JP3380912B2 - 故障診断のための診断対象のグループ化方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は故障診断のための診断対象のグ
ループ化方法および装置に関し，とくにプログラマブル
・ロジック・コントローラ（以下，単にＰＬＣという）
によって制御されるシステム（機器を含む）において発
生する異常を検出するための故障診断において，ＰＬＣ
の入，出力信号の観点から被制御システムを相互に独立
して監視されるべき部分に分けるための方法および装置
に関する。

【０００２】

【背景技術とその問題点】ＰＬＣによって制御されるシ
ステムの動作の異常を早期に発見するために，ＰＬＣの
プログラム中に異常検知（故障診断）機能を含ませる，
または故障診断ユニットをＰＬＣに付加することが要求
され，その要請は日々強くなってきている。

【０００３】これに対処するために，ＰＬＣによって制
御されるシステムの正常な基準となる動作状態をあらか
じめ観察し，その結果を記憶しておく。そして，システ
ムの実際の動作をモニタし，これをあらかじめ記憶して
ある正常な基準となる動作状態と実時間で照合すること
により，システムの異常を実時間で検知する方法が提案
されてきている。

【０００４】正常な基準となる動作状態として，ＰＬＣ
の入，出力信号のオン，オフ状態，この状態が遷移する
順序，および状態遷移に要する時間（標準値と許容幅ま
たは最小値と最大値）等が考えられている。

【０００５】実際には１台のＰＬＣによって複数の製造
または加工工程からなるシステムを制御している場合が
多い。このようなシステムでは，工程間に被加工物（ワ
ーク）のバッファ・エリアが設けられていることがあ
る。バッファ・エリアにワークを一時的に蓄えておくこ
とができるためにバッファ・エリアの前工程における動
作と後工程における動作とは必ずしも同期する必要はな
い。

【０００６】図34に示すように，工程Ｉと工程IIとの間
にバッファ・エリアが設けられているものとする。ワー
クａ，ｂ，ｃ，ｄがそれぞれ工程Ｉにおいて加工され，
バッファ・エリアを経て工程IIに送られ，そこで次の加
工が施される。１つのワークに着目すると，必ず工程Ｉ
における加工が終了したのちに工程IIにおける加工が施
される。しかしながら，工程Ｉと工程IIでは相互に関連
性なく加工作業が行なわれる。すなわち，工程Ｉでワー
クａの加工が行なわれているときに工程IIは全く動作し
ていない場合もあれば，工程Ｉでワークｃの加工が行わ
れている間に工程IIではワークｂについての加工が終了
してしまうこともある。

【０００７】このように全く非同期で動作する２つの工
程ＩとIIとの両方の入，出力信号の状態を同時に監視し
たとすると，実際の入，出力信号の状態は，たとえ両工
程ＩとIIにおける動作が正常であったとしても，あらか
じめ登録してある基準となる入，出力信号の状態と一致
しない場合が頻繁に起り得るので，統一的に監視すると
いうことは不可能となる。

【０００８】そこで，工程ＩとIIのように，非同期の部
分については別個にその動作を監視することが考えられ
る。工程Ｉの故障診断のための基準となる入，出力信号
の状態と，工程IIの故障診断のための基準となる入，出
力信号の状態とをあらかじめ別個に作成し，工程Ｉの実
際の入，出力信号の状態については工程Ｉについてあら
かじめ作成された基準となる入，出力信号状態と照合
し，工程IIの実際の入，出力信号の状態については工程
IIについてあらかじめ作成された基準となる入，出力信
号状態と照合する訳である。

【０００９】しかしながら，被制御システムの規模は大
型化の傾向にあり，今日では１台のＰＬＣによって千〜
数千にも及ぶ入，出力信号を取扱うことも少なくない。

【００１０】非同期の工程については別個に故障診断を
行うという考え方を採用した場合には，上述のような膨
大な数の入，出力信号を相互に非同期な工程ごとにグル
ープ分けする必要があり，それにはたいへんな労力が必
要である。

【００１１】

【発明の概要】この発明は，相互に独立して監視可能
な，監視すべき，または監視することが好ましい出力信
号をＰＬＣのラダー・プログラムの観点から自動的にグ
ループ化することのできる方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】この発明による故障診断のための診断対象
のグループ化方法は，ＰＬＣが実行するプログラムにお
いて各監視対象出力（実施例における監視対象出力コイ
ルに対応する）に関連する入，出力接点を抽出する処理
をすべての上記監視対象出力について行い，抽出された
入，出力接点の共通性の観点から任意の２つの監視対象
出力相互の結合性に関するデータを算出し，算出された
結合性に関するデータによって表わされる監視対象出力
間の結合の強さの観点から上記の各監視対象出力が属す
るグループを形成するものである。

【００１３】好ましくは，形成されたグループとそれら
に属する監視対象出力の識別番号とを出力（たとえば表
示または印字）する。

【００１４】この発明による故障診断のための診断対象
のグループ化装置は，選択された監視対象出力のそれぞ
れについて，ＰＬＣが実行するプログラム上においてそ
の監視対象出力が参照する入，出力接点を抽出する手
段，上記監視対象出力の中から選択された２つの監視対
象出力の組合せのすべてについて，それらの２つの監視
対象出力が参照する入，出力接点の共通性の観点から２
つの監視対象出力相互の結合度を算出する手段，算出さ
れた結合度に基づいて上記監視対象出力をグループ化す
る手段，および上記監視対象出力のグループ化の結果を
出力する手段を備えている。

【００１５】監視対象出力を，ＰＬＣが実行するプログ
ラムに関するデータから選択するステップを含ませ，監
視対象出力が決定されたのち上記グループ化を実行する
と好ましい。

【００１６】この発明の好ましい実施態様においては，
抽出する上記入，出力接点に，上記プログラム上にのみ
存在する内部補助接点も含ませる。

【００１７】この発明の他の実施態様においては，上記
監視対象出力が上記プログラム上で唯一の接点のみを参
照しているときには，その参照されている接点に対応す
る監視対象出力に関連するすべての入，出力接点が抽出
される。

【００１８】結合性に関するデータまたは結合度を算出
する方法にはいくつかある。その１は，結合性に関する
データまたは結合度を，２つの監視対象出力に共通する
接点があれば１，なければ０として求めるものである。
その２は，結合性に関するデータまたは結合度を，２つ
の監視対象出力に共通する接点の個数として求めるもの
である。その３は，結合性に関するデータまたは結合度
を，２つの監視対象出力に共通する接点の個数を，２つ
の監視対象出力に関連する接点ののべ個数で除した値と
して求めるものである。

【００１９】グループを形成する方法にもいくつかあ
る。その１つは，結合性に関するデータまたは結合度が
０以外の値をもつ監視対象出力が１つのグループに属す
るようにグループを形成するものである。その２は，１
つのグループに属する監視対象出力の数に上限を設ける
ものである。この場合には結合の強い監視対象出力から
順にグループ化を行い，含まれる監視対象出力の数が上
記上限に達したグループについてはそのグループへの監
視対象出力の登録を禁止する。

【００２０】以上のようにしてこの発明によると，相互
に関連する監視対象出力すなわち出力信号が自動的にグ
ループ化されるので，被制御システムを複数のグループ
に分けて考えることができる。とくに１台のＰＬＣが千
〜数千にも及ぶ入出力を制御する場合には，人手により
ラダー・プログラムを追いながらシステム制御の全体を
把握する作業が不要となり，各グループごとに対処する
ことができるので，故障診断プログラムの作成等が非常
に容易となる。

【００２１】グループ分けされて形成されたグループご
とに故障診断が可能であり，相互に非同期に動作する部
分は別個のグループに属することになるから，それぞれ
の部分についての独立した故障診断が可能となり，デバ
ッグ，メンテナンス等も容易となる。また，故障診断プ
ログラム作成における負担も軽減される。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【実施例の説明】

(1) システム構成 図１は制御装置としてのＰＬＣおよびこの発明によるグ
ループ化方法を実現する装置からなるシステム全体の構
成を示すものである。

【００２８】ＰＬＣ10は後述する被制御システムを制御
するためのもので，ラダー・プログラムにしたがう制御
処理を実行するＣＰＵ11，ラダー制御システム・プログ
ラムを格納したＲＯＭ12，上記被制御システムを制御す
るためのユーザが作成したユーザ・プログラム（ラダー
・プログラム）を格納するＲＡＭ13，作業（ワーク）用
ＲＡＭ14，タイマ15，ＰＬＣ Ｉ／Ｏデータ・バスを介
して上記被制御システムと入出力信号を送受するＩ／Ｏ
ユニット16，およびコンソール20と交信するためのＩ／
Ｆ（インターフェイス）17を備えている。ＰＬＣの実際
の入出力信号の状態を保持するＩ／ＯテーブルはＲＡＭ
14に設けられている。

【００２９】コンソール20は被制御システムを相互に独
立して監視可能な部分に分割するためのグループ化方法
を実行するものであり，このグループ化方法の主な実行
主体であるＣＰＵ21，ＣＰＵ21が実行するプログラムを
格納するメモリ装置22，処理実行において必要なまたは
生成されるデータを格納するメモリ装置23，グループ化
の結果を出力する表示装置やプリンタを含む出力装置2
4，キーボードを含む入力装置，ならびにＰＬＣ10との
接続のためのＩ／Ｆ27，および入，出力装置25，24との
Ｉ／Ｆ29，28を含んでいる。メモリ装置22，23はＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等の半導体メモリのみならずハード・ディス
クやフロッピィ・ディスクにより実現することができ
る。コンソール20はいわゆるパーソナル・コンピュータ
等により実現されよう。

【００３０】被制御システムの故障診断処理はＰＬＣ10
が実行するように構成してもよいし，コンソール20に実
行させるようにしてもよい。前者の場合には，ＲＯＭ12
に故障診断プログラムが，ＲＡＭ13に故障診断のための
基準データがそれぞれ格納されよう。後者の場合には，
メモリ装置22に故障診断プログラムが，メモリ装置23に
故障診断のための基準データがそれぞれ格納されよう。
もっとも，故障診断処理の一部をＰＬＣ10が実行し，他
の一部をコンソール20が分担するようにしてもよい。

【００３１】(2) 被制御システムの構成およびその制御
プログラムの例 図２は被制御システムの一例を示している。

【００３２】ワークＷは搬送コンベア91によって搬送さ
れる。この搬送コンベア91は第１のモータ（Ｍ１）72に
よって駆動される。搬送コンベア91の途上において，ワ
ークＷの存在の検出およびワークＷに付いているバリの
検出が自動的に行われる。そのために第１のワーク検出
器55およびバリ検出器56が配置されている。ワークＷに
バリが付いていることまたは所定量よりも大きいバリが
あることが検知された場合には，そのワークＷは不良排
除空圧シリンダ73によってコンベア91上から排除され
る。このシリンダ73の動作中はモータ72の回転が停止さ
れ，コンベア91は止る。

【００３３】搬送コンベア91によってその終端まで搬送
されたワークＷは搬送台92上に移される。コンベア91の
終端付近まで搬送されたワークＷを検出するための滞留
検出器57が設けられている。滞留検出器57がワークＷを
検知している状態が一定時間以上連続した場合には，操
作盤90の異常ランプ71が点灯する。

【００３４】搬送コンベア91から搬送台92上に搬送され
たワークＷを検出するために第２のワーク検出器58が設
けられている。このワーク検出器58によってワークＷが
検知されると，投入空圧シリンダ75が駆動され，この投
入シリンダ75のロッドによって，ワークＷは搬送台92上
を加工台93に向って押出される。加工台93上に移された
ワークＷは第３のワーク検出器61によって検知される。

【００３５】ワークＷが加工台93上に移されると，その
ワークＷを固定する治具77がワークＷを締付ける方向に
駆動される。また，第２のモータＭ２78が回転駆動さ
れ，モータ78の回転軸に固定されたドリル79がモータ78
とともに下降して，ワークＷに穴があけられる。穴あけ
作業ののち，ドリル79およびモータ78が上昇し，モータ
78の回転が停止する。穴加工されたワークは最後に排出
空圧シリンダ81によって加工台93から排出される。

【００３６】操作盤90には運転スイッチ50，停止スイッ
チ51，解除スイッチ52，運転中ランプ70および異常ラン
プ71が設けられている。運転スイッチ50がオンとされる
ことにより，モータ72の起動から始まる上述した一連の
工程が開始されるとともに運転中ランプ70が点灯する。
また，停止スイッチ51がオンとされると，上記工程の動
作が停止するとともに運転中ランプ70が消灯する。上述
したように，滞留検出器57の検出信号が一定時間以上連
続すると異常ランプ71が点灯し，運転中ランプ70が消灯
する。この状態において解除スイッチ52がオンとされる
と異常ランプ71が消灯する。

【００３７】不良排出シリンダ73にはそのロッドが進出
（前進）してその前進端に至ったことを検知する不良前
端検出器，およびロッドが後退してその後退端に至った
ことを検出する不良後端検出器（いずれも図示略）が設
けられている。同じように投入シリンダ75には投入前端
検出器および投入後端検出器が，排出シリンダ81には排
出前端検出器および排出後端検出器（いずれも図示略）
がそれぞれ設けられている。さらにドリル79（およびそ
れが取付けられたモータ78）が上昇してその上昇端に至
ったことを検出するドリル上昇検出器，および下降して
その下降端に至ったことを検出するドリル下降検出器
（いずれも図示略）が設けられている。

【００３８】この被制御システムからＰＬＣ10へ入力す
る信号には次のものがある。先頭の（０００）〜（０１
５）は入力信号の番号である。また，末尾の（ ）内は
省略表現である。

【００３９】（０００）運転スイッチ50のオン／オフ信
号（運転ＳＷ） （００１）停止スイッチ51のオン／オフ信号（停止Ｓ
Ｗ） （００２）解除スイッチ52のオン／オフ信号（解除Ｓ
Ｗ） （００３）不良前端検出器の検出信号（不良前端） （００４）不良後端検出器の検出信号（不良後端） （００５）第１のワーク検出器55のワーク検出信号（検
出１） （００６）バリ検出器56のバリ検出信号（バリ検出） （００７）滞留検出器57の検出信号（滞留検出） （００８）第２のワーク検出器58のワーク検出信号（検
出２） （００９）投入前端検出器の検出信号（投入前端） （０１０）投入後端検出器の検出信号（投入後端） （０１１）第３のワーク検出器61のワーク検出信号（検
出３） （０１２）ドリル上端検出器の検出信号（ドリル上端） （０１３）ドリル下端検出器の検出信号（ドリル下端） （０１４）排出前端検出器の検出信号（排出前端） （０１５）排出後端検出器の検出信号（排出後端）

【００４０】ＰＬＣ10からこの被制御システムに出力さ
れる信号には次のものがある。先頭の（１００）〜（１
１２）は出力信号の番号である。また末尾の（ ）内は
省略表現である。

【００４１】（１００）運転中ランプ70のオン／オフ制
御信号（運転中Ｌ） （１０１）異常ランプ71のオン／オフ制御信号（異常
Ｌ） （１０２）第１のモータ72の回転駆動制御信号（Ｍ１回
転） （１０３）不良排除シリンダ73の前進駆動制御信号（不
良前進） （１０４）不良排除シリンダ73の後退駆動制御信号（不
良後退） （１０５）投入シリンダ75の前進駆動制御信号（投入前
進） （１０６）投入シリンダ75の後退駆動制御信号（投入後
退） （１０７）固定治具77の締付け駆動制御信号（治具締
め） （１０８）第２のモータ78の回転駆動制御信号（Ｍ２回
転） （１０９）ドリル79の上昇駆動制御信号（ドリル上昇） （１１０）ドリル79の下降駆動制御信号（ドリル下降） （１１１）排出シリンダ81の前進駆動制御信号（排出前
進） （１１２）排出シリンダ81の後退駆動制御信号（排出後
退）

【００４２】図３から図９は上述した被制御システムが
上述した動作を行うように制御するＰＬＣ10に設定され
た（ＲＡＭ13に格納された）プログラム（ユーザ・プロ
グラム）を示すものである。このプログラムは入力信号
によりオン，オフされる接点，出力信号を発生するリレ
ー，このリレーによってオン，オフされる接点，ならび
に内部補助リレーおよびその接点を用いて表現されてい
る。これらの図において，上述した入，出力信号の３桁
の番号はその上位に２桁の００を加えることにより５桁
で表現されている。

【００４３】図３から図９に示された内部補助リレーお
よびその接点の意味は次の通りである。ここでも，内部
補助リレーおよびその接点の番号（ともに同じ番号が付
けられている）は上位２桁を除いて下位３桁で表現され
ている。

【００４４】（２００）１Ｕ運転：不良ワークの排出部
全体を動作させる条件を表わす。 （２０１）２Ｕ運転：穴あけ加工部全体を動作させる条
件を表わす。 （２０２）不良排除：不良ワークを検出したことを表わ
し，その排除が終了するまでオンとされる。 （２０３）セット中：穴あけ加工動作全体の開始を表わ
し，加工，排出が終了するまでオンとされる。 （２０４）セット完：ワークの加工台へのセットが終了
したことを表わす。 （２０５）穴あけ中：ワークが加工台にセットされたこ
とを表わし，穴あけが終了するまでオンとされる。 （２０６）穴あけ完：ワークの穴あけが終了したことを
表わす。 （２０７）加工完：ワークの排出が終了したことを表わ
す。 （２０８）投入記憶：ワークが加工台に投入されたこと
を表わし，加工，排出が終了するまでオンとされる。 （２０９）ドリル記憶：ドリルがワークに穴をあけきっ
たことを表わし，穴あけが終了するまでオンとされる。 （２１０）排出記憶：ワークを排出したことを表わし，
排出が終了するまでオンとされる。

【００４５】さらに，図３においてＴＩＭはタイマ要素
を表わす。これは滞留検知信号が一定時間継続している
かどうかを判定するためのものである。

【００４６】(3) グルーピング処理 上述した被制御システムを例にとり，相互に独立して故
障診断が可能なグループを形成する処理について説明す
る。

【００４７】図10はこのグルーピング処理の全体的な処
理手順を示すものである。この処理は主にコンソール20
のＣＰＵ21によって実行される。

【００４８】(3-1) 監視対象出力コイルの選択 後に故障診断処理の一例を詳細に示すことによって明ら
かになるように，故障診断処理は次のようにして行なわ
れる。第１段階として，出力信号のみを常時監視し（出
力パターンと基準パターンとを照合する），出力信号に
異常があるかどうかを判定する。異常が検知されると，
そのときの入力信号の状態（入力パターン）をあらかじ
め設定された入力期待パターンと比較し，異常の原因と
なる入力信号を特定する。

【００４９】このような故障診断処理のために監視の対
象となる出力信号を定める必要がある。

【００５０】ＰＬＣ10は設定されているユーザ・プログ
ラム（ラダー・プログラム）から使用Ｉ／Ｏリレー・リ
ストを抽出する機能をもっている。ＰＬＣ10によって抽
出されたこのリストはコンソール20の出力装置24から出
力される。出力されたＩ／Ｏリレー・リストの一例が図
11に示されている。０００ＣＨが入力信号に関連するリ
レー，００１ＣＨが出力信号に関連するリレー，００２
ＣＨが内部補助リレーである。これらのリレー（接点）
の番号（５桁）はＣＨの前の３桁を上位３桁とし，ビッ
トの欄の２桁を下位２桁とすることにより構成される。
これらの番号は上述したものと同じであり，その内容も
上述した通りである。

【００５１】監視の対象となる出力信号（以下，監視対
象出力コイルという）は００１ＣＨの13個，すなわち番
号（下位３桁のみ）が１００〜１１２の出力コイルであ
る。

【００５２】このようにして，監視対象出力コイルが決
定される（ステップ101 ）。

【００５３】監視対象出力コイルは，ラダー・プログラ
ムから抽出せずに，ＰＬＣ10のＲＡＭ14に設けられてい
るＩ／Ｏテーブルから求めることもできる。さらに，ユ
ーザが手作業により監視対象出力コイル・リストを作成
してもよいのはいうまでもない。

【００５４】このようにして作成された監視対象出力コ
イル・リストから，特に監視の必要なもののみを選択
し，あまり重要でない出力，監視をしなくても特に問題
のない出力を除外するようにしてもよい。監視対象出力
コイルの最終的な決定は，出力（表示）装置24に表示さ
れたリスト上において必要なもの，または不要なものを
入力装置25から入力することによって行われるであろ
う。

【００５５】いずれにしても，監視対象出力コイルが最
終的に決定されると，後における処理の便宜のために，
これらの出力コイルの番号が初期化される（ステップ10
2 ）。上述のように監視対象出力コイルの番号は１００
〜１１２である。これらの番号が０から始まる（または
所定の初期番号から始まる）連続番号に変換される。こ
の実施例では出力コイル番号１００〜１１２は０〜１２
に変換されるものとする。この処理は特に，監視対象出
力コイル番号に欠番があったり，連続番号でない場合に
重要である。

【００５６】(3-2) 入力接点リストの作成 続いて各監視対象出力コイルに関連する入力接点リスト
が作成される（ステップ103 ，104 ，105 ）。

【００５７】作成された入力接点リストの一例が図12に
示されている。このリストには，図３から図９に示すラ
ダー・プログラムにおいて，各監視対象出力コイルが参
照している入力接点（入力信号によりオン，オフされる
接点：入力信号と同じ番号が付けられている），内部補
助接点，および出力接点（出力コイルによってオン，オ
フされる接点；出力コイルと同じ番号が付けられてい
る：出力コイルは出力信号と同じ番号が付けられてい
る）が挙げられている。グルーピング処理には入力接点
のみならず内部補助接点および出力接点も用いられるか
らである。

【００５８】特に注意すべき点について説明しておく。
図７に示すラダー図において，出力コイル「治具締め
（１０７）」の参照している接点は内部補助接点「穴あ
け中（２０５）」のみである（アドレス０００７４参
照）。このような場合は，この出力コイル（１０７）と
内部補助接点（２０５）は同じ働きをしていると考えら
れる。したがって，内部補助接点（２０５）に対応する
内部補助リレー（コイル）「穴あけ中（２０５）」が参
照している接点「検出３（０１１）」，「セット完（２
０４）」，「穴あけ中（２０５）」および「穴あけ完
（２０６）」も出力コイル「治具締め（１０７）」が参
照している接点とみなす（アドレス０００６９参照）。
したがって，図12のリストにおいて，治具締めの欄に
は，その番号１０７とともに等価な内部補助リレーの番
号２０５が記入され，さらに参照入力接点および内部補
助接点として番号０１１，２０４，２０５，２０６が記
入されている。

【００５９】同じように，出力コイル「Ｍ２回転（１０
８）」は出力コイルの接点「治具締め（１０７）」の１
つのみを参照している（アドレス０００７６参照）。こ
の出力接点１０７から出力コイル「治具締め（１０
７）」に遡って，同じように接点０１１，２０４，２０
５，２０６を参照することになる。

【００６０】このような入出力接点リストの作成処理は
次のようにしてＣＰＵ21によって実行される。

【００６１】まず，図３から図９に示すラダー・プログ
ラム（回路）が図13から図15に示すようなニモニック
（またはニューモニック）・リストに変換される。この
変換処理はＰＬＣ10のＣＰＵ11によって実行することも
できる。

【００６２】ニモニック・リストとはラダー・プログラ
ム（回路）と１対１に変換した言語であり，これはＰＬ
Ｃ10のＣＰＵ11の機械語と１対１に対応している。図３
〜図９と図13〜図15との比較により，相互の関連が容易
に理解できるであろう。これらの図において，アドレス
が共通である。

【００６３】上述した13個の監視対象出力コイルの１つ
ずつについて順次それが参照する入出力（および内部補
助）接点リストが作成される（ステップ104 ）。入出力
接点リスト作成処理の対象となっている出力コイルを着
目出力コイルという。

【００６４】各着目出力コイルについての入出力接点リ
ストの作成処理の詳細が図16に示されている。

【００６５】まずニモニック・リストにおいて，着目出
力コイルの番号をオペランド・コードから捜し出し，そ
のうちでニモニック・コードがＯＵＴになっているステ
ートメントのアドレスを検索する。このアドレスをＡと
置く（ステップ111 ）。コードＯＵＴは出力コイルであ
ることを意味する。

【００６６】たとえば上述した出力コイル「治具締め
（１０７）」に着目したとする。治具締め１０７のニモ
ニック・コードがＯＵＴとなっているステートメントの
アドレスは０００７５である（図14参照）。

【００６７】このアドレスＡ＝０００７５を記憶装置23
または他のレジスタ等に一時的に記憶する（ステップ11
2 ）。

【００６８】Ａ−１＝０００７５−１＝０００７４を演
算し，これを新たなアドレスＡと置く（ステップ113
）。

【００６９】新たなアドレスＡ＝０００７４のニモニッ
ク・コードがＬＤかどうかがチェックされる（ステップ
114 ）。コードＬＤはラダー回路における各ラダーの開
始を意味する。アドレスＡ＝０００７４のニモニック・
コードはＬＤである。

【００７０】すなわち，このステップ114 は着目出力コ
イルがラダー上で１つの接点しか参照していないかどう
かをチェックしている訳である。上述のように，出力コ
イル「治具締め（１０７）」は内部補助接点「穴あけ中
（２０５）」しか参照していない。このような場合に
は，出力コイル（１０７）と内部補助接点（２０５）が
等価であるとみなして，内部補助接点（２０５）のコイ
ル（２０５）が参照している接点を次に捜し出すことに
なる。

【００７１】そのために，アドレスＡのオペランド・コ
ードによって表わされる接点番号のうちでのニモニック
・コードがＯＵＴとなっているステートメントがあるか
どうかを調べ，存在すればそのアドレスをＡと置く（ス
テップ118 ，119 ，112 ）。

【００７２】アドレスＡ＝０００７４のオペランド・コ
ードは００２０５であり，これによって表わされる接点
番号２０５（上位２桁を省略）を，ニモニック・リスト
のオペランド欄上で調べていき，対応するニモニック・
コードがＯＵＴとなっているステートメントがあるかど
うかをチェックする。アドレス０００７３のステートメ
ントは「ＯＵＴ ００２０５」となっているので，Ａ＝
０００７３が記憶されることになる。

【００７３】このようにして，着目出力コイル「治具締
め（１０７）」と等価な内部補助リレー「穴あけ中（２
０５）」が捜し出され，この内部補助リレー（２０５）
についてそれが参照する入出力接点が以降の処理におい
て検索され，入出力接点リストが作成されていく。

【００７４】すなわち，記憶されたアドレスＡ＝０００
７３から１が減算されることにより新たなアドレスＡ＝
０００７２が得られ（ステップ113 ），この新たなアド
レスにおけるステートメントのニモニック・コードがＬ
Ｄかどうかが判断される（ステップ114 ）。新たなアド
レスＡ＝０００７２のニモニック・コードはＡＮＤＮＯ
Ｔであるからこのステップ114 でＮＯとなる。

【００７５】このアドレスＡ＝０００７２の接点番号２
０６が，着目出力コイル「治具締め（１０７）」に関す
る入出力接点リスト中に内部補助接点「穴あけ完（２０
６）」として登録される（ステップ115 ）。

【００７６】アドレスＡが再びデクレメントされ（ステ
ップ117 ），１つ前のアドレスＡ＝０００７１の内部補
助接点「穴あけ中（２０５）」が同じように上記入力接
点リストに登録される（ステップ115 ）。

【００７７】ステップ117 と115 の処理はアドレスＡの
ニモニック・コードがＬＤになるまで続けられ，ニモニ
ック・コードＬＤがあれば（アドレス０００６９におい
てコードＬＤが現われる），着目出力コイル「治具締め
（１０７）」に関する入出力接点リストの作成処理が終
る（ステップ116 ）。

【００７８】この結果，着目出力コイル「治具締め（１
０７）」に関する入出力接点リストには「穴あけ完（２
０６）」，「穴あけ中（２０５）」，「セット完（２０
４）」および「検出３（０００１１）」が登録されるこ
とになる。

【００７９】上述した出力コイル「治具締め（１０
７）」および「Ｍ２回転（１０８）」についてのみステ
ップ114 からステップ118 ，119 を経てステップ112 に
戻る処理が行なわれる。他の出力コイルについてはステ
ップ114 から直接にステップ115に移ることになる。

【００８０】ステップ119 においてＮＯとなり，ステッ
プ120 に進むステートメントは図13〜図15に示すニモニ
ック・リストには存在しない。この処理は，１つの入力
信号のみによって１つの出力信号が生じ，かつ他の入力
信号や内部補助リレーには一切関連しないような処理に
ついてのものである。たとえば，タンク内の水が所定水
位まで上昇したときに表示灯を点灯するのみで，他の関
連する処理が一切ないものにあてはまる。このような場
合には，出力コイル（出力信号）を生じさせる１つの入
力接点（入力信号）がその出力コイルの入出力接点リス
トに登録され（ステップ120 ），その出力コイルについ
ての処理が終る。

【００８１】１つの着目出力コイルに関連する図16に示
す入力接点リスト作成処理が終了すると，次の着目出力
コイルが呼出され（図10，ステップ105 ），同じような
処理が，その出力コイルについて繰返し実行される。ス
テップ101 で選択されたすべての監視対象出力コイルに
ついて入出力接点リストが作成されれば（ステップ103
でYES ），次のステップ106 の結合度算出処理に移る。
ステップ103 〜105の処理により上述した図12に示す入
出力接点リストが完成する。

【００８２】(3-3) 結合度の算出 ２つの出力コイルの結合度はそれらの出力コイルに共通
する入出力接点（内部補助接点を含む）の観点から求め
られる。結合度の算出方法にはいくつかあり，その例を
以下に示す。

【００８３】共通接点の有無に基づく算出方法 出力コイルｉと出力コイルｊが共通に参照する接点（入
出力接点または内部補助接点）があれば，それらの結合
度Ｒ_ijを１とし，なければ０とする。

【００８４】共通接点の個数に基づく算出方法 出力コイルｉとｊとが共通に参照する接点の個数を結合
度Ｒ_ijとする。たとえば共通接点の数が４であれば結合
度Ｒ_ijは４，０であればＲ_ij＝０となる。

【００８５】共通接点とのべ参照接点に基づく算出方
法 出力コイルｉとｊが共通に参照する接点の数を，コイル
ｉとｊがそれぞれ参照する接点の総数（重複するものを
除く）で割った値を結合度Ｒ_ijとする。

【００８６】結合度Ｒ_ij＝（出力コイルｉ，ｊの共通接
点数）／（出力コイルｉとｊののべ参照接点数）

【００８７】図12に示す入出力接点リストにおいて，た
とえば出力コイル「投入前進（１０５）」が参照する接
点はその番号でいうと００８，００９，０１０，０１
１，２０１，２０４，１０５および１０６の８個であ
る。出力コイル「投入後退（１０６）」が参照する接点
の番号は００９，０１０，２０１，１０５および１０６
の５個である。これらの両出力コイルに共通する接点は
００９，０１０，２０１，１０５および１０６の５個で
ある。これらの両出力コイルが参照する接点は００８，
００９，０１０，０１１，２０１，２０４，１０５およ
び１０６の合計８個である。

【００８８】したがって，上記の方法によると結合度
はＲ_ij＝１，上記の方法によると結合度はＲ_ij＝５，
上記の方法によると結合度はＲ_ij＝５／８となる。

【００８９】上記の方法にしたがって演算された，13
個の出力コイルから選択された任意の２つの出力コイル
間の結合度が図17に示されている。これを監視対象出力
コイル結合度表という。空欄は結合度０を表わす。これ
らの結合度の分子は上記の方法によって算出された結
合度を表わす。結合度が０以外（空欄以外）の分数を１
とすれば，図17は上記の方法による結合度表に容易に
変換される。

【００９０】図18はすべての監視対象出力コイルを対象
として，２つの出力コイル間の結合度を算出し，図17に
示すような結合度表を作成する処理の手順を示してい
る。これは図10のステップ106 の処理の詳細に相当す
る。

【００９１】上述したように監視対象出力コイルの番号
１００〜１１２は初期化され，０〜１２に変換されてい
る。この初期化された出力コイル番号をｉまたはｊと置
く。出力コイル数をｎとする。この実施例ではｎ＝13で
ある。

【００９２】出力コイル番号ｉとｊを０と置く（ステッ
プ121 ）。出力コイル番号ｉを固定しておき，番号ｊを
インクレメントして（ステップ122），番号ｉの出力コ
イルと番号ｊの出力コイルとの間で上述した算出方法に
したがって結合度Ｒ_ijを算出する（ステップ123 ）。こ
の処理を，番号ｊをインクレメントしながら番号ｊがｎ
に達するまで繰返す（ステップ124 ）。

【００９３】次に，番号ｉをインクレメントし（ステッ
プ126 ），番号ｊをｊ＝ｉと置き（ステップ127 ），上
述したステップ122 〜124 の処理を繰返す。

【００９４】番号ｉがｎに達すれば，結合度算出処理を
終える（ステップ125 ）。

【００９５】以上により，番号ｉと番号ｊのすべての組
合せ（ｉ＝ｊを除く）について結合度Ｒ_ijが算出され，
図17に示すような結合度表が作成される。

【００９６】(3-4) グループの形成（その１） 作成された監視対象出力コイル結合度表を利用して出力
コイルのグループ化が行なわれる（図10，ステップ107
）。

【００９７】このグループ化処理の一例が図19に示され
ている。このグループ化処理は，結合度が０以外の出力
コイルを同一グループに属させる考え方に基づいてい
る。

【００９８】初期化された出力コイルの番号ｉとｊをと
もに０と置き（ステップ131 ），番号ｉを固定しておい
て番号ｊをインクレメントする（ステップ132 ）。

【００９９】番号ｉの出力コイルと番号ｊの出力コイル
の結合度Ｒ_ijを上述した結合度表から読出してそれが０
かどうかがチェックされる（ステップ133 ）。

【０１００】結合度Ｒ_ijが０でなければ，番号ｉの出力
コイルと番号ｊの出力コイルは同一グループに属させる
必要がある。そこで，まず出力コイルｉとｊの少なくと
もいずれか一方が既に作成されたグループに登録されて
いるかどうかがチェックされる（ステップ134 ）。出力
コイルｉと出力コイルｊが同じグループに既に属してい
れば，新たな登録は不要である。出力コイルｉとｊのい
ずれか一方があるグループに属していた場合には，まだ
そのグループに属していない他方の出力コイルを同じグ
ループに追加登録する。また，出力コイルｉとｊが別個
のグループにそれぞれ登録されていた場合にはこれらの
２つのグループを合併して１つのグループとする（ステ
ップ135 ）。出力コイルｉとｊがともに既に作成されて
いるグループに属していない場合には，出力コイルｉと
ｊにより新たなグループを形成して，そのグループに出
力コイルｉとｊを登録する（ステップ136 ）。

【０１０１】出力コイルｉとｊの結合度Ｒ_ijが０の場合
には何らの処理も不要である。

【０１０２】番号ｊがｎに達するまで，番号ｊをインク
レメントしながら上述したステップ132 〜136 の処理を
繰返す（ステップ137 ）。

【０１０３】ｊ＝ｎになると，番号ｉをインクレメント
して（ステップ139），ｊ＝ｉと置き（ステップ140
），ステップ132 に戻って再び上述の処理を繰返す。

【０１０４】番号ｉがｎに達したときにグループ化処理
が終る（ステップ138 ）。

【０１０５】このようにして形成されたグループ（一般
には複数）は出力（表示）装置24に表示される（図10，
ステップ108 ）。その表示例が図20に示されている。

【０１０６】上述した13個の出力コイル１００〜１１２
は次のように３つのグループに分けられる。

【０１０７】グループＩ：出力コイル１００，１０１ グループII：出力コイル１０２，１０３，１０４ グループIII ：出力コイル１０５，１０６，１０７，１
０８，１０９，１１０，１１１，１１２

【０１０８】図２に示す被制御システムについて説明す
ると，グループＩは操作盤90における運転中ランプ70と
異常ランプ71の点滅についての処理に関するものであ
る。この処理についての概要が図21に示されている。

【０１０９】グループIIは，不良ワークの排除工程に関
するものである。このグループIIではワーク検出器55お
よびバリ検出器56の出力信号に基づいてモータ72および
不良排除シリンダ73が制御される。この工程における制
御の概要が図22に示されている。

【０１１０】グループIII はワークの穴あけ工程に関す
るものである。このグループIII では，投入シリンダ75
によるワークの加工台93への投入，治具77によるワーク
の締め付け固定，ドリル79による穴あけ，および排出シ
リンダ81によるワークの加工台からの排出が相互に関連
して実施される。この工程における制御の概要が図23に
示されている。

【０１１１】このようにして，入出力接点の共通性の観
点から出力コイルをグループ分けすることができる。各
グループのグループ内においては各部の動作が相互に関
連している。グループ間においては相互に関連性が殆ど
ない。

【０１１２】(3-5) グループの形成（その２） グルーピングの他の方法について説明する。このグルー
プ化方法は１つのグループ内に属する出力コイル数を制
限するものである。上述したまたはの方法により算
出された結合度が用いられる。結合度の大きいものから
順にグループ化していき，グループに属する出力コイル
数が制限数に達すると，そのグループへの出力コイルの
登録は禁止され，新たなグループが形成される。

【０１１３】図24はこのグループ化方法の処理手順を示
している。１つのグループに属させることのできる最大
出力コイル数をａとする。

【０１１４】監視対象出力コイル結合度表を参照して，
最大の結合度Ｒ_ijをもつ出力コイルｉとｊを捜し出す
（ステップ141 ）。

【０１１５】その結合度Ｒ_ijが０でないことを確認して
（ステップ142 ），これらの出力コイルｉとｊのいずれ
か一方が，既に形成されているグループ（第１番目の結
合度Ｒ_ijのための処理の時点ではグループはまだ形成さ
れていない）に登録されているかどうかが判定される
（ステップ143 ）。出力コイルｉ，ｊの両方とも既に存
在するグループに登録されていなければ，これらの出力
コイルｉとｊによって新たなグループを形成し，このグ
ループをメモリに登録する（ステップ144 ）。そして，
処理の対象となった（ステップ141 で検索された）結合
度Ｒ_ijを監視対象出力コイル結合度表から削除する（ス
テップ145 ）。

【０１１６】出力コイルｉとｊのいずれか一方が既に存
在するグループに登録されている場合には（ステップ14
3 でYES ），次に出力コイルｉとｊの両方ともが既に存
在するグループに登録されているかどうか（出力コイル
ｉとｊが同じグループでも，異なるグループでもよい）
が判定される（ステップ146 ）。

【０１１７】出力コイルｉとｊの両方ともグループ登録
されていなければ，いずれか一方の出力コイルが登録さ
れているのであるから（ステップ143 でYES の条件を通
過している），一方の出力コイルが登録されているグル
ープに属する出力コイルの数が最大数ａに達しているか
どうかが判定される（ステップ147 ）。当該グループに
属する出力コイルの数が最大数ａに達していなければ，
当該グループに，いずれのグループにも属していない他
方の出力コイルを登録し（ステップ148 ），処理の対象
となっている結合度Ｒ_ijを結合度表から削除する（ステ
ップ145 ）。一方の出力コイルが登録されているグルー
プに含まれる出力コイルの数が既に最大数ａに達してい
る場合には（ステップ147 でYES ），何もすることな
く，当該結合度Ｒ_ijを結合度表から削除する（ステップ
145 ）。この場合には，グループにまだ属していない他
方の出力コイルについてのグループ登録が行なわれない
が，以降の繰返し処理において最終的にはいずれかのグ
ループに登録されることを期待する。グループ形成処理
が終了した時点で，どのグループにも属さない出力コイ
ル（他の出力コイルとの結合度が０でないもの）が残っ
てしまった場合には，何らかのやり方で（たとえば，登
録数がａよりも大きくなっても無理にいずれかのグルー
プに入れる，ユーザが判断していずれかのグループに入
れる等），いずれかのグループに属されるようにすると
よい。

【０１１８】出力コイルｉとｊの両方が既にいずれかの
グループに属している場合には，それらの出力コイルｉ
とｊとが同じグループに登録されているかどうかが判定
される（ステップ149 ）。出力コイルｉとｊが同じグル
ープに登録されている場合には，一切の処理は不要であ
り，当該結合度Ｒ_ijを結合度表から削除する（ステップ
145 ）。

【０１１９】出力コイルｉとｊが別個のグループに属し
ている場合には，これらの２つのグループに登録されて
いる出力コイルの数の和が最大数ａ以下かどうかが判断
される（ステップ150 ）。２つのグループに属する出力
コイル数の和がａ以下であれば，これら２つのグループ
を１つに合併する（ステップ151 ）。２つのグループに
属するコイル数の和がａを超える場合には何もしない。
これらの後，処理の対象となっている結合度Ｒ_ijを結合
度表から削除する（ステップ145 ）。

【０１２０】ステップ145 の処理ののち，再びステップ
141 に戻り，結合度表に残っている結合度のうち最大の
ものを選択して同じような処理が繰返される。そして，
結合度表に残っている結合度のすべてが０となったとき
にグループ形成処理が終る（ステップ142 ）。

【０１２１】図25はこのグルーピング方法により作成さ
れたグループの表示例を示すものである。１グループに
属することのできる出力コイル数をａ＝６としてある。
４つのグループＩ，II，III およびIVが形成されてい
る。図26は作成されたグループの他の表示例を示すもの
である。

【０１２２】(4) 故障診断処理の例 上述したように図２に示すシステムの制御のための出力
コイルはグルーピング処理により３つまたは４つのグル
ープに分けられることが分った。このようにして分けら
れた各グループについては相互に独立して故障診断が行
なわれる。

【０１２３】故障診断処理の一例として，上記(3-4) グ
ループの形成（その１）でグルーピングされた３つのグ
ループのうち，穴あけ加工に関連するグループIII に関
する故障診断処理について以下に具体的に説明する。

【０１２４】図27は穴あけ加工全体（投入シリンダ75に
よるワークＷの搬送台92から加工台93への搬送，冶具77
によるワークＷの固定，モータ78とドリル79によるワー
クＷの穴あけ，排出シリンダ81による穴あけ加工済ワー
クの加工台93からの排出）の動作を示すものである。Ｐ
ＬＣ10への入力信号とＰＬＣ10からの出力信号が示され
ている。また，時間の推移にしたがって出力信号の状態
（出力パターン）が遷移する様子が示されている。遷移
する出力信号の各状態（破線が引かれた位置における信
号の状態）に［１］〜［７］の番号が割当てられてい
る。これらの各状態を以下ではステートと呼ぶことにす
る。

【０１２５】入力信号「検出２」の立上りをトリガとし
て，後述するステート［７］からステート［１］に移る
（トリガとなる入力信号と出力信号との関連を鎖線と矢
印で示す）。このステートの遷移は図５に示すアドレス
０００３９のプログラムによって実行される。第２ワー
ク検出器58がワークＷを検知すると投入シリンダ75のロ
ッドが進出し，ワークＷを加工台93の方向に押し出す。

【０１２６】次に，投入シリンダ75のロッドがその前進
端に至ったことが投入前端検出器によって検知されると
（入力信号「投入前端」オン），ステート［１］からス
テート［２］に遷移し，投入シリンダ75のロッドは前進
動作を停止して後退動作を開始し，冶具77が加工台93に
送られてきたワークの固定を開始し，さらにモータ78が
回転駆動される。これは図６に示すアドレス０００５２
等のプログラムにしたがって実行される。

【０１２７】投入シリンダ75のロッドが後退端に至った
ことが投入後端検出器によって検知されると（入力信号
「投入後端」オフ），ステート［２］からステート
［３］に遷移し，投入シリンダ75の後退動作が停止し，
ドリル79が下降を開始する。これにより，ドリル79によ
ってワークＷに穴があけられていく。

【０１２８】ドリル下端検出器によってドリル79が下降
端に達したことが検知されると（入力信号「ドリル下
端」オン），ステート［３］からステート［４］に遷移
し，ドリル79の下降が停止してドリル79は上昇を開始す
る。

【０１２９】ドリル上端検出器によってドリル79が上昇
端に達したことが検知されると（入力信号「ドリル上
端」オン），ステート［４］からステート［５］に遷移
し，冶具77がワークを離し，モータ78の回転が停止し，
ドリル79の上昇が停止し，排出シリンダ81のロッドが前
進を開始する。排出シリンダ81のロッドの前進により，
穴あけ加工されたワークＷは加工台93から排出されるこ
とになる。

【０１３０】排出前端検出器によって排出シリンダ81の
ロッドが前進端に至ったことが検知されると（入力信号
「排出前端」オン），ステート［５］からステート
［６］に遷移し，排出シリンダ81の前進が停止し，後退
を開始する。

【０１３１】排出後端検出器によって排出シリンダ81の
ロッドが後退端に達したことが検知されると（入力信号
「排出後端」オン），ステート［６］からステート
［７］に遷移する。以上で，１回の穴あけ工程が終了す
る。

【０１３２】図28は異常検知のための異常判定用基準デ
ータの一部を示している。異常判定用基準データはステ
ートごとに設けられており，そのステートの出力パター
ン・データ，前ステートからの平均遷移時間および遷移
時間の変動許容幅から構成されている。

【０１３３】出力パターン・データは監視の対象となる
すべての出力信号の状態を表わしたデータの集まりであ
る。各出力信号の状態は１ビットで表現され，この実施
例ではオン状態が１で，オフ状態が０でそれぞれ表わさ
れている。

【０１３４】図29は，上述した７つのステート［１］〜
［７］の出力パターン・データを異常判定用基準データ
から抽出してまとめたものであり，グループIII に属す
る８種類の出力信号（出力コイル）の状態を表わしてい
る。図27に示すタイミング・チャートと図29のテーブル
とを比較することによりその対応関係が容易に理解でき
るであろう。

【０１３５】このような出力パターン・データは被制御
システムをＰＬＣ10の制御の下で実際に稼動し，それが
正常に動作したときの出力信号の状態を，それが変化し
たときに抽出することにより作成することができる。最
も一般的にはＰＬＣ10のＲＡＭ14に設けられているＩ／
Ｏテーブルを一定周期でサンプリングし，これを加工す
ることにより作成することができる。詳細については異
常箇所検知用基準データの作成の説明において述べる。

【０１３６】前ステートからの平均遷移時間は，前ステ
ートから当該ステートに移るのに要する平均的な時間で
ある。これは被制御システムをＰＬＣ10の制御の下で繰
返し稼動し，正常に動作したときの遷移時間の平均値を
算出することにより求めることができる。もちろん，タ
イマの設定時間のようにあらかじめ分っている場合，理
論的に容易に求めることができる場合にはユーザが入力
してもよい。

【０１３７】遷移時間の変動許容幅は，実際の遷移時間
の上記平均遷移時間からのずれの許容範囲を表わすもの
で，一般にはユーザによって入力されるであろう。もっ
とも，すべての許容幅を平均遷移時間に比例する値とし
て，この比例定数を一律に定めるようにしてもよい。

【０１３８】遷移時間に関するデータとしては，上述し
た平均値と許容幅の組合せ以外に，たとえば基準値と下
側許容幅と上側許容幅との組合せ，最大値と最小値の組
合せなどを用いることもできる。

【０１３９】異常箇所検知用基準データは上述した各ス
テートの異常判定用基準データごとにそれに対応する入
力信号の期待状態（入力期待パターン）を表わすデータ
によって構成される。すなわち，異常箇所検知用基準デ
ータはステートごとにあらかじめ設定された入力期待パ
ターンからなる。

【０１４０】異常箇所検知用基準データは上述した異常
判定用基準データを用いた異常検知処理において異常が
検知されたときにその検知された異常の原因となる箇所
ないしは部位を特定するために用いられる。したがっ
て，原則的には，監視の対象となっている出力信号に直
接または間接に影響を及ぼす入力信号のすべてが選択さ
れる。しかしながら，異常箇所特定処理から漏れても問
題のない部位に関する入力信号を意識的に外すこともで
きる。監視の対象となっている出力信号に関連性のない
入力信号は選択する必要はない。

【０１４１】場合によっては１つの出力基準パターンに
対応して複数の入力期待パターンが存在しうることがあ
る。複数の入力信号のＯＲ条件によって次のステートに
進むような場合である。このような場合には，１ステー
トの異常判定用基準データに対応させて複数の入力期待
パターンをあらかじめ登録しておく。

【０１４２】図30は異常箇所検知用基準データの一例を
示すものであり，図29に示す各ステートに対応する入力
期待パターンから構成されている。この入力期待パター
ンにおいても各入力信号の期待状態は１ビットで表現さ
れ，オンが１，オフが０によってそれぞれ表わされてい
る。図27に示す入力信号のタイミング・チャートと図30
のテーブルを比較することにより，それらの対応関係が
容易に理解できるであろう。

【０１４３】このような入力期待パターンを含む異常箇
所検知用基準データは，被制御システムをＰＬＣ10の制
御の下に稼動させておき，被制御システムが正常に動作
している場合において，出力信号の状態が変化したとき
の入力信号の状態を読取り，出力信号の状態遷移に関す
る異常判定用基準データに対応して読取った入力信号の
状態を記憶することにより作成することができる。

【０１４４】とくにＰＬＣ10による被制御システムの制
御においては，ＰＬＣ10のＲＡＭ14にＩ／Ｏテーブルが
設けられているので，このＩ／Ｏテーブルを利用して，
図29に示す出力基準パターンと図30に示す入力期待パタ
ーンとを次のようにして作成することができる。

【０１４５】ＰＬＣ10の制御の下に被制御システムを稼
動する。被制御システムが正常に動作しているときの入
出力信号の状態を記憶しているＲＡＭ14内のＩ／Ｏテー
ブルのデータを一定のサンプリング時間ごとに読出す。
読出した入，出力信号の状態のうちで出力信号の状態に
変化があったかどうかを調べる。出力信号の状態に変化
があったときには，変化後の出力信号の状態を出力基準
パターンとしてステート番号に対応して記憶し，異常判
定用基準データの一部を作成する。また出力信号の状態
が変化した直後の入力信号の状態を入力期待パターンと
して上記ステート番号に対応させて記憶することにより
異常箇所検知用基準データを作成する。

【０１４６】以下の説明では故障診断処理は基本的には
ＰＬＣ10のＣＰＵ11によって実行されるものとする。Ｐ
ＬＣ10のＲＯＭ12には故障診断プログラムがあらかじめ
格納されている。

【０１４７】異常検知処理において常時参照するのは異
常判定用基準データである。このためこの異常判定用基
準データについてはＣＰＵ11によって迅速にアクセス可
能なＲＡＭ13に格納しておくことが好ましい。これに対
して異常箇所検知用基準データは異常が検知されたとき
にはじめて参照されるものであるから，必ずしも高速性
が要求されずコンソール20の記憶装置23（ハードディス
ク，フロッピィ・ディスク等）に格納することができ
る。もちろん，異常箇所検知用基準データをＲＡＭ13に
格納しておいてもよいのはいうまでもない。

【０１４８】図31はＰＬＣ10のＣＰＵ11によって実行さ
れる故障診断処理のアルゴリズムを示すものである。

【０１４９】ＰＬＣ10の機能の一部として故障診断機能
が付加されている場合にはそのＣＰＵ11は，故障診断処
理の他に，ＰＬＣ本来の処理すなわち図３から図９に示
すユーザ・プログラムにしたがう被制御システムの制御
処理を実行する。ＣＰＵ11は一定周期（サイクル）で一
連の処理を繰返しており，各サイクルの前半部分で被制
御システムの制御処理を，後半部で故障診断処理をそれ
ぞれ実行する。したがって，図31に示す故障診断処理は
一定周期で繰返される。

【０１５０】図31に示す故障診断処理は異常検知処理と
異常箇所特定処理とから構成されている。異常検知処理
は異常判定用基準データを参照して行われる。異常判定
用基準データは上述のように出力信号の状態にのみ関係
している。このように，出力信号の状態のみを監視して
も充分に異常の発生を検知することが可能である。異常
検知処理はリアル・タイムで実行しなければならない。
異常検知処理において出力信号状態のみを監視するよう
にすることにより，処理の迅速化を図ることができ，Ｃ
ＰＵ11の負担が軽減する。図31に示すこの実施例の異常
検知処理では，ステートの遷移の順序と遷移時間のチェ
ックとが行われる。異常検知処理において異常が検知さ
れたときにはじめて異常箇所検知用基準データを参照し
た異常箇所の特定処理に進む。

【０１５１】ＲＡＭ14のＩ／Ｏテーブルから出力信号の
状態（出力パターン）が読取られる（サンプルする）
（ステップ161 ）。ＲＡＭ14の所定のエリアには前回サ
ンプルした出力パターンが記憶されているので，前回の
サンプル・パターンと今回のサンプル・パターンとが比
較される（ステップ162 ）。

【０１５２】タイマ15は前ステートから現ステートに遷
移したときに起動され，現ステートに遷移した時点から
の時間を計時している。

【０１５３】ステップ102 において前回のサンプル・パ
ターンと今回のサンプル・パターンとが同一であると判
定された場合には，現ステートから次ステートに遷移す
るのに許される時間の範囲内かどうかがチェックされる
（ステップ166 ）。

【０１５４】すなわち，現ステートをステート［ｉ］と
する。次のステートはステート［ｉ＋１］である。タイ
マ15は前ステート［ｉ−１］から現ステート［ｉ］に遷
移した時点からの時間を計時している。現ステート
［ｉ］から次ステート［ｉ＋１］に遷移するのに許され
る時間は，次ステート［ｉ＋１］の基準データ中の「前
ステートからの平均遷移時間」と「遷移時間の変動許容
幅」によって求められる。タイマ15の計時時間が次ステ
ート［ｉ＋１］の基準データから求められた遷移許容時
間の範囲内かどうかがステップ166 で判定される。

【０１５５】経過時間が許容範囲内であれば，今回のサ
ンプル・パターンをＲＡＭ14の上記エリアに記憶してス
テップ161 に戻ることになる（ステップ167 ）。

【０１５６】タイマ15によって計時されている経過時間
が遷移許容時間を超えていれば，ステートが遷移するた
めに許された時間が経過しても次のステートに遷移して
ないということであるから，何らかの異常が生じたもの
と判定され，コンソール20の表示装置24に異常が検知さ
れた旨および異常の生じている出力信号が表示され（ス
テップ168 ），ステップ169 から始まる異常箇所の検知
処理に進む。異常の生じている出力信号は，今回のサン
プル・パターンと次ステート［ｉ＋１］の出力パターン
との比較において，不一致の箇所として特定することが
できる。

【０１５７】ステップ162 において，前回サンプル・パ
ターンと今回サンプル・パターンとが異なる場合には，
出力信号の状態，すなわちステートが遷移したと判定さ
れる。この場合には，タイマ15の計時時間がステート
［ｉ］からステート［ｉ＋１］への実際の遷移時間とし
て読取られる（ステップ163 ）。また，今回のサンプル
・パターンと遷移後のステート［ｉ＋１］の基準データ
に含まれる出力パターンとが比較される（ステップ164
）。

【０１５８】今回のサンプル・パターンと基準出力パタ
ーンとが一致していれば（ステップ165 ），次のステッ
プ166 の遷移時間のチェックに進む。今回のサンプル・
パターンと基準出力パターンとが不一致の場合には，異
常と判定され，異常検知の旨および異常の生じている出
力信号が表示装置24に表示され（ステップ168 ），ステ
ップ169 から始まる異常箇所の特定処理に進む。今回の
サンプル・パターンと基準出力パターンとの比較におい
て，不一致の箇所が異常出力信号に相当する。

【０１５９】ステート［ｉ］からステート［ｉ＋１］に
遷移したときの遷移時間のチェックにおいても，タイマ
15から得られる実際の遷移時間が，ステート［ｉ＋１］
の基準データとして記憶されている「前ステートからの
平均遷移時間」と「遷移時間の変動許容幅」に関するデ
ータから求められる遷移許容時間の範囲内かどうかが判
定される。実際の遷移時間が遷移許容時間内であれば，
今回のサンプル・パターンがＲＡＭ14に記憶され（ステ
ップ167 ），ステップ161 に戻る。実際の遷移時間が遷
移許容時間外である場合には，異常が生じた旨および異
常出力信号がコンソール20の表示装置24に表示され（ス
テップ168 ），ステップ169 以降の異常箇所特定処理に
進む。

【０１６０】遷移のために要する時間の計時はタイマ15
を用いずにＲＡＭ14の所定のエリアを用いて行うことも
できるのはいうまでもない。

【０１６１】異常箇所の特定処理においてはまず，異常
が検知された時点における入力信号の状態（入力パター
ン）がＩ／Ｏテーブルから読出され，このサンプル入力
パターンが一時的にＲＡＭ104 に記憶される（ステップ
169）。

【０１６２】続いて，異常箇所検知用基準データからス
テート［ｉ＋１］（遷移許容時間が経過しても現ステー
トから次ステートに遷移しない場合には該次ステートに
相当し，現ステートから次ステートに遷移はしているが
遷移に要する時間が許容時間をオーバしてしまった場合
には該次ステートに相当する：すなわちいずれの場合に
も現ステートを［ｉ］とすれば次ステート［ｉ＋１］）
における入力期待パターンが読出され，一時記憶されて
いるサンプル入力パターンと比較される（ステップ170
）。

【０１６３】この入力期待パターンとサンプル入力パタ
ーンとの比較において一致していない入力信号の状態が
あれば，その入力信号が異常箇所としてコンソール20の
表示装置24に表示される（ステップ171 ）。

【０１６４】ステップ168 〜171 の処理はコンソール20
内のＣＰＵ21によって実行するようにしてもよい。この
場合には，ＰＬＣ10のＣＰＵ11から，異常検知に関する
データ（異常出力信号やステート番号）がコンソール20
のＣＰＵ21に通知されよう。

【０１６５】一例として，遷移許容時間が経過してもス
テート［１］における出力信号「投入前進」のビットが
１にならなかった場合を想定する。

【０１６６】図27に示すタイミング・チャートから出力
信号「投入前進」は入力信号「検出２」をトリガとして
オンとなる。しかしながら，図５に示すラダー・プログ
ラム（アドレス０００３９）をみると，出力信号「投入
前進」は，入力信号「検出２」のオンのみならず，入力
信号「投入後端」がオンとなっていることも条件として
オンとなる。また，出力信号「投入前進」がオンとなる
ためには入力信号「検出３」，「投入前端」，出力信号
「投入後退」および内部補助リレー「セット完」がオン
であることも条件である。

【０１６７】図32に，ステート［１］における入力期待
パターンと異常検知があったときにサンプルされたサン
プル入力パターン（異常パターン）とが並べて示されて
いる。これらのパターンを比較することにより，入力信
号「投入後端」，すなわち投入シリンダ75の投入後端検
出器に異常があることが特定される。

【０１６８】入力期待パターンに，出力信号に直接関係
のあるもののみならず，セット完等の補助リレーを介し
て間接的に関係のある入力信号までを含めておけば，入
力期待パターンとサンプル入力パターンとの照合によ
り，プログラム・リストをチェックする作業を行うこと
なく，故障が発生している部位を即座に特定することが
できるようになる。

【０１６９】図33は異常が検知されたときにコンソール
20の表示装置24に表示される表示例を示している。異常
が検知されたときにまず上段の「出力：『投入前進』が
オンしない」という異常の発生と異常な出力信号とが表
示される（ステップ168 ）。続いて異常箇所特定処理が
行われ，この処理で判明した入力信号および点検のため
のガイダンスが，「『投入後端』が基準と不一致。上記
信号のセンサ／配線を点検して下さい。」と表示される
（ステップ171 ）。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＬＣおよびコンソール（グループ化装置）の
構成を示すブロック図である。

【図２】被制御システムの一例を示す構成図である。

【図３】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図４】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図５】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図６】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図７】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図８】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図９】ユーザ・プログラムを示すラダー図である。

【図１０】グループ化処理の全体を示すフローチャート
である。

【図１１】Ｉ／Ｏリレー・リストの一例を示す。

【図１２】入出力接点リストの一例を示す。

【図１３】ニモニック・リストを示す。

【図１４】ニモニック・リストを示す。

【図１５】ニモニック・リストを示す。

【図１６】入出力接点リスト作成処理手順を示すフロー
チャートである。

【図１７】監視対象出力コイル結合度表を示す。

【図１８】結合度算出処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図１９】出力コイルのグループ形成処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図２０】グルーピング結果の表示例を示す。

【図２１】操作盤における処理の概要を示す。

【図２２】不良ワーク排除工程の概要を示す。

【図２３】ワークの穴あけ工程の概要を示す。

【図２４】出力コイルのグループ形成処理手順の他の例
を示すフローチャートである。

【図２５】グルーピング結果の他の表示例を示す。

【図２６】グルーピング結果のさらに他の表示例を示
す。

【図２７】被制御システムの制御動作を示すタイミング
・チャートである。

【図２８】異常判定用基準データの一例を示す。

【図２９】出力基準パターンの一例を示す。

【図３０】異常箇所検知用基準データ（入力期待パター
ン）の一例を示す。

【図３１】故障診断処理手順を示すフロー・チャートで
ある。

【図３２】入力期待パターンとサンプル入力パターン
（異常パターン）とを照合する様子を示す。

【図３３】故障診断結果の表示例を示す。

【図３４】相互に非同期の２つの工程の動作を示す。

【符号の説明】

10 ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントロー
ラ） 11，21 ＣＰＵ 12 ＲＯＭ 13 ＲＡＭ 14 ＲＡＭ 15 タイマ 20 コンソール 22，23 メモリ装置 24 出力装置 25 入力装置

フロントページの続き (72)発明者 石黒 進 京都市右京区花園土堂町10番地 オムロ ン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−97703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−94005（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16603（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−117010（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−62709（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−65507（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/04 - 19/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラマブル・ロジック・コントロー
   ラが実行するプログラムにおいて各監視対象出力に関連
   する入，出力接点を抽出する処理をすべての上記監視対
   象出力について行い， 抽出された入，出力接点の共通性の観点から任意の２つ
   の監視対象出力相互の結合性に関するデータを算出し， 算出された結合性に関するデータによって表わされる監
   視対象出力間の結合の強さの観点から上記の各監視対象
   出力が属するグループを形成する， 故障診断のための診断対象のグループ化方法。
2. 【請求項２】 １つのグループに属する監視対象出力の
   数に上限を設け，結合の強い監視対象出力から順にグル
   ープ化を行い，含まれる監視対象出力の数が上記上限に
   達したグループについてはそのグループへの監視対象出
   力の登録を禁止する，請求項１に記載のグループ化方
   法。
3. 【請求項３】 選択された監視対象出力のそれぞれにつ
   いて，プログラマブル・ロジック・コントローラが実行
   するプログラム上においてその監視対象出力が参照する
   入，出力接点を抽出する手段， 上記監視対象出力の中から選択された２つの監視対象出
   力の組合せのすべてについて，それらの２つの監視対象
   出力が参照する入，出力接点の共通性の観点から２つの
   監視対象出力相互の結合度を算出する手段， 算出された結合度に基づいて上記監視対象出力をグルー
   プ化する手段，および上記監視対象出力のグループ化の
   結果を出力する手段， を備えた故障診断のための診断対象のグループ化装置。