以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による監視制御システム1の構成を示すブロック図である。監視制御システム1は、監視対象2を監視制御する。監視対象2は、例えば、下水道設備におけるポンプである。しかし、これに限られず、監視対象2は、例えば、電気、上下水道、鉄道等のインフラ設備(プラント)における機器であってもよい。
監視制御システム1は、主回路10と、表示操作装置20と、高度自動化CPU(Central Processing Unit)30と、入出力装置40と、を備える。
主回路10は、例えば、ポンプを運転させる回路、または、吐出弁の開閉を行う回路等である。
表示操作装置20は、表示灯回路21と、操作回路22と、を有する。表示操作装置20は、例えば、継電器盤である。尚、以下では、表示操作装置20は、現場操作盤またはLCB(Local Control Board)とも呼ばれる場合がある。
図2は、第1実施形態による表示操作装置20の構成を示す図である。H1〜H3およびS1〜S3は、それぞれ、表示灯回路21内の端子および操作回路22内の端子を示す。
表示灯回路21は、表示灯211と、表示切替部212と、端子H1、H2、H3と、を有する。
表示部としての表示灯211は、監視対象2に関する情報を表示する。表示灯211は、例えば、電力の供給により点灯する。また、端子H2、H3は、表示灯211の両端に設けられる。
表示切替部212は、表示灯211の動作の切り替えをユーザ(人間)から受け付ける。表示切替部212は、例えば、現場操盤等の操作スイッチ接点である。また、より詳細には、表示切替部212は、表示灯211に電力を供給する電源ラインと表示灯211との間の導通および非導通を切り替える。表示切替部212は、例えば、継電器盤等の状態信号の接点である。表示切替部212は、例えば、CS(Cam Switch)である。CSは、例えば、手による操作によって接点接触状態を一瞬だけ発生させることができるスイッチである。また、表示切替部212は、例えば、切替状態を保持する継電器を含む。また、端子H1、H2は、表示切替部212の両端に設けられる。
操作回路22は、操作部221と、操作切替部222と、端子S1、S2、S3と、を有する。
操作部221は、監視対象2に関する操作を実行させる。操作部221は、例えば、図1に示す主回路10を動作させる。また、端子S2、S3は、操作部221の両端に設けられる。
操作切替部222は、操作部221の動作の切り替えをユーザから受け付ける。より詳細には、操作切替部222は、操作部221に電力を供給する電力ラインと操作部221との間の導通および非導通を切り替える。操作切替部222は、例えば、現場操作盤等の操作スイッチ接点である。尚、操作切替部222は、表示切替部212と同様でよい。また、端子S1、S2は、操作切替部222の両端に設けられる。
また、図2に示す例では、表示灯211および操作部221は、共通する電源ラインから電力が供給される。すなわち、電源と接続される端子H1、S1は、同一回路(同一番線)であり、また、端子H3、S3も同一回路である。これは、例えば、盤を新製する等の理由で、電源が共通となる場合があるためである。電源ラインは、例えば、DC24VまたはAC100Vである。
図1に示すように、制御ロジック装置としての高度自動化CPU30は、表示操作装置20を介して監視対象2を監視および制御する。高度自動化CPU30は、例えば、高度自動化ロジックにより、自動で監視制御することができる。高度自動化ロジックは、複雑な論理演算(ロジック回路とも呼ばれる場合がある)による判断に、過去の蓄積データや人間の経験判断を利用するものである。また、高度自動化ロジックには、上記の自動監視制御に加え、例えば、遠隔から人間等による操作を必要に応じて随時受け付ける機能が含まれていてもよい。
入出力装置40は、表示操作装置20と高度自動化CPU30との間の信号の入出力を行う。入出力装置40は、人間と機械(高度自動化CPU30)とが表示操作装置20に対する操作を相互に、かつ、双方向に取り合うことができるようにする。以下では、人間の操作、すなわち、機械側から見た情報の入力は、DI(Digital Input)と呼ばれる。また、機械の操作、すなわち、機械側から見た情報の出力は、DO(Digital Output)と呼ばれる。入出力装置40は、DIとDOとを一体化するための配線を要することなく、DIとDOとを同じ回路上に接続することができる。
図3は、第1実施形態による入出力装置40の構成を示す図である。入出力装置40は、表示灯回路21毎、または、操作回路22毎に設けられる。入出力装置40は、表示灯回路21および操作回路22のいずれに接続する場合であっても、同じ構成でよい。また、表示灯回路21が複数設けられる場合、表示灯回路21の数の入出力装置40が設けられてユニット化される。同様に、操作回路22が複数設けられる場合、操作回路22の数の入出力装置40が設けられてユニット化される。尚、図3に示す回路では、保護回路等は省略されている。
入出力装置40は、端子T1〜T3と、伝送回路41と、信号入出力部42と、定電流ダイオードCRDと、I/O出力電源44と、を有する。
端子T1〜T3は、図2に示す表示灯回路21内の端子H1〜H3と、または、操作回路22内の端子S1〜S3と、接続される。
伝送回路は41、高度自動化CPU30との間で信号を伝送する。
信号入出力部42は、第1表示入出力部421と、第2表示入出力部422と、第1操作入出力部421と、第2操作入出力部422と、を有する。信号入出力部42は、例えば、フォトモスリレー(登録商標)等のリレーである。
(表示灯回路21との接続)
第1表示入出力部421は、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、表示灯211の動作の切り替えに関する信号を表示操作装置20に出力する。より詳細には、第1表示入出力部は、表示切替部212と並列に設けられ、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、電源ラインと表示灯211との間の導通および非道通を切り替える。
また、より詳細には、第1表示入出力部421は、第1表示リレー部421aと、第1表示リレー制御部421bと、を有する。
第1表示リレー部421aは、表示切替部212と並列に設けられる。第1表示リレー部421aの両端は、端子T1、T2、すなわち、端子H1、H2と接続する。第1表示リレー部421aは、例えば、フォトダイオードおよびMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)を組み合わせた回路である。
第1表示リレー制御部421bは、高度自動化CPU30と接続され、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、第1表示リレー部421aの導通および非導通を切り替える。第1表示リレー制御部421bは、例えば、伝送回路を介して、高度自動化CPU30の出力DOと接続している。図3に示す例では、第1表示リレー制御部421bの一端は、出力DOの信号に応じて開閉する接点と接続されている。この接点が閉じることにより、第1表示リレー制御部421bは、I/O出力電源44と接続される。また、第1表示リレー制御部421bは、例えば、第1表示リレー制御部421bに印加される電圧が所定値以上である場合、第1表示リレー部421aを非導通から導通に切り替える。第1表示リレー制御部421bは、例えば、交流回路に使用される場合、電流方向が変化しても点灯するように、2個のLED(Light Emitting Diode)を双方向に接続して無極性化したLEDである。これにより、交流電流であっても使用することができる。
入出力装置40が表示灯回路21と接続する場合、端子T1が端子H2と接続し、端子T2が端子H1と接続する。この場合、表示切替部212が非導通であっても、第1表示リレー部421aを介して、表示灯211に電力が供給される。従って、表示灯211が動作する。
第2表示入出力部422は、表示灯211の動作状態に関する信号に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。より詳細には、第2表示入出力部は、表示灯211に供給される電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。
また、より詳細には、第2表示入出力部422は、表示灯211の両端の電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。
また、より詳細には、第2表示入出力部422は、第2表示リレー部422aと、第2表示リレー制御部422bと、を有する。
第2表示リレー部422aは、高度自動化CPU30と接続される。第2表示リレー部422aは、例えば、伝送回路を介して、高度自動化CPU30の入力DIと接続している。従って、第2表示リレー部422aが非導通から導通になることにより、入出力装置40は信号を入力DIに送る。
第2表示リレー制御部422bは、表示灯211と並列に設けられ、表示灯211に供給される電力に基づいて、第2表示リレー部422aの導通および非導通を切り替える。第2表示リレー部422aの両端は、端子T1、T3すなわち、端子H2、H3と接続する。また、第2表示リレー制御部422bは、例えば、第1表示リレー制御部421bに印加される電圧または電流が所定値以上である場合、第2表示リレー部422aを非導通から導通に切り替える。第2表示リレー制御部422bは、例えば、無極性のLEDである。また、定電流ダイオードCRDは、第2表示リレー制御部422bの一端と端子T1との間に設けられている。
入出力装置40が表示灯回路21と接続する場合、端子T1が端子H2と接続し、端子T3が端子H3と接続する。この場合、表示灯211の両端の電圧が、第2表示リレー制御部422bの両端の電圧になる。表示灯211が動作している場合、第2表示リレー制御部422bは、第2表示リレー部422aを非導通から導通に切り替える。
すなわち、高度自動化CPU30は、例えば、第1表示入出力部421を介して表示切替部212の両端を短絡することにより、人間に代わって表示灯211を点灯させることができる。人間は、表示灯211を直接見ることにより表示状態を認識することができる。また、人間が表示切替部212を短絡させた場合、表示灯211が点灯する。高度自動化CPU30は、例えば、端子H2、H3間の電圧により、表示灯211の動作状態を認識することができる。
(操作回路22との接続)
第1操作入出力部421は、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、操作部221の動作の切り替えに関する信号を表示操作装置20に出力する。より詳細には、第1操作入出力部は、操作切替部222と並列に設けられ、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、電源ラインと操作部221との間の導通および非道通を切り替える。
また、より詳細には、第1操作入出力部421は、第1操作リレー部421aと、第1操作リレー制御部421bと、を有する。
第1操作リレー部421aは、操作切替部222と並列に設けられる。第1操作リレー部421aの両端は、端子T1、T2、すなわち、端子S1、S2と接続する。第1操作リレー部421aは、第1表示リレー部421aと同様でよい。
第1操作リレー制御部421bは、高度自動化CPU30と接続され、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、第1操作リレー部421aの導通および非導通を切り替える。第1操作リレー制御部421bは、第1表示リレー制御部421bと同様でよい。
入出力装置40が操作回路22と接続する場合、端子T1が端子S2と接続し、端子T2が端子S1と接続する。この場合、操作切替部222が非導通であっても、第1操作リレー部421aを介して、操作部221に電力が供給される。従って、操作部221が動作する。
第2操作入出力部422は、操作部221の動作状態に関する信号に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。より詳細には、第2操作入出力部422は、操作部221に供給される電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。
また、より詳細には、第2操作入出力部422は、操作部221の両端の電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。
また、より詳細には、第2操作入出力部422は、第2操作リレー部422aと、第2操作リレー制御部422bと、を有する。
第2操作リレー部422aは、高度自動化CPU30と接続される。第2操作リレー部422aは、第2表示リレー部422aと同様でよい。
第2操作リレー制御部422bは、操作部221と並列に設けられ、操作部221に供給される電力に基づいて、第2操作リレー部422aの導通および非導通を切り替える。第2操作リレー部422aの両端は、端子T1、T3すなわち、端子S2、S3と接続する。第2操作リレー制御部422bは、第2表示リレー制御部422bと同様でよい。また、定電流ダイオードCRDは、第2操作リレー制御部422bの一端と端子T1との間に設けられている。
入出力装置40が操作回路22と接続する場合、端子T1が端子S2と接続し、端子T3が端子S3と接続する。この場合、操作部221の両端の電圧が、第2操作リレー制御部422bの両端の電圧になる。操作部221が動作している場合、第2操作リレー制御部422bは、第2操作リレー部422aを非導通から導通に切り替える。
すなわち、高度自動化CPU30は、例えば、第1操作入出力部421を介して操作切替部222の両端を短絡させることにより、人間に代わって操作部221を動作させることができる。また、人間が操作切替部222を短絡させた場合、高度自動化CPU30は、例えば、端子S2、S3間の電圧または電流により、操作部221の動作状態を認識することができる。
許可部としての高度自動系モード機能の操作出力電源部(I/O出力電源44)は、第1操作入出力部421を動作させることにより、高度自動化CPU30による監視対象2の制御を許可する。より詳細には、I/O出力電源44は、第1操作リレー制御部421bと接続している。I/O出力電源44は、第1操作リレー制御部421bの信号の出力用の電源である。高度自動系モードの機能の実行(許可)は、例えば、第1操作リレー制御部421b用のI/O出力電源44の起動である。高度自動系モードの機能の停止(不許可)は、例えば、第1操作リレー制御部421b用のI/O出力電源44の停止である。I/O出力電源44は、現場での人間による操作が行われる手動モードに加え、高度自動化CPU30により人間とほぼ同等の操作が行われる高度自動系モードによる操作制御実行を許可する。尚、人間による手動の操作は、高度自動系モードでも可能であり、高度自動系モードにおける高度自動化CPU30の操作とほぼ同等である。本高度自動系モード機能による操作制御実行の許可と不許可の操作は、例えば、人間により行われる。例えば、高度自動化CPU30が暴走した場合、および、不具合が発生した場合等に、不許可の操作が行われる。尚、手動モードであっても、第2操作入出力部422は、動作していてもよい。すなわち、手動モードであっても、高度自動化CPU30は、監視対象2の監視を継続することができる。
以上のように、第1実施形態によれば、第1表示入出力部421は、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、表示灯211の操作に関する信号を出力する。また、第2表示入出力部422は、表示灯211の動作状態に関する信号に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。また、第1操作入出力部421は、高度自動化CPU30から出力される信号に基づいて、操作部221の操作に関する信号を出力するまた、第2操作入出力部は、操作部221の動作状態に関する信号に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。これにより、人間が監視制御を行うための監視制御システムに、制御ロジックを有する高度自動化CPU30をより容易に導入することができる。
通常、監視制御システムでは、例えば、現場操作盤に“現場/中央の切換スイッチ”が設けられ、中央監視室のLCD(Liquid Crystal Display)監視装置に“手動/自動の切換スイッチ”のソフトが導入されている。このような監視制御システムに高度自動化ロジック(高度自動化CPU30)を導入して制御させる場合、通常、上記の切換スイッチにおいて、人間が“中央”および“自動”に切換選択操作することにより、高度自動化ロジックの制御が行われるように回路が構築されている。高度自動化ロジックを用いることにより、様々な分野において人間に変わり自動化することが考えられている。監視制御においても、高度自動化ロジックは、人間の一操作員に位置づけられる可能性がある。しかし、上記の監視制御システムは、人間が先に“中央”および“自動”に切換選択操作する必要があるため、人間と高度自動化ロジックとの扱いが異なる人間優先のシステムである。
これに対して、第1実施形態では、表示切替部212および操作切替部222に対して並列に入出力装置40が設けられる。また、入出力装置40を介して、人間による操作に関する情報を高度自動化CPU30に入力することができる。尚、人間による操作のうち、その他の操作(例えば、計装制御の制御内容選択等)も同様である。従って、人間による操作と、高度自動化CPU30による操作との区別がされない。従って、人間と機械との分け隔てがない、一体化した高度な運転管理を実現することができる。すなわち、高度自動化CPU30が人間と情報を共有することができ、また、同等の操作権を有する。この結果、高度自動化CPU30が人間の代わりに装置を操作したり、人間をアシスト(例えば、間違い訂正、操作補助および助言情報提供等を含む)したりすることができる。また、人間は、高度自動化CPU30に対して、記憶、判断速度、無疲労および正確性の等の点で勝ることは難しい。従って、少人数による高度な運転管理を行うことができる。
また、入出力装置40に代えて、デジタル入力基板とデジタル出力基板を組み合わせることも可能である。しかし、この場合、配線本数が増加し、また、取付機器が複数になるため、取り付けるための手間が増加し、また、ソフトウェア構築時に信号管理が複雑化することによる手間が増加してしまう。さらに、継電器盤の大幅な改造が必要になり、多額の費用が必要になる。尚、デジタル入力基板は、入力各点が絶縁されている必要がある。また、デジタル出力基板は、出力各点が絶縁されている必要がある。
これに対して、第1実施形態では、設計がより容易になり、また、配線本数の増加を抑制しつつ、監視制御システムに制御ロジックを導入することができる。
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態による表示操作装置20の構成を示す図である。第2実施形態は、表示灯回路21と操作回路22との間で電源ラインが共通ではない点で、第1実施形態と異なる。
表示灯211および操作部221は、異なる電源ラインから電力が供給される。また、図4に示す例では、端子S3が設けられていない。電源ラインは、例えば、DC24VまたはAC100Vである。
図5は、第2実施形態による入出力装置40の構成を示す図である。図5に示す入出力装置40の回路の一例は、図4に示すように、電源H1および電源S1が同一番線でない場合に用いられる。すなわち、既存の盤(既存回路)に入出力装置40を接続することができる。
入出力装置40は、ジャンパー部Jをさらに備える。ジャンパー部Jは、入出力装置40が表示灯回路21または操作回路22と接続するかによって、接続が切り替わる。入出力装置40が表示灯回路21と接続する場合、ジャンパー部Jは横方向に接続する。この場合、この場合、第2操作リレー制御部422bの一端は、端子T3と接続される。従って、入出力装置40の回路構成は、第1実施形態における図3と同様の回路構成である。一方、入出力装置40が操作回路22と接続する場合、ジャンパー部Jは縦方向に接続する。この場合、第2操作リレー制御部422bの一端は、端子T3ではなく端子T2と接続される。尚、端子T3は、いずれにも接続されない。従って、ジャンパー部Jは、接続を切り替える。また、ジャンパー部Jにより、入出力装置40が表示灯回路21または操作回路22に接続する場合であっても、同じ入出力装置40を用いることができる。
(操作回路22との接続)
入出力装置40が操作回路22と接続する場合、端子T1、T2は、端子S1、S2と接続される。
第2操作入出力部422は、操作切替部222の両端の電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。
また、より詳細には、第2操作リレー制御部422bは、操作切替部222と並列に設けられる。
第2実施形態による監視制御システム1のその他の構成は、第1実施形態による監視制御システム1の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
第2実施形態では、図4に示すように、同一番線になっていない既存の盤に、後付けによって高度自動化ロジックを導入することができる。
また、第2実施形態による入出力装置40、を第1実施形態のように新盤に接続してもよい。この場合、入出力装置40が操作回路22と接続する場合であっても、ジャンパー部Jを横方向に接続すればよい。
また、操作回路22と入出力装置40とを接続する場合、端子S1、S2の2本を接続すればよい。従って、第1実施形態の場合よりも、端子S3による配線本数を削減することができる。
第2実施形態による監視制御システム1は、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
尚、入出力装置40と表示灯回路21とを接続する場合、端子T1、T2を端子H1、H2と接続し、端子S3と同様に、端子H3の接続を省略してもよい。すなわち、第2表示入出力部422は、表示切替部212の両端の電力に基づいて、高度自動化CPU30に信号を入力する。また、第2表示リレー制御部422bは、表示切替部212と並列に設けられる。従って、入出力装置40と操作回路22とを接続する場合と同様に、端子H3による配線本数を削減することができる。端子H3の省略が可能か否かは、表示灯211の消費電流によって決まる。例えば、表示灯211がLEDランプである場合、漏れ電流によってLEDが点灯してしまう可能性があるため、端子H3の接続が必要になる。しかし、端子H2と端子H3との間に並列にブリーダー抵抗等を接続し、入出力装置40内を流れる電流より小さい電流で表示等211が点灯しなければ、端子H3を不要とすることができる。この場合、ジャンパー部Jにより端子H3の配線が不要になるため、配線本数をさらに削減することができる。
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態による監視制御システム1の構成を示すブロック図である。第3実施形態は、人間の操作をプログラムとして記録する点で、第2実施形態と異なる。
監視制御システム1は、記憶制御部31と、編集部32と、をさらに備える。より詳細には、図6に示すように、高度自動化CPU30が、記憶制御部31と、編集部32と、を備える。
記憶制御部31は、操作切替部222におけるユーザの一連の操作の操作記録を、高度自動化CPU30が操作切替部222に対して実行可能なプログラムとして記憶部に記憶させる。一般に、例えば、塗装ロボットに塗装ガンの動きをプログラミングするために、“教示”が行われている。教示は、例えば、人間がロボットを操作して動かしながら、位置または軌跡を記録させることによりプログラムを作成する方法である。また、記憶部は、例えば、監視制御システム1内に設けられる。尚、記憶部は、監視制御システム1の外部に設けられていてもよい。
編集部32は、記憶部に記憶されたプログラムを編集可能とする。これにより、ユーザは、プログラムを修正および調整することができる。
第3実施形態による監視制御システム1のその他の構成は、第2実施形態による監視制御システム1の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
図7は、第3実施形態によるプログラムの記録方法の一例を示すフロー図である。尚、ステップS110〜S190は、ユーザ(人間)の動作を示す。ステップS210〜S230は、記憶制御部31の動作を示す。ステップS240〜S260は、編集部32の動作を示す。
まず、ユーザは、操作を記録するためのシーケンスブロックの作成準備をする(S110)。また、ユーザは、記録対象となるLCBを決定する。
次に、ユーザは、教示作業の記憶開始操作を行う(S120)。記憶開始操作は、例えば、ランプテストボタンの長押し等の、現場操作盤の通常使用しない操作に割り付けられる。
ステップS120により、記憶制御部31は、動作履歴の記録を開始する(S210)。
次に、ユーザは、LCBを手入力により操作する(S130)。ユーザは、例えば、ポンプの運転、または、吐出弁の開閉操作を行う。
ステップS130により、記憶制御部31は、操作結果の羅列(履歴)を記憶部に記憶させる(S220)。すなわち、記憶制御部31は、ユーザによる操作切替部222の動作の切り替えの履歴を記憶部に記憶させる。
次に、ユーザは、操作終了か否かを判定する(S140)。操作がまだ終了していない場合(S140のNO)、再びステップS130が実行される。従って、記憶制御部31は、操作終了までの一連の操作結果を記憶部に記憶させる。一方、操作が終了した場合(S140のYES)、ユーザは、動作履歴機能を停止する(S150)。記録停止の操作は、例えば、ステップS120における開始操作と同じ操作でよい。
ステップS150により、記憶制御部31は、操作ファイルを生成する(S230)。すなわち、記憶制御部31は、ユーザによる操作切替部222の動作の切り替えの履歴に基づいて、プログラムを生成する。
次に、ユーザは、シーケンスブロックファイルのエディタを起動し、操作ファイルを記憶部から呼び込む(S160)。ユーザは、例えば、高度自動化CPU30に接続した操作端末(図示せず)に設けられたエディタにより、プログラムを編集および修正し、プログラムとして完成させる。プログラムの編集および修正は、例えば、人間の操作以外の条件等を追加することを含む。条件は、例えば、水位条件および操作間隔を保持するためのタイマ等である。
ステップS160により、編集部32は、シーケンスブロックファイルの編集を開始する(S240)。
次に、ユーザは、シーケンスブロックを編集する(S170)。ユーザは、例えば、タイマまたは条件信号の追加、および、注釈文の追加等を行う。
ステップS170により、編集部32は、編集内容を記憶する(S250)。すなわち、編集部32は、ユーザによるプログラムの編集内容を記憶部に記憶させる。
次に、ユーザは、編集終了か否かを判定する(S180)。編集がまだ終了していない場合(S180のNO)、再びステップS170が実行される。従って、編集部32は、編集終了までの一連の編集結果を記憶部に記憶させる。一方、編集が終了した場合(S180のYES)、ユーザは、シーケンスブロックファイルのエディタの終了操作を行う(S190)。
ステップS190により、編集部32は、シーケンスブロックファイルに編集内容を上書き保存する(S260)。すなわち、編集部32は、ユーザによるプログラムの編集内容を有効にする(実行する)。
尚、入出力装置40は、上記の水位条件等の制御に使用する条件の接点回路(図示せず)と予め接続されている。これにより、高度自動化CPU30は、制御の条件を利用することができる。
第3実施形態による監視制御システム1は、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第3実施形態による監視制御システム1に第1実施形態を組み合わせてもよい。
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態による監視制御システム1の構成を示すブロック図である。第4実施形態は、プログラム等の動作検証が行われる点で、第2実施形態と異なる。
監視制御システム1は、検証UT(Utility)装置60をさらに備える。
検証UT装置60は、例えば、第3実施形態により作成されるプログラムを含む制御シーケンスの妥当性を検証する。尚、検証UT装置60の少なくとも一部は、ソフトウェアで構成されてもよい。また、検証UT装置60の詳細については、図10を参照して、後で説明する。
高度自動化CPU30は、検証制御ソフトウェア(プログラム)を実行する。
図9は、第4実施形態による検証対象制御ソフトウェアの動作の一例を示すフロー図である。
まず、高度自動化CPU30は、降雨センサが動作しているか否かを判定する(S310)。降雨センサが動作している場合(S310のYES)、高度自動化CPU30は、ポンプを起動させる(S320)。一方、降雨センサが動作していない場合(S310のNO)、高度自動化CPU30は、ポンプを停止させる(S330)。その後、再びステップS310が実行される。この場合、ステップS310における、降雨センサの動作状態に関する信号が表示操作装置20から高度自動化CPU30に入力される。また、ステップS320、S330における、ポンプの起動に関する信号が高度自動化CPU30から表示操作装置20に出力される。
図10は、第4実施形態による入出力装置40および検証UT装置60の構成を示す図である。
入出力装置40は、任意ON/OFF回路43をさらに備える。
任意ON/OFF回路43は、第1模擬信号生成部431aと、第2模擬信号生成部431bと、第1状態切替部432aと、第2状態切替部432bと、を備える。尚、任意ON/OFF回路43の少なくとも一部は、ソフトウェアで構成されてもよい。
第1模擬信号生成部431aは、高度自動化CPU30に入力される信号を模擬した模擬信号を生成する。第1模擬信号生成部431aは、例えば、ON状態またはOFF状態の模擬信号を生成する。
第2模擬信号生成部431bは、高度自動化CPU30から出力される信号を模擬した模擬信号を生成する。第1模擬信号生成部431aは、例えば、ON状態またはOFF状態の模擬信号を生成する。
第1状態切替部432aは、表示操作装置20と高度自動化CPU30との間における第1信号の入出力が行われる実状態と、第1信号の入出力を遮断するとともに入出力装置40と高度自動化CPU30との間で模擬信号の入出力が行われる模擬状態と、を切り替える。より詳細には、第1状態切替部432aは、高度自動化CPU30への信号の入力に関して、表示操作装置20の実状態と、模擬状態と、を切り替える。
第2状態切替部432bは、表示操作装置20と高度自動化CPU30との間における第1信号の入出力が行われる実状態と、第1信号の入出力を遮断するとともに入出力装置40と高度自動化CPU30との間で模擬信号の入出力が行われる模擬状態と、を切り替える。より詳細には、第2状態切替部432bは、高度自動化CPU30からの信号の出力に関して、高度自動化CPU30の内部状態と、模擬状態と、を切り替える。
検証UT装置60は、検証表示部61と、検証表示制御部62と、選択接点63b、63c、63e、63fと、を備える。検証UT装置60は、任意ON/OFF回路に働きかけて、高度自動化CPU30への入力点におけるON/OFF/実状態の3状態、および、高度自動化CPU30からの出力点におけるON/OFF/内部状態の3状態を任意に選択操作することができる。また、HMI(Human Machine Interface)用LCDで人間が当該選択操作を任意に行うことができる。
検証表示部61は、検証表示部61a〜61fを有し、各状態を表示する。検証表示部61aは、例えば、高度自動化CPU30に入力される実信号を表示する。また、検証表示部61dは、例えば、高度自動化CPU30から出力される内部信号を表示する。
また、検証表示部61b、61c、61e、61fは、人間によって切替可能な選択接点63b、63c、63e、63fから送られる信号の状態を表示する。選択接点63bは、例えば、第1状態切替部432aに信号を送り、模擬信号(模擬側)/実信号(実側)を切り替える。検証表示部61bは、例えば、模擬側/実側を表示する。また、選択接点63bは、例えば、第1模擬信号生成部431aに信号を送り、模擬信号のON/OFFを切り替える。検証表示部61cは、例えば、模擬信号のON/OFFを表示する。また、選択接点63eは、例えば、第2状態切替部432bに信号を送り、模擬側/実側に切り替える。検証表示部61eは、例えば、模擬側/実側を表示する。また、選択接点63fは、例えば、第2模擬信号生成部431bに信号を送り、模擬信号のON/OFFを切り替える。検証表示部61fは、例えば、模擬信号のON/OFFを表示する。
検証表示制御部62は、高度自動化CPU30から出力される模擬信号を検証表示部61に表示する。また、検証表示制御部62は、高度自動化CPU30に入力される模擬信号を検証表示部61に表示する。尚、検証表示制御部62は図示されていない。
第4実施形態による監視制御システム1のその他の構成は、第2実施形態による入出力装置40の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
図11は、第4実施形態による検査対象制御ソフトウェアの検証方法の一例を示すフロー図である。尚、検査対象制御ソフトウェアは、図9と対応する。
まず、ユーザは、検証UT装置60を稼働させる(S410)。
次に、ユーザは、ポンプ起動の信号出力において、第2状態切替部432bを模擬側に選択し、第2模擬信号生成部431bをOFF状態に選択する(S420)。また、ユーザは、検証表示部61dがOFFであり、検証表示部61eが模擬であり、検証表示部61fがOFFであることを確認する。
次に、ユーザは、降雨センサの信号入力において、第1状態切替部432aを模擬側に選択し、第1模擬信号生成部431aをOFF状態に選択する(S430)。また、ユーザは、検証表示部61bが模擬であり、検証表示部61cがOFFであることを確認する。
次に、ユーザは、検証対象制御ソフトウェアを稼働させる(S440)。
次に、ユーザは、降雨センサの信号入力において、第1状態切替部432aを模擬側に選択し、第1模擬信号生成部431aをON状態に選択する(S450)。また、ユーザは、検証表示部61bが模擬であり、検証表示部61cがONであることを確認する。尚、ステップS450は、図10のステップS310のYESに対応する。
次に、ユーザは、ポンプ起動の信号出力において、内部状態信号がONとなったことを、検証表示部61dがONであることで確認する(S460)。尚、ステップS460は、図10のステップS320に対応する。
次に、ユーザは、降雨センサの信号入力において、第1状態切替部432aを模擬側に選択し、第1模擬信号生成部431aをOFF状態に選択する(S470)。また、ユーザは、検証表示部61bが模擬であり、検証表示部61cがOFFであることを確認する。尚、ステップS470は、図10のステップS310のNOに対応する。
次に、ユーザは、ポンプ起動の信号出力において、内部状態信号がOFFとなったことを、検証表示部61dがOFFであることで確認する(S480)。尚、ステップS480は、図10のステップS330に対応する。
次に、ユーザは、上記作業において、第1状態切替部432aを実側に選択し、第2状態切替部432bを内部側に選択する(S490)。すなわち、ユーザは、実際の表示操作装置20を用いた制御を開始する。また、ユーザは、検証表示部61a〜61eを確認し、検証対象制御ソフトウェアの動作を検証する。
検証作業終了後、ユーザは、通常運用を開始する。
以上のように、実信号を入出力させることなく模擬信号を用いることにより、実際の降雨センサの状態に関わらずに検証対象制御ソフトウェアを検証することができる。また、実際のポンプの起動を行わずに、信号の状態を確認することができる。従って、図11のステップS490に示す実機を用いた検証までをより短時間かつ容易に行うことができる。また、実負荷である表示操作装置20と入出力装置40とを接続したまま検証を行うことができる。
また、より検証し易くするように操作性を向上させるため、操作が必要な入手力点として、LCBが指定されてもよい。この場合、関連する入出力点が画面表示され、任意に入力のON/OFF/実状態と出力のON/OFF/内部状態とを選択することができる操作画面を設定することができる。LCBと入出力点との関連は、事前登録と検証UT装置60で追加可能なファイルに記憶される。また、利便性を高めるため、実状態および内部状態も同時に検証UT装置60の操作画面に表示されてもよい。
第4実施形態による監視制御システム1は、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第4実施形態による監視制御システム1に第1実施形態および第3実施形態を組み合わせてもよい。
(第5実施形態)
図12は、第5実施形態による監視制御システム1の構成を示すブロック図である。第5実施形態は、人間が現場操作盤を直接操作する必要がない点で、第2実施形態と異なる。
入出力装置40は、エミュレート現場操作盤70をさらに備える。
模擬操作部としてのエミュレート現場操作盤70は、表示切替部212または操作切替部222から離れて設けられる。エミュレート現場操作盤70は、例えば、監視室等の安全な場所に設けられる。図12に示すように、エミュレート現場操作盤70は、例えば、入出力装置40と接続される。また、エミュレート現場操作盤70は、表示切替部212または操作切替部222を模擬するとともに、表示灯211または操作部221の動作の切り替えをユーザから受け付ける。また、エミュレート現場操作盤70は、現場操作盤の形状等の外観を模擬する。エミュレート現場操作盤70は、現場操作盤(表示操作装置20)の監視操作機能をエミュレート(模擬実現)した操作盤である。エミュレート現場操作盤70は、現場以外の場所で、現場操作盤での操作方法の様式の操作が可能である。操作方法の様式は、例えば、現場と同じスイッチを現場と同じように“押す”こと、“引く”ことまたは“回す”こと等を含む。また、エミュレート現場操作盤70は、現場操作盤で表示している情報もほぼ同等に表示する。
第5実施形態による監視制御システム1のその他の構成は、第2実施形態による監視制御システム1の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
ユーザは、表示操作装置20が設けられる現場へ行かなくても、表示操作装置20とほぼ同じ操作を行うことができる。これにより、浸水、有毒ガスの有無、または、放射性物質等、現場の状況に左右されずに、安全に表示操作装置20とほぼ同等の操作を行うことができる。また、現場に行く必要が無いため、時間を短縮することができる。さらに、表示操作装置20の形状や操作様式をエミュレートすることにより、人間が現場での操作と同様の感覚で表示操作装置20を操作することができる。
第5実施形態による監視制御システム1は、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第5実施形態による監視制御システム1に第1実施形態、第3実施形態および第4実施形態を組み合わせてもよい。
(第6実施形態)
図13は、第6実施形態による監視制御システム1の構成を示すブロック図である。第6実施形態は、画面上でエミュレート現場操作盤70と同様の操作が行われる点で、第5実施形態と異なる。
監視制御システム1は、仮想エミュレート現場操作盤80と、表示制御部81と、をさらに備える。
表示装置としての仮想エミュレート現場操作盤80は、例えば、LCDである。
表示制御部81は、表示切替部212または操作切替部222を模擬するとともに、表示灯211または操作部221の動作の切り替えを受け付ける模擬切替画面を仮想エミュレート現場操作盤80に表示させる。図13に示すように、表示制御部81は、例えば、高度自動化CPU30を介して、仮想エミュレート現場操作盤80に模擬切替画面を表示させる。仮想エミュレート現場操作盤80は、画面上等に仮想で現場操作盤の監視操作機能をエミュレートした表示装置である。仮想エミュレート現場操作盤80は、第5実施形態におけるエミュレート現場操作盤70と同様の機能をLCD監視装置等の画面から行うことができる。また、仮想エミュレート現場操作盤80は、現場操作盤の操作内容を、画面上での操作様式に置き換え、現場とほぼ同等の情報環境を有する。画面上の操作様式は、例えば、マウスやタッチパネル等による操作である。情報環境は、例えば、現場操作盤で得られる情報内容とその表示意匠とを現場操作盤に似せて、現場とほぼ同一の操作および操作感覚を実現した画面である。
第6実施形態による監視制御システム1のその他の構成は、第5実施形態による監視制御システム1の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
第6実施形態では、1つの仮想エミュレート現場操作盤80で複数の現場操作盤を表示することができるため、費用を抑制することができる。
第6実施形態による監視制御システム1は、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第6実施形態による監視制御システム1に第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態および第4実施形態を組み合わせてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。