JP4329805B2 - 動作制御操作盤 - Google Patents

Description

この発明は、入力要素からの入力信号の状態が所定の状態になったときに、出力要素に出力信号を出力することで機械の所定の動作を得る動作制御操作盤に関し、特に、タッチパネル式の入出力手段を備えた動作制御操作盤に関するものである。

従来、図１０に示すように、動作制御操作盤１００はシーケンス・コントローラ（以下、ＰＬＣという）１０１を介して数値制御装置（以下、ＣＮＣという）１０２や各種アクチュエータ１０３に接続されている。そして、作業者が操作盤１００に設けられた各種ボタンを操作すると、ＰＬＣ１０１により、各種の入力要素からの入力信号の状態が判定され、入力信号が所定の状態になったときに、出力要素に出力信号を出力することでＣＮＣ１０２やアクチュエータ１０３等の設備機械が所定の動作をするようになっている。

動作制御操作盤１００には、入力手段としての各種ボタンやスイッチと、出力手段としてのランプやディスプレイ等の表示手段が設けられている。そして、これらの入出力手段として、その汎用性の高さや高機能性からタッチパネルの使用が主流となっている。

一方、動作制御操作盤１００には、設備機械に自動運転を行わせるための自動運転用の各種ボタン等の入力手段の他に、ＭＤＩ操作により設備機械の各動作を個別に行わせる各個動作用の入力手段が備えられている。そして、設備機械の故障や異常停止が生じると、作業者はこの各個動作用の操作ボタンを操作することにより設備機械に各個動作をさせて復旧を行う。

図１１は、各個動作用の操作ボタンを示しているが、従来の操作ボタンは単に操作ボタンが羅列されているだけなので、現在の設備機械の状態（ＰＬＣ１０１への入力信号の状態）ではどの各個動作を行えばよいか、すなわち、次にどの操作ボタンを押せばよいか、あるいは、現在の設備機械の状態（ＰＬＣ１０１への入力信号の状態）ではどの各個動作を行うことが可能か、すなわち、いま、操作可能な操作ボタンはどれかが、操作ボタンを見ただけでは解らない。このため、異常停止時の復旧等の各個動作は熟練の作業者でなければ行うことができない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、動作制御操作盤の各個動作用の操作ボタンを見ただけで、次に操作すべき操作ボタン、あるいは、いま、操作可能な操作ボタンが解るようにして、熟練の作業者でなくとも各個動作を行うことができる動作制御操作盤を提供することを目的としている。

上述の課題を解決するための手段は、シーケンス・コントローラと接続され該シーケンス・コントローラとの間での入出力信号の授受により該シーケンス・コントローラに接続された設備機械の動作を制御する動作制御操作盤であって、入力手段および出力手段の双方の機能を有するタッチパネルと、該タッチパネル上に構成される複数の操作ボタンを前記シーケンス・コントローラにおける所定の入出力信号の状態に応じて視覚的に区別して表示する操作ボタン表示手段とを備えた動作制御操作盤において、前記複数の操作ボタンは前記設備機械の一連の自動運転時に行われる動作を個々の動作に分割した各個動作を行わせるための操作ボタンであり、前記シーケンス・コントローラにおける前記所定の入出力信号は、各操作ボタンにより実行される各個動作の動作中に常に満足すべき条件である運転条件と、各操作ボタンにより実行される各個動作の開始時に満足すべき条件である起動条件を含み、前記操作ボタン表示手段は、前記操作ボタン毎に各操作ボタンにより実行される各個動作の前記運転条件および前記起動条件の、少なくとも運転条件の状態に応じて視覚的に区別して表示することを特徴とするものである。

なお、上記の構成において、視覚的に区別して表示するための具体的な手段としては、色分け表示や点滅表示の他、操作ボタンの大きさや文字の大きさを変える等の種々の手段を採用し得る。

なお、上記の構成において、各個動作とは設備機械の一連の自動運転時に行われる動作を個々の動作に分割し、分割された各々の動作を他の動作とは独立して行わせるものであり、試運転時や異常停時の復旧作業等に行われるものである。

なお、上記の構成において、運転条件とは、当該操作ボタンによって行われる動作の開始時から動作の終了時まで常に満足している必要がある条件であり、起動条件とは、当該操作ボタンによって行われる動作の開始時に満足している必要がある条件、すなわち、動作の開始のトリガとなる条件である。
上述の課題を解決するための他の手段は、上記の構成において、更に前記操作ボタン表示手段は、前記操作ボタン毎に各操作ボタンにより実行される各個動作の前記運転条件および前記起動条件の双方を満たすか否かに応じて視覚的に区別して表示することを特徴とするものである。

上述の課題を解決するための他の手段は、上記の構成において、更に前記運転条件および前記起動条件を満たすか否かは前記シーケンス・コントローラにより判断されることを特徴とするものである。上記の構成により、運転条件および起動条件を満たすか否かの判定はシーケンス・コントローラにて行われる。これにより、動作制御操作盤には操作ボタンを表示する際に特別な判定手段を備える必要がなく、単にシーケンス・コントローラからの出力信号に基づいて視覚的に区別して表示すればよい。

請求項１に記載の発明によれば、タッチパネル上には、機械設備の一連の自動運転時に行われる動作を個々の動作に分割した各個動作を行わせるための操作ボタンが、シーケンス・コントローラにおける各操作ボタンにより実行される各個動作の動作中に常に満足すべき条件である運転条件と、各操作ボタンにより実行される各個動作の開始時に満足すべき条件である起動条件の、少なくとも運転条件の状態に応じて視覚的に区別して表示され、作業者は運転条件を満たしている各個動作の操作ボタンを視覚的に知ることができるので、シーケンス・コントローラの入出力信号の状態を意識することなく、あるいはそれらに熟練していなくとも、動作制御操作盤を操作し、各個動作を行うことができる。そして、運転条件と起動条件の少なくとも運転条件の状態を満足するか否かによって操作ボタンが視覚的に区別して表示されるので、運転条件を満たしている動作の操作ボタンが視覚的に区別して表示され、作業者は運転条件を満たしている各個動作の操作ボタンを知ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、運転条件および起動条件の双方を満足するか否かによって操作ボタンが視覚的に区別して表示されるので、作業者は運転条件および起動条件の双方を満たしている各個動作の操作ボタン、すなわち、次に操作すべき操作ボタンを視覚的に知ることができ、この操作ボタンを押すことにより対応する各個動作を容易に実行させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、運転条件および起動条件を満たすか否かの判定はシーケンス・コントローラにて行われるので、上記の効果に加えて、動作制御操作盤には操作ボタンを表示する際に特別な判定手段を備える必要がなく、単にシーケンス・コントローラからの出力信号に基づいて視覚的に区別して表示すればよい。

本発明の実施の形態を、図１から図９に基づいて説明する。図１は、動作制御操作盤１０およびＰＬＣ３０のブロック図であり、動作制御操作盤１０は、演算装置であるＣＰＵ１１と、システムプログラム等を記憶したＲＯＭ１２と、後述する画面定義データや運転条件アドレス、起動条件アドレス等を記憶したＲＡＭ１３と、ＣＰＵ１１とインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４を介して接続されるタッチパネル１５と、出力装置１６および入力装置１７と、ＰＬＣ３０との通信用のインターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）１８とを主たる構成としている。

ここで、図１においては、出力装置１６は電源供給中や運転中を示すランプ等のハードウェアで構成される出力装置（図７参照）であり、入力装置１７は自動運転の起動スイッチや非常停止ボタン等のハードウェアで構成される入力装置（図７参照）である。これに対して、ソフトウェアで構成され入力手段と出力手段の双方の機能を有するタッチパネル１５をこれらのハードウェアで構成される入出力装置１６，１７と区別して示している。

また、操作盤設定手段２０は、具体的にはパーソナル・コンピュータによって実現され、必要に応じて動作制御操作盤１０に接続することによって、動作制御操作盤１０の各種の設定を変更するための手段である。この操作盤設定手段２０により、動作制御操作盤１０のタッチパネル１５の画面表示やタッチパネル１５の入力項目を変更することができるので、ハードウェアの入出力装置しか備えない動作制御操作盤に比較して、動作制御操作盤１０の汎用性を向上させることができる。すなわち、動作制御操作盤１０で制御する設備機械が変っても、その設備機械に応じてタッチパネルを設定することにより、同一の操作盤で様々な設備機械の制御が可能となる。

ＰＬＣ３０は、演算装置であるＣＰＵ３１と、システムプログラム等を記憶したＲＯＭ３２と、ラダー回路で組まれたシーケンスプログラム等が記憶されたＲＡＭ３３と、動作制御操作盤１０の通信Ｉ／Ｆ１８と接続される通信Ｉ／Ｆ３４を主たる構成としている。また、通信Ｉ／Ｆ３４はＣＮＣ、搬送装置、アクチュエータ等の被制御対象となる設備機械４０と接続され、これら設備機械４０とＰＬＣ３０との間で入出力信号のやりとりが行われる。そして、動作制御操作盤１０に対する作業者の操作と、ＰＬＣ３０に記憶されたシーケンスプログラムとに基づいて、設備機械４０の動作が制御される。

ここで、タッチパネル１５による入出力（Ｉ／Ｏともいう）はＣＰＵ１１を介してＰＬＣ３０とやり取りされるのに対して、出力装置１６および入力装置１７はＰＬＣ３０に直接配線され、ＰＬＣ３０との間で直接Ｉ／Ｏのやり取りが行われる。

次に、図２、図３および図６のフローチャートに基づいて、本実施の形態の作用を説明する。図２は動作制御操作盤１０のメインフローチャートであり、電源が投入されるとＳ５０にて初期画面の表示処理が行われる。初期画面には各種の機能画面への画面切替えボタンが備えられており、Ｓ５１にてこの画面切替えボタンが押されたか否かが判断される。このとき、選択されたが画面が各個操作画面である場合は、Ｓ５３に進み各個操作ボタン処理が行われ、各個操作画面以外の他の画面が選択された場合は、Ｓ５２に進み、工具数や加工数の管理を行うカウンタ画面、設備の各種情報をランプ表示する異常ランプ画面、異常の回数、異常時間、可動率等の表示を行う情報画面等、画面切替えボタンによって選択された画面処理が行われる。

図３は、図２のＳ５３にてコールされる各個ボタン処理のサブプログラムのフローチャートであり、まず、図７のタッチパネル１５の下段に表示されたメニューボタンが押されたか否かが判断され、メニューボタンが押された場合はサブプログラムがリターンされ、押されていなければＳ６１に進む。なお、Ｓ６１以下の処理については、各個ボタン処理で表示される全てのボタンについて、各々処理が行われる。

Ｓ６１では、ランプアドレス信号がＯＮされているか否かを判断する。すなわち、タッチパネル１５の表示画面は入力手段としてのボタンの機能のみならず、出力手段としてのランプの機能を有しているので、このランプの機能としてランプを点灯するか否かを判断するのである。このランプを点灯するか否かの判断はＰＬＣ３０における当該アドレスの信号（ランプアドレス信号）がＯＮしているか否かによって決まる。

そして、このランプアドレス信号のＯＮ／ＯＦＦによって、各ランプを点灯するか否かを判断し、ランプアドレス信号がＯＮの場合はＳ６２に進んでランプ点灯処理を、ランプアドレス信号がＯＦＦの場合はＳ６３に進んでランプ消灯処理が行われる。すなわち、Ｓ６２にではランプが点灯した状態のボタンを表示させ、Ｓ６３ではランプが消灯した状態のボタンを表示させる。なお、ここで、ランプが消灯した状態は、後述するボタンの下地色が黒の状態である。

次に、Ｓ６３のランプ消灯処理の後には、Ｓ６４に進んで、運転条件アドレス信号のＯＮ／ＯＦＦを判定し、また、Ｓ６６では起動条件アドレス信号のＯＮ／ＯＦＦを判定する。運転条件アドレス信号がＯＦＦの場合はＳ６５へ進んでランプグレー表示処理を行い、運転条件アドレス信号がＯＮで、かつ起動条件アドレス信号がＯＮの場合は、Ｓ６７へ進んで枠点滅表示処理を行う。そして、Ｓ６２のランプ点灯処理の後、Ｓ６５のランプグレー表示処理の後、Ｓ６７の枠点滅表示処理の後、および、運転条件アドレス信号がＯＮで、かつ起動条件アドレス信号がＯＦＦの場合は、Ｓ６８に進む。

ここで、運転条件アドレス信号、起動条件アドレス信号について説明する。図４はＰＬＣ３０におけるラダー回路図の一例を示すものであり、ある動作を行わせるために、所定の入力信号により出力Ｍ０１をＯＮさせる場合、各種の入力信号（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３・・・）の状態を判断し、入力信号が所定の状態を満たしているときに出力Ｍ０１がＯＮされる。この各種の入力信号には、起動条件と呼ばれる入力条件（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）と運転条件と呼ばれる入力条件（Ｘ０４、Ｘ０５、Ｘ０６）が設定されている。

運転条件とは、出力Ｍ０１をＯＮすることによって実行される動作の、開始か
ら終了までの間、常にその状態を保つ必要がある条件であり、具体的には、電力
が供給されているか、扉が閉じているか、運転準備ボタンが押されているか等の
条件である。

また、起動条件とは、出力Ｍ０１をＯＮすることによって実行される動作の、
動作開始のトリガとなる条件であり、具体的には、工具の締めが完了したか、前
の工作物の加工が完了したか等の条件である。すなわち、起動条件は動作が開始
された後は、状態が変化してもかまわない。そのため、ホールド回路が設けられ
ている。

そして、この運転条件および起動条件によって、タッチパネル１５の各ランプの表示状態を変えるのである。すなわち、運転条件が満足していない場合は、いまはその操作は実行できないことを意味しており、運転条件が満足していれば、いまその操作を実行でき、さらに、起動条件をも満足していれば、その操作が次にすべき操作であることを意味している。

そして、これら運転条件および起動条件が満足しているか否かは、ＰＬＣ３０への入力信号に基づいてＰＬＣ３０のＣＰＵ３１によって判断される。このＰＬＣ３０によってＯＮもしくはＯＦＦされた運転条件アドレス信号および起動条件アドレス信号が動作制御操作盤１０のＲＡＭ１３に出力されるので、動作制御操作盤１０側としては、この運転条件アドレス信号および起動条件アドレス信号のみによって、操作ボタンの表示状態を変えればよい。

次に、図５に基づいて、上記の運転条件と起動条件によるボタンの表示状態の違いについて説明する。

図５の表に示すように、運転条件と起動条件のＯＮ／ＯＦＦの組合せは４通りあり、その４通りの各々について通常時とボタンが押されたときの２通りの表示状態がある。

運転条件がＯＦＦの通常時は、表示例（Ａ）に示すように、ランプ色（緑）の枠とグレーの下地色（Ｓ６５）で表示される。この場合、運転条件がＯＦＦであるので、この操作を行うことはできない。すなわち、下地色グレーが当該操作を選択できないことを示している。

運転条件がＯＮで起動条件がＯＦＦの時は、表示例（Ｂ）に示すように、ランプ色（緑）の枠と黒の下地色で表示される。この場合、運転条件がＯＮであるので、この操作を行い得る。すなわち、下地色黒が当該操作を選択可能であることを示している。そして、このボタンが押されると表示例（Ｄ）で示すように、枠が赤色で表示される。すなわち、ランプ色（赤）の枠が当該処理が選択されたことを示している。

運転条件、起動条件が共にＯＮの時は、表示例（Ｃ）に示すように、ランプ色（緑）の外枠と点滅表示の内枠（Ｓ６７）と黒の下地色で表示される。この場合、運転条件と起動条件の両方がＯＮであるので、この操作が各個動作における次に行うべき操作である。すなわち、内枠の点滅表示が当該操作が次に行うべき操作であることを意味している。

ここで、上記の運転条件および起動条件は、ＰＬＣ３０にて各条件を満たしているか否かが判断されるので、動作制御操作盤１０側としては、ＰＬＣ３０からの出力信号によって、当該操作ボタンに対応する運転条件アドレス信号のＯＮ／ＯＦＦ（Ｓ６４）および起動条件アドレス信号のＯＮ／ＯＦＦ（Ｓ６６）を判断するだけで、図５の（Ａ）から（Ｄ）に示すように異なる表示状態とし得る。

図３のフローチャートに戻って説明を続ける。

Ｓ６８では、タッチ入力の有無、すなわち、当該ボタンが押されたか否かを判断する。押されていない場合はＳ６０に戻り、押された場合はＳ６９に進む。

Ｓ６９では、上記Ｓ６４と同様に運転条件アドレス信号のＯＮ／ＯＦＦを判断する。運転条件アドレス信号がＯＦＦの場合は、上述したように当該操作を行うことができない（下地色グレー表示のボタンが押されたことになる）ので、Ｓ７０にて警告ウィンドウ表示処理を行い、Ｓ６０に戻る。運転条件アドレス信号がＯＮの場合は、当該操作が可能である（下地色黒表示のボタンが押されたことになる）ので、Ｓ７１に進む。

Ｓ７１では、当該出力アドレスのＯＮ／ＯＦＦが判断され、当該出力アドレスがＯＦＦの場合は、Ｓ７２にてＰＬＣ３０の当該出力アドレスをＯＮとする出力をし、当該出力アドレスがＯＮの場合は、Ｓ７３にてＰＬＣ３０の当該出力アドレスをＯＦＦとする出力をしてＳ６０に戻る。

ここで、このＳ７１からＳ７３の処理は、ＯＮ状態のボタンが押されたらＯＦＦ状態に、ＯＦＦ状態のボタンが押されたらＯＮ状態にすることを示している。すなわち、ボタンを押す毎にＯＮ／ＯＦＦが切換えられるのである。なお、このＳ７１からＳ７３の処理は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用の３つのボタンにおいて、Ｘ軸用ボタンがＯＮ状態のときに、Ｙ軸ボタンが押されたら、Ｘ軸用ボタンの出力アドレスをＯＦＦにし、Ｙ軸ボタンの出力アドレスをＯＮにするなど、他の形態も使用し得る。

次に、図６に示すフローチャートに基づいて、図３のＳ７０の警告ウィンドウ処理について説明する。

Ｓ８０では、図８に示すような警告ウィンドウを表示する。図３のＳ６９の判断により運転条件が満たされていないので、当該ボタンに対応する処理は運転条件が満たされていないため操作できない旨の警告を行うと共に、その条件が見たされていない運転条件の出力アドレスを表示する。

警告ウィンドには、「モニタ」ボタンと、「戻り」ボタンが設けられており、Ｓ８１にて、これらのボタンが押されたかを判断する。「モニタ」ボタンが押された場合は、図９に示すように当該運転条件のラダー回路モニタの表示を行う。これにより、作業者はこのラダー回路図を参照して、運転条件が満たされていない原因を追求することができる。

Ｓ８３では、図９に示す「戻り」ボタンが押されたか否かを判断し、「戻り」ボタンが押された場合はＳ８１へ、押されていない場合はＳ８２へそれぞれ戻る。

図７は、動作制御操作盤の画面表示状態の一例を示すものであり、各個操作画面の各ボタンは上述した処理により、いま操作できないボタン（下地色グレー）、いま操作できるボタン（下地色黒）、次に操作すべきボタン（内枠点滅）が視覚的に区別して表示されるので、各個動作に熟練していない作業者であっても異常停止の復旧作業等の各個動作を行うことができる。

なお、タッチパネル１５の上段のランプ表示画面は上記Ｓ５２における異常ランプ画面と類似するが、Ｓ５２におけるランプ表示はできるだけ多くの情報（ランプ）を表示すべく、タッチパネル１５の全てがランプ表示であるのに対して、この各個ボタン処理におけるランプ表示は各個動作を行うのに必要最小限のランプが表示され、タッチパネル１５の他の部分は各個動作画面となっている。

また、このタッチパネル１５における画面のレイアウトや各ボタンの項目等は上記の操作盤設定手段により予め設定され、画面定義データとしてＲＡＭ１３に記憶されている。そして、この画面定義データに基づいて図７のような表示が行われる。

本発明の実施の形態における動作制御操作盤、シーケンス・コントローラ、設備機械のブロック図である。 本発明の実施の形態における動作制御操作盤のメインフローチャートである。 図２のフローチャートにおける各個操作ボタン処理のフローチャートである。 運転条件と起動条件を説明するためのラダー回路図の例である。 本発明の実施の形態における操作ボタンの表示状態を説明するための表と操作ボタンの表示状態の例を示す図である。 図３のフローチャートにおける警告ウィンドウ表示処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態における動作制御操作盤の各個画面の表示状態を示す図である。 本発明の実施の形態における警告ウィンドウの表示例を示す図である。 本発明の実施の形態における回路モニタの表示例を示す図である。 従来の技術における操作盤、シーケンス・コントローラ、数値制御装置、アクチュエータの関係を示すブロック図である。 従来の技術における各個操作用ボタンを示す図である。

符号の説明

１０：動作制御操作盤
１５：タッチパネル
３０：シーケンス・コントローラ
４０：設備機械

Claims (3)

1. シーケンス・コントローラと接続され該シーケンス・コントローラとの間での入出力信号の授受により該シーケンス・コントローラに接続された設備機械の動作を制御する動作制御操作盤であって、入力手段および出力手段の双方の機能を有するタッチパネルと、該タッチパネル上に構成される複数の操作ボタンを前記シーケンス・コントローラにおける所定の入出力信号の状態に応じて視覚的に区別して表示する操作ボタン表示手段とを備えた動作制御操作盤において、
   前記複数の操作ボタンは前記設備機械の一連の自動運転時に行われる動作を個々の動作に分割した各個動作を行わせるための操作ボタンであり、
   前記シーケンス・コントローラにおける前記所定の入出力信号は、各操作ボタンにより実行される各個動作の動作中に常に満足すべき条件である運転条件と、各操作ボタンにより実行される各個動作の開始時に満足すべき条件である起動条件を含み、
   前記操作ボタン表示手段は、前記操作ボタン毎に各操作ボタンにより実行される各個動作の前記運転条件および前記起動条件の、少なくとも運転条件の状態に応じて視覚的に区別して表示することを特徴とする動作制御操作盤。
2. 請求項１に記載の動作制御操作盤において、
   前記操作ボタン表示手段は、前記操作ボタン毎に各操作ボタンにより実行される各個動作の前記運転条件および前記起動条件の双方を満たすか否かに応じて視覚的に区別して表示することを特徴とする動作制御操作盤。
3. 請求項１又は２に記載の動作制御操作盤において、
   前記運転条件および前記起動条件を満たすか否かは前記シーケンス・コントローラにより判断されることを特徴とする動作制御操作盤。

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