JPH07122816B2 - シーケンス制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば工作機械等の動作を制御するシーケン
ス制御方法に係り、特に、動作変更及び故障時の復旧を
簡単に行なうことができるシーケンス制御方法に関す
る。

（従来の技術） 近年、生産業界等においては各種の生産機械を制御させ
るためにプログラム可能なシーケンス制御装置を用いる
ことが一般的になっている。

このようにシーケンス制御装置が普及したのは、ユーザ
ーがプログラムすることによって簡単に所望の回路を構
成することができ、また、改造等で機械の動きを変える
場合にもプログラムし直すだけで所望の動作をさせるこ
とが可能であり、かつ、安価であるという種々の特徴を
このシーケンス制御装置が有しているからであると考え
られる。

ところが、このような特徴を有しているシーケンス制御
装置であっても、通常では処理方式がリレーラダー式で
あるために、例えば、非常に大型の生産機械装置に使用
した場合には、この生産機械装置を制御するシーケンス
制御装置の有するプログラムが非常に膨大かつ複雑とな
り、修理や改造の必要が生じた際には、その修理や改造
には多大の時間が必要となる（ある部材が動かなくなっ
た場合には、その部材が動く条件をラダー図に基づいて
順次追っていくが、その条件が何十もあると、動かない
原因を探し当てるには多大の時間が必要となる。）とい
う欠点もある。これは、ラダー図を見ただけでは機械の
動きが把握できないことに起因しているからである。

このようなリレーラダー式の欠点を解消するために、近
年では、処理方式がグラフセット式であるシーケンス制
御装置が使用されつつある。このグラフセット式のシー
ケンス制御装置は機械の動きに対応して処理行程を入力
することができるので、前記したような改造や修理を行
なう際には、このシーケンス制御装置に記憶させた処理
工程を出力させ、その出力させた処理工程を参照すれば
直に機械の動きがわかることになる。従って、リレーラ
ダー式のものに比較して改造や修理を簡単に行なうこと
ができることになる。

このような、グラフセット式のシーケンス制御装置を用
いて第７図に示すような動作をする機械の制御を行なわ
せるには、まず、第６図に示すようなタイミングチャー
トを描き、このタイミングチャートに対応させて第７図
に示すような順序で処理行程を入力する。

つまり、まず、Y1をオンにしてリフターを上昇させ（ス
テップ１）、リフターが上昇限まで上昇して移行条件X1
がオンすると、Y1をオフにすると共にY3をオンし、同時
にY5をオンしてクランプ１及びクランプ２を出す（ステ
ップ2,3）。次に、移行条件X3,X5がオンし、移行条件Ａ
ワークがオンすると、換言すればクランプ１及びクラン
プ２が前進限まで移動し、ワークがＡワークであれば、
Y3,Y5が同時にオフしてY7をオンし（ステップ４）、Ａ
ワークの加工が所定量行なわれて移行条件X7がオンにな
ると、Y7をオフするとともにY8をオンする（ステップ
５）。一方、移行条件X3,X5がオンし、移行条件Ｂワー
クがオンすると、換言すればクランプ１及びクランプ２
が前進限まで移動し、ワークがＢワークであれば、Y3,Y
5が同時にオフしてY9をオンし（ステップ６）、Ｂワー
クの加工が所定量行なわれて移行条件X9がオンになる
と、Y9をオフするとともにY10をオンする（ステップ
７）。そして、ＡワークまたはＢワークの加工が終了し
て移行条件X8及びX10がオンすると、Y8,Y10をオフにす
ると共にY4をオンし、同時にY6をオンしてクランプ１及
びクランプ２を戻す（ステップ8,9）。さらに、クラン
プ１及びクランプ２が戻って移行条件X4,X6がオンする
と、Y4及びY6をオフし、Y2をオンしてリフターを下降さ
せる（ステップ10）。リフターが下降限まで移動して移
行条件X2がオンすると、Y2をオフする（ステップ11）。

このように、処理方式がグラフセット式のシーケンス制
御装置にあっては、第６図に示すようなタイミングチャ
ートに基づいて直接、処理工程を入力することが可能で
あるから、改造や修理を比較的簡単に行なうことができ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記したような特徴を有するグラフセッ
ト式のシーケンス制御装置にあっては、機械を自動で制
御する場合のみを考えると確かに多くの利点があるが、
機械にトラブルが発生し、ある部材を手動で動かさなけ
ればならない場合を考えると、種々の欠点が生じてく
る。

例えば、第７図に示したフローチャートにおいては、リ
フターが何かのトラブルによって上昇限まで上昇しない
場合には、ステップ１が永久に処理状態となってしま
う。この状態のままでは修理等ができないので、この処
理を強制的に中止させるステップが必要となる，つま
り、手動操作に切換えて手動操作によってこのリフター
を動かせるようにすることが必要となるが、このよう
に、トラブルを考慮して手動操作をも含めた処理工程を
フローチャートにすると、一工程毎にこの手動操作のフ
ローチャートを加える必要があることから、全体の動作
のフローチャートは非常に複雑なフローチャートになっ
てしまい、グラフセット式の利点が全く生かせなくなっ
てしまうという問題がある。

また、上記したように手動操作によって機械の各構成部
分を動かせるようにしても、手動操作の調整後、再度自
動操作に切換える場合には自動時における処理位置は手
動操作に切換えた時点で停止したままとなっているの
で、手動操作の調整後、単に自動操作に切換えて起動さ
せることができないという問題もある。

本発明は、このような従来のシーケンス制御方法の問題
を解消するためになされたものであり、このシーケンス
制御装置の動作変更、故障ないしトラブル発生時の復旧
を、制御されるシリンダ等の作動部材がその作動途中で
停止した場合における復旧をも含めて簡単に行なうこと
ができ、かつ、処理工程のプログラムが簡単であるシー
ケンス制御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、シリンダやモータ
等からなる作動部材を工程歩進方向に作動させる進行側
実行手段を進行側起動手段により起動させる一方、進行
側停止手段で停止させ、更に前記作動部材を工程歩進方
向とき逆方向に作動させる戻し側実行手段を戻し側起動
手段で起動させる一方、戻し側停止手段で停止させるよ
うにし、前記進行側実行手段と前記戻し側実行手段とに
より１つの工程が構成される複数の工程を順次作動させ
るようにしたシーケンス制御方法であって、前記進行側
起動手段と前記戻し側停止手段に接続された起動開始側
活性手段が、前の工程が終了したときに活性化されると
共に当該活性化状態の下で前記進行側起動手段がオンさ
れたときに前記進行側実行手段を起動させると共に半活
性の状態の下で前記進行側起動手段がオンされたときに
前記進行側実行手段を起動させる一方、不活性の状態の
下で前記戻し側停止手段がオンされると活性化状態とな
り、前記進行側停止手段と前記戻し側起動手段に接続さ
れた起動終了側活性化手段が、前記起動開始側活性手段
が活性状態の下で前記進行側起動手段がオンされると半
活性状態となり、かつ前記進行側実行手段の作動が終了
して前記進行側停止手段がオンされたときに活性化され
次工程の起動側活性手段を活性状態に設定させる一方、
半活性化ないし活性化された状態で前記戻し側起動手段
がオンされると前記戻し側実行手段を戻し方向に起動さ
せ、１つの工程における前記起動終了側活性化手段と次
の工程における前記起動開始側活性化手段の一方が活性
化されたときにのみ他方を活性化させるようにしてなる
シーケンス制御方法である。

（作用） 次に、上述した本発明のシーケンス制御方法の作用につ
いて第１図を参照しつつ説明すると、以下の通りであ
る。

１つの工程をなす起動開始側活性手段がその前の工程を
なす起動終了側活性手段により活性化状態となり、進行
側起動手段がオンすると、前記起動開始側活性手段が不
活性化状態となるとともに起動側終了活性手段が半活性
の状態となる。そして、進行側実行手段によって作動部
材を行程歩進方向に所定の順序で作動させる。次に、進
行側停止手段がオンすると、起動終了側活性手段が半活
性の状態から活性化状態となり、同時に次工程の起動側
活性手段も活性化状態となる。この状態で戻し側起動手
段がオンすると、前記起動終了側活性手段が不活性化状
態となるとともに戻し側実行手段によって前記作動部材
を行程歩進方向とは逆方向に所定の順序で作動させるこ
とが可能になる。さらに、戻し側停止手段がオンする
と、起動開始側活性手段が活性化状態となるとともに前
行程の起動終了側活性手段が活性化状態となる。

一方、起動終了側活性手段が半活性の状態の下で戻し側
起動手段がオンすると、戻し側実行手段が作動し、作動
部材は前記逆方向に所定の順序で作動することになる。

したがって、一工程毎に前記作動部材を行程歩進方向あ
るいは行程歩進方向とは逆方向に作動させることがで
き、手動操作から自動操作に切換えた場合であってもそ
のまま自動起動させることができ、かつ、処理行程のプ
ログラムも単純化されるので、改造作業や故障の復旧を
迅速に行なうことができることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図には本発明に係るシーケンス制御方法を具体化し
たシーケンス制御装置の概略構成図が示されている。

同図に示すように、演算制御部及び記憶部を備えたCPU1
には、電源部２、入力部３及び出力部４がそれぞれ接続
されている。この入力部３には、リミットスイッチ，押
釦スイッチ，リレー接点などが接続されており、これら
の接点情報が入力される。そして、出力部４には、電磁
開閉器，電磁弁，ランプなどが接続され、CPU1の命令に
基づいてこれらの駆動機器が動作する。

また、CPU1には、プログラムを入力するプログラムロー
ダ５が必要に応じて接続しうるようになっており、CPU1
に新規のプログラムを入力する場合や設計変更の際に
は、このプログラムローダ５によってプログラムの追加
や変更を行なうことになる。

第３図には本発明に係るシーケンス制御方法によって第
５図及び第６図に示したような動作をする機械の処理方
法の概念図が示してある。

この処理方法の概念図は同図に示すように構成され、同
図中、P0a、P1a、P2aは起動開始側活性手段としての状
態点を示し、P0b、P1b、P2bは起動終了側活性手段とし
ての状態点を示す。また、S0a、S1a、S2aは進行側起動
手段としての遷移条件を示し、S0b、S1b、S2bは進行側
停止手段としての遷移条件を示し、S0c、S1c、S2cは戻
し側起動手段としての遷移条件を示し、S0d、S1d、S2d
は戻し側停止手段としての遷移条件を示し、J0A、J1A、
J2Aは進行側実行手段としての実行命令群を示し、J0B、
J1B、J2Bは戻し側実行手段としての実行命令群を示して
いる。

前記作動部材が第５図におけるリフター用のシリンダで
あるならば、このシリンダは進行側実行手段からの信号
により工程歩進方向に作動することになり、更に戻し側
実行手段からの信号により上述の方向とは逆方向に作動
することになる。そして、この場合には進行側の起動手
段及び停止手段、並びに戻し側の起動手段及び停止手段
は、それぞれリミットスイッチにより構成されることに
なる。

この概念図に示した各構成要素は、第４図に示した基本
動作を示すフローチャートに示されるように、次の様に
動作する。以下にこの動作を第３図を参照しつつ説明す
る。

まず、第４図に示すようにシーケンス制御装置の動作を
総括制御するCPUにより、ある工程を構成する起動終了
側活性手段の状態点P0bが、この工程が終了することに
より活性化されると、次の工程を構成する起動開始側活
性手段の状態点P1aが活性状態となる（ステップ20）。
この状態は例えば第５図に示す装置をシーケンス制御す
る場合であれば、リフター用のシリンダを駆動するため
の進行側実行手段の作動により、このシリンダが前進限
となった状態を、例えばリミットスイッチつまり進行側
停止手段により検知した状態に相当する。

次に、前述した次の工程を構成する進行側駆動手段の遷
移条件S1aが１となるか否かを判断する。つまり、実行
命令群J1Aを実行する条件が整っているかどうかを判断
する（ステップ21）。この遷移条件が１となる場合とし
ては、この工程が第５図に示すクランプ１のためのシリ
ンダを作動させる工程であれば、そのシリンダの作動を
開始させるための信号が入力された場合に相当する。こ
の判断の結果、遷移条件S1aが１でなければステップ22
及びステップ20の処理を繰返し、遷移条件S1aが１なら
ば、状態点P0b及びP1aを不活性化する（ステップ22、2
3）と共に、起動終了側活性手段の状態点P1bの遷移条件
を半活性の状態にして（ステップ24）、実行命令群J1A
を実行する（ステップ25）。これにより、例えば上述し
たクランプ１のためのシリンダが前進移動つまり工程歩
進方向に移動することになる。

次に、この工程を構成する進行側停止手段の遷移条件S1
bが１であるかどうかの判断をする。すなわち、実行命
令群J1Aの実行を終了する条件が整っているかどうかを
判断する（ステップ26）。この遷移条件S1bが１である
場合としては、例えば、クランプ１の前進限を検知する
リミットスイッチがオンとなった場合がある。この判断
の結果、遷移条件S1bが１となれば、この工程を構成す
る起動終了側活性手段の状態点P1bが活性状態となる
（ステップ27）。この起動終了側活性手段の状態点P1b
が活性状態となると、更に次の工程を構成する起動開始
側活性手段の状態点が活性状態となる。この工程として
は、例えば、第５図におけるクランプ２を駆動させるた
めの工程がある。この工程における動作は上述したクラ
ンプ１を作動させるための制御手順と同様となってい
る。

もし、前記ステップ26において遷移条件S1bが１となら
なかった場合には、これはクランプ１を前進移動させる
ためにこれの進行側実行手段によりシリンダの作動信号
が出されていても、クランプ１のための前記シリンダが
故障した場合に相当することになる。

この場合には、この工程を構成する起動終了側活性手段
がまだ半活性となった状態のままなので、この状態の下
で、戻し側起動手段の遷移条件S1cが１となると、つま
り例えば押し釦スイッチがオンされると（ステップ2
8）、前進側実行手段の実行命令群J1Aの実行を停止させ
ることになる。（ステップ29）。ただし、前記ステップ
28で遷移条件S1cが１とならなければ、実行命令群J1Aを
実行させ続けることになる。

実行命令群J1Aの実行を停止させると共に、シリンダ等
の作動部材を戻す方向に駆動するために、戻し側実行手
段の命令J1Bを実行させる（ステップ30）。これによ
り、シリンダ等の作動部材は戻し側実行手段からの信号
により、リミットスイッチ等からなる戻し側停止手段の
遷移条件S1dが１となるまで、戻し移動することにな
る。この遷移条件S1dが１となると（ステップ31）、こ
の工程を構成する起動開始側活性手段の状態点P1aが活
性化状態となり（ステップ32）、これと同時に、前の工
程の起動終了側活性手段の状態点P0bも活性化状態とな
る。

このように、本発明に係るシーケンス制御方法による概
念的な動作は第４図に示したフローチャートに示した通
りであるが、次に、本発明に係るシーケンス制御方法に
よるさらに詳細な動作を、第4A図から第4C図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。

第4A図に示すように、まず、状態点P1aが活性であれ
ば、状態点P0bを活性化し（ステップ40,41）、状態点P1
aが活性であり、かつ、遷移条件S1aが１であれば（ステ
ップ42,43）、状態点P0bを不活性化すると共に状態点P1
aを不活性化し、状態点P1bを半活性化して遷移条件S1b
が１になるまで実行命令群J1Aを実行する（ステップ44
〜48）。そして、遷移条件S1bが１になると、状態点P1b
を活性化して処理を終了する（ステップ49）。

一方、状態点P1aが半活性の状態で遷移条件S1aが１とな
れば（ステップ50,51）、実行条件J1Bの実行を停止し、
前記したステップ44以降の処理を行なう（ステップ5
2）。尚、ステップ42において、状態点P1aが活性でない
とき、あるいは、ステップ51において遷移条件S1aが１
でないときには処理を終了する。

そして、第4B図に示すように、まず、状態点P1bが活性
であれば、状態点P2aを活性化し（ステップ60,61）、状
態点P1bが活性であり、かつ、遷移条件S1cが１であれば
（ステップ62,63）、状態点P2aを不活性化すると共に状
態点P1bを不活性化し、状態点P1aを半活性化して遷移条
件S1dが１になるまで実行命令群J1Bを実行する（ステッ
プ64〜68）。そして、遷移条件S1dが１になると、状態
点P1aを活性化して処理を終了する（ステップ69）。

一方、状態点P1bが半活性の状態で遷移条件S1cが１とな
れば（ステップ70,71）、実行条件J1Aの実行を停止し、
前記したステップ64以降の処理を行なう（ステップ7
2）。尚、ステップ62において、状態点P1bが活性でない
とき、あるいは、ステップ71において遷移条件S1cが１
でないときには処理を終了する。

また、第4C図に示すように、まず、状態点P2aが活性で
あれば、状態点P1bを活性化し（ステップ80,81）、状態
点P2aが活性であり、かつ、遷移条件S2aが１であれば
（ステップ82,83）、状態点P1bを不活性化すると共に状
態点P2aを不活性化し、状態点P2bを半活性化して遷移条
件S2bが１になるまで実行命令群J2Aを実行する（ステッ
プ84〜88）。そして、遷移条件S2bが１になると、状態
点P2bを活性化して処理を終了する（ステップ89）。

一方、状態点P2aが半活性の状態で遷移条件S2aが１とな
れば（ステップ90,91）、実行条件J2Bの実行を停止し、
前記したステップ84以降の処理を行なう（ステップ9
2）。尚、ステップ82において、状態点P2aが活性でない
とき、あるいは、ステップ51において遷移条件S2aが１
でないときには処理を終了する。

したがって、第３図において、２番目の工程を構成する
シリンダ等の作動部材の故障の修理が完了した後に、再
度遷移条件S1aが１となれば、この工程の作動部材、例
えばシリンダが前述と同様に、工程歩進方向に移動する
ことになる。また、この状態で遷移条件S0cを１とすれ
ば、前の工程における作動部材を戻し方向に移動させる
ことができ、このようにして順次第１番目の制御工程ま
で戻すことができる。そして、戻した状態から再度工程
歩進方向にそれぞれの作動部材を順次所定の順序で作動
させることが可能となる。

したがって、種々の装置の作動を制御するために本発明
のシーケンス制御方法を適用すると、種々の装置を構成
するシリンダやモータ等の作動部材の１つが作動途中で
トラブルの発生により停止した場合には、その発生部材
を逆方向に戻せば、その状態から再度制御装置を作動さ
せることが可能となる。従来のシーケンス制御では、全
体の装置を構成する一部の作動部材にトラブルが発生し
た場合には、手動用の制御に切換えて、その装置を構成
する全ての作動部材を元位置に戻し、最初から装置を作
動させるようにする必要があったが、トラブルないし故
障した作動部材のみを調整して元位置に戻せば、その状
態から再度装置を起動させることが可能となった。

なお、本実施例においては、戻し側実行命令群の処理内
容は、進行側実行命令群の処理内容とは逆の動作のもの
を例示したが、この処理内容は進行側実行命令群の処理
内容と同一のものと逆のものを並存させたものであって
も適用可能である。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、シ
リンダやモータ等からなる複数の作動部材を所定の順序
で作動させるようにし、進行側起動手段と戻し側停止手
段に接続された起動開始側活性手段が、前の工程が終了
したときに活性化されると共に当該活性化状態の下で前
記進行側起動手段がオンされたときに進行側実行手段を
起動させると共に半活性の状態の下で前記進行側起動手
段がオンされたときに前記進行側実行手段を起動させる
一方、不活性の状態の下で前記戻し側停止手段がオンさ
れると活性化状態となり、進行側停止手段と戻し側起動
手段に接続された起動終了側活性化手段が、前記起動開
始側活性手段が活性状態の下で前記進行側起動手段がオ
ンされると半活性状態となり、かつ前記進行側実行手段
の作動が終了して前記進行側停止手段がオンされたとき
に活性化され次工程の起動側活性手段を活性状態に設定
させる一方、半活性化ないし活性化された状態で前記戻
し側起動手段がオンされると前記戻し側実行手段を戻し
方向に起動させるようにしたので、前記複数の工程を所
定の順序で作動させることができる。

そして、１つの工程が完了した後に、手動に切換えて１
つ或いはそれ以上の前の工程の状態に戻しても、戻す際
には起動終了側活性手段と起動開始側活性手段とを順次
活性化させるので、その戻した状態から、自動に切換え
るだけで、再度装置を起動させることができる。

また、同様に、１つの工程を構成するシリンダ等の作動
部材にトラブルが発生しても、その工程を構成する起動
終了側活性手段が半活性となっている状態の下で、手動
に切換えて戻し側実行手段を作動させれば、その工程を
再起動し得る状態に設定することができ、トラブル除去
後に自動に切換えてそのままの位置が再度装置をシーケ
ンス制御することが可能となる。

更には、処理工程のプログラムが一工程毎に１つのブロ
ックとして表わすことが可能になるので、改造作業や故
障の復旧作業時のプログラム入力処理が単純化され、こ
れらの作業を迅速に行なうことができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシーケンス制御方法を具体化した
シーケンス制御装置のブロック図、 第２図は第１図に示したシーケンス制御装置の概略構成
図、 第３図は本発明に係るシーケンス制御方法の処理手順を
示す概念図、 第４図は本発明に係るシーケンス制御方法の動作の一例
を示すフローチャート、 第4A図から第4C図は、本発明に係るシーケンス制御方法
の動作の一例を示す詳細なフローチャート、 第５図及び第６図は単純な動作を行なう機械の動作説明
図、 第７図はグラフセット方式のシーケンス制御装置によ
り、機械を第５図及び第６図に示したような動作させる
場合のフローチャート。 １……CPU、２……電源部、３……入力部、４……出力
部、５……プログラムローダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 隆行 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 伊藤 隆敏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 清水 圭 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダやモータ等からなる作動部材を工
   程歩進方向に作動させる進行側実行手段を進行側起動手
   段により起動させる一方、進行側停止手段で停止させ、
   更に前記作動部材を工程歩進方向とき逆方向に作動させ
   る戻し側実行手段を戻し側起動手段で起動させる一方、
   戻し側停止手段で停止させるようにし、前記進行側実行
   手段と前記戻し側実行手段とにより１つの工程が構成さ
   れる複数の工程を順次作動させるようにしたシーケンス
   制御方法であって、 前記進行側起動手段と前記戻し側停止手段に接続された
   起動開始側活性手段が、前の工程が終了したときに活性
   化されると共に当該活性化状態の下で前記進行側起動手
   段がオンされたときに前記進行側実行手段を起動させる
   と共に半活性の状態の下で前記進行側起動手段がオンさ
   れたときに前記進行側実行手段を起動させる一方、不活
   性の状態の下で前記戻し側停止手段がオンされると活性
   化状態となり、 前記進行側停止手段と前記戻し側起動手段に接続された
   起動終了側活性化手段が、前記起動開始側活性手段が活
   性状態の下で前記進行側起動手段がオンされると半活性
   状態となり、かつ前記進行側実行手段の作動が終了して
   前記進行側停止手段がオンされたときに活性化され次工
   程の起動側活性手段を活性状態に設定させる一方、半活
   性化ないし活性化された状態で前記戻し側起動手段がオ
   ンされると前記戻し側実行手段を戻し方向に起動させ、 １つの工程における前記起動終了側活性化手段と次の工
   程における前記起動開始側活性化手段の一方が活性化さ
   れたときにのみ他方を活性化させるようにしてなるシー
   ケンス制御方法。