特許 7552492 表示機能付き操作端末

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】表示機能付き操作端末

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20240910BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20240910BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20240910BHJP

   G06F 11/07 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 D

G05B19/05 L

G05B19/418 Z

G05B23/02 T

G05B23/02 301U

G06F11/07 187

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021074097

(22)【出願日】2021-04-26

(65)【公開番号】P2022168556

(43)【公開日】2022-11-08

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】平野 敦也

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０６１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６１６１８４９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１２－１４３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０１５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８９８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０５

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

Ｇ０６Ｆ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設備の運転を管理するプログラマブルロジックコントローラと共に使用される表示機能付き操作端末（１）であって、
所定の記憶領域を有する内部メモリ（３ａ）と、
前記設備で異常が発生すると、その発生した異常に関する異常情報を前記内部メモリに書込んで保存する異常情報書込み部（３ｂ）と、
前記設備が運転中であるときに、設備情報として運転中の状態を前記内部メモリに書込んで保存し、前記設備の運転が切換わると、運転中の状態とは別の設備情報を前記内部メモリに書込んで保存する設備情報書込み部（３ｃ）と、
前記表示機能付き操作端末に対して着脱可能な外部メモリが接続される外部メモリ接続部（５）と、
作業者が操作可能な操作部（４ａ）と、
作業者が前記操作部を操作すると、前記内部メモリに保存されている前記異常情報と前記設備情報を、前記外部メモリ接続部に接続されている外部メモリに転送して保存する転送制御部（３ｅ）と、を備える表示機能付き操作端末。

【請求項2】

前記異常情報は、異常発生時刻を含み、
前記異常情報書込み部は、前記設備で異常が発生したことで所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す異常発生時刻を前記内部メモリに書込んで保存する請求項１に記載した表示機能付き操作端末。

【請求項3】

前記異常情報は、異常項目を含み、
前記異常情報書込み部は、前記設備で異常が発生したことで所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立したアドレスに対応する異常項目を前記内部メモリに書込んで保存する請求項１又は２に記載した表示機能付き操作端末。

【請求項4】

前記設備情報は、運転切換時刻を含み、
前記設備情報書込み部は、前記設備の運転が切換わったことで所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す運転切換時刻を前記内部メモリに書込んで保存する請求項１から３の何れか一項に記載した表示機能付き操作端末。

【請求項5】

前設備情報は、運転項目を含み、
前記設備情報書込み部は、前記設備の運転が切換わったことで所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立したアドレスに対応する運転項目を前記内部メモリに書込んで保存する請求項１から４の何れか一項に記載した表示機能付き操作端末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示機能付き操作端末に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、設備の運転を管理するプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）と共にタッチパネルが使用される構成が供されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－７１６８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＰＬＣにより運転が管理される設備で異常が発生し、その異常の発生をＰＬＣが検知すると、タッチパネルは、その発生した異常に関する異常情報を内部メモリに一時的に保存して表示する。異常情報を収集する手法として、内部メモリに保存されている異常情報を、タッチパネルとは別の外部メモリに転送して保存することで、異常情報を電子データとしてタッチパネルから取出し、異常情報を収集することが考えられる。

【0005】

しかしながら、異常情報を収集するだけでは異常発生による不稼働要因の分析に用いる情報が不十分であり、このような事情から、異常情報を収集することに加え、異常が発生した設備に関する設備情報を収集することが考えられる。この場合、タッチパネルに表示される設備情報を作業者が目視により確認して手書きで転記し、その転記した情報をコンピュータ端末等に手入力する手法があるが、このような手法では転記誤りや転記漏れ等の人為的なミスが生じる虞がある。そのため、ＰＬＣを改造して設備情報を自動収集することが想定される。

【0006】

しかしながら、設備毎でソフトウェア構成が異なるので、設備情報を自動収集するソフトウェアを都度設計する工数が大きくなる問題がある。又、設備情報を自動収集するソフトウェアを都度設計すると、デバック、調整及び動作確認等により設備停止時間が長くなる問題もある。

【0007】

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プログラマブルロジックコントローラにより管理される設備で発生した異常に関する異常情報を、その異常が発生した設備に関する設備情報と対応付けて収集することで、異常発生による不稼働要因の適切な分析を可能とすることができる表示機能付き操作端末を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載した発明によれば、プログラマブルロジックコントローラにより運転が管理される設備で異常が発生すると、異常情報書込み部（３ｂ）は、その発生した異常に関する異常情報を内部メモリに書込んで保存する。設備情報書込み部（３ｃ）は、設備が運転中であるときに、設備情報として運転中の状態を前記内部メモリに書込んで保存し、前記設備の運転が切換わると、運転中の状態とは別の設備情報を前記内部メモリに書込んで保存する。作業者が操作部（４ａ）を操作すると、転送制御部（３ｆ）は、内部メモリに保存されている異常情報と設備情報を、外部メモリ接続部（５）に接続されている外部メモリに転送して保存する。

【0009】

表示機能付き操作端末に表示されている異常情報や設備情報を作業者が目視により確認して手書きで転記する従来とは異なり、プログラマブルロジックコントローラを改造することなく、異常情報や設備情報を電子データとして表示機能付き操作端末から取出すことができる。これにより、プログラマブルロジックコントローラにより管理される設備で発生した異常に関する異常情報を、その異常が発生した設備に関する設備情報と対応付けて適切に収集することができる。その結果、異常発生による不稼働要因の適切な分析を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態を示す機能ブロック図

【図2】異常情報保存処理を示すフローチャート

【図3】設備情報保存処理を示すフローチャート

【図4】操作判定処理を示すフローチャート

【図5】タイミングチャート

【図6】異常項目別の設備停止時間を示す図

【図7】時間帯別の設備稼働時間を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、タッチパネル１は、設備の運転を管理するＰＬＣ２と共に使用され、制御部３と、ディスプレイ４と、外部メモリ接続部５とを備える。タッチパネル１は表示機能付き操作端末に相当する。ディスプレイ４は、各種情報を表示する表示機能と、作業者がディスプレイ面をタッチする等の操作したことを検知する操作検知機能とを有する。外部メモリ接続部５は、タッチパネル１に対して着脱可能な外部メモリ６が物理的且つ電気的に接続されるコネクタである。外部メモリ６は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等である。

【0012】

制御部３は、マイクロコンピュータを主体とし、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて各種処理動作を行う。制御部３は、各種処理を行う構成として、内部メモリ３ａと、異常情報書込み部３ｂと、設備情報書込み部３ｃと、表示制御部３ｄと、操作検知部３ｅと、転送制御部３ｆとを有する。尚、制御部３が提供する機能は、実体的なメモリ装置であるＲＯＭに記憶されているソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。

【0013】

内部メモリ３ａは、所定の記憶領域を有する。異常情報書込み部３ｂは、ＰＬＣ２により運転が管理される設備で異常が発生すると、その発生した異常に関する異常情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。この場合、異常情報書込み部３ｂは、所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す異常発生時刻を内部メモリ３ａに書込んで保存し、そのビットが成立したアドレスに対応する異常項目を内部メモリ３ａに書込んで保存する。異常情報書込み部３ｂは、例えば第１アドレスにセンサ異常が対応付けられていれば、第１アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す異常発生時刻においてセンサ異常が発生した旨を示す異常情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。異常情報書込み部３ｂは、例えば第２アドレスにサーボエラーが対応付けられていれば、第２アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す異常発生時刻においてサーボエラーが発生した旨を示す異常情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。異常情報は、ＣＳＶファイルのファイル形式で保存される。

【0014】

設備情報書込み部３ｃは、ＰＬＣ２により運転が管理される設備に関する設備情報を内部メモリ３ａに常時書込んで保存する。設備情報書込み部３ｃは、設備の運転が変化すると、その変化した運転に関する設備情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。この場合、設備情報書込み部３ｃは、所定アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す運転切換時刻を内部メモリ３ａに書込んで保存し、そのビットが成立したアドレスに対応する運転項目を内部メモリ３ａに書込んで保存する。設備情報書込み部３ｃは、例えば第１アドレスに自動運転が対応付けられていれば、第１アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す運転切換時刻において自動運転に切換わった旨を示す設備情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。設備情報書込み部３ｃは、例えば第２アドレスに運転準備が対応付けられていれば、第２アドレスにビットが成立すると、そのビットが成立した時刻を示す運転切換時刻において運転準備に切換わった旨を示す設備情報を内部メモリ３ａに書込んで保存する。設備情報も、異常情報と同様に、ＣＳＶファイルのファイル形式で保存される。

【0015】

表示制御部３ｄは、内部メモリ３ａに保存された異常情報としての異常発生時刻及び異常項目や設備情報としての運転切換時刻及び運転項目をディスプレイ４に表示させる。又、表示制御部３ｄは、作業者が操作可能なデータ保存ボタン４ａをディスプレイ４に表示させる。データ保存ボタン４ａは操作部に相当する。

【0016】

操作検知部３ｅは、作業者がデータ保存ボタン４ａを操作したことを検知する。転送制御部３ｆは、作業者がデータ保存ボタン４ａを操作したことが操作検知部３ｅにより検知されると、外部メモリ６が外部メモリ接続部５に接続されていることを条件とし、内部メモリ３ａに保存されている異常情報と設備情報を外部メモリ６に転送して保存する。作業者は、外部メモリ６をパソコン等に接続することで、外部メモリ６に保存されている異常情報と設備情報をモニタに表示させる等して出力させることが可能となる。

【0017】

次に、上記した構成の作用について図２から図７を参照して説明する。タッチパネル１において、制御部３は、異常情報を保存する異常情報保存処理と、設備情報を保存する設備情報保存処理と、データ保存ボタン４ａが操作されたか否かを判定する操作判定処理とを行う。以下、各処理について順次説明する。

【0018】

（１）異常情報保存処理
制御部３は、異常情報保存処理の開始イベントが成立し、異常情報保存処理を開始すると、設備が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１）。制御部３は、設備が運転中であると判定すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、設備で異常が発生したか否かを判定する（Ｓ２）。制御部３は、所定アドレスにビットが成立していないと判定し、設備で異常が発生していないと判定すると（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

【0019】

一方、制御部３は、所定アドレスにビットが成立したと判定し、設備で異常が発生したと判定すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、そのビットが成立した時刻を示す異常発生時刻を内部メモリ３ａに書込んで保存し（Ｓ３）、そのビットが成立したアドレスに対応する異常項目を内部メモリ３ａに書込んで保存し（Ｓ４）、ステップＳ１に戻る。制御部３は、設備が運転中でないと判定すると（Ｓ１：ＮＯ）、異常情報保存処理を終了し、異常情報保存処理の次の開始イベントの成立を待機する。

【0020】

（２）設備情報保存処理
制御部３は、設備情報保存処理の開始イベントが成立し、設備情報保存処理を開始すると、設備が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１１）。制御部３は、設備が運転中であると判定すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、設備情報として運転中の状態を保存し（Ｓ１２）、運転が切換わったか否かを判定する（Ｓ１３）。制御部３は、所定アドレスにビットが成立していないと判定し、運転が切換わっていないと判定すると（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

【0021】

一方、制御部３は、所定アドレスにビットが成立したと判定し、運転が切換わったと判定すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、そのビットが成立した時刻を示す運転切換時刻を内部メモリ３ａに書込んで保存し（Ｓ１４）、そのビットが成立したアドレスに対応する運転項目を内部メモリ３ａに書込んで保存し（Ｓ１５）、ステップＳ１１に戻る。制御部３は、設備が運転中でないと判定すると（Ｓ１１：ＮＯ）、設備情報保存処理を終了し、設備情報保存処理の次の開始イベントの成立を待機する。

【0022】

（３）操作判定処理
制御部３は、操作判定処理の開始イベントが成立し、操作判定処理を開始すると、データ保存ボタン４ａが操作されたか否かを判定する（Ｓ２１）。制御部３は、データ保存ボタン４ａが操作されていないと判定すると（Ｓ２１：ＮＯ）、操作判定処理を終了し、次の操作判定処理の開始イベントの成立を待機する。

【0023】

一方、制御部３は、データ保存ボタン４ａが操作されたと判定すると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、外部メモリ６が外部メモリ接続部５に接続されているか否かを判定する（Ｓ２２）。制御部３は、外部メモリ６が外部メモリ接続部５に接続されていないと判定すると（Ｓ２２：ＮＯ）、操作判定処理を終了し、次の操作判定処理の開始イベントの成立を待機する。尚、この場合、制御部３は、外部メモリ６が外部メモリ接続部５に接続されていない旨を報知し、外部メモリ６の接続を作業者に促しても良い。

【0024】

制御部３は、外部メモリ６が外部メモリ接続部５に接続されていると判定すると（Ｓ２２：ＹＥＳ）、内部メモリ３ａに保存されている異常情報と設備情報を外部メモリ６に転送して保存し（Ｓ２３）、操作判定処理を終了し、次の操作判定処理の開始イベントの成立を待機する。即ち、制御部３は、内部メモリ３ａに保存されている異常発生時刻と異常項目とが対応付けられた異常情報と、運転切換時刻と運転項目とが対応付けられた設備情報を外部メモリ６に転送して保存する。

【0025】

設備に異常が発生すると、図５に示すように、異常発生中において、その異常が発生した設備が運転停止中となる。作業者は、外部メモリ６に転送されて保存された異常情報と設備情報に基づき、図６に示すように、異常項目別の設備停止時間を集計したり、図７に示すように、時間帯別の設備稼働時間を集計したりすることができる。図６からは設備停止時間を異常項目毎に分析することで、設備総合効率（ＯＥＥ：Overall Equipment Effeciency）の向上に直結する分析が可能となる。図７からは設備稼働時間を時間帯毎に分析することで稼動傾向の分析が可能となる。尚、図６に示す異常項目Ａ～Ｉは、例えばセンサ異常、サーボエラー等であり、図７に示す設備ａ～ｅは、例えばロータ、ロータ洗浄機、ハウジング等である。

【0026】

以上に説明したように本実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。
タッチパネル１において、作業者がデータ保存ボタン４ａを操作すると、内部メモリ３ａに保存されている異常情報と設備情報を、外部メモリ接続部５に接続されている外部メモリ６に転送して保存するようにした。タッチパネル１に表示されている異常情報や設備情報を作業者が目視により確認して手書きで転記する従来とは異なり、ＰＬＣ２を改造することなく、異常情報や設備情報を電子データとしてタッチパネル１から取出すことができる。これにより、ＰＬＣ２により管理される設備で発生した異常に関する異常情報を、その異常が発生した設備に関する設備情報と対応付けて適切に収集することができる。その結果、異常発生による不稼働要因の適切な分析を可能とすることができる。又、タッチパネル１の改造としてはデータ保存ボタン４ａを追加するだけで良く、タッチパネル１の標準機能を有効に活用することができる。

【0027】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0028】

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。又、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。

【符号の説明】

【0029】

図面中、１はタッチパネル（表示機能付き操作端末）、２はＰＬＣ、３ａは内部メモリ、３ｂは異常情報書込み部、３ｃは設備情報書込み部、３ｆは転送制御部、４ａはデータ保存ボタン（操作部）、５は外部メモリ接続部、６は外部メモリである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】