JP4415885B2 - プログラマブル・コントローラ・システム - Google Patents
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Description
PLC装置1とスレーブ2との間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置としては、図1に示されるように、パッシブモニタ装置4やマスタユニット11が存在する。そこで、この例にあっては、これらの装置4,11に対して、後述する「送信要求コマンド発行手段」と、「データ蓄積手段」と、「蓄積データ出力手段」と、を設ける一方、スレーブ2に対しては、後述する「送信要求コマンド処理手段」設ける。
PLC装置1とスレーブ2との間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置としては、図1に示されるように、パッシブモニタ装置4やマスタユニット11が存在する。そこで、この例にあっては、これらの装置4,11を閾値設定支援装置としても機能させる。そして、この閾値設定支援装置には、後述する「データ収集手段」と、「閾値決定手段」と、「閾値設定手段」と、を設ける一方、スレーブ2に対しては、後述する「送信要求コマンド処理手段」を設ける。
2 スレーブ(リモート入出力装置)
3 フィールドバス
4 パッシブモニタ
5 センサ
6 電磁弁
7 駆動用シリンダ
8 動作開始直後センサ
9 動作完了センサ
10 PLC(プログラマブル・コントローラ)
11 マスタユニット
21 送受信回路
22 MPU
22a 処理部
22b 内部揮発性メモリ
23 外部不揮発性メモリ
24 入力回路
25 出力回路
26 タイマ
101 CPUユニット
101a CPU
101b ユーザプログラムメモリ
101c パラメータメモリ
101d I/Oメモリ
101e システムプログラムメモリ
101f ワークメモリ
102 I/Oユニット
Claims (9)
- プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とがフィールドバスを介して通信で結ばれており、
プログラマブル・コントローラ装置には、
外部機器からの信号を取り込むための入力部と、
外部機器へと信号を送出するための出力部と、
プログラマブル・コントローラ装置の入力部から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶する入力領域と、プログラマブル・コントローラ装置の出力部から送出されるべき信号に相当する出力データを記憶する出力領域と、リモート入出力装置から取り込まれた信号に相当する入力データを記憶するリモート入力領域と、リモート入出力装置から送出されるべき信号に相当するリモート出力データを記憶するリモート出力領域と、ユーザ命令にて参照可能な劣化診断フラグとを少なくとも有する入出力メモリと、
所望の制御仕様をユーザ命令を使用して記述してなるユーザプログラムを格納するためのプログラムメモリと、
プログラマブル・コントローラ装置の入出力部と入出力メモリの入出力領域との間で内部バスを介してデータのやり取りを行う入出力更新処理と、リモート入出力装置と入出力メモリのリモート入出力領域との間でフィールドバスを介してデータのやり取りを行うリモート入出力更新処理とを実行する入出力更新手段と、
フィールドバスを介してリモート入出力装置から通知される劣化診断結果に基づいて劣化診断フラグをオンオフ制御する劣化診断フラグ制御手段と、
プログラムメモリに格納されたユーザプログラムを入出力メモリの内容を参照しつつ実行すると共に、その実行結果に応じて入出力メモリの出力領域並びにリモート出力領域の内容を書き替えるプログラム実行手段と、が少なくとも設けられ、
リモート入出力装置には、
前記外部機器からの動作開始信号を取り込むための第1の入力端子と、前記外部機器からの動作完了信号を取り込むための第2の入力端子とを有する入力部と、
前記外部機器に対する動作指令信号を送出するための第1の出力端子を有する出力部と、
入力部から取り込まれた信号に相当する入力データをフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと送信すると共に、プログラマブル・コントローラ装置からフィールドバスを介して受信された出力データに相当する信号を出力部から送出する入出力更新手段と、
入力部又は出力部を構成する所定の一対又は二対以上の端子対のそれぞれにおける一方の端子の所定信号エッジと他方の端子の所定信号エッジとの時間差を計測する時間差計測手段と、
時間差計測手段により得られた各端子対毎の時間差をそれぞれ一次記憶する1又は2以上の時間差レジスタと、
それらの時間差レジスタに記憶された1又は2以上の時間差に基づいて生成される劣化特徴量を所定の劣化診断用閾値と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断する劣化診断手段と、
劣化診断手段による劣化診断結果をフィールドバスを介してプログラマブル・コントローラ装置へと通知する診断結果通知手段と、が少なくとも設けられている、プログラマブル・コントローラ・システムであって、
前記プログラマブル・コントローラ・システムには、
プログラマブル・コントローラ装置のユーザプログラムにデータ収集機能を組み込むことなく、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータを収集するデータ収集手段と、
データ収集手段にて収集された時間差又は劣化特徴量に相当するデータに基づいて、劣化診断用閾値を統計的手法を用いて決定する閾値決定手段と、
閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定する閾値設定手段と、を有する閾値設定支援装置が付加されており、
前記リモート入出力装置に含まれる時間差計測手段が、前記第1の出力端子の所定信号エッジと前記第1の入力端子の所定信号エッジとの時間差(T1)と、前記第1の入力端子の所定信号エッジと前記第2の入力端子の所定信号エッジとの時間差(T2)とを計測するものであり、
前記リモート入出力装置に含まれる2以上の時間差レジスタが、時間差(T1)を一次記憶する時間差レジスタと、時間差(T2)を一次記憶する時間差レジスタとからなるものであり、
前記リモート入出力装置に含まれる劣化診断手段が、それらの時間差レジスタに記憶された時間差(T1)と時間差(T2)とに基づいて生成される劣化特徴量(T1×T2)を所定閾値(TH)と比較することにより、それらの端子対に関わる外部機器の劣化を診断するものである、ことを特徴とするプログラマブル・コントローラ・システム。 - 閾値決定手段が、
データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータの平均値を求める第1の演算手段と、
第1の演算手段により求められた一連のデータの平均値と各サンプリング毎のデータとに基づいて一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含んでいる、ことを特徴とする請求項1に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。 - 閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置とを結ぶ通信データの経路上にあって、通信データを受動的にモニタ可能な装置とされ、かつ
データ収集手段が、
プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間を流れる通信データを受動的にモニタすることにより、リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出されるのに応答して、当該フィールドバスがサポートするメッセージ通信により、リモート入出力装置に対して時間差又は劣化特徴量の送信を要求する送信要求コマンドを発行する送信要求コマンド発行手段と、
送信要求コマンドに対するリモート入出力装置からのレスポンスとして返送される時間差又は劣化特徴量に相当するデータを受信して所定のメモリに蓄積記憶させるデータ蓄積手段とを含み、
閾値設定手段が、リモート入出力装置に対して閾値決定手段により決定された劣化診断用閾値をリモート入出力装置に設定することを要求する設定要求コマンドを発行する設定要求コマンド発行手段とを含み、
リモート入出力装置が、
メッセージ通信により所定の送信要求コマンドが到来するのに応答して、時間差レジスタに一次記憶された時間差又は時間差に基づいて生成された劣化特徴量をレスポンスとしてコマンド発行元の装置に対して返送する返送要求コマンド処理手段と、
メッセージ通信により所定の設定要求コマンドが到来するのに応答して、当該コマンドに付された劣化診断用閾値データに基づいて、劣化診断用閾値の設定処理を行う設定要求コマンド処理手段とを含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。 - プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置及びリモート入出力装置とは別に設けられ、かつ通信データをモニタ可能なモニタ装置である、ことを特徴とする請求項3に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
- プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置が、プログラマブル・コントローラ装置内にあって、リモート入出力装置との間におけるフィールドバスを介する通信を実行する通信装置である、ことを特徴とする請求項3に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
- 閾値設定支援装置が、プログラマブル・コントローラ装置とフィールドバスを介して結ばれたリモート入出力装置それ自体に組み込まれている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
- データ収集手段が、
リモート入出力装置の入力部又は出力部の所定端子の信号状態を監視し、この信号状態の所定方向エッジが検出される毎に、リモート入出力装置内で発生する時間差又は劣化特徴量に相当するデータをサンプリングするものであり、
閾値決定手段が、
データ収集手段によりサンプリングされる一連のデータを、サンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除することにより、一連のサンプリングデータの平均値を求める第1の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と各サンプリング毎のデータとの差の二乗をサンプリングされる時点で積算する動作を所定のサンプリング回数分だけ繰り返した後、得られた積算値をサンプリング回数で除すると共にその平方根を算出することにより、一連のサンプリングデータの標準偏差を求める第2の演算手段と、
第1の演算手段により求められた平均値と、第2の演算手段により求められた標準偏差と、所定のばらつき係数とに基づいて、劣化診断用閾値を求める第3の演算手段とを含む、ことを特徴とする請求項6に記載のプログラマブル・コントローラ・システム。 - リモート入出力装置には、1の外部機器劣化診断に関して、1又は2以上の時間差を求めるために必要な計時開始条件と計時終了条件とを規定する書き替え可能なタグが、各時間差毎に設定されており、このタグの内容を参照することにより、時間差計測手段は1の外部機器劣化診断に必要な各時間差を計測する、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
- プログラマブル・コントローラ装置とリモート入出力装置との間における通信経路上にあって、それらの間を流れる通信データを受動的にモニタ可能な装置には、1の外部機器劣化診断に関連して、送信要求コマンドを発行する条件を規定するための書き替え可能なタグが、各劣化診断毎に設定されており、このタグを参照することにより、コマンド発行手段は1の外部機器劣化診断に必要な送信要求コマンドを発行する、ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のプログラマブル・コントローラ・システム。
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