JP2923997B2 - ラダーシーケンス方式のプログラムにおける異常の原因箇所究明方法 - Google Patents

ラダーシーケンス方式のプログラムにおける異常の原因箇所究明方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラダーシーケンス方式プログラムにおい
て、その実行結果が本来の結果と異なるすなわち異常の
結果となった場合の原因箇所を究明するラダーシーケン
ス方式のプログラムにおける異常の原因箇所の究明に係
わる。
〔発明の概要〕
本発明は、リレーを有する条件命令部とこの条件命令
部の論理によって状態が決定される出力命令部とを有す
るブロックが複数個はしご状に接続されたラダーシーケ
ンス方式プログラムにおける異常の原因箇所究明方法で
あって、状態が異常の出力命令部を検索キーとして、そ
の値を操作可能な出力命令部を含んだブロックを全ブロ
ック中より探す第1の過程と、この第1の過程において
探し出されたブロックの条件命令部の論理演算を行な
い、この条件命令の論理演算結果に対応するこのブロッ
クの出力命令部の状態を判定し、このブロックが上記異
常の出力命令部の状態を眞に操作しているか否かの正当
性の判定を行なう第2の過程と、この第2の過程におい
て上記探し出されたブロックが正当な場合に、このブロ
ックの条件命令部の中からその出力命令部の状態を操作
可能なリレーをすべて探す第3の過程と、この第3の過
程で該当するリレーが探し出された場合にこの探し出さ
れたリレーを次の検索キーとして上記第1,第2及び第3
の過程を繰り返えす第4の過程と、上記第1の過程にお
いて当該するブロックが見つからなかった場合にその旨
の結果を出力すると共に、上記第3の過程において該当
するリレーが見つからなかった場合にその条件命令内部
のリレーを異常原因とする結果を出力する第5の過程と
を有し、ラダーシーケンス方式プログラムにおける異常
の原因箇所究明を、プログラム量やデータ量が多くなっ
ても外部コンピュータによる検索の自動化によって検索
作業の負担の軽減と、原因究明時間の短縮化をはかり、
ラダーシーケンス方式のプログラムの開発,設計,デバ
ッグにおいてその工数の短縮化をはかることができるよ
うにし、また、各種製品の生産設備の制御にこのラダー
シーケンス方式プログラムが適用された場合において、
その故障発生時の原因の解析に用いるときは、この故障
究明に基く生産設備の停止時間の短縮化をはかることが
でき、この生産設備の停止による損失の低減化をはかる
ことができる。
〔従来の技術〕
プログラマブル・ロジック・コントローラ、特にラダ
ーシーケンス方式プログラムを用いたシーケンサ(以下
これをPLCと略称する)は、例えば第1図にラダー図を
もって示すように、PLCの内部に取り込んだデータメモ
リのビット“1"(オン),“0"(オフ)でアンド(AN
D),またはオア(OR)などの論理演算を行う条件命令
部(1)と、この条件命令部(1)の論理演算に基いて
実行動作される出力命令部とによる複数個のブロック
(31)(32)(33)‥‥(3n)がはしご(梯子)状に配
列されて成る。
すなわち、PLCのプログラムとは、1つ以上のブロッ
クの集まりである。そして、各命令においてその操作の
対象となっているのは、PLCの内部メモリであり、1ビ
ットに相当する“1"か“0"の値の持つものをリレーと呼
称する。実際にはリレーの値を書き換えできるのでは出
力命令部に記述される命令においてのみである。
このPLCにおいて、或るリレー値は、このリレーを操
作する出力命令部の動作によって決り、この出力命令部
の動作は、その条件命令部のオン/オフによって決る。
更にこの条件命令部のオン/オフは個々の論理演算の値
によって決る。したがって今、或る出力命令部の動作に
本来の動作とは異る、つまり異常が生じた場合は、上述
の規則に基いてすべてのデータメモリについてオンまた
はオフした原因を論理的な検索で探し出すことができる
ことになる。
しかしながらこの検索においては、このラダーシーケ
ンスプログラムで使用される命令語の知識,データメモ
リ及びシーケンサ自体の知識が必要不可欠であることか
ら、この検索は、熟達者によらざるを得ない。ところが
実際にこの種のPLCが各種製品の生産設備に適用される
場合、その生産工程には例えば100台程度のシーケンサ
(PLC)、つまり例えば100種類程度のラダーシーケンス
プログラムがあり、検索の対象となり得るものは、多大
多量多種類に及ぶので熟達者と雖もその負担は大きい。
しかしも、通常このようなラダーシーケンスの解析
は、ラダーシーケンスプログラムの開発,設計,デバッ
ク及び運用においても必要になってくる作業であり、専
門家によって行われるものであるが、このような専門家
によってもなお、その検索範囲が大である場合、異常原
因の究明,解析に失敗を来すことが少なくない。
このような不都合を回避するものとして、例えば特開
昭59−55509号公報に開示されているように、そのシー
ケンス回路の基本回路すなわち第1図における例えば各
ブロック(31)(32)(33)‥‥に、故障検出回路を設
けるようにしたラダーモニタ装置の提案もなされてい
る。しかしながら、この場合、そのプログラム量や、デ
ータ量が多くなるとその構成がより複雑になるという問
題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は外部コンピュータによる検索の自動化を可能
にして、プログラム量,データ量の増大化に伴う、異常
原因箇所の究明作業の負担の軽減,時間短縮化をはかる
ことを主たる目的とし、これによってラダーシーケン
ス、例えばプログラムの開発,設計,デバッグ及び運用
におけるラダーシーケンスの解析の簡便化をはかり、更
にこのラダーシーケンスプログラムによって制御される
各種製品の生産設備における故障発生の原因究明,解析
の簡便化による時間短縮化によって、この生産設備の故
障停止時間の削減、したがってこの故障による生産量の
低下による損失の軽減化をはかることができるようにす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は例えば第1図のラダー図で示されるように、
リレーを有する条件命令部(1)と、この条件命令部
(1)の論理によって状態が決定される出力命令部
(2)とを有するブロック(31)(32)(33)‥‥がは
しご状に接続されたラダーシーケンス方式プログラムに
おける異常の原因箇所究明方法であって、その全体のフ
ローチャートを第2図に示すように、状態が異常の出力
命令部を検索キーとして、その値を操作可能なブロック
を含んだ全ブロック中より探す第1の過程と、この第1
の過程Iにおいて探し出されたブロックの条件命令部の
論理演算を行ない、この条件命令部の論理演算結果に対
応するこのブロックの出力命令部の状態を判定し、この
ブロックが上記異常な出力命令部の状態を眞に操作して
いるか否かの正当性の判定を行なう第2の過程IIと、こ
の第2の過程IIにおいて上記探し出されたブロックが正
当な場合に、このブロックの条件命令部の中からその出
力命令部の状態を操作可能なリレーをすべて探す第3の
過程IIIと、この第3の過程で該当するリレーが探し出
された場合にこの探し出されたリレーを次の検索キーと
して上記第1,第2及び第3の過程を繰り返す第4の過程
IVと、上記第1の過程において該当するブロックが見つ
からなかった場合にその旨の結果を出力すると共に、上
記第3の過程において該当するリレーが見つからなかっ
た場合にその条件命令部内のリレーを異常の原因とする
結果を出力する第5の過程Vとを有する。
尚、前記第2の過程IIで正当性が否定され“偽”の結
果が得られた場合には、再び前記第1の過程Iに戻って
別の候補となるブロックを探す。そして、これら第1〜
第5の過程I〜Vは、外部コンピュータによって自動的
に行う。
〔作用〕
本発明方法においては、出力命令部(2)の実行結果
から、これが本来の動作状態,すなわち本来の値とは異
る異常が生じた場合に、自動的にこれを検索キーとして
上述した第1〜第5の過程I〜Vによってそのラダーシ
ーケンス方式のプログラムを論理的に上流へと遡って異
常の原因箇所の究明を自動的に行うようにしたので、例
えばこれを各種製品の生産設備に適用すれば、その原因
究明がコンピュータによって短時間でなされることか
ら、その生産停止時間の短縮化がはかられる。また、ラ
ダーシーケンス方式のプログラムの開発,設計,デバッ
ク及び運用に適用してその適正化,能率化がはかられ
る。
〔実施例〕
第3図は、本発明を生産設備に適用する場合の一実施
例の実施態様を示すもので、(11)はPLC,すなわちラダ
ーシーケンス方式によるシーケンサで、データメモリ
(12)を具備する。(13)は例えばミニ級コンピュータ
で、通信回線(14)によってPLC(11)と連絡される。
そしてこのコンピュータ(13)は、後に詳述する第1〜
第5の過程を実行する異常の原因箇所究明システムを具
備する。
(15)はPLCの所定のリレーの値(状態)を操作す
る、すなわち例えば生産設備中に配置された各種物品等
の近接センサ(15A),光電センサ(15B),スイッチ類
(15C)等の入力機器で、(16)はPLC(11)の条件命令
部の演算結果によって制御される出力命令部の、同様の
生産設備中での各種表示作業を行う電磁弁及びそのシリ
ンダ(16A)、モータ(16B),表示器(16C)等の出力
機器を示す。
今、或る出力命令部の例えばモータに異常が生じたと
する。すなわち本来駆動されるべきモータが停止したと
する。このとき、これを検索キーとして、その原因究明
がなされる。すなわち例えばモータが所定時間異常接続
して停止されたとき、つまり、これに異常が生じたとき
にこれを検知する例えばタイマーが設けられていて、こ
れによってその異常を検知でき、かつこれを検索キーと
して第2のフローチャートで示す第1〜第5の過程によ
ってコンピュータ(13)内の異常原因究明システムでの
原因究明がなされる。
すなわち、今、PLC(11)において、上述したような
異常が生じると、通信回路(14)を通じてコンピュータ
(13)に対して異常発生、つまり検索解析指令のメッセ
ージを送信する。このメッセージを受け取ったコンピュ
ータ(13)においては、送り元のPLC(11)の全データ
メモリの内容をラダーシーケンスプログラムと共に読み
出す。全ての読み出しが行われた後、コンピュータ(1
3)は、検索,解析処理のためにラダーシーケンスプロ
グラムの翻訳などの準備処理を実行する。この場合、PL
Cの製品固有の特殊な命令や、応用命令、特殊リレー等
の処理についても全てコンピュータ(13)の処理内に定
義してある。
そして、次に第2図に示したアルゴリズムを基に設計
されたプログラムによる異常原因箇所究明システムによ
って検索が実行される。
すなわち、出力命令部の異常、例えば上述したモータ
の異常を検索キーとして、この値を操作可能な出力命令
部を含んだブロックをラダープログラム内の全ブロック
中から発見する第1の過程Iがとられる。この時の検索
がラダープログラムの最後まで行った場合処理を中止し
て呼び先へ戻る。
そして、この第1の過程Iにおいて探し出されたブロ
ックの条件命令部の論理演算を行ない、この条件命令部
の論理演算結果に対応するこのブロックの出力命令部の
状態を判定し、このブロックが上記異常な出力命令部の
状態を眞に操作しているか否かの正当性判定を行なう第
2の過程IIをとる。つまり、この命令がファンクション
命令例えばデータの置換(移動)命令等であってこの検
索されたブロックが実質的に異常な検出命令部の状態を
操作するものではない“偽”である場合は、別のブロッ
クを探すために第1の過程Iに戻る。そして、この第2
の過程IIにおいて第1の過程Iで探し出されたブロック
が正当な場合に、このブロックの条件命令部の中からそ
の出力命令部の状態を操作可能なリレーをすべて探す第
3の過程IIIをとる。すなわち、眞と判定されたブロッ
クの条件命令内の論理演算命令の中から次の検索キーと
なるべきものを探す。すなわちもし、その論理演算命令
のリレーの値がオン(またはオフ)であったならば、出
力命令部の動作が現状態と異って検索キーであるリレー
の値も出力命令部による操作を受けなかったであろうと
考えられる論理演算命令の内のリレーを全て選出する。
そして、この第3の過程IIIで該当するリレーが探し出
された場合にこの探し出されたリレーを次の検索キーと
して上記第1,第2及び第3の過程を繰り返えす第4の過
程IVをとる。つまり、第3の過程IIIで発見されたリレ
ーが1個とは限らないため、その全てについて検索キー
として第1の過程Iから始まる動作を行うためにこの呼
び出しは再帰的に行う。そして、上記第1の過程におい
て該当するブロックが見つからなかった場合に、その旨
の結果を出力すると共に、その第3の過程において該当
するリレーが見つからなかった場合にその条件命令内部
のリレーを異常原因とする結果を出力する第5の過程V
をとる。つまり、このようにして見つかった原因を、異
常原因例えば故障原因の候補として出力する。実際には
生産現場に設置したコンピュータ端末器においても確認
できるようになされる。
更に理解を容易にするために、簡単な事例について説
明する。この場合、PLC(11)は、第1図に示すよう
に、リレーAによる条件命令部とリレーBによる出力命
令部の第1のブロック(31)と、リレーBとリレーCの
“OR"演算による条件命令部とリレーDによる出力命令
部の第2のブロック(32)と、リレーDによる条件命令
部とリレーEによる出力命令部の第3のブロック(32
と、リレーEとリレーFの“AND"の演算による条件命令
部とリレーGによる出力命令部の第4のブロック(34
とを有し、第4のブロック(34)のリレーGに異常が生
じた場合、例えばリレーGが本来“1"(オン)であるべ
きものが“0"(オフ)となった場合の原因箇所を究明す
るものとする。
この場合、前記第1の過程でブロック(34)が探し出
され、前記第2の過程でこのブロック(34)が正当性、
すなわち“眞”であることの判定がなされる。次に前記
第3の過程でこのブロック(34)の、リレーGを“0"の
値となし得る可能性のあるリレー、この例ではリレーE
とFを探し出す。この場合、コンピュータ(13)におい
てリレーFが“1"(オン)であることが確認されれば、
残るリレーEが“0"(オフ)が故にリレーGに異常が生
じたことが探し出されることになる。したがって次に前
記第4の過程で、これを検索キーとして前記第1〜第3
の過程がなされて、第3のブロック(33)の出力命令部
のリレーEを“0"(オフ)となし得るリレーDが探し出
されることになる。次にこのリレーDのオフを検索キー
として、同様に第2のブロック(32)の出力命令部のリ
レーDを“0"(オフ)となし得るリレーCとBとが探し
出される。この場合リレーCについては、この値を操作
できるリレーが存在しないことから、前記第5の過程V
にこれが至ることになり、異常原因箇所の1つの候補と
してリレーCが出力されることになる。一方、リレーB
については、これを検索キーとして前述と同様の第1〜
第3の過程I〜IIIが繰返えされて、リレーAが“0"
(オフ)なることが探し出され、リレーAについてはこ
の値を操作できるリレーが存在しないことから前記第5
の過程Vに至って異常原因箇所の他の候補としてリレー
Aが出力されることになる。このような経過と結果の出
力はコンピュータ(13)及びコンピュータ端末のディス
プレイ装置に表示させることができる。
〔発明の効果〕
本発明方法においては、出力命令部(2)の実行結果
から、これが本来の動作状態、すなわち本来の値とは異
る異常が生じた場合に、自動的にこれを検索キーとして
上述した第1〜第5の過程I〜Vによってそのラダーシ
ーケンス方式のプログラムを論理的に逆に上流へと溯っ
て異常原因箇所の究明を自動的に行うようにしたので、
例えばこれを各種製品の生産設備に適用した場合に、そ
の生産工程が例えば100台程度にも及び多数のシーケン
サ(PLC)であって例えば100種類程度にも及ぶ膨大なプ
ログラムとなった場合でもその原因箇所究明がコンピュ
ータによって短時間にしかも確実にできることから、そ
の生産停止時間の短縮化、したがって損失の低減化をは
かることができる。また、ラダーシーケンス方式のプロ
グラムの開発,設計,デバッグ及び運用に適用してその
適正化,能率化がはかられる。
【図面の簡単な説明】
第1図はラダーシーケンサの一例のラダー図、第2図は
本発明方法のフローチャート図、第3図はラダーシーケ
ンサの実施態様の一例を示す図である。 (11)はラダーシーケンサ(PLC)、(13)はコンピュ
ータ、(1)は条件命令部、(2)は出力命令部、
(31)(32)(33)‥‥はブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−215202(JP,A) 特開 昭62−281006(JP,A) 特開 昭60−235207(JP,A) 特開 昭58−172713(JP,A) 特開 昭64−4812(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/05

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リレーを有する条件命令部とこの条件命令
    部の論理によって状態が決定される出力命令部とを有す
    るブロックが複数個はしご状に接続されたラダーシーケ
    ンス方式プログラムにおける異常の原因箇所究明方法で
    あって、 状態が異常の出力命令部を検索キーとして、その値を操
    作可能な出力命令部を含んだブロックを全ブロック中よ
    り探す第1の過程と、 この第1の過程において探し出されたブロックの条件命
    令部の論理演算を行ない、この条件命令部の論理演算結
    果に対応するこのブロックの出力命令部の状態を判定
    し、このブロックが上記異常な出力命令部の状態を眞に
    操作しているか否かの正当性の判定を行なう第2の過程
    と、 この第2の過程において上記探し出されたブロックが正
    当な場合に、このブロックの条件命令部の中からその出
    力命令部の状態を操作可能なリレーをすべて探す第3の
    過程と、 この第3の過程で、該当するリレーが探し出された場合
    にこの探し出されたリレーを次の検索キーとして上記第
    1,第2及び第3の過程を繰り返えす第4の過程と、 上記第1の過程において該当するブロックが見つからな
    かった場合にその旨の結果を出力すると共に、上記第3
    の過程において該当するリレーが見つからなかった場合
    にその条件命令部内のリレーを異常の原因とする結果を
    出力する第5の過程と を有するラダーシーケンス方式プログラムにおける異常
    の原因箇所究明方法。
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