(57)【要約】【課題】制御用マイコンのＣＰＵとタッチパネルとを有するプラント制御装置で、タッチパネルで表示される文字を音声で再生する。【解決手段】ＣＰＵは、タッチパネル１２に向けて文字表示指令信号を送信し、タッチパネル１２は、文字を表示する準備をすると共に、再生すべき音声ファイルを指定するフラッシュメモリのアドレス及び再生回数をＣＰＵ１１のＲＡＭ１６に書き込む。ＣＰＵ１１は、周期的にＲＡＭ１６を監視し、ＲＡＭ１６の所定アドレスに、再生すべき音声ファイルのフラッシュメモリ１４のアドレス及び再生回数が書き込まれると、フラッシュメモリ１４から音声ファイルを読み出し、指定された回数だけ再生を行う。タッチパネル１２は、音声の再生と同期して、指定された文字を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＡＭに記憶されたデータを処理するＣＰＵと、該ＣＰＵとの間で信号を受け渡すタッチパネルと、音声ファイルを記憶する記憶装置とを備えるプラント制御装置であって、
タッチパネルは、ＣＰＵから受信した文字表示指令信号に応答し、該文字表示指令信号に対応する音声ファイルを格納する記憶装置のアドレスをＲＡＭに書き込むコントローラを有し、
ＣＰＵは、ＲＡＭから読み出した記憶装置のアドレスに基づいて、記憶装置から音声ファイルを読み出して再生する音声再生部を有することを特徴とするプラント制御装置。
【請求項２】
ＣＰＵは、ＲＡＭの所定アドレスに格納されたデータを周期的に監視する、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項３】
コントローラは、記憶装置のアドレスと共に音声の再生回数をＲＡＭに書き込む、請求項１又は２に記載のプラント制御装置。
【請求項４】
コントローラは、ＣＰＵによる音声再生処理が開始した旨の通知をＲＡＭの指定アドレスから受信して、画面上に文字を表示する、請求項１〜３の何れか一に記載のプラント制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント制御装置に関し、更に詳しくは、マイコンとタッチパネルとを組み合わせたプラント制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用のシーケンサとタッチパネルとを用いたプラント制御装置が知られている。図４は、従来のプラント制御装置をブロック図で示している。プラント制御装置２０は、機器の作動を制御するシーケンサ２１と、プラントの状態を表示すると共にシーケンサ２１を介してプラントを操作するためのタッチパネル２２と、プリンタや記憶装置などの周辺機器２３と、シーケンサが処理したデータを一時的に格納するＲＡＭ２６とを含み、プラント内の機器やバルブを制御している。タッチパネルとシーケンサとを組み合わせて制御を行う制御装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
従来は、タッチパネル上における表示は、プラントの各機器のオン・オフや開閉などの情報を視覚的に表示するのみであった。しかし、最近では、オペレータにによるプラント操作の容易性を考慮し、プラント全体の運転開始や、特定の機器の運転／停止、特定のバルブのオン・オフ、或いは、何らかの異常発生などの制御情報を、タッチパネル上に文字で表示することも行われている。ここで、上記運転開始などの制御情報を、タッチパネル上に視覚的に表示するだけではなく、音声で同時に通知することができれば、オペレータがタッチパネルを常に監視する必要性を省き、プラントの操作や管理に際して便宜である。
【０００４】
ところで、運転開始などの制御情報を文字で表示するタッチパネルを設備した稼働中のプラント制御装置で、音声による同じ制御情報の通知を併用したい場合がある。このような場合には、シーケンサに、音声再生用の機器及びプログラムを追加することになる。追加後のプログラムでは、例えば機器の運転が開始すると、シーケンサはその旨の信号を検知して、タッチパネル上に文字表示指令信号を送信すると共に、その音声再生用のプログラムを起動し、外部機器を用いて音声を再生する処理を行う。
【０００５】
一般に、シーケンサ及びタッチパネルは、双方の整合性を考慮し、プラントメーカーが制御装置メーカーに一括して発注し、制御装置メーカーがプラントメーカに一括納入している。しかし、近年になって、シーケンサと同等な機能を果たす制御用マイコンによってシーケンサを代替することも行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６３５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タッチパネルにおける制御情報の表示と共に、音声による制御情報の通知を行うにあたっては、マイコンＣＰＵのプログラムにおける改造や変更が最小限であることが望まれる。しかし、従来は、マイコンＣＰＵは、制御情報の文字表示及び音声通知が必要になると、文字表示の指令と音声再生の指令とを別に外部に出力する必要があり、音声の再生処理を追加するためのプログラム変更が煩雑であった。
【０００８】
本発明は、上記従来のＣＰＵとタッチパネルとを組み合わせてプラントを制御するプラント制御装置の問題に鑑み、タッチパネルの表示に対応して音声を再生させるにあたり、ＣＰＵのプログラムの改造の労力を軽減できるプラント制御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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のプラント制御装置は、ＲＡＭに記憶されたデータを処理するＣＰＵと、該ＣＰＵとの間で信号を受け渡すタッチパネルと、音声ファイルを記憶する記憶装置とを備えるプラント制御装置であって、
タッチパネルは、ＣＰＵから受信した文字表示指令信号に応答し、該文字表示指令信号に対応する音声ファイルを格納する記憶装置のアドレスをＲＡＭに書き込むコントローラを有し、
ＣＰＵは、ＲＡＭから読み出した記憶装置のアドレスに基づいて、記憶装置から音声ファイルを読み出して再生する音声再生部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプラント制御装置によると、タッチパネルが、ＣＰＵからの文字表示指令信号に応答して、ＣＰＵとは独立に、音声ファイルを格納する記憶装置のアドレスをＲＡＭに書き込むので、ＣＰＵによる処理が省かれ、音声再生を行うためのＣＰＵのプラグラム改造が容易になる。
【００１１】
本発明のプラント制御装置では、ＣＰＵは、ＲＡＭの所定アドレスに格納されたデータを周期的に監視してもよい。この場合、タッチパネルからデータを書き込んだ旨の信号送信、及び、それに伴うＣＰＵの信号処理が不要となる。なお、これに代えて、ＣＰＵは割り込み処理を行ってもよい。
【００１２】
また、コントローラは、音声ファイルを記憶する記憶装置のアドレスと共に音声の再生回数をＲＡＭに書き込むことが好ましい。ＣＰＵの信号処理負担が更に軽減し、プログラム改造が容易になる。
【００１３】
また、コントローラは、ＣＰＵによる音声再生処理が開始した旨の通知をＲＡＭの指定アドレスから受信して、画面上に文字を表示することが好ましい。これにより、ＣＰＵによる音声の再生と文字表示とを同期させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態例に係るプラント制御装置の構成を示す。本プラント制御装置は、例えば、汚濁した原水を、種々のフィルタを利用して処理し、清浄な処理水とした後に排出する水処理プラントを制御するために使用される。プラント制御装置１０は、制御用マイコンを構成するＣＰＵ（マイコンＣＰＵ）１１と、ＣＰＵ１１に操作用の制御信号を送信するとともに、ＣＰＵ１１から表示用の信号などを受信して、所定の表示を行うタッチパネル１２と、プリンタや外部記憶装置などのＣＰＵの周辺機器１３と、音声ファイル格納用のフラッシュメモリ１４と、音声を再生するスピーカ１５と、ＣＰＵのためにデータを格納するＲＡＭ１６とから構成される。これら制御装置の各機器は、例えば運転制御室の運転操作盤に収容される。
【００１５】
ＣＰＵ１１には、シーケンサと同等な機能を果たす種々のプログラムが搭載され、特に、音声ファイルを再生するためのプログラム部分を有し、このプログラム部分は図面上で音声再生部１８として示されている。ＣＰＵ１１は、タッチパネル１２との間、及び、プラントの各機器やバルブなどとの間で制御信号を送受信する。タッチパネル１２は、付属するコントローラ１７を介して、ＣＰＵ１１との間で制御信号を送受信すると共に、コントローラ１７の制御によって、ＣＰＵ１１に付属するＲＡＭ１６の所定アドレスに直接にデータを書き込む処理が可能である。
【００１６】
タッチパネル１２は、画面上に表示された押しボタンの選択によって画面の切替えが可能である。例えば、プラントの全体部分の構成及び状態表示から、特定部分のボタン押下によって特定部分の機器や装置の詳細部分の表示に切り替わる。また、機器やプラントの構成及び状態表示から、全体工程や特定の工程などにおける操作画面の表示が可能である。この場合には、例えば画面上で特定の機器や工程に関連する押しボタンが表示され、その押しボタンの表示部分の押下によって、対応する機器の運転及び停止や、対応する工程の運転開始や停止及びその状態表示が可能である。
【００１７】
図２に、タッチパネル１２の表示画面の一例を示す。画面は、プラントのある工程段階を示している。表示されている工程は、原水の前処理工程であり、原水の受入停止の処理が開始した直後の画面である。原水の受入処理を停止した旨が、画面上で文字によって示されている。プラント制御装置１０では、このタッチパネル１２上での表示文字「原水受入停止を開始しました」に連動して、フラッシュメモリ１４に記憶された音声を出力する。音声は、ＣＰＵ１１からの文字表示指令信号に応答して、タッチパネル１２から出力される音声再生指令信号によって再生され、タッチパネル上の文字の表示と同期したタイミングで表示文字と同じ音声がＣＰＵ１１に付属するスピーカ１５から出力される。
【００１８】
上記「原水受入停止を開始」する旨の制御情報は、以下のように表示及び音声通知される。まず、ＣＰＵ１１は、全体の工程の進行を管理し、何らかの理由で、例えば原水処理の進行が遅れた旨を検出すると、原水受入を停止する指令を発生する。この指令により、プラントの関連する機器を順次に停止するための制御信号と、タッチパネル１２に原水受入停止を開始する旨の表示指令信号とが発生する。タッチパネル１２に送信された文字表示指令信号は、タッチパネル１２のコントローラ１７に入力する。コントローラ１７は、文字表示指令信号を受信すると、「原水受入停止を開始しました」旨の表示を発生するための待機信号を発生する。この待機中は、ＲＡＭ１６の指定アドレスを周期的に監視する。
【００１９】
図３は、文字表示指令信号の発生から音声の再生までの処理を示すフローチャートである。タッチパネル１２のコントローラ１７は、表示指令信号が発生した旨を検知すると（ステップＳ１）、その表示指令信号が音声出力に連動する信号であることを認識し、その表示指令信号から１つ若しくは複数の音声ファイル番号を決定する（ステップＳ２）。更に、その音声ファイルを格納するフラッシュメモリのアドレスを認識する（ステップＳ３）。コントローラ１７は、音声再生用のデータを格納するために予め指定されたＲＡＭ１６のアドレスに、音声ファイルを格納するフラッシュメモリ１４のアドレスと、音声を再生する再生回数とを書き込む（ステップＳ４）。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、所定の制御周期で、ＲＡＭ１６の複数の所定アドレスから順次にデータを読み出す処理を行っている。音声再生のために指定されたＲＡＭの所定アドレスに、フラッシュメモリのアドレスと音声再生回数とが書き込まれた旨を認識すると（ステップＳ５）、指定されたフラッシュメモリのアドレスから音声ファイルを読み出し、ＲＡＭ１６に転送する（ステップＳ６）。ＣＰＵ１１は、読み出した音声ファイルを、指定された再生回数だけスピーカ１５で再生すると共に、この音声再生を開始すると、ＲＡＭ１６の指定アドレスに、音声再生中である旨のコード信号を書き込む（ステップＳ７）。タッチパネル１２は、この指定アドレスに音声再生中である旨のコード信号が書き込まれた旨を検出すると（ステップＳ８）、音声再生中の文字列をタッチパネル１２上に表示する（ステップＳ９）。これによって、音声再生と同期してタッチパネル１２上での文字列の表示が行われる。
【００２１】
フラッシュメモリ１４は、例えばスティック型のコンパクトフラッシュ（登録商標）で構成され、プラント制御装置外のパーソナルコンピュータなどを利用して、任意の文字列が音声ファイルに変換されて記録される。このため、必要に応じて修正、追加及び取替えが可能である。
【００２２】
ＣＰＵ１１では、プラントの運転制御のため、及び、タッチパネル１２との信号伝送のために、前記の通り種々のプログラムが実装されている。音声の再生機能を新たに追加する際におけるプログラムの修正を最小限とすることが好ましい。このため、本実施形態では、タッチパネル１２のコントローラ１７が、文字列表示を指令する信号をＣＰＵ１１から受信すると、ＲＡＭ１６の指定されたアドレスに、音声ファイルを格納するフラッシュメモリのアドレス及び再生回数を書き込むことにしている。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１６の指定されたアドレスを周期的に監視しており、そこにフラッシュメモリのアドレス及び再生回数が書き込まれると、自動的にそのフラッシュメモリの指定アドレスから音声ファイルを読み込み、それを指定された再生回数だけ再生する。この処理は、通常のプラント制御における汎用の処理であり、従って、ＣＰＵ１１におけるプログラムの修正部分の作成は容易である。
【００２３】
タッチパネル１２から、ＲＡＭ１６の指定アドレスに、フラッシュメモリ１４の指定アドレス及び再生回数を書き込むため処理は、タッチパネル１２のコントローラ１７のプログラムに、簡易プログラム機能（スクリプト）を用いて、書き込むことが出来る。従って、その実現にあたっては、タッチパネル１２のハードウエア上の変更を要しない。
【００２４】
音声の再生処理にあたり、ＣＰＵ１１によるＲＡＭ１６のアドレスの監視周期、ＣＰＵ１１とタッチパネル１２との間の通信速度、及び、再生する音声周波数の間で満たすべき関係がある。これを実験によって求めた。実験では、音声データのビット数として８ビットを、ＣＰＵの動作周期として１００〜２００ｍｓをそれぞれ採用し、ＣＰＵとタッチパネル間の通信速度及び音声周波数を種々に選択し、良好な音声が得られる関係を求めた。通信速度としてはおよそ９ｋｂｐｓ〜５８ｋｂｐｓが、音声周波数としては８ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ程度が好ましい値であった。
【００２５】
上記実施形態では、制御用マイコンのＣＰＵとタッチパネルとを組み合わせて音声を再生する処理を行ったが、制御用マイコンのＣＰＵに代えて、汎用シーケンサなどのシーケンサを用いることも可能である。なお、シーケンサもＣＰＵの一種であり、本明細書ではシーケンサをもＣＰＵと呼ぶ。また、上記実施形態では、ＣＰＵが周期的にＲＡＭの指定アドレスを監視する例を挙げたが、ＣＰＵは、ＲＡＭに書き込まれたフラッシュメモリのアドレスを、割込み処理によって読み出してもよい。更に、音声ファイルを格納する記憶装置は、必ずしもフラッシュメモリでなくともよく、不揮発性記憶装置であれば足りる。更に、タッチパネルにおける表示文字列と音声ファイルの音声とは、必ずしも同じ内容のものであることを要しない。
【００２６】
以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明したが、本発明のプラント制御装置は、上記実施態様の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施態様の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラント制御装置のブロック図。
【図２】タッチパネルの表示画面の一例。
【図３】ＣＰＵ及びタッチパネルの処理を示すフローチャート。
【図４】従来のプラント制御装置のブロック図。
【符号の説明】
【００２８】
１０：プラント制御装置
１１：ＣＰＵ
１２：タッチパネル
１３：周辺機器
１４：フラッシュメモリ
１５：スピーカ
１６：ＲＡＭ
１７：コントローラ
１８：音声再生部
２１：シーケンサ
２２：タッチパネル
２３：周辺機器
２６：ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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