JP2009301371A - 緊急災害情報への対応機能付きプログラマブルコントローラおよびこれを含むプログラマブルコントローラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】緊急災害情報を活用し、災害発生前に入出力機器に所要の望ましい措置を講じられるようにする。
【解決手段】本プログラマブルコントローラ４は、ネットワーク配信される緊急災害情報を受信するための緊急災害情報受信部１０と、入出力機器６を通常シーケンス制御するシーケンスプログラムを格納すると共にその一部に入出力機器に対して緊急災害度に応じた制御を行う緊急時対応シーケンスプログラムを含むプログラムメモリ１７と、入出力部からのデータ格納や制御部の演算作業に用いるデータメモリ１８と、を備え、上記プログラムメモリ格納のシーケンスプログラムに従い上記入出力部のデータや緊急災害情報に従い演算を行い入出力機器をシーケンス制御すると共に、緊急災害情報受信部１０で緊急災害情報を受信すると、その緊急災害度をプログラム解析し、その解析結果をデータメモリ１８に保存し、入出力機器６のシーケンス制御においてその保存した緊急災害度に対応して緊急時対応シーケンスプログラムを実行するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、気象庁等から送られる緊急災害情報に対応処理できる機能を備えたプログラマブルコントローラおよびこれを含むプログラマブルコントローラシステムに関するものである。

緊急災害情報として例えば緊急地震速報は気象庁から報知される。緊急地震速報とは，地震の被害を最小限に抑えるために，実際に揺れる前に気象庁が配信する地震に関する情報である。企業などに向けた緊急地震速報の配信は２００６年８月に開始され、２００７年１０月に緊急地震速報の個人向け配信が始まっている。気象庁は全国数百箇所に地震検知所を設置し、地震検知所からの地震情報をフレームリレー網あるいはバックアップ用ＩＳＤＮにて気象庁設置緊急地震速報サーバーに受信し、このサーバーからネットワークを通じて企業あるいは個人に向けて配信するシステムを構築している。このような緊急地震速報には，全国各地の震度等の情報が含まれて、ユーザーは受信用のソフトや端末に緊急地震速報からユーザ在住地域の情報を取り出して例えば何秒後に何震度かの表示を行うこともできる。

以上の緊急地震速報を様々な形態でユーザに配信できるシステムが構築されてきており、入出力接点にセンサ、リレー、アクチュエータ、モータ等の入出力機器が接続され、これらにより制御機械をシーケンス制御するプログラマブルコントローラを備えたシステムにおいても、上記緊急地震速報等の緊急災害情報を受信できるシステムが望まれる。

これまでのプログラマブルコントローラシステムでは、そのような緊急地震速報受信機能を備えたものの開発が少なく、現状では、例えばプログラマブルコントローラ設置箇所に地震が到達してから、生産ライン付近の作業員等による制御機械、例えばベルトコンベアの駆動モータの緊急非常停止等の手動操作に頼っていることが多く、手動操作できなかったり、あるいは緊急非常停止が遅すぎたり、あるいは、不必要に緊急非常停止が行われてしまったりして、ベルトコンベアを含む生産ラインにダメージを及ぼすことも少なからずあり、生産ラインの復旧に多大なコストと時間とを要するおそれがある。

なお、地震等の災害の事前報知を行うことができるとされる報知装置には空気調和機に特化したものとして例えば特許文献１で提供されている。この報知装置は、災害情報を受信し、受信した災害情報と、予め設定した設定情報とから報知すべき事項を判定して光、音声、文字等にて報知するとされているものであるが、プログラマブルコントローラにその技術を適用することはできない。
特開２００８−１１７１６６号公報

本発明により解決すべき課題は、緊急地震速報等の緊急災害情報に応じて、プログラマブルコントローラが制御する多数の入出力機器を含む生産ラインに対してより安全かつ、より確実に緊急非常停止等の所要の措置を自動的に講じることができるようにすることである。

（１）本発明によるプログラマブルコントローラは、シーケンスプログラムを実行することで入出力接点に接続した入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御するプログラマブルコントローラにおいて、ネットワーク配信される緊急災害情報を受信するための緊急災害情報受信部と、入出力機器を通常シーケンス制御するシーケンスプログラムを格納すると共に、入出力機器に対して緊急災害度に応じた制御を行うための緊急時対応シーケンスプログラムを含むプログラムメモリと、入出力部からのデータ格納や下記制御部のプログラム実行作業に用いるデータメモリと、上記シーケンスプログラムに従い上記入出力接点のデータや緊急災害情報に対応した演算を行い入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御する制御部と、を備え、上記制御部は、緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信すると、上記緊急災害度をプログラム解析してデータメモリに保存し、上記シーケンス制御においてその保存した緊急災害度に対応して緊急時対応シーケンスプログラムを実行するようになっていることを特徴とするものである。

上記緊急災害情報には緊急地震速報だけでなく他の緊急災害情報も含むことができる。

上記緊急災害情報受信部での受信形式は有線、無線を問わないが、有線での接続形式はコネクタその他の端子形式でよい。

本発明のプログラマブルコントローラによると、緊急災害情報受信部が緊急災害情報を受信すると、制御部は、緊急災害情報から緊急災害度をプログラム解析し、その解析結果をデータメモリに保存すると共に、その解析結果から緊急時対応シーケンスプログラムを実行するので、緊急災害情報が例えば緊急地震速報であれば、プログラマブルコントローラ設置箇所に地震が到達する以前に、自動的に入出力機器に対する所要の対応が可能となり、従来のように生産ライン付近の作業員等による緊急非常停止等の手動操作に頼る必要がなくなり、不必要に緊急非常停止が行われてしまうこともなくなり、生産ラインにダメージを及ぼすこともなくすことが可能となる。

上記解析としては、例えば、震度が弱震であれば、生産ラインを停止させず、また、震度が中震であれば、一部の生産ラインのみを停止させ、震度が強震であれば、すべての生産ラインを緊急非常停止させることができるようになる。

そして、本発明によるプログラマブルコントローラシステムは、緊急災害情報配信ネットワークに接続されるネットワーク中継器を配置し、このネットワーク中継器に上記プログラマブルコントローラを１ないし複数接続したことを特徴とするものである。

本発明のプログラマブルコントローラシステムでは、ネットワーク中継器に複数のプログラマブルコントローラを接続するだけで、各プログラマブルコントローラは一斉に緊急災害情報に所要の対応を迅速にとることができ、生産ラインの保全に効果があるシステムである。

（２）本発明によるプログラマブルコントローラは、シーケンスプログラムを実行することで入出力接点に接続した入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御するプログラマブルコントローラにおいて、ネットワーク配信される緊急災害情報を受信するための緊急災害情報受信部と、他のプログラマブルコントローラとローカルネットワーク通信するためのローカルネットワーク通信部と、シーケンスプログラムを格納すると共に、入出力機器に対して緊急災害度に応じた制御を行うための緊急時対応シーケンスプログラムを含むプログラムメモリと、入出力部からのデータ格納や下記制御部のプログラム実行作業に用いるデータメモリと、上記プログラムメモリ格納のシーケンスプログラムに従い上記入出力接点のデータや緊急災害情報に対応した演算を行う上記シーケンス制御する制御部と、を備え、上記制御部は、緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信すると、上記緊急災害度をプログラム解析してデータメモリに保存し、上記シーケンス制御においてその緊急災害度に対応して緊急時対応シーケンスプログラムを実行するようになっていると共に、上記ローカルネットワーク通信部から他のプログラマブルコントローラにその解析結果または、未解析の生の緊急災害情報をネットワーク中継器を介してまたは直接送信することができるようになっている、ことを特徴とするものである。

本発明のプログラマブルコントローラでは、ローカルネットワーク通信部を備えるので、他のプログラマブルコントローラにも自身が受信した緊急災害情報を即座に加工して他のプログラマブルコントローラに送信したりすることができるので、自身の入出力機器に対する所要の迅速対応が可能であると共に、他のプログラマブルコントローラもそれぞれの入出力機器に対して所要の迅速対応が可能となって全体の生産ラインの保全に効果がある。

本発明によるプログラマブルコントローラシステムは、上記プログラマブルコントローラを複数、互いのローカルネットワーク通信部でネットワーク中継器を介してまたは直接接続し、いずれかのプログラマブルコントローラがマスタとなってその緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信するようになっており、緊急災害情報を受信したマスタのプログラマブルコントローラは他のプログラマブルコントローラに緊急災害情報の解析結果または、未解析の生の緊急災害情報を送信することができるようになっている、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、緊急災害情報に応じて、多数の入出力機器に対して安全確実に緊急非常停止等の所要の措置を講じることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る緊急災害情報への対応機能付きプログラマブルコントローラおよびそれを含むシステムを説明する。本実施形態では緊急災害情報およびその配信ネットワークは緊急地震速報に適用して説明するが、これに限定されない。

図１は、同プログラマブルコントローラシステムを示す。図１において、１は気象庁の緊急地震速報サーバー（ＥＰＯＳ：地震活動等総合監視システム）、２は緊急地震速報受信端末、３は緊急地震速報ネットワーク中継器、４はプログラマブルコントローラ、５はプログラマブルコントローラ４が配置される制御盤、６はセンサ、アクチュエータ等の入出力機器、７は各種制御機械である。緊急地震速報サーバー１は、緊急地震速報をデジタル専用通信回線あるいはインターネット回線等の各種回線よりなる緊急地震速報配信ネットワーク８を介して緊急地震速報受信端末２に配信する。配信される緊急地震速報は、地震発生時に震源に近い観測点で得られた地震波より、震源、地震の規模、各地の震度などを推定した情報である。さらにいえば、緊急地震速報は、地震ではまず小さく揺れるＰ波と、後で大きく揺れるＳ波とがあり、地震被害は後者のＳ波である。そこで、先に到達するＰ波を観測点で先に捕捉し、地震の震度、到達時間を計算し、予報するものである。緊急地震速報受信端末２は、ＬＡＮケーブル９を介してネットワーク中継器３に接続されている。ネットワーク中継器３は分散型モジュールであり、これにはＬＡＮケーブル９を介して１ないし複数のプログラマブルコントローラ４が接続されている。ネットワーク中継器３はこれら接続されたプログラマブルコントローラ間のデータリンクを行う。

図２はプログラマブルコントローラの外観構成と、入出力機器の一例である本体モータと、それにより制御される機械とを示す。図２を参照してプログラマブルコントローラ４は、緊急地震速報受信部１０と、警報表示灯１１と、音声報知器１２と、入出力接点１３とを有する。緊急地震速報受信部１０はＬＡＮケーブル９が接続され緊急地震速報ネットワーク中継器３から緊急地震速報を受信する。警報表示灯１１は、緊急地震速報を文字、図形、画像等で表示する。音声報知器１２は、緊急地震速報を音声で報知する。入出力接点１３は、入出力機器６が接続される。プログラマブルコントローラ４の入出力接点１３には入出力機器６の一例として本体モータ６ａが接続されている。この本体モータ６ａは、制御機械７の一例としてベルトコンベア７ａを駆動する。

図３はプログラマブルコントローラ４の内部回路ブロック構成を示す。図３を参照してプログラマブルコントローラ４は、緊急地震速報受信部１０から緊急地震速報をインターフェースする受信インターフェース１４、受信インターフェース１４から入力する緊急地震速報を処理し各種制御を行う制御部であるＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１５、システムプログラムを格納するシステムメモリ１６、シーケンスプログラムを格納するプログラムメモリ１７、入出力接点１３からの入出力データ格納やＣＰＵ１５のプログラム実行作業に用いるデータメモリ１８を備える。プログラマブルコントローラ４はまた、警報表示灯１１を制御する表示制御部１９、音声報知器１２を制御する音声制御部２０、入出力接点１３の入出力を行う入出力部２１、を備える。

図４はプログラムメモリ１７に格納するシーケンスプログラムの一部を示す。

このシーケンスプログラムは、入出力機器６を制御するためＣＰＵ１５により実行されるプログラムであり、その一部に、図４で示すような入出力機器６に対して緊急地震速報の震度に応じた制御を行う緊急時対応シーケンスプログラムを含む。この緊急時対応シーケンスプログラムは、ラダー図形式であり、緊急地震速報受信時に通常のシーケンスプログラムに割り込んで優先実行するプログラムである。

緊急時対応シーケンスプログラム第１行に入力接点Ｍ０，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７と、操作出力コイルＹ１とが記述され、プログラム第２行に入力接点Ｙ３，Ｍ３，Ｍ４と、操作出力コイルＹ２とが記述されている。プログラム第１行において、入力接点Ｍ０はＯＮで入出力機器６のうちの例えばベルトコンベア７ａの本体モータ６ａの運転信号でＯＮする接点であり、入力接点Ｍ５−Ｍ７それぞれは強震である震度５−７それぞれに対応する震度信号でＯＮする接点である。このプログラム第１行では本体モータ６ａの運転信号で震度信号が震度５未満のときは入力接点Ｍ５−Ｍ７はいずれもＯＦＦであり、本体モータ６ａに駆動出力Ｙ１が与えられ、震度５では入力接点Ｍ５がＯＮ、震度６では入力接点Ｍ６がＯＮ、震度７では入力接点Ｍ７がＯＮする。入力接点Ｍ５−Ｍ７のいずれかがＯＮになると、本体モータ６ａの駆動出力Ｙ１はＯＦＦとなり、本体モータ６ａは駆動停止となり、生産ラインは緊急非常停止となる。

また、プログラム第２行において、本体モータ６ａが駆動していてベルトコンベア７ａが通常運転中は入力接点Ｙ１はＯＮ、入力接点Ｍ３−Ｍ４は中震である震度３−４の震度信号でＯＮし、本体モータ６ａの速度制御インバータに速度制御信号Ｙ２が入力され、これによりインバータは本体モータ６ａの回転速度を徐行運転対応の速度に制御し、ベルトコンベア７ａは徐行運転される。

弱震である震度１，２に対応の震度信号ではいずれの入力接点Ｍ３−Ｍ７もＯＦＦしてベルトコンベア駆動モータは通常運転を継続することができる。

図５は、データメモリ１８にデータベースとして割り当てられる表を示す。すなわち、震度信号が強震である震度５−７のいずれかであれば、データメモリ１８の入力接点Ｍ５−Ｍ７に割り当てられたアドレス内のデータがＯＮにされ、中震である震度３または４であれば、データメモリ１８の入力接点Ｍ３−Ｍ４に割り当てられたアドレス内のデータがＯＮにされ、弱震である震度１または２であれば、入力接点Ｍ３−Ｍ７に割り当てられたアドレス内のデータがＯＮまたはＯＦＦにされる。この弱震では入力接点Ｍ３−Ｍ７はＯＦＦとしてプログラマブルコントローラ４が制御される機械によっては通常運転でよい場合がある一方で、入力接点Ｍ３−Ｍ４をＯＮにしての徐行運転あるいはＭ５−Ｍ７をＯＮにしての即停止がよい場合があり、ユーザにより適宜に設定される。この場合、ＣＰＵ１５により警報表示灯１１や音声報知器１２を駆動制御して緊急地震速報をユーザ−に知らせることが好ましい。警報表示灯１１は、緊急地震速報を光あるいは文字等にて震度に応じた表示をしてもよい。音声報知器１２は、緊急地震速報を音声（単なるブザー等の音を含む）で震度に応じた内容で報知してもよい。上記強震、中震、弱震により緊急災害度をランク分けしたが、これは一例であり、上記に限定されるものではない。上記ランク分けは、必要もなく、全生産ラインを緊急非常停止させることによる損失を排除することも必要な場合があり、プログラマブルコントローラの設置環境、制御機械の種類等に応じてユーザが適切に設定できることが望ましい。また、緊急災害としては、台風、火災等があり、ランク分けとしては、例えば台風であれば、風速、進路等の情報、その他の災害としては火災等がある。

以上において、プログラマブルコントローラ４では、ＣＰＵ１５が受信インタフェース１４を介して緊急地震速報を受信すると、ＣＰＵ１５によりその緊急地震速報から地震が強震、中震、弱震かをプログラム解析させ、データメモリ１８にその解析結果を保存する。この解析結果から、ＣＰＵ１５は、各入力接点Ｍ３−Ｍ７のＯＮ，ＯＦＦを制御することで、緊急地震速報に対応する。

なお、上記実施の形態では、ネットワーク中継器３に各プログラマブルコントローラ４が接続されているが、図６で示すように、マスタのプログラマブルコントローラ４で緊急地震速報を受信するようにし、このマスタのプログラマブルコントローラ４のネットワーク接続部３０からネットワーク中継器３を介して他のプログラマブルコントローラ４に緊急地震速報を送信するようにしてもよい。この場合、ネットワーク中継器３ではなく、プログラマブルコントローラ４同士をそれぞれのローカルネットワーク接続部で接続することで、緊急地震速報を配信できるようにしてもよい。

以上説明したように本実施の形態では、火災、地震、台風等の災害が発生した場合あるいは発生するおそれがある場合等において、それらの緊急災害情報により、入出力機器に、災害発生前に、緊急非常停止、あるいは停止ではないが、他の望ましい措置を自動的に行うことができるから、それまでの入出力機器付近の作業員の手動操作と比較して、より安全でより確実に所要の望ましい措置を自動で行うことができるようになる。

図１は本発明の実施の形態に係るプログラマブルコントローラを含むシステム構成を示す図である。 図２は図１のプログラマブルコントローラの外観構成とそれにより制御される入出力機器とその機械とを示す図である。 図３はプログラマブルコントローラの内部ブロック構成を示す図である。 図４はプログラマブルコントローラのシーケンスプログラムの一部である緊急時対応シーケンスプログラムを示す図である。 図５はデータメモリ内のデータベース構成を示す図である。 図６は本発明の他の実施の形態にプログラマブルコントローラを含むシステム構成を示す図である。

符号の説明

１ 緊急地震速報サーバー
２ 緊急地震速報受信端末
３ ネットワーク中継器
４ プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）
１０ 緊急地震速報受信部（緊急災害情報受信部）
１１ 警報表示灯
１２ 音声報知器
１３ 入出力接点
５ 制御盤
６ 入出力機器
７ 制御機械
８ 緊急地震速報配信ネットワーク
９ ＬＡＮケーブル

Claims (4)

1. シーケンスプログラムを実行することで入出力接点に接続した入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御するプログラマブルコントローラにおいて、
   ネットワーク配信される緊急災害情報を受信するための緊急災害情報受信部と、
   入出力機器を通常シーケンス制御するシーケンスプログラムを格納すると共に入出力機器に対して緊急災害度に応じた制御を行うための緊急時対応シーケンスプログラムを含むプログラムメモリと、
   入出力部からのデータ格納や下記制御部のプログラム実行作業に用いるデータメモリと、
   上記シーケンスプログラムに従い上記入出力接点のデータや緊急災害情報に対応した演算を行い入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御する制御部と、
   を備え、
   上記制御部は、緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信すると、上記緊急災害度をプログラム解析してデータメモリに保存し、上記シーケンス制御においてその保存した緊急災害度に対応して緊急時対応シーケンスプログラムを実行するようになっている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
2. 緊急災害情報配信ネットワークに接続されるネットワーク中継器を配置し、このネットワーク中継器に請求項１に記載のプログラマブルコントローラを１ないし複数接続した、ことを特徴とするプログラマブルコントローラシステム。
3. シーケンスプログラムを実行することで入出力接点に接続した入出力機器を介して制御機械をシーケンス制御するプログラマブルコントローラにおいて、
   ネットワーク配信される緊急災害情報を受信するための緊急災害情報受信部と、
   他のプログラマブルコントローラとローカルネットワーク通信するためのローカルネットワーク通信部と、
   シーケンスプログラムを格納すると共に、入出力機器に対して緊急災害度に応じた制御を行うための緊急時対応シーケンスプログラムを含むプログラムメモリと、
   入出力部からのデータ格納や下記制御部のプログラム実行作業に用いるデータメモリと、
   上記プログラムメモリ格納のシーケンスプログラムに従い上記入出力接点のデータや緊急災害情報に対応した演算を行い上記シーケンス制御する制御部と、
   を備え、
   上記制御部は、緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信すると、上記緊急災害度をプログラム解析してデータメモリに保存し、上記シーケンス制御においてその緊急災害度に対応して緊急時対応シーケンスプログラムを実行するようになっていると共に、上記ローカルネットワーク通信部から他のプログラマブルコントローラにその解析結果または、未解析の生の緊急災害情報をネットワーク中継器を介してまたは直接送信することができるようになっている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
4. 請求項３に記載のプログラマブルコントローラを複数、互いのローカルネットワーク通信部でネットワーク中継器を介してまたは直接接続し、いずれかのプログラマブルコントローラがマスタとなってその緊急災害情報受信部で緊急災害情報を受信するようになっており、緊急災害情報を受信したマスタのプログラマブルコントローラは他のプログラマブルコントローラに緊急災害情報の解析結果または、未解析の生の緊急災害情報を送信することができるようになっている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラシステム。

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