JP4415885B2 - Programmable controller system - Google Patents

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本発明は、リモート入出力装置側で行われた外部機器の劣化診断結果を通信を介してプログラマブル・コントローラ装置側へと通知することにより、劣化診断結果をラダー図で直接的に参照できるようにしたプログラマブル・コントローラ・システムに関する。   In the present invention, the deterioration diagnosis result of the external device performed on the remote input / output device side is notified to the programmable controller device side via communication so that the deterioration diagnosis result can be directly referred to in the ladder diagram. Relates to a programmable controller system.

本出願人は、先に、リモート入出力装置側で行われた外部機器の劣化診断結果を通信を介してプログラマブル・コントローラ装置側へと通知することにより、劣化診断結果を参照できるようにしたプログラマブル・コントローラ・システム(以下、PLCシステムと称する)を提案している(例えば、特許文献1参照)。   The applicant of the present invention has previously made it possible to refer to the deterioration diagnosis result by notifying the deterioration diagnosis result of the external device performed on the remote input / output device side to the programmable controller device side via communication. A controller system (hereinafter referred to as a PLC system) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このようなPLCシステムによれば、従前のように、リモート入出力装置側の劣化診断関連データを取り込むためのメッセージ通信処理をPLC側のユーザプログラムに組み込むことが不要となり、ユーザプログラム作成に伴う労力の軽減、並びに、そのような保守用のユーザプログラムを本来の制御用のユーザプログラムと同時に実行することによるサイクルタイムの遅れの解消、と言った様々な効果が得られた。   According to such a PLC system, it is no longer necessary to incorporate a message communication process for fetching data related to deterioration diagnosis on the remote input / output device side into the user program on the PLC side as before. Various effects have been obtained, such as reducing the delay of the cycle time by reducing the delay and executing the maintenance user program at the same time as the original user program for control.

ところで、この種の外部機器の劣化診断は、リモート入出力装置の1又は2以上の入出力端子対(例えば、OUT1とIN1、IN1とIN2、・・・)のそれぞれを構成する一方の端子の所定信号エッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)と他方の端子の所定信号エッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)との時間差を求め、こうして得られた1又は2以上の時間差データに基づいて劣化特徴量(端子対が1個の場合等には、時間差そのものを劣化特徴量としてもよい)を生成すると共に、この劣化特徴量を所定の劣化判定用閾値(TH)と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断乃至予測するものである。なお、閾値(TH)としては、上限閾値(TH・H)と下限閾値(TH・L)とで構成することもできる。   By the way, this type of external device degradation diagnosis is performed by using one or more input / output terminal pairs (for example, OUT1 and IN1, IN1 and IN2,...) Of a remote input / output device. A time difference between a predetermined signal edge (rising edge or falling edge) and a predetermined signal edge (rising edge or falling edge) of the other terminal is obtained, and the deterioration feature amount is based on one or more time difference data thus obtained. (In the case where there is one terminal pair, etc., the time difference itself may be used as the deterioration feature amount), and the deterioration feature amount is compared with a predetermined deterioration determination threshold value (TH), so that those terminals are It diagnoses or predicts the deterioration of external equipment related to the pair. The threshold (TH) can also be configured with an upper threshold (TH · H) and a lower threshold (TH · L).

このような劣化診断機能がPLCシステムのスレーブに具備されていれば、例えば、OUT1で外部機器に起動をかけると共に、IN1で外部機器の動作完了位置からのセンサ入力を取り込むように、外部機器との結線をなすことにより、当該外部機器の動作時間を取得することができるから、この動作時間を所定の劣化診断用閾値と比較することで、当該外部機器(特定のアクチュエータであったり、特定のアクチュエータを含む一連の動作機構であったりする)の経時的な劣化診断が可能となるのである。
特開2003−295914
If such a degradation diagnosis function is provided in the slave of the PLC system, for example, the external device is activated so that the external device is activated at OUT1 and the sensor input from the operation completion position of the external device is captured at IN1. Thus, the operation time of the external device can be acquired by comparing the operation time with a predetermined deterioration diagnosis threshold value. It is possible to diagnose deterioration over time of a series of operation mechanisms including an actuator.
JP 2003-295914 A

このような外部機器の劣化診断機能をPLCシステムに導入するためには、それに先立って、劣化判定用閾値(TH、又はTH・H,TH・L)の値を適切に設定しなければならない。そのためには、PLC装置並びにリモート入出力装置を実際に運転しながら、該当する端子対のそれぞれに関する時間差データの計測値(計測値取得はリモート入出力装置それ自体が行う)を蓄積する処理(所謂、ロギング処理)が必要となる。このロギング処理は、被制御対象機器乃至システムによっては、1〜2ヶ月に亘って継続せねばならない場合もある。   In order to introduce such a deterioration diagnosis function of an external device into a PLC system, it is necessary to appropriately set a deterioration determination threshold value (TH, or TH · H, TH · L). For this purpose, while actually operating the PLC device and the remote input / output device, a process (so-called so-called remote input / output device itself) that accumulates measured values of time difference data for each of the corresponding terminal pairs (so-called remote input / output device itself). Logging process). This logging process may need to be continued for one to two months depending on the controlled device or system.

従来、このロギング処理は、当該PLCシステムを構成するPLC装置のユーザプログラムそれ自体に、リモート入出力装置内で生成される時間差データをPLC装置側へと転送して蓄積するロギング専用のプログラムを組み込むことにより行われている。   Conventionally, in this logging process, a logging-dedicated program for transferring and storing the time difference data generated in the remote input / output device to the PLC device side is incorporated in the user program itself of the PLC device constituting the PLC system. Has been done.

このようなロギング専用のユーザプログラムの一例を示すラダー図が図10に示されている。このプログラムは、第1の端子対(OUT1とIN1)の所定信号エッジ間の時間差(T1)と第2の端子対(IN1とIN2)の所定信号エッジ間の時間差(T2)とを、所定端子(IN2)の所定信号エッジ(立ち上がりエッジ)に応答して取得して、PLC装置内の入出力メモリ内に蓄積させるものである。   A ladder diagram showing an example of such a user program dedicated to logging is shown in FIG. This program calculates a time difference (T1) between predetermined signal edges of the first terminal pair (OUT1 and IN1) and a time difference (T2) between predetermined signal edges of the second terminal pair (IN1 and IN2) as predetermined terminals. It is acquired in response to a predetermined signal edge (rising edge) of (IN2) and accumulated in an input / output memory in the PLC device.

図において、オペコードであるMOV,SEND,INCは当業者には周知のものであるから、その意味内容の説明は省略する。また、それらのオペーコードを囲む矩形ブロック内には、実際には、それぞれ必要な機能を実現するための命令語列が多数記述されることとなる。   In the figure, the operation codes MOV, SEND, and INC are well known to those skilled in the art, and explanations of their meanings are omitted. In addition, a large number of instruction word strings for realizing the necessary functions are actually described in the rectangular blocks surrounding these opcodes.

そのため、リモート入出力装置が複数存在し、かつそれぞれに劣化診断対象が複数存在すれば、各劣化診断対象毎に、図10に示されるプログラムをユーザプログラム中に記述せねばならないこととなり、多大なる労力を要する。   Therefore, if there are a plurality of remote input / output devices and a plurality of deterioration diagnosis targets, the program shown in FIG. 10 must be described in the user program for each deterioration diagnosis target. It takes effort.

また、そのようなロギング処理のためのプログラムが追加されることで、ユーザプログラム全体のボリュームも増加するため、PLC装置側のサイクルタイムもシステム運用時のそれと若干異なるものとなり、そのような状態で取得された時間差データの信頼性が必ずしも保証されない。   In addition, the addition of a program for such logging processing increases the volume of the entire user program, and the cycle time on the PLC device side is slightly different from that during system operation. The reliability of the acquired time difference data is not necessarily guaranteed.

加えて、従来の閾値決定処理は、取得されたデータを全て実際に確認した上で、それらのデータの最大値が越えないことを条件に判定用閾値を決定するものであるため、判定用閾値の信頼性を確保するためには、長期間のロギング処理によりできるだけ大量のデータを収集せねばならず、必然的に閾値決定に至る所要時間が長大化する欠点がある。   In addition, the conventional threshold value determination process is to determine the determination threshold value on the condition that the acquired data does not exceed the maximum value after actually confirming all the acquired data. In order to ensure the reliability, it is necessary to collect as much data as possible through a long-term logging process, which inevitably has a disadvantage that the time required to determine the threshold value is lengthened.

この発明は、上述の問題点に着目してなされてものであり、その目的とするところは、この種の外部機器劣化診断機能を備えたPLCシステムの例えば導入時における閾値決定に際する労力を軽減しかつ閾値決定に至る所要時間を節減すると共に、システム導入時とシステム運用時とで同様な運転を保証することで、信頼性の高いデータを収集することにある。   The present invention is made by paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reduce the effort for determining the threshold value when, for example, introducing a PLC system having this type of external device deterioration diagnosis function. It is intended to collect highly reliable data by reducing the time required for determining the threshold and reducing the time required for the threshold determination and assuring the same operation during system introduction and system operation.

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者で有れば容易に理解されるであろう。   Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

本発明のプログラマブル・コントローラ・システムは、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とがフィールドバスを介して通信で結ばれたシステムに対して、以下の機能を有する閾値設定支援装置を付加したものである。   The programmable controller system of the present invention is a system in which a programmable controller device and a remote input / output device are connected via a fieldbus by adding a threshold setting support device having the following functions. is there.

すなわち、この閾値設定支援装置には、プログラマブル・コントローラ装置のユーザプログラムにデータ収集機能を組み込むことなく、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータを収集するデータ収集手段と、データ収集手段にて収集された時間差又は劣化特徴量に相当するデータに基づいて、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定する閾値決定手段と、閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定する閾値設定手段と、が具備されている。   That is, the threshold setting support device includes data collection means for collecting data corresponding to a time difference or deterioration feature amount generated in the remote input / output device without incorporating a data collection function into the user program of the programmable controller device. A threshold value determining means for determining a threshold value for deterioration diagnosis using a statistical method based on data corresponding to a time difference or deterioration feature amount collected by the data collecting means, and a deterioration diagnosis value determined by the threshold value determining means. Threshold setting means for setting the threshold in the remote input / output device.

同システムを構成するプログラマブル・コントローラ装置には、入力部と、出力部と、入出力メモリと、プログラムメモリと、入出力更新手段と、劣化診断フラグ制御手段と、プログラム実行手段と、が少なくとも設けられている。   The programmable controller device constituting the system includes at least an input unit, an output unit, an input / output memory, a program memory, an input / output update unit, a deterioration diagnosis flag control unit, and a program execution unit. It has been.

入力部は、外部機器からの信号を取り込むためのものであり、出力部は、外部機器へと信号を送出するためのものである。   The input unit is for capturing a signal from an external device, and the output unit is for transmitting a signal to the external device.

入出力メモリには、プログラマブル・コントローラ装置の入力部から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶する入力領域と、プログラマブル・コントローラ装置の出力部から送出されるべき信号に相当する出力データを記憶する出力領域と、リモート入出力装置から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶するリモート入力領域と、リモート入出力装置から送出されるべき信号に相当するリモート出力データを記憶するリモート出力領域と、ユーザ命令にて参照可能な劣化診断フラグとが少なくとも設けられている。ここで、「少なくとも」とあるのは、その他データ領域、パラメータ領域等が通常は存在することを意識したためである。入出力メモリには、所望の制御仕様をユーザ命令を使用して記述してなるユーザプログラムが格納されている。   The input / output memory stores an input area for storing input data corresponding to a signal fetched from the input unit of the programmable controller device, and output data corresponding to a signal to be sent from the output unit of the programmable controller device. A remote input area for storing input data corresponding to a signal fetched from the remote input / output device, a remote output area for storing remote output data corresponding to a signal to be transmitted from the remote input / output device, And at least a deterioration diagnosis flag that can be referred to by a user command. Here, “at least” means that other data areas, parameter areas, and the like normally exist. The input / output memory stores a user program in which desired control specifications are described using user instructions.

入出力更新手段は、プログラマブル・コントローラ装置の入出力部と入出力メモリの入出力領域との間で内部バスを介してデータのやり取りを行う入出力更新処理と、リモート入出力装置と入出力メモリのリモート入出力領域との間でフィールドバスを介してデータのやり取りを行うリモート入出力更新処理とを実行するものである。   The input / output update means includes an input / output update process for exchanging data between the input / output unit of the programmable controller device and the input / output area of the input / output memory via the internal bus, and the remote input / output device and the input / output memory. Remote input / output update processing for exchanging data with the remote input / output area via the fieldbus.

劣化診断フラグ制御手段は、フィールドバスを介してリモート入出力装置から通知される劣化診断結果に基づいて劣化診断フラグをオンオフ制御するものである。   The deterioration diagnosis flag control means performs on / off control of the deterioration diagnosis flag based on the deterioration diagnosis result notified from the remote input / output device via the field bus.

プログラム実行手段は、プログラムメモリに格納されたユーザプログラムを入出力メモリの内容を参照しつつ実行すると共に、その実行結果に応じて入出力メモリの出力領域並びにリモート出力領域の内容を書き替えるものである。   The program execution means executes the user program stored in the program memory while referring to the contents of the input / output memory, and rewrites the contents of the output area of the input / output memory and the remote output area according to the execution result. is there.

これら入出力更新手段とプログラム実行手段とが機能することにより、PLC装置並びにリモート入出力装置において、ユーザプログラムで規定された動作が保証され、さらに劣化診断フラグ制御手段が機能することにより、ユーザプログラム上で劣化診断フラグを参照して所望の劣化診断プロクラムを作成することが可能となる。   By the function of these input / output update means and program execution means, the operation specified by the user program is guaranteed in the PLC device and the remote input / output device, and further, the deterioration diagnosis flag control means functions, so that the user program It is possible to create a desired deterioration diagnosis program with reference to the deterioration diagnosis flag.

一方、リモート入出力装置には、入力部と、出力部と、入出力更新手段と、時間差計測手段と、時間差レジスタと、劣化診断手段と、診断結果通知手段とが設けられている。   On the other hand, the remote input / output device includes an input unit, an output unit, an input / output update unit, a time difference measurement unit, a time difference register, a deterioration diagnosis unit, and a diagnosis result notification unit.

入力部は、外部機器からの信号を取り込むためのものであり、出力部は、外部機器へと信号を送出するためのものである。   The input unit is for capturing a signal from an external device, and the output unit is for transmitting a signal to the external device.

入出力更新手段は、入力部から取り込まれた信号に相当する入力データをフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと送信すると共に、プログラマブル・コントローラ装置からフィールドバスを介して受信された出力データに相当する信号を出力部から送出するものである。この入出力更新手段が機能することにより、入力部並びに出力部を介して外部機器と入出力信号のやり取りを行なうことにより、外部機器の制御が可能となる。   The input / output update means transmits the input data corresponding to the signal fetched from the input unit to the programmable controller device via the field bus, and also outputs the output data received from the programmable controller device via the field bus. A corresponding signal is sent out from the output unit. When this input / output update means functions, the external device can be controlled by exchanging input / output signals with the external device via the input unit and the output unit.

時間差計測手段は、入力部又は出力部を構成する所定の一対又は二対以上の端子対のそれぞれにおける一方の端子の所定信号エッジと他方の端子の所定信号エッジとの時間差を計測する。1又は2以上の時間差レジスタは、時間差計測手段により得られた各端子対毎の時間差をそれぞれ一次記憶する。劣化診断手段は、それらの時間差レジスタに記憶された1又は2以上の時間差に基づいて生成される劣化特徴量を所定閾値と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断する。これらの時間差計測手段並びに劣化診断手段が機能することにより、リモート入出力装置の側で、外部機器に関する劣化診断結果が生成される。   The time difference measuring means measures a time difference between a predetermined signal edge of one terminal and a predetermined signal edge of the other terminal in each of a predetermined pair or two or more terminal pairs constituting the input unit or the output unit. One or two or more time difference registers primarily store the time difference for each terminal pair obtained by the time difference measuring means. The deterioration diagnosing means diagnoses deterioration of external devices related to the terminal pairs by comparing deterioration feature amounts generated based on one or more time differences stored in the time difference registers with a predetermined threshold value. . By functioning these time difference measurement means and deterioration diagnosis means, a deterioration diagnosis result relating to the external device is generated on the remote input / output device side.

診断結果通知手段は、劣化診断手段による劣化診断結果をフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと通知する。これにより、リモート入出力装置の側で生成された劣化診断結果は、ユーザプログラムの関与を受けることなく、プログラマブル・コントローラ装置側へと自動的に通知される。   The diagnosis result notifying means notifies the deterioration diagnosis result by the deterioration diagnosis means to the programmable controller device via the field bus. As a result, the deterioration diagnosis result generated on the remote input / output device side is automatically notified to the programmable controller device side without being involved in the user program.

このような構成によれば、この閾値設定支援装置には、プログラマブル・コントローラ装置のユーザプログラムにデータ収集機能を組み込むことなく、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータを収集するデータ収集手段と、データ収集手段にて収集された時間差又は劣化特徴量に相当するデータに基づいて、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定する閾値決定手段と、閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定する閾値設定手段と、が具備されているため、この種の外部機器劣化診断機能を備えたPLCシステムの例えば導入時における閾値決定に際する労力を軽減し、かつ従前のように、ロギング処理により多量のデータの蓄積を待つことなく、閾値決定ができるため、閾値決定に至る所要時間を節減することができ、しかもシステム導入時とシステム運用時とで同様な運転を保証することで、信頼性の高いデータを収集することができる。   According to such a configuration, the threshold setting support device receives data corresponding to the time difference or deterioration feature amount generated in the remote input / output device without incorporating the data collection function into the user program of the programmable controller device. A data collection unit that collects, a threshold determination unit that determines a threshold value for deterioration diagnosis using a statistical method based on data corresponding to a time difference or a deterioration feature amount collected by the data collection unit, and a threshold determination unit And a threshold value setting means for setting the determined threshold value for deterioration diagnosis in the remote input / output device. Therefore, when the PLC system having this type of external device deterioration diagnosis function is introduced, for example, when the threshold value is determined. Threshold can be determined without waiting for accumulation of a large amount of data by logging processing as before. Can save the time required to reach the threshold decision, moreover by ensuring the same operation at the time of system introduction time and system operation, it is possible to collect reliable data.

本発明においては、閾値決定手段が、データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータの平均値を求める第1の演算手段と、第1の演算手段により求められた一連のデータの平均値と各サンプリング毎のデータとに基づいて一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含んでいる、ものであってもよい。   In the present invention, the threshold value determining means includes a first computing means for obtaining an average value of a series of data sampled by the data collecting means, an average value of the series of data obtained by the first computing means, and each sampling. A second computing means for obtaining a standard deviation of a series of sampling data based on each data, an average value obtained by the first computing means, a standard deviation obtained by the second computing means, and a predetermined value And a third calculation means for obtaining a threshold value for deterioration diagnosis based on the variation coefficient.

このような構成によれば、標準偏差とばらつき係数とを加味して閾値決定をおこなうため、決定された閾値は劣化状態と非劣化状態とを明確に区別することができ、そのため劣化診断結果の信頼性を向上させることができる。   According to such a configuration, the threshold value is determined in consideration of the standard deviation and the variation coefficient. Therefore, the determined threshold value can clearly distinguish between the deteriorated state and the non-degraded state. Reliability can be improved.

本発明の好ましい実施の形態においては、閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とを結ぶ通信データの経路上にあって、通信データを受動的にモニタ可能な装置とされる。   In a preferred embodiment of the present invention, the threshold setting support device is on a communication data path connecting the programmable controller device and the remote input / output device, and is a device capable of passively monitoring the communication data. .

また、データ収集手段が、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間を流れる通信データを受動的にモニタすることにより、リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出されるのに応答して、当該フィールドバスがサポートするメッセージ通信により、リモート入出力装置に対して時間差又は劣化特徴量の送信を要求する送信要求コマンドを発行する送信要求コマンド発行手段と、送信要求コマンドに対するリモート入出力装置からのレスポンスとして返送される時間差又は劣化特徴量に相当するデータを受信して所定のメモリに蓄積記憶させるデータ蓄積手段とを含むものでもよい。   In addition, the data collecting means passively monitors communication data flowing between the programmable controller device and the remote input / output device, thereby monitoring the signal state of a predetermined terminal of the input unit or output unit of the remote input / output device. In response to detection of a predetermined direction edge of the signal state, a transmission request command for requesting the remote input / output device to transmit a time difference or a degradation feature amount is transmitted by message communication supported by the fieldbus. A transmission request command issuing means for issuing, and a data storage means for receiving data corresponding to a time difference or a deterioration feature amount returned as a response from the remote input / output device to the transmission request command, and storing and storing the data in a predetermined memory It may be a thing.

また、閾値設定手段が、リモート入出力装置に対して閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定することを要求する設定要求コマンドを発行する設定要求コマンド発行手段とを含むものでもよい。   Further, the threshold setting means has a setting request command issuing means for issuing a setting request command for requesting the remote input / output device to set the deterioration diagnosis threshold determined by the threshold determining means in the remote input / output device. It may be included.

さらに、リモート入出力装置が、メッセージ通信により所定の送信要求コマンドが到来するのに応答して、時間差レジスタに一次記憶された時間差又は時間差に基づいて生成された劣化特徴量をレスポンスとしてコマンド発行元の装置に対して返送する返送要求コマンド処理手段と、メッセージ通信により所定の設定要求コマンドが到来するのに応答して、当該コマンドに付された劣化診断用閾値データに基づいて、劣化診断用閾値の設定処理を行う設定要求コマンド処理手段とを含む、ものでもよい。   Further, in response to the arrival of a predetermined transmission request command by message communication, the remote input / output device responds with a time difference stored in the time difference register or a deterioration feature generated based on the time difference as a command issuer. In response to the arrival of a predetermined setting request command by message communication, based on the threshold value data for deterioration diagnosis attached to the command. Including a setting request command processing means for performing the setting process.

好ましい実施の形態においては、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置及びリモート入出力装置とは別に設けられ、かつ通信データをモニタ可能なモニタ装置であってもよい。   In a preferred embodiment, a device that is on a communication path between a programmable controller device and a remote input / output device and can passively monitor communication data flowing between them is a programmable controller device and a remote device. A monitor device provided separately from the input / output device and capable of monitoring communication data may be used.

好ましい実施の形態においては、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置内にあって、リモート入出力装置との間におけるフィールドバスを介する通信を実行する通信装置であってもよい。   In a preferred embodiment, a device that is on a communication path between a programmable controller device and a remote input / output device and that can passively monitor communication data flowing between them is included in the programmable controller device. A communication device that performs communication with the remote input / output device via the field bus may be used.

本発明の好ましい他の実施形態においては、閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とフィールドバスを介して結ばれたリモート入出力装置それ自体に組み込まれている、ものであってもよい。   In another preferred embodiment of the present invention, the threshold setting support device may be incorporated in the remote input / output device itself connected to the programmable controller device via the field bus.

この実施形態においては、さらに、データ収集手段が、リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出される毎に、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータをサンプリングするものであってもよい。   In this embodiment, the data collection means further monitors the signal state of a predetermined terminal of the input unit or output unit of the remote input / output device, and each time a predetermined direction edge of the signal state is detected, the remote input / output unit Data corresponding to a time difference or a deterioration feature amount generated in the apparatus may be sampled.

加えて、閾値決定手段が、データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータを、サンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除することにより、一連のサンプリングデータの平均値を求める第1の演算手段と、第1の演算手段により求められた平均値と各サンプリング毎のデータとの差の二乗をサンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除すると共にその平方根を算出することにより、一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含む、ものであってもよい。   In addition, the threshold value determining means repeats the operation of integrating the series of data sampled by the data collecting means at the time of sampling for a predetermined number of times of sampling, and then the obtained integrated value is divided by the number of times of sampling. Thus, the first calculating means for obtaining the average value of the series of sampling data, and the operation of integrating the square of the difference between the average value obtained by the first calculating means and the data for each sampling at the time of sampling. Is repeated for a predetermined number of times of sampling, and then the obtained integrated value is divided by the number of times of sampling and the square root is calculated to obtain a second arithmetic means for obtaining a standard deviation of a series of sampling data; The average value obtained by the computing means, the standard deviation obtained by the second computing means, and a predetermined variation coefficient And Zui, and a third arithmetic means for obtaining the degradation diagnostic threshold may be one.

以上の様々な実施形態を有する本発明においては、さらに次のような実施形態を採用してもよい。すなわち、リモート入出力装置に含まれる時間差計測手段が、出力部に含まれる第1の端子の所定信号エッジと入力部に含まれる第1の端子の所定信号エッジとの時間差(T1)と、入力部に含まれる第1の端子の所定信号エッジと入力部に含まれる第2の端子の所定信号エッジとの時間差(T2)とを計測するものであり、リモート入出力装置に含まれる2以上の時間差レジスタが、時間差(T1)を一次記憶する時間差レジスタと、時間差(T2)を一次記憶する時間差レジスタとからなるものであり、リモート入出力装置に含まれる劣化診断手段が、それらの時間差レジスタに記憶された時間差(T1)と時間差(T2)とに基づいて生成される劣化特徴量(T1×T2)を所定閾値(TH)と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断するものである。   In the present invention having the above various embodiments, the following embodiments may be further adopted. That is, the time difference measuring means included in the remote input / output device inputs the time difference (T1) between the predetermined signal edge of the first terminal included in the output unit and the predetermined signal edge of the first terminal included in the input unit, Measuring a time difference (T2) between a predetermined signal edge of the first terminal included in the unit and a predetermined signal edge of the second terminal included in the input unit, and two or more included in the remote input / output device The time difference register includes a time difference register that primarily stores the time difference (T1) and a time difference register that primarily stores the time difference (T2), and the deterioration diagnosis unit included in the remote input / output device includes the time difference register. By comparing the deterioration feature (T1 × T2) generated based on the stored time difference (T1) and time difference (T2) with a predetermined threshold (TH), the terminal pairs It is intended to diagnose the deterioration of Waru external device.

同様に、様々な実施形態を有する本発明においては、さらに、リモート入出力装置には、1の外部機器劣化診断に関して、1又は2以上の時間差を求めるために必要な計時開始条件と計時終了条件とを規定する書き替え可能なタグが、各時間差毎に設定されており、このタグの内容を参照することにより、時間差計測手段は1の外部機器劣化診断に必要な各時間差を計測する、ものであってもよい。   Similarly, in the present invention having various embodiments, the remote input / output device further includes a timing start condition and a timing end condition necessary for obtaining one or more time differences with respect to one external device deterioration diagnosis. A rewritable tag that stipulates is set for each time difference, and by referring to the contents of this tag, the time difference measuring means measures each time difference required for 1 external device deterioration diagnosis. It may be.

同様に、様々な実施形態を有する本発明においては、さらに、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置には、1の外部機器劣化診断に関連して、送信要求コマンドを発行する条件を規定するための書き替え可能なタグが、各劣化診断毎に設定されており、このタグを参照することにより、コマンド発行手段は1の外部機器劣化診断に必要な送信要求コマンドを発行する、ものであってもよい。   Similarly, in the present invention having various embodiments, it is further possible to passively monitor communication data that is on a communication path between the programmable controller device and the remote input / output device and flows between them. In connection with one external device deterioration diagnosis, a rewritable tag for specifying a condition for issuing a transmission request command is set for each deterioration diagnosis. Refer to this tag. Thus, the command issuing means may issue a transmission request command necessary for one external device deterioration diagnosis.

本発明によれば、この種の外部機器劣化診断機能を備えたPLCシステムの例えば導入時における閾値決定に際する労力を軽減しかつ閾値決定に至る所要時間を節減すると共に、システム導入時とシステム運用時とで同様な運転を保証することで、信頼性の高いデータを収集することができる。   According to the present invention, for example, a PLC system having an external device deterioration diagnosis function of this type can reduce labor for determining a threshold at the time of introduction, for example, reduce time required to determine the threshold, and at the time of introducing the system. By assuring the same operation at the time of operation, highly reliable data can be collected.

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面にしたがって詳細に説明する。本発明に係るPLCシステムの構成図が図1に示されている。   In the following, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A block diagram of a PLC system according to the present invention is shown in FIG.

同図に示されるように、このPLCシステムは、PLC装置1と複数台のスレーブ(リモート入出力装置)2とをフィールドバス3を介して通信で結ぶと共に、PLC装置1とスレーブ2との間を結ぶ通信経路上には、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置であるパッシブモニタ4を設けて構成したものである。   As shown in the figure, this PLC system connects a PLC device 1 and a plurality of slaves (remote input / output devices) 2 via a field bus 3 and communicates between the PLC device 1 and the slave 2. On the communication path connecting the two, a passive monitor 4 which is a device capable of passively monitoring communication data flowing between them is provided.

この例にあっては、PLC装置1はPLC10とマスタユニット11とを含んで構成されている。PLC装置10は、図2に示されるように、PLC全体を統括制御するCPUユニット101と、外部機器からの信号を取り込むための入力部や外部機器へと信号を送出するための出力部として機能する複数台のI/Oユニット102,102・・・とを含んでいる。   In this example, the PLC device 1 includes a PLC 10 and a master unit 11. As shown in FIG. 2, the PLC device 10 functions as a CPU unit 101 that performs overall control of the entire PLC, an input unit for capturing a signal from an external device, and an output unit for transmitting a signal to the external device. And a plurality of I / O units 102, 102.

CPUユニット101は、図2に示されるように、CPUユニット全体の動作を統括制御するCPU101aと、所望の制御仕様をユーザ命令を使用して記述してなるユーザプログラムを格納するためのプログラムメモリ101bと、演算等に必要な各種のパラメータを格納するパラメータメモリ101cと、プログラマブル・コントローラ装置の入力部から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶する入力領域と、プログラマブル・コントローラ装置の出力部から送出されるべき信号に相当する出力データを記憶する出力領域と、リモート入出力装置から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶するリモート入力領域と、リモート入出力装置から送出されるべき信号に相当するリモート出力データを記憶するリモート出力領域と、ユーザ命令にて参照可能な劣化診断フラグ(F)とを少なくとも有するI/Oメモリ101dと、後述する入出力更新処理や命令実行処理等に相当するシステムプログラムが格納されたシステムプログラムメモリ101eと、各種の演算に際するワークエリアとして使用されるワークメモリ101fとを含んでいる。   As shown in FIG. 2, the CPU unit 101 includes a CPU 101a that controls the overall operation of the CPU unit, and a program memory 101b for storing a user program in which desired control specifications are described using user instructions. A parameter memory 101c for storing various parameters necessary for calculation, an input area for storing input data corresponding to a signal fetched from the input unit of the programmable controller device, and an output unit of the programmable controller device An output area for storing output data corresponding to a signal to be transmitted, a remote input area for storing input data corresponding to a signal fetched from a remote input / output device, and a signal to be transmitted from a remote input / output device Remote output area for storing corresponding remote output data An I / O memory 101d having at least a deterioration diagnosis flag (F) that can be referred to by a user command, and a system program memory 101e in which a system program corresponding to an input / output update process and a command execution process, which will be described later, is stored And a work memory 101f used as a work area for various calculations.

なお、図において、符号101gが付されているのは、システムバス101とCPUユニット101とを繋ぐI/Oインタフェースユニットである。   In the figure, reference numeral 101 g denotes an I / O interface unit that connects the system bus 101 and the CPU unit 101.

CPU101aは、システムプログラムメモリ101に格納された各種のシステムプログラムを実行することにより、入出力更新手段としての機能、プログラム実行手段としての機能、劣化診断フラグ制御手段としての機能を少なくとも実現するように構成されている。   The CPU 101a executes various system programs stored in the system program memory 101 so as to realize at least a function as an input / output update unit, a function as a program execution unit, and a function as a deterioration diagnosis flag control unit. It is configured.

当業者には良く知られているように、この種のPLCは、入出力更新処理とプログラム実行処理とシステムサービス処理とをサイクリックに実行するものである。さらに、この例では、それらの処理とは別に、劣化診断フラグ制御処理も実行する。   As is well known to those skilled in the art, this type of PLC cyclically executes input / output update processing, program execution processing, and system service processing. Furthermore, in this example, a deterioration diagnosis flag control process is also executed separately from these processes.

ここで、入出力更新処理とは、PLC装置1の入出力部を構成するI/Oユニット102とI/Oのメモリ101dの入出力領域との間でシステムバス100を介してデータのやり取りを行う本体側入出力更新処理と、スレーブ2とI/Oメモリ101dのリモート入出力領域との間でフィールドバス3を介してデータのやり取りを行うリモート入出力更新処理とから構成されている。   Here, the input / output update processing is data exchange between the I / O unit 102 constituting the input / output unit of the PLC device 1 and the input / output area of the memory 101d of the I / O via the system bus 100. The main body side input / output update processing is performed, and the remote input / output update processing for exchanging data via the field bus 3 between the slave 2 and the remote input / output area of the I / O memory 101d.

また、プログラム実行処理とは、ユーザプログラムメモリ101bに格納されたユーザプログラムをI/Oメモリ101dの内容を参照しつつ実行すると共に、その実行結果に応じてI/Oメモリ101dの出力領域並びにリモート出力領域の内容を書き替える処理である。   The program execution process is to execute a user program stored in the user program memory 101b while referring to the contents of the I / O memory 101d, and according to the execution result, an output area of the I / O memory 101d and a remote This is a process of rewriting the contents of the output area.

さらに、劣化診断フラグ制御処理は、フィールドバスを介してリモート入出力装置から通知される劣化診断結果に基づいてI/Oメモリ101d内の劣化診断フラグ(F)をオンオフ制御するのである。先に述べたように、この劣化診断フラグ(F)は、ユーザ命令にて参照可能とされており、この劣化診断フラグ(F)を起動条件として適当なラダー図を組むことにより、ユーザは、外部機器が劣化した時点における警報処理、保守のためのインターロック処理等を任意に実現することができる。   Further, the deterioration diagnosis flag control process performs on / off control of the deterioration diagnosis flag (F) in the I / O memory 101d based on the deterioration diagnosis result notified from the remote input / output device via the field bus. As described above, the deterioration diagnosis flag (F) can be referred to by a user command. By constructing an appropriate ladder diagram using the deterioration diagnosis flag (F) as a starting condition, the user can Alarm processing at the time of deterioration of the external device, interlock processing for maintenance, etc. can be realized arbitrarily.

マスタユニット11は、内部詳細は図示しないが、CPUユニット101と同期して入出力更新をサイクリックに行いつつ、スレーブ2と非同期に通信を行うことで、スレーブ2との間で入出力更新処理を実行する機能を有するもので、そのような処理を実現するために、独自のマイクロプロセッサを保有するものである。したがって、このマイクロプロセッサに適当なファームウェアを実行させれば、通信処理以外にも独自の処理を実現することもできる。すなわち、独自の処理としては、送受信データの中で指定されたデータを取り込むことにより、パッシブモニタ4と同様な機能を実現することができる。   Although the internal details are not shown, the master unit 11 performs input / output update processing with the slave 2 by performing asynchronous communication with the slave 2 while performing input / output update in synchronization with the CPU unit 101. In order to realize such processing, it has its own microprocessor. Therefore, if this microprocessor is caused to execute appropriate firmware, it is possible to realize unique processing in addition to communication processing. That is, as a unique process, the same function as that of the passive monitor 4 can be realized by taking in the data designated in the transmission / reception data.

次に、スレーブ2の内部構成を示すブロック図が図3に示されている。すなわち、スレーブ2は、フィールドバス3に接続され、データの送受をする送受信回路21と、その送受信回路21に接続されたMPU22と、出力機器に接続される出力回路25と、入力機器に接続される入力回路24とを備えている。更に、外部不揮発性メモリ23やタイマ(内部時計)26等を備えている。   Next, a block diagram showing the internal configuration of the slave 2 is shown in FIG. That is, the slave 2 is connected to the field bus 3 and connected to the transmission / reception circuit 21 for transmitting / receiving data, the MPU 22 connected to the transmission / reception circuit 21, the output circuit 25 connected to the output device, and the input device. Input circuit 24. Further, an external nonvolatile memory 23, a timer (internal clock) 26, and the like are provided.

そして、送受信回路21は、マスタユニット11から発せられてフィールドバス3上を流れるフレームを受信し、ヘッダ部を解析して自己宛のフレームか否かを判断し、自己宛のフレームのみを最終的に受信してMPU22に渡す機能と、MPU22から与えられた送信フレーム(例えば、マスタユニット11に向けたINデータを送信するためのフレーム)を、フィールドバス3上に出力する機能を有している。   Then, the transmission / reception circuit 21 receives the frame transmitted from the master unit 11 and flowing on the field bus 3, analyzes the header part to determine whether the frame is addressed to itself, and finally determines only the frame addressed to itself. And a function of outputting a transmission frame (for example, a frame for transmitting IN data directed to the master unit 11) given from the MPU 22 onto the field bus 3. .

MPU22は、送受信回路21から与えられた受信したフレームのデータ部中に格納された情報に従って所定の処理を実行するもので、基本機能としては、データ部中のOUTデータに従って、出力回路25に対し所定のOUT端子をON/OFFするための制御信号を発する。また、入力回路24を介して、入力端子のON/OFF状態を取得し、その取得した情報をINデータとしてマスタユニット11に対して送信するフレームを生成し、送受信回路21に渡す機能を有する。   The MPU 22 executes a predetermined process according to information stored in the data portion of the received frame given from the transmission / reception circuit 21, and has a basic function as to the output circuit 25 according to the OUT data in the data portion. A control signal for turning on / off a predetermined OUT terminal is issued. Further, it has a function of acquiring the ON / OFF state of the input terminal via the input circuit 24, generating a frame for transmitting the acquired information as IN data to the master unit 11, and passing it to the transmission / reception circuit 21.

ところで、スレーブ2に接続された外部機器の駆動は、よく知られているように、次のように行われる。すなわち、PLC10のCPUユニット101に実装されたユーザプログラムをサイクリックに実行した結果、所定の条件に合致した場合には、スレーブ2のOUT端子をONにすべくマスタユニット11に対して通知が行われ、マスタユニット11は、通信サイクルに従って対応するスレーブ2に向けて所定のフレーム(OUTデータ)を送信する。スレーブ2は、受信したフレーム(OUTデータ)に従って、外部機器に接続されるOUT端子をONにする。これにより、外部機器を構成する出力機器(例えば、リレー、電磁弁、駆動シリンダ、ソレノイドプランジャ等)が駆動される。   Incidentally, as is well known, the external device connected to the slave 2 is driven as follows. That is, when the user program installed in the CPU unit 101 of the PLC 10 is cyclically executed and the predetermined condition is met, a notification is sent to the master unit 11 to turn on the OUT terminal of the slave 2. The master unit 11 transmits a predetermined frame (OUT data) toward the corresponding slave 2 according to the communication cycle. The slave 2 turns ON the OUT terminal connected to the external device according to the received frame (OUT data). Thereby, an output device (for example, a relay, a solenoid valve, a drive cylinder, a solenoid plunger, etc.) constituting the external device is driven.

また、スレーブ2に接続された外部機器からの信号の取込は、よく知られているように、次のように行われる。すなわち、外部機器を構成する入力機器(例えば、リミットスイッチ、光電スイッチ、近接スイッチ等)がONすると、該当するIN端子がONになったことは、入力回路24を介してMPU22が取得できるので、自己のフレームの送信タイミングが来たときに、INデータとしてマスタユニット11に向けて送信する。すると、マスタユニット11は、取得したINデータを、PLCユニット10におけるリフレッシュ処理の際に渡す。   In addition, as is well known, signal acquisition from an external device connected to the slave 2 is performed as follows. That is, when an input device (for example, a limit switch, a photoelectric switch, a proximity switch, etc.) constituting an external device is turned on, the fact that the corresponding IN terminal is turned on can be acquired by the MPU 22 via the input circuit 24. When the transmission timing of its own frame comes, it is transmitted to the master unit 11 as IN data. Then, the master unit 11 passes the acquired IN data during the refresh process in the PLC unit 10.

このように、スレーブ2には、外部機器からの信号を取り込むための入力回路(入力部)24と、外部機器へと信号を送出するための出力回路(出力部)25と、入力回路24から取り込まれた信号に相当する入力データをフィールドバス3を介してPLC装置1へと送信すると共に、PLC装置1からフィールドバス3を介して受信された出力データに相当する信号を出力回路25から送出する入出力更新手段と、が具備されている。   As described above, the slave 2 includes an input circuit (input unit) 24 for capturing a signal from an external device, an output circuit (output unit) 25 for sending a signal to the external device, and the input circuit 24. Input data corresponding to the captured signal is transmitted to the PLC device 1 via the field bus 3, and a signal corresponding to the output data received from the PLC device 1 via the field bus 3 is transmitted from the output circuit 25. And input / output update means.

次に、スレーブ2に具備された外部機器の劣化診断機能について説明する。この劣化診断可能は、基本的には、本出願人により特開2003−295914公報にて開示されたものと実質的に同一である。   Next, the deterioration diagnosis function of the external device provided in the slave 2 will be described. This deterioration diagnosis is basically the same as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-295914 by the present applicant.

すなわち、これを要約すれば、スレーブ2には、入力回路24又は出力回路25を構成する所定の一対又は二対以上の端子対のそれぞれにおける一方の端子の所定信号エッジと他方の端子の所定信号エッジとの時間差を計測する時間差計測手段と、時間差計測手段により得られた各端子対毎の時間差をそれぞれ一次記憶する1又は2以上の時間差レジスタ(R1,R2)と、それらの時間差レジスタ(R1,R2)に記憶された1又は2以上の時間差に基づいて生成される劣化特徴量を所定閾値(TH)と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断する劣化診断手段と、劣化診断手段による劣化診断結果をフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと通知する診断結果通知手段と、が少なくとも具備されている。   That is, in summary, the slave 2 includes a predetermined signal edge of one terminal and a predetermined signal of the other terminal in each of a predetermined pair or two or more terminal pairs constituting the input circuit 24 or the output circuit 25. A time difference measuring means for measuring a time difference from the edge, one or more time difference registers (R1, R2) for primarily storing the time difference for each terminal pair obtained by the time difference measuring means, and the time difference registers (R1) , R2) deterioration diagnosis means for diagnosing deterioration of external devices related to these terminal pairs by comparing deterioration feature amounts generated based on one or more time differences stored in R2) with a predetermined threshold (TH) And at least diagnostic result notification means for notifying the programmable controller device of the degradation diagnosis result by the degradation diagnostic means via the fieldbus. It is Bei.

外部機器の劣化診断具体例の説明図が図4に示されている。同図に示されるように、今仮に、スレーブ2における出力部の第1端子(OUT1)と入力部の第1の端子(IN1)とにより第1の端子対が、同様にして、入力部の第1の端子(IN1)と入力部の第2の端子(IN2)とにより第2の端子対が構成されているものと想定する。   An explanatory diagram of a specific example of external device deterioration diagnosis is shown in FIG. As shown in the figure, it is assumed that the first terminal pair of the output unit in the slave 2 and the first terminal (IN1) of the input unit are the same in the same way. It is assumed that the second terminal pair is configured by the first terminal (IN1) and the second terminal (IN2) of the input unit.

このとき、図4に示されるように、第1の端子対を構成する一方の端子(OUT1)には駆動シリンダ7に至る加圧空気を開閉する電磁弁6が接続され、他方の端子(IN1)には駆動シリンダ7の動作開始直後センサ8が接続されている。また、第2の端子対を構成する一方の端子(IN1)には駆動シリンダ7の動作開始直後センサが接続され、他方の端子(IN2)には駆動シリンダ7の動作完了センサ9が接続されている。   At this time, as shown in FIG. 4, an electromagnetic valve 6 for opening and closing pressurized air reaching the drive cylinder 7 is connected to one terminal (OUT1) constituting the first terminal pair, and the other terminal (IN1). ) Is connected to the sensor 8 immediately after the operation of the drive cylinder 7 is started. A sensor immediately after the start of operation of the drive cylinder 7 is connected to one terminal (IN1) constituting the second terminal pair, and an operation completion sensor 9 of the drive cylinder 7 is connected to the other terminal (IN2). Yes.

一方、スレーブ2内には、図5に示されるように、所定の設定内容を有する書き替え可能な時間タグが設定されている。この時間タグは、スレーブ2の各号機毎に設定することができ、図ではNo.2,No.3号機についての時間タグが示されている。   On the other hand, in the slave 2, as shown in FIG. 5, a rewritable time tag having a predetermined setting content is set. This time tag can be set for each slave 2 unit. 2, no. The time tag for Unit 3 is shown.

今仮に、図4に示されるスレーブ2が2号機であると想定すると、時間タグの設定内容は、端子(OUT1)のオンエッジで計時開始すると共に、端子(IN1)のオフエッジで計時終了することにより時間差(T1)を取得するように規定され、かつ端子(IN1)のオフエッジで計時開始すると共に、端子(IN2)のオンエッジで計時終了することにより時間差(T2)を取得するように規定されている。   Assuming that the slave 2 shown in FIG. 4 is the second machine, the time tag is set to start timing at the on-edge of the terminal (OUT1) and end timing at the off-edge of the terminal (IN1). It is specified to acquire the time difference (T1), and it is specified to start time measurement at the off edge of the terminal (IN1) and to acquire time difference (T2) by ending time measurement at the on edge of the terminal (IN2). .

スレーブ2では、上記時間タグの設定内容にしたがって、前述した「時間差計測手段」の作用により、該当する時間差(T1,T2)の計測、時間差レジスタ(R1,R2)への一次記憶が行われ、さらに「劣化診断手段」の作用により、時間差レジスタ(R1,R2)からの読み出し、劣化特徴量(T1×T2)の生成、劣化特徴量(T1×T2)と所定閾値(TH)との大小比較が行われ、それにより、端子(OUT1,IN1,IN2)に関る外部機器の劣化診断が行われる。   In the slave 2, according to the setting contents of the time tag, measurement of the corresponding time difference (T 1, T 2) and primary storage in the time difference register (R 1, R 2) are performed by the action of the “time difference measuring means” described above. Further, by the action of the “deterioration diagnosis means”, reading from the time difference registers (R1, R2), generation of the deterioration feature amount (T1 × T2), and comparison of the size between the deterioration feature amount (T1 × T2) and a predetermined threshold (TH) Accordingly, the deterioration diagnosis of the external device related to the terminals (OUT1, IN1, IN2) is performed.

特に、この例のように、端子(OUT1)のオンエッジで計時開始すると共に、端子(IN1)のオフエッジで計時終了することにより時間差(T1)を取得するように規定され、かつ端子(IN1)のオフエッジで計時開始すると共に、端子(IN2)のオンエッジで計時終了することにより時間差(T1)を取得するように規定されるように、時間タグが設定されていると、時間差(T1)はアクチュエータの劣化度合を象徴する一方、時間差(T2)は被制御対象機器やシステムそれ自体の劣化度合を象徴することとなるため、それらの積として求められる劣化特徴量(T1×T2)の値は、アクチュエータから被制御対象機器に至る外部機器全体の劣化度合を感度よく反映することとなるので、その値を所定閾値と比較することにより、外部機器の劣化を高精度に診断することができる。   In particular, as in this example, it is specified that the time difference (T1) is acquired by starting the time measurement at the on-edge of the terminal (OUT1) and ending the time-measurement at the off-edge of the terminal (IN1), and the terminal (IN1) If the time tag is set so that the time difference (T1) is acquired by starting the time measurement at the off edge and ending the time measurement at the on edge of the terminal (IN2), the time difference (T1) While symbolizing the degree of degradation, the time difference (T2) symbolizes the degree of degradation of the device to be controlled and the system itself. Therefore, the value of the degradation feature amount (T1 × T2) obtained as the product of them is the actuator. The degree of deterioration of the entire external device from the control target device to the controlled device is reflected with high sensitivity. , It can be diagnosed deterioration of the external device with high accuracy.

こうして、得られた劣化診断結果は、前述した「診断結果通知手段」の作用により、PLC装置1側へとマスタユニット11を経由して送られ、その後、前述したPLC装置1側の「劣化診断フラグ制御手段」の作用により、I/Oメモリ101d内の劣化診断フラグ(F)の状態に適切に反映される。   The deterioration diagnosis result thus obtained is sent to the PLC device 1 side via the master unit 11 by the action of the above-described “diagnosis result notifying means”, and then the “deterioration diagnosis” on the PLC device 1 side described above. By the action of the “flag control means”, it is appropriately reflected in the state of the deterioration diagnosis flag (F) in the I / O memory 101d.

次に、本発明の要部であるところの劣化診断用閾値の決定に係る幾つかの工夫について詳細に説明する。このような外部機器の劣化診断機能をPLCシステムに導入するためには、それに先立って、劣化判定用閾値(TH、又はTH・H,TH・L)の値を適切に設定しなければならない。   Next, some ideas relating to the determination of the threshold value for deterioration diagnosis, which is the main part of the present invention, will be described in detail. In order to introduce such a deterioration diagnosis function of an external device into the PLC system, it is necessary to appropriately set a deterioration determination threshold value (TH, or TH · H, TH · L).

そのためには、PLC装置並びにリモート入出力装置を実際に運転しながら、該当する端子対のそれぞれに関する時間差データの計測値(計測値取得はリモート入出力装置それ自体が行う)を蓄積する処理(所謂、ロギング処理)が必要となる。このロギング処理は、被制御対象機器乃至システムによっては、1〜2ヶ月に亘って継続せねばならない場合もある。   For this purpose, while actually operating the PLC device and the remote input / output device, a process (so-called so-called remote input / output device itself) that accumulates measured values of time difference data for each of the corresponding terminal pairs (so-called remote input / output device itself). Logging process). This logging process may need to be continued for one to two months depending on the controlled device or system.

従来、このロギング処理は、当該PLCシステムを構成するPLC装置のユーザプログラムそれ自体に、リモート入出力装置内で生成される時間差データをPLC装置側へと転送して蓄積するロギング専用のプログラムを組み込むことにより行われていたため、リモート入出力装置が複数存在し、かつそれぞれに劣化診断対象が複数存在すれば、各劣化診断対象毎に、図10に示されるプログラムをユーザプログラム中に記述せねばならないこととなり、多大なる労力を要する。   Conventionally, in this logging process, a logging-dedicated program for transferring and storing the time difference data generated in the remote input / output device to the PLC device side is incorporated in the user program itself of the PLC device constituting the PLC system. If there are a plurality of remote input / output devices and a plurality of deterioration diagnosis targets, the program shown in FIG. 10 must be described in the user program for each deterioration diagnosis target. Therefore, a great deal of labor is required.

また、そのようなロギング処理のためのプログラムが追加されることで、ユーザプログラム全体のボリュームも増加するため、PLC装置側のサイクルタイムもシステム運用時のそれと若干異なるものとなり、そのような状態で取得された時間差データの信頼性が必ずしも保証されない。   In addition, the addition of a program for such logging processing increases the volume of the entire user program, and the cycle time on the PLC device side is slightly different from that during system operation. The reliability of the acquired time difference data is not necessarily guaranteed.

加えて、従来の閾値決定処理は、取得されたデータを全て実際に確認した上で、それらのデータの最大値がほぼ越えないことを条件に判定用閾値を決定するものであるため、判定用閾値の信頼性を確保するためには、長期間のロギング処理によりできるだけ大量のデータを収集せねばならず、必然的に閾値決定に至る所要時間が長大化する欠点がある。   In addition, the conventional threshold value determination process is to determine the determination threshold value on the condition that the maximum value of those data is not substantially exceeded after actually confirming all the acquired data. In order to ensure the reliability of the threshold value, it is necessary to collect as much data as possible through a long-term logging process, which inevitably has a disadvantage that the time required to determine the threshold value becomes long.

そこで、この実施形態にあっては、先ず第1に、ロギング処理のための機能をユーザプログラムに負担させることにより生ずる問題点(第1の問題点)に対する解決策を提案すると共に、第2には、取得されたデータを全て実際に確認した上で、それらのデータの最大値が越えないことを条件に判定用閾値を決定することにより生ずる問題点(第2の問題点)に対する解決策を提案する。   Therefore, in this embodiment, firstly, a solution to the problem (first problem) caused by causing the user program to bear the function for logging processing is proposed, and secondly, Is a solution to the problem (second problem) caused by actually checking all the acquired data and determining the threshold value for determination on the condition that the maximum value of those data does not exceed suggest.

[第1の問題点に対する解決策について]
PLC装置1とスレーブ2との間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置としては、図1に示されるように、パッシブモニタ装置4やマスタユニット11が存在する。そこで、この例にあっては、これらの装置4,11に対して、後述する「送信要求コマンド発行手段」と、「データ蓄積手段」と、「蓄積データ出力手段」と、を設ける一方、スレーブ2に対しては、後述する「送信要求コマンド処理手段」設ける。
[Solution to the first problem]
As devices capable of passively monitoring communication data flowing between the PLC device 1 and the slave 2, there are a passive monitor device 4 and a master unit 11 as shown in FIG. Therefore, in this example, these devices 4 and 11 are provided with “transmission request command issuing means”, “data storage means”, and “stored data output means”, which will be described later, while being slaves. 2 is provided with "transmission request command processing means" to be described later.

すなわち、「送信要求コマンド発行手段」は、PLC装置1とスレーブ2との間を流れる通信データを受動的にモニタすることにより、スレーブ2の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出されるのに応答して、当該フィールドバス3がサポートするメッセージ通信により、スレーブ2に対して時間差(T1,T2)又は劣化特徴量(T1×T2)の送信を要求する送信要求コマンドを発行する機能を有する。   That is, the “transmission request command issuing means” monitors the signal state of the predetermined terminal of the input unit or output unit of the slave 2 by passively monitoring the communication data flowing between the PLC device 1 and the slave 2. In response to detection of a predetermined direction edge of this signal state, a time difference (T1, T2) or a deterioration feature amount (T1 × T2) with respect to the slave 2 by message communication supported by the fieldbus 3 A function of issuing a transmission request command for requesting transmission;

「データ蓄積手段」は、送信要求コマンドに対するスレーブ2からのレスポンスとして返送される時間差(T1,T2)又は劣化特徴量(T1×T2)を受信して所定のメモリに蓄積記憶させる機能を有する。   The “data storage unit” has a function of receiving a time difference (T1, T2) or a deterioration feature amount (T1 × T2) returned as a response from the slave 2 to the transmission request command, and storing and storing it in a predetermined memory.

「蓄積データ出力手段」は、データ蓄積手段により所定のメモリに蓄積記憶された一連のデータを所定の読出操作に応答して外部へと出力させる機能を有する。   The “accumulated data output means” has a function of outputting a series of data accumulated and stored in a predetermined memory by the data storage means to the outside in response to a predetermined read operation.

一方、「送信要求コマンド処理手段」は、メッセージ通信により所定の送信要求コマンドが到来するのに応答して、時間差レジスタ(R1,R2)に一次記憶された時間差(T1,T2)又は時間差に基づいて生成された劣化特徴量(T1×T2)をレスポンスとしてコマンド発行元の装置4,10に対して返送する機能を有する。   On the other hand, the “transmission request command processing means” is based on the time difference (T1, T2) or time difference temporarily stored in the time difference registers (R1, R2) in response to the arrival of a predetermined transmission request command by message communication. The degradation feature amount (T1 × T2) generated in this way is returned as a response to the command issuing devices 4 and 10.

これらの機能を有する各手段(「送信要求コマンド発行手段」、「データ蓄積手段」、「蓄積データ出力手段」)は、パッシブモニタ4内に或いはマスタユニット11内にファームウェアとして組み込むことができる。   Each means (“transmission request command issuing means”, “data storage means”, “stored data output means”) having these functions can be incorporated in the passive monitor 4 or in the master unit 11 as firmware.

パッシブモニタ4は基本的にはパソコンに対して所定のツールソフトを組み込んで構成されたものであり、その内容は本出願人より提案された特開2000−216798公報に詳しく述べられている。   The passive monitor 4 is basically constructed by incorporating predetermined tool software into a personal computer, and its contents are described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216798 proposed by the present applicant.

すなわち、パッシブモニタ4にあっては、フィールドバス3を介してPLCシステム内に送信されるフレームを受動的に受信することができ、受信した場合にはフレーム情報に基づいて、フレーム中のフレーム・ヘッダ及びデータフィールドの詳細情報を解読することができる。そしてフレーム情報に基づいて、フレームの内容を解読した結果、モニタリング又はロギングに必要なフレームである場合には、このフレームを取得する。   That is, the passive monitor 4 can passively receive a frame transmitted in the PLC system via the field bus 3, and when received, based on the frame information, Detailed information in the header and data fields can be decoded. If the frame is necessary for monitoring or logging as a result of decoding the content of the frame based on the frame information, this frame is acquired.

パッシブモニタに必要な動作を実行させるためのパッシブモニタ4へのロギング設定内容(第1実施形態)が図6に示されている。同図(a)は取込タイミングの設定、同図(b)は演算タグの設定を示している。この例にあっては、時間差データ(T1,T2)だけをスレーブ2から取得し、劣化特徴量(T1×T2)の演算はパッシブモニタ4の側で行うこととしている。   FIG. 6 shows the logging setting contents (first embodiment) to the passive monitor 4 for causing the passive monitor to perform operations necessary. FIG. 4A shows the setting of the capture timing, and FIG. 4B shows the setting of the calculation tag. In this example, only the time difference data (T1, T2) is acquired from the slave 2, and the calculation of the deterioration feature amount (T1 × T2) is performed on the passive monitor 4 side.

図7に示されるように、スレーブ2は、先に図5に示した設定内容を参照することにより、端子(OUT1)のオンエッジと端子(IN1)のオフエッジとの時間差(T1)、端子(IN1)のオフエッジと端子(IN2)のオンエッジとの時間差(T2)を計測して、時間差レジスタ(R1,R2)に格納する処理を繰り返している。   As shown in FIG. 7, the slave 2 refers to the setting contents shown in FIG. 5 earlier, so that the time difference (T1) between the on-edge of the terminal (OUT1) and the off-edge of the terminal (IN1), the terminal (IN1 ) And the time difference (T2) between the off edge of the terminal (IN2) and the on edge of the terminal (IN2) are measured and stored in the time difference registers (R1, R2).

パッシブモニタ4は、図6に示される設定内容を参照することにより、端子(IN2)の信号状態を監視し、オンエッジが検出される毎に、該当する号機番号(ノード)のスレーブ2に対して、時間差(T1)又は時間差(T2)に相当するデータの送信要求コマンドを発行する。   The passive monitor 4 monitors the signal state of the terminal (IN2) by referring to the setting contents shown in FIG. 6, and each time the on-edge is detected, the passive monitor 4 is connected to the slave 2 of the corresponding machine number (node). The data transmission request command corresponding to the time difference (T1) or the time difference (T2) is issued.

パッシブモニタ4から発行された送信要求コマンドが該当する号機番号のスレーブ2において受信されると、当該スレーブ2は内部の時間差レジスタ(R1,R2)から該当する時間差データ(T1又はT2)を読み出し、これにタイムスタンプを付したのち、送信要求コマンドに対するレスポンスとしてパッシブモニタ4へと送信する。   When the transmission request command issued from the passive monitor 4 is received by the slave 2 of the corresponding machine number, the slave 2 reads the corresponding time difference data (T1 or T2) from the internal time difference register (R1, R2), After attaching a time stamp to this, it is transmitted to the passive monitor 4 as a response to the transmission request command.

スレーブ2から送信されたレスポンスがパッシブモニタ4で受信されると、パッシブモニタ4では、レスポンスに付された時間差データ(T1又はT2)を取得すると共に、これを所定の不揮発性メモリに蓄積記憶する。さらに、パッシブモニタ4は、図6(b)に示される演算タグの設定内容を参照することにより、一対の時間差データ(T1,T2)が取得される毎に、所定の演算式にしたがって演算処理を実行して劣化特徴量(T1×T2=Y1)を算出し、これを時間差データ(T1,T2)と関連づけて、所定の不揮発性メモリに格納する。   When the response transmitted from the slave 2 is received by the passive monitor 4, the passive monitor 4 acquires the time difference data (T1 or T2) attached to the response and accumulates and stores it in a predetermined nonvolatile memory. . Further, the passive monitor 4 refers to the setting contents of the calculation tag shown in FIG. 6B, and performs calculation processing according to a predetermined calculation formula each time a pair of time difference data (T1, T2) is acquired. Is performed to calculate the deterioration feature amount (T1 × T2 = Y1), and this is associated with the time difference data (T1, T2) and stored in a predetermined nonvolatile memory.

以上の動作を繰り返すことにより、パッシブモニタ4として機能するパソコンのハードディスク等の不揮発性メモリ内には、各時点の時間差データ(T1,T2)と劣化特徴量(T1×T2=Y1)とが対の関係として蓄積記憶(データロギング)される。   By repeating the above operation, the time difference data (T1, T2) and the deterioration feature amount (T1 × T2 = Y1) at each time point are paired in a nonvolatile memory such as a hard disk of a personal computer functioning as the passive monitor 4. Is stored and stored (data logging).

以後、適当なデータロギング期間が経過した時点で、パソコンのキーボードやマウス等を使用して所定の読み出し操作とを行うと、パソコンのハードディスク等の不揮発性メモリに格納された一連のデータは、パソコンの表示器に表示され、あるいはプリンタを介してプリントされる。この画面表示された、或いはプリントアウトされたデータ列に基づいて、劣化診断用の閾値を決定することができる。   After that, when an appropriate data logging period has elapsed and a predetermined read operation is performed using a keyboard or mouse of a personal computer, a series of data stored in a non-volatile memory such as a hard disk of the personal computer is stored. Displayed on the display or printed through a printer. A threshold value for deterioration diagnosis can be determined based on the data string displayed or printed out on this screen.

スレーブ2に必要な動作を実行させるためのスレーブ2への設定内容(第2実施形態)が図8に、またパッシブモニタ4に必要な動作を実行させるためのパッシブモニタ4へのロギング設定内容(第2実施形態)が図9にそれぞれ示されている。これらの例にあっては、時間差データ(T1,T2)の計測・取得のみならず、それらに基づく劣化特徴量(T1×T2)の演算までもを、スレーブ2側で実行されるようにしている。   The setting contents (second embodiment) for the slave 2 for causing the slave 2 to perform the necessary operation are shown in FIG. 8 and the logging setting contents for the passive monitor 4 for causing the passive monitor 4 to perform the necessary operation (second embodiment) A second embodiment) is shown in FIG. In these examples, not only the measurement / acquisition of the time difference data (T1, T2) but also the calculation of the degradation feature value (T1 × T2) based on them is executed on the slave 2 side. Yes.

スレーブ2は、図8に示される設定内容(時間タグ)を参照することにより、端子(OUT1)のオンエッジと端子(IN1)のオフエッジとの時間差(T1)、端子(IN1)のオフエッジと端子(IN2)のオンエッジとの時間差(T2)を計測して、時間差レジスタ(R1,R2)に格納する処理を繰り返している。   The slave 2 refers to the setting contents (time tag) shown in FIG. 8 to determine the time difference (T1) between the ON edge of the terminal (OUT1) and the OFF edge of the terminal (IN1), the OFF edge of the terminal (IN1), and the terminal ( The process of measuring the time difference (T2) from the ON edge of IN2) and storing it in the time difference registers (R1, R2) is repeated.

加えて、スレーブ2は、図8に示される設定内容(演算タグ)を参照することにより、時間差(T1,T2)が取得される毎に、それらに基づく劣化特徴量(T1×T2)の演算までもを実行し、その演算結果に演算タグ(X1)を付加して、所定の不揮発性メモリ(レジスタR3)に格納している。   In addition, each time the time difference (T1, T2) is acquired, the slave 2 calculates the deterioration feature amount (T1 × T2) based on the setting content (calculation tag) shown in FIG. The calculation tag (X1) is added to the calculation result, and the result is stored in a predetermined nonvolatile memory (register R3).

パッシブモニタ4は、図9に示される設定内容を参照することにより、端子(IN2)の信号状態を監視し、オンエッジが検出される毎に、該当する号機番号(ノード)のスレーブ2に対して、劣化特徴量(T1×T2=X1)に相当するデータの送信要求コマンドを発行する。   The passive monitor 4 monitors the signal state of the terminal (IN2) by referring to the setting contents shown in FIG. 9, and each time the on-edge is detected, the passive monitor 4 is connected to the slave 2 of the corresponding machine number (node). Then, a data transmission request command corresponding to the deterioration feature amount (T1 × T2 = X1) is issued.

パッシブモニタ4から発行された送信要求コマンドが該当する号機番号のスレーブ2において受信されると、当該スレーブ2は内部の時間差レジスタ(R3)から該当する劣化特徴量(T1×T2=X1)を読み出し、これにタイムスタンプを付したのち、送信要求コマンドに対するレスポンスとしてパッシブモニタ4へと送信する。   When the transmission request command issued from the passive monitor 4 is received by the slave 2 of the corresponding machine number, the slave 2 reads the corresponding deterioration feature quantity (T1 × T2 = X1) from the internal time difference register (R3). After adding a time stamp to this, it is transmitted to the passive monitor 4 as a response to the transmission request command.

スレーブ2から送信されたレスポンスがパッシブモニタ4で受信されると、パッシブモニタ4では、レスポンスに付された特徴量(T1×T2=X1)を取得すると共に、これに所定のタグ(Y1)を付加して、所定の不発性メモリに蓄積記憶する。   When the response transmitted from the slave 2 is received by the passive monitor 4, the passive monitor 4 obtains the feature amount (T1 × T2 = X1) attached to the response, and adds a predetermined tag (Y1) to this. In addition, it is stored in a predetermined non-emergence memory.

以上の動作を繰り返すことにより、パッシブモニタ4として機能するパソコンのハードディスク等の不揮発性メモリ内には、各時点の劣化特徴量(T1×T2=Y1)が蓄積記憶(データロギング)される。   By repeating the above operation, the deterioration feature quantity (T1 × T2 = Y1) at each time point is accumulated and stored (data logging) in a nonvolatile memory such as a hard disk of a personal computer functioning as the passive monitor 4.

以後、適当なデータロギング期間が経過した時点で、パソコンのキーボードやマウス等を使用して所定の読み出し操作とを行うと、パソコンのハードディスク等の不揮発性メモリに格納された一連のデータは、パソコンの表示器に表示され、あるいはプリンタを介してプリントされる。この画面表示された、或いはプリントアウトされたデータ列に基づいて、劣化診断用の閾値を決定することができる。   After that, when an appropriate data logging period has elapsed and a predetermined read operation is performed using a keyboard or mouse of a personal computer, a series of data stored in a non-volatile memory such as a hard disk of the personal computer is stored. Displayed on the display or printed through a printer. A threshold value for deterioration diagnosis can be determined based on the data string displayed or printed out on this screen.

[第2の問題点に対する解決策について]
PLC装置1とスレーブ2との間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置としては、図1に示されるように、パッシブモニタ装置4やマスタユニット11が存在する。そこで、この例にあっては、これらの装置4,11を閾値設定支援装置としても機能させる。そして、この閾値設定支援装置には、後述する「データ収集手段」と、「閾値決定手段」と、「閾値設定手段」と、を設ける一方、スレーブ2に対しては、後述する「送信要求コマンド処理手段」を設ける。
[Solution to the second problem]
As devices capable of passively monitoring communication data flowing between the PLC device 1 and the slave 2, there are a passive monitor device 4 and a master unit 11 as shown in FIG. Therefore, in this example, these devices 4 and 11 are also functioned as threshold setting support devices. The threshold setting support apparatus is provided with “data collection means”, “threshold determination means”, and “threshold setting means” which will be described later. A processing means "is provided.

すなわち、「データ収集手段」は、プログラマブル・コントローラ装置のユーザプログラムにデータ収集機能を組み込むことなく、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータを収集する機能を有する。   That is, the “data collecting unit” has a function of collecting data corresponding to a time difference or a deterioration feature amount generated in the remote input / output device without incorporating a data collecting function into the user program of the programmable controller device.

「閾値決定手段」は、データ収集手段にて収集された時間差又は劣化特徴量に相当するデータに基づいて、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定させる機能を有する。   The “threshold value determination unit” has a function of determining a threshold value for deterioration diagnosis using a statistical technique based on data corresponding to the time difference or the deterioration feature amount collected by the data collection unit.

「閾値設定手段」は、閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定する機能を有する。   The “threshold setting means” has a function of setting the deterioration diagnosis threshold value determined by the threshold value determining means in the remote input / output device.

これらの機能を有する各手段(「データ収集手段」、「閾値決定手段」、「閾値設定手段」)は、パッシブモニタ4内に、マスタユニット11内に、或いはスレーブ2内に、ファームウェアとして組み込むことができる。   Each means having these functions ("data collecting means", "threshold determining means", "threshold setting means") is incorporated as firmware in the passive monitor 4, in the master unit 11, or in the slave 2. Can do.

寿命による劣化に伴う動作時間の遅れを説明するヒストグラムが図11に示されている。同図に示されるように、外部機器に寿命による経年劣化が生ずると、動作時間に相当する端子間信号エッジの時間差は増大する。もっとも、このとき動作時間のばらつきの分布は殆ど変わらないことが認められる。このことを利用すれば、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定しても、適切な判定用閾値を得ることができ、しかも比較的に少数のロギングデータで判定用閾値を決定することができるから、閾値決定に至る所要時間を大幅に短縮することができる。より具体的には、統計的に測定した平均値と標準偏差とを使用して、寿命による経年劣化を検知するための閾値を自動的に求めることができる。   FIG. 11 shows a histogram for explaining a delay in operation time due to deterioration due to the lifetime. As shown in the figure, when the aging of the external device due to the lifetime occurs, the time difference between the signal edges between terminals corresponding to the operation time increases. However, at this time, it is recognized that the distribution of variations in operating time hardly changes. By utilizing this, even if the threshold value for deterioration diagnosis is determined using a statistical method, an appropriate determination threshold value can be obtained, and the determination threshold value can be determined with a relatively small number of logging data. Therefore, the time required to determine the threshold value can be greatly shortened. More specifically, a threshold value for detecting aging deterioration due to a lifetime can be automatically obtained using a statistically measured average value and standard deviation.

以上の着想に基づく実施の形態を説明する。 スレーブ2においては、図13に示されるように、端子(OUT1)のオフエッジと端子(IN1)のオンエッジとの時間差(T1)を動作時間として計測し、これを内部の時間差レジスタ(R1)に格納する処理を繰り返し実行している。   An embodiment based on the above idea will be described. In the slave 2, as shown in FIG. 13, the time difference (T1) between the off-edge of the terminal (OUT1) and the on-edge of the terminal (IN1) is measured as the operation time, and this is stored in the internal time difference register (R1). The process is repeatedly executed.

パッシブモニタ4への設定内容を示す説明図が図12に示されている。同図に示されるように、このタグ(Y1)には、演算データとデータログタイミングが規定されている。演算データとしては、号機番号(スレーブNo.)、時間タグ、ばらつき係数(A)、回数/時間の別を規定する種別、回数/時間の値、サンプリング回数が含まれている。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing the setting contents for the passive monitor 4. As shown in the figure, calculation data and data log timing are defined for this tag (Y1). The calculation data includes a machine number (slave number), a time tag, a variation coefficient (A), a type that defines the number of times / time, a value of the number of times / time, and the number of times of sampling.

パッシブモニタ4は、図12に示される演算データ及びデータログタイミングを参照することにより、入出力更新処理の際に、該当号機のスレーブ2からPLC装置1へと送られる端子(IN1)のオンエッジの到来を監視すると共に、オンエッジが到来したならば、当該号機のスレーブ2に対して送信要求コマンドを発行する。   The passive monitor 4 refers to the calculation data and data log timing shown in FIG. 12, so that the terminal (IN 1) of the terminal (IN 1) sent from the slave 2 of the corresponding machine to the PLC device 1 during the input / output update process In addition to monitoring the arrival, if an on-edge arrives, a transmission request command is issued to the slave 2 of the relevant unit.

この送信要求コマンドを受信したスレーブ2は、内部の時間差レジスタ(R1)に格納された時間差データ(T1)を読み出すと共に、タイムスタンプを付加したのち、これを送信要求コマンドに対するレスポンスとして、パッシブモニタ4へと送信する。   The slave 2 that has received this transmission request command reads out the time difference data (T1) stored in the internal time difference register (R1), adds a time stamp, and uses this as a response to the transmission request command as a passive monitor 4. Send to.

パッシブモニタ4は、スレーブ2からのレスポンスを受信すると共に、それに付された時間差データ(T1)を取得して、ハードディスク等の不揮発性メモリに格納する。   The passive monitor 4 receives the response from the slave 2, acquires the time difference data (T1) attached thereto, and stores it in a nonvolatile memory such as a hard disk.

以上の動作(送信要求コマンド発行、レスポンス受信)を設定されたサンプリング回数又はサンプリング時間だけ繰り返すことにより、パッシブモニタ4のメモリ内には、時間差データ(T1)が所定個数だ蓄積記憶される。   By repeating the above operations (transmission request command issuance and response reception) for the set number of times of sampling or sampling time, a predetermined number of time difference data (T1) is accumulated and stored in the memory of the passive monitor 4.

しかるのち、パッシブモニタ4は、式1,式2,式3にしたがって統計計算をおこなうことにより、劣化診断用の閾値(T)を決定する。

Figure 0004415885
After that, the passive monitor 4 determines a threshold value (T) for deterioration diagnosis by performing statistical calculation according to Equation 1, Equation 2, and Equation 3.
Figure 0004415885

次いで、パッシブモニタ4は、得られた閾値(T)を付した設定要求コマンドを該当する号機のスレーブ2に対して発行する。こうしてパッシブモニタ4から発行された設定要求コマンドのフレーム内容の一例が図14に表にして示されている。   Next, the passive monitor 4 issues a setting request command with the obtained threshold value (T) to the slave 2 of the corresponding unit. An example of the frame content of the setting request command issued from the passive monitor 4 is shown in a table in FIG.

設定要求コマンドを受信したスレーブ2の側では、設定要求コマンドに付された閾値(T)をスレーブ2内に設定する。以後、スレーブ2内においては、この設定された閾値(T)に基づいて、該当する外部機器に関する劣化診断処理が実行される。この例では、時間差(T1)をそのまま劣化特徴量としているため、劣化診断処理は時間差(T1)と閾値(T)とを大小比較することにより行われる。   On the slave 2 side that has received the setting request command, a threshold (T) attached to the setting request command is set in the slave 2. Thereafter, in the slave 2, the deterioration diagnosis process for the corresponding external device is executed based on the set threshold value (T). In this example, since the time difference (T1) is used as the deterioration feature amount as it is, the deterioration diagnosis process is performed by comparing the time difference (T1) with the threshold value (T).

なお、以上の説明では、パッシブモニタ4の側で閾値(T)が決定された場合、直ちに無条件で、その決定された閾値(T)を付した設定要求コマンドを該当するスレーブ2へと送信した。しかし、閾値(T)の設定に先立って、スレーブ内の設定をリセットする必要がある場合、スレーブ側の制御に何等かの悪影響を及ぼす虞がある。そのような場合には、図15に示されるように、パッシブモニタ4を構成するパソコンの画面上に、「送信」ボタンと「キャンセル」ボタンを配置することにより、スレーブ2への設定を行う前に、操作者に確認の機会を与えることが好ましい。   In the above description, when the threshold (T) is determined on the passive monitor 4 side, the setting request command with the determined threshold (T) is immediately transmitted unconditionally to the corresponding slave 2. did. However, if it is necessary to reset the setting in the slave prior to setting the threshold value (T), there is a risk of some adverse effects on the control on the slave side. In such a case, as shown in FIG. 15, by placing a “Send” button and a “Cancel” button on the screen of the personal computer constituting the passive monitor 4, before setting the slave 2. Further, it is preferable to give the operator an opportunity for confirmation.

スレーブ自体に閾値決定機能を付与した例が図16〜図18に示されている。この例にあっては、図16(a),(b)に示されるように、スレーブ2に対して、スタート,ストップの条件、及び演算パラメータを設定する。   Examples in which a threshold value determining function is added to the slave itself are shown in FIGS. In this example, as shown in FIGS. 16A and 16B, start and stop conditions and calculation parameters are set for the slave 2.

ここで、時間タグ(T1)については、端子(OUT1)のオンエッジが検出されるのを待って、計時動作をスタートさせると共に、端子(IN1)のオフエッジが検出されるのを待って、計時動作をストップさせるように設定されている。また、ばらつき計数Aの値は「4」、サンプリング回数は「100」とされている。   Here, for the time tag (T1), the timing operation is started after the on-edge of the terminal (OUT1) is detected, and the timing operation is started after the off-edge of the terminal (IN1) is detected. Is set to stop. The value of the variation count A is “4” and the number of samplings is “100”.

閾値算出手順を示すフローチャートが図17及び図18に示されている。この閾値算出手順の特徴は、大容量メモリを有しないスレーブ2でも実現できるように、コンピュータにて実行する際に、できる限りメモリ容量を節減できるようにした点にある。   17 and 18 are flowcharts showing the threshold calculation procedure. The threshold calculation procedure is characterized in that the memory capacity can be reduced as much as possible when it is executed by a computer so that it can be realized by the slave 2 having no large-capacity memory.

同図において、処理が開始されると、スレーブ2の側では、外部から演算スタートコマンドが到来することを待機する(ステップ1701)。この状態において、いずれかのノード(例えば、パッシブモニタ4、PLC装置1、等)から発行された演算スタートコマンドが到来すると、スレーブ2の側では演算スタートコマンド受信の判定が行われ(ステップ1701YES)、直ちに初期化処理が実行される(ステップ1702)。   In the figure, when the processing is started, the slave 2 waits for an operation start command to be received from the outside (step 1701). In this state, when a calculation start command issued from any one of the nodes (for example, the passive monitor 4, the PLC device 1, etc.) arrives, the slave 2 determines whether to receive the calculation start command (YES in step 1701). Immediately after that, initialization processing is executed (step 1702).

初期化処理(ステップ1702)においては、積算値レジスタ(X)の値のゼロリセット並びにサンプル回数ポインタ(N)のゼロリセットが行われ、同時に、スレーブ2の表示ランプを構成するLEDの点滅処理が実行される。   In the initialization process (step 1702), the integrated value register (X) is reset to zero and the sample number pointer (N) is reset to zero. At the same time, the blinking process of the LEDs constituting the display lamp of the slave 2 is performed. Executed.

その後、端子(IN1)のオフエッジが検出される毎に(ステップ1703YES)、動作時間に相当する端子間エッジ時間差(T1)の読み込み(Xi=T1)、並びに、積算値(X)の更新処理(X=X+Xi)が実行され(ステップ1704)、併せて、サンプル回数カウンタ(N)のインクリメント処理(N=N+1)が実行される。   Thereafter, every time an off-edge of the terminal (IN1) is detected (YES in step 1703), the inter-terminal edge time difference (T1) corresponding to the operation time is read (Xi = T1), and the integrated value (X) is updated ( X = X + Xi) is executed (step 1704), and at the same time, the increment processing (N = N + 1) of the sample number counter (N) is executed.

以上の処理(ステップ1704)が、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数に達するまで、繰り返される(ステップ1705NO)。その間に、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数にまで達すると(ステップ1705YES)、積算値(X)をサンプリング回数(N)にて除することにより、動作時間に相当する時間差(T1)の平均値が求められる(ステップ1706)。   The above processing (step 1704) is repeated until the value of the sampling number counter (N) reaches the specified number (NO in step 1705). In the meantime, when the value of the sampling number counter (N) reaches the specified number (step 1705 YES), the integrated value (X) is divided by the number of samplings (N) to obtain a time difference (T1) corresponding to the operation time. Is obtained (step 1706).

図18に移って、標準偏差(σ)並びに閾値(T)の算出のための処理が開始される。すなわち、先ず、初期化処理(ステップ1801)が実行されて、平均値と毎回の計測値との偏差の二乗の積算値(X)のゼロリセット、並びに、サンプリング回数カウンタ(N)のゼロリセットが行われる。   Moving to FIG. 18, processing for calculating the standard deviation (σ) and the threshold value (T) is started. That is, first, initialization processing (step 1801) is executed, and zero resetting of the integrated value (X) of the square of the deviation between the average value and each measurement value and zero resetting of the sampling number counter (N) are performed. Done.

その後、端子(IN1)のオフエッジが検出される毎に(ステップ1703YES)、動作時間に相当する端子間エッジ時間差(T1)の読み込み(Xi=T1)、並びに、先程求められた平均値と毎回の計測値との偏差の二乗の積算値(X)の更新処理(ステップ1803)が、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数に達するまで、繰り返される(ステップ1804NO)。   Thereafter, every time an off-edge of the terminal (IN1) is detected (YES in Step 1703), the inter-terminal edge time difference (T1) corresponding to the operation time is read (Xi = T1), and the average value obtained in the previous step and each time The update process (step 1803) of the squared integrated value (X) of the deviation from the measured value is repeated until the value of the sampling number counter (N) reaches the specified number (NO in step 1804).

その間に、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数にまで達すると(ステップ1804YES)、積算値(X)をサンプリング回数(N−1)にて除したものの平方根をとることにより、標準偏差(σ)が求められ、同時に、時間差(T1)の平均値に対して、標準偏差(σ)とばらつき係数(A)との積を加算することで、閾値(T)が求められる(ステップ1806)。こうして求められた閾値(T)はスレーブ2内に設定されて、外部機器の劣化診断処理に供されることとなる。   In the meantime, when the value of the sampling number counter (N) reaches the prescribed number (step 1804 YES), the standard deviation (N) is obtained by taking the square root of the integrated value (X) divided by the number of samplings (N−1). σ) is obtained, and at the same time, the threshold (T) is obtained by adding the product of the standard deviation (σ) and the variation coefficient (A) to the average value of the time difference (T1) (step 1806). . The threshold value (T) obtained in this way is set in the slave 2 and used for the deterioration diagnosis process of the external device.

以上の処理では、積算処理(ステップ1704,1804)を中心として構成されているため、メモリ容量の少ないコンピュータであるスレーブ2においても、閾値(T)を確実に算出することができる。   Since the above processing is configured with the integration processing (steps 1704 and 1804) as the center, the threshold (T) can be reliably calculated even in the slave 2, which is a computer with a small memory capacity.

標準偏差の算出手順の別の例を示す説明図が図19に示されている。この例にあっては、図19(a)に示される標準偏差の変形式を使用することにより、演算に必要なメモリ容量の節減がなされている。   An explanatory diagram showing another example of the standard deviation calculation procedure is shown in FIG. In this example, the memory capacity required for the calculation is reduced by using the standard deviation variation formula shown in FIG.

図19(b)において、処理が開始されると、先ず、初期化処理(ステップ1901)が実行されて、毎回のサンプル値の積算値(X)、サンプル値の二乗の積算値(Y)、及びサンプリング回数カウンタ(N)のゼロリセットが行われる。   In FIG. 19B, when the process is started, an initialization process (step 1901) is first executed, and the integrated value (X) of the sample values every time, the integrated value (Y) of the squares of the sample values, The sampling number counter (N) is reset to zero.

その後、端子(IN1)のオフエッジが検出される毎に(ステップ1902YES)、動作時間に相当する端子間エッジ時間差(T1)の読み込み(Xi=T1)、その積算(X=X+Xi)、並びに、その二乗の積算(Y=Y+Xi2)が求められる(ステップ1903)。 Thereafter, every time an off-edge of the terminal (IN1) is detected (YES in step 1902), the inter-terminal edge time difference (T1) corresponding to the operation time is read (Xi = T1), its integration (X = X + Xi), and The square sum (Y = Y + Xi 2 ) is obtained (step 1903).

以上の処理(ステップ1903)が、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数に達するまで、繰り返される(ステップ1904NO)。その間に、サンプリング回数カウンタ(N)の値が規定回数にまで達すると(ステップ1904YES)、積算値(X)をサンプリング回数(N)にて除することにより、動作時間に相当する時間差(T1)の平均値が求められる(ステップ1706)。同時に、二乗の積算値(Y)をサンプリング回数(N−1)で除した値と、積算値(X)の二乗をN(N−1)で除した値との差の平方根をとることにより、標準偏差(σ)が求められる。   The above processing (step 1903) is repeated until the value of the sampling number counter (N) reaches the specified number (NO in step 1904). In the meantime, when the value of the sampling number counter (N) reaches the specified number of times (step 1904 YES), the time difference (T1) corresponding to the operation time is obtained by dividing the integrated value (X) by the number of samplings (N). Is obtained (step 1706). At the same time, by taking the square root of the difference between the value obtained by dividing the squared integrated value (Y) by the number of samplings (N-1) and the value obtained by dividing the squared integrated value (X) by N (N-1). The standard deviation (σ) is obtained.

こうして、求められたXの平均値と、標準偏差(σ)と、ばらつき係数(A)とに基づいて、先程と同様にして劣化診断用の閾値(T)が求められ、当該スレーブ2に設定される。   Thus, based on the obtained average value of X, standard deviation (σ), and variation coefficient (A), a threshold value (T) for deterioration diagnosis is obtained in the same manner as before, and is set for the slave 2. Is done.

このように、上述の幾つかの例によれば、標準偏差(σ)と、ばらつき係数(A)とに基づいて、劣化診断用の閾値(T)が求められるので、比較的に小数のサンプリングデータを基礎とするものであっても、信頼性の高い判定用閾値を取得することができ、閾値取得に至る所要時間を短縮することができる。   As described above, according to the above-described examples, since the threshold value (T) for deterioration diagnosis is obtained based on the standard deviation (σ) and the variation coefficient (A), a relatively small number of samplings are performed. Even if it is based on data, a highly reliable threshold for determination can be acquired, and the time required to acquire the threshold can be shortened.

本発明によれば、この種の外部機器劣化診断機能を備えたPLCシステムの例えば導入時における閾値決定に際する労力を軽減しかつ閾値決定に至る所要時間を節減すると共に、システム導入時とシステム運用時とで同様な運転を保証することで、信頼性の高いデータを収集することができる。   According to the present invention, for example, a PLC system having an external device deterioration diagnosis function of this type can reduce labor for determining a threshold at the time of introduction, for example, reduce time required to determine the threshold, and at the time of introducing the system. By assuring the same operation at the time of operation, highly reliable data can be collected.

本発明に係るPLCシステムの構成図である。It is a block diagram of the PLC system which concerns on this invention. CPUユニットの詳細とともにPLCシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a PLC system with the detail of a CPU unit. スレーブの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a slave. 外部機器の劣化診断具体例の説明図である。It is explanatory drawing of the deterioration example of an external apparatus. スレーブの時間タグ設定内容(第1実施形態)の説明図である。It is explanatory drawing of the time tag setting content (1st Embodiment) of a slave. パッシブモニタへのロギング設定内容(第1実施形態)の説明図である。It is explanatory drawing of the logging setting content (1st Embodiment) to a passive monitor. 対をなす端子間の信号変化の時間差計測例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a time difference measurement of the signal change between the terminals which make a pair. スレーブへの設定内容(第2実施形態)の説明図である。It is explanatory drawing of the setting content (2nd Embodiment) to a slave. パッシブモニタへのロギング設定内容(第2実施形態)の説明図である。It is explanatory drawing of the logging setting content (2nd Embodiment) to a passive monitor. 時間差データ(T1,T2)を読み出すためのユーザプログラムの一例を示すラダー図である。It is a ladder figure showing an example of a user program for reading time difference data (T1, T2). 寿命劣化に伴う動作時間おの遅れを説明するヒストグラムである。It is a histogram explaining the delay of the operation time accompanying lifetime deterioration. パッシブモニタへの設定内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the setting content to a passive monitor. 接点対と所定エッジとT1取込タイミングとの関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the relationship between a contact pair, a predetermined edge, and T1 taking-in timing. 設定フレームの内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of a setting frame. メッセージの画面イメージを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the screen image of a message. スレーブへの設定内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the setting content to a slave. 閾値算出手順を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows a threshold value calculation procedure. 閾値算出手順を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows a threshold value calculation procedure. 標準偏差の算出手順の別の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the calculation procedure of a standard deviation.

符号の説明Explanation of symbols

1 プログラマブル・コントローラ装置
2 スレーブ(リモート入出力装置)
3 フィールドバス
4 パッシブモニタ
5 センサ
6 電磁弁
7 駆動用シリンダ
8 動作開始直後センサ
9 動作完了センサ
10 PLC(プログラマブル・コントローラ)
11 マスタユニット
21 送受信回路
22 MPU
22a 処理部
22b 内部揮発性メモリ
23 外部不揮発性メモリ
24 入力回路
25 出力回路
26 タイマ
101 CPUユニット
101a CPU
101b ユーザプログラムメモリ
101c パラメータメモリ
101d I/Oメモリ
101e システムプログラムメモリ
101f ワークメモリ
102 I/Oユニット
1 Programmable controller device 2 Slave (remote input / output device)
3 Fieldbus 4 Passive monitor 5 Sensor 6 Solenoid valve 7 Drive cylinder 8 Immediate start of operation sensor 9 Operation complete sensor 10 PLC (programmable controller)
11 Master unit 21 Transceiver circuit 22 MPU
22a processing unit 22b internal volatile memory 23 external non-volatile memory 24 input circuit 25 output circuit 26 timer 101 CPU unit 101a CPU
101b User program memory 101c Parameter memory 101d I / O memory 101e System program memory 101f Work memory 102 I / O unit

Claims (9)

プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とがフィールドバスを介して通信で結ばれており、
プログラマブル・コントローラ装置には、
外部機器からの信号を取り込むための入力部と、
外部機器へと信号を送出するための出力部と、
プログラマブル・コントローラ装置の入力部から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶する入力領域と、プログラマブル・コントローラ装置の出力部から送出されるべき信号に相当する出力データを記憶する出力領域と、リモート入出力装置から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶するリモート入力領域と、リモート入出力装置から送出されるべき信号に相当するリモート出力データを記憶するリモート出力領域と、ユーザ命令にて参照可能な劣化診断フラグとを少なくとも有する入出力メモリと、
所望の制御仕様をユーザ命令を使用して記述してなるユーザプログラムを格納するためのプログラムメモリと、
プログラマブル・コントローラ装置の入出力部と入出力メモリの入出力領域との間で内部バスを介してデータのやり取りを行う入出力更新処理と、リモート入出力装置と入出力メモリのリモート入出力領域との間でフィールドバスを介してデータのやり取りを行うリモート入出力更新処理とを実行する入出力更新手段と、
フィールドバスを介してリモート入出力装置から通知される劣化診断結果に基づいて劣化診断フラグをオンオフ制御する劣化診断フラグ制御手段と、
プログラムメモリに格納されたユーザプログラムを入出力メモリの内容を参照しつつ実行すると共に、その実行結果に応じて入出力メモリの出力領域並びにリモート出力領域の内容を書き替えるプログラム実行手段と、が少なくとも設けられ、
リモート入出力装置には、
前記外部機器からの動作開始信号を取り込むための第1の入力端子と、前記外部機器からの動作完了信号を取り込むための第2の入力端子とを有する入力部と、
前記外部機器に対する動作指令信号を送出するための第1の出力端子を有する出力部と、
入力部から取り込まれた信号に相当する入力データをフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと送信すると共に、プログラマブル・コントローラ装置からフィールドバスを介して受信された出力データに相当する信号を出力部から送出する入出力更新手段と、
入力部又は出力部を構成する所定の一対又は二対以上の端子対のそれぞれにおける一方の端子の所定信号エッジと他方の端子の所定信号エッジとの時間差を計測する時間差計測手段と、
時間差計測手段により得られた各端子対毎の時間差をそれぞれ一次記憶する1又は2以上の時間差レジスタと、
それらの時間差レジスタに記憶された1又は2以上の時間差に基づいて生成される劣化特徴量を所定の劣化診断用閾値と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断する劣化診断手段と、
劣化診断手段による劣化診断結果をフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと通知する診断結果通知手段と、が少なくとも設けられている、プログラマブル・コントローラ・システムであって、
前記プログラマブル・コントローラ・システムには、
プログラマブル・コントローラ装置のユーザプログラムにデータ収集機能を組み込むことなく、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータを収集するデータ収集手段と、
データ収集手段にて収集された時間差又は劣化特徴量に相当するデータに基づいて、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定する閾値決定手段と、
閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定する閾値設定手段と、を有する閾値設定支援装置が付加されており、
前記リモート入出力装置に含まれる時間差計測手段が、前記第1の出力端子の所定信号エッジと前記第1の入力端子の所定信号エッジとの時間差(T1)と、前記第1の入力端子の所定信号エッジと前記第2の入力端子の所定信号エッジとの時間差(T2)とを計測するものであり、
前記リモート入出力装置に含まれる2以上の時間差レジスタが、時間差(T1)を一次記憶する時間差レジスタと、時間差(T2)を一次記憶する時間差レジスタとからなるものであり、
前記リモート入出力装置に含まれる劣化診断手段が、それらの時間差レジスタに記憶された時間差(T1)と時間差(T2)とに基づいて生成される劣化特徴量(T1×T2)を所定閾値(TH)と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断するものである、ことを特徴とするプログラマブル・コントローラ・システム。
The programmable controller device and the remote input / output device are connected via communication via the fieldbus.
Programmable controller devices include
An input unit for capturing signals from external devices;
An output unit for sending a signal to an external device;
An input area for storing input data corresponding to a signal fetched from the input section of the programmable controller device, an output area for storing output data corresponding to a signal to be sent from the output section of the programmable controller device, and a remote Remote input area for storing input data corresponding to signals fetched from the input / output device, remote output area for storing remote output data corresponding to signals to be sent from the remote input / output device, and reference by user command An input / output memory having at least a possible deterioration diagnosis flag;
A program memory for storing a user program in which desired control specifications are described using user instructions;
I / O update processing for exchanging data via the internal bus between the I / O unit of the programmable controller device and the I / O area of the I / O memory, and the remote I / O area of the remote I / O device and the I / O memory I / O update means for executing remote I / O update processing for exchanging data via the fieldbus between
A deterioration diagnosis flag control means for on / off controlling a deterioration diagnosis flag based on a deterioration diagnosis result notified from a remote input / output device via a field bus;
A program execution means for executing the user program stored in the program memory while referring to the contents of the input / output memory, and rewriting the contents of the output area of the input / output memory and the remote output area according to the execution result; Provided,
Remote input / output devices include
An input unit having a first input terminal for taking in an operation start signal from the external device, and a second input terminal for taking in operation completion signal from said external device,
An output unit having a first output terminal for delivering an operation command signal to the external device,
The input data corresponding to the signal fetched from the input unit is transmitted to the programmable controller device via the field bus, and the signal corresponding to the output data received from the programmable controller device via the field bus is output to the output unit. I / O update means to send from,
A time difference measuring means for measuring a time difference between a predetermined signal edge of one terminal and a predetermined signal edge of the other terminal in each of a predetermined pair or two or more terminal pairs constituting the input unit or the output unit;
One or more time difference registers for primarily storing the time difference for each terminal pair obtained by the time difference measuring means;
Degradation for diagnosing degradation of external devices related to these terminal pairs by comparing degradation feature values generated based on one or more time differences stored in those time difference registers with a predetermined degradation diagnosis threshold Diagnostic means;
A diagnostic controller notifying means for notifying a deterioration diagnosis result by the deterioration diagnosis means to the programmable controller device via the fieldbus, at least a programmable controller system,
The programmable controller system includes:
Data collecting means for collecting data corresponding to a time difference or deterioration feature amount generated in the remote input / output device without incorporating a data collecting function into the user program of the programmable controller device;
Threshold determination means for determining a threshold value for deterioration diagnosis using a statistical method based on data corresponding to a time difference or deterioration feature amount collected by the data collection means;
A threshold setting support device having threshold setting means for setting the deterioration diagnosis threshold value determined by the threshold value determination means in the remote input / output device, is added ,
The time difference measuring means included in the remote input / output device has a time difference (T1) between a predetermined signal edge of the first output terminal and a predetermined signal edge of the first input terminal, and a predetermined value of the first input terminal. Measuring a time difference (T2) between a signal edge and a predetermined signal edge of the second input terminal;
The two or more time difference registers included in the remote input / output device include a time difference register that primarily stores the time difference (T1) and a time difference register that primarily stores the time difference (T2).
The deterioration diagnosis means included in the remote input / output device uses a predetermined threshold (TH The programmable controller system is characterized by diagnosing the deterioration of external equipment related to the terminal pair .
閾値決定手段が、
データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータの平均値を求める第1の演算手段と、
第1の演算手段により求められた一連のデータの平均値と各サンプリング毎のデータとに基づいて一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含んでいる、ことを特徴とする請求項1に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
The threshold value determining means is
First computing means for obtaining an average value of a series of data sampled by the data collecting means;
Second computing means for obtaining a standard deviation of a series of sampling data based on an average value of the series of data obtained by the first computing means and data for each sampling;
And a third computing means for obtaining a deterioration diagnosis threshold based on the average value obtained by the first computing means, the standard deviation obtained by the second computing means, and a predetermined variation coefficient. The programmable controller system according to claim 1, wherein:
閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とを結ぶ通信データの経路上にあって、通信データを受動的にモニタ可能な装置とされ、かつ
データ収集手段が、
プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間を流れる通信データを受動的にモニタすることにより、リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出されるのに応答して、当該フィールドバスがサポートするメッセージ通信により、リモート入出力装置に対して時間差又は劣化特徴量の送信を要求する送信要求コマンドを発行する送信要求コマンド発行手段と、
送信要求コマンドに対するリモート入出力装置からのレスポンスとして返送される時間差又は劣化特徴量に相当するデータを受信して所定のメモリに蓄積記憶させるデータ蓄積手段とを含み、
閾値設定手段が、リモート入出力装置に対して閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定することを要求する設定要求コマンドを発行する設定要求コマンド発行手段とを含み、
リモート入出力装置が、
メッセージ通信により所定の送信要求コマンドが到来するのに応答して、時間差レジスタに一次記憶された時間差又は時間差に基づいて生成された劣化特徴量をレスポンスとしてコマンド発行元の装置に対して返送する返送要求コマンド処理手段と、
メッセージ通信により所定の設定要求コマンドが到来するのに応答して、当該コマンドに付された劣化診断用閾値データに基づいて、劣化診断用閾値の設定処理を行う設定要求コマンド処理手段とを含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
The threshold setting support device is on a communication data path connecting the programmable controller device and the remote input / output device, and is a device capable of passively monitoring the communication data.
By passively monitoring communication data flowing between the programmable controller device and the remote input / output device, the signal state of a predetermined terminal of the input unit or output unit of the remote input / output device is monitored, and the predetermined signal state is determined. In response to detection of a direction edge, a transmission request command issuing means for issuing a transmission request command for requesting a remote input / output device to transmit a time difference or a deteriorated feature amount by message communication supported by the fieldbus When,
Data accumulation means for receiving data corresponding to a time difference or deterioration feature amount returned as a response from the remote input / output device to the transmission request command, and accumulating and storing the data in a predetermined memory;
The threshold setting means includes a setting request command issuing means for issuing a setting request command for requesting the remote input / output device to set the deterioration diagnosis threshold determined by the threshold determining means in the remote input / output device;
Remote I / O device
In response to arrival of a predetermined transmission request command by message communication, a time difference temporarily stored in the time difference register or a deterioration feature generated based on the time difference is returned as a response to the command issuing device. Request command processing means;
In response to arrival of a predetermined setting request command by message communication, setting request command processing means for performing setting processing of a deterioration diagnosis threshold based on deterioration diagnosis threshold data attached to the command,
The programmable controller system according to claim 1 or 2, wherein
プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置及びリモート入出力装置とは別に設けられ、かつ通信データをモニタ可能なモニタ装置である、ことを特徴とする請求項3に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。   A device that is on the communication path between the programmable controller device and the remote input / output device and can passively monitor the communication data flowing between them is provided separately from the programmable controller device and the remote input / output device. The programmable controller system according to claim 3, wherein the programmable controller system is capable of monitoring communication data. プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置内にあって、リモート入出力装置との間におけるフィールドバスを介する通信を実行する通信装置である、ことを特徴とする請求項3に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。   A device that is on a communication path between a programmable controller device and a remote input / output device and that can passively monitor communication data flowing between them is provided in the programmable controller device. 4. The programmable controller system according to claim 3, wherein the communication controller executes communication via a field bus with the communication controller. 閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とフィールドバスを介して結ばれたリモート入出力装置それ自体に組み込まれている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。   3. The programmable controller system according to claim 1, wherein the threshold setting support device is incorporated in a remote input / output device itself connected to the programmable controller device via a field bus. データ収集手段が、
リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出される毎に、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータをサンプリングするものであり、
閾値決定手段が、
データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータを、サンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除することにより、一連のサンプリングデータの平均値を求める第1の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と各サンプリング毎のデータとの差の二乗をサンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除すると共にその平方根を算出することにより、一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含む、ことを特徴とする請求項6に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
Data collection means
The signal state of a predetermined terminal of the input / output unit of the remote input / output device is monitored, and each time a predetermined direction edge of the signal state is detected, it corresponds to a time difference or a deterioration feature amount generated in the remote input / output device. Data sampling,
The threshold value determining means is
After repeating the operation of integrating the series of data sampled by the data collection means at the time of sampling by a predetermined number of times of sampling, the obtained integrated value is divided by the number of times of sampling to obtain a series of sampling data. A first computing means for obtaining an average value;
After repeating the operation of integrating the square of the difference between the average value obtained by the first computing means and the data for each sampling at the time of sampling by a predetermined number of times of sampling, the obtained integrated value is used as the number of times of sampling. And calculating a square root of the second calculation means for obtaining a standard deviation of a series of sampling data,
A third computing means for obtaining a deterioration diagnosis threshold based on the average value obtained by the first computing means, the standard deviation obtained by the second computing means, and a predetermined variation coefficient; The programmable controller system according to claim 6.
リモート入出力装置には、1の外部機器劣化診断に関して、1又は2以上の時間差を求めるために必要な計時開始条件と計時終了条件とを規定する書き替え可能なタグが、各時間差毎に設定されており、このタグの内容を参照することにより、時間差計測手段は1の外部機器劣化診断に必要な各時間差を計測する、ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のプログラマブル・コントローラ・システム。 The remote input / output device has a rewritable tag that defines the time start condition and time end condition necessary for obtaining one or more time differences for each external device deterioration diagnosis. The time difference measuring means measures each time difference required for one external device deterioration diagnosis by referring to the contents of the tag, and the programmable according to any one of claims 1 to 7 , -Controller system. プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置には、1の外部機器劣化診断に関連して、送信要求コマンドを発行する条件を規定するための書き替え可能なタグが、各劣化診断毎に設定されており、このタグを参照することにより、コマンド発行手段は1の外部機器劣化診断に必要な送信要求コマンドを発行する、ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のプログラマブル・コントローラ・システム。   For devices that are on the communication path between the programmable controller device and the remote input / output device and that can passively monitor the communication data flowing between them, send in connection with one external device deterioration diagnosis A rewritable tag for defining a condition for issuing a request command is set for each deterioration diagnosis. By referring to this tag, the command issuing means transmits one necessary for the external device deterioration diagnosis. 6. The programmable controller system according to claim 3, wherein a request command is issued.
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