JP4311029B2

JP4311029B2 - 生産設備状態解析装置

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Publication number: JP4311029B2
Application number: JP2003026379A
Authority: JP
Inventors: 利斉鈴木; 裕章伊藤; 洋明斉藤; 知之大竹; 光紀太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004240513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備をシーケンス制御するシーケンスコントローラから収集したデータに基づき、生産設備の稼働状態の分析のためのデータを作成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産設備では、該設備を構成する各種装置をシーケンスコントローラにより制御することで、所定の手順に沿った製造工程を実現している。シーケンスコントローラは、個々の装置ごとや、複数装置からなるグループごとに設けられており、それらシーケンスコントローラ同士がネットワークを介して制御信号をやりとりすることで、生産設備全体の工程の流れが実現される。近年では、マイクロコンピュータを搭載しプログラムを変えることで様々な装置に対応可能なシーケンスコントローラ、すなわちＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）が広く用いられている。
【０００３】
従来、生産設備の異常等の検出は、目視等の人手による作業で行われてきたが、近年の生産設備の複雑化によりそのような人手による検査作業はきわめて困難になってきている。そこで、特許文献１のように、ＰＬＣがシーケンス制御に用いる各種の制御信号のデータを一時的に保存し、保存したデータから装置の稼働状態を解析する管理装置が利用されている。特許文献１に示される管理装置では、一時保存した制御信号のデータ群のうち、稼働状況検出条件ファイルに指定されたデータを抽出してトランジションレコードファイルを作成し、このトランジションレコードファイルに含まれる各データを解析して稼働状態を判定している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−１２９２０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の装置では、一時保存した全信号のデータのうち、稼働状況検出条件ファイルに指定された信号のデータを抽出して解析に供しているが、そのファイルに示される指定データの内容や、抽出すべき制御信号をユーザがどのように指定するのか、及びその指定に応じてどのように抽出対象の信号を選択するかなどについては示されていない。シーケンスコントローラが取り扱う制御信号の数が膨大なものとなった場合、抽出する制御信号の指定や、抽出した制御信号に対して適用する解析処理の指定が煩雑になるという問題があるが、特許文献１ではそのような問題に対する解決は示されていない。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、シーケンスコントローラから収集して解析処理に用いる制御信号の指定を容易にする技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生産設備を制御するシーケンスコントローラが制御に用いる制御信号を収集・蓄積し、蓄積した情報に基づき該生産設備の稼働状態の分析に供する出力データを生成する生産設備状態解析装置であって、前記シーケンスコントローラが用いる制御信号ごとに、その制御信号の信号内容を示す信号内容符号であって当該制御信号の機能の観点での種別を示す機能符号と機能以外の観点での分類種別を示す分類符号とを含んだ信号内容符号と、その制御信号の信号内容についてのコメントと、を含んだ信号リストと、解析に用いる制御信号が満たすべき抽出条件を、前記信号内容符号が満たすべき条件と前記コメントが満たすべき条件との組として入力するための条件入力手段と、前記条件入力手段により入力された前記抽出条件のうちの前記信号内容符号が満たすべき条件と前記コメントが満たすべき条件との両方を満足する制御信号を前記信号リストから抽出する収集対象信号抽出手段と、前記収集対象信号抽出手段で抽出された各制御信号を前記シーケンスコントローラから時系列的に収集し蓄積する信号収集手段と、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号に基づき、前記生産設備の稼働状態の分析に利用可能な解析結果データを作成する解析手段と、を備える生産設備状態解析装置を提供するものである。
【０００８】
本発明の好適な態様では、前記信号リストは、各制御信号が前記生産設備を構成する各ユニットのうちのいずれに関連する信号であるかを示す対応ユニット情報を含み、前記解析手段は、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号の情報を、前記対応ユニット情報に基づき同じユニットに関連する制御信号ごとにまとめ、各ユニットごとに、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成する。
【０００９】
また更に好適な態様では、生産設備稼働状態解析装置は、前記生産設備を構成するユニットの種別毎に、その種別に対応する解析処理内容を記憶する手段と、前記生産設備を構成する各ユニットが前記種別のいずれに属するかを判定するための種別判定情報を記憶する手段と、を更に備え、前記解析手段は、前記ユニットが属する前記種別に対応する解析処理内容に従って、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成する。
【００１０】
本発明の別の好適な態様では、前記条件入力手段は、解析に用いる各制御信号が満たすべき抽出条件を、前記生産設備を構成するユニットの種別のうち解析対象とする種別ごとに、その種別に関連する各制御信号が満たすべき抽出条件の組として入力するためのユーザインタフェースを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、生産設備をシーケンス制御するＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）が取り扱う制御信号を説明するための図である。
【００１３】
この図に示すように、制御信号の観点からＰＬＣ１００を見た場合、センサ１１２（例えば光センサ）やスイッチ１１４（例えばリミットスイッチ）等の入力機器から信号を受ける入力部１０２と、ソレノイドバルブ１２２やモータ１２４などの出力機器に対して信号を送出する出力部１０４と、シーケンス制御のための論理演算を行う論理演算部１０６に大別することができる。ここで、入力機器及び出力機器は、ＰＬＣ１００の制御対象の生産設備に設けられ、ＰＬＣ１００との間で信号のやりとりを行う機器である。入力機器は、例えば生産設備を構成する要素の状態を検知し、その検知結果等を示す信号をＰＬＣ１００に対して入力する。出力機器は、ＰＬＣ１００から供給される信号に従い、生産設備を構成する要素の状態を変化させる等の機能を果たす。以下では、入力機器からＰＬＣ１００に入力される信号や、ＰＬＣ１００から出力機器へと出力される信号を、シーケンス制御に用いられる信号という意味で、制御信号と総称する。
【００１４】
これら入出力機器は、生産設備を、ＰＬＣ１００との制御信号のやりとりの観点で見た時の、通信相手の要素ということができる。これに対し、生産設備が生産のために実行する動作の観点で見た場合、生産設備を動作単位に分けて捉えることができる。この動作単位のことを「ユニット」と呼ぶことにする。例えば、プレス加工等のために直線動作を実現するシリンダや加工テーブル等を駆動するモータなどのアクチュエータ、生産設備内のある要素の異常等を表示するランプその他の表示機器、作業者が操作する操作盤などは、それぞれ生産設備が実現する工程における１つの動作単位、すなわち「ユニット」と捉えることができる。
【００１５】
１つのユニットには、そのユニットの動作状態等を監視するためのセンサ等の入力機器や、そのユニットを駆動するためのアクチュエータ等の出力機器が対応づけられる。もちろん、入力機器しか対応づけられないユニットや出力機器しか対応づけられないユニットもあれば、複数の入力機器や複数の出力機器が対応づけられるユニットもある。例えば、図２には、ユニットの例として、生産ライン等での直線動作を実現するシリンダ２００を示している。シリンダ２００の動作制御においては、ピストン２０５がそのストロークの前進端や後退端に達したことを検知する必要がある。このため、シリンダ２００に対して前進端リミットスイッチ２１４や後退端リミットスイッチ２１２が設けられる。これらスイッチ２１２はＰＬＣ１００に対する入力機器である。また、図２の例では、電磁ソレノイドバルブ２２０を切り替えて管路２２５に対する空気の流れを切り替えることで、シリンダ２００（ピストン２０５）の動作方向を前進と後退に切り替える。電磁ソレノイドバルブ２２０はＰＬＣ１００からの前進指示信号及び後退指示信号によって切り替えられるので、電磁ソレノイドバルブ２２０は出力機器である。シリンダ２００の動作状態は、前進端リミットスイッチ２１４や後退端リミットスイッチ２１２からの信号、及び電磁ソレノイドバルブ２２０への前進指示信号及び後退指示信号で表すことができる。
【００１６】
なお、以上の説明から分かるように、入出力のための機器とユニットとは、生産設備に含まれる要素についての異なる観点からの分類であり、物理的に同じ装置が入力又は出力機器であると同時に「ユニット」である場合もある。例えば異常状態を示すランプは、それ自体ＰＬＣ１００から制御信号を受け取る出力機器であるとともに、「異常状態であることを表示する」という動作単位を実現する「ユニット」でもある。
【００１７】
再び図１に戻り、論理演算部１０６では、入力される信号（や信号に対する別の論理演算の結果など）に基づき、所定のシーケンス制御プログラムに従って論理演算を実行し、出力機器に与える制御信号や別の論理演算に用いられるデータ（このデータはネットワークを介して別のＰＬＣに供給される場合もある）を求める。このうち後者を、ここでは内部ダミーデータと呼ぶ。ただし、内部ダミーデータも、論理的に見れば入力機器や出力機器とやりとりする制御信号と同等であり、生産設備の稼働状態を分析する上で意味を持つ場合も少なくないので、ここでは内部ダミーデータも制御信号の一種として取り扱う。すなわち、本実施形態では、ＰＬＣ１００が入出力機器とやりとりする信号と、ＰＬＣ１００内部の論理演算で利用される内部ダミーデータとを、ともに分析のための収集対象の制御信号として取り扱う。
【００１８】
一般にＰＬＣでは、センサ１１２等の入力機器やソレノイドバルブ１２２等の出力機器を、図中X000,X001,Y000,Y001と示したＩ／Ｏアドレスで識別しており、それら各機器とＰＬＣ１００との間でやりとりする制御信号もそのＩ／Ｏアドレスで識別している。物理的に１つの機器が、複数の検出信号をＰＬＣ１００に供給したり、ＰＬＣ１００から複数の駆動制御信号を受け取ったりする場合もあり、この場合ＰＬＣ１００の入出力においてそれら各信号は一般に別々のＩ／Ｏアドレスに割り当てられる。また、論理演算部１０６で用いられる内部ダミーデータにも、そのデータが格納されるメモリアドレスが定まっている。したがって、それら各制御信号は、それぞれ対応するアドレスにより一意的に識別することができる。
【００１９】
本実施形態では、以上のようなＰＬＣ１００から制御信号を収集し、解析する解析装置を提供する。既存のＰＬＣには、モニタリング等のために、上記各種制御信号を外部に出力する出力端子を備えるものがある。一例として、本実施形態の解析装置は、そのような出力端子に接続する装置として実現することができる。また、この解析装置をＰＬＣ内に組み込むことも可能である。
【００２０】
本実施形態の解析装置では、ＰＬＣ１００から収集して解析に用いる制御信号を、アドレスリストとユニットライブラリという２つのデータから指定することができる。アドレスリストのデータ内容の一例を図３に、ユニットライブラリのデータ内容の一例を図６に示す。以下、これらデータについて順に説明する。
【００２１】
アドレスリストには、図３に示すように、ＰＬＣ１００が取り扱う制御信号の各々に対して、「アドレス」、「信号内容符号」、及び「コメント」の３つのデータ項目が登録される。アドレスは、その制御信号を識別するアドレス（Ｉ／Ｏ又はメモリアドレス）である。信号内容符号は、その制御信号の内容を示す符号である。そして、コメントは、その制御信号の内容を関係者が理解できるように示した説明である。従来でも、これら３項目のうちのアドレスとコメントからなるアドレスリストが、シーケンス制御プログラムの作成や、生産設備に対するシーケンスコントローラの設置、生産設備の検査・解析などのために作成され、保管されていたが、本実施形態のアドレスリストは、そのような従来のアドレスリストに対して信号内容符号を追加したものといえる。
【００２２】
図３に例示した信号内容符号は、例えば「Ｒ１Ｐ」のように、分類符号、一連番号、及び機能符号という３つの符号の結合により構成される。
【００２３】
分類符号は、制御信号を、機能とは異なる観点、例えばその出所や態様などの観点で分類したときの分類種別を示す符号である。図４は分類符号の一例を示すものであり、例えば分類符号ＲはＰＬＣに対する入力機器からの入力信号、ＷはＰＬＣから出力機器への出力信号、ＤはＰＬＣ内部で用いる内部ダミーデータを示す。また、分類符号Ｔ，Ｃ，Ｌは、ＰＬＣが行う制御動作で利用されるタイマ、カウンタ、ラッチからの信号をそれぞれ示す。また、例えばＰＬＣから出力機器への出力信号であっても、ネットワークを介した他のＰＬＣ（或いはこれに類する制御装置）」に接続された出力機器への信号の場合、デバイスＩ／Ｏから直接入出力されるわけでなく、いったん内部ダミーデータとしてあるメモリアドレスに書き出された後、ネットワーク通信プロトコルによって通信される場合がある。これ以外の場合であっても、出力機器や入力機器とデバイスＩ／Ｏを介して直接やりとりするのではなく、いったん内部ダミーデータを介する信号がある。このような信号は、通常の入出力信号と区別した方がよい場合があるので、これらに対しては、いったん内部ダミーの状態を介する信号という意味で例えば「ＲＤ」や「ＷＤ」等の分類符号を割り当てることができる（図４では省略）。
【００２４】
機能符号は、制御信号を、その信号が果たす機能（別言すればその信号を用いる目的）の観点で分類した時の種別を示す符号である。図５は機能符号の一例を示す図であり、符号ごとにその意味と信号の具体例の説明を示している。例えば、符号Ｍは安全用の制御信号を示し、具体例としては運転準備に用いられるリレーなど、安全装置関係のリレーに関する信号が挙げられている。また、例えば符号Ｐは、装置の動作や位置の確認に用いる制御信号を示す。この具体例としては、シリンダ等の前進端確認のためのリミットスイッチによるリレーなど、監視対象の装置（ユニット）が制御上チェックしなければならない位置に達した場合やチェックしなければならない動作を行ったときに機能する位置・動作確認装置によるリレーやタイマに関する信号が挙げられている。なお、図５の説明欄の説明内容の末尾が「リレー」等となっているが、これはシーケンス制御が伝統的にリレー等の組合せで表現されることに鑑み、関係者にとって理解しやすいように表現したものである。
【００２５】
また、シーケンス制御の流れに従ったユニットの動作は、ユニットの種類に応じて多種多様にわたるため、これら動作の指示等に関する制御信号については、図５の例では機能符号無しとしている。
【００２６】
このような分類符号と機能符号の組合せにより、制御信号の内容を表現することができる。ただ、ＰＬＣが同じ信号内容を持つ制御信号を複数用いる場合（例えば異なるユニットに対する信号など）もあり、このような場合にそれら同内容の制御信号を区別できると便利な場合もある。このため、この実施形態では、分類符号と機能符号とが同じ組合せの制御信号に対し、一連番号を付与している。図３の例では、分類符号、一連番号、機能符号をこの順に結合することで、１つの信号内容符号を表している。
【００２７】
信号内容符号の具体例を説明すると、例えば「Ｒ１Ｐ」は、制御対象（ユニット）の確認対象の動作状態や位置等（例えば前進端など）を検知したセンサ等から入力される信号を示し、「Ｒ２Ｗ」はワークの有無を検知するセンサ等からの「ワーク有り」状態を示す信号を示す。また信号内容符号「Ｗ１０」は、機能符号がないので、シーケンス制御手順に従って働くリレーに関連する出力信号を示す。
【００２８】
アドレスリストの「コメント」は、一般には、その信号に対応する制御対象（ユニット）の名称と、その制御対象の検出状態（センサ等からの信号場合）やその制御対象に対する動作指示（アクチュエータ等への信号の場合）の名称との組合せで示される。図３の例では、アドレスＬ７７３，Ｌ７５２，Ｌ７７２，Ｌ７５３の４つの制御信号は、同じ「密着ソケット」という名称のユニットに関する信号であることが読みとれる。また、この例において、例えばＬ７７３の信号のコメントからは、シリンダの一種であるその密着ソケットが「下降端」に来たことを示す信号であることが読みとれる。
【００２９】
このように、本実施形態では、アドレスリストの「コメント」と「信号内容符号」により、制御信号の信号内容を表現する。
【００３０】
以上説明したアドレスリストのデータ構造はあくまで一例にすぎない。例えば、上記の例では、当該制御信号が関係するユニットを示す識別情報は、既存の「コメント」の情報が利用できるため、これを信号内容符号に含めることはしていなかったが、含めるようにすることも可能である。
【００３１】
以上、アドレスリストについて説明した。次に、図６を参照してユニットライブラリについて説明する。
【００３２】
アドレスリストが従来から存在するものに対して拡張を施したものであったのに対し、ユニットライブラリは本実施形態のシステムにおいて新たに導入したものである。
【００３３】
ユニットライブラリは、ＰＬＣ１００から収集して解析する制御信号が満足すべき条件を示すデータである。すなわち、本実施形態の解析装置では、ＰＬＣ１００が取り扱う制御信号（すなわちＰＬＣに入力されたり、ＰＬＣから出力されたり、ＰＬＣが生成したりする制御信号であり、別の観点でいえばアドレスリストに列挙されている信号）のうち、このユニットライブラリに記述された条件を満足するものを収集し、これを解析に用いる。このような条件集を「ユニット」ライブラリと呼ぶゆえんは、条件を制御対象ユニットの種別ごとにまとめて記述しているからである。
【００３４】
例えば図６の例では、「シリンダ」や「ランプ」といったユニット種別ごとに、そのユニット種別に属するユニットの制御に関連する各制御信号が満足すべき条件を記述している。例えば「シリンダ」には、前進・後退という反対向きの２つの動作指示の信号と、前進端・後退端というそれら各動作指示に対応する２つの動作チェックポイント（この場合は動作端）の検知を示す信号とが関連している。したがって、図６の例では、例えば「シリンダ」の「条件」欄は、該シリンダにに対する動作指示のための２つの信号「動作指示１」及び「動作指示２」が、互いに反対向きの動作に関する信号であるという条件と、それら両信号がＰＬＣから直接（Ｉ／Ｏ経由）又は間接（いったん内部ダミーを介して）にシリンダ（を駆動するアクチュエータ）に対して出力される信号である条件の両方を満足する必要があることを示している。後者の条件は、制御信号の信号内容符号が「Ｗ＊」又は「ＷＤ＊」（＊は任意の文字列を示す）のパターンになるという条件で示されている。また本実施形態では、ユニットの動作の方向がアドレスリストのコメント（図３参照）に記述されているので、前者の条件は、コメント中の動作方向の記述が、同じユニットに関する２つの信号同士で逆向き（例えば上昇と下降、或いは前進と後退など）であることを表す記述となっている。この記述は、図６では便宜上自然言語表現で示しているが、本解析装置で解釈できる記述であればどのようなものでもよい。例えば、コメントに記述される方向を表す単語について、反対の方向を表す単語を登録した辞書をあらかじめ作成しておけば、コメントの記述からそのような反対向きの信号のペアを自動抽出することができる。なお、同じユニットに関係する信号は、アドレスリストのコメント中のユニット名称によって判別できる。同様に、シリンダの条件欄には、動作端を示す信号「動作端１」、「動作端２」が、上述の各動作指示に対応する「端」を示す信号であるという条件が示されている。この条件は、信号内容符号が「＊Ｐ」のパターンになっており、コメントの記述が上述の動作指示の名称に対し「端」という語を付加したものになっているという条件である。
【００３５】
同様に、ユニットライブラリには、ユニット種別「ランプ」に関係する制御信号が満足すべき条件として、アドレスリストのコメントに「異常」、「予報」、「ワーク有り」のいずれかの語が含まれるという条件が示されている。これは、「異常」、「予報」又は「ワーク有り」の各状態を示すランプ（生産設備における個々の要素の状態を示すランプに対応している。これら３種以外の状態を示すランプがある場合もあり、この場合には、図６のランプに関する条件は、それら３より多い種類の状態に対応するランプから、解析対象として「異常」、「予報」及び「ワーク有り」の３種のみを抽出することを表す。なお、ランプに関しては、各状態に対応してそれぞれランプの色が定められているので、その色がユニットライブラリに示されている。この色の情報には、例えばランプについての解析結果を表示する際に、その結果を示す色として利用するなどの用途がある。
【００３６】
なお、ユニットライブラリに示されるのは各ユニット「種別」ごとの条件なので、実際の生産設備では１つのユニット種別に対して、複数の該当ユニットが存在することが一般的といえる。例えば図３の例には、「密着異常」及び「加振異常」という２つのランプユニットと、「密着ソケット」及び「加振ユニット」という２つのシリンダユニットが含まれている。
【００３７】
このユニットライブラリは、解析の目的に応じて適宜作成することができる。すなわち、その目的において調査する必要のあるユニット種別や、そのユニット種別に関連する制御信号が満足すべき条件を入力して、ユニットライブラリを作成すればよい。
【００３８】
本実施形態の解析装置は、アドレスリストに示される制御信号の中から、ユニットライブラリに示される条件を満足する制御信号を選択し、抽出した制御信号をユニットごとにまとめて整理する。そして、解析装置は、それら選択した制御信号の時々刻々の値をＰＬＣ１００から収集して蓄積し、ユニットごとに、当該ユニットに関係する制御信号の蓄積データに基づき、解析を行う。
【００３９】
この生産設備稼働状態解析装置の構成及び処理内容を、図７を参照して説明する。
【００４０】
図７の構成において、入力装置１は、上述のアドレスリスト２やユニットライブラリ３の内容を入力するための機能モジュールである。入力装置１としては、グラフィカル・ユーザ・インタフェースにより各項目をユーザに入力させるようなものでもよい。また、ユニットライブラリ３の入力は、例えばユーザに解析したいユニット種別と、そのユニット種別の解析に用いる制御信号の信号内容が満たすべき条件を入力することにより行う。条件は、図６に沿って説明したように、個々の制御信号が満たすべき条件の形でもよいし、複数の制御信号の間で満足されるべき条件の形でもよし、それらの組合せでもよい。本実施形態では、この条件は、アドレスリスト２の信号内容符号やコメントに対する条件として指定することができる。信号内容符号についての条件は、例えば正規表現等の形で記述できる。またコメントに対する条件は、解析に用いる制御信号のコメントが含むべき単語を指定したり、複数の制御信号間で単語同士が満足すべき関係（例えば反対語など）を指定することで入力できる。それら複数の条件をＡＮＤ条件やＯＲ条件などの形で組み合わせて指定することも可能である。
【００４１】
ここで、従来のアドレスリストはシーケンス制御系の設計の際に作成されることが一般的なので、本実施形態のアドレスリスト２も設計時に作成しておくようにすれば（従来形式に対して信号内容符号を付加すればよい）、解析時にはその作成済みのアドレスリスト２を本解析装置に読み込むだけでよい。
【００４２】
これに対して、ユニットライブラリ３は、解析の目的に応じ、解析したいユニット種別ごとに、そのユニット種別の解析に用いる制御信号の条件を入力することで適宜作成すればよい。以前に作成したユニットライブラリ３を、後の解析の際に解析装置に入力し、再利用することももちろん可能である。
【００４３】
コメント抽出処理部４は、アドレスリスト２に示される各制御信号のなかから、信号内容符号及びコメントがユニットライブラリ３に示される条件を満足するものを抽出し、これらを収集設定データ５及び解析設定データ６に登録していく。
【００４４】
収集設定データ５は、ＰＬＣ１００から収集した制御信号を蓄積するファイル（収集データファイルと呼ぶ）のデータ構造を規定するデータである。図８に収集設定データの一例を示す。これは、図３に例示したアドレスリストと図６に例示したユニットライブラリから作成される収集設定データの例である。図３のアドレスリストの各信号のうち、図６のユニットライブラリの条件を満足するのは、「密着異常」及び「加振異常」のランプと、「密着ソケット」及び「加振ユニット」のシリンダに対応する各信号である。したがって、収集設定データは、図８に示すように、それら条件を満足するアドレスリスト中のＭ００２，Ｍ００３以下の各制御信号の値を、収集データファイルのどの「保存位置」に保存するかを表すデータとなる。収集データファイルは、図１０に示すように、サンプリング時刻ごとにそれら各制御信号の値を記録する２次元のテーブル形式でよいので、この場合「保存位置」としてはそのテーブルにおける各制御信号の列番号を指定すればよい。このように、収集設定データは、アドレスリストに対して「保存位置」の項目を付加したデータとして作成される。
【００４５】
解析設定データ６は、ＰＬＣ１００から収集した各制御信号の値をどのように組み合わせて解析を行うかを示すデータである。本実施形態では、生産設備の稼働状態をユニット単位で解析するため、解析設定データ６も、各制御信号とユニットとの関係を示したものとなる。図３に例示したアドレスリストと図６に例示したユニットライブラリから作成される解析設定データの例を図９に示す。この例では、ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」及び「加振ユニット」の各々に対し、「動作指示１」、「動作指示２」、「動作端１」及び「動作端２」という４種の制御信号のアドレスとコメントが登録される。これは、アドレスリスト（図３）において、「シリンダ」の条件欄に記述された条件を満足する制御信号を抽出し、それらを同じユニット名称（これは「コメント」の先頭に記述される）を持つもの同士でまとめていけばよい。この場合、「密着ソケット下降」という制御信号を「動作指示１」としたら、「動作端１」にはそれに対応する動作方向に「端」がついた「密着ソケット下降端」という制御信号が選ばれる、といった具合に、ユニットライブラリの条件に従って複数の制御信号間の対応関係が識別できる形で各制御信号が登録される。また、図９の解析設定データには、ユニット種別「ランプ」に該当する２つのユニットの各々に対しても、対応する制御信号のアドレスとコメントが登録されている。また「ランプ」に関しては、ユニットライブラリの条件欄に信号の「色」が登録されている。この例では、「異常」というキーワードに該当した制御信号なので、これに対応する「赤」（図６参照）が登録されている。
【００４６】
再び図７の説明に戻ると、上述のように収集設定データ５と解析設定データ６とが作成されると、データ収集処理部７は、その収集設定データ５に従ってＰＬＣ１００から各制御信号を時系列的に収集し、収集した各制御信号の値をその収集設定データ５に示される収集データファイルの「保存位置」に保存していく。制御信号の収集は、収集設定データ５に示される各アドレスの値を時系列的にサンプリングすることで行われる。これにより、図１０に示すようなデータ内容を持つ収集データファイル８ができる。
【００４７】
図１０に例示した収集データファイルは、収集設定データの設定に従う順に収集対象の各制御信号（図ではアドレスで示されている）の列が設定され、それら各制御信号の各サンプリング時刻での値が時系列的に登録されている。収集データファイル８には、例えば、所定の検査期間に収集した各制御信号の値が登録される。ＰＬＣ１００が取り扱う制御信号は、一般にオン・オフの２値なので、図１０の例では、収集データファイル８には、各時刻で制御信号が０、１のいずれであるかが記録されている。
【００４８】
このようにして収集データファイル８が完成すると、表示解析処理部９が、そのファイル８に保存された各制御信号の値を、解析設定データ６及び収集設定データ５を参照しつつ解析することで、ユーザに提供する表示解析データを作成する。
【００４９】
この表示解析処理部９での解析処理では、解析設定データ６に示されたユニットごとに、そのユニットに対応する各制御信号の収集データからそのユニットに対する解析を行う。解析の内容は、ユニット種別毎にあらかじめ設定しておくことができる。
【００５０】
図１１には、ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」というユニットについての解析の流れを例示している。ここでは、シリンダには、動作状態の時系列変化を示すタイムチャートを作成するという解析を行うものとする。
【００５１】
図１１の流れでは、まず解析設定データ６から１つ目のシリンダユニットである密着ソケットに関連する４つの制御信号のアドレスが特定され（Ａ）、これら各アドレスの信号データが収集データファイル８の何列目に保存されているかが収集設定データ５から特定され（Ｂ）、特定された各列のデータが、密着シリンダの各制御信号の値の時系列データとして抽出される（Ｃ）。説明のために、Ｄに、これら各制御信号の時系列データを各信号の種類（「コメント」の記述により示している）と対応づけて示す。これから分かるように、時間を横軸にとり、２つの動作端（上昇端と下降端）をそれぞれ縦軸の上限及び下限とし、動作指示１（下降）がオン（値“１”）になった点からその指示に対応する動作端１（下降端）がオンになった点までを矢印で結び、同様に動作指示２（上昇）がオンになった点からその指示に対応する動作端２（上昇端）がオンになった点までを矢印で結ぶことで、密着ソケットの位置の時系列変化を示すタイムチャートが得られる（Ｅ）。
【００５２】
加振ユニットについても同様に位置変化のタイムチャートを作成することができる。
【００５３】
また、密着異常や加振異常については、横軸に時間を取り、その異常を示す制御信号がオンしている期間は解析設定データ６に示された色「赤」で、それ以外の期間は背景色であるような帯グラフを作成するなどを解析処理を行うことができる。
【００５４】
以上、シリンダとランプという２つのユニット種別を例示したが、他のユニット種別についても、その種別に応じた解析処理を規定しておけば、上述と同様にしてそのユニット種別に応じた解析結果を求めることができる。例えば、生産台数の変化を見たい場合は、生産台数カウンタをユニットライブラリ３に登録することにより、各サンプリング時刻でのこの生産台数カウンタの値をＰＬＣから収集し、これに基づき累積生産台数の時間変化などを示すグラフを作成することができる。
【００５５】
図１２は、このようにして求められた生産設備の各ユニットの稼働状態の解析結果の一覧表示例である。この例では、各ユニットの状態変化をタイムチャートで示している。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、シーケンスコントローラ（ＰＬＣ）から収集して解析に用いる制御信号を、その制御信号の信号内容（アドレスリストの信号内容符号やコメントに示される）が満足すべき条件として指定すれば、解析装置がその条件を満足する信号内容を持つ制御信号を自動的に抽出する。したがって、本実施形態では、解析に用いる制御信号を作業者が１つ１つ個別に選択していく必要がないので、作業者の負担が軽減できる。
【００５７】
また本実施形態では、解析したいユニット種別ごとに、その種別に関係する制御信号が満足すべき条件の組が登録されたユニットライブラリを用いるので、ユニットライブラリを参照することで、各制御信号がそれぞれどのユニットに関係するものなのかが分かる。これにより、各ユニットの稼働状態を、各々のユニットに関係する制御信号の収集データから解析することができる。
【００５８】
なお、上記実施形態はあくまで一例であり、本発明の範囲内で様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アドレスリスト２とユニットライブラリ３から収集設定データ５と解析設定データ６という２つのデータを作成したが、これら収集設定データ５と解析設定データ６を１つのデータにまとめて作成することも可能である。
【００５９】
また、上記実施形態では、ユニットライブラリ３に示される条件を満たす制御信号をＰＬＣから時系列的に収集し、それら収集した制御信号をもとに解析を行ったが、この代わりに、解析に使用される可能性があるすべての制御信号（極端な場合、ＰＬＣが取り扱うすべての制御信号）をＰＬＣから収集して蓄積し、蓄積した多くの制御信号の中から、ユニットライブラリ３に示される条件を満たすものを抽出して解析に用いる構成も可能である。
【００６０】
また、本実施形態の解析装置をＰＬＣに対して常時接続しておき、解析装置内の収集データファイル用の記憶容量をリングバッファのように用いて、常に現在時刻から所定期間前までの収集データが保存されるようにしておくことも可能である。この構成によれば、生産設備に異常が起こった時には、異常が起こるまでの所定期間の各ユニットの稼働状態を解析装置により解析することができる。この場合、注目すべき異常状態を示す制御信号をあらかじめ解析装置に登録しておけば、その制御信号がオンになったことをトリガとして、解析装置がその時点で保持している収集データファイルに対して自動的に解析処理を実行し、図１２のような解析結果を出力するという構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】生産設備をシーケンス制御するＰＬＣが取り扱う制御信号を説明するための図である。
【図２】シリンダというユニットに対応する入出力機器を説明するための図である。
【図３】アドレスリストのデータ内容の一例を示す図である。
【図４】分類符号の例を示す図である。
【図５】機能符号の例を示す図である。
【図６】ユニットライブラリのデータ内容の一例を示す図である。
【図７】実施形態の生産設備稼働状態解析装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】収集設定データのデータ内容の一例を示す図である。
【図９】解析設定データのデータ内容の一例を示す図である。
【図１０】収集データファイルのデータ内容の例を示す図である。
【図１１】ユニット種別「シリンダ」に該当する「密着ソケット」についての解析の流れを説明するための図である。
【図１２】解析結果として生成される生産設備の稼働状態のタイムチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１入力装置、２アドレスリスト、３ユニットライブラリ、４コメント抽出部、５収集設定データ、６解析設定データ、７データ収集処理部、８収集データファイル、９表示解析処理部。

Claims

生産設備を制御するシーケンスコントローラが制御に用いる制御信号を収集・蓄積し、蓄積した情報に基づき該生産設備の稼働状態の分析に供する出力データを生成する生産設備状態解析装置であって、
前記シーケンスコントローラが用いる制御信号ごとに、その制御信号の信号内容を示す信号内容符号であって当該制御信号の機能の観点での種別を示す機能符号と機能以外の観点での分類種別を示す分類符号とを含んだ信号内容符号と、その制御信号の信号内容についてのコメントと、を含んだ信号リストと、
解析に用いる制御信号が満たすべき抽出条件を、前記信号内容符号が満たすべき条件と前記コメントが満たすべき条件との組として入力するための条件入力手段と、
前記条件入力手段により入力された前記抽出条件のうちの前記信号内容符号が満たすべき条件と前記コメントが満たすべき条件との両方を満足する制御信号を前記信号リストから抽出する収集対象信号抽出手段と、
前記収集対象信号抽出手段で抽出された各制御信号を前記シーケンスコントローラから時系列的に収集し蓄積する信号収集手段と、
前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号に基づき、前記生産設備の稼働状態の分析に利用可能な解析結果データを作成する解析手段と、
を備える生産設備状態解析装置。
前記信号リストは、各制御信号が前記生産設備を構成する各ユニットのうちのいずれに関連する信号であるかを示す対応ユニット情報を含み、
前記解析手段は、前記信号収集手段で収集し蓄積した各制御信号の情報を、前記対応ユニット情報に基づき同じユニットに関連する制御信号ごとにまとめ、各ユニットごとに、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成することを特徴とする請求項１記載の生産設備状態解析装置。
前記生産設備を構成するユニットの種別毎に、その種別に対応する解析処理内容を記憶する手段と、
前記生産設備を構成する各ユニットが前記種別のいずれに属するかを判定するための種別判定情報を記憶する手段と、
を更に備え、前記解析手段は、前記ユニットが属する前記種別に対応する解析処理内容に従って、当該ユニットに関連する制御信号の情報から当該ユニットの稼働状態に関する解析結果データを作成することを特徴とする請求項２記載の生産設備状態解析装置。
前記条件入力手段は、解析に用いる各制御信号が満たすべき抽出条件を、前記生産設備を構成するユニットの種別のうち解析対象とする種別ごとに、その種別に関連する各制御信号が満たすべき抽出条件の組として入力するためのユーザインタフェースを備えることを特徴とする請求項１記載の生産設備状態解析装置。