JP2003186506A - シーケンスコントローラのモニタ装置 - Google Patents

シーケンスコントローラのモニタ装置

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JP2003186506A
JP2003186506A JP2001383488A JP2001383488A JP2003186506A JP 2003186506 A JP2003186506 A JP 2003186506A JP 2001383488 A JP2001383488 A JP 2001383488A JP 2001383488 A JP2001383488 A JP 2001383488A JP 2003186506 A JP2003186506 A JP 2003186506A
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Taketoshi Kato
豪俊 加藤
Seiji Fujisaki
政治 藤崎
Yoshimi Takeya
吉視 竹谷
Koichi Shiiba
好一 椎葉
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な操作で所望の下位SFCやアクション等
の内容を確認できる操作性、視認性に優れたシーケンス
コントローラのモニタ装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】SFCプログラムを格納する記憶部と、シ
ーケンスコントローラにおけるシーケンスプログラムの
実行状態を検出する検出手段と、その実行状態をSFC
を用いて表示部にグラフィック表示する表示手段と、表
示部に表示されたSFCの構成要素を選択できる選択手
段とを備え、前記表示手段は、選択手段により選択され
たSFCの構成要素の詳細内容を、活性状態にあるステ
ップが画面の所定位置に表示されるようにグラフィック
表示できることを特徴とするシーケンスコントローラの
モニタ装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブル・
ロジック・コントローラ(PLC)等のシーケンスコン
トローラにおけるシーケンスプログラムの実行状態を監
視するモニタ装置に関するものである。さらに、詳しく
は、シーケンシャル・ファンクション・チャート(SF
C)を用いたシーケンスコントローラのモニタ装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、生産現場や組立現場では、加
工機械や組立機械をシーケンス制御するために、PLC
等のシーケンスコントローラが使用されている。また、
それに用いられるシーケンスプログラムの代表的な言語
は、グラフィック形言語の1種であるラダーダイアグラ
ムである。ラダーダイアグラムは、接点とコイルとによ
る信号の論理組合せであるため、局所的な回路を視覚的
に理解することは容易である。しかし、そのプログラム
(ラダー図プログラム)のみによるシーケンス制御は、
全プログラムのスキャニングを前提として行われるた
め、プログラム全体から制御対象の動作順序を理解する
が困難であり、プログラムの解読性が悪い。また、制御
動作の過去、現在、未来分が同時に処理されるため、イ
ンターロック等を必要として、プログラム(回路設計)
も複雑となり、プログラムの構造化や階層化を行うこと
もできない。
【0003】そこで、このような従来のプログラムの欠
点を解消し、信号の論理組合わせと制御の順序との両方
を記述できるSFCプログラムが普及しつつある。図5
にSFCプログラムの一例を示す。図5に示すようにS
FCプログラムは制御手順を示す複数のステップと、こ
れらステップを接続するリンクと、あるステップから次
のステップへの移行条件を示すトランジションとから基
本的に構成される。通常、SFCプログラムは階層化さ
れており、メインチャートにおける一つのステップの詳
細な制御手順がサブチャートで記述される。この階層は
何階層にも及ぶことがある。最終的にはラダーダイアグ
ラムにより記述される「アクション」により一つのステ
ップの処理内容が記述されている。
【0004】ところで、このようなシーケンスコントロ
ーラの運転状況を監視したり、異常・故障箇所の検出や
プログラムのデバッグ等に、シーケンスコントローラの
周辺機器としてモニタ装置が設けられることが多い。S
FCプログラムが使用されているシーケンスコントロー
ラ用のモニタ装置では、ディスプレイ等の表示部にSF
Cプログラムがグラフィック表示され、活性中のステッ
プやトランジションが背景色を変更等して表示される。
これにより、現在、どの工程が実行されているかをオペ
レータが視覚的に容易に認識でき、異常・故障箇所の検
出等も容易となる。
【0005】表示部でのSFCプログラムの表示例を図
6に示す。前述したように、表示部にSFCプログラム
を表示する際には機械の稼動状態をオペレータに認識可
能に示すため、処理実行中のステップの背景色を変える
などの処理をする。図6はメインチャートのステップ
「SUB4」が処理実行中である場合の表示例である。
運転状態の監視時や異常・故障箇所の調査時には、メイ
ンチャートだけでなく、サブチャートのプログラム及び
処理実行状態をモニタする必要がある場合がある。メイ
ンチャートから目的とするサブチャートへの表示切替操
作を容易にするため、一般的なモニタ装置では一つのス
テップがオペレータにより選択されると、当該選択され
たステップに対応するサブチャートが表示部に表示され
るようになっている。実際の現場における操作では、オ
ペレータが活性状態にあるステップを画面表示状態から
認識してこれを選択し、そのステップでの詳細な稼動状
況をモニタする場合が多い。
【0006】サブチャートにおいてもメインチャートと
同様、活性状態にあるステップが背景色を変えるなどの
表示処理をして表示される。サブチャートで表示される
ステップがオペレータにより選択された場合は、さらに
下位の階層のサブチャート若しくはアクションを表示す
る。このように、オペレータがモニタしたいステップを
選択していくことにより、順次下層のサブチャート及び
その処理実行状態が表示され、最終的にはラダーダイア
グラムで記述された「アクション」の内容をモニタする
ことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一つの
メインチャート又はサブチャートに含まれるステップは
数十から数百ステップに及ぶ場合もある。このような場
合には表示部に全てのステップを表示することは出来な
いので、オペレータが画面をスクロールさせてモニタし
たい部分を探すことになる。
【0008】従来のモニタ装置では、下位のサブチャー
トに表示を切り替える際に、このサブチャートの先頭部
分が表示部の上端に来るように表示していたので、表示
部に最初に表示されるのはサブチャートの先頭の数ステ
ップのみである。この状態からオペレータは画面を上下
にスクロールさせ、処理実行中のステップを探さなけれ
ばならない。オペレータがモニタ装置により機械の稼動
状態をモニタする場面の多くは、機械にトラブルが発生
し、その原因を一刻も早く見つけなければならないとき
である。このようなときに、画面をスクロールして処理
実行中のステップを探す為に多くの時間を費やすと、製
造ラインの長時間停止により多額の損害が発生してしま
う。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであり、簡単な操作で所望のSFCやアクション
等の内容を確認できる操作性、視認性に優れたシーケン
スコントローラのモニタ装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく試行錯誤を重ねた結果、選択手段によ
りSFCの構成要素が選択されると、その構成要素の詳
細内容を記述したサブチャート等を所定の見やすい位置
にグラフィック表示できる表示手段を設けることをを思
いつき、本発明のシーケンスコントローラのモニタ装置
を開発するに至ったものである。すなわち、本発明のシ
ーケンスコントローラのモニタ装置は、シーケンスコン
トローラにおける制御用プログラムを複数の階層に階層
化して上位の階層では制御手順の概要を示す概略制御手
順を記述すると共に下位の階層では概略制御手順を細分
化した詳細制御手順を記述するシーケンシャル・ファン
クション・チャート(SFC)プログラムを記憶する記
憶部と、前記記憶部に記憶されたSFCプログラムを表
示部にグラフィック表示する表示手段と、前記グラフィ
ック表示されたSFCプログラムの構成要素をオペレー
タが選択できる選択手段と、前記選択手段により概略制
御手順を表す構成要素が選択された際、これに対応する
詳細制御手順を前記記憶部から読み出して前記表示部に
グラフィック表示する詳細制御手順表示手段と、前記シ
ーケンスコントローラにおける制御状態を検出する検出
手段とを備えたシーケンスコントローラのモニタ装置に
おいて、前記表示手段は活性状態にある制御手順を認識
可能にグラフィック表示し、前記詳細制御手順表示手段
は、前記活性状態にある制御手順が選択されたとき、こ
れに対応する詳細制御手順のうち活性状態にあるものが
前記表示部の所定位置に表示されるように詳細制御手順
をグラフィック表示することを特徴とする。
【0011】本発明のシーケンスコントローラのモニタ
装置によれば、表示部にグラフィック表示されたSFC
プログラムから、活性状態にあるものをオペレータが選
択手段により選択すると、それに対応した下層の詳細制
御手順のうち活性状態にあるものが、詳細制御手順表示
手段によって表示部の所定位置に表示される。これによ
り、異常・故障箇所の検出やプログラムのデバッグ等を
行う際に、非常に便利で、素早く操作することができ
る。また、SFCの構成要素であるステップが選択され
ると、そのステップに対応する下位SFCやラダーダイ
アグラム等で記述されたアクションの内容等が、選択手
段による選択指示に沿ってグラフィック表示される。ま
た、ステップに限らず、トランジションが選択された場
合も、ラダーダイアグラム等で記述されたその移行条件
がグラフィック表示される。勿論、本発明のモニタ装置
は、検出手段により、接続先のシーケンスコントローラ
におけるシーケンスプログラムの実行状態を検出してい
るため、表示部に表示されたSFCの構成要素の活性、
非活性を表示することができる。
【0012】本発明に係るシーケンスコントローラのモ
ニタ装置の特徴として、下位階層のSFCプログラムを
表示する際には、活性状態にある詳細制御手段が表示部
の所定位置に来るように表示される。この所定位置は、
SFCプログラムが表示部に表示された状態における処
理進行方向が主に上下方向の場合には、表示部の上下方
向の略中央部であると好適である。また、処理進行方向
が主に左右方向の場合には、表示部の左右方向の略中央
部であると好適である。シーケンスコントローラの異常
・故障箇所の検出に際して、特に、活性状態にある構成
要素が問題となることが多い。従って、活性中のステッ
プ画面の所定位置に表示されると、その後に画面のスク
ロール等を行って活性ステップ等を探す必要がなく、オ
ペレータの操作低減を図れ、素早い対応が可能となる。
【0013】また、非活性状態の構成要素を選択したと
きは、下位SFCの先頭ステップやアクションの先頭ラ
ダーダイアグラムが表示部の上方位置に表示されるよう
にしても良い。なお、上述のシーケンスコントローラ
は、一般にPCまたはPLCと呼ばれる。また、トラン
ジションの移行条件やアクションの記述は、ラダーダイ
アグラムに限らず、ファンクションブロックダイヤグラ
ム、命令リスト、構造化テキスト等によるものでも良
い。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態である
シーケンスコントローラのモニタ装置100を取り挙
げ、本発明をより具体的に説明する。図1に、シーケン
スコントローラのモニタ装置100の全体的な構成をブ
ロック図で示した。このモニタ装置100は、シーケン
スコントローラであるPLC200に接続され、PLC
200は制御対象である工作機械300に接続されてい
る。
【0015】PLC200は、モニタ装置100との通
信を行うための通信インターフェース(通信I/F)2
10と、通信I/F210を含めてPLC200の全体
的なシステム管理を行うCPU221と、そのシステム
管理プログラムを格納するRAM231と、工作機械の
シーケンス制御用に設けられたCPU222と、そのシ
ーケンスプログラムを格納するRAM232と、入出力
(I/O)制御回路290と、内部バス280とを備え
る。そして、CPU221、222、通信I/F210
およびRAM231は、内部バス280に接続され、相
互にデータや信号の送受信が可能である。一方、RAM
232は、接続先のCPU222の指令に基づいて、デ
ータのリード/ライトが可能であり、I/O制御回路2
90は、接続先のCPU222の指令に基づいて、工作
機械300をシーケンス制御する。
【0016】ところで、モニタ装置100は、CPU1
20と、システムプログラムが格納されたROM140
と、PLC200のRAM232に格納されたシーケン
スプログラムと同一のプログラムが格納されるRAM1
30と、PLC200の通信I/F210に通信ケーブ
ル410を介して接続される通信I/F110と、表示
部160と、表示部160とCPU120との間に介在
するインターフェース(I/F)169とを備える。そ
して、ROM140、RAM130、通信I/F110
およびI/F169は、それぞれCPU120と内部バ
スで接続されている。なお、RAM130に格納するシ
ーケンスプログラムは、PLC200から読込むことも
可能であるが、モニタ装置100内に設けたハードディ
スク等の外部記憶装置からCPU120を介して読込む
ようにしても良い。
【0017】また、表示部160は、液晶表示板161
と、その液晶表示板161上を被覆した透明の電極板か
らなるタッチパネル162とにより構成される。タッチ
パネル162の入力信号は、I/F169を介してCP
U120に送信され、液晶表示板161は、CPU12
0からI/F169を介して出力信号を受けてSFC等
を表示する。ここで、RAM130は本発明でいう記憶
部に相当し、CPU120と通信I/F110とは検出
手段に相当し、CPU120とI/F169と表示部1
60の液晶表示板161とが表示手段および詳細制御手
順表示手段に相当し、タッチパネル162とI/F16
9とCPU120とが選択手段に相当する。なお、この
モニタ装置100は、加工ステーションに設けられた操
作盤と兼用することもできるし、汎用コンピュータをP
LC200にRS−232Cケーブル等で接続して、モ
ニタ装置100とすることもできる。
【0018】次に、このモニタ装置100の表示部16
0に表示されたSFCから、活性ステップを順次、下位
の階層にモニタリングしていく様子を図2(a)〜
(c)および図3に示す。図2(a)には、最上位のS
FC(概要制御手順)であるメインチャートが表示され
ており、現在活性中のステップ(SUB010)の背景
色が反転表示されている。なお、このメインチャートで
は、アクションの内容がステップの直下にくるものは単
実線の長方形で「ST****」と表示し、ステップの
直下に下位SFCであるサブチャートをもつものは、2
重実線で「SUB***」と表示した。以下では、いず
れの場合も、単にステップと呼ぶこととする。
【0019】ところで、例えば、ステップSUB010
の最終的な動作完了信号が前記検出手段より検出される
と、トランジションTR0001の移行条件がONし
て、ステップSUB010はOFFし、次のステップS
T0001に、背景色の反転した活性ステップが移行し
ていく。ところが、仮に、ステップSUB010の実行
中に検出手段から異常が検出され、ステップSUB01
0が活性状態のまま停止した場合、この原因を究明する
ために、より具体的な情報、つまり、どの下位ステップ
またはアクションで異常が発生したかを知る必要があ
る。
【0020】そこで、前記選択手段のタッチパネル16
2からステップSUB010をオペレータがタッチする
と、前述の表示手段は、図2(b)に示すように、ステ
ップSUB010のより詳細な制御内容を示す第1層サ
ブチャート(下位SFC:詳細制御手順)を表示部16
0に表示する。このとき、CPU120は、検出手段に
より検出されたシーケンスプログラムの活性ステップの
アドレスに基づいて、RAM130に格納されたSFC
プログラム上の対応するステップを割出し、第1層サブ
チャート上のステップを活性表示すると共に、その活性
ステップ(SUB100)を表示部160の略中央位置
に表示する。
【0021】図2(b)の第1層サブチャートでは、活
性ステップがさらにサブチャートをもつステップである
ため、前回と同様に、タッチパネル162からステップ
SUB100をタッチする。すると、表示手段は、図2
(c)に示すように、そのステップSUB100に含ま
れる第2層サブチャート(詳細制御手順)を、活性ステ
ップ(ST0106)が表示部160の略中央にくるよ
うに表示する。
【0022】図2(c)で表示された第2層サブチャー
トの活性ステップST0106は、下層にサブチャート
を持たないが、その詳細なアクションの内容は一見して
解らないため、さらに、前回と同様に、タッチパネル1
62からステップST0106をタッチする。すると、
今度は、図3に示すように、ステップST0106に含
まれるアクションの一覧が、アクション・クオリファイ
アと工程の内容を示したコメントと共に表示される。通
常、異常検出に必要なアクションは、保持状態(セット
状態:AQ=S)にあるアクションであるから、さら
に、その一覧中のアクションAC101をタッチパネル
162から選択する。すると、最下層に相当するアクシ
ョンAC101の具体的な制御内容が、ラダーダイアグ
ラムにより表示される。こうして、異常停止の発生原因
が、例えば、接点M000にあることを突止めることが
できる。なお、逆に、下層から上層に戻るには、表示部
160に表示された、図示しない「戻る」アイコンをタ
ッチすると、順次、上層に戻れるようになっている。
【0023】ここでは、タッチパネル162上から活性
ステップを選択する場合を説明したが、例えば、非活性
ステップを選択してその下層にあるサブチャートを表示
させる場合、表示手段は、そのサブチャート(下位SF
C)の開始ステップを表示部160の上端側に表示し、
順次、下方に後続のステップやトランジションを表示す
る。勿論、下位SFCや活性ステップ等の表示位置は、
上述した位置に限られるものではなく、オペレータの好
みに応じた設定とすれば良い。また、上述の場合、SF
Cが上から下に形成されるものであるため、活性ステッ
プの表示位置を上下方向の略中央としたが、左右方向に
ついても、略中央としても良いし、オペレータの好みに
応じて表示位置を変更しても良い。また、ステップが選
択される場合を説明したが、トランジションが選択され
た場合は、その移行条件が直接ラダーダイアグラムで表
示される。
【0024】次に、この表示手段により、下位SFC等
が表示される具体的な処理手順を図4を用いて説明す
る。モニタ装置100によるPLC200のモニタリン
グ中に、ある活性ステップ(例えば、SUB010)が
選択されたとする(S1)。モニタ装置100のCPU
120は、現在表示されているSFCの番号(例えば、
第1層サブチャート)と表示位置とをスタックに記憶す
る(S2)。これは、選択手段から「戻る」入力があっ
たときに、前回に表示したSFC等を素早く表示するた
めである。そして、一旦、SFCによるモニタリングを
停止する(S3)。
【0025】次に、モニタ装置100のCPU120
は、RAM130から選択されたステップ(選択ステッ
プ)の設定内容を読出し、次に表示すべきSFC(サブ
チャート)の番号を取り出す(S4)。モニタ装置10
0のCPU120は、次に表示すべきSFCの番号か
ら、そのSFC(サブチャート)に存在するすべてのス
テップ番号をRAM130に格納されたシーケンスプロ
グラムから取出す(S5)。取出したすべてのステップ
番号をもとに、検出手段はPLCからそれらの各ステッ
プの実行状態をモニタリングする(S6)。そして、そ
れらのステップの中から、現在の活性ステップを割出す
(S7)。
【0026】次に、新たに表示すべきSFC上における
その活性ステップの位置をを割出す(S8)。さらに、
割出したその活性ステップのSFC(サブチャート)上
の位置から、その活性ステップが表示部160の略中央
付近に表示されるように、新たに表示すべきSFCの各
ステップ等について、表示部160上の表示位置を割出
す。つまり、画像メモリに新たなSFCの全体を描画
し、この中から現在の活性ステップの位置を中心とし
て、表示部160に描画可能なSFCのデータ位置を割
出す(S9)。従って、活性ステップの位置によって
は、新たなSFCの上方側または下方側が表示部160
に表示されないこともあり得るが、活性ステップは、表
示部160の画面略中央に常に表示され、オペレータ
は、一目瞭然に活性ステップを認識することができる。
【0027】そして、モニタ装置100のCPU120
は、これらの演算結果をもとに、表示指令をI/F16
9へ送り、I/F169は液晶表示板161に、活性ス
テップが画面の略中央にくるように、下位SFC(サブ
チャート)を表示する(S10)。その後、さらに、新
たなSFC上のステップが選択された場合は、この操作
を繰返せば良い。一方、ステップの選択がないときは、
PLC200のモニタリングを再開し(S11)、この
処理を終了する(S12)。
【0028】本発明のシーケンスコントローラのモニタ
装置に係る一実施形態を、上述してきたが、この実施形
態を次のように変更しても良い。モニタ装置100のタ
ッチパネル162は、操作性に優れるため選択手段とし
て好ましいが、これに限らず、例えば、マウスやキーボ
ード等を用いても良い。
【0029】また、図1のSFCでは、ステップとトラ
ンジションとしか図示していないが、各ステップの横
に、各ステップの実行時間を表示するようにすると、一
層良い。実行時間はサイクル毎に多少の変化はあるが、
例えば、その実行時間が急に増加したりすると、何らか
の異常・故障等が発生したと考えられるため、異常・故
障を早期に発見でき、早期対応が可能となる。なお、各
ステップの実行時間は、そのステップの完了時点でメモ
リ上に上書きされていく。
【0030】また、活性ステップが画面の略中央部にく
るように下位SFC(サブチャート)を表示した後、制
御処理の進行によって活性ステップが画面表示範囲の外
に出る場合には、自動的に画面がスクロールし、常に活
性ステップが表示されるようにすると、より好適であ
る。これにより、下位SFC(サブチャート)を画面に
最初に表示してから時間が経過した後でも、オペレータ
は現在の制御状態を直ちに認識することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明のシーケンスコントローラのモニ
タ装置によれば、簡単な操作で所望のSFCやアクショ
ン等の内容を短時間で確認でき、オペレータによる操作
数の低減、視認性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態であるモニタ装置の全
体を示すブロック図である。
【図2】その実施形態であるモニタ装置の表示部の描画
を示す図であり、同図(a)はメインチャートを示す図
であり、同図(b)は第1層サブチャートを示す図であ
り、同図(c)は第2層サブチャートを示す図である。
【図3】アクション内容が一覧表とラダーダイアグラム
とによって表示部に描画された様子を示す図である。
【図4】その実施形態であるモニタ装置の表示手段が、
下位SFCを表示する処理手順を示したフローチャート
である。
【図5】階層化されたSFCプログラムの一例を示す概
念図である。
【図6】そのSFCプログラムの表示部における表示例
を示す図である。
【符号の説明】
120 CPU 130 RAM(記憶部) 160 表示部(表示手段、詳細制御手順表示
手段) 162 タッチパネル162(選択手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹谷 吉視 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 椎葉 好一 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 Fターム(参考) 5B069 CA02 JA06 KA06 NA09 5H220 BB10 BB12 CC07 CX06 CX08 DD04 DD10 JJ15 JJ24 JJ27 JJ42 JJ60 KK08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シーケンスコントローラにおける制御用プ
    ログラムを複数の階層に階層化して上位の階層では制御
    手順の概要を示す概略制御手順を記述すると共に下位の
    階層では概略制御手順を細分化した詳細制御手順を記述
    するシーケンシャル・ファンクション・チャート(SF
    C)プログラムを記憶する記憶部と、 前記記憶部に記憶されたSFCプログラムを表示部にグ
    ラフィック表示する表示手段と、 前記グラフィック表示されたSFCプログラムの構成要
    素をオペレータが選択できる選択手段と、 前記選択手段により概略制御手順を表す構成要素が選択
    された際、これに対応する詳細制御手順を前記記憶部か
    ら読み出して前記表示部にグラフィック表示する詳細制
    御手順表示手段と、 前記シーケンスコントローラにおける制御状態を検出す
    る検出手段とを備えたシーケンスコントローラのモニタ
    装置において、 前記表示手段は活性状態にある制御手順を認識可能にグ
    ラフィック表示し、 前記詳細制御手順表示手段は、前記活性状態にある制御
    手順が選択されたとき、これに対応する詳細制御手順の
    うち活性状態にあるものが前記表示部の所定位置に表示
    されるように詳細制御手順をグラフィック表示すること
    を特徴とするシーケンスコントローラのモニタ装置。
  2. 【請求項2】前記所定位置は、前記SFCプログラムの
    画面表示状態における制御手順の主たる進行方向に平行
    な軸上の略中央である請求項1記載のシーケンスコント
    ローラのモニタ装置。
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