JPS63303407A - シ−ケンスプログラム制御系のモニタ装置 - 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】 （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弓ム制御は一般一に知ら
れている。そして、かがるシーケンス制御は、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が否かを監視、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、にテのモニ
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
で全体のプログラム容量が肥大化する。

これに対し、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。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易にするという
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） とこ”ろで、上記プレイバック式モニタにおいては、不
一致パターンが得られた場合、その中の不一致の要素の
すべてが異常と指摘されるが、真の異常要素はその中の
いくつか（大抵の場合は１つ）であり、他のものは真の
異常要素が発生した結果。

異常と指摘されることが多い。

すなねち、上記プレイバック式の場合、設備側の作動パ
ターンに推移がある都度、記憶パターン側のステップを
前進させて照合するから、異常要素が発生した場合、そ
のことにより作動パターンの推移を招いて記憶パターン
のステップが前進し、本来変化すべき要素がこの前進し
たステップの記憶パターンとの照合の結果、変化してい
ないために異常と指摘されてしまうことがある。従って
、プレイバック式において複数の要素について異常が指
摘された場合、そのすべてについて真の異常か否か点検
していく必要が生ずる。

なお、プレイバック式モニタにおいては、上述のパター
ン照合の他、作動パターンの各推移の時間を監視し、推
移が早すぎるか遅すぎるかで異常を検知することができ
るが、この時間監視による異常検知では１本来変化すべ
き要素が早く変化した場合や、変化すべき要素が変化し
ない場合にその要素を指摘することができるものの、上
述のように複数の不一致要素が指摘された場合の対策に
はならない。

本発明は、上述のパターン一致の有無をみて複数の不一
致要素が指摘される場合に、真の異常要素がわからない
という問題を解決しようとするものである。

（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＆、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、制御状態
を診断する診断処理部とを備えていて、この診断処理部
°には、上記作動パターンが対応するステップの上記記
憶パターンと一致するか否かを判定する判定部と、この
判定部からの不一致の判定を受けて不一致の要素を上記
対応するステップの前ステップの記憶パターンのものと
比較させる比較実行制御部と、上記前ステップのものと
の比較により上記対応するステップでは変化すべきでな
いのに変化している不一致の要素を優先的に異常と判定
する優先異常判定部とが観けられ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を提供する
ものである。

（作用） 上記モニタ装置においては、パターンの比較から不一致
要素が指摘された場合、前ステップの記憶パターンとの
比較により、不一致要素は本来変化すべきなのに変化し
ていないため不一致となった要素か、それとも本来変化
すべきでないのに変化したために不一致となった要素か
が点検される、つまりバックチェックされることになる
。前者の不一致要素はパターンの推移を招かないもので
あるため、後者の不一致要素が生じた結果、不一致と指
摘されたものであり、従って、後者の不一致要素が真の
異常要素ということになる。

（発明の効果） 従って、本発明によれば、パターンの比較で不一致が指
摘された際に、前ステップの記憶パターンと比較して本
来変化すべきでないのに変化して不一致となった要素を
見い出すようにしたため、複数の不一致要素が得られた
場合の真の異常要素を知ることができ、モニタ装置にお
ける診断精度の向上が図れる。

（実施例） 以下、本発明の実施側番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、ワーク等に作用
を及ぼす出力要素（例えばシリンダ装置）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、この設備には作業ヘッド３が後退端にあ
ることを検出するリミットスイッチ（ＬＳＩ）５、前進
端にあることを検出するリミットスイッチ（ＬＳ２）６
、テーブル７上でのワーク１０の位置決めを検出するリ
ミットスイッチ（ＬＳ３）１１が設けられていて、リミ
ットスイッチ（ＬＳ３）１１がオンのとき、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
／○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１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Ｉ１０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
対応するステップの記憶パターンとを比較する第１比較
部であり、比較すべき記憶パターンは比較対象抽出部２
０で抽出され、また、比較結果は診断処理部２１に与え
られ、診断結果は診断結果出力部２２に与えるようにな
っている。

上記診断処理部２１は、第１比較部１８での比較結果か
ら上記作動パターンと記憶パターンとが一致しているか
否かを判定する判定部２３と、不一致のときその不一致
要素を前ステップの記憶パターンと比較する第２比較部
２４と、この第２比較部２４での比較結果から優先的に
異常とすべき不一致の要素を判定する優先異常判定部２
５とを備える。そして、上記第１と第２の比較部１８゜
２４での比較実行は比較実行制御部２６からの指令に基
いて行なわれ、また、判定部２３による不一致判定の要
素は不一致内容一時記憶部２７を介して第２比較部２４
へ与えられ、さらに、判定部２３による一致判定は時間
監視部２８に与えるようになっている。

すなわち、比較実行制御部２６は以下の機能をもつ。

■　変化検出部１６によりＩ１０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、第１比較部１８に
比較実行指令を与える。

■　判定部２３でパターン不一致が判定されると、パッ
クチェックのために比較対象抽出部２０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前の
ステップの記憶パターンを抽出するよう指令を与え、第
２比較部２４に比較実行指令を与える。

優先異常判定部２５は、第２比較部２４での比較結果か
ら、先の判定部２３で不一致と判定された要素を、 （イ）上記不一致を生じた監視ステップで変化すへきな
のに変化しないで不一致と判定された要素。

（ロ）上記不一致を生じた監視ステップで変化すべきで
ないのに変化して不一致と判定された要素。

の２種類に区別し、後者の（ロ）を優先的に真の異常と
判定する。この場合、不一致の要素は正常であれば逆の
Ｉ１０状態になっているはずであるから、前ステップの
状態をみればその不一致の要素が変化すべきであったか
否かがわかることになる。

しかして、上記（イ）の不一致要素は、工／○状態が変
化しないのであるから、本来はパターンの推移、つまり
ステップの前進を招かないものであり、上記（ロ）の不
一致要素が生じてステップの前進を招いた結果、不一致
と判定されたものであるから、真の異常は（ロ）の不一
致要素である。

また、逆に言えば、上記（イ）の不一致要素が仮りに真
の異常であればステップが前進しないから、前ステップ
でパターン一致という判定結果が継続的に出力されるだ
けで、パターン不一致という判定結果とはならず、タイ
ムオーバとして時間監視部２８で異常判定されるべきで
あり、パターン不一致を招いた真の異常は上記（ロ）の
不一致要素であることが裏付けられる。

時間監視部２８は、設備１に予め正常な動作を行なわし
めた際の各作動パターンの推移（Ｉ１０状態の変化）に
要する時間を順次記憶していて、制御の進行が時間の上
で正常か否かを監視し、その結果を診断結果出力部に与
えるものである。すなわち、この時間監視部２８は、変
化検出部１６から所定時間内にパターン推移を招＜Ｉ１
０状態変化の検出信号がないとタイムオーバとしてその
Ｉ１０状態の変化がない要素を指摘し、また、判定部２
３からパターン一致の判定を受け、そのときのＩ１０状
態の変化が早すぎるときタイムファーストとしてその変
化が早すぎる要素を指摘するためのものである。

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
なければ時間監視部２８によるアルゴリズムにかけられ
、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）し、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、Ｓ
２）。

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、時間監視アル
ゴリズムで異常指摘がないがぎり上記Ｓｌ、３２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、そのときの不一致Ｉ１０の要素
が抽出され（Ｓ３゜Ｓ４）、次の８５〜Ｓ７でバックチ
ェックされる。

すなわち、監視ステップの番号が１つ後退（カウントダ
ウン）し、上記不一致工／○の要素について前ステップ
のＩ１０状態との比較から、変化すべきでないのに変化
した不一致Ｉ１０の要素があればその要素を優先異常と
して出力することになる。

次に第２図に示す穿孔機がワーク搬出入装置等に組込ま
れた設備におけるモニタの具体例を説明する。

正常パターン記憶部１７で記憶されている記憶パターン
の推移は次のとおりである。

く例１〉 実際の設備の動作においてステップ４でＬＳ３が断線し
た場合、作動パターンは表１のようになる。

表　　１ まず、作動パターンは上記断線の結果、Ｉ１０状態に変
化があったことになるため、ステップ５の記憶パターン
と比較する。その結果、不一致要素としてＬＳＩとＬＳ
３が指摘され、それらがパックチェックされる。つまり
、前のステップ４との比較からＬＳＩは（１→０）と変
化すべき要素、ＬＳ３は（１→１）と変化すべきでない
要素と判断され、ＬＳ３が真の異常と診断される。

く例２〉 ステップ３でＬＳＩが断線した場合、作動パターンは表
２のようになる。

表　　２ 上記断線によりＩ１０状態に変化があるため、ステップ
４の記憶パターンと比較されて不一致要素としてシリン
ダ装置とＬＳＩが指摘される。そして、パックチェック
（ステップ３との比較）により、シリンダ装置は（０→
１）と変化すべき要素だが、ＬＳＩは（１→１）と変化
すべきでない要素であるから、ＬＳＩが真の異常と診断
される。

く例３〉 ステップ４でＬＳ２に異物が付着して作動パターンは表
３のようになった場合。

表　　３ 上記異物の付着によりＩ１０状態に変化があるため、ス
テップ５の記憶パターンと比較されて不一致要素として
ＬＳＩとＬＳ２が指摘される。そして、パックチェック
（ステップ４との比較）により、ＬＳＩは（１→０）と
変化すべき要素だが、ＬＳ２は（０→０）と変化すべき
でない要素であるから、ＬＳ２が真の異常と診断される
。

なお、ステップ４でＬＳＩが断線すると、作動パターン
はステップ５の記憶パターンと一致するので不一致の判
定はでないが、時間監視アルゴリズムによりタイムファ
ーストが指摘され、ステップ４どの比較により不一致の
ＬＳＩが異常と診断される。また、ステップ４でＬＳ２
が断線すると、もともと（０）のＩ１０状態であるため
不一致の指摘はなく、次にＬＳＩが正常に変化してステ
ップ５の記憶パターンと比較され、パターンは一致する
が、シリンダ装置の作動により作業ヘッド３が前進端ま
で動いてもＬＳ２が変化しないため。

タイムオーバでステップ６との比較により不一致のＬＳ
２が異常と診断される。

従って、以上の各側から、不一致のパターンが発生した
場合、パックチェックにより前ステップのものと比較し
て、変化すべきでないのに変化して不一致と判定された
要素が真の異常要素であることがわかる。

因に、上記実施例では対応するステップの作動パターン
と記憶パターンを比較するものを第１比較部とし、パッ
クチェックのための比較を行なうものを第２比較部と特
定して説明したが、上記実施例の第１比較部に相当する
ところでパックチェックの比較を行なってもよいことは
もちろんである。

【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図は設備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）、５．６，１１・・・・・・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・・・・・・第１比較部、２１・・・・・・診断
処理部、２３・・・・・・判定部、２４・・・・・・第
２比較部、２５・・・・・・優先異常判定部、２６・・
・・・・比較実行制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、制御状態を
   診断する診断処理部とを備えていて、この診断処理部に
   は、上記作動パターンが対応するステップの上記記憶パ
   ターンと一致するか否かを判定する判定部と、この判定
   部からの不一致の判定を受けて不一致の要素を上記対応
   するステップの前ステップの記憶パターンのものと比較
   させる比較実行制御部と、上記前ステップのものとの比
   較により上記対応するステップでは変化すべきでないの
   に変化している不一致の要素を優先的に異常と判定する
   優先異常判定部とが設けられ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。