CN107562004A - 安全系统、存储有程序的存储介质以及方法 - Google Patents

Abstract

安全系统、存储有程序的存储介质以及方法，期望适当地进行安全组件导入后的维护的机构。本发明提供包含执行安全程序的安全控制器的安全系统。安全系统包含：收集单元，其在规定期间内收集被输入到安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值；以及可视化单元，其根据收集到的规定期间内的输入值再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在规定期间内的指定时刻的动作状态。

Description

安全系统、存储有程序的存储介质以及方法

技术领域

本技术涉及用于维持安全组件的性能的机构等。

背景技术

为了安全地使用在许多制造现场使用的设备或机械，必须使用遵守国际标准的安全设备(安全组件)。该安全设备的目的在于，防止因机器人等自动地移动的装置而威胁人的安全。这样的安全设备以执行安全程序的安全控制器为首，包含检测人的存在或进入的检测设备、接受紧急时的操作的输入设备以及实际上使设备或机械停止的输出设备等。

作为这样的确保制造现场中的安全的技术之一，例如，在日本特开2005-031778号公报(专利文献1)中，公开有根据来自输入设备的输入而对安全输出控制对象提供安全输出从而控制机械设备运转的安全控制器。

专利文献1：日本特开2005-031778号公报

发明内容

通过将安全组件配置于设备或机械，虽然能够确保作业人员等的安全，但是，另一方面，有可能因安全组件的误动作而使生产性降低。这里所说的误动作是指安全组件在本来不应该动作的情况或因外部原因而引起的无意识的情况下进行动作的状态。

当导入安全组件时，在设计/制作阶段、设置阶段、试运行阶段的各个阶段进行了充分研究，但是，还要设想在导入后当初设想的环境发生变化的情况。因此，在导入安全组件之后也需要适当的维护。

因此，期望适当地进行安全组件导入后的维护的机构。即，提供用于维持安全组件的性能的方法。

根据本发明的某个方面，提供包含执行安全程序的安全控制器的安全系统。安全系统包含：收集单元，其在规定期间内收集被输入到安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值；以及可视化单元，其根据收集到的规定期间内的输入值再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在规定期间内的指定时刻的动作状态。

优选可视化单元包含将安全程序中包含的命令的组合图式化进行显示的单元。

优选可视化单元还包含根据输入值以及基于输入值而计算出的内部值和输出值而改变图式化的显示中包含的对应要素的显示方式的单元。

优选可视化单元将表示收集到的规定期间内的输入值的时序图与安全程序的动作状态一起输出。

优选收集单元在规定期间内还收集从安全控制器输出的一个或多个输出信号中的预先选择出的输出信号的值即输出值。可视化单元将收集到的规定期间内的输出值与通过安全程序的再现而计算出的输出值并列显示。

优选安全系统还包含第一设定辅助单元，该第一设定辅助单元提取在包含于安全程序的与安全功能有关的命令中使用的输入信号，并且根据对提取出的输入信号的选择来设定作为收集单元的收集对象的输入信号。

优选第一设定辅助单元包含将由提取出的输入信号的至少一部分构成的各个输入信号与接受选择的对象一起一览显示的单元、和将与选择出的对象对应的输入信号设定成收集对象的单元。

优选安全系统还包含第二设定辅助单元，该第二设定辅助单元提取在包含于安全程序的与安全功能有关的命令中使用的输入信号和输出信号中的至少一方，并且根据对提取结果的选择来设定收集条件。

优选收集单元在预定的收集条件成立时开始生成规定期间内的输入值。

优选收集单元在预定的收集条件成立时将该收集条件成立的时刻之前的输入值也包含在内来生成规定期间内的输入值。

优选可视化单元仅显示安全程序中的与收集到的规定期间内的输入值相关联的部分。

优选安全控制器包含用于接收输入信号的安全输入单元。安全输入单元包含输入处理部，该输入处理部从一个或多个输入信号所示的多个值中根据预定的规则来确定安全控制器处理的输入值。收集单元还收集为了安全输入单元的输入处理部确定输入信号而使用的值。

优选收集单元安装于与安全控制器连接的控制装置。

根据本发明的另一方面，提供存储有由计算机在包含执行安全程序的安全控制器的安全系统中执行的程序的存储介质。程序使计算机执行如下步骤：取得在规定期间内收集被输入到安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值而得到的结果；以及根据收集到的规定期间内的输入值再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在规定期间内的指定时刻的动作状态。

根据本发明的又一方面，提供在包含执行安全程序的安全控制器的安全系统中执行的方法。方法具有如下步骤：在规定期间内收集被输入到安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值；以及根据收集到的规定期间内的输入值再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在规定期间内的指定时刻的动作状态。

根据本发明，能够适当地进行安全组件导入后的维护。

附图说明

图1是示出本实施方式的安全系统的概略结构的一例的示意图。

图2是示出本实施方式的安全控制器的装置结构的一例的示意图。

图3是示出本实施方式的支持装置的装置结构的一例的示意图。

图4是示出本实施方式的通过收集功能收集到的跟踪数据的一例的图。

图5是示出本实施方式的通过收集功能收集到的跟踪数据的另一例的图。

图6是示出本实施方式的收集功能的安装方式的一例的图。

图7是示出在本实施方式的安全系统中执行的安全程序的一例的图。

图8是用于说明本实施方式的安全系统的可视化功能的动作的一例的示意图。

图9是示出表示跟踪数据的时间变化的时序图的一例的图。

图10是示出本实施方式的安全系统的可视化功能提供的用户接口画面的一例的示意图。

图11是用于说明本实施方式的安全系统的可视化功能的显示范围的概念图。

图12是示出显示包含于跟踪数据的输出值和期望输出值的用户接口画面的一例的示意图。

图13是用于说明本实施方式的辅助选择安全系统提供的收集对象的方法的示意图。

图14是示出本实施方式的设定安全系统提供的跟踪数据的收集对象和收集条件的用户接口画面的一例的示意图。

图15是用于说明本实施方式的收集功能对跟踪数据的收集处理的示意图。

图16是用于说明本实施方式的收集功能对安全输入单元收集输入值的方法的示意图。

图17是示出本实施方式的利用安全系统提供的收集功能和可视化功能时的处理步骤的流程图。

标号说明

1：安全系统；10：马达；12：驱动器；14：安全继电器；16：安全传感器；20：控制系统网络；22：信息系统网络；40：跟踪数据；42：时刻；50：输入值组；51：复位信号；52、53、54、55、56、57：输入信号；58、59：反馈信号；60：输出值组；61、62、63、64：输出信号；80：安全光幕；81、82、83、84：受光传感器；100：安全控制器；102、202：处理器；104、204：主存储器；106：闪存；108：运算处理部；110：控制系统网络接口；112、210：信息系统网络接口；114：现场总线接口；116：存储卡接口；118：存储卡；120、216：本地通信接口；122：内部总线接口；150：安全输入单元；151、152、153、154：本地寄存器；155：输入处理部；156：数据列；200：支持装置；206：输入部；208：输出部；212：光学驱动器；214：记录介质；218：内部总线；220：辅助存储装置；222：执行模块生成程序；224：仿真程序；226：各种设定；228：安全程序；250：标签显示；251、252、253、254、255、256、257、258：功能块；260：控制模块；270、280：时序图；271：开始点；272：结束点；273：当前位置显示条；281、282、283：时序图组；290：接口画面；291、294：区域；292：项目；293：子项目；295：复选框组；300：控制装置；350：服务器装置。

具体实施方式

参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，对图中的相同或相当的部分标注相同的标号而不重复其说明。

＜A.安全系统的结构＞

首先，对本实施方式的安全系统1的结构进行说明。图1是示出本实施方式的安全系统1的概略结构的一例的示意图。

参照图1，安全系统1主要包含对设备或机械等进行控制的控制装置300和安全控制器100。

典型地说，控制装置300由PLC(可编程控制器)等构成，对从控制对象取得的输入数据执行预定的用户程序，根据由此计算出的输出数据对控制对象提供指令。作为图1所示的控制对象，例示马达10和驱动马达10的驱动器12。控制装置300根据用户程序，当某个驱动开始条件成立时为了驱动马达10旋转而对驱动器12输出驱动指令。并且，当某个驱动停止条件成立时为了使马达10的旋转驱动停止而停止向驱动器12输出驱动指令。

除了这样的控制装置300对控制对象的控制之外，典型地说，为了确保与控制对象相关联的作业人员等的安全等，还配置有安全控制器100。安全控制器100当来自安全输入组件(安全传感器、安全门开关、安全限制开关、紧急停止用按钮开关以及安全开关等)的输入信号等相关联的预定的条件(安全条件)成立时执行安全动作。

在图1所示的例子中，在向驱动器12供电的供电线上配置有安全继电器14。并且，在由马达10驱动的装置的周边设定有危险区域，在进入该危险区域的进入路径上配置有安全传感器16。当作业人员等进入危险区域时，安全传感器16检测到该作业人员进入。安全控制器100响应于来自安全传感器16的检测信号而对安全继电器14提供指令。通过安全继电器14响应于来自安全控制器100的指令而进行动作，切断向驱动马达10的驱动器12的供电，从而马达10被强制停止。通过这样的马达10的强制停止，能够确保进入危险区域的作业人员的安全。

在图1所示的结构例中，安全控制器100和控制装置300经由控制系统网络20连接，彼此能够交换内部保持的数据。并且，安全控制器100和控制装置300经由信息系统网络22而与支持装置200连接。

支持装置200提供由安全控制器100或控制装置300执行的程序的开发、程序执行状态的确认以及程序变更等功能。

＜B.装置结构＞

接下来，对构成本实施方式的安全系统1的各装置的装置结构进行说明。

(b1：安全控制器)

图2是示出本实施方式的安全控制器100的装置结构的一例的示意图。参照图2，安全控制器100由包含处理器102、主存储器104以及闪存106的运算处理部108和各种接口构成。

在运算处理部108中，处理器102通过在主存储器104中展开并执行保存在闪存106中的系统程序和安全程序等，实现与控制对象对应的功能安全。

在本说明书中，“安全程序”是用于根据预定的条件(安全条件)而使控制对象以保证安全的方式进行动作的程序，是指定义安全控制器的处理的命令组。更具体地说，安全程序包含用于对一个或多个输入信号确定一个或多个输出信号的值的命令组合。

安全程序可以是任何实体，只要定义安全控制器的处理即可。即，安全程序可以作为一个或多个源代码而存在，也可以作为一个或多个对象代码而存在，还可以是能够由安全控制器的处理器执行的形式(执行形式)。

在安全控制器100中，作为接口而包含有控制系统网络接口110、信息系统网络接口112、现场总线接口114、存储卡接口116、本地通信接口120以及内部总线接口122。

控制系统网络接口110经由控制系统网络20来调解与其他装置之间的通信。作为控制系统网络20，例如优选Ether CAT(注册商标)等定时性得到保证的网络协议。

信息系统网络接口112经由信息系统网络22来调解与其他装置之间的通信。作为信息系统网络22，例如优选Ether Net/IP(注册商标)等定时性得到保证的网络协议。

现场总线接口114调解与经由未图示的现场总线连接的输入/输出单元之间的通信。作为现场总线，例如优选Ether CAT(注册商标)、Ether Net/IP(注册商标)、Device Net(注册商标)、Compo Net(注册商标)等定时性得到保证的网络协议。

存储卡接口116构成为能够安装存储卡118，从存储卡118读出数据并向存储卡118写入数据。

本地通信接口120是与支持装置200或其他装置直接连接的接口，例如使用USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等。

内部总线接口122调解与经由内部总线而直接安装于安全控制器100的输入/输出单元之间的通信。

(b2：控制装置)

本实施方式的控制装置300具有与图2所示的安全控制器100相同的装置结构，因此不重复详细的说明。另外，安全控制器100采用处理器等双重化或安全用的模块，但是，一般来说，在控制装置300中不采用那样的结构。并且，在控制装置300中执行用户程序而不执行上述的安全程序。

(b3：支持装置)

典型地说，本实施方式的支持装置200通过在通用计算机上执行支持程序来实现。

图3是示出本实施方式的支持装置200的装置结构的一例的示意图。参照图3，在支持装置200中，作为主要的组件而包含：执行操作系统(OS：Operating System)和后述的各种程序的处理器202；提供用于保存处理器202执行程序所需的数据的作业区域的主存储器204；键盘或鼠标等接受用户操作的输入部206；显示器、各种指示器以及打印机等输出处理结果的输出部208；与信息系统网络连接的信息系统网络接口210；光学驱动器212；与安全控制器100等进行通信的本地通信接口216；以及辅助存储装置220。这些组件经由内部总线218等以能够进行数据通信的方式连接。

支持装置200具有光学驱动器212，从非易失地保存计算机可读取的程序的光学记录介质(例如，DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)等)的计算机可读取的记录介质214，读取各种程序并加载到辅助存储装置220等中。

由支持装置200执行的各种程序可以经由计算机可读取的记录介质214加载，也可以以从网络上的服务器装置等下载的形式进行加载。并且，涉及本实施方式的功能安全评价的程序有时以利用OS提供的模块的一部分的形式来实现。

辅助存储装置220例如由HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)或SSD(Flash SolidState Drive：闪速固态硬盘)等构成，保存由处理器202执行的程序。具体而言，在辅助存储装置220中，作为提供后述处理的程序而包含由安全程序228(源程序)生成能够由处理器202执行的代码(执行模块)的执行模块生成程序222、根据后述跟踪数据来再现安全程序228的执行的仿真程序224。对于这些程序提供的功能和处理容后再述。在辅助存储装置220中保存有与安全程序228相关联的各种设定226。

在图3中，通过在通用计算机上执行支持程序来实现本实施方式的支持装置200的功能，但是，也可以代替这样的结构，而是用硬连线电路来安装其全部或一部分。例如，也可以使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)来安装通过处理器202执行上述的各种程序而提供的功能。

＜C.概要＞

接下来，对本实施方式的安全系统1提供的功能的概要进行说明。再次参照图1，本实施方式的安全系统1包含执行安全程序的安全控制器100。收集在安全控制器100中处理的数据在时间序列上的变化，根据该收集到的数据对安全程序的执行状态进行事后评价和验证。

以下，将在安全控制器100中处理的数据在时间序列上的变化也称作“跟踪数据”。典型地说，作为该时间序列的数据组的“跟踪数据”包含被输入到安全控制器100的输入信号的值(输入值)、在由安全控制器100执行的安全程序中使用的变量值以及从安全控制器100输出的输出信号的值(输出值)的全部或一部分。并且，也可以包含表示安全控制器100的内部状态或系统状态的状态值等。作为跟踪数据，可以包含安全控制器100能够处理的全部数据。

这样，本实施方式的安全系统1安装有收集安全控制器100的跟踪数据的收集功能。该收集功能包含在规定期间内收集被输入到安全控制器100的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值的功能。并且，收集功能还可以包含在规定期间内收集从安全控制器100输出的一个或多个输出信号中的预先选择出的输出信号的值即输出值的功能。

根据从安全控制器100收集到的跟踪数据，由支持装置200等执行安全程序的再现处理。在该再现处理中，根据收集到的跟踪数据再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在该规定期间内的指定时刻的动作状态。通过提供这样的可视功能(可视化功能)，能够使执行了某种安全动作的情况下的原因查明等更加容易，从而能够适当地维护导入后的安全组件。

下面，更详细地对收集功能和可视化功能进行说明。典型地说，这些功能可以由加载于支持装置200的仿真程序224(参照图3)来实现。

＜D.收集功能＞

接下来，对本实施方式的收集跟踪数据的收集功能的更详细的内容进行说明。

(d1：跟踪数据)

对本实施方式的通过收集功能收集到的跟踪数据的一例进行说明。图4是示出本实施方式的通过收集功能收集到的跟踪数据40的一例的图。在图4中，为了便于说明，将跟踪数据40以表格形式具体化，但是，并不限定于这样的表格形式，可以采用任意的数据结构。

在图4所示的跟踪数据40中，与对跟踪数据40进行采样的时刻42相关联地保存有对应的输入值组50和输出值组60的各个值。跟踪数据40与根据来自3个安全组件(紧急停止用按钮开关、安全门开关、安全传感器)的输入信号使2个安全继电器双方或任意一方动作的安全程序相关联。

输入值组50包含用于解除安全动作状态的复位信号51、来自紧急停止用按钮开关的输入信号52、53、来自安全门开关的输入信号54、55以及来自安全传感器(在该例子中是安全光幕)的输入信号56、57。来自各安全组件的输入信号被双重化，从同一安全组件向安全控制器100提供2个输入信号。

输出值组60包含向一个安全继电器输出的输出信号61、62和向另一个安全继电器输出的输出信号63、64。并且，输入值组50包含表示这些安全继电器的动作状态的反馈信号58、59。

这样，在规定期间内收集被输入到安全控制器100的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值作为跟踪数据40。并且，在规定期间内收集从安全控制器100输出的一个或多个输出信号中的预先选择出的输出信号的值即输出值。

作为压缩这样的跟踪数据40的信息量的方法之一，可以仅在输入值或输出值存在某种变化时作为跟踪数据40输出。

图5是示出本实施方式的通过收集功能收集到的跟踪数据40的另一例的图。在图5中示出通过以包含于输入值组50的输入值产生值的变化为条件(下面，也称作“收集条件”或“触发条件”)更新跟踪数据40的方法而得到的结果的一例。在该例子中，将任意输入值从“0”(False：假)变化到“1”(True：真)时(上升)和任意输入值从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)时(下降)作为收集条件。也可以仅将上升和下降中的任意一方作为收集条件。

通过生成这样的跟踪数据40而减少数据量，从而在利用相同的存储区域的情况下，能够在更长的期间内收集跟踪数据。

在图5所示的例子中，将反馈信号58、59从跟踪条件排除在外，但是，也可以将它们包含在收集条件中，或者，也可以将包含于输出值组60的输出值产生值的变化的情况包含在收集条件中。

并且，在图5中示出收集数字输入值(“0”值(off或False：假)/“1”值(on或True：真))的例子，但是，也可以收集模拟输入值。例如，也可以将安全光幕的受光量的大小等包含在跟踪数据40中。在这种情况下，作为收集条件，能够设定成受光量的大小低于预定的阈值的情况等。

(d2：收集功能的安装方式)

对本实施方式的收集功能的安装方式的一例进行说明。图6是示出本实施方式的收集功能的安装方式的一例的图。

在图6的(A)中示出安全控制器100的收集跟踪数据的收集功能安装于控制装置300的例子。即，收集功能安装于与安全控制器100连接的控制装置300内。安全控制器100与控制装置300之间的连接优选采用使用控制系统网络20的网络连接。或者，也可以经由总线连接安全控制器100和控制装置300(总线连接)，还可以采用别的通信手段。

通过采用图6的(A)所示的安装方式能够收集跟踪数据而实质上不会对安全控制器100执行安全程序造成任何影响。并且，即使在对安全控制器100限制搭载时钟功能等的情况下，通过对控制装置300收集到的跟踪数据附加时刻信息，也能够收集图4或图5所示的跟踪数据。

在图6的(B)中示出安全控制器100的收集跟踪数据的收集功能安装于上位的服务器装置350的例子。即，收集功能安装于与安全控制器100网络连接的上位的服务器装置350内。安全控制器100与服务器装置350之间的网络连接优选使用信息系统网络22。

通过采用图6的(B)所示的安装方式能够收集跟踪数据而实质上不会对安全控制器100执行安全程序造成任何影响。并且，由于能够使用一个服务器装置350从多个安全控制器100收集跟踪数据，因此，能够实现更有效的跟踪数据收集。

图6的(C)中示出收集跟踪数据的收集功能安装于安全控制器100自身的例子。通过采用图6的(C)所示的安装方式能够仅用安全控制器100来完成跟踪数据的收集，因此能够简化安全系统的结构。

并且，也可以采用将图6的(C)所示的安装例和图6的(A)或图6的(B)所示的安装例组合而成的结构。在这样的情况下，例如，在安全控制器100中，也可以按照每个控制周期判断预定的收集条件是否成立，并且，在判断为该收集条件成立时，以该收集条件成立的时刻为基准在规定期间内收集跟踪数据，将该收集到的跟踪数据发送到控制装置300或服务器装置350。即，也可以将安全控制器100用作一种缓冲器，并且将收集到的跟踪数据整体保存在外部的控制装置300或服务器装置350中。

如上所述，对于本实施方式的收集跟踪数据的收集功能，只要根据安全系统1的结构或规模等而安装到适当的装置即可。

＜E.可视化功能＞

接下来，对本实施方式的安全系统1提供的可视化功能的更详细的内容进行说明。在可视化功能中，根据收集到的跟踪数据再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地呈现安全程序在指定时刻的动作状态。

(e1：举动的再现和动作状态的可视呈现)

图7是示出在本实施方式的安全系统1中执行的安全程序的一例的图。本实施方式的可视化功能具有将安全程序中包含的命令的组合图式化进行显示的功能。具体而言，在支持装置200的显示器上提示图7所示的表示安全程序的一部分的标签显示250。

作为一例，标签显示250包含进行紧急停止用按钮开关的输入处理的功能块251、进行安全传感器(在该例子中是安全光幕)的输入处理的功能块252以及进行安全门开关的输入处理的功能块253。在安全程序中，通过对一个或多个功能块进行组合来定义与安全功能有关的命令。

功能块251的输出根据复位按钮的输入值，经由进行复位信号输入处理的功能块255被输入到进行驱动安全继电器的处理的功能块257。

并且，功能块251、252、253的各输出被输入到进行AND运算的功能块254，功能块254的输出根据复位按钮的输入值，经由进行复位信号输入处理的功能块256被输入到进行驱动安全继电器的处理的功能块258。

在图7中，作为图式化的一例示出了标签显示250，但并不限于此，可以采用任何的图式化，只要能够掌握安全程序的内容即可。

在本实施方式的可视化功能中，根据收集到的跟踪数据再现安全程序在规定期间内的举动，并且可视地显示安全程序在该规定期间内的指定时刻的动作状态。

具体而言，对预先准备的安全程序输入收集到的跟踪数据在各时刻的输入值，计算各时刻的输出值。通过使各时刻的输入值根据收集到的跟踪数据而变化，并且依次计算对应时刻的输出值，能够再现安全程序在规定期间内的举动。而且，使图7所示的标签显示250上的显示方式根据安全程序在各时刻的动作状态(即，输入值和输出值在各时刻的实际值)而变化。

图8是用于说明本实施方式的安全系统1的可视化功能的动作的一例的示意图。如图8所示，本实施方式的可视化功能具有如下功能：根据输入值、根据输入值计算出的内部值以及根据输入值计算出的输出值中的至少任意值，改变图式化的显示(标签显示250)中包含的对应要素(各功能块或连接线)的显示方式。

作为一例，在图8的(A)中示出图4或图5所示的跟踪数据在时刻“0：00：00”的动作状态，在图8的(B)中示出图4或图5所示的跟踪数据在时刻“0：00：38”的动作状态。

在图8中，以成为对应于输入值、内部值以及输出值中的示出“1”(True：真)的值的路径与对应于示出“0”(False：假)的值的路径不同的显示方式的方式进行显示控制。

图8的(A)所示的动作状态表示如下状态：来自某个安全输入组件的输入信号暂且从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)而向安全继电器提供切断指令。然后，通过用户等按下复位按钮而向功能块255、256提供复位信号，从而向功能块257、258提供输出的内部值从“0”(False：假)变化到“1”(True：真)。由此，安全继电器被再次接通从而再次开始设备或机械的动作。

另一方面，图8的(B)所示的动作状态表示来自安全传感器(在该例子中是安全光幕)的输入信号刚刚从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)之后的状态。当安全传感器检测出某个物体而使输出的信号值从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)时，被输入到功能块258的内部值从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)，向对应的安全继电器提供切断指令。即，表示仅一个安全继电器进行了切断动作的状态。

这样，可视地呈现收集到的跟踪数据的各时间中的安全程序的动作状态。此时，除了标签显示250之外，也可以一并显示用于任意地设定可视地呈现的时刻的控制模块260。

控制模块260除了用于开始再现安全程序的执行的再现按钮之外，还包含用于在任意的时刻停止的按钮、用于将作为显示动作状态的对象的时刻与当前的时刻相比拨快或拨慢的按钮等。用户通过操作控制模块260，能够确认安全程序在任意时刻的动作状态。

根据情况有时想要详细地研究某个事项发生前后的动作信息。在这样的情况下，也可以准备在预先设定的时刻暂且停止再现的功能(断点的设定)、按照每个控制周期执行安全程序的功能(步骤执行)等。

图9是示出表示跟踪数据的时间变化的时序图270的一例的图。在图9中示出收集到的跟踪数据的时间变化，也可以是能够在该时序图270上任意地设定再现安全程序的区间等。更具体地说，用户能够对时序图270的任意位置设定开始点271和结束点272。当指示开始时，对于从开始点271到结束点272的区间开始再现安全程序的执行。此时，也可以一并显示表示当前再现中的时刻的当前位置显示条273。并且，也可以是能够任意地移动当前位置显示条273的位置。在这种情况下，可视地呈现当前位置显示条273所处的时刻的动作状态。

并且，能够设定多个开始点271和结束点272，也可以是，能够设定暂时停止动作的断点而不是结束点272。并且，也可以在时序图270上进行步骤执行。

图9所示的时序图270也可以与图8所示的标签显示250一起显示。图10是示出本实施方式的安全系统1的可视化功能提供的用户接口画面的一例的示意图。参照图10，也可以将一体地包含表示安全程序的一部分的标签显示250、控制模块260以及时序图270的用户接口画面提示给用户。这样，本实施方式的可视化功能也可以将表示收集到的规定期间内的输入值的时序图与安全程序的动作状态一起输出。

根据这样的用户接口画面，能够在控制模块260或时序图270上对于任意的时刻或区间再现安全程序的动作，并且能够确认各时刻的动作状态。

(e2：关联部分显示)

通常，安全程序包含与监视对象对应的数量的逻辑运算式。如果包含于安全程序的逻辑运算式的数量较多，则很难一次全部显示。另一方面，由于作为跟踪数据而收集的对象不是全部输入值，因此，在通过本实施方式的可视化功能来再现安全程序的执行的情况下，也可以仅将安全程序的关联部分提示给用户。

图11是用于说明本实施方式的安全系统1的可视化功能的显示范围的概念图。参照图11，例如，安全程序中的包含利用收集到的跟踪数据的逻辑运算式的部分存在2个(关联部分A和关联部分B)。当通过可视化功能来再现安全程序的执行时，也可以仅将这些关联部分A和关联部分B提示给用户。另外，在图11中示出存在2个关联部分的例子，在这种情况下，也可以连结这2个提取出的关联部分彼此而提示给用户。并且，在仅有1个关联部分的情况下，也可以仅将该关联部分提示给用户。这样，本实施方式的可视化功能也可以仅显示安全程序中的与收集到的规定期间内的输入值相关联的部分。

通过采用仅显示图11所示的关联部分的处理，能够有效地确认安全程序的再现结果。

(e3：与期望输出值的比较)

如上所述，作为跟踪数据，可以包含从安全控制器100输出的一个或多个输出信号中的预先选择出的输出信号的值即输出值。一般来说，在再现安全程序的执行时，仅有关联的输入信号的输入值就足够了。

但是，由于某种原因，再现安全程序的执行而得到的输出值(下面，也称作“期望输出值”)与实际收集到的输出值有可能不一致。或者，优选能够评价在设计阶段预先设想的安全程序的动作的输出值(其也可以包含于“期望输出值”中)与实际输出值的异同。

作为用于辅助维持安全组件的性能的功能，也可以将作为跟踪数据而收集到的规定期间内的输出值与通过安全程序的再现而计算出的输出值并列显示。

图12是示出显示包含于跟踪数据的输出值和期望输出值的用户接口画面的一例的示意图。参照图12，例如在表示跟踪数据的时间变化的时序图280中包含输入值的时序图组281、输出值的时序图组282以及期望输出值的时序图组283。

时序图组282反映了收集到的跟踪数据中包含的输出值的时间变化，时序图组283反映了根据收集到的跟踪数据中包含的输入值的时间变化而计算出的输出值(即，期望输出值)的时间变化。

这样，通过对比显示实际收集到的输出值的时间变化和计算出的期望输出值的时间变化，用户能够掌握在哪个时刻哪个输出值不同，从而能够更容易地找出不良情况的原因等。

另外，作为并列显示作为跟踪数据而收集到的规定期间内的输出值和通过安全程序的再现而计算出的输出值的方式，不限于图12所示的时序图，也可以按照并列配置的表格形式等显示两者的值。

＜F.跟踪数据的收集对象和收集条件＞

接下来，对在本实施方式的安全系统1中包含于跟踪数据的收集对象和收集条件的设定方法的一例进行说明。

在安全控制器100执行的安全程序中关联有许多输入值、内部值以及输出值，当作为跟踪数据的收集对象而选择时有可能很费时间。因此，优选安装辅助以下说明的设定的功能。

图13是用于说明本实施方式的辅助选择安全系统1提供的收集对象的方法的示意图。图14是示出本实施方式的设定安全系统1提供的跟踪数据的收集对象和收集条件的用户接口画面的一例的示意图。

如图13所示，本实施方式的辅助功能对预先准备的安全程序进行分析而提取其中包含的输入值、内部值以及输出值。这些提取出的输入值、内部值以及输出值成为作为跟踪数据收集的对象。

设想跟踪数据主要包含选择出的一个或多个输入值。即，本实施方式的辅助功能提取在包含于安全程序的功能块等与安全功能有关的命令中使用的输入信号，并且根据对提取出的输入信号的选择来设定作为收集功能的收集对象的输入信号。不限于输入值，对于内部值和输出值也能够同样地作为收集功能的收集对象而选择。

图14所示的接口画面290辅助选择这样的收集对象。图14所示的接口画面290包含用于选择收集对象的区域291和用于设定收集条件的区域294。

在区域291中，列表显示有从安全程序提取出的输入信号(输入值)的项目292，与各个输入值的项目292相关联地列表显示有关联有输出信号(输出值)或未图示的内部值的子项目293。该输入值的项目292和输出值或内部值的子项目293的关联是从对象安全程序的分析结果中提取出的。

如图14所示，具有将由提取出的输入信号中的至少一部分构成的各个输入信号(输入值的项目292)与接受选择的对象(包含于项目292的复选框)一起一览显示的功能(接口画面290)。而且，将与选择出的对象(被复选的复选框)对应的输入信号(输入值的项目292)设定成收集对象。

在区域294中，与能够作为收集对象选择的输入值、内部值以及输出值对应地包含将上升条件(0→1的变化)设定成收集条件的复选框组295和将下降条件(1→0的变化)设定成收集条件的复选框组295。用户能够复选任意的复选框，作为开始收集跟踪数据的条件。

在通过图14等的收集条件设定而使对象值产生了指定的变化的情况下，收集选择出的收集对象的值作为跟踪数据。这样，本实施方式的辅助功能提取在包含于安全程序的功能块等的与安全功能有关的命令中使用的输入信号和输出信号中的至少一方，并且根据对提取结果的选择来设定收集条件。

作为提供本实施方式的辅助功能的画面用户接口，不限于图14所示的接口，可以采用任意的用户接口。例如，也可以代替图14所示的复选框而采用下拉式菜单或单选按钮等选择方式，或者除图14所示的复选框外还采用下拉式菜单或单选按钮等选择方式。并且，在设定任意阈值的情况下，也可以采用直接输入的方式、通过拨号或滑块等指定的方式、以及通过在图表上指定来输入值的方式等。

在将任意值的变化设定成收集条件的情况下，当该收集条件成立时，开始生成规定期间内的输入值(收集跟踪数据)。但是，优选将以该收集条件成立的时刻为基准的前后的期间作为跟踪数据的收集对象。

图15是用于说明本实施方式的收集功能对跟踪数据的收集处理的示意图。参照图15，作为收集功能的基本动作，当收集条件成立时，在该收集条件成立之后在规定期间内收集收集对象的值。在图15所示的例子中，在时刻t1收集条件成立时，以该时刻t1为开始点开始收集跟踪数据。

作为另一实施方式的收集功能，即使收集条件未成立，也可以对收集对象的值缓冲规定时间。而且，当收集条件成立时，在以该收集条件成立的时刻为基准的规定期间内收集收集对象的值。

在图15所示的例子中，在时刻t1收集条件成立时，以之前的时刻t0为开始点开始收集跟踪数据。这样，在本实施方式的收集功能中，当预定的收集条件成立时，将该收集条件成立的时刻之前的输入值也包含在内而生成规定期间内的输入值(跟踪数据)。通过采用这样的收集方法，能够可靠地收集关注事项的分析所需的前后的时间变化。

另外，关于从收集条件成立的时刻收集何种程度前(即，图15所示的时刻t1与时刻t0之间的时间宽度)的数据的设定，可以预先设定默认值，也可以是，用户能够任意地设定。

＜G.安全输入组件的本地寄存器＞

一般来说，安全输入组件的响应时间与安全控制器100的控制周期相比足够短。安装于安全控制器100的安全输入单元有时根据检测到的值的时间变化将安全侧的代表值确定为安全控制器100的输入值。在这样的情况下，优选不仅将被输入到安全控制器100的输入值，而且将安全输入组件的检测值也包含于跟踪数据。下面，对更高精度地收集由安全输入单元检测到的输入信号的值的例子进行说明。

图16是用于说明对本实施方式的收集功能的安全输入单元收集输入值的方法的示意图。参照图16，作为安全传感器的一例，安全光幕80具有4个受光传感器81、82、83、84。安全控制器100具有用于接收来自安全光幕80的信号的安全输入单元150。由这些受光传感器检测到的各个信号被提供到安全输入单元150。安全输入单元150接收来自安全光幕80的各信号，将与各个信号有关的逻辑与作为检测结果而输出给安全控制器100。

安全输入单元150具有保存来自安全光幕80的各个信号的值的本地寄存器151、152、153、154。而且，本地寄存器151、152、153、154包含有以与安全输入单元150输出检测结果的周期相比更快的周期检测值的电路。而且，对保存在各个本地寄存器151、152、153、154的值的整体运算逻辑与，并将其运算结果作为检测结果输出。在图16所示的例子中，如果在本地寄存器151、152、153、154中的任意本地寄存器包含有“0”，则输出“0”作为检测结果。这样，安全输入单元150包含输入处理部155，该输入处理部155从一个或多个输入信号所示的多个值中根据预定的规则来确定安全控制器100处理的输入值。另外，作为从多个值中确定输入值的逻辑不限于逻辑与，也可以采用逻辑或、异或、多数决定等逻辑，并且，也可以采用组合多个逻辑而成的逻辑。

从安全输入单元150向安全控制器100除了已确定的检测值之外，还一并送出保存在各个本地寄存器151、152、153、154的数据列156。收集这样的数据列156作为跟踪数据的对象。即，本实施方式的收集功能还收集为了安全输入单元150的输入处理部155确定输入信号而使用的值。通过收集这样的本地寄存器的值，能够检测安全传感器的不良情况等。

＜H.整体处理步骤＞

接下来，对利用本实施方式的安全系统1提供的收集功能和可视化功能时的处理步骤进行说明。

图17是示出利用本实施方式的安全系统1提供的收集功能和可视化功能时的处理步骤的流程图。参照图17，首先，设定跟踪数据的收集对象和收集条件(步骤S2)。具体而言，用户操作图14所示的接口画面290来设定收集对象和收集条件等。该设定信息被传送到安装有收集功能的装置。

接着，在安装有收集功能的装置中判断收集条件是否成立(步骤S4)。当收集条件成立时(步骤S4中“是”)，在规定期间内收集收集对象的值(步骤S6)。即收集跟踪数据。反复监视该收集条件是否成立并收集跟踪数据，直到被提供结束指示为止(步骤S8中“否”)。另外，结束跟踪数据的收集，可以通过预定的规定期间结束(时间已到)而产生，也可以由用户明确地给出。或者，也可以响应于来自控制对象等的任意信号而结束跟踪数据的收集。

当被指示结束跟踪数据的收集时(步骤S8中“是”)，将收集到的跟踪数据传送到安装有可视化功能的装置(步骤S10)，通过该可视化功能，根据用户操作而再现基于收集到的跟踪数据的安全程序(步骤S12)，并且可视地呈现安全程序在指定时刻的动作状态(步骤S14)。反复进行这些处理，直到被提供结束指示为止(步骤S16中“否”)。

当被提供结束指示时(步骤S16中“是”)，结束一系列的处理。

＜I.使用案例＞

例如，考虑通过任意输入信号的值从“1”(True：真)变化到“0”(False：假)，安全控制器进行安全动作，某种设备或机械停止的情况。然后，设想输入信号从“0”恢复到“1”的情况等。作为这样的输入信号的变化，可考虑在安全光幕的检测范围内不存在对象物、安全门开关在监视着的门打开之后关闭以及其他环境要因等外部要因等。

在这样的情况下，很难确定设备或机械因安全动作而停止的原因。并且，通常的安全组件未搭载有记录状态值变化的功能，因而很难查明原因。并且，在多个安全组件相关联的情况下，有时无法将一个安全组件确定为原因。

在这样的案例中，通过利用本实施方式的收集功能和可视化功能，在执行了某种安全动作的情况下，能够通过再现安全程序的执行状态来确认该安全动作的执行，因此能够更容易地查明原因。

＜J.优点＞

根据本实施方式，在因某种原因而执行了安全动作的情况下等，通过依次再现安全程序的动作情况能够容易地确定该原因。由于能够容易地确定这样的原因，因此能够适当地进行导入后的安全组件的维护。

本次公开的实施方式应被认为在全部方面只是例示的而不是限制的。本发明的范围不是上述的说明的而是指权利要求书所示的，包含与权利要求书等同的意思和范围内的全部变更。

Claims (15)

1.一种安全系统，该安全系统包含执行安全程序的安全控制器，其中，所述安全系统具有：

收集单元，其在规定期间内收集被输入到所述安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值；以及

可视化单元，其根据所述收集到的规定期间内的输入值再现所述安全程序在所述规定期间内的举动，并且可视地呈现所述安全程序在所述规定期间内的指定时刻的动作状态。

2.根据权利要求1所述的安全系统，其中，

所述可视化单元包含将所述安全程序中包含的命令的组合图式化进行显示的单元。

3.根据权利要求2所述的安全系统，其中，

所述可视化单元还包含根据所述输入值以及基于所述输入值而计算出的内部值和输出值来改变所述图式化的显示中包含的对应要素的显示方式的单元。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述可视化单元将表示所述收集到的规定期间内的输入值的时序图与所述安全程序的动作状态一起输出。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述收集单元在所述规定期间内还收集从所述安全控制器输出的一个或多个输出信号中的预先选择出的输出信号的值即输出值，

所述可视化单元将所述收集到的规定期间内的输出值与通过所述安全程序的再现而计算出的输出值并列显示。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述安全系统还具有第一设定辅助单元，该第一设定辅助单元提取在包含于所述安全程序的与安全功能有关的命令中使用的输入信号，并且根据对所述提取出的输入信号的选择来设定作为所述收集单元的收集对象的输入信号。

7.根据权利要求6所述的安全系统，其中，

所述第一设定辅助单元包含将由所述提取出的输入信号的至少一部分构成的各个输入信号与接受选择的对象一起一览显示的单元、和将与选择出的所述对象对应的输入信号设定成所述收集对象的单元。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述安全系统还具有第二设定辅助单元，该第二设定辅助单元提取在包含于所述安全程序的与安全功能有关的命令中使用的输入信号和输出信号中的至少一方，并且根据对该提取的结果的选择来设定收集条件。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述收集单元在预定的收集条件成立时开始生成所述规定期间内的输入值。

10.根据权利要求1～8中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述收集单元在预定的收集条件成立时将该收集条件成立的时刻之前的输入值也包含在内来生成所述规定期间内的输入值。

11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述可视化单元仅显示所述安全程序中的与所述收集到的规定期间内的输入值相关联的部分。

12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述安全控制器具有用于接收输入信号的安全输入单元，

所述安全输入单元包含输入处理部，该输入处理部从一个或多个输入信号所示的多个值中根据预定的规则来确定所述安全控制器处理的输入值，

所述收集单元还收集为了所述安全输入单元的所述输入处理部确定输入信号而使用的值。

13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的安全系统，其中，

所述收集单元安装于与所述安全控制器连接的控制装置。

14.一种存储有程序的存储介质，该程序是由计算机在包含执行安全程序的安全控制器的安全系统中执行的程序，其中，所述程序使所述计算机执行如下步骤：

取得在规定期间内收集被输入到所述安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值而得到的结果；以及

根据所述收集到的规定期间内的输入值再现所述安全程序在所述规定期间内的举动，并且可视地呈现所述安全程序在所述规定期间内的指定时刻的动作状态。

15.一种方法，该方法是在包含执行安全程序的安全控制器的安全系统中执行的方法，其中，所述方法具有如下步骤：

在规定期间内收集被输入到所述安全控制器的一个或多个输入信号中的预先选择出的输入信号的值即输入值；以及

根据所述收集到的规定期间内的输入值再现所述安全程序在所述规定期间内的举动，并且可视地呈现所述安全程序在所述规定期间内的指定时刻的动作状态。