JP3713150B2

JP3713150B2 - Programmable controller function confirmation test method and plant monitoring control device

Info

Publication number: JP3713150B2
Application number: JP29808498A
Authority: JP
Inventors: 幹男 ▲高▼岡; 秀雄大西; 裕幸鈴木; 寿人宮村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000122707A

Description

【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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant monitoring control apparatus, and more particularly to a function confirmation test method and apparatus for a programmable controller.
[0002]
[Prior art]
The monitoring control of plant equipment is generally executed by being shared by a plurality of programmable controllers. When installing or modifying this program, a programming tool connected by wire is used to check the function of the program based on a simulated input or actual load input to PI / O and its response.
[0003]
In the function confirmation test of the programmable controller in the actual plant, the inspector not only confirms the operation of the program by the monitor equipped with the programming tool, but also confirms the actual operation of the controlled device including signal input elements such as limit switches. Tests prior to actual load, such as operation of external terminal blocks and input elements, and visual observation of operations in the vicinity of the target device, are performed. At this time, at least two people were required: an inspector who operated and confirmed the operation command and response from the central operation desk or on-site operation panel, and an inspector who visually confirmed input and equipment operation such as limit switches at the site. .
[0004]
As a known example of a function confirmation test of a programmable controller, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-119015 discloses a wireless transmission type programming tool that performs operation confirmation and correction from a place away from the controller. Japanese Patent Laid-Open No. 62-50905 connects a controller of a plurality of stations with a dataway, and confirms the operation of the program of the controller of the other station via a peripheral device dataway with a CRT attached to an arbitrary controller. A wired programming tool that can be modified is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the function confirmation test using the programming tool and the display monitor described above, the burden on the inspector increases in the case of a sewage treatment facility or power generation facility where the equipment of the actual plant is distributed over a wide area or multiple floors. In particular, when viewing a plurality of device operations at the same time, or performing visual inspection and manual input at the same time, the function confirmation by the display type monitor is inconvenient. In recent years, with the shortening of the inspection period, the labor cost has increased and the number of skilled inspectors has been increasing, so that there has been a demand for a test apparatus that has good workability and can be made one-man.
[0006]
An audio output device is known as a monitor instead of a display device. The monitor device by voice output is easy to use because the inspector's eyes and hands are free, and easy to carry and wireless. In particular, the function confirmation test in the vicinity of the on-site machine is often performed in a narrow place, and since the inspector can confirm the response of the program through the receiver, it is preferable for the workability and safety of the inspector. However, since a plurality of outputs cannot be handled at the same time, there is a problem when a plurality of outputs are monitored simultaneously or continuously, such as in a plant function confirmation test. Also, depending on the site environment, there is a drawback that hearing errors and omissions are likely to occur.
[0007]
An object of the present invention is to provide a function check test method for a programmable controller that has good workability and can be made one-man, and a plant monitoring and control device that can be applied in view of the above-described state of the prior art.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that achieves the above object periodically inputs / outputs the plant, inputs the operation state of the device from a plurality of input elements, and outputs the result of the control calculation reflecting the operation state by the program to the plurality of output elements. In the function check test method of the programmable controller, when a test input is given to the input element, the state change of the plant equipment is detected from the execution state of the program, and the state change is detected from sentence data prepared in advance. A message to be expressed is selected and converted into voice, and a voice output is responded to an inspector who is operating or visually observing the device at the site.
[0009]
Further, when the programmable controller is remotely arranged from the site, at least a part of data transfer from the execution state output of the controller to the voice output is performed wirelessly.
[0010]
In addition, when there are a plurality of state changes at the same time, the voice output is given priority when the sentence data is given “failure” as a signal attribute. In this “failure”, for example, a “serious failure” that has a significant influence on the safe operation of the plant is set, and the real-time property of the sound output of the “serious failure” is improved.
[0011]
Further, the voice output is characterized by performing voice output for a set number of repetitions. This avoids missed hearings and avoids listening errors.
[0012]
Further, when the sound output and the state change detection are processed in parallel and a new “failure” is detected during the sound output of the state change other than the “failure”, the sound output of the state change is discontinued. It is characterized by that. This truncation is performed immediately or after outputting the sound corresponding to one state change. Thereby, the real-time property of a serious failure can be further improved.
[0013]
Alternatively, the state change that is the target of the audio output is accumulated in time series regardless of whether or not to abort. As a result, it is possible to perform tracking confirmation including a test result that has not been output by voice.
[0014]
A plant monitoring and control apparatus to which the above-described function confirmation test method of the present invention is applied is remotely arranged from a plant site where a plurality of devices operate in cooperation with each other, and the operation state of the devices is set to a plurality of input elements via signal lines. A programmable controller that outputs the result of the control calculation reflecting the operation state by the program to a plurality of output elements such as an actuator, and further outputs at least one output signal of the programmable controller to be executed by a test input signal. A communication means for receiving a part via a wireless path, a message database representing a state change of the output signal from the previous time via the communication means as a message, a voice conversion means for converting the message into voice, Function confirmation of programmable controller with voice output means to notify Comprising a test device in the field of plant, to the inspector to perform an operation or visual function check test in the field, characterized by being configured to allow sound reporting the response of the program with respect to the test input signal.
[0015]
Based on the importance or urgency of the output signal corresponding to each message, the message database sets the priority of audio output in the order of, for example, “major failure”, “minor failure”, “other state change”, etc. are doing.
[0016]
Further, when the test input signal is given by a manual operation on a specific input element, the sound output means is configured to be portable by an inspector who performs the manual operation.
[0017]
According to the present invention, an inspector who performs an operation of a function confirmation test of a programmable controller or a visual observation of the operation of a plurality of devices on-site can obtain a voice while keeping a response of a program to a manual operation, for example. Is possible.
[0018]
In addition, since priority is set in advance according to the degree of importance or urgency of the state of the output signal from the controller, priority processing is performed when audio output overlaps over a certain period of time. Real-time performance can be secured.
[0019]
In addition, since the number of repetitions of the signal to be output can be set as appropriate depending on the priority and the like, it is possible to prevent omissions and errors.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration of a plant monitoring apparatus to which a programmable controller function confirmation test apparatus (hereinafter abbreviated as a test apparatus) is applied. This system shows a sewage treatment plant, such as an inflow gate 806a, a sewage pump 806b, a discharge valve 806c, motors 804a, b, c for driving them, electromagnetic contactors 802a, b, c, a pump well 807, The power supplies 803a, b, c, the on-site operation panel 10 and the like are arranged in the site B on the second floor (B2), the PLC (controller / sequencer) 1 and the like are arranged in the 1F electric room, and the central operation desk 11 is arranged in the 2F monitoring room. Yes. The on-site operation panel 10 is used for on-site operation and monitoring, and is also used for test input during trial operation.
[0021]
The PLC 1 takes commands from the central control desk 11 or the local operation panel 10 and the state of the limit switch 801a and water level contact 801b on the site, and outputs the result of the control calculation by the program to the magnetic contactors 802a, b, c as operation commands. Then, the motors 804a, b, c are driven or stopped. In addition, the results of monitoring and calculation are reflected on the central operation desk 11 and the on-site operation panel 10.
[0022]
FIG. 2 shows the configuration of the PLC. The PLC 1 includes an input / output device (PI / O) 101a and a CPU unit 101b. The input / output device 101a is used for exchanging signals with the plant. The DI module (for digital input signal) 101a2, the DO module (for digital output signal) 101a4, the AI module (for analog input signal) 101a5, the AO module (analog output) (For signal) 101a6, PI module (for pulse input signal) 101a7, I / F 101a8, etc. are mounted. The CPU unit 101b includes an input / output I / F 101b4, a CPU 101b3, a communication control I / F 101b5, a main storage device 101b6, and the like that are connected to the input / output device 101a.
[0023]
The PLC 1 receives DI, AI, and PI control signals from the plant, and the CPU 101b3 in the PLC 1 holds “current data” on the main storage device 101b6 by a real-time task that executes the sequence program. Execute periodically / sequentially. In the example of FIG. 2, the contact states of the limit switch 801a and the water level contact 801b are taken from the DI module 101a2.
[0024]
The test apparatus according to the present embodiment includes a portable wireless terminal slave unit 2 in the 1F electrical room, a wireless base station 3, an additional base station 4-1 at the B1 site A, an additional base station 4-2 at the B2 site B, and a portable radio. It consists of a terminal slave unit 5, a logic monitor device 6, and a portable radio 7. As shown in FIG. 2, the portable wireless terminal slave unit 2 is connected to the communication control I / F 101b5 of the CPU unit 101b, and transmits a data acquisition request from the logic monitor device 6 to the CPU 101b3. The portable wireless terminal slave unit 2 receives the above-mentioned “current data” at regular intervals by the real-time task of the CPU 101b3 and transmits it to the logic monitor device 6.
[0025]
Here, the extension base stations 4-1 and 4-2 at the sites A and B are installed in a place where radio waves are difficult to reach (between 1F and B2 in FIG. 1). The O31, the extension base station 4-1, and the extension base station 4-2 are connected by wire. In some cases, the extension base station 4-1 is directly connected to the logic monitor device 6 by wire. Further, although the portable radio system employs PHS (Personal Handy-Phone System) with good data transmission efficiency, an SS system or a digital cellular system may be used.
[0026]
FIG. 3 shows data transmission processing to the logic monitor device in the PLC. This process is executed by an internal process of the PLC 1 (sequencer). That is, there is a sequence program process (S101) that the PLC 1 is executing at a fixed cycle, and periodically monitoring whether there is a data acquisition request from the logic monitor device 6 (S102). If there is, the interrupt process is accepted and “current data” of the main storage device 101b6 is transmitted via the communication control I / F 101b5 (S103). Then, the process returns to the sequence program process being executed at a fixed cycle before the interruption. During the function confirmation test, a data acquisition request from the logic monitor device 6 is periodically issued.
[0027]
According to the above configuration, the processing state of the PLC 1 sequence program (ON / OFF state change of each input / output, analog pulse value, etc.) is wireless between the portable wireless terminal slave unit 2 to the portable wireless terminal slave unit 5. The data is transmitted to the logic monitor device 6 via a wired communication line. Based on the processing state of the received sequence program, the logic monitor device 6 executes state change detection processing and speech synthesis processing, which will be described later, and transmits the resulting speech data to the portable radio 7. Further, the portable radio 7 notifies the inspector 9 of the voice data. Thereby, the inspector 9 carries out the function confirmation test while carrying the portable radio 7 and moving in the site B.
[0028]
Next, operation | movement of PLC1 in a sewage treatment plant is demonstrated concretely. The PLC 1 performs sequence control or DDC control by a program for control items such as opening / closing of the inflow gate 806a, operation / stop of the sewage pump 806b (not shown), opening / closing of the discharge valve 806c (hereinafter, sequence control). Explain the example). For this reason, the function confirmation test of the PLC 1 performs function confirmation for each of “operation” and “monitoring” from the central operation desk 11 and “operation” and “monitoring” from the local operation panel 10.
[0029]
In the function confirmation test of the PLC 1, the operation of the sequence program is confirmed from the manual operation of the input elements and the on-site operation panel 10 before the actual load operation with the main machine (inflow gate 806a, sewage pump 806b, discharge valve 806c, etc.) connected. This is done by test input. For example, it is confirmed whether the digital input signal (DI) of the limit switch 801a for detecting the position of the inflow gate 806a is correctly taken in by the PLC1 program.
[0030]
For this reason, the inspector 9 short-circuits the external terminal of the limit switch 801a with the external terminal block arranged in the vicinity of the limit switch 801a. When this DI input is taken in by the program, the input signal or the response signal (stop command for the inflow gate 806a) is confirmed as voice data by the inspector 9 via the communication path and the test device. In the vicinity of the limit switch 801a in the field is a narrow and poor work environment in which the motor 804a and the inflow gate 806a are arranged, but the inspector 9 confirms the short-circuit operation of the limit switch and the response of the program by voice monitor. Can be done easily.
[0031]
As described above, when the inspector 9 short-circuits the external terminal of the limit switch 801a using the external terminal block, the limit switch 801a is turned on and the DI signal is taken into the DI module 101a2. Here, the DI contact that captures the state of the limit switch 801a names the internal physical position as X000. That is, X000 of the limit switch 801a is ON. The state where X000 is ON is held as “current data” on the main storage device 101b6 in the PLC 1, and the CPU 101b3 executes the sequence program at regular intervals and sequentially. Further, “current data” is transmitted to the portable wireless terminal slave unit 2 by a real-time task for executing data transmission.
[0032]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration and internal processing of the logic monitor device. The logic monitor device 6 includes a CPU 603, an audio output I / F 604, a communication control I / F 605, a main storage device 606, an auxiliary storage device 607, and the like. The main storage device 606 includes a scheduling task 606a, an OS (operating system) 606b, a data acquisition task 606c including state change detection processing and speech synthesis processing, a serious failure occurrence flag area 606d, a voice monitor table 606e, and voice output processing. An audio output task 606f to be performed is held.
[0033]
The auxiliary storage device 607 also includes a voice monitor database 607a for creating a voice monitor table 606e, a voice data storage database 607b used for voice synthesis processing in the process of the data acquisition task 606c, and a process of the data acquisition task 606c. A log file 607c created and saved in the process is stored.
[0034]
The “current data” transmitted from the PLC 1 is held on the main storage device 606 via the communication control I / F 605. Data transmission is performed at regular intervals, and the CPU 603 executes state change detection processing on the main storage device 606 as a real-time task.
[0035]
First, data one cycle before the latest cycle is held in the previous value memory area, and data of the latest cycle is held in the current value memory area. Now, assuming that the previous value memory area is all OFF and the X000 = ON state is taken into the current value memory area, the state of X000 changes from the previous value OFF (0) to the current value ON (1). are doing. This state change is detected by comparing “data in the previous value memory area” and “data in the current value memory area” held in the main storage device 606.
[0036]
FIG. 5 shows processing procedures of the scheduling task 606a, OS (operating system) 606b, and data acquisition task 606c as processing procedures of the logic monitor device.
[0037]
The scheduling task 606a reads out the voice monitor database 607a and creates a voice monitor table 606e (S201). Next, a timer is set, and the activation cycle of the data acquisition task 606c is set so that the logic monitor device 6 makes a data acquisition request to the PLC 1 at a constant cycle (S202). At this time, the above-described activation cycle is set for the OS 606b that manages the actual timer management of the logic monitor device 6. The OS 606b for which the activation cycle is set activates the data acquisition task 606c at a regular cycle.
[0038]
The data acquisition task 606c requests data acquisition from the sequencer (S301). The above-described state change detection process is performed on each acquired data. At that time, it is first detected whether or not there is a serious failure (S302). In this process, all data held in the current value memory area is extracted from the type flags (major failure, minor failure, status signal) of each data held in the audio monitor table 606e. If there is serious failure data, the serious failure occurrence flag is set in the serious failure occurrence flag area 606d (S303).
[0039]
Thereafter, the serious failure data is subjected to speech synthesis processing like “voice data creation” of the data acquisition task 606c in FIG. 4 to create serious fault voice data (S304). In the production of serious fault audio data, when a plurality of serious faults are detected, a process of rearranging based on either the order of occurrence or the order of young numbers of logical terminals (given terminal names such as X000) is performed (not shown) ). The method of speech synthesis processing will be described later.
[0040]
On the other hand, if there is no major failure, it is detected whether there has been a change in state (including minor failure) (S308). If there is no state change, the data acquisition task 606c ends and is activated again in the next activation cycle. If there is a state change, it is determined whether the data with the state change is audio output target data (S309). If it is not audio output target data, the data acquisition task 606c is terminated and activated again in the next activation cycle.
[0041]
The process for determining whether or not the data is the voice output target data is a message selection / non-selection flag (flag indicating the voice output target) of each data held in the voice monitor table 606e for all the data held in the current value memory area. Extraction processing. For this reason, a plurality of audio output target data is stored in advance in the audio monitor database 607a of the auxiliary storage device 607, and selection / non-selection is set according to the test contents.
[0042]
As shown in FIG. 4, the audio monitor database 607a is a database of phenomena (uses) on the control system with respect to status signals (including control signals) assigned to each logic terminal. This logical terminal corresponds to a signal such as DI and DO, and is a terminal name (for example, X000) assigned to the physical position. In other words, what kind of phenomenon X000 means is a database of sentences. In the example shown in the drawing, the head of the text data column of the voice monitor database 607a is a message option, a white square indicates non-selection, and a black square indicates selection. These can be freely set on the logic monitor device 6. The numerical value of the next term of the logic terminal name (such as X000) indicates the type of the status signal, and means 0: major fault, 1: minor fault, 2: no fault signal. For example, the first line of the sentence data indicates a state signal of the state change of the DI contact of the limit switch 801a, and the state change from 0 to 1 is converted into the sentence data of “inflow gate fully open”.
[0043]
When the data with the state change is the audio output target data (when the state change coincides with the message data to which the black square is given), the message data is displayed on the main memory 606 in FIG. Speech synthesis processing is performed as in “voice data creation” of the data acquisition task 606c, and state change voice data creation is executed (S310). In the creation of state change audio data, multiple minor faults and status signals are detected, so the minor faults and status signals are rearranged in order, and the order of occurrence for each minor fault and status signal or logical terminal (X000 or other assigned terminal name) ) Is rearranged based on any of the conditions in the order of young numbers (not shown).
[0044]
As described above, in this embodiment, first, the presence or absence of major fault data is detected. If there is a major fault, the major fault voice data is created, and if there is no major fault and the status has changed, the status change voice data is generated. create. As a result, real-time responsiveness to serious fault data is improved.
[0045]
Speech synthesis processing (speech data creation) is performed as shown in (2) to (4) of the data acquisition task 606c in FIG. For example, when the state change sound data X000 is converted to sound data, the sentence data of X000 is extracted from the sound monitor table 606e, and a sentence (message) “full inflow gate” is obtained ((2)). Next, voice synthesis is performed in units of voice data obtained by dividing the message “inflow gate fully open” from the voice data storage database 607b into character units ((3), (4)). That is, as shown in (3), the character data (97AC to 8A4A) corresponding to each of “Ryu”, “Nyu”, “Ge”, “-”, “Zen”, and “Kai” is decomposed, and Thus, referring to the voice data storage database 607b, each character data is converted into corresponding voice data ("Ryu" to "Kai").
[0046]
The voice data storage database 607b is a voice data dictionary in which correspondence between characters and voices is achieved. In the example of FIG. 4, a voice database based on a “shift JIS code” employed in a general personal computer is shown. For example, the character “A” is expressed by the shift JIS code “82A0”, and the sound “A” is collected in advance by insufflation recording by an announcer or the like, and is stored in a database. Other than this, there are "Japanese EUC (Extended UNIX Code)" and "JIS code", etc. There are also a method of registering in word units instead of character units and a method of registering in phrase units, which can be adopted as appropriate. .
[0047]
For example, in the case of a sentence unit registration, for example, in the case of a sentence “a major failure has occurred in the pump equipment”, the phrase “in the pump equipment” is expressed by the shift JIS code “837C8393837690DD94F582C9” and “Pumpsetsu” collected in advance by blowing recording. Corresponding to the voice data of “Bini”, it is made into a database.
[0048]
In the case of serious failure voice data creation (S304) and state change voice data creation (S310), the processing in the next stage is common, and it is determined whether the voice output task is being activated (S305). Here, if the audio output task 606f is activated, the data acquisition task 606c performs log file creation (S307). This is a workaround based on the principle of audio output that employs the latest data of the next cycle, avoiding further activation of the audio output task in a state where audio is already being output. The prioritized notification of serious failure will be described later.
[0049]
As described above, the log file 607c stores the processing result of the data acquisition task 606c. The log file 607c on the auxiliary storage device 607 excludes the speech synthesis result from the serious failure voice data or state change voice data extracted this time. Stored data. The stored data is stored in the output order after the rearrangement. Further, it is stored as a history database together with a generation time and a flag for determining whether the data has been passed to the audio output task 606f. The log file 607c can be effectively used for factor analysis in the function confirmation test.
[0050]
On the other hand, it is determined whether the audio output task is being activated (S305). If the audio output task 606f is not activated, the audio output task 606f is activated (S306). Thereafter, the aforementioned log file creation (S307) is performed. The log file is created regardless of whether the voice data edited this time is instructed to be output to the voice output task 606f. This facilitates later tracking confirmation as the inspection history.
[0051]
In addition, the audio monitor database 607a is read and processed, the audio monitor table 606e is created, it is determined whether or not the data is audio output target data, and the above-described series of devices for outputting audio of the minimum necessary audio output data Of the many state changes that occur in conjunction with each other, only the state change that requires voice notification is selected and voice output is performed.
[0052]
For example, before the start of the sewage pump 806b, there are state signals indicating a number of operations such as a vacuum pump that sequentially detects start or completion of preparation, an intake solenoid valve, a sealed solenoid valve, a full water detection relay, and a discharge pressure detection relay. One after another is taken into PLC1. When the sewage pump 806b is linked to the sequence, as shown in Fig. 4, "Non-selection, X010, 2, Sewage pump interlock", "Non-selection, X011, 2, Sewage pump center", "Non-selection, X013, 2, Discharge" “Pressure regulation value” and non-selection are set, and the audio output is limited to the minimum necessary for the confirmation test.
[0053]
FIG. 6 shows a processing procedure of the audio output task 606f of the logic monitor device. The audio output task 606f is activated from the data acquisition task 606c described above. The audio output task 606f performs audio output repetition count setting (S401). The number of repetitions is stored as an initial setting in the auxiliary storage device 607 in advance in the specified area on the main storage device 606 at the time of the initial processing of the scheduling task 606a, and is referred to. .
[0054]
Next, it is determined whether there is audio output target data (S402). If there is no audio output target data, the audio output task 606f is terminated. If there is target data, it is determined whether the major failure flag is ON (S403). If the flag is ON (1) by looking at the major fault flag area 606d, it is determined whether there is major fault data (S404). If there is serious failure data, the sound output of the serious failure data is performed (S405). It is determined whether or not there is serious failure data until there is no major failure data (S404), and voice output is executed. If there is no serious failure data, the audio output task 606f is terminated.
[0055]
On the other hand, it is determined whether the major fault flag is ON (S403). If the major fault flag area 606d is viewed and the flag is OFF (0), it is determined whether there is state change data (S406). If there is no data, the audio output task 606f is terminated. If there is data, state change data audio output (S407) is performed. Further, in the next stage, it is determined whether the serious failure flag is ON (S408).
[0056]
Here, since voice output is a time-consuming process, it is difficult to reflect the latest data, so that state change data audio is used to enable priority notification in the event of a serious failure that requires the most attention to plant operation. When one pattern of output is completed, it is confirmed whether a serious failure has occurred in the data acquisition task 606c in the serious failure occurrence flag area 606d. If the serious failure flag is ON (1), the voice output task 606f is immediately terminated. Accordingly, the voice output task activation (S306) in the data acquisition task 606c can be executed.
[0057]
In the determination of whether or not the serious failure flag is ON (S403), if the serious failure flag is OFF (0), it is determined again whether there is state change data, and if it remains, audio output is performed. It should be noted that the number of repetitions of the audio output for each state change data set in S401 is counted up in each of the “whether there is state change data” loop in S406 and the “whether there is serious fault data” loop in S404. Done.
[0058]
The audio output repetition count setting (S401) is set in common for all of the major fault / minor fault / status signal. For example, in the case of 3 repetitions, 3 is set. As a result, voice notification can be repeated and omissions and misunderstandings can be prevented. The audio output can follow the audio output in real time by setting an appropriate number of audio repetitions in advance according to the number of elements of the audio output. The number of repetitions may be set for each message in the voice monitor database 607a.
[0059]
When the audio data obtained as a result is notified to the inspector 9 via the portable radio 7 via the transmission antenna 609 via the audio output I / F 604, the logic is obtained via the audio output I / F 604. Two types of cases where the signal is output from the speaker 608 inside the monitor device 6 can be used together. The voice notification from the speaker 608 can be applied when a function confirmation test is performed in a not-large space.
[0060]
By the way, the processing cycle of PLC1 in a sewage treatment plant becomes 200 milliseconds-1 second. On the other hand, real-time following processing by the data acquisition task 606c of the logic monitor device 6 is possible. However, the processing of the audio output task 606f takes 5 to 10 seconds to output one message, and increases depending on the number of repetitions and the number of messages. The delay from is inevitable.
[0061]
However, the occurrence of a state change that is an audio output target appears locally in the process. As a result of examination including the time constant of the process and the narrowing down of the audio output target data, a process having a sequential period of 200 milliseconds or more can proceed while absorbing the delay of the audio output according to this embodiment.
[0062]
It should be noted that various alternatives are possible for the operation of the audio output task 606f linked to the data acquisition task 606c, in view of ensuring real-time audio output and ensuring simultaneity between data.
[0063]
For example, the data obtained for each cycle in the data acquisition task 606c is not extracted only for major faults, but is rearranged in the order of major faults, minor faults, and status signals, and in the order of occurrence or the lowest number of logic terminals. When it is premised on changing the concept of the data rearrangement part of starting the audio output task 606f, the processing of the audio output task 606f is provided with a timer function for counting and checking the time limit, There is a way to stop the notification.
[0064]
Alternatively, when it is assumed that the way of thinking of the data rearrangement is changed as described above, the data acquisition task 606c is modified so that the voice output task 606f is not started if the voice output task 606f is already started, and is obtained by the data acquisition task 606c. There is a method of forcibly ending and restarting the voice output task 606f and outputting voice with the latest data when the data of the latest cycle is higher in priority than the data currently being output by the voice output task 606f.
[0065]
As described above, even if the operations and processing methods of the data acquisition task 606c and the voice output task 606f are changed, the real-time property of voice output and the simultaneity between data can be ensured and the priority notification information can be notified quickly.
[0066]
As described above, the log file 607c stores, in the auxiliary storage device 607, a data group in which the voice synthesis result is omitted from the voice output target data. However, in the example in which the log file 607c is a data group storage file including the voice synthesis result, When the output task 606f aborts the process forcibly or within the time limit, all data of the audio output file at the timing is temporarily stored and output to the display means of the logic monitor device 6, or from the portable radio 7 of the inspector 9 Audio output of all data may be performed upon request.
[0067]
FIG. 7 shows the state of voice monitor reception. A state in which a message based on voice data is being notified to an inspector 9 carrying the portable radio 7 in a pocket or the like is shown. This scene is an example in which the inspector 9 short-circuits the external terminal of the limit switch 801a and confirms the response of the sequence program. A state change is detected in the status signal of the X000 terminal, and "Ryu""Nyu" The voice messages “G”, “-”, “Zen”, “Kai”, that is, “inflow gate fully open”, are repeatedly notified three times through the operation of the PLC 1 to the logic monitor device 6. Other messages also indicate a state change occurring simultaneously, and are “pump well level L” and “discharge valve fully open”. Thereby, the inspector 9 can confirm the response of the program by voice at the same time while operating the equipment at the site. The message repetition is a method in which all of a plurality of audio data groups are notified as shown in the figure, and the first message is returned.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, the function confirmation of the programmable controller in the plant monitoring system is returned to the inspector's portable radio by voice output to the inspector's portable radio in response to the program operation to the inspector's equipment operation or test input. You can run the exam alone.
[0069]
In addition, priority processing is performed on the audio output target data according to the signal type such as major failure, minor failure, status signal, etc., and when there are multiple audio outputs within the processing cycle, priority failure notification with higher priority is given priority To do. In addition, when a plurality of output signals are continuous due to system linkage or the like, the sound is output by focusing on signals having high importance. This ensures real-time performance of urgent or highly important output signals, and ensures that the inspector can visually check the operation of multiple devices when multiple output signals are connected, such as when linked to a system. To do. Furthermore, the number of repetitions of audio output is set according to the urgency level and the importance level, thereby preventing a failure signal or the like from being missed or mistaken. By these, there exists an effect which can improve the workability | operativity and work efficiency of the function confirmation test of the programmable controller of a plant monitoring apparatus significantly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram including a test device for a function confirmation test in a plant monitoring apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a PLC that holds a target program for a function confirmation test.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the PLC during a function confirmation test.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration and processing of a logic monitor device.
FIG. 5 is a flowchart showing processing of a data acquisition task of the logic monitor device.
FIG. 6 is a flowchart showing processing of an audio output task of the logic monitor device.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a reception state of a voice monitor by a field inspector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PLC (controller / sequencer), 2 ... Portable radio | wireless terminal subunit | mobile_unit, 3 ... Wireless base station, 31 ... Expansion base station I / O, 4-1 ... Expansion base station, 4-2 ... Expansion base station, 5 ... Portable wireless terminal slave unit, 6 ... logic monitor device, 7 ... portable wireless, 9 ... inspector, 10 ... site operation panel, 11 ... central operation desk, 101a ... input / output device (PI / O), 101a1 ... power supply module, 101a2 ... DI module, 101a3 ... Internal bus, 101a4 ... DO module, 101a5 ... AI module, 101a6 ... AO module, 101a7 ... PI module, 101a8 ... I / F, 101b ... CPU unit, 101b1 ... Power supply module, 101b2 ... Internal bus 101b3 ... CPU, 101b4 ... input / output I / F, 101b5 ... communication control I / F, 101b6 ... main storage device, 601 ... power supply unit, 602 ... internal bus, 603 ... CPU, 604 ... audio output I / F, 605 ... Communication control I / F, 606 ... Main memory, 60 6a ... scheduling task, 606b ... OS, 606c ... data acquisition task, 606d ... major failure occurrence flag area, 606e ... voice monitor table, 606f ... voice output task, 607 ... auxiliary storage device, 607a ... voice monitor database, 607b ... voice Data storage database, 607c ... log file, 608 ... speaker, 609 ... transmitting antenna, 801a ... limit switch, 801b ... water level contact, 802a-802c ... electromagnetic contactor, 803a-803c ... power supply, 804a-804c ... motor, 805 ... Water level gauge, 806a ... Inflow gate, 806b ... Sewage pump, 806c ... Discharge valve, 807 ... Pump well, 808 ... Discharge tank.

Claims

In the function confirmation test method of the programmable controller that periodically inputs and outputs with the plant, takes the operation state of the device from a plurality of input elements, and outputs the result of the control calculation reflecting the operation state by the program to the plurality of output elements,
When a test input is given to the input element, a change in the state of plant equipment is detected from the execution state of the program, and a message representing the change in state is selected from text data prepared in advance and converted into speech. , Respond to the inspector who is operating the device and viewing the site with voice output ,
A function check test method for a programmable controller , wherein when there are a plurality of state changes at the same time, the voice output is given priority when the sentence data is given "failure" as a signal attribute .

In claim 1 , when the sound output and the detection of the state change are processed in parallel and a new "failure" is detected during the sound output of the state change other than the "failure", the sound output of the state change is detected The function confirmation test method of the programmable controller characterized by cutting off.

3. The function confirmation test method for a programmable controller according to claim 2 , wherein the state change that is the target of the audio output is accumulated in time series regardless of whether or not to abort.

Remotely placed from the plant site where multiple devices operate in cooperation, the operation state of the device is input from multiple input elements via signal lines, and the result of the control calculation reflecting the operation state by the program is the actuator In the function confirmation test device in the programmable controller that outputs to multiple output elements, etc.
A communication means for receiving an output signal of the programmable controller to be executed by a test input signal through a route at least partially wireless, and a message database representing a state change from the previous time of the output signal via the communication means as a message And voice conversion means for converting the message into voice, and voice output means for informing the converted voice,
For the inspector who performs an operation or visual inspection of the function confirmation test at the site, the response of the program to the test input signal is configured to be notified by voice , and when there are multiple state changes at the same time, the voice output is A function checking test apparatus for a programmable controller, wherein priority is given to the sentence data having “failure” as a signal attribute .

5. The programmable controller according to claim 4 , wherein when the test input signal is given by a manual operation on a specific input element, the voice output means is configured to be portable by an inspector who performs the manual operation . Function confirmation test equipment .