特開 2019-207615 信号監視装置、警報装置、警報システムおよび信号監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-207615(P2019-207615A)

(43)【公開日】2019年12月5日

(54)【発明の名称】信号監視装置、警報装置、警報システムおよび信号監視方法

(51)【国際特許分類】

   G08B 29/02 20060101AFI20191108BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20191108BHJP

【ＦＩ】

   G08B29/02

   G08B21/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-103441(P2018-103441)

(22)【出願日】2018年5月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤尾 準一

【テーマコード（参考）】

5C086

5C087

【Ｆターム（参考）】

5C086AA34

5C086BA17

5C086CA09

5C086DA03

5C086DA08

5C086EA15

5C086EA23

5C086EA36

5C086FA02

5C087AA32

5C087AA44

5C087CC22

5C087DD08

5C087DD33

5C087EE07

5C087FF01

5C087FF02

5C087GG04

5C087GG08

5C087GG35

5C087GG70

(57)【要約】

【課題】音の出力に係る信号の監視を行う信号監視装置などを提供する。
【解決手段】発明に係る信号監視装置１２０は、定期的に出力される監視用音響信号を含む、音を発生させる音響信号が送られると、音響信号が送られたことを示す監視信号を出力する信号抽出回路１３０と、監視信号に基づいて、音響信号が一定時間以上送信されていないときには、異常を示す異常信号を出力する監視回路１４０とを備え、不具合などによって音響信号が送信されない場合でも、監視を可能にするものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

定期的に出力される監視用音響信号を含む、音を発生させる音響信号が送られると、該音響信号が送られたことを示す監視信号を出力する信号抽出部と、
前記監視信号に基づいて、前記音響信号が一定時間以上送信されていないときには、異常を示す異常信号を出力する監視部と
を備える信号監視装置。

【請求項2】

前記監視用音響信号は、あらかじめ定められた設定時間以内の前記音響信号であり、
前記信号抽出部は、送られた前記音響信号の先頭から前記設定時間の前記音響信号を削除する請求項１に記載の信号監視装置。

【請求項3】

前記監視部は、カウンタを備えるウォッチドッグタイマを有し、
該ウォッチドッグタイマは、前記信号抽出部から前記監視信号が入力されると、前記カウンタのカウント値をリセットし、前記カウンタの前記カウント値が、前記一定時間に対応するしきい値を超えると、前記異常信号を出力する請求項１または請求項２に記載の信号監視装置。

【請求項4】

デジタル形式の前記音響信号を、アナログ形式の前記音響信号に変換して前記信号抽出部に送る変換部をさらに備える請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の信号監視装置。

【請求項5】

汎用のコンピュータからの前記音響信号の送信の有無を監視する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の信号監視装置。

【請求項6】

請求項１〜請求項５に記載の信号監視装置と、
前記信号監視装置から送られる音響信号を増幅する音響アンプと、
前記音響アンプが増幅した前記音響信号から音を発するスピーカと
を備える警報装置。

【請求項7】

請求項６に記載の警報装置を複数台備え、冗長構成とする警報システム。

【請求項8】

制御装置から定期的に送られる監視用音響信号を含む音響信号を送る工程と、
前記音響信号から、監視信号を出力する工程と、
前記監視信号に基づいて、前記音響信号が送られているかどうかを判定する工程と、
一定時間以上、前記音響信号が送られていないと判定すると、異常を示す異常信号を出力する工程と
を有する信号監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号を監視する信号監視装置、警報装置、警報システムおよび信号監視方法に関するものである。特に、音を発生させる音響信号が出力されているかどうかを監視するものである。

【背景技術】

【0002】

ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）などの分野では、機器制御装置が、工作機械などの機器を制御しながら、製品の製造、組み立てなどを行う。機器制御装置は、センサなどから送られる信号に基づいて、機器の制御、管理などを行う。そして、機器制御装置は、機器などに異常が発生したと判断すると、警報音などを発生させて、異常を報知する。このため、警報音を発するスピーカを有する警報装置が、周辺機器として機器制御装置に接続される（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−０３１７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、機器制御装置が、機器などの異常を検出しても、警報装置から警報音が発せられないことがある。警報音が発せられない原因は様々あり、接続線の断線など、目視して原因を判断できるものもあれば、ＯＳ、周辺機器などを含めたソフトウェアに関する動作不良、周辺機器間の競合など、目視できないものもある。異常が報知されないと、対応が遅れ、早期解決をはかることが難しくなる。このため、警報装置が警報音を出力できる状態であるかどうかを常に監視することが望ましい。

【0005】

そこで、本発明は、音の出力に係る信号の監視を行う信号監視装置、警報装置、警報システムおよび信号監視方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的を達成するために、本発明に係る信号監視装置は、定期的に出力される監視用音響信号を含む、音を発生させる音響信号が送られると、音響信号が送られたことを示す監視信号を出力する信号抽出部と、監視信号に基づいて、音響信号が一定時間以上送信されていないときには、異常を示す異常信号を出力する監視部とを備えるものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明の信号監視装置によれば、音響信号の抽出により、信号抽出部から送られる監視信号に基づいて、監視部が音響信号の送信の有無を監視し、異常信号を出力するようにしたので、目視などでは発見しにくい不具合などによって音響信号が送信されていないような場合でも、監視を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１に係る警報装置１００を中心とする制御システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る信号抽出回路１３０における処理について説明する図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る監視回路１４０の動作を説明する図である。

【図4】本発明の実施の形態２に係る警報装置１００を中心とする制御システムの構成を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態３に係る制御システム内の警報装置１００における警報システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る警報装置１００を中心とする制御システムの構成を示す図である。図１は、警報装置１００および機器制御装置２００を有している。

【0010】

警報装置１００は、警報側入力端子１１０、信号監視装置１２０、外部出力部１５０、音響アンプ１６０およびスピーカ１７０を有している。警報側入力端子１１０は、接続線３００で機器制御装置２００と接続され、機器制御装置２００から送られる音響信号を装置内に入力する端子である。

【0011】

実施の形態１における信号監視方法を実現する信号監視装置１２０は、警報側入力端子１１０を介して送られる音響信号の有無を監視する。信号抽出部となる信号抽出回路１３０および監視部となる監視回路１４０を有している。信号抽出回路１３０は、警報側入力端子１１０からの音響信号を抽出すると、監視回路１４０が判定に用いるパルス状の監視信号を生成し、監視回路１４０に送る。また、信号抽出回路１３０は、音響信号の一部または全部を削除した音響信号を音響アンプ１６０に送る。監視回路１４０は、機器制御装置２００からの監視指示信号により監視が指示されると、信号抽出回路１３０から送られた監視信号に基づいて、音響信号が送信されているかどうかを判定することで監視を行う。監視回路１４０は、音響信号が送られていないと判定した場合には、異常信号を出力する。ここで、監視回路１４０は、ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）１４１を有している。信号抽出回路１３０および監視回路１４０については、後で詳しく説明する。

【0012】

外部出力部１５０は、異常信号を外部に出力する。ここで、実施の形態１の外部出力部１５０は、異常信号が入力されると、外部端子と電気的に接続して、信号が外部に出力されるリレー機器で構成する。音響アンプ１６０は、送られた音響信号を増幅する。また、スピーカ１７０は、増幅された音響信号に基づいて音を発する。ここで、音響アンプ１６０およびスピーカ１７０については、たとえば、別の音響装置で構成するようにしてもよい。

【0013】

機器制御装置２００は、たとえば、工場などにおいて稼働する機器４００を制御する装置である。特に限定するものではないが、ここでは、パーソナルコンピュータなどの汎用的なコンピュータまたはコンピュータを中心とする装置を、機器制御装置２００とする。汎用的なコンピュータは、コンピュータ内の記憶装置（図示せず）に、様々なソフトウェアをインストールなどして実行することができる。また、様々な周辺機器を接続し、周辺機器に合わせたデバイスドライバと呼ばれるソフトウェアを利用して、周辺機器を動作させることができる。ただし、たとえば、ソフトウェアのバグ、接続した周辺機器間で競合などが起きて、予期せぬ不具合が発生する可能性がある。コンピュータなどでは、消音設定をしていることもある。このとき、機器制御装置２００から音響信号が出力されないことがある。ここで、一般的には、音響アンプ１６０およびスピーカ１７０からは、故障が発生しにくい。また、断線などがあっても、目視しやすく、発見しやすい。しかしながら、ソフトウェアのバグ、周辺機器の競合などは、目視できないものである。また、接続ミスなどしていなくても起こり得るため、警報音が出力されない場合には、発見しにくい。

【0014】

機器制御装置２００は、音響信号生成部２１０、警報指示部２２０、音声異常処理部２３０、機器制御部２４０、制御側出力端子２５０、監視指示信号出力部２６０および異常信号入力部２７０を有している。

【0015】

音響信号生成部２１０は、音響信号を生成する。実施の形態１の音響信号生成部２１０は、警報音などの通常の音である通常音響信号以外に、あらかじめ定められた設定間隔で、監視用音響信号を生成して、制御側出力端子２５０から定期的に出力する。ここでは、通常音響信号と監視用音響信号とを含めて、音響信号とする。監視用音響信号を出力する間隔として、ここでは、４５秒間隔と設定する。

【0016】

監視回路１４０は、たとえば、６０秒間、監視用音響信号および通常音響信号を受け取っていない状態になると、機器制御装置２００に問題が発生していると判定するように設定する。６０秒以内に監視用音響信号および通常音響信号が受け取れている場合は、正常と判定をする。機器制御装置２００が出力する監視用音響信号は、０．５秒間と決めれば、信号抽出回路１３０は、音響信号を受け取り始めて、最初の０．５秒間は、音響アンプ１６０へ音響信号を出力しない。

【0017】

ここで、音響信号生成部２１０は、通常音響信号を生成しているときには、監視用音響信号は生成しない。制御側出力端子２５０は、接続線３００で警報装置１００と接続され、音響信号を警報装置１００に出力する端子である。

【0018】

警報指示部２２０は、警報装置１００に音声出力に係る監視を指示する。また、監視指示信号出力部２６０は、警報指示部２２０の指示に基づいて、警報装置１００に監視指示信号を出力する。異常信号入力部２７０は、警報装置１００から送られた異常信号を、音声異常処理部２３０に送る。音声異常処理部２３０は、異常信号入力部２７０からの異常信号に基づいて、接続された表示装置５００に、音声出力に係る異常の旨を表示させる。また、機器制御部２４０は、機器４００を制御する処理を行う。

【0019】

ここで、実施の形態１の機器制御装置２００は、前述したように、コンピュータを有している。コンピュータは、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの制御演算処理装置を有している。制御演算処理装置が、音響信号生成部２１０、警報指示部２２０、音声異常処理部２３０および機器制御部２４０の機能を実現する。また、入出力を管理するＩ／Ｏポートを有している。Ｉ／Ｏポートが、制御側出力端子２５０、監視指示信号出力部２６０、異常信号入力部２７０の機能を実現する。また、たとえば、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性記憶装置（図示せず）およびハードディスク、データを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置（図示せず）を有している。これらの記憶装置が、たとえば、制御演算処理装置が行う処理手順をプログラムとしたデータを有している。そして、制御演算処理装置が、プログラムのデータに基づいて処理を実行し、音響信号生成部２１０、警報指示部２２０および音声異常処理部２３０の機能を実現している。

【0020】

図２は、本発明の実施の形態１に係る信号抽出回路１３０における処理について説明する図である。信号抽出回路１３０は、警報側入力端子１１０を介して音響信号が送られると、監視信号を生成して、監視回路１４０に送る。ここで、信号抽出回路１３０は、音響信号を抽出している間、定期的に監視信号を生成する。このため、たとえば、通常音響信号が送られているときには、後述する図３に示すように、音響信号の長さに応じて、複数のパルス状の監視信号が連続して送られる。ただし、これに限定するものではない。たとえば、音響信号の長さに応じたパルス幅の監視信号が送られるようにしてもよい。また、信号抽出回路１３０は、前述した設定時間である０．５秒間における音響信号を削除する。削除に係る音響信号について、０．５秒の音響信号である監視用音響信号は、すべての音響信号が削除され、音響アンプ１６０には流れない。一方、警報音などの通常音響信号の場合、少なくとも数秒は音響信号が流れる。このため、通常音響信号は、先頭の０．５秒間の音響信号は削除されるが、その後の音響信号は、音響アンプ１６０に流れる。このため、監視用音響信号に係る音声は、スピーカ１７０からは流れない。一方で、通常音響信号に係る音声は、０．５秒削除されることになるが、通常音響信号が警報音に係る音響信号であれば、最初の０．５秒の部分の音が、削除により出力されなくても、大きな問題は生じない。

【0021】

図３は、本発明の実施の形態１に係る監視回路１４０の動作を説明する図である。前述したように、実施の形態１の監視回路１４０は、ウォッチドッグタイマ１４１を有している。実施の形態１におけるウォッチドッグタイマ１４１は、カウンタ（図示せず）を有し、カウントアップを行う。そして、実施の形態１のウォッチドッグタイマ１４１は、信号抽出回路１３０から監視信号が送られると、カウント値をリセットする。一方、ウォッチドッグタイマ１４１は、監視信号が送られず、カウント値があらかじめ定められたしきい値を超えたと判断すると、機器制御装置２００に異常信号を出力する。ここで、実施の形態１においては、１分間におけるカウント値に相当する値をしきい値とする。前述したように、監視用音響信号の出力に係る設定間隔が４５秒であるため、正常である場合には、ウォッチドッグタイマ１４１において、カウント値がしきい値を超えることなく、リセットされる。

【0022】

以上のように、実施の形態１の警報装置１００によれば、信号監視装置１２０における監視回路１４０において、音響信号が出力されていない場合には、異常信号を出力するようにしたので、音響信号について監視を行うことができる。そして、異常信号に基づき、警報音を出力できない旨を報知することで、警報音が出力されない状況に対して、すばやく対応することができる。たとえば、目視などでは発見しにくい不具合についても、警報音に係る監視を効果的に行うことができる。ここで、監視音響信号を、設定時間内の音響信号とし、信号抽出回路１３０において、設定時間の音響信号を削除するようにしたので、監視音響信号について、スピーカ１７０から音を出さずにすむ。

【0023】

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る警報装置１００を中心とする制御システムの構成を示す図である。図４において、図１と同じ符号を付している機器などについては、実施の形態１で説明したことと同様の動作などを行う。

【0024】

実施の形態２の警報装置１００は、変換部となる変換回路１８０を有している。また、実施の形態２における機器制御装置２００の制御側出力端子２５０および警報装置１００の警報側入力端子１１０は、ＵＳＢ端子である。そして、警報装置１００と機器制御装置２００との間は、ＵＳＢケーブルとなる接続線３００により、ＵＳＢ接続されている。このため、機器制御装置２００からの音響信号は、デジタル形式の信号で送られる。実施の形態２の警報装置１００における変換回路１８０は、機器制御装置２００からデジタル形式の信号を、アナログ形式の音響信号に変換し、信号抽出回路１３０に送る。

【0025】

以上のように、実施の形態２の警報装置１００では、ＵＳＢ接続されることで、デジタル形式で送られた音響信号を、アナログ形式の音響信号に変換するようにした。このため、機器制御装置２００からの信号にかかわらず、実施の形態１と同様に、音響信号について監視を行うことができる。

【0026】

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る制御システム内の警報装置１００における警報システムの構成を示す図である。図５においては、警報装置１００Ａおよび警報装置１００Ｂが、接続線３００Ａおよび接続線３００Ｂを介して機器制御装置２００に接続されている。実施の形態３のように、複数の警報装置１００を備え、冗長な構成の警報システムとすることで、警報音が出力されない危険性を低減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

上述の実施の形態１などにおいては、ＦＡに係る機器制御装置における警報装置１００における信号監視装置１２０について説明したが、これに限定するものではない。他の分野の制御装置の警報にも適用することができる。

【符号の説明】

【0028】

１００，１００Ａ，１００Ｂ 警報装置、１１０ 警報側入力端子、１２０ 信号監視装置、１３０ 信号抽出回路、１４０ 監視回路、１４１ ウォッチドッグタイマ、１５０ 外部出力部、１６０ 音響アンプ、１７０ スピーカ、１８０ 変換回路、２００ 機器制御装置、２１０ 音響信号生成部、２２０ 警報指示部、２３０ 音声異常処理部、２４０ 機器制御部、２５０ 制御側出力端子、２６０ 監視指示信号出力部、２７０ 異常信号入力部、３００，３００Ａ，３００Ｂ 接続線、４００ 機器、５００ 表示装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】