JPH1097318A

JPH1097318A - 自動化設備システムに於ける異常診断基準パターンの作成方法およびその基準パターンを用いた自動診断装置

Info

Publication number: JPH1097318A
Application number: JP25014796A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Fuchida; 太志渕田; Atsushi Tsuji; 敦志辻
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JP3277247B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動化設備システムにおいて、自動的に、迅
速、正確に基準パターンが作成でき、また、作成した基
準パターンも変更、修正できる基準パターン作成方法と
装置を提供する。【解決手段】シーケンサによって稼働される自動化設備
システムの異常診断のために使用される基準パターンを
作成する方法であって、シーケンサが所定のシーケンス
プログラムを実行する毎に、シーケンサの内部接点、シ
ステム内の制御接点やセンサーなどのシーケンス要素の
状態変化を時系列的に読み取ってシーケンス状態変化情
報として記録し、これらの記録されたシーケンス状態変
化情報のうちから、特定されたシーケンス要素Ｘ１の動
作に対して、一定の規則性のある他のシーケンス要素Ｙ
１０，Ｙ１１を抽出し、特定されたシーケンス要素Ｘ１
毎に抽出した他のシーケンス要素Ｙ１０，Ｙ１１の変化
情報をまとめあげて診断用の基準パターンを自動的に作
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シーケンサによっ
て稼働される自動化設備システムに於ける異常診断基準
パターンの作成方法および、この作成された異常診断基
準パターンを用いた自動診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動化設備システムでは、一
般に、シーケンスプログラム（制御プログラム）をシー
ケンサによって実行し、システムの動作を監視してい
る。図１２は、自動化設備システムの構成の一例を模式
的に示している。ここには、フリーフローコンベア１０
０上にパレット１０１が流れ、例えば、部品挿入、カシ
メ、検査の３工程で生産ラインを構成している。

【０００３】工程１の部品挿入工程では、パレット１０
１が到着した後、２軸のシリンダー１０２を用い、パー
ツフィダー１０３で供給された部品１０４を、把持冶具
１０５（チャック）によって把持し、パレット１０１上
の冶具に挿入する。工程２の圧入工程では、パレット１
０１が到着した後、シリンダー１０６で圧入冶具１０７
をパレット１０１上の部品１０４に押し付けカシメを行
う。

【０００４】工程３の検査工程では、パレット１０１が
到着した後に、検査冶具１０９をカシメした部品１０４
上にシリンダー１０８で移動させ、検査を行う。このよ
うなシステムでは、各工程に対応したパレット到着検知
センサーＸ１，Ｘ２，Ｘ３と、シリンダー駆動用出力接
点Ｙ１０，Ｙ１１，Ｙ２０，Ｙ３０の状態変化がシーケ
ンサに取り込まれ、工程１では、パーツフィダー１０３
から部品１０４が供給されたかを検知する部品検知セン
サーＸ４の状態変化が取り込まれている。

【０００５】以下に、シーケンサの動作を説明すると、
パレット到着検知センサーＸ１のオフ状態からオン状態
への変化を検知して、パレット１０１が工程１に到着し
たことを検知する。次に、部品検知センサーＸ４がオン
状態になり、部品１０４が供給されたことを確認して、
接点Ｙ１０をオフ、接点Ｙ１１をオンにし、シリンダー
１０２を駆動させ、把持冶具１０５をパーツフィダー１
０３の部品供給位置まで移動させる。把持冶具１０５に
よって、部品１０４を把持した後、接点Ｙ１０をオン、
接点Ｙ１１をオフとして、パレット１０１上の部品挿入
位置まで移動させて部品１０４を挿入する。そして、接
点Ｙ１０，Ｙ１１をともにオフとし、把持冶具１０５を
元の定位置に戻す一連の動作を繰り返す。

【０００６】工程２では、センサーＸ２がオフ状態から
オン状態に変化したことを検知して、接点Ｙ２０をオン
にし、圧入冶具１０７をパレット１０１上の部品位置ま
で移動させカシメを行った後、接点Ｙ２０をオフにし、
圧入冶具１０７を元の定位置に戻す一連の動作を繰り返
す。工程３では、センサーＸ３がオフ状態からオン状態
に変化したことを検知して、接点Ｙ３０をオンにし、検
査冶具１０９をパレット１０１上の部品位置まで移動さ
せ検査を行った後、接点Ｙ３０をオフにし、検査冶具１
０９を元の定位置に戻す一連の動作を繰り返す。

【０００７】このようにして、各工程では、それぞれが
独立したタイミングで動作を開始し、一連の動作を繰り
返している。なお、このようなシステムでは、上記セン
サーＸ１〜Ｘ４や、接点Ｙ１０，Ｙ１１，Ｙ２０，Ｙ３
０の状態変化を時系列的に記録しておき、これを基に異
常診断（故障診断）を行う。これには、予め、基準パタ
ーンを作成しておき、これとの比較によって、診断を行
っている。

【０００８】次いで、基準パターンについて説明する。
図１３は、各接点の状態をタイムチャートで示してい
る。この図では、接点Ａのオン変化から次のオン変化ま
で（１サイクル）の間に、接点Ｂのオン変化、オフ変化
はそれぞれ１回ずつ、接点Ｃのオン変化、オフ変化はそ
れぞれ２回ずつになっている。このように、基準接点
（接点Ａ）の動作に対して、状態変化する回数が各サイ
クルで常に同じである接点（接点Ｂ，Ｃ）がある場合、
これらを基準パターンとすることができる。

【０００９】また、接点Ａのオン変化から、接点Ｂは時
間Ｔ１１でオン変化し、かつ、時間Ｔ１２でオフ変化
し、接点Ｃは時間Ｔ２１，Ｔ２３でオン変化し、かつ、
時間Ｔ２２，Ｔ２４でオフ変化する。このように、基準
接点（接点Ａ）の動作に対して、状態変化する相対時間
が各サイクルで常に同じである接点（接点Ｂ，Ｃ）があ
る場合、これらを基準パターンとすることができる。

【００１０】更に、接点Ａがオン変化してから、次のオ
ン変化までの間では、接点Ａのオフ変化、接点Ｂのオン
変化、接点Ｃのオン変化、接点Ｃのオフ変化、接点Ｂの
オフ変化、接点Ｃのオン変化、接点Ｃのオフ変化するよ
うに、オン、オフ変化の順序が決まっている。このよう
に、基準接点（接点Ａ）の動作に対して、状態変化する
順序が各サイクルで常に同じである接点（接点Ｂ，Ｃ）
がある場合、これらを基準パターンとすることができ
る。

【００１１】接点Ｄは、正常稼働状態では、常にオン状
態であり、オフ状態になれば、異常が発生したと判定で
きる。このように、正常時には状態が変化しない接点
（接点Ｄ）とその状態を基準パターンとできる。以上の
ように、従来では、４タイプの基準パターンの作成方法
があり、適宜、異常診断に使用されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した、
自動化設備システムにおける異常診断基準パターンの作
成は、記録された各センサーや接点の状態変化を見なが
ら、手作業で行っているため、以下のような不具合があ
った。第１に、タイムチャートなどを見ただけでは、シ
ステムの動作は分かりにくいため、機械動作やラダープ
ログラムを解読しなければならず、多くの時間と労力が
必要であり、熟練した人が作業に当たる必要があった。

【００１３】第２に、基準パターンの作成には時間を要
するため、診断対象となる設備が複数ある場合には、更
に時間が必要となり、また、導入後すぐに診断を開始で
きなければ、設備改善をスムーズに実施できないため、
実用的でなかった。第３に、手作業で基準パターンを作
成しているため、誤った基準パターンを作成する場合が
あり、診断精度が悪くなって、故障発生時に、迅速且つ
確実な原因究明ができない場合があった。

【００１４】第４に、基準パターンを作成した後に、経
年変化や機械の調整などによって動作タイミングが変化
した場合に、基準パターンの作り替えが面倒であった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、何
等の熟練を要せず、迅速かつ確実に基準パターンが自動
的に作成でき、また、作成した基準パターンも自動的に
修正できる自動化設備システムに於ける異常診断基準パ
ターンの作成方法およびその基準パターンを用いた自動
診断装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１〜請求項７には、自動化設備シス
テムに於ける異常診断基準パターンの作成方法を提案す
る。請求項１は、シーケンサによって稼働される自動化
設備システムの異常診断のために使用される基準パター
ンを作成する方法であって、シーケンサが所定のシーケ
ンスプログラムを実行する毎に、シーケンサの内部接
点、システム内の制御接点やセンサーなどのシーケンス
要素の状態変化を時系列的に読み取ってシーケンス状態
変化情報として記録し、これらの記録されたシーケンス
状態変化情報のうちから、特定されたシーケンス要素の
動作に対して、一定の規則性のある他のシーケンス要素
を抽出し、特定されたシーケンス要素毎に抽出した他の
シーケンス要素の変化情報を、コンピュータによる情報
処理を用いて、まとめあげて診断用の基準パターンを自
動的に作成する。

【００１６】ここに、シーケンサとは、プログラマブル
コントローラ（ＰＣ）、シーケンスコントローラ、プロ
グラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）など、
一連の制御プログラムの動作を監視するすべてのコント
ローラやコンピュータを含んだ広い概念のものが含まれ
る。また、シーケンス要素の中の制御接点には、設備機
械のバルブ、シリンダ、モータなどの外部接続接点など
があり、シーケンス要素には、シーケンサの内部接点な
どの他に、レジスタデータなども含まれる。

【００１７】また、基準パターンは、一連のシーケンス
プログラムが存在する場合、そのプログラムを構成する
各工程のうちから、注目すべき内部接点の動作に対して
関連する他の内部接点、システムの制御接点やセンサー
の状態変化を含んだ相互に関連を有したブロック毎に作
成してもよい。請求項２では、請求項１において、作成
された診断用の基準パターンを用いて、シーケンサによ
って実行されているシーケンスプログラムの異常診断を
行った際、シーケンサでは異常を検知せずに、診断用の
基準パターンを用いて行った診断結果が異常となった場
合には、その診断結果を異常と判別した診断用の基準パ
ターンを、予め準備された補正幅に応じて自動的に修正
する。

【００１８】シーケンサは、一般に異常監視機能を備え
ているため、シーケンサによってシーケンスプログラム
を実行させながら、作成した基準パターンを用いて診断
を行った場合に、シーケンサでは異常を判別しなかった
にもかかわらず、診断結果が異常と判断されたときに
は、シーケンサの判断を優先させて、異常を判別した基
準パターンを修正することができる。

【００１９】請求項３では、請求項２において、修正さ
れた診断用の基準パターンは順次記憶され、必要に応じ
て修正時の補正幅を示した履歴情報を読み出して、表示
できる。請求項４では、作成された診断用の基準パター
ンは、シーケンサ要素毎にグループ分けして記憶され、
必要に応じて指定したグループ区分に応じて、あるいは
並び替えて表示できる。

【００２０】請求項５〜７は、上記診断用の基準パター
ンの具体的な作成方法である。請求項５では、診断用の
基準パターンは、特定されたシーケンス要素に対して、
動作タイミングに一定の規則性を有した他のシーケンス
要素を抽出して作成される。例えば、特定されたシーケ
ンス要素の状態変化から、常に同じ時間経過後に状態変
化するシーケンス要素を抽出して、基準パターンを作成
する。

【００２１】請求項６では、診断用の基準パターンは、
特定されたシーケンス要素に対して、動作回数に一定の
規則性を有した他のシーケンス要素を抽出して作成され
る。例えば、特定されたシーケンス要素の状態変化から
次の状態変化までに、常に同じ回数、状態変化するシー
ケンス要素を抽出して、基準パターンを作成する。請求
項７では、診断用の基準パターンは、特定されたシーケ
ンス要素に対して、動作タイミングと動作回数の双方に
一定の規則性を有したシーケンス要素を抽出して作成さ
れる。

【００２２】請求項８では、請求項１及び５〜７におい
て作成された異常診断基準パターンを用いた自動診断装
置を提案する。即ち、この自動診断装置には、自動化設
備システムを監視し、制御するシーケンサが一連のシー
ケンスプログラムを繰り返し実行する毎に、シーケンサ
の内部接点、システム内の制御接点、センサーなどのシ
ーケンス要素の変化情報を、プログラム毎に時系列的に
読み取って記録するデータ収集手段と、このデータ収集
手段によって読み取られた繰り返し実行されたシーケン
スプログラムに含まれたシーケンス要素の変化情報のう
ちから、特定されたシーケンス要素の動作に対して、一
定の規則性のある他のシーケンス要素を抽出するデータ
抽出手段と、このデータ抽出手段によって、特定された
シーケンス要素毎に抽出された他のシーケンス要素の変
化情報に基づいて、特定されたシーケンス要素の属性に
応じた診断用基準パターンを作成する基準パターン作成
手段とを備える。

【００２３】これによって、作成された基準パターンを
用いて、迅速且つ正確に異常診断ができ、故障などの原
因究明を短時間で行うことが可能になる。この請求項８
では、請求項１を実施するための基本構成のみを提案し
ているが、請求項２，３，４において提案した方法発明
を実施するために、基準パターンの自動修正手段、基準
パターンの修正時の補正幅を示す履歴情報の表示手段、
基準パターンのグループ区分、並び替え表示手段を加え
れば、それぞれの請求項において提案された方法を実現
するための自動診断装置が実現することはいうまでもな
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面とともに説明する。図１は、シーケンサによ
って稼働される自動化設備システムにおいて、シーケン
ス状態変化情報を示した図である。このシーケンス状態
変化情報は、シーケンサが所定のシーケンスプログラム
を実行する毎に、シーケンサの内部接点、システム内の
制御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態変化を
時系列的に読み取って記録したものであり、本発明で
は、これらの記録されたシーケンス状態変化情報のうち
から、特定されたシーケンス要素の動作に対して、一定
の規則性のある他のシーケンス要素を抽出し、特定され
たシーケンス要素毎に抽出した他のシーケンス要素の変
化情報をまとめあげて診断用の基準パターンを自動的に
作成する。

【００２５】一般には、一連のシーケンスプログラムの
全体を複数回実行させ、プログラムを進行させる内部接
点、システム内の制御接点、センサーの状態変化データ
を収集してから、基準パターンの基準接点となる内部接
点を特定し、その接点の動作に対して、一定の規則性を
有した他の内部接点、システムの制御接点やセンサーの
状態変化を抽出するが、特定した内部接点の動作の含ま
れているシーケンスプログラムのみを複数サイクル実行
させ、その内部接点の動作に対して、一定の規則性を有
した他の内部接点、システムの制御接点やセンサーの状
態変化を抽出してもよい。

【００２６】即ち、診断のための基準パターンは、シー
ケンサの内部接点のうち、どの内部接点に注目して基準
接点として選ぶかによって、診断可能な範囲を定めるこ
とができる。一連のシーケンスプログラムが複数の工程
で構成されている場合、各工程毎に状態変化するすべて
の内部接点を、基準接点として特定すれば、その工程に
おけるすべての設備機器、センサーの異常が診断できる
が、特定の内部接点だけに注目して、基準接点として特
定し、それに応じた基準パターンを作成することによっ
て、基準接点として特定された内部接点の動作に対して
一定の規則性をもって動作する設備機器の動作異常のみ
が診断できるようにしてもよい。

【００２７】また、基準パターンの基準要素となるシー
ケンス要素も、任意のものだけを選択出来るようにして
もよい。このように基準パターンは、特定のシーケンス
要素毎に作成され、基準要素となるシーケンス要素が接
点の場合には、その接点の立ち上がり、立ち下がり、立
ち上がり後の保持時間、立下がり後の保持時間などの属
性（動作特性）に応じて規定される。

【００２８】図では、基準接点をＸ１とし、これに対し
て、シーケンス要素として診断接点Ｙ１０，Ｙ１１を抽
出して、これらをまとめあげて診断用の基準パターンを
作成している。以下に、上記診断用の基準パターンの具
体的な作成方法について、順次、説明する。

【００２９】まず、診断用の基準パターンを、特定され
たシーケンス要素に対して、動作回数に一定の規則性を
有した他のシーケンス要素を抽出して作成する場合を説
明する。ここでは、特定されたシーケンス要素の状態変
化から次の状態変化までに、常に同じ回数、状態変化す
るシーケンス要素を抽出して、基準パターンを作成す
る。

【００３０】図２には、基準接点Ｘ１のオン変化から次
のオン変化までの、他の接点のオン回数、オフ回数を計
測した結果を示している。即ち、図１の接点Ｘ１の
（ｎ）〜（ｎ＋１）、（ｎ＋１）〜（ｎ＋２）、
（ｎ＋２）〜（ｎ＋３）、…の各サイクル間での他
の接点Ｘ２〜Ｘ４，Ｙ１０，Ｙ１１，Ｙ２０，Ｙ３０の
オン、オフ回数を計測する。

【００３１】この結果、接点Ｙ１０とＹ１１が必ず、１
回ずつ、オン、オフ変化しているので、接点Ｘ１を基準
接点とし、これらによって基準パターンを形成する。な
お、基準接点Ｘ１のオフ変化から次のオフ変化までの、
他の接点のオン、オフ回数を計測してもよく、また、上
記と同様の動作を繰り返し、Ｘ１以外の他の接点を順に
基準接点として、基準パターンを作成してもよい。

【００３２】このようにして作成された基準パターンを
用いて診断する場合を図３に示す。ここでは、基準接点
をＸ１、診断接点をＹ５０としており、図３（ａ）は診
断結果が正常である場合、（ｂ）は異常である場合を示
している。シーケンサがシーケンスプログラムを実行し
ているときにシーケンス要素の変化情報を取り込んで、
この取り込んだ変化情報を、作成した基準パターンと比
較し、この基準パターンとの比較において一致すれば正
常と判断する。

【００３３】（ａ）では、接点Ｙ５０は基準接点Ｘ１の
サイクル１とサイクル２において、１回ずつ、オン、オ
フ変化しているので正常であり、一方、（ｂ）では、サ
イクル１とサイクル２において、オン、オフ変化の回数
が異なるので、異常と判断される。次に、図４〜６を用
いて、特定されたシーケンス要素に対して、動作タイミ
ングに一定の規則性を有した他のシーケンス要素を抽出
して、診断用の基準パターンを作成する場合を説明す
る。ここでは、特定されたシーケンス要素の状態変化か
ら、常に同じ時間経過後に状態変化するシーケンス要素
を抽出して、基準パターンを作成する。

【００３４】図４には、基準接点Ｘ１がオン変化してか
ら、他の接点がオン変化するまでと、オフ変化するまで
の時間を計測している。この図では、接点Ｙ１０が、オ
ン変化するまで時間Ｔ２、オフ変化するまで時間Ｔ３が
かかり、常に一定なので、診断接点として抽出される。
なお、ここでは更に、基準接点Ｘ１自身のオフ変化まで
の時間Ｔ１が一定であることも、基準パターンを作成す
る条件となっている。この場合、基準接点自身も診断接
点となる。

【００３５】図５は、基準接点をＸ２としたときの例で
ある。この図では、基準接点Ｘ２がオン変化してから、
接点Ｙ２０が、常に、時間Ｔ５後にオン変化するととも
に、時間Ｔ６後にオフ変化し、更に、基準接点Ｘ２自身
も、時間Ｔ４後にオフ変化して、基準パターンを作成し
ている。図４，５に示したように、順に基準接点を変え
て、基準パターンを作成できる。

【００３６】なお、基準接点Ｘ１，Ｘ２がオフ変化して
からの、オン、オフ時間が各サイクルにおいて一定であ
る接点を診断接点としてもよく、また、基準接点Ｘ１，
Ｘ２自身の状態が変化するまでの時間を基準パターン作
成の条件としなくてもよい。図６は、上記のようにして
作成された基準パターンを用いて診断する場合を示して
いる。ここでは、基準接点をＸ１、診断接点をＹ６０と
しており、図６（ａ）は診断結果が正常である場合、
（ｂ）は異常である場合を示している。

【００３７】ここでも、図３の場合と同様に、シーケン
サがシーケンスプログラムを実行しているときにシーケ
ンス要素の変化情報を取り込み、この取り込んだ変化情
報を、作成した基準パターンと比較し、この基準パター
ンとの比較において一致すれば正常と判断している。
（ａ）では、接点Ｙ６０は、基準接点Ｘ１がオン変化し
たときには、常に、時間ｔ２後にオン変化し、時間ｔ３
後にオフ変化している。また、接点Ｘ１自身も時間ｔ１
後にオフ変化しているので、正常である。一方、（ｂ）
では、接点Ｙ６０は、基準接点Ｘ１がオン変化した後
の、オン変化するまでの時間、オフ変化するまでの時
間、更に、接点Ｘ１自身のオフ変化するまでの時間が不
定であるので、異常と判断される（ｔ２≠ｔ５、ｔ３≠
ｔ６、ｔ１≠ｔ４）。

【００３８】なお、診断用の基準パターンは、特定され
たシーケンス要素に対して、動作タイミングと動作回数
の双方に一定の規則性を有したシーケンス要素を抽出し
て作成することもできる。図４，５において抽出された
診断接点Ｙ１０，Ｙ２０は、基準接点Ｘ１，Ｘ２の１サ
イクル（オン変化から次のオン変化）において、１回ず
つ、オン、オフ変化するという規則性を有しているの
で、上記条件にも該当している。

【００３９】次に、上記基準パターンの自動修正につい
て説明する。この修正方法では、以上に説明した方法
で、作成された診断用の基準パターンを用いて、シーケ
ンサによって実行されているシーケンスプログラムの異
常診断を行った際、シーケンサでは異常を検知せずに、
診断用の基準パターンを用いて行った診断結果が異常と
なった場合には、その診断結果を異常と判別した診断用
の基準パターンを、予め準備された補正幅に応じて自動
的に修正できる。

【００４０】即ち、シーケンサによってシーケンスプロ
グラムを実行させながら、作成した基準パターンを用い
て診断を行った場合に、診断結果が異常と判断されたに
もかかわらず、シーケンサの異常監視機能において異常
を判別しなかったときには、シーケンサの正常判断を優
先させて、異常を判別した基準パターンを修正する。こ
れによって、設備機械が正常に稼働しているにも拘ら
ず、サンプル数が少ない、あるいは、機械動作の調整や
経年変化などの原因により、基準パターンを用いた診断
において、異常と判別したとしても、その基準パターン
を修正して、以降の異常診断を継続させることができ
る。

【００４１】また、この基準パターンの修正は、診断が
異常であったときには限られず、定期的にシーケンサか
らのデータを自動的に収集して、基準パターンを修正す
ることもできる。この場合の動作を、図７にフローチャ
ート（ステップ１００〜ステップ１１１）で示す。ここ
では、基準パターンを構成する要素である基準値（タイ
ミング時間や変化回数）の修正について示している。

【００４２】シーケンサからデータを収集したときに
（１００）、設備が故障中であれば、基準パターンを用
いて診断処理を実行し（１０６）、異常原因を画面に表
示する（１０７）一方、設備が正常稼働していれば、基
準パターン、基準値を再作成する（１０２）。ここで、
前回作成した基準値（１０８）と、今回作成した基準値
とを比較し（１０３）、一致すれば基準値を変更せず、
次のデータ収集を待つが、一致しなかったときには、ど
の部分が相違しているかを判断し（１０４）、変化回数
が相違していれば、次回からこの基準値を使用しないよ
うにし（１０９）、タイミング時間が相違していれば、
基準値の時間許容幅を広げる（１０５）。

【００４３】タイミング時間の補正は、予め準備された
誤差許容範囲内の補正幅にしたがって、多段階に行えば
よい。基準パターンの修正は、これだけには限定され
ず、前回の値と相違して破棄する変化回数（１０９）
も、基準値の条件を満たすのであれば、今回作成した基
準値を基準パターンの要素としてもよい。また、ここで
は、補正された基準値は、その変更部分が保存され（１
１０）、この変更部分の履歴が画面に表示できるように
なっている（１１１）。即ち、修正された基準パターン
は順次記憶され、必要に応じて修正時の補正幅を示した
履歴情報として表示される。

【００４４】図８には、このときの画面表示例を示して
いる。ここには、接点Ｘ１の動作時間（オンしてからオ
フするまで）を基準値としている場合の、この基準値を
自動修正した履歴を折れ線グラフで示している。これに
よって、生産時間が経年変化などによって延びているこ
とが容易に把握でき、シーケンスプログラムの見直し、
変更に役立てることができる。

【００４５】なお、この表示方法は、これだけには限定
されず、複数の基準値を同じ画面に表示してもよく、ま
た、他のグラフ（棒グラフなど）や数値などで履歴を表
示するようにしてもよい。また、作成された診断用の基
準パターンは、シーケンサ要素毎にグループ分けして記
憶できるので、必要に応じて指定したグループ区分に応
じて、あるいは並び替えて表示することができる。この
ときの画面表示例を図９に示す。

【００４６】ここでは、シーケンス要素毎にグループ１
〜３に分けて、表示している例を示しており、各グルー
プの先頭に表示している接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が基準接
点であり、これらに続いて下方に表示している接点Ｙ１
１，Ｙ１０，Ｙ２０，Ｙ３０が診断接点である。ちなみ
に、接点Ｙ１１とＹ１０は、動作タイミングが早い順に
並び替えられているため、接点Ｙ１１が接点Ｙ１０より
も上に表示されている。この並び替えは、各接点に付加
された番号順や、各接点が属する工程順などに行うこと
もできる。なお、画面には、基準値となるタイミング時
間や変化回数を数値などで併せて表示することもでき
る。

【００４７】次に、以上のようにして作成された異常診
断基準パターンを用いた自動診断装置について説明す
る。ここでは、シーケンサであるプログラマブルコント
ローラ（以下「ＰＣ」という）と、データ収集手段であ
るデータ収集装置１０がケーブルＣ１で接続されてお
り、ＰＣが自動化設備システムを監視し、一連のシーケ
ンスプログラムを繰り返し実行する毎に、シーケンサの
内部接点、システム内の制御接点、センサーなどのシー
ケンス要素の変化情報が、プログラム毎に時系列的に読
み取られ、データ収集装置１０に記録される。

【００４８】データ収集装置１０には、必要に応じて、
ケーブルＣ２を介し、データ抽出手段と基準パターン作
成手段とを兼ね備えたコンピュータ２０が接続され、こ
のコンピュータ２０が、データ収集装置１０に記録され
たシーケンス要素の変化情報のうちから、特定されたシ
ーケンス要素の動作に対して、一定の規則性のある他の
シーケンス要素を抽出し、この抽出された他のシーケン
ス要素の変化情報に基づいて、特定されたシーケンス要
素の属性に応じた診断用基準パターンを作成する。

【００４９】これによって、コンピュータ２０では、以
降、作成された基準パターンを用いて、迅速且つ正確に
異常診断を行い、故障などの原因究明を短時間で行うこ
とができる。なお、図８に示した基準パターンの履歴情
報や、図９に示したグループ分けされた基準パターン
は、コンピュータ２０に備えられたＣＲＴなどに表示さ
れる。また、他の図に示した基準パターンの作成過程
や、診断結果などもＣＲＴに表示される。

【００５０】図中、ＰＣ内の１はシーケンスプログラム
を実行するとともに、シーケンス要素の変化情報を検出
するＣＰＵ、２，３はＩ／Ｏユニット、４はデータ収集
装置１０と接続するための専用インタフェースユニット
である。専用インタフェースユニット４では、Ｉ／Ｏユ
ニット２，３を介して、シーケンス要素の変化情報を取
り込み、データ収集装置１０に転送する。専用インタフ
ェースユニット４を、Ｉ／Ｏ基板と同様の構成にするこ
とによって、接点毎の配線工事が必要なく、ラダープロ
グラムを追加する必要がなくなる。

【００５１】データ収集装置１０では、ＰＣから送られ
てくるデータから、予め定められたデータを選別し、時
刻情報とともに自動的に記録する。この記録は、リング
バッファ等で構成されるＲＡＭ等に、順次更新されなが
ら行われる。更に、ＰＣから受ける特定情報の変化や、
データ収集装置１０に備えられたボタンの操作等によっ
て、記録データは、消去されないように保存エリアに保
存される。

【００５２】この保存データをコンピュータ２０に入力
する。このようにデータ収集装置１０が、ＰＣからのデ
ータを収集することによって、設備に異常（故障）が発
生したときには、コンピュータ２０を設備に異常が発生
したデータ収集装置１０に接続し、予め作成された基準
パターンにしたがって、異常原因を解析することができ
る。

【００５３】図１１は、データ収集装置１０の操作パネ
ルの構成例を示している。図中の１１は予め分割された
保存エリアごとに設けられた保存開始ボタン、１２は各
保存エリアに対応して、保存情報の有無を点灯あるいは
点滅によって表示するＬＥＤ、１３はデータ保存をリセ
ットするリセットボタンである。このような構成では、
データが保存されている保存エリアに対応した保存開始
ボタン１１が操作されても、新たな保存が開始されず、
保存開始ボタン１１とリセットボタン１３とを同時に操
作すれば、対応した保存エリアのみをリセットできるよ
うにすればよい。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明の請求項１〜請求項７に記載の自動化設備システム
に於ける異常診断基準パターンの作成方法によれば、以
下の効果を奏する。請求項１では、シーケンサが所定の
シーケンスプログラムを実行する毎に、シーケンサの内
部接点などのシーケンス要素の状態変化を時系列的に読
み取ってシーケンス状態変化情報として記録し、このシ
ーケンス状態変化情報のうち、特定されたシーケンス要
素の動作に対して、一定の規則性のある他のシーケンス
要素を抽出し、特定されたシーケンス要素毎に抽出した
他のシーケンス要素の変化情報をまとめあげて診断用の
基準パターンを自動的に作成する。

【００５５】これによって、従来のように異常診断基準
パターンの作成を、手作業で行わなくてもよいため、迅
速かつ正確に基準パターンを作成し、異常診断に利用す
ることが出来る。請求項２によれば、作成された診断用
の基準パターンを、予め準備された補正幅に応じて自動
的に修正することができるので、基準データ作成のため
のサンプル数が少なかったり、経年変化などによって設
備の動作タイミングが変化した場合でも、自動的に修正
して対応できる。

【００５６】請求項３によれば、修正された基準パター
ンの補正幅を、履歴情報として表示することができるの
で、設備の寿命や異常原因となり得る不安定な動作など
を視覚的に判断できる。請求項４によれば、基準パター
ンを、指定したグループ区分に応じて、あるいは並び替
えて表示することができるので、自動診断の方法が一目
で分かり、異常（故障）に対する解析もスムーズにでき
る。

【００５７】請求項５によれば、基準パターンは、特定
されたシーケンス要素に対して、動作タイミングに一定
の規則性を有した他のシーケンス要素を抽出して作成さ
れ、請求項６によれば、基準パターンは、特定されたシ
ーケンス要素に対して、動作回数に一定の規則性を有し
た他のシーケンス要素を抽出して作成され、請求項７に
よれば、基準パターンは、特定されたシーケンス要素に
対して、動作タイミングと動作回数の双方に一定の規則
性を有したシーケンス要素を抽出して作成されるので、
このようにして作成された基準パターンを用いれば、確
実な異常診断が実施できる。

【００５８】請求項８に記載の自動化設備システムにお
ける異常診断基準パターンを用いた自動診断装置によれ
ば、シーケンス要素の変化情報を収集し、この中から特
定のシーケンス要素に対して、一定の規則性を持ったシ
ーケンス要素を抽出し、これから基準パターンを自動的
に作成することが出来る。これによって、この作成され
た基準パターンを用いて、迅速且つ正確に異常診断をす
ることができ、故障などの原因究明を短時間で行うこと
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】異常診断基準パターンの作成方法を説明するた
めの図である。

【図２】異常診断基準パターンの作成方法の過程を示し
た図である。

【図３】図２に示した方法よって作成された異常診断基
準パターンによる異常診断を説明する図である。

【図４】異常診断基準パターンの別の作成方法の例を説
明するための図である。

【図５】図４と同じ異常診断基準パターンの作成方法に
よる別の例を説明するための図である。

【図６】図５あるいは図６に示した方法よって作成され
た異常診断基準パターンによる異常診断を説明する図で
ある。

【図７】基準パターンの自動修正の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図８】基準パターンの補正幅の履歴情報の表示例を示
した図である。

【図９】グループ分けされた基準パターンの表示例を示
した図である。

【図１０】自動診断装置の構成の一例を示したブロック
図である。

【図１１】データ収集装置の操作パネルの構成の一例を
示した図である。

【図１２】自動化設備システムの構成の一例を示した模
式図である。

【図１３】基準パターンの作成を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

Ｔ１〜Ｔ６・・・動作タイミング時間ＰＣ・・・プログラマブルコントローラ１０・・・データ収集装置２０・・・コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シーケンサによって稼働される自動化設備
システムの異常診断のために使用される基準パターンを
作成する方法であって、シーケンサが所定のシーケンスプログラムを実行する毎
に、シーケンサの内部接点、システム内の制御接点やセ
ンサーなどのシーケンス要素の状態変化を時系列的に読
み取ってシーケンス状態変化情報として記録し、これらの記録されたシーケンス状態変化情報のうちか
ら、特定されたシーケンス要素の動作に対して、一定の
規則性のある他のシーケンス要素を抽出し、特定されたシーケンス要素毎に抽出した他のシーケンス
要素の変化情報をまとめあげて診断用の基準パターンを
自動的に作成するようにしたことを特徴とする自動化設
備システムに於ける異常診断基準パターンの作成方法。
【請求項２】請求項１において、作成された診断用の基準パターンを用いて、シーケンサ
によって実行されているシーケンスプログラムの異常診
断を行った際、シーケンサでは異常を検知せずに、診断
用の基準パターンを用いて行った診断結果が異常となっ
た場合には、その診断結果を異常と判別した診断用の基
準パターンを、予め準備された補正幅に応じて自動的に
修正することを特徴としている自動化設備システムに於
ける異常診断基準パターンの作成方法。
【請求項３】請求項２において、修正された診断用の基準パターンは順次記憶され、必要
に応じて修正時の補正幅を示した履歴情報が表示される
ようにしている自動化設備システムに於ける異常診断基
準パターンの作成方法。
【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、作成された診断用の基準パターンは、シーケンサ要素毎
にグループ分けして記憶され、必要に応じて指定したグ
ループ区分に応じて、あるいは並び替えて表示できるよ
うにした自動化設備システムに於ける異常診断基準パタ
ーンの作成方法。
【請求項５】請求項１から４のいずれかにおいて、上記診断用の基準パターンは、特定されたシーケンス要
素に対して、動作タイミングに一定の規則性を有した他
のシーケンス要素を抽出して作成されるものである自動
化設備システムに於ける異常診断基準パターンの作成方
法。
【請求項６】請求項１から４のいずれかにおいて、上記診断用の基準パターンは、特定されたシーケンス要
素に対して、動作回数に一定の規則性を有した他のシー
ケンス要素を抽出して作成されるものである自動化設備
システムに於ける異常診断基準パターンの作成方法。
【請求項７】請求項１から４のいずれかにおいて、上記診断用の基準パターンは、特定されたシーケンス要
素に対して、動作タイミングと動作回数の双方に一定の
規則性を有したシーケンス要素を抽出して作成されるも
のである自動化設備システムに於ける異常診断基準パタ
ーンの作成方法。
【請求項８】自動化設備システムを監視し、制御するシ
ーケンサが一連のシーケンスプログラムを繰り返し実行
する毎に、シーケンサの内部接点、システム内の制御接
点、センサーなどのシーケンス要素の変化情報を、プロ
グラム毎に時系列的に読み取って記録するデータ収集手
段と、このデータ収集手段によって読み取られた繰り返し実行
されたシーケンスプログラムに含まれたシーケンス要素
の変化情報のうちから、特定されたシーケンス要素の動
作に対して、一定の規則性のある他のシーケンス要素を
抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出手段によって、特定されたシーケンス要
素毎に抽出された他のシーケンス要素の変化情報に基づ
いて、特定されたシーケンス要素の属性に応じた診断用
基準パターンを作成する基準パターン作成手段とを備え
たことを特徴とする自動化設備システムに於ける異常診
断基準パターンを用いた自動診断装置。