JP2005004555A

JP2005004555A - Safe relay system, input blocking system for safe relay system, and method for controlling safe relay

Info

Publication number: JP2005004555A
Application number: JP2003168516A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Suhara; 正明栖原; Satoru Inoue; 哲井上
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: JP4212964B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe relay system etc., which is easily adaptive to increase of a safe component. SOLUTION: The safe relay system is equipped with a master unit 5 which controls the operation of a relay, one or more input expansion units 6 for obtaining an input state from the safe component, an input blocking unit 14 which divides a plurality of input states into blocks to generate an input blocking state, and an input end unit 12 which is connected to an end of the input expansion unit. The input blocking unit 14 puts input states of a plurality of input expansion units connected behind into an input blocking state by an input blocking state output part 15, and transmits it to the master unit through input expansion units connected before. The master unit obtains the input states of the input expansion units and the input blocking state of the input blocking unit 14 and controls the relay according thereto. 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ブロック化ユニット、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。このため、一のリレーで複数の安全コンポーネントを接続可能な安全リレーシステムが求められていた。
【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】
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、安全コンポーネントの追加が可能な安全リレーシステム、安全リレーシステム用入力ブロック化ユニット、および安全リレーの制御方法を提供することにある。
【００１２】
【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、入力増設ユニットと接続するための複数のパラレル端子を備えるマスタユニット接続部と、マスタユニット接続部を介して入力増設ユニットから伝達される安全コンポーネントの入力状態に基づき、制御対象機器を制御するためのリレーとを備えるマスタユニットと、安全コンポーネントを接続するための安全コンポーネント接続部と、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するための複数のパラレル端子を備える第１のユニット接続部と、他の入力増設ユニットまたは入力ブロック化ユニットあるいはエンドユニットと接続するための複数のパラレル端子を備える第２のユニット接続部とを備える一以上の入力増設ユニットと、前記入力増設ユニットと接続するための複数のパラレル端子を備える第１の入力ブロック化接続部と、前記入力増設ユニットと接続するための複数のパラレル端子を備える第２の入力ブロック化接続部を備える入力ブロック化ユニットと、前記入力増設ユニットを接続するための複数のパラレル端子を備える入力エンドユニット端子を備える入力エンドユニットとを備えている。この安全リレーシステムは、前記入力ブロック化ユニットは第２の入力ブロック化接続部を介して接続された一以上の前記入力増設ユニットの入力状態を取得し、これをブロック化した入力ブロック化状態として第１の入力ブロック化接続部から前記入力増設ユニットを介して前記マスタユニットに伝達し、前記マスタユニットはマスタユニット接続部を介して接続された一以上の前記入力増設ユニットの入力状態および前記入力ブロック化ユニットの入力ブロック化状態を取得し、これに基づいてリレーを制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載される安全リレーシステムは、請求項１に記載の安全リレーシステムであって、前記入力ブロック化ユニットはさらに、一以上の前記入力増設ユニットの入力状態をブロック化して入力ブロック化状態を生成する入力ブロック化状態出力部を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項３に記載される安全リレーシステムは、請求項１または２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の第１のユニット接続部と第２のユニット接続部を構成する端子は、該入力増設ユニット内部で第１のユニット接続部側と第２のユニット接続部側とを対応する端子番号から一以上シフトして接続するシフト端子と、シフトなしで第１のユニット接続部側と第２のユニット接続部側とを接続する非シフト端子と、安全コンポーネント接続部に接続される安全コンポーネント接続端子を含み、前記入力増設ユニットは、一以上が前記マスタユニットと入力ブロック化ユニット、または入力ブロック化ユニット同士、あるいは入力ブロック化ユニットとエンドユニットで挟まれるように、第１・第２のユニット接続部を介して直列に連結されており、各増設ユニットの安全コンポーネント接続端子はシフト端子に接続されて、該入力増設ユニットの第１のユニット接続端子から前記マスタユニット側に向かって増設ユニットを経る毎にパラレルの端子間をシフトしながら伝達されることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明の請求項４に記載される安全リレーシステムは、請求項３に記載の安全リレーシステムであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第２の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、前記入力ブロック化状態出力部に接続され、一以上の前記入力増設ユニットの入力状態を取得するための第２の入力ブロック化状態出力部接続端子を含んでおり、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、前記入力ブロック化状態出力部に接続され、前記入力ブロック化状態出力部の入力ブロック化状態を一以上の増設入力ユニットを介して前記マスタユニット側に伝達するための第１の入力ブロック化状態出力部接続端子を含んでいることを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、本発明の請求項５に記載される安全リレーシステムは、請求項１から４のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、接地されている接地端子を含んでいることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、本発明の請求項６に記載される安全リレーシステムは、請求項１から５のいずれかに記載の安全リレーシステムであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第２の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一が、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一と対応する端子番号同士で接続された非シフト端子を含んでいることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、本発明の請求項７に記載される安全リレーシステムは、請求項６に記載の安全リレーシステムであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記非シフト端子が、さらに前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一であって接地端子とも安全コンポーネント接続端子とも異なる接続端子と接続されてなることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項８に記載される安全リレーシステムは、請求項４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、前記入力ブロック化ユニットを複数備えており、各入力ブロック化ユニットは第２の入力ブロック化状態出力部接続端子から取得される一以上の増設入力ユニットの入力状態を入力ブロック化状態出力部でブロック化して、第１の入力ブロック化接続部の第１の入力ブロック化状態出力部接続端子から一以上の増設入力ユニットを介して前記マスタユニット側に伝達することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項９に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、一以上の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モニタして、前記入力増設ユニットに連結されたマスタユニットで入力状態に基づき安全リレーを制御する安全リレーシステムに使用される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、入力増設ユニットと接続するための複数のパラレル端子を備える第１の入力ブロック化接続部と、前記入力増設ユニットと接続するための複数のパラレル端子を備える第２の入力ブロック化接続部を備え、前記入力ブロック化ユニットは第２の入力ブロック化接続部を介して接続された一以上の前記入力増設ユニットの入力状態を取得し、これをブロック化した入力ブロック化状態として第１の入力ブロック化接続部から前記入力増設ユニットを介して前記マスタユニットに伝達し、前記マスタユニットはマスタユニット接続部を介して接続された一以上の前記入力増設ユニットの入力状態および前記入力ブロック化ユニットの入力ブロック化状態を取得し、これに基づいてリレーを制御することを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明の請求項１０に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項９に記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットはさらに、一以上の前記入力増設ユニットの入力状態をブロック化して入力ブロック化状態を生成する入力ブロック化状態出力部を備えることを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、本発明の請求項１１に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項９または１０に記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力増設ユニットの第１のユニット接続部と第２のユニット接続部を構成する端子は、該入力増設ユニット内部で第１のユニット接続部側と第２のユニット接続部側とを対応する端子番号から一以上シフトして接続するシフト端子と、シフトなしで第１のユニット接続部側と第２のユニット接続部側とを接続する非シフト端子と、安全コンポーネント接続部に接続される安全コンポーネント接続端子を含み、前記入力増設ユニットは、一以上が前記マスタユニットと入力ブロック化ユニット、または入力ブロック化ユニット同士、あるいは入力ブロック化ユニットとエンドユニットで挟まれるように、第１・第２のユニット接続部を介して直列に連結されており、各増設ユニットの安全コンポーネント接続端子はシフト端子に接続されて、該入力増設ユニットの第１のユニット接続端子から前記マスタユニット側に向かって増設ユニットを経る毎にパラレルの端子間をシフトしながら伝達されることを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、本発明１２の請求項に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項１１に記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第２の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、前記入力ブロック化状態出力部に接続され、一以上の前記入力増設ユニットの入力状態を取得するための第２の入力ブロック化状態出力部接続端子を含んでおり、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、前記入力ブロック化状態出力部に接続され、前記入力ブロック化状態出力部の入力ブロック化状態を一以上の増設入力ユニットを介して前記マスタユニット側に伝達するための第１の入力ブロック化状態出力部接続端子を含んでいることを特徴とする。
【００２４】
さらにまた、本発明の請求項１３に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項９から１２のいずれかに記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、接地されている接地端子を含んでいることを特徴とする。
【００２５】
さらにまた、本発明の請求項１４に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項９から１３のいずれかに記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記第２の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一が、前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一と対応する端子番号同士で接続された非シフト端子を含んでいることを特徴とする。
【００２６】
さらにまた、本発明の請求項１５に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項１４に記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットは、前記非シフト端子が、さらに前記第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の一であって接地端子とも安全コンポーネント接続端子とも異なる接続端子と接続されてなることを特徴とする。
【００２７】
さらにまた、本発明の請求項１６に記載される安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットは、請求項１２から１５のいずれかに記載の安全リレーシステム用入力ブロック化ユニットであって、前記入力ブロック化ユニットを複数備えており、各入力ブロック化ユニットは第２の入力ブロック化状態出力部接続端子から取得される一以上の増設入力ユニットの入力状態を入力ブロック化状態出力部でブロック化して、第１の入力ブロック化接続部の第１の入力ブロック化状態出力部接続端子から一以上の増設入力ユニットを介して前記マスタユニット側に伝達することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１７に記載される安全リレーの制御方法は、一以上の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モニタして、前記入力増設ユニットに連結されたマスタユニットで入力状態に基づき安全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各々接続する一以上の入力増設ユニットが、複数のパラレル接続端子を介して直列にブロック単位で連結されており、各ブロックの端面に位置する入力増設ユニットには入力ブロック化ユニットが接続されており、各々の入力増設ユニットで取得された入力状態が、個別のパラレル接続端子で、一の入力増設ユニットを経る毎にパラレル接続端子を所定の間隔でシフトされながら入力増設ユニットから入力ブロック化ユニットに伝達されるステップと、伝達された複数の入力状態を入力ブロック化ユニットが入力ブロック化状態としてブロック化するステップと、入力ブロック化状態が他の一以上の入力増設ユニットまたは他の入力ブロック化ユニットを介してマスタユニットに伝達されるステップと、マスタユニットが各入力ブロック化ユニットからの入力ブロック化状態および各入力増設ユニットからの入力状態に基づき、リレーを制御するステップとを備えることを特徴とする。
【００２９】
【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ブロック化ユニット、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ブロック化ユニット、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。
【００３０】
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。
【００３１】
なお本明細書においては、「入力側」、「出力側」等の表現は説明のために使用しており、必ずしも入力、出力機能のみを果たすことを意味しない。後述のように、入力側の端子が出力、あるいは出力側の端子が入力を行うこともできる。特に、ユニット間に通信機能を設けず、配線パターンのみで認識信号を伝達する場合は、接続端子は入力、出力のいずれをも果たす。
【００３２】
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。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。
【００３３】
［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。
【００３４】
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。
【００３５】
［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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
［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６Ａに入力増設ユニット６Ｂを追加する。入力増設ユニット６Ｂは上述した入力増設ユニット６Ａと同様のものが利用できる。また入力増設ユニット６Ｂ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。
【００４０】
［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や入力エンドユニット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と入力エンドユニット１２との接続も同様にして実現できる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
［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６Ａ〜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６Ａの入力側の接続端子１は入力増設ユニット６Ｂの出力側の接続端子１と、入力増設ユニット６Ａの入力側の接続端子２は入力増設ユニット６Ｂ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６Ａ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と接続するための入力側端子群に相当するマスタユニット接続部のみを備えている。またマスタユニット５は、リレー４を備えており、マスタユニット接続部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。
【００４４】
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６Ａの入力状態（入力Ａ）は、入力増設ユニット６Ａ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６Ｂの入力状態（入力Ｂ）は、入力増設ユニット６Ｂの出力側の接続端子１から入力増設ユニット６Ａ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。
【００４５】
このようにしてマスタユニット５は、入力増設ユニット６Ａ〜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。
【００４６】
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。
【００４７】
［入力エンドユニット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６Ｅにさらに入力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。入力エンドユニット１２は、一面（図において左側）に入力増設ユニット６と接続するための入力エンドユニット出力側端子群のみを備えている。入力エンドユニット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。この入力エンドユニット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。入力エンドユニット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。
【００４８】
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６Ａ〜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、入力エンドユニット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、入力エンドユニット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６Ｅ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６Ｄ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６Ｃ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６Ｂ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６Ａ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、入力エンドユニット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。
【００４９】
このように、入力エンドユニット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。
【００５０】
［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。
【００５１】
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。
【００５２】
このように、入力エンドユニット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。
【００５３】
［認識信号発生回路１１を内蔵する入力エンドユニット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、入力エンドユニット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は入力エンドユニット１２の出力側の接続端子１に接続されており、図９と同様に入力エンドユニット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から入力エンドユニット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。
【００５４】
また、図９および図１０の入力エンドユニット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、入力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６Ｅと入力エンドユニット１２を一体にした構造とすることで、入力増設ユニットと入力エンドユニットの機能を果たすユニットを構成できる。図１１に、図９の構成に基づく入力エンドユニット機能を備える入力エンドユニット１３の一例を示す。図１１の入力エンドユニット１３は、安全コンポーネントを接続可能な入力エンドユニット、あるいは入力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。また入力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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［複数入力に対応した入力増設ユニット６］
さらに本発明の他の実施の形態として、一の入力増設ユニット６に複数の安全コンポーネントを接続可能とした入力増設ユニット６を使用する例を図１２に示す。図において入力増設ユニット６Ｃは、２個の安全コンポーネントを接続でき、それぞれの入力状態を入力Ｃ、入力Ｃ’とする。この例において、入力Ｃを入力増設ユニット６Ｃの出力側の接続端子１へ、また入力Ｃ’を出力側の接続端子２に送出する。この結果、入力Ｃはシフト端子である入力増設ユニット６Ｂの入力側の接続端子１から出力側の接続端子２へ、入力Ｃ’は入力側の接続端子２から出力側の接続端子３へ、それぞれ伝達される。一方、入力増設ユニット６Ｃの入力側の接続端子１は出力側の接続端子２でなく出力側の接続端子３へ、同様に入力側の接続端子２は出力側の接続端子４へと、２つシフトして接続される。このように、入力増設ユニット６Ｃは２つシフトする２シフト端子で構成される。２つの入力を接続可能な入力増設ユニット６Ｃは、他の入力増設ユニット２台分の扱いとなる。この構成によって、一台の入力増設ユニットで複数台分の機能を果たすことができ、省スペース化、省配線化、低コスト化が実現される。なおこの例においては、認識信号は図９と同様にマスタユニット５側から送出する構成としているが、図１０のように入力エンドユニット１２側に認識信号発生回路１１を備える構成とすることもできることはいうまでもない。
【００５８】
上記の実施の形態で例示した各入力増設ユニットは、端子群を構成する入力側の接続端子と出力側の接続端子の接続状態を任意に切り換え可能としてもよい。例えば図８の入力増設ユニット６Ａのように、すべての端子を１ずつシフトさせる１シフト接続、あるいは図９の入力増設ユニット６Ａのように、入力側の接続端子と出力側の接続端子の７のみをそのまま接続する非シフト接続として残りの端子を１ずつシフトさせるシフト接続、あるいはまた図１２の入力増設ユニット６Ｃのように、７のみを非シフト接続として残りの端子を２ずつシフトさせる２シフト接続等、一の入力増設ユニットで入力側の接続端子と出力側の接続端子の接続状態やシフト量を任意に変更できるように構成してもよい。回路の切換にはディップスイッチ等が利用できる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
［入力ブロック化ユニット１４］
上述した構成では、マスタユニットに接続可能な入力増設ユニット６の台数は、バスラインの数に制限を受ける。バスラインを予め多く備えるよう設計することで、多数の入力増設ユニット６を接続できるが、バスラインがパラレルであるためライン数の増加はスペースやコストの面で不利となる。また、一旦バスライン数が固定されてしまうと接続可能な入力増設ユニット６の台数も固定されてしまうため、上記の構成ではそれ以上の入力増設ユニット６を接続することができない。バスラインの本数よりも入力増設ユニット６の数が多くなると、オーバーした入力増設ユニット６の情報や入力エンドユニット１２の情報が受け取れなくなり、正常に動作できなくなるからである。そこで、バスラインの数よりも多くの入力増設ユニット６を接続可能とした構成を図１３に示す。
【００６２】
図１３に示す安全リレーシステムは、図９の構成において入力増設ユニット６Ｄと６Ｅの間に入力ブロック化ユニット１４を追加したものである。入力ブロック化ユニット１４は、他ユニットと接続するための複数の端子で構成される第１および第２の入力ブロック化接続部を備えている。第１の入力ブロック化接続部は入力ブロック化ユニット出力側端子群を構成し、入力増設ユニット６またはマスタユニット５と接続される。同様に第２の入力ブロック化接続部は入力ブロック化ユニット入力側端子群を構成し、入力増設ユニット６または入力エンドユニット１２と、それぞれ接続される。入力ブロック化ユニット１４は、マスタユニット５に順次接続される入力増設ユニット６の最後が接続される位置に接続され、さらに入力ブロック化ユニット１４の後段に入力増設ユニット６を追加接続でき、最後に入力エンドユニット１２を接続する。
【００６３】
さらに入力ブロック化ユニット１４は入力ブロック化状態出力部１５を接続している。入力ブロック化状態出力部１５は、第２の入力ブロック化接続部を構成する接続端子の内、第２の入力ブロック化接続部に接続される入力増設ユニットの安全コンポーネント接続端子と接続される可能性のある端子と電気的に接続されており、すべての端子のＡＮＤをとる形で入力ブロック化状態を生成する。すなわち、後段に接続されたすべてのユニットで正常信号を確認したときにのみ、リレーを閉路して接続された外部機器を動作させ、これ以外の場合、例えばいずれか一の安全コンポーネントで安全でない状態または異常が検出された場合はリレーを開放して電源供給を断ち、動作を停止させる。また入力ブロック化ユニット１４は、第１の入力ブロック化接続部のシフト端子である接続端子１と接続されており、マスタユニット５側に入力ブロック化状態を送出する。なお、入力ブロック化状態出力部１５は入力ブロック化ユニット１４に内蔵あるいは外付けのいずれでもよい。
【００６４】
この入力ブロック化ユニット１４は、入力エンドユニットとマスタユニットの機能を併せ持つ。すなわち、入力ブロック化ユニット１４の前段（図１３において入力ブロック化ユニット１４より左側）において、入力エンドユニットの機能を果たす。このため、第１の入力ブロック化接続部を構成する接続端子は、非シフト端子とシフト端子に接続される。図１３の例では、接続端子７は入力エンドユニット１２と同様に非シフト端子に接続されており、入力ブロック化ユニット１４内部でシフト端子に切り換える。ただ、接続端子７は接続端子１でなく、接続端子２に接続されており、これによって認識信号は入力ブロック化ユニット１４の接続端子２から、入力増設ユニット６Ｄの入力側の接続端子２を通って出力側の接続端子３へと順次シフト端子を介して伝達されるので、図９と同様にマスタユニット接続部の接続端子６に返され、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。ここで検出される接続台数は、入力増設ユニット６Ｄの入力側の接続端子１でなく２に返されたため、端子番号よりも２少ない数となり、図１３の例では接続端子６−２＝４台となる。
【００６５】
一方、入力ブロック化ユニット１４は後段（図１３において入力ブロック化ユニット１４より右側）において、マスタユニットの機能を果たす。すなわち、入力ブロック化ユニット１４は第２の入力ブロック化接続部をインターフェースとして複数の入力増設ユニット６を直列に連結し、各入力増設ユニット６からシフト端子を介して入力状態を取得する。取得された入力状態は入力ブロック化状態出力部１５にまとめられて、入力ブロック化ユニット１４の入力状態、すなわち入力ブロック化状態として第１の入力ブロック化接続部の接続端子１から出力される。入力ブロック化状態出力部１５は、後段すなわち入力ブロック化ユニット１４の第２の入力ブロック化接続部に接続された入力増設ユニット６の入力状態をモニタし、いずれかの安全コンポーネントで安全でない状態または異常が検出されると、これを第１の入力ブロック化接続部の接続端子１からシフト端子を介してマスタユニット５に向けて送出する。マスタユニット５側では、入力ブロック化ユニット１４からの入力状態をマスタユニット接続部の接続端子５で取得する。そして、マスタユニット５に接続された他の入力増設ユニット６と同様にこの入力状態に基づいてリレーを制御する。このように、マスタユニット５に接続可能な上限の入力増設ユニット６の位置に入力ブロック化ユニット１４を接続することにより、さらに（上限台数）−１台の入力増設ユニット６の増設が可能となる。
【００６６】
これによって、入力ブロック化ユニット１４に接続された複数の入力増設ユニット６の出力を一にまとめて、一の入力増設ユニット６と同様に扱うことで、入力増設ユニット６の増加に対応でき、バスライン数よりも多くの入力増設ユニット６を接続した安全リレーシステムを構築できる。特に安全コンポーネントを利用した安全の確保においては、すべての安全コンポーネントで安全が確認される必要がある。言い換えると、すべての入力状態が揃う状態、すなわちＡＮＤをとって出力が得られる状態で安全と判断できるという性質上、上記のように各ブロック毎に接続された安全コンポーネントの入力状態を集積して積を得、さらに他のブロックで取得された入力状態と積算し、順次積算を重ねながら最終的な結果を得るという構成は適しているということができる。しかも積算を積み重ねる構成とすることで、システムの構成を単純化できる。
【００６７】
さらに、入力ブロック化ユニット１４においても認識信号に基づき、入力ブロック化ユニット１４に接続された入力増設ユニット６の台数を検知できる。第１の入力ブロック化接続部の接続端子７は、同接続端子２と接続されると共に、第２の入力ブロック化接続部の接続端子７とも接続されている。これによって、マスタユニット５から非シフト端子を介して伝達された検出信号は、第２の入力ブロック化接続部の接続端子７から同様に非シフト端子を介して入力エンドユニット１２に伝達され、入力エンドユニット１２内部でシフト端子に切り換えられて第２の入力ブロック化接続部の接続端子のいずれかで検知される。端子番号は上記の例と同様にシフト数、すなわち入力増設ユニット６の接続台数に依存するので、端子番号によって接続台数を検知することができる。図１３の例では、認識信号は入力エンドユニット１２の接続端子１から入力増設ユニット６Ｅの入力側の接続端子１、出力側の接続端子２を介して第２の入力ブロック化接続部の接続端子２に伝達される。これを入力ブロック化状態出力部１５が受領して、２−１＝１台の入力増設ユニット６が接続されていることを検知する。なお、図１３のマスタユニット５では、上述のように入力ブロック化ユニット１４の入力エンドユニット機能の関係上、（認識信号が返された端子番号）−２が接続台数となるのに対し、入力エンドユニット１２が接続された入力ブロック化ユニット１４においては、図９の例と同様に（認識信号が返された端子番号）−１が接続台数となる。
【００６８】
［入力ブロック化ユニット１４を複数連結］
さらに図１４に示すように、一の安全リレーシステムに複数の入力ブロック化ユニット１４を連結することもできる。この図においては、マスタユニット５に４台の入力増設ユニット６Ａ〜Ｄと入力ブロック化ユニット１４Ａを接続し、さらに入力ブロック化ユニット１４Ａにも４台の入力増設ユニット６Ｅ〜Ｈと入力ブロック化ユニット１４Ｂを接続し、さらに入力ブロック化ユニット１４Ｂに１台の入力増設ユニット６Ｉと入力エンドユニット１２を接続している。この例において、入力ブロック化ユニット１４Ａは、４台の入力増設ユニット６Ｅ〜Ｈを、入力ブロック化ユニット１４Ｂは１台の入力増設ユニット６Ｉを、それぞれ一ブロックとして入力状態を監視する。すなわち、入力ブロック化ユニット１４Ｂは入力増設ユニット６Ｉの入力状態を第２の入力ブロック化ユニット接続部の接続端子１で監視し、入力ブロック化状態出力部１５に出力する。入力ブロック化状態出力部１５は、入力ブロック化ユニット１４Ｂに接続された入力増設ユニットＩの入力状態をブロック化して入力ブロック化状態とし、第１の入力ブロック化ユニット接続部の接続端子１から、入力増設ユニット６Ｈの第２のユニット接続部の接続端子１に送出する。
【００６９】
一方、入力ブロック化ユニット１４Ａは、後段に接続されたユニット、すなわち入力増設ユニット６Ｅ〜Ｈ、および入力ブロック化ユニット１４Ｂの入力状態を監視する。具体的には、入力ブロック化ユニット１４Ａは入力増設ユニット６Ｅの入力状態を第２の入力ブロック化ユニット接続部の接続端子１で、入力増設ユニット６Ｆの入力状態を接続端子２で、入力増設ユニット６Ｇの入力状態を接続端子３で、入力増設ユニット６Ｈの入力状態を接続端子４で、入力ブロック化ユニット１４Ｂの入力ブロック化状態を接続端子５で、それぞれ受けて入力ブロック化状態出力部１５に送出する。入力ブロック化状態出力部１５は、入力ブロック化ユニット１４Ａより後段に接続されたユニットの入力状態をブロック化して入力ブロック化状態とし、同様に第１の入力ブロック化ユニット接続部の接続端子１から、入力増設ユニット６Ｄの第２のユニット接続部の接続端子１に出力する。
【００７０】
さらに同様に、マスタユニット５は、後段に接続されたユニット、すなわち入力増設ユニット６Ａ〜Ｄ、および入力ブロック化ユニット１４Ａの入力状態を監視する。具体的には、マスタユニット５は入力増設ユニット６Ａの入力状態をマスタユニット接続部の接続端子１で、入力増設ユニット６Ｂの入力状態を接続端子２で、入力増設ユニット６Ｃの入力状態を接続端子３で、入力増設ユニット６Ｄの入力状態を接続端子４で、入力ブロック化ユニット１４Ａの入力ブロック化状態を接続端子５で、それぞれ受けて、これに基づきリレーを制御する。この結果、安全リレーシステムに接続されたすべての安全コンポーネントの入力状態を一のマスタユニット５に集約してリレーを制御できる。
【００７１】
グループ化ユニット入力側端子群の端子数、すなわちバスラインの数は、マスタユニット５や入力エンドユニット１２と同じとする。各グループ化ユニットに接続可能な入力増設ユニット６の台数は、バスラインの数に応じて接続可能な上限の台数（図１３の例では５台）よりも１台少ない数となる。よって、マスタユニット５から（上限台数）−１台毎に入力ブロック化ユニット１４に接続すれば、理論上は上限無く入力増設ユニット６の接続台数を増やすことができる。
【００７２】
また、入力ブロック化ユニット１４にも安全コンポーネントを接続するための入力部を設けることもできる。この場合、例えば第２の入力ブロック化接続部の接続端子１に入力ブロック化ユニット１４に接続された安全コンポーネントの入力状態を、同接続端子２に入力ブロック化状態出力部１５の出力を、同接続端子３に同接続端子７を、それぞれ接続する。これによって、入力状態を他の入力増設ユニット６で取得される入力状態と同様に扱うことができる。
【００７３】
以上の構成によって、バスライン数によらず任意の安全コンポーネントの入力状態を入力できるので、より設計の柔軟性が増し、利便性は向上する。またバスライン数を多くする必要がないので、各ユニットの構成を複雑にする必要もなく、簡単かつ安価な構成とできる。
【００７４】
なお各入力ブロック化ユニットの接続端子の数は、マスタユニットの接続端子の数と異なる値に設計することもできる。ただ、各ユニットのコネクタの共通化等の観点から、好ましくは同じ数とする。
【００７５】
【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ブロック化ユニット、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可能な安全コンポーネントの台数の制約から開放される。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ブロック化ユニット、および安全リレーの制御方法が、入力ブロック化ユニットを用いて複数台の入力増設ユニットの入力状態を入力ブロック化状態としてブロック化することで、一台のユニットで複数の安全コンポーネントの入力状態をまとめているからである。これによって、複数の入力増設ユニットを連結する際、一定おきに入力ブロック化ユニットを設けることで、マスタユニットに接続可能な入力増設ユニット数の上限は理論上なくなり、自由な構成が可能となる。
【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入力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入力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入力エンドユニットを接続した状態を示す概念図である。
【図１２】さらに他の実施の形態に係る安全リレーシステムに入力エンドユニットを接続した状態を示す概念図である。
【図１３】本発明の他の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１４】本発明の他の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。
【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〜Ｉ…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…入力エンドユニット
１４、１４Ａ、１４Ｂ…入力ブロック化ユニット
１５…入力ブロック化状態出力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a highly reliable safety relay system and an input blocking unit for a safety relay system that are suitable for applications such as driving a target load only when a plurality of input conditions related to safety confirmation, etc. are all satisfied. And a control method of the safety relay.
[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]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-162317
[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. . For this reason, a safety relay system capable of connecting a plurality of safety components with a single relay has been demanded.
[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]
The present invention has been made to solve such problems. An object of the present invention is to provide a safety relay system to which a safety component can be added, an input blocking unit for the safety relay system, and a control method for the safety relay.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a safety relay system according to claim 1 of the present invention includes a master unit connection portion including a plurality of parallel terminals for connection to an input extension unit, and a master unit connection portion. Based on the input state of the safety component transmitted from the input extension unit, a master unit including a relay for controlling the device to be controlled, a safety component connection unit for connecting the safety component, the master unit or other A first unit connection portion having a plurality of parallel terminals for connection to an input expansion unit, and a second unit having a plurality of parallel terminals for connection to another input expansion unit, an input block unit, or an end unit One or more input expansion units each having a connection portion, and the input An input block including a first input block connection section including a plurality of parallel terminals for connection to the installation unit, and a second input block connection section including a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit. And an input end unit including an input end unit terminal including a plurality of parallel terminals for connecting the input expansion unit. In this safety relay system, the input blocking unit acquires an input state of one or more input expansion units connected via a second input blocking connection unit, and sets the input blocking state as a blocked input blocking state. Transmission from the first input block connection section to the master unit via the input extension unit, and the master unit inputs and inputs of one or more of the input extension units connected via the master unit connection section The input blocking state of the blocking unit is acquired, and the relay is controlled based on this.
[0013]
The safety relay system according to claim 2 of the present invention is the safety relay system according to claim 1, wherein the input blocking unit further blocks an input state of the one or more input expansion units. And an input blocking state output unit that generates an input blocking state.
[0014]
Furthermore, the safety relay system according to claim 3 of the present invention is the safety relay system according to claim 1 or 2, wherein the first unit connection portion and the second unit connection portion of the input extension unit. The terminal constituting the input extension unit is a shift terminal for connecting the first unit connection part side and the second unit connection part side by shifting one or more from the corresponding terminal numbers within the input extension unit, and the first without shifting. A non-shift terminal for connecting the unit connection part side and the second unit connection part side, and a safety component connection terminal connected to the safety component connection part, wherein one or more of the input extension units are connected to the master unit. The first and second input block units are sandwiched between input block units, input block units, or input block units and end units. Are connected in series via a knit connection, the safety component connection terminal of each extension unit is connected to the shift terminal, and the extension unit is directed from the first unit connection terminal of the input extension unit toward the master unit side. Each time it passes through, it is transmitted while shifting between parallel terminals.
[0015]
Furthermore, the safety relay system according to claim 4 of the present invention is the safety relay system according to claim 3, wherein the input blocking unit constitutes the second input blocking connection part. The connection terminal is connected to the input block state output unit, and includes a second input block state output unit connection terminal for acquiring an input state of one or more of the input expansion units. The connection terminal constituting the input block connection unit is connected to the input block state output unit, and the input block state of the input block state output unit is connected to the master unit side via one or more additional input units. A first input block state output unit connection terminal for transmission is included.
[0016]
Furthermore, the safety relay system according to claim 5 of the present invention is the safety relay system according to any one of claims 1 to 4, wherein the input blocking unit is the first input blocking unit. The connection terminal constituting the connection portion includes a ground terminal that is grounded.
[0017]
Furthermore, the safety relay system according to claim 6 of the present invention is the safety relay system according to any one of claims 1 to 5, wherein the input blocking unit is the second input blocking unit. One of the connection terminals constituting the connection part includes non-shift terminals connected by terminal numbers corresponding to one of the connection terminals constituting the first input block connection part.
[0018]
Furthermore, the safety relay system according to claim 7 of the present invention is the safety relay system according to claim 6, wherein the input blocking unit further includes the non-shift terminal and the first input. It is one of the connection terminals constituting the block connection part and is connected to a connection terminal different from the ground terminal and the safety component connection terminal.
[0019]
Furthermore, a safety relay system according to claim 8 of the present invention is the safety relay system according to any one of claims 4 to 7, comprising a plurality of the input blocking units, and each input block The input unit blocks the input state of one or more extension input units acquired from the second input block state output unit connection terminal at the input block state output unit, and the first input block connection unit first This is transmitted from the input block state output unit connection terminal to the master unit side via one or more extension input units.
[0020]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an input blocking unit for a safety relay system which monitors an input state from a safety component with one or more input expansion units and is connected to the input expansion unit. Input block unit for a safety relay system used in a safety relay system for controlling a safety relay based on an input state, and a first input block connection having a plurality of parallel terminals for connection to an input expansion unit And a second input block connection section having a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit, and the input block unit is connected through the second input block connection section. The input status of the above input expansion unit is acquired and this is converted into a blocked input block status. 1 is connected to the master unit via the input extension unit, and the master unit is connected to the master unit via the master unit connection part. It is characterized in that the input block state of the control unit is acquired and the relay is controlled based on this.
[0021]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 10 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to claim 9, wherein the input blocking unit further includes at least one input blocking unit. And an input block state output unit for generating an input block state by blocking the input state of the input extension unit.
[0022]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 11 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to claim 9 or 10, wherein the input blocking unit is a first of the input expansion units. The terminals constituting the unit connection part and the second unit connection part are shifted by one or more from the corresponding terminal numbers on the first unit connection part side and the second unit connection part side in the input extension unit. A shift terminal to be connected; a non-shift terminal for connecting the first unit connection side and the second unit connection side without a shift; and a safety component connection terminal connected to a safety component connection, the input One or more expansion units are the master unit and input block unit, or input block units, or input block It is connected in series via the first and second unit connection parts so that it is sandwiched between the unit and the end unit, and the safety component connection terminal of each extension unit is connected to the shift terminal. Each time it passes through the extension unit from the first unit connection terminal toward the master unit, it is transmitted while shifting between parallel terminals.
[0023]
Still further, the input blocking unit for a safety relay system described in the claim of the present invention 12 is the input blocking unit for the safety relay system according to claim 11, wherein the input blocking unit is the first blocking unit. The connection terminals constituting the two input block connection units are connected to the input block state output unit, and the second input block state output unit connection for acquiring the input state of one or more input expansion units And a connection terminal constituting the first input block connection part is connected to the input block state output part, and the input block state of the input block state output part is increased by one or more. A first input block state output unit connection terminal for transmitting to the master unit side via the input unit is included.
[0024]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 13 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to any one of claims 9 to 12, wherein the input blocking unit is provided. The unit is characterized in that a connection terminal constituting the first input block connection part includes a ground terminal that is grounded.
[0025]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 14 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to any one of claims 9 to 13, wherein the input blocking unit is provided. The unit is a non-shift terminal in which one of the connection terminals constituting the second input block connection part is connected by terminal numbers corresponding to one of the connection terminals constituting the first input block connection part It is characterized by including.
[0026]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 15 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to claim 14, wherein the input blocking unit is the non-blocking unit. The shift terminal is further connected to a connection terminal which is one of the connection terminals constituting the first input block connection part and is different from the ground terminal and the safety component connection terminal.
[0027]
Furthermore, an input blocking unit for a safety relay system according to claim 16 of the present invention is the input blocking unit for a safety relay system according to any one of claims 12 to 15, wherein the input blocking unit is provided. A plurality of units are provided, and each input blocking unit blocks the input state of one or more additional input units acquired from the second input blocking state output unit connection terminal by the input blocking state output unit, and Transmission from the first input blocking state output unit connection terminal of one input blocking connection unit to the master unit side via one or more additional input units is characterized.
[0028]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a safety relay control method that monitors an input state from a safety component with one or more input expansion units and inputs an input state with a master unit connected to the input expansion unit. A safety relay control method in a safety relay system that controls a safety relay based on the above, wherein one or more input expansion units each connecting safety components are connected in series in block units via a plurality of parallel connection terminals. The input expansion unit located on the end face of each block is connected to an input block unit, and the input status acquired by each input expansion unit is converted to one input expansion unit using individual parallel connection terminals. Each time a parallel connection terminal is shifted from the input expansion unit while shifting the parallel connection terminal at a predetermined interval. A step to be transmitted to the knit, a step in which the input blocking unit blocks the transmitted plurality of input states as an input blocking state, and one or more input expansion units or other input blocks whose input blocking state is other And a step of controlling the relay based on the input blocked state from each input blocking unit and the input state from each input expansion unit. Features.
[0029]
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 blocking unit, and a safety relay control method for embodying the technical idea of the present invention. Does not specify the following safety relay system, safety relay system input blocking unit, and safety relay control method.
[0030]
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.
[0031]
In this specification, expressions such as “input side” and “output side” are used for explanation, and do not necessarily mean that only input and output functions are performed. As will be described later, the input side terminal can output, or the output side terminal can input. In particular, when the communication function is not provided between the units and the recognition signal is transmitted only by the wiring pattern, the connection terminal performs both input and output.
[0032]
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 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.
[0033]
[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.
[0034]
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.
[0035]
[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.
[0036]
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.
[0037]
In this safety relay system, when one of the safety component switches 3 of the safety component 1 connected to the master unit 5 or the input extension unit 6 is operated, the corresponding safety circuit is opened, so that an unsafe state or abnormality is detected. It 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.
[0038]
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.
[0039]
[Addition of input extension unit 6]
FIG. 4 shows an example in which two safety components are connected. To add three safety components by adding further safety components, the input extension unit 6B is added to the input extension unit 6A as shown in FIG. To do. The input expansion unit 6B can be the same as the input expansion unit 6A described above. The operation of the safety component switch 3 of the safety component 1 connected to the input extension unit 6B 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.
[0040]
[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 the other input extension unit 6 and the input end unit 12, and the output side terminal group is the other input extension unit 6 and Connect to the master 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 input end unit 12 can be realized in the same manner.
[0041]
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.
[0042]
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.
[0043]
[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 additional input units 6 A to 6 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, in the connection between the input expansion 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 expansion unit 6A is connected to the output side of the input expansion unit 6B. And the input side connection terminal 2 of the input expansion unit 6A are connected to the output side connection terminal 2 of the input expansion unit 6B, respectively. Further, the connection terminal on the output side of the input extension unit 6A is connected to the connection terminal on the input side of the master unit 5, respectively. The master unit 5 includes only a master unit connection portion corresponding to an 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 connection part. 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.
[0044]
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 6A is input from the connection terminal 1 on the output side of the input expansion unit 6A to the connection terminal 1 on the input side of the master unit 5 through the bus line. Similarly, the input state (input B) of the input extension unit 6B is changed from the output side connection terminal 1 of the input extension unit 6B to the input side connection terminal 1 and the output side connection terminal 2 which are shift terminals of the input extension unit 6A. 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. .
[0045]
In this way, the master unit 5 can confirm the input state of the input extension units 6A to 6E 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.
[0046]
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.
[0047]
[Input end unit 12]
Next, as another embodiment of the present invention, an example in which an input end unit is further connected to an input extension unit 6E 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 input end unit 12 includes only an input end unit output side terminal group for connection 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 input end unit 12 are connected, and the remaining 2 to 6 are grounded. The input end unit 12 can be a unit having only a wiring pattern, and can be configured at low cost. By connecting the input end unit 12, it is possible to detect the number of input expansion units 6 connected.
[0048]
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 connection terminal 7 on the input side from the connection terminal 7 on the output side, which is a non-shift terminal of each of the input extension units 6A to 6E, and the connection terminal 7 on the output side of the input end unit 12. Is transmitted to. Further, the recognition signal is transmitted from the output side connection terminal 7 of the input end unit 12 through the output side connection terminal 1 to the input expansion unit 6 again, and the input side connection terminal 1 which is a shift terminal of the input expansion unit 6E. To the output side connection terminal 2, the input side connection terminal 2 of the input extension unit 6D to the output side connection terminal 3, the input side connection terminal 3 of the input extension unit 6C to the output side connection terminal 4, and the input. The signal is transmitted from the input side connection terminal 4 of the extension unit 6B to the output side connection terminal 5 and from the input side connection terminal 5 of the input extension unit 6A to the output side connection terminal 6 to be transmitted to the input side connection terminal of the master unit 5. 6 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 a 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 input end unit 12 to the master unit 5. 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.
[0049]
Thus, by adding the input 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.
[0050]
[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.
[0051]
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.
[0052]
In this way, by connecting the input end unit 12, it is possible to detect how many input expansion units 6 are connected to the master unit 5. Thus, when an unsafe state or abnormality is detected at any of the terminals, it is possible to determine whether the terminal is a unit 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 and the number of connected terminals.
[0053]
[Input 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 generating circuit 11 for generating a recognition signal is provided in the input end unit 12 itself, instead of sending 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 input end unit 12, and in the same way as in FIG. A recognition signal is sent to the master unit 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 the advantage that the number of terminals can be reduced compared to FIG. 9 because a bus line and non-shift terminals for sending a recognition signal from the master unit 5 to the input end unit 12 are not required.
[0054]
Moreover, neither the input end unit 12 of FIG. 9 and FIG. 10 has connected the safety component. However, the input end unit can also include an input unit such as a terminal for connecting a safety component. For example, in FIGS. 9 and 10, a unit that functions as an input expansion unit and an input end unit can be configured by integrating the input expansion unit 6 E and the input end unit 12. FIG. 11 shows an example of the input end unit 13 having the input end unit function based on the configuration of FIG. The input end unit 13 in FIG. 11 functions as an input end unit to which a safety component can be connected or an input extension unit having the function of the input end unit, and both are handled as an input extension unit. In addition, the input end unit can be provided with a communication function, and a recognition signal can be exchanged by communication with the master unit.
[0055]
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.
[0056]
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.
[0057]
[Input expansion unit 6 that supports multiple inputs]
Furthermore, as another embodiment of the present invention, FIG. 12 shows an example in which an input expansion unit 6 in which a plurality of safety components can be connected to one input expansion unit 6 is used. In the figure, the input expansion unit 6C can connect two safety components, and the input states thereof are input C and input C ′. In this example, the input C is sent to the connection terminal 1 on the output side of the input extension unit 6C, and the input C ′ is sent to the connection terminal 2 on the output side. As a result, the input C is a shift terminal from the input side connection terminal 1 to the output side connection terminal 2 of the input extension unit 6B, and the input C ′ is from the input side connection terminal 2 to the output side connection terminal 3. Communicated. On the other hand, the input side connection terminal 1 of the input extension unit 6C is connected to the output side connection terminal 3 instead of the output side connection terminal 2, and similarly, the input side connection terminal 2 is connected to the output side connection terminal 4. Shifted and connected. As described above, the input extension unit 6C is configured by two shift terminals that shift two. The input expansion unit 6C capable of connecting two inputs is handled as two other input expansion units. With this configuration, a single input expansion unit can perform the functions of a plurality of units, and space saving, wiring saving, and cost reduction can be realized. In this example, the recognition signal is sent from the master unit 5 side as in FIG. 9, but the recognition signal generation circuit 11 may be provided on the input end unit 12 side as shown in FIG. Needless to say.
[0058]
Each input extension unit illustrated in the above embodiment may be arbitrarily switchable between the connection state of the input side connection terminals and the output side connection terminals that constitute the terminal group. For example, one shift connection that shifts all the terminals one by one as in the input expansion unit 6A in FIG. 8, or only 7 of the connection terminals on the input side and the output side as in the input expansion unit 6A in FIG. Shift connection that shifts the remaining terminals one by one as a non-shift connection that connects them as they are, or 2-shift connection that shifts the remaining terminals by two with only 7 being a non-shift connection as in the input expansion unit 6C of FIG. For example, the connection state and the shift amount of the input-side connection terminal and the output-side connection terminal may be arbitrarily changed with one input expansion unit. A dip switch or the like can be used for switching the circuit.
[0059]
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.
[0060]
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.
[0061]
[Input blocking unit 14]
In the configuration described above, the number of input extension units 6 connectable to the master unit is limited by the number of bus lines. A large number of additional input units 6 can be connected by designing the bus lines in advance so that an increase in the number of lines is disadvantageous in terms of space and cost because the bus lines are parallel. In addition, once the number of bus lines is fixed, the number of connectable input expansion units 6 is also fixed, so that no more input expansion units 6 can be connected in the above configuration. This is because if the number of input extension units 6 is larger than the number of bus lines, the information of the input extension units 6 and the information of the input end units 12 that have been exceeded cannot be received and cannot operate normally. Therefore, FIG. 13 shows a configuration in which more input expansion units 6 than the number of bus lines can be connected.
[0062]
The safety relay system shown in FIG. 13 is obtained by adding an input blocking unit 14 between the input extension units 6D and 6E in the configuration of FIG. The input blocking unit 14 is provided with first and second input blocking connection parts constituted by a plurality of terminals for connection to other units. The first input block connection section constitutes an input block unit output side terminal group and is connected to the input extension unit 6 or the master unit 5. Similarly, the second input block connection section constitutes an input block unit input side terminal group, and is connected to the input extension unit 6 or the input end unit 12, respectively. The input blocking unit 14 is connected to a position where the end of the input expansion unit 6 sequentially connected to the master unit 5 is connected, and the input expansion unit 6 can be additionally connected to the subsequent stage of the input blocking unit 14. The input end unit 12 is connected.
[0063]
Further, the input blocking unit 14 is connected to the input blocking state output unit 15. The input blocking status output unit 15 can be connected to the safety component connection terminal of the input expansion unit connected to the second input blocking connection unit among the connection terminals constituting the second input blocking connection unit. The input block state is generated by taking the AND of all the terminals. That is, only when a normal signal is confirmed in all units connected in the subsequent stage, the connected external device is operated by closing the relay, and in other cases, for example, any one of the safety components is not in a safe state. Alternatively, if an abnormality is detected, the relay is opened and the power supply is cut off to stop the operation. The input blocking unit 14 is connected to the connection terminal 1 that is a shift terminal of the first input blocking connection portion, and sends the input blocking state to the master unit 5 side. The input blocking state output unit 15 may be either built in or external to the input blocking unit 14.
[0064]
The input blocking unit 14 has both functions of an input end unit and a master unit. That is, the function of the input end unit is achieved in the preceding stage of the input blocking unit 14 (left side of the input blocking unit 14 in FIG. 13). For this reason, the connection terminal which comprises a 1st input block connection part is connected to a non-shift terminal and a shift terminal. In the example of FIG. 13, the connection terminal 7 is connected to the non-shift terminal similarly to the input end unit 12, and is switched to the shift terminal inside the input blocking unit 14. However, the connection terminal 7 is connected not to the connection terminal 1 but to the connection terminal 2, so that the recognition signal passes from the connection terminal 2 of the input blocking unit 14 to the connection terminal 2 on the input side of the input expansion unit 6D. Are sequentially transmitted to the output side connection terminal 3 via the shift terminal, so that they are returned to the connection terminal 6 of the master unit connection part as in FIG. 9, and the master unit 5 detects the number of input extension units 6 connected. it can. Since the number of connections detected here is returned to 2 instead of the connection terminal 1 on the input side of the input extension unit 6D, the number is 2 less than the terminal number. In the example of FIG. 13, the connection terminal 6-2 = 4 units. It becomes.
[0065]
On the other hand, the input blocking unit 14 functions as a master unit in the subsequent stage (right side of the input blocking unit 14 in FIG. 13). That is, the input blocking unit 14 connects a plurality of input expansion units 6 in series using the second input block connection part as an interface, and acquires the input state from each input expansion unit 6 via the shift terminal. The acquired input states are collected in the input blocking state output unit 15 and output from the connection terminal 1 of the first input blocking connection unit as the input state of the input blocking unit 14, that is, the input blocking state. The input block state output unit 15 monitors the input state of the input expansion unit 6 connected to the second stage, that is, the second input block unit connection part of the input block unit 14 and is in an unsafe state with any safety component or When an abnormality is detected, this is sent from the connection terminal 1 of the first input block connection part to the master unit 5 via the shift terminal. On the master unit 5 side, the input state from the input blocking unit 14 is acquired by the connection terminal 5 of the master unit connection unit. Then, the relay is controlled based on this input state in the same manner as the other input expansion units 6 connected to the master unit 5. In this way, by connecting the input blocking unit 14 to the position of the upper limit input extension unit 6 that can be connected to the master unit 5, it is possible to further add (upper limit number) -1 input extension unit 6. .
[0066]
As a result, the outputs of the plurality of input expansion units 6 connected to the input blocking unit 14 are collected together and handled in the same way as the one input expansion unit 6, so that the increase in the number of input expansion units 6 can be accommodated. It is possible to construct a safety relay system in which more input expansion units 6 than the number of lines are connected. In particular, in ensuring safety using safety components, safety must be confirmed in all safety components. In other words, the input states of the safety components connected to each block are integrated as described above because of the property that all input states are in a uniform state, that is, it is possible to determine that the output is obtained by taking an AND. It can be said that a configuration in which a product is obtained, integrated with an input state acquired in another block, and a final result is obtained while sequentially integrating is obtained. In addition, the configuration of the system can be simplified by adopting a configuration in which integration is accumulated.
[0067]
Further, the number of the additional input units 6 connected to the input blocking unit 14 can be detected also in the input blocking unit 14 based on the recognition signal. The connection terminal 7 of the first input block connection part is connected to the connection terminal 2 and is also connected to the connection terminal 7 of the second input block connection part. As a result, the detection signal transmitted from the master unit 5 via the non-shift terminal is similarly transmitted from the connection terminal 7 of the second input block connection part to the input end unit 12 via the non-shift terminal. It is switched to the shift terminal inside the end unit 12 and detected by one of the connection terminals of the second input block connection section. Since the terminal number depends on the number of shifts, that is, the number of connected input extension units 6 as in the above example, the number of connected terminals can be detected by the terminal number. In the example of FIG. 13, the recognition signal is transmitted from the connection terminal 1 of the input end unit 12 through the connection terminal 1 on the input side of the input extension unit 6E and the connection terminal 2 on the output side. 2 is transmitted. This is received by the input block state output unit 15, and it is detected that 2-1 = 1 one additional input unit 6 is connected. In the master unit 5 shown in FIG. 13, the input end unit function of the input blocking unit 14 is related to (the terminal number where the recognition signal is returned) -2 as the number of connected units as described above. In the input blocking unit 14 to which the end unit 12 is connected, (the terminal number from which the recognition signal is returned) -1 is the number of connected units, as in the example of FIG.
[0068]
[Connecting multiple input blocking units 14]
Further, as shown in FIG. 14, a plurality of input blocking units 14 can be connected to one safety relay system. In this figure, four input expansion units 6A to 6D and an input blocking unit 14A are connected to the master unit 5, and four input expansion units 6E to H and an input blocking unit are also connected to the input blocking unit 14A. 14B is connected, and further, one input extension unit 6I and the input end unit 12 are connected to the input blocking unit 14B. In this example, the input blocking unit 14A monitors the input state with four input expansion units 6E to H as one block, and the input blocking unit 14B monitors one input expansion unit 6I as one block. That is, the input blocking unit 14B monitors the input state of the input extension unit 6I at the connection terminal 1 of the second input blocking unit connection unit, and outputs it to the input blocking state output unit 15. The input blocking state output unit 15 blocks the input state of the input extension unit I connected to the input blocking unit 14B to form an input blocking state, and from the connection terminal 1 of the first input blocking unit connection unit, The data is sent to the connection terminal 1 of the second unit connection portion of the input extension unit 6H.
[0069]
On the other hand, the input blocking unit 14A monitors the input states of the units connected in the subsequent stage, that is, the input expansion units 6E to H and the input blocking unit 14B. Specifically, the input blocking unit 14A is configured such that the input state of the input expansion unit 6E is the connection terminal 1 of the second input blocking unit connection part, the input state of the input expansion unit 6F is the connection terminal 2, and the input expansion unit The input state of 6G is received by the connection terminal 3, the input state of the input extension unit 6H is received by the connection terminal 4, and the input block state of the input blocking unit 14B is received by the connection terminal 5, respectively. Send it out. The input blocking state output unit 15 blocks the input state of units connected downstream from the input blocking unit 14A into an input blocking state, and similarly from the connection terminal 1 of the first input blocking unit connection unit. And output to the connection terminal 1 of the second unit connection portion of the input extension unit 6D.
[0070]
Similarly, the master unit 5 monitors the input states of the units connected in the subsequent stage, that is, the input expansion units 6A to 6D and the input blocking unit 14A. Specifically, in the master unit 5, the input state of the input expansion unit 6A is the connection terminal 1 of the master unit connection portion, the input state of the input expansion unit 6B is the connection terminal 2, and the input state of the input expansion unit 6C is the connection terminal. 3, the input state of the input extension unit 6D is received by the connection terminal 4 and the input block state of the input blocking unit 14A is received by the connection terminal 5, respectively, and the relay is controlled based on this. As a result, the input states of all safety components connected to the safety relay system can be integrated into one master unit 5 to control the relay.
[0071]
The number of terminals of the grouping unit input side terminal group, that is, the number of bus lines is the same as that of the master unit 5 and the input end unit 12. The number of input extension units 6 connectable to each grouping unit is one less than the upper limit number (5 in the example of FIG. 13) connectable according to the number of bus lines. Therefore, if the master unit 5 is connected to the input block unit 14 every (upper limit number) -1 unit, the number of input extension units 6 can be increased theoretically without an upper limit.
[0072]
The input blocking unit 14 can also be provided with an input unit for connecting safety components. In this case, for example, the input state of the safety component connected to the input blocking unit 14 is connected to the connection terminal 1 of the second input blocking connection unit, and the output of the input blocking state output unit 15 is connected to the connection terminal 2. The connection terminal 7 is connected to the connection terminal 3 respectively. As a result, the input state can be handled in the same manner as the input state acquired by the other input expansion units 6.
[0073]
With the above configuration, an input state of an arbitrary safety component can be input regardless of the number of bus lines, so that design flexibility is further increased and convenience is improved. Further, since it is not necessary to increase the number of bus lines, the configuration of each unit does not need to be complicated, and a simple and inexpensive configuration can be achieved.
[0074]
The number of connection terminals of each input blocking unit can be designed to be different from the number of connection terminals of the master unit. However, the number is preferably the same from the viewpoint of sharing the connectors of each unit.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the safety relay system, the input blocking unit for the safety relay system, and the control method of the safety relay of the present invention, it is released from the restriction on the number of safety components connectable to the safety relay system. The safety relay system, the safety relay system input blocking unit, and the safety relay control method according to the present invention block the input state of a plurality of input expansion units using the input blocking unit as an input blocking state. This is because the input state of a plurality of safety components is gathered in one unit. As a result, when connecting a plurality of input expansion units, by providing input blocking units at regular intervals, the upper limit of the number of input expansion units connectable to the master unit is theoretically eliminated, and a free configuration is possible.
[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 where an input end unit according to an embodiment is connected to the safety relay system of FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a state where an input end unit is connected to a safety relay system according to still another embodiment.
11 is a conceptual diagram showing a state where an input end unit according to another embodiment is connected to the safety relay system of FIG.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a state where an input end unit is connected to a safety relay system according to still another embodiment.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration example of a safety relay system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a conceptual diagram showing a configuration example of a safety relay system according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Safety component 2 ... Safety output unit 3 ... Safety component switch 4 ... Relay 5 ... Master unit 6, 6A-I ... Input extension unit 7, 7A, 7B, 7C ... Connector 8 ... Hook 9 ... Locking groove 10 ... Connection Board 11 ... recognition signal generation circuit 12, 13 ... input end unit 14, 14A, 14B ... input blocking unit 15 ... input blocking state output unit

Claims

Master unit connection part with multiple parallel terminals to connect to the input extension unit, and to control the control target equipment based on the input status of the safety component transmitted from the input extension unit via the master unit connection part A master unit comprising a relay;
Safety component connection section for connecting a safety component, a first unit connection section having a plurality of parallel terminals for connection to the master unit or other input expansion unit, and another input expansion unit or input block One or more input expansion units comprising a second unit connection comprising a plurality of parallel terminals for connection to the unit or end unit;
A first input block connection section having a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit; and a second input block connection section having a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit. An input blocking unit;
An input end unit comprising an input end unit terminal comprising a plurality of parallel terminals for connecting the input extension unit;
With
The input blocking unit acquires an input state of one or more input expansion units connected via a second input blocking connection unit, and converts the input state into a first input blocking state as a blocked input blocking state. The connection is transmitted from the connection unit to the master unit via the input extension unit, and the master unit inputs the input state of one or more of the input extension units connected via the master unit connection unit and the input block of the input block unit A safety relay system that obtains a control state and controls a relay based on the acquired state.

2. The safety relay system according to claim 1, wherein the input blocking unit further includes an input blocking state output unit that blocks an input state of one or more input expansion units to generate an input blocking state. Safety relay system characterized by that.

The safety relay system according to claim 1 or 2,
The terminals constituting the first unit connection part and the second unit connection part of the input extension unit correspond to the first unit connection part side and the second unit connection part side inside the input extension unit. A shift terminal connected by shifting one or more numbers from the number, a non-shift terminal connecting the first unit connection part side and the second unit connection part side without a shift, and a safety component connected to the safety component connection part Including connection terminals,
One or more of the input extension units are connected via the first and second unit connecting portions so that one or more of the input extension units are sandwiched between the master unit and the input blocking unit, or between the input blocking units, or between the input blocking unit and the end unit. Connected in series,
The safety component connection terminal of each extension unit is connected to the shift terminal, and is transmitted while shifting between the parallel terminals each time it passes through the extension unit from the first unit connection terminal of the input extension unit toward the master unit. A safety relay system characterized by that.

The safety relay system according to claim 3, wherein the input blocking unit is
A connection terminal constituting the second input block connection part is connected to the input block state output part, and a second input block state output for acquiring an input state of one or more input expansion units. Part connection terminal,
The connection terminal constituting the first input block connection part is connected to the input block state output part, and the input block state of the input block state output part is set via the one or more additional input units. A safety relay system comprising a first input block state output unit connection terminal for transmission to the master unit side.

The safety relay system according to any one of claims 1 to 4, wherein the input blocking unit is:
The connection terminal that constitutes the first input block connection section includes a ground terminal that is grounded.

6. The safety relay system according to claim 1, wherein one of the connection terminals constituting the second input block connection unit is the first input block. A safety relay system comprising a non-shift terminal connected by terminal numbers corresponding to one of connection terminals constituting the connection portion.

7. The safety relay system according to claim 6, wherein in the input blocking unit, the non-shift terminal is one of connection terminals constituting the first input blocking connection part and is also safe with a ground terminal. A safety relay system characterized by being connected to a connection terminal different from the component connection terminal.

The safety relay system according to any one of claims 4 to 7, comprising a plurality of the input blocking units, wherein each input blocking unit is obtained from a second input blocking state output unit connection terminal. The input status of one or more extension input units is blocked by the input block status output section, and the first input block status output section connection terminal of the first input block connection section is connected via one or more extension input units. And transmitting to the master unit side.

Input for a safety relay system that is used in a safety relay system that monitors the input status from safety components with one or more input expansion units and controls the safety relay based on the input status with the master unit connected to the input expansion unit. A blocking unit,
A first input block connection section including a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit; and a second input block connection section including a plurality of parallel terminals for connection to the input expansion unit;
The input blocking unit acquires an input state of one or more input expansion units connected via a second input blocking connection unit, and converts the input state into a first input blocking state as a blocked input blocking state. The connection is transmitted from the connection unit to the master unit via the input extension unit, and the master unit inputs the input state of one or more of the input extension units connected via the master unit connection unit and the input block of the input block unit An input blocking unit for a safety relay system, characterized in that a control state is acquired and a relay is controlled based on the acquired state.

10. The input blocking unit for a safety relay system according to claim 9, wherein the input blocking unit further blocks an input state of one or more input expansion units to generate an input blocking state. An input blocking unit for a safety relay system comprising a state output unit.

An input blocking unit for a safety relay system according to claim 9 or 10,
The terminals constituting the first unit connection part and the second unit connection part of the input extension unit correspond to the first unit connection part side and the second unit connection part side inside the input extension unit. A shift terminal connected by shifting one or more numbers from the number, a non-shift terminal connecting the first unit connection part side and the second unit connection part side without a shift, and a safety component connected to the safety component connection part Including connection terminals,
One or more of the input extension units are connected via the first and second unit connecting portions so that one or more of the input extension units are sandwiched between the master unit and the input blocking unit, or between the input blocking units, or between the input blocking unit and the end unit. Connected in series,
The safety component connection terminal of each extension unit is connected to the shift terminal, and is transmitted while shifting between the parallel terminals each time it passes through the extension unit from the first unit connection terminal of the input extension unit toward the master unit. An input blocking unit for a safety relay system.

The input blocking unit for a safety relay system according to claim 11, wherein the input blocking unit is:
A connection terminal constituting the second input block connection part is connected to the input block state output part, and a second input block state output for acquiring an input state of one or more input expansion units. Part connection terminal,
The connection terminal constituting the first input block connection part is connected to the input block state output part, and the input block state of the input block state output part is set via the one or more additional input units. An input blocking unit for a safety relay system, including a first input blocking state output unit connection terminal for transmitting to the master unit side.

The input blocking unit for a safety relay system according to any one of claims 9 to 12, wherein the input blocking unit is
The connection block constituting the first input blocking connection portion includes a ground terminal that is grounded.

14. The safety relay system input blocking unit according to claim 9, wherein the input blocking unit includes one of connection terminals constituting the second input blocking connection part. An input blocking unit for a safety relay system including a non-shift terminal connected by terminal numbers corresponding to one of the connection terminals constituting one input blocking connection part.

15. The input blocking unit for a safety relay system according to claim 14, wherein in the input blocking unit, the non-shift terminal is one of connection terminals that further constitute the first input blocking connection part. An input blocking unit for a safety relay system, characterized in that it is connected to a connection terminal different from both a ground terminal and a safety component connection terminal.

16. An input blocking unit for a safety relay system according to claim 12, comprising a plurality of the input blocking units, each input blocking unit being connected to a second input blocking state output unit. The input state of one or more extension input units acquired from the terminal is blocked by the input block state output unit, and one or more input units from the first input block state output unit connection terminal of the first input block connection unit An input blocking unit for a safety relay system, which transmits to the master unit side via an extension input unit.

A safety relay control method in a safety relay system in which an input state from a safety component is monitored by one or more input expansion units, and a safety relay is controlled based on the input state by a master unit connected to the input expansion unit. ,
One or more input expansion units for connecting each safety component are connected in block units in series via multiple parallel connection terminals, and an input block unit is connected to the input expansion unit located on the end face of each block The input status acquired by each input expansion unit is an individual parallel connection terminal, and the input block from the input expansion unit is shifted while the parallel connection terminal is shifted at a predetermined interval each time it passes through one input expansion unit. Steps communicated to the unit
The input blocking unit blocks the transmitted plurality of input states as an input blocking state; and
A step in which the input blocking state is transmitted to the master unit via one or more other input expansion units or other input blocking units;
The master unit controlling the relay based on the input blocking state from each input blocking unit and the input state from each input expansion unit; and
A control method for a safety relay, comprising: