JPH02273805A - 故障診断装置 - 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、メモリに記憶したシーケンスプログラムに基
づいてプログラマブルコントローラによって制御される
被制御機器の故障を診断する故障診断装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の故障診断装置として、例えば特開昭５１
−１４８１７８号公報に記載のものかある。この故障診
断装置は、人、出力要素を備えた被制御機器をメモリに
記憶したシーケンスプログラムに基づいて制御するプロ
グラマブルコントローラに付加され、被制御機器の動作
ステップに応じたサイクル番号を計数するサイクルカウ
ンタと、このサイクルカウンタのサイクル番号を監視す
ることにより異常を検出し、その原因を上記シーケンス
プログラムを検索して診断するコンピュータで構成され
る。そして、このコンピュータは、そのソフトウェアに
よって、異常発生時のサイクル番号に対応する動作ステ
ップの出力要素と到達端要素の信号状態から故障要因を
見い出し、この故障要因に対応するプログラムを上記シ
ーケンスプログラム中より探し出すとともに、探し出し
たプログラムをシミュレートして上記出力要素の作動切
替障害条件を見い出し、この障害条件を警報表示部に出
力するようになっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の故障診断装置は、コンピュータが
、故障要因に対応するプログラムをラダー図（展開接続
図）のレベルで詳細に記述されたシーケンスプログラム
中より探し出し、探し出したプログラムを逐次シミュレ
ートして作動切替障害条件を見い出すものであるため、
そのためのソフトウェアが膨大になるうえ、診断に長時
間を要するという欠点がある。また、プログラマブルコ
ントローラのメモリに記憶させるシーケンスプログラム
即ちラダー図の入力を誤れば、故障要因の的確な検索が
できず、正しい故障診断ができないという欠点がある。

一方、簡易な故障診断方法として、シーケンスを構成す
る各サイクルのサイクル番号、原端、到達端、出力要素
、基準時間等を順次記述したサイクール線図に基づいて
時間監視を行なう手法があるが、このサイクル線図では
インターロックや次サイクルへの移行に必要な条件が直
接的には分からないため、診断の精度が悪くなるという
欠点がある。

また、正常な制御状態をメモリに記憶し、これと現在の
状態を比較して異常を検出する学習方式があるが、被制
御機器が非同な平行動作をする場合、正常パターンが多
発して診断が不可能になるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、従来のサイクル線図に基づく
診断手法を、センサで常時検知できる被制御機器の異常
情報も加味して改善することによって、少ないソフトウ
ェアで正確な故障診断を迅速に行なうことができる故障
診断装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の故障診断装置は、メ
モリに記憶したシーケンスプログラムに基づいてプログ
ラマブルコントローラによって制御される被制御機器の
故障を診断するものであって、入力部から入力されるシ
ーケンスを構成する各サイクルのサイクル番号、原端要
素、到達端要素基準時間に関するデータを少なくとも格
納するサイクル線図テーブルと、各サイクルについてそ
れ以前に動作するサイクルによって決定される原端。

到達端要素の一連のオン、オフ状態で記述された動作条
件に関するデータを格納する動作条件テーブルと、セン
サによって常時検知される上記被制御機器の異常のうち
上記入力部を介して設定される特定の異常に関するデー
タを、格納する常時監視テーブルと、上記サイクル線図
テーブルに格納された各サイクルの基準時間を計時する
タイマと、上記プログラマブルコントローラを介して入
力される被制御機器の原端、到達端要素の状態信号、セ
ンサの検知信号およびシーケンスプログラムならびに上
記タイマの計時に基づいて故障診断に関する演算を行な
う演算手段と、この演算手段の時間監視により異常が検
知されたとき、上記センサからの検知信号を上記常時監
視テーブルのデータと比較し、上記被制御機器の原端、
到達端要素の実際の状態信号を上記動作条件テーブルの
データと各サイクル毎に比較して、故障した要素や機器
を検出する検出手段を備える。

〈作用〉 サイクル線図テーブルには、入力部から入力される制御
シーケンスを構成する各サイクルのサイクル番号、原端
、到達端要素、基準時間等に関するデータが格納され、
常時監視テーブルには、入力部により設定された特定の
センサが検知する異常に関するデータが格納されている
。また、動作条件テーブルには、各サイクルについてそ
れ以前に動作するサイクルによって決定される原端、到
達端要素の一連のオン、オフ状態で記述された動作条件
に関するデータが格納されている。シーケンス制御が始
まると、演算手段は、タイマが計時する上記基準時間内
に各サイクルが終了するか否か、即ちそのサイクルの原
端要素がオフになり、到達端要素がオンになるか否かを
プログラマブルコントローラを介して入力される実際の
状態信号に基づいて監視し、否のとき異常と判別する。

かくて、異常が検知されると、検出手段は、特定のセン
サからの検知信号を上記常時監視テーブルのデータと比
較して、そのセンサに係る要素や機器が故障したか否か
を判断する。そして、否と判断した場合、プログラマブ
ルコントローラを介して入力されているそれ以前のサイ
クルに対応する原端、到達端要素の実際の状態信号を上
記動作条件テーブルのデータと各サイクル毎に逐次比較
していき、実際の状態信号と動作条件テーブルのデータ
が合致していないサイクルで異常が生じたと判断して、
故障した要素や機器を検出する。さらに、以上の判断で
故障した要素や機器が検出されない場合、上述の演算手
段で異常が検知されたときのサイクルの状態信号により
、その原端、到達端またはプログラマブルコントローラ
出力のいずれかが異常であると判定する。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の故障診断装置の一実施例を示すブロッ
ク図であり、１はリミットスイッチｌａ等の原端、到達
端要素、コイル１ｂ等の出力要素および油圧配管の圧力
低下等の特定箇所の異常を常時検知するセンサｌｃを有
してシーケンス動作する被制御機器、２はこの被制御機
器ｌを図示しないメモリに記憶したシーケンスプログラ
ムに基づいて制御するプログラマブルコントローラ、３
はこのプログラマブルコントローラ２に接続され、上記
被制御機器１の故障を診断する故障診断装置である。

上記故障診断装置３は、プログラマブルコントローラ２
とデータを送受するインターフェース回路５と、Ｃｒ（
Ｔ付キーボード４から入力されるシーケンスを構成する
各サイクルのサイクル番号。

原端要素、到達端要素、出力要素、面後のサイクル番号
、基準時間に関するデータ等を格納するサイクル線図テ
ーブル６と、上記各サイクルの動作条件に関するデータ
を格納する動作条件テーブル７と、上記センサｌｃによ
って検知される異常のうちＣＲＴ付キーボード４を介し
て設定される特定箇所の異常に関するデータを格納する
常時監視テーブル８と、上記サイクル線図テーブル６に
格納された各サイクルの基準時間を計時するタイマ９と
、上記インターフェース回路５を介して入力される被制
御機器１の原端、到達端、出力要素の状態信号と上記セ
ンサ１ｃの検知信号およびシーケンスプログラムならび
に上記タイマ７の計時に基づいて故障診断に関する演算
を行なう演算手段としてのＣＰＵｌ０からなる。

上記ＣＰＵｌ０は、駆動プログラムの形でソフトウェア
として、動作条件抽出手段と検出手段を備えており、前
者は、各サイクルについてそれ以前に動作するサイクル
によって決定される原端。

到達端要素のオン、オフ状態を上記サイクル線図テーブ
ル６を検索してデータとして抽出し、これを各サイクル
毎に一連のオン、オフ状態で記述された動作条件として
上記動作条件テーブル７に記憶させる一方、後者は、Ｃ
ＰＵｌ０が各サイクルの時間監視によって異常を検出し
たとき、プログラマブルコントローラ２を介して入力さ
れている上記センサｌｃからの検知信号を上記常時監視
テーブル８のデータと比較するとともに、被制御機器ｌ
の原端、到達端要素１ａの実際の状態信号を上記動作条
件テーブル７のデータと各サイクル毎に比較して、故障
した要素や機器を検出する。

上記構成の故障診断装置３の動作について、第２図〜第
５図を参照しつつ次に述べる。

第２図は、シーケンスを構成するサイクルを順次並べて
記述したサイクル線図の一例を示している。図中の数字
の、■、■、・・・は、各サイクルの動作順序を示すサ
イクル番号であり、これに対応するＡ、Ｅ、Ｆ、・・・
は、そのサイクルの出力要素（第１図中Ｉｂ参照）を示
す。また、各出力要素の左端の−Ｃ１Ｇ、−１、・・・
は、そのサイクルの原端要素（第１図中Ｉｎの参照）を
、各出力要素の右端のり、Ｈ，Ｊ、・・・は、そのサイ
クルの到達端要素（第１図中１ａ参照）を夫々示してい
る。１つのサイクルが実行されると、その原端要素がオ
フになり、その到達端要素と出力要素がオンになるので
、原端要素には負号（−）を付している。また、サイク
ル■とサイクル■のＣ，Ｄは、同一要素であることを示
し、サイクル■とサイクル■は、同時並行的に実行され
る。

操作者は、第２図のサイクル線図の各サイクルについて
、第３図のようなデータを作り、このデータをＣＴＲ付
キーボード４とＣＰＵｌ０を介してサイクル線図テーブ
ル６に記憶させる。即ち、サイクル■についていえば、
第３図の如くサイクル番号５．原端−Ｌ、到達端Ｍ、出
力に、萌サイクル番号４９次サイクル番号６．先頭サイ
クル・ノー終了サイクル・ノー、基準時間Ｔ、のデータ
が、サイクル線図テーブル６に格納される。また、操作
者は、ＣＴＲ付キーボード４を介して常時監視すべき特
定箇所の異常に関するデータを、例えば「油圧配管の圧
力センサ（１ｃ）の出力が５ｋｇ／ｃｍ”以下で異常と
せよ」の如く設定する。

一方、動作条件抽出手段は、上記サイクル線図テーブル
６のデータを検索して、各サイクルについてそれ以前に
動作するサイクルによって決定される原端、到達端要素
の状態を第４図の如く抽出し、これを動作条件テーブル
７に記憶させる。即ち、サイクル■についていえば、そ
れ以前のサイクルをデータ中の前サイクル番号に基づい
て■。

■、■、・・・とループの先頭■まで順次リストアツブ
し、リストアツブしたサイクルのデータをサイクル■か
ら遠い順に逐次読み出して、その原端を４−フ、到達端
をオンにしていき、文字列−〇、Ｄ。

Ｇ、Ｈ，−１、Ｊ　、・・・を得る。なお、サイクル■
と■のように同一の原端、到達端が出た場合は、後のサ
イクル■の内容を優先し、最初の一〇、Ｄを削除して、
・最終的に第４図に示す文字列−〇、Ｈ。

Ｉ、Ｊ、−Ｄ、Ｃ，−Ｌ、Ｍを得る。そして、この文字
列がサイクル■のデータとして動作条件テーブル７に格
納される。このような動作条件の抽出作業は、勿論各サ
イクルについて行なわれる。

次に、プログラマブルコントローラ２による被制御機器
ｌのシーケンス制御が始まると、故障診断装置３のＣＰ
Ｕ１０は、タイマ９が計時する上記基準時間Ｔｉ内にサ
イクルｉが終了するか否か、即ちサイクルｉの原端要素
がオフ、到達端要素がオン、出力要素がオンの全てが成
立するか否かを、プログラマブルコントローラ２を介し
て入力される実際の各要素の状態信号によって監視し、
否のとき異常が発生したと判別する。かくて、異常が検
知されると、検出手段は、常時監視すべきセンサｌｃか
らの出力信号を常時監視テーブル８に格納されたデータ
と比較して、その°センサｌｃに係る要素や機器が故障
したか否かを判別し、故障と判別すれば、これをＣＴＲ
付キーボード４に表示出力する。一方、センサに係る要
素や機器の故障でないと判別すれば、検知手段は、上記
状態信号に基づいてそのときのサイクルの各要素の異常
の有無を第５図に示すように判別する。

即ち、第５図の上棚で原端要素のみがオフにならないと
きは原端が故障と、中欄で到達端要素のみがオンになら
ないときは到達端が故障と、下側で原端オン、到達端オ
フ、出力オフのままのときはそのサイクルへの出力が異
常と判定する。そして、上側、中欄の場合は、その異常
をＣＴＲ付キーボード４に表示出力する。一方、下欄の
場合は、そのサイクルの要素や機器が故障の場合と、そ
れ以前のサイクルに問題があってプログラム上でそのサ
イクルかオンにならない場合がある。そこで、検出手段
は、プログラマブルコントローラ２を介して入力されて
いるそれ以前のサイクルに対応する原端、到達端要素の
実際の状態信号を動作条件テーブル７のデータと各サイ
クル毎に前方へ逐次比較していき、両者が合致していな
いサイクルで異常が発生したと判定し、両者が全て合致
していれば、そのサイクルの要素や機器が故障と判定す
る。そして、判定結果を同様にＣＴＲ付キーボード４に
表示出力する。

上記実施例では、動作条件抽出手段によりサイクル線図
テーブル６を検索させて動作条件を自動的に抽出し、動
作条件テーブルに格納させるようにしているので、操作
者の手間が省けるという利点があるが、操作者が動作条
件を自ら抽出してＣＴＲ付キーボード４からマニュアル
入力して格納させるようにしてもよい。

なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうまで
もない。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明のプログラマブル
コントローラで制御される被制御機器のための故障診断
装置は、サイクル線図テーブルに各サイクルのサイクル
番号、原端、到達端要素、基準時間等に関するデータを
格納し、各サイクルについてそれ以前に動作するサイク
ルによって決まる原端、到達端要素の一連のオン、オフ
状態を動作条件テーブルに格納し、特定のセンサで常時
検知される被制御機器の異常に関するデータを入力部か
ら常時監視テーブルに格納するとともに、演算手段の時
間監視で異常が検知されたとき、検出手段によって上記
センサからの検知信号を上記常時監視テーブルのデータ
と比較し、原端、到達端要素の実際の状態信号を上記動
作条件テーブルのデータと各サイクル毎に逐次比較して
、故障した要素や機器を検出するようにしているので、
シーケンス中にサイクル線図に表われない条件や複雑な
インターロックがあっても、センサで検知される異常情
報をも加味して異常箇所を的確に診断できるうえ、従来
のようなラダー図に基づく診断でないので、ラダー図の
入力間違いによる誤診断もなく、ソフトウェアが少なく
て経済性に優れかつ迅速な診断をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障診断装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図はシーケンス制御のサイクル線図の一例を
示す図、第３図は第１図のサイクル線図テーブルのデー
タを示す図、第４図は第１図の動作条件テーブルのデー
タを示す図、第５図は検出手段によるサイクルの各要素
の異常検出手法を示す図である。 Ｉ・・・被制御機器、 ２・・・プログラマブルコントローラ、３・・・故障診
断装置、４・・・ＣＴＲ付キーボード、６・サイクル線
図テーブル、 ７・・・動作条件テーブル、訃・・常時監視テーブル、
９・・タイマ、 １０・・・ＣＰＵ０ 特許出願人　シャープ株式会社　ほか！名代理人弁理士
　前出　葆　はか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）メモリに記憶したシーケンスプログラムに基づい
   てプログラマブルコントローラによって制御される被制
   御機器の故障を診断する故障診断装置であって、 入力部から入力されるシーケンスを構成する各サイクル
   のサイクル番号、原端要素、到達端要素、基準時間に関
   するデータを少なくとも格納するサイクル線図テーブル
   と、各サイクルについてそれ以前に動作するサイクルに
   よって決定される原端、到達端要素の一連のオン、オフ
   状態で記述された動作条件に関するデータを格納する動
   作条件テーブルと、センサによって常時検知される上記
   被制御機器の異常のうち上記入力部を介して設定される
   特定の異常に関するデータを格納する常時監視テーブル
   と、上記サイクル線図テーブルに格納された各サイクル
   の基準時間を計時するタイマと、上記プログラマブルコ
   ントローラを介して入力される被制御機器の原端、到達
   端要素の状態信号、センサの検知信号およびシーケンス
   プログラムならびに上記タイマの計時に基づいて故障診
   断に関する演算を行なう演算手段と、この演算手段の時
   間監視により異常が検知されたとき、上記センサからの
   検知信号を上記常時監視テーブルのデータと比較し、上
   記被制御機器の原端、到達端要素の実際の状態信号を上
   記動作条件テーブルのデータと各サイクル毎に比較して
   、故障した要素や機器を検出する検出手段を備えた故障
   診断装置。