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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-71767(P2016-71767A)
(43)【公開日】2016年5月9日
(54)【発明の名称】ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路
(51)【国際特許分類】
G05B 19/05 20060101AFI20160404BHJP
【ＦＩ】
G05B19/05 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2014-202775(P2014-202775)
(22)【出願日】2014年10月1日
(71)【出願人】
【識別番号】714009201
【氏名又は名称】高橋 良成
(72)【発明者】
【氏名】高橋 良成
【テーマコード（参考）】
5H220
【Ｆターム（参考）】
5H220BB15
5H220CC05
5H220CX01
5H220DD04
5H220EE01
5H220JJ03
5H220JJ31
5H220JJ42
(57)【要約】 （修正有）
【課題】複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路を作成する場合、各種ＰＬＣの命令がラダー回路のあちらこちらに記述されない様に、回路の構成が時系列で１箇所にまとめて配置し、ラダー回路を見やすく、理解しやすくなる様にする。【解決手段】複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路の作成において、同一タイミングで必要な処理のＰＬＣ命令を記述した回路をひとつのステージ３５として独立して作成し、処理順にこのステージ３５を複数作成する。この複数作成されたそれぞれのステージ３５の先頭に回路割付数値３４を割付け、この回路割付数値３４の数値とステージ選択用データメモリ３２に格納された数値との一致を条件にステージ３５を選択させこのステージ３５のラダー回路を処理をする。そしてこのステージ選択用データメモリ３２に格納する数値を順次変更していくことにより複数の各ステージ３５のラダー回路を順次処理していく。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路の作成において、同一タイミングで必要な処理のＰＬＣ命令を記述した回路をひとつのステージとして独立して作成し、処理順にこのステージを複数作成する。この複数作成されたそれぞれのステージの先頭に数値を割付け、この数値とステージ選択用データメモリに格納された数値との一致を条件にステージを選択させこのステージのラダー回路を処理をする。そしてこのステージ選択用データメモリに格納する数値を順次変更していくことにより各ステージのラダー回路を順次処理していくことを特徴とするステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【請求項2】
上記それぞれのステージの先頭に割付けられたデータとステージ選択用データメモリに格納するデータが、文字、ビットなどのいずれのデータでも、比較、一致を判定することでき、これによりステージが選択することが可能である請求項１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【請求項3】
上記ステージ選択用データメモリが、カウンタなど、数値が格納でき、比較、一致を判定することでき、これによりステージを選択することが可能である請求項１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【請求項4】
上記ステージ選択用データメモリが、インデックス用メモリなど、数値が格納でき、比較、一致を判定することでき、これによりステージを選択することが可能である請求項１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【請求項5】
上記ステージ選択用データメモリが、各種レジスタなど、数値が格納でき、比較、一致を判定することでき、これによりステージを選択することが可能である請求項１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【請求項6】
上記それぞれのステージ選択用データメモリの代わりに、ステージの先頭に補助リレーなどのリレーの接点を使用して、その接点のＯＮを条件としてステージを選択することが可能である請求項１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）のプログラム作成言語であるラダー回路の作成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
生産ライン、生産装置、検査装置などは、必要な動作をさせるために、リレー（継電器）を複数組み合わせて電気の制御回路を作りその制御を行っているが、この回路を作成するにあたってはコストや性能の関係で、現在の多くはＰＬＣを使用している。このＰＬＣを使用するにあたってはほとんどの場合、３０年以上も前から電気の制御回路の設計やメンテナンスを行ってきた人達が多くたずさわってきたので馴染みやすいということを理由に現在でもラダー回路を使用して作成することが主流となっている。
【0003】
一般的には、ＰＬＣのラダー回路を作成する場合、複数ある出力のそれぞれのラダー回路の下方近くに、種々の命令による補助回路が作成され、他の同様に作られた複数の出力のそれぞれの補助回路と接点信号の受け渡しやインターロックを取りながらラダー回路を作成する。各々の回路が上記の様な構成であり、ラダー回路全体としてみると回路の構成が時系列に１箇所にまとめることが出来ないため、このラダー回路の作成後や作成中においても完全に理解することは非常にむづかしいことも多く、作成者でない人が理解することはさらに難解なことである。
従って、ラダー回路が複雑になればなるほど、多くの設計時間と設計期間を必要とし、ある程度の回路の作成ミスもまぬがれず、試運転時のデバック、修正にも多くの時間と期間が必要となる。
また、ラダー回路の作成中や完成後において、装置の仕様変更があった場合などは、個人差はあるものの、回路の全体の理解には限界もあり、ある程度のあいまいさを持って修正し、デバックを行うことになることが多いのでさらに多くの時間と期間が加算されることになる。
そして、フローチャートを作成して解決しようとするが、複雑な回路になると上記と同様、フローチャートそのものも理解し難いものとなってしまうというのが現状である。
【0004】
また、装置の試運転や実運転中にセンサーやアクチュエーターなどの故障、その他装置の機械部分にトラブルが発生した場合においても、ＰＬＣのモニター機能を使用して動作状態を見ることでトラブルを判断しようとすることが多いが、その回路の読み難さから原因究明に時間がかかり、そのため、長い時間ラインや装置を停止することになり、その停止時間が各企業おける大きな損失となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般的には、ＰＬＣのラダー回路を作成する場合、複数ある出力のそれぞれのラダー回路の下方近くに、種々の命令による補助回路が作成され、他の複数の出力のそれぞれの補助回路との接点信号の受け渡しやインターロックを取りながらラダー回路を作成する。各々の回路が上記の様な構成であり、ラダー回路全体としてみると回路の構成が時系列に１箇所にまとめることが出来ないため、このラダー回路の作成後や作成中においても完全に理解することは非常にむづかしくなる。
また、実運転時のメンテナンスなどでラダー回路作成者以外の者がラダー回路を見なければいけない状況が発生した場合はさらに難解となる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路の作成において、同一タイミングで必要な処理のＰＬＣ命令を記述した回路をひとつのステージとして独立して作成し、処理順に続けてこのステージを複数作成する。この複数作成されたそれぞれのステージはそれぞれ独立していて時系列に並び、これらがひとかたまりとして一箇所に配置することで、構成が簡単で理解しやすいラダー回路となる。
これらの複数作成されたステージは、必要なタイミングで順次選択し、そのステージのラダー回路の処理を行う。
【発明の効果】
【0007】
本発明のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路を複雑な制御部分のラダー回路に使用した場合次のような効果がある。１．同一タイミングの処理のラダー回路がステージとして独立しており、時系列に並んでいて、複数のステージ全部がひとかたまりとして一箇所に配置されているので回路が理解しやすく、回路作成が容易となる。
２．回路が理解しやすく、回路作成も容易なため、設計時間と納期を大幅に短縮する事ができる。
３．回路の作成方法を変えることのみで、回路の構成が簡単で、理解しやすい回路を作成することができ、新たな言語を理解することなく、ＰＬＣのラダー回路の一部として、本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路を取り入れるという形で扱えるため、ＰＬＣのラダー回路を主に作成してきた人にとっても非常に導入しやすい。
４．ラダー回路の作成終了後の仕様変更においても、各ステージごとに独立していて修正個所が見つけやすく、回路の追加、修正が容易となる。
５．トラブルの発生に対しても、トラブル時のステージ選択用データメモリの数値を確認することで容易にステージの位置がわかり、その回路により原因を容易に究明することができ、試運転においては立上げ時間の短縮、実運転においては早期復旧により生産ロスの軽減となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明は、複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路の作成において、その回路の作成方法を変えることのみで、回路の構成が簡単で、理解しやすい回路を作成することができるという目的を実現した。
【実施例1】
【0010】
実施例として、図１に示すソレノイドバルブ２を有する装置の自動運転動作タイムチャート１のラダー回路の作成において、本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路を使用した場合を例にとって説明する。ソレノイドバルブ２に電圧を印可することによりエアーシリンダを介して各メカ部が動作するものとし、その一連のメカ部の動きを時系列にあらわしたものが、自動運転動作タイムチャート１であり、時間軸ｔ１７の矢印方向に時間の流れを示す。
各メカ部が動作することによりそれぞれの作動端でリミットスイッチ（ＬＳ１〜１４）１５がＯＮするものとする。
この上記の場合のＰＬＣに接続する入出力としては、図１のソレノイドバルブ２に接続する出力やこれらの動作による位置の確認用リミットスイッチ（ＬＳ１〜１４）１５の入力があり、さらにこれらにより図２の操作盤１８としてそれぞれのソレノイドバルブ２を手動操作するためのソレノイドバルブ手動操作用押ボタンスイッチ２２、運転モード手動／自動切替スイッチ１９、自動運転起動用押ボタンスイッチ２０、および自動運転停止押ボタンスイッチ２１などの入力が必要となるのが一般的である。
上記より必要なＰＬＣの入力を図３のＰＬＣ入力割付表２３に、また出力を図４のＰＬＣ出力割付表２５のとおり示す。図３のＰＬＣ入力割付番号２４は、Ｘ０００〜の記号で内部ラダー回路で押ボタンスイッチやリミットスイッチの入力接点として使用し、図４のＰＬＣの出力割付番号２６は、Ｙ０００〜の記号で内部ラダー回路でそれぞれ外部への出力として使用され、それぞれのソレノイドバルブ２に接続される。
【0011】
本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路を使用して作成したラダー回路を図６、７、８、９、１０のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例４２に示し、順を追って説明する。ここで、図５のＰＬＣ各種命令３０と図６のＰＬＣ各種命令４７に今回使用している各種命令の説明を示すが、これらは各メーカーのＰＬＣに一般的に使用可能な命令ばかりであり、特殊な命令は使用していない。１．図６のステージ選択用データメモリ３２のＤ０００は数値を扱う事が出来るデータメモリで、自動運転停止中、初期値は数値の“０”が格納されており、ステージＮｏ０は存在しないので、いずれのステージも選択されず、初めは何もしない。
２．ここで、図５の自動運転起動／停止ラダー回路２７で、自動運転起動押ボタンスイッチ２０が押されると、自動運転起動時初期処理ラダー回路２８でステージ選択用データメモリ３２のＤ０００に数値の“１”が格納される。
３．図６のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例４２のＤ０００＝１判断３３で、この数値と比較した結果一致するので４３のステージＮｏ１が下記のとおり処理される。
補助リレーＭ３００のコイル３６をＯＮすると同時に補助リレーＭ４００のコイル３７をＯＦＦする。つづいて、補助リレーＭ３００のコイル３６の接点は、図１１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例のＭ３００のコイルの接点信号５０に使用され、これにより図１１の５５のチャック閉ソレノイドバルブ５５をＯＮし、補助リレーＭ４００のコイル３７の接点は、図１１のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例のＭ４００のコイルの接点信号５１に使用され、これにより図１１のチャック開ソレノイドバルブ５６をＯＦＦにする。そして、図６のこのステージの最後に、ステージ選択用データメモリ３２のＤ０００をインクリメント（＋１）し、Ｄ０００に格納される値は数値の“２”となる。
４．同様に、図６のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路４２のＤ０００＝２判断３８で、この数値と比較した結果一致するので４５のステージＮｏ２が下記のとおり処理される。
この４５のステージＮｏ２で、ＬＳ１状態判断３９がＯＮするのを待ちＯＮになると、補助リレーＭ３０３のコイル４０をＯＮすると同時に補助リレーＭ４０３のコイル４１をＯＦＦする。つづいて、補助リレーＭ３０３のコイル４０の接点は、図１２のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例のＭ３０３のコイルの接点信号５２に使用され、これによりストッパー出ソレノイドバルブ５７をＯＮし、補助リレーＭ４０３のコイル４１の接点は、図１２のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例のＭ３０３のコイルの接点信号５３に使用され、これによりストッパー戻ソレノイドバルブ５８をＯＦＦにする。つづいて、タイマーのセット４６で、T０００（図１のチャック遅延タイマー１４）に５００msecの値をセットする。そして、このステージの最後に、ステージ選択用データメモリ３２のＤ０００をインクリメント（＋１）し、Ｄ０００に格納される値は数値の“３”となる。
５． 以降、同様にステージ選択用データメモリ３２のＤ０００が１６になるまで順次各ステージが処理される。
６．ステージ１６の最後で、ステージ選択用データメモリ３２のＤ０００に数値の“１”を格納するとこれにより、再度４３のステージＮｏ１のステージからの自動運転を繰り返し行う。
【0012】
ここで、ステージ選択用データメモリ３２のＤ０００に格納するデータを任意の数値にすることにより、任意のステージより実行することが可能であり、ソレノイドバルブ手動操作用押ボタンスイッチ２２にて必要な装置の状態を準備することで、自動運転動作タイムチャート１の任意の位置からの自動運転の起動が可能となる特徴を持つ。
【0013】
本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路を使用して作成したステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例４２のフローチャートをフローチャート３１に示す。判断、各処理ともに１対１で完全に対応していることに特徴を持つ。このことは、逆に本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路に対応したフローチャートを作成すれば、誰もが簡単に本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路が作成できることを意味し、フローチャートが正確であればラダー回路も間違いがなく、初心者であっても複雑なラダー回路を作成することが可能であるという特徴を持つ。
【0014】
この様にフローチャート３１からラダー回路４２を簡単に作成することができ、同一タイミングの処理のラダー回路が時系列に並んでいて、複数のステージ全部がひとかたまりとして一箇所に配置されているので回路を理解しやすく、回路作成も容易となり、完成後の修正も新規作成時と同じ設計レベルで行えることを特徴に持つ。
【0015】
複雑な制御部分を本発明のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路は、動作タイミングチャートからフローチャートが非常に描きやすい回路の構成となっている特徴を持つ。
【0016】
デバック時やメンテナンス時にも異常が発生して動作しない場合、ステージ番号を確認すれば、フローチャート３１やステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例４２のどのステージで先に進まないかが一目瞭然であるという特徴を持つ。
【0017】
また、試運転や実運転時にトラブルが発生し動作が設計通りでない場合、この作成したラダー回路の動作待ちのステージ選択用データメモリ３２のＤ０００に格納された数値でステージの位置がわかり、このステージのラダー回路を確認することで容易にトラブルの内容を判断することができる特徴を持つ。
【0018】
上記のステージ選択用データメモリ３２のＤ０００は、Ｄ００１でもＤ００２でもメーカーから用意されているデータメモリ番号が使用可能である。
【0019】
また、上記のステージ選択用データメモリ３２は、数値が格納可能なメモリであり、メーカーによりアルファベットの記号が異なる場合もあるがいづれも同様の効果が得られる。
【0020】
また、ステージ選択用データメモリ３２に格納するデータは、数値、文字、ビットなどのどの様なデータでも、比較一致、差が０など、いずれも選択条件として扱えるものであれば可能であり、同様の効果が得られる。
【0021】
ステージ選択用データメモリ３２は、カウンタ、インデックス用メモリ、データレジスタ、または今後新たに追加されるデータ格納、比較可能なものであれば、いずれも使用可能であり、同様の効果が得られる。
【0022】
また、ステージ選択用データメモリ３２の代わりに補助リレーなどのその接点を使用し、ＯＮを条件としてステージ３５を順次選択しても同様の効果は得られる。ただし、このス場合、ステージの数のを補助リレーを使用し、選択するステージの補助リレーのみＯＮにするという処理が必要となる。
【0023】
この実施例１は、自動運転回路を例にとって説明したが、複雑な計算他、複雑なデータ処理他、複雑なラダー回路になる場合にも同様の効果が得られる。
【0024】
本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路は、１スキャンにおいて、選択された１ステージのラダー回路のみの処理なので、ＰＬＣのＣＰＵの負荷としては非常に軽いという特徴を持つ。
【0025】
本考案のステージ選択方式ＰＬＣラダー回路は、いくつ作成してもよく、複数実行することが可能で、必要に応じて分岐したり、サブルーチンとして使うことで、より高度な処理が可能となる特徴を持つ。
【産業上の利用可能性】
【0026】
複雑な処理が必要なＰＬＣラダー回路の作成において回路の構成が簡単で理解しやすくなることで、現在まで難しい回路を苦労して設計してきた人達の大きな助けとなると共に、より少ない時間と短納期でラインや装置を製造することが可能となるため、コスト的にもより安く、またラインや装置の立ち上がりも早くなる。
【0027】
また、これらのラインや装置を実運転で使用する場合において、回路の構成が簡単で理解しやすくなることでメンテンス性が良くなるため、センサーやアクチュエーターなどの故障、その他機械装置のトラブルが発生した場合などのトラブル発生時において、短時間で復旧することが可能になるため、生産ロスが減り、産業全体の生産性の向上に大きく貢献する。
【符号の説明】
【0028】
１ 自動運転動作タイムチャート２ ソレノイドバルブ
３ 自動運転時指令用補助コイル
４ チャック閉ソレノイドバルブ
５ チャック開ソレノイドバルブ
６ ストッパー出ソレノイドバルブ
７ ストッパー戻ソレノイドバルブ
８ チャック閉自動指令補助コイル
９ チャック開自動指令補助コイル
１０ ストッパー出自動指令補助コイル
１１ ストッパー戻自動指令補助コイル
１２ チャック閉端リミットスイッチ
１３ チャック開端リミットスイッチ
１４ 遅延タイマー（Ｔ０００）
１５ リミットスイッチ（ＬＳ１〜１４）
１６ 遅延タイマー（Ｔ０００〜Ｔ００４）
１７ 時間軸ｔ
１８ 操作盤
１９ 運転モード手動／自動切替スイッチ
２０ 自動運転起動押ボタンスイッチ
２１ 自動運転停止押ボタンスイッチ
２２ ソレノイドバルブ手動押用ボタンスイッチ
２３ ＰＬＣ入力割付表
２４ ＰＬＣ入力割付番号
２５ ＰＬＣ出力割付表
２６ ＰＬＣ出力割付番号
２７ 自動運転起動／停止ラダー回路
２８ 自動運転起動時初期処理ラダー回路
２９ 自動運転停止時終了処理ラダー回路
３０ ＰＬＣ各種命令
３１ フローチャート
３２ ステージ選択用データメモリ
３３ Ｄ０００＝１判断
３４ 回路割付数値
３５ ステージ
３６ 補助リレーＭ３００のコイル
３７ 補助リレーＭ４００のコイル
３８ Ｄ０００＝２判断
３９ ＬＳ１状態判断
４０ 補助リレーＭ３０３のコイル
４１ 補助リレーＭ４０３のコイル
４２ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例
４３ ステージＮｏ１
４４ Ｄ０００の内容のインクリメント
４５ ステージＮｏ２
４６ タイマーのセット
４７ ＰＬＣ各種命令
４８ 手動ラダー回路
４９ 自動ラダー回路
５０ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例Ｍ３００のコイルの接点信号
５１ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例Ｍ４００のコイルの接点信号
５２ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例Ｍ３０３のコイルの接点信号
５３ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例Ｍ４０３のコイルの接点信号
５４ ステージ選択方式ＰＬＣラダー回路作成例のコイルの接点信号
５５ チャック閉ソレノイドバルブ
５６ チャック開ソレノイドバルブ
５７ ストッパー出ソレノイドバルブ
５８ ストッパー戻ソレノイドバルブ