JP2022147306A - 監視システムおよび入出力ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】表示部に表示される情報コードから入出力ユニットの稼働状況を容易に取得できる。【解決手段】ＰＬＣシステムに含まれる入出力ユニットを監視するための監視システムであって、入出力ユニットに配置されている表示部と、入出力ユニットの稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を格納する情報格納部と、稼働関連情報と、情報格納部にアクセスするためのアクセス情報と、のうちの少なくとも一方を示す情報が埋め込まれている一次元または二次元の情報コードを、表示部に表示させる表示制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、監視システムおよび入出力ユニットに関する。

従来から、各種装置の制御を目的としてプログラマブルロジックコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と呼ぶ）が用いられている（特許文献１参照）。ＰＬＣを用いて構成されるシステムは、制御ユニット、電源ユニット、および入出力ユニット等の各種機能ユニットを備える。入出力ユニットは、ＰＬＣによる制御対象の装置との接続インターフェイスや、各種センサとの接続インターフェイスを有し、制御ユニットから送信される指令を制御対象装置へ送信し、また、各種センサの検出結果を制御ユニットに送信する。一般に、ＰＬＣを用いたシステムでは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等で構成されたシステム監視装置がシステムの設置場所（例えば、マシン室）とは別に設けられたオペレーション室に設けられる。入出力ユニットの前面には、異常の有無やデータ送受信の有無を表示するためのランプが設けられていることはあるものの、異常原因を特定できるような詳細な情報は、かかるランプでは得ることができない。そこで、システム監視装置が各ユニットから情報を収集し、異常の有無のみならず、異常原因を特定可能な情報を表示装置に表示させる。

特表２００１－５０６１０４号公報

しかし、従来のシステムの監視においては、入出力ユニットとオペレーション室とが離れているため、マシン室において入出力ユニットの異常を発見した作業員は、オペレーション室まで赴かないと異常原因を特定できず、不便である。また、入出力ユニットにおいて、例えばシステム監視装置との接続インターフェイス部が故障している場合には、そもそもシステム監視装置において情報を収集できず、異常原因を特定できない。加えて、入出力ユニットが、ＰＣなどの外部デバイスを電気的に接続するためのインターフェイスを有する構成においても、ＰＬＣのＯＵＴ端子がどこにあるかをマシン室で探すなどの作業負担を作業員に強いるという問題がある。そして、かかるＯＵＴ端子が探し出されたとしても、ＰＣに繋げるためのＯＵＴ端子が余っている保証もない。なお、上述の問題は、入出力ユニットの異常原因を特定する場合に限らず、入出力ユニットの詳細な動作状態や現在接続されている装置種別など、入出力ユニットの稼働状況を確認しようとする場合において共通する。このため、入出力ユニットの稼働状況を簡易に把握可能な技術が望まれる。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、監視システムが提供される。この監視システムは、ＰＬＣシステムに含まれる入出力ユニットを監視するための監視システムであって、前記入出力ユニットに配置されている表示部と、前記入出力ユニットの稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を格納する情報格納部と、前記稼働関連情報と、前記情報格納部にアクセスするためのアクセス情報と、のうちの少なくとも一方を示す情報が埋め込まれている一次元または二次元の情報コードを、前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える。
この形態の監視システムによれば、稼働関連情報と、稼働関連情報を格納する情報格納部にアクセスするためのアクセス情報と、のうちの少なくとも一方を示す情報が埋め込まれている一次元または二次元の情報コードを、表示部に表示させる表示制御部を備えるので、表示部に表示される情報コードから入出力ユニットの稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を容易に取得できる。例えば、かかる一次元または二次元の情報コード表示であれば、情報コード読み取り専用機や情報コード読み取りアプリケーションがインストールされたスマートフォンを用いて、電気的な接続を要することなく、かかる稼働関連情報を容易に取得できる。
（２）上記形態の監視システムにおいて、前記入出力ユニットに配置され、前記稼働状況を診断する稼働状況診断部と、前記入出力ユニットに配置され、前記診断された稼働状況に基づいて前記情報コードを生成する情報コード生成部と、をさらに備えてもよい。この形態の監視システムによれば、入出力ユニットは、稼働状況診断部と情報コード生成部を有するので、稼働状況診断と、稼働状況を反映した情報コード生成とを単一のユニット内で実行できる。したがって、稼働状況診断部と情報コード生成部とのうちの少なくとも一方を他のユニット等が備える構成と比べて、入出力ユニットと他のユニット等との接続ができない状況が生じた場合においても、情報コードの表示ができなくなることを回避できる。また、診断された稼働状況を取得するための通信、および、情報コードを取得するための通信を削減できる。
（３）上記形態の監視システムにおいて、前記稼働状況診断部は、予め定められた時間間隔で前記稼働状況を診断して、診断結果を前記稼働関連情報として前記情報格納部に格納させてもよい。この形態の監視システムによれば、予め定められた時間間隔で診断された稼働状況が情報格納部に格納されるので、定期的に更新された稼働状況を情報格納部に格納できる。
（４）上記形態の監視システムにおいて、前記情報コードは、少なくとも前記稼働関連情報を示し、前記情報コード生成部は、前記予め定められた時間間隔で前記稼働関連情報が格納されると、新たに格納された前記稼働関連情報に基づいて前記情報コードを新たに生成してもよい。この形態の監視システムによれば、情報コード生成部は、予め定められた時間間隔で格納される稼働関連情報に基づいて情報コードを新たに生成するので、定期的に更新された稼働状況を利用して情報コードを生成できる。
（５）上記形態の監視システムにおいて、前記表示制御部は、前記情報コードが新たに作成されると、前記表示部に、新たに作成された前記情報コードを、既に表示されている前記情報コードに代えて表示させてもよい。この形態の監視システムによれば、新たな情報コードが作成されると、表示部において、かかる新たな情報コードに表示が更新されるので、かかる表示更新された情報コードを利用して新たな稼働状況を迅速に把握できる。
（６）上記形態の監視システムにおいて、前記稼働関連情報は、前記入出力ユニットの内部の稼働状況を示す情報と、前記入出力ユニットと外部機器との接続状況を示す情報と、のうちの少なくとも一方を含んでもよい。この形態の監視システムによれば、入出力ユニットの内部の稼働状況や外部との接続状況を容易に得ることができる。

本開示は、監視システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、監視システムにおけるＰＬＣシステム、監視システムの制御方法等の形態で実現することができる。

本開示の一実施形態としての監視システムの概略構成を示すブロック図である。 入出力ユニットの前面図である。 情報コード表示処理の手順を示すフローチャートである。 ＱＲコード（登録商標）に埋め込まれた稼働関連情報の一例を示す表示画面である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．システム構成：
図１は、本開示の一実施形態としての監視システム１００の概略構成を示すブロック図である。監視システム１００は、ＰＬＣシステム１０１に含まれる入出力ユニット１０２の監視を目的とするシステムである。監視システム１００は、入出力ユニット１０２の一部の機能部と、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１４０とを備える。入出力ユニット１０２は、ＰＬＣシステム１０１の一部である。ＰＬＣシステム１０１と、ＰＣ１４０または外部機器１５０とは、無線通信可能に構成されている。本実施形態において、かかる無線通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１等で規定される無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信である。

ＰＬＣシステム１０１は、工場において用いられる各種自動機械、エレベーター、自動ドア等の装置の制御を目的とするシステムである。ＰＬＣシステム１０１は、制御対象である外部機器１５０を制御する。外部機器１５０は、本実施形態においてはロボット及びその制御に用いる各種センサである。センサは、具体的には、ロボットの電圧センサやロボットの位置を特定する位置センサ等が該当する。本実施形態において、ＰＣ１４０と、ＰＬＣシステム１０１における各ユニット１０２、１２０、１３０と、外部機器１５０は、複数のフロアＡ～Ｃにまたがって配置されている。外部機器１５０は、フロアＣに配置されている。

ＰＬＣシステム１０１は、入出力ユニット１０２と、制御ユニット１２０と、電源ユニット１３０とを備えている。入出力ユニット１０２と、電源ユニット１３０は、外部機器１５０と同様に、フロアＣに配置されている。制御ユニット１２０は、フロアＢに配置されている。入出力ユニット１０２と、制御ユニット１２０または電源ユニット１３０とは、内部バスにより電気的に接続されている。なお、ＰＬＣシステム１０１は、上述した各ユニット１０２、１２０、１３０に加えて、他の種類のユニットを備えていてもよい。例えば、他のＰＬＣとの間で通信を行なうためのユニットを備えていてもよい。

入出力ユニット１０２は、外部機器１５０との間での信号の入力および出力を行なう。入出力ユニット１０２は、図示しないコネクタを備えており、かかるコネクタにおいて、外部機器１５０との接続用ケーブルと接続する。

入出力ユニット１０２は、情報格納部１０４と、表示部１０６と、稼働状況診断部１０８と、情報コード生成部１１０と、表示制御部１１２を備える。

情報格納部１０４は、入出力ユニット１０２の稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を格納する。「稼働関連情報」とは、入出力ユニット１０２の内部の稼働状況を示す情報、および、入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況を示す情報である。具体的には、入出力ユニット１０２の稼働状況の診断において、内部の回路の診断が含まれ、かかる内部回路の診断の結果が「入出力ユニット１０２の内部の稼働状況を示す情報」に相当する。なお、「入出力ユニット１０２の内部の稼働状況を示す情報」は、入出力ユニット１０２の内部回路の診断結果に限らず、入出力ユニット１０２の内部を示す温度等、入出力ユニット１０２自身の状況を示す任意の種類の情報であってもよい。「入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況を示す情報」とは、接続の有無や、接続異常の発生の有無を示す情報である。ここで、接続異常の発生有りの場合には、異常の種類、例えば、断線や短絡などの接続異常の種類を示す情報も含まれる。

表示制御部１１２は、表示部１０６の表示を制御する。具体的には、表示制御部１１２は、上述の稼働関連情報を示す情報が埋め込まれている情報コードを、表示部１０６に表示させる。本実施形態では、情報コードとは、二次元の情報コードであるＱＲコード（登録商標）を意味する。

表示部１０６は、表示制御部１１２の制御によってＱＲコードを表示させる。図２は、入出力ユニット１０２の前面図である。図２に示すように、表示部１０６は、入出力ユニット１０２の前面上方側に配置されている。表示部１０６は、液晶パネルで構成されている。表示部１０６において、ＱＲコードＣｏ１が表示される。入出力ユニット１０２の前面において、表示部１０６の下方側には、状態表示部１０７が設けられている。状態表示部１０７は、点灯部ＣＨにおいて、状態表示用のＬＥＤが配置されている。かかるＬＥＤの色の変化によって、稼働の正常や異常の状態、非稼働の状態が示される。

図１に示す稼働状況診断部１０８は、入出力ユニット１０２の稼働状況を診断する。情報コード生成部１１０は、稼働状況診断部１０８によって診断された入出力ユニット１０２の稼働状況に基づいて情報コードを生成する。

制御ユニット１２０は、ＰＬＣシステム１０１全体を制御する。制御ユニット１２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＣＰＵによりＲＯＭに記憶されている各種制御用プログラムが実行される。制御ユニット１２０は、外部機器１５０であるロボットのセンサ等から入出力ユニット１０２に入力される信号等に基づき、外部機器１５０およびＰＬＣシステム１０１内の他の機能ユニット、具体的には、入出力ユニット１０２を制御する。

電源ユニット１３０は、外部機器１５０への電力供給を実行すると共に、その供給電力量を制御する。本実施形態では、上述した各ユニット１０２、１２０、１３０は、基板上に上述のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや、各種電気回路が配置された構成を有する。

ＰＣ１４０は、オペレーション室に設けられている監視装置として機能するパーソナルコンピュータである。ＰＣ１４０は、自身のソフトウェアから制御ユニット１２０を経由して入出力ユニット１０２へ接続する。ＰＣ１４０は、入出力ユニット１０２から稼働関連情報を取得して監視する。

Ａ－２．情報コード表示処理：
図３は、情報コード表示処理の手順を示すフローチャートである。情報コード表示処理とは、監視システム１００によって稼働関連情報を示す情報が埋め込まれている情報コードを表示するための処理である。入出力ユニット１０２の電源がＯＮされると、図３に示す情報コード表示処理が実行される。

稼働状況診断部１０８は、予め定められた時間間隔で入出力ユニット１０２の稼働状況を診断する（ステップＳ１０）。本実施形態において、予め定められた時間間隔は１０秒である。稼働状況診断部は、上述した入出力ユニット１０２の内部の稼働状況、および、入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況を診断する。なお、予め定められた時間間隔は１０秒に限らず、予め定められた任意の時間間隔であってもよい。

稼働状況診断部１０８は、ステップＳ１０で診断された診断結果を稼働関連情報として
情報格納部１０４に格納させる（ステップＳ１２）。かかる稼働関連情報は、例えば、「入出力ユニット１０２の内部の稼働状況の異常の有無、入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況の異常の有無」を示す情報である。この場合、稼働関連情報には、接続異常の情報である断線や短絡等の接続異常の種類と、接続異常が発生した箇所と、接続異常発生の日時を示す情報等が含まれる。

情報コード生成部１１０は、ステップＳ１２で格納される稼働関連情報に基づいてＱＲコードを新たに生成する（ステップＳ１４）。表示制御部１１２は、表示部１０６に、ステップＳ１４で新たに生成されたＱＲコードを、既に表示されているＱＲコードに代えて表示させる（ステップＳ１６）。これにより、ＱＲコードの表示が更新される。

ステップＳ１０へ戻って、ステップＳ１０～Ｓ１６までの処理が繰り返される。

作業員は、任意の時点において、ＱＲコード読み取り専用機やＱＲコード読み取りアプリケーションがインストールされたスマートフォン等を用いて、入出力ユニット１０２の前面の表示部１０６に表示されたＱＲコードを読み取る。図４は、ＱＲコードに埋め込まれた稼働関連情報の一例を示す表示画面である。ＱＲコードが読み取られると、具体的には、図４に示すように、「入出力ユニット１０２の内部の稼働状況に異常無し、接続状況に異常有り、チャネル１のポート番号２に断線の異常有り、接続異常の発生日時は２０２１年２月２６日１３時５５分」などのテキスト情報がスマートフォン等の表示画面にリストアップされる。これにより、作業員は容易に稼働関連情報を把握できる。

以上説明した本実施形態の監視システム１００では、入出力ユニット１０２の稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を示す情報が埋め込まれているＱＲコードを、表示部１０６に表示させる表示制御部１１２を備えるので、表示部１０６に表示されるＱＲコードから稼働関連情報を示す情報を容易に取得できる。例えば、かかるＱＲコードの表示であれば、ＱＲコード読み取り専用機やＱＲコード読み取りアプリケーションがインストールされたスマートフォンを用いて、電気的な接続を要することなく、かかる稼働関連情報を示す情報を容易に取得できる。

また、入出力ユニット１０２は、稼働状況診断部１０８と情報コード生成部１１０を有するので、稼働状況診断と、稼働状況を反映した情報コード生成とを単一のユニット内で実行できる。したがって、稼働状況診断部と情報コード生成部とのうちの少なくとも一方を他のユニット等が備える構成と比べて、入出力ユニットと他のユニット等との接続ができない状況が生じた場合においても、情報コードの表示ができなくなることを回避できる。また、診断された稼働状況を取得するための通信、および、情報コードを取得するための通信を削減できる。

さらに、予め定められた時間間隔で診断された稼働状況が情報格納部１０４に格納されるので、定期的に更新された稼働状況を情報格納部１０４に格納できる。

また、情報コード生成部１１０は、予め定められた時間間隔で格納される稼働関連情報に基づいてＱＲコードを新たに生成するので、定期的に更新された稼働状況を利用してＱＲコードを生成できる。

さらに、新たなＱＲコードが作成されると、表示部１０６において、かかる新たなＱＲコードに表示が更新されるので、かかる表示更新されたＱＲコードを利用して新たな稼働状況を迅速に把握できる。

また、稼働関連情報は、入出力ユニット１０２の内部の稼働状況を示す情報、および、入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況を示す情報を含んでいるので、入出力ユニット１０２の内部の稼働状況のみならず、外部との接続状況を容易に得ることができる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）本実施形態の監視システム１００において、表示制御部１１２は、稼働関連情報を示す情報が埋め込まれているＱＲコードを表示部１０６に表示させていたが、これに代えて、または、これに加えて、情報格納部１０４にアクセスするためのアクセス情報を示す情報が埋め込まれているＱＲコードを表示させてもよい。例えば、ＰＣ１４０がＷｅｂサーバとして構成されており、かかるＰＣ１４０に情報格納部が配置され、かかる情報格納部の場所を示すＵＲＬがアクセス情報としてＱＲコードに埋め込まれていてもよい。具体的な利用フローとして、例えば、作業員は、スマートフォンのＱＲコード読み取りアプリケーションを用いて、表示部１０６に表示されたＱＲコードを読み取る。作業員のスマートフォンの表示画面に、情報格納部１０４にアクセスするためのアクセス情報であるＵＲＬが表示される。作業員がブラウザソフトを起ち上げて、かかるＵＲＬにアクセスする。ＷｅｂサーバであるＰＣ１４０から情報格納部に格納されている稼働関連情報が取得され、かかる稼働関連情報が作業員のスマートフォンに送信され、スマートフォンの表示画面にテキスト表示される。

（Ｂ２）本実施形態の監視システム１００において、表示部１０６はＱＲコードを表示していたが、ＱＲコードに限らず他の任意の種類の二次元の情報コードを表示してもよい。また、二次元の情報コードに限らず、一次元の情報コードなど任意の種類の情報コードを表示してもよい。

（Ｂ３）本実施形態の監視システム１００において、表示部１０６は、予め定められた時間間隔で格納された稼働関連情報に基づいて新たに生成されたＱＲコードを表示していたが、本開示はこれに限られない。稼働状況の異常が予め定められた回数、例えば５回発生した場合、表示部１０６はＱＲコードを表示してもよい。なお、かかる予め定められた回数は、５回に限らず任意の回数であってもよい。また、入出力ユニット１０２の内部の稼働状況の異常である場合に、表示部１０６は異常が一回であっても表示してもよい。さらに、表示部１０６を、タッチパネルとして操作可能に構成し、作業員の表示部１０６へのタッチを契機として、最新のＱＲコードがリロードされて表示部１０６に表示されてもよい。また、入出力ユニット１０２に表示用の物理ボタンを設けられ、かかるボタンが押されたことを契機として、最新のＱＲコードがリロードされて表示部１０６に表示されてもよい。また、タッチパネルや物理ボタンが、タッチまたは押下されないときは、省電力の観点から表示部１０６の表示は消されていてもよいし、既に表示されているＱＲコードが表示されたままでもよい。

（Ｂ４）本実施形態の監視システム１００において、稼働関連情報は、入出力ユニット１０２の内部の稼働状況を示す情報と、入出力ユニット１０２と外部機器１５０との接続状況を示す情報と、の両方を含んでいたが、どちらか一方を含んでいればよい。また他の情報を追加して含んでいてもよい。

（Ｂ５）本実施形態の監視システム１００において、ＱＲコードが切り替わったことを示すランプを備えていてもよい。これにより、作業員に同じ稼働関連情報を確認させる手間を省ける。また、ＱＲコードが切り替わったことを目視で確認できるので、作業員にＱＲコードを読み込ませる動機付けを与えられる。

（Ｂ６）本実施形態の監視システム１００において、表示制御部１１２は、ＱＲコードが新たに作成されると、表示部１０６に、新たに作成されたＱＲコードを表示させていたが、新たに作成されたＱＲコードを情報格納部１０４に格納させてから、ＱＲコードを表示させてもよい。

（Ｂ７）本実施形態の監視システム１００において、ＰＣ１４０と、ＰＬＣシステム１０１における各ユニット１０２、１２０、１３０と、外部機器１５０は、複数のフロアＡ～Ｃにまたがって配置されていたが、同一のフロアに配置されていてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００…監視システム、１０１…ＰＬＣシステム、１０２…入出力ユニット、１０４…情報格納部、１０６…表示部、１０７…状態表示部、１０８…稼働状況診断部、１１０…情報コード生成部、１１２…表示制御部、１２０…制御ユニット、１３０…電源ユニット、１５０…外部機器、ＣＨ…点灯部、Ｃｏ１…ＱＲコード

Claims (7)

1. ＰＬＣシステムに含まれる入出力ユニットを監視するための監視システムであって、
   前記入出力ユニットに配置されている表示部と、
   前記入出力ユニットの稼働状況に関連する情報である稼働関連情報を格納する情報格納部と、
   前記稼働関連情報と、前記情報格納部にアクセスするためのアクセス情報と、のうちの少なくとも一方を示す情報が埋め込まれている一次元または二次元の情報コードを、前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備える、監視システム。
2. 請求項１に記載の監視システムであって、
   前記入出力ユニットに配置され、前記稼働状況を診断する稼働状況診断部と、前記入出力ユニットに配置され、前記診断された稼働状況に基づいて前記情報コードを生成する情報コード生成部と、
   をさらに備える、監視システム。
3. 請求項２に記載の監視システムであって、
   前記稼働状況診断部は、予め定められた時間間隔で前記稼働状況を診断して、診断結果を前記稼働関連情報として前記情報格納部に格納させる、監視システム。
4. 請求項３に記載の監視システムであって、
   前記情報コードは、少なくとも前記稼働関連情報を示し、
   前記情報コード生成部は、前記予め定められた時間間隔で前記稼働関連情報が格納されると、新たに格納された前記稼働関連情報に基づいて前記情報コードを新たに生成する、監視システム。
5. 請求項４に記載の監視システムであって、
   前記表示制御部は、前記情報コードが新たに作成されると、前記表示部に、新たに作成された前記情報コードを、既に表示されている前記情報コードに代えて表示させる、監視システム。
6. 請求項１に記載の監視システムであって、
   前記稼働関連情報は、前記入出力ユニットの内部の稼働状況を示す情報と、前記入出力ユニットと外部機器との接続状況を示す情報と、のうちの少なくとも一方を含む、監視システム。
7. ＰＬＣシステムに用いられる入出力ユニットであって、
   表示部と、
   前記入出力ユニットの稼働状況に関連する情報である稼働関連情報と、前記稼働関連情報が格納されている情報格納部にアクセスするための情報と、のうちの少なくとも一方を示す情報が埋め込まれている一次元または二次元の情報コードを、前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備える、入出力ユニット。

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