(57)【要約】【課題】本発明はマトリクスを用いてダムのゲート操作を支援するゲート制御機側操作盤診断装置に関する。【解決手段】  コンタクタのデジタル情報及びゲート制御計測機器のセンサからのアナログ数値情報をデータ収集器内部へと取り込み、デジタル情報の中からトリガーイベントを抽出し、その後制御盤で順次発生するであろう機器状況をステータスとし、イベントとステータスの組み合わせを状態遷移マトリクスとして、期待イベントが発生しないときに時限タイマがタイムアウトする事により盤内のコンタクタ異常を検出する。  また、トリガーイベントと実際に機器が動作する直近のコンタクタとの２箇所をチェックし、矛盾が生じたときのみ、２箇所間にあるコンタクタの動作が正常であるかチェックして、故障しているコンタクタを出来る限り限定し、故障情報をデータ収集器内部の記録部に格納し、ゲートの動作状態を監視することができる。【選択図】  図７（ａ）
2007107318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムのゲートを開閉するゲート制御機と、該ゲート制御機を操作する操作盤と、前記ゲートまたはゲート制御機と操作盤とに接続されて前記操作盤の操作スイッチ・ボタン等の切替え、およびゲートまたはゲート制御機の動作を検出する各センサからのそれぞれのデータを入力すると共に、得られたデータを時系列に記録するデータ収集器とを有するゲート制御機側操作盤診断装置であって、
前記データ収集器に入力されたデータを基にゲートの動作状態を監視するゲート監視プログラムが設けられており、
該ゲート監視プログラムが、
前記操作盤の操作スイッチ、ボタン、リレー等のコンタクタの切替データを、それぞれ分けてイベント群とし、前記各イベントに対応するゲートまたはゲート制御機の動作状態をそれぞれ分けてステータス群として、前記イベント群とステータス群とを行と列とした状態遷移マトリクスを形成し、該マトリクスを構成する各セルに、次ぎにイベント群の１データが得られた場合にセルを決定するためのステータス群を指定する次ステータス指定部と、次ステータスへ移行する時点で不動作異常を監視する時限タイマを起動して次ステータスに移行し、次ステータスにおいて期待される正常イベントの発生を検知した場合は正常として時限タイマをリセットし、時限タイマがタイムアウトした場合は不動作異常と判断してなり、
順次得られるイベント群のデータを基に、次ぎに指定されたステータス群でセルを決定して、ゲートの動作状態を監視することができることを特徴とするゲート制御機側操作盤診断装置。
【請求項２】
請求項１において不動作異常を検知した場合に、当該リレーの不動作の原因を追究する為に、当該リレーを作動せしめる回路を複数のノードに分解し、オフとなっているノードを特定し、そのノードの中でオフとなっている構成部品を特定し、不具合箇所を指定する機能を持つゲート制御機側操作盤診断装置。
【請求項３】
データ監視プログラムが別体のパーソナルコンピュータに格納されており、メンテナンス時に、データ収集器に時系列で記録されたイベント履歴データと故障診断結果データを前記パーソナルコンピュータに取り込んで、データ表示プログラムを実行して異常個所を表示しうることを特徴とする請求項２に記載のゲート制御機側操作盤診断装置。
【請求項４】
ゲート制御機側操作盤に対するオペレータの誤操作により動作に異常が生じた場合、操作スイッチ、ボタン、リレー等のコンタクタの切替データより操作上の誤りの原因を状態遷移マトリクスの時限タイマのタイムアウトにより判定し、その内容をパーソナルコンピュータの前記データ表示プログラムによって表示し、さらに復旧手順、正しい操作手順を表示してオペレータへの操作支援機能を有する請求項３に記載のゲート制御機側操作盤診断装置。
【請求項５】
ゲート制御機側操作盤内の監視対象となるリレー等のコンタクタ接点のＯＮ／ＯＦＦを行った回数を前述データ表示プログラムによって表示し、
ゲート制御機側操作盤より取得したアナログ値データをもとにデータ表示プログラムにより、長期の運用による機器類の経時劣化等機器の保全に必要な情報を提示する長期トレンドグラフと、異常発生時に直近のアナログ値を提示し故障原因の解明と再発防止のための解析を支援する瞬時トレンドグラフの２種類のヒストリカルトレンドグラフを作成、表示するゲート制御機側操作盤の保守点検支援機能を有することを特徴とする請求項１に記載のゲート制御機側操作盤診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダムのゲートの動作を監視するゲート制御機側操作盤診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムのゲート制御を自動的に制御する構成として、例えば、状態信号と開度信号との変化を両信号を関連させて常時監視することにより、異常の存在を早期に検出できるゲート制御装置として特開平６−３２２７４０号などが知られている。
一方、目標開度に至るまでのゲート動作時間に対する過動作検出回路を設け、ゲート制御を行うゲート制御として特開平１０−１４３２０３号などが知られている。
しかし、これらはいずれも監視装置とゲート制御装置とが一体となっており、構造が複雑であると共に、一方だけをバージョンアップすることができない。
【特許文献１】特開平６−３２２７４０号（監視と共にゲート制御を行う構造が開示されている。  図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、ゲートの開閉を行う際に各機器（バルブ等）が動作せず開閉が行えない時があり、その原因を早急に判明させることを課題とする。
この発明は操作盤から繋がるバルブ等機器の動作を行なう制御盤（ゲート制御機側操作盤）内部において、リレー、スイッチ、ボタン等のコンタクタの故障による異常なゲート開閉の原因箇所を発見する事とオペレータによるスイッチ等の不適切な選択後のゲート開閉機器の操作などを発見し通知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
ダムのゲートを開閉する操作を行うためのゲート制御機側操作盤があり、その内部に各動力機器を制御するリレー等のコンタクタが存在している。本発明では、コンタクタの予備接点をデータ収集器に取り込む事により実際の制御に影響を与える事なく、デジタル（オンオフ）制御情報および開度計等の開度アナログ値をデータ収集器に取り込む際に絶縁アンプを新規に設けることで制御に影響を与える事なくアナログ情報を取得できるゲート制御機側操作盤内のデータ収集器であって、
前記データ収集器に入力されたデータを基にゲートの開閉動作状態を監視するゲート制御監視プログラムが設けられており、
該ゲート制御監視プログラムが、下記の構成からなっていることを特徴とする。
即ち、前記ゲート制御機側操作盤の操作スイッチ、ボタン、リレー等のコンタクタのデジタル（オンオフ）情報、および前記ゲートまたはゲート制御機器（ポンプ等）のセンサからのアナログ数値情報をデータ収集器内部へと取り込み、ボタン等の人間が指令するトリガーとなる動作に関してはイベントと認識し、ステータス（状態）を次ステータスへ移動させ、状態遷移マトリクス内の該当セルにて時限タイマを起動させる。適切な指令操作順序を行なわなかったときは該当セルにて時限タイマがタイムアウトを起こし、故障と認識する。正常操作を行った際には当該正常操作イベントが発生して状態遷移し、時限タイマを止める。
この手法によりヒューマンエラーによるゲートの開閉不良の原因を判別する。
また、ゲート制御機側操作盤内部のリレー等のコンタクタの接点溶着等により所望機器が稼働しない場合には、当該シーケンスをプログラム中で確認する。
なお、全シーケンスの走査にあたり、ノード及びサブノード、ブランチという概念を導入した。
１つのデバイスがＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮと状態変化するにあたり、それ以前にそのデバイスに関連する多数のデバイスの接点が影響するが、この途中の経路が並列する複数の接点からなり、ひとつのデバイスに対し膨大な量の組み合わせが存在する場合がある。
そこでひとつのリレーに繋がる経路が枝分かれし並列になっている部分の各枝をブランチ、ブランチの合流する点をノード、リレーが単体で並列している場合はサブノードと定義する。ブランチは内部に他のノードやサブを含む場合もある。
枝分かれした複雑な経路については、ノード及びブランチに分けて回路を整理しておく。構成するリレーから論理的に、ノード、 ブランチ、サブノード単位で各イベントに対する動作を予め決定できる。これにより故障箇所の特定においては、一つのリレーのように扱うことができる。まずノード全体としての動作を判定し、ノードの動作が矛盾するものであればそれを構成するブランチの動作を判定し、ブランチの動作が矛盾するものであればそれを構成するリレーの動作を判定していく。
シーケンスを走査する方法は機器を稼働させるためには機器（バルブ等）の直前のリレーがＯＮとなっている必要があるが、そのリレーＯＦＦであった場合、そのリレーの操作回路を構成する全ノード、サブノードはＯＮになっていなければならないので、まずはノード、サブノード単位でＯＮ状態になっているかを確認し、その後、故障時には必ず１箇所以上でＯＦＦ状態になっているノード、サブノードがあるので、そのノード、サブノード内のブランチとなるコンタクタの状況を確認し、故障コンタクタを確定させる。該当するリレー等のコンタクタが複数個存在する場合には、その全てのコンタクタを故障可能性コンタクタとして認識するという技術的手段を講じている。
【０００５】
また、請求項２の発明では、
ボタンを押下したトリガーイベントに対して各機器（バルブ等）の直近のコンタクタがＯＮになっているかをチェックを行ない、もしＯＮであれば、正常と判断するが、ＯＦＦであった場合には、当該リレーを作動せしめる操作回路を複数のノード、サブノード、ブランチに分解し、その中からＯＦＦとなっている構成部品（コンタクタ）を走査発見し、故障箇所と判断するという技術的手段を講じている。
更に、請求項３の発明では、
表示プログラムが別体のパーソナルコンピュータに格納されており、メンテナンス時には、データ収集器に時系列で記録されたイベント群のデータを前記パーソナルコンピュータに取り込んで、表示プログラムを実行して履歴を表示しリレー等のコンタクタの稼働回数や各種アナログセンサのメンテナンス時期の推測を行い、
異常発生時には、データ収集器に時系列で記録されたイベント群のデータを前記パーソナルコンピュータに取り込んで、表示プログラムを実行して異常個所を表示しうる、という技術的手段を講じている。
更に、請求項４の発明では、
状態遷移マトリクスを使用して管理する。
前記ゲート制御機側操作盤の操作スイッチ、ボタン、リレー等のコンタクタのデジタル（オンオフ）情報をデータ収集器内部へと取り込み、ボタン、スイッチ等のコンタクタに関してはイベントと認識しステータス（状態）を次ステータスへ移動させ該当セルにて時限タイマを起動させる。次ステータスにおいて期待される正常イベントの発生を検知した場合は正常として時限タイマをリセットするが、時限タイマがタイムアウトした場合は、不動作異常と判断する。正常操作を行った際には正常イベントが発生検知して期待セルに状態遷移し、時限タイマを止める。これによりヒューマンエラーによるゲートの開閉不良の原因を判別する、という技術的手段を講じている。
更に、請求項５の発明では、
前記ゲート制御機側操作盤の操作スイッチ、ボタン、リレー等のコンタクタのデジタル（オンオフ）情報、および前記ゲートまたはゲート制御機器（ポンプ等）のセンサからのアナログ数値情報をデータ収集器内部へと取り込み、コンタクタの動作回数と定期的なアナログ数値の記録、また、故障発生前後のアナログ数値を別途記録する、という技術的手段を講じている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明は、ゲートの開閉操作や、これに伴う制御機器の稼働や異常検出用の時限タイマの作動をイベントとして定義し、制御装置の状態をステータスとして分解し、各セルには、生じたイベントにより、どの次ステータスの行に遷移するかという関係を指定しておき、生じたイベントにより移動先ステータスが変化するという簡単な構成で、信頼性の高いゲート制御機側操作盤診断装置を提供することができる。
また、診断装置とゲート制御機側操作盤などのゲート制御装置とを別体として構成しているので診断装置の着脱が容易であって、新規のゲート制御機側操作盤だけでなく、既設のゲート制御機側操作盤にも装着でき、また一方を容易にバージョンアップすることができ、極めて有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、この発明のゲート制御機側操作盤診断装置の好適実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００８】
このシステムでは図１から図４に示すように、ゲート制御機側操作盤１０と、ゲートを開閉するアクチュエータと、ゲート制御機側操作盤１０とアクチュエータとの間に接続されたリレー２等のコンタクタとを有する公知の構成において、上記ゲート制御機側操作盤１０と、アクチュエータと、リレー２等のコンタクタから、それぞれ信号を受けてゲート操作の故障を判定し記録する。また、各センサーからのアナログ値を記録するデータ収集器１（図８参照）を備えた構成からなっている。
【０００９】
このデータ収集器１が故障と判定した場合に、推定故障個所をメッセージによりデータ収集器１に接続された前面パネル上の青色ＬＥＤなどに表示し、オペレータに指示することができる。
更に、インタロックを回避する等、故障箇所を前面パネル上の青色ＬＥＤで点滅表示し、オペレータにガイドすることができる。
【００１０】
このデータ収集器１に設けられたメモリ１ｂでは、（１）時刻に発生したイベントとそのゲート状態、油圧状態、（２）コンタクタの発停回数、（３）各機器の運転時刻履歴、（４）認識した故障履歴などを時系列に記録、蓄積、（５）各センサーから取り込んだアナログ値の履歴情報
を記録することが出来る。
【００１１】
そして、データ収集器１は、ＲＳ２３２Ｃ規格（９pin）のインターフェースを介してコンピュータの一例としてのパソコン２０に接続され、前記データ収集器１のメモリ１ｂに蓄積されたデータは、前記パソコン２０にダウンロードされる。
そこで、このパソコン２０では上記のダウンロードしたデータにもとづき、インストールされている解析プログラムを実行することにより、故障情報の表示やオペレータへの故障箇所の復帰への指示、また、故障発生前後の各センサーのアナログ値のトレンドグラフによるオペレータによる目視確認や、ＰＭ（Preventive Maintenance:予防保全）のための情報を出力しコンタクタの交換時期の参考にすることができる。
【００１２】
本実施例では、上記データ収集器１は、ゲート制御機側操作盤１０から操作指示のデータを受け、アクチュエータと、リレー等のコンタクタから実際の作動のオンオフデータを受け、その信号を基にして、ゲートの制御に対する監視のみを行う構成からなっている。
【００１３】
即ち、データ収集器１では、現場のオペレータに対して、前面パネル上の１６個の青色ＬＥＤの点灯のパターンにより、故障個所の指示を与えることを行っている。
そして、データ収集器自体の交換が簡単に行えるように、リレー等のコンタクタの各機器との接続は最小限に限られることが好ましい。
【００１４】
これにより、前記データ収集器１を取り外してもゲート制御機側操作盤１０の機能に何ら影響を及ぼすことはない。
また、データ収集器１を取り付けてもゲート制御機側操作盤１０の機能は全く影響を受けることがなく、更に、データ収集器１が、万一故障してもゲート制御機側操作盤の機能は全く影響を受けることがないように設定することができる。
【００１５】
このようにすることにより、技術の進歩や経時劣化等により、将来、データ収集器１を交換しても、ゲート制御機側操作盤１０の機能は全く影響を受けることがない。
また、装置の構造上も、データ収集器とゲート制御機側操作盤は、原則として信号絶縁されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、ゲート制御機側操作盤とデータ収集器とを別体として、それぞれの機能を発揮させることができる。
その場合でも、この実施例では、データ収集器１が支援メッセージの表示に限定したが、この発明では、これに加えて、データ収集器１からゲート制御機側操作盤１０へ操作信号を送るようにしてもよい。
【００１７】
前記データ収集器１は、次のような方法でゲート制御機側操作盤１０から情報を受け取ることができる。
発停等のオン・オフ（デジタル）情報に関して、ゲートの操作やシーケンスロジック構成のために、ゲート制御機側操作盤１０内では、リレー２等のコンタクタを使用している（図２参照）。
【００１８】
ここで使用する各リレー２等のコンタクタには、予備接点３を有する通常の構成のものを用いている。
そこで、各リレー２等のコンタクタでは、本来の操作や制御に使用されるラインと、予備接点３とデータ収集器１とに接続されて同様の操作や制御信号を送る予備ラインＬ２とが設けられる。
この予備ラインＬ２は前述のように、データ収集器１に信号を送るために追加されるので、ゲート制御機側操作盤１０の制御に影響を与えるものでは無い。
【００１９】
データ収集器では、上記各予備ラインから送られる信号を常にモニタリングしている。
そこで、たとえばオペレータが所定のアクチュエータに操作信号を送った場合にこれを実際に制御するリレー等のコンタクタの接点がＯＮにならなければならない場合に、その接点が依然としてＯＦＦであるとすれば故障が発生していると判定することができる。
判定後に故障の発生しているリレー・コンタクタ等を特定する為に、シーケンスロジックに基づいて走査を行なう。
【００２０】
シーケンスロジックはいくつかのノード・サブノード（ＯＲ条件）箇所とブランチ（ＡＮＤ条件）箇所が複合されて作成されているので、まずはノード箇所でＯＮになっていない箇所を探し出し、次に、その箇所中のブランチ箇所の中からＯＮになっていないブランチを特定し故障可能性箇所として特定する。
【００２１】
アクチュエータの制御に複数のリレー等のコンタクタが関与している場合には、それらの各予備接点を同様に全てモニタリングしておけば、故障箇所だけでなく、故障原因や回避策、復旧策が容易に策定できる。
【００２２】
ゲート制御機側操作盤１０内の全接点をこのような方法で、データ収集器１に取り込めば、データ収集器は予め組み込んだゲート制御監視プログラムで、故障を検知し、また故障に対する正しい処理をオペレータに指示することができる。
【００２３】
この発明では、前述のようにリレー２等のコンタクタの予備接点３を利用してデータ収集器１に配線すればよいので、例えば、新規に制作されるゲート制御機側操作盤の場合には、プラグイン方式でデータ収集器に接続する方式とすることができ、廉価に実施することができる。
【００２４】
また、既設のゲート制御機側操作盤１０に対しても、予備接点３に配線をすればよいので、容易に実施することができる。
そして、この方式によれば、信号はデータ収集器１とゲート制御機側操作盤１０の間でアイソレート（絶縁）させることができる。
【００２５】
次に、アクチュエータ側の信号として、ゲートの開度信号やモータ負荷電流、シリンダの圧力等のアナログ信号をデータ収集器１に取り込み、状況判定に使用する（図４参照）。
前記データ収集器１への入力回路を付加することによりゲート制御機側操作盤１０が検知するアナログ値に影響があってはならない。
【００２６】
そこで、本実施例では、データ収集器１のアナログ入力回路Ｌ３をハイインピーダンスとする。
一方、ゲート制御機側操作盤側は１〜５ＶＤＣの電圧信号に変換しておけば、データ収集器を接続してもゲート制御機側操作盤側に影響を及ぼすことがない。
【００２７】
前記データ収集器１では、判定手段として水門監視プログラムを有しており、ステータスとイベントを要素とする状態遷移マトリクス方式で正常／異常の判定を行う。
なお、上記データ収集器に代えて、該データ収集器から入力されたデータを基にパソコン２０に上記判定手段（水門監視プログラム）を設けておき、処理する構成としてもよい。
ここでイベントには、各種操作スイッチなどの動作状態を検出するセンサの検出データ（イベント）と、ゲートやゲート制御機の動作状態を検出するセンサの検出データ（ステータス）を全て列挙する。
【００２８】
例えば、本実施例では、図７に一例を示すように、イベントとしては「復電」「開指令」「停止指令」「閉指令」「遠方開指令」「遠方閉指令」、「主ゲート操作条件」、「全開」、「全閉」、「開動作制限停止」、「開油圧異常」、「閉油圧異常」、「休止上限」、「非常上限」、「時限タイマ  タイムアウト」、「周期タイマ  タイムアウト」（以上、図７（ａ）参照）、などがあり、これらがイベント群となって、状態遷移マトリクスの縦の列を構成している。
【００２９】
ゲートまたはゲート制御機の動作状態は、ステータスとなる。
図７では、ステータスとして、「初期状態」、「停止中」、「主ゲート操作条件オン待ち」、「開指令緊急待ち」、「閉指令緊急待ち」、「開指令待ち」、「閉指令待ち」、「油圧ポンプ起動指令待ち」、「油圧ポンプ起動待ち」、「緊急開指令待ち」、「緊急閉指令待ち」、「開動作中」、「閉動作中」などがあり、これらがステータス群となって、状態遷移マトリクスの横の行を構成し、図示例では１８列１３行の２３４個のセルの集まりからなっている（図７（ａ）（ｂ）参照）。
【００３０】
そして、状態遷移マトリクスの各セルＣは、図５に示すように、表示部Ｃ１とステータス指定部Ｃ２とからなっている。
即ち、予め、前記イベントとステータスは、各種操作スイッチなどの動作状態とゲート制御機の動作状態の全て起こりうる組合せからなり、各イベントと各ステータスの組合せから、動作が正常か異常かを予め決めてある。
そして、表示部Ｃ１には、当該セルＣに対応するイベントとステータスの組合せによる正常または異常の結果に対応して、オペレータが実行するべき処理や動作状態に関する情報の表示（表示ｎ）が表示されている。
【００３１】
従って、所定のイベントとステータスが入力されると、表示ｎを表示するように予めメモリに登録（メモリに記憶）されているデータベースから上記表示ｎに対応するデータを呼び出してメモリ１ｂに記録する。
ステータス指定部Ｃ２は、上記処理を実行した後に、次に進むべき次ステータスＳｎを指定するものである。
【００３２】
本実施例でＳｎを例えばＳ１とすると、「ポンプ運転待ち  Ｓ１」の２列目のステータスが指定される。
また同時に時限タイマを起動し、期待イベントが規定時間内に発生しなかったときはタイムアウトして、リレー不動作の異常を検知する事が出来る。
そして、次のイベントとして入力されたデータによって次に実行されるセルが決定される。
【００３３】
即ち、図示例の場合、イベントが１行目の「電源オン」でステータスが１列目の通常運転の場合のセル（１列１行目）は、表示部に「表示１」（表示１は「電源が再投入されました。以下の復電時操作を行ってください。１・・、２・・・、３・・・）、ステータス指定部に「Ｓ０（通常運転）」となっており、次のステータスも「Ｓ０（通常運転）」であることが指示される。
【００３４】
次ぎに、イベント２行目の「”緊急操作”入」以外のイベントのデータが入力された場合は、「Ｓ０（通常運転）」の１列目はいずれも次のステータス指定部も「Ｓ０（通常運転）」に指定されている。
「”緊急操作”入」のデータが入力されると、「通常運転（Ｓ０）」のセル（１列２行目）では、ステータス指定部は「ポンプ運転待ち（Ｓ１）」となり、表示部は「表示２」（表示２は「緊急時操作を開始します。ポンプ入のボタンを押下し、ポンプを運転してください」）が指定され、メモリから呼び出されてディスプレイなどの外部表示部へ出力される。
【００３５】
次ぎに、３行目の「”緊急操作”切」のデータが入力されると、「ポンプ運転待ち（Ｓ１）」のセル（２列３行目）では、ステータス指定部は「Ｓ０（通常運転）」に戻り、表示部は「表示１０」（表示１０は「通常運転に復帰します」）が指定され、同様に処理される。
前記「”緊急操作”切」の替わりに４行目の「”ポンプ”入」のデータが入力されると、前記２列目の「ポンプ運転待ち（Ｓ１）」の行のセル（２列４行目）ではステータス指定部は「ポンプ運転中（Ｓ２）」に変わり、表示部は「表示８」（表示８は「ポンプ運転しました。ゲート操作を行ってください」）が指定され、同様に処理される。
【００３６】
次ぎに、６行目の「（ゲート）”開”スイッチ入」のデータが入力されると、３列目の「ポンプ運転中（Ｓ２）」の行のセル（３列６行目）では、ステータス指定部は「ゲート上昇中（Ｓ３）」に変わり、表示部は「表示１７」（表示１７は「緊急運転中  ゲート開きます」）が指定され、また「Ｔ１スタート」として開閉時間タイマーがゲート上昇時間の計測を開始させる制御信号が送信される。
【００３７】
次ぎに、７行目の「上限リミットオン（上限リミットスイッチがオン）」のデータが入力されると、前記４列目の「ゲート上昇中（Ｓ３）」のセルではステータス指定部は「Ｓ４（上昇待機中）」に変わり、表示部は「表示４」（表示４は「通常運転中  ゲート上端リミットスイッチがオンとなりました」）が指定される。更に、「Ｔ１キャンセル」により、前記開閉時間タイマーの計測をキャンセルさせ制御信号が送信される。
【００３８】
ここで、上記「上限リミットオン」のデータが得られずに、開閉時間タイマー（Ｔ１）が、所定の時間を経過してタイムアウトと判定されると、前記「ゲート上昇中（Ｓ３）」の行のセルではステータス指定部は「Ｓ３（ゲート上昇中）」のままで、表示部は「表示（故障）」が指定される。
【００３９】
このように、状態遷移マトリクスを用いて、セルからセルに続く一連の動作の流れを分析することができるので、次ぎに指定された次ステータスで異常なイベントが発生した場合には、タイムアウトにより故障と判定することができる（図１０（ｂ）参照）。
逆に、次ぎに指定された次ステータスで想定された期待イベントが発生した場合は、正常であると判定することができる（図１０（ａ）参照）。
このようなイベントとステータスを状態遷移マトリクスにして管理する点にこの発明の特徴がある。
【００４０】
本状態遷移マトリクスは、図６に一例として示されるフローチャートの一部分（緊急操作）にもとづき作成したものである。
そして、全システムを、同様な手法で状態遷移マトリクスにて表現することができる。
【００４１】
この状態遷移マトリクスは、ダムのゲートのあらゆる挙動が１つの状態遷移マトリクス内で全て表現されているので、あらゆるケース（事態）を網羅することができ、処理の抜けを防止することができる。
また、ソフトウェアの機能チェックは、状態遷移マトリクスのセルの一覧をチェックすることで行うことができ、信頼性の向上に資することができ、またデバッグも効率的に確実に行うことができる。
【００４２】
状態遷移マトリクスによる故障有無の判定とともに、故障有りと判定された場合は、続いてリレーシーケンスの走査により故障箇所の特定を行う。
仮に押し釦Ａを押した場合にＯＦＦ→ＯＮと状態変化することが設計段階で決まっているリレーＸがあり、押し釦Ａを押したがリレーＸにまったく状態変化が無かったとする。
この場合、押し釦Ａを押してからからリレーＸがＯＮするまでその動作に関わる、間にあるリレー全てについても、設計段階で予めＯＮまたはＯＦＦの何れの状態を取るか決まっているから、監視対象となっている全リレーのＯＮ／ＯＦＦの状態とシーケンスを比較し、論理的に矛盾する動作をしている箇所があればその部分が故障と考えられる。
【００４３】
例えば
・押し釦Ａ→｛リレー１（ＯＮ）→リレー２（ＯＮ）→リレー３（ＯＮ）｝→リレーＸ（ＯＮ）
となるように設計されていたとして、故障発生時に  
・押し釦Ａ→｛リレー１（ＯＮ）→リレー２（ＯＮ）→リレー３（ＯＦＦ）｝→リレーＸ（ＯＦＦ）
となっていれば、リレー３から先の動作に矛盾が起こっているから、リレー３に異常が起こっていると判定できる。
なお、全リレーシーケンスのデータ作成にあたり、ノード及びサブノード、ブランチという概念を導入した（図９参照）。
【００４４】
１つのデバイスがＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮと状態変化するにあたり、それ以前にそのデバイスに関連する多数のデバイスの接点が影響するが、この途中の経路が並列する複数の接点からなり、ひとつのデバイスに対し膨大な量の組み合わせが存在する場合がある。
そこでひとつのリレーに繋がる経路が枝分かれし並列になっている部分をブランチ、ブランチの合流する点をノード、リレーが単体で並列している場合はサブノードと定義する。
ブランチは内部に他のノードやサブノードを含む場合もある。
枝分かれした複雑な経路については、ノード及びサブノード、ブランチに分けて回路を整理しておく。
【００４５】
構成するリレーから論理的に、ノード、サブノード、ブランチ単位で各イベントに対する動作を予め決定できる。例えばブランチ１とブランチ２からなるノード３があるとして、押し釦Ｂを押したとき、ブランチ１全体ではＯＮ、ブランチ２全体ではＯＦＦ、ノード３全体ではＯＮとなるというように、動作を決定できる。
故障箇所の特定においては、一つのリレーのように扱うことができる。まずノード全体としての動作を判定し、ノードの動作が矛盾するものであればそれを構成するブランチの動作を判定し、ブランチの動作が矛盾するものであればそれを構成するリレーの動作を判定していく。
【００４６】
この概念の導入により、プログラム設計時のリレーシーケンスのデータ作成が効率化できるだけでなく、故障箇所の絞込みがより確実に行えるようになった。リレー単位でのみの監視では、正常動作でＯＦＦになっているはずのリレーがＯＦＦのまま故障した場合、ＯＮになるなどの矛盾する動作をしていないので、特定ができなかった。
しかしブランチ、ノード単位では,その単位ごとでＯＮのはずがＯＦＦになっているなどの矛盾が生じていると判定できるので、故障箇所を絞込むことが可能になる。
以上のようにデータ収集器内の水門監視プログラムは、マトリクス方式での故障の有無の判定と、リレーシーケンスのモニタリングによる故障箇所特定の二段階の監視を行い、確実かつ故障発生時の復旧を支援となる故障判定を行うものである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明は、上記実施例に限らず、故障時における復旧支援や、正常時の操作支援を含めた、常時操作支援を行うようにしてもよい。
また、前記マトリクスは、プログラムとして自動実行する構成であってもよいし、あるいはマトリクスの一覧表を見ながらマニュアル操作して判断するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ゲート制御機側操作盤とデータ収集器の概要図である。
【図２】デジタル情報の取り出しの一例を示す図である。
【図３】制御端子からのデジタル情報のモニタリングを説明する図である。
【図４】ゲート制御用アクチュエータからのアナログ入力を示すブロック図である。
【図５】マトリクスの１セルを示す説明図である。
【図６（ａ）】ゲート制御機側操作盤の処理フローチャートの一例である。
【図６（ｂ）】ゲート制御機側操作盤の処理フローチャートの一例である。
【図７（ａ）】マトリクスの一覧表の一例を示す図である。
【図７（ｂ）】マトリクスの一覧表の一例を示す図である。
【図８】データ収集器の一例を示す図である。
【図９】ノード、サブノード、ブランチの一例を示す図である。
【図１０】マトリクス上での通常時と故障・操作ミス等の異常発生時の違いを示す図であって、（ａ）は正常時、（ｂ）は異常発生時を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      データ収集器
２      リレー
３      予備接点
４      センサ
５      信号変換機
６      ＰＬＣ，表示機等
１０      ゲート制御機側操作盤
２０      コンピュータの一例としてのパソコン
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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