JP3446262B2 - 設備稼働情報収集装置 - Google Patents

設備稼働情報収集装置

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JP3446262B2
JP3446262B2 JP24140693A JP24140693A JP3446262B2 JP 3446262 B2 JP3446262 B2 JP 3446262B2 JP 24140693 A JP24140693 A JP 24140693A JP 24140693 A JP24140693 A JP 24140693A JP 3446262 B2 JP3446262 B2 JP 3446262B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、生産ライン等の設備に
何らかの異常が発生しているか否かを監視して稼働情報
を収集する設備稼働情報収集装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、生産ライン等の設備は、複数の
装置が組み合わされて構成されている。また、これらの
各装置は、複数の装置要素が組み合わされて構成されて
いる。さらに、各装置要素には、装置要素の正常・異常
を示す要素信号を出力する要素信号出力手段が設けられ
ている。そして、各装置には、装置を構成する全ての装
置要素が正常か、少なくとも一つの装置要素が異常かを
示す装置信号を出力する装置信号出力手段が設けられて
いる。上記装置の一例としては、ロボット装置がある。
一台のロボット装置は、第1関節,第2関節等のように
複数の装置要素で構成されている。これらの各装置要素
にはそれぞれの正常・異常を示す要素信号を出力するセ
ンサが設けられている。また、ロボット装置全体として
正常・異常を示す装置信号を出力している。この装置信
号は上記各要素信号の論理和をとった信号である。この
ような設備においては、設備の可動部分への異物の噛み
込み,治具の干渉,センサの動作不良等のように各種異
常が発生することがある。そして、その原因を後日究明
するために、異常が発生した時刻,発生回数,停止時間
あるいは異常の種類等の諸データが必要になる。このた
めに、設備の状態を監視する設備稼働情報収集装置が開
発されている。 【0003】従来の設備稼働情報収集装置では、例えば
実開昭63−20205号公報に開示される異常監視装
置のように、設備を構成する複数の装置から出力される
多数の要素信号を次々と通信ネットワークを介して入力
することによって、設備の異常発生を監視していた。 【0004】図6は、従来の設備稼働情報収集装置にお
ける信号処理の処理手順を示すフローチャートの一例で
ある。なお、図中、Sで始まる数字はステップ番号を示
す。また、タグ番号は、本処理手順を実行するに当たっ
て必要なシーケンス番号であって、要素信号出力手段の
番号に相当する。 〔S11〕初期化処理を行う。具体的には、タグ番号を
1に設定する。 〔S12〕タグ番号に対応する要素信号の読み取りを行
う。 〔S13〕タグ番号の増分を行う。具体的には、現在の
タグ番号を1だけ増す。 〔S14〕ステップS13によって増分されたタグ番号
が最終番号を超えているか否かを判別する。もし、タグ
番号が最終番号を超えている(YES)ならば本処理手
順を終了し、そうでない(NO)ならばステップS12
へ戻る。なお、上記最終番号は処理対象となる要素信号
出力手段の総数であって、本処理手順に先立ち予め設定
されている番号(数値)である。 【0005】こうして、タグ番号に対応する要素信号に
ついて、順次読み取りを行い、全ての要素信号に異常が
あるか否かを検査する。このような読み取り手順の結果
を時系列的に表したのが、次に示す図7である。 【0006】図7は、従来の設備稼働情報収集装置によ
る稼働情報の収集状況を示すタイムチャートである。こ
のタイムチャートは、従来の設備稼働情報収集装置にお
ける稼働情報の収集状況(すなわち、通信線を介して各
装置から受ける要素信号)を時間の経過に伴って示した
図である。図において、要素信号j11,j12,j1
3は、それぞれ装置J1に構成される要素信号出力手段
J11,J12,J13から出力された信号である。ま
た、要素信号j21,j22は、それぞれ装置J2に構
成される要素信号出力手段J21,J22から出力され
た信号である。さらに、要素信号j31,j32,j3
3,j34は、それぞれ装置J3に構成される要素信号
出力手段J31,J32,J33,J34から出力され
た信号である。これらの要素信号j11,j12,j1
3,…は、時間間隔Δtごとに順番に通信線を介して受
信される。したがって、装置J3に構成される要素信号
出力手段J34から出力された要素信号j34が異常を
示す信号であった場合は、最初の受信開始から少なくと
も時間8Δt経過した後に、装置要素の異常を発見する
ことができる。なお、図7は図示の都合により、少数の
要素信号について図示したが、実際には数百にのぼる要
素信号が取り扱われることがある。 【0007】一方、設備には装置ごとに装置異常表示盤
が設けられている。この装置異常表示盤は、装置ごとの
異常が一目でわかるように表示する表示盤である。すな
わち、装置異常表示盤は、装置を構成する各装置要素か
ら出力される個々の要素信号を検知して異常表示を行う
のではなく、上記要素信号の論理和をとった装置信号に
基づいて異常表示を行う。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】大規模設備の場合、す
なわち一つの設備に数十の装置が組み込まれており、一
つの装置に数十の装置要素が組み込まれている場合に
は、監視を行う信号数は数百個にも達する。この場合、
従来の技術によると、図7に示すタイムチャートで示す
ように、通信線を介して収集される設備の稼働情報は所
定の時間間隔ごとしか行われないため、単位時間当たり
の受信可能な信号数は限られる。このため、設備全体か
ら出力される数百個の信号を全て受信するために必要な
サンプリング時間は相当長時間になる。したがって、異
常が発生してからその異常を検知するのに長時間を要す
ることとなり、大規模設備に対しては実用的でないとい
う問題点があった。 【0009】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、設備から出力される多数の信号に基づき稼働
情報の収集を短時間で行える設備稼働情報収集装置を、
提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図1に模式的に示す設備稼働情報収集装
置1が提供される。設備2は、複数の装置21,22,
…が組み合わされて構成されている。また、これらの装
置21,22,…は、複数の装置要素が組み合わされて
構成されている。図1の場合では、装置21は複数の装
置要素211,212,…が組み合わされて構成されて
いる。また、装置21,22,…には、装置を構成する
全ての装置要素が正常か、少なくとも一つの装置要素が
異常かを示す装置信号を出力する装置信号出力手段が設
けられている。図1の場合では、装置21には装置信号
出力手段210aが設けられており、装置22には装置
信号出力手段220aが設けられている。さらに、装置
要素211,212,…には、装置要素の正常・異常を
示す要素信号を出力する要素信号出力手段が設けられて
いる。図1の場合では、装置要素211には要素信号出
力手段211aが設けられており、装置要素212には
要素信号出力手段212aが設けられている。 【0011】設備稼働情報収集装置1は要素信号出力手
段211a,212a,…と装置信号出力手段210
a,220a,…に通信線3を介して接続されており、
信号読取指定手段11,信号受信手段12および信号記
憶手段13から構成されている。信号読取指定手段11
は、装置21,22,…の装置信号出力手段から出力さ
れた装置信号が正常ならば設備2を構成する他の装置の
装置信号出力手段を指定し、装置21,22,…の装置
信号出力手段から出力された装置信号が異常ならば装置
を構成するそれぞれの要素信号出力手段を指定する。信
号受信手段12は、通信線3を介して送られる要素信号
211j,212j,…または装置信号210j,22
0j,…のうち、信号読取指定手段11の指定に対応す
る信号を受信する。信号記憶手段13は、信号受信手段
12によって受信された要素信号211j,212j,
…または装置信号210j,220j,…を、信号読取
指定手段11の指定に対応して記憶する。 【0012】 【作用】装置信号210j,220j,…が正常ならば
設備2を構成する他の装置の装置信号出力手段を指定
し、装置信号210j,220j,…が異常ならば当該
装置を構成するそれぞれの要素信号出力手段を指定す
る。例えば、図1において設備2を構成する装置21の
装置信号出力手段210aから出力された装置信号21
0jが正常ならば、装置22の装置信号出力手段220
aを指定する。逆に、設備2を構成する装置21の装置
信号出力手段210aから出力された装置信号210j
が異常ならば、当該装置21を構成するそれぞれの要素
信号出力手段211a,212a,…を指定する。そし
て、信号受信手段12は、通信線3を介して送られる要
素信号211j,212j,…または装置信号210
j,220j,…のうち、上記信号読取指定手段11の
指定に対応する信号を受信する。また、信号記憶手段1
3は、信号受信手段12によって受信された要素信号2
11j,212j,…または装置信号210j,220
j,…を、上記信号読取指定手段11の指定に対応して
記憶する。この場合、装置信号210j,220j,…
が正常ならば、装置21,22,…を構成する各装置要
素もまた正常である。例えば、図1の場合では、設備2
を構成する装置21の装置信号出力手段210aから出
力された装置信号210jが正常ならば、装置21を構
成する装置要素211,212,…も全て正常である。
この発明の場合、受信した装置信号が正常ならば、読み
取る必要のない要素信号の読み取りが省略されることに
なる。すなわち、必要のない稼働情報の読み取りが省略
されるので、情報収集に必要なサンプリング時間が大幅
に短縮される。このため、装置の異常が発生してからそ
の異常を検知するために必要な時間も短縮される。 【0013】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は、本発明の一実施例である設備稼働情報
収集装置の概略構成を示すブロック図である。図におい
て、設備稼働情報収集装置100は、CPU(プロセッ
サ)101,ROM102,RAM103,メモリカー
ド104,CRTC(CRT制御回路)105,表示装
置106および通信回路107から構成される。 【0014】CPU101はROM102に格納された
情報収集プログラムに基づき設備稼働情報収集装置10
0の全体を制御する。ROM102にはEPROMある
いはEEPROMが使用される。RAM103にはSR
AM等が使用され、各種のデータあるいは入出力信号が
格納される。メモリカード104は着脱可能な外部記憶
装置であって、電源遮断後も保持すべき後述する信号テ
ーブル等のテーブル情報が格納される。 【0015】CRTC105はCPU101からバス1
09を介して送られたディジタル信号を画面表示信号に
変換し、表示装置106に与える。表示装置106には
CRTあるいは液晶表示装置が使用され、収集された設
備(図2の場合では、シーケンサ200が対応する)の
稼働情報等が表示される。また、通信回路107は、シ
ーケンサ200から出力される信号を受信データとして
受信するとともに、バス109を介してCPU101ま
たはRAM103へ上記受信データを転送する。なお、
これらの各要素は表示装置106を除いて、いずれもバ
ス109に接続されている。 【0016】図3は信号記憶手段に設定されるテーブル
情報を示す図であって、図3(A)は信号テーブルを、
図3(B)は計測結果テーブルをそれぞれ示す。図3
(A)において、信号テーブル300は、タグ番号30
1,信号名称302,局番303,アドレス304,フ
ラグ305および読取値306の各欄から構成されてい
る。タグ番号301には、後述する情報収集プログラム
を実行するに当たって必要となる信号テーブル300の
シーケンス番号が格納される。信号名称302には、信
号の意味することを簡明に表した名称が格納される。局
番303およびアドレス304は設備を構成する装置信
号出力手段または要素信号出力手段のそれぞれについ
て、重なりあうことなく付された固有の番号が格納され
る。フラグ305には、装置信号を示す符号「A」また
は要素信号を示す符号「A1」が格納される。読取値3
06には、局番303およびアドレス304で指定され
る信号出力手段(装置信号出力手段または要素信号出力
手段)から出力された信号を読み取り、装置要素の正常
・異常が格納される。 【0017】図3(B)において、計測結果テーブル3
10は、計測名称311,測定開始日時312,異常発
生回数313および異常発生時間314の各欄から構成
されている。計測名称311は計測の意味することを簡
明に表した名称に相当し、具体的には図3(A)の信号
名称302のうち、計測の対象となる名称が格納され
る。測定開始日時312には、計測が開始された日時が
格納される。異常発生回数313には、所定の期間内に
発生した異常の回数が格納される。異常発生時間314
には、異常が発生している期間の長さが格納される。 【0018】図4は、本発明を実施するための処理手順
を示すフローチャートである。このフローチャートは図
2に示すCPU101がROM102に格納されている
情報収集プログラムを実行することによって実現され
る。なお、図中、Sで始まる数字はステップ番号を示
す。また、タグ番号は、本処理手順を実行するに当たっ
て必要となる図3(A)に示す信号テーブル300のシ
ーケンス番号である。さらに、図1との関係において
は、ステップS2,S4,S5,S6,S8,S9が信
号読取指定手段11に相当し、ステップS3とステップ
S7の読み取り部が信号受信手段12に相当し、ステッ
プS3とステップS7の設定部が信号記憶手段13に相
当する。 【0019】〔S1〕初期化処理を行う。具体的には、
タグ番号を1に設定する。 〔S2〕ステップS1またはステップS8で指定された
タグ番号に対応するフラグが装置信号であるか否かを検
査する。具体的には、図3(A)に示すタグ番号301
に対応するフラグ305が「A(装置信号)」であるか
否かを検査する。もし、フラグが「A」である(YE
S)ならばステップS3へ進み、そうでない(NO)な
らばステップS8へ進む。 〔S3〕ステップS1またはステップS8で指定された
タグ番号に対応する装置信号の読み取りと記憶を行う。
具体的には、図3(A)に示すタグ番号301に対応し
て、局番303およびアドレス304で指定される装置
信号出力手段から出力された装置信号を読み取る。その
後、読み取った装置信号の値に応じて、「ON(異
常)」または「OFF(正常)」を同一のタグ番号30
1に対応して読取値306に記憶(設定)する。 〔S4〕ステップS3で読み取った信号の読取値が「O
N(異常)」か否かを判別する。もし、読取値が「O
N」である(YES)ならばステップS5に進み、そう
でない(NO,正常)ならばステップS8に進む。 〔S5〕タグ番号の増分を行う。具体的には、現在のタ
グ番号を1だけ増す。 〔S6〕ステップS5で指定されたタグ番号に対応する
フラグが「A1(要素信号)」であるか否かを検査す
る。もし、フラグが「A1」である(YES)ならばス
テップS7へ進み、そうでない(NO)ならばステップ
S2へ戻る。 〔S7〕ステップS5で指定されたタグ番号に対応する
要素信号の読み取りと記憶を行う。具体的には、図3
(A)に示すタグ番号301に対応して、局番303お
よびアドレス304で指定される要素信号出力手段から
出力された要素信号を読み取る。その後、読み取った要
素信号の値に応じて、「ON(異常)」または「OFF
(正常)」を同一のタグ番号301に対応して読取値3
06に記憶(設定)する。また、図3(B)において、
対象となる計測名称311に対応する測定開始日時31
2を設定し、異常発生回数313を1だけ増分するとと
もに、異常発生時間314に異常が生じた期間を加算す
る。 〔S8〕タグ番号の増分を行う。具体的には、ステップ
S5と同様に、現在のタグ番号を1だけ増す。 〔S9〕ステップS8によって増分されたタグ番号が最
終番号を超えているか否かを判別する。もし、タグ番号
が最終番号を超えている(YES)ならば本処理手順を
終了し、そうでない(NO)ならばステップS2へ戻
る。なお、上記最終番号は処理対象となる設備2を構成
する装置信号出力手段および要素信号出力手段の総数で
あって、本処理手順に先立ち予め設定されている番号
(数値)である。 【0020】こうして、タグ番号に対応する各信号につ
いて、まずステップS2,S3で装置信号について読み
取りを行い、ステップS4で装置信号が異常であるか否
かを検査する。もし、装置信号が異常である場合には、
当該装置を構成する全ての装置要素についてステップS
5〜S7を繰り返し実行して、要素信号に異常があるか
否かを検査する。その後、次の装置を示すフラグを判別
した場合には、ステップS6からステップS2に戻る。
一方、装置信号が正常である場合には、ステップS8か
らステップS2に戻るか、あるいは正常な装置の装置要
素について処理している間はステップS3が実行されな
い。つまり、正常な装置の装置要素については、ステッ
プS2からステップS8を繰り返し実行し、次の装置が
指定されたときにステップS2からステップS3へ進
む。すなわち、装置信号が正常ならば、当該装置を構成
する各装置要素もまた正常であることが分かるので、そ
の装置についての稼働情報を収集せず、次の装置の信号
処理に進む。したがって、設備2から出力される稼働情
報を収集するために必要なサンプリング時間を大幅に短
縮することができる。このような処理手順の結果を時系
列的に表したのが、次に示す図5である。 【0021】図5は、本発明の設備稼働情報収集装置に
よる稼働情報の収集状況を示すタイムチャートである。
このタイムチャートは、図1に示す設備稼働情報収集装
置1における稼働情報の収集状況(すなわち、通信線3
を介して各装置から受ける要素信号)を時間の経過に伴
って示した図である。図において、装置信号210j,
220j,230jは、それぞれ装置21,22,23
を構成する装置信号出力手段210a,220a,23
0aから出力された信号である。また、要素信号231
j,232j,233j,234jは、それぞれ装置2
3に構成される要素信号出力手段231a,232a,
233a,234aから出力された信号である。 【0022】これらの装置信号210j,220j,2
30jおよび要素信号231j,232j,233j,
234jは、時間間隔Δtごとに通信線を介して受信さ
れる。したがって、装置23を構成する要素信号出力手
段234aから出力された要素信号234jが異常を示
す信号であった場合は、最初の受信開始から少なくとも
時間5Δt経過した後に、装置要素の異常を発見するこ
とができる。したがって、装置要素の異常が発生してか
らその異常を検知するために必要な時間を短縮すること
ができる。また、要素信号を出力する装置要素に異常が
ない装置については、装置信号のみを受信するので、設
備から出力される稼働情報を収集するために必要なサン
プリング時間を大幅に短縮することができる。 【0023】以上の説明では、設備2を構成する装置2
1,22,…の装置信号出力手段210a,220a,
…から出力された装置信号210j,220j,…が異
常であった場合に、異常が生じた装置の要素信号出力手
段を指定して要素信号を受信するように構成したが、装
置21,22,…の各装置を構成する装置要素が多数存
在する場合には装置要素を少なくとも二以上に区分し、
区分した装置要素ごとに装置要素の全部が正常である
か、あるいは少なくとも一つの装置要素に異常があるか
を示す要素代表信号を出力する要素代表信号出力手段を
備え、この要素代表信号が異常である場合に区分した装
置要素について要素信号を受信するような構成をとって
もよい。こうすることによって、装置を構成する装置要
素が多数存在する場合であっても、装置要素の異常が発
生してからその異常を検知するために必要な時間を最小
限に抑えることができる。 【0024】また、設備稼働情報収集装置のその他の部
分の構造,形状,大きさ,材質,個数,配置,符号等に
ついても、本実施例に限定されるものでない。例えば、
信号テーブル300および計測結果テーブル310はメ
モリカード104に格納するように構成したが、ハード
ディスク等の外部記憶装置に格納するように構成しても
よい。同様に、設備2を構成する装置21,22,…も
現実の装置と一対一に対応させる必要はなく、例えば生
産ラインにおける左右一対のロボット装置を一つの装置
として取り扱うように、装置と一対nに対応させてもよ
い。 【0025】 【発明の効果】以上説明したように本発明では、装置の
装置信号が正常の場合は他の装置の装置信号を収集し、
装置信号が異常の場合は当該装置を構成する装置要素の
要素信号を収集するように構成したので、設備から出力
される要素信号を全ての収集する必要がなくなる。した
がって、対象となる設備の稼働情報を高速に収集するこ
とができる。これにより、設備の状態把握が迅速になる
ので、実用的な設備稼働情報収集装置になる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る設備稼働情報収集装置の構成を模
式的に示す図である。 【図2】設備稼働情報収集装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。 【図3】信号記憶手段に設定されるテーブル情報を示す
図であって、(A)は信号テーブルを、(B)は計測結
果テーブルをそれぞれ示す。 【図4】本発明を実施するための処理手順を示すフロー
チャートである。 【図5】本発明による稼働情報の収集状況を示すタイム
チャートである。 【図6】従来の設備稼働情報収集装置における処理手順
を示すフローチャートである。 【図7】従来の設備稼働情報収集装置による稼働情報の
収集状況を示すタイムチャートである。 【符号の説明】 1 設備稼働情報収集装置 11 信号読取指定手段 12 信号受信手段 13 信号記憶手段 2 設備 21,22,… 装置 210,220,… 装置信号出力手段 210j,220j,… 装置信号 211,212,… 要素信号出力手段 211j,212j,… 要素信号 3 通信線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 彦坂 尚 愛知県刈谷市朝日町一丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−270102(JP,A) 特開 平2−277397(JP,A) 特開 昭62−67411(JP,A) 特開 平3−141798(JP,A) 実開 平3−79250(JP,U) 実開 昭63−20205(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 23/02 G05B 15/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の装置要素が組み合わされて各装置
    が構成され、この装置が複数組み合わされて設備が構成
    され、各装置要素ごとに装置要素の正常・異常を示す要
    素信号を出力する要素信号出力手段が設けられ、各装置
    ごとに装置を構成する全ての装置要素が正常か少なくと
    も一つの装置要素が異常かを示す装置信号を出力する装
    置信号出力手段が設けられている設備の設備稼働情報収
    集装置であって、 前記設備稼働情報収集装置は前記要素信号出力手段と前
    記装置信号出力手段に通信線を介して接続されており、
    かつ前記装置の装置信号出力手段から出力された前記装
    置信号が正常ならば前記設備を構成する他の装置の装置
    信号出力手段を指定し、前記装置の装置信号出力手段か
    ら出力された前記装置信号が異常ならば前記装置を構成
    するそれぞれの要素信号出力手段を指定する信号読取指
    定手段と、 前記通信線を介して送られる前記要素信号または前記装
    置信号のうち、前記指定に対応する信号を受信する信号
    受信手段と、 前記信号受信手段によって受信された前記要素信号また
    は前記装置信号を、前記指定に対応して記憶する信号記
    憶手段と、を有することを特徴とする設備稼働情報収集
    装置。
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