JP5496362B2 - 産業用自動診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジニアリングツールによる産業用自動診断装置に関するものである。
近年、FA(Factory Automation)システムのメンテナンスにおいて、経験の浅いエンジニアでも、簡単に異常診断ができるシステムが求められている。しかし、FAシステムは、複数のネットワークを組み合わせた階層構造を持つ場合が多く、異常診断に伴う接続の設定や、異常診断に必要な知識が複雑化している。
PLC(Programmable Logic Controller:シーケンサ)等をシステム構成要素としたシステムとしては、ネットワークを介して結ばれたPLCのうち1台を設定情報発信局として位置づけ、ハンディツールからもメモリカードによりフレーム構成データを保持させる分散型制御システム(特許文献1参照)や、PLCにコンピュータを接続し、生産設備の異常状態を自動的に検出し、関連指示情報を使用者に供与する異常診断システム(特許文献2参照)や、シーケンス制御機器の全単位機器をツリー状に配列表示し、機器ごとの故障情報表示を行う装置(特許文献3参照)などについての技術が既に開示されている。
特開2009−15041号公報 特開平7−104839号公報 特開2005−100027号公報
しかしながら、従来の技術によれば、FA製品(FAシステム)における異常診断を行う場合において、エンジニアリングツールの使用者が、接続先の設定を手動で行い、手動で診断する必要がある。従って、接続設定に必要な技術を教育等で習得させることが必要であるとともに、接続設定そのものに長時間を要するという問題がある。また、異常診断を行う場合も、異常の原因が多岐にわたり、異常の原因の特定が難しい場合が多いという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジニアリングツールによるFAシステムの異常診断の自動化が可能となる産業用自動診断装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、エンジニアリングツールと表示手段を備え、複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示することを特徴とする。
この発明によれば、FAシステムの異常診断の自動化が可能となるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態にかかるFAシステムおよびそれに接続された産業用自動診断装置の構成を示す図である。 図2は、産業用自動診断装置およびFAシステムの通常時の動作を示すフローチャートである。 図3は、ディスプレイ上に表示されたFAシステムの全体の構成を示す画面を示す図である。 図4は、産業用自動診断装置に異常を通知可能である異常通知可能FA機器と通知可能な異常内容を含む診断可能情報を示す図である。 図5は、産業用自動診断装置およびFAシステムの異常発生時の動作を示すフローチャートである。 図6は、産業用自動診断装置に搭載されたエンジニアリングツールが異常診断情報をディスプレイに表示したときの動作を示すフローチャートである。 図7は、産業用自動診断装置のディスプレイ上に表示されたFAシステムの全体構成図についての異常診断画面を示す図である。 図8は、異常が発生したFA機器の下位の階層の装置(ユニット)構成が表示されたときの異常診断画面を示す図である。 図9は、異常が発生したFA機器の下位の階層の装置(ユニット)のさらに下位の階層の装置(サブユニット)構成が表示されたときの異常診断画面を示す図である。 図10は、FA製品(FAシステム)における異常診断を行う従来の手法についてのフローチャートである。
以下に、本発明の実施の形態にかかる産業用自動診断装置およびFAシステムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかるFAシステム20およびそれに接続された産業用自動診断装置10の構成を示す図である。産業用自動診断装置10(異常診断装置)は例えばパソコン(パーソナルコンピュータ)であり、エンジニアリングツール11がインストールされており、ユーザへの表示手段であるディスプレイ13を備える。なお、ユーザへの表示手段はディスプレイ13でなくてもよく、例えば、プリントアウトする形式などユーザが一目で理解できる表示手段であればとくに限定しない。
エンジニアリングツール11は、FAシステム20に対して、例えばプログラミング、プログラムのモニタリング、システム構築、データ値の表示/設定/トレース、各FA機器および各FA機器それぞれを構成する下位装置であるユニットの状態監視/操作などを行うソフトウエアである。
図1に示したFAシステム20の構成は一例であり、産業用自動診断装置10と接続してエンジニアリングツール11と通信するFA機器である第1シーケンサ21を管理PLCとしている。FAシステム20は他の各FA機器として第2シーケンサ22、第3シーケンサ23および表示装置41を含む。
第1シーケンサ21、第2シーケンサ22、表示装置41はネットワークA31に接続され、第1シーケンサ21、第2シーケンサ22、第3シーケンサ23はたとえばリング状のネットワークB32に接続されている。この例では第1シーケンサ21(管理PLC)がFAシステム20の情報を集中管理し産業用自動診断装置10と通信する構成になっている。
第1シーケンサ21、第2シーケンサ22、第3シーケンサ23および表示装置41の各FA機器は自己のインタフェース接続情報および当該FA機器の下位の装置構成情報に関するデータを有しており、また、当該FA機器に異常が発生した場合に異常を自己診断可能である。そして各FA機器は当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した異常の異常内容を含む情報を第1シーケンサ21(管理PLC)に通知することができる。通知可能な異常箇所と異常内容を異常診断情報とする。
図1のFAシステム20の構成は、あくまで一例であり、この例と異なり各FA機器(PLCなど)が対等な立場で自己のインタフェース接続情報および当該FA機器の装置構成情報に関するデータを有し、さらに上記した異常診断情報を自己診断により取得して、産業用自動診断装置10と直接通信して通知するような分散型のネットワーク構成でも良い。
図1に示したFAシステム20およびそれに接続された産業用自動診断装置10の構成を例として、通常時の動作を図2に示した通常時におけるフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、管理PLCである第1シーケンサ21は、FAシステム20上の第1シーケンサ21、第2シーケンサ22、第3シーケンサ23および表示装置41の各FA機器のインタフェース(I/F)接続情報および装置構成情報を保持している。第1シーケンサ21以外の各FA機器のインタフェース(I/F)接続情報および装置構成情報は、あらかじめ、各FA機器と第1シーケンサ21が通信することにより収集して保持している(ステップS11)。
次に、産業用自動診断装置10がFAシステム20に接続する。この場合は、産業用自動診断装置10は管理PLCである第1シーケンサ21に接続する(ステップS12)。管理PLCである第1シーケンサ21は接続された産業用自動診断装置10の固有情報12を取得する(ステップS13)。固有情報12は、例えば、IPアドレス、MACアドレス、ネットワークナンバー等の情報である。
次に、産業用自動診断装置10にインストールされているエンジニアリングツール11は、管理PLCである第1シーケンサ21が保持している第1シーケンサ21、第2シーケンサ22、第3シーケンサ23および表示装置41の各FA機器のインタフェース(I/F)接続情報および装置構成情報に基づいて、FAシステム20の全体の構成情報を生成してディスプレイ13上に表示する(ステップS14)。ディスプレイ13上には図3に示すFAシステム20の全体の構成を示す画面が表示される。
また、エンジニアリングツール11は、生成したFAシステム20の全体の構成情報とともに各FA機器から産業用自動診断装置10までの接続経路も入手できる。この情報は、図3に示すように各FA機器ごとの「接続可能な接続経路」としてディスプレイ13上に同時に表示してもよい。「接続可能な接続経路」はインタフェース(I/F)接続情報、接続経路が経由するネットワーク名、固有情報(IPアドレスなど)を含む。
なお、本実施の形態において一例として示した第1シーケンサ21が管理PLCとしてFAシステム20の情報を集中管理して産業用自動診断装置10と通信する図1のシステム構成の場合においては、各FA機器から産業用自動診断装置10までの接続経路は、各FA機器から管理PLCまで接続経路と実質的に同じである。
次に、管理PLCである第1シーケンサ21は、接続している各FA機器に対して、管理PLCまでの接続経路を送信する(ステップS15)。これにより各FA機器は、管理PLCへの接続経路、即ち、産業用自動診断装置10までの接続経路を保持することになり異常発生時などに産業用自動診断装置10への通信が可能となる。
なお、管理PLCである第1シーケンサ21および産業用自動診断装置10は、管理PLCである第1シーケンサ21が各FA機器から受け取った情報をもとに異常が発生したときにそれを産業用自動診断装置10に通知可能である異常通知可能FA機器と通知可能な異常内容のリストである図4に示す診断可能情報を保持している。
なお、管理PLCがFAシステムを集中管理する本実施の形態と異なり各FA機器(PLCなど)が対等な立場で産業用自動診断装置10と直接通信して通知するような分散型のネットワーク構成の場合は、産業用自動診断装置10が管理PLCを経ないで産業用自動診断装置10までの接続経路を各FA機器に通知すればよい。
次に、異常発生時の動作を図5に示したフローチャートを用いて説明する。まず、各FA機器は自分自身で異常状態か正常状態であるかを常時あるいは必要時に自己診断して監視している(ステップS31)。各FA機器は異常が無ければ(ステップS32、NO)監視モードを継続する。異常が発生すると(ステップS32、YES)、異常を検知したFA機器は、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した異常内容に関する異常診断情報を、保持された接続経路で管理PLCである第1シーケンサ21に通知する(ステップS33)。
次に、管理PLCである第1シーケンサ21は、図4の診断可能情報に従い、各FA機器から受け取った異常診断情報が通知可能な異常内容かどうかを判断し(ステップS34)、通知可能でなければ(ステップS35、NO)監視モード(ステップS31)に戻る。通知可能であれば(ステップS35、YES)、管理PLCである第1シーケンサ21は保持している図2のステップS13で取得した固有情報12を持つ産業用自動診断装置10に当該異常診断情報を通知する(ステップS36)。産業用自動診断装置10に搭載されたエンジニアリングツール11は通知された異常診断情報に基づいて異常情報をディスプレイ13上に表示する(ステップS37)。
なお、本実施の形態に一例として示した集中管理方式の構成と異なり分散ネットワーク型のFAシステムの場合、上記異常診断は産業用自動診断装置10(エンジニアリングツール11)が各FA機器に順次診断要請パケットを飛ばして、各FA機器が産業用自動診断装置10(エンジニアリングツール11)に自己診断結果を回答するポーリング方式のような形態をとってもかまわない。
産業用自動診断装置10に搭載されたエンジニアリングツール11が通知された異常情報をディスプレイ13に表示したときの動作を、図6のフローチャートに示す。
まず、産業用自動診断装置10に搭載されたエンジニアリングツール11は、図2のステップS14でディスプレイ13上に表示されたFAシステム20の全体の構成を示す図3に示す画面に、図7に示すように、取得した異常診断情報に基づいた情報を表示する(ステップS41)。具体的には、異常箇所に「異常発生」を表示し、さらに「異常内容」を表示する。図7の例では第3シーケンサ23に異常が発生し、「異常内容」としては第3シーケンサ23が異常になっていることを表示している。なお、異常が発生したら産業用自動診断装置10が警報音を発し、異常箇所がフリッカーするなどして、ユーザ(保守員)に知らせるようにしてもよい。
ここで、ユーザが図7の画面で「異常発生」を表示している異常箇所または「異常内容」を選択する(ステップS42)と、図8に示すように第3シーケンサ23の下位の階層の装置(ユニット)構成が表示され(ステップS43)、そのユニットの中の異常を発生しているユニットが表示される。また、同じく図8に示すように「異常内容」を選択すると異常内容の詳細を表示したり、異常内容に対応する異常原因候補を表示する(ステップS44)。さらに、異常原因候補に含まれる異常原因を選択すると当該異常原因に対する対策の候補が表示される(ステップS44)。異常原因に対する対策の候補は従来マニュアルなどに記載されている情報であり、本実施の形態により手作業での対策調査の手間が省けユーザの作業効率の向上が可能となる。
図8に示した場合は、例えば「CPUユニット」が装置構成の最小の単位である事例である。しかし、例えば図8の「電源ユニット」がさらに装置構成の最小の単位である複数のサブユニットを備えていて、さらにサブユニット単位での異常が発生しかつそれが同定できる場合は、図9に示したように図8の「電源ユニット」をユーザが選択する(ステップS42)ことによりさらに装置構成の下位の階層を表示して(ステップS43)その階層での異常内容、異常原因およびそれに対する対策の表示が可能である(ステップS44)。図9の例では、「電源ユニット」を構成する「第2電源サブユニット」で異常が発生している例を示している。
このように、本実施の形態においてはユーザの選択(ステップS42)により装置構成の最小の単位まで展開表示して(ステップS43)、最小単位を選択すると、異常内容の詳細、および異常原因と対策の候補を表示する(ステップS44)。
また、上記した実施の形態においては、発生した異常が1つの場合について説明してきたが、複数の故障が同時発生した場合においては、重篤な異常である重故障、軽微な異常である軽故障、などと同時発生した異常に優先順位をつけてもよい。そして、重故障、軽故障の順に通知(表示)して行くようにしても構わない。また、計画保守として特定のFA機器の電源を切って停止させる時間帯が予め決まってれば、その時間帯には上記した図4の診断可能情報などに通知不要異常とする条件を含ませて、異常と判断しないようにすることも可能である。
ここで、FA製品(FAシステム)における異常診断を行う従来の手法について、図10のフローチャートに示す。従来の異常診断においては、エンジニアリングツールのユーザが、各FA機器の接続情報に基づいてFAシステムの構成情報をエンジニアリングツールが搭載されたパソコンなどに手動で設定していた(ステップS21)。そして、エンジニアリングツールに構成情報が設定された(ステップS22)後も、ユーザが手動で異常を診断する必要があった(ステップS23)。異常の原因は人的作業で取り除く必要があり(ステップS24)、解決するまでステップS23〜S25を繰り返すことになる。従って、接続設定に必要な技術を教育等で習得させる必要があるとともに、接続設定そのものに長時間を要するという問題がある。
一般に、FAシステムはユーザの目的、利用環境などに応じてシステム構成が変化する。従って、設置当初においてはFA機器間がどのように接続されているかわからない。即ち、FAシステムの構成はユーザにとって設置当初はわからない。従来、このシステム構成はFA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報などに基づいて上述したようにヒューマンパワーで作成していた。
本実施の形態においては、FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、エンジニアリングツールが自動的にFAシステムの全体構成情報を作成し、当該全体構成情報に基づいてFAシステムの全体構成を表示手段に表示する。さらに特定のFA機器で異常が発生した場合には、異常についての情報を自動収集させ、その発生箇所および異常内容、原因、それに対する対策などをFAシステムの全体構成を表示している表示手段に付加的かつ階層的に表示する。これにより、エンジニアリングツールのユーザが接続先の設定を行わないため、設定に必要な時間や知識がユーザにとって不要となる。また、ユーザが異常診断を行う際の異常原因の判断が容易になる。
以上説明してきたように、本実施の形態にかかる産業用自動診断装置は、パソコンなどからなる産業用自動診断装置に接続された例えば管理用PLCにFAネットワークの全FA機器の異常情報を自動収集させる。あるいは、産業用自動診断装置がFAネットワークの全FA機器の異常情報を自動収集する。さらに、収集された異常情報とともに解決策をFAシステムの全体構成が表示された表示手段を介してユーザに提供する。
更に、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。
例えば、上記実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記実施の形態に示した構成要件を適宜組み合わせてもよい。
以上のように、本発明にかかる産業用自動診断装置は、機器のネットワークシステムの自動異常診断に有用であり、特に、エンジニアリングツールを用いた産業用FAシステムの自動異常診断に適している。
10 産業用自動診断装置
11 エンジニアリングツール
12 固有情報
13 ディスプレイ
20 FAシステム
21 第1シーケンサ(管理PLC)
22 第2シーケンサ
23 第3シーケンサ
31 ネットワークA
32 ネットワークB
41 表示装置
S11〜S15、S21〜S25、S31〜S37、S41〜S44 ステップ

Claims (9)

  1. 複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、
    エンジニアリングツールと
    表示手段を備え、
    複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示し、
    前記FA機器に異常が発生した場合に、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した前記異常の異常内容に関する診断情報を取得し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成の中の異常箇所に異常発生を表示し、
    前記表示手段において、表示された前記異常箇所または表示された前記異常発生を選択すると、前記異常箇所を含むFA機器を構成するユニットの構成が表示され、当該ユニットの構成の中で異常が発生しているユニットに異常が発生していることの表示をする
    ことを特徴とする産業用自動診断装置。
  2. 複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、
    エンジニアリングツールと
    表示手段を備え、
    複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示し、
    前記FA機器に異常が発生した場合に、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した前記異常の異常内容に関する診断情報を取得し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成と共に前記異常内容を表示し、
    前記表示手段において、表示された前記異常内容を選択すると、前記異常箇所を含むFA機器を構成するユニットの構成が表示され、当該ユニットの構成の中で異常が発生しているユニットに異常が発生していることの表示をする
    ことを特徴とする産業用自動診断装置。
  3. 複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、
    エンジニアリングツールと
    表示手段を備え、
    複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示し、
    前記FA機器に異常が発生した場合に、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した前記異常の異常内容に関する診断情報を取得し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成の中の異常箇所に異常発生を表示し、
    取得した前記異常診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成と共に前記異常内容を表示し、
    前記表示手段において、表示された前記異常内容を選択すると、前記異常箇所を含むFA機器を構成するユニットの構成が表示され、当該ユニットの構成の中で異常が発生しているユニットに異常が発生していることの表示をする
    ことを特徴とする産業用自動診断装置。
  4. 複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、
    エンジニアリングツールと
    表示手段を備え、
    複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示し、
    前記FA機器に異常が発生した場合に、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した前記異常の異常内容に関する診断情報を取得し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成と共に前記異常内容を表示し、
    前記表示手段において、前記異常内容を選択すると、異常原因候補を表示する
    ことを特徴とする産業用自動診断装置。
  5. 複数のFA機器が接続されたFAシステムに接続された産業用自動診断装置であって、
    エンジニアリングツールと
    表示手段を備え、
    複数の前記FA機器各々が保持している当該FA機器のインタフェース接続情報および装置構成情報に基づいて、前記エンジニアリングツールが前記FAシステムの全体構成情報を生成し、当該全体構成情報に基づいて前記FAシステムの全体構成を前記表示手段に表示し、
    前記FA機器に異常が発生した場合に、当該FA機器が自己診断した異常箇所と当該異常箇所に発生した前記異常の異常内容に関する診断情報を取得し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成の中の異常箇所に異常発生を表示し、
    取得した前記診断情報に基づいて、前記表示手段上に表示された前記FAシステムの全体構成と共に前記異常内容を表示し、
    前記表示手段において、前記異常内容を選択すると、異常原因候補を表示する
    ことを特徴とする産業用自動診断装置。
  6. 前記表示手段において、さらに下位の装置構成であるサブユニットを有する前記ユニットを選択すると、当該ユニット内の前記異常が発生している前記サブユニットに異常が発生していることの表示をし、
    前記サブユニットがさらに下位の階層構造を有する場合は、前記表示手段における選択と異常が発生していることの表示を階層的に繰り返すことにより前記サブユニットの装置構成の最小単位まで展開して異常が発生していることの表示をする
    ことを特徴とする請求項10、11または12のいずれか1項に記載の産業用自動診断装置。
  7. 前記表示手段において、前記異常が発生していることの表示と共に前記異常内容を表示する
    ことを特徴とする請求項10、11、12または15のいずれか1項に記載の産業用自動診断装置。
  8. 前記表示手段において、前記異常内容を選択すると、異常原因候補を表示する
    ことを特徴とする請求項16に記載の産業用自動診断装置。
  9. 前記表示手段において、前記異常原因候補に含まれる異常原因を選択すると、当該異常原因に対する対策を表示する
    ことを特徴とする請求項13、14または17のいずれか1項に記載の産業用自動診断装置。
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