JPS63292211A

JPS63292211A - シ−ケンスプログラム制御系のモニタ装置

Info

Publication number: JPS63292211A
Application number: JP62127574A
Authority: JP
Inventors: Yukio Munenaga; 宗永　幸雄; Tomoji Izumi; 知示和泉
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1988-11-29
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH0677216B2; US4947349A

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】（産業上の利用分野）本発明はシーケンスプログラム制御系のモニタ装置に関
する。

（従来の技術）制御すべき設備の動作順序を指定したプログラムを組み
、このプログラムに従って制御の各段階を逐次進めてい
くようにしたシーケンスプログラム制御は一般に知られ
ている。そして、かかるシーケンス制御は１機械器具の
組立ラインや工作機械等において、前段階の動作に応じ
て次段階の動作を自動的に行なわせるために利用されて
いる。

しかして、このシーケンス制御において、その制御が正
常に行なわれているか否かを監視、つまりモニタする場
合、設備の動作を制御するプログラムの中にこのモニタ
のためのプログラムを組込み、異常時に警報を行なうと
いう考えのものがある。しかし、このものでは、設備の
変更の都度。

設備の動作用とモニタ用の両プログラムを変更する必要
があり、また、この動作用とモニタ用とで全体のプロゲ
ラｔ１容量が肥大化する。

こ九に対し、プレイバック式のモニタ装置が知られてい
る。このものは、予め設備を正常に動作させた際のシー
ケンス制御回路の各構成要素の作動パターンを順次記憶
させておき、設備の実際の稼動時に上記作動パターンが
記憶していたものと一致しているか否かを順次照合して
いき、不一致のとき異常の警報を発するものである６例
えば、特開昭６０−２３８９０６号公報には、プレイバ
ック式のモニタ装置において、上記パターンの不一致が
連続して生ずるとき異常と判定し、異常発生前後の作動
パターンを記憶して異常原因の解明を容品にするという
考えのものが記載されている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記プレイバック式モニタ装置における次の
問題点を解決しようとするものである。

すなわち、例えば設備の状態を検出する２つのリミット
スイッチが順序を問わず共にオンのとき、つまりＡＮＤ
　（論理積）条件の成立で作動するシリンダ装置がある
場合、ＡＮＤ条件が成立する作動パターンの推移は上記
両スイッチのいずれが先にオンとなるかで決まる２通り
と、同時にオンとなる場合とを合わせて３通りある（な
お１両スイッチがそれぞれオン・オフを繰返して共にオ
ンとなる場合を考えると、パターンの推移の種類は無限
となる）、シかし、設備の正常動作時に正常として記憶
されるパターンの推移は１通りであるため、他のパター
ン推移は設備の動作に問題がなくとも異常と診断される
という問題がある。

これに対し、設備の動作に問題のないすべてのパターン
の推移を記憶せしめることは、記憶容量や手間との関係
で実際的でない、また、設備側の出力変化（例えばシリ
ンダ装置の作動）があるステップのみをモニタすること
も考えられるが、異常がある場合、どのような経過で異
常が発生したかを判断することができず、しかもＡＮＤ
条件の成立順序が限定されているステップが含まれてい
る場合の監視ができず、制御の診断精度が低下する問題
がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決する手段として。

シーケンスプログラム制御系を構成する各要素の作動状
態の変化を検出する変化検出部と、設備の正常動作時に
おける各要素の作動パターンをそのパターンが変化する
各ステップ毎に記憶する正常パターン記憶部と、変化検
出部での検出により得られる実際の作動パターンと正常
パターン記憶部の記憶パターンとを比較する比較部と、
この比較により不一致パターンの有無を監視し制御状態
を診断する診断処理部と、比較部に対し実際の作動パタ
ーンを対応するステップ毎に上記記憶パターンと比較さ
せ、パターン不一致のときその不一致ステップから前進
した所定ステップ間の各記憶パターンと比較させ、パタ
ーン一致のときはその一致ステップを正常パターン記憶
部における上記作動パターンが対応する監視ステップと
してそのステップから監視を継続せしめる比較実行制御
部とを備えているシーケンスプログラム制御系のモニタ
装［を提供するものである。

（作用）上記モニタ装置の場合、設備を稼動させて実際の作動パ
ターンを順次モニタしていき、パターン不一致のときそ
の不一致ステップよりも先に前進した各ステップに一致
する記憶パターンがある４か否かチェックする。一致す
る記憶パターンがあれば、その記憶パターンがあるステ
ップを正常パターン記憶部における現時点の作動パター
ンが対応する監視ステップとしてそのステップから作動
パターンの監視を継続する。

つまり、この場合は、正常パターン記憶部での記憶では
複数の要素の作動状態が例えばオン・オフを繰返しなが
ら順次変化しているのに対し、実際には複数が同時に変
化したか、異なる順序で変化して前進ステップに一致す
る記憶パターンがあったことになる。従って、ＡＮＤ条
件について考えれば、その成立順序が単に記憶のものと
相違するだけで、設備としては問題のない作動パターン
であるから、設備の動作停止を伴うような異常警報を発
することなく、制御状態のモニタを継続することができ
る。

また、上記前進した各ステップに作動パターンが一致す
る記憶パターンがない場合は、正常パターン記憶部にお
ける監視ステップの変更を行なうことなく、次の作動パ
ターンの推移を待つことになる。この推移があれば、Ａ
ＮＤ条件の成立についてみるとき、単に記憶していたも
のと異なる成立順序であって設備の方はその状態が変化
し現時点では問題なしとして、先の場合と同様に対応す
る監視ステップあるいはその前進ステップの記憶パター
ンとの一致・不一致をみることができる。

なお、上記推移がなければ、異常として当初のパターン
不一致の原因となった要素、あるいはその後の前進ステ
ップでの不一致の原因となった要素から異常原因の診断
を行なうことができる。

（発明の効果）従って１本発明によれば、プレイバック式モニタ装置に
おいて、不一致パターンが得られたとき実際の作動パタ
ーンをその不一致ステップから前進した各ステップの記
憶パターンと比較し、パターンが一致すればその一致ス
テップを正常パターン記憶部の監視ステップとして監視
を継続するようにしたから、ＡＮＤ条件の成立によって
制御が進行する場合において、モニタ装置の診断精度を
低下させることなく上記ＡＮＤ条件の成立順序不同によ
る誤詮断を防止することができ、その信頼性の向上が図
れる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図にはシーケンスプログラム制御系におけるモニタ
装置の全体構成が示されている。

同図において、１はその動作を制御すべき設備であり、
この設備１の制御系は設備１の状態を検出する複数の検
出要素（例えばリミットスイッチ）と、この複数の検出
要素がすべて特定の作動状態になったとき、つまりＡＮ
Ｄ条件が成立したときに動作する出力要素（例えばシリ
ンダ装に）とを備える。

第２図には上記設備１の一例（穿孔機）が示されている
。この例において、ドリル２を備える作業ヘッド３は出
力要素としてのシリンダ装置４で昇降するようになって
いる。そして、このシリンダ装置４は、安全マット５上
に作業者が存在しないことを検出するリミットスイッチ
（ＬＳＩ）６、テーブル７上での位に決めシリンダ装置
８，９によるワーク１０の位巴決めを検出するリミット
スイッチ（ＬＳ２．３）１１．１２が共にオンのとき１
作業ヘッド３を下降せしめ、穿孔作業を行なうようにな
っている。

さて、第１図のモニタ装置において、１５は上記各要素
の作動状態を表わす信号（ＩＮｌｏＵＴ）を入力するＩ
１０状態入力部、１６はＩ１０状態入力部１５からの出
力により上記Ｉ１０状態の変化、つまり全要素の作動パ
ターンの推移を検出する変化検出部、１７は正常パター
ン記憶部である。

この正常パターン記憶部１７は、設備ｌに予め正常な動
作を行なわしめ、そのときの作動パターンをそのパター
ンが推移する（少なくとも１の要素の工／○状態が変化
する）各ステップ毎に記憶せしめたものである。

また、１８は上記変化検出部１６により得られる実際の
作動パターンと、正常パターン記憶部１７から得られる
記憶パターンとを比較する比較部であり、比較すべき記
憶パターンは比較実行制御部１９からの指令に基いて比
較対象抽出部２０で抽出され、また、比較結果は診断処
理部２１に与えられて作動パターンと記憶パターンの不
一致の有無が監視され１診断結果は診断結果出力部２２
と比較実行制御部１９に与えるようになっている。

すなわち、比較実行制御部１９は以下の機能をもつ。

■　変化検出部１６により１／○状態の変化が検出され
て制御のステップが移行する都度、比較対象抽出部２０
に対し正常パターン記憶部１７における対応する監視ス
テップの記憶パターンを抽出せしめ、比較部１８に比較
実行指令を与える６■　診断処理部２１でパターン不一
致が得られると、比較対象抽出部２ｏに対し正常パター
ン記憶部１７から不一致が生じた監視ステップの次のス
テップの記憶パターンを抽出するよう指令を与える。そ
して、この前進したステップでもパターン不一致のとき
は、その不一致の都度、所定ステップまで順次前進指令
を与え、パターン一致の有無をチェックせしめる。そし
て、この前進チェック（以下、フォワードチェックとい
う）の結果、パターン一致が得られると、その一致した
ステップを正常パターン記憶部１７における上記作動パ
ターンが対応する監視ステップとし、そのステップから
上記■の機能により作動パターンの監視を継続せしめる
。

しかして、本実施例の場合、上記フォワードチェックの
歯止めのために、比較対象抽出部２ｏから比較部１８に
与えられる記憶パターンに上記出力要素のＩ１０変化が
あるか否か、つまり出力変化のあるステップの記憶パタ
ーンか否かを抽出する出力変化ステップ抽出部２３と、
変化検出部１６で得られる作動パターンに同じく出力変
化があるか否かを抽出する変化内容抽出部２４とを設け
ている。

すなわち、出力変化ステップ抽出部２３は、正常パター
ン記憶部１７から抽出されるパターンが出力変化のある
ステップであると、比較実行制御部１９に対しフォワー
ドチェック中止指令を与える。これにより、比較実行制
御部１９は、パターンが不一致のときは比較対象抽出部
２０に対し先に前進せしめたステップを元の監視ステッ
プまで戻して以後の抽出作業を行なわしめる。

一方、変化内容抽出部２４は、監視ステップが元に戻さ
れた後に作動パターンに推移があれば。

その推移におけるＩｌｏの変化内容を抽出して比較実行
制御部１９に与える。これにより、比較実行制御部１９
は、上記Ｉ１０の変化がフォワードチェックを中止した
出力変化ステップの出力要素によるものであるとき、比
較対象抽出部２０に対し上記出力変化ステップを監視ス
テップとして抽出するよう指令を与え、以後はこの出力
変化ステップの次から順次抽出作業を行なわしめる。

また、診断処理部２１は、上記出力変化ステップが監視
ステップとして抽出されたときにパターンが不一致であ
れば、その不一致の要素を指摘し、フォワードチェック
がされているときはそのチェックの原因となった不一致
の要素も指摘して診断結果出力部２２に与え、その後に
作動パターンの推移があれば上記指摘をクリア（解除）
する。

従って、上記モニタ装置の作動の流れは第３図に示すよ
うになる。

まず、スタート信号によりモニタを開始し、変化検出部
１６においてＩ１０状態の変化の有無がみられ、変化が
あるとき監視ステップの番号が１つ前進（カウントアツ
プ）シ、正常パターン記憶部１７から抽出すべき記憶パ
ターンが次ステツプのものに変わる（Ｓｌ、Ｓ２）、そ
して、実際の作動パターンと抽出された記憶パターンと
の比較により、パターンが一致すれば、上記Ｓｌ、Ｓ２
により順次Ｉ１０状態の変化に応じ監視ステップが前進
し、パターン不一致であれば、そのときの監視ステップ
は出力変化（出力要素のＩ１０変化）のあるものか否か
がみられる（５３．Ｓ４）。

出力変化のない監視ステップのときは、そのステップ番
号がフォワードチェックのために順次前進してその都度
、現時点の作動パターンと前進した各ステップの記憶パ
ターンとが比較される（Ｓ５、Ｓ６）、そして、このフ
ォワードチェックにより、出力変化のある監視ステップ
に至るまでにパターン一致があれば、その一致したステ
ップを現時点の作動パターンが対応する監視ステップと
して、そのステップから以降の監視を継続する（５６→
Ｓ１）。

フォワードチェックでパターンの一致がなければ、出力
変化のある監視ステップでの不一致工１０の要素が指摘
され、フォワードチェックで前進した監視ステップを元
に戻すとともに、この元の監視ステップでの上記フォワ
ードチェックの原因となった不一致Ｉ１０の要素を参考
として指摘する（Ｓ’７〜Ｓ９）。

そして５次にＩ１０状態に変化がなければ設備（制御）
に異常があるとして警報が発せられるが、変化があれば
、先の不一致Ｉ１０の要素の指摘をクリアする（Ｓ１０
，５ｌｌ）、そして、変化のあったＩ１０状態が先の８
４で対象とした出力要素のものでないときはＳ３に戻っ
てパターンの一致を判断し、Ｓ４で対象とした出力要素
のものであれば、その出力要素の変化のあるステップ番
号まで監視ステップを前進してパターンの一致をみる（
Ｓ１２．５１３）。

なお、フォワードチェックのステップ数を１に限定する
場合は、第３図に示すフローにおいてＳ１→Ｓ２→Ｓ３
→Ｓ５→Ｓ６と流れ、Ｓ６の判断がＮｏのときＳ７→Ｓ
８→Ｓ９→Ｓ１０と流れ。

Ｓ１０の判断が「有り」のときＩ１０パターンが一致す
れば不一致の指摘をクリアし、Ｉ１０パターンが不一致
であれば、警報を発するようにすればよい。

次に第２図に示す設備におけるモニタの具体例を説明す
る。

く例１〉正常パターン記憶部１７で記憶されている記憶パターン
の推移が次の表１であるとき、実際の作動パターンの推
移が表２である場合。

まず、ステップ（イ）は監視ステップ（１）と一致。

ステップ（ロ）へ移行すると監視ステップは（２）とな
る。

上記（ロ）と（２）は不一致、この（２）は出力変化（
シリンダ装にの作動）がないステップであるから、フォ
ワードチェックのため１ステップ前進し、（ロ）と（３
）を比較する。

上記（ロ）と（３）は不一致、この（３）も出力変化が
ないステップであるから、１ステップ前進し、（ロ）と
（４）を比較する。

上記（ロ）と（４）は不一致、この（４）は出力変化ス
テップであり、不一致Ｉ１０の要素（ＬＳｌ、シリンダ
装ｒ！１）を指摘し、フォワードチェックを中止して前
進した監視ステップを元の（２）に戻す、参考となる不
−ｆｆＩｌｏの要素（ＬＳＩ〜ＬＳ３）を指摘する。

次にステップ（ハ）への推移（工１０状態に変化）があ
ると、上記不一致の指摘をクリアする。

上記（ハ）への推移において、変化のあったＩｌｏの要
素はＬＳＩとシリンダ装置であり、このシリンダ；Ｍ置
は上記フォワードチェックを中止した出力変化ステップ
（４）の出力要素である。従って、監視ステップをこの
（４）まで前進させて（ハ）と（４）を比較する。

上記（ハ）と（４）は一致。

従って、実際の作動パターンの推移は、単にＡＮＤ条件
の成立順序が記憶のものと相違していただけであり、設
備の動作としての問題はなく、その停止を招くような誤
診（Ｆ報）はでない。

また、上述の如く（ハ）への推移において変化のあった
Ｉｌｏの要素がフォワードチェックを中止した出力変化
ステップの出力要素であるときに、監視ステップをこの
出力変化ステップに強制的に合わせるようにしたから、
比較すべき作動パターンと記憶パターンとの各々のステ
ップがこの出力要素を基準として合致し、照合のずれが
防止される。

なお、上記（ハ）への推移の場合、元に戻された監視ス
テップ（２）からパターンの比較をしていくこともでき
る。この場合、（ハ）と（２）は不一致、フォワードチ
ェックによる（ハ）と（３）も不一致１次の（ハ）と（
４）とが一致となるから、監視ステップを（４）とする
ことになる。

く例２〉記憶パターンの推移が表３、実際の作動パターンの推移
が表４である場合。

（イ）は（１）と一致。

（ロ）は（２）と不一致、（２）は出力変化ステップで
ある。不一致Ｉ１０の要素（ＬＳ２．ＬＳ３．シリンダ
装置）を指摘。

ステップ（ハ）への移行により、上記不一致の指摘をク
リア。（ハ）は（２）と不一致。この不一致Ｉ１０の要
素（ＬＳ３．シリンダ装置）を指摘。

ステップ（ニ）への移行により、上記不一致の指摘をク
リア、（ニ）は（２）と一致。

従って、記憶パターンではＡＮＤ条件が同時に成立して
いるのに対し、実際の作動パターンは単にＡＮＤ条件が
順次成立していっただけであり。

設備の動作としては問題はなく、その停止を招くような
誤診（警報）はない。

〈例３〉記憶パターンの推移が表５、実際の作動パターンの推移
が表６である場合。

（イ）は（１）と一致。

（ロ）は（２）と不一致。（２）は出力変化ステップで
ないから、フォワードチェックで（ロ）と（３）を比較
。この（ロ）と（３）は不一致。

（３）も出力変化ステップでないから、フォワードチェ
ックで（ロ）と（４）を比較。この（ロ）と（４）も不
一致。この（４）は出力変化ステップであるから、不一
致工／○の要素（ＬＳＩ、ＬＳ３．シリンダ装置）を指
摘する。そして、フォワードチェックで霞進しただけ監
視ステップを戻し、参考の不一致工／○の要素（ＬＳｌ
、ＬＳ２）を指摘する０次にステップ（ハ）への移行ニ
より、上記不一致の指摘をクリア。

上記（ハ）と（２）を比較すると両者は不一致であるか
ら、上記（ロ）の場合と同様にフォワードチェックを行
なう、つまり、（ハ）と（３）を比較し、両者は不一致
で（３）は出力変化ステップでないから、（ハ）と（４
）を比較する。この（ハ）と（４）は不一致であり、（
４）は出力変化ステップであるから不一致■／○の要素
（ＬＳＩ、シリンダ装置）を指摘して監視ステップを元
の（２）に戻し、参考の不一致Ｉ１０の要素（ＬＳｌ−
ＬＳ３）を指摘する。そして１次の工／○状態の変化が
なく設備は停止であるから、′３報が発せられることに
なる。

従って、本例の場合１診断結果として参考の不一致Ｉ１
０の要素ＬＳＩ〜ＬＳ３が指摘されているが、出力変化
ステップでの不一致Ｉ１０の要素にＬＳ２．ＬＳ３が含
まれていないため、このＩ。

Ｓ２．ＬＳ３は作動していることがわかるゎそして、Ｌ
ＳＩについては上記参考の不一致で指摘され、かつ出力
変化ステップの不一致でも指摘されており、シリンダ装
置の作動がないのはＬＳＩに問題があると診断すること
ができ、このＬＳＩとその作動のための位置決めシリン
ダ装置８を点検すればよいことになる。

なお、フォワードチェックを行なうステップの数は、原
則的にはシーケンスプログラムに書かれたＡＮＤ条件の
（最大数−１）としてよいが、上記実施例の如くフォワ
ードチェックの開始ステップから出力変化がみられるス
テップまでのチェックとしてよい。すなわち、これによ
り、ＡＮＤ条件の成立で出力変化がある場合、フォワー
ドチェック開始ステップまでにＡＮＤ条件のいくつかが
既に成立している場合や、複数のＡＮＤ条件が同時に成
立するステップがある場合に、余分なフォワードチェッ
クをする必要がなくなり、モニタのｕ走が防止されると
ともに、ＡＮＤ条件のいくつかが成立と消滅を繰返す場
合にも対応できることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はモニタ装置の構
成を示すブロック図、第２図は設ａの一例を示す斜視図
、第３図はモニタのフロー図である。１・・・・・・設備、４・・・・・・シリンダ装置（出
力要素）、６．１１．１２・・・・・・リミットスイッ
チ（検出要素）、１０・・・・・ワーク、１６・・・・
・・変化検出部、１７・・・・・・正常パターン記憶部
、１８・・・・・・比較部、１９・・・・・・比較実行
制御部、２１・・・・・・診断処理部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）設備の動作順序を指定したプログラムにより制御
の各段階を逐次進めていくシーケンスプログラム制御系
において、制御系を構成する各要素の作動状態の変化を
検出する変化検出部と、設備の正常動作時における各要
素の作動パターンをそのパターンが変化する各ステップ
毎に記憶する正常パターン記憶部と、変化検出部での検
出により得られる実際の作動パターンと正常パターン記
憶部の記憶パターンとを比較する比較部と、この比較に
より不一致パターンの有無を監視し制御状態を診断する
診断処理部と、比較部に対し実際の作動パターンを対応
するステップ毎に上記記憶パターンと比較させ、パター
ン不一致のときその不一致ステップから前進した所定ス
テップ間の各記憶パターンと比較させ、パターン一致の
ときはその一致ステップを正常パターン記憶部における
上記作動パターンが対応する監視ステップとしてそのス
テップから監視を継続せしめる比較実行制御部とを備え
ていることを特徴とするシーケンスプログラム制御系の
モニタ装置。