JPH05113820A - 設備動作状態表示装置 - Google Patents

設備動作状態表示装置

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JPH05113820A
JPH05113820A JP3273910A JP27391091A JPH05113820A JP H05113820 A JPH05113820 A JP H05113820A JP 3273910 A JP3273910 A JP 3273910A JP 27391091 A JP27391091 A JP 27391091A JP H05113820 A JPH05113820 A JP H05113820A
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JP3273910A
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Inventor
Shinji Kogure
真二 小暮
Izumi Uchishiba
泉 内柴
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過度的な変化に起因する異常の検出、全ての
入出力点を対象とする異常検出、経時変化のディスプレ
イが可能な設備動作状態表示装置を提供する。 【構成】 動作指令信号のアドレスと動作完了信号のア
ドレスとを記憶するとともに動作指令信号が出力された
事および動作完了信号が返送された事とを記憶する手段
101と、異常状態発生と判断する条件を設定する手段
102と、記憶状態を監視し条件が満たされたか否かに
より異常が発生したことを判別する手段103と、異常
が発生した時に記憶状態を保持する指令を発生する手段
104と、制御ロジックを読み出す手段105と、保持
された動作状態情報と制御ロジック情報とを合成する手
段106と、合成された情報を経時変化として表示する
手段107と、から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はいわゆるシーケンス制御
系の設備動作状態表示装置に係わり、特にプログラマブ
ルコントローラ中のダミーリレイを含むシーケンス制御
系に発生した異常箇所を特定して表示することの可能な
設備動作状態表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械等の装置の順次動作を制御する
いわゆるシーケンス制御系の制御装置としてはプログラ
マブルコントローラ(以下PCと記す)を使用すること
が一般的である。このPCに接続される入出力点と論理
演算用のダミーリレイの総計は数千点にのぼり種々の制
御対象機器が接続されている。
【0003】このためシーケンス制御系に異常が発生し
た場合には、異常箇所と原因の特定に時間と手間を要す
る場合が多い。即ち従来は異常発生時、PCの入出力情
報のみから異常箇所を発見する手法によることが多いた
め以下の問題があった。 (1)異常発生箇所と想定される部分を見出すために時
間を要する。
【0004】(2)モニタリング信号は入出力信号のみ
であるが、異常原因特定のためにはPC内で使用するリ
レイの状態変化をシーケンスロジック図を参考として補
う必要があるため、解析に時間を要する。 このような問題点を解決するためシーケンス制御系に発
生した異常の発生箇所を発見するための装置が従来から
数多く提案されている。
【0005】例えば本出願人はすでに、工作機械等への
操作指令であるPCの出力信号とそれに対応する装置の
動作完了信号である入力信号とを記憶することにより異
常発生箇所を特定する機能を有するPC異常検出装置を
提案している(特願平3−049374)。また異常検
出機能を内蔵するPCも提案されている(例えば特開昭
61−202207)。
【0006】このPCは予め異常診断の範囲を設定し設
定範囲内で異常発生時の入出力信号の状態を登録する方
法であるため、設定範囲内で異常が発生した場合には異
常発生箇所を特定することは容易である。さらに異常発
生時にPC内のメモリ状態を記録し、結果をラダーシー
ケンス図として表示することにより異常箇所の発見を容
易にしたPCも提案されている(特開平2−22630
7)。
【0007】このPCによれば異常発生時の入出力点お
よび内部リレイの動作状態がラダーシーケンス図として
表示される。その他PC内にプログラムされた論理が正
しいことを検証するPC検証装置も提案されているある
(特開平3−14101)。本PC検証装置によれば、
出力指令が反転する毎にプログラムの実行を停止、反転
した出力を記憶することを所定の期間実行する。
【0008】そして記憶結果をタイミング線図として表
示し、このタイミング線図を検証することにより論理の
妥当性を検証することが可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来から
提案されている異常状態発見のための装置には以下のよ
うな問題点が存在する。即ち本出願人の提案に係るPC
異常検出装置においては、PCから出力される指令信号
に対応する動作完了信号が返送されてこない場合に異常
と判定する即ち入出力信号の状態のみから異常を判断す
る。
【0010】このため特に動作完了信号を発生するため
のリレイあるいはスイッチのような制御機器が瞬時的に
オンオフしたことあるいは動作タイミングのズレに起因
して、PC内で使用されているダミーリレイで構成され
た自己保持ロジックにより出力保持された場合は異常を
発見することは困難であった。また特開昭61−202
207で提案されている異常検出機能を内蔵したPC
は、 (1)各アクチュエータ・センサ毎に異常状態を想定し
て異常検出ロジックを作成する必要があり、また制御ロ
ジックを変更した場合には変更に対応して検出範囲と異
常検出用ロジックを変更する必要がある。
【0011】(2)予め定められた異常を検出するべき
範囲以外の部分に異常が発生した場合には異常を検出す
ることは不可能である。 という問題点が存在する。さらに特開平2−22630
7で提案されているPCでは、異常が発生したタイミン
グの状態は表示されるものの入出力信号およびダミーリ
レイの経時的変化は知ることはできず、異常箇所および
原因の特定に対して充分な情報を得ることはできない。
【0012】さらに特開平3−14101で提案されて
いる検証装置は、実際の使用に先立って論理を検証する
ためのものであり、PCの異常診断に適用することはで
きない。本発明は係る問題点に鑑みなされたものであっ
て、過渡的に状態変化があっても異常を検出することが
できるだけでなく特に対象範囲を設定することなく入出
力信号およびダミーリレイの全てについて異常発生時の
経時的な変化の検出が可能な設備動作状態表示装置を提
供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る設備
動作状態表示装置の基本構成図であって、動作状態記憶
手段101と、条件設定手段102と、異常発生判別手
段103と、記憶保持指令発生手段104と、制御ロジ
ック読み出し手段105と、情報合成手段106と、表
示手段107と、から構成される。
【0014】そして動作状態記憶手段101は、PCか
ら少なくとも1つの制御対象に対して予め決定された順
序で出力される動作指令信号の出力アドレス、制御対象
からPCに返送される動作完了信号の入力アドレス、記
憶された出力アドレスのいづれか1つの出力アドレスか
ら動作指令信号が出力された事、およびその後にその出
力アドレスに対応する入力アドレスに動作完了信号が返
送された事を記憶するだけでなく、PC内で使用される
ダミーリレイのアドレスおよび動作状態をも記憶する。
【0015】条件設定手段102は、オペレータが異常
状態発生と判断する条件を設定するために使用される。
異常発生判別手段103は、記憶手段101の記憶状態
を監視し条件設定手段102で設定された条件が満たさ
れたか否かにより異常が発生したことを判別する。
【0016】記憶保持指令発生手段104は、異常発生
手段103により異常が発生したことが判別された時
に、動作状態記憶手段101の記憶状態を保持する指令
を発生する。制御ロジック読み出し手段105は、記憶
保持指令発生手段104から記憶保持指令が発生された
時に、プログラマブルコントローラから制御ロジックを
読み出す。
【0017】情報合成手段106は、動作状態記憶手段
101内に保持された動作状態情報と制御ロジック読み
出し手段105中によみだされた制御ロジック情報とを
合成する。そして表示手段107は、情報合成手段10
6で合成された情報を異常発生の経時変化として表示す
る。
【0018】
【作用】本発明に係る設備動作状態表示装置において
は、所定のタイミング毎にPCの出力信号、入力信号お
よびダミーリレイのオンオフ状態が記憶され、異常が発
生すると記憶が保持される。そして異常発生箇所に対応
するロジックの時間的な状態推移が表示装置に表示され
る。
【0019】
【実施例】図2は本発明に係る設備動作状態表示装置の
実施例の構成図であって、ロボットによって例えば乗用
車であるワークに所定の部品を取り付ける場合を考え
る。即ち自動生産ライン250上をパレット251に搭
載された乗用車252が移動することにより部品の取り
付けが行われる。
【0020】パレットクランプ端リミットスイッチ28
1およびパレットアンクランプ端リミットスイッチ28
3によってパレット251が所定の位置に到達したこと
が検出されると、ロボット270によって部品棚260
上に置かれた部品261が把持され、乗用車252に取
り付けられる。この一連の動作はPC210によって制
御されるため、パレットクランプ端リミットスイッチ2
81およびパレットアンクランプ端リミットスイッチ2
83のオンオフ状態はケーブル282および284によ
ってPC210に送られる。
【0021】さらにロボット270の動作状態はケーブ
ル271によってPC210に送られる。PC210と
本発明に係る設備動作状態表示装置200とは、高速の
通信回線211で接続されており、PC210からの出
力信号およびPC210への入力信号の状態がPC21
0から設備動作状態表示装置200へ伝送される。
【0022】設備動作状態表示装置200はコンピュー
タシステムであり、バス201を中心としてCPU20
2、ROM203、RAM204から構成される。さら
にPC210から伝送されるデータを受信するための通
信インターフェイス(通信I/F)205および例えば
ブラウン管である表示装置207とキーボードである条
件設定装置208とを接続するための端末I/F206
が含まれる。
【0023】即ち図1の101から106に示される各
手段は設備動作状態表示装置200のROM中にプログ
ラムをして構成される。図3はこの一連のシーケンス制
御のためにPC210中にプログラムされる制御ロジッ
ク図であって、いわゆるラダーロジックで表示されてい
る。なお記号RはPC210への入力信号、WはPC2
10からの出力信号を表している。
【0024】さらにDはいわゆるインターロック条件を
表すダミーリレイであって、PC中に構築されたロジッ
クで使用されるものである。また図4はこのシーケンス
制御のタイミング図であって、横軸は時間経過を表す。
リレイR1、R2およびR3は車種判別用のリレイであ
って、自動生産ライン250上の乗用車が加工対象の車
種1であればリレイR1のa接点(アドレス0001)
が閉となる。リレイR2およびR3のb接点(アドレス
0002、0003)は車種1であるために閉状態を維
持しリレイコイルD1(アドレス1001)は励磁状態
となる。
【0025】リレイR4のa接点(アドレス0004)
はパレットクランプ端リミットスイッチ281がオンと
なった時に閉となり、リレイR5のb接点(アドレス0
005)はパレットアンクランプ端リミットスイッチ2
83がオフとなった時に閉となる。従ってパレット25
1が所定位置に到達するとリレイコイルD2P(アドレ
ス1002)は励磁状態となる。
【0026】ロボット270による部品261の把持が
完了するとリレイR6のa接点(アドレス0006)が
閉となる。またロボット210が自動モードにあればリ
レイD2Mのa接点(アドレス1000)が閉となる。
従って、リレイコイルD1が励磁されることによりリレ
イD1のa接点(アドレス1001)が閉となり、リレ
イコイルD3(アドレス1003)が励磁状態となる。
【0027】部品取り付けは未完了であるためリレイD
5のb接点(アドレス1005)は閉であり、リレイD
3のa接点(アドレス1003)が閉となればリレイコ
イルW1(アドレス2000)が励磁状態となり、リレ
イW1のa接点(アドレス2000)が閉となりリレイ
コイルW1(アドレス2000)の励磁状態が自己保持
される。
【0028】リレイコイルW1が励磁状態であれば、ロ
ボット270は部品取り付けを開始する。ロボット27
0の部品取り付けが完了するとリレイR7のa接点(ア
ドレス0007)が閉となるためリレイコイルD5(ア
ドレス1005)が励磁状態となり、この状態が自己保
持される。
【0029】するとリレイW1(アドレス1005)の
b接点は開となり、リレイコイルW1(アドレス200
0)の励磁状態が解除される。図5は設備動作状態表示
装置内で動作記憶状態記憶手段101として機能するR
AM204の記憶状態模式図であって、縦方向に監視す
るべきリレイを、横軸に離散化された時間をとる。
【0030】即ちRAM204中にはRで表される入力
信号の状態、Wで表される出力信号の状態だけでなく、
Dで表されるダミーリレイの動作状態も所定の時間間隔
毎に記憶される。なおRAM204の各欄には各時点に
おけるリレイの開状態を“L”として、閉状態を“H”
として記憶する。
【0031】時間軸はPC210の1サイクル時間をP
C210のスキャン時間で除算した数に分割されてい
る。通常PC210に接続されている入出力点数および
ダミーリレイの総計は4000点程度、1サイクル時間
が2分程度そしてスキャン時間は10ミリ秒程度である
のでRAM204の記憶容量は10メガビット程度が必
要である。
【0032】なお上記は一定のスキャン時間毎にリレイ
の状態を記憶するものとして説明したが、リレイの状態
が変化した場合に記憶する方式を採用することも可能で
ある。なおこの場合はリレイの状態変化とともに時刻デ
ータを記憶することも必要となるが、一定時間毎に記憶
する方式と比較してRAM204の記憶容量を約1/1
0に減少するこが可能となる。
【0033】図6は設備動作状態表示装置で実行される
メインルーチンのフローチャートであって、PC210
のスキャン時間と同期して実行されることが望ましい。
ステップ601で異常が発生したか否かを判定し、肯定
判定された場合はステップ602に進み異常状態の解析
が開始される。異常状態が発生したとする条件はキーボ
ード208によって任意に設定することが可能である
が、例えば以下の条件が使用できる。
【0034】(1)指令信号が出力されてから動作完了
信号が返送されるまでに許容される時間を設定し、設定
時間を経過した場合に異常と判断する(いわゆるサイク
ルタイム監視)。 (2)特定のリレイがオンとなったときは無条件に異常
と判断する。 ステップ602において動作状態記憶が保持され、ステ
ップ603においてPC210から制御ロジックを取り
込む。
【0035】ステップ604において異常原因を探索す
るための解析範囲をキーボード208から入力する。ス
テップ605において、各時間分割ごとに制御ロジック
とリレイの動作状態を合成し、ステップ606において
合成結果を表示装置207に表示する。上記の乗用車部
品取り付けのシーケンス制御において、部品取り付け指
示が出力されてから所定時間以上経過したにもかかわら
ず、取り付け完了信号が返送されこないために異常と診
断された場合を想定する。
【0036】図7は異常発生時のタイミング図そして図
8は異常発生によって保持された動作状態の模式図であ
る。オペレータは部品取り付け指示が出力されているに
もかかわらず部品取り付け完了していないことから、キ
ーボード208から図3に示す制御ロジック図の(エ)
を解析範囲に指定する。
【0037】図9はロジック図(エ)と動作状態とを合
成した結果の表示例(1/2)であって、時刻t11から
14までのスキャン時間毎の状態を示す。即ち太線で示
されたリレイは閉状態であること、太線で示されたリレ
イコイルは励磁状態にあることを表している。また○で
囲まれたリレイは状態が変化したリレイであることを表
している。
【0038】この表示からリレイD2PおよびD3の状
態が変動して、部品取り付け指示指令用リレイコイルW
1が無励磁状態となったため、部品取り付けが完全には
実行されず、従って部品取り付け完了状態とならないこ
とを知ることができる。そこで解析範囲を図3に示すロ
ジック図の(イ)および(ウ)として再度ロジック図表
示を行う。
【0039】図10はロジック図の(イ)および(ウ)
と動作状態とを合成した結果の表示例(2/2)であっ
て、時刻t12からt14までのスキャン時間毎の状態を示
す。この表示例から、時刻t12においてパレットクラン
プ端リミットスイッチ281に対応するリレイR4が開
となりリレイコイルD2Pが無励磁状態となったこと、
時刻t13において部品取り出し完了リレイR6が開とな
りリレイコイルD3が無励磁状態となったこと、時刻t
14においてリレイR4が再び閉となったにも係わらずリ
レイR6が開のままであるためリレイコイルD3は無励
磁状態を維持することを知ることができる。
【0040】以上のことからシーケンス制御が異常とな
ったのは直接にはパレットクランプ端リミットスイッチ
281が一時的にオフとなったことに起因する。しかし
本来一度成立したらリセットされるまで維持される性質
の部品取り出し完了条件に自己保持ロジックを使用して
いないことも、制御が完全に停止した原因である。
【0041】従ってパレットクランプ端リミットスイッ
チ281を取替えるとともに、PC210のロジックを
変更することが望ましいという情報も得ることが可能と
なる。なお解析範囲で2以上のロジックの同時表示を指
示し、図3の(イ)(ウ)(エ)を同時に表示させるこ
とにより、解析に要する時間を一層短縮することも可能
である。
【0042】
【発明の効果】本発明に係る設備動作状態表示装置によ
れば異常発生箇所のロジックで使用されている入出力信
号の時間的経過だけでなくダミーリレイの時間的経過も
スキャン時間毎の分解能により表示することが可能とな
るため、発生頻度の低い一時的なスイッチ等の検出端の
誤動作に起因する異常も発見することができる。
【0043】さらに予め異常検出の対象範囲を定め異常
状態のパターンをタイミングチャート上で決定するとい
う作業は不要であり、現在使用中のPCに追設して使用
することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る設備動作状態表示装置の基
本構成図である。
【図2】図2は本発明に係る設備動作状態表示装置の実
施例の構成図である。
【図3】図3は制御ロジック図である。
【図4】図4はシーケンス制御のタイミング図である。
【図5】図5は記憶状態模式図である。
【図6】図6はメインルーチンのフローチャートであ
る。
【図7】図7は異常発生時のタイミング図である。
【図8】図8は異常発生によって保持された動作状態の
模式図である。
【図9】図9はロジック図(エ)と動作状態とを合成し
た結果の表示例(1/2)である。
【図10】図10はロジック図の(イ)および(ウ)と
動作状態とを合成した結果の表示例(2/2)である。
【符号の説明】
101…動作状態記憶手段 102…条件設定手段 103…異常発生判別手段 104…記憶保持指令発生手段 105…制御ロジック読み出し手段 106…情報合成手段 107…表示手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プログラマブルコントローラから少なく
    とも1つの制御対象に対して予め決定された順序で出力
    される動作指令信号の出力アドレス、該制御対象から該
    プログラマブルコントローラに返送される動作完了信号
    の入力アドレス、記憶された出力アドレスのいづれか1
    つの出力アドレスから動作指令信号が出力された事、お
    よびその後にその出力アドレスに対応する入力アドレス
    に動作完了信号が返送された事とを記憶するとともに、
    該プログラマブルコントローラ中で使用されるダミーリ
    レイのアドレスおよび動作状態をも記憶する動作状態記
    憶手段(101)と、 異常状態発生と判断する条件を設定する条件設定手段
    (102)と、 該記憶手段(101)の記憶状態を監視し該条件設定手
    段(102)で設定された条件が満たされたか否かによ
    り異常が発生したことを判別する異常発生判別手段(1
    03)と、 該異常発生手段(103)により異常が発生したことが
    判別された時に該動作状態記憶手段(101)の記憶状
    態を保持する指令を発生する記憶保持指令発生手段(1
    04)と、 該記憶保持指令発生手段(104)から記憶保持指令が
    発生されたときに該プログラマブルコントローラから制
    御ロジックを読み出す制御ロジック読み出し手段(10
    5)と、 該動作状態記憶手段(101)内に保持された動作状態
    情報と該制御ロジック読み出し手段(105)中によみ
    だされた制御ロジック情報とを合成する情報合成手段
    (106)と、 該情報合成手段(106)で合成された情報を異常発生
    の経時変化として表示する表示手段(107)と、から
    構成される設備動作状態表示装置。
JP3273910A 1991-10-22 1991-10-22 設備動作状態表示装置 Pending JPH05113820A (ja)

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Cited By (5)

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