JP5076213B2 - 音声再生機能付きプログラマブルコントローラ - Google Patents

Description

本発明は、産業用システムの制御に広く使用されているプログラマブルコントローラに関するものである。

プログラマブルコントローラは、生産工場等に設置されるファクトリーオートメーション（ＦＡ）の制御装置として、広く用いられている。プログラマブルコントローラは、内部にＣＰＵ、メモリ、入力部、出力部、等を有する。ＣＰＵは、制御対象側の制御状態を示すセンサ等の複数の入力機器からの入力信号を入力部を通じてメモリに取り込み、ラダープログラムプログラムに基づき演算実行し、その演算実行結果をメモリに書き込むと共にその書き込んだ演算実行結果を出力部を通じて制御対象を駆動するアクチュエータ等の複数の出力機器側へその制御のための出力信号を送り出す処理を行うことができる（例えば特許文献１参照）。

このようなプログラマブルコントローラにおいては、当該プログラマブルコントローラにおけるセンサやアクチュエータの制御状態や、外部通信機器等との通信状態、等をユーザに対して音声報知することができる音声報知装置を配備することが行われている。

しかしながら、このようなプログラマブルコントローラにおける上記従来の音声報知システムでは、プログラマブルコントローラ単体以外に、音声報知装置を配線で接続する必要があるが、この配線の存在がシステムの外観、整備、メンテナンス、その他に煩わしいだけでなく、配線コストが嵩むと共に、配線の増設等も必ずしも容易ではなく、音声報知の種類、音声報知装置の増設、変更、等にも容易には対応しにくいなど、柔軟性にきわめて乏しい。
特開２００５−２５９０７９号公報

本発明により解決すべき課題は、プログラマブルコントローラそれ自体に上記配線を不要化できる音声再生機能を持たせると共に、その音声再生機能も、音声の種類や変更等にコスト少なく容易に対処できるプログラマブルコントローラを提供することである。

本発明による音声再生機能付きプログラマブルコントローラは、ラダープログラムの実行を司るプログラマブルコントローラ部と、上記プログラマブルコントローラ部からの音声再生の実行指令に応答して音声再生を制御する音声再生コントローラ部と、上記両コントローラ部を接続するバスインターフェースと、を有し、上記ラダープログラムは、上記音声再生コントローラ部における音声再生制御に用いるプログラム要素を有し、上記プログラマブルコントローラ部は、上記プログラム要素を実行して上記音声再生コントローラ部に対して音声再生を実行させ、上記プログラマブルコントローラ部は、ＰＬＣ基板に実装され、上記ラダープログラムを格納したラダープログラムメモリと、上記ラダープログラムを実行するＣＰＵと、を備え、上記音声再生コントローラ部は、音声基板に実装され、上記ＣＰＵに対して上記バスインターフェースで接続され上記ＣＰＵからの音声再生に関する指令を実行するＭＰＵと、音声データを格納するメモリと、上記ＭＰＵの音声再生に関する指令により上記メモリ内の音声データを再生する音声合成ＬＳＩと、上記音声合成ＬＳＩの出力を外部に出力する音声出力部と、を備え、上記ラダープログラムにおける音声再生に関するプログラム要素の実行により、上記ＭＰＵは上記メモリから対応する音声番号と音量のデータを選択して上記音声合成ＬＳＩに設定し、さらに音声出力指令を上記音声合成ＬＳＩに与えることで、上記音声合成ＬＳＩから上記音声出力部に音声合成出力が出力されて音声データが再生され、また上記ラダープログラムにおける音声や音量の変更に関するプログラム要素の実行により、上記ＭＰＵは音声や音量を変更するものである。

本発明によれば、プログラマブルコントローラ部と音声再生コントローラ部とがバスインターフェースで接続されているので、従来のような音声報知装置とプログラマブルコントローラとを接続する配線が省略可能であり、しかも、既存のプログラマブルコントローラの内部構成はプログラマブルコントローラ部に保有させることができるので、プログラマブルコントローラの仕様を変更する必要は特になく、既存の入出力モジュールと同等に扱うことが可能であり、したがって、低コストで簡単容易に音声再生コントローラ部を組み込むことができると共に、再生音声の種類や変更、等にも容易に対応することができる。

本発明のプログラマブルコントローラは、ラダープログラムの実行を司るプログラマブルコントローラ部と、上記プログラマブルコントローラ部からの音声再生の実行指令に応答して音声再生を制御する音声再生コントローラ部と、上記両コントローラ部を接続するバスインターフェースと、を備えた構成であるので、従来のごとく、プログラマブルコントローラと音声報知装置とを接続する配線が不要であると共に、その音声再生も、プログラマブルコントローラ部からバスインターフェースを介して音声再生コントローラ部を制御して行うことができるので、音声の種類や変更等にもコスト少なく容易に対処することができる。

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プログラマブルコントローラを詳細に説明する。図１に実施の形態のプログラマブルコントローラのイメージを示す。図１を参照して、実施の形態のプログラマブルコントローラ１は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）データ保持用のバッテリを保持するバッテリホルダ３、プログラマブルコントローラの状態（ステータス）を表示するステータス表示ＬＥＤ５、ＰＬＣ運転選択スイッチ（ＳＷ）７、ＲＳ２３２Ｃ準拠プログラミングツール接続ポート９、ＲＳ２３２Ｃ準拠汎用シリアル通信ポート１１、ＲＳ４８５準拠汎用シリアル通信ポート１３、電源入力端子１５、音声書換え専用ＵＳＢポート１７、音量調節用ボリューム１９、スピーカ接続用コネクタ２１、外部入出力（Ｉ／Ｏ）機器接続用コネクタ２３を備える。

図２に同プログラマブルコントローラ１とその周辺の機器とを含む制御システムの概略ブロック化構成を示す。図２を参照して、実施の形態のプログラマブルコントローラ１は、プログラマブルコントローラ部２５を実装したＰＬＣ基板２７と、音声再生コントローラ部２６を実装した音声基板２９とを備え、これらプログラマブルコントローラ部２５と音声再生コントローラ部２６は上記両基板２７，２９に実装されたバスインターフェース、好ましくはパラレルバスインターフェース３１，３２を介して接続されている。

プログラマブルコントローラ部２５は、複数の通信ポート９，１１，１３、ラダープログラムやその他のプログラム、データ等を格納する各種メモリ３３、ラダープログラムを実行するＣＰＵ３５、さらに、上記パラレルバスインターフェース３１、ならびに外部シリアルバスインターフェース３７を備えている。上記各通信ポート９，１１，１３には、プログラミングツール３９、汎用シリアル通信機器４１、他のＰＬＣ４３、プログラマブル表示器４５、パーソナルコンピュータ４７等が接続され、外部シリアルバスインターフェース３７には増設入出力（Ｉ／Ｏ）モジュール４９が接続される。

プログラマブルコントローラ部２５においては、上記ラダープログラムの一部に、音声再生コントローラ部２６における音声再生制御に用いるプログラム要素が組み込まれている。そしてプログラマブルコントローラ部２５は、上記したプログラム要素を実行して音声再生コントローラ部２６に対して音声再生を実行させることができるようになっている。

音声再生コントローラ部２６は、上記音声再生の実行指令に応答して、音声を再生できるように、ＵＳＢポート１７、ＵＳＢコントローラ５１、を備えると共に、ＣＰＵ３５に対して上記バスインターフェース３１，３２で接続されＣＰＵ３５からの音声再生に関する指令を実行するＭＰＵ５３、音声データを格納するメモリの例であるフラッシュＲＯＭ５５、ＭＰＵ５３の音声再生に関する指令により上記フラッシュＲＯＭ５５内の音声データを再生する音声合成ＬＳＩ５７、音声合成ＬＳＩ５７の出力を外部に出力する音声出力部５９、および入出力部６０、を備える。

ＵＳＢポート１７には図示略のＵＳＢメモリから音声データが入力され、ＭＰＵ５３はこの音声データをフラッシュＲＯＭ５５に格納する。フラッシュＲＯＭ５５は、複数のメモリバンクを持つ。各メモリバンクはそれぞれ音声管理エリアと、音声データ格納エリアとを備え、この音声データ格納エリアに音声データが格納され、この格納された音声データは、それぞれのメモリバンクの音声管理エリアで管理され、音声合成ＬＳＩ５７に出力されるようになっている。

例えば、フラッシュＲＯＭ５５は、５１２Ｍｂｉｔを、４つのメモリバンクに分割し、１２８Ｍｂｉｔ単位で管理する。そして、各メモリバンクにおいて、メモリバンク１は０×０００００００〜０Ｘ０ＦＦＦＦＦＦ、メモリバンク２は０×１００００００〜０Ｘ１ＦＦＦＦＦＦ、メモリバンク３は、０×２００００００〜０Ｘ２ＦＦＦＦＦＦ、メモリバンク４は、０×１００００００〜０Ｘ３ＦＦＦＦＦＦとし、各メモリバンク１〜４は、それぞれ、音声合成ＬＳＩ５７のメモリ構成に合わせたデータを書込むようになっている。なお、例えばメモリバンク１では、０×０００００００〜０Ｘ０ＦＦＦＦＦＦにおいて、０×００００００〜０×０００７ＦＦを音声管理エリア、０×０００８００〜０Ｘ０ＦＦＦＦＦＦを音声データエリアとしている。

音声合成ＬＳＩ５７からの音声データは音声出力部５９から外部に出力されるようになっている。この音声出力部５９は、音量調整ボリューム５９ａ、音声アンプ５９ｂ、音声スピーカ５９ｃから構成されている。

図３を参照して、プログラマブルコントローラ部２５と音声再生コントローラ部２６との間で行われる音声の通常再生等を説明する。なお、図３では（ａ）[ラダープログラムチャート]と（ｂ）[ＰＬＣ基板と音声基板とのＩＦ信号]とに分けて示す。ラダープログラムチャートは、プログラマブルコントローラ部２５のメモリ３３に格納するラダープログラムにおける音声再生の実行に関するプログラム要素の実行手順をチャートに表したものであり、ＩＦ信号は、インターフェース信号のことである。ＩＦ信号は、上記プログラム要素の実行のために、上記両基板２７，２９それぞれのプログラマブルコントローラ部２５と音声再生コントローラ部２６それぞれでバスインターフェース３１，３２を介して送受される信号を総称している。

プログラマブルコントローラ部２５のＣＰＵ３５内部では、上記プログラム要素に関して、音声選択用レジスタと、音声出力ＯＮ／ＯＦＦビットとを設け、そのプログラム要素により、音声選択用レジスタに入力したデータに基づいて、音声再生コントローラ部２６のフラッシュＲＯＭ５５内の各メモリバンクに格納した音声データの選択を行い、また、音声出力ＯＮ／ＯＦＦビットにより音声のＯＮ／ＯＦＦの制御を可能としている。

まず、図３（ｂ）の（ｂ−１）で音声基板ＲＤＹとするＩＦ信号が音声基板２９上の音声再生コントローラ部２６のＭＰＵ５３からＰＬＣ基板２７上のプログラマブルコントローラ部２５のＣＰＵ３５に送信される。音声基板ＲＤＹとは音声再生コントローラ部２６が音声再生の準備が完了したことを示すＩＦ信号である。プログラマブルコントローラ部２５においては、図３（ａ）の（ａ−１）で示すように上記ＩＦ信号の受信により音声機能ＲＤＹの状態になる。そして、この音声機能ＲＤＹの状態により、図３（ａ）の（ａ−３）で示すように音声出力指令がプログラマブルコントローラ部２５のＣＰＵ３５から音声再生コントローラ部２６のＭＰＵ５３に出される。この音声出力指令には、図３（ａ）の（ａ−４），（ａ−５）で示すようにフラッシュＲＯＭ５５のメモリバンクの選択と、そのメモリバンク内から音声番号１，２，…、音量１，２，…の選択を含む。そして、この音声出力指令がＩＦ信号として音声再生コントローラ部２６のＭＰＵ５３に送信されると、ＭＰＵ５３は、図３（ｂ）の（ｂ−２），（ｂ−３）で示すようにフラッシュＲＯＭ５５から音声合成ＬＳＩ５７にそれに対応した音声番号と音量のデータを選択して設定し、さらに、図３（ｂ）の（ｂ−４），（ｂ−５），（ｂ−６）で示すように音声出力指令を音声合成ＬＳＩ５７に与えることで、音声合成ＬＳＩ５７から音声出力部５９に音声合成出力が出力され、音声データが再生される。以上のようにして音声の通常再生等が行われる。

次に図４を参照して、音声再生中において、音声や音量の変更等を説明する。なお、図４でも、図３と同様に、（ａ）[ラダープログラムチャート]と（ｂ）[ＰＬＣ基板と音声基板とのＩＦ信号]とに分けて示す。図４（ａ）の（ａ−４）で示すようにプログラマブルコントローラ部２５から音声番号１から音声番号２、あるいはその逆に変更する指令が音声再生コントローラ部２６に送信される。これにより音声再生コントローラ部２６では、図４（ｂ）の（ｂ−２）で示すように音声が音声番号１の音声から音声番号２の音声、あるいはその逆に変更される。また、音量も音量１から音量２に変更する指令あるいはその逆の指令が、図４（ａ）の（ａ−５）で示すようにプログラマブルコントローラ部２５から音声再生コントローラ部２６に送信され、音声再生コントローラ部２６では音量をその指令に従って、図４（ｂ）の（ｂ−３）で示すように音量１から音量２あるいはその逆に変更する。

以上説明したように本実施の形態では、ラダープログラムの実行を司るプログラマブルコントローラ部２５と、プログラマブルコントローラ部２５からの音声再生の実行指令に応答して音声再生を制御する音声再生コントローラ部２６と、両コントローラ部２５，２６を接続するバスインターフェース３１，３２と、を備えた構成であるので、従来のごとく、プログラマブルコントローラと音声報知装置とを接続する配線が不要であると共に、その音声再生も、プログラマブルコントローラ部２５からバスインターフェース３１，３２を介して音声再生コントローラ部２６を制御して行うことができるので、音声の種類や変更等にもコスト少なく容易に対処することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。

図１は本実施の形態に係るプログラマブルコントローラの外観のイメージを示す図である。 図２は、実施の形態のプログラマブルコントローラが適用される制御システム全体の構成を示す図である。 図３はプログラマブルコントローラにおける音声再生の説明に用いる図である。 図４はプログラマブルコントローラにおける音声再生の説明に用いる図である。

符号の説明

１ プログラマブルコントローラ
２５ プログラマブルコントローラ部
２６ 音声再生コントローラ部
２７ ＰＬＣ基板
２９ 音声基板
３１，３２ バスインターフェース

Claims (1)

1. ラダープログラムの実行を司るプログラマブルコントローラ部と、
   上記プログラマブルコントローラ部からの音声再生の実行指令に応答して音声再生を制御する音声再生コントローラ部と、
   上記両コントローラ部を接続するバスインターフェースと、
   を有し、
   上記ラダープログラムは、上記音声再生コントローラ部における音声再生制御に用いるプログラム要素を有し、
   上記プログラマブルコントローラ部は、上記プログラム要素を実行して上記音声再生コントローラ部に対して音声再生を実行させ、
   上記プログラマブルコントローラ部は、ＰＬＣ基板に実装され、上記ラダープログラムを格納したラダープログラムメモリと、上記ラダープログラムを実行するＣＰＵと、を備え、
   上記音声再生コントローラ部は、音声基板に実装され、上記ＣＰＵに対して上記バスインターフェースで接続され上記ＣＰＵからの音声再生に関する指令を実行するＭＰＵと、音声データを格納するメモリと、上記ＭＰＵの音声再生に関する指令により上記メモリ内の音声データを再生する音声合成ＬＳＩと、上記音声合成ＬＳＩの出力を外部に出力する音声出力部と、を備え、
   上記ラダープログラムにおける音声再生に関するプログラム要素の実行により、上記ＭＰＵは上記メモリから対応する音声番号と音量のデータを選択して上記音声合成ＬＳＩに設定し、さらに音声出力指令を上記音声合成ＬＳＩに与えることで、上記音声合成ＬＳＩから上記音声出力部に音声合成出力が出力されて音声データが再生され、また上記ラダープログラムにおける音声や音量の変更に関するプログラム要素の実行により、上記ＭＰＵは音声や音量を変更する音声再生機能付きプログラマブルコントローラ。

Images