JP5567315B2 - 生産設備試運転検査装置、方法、及びプログラム。 - Google Patents

生産設備試運転検査装置、方法、及びプログラム。 Download PDF

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Description

本発明は、生産設備試運転検査装置、方法、及びプログラムに係り、より詳しくは、プログラマブルロジックコントローラの制御により運転される生産設備を試運転により検査する生産設備試運転検査装置、方法、及びプログラムに関する。
例えばタイヤ等の生産物を生産する生産設備の制御は、プログラマブルロジックコントローラにより行われるのが通常であり、従来からプログラマブルロジックコントローラに関する様々な発明が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。
また、例えばタイヤのような生産設備は大規模であり、試運転によって生産設備の動作を確認し検査することは非常に重要である。
従来では、タイヤの生産設備の検査は、生産設備を試運転させ、タイヤを構成する構成部材のサンプルを実際の生産設備に流すことにより行っていた。
特開2000−56818号公報 特開2007−226318号公報
しかしながら、上記のような方法でタイヤの生産設備を検査するには、タイヤを構成する構成部材のサンプルを人間が生産設備にセットし、所定の工程が終了した場合には人間が生産設備からサンプルを取り除く必要があるため、人間が設備の可動部分に立ち入る必要があり、危険を伴う、という問題があった。
この問題を解決するためには、生産設備にサンプルをセットしなくても済むように、例えば構成部材を検知するセンサ等を強制的にオンさせるプログラムを試運転用に作成し、これをプログラマブルロジックコントローラに実行させることが考えられる。
しかしながら、この方法では、試運転する際に本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替えなければならず、また、プログラマブルロジックコントローラが実行するのはあくまで試運転用であるため、本稼働用のプログラムが正常動作するか否かの検査を行うことはできない、という問題があった。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がなく、かつ安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる生産設備試運転検査装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明の生産設備試運転検査装置は、生産対象物を構成する構成部材を加工することにより前記生産対象物を生産するための生産設備を制御するプログラマブルロジックコントローラが実行する、予め定めた本稼働用の生産プログラムに対応した前記生産設備の動作順序に関する動作順序情報を記憶した記憶手段から、前記動作順序情報を読み出す読み出し手段と、前記プログラマブルロジックコントローラから出力された各動作の動作結果に関する動作結果情報を受信する受信手段と、前記プログラマブルロジックコントローラが、前記構成部材を前記生産設備に投入しない状態で前記生産プログラムを実行することにより前記生産設備を試運転させた場合に、前記構成部材を検出するための検出センサであって、前記プログラマブルロジックコントローラからの指示を受け付けた際に強制的に動作する機能を有する検出センサ、及び前記生産設備の動作を指示するためのスイッチであって、前記機能を有するスイッチの少なくとも一方に対して、前記プログラマブルロジックコントローラから前記指示を出力させ、前記検出センサ及び前記スイッチの少なくとも一方から出力される信号を強制的にオンさせるダミー信号を、前記動作順序情報及び前記受信手段により受信した動作結果情報に基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラに出力するダミー信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、プログラマブルロジックコントローラが、構成部材を生産設備に投入しない状態で本稼働用の生産プログラムを実行することにより生産設備を試運転させた場合に、構成部材を検出するためのセンサや生産設備の動作を指示するためのスイッチを強制的にオンさせるダミー信号を、動作順序情報及びプログラマブルロジックコントローラから受信した動作結果情報に基づいてプログラマブルロジックコントローラに出力する。このため、構成部材をオペレータが生産設備にセットすることなく、生産設備の試運転の検査を行うことができる。従って、オペレータが生産設備に近づく必要がないので、安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる。
また、生産プログラムは、本稼働用の生産プログラムとすることができ、試運転の検査用の特別なプログラムを用意する必要がない。すなわち、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がないため、本稼働時の生産設備の動作を検査することができ、検査精度を高めることができる。
請求項2記載の発明は、前記動作順序情報は、前記生産設備の動作順序と、前記生産設備を構成する入出力機器の各々と、が1対1に対応付けられた情報であることを特徴とする。
請求項記載の発明は、前記受信手段は、前記プログラマブルロジックコントローラから前記生産設備の動作の検査結果に関する検査結果情報を受信し、受信した前記検査結果情報を前記記憶手段に書き込む書き込み手段をさらに備えたことを特徴とする。
この発明によれば、検査結果情報をオペレータが手動で入力する必要がなく、オペレータの作業を省力化することができる。
請求項記載の発明は、前記生産対象物はタイヤであることを特徴とする。このように、タイヤの生産設備のような大規模な生産設備に本発明を適用することにより、その効果が顕著となる。
請求項5記載の発明の生産設備試運転検査方法は、生産対象物を構成する構成部材を加工することにより前記生産対象物を生産するための生産設備を制御するプログラマブルロジックコントローラが実行する、予め定めた本稼働用の生産プログラムに対応した前記生産設備の動作順序に関する動作順序情報を記憶した記憶手段から、前記動作順序情報を読み出し、前記プログラマブルロジックコントローラから出力された各動作の動作結果に関する動作結果情報を受信し、前記プログラマブルロジックコントローラが、前記構成部材を前記生産設備に投入しない状態で前記生産プログラムを実行することにより前記生産設備を試運転させた場合に、前記構成部材を検出するための検出センサであって、前記プログラマブルロジックコントローラからの指示を受け付けた際に強制的に動作する機能を有する検出センサ、及び前記生産設備の動作を指示するためのスイッチであって、前記機能を有するスイッチの少なくとも一方に対して、前記プログラマブルロジックコントローラから前記指示を出力させ、前記検出センサ及び前記スイッチの少なくとも一方から出力される信号を強制的にオンさせるダミー信号を、前記動作順序情報及び信した動作結果情報に基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラに出力することを特徴とする。
この発明によれば、プログラマブルロジックコントローラが、構成部材を生産設備に投入しない状態で本稼働用の生産プログラムを実行することにより生産設備を試運転させた場合に、構成部材を検出するためのセンサや生産設備の動作を指示するためのスイッチを強制的にオンさせるダミー信号を、動作順序情報及びプログラマブルロジックコントローラから受信した動作結果情報に基づいてプログラマブルロジックコントローラに出力する。このため、構成部材をオペレータが生産設備にセットすることなく、生産設備の試運転の検査を行うことができる。従って、オペレータが生産設備に近づく必要がないので、安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる。
また、生産プログラムは、本稼働用の生産プログラムとすることができ、試運転の検査用の特別なプログラムを用意する必要がない。すなわち、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がないため、本稼働時の生産設備の動作を検査することができ、検査精度を高めることができる。
請求項記載の発明の生産設備試運転検査プログラムは、コンピュータを、請求項1〜請求項の何れか1項に記載の生産設備試運転検査装置を構成する各手段として機能させることを特徴とする。
この発明によれば、コンピュータを、請求項1〜請求項の何れか1項に記載の生産設備試運転検査装置を構成する各手段として機能させる。これにより、プログラマブルロジックコントローラが、構成部材を生産設備に投入しない状態で生産プログラムを実行することにより生産設備を試運転させた場合に、構成部材を検出するためのセンサや生産設備の動作を指示するためのスイッチを強制的にオンさせるダミー信号を、動作順序情報及びプログラマブルロジックコントローラから受信した動作結果情報に基づいてプログラマグルロジックコントローラに出力する。このため、構成部材をオペレータが生産設備にセットすることなく、生産設備の試運転の検査を行うことができる。従って、オペレータが生産設備に近づく必要がないので、安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる。
また、生産プログラムは、本稼働用の生産プログラムとすることができ、試運転の検査用の特別なプログラムを用意する必要がない。すなわち、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がないため、本稼働時の生産設備の動作を検査することができ、検査精度を高めることができる。
本発明によれば、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がなく、かつ安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる、という効果を有する。
タイヤ生産設備試運転検査システムの概略構成図である。 タイヤ生産設備試運転検査装置のコンピュータで実行される処理のフローチャートである。 タイヤ生産の流れの一例を示す図である。 動作順序情報の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1には、本実施形態に係るタイヤ生産設備試運転検査システム10の概略構成を示した。同図に示すように、タイヤ生産設備試運転検査システム10は、タイヤ生産設備12と、タイヤ生産設備試運転検査装置14を含んで構成されている。
タイヤ生産設備12は、プログラマブルロジックコントローラ16を含んで構成されている。プログラマブルロジックコントローラ16は、コントローラ18、メモリ20、通信インターフェース(I/F)22、及び設備入出力インターフェース(I/F)24を含んで構成されている。
コントローラ18は、メモリ20に記憶された、タイヤ生産設備の本稼働用の生産プログラム20Aを読み込んで実行することにより、設備入出力I/F24に接続された入出力機器、すなわち生産設備を制御する。
設備入出力I/F24には、タイヤ生産設備を構成する各種入出力機器が接続されている。この入出力機器には、図1に示すように、例えばタイヤを構成する構成部材を検知するためのセンサSS等の各種センサ、例えば生産設備の稼働の開始を指示するためのスイッチSW等の各種スイッチ、例えば構成部材を搬送するベルトコンベヤを動作させるためのモータや構成部材の加工するための加工装置を動作させるためのシリンダ等、各種設備を動作させるための各種アクチュエータAC、ベルトコンベヤが所望のスピードで動作しているか、アクチュエータが所望のタイミングで動作しているか等を検査するための各種検査装置KS等があるが、これらに限られるものではない。
また、コントローラ18は、通信I/F22を介してタイヤ生産設備試運転検査装置14と通信する。なお、この通信は、有線通信でも無線通信でもよい。
コントローラ18は、生産設備を試運転させる際には、本稼働用の生産プログラム20Aを読み込んで実行する。また、コントローラ18は、生産プログラム20Aの実行とは別の機能として、上記のセンサSS、スイッチSW、及びアクチュエータAC等の入出力機器が動作した場合、すなわち、これらの入出力機器の入出力状態に変化が生じた場合には、その動作結果に関する動作結果情報を通信I/F22を介してタイヤ生産設備試運転検査装置14に逐次送信すると共に、検査装置KSから検査結果を受信した場合には、この検査結果に関する検査結果情報を、通信I/F22を介してタイヤ生産設備試運転検査装置14に逐次送信する機能を有する。
タイヤ生産設備試運転検査装置14は、コンピュータ40を含んで構成されている。コンピュータ40は、CPU(Central Processing Unit)40A、ROM(Read Only Memory)40B、RAM(Random Access Memory)40C、不揮発性メモリ40D、及び入出力インターフェース(I/O)40Eがバス40Fを介して各々接続された構成となっている。
I/O40Eには、通信インターフェース(I/F)42、キーボード44、マウス46、ディスプレイ48、及びハードディスク50等が接続されている。
ハードディスク50には、後述するタイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aが記憶されており、CPU40Aは、タイヤ生産設備を試運転させる場合には、ハードディスク50に記憶されたタイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aを読み出して実行する。
また、ハードディスク50には、プログラマブルロジックコントローラ16のコントローラ18が実行する生産プログラム20Aに対応した、生産設備の動作順序に関する動作順序情報50Bを記憶している。詳細は後述するが、CPU40Aは、タイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aを実行し、プログラマブルロジックコントローラ16から出力された動作結果情報及び動作順序情報50Bに基づいて、構成部材を検出するためのセンサSSや生産設備の動作を指示するためのスイッチSW等を強制的にオンさせるダミー信号をプログラマブルロジックコントローラ16に出力する。
なお、タイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aや動作順序情報50Bは、図示しないネットワーク通信機器を接続し、これによりネットワークを介して他の装置からダウンロードするようにしてもよいし、CD−ROMドライブ等を接続し、CD−ROM等の記録媒体から読み込むようにしてもよい。
プログラマブルロジックコントローラ16は、生産プログラム20Aの実行とは別の機能として、通信I/F22を介してダミー信号を受信した場合には、そのダミー信号に対応する例えばセンサ等をオンさせる機能を有する。これにより、生産設備の試運転において、構成部材のサンプルを生産設備に人間がセットしなくても、サンプルを検知するセンサを擬似的にオンさせることにより、生産プログラム20Aではセンサがオンされたものとして処理するので、本稼働用の生産プログラム20Aにより生産設備の試運転の検査を行うことができる。
次に、本実施形態の作用として、タイヤ生産設備試運転検査装置14のコンピュータ40のCPU40Aで実行される処理について説明する。
図2には、CPU40Aで実行されるタイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aのフローチャートを示した。同図に示す処理は、オペレータがキーボード44やマウス46を操作してハードディスク50に記憶されたタイヤ生産設備試運転検査プログラム50Aの実行を指示することにより実行される。
まず、ステップ100では、ハードディスク50に記憶された動作順序情報50Bを例えばRAM40Cに読み込む。
この動作順序情報50Bは、タイヤ生産設備12のプログラマブルロジックコントローラ16のコントローラ18が実行する生産プログラム20Aに対応した生産設備の動作順序に関する情報である。一例として、タイヤ生産の流れが図3に示すような場合について説明する。なお、図3の例では説明を簡単にするための一例であり、実際の生産の流れはもっと多工程であることは言うまでもない。
図3に示す例では、搬送される構成部材がセンサSS1で検知されるのを待機し、センサSS1がオンすると、アクチュエータAC1が動作した後、アクチュエータAC2、アクチュエータAC3が並列的に動作する。その後、搬送される構成部材がセンサSS2で検知されるのを待機し、センサSS2がオンすると、アクチュエータAC4が動作する。そして、例えばオペレータによりスイッチSW1がオンするのを待機し、スイッチSW1がオンされると、アクチュエータAC5が動作して終了する。
このような場合、動作順序情報50Bは、図4に示すように、動作順序と動作する入出力機器との対応関係を示す情報となる。
次のステップ102では、タイヤ生産設備12の試運転が開始されたか否かを判断する。この判断は、プログラマブルロジックコントローラ16から、タイヤ生産設備12の生産開始スイッチが押下されたことを示す信号を受信したか否かを判断することにより行う。
そして、プログラマブルロジックコントローラ16から、タイヤ生産設備12の生産開始スイッチが押下されたことを示す信号を受信した場合には、試運転が開始されたと判断し、ステップ104へ移行する。一方、タイヤ生産設備12の生産開始スイッチが押下されたことを示す信号を受信していない場合には、試運転が開始されていないと判断し、生産開始スイッチが押下されたことを示す信号を受信するまで待機する。
ステップ104では、読み込んだ動作順序情報50Bを参照し、現在の動作順序に対応する入出力機器が入力機器であり、この入力機器をオンさせる順序であるか否かを判断する。すなわち、本実施形態では、現在の動作順序に対応する入出力機器がセンサSS又はスイッチSWであるか否かを判断する。例えば図4に示すように、タイヤ生産の1番目の動作は、センサSS1により構成部材を検知する動作である。この場合、センサSS1をダミーでオンさせる必要があるので、ステップ104では肯定判断される。
このように、現在の動作順序に対応する入出力機器が入力機器であり、この入力機器がオンする順序である場合には、入力機器をダミーでオンさせる必要があると判断し、ステップ106へ移行する。一方、現在の動作順序に対応する入出力機器が出力機器、すなわちアクチュエータACである場合には、ステップ104の判断は否定され、ステップ110へ移行する。
ステップ106では、現在の動作順序に対応する入力機器をダミーでオンさせるためのダミー信号を通信I/F42を介してプログラマブルロジックコントローラ16へ出力する。プログラマブルロジックコントローラ16では、コントローラ18が通信I/F22を介してダミー信号を受信し、受信したダミー信号に対応する入力機器をオンさせる。これにより、ダミー信号に対応する入力機器が擬似的にオンするため、コントローラ18が実行中の生産プログラム20Aにおける入力機器がオンしたか否かの判断が肯定され、処理がその次の工程へと進められる。
ステップ108では、ステップ106において動作が一つ終了したものとして、動作順序を一つインクリメントする。
ステップ110では、入出力機器が動作した結果を示す動作結果情報を受信したか否か、すなわち、本実施形態においては、アクチュエータACが動作したことを示す動作結果情報を受信したか否かを判断する。そして、アクチュエータACが動作したことを示す動作結果情報を受信した場合には、ステップ112へ移行し、アクチュエータACが動作したことを示す動作結果情報を受信していない場合には、ステップ118へ移行する。
ステップ112では、動作順序情報50Bを参照し、現在の動作順序に対応するアクチュエータACが複数存在するか、すなわち並列動作するか否かを判断する。これは、例えば一つの順序に対して複数のアクチュエータACが対応付けられているか否かを判断することにより行う。図4の例では、3番目の動作がアクチュエータAC2、AC3が並列動作するようになっている。
そして、現在の動作順序に対応する動作が複数のアクチュエータACによる並列動作である場合には、ステップ114へ移行し、現在の動作順序に対応する動作が複数のアクチュエータACによる並列動作でない場合には、ステップ116へ移行する。
ステップ114では、並列動作する全てのアクチュエータACの動作が終了したか否かを判断し、並列動作する全てのアクチュエータACの動作が終了した場合にはステップ116へ移行し、並列動作する全てのアクチュエータACの動作が終了していない場合、すなわち、一つでも動作が終了していないアクチュエータACが存在する場合には、ステップ118へ移行する。
ステップ116では、ステップ108と同様に、動作順序を一つインクリメントする。ステップ118では、プログラマブルロジックコントローラ16から検査装置KSによる検査の結果を示す検査結果情報を受信したか否かを判断する。そして、検査結果情報を受信した場合には、ステップ120へ移行し、検査結果情報を受信していない場合には、ステップ122へ移行する。
ステップ120では、受信した検査結果情報をハードディスク50に記憶させる。これにより、オペレータが検査結果情報をキーボード44等を用いて手入力する必要がなく、オペレータの作業を省力化することができる。
ステップ122では、全工程が終了したか否かを動作順序情報50Bを参照して判断し、全工程が終了した場合、すなわち最後の動作順序に対応する動作が終了した場合には、本ルーチンを終了し、全工程が終了していない場合には、ステップ104へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。
このように、本実施形態に係るタイヤ生産設備試運転検査装置14は、プログラマブルロジックコントローラ16が、構成部材を生産設備に投入しない状態で生産プログラム20Aを実行することにより生産設備を試運転させた場合に、構成部材を検出するためのセンサSSや生産設備の動作を指示するためのスイッチSWを強制的にオンさせるダミー信号を、動作順序情報50B及びプログラマブルロジックコントローラ16から受信した動作結果情報に基づいてプログラマブルロジックコントローラ16に出力するようにしている。このため、構成部材をオペレータが生産設備にセットすることなく、生産設備の試運転の検査を行うことができる。従って、オペレータが生産設備に近づく必要がないので、安全に生産設備の試運転の検査を行うことができる。
また、生産プログラム20Aは、本稼働用の生産プログラムであり、試運転の検査用の特別なプログラムを用意する必要がない。すなわち、本稼働用のプログラムと試運転用のプログラムとを入れ替える必要がないため、本稼働時の生産設備の動作を検査することができ、検査精度を高めることができる。
なお、本実施形態では、タイヤの生産設備試運転検査装置に本発明を適用した場合について説明したが、生産対象物はタイヤに限られるものではなく、他の生産対象物の生産設備試運転検査装置に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
10 タイヤ生産設備試運転検査システム
12 タイヤ生産設備
14 タイヤ生産設備試運転検査装置(生産設備試運転検査装置)
16 プログラマブルロジックコントローラ
18 コントローラ
20 メモリ
20A 生産プログラム
40 コンピュータ(読み出し手段、ダミー信号出力手段、書き込み手段)
50 ハードディスク(記憶手段)
50A タイヤ生産設備試運転検査プログラム(生産設備試運転検査プログラム)
50B 動作順序情報
42 通信I/F(受信手段)
SS センサ
SW スイッチ
AC アクチュエータ
KS 検査装置

Claims (6)

  1. 生産対象物を構成する構成部材を加工することにより前記生産対象物を生産するための生産設備を制御するプログラマブルロジックコントローラが実行する、予め定めた本稼働用の生産プログラムに対応した前記生産設備の動作順序に関する動作順序情報を記憶した記憶手段から、前記動作順序情報を読み出す読み出し手段と、
    前記プログラマブルロジックコントローラから出力された各動作の動作結果に関する動作結果情報を受信する受信手段と、
    前記プログラマブルロジックコントローラが、前記構成部材を前記生産設備に投入しない状態で前記生産プログラムを実行することにより前記生産設備を試運転させた場合に、前記構成部材を検出するための検出センサであって、前記プログラマブルロジックコントローラからの指示を受け付けた際に強制的に動作する機能を有する検出センサ、及び前記生産設備の動作を指示するためのスイッチであって、前記機能を有するスイッチの少なくとも一方に対して、前記プログラマブルロジックコントローラから前記指示を出力させ、前記検出センサ及び前記スイッチの少なくとも一方から出力される信号を強制的にオンさせるダミー信号を、前記動作順序情報及び前記受信手段により受信した動作結果情報に基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラに出力するダミー信号出力手段と、
    を備えた生産設備試運転検査装置。
  2. 前記動作順序情報は、前記生産設備の動作順序と、前記生産設備を構成する入出力機器の各々と、が1対1に対応付けられた情報である
    請求項1記載の生産設備試運転検査装置。
  3. 前記受信手段は、前記プログラマブルロジックコントローラから前記生産設備の動作の検査結果に関する検査結果情報を受信し、受信した前記検査結果情報を前記記憶手段に書き込む書き込み手段
    をさらに備えた請求項1又は請求項2記載の生産設備試運転検査装置。
  4. 前記生産対象物はタイヤである
    請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の生産設備試運転検査装置。
  5. 生産対象物を構成する構成部材を加工することにより前記生産対象物を生産するための生産設備を制御するプログラマブルロジックコントローラが実行する、予め定めた本稼働用の生産プログラムに対応した前記生産設備の動作順序に関する動作順序情報を記憶した記憶手段から、前記動作順序情報を読み出し、
    前記プログラマブルロジックコントローラから出力された各動作の動作結果に関する動作結果情報を受信し、
    前記プログラマブルロジックコントローラが、前記構成部材を前記生産設備に投入しない状態で前記生産プログラムを実行することにより前記生産設備を試運転させた場合に、前記構成部材を検出するための検出センサであって、前記プログラマブルロジックコントローラからの指示を受け付けた際に強制的に動作する機能を有する検出センサ、及び前記生産設備の動作を指示するためのスイッチであって、前記機能を有するスイッチの少なくとも一方に対して、前記プログラマブルロジックコントローラから前記指示を出力させ、前記検出センサ及び前記スイッチの少なくとも一方から出力される信号を強制的にオンさせるダミー信号を、前記動作順序情報及び信した動作結果情報に基づいて、前記プログラマブルロジックコントローラに出力する
    生産設備試運転検査方法。
  6. コンピュータを、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の生産設備試運転検査装置を構成する各手段として機能させるための生産設備試運転検査プログラム。
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