JP2013089164A - ループチェックシステム - Google Patents

Abstract

【課題】産業機械とこの産業機械を制御する制御装置とからなる制御システムにおけるループチェック作業を一人の作業員にて実行可能とする。
【解決手段】本発明のループチェックシステム１は、制御装置２とこの制御装置２で制御される制御対象機器３とを備えた制御システム４に備えられたものであって、制御装置２に接続された中継コンピュータ５と、中継コンピュータ５にネットワーク接続され且つ制御対象機器の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータ６と、を有しており、携帯型コンピュータ６にて制御対象機器への制御指令が発令可能とされ、発令された制御指令はネットワーク回線を通じて中継コンピュータ５へ伝送され、中継コンピュータ５に伝送された制御指令は制御装置２に伝えられ、制御装置２に伝えられた制御指令により制御対象機器３が動作可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業機械とこの産業機械を制御する制御装置を備えた制御システムに対してループチェック作業を行うためのループチェックシステムに関する。

例えば、製造工場においては大型の産業機械（制御対象機器）が配備される。この産業機械の制御はオペレータ室内に配備された制御装置により行われる。通常、産業機械が設置される場所とオペレータ室とは離れていることが常であり、制御装置と産業機械との距離は、数ｍ〜数十ｍ（例えば、２〜５０ｍ）となる。
このような産業機械を新たに設置した際には、その立ち上げ時において、制御装置からの指令通りに産業機械が動作するか否かのチェック作業を行う必要がある。併せて、産業機械における情報（機械内の圧力や温度など）が制御装置へ正確に伝送されているか否かのチェック作業を行う必要もある。このようなチェック作業は「ループチェック作業」といわれるものであって、既設の産業機械と制御装置との間に不具合が生じた際に実施されることもある。

このループチェック作業には、大きく２つのものがある。
その一つ（ループチェック作業(I)）では、作業員Ａが産業機械まで移動し、産業機械に擬似的な物理量、例えば圧力を与え、この擬似的な圧力の値を、オペレータ室に待機している別の作業員Ｂへトランシーバによる通話などにより伝える。作業員Ｂは、オペレータ室で読み取られた測定値と、作業員Ａから伝えられた産業機械に付与した擬似的な物理量との照合を行う。

もう一つのチェック作業（ループチェック作業(II)）では、オペレータ室に待機している作業員Ｂが、産業機械にある制御指令を発令し、産業機械側に待機している作業員Ａが、実際に産業機械が指令通りに動作するかを確認する。両者の照合もトランシーバによる通話や直接の声掛けによりに基づいて行われる。
ところで、上記した従来のループチェック作業では、作業には必ず２人の作業員が必要となり、作業の効率化のネックとなる。また、２人の作業員間でのやりとりに齟齬が生じた場合、チェック作業に時間がかかるばかりか信頼性に乏しいものとなりかねない。トランシーバ通信や直接の声掛け合いに頼る確認作業は、作業音や騒音が大きい工場内ではやりづらい場合がある。

これらのループチェック作業を１人の作業員で行った場合、１人の作業員はオペレータ室と産業機械との間を何度も行き来する必要が生じ、体力的に負担が大きいばかりか、ループチェック作業に多大な時間を要することとなる。
このようなループチェック作業の効率化を図るために、特許文献１に開示された技術が開発されている。

特許文献１は、ループチェックシステムは、被検査物の物理量を測定するセンサーユニットと接続可能なループチェック装置と、前記ループチェック装置と接続可能な携帯型情報端末と、前記携帯型情報端末の通信部としての移動体通信端末とを備え、移動体通信回線を介しての前記携帯型情報端末と遠隔地のセンターコンピュータとの間の双方向情報伝達を通じて前記ループチェック装置による被検査物のループチェックが行われる技術を開示する。

特開平１０−１２４７８９号公報

特許文献１に開示された技術は、産業機械に与えられる擬似的な物理量の集計作業や擬似的な物理量とオペレータ室での値との突き合わせ作業などには有益であり、前述したループチェック作業(I)の効率化には、多少なりとも寄与できそうである。
しかしながら、オペレータ室に待機している作業員Ｂが、産業機械にある制御指令を発令し、産業機械側に待機している作業員Ａが、実際に産業機械が動作するかを確認するといったループチェック作業(II)の効率化のための技術を開示するものとなっていない。

図４に例示するように、ループチェック作業(II)において、オペレータ室に待機している作業員Ｂが、産業機械にある制御指令（例えば、Ｅ０５圧力バルブを開、単にＥ０５をＯＮと言うこともある）を発令し、産業機械側に待機している作業員Ａが、実際に産業機械が動作するか否かを確認することを考える。産業機械の近傍は作業音が激しい上に、トランシーバによる通話がうまく行かず、作業員Ａは、作業員Ｂからの伝達内容を「Ｂ０５圧力バルブを開にした（Ｂ０５をＯＮ）」と誤解釈したとする。この場合、いつまで待っても、Ｂ０５バルブが開状態にあることはなく、ループチェック作業が正常に行われないことになる。特許文献１は、このような不都合を回避する技術を開示するものとはなっていない。

そこで、本発明は上記問題点を鑑み、産業機械とこの産業機械を制御する制御装置とからなる制御システムにおけるループチェック作業を一人の作業員にて実行可能とするループチェックシステムを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係るループチェックシステムは、制御装置とこの制御装置で制御される制御対象機器とを備えた制御システムに備えられたループチェックシステムであって、前記制御装置に接続された中継コンピュータと、前記中継コンピュータにネットワーク接続され且つ前記制御対象機器の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータと、を有しており、前記携帯型コンピュータにて制御対象機器への制御指令が発令可能とされ、発令された制御指令はネットワーク回線を通じて中継コンピュータへ伝送され、前記中継コンピュータに伝送された制御指令は制御装置に伝えられ、制御装置に伝えられた制御指令により前記制御対象機器が動作可能に構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るループチェックシステムは、制御装置とこの制御装置で制御される制御対象機器とを備えた制御システムに備えられたループチェックシステムであって、前記制御装置に接続された中継コンピュータと、前記中継コンピュータにネットワーク接続され且つ前記制御対象機器の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータと、を有しており、前記制御対象機器の情報が制御装置に伝えられ、前記制御装置に伝えられた制御対象機器の情報が中継コンピュータへ伝送され、伝送された制御対象機器の情報がネットワーク回線を通じて中継コンピュータから携帯型コンピュータへ伝送可能に構成されていることを特徴とする。

好ましくは、前記中継コンピュータが、制御装置に内蔵されたＰＬＣに接続されているとよい。
好ましくは、前記中継コンピュータと携帯型コンピュータとが、無線のネットワーク通信により接続されているとよい。
好ましくは、無線のネットワーク通信がBluetooth（登録商標）規格に準拠するものであるとよい。

好ましくは、前記携帯型コンピュータが、タブレット型コンピュータで構成されているとよい。

本発明のループチェックシステムによれば、産業機械とこの産業機械を制御する制御装置とからなる制御システムにおけるループチェック作業を一人の作業員にて実行することができるようになる。

本発明のループチェックシステムの実施形態を模式的に示した図である（ループチェック作業(II)）。 本発明のループチェックシステムの実施形態を模式的に示した図である（ループチェック作業(I)）。 本発明のループチェックシステムの他の実施形態を模式的に示した図である。 従来のループチェックシステムを模式的に示した図である。

以下、本発明に係るループチェックシステムの実施の形態を、図をもとに説明する。
図１に示すように、本発明に係るループチェックシステム１は、制御装置２とこの制御装置２で制御される大型の産業機械３（制御対象機器）とを備えた制御システム４に備えられたチェックシステムである。
このループチェックシステム１は、制御装置２に接続される中継コンピュータ５と、この中継コンピュータ５と無線ＬＡＮで接続される携帯型コンピュータ６（携帯型端末）とを有している。

ループチェックシステム１において、携帯型コンピュータ６にて産業機械３への制御指令が発令可能とされ、発令された制御指令は、ネットワーク回線を通じて中継コンピュータ５へ伝送され、中継コンピュータ５に伝送された制御指令は制御装置２に伝えられ、制御装置２に伝えられた制御指令により、産業機械３が動作可能に構成されている。
以下、ループチェックシステム１について、詳細に説明する。

本発明のループチェックシステム１が設けられる制御システム４（機械システム）は、大型の産業機械３を有している。産業機械３としては、レシプロ圧縮機、スクリュ圧縮機、ターボ圧縮機、真空成膜装置、タイヤ試験機、ゴム混練機などの大型の機械が該当するが、これに限定されるものではない。
これら産業機械３は、工場内に設けられたオペレータ室内に配備された制御装置２に専用ライン７にて接続されている。

図１に示すように、制御装置２の内部には、ＰＬＣ８（programmable logic controller）やシーケンサが内蔵されており、ＰＬＣ８からの制御信号は専用ライン７を通じて産業機械３に伝送され、産業機械３の各部位が動作することになる。例えば、産業機械３内に設けられた圧力バルブを開閉する際には、制御装置２の操作盤を操作して「Ｅ０５の圧力バルブを開（単に、Ｅ０５をＯＮと呼ぶこともある）」とする。「Ｅ０５をＯＮ」の制御指令は、ＰＬＣ８を通じ専用ライン７を介して産業機械３に送られる。産業機械３は、伝送された制御信号に従い、Ｅ０５圧力バルブを開状態とする。

一方、産業機械３には、様々な計測機器９（圧力計や温度計など）が設置されており、これら計測機器９の計測値は、専用ライン７を介してＰＬＣ８へ取り込まれ、制御装置２に設けられた表示器１０に表示されたり、制御装置２内の記憶部にログとして記憶される。
図１に示す如く、上記した制御システム４には第１実施形態に係るループチェックシステム１が設けられている。

このループチェックシステム１は、制御装置２に接続される中継コンピュータ５を有している。すなわち、制御装置２内にはＰＬＣ８が内蔵されており、このＰＬＣ８にノート型のパソコン（中継コンピュータ５）が接続されるようになっている。この中継コンピュータ５は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのＯＳにより動作するものであって、制御装置２のＰＬＣ８とはＲＳ４２２やＲＳ２３２Ｃで接続可能となっている。また、ＰＬＣ８の仕様によっては、中継コンピュータ５とＰＬＣ８とを専用ＰＣカードにより接続してもよい。いずれにしても、ＰＬＣ８とパソコンとの接続は、使用するＰＬＣ８の仕様に従えばよく、ほとんどのＰＬＣ８において、中継コンピュータ５との接続は容易に行われるように構成されている。

接続された中継コンピュータ５からは、ＰＬＣ８内のデータの閲覧ができたり、ＰＬＣ８の操作ができるようになっている。
この中継コンピュータ５には、他のコンピュータ（後述の携帯型コンピュータ６）と無線ＬＡＮでの接続を可能とするため、ＬＡＮ接続機器１１（無線ルータなど）が接続されている。なお、この無線ルータに代えて、中継コンピュータ５に内蔵されている無線ＬＡＮ機能を用いることも可能である。

さらに、第１実施形態に係るループチェックシステム１は、中継コンピュータ５と無線ＬＡＮで接続される携帯型コンピュータ６（携帯型端末）とを有している。
図１に示す如く、第１実施形態の携帯型コンピュータ６は、作業員が持ち運び容易な大きさ、重量のノート型パソコンである。この携帯型コンピュータ６も、無線ＬＡＮ機能を有しており、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのＯＳにより動作するものであって、制御装置２側の中継コンピュータ５とはネットワーク接続されている。

携帯型コンピュータ６と中継コンピュータ５と接続形態は、限定されるものではないが、ＴＣＰ／ＩＰを用いたネットワーク接続が好ましい。無線ＬＡＮの形態も限定されないが、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格を用いたものやＩＥＥＥ８０２．１５規格（Bluetooth（登録商標）規格（IEEE 802.15.1））を用いたものが採用可能である。
なお、携帯型コンピュータ６と中継コンピュータ５とを、ＲＳ４２２やＲＳ２３２Ｃで接続することも考えられるが、接続の際の設定（パソコン設定）が難しかったり、専用ＰＣカードが必要だったりして好ましいものではない。また、近年販売されているパソコンには、ＲＳ４２２ポート、ＲＳ２３２Ｃポートを備える機種が非常に少なくなっており、この点からも、携帯型コンピュータ６と中継コンピュータ５とを、ＴＣＰ／ＩＰを用いたＬＡＮで接続することが好ましい。なお、ＬＡＮは無線に限定されず、ネットワークケーブルを用いた有線ＬＡＮであってもよい。

接続された携帯型コンピュータ６からは、中継コンピュータ５を介して、制御装置２内のＰＬＣ８内のデータの閲覧ができたり、ＰＬＣ８の操作ができるようになっている。
制御装置２内のＰＬＣ８、言い換えれば、制御装置２の操作を行うに際しては、携帯型コンピュータ６、中継コンピュータ５のいずれのＣＰＵを利用する形態であってもよい。
好ましいのは、携帯型コンピュータ６は中継コンピュータ５内にリモートでログイン可能とし、中継コンピュータ５のＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤを用いて、制御装置２内のＰＬＣ８を操作するようにするとよい。この場合、携帯型コンピュータ６は最小限のスペックを有するパソコンで十分なことになる。

逆に、携帯型コンピュータ６に十分な能力を持たせ、携帯型コンピュータ６のＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤを用いて、制御装置２内のＰＬＣ８を操作するようにするとよい。この場合、中継コンピュータ５は、単に制御信号の仲介を行うパソコンとなる。
ところで、一部のＰＬＣメーカから、ＰＬＣ８を制御する制御信号を直接ネットワーク信号に変換する機器が販売されている。しかしながら、このような直接変換機器は、その設定が難しい上に、使用するＰＬＣメーカ毎に異なった仕様となっている。それ故、ＰＬＣ８のメーカをＡ社からＢ社に変更した場合、ＰＬＣ８を制御する制御信号を直接ネットワーク信号に変換する機器も併せて交換し再設定する必要が生じ、その作業効率性の悪さは計り知れない。

パソコン同士のネットワーク設定は、現状では非常に簡単なものとなっており、仮に携帯型コンピュータ６が故障し、新しい携帯型コンピュータ６を導入した場合であっても、容易に中継コンピュータ５に接続でき、制御装置２を制御することが可能となる。同じ様に、中継コンピュータ５が故障し、新しい中継コンピュータ５に変わったとしても、前述の如く、ＰＬＣ８との接続は容易に行われるため、再設定は容易なものとなる。中継コンピュータ５とＰＬＣ８の設定が済めば、携帯型コンピュータ６と中継コンピュータ５とのＬＡＮ接続は当初のまま行える。

ＰＬＣ８が故障し、新しいＰＬＣ８に変わったとしても、中継コンピュータ５の故障時と同じであり、新しいＰＬＣ８と中継コンピュータ５の接続は容易に行われる。この場合、携帯型コンピュータ６と中継コンピュータ５とのＬＡＮ接続の設定は何も変更がない。
以上述べたように、制御装置２とこの制御装置２で制御される産業機械３とを備えた機械システムに備えられたループチェックシステム１において、制御装置２のＰＬＣ８に接続された中継コンピュータ５と、中継コンピュータ５にネットワーク接続され且つ産業機械３の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータ６と、を有するループチェックシステム１であれば、ＰＬＣ８、中継コンピュータ５、携帯型コンピュータ６を更新した場合であっても、再設定を容易に且つ短時間で行うことが可能となり、作業性を著しく向上することが可能となる。

以上述べたループチェックシステム１を用いて、機械システムのループチェックを行う手順を以下に述べる。
まず、従来技術の説明において開示した「ループチェック作業(II)」においては、図１に示すように、作業員は携帯型コンピュータ６を携帯し、確認作業を行う産業機械３の傍らへ移動する。この際、携帯型コンピュータ６は中継コンピュータ５とＬＡＮ接続されており、制御装置２内のＰＬＣ８を制御可能な状態となっている。

この状態で、例えば、作業員は、Ｅ０５圧力バルブの開閉状態を確認する作業を行うとする。作業員は、携帯型コンピュータ６上において、「Ｅ０５をＯＮ」指令を発令する。この指令信号は無線ＬＡＮを介して、ＴＣＰ／ＩＰに則り中継コンピュータ５へと伝送される。中継コンピュータ５へと伝送された制御信号は、ＲＳ４２２等により制御装置２内のＰＬＣ８に伝えられ、ＰＬＣ８は専用ライン７を通じて、産業機械３内のＥ０５圧力バルブを開状態にする。開状態となったＥ０５圧力バルブを、産業機械３の傍らにいる作業員は、目視等により直接確認することができる。

以上の如く、一連のループチェック作業を一人の作業員により実施できるようになり、従来の２人の作業員によるチェック作業に比して作業効率を著しく向上することが可能となる。
図２には、従来技術の説明において開示した「ループチェック作業(I)」を行う際の作動態様が示されている。

ループチェック作業(I)を行うに際しては、図２に示すように、作業員は携帯型コンピュータ６を携帯し、確認作業を行う産業機械３の傍らへ移動する。この際、携帯型コンピュータ６は中継コンピュータ５とＬＡＮ接続されており、制御装置２内のＰＬＣ８を制御可能な状態となっている。
この状態で、作業員は産業機械３に擬似的な物理量を与える。例えば、計測機器である温度計の出力端子に外部の信号発生器１３から所定の信号（「温度計の計測値が１５０℃」のときの出力信号など）を付与する。

この温度計の出力信号は、専用ライン７を介して制御装置２のＰＬＣ８へ送られ、ＰＬＣ８においては、産業機械３内の温度計は１５０℃と認識する。この情報は、ＲＳ４２２等により中継コンピュータ５へと伝えられ、中継コンピュータ５から、無線ＬＡＮを介して、ＴＣＰ／ＩＰに則り携帯型コンピュータ６へと伝送される。その結果、携帯型コンピュータ６上に「温度計の計測値が１５０℃」の情報が表示され、産業機械３の傍らにいる作業員は、自らが入力した情報と携帯型コンピュータ６上の情報とが位置しているか否かを直接確認することができる。このループチェック作業(I)により、制御装置２における機器調整や計器校正等の一連のループチェック作業を一人の作業員により実施できるようになり、従来の２人の作業員によるチェック作業に比して作業効率を著しく向上することが可能となる。

以上述べたループチェックシステム１においては、携帯型コンピュータ６により、中継コンピュータ５を介して制御装置２を遠隔で操作できるため、ループチェック作業と同時に、中継コンピュータ５内に記録された成績書やログに直接チェック結果を記録することができるようになる。また、中継コンピュータ５内にシステムチェック作業のマニュアルが記録されている場合には、携帯型コンピュータ６から、前述のマニュアルを閲覧することが可能となり、現場での誤操作などを未然に防ぐことができるようになる。

また、上記した中継コンピュータ５と携帯型コンピュータ６とをインターネットで接続するようにした場合、遠隔地に配備された産業機械３に対してループチェック作業を行うことができる。例えば、制御装置２が国内にあり、制御対象である産業機械３が外国にあったとしても、産業機械３の傍らにいる作業員（外国にいる作業員）が携帯型コンピュータ６を操作し、インターネットを介して国内の中継コンピュータ５へ制御指令を発令し、中継コンピュータ５は制御装置２をコントロールするようになるため、一人でループチェック作業を実施できる。

ところで、近年、ノート型パソコンより小型で、タッチパネルでの操作を可能とした「タブレット型コンピュータ１２」が開発されるに至っている。斯かるタブレット型コンピュータ１２は、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）といわれる新しいＯＳを搭載したものであって、携帯性、操作性に優れる故、工場内での使用、運用に優れるばかりか、産業機械３の近傍の狭い場所にも持ち運びが容易である。

そのため、図３に示す如く、携帯型コンピュータ６としてタブレット型コンピュータ１２を採用することは非常に好ましいものである。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ ループチェックシステム
２ 制御装置
３ 産業機械（制御対象機器）
４ 制御システム
５ 中継コンピュータ
６ 携帯型コンピュータ
７ 専用ライン
８ ＰＬＣ
９ 計測機器
１０ 表示器
１１ ＬＡＮ接続機器
１２ タブレット型コンピュータ
１３ 信号発生器

Claims (6)

1. 制御装置とこの制御装置で制御される制御対象機器とを備えた制御システムに備えられたループチェックシステムであって、
   前記制御装置に接続された中継コンピュータと、
   前記中継コンピュータにネットワーク接続され且つ前記制御対象機器の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータと、を有しており、
   前記携帯型コンピュータにて制御対象機器への制御指令が発令可能とされ、発令された制御指令はネットワーク回線を通じて中継コンピュータへ伝送され、前記中継コンピュータに伝送された制御指令は制御装置に伝えられ、制御装置に伝えられた制御指令により前記制御対象機器が動作可能に構成されていることを特徴とするループチェックシステム。
2. 制御装置とこの制御装置で制御される制御対象機器とを備えた制御システムに備えられたループチェックシステムであって、
   前記制御装置に接続された中継コンピュータと、
   前記中継コンピュータにネットワーク接続され且つ前記制御対象機器の近傍に携帯可能とされた携帯型コンピュータと、を有しており、
   前記制御対象機器の情報が制御装置に伝えられ、前記制御装置に伝えられた制御対象機器の情報が中継コンピュータへ伝送され、伝送された制御対象機器の情報がネットワーク回線を通じて中継コンピュータから携帯型コンピュータへ伝送可能に構成されていることを特徴とするループチェックシステム。
3. 前記中継コンピュータが、制御装置に内蔵されたＰＬＣに接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のループチェックシステム。
4. 前記中継コンピュータと携帯型コンピュータとが、無線のネットワーク通信により接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のループチェックシステム。
5. 無線のネットワーク通信がBluetooth（登録商標）規格に準拠するものであることを特徴とする請求項４に記載のループチェックシステム。
6. 前記携帯型コンピュータが、タブレット型コンピュータで構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のループチェックシステム。

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