JP2013015984A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各個操作画面の画面作成時間を低減することにより、低コストの操作装置を提供する。
【解決手段】操作スイッチは、各動作単位にて個別動作させる各個操作を選択する選択スイッチ１６ａと、個別動作の実行を指示する実行スイッチ１６ｄと、を含み、ＳＦＣ１５ｃをタッチパネル表示器１５に表示する回路表示手段と、回路表示手段によりタッチパネル表示器１５に表示されたステップＳＴ００１を選択可能にするとともに、選択されたステップＳＴ００１の個別動作を指示する動作指示手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、機械の動作を制御するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）に接続して使用される操作装置に関する。

従来、機械の操作装置は、機械を動作させる操作スイッチと、機械の動作状態を表示するランプと、タッチ操作可能な操作表示器とを備え、機械の動作を制御するＰＬＣに接続されている（例えば、特許文献１を参照）。操作表示器に表示される画面は、機械の運転状態を表示する運転状態表示画面、機械が故障したときに異常内容を表示する異常表示画面、機械の各動作単位を個別に動作させる各個操作をするための各個操作画面、生産台数などの生産管理情報を表示する生産管理画面などであり、機械の仕様に合わせてそれぞれ個別に作成される。

各個操作画面は、機械の仕様に合わせて、個別動作を指定するためのスイッチを配置し、画面に配置されたスイッチに関する情報として、動作名称、スイッチ信号をＰＬＣへ入力するアドレス、スイッチ操作を確認するランプを点灯する信号のＰＬＣの出力アドレス、動作完了のランプを点灯する信号のＰＬＣの出力アドレス、点灯色など、多くの設定をする必要がある。また、これらの設定に基づき各個操作画面を制御するためのＰＬＣの回路も作成する必要がある。

特開２００７−９５０８１号公報

そこで、上記の操作装置は、操作表示器の画面作成が、特に、各個操作画面は、設定項目が多く画面構成が複雑であるため、正常に動作するかの検証も必要であり、これらの画面作成に多くの時間を要するのでコスト高となり、機械に使用する操作装置の低コスト化が課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、各個操作画面の画面作成時間を低減することにより、低コストの操作装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る操作装置の構成上の特徴は、機械を動作させる操作スイッチと、入力手段及び表示手段を含む操作表示器と、を備え、
前記機械の動作単位毎に設けられるステップが所定の動作順番に配置されるシーケンシャル・ファンクション・チャートを記憶するプログラマブルコントローラに接続して使用する操作装置において、
前記操作スイッチは、
前記各動作単位にて個別動作させる各個操作を選択する選択スイッチと、
前記個別動作の実行を指示する実行スイッチと、を含み、
前記シーケンシャル・ファンクション・チャートを前記表示手段に表示する回路表示手段と、
前記回路表示手段により前記表示手段に表示された前記ステップを選択可能にするとともに、選択された前記ステップの前記個別動作を指示する動作指示手段と、を備えることである。

請求項１の操作装置によれば、回路表示手段により操作表示器の表示手段に機械の動作単位毎に設けられるステップが所定の動作順番に配置されるシーケンシャル・ファンクション・チャートを表示して、作業者が選択スイッチにより各個操作を選択して、作業者が操作表示器の入力手段により所望の個別動作に対応するステップを選択し、作業者が実行スイッチをオンしたときに、動作指示手段により選択されたステップの個別動作を指示する。

これにより、請求項１の操作装置は、機械の各動作単位が所定の動作順番に配置されるシーケンシャル・ファンクション・チャートを表示して、所望の個別動作に対応するステップを選択することにより個別動作を指示することができるので、各個操作画面が不要となり、各個操作画面の画面作成時間を廃止できる。

請求項２に係る操作装置の構成上の特徴は、前記動作指示手段は、選択された前記ステップと選択されていない前記ステップとを視覚的に区別して表示する選択表示手段を含むことである。

請求項２の操作装置によれば、選択されたステップが判別できるので、操作性を向上させることができ、また、請求項１と同一の効果を奏する。

請求項３に係る操作装置の構成上の特徴は、前記ステップの回路は、動作の開始を指示する動作開始信号を含み、
前記動作指示手段は、前記動作開始信号をオンすることにより前記個別動作を指示することである。

請求項３の操作装置によれば、ステップ回路に含まれる動作開始信号をオンすることにより個別動作を指示できるので、各個操作画面に関連した回路を削減することができ、また、請求項１と同一の効果を奏する。

本発明によれば、各個操作画面の画面作成時間を低減することにより、低コストの操作装置を提供できる。

本発明の一実施形態である操作盤の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態である操作盤の外観図である。 本発明の一実施形態である操作盤に表示される自動運転を制御するＳＦＣの例である。 本発明の一実施形態である操作盤における各個操作を説明する模式図である。 図４のＳＦＣのステップに関連付けされる自動運転用のラダー回路を説明する模式図である。 本発明の一実施形態である操作盤が処理するメインフローチャートである。 図６のフローチャートにおける回路表示画面処理のフローチャートである。

以下、本発明の操作装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である操作盤（操作装置）１０の全体構成を示したブロック図である。操作盤１０は、プログラム編集装置３０によって作成された機械（図示せず）の動作を制御する回路に基づいて制御するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２０に接続され、作業者の操作に基づいてＰＬＣ２０へ信号を出力し、且つ、ＰＬＣ２０から入力された信号に基づいて表示する。

操作盤１０は、ＰＬＣ２０に接続されて作業者が操作して機械を動作させる操作スイッチ１６と、作業者のタッチ操作により入力し、表示画面にシーケンスプログラムなどを表示するタッチパネル表示器（入力手段、出力手段、操作表示器）１５とからなる。
タッチパネル表示器１５は、演算装置であるＣＰＵ１１と、システムプログラムを記憶したＲＯＭ１２と、演算データなどを記憶するＲＡＭ１３と、タッチ操作入力及び画面表示可能なタッチパネル１８と、タッチパネル１８をＣＰＵ１１に接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１４と、ＰＬＣ２０に接続するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１７とで構成される。

操作盤１０は、作業者による操作スイッチ１６の操作とタッチ操作とにより、機械の動作を操作したり、機械の状態やシーケンスプログラムなどをタッチパネル表示器１５に表示したりする。

図２は、本発明の一実施形態である操作盤１０の外観図である。操作盤１０の操作面には、操作スイッチ１６とタッチパネル表示器１５とが装着されている。操作スイッチ１６は、自動運転と各個運転とを選択する自動／各個選択スイッチ１６ａと、機械の運転の準備を指示する、例えば出力機器を駆動する動力源を供給可能とする運転準備スイッチ１６ｂと、自動運転の起動を指示する起動スイッチ１６ｃと、各個運転での選択された個別動作の実行を指示する実行スイッチ１６ｄと、機械を非常停止させる非常停止スイッチ１６ｅとからなる。

ここで、各個運転とは、作業者が操作盤１０を操作することにより、機械を各動作単位にて個別に動作させる運転方法である。
また、自動運転とは、作業者が作業開始時に操作盤１０を操作することにより、機械を各動作単位が所定の順番にて自動的に連続して動作させる運転方法である。
機械は、通常、自動運転状態にあり、機械の故障や異常停止が生じると、作業者は、各個運転により機械を各動作単位にて個別動作させて復旧する。

タッチパネル表示器１５は、回路表示画面への切替えスイッチ１５ｄ等からなる画面切替えスイッチ１５ａと主表示部１５ｂとからなり、回路表示画面への切替えスイッチ１５ｄが押された場合、図１に示すＰＬＣ２０からシーケンスプログラムを読み出して、自動運転を制御するシーケンシャル・ファンクション・チャート（ＳＦＣ）１５ｃを表示する。

図３は、本発明の一実施形態である操作盤１０に表示される自動運転を制御するＳＦＣの例である。図２に示す操作盤１０は、回路表示画面への切替えスイッチ１５ｄが押されることにより、ＰＬＣ２０に記憶された自動運転を制御するシーケンスプログラムを読み出し、図３に示すようにＳＦＣにて表示する。
ＳＦＣは、自動運転制御の流れをフローチャート形式にて表現し、一つの動作を示すステップと、ステップから次のステップへの遷移条件を示すトランジションとがフローチャート式に結合されている。そして、各ステップには動作プログラムが、各トランジションには遷移条件プログラムが、記述されている。

ＳＦＣは、例えば、シリンダ締めするステップＳＴ００１は、その動作指令を出力する。また、ステップＳＴ００１からステップＳＴ００２への遷移条件であるトランジションＴＲ００１は、その条件としてステップＳＴ００１のシリンダ締めの動作端信号が含まれる。
また、表示領域４０には、図２に示す自動／各個選択スイッチ１６ａが「自動」を選択している場合、自動運転が選択されていることを示す表示「自動運転」が表示される。

図４は、本発明の一実施形態である操作盤１０における各個操作を説明する模式図である。作業者による各個操作は、操作盤１０において、自動／各個選択スイッチ１６ａは「各個」を選択し、回路表示画面への切替えスイッチ１５ｄを押して自動運転回路のＳＦＣを表示し、各個操作したい動作に対応するステップをタッチ操作して動作選択し、例えばステップＳＴ００１を動作選択し、実行スイッチ１６ｄを押すことにより行われる。

図５は、図４のＳＦＣのステップＳＴ００１に関連付けされる自動運転用のラダー回路を説明する模式図である。図４に示す自動運転制御用のＳＦＣにおいて、「シリンダ締め」するステップＳＴ００１の動作指令：Ｙ０１のラダー回路について説明する。動作指令Ｙ０１は、起動条件回路７１と、運転条件回路７２と、保持回路７３とからなる。

ここで、運転条件とは、動作指令Ｙ０１をオンすることによって実行される動作の、開始から終了までの間、常にその状態を保つ必要がある条件であり、具体的には運転準備状態であるか等の条件である。
また、起動条件とは、動作指令Ｙ０１をオンすることによって実行される動作の、動作開始のトリガとなる条件であり、具体的には起動スイッチがオンしたか、関連する圧入装置が原位置であるか等の条件である。即ち、起動条件は、動作が開始された後は、状態が変化してもかまわない。そのため、保持回路７３が設けられている。

起動条件回路７１は、動作開始のトリガとなる動作開始信号ＥＫ０１と、起動の条件である起動条件信号Ｍ０１とからなる。

これにより、「シリンダ締め」の動作指令Ｙ０１は、起動条件信号Ｍ０１がオンで、且つ運転条件回路７２がオンのときに、動作開始信号ＥＫ０１がオンすると、条件がすべて満足することによりオンして「シリンダ締め」動作が実行される。

次に、図６及び図７のフローチャートに基づいて、操作盤１０における各個操作の処理を説明する。

図６は、操作盤１０が処理するメインフローチャートである。ＣＰＵ１１は、電源が投入されると初期画面の表示処理が行われ（ステップＳ１）、初期画面には各種の機能画面への画面切替えスイッチ１５ａが備えられており、この画面切替えスイッチ１５ａが押されたか否かが判定される（ステップＳ２）。そして、選択された画面が回路表示画面の場合（ステップＳ２：回路表示画面）、自動運転回路のＳＦＣを表示する回路表示画面処理を実行する（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２において回路表示画面以外の他の画面が選択された場合（ステップＳ２：他の画面）、運転状態表示画面、異常表示画面、生産管理画面など、画面切替えスイッチ１５ａによって選択された画面処理が行われる（ステップＳ３）。

また、ステップＳ２において画面切替えスイッチ１５ａ以外が押された場合、ステップＳ１に移行する（スッテプＳ２：ＮＯ）。

図７は、図６のフローチャートのステップＳ４にて呼び出される回路表示画面処理のサブプログラムのフローチャートである。ＣＰＵ１１は、回路表示画面以外の画面切替えスイッチが押されたか判定し（ステップＳ１０）、回路表示画面以外の画面切替えスイッチが押された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、回路表示画面処理を終了する。

一方、ステップＳ１０において、回路表示画面以外の画面切替えスイッチが押されていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、自動運転回路のＳＦＣを表示し（ステップＳ１１）、図２に示す自動／各個選択スイッチ１６ａが自動または各個か判定し（ステップＳ１２）、自動の場合（ステップＳ１２：自動）、図３に示すように表示領域４０に、自動運転が選択されていることを示す「自動運転」を表示し（ステップＳ１３）、ステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ１２において、各個の場合（ステップＳ１２：各個）、図４に示すように表示領域４０ａに、各個運転が選択されていることを示す「各個運転」を表示し（ステップＳ１４）、ＳＦＣのステップをタッチ操作して行なわれる動作選択があるか判定し（ステップＳ１５）、動作選択がない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ１５において、動作選択がある場合、例えばステップＳＴ００１が動作選択されている（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、動作選択されているステップ（即ち、ＳＴ００１）の四角枠を赤色表示し（ステップＳ１６）、図２に示す実行スイッチ１６ｄがオンか判定し（ステップＳ１７）、実行スイッチ１６ｄがオンしていない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ１７において、実行スイッチ１６ｄがオンしている場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、動作選択されているステップ（図４の例ではＳＴ００１）の動作開始信号（図５の例ではＥＫ０１）をオンし（ステップＳ１８）、ステップＳ１０に移行する。

ここで、ステップＳ１０〜Ｓ１４の処理が本発明の回路表示手段に相当し、ステップＳ１６の処理が本発明の選択表示手段に相当し、ステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が本発明の動作指示手段に相当する。

これにより、図５に示すように起動条件信号Ｍ０１と運転条件回路７２とがオンしている場合であって、動作開始のトリガとなる動作開始信号ＥＫ０１がオンされると、動作指令Ｙ０１がオンして動作選択された「シリンダ締め」動作が実行されて、各個操作が行われる。

また、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理により、自動運転回路のＳＦＣを表示している画面であっても、自動運転が選択されているか、又は、各個運転が選択されているかが直ぐに解るので、各個操作時にも操作にとまどうことはない。

また、ステップＳ１６の処理により、選択されたステップが判別できるので、操作性を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態に係る操作盤１０によれば、作業者がタッチパネル表示器１５の回路表示画面への切替えスイッチ１５ｄを押すとタッチパネル表示器１５に自動運転回路のＳＦＣ１５ｃを表示して、作業者が選択スイッチ１６ａにより各個操作を選択して、作業者が所望の個別動作に対応したステップをタッチ操作して選択し、作業者が実行スイッチ１６ｄをオンしたときに、選択したステップに設けられる動作開始信号をオンすることにより、所望の個別動作を指示する。そのため、各個操作画面が不要となり、各個操作画面作成時間を廃止できる。
また、ＳＦＣのステップに関連付けされるラダー回路において、従来、各個操作用の起動条件回路が必要であったが、本実施形態ではその回路も不要となる。
これにより、各個操作画面の画面作成時間を廃止でき、さらに、各個操作用回路が廃止できるので、低コストの操作装置を提供することができる。

なお、上記実施形態では、操作盤１０が、操作スイッチ１６とタッチパネル表示器１５とが一体の構成としたが、それに限るものではなく、それぞれが分離した構成でもよい。

１０：操作盤（操作装置）、 １１：ＣＰＵ、 １５：タッチパネル表示器（入力手段、出力手段、操作表示器）、 １５ｃ：ＳＦＣ（シーケンシャル・ファンクション・チャート）、 １６：操作スイッチ、 １６ａ：自動／各個選択スイッチ（操作スイッチ、選択スイッチ）、 １６ｄ：実行スイッチ（操作スイッチ）、 ２０：ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）、 ＥＫ０１：動作開始信号、 ＳＴ００１：ステップ、 ＴＲ００１：トランジション

Claims (3)

1. 機械を動作させる操作スイッチと、入力手段及び表示手段を含む操作表示器と、を備え、
   前記機械の動作単位毎に設けられるステップが所定の動作順番に配置されるシーケンシャル・ファンクション・チャートを記憶するプログラマブルコントローラに接続して使用する操作装置において、
   前記操作スイッチは、
   前記各動作単位にて個別動作させる各個操作を選択する選択スイッチと、
   前記個別動作の実行を指示する実行スイッチと、を含み、
   前記シーケンシャル・ファンクション・チャートを前記表示手段に表示する回路表示手段と、
   前記回路表示手段により前記表示手段に表示された前記ステップを選択可能にするとともに、選択された前記ステップの前記個別動作を指示する動作指示手段と、を備えたことを特徴とする操作装置。
2. 前記動作指示手段は、選択された前記ステップと選択されていない前記ステップとを視覚的に区別して表示する選択表示手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
3. 前記ステップの回路は、動作の開始を指示する動作開始信号を含み、
   前記動作指示手段は、前記動作開始信号をオンすることにより前記個別動作を指示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操作装置。

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