JP2022146044A - 試験用接点入出力監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】端子台に対する信号線の接続を簡便にするとともに、保管時に信号線が絡まることを防止でき、かつ試験環境の構築に要する余分な手間と時間を削減可能な試験用接点入出力監視制御システムを提供する。【解決手段】試験対象となる機器が備える端子台２の接続部７と同数の接続端子１２を持つコネクタ３を備え、接続端子１２は、端子台２が備えるネジ１０ｂの頭部に冠着することで信号線５と端子台２とを一括して接続する構造であり、コネクタ３には、端子台２からコネクタ３を介して入出力される信号に基づいて端子台１の接点の状況を監視制御する接点入出力監視制御装置４０が接続されている。【選択図】図１

Description

本願は、試験用接点入出力監視制御システムに関するものである。

例えば、工場設備等で使用される各種の制御盤の入出力部には端子台が設けられ、この端子台を介して、モータ、電磁弁、スイッチ、ランプ等の制御対象となる機器が接続される。

ところで、制御盤の入出力信号に余分なノイズ等が含まれていないかなどの各種の試験を行う場合、従来、端子台に表示灯、スイッチ類などの試験用外部機器を信号線を介して接続し、表示灯の点灯状態により制御盤の信号状態を監視し、また模擬スイッチにより操作信号による制御が行われている。

このような試験を行うためには、使用する信号項目を選択し、試験用外部機器に連なる多数の信号線を端子台に接続することが必要となる。さらに、端子台の信号項目を確認するには、制御盤の盤内に記した位置符号に基づき、展開接続図、外部端子図等の紙図面と照合することが必要となる。

ところで、上記のような制御盤の試験を実施するためには、その前提として、試験用外部機器に連なる個々の信号線を制御盤の端子台の各々の接続部に個別かつ確実に接続することが必要である。

そのため、従来技術では、試験用外部機器に連なる個々のケーブルの端部に配線アダプタとしてＹ型端子を設け、このＹ型端子を端子台の個々の接続部にねじ止め接続するようにしている（例えば、下記の特許文献１参照）。

特開２００３－３６９０３号公報

このように、特許文献１記載の従来技術では、試験を実施するたびに、試験用外部機器に連なる個々の信号線の端部に設けられたＹ型端子を端子台の個々の接続部にねじ止め接続する必要があるため、接続と解線に時間と手間を要する。

しかも、従来のものは、試験用外部機器に連なる複数の信号線は、一つに結束されたものではなく、個々ばらばらの、いわゆるバラ線となっている。そのため、保管時に絡まり易く、接続時には絡まった信号線を一度解く必要がある。このように、従来は、試験時の一時的な接続にも関わらず、試験環境の構築に多くの余分な時間と労力を費やしていた。

このような接続と解線の手間を省くため、試験用外部機器に連なる複数の信号線を樹脂モールドした構造のコネクタに集約し、コネクタ同士を接続する構造としたものが考えられる。

しかし、このような構造を採用しても、制御盤から試験用外部機器に信号線を介して取り込む信号の試験項目は、試験条件によって異なるため、試験用外部機器における表示は、試験対象とする端子台の数と種類に応じてその都度作成する必要があるなどの手間を要していた。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、端子台に対する信号線の接続を簡便にするとともに、試験環境の構築に要する余分な手間と時間を削減することができる試験用接点入出力監視制御システムを提供することを目的とする。

本願に開示される試験用接点入出力監視制御システムは、試験対象となる機器が備える端子台の接続部と同数の接続端子を持つコネクタを備え、前記接続端子は、前記端子台が備えるネジの頭部に冠着することで信号線と前記端子台とを一括して接続する構造であり、前記コネクタには、前記端子台から前記コネクタを介して入出力される信号に基づいて前記端子台の接点の状況を監視制御する接点入出力監視制御装置が接続されている。

本願に開示される試験用接点入出力監視制御システムによれば、端子台に対する信号線の接続を簡便にするとともに、保管時に信号線が絡まることを防止でき、かつ試験環境の構築に要する余分な手間と時間を削減することができる。

実施の形態１による試験用接点入出力監視制御システムの構成図である。 図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 実施の形態１の試験用接点入出力監視制御システムの接点入出力監視制御装置の機能ブロックを実現するハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態２による試験用接点入出力監視制御システムの構成図である。 実施の形態３による試験用接点入出力監視制御システムにおいて制御装置に構築される画面表示機能部のブロック図である。 実施の形態３による画面表示機能部の制御処理を示すフローチャートである。 図形情報データベースに格納された図形情報の一例を示す説明図である。 図形情報データベースに格納された図形情報の他の一例を示す説明図である。 端子番号についての図形情報の一例を示す説明図である。 端子台番号についての図形情報の一例を示す説明図である。 図面情報データベースに格納された展開接続図データの一部を示す説明図である。 図面情報データベースに格納された展開接続図データの読み取り箇所を示す説明図である。 画面表示機能部により生成された表示画面の一例を示す説明図である。 展開接続図データにおいてデータ出力信号が同一名称となる場合の一例を示す説明図である。 画面表示機能部により生成された表示画面において信号名称が同一名となる場合の一例を示す説明図である。 画面表示機能部により生成された表示画面の一例を示す説明図である。 実施の形態４において図１６の画面を編集した後の表示画面の一例を示す説明図である。

本願は、制御盤の端子台などの接点に接続されてデジタル信号の入出力の監視制御を行う試験用接点入出力監視制御システムに関するものである。以下、本願の実施の形態の内容を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１による試験用接点入出力監視制御システムの概略構成を示すブロック図である。

この実施の形態１の試験用接点入出力監視制御システムは、工場設備等で使用される各種の制御盤（図示せず）の入出力部に設けられた端子台２に電気的に接続されるコネクタ３、および制御盤の動作確認等を試験する上で必要となる端子台２を介したデジタル入出力信号（以下、ＤＩ／ＤＯ信号と表記する）の監視制御を行う接点入出力監視制御装置４０を備えている。そして、コネクタ３と接点入出力監視制御装置４０とは信号線５を介して電気的に接続されている。

上記の端子台２は、複数個（図では６個）が互いに電気的に絶縁された状態で並列に配列されて一体化された接続部７を有する。各々の接続部７は、制御盤の各信号線８の延長方向に沿って延びる導電性の座金９に前後２つのネジ穴が形成され、各ネジ穴にネジ１０ａ、１０ｂが螺合されてなる。なお、ここでは、便宜上、制御盤に近い側を内線側ネジ１０ａ、他方を外線側ネジ１０ｂと称する。そして、各接続部７の内線側ネジ１０ａに信号線８が個別に接続されている。この信号線８は、図示しないが、制御盤内の補助リレーの接点、あるいは電源ラインなどに接続されている。

一方、コネクタ３は、端子台２からの各ＤＩ／ＤＯ信号を信号線５を介して接点入出力監視制御装置４０に集約するため、接続する端子台２の接続部７の数と同数の導電性の接続端子１２を備える。そして、各々の接続端子１２は、互いに電気的に絶縁された状態で一体化されている。

ここに、各接続端子１２は、信号線５の延長方向に沿って延びる平面視で長方形状の平坦部１２ａと、この平坦部１２ａから下方に突出された前後一対の脚状の突出部１２ｂとからなり、両者１２ａ、１２ｂで外線側ネジ１０ｂの頭部に冠着する構成となっている。なお、この実施の形態１では、各接続端子１２を構成する突出部１２ｂは、前後一対の脚状に形成しているが、これに限らず、突出部１２ｂは円環状に形成したものであってもよい。

接点入出力監視制御装置４０は、従来の表示灯、スイッチ類などの試験用外部機器に代わるものであり、制御装置４１および情報入出力装置４２を備える。ここで、制御装置４１は、例えば図３に示すように、プロセッサ５１と記憶装置５２とからなるハードウェアで構成される。また、情報入出力装置４２は、図示しないが、例えば画像表示用の液晶ディスプレイと、キーボード、マウスなどの情報入力用のマンマシーンインタフェースで構成される。

制御装置４１内の記憶装置５２は、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスク装置などの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ５１は、記憶装置５２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ５１にプログラムが入力される。また、プロセッサ５１は、演算結果等のデータを記憶装置５２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

上記構成において、端子台２にコネクタ３を接続するには、コネクタ３を構成する各々の接続端子１２の前後一対の突出部１２ｂを端子台２の外線側ネジ１０ｂの頭部へ嵌め込んで冠着する。この場合、外線側ネジ１０ｂと内線側ネジ１０ａとは座金９を介して互いに導通しているため、各々の接続端子１２が端子台２の接続部７に個別に電気的に接続される。したがって、制御盤のＤＩ／ＤＯ信号は、信号線８、端子台２、コネクタ３、信号線５を介して接点入出力監視制御装置４０と電気的に接続される。これにより、接点入出力監視制御装置４０でＤＩ／ＤＯ信号の監視制御を行うことができる。

また、コネクタ３は、接続する端子台２の接続部７と同数の接続端子１２を備え、かつ、端子台２への接続は、各々の接続端子１２の前後一対の突出部１２ｂを端子台２の外線側ネジ１０ｂの頭部へ嵌め込むだけでよく、ねじ止め操作をする必要がない。したがって、一度の接続作業でコネクタ３を端子台２に一括して接続可能であり、接続する信号線５、８の本数によらず接続が容易である。また、コネクタ３は一体固定されているから、作業ミスによる信号線５の接続誤りを防止することができる。また、一方端が集約した一本の信号線５、他方がコネクタ３となるので、保管時に信号線５が絡まることを防止できる。

加えて、上述の通り、複数の信号線５は接点入出力監視制御装置４０により集約されるため、信号線５を接点入出力監視制御装置４０に接続することで、従来のような表示灯、スイッチ類といった物理的な試験用外部機器を多数準備する必要がなく、端子台２を介したＤＩ／ＤＯ信号を効率良く監視制御することができる。

以上のように、この実施の形態１の試験用接点入出力監視制御システムは、端子台２に対する信号線５の接続を簡便化でき、かつ、保管時に信号線５が絡まることを防止できる。これにより、端子台２を介したＤＩ／ＤＯ信号を効率良く監視制御でき、かつ試験環境の構築に要する余分な手間と時間を削減できる。

実施の形態２．
図４は、この実施の形態２による試験用接点入出力監視制御システムの構成図である。

この実施の形態２における試験用接点入出力監視制御システムは、図示しない複数台の制御盤の入出力部に設けられた各々の端子台２を経由するＤＩ／ＤＯ信号に対する監視制御を接点入出力監視制御装置４０で一括して行えるようしたものである。

そのため、複数の端子台２の数に対応する数のコネクタ３を設けるとともに、各コネクタ３に対して個別にスイッチングハブ１４を設け、さらに各々のスイッチングハブ１４の入出力信号を集約するスイッチングハブ１５を設けたカスケード接続構造とし、スイッチングハブ１５に接点入出力監視制御装置４０を接続している。なお、端子台２およびコネクタ３の構造は、実施の形態１の場合と同じであるので、詳しい説明は省略する。

このように、この実施の形態２の試験用接点入出力監視制御システムは、実施の形態１の効果に加えて、複数の端子台２の信号を１台の接点入出力監視制御装置４０で一括して監視制御することができる。また、各々のコネクタ３は、個別にＩＤ管理を行えるので、情報入出力装置４２の画面上に表示される信号がいずれの端子台２からのものであるかを一意に判別できる。加えて、複数の端子台２からの信号を単一の情報入出力装置４２において監視制御できる。このため、従来のように、端子台２の数量の増加によって試験用外部機器として使用する表示灯、スイッチの数も増加するなどの問題が解消される。

実施の形態３．
この実施の形態３における試験用接点入出力監視制御システムは、接点入出力監視制御装置４０の構成に特徴があり、その他の構成は、実施の形態１（図１）または実施の形態２（図４）の場合と同様である。

この実施の形態３において、接点入出力監視制御装置４０は、制御装置４１および情報入出力装置４２を備え、制御装置４１は、図３に示したように、プロセッサ５１と記憶装置５２とからなるハードウェアで構成される。そして、この実施の形態３では、プロセッサ５１が記憶装置５２から入力されたプログラムを実行することにより、図５に示すような画面表示機能部６０が構成されている。

この画面表示機能部６０は、画像認識処理部６１、および表示画面生成処理部６２を主体に構成されており、端子台番号、端子番号、信号名称および信号の使用／不使用を、画面から自動的に読み取り、接点信号表示画面を自動的に生成することができる。

すなわち、記憶装置５２の図面データベース６３には、試験対象となる制御盤の盤内および盤外の信号配線状況を表した図面データである展開接続図データＤＥ１が予め記憶されている。また、記憶装置５２の図形情報データベース６４には、展開接続図に現れる可能性のある各種記号を単位として、「ファイル名」と図形のパターンを描写した「図形情報」が関連付けられてファイルとして管理されている。

画像認識処理部６１は、図面データベース６３から試験対象となる制御盤の盤内および盤外の信号配線状況を表した図面データである展開接続図データＤＥ１を読み出す。そして、図形情報データベース６４に格納された図形情報ＤＥ２（後述の図７、図８にその一例を示す）を参照し、これらの図形情報ＤＥ２および文字情報を用いて展開接続図データＤＥ１に対するパターン認識処理を実行して必要な情報を抽出する。そして、画像認識により抽出した図面認識データＤＥ３を生成する。

画像認識処理部６１により、生成された図面認識データＤＥ３は、表示画面生成処理部６２に送出される。表示画面生成処理部６２は、この図面認識データＤＥ３に基づいて情報入出力装置４２に対する画面表示情報を生成する。

画面表示機能部６０を構成する各部の処理動作について、図６に示すフローチャートを参照してさらに具体的に説明する。

画像認識処理部６１は、コネクタ３を介して入出力されるＤＩ／ＤＯ信号を認識する（ステップ１）。このＤＩ／ＤＯ信号の認識では、上述のように、展開接続図データＤＥ１に対して図形情報ＤＥ２を参照してパターン認識処理を実行し、図面認識データＤＥ３を生成する。

なお、図形情報データベース６４に格納されている図形情報の内、図７はデジタル出力信号の例であり、図８はデジタル入力信号の例である。このように、図形情報は、展開接続図に現れる可能性のある各種記号を単位としたファイルとして作成され、「ファイル名」と図形のパターンを描写した「図形情報」ＤＥ３を関連付けたファイルとして管理される。

次に、画像認識処理部６１は、接続先の端子台２および端子番号を認識する（ステップ２）。この端子番号認識では、ステップ１において展開接続図データＤＥ１よりデジタル出力と一致した情報を認識した場合には、図９に示すような端子番号についての図形情報ＤＥ２を用いて、「ｙｙ」または「ｚｚ」に位置する文字情報を読み取ることで、デジタル出力の接続先となる接点を自動で認識する。また、画像認識処理により、図１０に示すような端子台番号についての図形情報ＤＥ２を認識した場合には、「ｘｘ」に位置する文字情報を端子台番号として読み取る。

続いて、画像認識処理部６１は、端子台２に接続される信号線の有無を認識する（ステップ３）。この接続線の有無の確認では、ステップ２で認識した接点の先に信号線が接続されているかどうかを展開接続図データＤＥ１に基づいて認識する。なお、信号線が接続されていなければＤＩ／ＤＯ信号の認識処理を終了し、ステップ１、２で認識したＤＩ／ＤＯ信号を不使用として、表示画面生成処理部６２にそのデータを出力する。接点の先に信号線が接続されている場合には引き続き処理を継続する。

次いで、画像認識処理部６１は、端子台２に接続される信号線の先の接点の信号名称を認識する（ステップ４）。この信号線の先の接点の信号名称の認識では、制御盤の端子台２のＤＩ／ＤＯ信号の信号名称を文字情報として記録する。図１１を例として挙げると、画像認識処理部６１により「Ａｕｔｏ ｍｏｄｅ」を読み取って記録する。

次に、画像認識処理部６１は、認識した情報に基づいて信号表示を設定する（ステップ５）。この信号表示設定では、上記ステップ１～４により認識した端子台番号、端子番号、信号名称を図面認識データＤＥ３として抽出し、抽出した図面認識データＤＥ３を表示画面生成処理部６２に出力する。

図６に示した処理は、各ＤＩ／ＤＯ信号に対して実行され、コネクタ３により接続された全てのＤＩ／ＤＯ信号から画面表示情報が自動生成される。そして、表示画面生成処理部６２で生成された画面表示情報は、情報入出力装置４２に出力される。

一例として、展開接続図データＤＥ１が図１２に示すようなものである場合を説明すると、画像認識処理部６１の画像認識処理として、図１２の符合Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４で囲む箇所がそれぞれ上記ステップ１、２、３、４での読み取り箇所に該当する。そして、ステップ５での信号表示設定処理により、図１３に示すように、図の符合Ｆ５で囲む箇所の端子台／端子番号、および図の符合Ｆ６で囲む箇所の信号名称が入力された信号一覧画面が情報入出力装置４２に表示される。

以上のように、この実施の形態３の試験用接点入出力監視制御システムは、実施の形態１および２の効果に加えて、画面表示機能部６０を備え、端子台番号、端子番号、信号名称、および信号の使用／不使用を、画面から自動的に読み取って情報入出力装置４２に表示することかできる。これにより、従来のような信号項目の照合および試験用外部機器の表示作成を作業員が実施する必要がなくなり、作業を簡略化でき、端子台２の接点におけるＤＩ／ＤＯ信号の監視および制御を効率的に実施することができる。

実施の形態４．
上記の実施の形態３では、画像認識処理部６１の図形認識により端子台２に接続される信号線の有無が判断され、信号の使用不使用は自動で決定される。しかしながら、実際には、試験毎に使用する信号が異なる。そのため、端子台２に接続されている全ての信号を一括して表示すると、試験時に不要な信号を多数表示することとなり、かえって読み取り誤り、あるいは操作誤りが発生する可能性が高くなる。

また、図示しない制御盤が備えるリレーは複数の接点を持つため、図１４に示すように、一つのリレー動作により複数の接点Ｆ７が同時に動作し、同一のデジタル出力信号を複数の試験用外部機器に出力することがある。この場合、接点入出力監視制御装置４０で自動生成される試験用外部機器側の信号名称は、図１５で符合Ｆ８に示すように、同名となることがある。端子台番号、端子番号等で区別することは可能であるが、別名の場合と比較すると、同名の信号名称は、読み取り誤り、あるいは操作誤りが発生する可能性が高い。

そこで、この実施の形態４では、図１６に示すように、情報入出力装置４２の画面上において、信号の使用／不使用を手動で選択、編集できるようにしている。そして、情報入出力装置４２を用いて表示画面の各要素を手動で変更した場合、これに応じて制御装置４１が表示画面の変更された各要素を決定する。

図１６は、端子台２について、画面表示機能部６０により生成された表示画面の一例を示している。この表示画面において、情報入出力装置４２で信号の使用／不使用を手動で選択すると、これに応じて制御装置４１が使用選択をした信号のみを抽出するとともに、図１７の符号Ｆ９、Ｆ１０で示すように、信号名称を区別した表示画面の変更を行う。したがって、情報入出力装置４２の画面には、信号名称を区別した表示が可能となり、試験時の操作性と視認性が大きく向上し、上記の誤りを防止することができる。

以上のように、この実施の形態４の試験用接点入出力監視制御システムは、必要に応じて情報入出力装置４２に表示する信号の使用／不使用を手動で変更可能とするとともに、信号の全部もしくは一部の状態を画面に表示することができるので、実際の試験に合わせて表示する信号を柔軟に変更することが可能となる。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、一つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるものではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。

したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも一つの構成要素を変形する場合、追加する場合、または省略する場合、（さらには、少なくとも一つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合）が含まれものとする。

２ 端子台、３ コネクタ、５ 信号線、７ 接続部、８ 信号線、９ 座金、
１０ａ 内線側ネジ、１０ｂ 外線側ネジ、１２ 接続端子、１２ａ 平坦部、
１２ｂ 突出部、１４１５ スイッチングハブ、４０ 接点入出力監視制御装置、
４１ 制御装置、４２ 情報入出力装置、５１ プロセッサ、５２ 記憶装置、
６０ 画面表示機能部、６１ 画像認識処理部、６２ 表示画面生成処理部、
６３ 図面データベース、６４ 図形情報データベース。

Claims (4)

1. 試験対象となる機器が備える端子台の接続部と同数の接続端子を持つコネクタを備え、前記接続端子は、前記端子台が備えるネジの頭部に冠着することで信号線と前記端子台とを一括して接続する構造であり、前記コネクタには、前記端子台から前記コネクタを介して入出力される信号に基づいて前記端子台の接点の状況を監視制御する接点入出力監視制御装置が接続されている試験用接点入出力監視制御システム。
2. 複数の前記コネクタを備え、各々の前記コネクタはスイッチングハブを介して前記接点入出力監視制御装置に接続され、前記接点入出力監視制御装置が複数の前記端子台から前記コネクタを介して入出力される信号を監視制御する請求項１に記載の試験用接点入出力監視制御システム。
3. 前記接点入出力監視制御装置は、制御装置と情報入出力装置とを備え、前記制御装置には、端子台番号、端子番号、信号名称、および信号の使用または不使用を予め登録された図面データから読み取る画像認識処理部と、前記画像認識処理部からの情報に基づいて信号の状態を画面に表示する表示画面生成処理部とを有する画面表示機能部が構成されている請求項１または請求項２に記載の試験用接点入出力監視制御システム。
4. 前記情報入出力装置により手動で表示内容が変更された場合には、前記変更に応じて前記制御装置の前記画面表示機能部は、変更事項を反映した信号の全部もしくは一部の状態の画面を生成する請求項３に記載の試験用接点入出力監視制御システム。

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