JP2005004554A - Safe relay system, input expansion unit for safe relay system, master unit for safe relay system, and method for controlling safe relay - Google Patents

Safe relay system, input expansion unit for safe relay system, master unit for safe relay system, and method for controlling safe relay

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe relay system etc., which is easily adaptive for expansion of a safe component. <P>SOLUTION: An input expansion unit is equipped with an input-side terminal group and an output-side terminal group having a plurality of terminals for connecting with other input expansion units, and respective terminals constituting the input-side terminal group and output-side terminal group include in the input extension unit a shift terminal having its input side and output side connected while shifted at least one or more and a safe component connection terminal which can be connected to a safe component terminal. The safe component terminal is so constituted that an input state is sent out to the master unit through shift terminals of the input extension unit which are connected between the input extension unit and master unit while shifted among the terminals, and consequently the input expansion unit obtains the input state from the safe component to control a relay by the master unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば安全確認等に関わる複数の入力条件が全て成立した場合に限り対象となる負荷を駆動する等の用途に好適な信頼性の高い安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各方面における安全対策の必要性から、安全対策機器が利用されている。例えば、製造現場においては工作機械やプレス機械、ロボット、包装機械、昇降装置等が使用されており、これらの機器から作業者を保護するために様々な安全対策が必要となる。例えば、安全でない状態または異常発生時に機器への電源供給を断つことで機械的な動作を停止させ、作業者の安全を確保する。このようなシステムの構築においては、安全リレー装置が利用されている。
【０００３】
安全リレー装置は、電気接点を開閉して通電を制御する。安全リレー装置には、例えば強制ガイド付リレーを複数個内蔵し、加えて自己保持機能、リレー接点の二重化、リレーのＮＣ接点によるバックチェック機能、異種構造等を備えるものがある。強制ガイド付リレーは、一の常開接点（ＮＯ接点）が溶着した場合、コイル無励磁状態で他の常閉接点（ＮＣ接点）が開路となり、また一の常閉接点が溶着した場合でも、コイル励磁状態で他の常開接点が開路となるようなリレーである（例えば特許文献１）。また自己保持機能とは、非常停止スイッチ等の操作等安全情報の入力後、これを復帰（リセット）させてもシステムが再起動しないよう構成されたものである。さらにリレー接点の二重化は、冗長化とも呼ばれるもので、接点を並列に設けることにより、万一一方が接点溶着しても並列に設けられた他方の接点によって機能させることを可能にする。さらにまたリレーのＮＣ接点によるバックチェック機能とは、リレーやコンタクタ（接触器）の接点溶着等の故障を検出し、接点の状態をチェックするものである。異種構造（ダイバシティ構造）とは、複数種類の部材を組み合わせて使用することで、万一特定の部材にバグ等の不具合が生じた場合でも、種固有の不具合であれば同時に同じ不具合が生じないので、他の部材により機能させることを可能とするものである。
【０００４】
近年は、安全対策基準が法制化された国や地域が多くなり、特にこのような安全対策の標準規格に適合した仕様の安全リレー装置やシステムが求められている。安全規格としては対象や地域に応じてＩＳＯ、ＩＥＣ、ＥＮ、ＪＩＳ等が規定されている。例えば欧州規格の機械安全に関する規格であるＥＮ９５４−１に基づく最も高い安全レベルであるカテゴリ４の認証を受けるためには、冗長構造であること、異種構造であること、常に回路または部品の保全性に対するデータの自己点検を行うこと等が要求される。
【０００５】
図１に、安全を確保する対象である一の安全コンポーネントで機器を停止させるシステムを構成した一例を示す。ここで安全コンポーネントとは、作業者の安全を確保すべき具体的な動作を受けて、所望の機器への電源供給を遮断する指令を送る要素である。例えば作業者が機器の段取り替えやティーチング、調整のために駆動モータの動作を停止させるための非常停止スイッチや、機器の作業エリアに作業者が入るためにセーフティドアを解放したことを検知するセーフティドアスイッチ、あるいは作業者が危険区域に接近したことを光学的に検知するライトカーテンの出力等が該当する。安全コンポーネント１は、安全リレー装置を構成する安全出力ユニット２と組み合わせて安全回路を構成する。図１に示す安全回路は、常閉のブレーク式の安全コンポーネントスイッチ３を接続している。安全回路が閉じているとき、安全出力ユニット２は正常と判断し、リレー４を閉じて接続機器への電力供給が維持される。一方、作業者やユーザが手動で操作もしくはセンサ等の出力で安全コンポーネントスイッチ３を操作することにより、安全回路が開放されると、安全出力ユニット２は安全ではない状態と判断し、リレー４を解放して接続機器への電力供給を断ち、動作を停止させる。
【０００６】
このシステムは冗長性を持たせるため、図１に示すように二重の安全回路を構成しており、安全コンポーネントスイッチ３を操作することで両方の安全回路が解放される。これによって、いずれか一方の安全回路が接点溶着等で不良又は故障となっても、他方の安全回路が機能するので、機械を停止可能である。さらに、自己点検を行うことで、接点溶着等の異常を検出することが可能であり、故障の累積を防止できる。また、このシステムでは異種構造を採用しており、同じ不良が同時に起こることを防止している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１６２３１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示す安全リレーシステムにおいては、一の安全コンポーネント１に対して一の安全出力ユニット２が接続されており、上述したＥＮ９５４−１のカテゴリ４の仕様に対応可能である。カテゴリ４では、単一故障に対する安全システムの設計として「単一故障により安全機能が失われないこと、かつ、単一故障を安全システムの次回の要求時またはその前に検出されること。もしそれが不可能な場合には、故障の蓄積により安全機能が失われないこと」が、要求されている。上述した図１の場合、いずれか一方の安全回路で接点溶着あるいは短絡が生じた場合（単一故障の場合）においても、安全コンポーネントスイッチ３を操作することで他方の安全回路により接続機器を停止することが可能（安全機能が失われていない）であり、かつ各安全回路の論理（ＯＮ／ＯＦＦの状態）が異なるため故障を検出できる。一方、複数の安全コンポーネント１を使用する場合、図２に示すように各安全コンポーネントスイッチ３を直列に接続する方法が考えられる。この接続方法では、正常時にはいずれかの安全コンポーネントスイッチ３を操作することで接続機器を停止させることができる。しかしながら、図２の接続形態では上記のカテゴリ４には対応できない。それは、いずれか一方の安全コンポーネントスイッチ３で接点溶着が発生した場合でも、他方の安全コンポーネントスイッチ３を操作すると各安全回路の論理が同一になるので故障を検出できないからである（安全機能を低下させる故障の累積）。したがって、複数の安全コンポーネントで一の接続機器を停止させる場合は、図３に示すように安全コンポーネント１毎に安全出力ユニット２を接続しなければならなかった。
【０００９】
しかしながら、図３の方法では接続する安全コンポーネント数が増えると、それに応じて多くのリレーを用意しなければならず、システムが複雑で高価になるという問題があった。安全出力ユニット２に使用されるリレー４は機械的駆動部分を含んでおり、駆動系統も複雑で高価であるため、必要なリレーの数が多くなると回路も複雑となり、配線の手間もコストもかかる。
【００１０】
一方で、予め複数の安全コンポーネントの入力に対応した安全出力ユニットが開発されている。しかしながらこのような安全出力ユニットでは、接続できる入力数が予め固定されており、この入力数を超えて接続することができなかった。
【００１１】
また一般に、安全コンポーネントに安全出力ユニットを接続して安全リレーシステムを設計するのは容易でない。例えばシステム内でショート、地絡、断線等の事態が生じた場合を考慮するが必要あるため、非常に複雑となって専門知識がなければ正しく理解できないという問題もあった。加えてＥＮ９５４−１に基づくカテゴリ４等の基準を満たすためには更に知識が要求され、専門家でない者には極めて難解であった。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、複数の安全コンポーネントに対しても容易に対応可能で設計も容易に行える安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載される安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットとを備える。この安全リレーシステムは、前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載される安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットとを備える。前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されるシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、前記マスタユニットは、前記入力増設ユニットのと接続するための複数の端子を備えるマスタユニット端子を備えており、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項３に記載される安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットとを備え、前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、前記マスタユニットと入力増設ユニットが直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成されてなり、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、請求項４に記載される安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、前記入力増設ユニットの端部であって、前記マスタユニットの接続面と反対側に接続されるエンドユニットとを備え、前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を備えており、各ユニットは、前記マスタユニットとエンドユニットを挟んで入力増設ユニットが位置するよう直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成されてなり、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行い、一方前記エンドユニットは、前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出し、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、請求項５に記載される安全リレーシステムは、請求項４に記載の安全リレーシステムであって、前記エンドユニットは、認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、請求項６に記載される安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、前記入力増設ユニットの端部であって、前記マスタユニットの接続面と反対側に接続されるエンドユニットとを備え、前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うよう構成されてなり、前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、シフトなしで入力側と出力側とが接続された非シフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、各ユニットは、前記マスタユニットとエンドユニットを挟んで入力増設ユニットが位置するよう直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成され、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、内部で接続しており、前記マスタユニットは前記入力増設ユニット側に非シフト端子から認識信号を送出し、認識信号は前記入力増設ユニットの非シフト端子を通じて前記エンドユニットに到達すると、エンドユニット内部でシフト端子に接続され、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、請求項７に記載される安全リレーシステムは、請求項４から６のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を構成する端子の内、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、該エンドユニット内部で接続し、その他の端子を接地していることを特徴とする。
【００２０】
さらにまた、請求項８に記載される安全リレーシステムは、請求項１から７のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットは安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子を複数備えることを特徴とする。
【００２１】
さらにまた、請求項９に記載される安全リレーシステムは、請求項１から８のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記マスタユニットは、複数のリレーを備えることを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、請求項１０に記載される安全リレーシステムは、請求項１から９のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットはリレーを内蔵しないことを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、請求項１１に記載される安全リレーシステムは、請求項１から１０のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットは、隣接する入力増設ユニットと、コネクタにより入力側端子群と出力側端子群とを接続することを特徴とする。
【００２４】
さらにまた、請求項１２に記載される安全リレーシステムは、請求項４から１１のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記マスタユニットは、検知された入力増設ユニットの接続台数を記憶するためのメモリを備えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１３に記載される安全リレーシステム用入力増設ユニットは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用される入力増設ユニットであって、前記入力増設ユニットは、前記マスタユニットまたは他の入力増設ユニットと接続可能で、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたは前記リレーの動作を制御するマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群とを備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されるシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出可能に構成してなることを特徴とする。
【００２６】
さらに、請求項１４に記載される安全リレーシステム用入力増設ユニットは、請求項１３に記載の安全リレーシステム用入力増設ユニットであって、前記入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子はさらに、入力側と出力側とがシフトすることなく接続された非シフト端子を含んでおり、前記マスタユニットと入力増設ユニットが直列に接続されると、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成でき、一方前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、内部で接続するエンドユニットに接続され、前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、前記マスタユニットが前記入力増設ユニット側に非シフト端子から送出すると、認識信号は前記入力増設ユニットの非シフト端子を通じて前記エンドユニットに到達すると、エンドユニット内部でシフト端子に接続され、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを可能にしてなることを特徴とする。
【００２７】
さらにまた、請求項１５に記載される安全リレーシステム用入力増設ユニットは、請求項１３または１４に記載の安全リレーシステム用入力増設ユニットであって、前記入力増設ユニットは安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子を複数備えることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１６に記載される安全リレーシステム用マスタユニットは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用されるマスタユニットであって、前記マスタユニットは、前記リレーと、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群とを備え、前記入力側端子群を介して前記入力増設ユニットが一以上直列に連結されて、各々が安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーを制御可能とすることを特徴とする。
【００２９】
さらに、請求項１７に記載される安全リレーシステム用マスタユニットは、請求項１６に記載の安全リレーシステム用マスタユニットであって、前記マスタユニットはさらに、該マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えてなり、前記マスタユニットは一以上直列に連結された前記入力増設ユニットの一端に接続された状態で認識信号を送出し、認識信号は前記入力増設ユニット内部で入力側と出力側とがシフトなしで接続された非シフト端子を通じて、前記入力増設ユニットの他端に接続されたエンドユニットに到達すると、前記非シフト端子から、前記入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子に、前記エンドユニットによって切り換えられ、認識信号は前記エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知可能であることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１８に記載される安全リレーシステム用エンドユニットは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用されるエンドユニットであって、前記エンドユニットは、前記リレーを備えリレーの動作を制御するマスタユニットが、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと直列に連結された状態で、前記入力増設ユニットと前記マスタユニットとが接続される側と反対側で前記入力増設ユニットの端部に接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、前記エンドユニットは、前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、出力側端子群を構成する端子から、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出することで、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知可能であることを特徴とする。
【００３１】
さらに、請求項１９に記載される安全リレーシステム用エンドユニットは、請求項１８に記載の安全リレーシステム用エンドユニットであって、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を構成する端子の内、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、該エンドユニット内部で接続し、その他の端子を接地していることを特徴とする。
【００３２】
さらにまた、請求項２０に記載される安全リレーシステム用エンドユニットは、請求項１８または１９に記載の安全リレーシステム用エンドユニットであって、さらに認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２１に記載される安全リレーの制御方法は、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムにおける安全リレーの制御方法であって、安全コンポーネントを接続する入力増設ユニットが入力状態を取得するステップと、一以上の入力増設ユニットで取得された入力状態を、入力増設ユニットと複数のバスラインで接続されたマスタユニットが、一の入力増設ユニットを経る毎にバスラインを所定の間隔でシフトさせながら伝達される入力状態を取得するステップと、所定の故障検出期間に、入力増設ユニットからの信号を反転させるテスト信号をマスタユニットが各入力増設ユニットに送出し、反転状態を確認することで異常検出を行うステップと、取得された一以上の入力状態または反転状態に基づき、異常が検出されると、マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする。
【００３４】
さらに、請求項２２に記載される安全リレーの制御方法は、請求項２１に記載の安全リレーの制御方法であって、さらにマスタユニットが一以上の入力増設ユニットと直列に連結された状態で、前記入力増設ユニットと前記マスタユニットとが接続される側と反対側の前記入力増設ユニットの端部から、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、一のバスラインからマスタユニット側に向かって、一の入力増設ユニットを経る毎にバスラインを所定の間隔でシフトさせながら伝達し、マスタユニットは認識信号が検出されるバスラインの位置に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知するステップを備えることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法を例示するものであって、本発明は安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法を以下のものに特定しない。
【００３６】
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００３７】
図４に、本発明の一実施の形態に係る安全リレーシステムの構成例を示す。この図は制御システムの安全関連部分を示している。この例においては、２つの安全コンポーネント１として、非常停止スイッチである安全コンポーネントスイッチ３を安全リレーシステムに接続している。非常停止スイッチはそれぞれ直接開路動作機能（強制開離機構）を備えており、かつ接点を二重化しており、各々の接点において安全回路を構成している。安全リレーシステムは、安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全を確認する。もし安全が確認できない場合は、安全でないと判断し、接続機器の内で危険を及ぼす箇所の動作を停止させる。停止は、リレーを直接制御して開放し電力供給を遮断して停止させる他、コンタクタ等を介して間接的に停止させることもできる。あるいは、電力供給の遮断以外にも、停止命令を接続機器に送り、その命令に基づいて機器の中で危険箇所を能動的に制御しながら停止させてもよい。以下の例においては、リレーによる電力供給の遮断について説明するが、本発明はこの構成に限られず、他の方法による接続機器の停止手段を採用することもできる。図４の安全リレーシステムは、安全リレー装置としてリレー４を備えるマスタユニット５と、リレーを含まない入力増設ユニット６を備える。
【００３８】
［マスタユニット５］
マスタユニット５は、安全コンポーネント１を接続するための入力部を備える。さらにマスタユニット５はリレー４を内蔵しており、接続機器への停止命令を検知してリレー４の切り替えを行う。リレー４には、電磁リレー、ソリッドステートリレー、強制ガイド機構付きの電磁リレー等が適宜利用できる。リレー接点は二重化されており、いずれかのリレー接点が万一溶着しても他方のリレー接点が開放されるので、確実に接続機器を停止できる。リレー４は、コンタクタを介してモータ等の接続機器の通電を制御する。あるいはコンタクタを介さず直接接続機器に接続することもできる。コンタクタも同様に二重化して、一方のコンタクタ接点が溶着しても他方のコンタクタ接点の開放により接続機器を停止させるよう構成できる。この場合、一方のコンタクタ接点が溶着したままでも他方のコンタクタ接点を開放させることができため、接続機器の停止後に始動スイッチをＯＮしても再起動できず、バックチェック機能を実現できる。
【００３９】
なお、マスタユニット５は安全コンポーネントを接続する入力部を省略して、入力増設ユニット６側に安全コンポーネントを接続する構成としてもよい。またマスタユニット５はリレーを内蔵するのでなく、外付けのリレーを制御するように構成してもよい。
【００４０】
［入力増設ユニット６］
入力増設ユニット６は、同じく安全コンポーネントを接続するための入力部を備える。この入力増設ユニット６はマスタユニット５と異なりリレーを内蔵しないので、回路を簡単に構成して安価にすることができる。リレーは機械的動作部分を含み、駆動のための制御回路等が必要で、また大電流の通電に耐えうる接点や繰り返し開閉動作しても機能する耐久性も要求され、一般に複雑で高価となる。このため、上述した図３のように安全コンポーネント１を接続するユニット毎にリレー４を設ける構成では、入力数に応じてコストも高くなる。これに対して本発明の実施の形態に係る図４の構成では、リレーを省略した入力増設ユニット６を増設可能とすることで、入力数に応じて増設するユニットを簡単にして、コストを安価にすることができる。さらにリレーを含まない入力増設ユニット６においては、リレーに通電する大電流も流れないため、大電流用の配線接続が不要であり、より安価で接続の容易な信号線の接続で足りる。しかもコネクタ式にできるので、連結も簡単かつ容易に行える。さらに配線数も少なくなるので、省スペース化にも寄与する。
【００４１】
各ユニットに接続された安全コンポーネント１の安全コンポーネントスイッチ３は、常閉（ＮＣ）接点である。通常時は安全回路はそれぞれ閉路されて通電しており、ユニット側はこれを安全情報としてモニタし、リレー４を閉じてモータ等の接続機器に通電する。一方、非常時に非常停止スイッチを押下すると、対応する２つの安全コンポーネントスイッチ３の常閉接点がそれぞれブレークされて安全回路が開放されるので、ユニット側は安全情報が失われたことを検知し、リレー４を開いて接続機器への通電を遮断する。
【００４２】
この安全リレーシステムは、マスタユニット５もしくは入力増設ユニット６に接続された安全コンポーネント１の安全コンポーネントスイッチ３のいずれかが操作されると、該当する安全回路が開放されるので安全ではない状態または異常を検出できる。しかも、各安全回路は独立しているので、いずれかの安全コンポーネントスイッチ３に不良または故障が生じても検出することができる。マスタユニット５による安全コンポーネントスイッチ３の自己点検は、例えば所定の周期毎にテスト信号を送出して開閉のチェックを行う。
【００４３】
この構成によって、リレー接点の二重化、コンタクタ接点のバックチェック機能、安全コンポーネントスイッチの自己点検が実現され、ＥＮ９５４−１に基づくカテゴリ４等の安全基準に対応可能な安全リレーシステムが実現可能となる。
【００４４】
［入力増設ユニット６の増設］
図４では２つの安全コンポーネントを接続する例を示したが、さらに安全コンポーネントを追加して３つの安全コンポーネントを入力するには、図５に示すように入力増設ユニットＢを追加する。入力増設ユニットＢは上述した入力増設ユニット６と同様のものが利用できる。また入力増設ユニットＢに接続された安全コンポーネント１の安全コンポーネントスイッチ３の操作も上記と同様で、非常停止スイッチ等の動作によってマスタユニット５のリレー４が操作される。これによって、新たにシステムを設計し直したり回路を組み替えることなく、入力増設ユニット６を追加することで簡単に安全コンポーネントの増設に対応できる。また、各入力増設ユニット６の出力をマスタユニット５でまとめることができるので、ユニット間の配線も簡素化でき、この点においても省配線に寄与する。
【００４５】
［コネクタ］
ユニット間の接続には、コネクタを使用する。コネクタは複数の接続端子を電気的に接続する。入力増設ユニット６は、入力側端子群と出力側端子群を備えており、入力側端子群は他の入力増設ユニット６やエンドユニット１２と、出力側端子群は他の入力増設ユニット６やマスタユニット５とそれぞれ接続する。一例として、入力増設ユニット６をマスタユニット５に接続する様子を図６に示す。図６では相互にコネクタ７を挿入し、フックで係止してユニット同士を連結している。上述のように入力増設ユニット６にはリレーを含まないので、リレーを流れる大電流用の配線が不要となり、簡易なコネクタ式の接続で足りる。各ユニットには、接続用のコネクタ７が側面の略中央に設けられており、対向する接合面で一方が雄型７Ａ、他方が雌型７Ｂとなるように対応する位置にそれぞれのコネクタ７が配置される。またユニットの接合面において、一方の面の端部付近で両側に一対の係止用のフック８と、フックに対応する対抗面の位置にこのフックを係止するための係止溝９がそれぞれ設けられる。マスタユニット５は入力増設ユニット６を接合する一面のみにこれらコネクタ７、フック８あるいは係止溝９を設けているが、入力増設ユニット６は両面にユニットを接続できるよう、両面にこれらのコネクタ７やフック８等を設けている。この図はマスタユニット５と入力増設ユニット６の接続例を示しているが、入力増設ユニット６同士や入力増設ユニット６とエンドユニット１２との接続も同様にして実現できる。
【００４６】
コネクタは、入力側端子群と出力側端子群とを個別に構成して、各ユニット間で入力側端子群と出力側端子群のコネクタ同士を直接係合する方式とする他、入力側端子群と出力側端子群を一体にしたコネクタとすることもできる。例えば、図７においては、接続用ボード１０に各ユニットを装着する形態としている。図７の例では、各ユニットの一面に入力側端子群と出力側端子群を一体にした雄型コネクタが設けられ、接続用ボード１０にはこの雄型コネクタに係合可能な雌型コネクタ７Ｃが設けられる。雌型コネクタ７Ｃは一定間隔で接続ボード１０上に複数設けられ、各ユニットを装着した状態でユニットが略一直線に並ぶよう雌型コネクタ７Ｃの間隔が設定される。
【００４７】
これら雄型、雌型コネクタの雄型、雌型はユニットとボードで逆にしてもよく、またコネクタの形状は、複数のピンを配置するタイプやベローズ状に面に接点を配置するタイプ等が適宜利用できる。またコネクタの位置も、略中央に限られず、偏心位置や端部等所望の位置に設定できる。またコネクタ自体にフック等の係止部材を設け、電気的接続と機械的連結を兼用する構成としてもよい。あるいはユニット同士の接続は、ユニットに設けられたコネクタ同士を直接係合する方式の他、別部材のコネクタやコード等を介して接続する形態とすることもできる。
【００４８】
［複数のユニットを連結したシステム］
この入力増設ユニット６は、安全リレーシステムに接続すべき安全コンポーネントの数が増加しても、入力増設ユニット６を増設するだけで容易に対応できる。図８に、マスタユニット５に５つの入力増設ユニットＡ〜Ｅを追加した例を示す。この構成では７つのバスラインを備えており、それぞれの入力増設ユニット６は入力側（図８において右側）と出力側（図８において左側）に７つのバスラインの接続端子１〜７を設けている。各入力増設ユニット６の内部では、入力側の接続端子は１つシフトして出力側の接続端子と接続されている。例えば入力側の接続端子１は出力側の接続端子２と、入力側の接続端子２は出力側の接続端子３と、それぞれ接続されており、シフト端子を構成している。また出力側の接続端子１は、安全コンポーネントと接続される。一方入力増設ユニット６同士の接続においては、コネクタ等により入力側の接続端子と出力側の接続端子がそのまま接続され、例えば入力増設ユニットＡの入力側の接続端子１は入力増設ユニットＢの出力側の接続端子１と、入力増設ユニットＡの入力側の接続端子２は入力増設ユニットＢの出力側の接続端子２と、それぞれ接続される。さらに入力増設ユニットＡの出力側の接続端子は、マスタユニット５の入力側の接続端子とそれぞれ接続される。マスタユニット５は、一面（図において右側）に入力増設ユニット６と接続するためのマスタユニット入力側端子群のみを備えている。またマスタユニット５は、リレー４を備えており、マスタユニット入力側端子群から取得される安全コンポーネントからの入力状態に基づいてリレー４の制御を行う。このように、マスタユニット５は複数段に連結された入力増設ユニット６の一端で、各入力増設ユニット６に接続された安全コンポーネントからの入力状態を集積して、これに基づきリレー４を動作させる。なお、図８のマスタユニット５は安全コンポーネントを接続していない。ただ、図４と同様に安全コンポーネントを接続するための入力部を備える構成としてもよい。
【００４９】
各入力増設ユニット６は、安全コンポーネントから受けた入力をマスタユニット５側に送出する。例えば、入力増設ユニットＡの入力状態（入力Ａ）は、入力増設ユニットＡの出力側の接続端子１からバスラインを通ってマスタユニット５の入力側の接続端子１に入力される。同じく、入力増設ユニットＢの入力状態（入力Ｂ）は、入力増設ユニットＢの出力側の接続端子１から入力増設ユニットＡのシフト端子である入力側の接続端子１、出力側の接続端子２を通って、マスタユニット５の入力側の接続端子２に入力される。以下同様にして、各入力増設ユニット６の入力状態は、間に介在する入力増設ユニット６を介してシフト端子を経る毎に端子番号を増加させながら伝達されていき、マスタユニット５に送出される。
【００５０】
このようにしてマスタユニット５は、入力増設ユニットＡ〜Ｅの入力状態を入力側の接続端子１〜５をモニタすることで確認できる。いずれかの入力側の接続端子で安全ではない状態または異常が検出されると、内蔵するリレー４を動作させてシステムを安全に停止する。マスタユニット５は入力側の接続端子の番号から、何番目に接続された入力増設ユニット６の入力状態かを認識することが可能となる。なお本明細書において「安全ではない状態」とは、安全コンポーネントが正常に動作して危険領域に入ろうとする人を検出する状態等を指し、一方「異常」とは、安全コンポーネントまたは安全リレー装置等が故障した状態等を指す。
【００５１】
図８に示すマスタユニット５は入力側の接続端子を７つ備えているので、入力増設ユニット６を７台まで接続することが可能である。端子数を増やすことで、更に多くの入力増設ユニット６を接続することができる。
【００５２】
［エンドユニット１２］
次に、本発明の他の実施の形態として、端部に位置する入力増設ユニットＥにさらにエンドユニットを接続した例を図９に示す。この図に示す各入力増設ユニット６は図８と異なり、入力側の接続端子７と出力側の接続端子７とがシフトすることなく接続された非シフト端子となっており、他の端子は図８と同様に入力側の接続端子と出力側の接続端子がシフトした接続となっている。エンドユニット１２は、一面（図において左側）に入力増設ユニット６と接続するためのエンドユニット出力側端子群のみを備えている。エンドユニット１２の出力側の接続端子１と７は接続されており、残りの２〜６は接地されている。このエンドユニット１２は、配線パターンのみのユニットとすることができ、安価に構成できる。エンドユニット１２を接続することで、入力増設ユニット６の接続数を検知することができる。
【００５３】
図９に示すように、マスタユニット５の入力側の接続端子７から認識信号として所定の周期毎に認識可能なパルス信号を出力する。認識信号は、マスタユニット５に内蔵あるいは外部に接続された認識信号発生回路１１により生成される。マスタユニット５から出力された認識信号は各入力増設ユニットＡ〜Ｅの非シフト端子である出力側の接続端子７から入力側の接続端子７を通り、エンドユニット１２の出力側の接続端子７に伝達される。さらに認識信号は、エンドユニット１２の出力側の接続端子７から出力側の接続端子１を通って再び入力増設ユニット６に伝達され、入力増設ユニットＥのシフト端子である入力側の接続端子１から出力側の接続端子２を通り、さらに入力増設ユニットＤの入力側の接続端子２から出力側の接続端子３、入力増設ユニットＣの入力側の接続端子３から出力側の接続端子４、入力増設ユニットＢの入力側の接続端子４から出力側の接続端子５、入力増設ユニットＡの入力側の接続端子５から出力側の接続端子６へと伝達され、マスタユニット５の入力側の接続端子６に入力される。このとき、マスタユニット５は入力側の接続端子６で認識信号を認識することにより、入力増設ユニット６の接続台数が５台であることを検知できる。例えばマスタユニット５に入力増設ユニット６が２台接続されているのであれば、マスタユニット５の入力側の接続端子７から出力した認識信号はマスタユニット５の入力側の接続端子３で検出されることになる。あるいは、入力増設ユニットが接続されていない状態では、マスタユニット５の入力側の接続端子７から出力された認識信号が、エンドユニット１２の出力側の接続端子７から１に伝達されてマスタユニット５の入力側の接続端子１で検出される。このように、マスタユニット５の入力側の接続端子７から出力した認識信号が、何番の入力側の接続端子に返されたかを検知すれば、その番号よりも１少ない台数の入力増設ユニットが接続されていると認識できる。マスタユニット５は、入力増設ユニットの接続台数を記憶するためのメモリ等の記憶部を備えている。認識された入力増設ユニットの接続台数は、記憶部に保持される。
【００５４】
このように、エンドユニット１２を付加することによって、マスタユニット５は入力増設ユニット６の接続台数を検知できる。このため、各入力増設ユニット６に固有のＩＤ番号やアドレスを持たせなくとも、マスタユニット５側で入力増設ユニット６の接続台数を検知することができる。特にユニット間で通信等を行うことなく、配線のみの簡単な構成で入力増設ユニット数の計数が実現される。入力増設ユニット６の接続数を知ることは、安全システムで要求される故障検出に重要となる。すなわち、信号のない端子について接続されている入力増設ユニット６が故障しているのか、あるいは入力増設ユニット自体が接続されていないのかを区別する必要があるからである。
【００５５】
［故障検出］
安全リレーシステムでは故障検出が可能である。上記システムにおいては所定の故障検出期間を設け、各入力増設ユニットの故障検出を行う。なお、故障検出は安全機能実行前に行わせてもよい。故障検出期間中は各バスラインから正常を知らせるテスト信号パルスを出力させる。マスタユニット５は故障検出期間に各入力増設ユニット６からのテスト信号パルスを認識して、正常状態を確認する。テスト信号パルスは、リレーが機械的に検出できない程短い時間、例えば５μｓ送信される。一般にＯＮかＯＦＦかは信号のｈｉｇｈかｌｏｗかで判断される。もし地絡や断線、ショート等の事故が発生すると、信号はｈｉｇｈまたはｌｏｗで固定されることになる。このような信号の固定状態が発生していないかどうかを検出するために、テスト信号として故障検出期間外に各バスラインが出力すべき信号とは反転した信号（反転信号）を送出する。反転信号を受けると、短い時間に反転が生じなければならない。よって、もし反転しない場合は、異常が生じていることが検出される。いずれか一の端子で異常が検出されると、システムは異常と判断して必要な処理、例えばリレー４を動作させてシステム全体の停止を実行する。
【００５６】
故障検出において、マスタユニット５側で入力増設ユニット６の接続台数を認識していないと、故障検出期間に正常信号を取得できない場合に、入力増設ユニット６が故障なのか、もしくは未接続なのかを認識できないことになる。上記の構成では予め入力増設ユニット６の接続数をマスタユニット５側で検知しているため、正常信号を受信できない場合に該当する入力増設ユニット６が故障であると判断できる。この際、マスタユニット５は正常信号を受信できない入力側の接続端子の番号により、何番目の入力増設ユニット６に異常が生じたかを認識することが可能となる。
【００５７】
このように、エンドユニット１２を接続することによって何台の入力増設ユニット６がマスタユニット５に接続されているかを検出可能となる。これによって、いずれかの端子で安全ではない状態または異常が検出されると、それがユニット未接続の端子なのか、故障なのかが判別できる。すなわち、安全ではない状態または異常が検出された端子番号と接続台数とを比較することで、ユニットの故障が生じているかどうかが判別できる。
【００５８】
［認識信号発生回路１１を内蔵するエンドユニット１２］
さらに、入力増設ユニット６の接続数は図１０に示す本発明の実施の他の形態によっても検知することができる。この例では、認識信号をマスタユニット５から送出するのでなく、エンドユニット１２自体に認識信号を発生するための認識信号発生回路１１を備えている。認識信号発生回路１１はエンドユニット１２の出力側の接続端子１に接続されており、図９と同様にエンドユニット１２の出力側の接続端子１から順に各入力増設ユニット６を経由してマスタユニット５に認識信号が送出される。よって、マスタユニット５では認識信号が入力側の接続端子の何番で検出できるかによって入力増設ユニット６の接続台数を認識することが可能となる。この構成では、マスタユニット５からエンドユニット１２に認識信号を送出するためのバスラインや非シフト端子が不要となるため、図９に比べて端子数を減らすことができるというメリットがある。
【００５９】
また、図９および図１０のエンドユニット１２は、いずれも安全コンポーネントを接続していない。ただ、エンドユニットにも、安全コンポーネントを接続するための端子等の入力部を備えることはできる。例えば、図９および図１０において、入力増設ユニットＥとエンドユニット１２を一体にした構造とすることで、入力増設ユニット６とエンドユニット１２の機能を果たすユニットを構成できる。図１１に、図９の構成に基づくエンドユニット機能を備える入力増設ユニットＥの一例を示す。図１１のエンドユニット１３は、安全コンポーネントを接続可能なエンドユニット、あるいはエンドユニットの機能を備える入力増設ユニットとして機能し、いずれも入力増設ユニットとして扱われる。またエンドユニットに通信機能を持たせ、マスタユニットと通信によって認識信号をやりとりすることもできる。
【００６０】
以上の例では、安全リレーシステムの信頼性を高めるため、安全コンポーネントからの入力信号に冗長性を持たせ、入力信号用に同じバスラインを２系統持たせることも可能である。これによって、一方のバスラインに安全ではない状態または異常が生じても他方が動作することで安全性が維持できる。
【００６１】
なお上記の実施の形態においては、冗長性を持たせるため回路やリレー４を二重に構成しているが、単一の構成でも安全リレーとして動作可能であることはいうまでもない。一方で様々な安全基準や規格に対応するため、必要な場合は二重化や三重化等の構成を適宜採用できる。
【００６２】
上記の実施の形態では、リレーの動作と安全コンポーネントからの入力を行う部材をそれぞれマスタユニット５と入力増設ユニット６に分離し、マスタユニット５にリレーを設けて、入力増設ユニット６に安全コンポーネント１を接続している。そして入力増設ユニット６で安全コンポーネントからの入力状態を取得し、これをマスタユニット５側に送出してリレーの動作を行う。これによって、安全コンポーネント毎にリレーを設ける必要が無くなり、複数の安全コンポーネントを１台のマスタユニット５で集約して、ここに安全リレーを設けることで上述したＥＮ９５４−１に基づくカテゴリ４等の高度な安全基準にも対応可能なシステムを実現できる。
【００６３】
さらに入力増設ユニット６をユニット化することで、入力増設ユニット６を増設して安全コンポーネントの増加に容易に対応できる。特に、安全リレーは制御対象の負荷に直接接続されるよりも、コンタクタ（接触器）に接続されることが一般的である。この場合、コンタクタにはコンタクタの接点をモニタするための接点が設けられており、このモニタ接点の状態を安全リレーが監視することとなる。従来は、ＥＮ９５４−１に基づくカテゴリ４等の高い安全基準を満たすためには、図３のように安全コンポーネント毎に安全リレーを接続する必要があったが、この場合は複数の安全リレーで一のコンタクタを制御することとなる。このとき、モニタすべきコンタクタの接点の数が安全リレーの数よりも少なくなるため、カテゴリ４を満たすためには非常に煩雑な接続を強いられることとなる。特に、モニタ接点の接続は非常に煩雑で面倒であった。これに対し上記の実施の形態によれば、安全リレーの数を増やすことなく安全コンポーネントを増やすことが可能となるので、一のコンタクタで一の安全リレーを制御する状態が維持され、煩雑な配線を行う手間から解放され、高度な専門知識が無くとも簡単な接続で容易に安全コンポーネントの追加を行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法によれば、安全リレーシステムに接続される安全コンポーネントの数に関わらず、必要なリレー数を減らすことができる。それは、本発明の安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力増設ユニット、安全リレーシステム用マスタユニット、および安全リレーの制御方法が、上述のようにユニット化されたリレーを制御する部分と安全コンポーネントを接続する部分に分離し、リレーの制御を集約しているからである。この構成では、接続すべき安全コンポーネントが増えても、入力増設ユニットの増設によって容易に対応できるので、システムの再設計等を行う必要が無く、煩雑な配線の組み替えといった高度な専門知識から開放される。しかも、このシステムでは冗長構造、異種構造、故障検出等も実現可能であるので、各種の安全基準にも対応可能なシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一の安全コンポーネントでリレーを動作させる安全リレーシステムの一例を示す概念図である。
【図２】二の安全コンポーネントでリレーを動作させる安全リレーシステムの一例を示す概念図である。
【図３】二の安全コンポーネントでリレーを動作させる安全リレーシステムの他の例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る安全リレーシステムの構成例を示す概念図である。
【図５】図４の安全リレーシステムに安全コンポーネントを追加する状態を示す概念図である。
【図６】入力増設ユニットをマスタユニットに接続する様子を示す概略斜視図である。
【図７】入力増設ユニットをマスタユニットに接続する他の例を示す概略斜視図である。
【図８】マスタユニットに５つの入力増設ユニットを接続した安全リレーシステムを示す概念図である。
【図９】図８の安全リレーシステムに一実施の形態に係るエンドユニットを接続した状態を示す概念図である。
【図１０】さらに他の実施の形態に係る安全リレーシステムにエンドユニットを接続した状態を示す概念図である。
【図１１】図８の安全リレーシステムに他の実施の形態に係るエンドユニットを接続した状態を示す概念図である。
【符号の説明】
１…安全コンポーネント
２…安全出力ユニット
３…安全コンポーネントスイッチ
４…リレー
５…マスタユニット
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ…入力増設ユニット
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ…コネクタ
８…フック
９…係止溝
１０…接続用ボード
１１…認識信号発生回路
１２、１３…エンドユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is, for example, a highly reliable safety relay system suitable for applications such as driving a target load only when a plurality of input conditions related to safety confirmation are satisfied, an input expansion unit for a safety relay system, The present invention relates to a safety relay system master unit and a safety relay control method.
[0002]
[Prior art]
Safety measures are used because of the need for safety measures in each direction. For example, machine tools, press machines, robots, packaging machines, lifting devices, and the like are used at the manufacturing site, and various safety measures are required to protect workers from these devices. For example, the mechanical operation is stopped by cutting off the power supply to the device in an unsafe state or when an abnormality occurs, thereby ensuring the safety of the worker. In the construction of such a system, a safety relay device is used.
[0003]
The safety relay device controls energization by opening and closing electrical contacts. Some safety relay devices include, for example, a plurality of relays with a forced guide, and additionally have a self-holding function, a double relay contact, a back check function using a relay NC contact, a heterogeneous structure, and the like. When one normally open contact (NO contact) is welded, the relay with forced guide opens the other normally closed contact (NC contact) in the non-excited state of the coil, and when one normally closed contact is welded, A relay in which another normally open contact is opened in a coil excitation state (for example, Patent Document 1). The self-holding function is configured so that the system does not restart even if safety information such as operation of an emergency stop switch is input and then returned (reset). Further, the duplication of relay contacts is also called redundancy. By providing the contacts in parallel, even if one of the contacts is welded, it can function by the other contact provided in parallel. Furthermore, the back check function by the NC contact of the relay is to detect a failure such as contact welding of the relay or contactor (contactor) and check the state of the contact. Heterogeneous structure (diversity structure) means that multiple types of members are used in combination. Even if a defect such as a bug occurs in a specific member, the same problem does not occur at the same time as long as it is a species-specific defect. Therefore, it can be made to function by other members.
[0004]
In recent years, there are an increasing number of countries and regions where safety measures standards have been legalized, and in particular, there are demands for safety relay devices and systems having specifications conforming to the standards for such safety measures. As safety standards, ISO, IEC, EN, JIS, etc. are defined according to the target and region. For example, in order to receive Category 4 certification, which is the highest safety level based on EN954-1, which is a European machine safety standard, it must be redundant, heterogeneous, and always maintain circuit or component integrity. It is required to perform self-inspection of data against
[0005]
FIG. 1 shows an example in which a system for stopping a device with one safety component that is a target for ensuring safety is configured. Here, the safety component is an element that sends a command to cut off the power supply to a desired device in response to a specific operation that should ensure the safety of the worker. For example, an emergency stop switch that stops the operation of the drive motor for equipment changeover, teaching, and adjustment, and safety that detects that the safety door has been released to enter the equipment work area. This corresponds to the output of a door switch or a light curtain that optically detects that an operator has approached a hazardous area. The safety component 1 constitutes a safety circuit in combination with the safety output unit 2 constituting the safety relay device. The safety circuit shown in FIG. 1 is connected to a normally closed break type safety component switch 3. When the safety circuit is closed, it is determined that the safety output unit 2 is normal, the relay 4 is closed, and the power supply to the connected device is maintained. On the other hand, when the safety circuit is opened by the operator or the user manually operating or operating the safety component switch 3 with the output of the sensor or the like, the safety output unit 2 is determined to be in an unsafe state, and the relay 4 is turned on. Release the power supply to the connected device and stop the operation.
[0006]
In order to provide redundancy in this system, a double safety circuit is configured as shown in FIG. 1, and both safety circuits are released by operating the safety component switch 3. As a result, even if one of the safety circuits becomes defective or malfunctions due to contact welding or the like, the other safety circuit functions, so that the machine can be stopped. Furthermore, by performing self-inspection, it is possible to detect abnormalities such as contact welding, and prevent failure accumulation. In addition, this system employs a heterogeneous structure to prevent the same failure from occurring at the same time.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-162317
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the safety relay system shown in FIG. 1, one safety output unit 2 is connected to one safety component 1, and can correspond to the category 4 specification of EN954-1 described above. In category 4, the design of a safety system for a single failure is “no safety function is lost due to a single failure, and a single failure is detected at or before the next request of the safety system. If this is impossible, it is required that the safety function is not lost due to the accumulation of failures. In the case of FIG. 1 described above, even when contact welding or short-circuit occurs in one of the safety circuits (in the case of a single failure), the connected component is stopped by the other safety circuit by operating the safety component switch 3. The failure can be detected because the logic (ON / OFF state) of each safety circuit is different. On the other hand, when using a plurality of safety components 1, a method of connecting the safety component switches 3 in series as shown in FIG. 2 is conceivable. In this connection method, the connected device can be stopped by operating one of the safety component switches 3 at the normal time. However, the connection form of FIG. 2 cannot cope with the above category 4. This is because even if contact welding occurs in one of the safety component switches 3, the operation of the other safety component switch 3 makes the logic of each safety circuit the same, so that a failure cannot be detected (reducing the safety function). Cumulative failure). Therefore, when one connected device is stopped by a plurality of safety components, the safety output unit 2 must be connected to each safety component 1 as shown in FIG.
[0009]
However, in the method of FIG. 3, when the number of safety components to be connected increases, a large number of relays must be prepared accordingly, and there is a problem that the system becomes complicated and expensive. The relay 4 used in the safety output unit 2 includes a mechanical drive part, and the drive system is complicated and expensive. Therefore, if the number of necessary relays increases, the circuit becomes complicated, and wiring work and cost are increased. .
[0010]
On the other hand, safety output units corresponding to inputs of a plurality of safety components have been developed in advance. However, in such a safety output unit, the number of inputs that can be connected is fixed in advance, and the number of inputs that can be connected cannot be exceeded.
[0011]
In general, it is not easy to design a safety relay system by connecting a safety output unit to a safety component. For example, since it is necessary to consider the case where a short circuit, ground fault, disconnection, or the like occurs in the system, there is a problem that it is very complicated and cannot be correctly understood without specialized knowledge. In addition, further knowledge is required to satisfy the criteria of category 4 and the like based on EN 954-1, which is extremely difficult for non-experts.
[0012]
The present invention has been made to solve such problems. An object of the present invention is to provide a safety relay system, a safety relay system input expansion unit, a safety relay system master unit, and a safety relay control method that can be easily designed and designed for a plurality of safety components. It is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the safety relay system according to claim 1 of the present invention determines whether or not it is safe based on the input state from the safety component, and when it is determined that it is not safe, A safety relay system for controlling a relay for directly or indirectly stopping operation of at least a dangerous point, comprising a master unit that controls the operation of the relay, and is connectable to the master unit. One or more input expansion units for obtaining an input state from the safety component. The safety relay system is characterized in that the input unit obtains an input state from a safety component and sends the input state to the master unit side so that the master unit controls the relay. .
[0014]
Further, the safety relay system according to claim 2 determines whether or not it is safe based on the input state from the safety component, and when it is determined that it is not safe, the operation of at least the dangerous part of the connected device is directly performed. Or a safety relay system for controlling a relay for stopping indirectly, the master unit including the relay and controlling the operation of the relay, and connectable to the master unit, and obtaining an input state from a safety component And one or more input expansion units. The input extension unit includes an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units, and an output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units or a master unit. Each terminal that constitutes the input side terminal group and the output side terminal group is connected to a safety component and a shift terminal that shifts at least one or more inside the input extension unit and connects the input side and the output side. The master unit includes a master unit terminal having a plurality of terminals for connection with the input expansion unit, whereby the input expansion unit can be connected to the safety component from the safety component. The master unit is reset by sending the input state to the master unit side. And performing control of over.
[0015]
Furthermore, the safety relay system according to claim 3 determines whether or not it is safe based on the input state from the safety component, and when it is determined that it is not safe, the operation of at least the dangerous part of the connected device is directly performed. Or a safety relay system for controlling a relay for stopping indirectly, the master unit including the relay and controlling the operation of the relay, and connectable to the master unit, and obtaining an input state from a safety component One or more input expansion units to connect, the input expansion unit is connected to an input side terminal group having a plurality of terminals for connection to other input expansion units, and to another input expansion unit or master unit The output side terminal group having a plurality of terminals to be provided, each terminal constituting the input side terminal group and the output side terminal group is A shift terminal connected to the input side and the output side by shifting at least one or more inside the input extension unit, and a safety component connection terminal connectable to a safety component, wherein the master unit and the input extension unit are The safety component terminal of each input extension unit is connected in series, and the master unit shifts between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the input extension unit and the master unit. In this way, the input expansion unit acquires the input state from the safety component by the input extension unit, and the master unit controls the relay by sending the input state to the master unit side. It is characterized by performing.
[0016]
Furthermore, the safety relay system according to claim 4 determines whether or not it is safe based on the input state from the safety component, and when it is determined that it is not safe, the operation of at least the dangerous part of the connected device is directly performed. A relay system for controlling a relay for stopping automatically or indirectly, comprising: a master unit that includes the relay and that controls the operation of the relay; and can be connected to the master unit, and an input state from a safety component is controlled. One or more input expansion units for obtaining and an end unit connected to an end of the input expansion unit on the opposite side of the connection surface of the master unit, Input-side terminal group with multiple terminals for connecting to the input expansion unit, and other input expansion units or master units An output side terminal group having a plurality of terminals for connection is provided, and each terminal constituting the input side terminal group and the output side terminal group is shifted by at least one or more inside the input expansion unit, and the input side and the output A shift terminal connected to the side and a safety component connection terminal connectable to a safety component, and the end unit includes an end unit terminal for connecting to the input extension unit, and each unit Are connected in series so that the input extension unit is located across the master unit and the end unit, and the safety component terminal of each input extension unit is connected between the input extension unit and the master unit. Sending to the master unit while shifting between terminals via the shift terminal of the input extension unit Thus, the input state from the safety component is acquired by the input extension unit, and each master state is sent to the master unit side so that the master unit controls the relay, while the end unit Shifts the recognition signal for recognizing the number of input expansion units connected to the master unit between the terminals via the shift terminal of the input expansion unit connected between the end unit and the master unit. The master unit detects the number of additional input units connected to the master unit based on the terminal number from which the recognition signal is detected.
[0017]
Furthermore, the safety relay system according to claim 5 is the safety relay system according to claim 4, wherein the end unit includes a recognition signal generation circuit for generating a recognition signal. To do.
[0018]
Furthermore, the safety relay system according to claim 6 determines whether or not it is safe based on the input state from the safety component, and when it is determined that it is not safe, the operation of at least the dangerous part of the connected device is directly performed. A relay system for controlling a relay for stopping automatically or indirectly, comprising: a master unit that includes the relay and that controls the operation of the relay; and can be connected to the master unit, and an input state from a safety component is controlled. One or more input expansion units for obtaining and an end unit connected to the end of the input expansion unit opposite to the connection surface of the master unit, from the safety component in the input expansion unit Each of the master units, and each sends the input state to the master unit side. Is configured to control the relay, and the input extension unit is connected to an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to another input extension unit and to another input extension unit or master unit. An output side terminal group including a plurality of terminals, and each of the terminals constituting the input side terminal group and the output side terminal group is shifted at least one or more inside the input expansion unit, and the input side and the output side Includes a shift terminal connected to the input side and the output side without shift, and a safety component connection terminal connectable to a safety component, each unit including the master unit The input extension units are connected in series so that the end units are located between them, and the safety component terminal of each input extension unit is connected to the input extension. The input unit is configured to be sent to the master unit while shifting between terminals via a shift terminal of the input extension unit connected between the knit and the master unit, and the end unit is a non-shift of the input extension unit. The terminal connected to the terminal and the terminal connected to the shift terminal of the input extension unit are connected internally, and the master unit sends a recognition signal from the non-shift terminal to the input extension unit side, When the recognition signal reaches the end unit through the non-shift terminal of the input extension unit, it is connected to the shift terminal inside the end unit, and the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit is connected. And return to the master unit while shifting between terminals, the master unit recognizes The number of input extension units connected to the master unit is detected based on the terminal number from which the signal is detected.
[0019]
Furthermore, the safety relay system according to claim 7 is the safety relay system according to any one of claims 4 to 6, wherein the end unit is an end unit terminal for connecting to the input extension unit. The terminal connected to the non-shift terminal of the input extension unit and the terminal connected to the shift terminal of the input extension unit are connected inside the end unit, and the other terminals are grounded. It is characterized by that.
[0020]
Furthermore, the safety relay system according to claim 8 is the safety relay system according to any one of claims 1 to 7, wherein the input extension unit includes a plurality of safety component connection terminals connectable to safety components. It is characterized by providing.
[0021]
Furthermore, the safety relay system according to claim 9 is the safety relay system according to any one of claims 1 to 8, wherein the master unit includes a plurality of relays.
[0022]
Furthermore, a safety relay system according to a tenth aspect is the safety relay system according to any one of the first to ninth aspects, wherein the input expansion unit does not include a relay.
[0023]
Furthermore, the safety relay system according to claim 11 is the safety relay system according to any one of claims 1 to 10, wherein the input extension unit is connected to an input side by an adjacent input extension unit and a connector. The terminal group and the output side terminal group are connected.
[0024]
Furthermore, the safety relay system according to claim 12 is the safety relay system according to any one of claims 4 to 11, wherein the master unit stores the detected number of connected input expansion units. It is characterized by providing the memory for this.
[0025]
Further, the safety relay system input expansion unit according to claim 13 judges whether or not it is safe based on the input state from the safety component. An input expansion unit used in a safety relay system that controls a relay for stopping operation directly or indirectly, wherein the input expansion unit can be connected to the master unit or another input expansion unit, Input side terminal group having a plurality of terminals for connection with other input expansion units, and output side terminal group having a plurality of terminals for connection with other input expansion units or a master unit for controlling the operation of the relay And each terminal constituting the input side terminal group and the output side terminal group is at least one in the input extension unit. It includes a shift terminal to which the input side and the output side are connected by shifting, and a safety component connection terminal that can be connected to the safety component, thereby obtaining an input state from the safety component with the input expansion unit, It is configured to be able to send to the master unit while shifting between terminals via a shift terminal of an input extension unit connected to the master unit.
[0026]
Furthermore, the input expansion unit for safety relay systems described in claim 14 is the input expansion unit for safety relay systems according to claim 13, wherein each terminal constituting the input side terminal group and the output side terminal group Further includes a non-shifting terminal connected to the input side and the output side without shifting, and when the master unit and the input expansion unit are connected in series, the safety component terminal of each input expansion unit is The input extension unit can be configured to be sent to the master unit while shifting between terminals via a shift terminal of the input extension unit connected between the input extension unit and the master unit, while the non-shift terminal of the input extension unit And the terminal connected to the shift terminal of the input expansion unit to the end unit connected internally. When the master unit sends a recognition signal for recognizing the number of input expansion units connected to the master unit from the non-shift terminal to the input expansion unit side, the recognition signal is transmitted to the non-input expansion unit. When the end unit is reached through the shift terminal, the end unit is connected to the shift terminal inside the end unit, while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit. The master unit is returned to the master unit, and the master unit can detect the number of input extension units connected to the master unit based on the terminal number from which the recognition signal is detected.
[0027]
Furthermore, an input expansion unit for a safety relay system according to claim 15 is the input expansion unit for a safety relay system according to claim 13 or 14, wherein the input expansion unit is a safety that can be connected to a safety component. A plurality of component connection terminals are provided.
[0028]
The safety relay system master unit according to claim 16 determines whether or not the safety relay system master unit is safe based on an input state from the safety component. A master unit used in a safety relay system for controlling a relay for directly or indirectly stopping a relay, wherein the master unit has an input extension for acquiring an input state from the relay and a safety component And an input side terminal group including a plurality of terminals for connecting to the unit, and one or more input extension units are connected in series via the input side terminal group, and each acquires an input state from a safety component. By sending each input state to the master unit side, the master unit can control the relay. The features.
[0029]
Furthermore, the safety relay system master unit according to claim 17 is the safety relay system master unit according to claim 16, wherein the master unit further includes an input extension unit connected to the master unit. A recognition signal generation circuit for generating a recognition signal for recognizing the number of units is provided, and the master unit transmits a recognition signal in a state of being connected to one end of the input extension units connected in series one or more. When the recognition signal reaches the end unit connected to the other end of the input expansion unit through the non-shift terminal in which the input side and the output side are connected without shifting inside the input expansion unit, The shift terminal connected to the input side and the output side by shifting at least one or more inside the input extension unit, Switched by the end unit, the recognition signal is returned to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit, and the master unit recognizes The number of input expansion units connected to the master unit can be detected based on the terminal number from which the signal is detected.
[0030]
An end unit for a safety relay system according to claim 18 determines whether or not it is safe based on an input state from a safety component, and when it is determined that the safety unit is not safe, the operation of at least a dangerous part of the connected device is performed. An end unit used in a safety relay system for controlling a relay for directly or indirectly stopping a relay unit, wherein the end unit is provided with the relay and a master unit for controlling the operation of the relay from a safety component. Connected to the end of the input expansion unit on the side opposite to the side where the input expansion unit and the master unit are connected in a state of being connected in series with one or more input expansion units for obtaining the input status of An output-side terminal group including a plurality of terminals, and the end unit is the master unit A recognition signal for recognizing the number of connected input expansion units is sent from the terminals constituting the output side terminal group via the shift terminals of the input expansion units connected between the end unit and the master unit. Sending to the master unit while shifting between terminals, the master unit can detect the number of input extension units connected to the master unit based on the terminal number from which the recognition signal is detected. And
[0031]
Furthermore, the end unit for a safety relay system according to claim 19 is the end unit for a safety relay system according to claim 18, wherein the end unit is an end unit terminal for connecting to the input extension unit. The terminal connected to the non-shift terminal of the input extension unit and the terminal connected to the shift terminal of the input extension unit are connected inside the end unit, and the other terminals are grounded. It is characterized by that.
[0032]
Furthermore, an end unit for a safety relay system according to claim 20 is the end unit for a safety relay system according to claim 18 or 19, further comprising a recognition signal generation circuit for generating a recognition signal. It is characterized by that.
[0033]
Further, the safety relay control method according to claim 21 determines whether or not the safety relay is safe based on the input state from the safety component, and if it is determined that the safety relay is not safe, the operation of at least the dangerous part of the connected device is performed. A method for controlling a safety relay in a safety relay system that controls a relay for stopping directly or indirectly, wherein an input expansion unit connecting a safety component acquires an input state, and one or more input expansion units The master unit connected to the input expansion unit with multiple bus lines acquires the input state transmitted while shifting the bus line at a predetermined interval each time it passes through one input expansion unit. And a test signal that inverts the signal from the input expansion unit during a predetermined failure detection period. The master unit sends to each input extension unit and detects the abnormality by confirming the reverse state, and if an abnormality is detected based on one or more acquired input states or reverse states, the master unit Control is performed.
[0034]
Further, the safety relay control method according to claim 22 is the safety relay control method according to claim 21, wherein the master unit is connected in series with one or more input extension units, A recognition signal for recognizing the number of input extension units connected to the master unit from one end of the input extension unit opposite to the side where the input extension unit and the master unit are connected From the line to the master unit side, the bus line is transmitted while shifting at a predetermined interval every time it passes through one input extension unit, and the master unit is based on the position of the bus line where the recognition signal is detected. And a step of detecting the number of additional input units connected to the unit.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a safety relay system, a safety relay system input extension unit, a safety relay system master unit, and a safety relay control method for embodying the technical idea of the present invention. However, the present invention does not specify the safety relay system, the safety relay system input extension unit, the safety relay system master unit, and the safety relay control method as follows.
[0036]
Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
[0037]
FIG. 4 shows a configuration example of a safety relay system according to an embodiment of the present invention. This figure shows the safety-related parts of the control system. In this example, as two safety components 1, a safety component switch 3 which is an emergency stop switch is connected to a safety relay system. Each of the emergency stop switches has a direct opening operation function (forced opening mechanism) and has double contacts, and each contact constitutes a safety circuit. The safety relay system determines safety based on the input state from the safety component, and confirms safety. If the safety cannot be confirmed, it is determined that it is not safe, and the operation of the dangerous part in the connected device is stopped. The stop can be stopped indirectly through a contactor or the like in addition to directly controlling and opening the relay to cut off and stopping the power supply. Alternatively, in addition to shutting off the power supply, a stop command may be sent to the connected device, and the device may be stopped while actively controlling the dangerous part based on the command. In the following example, the interruption of power supply by a relay will be described, but the present invention is not limited to this configuration, and it is possible to employ a connection device stopping means by another method. The safety relay system of FIG. 4 includes a master unit 5 that includes a relay 4 as a safety relay device, and an input expansion unit 6 that does not include a relay.
[0038]
[Master unit 5]
The master unit 5 includes an input unit for connecting the safety component 1. Further, the master unit 5 has a built-in relay 4, and detects the stop command to the connected device and switches the relay 4. As the relay 4, an electromagnetic relay, a solid state relay, an electromagnetic relay with a forced guide mechanism, or the like can be used as appropriate. The relay contacts are duplicated, and even if one of the relay contacts is welded, the other relay contact is opened, so that the connected device can be stopped reliably. The relay 4 controls energization of a connected device such as a motor via a contactor. Alternatively, it can be directly connected to a connected device without using a contactor. Similarly, the contactor can also be duplicated so that even if one contactor contact is welded, the connected device is stopped by opening the other contactor contact. In this case, even if one of the contactor contacts is still welded, the other contactor contact can be opened. Therefore, even if the start switch is turned on after the connected device is stopped, it cannot be restarted, and a back check function can be realized.
[0039]
The master unit 5 may be configured to omit the input unit for connecting the safety component and connect the safety component to the input expansion unit 6 side. Further, the master unit 5 may be configured not to incorporate a relay but to control an external relay.
[0040]
[Input expansion unit 6]
The input expansion unit 6 also includes an input unit for connecting safety components. Unlike the master unit 5, the input expansion unit 6 does not include a relay, so that the circuit can be easily configured and made inexpensive. A relay includes a mechanical operation part, requires a control circuit for driving, and requires a contact that can withstand a large amount of current and durability that can function even when repeatedly opened and closed, and is generally complicated and expensive. . For this reason, in the structure which provides the relay 4 for every unit which connects the safety component 1 like FIG. 3 mentioned above, cost also becomes high according to the number of inputs. On the other hand, in the configuration of FIG. 4 according to the embodiment of the present invention, it is possible to add the input extension unit 6 without the relay, thereby simplifying the unit to be added according to the number of inputs and reducing the cost. Can be. Further, in the input extension unit 6 that does not include a relay, since a large current that is energized to the relay does not flow, a wiring connection for a large current is unnecessary, and a signal line that is cheaper and easy to connect is sufficient. Moreover, since it can be a connector type, it can be connected easily and easily. Furthermore, the number of wirings is reduced, contributing to space saving.
[0041]
The safety component switch 3 of the safety component 1 connected to each unit is a normally closed (NC) contact. Normally, each safety circuit is closed and energized, and the unit side monitors this as safety information and closes the relay 4 to energize connected devices such as a motor. On the other hand, when the emergency stop switch is pressed in an emergency, the normally closed contacts of the two corresponding safety component switches 3 are broken and the safety circuit is opened, so the unit detects that the safety information has been lost, Open the relay 4 to cut off the power supply to the connected equipment.
[0042]
In this safety relay system, when either the safety component switch 3 of the safety component 1 connected to the master unit 5 or the input expansion unit 6 is operated, the corresponding safety circuit is opened, so that the state or abnormality is not safe. Can be detected. Moreover, since each safety circuit is independent, even if any safety component switch 3 is defective or faulty, it can be detected. The self-inspection of the safety component switch 3 by the master unit 5 is performed, for example, by sending a test signal every predetermined cycle to check opening / closing.
[0043]
With this configuration, the relay contact is doubled, the contactor contact back check function and the safety component switch self-inspection are realized, and a safety relay system capable of complying with safety standards such as category 4 based on EN 954-1 can be realized.
[0044]
[Addition of input extension unit 6]
Although FIG. 4 shows an example in which two safety components are connected, in order to add three safety components by adding further safety components, an input expansion unit B is added as shown in FIG. The input expansion unit B can be the same as the input expansion unit 6 described above. The operation of the safety component switch 3 of the safety component 1 connected to the input extension unit B is the same as described above, and the relay 4 of the master unit 5 is operated by the operation of the emergency stop switch or the like. This makes it possible to easily add safety components by adding the input extension unit 6 without redesigning the system or reconfiguring the circuit. Further, since the outputs of the input extension units 6 can be collected by the master unit 5, wiring between the units can be simplified, and this also contributes to wiring saving.
[0045]
[connector]
Connectors are used for connections between units. The connector electrically connects a plurality of connection terminals. The input extension unit 6 includes an input side terminal group and an output side terminal group. The input side terminal group is another input extension unit 6 or end unit 12, and the output side terminal group is another input extension unit 6 or master. Connect to unit 5 respectively. As an example, a state in which the input extension unit 6 is connected to the master unit 5 is shown in FIG. In FIG. 6, the connectors 7 are inserted into each other, and the units are connected to each other by being locked with hooks. As described above, since the input extension unit 6 does not include a relay, wiring for a large current flowing through the relay becomes unnecessary, and a simple connector type connection is sufficient. Each unit is provided with a connector 7 for connection at substantially the center of the side surface, and each connector 7 is located at a corresponding position so that one is a male mold 7A and the other is a female mold 7B. Be placed. Further, on the joint surface of the unit, there are a pair of locking hooks 8 on both sides near the end of one surface, and a locking groove 9 for locking the hook at the position of the opposing surface corresponding to the hook. Provided. The master unit 5 is provided with these connectors 7, hooks 8 or locking grooves 9 only on one surface where the input expansion unit 6 is joined. However, the input expansion unit 6 has these connectors 7 on both sides so that the units can be connected to both sides. And a hook 8 are provided. This figure shows an example of connection between the master unit 5 and the input extension unit 6, but connection between the input extension units 6 and between the input extension unit 6 and the end unit 12 can be realized in the same manner.
[0046]
The connector is configured such that the input side terminal group and the output side terminal group are individually configured so that the connectors of the input side terminal group and the output side terminal group are directly engaged between the units. And an output side terminal group. For example, in FIG. 7, each unit is mounted on the connection board 10. In the example of FIG. 7, a male connector in which an input terminal group and an output terminal group are integrated is provided on one surface of each unit, and a female connector 7C that can be engaged with the male connector is provided on the connection board 10. Is provided. A plurality of female connectors 7C are provided on the connection board 10 at regular intervals, and the intervals of the female connectors 7C are set so that the units are arranged in a substantially straight line with each unit mounted.
[0047]
The male type and female type of these male and female connectors may be reversed with the unit and board, and the shape of the connector includes a type in which a plurality of pins are arranged, a type in which contacts are arranged on the surface in a bellows shape, etc. It can be used as appropriate. Further, the position of the connector is not limited to the substantially center, and can be set to a desired position such as an eccentric position or an end portion. Further, a locking member such as a hook may be provided on the connector itself so that both electrical connection and mechanical connection can be used. Or connection between units can also be made into the form which connects via the connector, code | cord | chord, etc. of another member other than the system which directly engages the connectors provided in the unit.
[0048]
[System with multiple units connected]
The input expansion unit 6 can easily cope with an increase in the number of safety components to be connected to the safety relay system by simply adding the input expansion unit 6. FIG. 8 shows an example in which five input extension units A to E are added to the master unit 5. In this configuration, seven bus lines are provided, and each input expansion unit 6 has seven bus line connection terminals 1 to 7 on the input side (right side in FIG. 8) and output side (left side in FIG. 8). Yes. Inside each input extension unit 6, the input side connection terminal is shifted by one and connected to the output side connection terminal. For example, the connection terminal 1 on the input side is connected to the connection terminal 2 on the output side, and the connection terminal 2 on the input side is connected to the connection terminal 3 on the output side, thereby constituting a shift terminal. The output side connection terminal 1 is connected to a safety component. On the other hand, when connecting the input extension units 6, the input side connection terminal and the output side connection terminal are directly connected by a connector or the like. For example, the input side connection terminal 1 of the input extension unit A is connected to the output side of the input extension unit B. And the input side connection terminal 2 of the input expansion unit A are connected to the output side connection terminal 2 of the input expansion unit B, respectively. Further, the output side connection terminal of the input extension unit A is connected to the input side connection terminal of the master unit 5. The master unit 5 includes only a master unit input side terminal group for connection to the input extension unit 6 on one side (right side in the figure). Moreover, the master unit 5 is provided with the relay 4, and controls the relay 4 based on the input state from the safety component acquired from the master unit input side terminal group. As described above, the master unit 5 accumulates input states from the safety components connected to the input expansion units 6 at one end of the input expansion units 6 connected in a plurality of stages, and operates the relay 4 based on this. . Note that the master unit 5 in FIG. 8 is not connected to a safety component. However, it is good also as a structure provided with the input part for connecting a safety component similarly to FIG.
[0049]
Each input expansion unit 6 sends the input received from the safety component to the master unit 5 side. For example, the input state (input A) of the input expansion unit A is input from the output side connection terminal 1 of the input expansion unit A to the input side connection terminal 1 of the master unit 5 through the bus line. Similarly, the input state (input B) of the input expansion unit B is changed from the output side connection terminal 1 of the input expansion unit B to the input side connection terminal 1 and the output side connection terminal 2 which are shift terminals of the input expansion unit A. Then, the signal is input to the connection terminal 2 on the input side of the master unit 5. In the same manner, the input state of each input expansion unit 6 is transmitted through the input expansion unit 6 interposed therebetween while increasing the terminal number every time it passes through the shift terminal, and is sent to the master unit 5. .
[0050]
In this way, the master unit 5 can confirm the input states of the input extension units A to E by monitoring the connection terminals 1 to 5 on the input side. When an unsafe state or abnormality is detected at any of the connection terminals on the input side, the built-in relay 4 is operated to safely stop the system. The master unit 5 can recognize the input state of the input expansion unit 6 connected in order from the number of the connection terminal on the input side. In the present specification, the “unsafe state” refers to a state in which a safety component operates normally and detects a person trying to enter a dangerous area, while the “abnormality” refers to a safety component or a safety relay device. Indicates the state of failure.
[0051]
Since the master unit 5 shown in FIG. 8 has seven connection terminals on the input side, up to seven input expansion units 6 can be connected. More input expansion units 6 can be connected by increasing the number of terminals.
[0052]
[End unit 12]
Next, as another embodiment of the present invention, an example in which an end unit is further connected to the input extension unit E located at the end is shown in FIG. Each input extension unit 6 shown in this figure is different from FIG. 8 in that the input side connection terminal 7 and the output side connection terminal 7 are non-shift terminals connected without shifting, and the other terminals are shown in FIG. In the same way as in FIG. 8, the connection terminal on the input side and the connection terminal on the output side are shifted. The end unit 12 includes only an end unit output side terminal group for connecting to the input extension unit 6 on one side (left side in the figure). Connection terminals 1 and 7 on the output side of the end unit 12 are connected, and the remaining 2 to 6 are grounded. The end unit 12 can be a unit having only a wiring pattern, and can be configured at low cost. By connecting the end unit 12, the number of connected input expansion units 6 can be detected.
[0053]
As shown in FIG. 9, a pulse signal that can be recognized at predetermined intervals is output from the connection terminal 7 on the input side of the master unit 5 as a recognition signal. The recognition signal is generated by a recognition signal generation circuit 11 built in the master unit 5 or connected to the outside. The recognition signal output from the master unit 5 passes through the input side connection terminal 7 from the output side connection terminal 7 which is a non-shift terminal of each of the input extension units A to E to the output side connection terminal 7 of the end unit 12. Communicated. Further, the recognition signal is transmitted again from the output side connection terminal 7 of the end unit 12 to the input extension unit 6 through the output side connection terminal 1 and from the input side connection terminal 1 which is the shift terminal of the input extension unit E. The output side connection terminal 2 passes through the output side connection terminal 2 of the input extension unit D to the output side connection terminal 3, and the input side connection terminal 3 of the input extension unit C extends to the output side connection terminal 4. The signal is transmitted from the connection terminal 4 on the input side of the unit B to the connection terminal 5 on the output side, and from the connection terminal 5 on the input side of the input extension unit A to the connection terminal 6 on the output side. Is input. At this time, the master unit 5 can detect that the number of input extension units 6 is five by recognizing the recognition signal at the connection terminal 6 on the input side. For example, if two input extension units 6 are connected to the master unit 5, the recognition signal output from the connection terminal 7 on the input side of the master unit 5 is detected at the connection terminal 3 on the input side of the master unit 5. It will be. Alternatively, in the state where the input extension unit is not connected, the recognition signal output from the connection terminal 7 on the input side of the master unit 5 is transmitted from the connection terminal 7 on the output side of the end unit 12 to the master unit 5. Is detected at the connection terminal 1 on the input side. Thus, if it is detected to which input connection terminal the recognition signal output from the input-side connection terminal 7 of the master unit 5 is returned, the number of input expansion units is one less than that number. Recognized as connected. The master unit 5 includes a storage unit such as a memory for storing the number of connected input expansion units. The recognized number of connected input expansion units is held in the storage unit.
[0054]
In this way, by adding the end unit 12, the master unit 5 can detect the number of connected input expansion units 6. Therefore, the number of connected input expansion units 6 can be detected on the master unit 5 side without giving each input expansion unit 6 a unique ID number or address. In particular, the number of additional input units can be counted with a simple configuration using only wiring without performing communication between the units. Knowing the number of connected input expansion units 6 is important for failure detection required in the safety system. That is, it is necessary to distinguish whether the input expansion unit 6 connected to the terminal having no signal is broken or whether the input expansion unit itself is not connected.
[0055]
[Fault detection]
Fault detection is possible in the safety relay system. In the above system, a predetermined failure detection period is provided to detect a failure of each input extension unit. The failure detection may be performed before the safety function is executed. During the failure detection period, a test signal pulse for notifying normality is output from each bus line. The master unit 5 recognizes the test signal pulse from each input extension unit 6 during the failure detection period and confirms the normal state. The test signal pulse is transmitted for such a short time that the relay cannot mechanically detect, for example, 5 μs. Generally, whether the signal is ON or OFF is determined based on whether the signal is high or low. If an accident such as a ground fault, disconnection, or short circuit occurs, the signal is fixed at high or low. In order to detect whether or not such a signal fixing state has occurred, a signal (inverted signal) that is inverted from the signal that each bus line should output outside the failure detection period is sent as a test signal. When an inversion signal is received, inversion must occur in a short time. Therefore, if not reversed, it is detected that an abnormality has occurred. If an abnormality is detected at any one of the terminals, the system determines that an abnormality has occurred and performs necessary processing, for example, operates the relay 4 to stop the entire system.
[0056]
In failure detection, if the master unit 5 does not recognize the number of connected input expansion units 6 and if a normal signal cannot be acquired during the failure detection period, it is determined whether the input expansion unit 6 is defective or not connected. It will not be recognized. In the above configuration, since the number of connections of the additional input units 6 is detected in advance on the master unit 5 side, when the normal signal cannot be received, it can be determined that the corresponding additional input unit 6 is faulty. At this time, it becomes possible for the master unit 5 to recognize the number of the input expansion unit 6 in which an abnormality has occurred by the number of the connection terminal on the input side that cannot receive a normal signal.
[0057]
In this way, it is possible to detect how many input expansion units 6 are connected to the master unit 5 by connecting the end units 12. As a result, when an unsafe state or abnormality is detected at any of the terminals, it can be determined whether the terminal is an unconnected terminal or a failure. That is, it is possible to determine whether or not a unit failure has occurred by comparing the terminal number where the unsafe state or abnormality is detected with the number of connected terminals.
[0058]
[End unit 12 with built-in recognition signal generation circuit 11]
Furthermore, the number of connected input extension units 6 can be detected by another embodiment of the present invention shown in FIG. In this example, a recognition signal generation circuit 11 for generating a recognition signal is provided in the end unit 12 itself, instead of transmitting the recognition signal from the master unit 5. The recognition signal generation circuit 11 is connected to the output-side connection terminal 1 of the end unit 12, and in the same way as in FIG. A recognition signal is sent to 5. Therefore, the master unit 5 can recognize the number of connected input extension units 6 according to the number of the connection terminal on the input side where the recognition signal can be detected. This configuration has an advantage that the number of terminals can be reduced as compared with FIG. 9 because a bus line and a non-shift terminal for sending a recognition signal from the master unit 5 to the end unit 12 are not necessary.
[0059]
Moreover, neither the end unit 12 of FIG. 9 and FIG. 10 has connected the safety component. However, the end unit can also be provided with an input unit such as a terminal for connecting a safety component. For example, in FIGS. 9 and 10, a unit that functions as the input extension unit 6 and the end unit 12 can be configured by integrating the input extension unit E and the end unit 12. FIG. 11 shows an example of an input expansion unit E having an end unit function based on the configuration of FIG. The end unit 13 in FIG. 11 functions as an end unit to which a safety component can be connected or an input extension unit having the function of the end unit, and both are handled as an input extension unit. Further, the end unit can be provided with a communication function, and a recognition signal can be exchanged with the master unit by communication.
[0060]
In the above example, in order to increase the reliability of the safety relay system, it is possible to provide redundancy for the input signal from the safety component and to provide two identical bus lines for the input signal. As a result, even if an unsafe state or abnormality occurs in one bus line, safety can be maintained by operating the other.
[0061]
In the above-described embodiment, the circuit and the relay 4 are doubled in order to provide redundancy, but it goes without saying that the single relay can be operated as a safety relay. On the other hand, in order to comply with various safety standards and standards, a configuration such as duplex or triple can be appropriately employed when necessary.
[0062]
In the above-described embodiment, the members that perform the operation of the relay and the input from the safety component are separated into the master unit 5 and the input extension unit 6, respectively, and the relay is provided in the master unit 5. Is connected. Then, the input expansion unit 6 acquires the input state from the safety component and sends it to the master unit 5 side to perform the relay operation. As a result, it is not necessary to provide a relay for each safety component, and a plurality of safety components are aggregated by a single master unit 5, and a safety relay is provided here so that the advanced level such as the category 4 based on the above described EN954-1 A system that can meet various safety standards can be realized.
[0063]
Furthermore, by integrating the input expansion unit 6 into a unit, the input expansion unit 6 can be expanded to easily cope with an increase in safety components. In particular, the safety relay is generally connected to a contactor (contactor) rather than directly connected to a load to be controlled. In this case, the contactor is provided with a contact for monitoring the contact of the contactor, and the state of the monitor contact is monitored by the safety relay. Conventionally, in order to satisfy high safety standards such as category 4 based on EN 954-1, it has been necessary to connect safety relays for each safety component as shown in FIG. 3, but in this case, a plurality of safety relays are used. This controls the contactor. At this time, since the number of contactors of the contactor to be monitored is smaller than the number of safety relays, a very complicated connection is required to satisfy the category 4. In particular, the connection of the monitor contacts is very complicated and troublesome. On the other hand, according to the above embodiment, it is possible to increase the number of safety components without increasing the number of safety relays, so that the state in which one contactor controls one safety relay is maintained, and complicated wiring is performed. The safety component can be easily added with a simple connection without the need for advanced expertise.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the safety relay system, the safety relay system input expansion unit, the safety relay system master unit, and the safety relay control method according to the present invention, regardless of the number of safety components connected to the safety relay system. Therefore, the number of necessary relays can be reduced. The safety relay system, the input extension unit for the safety relay system, the master unit for the safety relay system, and the safety relay control method of the present invention connect the safety component and the part that controls the unitized relay as described above. This is because the control of the relays is consolidated by separating the parts. In this configuration, even if the number of safety components to be connected increases, it can be easily accommodated by adding input expansion units, so there is no need to redesign the system, and it is free from advanced expertise such as complicated wiring reconfiguration. The In addition, since this system can realize a redundant structure, a heterogeneous structure, failure detection, and the like, it is possible to construct a system that can cope with various safety standards.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a safety relay system that operates a relay with one safety component.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a safety relay system that operates a relay with two safety components.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing another example of a safety relay system in which a relay is operated with two safety components.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of a safety relay system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a state in which a safety component is added to the safety relay system of FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a state where an input extension unit is connected to a master unit.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing another example of connecting the input extension unit to the master unit.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a safety relay system in which five input extension units are connected to a master unit.
9 is a conceptual diagram showing a state in which an end unit according to an embodiment is connected to the safety relay system of FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a state in which an end unit is connected to a safety relay system according to still another embodiment.
11 is a conceptual diagram showing a state in which an end unit according to another embodiment is connected to the safety relay system of FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Safety components
2… Safety output unit
3. Safety component switch
4 ... Relay
5 ... Master unit
6, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E ... Input expansion unit
7, 7A, 7B, 7C ... Connector
8 ... Hook
9 ... Locking groove
10 ... Board for connection
11. Recognition signal generation circuit
12, 13 ... End unit

Claims (22)

安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、
前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、
前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、
を備え、
前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする安全リレーシステム。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A system,
A master unit comprising the relay and controlling the operation of the relay;
One or more input expansion units connectable with the master unit and for acquiring an input state from a safety component;
With
A safety relay system in which the master unit controls a relay by acquiring an input state from a safety component by the input extension unit and sending each input state to the master unit. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、
前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、
前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、
を備え、
前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されるシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、
前記マスタユニットは、前記入力増設ユニットのと接続するための複数の端子を備えるマスタユニット端子を備えており、
これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする安全リレーシステム。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A system,
A master unit comprising the relay and controlling the operation of the relay;
One or more input expansion units connectable with the master unit and for acquiring an input state from a safety component;
With
The input extension unit includes an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units, and an output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units or a master unit. Each terminal that constitutes the input side terminal group and the output side terminal group is connected to a safety component and a shift terminal that shifts at least one or more inside the input extension unit and connects the input side and the output side. Including possible safety component connection terminals,
The master unit comprises a master unit terminal comprising a plurality of terminals for connection with the input extension unit;
The safety relay system according to claim 1, wherein the input unit obtains an input state from a safety component and sends the input state to the master unit side so that the master unit controls the relay. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、
前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、
前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、
を備え、
前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、
前記マスタユニットと入力増設ユニットが直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成されてなり、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする安全リレーシステム。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A system,
A master unit comprising the relay and controlling the operation of the relay;
One or more input expansion units connectable with the master unit and for acquiring an input state from a safety component;
With
The input extension unit includes an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units, and an output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units or a master unit. Each terminal that constitutes the input side terminal group and the output side terminal group is connected to a safety component and a shift terminal in which the input side and the output side are connected by shifting at least one or more inside the input expansion unit. Including possible safety component connection terminals,
The master unit and the input expansion unit are connected in series, and the safety component terminal of each input expansion unit is connected via the shift terminal of the input expansion unit connected between the input expansion unit and the master unit. It is configured to be sent to the master unit while shifting between them, thereby obtaining the input state from the safety component in the input extension unit, and each sending the input state to the master unit side, A safety relay system, wherein the master unit controls a relay. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、
前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、
前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、
前記入力増設ユニットの端部であって、前記マスタユニットの接続面と反対側に接続されるエンドユニットと、
を備え、
前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、
前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を備えており、
各ユニットは、前記マスタユニットとエンドユニットを挟んで入力増設ユニットが位置するよう直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成されてなり、これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行い、
一方前記エンドユニットは、前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出し、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを特徴とする安全リレーシステム。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A system,
A master unit comprising the relay and controlling the operation of the relay;
One or more input expansion units connectable with the master unit and for acquiring an input state from a safety component;
An end unit connected to the end of the input extension unit on the side opposite to the connection surface of the master unit;
With
The input extension unit includes an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units, and an output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units or a master unit. Each terminal that constitutes the input side terminal group and the output side terminal group is connected to a safety component and a shift terminal in which the input side and the output side are connected by shifting at least one or more inside the input expansion unit. Including possible safety component connection terminals,
The end unit includes an end unit terminal for connecting to the input extension unit,
Each unit is connected in series so that the input extension unit is located across the master unit and the end unit, and the safety component terminal of each input extension unit is connected between the input extension unit and the master unit. It is configured to send to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit, thereby acquiring the input state from the safety component by the input extension unit, and each input By sending the status to the master unit side, the master unit controls the relay,
On the other hand, the end unit sends a recognition signal for recognizing the number of input extension units connected to the master unit via a shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit. A safety relay characterized in that the master unit detects the number of additional input units connected to the master unit based on a terminal number from which a recognition signal is detected while shifting between terminals. system. 請求項４に記載の安全リレーシステムであって、前記エンドユニットは、認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えることを特徴とする安全リレーシステム。5. The safety relay system according to claim 4, wherein the end unit includes a recognition signal generation circuit for generating a recognition signal. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムであって、
前記リレーを備え、リレーの動作を制御するマスタユニットと、
前記マスタユニットと接続可能で、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと、
前記入力増設ユニットの端部であって、前記マスタユニットの接続面と反対側に接続されるエンドユニットと、
を備え、
前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各々が入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーの制御を行うよう構成されてなり、
前記入力増設ユニットは、他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、他の入力増設ユニットまたはマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子と、シフトなしで入力側と出力側とが接続された非シフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、
各ユニットは、前記マスタユニットとエンドユニットを挟んで入力増設ユニットが位置するよう直列に接続されており、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成され、
前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、内部で接続しており、
前記マスタユニットは前記入力増設ユニット側に非シフト端子から認識信号を送出し、認識信号は前記入力増設ユニットの非シフト端子を通じて前記エンドユニットに到達すると、エンドユニット内部でシフト端子に接続され、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを特徴とする安全リレーシステム。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A system,
A master unit comprising the relay and controlling the operation of the relay;
One or more input expansion units connectable with the master unit and for acquiring an input state from a safety component;
An end unit connected to the end of the input extension unit on the side opposite to the connection surface of the master unit;
With
The input expansion unit obtains the input state from the safety component, and each master unit is configured to control the relay by sending the input state to the master unit side.
The input extension unit includes an input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units, and an output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input extension units or a master unit. Each of the terminals constituting the input side terminal group and the output side terminal group is shifted at least one or more inside the input extension unit, and the input side and the output side are connected to each other. A non-shift terminal connected to the output side and a safety component connection terminal connectable to a safety component;
Each unit is connected in series so that the input extension unit is located across the master unit and the end unit, and the safety component terminal of each input extension unit is connected between the input extension unit and the master unit. It is configured to be sent to the master unit while shifting between terminals via the shift terminal of the input extension unit,
The end unit internally connects a terminal connected to a non-shift terminal of the input extension unit and a terminal connected to a shift terminal of the input extension unit,
The master unit sends a recognition signal from the non-shift terminal to the input extension unit, and when the recognition signal reaches the end unit through the non-shift terminal of the input extension unit, the master unit is connected to the shift terminal inside the end unit, It is returned to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit, and the master unit is based on the terminal number from which the recognition signal is detected. A safety relay system that detects the number of input expansion units connected to the master unit. 請求項４から６のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を構成する端子の内、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、該エンドユニット内部で接続し、その他の端子を接地していることを特徴とする安全リレーシステム。The safety relay system according to any one of claims 4 to 6, wherein the end unit is a non-shift terminal of the input extension unit among terminals constituting an end unit terminal for connection with the input extension unit. And a terminal connected to the shift terminal of the input extension unit are connected inside the end unit and the other terminals are grounded. 請求項１から７のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットは安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子を複数備えることを特徴とする安全リレーシステム。8. The safety relay system according to claim 1, wherein the input extension unit includes a plurality of safety component connection terminals that can be connected to a safety component. 請求項１から８のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記マスタユニットは、複数のリレーを備えることを特徴とする安全リレーシステム。9. The safety relay system according to claim 1, wherein the master unit includes a plurality of relays. 請求項１から９のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットはリレーを内蔵しないことを特徴とする安全リレーシステム。The safety relay system according to any one of claims 1 to 9, wherein the input expansion unit does not include a relay. 請求項１から１０のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力増設ユニットは、隣接する入力増設ユニットと、コネクタにより入力側端子群と出力側端子群とを接続することを特徴とする安全リレーシステム。The safety relay system according to any one of claims 1 to 10, wherein the input extension unit connects an input side terminal group and an output side terminal group by an adjacent input extension unit and a connector. Safety relay system. 請求項４から１１のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記マスタユニットは、検知された入力増設ユニットの接続台数を記憶するためのメモリを備えることを特徴とする安全リレーシステム。The safety relay system according to any one of claims 4 to 11, wherein the master unit includes a memory for storing the detected number of connected additional input units. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用される入力増設ユニットであって、
前記入力増設ユニットは、前記マスタユニットまたは他の入力増設ユニットと接続可能で、
他の入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、
他の入力増設ユニットまたは前記リレーの動作を制御するマスタユニットと接続するための複数の端子を備える出力側端子群とを備えており、
入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子は、該入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されるシフト端子と、安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子とを含んでおり、
これによって前記入力増設ユニットで安全コンポーネントからの入力状態を取得し、前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出可能に構成してなることを特徴とする安全リレーシステム用入力増設ユニット。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe An input expansion unit used in the system,
The input expansion unit can be connected to the master unit or another input expansion unit,
An input side terminal group having a plurality of terminals for connecting to other input expansion units;
An output side terminal group having a plurality of terminals for connecting to another input extension unit or a master unit for controlling the operation of the relay,
Each of the terminals constituting the input side terminal group and the output side terminal group is shifted at least one or more inside the input extension unit, and the safety component that can be connected to the safety component is connected to the input side and the output side. Connection terminals,
As a result, the input expansion unit can acquire the input state from the safety component, and can be sent to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input expansion unit connected to the master unit. An input extension unit for a safety relay system. 請求項１３に記載の安全リレーシステム用入力増設ユニットであって、前記入力側端子群と出力側端子群を構成する各端子はさらに、入力側と出力側とがシフトすることなく接続された非シフト端子を含んでおり、
前記マスタユニットと入力増設ユニットが直列に接続されると、各入力増設ユニットの安全コンポーネント端子は、該入力増設ユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出されるよう構成でき、
一方前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、内部で接続するエンドユニットに接続され、
前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、前記マスタユニットが前記入力増設ユニット側に非シフト端子から送出すると、認識信号は前記入力増設ユニットの非シフト端子を通じて前記エンドユニットに到達すると、エンドユニット内部でシフト端子に接続され、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知することを可能にしてなることを特徴とする安全リレーシステム用入力増設ユニット。14. The safety relay system input expansion unit according to claim 13, wherein each of the terminals constituting the input side terminal group and the output side terminal group is further connected without shifting the input side and the output side. Including shift terminals,
When the master unit and the input extension unit are connected in series, the safety component terminal of each input extension unit is connected via the shift terminal of the input extension unit connected between the input extension unit and the master unit. Can be configured to be sent to the master unit while shifting between,
On the other hand, the terminal connected to the non-shift terminal of the input extension unit and the terminal connected to the shift terminal of the input extension unit are connected to the end unit that connects internally,
When the master unit sends a recognition signal for recognizing the number of input expansion units connected to the master unit from the non-shift terminal to the input expansion unit side, the recognition signal is transmitted through the non-shift terminal of the input expansion unit. When it reaches the end unit, it is connected to the shift terminal inside the end unit, and it shifts to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit. Returned and the master unit can detect the number of input extension units connected to the master unit based on the terminal number from which the recognition signal is detected. unit. 請求項１３または１４に記載の安全リレーシステム用入力増設ユニットであって、前記入力増設ユニットは安全コンポーネントに接続可能な安全コンポーネント接続端子を複数備えることを特徴とする安全リレーシステム用入力増設ユニット。15. The input extension unit for a safety relay system according to claim 13 or 14, wherein the input extension unit includes a plurality of safety component connection terminals connectable to a safety component. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用されるマスタユニットであって、
前記マスタユニットは、前記リレーと、
安全コンポーネントからの入力状態を取得するための入力増設ユニットと接続するための複数の端子を備える入力側端子群と、
を備え、
前記入力側端子群を介して前記入力増設ユニットが一以上直列に連結されて、各々が安全コンポーネントからの入力状態を取得し、各入力状態を前記マスタユニット側に送出することで、前記マスタユニットがリレーを制御可能とすることを特徴とする安全リレーシステム用マスタユニット。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A master unit used in the system,
The master unit includes the relay,
An input side terminal group having a plurality of terminals for connection with an input expansion unit for acquiring an input state from a safety component;
With
One or more of the input extension units are connected in series via the input side terminal group, each acquires an input state from a safety component, and sends each input state to the master unit side. Is a master unit for a safety relay system, characterized in that the relay can be controlled. 請求項１６に記載の安全リレーシステム用マスタユニットであって、前記マスタユニットはさらに、該マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えてなり、
前記マスタユニットは一以上直列に連結された前記入力増設ユニットの一端に接続された状態で認識信号を送出し、認識信号は前記入力増設ユニット内部で入力側と出力側とがシフトなしで接続された非シフト端子を通じて、前記入力増設ユニットの他端に接続されたエンドユニットに到達すると、前記非シフト端子から、前記入力増設ユニット内部で少なくとも１以上シフトして入力側と出力側とが接続されたシフト端子に、前記エンドユニットによって切り換えられ、認識信号は前記エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに返送され、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知可能であることを特徴とする安全リレーシステム用マスタユニット。17. The safety relay system master unit according to claim 16, wherein the master unit further generates a recognition signal for recognizing the number of input extension units connected to the master unit. With
The master unit sends a recognition signal in a state of being connected to one end of the input extension unit connected in series with one or more, and the recognition signal is connected without shifting between the input side and the output side in the input extension unit. When the end unit connected to the other end of the input extension unit is reached through the non-shift terminal, the input side and the output side are connected by shifting at least one or more inside the input extension unit from the non-shift terminal. The recognition signal is returned to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit connected between the end unit and the master unit. The master unit is connected to the master unit based on the terminal number at which the recognition signal is detected. The master unit for a safety relay system characterized in that it is detecting the number of expansion units. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムに使用されるエンドユニットであって、前記エンドユニットは、
前記リレーを備えリレーの動作を制御するマスタユニットが、安全コンポーネントからの入力状態を取得するための一以上の入力増設ユニットと直列に連結された状態で、前記入力増設ユニットと前記マスタユニットとが接続される側と反対側で前記入力増設ユニットの端部に接続するための複数の端子を備える出力側端子群を備えており、
前記エンドユニットは、前記マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、出力側端子群を構成する端子から、該エンドユニットと前記マスタユニットとの間に接続された入力増設ユニットのシフト端子を介して端子間をシフトしながら前記マスタユニットに送出することで、前記マスタユニットは認識信号が検出される端子番号に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知可能であることを特徴とする安全リレーシステム用エンドユニット。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe An end unit used in a system, the end unit being
A master unit that includes the relay and controls the operation of the relay is connected in series with one or more input expansion units for acquiring an input state from a safety component, and the input expansion unit and the master unit are An output side terminal group comprising a plurality of terminals for connecting to the end of the input expansion unit on the opposite side to the connected side;
The end unit has a recognition signal for recognizing the number of input extension units connected to the master unit, and is connected between the end unit and the master unit from the terminals constituting the output terminal group. By sending to the master unit while shifting between the terminals via the shift terminal of the input extension unit, the master unit is connected to the master extension unit based on the terminal number where the recognition signal is detected. An end unit for a safety relay system that can detect the number of units. 請求項１８に記載の安全リレーシステム用エンドユニットであって、前記エンドユニットは、前記入力増設ユニットと接続するためのエンドユニット端子を構成する端子の内、前記入力増設ユニットの非シフト端子に接続される端子と、前記入力増設ユニットのシフト端子に接続される端子とを、該エンドユニット内部で接続し、その他の端子を接地していることを特徴とする安全リレーシステム用エンドユニット。19. The safety relay system end unit according to claim 18, wherein the end unit is connected to a non-shift terminal of the input extension unit among terminals constituting an end unit terminal for connection to the input extension unit. An end unit for a safety relay system, wherein a terminal connected to a shift terminal of the input extension unit is connected inside the end unit, and the other terminals are grounded. 請求項１８または１９に記載の安全リレーシステム用エンドユニットであって、さらに認識信号を発生させるための認識信号発生回路を備えることを特徴とする安全リレーシステム用エンドユニット。20. The safety relay system end unit according to claim 18 or 19, further comprising a recognition signal generation circuit for generating a recognition signal. 安全コンポーネントからの入力状態に基づいて安全か否かを判断し、安全でないと判断した場合に接続機器の内少なくとも危険箇所の動作を直接的または間接的に停止させるためのリレーを制御する安全リレーシステムにおける安全リレーの制御方法であって、
安全コンポーネントを接続する入力増設ユニットが入力状態を取得するステップと、
一以上の入力増設ユニットで取得された入力状態を、入力増設ユニットと複数のバスラインで接続されたマスタユニットが、一の入力増設ユニットを経る毎にバスラインを所定の間隔でシフトさせながら伝達される入力状態を取得するステップと、
所定の故障検出期間に、入力増設ユニットからの信号を反転させるテスト信号をマスタユニットが各入力増設ユニットに送出し、反転状態を確認することで異常検出を行うステップと、
取得された一以上の入力状態または反転状態に基づき、異常が検出されると、マスタユニットがリレーの制御を行うことを特徴とする安全リレーの制御方法。A safety relay that determines whether or not it is safe based on the input status from the safety component, and controls a relay that directly or indirectly stops the operation of at least the hazardous part of the connected device when it is determined that it is not safe A method for controlling a safety relay in a system,
The step of the input expansion unit connecting the safety component acquiring the input state;
The input status acquired by one or more input expansion units is transmitted while the master unit connected to the input expansion units via multiple bus lines shifts the bus line at a predetermined interval each time it passes through one input expansion unit. Obtaining an input state to be performed;
A master unit sends a test signal that inverts the signal from the input extension unit to each input extension unit in a predetermined failure detection period, and performs an abnormality detection by checking the inversion state;
A safety relay control method, wherein a master unit controls a relay when an abnormality is detected based on one or more acquired input states or inverted states. 請求項２１に記載の安全リレーの制御方法であって、さらに
マスタユニットが一以上の入力増設ユニットと直列に連結された状態で、前記入力増設ユニットと前記マスタユニットとが接続される側と反対側の前記入力増設ユニットの端部から、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を認識するための認識信号を、一のバスラインからマスタユニット側に向かって、一の入力増設ユニットを経る毎にバスラインを所定の間隔でシフトさせながら伝達し、マスタユニットは認識信号が検出されるバスラインの位置に基づいて、マスタユニットに接続された入力増設ユニットの台数を検知するステップを備えることを特徴とする安全リレーシステムの制御方法。23. The safety relay control method according to claim 21, further comprising a master unit connected in series with one or more input extension units, opposite to a side where the input extension units and the master unit are connected. A recognition signal for recognizing the number of input extension units connected to the master unit from the end of the input extension unit on the side passes through one input extension unit from one bus line toward the master unit. The master unit has a step of detecting the number of additional input units connected to the master unit based on the position of the bus line at which the recognition signal is detected. A control method for a safety relay system.
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