JPS5832408B2 - シ−ケンスコントロ−ラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入出力要素をモニタリングする機能を備えたシ
ーケンスコントローラに関し、その目的はコンピュータ
の如き上級機を使用せずに、シーケンス制御動作実行中
の入出力要素をモニタリングする機能を備えたシーケン
スコントローラを提供することであり、とりわけ本発明
はシーケンスの動作状態に応じてモニタすべきシーケン
ス制御プログラムの区間を自動的に判別し、その区間の
始点番地及び終点番地を設定し必要最小限のモニタ情報
だけを得るようにし故障原因の追及を容易ならしめるこ
とである。

コンピュータ技術を応用したシーケンスコントローラが
開発されたことにより、このシーケンスコントローラを
仲介として入出力要素をモニタリングすることが可能と
なり、制御対象の故障箇所を迅速かつ確実に発見できる
ようになった。

しかしながら、一般には上級機であるコンピュータを使
用してモニタリングが行なえるため、装置が太祖りでし
かも高価になるといった問題があった。

また、コンピュータを使用せずにモニタリングを行い得
るシーケンスコントローラも知られているが、これらは
何れもシーケンスコントローラのシーケンス制御動作を
停止させなければモニタリングを行うことができないの
で、シーケンス制御動作中の入出力要素をモニタリング
することができず、故障箇所を確実Ｇこ発見することは
非常に困難であった。

又、従来においては、シーケンス制御プログラムとは別
個にモニタリングのためのプログラムが必要であり、シ
ーケンスの変更等に伴いこのモニタプログラムも修正す
る必要があった。

本発明はかかる従来の不具合をなくするためにモニタプ
ログラムとしては、シーケンス制御プロダラムを流用す
ることにより特別なモニタプログラムは必要としないよ
うにしたものであり、特に異常時のシーケンス動作状態
に応じてモニタすべきシーケンス制御プログラムの区間
を自動的に判別し、必要最小限のモニタ結果として所定
の入出力要素の作動状態（オン、オフ状態）ならびに入
出力要素機器番号をシーケンス制御動作中において補助
記憶装置に記憶し、かつ記憶した信号状態、機器番号を
表示して真の故障原因を究明するようにしたものである
。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はシーケンスコントローラ全体の概略構成を示す
ブロック線図で、１は予めプログラムされたシーケンス
サイクルのシーケンス制御データを記憶するコアメモリ
等の主記憶回路、２は主記憶回路１のメモリ番地を指定
して所定の制御データを順次読出すプログラムカウンタ
、３はプログラムカウンタ２にて指定されたメモリ番地
から読出された制御データを記憶するメモリデータレジ
スタ、４はメモリデータレジスタ３に記憶された制御デ
ータがデータバスＤＢを介してセットされるインストラ
クションレジスタ、５は前記制御データのインストラク
ションレジスタ４へのセットを制御するメモリゲートで
ある。

前記制御データとして使用される命令語は、命◆の種類
を表す操作部と後述する内部入出力要素の番地、主記憶
回路１のメモリ番地等の番地を指定するアドレス部とよ
り構成される。

前記命令の種類としては、内部入出力要素からのオン−
オフ入力信号を論理演算する入出力テスト命令、論理演
算の結果に基づいて内部入出力要素のうち出力要素をオ
ン−オフ作動させる出力命◆、論理演算の結果に基づい
てジャンプさせるジャンプ命令およびモニタリンダプロ
グラムにおいて使用される特殊命冷等がある。

第１表に命令語の種類とそれらの意味が示されている。

６はインストラクションレジスタ４にセットされた制御
データの操作部を解読し、各種命令信号を発するインス
トラクションデコーダである。

１０は、例えば工作機械等の制御対象装置の各部動作要
素の動作確認によりオン−オフ作動されるリミットスイ
ッチ、押釦スイッチ等の外部入力要素１０ａ１および前
記制御対象装置の各部動作要素の動作を指示してオン−
オフ作動する出力リレー、ソレノイド等の外部出力要素
１０ｂからなる外部入出力要素群である。

１１は各外部入力要素１０ａと対を成しこの外部入力要
素１０ａのオン−オフ作動状態をシーケンスコントロー
ラの内部レベルの電気信号形態の入力信号Ｏこ変換する
多数の内部入力要素１１ａ１および各外部出力要素１０
ｂと対を成し内部レベルの出力信号を受けて外部出力要
素１０ｂをオン−オフ作動させる多数の出力要素、その
他外部外出力要素群１０と直接信号の授受をせず内部レ
ベルの出力信号を受けて作動する多数のタイマ要素、リ
レー要素、ダミー要素等の内部出力要素１１ｂからなる
内部入出力要素群である。

１２は内部入出力要素群１１の中から前記制御データで
指定された番地の内部入出力要素１１ａ。

１１ｂを選択する入力セレクタ１２ａ１出力セレクタ１
２ｂとからなる入出力選択回路であり、選択された内部
入出力要素１１ａ、１１ｂのオンオフ状態は、オンのと
きにはＨ″、オフのときには゛Ｌパの入力信号として、
入力セレクタ１２ａの出力端子からラインＩＴ上に送出
され論理演算回路１４３こ与えられる。

特に制御データが出力台◆であれば論理演算回路１４か
らラインＯＴを介して送出される出力信号が出力セレク
タ１２ｂにて選択された内部出力要素１１ｂにセットさ
れるようになっている。

この実施例の論理演算回路１４は、前記インストラクシ
ョンデコーダ６にて解読された各種命令信号を受け、こ
の命令信号が入出力テスト命令であるならばラインＩＴ
を介して入力される内部入出力要素１１ａ、１１ｂから
のオン−オフ入力信号がテスト命令条件を満足している
か否かをテストしてすなわち論理演算してその結果を記
憶し、また命令信号が出力命令であるならば前記記憶し
てテスト結果に基づいたオン−オフ出力信号をラインＯ
Ｔに送出するようになっている。

１５は各命令実行等のタイミングをとるクロックパルス
および制御パルスを発生させる制御パルス発生回路で、
この実施例においては第３図に示すようなりロックパル
スＣＬおよび制御ノクルスＯＰ。

ＣＬ１〜ＣＬ６の制御パルスが周期的に発生され、−命
◆の実行はこの制御パルスＯＰが出てからＣ１６が出さ
れるまでの一制御パルス周期間で行われるようになって
いる。

１６は主記憶回路１の制御回路、１７はプログラムカウ
ンタ２にて指定されるメモリ番地のゲート、１８はサブ
ルーチンジャンプ命令が与えられたときにプログラムカ
ウンタ２のメモリ番地を記憶する退避レジスタ、１９〜
２３は前記制御パルスにて開閉され所定の命令実行を遂
行させるゲートである。

１００は前述のモニタリングを達成するために通常のシ
ーケンスコントローラ（こ対し付加された回路であり、
この回路１００は第２図に示すようにモニタすべきシー
ケンス制御プログラムの区間の判別結果によって始点番
地及び終点番地の設定される手段１５５ 、１５６と、
設定された区間のシーケンス制（財）プログラムが実行
されている間モニタリングを有効にする手段１５３、モ
ニタ結果を記憶する記憶手段１３０、記憶手段に記憶さ
れた内容を表示する表示手段１４４より構成される。

尚モニタすべきシーケンス制御プログラムの区間を判別
する手段としては第５図に示すプログラムリストの３０
０番地以降のモニタ区間判別プログラムとこのプログラ
ムを有効にするための回路１５０．１５１．１５２，１
５４を有している。

以下各部の構成を第２図に基づいて説明する。

１０１はロード信号入力端子りにパルスが入力するとデ
ータ入力端子りから入力する数値データを記憶する異常
回路番号用のレジスタで、データ入力端子りには前記イ
ンストラクションレジスタ４にセットされた制御データ
のアドレス部がラインＡＤを介して入力され、ロード信
号入力端子りには前記インストラクションデコーダ６（
こて解読された特殊台◆ＡＢＮと制御パルスＣＬ５とが
アンドゲート１０２を介して入力するようになっている
。

１０３はレジスタ１０１の記憶内容を外部表示する異常
回路番号表示器である。

１０４．１０５，１０６はそれぞれ逐次カウンタクリヤ
用押釦スイッチ、逐次カウンタ加算用押釦スイッチ、モ
ニタリング開始外部指令用押釦スイッチである。

１５４はモニタリング開始外部指令用押釦スイッチ１０
６によりセットされる第１フリツプフロツプ、１５０は
第１フリツプフロツプ１５４がセットされ制御データよ
り与えられる信号ＡＢＮによってセットされる第２フリ
ツプフロツ７″、１５１は一連のプログラム中のモニタ
リングすべき区間の始点番地をレジスタ１５５に設定す
るためのゲート信号を発する第３フリツプフロツプ、１
５２は一連のプログラム中のモニタリングすべき区間の
終点番地をレジスタ１５６に設定するためのデー１〜信
号を発する第４フリツプフロツプである。

これらのフリップフロップはモニタ区間判別手段の一部
を構成している。

１５３は入出力要素群１１の信号状態をモニタリングす
べき間セット状態に保たれるモニタリング開始フラグ回
路で、始点番地の設定されたレジスタ１５５とプログラ
ムカウンタ２が指定するメモリ番地との一致を検出する
比較器１５７の出力信号にてセットされ、終点番地の設
定さたレジスタ１５８とプログラムカウンタ２が指定す
るメモ番地との一致を検出する比較器１５８の出力信号
にてリセットされる。

１１１は第１のフリップフロップ１５４がセットされる
と点灯するモニタリング許可表示用の発行ダイオードで
、第１のフリップフロップ１５４のＱ端子出力がインバ
ータ１１２を介して入力されるようになっている。

１１５はモニタリング結果としての入出力要素の信号状
態を記憶する補助記憶回路１３０のメモリ番地を切替え
る逐次カウンタで、クリヤ端子ＣＬには前記押釦スイッ
チ１０４によって生起されるクリヤパルス信号が入力さ
れ、加算端子ＵＰ４こは前記モニタリング開始フラグ回
路１５３がセットされている間アンドゲート１１８およ
び前記オアゲート１１７を介して制御パルススＣＬ６が
入力されて歩進し、前記補助記憶回路１３０のメモリ番
地を切替える。

１１９は逐次カウンタ１１５の内容を外部表示するメモ
リ番地表示器で、逐次カウンタ１１５の内容が入力され
るようになっている。

１２０は、入力セレクタ１２ａの出力端子からラインＩ
Ｔ上（こ送出された内部入出力要素１１ａ。

１１ｂのオン−オフ入力信号を、前記論理演算回路１４
とは別個（こ、入出力テスト命◆ＴＮＡ。

ＴＦＡ、ＴＮＯ，ＴＮＥによりテストし、そのオン−オ
フ入力信号が入出力テスト命令の条件を満足しておれば
ｎ Ｈｎ、満足していなければＬ Ｉ＋の信号をテスト
結果として出力する入出力テスト回路で、この回路１２
０を構成するアンドゲート１２１にはオアゲート１２５
を介してテスト命◆ＴＮＡ、ＴＮＯ，ＴＮＥおよびライ
ンＩＴ上に送出されている内部入出力要素１１ａ、１１
ｂのオン−オフ入力信号が入力され、アンドゲート１２
２（こはオアゲート１２６を介してテスト命４￥−ＴＦ
Ａ。

ＴＦＯ，ＴＦＥが入力されるとともにラインＩＴ上に送
出されている内部入出力要素１１ａ、１１ｂのオン−オ
フ入力信号がインバータ１２３を介して入力され、両ア
ントゲ゛−１１２１、１２２の出力はオアゲ゛−Ｎ ２
４を介して出力されるようになっている。

この入出力テスト回路１２０のテスト結果出力及び対応
する入出力要素の接続番地が前記補助記憶回路１３０に
記憶されるこの補助記憶回路１３０については、読み書
き指示端子Ｒ／Ｗの入力がｕ Ｌ ｎのときにはデータ
入力端子Ｄｉｎｅこ入力するＨ１１、４１Ｌ ？＋状態
及び対応する入出力要素の接続番地をメモリ番地入力端
子ＡＤＤに入力する番地指定信号にて指定されるメモリ
番地に書き込み、読み書き指示端子Ｒ／Ｗの入力がＨ″
のときＧこはメモリ番地入力端子ＡＤＤ３こ入力する番
地指定信号にて指定されるメモリ番地に書き込まれてい
るｌ Ｈ９“ ｔ＋ Ｌ ７′内容及び入出力要素接続
番地をデータ出力端子Ｄｏｕｔに出力される。

レジスタ１５５のデータ入力端子りには制御データのア
ドレス部がラインＡＤを介して入力され、ロード信号入
力端子りには前記第３フリツプフロツプ１５１のＱ端子
出力と制御パルスＣＬ４とがアンドゲート１６４を介し
て入力されるようになっており、レジスタ１５６のデー
タ入力端子りには制御データのアドレス部がラインＡＤ
を介して入力され、ロード信号入力端子りには前記第４
図のフリップフロップ１５２のＱ端子出力と制御パルス
ＣＬ４とがアンドゲート１６５を介して入力されるよう
になっている。

比較器１５７の一方の入力端子には前記レジスタ１５５
の出力が、他方の入力端子にはプログラムカウンタ２の
出力が入力され、比較器１５８の一方の入力端子には前
記レジスタ１５６の出力が、他方の入力端子Ｇこはプロ
グラムカウンタ２の出力が入力されるようになっている
。

第５図にプログラムの一例を示す。

このプログラムにおいて、メモリ番地１〜２７７はシー
ケンス制御プログラム、メモリ番地３００〜３７０はモ
ニタすべきシーケンス制御プログラムの区間を判別する
モニタ区間判別プログラムである。

特に、メモリ番地１００〜１７７は第４図にシーケンス
回路の一例として示された起動回路を実行するシーケン
ス制御プログラムで、特に、メモリ番地３０２〜３０７
は起動回路をモニタすべき区間として判別するための判
別プログラム、メモリ番地３１０〜３１７は他のシーケ
ンス回路例えばユニット前進サイクル回路をモニタすべ
き区間として判別するための判別プログラムである。

この実施例の作用を第５図を参照しながら説明する。

モニタリングを行う場合には、作業者はモニタリング開
始外部指令用押釦スイッチ１０６を押して第１のフリッ
プフロップ１５４をセットする。

第１のフリップフロップ１５４がセットされておれば入
力セレクタ１２ａの特定番地３７７０に信号が与えられ
、メモリ番地３００のテストの結果は条件満足となりメ
モリ番地３０２以下のモニタリングプログラムが実行さ
れる。

モニタリングプログラムにおいては、メモリ番地３０２
の制御データＴＦＡＯ１００Ｇこより起動回路のチェッ
クを行い、条件満足（起動回路ＯＦＦの場合）メモリ番
地３０４以下のプログラムを実行し制御データＡＢＮａ
ＯＯ０１により表示器１０３に嵐１を表示させ、かつ制
御データＡＢＮａ０００１による特殊台◆ＡＢＮａによ
り制御パルスＣＬ５の発生時点で第２及び第３のフリッ
プフロップ１５０，１５１がセットされる。

この制御パルス周期の最後の制御パルスＣＬ６によりプ
ログラムカウンタ２は＋１されて０３０５となりメモリ
番地３０５の制御データＮ０Ｐ０１００が読出されてイ
ンストラクションレジスタ４（こセットされる。

第３のフリップフロップ１５１がセットされているため
、制御パルスＣＬ４の発生によりレジスタ１５５にはモ
ニタリングすべき区間の始点番地である制御データＮ０
ＰＯ１００のアドレス部０１００がセットされる。

そして次（７）制Ｌｌ］ハルスＣＬ５により第４のフリ
ップフロップ１５２がセットされ、次の制御パルスＣＬ
４によりレジスタ１５６にはモニタすべき区間の終点
番地である制御データＮ０ＰＯ１１４のアドレス部０１
１４がセットされる。

第３、第４のフリプフロツプ１５１，１５２は制御パル
スＣＬ５によりそれぞれリセットされる。

次にメモリ番地３０７の制御データＪＭＰＯＯＯＯの実
行（こよってメモリ番地０ヘジヤツプして再びシーケン
ス制御プログラムが実行され、制御対象がシーケンス制
御される。

こうしてシーケンス制御プログラムが実行され再びプロ
グラムカウンタ２の内容が０１００になると比較器１５
７に入力される両人力データが一致することになり比較
器１５７から一致信号が出力される。

このとき（こはまだフリップフロップ１５４はセット状
態であるので次の制御パルスＣＬ２によりモニタ開始フ
ラグ回路１５３がセットされる。

シーケンス制御プログラムがさらに進行されてプログラ
ムカウンタ２の内容が０１１４＆こなると比較器１５８
に入力される両人力データが一致することになり比較器
１５８から一致信号が出力される。

従ってその次の制御パルスＣＬ５によりモニタ開始フラ
グ回路１５３はリセットされる。

フリップフロップ１５３がセットされている間は、制御
パルスＣＬ６の発生毎Ｏこ逐次カウンタ１１５の内容が
＋１され、制御パルスＣＬ４の発生毎に補助記憶回路１
３０の逐次カウンタ１１５にて指示されるメモリ番地（
こデータ入力端子Ｄｉｎに入力されるデータすなわち制
御データのアドレス部と入出力テスト回路１２０の出力
とが書き込まれる。

こうして主記憶回路１のメモリ番地１００〜１１４に記
憶されている制御データＴＮＡ０００１〜ＴＦＡＯ１０
１にて指示されているアドレス部０００１〜０１０１、
およびその制御データに基づくテスト結果とが補助記憶
回路１３０Ｇこ順に書き込まれる。

この記憶内容は押ボタンスイッチ１０４，１０５を操作
することにより表示器１４４に表示されることができ、
各入出力要素の作動状態に基づき作業者が故障原因を究
明する。

この表示器１４４に表示されるのは異常発生直後の信号
状態であり真の故障原因となった信号を含んでいるため
、故障原因の究明が容易にできる。

一方前記比較器１５８から一致信号が出力されると第２
のフリップフロップ１５０がリセットされ、これにより
さらに第１のフリップフロップ１５３がリセットされる
。

従って以後は再び押釦スイッチ１０６によって第１のフ
リップフロップ１５４がセットされるまではモニタリン
グプログラムは実行されずシーケンス制御プログラムの
みが繰り返し実行される。

尚、前記メモリ番地３０２のテスト結果が条件不満足（
起動回路ＯＮで正常な場合）はメモリ番地３０３のジャ
ンプ命令によりメモリ番地３１０（こジャンプし、次の
シーケンス回路のチェックを行う。

次のシーケンス回路０こも異常がない場合ζこはさらに
次のシーケンス回路をチェックし、順次異常のあるシー
ケンス回路を探してモニタすべき区間の判別を順次行う
。

以上の説明から明らかなように、本発明は、制御対象の
シーケンス作動中に、異常発生に伴うモニタすべきシー
ケンス制御プログラムの区間を自動的に判別し、モニタ
すべき区間の始点番地、終点番地を設定し、シーケンス
制御プログラムの一部に基づき入出力要素作動状態のモ
ニタリングを行うようにしてので、異常発生直後の信号
状態に基づき故障原因の究明ができるばかりでなく、動
作単位に応じた限られた点数の信号状態で原因究明が容
易にできる。

またモニタプログラムとしてはシーケンス制御プログラ
ムの一部を利用するものであるため、サイクル変更に対
してモニタプログラムを変更する手間は皆無である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明（こよるシーケンスシコントローラの概
略のブロック線図、第２図は第１図ζこおけるモニタリ
ング回路１００の詳細図、第３図は各種制御信号のタイ
ミングチャート、第４図はシーケンス回路図、第５図は
シーケンス制御プログラムおよびモニタ区間判別プログ
ラムが書き込まれたプログラムシートを示す図である。 １・・・・・・主記憶回路、２・・・・・・プログラム
カウンタ、４・・・・・・インストラクションレジスタ
、１４・・・・・・論理演算回路、１０・・・・・・外
部入出力要素群、１１・・・・・・内部入出力要素群、
１２・・・・・・入出力選択回路、１００・・・・・・
モニタリング回路、１０１・・・・・・レジスタ、１０
３・・・・・・異常番号表示器、１５０，１５１゜１５
２．１５４・・・・・・フリツプフロプ、１２０・・・
・・・入出力テスト回路、１３０・・・・・・補助記憶
回路、１３４・・・・・・表示回路、１４４・・・・・
・表示器、１５３・・・・・・モニタ開始フラグ回路、
１５５，１５６・・・・・・レジスタ、１５７，１５８
・・・・・・比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予めプログラムされた制御データを主記憶装置より
   順次読み出し、読み出した制御データにて指定される入
   力要素からの入力信号を取り込んで論理演算し、前記読
   み出した制御データにて指定された出力要素ζこ対して
   前記論理演算の結果に基づく出力信号を与えることによ
   り制御対象をシーケンス制御スるシーケンスコントロー
   ラにおいて、前記主記憶装置に記憶され前記入出力要素
   の作動状態を調べて異常発生にともなうモニタすべき前
   記プログラム上の区間を判別するモニタ区間判別プログ
   ラムよりなるモニタ区間判別手段と、このモニタ区間判
   別手段より出力されるモニタ区間の開始メモリ番地デー
   タとモニタ区間の終点メモリ番地データが各別に設定さ
   れる始点番地設定手段及び終点番地設定手段と、この始
   点番地設定手段に設定されたメモリ番地から終点番地設
   定手段に設定されたメモリ番地までの区間に読出される
   制御データにて指定される入出力要素の信号状態あるい
   はこの信号状態とともに対応する入出力要素機器番号を
   記憶する補助記憶手段と、こり補助記憶手段に記憶され
   た前記入出力要素の信号状態あるいはこの信号状態とと
   もに対応する入出力要素機器番号を表示する表示手段と
   を備えたことを特徴とするシーケンスコントローラ。