JPH06149347A - 設備の異常再現装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動化設備の異常の原因を解析するため、表
示装置上にデータを再現する。 【構成】 自動化設備の監視装置に異常が発生するまで
の一定時間分のデータをファイル化して、再び復元して
表示装置に表示することにより、任意のタイミングでの
異常の解析を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動化設備を構成する
各種機器とネットワークなどの通信手段を用いて接続さ
れ、設備の運転状況を監視し、設備の異常が発生した時
の原因を解析するための設備の異常再現装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在、物品組立てラインなどにおいて盛
んに自動化が行われており、その自動化設備は年々複雑
化し、設備を構成する機器も多様化して、その数も増加
している。このため、設備内で異常が発生した時には、
その原因の解析にも時間を要するようになり、これが設
備の稼働率を下げる要因の１つとなっている。そのた
め、各種のトラブル原因の解析方法が考案されている。

【０００３】例えば、図１に示す構成のモニタ装置を使
用して、図２乃至図６に示すような各種設備監視用画面
を表示装置上に表示し、それを用いて異常解析を行う方
法がある。図１のモニタ装置において、１０は中央処理
装置、１２は表示装置、１４はキー入力装置、１６はマ
ウス入力装置、１８は設備ネットワーク・インターフェ
イス（Ｉ／Ｆ）、２０はハードディスク、２２は主記憶
装置である。又、主記憶装置２２は、オペレーティング
システム（ＯＳ）２２a 、データ収集部２２b、画面表
示部２２c 、収集データ格納エリア２２d により構成さ
れ、これらの指示に基づいて、表示装置１２上に各種設
備監視用画面が表示される。

【０００４】図２乃至図６は、各種設備監視用画面を示
したものであり、図２は、シーケンサ内で動作中のソフ
トウェアのシーケンスラダー図を表示した図面であり、
現在の入出力接点のＯＮ／ＯＦＦ状態が判断できる。図
３は、指定の複数の入出力接点のタイムチャート図を作
成する画面であり、信号の変化のタイミングを見ること
が可能である。図４は、設備内の実行サイクルを表示す
る画面であり、現在実行中のサイクルがどこであるかを
示す。図５は、設備を構成する機器を表示し、異常の有
無を色で指示するものであり、又、異常の種別も判断で
きるものである。図６は、データ収集部が収集したデー
タの内容をそのまま見ることができる画面である。

【０００５】これらの画面を使用して、運転がどこまで
進行しているのか、又、その時の信号がどうなっている
のかを調べ、制御上不都合のある箇所を洗い出す方法が
とられる。

【０００６】画面を使用して、任意の入出力接点のＯＮ
／ＯＦＦ状態を監視する例として、特開昭６１−１９５
４０８号に、任意の入出力接点の変化をトリガとしてシ
ーケンスラダー図を静止させる方法が述べられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の、ＣＲＴ上に各
種画面を表示しておき、異常発生時に画面を参照して異
常解析を行う方法は、最も一般に使用される手法である
が、これによっても異常の解析が完全には行えないとい
う問題があった。

【０００８】即ち、異常は、設備内の機器の異常を検出
した時と、制御シーケンスが逆転して信号の待ち状態と
なった時に大きく分類できる。

【０００９】設備内で異常が検出された時は、通常設備
はインターロックがかかり停止するロジックが組まれ、
この状態で保全担当者が前記画面を用いて異常解析を行
うことができる。しかし、信号の待ち状態では異常は検
出できず、タイムアウトにより設備をリセットするロジ
ックが組まれるのが一般的である。この場合には信号は
初期状態に戻り、例え、タイムアウトの信号をトリガと
してその時点の信号を全て保存したとしても、制御シー
ケンスが逆転した時の信号は、タイムアウトが発生する
かなり以前のものであるため、前記の画面を用いても原
因解析は非常に難しいものとなる。

【００１０】又、異常が発生した後、保全担当者が短時
間で原因解析が終了しない場合や、保全担当者が現場に
居合わせない場合などでは、設備のオペレータは設備の
初期化を行い操業を開始してしまう場合が多く、異常の
解析は、その後は不可能になるという問題点がある。

【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
く成されたもので、自動化設備の異常が発生した時、異
常が発生した設備が初期化され、異常が発生した状況を
そのまま保存できない場合でも、任意に、異常が発生す
るまでの経緯を完全に再現して、異常を確実に解析し、
早期に設備の復旧を図り、設備の稼働率及び信頼性を向
上させる、設備の異常再現装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動化設備を
構成する各種機器と通信手段を用いて接続され、画面表
示にて設備監視を行う装置において、設備の異常再現装
置を、通信手段を用いて設備監視用データを周期的に取
り込む手段と、複数ケースを有し、前記設備監視用デー
タが周期的に格納される生データバッファ、及びそれを
管理する生データバッファ管理テーブルで構成されるメ
モリ手段と、前記取り込んだ設備監視用データから異常
を検出して、異常時のみ前記生データバッファと前記生
データバッファ管理テーブルを合成してデータ再現ファ
イルを作成する手段と、前記生データバッファ及び生デ
ータバッファ管理テーブルと、それぞれ同一構造の復元
データバッファ及び復元データバッファ管理テーブルで
構成されるメモリ手段と、前記データ再現ファイルを前
記復元データバッファと前記復元データバッファ管理テ
ーブル上に展開して、前記復元データバッファ管理テー
ブルを操作する手段と、前記復元データバッファ管理テ
ーブルの操作を指示する手段と、データの取り込み先を
指示するフラグを使用して、前記生データバッファ又は
復元データバッファから設備監視用データを取り込み、
画面表示を行う手段から構成することにより、前記目的
を達成したものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、通信手段からデータを取り込
む手段により、設備監視用生データが、生データバッフ
ァ管理テーブルを参照して、周期的に生データバッファ
に一定時間分収集される。データの収集が完了した時点
で、異常を判断する手段により、該データより異常が検
出されると、生データバッファと生データバッファ管理
テーブルを合成してデータ再現ファイルが作成される。
該データ再現ファイルより異常データが復元データバッ
ファ管理テーブルと復元データバッファ上に展開され、
キーあるいはマウス等からの入力により異常データの再
現方法を指示することにより、データの取り込み先がフ
ラグにより決定され、前記生データバッファ又は復元デ
ータバッファから、異常発生の一定時間前から異常発生
までの設備監視用データが取り込まれ、画面に表示され
る。

【００１４】この再現画面を用いて解析することによ
り、異常の原因を確実に究明することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１６】図７は、本発明による設備の異常再現装置
の概略構成を示すブロック線図である。図７において、
１２は表示装置、１４はキー入力装置、１６はマウス入
力装置、２４は設備ネットワーク、２６は設備監視デー
タ取り込み部、２８は生データバッファ管理テーブル、
３０は生データバッファ、３２は画面表示部、３４は異
常判断部、３６は異常判断式ファイル、３８は異常再現
部、４０は復元データバッファ管理テーブル、４２は復
元データバッファ、４４は再現指示部、４６はデータ再
現ファイル、４８は入力切替えスイッチ（フラグ）であ
る。

【００１７】データが送信された時、又は周期的に、設
備ネットワーク２４を介して、設備監視データ取り込み
部２６はデータを受信し、該受信データを生データバッ
ファ管理テーブル２８を参照して生データバッファ３０
に格納する。

【００１８】生データバッファ管理テーブル２８と生デ
ータバッファ３０は、共に主記憶装置上に配置され、高
速アクセスを可能とし、図８及び図９に示す構造を持
つ。生データバッファ３０は、図９に示す如く、複数ケ
ースを有し、満杯になった時点で古いデータから順に上
書きする。生データバッファ管理テーブル２８は、図８
に示す如く、最新データを生データバッファ３０から取
り出すための最新書き込みポインタと取り込み時刻の情
報を有している。

【００１９】本装置が立ち上がった時点で、生データバ
ッファ管理テーブル２８は初期化される。この時の最新
書き込みケースＮo.と取り込みデータ数は０であり、最
大ケースＮo.は生データバッファ３０のケース数（Ｎ）
が格納される。

【００２０】データが取り込まれる毎に、最新書き込み
ケースＮo.と取り込みデータ数が更新される。最新ケー
スＮo.は１から開始され、Ｎまで順に使用される。Ｎを
越えると再び１に戻り、これが繰り返される。取り込み
データ数も同様にＮまで増加するが、Ｎを越えてもＮが
そのまま維持される。

【００２１】最新書き込み年月日時分秒には、生データ
バッファ３０内の最新書き込みケースＮo.が指示するケ
ースに格納されたデータが取り込まれた年月日時分秒が
格納される。最古書き込み年月日時分秒は、生データバ
ッファ３０内で最も古いデータが取り込まれた年月日時
分秒が格納される。取り込みデータ数がＮ個以下の場合
は１ケース目、取り込みデータ数がＮ個を越えた場合は
最新書き込みケースＮo.＋１ケース目（Ｎを越える場合
は１ケース目）のデータが取り込まれた年月日時分秒と
なる。

【００２２】ここで、生データバッファ３０のケース数
Ｎが６０のとき、データ取り込み数が一巡以上し、最新
データが３ケース目に格納されたとすると、生データバ
ッファ３０内の最新書き込み年月日時分秒は３ケース目
のデータを取り込んだ年月日時分秒であり、最古書き込
み年月日時分秒は４ケース目のデータを取り込んだ年月
日時分秒、最新書き込みケースＮo.は３であり、取り込
みデータ数及び最大ケースＮo.は６０となる。

【００２３】生データバッファ３０のケース数（Ｎ）
は、システムにより任意に変更可能である。例えば、ケ
ース数Ｎが６０とすると、６０ケース用意されているの
で、データ収集の周期を１秒とすると、異常発生以前の
６０秒間のデータを保存することが可能となる。

【００２４】異常再現装置は、通常では設備動作のモニ
タリングを行う。設備監視データ取り込み部２６は、デ
ータの収集が完了する毎に、画面表示部３２を起動し、
画面表示部３２は、生データバッファ管理テーブル２８
の最新書き込みケースＮo.が指示する生データバッファ
３０のケースに格納されたデータを使用して、画面を作
成する。このとき表示される画面は、図２乃至図６に示
されたものである。

【００２５】異常判断部３４は、設備監視データ取り込
み部２６がデータの収集を完了した時に起動され、異常
判断式ファイル３６に従い最新生データと前回生データ
を比較して、異常発生の判断を行う。異常判断式ファイ
ル３６は、異常検出のトリガとなるため、システムによ
り自由に設定可能で、且つ、設備稼働後も自由に変更で
きる構造となる。異常判断式ファイル３６はテキストエ
ディタを用いて作成され、本装置の立ち上がり時、異常
判断部３４に読み込まれる。

【００２６】図１０に、接点状態の変化を異常検出のト
リガとする時の異常判断式の１例を示す。異常を識別す
るための接点アドレス及びビット位置、接点の状態変化
の方向が登録され、又、同時に複数式を登録することが
できる。図１０の例では、１０バイト目の５ビット目の
接点状態がＯＦＦからＯＮ（０から１）に変化した時、
又は、１５バイト目の５ビット目の接点状態がＯＮから
ＯＦＦに変化した時、２０バイト目の３ビット目の接点
状態がＯＦＦからＯＮに変化した時のどれかが成立した
時に異常と判断される。

【００２７】異常判断部３４が異常の発生と判断した場
合は、生データバッファ管理テーブル３８と生データバ
ッファ３０、異常識別コードを含んだファイルをハード
ディスク内に作成する。この時のファイル名称は、異常
発生時刻毎に異なる名称が付けられ、複数を同時保管す
ることができる。例えば、１９９２年９月２４日１６時
１０分３５秒に発生した異常ファイルの名称は、ＥＲＲ
ＯＲ．９２．０９．２４．１６．１０．３５と付けるこ
とができる。

【００２８】異常再現部３８は、最初に、指示のあった
異常データを復元データバッファ管理テーブル４０と復
元データバッファ４２上に展開する。図１１及び図１２
は、復元データバッファ管理テーブル４０と復元データ
バッファ４２の構造を示すものであり、図８及び図９で
示した生データバッファ管理テーブル２８と生データバ
ッファ３０と同一構造且つ同一サイズとなる。

【００２９】その後、再現指示部４４の指示に従い、復
元データバッファ管理テーブル４０内の最新書き込みポ
インタを操作する。再現は、実時間に一致した間隔にて
のポインタの変更と実時間の数倍の早さでのポインタの
変更、１カウントだけのポインタの変更が行える。

【００３０】再現指示部４４は、マン・マシン・インタ
ーフェイスを受け持つ部分であり、キー入力装置１４や
マウス入力装置１６を用いて選択されたデータ再現ファ
イル４６や、再現方法を異常再現部３８に指示する。

【００３１】図１３は、再現指示部４４が表示装置１２
上に表示したデータ復元のオペレーションメニューであ
る。図１３中１０１は、現在、復元データバッファ管理
テーブル４０と復元データバッファ４２上に展開された
データ再現ファイル４６が作成された年月日時分秒であ
る。１０２a 、１０２b は、その復元されたデータの収
集の開始時刻と終了時刻である。１０３a 、１０３b
は、現在の入力切替えスイッチ４８のモードを示し、実
モードと復元モードのどちらかが選択できる。１０４
は、復元管理テーブル内の最新書き込みケースＮo.が指
すデータが取り込まれた時刻である。１０５a は、高速
にて最新書き込みケースＮo.を逆転させる指示を、１０
５b は、実時間で最新書き込みケースＮo.を逆転させる
指示を、１０５c は、現在実行中の最新書き込みケース
Ｎo.の操作を終了させる指示を、１０５d は、実時間で
最新書き込みケースＮo.を正転させる指示を、１０５e
は、高速にて最新書き込みケースＮo.を正転させる指示
を、１０６a は、１ケースだけ最新書き込みケースＮo.
を逆転させる指示を、１０６b は、１ケースだけ最新書
き込みケースＮo.を正転させる指示を、マウス入力装置
１６で選択することにより、異常再現部３８に送ること
ができる。

【００３２】画面表示部３２は、データの取り込み先
を、モード切替えスイッチ４８を経由することにより決
定できる。モード切替えスイッチ４８は、再現指示部４
４を経由して異常再現部３８が操作する。モード切替え
スイッチ４８はフラグであり、実モード時は０、再現モ
ード時は１となる。

【００３３】以上の方法により、本装置上で発生した過
去の異常を再現することが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、従
来操業上の制約により十分な原因解析が行えず、不具合
を残したまま運転されている設備においても、簡単に異
常を再現させて任意の時に解析を行うことができるよう
になり、早期に確実に設備の不具合を対策でき、設備の
稼働率及び信頼性を向上させることが可能となるという
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】設備監視を行う従来のモニタ装置の構成を示す
ブロック線図

【図２】表示装置上に表示する解析用画面の例のラダー
図

【図３】同じくタイムチャート図

【図４】同じくサイクル図

【図５】同じくシステム図

【図６】同じくダンプ図

【図７】本発明による異常再現装置の実施例の概略を示
すブロック線図

【図８】本実施例による生データバッファ管理テーブル
の構造図

【図９】同じく生データバッファの構造図

【図１０】本実施例による異常定義式ファイルの内部デ
ータの例を示す説明図

【図１１】本実施例による復元データバッファ管理テー
ブルの構造図

【図１２】同じく復元データバッファの構造図

【図１３】本実施例により表示装置上に表示するデータ
復元のオペレーションメニューの画面を示す説明図

【符号の説明】

１０…中央処理装置 １２…表示装置 １４…キー入力装置 １６…マウス入力装置 １８…設備ネットワークインターフェイス ２０…ハードディスク ２２…主記憶装置 ２４…設備ネットワーク ２６…設備監視データ取り込み部 ２８…生データバッファ管理テーブル ３０…生データバッファ ３２…画面表示部 ３４…異常判断部 ３６…異常判断式ファイル ３８…異常再現部 ４０…復元データバッファ管理テーブル ４２…復元データバッファ ４４…再現指示部 ４６…データ再現ファイル ４８…入力切替えスイッチ（フラグ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動化設備を構成する各種機器と通信手段
   を用いて接続され、画面表示にて設備監視を行う装置に
   おいて、 通信手段を用いて設備監視用データを周期的に取り込む
   手段と、 複数ケースを有し、前記設備監視用データが周期的に格
   納される生データバッファ、及びそれを管理する生デー
   タバッファ管理テーブルで構成されるメモリ手段と、 前記取り込んだ設備監視用データから異常を検出して、
   異常時のみ前記生データバッファと前記生データバッフ
   ァ管理テーブルを合成してデータ再現ファイルを作成す
   る手段と、 前記生データバッファ及び生データバッファ管理テーブ
   ルと、それぞれ同一構造の復元データバッファ及び復元
   データバッファ管理テーブルで構成されるメモリ手段
   と、 前記データ再現ファイルを前記復元データバッファと前
   記復元データバッファ管理テーブルに展開して、前記復
   元データバッファ管理テーブルを操作する手段と、 前記復元データバッファ管理テーブルの操作を指示する
   手段と、 データの取り込み先を指示するフラグを使用して、前記
   生データバッファ又は復元データバッファから設備監視
   用データを取り込み、画面表示を行う手段と、 から構成されることを特徴とする、設備の異常再現装
   置。