JP4238687B2 - Safety controller and system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、セーフティコントローラおよびそれを用いたシステムに関し、更に詳しくは、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の安全回路に好適なセーフティコントローラおよびそれを用いたシステムに関する。 The present invention relates to a safety controller and a system using the safety controller, and more particularly to a safety controller suitable for a safety circuit of machine equipment such as a machine tool and an industrial robot, and a system using the safety controller.
従来、例えば、生産現場の労働安全を確保するために、複数の電磁リレーを内蔵したリレーユニットを用いて安全回路、すなわち、安全が確保されている状態の時のみ工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路が構築されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, in order to ensure occupational safety at a production site, a safety circuit using a relay unit incorporating a plurality of electromagnetic relays, that is, a machine tool, an industrial robot, etc. only when safety is ensured A safety circuit that supplies power to the power of mechanical equipment has been constructed (see, for example, Patent Document 1).
かかるリレーユニットは、非常停止スイッチなどの安全スイッチやセーフティドアスイッチなどの安全エリアセンサからの入力信号に基づいて、安全回路の状態を監視し、不具合が発生した時には、機械設備の電源を確実に遮断するとともに、その不具合原因が取り除かれない限りは、機械設備の再起動を行なわない機能を備えている。
かかる電磁リレーを内蔵したリレーユニットを用いたシステムでは、リレーシーケンスによって安全回路が構築されるので、配線によってロジックが組み立てられることになり、制御すべき工作機械等が多くなると、配線数が増大して複雑になるとともに、その設計も容易ではない。 In a system using a relay unit incorporating such an electromagnetic relay, a safety circuit is constructed by a relay sequence. Therefore, logic is assembled by wiring, and as the number of machine tools to be controlled increases, the number of wiring increases. It becomes complicated and the design is not easy.
さらに、ユーザの要求に応じて、システムの一部を変更したいような場合、例えば、複数の工作機械を各作業エリアに配備して構成される生産ラインにおいて、或る作業エリアの工作機械は、隣の作業エリアの工作機械と関連付けて起動・停止を制御したいといったような場合にも、配線によってロジックを変更しなければならず、多くの時間と労力が必要になる。 Furthermore, when it is desired to change a part of the system in response to a user request, for example, in a production line configured by arranging a plurality of machine tools in each work area, a machine tool in a certain work area Even when it is desired to control start / stop in association with a machine tool in the adjacent work area, the logic must be changed by wiring, which requires a lot of time and labor.
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、配線数を削減するとともに、システムの構築が容易なセーフティコントローラおよびそれを用いたシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such points, and an object of the present invention is to provide a safety controller that reduces the number of wires and that can easily construct a system, and a system using the safety controller.
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明のセーフティコントローラは、入力機器からの安全側または危険側に対応する入力に基づいて、安全出力制御対象に前記安全側または前記危険側に対応する安全出力を与えて機械設備の運転を制御するセーフティコントローラであって、前記安全出力として半導体出力を与える複数の安全出力部と、他のセーフティコントローラに前記安全側または前記危険側に対応する接続用出力として半導体出力を与える接続出力部と、前記入力機器からの前記入力に基づいて、プログラムに従って前記安全出力および前記接続用出力を制御する制御部とを備え、前記入力、複数の前記安全出力および前記接続用出力は、パルス信号であり、該パルス信号のパターンおよびタイミングの少なくともいずれか一方を相違させることによってその信号の性質について、機械設備の稼動が許される安全側の状態において、前記入力、複数の前記安全出力および前記接続用出力の全てを、互いに異ならせており、前記制御部は、前記安全出力部の安全出力および前記接続出力部の接続用出力の状態を監視して異常を検知し、いずれか一つの安全出力および接続出力に異常を検知したとき、全ての安全出力および接続出力を危険側に制御する。 That is, the safety controller of the present invention provides a safety output corresponding to the safety side or the danger side to the safety output control target based on the input corresponding to the safety side or the danger side from the input device, and operates the mechanical equipment. A safety controller for controlling a plurality of safety output units for providing a semiconductor output as the safety output, and a connection output unit for providing a semiconductor output as an output for connection corresponding to the safety side or the dangerous side to another safety controller And a control unit that controls the safety output and the connection output according to a program based on the input from the input device, and the input, the plurality of safety outputs and the connection output are pulse signals. Yes, by making at least one of the pattern and timing of the pulse signal different With respect to the nature of the signal, in the safe state where the operation of the mechanical equipment is allowed, all of the input, the plurality of safety outputs, and the connection output are different from each other, and the control unit is configured to output the safety output. The safety output of the unit and the connection output of the connection output unit are monitored to detect an abnormality, and when any one of the safety output and connection output is detected, all safety outputs and connection outputs are dangerous To control.
ここで、入力機器とは、当該セーフティコントローラに対する入力を与える機器をいい、例えば、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ、セーフティリミットスイッチ、セーフティライトカーテンなどをいう。 Here, the input device refers to a device that gives an input to the safety controller, such as an emergency stop switch, a safety door switch, a safety limit switch, and a safety light curtain.
安全出力制御対象とは、当該セーフティコントローラの出力である安全出力によって制御される対象をいい、例えば、マグネットコンタクタ、モータコントローラ、可変モータ、PLCなどをいう。 The safety output control target refers to a target controlled by a safety output that is an output of the safety controller, for example, a magnet contactor, a motor controller, a variable motor, a PLC, or the like.
機械設備とは、各種の工作機械、産業用ロボットなどをいう。 Mechanical equipment refers to various machine tools, industrial robots, and the like.
安全側とは、機械設備の稼動が許容される側をいい、危険側とは、機械設備の稼動が禁止される側をいう。 The safe side means the side where the operation of the mechanical equipment is allowed, and the dangerous side means the side where the operation of the mechanical equipment is prohibited.
また、機械設備の運転を制御するとは、機械設備の起動・停止の制御や動作速度の制御などをいう。 Also, controlling the operation of the mechanical equipment means starting / stopping control of the mechanical equipment, operation speed control, and the like.
接続用出力とは、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの接続に用いられる出力をいう。 The connection output is an output used for connection between the safety controller and another safety controller.
なお、危険側に対応する複数の前記安全出力および危険側に対応する前記接続用出力は、異なっていてもよいし、同じであってもよい。 The plurality of safety outputs corresponding to the dangerous side and the connection outputs corresponding to the dangerous side may be different or the same.
本発明によると、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える複数の安全出力部と、安全出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。また、複数の安全出力によって、二重化を図りながら、接続用出力を用いて他のセーフティコントローラを、当該セーフティコントローラと容易に関連付けることができる。 According to the present invention, a conventional relay having a built-in electromagnetic relay includes a plurality of safety output units that give a safety output that is a semiconductor output to a safety output control target, and a control unit that controls the safety output according to a program. Unlike a unit, it is not necessary to build a safety circuit with a relay sequence, the number of wires can be reduced, and even if the manufacturer wants to change part of the system according to the user's request This can be easily handled by changing the software. In addition, it is possible to easily associate another safety controller with the safety controller by using the output for connection while duplicating by a plurality of safety outputs.
ここで、本発明の作用効果を明確にするために、二重化について説明する。二重化とは、システムを信頼性を高める方式の一つであって、例えば、2系統でシステムを構成することをいう。 Here, in order to clarify the effect of the present invention, the duplexing will be described. Duplexing is one of the methods for improving the reliability of the system, and means that the system is configured with two systems, for example.
例えば、図17は、起動スイッチなどの入力部81からの入力に基づくセーフティユニット82からの安全出力によって、スイッチ83を介してモータ85の制御を行なう構成例を示している。
For example, FIG. 17 shows a configuration example in which the
同図(b)は、一つの安全出力によって一つのスイッチ83を介してモータ85を制御する一系統の構成であるのに対して、同図(a)は、二つの安全出力によって二つのスイッチ83,84を介してモータ85を制御する二系統の構成、すなわち、二重化されている。
FIG. 6B shows a single system configuration in which the
同図(b)の一系統の構成では、例えば、スイッチ83がオンしたまま故障してしまうと、入力部81を操作してもモータ85を停止させることができないのに対して、同図(a)の二重化された構成では、一方のスイッチ83がオンしたまま故障しても他方のスイッチ84によってモータ85を停止させることができ、安全のレベルが高い構成となる。
In the configuration of one system in FIG. 5B, for example, if the
したがって、複数の安全出力を有する本発明では、二重化によって高い安全のレベルを確保することができる。 Therefore, in the present invention having a plurality of safety outputs, a high level of safety can be ensured by duplication.
しかも、入力、複数の安全出力および接続用出力は、機械設備の稼動が許容される安全側において互いに異なっているので、例えば、入力状態や出力状態を監視することにより、複数の安全出力間、入力と安全出力との間、入力と接続用出力との間、あるいは、安全出力と接続用出力との間で、短絡が生じたり、入力部や出力部の回路故障などの異常が生じた場合には、互いに異なっていたパルス信号が変化することになり、それに基づいて短絡などの異常を検知して機械設備の稼動を禁止することができるので、短絡保護が要求されるような高い安全レベルを確保できる。 Moreover, the input, the plurality of safety outputs, and the output for connection are different from each other on the safety side where the operation of the machine equipment is allowed, so for example, by monitoring the input state and the output state, When a short circuit occurs between the input and the safety output, between the input and the connection output, or between the safety output and the connection output, or an abnormality such as a circuit failure in the input section or output section occurs. In this case, pulse signals that differ from each other will change, and based on this, it is possible to detect abnormalities such as short circuits and prohibit the operation of machinery and equipment, so a high safety level that requires short circuit protection Can be secured.
本発明の一実施態様においては、他のセーフティコントローラから出力される接続用出力が接続用入力として与えられる接続入力部を備え、前記制御部は、前記入力機器からの入力および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、前記安全出力および前記接続用出力を制御するとともに、前記入力機器からの入力および接続入力部の接続用入力の状態を監視して異常を検知し、いずれか1つの入力および接続用入力に異常を検知したとき、全ての安全出力および接続出力を危険側に制御するものである。 In one embodiment of the present invention, it comprises a connection input unit to which a connection output output from another safety controller is given as a connection input, and the control unit receives the input from the input device and the connection input unit. Based on the connection input, the safety output and the connection output are controlled , and the state of the input from the input device and the connection input of the connection input unit is monitored to detect an abnormality. When an abnormality is detected in the input and connection input, all safety outputs and connection outputs are controlled to the dangerous side .
この実施態様によると、他のセーフティコントローラから与えられる接続用入力に、当該セーフティコントローラの安全出力や接続用出力の出力状態を関連付けることが可能となる。 According to this embodiment, it is possible to associate the safety output of the safety controller and the output state of the connection output with the connection input given from another safety controller.
本発明の好ましい実施態様においては、前記接続用出力が、論理接続用の出力であり、前記制御部は、前記プログラムに従って、前記入力機器からの入力および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、論理演算を行なって前記安全出力および前記接続用出力を制御するものである。 In a preferred embodiment of the present invention, the output for connection is an output for logical connection, and the control unit is based on an input from the input device and an input for connection from the connection input unit according to the program. Then, a logic operation is performed to control the safety output and the connection output.
ここで、論理接続用とは、当該セーフティコントローラに接続される他のセーフティコントローラを、例えば、論理積や論理和といった論理によって関連付けて接続するためのものをいう。 Here, “for logical connection” refers to a connection for connecting other safety controllers connected to the safety controller in association with logic such as logical product or logical sum.
この実施態様によると、入力機器からの入力および接続入力部からの接続用入力の論理演算を行なって、その結果を安全出力や接続用出力とすることができるので、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの安全出力や接続用出力を、論理積や論理和といった論理によって関連付けることが可能となる。 According to this embodiment, the logical operation of the input from the input device and the connection input from the connection input unit can be performed, and the result can be used as a safety output or a connection output. The safety output and connection output with the controller can be related by logic such as logical product or logical sum.
本発明の他の実施態様においては、前記接続出力部を複数備え、少なくとも論理積および論理和の二つの前記接続用出力を与えるものである。 In another embodiment of the present invention, a plurality of the connection output units are provided, and at least two connection outputs of logical product and logical sum are provided.
この実施態様によると、論理積および論理和の二つの接続用出力を備えているので、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの安全出力や接続用出力を、論理積や論理和といった論理によって関連付けることが可能となり、例えば、入力機器からの入力および接続入力部からの接続用入力の論理積をとって、その結果を安全出力や接続用出力とすることができるので、入力機器からの入力の状態が、機械設備を稼動させることが許容される安全側の状態であって、かつ、他のセーフティコントローラからの接続用入力の状態が、同じく安全側の状態にあるときにのみ、当該セーフティコントローラの安全出力の出力の状態を安全側の状態にするといったことが可能となる。 According to this embodiment, since two connection outputs of logical product and logical sum are provided, the safety output and connection output between the safety controller and another safety controller are related by logic such as logical product or logical sum. For example, the logical product of the input from the input device and the connection input from the connection input unit can be taken and the result can be used as a safety output or a connection output. The safety controller only when the state is a safe state where it is allowed to operate the machinery and the connection input state from another safety controller is also in the safe state It is possible to change the output state of the safety output to a safe state.
本発明の一つの実施態様においては、前記制御部は、前記プログラムに従って、前記接続用出力の出力状態を、前記安全出力の出力状態と同一の前記安全側または前記危険側に制御するものである。 In one embodiment of the present invention, the control unit controls the output state of the connection output to the safety side or the dangerous side, which is the same as the output state of the safety output, according to the program. .
この実施態様によると、接続用出力の出力状態が、安全出力の出力状態と同じであるので、当該セーフティコントローラの接続用出力が与えられる他のセーフティコントローラは、その安全出力を、当該セーフティコントローラの安全出力に論理演算によって関連付けることができる。 According to this embodiment, since the output state of the connection output is the same as the output state of the safety output, the other safety controller to which the connection output of the safety controller is given can output the safety output of the safety controller. It can be related to the safety output by a logical operation.
本発明の一実施態様においては、前記制御部は、二つのCPUを備えている。 In one embodiment of the present invention, the control unit includes two CPUs.
この実施態様によると、二つのCPUによって同じ処理を実行して二重化することによって、安全性を高めることができる。 According to this embodiment, the same processing can be performed by two CPUs to be duplicated, thereby improving safety.
また、本発明のシステムは、本発明のセーフティコントローラの複数を、前記接続入力部および前記接続出力部を介して接続してなるものである。 The system of the present invention is formed by connecting a plurality of the safety controllers of the present invention via the connection input unit and the connection output unit.
本発明によると、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。また、他のセーフティコントローラを、接続用出力を用いて、例えば、論理積や論理和といった論理によって関連付けることが可能となり、システムの拡張性が向上する。 According to the present invention, unlike the conventional relay unit incorporating an electromagnetic relay, it is not necessary to construct a safety circuit by a relay sequence, and the number of wires can be reduced. Even when it is desired to change a part of the system, it can be easily handled by changing the software. In addition, other safety controllers can be associated with each other by using logic such as logical product or logical sum by using the output for connection, and the expandability of the system is improved.
しかも、複数の安全出力および接続用出力は、安全側における出力が互いに異なっているので、複数の安全出力によって、二重化を図りながら、出力間の短絡や出力部の回路故障などの異常が生じた場合には、それを検知して機械設備の稼動を禁止することができる。 In addition, the safety outputs of the multiple safety outputs and connection outputs are different from each other on the safe side, so abnormalities such as short circuits between outputs and circuit faults in the output section occurred due to multiple safety outputs. In such a case, the operation of the mechanical equipment can be prohibited by detecting it.
以上のように本発明によれば、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える複数の安全出力部と、他のセーフティコントローラに接続用出力を与える接続出力部と、安全出力および接続用出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。 As described above, according to the present invention, a plurality of safety output units that give a safety output that is a semiconductor output to a safety output control target, a connection output unit that gives an output for connection to another safety controller, and a safety output and a connection Since it is equipped with a control unit that controls the output according to a program, it is not necessary to build a safety circuit with a relay sequence like a conventional relay unit with a built-in electromagnetic relay, and the number of wires can be reduced. Even if the manufacturer wants to change a part of the system in response to the user's request, it can be easily handled by changing the software.
しかも、複数のセーフティコントローラを、接続用出力を用いて容易に関連付けることができ、システムの拡張性が向上する。 In addition, a plurality of safety controllers can be easily associated with each other using the connection output, and the expandability of the system is improved.
さらに、入力、複数の安全出力および接続用出力は、パルス信号であり、該パルス信号のパターンおよびタイミングの少なくともいずれか一方を相違させることによってその信号の性質について、機械設備の稼動が許される安全側の状態において、入力、複数の安全出力および接続用出力の全てを、互いに異ならせているので、複数の安全出力によって、二重化を図りながら、出力間の短絡や出力部の回路故障などの異常が生じた場合には、それを検知して機械設備の稼動を禁止することができ、高い安全レベルを確保できる。 Further, the input, the plurality of safety outputs, and the connection output are pulse signals, and the safety of the operation of the mechanical equipment is permitted with respect to the nature of the signals by making the pattern and timing of the pulse signals different. Since the input, multiple safety outputs, and connection outputs are all different from each other in the state of the side, abnormalities such as short-circuit between outputs and circuit failure of the output section while duplicating with multiple safety outputs If this occurs, it can be detected and the operation of the mechanical equipment can be prohibited, and a high safety level can be secured.
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一つの実施の形態に係るセーフティコントローラを用いたシステムの構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a system using a safety controller according to an embodiment of the present invention.
この実施の形態のセーフティコントローラは、安全が確保されている状態の時のみ図示しない工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路を構成するものである。 The safety controller of this embodiment constitutes a safety circuit that supplies power to the power of machine equipment such as machine tools and industrial robots (not shown) only when safety is ensured.
この実施の形態のセーフティコントローラには、非常停止スイッチ2などの入力機器が接続される単機能ユニット3と、この単機能ユニット3に接続されるとともに、セーフティドアスイッチ1などの入力機器が接続される高機能ユニット4と、この高機能ユニット4にケーブル6を介して接続される増設ユニット5の3種類がある。
The safety controller of this embodiment is connected to a
単機能ユニット3は、非常停止スイッチ2などの入力機器から入力が与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および高機能ユニット4に対する論理接続用出力としての内部安全出力を出力するものである。
The single-
ここで、論理接続用出力とは、この論理接続用出力を出力する単機能ユニット3と、論理接続用出力が与えられる高機能ユニット4とを論理接続するための出力をいう。
Here, the logic connection output means an output for logically connecting the
この実施の形態では、単機能ユニット3から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用出力とは、その出力の状態が同じ、すなわち、安全出力が、機械設備の稼動を許容する安全側の出力状態であるときには、論理接続用出力も安全側の出力状態であり、また、安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態であるときには、論理接続用出力も危険側の出力状態となる。
In this embodiment, the safety output output from the
そこで、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する本来の安全出力に対して、出力状態が同じである論理接続用出力を、内部安全出力という。 Therefore, an output for logical connection that has the same output state as an original safety output for a safety output control target such as a magnetic contactor is called an internal safety output.
高機能ユニット4は、非常停止スイッチやセーフティドアスイッチ1などの入力機器からの入力および単機能ユニット3や前段の高機能ユニット4から出力される内部安全出力が内部安全入力として与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および後段の高機能ユニット4に対する論理接続用出力としての内部安全出力を出力するものである。
The high-
高機能ユニット4から出力される論理接続用出力である内部安全出力も上述と同様に、前段の高機能ユニット4と後段の高機能ユニット4とを論理接続するための出力である。
Similarly to the above, the internal safety output, which is a logical connection output output from the
また、高機能ユニット4から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、内部安全出力とは、その出力の状態は同じである。高機能ユニット4は、安全瞬時出力と安全オフディレー出力とを出力可能であるが、内部安全出力は、安全瞬時出力の出力状態と同じ出力状態となっている。
Further, the safety output output from the high-
ここで、安全瞬時出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、瞬時に危険側に切り換わる安全出力をいい、安全オフディレー出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、設定された時間に亘って安全側の状態を継続した後、遅れて危険側に切り換わる安全出力をいう。 Here, the instantaneous safety output is a safety output that instantly switches to the dangerous side when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side. Is the safety that switches to the dangerous side with a delay after continuing the safe state for the set time when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side The output.
なお、図1においては、単機能ユニット3から高機能ユニット4に与えられる内部安全出力および前段の高機能ユニット4から後段の高機能ユニット4に与えられる内部安全出力を破線矢符でそれぞれ示しているが、この実施の形態では、高機能ユニット4には、単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4のいずれかからの内部安全出力が与えられる。
In FIG. 1, the internal safety output given from the single-
増設ユニット5は、ケーブル6を介して高機能ユニット4に接続され、高機能ユニット4に同期した安全出力を、工作機械等を駆動するための電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタ等に対して出力するものである。
The
単機能ユニット3は、後述のように制御部を構成するCPUを搭載しており、二つの安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力および一つの内部安全出力を出力することができる。この実施の形態では、論理接続用の内部安全出力は、AND接続用の内部安全出力となっている。二つの安全入力には、安全規格上の二重化のために、1個の非常停止スイッチなどからの入力が与えられる。
The single-
また、単機能ユニット3は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、単機能ユニット3は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
Further, the
この単機能ユニット3は、図2の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子7を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)および安全瞬時出力(EI)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部8を備えている。
As shown in the front view of FIG. 2, the single-
高機能ユニット4は、単機能ユニット3と同様に、制御部としてのCPUを搭載しており、二つの安全入力および一つの内部安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力、二つの安全オフディレー出力および論理接続用出力としての一つの内部安全出力、この実施の形態では、AND接続用の内部安全出力を出力することができる。
Like the
二つの安全入力には、単機能ユニット3と同様に、二重化のために、1個の非常停止スイッチや1個のセーフティドアスイッチなどからの入力が与えられる。
As with the
一つの内部安全入力は、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4からの内部安全出力が入力されるものであり、この内部安全入力によって、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4に論理接続、この実施の形態では、AND接続されることになる。
One internal safety input is an input of the internal safety output from the single-
すなわち、この実施の形態では、この内部安全入力と、当該高機能ユニット4の二つの安全入力とがANDで論理接続されるものであり、内部安全入力の入力状態が安全側の状態であって、かつ、二つの安全入力の入力状態が安全側の入力状態であるときに、安全側の出力状態の安全出力を出力するものである。
That is, in this embodiment, this internal safety input and the two safety inputs of the high-
また、この高機能ユニット4は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、高機能ユニット4は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
Further, the high-
この高機能ユニット4は、図3の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子9を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)、内部安全入力(AND)、フィードバック入力(FB)、安全瞬時出力(EI)および安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDで表示する表示部10を備えている。また、この高機能ユニット4は、増設ユニットを5接続するためのコネクタ11を備えており、増設ユニット5を5台まで接続することができる。
As shown in the front view of FIG. 3, the high-
このコネクタ11を介して、安全瞬時出力、安全オフディレー出力、増設ユニット5のフィードバック入出力およびグランドの各信号の授受が行なわれる。
Via this
また、この高機能ユニット4は、図4の背面図に示されるように、DINレールに装着される部分に、開口が形成されており、この開口部に臨むようにディップスイッチ12およびロータリスイッチ13を備えており、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチあるいはセーフティライトカーテンなどの接続されている入力機器の種類の設定やオフディレー時間などの設定が行なわれる。
Further, as shown in the rear view of FIG. 4, the high-
また、論理接続用の内部安全入力を、有効あるいは無効とする設定部としてのスイッチも備えられており、このスイッチによって、無効が設定されている場合には、他のユニット3,4から与えられる内部安全入力は、無効とされ、論理接続は行なわれない。
In addition, a switch as a setting unit for enabling or disabling the internal safety input for logical connection is also provided. When invalidity is set by this switch, it is given from the
増設ユニット5は、高機能ユニット4だけでは、出力点数が不足する場合に、必要に応じて増設されるものであり、複数の電磁リレーを内蔵している。この増設ユニット5は、高機能ユニット4からの安全瞬時出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力する瞬時タイプと、高機能ユニット4からの安全オフディレー出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力するオフディレータイプとがある。
The
この増設ユニット5は、図5の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子14を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全瞬時出力(EI)または安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部15を備えている。また、この増設ユニット5は、高機能ユニット4に接続するため、または、増設ユニット5を接続するためのコネクタ16を備えている。
As shown in the front view of FIG. 5, the
図6は、高機能ユニット4のブロック図である。同図において、17,18は、制御部を構成する二つの第1,第2のCPUであり、各CPU17,18で同じ処理を実行して二重化している。各CPU17,18は、CPU間通信ポートを介してソフト処理の同期をとるなどのために通信を行う。
FIG. 6 is a block diagram of the high-
20は上述のディップスイッチなどの設定スイッチ19からの設定内容を格納する不揮発性メモリ、21は上述の電源(PWR)やエラー状態(ERR)などの各状態を表示するLED、22は遅延ICを用いたウォッチドッグタイマ、23は各部に電源を供給する電源回路24の状態を監視する監視回路である。
20 is a non-volatile memory for storing the setting contents from the setting
また、25,26は二重化している安全入力の各1系統であり、例えば、1個のセーフティドアスイッチからの入力が与えられる。27は、フィードバック入力あるいはリセット入力が与えられるリセット入力回路である。
28は単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4からの論理接続用入力である内部安全入力が与えられるAND入力回路、29,30は外部のパソコンなどとの通信用のRS232C回路および切替スイッチである。
28 is an AND input circuit to which an internal safety input as a logical connection input from the single-
31は瞬時用の安全出力回路、32はオフディレー用の安全出力回路、33は二重化用の出力ライン制御回路、34は後段の高機能ユニット4に対して内部安全出力を出力する内部安全出力回路、35は安全瞬時出力を、プログラマブルコントローラ(PLC)などにモニタ用として出力するモニタ出力回路、36は内部エラー時にエラー出力を与えるエラー出力回路、37は増設ユニット5を接続するためのコネクタである。
31 is an instantaneous safety output circuit, 32 is an off-delay safety output circuit, 33 is a duplex output line control circuit, and 34 is an internal safety output circuit that outputs an internal safety output to the subsequent high-
制御部としての第1,第2のCPU17,18は、安全入力回路25,26からの安全入力およびAND入力回路28からの内部安全入力に基づいて、プログラムに従って、安全出力回路31,32および内部安全出力回路34を制御して半導体出力(トランジスタ出力)である安全出力および内部安全出力を制御する。内部安全出力回路34は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The first and
図7は、図6の瞬時用の安全出力回路31、オフディレー用の安全出力回路32および出力ライン制御回路33の構成を示すブロック図であり、図6に対応する部分には、同一の参照符号を付す。この図7においては、第1のCPU17からの信号および第1のCPU17に対する信号を破線の矢符で示し、第2のCPU18からの信号および第2のCPU18に対する信号を一点鎖線の矢符でそれぞれ示している。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the instantaneous
瞬時用の安全出力回路31は、二つの瞬時出力制御部38,39を備えており、オフディレー用の安全出力回路32は、二つのオフディレー出力制御部40,41を備えている。各出力制御部38〜41は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The instantaneous
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33には、第1,第2のCPU17,18からの駆動用信号S1,S2、ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号および電源回路24を監視する監視回路23からのPSM信号がそれぞれ与えられる。
The output
駆動用信号S1,S2が共にオンすることによって、電源ラインVLに電圧が印加されて各出力制御部38〜41に電源が供給される。
When the driving signals S1 and S2 are both turned on, a voltage is applied to the power supply line VL and power is supplied to the
ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、このWDT信号は、ウォッチドッグタイマ22にリセットがかからないときには、オフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The WDT signal from the
電源を監視する監視回路23からのPSM信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、電源異常が検知された場合には、このPSM信号がオフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The PSM signal from the
出力ライン制御回路33は、第1,第2のCPU17,18に対してモニタ用信号S4,S5をそれぞれ出力しており、このモニタ用信号S4,S5は、出力ライン制御回路33に故障(異常)が発生したり、あるいは、上述のWDT信号またPSM信号がオフしたときに、オンする。
The output
瞬時用の安全出力回路31の各瞬時出力制御部38,39には、第1のCPU17から瞬時出力の駆動用信号S6,S7がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S6,S7によって、安全瞬時出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理がそれぞれ制御される。すなわち、この駆動用信号S6,S7がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各瞬時出力端子42,43から安全側の状態であるオンの安全瞬時出力をそれぞれ出力する。
Instantaneous output drive signals S6 and S7 are respectively supplied from the
また、各瞬時出力制御部38,39は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S9,S10をそれぞれ出力しており、各瞬時出力制御部38,39が正常であれば、このモニタ用信号S9,S10は、駆動用信号S6,S7の反転論理の信号となる。
The instantaneous
オフディレー用の安全出力回路32の各オフディレー出力制御部40,41には、第2のCPU18からオフディレー出力の駆動用信号S12,S13がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S12,S13によって、安全オフディレー出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理が制御される。すなわち、この駆動用信号S12,S13がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各オフディレー出力端子45,46から安全側の状態であるオンの安全オフディレー出力をそれぞれ出力する。
The off-delay
また、各オフディレー出力制御部40,41は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S14,S15をそれぞれ出力しており、各オフディレー出力制御部40,41が正常であれば、このモニタ用信号S14,S15は、駆動用信号S12,S13の反転論理の信号となる。
The off-delay
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33は、瞬時出力制御部38,39またはオフディレー出力制御部40,41に故障(異常)が発生した場合には、電源ラインVLをオフして瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフにして安全を確保する。
The output
逆に、この出力ライン制御回路33に、故障(異常)が発生した場合には、瞬時出力制御部38,39およびオフディレー出力制御部40,41によって瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフして安全を確保する。
On the contrary, when a failure (abnormality) occurs in the output
図8は、単機能ユニット3のブロック図であり、図6に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
FIG. 8 is a block diagram of the
単機能ユニット3は、上述のAND入力回路28、オフディレー用の安全出力回路32、設定スイッチ19および増設ユニット用のコネクタ37が備えられておらず、その他は、基本的に上述の高機能ユニット4と同様である。
The
このように第1,第2のCPU17,18を有する制御部によって、プログラムに従って半導体出力である安全出力を制御するので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。
In this way, the control unit having the first and
さらに、この実施の形態では、入出力に短絡などの異常が生じた場合に、それを検知して、機械設備の稼動を禁止する短絡保護機能を有している。 Furthermore, in this embodiment, when an abnormality such as a short circuit occurs in the input / output, it has a short circuit protection function for detecting the abnormality and prohibiting the operation of the mechanical equipment.
以下、この短絡保護機能を、いくつかの使用例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the short-circuit protection function will be described in detail based on some use examples.
図9は、高機能ユニット4単独の場合の接続状態を示す図であり、図10は、そのタイムチャートである。なお、図10において、安全入力および安全出力は、機械設備の稼動が許容される安全側の状態をオン状態で示しているが、このオン状態は、後述のようにパルス信号で構成されている。
FIG. 9 is a diagram showing a connection state when the high-
この例では、高機能ユニット4の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2とには、例えば、1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタ54,55のb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン50が直列に接続される。
In this example, for example, two contacts of one safety door switch are connected to the
また、瞬時出力端子S13,S23、すなわち、安全出力1,2は、マグネットコンタクタ54,55に接続されている。
The instantaneous output terminals S13 and S23, that is, the
セーフティドアスイッチが装備されているドアが閉じられて、図10(a),(b)に示されるように、高機能ユニット4の二つの安全入力1,2がオンし、さらに、図10(c)に示されるように、リセット入力がオフ、オン、オフされることによって、図10(d),(e)に示されるように、高機能ユニット4の安全出力1,2がオンし、これによって、各マグネットコンタクタ54,55がオンしてモータ63が駆動されて機械設備が稼動することになる。
When the door equipped with the safety door switch is closed, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the two
この状態で、例えば、ドアが開かれると、図10(a),(b)に示されるように二つの安全入力1,2がオフし、図10(d),(e)に示されるように高機能ユニット4の安全出力1,2がオフし、これによって、各マグネットコンタクタ54,55がオフしてモータ63への電源が遮断されて機械設備の稼動が停止されることになる。
In this state, for example, when the door is opened, the two
図11は、図10の安全入力1,2および安全出力1,2の信号波形を示す図であり、図10に比べて時間軸を拡大して示している。
FIG. 11 is a diagram illustrating signal waveforms of the
この実施の形態では、図10におけるオンの状態、すなわち、機械設備の稼動が許容される安全側の状態における安全入力1,2および安全出力1,2は、互いに異なるものである。具体的には、この実施の形態では、安全入力1,2と安全出力1,2とは、周期が異なるパルス信号である。さらに、安全入力1,2は、デューティ比が3/4であって、そのタイミングが1/2周期ずれたパルス信号となっており、安全出力1,2は、デューティ比が5/6であって、そのタイミングが1/2周期ずれたパルス信号となっている。
In this embodiment, the
これらパルス信号の1周期におけるOFFの期間は、例えば、数百μsec程度である。 The OFF period in one cycle of these pulse signals is, for example, about several hundred μsec.
このように各パルス信号を互いに異ならせることにより、短絡が生じた場合、例えば、図12に示されるように、安全入力1,2間に時刻t1において短絡が生じたような場合には、同図(b)に示される安全入力2が、想定外のON状態を継続することになり、高機能ユニット4の第1,第2のCPU17,18は、直ちにその入力信号の異常を検知して、安全出力1,2を、時刻t2において、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態、すなわち、オフの状態に切換えるものである。
In this way, by making each pulse signal different from each other, when a short circuit occurs, for example, as shown in FIG. The
高機能ユニット4の第1,第2のCPU17,18は、安全入力1,2の入力状態の監視と同様に、安全出力1,2の出力状態を監視しており、上述の安全入力の場合と同様に、想定外の出力状態となったときには、短絡などの異常であるとして検知するものである。
The first and
このように高機能ユニット4の第1,第2のCPU17,18は、安全入力および安全出力について、そのパルス信号のパターンを監視しており、想定される安全入力あるいは安全出力のパターンと相違したときには、短絡、あるいは、入力回路や出力回路の故障などの異常であると判断して安全出力および内部安全出力を、機械設備の稼動を禁止する危険側の状態の出力にするものである。
As described above, the first and
このパルス信号の監視による短絡などの異常の検知は、オンの状態、すなわち、機械設備の稼動を許容する安全側の状態において、パルス信号が、OFFすべきタイミングでOFFしているか否かを監視し、OFFしていないときには、異常であると判断するのが好ましい。 This detection of abnormalities such as short-circuits by monitoring the pulse signal monitors whether the pulse signal is OFF at the timing to be turned OFF in the ON state, that is, in the safe state that allows the operation of the machine equipment. However, when it is not OFF, it is preferable to determine that it is abnormal.
以上のようにして高機能ユニット4は、安全入力間、安全出力間、あるいは、安全入力と安全出力との間に短絡が生じたり、回路故障などの異常が生じたときには、パルス信号波形の変化に基づいて、それを検知して機械設備の稼動を禁止する、すなわち、機械設備を停止させることができる。
As described above, the high-
図13は、2台の高機能ユニット4−1,4−2の接続状態を示す図であり、図14は、そのタイムチャートである。なお、第2の高機能ユニット4−2の二つの安全入力および二つの安全出力を、便宜上、安全入力3,4および安全出力3,4と称する。また、第1,第2の高機能ユニット4−1,4−2がそれぞれ出力する内部安全出力を、内部安全出力1,2と称する。図14において、安全入力、安全出力、内部安全出力および内部安全入力は、上述の図10と同様に、機械設備の稼動が許容される安全側の状態をオン状態で示しているが、このオン状態は、上述のようにパルス信号で構成されている。
FIG. 13 is a diagram showing a connection state of the two high-function units 4-1 and 4-2, and FIG. 14 is a time chart thereof. The two safety inputs and the two safety outputs of the second high-functional unit 4-2 are referred to as
この例では、第1の高機能ユニット4−1の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2とには、例えば、1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタ54,55のb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン50が直列に接続される。
In this example, for example, two contacts of one safety door switch are connected to the
また、瞬時出力端子S13,S23、すなわち、安全出力1,2は、マグネットコンタクタ54,55に接続される。内部安全出力端子LOは、第2の高機能ユニット4−2の内部安全入力端子LAに接続される。すなわち、第1の高機能ユニット4−1の内部安全出力1が、後段の第2の高機能ユニット4−2の内部安全入力1(AND入力)として与えられている。
The instantaneous output terminals S13 and S23, that is, the
第2の高機能ユニット4−2の端子T11,T12の安全入力3と、端子T21,T22の安全入力4とには、例えば、第1の高機能ユニット4−1のセーフティドアスイッチとは別の1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ69には、マグネットコンタクタ71,72のb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン70が直列に接続される。
The
また、瞬時出力端子S13,S23、すなわち、安全出力3,4は、マグネットコンタクタ71,72に接続される。
The instantaneous output terminals S13 and S23, that is, the
第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて図14(a),(b)に示されるように、二つの安全入力1,2がオンし、さらに、図14(c)に示されるようにリセット入力がオフ、オン、オフされることによって、図14(d),(e)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の安全出力1,2がオンし、これによって、第1の高機能ユニット4−1の各マグネットコンタクタ54,55の主接点がオンしてモータ63が駆動されることになる。また、この第1の高機能ユニット4−1の安全出力と同じ図14(f)に示される内部安全出力1が第2の高機能ユニット4−2の内部安全入力1(AND入力)として与えられる。
As shown in FIGS. 14A and 14B, the door of the safety door switch connected to the first high-function unit 4-1 is closed, and the two
第2の高機能ユニット4−2は、図14(g)に示される内部安全入力1がオンしている状態で、かつ、第2の高機能ユニット4−2が安全側になったときに、安全出力をオンする。この図14では、内部安全入力1がオンしたときには、第2の高機能ユニット4−2に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられており、図14(h),(i)に示されるように、二つの安全入力3,4がオンしているので、図14(j)に示されるように、リセット入力がオフ、オン、オフすることによって、AND条件が成立し、図14(k),(l)に示されるように、第2の高機能ユニット4−2の安全出力3,4がオンし、これによって、第2の高機能ユニット4−2の各マグネットコンタクタ71,72がオンしてモータ79が駆動されることになる。また、第2の高機能ユニット4−2は、図14(m)に示されるように、安全出力3,4と同じ内部安全出力2(AND出力)を出力する。
The second high-function unit 4-2 is in a state where the
この状態で、例えば、第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが開かれると、図14(a),(b)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の二つの安全入力1,2がオフし、図14(d),(e)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の安全出力1,2がオフしてマグネットコンタクタ54,55がオフしてモータ63への電源が遮断されるとともに、図14(f)に示されるように第2の高機能ユニット4−2に対する内部安全出力1もオフする。
In this state, for example, when the door of the safety door switch connected to the first high function unit 4-1 is opened, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the first high function The two
第2の高機能ユニット4−2は、第1の高機能ユニット4−1からの内部安全入力1が、図14(g)に示されるようにオフすることによって、図14(k),(l)に示されるように、安全出力3,4がオフし、マグネットコンタクタ71,72がオフしてモータ79の電源を遮断する。また、内部安全出力2も図14(m)に示されるようにオフする。
The second high function unit 4-2 turns off the
このようにして、内部安全出力を用いた論理接続によって、第2の高機能ユニット4−2の安全出力を、第1の高機能ユニット4−1の安全出力に容易に関連付けることができる。 In this way, the safety output of the second high-function unit 4-2 can be easily associated with the safety output of the first high-function unit 4-1 by logical connection using the internal safety output.
図15は、図14の安全入力1,2、安全出力1,2、内部安全出力1(内部安全入力1)、安全入力3,4、安全出力3,4および内部安全出力2の信号波形を示す図であり、上述の図11と同様に時間軸を拡大して示したものである。
FIG. 15 shows signal waveforms of
安全入力3,4および安全出力3,4は、上述の安全入力1,2および安全出力1,2と同様である。
The
この実施の形態では、図14におけるオンの状態、すなわち、機械設備の稼動が許容される安全側の状態における内部安全出力は、安全入力および安全出力と互いに異なるものである。 In this embodiment, the internal safety output in the ON state in FIG. 14, that is, in the state on the safe side where the operation of the mechanical equipment is allowed, is different from the safety input and the safety output.
具体的には、この実施の形態では、内部安全出力は、安全入力および安全出力とは周期が異なるデューティ比が2/3のパルス信号である。 Specifically, in this embodiment, the internal safety output is a pulse signal having a duty ratio of 2/3 having a period different from that of the safety input and the safety output.
このように、安全入力、安全出力および内部安全出力の各信号を互いに異ならせることにより、それらの間で短絡が生じたり、入力回路や出力回路の故障などの異常が生じた場合に、パルス信号の波形の変化に基づいて、それを検知して安全出力および内部安全出力を、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態に切換えるものである。 In this way, by making the safety input, safety output and internal safety output signals different from each other, a short circuit occurs between them, or when an abnormality such as a failure of the input circuit or output circuit occurs, a pulse signal Based on the change in the waveform, the safety output and the internal safety output are switched to a dangerous output state that prohibits the operation of the mechanical equipment.
以上のように、二つの安全出力1,2によって二重化を図りながら、内部安全出力によって、ユニット間を論理接続することができ、しかも、入出力における短絡や回路故障などの異常を検知して機械設備の稼動を禁止して高い安全レベルを確保することができる。
As described above, units can be logically connected by internal safety output while being duplicated by two
なお、単機能ユニット3の安全入力1,2および安全出力1,2も、高機能ユニット4の安全入力1,2および安全出力1,2と同様のパルス信号である。単機能ユニット3の第1,第2のCPU17,18も、高機能ユニット4と同様に、安全入力および安全出力を監視しており、短絡などの異常が生じた場合に、パルス信号の波形の変化に基づいて、それを検知して安全出力を、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態に切換えるものである。
The
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、安全側において、複数の安全入力、複数の安全出力および内部安全出力の全てを互いに異ならせたけれども、例えば、短絡などを検知する必要のない用途では、異ならせる必要はない。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, on the safety side, all of the plurality of safety inputs, the plurality of safety outputs, and the internal safety output are made different from each other. Absent.
上述の実施の形態では、論理接続用の内部安全出力(内部安全入力)は、ANDのみであったけれども、OR接続用の内部安全出力(内部安全入力)を追加してもよい。OR接続用の内部安全出力は、このOR接続用の内部安全出力を出力する高機能ユニットの安全出力と同一の状態の出力となる。すなわち、高機能ユニットの安全出力が、安全側の状態の出力であるときに、OR接続用の内部安全出力も安全側の状態の出力となる。 In the above embodiment, the internal safety output (internal safety input) for logical connection is only AND, but an internal safety output (internal safety input) for OR connection may be added. The internal safety output for OR connection is an output in the same state as the safety output of the high-function unit that outputs the internal safety output for OR connection. That is, when the safety output of the high-function unit is an output in the safe state, the internal safety output for OR connection is also an output in the safe state.
このように、AND接続用およびOR接続用の内部安全出力(内部安全入力)を備えることにより、必要に応じて、AND接続用の内部安全出力(内部安全入力)を使用し、あるいは、OR接続用の内部安全出力(内部安全入力)を使用することができる。 In this way, by providing the internal safety output (internal safety input) for AND connection and OR connection, the internal safety output (internal safety input) for AND connection can be used as needed, or OR connection Internal safety output (internal safety input) can be used.
また、AND接続用およびOR接続用の内部安全出力(内部安全入力)を共に使用した、例えば、図16の概略構成図に示されるようなシステムを構成することができる。 Further, for example, a system as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 16 using both the internal safety output (internal safety input) for AND connection and OR connection can be configured.
この図16において、第1の高機能ユニット4−1には、例えば、非常停止スイッチ2から安全入力が与えられ、第2の高機能ユニット4−2には、例えば、イネーブルスイッチ80から安全入力が与えられる。
In FIG. 16, a safety input is given to the first high function unit 4-1 from the
第1の高機能ユニット4−1のAND接続用の内部安全出力が、第3の高機能ユニット4−3のAND接続用の内部安全入力(AND入力)に与えられる一方、第2の高機能ユニット4−2のOR接続用の内部安全出力が、第3の高機能ユニット4−3のOR接続用の内部安全入力(OR入力)に与えられる。第3の高機能ユニット4−3には、例えば、セーフティドアスイッチ1から安全入力が与えられる。
The internal safety output for AND connection of the first high function unit 4-1 is given to the internal safety input (AND input) for AND connection of the third high function unit 4-3, while the second high function The internal safety output for OR connection of the unit 4-2 is given to the internal safety input (OR input) for OR connection of the third high function unit 4-3. For example, a safety input is given from the
第3の高機能ユニット4−3は、以下の論理演算を行なって安全出力を与えるものである。 The third high-functional unit 4-3 performs the following logical operation to give a safety output.
(AND入力)∩(OR入力∪安全入力)
したがって、試運転やメンテナンスを行なう場合には、非常停止スッチを有効にしつつ、セーフティドアスイッチ1が装備されたドアを開放した状態、すなわち、安全入力がオンの状態でなくても、イネーブルスイッチ80を用いて作業を行うことができる。
(AND input) ∩ (OR input ∪ safety input)
Therefore, when performing a test run or maintenance, the enable
なお、OR接続用の内部安全出力(内部安全入力)の安全側の状態におけるパルス信号を、上述の安全入力、安全出力およびAND接続用のパルス信号と異ならせることにより、OR接続用の内部安全出力(内部安全入力)の短絡などの異常を検知することができる。 The internal safety output for OR connection is made different from the above-mentioned safety input, safety output and pulse signal for AND connection by making the pulse signal in the safe side state of the internal safety output for OR connection (internal safety input). Abnormalities such as short circuit of output (internal safety input) can be detected.
上述の実施の形態では、単機能ユニット3および高機能ユニット4は、それぞれCPUを二つ備えていたけれども、本発明の他の実施の形態として、CPUは一つであってもよい。
In the above-described embodiment, each of the
なお、単機能ユニット3および高機能ユニット4の安全入力、安全出力、あるいは、内部安全出力(内部安全入力)の数やパルス信号は、上述の実施の形態に限らないのは勿論である。
Of course, the number of safety inputs, safety outputs, internal safety outputs (internal safety inputs) and pulse signals of the single-
上述の実施の形態では、機械設備の稼動が禁止される危険側の状態における安全入力、安全出力および内部安全出力は、すべてオフであって共通であったけれども、本発明の他の実施の形態として、危険側の状態においても、安全入力、安全出力および内部安全出力を異ならせるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the safety input, the safety output, and the internal safety output in the dangerous state where the operation of the mechanical equipment is prohibited are all off and common. Even in the dangerous state, the safety input, the safety output, and the internal safety output may be different.
本発明は、安全システムの構築に有用である。 The present invention is useful for building a safety system.
1 セーフティドアスイッチ
2 非常停止スイッチ
3 単機能ユニット
4 高機能ユニット
5 増設ユニット
17,18 第1,第2のCPU
31 瞬時用の安全出力回路
32 オフディレー用の安全出力回路
34 内部安全出力回路
1
31 Safety output circuit for
Claims (7)
前記安全出力として半導体出力を与える複数の安全出力部と、
他のセーフティコントローラに前記安全側または前記危険側に対応する接続用出力として半導体出力を与える接続出力部と、
前記入力機器からの前記入力に基づいて、プログラムに従って前記安全出力および前記接続用出力を制御する制御部とを備え、
前記入力、複数の前記安全出力および前記接続用出力は、パルス信号であり、該パルス信号のパターンおよびタイミングの少なくともいずれか一方を相違させることによってその信号の性質について、機械設備の稼動が許される安全側の状態において、前記入力、複数の前記安全出力および前記接続用出力の全てを、互いに異ならせており、
前記制御部は、前記安全出力部の安全出力および前記接続出力部の接続用出力の状態を監視して異常を検知し、いずれか一つの安全出力および接続出力に異常を検知したとき、全ての安全出力および接続出力を危険側に制御することを特徴とするセーフティコントローラ。 A safety controller that controls the operation of mechanical equipment by giving a safety output corresponding to the safety side or the danger side to a safety output control target based on an input corresponding to a safety side or a danger side from an input device,
A plurality of safety output units for providing a semiconductor output as the safety output;
A connection output unit for providing a semiconductor output as an output for connection corresponding to the safety side or the dangerous side to another safety controller;
A control unit that controls the safety output and the connection output according to a program based on the input from the input device;
The input, the plurality of safety outputs and the connection output are pulse signals, and the operation of mechanical equipment is permitted with respect to the nature of the signals by making the pattern and timing of the pulse signals different. In the state of safety, all of the input, the plurality of safety outputs, and the connection outputs are different from each other,
The control unit detects the abnormality by monitoring the state of the safety output of the safety output unit and the connection output of the connection output unit, and detects any abnormality in any one of the safety output and the connection output. Safety controller characterized by controlling safety output and connection output to the danger side .
前記制御部は、前記入力機器からの入力および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、前記安全出力および前記接続用出力を制御するとともに、前記入力機器からの入力および接続入力部の接続用入力の状態を監視して異常を検知し、いずれか1つの入力および接続用入力に異常を検知したとき、全ての安全出力および接続出力を危険側に制御する請求項1に記載のセーフティコントローラ。The control unit controls the safety output and the connection output based on the input from the input device and the connection input from the connection input unit, and also connects the input from the input device and the connection input unit. The safety controller according to claim 1, wherein when the abnormality is detected in any one of the inputs and the connection inputs, all safety outputs and connection outputs are controlled to the dangerous side by monitoring the state of the input for the engine and detecting the abnormality. .
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