專利名稱：可編程控制器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可編程控制器系統(tǒng)，通過將在遙控輸入輸出裝置端進(jìn)行的外部設(shè)備的劣化診斷結(jié)果通過通信通知可編程控制器裝置端，從而能夠以梯形圖方式直接地參照劣化診斷結(jié)果。
背景技術(shù)：
本申請人在本申請前提出過可編程控制器系統(tǒng)(以下，稱為PLC系統(tǒng))，通過將在遙控輸入輸出裝置端進(jìn)行的外部設(shè)備的劣化診斷結(jié)果通過通信通知可編程控制器裝置端，從而能夠參照劣化診斷結(jié)果(例如，專利文獻(xiàn)1)。
根據(jù)這樣的PLC系統(tǒng)，如前述那樣，不需要將用于取入遙控輸入輸出裝置端的劣化診斷關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的消息通信處理裝入PLC端的用戶程序中，可獲得減輕伴隨用戶程序編制的勞動(dòng)，以及消除將這樣的維護(hù)用的用戶程序與原來的控制用的用戶程序同時(shí)執(zhí)行造成的循環(huán)時(shí)間的延遲的各種效果。
可是，這種外部設(shè)備的劣化診斷求構(gòu)成遙控輸入輸出裝置的一個(gè)或兩個(gè)以上的輸入輸出端子對(例如，OUT1和NI1、IN1和IN2、…)的各個(gè)對的一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿(上升沿或下降沿)和另一端子的規(guī)定信號邊沿(上升沿或下降沿)的時(shí)間差，根據(jù)這樣獲得的一個(gè)或兩個(gè)以上的時(shí)間差數(shù)據(jù)來生成劣化特征量(在端子對為1個(gè)的情況下等，也可以將時(shí)間差本身作為劣化特征量)，同時(shí)將該劣化特征量與規(guī)定的劣化判定用閾值(TH)進(jìn)行比較，從而診斷甚至預(yù)測與這些端子對有關(guān)的外部設(shè)備的劣化。再有，作為閾值(TH)，也可以由上限閾值(TH·H)和下限閾值(TH·L)構(gòu)成。
如果在PLC系統(tǒng)的從屬機(jī)中具備這樣的劣化診斷功能，例如，通過形成與外部設(shè)備的連接，以由OUT1對外部設(shè)備施加啟動(dòng)，同時(shí)由IN1取入來自外部設(shè)備的動(dòng)作完成位置的傳感器輸入，從而可以取得該外部設(shè)備的動(dòng)作時(shí)間，通過將該動(dòng)作時(shí)間與規(guī)定的劣化診斷用閾值進(jìn)行比較，可進(jìn)行該外部設(shè)備(可以是特定的致動(dòng)器，或是包含特定的致動(dòng)器的一連串的動(dòng)作機(jī)構(gòu))的時(shí)間性的劣化診斷。
(日本)特開2003-295914為了將這樣的外部設(shè)備的劣化診斷功能導(dǎo)入PLC系統(tǒng)，在導(dǎo)入之前，需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定劣化判定用閾值(TH、或TH·H、TH·L)的值。為此，需要一邊將PLC裝置及遙控輸入輸出裝置實(shí)際地運(yùn)轉(zhuǎn)，一邊累計(jì)有關(guān)相應(yīng)的各個(gè)端子對的時(shí)間差數(shù)據(jù)的計(jì)量值(遙控輸入輸出裝置自身取得計(jì)量值)的處理。因被控制對象設(shè)備乃至系統(tǒng)不同，這種登錄(logging)處理有時(shí)需要持續(xù)1～2個(gè)月。
以往，通過在構(gòu)成該P(yáng)LC系統(tǒng)的PLC裝置的用戶程序本身中裝入將遙控輸入輸出裝置內(nèi)生成的時(shí)間差數(shù)據(jù)傳送到PLC裝置端并進(jìn)行累計(jì)的登錄專用程序，來進(jìn)行這種登錄處理。
表示一例這樣的登錄專用的用戶程序的梯形圖示于圖10。該程序是響應(yīng)規(guī)定端子(IN2)的規(guī)定信號邊沿(上升沿)來取得第1端子對(OUT1和IN1)的規(guī)定信號邊沿間的時(shí)間差(T1)和第2端子對(IN1和IN2)的規(guī)定信號邊沿間的時(shí)間差(T2)，將其累計(jì)在PLC裝置內(nèi)的輸入輸出存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。
在圖中，作為操作碼的MOV、SEND、INC是本領(lǐng)域技術(shù)人員周知的，所以省略其含義內(nèi)容的說明。此外，在包圍這些操作碼的矩形框內(nèi)，實(shí)際上存在多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)必要的功能的命令代碼串。
因此，如果遙控輸入輸出裝置存在多個(gè)，并且在各自上存在多個(gè)劣化診斷對象，則需要對每個(gè)劣化診斷對象，將圖10所示的程序記述在用戶程序中，需要進(jìn)行很大的勞動(dòng)。另外，因追加用于這樣的登錄處理的程序，用戶程序整體的量也增加，PLC裝置端的循環(huán)周期也與系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的循環(huán)時(shí)間有若干不同，在這樣的狀態(tài)下取得的時(shí)間差數(shù)據(jù)的可靠性不一定得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述問題而完成的發(fā)明，其目的是，通過減輕在具備了這種外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定時(shí)的勞動(dòng)，同時(shí)保證系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，來收集可靠性高的數(shù)據(jù)。
對于本發(fā)明的其他目的及作用效果，通過參照說明書的以下論述，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就可容易地理解。
本發(fā)明的可編程控制器系統(tǒng)將可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置通過現(xiàn)場總線以通信方式連接，同時(shí)在將可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間連接的通信路徑上，設(shè)置有可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置。
在可編程控制器裝置中，至少設(shè)置有輸入部、輸出部、輸入輸出存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、輸入輸出更新部件、劣化診斷標(biāo)志控制部件、以及程序執(zhí)行部件。
輸入部用于取入來自外部設(shè)備的信號，輸出部用于對外部設(shè)備輸出信號。
在輸入輸出存儲(chǔ)器中，至少設(shè)置有輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從可編程控制器裝置的輸入部讀入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從可編程控制器裝置的輸出部輸出的信號相當(dāng)?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)；遙控輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從遙控輸入輸出裝置取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；遙控輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從遙控輸入輸出裝置輸出的信號相當(dāng)?shù)倪b控輸出數(shù)據(jù)；以及在用戶命令中可參照的劣化診斷標(biāo)志。這里，‘至少’的原因是，意識(shí)到其他數(shù)據(jù)區(qū)、參數(shù)區(qū)等是通常存在的。在輸入輸出存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)有將要求的控制標(biāo)準(zhǔn)使用用戶命令記述的用戶程序。
輸入輸出更新部件，執(zhí)行在可編程控制器裝置的輸入輸出部和輸入輸出存儲(chǔ)器的輸入輸出區(qū)之間通過內(nèi)部總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的輸入輸出更新處理，以及在遙控輸入輸出裝置和輸入輸出存儲(chǔ)器的遙控輸入輸出區(qū)之間通過現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的遙控輸入輸出更新處理。
劣化診斷標(biāo)志控制部件，通過現(xiàn)場總線，根據(jù)由遙控輸入輸出裝置通知的劣化診斷結(jié)果，將劣化診斷標(biāo)志進(jìn)行接通/關(guān)斷控制。
程序執(zhí)行部件，一邊參照輸入輸出存儲(chǔ)器的內(nèi)容一邊執(zhí)行被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的用戶程序，同時(shí)根據(jù)其執(zhí)行結(jié)果，將輸入輸出存儲(chǔ)器的輸出區(qū)以及遙控輸出區(qū)的內(nèi)容重寫。
通過這些輸入輸出更新部件和程序執(zhí)行部件起作用，在PLC裝置及遙控輸入輸出裝置中，通過保證以用戶程序規(guī)定的動(dòng)作，而且劣化診斷標(biāo)志控制部件起作用，可在用戶程序上參照劣化診斷標(biāo)志來編制要求的劣化診斷程序。
另一方面在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有輸入部、輸出部、輸入輸出更新部件、時(shí)間差測量部件、時(shí)間差寄存器、劣化診斷部件、診斷結(jié)果通知部件。
輸入部用于取入來自外部設(shè)備的信號，輸出部用于對外部設(shè)備輸出信號。
輸入輸出更新部件，將與從輸入部取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線發(fā)送到可編程控制器裝置，同時(shí)從輸出部輸出與從可編程控制器裝置通過現(xiàn)場總線接收的輸出數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)男盘?。通過該輸入輸出更新部件起作用，經(jīng)由輸入部及輸出部與外部設(shè)備進(jìn)行輸入輸出信號的交換，從而可進(jìn)行外部設(shè)備的控制。
時(shí)間差測量部件，測量在構(gòu)成輸入部或輸出部的規(guī)定的一對或兩對以上的各個(gè)端子對中的一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿和另一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差。一或二以上的時(shí)間差寄存器，將時(shí)間差測量部件獲得的每個(gè)端子對的時(shí)間差分別存儲(chǔ)一次。劣化診斷部件，通過將根據(jù)這些時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)的一或二以上的時(shí)間差生成的劣化特征量與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，對這些端子對涉及的外部設(shè)備的劣化進(jìn)行診斷。通過這些時(shí)間差測量部件及劣化診斷部件起作用，在遙控輸入輸出裝置端，生成與外部設(shè)備有關(guān)的劣化診斷結(jié)果。
診斷結(jié)果通知部件，通過現(xiàn)場總線對可編程控制器裝置通知劣化診斷部件的劣化診斷結(jié)果。由此，在遙控輸入輸出裝置端生成的劣化診斷結(jié)果不受到用戶程序的干涉，自動(dòng)地通知到可編程控制器裝置端。
在可無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，設(shè)置有發(fā)送請求命令發(fā)行部件、數(shù)據(jù)累計(jì)部件、累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件。
發(fā)送請求命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部或輸出部的規(guī)定端子的信號狀態(tài)，對該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測進(jìn)行響應(yīng)，從而通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差或劣化特征量的發(fā)送請求命令。
數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)而被返發(fā)的時(shí)間差或劣化特征量，并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中。
累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件，用于對規(guī)定的讀出操作進(jìn)行響應(yīng)從而將通過數(shù)據(jù)累計(jì)部件累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中的一連串的數(shù)據(jù)輸出到外部。
而且，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有發(fā)送請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將根據(jù)時(shí)間差寄存器中被一次存儲(chǔ)的時(shí)間差或時(shí)間差而生成的劣化特征量作為響應(yīng)，對命令發(fā)送元的裝置返發(fā)。
通過這些發(fā)送請求命令發(fā)行部件、數(shù)據(jù)累計(jì)部件、累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件、以及發(fā)送請求命令處理部件起作用，在可無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，可不受到用戶程序的干涉，收集并累計(jì)在用于劣化診斷的閾值生成上必要的數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要而讀出這些數(shù)據(jù)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過減輕在具備了這種外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定時(shí)的勞動(dòng)，同時(shí)保證系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，可收集可靠性高的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明中，位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置也可以與可編程控制器裝置及遙控輸入輸出裝置分開設(shè)置，并且是可監(jiān)視通信數(shù)據(jù)的無源監(jiān)視裝置。
在本發(fā)明中，位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置也可以位于可編程控制器裝置內(nèi)，是通過與遙控輸入輸出裝置之間的現(xiàn)場總線實(shí)行通信的主機(jī)單元。例如，通過從共有存儲(chǔ)器上取得通過了主機(jī)單元內(nèi)部的通信數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)與無源監(jiān)視器同樣的功能。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，也可以采用以下結(jié)構(gòu)。即，在該實(shí)施方式中，遙控輸入輸出裝置中包含的時(shí)間差測量部件測量被包含于輸出部的第1端子的規(guī)定信號邊沿和被包含于輸入部的第1端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差(T1)，以及被包含于輸入部的第1端子的規(guī)定信號邊沿和被包含于輸入部的第2端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差(T2)。
包含于遙控輸入輸出裝置中的兩個(gè)以上的時(shí)間差寄存器由將時(shí)間差(T1)存儲(chǔ)一次的第1時(shí)間差寄存器和將時(shí)間差(T2)存儲(chǔ)一次的第2時(shí)間差寄存器構(gòu)成。
包含于遙控輸入輸出裝置中的劣化診斷部件通過將根據(jù)存儲(chǔ)于第1時(shí)間差寄存器中的時(shí)間差(T1)和存儲(chǔ)于第2時(shí)間差寄存器中的時(shí)間差(T2)生成的劣化特征量(T1×T2)與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，診斷與這些端子對有關(guān)的外部設(shè)備的劣化。
在可無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，具備了具有以下結(jié)構(gòu)的命令發(fā)行部件、數(shù)據(jù)累計(jì)部件、以及命令處理部件。
即，命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部的第1端子的信號狀態(tài)，響應(yīng)該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測，從而通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)的發(fā)送請求命令。
數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)而返發(fā)的時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中。
累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件，響應(yīng)規(guī)定的讀出操作而對外部輸出由數(shù)據(jù)累計(jì)部件累計(jì)存儲(chǔ)于規(guī)定的存儲(chǔ)器中的一連串?dāng)?shù)據(jù)。
而且，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有命令處理部件，響應(yīng)由消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)了一次的時(shí)間差(T1、T2)或基于時(shí)間差生成的劣化特征量(T1×T2)作為響應(yīng)返發(fā)到命令發(fā)行元的裝置。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，與作為診斷對象的外部設(shè)備有關(guān)，通過裝入應(yīng)用，以在包含于輸出部的第1端子、包含于輸入部的第1端子、以及包含于輸入部的第2端子上順序時(shí)序地產(chǎn)生規(guī)定信號邊沿，從而時(shí)間差(T1)成為與從對該裝置提供起動(dòng)指令至實(shí)際地起動(dòng)的所需時(shí)間對應(yīng)的值，時(shí)間差(T2)與起動(dòng)開始至動(dòng)作結(jié)束為止的所需時(shí)間對應(yīng)，所以劣化特征量(T1×T2)的值成為代表致動(dòng)器的劣化程度和外部設(shè)備的劣化程度雙方的值，可以正確地掌握劣化程度。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，也可以如下構(gòu)成在遙控輸入輸出裝置中，與一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷有關(guān)，對每個(gè)需要求的時(shí)間差設(shè)定為了求一個(gè)或兩個(gè)以上的時(shí)間差而規(guī)定必要的計(jì)時(shí)開始條件和計(jì)時(shí)結(jié)束條件的可重寫標(biāo)記，通過參照該標(biāo)記的內(nèi)容，時(shí)間差測量部件測量在一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷上必要的各時(shí)間差。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該標(biāo)記的內(nèi)容，在遙控輸入輸出裝置中，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行要求的劣化診斷動(dòng)作。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，也可以如下構(gòu)成在位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，與一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷有關(guān)，對每個(gè)劣化診斷設(shè)定為了規(guī)定用于將發(fā)送請求命令發(fā)送的條件的可重寫標(biāo)記，通過參照該標(biāo)記的內(nèi)容，命令發(fā)行部件發(fā)行在一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷上必要的發(fā)送請求命令。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該標(biāo)記的內(nèi)容，在位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行要求的數(shù)據(jù)登錄動(dòng)作。
此外，本發(fā)明的可編程控制器系統(tǒng)，對于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置通過現(xiàn)場總線以通信方式連接的系統(tǒng)，是附加了具有以下功能的閾值設(shè)定支持裝置的系統(tǒng)。即，在該閾值設(shè)定支持裝置中，具有數(shù)據(jù)收集部件，不在可編程控制器裝置的用戶程序中裝入數(shù)據(jù)收集功能，而收集與遙控輸入輸出裝置內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；閾值決定部件，根據(jù)與數(shù)據(jù)收集部件收集的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，使用統(tǒng)計(jì)的方法決定劣化診斷用閾值；以及閾值設(shè)定部件，將由閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中。在構(gòu)成該系統(tǒng)的可編程控制器裝置中，至少設(shè)置有輸入部、輸出部、輸入輸出存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、輸入輸出更新部件、劣化診斷標(biāo)志控制部件、以及程序執(zhí)行部件。輸入部用于讀入來自外部設(shè)備的信號，輸出部用于對外部設(shè)備輸出信號。在輸入輸出存儲(chǔ)器中至少有輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從可編程控制器裝置的輸入部讀入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從可編程控制器裝置的輸出部輸出的信號相當(dāng)?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)；遙控輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從遙控輸入輸出裝置取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；遙控輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從遙控輸入輸出裝置輸出的信號相當(dāng)?shù)倪b控輸出數(shù)據(jù)；以及在用戶命令中可參照的劣化診斷標(biāo)志。這里，‘至少’的原因是，意識(shí)到其他數(shù)據(jù)區(qū)、參數(shù)區(qū)等是通常存在的。在輸入輸出存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)有將要求的控制標(biāo)準(zhǔn)使用用戶命令記述的用戶程序。輸入輸出更新部件，執(zhí)行在可編程控制器裝置的輸入輸出部和輸入輸出存儲(chǔ)器的輸入輸出區(qū)之間通過內(nèi)部總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的輸入輸出更新處理，以及在遙控輸入輸出裝置和輸入輸出存儲(chǔ)器的遙控輸入輸出區(qū)之間通過現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的遙控輸入輸出更新處理。劣化診斷標(biāo)志控制部件，通過現(xiàn)場總線，根據(jù)由遙控輸入輸出裝置通知的劣化診斷結(jié)果，將劣化診斷標(biāo)志進(jìn)行接通/關(guān)斷控制。程序執(zhí)行部件，一邊參照輸入輸出存儲(chǔ)器的內(nèi)容一邊執(zhí)行被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的用戶程序，同時(shí)根據(jù)其執(zhí)行結(jié)果，將輸入輸出存儲(chǔ)器的輸出區(qū)以及遙控輸出區(qū)的內(nèi)容重寫。通過這些輸入輸出更新部件和程序執(zhí)行部件起作用，在PLC裝置和遙控輸入輸出裝置中，通過保證由用戶程序規(guī)定的動(dòng)作，而且使劣化診斷標(biāo)志控制部件起作用，可在用戶程序上參照劣化診斷標(biāo)志來編制要求的劣化診斷程序。另一方面，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有輸入部、輸出部、輸入輸出更新部件、時(shí)間差測量部件、時(shí)間差寄存器、劣化診斷部件、以及診斷結(jié)果通知部件。輸入部用于取入來自外部設(shè)備的信號，輸出部用于對外部設(shè)備輸出信號。輸入輸出更新部件，將與從輸入部取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線發(fā)送到可編程控制器裝置，同時(shí)從輸出部輸出與從可編程控制器裝置通過現(xiàn)場總線接收的輸出數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)男盘?。通過使該輸入輸出更新部件起作用，經(jīng)由輸入部和輸出部與外部設(shè)備進(jìn)行輸入輸出信號的交換，可進(jìn)行外部設(shè)備的控制。時(shí)間差測量部件，測量在構(gòu)成輸入部或輸出部的規(guī)定的一對或兩對以上的各個(gè)端子對中的一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿和另一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差。一或二以上的時(shí)間差寄存器，將時(shí)間差測量部件獲得的每個(gè)端子對的時(shí)間差分別存儲(chǔ)一次。劣化診斷部件，通過將根據(jù)這些時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)的一或二以上的時(shí)間差生成的劣化特征量與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，對這些端子對涉及的外部設(shè)備的劣化進(jìn)行診斷。通過使這些時(shí)間差測量部件和劣化診斷部件起作用，在遙控輸入輸出裝置端，生成與外部設(shè)備有關(guān)的劣化診斷結(jié)果。診斷結(jié)果通知部件，通過現(xiàn)場總線對可編程控制器裝置通知劣化診斷部件的劣化診斷結(jié)果。由此，對可編程控制器裝置端自動(dòng)地通知遙控輸入輸出裝置端生成的劣化診斷結(jié)果，而不受到用戶程序的干涉。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在該閾值設(shè)定支持裝置中，包括數(shù)據(jù)收集部件，不在可編程控制器裝置的用戶程序中裝入數(shù)據(jù)收集功能，而收集與遙控輸入輸出裝置內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；閾值決定部件，根據(jù)與數(shù)據(jù)收集部件收集的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，使用統(tǒng)計(jì)的方法決定劣化診斷用閾值；以及閾值設(shè)定部件，將由閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中，可以減輕在具備了這種外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定時(shí)的勞動(dòng)，并且可以決定閾值，而不是以前那樣通過登錄處理來等待大量的數(shù)據(jù)的累計(jì)，所以可以削減在完成閾值決定上所需的時(shí)間，而且通過保證系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以收集可靠性高的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明中，閾值決定部件也可以包括第1運(yùn)算部件，求由數(shù)據(jù)收集部件采樣的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值；第2運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值和每個(gè)采樣的數(shù)據(jù)，求一連串采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；以及第3運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的平均值、第2運(yùn)算部件求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差、以及規(guī)定的偏差系數(shù)，求劣化診斷用閾值。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，附加標(biāo)準(zhǔn)偏差和偏差系數(shù)來進(jìn)行閾值決定，所以被決定的閾值可以明確地區(qū)別劣化狀態(tài)和非劣化狀態(tài)，因此可以提高劣化診斷結(jié)果的可靠性。
在本發(fā)明的優(yōu)選的另一實(shí)施方式中，閾值決定部件也可以包括第1運(yùn)算部件，求由數(shù)據(jù)收集部件采樣的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值；第2運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值和每個(gè)采樣的數(shù)據(jù)，求一連串采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；以及第3運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的平均值、第2運(yùn)算部件求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差、以及規(guī)定的偏差系數(shù)，求劣化診斷用閾值。
此外，在本發(fā)明的優(yōu)選的另一實(shí)施方式中，也可以是閾值設(shè)定支持裝置位于將可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置連接的通信數(shù)據(jù)的路徑上，成為可無源地監(jiān)視通信數(shù)據(jù)的裝置，并且數(shù)據(jù)收集部件包括發(fā)送請求命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部或輸出部的規(guī)定端子的信號狀態(tài)，響應(yīng)該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測，通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差或劣化特征量的發(fā)送請求；以及數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收與作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)返發(fā)的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中，閾值設(shè)定部件包括設(shè)定請求命令發(fā)行部件，該部件發(fā)行對遙控輸入輸出裝置請求將閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中的設(shè)定請求命令，遙控輸入輸出裝置包括返發(fā)請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)了一次的時(shí)間差或基于時(shí)間差生成的劣化特征量作為響應(yīng)對命令發(fā)行元的裝置返發(fā)；以及設(shè)定請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，根據(jù)附加在該命令中的劣化診斷用閾值數(shù)據(jù)，進(jìn)行劣化診斷用閾值的設(shè)定處理。
根據(jù)本發(fā)明，通過減輕在具備了這種外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定時(shí)的勞動(dòng)，同時(shí)保證系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，可收集可靠性高的數(shù)據(jù)。


圖1是本發(fā)明的PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示CPU單元的細(xì)節(jié)和PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示從屬機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是外部設(shè)備的劣化診斷具體例的說明圖。
圖5(a)、圖5(b)是從屬機(jī)的時(shí)間標(biāo)記設(shè)定內(nèi)容(第1實(shí)施方式)的說明圖。
圖6(a)、圖6(b)是對無源監(jiān)視器的登錄內(nèi)容(第1實(shí)施方式)的說明圖。
圖7是構(gòu)成對的端子間的信號變化的時(shí)間差測量例子的說明圖。
圖8(a)、圖8(b)是對從屬機(jī)設(shè)定內(nèi)容(第2實(shí)施方式)的說明圖。
圖9是對無源監(jiān)視器的登錄設(shè)定內(nèi)容(第2實(shí)施方式)的說明圖。
圖10是表示一例用于讀出時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)的用戶程序的梯形圖。
圖11是說明伴隨著壽命劣化的動(dòng)作時(shí)間的延遲的直方圖。
圖12是表示對無源監(jiān)視器的設(shè)定內(nèi)容的說明圖。
圖13是表示接點(diǎn)對、規(guī)定邊沿和T1取入定時(shí)的關(guān)系的波形圖。
圖14是表示設(shè)定幀的內(nèi)容的說明圖。
圖15是表示消息的畫面圖像的說明圖。
圖16(a)、圖16(b)是表示對從屬機(jī)的設(shè)定內(nèi)容的說明圖。
圖17是表示閾值計(jì)算步驟的流程圖(其1)。
圖18是表示閾值計(jì)算步驟的流程圖(其2)。
圖19(a)、圖19(b)是表示標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算步驟的另一例子的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。本發(fā)明的PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示于圖1。
如該圖所示，該P(yáng)LC系統(tǒng)將PLC裝置1與多臺(tái)從屬機(jī)(遙控輸入輸出裝置)2通過現(xiàn)場總線以通信方式連接，同時(shí)在連接PLC裝置1和從屬機(jī)2之間的通信路徑上，設(shè)有作為可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的無源監(jiān)視器4。
在該例子中，PLC裝置1包括PLC10和主機(jī)單元11。如圖2所示，PLC裝置10包括對PLC整體集中控制的CPU單元101；以及具有用于取如來自外部設(shè)備的信號的輸入部或用于對外部設(shè)備輸出信號的輸出部而起作用的多臺(tái)I/O單元102、102…。
如圖2所示，CPU單元101包括CPU101a，對CPU整體的動(dòng)作集中控制；程序存儲(chǔ)器101b，用于存儲(chǔ)將要求的控制標(biāo)準(zhǔn)使用用戶命令記述的用戶程序；參數(shù)存儲(chǔ)器101C，存儲(chǔ)運(yùn)算等所需的各種參數(shù)；I/O存儲(chǔ)器101d，至少具有存儲(chǔ)與從可編程控制器裝置的輸入部取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)的輸入?yún)^(qū)、存儲(chǔ)與要從可編程控制器裝置的輸出部輸出的信號相當(dāng)?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)的輸出區(qū)、以及用戶命令中可參照的劣化診斷標(biāo)志(F)；存儲(chǔ)了與后述的輸入輸出更新處理或命令執(zhí)行處理等相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)程序的系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器101e；以及作為各種運(yùn)算時(shí)的工作區(qū)使用的工作存儲(chǔ)器101f。
再有，在圖中，附加有標(biāo)號101g的單元是將系統(tǒng)總線101和CPU單元101連結(jié)的I/O接口單元。
CPU101a通過執(zhí)行在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器101中存儲(chǔ)的各種系統(tǒng)程序，至少可實(shí)現(xiàn)作為輸入輸出更新部件的功能、作為程序執(zhí)行部件的功能、作為劣化診斷標(biāo)志控制部件的功能。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的那樣，這種PLC周期性地執(zhí)行輸入輸出更新處理和程序執(zhí)行處理及系統(tǒng)服務(wù)處理。而且，在本例子，除了這些處理以外，還執(zhí)行劣化診斷標(biāo)志控制處理。
這里，輸入輸出更新處理包括在構(gòu)成PLC裝置1的輸入輸出部的I/O單元102和I/O的存儲(chǔ)器101d的輸入輸出區(qū)之間通過系統(tǒng)總線100進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的本體端輸入輸出更新處理；以及在從屬機(jī)2和I/O存儲(chǔ)器101d的遙控輸入輸出區(qū)之間通過現(xiàn)場總線3進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的遙控輸入輸出更新處理。
此外，程序執(zhí)行處理是一邊參照I/O存儲(chǔ)器101d的內(nèi)容一邊執(zhí)行被存儲(chǔ)在用戶程序存儲(chǔ)器101b中的用戶程序，同時(shí)根據(jù)該執(zhí)行結(jié)果，對I/O存儲(chǔ)器101d的輸出區(qū)及遙控輸出區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行重寫的處理。
而劣化診斷標(biāo)志控制處理是通過現(xiàn)場總線，根據(jù)由遙控輸入輸出裝置通知的劣化診斷結(jié)果，對I/O存儲(chǔ)器101d內(nèi)的劣化診斷標(biāo)志(F)進(jìn)行接通/關(guān)斷控制的處理。如上述那樣，該劣化診斷標(biāo)志(F)設(shè)為可在用戶命令中參照，通過將該劣化診斷標(biāo)志(F)作為起動(dòng)條件并裝入合適的梯形圖，用戶可以任意地實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備劣化時(shí)刻的報(bào)警處理、用于維護(hù)的互鎖處理等。
主機(jī)單元11的內(nèi)部細(xì)節(jié)沒有圖示，但具有與CPU單元101同步并周期性地進(jìn)行輸入輸出更新，同時(shí)通過與從屬機(jī)2非同步地進(jìn)行通信，與從屬機(jī)2之間執(zhí)行輸入輸出更新處理的功能，所以為了實(shí)現(xiàn)這樣的處理，而擁有獨(dú)自的微處理器。因此，如果對該微處理器執(zhí)行適當(dāng)?shù)墓碳瑒t除了通信處理以外，還可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)自的處理。即，作為獨(dú)自的處理，通過取入在發(fā)送接收中被指定的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)與無源監(jiān)視器4同樣的功能。
其次，表示從屬機(jī)2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖示于圖3。即，從屬機(jī)2包括連接到現(xiàn)場總線3，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送接收的發(fā)送接收電路21；連接到該發(fā)送接收電路21的MPU22；連接到輸出設(shè)備的輸出電路25；以及連接到輸入設(shè)備的輸入電路24。而且，包括外部非易失性存儲(chǔ)器23和定時(shí)器(內(nèi)部時(shí)鐘)26等。
而且，發(fā)送接收電路21具有接收從主機(jī)單元11發(fā)來并在現(xiàn)場總線3上流動(dòng)的幀，對首標(biāo)部分進(jìn)行解析來判斷是否為發(fā)給自己的幀，最終僅接收發(fā)給自己的幀并轉(zhuǎn)送到MPU22的功能；以及將從MPU22提供的發(fā)送幀(例如，用于向主機(jī)單元11發(fā)送IN數(shù)據(jù)的幀)輸出到現(xiàn)場總線3上的功能。
MPU22根據(jù)在從發(fā)送接收電路21提供的接收的幀的數(shù)據(jù)部分中存儲(chǔ)的信息執(zhí)行規(guī)定的處理，作為基本功能，根據(jù)數(shù)據(jù)部分中的OUT數(shù)據(jù)，對輸出電路25發(fā)出用于將規(guī)定的OUT端子接通/關(guān)斷(ON/OFF)的控制信號。此外，具有通過輸入電路24，取得輸入端子的接通/關(guān)斷狀態(tài)，將該取得的信息作為IN數(shù)據(jù)而生成對主機(jī)單元11發(fā)送的幀，并轉(zhuǎn)送到發(fā)送接收電路21的功能。
可是，連接到從屬機(jī)2外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，如周知的那樣，如下進(jìn)行。即，在將安裝在PLC10的CPU單元101中的用戶程序周期地執(zhí)行的結(jié)果，與規(guī)定的條件一致的情況下，對主機(jī)單元11通知將從屬機(jī)2的OUT端子全部接通，主機(jī)單元11根據(jù)通信周期向?qū)?yīng)的從屬機(jī)2發(fā)送規(guī)定的幀(OUT數(shù)據(jù))。從屬機(jī)2根據(jù)接收的幀(OUT數(shù)據(jù))，將連接到外部設(shè)備的OUT端子接通。由此，構(gòu)成外部設(shè)備的輸出設(shè)備(例如，繼電器、電磁閥、驅(qū)動(dòng)汽缸、螺線管等)被驅(qū)動(dòng)。
此外，取入來自連接到從屬機(jī)2的外部設(shè)備的信號，如周知的那樣，如下進(jìn)行。即，在構(gòu)成外部設(shè)備的輸入設(shè)備(例如，限定開關(guān)、光電開關(guān)、近接開關(guān)等)接通時(shí)，相應(yīng)的IN端子接通，通過輸入電路24，可以取得MPU22，所以在自己的幀的發(fā)送定時(shí)到來時(shí)，作為IN數(shù)據(jù)向主機(jī)單元11發(fā)送。于是，主機(jī)單元11在PLC單元10的更新處理時(shí)轉(zhuǎn)送取得的IN數(shù)據(jù)。
這樣，在從屬機(jī)2中，具備用于取入來自外部設(shè)備的信號的輸入電路(輸入部)24；用于對外部設(shè)備輸出信號的輸出電路(輸出部)25；以及將與從輸入電路24取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線3發(fā)送到PLC裝置1，同時(shí)從輸出電路25輸出與從PLC裝置1通過現(xiàn)場總線3接收的輸出數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)男盘柕妮斎胼敵龈虏考?br> 下面，說明有關(guān)從屬機(jī)2具備的外部設(shè)備的劣化診斷功能。這種劣化診斷功能基本上與本申請人在特開2003-295914公報(bào)中公開的功能實(shí)質(zhì)上相同。
即，如果將其歸納，則在從屬機(jī)2中，至少具備時(shí)間差測量部件，對構(gòu)成輸入電路24或輸出電路25的規(guī)定的一對或兩對以上的端子對的各個(gè)一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿和另一端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差進(jìn)行測量；一或二以上的時(shí)間差寄存器(R1、R2)，將時(shí)間差測量部件獲得的每個(gè)端子對的時(shí)間差分別存儲(chǔ)一次；劣化診斷部件，通過將根據(jù)存儲(chǔ)于這些時(shí)間差寄存器(R1、R2)中的一或二以上的時(shí)間差而生成的劣化特征量與規(guī)定閾值(TH)比較，對與這些端子對有關(guān)的外部設(shè)備的劣化進(jìn)行診斷；以及診斷結(jié)果通知部件，將劣化診斷部件的劣化診斷結(jié)果通過現(xiàn)場總線3來通知可編程控制器裝置。
外部設(shè)備的劣化診斷具體例的說明圖示于圖4。如該圖所示，以下假設(shè)由從屬機(jī)2中的輸出部的第1端子(OUT1)和輸入部的第1端子(IN1)構(gòu)成第1端子對，同樣地，假設(shè)由輸入部的第1端子(IN1)和輸入部的第2端子(IN2)構(gòu)成第2端子對。
此時(shí)，如圖4所示，在構(gòu)成第1端子對的一個(gè)端子(OUT1)上連接有將到達(dá)驅(qū)動(dòng)汽缸7的加壓空氣進(jìn)行開閉的電磁閥6，在另一端子(IN1)上，連接有用于測量驅(qū)動(dòng)汽缸7的動(dòng)作開始的傳感器8。而在構(gòu)成第2端子對的一個(gè)端子(IN1)上，連接有用于測量驅(qū)動(dòng)汽缸7的動(dòng)作開始的傳感器，在另一端子(IN2)上，連接有用于測量驅(qū)動(dòng)汽缸7的動(dòng)作結(jié)束的傳感器9。
另一方面，在從屬機(jī)2內(nèi)，如圖5所示，設(shè)定有具有規(guī)定的設(shè)定內(nèi)容的可重寫的時(shí)間標(biāo)記。該時(shí)間標(biāo)記可以對從屬機(jī)2的每個(gè)機(jī)號進(jìn)行設(shè)定，在圖中示出了有關(guān)2號機(jī)、3號機(jī)的時(shí)間標(biāo)記。
以下假設(shè)圖4中所示的從屬機(jī)2為2號機(jī)時(shí)，時(shí)間標(biāo)記的設(shè)定內(nèi)容規(guī)定如下通過以端子(OUT1)的接通邊沿開始計(jì)時(shí)，同時(shí)以端子(IN1)的關(guān)斷邊沿結(jié)束計(jì)時(shí)，可取得時(shí)間差(T1)，并且通過以端子(IN1)的關(guān)斷邊沿開始計(jì)時(shí)，同時(shí)以端子(IN2)的接通邊沿結(jié)束計(jì)時(shí)，可取得時(shí)間差(T2)。
在從屬機(jī)2，根據(jù)上述時(shí)間標(biāo)記的設(shè)定內(nèi)容，通過上述‘時(shí)間差測量部件’的作用，進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間差(T1、T2)的測量、對時(shí)間差寄存器(R1、R2)的一次存儲(chǔ)，而且通過‘劣化診斷部件’的作用，進(jìn)行從時(shí)間差寄存器(R1、R2)的讀出、劣化特征量(T1×T2)的生成、劣化特征量(T1×T2)和規(guī)定閾值(TH)的大小比較，由此，進(jìn)行與端子(OUT1、IN1、IN2)有關(guān)的外部設(shè)備的劣化診斷。
特別是，如本例子那樣，設(shè)定時(shí)間標(biāo)記，以規(guī)定以端子(OUT1)的接通邊沿開始計(jì)時(shí)，同時(shí)以端子(IN1)的關(guān)斷邊沿結(jié)束計(jì)時(shí)來取得時(shí)間差(T1)，并且規(guī)定通過以端子(IN1)的關(guān)斷邊沿開始計(jì)時(shí)，并以端子(IN2)的接通邊沿結(jié)束計(jì)時(shí)來取得時(shí)間差(T2)，則時(shí)間差(T1)成為致動(dòng)器的劣化程度的象征，另一方面，時(shí)間差(T2)成為被控制對象設(shè)備或系統(tǒng)自身的劣化程度的象征，作為它們的積求出的劣化特征量(T1×T2)的值高靈敏地反映了從致動(dòng)器到被控制對象設(shè)備的外部設(shè)備整體的劣化程度，所以通過將該值與規(guī)定閾值比較，可以高精度地診斷外部設(shè)備的劣化。
由此，獲得的劣化診斷結(jié)果，通過上述的‘診斷結(jié)果通知部件’的作用，經(jīng)由主機(jī)單元11傳送到PLC裝置1端，然后，通過上述PLC裝置1端的‘劣化診斷標(biāo)志控制部件’的作用，被適當(dāng)?shù)胤从吃贗/O存儲(chǔ)器101d內(nèi)的劣化診斷標(biāo)志(F)的狀態(tài)中。
下面，詳細(xì)地說明作為本發(fā)明的主要部分的有關(guān)劣化診斷用閾值的決定上的技巧。為了將這樣的外部設(shè)備的劣化診斷功能導(dǎo)入PLC系統(tǒng)，在導(dǎo)入前，需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定劣化判定用閾值(TH、或TH·H、TH·L)。
為此，需要一邊將PLC裝置和遙控輸入輸出裝置實(shí)際地運(yùn)轉(zhuǎn)，一邊累計(jì)與各個(gè)相應(yīng)的端子對有關(guān)的時(shí)間差數(shù)據(jù)的測量值(測量值取得由遙控輸入輸出裝置本身進(jìn)行)的處理(所謂登錄處理)。該登錄處理因被控制對象設(shè)備乃至系統(tǒng)而有所不同，有時(shí)需要持續(xù)1～2個(gè)月。
以往，該登錄處理通過在構(gòu)成該P(yáng)LC系統(tǒng)的PLC裝置的用戶程序本身中，裝入將遙控輸入輸出裝置內(nèi)生成的時(shí)間差數(shù)據(jù)傳送到PLC裝置端并累計(jì)的登錄專用的程序來進(jìn)行，所以如果遙控輸入輸出裝置存在多個(gè)，并且在分別存在多個(gè)劣化診斷對象，則對每個(gè)劣化診斷對象，必需將圖10所示的程序記述在用戶程序中，需要大量的勞動(dòng)。
此外，因追加用于這種登錄處理的程序，用戶程序整體的量也增加，PLC裝置端的周期時(shí)間也與系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的周期時(shí)間有若干不同，不一定保證在這種狀態(tài)下取得的時(shí)間差數(shù)據(jù)的可靠性。
另外，以往的閾值決定處理，通過將取得的數(shù)據(jù)全部實(shí)際地確認(rèn)后，以基本上不超過這些數(shù)據(jù)的最大值為條件來決定判定用閾值，所以為了確保判定用閾值的可靠性，必需通過盡可能長時(shí)間的登錄處理來收集大量的數(shù)據(jù)，必然地存在完成閾值決定所需時(shí)間長的缺點(diǎn)。
因此，在本實(shí)施方式中，首先，第1，提出了對于因用戶程序擔(dān)負(fù)用于登錄處理的功能而產(chǎn)生的問題(第1問題)的解決對策，第2，提出了在將取得的數(shù)據(jù)全部實(shí)際地確認(rèn)后，對于因以不超過這些數(shù)據(jù)的最大值為條件來決定判定用閾值而產(chǎn)生的問題(第2問題)的解決對策。
作為可無源地監(jiān)視在PLC裝置1和從屬機(jī)2之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置，如圖1所示，存在無源監(jiān)視裝置4和主機(jī)單元11。因此，在本例子中，對于這些裝置4、11，設(shè)置后述的‘發(fā)送請求命令發(fā)行部件’、‘?dāng)?shù)據(jù)累計(jì)部件’和‘累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件’，另一方面，對于從屬機(jī)2，設(shè)置后述的‘發(fā)送請求命令處理部件’。
即，‘發(fā)送請求命令發(fā)行部件’具有以下功能通過無源地監(jiān)視在PLC裝置1和從屬機(jī)2之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視從屬機(jī)2的輸入部或輸出部的規(guī)定端子的信號狀態(tài)，并對該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測進(jìn)行響應(yīng)，通過相應(yīng)現(xiàn)場總線3支持的消息通信，對從屬機(jī)2發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)的發(fā)送請求命令。
‘?dāng)?shù)據(jù)累計(jì)部件’具有以下功能接收作為對發(fā)送請求命令的來自從屬機(jī)2的響應(yīng)而返發(fā)的時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中。
‘累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件’具有以下功能對規(guī)定的讀出操作進(jìn)行響應(yīng)從而將數(shù)據(jù)累計(jì)部件累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中的一連串?dāng)?shù)據(jù)輸出到外部。
另一方面，‘發(fā)送請求命令處理部件’具有以下功能響應(yīng)規(guī)定的發(fā)送請求命令通過消息通信而到來，將時(shí)間差寄存器(R1、R2)中一次存儲(chǔ)的時(shí)間差(T1、T2)或根據(jù)時(shí)間差生成的劣化特征量(T1×T2)作為響應(yīng)而對命令發(fā)行元的裝置4、10返發(fā)。
具有這些功能的各部件(‘發(fā)送請求命令發(fā)行部件’、‘?dāng)?shù)據(jù)累計(jì)部件’、‘累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件’)可以裝入在無源監(jiān)視器4內(nèi)或作為固件裝入在主機(jī)單元11內(nèi)。
無源監(jiān)視器4基本上是對個(gè)人計(jì)算機(jī)裝入規(guī)定工具軟件而構(gòu)成的，其內(nèi)容在本申請人提出的特開2000-216798公報(bào)中詳細(xì)地論述過。
即，在無源監(jiān)視器4中，可以無源地接收通過現(xiàn)場總線3發(fā)送到PLC系統(tǒng)內(nèi)的幀，在接收的情況下，根據(jù)幀信息，可以對幀中的幀首標(biāo)及數(shù)據(jù)段的詳細(xì)信息進(jìn)行判讀。然后，根據(jù)幀信息，在判讀了幀的內(nèi)容的結(jié)果、監(jiān)視或登錄上是必要的幀的情況下，取得該幀。
用于使無源監(jiān)視器執(zhí)行必要的動(dòng)作的對無源監(jiān)視器4的登錄設(shè)定內(nèi)容(第1實(shí)施方式)示于圖6。該圖(a)表示取入定時(shí)的設(shè)定，該圖(b)表示運(yùn)算標(biāo)記的設(shè)定。在本例子中，由從屬機(jī)2僅取得時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)，劣化特征量(T1×T2)的運(yùn)算在無源監(jiān)視器4這一側(cè)進(jìn)行。
如圖7所示，從屬機(jī)2通過參照前面圖5所示的設(shè)定內(nèi)容，測量端子(OUT1)的接通邊沿和端子(IN1)的關(guān)斷邊沿的時(shí)間差(T1)、端子(IN1)的關(guān)斷邊沿和端子(IN2)的接通邊沿的時(shí)間差(T2)，重復(fù)進(jìn)行將其存儲(chǔ)在時(shí)間差寄存器(R1、R2)中的處理。
無源監(jiān)視器4通過參照圖6所示的設(shè)定內(nèi)容，監(jiān)視端子(IN2)的信號狀態(tài)，在每個(gè)接通邊沿被檢測時(shí)，對相應(yīng)的機(jī)號號碼(節(jié)點(diǎn))的從屬機(jī)2，發(fā)行與時(shí)間差(T1)或時(shí)間差(T2)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)的發(fā)送請求命令。
從無源監(jiān)視器4發(fā)行的發(fā)送請求命令被相應(yīng)的機(jī)號號碼的從屬機(jī)2接收時(shí)，該從屬機(jī)2從內(nèi)部的時(shí)間差寄存器(R1、R2)中讀出相應(yīng)的時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1或T2)，并在其上附加時(shí)戳后，作為對于發(fā)送請求命令的響應(yīng)發(fā)送到無源監(jiān)視器4。
從屬機(jī)2發(fā)送的響應(yīng)被無源監(jiān)視器4接收時(shí)，在無源監(jiān)視器4中，取得被附加在響應(yīng)中的時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1或T2)，同時(shí)將其累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的非易失性存儲(chǔ)器中。而且，無源監(jiān)視器4通過參照圖6(b)中所示的運(yùn)算標(biāo)記的設(shè)定內(nèi)容，每當(dāng)取得一對時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)時(shí)，根據(jù)規(guī)定的運(yùn)算式來執(zhí)行運(yùn)算處理，從而計(jì)算劣化特征量(T1×T2＝Y(jié)1)，并將其與時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)在規(guī)定的非易失性存儲(chǔ)器中。
通過重復(fù)進(jìn)行以上的動(dòng)作，在作為無源監(jiān)視器4而起作用的個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬盤等的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，各時(shí)刻的時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)和劣化特征量(T1×T2＝Y(jié)1)作為成對的關(guān)系被累計(jì)存儲(chǔ)(數(shù)據(jù)登錄)。
以后，在經(jīng)過合適的數(shù)據(jù)登錄期間的時(shí)刻，使用個(gè)人計(jì)算機(jī)的鍵盤或鼠標(biāo)等進(jìn)行規(guī)定的讀出操作時(shí)，個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬盤等的非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的一連串?dāng)?shù)據(jù)被顯示在個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示器上，或通過打印機(jī)被打印。根據(jù)該畫面顯示的、或打印機(jī)打印出的數(shù)據(jù)串，可以決定用于劣化診斷的閾值。
使從屬機(jī)2執(zhí)行必要的動(dòng)作的對從屬機(jī)2的設(shè)定內(nèi)容(第2實(shí)施方式)示于圖8，而使無源監(jiān)視器4執(zhí)行必要的動(dòng)作的對無源監(jiān)視器4的設(shè)定內(nèi)容(第2實(shí)施方式)示于圖9。在這些例子中，不僅由從屬機(jī)2端執(zhí)行時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1、T2)的測量、取得，甚至還根據(jù)它們來執(zhí)行劣化特征量(T1×T2)的運(yùn)算。
從屬機(jī)2通過參照圖8所示的設(shè)定內(nèi)容(時(shí)間標(biāo)記)，測量端子(OUT1)的接通邊沿和端子(IN1)的關(guān)斷邊沿的時(shí)間差(T1)、端子(IN1)的關(guān)斷邊沿和端子(IN2)的接通邊沿的時(shí)間差(T2)，重復(fù)進(jìn)行將其存儲(chǔ)在時(shí)間差寄存器(R1、R2)中的處理。
另外，從屬機(jī)2通過參照圖8所示的設(shè)定內(nèi)容(運(yùn)算標(biāo)記)，每當(dāng)取得時(shí)間差(T1、T2)時(shí)，甚至還根據(jù)它們來執(zhí)行劣化特征量(T1×T2)的運(yùn)算，在該運(yùn)算結(jié)果上附加運(yùn)算標(biāo)記(X1)，存儲(chǔ)在規(guī)定的非易失性存儲(chǔ)器(寄存器R3)中。
無源監(jiān)視器4通過參照圖9所示的設(shè)定內(nèi)容，監(jiān)視端子(IN2)的信號狀態(tài)，每當(dāng)接通邊沿被檢測時(shí)，對相應(yīng)機(jī)號號碼(節(jié)點(diǎn))的從屬機(jī)2，發(fā)行與劣化特征量(T1×T2＝X1)相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)的發(fā)送請求命令。
從無源監(jiān)視器4發(fā)行的發(fā)送請求命令被相應(yīng)機(jī)號號碼的從屬機(jī)2接收時(shí)，該從屬機(jī)2從內(nèi)部的時(shí)間差寄存器(R3)中讀出相應(yīng)的劣化特征量(T1×T2＝X1)，在其上附加了時(shí)戳后，作為對發(fā)送請求命令的響應(yīng)發(fā)送到無源監(jiān)視器4。
從屬機(jī)2發(fā)送的響應(yīng)被無源監(jiān)視器4接收時(shí)，在無源監(jiān)視器4，取得被附加在響應(yīng)中的特征量(T1×T2＝X1)，同時(shí)在其上附加規(guī)定的標(biāo)記(Y1)，累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的非易失性存儲(chǔ)器中。
通過重復(fù)進(jìn)行以上的動(dòng)作，在作為無源監(jiān)視器4而起作用的個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬盤等的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，累計(jì)存儲(chǔ)(數(shù)據(jù)登錄)有各時(shí)刻的劣化特征量(T1×T2＝Y(jié)1)。
以后，在經(jīng)過合適的數(shù)據(jù)登錄期間的時(shí)刻，使用個(gè)人計(jì)算機(jī)的鍵盤或鼠標(biāo)等進(jìn)行規(guī)定的讀出操作時(shí)，個(gè)人計(jì)算機(jī)的硬盤等的非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的一連串?dāng)?shù)據(jù)被顯示在個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示器上，或通過打印機(jī)被打印。根據(jù)該畫面顯示的、或打印機(jī)打印出的數(shù)據(jù)串，可以決定用于劣化診斷的閾值。
作為可無源地監(jiān)視在PLC裝置1和從屬機(jī)2之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置，如圖1所示，存在無源監(jiān)視裝置4和主機(jī)單元11。因此，在本例子中，還使這些裝置4、11作為閾值設(shè)定支持裝置而起作用。而且，在閾值設(shè)定支持裝置中，設(shè)置后述的‘?dāng)?shù)據(jù)收集部件’、‘閾值決定部件’和‘閾值設(shè)定部件’，另一方面，對于從屬機(jī)2，設(shè)置后述的‘發(fā)送請求命令處理部件’。
即，‘?dāng)?shù)據(jù)收集部件’具有以下功能不在可編程控制器裝置的用戶程序中裝入數(shù)據(jù)收集功能，收集與遙控輸入輸出裝置內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。
‘閾值決定部件’具有以下功能根據(jù)與數(shù)據(jù)收集部件收集的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，使用統(tǒng)計(jì)性的方法來決定劣化診斷用閾值。
‘閾值設(shè)定部件’具有以下功能將閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中。
具有這些功能的各部件(‘?dāng)?shù)據(jù)收集部件’、‘閾值決定部件’、‘閾值設(shè)定部件’)可以作為固件裝入在無源監(jiān)視器4內(nèi)、主機(jī)單元11內(nèi)、或從屬機(jī)2內(nèi)。
說明伴隨壽命的劣化的動(dòng)作時(shí)間延遲的直方圖示于圖11。如該圖所示，在外部設(shè)備因壽命而產(chǎn)生時(shí)間性劣化時(shí)，與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)亩俗娱g信號邊沿的時(shí)間差增大。然而，可確認(rèn)此時(shí)動(dòng)作時(shí)間的偏差的分布幾乎不變。如果利用這種分布，則即使采用統(tǒng)計(jì)性方法來決定劣化診斷用閾值，也可以獲得合適的判定用閾值，而且用比較少的登錄數(shù)據(jù)就可以決定判定用閾值，所以可以大幅度地縮短完成閾值決定的所需時(shí)間。更具體地說，使用統(tǒng)計(jì)性地測量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以自動(dòng)地求用于檢測壽命造成的時(shí)間性劣化的閾值。
下面說明基于以上構(gòu)思的實(shí)施方式。在從屬機(jī)2中，如圖13所示，重復(fù)進(jìn)行將端子(OUT1)的關(guān)斷邊沿和端子(IN1)的接通邊沿的時(shí)間差(T1)作為動(dòng)作時(shí)間來測量，并將其存儲(chǔ)在內(nèi)部的時(shí)間差寄存器(R1)中的處理。
表示對無源監(jiān)視器4的設(shè)定內(nèi)容的說明圖示于圖12。如該圖所示，在該標(biāo)記(Y1)中，規(guī)定有運(yùn)算數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)記錄定時(shí)。作為運(yùn)算數(shù)據(jù)，包含有機(jī)號號碼(從屬機(jī)號)、時(shí)間標(biāo)記、偏差系數(shù)(A)、規(guī)定不同的次數(shù)/時(shí)間的類別、次數(shù)/時(shí)間的值、采樣次數(shù)。
無源監(jiān)視器4通過參照圖12所示的運(yùn)算數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)記錄定時(shí)，在輸入輸出更新處理時(shí)，監(jiān)視從相應(yīng)機(jī)號的從屬機(jī)2對PLC裝置1傳送的端子(IN1)的接通邊沿的到來，同時(shí)如果接通邊沿到來，則對該機(jī)號的從屬機(jī)2發(fā)行發(fā)送請求命令。
接收了該發(fā)送請求命令的從屬機(jī)2讀出在內(nèi)部的時(shí)間差寄存器(R1)中存儲(chǔ)的時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1)，同時(shí)附加了時(shí)戳后，將其作為對發(fā)送請求命令的響應(yīng)，發(fā)送到無源監(jiān)視器4。
無源監(jiān)視器4接收來自從屬機(jī)2的響應(yīng)，同時(shí)取得其上附加的時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1)，存儲(chǔ)在硬盤等的非易失性存儲(chǔ)器中。
通過僅重復(fù)被設(shè)定了以上動(dòng)作(發(fā)行發(fā)送請求命令、接收響應(yīng))的采樣次數(shù)或采樣時(shí)間，在無源監(jiān)視器4的存儲(chǔ)器內(nèi)，時(shí)間差數(shù)據(jù)(T1)被累計(jì)存儲(chǔ)規(guī)定個(gè)數(shù)。
然后，無源監(jiān)視器4根據(jù)算式1、算式2、算式3進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，從而決定劣化診斷用的閾值(T)。
平均值X‾=ΣiXi/n]]>[算式2]標(biāo)準(zhǔn)偏差σ=Σ(Xi-X‾)2/(n-1)]]>[算式3]閾值
T＝X+σ×A<算式1的圖像>
接著，無源監(jiān)視器4將附加了獲得的閾值(T)的設(shè)定請求命令發(fā)行到相應(yīng)機(jī)號的從屬機(jī)2。這樣，從無源監(jiān)視器4發(fā)行的設(shè)定請求命令的幀內(nèi)容的一例在圖14中作為表來表示。
在接收了設(shè)定請求命令的從屬機(jī)2這一側(cè)，將設(shè)定請求命令中附加的閾值(T)設(shè)定在從屬機(jī)2內(nèi)。以后，在從屬機(jī)2內(nèi)，根據(jù)該設(shè)定的閾值(T)，執(zhí)行與相應(yīng)的外部設(shè)備有關(guān)的劣化診斷處理。在本例子中，由于將時(shí)間差(T1)原封不動(dòng)作為劣化特征量，所以劣化診斷處理通過將時(shí)間差(T1)和閾值(T)進(jìn)行大小比較來進(jìn)行。
再有，在以上說明中，在由無源監(jiān)視器4這一側(cè)決定了閾值(T)的情況下，立即以無條件方式，將附加了該決定的閾值(T)的設(shè)定請求命令發(fā)送到相應(yīng)的從屬機(jī)2。但是，在設(shè)定閾值(T)前，需要將從屬機(jī)內(nèi)的設(shè)定復(fù)位的情況下，有對從屬機(jī)端的控制產(chǎn)生某些不良影響的危險(xiǎn)。這樣的情況下，如圖15所示，優(yōu)選是在構(gòu)成無源監(jiān)視器4的個(gè)人計(jì)算機(jī)的畫面上，通過配置‘發(fā)送’按鈕和‘取消’按鈕，在進(jìn)行對從屬機(jī)2的設(shè)定前，對操作者提供確認(rèn)的機(jī)會(huì)。
對從屬機(jī)自身賦予了閾值決定功能的例子示于圖16～圖18。在該例子中，如圖16(a)、圖16(b)所示，對從屬機(jī)2，設(shè)定啟動(dòng)、停止的條件、以及運(yùn)算參數(shù)。
這里，對于時(shí)間標(biāo)記(T1)，以等待端子(OUT1)的接通邊沿被檢測，使計(jì)時(shí)動(dòng)作啟動(dòng)，同時(shí)等待端子(IN1)的關(guān)斷邊沿被檢測，并使計(jì)時(shí)動(dòng)作停止來設(shè)定。此外，偏差計(jì)數(shù)A的值為‘4’，采樣次數(shù)為‘100’。
表示閾值計(jì)算步驟的流程圖示于圖17及圖18。該閾值計(jì)算步驟的特征是，即使由沒有大容量存儲(chǔ)器的從屬機(jī)2也可實(shí)現(xiàn)，在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，可以盡量節(jié)減存儲(chǔ)器容量。
在該圖中，開始處理時(shí)，在從屬機(jī)2這一側(cè)，待機(jī)從外部到來運(yùn)算啟動(dòng)命令(步驟1701)。在該狀態(tài)下，從某個(gè)節(jié)點(diǎn)(例如，無源監(jiān)視器4、PLC裝置1等)發(fā)行的運(yùn)算啟動(dòng)命令到來時(shí)，在從屬機(jī)2這一側(cè)判定運(yùn)算啟動(dòng)命令接收(步驟1701為“是”)，立即執(zhí)行初始化(步驟1702)。
在初始化處理(步驟1702)中，進(jìn)行累計(jì)值寄存器(X)的值的零復(fù)位及采樣次數(shù)指針(N)的零復(fù)位，同時(shí)執(zhí)行將構(gòu)成從屬機(jī)2的顯示燈的LED的閃光處理。
然后，每當(dāng)端子(IN1)的關(guān)斷邊沿被檢測時(shí)(步驟1703為“是”)，執(zhí)行與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)亩俗娱g邊沿時(shí)間差(T1)的讀入(Xi＝T1)，以及累計(jì)值(X)的更新處理(X＝X+Xi)(步驟1704)，同時(shí)執(zhí)行采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的增量處理(N＝N+1)。
以上的處理(步驟1704)重復(fù)進(jìn)行，直至采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟1705為“否”)。在此期間，在采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止時(shí)(步驟1705為“是”)，通過將累計(jì)值(X)除以采樣次數(shù)(N)，求與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)臅r(shí)間差(T1)的平均值(步驟1706)。
轉(zhuǎn)移到圖18，開始用于標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)及閾值(T)的計(jì)算的處理。即，首先，執(zhí)行初始化處理(步驟1801)，并進(jìn)行將平均值和每次計(jì)量值的偏差的平方的累計(jì)值(X)的零復(fù)位，以及采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的零復(fù)位。
然后，每當(dāng)端子(IN1)的關(guān)斷邊沿被檢測時(shí)(步驟1703為“是”)，重復(fù)進(jìn)行與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)亩俗娱g邊沿時(shí)間差(T1)的讀入(Xi＝T1)、以及前面求出的平均值和每次計(jì)量值的偏差的平方累計(jì)值(X)的更新處理(步驟1803)，直至采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止(步驟1804為“否”)。
在此期間，采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止時(shí)(步驟1804為“是”)，通過取得將累計(jì)值(X)除以采樣次數(shù)(N-1)所得的平方根，求標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)，同時(shí)，通過對于時(shí)間差(T)的平均值，與標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)和偏差系數(shù)(A)之積相加，求閾值(T)(步驟1806)。將這樣求出的閾值(T)設(shè)定在從屬機(jī)2內(nèi)，供給外部設(shè)備的劣化診斷處理。
在以上處理中，以累計(jì)處理(步驟1704、1804)為中心而構(gòu)成，所以在作為存儲(chǔ)器容量小的計(jì)算機(jī)的從屬機(jī)2中，也可以可靠地計(jì)算閾值(T)。
表示標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算步驟的另一例子的說明圖示于圖19。在該例子中，通過使用圖19(a)所示的標(biāo)準(zhǔn)偏差的變形式，進(jìn)行運(yùn)算上所需的存儲(chǔ)器容量的節(jié)減。
在圖19(b)中，開始處理時(shí)，首先，執(zhí)行初始化處理(步驟1901)，進(jìn)行每次采樣值的累計(jì)值(X)、采樣值的平方的累計(jì)值(Y)、以及采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的零復(fù)位。
然后，每當(dāng)端子(IN1)的關(guān)斷邊沿被檢測(步驟1902為“是”)，讀入與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)亩俗娱g邊沿時(shí)間差(T1)，并求其累計(jì)(X＝X+Xi)以及其平方的累計(jì)(Y＝Y(jié)+Xi2)(步驟1903)。
以上處理(步驟1903)重復(fù)進(jìn)行，直至采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟1904為“否”)。在此期間，采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器(N)的值達(dá)到規(guī)定次數(shù)為止時(shí)(步驟1904為“是”)，通過將累計(jì)值(X)除以采樣次數(shù)(N)，求與動(dòng)作時(shí)間相當(dāng)?shù)臅r(shí)間差(T1)的平均值(步驟1706)。同時(shí)通過取得將平方的累計(jì)值(Y)除以采樣次數(shù)(N-1)所得的值和將累計(jì)值(X)的平方除以N(N-1)所得的值之差的平方根，求標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)。
由此，根據(jù)求出的X的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)、偏差系數(shù)(A)，與前面的過程同樣，求劣化診斷用的閾值(T)，設(shè)定在該從屬機(jī)2中。
這樣，根據(jù)上述幾個(gè)例子，基于標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)、偏差系數(shù)(A)，求劣化診斷用的閾值(T)，所以即使將比較少的采樣數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，也可以取得可靠性高的判定用閾值，可以縮短在閾值取得上的所需時(shí)間。
本發(fā)明的產(chǎn)業(yè)上的利用可能性在于，根據(jù)本發(fā)明，通過減輕在具備外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定方面的勞動(dòng)，同時(shí)保證在系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，可收集可靠性高的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種可編程控制器系統(tǒng)，可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置通過現(xiàn)場總線以通信方式連接，在將可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間連接的通信路徑上，設(shè)置有可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于在可編程控制器裝置中，還至少設(shè)置有輸入部，用于讀入來自外部設(shè)備的信號；輸出部，用于對外部設(shè)備輸出信號；輸入輸出存儲(chǔ)器，至少有輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從可編程控制器裝置的輸入部讀入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從可編程控制器裝置的輸出部輸出的信號相當(dāng)?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)；遙控輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從遙控輸入輸出裝置取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；遙控輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從遙控輸入輸出裝置輸出的信號相當(dāng)?shù)倪b控輸出數(shù)據(jù)；以及在用戶命令中可參照的劣化診斷標(biāo)志；程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)將要求的控制標(biāo)準(zhǔn)使用用戶命令記述的用戶程序；輸入輸出更新部件，執(zhí)行在可編程控制器裝置的輸入輸出部和輸入輸出存儲(chǔ)器的輸入輸出區(qū)之間通過內(nèi)部總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的輸入輸出更新處理，以及在遙控輸入輸出裝置和輸入輸出存儲(chǔ)器的遙控輸入輸出區(qū)之間通過現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的遙控輸入輸出更新處理；劣化診斷標(biāo)志控制部件，通過現(xiàn)場總線，根據(jù)由遙控輸入輸出裝置通知的劣化診斷結(jié)果，將劣化診斷標(biāo)志進(jìn)行接通/關(guān)斷控制；以及程序執(zhí)行部件，一邊參照輸入輸出存儲(chǔ)器的內(nèi)容一邊執(zhí)行被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的用戶程序，同時(shí)根據(jù)其執(zhí)行結(jié)果，將輸入輸出存儲(chǔ)器的輸出區(qū)以及遙控輸出區(qū)的內(nèi)容重寫，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有輸入部，用于取入來自外部設(shè)備的信號；輸出部，用于對外部設(shè)備輸出信號；輸入輸出更新部件，將與從輸入部取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線發(fā)送到可編程控制器裝置，同時(shí)從輸出部輸出與從可編程控制器裝置通過現(xiàn)場總線接收的輸出數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)男盘?；時(shí)間差測量部件，測量在構(gòu)成輸入部或輸出部的規(guī)定的一對或兩對以上的各個(gè)端子對中的一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿和另一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差；一或二以上的時(shí)間差寄存器，將時(shí)間差測量部件獲得的每個(gè)端子對的時(shí)間差分別存儲(chǔ)一次；劣化診斷部件，通過將根據(jù)這些時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)的一或二以上的時(shí)間差生成的劣化特征量與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，對這些端子對涉及的外部設(shè)備的劣化進(jìn)行診斷；以及診斷結(jié)果通知部件，通過現(xiàn)場總線對可編程控制器裝置通知劣化診斷部件的劣化診斷結(jié)果，而且，可無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置設(shè)置有發(fā)送請求命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部或輸出部的規(guī)定端子的信號狀態(tài)，對該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測進(jìn)行響應(yīng)，從而通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差或劣化特征量的發(fā)送請求命令；數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)而被返發(fā)的時(shí)間差或劣化特征量，并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中；累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件，用于對規(guī)定的讀出操作進(jìn)行響應(yīng)而將通過數(shù)據(jù)累計(jì)部件累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中的一連串的數(shù)據(jù)輸出到外部，并且，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有發(fā)送請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將時(shí)間差寄存器中被一次存儲(chǔ)的時(shí)間差或根據(jù)時(shí)間差而生成的劣化特征量作為響應(yīng)，對命令發(fā)送元的裝置返發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置與可編程控制器裝置及遙控輸入輸出裝置分開設(shè)置，并且是可監(jiān)視通信數(shù)據(jù)的無源監(jiān)視裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置位于可編程控制器裝置內(nèi)，是通過與遙控輸入輸出裝置之間的現(xiàn)場總線實(shí)行通信的主機(jī)單元。
4.如權(quán)利要求1～3的任何一項(xiàng)所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，遙控輸入輸出裝置中包含的時(shí)間差測量部件測量被包含于輸出部的第1端子的規(guī)定信號邊沿和被包含于輸入部的第1端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差(T1)，以及被包含于輸入部的第1端子的規(guī)定信號邊沿和被包含于輸入部的第2端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差(T2)，包含于遙控輸入輸出裝置中的兩個(gè)以上的時(shí)間差寄存器由將時(shí)間差(T1)存儲(chǔ)一次的第1時(shí)間差寄存器和將時(shí)間差(T2)存儲(chǔ)一次的第2時(shí)間差寄存器構(gòu)成，包含于遙控輸入輸出裝置中的劣化診斷部件通過將根據(jù)存儲(chǔ)于第1時(shí)間差寄存器中的時(shí)間差(T1)和存儲(chǔ)于第2時(shí)間差寄存器中的時(shí)間差(T2)生成的劣化特征量(T1×T2)與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，診斷與這些端子對有關(guān)的外部設(shè)備的劣化，可無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置設(shè)置有命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部的第1端子的信號狀態(tài)，對該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測進(jìn)行響應(yīng)，從而通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)的發(fā)送請求命令；數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)而返發(fā)的時(shí)間差(T1、T2)或劣化特征量(T1×T2)并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中；以及累計(jì)數(shù)據(jù)輸出部件，用于響應(yīng)規(guī)定的讀出操作而對外部輸出由數(shù)據(jù)累計(jì)部件累計(jì)存儲(chǔ)于規(guī)定的存儲(chǔ)器中的一連串?dāng)?shù)據(jù)，而且，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有命令處理部件，響應(yīng)由消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)了一次的時(shí)間差(T1、T2)或基于時(shí)間差生成的劣化特征量(T1×T2)作為響應(yīng)返發(fā)到命令發(fā)行元的裝置。
5.如權(quán)利要求1～4的任何一項(xiàng)所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，在遙控輸入輸出裝置中，與一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷有關(guān)，對每個(gè)需要求的時(shí)間差設(shè)定為了求一個(gè)或兩個(gè)以上的時(shí)間差而規(guī)定必要的計(jì)時(shí)開始條件和計(jì)時(shí)結(jié)束條件的可重寫標(biāo)記，通過參照該標(biāo)記的內(nèi)容，時(shí)間差測量部件測量在一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷上必要的各時(shí)間差。
6.如權(quán)利要求1～5的任何一項(xiàng)所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，在位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，與一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷有關(guān)，對每個(gè)劣化診斷設(shè)定為了規(guī)定用于將發(fā)送請求命令發(fā)行的條件的可重寫標(biāo)記，通過參照該標(biāo)記的內(nèi)容，命令發(fā)行部件發(fā)行在一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷上必要的發(fā)送請求命令。
7.一種可編程控制器系統(tǒng)，可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置通過現(xiàn)場總線以通信方式連接，其特征在于，在可編程控制器裝置中，還至少設(shè)置有輸入部，用于讀入來自外部設(shè)備的信號；輸出部，用于對外部設(shè)備輸出信號；輸入輸出存儲(chǔ)器，至少有輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從可編程控制器裝置的輸入部讀入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從可編程控制器裝置的輸出部輸出的信號相當(dāng)?shù)妮敵鰯?shù)據(jù)；遙控輸入?yún)^(qū)，存儲(chǔ)與從遙控輸入輸出裝置取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)；遙控輸出區(qū)，存儲(chǔ)與要從遙控輸入輸出裝置輸出的信號相當(dāng)?shù)倪b控輸出數(shù)據(jù)；以及在用戶命令中可參照的劣化診斷標(biāo)志；程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)將要求的控制標(biāo)準(zhǔn)使用用戶命令記述的用戶程序；輸入輸出更新部件，執(zhí)行在可編程控制器裝置的輸入輸出部和輸入輸出存儲(chǔ)器的輸入輸出區(qū)之間通過內(nèi)部總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的輸入輸出更新處理，以及在遙控輸入輸出裝置和輸入輸出存儲(chǔ)器的遙控輸入輸出區(qū)之間通過現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換的遙控輸入輸出更新處理；劣化診斷標(biāo)志控制部件，通過現(xiàn)場總線，根據(jù)由遙控輸入輸出裝置通知的劣化診斷結(jié)果，將劣化診斷標(biāo)志進(jìn)行接通/關(guān)斷控制；以及程序執(zhí)行部件，一邊參照輸入輸出存儲(chǔ)器的內(nèi)容一邊執(zhí)行被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的用戶程序，同時(shí)根據(jù)其執(zhí)行結(jié)果，將輸入輸出存儲(chǔ)器的輸出區(qū)以及遙控輸出區(qū)的內(nèi)容重寫，在遙控輸入輸出裝置中，設(shè)置有輸入部，用于取入來自外部設(shè)備的信號；輸出部，用于對外部設(shè)備輸出信號；輸入輸出更新部件，將與從輸入部取入的信號相當(dāng)?shù)妮斎霐?shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線發(fā)送到可編程控制器裝置，同時(shí)從輸出部輸出與從可編程控制器裝置通過現(xiàn)場總線接收的輸出數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)男盘?；時(shí)間差測量部件，測量在構(gòu)成輸入部或輸出部的規(guī)定的一對或兩對以上的各個(gè)端子對中的一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿和另一個(gè)端子的規(guī)定信號邊沿的時(shí)間差；一或二以上的時(shí)間差寄存器，將時(shí)間差測量部件獲得的每個(gè)端子對的時(shí)間差分別存儲(chǔ)一次；劣化診斷部件，通過將根據(jù)這些時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)的一或二以上的時(shí)間差生成的劣化特征量與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，對這些端子對涉及的外部設(shè)備的劣化進(jìn)行診斷；以及診斷結(jié)果通知部件，通過現(xiàn)場總線對可編程控制器裝置通知劣化診斷部件的劣化診斷結(jié)果，在所述可編程控制器系統(tǒng)中，附加有閾值設(shè)定支持裝置，該裝置具有數(shù)據(jù)收集部件，不在可編程控制器裝置的用戶程序中裝入數(shù)據(jù)收集功能，而收集與遙控輸入輸出裝置內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；閾值決定部件，根據(jù)與數(shù)據(jù)收集部件收集的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，使用統(tǒng)計(jì)的方法決定劣化診斷用閾值；以及閾值設(shè)定部件，將由閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中。
8.如權(quán)利要求7所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，閾值決定部件包括第1運(yùn)算部件，求由數(shù)據(jù)收集部件采樣的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值；第2運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的一連串?dāng)?shù)據(jù)的平均值和每個(gè)采樣的數(shù)據(jù)，求一連串采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；以及第3運(yùn)算部件，根據(jù)第1運(yùn)算部件求出的平均值、第2運(yùn)算部件求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差、以及規(guī)定的偏差系數(shù)，求劣化診斷用閾值。
9.如權(quán)利要求7所述的可編程控制器系統(tǒng)，其特征在于，閾值設(shè)定支持裝置位于將可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置連接的通信數(shù)據(jù)的路徑上，被作為可無源地監(jiān)視通信數(shù)據(jù)的裝置，并且，數(shù)據(jù)收集部件包括發(fā)送請求命令發(fā)行部件，通過無源地監(jiān)視在可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視遙控輸入輸出裝置的輸入部或輸出部的規(guī)定端子的信號狀態(tài)，對該信號狀態(tài)的規(guī)定方向邊沿被檢測進(jìn)行響應(yīng)，通過該現(xiàn)場總線支持的消息通信，對遙控輸入輸出裝置發(fā)行用于請求發(fā)送時(shí)間差或劣化特征量的發(fā)送請求；以及數(shù)據(jù)累計(jì)部件，接收與作為對于發(fā)送請求命令的來自遙控輸入輸出裝置的響應(yīng)返發(fā)的時(shí)間差或劣化特征量相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)并累計(jì)存儲(chǔ)在規(guī)定的存儲(chǔ)器中，閾值設(shè)定部件包括設(shè)定請求命令發(fā)行部件，該部件發(fā)行對遙控輸入輸出裝置請求將閾值決定部件決定的劣化診斷用閾值設(shè)定在遙控輸入輸出裝置中的設(shè)定請求命令，遙控輸入輸出裝置包括返發(fā)請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，將時(shí)間差寄存器中存儲(chǔ)了一次的時(shí)間差或基于時(shí)間差生成的劣化特征量作為響應(yīng)對命令發(fā)行元的裝置返發(fā)；以及設(shè)定請求命令處理部件，響應(yīng)通過消息通信到來的規(guī)定的發(fā)送請求命令，根據(jù)附加在該命令中的劣化診斷用閾值數(shù)據(jù)，進(jìn)行劣化診斷用閾值的設(shè)定處理。
全文摘要
通過減輕在具備外部設(shè)備劣化診斷功能的PLC系統(tǒng)的例如導(dǎo)入時(shí)的閾值決定方面的勞動(dòng)，同時(shí)保證在系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)和系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，收集可靠性高的數(shù)據(jù)。在位于可編程控制器裝置和遙控輸入輸出裝置之間的通信路徑上、可無源地監(jiān)視在它們之間流動(dòng)的通信數(shù)據(jù)的裝置中，與一個(gè)外部設(shè)備劣化診斷相關(guān)聯(lián)，通過對每個(gè)劣化診斷設(shè)定用于規(guī)定將發(fā)送請求命令發(fā)行的條件的可重寫標(biāo)記，通過參照該標(biāo)記，命令發(fā)行部件將發(fā)送請求命令發(fā)行到遙控輸入輸出裝置。由此，在該裝置中，要求的數(shù)據(jù)登錄動(dòng)作不干涉PLC而合適地進(jìn)行。
文檔編號G05B19/05GK1834833SQ20061005913
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者上野真太郎, 泉谷作 申請人:歐姆龍株式會(huì)社