JP2550580B2 - プログラマブル・コントロ−ラの故障診断装置 - Google Patents

プログラマブル・コントロ−ラの故障診断装置

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JP2550580B2
JP2550580B2 JP62127753A JP12775387A JP2550580B2 JP 2550580 B2 JP2550580 B2 JP 2550580B2 JP 62127753 A JP62127753 A JP 62127753A JP 12775387 A JP12775387 A JP 12775387A JP 2550580 B2 JP2550580 B2 JP 2550580B2
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Description

【発明の詳細な説明】 《発明の分野》 この発明は、プログラマブル・コントローラにおける
制御対象の故障診断装置に関する。
《発明の概要》 この発明では、既存のプログラマブル・コントローラ
に対して、新たに故障診断装置を接続するだけで、ユー
ザプログラム上で特別な故障診断プログラムを作成せず
とも、互いに非同期で動作する複数機械の故障診断を可
能としたものである。
《従来技術とその問題点》 従来、一般にこの種のプログラマブル・コントローラ
における故障診断は、故障時に起こり得る入出力条件を
ユーザ自身が予め調べ、これをユーザプログラム内に組
込むという手法を採用するのが通例であった。
しかし、このような方法の場合には、故障条件の設
定,プログラミング等の繁雑な作業を必要とし、既に完
成されたユーザプログラムが存在するような場合、これ
に故障診断プログラムを付加することは極めて面倒であ
った。
そこで、本出願人は先に、プログラマブル・コントロ
ーラを実際に動作させて、そのとき入出力パターンの状
態遷移を覚えこませ、運転中にあってはその通り動作し
ているかを監視するという手法を採用した新規な故障診
断装置を出願(特願昭60−190658号)している。
このような故障診断装置によれば、ユーザ自身による
故障条件設定については一応不要となったが、尚も互い
に非同期な複数の機械を同時に制御する場合にあっては
正確に故障条件を設定し難いという不都合がある。
《発明の目的》 この発明の目的は、この種のプログラマブル・コント
ローラにおいて、ユーザ自身による故障診断プログラム
の作成を不要とし、かつ互いに非同期な複数機械を制御
する場合にも、診断基準データを容易に作成できるよう
にしたプログラマブル・コントローラの故障診断装置を
提供することにある。
《発明の構成と効果》 この発明は上記の目的を達成するために、制御対象と
なる機器の故障箇所を診断するプログラマブル・コント
ローラの故障診断装置において、 動作モードを教示モードと診断モードとに切替設定可
能なモード設定手段と、 教示モードへの設定を条件として、プログラマブル・
コントローラの出力パターンの遷移を監視し、その変化
のたびに変化後の人出力パターンを該当登録番号と関連
づけて記憶させ、人出力パターンの変化を複数一組とし
て記憶する教示動作制御手段と、 診断モードへの設定を条件として、該当登録番号とと
もに複数一組として記憶された入出力パターン列を構成
する各人出力パターンがそれぞれ設定された監視時間内
に到来するかを判定し、到来しないときには制御対象機
器が故障したと診断するとともに、その時点の入出力パ
ターンと教示された入出力パターンとの不一致箇所を当
該登録番号に係る制御対象の故障相関箇所として報知す
る診断動作制御手段と、 を具備することを特徴とする。
このような構成にすれば、プログラマブル・コントロ
ーラの出力パターンに注目してその遷移を監視し、その
変化のたびに変化後の入出力パターンを該当登録番号と
関連づけて記憶させ、入出力パターンの変化を複数一組
として記憶し、その時点の入出力パターンと教示された
入出力パターンと不一致箇所を当該登録番号に係る制御
対象の故障相関箇所として報知するようにしたので、1
台のプログラマブル・コントローラで互いに非同期に動
作する複数の機械を制御する場合であっても、各機械の
故障診断を確実に行うことができるという効果を奏す
る。
《実施例の説明》 第1図は、本発明が適用されたビルディング・ブロッ
ク・タイプのプログラマブル・コントローラ全体の構成
を示すブロック図である。
同図に示す如く、このプログラマブル・コントローラ
全体はシステムバス1に対してCPUユニット2,複数台のI
/Oユニット3,3…および本発明に係わる診断故障ユニッ
ト4を接続して構成されている。なお、電源ユニットそ
の他は図示を省略している。
第2図に示す如く、故障診断ユニット4はマイクロプ
ロセッサを主体として構成される演算部41,RAMを主体と
して構成され、かつ、第8図の如く登録番号毎に診断用
基準データを格納可能な記憶部42,基準クロックやカウ
ンタ等を主体として構成される計時部43,故障相関箇所
に相当する入出力および故障発生を表示可能な表示部44
およびモード切替,起動,当該登録No.設定などの指令
操作のための操作部45とから構成されている。また演算
部41はインタフェース46を介してシステムバス1に接続
可能となっている。
第3図のゼネラルフローチャートに示されるように、
故障診断ユニット4の動作は、操作部45のモード切替が
教示モードに設定されているか(ステップ300肯定)、
または診断モードに設定されているか(ステップ301肯
定)に応じて、教示動作制御処理(ステップ302)と診
断動作制御処理(ステップ303)とを択一的に実行する
ように構成されている。
また、操作部制御処理として(ステップ304)該当登
録No.の指定,監視用タイマデータの指定など種々のパ
ラメータ設定をも同時に行なうように構成されている。
なお、操作部制御処理(ステップ304)は他の処理と並
列的に実行されるものであるが、説明の便宜上、第3図
のように表示してある。
第4図に示されるように、教示動作制御処理が開始さ
れると、まず教示動作中かの確認がなされ(ステップ40
0)、教示動作中でなければ(ステップ400否定)、操作
部45より登録No.付きの教示動作開始指示があるかの確
認を行なう(ステップ401)。
ここで、教示動作開始指示があれば(ステップ401肯
定)、教示動作中フラグをセットし(ステップ402)、
教示に係る登録No.を記憶し(ステップ403)、肯定カウ
ンタSTEPを初期値0に設定し(ステップ404)、その時
点の入出力パターンを工程0として登録し(ステップ40
5)、工程カウンタSTEPを更新して(ステップ406)次の
教示動作制御装置を待つ。
次回の、教示動作制御処理が呼出されると、教示動作
中のため(ステップ400肯定)に、終了指示があるかを
(ステップ407)確認し、指示がなければ(ステップ407
否定)、先にステップ405で登録した入出力パターンの
うちの出力パターンに変化があるかを確認(ステップ40
8)し、変化があれば(ステップ408肯定)、先に述べた
工程カウンタSTEP指定の工程に関連づけて入出力パター
ンを登録し、工程カウンタSTEPを更新しては(ステップ
406)、終了指示(ステップ407肯定)があるまで以上の
処理を繰り返す。なお、出力パターンに変化がなければ
なにも処理を行なわず次の処理に移る(ステップ408否
定)。
ここで、出力パターンの変化になぜ注目するかを少し
述べる。プログラマブル・コントローラの出力パターン
は入力に基づいて変化する。
しかし、入力信号の形態にはアナログ入力,リレー入
力などの様々なものがあり、入力の変化を補えて入出力
パターンをサンプルした場合、入出力パターンの時間的
推移は毎周期同じ状態で繰り返すとは限らない。
また、ユーザプログラム中でカウンタ命令等を使用し
ている場合、入力の回数を計算して出力に渡すなどとい
う制御は日常頻繁に行なわれており、この場合入力の変
化を捕えて処理を行なうとあまりにも変化回数が多す
ぎ、入出力パターンを記憶するメモリの容量が膨大とな
る。
これに対して出力パターンが変化した時点の入力パタ
ーンと出力パターンとを同時に捕えれば、上述の不都合
は少ないことに加え、出力に対する入力の影響度合も一
目で判明する。
以上のような理由により、出力パターンに注目し、そ
の変化を捕えて、入出力双方のパターンを登録している
わけである。
最後に終了指示があれば(ステップ407肯定)、教示
動作中フラグをリセットし、処理を完了する(ステップ
409)。
従って、今仮に第6図に示されるように、入力1,2,お
よび出力1のみが変化するようなユーザプログラムを想
定すると、プログラマブル・コントローラの運転中のス
キャン時刻t1,t10において出力1が変化する結果、第7
図の表に示されるように、記憶部42内の該当登録No.の
各STEP値に対応する記憶箇所には、変化後の入出力パタ
ーンが順次記憶され、一組分の診断用基準データが完成
する。
同様にして、第8図に示す如く、該当する登録No.毎
に診断用基準データを順次記憶することにより、複数の
診断用基準データを保有することが可能となる。
なお、第8図に示される出力No.テーブル,入力No.テ
ーブルには当該登録No.の診断対象となる出力No.,入力N
o.だけが登録される。
この出力No.テーブルおよび入力No.テーブルの登録は
操作部45からのキー操作によっても良いし、あるいは教
示動作の終了とともに自動的に登録するようにしても良
い。自動登録の場合には、教示された入出力パターン列
の中で、全工程を通じて常に変化しない入出力番号だけ
を削除する等によりシステム側で容易に行なうことがで
きる。
また、第8図に示される監視用タイマデータについて
は、操作部45からのキー操作により設定されるか、ある
いはシステム側で自動設定される。
自動設定の場合には、各入出力パターン間の遷移時間
の最大値を記憶しておき、これに定数を乗ずる等により
容易に行なうことができる。要するに、この監視用タイ
マデータの大きさは、制御対象機器に故障が生じた場
合、入出力パターン間の不一致状態を時間的にどの程度
許容し得るかに基づいて決定される。
また、このようにして作成された診断用基準データを
操作部45より操作して、フロッピーディスク等の外部記
憶装置に記憶することも可能であることは当業者であれ
ば容易に理解されるであろう。
前述のように、1台のプログラマブル・コントローラ
において、複数のシーケンス機械を同時に制御している
ような場合、それぞれのシーケンス機械が非同期に動作
していることが多く、出力変化時点に着目して入出力パ
ターン登録を行なっても、入出力パターンの遷移はいつ
も同じになるとは限らない。
しかし、本実施例の診断ユニットによれば、複数のシ
ーケンス機械を同時に動作させずに1台ずつ動作させ、
そのときの入出力パターンの遷移を登録No.単位で登録
しておけば、個々の機械の動作に対応した診断基準デー
タとしては常に同じデータを繰り返して使うことにより
正確な故障診断が可能となる。以下、これについて説明
する。
操作部45において診断モードへの設定操作が行なわれ
ると、診断動作制御処理が開始される。
第5図に示されるように、診断動作制御処理では、ま
ず該当登録No.が診断中かの確認を行ない、診断中でな
ければ(ステップ500否定)、該当登録No.診断開始指示
を待機する状態となる(ステップ501否定)。
開始指示が与えられると(ステップ500否定,501肯
定)、診断中フラグをセットし(ステップ502)、工程
カウンタSTEP,一致フラグをリセットした後(ステップ5
03,504)、診断動作が開始される。
この診断動作では、まず該当登録No.エリアの現STEP
値の工程に登録されている入出力パターン(第8図参
照)を基準入出力パターンとしてセットする動作(ステ
ップ505)、第3図ステップ304において設定された監視
用タイマデータを監視タイマにセットした後監視タイマ
を起動する動作(ステップ506)を行ない、以後監視タ
イマのタイムアップ前に、入出力No.テーブルで特定さ
れる現入出力パターンと基準入出力パターンとが一致す
ることを待機する(ステップ507否定,508否定)。
そして、監視タイマのタイムアップ前に(ステップ50
8否定)、入出力No.テーブルで特定される現入出力パタ
ーンと基準入出力パターンとの一致が確認されれば(ス
テップ507肯定)、一致フラグのセット,異常出力OFF
(ステップ511,512)を行なった後、工程カウンタSTEP
を更新して(ステップ513)、次工程について以上の動
作を繰り返す。
なお、この次のSTEP値からは、診断停止指示があるま
で(ステップ509)、繰り返し出力パターンの一致の有
無により(ステップ510肯定,否定)、次パターンの登
録(ステップ504,505)またはパターン一致の待機(ス
テップ507)を繰り返す。
これに対して、監視タイマのタイムアップ前に、現入
出力パターンと基準入出力パターンとの一致が確認され
ない場合には、制御対象機器の故障との判定が行なわ
れ、監視タイマのタイムアップとともに(ステップ508
肯定)、入出力No.テーブルで特定される現入出力パタ
ーンと基準入出力パターンとの排他的論理和(EOR)が
とられ、その結果は異常箇所データとしてセットされ
(ステップ516)、異常出力ON(ブザー等)とともに
(ステップ517)、表示部44に表示される。
この結果表示部44には現入出力パターンと基準入出力
パターンとの不一致箇所が故障相関箇所として視覚的に
報知される。
このようにして該当登録No.毎の診断が行なわれるこ
とにより、1台のプログラマブル・コントローラにおい
て複数のシーケンス機械が非同期に動作するような場合
のユーザ仕様においても容易に故障診断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されたプログラマブル・コントロ
ーラを示すブロック図、第2図は故障診断ユニットの詳
細を示すブロック図、第3図は故障診断ユニットのゼネ
ラルフローチャート、第4図は教示動作制御処理の詳細
を示すフローチャート、第5図は診断動作制御処理の詳
細を示すフローチャート、第6図は入出力パターンの遷
移例を示す説明図、第7図は記憶部の内容(特に基準と
なる入出力パターン)を示すメモリマップ、第8図は記
憶部の全体(特に監視用タイマエリア,登録No.等)の
構成を示すメモリマップである。 1……システムバス 2……CPUユニット 3……I/Oユニット 4……故障診断ユニット 41……演算部 42……記憶部 43……計時部 44……表示部 45……操作部 46……インターフェース

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御対象となる機器の故障箇所を診断する
    プログラマブル・コントローラの故障診断装置におい
    て、 動作モードを教示モードと診断モードとに切替設定可能
    なモード設定手段と、 教示モードへの設定を条件として、プログラマブル・コ
    ントローラの出力パターンの遷移を監視し、その変化の
    たびに変化後の人出力パターンを該当登録番号と関連づ
    けて記憶させ、人出力パターンの変化を複数一組として
    記憶する教示動作制御手段と、 診断モードへの設定を条件として、該当登録番号ととも
    に複数一組として記憶された入出力パターン列を構成す
    る各人出力パターンがそれぞれ設定された監視時間内に
    到来するかを判定し、到来しないときには制御対象機器
    が故障したと診断するとともに、その時点の入出力パタ
    ーンと教示された入出力パターンとの不一致箇所を当該
    登録番号に係る制御対象の故障相関箇所として報知する
    診断動作制御手段と、 を具備することを特徴とするプログラマブル・コントロ
    ーラの故障診断装置。
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