(57)【要約】【課題】異なる種類の機器を備えた制御機構において、それら各機器全てについて故障の予知を可能とし、制御機構の事故の発生を有効に防止することができるようにした故障予知システムを提供する。【解決手段】複数の機器Ａ１，Ａ２，…，Ｘｎと、複数の機器Ａ１，Ａ２，…，Ｘｎの動作を制御するコントローラ１とがネットワーク３を介して接続されている。各機器Ａ１，Ａ２，…，Ｘｎには、それぞれ機器の故障の要因となる情報を計測する故障情報計測手段が備えられている。ネットワーク３には故障予知モニタ装置５が接続されており、故障予知モニタ装置５は故障情報計測手段からの故障情報に基づいて故障予知のための所定の演算処理を行って故障予知の診断を行う故障予知診断部７を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器と、複数の機器の動作を制御するコントローラとがネットワークを介して接続された制御機構における故障予知システムであって、
各機器毎に設けられ、機器の故障の要因となる情報を計測する故障情報計測手段と、
前記ネットワークに接続され、各機器の故障予知をモニタする故障予知モニタ装置であって、前記故障情報計測手段からの故障情報に基づいて故障予知のための所定の演算処理を行って故障予知の診断を行う故障予知診断手段を備えた、そのような故障予知モニタ装置と、
を備えたことを特徴とする故障予知システム。
【請求項２】
複数の機器と、複数の機器の動作を制御するコントローラとがネットワークを介して接続された制御機構における故障予知システムであって、
各機器毎に設けられ、機器の故障の要因となる情報を計測する故障情報計測手段と、
各機器毎に設けられ、前記故障情報計測手段からの故障情報に基づいて故障予知のための所定の演算処理を行って故障予知の診断を行う故障予知診断手段と、
前記ネットワークに接続され、前記故障予知診断手段からの診断結果に基づいて各機器の故障予知をモニタする故障予知モニタ装置と、
を備えたことを特徴とする故障予知システム。
【請求項３】
前記故障予知モニタ装置は、前記故障予知診断手段の診断結果を告知する故障予知告知手段を備えた、請求項１又は２記載の故障予知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障予知システムに関し、もっと詳しくは、複数の機器と、複数の機器の動作を制御するコントローラとがネットワークを介して接続された制御機構における故障予知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスタンクでの爆発事故や製鉄所での溶鋼流出災害など産業事故が大きな問題となっている。かかる産業事故は、設備・機器の劣化や寿命に起因していることが判明している。そこで、かかる問題を本質的に解決するため、産業現場で設置されている種々の機器の故障を予知するシステムの構築が要請されている。
【０００３】
しかし、現状では、例えばプログラマブル・コントローラの故障診断装置が提案されているにすぎない（特開平７−２７１４１１号公報参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７１４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、故障診断は可能であっても、故障を予知できない。従って、事前に故障が予知できないため、事故の安全対策としては不十分である。なお、故障予知システムとしては、部分的に故障を予知する技術はあっても、全体として規格化された故障予知システムは存在していないのが現状である。
【０００６】
本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、異なる種類の機器を備えた制御機構において、それら各機器全てについて故障の予知を可能とし、制御機構の事故の発生を有効に防止することができるようにした故障予知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、複数の機器と、複数の機器の動作を制御するコントローラとがネットワークを介して接続された制御機構における故障予知システムであって、各機器毎に設けられ、機器の故障の要因となる情報を計測する故障情報計測手段と、ネットワークに接続され、各機器の故障予知をモニタする故障予知モニタ装置であって、故障情報計測手段からの故障情報に基づいて故障予知のための所定の演算処理を行って故障予知の診断を行う故障予知診断手段を備えた、そのような故障予知モニタ装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、各機器全てについて故障の予知が可能となり、制御機構の事故の発生を有効に防止することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、複数の機器と、複数の機器の動作を制御するコントローラとがネットワークを介して接続された制御機構における故障予知システムであって、各機器毎に設けられ、機器の故障の要因となる情報を計測する故障情報計測手段と、各機器毎に設けられ、故障情報計測手段からの故障情報に基づいて故障予知のための所定の演算処理を行って故障予知の診断を行う故障予知診断手段と、ネットワークに接続され、故障予知診断手段からの診断結果に基づいて各機器の故障予知をモニタする故障予知モニタ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によってもまた、各機器全てについて故障の予知が可能となり、制御機構の事故の発生を有効に防止することができる。なお、請求項２記載の発明では、機器側に故障予知診断手段を設けているため、例えば機器の故障予知情報が１又は数個である場合には、比較的簡単な故障予知アルゴリズムを用いることができるので、故障予知診断手段を具体的に実現するプロセッサを安価で製造でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の故障予知システムであって、故障予知モニタ装置は、前記故障予知診断手段の診断結果を告知する故障予知告知手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、操作者が故障予知を容易に認識することができる。なお、故障予知告知手段は、表示等の目視手段であっても、ブザー等の音響手段であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各機器全てについて故障の予知が可能となり、制御機構の事故の発生を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る故障予知システムを実施の形態に基づいて詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態）
図１は本発明に係る故障予知システムの全体構成を示すブロックである。１はホストコントローラであり、Ａ１〜Ａｎ（総称するときは参照符号Ａで示す）はホストコントローラ１によって制御される機器であり、ホストコントローラ１と各機器Ａとはネットワーク３を介して接続されている。ここで、ホストコントローラ１は例えばプログラマブル・コントローラであり、このホストコントローラ１はネットワーク親局１Ａを備えている。また、各機器Ａは例えばスイッチ、モータ、表示器等であり、これらの機器Ａは、ネットワーク３を介した信号の送受信のために、ネットワーク用インタフェースを内蔵している場合と、ネットワーク子局４に接続されている場合とがある。
【００１６】
また、ネットワーク３には故障予知モニタ装置５が接続されている。この故障予知モニタ装置５は、各機器Ａの故障予知をモニタし、必要に応じて故障予知を告知する。故障予知モニタ装置５の具体的な構成は、図２に示すように、ネットワーク用インタフェース部６と、所定の演算処理を行い故障予知診断を行う故障予知診断部７と、ユーザ用インタフェース部８と、故障予知診断部７の演算結果を外部に出力する出力部９とを有する。ユーザ用インタフェース部８は、ユーザの希望する条件等を設定するための設定スイッチ１０、告知手段としての表示部１１や、ブザー１２等を有する。なお、故障予知診断部７は、マイクロプロセッサによって実現され、各機器に対応した故障予知用アルコリズムを有しており、後述するように、各機器から送信された故障予知情報に基づいて演算処理を行い、故障予知の診断を行う機能を有する。
【００１７】
一方、各機器Ａには、機器Ａの故障予知情報を計測する計測手段が備えられている。ここで故障予知情報は各機器に対応して予め設定されており、機器が、スイッチの場合には例えば動作回数を、表示器の場合は使用電圧、使用電流、及び使用周囲温度等を用いる。そして機器Ａ１がスイッチの場合、動作回数をカウントするカウンタが備えられ、機器Ａ２が表示器の場合は使用電圧を計測する電圧計、使用電流を計測する電流計、及び使用周囲温度を計測する温度センサ等が備えられている。
【００１８】
そして、各機器Ａ毎に、故障予知情報計測手段によって計測された結果は、ネットワーク３を介して故障予知モニタ装置５に送信される。各機器Ａからの故障予知用送信信号のデータ構造は、図３に示すように、「ＳＯＦ（Start of Frame）」データと、「ＥＯＦ（End of Frame）」データとの間に、故障予知モニタ装置５の「アドレス」データと、「アドレス」データに後続するＮ個のデータ「データ１」〜「データＮ」と「エラーチェックシーケンス」データとで構成されている。「データ１」は、機器Ｎｏ．を内容とするものであり、「データ２」，…，「データＮ」は、予め定められた故障予知情報を内容とする。例えば、「データ１」の機器Ｎｏ．がスイッチの場合、「データ２」の故障予知情報は動作回数であり、また、「データ１」の機器Ｎｏ．が表示器の場合、「データ２」の故障予知情報は使用電圧である。
【００１９】
図４は故障予知モニタの処理動作を示すフローチャートである。各機器Ａから故障予知情報が故障予知モニタ装置５に与えられると、故障予知モニタ装置５は機器Ｎｏ．を判別する。即ち、ステップＳ１において、機器Ｎｏ．が「１」であるか否かが判断される。機器Ｎｏ．が「１」であるときは、ステップＳ２に移り、データ２〜データＮの故障予知情報を用いて機器Ｎｏ．「１」に対応する故障予知プラグラムに基づく演算処理を実行する。そして、ステップＳ３で演算結果が基準値に達したか否かが判断され、基準値に達した場合はステップＳ４で表示部１１にそのことを表示し、また、ブザー１２を鳴動化する。ここで、基準値とは、例えばスイッチを例に挙げて説明すると、動作回数１０万回がそのスイッチの寿命であるとした場合には、安全率を考慮して例えば９万回と設定したものであり、各機器毎に応じて予め設定されている。ステップＳ３で基準値に達していない場合は、ステップＳ１に戻る。
【００２０】
次いで、上記ステップＳ１〜Ｓ４と同様な処理が、機器Ｎｏ．「２」〜「ｎ」に応じて実行される。例えば機器Ｎｏ．「ｎ」の場合、ステップＳ５において、機器Ｎｏ．が「ｎ」であるか否かが判断される。機器Ｎｏ．が「ｎ」であるときは、ステップＳ６に移り、データ２〜データＮの故障予知情報を用いて機器Ｎｏ．「ｎ」に対応する故障予知プラグラムに基づく演算処理を実行する。そして、ステップＳ８で演算結果が基準値に達したか否かが判断され、基準値に達した場合はステップＳ８で表示部１１にそのことを表示し、また、ブザー１２を鳴動化する。
【００２１】
このようにして、機器Ｎｏ．「１」〜「ｎ」それぞれの故障予知の診断が実行され、その故障予知診断結果は表示部１１に表示されたり、ブザー１２による警報音が発せられたりすることにより、制御機構の故障予知を事前に知ることができる。
【００２２】
（その他の事項）
（１）上記実施の形態では、故障予知モニタ装置５の側で故障予知の診断を行ったけれども、故障予知診断部７を各機器Ａ側に設け、その診断結果のみを故障予知モニタ装置５に送るような構成であってもよい。このような構成により、例えば機器Ａの故障予知情報が１又は数個である場合には、比較的簡単な故障予知アルゴリズムを用いることができるので、故障予知診断部７を具体的に実現する故障予知診断用プロセッサを安価で製造でき、製造コストの低減を図ることができる。
（２）上記実施の形態では、故障予知モニタ装置５は１個の故障予知診断部７を有していたけれども、故障予知診断部７を構成する故障予知診断用プロセッサを比較的簡単な故障予知アルゴリズムを用いたものから、複雑な故障予知アルゴリズムを用いたものに至る複数個の故障予知診断部７で構成し、その複数個の故障予知診断部７の選択を設定スイッチ１０によって行うように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、プログラマブル・コントローラシステム等の制御機構の故障の予知に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る故障予知システムの全体構成を示すブロックである。
【図２】故障予知モニタ装置の具体的な構成を示すブロックである。
【図３】各機器から故障予知モニタ装置に送信され故障予知用送信信号のデータ構造を示す図である。
【図４】故障予知モニタ装置の故障予知診断処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１：ホストコントローラ            ３：ネットワーク
５：故障予知モニタ装置            ７：故障予知診断部
１１：表示部                      １２：ブザー
Ａ１，Ａ２，…，Ｘｎ：機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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