JPH0481201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は設備動作検証装置、特に設備及びその
制御回路の設計にあたりその運転制御の動作検証
を実際の設備、制御回路を用いることなく行うこ
とを可能とするものに関する。

背景技術 従来から、工場設備等の運転のためにシーケン
スダイヤグラムが用いられている。このシーケン
スダイヤグラムは、制御プログラムを回路に擬し
た形態で表したものである。このため、工場設備
の設計等においては回路データと呼ばれる。回路
データは設計される工場設備及びその制御回路等
に係る制御プログラムに該当するものであり、こ
れはシーケンス制御予定データとよばれるデータ
に基づき作成される。シーケンス制御予定データ
は、設計者が作成するデータであり、いわば設計
図に該当するものである。工場設備及びその制御
回路を設計する場合特にCAD等を用いた自動設
計の場合には、該設備及び制御回路を実際に作成
して運転するに先立ち、該設備が制御回路により
所定の運転予定に従つて良好に運転されるか否か
を検証することが必要であり、このため、制御回
路による自動運転制御が予め作成された一連の工
程からなる運転シーケンスに従い良好に行われて
いるか否かの自動運転動作検証が行われる。

また、実際の設備を自動運転制御している際、
運転途中で何らかの故障、例えば製造ラインに全
く別の製造物が混入し設備の運転を妨げるような
故障が発生すると、自動運転が途中で停止してし
まう。このような場合にはその故障が発生した工
程において、設備をマニユアル運転制御に切り換
え、マニユアル操作により設備運転を指示しその
故障の原因を除去する任意工程運転制御を行うこ
とが必要となる。

このような故障時の任意工程運転の一例とし
て、例えば「ジグシメ」工程中に何らかの故障が
生じた場合には、設備は任意運転に切換えられる
と共に「ジグユルメ」動作が指示される。従つ
て、設備にこのような任意工程が指示された場
合、設計された運転プログラムがこの様な退避動
作すなわち前述した典型例においては「ジグユル
メ」動作を行うか否かが各工程ごとに検証されな
ければならない。この様に、各工程における故障
時には、設備は必ず退避工程あるいは安全側への
動作を行わなければならず、前記自動運転全体の
プログラム検証と共に、各工程での前述した安全
側への退避動作が行われるか否かの検証が求めら
れる。

このため、前述した工場設備及びその制御回路
の設計を行う場合には前記自動運転制御の全体的
な動作検証に加え、必要に応じて任意工程運転制
御に対する動作検証が行われる。

しかし、従来このような各動作検証は、設計さ
れた設備及びその制御回路の設計後、制御回路を
用いて該設備を実際に運転することによりその動
作検証を行つていた。このため、従来は設備及び
制御回路の設計段階でその動作検証を行うことが
できず、この動作検証に多額の費用及び時間を必
要とするという問題があつた。

特に、このような動作検証の結果運転の制御が
予定された運転シーケンスと一致しない場合には
再度設備又は制御回路の設計をやり直し再検証を
行わなければならず、このような場合には動作検
証に費す費用及び時間が多大なものとなりその有
効な対策が望まれていた。

また、このような実際の設備を用いて行う従来
の動作検証では、設備の任意工程運転制御に対す
る動作検証を行う場合、設備を第１工程からその
任意工程まで実際に駆動しなければその動作検証
を開始することができず、そのため下流側の工程
に対する動作検証には時間がかかるという問題が
あつた。

さらに、従来の動作検証においては、検証の結
果設備が予定した運転シーケンスによつて制御さ
れないことが判明した場合には、設計者が最初か
ら設備及び制御回路を検討しその不良箇所を発見
することが必要であり、このため、設備、制御回
路の再設計に時間を要し、その有効な対策が望ま
れていた。

発明の目的 本発明はこのような従来の課題に鑑み為された
ものであり、その目的は、設備及びその制御回路
の設計にあたり、その設備運転の動作検証を実際
の設備を用いることなく正確に行い、動作検証に
要する時間及びコストを軽減し、更に設備動作の
不良箇所を迅速に検出することの可能な設備動作
検証装置を提供することにある。

発明の構成 前記目的を達成するために、本発明は、設備運
転のシーケンス制御予定データを書き込み記憶す
る制御データ入力部と、設備の回路及び設備の運
転制御を前記制御予定データに従つて行うよう設
計された制御回路からなる回路データを書き込み
記憶する回路データ入力部と、前記制御予定デー
タ及び前記回路データのそれぞれに含まれる制御
回路の有無を比較するデータ比較部と、前記デー
タ比較部の判別結果に基づき、入力された前記回
路データをデータ変換し演算コードデータとして
記憶するコード変換部と、入力記憶されたシーケ
ンス制御予定データに基づき設備の入出力状態を
表す動作状態表を作成し、この動作状態表に基づ
き設備運転の初期状態データを演算記憶する初期
状態作成部と、初期状態データ及び演算コードと
して記憶された回路データに基づき、設備運転の
初期状態から演算により各工程の動作状態を表す
設備の自動運転データを各運転工程毎に作成記憶
し、これを前記シーケンス制御予定データと比較
することにより、設備の自動運転制御の動作検証
を行う動作検証部と、を含むことを特徴とする。

以上の構成とすることにより、本発明によれ
ば、単に設備運転のシーケンス制御予定データ及
び所定の回路データをインプツトすることによ
り、実際の設備を用いることなく制御回路による
設備の自動運転制御が良好に行われているか否か
の動作検証を行うことが可能となり、この結果、
自動運転制御の動作検証を短時間でかつ低コスト
で行うことが可能となる。

実施例 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明
する。

本発明は、たとえば第１図に示すような設備運
転のシーケンス制御予定データ１１０を予め作成
するとともに、第２図に示すように、設備の回路
及び設備の運転制御を前記制御予定データ１１０
に従つて行うよう設計された制御回路からなる回
路データ１２０を作成し、これらデータ１１０，
１２０から実際の設備を用いることなく、第２図
に示すように設計された回路により設備の運転制
御を第１図に示すシーケンス制御予定データ１１
０に従つて良好に行えるか否かの動作検証を行う
ものである。

実施例において、第１図に示すシーケンス制御
予定データ１１０は、ユニツトの前進後退を表わ
すものであり、ジグシメを行う第１工程、ユニツ
ト前進を行う第２工程、ユニツト後退を行う第３
工程、ジグユルメを行う第４工程から構成され
る。

そして、第１工程は起動押しボタンスイツチ
PB１をオン（＋）し制御回路を駆動することに
より開始され、制御回路はソレノイドSOL１を
オン（＋）、ソレノイドSOL２をオフ（−）制御
し、設備のジグシメ動作を開始させる。そして、
設備は一旦そのジグシメ動作を開始すると、動作
開始と同時にリミツトスイツチLS１をオフ（−）
し、その後自動的に動作を継続し、所定動作終了
後リミツトスイツチLS２をオン（＋）すること
によりこのジグシメ動作を終了する。

ここにおいて、前記制御回路はソレノイド
SOL１，SOL２の制御を行い設備動作の開始を
指示するのみで、ジグシメ動作を実際には行わな
い。従つて、回路データ１２０は、所定の初期条
件の下において起動押しボタンスイツPB１をオ
ン操作した場合に、前述したようにソレノイド
SOL１をオンし、ソレノイドSOL２をオフする
動作を行えば充分であり、このような動作を行う
ことが確認された場合には、回路データ１２０は
シーケンス制御予定データ１１０の第１工程を良
好に行えることが動作検証されることになる。

また、シーケンス制御予定データ１１０の第２
工程は、第１工程の終了情報、すなわちリミツト
スイツチLS２がオンされ制御回路が駆動される
ことにより開始され、ソレノイドSOL３をオン
し、SOL４をオフ制御し、設備のユニツト前進
動作を開始させる。そして設備は一旦そのユニツ
ト前進動作を開始すると、開始と同時にLS３を
オフし、その後は自動的に動作を継続し、所定動
作終了後リミツトスイツチLS４をオンすること
によりユニツト前進動作を終了する。

ここにおいて前述と同様に、制御回路はソレノ
イドSOL３，SOL４の制御を行い設備のユニツ
ト前進動作の開始を指示するのみで、機械的なユ
ニツト前進動作を実際には行なわない。従つて、
回路データ１２０は、前記第１工程終了時の状態
を初期条件として第１工程の終了情報、すなわち
リミツトスイツチLS２がオンされるという条件
を入力した場合に、ソレノイドSOL３がオンさ
れSOL４がオフすれば充分であり、このような
動作を行うことが確認されれば、回路データ１２
０はシーケンス制御予定データ１１０の第２工程
を良好に行えることが動作検証されることにな
る。

またシーケンス制御予定データ１１０の第３工
程は、第２工程終了情報、すなわちリミツトスイ
ツチLS４がオンされ制御回路が駆動されること
により開始され、制御回路はソレノイドSOL４
をオンしSOL３をオフすることにより設備のユ
ニツト後退動作を開始させる。そして、設備は、
一旦そのユニツト後退動作を開始すると、その開
始と同時にリミツトスイツチLS４をオフしその
後は自動的にその動作を継続し、所定動作終了後
リミツトスイツチLS３をオンすることによりユ
ニツト後退動作を終了する。

従つて、回路データ１２０は、第２工程終了時
の状態を初期条件として第２工程終了情報、すな
わちリミツトスイツチLS４をオンするという条
件を入力した場合に、ソレノイドSOL４がオン
され、SOL３がオフされれば充分であり、この
ような動作を行うことが確認されれば、回路デー
タ１２０はシーケンス制御予定データ１１０の第
３工程を良好に行えることが動作検証されること
になる。

また、シーケンス制御予定データ１１０の第４
工程は、第３工程終了情報、すなわちリミツトス
イツチLS３がオンされ制御回路が駆動されるこ
とにより開始され、制御回路は、ソレノイド
SOL２をオンしSOL１をオフすることにより設
備のジグユルメ動作を開始させる。そして、設備
は一旦ジグユルメ動作を開始すると、その開始と
同時にリミツトスイツチLS２をオフし、その後
は、自動的にその動作を継続し、所定の動作終了
後リミツトスイツチLS１をオンすることにより
そのジグユルメ動作を終了する。

従つて、回路データ１２０は、第３工程終了時
の状態を初期条件として第３工程終了情報すなわ
ちリミツトスイツチLS３をオンするという条件
を入力することにより、そのソレノイドSOL２
がオンされSOL１がオフされれば充分であり、
このような動作を行うことが確認されれば、回路
データ１２０はシーケンス制御予定データ１１０
の第４工程を良好に行えることが動作検証される
ことになる。

なお、第２図に示す回路データ１２０は、一般
に複雑な回路構成となることが多く、このため同
図に示すごとく、例えばCADの表示面として複
雑頁にわたり記載されている。

第３図には、本発明に係る設備動作検証装置の
好適な実施例が示されており、実施例の装置は、
シーケンス制御予定データ１１０及び回路データ
１２０に基づき、設計された回路による設備運転
が予め想定されたシーケンス制御予定データ１１
０に従つて良好に行えるか否かの動作検証を行う
ものである。

実施例において、まず第１図に示すシーケンス
制御予定データ１１０が制御データ入力部１０に
入力されるとともに、第２図に示す回路データ１
２０が回路データ入力部１２に入力される。

そして、制御予定データ入力部１０はこのよう
にして入力された制御予定データ１１０を動作情
報メモリ１４内に書込み記憶し、また回路データ
入力部１２は入力された回路データ１２０を各頁
毎に管理し回路情報メモリ１６内に書込み記憶す
る。

本実施例の特徴的事項は、このように記憶され
た制御予定データ１１０及び回路データ１２０に
それぞれ含まれる制御回路を比較するデータ比較
部１８を設けたことにあり、これにより両データ
１１０及び１２０の不一致に基づく設計ミスを未
然に検出することを可能としている。

第４図には、本実施例のデータ比較部１８の動
作を示すフローチヤートが示されており、データ
比較部１８の動作が開始されると、データ比較部
１８はまず動作情報メモリ１４から制御予定デー
タ１１０を読み出し、該データ１１０中に含まれ
る被制御機器名の全てを抽出し、テーブル１を作
成する。これに続いて、データ比較部１８は、回
路情報メモリ１６から回路データ１２０を読み出
し、該回路データ１２０中に含まれる被制御機器
名の全てを抽出しテーブル２を作成する。

ここにおいて、テーブル２にはこの設備を動作
させるために必要な機器名が全て含まれているは
ずであり、テーブル１にはこの設備の運転を制御
するために必要な機器名が含まれているはずであ
る。つまり、テーブル１に含まれている機器名は
全てテーブル２にも含まれていなければならな
い。テーブル１に存在してテーブル２に存在しな
い機器があるとしたら、それは制御予定データ１
１０あるいは回路データ１２０の作成ミスである
ことは言うまでもない。

このような条件の下で、比較部１８はテーブル
１とテーブル２を比較する。そして、テーブル１
の機器名が全てテーブル２に存在した場合には制
御予定データ１１０及び回路データ１２０が正常
に作成されたと判定し、コード変換部２０を駆動
させる。

また、前述のように、テーブル１の機器名のう
ち、テーブル２に存在しない機器名があつた場合
には、異常であると判定し、その機器名を表示す
る。設計者はこの機器名を参考に、上記条件に合
致するよう制御予定データ１１０あるいは回路デ
ータ１２０を訂正し再入力すればよい。

このようにすることにより、制御予定データ１
１０の作成及び回路データ１２０の設計の段階で
発生する単純ミスを動作検証に先立ち事前に発見
することができる。

このようなデータ比較部１８による両テーブル
の比較動作が終了すると、コード変換部２０よ
り、回路情報メモリ１６内に書込み記憶されてい
る回路データ１２０が読み出され、読み出された
回路データ１２０は所定の演算コード、実施例に
おいては第５図に示すニーモニツクコードデータ
１３０に変換されコードメモリ２２内に書込み記
憶される。

従つてこのニーモニツクコードデータ１３０を
用いれば、コンピユータ等により実際の設備の運
転制御データを演算処理により求めることが可能
となる。

また、前述した制御データ入力部１０内への制
御予定データ１１０の入力が終了すると、初期状
態作成部２４は動作情報メモリ１４内に書込み記
憶された制御予定データ１１０を読み出し、該デ
ータ１１０に基づき設備運転の初期状態データを
演算記憶する。

実施例において、この初期状態作成部２４は、
第１図に示すごとく、動作情報メモリ１４から読
み出された制御予定データ１１０に基づき各工程
毎に設備の入出力状態を表わす動作状態表１４０
を作成し、このようにして作成された動作状態表
１４０に基づき設備運転の初期状態データ１５０
を作成し、該データ１５０を動作状態メモリ２６
内に書込み記憶する。このようにして求められた
初期状態データ１５０は、設備運転の最終工程、
すなわち第１工程開始前の初期状態を意味するこ
とになる。

このようにして、回路データ１２０のニーモニ
ツクコードへの変換及び初期状態データ１５０の
作成が終了すると、次に動作検証部２８が作動す
る。そして、この動作検証部２８は、初期状態デ
ータ１５０を初期条件とし、ニーモニツクコード
に変換された回路データ１２０に基づき一連の工
程からなる設備の自動運転制御データを各工程毎
に作成記憶する。この自動運転制御データは前述
した制御予定データ１１０とは異なり、各工程の
初期状態、すなわち運転指示は与えられている
が、動作自体はまだ生じていない状態を示す。つ
まり、自動運転制御データは動作を起こす前、そ
して制御予定データ１１０は動作が完了した後の
状態を示している。例えば、制御予定データ１１
０、回路データ１２０等の設計による動作が正常
に行われると仮定した場合、例えばジグシメの工
程では自動運転制御データと制御予定データ１１
０はともにSOL１はオン、SOL２はオフとなり、
両者は一致する。しかしながら、各工程の動作の
開始、完了を示すリミツトスイツチは、制御予定
データ１１０のLS１はオフ、LS２はオンである
のに対して、自動運転制御データは動作を生じて
いない状態を示すものであるから、LS１はオン、
LS２はオフとなる。このようにして求めた自動
運転制御データと制御予定データ１１０の本実施
例においてはソレノイドSOLを比較することに
より、設備の自動運転制御の良否の動作検証を行
う。

このようにすることにより、設備の自動運転制
御の良否を実際の設備を用いることなく設計段階
で動作検証することができ、この結果自動運転制
御の動作検証に要する時間及び費用を著しく軽減
することが可能となる。

特に、本発明によれば、この動作検証の結果、
自動運転制御が良好に行われていないと判別され
た場合には、これに迅速に対応して回路データ１
２０を再設計し、同様の動作検証を繰返して行え
ばよく、回路データの再設計を行う場合の時間的
及び金銭的負担を著しく軽減することが可能とな
る。

第６図には、本実施例の動作検証部２８の動作
を示すフローチヤートが示されており、この動作
検証部２８は、自動運転データを第１工程から最
終工程まで各工程毎に動作検証を行つている。

すなわち、実施例の動作検証部２８は、起動用
押ボタンスイツチPB１がオンされることにより
自動運転動作検証が開始され、動作状態メモリ２
６に記憶された初期状態データ１５０を入力と
し、コードメモリ２２内に書込み記憶されている
回路データ１２０のニーモニツクコードデータ１
３０を用い、回路データ１２０として入力された
制御回路による設備の自動運転データの演算を第
１工程から開始する。このようにして演算された
第１工程の自動運転データは動作状態メモリ２６
の第１工程記憶エリアに書込み記憶される。

そして、この動作検証部２８は、第１工程の自
動運転データの書込み記憶が終了すると、動作情
報メモリ１４から該当する第１工程のシーケンス
予定データ１１０を読出し、演算された自動運転
データが予め作成された設備運転のシーケンス予
定データ１１０と一致するか否か、すなわち
SOL１がオンされSOL２がオフされているか否
かの判別を行う。

そして、演算された工程の自動運転制御データ
がシーケンス制御予定データ１１０と一致すると
判別された場合に、該演算工程の運転終了情報、
すなわちリミツトスイツチLS２がオンされてい
る情報を動作状態メモリ２６から読出し、次の第
２工程の自動運転データの演算記憶及び動作検証
を開始する。

このような動作検証は、第１工程から最終工程
まで順次各工程毎に繰り返して行われる。

そして、自動運転動作検証が終了した時点で、
設計された回路により設備の全行程に渡つて、予
め作成されたシーケンス制御予定データ１１０に
従つて、自動運転制御が良好に行われたか否かが
検証されることになる。この検証において、自動
運転制御が良好に行われなかつたと判定された場
合、後述の不良原因箇所の推定を行う。

ところで、実際の設備は、このような自動運転
制御ばかりでなく、任意工程運転制御も行われ
る。すなわち、例えば実際の設備で自動運転制御
が行われている際、何らかの故障が発生し設備が
停止するような場合には、その故障が発生した工
程において、設備の運転制御をマニユアル操作に
切替えて任意工程運転制御を行う場合がある。

例えば、「ジグシメ」動作中の故障に対しては
「ジグユルメ」動作が行われ、このように各工程
ごとに退避動作が予め決められている。

本発明によれば、このような設備の任意工程運
転制御における動作検証を、実際の設備等を用い
ることなく行うことができ、この結果任意工程運
転制御に対する動作検証の費用及び時間を軽減す
ることが可能となる。

特に、本発明によれば、一旦自動運転データが
全工程にわたり演算記憶されていれば、任意工程
運転制御の動作検証を、従来のように実際の設備
を第１工程から当該任意工程まで運転して行う必
要がないため、この任意工程の動作検証に要する
時間を著しく短縮することが可能となる。

実施例において、動作検証部２８は、第６図に
示すように、自動運転制御の良否の動作検証が行
われ、その動作検証の結果該自動運転制御が良好
に行われていると検証された場合のみ任意工程運
転制御に対する動作検証を行うか否かの選択が行
えるよう形成されている。

この際、任意工程における動作検証を選択し、
当該任意工程及び当該工程で発生する故障条件を
図示しないデータ入力部から入力する（例えば、
ジグシメ工程で別の製造物が混入したという条件
を入力する）と、該任意工程及び故障条件は一時
的動作状態メモリ３０内に書込み記憶される。そ
して、これに続いて、故障状態に設定された任意
工程（前述の例に従えばジグユルメ工程）におけ
る設備運転制御のマニユアル操作をデータ入力部
から入力すると、動作検証部２８にて当該任意工
程の動作検証が開始される。

そして、所望の動作検証により、任意工程運転
制御が良好に行われた場合、その旨が図示しない
表示部に表示される。検証を行つている者は画面
表示の指示に従い、繰り返し任意工程の動作検証
を行うか、検証を終了させるかを選択できる。

また、任意工程運転制御が良好に行われていな
い場合、不良原因箇所の推定を行う。

前述のように、実施例における動作検証部２８
により、自動運転及び任意工程運転の動作検証を
行つた結果、その動作が良好に行われなかつた場
合、不良原因箇所の推定を不良回路検出部３２に
おいて行う。

実施例において、この不良回路検出部３２は、
ページ毎に入力された回路データ１２０のページ
及び該ページに記載された不良原因候補と人が推
定した回路を指定し、この不良原因回路を構成す
る制御機器の動作状態を動作状態メモリ２６より
読み出し、オン・オフ状態として表示する。

そして、設計者はこのようにして表示された不
良原因回路を構成する制御機器のオン・オフ状態
に基づき、回路の不良原因箇所を迅速に判断する
ことが可能となる。

そして、このような不良原因箇所の推定が終了
すると、本実施例の設備動作検証装置による一連
の動作検証動作が終了する。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、回路の
設計段階で実際の設備を用いることなく設備運転
の自動運転制御及び任意工程における運転制御の
動作検証を行うことができ、この結果、これらの
動作検証に要する時間及び費用を著しく軽減する
ことが可能となる。

特に本発明によれば、回路設計段階で、設備運
転の不良動作の検証をすることができるため、こ
のような場合にはすみやかに回路の再設計を行う
ことが可能となり、この結果所望の設備運転を行
う回路の設計に要する時間及び費用を従来に比し
著しく軽減することが可能となる。

また、本発明によれば、動作検証の結果設備運
転に不良が検証された場合には、制御回路の不良
原因箇所を推定することができるため、故障原因
の究明及び回路の再設計に要する時間及び費用を
著しく軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる設備運転のシーケンス
制御予定データ及びそのデータ処理の説明図、第
２図は本発明に使用する回路データを示す説明
図、第３図は本発明に係る設備動作検証装置の好
適な実施例を示す説明図、第４図は第３図に示す
装置のデータ比較部の動作を示すフローチヤート
図、第５図は第３図に示す装置のデータコード変
換部における動作を示す説明図、第６図は第３図
に示す装置の動作検証部における動作を示すフロ
ーチヤート図である。 １０…制御予定データ入力部、１２…回路デー
タ入力部、１８…データ比較部、２０…コード変
換部、２４…初期状態作成部、２８…動作検証
部、３２…不良回路検出部、１１０…シーケンス
制御予定データ、１２０…回路データ、１３０…
ニーモニツクコードデータ、１５０…初期状態デ
ータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 設備運転のシーケンス制御予定データを書き
   込み記憶する制御データ入力部と、 設備の回路及び設備の運転制御を前記制御予定
   データに従つて行うよう設計された制御回路から
   なる回路データを書き込み記憶する回路データ入
   力部と、 前記制御予定データ及び前記回路データのそれ
   ぞれに含まれる制御回路の有無を比較するデータ
   比較部と、 前記データ比較部の判別結果に基づき、入力さ
   れた前記回路データをデータ変換し演算コードデ
   ータとして記憶するコード変換部と、 入力記憶されたシーケンス制御予定データに基
   づき設備の入出力状態を表す動作状態表を作成
   し、この動作状態表に基づき設備運転の初期状態
   データを演算記憶する初期状態作成部と、 初期状態データ及び演算コードとして記憶され
   た回路データに基づき、設備運転の初期状態から
   演算により各工程の動作状態を表す設備の自動運
   転データを各運転工程毎に作成記憶し、これを前
   記シーケンス制御予定データと比較することによ
   り、設備の自動運転制御の動作検証を行う動作検
   証部と、を含むことを特徴とする設備動作検証装
   置。