TWI825666B - 設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備 - Google Patents

Abstract

一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，用於延續一控制設備的傳輸功能，該控制設備上設置有至少一傳輸點位，及至少一備用點位，該傳輸點位與一傳輸線電性連接，該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法包含一點位故障步驟、一電線配置步驟，及一點位配置步驟，於該點位故障步驟中，該控制設備之傳輸點位發生故障，於該線配置步驟中，將該傳輸線與該備用點位電性連接，於該點位配置步驟中，控制該控制設備以將該傳輸點位的傳輸訊號指定於該備用點位。

Description

設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備

本發明是有關於一種控制設備中資料傳輸模組的維修方法，尤其是一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備。

自動化生產主要的目的是排除人工生產的條件，利用可自動控制裝置使被控制的對象或過程，自動地按照預定的規律進行生產運行，自動化控制技術有利於將人類從複雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來，並且有效地提升控制的效率且避免意外的產生，而自動化的最大好處是可以節省勞動力，同時也能節約能源和材料成本，確保準確度和精度而穩定生產品質。

自動化生產設備中是以自動控制裝置來自動運轉產品的生產，一般的自動控制裝置包括可程式控制器（PLC）、工業電腦（IPC）或是單晶片電路（如8051、樹莓派等等），其中，自動控制裝置會設置輸出點位（輸出埠、輸出接口、output port）及輸入點位（輸入埠、輸入接口、input port），用來電連接設備上的偵測模組及致動模組，而可以控制自動化生產設備進行生產作業。

一般來說，一組傳輸點位（包括輸出點位或輸入點位）用於與一個偵測模組或致動模組電性連接，兩者之間的訊號傳輸無誤，自動化生產設備才能正常運作，當自動控制裝置長時間運作後，內部的電路就會逐漸發生損壞，其中一個損壞狀況是，自動控制裝置中的控制電路並未發生損壞，而傳輸點位因為時常啟動或關閉而發生故障，導致該控制電路與偵測模組或致動模組無法傳輸資訊，這就導致自動化生產設備的故障。

一般來說，自動化生產的現場操作人員只熟悉自動化生產設備的操作，當設備發生故障而發生導致生產線停擺時，只能呼叫技術人員到場維修，一般的維修方式是更換備品再進行自動控制之程式的安裝，以使該自動化生產設備可以正常運作，但是實際操作時，仍會遭遇下列狀況：

一、維修時間過久： 當生產設備發生損壞，就表示產品無法產出，停機的狀況越久，公司的損失也就越多，當技術人員到場檢查並發現問題後，可由倉儲系統檢索備品並至倉庫領出備品，再將故障模組拆下而將備品安裝時，還需要與電腦連線執行自動程式的安裝，雖然有一些模組在更換時無需另外安裝控制程式，但上述維修程序必然將會耗費大量的時間，因此傳統的維修方式具有維修時間過久的缺點。

二、無法立即恢復： 一般來說，自動控制裝置內部所使用的電路及電子元件，是屬於耐用型的，使用時間較長所以當該自動控制裝置發生故障時，有可能倉庫中的備品已用完，如果再發生市面上已經沒有販賣相同型號的機器或模組時，維修方法極為困難，甚至必需使用新型號的控制主機，還需要重新撰寫控制程式，這會導致自動化生產設備發生無法立即恢復的狀況。

三、成本過高： 設備損壞而更換設備雖然是必要的維修方式，但是更換備品或購買新機都需要花費成本，對於小小的故障而需要更換成全新的控制裝置，也具有耗費成本而造成浪費的狀況。

因此，如何快速地恢復自動控制裝置的運作，是相關技術人員亟需努力的目標。

有鑑於此，本發明之目的是在提供一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法。

該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法用於延續一控制設備的傳輸功能，該控制設備上設置有至少一傳輸點位，及至少一備用點位，該傳輸點位與一傳輸線電性連接。

該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法包含一點位故障步驟、一電線配置步驟，及一點位配置步驟。於該點位故障步驟中，該控制設備之傳輸點位發生故障。於該電線配置步驟中，將該傳輸線與該備用點位電性連接。於該點位配置步驟中，控制該控制設備以將該傳輸點位的傳輸訊號指定於該備用點位。

本發明的又一技術手段，是在於上述之控制設備與一人機裝置電性連接，該人機裝置可顯示出一更換點位區塊，於該點位配置步驟中，於該人機裝置的更換點位區塊中進行該傳輸點位與該備用點位的切換設定。

本發明的另一技術手段，是在於上述之人機裝置之更換點位區塊中更顯示出一備用設定區，及一與該備用設定區對應之取代設定區，該備用設定區顯示出該備用點位，該取代設定區用於設定該備用點位所取代之傳輸點位，於該點位配置步驟中，於該人機裝置之更換點位區塊的取代設定區中設定取代之傳輸點位。

本發明的再一技術手段，是在於上述之控制設備中儲存有一點位設定檔，於該點位配置步驟中，設定該控制設備中的點位設定檔以將該傳輸點位的傳輸訊號指定於該備用點位。

本發明的又一技術手段，是在於上述之控制設備與一電腦裝置資訊連接，於該點位配置步驟中，該電腦裝置顯示出該點位設定檔，並於該點位設定檔中進行該傳輸點位與該備用點位的點位替換設定，再將已設定的點位設定檔輸入該控制設備中。

本發明的另一技術手段，是在於上述之控制設備之傳輸點位及備用點位是選自於輸入接點、輸出接點的其中之一及其組合。

本發明的再一技術手段，是在於上述之設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法更包含一於該點位故障步驟前之點位設定步驟，於該點位設定步驟中，於該控制設備中儲存一點位切換程式，該點位切換程式可將用於該傳輸點位的傳輸訊號切換於該備用點位，於該點位配置步驟中，控制該控制設備以執行該點位切換程式。

本發明的另一目的是在提供一種控制設備。

該控制設備適用於上述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法。該控制設備包括一設備主體、至少一傳輸點位，及至少一備用點位。該傳輸點位設置於該設備主體上，該備用點位設置於該設備主體上。

本發明的再一技術手段，是在於上述之控制設備更包括一設置於該設備主體之資料傳輸埠，該資料傳輸埠用於與一人機裝置電性連接，該人機裝置顯示出一更換點位區塊，該更換點位區塊中具有一備用設定區，及一對應該備用設定區之取代設定區。

本發明的再一技術手段，是在於上述之控制設備更包括一設置於該設備主體之資料傳輸模組，及一設置於該設備主體並與該資料傳輸模組電性連接之控制模組，該控制模組中儲存一點位設定檔，該資料傳輸模組用於與一電腦裝置資訊連接。

本發明之有益功效在於，利用該備用點位取代故障之傳輸點位而使該控制設備能夠再正常運作，不需要耗費大量時間進行維修，也不需要更換新品而造成浪費。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來做表示。

參閱圖1，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法之一第一較佳實施例，該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法包含一點位故障步驟901、一電線配置步驟902，及一點位配置步驟903。

請參閱圖2，及圖3，所述設備是一種控制設備3，於該第一較佳實施例，該控制設備3為可程式化邏輯控制器（programmable logic controller，簡稱PLC），實際實施時，該控制設備3可以為單晶片控制電路（例如8051控制電路、樹莓派控制電路、等等）或其他可程式的控制電路，不應以此為限，該控制設備3包括一設備主體31、複數傳輸點位32，及複數備用點位33，該複數傳輸點位32及該複數備用點位33設置於該設備主體31上，其中，該複數傳輸點位32及該複數備用點位33同為資料輸出埠，只是該複數傳輸點位32是有連接電子零件的輸出埠，該複數備用點位33為沒有連接電子零件且沒有使用的輸出埠，其中，每一個傳輸點位32上鎖設一傳輸線51，以使該傳輸點位32可與電子零件電性連接而彼此傳輸資料，實際實施時，該複數傳輸點位32及該複數備用點位33可以同為資料輸入埠，且該傳輸點位32及該備用點位33的數量應以實際設置為主，不應以此為限。

除此之外，該控制設備3更包括一設置於該設備主體31之資料傳輸模組34，該資料傳輸模組34是用於與一人機裝置4電性連接，較佳地，該資料傳輸模組34是使用USB傳輸協定與該人機裝置4傳輸資料，實際實施時，該資料傳輸模組34可使用RS232、RS485、或其他的資料傳輸技術，不應以此為限。

該人機裝置4包括一人機主體41，該人機主體41上設置有觸碰螢幕，該人機主體41之觸碰螢幕可以對外顯示該控制設備3的操控資訊，於該第一較佳實施例中，該人機主體41之觸碰螢幕可以顯示出一更換點位區塊42，較佳地，是於主選單上以一控制開關（圖式未示出）進行連結而顯示出該更換點位區塊42，使用者按下該控制開關後該人機主體41切換畫面而顯示出該更換點位區塊42，由於該人機裝置4的顯示畫面可由程式之規劃而以不同的方式呈現並非本發明的重點技術，於此不再一一贅述。

其中，該更換點位區塊42中可以顯示出至少一備用設定區421，及至少一對應該備用設定區421之取代設定區422，該備用設定區421用於設定所需要使用的備用點位33，該取代設定區422用於設定故障而需要被取代的傳輸點位32，當將該備用設定區421與該取代設定區422中的參數設定完成，就可以提供該控制設備3以該備用點位33取代該傳輸點位32而執行設備的自動控制。

於該點位故障步驟901中，該控制設備3之傳輸點位32發生故障而無法再執行自動控制，其中，該控制設備3中的控制模組35並未發生故障的狀況，只有該傳輸點位32的相關電路發生故障而無法輸出或接收資料，進而導致該控制設備3無法再運行自動控制。

於該電線配置步驟902中，將與該傳輸點位32電性連接的傳輸線51卸除，再將該傳輸線51移動至該備用點位33上並與該備用點位33電性連接，舉例來說，編號06（out06）之傳輸點位32發生故障時，可卸除鎖固於該編號06（out06）之傳輸點位32上的傳輸線51，並將該傳輸線51移動並鎖固於編號28（out28）之備用點位33上。

於該點位配置步驟903中，控制該控制設備3以將該傳輸點位32的傳輸訊號指定於該備用點位33，於該第一較佳實施例中，可以利用該人機裝置4示出之更換點位區塊42中進行該傳輸點位32與該備用點位33的切換設定，舉例來說，可於該人機主體4之更換點位區塊42上顯示之備用設定區421中設定編號28（out28）之備用點位33，並於該人機主體4之更換點位區塊42上顯示之取代設定區422中設定編號06（out06）之傳輸點位32，以使該控制設備3可依據該備用設定區421及該取代設定區422的設定資料，以該備用點位33取代該傳輸點位32，並繼續執行自動控制的程序。

雖然於該第一較佳實施例中，是先進行該電線配置步驟902，再執行該點位配置步驟903，實際實施時，也可以該電線配置步驟902與該點位配置步驟902的執行順序進行調換，並不會影響以該備用點位33取代該傳輸點位32之目的。除此之外，有一些控制設備3在運作時並未連接有人機裝置4，當該控制設備3之傳輸點位32發生故障時，於該點位配置步驟903中，先將一人機裝置4連接該控制設備3，再利用該人機裝置4進行傳輸點位32及備用點位33的設定，完成設定後再卸除該人機裝置4，該控制設備3依然可利用該備用點位33繼續執行自動控制的程序。

請參閱圖4，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法之一第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再詳述，不同之處在於，該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法更包括一位於該點位故障步驟901之前的點位設定步驟904。

於該點位設定步驟904中，於該控制設備3中儲存一點位切換程式，該點位切換程式可將用於該傳輸點位32的傳輸訊號切換於該備用點位33，於該點位配置步驟903中，控制該控制設備3以執行該點位切換程式。

舉例來說，於該人機裝置4上之觸碰螢幕上設定一虛擬的控制開關，當於該點位故障步驟901中，操作者可由控制設備3的故障訊息或機台的故障狀況判斷出損壞的傳輸點位32，並將該控制設備3切換成待機的狀態。接著於該電線配置步驟902及該點位配置步驟903中，先選取一備用點位33，並將鎖固於該傳輸點位32上的傳輸線51拆除，再將其鎖固於該備用點位33上，同時按下該控制開關以使該人機裝置4可以切換出該更換點位區塊42，然後操作者可以在該更換點位區塊42之備用設定區421上設定該備用點位33的參數，並於該更換點位區塊42之取代設定區422上設定該傳輸點位32的參數，以使該點位切換程式可以將原始用於該傳輸點位32的傳輸資料與該備用點位33鏈結，而使備用點位33可以傳輸該傳輸點位32的資料，最後開啟該控制設備3的自動控制程式，即可恢復該控制設備3的生產能力。

請參閱圖5，及圖6，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法之一第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再詳述，不同之處在於，是利用一電腦裝置6與該控制設備3電性連接，較佳地，該電腦裝置6是一台筆電，實際實施時，該電腦裝置6可以使用其他可以編輯程式的電腦種類，不應以此為限。

於該第三較佳實施例中，該控制設備3更包括一設置於該設備主體31之資料傳輸模組34，及一設置於該設備主體31並與該資料傳輸模組34電性連接之控制模組35，該控制設備3之控制模組35中儲存有一點位設定檔351，該資料傳輸模組34用於與該電腦裝置6資訊連接，該電腦裝置6用於設定該控制設備3中的點位設定檔351以將該傳輸點位32的傳輸訊號指定於該備用點位33，該控制設備3之控制模組35是基於該點位設定檔351來執行自動控制，該點位設定檔351一般來說為接收或輸出的變數，以及對應之輸入埠或輸出埠的設定參數。

於該點位配置步驟903中，使用一條資訊傳輸線連接該電腦裝置6及該控制設備3的資料傳輸模組34，以使該電腦裝置6可與該控制模組35傳輸資料，接著該電腦裝置6讀取該控制模組35中之點位設定檔351，或是開啟該電腦裝置6中備存的點位設定檔351，該電腦裝置6顯示出該點位設定檔351的顯示畫面61，並於該點位設定檔351中進行該傳輸點位32與該備用點位33的點位參數，然後將已設定的點位設定檔351輸入並儲存於該控制設備3之控制模組35中，以使該控制設備3基於該點位設定檔351執行自動控制程式，以達成該備用點位33取代該傳輸點位32的目的。

請參閱圖7，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法之一第四較佳實施例，該第四較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再詳述，不同之處在於，該控制設備3是使用工業電腦，屬工業電腦之控制設備3設置有至少一點位擴充模組36，較佳地，該點位擴充模組36是一種可放置於控制機箱中的功能模組，實際實施時，該點位擴充模組36更可以是設置於電路板（PCB）上的控制電路，不應以此為限。

屬工業電腦的控制設備3會連接操作面板或顯示螢幕，以對該控制設備3進行操控並取得運作的資訊，該傳輸點位32及該備用點位33設置於該點位擴充模組36上，連接該控制設備3的人機裝置4可以快速設定該傳輸點位32的參數及該備用點位33的參數，以提供該控制設備3具有以該備用點位33取代該傳輸點位32的功效。

於該點位配置步驟903中，可使用一具有螢幕的人機裝置4或電腦裝置6與該控制設備3連接，用以設定儲存於該控制設備3中的點位設定檔351，以使該控制設備3利用該備用點位33取代該傳輸點位32而執行自動控制，實際實施時，當該點位擴充模組36上的傳輸點位32發生故障時，可使用一具有螢幕的人機裝置4或電腦裝置6連接該點位擴充模組36，直接於該點位擴充模組36中進行該傳輸點位32及該備用點位33的更換設定，而該控制設備3中的控制參數或控制程式並未改變，完成設定後可將該人機裝置4或該電腦裝置6從該點位擴充模組36卸除，如此也能達到以該備用點位33取代該傳輸點位32的功效，不應以此為限。

由上述說明可知，本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備3確實具有下列功效：

一、快速恢復： 由於該人機裝置4中已經預設有利用該更換點位區塊42而達成利用該備用點位33取代該傳輸點位32的功能，當發生傳輸點位32的故障狀況時，操作者在更換該傳輸線51的位置後即可利用該更換點位區塊42設定該備用點位33及該傳輸點位32的參數，以快速利用該備用點位33恢復該控制設備3自動控制的目的。

二、避免停機： 由於本發明主要的目的是以該備用點位33來取代該傳輸點位32，以盡速恢復該控制設備3的運作，並不須要更換新品即可快速恢復設備的控制，因此不會發生找不到備品或無法購買新品的狀況，有效避免生產線發生停機的窘境。

三、避免不需要的浪費： 由於該控制設備3中的傳輸點位32會時常運行關閉及啟動，因此比較容易發生故障，而該控制設備3中有關控制電路的部分還是可以正常運作的，因此本發明利用備用點位33取代傳輸點位32的方式可以有效延長該控制設備3的使用，不須另外更換設備，也就不會造成額外的浪費。

綜上所述，當該控制設備3發生故障而判斷出故障原因為該控制設備3的傳輸點位32故障時，可擇定一備用點位33並將對應該傳輸點位32之傳輸線51的位置更換至該備用點位33上，再利用該人機裝置4上所示出的更換點位區塊42進行點位參數的設定，以提供該備用點位33取代該傳輸點位32的功能，並可快速恢復該控制設備3的運作，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之四個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3          控制設備 31        設備主體 32        傳輸點位 33        備用點位 34        資料傳輸模組 35        控制模組 351      點位設定檔 36        點位擴充模組 4          人機裝置 41        人機主體 42        更換點位區塊 421      備用設定區 422      取代設定區 51        傳輸線 6          電腦裝置 61        顯示畫面 901      點位故障步驟 902      電線配置步驟 903      點位配置步驟 904      點位設定步驟

圖1是一流程圖，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備之一第一較佳實施例； 圖2是一裝置配置示意圖，說明於該第一較佳實施例中，一人機裝置與一控制設備連接的狀態； 圖3是一裝置配置示意圖，說明於該第一較佳實施例中，該人機裝置示出一更換點位區塊的態樣； 圖4是一流程圖，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備之一第二較佳實施例 圖5是一裝置配置示意圖，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備之一第三較佳實施例，說明一電腦裝置與一控制設備電性連接的裝置配置狀態； 圖6是一裝置方塊示意圖，說明於該第三較佳實施例中，該電腦裝置與該控制設備的裝置設置示意圖；及 圖7是一裝置配置示意圖，為本發明一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法及控制設備之一第四較佳實施例，說明使用工業電腦之控制設備與一點位擴充模組電性連接的狀態。

901     點位故障步驟 902     電線配置步驟 903     點位配置步驟

Claims (7)

1. 一種設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，用於延續一控制設備的傳輸功能，該控制設備上設置有至少一傳輸點位，及至少一備用點位，該傳輸點位與一傳輸線電性連接，該控制設備與一人機裝置電性連接，該人機裝置可顯示出一更換點位區塊，該人機裝置之更換點位區塊中更顯示出一備用設定區，及一與該備用設定區對應之取代設定區，該備用設定區用於設定該備用點位，該取代設定區用於設定該傳輸點位，該設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法包含下列步驟：一點位故障步驟，該控制設備之傳輸點位發生故障；一電線配置步驟，將該傳輸線與該備用點位電性連接；及一點位配置步驟，控制該控制設備以將該傳輸點位的傳輸訊號指定於該備用點位，於該人機裝置的更換點位區塊中進行該傳輸點位與該備用點位的切換設定，設定該人機裝置之更換點位區塊中的備用設定區及取代設定區，以使該控制設備以該備用點位取代該傳輸點位。
2. 如請求項1所述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，其中，該控制設備中儲存有一點位設定檔，於該點位配置步驟中，設定該控制設備中的點位設定檔以將該傳輸點位的傳輸訊號指定於該備用點位。
3. 如請求項2所述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，其中，該控制設備與一電腦裝置資訊連接，於該點位配 置步驟中，該電腦裝置顯示出該點位設定檔，並於該點位設定檔中進行該傳輸點位與該備用點位的點位替換設定，再將已設定的點位設定檔輸入該控制設備中。
4. 如請求項1所述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，其中，該控制設備之傳輸點位及備用點位是選自於輸入接點、輸出接點的其中之一。
5. 如請求項1所述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，更包含一於該點位故障步驟前之點位設定步驟，於該點位設定步驟中，於該控制設備中儲存一點位切換程式，該點位切換程式可將用於該傳輸點位的傳輸訊號切換於該備用點位，於該點位配置步驟中，控制該控制設備以執行該點位切換程式。
6. 一種控制設備，適用於請求項1~5任一項所述設備輸出入點位故障以備用點位替換的方法，該控制設備包括：一設備主體；至少一傳輸點位，設置於該設備主體上；至少一備用點位，設置於該設備主體上；及一資料傳輸埠，設置於該設備主體上；該資料傳輸埠用於與一人機裝置電性連接，該人機裝置顯示出一更換點位區塊，該更換點位區塊中具有一備用設定區，及一對應該備用設定區之取代設定區。
7. 如請求項6所述控制設備，其中，該控制設備更包括一設置於該設備主體之資料傳輸模組，及一設置於該設備主體並與 該資料傳輸模組電性連接之控制模組，該控制模組中儲存一點位設定檔，該資料傳輸模組用於與一電腦裝置資訊連接。