(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する際に用いられシーケンサの接点のうち着目している接点群のオンオフのパターンと照合される基準パターンを作成する方法であって、シーケンスプログラムにおいて出力命令に含まれる所要の接点が指定されると、シーケンスプログラム内で指定された接点を含む出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点のオンオフに影響を与える他の接点を自動的に抽出するとともに、指定された接点および抽出された接点を前記接点群とし、接点群のうちの所望の複数の接点について所定の１サイクルの期間内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴とする故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項２】
指定された接点に影響を与える他の接点が他の出力命令によってオンオフされるときには、前記他の出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点に影響を与える他の接点をシーケンスプログラムから自動的に抽出する処理を、再帰的に行うことを特徴とする請求項１記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項３】
前記接点群のうちシーケンスプログラムの実行開始時に最初にオンオフが変化する接点を基準接点として選択するとともに、基準接点に次に同じ変化が生じるまでの期間を１サイクルとし、前記接点群のうちの所望の複数の接点について１サイクル内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴とする請求項１または請求項２記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項４】
前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化するまでの時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴とする請求項３記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項５】
前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化した後における各接点のオンオフの変化の時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴とする請求項４記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項６】
前記基準パターンが、前記１サイクル内において前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組を含むことを特徴とする請求項３記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項７】
前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後における前記接点群の各接点のオンオフの時間間隔と変化方向との組と、前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組とを含むことを特徴とする請求項３記載の故障診断用の基準パターンの作成方法。
【請求項８】
シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する故障診断装置であって、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の基準パターンの作成方法を適用して基準パターンを作成する基準パターン作成部と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行している間に前記接点群のオンオフを前記基準パターンに照合して一致度から前記システムの異常の有無を判定する故障診断手段とを備え、前記基準パターン作成部が、シーケンサからシーケンスプログラムを読み出すとともに前記接点群を選択する接点選別手段と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行したときの各接点のオンオフの変化を時系列情報として記録する検知・記録手段と、接点選別手段で選択した接点群のオンオフの変化を検知・記録手段に記録されている時系列情報から抽出することにより基準パターンを作成する診断基準作成手段とを備えることを特徴とする故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シーケンサにより制御されるシステムに適用される故障診断用の基準パターンの作成方法および故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からシーケンサ（本発明では、プログラマブルロジックコントローラを意味する）を用いて各種機器（設備）を制御するシステムでは、シーケンサにおいて相互に関連した接点（入力接点、出力接点、内部接点）のオンオフのパターンを基準パターンとしてあらかじめ作成しておき、シーケンサを用いて設備を自動運転しているときにシーケンサの各接点のオンオフのパターンを基準パターンと照合して一致するか否かを判断することによって、システムの異常の有無を診断（つまり、故障診断）する技術が提案されている（特開平１０−９７３１８号公報）。
【０００３】
基準パターンは、シーケンサを実際に動作させたときの各接点のオンオフの変化を時系列情報として抽出し、時系列情報の中で関連性（規則性）があると考えられるものを抽出することによって作成される。つまり、すべての接点の中から所要の接点を選択し、選択した接点に対して規則性があると判断される接点をすべての接点の中から抽出し、抽出された接点群のオンオフの変化を基準パターンとして用いるのである。ここで、規則性の有無の判断は、上記公報に記載の技術では、１サイクル内でのオンオフのタイミングやオンオフの回数のみに基づいて行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記公報に記載された技術では、基準パターンの作成に際して着目する接点を基準接点として選択し、選択した基準接点のオンオフの変化と、他の接点のオンオフの変化との関係に基づいて、接点間の規則性の有無を判断している。その結果、接点のオンオフの変化に関連がないのに規則性が偶然見出される場合や、関連があるとしても他の要因の影響を受けやすく不安定で正常に動作している場合でも変化しやすいような関係である場合が生じる。このような接点を基準パターンに含んでいると、異常ないし故障ではないにもかかわらず基準パターンとの一致度が低下し誤診断することがある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、関連のある接点のオンオフの関係に基づいて基準パターンを設定することにより、従来より信頼性の高い基準パターンを作成することができる故障診断用の基準パターンの作成方法を提供し、さらにこの基準パターンを用いることによって誤診断の可能性をより低減した故障診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する際に用いられシーケンサの接点のうち着目している接点群のオンオフのパターンと照合される基準パターンを作成する方法であって、シーケンスプログラムにおいて出力命令に含まれる所要の接点が指定されると、シーケンスプログラム内で指定された接点を含む出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点のオンオフに影響を与える他の接点を自動的に抽出するとともに、指定された接点および抽出された接点を前記接点群とし、接点群のうちの所望の複数の接点について所定の１サイクルの期間内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、接点という用語は物理的な接点ではなく、シーケンサがリレーシーケンスにおける接点と等価的に扱うアドレスを意味する。つまり、入力あるいは出力に応じてビット値が変化するアドレスは入力部のリレーの接点あるいは出力部のリレーの接点に相当する。また、出力命令で格納されたビット値が外部の入出力に直接には用いられず、他のアドレスの値との論理演算を行うためにのみ用いられるアドレスも接点として扱う。このアドレスは、書込の際にはリレーのコイルに相当し読出の際にはリレーの接点に相当しており、以下では内部接点を呼ぶ。なお、このアドレスについて主として書込（つまり、出力）を説明する際にはリレーコイルと呼ぶ場合もある。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、指定された接点に影響を与える他の接点が他の出力命令によってオンオフされるときには、前記他の出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点に影響を与える他の接点をシーケンスプログラムから自動的に抽出する処理を、再帰的に行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記接点群のうちシーケンスプログラムの実行開始時に最初にオンオフが変化する接点を基準接点として選択するとともに、基準接点に次に同じ変化が生じるまでの期間を１サイクルとし、前記接点群のうちの所望の複数の接点について１サイクル内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化するまでの時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化した後における各接点のオンオフの変化の時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後における前記接点群の各接点のオンオフの時間間隔と変化方向との組と、前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組とを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する故障診断装置であって、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の基準パターンの作成方法を適用して基準パターンを作成する基準パターン作成部と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行している間に前記接点群のオンオフを前記基準パターンに照合して一致度から前記システムの異常の有無を判定する故障診断手段とを備え、前記基準パターン作成部が、シーケンサからシーケンスプログラムを読み出すとともに前記接点群を選択する接点選別手段と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行したときの各接点のオンオフの変化を時系列情報として記録する検知・記録手段と、接点選別手段で選択した接点群のオンオフの変化を検知・記録手段に記録されている時系列情報から抽出することにより基準パターンを作成する診断基準作成手段とを備えるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、図１に示すように、設備３を制御するシーケンサ２に付設される故障診断装置１を例示する。故障診断装置１は、適宜のインタフェースを介してシーケンサ２に接続されるかあるいはデータ通信が可能であって、シーケンスプログラム（以下、単にプログラムという）の実行中にシーケンサ２から入力接点、出力接点、内部接点のオンオフの変化を取り込む。また、故障診断装置１はシーケンサ２に格納されているプログラムも読込可能になっている。
【００１８】
故障診断装置１は、シーケンサ２の動作を監視してシステムの故障診断を行う故障診断手段１１を備え、故障診断手段１１では従来の技術として説明したように、プログラムの実行中において着目している入力接点、出力接点、内部接点のオンオフの変化をあらかじめ設定した基準パターンに照合し、基準パターンとの一致度を判断することによって、設備３やシーケンサ２の異常ないし故障の有無を判別する。したがって、故障診断手段１１には入力接点、出力接点、内部接点のオンオフの変化の情報がシーケンサ３から入力され、基準パターンが故障診断装置１に設けた基準パターン作成部１０から入力される。
【００１９】
基準パターン作成部１０は、診断基準作成手段１２と検知・記録手段１３と接点選別手段１４とからなる。診断基準作成手段１２は、シーケンサ２がプログラムを実行することにより得られる各接点のオンオフの情報から、着目する入力接点、出力接点、内部接点のオンオフの変化を抽出することによって基準パターンを自動的に作成する機能を備える。つまり、診断基準作成手段１２では、検知・記録手段１３に格納された情報から接点選別手段１４により指定された入力接点、出力接点、内部接点のオンオフのパターンを抽出して基準パターンを作成する。また、検知・記録手段１３はシーケンサ２がプログラムを実行しているときにすべての入力接点、出力接点、内部接点のオンオフの変化を記憶する。
【００２０】
ところで、本実施形態においては、シーケンサ２に設定されているプログラムに基づいて、接点選別手段１４が着目する入力接点、出力接点、内部接点を以下の手順で選択し、選択した入力接点、出力接点、内部接点に関して基準パターンを作成する点に特徴がある。以下では、プログラムから着目する入力接点、出力接点、内部接点を選択する手順について説明する。
【００２１】
一般に、プログラムはニモニックを用いて表記すれば図４のようになる。図示例では左列がステップ番号を示し、２行目が命令のオペレーションパート、３行目および４行目が命令のアドレスパートを示す。アドレスパートのうち３行目は入力接点（Ｘ）、出力接点（Ｙ）、内部接点（Ｒ）の種別を示し、４行目は各接点を識別する番号を示す。図示例ではオペレーションパートのニモニックコードとして、「ＳＴ」、「ＡＮＤ／」、「ＯＵＴ」、「ＡＮＤ」、「ＯＲ」の５種類を用いており、リレーシーケンスに対応付けて言えば、それぞれ常開接点で演算を開始する命令、常閉設定を直列接続する命令、演算結果を出力する命令、常開接点を直列接続する命令、常開接点を並列接続する命令を意味する。
【００２２】
また、アドレスパートにおける接点と番号との組み合わせ（たとえば、「Ｘ１２」、「Ｙ１０」）はメモリのアドレスに対応付けられており、各入力接点および各出力接点のアドレスは、入力部（入力ユニット）や出力部（出力ユニット）の各接点に対応付けられている。つまり、入力接点「Ｘ１２」がオンであることは、設備３に設けたスイッチやセンサからの情報がオンであることを意味し、出力接点「Ｙ１０」がオンであることは、設備３に設けたアクチュエータやモータなどをオンにすることを意味する。また、内部接点は設備３との間での入出力を行うための物理的な接点ではなく、リレーシーケンスと等価な論理をプログラムで表すために仮想的に設定された接点である。つまり、内部接点は実際にはメモリの特定のアドレスを意味する。たとえば、「ＯＵＴ  Ｒ１０」は、メモリにおいて「Ｒ１０」に対応するアドレスに結果を書き込むことを意味し、「ＯＲ  Ｒ１０」はメモリにおいて「Ｒ１０」に対応するアドレスに格納されたデータとの論理和を意味する。したがって、「ＯＵＴ  Ｒ１０」はリレーシーケンスではリレーコイルに相当し、「ＯＲ  Ｒ１０」は常開接点を並列接続したことに相当する。
【００２３】
図４のように表記されたプログラムをラダー図として表記すれば、図５のようになる。図において２本の縦棒は接点を意味し、斜線付きの接点は常閉接点、斜線無しの接点は常開接点を意味する。また、括弧状の記号は出力を意味し、この記号が内部接点に対応する場合はリレーコイルに相当することになる。つまり、ニモニックで表したプログラムにおいて「ＳＴ」と「ＯＵＴ」とで挟まれている部分が、ラダー図における１段分に対応する。
【００２４】
ところで、ラダー図における１段分のプログラムは、特定の応用命令（各種演算、比較、データ形式変換などの命令）を含まず１ビット単位の基本命令だけで記述されていれば、その１段を構成する各接点がほぼ一定のタイミングでオンオフされると考えられる。また、同様に内部接点によって関連付けられた各段に含まれる接点もほぼ一定のタイミングでオンオフされると考えられる。つまり、ラダー図で表記したときに各１段分となるプログラムあるいは内部接点によって関連付けられた複数段分のプログラムに含まれる基本命令の各接点およびリレーコイルの動作のタイミングは、規則性をもって対応付けられていると言える。
【００２５】
接点選別手段１４では、上述した知見に基づいて、着目する接点群をプログラムから抽出する。つまり、図２に示すように、接点選別手段１４では、まずシーケンサ２からプログラムを読み込む（Ｓ１）。次に、ラダー図中で１段分のプログラムの出力になっている適宜の接点（つまり、プログラム中で「ＯＵＴ」に対応する適宜のアドレス）を人が指示する（Ｓ２）。つまり、出力命令のアドレスパートである接点を指示する。この段階では人による作業が伴うが、プログラムがニモニックで表現されていれば「ＯＵＴ」に対応する任意のアドレスを指定すればよく、またラダー図で表現されていれば１段の出力に対応するアドレスを指定すればよいから、手間はかからない。こうして接点を指定すれば、指定した接点に関連する接点が以下の手順でプログラム中から抽出される（Ｓ３）。
【００２６】
接点の抽出は、図３に示すように、指定された接点がアドレスパートに含まれる出力命令をプログラムの中で検索し抽出することから開始される（Ｓ１）。プログラム中で指示された接点を含む出力命令が抽出されると、この位置を出発点として他の関連する接点の抽出を開始する（Ｓ２）。つまり、まずプログラムのステップをデクリメントすることによって出発点からプログラムを遡る（Ｓ３）。各ステップにおいては、まずオペレータが出力命令か否かを判断し（Ｓ４）、出力命令でなければ、すでに抽出されている接点か否かが判断される（Ｓ５）。すでに抽出されている接点でなければ、指定された接点に関連する接点とみなされて登録される（Ｓ６）。さらに、登録された接点が入力接点か否かが判断され（Ｓ７）、入力接点であればステップＳ３に戻って、プログラムをさらに遡ることになる。こうして、次の出力命令が発見された時点で接点の抽出を終了する。また、上述の処理ではプログラムを１ステップずつ遡って接点を抽出するから、ラダー図上で直列接続されている接点（オペレータが「ＡＮＤ」である接点）だけではなく、並列接続されている接点（オペレータが「ＯＲ」である接点）についてもすべて抽出されることになる。
【００２７】
上述した処理ではラダー図における１段分の接点を抽出することができる。一方、ステップＳ７において入力接点ではないと判断されたときには、その接点を指定された接点として関連する接点を抽出する処理が行われる（Ｓ８）。つまり、図３に示す手順は再帰的になっている。たとえば、図４、図５に示したプログラムにおいて、最初に指定した接点が出力接点Ｙ１０であったとすると「ＡＮＤＲ１１」が抽出され、「Ｒ１１」は内部接点であって入力接点ではないから、ステップＳ１において「Ｒ１１」をアドレスパートに持つ出力命令が抽出され、この出力命令を出発点としてプログラムを遡る処理が行われることになる。こうして「Ｒ１１」に関連する接点が抽出され、ステップＳ４において出力命令が見つかると、「Ｒ１１」に関連する接点の抽出が終了する。次に、元のルーチンに戻って「Ｒ１１」を含む命令「ＡＮＤ  Ｒ１１」の前のステップである「ＳＴ  Ｒ１０」が抽出され、上述のようにして「Ｒ１０」を含む出力命令を出発点としてプログラムを遡る処理が行われる。「Ｒ１０」に関連する接点の抽出が終了した後には、元のルーチンに戻るから、「ＯＵＴ  Ｒ１１」が抽出され、これは出力命令であるから、ステップＳ４で処理が終了する。
【００２８】
なお、上述の例では再帰的処理によってラダー図における複数段のプログラムから関連する接点を抽出することを可能にしているが、ステップＳ７，Ｓ８を省略してステップＳ６からステップＳ３に戻るようにすれば、ラダー図における１段のプログラムのみから関連する接点を抽出することになる。比較的少数の接点のオンオフのタイミングを基準パターンとするときには、このような処理でもよく、着目する接点の抽出に要する負担や基準パターンとの照合に要する負担を軽減することができる。
【００２９】
上述のようにして、診断基準作成手段１２では、図２、図３に示す処理によって信号選択手段１４で抽出した接点に着目して基準パターンを作成する。つまり、シーケンサ２においてプログラムが実行される間に各接点（入力接点、出力接点、内部接点）がオンオフされると、検知・記憶手段１３ではオンオフの変化点を時系列情報として記憶し、診断基準作成手段１２では検知・記憶手段１３に格納されている時系列情報から上述のようにして抽出された接点群に関するオンオフのパターンを抽出する。
【００３０】
たとえば、図４、図５に示したプログラムにおいて、出力接点Ｙ１０を指定し、図３に示した再帰的処理ですべての接点を抽出すれば、入力接点Ｘ２，Ｘ１０，Ｘ１２，Ｘ１３、内部接点Ｒ１０，Ｒ１１のオンオフのパターンが抽出されることになる。そこで、入力接点Ｘ２，Ｘ１０，Ｘ１２，Ｘ１３、出力接点Ｙ１０、内部接点Ｒ１０，Ｒ１１を着目する接点群とし、シーケンサ２により実際にプログラムを実行させたときのこれらの接点群のオンオフのパターンを抽出する。いま、これらの接点群のオンオフのパターンが図６のようになったとすれば、診断基準作成手段１２ではプログラムの１サイクル（シーケンスプログラムはサイクリックに実行される）の間で、着目する接点群の中から最初にオンオフが変化する接点を基準接点として抽出する。図示例では入力接点Ｘ２が基準接点になる。
【００３１】
ここに、設備３を連続して運転している間には、故障診断装置１において接点群のオンオフのパターンからプログラムの１サイクルの開始時点を知るのは困難であるから、プログラムの実行開始（設備３の運転開始）時点、設備３の動作の切換時点、初期化直後など、プログラムの開始時点が把握できる時点を１サイクルの開始時点として基準接点を決定する。つまり、プログラムの実行開始時に最初にオンオフが変化する接点を基準接点として選択する。
【００３２】
上述のようにして基準接点が決定されると次に基準接点のオンオフに同じ変化が生じるまでの期間を１サイクルとし、１サイクルの期間内で着目する接点群として抽出されている接点群のオンオフのパターンを基準接点の変化点を基準として記録し、このようにして着目する接点群について得られた時系列情報を基準パターンとして用いる。つまり、基準接点の変化点を基点として接点群の他の各接点のオンオフが最初に変化するまでの時間間隔と変化方向との組を基準パターンに用いる。この基準パターンでは各接点のオンオフの変化が１回だけしか含まれないから、さらに精度のよい基準パターンを設定する場合には、接点群に含まれる各接点のオンオフの２回目以降の変化の時間間隔と変化方向との組も基準パターンに含める。要するに、１サイクル内において基準接点の変化点を基点として、接点群のすべての接点のオンオフの変化点の時間間隔と変化方向との組を基準パターンに用いるのである。こうして設定した基準パターンの一例を図７に示す。図では各行が異なる接点を表し、数値は時間（たとえば、クロック数）を表す。また、上向きの矢印は変化方向がオフからオンであることを表し、下向きの矢印は変化方向がオンからオフであることを表す。
【００３３】
基準パターンとしては、プログラムの１サイクルにおいて接点群の各接点のオンおよびオフの回数の組を用いてもよい。図６に示した例によれば、各接点のオンとオフとの回数は、図８のように表すことができる。つまり、入力接点Ｘ２であれば、最初にオンになった後に次にオンになるまでが１サイクルであるから、１サイクルの間にはオン回数は０回と計数され、１サイクルの間のオフ回数は１回であるから、オンが０、オフが１という意味で、０／１と表わされる。このようにオンとオフとの回数を基準パターンとして用いてもよい。また、接点群を構成する各接点のオンオフの時間間隔と変化方向との組と、オンとオフとの回数の組との両方を併せて基準パターンに用いてもよい。
【００３４】
上述のようにして基準パターンが決定されれば、故障診断手段１１においてシーケンサ２の動作中における接点群のオンオフを読み込むとともに、診断基準作成手段１２で作成した基準パターンと読み込んだ接点群のオンオフのパターンとを照合することによって両者の一致度（類似度）を求め、一致度が低いときにはシーケンサ２もしくは設備３に何らかの異常や故障が生じていると判断する。シーケンサ２からオンオフの変化を読み込む接点群は、基準パターンに含まれる接点群のみでよいから、故障診断手段１１では基準パターンに基づいて読み込む接点群を選択する。また、基準パターンにおける基準接点が基準パターンと同様に変化する時点を基準としてシーケンサ２から各接点群の変化を読み込むようにすれば、一致度を容易に求めることができる。ここに、一致度は各接点群のオンオフのパターンについて基準パターンと動作時との時間差を用いればよく、各接点ごとに時間差に閾値を設定しておき、いずれかの接点について閾値を超える時間差が生じたときに異常ないし故障と判断する。
【００３５】
ところで、上述の例では基準接点に最初の変化と同じ変化が生じるまでの期間をプログラムの１サイクルとみなし、着目する接点群の１サイクル分のオンオフのパターンを基準パターンとして用いていたが、各接点のオンオフのタイミングにはばらつきが生じることもある。そこで、信号判別手段１４において求めた接点群を基準パターン作成のための候補として扱い、複数サイクルについて接点群のオンオフのタイミングを求め、各接点ごとにオンオフのタイミングのばらつきを求める。ばらつきの程度の評価には偏差を用いればよく、偏差が規定した閾値以下である場合に、ばらつきが少ないものとして採用する。このようにして、プログラムに基づいて抽出した接点群の中から、さらにオンオフのタイミングのばらつきの少ない接点群を抽出して基準パターンに用いれば、基準パターンの信頼性が高くなる。接点群のオンおよびオフの回数を基準パターンとして用いる場合もばらつきを判定し、ばらつきが少ない接点のみを採用するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する際に用いられシーケンサの接点のうち着目している接点群のオンオフのパターンと照合される基準パターンを作成する方法であって、シーケンスプログラムにおいて出力命令に含まれる所要の接点が指定されると、シーケンスプログラム内で指定された接点を含む出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点のオンオフに影響を与える他の接点を自動的に抽出するとともに、指定された接点および抽出された接点を前記接点群とし、接点群のうちの所望の複数の接点について所定の１サイクルの期間内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴としており、従来の技術においては選択した接点を基準接点として接点のオンオフから規則性を有すると考えられる他の接点を抽出しているのに対して、請求項１の発明では出力命令に含まれる接点を指定しこの接点からシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡し、指定された接点に影響を与える接点をプログラムから自動的に抽出しておき、指定された接点および抽出された接点を接点群とし、接点群の各接点のオンオフの変化を基準パターンとしているから、関連がない接点や、関連があっても変動しやすい接点を基準パターンに採用する可能性がなく、指定された接点に影響を与えている接点群を確実かつ迅速に決定して信頼性の高い基準パターンを作成することができる。
【００３８】
とくに、２つの出力命令の間に制限して接点を追跡するから、接点群を決定するまでに不必要に長い時間を要することがなく、比較的短時間で接点群を決定することができる。また、２つの出力命令の間の接点はすべて追跡されるから、直列接続の関係にある接点だけではなく並列接続の関係にある接点についても追跡することになり、関連する接点を確実に抽出することができる。
【００３９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、指定された接点に影響を与える他の接点が他の出力命令によってオンオフされるときには、前記他の出力命令を出発点としてシーケンスプログラムを遡って次に出力命令が現れるまでの間で追跡することにより、指定された接点に影響を与える他の接点をシーケンスプログラムから自動的に抽出する処理を、再帰的に行うことを特徴としており、２つの出力命令の間の接点だけではなく、２つの出力命令の間の接点に影響を与える接点についても追跡することになり、関連する接点を漏れなく抽出することができる。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記接点群のうちシーケンスプログラムの実行開始時に最初にオンオフが変化する接点を基準接点として選択するとともに、基準接点に次に同じ変化が生じるまでの期間を１サイクルとし、前記接点群のうちの所望の複数の接点について１サイクル内でのオンオフの変化を基準パターンとして採用することを特徴としており、基準パターンの基点となる基準接点を接点群のうちでシーケンスプログラムの実行開始時に最初にオンオフが変化する接点とし、この基準接点のオンオフに同じ変化が生じるまでの期間で基準パターンが定義されるから、基準パターンの基点を明確に設定することができ、再現性よく基準パターンを設定することができる。
【００４１】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化するまでの時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴としており、基準接点の変化から接点群を構成する各接点の変化までの時間間隔を基準パターンに用いるから、シーケンサがシーケンスプログラムを実際に実行している間の各接点のオンオフの変化と基準パターンとを照合したときの一致度を時間差によって数値的に決定することができ、この基準パターンを用いることによって定量的な故障診断が可能になる。
【００４２】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後に前記接点群の他の各接点のオンオフがそれぞれ最初に変化した後における各接点のオンオフの変化の時間間隔と変化方向との組を含むことを特徴としており、１サイクル内における各接点のオンオフの変換の時間間隔を基準パターンに用いるから、シーケンサがシーケンスプログラムを実際に実行している間の各接点のオンオフの変化と基準パターンとを照合したときの一致度を時間差によって数値的に決定することができ、この基準パターンを用いることによって定量的な故障診断が可能になる。しかも、各接点のオンオフの時間間隔を用いることで、この基準パターンを用いると多数の情報によって故障診断を行うことになり、正確な故障診断につながる。
【００４３】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組を含むことを特徴としており、接点群のオンオフの回数のみを照合するから、故障診断の際には基準パターンとシーケンサの動作との照合が容易になり、短時間で照合可能になる。また、時間間隔を基準パターンに用いる場合に比較すると基準パターンを記憶するのに要求される容量を少なくすることができる。
【００４４】
請求項７の発明は、請求項３の発明において、前記基準パターンが、前記１サイクル内において基準接点の変化後における前記接点群の各接点のオンオフの時間間隔と変化方向との組と、前記接点群を構成する各接点のオンとオフとの回数の組とを含むことを特徴としており、時間間隔とオンおよびオフの回数との両方を基準パターンに用いるから、この基準パターンを用いて照合すればより高い精度での故障診断が可能になる。
【００４５】
請求項８の発明は、シーケンサとシーケンサにより制御される設備とからなるシステムの異常の有無を診断する故障診断装置であって、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の基準パターンの作成方法を適用して基準パターンを作成する基準パターン作成部と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行している間に前記接点群のオンオフを前記基準パターンに照合して一致度から前記システムの異常の有無を判定する故障診断手段とを備え、前記基準パターン作成部が、シーケンサからシーケンスプログラムを読み出すとともに前記接点群を選択する接点選別手段と、シーケンサにおいてシーケンスプログラムを実行したときの各接点のオンオフの変化を時系列情報として記録する検知・記録手段と、接点選別手段で選択した接点群のオンオフの変化を検知・記録手段に記録されている時系列情報から抽出することにより基準パターンを作成する診断基準作成手段とを備えるものであり、検知・記録手段にシーケンサの動作を時系列情報として記録しておき、シーケンスプログラムの追跡によって得た接点群に含まれる接点に関する時系列情報を抽出して基準パターンを作成するから、請求項１の発明と同様に、関連がない接点や、関連があっても変動しやすい接点を基準パターンに採用する可能性がなく、信頼性の高い基準パターンを作成することができる。また、このようにして作成された基準パターンをシーケンサの動作時の各接点のオンオフの変化と照合して一致度からシステムの異常の有無を判定するのであって、信頼性の高い基準パターンを用いているから、異常の有無の判定も信頼性よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に用いる故障診断装置を示すブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上のシーケンスプログラムをニモニックで記述した例を示す図である。
【図５】同上のシーケンスプログラムをラダー図で記述した例を示す図である。
【図６】同上の動作例のタイムチャートを示す動作説明図である。
【図７】同上における各接点のオンオフの変化例を示す動作説明図である。
【図８】同上における各接点のオンとオフとの変化回数の例を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１  故障診断装置
２  シーケンサ
３  設備
１０  基準パターン作成部
１１  故障診断手段
１２  診断基準作成手段
１３  検知・記録手段
１４  接点選別手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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