JP2010191875A - プログラマブルコントローラにおける接点系統異常の音声報知方式 - Google Patents

Abstract

【課題】接点やデバイスに異常があった場合に応急措置を施すことができるようにする。
【解決手段】本方式は、複数の入・出力接点それぞれにデバイスが接続されてなる接点系統に対するラダープログラムを、サイクリックにスキャンするＰＬＣにおいて、上記接点系統の異常を外部に報知する方式であって、上記接点系統の状態を監視ないし診断し、その結果が異常か否かを判定する異常判定手段（接点状態監視部７、ＣＰＵ１１）と、上記異常判定手段で異常と判定された接点系統を特定する異常個所特定手段（異常個所特定部１３）と、上記異常個所特定手段で特定された接点系統の情報を音声にて報知する音声報知手段（音声変換部１５，音声出力部１６、音声データ格納テーブル１７，ＣＰＵ１１）と、を備えたことで、上記接点系統の異常個所を特定し、その異常特定個所を音声で報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣ）において接点系統である入力接点、出力接点、あるいはそれらに接続される各種デバイスの異常を音声で報知する方式に関するものである。

生産工場等に設置されるファクトリーオートメーション（ＦＡ）の制御装置として、ＰＬＣが用いられている。このＰＬＣは、内部にＣＰＵ、Ｉ／Ｏメモリ、プログラムメモリ等を有し、このＣＰＵは、入力接点から入力した入力デバイスからの信号をＩ／Ｏメモリに取り込むＩＮリフレッシュ処理を行い、プログラムメモリ内のシーケンスプログラムに基づき演算実行し、その演算実行結果をＩ／Ｏメモリに書き込んで出力接点から出力デバイスに送り出すＯＵＴリフレッシュ処理を行うと共に、通信ネットワーク上の他のＰＬＣとデータ送受信を行ったり、通信ポートを介して外部パーソナルコンピュータ等とデータ送受信などを行ったりする周辺処理を行う一連の処理をサイクリックに繰り返す。このようなサイクリックスキャンは例えば特許文献１を参照することができる。

入力接点にはセンサ等の入力デバイスが、出力接点にはアクチュエータ等の出力デバイスが接続される。センサ等の入力デバイスは工作機械等の各種機械やその他の装置の状態をセンシングし、そのセンシングに係る信号を入力接点を介して内部回路に入力し、内部回路からの制御に係る信号を、出力接点を介して、上記機械や装置を駆動するアクチュエータやモータ等の出力デバイスに送り込み、これら出力デバイスを駆動制御する。

以上のＰＬＣにおける入力接点や出力接点は機器パネル上に備えられ、ユーザ側のセンサやアクチュエータ等の入・出力デバイスとこれらの作動電源とが接続されるようになっている。

上記入・出力接点あるいは入・出力デバイスにおいては、各種要因により、その機能を喪失してしまっていることがある。そこで、その機能喪失等を監視ないし診断をするため、通常では、ＰＬＣのラダープログラム等をチェックしたり書き換えたり、あるいは、異常と思われる入・出力接点や入・出力デバイスを交換したりすることが行われている。

しかしながら、上記ラダープログラムのチェックやその書き換え、あるいは入・出力接点やデバイスがどれかを判断することは習熟した技術者でさえ容易ではなく、まして、生産現場のような場合では往々にしてそのような習熟技術者が不足ないし不在な場合では、ＰＬＣ制御下の生産を停止させざるを得ない事態も予想しえる。そのような場合には、そうした異常な接点系統を習熟した技術者でなくても特定可能となして上記事態に対する応急措置ができるようにすることが望まれていた。

特開２００５−２５９０７９号公報

本発明は、各接点や各デバイスからなる接点系統に異常が発生した場合には、ラダープログラム等の専門知識を要さずに、現場にて、異常な接点系統がどれであるかを容易に特定して応急措置を施すことができるようにすることである。

本発明によるＰＬＣにおける接点系統異常の音声報知方式は、デバイスが接続される複数の接点を含む接点系統に対するラダープログラムを実行するプログラマブルコントローラにおいて、上記接点系統の異常を外部に報知する方式であって、上記接点系統の状態を監視ないし診断し、その結果が異常か否かを判定する異常判定手段と、上記異常判定手段で異常と判定された接点系統を特定する異常個所特定手段と、上記異常個所特定手段で特定された接点系統の情報を音声にて報知する音声報知手段と、を備えたことで、上記接点系統の異常個所を特定し、その特定した異常個所を音声で報知することを可能としたことを特徴とするものである。

上記接点系統には接点やデバイスを含む。この接点には入力接点、出力接点、入出力接点を含む。デバイスには入力デバイス、出力デバイスを含むことができる。

本発明では、異常判定手段により接点系統の異常状態を判定した場合、異常個所特定手段によりどの接点系統に異常が発生したかを特定し、音声報知手段によりその特定した異常個所を音声で報知するようにしたので、ラダープログラム等の専門知識を要さず、異常な接点系統を特定して応急措置を施すことができるようになる。

本発明において、好ましい態様は、上記異常個所特定手段は、ラダープログラムのサイクリックスキャンに同期して異常と判定した接点またはデバイスを特定することである。

ここで、サイクリックスキャンはプログラムメモリに格納したプログラムを繰り返し実行することである。このプログラムはラダー図方式、ＳＦＣ（シーケンシャル・ファンクション・チャート）方式等の各種があり、その方式の種類には限定しない。

上記態様では、異常判定のタイミングがラダープログラムのサイクリックスキャンに同期するので、ラダープログラムのサイクリックスキャン同期位置からどの接点系統に異常があったかを特定することができる。

本発明において、別の好ましい態様は、上記異常判定手段は、接点系統を構成する接点またはデバイスそれぞれにアドレス付けして異常判定結果を出力するようになっている一方、上記異常個所特定手段は、上記異常判定手段からのアドレスを参照して上記異常と判定した接点またはデバイスを特定することである。

この態様では、そのアドレスから簡単に接点系統の異常箇所を特定することができるようになる。

本発明において、別の好ましい態様は、上記音声報知手段は、上記接点系統の異常箇所を特定する情報を音声にて報知することである。

上記態様では、異常個所を音声で報知するので、作業者は簡単にその異常な接点系統に対して応急措置を施すことができる。

本発明において、別の好ましい態様は、上記接点系統が、接点ないしはそれに接続したデバイスである。

本発明によれば、接点系統に異常がある場合、その異常個所が音声で報知されるので、ラダープログラム等の専門知識がない作業者であっても、現場にて、費用を要さずに、簡単にその接点やデバイスに対して応急措置を施すことができる。

図１は本発明の実施の形態に係るＰＬＣの回路構成を示す図である。 図２は図１のＰＬＣにおける運転パターンを示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るＰＬＣにおける接点系統異常の音声報知方式を詳細に説明する。実施の形態のＰＬＣは、ビルディングブロックタイプにも一体タイプにも適用することができる。実施の形態では説明の都合でビルディングブロックタイプと一体型とを区別せずに説明する。図１は本発明の実施の形態に係る方式を実施するＰＬＣの概略化したブロック構成を示し、図２はデバイスの運転パターンを示す。

図１を参照して、このＰＬＣは、複数の入力デバイス１ａ，１ｂ，…，１ｎ（以下、単に入力デバイス１）がそれぞれ接続された複数の入力接点２ａ，２ｂ，…，２ｎ（以下、単に入力接点２）と、複数の出力デバイス３ａ，３ｂ，…，３ｎ（以下、単に出力デバイス３）がそれぞれ接続された複数の出力接点４ａ，４ｂ，…，４ｎ（以下、単に出力接点４）とを備える。実施の形態で、これら入・出力接点２，４、入・出力デバイス１，３を接点系統と定義する。

複数の入力接点２、複数の出力接点４は、それぞれ、入力回路５、出力回路６に接続される。そして、これら入力接点２、出力接点４それぞれの状態は接点状態監視部７により監視される。この監視は、例えば、入力回路５に入力される入力信号の電圧レベルが所定値以下か否かで入力接点２の状態を監視し、所定値以下であれば、入力接点２に異常があると判定することで行う。また、出力回路６に出力される出力信号の電圧レベルが所定値以下か否かで出力接点４の状態を監視し、所定値以下であれば、出力接点４に異常があると判定することで行う。

上記した接点状態の監視手段は、一例であり、これに限定されないことはもちろんである。

この接点状態監視部７からの接点状態監視データはラダープログラム上で上記入力接点２や出力接点４のサイクリックスキャンに同期して出力される。

実施の形態のＰＬＣは、標準デバイス運転パターン記憶部８と、通常デバイス運転パターン記憶部９と、運転パターン比較部１０とを備える。これら標準デバイス運転パターン記憶部８にはあらかじめ図２（ａ）で一例として示す標準デバイス運転パターンが記憶されている。図２（ａ）で示す標準デバイス運転パターンＰｓは、標準運転パターン幅Ｔｓとそれの前後の運転パターン精度調整幅Ｔａとを有する。標準デバイス運転パターン記憶部８には、図解の煩雑さを避けるため特に図示はしないが、複数の入・出力接点２，４それぞれに接続される複数の入・出力デバイス１，３それぞれに対応した複数の標準デバイス運転パターンが記憶されている。また、標準運転パターン幅Ｔｓ前後の運転パターン精度調整幅Ｔａはそれぞれの標準デバイス運転パターンごとに対応して設定することができる。

通常デバイス運転パターン記憶部９には、入力回路５、出力回路６から入力される入力デバイス１、出力デバイス３それぞれの信号をＣＰＵ１１が処理して通常デバイス運転パターンとして記憶されるようになっている。この通常デバイス運転パターンは、サイクリックスキャンごとに複数の入・出力接点２，４それぞれに接続される複数の入・出力デバイス１，３それぞれに対応した複数の通常デバイス運転パターンが更新されて記憶されている。この通常デバイス運転パターンの一例を図２（ｂ）で示す。図２（ｂ）で示す通常デバイス運転パターンＰ０１１，Ｐ０１２は、それぞれ、通常デバイス運転パターン幅がＴ０１１，Ｔ０１２であり、標準デバイス運転パターンＰｓの標準運転パターン幅Ｔｓとそれの前後の運転パターン精度調整幅Ｔａ内に収まっていて、正常である。これに対して図２（ｃ）で示す通常デバイス運転パターンＰ０２１，Ｐ０２２では、通常デバイス運転パターン幅がＴ０２１，Ｔ０２２であり、標準デバイス運転パターンＰｓの標準運転パターン幅Ｔｓとそれの前後の運転パターン精度調整幅Ｔａ内に収まっていなくて、異常である。

そして、運転パターン比較部１０では、図２（ａ）の標準デバイス運転パターンＰｓと図２（ｂ）、図２（ｃ）それぞれの通常デバイス運転パターンＰ０１１，Ｐ０１２，Ｐ０２１，Ｐ０２２を比較し、図２（ｂ）の通常デバイス運転パターンＰ０１１，Ｐ０１２は正常であり、図２（ｃ）の通常デバイス運転パターンＰ０２１，Ｐ０２２は異常であるとする比較出力をデバイス状態診断部１２に出力する。デバイス状態診断部１２は、この比較出力からデバイスの状態を診断しＣＰＵ１１に診断結果をサイクリックスキャンに同期出力するようになっている。

異常個所特定部１３は、ＣＰＵ１１が図示略のメモリに格納しているラダープログラムをサイクリックスキャンするに際し、そのサイクリックスキャンに同期して、接点状態監視部７やデバイス状態診断部１２で異常判定された接点系統の箇所（アドレス）を特定するようになっている。なお、ＣＰＵ１１が各種演算や制御処理を行うためのシステムプログラムが書き込まれたメモリ、ユーザプログラムであるラダープログラムのロードや演算処理のワークエリア、データの一時的格納等を行うためのメモリ、等のメモリも図示を略している。

上記異常個所特定部１３は、接点状態監視部７とデバイス状態診断部１２それぞれから入・出力接点２，４の状態監視データと、デバイス１，３の状態診断データとを入力すると共に、これらデータの発生タイミングと、上記サイクリックスキャンタイミングとの同期を判定し、その同期位置からどの入・出力接点２，４、デバイス１，３に異常があったかを特定することができるようになっている。

なお、上記サイクリックスキャンに同期ではなく、接点状態監視部７やデバイス状態診断部１２が入力接点２、出力接点４、入力デバイス１、出力デバイス３.それぞれにアドレス付けし、そのアドレスデータを異常判定結果と共に異常個所特定部１３に出力することもできる。こうした場合、サイクリックスキャンの同期に関係なく、そのアドレスから複数の接点やデバイスの中から異常な接点やデバイスを特定することができるようになる。

以上から異常個所特定部１３で特定された異常な接点２，４やデバイス１，３の情報は、表示部１４で表示されると共に、音声変換部１５で音声変換されたうえで音声出力部１６から音声で報知される。この場合、音声データ格納テーブル１７にはその異常個所に対応した音声データが格納されていて、ＣＰＵ１１は異常個所特定部１３で特定された異常個所に対応して音声データ格納テーブル１７から異常個所に対応した音声データを選択し、音声変換部１５で音声変換することができるようになっている。また、ＣＰＵ１１は、音声無線送信部１８を制御して、送信アンテナ１９からその音声を無線で送信することができるようになっている。

以上説明したように本実施の形態では、接点状態監視部７、デバイス状態診断部１２の監視ないし診断結果からＣＰＵ１１が異常判定手段として接点２，４やデバイス１，３の接点系統に異常があると判定すると共に、ＣＰＵ１１はさらに異常個所特定部１３でどの接点２，４やデバイス１，３に異常が発生したかのデータを取得し、音声報知手段である音声変換部１５、音声出力部１６によりその特定した異常個所を音声で報知する一方、音声無線送信部１８から無線送信するようにしたので、ラダープログラム等の専門知識を要さない作業者や、現場に不在の作業者であっても、異常な接点系統を特定して応急措置を施すことができるようになる。

なお、本願において音声出力という点で類似する点で特開２００６−２０９５８９号公報がある。この公報では、工作機械の状況をユーザが認識可能な音声で出力する技術が開示されている。しかしながら、この開示技術では、ＰＬＣ内部にではなく、外部に設けたものであり、ＰＬＣの複数の入・出力接点それぞれの個別状況や、各入・出力接点それぞれに接続した複数のデバイスの個別状況を認識して処理することができる技術は開示されていない。

また、特開２００７−１５２４７０号公報には、ロボットに関して正常と比較の両パターンに基づく診断結果を音声出力する技術が開示されているが、ＰＬＣ内部にではなく、外部に設けたものであり、ＰＬＣの複数の入・出力接点それぞれの個別状況や、各入・出力接点それぞれに接続した複数のデバイスの個別状況を認識して処理することができる技術は開示されていない。

１ａ−１ｎ 入力デバイス
２ａ−２ｎ 入力接点
３ａ−３ｎ 出力デバイス
４ａ−４ｎ 出力接点
５ 入力回路
６ 出力回路
７ 接点状態監視部
８ 標準デバイス運転パターン記憶部
９ 通常デバイス運転パターン記憶部
１０ 運転パターン比較部
１１ ＣＰＵ
１２ デバイス状態診断部
１３ 異常個所特定部
１５ 音声変換部
１６ 音声出力部
１７ 音声データ格納テーブル

Claims (5)

1. デバイスが接続される複数の接点を含む接点系統に対するラダープログラムを実行するプログラマブルコントローラにおいて、上記接点系統の異常を外部に報知する方式であって、
   上記接点系統の状態を監視ないし診断し、その結果が異常か否かを判定する異常判定手段と、
   上記異常判定手段で異常と判定された接点系統を特定する異常個所特定手段と、
   上記異常個所特定手段で特定された接点系統の情報を音声にて報知する音声報知手段と、
   を備えたことで、上記接点系統の異常個所を特定し、その特定した異常個所を音声で報知することを可能とした方式。
2. 上記異常個所特定手段は、ラダープログラムのサイクリックスキャンに同期して異常と判定した接点またはデバイスを特定する請求項１に記載の方式。
3. 上記異常判定手段は、接点系統を構成する接点またはデバイスそれぞれにアドレス付けして異常判定結果を出力するようになっている一方、上記異常個所特定手段は、上記異常判定手段からのアドレスを参照して上記異常と判定した接点またはデバイスを特定する請求項１に記載の方式。
4. 上記音声報知手段は、上記接点系統の異常箇所を特定する情報を音声にて報知する、請求項２または３に記載の方式。
5. 上記接点系統が、接点ないしはそれに接続したデバイスである、請求項１ないし４のいずれかに記載の方式。

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