JPS608906A - 制御盤検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、制御盤の検査装置に係わるものであシ、特に
、マイクロコンピュータＣ以下、マイコンと呼ぶ）を組
込んだ制御盤に対する自動検査に好適な装置に関する。

〔発明の背景〕

制御盤の設計、製造、検査の手順の概要は、第１図に示
すとおりである。すなわち、 ステップ１０１：顧客の要求等に基づき、制御盤の要求
機能を記述した運転方案 を作成する。

ステップ１０２：運転方案を満足するように制御盤の設
計を行なう。近年の制御 盤は、マイコンが組込まれるこ とが多いので、その設計は、ハ −ドロジックに関するものと、 マイコンソフトに関するものに 大別される。

ステップ１０３：設計が運転方案を満足するものになっ
ているかどうか、設計績 果の検査を行なう。

ステップ１０４：設計結果に基づき、制御盤を製造する
。以下、製造された制御 盤を製品と呼ぶ。

ステップ１０５：上記ステップ１０２〜１０３の過程で
、製品が運転方案の機能 を満足するものであるととを確 認するに必要なテスト用人カバ ターン（製品に対する各種の入 力信号に関する情報、以下、テ ストパターンとも呼ぶ）と、出 ・カバターン（正しく製造されて いる場合の各種の出力信号に関 する情報）を別途作成しておく。

ステップ１０６二人カバターンを製品に与え、出カバタ
ーンに合致するかどうか を検査する。

製品に対する従来の検査は、検査員が、スナップスイッ
チ等によりテストパターンを与え、出カバターンと合致
するかどうかを別の検査員が電流計等により確認すると
いう方法を採用していた。

従来の検査方法では次のような問題があった。

（１１人手で実施するので、テストパターンヲ与え出カ
バターンと合致するかどうかを確認するのに要する人員
と時間が多くかかる。

（２）　テストパターンに対応した出カバターンを運転
方案から作成しなければならないが、この検討も人手で
やっているため、人員と時間が多くかかると共に、間違
った出カバターンを与えることがあった。

（３）設計そのものの検査も展開接続図を見ながら人間
が行なっているので、人員と時間が多くかかると共に、
設計の間違いを発見できない場合があった。との段階で
間違いが発見できないで製品検査や稼動後これが発見さ
れると、設計変更、製品改造が必要となり、全体として
の工程が長くなる場合があった。

以上の傾向は、制御システムの複雑化と共に強くなって
いる。

このようｈ問題に対処するため、制御盤製品の検査に、
電子計算機を用いる方法（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄ
　’ｌ’ｅｓｔｉｎｇ、以下ＣＡＴと呼ぶ）が考えられ
ている（特開昭５６−１６２０６０号公報参照）。

これは、（ａ）テストパターン作成用のマクロ言語など
を用いて、テスト項目を入力することにより、短時間で
多くのテストパターンの付与を可能とすると共に、（ｂ
）出力信号の動きを自動的に検出し、あらかじめ入力さ
れた出カバターンと自動的に比較することにより、出力
結果の確認の手間を低減しようとするものである。

とのような方法を採用することにより、上記（１）の問
題点を解決することは可能であるが、＋２１．　（３１
の問題点は解決されないままである。ｆ２＋、（３１の
問題点が解決されなりと、製品の検査を何度もやり直さ
なければならず、結果的に多くの人員と時間を要するよ
うになる。

なお、設計の検査結果を製品の検査に利用するという考
えは既に提案されている（坪田庸介二制御盤の検査及び
故障診断装置：特開昭５７−６４１７２号公報、昭和５
７年４月１９日公開）が、これは、設計検査のだめのシ
ミュレーションに制御対象を含まないため、設計のエラ
ーが発見できない可能性が高かった。また、制御盤がハ
ードロジックのみからなる場合に適用が可能なもので、
本発明で対象とするようなコンピュータのソフトウェア
と論理演算用ノ＼−ドウエアＣノ１−ドロシック）によ
って制御かたされる制御盤に対しては直接は適用できな
い本のである。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記問題点を解決する検査装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明ではマイコンソフトと
ハードロジックを用いて制御する制御盤の設計結果の検
査と製品の検査に電子計算機を導入し、その間をマグネ
ティックテープ（以下、Ｍ／Ｔと略す）やフロッピーデ
ィスクで結び、制御対象を含めた設計のＣＡＴと製品の
ＣＡＴを統合する点に特徴がある。それぞれの方法の概
要は以下のとおりである。

［設計結果の検査コ（第１図のステップ１０３に対応） （ａ）　設計が完了した時点で制御盤と制御対象（ポン
プ、ボイラー等）の機能を電子計算機に入力する。

（ｂ）　テストパターン作成用マクロ言語により作成さ
れたテストパターン（操作員の正常操作信号、異常操作
信号、制御対象の初期値など）を入力した場合の制御盤
と制御対象の動きを電子計算機内でシミュレーション（
模擬実験）する。

（Ｃ）　グラフィックディスプレイ（または、リスト）
上に出力されたシミュレーション結果に基づく出カバタ
ーンに問題がないかどうかを検査員が検査する。

（ｄ）　問題がなければ、製品検査に必要なテストパタ
ーンと出カバターンをＭ／Ｔ（−ｉたは、フロッピーデ
ィスク）内に保存する。

［製品の検査コ（第１図のステップ１０６に対応）（ｅ
）　制御盤製造後に、マイコンを用いたテスタと製品を
結合する。

（ｆ）　マイコンを用いたテスタを介して、上記のＭＺ
Ｔ中のテストパターンを製品に与え、出力が、Ｍ／Ｔ内
の出カバターンと合致するかどうかをテスタ内で自動的
に検査する。

（ａ）〜（ｄ）を実施することにより、間違った出カバ
ターンの作成を減少させると共に設計ミスを減少させる
ことが可能となり、問題点（２＋、　（３１の解決が可
能となる。また、（ｅ）、　（ｆ）を実施することによ
り、検査人員、時間の削減が可能となり問題点（１）が
解決され得る。さらに、（ａ）〜（ｄ）と（ｅ）〜（ｆ
）の間をＭ／Ｔでむすぶことにより、従来のＣＡＴ法で
は不可欠だった、出カバターンをテスタに入力する手間
が低減されている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図〜第１２図により説明す
る。

本検査装置２０は第２図に示すように設計結果検査装置
１００と製品検査装置２００とこれらを結ぶＭ／Ｔ３０
０から構成されている。設計結果検査装置１００より出
力されたテストパターンおよび出カバターンは、Ｍ／Ｔ
３００内に保存され、製品製造後に製品検査装置２００
を用いて制御盤製品５００の検査を自動的に実施すると
きに使用される。

設計結果検査装置１００の構成とその入力部分は、第３
図に示すとおりである。すなわち、入力には、ＣＡＤ　
（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）Ｊｆ
ＨＣ開発された図形入力システム５０を用いる（小林他
１制御盤・配電盤・整流器盤におけるＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステム”日立評論ｖｏｔ、６２．Ａ７（１９８０）ｐｐ
５〜１０参照）。本システム５０は、主として大型コン
ピュータ（例えば、ＨＩＴＡＣ−Ｍ２００Ｈ）５１、入
力装置５２、グラフィックディスプレイ５３、ディスク
５４、図形処理用プログラム５５よυなる。制御盤のハ
ードロジックおよびマイコ（９） ンソフトの設計の過程で、本ＣＡＤシステム５０を用い
て、ハードロジックおよびマイコンソフトを図形の形で
入力、修正、保存する。入力、修正には入力装置５２を
、図形入力結果の表示には、グラフィックディスプレイ
５３、データの保存にはディスク５４を用いる。また、
これらを制御するため、大型コンピュータ５１と図形処
理用プログラム５５を用いる。

ここで、マイコンソフトを図形で入力するというのは、
マイコンソフトの機能を、ＡＮＤゲート、ＯＲゲート、
７リツプフロツプゲート、加算ゲートなど（アナログ回
路も含む）のブロックとその間の関係で表現しようとす
るものである。

また、制御対象も、マイコンソフトと同様な方法で表現
が可能である。

ここでは、入力の容易性と、設計用に入力したものを効
率的に使うという目的から、ＣＡＤシステムによる入力
を採用したが、カードリーダ等を用いて、別途入力する
ことも当然可能である。

ディスク５４に保存された図形データは、設計（１０） 結果の検査時に、設計結果検査装置１００に入力される
。同装置１００は、大型コンピュータ１０１、入力装置
１０２、グラフィックディスプレイ１０３、ディスク１
０４、Ｍ／Ｔ駆動装置１０５、ラインプリンタ１０６お
よび、プログラム群１５０よりなる。

ここで、大型コンピュータ、入力装置、グラフィックデ
ィスプレイおよびディスクをＣＡＤシステム用のものと
共用することも可能である。

プログラム群１５０の構成および相互関係は第４図に示
すとおりである。すなわち、プログラム群、シミュレー
ションモデル作成フロクラム１５１、シミュレーション
実行プログラム１５２、テストパターン編集プログラム
１５３、表示用プログラム１５４、出カバターン編集プ
ログラム１５５よシなる。

ＣＡＤシステム５０用のディスク５４に保存されたハー
ドロジック用図形データ、マイコンソフト用図形データ
、制御対象用図形データは、シミュレーションモデル作
成プログラム１５１によつ（１１） て、相互に結合され、設計結果検査装置１００のディス
ク１０４に保存される。

まず、シミュレーションモデル作成プログラム１５１に
おける処理を第５図のフローチャートにそって説明する
。

ステップ５１：ＣＡＤシステム用のディスク５４に保存
された図形データ（ハード ロジック用、マイコンソフト用、 制御対象用の３つからなる）を読 み込む。

ステップ５２：もし、図形データを変更したければ、入
力装置１０２を用いてデー タの修正を行なう。この修正結果 は、ディスク１０４に保存する。

ステップ５３：ディスク１０４より、登録された要素記
号を読み込み、図形データ 内の要素のうち未登録なものがな いかどうかチェックする。

ステップ５４：登録されてない要素があれば、その記号
を登録し、その機能を対応 （１２） するサブルーチンに記述し、ディ スフ１０４内に保存する。この記 述にはフォートラン等種々のコン ピユータ言語の使用が可能である。

ステップ５５：異なる図形データ間で同じものを異なっ
た記号で記述していたり、 接続が記述されて々ければ、入力 装置１０２より入力する。

ステップ５６：以上の入力に基づき、要素接続テーブル
を主メモリ上に作成する。

ここで、要素接続テーブルについて、説明しておく。例
えば、第６図のようなマイコンソフトの図形データに対
しては第７図のような要素接続テーブルを作成すること
ができる。

第６図において、ボックスは、それぞれの要素を表わし
ており、ＡＤ、ＡＭ等は要素の種類を表わしている。例
えば、ＡＤは加算器、ＡＭはアナログメモリーを意味す
る。８０７１．８０７０等は、計算順序を表わすシーケ
ンス番号であり、Ｓを除いた数字の小さい順に計算する
ようになっている。

（１３） また、ＡＯＯＩ、ＡＯ２５，ＤＯ２Ｃ等は入出力信号を
表わしている。例えば、ＡＤ型要素の入力信号は、ＡＯ
２３とＡ０２４であり、出力信号はＡＯ２５であること
を示している。

第７図において、シーケンス番号、要素番号、要素記号
、対応サブルーチン、入力信号番号、出力信号番号は、
図形データより直接、間接的に得ることが可能である。

また、地図形データの信号点との関連は、ステップ５５
の入力により得ることができる。出力信号の状態は、後
述するシミュレーション実行プログラム１５２を用いて
順次計算するものである。

以上の例は、マイコンソフトの図形データについて説明
したが、制御対象用の図形データについても同様のテー
ブルの作成が可能であり、ノ１−ドロシック用図形デー
タも前処理を少し行なえば、すぐに同じテーブルを作成
することができる。

このようにして作られたシミュレーションモデルの構成
を第８図に示す。シミュレーションモデル４００内には
、ハードロジック部モデル４０１、（１４） マイコンソフト部モデル４０２、制御対象モデル４０３
、操作盤モデル４０４が、各種の信号４０５〜４１１に
よって第８図に示すように結合されている。ここで操作
盤モデル４０４というのは、制御盤のハードロジックモ
デルの一種であう、操作員との入出力部を受け持つもの
である。

次に、第４図のテストパターン編集プログラム１５３に
っｂて説明する。入力装置１０２より、テストパターン
作成用マクロ言語などを用いてテスト項目を入力すると
、テストパターン編集プログラム１５３では、指定され
た入力信号の状態の時間変化を作成する。ここで、通常
入力指定の対象となるのは、第８図の人手入力信号４ｏ
５、制御対象初期入力信号４０６である。

ここでは、入力の手間を低減するため、テストパターン
作成マクロ言語を用いる方法を採用したが、テストパタ
ーンを入力装置１０２から直接入力することも可能であ
る。なお、テストパターン作成マクロ言語については、
各種のテスト用に開発されており、それらを改良するこ
とにより使用（１５） することが可能である。

次に１第４図のシミュレーション実行プログラム１５２
について説明する。シミュレーション作成プログラム１
５１で作られたシミュレーションモデルと、テストパタ
ーン編集プログラム１５３で作られたテストパターンを
用いてシミュレーション実行プログラム１５２では、各
要素の機能シミュレーションを実行する。

シミュレーション結果の処理手順を、第９図のフローチ
ャートにそって説明する。

ステップ９１：対象マイコン（例えば、ＨＩＳＥＣ−０
４）において、制御に用いてい るサイクルタイム（Δｔ）を読み込 む。

ステップ９２：テストパターンと出力信号をテストパタ
ーン編集プログラム１５３ を通じて読み込む。

ステップ９３：要素接続テーブルを探索し、観測すべき
出力に直接、間接つながる 要素を摘出し、入力側に近い順に、 （１６） 計算順序テーブルを作成する。

ステップ９４：計算順序テーブルをサーチし、計算すべ
き要素を探し出す。

ステップ９５：対象要素に関するサブルーチンをコール
し、入力値に対応する計算 結果を要素接続テーブルの出力信 号状態部に書き込む。なお、この 値はディスク１０４にも書き込み、 後での表示にそなえる。

ステップ９６〜９７：計算順序テーブル内のすべての要
素について計算したら、時 間を１単位進め、同テーブルの最 初の要素にもどる。

ステップ９８〜９９：すべての時間、すべてのテストパ
ターンについて実施するま で繰り返す。

なお、計算時間を短縮するため、ステップ９３で観測す
べき出力信号につながる要素のみを切り出し計算する方
法を採用したが、すべての要素について計算することも
可能である。

（１７） 次に、表示用プログラム１５４について説明する。観測
するように指定された信号の動きのシミュレーション結
果をディスク１０４より取り出し、検査員のために、グ
ラフィックディスプレイ１０３やラインプリンタ１０６
上に表示する。

ここで、通常観測するように指定される出力信号は、第
８図の人手確認信号４１０．制御対象出力信号４１１、
制御対象モデルに入力される外部出力信号４０９、制御
対象モデルから外部入力信号４０７としてフィードバッ
クするものなどである。また、詳細に信号の動きを知り
たい場合には、内部入出力信号４０８や、それぞれのモ
デル部内の信号を指定する場合もある。第１０図に表示
の一例を示す。第１０図（ａ）はテストパターンを示し
、（ｂ）は出カバターンを示す。表示結果を見て、運転
法案と異なる動きがあれば設計の見直し、変更を行なう
。なおグラフィックディスプレイ１０３上への表示は、
第１０図のようなグラフだけでなく、プラントの状態を
アニメーションのように表示することも可能である。

（１８） 信号の動きがすべて正しいと判断したら、その結果を出
カバターン編集プログラム１５５で編集し、重複パター
レ等を排除したり、コメントを追加したりした上で、Ｍ
／Ｔ駆動装置１０５内のＭ／Ｔ３００内に保存する。Ｍ
／’ｒ　３００内には、出カバターンに対応したテスト
パターンを同時に保存しておく。Ｍ／Ｔ３００内のデー
タの持ち方の一例を第１１図に示しておく。

Ｍ／Ｔ３００内のデータは、Ａデータ３０１、Ｂデータ
３０２、Ｃデータ３０３より々る。Ａデータ３０１は、
通常１つの制御盤のテストに対し１つだけ存在し、ヘッ
ディング項目に相当する。

Ｂデータ３０２は、テスト項目を表わし、Ｃデータ３０
３はステップ項目を表わす。ステップ項目というのは、
ある対象、目的、状態、時刻におけるテストパターン、
出カバターン等を表わしている。テスト項目というのは
、このステップ項目をすべての時刻において−まとめに
したものである。

なお、操作指示文は、第８図の人手入力信号４０５を、
テスト結果確認指示文は、同じく人手確認信（１９） 号４１０を出カバターン編集プログラム１５５で交換す
ることによって得られる。

以上で、設計結果検査装置１００の構成、機能、処理方
法の説明を終わる口 次に製品検査装置２００について第１２図を用いて説明
する。本装置ｔ２００１ｄ、マイコン（ＨＩＳＥＣ−０
４等）２０１、ディスク２０２、Ｍ／Ｔ駆動装置２０３
、タイプライタ２０４、入力装置２０５、ディスプレイ
装置２０６、信号変換装置２０７、接続装置２０８から
構成される。ここで、信号変換装置２０７というのは、
マイコン２０１用の信号電圧を、制御盤製品５００用の
信号電圧に変換するためのものである。また、接続装置
２０８というのは、制御盤製品５００用の配線を容易に
接続するためのものである。

本装置２００を用いての製品検査の手順を以下に示す。

（１）Ｍ／Ｔ駆動装置２０３に対象製品用のＭ／’Ｉ’
３００をセットする。

（２）制御盤製品５００と接続装置２０８を接続す（２
０） る。

（３）検査員が入力装置２０５より、検査開始（あるい
は、継続）入力を与え、Ｍ／Ｔ３００より１組のテスト
データ（１つのＢデータから次のＢデータの前まで）を
マイコン２０１の主メモリ上にロードする。

（４）制御盤の状態を外部から変える必要のある場合に
は、ディスプレイ装置２０６上に表示された操作指示文
（Ｍ／Ｔ３００内の情報）にそって、セットする。

（５）マイコン２０１では、このデータ内のテストパタ
ーンを第９図のステップ９１で指定された時間きざみΔ
ｔごとに、信号変換装置２０７、接続装置２０８を通じ
て、製品５００に与える。

（６）製品５００からの信号をマイコン２０１　Ｋ取り
込み、主メモリ上にロードされた出カバターンと合致す
るかどうかをマイコン２０１内で比較する。

（７）合致するかどうかの結果は、ディスプレイ装置２
０６、タイプライタ２０４上に表示する。

（２１） また後での詳細検討のため、実際の出力信号と、出カバ
ターンを、ディスク２０２内に保存する。

（８）検査をより確かなものにしたー場合には、製品５
００のランプ等の状態を、ディスプレイ装置２０６上に
表示されたテスト結果確認指示文（Ｍ／Ｔ　３００内の
情報）に従って検査する。

以上の（３）〜（８）の手順をすべてのケースについて
繰返す。

上記の実施例では、マイコン１台を用いたスタンド・ア
ロン型を前提として説明したが、大型コンピュータとの
階層構造にしたりする他の構成にすることも当然可能で
ある。

また、上記の例では、検査を確実な屯のｋするために、
製品検査時に検査員が１回１回テープからの入力を指示
したり、結果の確認を行なったりする方法を採用してい
るが、時間を更に短縮したい場合には、この部分を自動
化することも可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、（１）コンピュータ利用の制御盤（２
２） の設計結果の検査に制御対象モデルを含めたコンピュー
タシミュレーションを導入し、（２）その結果得られた
テストパターン、出カバターンをＭ／Ｔ内に保存した上
で、（３）製品製造後の検査に、マイコンを用いたテス
タと上記のＭ／Ｔ内情報を直接使用しているので、 （ａ）　テストパターンに対応した出カバターンの間違
いが少なく（主として上記（１）による）、（ｂ）　設
計のミスが発見しやすいので、製品改造等による工程の
遅れが少なくなることが期待でき（主として上記の（１
）による）、 （Ｃ）　製品の検査のために必要な人員および時間を減
少できる（主として上記の（２１，（３１による）、と
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御盤の設計、製造、検査の手順の概要を示す
フローチャート、第２図は制御盤の検査装置の全体構成
図、第３図は設計結果検査装置とその入力部の構成図、
第４図は設計結果検査装置用プログラムの構成および相
互関係を示す図、第（２３） ｖ、１Ｆｎ ５図はシミュレーションモデル作成プログラムの処理手
順を示すフローチャート、第６図は図形データの一例を
示す図、第７図は要素接続テーブルの一例を示す図、第
８図はシミュレーションモデルの構成と信号の流れを示
す図、第９図はシミュレーション実行プログラムの処理
手順を示すフローチャート、第１０図は表示結果の一例
を示す図、第１１図はＭ／Ｔ内の情報配置の一例を示す
図、第１２図は製品検査装置の構成図である。 ２０・・・制御盤の検査システム、５０・・・図形入力
システム、５１・・・大型コンピュータ、５２・・・入
力装置。 （２４） 第　２　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンピュータ利用の制御盤検査装置において、制御
   盤の設計結果と該制御盤により制御される制御対象を表
   わす模擬モデルおよび該モデルにたいするテスト用人カ
   バターンとをコンピュータに入力して上記モデルの動作
   をコンピュータ内で模擬することにより上記設計結果を
   検査する検査手段と、検査の結果を示す出カバターンの
   うち正しいと判断された出力−くターンと対応する入カ
   バターンとを格納する外部記憶手段と、上記検査手段に
   より検査された設計結果にもとづき製造された制御盤に
   たいしてテスト用人カバターンを上記記憶手段より読み
   出して付与したときに該制御盤から出力された出カバタ
   ーンが上記記憶手段中の対応する出カバターンと合致す
   るか調べる演算をおこなって上記製造された制御盤を検
   査する製品検査手段とを備えたことを特徴とする制御盤
   検査装置。 ２、上記製造された制御盤は対象を制御するだめのコン
   ピュータソフトウェアと論垣演算用ハードウェアを含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項の制御盤検査装
   置。