JP2004240513A - Production facility status analysis device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate designation of a control signal to be used for analysis in a device collecting the control signal from a sequence controller controlling a manufacturing facility and analyzing it. <P>SOLUTION: In an address list 2, an address of each control signal, which is inputted/outputted to/from a PLC 100 serving as a kind of sequence controller, and information representing its signal contents are registered. As to a type to be analyzed among the types of units constituting the manufacturing facility, a condition to be satisfied by the signal contents of the one or more control signal used for type analysis is inputted from an input device 1. In this way, for each unit type of the analysis object, a unit library 3 showing a condition of the control signal to be collected for analysis can be formed. In a data collection processing part 7, the control signal satisfying the condition shown in the unit library 3 is collected from the PLC 100. A display analysis processing part 9 carries out analysis processing on each unit according to the collection data of the control signal related to the unit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備をシーケンス制御するシーケンスコントローラから収集したデータに基づき、生産設備の稼働状態の分析のためのデータを作成する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生産設備では、該設備を構成する各種装置をシーケンスコントローラにより制御することで、所定の手順に沿った製造工程を実現している。シーケンスコントローラは、個々の装置ごとや、複数装置からなるグループごとに設けられており、それらシーケンスコントローラ同士がネットワークを介して制御信号をやりとりすることで、生産設備全体の工程の流れが実現される。近年では、マイクロコンピュータを搭載しプログラムを変えることで様々な装置に対応可能なシーケンスコントローラ、すなわちPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)が広く用いられている。
【0003】
従来、生産設備の異常等の検出は、目視等の人手による作業で行われてきたが、近年の生産設備の複雑化によりそのような人手による検査作業はきわめて困難になってきている。そこで、特許文献1のように、PLCがシーケンス制御に用いる各種の制御信号のデータを一時的に保存し、保存したデータから装置の稼働状態を解析する管理装置が利用されている。特許文献1に示される管理装置では、一時保存した制御信号のデータ群のうち、稼働状況検出条件ファイルに指定されたデータを抽出してトランジションレコードファイルを作成し、このトランジションレコードファイルに含まれる各データを解析して稼働状態を判定している。
【0004】
【特許文献1】
特開平07−129206号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1の装置では、一時保存した全信号のデータのうち、稼働状況検出条件ファイルに指定された信号のデータを抽出して解析に供しているが、そのファイルに示される指定データの内容や、抽出すべき制御信号をユーザがどのように指定するのか、及びその指定に応じてどのように抽出対象の信号を選択するかなどについては示されていない。シーケンスコントローラが取り扱う制御信号の数が膨大なものとなった場合、抽出する制御信号の指定や、抽出した制御信号に対して適用する解析処理の指定が煩雑になるという問題があるが、特許文献1ではそのような問題に対する解決は示されていない。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、シーケンスコントローラから収集して解析処理に用いる制御信号の指定を容易にする技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生産設備を制御するシーケンスコントローラが制御に用いる制御信号を収集・蓄積し、蓄積した情報に基づき該生産設備の稼働状態の分析に供する出力データを生成する生産設備状態解析装置であって、前記シーケンスコントローラが用いる制御信号ごとに、その制御信号の信号内容を示す情報を含んだ信号リストと、解析に用いる制御信号の信号内容が満たすべき条件を入力するための条件入力手段と、前記条件入力手段により入力された条件を満足する信号内容の制御信号を前記信号リストから抽出する収集対象信号抽出手段と、前記収集対象信号抽出手段で抽出された各制御信号を前記シーケンスコントローラから時系列的に収集し蓄積する信号収集手段と、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号に基づき、前記生産設備の稼働状態の分析に利用可能な解析結果データを作成する解析手段と、を備える生産設備状態解析装置を提供するものである。
【0008】
本発明の好適な態様では、前記信号リストは、各制御信号が前記生産設備を構成する各ユニットのうちのいずれに関連する信号であるかを示す対応ユニット情報を含み、前記解析手段は、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号の情報を、前記対応ユニット情報に基づき同じユニットに関連する制御信号ごとにまとめ、各ユニットごとに、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成する。
【0009】
また更に好適な態様では、生産設備稼働状態解析装置は、前記生産設備を構成するユニットの種別毎に、その種別に対応する解析処理内容を記憶する手段と、前記生産設備を構成する各ユニットが前記種別のいずれに属するかを判定するための種別判定情報を記憶する手段と、を更に備え、前記解析手段は、前記ユニットが属する前記種別に対応する解析処理内容に従って、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成する。
【0010】
本発明の別の好適な態様では、前記条件入力手段は、解析に用いる各制御信号の信号内容が満たすべき条件を、前記生産設備を構成するユニットの種別のうち解析対象とする種別ごとに、その種別に関連する各制御信号の信号内容が満たすべき条件の組として入力するためのユーザインタフェースを備える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は、生産設備をシーケンス制御するPLC(プログラマブルロジックコントローラ)が取り扱う制御信号を説明するための図である。
【0013】
この図に示すように、制御信号の観点からPLC100を見た場合、センサ112(例えば光センサ)やスイッチ114(例えばリミットスイッチ)等の入力機器から信号を受ける入力部102と、ソレノイドバルブ122やモータ124などの出力機器に対して信号を送出する出力部104と、シーケンス制御のための論理演算を行う論理演算部106に大別することができる。ここで、入力機器及び出力機器は、PLC100の制御対象の生産設備に設けられ、PLC100との間で信号のやりとりを行う機器である。入力機器は、例えば生産設備を構成する要素の状態を検知し、その検知結果等を示す信号をPLC100に対して入力する。出力機器は、PLC100から供給される信号に従い、生産設備を構成する要素の状態を変化させる等の機能を果たす。以下では、入力機器からPLC100に入力される信号や、PLC100から出力機器へと出力される信号を、シーケンス制御に用いられる信号という意味で、制御信号と総称する。
【0014】
これら入出力機器は、生産設備を、PLC100との制御信号のやりとりの観点で見た時の、通信相手の要素ということができる。これに対し、生産設備が生産のために実行する動作の観点で見た場合、生産設備を動作単位に分けて捉えることができる。この動作単位のことを「ユニット」と呼ぶことにする。例えば、プレス加工等のために直線動作を実現するシリンダや加工テーブル等を駆動するモータなどのアクチュエータ、生産設備内のある要素の異常等を表示するランプその他の表示機器、作業者が操作する操作盤などは、それぞれ生産設備が実現する工程における1つの動作単位、すなわち「ユニット」と捉えることができる。
【0015】
1つのユニットには、そのユニットの動作状態等を監視するためのセンサ等の入力機器や、そのユニットを駆動するためのアクチュエータ等の出力機器が対応づけられる。もちろん、入力機器しか対応づけられないユニットや出力機器しか対応づけられないユニットもあれば、複数の入力機器や複数の出力機器が対応づけられるユニットもある。例えば、図2には、ユニットの例として、生産ライン等での直線動作を実現するシリンダ200を示している。シリンダ200の動作制御においては、ピストン205がそのストロークの前進端や後退端に達したことを検知する必要がある。このため、シリンダ200に対して前進端リミットスイッチ214や後退端リミットスイッチ212が設けられる。これらスイッチ212はPLC100に対する入力機器である。また、図2の例では、電磁ソレノイドバルブ220を切り替えて管路225に対する空気の流れを切り替えることで、シリンダ200(ピストン205)の動作方向を前進と後退に切り替える。電磁ソレノイドバルブ220はPLC100からの前進指示信号及び後退指示信号によって切り替えられるので、電磁ソレノイドバルブ220は出力機器である。シリンダ200の動作状態は、前進端リミットスイッチ214や後退端リミットスイッチ212からの信号、及び電磁ソレノイドバルブ220への前進指示信号及び後退指示信号で表すことができる。
【0016】
なお、以上の説明から分かるように、入出力のための機器とユニットとは、生産設備に含まれる要素についての異なる観点からの分類であり、物理的に同じ装置が入力又は出力機器であると同時に「ユニット」である場合もある。例えば異常状態を示すランプは、それ自体PLC100から制御信号を受け取る出力機器であるとともに、「異常状態であることを表示する」という動作単位を実現する「ユニット」でもある。
【0017】
再び図1に戻り、論理演算部106では、入力される信号(や信号に対する別の論理演算の結果など)に基づき、所定のシーケンス制御プログラムに従って論理演算を実行し、出力機器に与える制御信号や別の論理演算に用いられるデータ(このデータはネットワークを介して別のPLCに供給される場合もある)を求める。このうち後者を、ここでは内部ダミーデータと呼ぶ。ただし、内部ダミーデータも、論理的に見れば入力機器や出力機器とやりとりする制御信号と同等であり、生産設備の稼働状態を分析する上で意味を持つ場合も少なくないので、ここでは内部ダミーデータも制御信号の一種として取り扱う。すなわち、本実施形態では、PLC100が入出力機器とやりとりする信号と、PLC100内部の論理演算で利用される内部ダミーデータとを、ともに分析のための収集対象の制御信号として取り扱う。
【0018】
一般にPLCでは、センサ112等の入力機器やソレノイドバルブ122等の出力機器を、図中X000,X001,Y000,Y001と示したI/Oアドレスで識別しており、それら各機器とPLC100との間でやりとりする制御信号もそのI/Oアドレスで識別している。物理的に1つの機器が、複数の検出信号をPLC100に供給したり、PLC100から複数の駆動制御信号を受け取ったりする場合もあり、この場合PLC100の入出力においてそれら各信号は一般に別々のI/Oアドレスに割り当てられる。また、論理演算部106で用いられる内部ダミーデータにも、そのデータが格納されるメモリアドレスが定まっている。したがって、それら各制御信号は、それぞれ対応するアドレスにより一意的に識別することができる。
【0019】
本実施形態では、以上のようなPLC100から制御信号を収集し、解析する解析装置を提供する。既存のPLCには、モニタリング等のために、上記各種制御信号を外部に出力する出力端子を備えるものがある。一例として、本実施形態の解析装置は、そのような出力端子に接続する装置として実現することができる。また、この解析装置をPLC内に組み込むことも可能である。
【0020】
本実施形態の解析装置では、PLC100から収集して解析に用いる制御信号を、アドレスリストとユニットライブラリという2つのデータから指定することができる。アドレスリストのデータ内容の一例を図3に、ユニットライブラリのデータ内容の一例を図6に示す。以下、これらデータについて順に説明する。
【0021】
アドレスリストには、図3に示すように、PLC100が取り扱う制御信号の各々に対して、「アドレス」、「信号内容符号」、及び「コメント」の3つのデータ項目が登録される。アドレスは、その制御信号を識別するアドレス(I/O又はメモリアドレス)である。信号内容符号は、その制御信号の内容を示す符号である。そして、コメントは、その制御信号の内容を関係者が理解できるように示した説明である。従来でも、これら3項目のうちのアドレスとコメントからなるアドレスリストが、シーケンス制御プログラムの作成や、生産設備に対するシーケンスコントローラの設置、生産設備の検査・解析などのために作成され、保管されていたが、本実施形態のアドレスリストは、そのような従来のアドレスリストに対して信号内容符号を追加したものといえる。
【0022】
図3に例示した信号内容符号は、例えば「R1P」のように、分類符号、一連番号、及び機能符号という3つの符号の結合により構成される。
【0023】
分類符号は、制御信号を、機能とは異なる観点、例えばその出所や態様などの観点で分類したときの分類種別を示す符号である。図4は分類符号の一例を示すものであり、例えば分類符号RはPLCに対する入力機器からの入力信号、WはPLCから出力機器への出力信号、DはPLC内部で用いる内部ダミーデータを示す。また、分類符号T,C,Lは、PLCが行う制御動作で利用されるタイマ、カウンタ、ラッチからの信号をそれぞれ示す。また、例えばPLCから出力機器への出力信号であっても、ネットワークを介した他のPLC(或いはこれに類する制御装置)」に接続された出力機器への信号の場合、デバイスI/Oから直接入出力されるわけでなく、いったん内部ダミーデータとしてあるメモリアドレスに書き出された後、ネットワーク通信プロトコルによって通信される場合がある。これ以外の場合であっても、出力機器や入力機器とデバイスI/Oを介して直接やりとりするのではなく、いったん内部ダミーデータを介する信号がある。このような信号は、通常の入出力信号と区別した方がよい場合があるので、これらに対しては、いったん内部ダミーの状態を介する信号という意味で例えば「RD」や「WD」等の分類符号を割り当てることができる(図4では省略)。
【0024】
機能符号は、制御信号を、その信号が果たす機能(別言すればその信号を用いる目的)の観点で分類した時の種別を示す符号である。図5は機能符号の一例を示す図であり、符号ごとにその意味と信号の具体例の説明を示している。例えば、符号Mは安全用の制御信号を示し、具体例としては運転準備に用いられるリレーなど、安全装置関係のリレーに関する信号が挙げられている。また、例えば符号Pは、装置の動作や位置の確認に用いる制御信号を示す。この具体例としては、シリンダ等の前進端確認のためのリミットスイッチによるリレーなど、監視対象の装置(ユニット)が制御上チェックしなければならない位置に達した場合やチェックしなければならない動作を行ったときに機能する位置・動作確認装置によるリレーやタイマに関する信号が挙げられている。なお、図5の説明欄の説明内容の末尾が「リレー」等となっているが、これはシーケンス制御が伝統的にリレー等の組合せで表現されることに鑑み、関係者にとって理解しやすいように表現したものである。
【0025】
また、シーケンス制御の流れに従ったユニットの動作は、ユニットの種類に応じて多種多様にわたるため、これら動作の指示等に関する制御信号については、図5の例では機能符号無しとしている。
【0026】
このような分類符号と機能符号の組合せにより、制御信号の内容を表現することができる。ただ、PLCが同じ信号内容を持つ制御信号を複数用いる場合(例えば異なるユニットに対する信号など)もあり、このような場合にそれら同内容の制御信号を区別できると便利な場合もある。このため、この実施形態では、分類符号と機能符号とが同じ組合せの制御信号に対し、一連番号を付与している。図3の例では、分類符号、一連番号、機能符号をこの順に結合することで、1つの信号内容符号を表している。
【0027】
信号内容符号の具体例を説明すると、例えば「R1P」は、制御対象(ユニット)の確認対象の動作状態や位置等(例えば前進端など)を検知したセンサ等から入力される信号を示し、「R2W」はワークの有無を検知するセンサ等からの「ワーク有り」状態を示す信号を示す。また信号内容符号「W10」は、機能符号がないので、シーケンス制御手順に従って働くリレーに関連する出力信号を示す。
【0028】
アドレスリストの「コメント」は、一般には、その信号に対応する制御対象(ユニット)の名称と、その制御対象の検出状態(センサ等からの信号場合)やその制御対象に対する動作指示(アクチュエータ等への信号の場合)の名称との組合せで示される。図3の例では、アドレスL773,L752,L772,L753の4つの制御信号は、同じ「密着ソケット」という名称のユニットに関する信号であることが読みとれる。また、この例において、例えばL773の信号のコメントからは、シリンダの一種であるその密着ソケットが「下降端」に来たことを示す信号であることが読みとれる。
【0029】
このように、本実施形態では、アドレスリストの「コメント」と「信号内容符号」により、制御信号の信号内容を表現する。
【0030】
以上説明したアドレスリストのデータ構造はあくまで一例にすぎない。例えば、上記の例では、当該制御信号が関係するユニットを示す識別情報は、既存の「コメント」の情報が利用できるため、これを信号内容符号に含めることはしていなかったが、含めるようにすることも可能である。
【0031】
以上、アドレスリストについて説明した。次に、図6を参照してユニットライブラリについて説明する。
【0032】
アドレスリストが従来から存在するものに対して拡張を施したものであったのに対し、ユニットライブラリは本実施形態のシステムにおいて新たに導入したものである。
【0033】
ユニットライブラリは、PLC100から収集して解析する制御信号が満足すべき条件を示すデータである。すなわち、本実施形態の解析装置では、PLC100が取り扱う制御信号(すなわちPLCに入力されたり、PLCから出力されたり、PLCが生成したりする制御信号であり、別の観点でいえばアドレスリストに列挙されている信号)のうち、このユニットライブラリに記述された条件を満足するものを収集し、これを解析に用いる。このような条件集を「ユニット」ライブラリと呼ぶゆえんは、条件を制御対象ユニットの種別ごとにまとめて記述しているからである。
【0034】
例えば図6の例では、「シリンダ」や「ランプ」といったユニット種別ごとに、そのユニット種別に属するユニットの制御に関連する各制御信号が満足すべき条件を記述している。例えば「シリンダ」には、前進・後退という反対向きの2つの動作指示の信号と、前進端・後退端というそれら各動作指示に対応する2つの動作チェックポイント(この場合は動作端)の検知を示す信号とが関連している。したがって、図6の例では、例えば「シリンダ」の「条件」欄は、該シリンダにに対する動作指示のための2つの信号「動作指示1」及び「動作指示2」が、互いに反対向きの動作に関する信号であるという条件と、それら両信号がPLCから直接(I/O経由)又は間接(いったん内部ダミーを介して)にシリンダ(を駆動するアクチュエータ)に対して出力される信号である条件の両方を満足する必要があることを示している。後者の条件は、制御信号の信号内容符号が「W*」又は「WD*」(*は任意の文字列を示す)のパターンになるという条件で示されている。また本実施形態では、ユニットの動作の方向がアドレスリストのコメント(図3参照)に記述されているので、前者の条件は、コメント中の動作方向の記述が、同じユニットに関する2つの信号同士で逆向き(例えば上昇と下降、或いは前進と後退など)であることを表す記述となっている。この記述は、図6では便宜上自然言語表現で示しているが、本解析装置で解釈できる記述であればどのようなものでもよい。例えば、コメントに記述される方向を表す単語について、反対の方向を表す単語を登録した辞書をあらかじめ作成しておけば、コメントの記述からそのような反対向きの信号のペアを自動抽出することができる。なお、同じユニットに関係する信号は、アドレスリストのコメント中のユニット名称によって判別できる。同様に、シリンダの条件欄には、動作端を示す信号「動作端1」、「動作端2」が、上述の各動作指示に対応する「端」を示す信号であるという条件が示されている。この条件は、信号内容符号が「*P」のパターンになっており、コメントの記述が上述の動作指示の名称に対し「端」という語を付加したものになっているという条件である。
【0035】
同様に、ユニットライブラリには、ユニット種別「ランプ」に関係する制御信号が満足すべき条件として、アドレスリストのコメントに「異常」、「予報」、「ワーク有り」のいずれかの語が含まれるという条件が示されている。これは、「異常」、「予報」又は「ワーク有り」の各状態を示すランプ(生産設備における個々の要素の状態を示すランプに対応している。これら3種以外の状態を示すランプがある場合もあり、この場合には、図6のランプに関する条件は、それら3より多い種類の状態に対応するランプから、解析対象として「異常」、「予報」及び「ワーク有り」の3種のみを抽出することを表す。なお、ランプに関しては、各状態に対応してそれぞれランプの色が定められているので、その色がユニットライブラリに示されている。この色の情報には、例えばランプについての解析結果を表示する際に、その結果を示す色として利用するなどの用途がある。
【0036】
なお、ユニットライブラリに示されるのは各ユニット「種別」ごとの条件なので、実際の生産設備では1つのユニット種別に対して、複数の該当ユニットが存在することが一般的といえる。例えば図3の例には、「密着異常」及び「加振異常」という2つのランプユニットと、「密着ソケット」及び「加振ユニット」という2つのシリンダユニットが含まれている。
【0037】
このユニットライブラリは、解析の目的に応じて適宜作成することができる。すなわち、その目的において調査する必要のあるユニット種別や、そのユニット種別に関連する制御信号が満足すべき条件を入力して、ユニットライブラリを作成すればよい。
【0038】
本実施形態の解析装置は、アドレスリストに示される制御信号の中から、ユニットライブラリに示される条件を満足する制御信号を選択し、抽出した制御信号をユニットごとにまとめて整理する。そして、解析装置は、それら選択した制御信号の時々刻々の値をPLC100から収集して蓄積し、ユニットごとに、当該ユニットに関係する制御信号の蓄積データに基づき、解析を行う。
【0039】
この生産設備稼働状態解析装置の構成及び処理内容を、図7を参照して説明する。
【0040】
図7の構成において、入力装置1は、上述のアドレスリスト2やユニットライブラリ3の内容を入力するための機能モジュールである。入力装置1としては、グラフィカル・ユーザ・インタフェースにより各項目をユーザに入力させるようなものでもよい。また、ユニットライブラリ3の入力は、例えばユーザに解析したいユニット種別と、そのユニット種別の解析に用いる制御信号の信号内容が満たすべき条件を入力することにより行う。条件は、図6に沿って説明したように、個々の制御信号が満たすべき条件の形でもよいし、複数の制御信号の間で満足されるべき条件の形でもよし、それらの組合せでもよい。本実施形態では、この条件は、アドレスリスト2の信号内容符号やコメントに対する条件として指定することができる。信号内容符号についての条件は、例えば正規表現等の形で記述できる。またコメントに対する条件は、解析に用いる制御信号のコメントが含むべき単語を指定したり、複数の制御信号間で単語同士が満足すべき関係(例えば反対語など)を指定することで入力できる。それら複数の条件をAND条件やOR条件などの形で組み合わせて指定することも可能である。
【0041】
ここで、従来のアドレスリストはシーケンス制御系の設計の際に作成されることが一般的なので、本実施形態のアドレスリスト2も設計時に作成しておくようにすれば(従来形式に対して信号内容符号を付加すればよい)、解析時にはその作成済みのアドレスリスト2を本解析装置に読み込むだけでよい。
【0042】
これに対して、ユニットライブラリ3は、解析の目的に応じ、解析したいユニット種別ごとに、そのユニット種別の解析に用いる制御信号の条件を入力することで適宜作成すればよい。以前に作成したユニットライブラリ3を、後の解析の際に解析装置に入力し、再利用することももちろん可能である。
【0043】
コメント抽出処理部4は、アドレスリスト2に示される各制御信号のなかから、信号内容符号及びコメントがユニットライブラリ3に示される条件を満足するものを抽出し、これらを収集設定データ5及び解析設定データ6に登録していく。
【0044】
収集設定データ5は、PLC100から収集した制御信号を蓄積するファイル(収集データファイルと呼ぶ)のデータ構造を規定するデータである。図8に収集設定データの一例を示す。これは、図3に例示したアドレスリストと図6に例示したユニットライブラリから作成される収集設定データの例である。図3のアドレスリストの各信号のうち、図6のユニットライブラリの条件を満足するのは、「密着異常」及び「加振異常」のランプと、「密着ソケット」及び「加振ユニット」のシリンダに対応する各信号である。したがって、収集設定データは、図8に示すように、それら条件を満足するアドレスリスト中のM002,M003以下の各制御信号の値を、収集データファイルのどの「保存位置」に保存するかを表すデータとなる。収集データファイルは、図10に示すように、サンプリング時刻ごとにそれら各制御信号の値を記録する2次元のテーブル形式でよいので、この場合「保存位置」としてはそのテーブルにおける各制御信号の列番号を指定すればよい。このように、収集設定データは、アドレスリストに対して「保存位置」の項目を付加したデータとして作成される。
【0045】
解析設定データ6は、PLC100から収集した各制御信号の値をどのように組み合わせて解析を行うかを示すデータである。本実施形態では、生産設備の稼働状態をユニット単位で解析するため、解析設定データ6も、各制御信号とユニットとの関係を示したものとなる。図3に例示したアドレスリストと図6に例示したユニットライブラリから作成される解析設定データの例を図9に示す。この例では、ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」及び「加振ユニット」の各々に対し、「動作指示1」、「動作指示2」、「動作端1」及び「動作端2」という4種の制御信号のアドレスとコメントが登録される。これは、アドレスリスト(図3)において、「シリンダ」の条件欄に記述された条件を満足する制御信号を抽出し、それらを同じユニット名称(これは「コメント」の先頭に記述される)を持つもの同士でまとめていけばよい。この場合、「密着ソケット下降」という制御信号を「動作指示1」としたら、「動作端1」にはそれに対応する動作方向に「端」がついた「密着ソケット下降端」という制御信号が選ばれる、といった具合に、ユニットライブラリの条件に従って複数の制御信号間の対応関係が識別できる形で各制御信号が登録される。また、図9の解析設定データには、ユニット種別「ランプ」に該当する2つのユニットの各々に対しても、対応する制御信号のアドレスとコメントが登録されている。また「ランプ」に関しては、ユニットライブラリの条件欄に信号の「色」が登録されている。この例では、「異常」というキーワードに該当した制御信号なので、これに対応する「赤」(図6参照)が登録されている。
【0046】
再び図7の説明に戻ると、上述のように収集設定データ5と解析設定データ6とが作成されると、データ収集処理部7は、その収集設定データ5に従ってPLC100から各制御信号を時系列的に収集し、収集した各制御信号の値をその収集設定データ5に示される収集データファイルの「保存位置」に保存していく。制御信号の収集は、収集設定データ5に示される各アドレスの値を時系列的にサンプリングすることで行われる。これにより、図10に示すようなデータ内容を持つ収集データファイル8ができる。
【0047】
図10に例示した収集データファイルは、収集設定データの設定に従う順に収集対象の各制御信号(図ではアドレスで示されている)の列が設定され、それら各制御信号の各サンプリング時刻での値が時系列的に登録されている。収集データファイル8には、例えば、所定の検査期間に収集した各制御信号の値が登録される。PLC100が取り扱う制御信号は、一般にオン・オフの2値なので、図10の例では、収集データファイル8には、各時刻で制御信号が0、1のいずれであるかが記録されている。
【0048】
このようにして収集データファイル8が完成すると、表示解析処理部9が、そのファイル8に保存された各制御信号の値を、解析設定データ6及び収集設定データ5を参照しつつ解析することで、ユーザに提供する表示解析データを作成する。
【0049】
この表示解析処理部9での解析処理では、解析設定データ6に示されたユニットごとに、そのユニットに対応する各制御信号の収集データからそのユニットに対する解析を行う。解析の内容は、ユニット種別毎にあらかじめ設定しておくことができる。
【0050】
図11には、ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」というユニットについての解析の流れを例示している。ここでは、シリンダには、動作状態の時系列変化を示すタイムチャートを作成するという解析を行うものとする。
【0051】
図11の流れでは、まず解析設定データ6から1つ目のシリンダユニットである密着ソケットに関連する4つの制御信号のアドレスが特定され(A)、これら各アドレスの信号データが収集データファイル8の何列目に保存されているかが収集設定データ5から特定され(B)、特定された各列のデータが、密着シリンダの各制御信号の値の時系列データとして抽出される(C)。説明のために、Dに、これら各制御信号の時系列データを各信号の種類(「コメント」の記述により示している)と対応づけて示す。これから分かるように、時間を横軸にとり、2つの動作端(上昇端と下降端)をそれぞれ縦軸の上限及び下限とし、動作指示1(下降)がオン(値“1”)になった点からその指示に対応する動作端1(下降端)がオンになった点までを矢印で結び、同様に動作指示2(上昇)がオンになった点からその指示に対応する動作端2(上昇端)がオンになった点までを矢印で結ぶことで、密着ソケットの位置の時系列変化を示すタイムチャートが得られる(E)。
【0052】
加振ユニットについても同様に位置変化のタイムチャートを作成することができる。
【0053】
また、密着異常や加振異常については、横軸に時間を取り、その異常を示す制御信号がオンしている期間は解析設定データ6に示された色「赤」で、それ以外の期間は背景色であるような帯グラフを作成するなどを解析処理を行うことができる。
【0054】
以上、シリンダとランプという2つのユニット種別を例示したが、他のユニット種別についても、その種別に応じた解析処理を規定しておけば、上述と同様にしてそのユニット種別に応じた解析結果を求めることができる。例えば、生産台数の変化を見たい場合は、生産台数カウンタをユニットライブラリ3に登録することにより、各サンプリング時刻でのこの生産台数カウンタの値をPLCから収集し、これに基づき累積生産台数の時間変化などを示すグラフを作成することができる。
【0055】
図12は、このようにして求められた生産設備の各ユニットの稼働状態の解析結果の一覧表示例である。この例では、各ユニットの状態変化をタイムチャートで示している。
【0056】
以上説明したように、本実施形態によれば、シーケンスコントローラ(PLC)から収集して解析に用いる制御信号を、その制御信号の信号内容(アドレスリストの信号内容符号やコメントに示される)が満足すべき条件として指定すれば、解析装置がその条件を満足する信号内容を持つ制御信号を自動的に抽出する。したがって、本実施形態では、解析に用いる制御信号を作業者が1つ1つ個別に選択していく必要がないので、作業者の負担が軽減できる。
【0057】
また本実施形態では、解析したいユニット種別ごとに、その種別に関係する制御信号が満足すべき条件の組が登録されたユニットライブラリを用いるので、ユニットライブラリを参照することで、各制御信号がそれぞれどのユニットに関係するものなのかが分かる。これにより、各ユニットの稼働状態を、各々のユニットに関係する制御信号の収集データから解析することができる。
【0058】
なお、上記実施形態はあくまで一例であり、本発明の範囲内で様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アドレスリスト2とユニットライブラリ3から収集設定データ5と解析設定データ6という2つのデータを作成したが、これら収集設定データ5と解析設定データ6を1つのデータにまとめて作成することも可能である。
【0059】
また、上記実施形態では、ユニットライブラリ3に示される条件を満たす制御信号をPLCから時系列的に収集し、それら収集した制御信号をもとに解析を行ったが、この代わりに、解析に使用される可能性があるすべての制御信号(極端な場合、PLCが取り扱うすべての制御信号)をPLCから収集して蓄積し、蓄積した多くの制御信号の中から、ユニットライブラリ3に示される条件を満たすものを抽出して解析に用いる構成も可能である。
【0060】
また、本実施形態の解析装置をPLCに対して常時接続しておき、解析装置内の収集データファイル用の記憶容量をリングバッファのように用いて、常に現在時刻から所定期間前までの収集データが保存されるようにしておくことも可能である。この構成によれば、生産設備に異常が起こった時には、異常が起こるまでの所定期間の各ユニットの稼働状態を解析装置により解析することができる。この場合、注目すべき異常状態を示す制御信号をあらかじめ解析装置に登録しておけば、その制御信号がオンになったことをトリガとして、解析装置がその時点で保持している収集データファイルに対して自動的に解析処理を実行し、図12のような解析結果を出力するという構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】生産設備をシーケンス制御するPLCが取り扱う制御信号を説明するための図である。
【図2】シリンダというユニットに対応する入出力機器を説明するための図である。
【図3】アドレスリストのデータ内容の一例を示す図である。
【図4】分類符号の例を示す図である。
【図5】機能符号の例を示す図である。
【図6】ユニットライブラリのデータ内容の一例を示す図である。
【図7】実施形態の生産設備稼働状態解析装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図8】収集設定データのデータ内容の一例を示す図である。
【図9】解析設定データのデータ内容の一例を示す図である。
【図10】収集データファイルのデータ内容の例を示す図である。
【図11】ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」についての解析の流れを説明するための図である。
【図12】解析結果として生成される生産設備の稼働状態のタイムチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 入力装置、2 アドレスリスト、3 ユニットライブラリ、4 コメント抽出部、5 収集設定データ、6 解析設定データ、7 データ収集処理部、8収集データファイル、9 表示解析処理部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus that creates data for analyzing the operation state of a production facility based on data collected from a sequence controller that performs sequence control on the production facility.
[0002]
[Prior art]
In a production facility, various devices constituting the facility are controlled by a sequence controller, thereby realizing a production process in accordance with a predetermined procedure. The sequence controller is provided for each individual device or for each group of a plurality of devices, and the sequence controller exchanges control signals via a network, thereby realizing the process flow of the entire production facility. . In recent years, a sequence controller capable of supporting various devices by mounting a microcomputer and changing a program, that is, a PLC (programmable logic controller) has been widely used.
[0003]
Conventionally, the detection of abnormalities in production equipment has been performed manually by visual inspection or the like, but due to the complexity of production equipment in recent years, such manual inspection work has become extremely difficult. Therefore, as in Patent Document 1, a management device that temporarily saves data of various control signals used by a PLC for sequence control and analyzes the operating state of the device from the saved data is used. The management device disclosed in Patent Document 1 extracts a data specified in an operation status detection condition file from a data group of a control signal temporarily stored, creates a transition record file, and creates a transition record file included in the transition record file. The operating status is determined by analyzing the data.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-07-129206
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the device of Patent Document 1, the data of the signal specified in the operation status detection condition file is extracted from the data of all the signals temporarily stored and used for analysis. It does not show how the user designates a control signal to be extracted, and how to select a signal to be extracted in accordance with the designation. When the number of control signals handled by the sequence controller becomes enormous, there is a problem that the specification of the control signals to be extracted and the specification of the analysis processing to be applied to the extracted control signals are complicated. No. 1 does not show a solution to such a problem.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a technique for facilitating designation of a control signal collected from a sequence controller and used for analysis processing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a production equipment state analysis apparatus which collects and accumulates control signals used by a sequence controller for controlling production equipment for control, and generates output data for analyzing the operation state of the production equipment based on the accumulated information. A signal list including information indicating the signal content of the control signal for each control signal used by the sequence controller, and condition input means for inputting a condition to be satisfied by the signal content of the control signal used for analysis, A collection target signal extraction unit that extracts, from the signal list, a control signal having a signal content that satisfies the condition input by the condition input unit, and outputs the control signals extracted by the collection target signal extraction unit from the sequence controller. A signal collecting means for collecting and accumulating the data sequentially; and Analyzing means for producing an analysis result data available for analysis equipment Health, there is provided production equipment status analysis device comprising a.
[0008]
In a preferred aspect of the present invention, the signal list includes corresponding unit information indicating which control signal is a signal related to any of the units constituting the production facility, and the analysis unit includes: The information of each control signal collected and accumulated by the signal collecting unit is grouped for each control signal related to the same unit based on the corresponding unit information, and for each unit, the information of the control signal related to the unit is obtained from the information of the control signal related to the unit. Create analysis result data on operation status.
[0009]
In a further preferred aspect, the production equipment operation state analysis device includes, for each type of units constituting the production equipment, means for storing analysis processing contents corresponding to the type, and each unit constituting the production equipment includes: Means for storing type determination information for determining which of the types the device belongs to, wherein the analysis unit performs control related to the unit according to the analysis processing corresponding to the type to which the unit belongs. Analysis result data relating to the operating state of the unit is created from the signal information.
[0010]
In another preferred aspect of the present invention, the condition input means, the condition to be satisfied by the signal content of each control signal used for analysis, for each type to be analyzed among the types of units constituting the production equipment, A user interface is provided for inputting as a set of conditions to be satisfied by the signal content of each control signal related to the type.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram for explaining control signals handled by a PLC (programmable logic controller) that performs sequence control of production equipment.
[0013]
As shown in this figure, when viewing the PLC 100 from the viewpoint of control signals, the input unit 102 that receives signals from input devices such as a sensor 112 (for example, an optical sensor) and a switch 114 (for example, a limit switch), a solenoid valve 122, An output unit 104 that sends a signal to an output device such as a motor 124 can be roughly classified into a logical operation unit 106 that performs a logical operation for sequence control. Here, the input device and the output device are devices that are provided in a production facility to be controlled by the PLC 100 and exchange signals with the PLC 100. The input device detects, for example, the state of an element constituting the production facility, and inputs a signal indicating the detection result or the like to the PLC 100. The output device performs a function of changing a state of an element constituting the production facility according to a signal supplied from the PLC 100. Hereinafter, a signal input from the input device to the PLC 100 and a signal output from the PLC 100 to the output device are collectively referred to as a control signal in the sense of a signal used for sequence control.
[0014]
These input / output devices can be regarded as communication partner elements when the production equipment is viewed from the viewpoint of exchange of control signals with the PLC 100. On the other hand, from the viewpoint of the operation performed by the production facility for production, the production facility can be divided into operation units. This operation unit is called a “unit”. For example, actuators such as motors that drive cylinders and processing tables that realize linear motion for press working, etc., lamps and other display devices that display abnormalities in certain elements in production equipment, and operations that are operated by workers A board or the like can be regarded as one operation unit in a process realized by each production facility, that is, a “unit”.
[0015]
One unit is associated with an input device such as a sensor for monitoring the operation state and the like of the unit and an output device such as an actuator for driving the unit. Of course, some units can only be associated with input devices and some units can only be associated with output devices, while other units can be associated with multiple input devices and multiple output devices. For example, FIG. 2 shows a cylinder 200 that realizes a linear operation in a production line or the like as an example of a unit. In controlling the operation of the cylinder 200, it is necessary to detect that the piston 205 has reached the forward or backward end of its stroke. Therefore, a forward end limit switch 214 and a backward end limit switch 212 are provided for the cylinder 200. These switches 212 are input devices for the PLC 100. In the example of FIG. 2, the operation direction of the cylinder 200 (piston 205) is switched between forward and backward by switching the electromagnetic solenoid valve 220 to switch the flow of air to the conduit 225. Since the electromagnetic solenoid valve 220 is switched by a forward instruction signal and a backward instruction signal from the PLC 100, the electromagnetic solenoid valve 220 is an output device. The operating state of the cylinder 200 can be represented by signals from the forward end limit switch 214 and the backward end limit switch 212, and forward and backward instruction signals to the electromagnetic solenoid valve 220.
[0016]
As can be understood from the above description, the devices and units for input and output are classified from different viewpoints of the elements included in the production equipment, and the physically same device is an input or output device. At the same time, it may be a “unit”. For example, a lamp that indicates an abnormal state is an output device that itself receives a control signal from the PLC 100, and is also a “unit” that realizes an operation unit of “displaying an abnormal state”.
[0017]
Returning to FIG. 1 again, the logical operation unit 106 executes a logical operation according to a predetermined sequence control program based on an input signal (or a result of another logical operation on the signal, etc.), and outputs a control signal to the output device. Find data used for another logical operation (this data may be supplied to another PLC via a network). The latter is herein referred to as internal dummy data. However, the internal dummy data is logically equivalent to control signals exchanged with input and output devices, and is often meaningful in analyzing the operating state of production equipment. Data is also treated as a kind of control signal. That is, in the present embodiment, both the signal exchanged by the PLC 100 with the input / output device and the internal dummy data used in the logical operation inside the PLC 100 are handled as control signals to be collected for analysis.
[0018]
Generally, in the PLC, input devices such as the sensor 112 and output devices such as the solenoid valve 122 are identified by I / O addresses indicated as X000, X001, Y000, and Y001 in the figure. The control signal exchanged in the above is also identified by the I / O address. In some cases, one physical device supplies a plurality of detection signals to the PLC 100 or receives a plurality of drive control signals from the PLC 100. In this case, each of the signals at the input and output of the PLC 100 is generally separated by a separate I / O. Assigned to O address. In addition, a memory address where the data is stored is also determined for the internal dummy data used in the logical operation unit 106. Therefore, each of the control signals can be uniquely identified by the corresponding address.
[0019]
The present embodiment provides an analysis device that collects and analyzes control signals from the PLC 100 as described above. Some existing PLCs include an output terminal for outputting the various control signals to the outside for monitoring or the like. As an example, the analyzer of the present embodiment can be realized as a device connected to such an output terminal. It is also possible to incorporate this analyzer into a PLC.
[0020]
In the analysis device of the present embodiment, a control signal collected from the PLC 100 and used for analysis can be specified from two data, an address list and a unit library. FIG. 3 shows an example of the data contents of the address list, and FIG. 6 shows an example of the data contents of the unit library. Hereinafter, these data will be described in order.
[0021]
As shown in FIG. 3, three data items of “address”, “signal content code”, and “comment” are registered in the address list for each control signal handled by the PLC 100. The address is an address (I / O or memory address) for identifying the control signal. The signal content code is a code indicating the content of the control signal. The comment is an explanation that shows the contents of the control signal so that the person concerned can understand. Conventionally, an address list including addresses and comments of these three items has been created and stored for creating a sequence control program, installing a sequence controller for production equipment, inspecting and analyzing production equipment, and the like. However, it can be said that the address list of the present embodiment is obtained by adding a signal content code to such a conventional address list.
[0022]
The signal content code illustrated in FIG. 3 is configured by a combination of three codes, such as a classification code, a serial number, and a function code, such as “R1P”.
[0023]
The classification code is a code indicating a classification type when the control signal is classified from a viewpoint different from the function, for example, from a viewpoint of a source or a mode. FIG. 4 shows an example of the classification code. For example, the classification code R indicates an input signal from the input device to the PLC, W indicates an output signal from the PLC to the output device, and D indicates internal dummy data used inside the PLC. The classification codes T, C, and L indicate signals from a timer, a counter, and a latch used in a control operation performed by the PLC. Also, for example, even if an output signal from a PLC to an output device is a signal to an output device connected to another PLC (or a similar control device) via a network, the signal is directly output from the device I / O. In some cases, the data is not input / output, but is first written to a certain memory address as internal dummy data and then communicated by a network communication protocol. Even in other cases, there is a signal once via internal dummy data instead of directly communicating with an output device or an input device via a device I / O. Since it is sometimes better to distinguish such a signal from a normal input / output signal, a classification such as "RD" or "WD" is used for a signal once passing through an internal dummy state. A code can be assigned (omitted in FIG. 4).
[0024]
The function code is a code indicating a type when the control signal is classified in terms of a function performed by the signal (in other words, a purpose of using the signal). FIG. 5 is a diagram showing an example of function codes, showing the meaning of each code and a specific example of a signal. For example, the symbol M indicates a control signal for safety, and specific examples include a signal related to a safety device-related relay such as a relay used for operation preparation. Further, for example, a symbol P indicates a control signal used for confirming the operation and the position of the device. As a specific example, when a device to be monitored reaches a position that must be checked for control, such as a relay using a limit switch for confirming a forward end of a cylinder, or an operation that must be checked. Signals related to relays and timers by the position / operation check device that functions when the function is activated. Note that the description in the description section of FIG. 5 ends with “relay” or the like, but this is for the sake of easy understanding by persons concerned in view of the fact that sequence control is traditionally represented by a combination of relays and the like. It is expressed in.
[0025]
In addition, since the operation of the unit according to the flow of the sequence control is various depending on the type of the unit, the control signals relating to the instruction of the operation and the like have no function code in the example of FIG.
[0026]
The content of the control signal can be expressed by such a combination of the classification code and the function code. However, there are cases where the PLC uses a plurality of control signals having the same signal contents (for example, signals for different units), and in such a case, it is sometimes convenient to be able to distinguish control signals having the same contents. For this reason, in this embodiment, a serial number is given to a control signal having the same combination of the classification code and the function code. In the example of FIG. 3, one signal content code is represented by combining a classification code, a serial number, and a function code in this order.
[0027]
To explain a specific example of the signal content code, for example, “R1P” indicates a signal input from a sensor or the like that detects an operation state, a position, or the like (for example, a forward end) of a control target (unit) to be checked, “R2W” indicates a signal indicating a “work present” state from a sensor or the like that detects the presence or absence of a work. The signal content code “W10” indicates an output signal related to a relay that operates according to a sequence control procedure since there is no function code.
[0028]
The “comment” in the address list generally includes the name of the control target (unit) corresponding to the signal, the detection state of the control target (in the case of a signal from a sensor or the like), and an operation instruction for the control target (to the actuator or the like) In the case of the signal of (1). In the example of FIG. 3, it can be seen that the four control signals of the addresses L773, L752, L772, and L753 are signals related to the same unit named “close contact socket”. Further, in this example, from the comment of the signal L773, for example, it can be read that the signal indicates that the close contact socket, which is a kind of cylinder, has come to the "falling end".
[0029]
As described above, in the present embodiment, the signal content of the control signal is expressed by the “comment” and the “signal content code” of the address list.
[0030]
The data structure of the address list described above is only an example. For example, in the above example, the identification information indicating the unit to which the control signal is related is not included in the signal content code because the information of the existing “comment” can be used. It is also possible.
[0031]
The address list has been described above. Next, the unit library will be described with reference to FIG.
[0032]
While the address list is an extension of the existing one, the unit library is newly introduced in the system of the present embodiment.
[0033]
The unit library is data indicating conditions to be satisfied by a control signal collected and analyzed from the PLC 100. That is, in the analysis device of the present embodiment, the control signal handled by the PLC 100 (that is, the control signal that is input to the PLC, output from the PLC, or generated by the PLC, is listed in the address list from another viewpoint). Signals that satisfy the conditions described in the unit library are collected and used for analysis. The reason that such a condition collection is called a “unit” library is that conditions are collectively described for each type of control target unit.
[0034]
For example, in the example of FIG. 6, conditions that should be satisfied by each control signal related to control of a unit belonging to the unit type are described for each unit type such as “cylinder” and “ramp”. For example, in the “cylinder”, the detection of two operation instruction signals in the opposite directions, ie, forward and backward, and the detection of two operation checkpoints (in this case, the operation end) corresponding to the respective operation instructions of the forward end and the backward end. Associated with the indicated signal. Therefore, in the example of FIG. 6, for example, in the “condition” column of “cylinder”, two signals “operation instruction 1” and “operation instruction 2” for the operation instruction to the cylinder are related to operations in opposite directions. Both the condition that the signal is a signal and the condition that both signals are signals that are output from the PLC directly (via I / O) or indirectly (once through an internal dummy) to the cylinder (the actuator that drives the cylinder) Is required to be satisfied. The latter condition is represented by a condition that the signal content code of the control signal is a pattern of “W *” or “WD *” (* indicates an arbitrary character string). Further, in the present embodiment, since the direction of operation of the unit is described in the comment (see FIG. 3) of the address list, the former condition is that the description of the operation direction in the comment is between two signals related to the same unit. The description indicates that the direction is opposite (for example, ascending and descending, or forward and backward). Although this description is shown in FIG. 6 in a natural language expression for convenience, any description may be used as long as it can be interpreted by the analysis device. For example, for a word indicating the direction described in a comment, if a dictionary in which words indicating the opposite direction are registered is created in advance, such a pair of signals in the opposite direction can be automatically extracted from the description of the comment. it can. Note that signals related to the same unit can be determined by the unit name in the comment of the address list. Similarly, the condition column of the cylinder indicates a condition that the signals “operating end 1” and “operating end 2” indicating the operating end are signals indicating the “end” corresponding to each of the above-described operation instructions. I have. This condition is that the signal content code is a pattern of “* P”, and the description of the comment is the name of the above-mentioned operation instruction with the word “end” added.
[0035]
Similarly, in the unit library, any of the words “abnormal”, “forecast”, and “work present” is included in the comment of the address list as a condition that the control signal related to the unit type “lamp” should satisfy. Is shown. This corresponds to a lamp indicating each state of “abnormal”, “forecast”, or “work present” (corresponding to a lamp indicating the state of each element in the production equipment. There is a lamp indicating a state other than these three types) In this case, in this case, the conditions for the lamps in FIG. 6 include only three types of analysis targets, “abnormal”, “forecast”, and “work present”, from the lamps corresponding to more than three types of states. In addition, since the lamp color is determined for each state corresponding to each lamp, the color is indicated in the unit library. When displaying the analysis result of, there is a use such as using as a color indicating the result.
[0036]
Since the conditions shown in the unit library are for each unit "type", it can be generally said that in an actual production facility, a plurality of corresponding units exist for one unit type. For example, the example in FIG. 3 includes two lamp units, “close contact abnormality” and “vibration abnormality”, and two cylinder units, “close contact socket” and “vibration unit”.
[0037]
This unit library can be created as appropriate according to the purpose of the analysis. In other words, a unit library may be created by inputting a unit type that needs to be investigated for that purpose and a condition that a control signal related to the unit type should satisfy.
[0038]
The analyzer according to the present embodiment selects a control signal that satisfies the condition indicated in the unit library from the control signals indicated in the address list, and sorts the extracted control signals into units. Then, the analyzer collects and accumulates the momentary values of the selected control signals from the PLC 100, and analyzes each unit based on the accumulated data of the control signals related to the unit.
[0039]
The configuration and processing contents of the production equipment operation state analysis device will be described with reference to FIG.
[0040]
In the configuration of FIG. 7, the input device 1 is a functional module for inputting the contents of the address list 2 and the unit library 3 described above. The input device 1 may be a device that allows a user to input each item by a graphical user interface. The input to the unit library 3 is performed by, for example, inputting the type of the unit to be analyzed by the user and the condition that the signal content of the control signal used for the analysis of the unit type should satisfy. As described with reference to FIG. 6, the condition may be in the form of a condition to be satisfied by each control signal, may be in the form of a condition to be satisfied among a plurality of control signals, or may be a combination thereof. In the present embodiment, this condition can be specified as a condition for the signal content code or comment in the address list 2. The condition for the signal content code can be described in the form of, for example, a regular expression. The condition for the comment can be input by specifying a word to be included in the comment of the control signal used for analysis, or by specifying a relationship (for example, an opposite word) that the words should satisfy among a plurality of control signals. It is also possible to specify these plural conditions in combination in the form of an AND condition, an OR condition, or the like.
[0041]
Here, since the conventional address list is generally created at the time of designing the sequence control system, if the address list 2 of the present embodiment is also created at the time of design (the signal list is not The content code may be added), and at the time of analysis, the created address list 2 may be simply read into the analyzer.
[0042]
On the other hand, the unit library 3 may be appropriately created by inputting the condition of the control signal used for the analysis of the unit type for each unit type to be analyzed according to the purpose of the analysis. It is of course possible to input the unit library 3 created before to the analyzer at the time of the subsequent analysis and reuse it.
[0043]
The comment extraction processing unit 4 extracts, from among the control signals shown in the address list 2, those whose signal content code and comment satisfy the conditions shown in the unit library 3, and collects these data into the collection setting data 5 and the analysis setting Register in data 6.
[0044]
The collection setting data 5 is data that defines the data structure of a file (called a collected data file) that stores control signals collected from the PLC 100. FIG. 8 shows an example of the collection setting data. This is an example of collection setting data created from the address list illustrated in FIG. 3 and the unit library illustrated in FIG. Of the signals in the address list in FIG. 3, the condition of the unit library in FIG. 6 is satisfied by the lamps of “contact failure” and “vibration failure” and the cylinders of “contact socket” and “vibration unit”. , Respectively. Accordingly, as shown in FIG. 8, the collection setting data indicates in which “storage position” of the collection data file the values of the control signals M002 and M003 and below in the address list satisfying the conditions are stored. Data. As shown in FIG. 10, the collected data file may be in the form of a two-dimensional table in which the values of the respective control signals are recorded at each sampling time. You just need to specify the number. As described above, the collection setting data is created as data obtained by adding the item of “storage position” to the address list.
[0045]
The analysis setting data 6 is data indicating how to combine the values of the respective control signals collected from the PLC 100 to perform the analysis. In the present embodiment, since the operating state of the production equipment is analyzed in units of unit, the analysis setting data 6 also indicates the relationship between each control signal and the unit. FIG. 9 shows an example of the analysis setting data created from the address list shown in FIG. 3 and the unit library shown in FIG. In this example, “operation instruction 1”, “operation instruction 2”, “operation end 1”, and “operation end 2” are applied to “close contact socket” and “vibration unit” corresponding to the unit type “cylinder”. The addresses and comments of the four control signals are registered. This is because, in the address list (FIG. 3), control signals satisfying the condition described in the condition column of “cylinder” are extracted, and they are assigned the same unit name (this is described at the head of “comment”). What you have should be put together. In this case, if the control signal of “contact socket lowering” is “operation instruction 1”, a control signal of “contact socket lowering end” having “end” in the corresponding operation direction is selected as “operation end 1”. For example, each control signal is registered in such a manner that the correspondence between a plurality of control signals can be identified according to the conditions of the unit library. In the analysis setting data of FIG. 9, the addresses and comments of the corresponding control signals are registered for each of the two units corresponding to the unit type “lamp”. As for “lamp”, “color” of the signal is registered in the condition column of the unit library. In this example, since the control signal corresponds to the keyword “abnormal”, “red” (see FIG. 6) corresponding to the control signal is registered.
[0046]
Returning to the description of FIG. 7 again, when the collection setting data 5 and the analysis setting data 6 are created as described above, the data collection processing unit 7 chronologically converts each control signal from the PLC 100 according to the collection setting data 5. The collected control signal values are collected and stored in the “storage location” of the collected data file indicated in the collection setting data 5. The collection of the control signal is performed by sampling the value of each address indicated in the collection setting data 5 in time series. As a result, a collected data file 8 having data contents as shown in FIG. 10 is created.
[0047]
In the collected data file illustrated in FIG. 10, a column of each control signal (indicated by an address in the figure) to be collected is set in the order according to the setting of the collection setting data, and the value of each control signal at each sampling time is set. Are registered in chronological order. In the collected data file 8, for example, the value of each control signal collected during a predetermined inspection period is registered. Since the control signal handled by the PLC 100 is generally a binary value of ON / OFF, in the example of FIG. 10, the collected data file 8 records whether the control signal is 0 or 1 at each time.
[0048]
When the collected data file 8 is completed in this way, the display analysis processing unit 9 analyzes the values of the control signals stored in the file 8 while referring to the analysis setting data 6 and the collection setting data 5. Create display analysis data to be provided to the user.
[0049]
In the analysis processing by the display analysis processing unit 9, for each unit indicated in the analysis setting data 6, analysis is performed on the unit from collected data of each control signal corresponding to the unit. The content of the analysis can be set in advance for each unit type.
[0050]
FIG. 11 exemplifies an analysis flow for a unit called “close contact socket” corresponding to the unit type “cylinder”. Here, it is assumed that an analysis is performed in which a time chart showing a time-series change in the operating state is created for the cylinder.
[0051]
In the flow of FIG. 11, first, the addresses of four control signals related to the contact socket, which is the first cylinder unit, are specified from the analysis setting data 6 (A), and the signal data of each of these addresses is stored in the collected data file 8. The column in which the data is stored is specified from the collection setting data 5 (B), and the data of each specified column is extracted as time-series data of the value of each control signal of the contact cylinder (C). For the purpose of explanation, D shows the time-series data of each control signal in association with the type of each signal (indicated by the description of “comment”). As can be seen, the time is plotted on the horizontal axis, the two operating ends (rising end and falling end) are the upper and lower limits of the vertical axis, respectively, and the operation instruction 1 (down) is turned on (value “1”). To the point at which the operation end 1 (falling end) corresponding to the instruction is turned on by an arrow, and similarly, from the point at which the operation instruction 2 (up) is turned on, the operation end 2 (upward) corresponding to the instruction. A time chart showing a time-series change in the position of the close contact socket is obtained by connecting the point at which the end is turned on with an arrow (E).
[0052]
Similarly, a time chart of the position change can be created for the vibration unit.
[0053]
For the adhesion abnormality and the vibration abnormality, the time is plotted on the horizontal axis, and the period in which the control signal indicating the abnormality is ON is the color “red” shown in the analysis setting data 6, and the other periods are An analysis process can be performed to create a band graph having a background color.
[0054]
As described above, the two unit types of the cylinder and the lamp have been exemplified. However, if the analysis process corresponding to the other unit type is defined, the analysis result corresponding to the unit type is obtained in the same manner as described above. You can ask. For example, when it is desired to see a change in the number of production units, the value of the production number counter at each sampling time is collected from the PLC by registering the production number counter in the unit library 3 and the time of the accumulated production number is calculated based on the value. A graph showing a change or the like can be created.
[0055]
FIG. 12 is a list display example of the analysis result of the operating state of each unit of the production facility obtained in this way. In this example, the state change of each unit is shown in a time chart.
[0056]
As described above, according to the present embodiment, the control signal collected from the sequence controller (PLC) and used for analysis satisfies the signal content of the control signal (indicated by the signal content code and comment in the address list). If a condition to be specified is specified, the analyzer automatically extracts a control signal having a signal content satisfying the condition. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary for the operator to individually select control signals used for analysis one by one, so that the burden on the operator can be reduced.
[0057]
Further, in this embodiment, for each unit type to be analyzed, a unit library in which a set of conditions to be satisfied by a control signal related to the type is used is used. You can see which unit is involved. Thereby, the operation state of each unit can be analyzed from the collected data of the control signals related to each unit.
[0058]
The above embodiment is merely an example, and various changes can be made within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, two data, the collection setting data 5 and the analysis setting data 6, are created from the address list 2 and the unit library 3, but the collection setting data 5 and the analysis setting data 6 are combined into one data. It can also be created.
[0059]
In the above embodiment, the control signals satisfying the conditions shown in the unit library 3 are collected in time series from the PLC, and the analysis is performed based on the collected control signals. All control signals that may be performed (in extreme cases, all control signals handled by the PLC) are collected from the PLC and accumulated, and the conditions indicated in the unit library 3 are selected from among the accumulated control signals. A configuration is also possible in which what is satisfied is extracted and used for analysis.
[0060]
In addition, the analyzer of the present embodiment is always connected to the PLC, and the storage capacity for the collected data file in the analyzer is used like a ring buffer, and the collected data from the current time to a predetermined period before is always used. Can be stored. According to this configuration, when an abnormality occurs in the production equipment, the operation state of each unit for a predetermined period until the abnormality occurs can be analyzed by the analysis device. In this case, if a control signal indicating an abnormal state to be noticed is registered in the analyzer in advance, the turning on of the control signal is used as a trigger to store the collected data file held by the analyzer at that time. A configuration is also possible in which an analysis process is automatically executed and an analysis result as shown in FIG. 12 is output.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining control signals handled by a PLC that controls a production facility in sequence.
FIG. 2 is a diagram for explaining input / output devices corresponding to a unit called a cylinder.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data content of an address list.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a classification code.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a function code.
FIG. 6 is a diagram showing an example of data contents of a unit library.
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a production facility operation state analysis device of the embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the data content of collection setting data.
FIG. 9 is a diagram showing an example of the data content of analysis setting data.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of data contents of a collected data file.
FIG. 11 is a diagram for explaining a flow of analysis of a “close contact socket” corresponding to a unit type “cylinder”;
FIG. 12 is a diagram showing an example of a time chart of an operation state of a production facility generated as an analysis result.
[Explanation of symbols]
1 input device, 2 address list, 3 unit library, 4 comment extraction unit, 5 collection setting data, 6 analysis setting data, 7 data collection processing unit, 8 collection data file, 9 display analysis processing unit.

Claims (4)

生産設備を制御するシーケンスコントローラが制御に用いる制御信号を収集・蓄積し、蓄積した情報に基づき該生産設備の稼働状態の分析に供する出力データを生成する生産設備状態解析装置であって、
前記シーケンスコントローラが用いる制御信号ごとに、その制御信号の信号内容を示す情報を含んだ信号リストと、
解析に用いる制御信号の信号内容が満たすべき条件を入力するための条件入力手段と、
前記条件入力手段により入力された条件を満足する信号内容の制御信号を前記信号リストから抽出する収集対象信号抽出手段と、
前記収集対象信号抽出手段で抽出された各制御信号を前記シーケンスコントローラから時系列的に収集し蓄積する信号収集手段と、
前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号に基づき、前記生産設備の稼働状態の分析に利用可能な解析結果データを作成する解析手段と、
を備える生産設備状態解析装置。
A production equipment state analysis device that collects and accumulates control signals used for control by a sequence controller that controls the production equipment, and generates output data for use in analyzing the operation state of the production equipment based on the accumulated information,
For each control signal used by the sequence controller, a signal list including information indicating the signal content of the control signal,
Condition input means for inputting a condition to be satisfied by the signal content of the control signal used for analysis,
Collection target signal extraction means for extracting from the signal list a control signal having a signal content satisfying the condition input by the condition input means,
Signal collection means for collecting and accumulating each control signal extracted by the collection target signal extraction means in time series from the sequence controller,
Analysis means for creating analysis result data that can be used for analyzing the operation state of the production facility based on each control signal collected and accumulated by the signal collection means,
A production equipment condition analysis device comprising:
前記信号リストは、各制御信号が前記生産設備を構成する各ユニットのうちのいずれに関連する信号であるかを示す対応ユニット情報を含み、
前記解析手段は、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号の情報を、前記対応ユニット情報に基づき同じユニットに関連する制御信号ごとにまとめ、各ユニットごとに、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成することを特徴とする請求項1記載の生産設備状態解析装置。
The signal list includes corresponding unit information indicating which control signal is a signal related to which of the units constituting the production facility,
The analysis unit summarizes information of each control signal collected and accumulated by the signal collection unit for each control signal related to the same unit based on the corresponding unit information, and for each unit, a control signal related to the unit. 2. The production equipment state analysis apparatus according to claim 1, wherein analysis result data relating to the operation state of the unit is created from the information of the unit.
前記生産設備を構成するユニットの種別毎に、その種別に対応する解析処理内容を記憶する手段と、
前記生産設備を構成する各ユニットが前記種別のいずれに属するかを判定するための種別判定情報を記憶する手段と、
を更に備え、前記解析手段は、前記ユニットが属する前記種別に対応する解析処理内容に従って、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成することを特徴とする請求項2記載の生産設備状態解析装置。
Means for storing, for each type of unit constituting the production facility, an analysis process corresponding to the type;
Means for storing type determination information for determining which of the types each unit constituting the production equipment belongs to,
Wherein the analysis means creates analysis result data relating to the operating state of the unit from information of a control signal related to the unit according to the analysis processing content corresponding to the type to which the unit belongs. The production equipment condition analysis device according to claim 2.
前記条件入力手段は、解析に用いる各制御信号の信号内容が満たすべき条件を、前記生産設備を構成するユニットの種別のうち解析対象とする種別ごとに、その種別に関連する各制御信号の信号内容が満たすべき条件の組として入力するためのユーザインタフェースを備えることを特徴とする請求項1記載の生産設備状態解析装置。The condition input means includes a condition to be satisfied by the signal content of each control signal used in the analysis, for each type to be analyzed among the types of the units constituting the production equipment, a signal of each control signal related to the type. 2. The production equipment state analyzing apparatus according to claim 1, further comprising a user interface for inputting a set of conditions to be satisfied.
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