JPH0511835A - 故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡易な操作と少ない工数で異常検知のための判
定基準値を自動修正できるようにする。 【構成】ＰＬＣデータインタフェース６を介してＰＬＣ
側の入出力（接点）情報が供給されると、ＣＰＵ１でＲ
ＡＭ４に格納されている判定基準データと比較する。そ
して、この比較結果、ＰＬＣ側の入出力データに異常が
あると判別されると、この異常データはＲＡＭ５に一時
的に記憶される。そして、異常ありと判別された入出力
データに実際は異常はなく、ＲＡＭ４に格納されていた
判定基準データが不適切だった場合は、ＲＡＭ５に一時
的に記憶された異常データを参照しながら、ＣＰＵ１に
よって判定基準値を自動修正し、ＲＡＭ４に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プログラマブル・ロ
ジック・コントローラ等のシステムの故障診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばプログラマブル・ロジ
ック・コントローラ（以下、ＰＬＣという）等のシステ
ムにおいて、システム中の入出力状態を監視して、異常
が発生した場合、これを検知して操作者に報知する装置
が提案されている。

【０００３】これは、ＰＬＣの補助ユニットとして、あ
るいは本体内に内蔵して設けられるもので、構成として
は、ＰＬＣで制御される機器の「正常な動作状態」を記
憶し、実際の稼働時における動作モニタデータとの比較
を実時間で行うことによって機器の動作の異常を検知す
るという手法を採用している。

【０００４】ところで、この場合、「正常な動作状態」
として記憶されるものには、 （１）ＰＬＣの入出力（接点）のＯＮ／ＯＦＦ状態 （２）上記状態が遷移していく順序 （３）上記状態遷移に要する時間（以下、遷移時間とい
う）等 の指標があり、これらを監視することにより異常検知を
する。

【０００５】ところで、この場合、上記（１），（２）
の指標は機器の動作の順序に従ってほぼ固定的に定義す
ることができるが、（３）の時間基準については機械動
作のバラつきなどによって変動が生じるため、「幅」を
もたせた設定となるのが普通である。

【０００６】例えば、（イ）標準値＋許容幅 （ロ）最小値＋最大値 等の値が採用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来装置では、「幅」をもたせて遷移時間の基準値
を設定しているものの、その妥当性が保証されているわ
けではない。

【０００８】このため、システムの立ち上げ時（テスト
稼働時）などにおいて、頻繁に「異常の誤検知」を生
じ、このような場合は、操作者が誤検知の引き金となっ
た判定基準を検索し、該当する基準設定値を手動で修正
していた。従って、従来においては、基準値の修正に多
大の工数と時間を要するという不具合があった。

【０００９】また、いったん立ち上げ作業が完了し、実
稼働に入った後でも、比較的まれに発生する動作状態へ
の対応がとれておらず、この場合も「異常の誤検知」を
生じ、同様の不具合があった。

【００１０】一方、上記の如き不具合を回避するには、
事前に誤検知を生みそうな箇所の基準値を調査して基準
値を設定し直したり、許容幅を広げることも考えられ
る。

【００１１】しかしながら、まず誤検知を生みそうな箇
所の基準値を調査し直して新しい基準値を設定するとい
う手法では、調査対象となる箇所の数が無数にあるので
ぼう大な工数と時間を要する。

【００１２】また、このように新たに設定された基準値
の妥当性も必ずしも保証されているわけではない。

【００１３】また、後者の許容幅を広げるという手法で
は、真の異常状態を見のがしてしまうおそれがある。

【００１４】この発明は、上記の如き従来の課題に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、異常検知
の判定基準値を簡易迅速に修正することのできる故障診
断装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、プログラマブル・ロジック・コントロ
ーラから供給される入出力データを予め設定した判定基
準値と比較することにより入出力データの異常を検出す
る故障診断装置において、上記ブログラマーブル・ロジ
ック・コントローラから供給される入出力データの異常
が検出された場合、当該入出力データを一時的に記憶す
る手段と、上記記憶された入出力データを操作者に対し
て表示する手段と、上記表示された入出力データが異常
値でない場合、上記判定基準値を自動修正する手段と、
を有することを特徴とする。

【００１６】

【作用】この発明では、プログラマブル・ロジック・コ
ントローラから供給される入出力データ（接点情報）に
基く遷移時間と、あらかじめ装置内に記憶されている遷
移時間についての判定基準値を比較し、遷移時間につい
ての異常を判断する。

【００１７】そして、異常と判断される遷移時間箇所が
発生すると、当該箇所の入出力データを一時的に記憶す
るとともに表示器に表示する。

【００１８】これによって、コントローラの操作担当者
は該当箇所に現実に異常が発生しているか否か点検する
ことができる。

【００１９】そして、この点検結果、該当箇所に異常が
発生していないならば、判定基準値の不適切に起因して
「異常の誤検知」が発生したと判断できる。

【００２０】従って、この場合は、上記一時記憶された
入出力データに基いて判定基準値を自動修正する。

【００２１】

【実施例】以下、この発明を図面に基いて説明する。図
１は、この発明が適用された実施例の全体構成を示すブ
ロック図である。

【００２２】まず、構成を説明すると、故障診断装置２
０はシステムバス１０と、このシステムバス１０に接続
されたＣＰＵ１、タイマ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４，５、
ＰＬＣデータインタフェース６、操作部インタフェース
７より構成され、ＰＬＣデータインタフェース６はＰＬ
Ｃ側システムバス８に接続されるとともに、操作部イン
タフェース７はコンソール９に接続されている。

【００２３】ここで、ＣＰＵ１は装置全体を統轄制御す
るもので、マイクロプロセッサより構成される。タイマ
２は、ＰＬＣ側から供給される各工程の接点情報に基い
て遷移時間等の算出を行うものである。ＲＯＭ３は後に
詳述する故障診断プログラム等が格納されるメモリであ
る。ＲＡＭ４は故障診断のための遷移時間等についての
判定基準データが格納されるメモリである。ＲＡＭ５は
故障診断のためのワークエリアとなるメモリである。

【００２４】ＰＬＣデータインタフェース６は図示しな
いＰＬＣのＣＰＵユニットが制御している各機器の接点
情報（入出力状況）を監視するもので、ＰＬＣ側システ
ムバス８から動作モニタデータを受け取るとともに、Ｐ
ＬＣ側システムバス８に異常検知内容を通知するもので
ある。

【００２５】操作部インタフェース７はユーザーとのイ
ンタフェースとなるもので、コンソール９からの操作入
力を受けるとともに、コンソール９に異常検知内容を通
知、表示するものである。

【００２６】以上が本実施例の構成であるが、次にその
動作を説明する。ところで、本実施例では、故障診断の
ための遷移時間の判定基準値の修正は、概略以下の如き
手順で実行される。 （１）ある接点間の遷移時間の異常が検出された場合、
該当箇所の入出力データを一時記憶する。 （２）上記記憶された入出力データを操作者に対して表
示する。 （３）上記表示された入出力データに対応する機器の状
態を点検し、異常でない場合、判定基準値を自動修正す
る。

【００２７】従って、以下、上記（１）〜（３）の順序
で本実施例の動作を詳述する。 （１）まず、ＰＬＣ側から供給される接点情報（入出力
データ）に基づく遷移時間の異常が検出された場合、当
該入出力データを一時的に記憶する処理がなされる。こ
れは、後に詳述する如く、不適切な判定基準値に起因し
て実際には異常ではないにもかかわらず誤検知して異常
と判断した場合、この一時記憶された入出力データに基
づいて判定基準値を修正するためである。

【００２８】以下、この（１）における処理の詳細を図
２に示したフローチャートを参照しながら説明する。ま
ず、ステップ２００ではＰＬＣデータインタフェース６
を介して入力されるＰＬＣ側のモニタデータをサンプリ
ングする。これは、図３に示す如く、ＰＬＣの制御で実
行される各工程の入出力状態（接点情報）はビット表示
されてそのＯＮ，ＯＦＦの状態が監視されているので、
これらの入出力情報に基いて、図４に示す如く、例えば
ｉ番目の基準データ４０や（ｉ＋１）番目の基準データ
４１の入出力の状態を現すデータ４０１，４１１を順次
モニタリングすることである。

【００２９】例えば、ｉ番目の基準データ４０のモニタ
リングが、出力２から出力３までの遷移時間データをモ
ニタリングするものであれば、４０１の処理では、図３
における出力２と出力３のＯＮ，ＯＦＦ情報が監視され
ることになる。

【００３０】つぎに、ステップ２１０では、モニタ対象
となっている工程の入出力状態が前回と同じであるか否
か調べられる。これは、例えばｉ番目の基準データ４０
の例では、出力２と出力３の出力状態に変化があるか否
かを調べるもので、出力２がＯＮとなった状態（その時
点では出力３はＯＦＦである）から出力３がＯＮとなる
状態への変化があったか否かが調べられるものである。

【００３１】このステップ２１０でＮＯの判定の場合、
出力２がＯＮ状態になった時から出力３がＯＮ状態にな
った時までの時間である遷移時間が算出される（ステッ
プ２２０）。

【００３２】そして、つづくステップ２３０では、ステ
ップ２００〜２２０の処理でモニタリングされたデータ
と対応する基準データとが比較され（ステップ２３
０）、状態遷移の順序が一致しているか否かが調べられ
る（ステップ２４０）。

【００３３】これは、例えばｉ番目の状態遷移では出力
２から出力３に遷移するものであるから、ステップ２１
０で状態遷移の変化が確認されたものが出力２から出力
３への状態遷移のものであったか否かが調べられること
になる。

【００３４】そして、ステップ２４０の判定がＹＥＳな
ら、つづいてステップ２２０で算出された遷移時間は正
常範囲内か否かが調べられる（ステップ２５０）。

【００３５】これは、例えばｉ番目の基準データ４０の
格納エリアには、出力２から出力３への基準遷移時間４
０２と遷移時間の変動許容幅４０３が記述されている。

【００３６】すなわち、いま、これを図８（ａ）を参照
しながら説明すると、同図に示す如く、前回の出力がＯ
Ｎ時ｔ１から今回の出力がＯＮ時ｔ２までの基準遷移時
間４０２と、遷移時間の許容幅４０３（この例ではＴ
Ｏ）が記述されている。

【００３７】従って、このステップ２５０の処理では、
ステップ２２０で算出された遷移時間がｔ２±ＴＯの範
囲内か否かが調べられることになり、許容範囲内なら今
回のサンプルデータをＲＡＭ５に記憶して（ステップ２
６０）、ステップ２００の処理にもどる。

【００３８】一方、ステップ２４０またはステップ２５
０の処理でＮＯの判定の場合、異常を検知した場合の処
理、すなわちＰＬＣ側への異常検知の通知やコンソール
９への異常通知を行う（ステップ２７０）。

【００３９】そして、つづくステップ２８０では、ステ
ップ２００〜２２０の処理で得られた異常検知内容、す
なわち発生した異常状態やそのときの遷移時間をＲＡＭ
５に一時記憶する。

【００４０】以上のように、（１）の処理では、モニタ
データより得られた各出力間の状態遷移の順序や遷移時
間がＲＡＭ４に格納された基準データの順序と異なった
り、許容範囲外のものであると判別された場合には、そ
のときの入出力データがＲＡＭ５に一時的に記憶される
ことになる。

【００４１】（２）つぎに、上記の如く、異常検知時の
データが記憶されると、このデータを操作者に対して表
示する処理がなされる。これは、上記（１）の処理によ
って遷移時間の異常が検知されたとしても、これは初期
設定された判定基準値（基準遷移時間およびその許容
幅）に基づく異常検知であり、実際には制御対象機器に
何ら異常がない場合もある。従って、真に異常であるか
否かは、操作担当者が異常として検知された部分の機器
を実際に確認し判断する必要がある。そこで、この
（２）の処理では、操作担当者にそのような確認を促す
ための異常情報の表示がコンソール９になされる。

【００４２】以下、この場合の処理を図５および図６を
参照しながら説明すると、ステップ５１０では、上記ス
テップ２８０の処理でＲＡＭ５に記憶された異常検知内
容を読み出す。つぎに、ステップ５２０では、ステップ
５１０で読み出した異常検知内容をコンソール９の表示
器に表示する。

【００４３】図６には、この場合の表示例が示されてお
り、表示器６０には、異常が検知された箇所の接点（出
力）番号欄６１、異常動作モード欄６２、異常として検
知された遷移時間欄６３、基準遷移時間とその許容幅欄
６４、および操作部６５が設けられている。

【００４４】ここで、操作部６５は、操作担当者が実際
に機器の動作状態を確認した後の確認結果を入力するも
ので（ステップ５３０の処理）、現実に機器動作の異常
が発生していれば確認ボタン６５ａの押操作を行う。一
方、現実には機器動作の異常は発生しておらず、判定基
準値の不適切に起用して異常検知した場合には誤判定ボ
タン６５ｂの押操作を行う。そして、この場合には、以
下に述べるステップ５４０の異常判定基準の自動修正処
理がなされることになる。

【００４５】（３）次に、異常判定基準の自動修正処理
の内容について述べる。ところで、この場合、例えば図
４のｉ番目の基準データ４０の修正をしようとする場
合、修正対象となる判定基準値は基準遷移時間４０２と
遷移時間の変動許容幅４０３の値である。そこで、ま
ず、修正対象を明らかにするために、コンソール９上に
何番目の基準データを修正するかの基準データ番号７１
を表示し、その下に、誤検知情報７２，７３を表示す
る。この誤検知情報には、検知時点の入出力状態データ
７２、検知時点の状態遷移時間データ７３がある。従っ
て、これらの情報に基いて異常判定基準の修正が行なわ
れることになる。以下、この場合の修正方法を図８〜図
１１に基いて説明する。

【００４６】図８において、（ａ）には修正対象となる
遷移時間判定基準、（ｂ）には誤検知時に一時記憶され
た出力データ、（ｃ）には自動修正された遷移時間判定
基準が示されている。

【００４７】同図（ａ）において、ｔ２はある状態遷移
において、先の出力時ｔ１からの基準遷移時間４０２経
過後の時刻を示しており、前後に±Ｔ０の許容幅４０３
が設定してある。従って、検出された遷移時間がｔ２を
中心とする一定の許容幅±Ｔ０内のものならば異常検知
はされない。

【００４８】ところが、同図（ｂ）に示す如く、許容幅
を越えてＮＧ領域のＡ点に遷移時間の終了点が検出され
た場合、異常検知される。

【００４９】そして、この場合の遷移時間の修正処理と
しては、この例では、誤検知を生じた時点Ａまでの時間
データＴＡをそのまま許容幅の端点に用いて、同図
（ｃ）に示す如く許容幅を広げる。従って、遷移時間が
ｔ２±ＴＡの範囲なら異常検知されないことになる。

【００５０】つぎに、図９に示すものは自動修正の他の
例を示すもので、この例では誤検知を生じた時点の時間
データが、発生し得る限界値ではないと考えて、Ａ点か
ら元の許容幅ＴＯ分だけさらに許容幅を広げて（ｔ２−
ＴＯ）〜（ｔ２＋ＴＡ＋ＴＯ）の範囲とする。

【００５１】つぎに図１０，１１に示すものは自動修正
のさらに他の例を示すもので、 （ｉ）はみ出しが小さい場合は、図１０に示す如く、元
と同じ余裕で許容幅を設定し直す。すなわち、基準遷移
時間値をｔ３にズラして、ｔ３±ＴＯに出力値が収まる
ようにする。 （ｉｉ）一方、はみ出しが大きい場合は、図１１に示す
如く、出力値をほぼ限界値とみなして、単調減少関数を
利用して次式により余裕分および修正された許容幅を求
める。

【００５２】

【数１】

【００５３】従って、はみ出しが大きい場合は余裕分が
ほぼ０となり、修正された許容幅ＴＢはＴＡと一致する
ことになる。

【００５４】以上説明したように、本実施例では、異常
を検知した時点の状態を表すデータを一時的に記憶保持
し、このデータを操作者に対して表示する。そして、こ
の異常検知内容の妥当性を操作者に確認し、この確認の
結果、異常検知が不当であった場合、該当する異常判定
基準を自動的に修正するようにした。

【００５５】このため、（イ）機器システムの立ち上げ
時において、異常判定基準の修正を行う工数が大幅に減
少する、（ロ）機器の実稼働時において、異常の「誤検
知」が発生した場合でも、異常判定基準の再設定、機器
動作の再立ち上げが短時間で行える、（ハ）また、実際
の操作担当者が、システム設計者と異なる場合でも、修
正すべき判定基準データを探索するような工数が発生し
ない、という効果が得られる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、プ
ログラマブル・ロジック・コントローラから供給される
入出力データの異常が検出された場合、当該入出力デー
タを一時的に記憶する手段と、この記憶された入出力デ
ータを操作者に対して表示する手段と、表示された入出
力データが異常値でない場合、上記判定基準値を自動修
正する手段と、を設けるようにしたので、異常検知の判
定基準値を簡易迅速に修正することができる等の効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された実施例の全体構成を示すブ
ロック図。

【図２】異常検知のアルゴリズムを示すフローチャー
ト。

【図３】入出力の状態を表すデータ説明図。

【図４】異常判定基準データ格納アドレスの説明図。

【図５】異常検知内容を表示するとともに異常判定基準
の修正を行うための処理手順を示すフローチャート。

【図６】図５の処理において表示器に異常検知内容を表
示する場合の表示例を示す説明図。

【図７】修正対象となる基準データの表示例の説明図。

【図８】遷移時間の判定基準を自動修正する場合の作用
説明図。

【図９】遷移時間の判定基準を自動修正する場合の作用
説明図。

【図１０】遷移時間の判定基準を自動修正する場合の作
用説明図。

【図１１】遷移時間の判定基準を自動修正する場合の作
用説明図。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ タイマ ３ ＲＯＭ ４ ＲＡＭ（判定基準データ用） ５ ＲＡＭ（ワーク用） ６ ＰＬＣデータインタフェース ７ 操作部インタフェース ８ ＰＬＣ側システムバス ９ コンソール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プログラマブル・ロジック・コントロー
   ラから供給される入出力データを予め設定した判定基準
   値と比較することにより入出力データの異常を検出する
   故障診断装置において、 上記ブログラマーブル・ロジック・コントローラから供
   給される入出力データの異常が検出された場合、当該入
   出力データを一時的に記憶する手段と、 上記記憶された入出力データを操作者に対して表示する
   手段と、 上記表示された入出力データが異常値でない場合、上記
   判定基準値を自動修正する手段と、 を有することを特徴とする故障診断装置。