉ／Ｆ101a8などが実装されている。ＣＰＵユニット101bは、入出力装置101a側と接続する入出力Ｉ／Ｆ101b4、ＣＰＵ101b3、通信制御Ｉ／Ｆ101b5、主記憶装置101b6などが実装されている。
【００２３】
ＰＬＣ１は、プラントからの制御信号であるＤＩ，ＡＩ，ＰＩを受け、ＰＬＣ１内部のＣＰＵ101b3は、シーケンスプログラムを実行するリアルタイムタスクによって主記憶装置101b6上に「現在のデータ」を保持し、シーケンスプログラムを定周期・逐次実行する。図２の例では、ＤＩモジュール101a2からリミットスイッチ８０１ａ、水位接点８０１ｂの接点状態を取り込んでいる。
【００２４】
本実施例のテスト装置は、１Ｆ電気室の携帯無線端末子機２、無線基地局３と、Ｂ１現場Ａの増設基地局４−１と、Ｂ２現場Ｂの増設基地局４−２、携帯無線端末子機５、ロジックモニタ装置６、携帯無線７から構成される。図２のように、携帯無線端末子機２はＣＰＵユニット101bの通信制御Ｉ／Ｆ101b5に接続され、ロジックモニタ装置６からのデータ取得要求をＣＰＵ101b3に伝送する。携帯無線端末子機２はＣＰＵ101b3のリアルタイムタスクによって前述の「現在のデータ」を定周期で受け取り、ロジックモニタ装置６に伝送する。
【００２５】
ここで、現場Ａ，Ｂの増設基地局４−１，４−２は電波が届きにくい場所（図１では１Ｆ〜Ｂ２間）に設置されるもので、無線基地局３の増設基地局Ｉ／Ｏ３１と増設基地局４−１及び増設基地局４−２の間が有線で接続されている。なお、増設基地局４−１から直接、ロジックモニタ装置６に有線接続する場合もある。また、携帯無線の方式はデータ伝送効率の良好なＰＨＳ（Personal Handy‐Phone System）を採用したが、ＳＳ方式やディジタル・セルラー方式などでもよい。
【００２６】
図３に、ＰＬＣにおけるロジックモニタ装置へのデータ伝送処理を示す。本処理は、ＰＬＣ１（シーケンサ）の内部処理により実行される。すなわち、ＰＬＣ１が定周期で実行しているシーケンスプログラム処理（Ｓ１０１）があり、ロジックモニタ装置６からのデータ取得要求があるかを前述の定周期の合間に周期的に監視し（Ｓ１０２）、要求があるときは割込み処理を受け付け、主記憶装置101b6の「現在のデータ」を通信制御Ｉ／Ｆ101b5経由で送信する（Ｓ１０３）。そして、割込み前の定周期で実行しているシーケンスプログラム処理に戻る。機能確認試験中は、ロジックモニタ装置６からのデータ取得要求が周期的に発行される。
【００２７】
上記の構成によれば、ＰＬＣ１のシーケンスプログラムの処理状態（各入出力のＯＮ／ＯＦＦ状態変化、アナログ・パルス値等）は、携帯無線端末子機２〜携帯無線端末子機５間の無線と有線の通信回線を経由して、ロジックモニタ装置６に伝送される。ロジックモニタ装置６は、受信したシーケンスプログラムの処理状態を基に、後述する状態変化検出処理および音声合成処理を実行し、その結果の音声データを携帯無線７に伝送する。さらに携帯無線７から音声データを検査員９に報知する。これにより、検査員９は携帯無線７を携帯し現場Ｂ内を移動しながら、機能確認試験を実施する。
【００２８】
次に、下水処理場におけるＰＬＣ１の動作を具体的に説明する。ＰＬＣ１は流入ゲート８０６ａの開閉、汚水ポンプ８０６ｂ（複数台あるが図示を省略）の運転・停止、吐出弁８０６ｃの開閉などの制御項目についてプログラムによるシーケンス制御またはＤＤＣ制御を行う（以下では、シーケンス制御の例を説明する）。このため、ＰＬＣ１の機能確認試験は、中央操作デスク１１からの「操作」および「監視」と、現場操作盤１０からの「操作」および「監視」のそれぞれについて、機能確認を実施する。
【００２９】
ＰＬＣ１の機能確認試験では、主機（流入ゲート８０６ａ、汚水ポンプ８０６ｂ、吐出弁８０６ｃなど）を接続した実負荷運転の前に、シーケンスプログラムの動作確認を、入力要素の手動操作や現場操作盤１０からのテスト入力により行う。例えば、流入ゲート８０６ａの位置検出用のリミットスイッチ８０１ａのディジタル入力信号（ＤＩ）がＰＬＣ１のプログラムによって正しく取り込まれるかの確認を行う。
【００３０】
このため、検査員９はリミットスイッチ８０１ａの近傍に配置されている外部端子台で、リミットスイッチ８０１ａの外部端子を短絡させる。このＤＩ入力がプログラムによって取り込まれると、その入力信号あるいはその応答信号（流入ゲート８０６ａの停止指令）が上記の通信経路とテスト装置を介し、音声データとなって検査員９に確認される。現場のリミットスイッチ８０１ａの近傍は、モータ８０４ａや流入ゲート８０６ａが配置された狭く作業性の悪い環境であるが、検査員９はリミットスイッチの短絡動作と音声モニタによるプログラムの応答の確認を、一人で容易に行うことができる。
【００３１】
前述のように、検査員９が外部端子台でリミットスイッチ８０１ａの外部端子を短絡動作させると、リミットスイッチ８０１ａがＯＮし、そのＤＩ信号はＤＩモジュール101a2に取り込まれる。ここで、リミットスイッチ８０１ａの状態を取り込むＤＩ接点は、内部の物理的なポジションをＸ０００と名付ける。つまり、リミットスイッチ８０１ａのＸ０００＝ＯＮである。Ｘ０００がＯＮの状態は、ＰＬＣ１内部の主記憶装置101b6上に「現在のデータ」として保持され、ＣＰＵ101b3によりシーケンスプログラムの定周期・逐次実行が行われる。またデータ伝送を実行するリアルタイムタスクによって「現在のデータ」を携帯無線端末子機２へ伝送する。
【００３２】
図４は、ロジックモニタ装置の構成と内部処理を示す説明図である。ロジックモニタ装置６はＣＰＵ６０３、音声出力Ｉ／Ｆ６０４、通信制御Ｉ／Ｆ６０５、主記憶装置６０６、補助記憶装置６０７などから構成される。主記憶装置６０６には、スケジューリングタスク６０６ａ、ＯＳ（オペレーティングシステム）６０６ｂ、状態変化検出処理および音声合成処理を含むデータ取得タスク６０６ｃ、重故障発生フラグエリア６０６ｄ、音声モニタテーブル６０６ｅ、音声出力の処理を行う音声出力タスク６０６ｆを保持している。
【００３３】
また、補助記憶装置６０７には、音声モニタテーブル６０６ｅを作成するための音声モニタデータベース６０７ａ、データ取得タスク６０６ｃの処理過程で音声合成処理に用いられる音声データ格納データベース６０７ｂ、さらにデータ取得タスク６０６ｃの処理過程で作成保存されるログファイル６０７ｃを格納している。
【００３４】
ＰＬＣ１から伝送された「現在のデータ」は、通信制御Ｉ／Ｆ６０５を経て主記憶装置６０６上に保持される。データ伝送は定周期で行われ、ＣＰＵ６０３は主記憶装置６０６上の状態変化検出処理をリアルタイムタスクで実行する。
【００３５】
まず、最新周期から一周期前のデータを前回値メモリエリアに、最新周期のデータを今回値メモリエリアに保持する。いま、前回値メモリエリア上がすべてＯＦＦ状態で、今回値メモリエリア上にＸ０００＝ＯＮの状態が取り込まれたとすると、Ｘ０００は前回値のＯＦＦ（０）から今回値のＯＮ（１）に状態変化している。この状態変化は、主記憶装置６０６上に保持する「前回値メモリエリア上のデータ」と「今回値メモリエリア上のデータ」を比較して検出する。
【００３６】
図５に、ロジックモニタ装置の処理手順として、スケジューリングタスク６０６ａ、ＯＳ（オペレーティングシステム）６０６ｂ及びデータ取得タスク６０６ｃの処理手順を示す。
【００３７】
スケジューリングタスク６０６ａは、音声モニタデータベース６０７ａを読み出し処理し、音声モニタテーブル６０６ｅを作成する（Ｓ２０１）。次に、タイマーの設定を行い、ロジックモニタ装置６からＰＬＣ１に対して定周期でデータ取得要求がなされるようデータ取得タスク６０６ｃの起動周期を設定する（Ｓ２０２）。このとき、ロジックモニタ装置６の実際のタイマー管理を司るＯＳ６０６ｂに対し前述の起動周期が設定される。起動周期が設定されたＯＳ６０６ｂは、定周期でデータ取得タスク６０６ｃを起動する。
【００３８】
データ取得タスク６０６ｃは、シーケンサからのデータ取得を要求する（Ｓ３０１）。取得した各データに対して前述の状態変化検出処理を行うが、その際にまず重故障があったかを検出する（Ｓ３０２）。これは、今回値メモリエリアに保持された全データについて、音声モニタテーブル６０６ｅに保持された各データの種別フラグ（重故障、軽故障、状態信号）から抽出処理するものである。重故障データがあった場合は重故障発生フラグを重故障発生フラグエリア６０６ｄにセットする（Ｓ３０３）。
【００３９】
以降、その重故障データを図４のデータ取得タスク６０６ｃの「音声データ作成」のように音声合成処理を行い、重故障音声データを作成する（Ｓ３０４）。重故障音声データ作成では、重故障が複数検出された場合は発生順もしくは論理端子（Ｘ０００などの付与端子名称）の若い番号順のいずれかの条件を基に並べ替える処理を行う（図示せず）。音声合成処理の方法は後述する。
【００４０】
一方、重故障がなかった場合は、状態変化があったか（含む、軽故障）を検出する（Ｓ３０８）。状態変化がなければデータ取得タスク６０６ｃは終了し、次回起動周期に再び起動される。状態変化があった場合は、状態変化ありのデータが音声出力対象データであるかを判定する（Ｓ３０９）。音声出力対象データでなければデータ取得タスク６０６ｃは終了し、次回起動周期に再び起動される。
【００４１】
音声出力対象データか否かを判定する処理は、今回値メモリエリアに保持された全データについて、音声モニタテーブル６０６ｅに保持された各データのメッセージ選択／非選択フラグ（音声出力対象を示すフラグ）から抽出処理するものである。このため、補助記憶装置６０７の音声モニタデータベース６０７ａに、予め複数の音声出力対象データを蓄積し、かつ、試験内容に応じて選択／非選択を設定してある。
【００４２】
図４に示すように、音声モニタデータベース６０７ａは制御システム上の現象（用途）を、各論理端子に割り付けられる状態信号（含む、制御信号）についてデータベース化したものである。この論理端子はＤＩ、ＤＯなどの信号に対応し、その物理的ポジションに付与した端子名称（例えば、Ｘ０００）である。つまり、Ｘ０００がどんな現象を意味するのかを、文章でデータベース化したものである。図示の例で、音声モニタデータベース６０７ａの文章データ欄の先頭はメッセージの選択肢で、白抜きの四角は非選択、黒塗りの四角は選択を示す。これらは、ロジックモニタ装置６上で自由に設定できる。論理端子名称（Ｘ０００など）の次の項の数値は状態信号の種類を示し、０：重故障、１：軽故障、２：故障でない状態信号を意味する。例えば、文章データの１行目は、リミットスイッチ８０１ａのＤＩ接点の状態変化の状態信号を示し、その０⇒１への状態変化は「流入ゲート全開」の文章データに変換される。
【００４３】
状態変化ありのデータが音声出力対象データであった場合（状態変化が黒塗り四角を付与されているメッセージデータと一致する場合）は、そのメッセージデータに対して主記憶装置６０６上で図４のデータ取得タスク６０６ｃの「音声データ作成」のように音声合成処理を行い、状態変化音声データ作成を実行する（Ｓ３１０）。状態変化音声データ作成では、軽故障、状態信号が複数検出されるので軽故障、状態信号の順に並べ替え、さらに軽故障、状態信号それぞれに対して発生順もしくは論理端子（Ｘ０００などの付与端子名称）の若い番号順のいずれかの条件を基に並べ替える処理を行う（図示せず）。
【００４４】
以上のように、本実施例ではまず重故障データの有無を検出し、重故障があった場合は重故障音声データを作成し、重故障がなく状態変化があった場合は状態変化音声データを作成する。これにより、重故障データに対するリアルタイムな応答性を向上している。
【００４５】
音声合成処理（音声データ作成）は、図４のデータ取得タスク６０６ｃの▲２▼〜▲４▼のように行われる。例えば、状態変化音声データＸ０００を音声データにする場合は、音声モニタテーブル６０６ｅからＸ０００の文章データを抽出し、「流入ゲート全開」という文章（メッセージ）を得る（▲２▼）。次に、音声データ格納データベース６０７ｂから「流入ゲート全開」というメッセージを文字単位に分割した音声データの単位で音声合成する（▲３▼，▲４▼）。すなわち、▲３▼のように“りゅう”“にゅう”“げ”“ー”“と”“ぜん”“かい”の各々に対応する文字データ（９７ＡＣ〜８Ａ４Ａ）に分解し、▲４▼のように音声データ格納データベース６０７ｂを参照して、各文字データが対応する音声データ（“りゅう”〜“かい”）へ変換する。
【００４６】
音声データ格納データベース６０７ｂは、文字と音声の対応が図られた音声データの辞書である。図４の例では、一般的なパーソナルコンピュータで採用されている『シフトＪＩＳコード』に基づいた音声データベースを示している。例えば、文字"あ"は、シフトＪＩＳコード"82A0"で表現され、音声『あ』という音を予めアナウンサー等の吹き込み録音により採集しておき、それらをデータベース化しておくものである。これ以外にも『日本語ＥＵＣ(Extended UNIX Code)』や『ＪＩＳコード』等があり、また、文字単位でなく単語単位に登録する方法や、文節単位に登録する方法があり、適宜に採用できる。
【００４７】
文節単位の登録、例えば、『ポンプ設備に重故障が発生』という文章の場合に、文節"ポンプ設備に"は、シフトＪＩＳコード"837C8393837690DD94F582C9"で表現され、予め吹き込み録音により採集した『ぽんぷせつびに』の音声データと対応して、データベース化しておく。
【００４８】
重故障音声データ作成（Ｓ３０４）の場合も、状態変化音声データ作成（Ｓ３１０）の場合も次段の処理は共通となり、音声出力タスク起動中かを判定する（Ｓ３０５）。ここで、音声出力タスク６０６ｆが起動中であれば、データ取得タスク６０６ｃの処理はログファイル作成（Ｓ３０７）を行う。これは、既に音声出力中の状態にさらに音声出力タスク起動を重ねることを避け、次の周期の最新データを採用した音声出力を原則とする回避策である。なお、重故障の優先報知については後述する。
【００４９】
ログファイル６０７ｃは前述のようにデータ取得タスク６０６ｃの処理結果を格納するもので、補助記憶装置６０７上のログファイル６０７ｃに今回抽出した重故障音声データあるいは状態変化音声データのうち音声合成結果を除いたデータを格納する。格納データは、並べ替え後の出力順序に整理されて格納される。また、発生時刻および音声出力タスク６０６ｆにデータが渡されたかを判別するフラグと共に履歴データベースとして格納される。このログファイル６０７ｃは、機能確認試験における要因分析などに有効活用できる。
【００５０】
一方、音声出力タスク起動中かを判定（Ｓ３０５）し、音声出力タスク６０６ｆが起動中でない場合は、音声出力タスク６０６ｆを起動する（Ｓ３０６）。その後前述のログファイル作成（Ｓ３０７）を行う。ログファイル作成は、今回編集した音声データを音声出力タスク６０６ｆへ出力指示したか否かよらず作成する。これにより、検査履歴として後からの追跡確認を容易にする。
【００５１】
また、音声モニタデータベース６０７ａを読み出し処理し、音声モニタテーブル６０６ｅを作成し、音声出力対象データか否かを判定し、必要最小限の音声出力データを音声出力するという前述の一連の仕掛けにより、シーケンス連動で発生する多数の状態変化のうち、音声報知の必要な状態変化のみを選択して、音声出力が行われる。
【００５２】
例えば、汚水ポンプ８０６ｂの起動までには、順次起動または準備完了の検知を行う真空ポンプ、吸気電磁弁、封水電磁弁、満水検出リレー、吐出圧検知リレーなど、いくつもの動作を示す状態信号が次々とＰＬＣ１に取り込まれる。この汚水ポンプ８０６ｂのシーケンス連動の場合、図４のように予め、「非選択，X010, 2, 汚水ポンプ連動」「非選択，X011, 2, 汚水ポンプ中央」「非選択，X013, 2, 吐出圧規定値」と、非選択に設定しておき、音声出力を確認試験に必要最小限のものに限定する。
【００５３】
図６にロジックモニタ装置の音声出力タスク６０６ｆの処理手順を示す。音声出力タスク６０６ｆは、前述のデータ取得タスク６０６ｃから起動される。音声出力タスク６０６ｆは、音声出力繰り返し回数設定（Ｓ４０１）を行う。繰り返し回数は、予め補助記憶装置６０７に初期設定として格納しておいたものを、前述のスケジューリングタスク６０６ａの初期処理の際に主記憶装置６０６上の規定エリアに保持しておき、それを参照する。
【００５４】
次に、音声出力対象データがあるか（Ｓ４０２）の判定を行う。音声出力対象データがない場合は音声出力タスク６０６ｆを終了する。対象データがある場合は、重故障フラグがＯＮかを判定する（Ｓ４０３）。ここで、重故障フラグエリア６０６ｄを見てフラグがＯＮ（１）の場合は、重故障データがあるかを判定する（Ｓ４０４）。重故障データがあれば重故障データの音声出力を行う（Ｓ４０５）。重故障データがなくなるまで重故障データがあるかを判定して（Ｓ４０４）音声出力を実行する。重故障データがなければ音声出力タスク６０６ｆを終了する。
【００５５】
一方、重故障フラグがＯＮかを判定し（Ｓ４０３）、重故障フラグエリア６０６ｄを見てフラグがＯＦＦ（０）だった場合は、状態変化データはあるか（Ｓ４０６）の判定を行う。データがなければ音声出力タスク６０６ｆを終了する。データがあれば状態変化データ音声出力（Ｓ４０７）を行う。さらに、次段で重故障フラグがＯＮか（Ｓ４０８）の判定を行う。
【００５６】
ここでは、音声出力が時間のかかる処理であるため、最新のデータを反映しにくいことを踏まえ、プラントの動作に最も注意を要する重故障発生時の優先報知を可能にするため、状態変化データ音声出力を１パターン終了した段階で、データ取得タスク６０６ｃの重故障が発生していないか、重故障発生フラグエリア６０６ｄを確認する。重故障フラグがＯＮ（１）の場合は、即座に音声出力タスク６０６ｆを終了する。これにより、データ取得タスク６０６ｃにおける音声出力タスク起動（Ｓ３０６）が、実行可能となる。
【００５７】
重故障フラグがＯＮかの判定（Ｓ４０３）において、重故障フラグがＯＦＦ（０）の場合は再び状態変化データがあるか判定し、残っている場合は音声出力を行う。なお、Ｓ４０１で設定された各状態変化データに対する音声出力繰り返し回数のカウントアップは、Ｓ４０６の「状態変化データはあるか」のループと、Ｓ４０４の「重故障データがあるか」のループのそれぞれで行われる。
【００５８】
音声出力繰り返し回数設定（Ｓ４０１）は、重故障／軽故障／状態信号のすべてに共通で設定している。例えば３回繰り返しの場合＝３と設定する。これにより、音声報知の繰り返しができ、聞き漏れや聞き違いを防止することができる。音声繰り返し回数は、音声出力の要素数によって予め適当な回数を設定しておくことで、音声出力がリアルタイムに追従できる。繰り返し回数を、音声モニタデータベース６０７ａのメッセージ毎に設定する場合もある。
【００５９】
以上の結果として得られる音声データは、音声出力Ｉ／Ｆ６０４を経由して送信アンテナ６０９を介し携帯無線７を経由して検査員９に報知される場合、音声出力Ｉ／Ｆ６０４を経由してロジックモニタ装置６内部のスピーカ６０８から出力される場合の２通りが併用できる。スピーカ６０８からの音声報知は、あまり広くない空間で機能確認試験を行う時に適用できる。
【００６０】
ところで、下水処理プラントにおけるＰＬＣ１の処理周期は、２００ミリ秒〜１秒となる。これに対し、ロジックモニタ装置６のデータ取得タスク６０６ｃによるリアルタイムな追随処理は可能である。しかし、音声出力タスク６０６ｆの処理は１メッセージの出力に５〜１０秒を要し、繰り返し回数やメッセージ件数によって増大し、一般にはＰＬＣ１の処理周期の数十倍以上となるので、音声出力のリアルタイムからの遅れは避けられない。
【００６１】
しかし、音声出力対象となる状態変化の発生はプロセスに局部的に現れる。プロセスの時定数や音声出力対象データの絞り込みを含めた検討の結果、２００ミリ秒以上のシーケンシャルな周期を持つプロセスでは、本実施例により音声出力の遅れを吸収しながら進行できる。
【００６２】
なお、データ取得タスク６０６ｃと連動する音声出力タスク６０６ｆの動作には、音声出力のリアルタイム性確保とデータ間の同時性確保との兼ね合いから、種々の代案が可能になる。
【００６３】
例えば、データ取得タスク６０６ｃで周期毎に得られたデータを重故障のみ抽出せず、重故障、軽故障、状態信号の順序で、かつ、発生順または論理端子の若い番号順に並べ替えた上で、音声出力タスク６０６ｆを起動するという、データ並べ替えの部分の考え方を変えることを前提とした場合に、音声出力タスク６０６ｆの処理に制限時間をカウントチェックするタイマー機能を持たせ、制限時間で音声報知を打ち切る方法がある。
【００６４】
あるいは、前記同様データ並べ替えの部分の考え方を変えることを前提とした場合に、データ取得タスク６０６ｃは音声出力タスク６０６ｆが既に起動中であれば起動しないという部分を改め、データ取得タスク６０６ｃで得られた最新周期のデータが、いま音声出力タスク６０６ｆが出力中のデータよりも優先度が高い場合に音声出力タスク６０６ｆを強制終了して再起動し、最新データで音声出力させる方法がある。
【００６５】
このように、データ取得タスク６０６ｃと音声出力タスク６０６ｆの動作や処理の方法を変えても、音声出力のリアルタイム性とデータ間の同時性を確保し、優先報知情報をいち早く報知できる。
【００６６】
ログファイル６０７ｃは音声出力対象データのうち、音声合成結果を省いたデータ群を補助記憶装置６０７に格納すると前述したが、これを音声合成結果を含めたデータ群の格納ファイルとした例では、音声出力タスク６０６ｆが強制または制限時間で処理を打ち切る場合に、当該タイミングにおける音声出力ファイルの全データを一時保存し、ロジックモニタ装置６の表示手段に出力したり、検査員９の携帯無線７からの要求で全データの音声出力を行えるようにしてもよい。
【００６７】
図７に、音声モニタ受信の状況を示す。携帯無線７をポケット等に携帯している検査員９に対し、音声データによるメッセージを報知している様子を示している。この場面は、検査員９がリミットスイッチ８０１ａの外部端子を短絡動作させ、シーケンスプログラムの応答を確認している例で、Ｘ０００端子の状態信号に状態変化が検出され、"りゅう" "にゅう" "げ" "ー" "と" "ぜん" "かい"つまり「流入ゲート全開」の音声メッセージが、ＰＬＣ１〜ロジックモニタ装置６の動作を経て、３回繰り返して報知されている。他のメッセージも同時発生している状態変化を示すもので、「ポンプ井水位Ｌ」および「吐出弁全開」である。これにより、検査員９は現場で機器操作を行いながら、同時にプログラムの応答を音声により確認できる。メッセージの繰り返しは、図示のように複数の音声データ群をすべて報知し、最初のメッセージに戻るという方式である。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、プラント監視システムにおけるプログラマブルコントローラの機能確認試験に関し、現場の検査員の機器操作やテスト入力などに対するプログラムの応答を、検査員の携帯無線に音声出力で返報するので、機能確認試験を一人で実行できる。
【００６９】
また、音声出力対象データを重故障、軽故障、状態信号などの信号種類に応じて優先処理し、処理周期内の音声出力が複数となる場合に、優先度の高い重故障を優先して報知する。また、システム連動などで、複数の出力信号が連続する場合に、重要度の高い信号に絞って音声出力する。これにより、緊急度または重要度の高い出力信号のリアルタイム性を確保するとともに、システム連動などで、複数の出力信号が連続する場合に、検査員による複数の機器動作の目視確認を確実、容易にする。さらに、音声出力の繰り返し回数を、緊急度、重要度に応じて設定することにより、故障信号などの聞き漏らしや聞き違いを防止する。これらにより、プラント監視装置のプログラマブルコントローラの機能確認試験の作業性、作業効率を大幅に向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラント監視装置で、機能確認試験のテスト装置を含む構成図。
【図２】機能確認試験の対象プログラムを保持するＰＬＣの構成図。
【図３】機能確認試験時のＰＬＣの動作を示すフローチャート。
【図４】ロジックモニタ装置の構成と処理を示す説明図。
【図５】ロジックモニタ装置のデータ取得タスクの処理を示すフローチャート。
【図６】ロジックモニタ装置の音声出力タスクの処理を示すフローチャート。
【図７】現場検査員による音声モニタの受信状況を示す説明図。
【符号の説明】
１…ＰＬＣ(コントローラ／シーケンサ)、２…携帯無線端末子機、３…無線基地局、３１…増設基地局Ｉ／Ｏ、４−１…増設基地局、４−２…増設基地局、５…携帯無線端末子機、６…ロジックモニタ装置、７…携帯無線、９…検査員、１０…現場操作盤、１１…中央操作デスク、101a…入出力装置（ＰＩ／Ｏ）、101a1…電源モジュール、101a2…ＤＩモジュール、101a3…内部バス、101a4…ＤＯモジュール、101a5…ＡＩモジュール、101a6…ＡＯモジュール、101a7…ＰＩモジュール、101a8…Ｉ／Ｆ、101b…ＣＰＵユニット、101b1…電源モジュール、101b2…内部バス、101b3…ＣＰＵ、101b4…入出力Ｉ／Ｆ、101b5…通信制御Ｉ／Ｆ、101b6…主記憶装置、601…電源ユニット、602…内部バス、603…ＣＰＵ、604…音声出力Ｉ／Ｆ、605…通信制御Ｉ／Ｆ、606…主記憶装置、606a…スケジューリングタスク、606b…ＯＳ、606c…データ取得タスク、606d…重故障発生フラグエリア、606e…音声モニタテーブル、606f…音声出力タスク、607…補助記憶装置、607a…音声モニタデータベース、607b…音声データ格納データベース、607c…ログファイル、608…スピーカ、609…送信アンテナ、801a…リミットスイッチ、801b…水位接点、802a〜802c…電磁接触器、803a〜803c…電源、804a〜804c…モータ、805…水位計、806a…流入ゲート、806b…汚水ポンプ、806c…吐出弁、807…ポンプ井、808…吐出槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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