JP5772036B2 - 機械設備の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、機械設備の制御装置に関するものである。

従来における機械設備の制御装置においては、工場例えば製鉄所の圧延ライン等の機械設備の動作を電気的に制御する装置として、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を利用して構成されたＰＬＣシステムが用いられている。そして、昨今の情報技術の進歩に伴ってＰＬＣシステムも高速化・大容量化という方向に発展している。

このＰＬＣシステムの発展に伴って、以前は複数のＰＬＣによって実装されていた制御機能を１台のＰＬＣへと集約することが可能となった。すなわち、以前においては１つの機能を担う機械設備に対しては１台のＰＬＣが割り当てられていたものが、１台のＰＬＣで複数の機械設備を制御することが可能となった。

ところで、機械設備の保守点検作業時には、安全性を確保するため、保守の対象となる機械設備の制御を司るＰＬＣにおける制御プログラムの実行を停止するとともに、機械設備の動力源となる駆動電源を遮断し、さらにＰＬＣから当該保守対象の機械設備への制御信号伝達に必要となる制御電源を開放する（切断する）必要がある。

一般に、保守作業の対象範囲は機械設備の機能単位毎に区分される。以前においては１台のＰＬＣは１つの機能を担う機械設備を制御していたため、保守作業区分すなわち機械設備の機能単位は、ＰＬＣ単位と等しくなっていた。従って、保守作業時には、保守作業の対象となる機械設備を制御しているＰＬＣの動作を停止するとともに当該機械設備の駆動電源及び当該ＰＬＣに係る制御電源を切断することで、保守作業に必要十分な範囲のＰＬＣの停止及び制御電源切断を実施することができていた。

なお、情報処理の分野においては、プログラムによって装置の動作を制御し、制御プログラムの終了と当該制御プログラムの制御対象である装置への電源供給を連動させることを目的とするものとして、情報処理システムで動作する複数のプログラム毎の起動前に、予め当該プログラムで使用する装置の情報を得て、当該使用する装置の電源を投入するとともに、プログラムの終了時に、当該プログラムで使用していた装置のうち、他のプログラムで使用しない装置の電源を切断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、情報処理装置（コンピュータ）において実行される制御プログラムにより制御される外部拡張機器において、制御プログラムの起動及び終了時に当該制御プログラムから外部拡張機器へと所定の信号を送信することにより、当該外部拡張機器への電源供給を同期させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６３−０５３６２２号公報 特開２００７−３２３４１０号公報

しかしながら、１台のＰＬＣに複数の機械設備に対する制御機能を集約した従来の機械設備の制御装置においては、ある機能を担う機械設備の制御を司るＰＬＣは、他の機能の機械設備をも制御している。従って、保守作業区分すなわち機械設備の機能単位と、ＰＬＣ単位とに食い違いが発生している。そして、このため、保守作業時に保守作業の対象となる機械設備を制御しているＰＬＣの動作を停止するとともに当該ＰＬＣに係る制御電源を切断すると、当該ＰＬＣが制御している保守作業の対象外の機械設備に対する制御まで停止されてしまう。

すなわち、保守作業の対象となる機械設備の範囲よりも広大な範囲の設備に対して制御電源の切断作業（保守作業の終了時には復帰させるための電源投入作業）が必要となってしまい保守作業の煩雑化、非効率化を招いてしまうという課題がある。また、保守作業範囲外の機械設備に対する制御電源の切断／投入作業を実施することにより、想定外の設備に対する制御電源が切断／投入されてしまう可能性が高まり、安全面で問題が発生してしまう恐れがあるという課題もある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機械設備の保守点検作業の効率化を図り保守点検作業にかかる時間の短縮に貢献するとともに、保守点検作業の安全性を向上させることができる機械設備の制御装置を得るものである。

この発明に係る機械設備の制御装置においては、複数の機能単位毎に複数設けられた機械設備の動作を制御する機械設備の制御装置であって、各前記機能単位に対応する前記機械設備の動作をそれぞれ制御する複数の制御手段を有する制御装置本体と、複数の前記機械設備毎に設けられ、前記制御手段からの制御信号を前記機械設備へと出力あるいは前記機械設備からの動作状態信号を前記制御装置本体に入力するための複数の信号入出力手段と、前記制御装置本体と複数の前記信号入出力手段とを通信可能に接続する通信ネットワークと、前記信号入出力手段の内部又は外部に設けられ、それぞれの前記信号入出力手段と前記機械設備との間の信号伝送を仲介するインターフェース回路への電力を供給する制御電源の投入／切断を切り替える制御電源スイッチと、を備え、前記制御装置本体は、各前記制御手段への起動／停止信号が対象とする前記制御手段の制御対象である前記機械設備を判別して、この判別した前記機械設備に係る前記制御電源スイッチの投入／切断指令信号を前記通信ネットワークへと出力し、前記信号入出力手段は、前記通信ネットワークを介して伝送された前記投入／切断指令信号の指示する前記制御電源スイッチの投入／切断を切り替える構成とする。

この発明に係る機械設備の制御装置においては、機械設備の保守点検作業の効率化を図り保守点検作業にかかる時間の短縮に貢献するとともに、保守点検作業の安全性を向上させることができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る機械設備の制御装置におけるタスクの実行処理及び停止中処理を説明するフロー図である。 この発明の実施の形態２に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。 この発明の実施の形態６に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。

この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は機械設備の制御装置の全体構成を説明する図、図２は機械設備の制御装置におけるタスクの実行処理及び停止中処理を説明するフロー図である。

図１において、１ａ〜１ｃは、機能単位毎に複数設けられた機械設備群である。ここでは、第１の機械設備群１ａ、第２の機械設備群１ｂ及び第３の機械設備群１ｃの３つであるとする。これらの第１の機械設備群１ａ、第２の機械設備群１ｂ及び第３の機械設備群１ｃの動作は、ＰＬＣ２によって電気的に制御されている。

ＰＬＣ２は、図示しない演算部、記憶部及び入出力部を有している。演算部は、記憶部から読み出した制御プログラムに従って演算処理を実行する。記憶部は、各機械設備の制御を行うための制御プログラムを予め記憶するとともに、制御プログラムの実行中に一時的に保管が必要となったデータの一時記憶等を行う。入出力部は、ＰＬＣ２と第１の通信ネットワーク３ａや第２の通信ネットワーク３ｂとの接続部であり、ＰＬＣ２は、この入出力部を介して第１の通信ネットワーク３ａへと演算部によって演算された制御信号を出力したり、各機械設備１ａ〜１ｃに取り付けられたセンサ等から出力された信号の入力を、第１の通信ネットワーク３ａから受けたりする。

ＰＬＣ２と、このＰＬＣ２の制御対象である第１の機械設備群１ａ、第２の機械設備群１ｂ及び第３の機械設備群１ｃとは、第１の通信ネットワーク３ａにより電気的に通信可能に接続されている。この第１の通信ネットワーク３ａは、ＰＬＣ２及び各制御対象の機械設備群１ａ〜１ｃが設置された工場等の敷地内に敷設された、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等により構成された、入出力信号通信用ネットワーク（ＩＯ−ＬＡＮ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ−ＬＡＮ）である。

第１の通信ネットワーク３ａと各機械設備群１ａ〜１ｃとは、直接に接続されているのではなく、入出力機器４ａ〜４ｃを介して接続されている。これらの入出力機器４ａ〜４ｃは、各機械設備群１ａ〜１ｃにおいて制御すべき機能等に応じてそれぞれが複数のＩＯを有している。そして、これら複数のＩＯと第１の通信ネットワーク３ａとの間には、インターフェース機器５ａ〜５ｃがそれぞれ設けられており、複数のＩＯからなる各入出力機器４ａ〜４ｃと第１の通信ネットワーク３ａとは、これらのインターフェース機器５ａ〜５ｃを介して信号をやり取りする。

すなわち、第１の機械設備群１ａは第１の通信ネットワーク３ａと第１のインターフェース機器５ａ及び第１の入出力機器４ａ（ＩＯ Ａ１、ＩＯ Ａ２、…）を介して接続されており、第２の機械設備群１ｂは第１の通信ネットワーク３ａと第２のインターフェース機器５ｂ及び第２の入出力機器４ｂ（ＩＯ Ｂ１、ＩＯ Ｂ２、…）を介して接続されており、第３の機械設備群１ｃは第１の通信ネットワーク３ａと第３のインターフェース機器５ｃ及び第３の入出力機器４ｃ（ＩＯ Ｃ１、ＩＯ Ｃ２、…）を介して接続されている。

ここで、各入出力機器４ａ〜４ｃ（及び各インターフェース機器５ａ〜５ｃ）を介したＰＬＣ２側と各機械設備群１ａ〜１ｃ側との間の信号のやり取りに係る構成について説明する。この入出力機器４ａ〜４ｃを介した信号のやり取りは、入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路、機械設備群１ａ〜１ｃの入出力回路、及び、これら入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路と機械設備群１ａ〜１ｃの入出力回路との間にそれぞれ設けられたインターフェース回路を介して行われる。

そして、入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路とインターフェース回路との間での信号伝達は、例えばリレーやフォトカプラ等を用いて行われ、これらの回路は電気的に切り離されている。また、インターフェース回路と機械設備群１ａ〜１ｃの入出力回路との間での信号伝達（特に機械設備群１ａ〜１ｃのアクチュエータの動作制御信号等の伝達）も、例えばリレー等を用いて行われ、これらの回路は電気的に切り離されることが多い。

このように、入出力機器４ａ〜４ｃ側及び機械設備群１ａ〜１ｃ側の回路とインターフェース回路とは、電気的に切り離された状態でリレーやフォトカプラ等を介して各種の制御信号やセンサ検出信号をやり取りするように構成されている。これは、ノイズによって回路上の電子デバイスが誤動作してしまうことを未然に防止するためである。

そして、以上のように、入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路、機械設備群１ａ〜１ｃの入出力回路及びインターフェース回路は電気的に切り離されているため、それぞれの回路へと電力を供給する電源はそれぞれ別個に用意されている。すなわち、各入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路には基板電源６ａから、機械設備群１ａ〜１ｃの入出力回路には駆動電源６ｂから、インターフェース回路には制御電源６ｃから、それぞれ電力が供給される。

基板電源６ａは、各入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路、すなわち、入出力機器４ａ〜４ｃ内部の半導体デバイスや電子部品の動作用電源である。これらの部品は低電力動作型のものが用いられることが多く、基板電源６ａは比較的低電圧のものが用いられる。具体的には直流安定化電源からＤＣ５Ｖ程度の電圧として入出力機器４ａ〜４ｃの基板回路に供給される。基板回路上に設けられた電圧レギュレータでさらに低い電圧を生成して利用する場合もある。

駆動電源６ｂは、各機械設備群１ａ〜１ｃが備えるソレノイド等のアクチュエータやモーターといった動力源を駆動するための電力を供給する電源である。この駆動電源６ｂから供給される電力を各機械設備群１ａ〜１ｃの動力源を駆動するパワーとして用いるため、この駆動電源６ｂは比較的に高電圧の三相交流（例えば、ＡＣ２００Ｖ〜数千Ｖ程度）が用いられることが多い。

制御電源６ｃは、インターフェース回路にあるリレーやフォトカプラをオン／オフ駆動するための電力を供給する電源である。インターフェース回路においてやり取りされる信号がアナログ信号である場合（インターフェース回路がアナログ回路である場合）、この制御電源６ｃはアナログ信号の伝送に必要な電圧源・電流源となる。この制御電源６ｃは、ノイズ耐性を高めるため、ＤＣ１２Ｖ〜４８Ｖ・１００ＶやＡＣ１２〜２４Ｖ・１００Ｖ〜２４０Ｖといった比較的高い電圧が使用される。直流電源を用いる場合には絶縁型が使用される。
なお、ＰＬＣ２にはＰＬＣ電源によって電力が供給されている。また、基板電源６ａは、ＰＬＣ２のＰＬＣ電源と共通化され、通信ネットワーク３ａの配線に包含された電源線を介して供給される構成をとる場合もある。

各入出力機器４ａ〜４ｃのそれぞれのインターフェース回路には、制御電源６ｃからそれぞれのインターフェース回路への電力供給を投入／切断するための制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが設けられている。具体的には、第１の入出力機器４ａと第１の機械設備群１ａとの間のインターフェース回路には第１の制御電源スイッチ７ａが、第２の入出力機器４ｂと第２の機械設備群１ｂとの間のインターフェース回路には第２の制御電源スイッチ７ｂが、第３の入出力機器４ｃと第３の機械設備群１ｃとの間のインターフェース回路には第３の制御電源スイッチ７ｃが、それぞれ設けられている。

ここでは、これらの各制御電源スイッチ７ａ〜７ｃは、それぞれの入出力機器４ａ〜４ｃに内蔵されている。そして、これらの制御電源スイッチ７ａ〜７ｃの動作は、各入出力機器４ａ〜４ｃに対して第１の通信ネットワーク３ａから各インターフェース機器５ａ〜５ｃを介して制御電源投入／切断指令信号を与えることによって制御することができる。換言すると、各入出力機器４ａ〜４ｃは第１の通信ネットワーク３ａからの制御電源投入／切断指令信号に応じて、自身が内蔵する制御電源スイッチ７ａ〜７ｃを動作させることができるように構成されている。

ＰＬＣ２においては、第１の機械設備群１ａの動作を制御するための第１の制御プログラムがＰＬＣ２の演算部で第１のタスク８ａとして実行されることにより、第１の機械設備群１ａの動作を制御する第１の制御手段が構成されている。また同様に、第２の機械設備群１ｂの動作を制御するための第２の制御プログラムがＰＬＣ２の演算部で第２のタスク８ｂとして実行されることにより、第２の機械設備群１ｂの動作を制御する第２の制御手段が構成され、第３の機械設備群１ｃの動作を制御するための第３の制御プログラムがＰＬＣ２の演算部で第３のタスク８ｃとして実行されることにより、第３の機械設備群１ｃの動作を制御する第３の制御手段が構成されている。

これらの第１のタスク８ａ、第２のタスク８ｂ及び第３のタスク８ｃはＰＬＣ２において、それぞれが独立して並行的に実行されている。すなわち、これらのタスク８ａ〜８ｃにおいて、ある１のタスクの実行状態が他のタスクの実行状態に影響を及ぼすことは、複数の機械設備の動作を連係させる等の特別な事情がない限り基本的にはない。従って、それぞれのタスクを個別に起動／停止させることができる。

図２は、ＰＬＣ２における各タスク８ａ〜８ｃの実行処理及び停止中処理を示すものである。
まず、ステップＳ１において、ＰＬＣ２は各タスクについての共通処理を行う。そして、続くステップＳ２において、ＰＬＣ２は各タスクのうち１のタスクに注目して、当該タスクに対して実行が許可されているか否か（当該タスクは起動中であるか否か）を確認する。当該タスクの実行が許可されている場合には、ステップＳ３へと進み当該タスクの通常処理を行う。そして、ステップＳ４へと進んで共通処理を行った後、ステップＳ６へと進み次のタスクの処理に移る。一方、ステップＳ２において、当該タスクの実行が許可されていない場合には、ステップＳ５へと進む。このステップＳ５においては、ＰＬＣ２は当該タスクについて停止中処理を行う。そして、ステップＳ４へと進んで共通処理を行った後、ステップＳ６へと進み次のタスクの処理に移る。

ＰＬＣ２の各タスク８ａ〜８ｃ（制御手段）を起動／停止させるための起動／停止指令信号は、タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃが動作することによって入力される。これらのタスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃからの信号は、まず、入力装置１０へと入力される。そして、この入力装置１０は第４のインターフェース機器５ｄを介して第１の通信ネットワーク３ａに接続されている。従って、入力装置１０に入力されたタスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃからの信号は、第４のインターフェース機器５ｄを経由して第１の通信ネットワーク３ａへと出力される。

そして、第１の通信ネットワーク３ａに出力されたタスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃからの起動／停止信号は、ＰＬＣ２へと入力される。ＰＬＣ２は、この起動／停止指令信号に従って、タスク８ａ〜８ｃのうち該当するタスク（制御手段）を起動／停止させる。具体的には、第１のタスク起動／停止スイッチ９ａを操作して出力された起動／停止信号によってＰＬＣ２の第１のタスク８ａが起動／停止され、第２のタスク起動／停止スイッチ９ｂを操作して出力された起動／停止信号によってＰＬＣ２の第２のタスク８ｂが起動／停止され、第３のタスク起動／停止スイッチ９ｃを操作して出力された起動／停止信号によってＰＬＣ２の第３のタスク８ｃが起動／停止される。

また、この際、ＰＬＣ２は、入力された起動／停止指令信号の対象であって起動／停止させたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群を、制御信号用の対応テーブルを参照して判別する。この制御信号用の対応テーブルは、ＰＬＣ２が複数のタスク（制御手段）によって複数の機械設備をそれぞれ制御していることから、各制御手段からの制御信号送信先を決定するために当然備えているものである。

そして、ＰＬＣ２は、こうして判別された起動／停止操作がなされたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群（の入出力機器）に対して、制御電源投入／切断指令信号を出力する。そして、この制御電源投入／切断指令信号は、第１の通信ネットワーク３ａからインターフェース機器５ａ〜５ｃを経由して対象とする入出力機器４ａ〜４ｃへと入力される。この制御電源投入／切断指令信号を受け取った入出力機器４ａ〜４ｃは、自身に内蔵された制御電源スイッチ７ａ〜７ｃを投入／切断して、入出力機器４ａ〜４ｃと機械設備群１ａ〜１ｃとの信号伝送を仲介するインターフェース回路を駆動する制御電源６ｃを投入／切断する。

このように構成された機械設備の制御装置において、保守作業の開始時には、まず、作業員が、保守作業の対象となっている機械設備群１ａ〜１ｃを制御するタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）を停止するようにタスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃを操作する。すると、操作されたタスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃから、入力装置１０、第４のインターフェース機器５ｄ及び第１の通信ネットワーク３ａを経由してＰＬＣ２へと該当するタスク（制御手段）への停止指令信号が入力され、ＰＬＣ２は、この停止指令信号に従って、タスク８ａ〜８ｃのうち該当するタスク（制御手段）を停止させる。

そして、ＰＬＣ２は、当該停止指令信号の対象のタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）の制御対象である機械設備群１ａ〜１ｃの入出力機器４ａ〜４ｃに対して、制御電源切断指令信号を送信する。この制御電源切断指令信号は、第１の通信ネットワーク３ａ及びインターフェース機器５ａ〜５ｃを介して入出力機器４ａ〜４ｃに送信される。制御電源切断指令信号を受け取った入出力機器４ａ〜４ｃは、自身に内蔵された制御電源スイッチ７ａ〜７ｃを切断して、入出力機器４ａ〜４ｃと機械設備群１ａ〜１ｃとの信号伝送を仲介するインターフェース回路を駆動する制御電源６ｃを切断する。

以上のようにして、複数の機械設備群１ａ〜１ｃをそれぞれ制御する複数のタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）を有するＰＬＣ２において、タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃへの操作で保守作業の対象となる機械設備を制御するタスク（制御手段）を選択的に停止させることができる。そして、その際、当該タスク（制御手段）の制御対象すなわち保守作業対象となる機械設備群における制御電源６ｃを併せて切断することができる。なお、保守作業の終了時には、先程とは逆に、タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃに対してタスク（制御手段）の起動操作を行うことにより、対応する機械設備群における制御電源６ｃを投入することができる。

以上のように構成された機械設備の制御装置は、各機能単位に対応する複数の機械設備の動作をそれぞれ制御する複数の制御手段となるタスクを有する制御装置本体であるＰＬＣと、複数の機械設備毎に設けられ、制御手段からの制御信号を機械設備へと出力あるいは機械設備からの動作状態信号を制御装置本体に入力するための複数の信号入出力手段である入出力機器と、制御装置本体と複数の信号入出力手段とを通信可能に接続する第１の通信ネットワークと、それぞれの信号入出力手段と機械設備との間の信号伝送を仲介するインターフェース回路への電力を供給する制御電源の投入／切断を切り替える制御電源スイッチと、各制御手段への起動／停止信号が対象とする制御手段の制御対象である機械設備を判別する判別手段と、この判別手段が判別した機械設備に係る制御電源スイッチの投入／切断指令信号を第１の通信ネットワークへと出力する電源制御指令手段と、を備え、信号入出力手段は、第１の通信ネットワークから入力された投入／切断指令信号の指示する制御電源スイッチの投入／切断を切り替えるものである。

このため、機械設備の保守点検作業の効率化を図り保守点検作業にかかる時間の短縮に貢献するとともに、保守点検作業の安全性を向上させることができる。また、制御電源スイッチの投入／切断の切り替えを、制御信号を伝送する通信ネットワークを介して行うことができるため、配線自由度が大きく、かつ、製造コストの削減を図ることができる。

さらに、各制御手段への起動／停止信号を起動／停止スイッチの操作によって通信ネットワークを介して制御装置本体であるＰＬＣに入力するようにしたため、この起動／停止スイッチを機械設備群が設置される現場に配置することで、現場作業者が各制御手段（タスク）の停止及び制御機源の開放を行うことができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１において、メンテナンス区分テーブルを備えたメンテナンスツールを設け、このメンテナンスツールからタスク（制御手段）の起動／停止操作を行うようにしたものである。

すなわち、図３において、ＰＬＣ２には、第２の通信ネットワーク３ｂ、例えばＬＡＮを介してメンテナンスツール１１が接続されている。そして、このメンテナンスツール１１には、メンテナンス区分テーブル１２が備えられている。このメンテナンス区分テーブル１２には、メンテナンス区分と停止すべきタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）との対応が予め設定されている。保守作業時に作業員は、当該保守作業のメンテナンス区分をメンテナンスツール１１から指定する。すると、メンテナンスツール１１は、メンテナンス区分テーブル１２を参照して指定されたメンテナンス区分に対して停止すべきタスク（制御手段）を決定し、ＰＬＣ２に当該タスク（制御手段）に対する停止指令信号を送信する。ＰＬＣ２は、この停止指令信号が対象とするタスク（制御手段）を停止させる。

そして、この際、ＰＬＣ２は、実施の形態１と同様にして、当該停止させたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群を、制御信号用の対応テーブルを参照して判別する。ＰＬＣ２は、こうして判別された停止されたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群（の入出力機器）に対して、制御電源切断指令信号を出力する。この制御電源切断指令信号は、第１の通信ネットワーク３ａからインターフェース機器５ａ〜５ｃを介して対象とする入出力機器４ａ〜４ｃへと入力される。この制御電源切断指令信号を受け取った入出力機器４ａ〜４ｃは、自身に内蔵された制御電源スイッチ７ａ〜７ｃを切断して、入出力機器４ａ〜４ｃと機械設備群１ａ〜１ｃとの信号伝送を仲介するインターフェース回路を駆動する制御電源６ｃを切断する。
なお、その他の構成や動作については、実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された機械設備の制御装置は、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、メンテナンス区分を指定するだけで必要なタスクの停止や制御電源の切断等を行うことができる。保守操作手段であるメンテナンスツールにおいてタスクや制御電源の状態を一元的に管理することができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。
前述した実施の形態１においては、通信ネットワークから各機械設備への信号を仲介する入出力機器のそれぞれに、制御電源からインターフェース回路への電力供給をオン／オフする制御電源スイッチが内蔵されていた。そして、各入出力機器は、自身が内蔵する制御電源スイッチを、通信ネットワークから各入出力機器に対して指令信号を与えることによりオン／オフさせることができるように構成されているものであった。

これに対し、ここで説明する実施の形態３は、入出力機器に制御電源スイッチが内蔵されておらず、入出力機器自体には通信ネットワークからの指令信号による制御電源の切断／投入の制御を行う機能がない構成において、ビット信号出力装置を用いることによって通信ネットワークからの指令信号による制御電源の切断／投入を制御することができるようにしたものである。

すなわち、図４において、まず、実施の形態１と同様に、各入出力機器４ａ〜４ｃのそれぞれのインターフェース回路には、制御電源からそれぞれのインターフェース回路への電力供給を投入／切断するための制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが設けられている。しかし、この実施の形態３においては、各制御電源スイッチ７ａ〜７ｃは、それぞれの入出力機器４ａ〜４ｃに内蔵されておらず、入出力機器４ａ〜４ｃの外部に設けられている。

この実施の形態３においては、各入出力機器４ａ〜４ｃ自体には、これらの制御電源スイッチ７ａ〜７ｃの動作を、第１の通信ネットワーク３ａからの制御電源投入／切断指令信号によって制御する機能は備わっていない。そこで、この実施の形態２においては、第１の通信ネットワーク３ａに接続された各インターフェース機器５ａ〜５ｃには、入出力機器４ａ〜４ｃに加えてビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃが接続されている。そして、これらのビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃは、第１の通信ネットワーク３ａからインターフェース機器５ａ〜５ｃを介して制御電源起動／切断指令信号が入力されると、制御電源スイッチ７ａ〜７ｃに対してビット信号（電源切替信号）を出力して制御電源スイッチ７ａ〜７ｃのオン／オフを切り替える。

具体的には、第１の機械設備群１ａに対する制御電源起動／切断指令信号が、第１の通信ネットワーク３ａから第１のインターフェース機器５ａを介して入力されると、第１のビット信号出力装置１３ａは、ビット信号を第１の制御電源スイッチ７ａに対して出力する。そして、このビット信号によって第１の制御電源スイッチ７ａのオン／オフが切り替えられ、第１の入出力機器４ａと第１の機械設備群１ａとの信号伝送を仲介するインターフェース回路に対する制御電源６ｃからの電力供給がオン／オフされる。

また、同様に、第２の機械設備群１ｂに対する制御電源起動／切断指令信号が、第１の通信ネットワーク３ａから第２のインターフェース機器５ｂを介して入力されると、第２のビット信号出力装置１３ｂは、ビット信号を第２の制御電源スイッチ７ｂに対して出力する。そして、このビット信号によって第２の制御電源スイッチ７ｂのオン／オフが切り替えられ、第２の入出力機器４ｂと第２の機械設備群１ｂとの信号伝送を仲介するインターフェース回路に対する制御電源６ｃからの電力供給がオン／オフされる。

そして、第３の機械設備群１ｃに対する制御電源起動／切断指令信号が、第１の通信ネットワーク３ａから第３のインターフェース機器５ｃを介して入力されると、第３のビット信号出力装置１３ｃは、ビット信号を第３の制御電源スイッチ７ｃに対して出力する。そして、このビット信号によって第３の制御電源スイッチ７ｃのオン／オフが切り替えられ、第３の入出力機器４ｃと第３の機械設備群１ｃとの信号伝送を仲介するインターフェース回路に対する制御電源６ｃからの電力供給がオン／オフされる。

なお、その他の構成や動作については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された機械設備の制御装置は、制御電源スイッチを内蔵しておらず、インターフェース回路に対する制御電源の投入／切断機能を有さない入出力機器を用いた場合であっても、電源切替信号出力手段であるビット信号出力装置を備えることにより、通信ネットワークから入力される投入／切断指令信号によって、制御電源の投入／切断を行うことができる。従って、制御電源の投入／切断機能を有さない既存の入出力機器を用いて、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。
ここで説明する実施の形態４は、前述した実施の形態２において、制御電源スイッチが内蔵されておらず入出力機器自体には通信ネットワークからの指令信号による制御電源の切断／投入の制御を行う機能がない入出力機器を使用した場合に、ビット信号出力装置を用いることによって通信ネットワークからの指令信号による制御電源の切断／投入を制御することができるようにしたものである。

すなわち、図５において、まず、実施の形態１と同様に、各入出力機器４ａ〜４ｃのそれぞれのインターフェース回路には、制御電源からそれぞれのインターフェース回路への電力供給を投入／切断するための制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが設けられている。しかし、この実施の形態４においては、各制御電源スイッチ７ａ〜７ｃは、それぞれの入出力機器４ａ〜４ｃに内蔵されておらず、入出力機器４ａ〜４ｃの外部に設けられている。

そして、実施の形態３と同様に、各入出力機器４ａ〜４ｃ自体には、これらの制御電源スイッチ７ａ〜７ｃの動作を、第１の通信ネットワーク３ａからの制御電源投入／切断指令信号によって制御する機能は備わっていない。そこで、第１の通信ネットワーク３ａに接続された各インターフェース機器５ａ〜５ｃには、入出力機器４ａ〜４ｃに加えてビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃが接続されている。そして、これらのビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃは、第１の通信ネットワーク３ａからインターフェース機器５ａ〜５ｃを介して制御電源起動／切断指令信号が入力されると、制御電源スイッチ７ａ〜７ｃに対してビット信号を出力して制御電源スイッチ７ａ〜７ｃのオン／オフを切り替える。

また、実施の形態２と同様に、ＰＬＣ２には、第２の通信ネットワーク３ｂ、例えばＬＡＮを介してメンテナンスツール１１が接続されている。そして、このメンテナンスツール１１には、メンテナンス区分テーブル１２が備えられている。このメンテナンス区分テーブル１２には、メンテナンス区分と停止すべきタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）との対応が予め設定されている。保守作業時に作業員は、当該保守作業のメンテナンス区分をメンテナンスツール１１から指定する。すると、メンテナンスツール１１は、メンテナンス区分テーブル１２を参照して指定されたメンテナンス区分に対して停止すべきタスク（制御手段）を決定し、ＰＬＣ２に当該タスク（制御手段）に対する停止指令信号を送信する。ＰＬＣ２は、この停止指令信号が対象とするタスク（制御手段）を停止させる。

そして、この際、ＰＬＣ２は、実施の形態１と同様にして、当該停止させたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群を、制御信号用の対応テーブルを参照して判別する。ＰＬＣ２は、こうして判別された停止されたタスク（制御手段）の制御対象である機械設備群（の入出力機器）に対して、制御電源切断指令信号を出力する。この制御電源切断指令信号は、第１の通信ネットワーク３ａからインターフェース機器５ａ〜５ｃを介してビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃに入力される。

この制御電源切断指令信号を受け取ったビット信号出力装置１３ａ〜１３ｃは、対象とする制御電源スイッチ７ａ〜７ｃへとビット信号を出力して、当該制御電源スイッチを切断する。制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが切断されると、入出力機器４ａ〜４ｃと機械設備群１ａ〜１ｃとの信号伝送を仲介するインターフェース回路を駆動する制御電源６ｃが切断される。
なお、その他の構成や動作については、実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された機械設備の制御装置は、制御電源スイッチを内蔵しておらず、インターフェース回路に対する制御電源の投入／切断機能を有さない入出力機器を用いた場合であっても、ビット信号出力装置を備えることにより、実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。
ここで説明する実施の形態５は、前述した実施の形態１の構成において、タスク起動／停止スイッチの操作によって、直接制御電源スイッチを動作させるようにしたものである。そして、制御電源スイッチが動作すると入出力機器からＰＬＣへと対応するタスクへの起動／停止指令信号が送信され、この起動／停止指令信号に従ってＰＬＣ上のタスクが起動／停止される。

すなわち、各タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃからの信号線は、各入出力機器４ａ〜４ｃに内蔵された各制御電源スイッチ７ａ〜７ｃにそれぞれ直接に接続されている。各タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃに対してタスク起動／停止操作がなされると、操作がなされたタスク起動／停止スイッチに接続された制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが動作して投入／切断される。そして、制御電源スイッチ７ａ〜７ｃが動作して投入／切断されると、対応するタスク８ａ〜８ｃ（制御手段）を起動／停止させるための起動／停止指令信号が、制御電源スイッチが動作した入出力機器４ａ〜４ｃから出力される。

入出力機器４ａ〜４ｃから出力された起動／停止指令信号は、インターフェース機器５ａ〜５ｃを介して第１の通信ネットワーク３ａに出力され、この第１の通信ネットワーク３ａからＰＬＣ２へと入力される。ＰＬＣ２は、この起動／停止指令信号に従って、タスク８ａ〜８ｃのうち該当するタスク（制御手段）を起動／停止させる。
なお、その他の構成や動作については、実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。

以上のように構成された機械設備の制御装置は、タスク起動／停止スイッチの操作によって直接制御電源スイッチを動作させるようにしたため、制御電源の投入／切断動作において、信頼性が高く、動作遅延が少ない

実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６に係る機械設備の制御装置の全体構成を説明する図である。
ここで説明する実施の形態６は、前述した実施の形態１、３、５のようなタスク起動／停止スイッチを用いた構成と、前述した実施の形態２、４のようなメンテナンスツールを用いた構成とを、適宜、組み合わせたものである。

ここでは、実施の形態１の構成と実施の形態２の構成とを組み合わせた例を、図７に示す。このように、タスク起動／停止スイッチ９ａ〜９ｃとメンテナンスツール１１との双方を設けることにより、利用者のニーズに応じた柔軟なシステム設計が可能である。
例えば、これら双方のどちらからでもタスク（制御手段）の停止及び制御電源の切断を行うことができるようにして利便性を向上させるとともに、タスク（制御手段）及び制御電源の復元は、これら双方ともが復元操作された状態でなければなされないようにすることで、安全性も向上させることができる。

あるいは、タスク起動／停止スイッチによって制御停止及び制御電源切断が可能である機械設備群を、予めメンテナンスツールで設定しておき、このメンテナンスツール上の設定では許可されていない機械設備群に対する制御停止及び制御電源切断は、タスク起動／停止スイッチによってはできないようにすることもできる。この場合、復元時には、タスク起動／停止スイッチが復元側に操作された上で、メンテナンスツールによって、さらに復元操作を行うことで対象となる機械設備群の復元がなされるようにし、タスク起動／停止スイッチが復元側に操作されない限り、メンテナンスツールによる復元もできないようにすることで、安全性を大きく向上させることができる。

１ａ 第１の機械設備群
１ｂ 第２の機械設備群
１ｃ 第３の機械設備群
２ ＰＬＣ
３ａ 第１の通信ネットワーク
３ｂ 第２の通信ネットワーク
４ａ 第１の入出力機器
４ｂ 第２の入出力機器
４ｃ 第３の入出力機器
５ａ 第１のインターフェース機器
５ｂ 第２のインターフェース機器
５ｃ 第３のインターフェース機器
５ｄ 第４のインターフェース機器
６ａ 基板電源
６ｂ 駆動電源
６ｃ 制御電源
７ａ 第１の制御電源スイッチ
７ｂ 第２の制御電源スイッチ
７ｃ 第３の制御電源スイッチ
８ａ 第１のタスク
８ｂ 第２のタスク
８ｃ 第３のタスク
９ａ 第１のタスク起動／停止スイッチ
９ｂ 第２のタスク起動／停止スイッチ
９ｃ 第３のタスク起動／停止スイッチ
１０ 入力装置
１１ メンテナンスツール
１２ メンテナンス区分テーブル
１３ａ 第１のビット信号出力装置
１３ｂ 第２のビット信号出力装置
１３ｃ 第３のビット信号出力装置

Claims (4)

1. 複数の機能単位毎に複数設けられた機械設備の動作を制御する機械設備の制御装置であって、
   各前記機能単位に対応する前記機械設備の動作をそれぞれ制御する複数の制御手段を有する制御装置本体と、
   複数の前記機械設備毎に設けられ、前記制御手段からの制御信号を前記機械設備へと出力あるいは前記機械設備からの動作状態信号を前記制御装置本体に入力するための複数の信号入出力手段と、
   前記制御装置本体と複数の前記信号入出力手段とを通信可能に接続する通信ネットワークと、
   前記信号入出力手段の内部又は外部に設けられ、それぞれの前記信号入出力手段と前記機械設備との間の信号伝送を仲介するインターフェース回路への電力を供給する制御電源の投入／切断を切り替える制御電源スイッチと、を備え、
   前記制御装置本体は、各前記制御手段への起動／停止信号が対象とする前記制御手段の制御対象である前記機械設備を判別して、この判別した前記機械設備に係る前記制御電源スイッチの投入／切断指令信号を前記通信ネットワークへと出力し、
   前記信号入出力手段は、前記通信ネットワークを介して伝送された前記投入／切断指令信号の指示する前記制御電源スイッチの投入／切断を切り替えることを特徴とする機械設備の制御装置。
2. 各前記制御電源スイッチは、それぞれの前記信号入出力手段の外部に設けられており、
   前記信号入出力手段のそれぞれは、前記通信ネットワークに接続され、前記通信ネットワークを介して伝送された前記投入／切断指令信号が指示する前記制御電源スイッチの投入／切断を切り替える電源切替信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の機械設備の制御装置。
3. 前記通信ネットワークに信号入力手段を介して接続され、操作されることにより各前記制御手段への前記起動／停止信号を前記通信ネットワークに出力する起動／停止スイッチを備え、
   前記制御装置本体は、前記通信ネットワークから入力された前記起動／停止信号が指示する前記制御手段を起動／停止させることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の機械設備の制御装置。
4. 前記制御装置本体の外部に設けられ、各前記制御手段に対する前記起動／停止信号を、前記制御装置本体へと出力する保守操作手段と、
   前記保守操作手段に設けられ、メンテナンス区分と前記制御手段との対応を予め記憶するメンテナンス区分テーブルと、を備え、
   前記保守操作手段は、指定された前記メンテナンス区分に対応する前記制御手段に対する前記起動／停止信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の機械設備の制御装置。

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