ウォッチドッグタイマー/WDT

久しぶりに計装関係の記事をアップします。

計装というか、どちらかというと情報系の言葉なのですが、計装の分野ではPLCや大型の制御装置を使用したシステム構築をしたりもしますから、ウォッチドッグタイマーとは決して無縁ではありません。

ウォッチドッグタイマーは、英語ではWatch　Dog　Timerとつづり、それぞれの頭文字をとってWDTと略したりします。
その機能は、機器の生死監視です。

具体的な例をまさに犬に例えて書いてみます。
あなたの飼い犬は、素晴らしく忠実で規則正しく飼い主の指示を守るとします。あなたは飼い犬にこう言いました。１時間ごとに「ワン！！」とほえなさいと。

そして室内に入りテレビを見始めました。外からは１時間ごとに「ワン！！」とほえているのが聞こえています。ところが、さっきほえてから１時間たっても「ワン！！」と聞こえません。２時間待っても聞こえません。気になって外に見に行くと・・・・

飼い犬は寝ていました。（笑）

犬の場合は、生き物ですから寝てしまうこともあるでしょうが、これを機械に例えなおしてみましょう。
ある制御装置は、素晴らしく忠実で規則正しくプログラム通り動くとします。あなたは制御装置にこのようにプログラムを搭載しました。１時間ごとにタイマー「A」をリセットしろと。そして制御装置を稼動させ始めました。タイマー「A」も時間のカウントを始めました。このタイマー「A」のカウントが１時間たったころに、制御装置がタイマー「Ａ」のカウントをリセットしています。（タイマー「Ａ」はリセットされましたが、またカウントを始めました。）
ところが、さっきリセットされてから１時間たっても、タイマー「Ａ」がリセットされません。２時間たってもリセットされません。気になって制御装置を見に行くと・・・・

制御装置は壊れていました。（驚）

ウォッチドッグタイマーとは、上の例のように

いつもなら定期的にタイマーをリセットしに行くのに、ある時間経過してもタイマーがカウントし続けてリセットされない場合、タイマーをリセットしに行くようにつくっておいた機器に異常が発生したと見なすしくみのこと

を指していう言葉と思えば通じると思います。（機器の生死監視の機能を果たしますよね。）

「その機器の異常監視ってウォッチドッグタイマー？」とか言ったりするわけですが、直訳すれば番犬タイマーですからリセットされるタイマーのことを指しているのかもしれませんね。

ランプ色の赤と緑～業界ごとの違いとバリアフリー

設備を起動したり、停止したりするための操作スイッチやランプ色、あるいは画面上の表示色に良く用いられる色がある。それは赤と緑だ。私が仕事をしているところでは、運転ランプは赤色、停止ランプは緑色、起動スイッチは赤色、停止スイッチが緑色、バルブの開状態を示す表示が緑色、閉状態を示す色が赤色のように、赤と緑は非常に多く使われている。株式会社ホクト　さまの「盤屋さんの技術講座」にはＪＩＳ規格を含め、色毎の使い分けが書いてあるが、それを見て思うのは、多く使われている赤と緑だけども、業界が違えば、全く逆の意味になることがあるということ。これはかなり注意が必要だ。（転職したりして前使っていたものと同じと思っていると事故のもとになる勘違いを起こしかねない）。その赤と緑だが、さらに感じていたのが、赤緑色盲の方の場合、非常にみにくいはずなのだ。赤、緑それぞれのランプの上の「運転」「停止」といった銘板でランプが何か判別し、ランプの明るさでどういった状態かを把握する以外ないのだろうと思う。この件に関連する興味深いサイトを見つけたので書き留めておく。岡部さんの「色盲の人にもわかるバリアフリープレゼンテーション法」というサイトだ。やはり、赤と緑のランプ色の違いだけでは、見づらいと書いてある。そして、こういったＷｅｂページも同様で、色盲の人がどのように見えるかをチェックするソフトが先ほどのサイトの中にあった。Ｗｅｂデザインで働いている人には常識なのかも知れないが、「ウェブアクセシビリティ」の一つとして、このソフトによるチェックもぜひやるべきだと思う。（公なページであればあるほど）

PLC ２題

私が「PLC」と聞くと、Programmable　Logic　Controllerの略だと認識する。これは、社団法人日本プラントメンテナンス協会の「PLCって何？」にも書かれている通り、

簡単にいうと、プログラム内蔵方式でシーケンス制御（sequencial control）を行う工業用電子装置である。

以前はPCとも呼ばれていたのですが、今やPCと言えばパソコンの時代。PCからPLCにその名を変えているところである。（参考：社団法人日本電機工業会：「プログラマブルコントローラ」の略称変更について）
よく、同じ装置を指して、シーケンサと言ったりするが、これは、知っている人は知っているのですが、(株)ソフテックの用語集にもあるとおり、

※「シーケンサ」は三菱電機の登録商標

ですので。（バンドエイドとか、ホッチキスも確か登録商標だったはず・・・・）

そして、今、PLCというともう一つ注目すべきことと言えば、Power　Line　Communicationだ。これは、高速電力線通信推進協議会での説明によれば、

電力線通信（PLC）は、普通に使っている電気に情報の信号を乗せて送る技術です。

そう、家庭で使っている、いわゆる「電気」に信号をのせることなのです。今日も、ZAKZAK：これこそ電源つなげば即ネット…高速電力線通信で、

東京電力は９日、パソコンの電源コードをコンセントに差し込むと電力供給とインターネット接続が同時にできる電力線通信の実証実験を総務省に申請した。同省の認可を得て３月から約１年間実験し、２００５年度以降の実用化を目指す。

といった動きもあり、また、電気新聞：ＰＬＣ実証実験、関電が３月にも開始－４月からは一戸建て・集合住宅でもで、

関西電力は通信子会社のラインコム（本社＝大阪市、吉本圭司社長）と共同で、配電線を使用して高速通信を行う電力線通信（ＰＬＣ）の実証実験を早ければ来月にも開始する。

のように、国内の電力会社はこぞってこのPLCに取り組んでおり、日本の会社の海外進出も進んできている。
電気新聞：北京のＰＬＣ実証実験で関連機器を受注－きんでん子会社のプレミネットにあるとおり、

きんでん子会社のプレミネット（本社＝大阪市、南谷祐次社長）は９日、中国・北京市の集合住宅で行う電力線通信（ＰＬＣ）実証実験の範囲拡大に伴い、対象となる２０００世帯分のＰＬＣ関連機器を中国の通信会社「中電飛華通信有限公司」から受注したと発表した。

このPLC、いずれ自分たちの身近な存在になるのかも。stkさんのstk技術経営研究所@cocolog：【01/27】電力線通信　三菱電機が海外展開では、

ＡＤＳＬを入れるぐらいだったら、電力線通信をどうぞ、という売り込みが可能でしょう。

と書かれています。確かに、ADSLは電話だけしか使っていない人には入りやすいブロードバンドでしたし、それを導入していない人に対してならば身近な存在となり得るのかもしれないですね。
ただ、PLCについては、一方では障害が発生するという議論が以前からあります。（JG1RVNさんの電力線インターネット＝電力線搬送通信について考えるページ他）
そういった観点で捉えていくことも大切なのではないでしょうか。

インライン計器

久しぶりに計装の言葉を一つ。インライン計器とは、呼んで字のごとくラインにインしている計器。「なんのこっちゃ」って訳ですが、もう少し書きますと、太い配管に挿入して使う計器のことです。例としてはデルタ流量計なんかがあります。フランジとフランジで、配管とデルタ流量計をつないで使うのですが、他の計器品の手配時期と違い配管組みをしているときにはその計器がないといけないので、工事をするときには注意が必要なんです。温度計などは、あとから差し込む形だったりするわけなんですが、こういうタイプの計器はそれよりも早めに現場にないといけない。だから、他の計器と区別して「インライン計器」と呼び、スケジューリングに注意したりします。

ドリフト

ドリフトは「drift」と英語で書きます。でも、走り屋がやるドリフトではないですよ。それから「drifters」だと「だめだ、こりゃっ。」です。「＠nifty翻訳」によれば、driftは「漂流」の意味だとのこと。計装では「ゼロドリフト」とか「温度ドリフト」等のように使います。ある値、たとえばお風呂の温度を表示する温度計があったとしましょう。温度を表示するときには、０％で３５度、１００％で４５度というなかでは、４０度のお湯なら５０％なんだよと、計算して表示します。ところが、その０％っていうのが、あるときにわずかながら増えたり減ったりする現象があるんですね。まさにふらついているんです。それをドリフトといいます。さっきまでは０％っていうのは３５度だったのに、今は３５．５度が０％（極端ですが）、なんてことが起きると、表示している値がふらついているのは、本当に知りたかった風呂の温度なのかわからなくなりますよね。ドリフトは少なければ少ないほどいいのですが、全くのゼロにはならないので、ふらつくのは大体どの程度かを調べておいて、それが問題とならないように考えるわけです。

インターロック

インターロックという言葉。「インター」は英語の授業で聞いたけど、「何かと何かを」というようなことをこれから言うんだよっていう意味だったような気がする。インターフェースとか、インターチェンジとかね。英語詳しい人教えて欲しいですが・・・。インターロックとは、何かを動かしたいときに何かがちゃんとできてないと動かないようにする仕組みのことを言います。消火器って実際に噴射させたことありませんか？あれ、握るところに安全ピンありますよね。あの安全ピンを抜かないと、噴射できないように出来てますねぇ。消火器でいうインターロックとは、何かが（安全ピンが）ちゃんとできてないと（抜いてないと）動かない（消火器が噴射しない）ということです。

「トリップ」を例えると何か

以前、「トリップ」という言葉について書きました。危ないときに安全を確保するために停止させ、次の起動に備えること。と書きました。たとえ話の続きですが、このトリップという動作は人間でいうとどんなことに該当するのでしょう・・・・・・自分の答えはこうです。熱いゆのみに触れたとき、「あつっ」と口に出しながら手を引っ込める、つまり危ないときに安全を確保するための動作をして、その後普通に生活するためにやけどしないようにする、これが人間でいうトリップなんだと思います。

「計装」の役割

「計装」の役割とは何でしょうか。それを語ると「計装」という言葉がわかるのではないでしょうか。私が仕事をしていて聞いた「たとえ話」を書いてみます。一部私のオリジナルもありますけど。
今、何かを作る一つの工場があるとしましょう。材料を使って加工して製品として出荷する、それが工場という言葉から来るイメージですね。そこで、その工場を人間におきかえた場合に、工場のいろいろなものは人間でいう何に該当するのでしょうか？その逆のほうが話がしやすいかな？人間にとっての「何か」が、工場では「何」に該当するのでしょう。
では、一つ一つ書いてみます。
・人間にとっての「食べ物」は、工場にとっての「入荷する原材料」
・人間にとっての「排泄物」は、工場にとっての「廃棄物・排出物」
・人間にとっての「心臓」は、工場にとっての「電気設備」
・人間にとっての「血管」は、工場にとっての「電線」
・人間にとっての「骨」は、工場にとっての「基礎」
・人間にとっての「肉・内臓」は、工場にとっての「機械」
・人間にとっての「皮膚」は、工場にとっての「外壁・塀」
と、まあこういう感じなんですが、工場には電気設備、機械設備、土木・建物設備とならんで、「計装設備」といわれるものがあります。そこで、「計装」の役割というものを人間との比較で書いてみると・・・・（今度は逆に書きます）
・工場にとっての「計装」は、人間にとっての「頭脳・神経」
ということなのです。つまり、すべてを思い通りにうまく動かしたり、危ないことがあったら回避したりするそんなことを考えてそして指示を出したり、危ない状況を察知するといった役割なのです。
どうでしょう。少しわかりましたか？

「計装」というカテゴリ

ココログルのディレクトリ検索にはひっかからないそんな「計装」というカテゴリをなぜ作ったのか。以前から、仕事で計装に関する情報が欲しいときがよくあった。今でこそ、メーカの様々なホームページではＰＤＦファイルなどで配布されていたりと、情報入手先には事欠かないが、本当に机上で勉強するための情報源というのがなかなかなかった。それこそ、仕事先の計装工事マニュアル等をコピーしたりしたものです。BLOGでこのカテゴリを作って目指しているもの、それは計装の仕事をしていない人が計装の世界で何やってるのかを簡単にわかる、そんな情報源にしたいのです。正確にわからなくてもいい、ただ、イメージが湧けばいい。そういう場合って多々あると思う。だから・・・そんな情報源を目指しているわけです。当然、自分の記憶、経験で書いてますので、即仕事に役立つというわけではないはずですが、せめて入り口を入ったばかりの人がこれから歩むときの手助けになるようなものにしたいと思っています。

トリップ

トリップといっても、ドラッグでするトリップでもなければ、「旅行」でもないですよ。トリップとは、プラントが稼動しているなかで、異常が発生したときに、安全確保のため停止させることを言います。仕事を始めたとき、「トリップ」って言っても何を言っているのかさっぱりわからなかった。たとえて言えば・・・・柔道でいうところの「受け身」。自分の体制がまずい状態になったときに、自ら床をたたきつけるようにして受け身をとりながら、頭を打ちつけることがないようにして身を守り、次の戦いに備える。プラントも、異常発生時には自動的に停止するようにして、次回の起動に備えるってことですね。

PID

仕事上でこのタイトルを見て検索されて見ていただいている方は、次のサイトなんかおすすめです。
「山武　やさしい自動制御のお話」
「横河M&C　eゼミテスト公開ホームページ
「大体わかればいいや」というかたはこのあとの続きを読んでくださいね・・・・・・・PIDというと、計装では２つの意味がありますね。ひとつめは、Pipe and Instrument Diagram、略してP&IDともいう、配管と計装品がどんなふうに設計、製作されているかが一目でわかる図面のこと。ふたつめは、制御方式の一つのPID制御のこと。制御工学では古典制御の部類に属するPID制御は、プロセス制御ではまだまだ主役。ほとんどがこの制御といってもいいくらいです。アドバンスド制御を適用するに至らない場合は、このPID制御やそのPID制御から派生したもの（２自由度型等）を使います。PID制御を簡単にたとえると・・・お風呂に入るために湯を沸かしたのですが、熱く湯がわいてしまったときに、ぬるくしたいとしましょう。（今は全自動の世界だからこういうことはないけど、Kozuの小さいころは十分そういうことがあり得ました。）手をつっこんだ私は、水を入れることを思いつき、水を入れ始めました。「うーん、全然自分が入りたい温度じゃないから、水道の蛇口をもっと開けよう」とあけるのがP制御、「おっと、すごく速くぬるくなってきたから少し蛇口を絞ろう」というのがD制御、「あれぇ、さっきから全然ぬるくならないなあ、蛇口を開けようっと」というのがI制御、ってところでしょうか、簡単に言うと。目標の温度（＝ここでは自分の好みのお湯の温度）と現在の温度との開きに比例して操作量（蛇口の開度）を変えるのがP制御で、その開きの変化率で操作量を変えるのがD制御、開きの積分で操作量を変えるのがI制御です。プロセス制御では、速応性よりも安定性を問われることが多いので余程でない限り、PI制御で十分です。もちろん、スピードが求められればD制御も使用しますけどね。

バーンアウト

バーンアウトとは、温度計等の線が断線する等異常なときに、温度計等の信号を変換する変換器において出力を大きいほうか小さいほうへ振り切らせてプラントとして安全な方向にもっていくことを言います。圧力などを信号に変換する発信器が自己診断で異常と判定したときに、変換した出力をバーンアウトさせることもできます。ただし、その温度計や発信器の信号だけを見るだけじゃなくてプラントの特性を十分考えなければなりません。安全な方向を考えてバーンアウトする方向は大きいほうか小さいほうかどちらかに指定します。大きいほうへもっていくことをバーンアップ、小さいほうへもっていくことをバーンダウンといいます。

メジャートラッキング

メジャトラとも言うけど、このキーワードでGoogleで調べたりすると睡眠薬のページとか出てくるんですねぇ。知らなかった。自分が知っているメジャトラっていうのは、計装の用語です。メジャートラッキングのメジャーは現在値のような意味かな。統計学でのメジャーは別の意味がありますが、計装では制御対象のプロセスが示す温度や圧力の測定値のこと。測定した値が、希望の値「設定値」と違っていたらその設定値に近づけるようにプラントを動かすようなしくみを作ります。でも・・・そういう仕組みを複数作ると、その仕組みを切り替えたときに、全然違うずーっと前に設定した値に持っていくように制御しちゃったりするんですよね。よく考えないと。だから、メジャトラって仕組みを設けるんですよ。切り替えた最初は、たった今測定した値を設定値にしちゃうんです。人がもう一度考え直して設定するまでは、予想もしない設定値のほうへ制御しないしくみ＝設定値が測定値に追従して変化する、これがメジャトラ、メジャートラッキングって言うんですねぇ。仕事して初めて知ったんですけど、インターネットではあまりのっていないですね。計装の用語自体あまりのってないですよね。

ノーコン

仕事を始めたときに、「ノーコン」という言葉を聴いた。はじめ、何かわからなかったが、教えてもらったのは、全然制御していないことやその対象を指すとのこと。No　Control　からノーコンだそうです。