制御システム及び制御方法
【課題】予め設定されている制御に加え、予測に基づく制御を含む知能的な制御を行なうことができる制御システム及び制御方法を提供する。
【解決手段】屋上緑化エリアＧへの灌水のための電磁弁１３，１３を駆動制御対象とし、土中に埋められた湿度センサ１４，１４で測定される湿度によって開閉を制御するように設定してある開閉装置２３に対し、エージェント装置３は、屋上緑化エリアＧを含む周辺の気象情報を自律的に取得し、気象情報が天候悪化（降雨の可能性が高い）を示している場合は、電磁弁１３，１３を開放させないようにする制御値（開放可否を示す制御値）を示す信号を開閉装置２３へ送信する。
【解決手段】屋上緑化エリアＧへの灌水のための電磁弁１３，１３を駆動制御対象とし、土中に埋められた湿度センサ１４，１４で測定される湿度によって開閉を制御するように設定してある開閉装置２３に対し、エージェント装置３は、屋上緑化エリアＧを含む周辺の気象情報を自律的に取得し、気象情報が天候悪化（降雨の可能性が高い）を示している場合は、電磁弁１３，１３を開放させないようにする制御値（開放可否を示す制御値）を示す信号を開閉装置２３へ送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御装置を用いて各種駆動対象を制御する制御システムに関し、特に、ハードウェア的に予め設定されている駆動制御に対し、駆動の条件を自律的に取得して駆動対象を制御させるための制御値に反映させるソフトウェア的な処理を連動させ、予測に基づく制御を含む知能的な制御を可能とする制御システム及び制御方法を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
近年では、特定の機能を持たせたＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用い、各種センサを用いて制御対象の状態、周辺環境の変化に応じた自動運転を実現するＦＡ（Factory Automation）を始めとする制御システムが普及している。
【０００３】
特許文献１には、工場のような環境に適さないパーソナルコンピュータによる制御の代替として、通信機能をＰＬＣからなる制御機器に備えさせ、制御装置に通信を含む多様な制御を行なわせることができ、低コスト化を図ることができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御システムに求められる処理の複雑化、高度化に応じ、多数のステップを経ることにより得られる判断基準、それまでの制御履歴、測定値の記録等のデータベースを用いた学習処理により得られる判断基準等の複雑な処理に基づく知能的な制御が必要な場合、ＰＬＣによって予め設定されるシーケンス制御のみで制御を行なわせることは難しい。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動対象に対して予め設定された制御を行なう制御装置に、ソフトウェアの動的な処理によって得られる駆動対象の条件に基づく制御値を生成し、生成した制御値に基づいて制御させる構成により、複雑な処理を含む知能的な制御を可能とする制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、駆動対象周辺の予測情報に基づき制御値を生成する構成により、予測に基づく知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、予め設定してある制御のみならず、柔軟な条件によって駆動対象の駆動の可否を制御することができ、より多様な状況に応じた知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、駆動対象の駆動状況及び駆動結果を取得し、且つ外部に通知することが可能な構成により、駆動条件としてフィードバックが可能となり、更に知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る制御システムは、駆動対象に対し、制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置と、該制御装置に接続する手段を備え、前記制御装置へ制御値を生成して与えるようにしてある制御値生成装置とを含む制御システムであって、前記制御値生成装置は、前記駆動対象の駆動に対する条件情報を取得する手段と、取得した条件情報に基づいて前記制御値を生成する生成手段と、生成した制御値を前記制御装置へ送信する手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る制御システムは、前記条件情報は前記駆動対象の周辺環境の予測情報であることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る制御システムは、前記制御値生成装置は、取得した条件情報に基づき、前記駆動対象の駆動の可否を判定する判定手段を備え、前記生成手段は前記判定手段による判定結果を示す制御値を生成するようにしてあり、前記制御装置は、前記所定の制御として、センサにおける測定値が所定値以下であるときに駆動対象を駆動せしめるごとく設定してある場合であっても、前記制御値生成装置から送信された制御値が駆動不可を示すときは、前記駆動対象を駆動させないようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る制御システムは、前記制御値生成装置は、前記駆動対象の駆動状況及び駆動結果を含む駆動情報を取得する手段と、取得した前記駆動情報を外部へ通知する通知手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る制御方法は、駆動対象に対し、与えられた制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置に、制御値を生成して与えることにより制御させる制御方法であって、前記駆動対象の駆動に対する条件情報を外部から自律的に取得し、取得した条件情報に基づいて制御値を生成することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、駆動対象に対して制御値に基づく所定の制御を行なう制御装置に、駆動対象の駆動についての条件情報に基づき生成された制御値が更に与えられる。
【００１５】
本発明では、駆動対象の駆動に対する条件情報として、駆動対象が設置されている場所の周辺環境の予測情報が使用される。
【００１６】
本発明では、駆動対象の駆動に対する条件情報に基づき、駆動対象の駆動の可否が判定され、駆動対象に対してセンサにおける測定値が所定値以下であるときは駆動対象を駆動させるように所定の制御が設定してある場合であっても、条件情報に基づき駆動が不可と判定されたときは駆動されない。
【００１７】
本発明では更に、駆動対象の駆動状況及び駆動結果が取得されて外部へ通知される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による場合、駆動対象に対してハードウェア的に予め設定された制御を行なう制御装置に、ソフトウェアの動的な処理によって得られる駆動対象の条件に基づく制御値が与えられる。これにより、ソフトウェア処理によって自律的に、駆動対象の駆動条件となり得る情報を取得して多様な条件に基づく制御値を生成することができ、予め設定されてある制御に加えた知能的な制御が可能となる。
【００１９】
本発明による場合、駆動対象の現状における状況に基づく予め設定された制御のみならず、周辺環境の変化予測に基づいた駆動制御を行なうことができ、知能的な制御が可能となる。
【００２０】
本発明による場合、予め設定してある制御のみならず、外部から取得した多様な条件情報に基づき柔軟に駆動対象の駆動の可否を制御することができ、駆動対象の駆動結果に基づく状況を検知するセンサの結果が駆動対象を駆動させる条件に適合しても、他の条件によっては駆動を禁止するような知能的な制御が可能となる。
【００２１】
本発明による場合は更に、駆動対象の制御のみならずその駆動状況及び駆動結果を自律的に取得して外部へ通知することにより、駆動状況及び駆動結果を更に制御値に反映することができ、更なる知能的な制御が可能となる。また、ユーザ又はシステムの管理者が駆動対象の状況及び結果を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下に示す実施の形態では、本発明に係る制御システムを、屋上に作られた緑地の土中の湿度を基準として灌水の開始及び停止を制御する屋上緑化システムに適用した例について説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態における屋上緑化システムの概要を示す模式図である。屋上緑化システムは、建物の屋上に造成された屋上緑化エリアＧ上に設置された灌水パイプ１１，１１と、灌水パイプ１１，１１とタンク１２との間を開閉する電磁弁１３，１３と、屋上緑化エリアＧの土中に埋められた湿度センサ１４，１４と、湿度センサ１４，１４における測定値を出力する出力器１５，１５とを含む。屋上緑化システムは更に、夫々ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）からなり、出力器１５，１５から出力される測定値を湿度を示す信号に変換する変換装置２１と、後述のエージェント装置３との通信とＰＬＣ群間の通信とを中継するゲートウェイ装置２２と、変換装置２１及びゲートウェイ装置２２から入力される信号に基づいて電磁弁１３，１３の開閉を制御する開閉装置２３とを含む。また、屋上緑化システムは、開閉装置２３における電磁弁１３，１３の開閉の判断条件となる気象予測情報を自律的に取得し、前記開閉装置２３における制御値を生成するエージェント装置３と、エージェント装置３が取得する判断基準となる気象予測情報を収集する中央装置４とを含む。
【００２４】
変換装置２１、ゲートウェイ装置２２及び開閉装置２３は、建物の屋上又は屋内に設置され、ＰＬＣ間を接続するネットワーク２に接続されており、各種信号を送受信して夫々の制御に用いるようにしてある。エージェント装置３は、建物の屋内に設置されており、ゲートウェイ装置２２とエージェント装置３とは、ネットワーク２とは異なるプロトコルに基づく通信線によって接続されている。エージェント装置３は、ゲートウェイ装置２２の機能によりネットワーク２上の各装置から出力される信号で表わされるデータを取得することが可能である。中央装置４は、屋上緑化エリアＧが造成されている建物とは異なる場所に設置されており、他の建物に設置されている屋上緑化エリアＧに対応するエージェント装置３にも対応している。中央装置４は、エージェント装置３とインターネット等の通信網Ｎを介して接続することが可能である。
【００２５】
基本的には開閉装置２３が、土中の湿度センサ１４，１４における測定値に対応する湿度の値が所定値以下であるか否かにより、電磁弁１３，１３の開閉を制御することによって自動灌水を実現する。しかしながら、本実施の形態における屋上緑化システムでは、湿度の値に加えて、エージェント装置３が中央装置４から取得する建物付近の気象予測情報をも基準として開閉が制御されるようにしてある。
【００２６】
図２は、本実施の形態における屋上緑化システムに含まれる変換装置２１、ゲートウェイ装置２２及び開閉装置２３の内部構成を示すブロック図である。変換装置２１は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である制御部２１０と、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）である記憶部２１１と、ネットワーク２を介した通信を実現する通信部２１２と、出力器１５，１５から入力される測定値を受け付ける入力部２１３とを備えている。変換装置２１の制御部２１０は、記憶部２１１に記憶されている所定のプログラムに基づき、入力部２１３を介して入力される測定値（電圧値）を湿度に対応する数値を示す信号に変換して通信部２１２を介して開閉装置２３へ送信するように構成されている。
【００２７】
ゲートウェイ装置２２は、ＭＰＵ、ＣＰＵである制御部２２０と、ＥＥＰＲＯＭである記憶部２２１と、エージェント装置３との通信を実現する第１通信部２２２と、ネットワーク２を介した通信を実現する第２通信部２２３とを備えている。ゲートウェイ装置２２の制御部２２０は、記憶部２２１に記憶されている所定のプログラムに基づき、通信線を介したエージェント装置３とのＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）による通信と、ネットワーク２間における通信とを中継する機能を有している。
【００２８】
具体的には、ゲートウェイ装置２２は、ネットワーク２に接続されている変換装置２１、開閉装置２３等の各ＰＬＣへの入力に対応するスイッチを夫々備えている。ゲートウェイ装置２２は、ＴＣＰ／ＩＰによりエージェント装置３から送信される信号（データ）の種別に応じて、いずれかのスイッチに信号の内容を書き込む。これにより、スイッチに対応する各装置へ信号が入力されるように構成されている。例えば、エージェント装置３から送信される信号が開閉装置２３の運転開始及び運転停止を指示する信号である場合、ゲートウェイ装置２２により、開閉装置２３へ運転開始及び運転停止の入力に対応するスイッチに、送信された信号が示す運転開始（１）又は運転停止（０）のいずれかが書き込まれ、対応する開閉装置２３の運転開始及び運転停止が制御される。
【００２９】
なお、エージェント装置３との通信は、ＴＣＰ／ＩＰによるとは限らず、ＲＳ−２３２（Recommended Standard 232）による信号の入力を受け付ける構成としてもよい。
【００３０】
開閉装置２３は、ＭＰＵ、ＣＰＵである制御部２３０と、ＥＥＰＲＯＭである記憶部２３１と、ネットワーク２を介した通信を実現する通信部２３２と、電磁弁１３，１３への開閉を指示する指示信号を出力する出力部２３３とを備えている。開閉装置２３の制御部２３０は、記憶部２３１に記憶されている所定のプログラムに基づき、通信部２３２を介して変換装置２１から送信された信号に示されている数値が所定値以下であるか否か、及び、ゲートウェイ装置２２及びネットワーク２を介してエージェント装置３から送信される信号に応じて電磁弁１３，１３の開閉を制御するように構成されている。エージェント装置３から送信される信号は、開閉装置２３の運転開始及び運転停止を指示する運転開始信号及び運転停止信号と、気象予測情報に基づく電磁弁１３，１３の開放の待機又は実行を指示する待機指示信号とである。
【００３１】
図３は、本実施の形態における屋上緑化システムに含まれるエージェント装置３及び中央装置４の内部構成を示すブロック図である。エージェント装置３は、パーソナルコンピュータ装置で構成されており、各構成部を制御するＣＰＵ３０と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等であるメモリ３１と、各種情報を記憶するハードディスク（以下ＨＤという）３２と、ゲートウェイ装置２２及び中央装置４との間でＴＣＰ／ＩＰ通信を実現するネットワークカードである通信部３３とを備えている。エージェント装置３のＨＤ３２には、パーソナルコンピュータ装置がエージェント装置３としての機能を実現するための制御プログラム３Ｐが記憶されている。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、ＨＤ３２から制御プログラム３Ｐをメモリ３１に読み出して実行することにより、中央装置４により収集される気象予測情報を取得する処理、開閉装置２３の運転開始信号及び運転停止信号のゲートウェイ装置２２への定期的な送信処理、及び、取得した気象予測情報に基づく電磁弁１３，１３の開放についての待機指示信号の生成処理を行なう。
【００３２】
また、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、ゲートウェイ装置２２を介して変換装置２１から得られる湿度に対応する数値の取得、及び図示しない他のセンサ、ＰＬＣからなる装置から得られる屋上緑化エリアＧの各種状況を示す数値の取得が可能である。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した湿度に対応する数値の他、各種状況を示す数値を屋上緑化システムの運転結果として記録し、定期的に中央装置４へ送信する。なお、本実施の形態では、運転結果を記憶する形式は各数値をＸＭＬ（eXtensible Markup Language）で記述する形式とする（後述のＳＯＡＰに対応）。また、取得した各種状況を示す数値に基づいて、屋上緑化システムの運転状況が異常であるか否かを判定する機能を有し、異常であると判定された場合には中央装置４へ異常を通知する。
【００３３】
中央装置４は、サーバコンピュータ装置で構成されており、各構成部を制御するＣＰＵ４０と、ＤＲＡＭ等であるメモリ４１と、各種情報を記憶するＨＤ４２と、エージェント装置３と通信網Ｎを介した通信を実現する通信部４４とを備えている。中央装置４のＣＰＵ４０は、図示しない他のデータベースを備える装置から気象予測情報を取得し、ＨＤ４２に予測情報データベース（ＤＢ；Data Base）４３を記憶する。中央装置４のＣＰＵ４０により、通信網Ｎを介してＸＭＬ形式のデータの送受信を実現するＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）に基づくＷｅｂサービスプログラムが実行されている。これにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、中央装置４へＳＯＡＰに基づく気象予測情報の問い合わせ処理を行なうことにより、予測情報データベース４３から屋上緑化エリアＧが含まれる地域の気象予測情報を取得することが可能である。更に、中央装置４のＣＰＵ４０によりＳＯＡＰに基づくＷｅｂサービスプログラムが実行されていることにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、屋上緑化システムの運転結果を中央装置４へ送信し、記憶部４２に記憶させることが可能になる。
【００３４】
また、中央装置４は、メールサーバ機能を備えて実行しており、エージェント装置３から異常の通知を受けた場合はそれに応じて自動的にメールを送信することが可能である。屋上緑化エリアＧ内の状況によっては、管理者、保守者が実際に屋上緑化エリアＧを確認する必要がある場合があるが、このメールサーバ機能により、所定のデータの値が所定値以上である場合に、エージェント装置３から中央装置４への異常の通知に応じて、中央装置４から管理者又は保守者へ自動的にメールを送信することも可能となる。
【００３５】
更に、中央装置４はＷｅｂサーバ機能により、エージェント装置３からＳＯＡＰに基づき送信された屋上緑化システムの運転結果を表示するためのＷｅｂページの自動作成、更新を行なうことが可能である。これにより、インターネット等の公衆通信網を介して屋上緑化システムにおける運転状況、更には、屋上緑化エリアＧでの植物の成長記録等、屋上緑化による効果を開示、提供することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態における中央装置４で実行されるＷｅｂサービスプログラムは、ＳＯＡＰに基づくプログラムとしたが、ＳＯＡＰに限らず通信網Ｎを介した情報の送受信が可能であればそのプロトコルは問われない。したがって、エージェント装置３及び中央装置４のＨＤ３２，４２に記憶される各種情報が記憶される形式はＸＭＬ形式とは限らない。
【００３７】
このような構成の屋上緑化システムにおけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により実行される気象予測情報の取得処理について説明する。図４は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、気象予測情報が取得される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００３８】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、コンピュータ装置に備えられている時計機能から時刻を取得し、気象予測情報の取得タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。取得タイミングは例えば、午前０時、午前３時、午前６時と３時間毎とする。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、気象予測情報の取得タイミングでないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１１へ戻して取得タイミングであると判断するまで待機する。
【００３９】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、気象予測情報の取得タイミングであると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、中央装置４へＳＯＡＰによる問い合わせにより、予測情報データベース４３から気象予測情報を取得する（ステップＳ１２）。なお、取得する気象予測情報は、現在から２４時間以内の分の降水率、温度等を含む。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した気象予測情報が天候悪化を示しているか否かにより、灌水処理を待機させるか又は実行させるかの判定を行ない、判定結果を生成する（ステップＳ１３）。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、以前に生成した判定結果のデータを削除し（ステップＳ１４）、ステップＳ１３により生成した判定結果を記憶し（ステップＳ１５）、処理をステップＳ１１へ戻して次に気象予測情報を取得するタイミングが到来するまで待機する。
【００４０】
図５は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、灌水処理の待機／実行についての判定の処理手順を示すフローチャートであり、図４のフローチャートの処理手順のステップＳ１３の詳細な処理の内容を示している。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した気象予測情報を読み出し（ステップＳ２１）、天候が悪化するか否かを判断する（ステップＳ２２）。具体的には、直近の気象予測情報から２４時間以内の降水確率の平均値が所定値以上であるか否か、又は、所定時間以内の気象予測情報に降水確率が８０％以上である気象予測情報が含まれているか否か等の判断基準により判断される。なお、気象予測情報に含まれる最高／最低温度等を判断基準に加え、気温が低下して凍結、降霜の可能性が高い場合には灌水を待機させる構成でもよい。
【００４１】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、天候が悪化しないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、灌水処理は「実行」と判定し（ステップＳ２３）、処理を図４のフローチャートに示したステップＳ１４へ戻す。また、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、天候が悪化すると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、灌水処理は「待機」と判定し（ステップＳ２４）、処理を図４のフローチャートに示したステップＳ１４へ戻す。
【００４２】
図４及び図５のフローチャートに示した処理手順により、灌水の「実行」／「待機」の判定結果として２４時間後に至るまで３時間毎に、待機させるか又は実行するかが記憶される。本実施の形態において判定結果はＸＭＬ形式により記述されて記憶される。例えば、＜WeatherBool＞のタグを付与し、判定結果の最新更新時間（直近の判定処理時刻）を＜UpDate＞タグにより記述し、判定結果を＜value date="2007/04/29 09:00"＞０＜／value＞、＜value date="2007/04/29 12:00"＞０＜／value＞のように記憶する。前述の例では、２００７年４月２９日の午前９時及び正午は、その後天候悪化が予測されるので灌水を待機（０）させることを示している。
【００４３】
次に、エージェント装置３のＣＰＵ３０によって取得された気象予測情報に基づく灌水の待機／実行についての判定結果に従い、エージェント装置３により、電磁弁１３，１３の開閉を制御するための運転開始信号、運転停止信号及び待機指示信号が送信される処理について説明する。図６は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、電磁弁の開閉制御のための信号が送信される処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、コンピュータ装置に備えられている時計機能から時刻を取得し、灌水の開始タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ３１）。灌水の開始タイミングは例えば、気象予測情報の取得タイミングの３０分後であり、午前０時半、午前３時半、午前６時半と３時間毎とする。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、灌水の開始タイミングでないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理をステップＳ３１へ戻して開始タイミングであると判断するまで待機する。
【００４５】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、灌水の開始タイミングであると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、直近の判定結果を読み出し（ステップＳ３２）、判定結果に基づいてゲートウェイ装置２２へ待機指示信号（待機：０／実行：１）を送信する（ステップＳ３３）。次に、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転開始信号をゲートウェイ装置２２へ送信し（ステップＳ３４）、その後運転期間（例えば１分）が経過したか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【００４６】
なお、このときゲートウェイ装置２２を介して運転開始信号を受け付ける開閉装置２３では、この運転開始信号の入力をトリガとして、入力されている湿度に対応する値が所定値以下であるか否か、及び、先に入力されている待機指示信号が待機を示しているか又は実行を示しているかの夫々の結果に基づいて、電磁弁１３，１３を開放させるか、遮断したままとするかの制御が実行されるように構成されている。
【００４７】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転期間が経過していないと判断した場合（Ｓ３５：ＮＯ）、処理をステップＳ３５へ戻して運転期間が経過したと判断するまで待機する。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転期間が経過したと判断した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、運転停止信号をゲートウェイ装置２２へ送信し（ステップＳ３６）、処理をステップＳ３１へ戻して次の開始タイミングであると判断するまで待機する。
【００４８】
また、このときゲートウェイ装置２２を介して運転停止信号を受け付ける開閉装置２３では、この運転停止信号の入力をトリガとして、電磁弁１３，１３を開放していたとしても遮断させるようにしてある。その後運転開始信号が入力されるまで、電磁弁１３，１３は開放されない。
【００４９】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、記憶部３２から制御プログラム３Ｐを読み出して実行を開始してから図４（図５の処理含む）及び図６のフローチャートに示した処理を繰り返し継続し、屋上緑化システム全体を停止する場合（エージェント装置３の停止）にいずれの処理も終了させる。
【００５０】
図７は、本実施の形態における開閉装置２３において、入力される信号に応じて実行される開閉制御の例を示す説明図である。図７の説明図に示すように、開閉装置２３では、変換装置２１から入力される信号が示す湿度に対応する数値が所定値以下であるか否か（１：ＹＥＳ／０：ＮＯ）、及び、エージェント装置３から入力される待機指示信号が待機を示しているか否か（１：実行／０：待機）に基づき、そのＡＮＤをとることにより、電磁弁１３，１３を開放（１）するか遮断したまま（０）にするか否かを制御するようにしてある。
【００５１】
図７の説明図に示すように、ゲートウェイ装置２２を介して運転開始信号が入力されている時に、変換装置２１から入力される信号が示す湿度に対応する数値が所定値以下であり（１：ＹＥＳ）、且つエージェント装置３から入力される待機指示信号が、天候は悪化しないので実行を指示する内容（１：実行）である場合のみ、灌水が実行されるように制御される。
【００５２】
上述のような処理により、ＰＬＣ群によるシーケンス制御に、パーソナル（サーバ）コンピュータ装置による処理により得られる、外部装置から取得してきた天気予報などの予測情報に基づく判定結果を反映させることができる。したがって、センサによって測定されるような現在値に基づいて予め定められた処理を行なうのみならず、パーソナルコンピュータ装置における、予測情報に基づく判断処理、学習による未来予測処理等の結果を反映させることが可能になる。このような複雑な処理を通信が可能なＰＬＣ群のみで行なうことも可能ではあるが、組み合わせ及び回路が複雑となる可能性がある。しかしながら、柔軟性が要求されるような処理をパーソナルコンピュータ装置に行なわせ、その処理の結果をＰＬＣ群によるシーケンス制御に組み合わせることにより、きめ細やかで知能的な制御が可能になる。
【００５３】
さらに、本実施の形態における屋上緑化システムには、ＳＯＡＰに基づくＷｅｂサーバ機能を備えた中央装置４が含められている。これにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０による知能的な制御のためのデータを収集するのみならず、エージェント装置３が集めた測定値等、屋上緑化エリアＧの環境状況を遠隔から確認すること、及び複数のユーザへ開示すること等が可能となり、さらに、環境状況によっては管理者、保守者に自動的にメールが送信されて注意を促すなど、多様なサービスを実現することも可能になる。
【００５４】
屋上緑化システムを建物の屋上に造成することにより、室外機における熱交換効率を良好に保つことができると共に、日照による屋上の温度上昇を抑えて建物全体の省エネルギーを実現できるという効果が期待できる。しかしながら、単に土中湿度が所定値以下となり土が乾燥してきた場合に灌水が実行される制御のみでは、短時間に降雨が予測されるにも拘らず灌水が行なわれて建物の屋上の水分が過剰になり、建物の漏水、劣化を助長させる一因となり得る。したがって、本発明に係る制御システムを適用して、上述のように適宜予測情報に基づく判断を加えることによって、より知能的な制御が可能になる点、優れた効果を奏する。
【００５５】
また、本発明に係る制御システムは、屋上緑化システム以外にも勿論適用可能であり、同様の天候の予測情報に基づく判定結果を用いる場合であれば、空調システムの運転制御にも適用可能である。この場合、所定の時間である場合に運転を開始するようにしてあるタイマー制御に加え、温度、湿度等の予測に基づいて自動的に運転を制御し、例えば、暑い日となることが予測できる場合には始業、開館時刻よりも前に自動的に運転が開始されるが、比較的涼しい日には運転しないようにするなど、快適性を高めると同時にエネルギー消費を削減することができることも期待できる。その他、自動灌水が必要なゴルフ場などの緑地に本発明に係る制御システムを適用することも可能である。また、天候のみならず、外部から取得可能な予測情報を用いてもよい。
【００５６】
なお、本実施の形態では、エージェント装置のＣＰＵにおける判断基準は、気象予測情報に含まれる数値による二値的な判断によるものであった。しかしながら、本発明はこれに限らず、パーソナルコンピュータ装置における処理をより複雑な構成とすることは比較的容易であるので、例えば過去の湿度の数値データ及び未来の予測情報を含めた学習処理に基づく判定基準の結果をゲートウェイ装置２２を介して開閉装置２３に与え、開閉装置２３で現状における測定値と、判定基準の結果とに基づく処理を行なわせるように構成してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では図１及び図２に示したように、変換装置２１は、入力部２１３により湿度センサ１４，１４から別々の通信線及び出力器１５，１５を介して入力される測定値を夫々受け付ける構成とした。しかしながら、本実施の形態における接続形態の他に例えば、湿度センサ１４，１４及び他のセンサを共に一の通信線に接続し、変換装置２１における制御により各センサからの入力を区別させるように構成し、各センサにおける測定値を開閉装置２３へ送信するようにしてもよい。このような構成とすることにより、制御システム、即ち本実施の形態における屋上緑化システム全体の省線化を実現することができる。また、この構成は電磁弁１３，１３と開閉装置２３との関係にも適用可能であり、図１及び図２に示したように開閉装置２３の出力部２３３が電磁弁１３，１３夫々に別々の通信線により接続される形態ではなく、一の通信線に電磁弁１３，１３及びその他の駆動対象（アクチュエータ）が接続され、開閉装置２３における制御より夫々を区別させて夫々に対する駆動制御が可能となるように構成してもよい。更に、変換装置２１及び開閉装置２３を同一の装置により実現し、湿度センサ１４，１４を含む各センサからの入力と、電磁弁１３，１３を含む各駆動対象への出力とを夫々区別していずれも可能であるような構成でもよい。これにより、制御システム全体の省線化のみならず、システムに必要な装置の数の削減し、システム全体のコストダウンも可能になる。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、変換装置２１、エージェント装置２２及び開閉装置２３は、記憶部２１１，２２１，２３１に記憶されているプログラム夫々に基づいて動作するＰＬＣである構成としたが、本発明はこれに限らず、回路設計によって入力される信号に応じて予め定められた処理を行なうように構成されている装置でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態における屋上緑化システムの概要を示す模式図である。
【図２】本実施の形態における屋上緑化システムに含まれる変換装置、ゲートウェイ装置及び開閉装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における屋上緑化システムに含まれるエージェント装置及び中央装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、気象予測情報が取得される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、灌水処理の待機／実行についての判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、電磁弁の開閉制御のための信号が送信される処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態における開閉装置において、入力される信号に応じて実行される開閉制御の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１３ 電磁弁
１４ 湿度センサ
２２ ゲートウェイ装置
２３ 開閉装置（制御装置）
３ エージェント装置（制御値生成装置）
３０ ＣＰＵ
３Ｐ 制御プログラム
４ 中央装置
４０ ＣＰＵ
４３ 予測情報データベース（ＤＢ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御装置を用いて各種駆動対象を制御する制御システムに関し、特に、ハードウェア的に予め設定されている駆動制御に対し、駆動の条件を自律的に取得して駆動対象を制御させるための制御値に反映させるソフトウェア的な処理を連動させ、予測に基づく制御を含む知能的な制御を可能とする制御システム及び制御方法を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
近年では、特定の機能を持たせたＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用い、各種センサを用いて制御対象の状態、周辺環境の変化に応じた自動運転を実現するＦＡ（Factory Automation）を始めとする制御システムが普及している。
【０００３】
特許文献１には、工場のような環境に適さないパーソナルコンピュータによる制御の代替として、通信機能をＰＬＣからなる制御機器に備えさせ、制御装置に通信を含む多様な制御を行なわせることができ、低コスト化を図ることができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御システムに求められる処理の複雑化、高度化に応じ、多数のステップを経ることにより得られる判断基準、それまでの制御履歴、測定値の記録等のデータベースを用いた学習処理により得られる判断基準等の複雑な処理に基づく知能的な制御が必要な場合、ＰＬＣによって予め設定されるシーケンス制御のみで制御を行なわせることは難しい。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動対象に対して予め設定された制御を行なう制御装置に、ソフトウェアの動的な処理によって得られる駆動対象の条件に基づく制御値を生成し、生成した制御値に基づいて制御させる構成により、複雑な処理を含む知能的な制御を可能とする制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、駆動対象周辺の予測情報に基づき制御値を生成する構成により、予測に基づく知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、予め設定してある制御のみならず、柔軟な条件によって駆動対象の駆動の可否を制御することができ、より多様な状況に応じた知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、駆動対象の駆動状況及び駆動結果を取得し、且つ外部に通知することが可能な構成により、駆動条件としてフィードバックが可能となり、更に知能的な制御を可能とする制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る制御システムは、駆動対象に対し、制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置と、該制御装置に接続する手段を備え、前記制御装置へ制御値を生成して与えるようにしてある制御値生成装置とを含む制御システムであって、前記制御値生成装置は、前記駆動対象の駆動に対する条件情報を取得する手段と、取得した条件情報に基づいて前記制御値を生成する生成手段と、生成した制御値を前記制御装置へ送信する手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る制御システムは、前記条件情報は前記駆動対象の周辺環境の予測情報であることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る制御システムは、前記制御値生成装置は、取得した条件情報に基づき、前記駆動対象の駆動の可否を判定する判定手段を備え、前記生成手段は前記判定手段による判定結果を示す制御値を生成するようにしてあり、前記制御装置は、前記所定の制御として、センサにおける測定値が所定値以下であるときに駆動対象を駆動せしめるごとく設定してある場合であっても、前記制御値生成装置から送信された制御値が駆動不可を示すときは、前記駆動対象を駆動させないようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る制御システムは、前記制御値生成装置は、前記駆動対象の駆動状況及び駆動結果を含む駆動情報を取得する手段と、取得した前記駆動情報を外部へ通知する通知手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る制御方法は、駆動対象に対し、与えられた制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置に、制御値を生成して与えることにより制御させる制御方法であって、前記駆動対象の駆動に対する条件情報を外部から自律的に取得し、取得した条件情報に基づいて制御値を生成することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、駆動対象に対して制御値に基づく所定の制御を行なう制御装置に、駆動対象の駆動についての条件情報に基づき生成された制御値が更に与えられる。
【００１５】
本発明では、駆動対象の駆動に対する条件情報として、駆動対象が設置されている場所の周辺環境の予測情報が使用される。
【００１６】
本発明では、駆動対象の駆動に対する条件情報に基づき、駆動対象の駆動の可否が判定され、駆動対象に対してセンサにおける測定値が所定値以下であるときは駆動対象を駆動させるように所定の制御が設定してある場合であっても、条件情報に基づき駆動が不可と判定されたときは駆動されない。
【００１７】
本発明では更に、駆動対象の駆動状況及び駆動結果が取得されて外部へ通知される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による場合、駆動対象に対してハードウェア的に予め設定された制御を行なう制御装置に、ソフトウェアの動的な処理によって得られる駆動対象の条件に基づく制御値が与えられる。これにより、ソフトウェア処理によって自律的に、駆動対象の駆動条件となり得る情報を取得して多様な条件に基づく制御値を生成することができ、予め設定されてある制御に加えた知能的な制御が可能となる。
【００１９】
本発明による場合、駆動対象の現状における状況に基づく予め設定された制御のみならず、周辺環境の変化予測に基づいた駆動制御を行なうことができ、知能的な制御が可能となる。
【００２０】
本発明による場合、予め設定してある制御のみならず、外部から取得した多様な条件情報に基づき柔軟に駆動対象の駆動の可否を制御することができ、駆動対象の駆動結果に基づく状況を検知するセンサの結果が駆動対象を駆動させる条件に適合しても、他の条件によっては駆動を禁止するような知能的な制御が可能となる。
【００２１】
本発明による場合は更に、駆動対象の制御のみならずその駆動状況及び駆動結果を自律的に取得して外部へ通知することにより、駆動状況及び駆動結果を更に制御値に反映することができ、更なる知能的な制御が可能となる。また、ユーザ又はシステムの管理者が駆動対象の状況及び結果を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下に示す実施の形態では、本発明に係る制御システムを、屋上に作られた緑地の土中の湿度を基準として灌水の開始及び停止を制御する屋上緑化システムに適用した例について説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態における屋上緑化システムの概要を示す模式図である。屋上緑化システムは、建物の屋上に造成された屋上緑化エリアＧ上に設置された灌水パイプ１１，１１と、灌水パイプ１１，１１とタンク１２との間を開閉する電磁弁１３，１３と、屋上緑化エリアＧの土中に埋められた湿度センサ１４，１４と、湿度センサ１４，１４における測定値を出力する出力器１５，１５とを含む。屋上緑化システムは更に、夫々ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）からなり、出力器１５，１５から出力される測定値を湿度を示す信号に変換する変換装置２１と、後述のエージェント装置３との通信とＰＬＣ群間の通信とを中継するゲートウェイ装置２２と、変換装置２１及びゲートウェイ装置２２から入力される信号に基づいて電磁弁１３，１３の開閉を制御する開閉装置２３とを含む。また、屋上緑化システムは、開閉装置２３における電磁弁１３，１３の開閉の判断条件となる気象予測情報を自律的に取得し、前記開閉装置２３における制御値を生成するエージェント装置３と、エージェント装置３が取得する判断基準となる気象予測情報を収集する中央装置４とを含む。
【００２４】
変換装置２１、ゲートウェイ装置２２及び開閉装置２３は、建物の屋上又は屋内に設置され、ＰＬＣ間を接続するネットワーク２に接続されており、各種信号を送受信して夫々の制御に用いるようにしてある。エージェント装置３は、建物の屋内に設置されており、ゲートウェイ装置２２とエージェント装置３とは、ネットワーク２とは異なるプロトコルに基づく通信線によって接続されている。エージェント装置３は、ゲートウェイ装置２２の機能によりネットワーク２上の各装置から出力される信号で表わされるデータを取得することが可能である。中央装置４は、屋上緑化エリアＧが造成されている建物とは異なる場所に設置されており、他の建物に設置されている屋上緑化エリアＧに対応するエージェント装置３にも対応している。中央装置４は、エージェント装置３とインターネット等の通信網Ｎを介して接続することが可能である。
【００２５】
基本的には開閉装置２３が、土中の湿度センサ１４，１４における測定値に対応する湿度の値が所定値以下であるか否かにより、電磁弁１３，１３の開閉を制御することによって自動灌水を実現する。しかしながら、本実施の形態における屋上緑化システムでは、湿度の値に加えて、エージェント装置３が中央装置４から取得する建物付近の気象予測情報をも基準として開閉が制御されるようにしてある。
【００２６】
図２は、本実施の形態における屋上緑化システムに含まれる変換装置２１、ゲートウェイ装置２２及び開閉装置２３の内部構成を示すブロック図である。変換装置２１は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である制御部２１０と、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）である記憶部２１１と、ネットワーク２を介した通信を実現する通信部２１２と、出力器１５，１５から入力される測定値を受け付ける入力部２１３とを備えている。変換装置２１の制御部２１０は、記憶部２１１に記憶されている所定のプログラムに基づき、入力部２１３を介して入力される測定値（電圧値）を湿度に対応する数値を示す信号に変換して通信部２１２を介して開閉装置２３へ送信するように構成されている。
【００２７】
ゲートウェイ装置２２は、ＭＰＵ、ＣＰＵである制御部２２０と、ＥＥＰＲＯＭである記憶部２２１と、エージェント装置３との通信を実現する第１通信部２２２と、ネットワーク２を介した通信を実現する第２通信部２２３とを備えている。ゲートウェイ装置２２の制御部２２０は、記憶部２２１に記憶されている所定のプログラムに基づき、通信線を介したエージェント装置３とのＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）による通信と、ネットワーク２間における通信とを中継する機能を有している。
【００２８】
具体的には、ゲートウェイ装置２２は、ネットワーク２に接続されている変換装置２１、開閉装置２３等の各ＰＬＣへの入力に対応するスイッチを夫々備えている。ゲートウェイ装置２２は、ＴＣＰ／ＩＰによりエージェント装置３から送信される信号（データ）の種別に応じて、いずれかのスイッチに信号の内容を書き込む。これにより、スイッチに対応する各装置へ信号が入力されるように構成されている。例えば、エージェント装置３から送信される信号が開閉装置２３の運転開始及び運転停止を指示する信号である場合、ゲートウェイ装置２２により、開閉装置２３へ運転開始及び運転停止の入力に対応するスイッチに、送信された信号が示す運転開始（１）又は運転停止（０）のいずれかが書き込まれ、対応する開閉装置２３の運転開始及び運転停止が制御される。
【００２９】
なお、エージェント装置３との通信は、ＴＣＰ／ＩＰによるとは限らず、ＲＳ−２３２（Recommended Standard 232）による信号の入力を受け付ける構成としてもよい。
【００３０】
開閉装置２３は、ＭＰＵ、ＣＰＵである制御部２３０と、ＥＥＰＲＯＭである記憶部２３１と、ネットワーク２を介した通信を実現する通信部２３２と、電磁弁１３，１３への開閉を指示する指示信号を出力する出力部２３３とを備えている。開閉装置２３の制御部２３０は、記憶部２３１に記憶されている所定のプログラムに基づき、通信部２３２を介して変換装置２１から送信された信号に示されている数値が所定値以下であるか否か、及び、ゲートウェイ装置２２及びネットワーク２を介してエージェント装置３から送信される信号に応じて電磁弁１３，１３の開閉を制御するように構成されている。エージェント装置３から送信される信号は、開閉装置２３の運転開始及び運転停止を指示する運転開始信号及び運転停止信号と、気象予測情報に基づく電磁弁１３，１３の開放の待機又は実行を指示する待機指示信号とである。
【００３１】
図３は、本実施の形態における屋上緑化システムに含まれるエージェント装置３及び中央装置４の内部構成を示すブロック図である。エージェント装置３は、パーソナルコンピュータ装置で構成されており、各構成部を制御するＣＰＵ３０と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等であるメモリ３１と、各種情報を記憶するハードディスク（以下ＨＤという）３２と、ゲートウェイ装置２２及び中央装置４との間でＴＣＰ／ＩＰ通信を実現するネットワークカードである通信部３３とを備えている。エージェント装置３のＨＤ３２には、パーソナルコンピュータ装置がエージェント装置３としての機能を実現するための制御プログラム３Ｐが記憶されている。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、ＨＤ３２から制御プログラム３Ｐをメモリ３１に読み出して実行することにより、中央装置４により収集される気象予測情報を取得する処理、開閉装置２３の運転開始信号及び運転停止信号のゲートウェイ装置２２への定期的な送信処理、及び、取得した気象予測情報に基づく電磁弁１３，１３の開放についての待機指示信号の生成処理を行なう。
【００３２】
また、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、ゲートウェイ装置２２を介して変換装置２１から得られる湿度に対応する数値の取得、及び図示しない他のセンサ、ＰＬＣからなる装置から得られる屋上緑化エリアＧの各種状況を示す数値の取得が可能である。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した湿度に対応する数値の他、各種状況を示す数値を屋上緑化システムの運転結果として記録し、定期的に中央装置４へ送信する。なお、本実施の形態では、運転結果を記憶する形式は各数値をＸＭＬ（eXtensible Markup Language）で記述する形式とする（後述のＳＯＡＰに対応）。また、取得した各種状況を示す数値に基づいて、屋上緑化システムの運転状況が異常であるか否かを判定する機能を有し、異常であると判定された場合には中央装置４へ異常を通知する。
【００３３】
中央装置４は、サーバコンピュータ装置で構成されており、各構成部を制御するＣＰＵ４０と、ＤＲＡＭ等であるメモリ４１と、各種情報を記憶するＨＤ４２と、エージェント装置３と通信網Ｎを介した通信を実現する通信部４４とを備えている。中央装置４のＣＰＵ４０は、図示しない他のデータベースを備える装置から気象予測情報を取得し、ＨＤ４２に予測情報データベース（ＤＢ；Data Base）４３を記憶する。中央装置４のＣＰＵ４０により、通信網Ｎを介してＸＭＬ形式のデータの送受信を実現するＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）に基づくＷｅｂサービスプログラムが実行されている。これにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、中央装置４へＳＯＡＰに基づく気象予測情報の問い合わせ処理を行なうことにより、予測情報データベース４３から屋上緑化エリアＧが含まれる地域の気象予測情報を取得することが可能である。更に、中央装置４のＣＰＵ４０によりＳＯＡＰに基づくＷｅｂサービスプログラムが実行されていることにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、屋上緑化システムの運転結果を中央装置４へ送信し、記憶部４２に記憶させることが可能になる。
【００３４】
また、中央装置４は、メールサーバ機能を備えて実行しており、エージェント装置３から異常の通知を受けた場合はそれに応じて自動的にメールを送信することが可能である。屋上緑化エリアＧ内の状況によっては、管理者、保守者が実際に屋上緑化エリアＧを確認する必要がある場合があるが、このメールサーバ機能により、所定のデータの値が所定値以上である場合に、エージェント装置３から中央装置４への異常の通知に応じて、中央装置４から管理者又は保守者へ自動的にメールを送信することも可能となる。
【００３５】
更に、中央装置４はＷｅｂサーバ機能により、エージェント装置３からＳＯＡＰに基づき送信された屋上緑化システムの運転結果を表示するためのＷｅｂページの自動作成、更新を行なうことが可能である。これにより、インターネット等の公衆通信網を介して屋上緑化システムにおける運転状況、更には、屋上緑化エリアＧでの植物の成長記録等、屋上緑化による効果を開示、提供することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態における中央装置４で実行されるＷｅｂサービスプログラムは、ＳＯＡＰに基づくプログラムとしたが、ＳＯＡＰに限らず通信網Ｎを介した情報の送受信が可能であればそのプロトコルは問われない。したがって、エージェント装置３及び中央装置４のＨＤ３２，４２に記憶される各種情報が記憶される形式はＸＭＬ形式とは限らない。
【００３７】
このような構成の屋上緑化システムにおけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により実行される気象予測情報の取得処理について説明する。図４は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、気象予測情報が取得される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００３８】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、コンピュータ装置に備えられている時計機能から時刻を取得し、気象予測情報の取得タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。取得タイミングは例えば、午前０時、午前３時、午前６時と３時間毎とする。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、気象予測情報の取得タイミングでないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１１へ戻して取得タイミングであると判断するまで待機する。
【００３９】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、気象予測情報の取得タイミングであると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、中央装置４へＳＯＡＰによる問い合わせにより、予測情報データベース４３から気象予測情報を取得する（ステップＳ１２）。なお、取得する気象予測情報は、現在から２４時間以内の分の降水率、温度等を含む。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した気象予測情報が天候悪化を示しているか否かにより、灌水処理を待機させるか又は実行させるかの判定を行ない、判定結果を生成する（ステップＳ１３）。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、以前に生成した判定結果のデータを削除し（ステップＳ１４）、ステップＳ１３により生成した判定結果を記憶し（ステップＳ１５）、処理をステップＳ１１へ戻して次に気象予測情報を取得するタイミングが到来するまで待機する。
【００４０】
図５は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、灌水処理の待機／実行についての判定の処理手順を示すフローチャートであり、図４のフローチャートの処理手順のステップＳ１３の詳細な処理の内容を示している。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、取得した気象予測情報を読み出し（ステップＳ２１）、天候が悪化するか否かを判断する（ステップＳ２２）。具体的には、直近の気象予測情報から２４時間以内の降水確率の平均値が所定値以上であるか否か、又は、所定時間以内の気象予測情報に降水確率が８０％以上である気象予測情報が含まれているか否か等の判断基準により判断される。なお、気象予測情報に含まれる最高／最低温度等を判断基準に加え、気温が低下して凍結、降霜の可能性が高い場合には灌水を待機させる構成でもよい。
【００４１】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、天候が悪化しないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、灌水処理は「実行」と判定し（ステップＳ２３）、処理を図４のフローチャートに示したステップＳ１４へ戻す。また、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、天候が悪化すると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、灌水処理は「待機」と判定し（ステップＳ２４）、処理を図４のフローチャートに示したステップＳ１４へ戻す。
【００４２】
図４及び図５のフローチャートに示した処理手順により、灌水の「実行」／「待機」の判定結果として２４時間後に至るまで３時間毎に、待機させるか又は実行するかが記憶される。本実施の形態において判定結果はＸＭＬ形式により記述されて記憶される。例えば、＜WeatherBool＞のタグを付与し、判定結果の最新更新時間（直近の判定処理時刻）を＜UpDate＞タグにより記述し、判定結果を＜value date="2007/04/29 09:00"＞０＜／value＞、＜value date="2007/04/29 12:00"＞０＜／value＞のように記憶する。前述の例では、２００７年４月２９日の午前９時及び正午は、その後天候悪化が予測されるので灌水を待機（０）させることを示している。
【００４３】
次に、エージェント装置３のＣＰＵ３０によって取得された気象予測情報に基づく灌水の待機／実行についての判定結果に従い、エージェント装置３により、電磁弁１３，１３の開閉を制御するための運転開始信号、運転停止信号及び待機指示信号が送信される処理について説明する。図６は、本実施の形態におけるエージェント装置３のＣＰＵ３０により、電磁弁の開閉制御のための信号が送信される処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、コンピュータ装置に備えられている時計機能から時刻を取得し、灌水の開始タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ３１）。灌水の開始タイミングは例えば、気象予測情報の取得タイミングの３０分後であり、午前０時半、午前３時半、午前６時半と３時間毎とする。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、灌水の開始タイミングでないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理をステップＳ３１へ戻して開始タイミングであると判断するまで待機する。
【００４５】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、灌水の開始タイミングであると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、直近の判定結果を読み出し（ステップＳ３２）、判定結果に基づいてゲートウェイ装置２２へ待機指示信号（待機：０／実行：１）を送信する（ステップＳ３３）。次に、エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転開始信号をゲートウェイ装置２２へ送信し（ステップＳ３４）、その後運転期間（例えば１分）が経過したか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【００４６】
なお、このときゲートウェイ装置２２を介して運転開始信号を受け付ける開閉装置２３では、この運転開始信号の入力をトリガとして、入力されている湿度に対応する値が所定値以下であるか否か、及び、先に入力されている待機指示信号が待機を示しているか又は実行を示しているかの夫々の結果に基づいて、電磁弁１３，１３を開放させるか、遮断したままとするかの制御が実行されるように構成されている。
【００４７】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転期間が経過していないと判断した場合（Ｓ３５：ＮＯ）、処理をステップＳ３５へ戻して運転期間が経過したと判断するまで待機する。エージェント装置３のＣＰＵ３０は、運転期間が経過したと判断した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、運転停止信号をゲートウェイ装置２２へ送信し（ステップＳ３６）、処理をステップＳ３１へ戻して次の開始タイミングであると判断するまで待機する。
【００４８】
また、このときゲートウェイ装置２２を介して運転停止信号を受け付ける開閉装置２３では、この運転停止信号の入力をトリガとして、電磁弁１３，１３を開放していたとしても遮断させるようにしてある。その後運転開始信号が入力されるまで、電磁弁１３，１３は開放されない。
【００４９】
エージェント装置３のＣＰＵ３０は、記憶部３２から制御プログラム３Ｐを読み出して実行を開始してから図４（図５の処理含む）及び図６のフローチャートに示した処理を繰り返し継続し、屋上緑化システム全体を停止する場合（エージェント装置３の停止）にいずれの処理も終了させる。
【００５０】
図７は、本実施の形態における開閉装置２３において、入力される信号に応じて実行される開閉制御の例を示す説明図である。図７の説明図に示すように、開閉装置２３では、変換装置２１から入力される信号が示す湿度に対応する数値が所定値以下であるか否か（１：ＹＥＳ／０：ＮＯ）、及び、エージェント装置３から入力される待機指示信号が待機を示しているか否か（１：実行／０：待機）に基づき、そのＡＮＤをとることにより、電磁弁１３，１３を開放（１）するか遮断したまま（０）にするか否かを制御するようにしてある。
【００５１】
図７の説明図に示すように、ゲートウェイ装置２２を介して運転開始信号が入力されている時に、変換装置２１から入力される信号が示す湿度に対応する数値が所定値以下であり（１：ＹＥＳ）、且つエージェント装置３から入力される待機指示信号が、天候は悪化しないので実行を指示する内容（１：実行）である場合のみ、灌水が実行されるように制御される。
【００５２】
上述のような処理により、ＰＬＣ群によるシーケンス制御に、パーソナル（サーバ）コンピュータ装置による処理により得られる、外部装置から取得してきた天気予報などの予測情報に基づく判定結果を反映させることができる。したがって、センサによって測定されるような現在値に基づいて予め定められた処理を行なうのみならず、パーソナルコンピュータ装置における、予測情報に基づく判断処理、学習による未来予測処理等の結果を反映させることが可能になる。このような複雑な処理を通信が可能なＰＬＣ群のみで行なうことも可能ではあるが、組み合わせ及び回路が複雑となる可能性がある。しかしながら、柔軟性が要求されるような処理をパーソナルコンピュータ装置に行なわせ、その処理の結果をＰＬＣ群によるシーケンス制御に組み合わせることにより、きめ細やかで知能的な制御が可能になる。
【００５３】
さらに、本実施の形態における屋上緑化システムには、ＳＯＡＰに基づくＷｅｂサーバ機能を備えた中央装置４が含められている。これにより、エージェント装置３のＣＰＵ３０による知能的な制御のためのデータを収集するのみならず、エージェント装置３が集めた測定値等、屋上緑化エリアＧの環境状況を遠隔から確認すること、及び複数のユーザへ開示すること等が可能となり、さらに、環境状況によっては管理者、保守者に自動的にメールが送信されて注意を促すなど、多様なサービスを実現することも可能になる。
【００５４】
屋上緑化システムを建物の屋上に造成することにより、室外機における熱交換効率を良好に保つことができると共に、日照による屋上の温度上昇を抑えて建物全体の省エネルギーを実現できるという効果が期待できる。しかしながら、単に土中湿度が所定値以下となり土が乾燥してきた場合に灌水が実行される制御のみでは、短時間に降雨が予測されるにも拘らず灌水が行なわれて建物の屋上の水分が過剰になり、建物の漏水、劣化を助長させる一因となり得る。したがって、本発明に係る制御システムを適用して、上述のように適宜予測情報に基づく判断を加えることによって、より知能的な制御が可能になる点、優れた効果を奏する。
【００５５】
また、本発明に係る制御システムは、屋上緑化システム以外にも勿論適用可能であり、同様の天候の予測情報に基づく判定結果を用いる場合であれば、空調システムの運転制御にも適用可能である。この場合、所定の時間である場合に運転を開始するようにしてあるタイマー制御に加え、温度、湿度等の予測に基づいて自動的に運転を制御し、例えば、暑い日となることが予測できる場合には始業、開館時刻よりも前に自動的に運転が開始されるが、比較的涼しい日には運転しないようにするなど、快適性を高めると同時にエネルギー消費を削減することができることも期待できる。その他、自動灌水が必要なゴルフ場などの緑地に本発明に係る制御システムを適用することも可能である。また、天候のみならず、外部から取得可能な予測情報を用いてもよい。
【００５６】
なお、本実施の形態では、エージェント装置のＣＰＵにおける判断基準は、気象予測情報に含まれる数値による二値的な判断によるものであった。しかしながら、本発明はこれに限らず、パーソナルコンピュータ装置における処理をより複雑な構成とすることは比較的容易であるので、例えば過去の湿度の数値データ及び未来の予測情報を含めた学習処理に基づく判定基準の結果をゲートウェイ装置２２を介して開閉装置２３に与え、開閉装置２３で現状における測定値と、判定基準の結果とに基づく処理を行なわせるように構成してもよい。
【００５７】
また、本実施の形態では図１及び図２に示したように、変換装置２１は、入力部２１３により湿度センサ１４，１４から別々の通信線及び出力器１５，１５を介して入力される測定値を夫々受け付ける構成とした。しかしながら、本実施の形態における接続形態の他に例えば、湿度センサ１４，１４及び他のセンサを共に一の通信線に接続し、変換装置２１における制御により各センサからの入力を区別させるように構成し、各センサにおける測定値を開閉装置２３へ送信するようにしてもよい。このような構成とすることにより、制御システム、即ち本実施の形態における屋上緑化システム全体の省線化を実現することができる。また、この構成は電磁弁１３，１３と開閉装置２３との関係にも適用可能であり、図１及び図２に示したように開閉装置２３の出力部２３３が電磁弁１３，１３夫々に別々の通信線により接続される形態ではなく、一の通信線に電磁弁１３，１３及びその他の駆動対象（アクチュエータ）が接続され、開閉装置２３における制御より夫々を区別させて夫々に対する駆動制御が可能となるように構成してもよい。更に、変換装置２１及び開閉装置２３を同一の装置により実現し、湿度センサ１４，１４を含む各センサからの入力と、電磁弁１３，１３を含む各駆動対象への出力とを夫々区別していずれも可能であるような構成でもよい。これにより、制御システム全体の省線化のみならず、システムに必要な装置の数の削減し、システム全体のコストダウンも可能になる。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、変換装置２１、エージェント装置２２及び開閉装置２３は、記憶部２１１，２２１，２３１に記憶されているプログラム夫々に基づいて動作するＰＬＣである構成としたが、本発明はこれに限らず、回路設計によって入力される信号に応じて予め定められた処理を行なうように構成されている装置でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態における屋上緑化システムの概要を示す模式図である。
【図２】本実施の形態における屋上緑化システムに含まれる変換装置、ゲートウェイ装置及び開閉装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における屋上緑化システムに含まれるエージェント装置及び中央装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、気象予測情報が取得される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、灌水処理の待機／実行についての判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態におけるエージェント装置のＣＰＵにより、電磁弁の開閉制御のための信号が送信される処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態における開閉装置において、入力される信号に応じて実行される開閉制御の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１３ 電磁弁
１４ 湿度センサ
２２ ゲートウェイ装置
２３ 開閉装置（制御装置）
３ エージェント装置（制御値生成装置）
３０ ＣＰＵ
３Ｐ 制御プログラム
４ 中央装置
４０ ＣＰＵ
４３ 予測情報データベース（ＤＢ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象に対し、制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置と、該制御装置に接続する手段を備え、前記制御装置へ制御値を生成して与えるようにしてある制御値生成装置とを含む制御システムであって、
前記制御値生成装置は、
前記駆動対象の駆動に対する条件情報を取得する手段と、
取得した条件情報に基づいて前記制御値を生成する生成手段と、
生成した制御値を前記制御装置へ送信する手段と
を備えることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記条件情報は前記駆動対象の周辺環境の予測情報であること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記制御値生成装置は、
取得した条件情報に基づき、前記駆動対象の駆動の可否を判定する判定手段を備え、
前記生成手段は前記判定手段による判定結果を示す制御値を生成するようにしてあり、
前記制御装置は、
前記所定の制御として、センサにおける測定値が所定値以下であるときに駆動対象を駆動せしめるごとく設定してある場合であっても、前記制御値生成装置から送信された制御値が駆動不可を示すときは、前記駆動対象を駆動させないようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御値生成装置は、
前記駆動対象の駆動状況及び駆動結果を含む駆動情報を取得する手段と、
取得した前記駆動情報を外部へ通知する通知手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制御システム。
【請求項５】
駆動対象に対し、与えられた制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置に、制御値を生成して与えることにより制御させる制御方法であって、
前記駆動対象の駆動に対する条件情報を外部から自律的に取得し、
取得した条件情報に基づいて制御値を生成する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１】
駆動対象に対し、制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置と、該制御装置に接続する手段を備え、前記制御装置へ制御値を生成して与えるようにしてある制御値生成装置とを含む制御システムであって、
前記制御値生成装置は、
前記駆動対象の駆動に対する条件情報を取得する手段と、
取得した条件情報に基づいて前記制御値を生成する生成手段と、
生成した制御値を前記制御装置へ送信する手段と
を備えることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記条件情報は前記駆動対象の周辺環境の予測情報であること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記制御値生成装置は、
取得した条件情報に基づき、前記駆動対象の駆動の可否を判定する判定手段を備え、
前記生成手段は前記判定手段による判定結果を示す制御値を生成するようにしてあり、
前記制御装置は、
前記所定の制御として、センサにおける測定値が所定値以下であるときに駆動対象を駆動せしめるごとく設定してある場合であっても、前記制御値生成装置から送信された制御値が駆動不可を示すときは、前記駆動対象を駆動させないようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御値生成装置は、
前記駆動対象の駆動状況及び駆動結果を含む駆動情報を取得する手段と、
取得した前記駆動情報を外部へ通知する通知手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制御システム。
【請求項５】
駆動対象に対し、与えられた制御値に基づき所定の制御を行なうべく設定してある制御装置に、制御値を生成して与えることにより制御させる制御方法であって、
前記駆動対象の駆動に対する条件情報を外部から自律的に取得し、
取得した条件情報に基づいて制御値を生成する
ことを特徴とする制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−９５１８（Ｐ２００９−９５１８Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２６１４（Ｐ２００７−１７２６１４）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（５０７２２２０１１）株式会社エビア (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（５０７２２２０１１）株式会社エビア (2)
【Ｆターム（参考）】
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