JP2004341995A

JP2004341995A - 遠隔制御装置

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Publication number: JP2004341995A
Application number: JP2003140239A
Authority: JP
Inventors: Yu Iwasaki; 遊岩崎; Kazuhiko Ishii; 一彦石井; Koji Masui; 晃二桝井; Ryuichi Watabe; 隆一渡部; Keiichi Nakazato; 桂一中里
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】遠隔地の制御装置が暴走しているような場合の安全対策。
【解決手段】操作盤１１の指示を制御情報信号３１として伝送路３０に送信すると共に伝送路からの状態情報信号３２を受信し表示信号として操作盤１１に表示する第１の制御装置１２と、伝送路３０の制御情報信号３１を制御信号２６として制御対象２５を制御すると共に制御対象からの状態信号２８伝送路に状態情報信号３２として送信する第２の制御装置２１を備える。さらに、制御情報信号３１の有無を検出し、制御情報信号３１が所定時間以上無いときに停止信号２９を出力する監視装置２３を設け、ゲート２４をオフして第２の制御装置２１から制御対象２５へ出力される制御信号２７を停止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遠隔制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遠隔制御装置は、例えば中央操作室と現場などで情報の伝送を行う。特許文献１は産業用ロボットの制御装置を開示し、図２の教示部と制御盤間を通信ケーブルで接続し、各種の信号を光通信する。教示部に設けられた非常停止スイッチで光通信の搬送波を遮断したとき、制御盤の演算器がこれを認識し、ロボットを非常停止させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−８０３８５号公報（段落００１６−００１７、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、搬送波の遮断の有無により非常停止信号の有無を識別する。しかし、識別手段である演算器が故障している場合は、非常停止スイッチを押しても搬送波が遮断されたことを認識できず、ロボットを停止できないという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、制御対象側の制御装置が異常の場合にも、操作側から制御対象を確実に停止できる信頼性の高い遠隔制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、操作盤からの指示を制御情報信号として伝送路に送信すると共に伝送路からの状態情報信号を受信する第１の制御装置と、伝送路からの前記制御情報信号を制御信号として制御対象を制御すると共に制御対象からの状態信号を伝送路に前記状態情報信号として送信する第２の制御装置を備えた遠隔制御装置において、前記制御情報信号の有無を検出し、前記制御情報信号が所定時間以上無いときに停止信号を出力し、前記第２の制御装置から前記制御対象へ出力される制御信号を停止する監視装置を設けたことを特徴とする。これにより、第２の制御装置が暴走などを生じても、第１の制御装置からの制御信号の停止を通じて制御対象を確実に停止させることができる。
【０００７】
起動手順は、前記第２の制御装置は自己の状態及び制御対象の状態を前記状態情報信号として前記第１の制御装置に送信すると共に前記制御情報信号を待ち、前記第１の制御装置は前記状態情報信号を受信してから前記制御情報信号の送信を開始する。この制御情報信号を受信して前記第２の制御装置は制御を開始する。これにより、安定な起動が可能になる。
【０００８】
また、前記監視装置は前記第２の制御装置が配置される側に設けられる。これにより、伝送路の冗長化が避けられる。
【０００９】
また、前記第１の制御装置は前記状態情報信号を監視し、前記状態情報信号が無いまたは前記状態情報信号に異常があるときに前記制御情報信号の送信を禁止する監視手段を設ける。この結果、前記監視装置が機能して制御対象の制御が停止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例による遠隔制御装置の構成を示す。遠隔制御装置は、中央操作室（中操）１０に操作表示盤１１と制御装置１２を、現場２０に制御装置２１と制御対象２５を配置している。制御装置１２と制御装置２１は伝送路３０で結ばれ、制御情報信号３１と状態情報信号３２がやり取りされる。制御装置１２、制御装置２１はマイクロコンピュータで構成される。
【００１１】
中操１０で、操作員が操作表示盤１１を操作すると、制御装置１２は操作信号１４を受取り、制御装置１２は操作信号１４に基づき制御情報信号３１を生成し、制御装置２１へ送信する。
【００１２】
制御装置２１は制御情報信号３１を受信すると、制御情報信号３１に基づき制御信号２６を生成し、ゲート２４を通して制御対象２５へ送信する。制御対象２５は制御信号２７を受信すると、制御信号２７に従って動作すると共に、動作状態を状態信号２８として、制御装置２１に送信する。制御装置２１は状態信号２８を受信すると、状態信号２８に基づき状態情報信号３２を生成し、制御装置１２へ送信する。
【００１３】
制御装置１２は状態情報信号３２を受信すると、状態情報信号３２に基づき表示信号１５を生成し、操作表示盤１１へ送信する。操作表示盤１１は表示信号１５を受信すると、表示信号１５に基づき操作員に対して、状態表示を行う。
【００１４】
制御装置２１は復電直後から、自己の状態及び制御対象２５の状態を状態情報信号３２として制御装置１２に送信する。制御装置１２は制御装置２１からの正常受信、及び受信した状態情報信号３２により制御装置２１及び制御対象の健全性を監視手段１３で確認する。この後、制御装置１２は制御情報信号３１の送信を開始する。状態を正常受信した制御装置１２による制御情報信号３１により、制御装置２１は監視手段２２で指示の健全性を確認した上で制御対象２５に対して制御信号２６の送信を開始する。
【００１５】
制御装置１２の監視手段１３は、現場２０の健全性を確認するために次のような手法を実施する。▲１▼制御装置２１からの正常受信の確認、▲２▼制御装置１２が送信した制御情報信号３１に対して、制御装置１２が受信した状態情報信号３２に不合理がないこと。あるいは、▲３▼制御装置１２が整数を更新（１増やす）して送信し、制御装置２１が送り返してくる更新カウンタの更新が行われること、の少なくとも１つが行なわれる。
【００１６】
制御装置２１の監視手段２２が中操１０の健全性を確認するために次のような手法を実施する。▲１▼制御装置２１における制御装置１２からの正常受信の確認、▲２▼制御情報信号３１に不合理がないこと、▲３▼制御装置２１が受信する上記更新カウンタの更新が行われること、の少なくとも１つが行われる。
【００１７】
また、制御装置１２、制御装置２１はそれぞれウォッチドッグタイマを設け、自分自身を監視する。制御装置１２は、ウォッチドッグタイマにより異常を検出した際、制御装置２１への送信（制御情報信号３１）を停止する。制御装置２２は、ウォッチドッグタイマにより異常を検出した際、制御対象２５への送信（制御信号２６）を停止する。
【００１８】
ところで、制御装置２１が故障した場合には監視手段２２やウオッチドッグタイマの機能が保障されなくなる。このため、本実施例では制御情報信号３１を監視する監視装置２３を設け、この監視結果の正常／異常によりゲート２４の出力をＯＮ／ＯＦＦする。
【００１９】
すなわち、監視装置２３は制御情報信号３１の有無を検出し、停止信号２９を生成する。ゲート２４は停止信号２９により制御される。制御情報信号３１が有るとき、停止信号２９はＬＯＷになり、ゲート２４は開かれた状態になる。制御情報信号３１が無いとき、停止信号２９はＨＩＧＨになり、ゲート２４は閉じられた状態になる。
【００２０】
これによれば、離れた場所にある現場の制御装置２１に異常が生じて暴走しているような場合に、中操の制御装置１２の制御信号を停止すると、監視装置２３が制御信号の停止を検出して制御対象への制御信号の出力を停止するので、中操から現場への制御信号を確実に停止することができる。なお、監視装置２３は中操１０側に配置することもできるが、停止信号を送るための配線が必要になるので得策ではない。
【００２１】
監視装置２３は、たとえばマルチバイブレータによりハード構成される。制御信号の変化の起こる間隔は一定時間幅Ｔより小さい。マルチバイブレータは制御信号の変化がない状態がＴ以上続くときに停止信号を出力し、制御信号の変化を検出すると一定時間幅Ｔだけ停止信号の出力を止める。一定時間幅Ｔは抵抗、コンデンサの定数により設定される。
【００２２】
図３に監視装置における制御信号と停止信号のタイムチャートを示す。制御情報信号３１は正常時は一定周期内で出力／停止を繰り返している。監視装置３は制御情報信号の変化を監視し、一定周期を大幅に超える時間変化がないと停止信号を出力し（ＨＩＧＨ）、制御信号２７の出力を停止する。異常が回復すれば、制御情報信号３１の一定周期による変化が繰り返されるので、停止信号２９は停止してＬＯＷになる。
【００２３】
次に、遠隔制御装置の全体的な動作を説明する。図４は２つの制御装置の起動手順を示すフロー図である。制御装置１２と制御装置２１は次のように起動される。まず、両装置が復電（電源オン）すると、制御装置１２は状態信号（状態情報信号３２）の受信があるかを判断し（Ｓ１０１）、受信するまで待ち状態となる。一方、制御装置２１は制御対象２５からの状態信号２８に基づく状態情報信号３２を制御装置１２に送信する（Ｓ２０１）。そして、制御装置１２からの制御信号（制御情報信号３１）の受信があるか判断し（Ｓ２０２）、受信がなければステップＳ２０１へ戻る。
【００２４】
制御装置１２は受信した状態信号に異常がないか監視手段１３で判定し（Ｓ１０２）、異常があれば異常処理に移行し、異常がなければ制御信号を制御装置２１に送信し（Ｓ１０３）、起動が完了する。
【００２５】
制御装置２１は、制御装置１２から制御信号を受け取ると、制御信号に異常がないか監視手段２２で判定し（Ｓ２０３）、異常があればステップＳ２０１に戻る。異常がなければ、制御対象２５に制御信号を出力して制御を開始し（Ｓ２０４）、起動が完了する。これによれば、制御装置１２は制御装置２１からの状態信号を受け取ってから起動を完了し、制御装置２１は制御装置１２からの制御信号を受け取ってから起動を完了するので、ばらばらに起動して異常信号が出力されることは回避される。
【００２６】
制御装置１２で現場側の異常を検出した際は、制御装置２１に対する送信を停止する。また、制御装置２１で制御装置１２の異常を検出した場合は制御対象２５の制御を停止する。
【００２７】
図５は監視手段１３、２２の処理手順を示すフロー図である。監視手段１３は、まず受信タイマを起動する（Ｓ３０１）。次に、状態信号の受信があるか判断し（Ｓ３０２）、受信がなければ受信タイムアウトまで（Ｓ３０７）状態信号の受信待ちとなる。さらに、受信タイムアウトであれば、制御信号を停止し（Ｓ３０８）、異常処理に移行し、制御情報信号の送信を停止する。
【００２８】
監視手段２２は、上記の更新カウンタを含む状態信号を制御装置１２に送信し（Ｓ４０１）、受信タイマを起動する（Ｓ４０２）。次に、制御信号の受信があるか判断し（Ｓ４０３）、受信がなければ受信タイムアウトまで（Ｓ４０７）制御信号の受信待ちとなる。
【００２９】
監視手段１３は状態信号を受信すると、その状態信号に含まれる更新カウンタが更新されているかチエックする（Ｓ３０３）。更新されていなければ制御信号の出力を停止する（Ｓ３０８）。更新されていれば、状態信号に異常がないか判定し（Ｓ３０４）、異常がなければ更新カウンタを更新し（Ｓ３０５）、制御装置２１に更新カウンタを含む制御信号を送信する（Ｓ３０６）。異常があれば制御信号を停止して上述の異常処理に移る。
【００３０】
監視手段２２は、制御信号を受信すると、更新カウンタが更新されているかチエックし（Ｓ４０４）、更新されていれば制御信号に異常がないか判定し（Ｓ４０５）、異常がなければ制御対象２５に制御信号を出力する（Ｓ４０６）。一方、受信タイムアウト、更新カウンタの更新なし、制御信号に異常がある、の場合は制御対象２５への制御信号を停止する。
【００３１】
上述のように、監視手段２２の機能に異常があり、受信タイムアウト、更新カウンタの更新なし、制御信号異常などを正常に検出できない場合は、制御対象２５の制御が継続される。この場合、各々の制御装置に設けられるウォッチドッグタイマにより検出可能な故障の場合は、制御装置２１は制御信号２６を停止し、制御対象２５の動作を停止することができる。
【００３２】
しかし、監視手段２２あるいはウォッチドッグタイマによっても検出されない故障モードの場合には、制御装置１２が制御情報信号３１を停止し、監視装置２３が制御情報信号３１の停止を検出して停止信号２９をＨＩＧＨとする。この結果、ゲート２４が閉じられ、制御信号２７が停止して、制御対象２５の動作が停止する。
【００３３】
図６は監視装置２３の処理手順を示すフロー図である。監視装置２３が上記のハードウエアによらず、マイクロコンピュータのソフトウエアによる場合である。まず、制御情報信号３１の変化の起こる間隔を検出し（Ｓ５０１）、間隔が一定幅Ｔを超えたか判定する（Ｓ５０２）。超えていれば制御信号の停止信号をオンし（Ｓ５０３）、ゲート回路２４に出力する。この結果、ゲート回路は制御信号２７の出力を停止する。一方、間隔が一定幅Ｔ以下であれば、停止信号をオフし、監視処理が繰り返される。このマイクロコンピュータは中操１０、現場２０の何れに置かれてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、遠隔地にある制御装置が暴走などを起こしているような場合に、中操などの制御装置からの制御信号を停止するだけで制御対象への制御出力を確実に停止できるので、制御対象の誤った制御を回避し、安全に制御対象を停止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による遠隔制御装置の構成図。
【図２】従来技術による遠隔制御装置の構成図。
【図３】監視装置の動作を示すタイムチャート。
【図４】制御装置の起動手順を示すフロー図。
【図５】監視手段の処理手順を示すフロー図。
【図６】監視装置の処理手順を示すフロー図。
【符号の説明】
１０…中央操作室（中操）、１１…操作表示盤、１２…制御装置、１３…監視手段、２０…現場、２１…制御装置、２２…監視手段、２３…監視装置、２４…ゲート、２５…制御対象、２６，２７…制御信号、２８…状態信号、２９…停止信号、３０…伝送路、３１…制御情報信号、３２…状態情報信号。

Claims

操作盤からの指示を制御情報信号として伝送路に送信すると共に伝送路からの状態情報信号を受信する第１の制御装置と、伝送路からの前記制御情報信号を受信し制御信号として制御対象を制御すると共に制御対象からの状態信号を受信して伝送路に前記状態情報信号として送信する第２の制御装置を備えた遠隔制御装置において、
前記制御情報信号の有無を検出し、前記制御情報信号が所定時間以上無いときに停止信号を出力し、前記第２の制御装置から前記制御対象へ出力される制御信号を停止する監視装置を設けたことを特徴とする遠隔制御装置。
請求項１において、
起動時、前記第２の制御装置は自己の状態及び制御対象の状態を前記状態情報信号として前記第１の制御装置に送信すると共に前記制御情報信号を待ち、前記第１の制御装置は前記状態情報信号を受信してから前記制御情報信号の送信を開始することを特徴とする遠隔制御装置。
請求項１において、
前記監視装置は前記第２の制御装置が配置される側に設けられることを特徴とする遠隔制御装置。
請求項１において、
前記第１の制御装置は前記状態情報信号を監視し、前記状態情報信号が無いまたは前記状態情報信号に異常があるときに前記制御情報信号の送信を禁止する監視手段を設けることを特徴とする遠隔制御装置。