(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の電子基板が実装されるスロットを備えて、前記スロットに実装された電子基板が実行可能な処理を行う制御盤と、
前記制御盤のコントローラとネットワークにより接続されて、前記コントローラの保守又は監視を行う保守ツールを具備する制御装置とで構成される制御盤保守システムにおいて、
前記制御盤のスロットに実装される電子基板にＲＦＩＤを取付け、
前記制御盤の内部に、前記ＲＦＩＤの認識番号の情報を読取るリーダを複数配置し、
複数の前記リーダから読み取られた前記ＲＦＩＤの認識番号の情報を、前記制御盤のコントローラからネットワークを介して前記制御装置に伝送し、
前記制御装置が備える保守ツールとして、前記制御盤の各スロットに実装される電子基板に関するデータベース及び実装図を備え、
前記コントローラは、複数配置した各リーダでの、前記電子基板に取付けられたＲＦＩＤからの電波の到達時間を判断し、その判断した複数のリーダでの到達時間情報から、多点測量により、前記電子基板が実装されたスロット位置を特定することで、ＲＦＩＤの認識番号を読み取った電子基板の各スロットへの実装状況の判定を行い、
前記制御装置が備える保守ツールを使用して、前記電子基板の各スロットへの実装状況の判定結果から、前記制御盤の各スロットに正しい電子基板が実装されているか否かの照合結果を表示することを特徴とする制御盤保守システム。
【請求項２】
請求項１記載の制御盤保守システムにおいて、
前記照合結果の表示として、前記保守ツールが備えた実装図を表示し、実装図中の照合で正しく実装された電子基板の色を変更して表示することを特徴とする制御盤保守システム。
【請求項３】
請求項２記載の制御盤保守システムにおいて、
前記保守ツールが備えるデータベースは、前記ＲＦＩＤの認識番号と、前記ＲＦＩＤが貼り付けられた前記電子基板の型式とレビジョンと製造年月日と実装位置の情報から構成されることを特徴とする制御盤保守システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子基板が実装される制御盤の保守システムに関し、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）を用いて保守する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数枚の電子基板が実装されて、機器や各種システムの制御を行う制御盤は、工場での製作時に、その制御盤の基板装着部に電子基板が取付けられて、実装作業が行われる。電子基板としては、例えば、制御演算を行なうコントローラや、信号処理を行なう入出力装置といった各種回路が組まれた基板である。
【０００３】
このような制御盤製作の際、制御盤に実装される電子基板は、工場での組立時に、あらかじめ設計された実装図で指示される位置へ実装される。そして正しく実装されたかをチェックする必要があるが、従来このチェック作業は、紙の実装図と実物を見比べながら作業者が目視で行なっていた。
【０００４】
特許文献１には、エレベータ制御盤に取付けられる基板に、基板情報などを記憶した無線ＩＣタグを設けて、その無線ＩＣタグと制御盤に取付けられた送受信ユニットとで通信を行って、基板情報などを読み出すことについての記載がある。
【特許文献１】特開２００５−１１２４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のように、制御盤に実装された複数枚の電子基板をチェックする作業は、人手でチェックする作業であり、手間と時間がかかる問題があった。特に、大規模なシステム用の制御盤の場合には、実装される電子基板の枚数が膨大となり、正しく実装されたかをチェックする作業に多大な工数を要する、という問題があった。
【０００６】
特許文献１には、制御盤に取付けられた基板の情報を、無線ＩＣタグを使用して読み出す技術が記載されている。この特許文献１に記載された技術を適用することで、少なくとも必要な基板が制御盤に実装されているか否かは判断できる。ところが、実際の制御盤は、実装させる基板の数が多数である場合が多く、チェック作業としては、必要な基板が必要な位置に実装されているかをチェックする必要があるが、従来の無線ＩＣタグを使用したチェックでは、そのような実装位置まで細かくチェックするのは困難であった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御盤に実装される電子基板の実装チェックが作業を迅速かつ簡単に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、スロットに実装された電子基板に貼り付けたＲＦＩＤの認識番号の情報を制御盤に設置された複数のリーダから読み取り、複数配置した各リーダでの、ＲＦＩＤからの電波の到達時間を判断し、その判断した複数のリーダでの到達時間情報から、多点測量により、電子基板が実装されたスロット位置を特定し、スロット位置を特定したＲＦＩＤの認識番号と、保守ツール内のデータベース及び実装図の情報を、保守ツールにおいて照合して、実装図で指定された位置に指定された型式の電子基板が制御盤のスロットに正しく実装されているかどうかを判定し、判定結果を保守ツールのモニタに表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子基板に貼り付けたＲＦＩＤの認識番号及び位置情報を制御盤に設置されたリーダから読み取り、リーダから読み取られたＲＦＩＤの認識番号及び位置情報と、保守ツール内の情報とを照合して、指定された位置に指定された型式の電子基板が制御盤に実装されているかどうかを判定し、判定結果を表示することができるため、大規模なシステムにおいても制御盤に実装される電子基板の実装チェック作業を、迅速かつ正確に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態におけるシステム全体の構成図である。本例においては、ＲＦＩＤを用いて、制御盤を保守し管理するシステムとしてある。システム構成について説明すると、プラント機器を制御するためのコントローラなどの機器が内蔵された制御盤２を備え、制御盤２には、コントローラの保守をするための保守ツール１がネットワーク６により接続されている。
【００１１】
制御盤２の内部には、制御演算を実行するコントローラとして構成された電子基板３１や、プラント機器からの信号入力処理やプラント機器への信号出力処理等の各種機能を持つ複数枚の電子基板３２ａ〜３２ｄが実装されたユニット３が内蔵されている。なお、以下の説明では、電子基板３１は、コントローラ３１と述べる場合もある。電子基板３１及び電子基板３２ａ〜３２ｄは、例えばユニット３に用意されたスロットに装着可能であり、制御盤２の製作時に、ユニット３に実装（装着）する作業が行われる。
【００１２】
コントローラ３１は伝送装置３３を具備している。コントローラ３１及び各電子基板３２ａ〜３２ｄには、電子基板の型式などの情報を記録し、後述するリーダと無線通信を行って、記録した情報を伝送可能なＲＦＩＤ４が貼り付けられている。また、制御盤２の前面には、扉２ａが蝶番２ｂで開閉自在に取付けてあり、閉じた状態のときに、電子基板３１及び電子基板３２ａ〜３２ｄが実装されたユニット３を、扉２ａで覆う構成としてある。
【００１３】
制御盤２の扉２ａの裏面には、ＲＦＩＤ４に記録された情報を読み取るためのリーダ５が複数個設置してある。図１の例の場合には、扉２ａの裏面の四隅にリーダ５を設置してある。各リーダ５はコントローラ３１内の伝送装置３３に接続してあり、リーダ５で読み取った情報を、伝送装置３３を介して外部へ伝送できるようになっている。また、本例の各リーダ５で受信した信号の判定を行う処理部（保守ツール１側又はコントローラ３１など）では、各ＲＦＩＤ４からの信号の到達時間を判断し、その判断した到達時間から、ＲＦＩＤ４の設置位置を判断する構成としてある。なお、ここでは制御盤２の扉２ａにリーダ５を取り付けた例で説明するが他の場所に取り付けることも出来る。また、制御盤２、ユニット３、コントローラ３１、電子基板３２などの設置数はプラントの規模によって様々である。さらに、制御盤２は、他にもコントローラ３１や電子基板３２などに電源を供給するための電源装置や、インタロック回路を構成するリレー、表示灯、スイッチなどにより構成される。
【００１４】
保守ツール１は、中央処理装置１１と、記憶装置１２と、伝送装置１３と、モニタ１４からなる。リーダ５で読取って伝送装置３３から送信された情報は、伝送装置１３で受信されて、中央処理装置１１に送られる。中央処理装置１１では、送られた情報を判断して、記憶装置１２に記憶された情報との照合処理を行うようにしてある。具体的な処理については後述する。なお、中央処理装置１１では、コントローラ３１で判断した、ユニット３内のＲＦＩＤ４の配置位置（即ち電子基板３１及び電子基板３２ａ〜３２ｄの実装位置）についても照合に使用する構成としてある。記憶装置１２には、電子基板に関するデータベース及び実装図が記憶させてある。図示していないが、保守ツール１にはこの他キーボードやマウスなどの機器も具備される。保守ツール１と制御盤２とは、伝送装置１３及び３３によりネットワークで互いに接続される。
【００１５】
次に、各機器の機能と動作を説明する。
まず、制御盤２に内蔵されている機器について説明する。電子基板３２ａ〜３２ｄは例えば温度計や圧力計からの電気信号を入力処理するアナログ入力や、リレーの接点信号を入力処理するディジタル入力などの機能毎に種類があり、どのような種類の電子基板を何枚使用するかは制御対象やプラント規模により決まる。各電子基板３２で信号処理された信号はコントローラ３１に入力される。コントローラ３１は入力された信号と格納されているプログラムに基づいて演算処理を行い、演算結果を、電子基板３２を介してバルブ等のプラント機器や他の制御装置に出力してプラントを制御する。
【００１６】
また、コントローラ３１内のデータは、伝送装置３３及びネットワーク６を介して保守ツール１や他の装置（図示せず）と相互に送受信される。コントローラ３１や電子基板３２に貼り付けられたＲＦＩＤ４には、固有の認識番号が記録されており、リーダ５は電波によってＲＦＩＤ４に記録されている情報を読み取ることができる。さらに各リーダ５はある特定のＲＦＩＤ４に対する電波の到達時間の情報（位置検出情報）も得ることができる。リーダ５が得た情報は伝送装置３３及びネットワーク６を介して保守ツール１に送信される。保守ツール１は伝送装置１３及びネットワーク６を介して外部とのデータの送受信を行なう。
【００１７】
保守ツール１内の記憶装置１２には、プログラムやデータが格納されており、中央処理装置１１はプログラムやデータに基づいて処理を行ない、モニタ１４に演算結果やデータを表示する。また、中央処理装置１１は、キーボードやマウス等の入力デバイスからの信号に基づき、プログラムに従った処理を行なう。保守ツール１は、コントローラ３１に格納するプログラムの作成やダウンローディングといったコントローラ保守機能、コントローラ３１のデータをモニタするモニタ機能、コントローラ３１のデータを保存するデータ収録機能といったような機能を備えている。
【００１８】
これらの一般的な機能に加えて、保守ツール１は、制御盤２内に格納されているコントローラ３１や電子基板３２の実装情報（実装図と称す）のデータを記憶装置１２が記憶し、その実装図をモニタ１４に表示することができる。また、制御盤２内の複数のリーダ５から送られてくる、ある特定のＲＦＩＤ４に対する電波の到達時間情報から、多点測量によりそのＲＦＩＤ４がどのユニットのどのスロットにあるのかを特定することができる。また、各ＲＦＩＤ４の認識番号とそのＲＦＩＤ４が貼り付けられているコントローラ３１または電子基板３２の型式、レビジョン、製造年月日、実装位置といった情報を結び付けたデータベースを記憶装置１２内にもち、データベースの情報をオペレータのリクエスト等によりモニタ１４に表示することができる。データベースの内容の例を図４のデータベース７に示す。
【００１９】
次に、本実施の形態による保守管理処理例について説明する。
電子基板３１及び電子基板３２ａ〜３２ｄは、工場での制御盤２の組立時に、あらかじめ設計された実装図で指示される位置へ実装される。ここで、大規模なシステムの場合には電子基板の枚数が膨大となり、正しく実装されたかをチェックする作業も多大な工数を要する。本実施の形態はこの実装チェック作業を自動化することによって工数を低減するものである。
【００２０】
図２に、電子基板実装管理処理のフローチャートを示す。まず、各電子基板３１，３２ａ〜３２ｄを製作したらＲＦＩＤ４を貼り付ける（ステップＳ１１）。そして、そのＲＦＩＤ４の認識番号のデータベース７に電子基板の型式、レビジョン、製造年月日を登録する（ステップＳ１２）。この登録作業は保守ツール１で直接行なうこともできるし、他の設備で実施してデータを別途保守ツール１に移動することもできる。これらの作業とは別にシステム設計者は制御盤２を設計し、どの型式の電子基板をどこに実装するのかを示す実装図を作成する（ステップＳ１３）。この実装図は電子データとして保守ツール１に格納しておく。そして、制御盤２の組立作業は実装図を紙あるいはモニタ１４で見ながら実施する（ステップＳ１４）。次に、実装図の指示どおりに正しく電子基板が制御盤２に実装されたかどうかをチェックし（ステップＳ１５）、基板の実装位置をデータベースに登録する（ステップＳ１６）。
【００２１】
次に、このチェック作業の詳細を、図５の実装図の表示を参照しながら、図３のフローチャートで説明する。まず、保守ツール１の操作によりモニタ１４に実装図を表示させ（図５の実装図画面８）、チェック開始操作を行なう（ステップＳ２１：図５のチェック開始ボタン８１を押下）。この操作により保守ツール１は、チェック対象制御盤２のリーダ５からのＲＦＩＤ４位置検出情報に基づき、そのＲＦＩＤ４が貼り付けられている電子基板の実装位置を取得する（ステップＳ２２）。保守ツール１は、得られた実装位置情報と実装図の情報（型式、実装位置）をＲＦＩＤの認識番号をキーとしてデータベース７を参照して照合する（ステップＳ２３）。そして、照合結果をモニタ１４に表示されている実装図画面８上に表示する（ステップＳ２４）。
【００２２】
モニタ１４での表示状態としては、例えば、図５に示すように、正しい型式の電子基板が正しい位置に実装されていれば電子基板実装表示エリア８２上の該当電子基板を緑色で表示し、間違って実装されていれば該当電子基板を赤色で表示する。そして、正しく実装された電子基板についてはデータベース７の該当認識番号の実装位置情報に取得した実装位置データを反映する。
【００２３】
以上のように本実施の形態では、電子基板に貼り付けたＲＦＩＤの認識番号及び位置情報を制御盤に設置されたリーダから読み取り、リーダから読み取られたＲＦＩＤの認識番号及び位置情報と、保守ツール内のデータベース及び実装図の情報を、保守ツールにおいて照合して、実装図で指定された位置に指定された型式の電子基板が制御盤に実装されているかどうかを判定し、判定結果を保守ツールのモニタに表示することができるため、大規模なシステムにおいても制御盤に実装される電子基板の実装チェック作業を迅速に行なうことができる。特に、電子基板の実装位置まで含めて、実装図と照合するため、正確な判断が可能である。図１の例では、基板は５枚で構成させた例としてあるが、実際には、より多くの枚数の基板が実装される制御盤に適用可能であり、そのような実装枚数の多い制御盤の保守管理に適用することで、より効果が大きい。
【００２４】
なお、上述した実施の形態では、使用するＲＦＩＤは、予め情報を記録させて、制御盤に取付けたリーダで記録情報を読み出す構成としたが、リーダとして、情報の記録（書き込み）が可能なリーダ・ライタとして構成して、保守や管理に使用する情報を、各基板に取付けられたＲＦＩＤに記録可能と構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態におけるＲＦＩＤを用いた制御盤保守システムの構成例を示した全体構成図である。
【図２】本発明の電子基板実装管理方法のフローチャートである。
【図３】本発明の電子基板実装チェック作業のフローチャートである。
【図４】本発明の電子基板データベース例を示す説明図である。
【図５】本発明の制御盤実装図表示画面例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…保守ツール、２…制御盤、３…ユニット、４…ＲＦＩＤ、５…リーダ、６…ネットワーク、７…データベース、８…実装図画面、１１…中央処理装置、１２…記憶装置、１３…伝送装置、１４…モニタ、１５…通信装置、３１…コントローラ（電子基板）、３２ａ〜３２ｄ…電子基板、３３…伝送装置、８１…チェック開始ボタン、８２…電子基板実装表示エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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