JP2005108085A - Interlock device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インターロック装置に関し、特に、複数の条件入力信号の組み合わせの条件により入力された信号の出力を禁止することができるインターロック装置に関する。 The present invention relates to an interlock device, and more particularly to an interlock device capable of prohibiting output of a signal input according to a combination condition of a plurality of condition input signals.
種々の生産の現場等では、電磁弁、モーター、その他電気機器により、製造装置が構成されている。このような電気機器は、一般的に、ネットワーク又は導線等の信号線(以下、単に信号線)によってPLC(Programmable Logic Controller )やパーソナルコンピュータ(以下、パソコン)等に接続され、制御されている。このため、種々の誤動作の危険性が存在する。即ち、人的な操作ミスによる誤動作、PLCやパソコンのCPUの誤動作、プログラムのバグによる誤動作、信号線にノイズが重畳することによるネットワーク等に起因する誤動作等である。更に、半導体装置の製造現場等のように、混合すると危険なガスの制御等、誤動作の防止による安全性の向上が求められる場面も多数存在する。 In various production sites and the like, a manufacturing apparatus is configured by electromagnetic valves, motors, and other electric devices. Such an electric device is generally connected to and controlled by a PLC (Programmable Logic Controller), a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) or the like via a signal line (hereinafter simply referred to as a signal line) such as a network or a conductive wire. For this reason, there is a risk of various malfunctions. That is, a malfunction caused by a human operation error, a malfunction of a CPU of a PLC or a personal computer, a malfunction due to a bug in a program, a malfunction caused by a network or the like due to noise superimposed on a signal line, or the like. Furthermore, there are many scenes where improvement in safety is required by preventing malfunction such as control of gas that is dangerous when mixed, such as in the manufacturing site of semiconductor devices.
従来、このような誤動作を防止するために、PLCやパソコンのプログラム上でのソフトウエアにより、インターロック装置を構成していた(特許文献1参照)。インターロック装置とは、ある条件を満足するまで出力がオンになるのを妨げる回路であって、機器の保護と操作者の安全を図ることを目的とする。モーターの正転逆転の制御や、ダブルソレノイド電磁弁の制御には必ずといっていいほど使用されている。しかし、PLC、パソコンのCPU、プログラム(以下、PLC等と言う)は、それ自体が誤動作の可能性がある。また、PLC等と電気機器等とを接続する信号線にノイズが重畳した場合、PLC等から出力した情報(制御信号)が被制御装置側に正確に与えられない可能性がある。従って、現在のインターロック装置によっても、完全には誤動作を防止することはできない。なお、スイッチ、リレー、汎用ロジックIC等のハードウエアによって出力情報を検出するインターロック装置は提案されているが(特許文献2参照)、検出する情報量が多いと、設置スペースが大きくなってしまう。 Conventionally, in order to prevent such a malfunction, an interlock device is configured by software on a program of a PLC or a personal computer (see Patent Document 1). The interlock device is a circuit that prevents the output from being turned on until a certain condition is satisfied, and is intended to protect the device and ensure the safety of the operator. It is used to control the forward and reverse rotation of the motor and the double solenoid solenoid valve. However, the PLC, the CPU of the personal computer, and the program (hereinafter referred to as PLC etc.) themselves may malfunction. In addition, when noise is superimposed on a signal line that connects a PLC or the like and an electric device or the like, information (control signal) output from the PLC or the like may not be accurately given to the controlled device side. Therefore, even the current interlock device cannot completely prevent malfunction. An interlock device that detects output information using hardware such as a switch, a relay, and a general-purpose logic IC has been proposed (see Patent Document 2). However, if the amount of information to be detected is large, the installation space becomes large. .
また、このような誤動作を防止する目的以外にも、動作中の機器のガードロック解除を禁止する等の安全確保のために、ある作業中に他の動作を禁止する目的でインターロック装置が用いられることもある。このような目的に用いられるインターロック装置としては、ソレノイド付き安全スイッチやセーフティープラグ等が既に知られている。しかし、安全スイッチやセーフティープラグは特定の(個々の)用途専用に作られているため、使用場所、使用目的、使用方法が限られていた。なお、安全リレーモジュールという安全機器も提案されている。しかし、これは非常停止ボタンや安全スイッチ等を確実に動作させたり、故障を検出できるようにすることが目的の安全回路であり、誤動作防止用のインターロック装置とは異なる。 In addition to the purpose of preventing such malfunctions, the interlock device is used for the purpose of prohibiting other operations during certain work in order to ensure safety, such as prohibiting the unlocking of the guard lock of the device during operation. Sometimes. As an interlock device used for such a purpose, a safety switch with a solenoid, a safety plug, and the like are already known. However, since the safety switch and the safety plug are made for a specific (individual) application, the place of use, the purpose of use, and the method of use have been limited. A safety device called a safety relay module has also been proposed. However, this is a safety circuit for the purpose of surely operating an emergency stop button, a safety switch, etc. or detecting a failure, and is different from an interlock device for preventing malfunction.
更に、複数の入力とその各々に対応する出力を持ち、最初に入力したチャンネル(制御信号)のみを出力するというインターロック装置は、存在しなかった。 Furthermore, there is no interlock device that has a plurality of inputs and outputs corresponding to each of them and outputs only the first input channel (control signal).
そこで、本願出願人は、先に、複数の信号が入力される場合に特定の信号(チャンネル即ち制御信号)のみを有効として、重複動作を確実に禁止することができるインターロック装置を提案している(特許文献3参照)。
特許文献1に記載のインターロック装置によれば、誤動作の可能性を極めて低くすることができ、かつ、比較的簡単な構成で多くの制御信号についてインターロックの有効範囲を自由に設定することができる。
According to the interlock device described in
しかし、このインターロック装置は、複数の信号の中の特定の1個の信号のみを有効とし、残りの信号を無効とするものである。従って、複数の条件信号の組み合わせによる条件で、その条件が満たされた場合にある信号を有効とし、満たされない場合にその信号を無効とすることは想定していない。また、このインターロック装置によれば、その外部から所定の信号を受け取って、これに基づいてエラーを強制的に発生させることは想定していない。 However, this interlock device validates only one specific signal among a plurality of signals and invalidates the remaining signals. Therefore, it is not assumed that a certain signal is validated when the condition is satisfied by a combination of a plurality of condition signals, and the signal is invalidated when the condition is not satisfied. Further, according to the interlock device, it is not assumed that a predetermined signal is received from the outside and an error is forcibly generated based on the predetermined signal.
本発明は、複数の条件入力信号の組み合わせの条件により入力された信号の出力を禁止することができるインターロック装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an interlock device capable of prohibiting the output of a signal input according to a combination of a plurality of condition input signals.
本発明のインターロック装置は、複数の条件信号の組み合わせにより、所定の入力信号の出力を許可するインターロック条件を設定する設定手段と、入力信号が入力された場合、前記設定手段のインターロック条件が満たされた場合に前記所定の入力信号を出力し、満たされない場合に前記所定の入力信号の出力を禁止するインターロック手段とを備える。 The interlock device of the present invention includes a setting unit that sets an interlock condition for permitting output of a predetermined input signal by a combination of a plurality of condition signals, and an interlock condition of the setting unit when an input signal is input. Interlock means for outputting the predetermined input signal when the condition is satisfied and prohibiting the output of the predetermined input signal when the condition is not satisfied.
本発明のインターロック装置によれば、複数の条件信号の組み合わせにより定めたインターロック条件が満たされた場合に所定の入力信号を出力し、満たされない場合にその所定の入力信号の出力を禁止することができる。従って、本発明のインターロック装置を制御側の出力機器と被制御側の負荷(電気機器)との間に設けることにより、PLC、パソコンのCPU、プログラム(PLC等)等の誤動作の可能性、及び、信号線等に重畳したノイズによる誤動作の可能性を極めて低く抑えることができ、一層確実に人的操作ミス等又は制御側の電気的な誤動作を防止することができる。また、比較的簡単な構成で複数の条件信号の組み合わせを用いてインターロック条件を設定することができ、また、誤動作防止の目的以外に、使用場所、使用目的、使用方法を問わずに、動作中の機器のガードロック解除を禁止する等の安全確保のためにある作業中に他の動作を禁止する目的に使用することができる。 According to the interlock device of the present invention, a predetermined input signal is output when an interlock condition determined by a combination of a plurality of condition signals is satisfied, and the output of the predetermined input signal is prohibited when the interlock condition is not satisfied. be able to. Therefore, by providing the interlock device of the present invention between the control-side output device and the controlled-side load (electric device), there is a possibility of malfunction of PLC, PC CPU, program (PLC, etc.), In addition, the possibility of malfunction due to noise superimposed on the signal line or the like can be suppressed to a very low level, and it is possible to more reliably prevent human operation errors or the like or electrical malfunctions on the control side. In addition, the interlock condition can be set using a combination of multiple condition signals with a relatively simple configuration, and it can operate regardless of the place of use, purpose of use, and method of use, in addition to the purpose of preventing malfunction. It can be used for the purpose of prohibiting other operations during certain work to ensure safety, such as prohibiting the unlocking of the guard lock of the inside device.
図1はインターロックシステム構成図であり、本発明のインターロック装置を使用するインターロックシステムの構成を示す。 FIG. 1 is a block diagram of an interlock system, showing a configuration of an interlock system using the interlock device of the present invention.
インターロック装置2は、コンピュータ等の制御機器(又はネットワーク)1の出力機器11と負荷(被制御機器又は電気機器)3との間に、誤動作防止用に挿入される。これらの間は、導線のような信号線41、42により相互に接続される。これにより、負荷3に対する最終的な出力信号(制御信号)を、インターロック装置2から出力する。即ち、信号線41上の複数の入力信号について、信号線42上に現在出力中の(又は、過去に出力した)入力信号と同時に(又はその後に)出力されてはならない入力信号の出力を禁止した上で、出力可能な入力信号を信号線42上に出力する。これによって、出力機器11及び信号線41側に起因する電気機器3の誤動作を防止する。
The
この例のインターロック装置2は、制御機器1の入力機器12と信号線43を介して接続される。入力機器12へは、インターロック条件入力部5からインターロック装置2に入力された複数の条件信号が、そのままインターロック装置2(の条件信号出力手段24)から入力される。
The
また、この例のインターロック装置2には、各々、信号線44及び45を介して、インターロック条件入力部5及び外部エラー信号入力部6が接続される。インターロック条件入力部5は、設定手段21におけるインターロック条件を設定するための複数の条件信号を、インターロック装置2(の設定手段21及び条件信号出力手段24)に入力する。外部エラー信号入力部6は、インターロック装置2に強制的にエラー信号を出力させるための外部エラー信号を、インターロック装置2(のエラー出力手段23)に入力する。
Further, the interlock
インターロック装置2は、図1に示すように、設定手段21、インターロック手段22、エラー出力手段23、条件信号出力手段24、エラー検出手段25を備える。エラー検出手段25はエラー出力手段23(又は、インターロック手段22)に設けられる。
As shown in FIG. 1, the
設定手段21は、複数の条件信号の組み合わせにより、所定の入力信号の出力を許可するインターロック条件を設定する。複数の条件信号はインターロック条件入力部5から信号線44を介して入力される。設定手段21において、回路の構成、スイッチ等の組み合わせ又はコマンドの入力等の手段により、複数の条件信号の中のいずれを用いるかが定められる。この例では、複数の条件信号は、当該インターロック装置2の出力する信号を入力される電気機器3の状態を検出する複数のセンサ(例えば、圧力センサ)の出力するセンサ信号からなる。即ち、8個(8チャンネル)の圧力信号No.1〜8からなる。
The setting means 21 sets an interlock condition that permits the output of a predetermined input signal by a combination of a plurality of condition signals. The plurality of condition signals are input from the interlock
インターロック手段22は、入力信号が入力された場合、設定手段21のインターロック条件が満たされた場合に所定の入力信号を出力し、満たされない場合にその所定の入力信号の出力を禁止する。入力信号は出力機器11から信号線41を介して入力される。これにより、インターロック装置2は、出力機器11から入力信号が入力された場合において、設定手段21のインターロック条件が満たされた場合に所定の入力信号を出力し、例えば当該入力信号により動作する電気機器3が安全に動作できる条件が満たされた場合に入力信号の出力を許可し、動作すると危険な条件の場合にその出力を強制的に禁止する。
When the input signal is input, the
エラー出力手段23は、エラー検出手段25によるエラー検出に基づいてエラーを出力する。即ち、エラー検出手段25がインターロック手段22における故障を検出する。これにより、エラー出力手段23は、エラー検出手段25がインターロック手段22の故障を検出した場合、エラー信号を発生して出力し、インターロック装置2の出力を停止する。例えば、エラー検出手段25は、インターロック手段22の出力トランジスタの故障を検出する。その上で、エラー出力手段23は、リレーにより負荷3の電源を切ることができる。これにより、インターロック装置2それ自体の故障による誤動作を未然に防ぎ、更に、安全性を向上させることができる。
The error output means 23 outputs an error based on the error detection by the error detection means 25. That is, the
また、エラー出力手段23は、インターロック装置2の外部から入力された外部エラー信号に基づいてエラーを出力する。即ち、外部エラー信号入力部6が外部エラー信号を入力する。例えば、外部エラー信号入力部6は、当該インターロック装置2が組み込まれた装置等から出力される装置全体としてのエラー信号であり、インターロック装置2自体の故障以外の条件でインターロック装置2を強制停止したい場合に出力する。これにより、エラー出力手段23は、所定の場合にエラー信号を発生して出力し、インターロック装置2の出力を停止し、前述と同様に、リレーにより負荷3の電源を切り、更に、安全性を向上させることができる。
Further, the error output means 23 outputs an error based on an external error signal input from the outside of the
条件信号出力手段24は、インターロック条件入力部5から設定手段21におけるインターロック条件を設定するため入力された複数の条件信号(圧力信号No.1〜8)を、そのままインターロック装置2の外部に出力する。条件信号出力手段24から出力された複数の条件信号は、信号線43を介して、複数の入力信号を当該インターロック装置2に入力する出力機器11と共に制御機器1を構成する入力機器12に入力される。これにより、インターロック条件を設定するために用いた条件信号を、そのまま出力し、他の用途に用いることができる。
The condition
インターロック装置2は、それ自体単独で動作するので、PLCやパソコン、ネットワーク等の出力機器11側の誤動作を防止することができる。また、インターロック装置2は、出力機器11及び負荷3の種類にかかわりなく使用でき、また、インターロックディセーブルスイッチにより入力信号を自由に組み合わせてインターロック無効とすることができる。このため、非常に汎用性を高くすることができる。
Since the
図2及び図3はインターロック装置構成図であり、本発明のインターロック装置2をPLD(Programmable Logic Device )を用いて構成して、小型化した例を示す。特に、図2はインターロック装置2の接続関係を示し、図3はインターロック装置2の構成を示す。この例では、設定手段21その他の手段をハードウェアにより構成する。
2 and 3 are block diagrams of the interlock device, and show an example in which the
この例においては、インターロック装置2への入力信号(IN1〜IN8)及びその出力信号(OUT1〜OUT8)は、各々、No.1〜8の8個(8チャンネル)であり、例えば当該出力信号により8個の電磁弁を制御する。No.1〜8の入力信号がインターロックする対象の信号である。条件信号(この例では、圧力信号No.1〜8)の状態により、No.1の入力信号が有効出力とされ、又は、出力禁止とされる(インターロックされる)。なお、図3にいては、図示の都合から、各種のNo.1の信号についての構成を示す。
In this example, the input signals (IN1 to IN8) and the output signals (OUT1 to OUT8) to the
出力機器1からインターロック装置2に入力されたNo.1の入力信号(IN1)は、インバータにより反転された後(信号in1)、アンドゲート回路AND1に入力される。アンドゲート回路AND1は、No.1の入力信号に対応して設けられる。
No. input from the
インターロックディセーブルスイッチ(以下、ディセーブルスイッチ)SW1は、No.1の入力信号に対応して設けられる。ディセーブルスイッチSW1は、No.1の入力信号について使用する条件信号の範囲を定める。このため、No.1〜8の条件信号に対応する個別スイッチ1〜8を備える。個別スイッチ1〜8の出力端子には、各々、プルアップ抵抗が接続される。例えば、個別スイッチ1を開く(オフする)とNo.1の条件信号を使用することを定め、閉じる(オンする)とNo.1の条件信号を使用しないことを定める。個別スイッチ1の出力がSW1−1である。SW1−1は、反転された後、対応するオアゲート回路OR1−1に入力される。他のSW1−2〜SW1−8についても、同様に、対応するオアゲート回路OR1−2〜OR1−8(図示せず)に入力される(図示せず)。
Interlock disable switch (hereinafter referred to as disable switch) SW1 is No. 1 corresponding to one input signal. The disable switch SW1 is No. The range of the condition signal used for one input signal is determined. For this reason, no.
従って、No.1の入力信号についてみると、8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8が設けられる。8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8の各々の一方の入力端子には、個別スイッチ1〜8の出力SW1−1〜SW1−8が入力される。8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8の各々の他方の入力端子には、条件信号である圧力信号No.1〜8に基づいて形成された信号(排他的論理和(ゲート回路)EXOR1〜EXOR8の出力信号)が入力される。
Therefore, no. When one input signal is considered, eight OR gate circuits OR1-1 to OR1-8 are provided. The outputs SW1-1 to SW1-8 of the
図2のNo.1の圧力センサからインターロック装置2に入力された条件信号である圧力信号No.1は、保護回路を経て、対応する排他的論理和EXOR1の一方の入力端子に入力される。排他的論理和EXOR1は、圧力信号No.1に対応して設けられる。保護回路は、ツェナーダイオードと抵抗とを並列に接続して構成され、対応するNo.1の圧力センサに過大な電流が流れないようにする。同様に、圧力信号No.2〜8に対応して、図示はしないが、8個の保護回路と排他的論理和EXOR2〜8とが設けられる。
No. 2 in FIG. 1 is a condition signal input to the
極性スイッチPSWは、条件信号として使用する圧力信号No.1〜No.8の各々の極性を定める。このため、極性スイッチPSWは、圧力信号No.1〜No.8に対応して1個設けられ、圧力信号No.1〜8に対応する個別スイッチ1〜8を備える。個別スイッチ1〜8の出力端子には、各々、プルアップ抵抗が接続される。個別スイッチ1〜8の出力端子は、各々、排他的論理和EXOR1〜8の他方の入力端子に入力される。
The polarity switch PSW is a pressure signal No. used as a condition signal. 1-No. The polarity of each of 8 is defined. Therefore, the polarity switch PSW is connected to the pressure signal No. 1-No. 1 corresponding to the pressure signal No.
これにより、例えば、個別スイッチ1を開く(オフする)と圧力信号No.1のロウレベルに応じて排他的論理和EXOR1からハイレベルが出力されることを定め、閉じる(オンする)と圧力信号No.1のハイレベルに応じて排他的論理和EXOR1からハイレベルが出力されることを定める(この逆であっても良い)。即ち、圧力信号No.1の極性が定められる。他の個別スイッチ2〜8も、同様に、圧力信号No.2〜8の極性を定める。
Thereby, for example, when the
従って、この例では、8個の圧力信号No.1〜8に対応する8個の保護回路及び8個の排他的論理和EXOR1〜8と、8個の圧力信号No.1〜8に対応する個別スイッチ1〜8を備える1個の極性スイッチPSWとで、設定手段21が構成される。また、図2に示す圧力センサNo.1〜8が、インターロック条件入力部5として使用される。
Therefore, in this example, eight pressure signals No. 8 corresponding to 1 to 8 and 8 exclusive ORs EXOR1 to 8 and 8 pressure signals No. The setting means 21 is composed of one polarity switch PSW including the
8個の排他的論理和EXOR1〜8の出力は、前述のように、ディセーブルスイッチSW1に対応する8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8の各々の他方の入力端子に入力される。これにより、例えば、個別スイッチ1を開く(オフする)と圧力信号No.1に基づく排他的論理和EXOR1の出力がオアゲート回路OR1−1から出力され(有効とされ)、閉じる(オンする)と圧力信号No.1に基づく排他的論理和EXOR1の出力にかかわらずオアゲート回路OR1−1からハイレベルが出力される(圧力信号No.1に基づく信号が無効とされる)。他のオアゲート回路OR1−2〜OR1−8の出力についても同様である。従って、ディセーブルスイッチSW1の個別スイッチ1〜8により、条件信号である圧力信号No.1〜8のいずれをインターロック条件として使用するか定められる。
As described above, the outputs of the eight exclusive ORs EXOR1 to EXOR1 to 8 are input to the other input terminals of the eight OR gate circuits OR1-1 to OR1-8 corresponding to the disable switch SW1. Thereby, for example, when the
8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8の出力は、アンドゲート回路AND1に入力される。また、アンドゲート回路AND1には、エラー信号errが入力される。アンドゲート回路AND1の出力out1は、出力トランジスタT(O)1のベースに入力され、反転されて、出力OUT1として出力される。出力トランジスタT(O)1は、アンドゲート回路AND1即ちNo.1の入力信号に対応して設けられる。 The outputs of the eight OR gate circuits OR1-1 to OR1-8 are input to the AND gate circuit AND1. An error signal err is input to the AND gate circuit AND1. The output out1 of the AND gate circuit AND1 is input to the base of the output transistor T (O) 1, inverted, and output as the output OUT1. The output transistor T (O) 1 is connected to an AND gate circuit AND1, that is, No. 1. 1 corresponding to one input signal.
以上をまとめると、この例のインターロック手段22は、No.1〜8の8個の入力信号の各々に対応する8個の単位回路からなる。1個の単位回路は、No.1の入力信号についてみると、ディセーブルスイッチSW1、インバータ、アンドゲート回路AND1、出力トランジスタT(O)1、ディセーブルスイッチSW1に対応する8個のオアゲート回路OR1−1〜OR1−8からなる。他の単位回路も同様の構成である。従って、8個の単位回路において、例えばその各々のオアゲート回路OR1−1には、共通に、設定手段21から圧力信号No.1に基づく排他的論理和EXOR1の出力が入力される。他のオアゲート回路OR1−2〜OR1−8についても同様である。
In summary, the interlock means 22 of this example is No. It consists of eight unit circuits corresponding to each of eight
一方、設定手段21において、条件信号である例えば圧力信号No.1は、設定手段21の保護回路をへて、インバータにより反転された後、出力トランジスタT(S)1のベースに入力され、反転されて出力される。即ち、元の信号と同一の圧力信号No.1が出力として得られる。他の条件信号である圧力信号No.2〜No.8についても同様である。従って、この例では、条件信号出力手段24は、8個の条件信号である圧力信号No.1〜No.8に対応するように、8組のインバータ及び出力トランジスタT(S)からなる。 On the other hand, in the setting means 21, for example, the pressure signal No. 1 is input to the base of the output transistor T (S) 1 after being inverted by the inverter through the protection circuit of the setting means 21 and output after being inverted. That is, the same pressure signal No. as the original signal. 1 is obtained as an output. Pressure signal No. which is another condition signal. 2-No. The same applies to 8. Therefore, in this example, the condition signal output means 24 has the pressure signal No. 8 which is eight condition signals. 1-No. In order to correspond to 8, eight inverters and output transistor T (S).
また、インターロック手段22から、No.1の入力信号について、アンドゲート回路AND1の出力out1と、出力トランジスタT(O)1の出力の反転信号とが、排他的論理和EXOR(ER)1に入力される。従って、出力out1と出力トランジスタT(O)1の出力の反転信号とが不一致の場合、排他的論理和EXOR(ER)1の出力のハイレベルにより、出力トランジスタT(O)1の故障が検出される。排他的論理和EXOR(ER)1の出力はオアゲート回路ORに入力される。No.2〜No.8の入力信号についても、同様に、排他的論理和EXOR(ER)2〜EXOR(ER)8(いずれも図示せず)の出力がオアゲート回路ORに入力される。また、オアゲート回路ORには、外部エラー信号入力部6からの外部エラー信号が入力される。
Further, from the interlock means 22, no. For the input signal of 1, the output out1 of the AND gate circuit AND1 and the inverted signal of the output of the output transistor T (O) 1 are input to the exclusive OR EXOR (ER) 1. Therefore, when the output out1 and the inverted signal of the output of the output transistor T (O) 1 do not match, the failure of the output transistor T (O) 1 is detected by the high level of the output of the exclusive OR EXOR (ER) 1. Is done. The output of the exclusive OR EXOR (ER) 1 is input to the OR gate circuit OR. No. 2-No. Similarly, for the
オアゲート回路ORの出力ERRは、エラー信号出力トタンジスタT(ER)のベースに入力され、反転されて(エラー信号ERRとして)出力される。これにより、LEDからなるエラー表示器ERRLEDに電流が流れ、LEDが発光する。また、リレー(NC)にも電流が流れて回路が遮断され、24Vの電源の(電気機器3への)供給が遮断される。これにより、インターロック装置2(実際には、出力トランジスタT(O)1〜T(O)8)に故障が生じたとしても、負荷3の電源を切り、更に、安全性を向上させることができる。外部エラー信号のハイレベルによっても、同様に、エラー信号ERRが(強制的に)出力され、LEDが発光し、電源の電気機器3への供給が遮断される。
The output ERR of the OR gate circuit OR is input to the base of the error signal output transistor T (ERR), inverted (output as an error signal ERR), and output. Thereby, an electric current flows into the error indicator ERRLED which consists of LED, and LED light-emits. Further, a current also flows through the relay (NC), the circuit is cut off, and the supply of 24V power (to the electrical equipment 3) is cut off. As a result, even if a failure occurs in the interlock device 2 (actually, the output transistors T (O) 1 to T (O) 8), the
オアゲート回路ORの出力ERRは、インバータにより反転されて信号errとしてアンドゲート回路AND1に入力される。従って、出力ERRがハイレベルの時、ロウレベルの信号errにより、アンドゲート回路AND1が閉じられ、出力トランジスタT(O)1の出力が禁止される。他のアンドゲート回路AND2〜AND8についても、同様に、信号errが入力される。これにより、他の出力トランジスタT(O)2〜T(O)8の出力が禁止される。 The output ERR of the OR gate circuit OR is inverted by the inverter and input to the AND gate circuit AND1 as the signal err. Therefore, when the output ERR is high, the AND gate circuit AND1 is closed by the low level signal err, and the output of the output transistor T (O) 1 is prohibited. Similarly, the signals err are input to the other AND gate circuits AND2 to AND8. As a result, the output of the other output transistors T (O) 2 to T (O) 8 is prohibited.
以上のように、この例のエラー検出手段25は、No.1〜No.8の8個の入力信号に対応する8個の排他的論理和EXOR(ER)1〜EXOR(ER)8と、これらへの入力を形成する8個のインバータと、1個のオアゲート回路ORと、1個のオアゲート回路ORの出力を受けるインバータとからなる。また、この例のエラー出力手段23は、エラー検出手段25に加えて、1個のエラー信号出力トタンジスタT(ER)、1個のエラー表示器ERRLED、1個のリレーからなる。 As described above, the error detection means 25 in this example is No. 1-No. Eight exclusive ORs EXOR (ER) 1 to EXOR (ER) 8 corresponding to eight input signals of eight, eight inverters forming inputs to these, one OR gate circuit OR, And an inverter receiving the output of one OR gate circuit OR. In addition to the error detection means 25, the error output means 23 in this example includes one error signal output transistor T (ER), one error indicator ERRLED, and one relay.
なお、図3の左下の回路は24Vの電源から5Vの電源電圧を形成する。この5Vの電源電圧は、各ゲート回路やプルアップ抵抗に供給される。 3 generates a power supply voltage of 5V from a power supply of 24V. This 5 V power supply voltage is supplied to each gate circuit and pull-up resistor.
以上に説明した本発明のインターロック装置2により実現されるインターロック動作をまとめると、以下のようになる。
The interlock operations realized by the
以下の例において、例えば、No.1の入力信号について、条件信号である圧力信号No.2及びNo.3を用いて、他の圧力信号No.1、No.4〜No.8を用いずに、インターロック条件を定めることとする。インターロック条件は、圧力信号No.2及びNo.3が共に出力される(ハイレベルである)こととする。これは、例えば、図2に示すように、No.2及びNo.3の入力信号(IN2及びIN3)に対応するNo.2及びNo.3の出力信号(OUT2及びOUT2)により電磁弁2及び3が開いた後でなければ、No.1の入力信号(IN1)に対応するNo.1の出力信号(OUT1)により電磁弁1を開いてはいけない場合である。
In the following examples, for example, No. 1 input signal, the pressure signal No. 2 and no. 3, the other pressure signal No. 1, no. 4-No. The interlock condition is determined without using 8. The interlock condition is the pressure signal No. 2 and no. 3 are output together (high level). For example, as shown in FIG. 2 and no. No. 3 corresponding to the input signals (IN2 and IN3) of No.3. 2 and no. If the
最初に、インターロック装置2の初期状態を設定する。即ち、ディセーブルスイッチSW1の個別スイッチ2及び3を開き(オフし)、圧力信号No.2及びNo.3の条件信号を使用することを定め、個別スイッチ1、4〜8を閉じ(オンし)、No.1、No.4〜No.8の条件信号を使用しないことを定める。また、極性スイッチPSWの個別スイッチ2及び3を開き(オフし)、圧力信号No.2及びNo.3のハイレベルに応じて排他的論理和EXOR2及びEXOR3からハイレベルが出力されることを定める。
First, the initial state of the
この後、インターロック装置2等の運転が開始される。最初は、8個の電磁弁1〜8が全て閉じているとすると、圧力信号No.2及びNo.3はロウレベルである。従って、極性スイッチPSWの個別スイッチ2及び3のオフにより、排他的論理和EXOR2及びEXOR3の出力はロウレベルとなる。従って、ディセーブルスイッチSW1の個別スイッチ2及び3のオフにより、オアゲート回路OR1−2及びOR1−3の出力は、ロウレベルとなる。また、ディセーブルスイッチSW1の個別スイッチ1、4〜8のオンにより、圧力信号No.1、No.4〜No.8にかかわりなく、オアゲート回路OR1−1、OR1−4〜OR1−8の出力は、ハイレベルとなる。
Thereafter, the operation of the
この時点で、エラーは生じていないので、オアゲート回路ORの出力する信号ERRはロウレベルであり、信号errはハイレベルである。従って、No.1の入力信号の値にかかわらず、アンドゲート回路AND1の出力はロウレベルとなり、出力トランジスタT(O)1はオンせず、出力OUT1へNo.1の入力信号が出力されることはない。即ち、No.1の入力信号が、圧力信号No.2及びNo.3(のロウレベルにより)インターロックされる。
Since no error has occurred at this time, the signal ERR output from the OR gate circuit OR is at the low level, and the signal err is at the high level. Therefore, no. Regardless of the value of the
次に、電磁弁2及び3が開いて、圧力信号No.2及びNo.3がハイレベルとなり、排他的論理和EXOR2及びEXOR3の出力もハイレベルとなる。従って、オアゲート回路OR1−2及びOR1−3の出力は、ハイレベルとなる。また、オアゲート回路OR1−1、OR1−4〜OR1−8の出力はハイレベルである。
Next, the
これにより、信号errはハイレベルであるので、アンドゲート回路AND1が開かれる。即ち、No.1の入力信号について、そのインターロック状態が解かれる。従って、アンドゲート回路AND1の出力は、No.1の入力信号の反転信号となり、出力トランジスタT(O)1で更に反転されて、出力OUT1としてNo.1の入力信号が出力される。 Thereby, since the signal err is at a high level, the AND gate circuit AND1 is opened. That is, no. For an input signal of 1, the interlock state is released. Therefore, the output of the AND gate circuit AND1 is No. 1 is inverted by the output transistor T (O) 1, and the output OUT1 is No.1. 1 input signal is output.
以上のいずれの状態においても、条件信号である圧力信号No.1〜No.8は、出力トランジスタT(S)1〜T(S)8を介して、圧力信号No.1〜No.8として、そのまま出力される。この時、出力の遅延は無視して良い。 In any of the above states, the pressure signal No. 1-No. 8 is connected to the pressure signal No. 8 via the output transistors T (S) 1 to T (S) 8. 1-No. 8 is output as it is. At this time, the output delay may be ignored.
また、アンドゲート回路AND1が開かれた後において、出力トランジスタT(O)1の入力及び出力が不一致となると、排他的論理和EXOR(ER)1の出力がハイレベルとなる。これにより、オアゲート回路ORの出力ERRがハイレベルとなり、エラー信号出力トタンジスタT(ER)がオンして、LEDが発光し、電源の電気機器3への供給が遮断される。なお、アンドゲート回路AND1が開かれる前においても、同様である。更に、外部エラー信号のハイレベルによっても、同様に、エラー信号ERRが出力され、LEDが発光し、電源の電気機器3への供給が遮断される。
If the input and output of the output transistor T (O) 1 do not match after the AND gate circuit AND1 is opened, the output of the exclusive OR EXOR (ER) 1 becomes high level. As a result, the output ERR of the OR gate circuit OR becomes high level, the error signal output transistor T (ER) is turned on, the LED emits light, and the supply of power to the
図4は他のインターロック装置構成図であり、図1乃至図3のインターロック装置2をフォトモスリレー(フォトダイオード及びMOSFETからなるリレー)を用いて構成して、小型化した例を示す。
FIG. 4 is another block diagram of the interlock device, and shows an example in which the
図4に示すフォトモスリレーは、A接点タイプである。電源を投入すると、err入力はB接点であるので、フォトモスerrがオンする。なお、図4において、No.3〜No.7のフォトモスは、No.1、No.2、No.8のフォトモスと同様の構成であるので図示を省略している。 The photo MOS relay shown in FIG. 4 is an A contact type. When the power is turned on, the photo MOS err is turned on because the err input is the B contact. In FIG. 3-No. No. 7 photo moss is No. 7. 1, no. 2, No. Since it is the same structure as 8 photomoss, illustration is abbreviate | omitted.
この状態で、信号in1が入力されると、この時点では、圧力センサNo.1〜No.8はオフであるから、フォトモスNo.1〜No.8もオフである。従って、信号in1が入力されても出力out1へは出力されない。次に、圧力センサNo.1〜No.8が全て同時にオンすると、フォトモスNo.1〜No.8もオンするので、信号in1が出力out1へは出力される。ここで、エラーが発生すると、err入力のB接点がオフし、フォトモスerrがオフし、信号in1は出力out1へは出力されない。無効スイッチを用いて、フォトモスを導通状態にすれば圧力センサのオン/オフ信号を無効にすることができるので、信号in1のインターロック条件を設定することができる。 When the signal in1 is input in this state, at this time, the pressure sensor No. 1-No. Since No. 8 is off, photo moss no. 1-No. 8 is also off. Therefore, even if the signal in1 is input, it is not output to the output out1. Next, pressure sensor No. 1-No. When all 8 are turned on at the same time, photo moss no. 1-No. Since 8 is also turned on, the signal in1 is output to the output out1. Here, when an error occurs, the B contact of the err input is turned off, the photo moss err is turned off, and the signal in1 is not output to the output out1. Since the on / off signal of the pressure sensor can be invalidated by making the photo moss conductive using the invalid switch, the interlock condition of the signal in1 can be set.
図5は他のインターロック装置構成図であり、本発明のインターロック装置2をマイクロコンピュータ上で実行されるプログラムにより構成した例を示す。即ち、この例では、設定手段21その他の手段をソフトウェアにより構成することにより、インターロック処理部26を構成する。
FIG. 5 is another block diagram of the interlock device, and shows an example in which the
なお、インターロック処理部26をプログラムにより実現する場合でも、ディセーブルスイッチSW1〜SW8と極性スイッチPSWとは、インターロック処理部26の外部に個別にハードウェアとして設けることが望ましい。これにより、プログラムを変更するまでもなく、インターロック条件を変更したり、条件信号の極性を変更したりすることができる。 Even when the interlock processing unit 26 is realized by a program, it is desirable that the disable switches SW1 to SW8 and the polarity switch PSW are individually provided as hardware outside the interlock processing unit 26. This makes it possible to change the interlock condition or change the polarity of the condition signal without changing the program.
図6は、図5のインターロック装置2におけるインターロック処理部26が実行するインターロック処理フローを示す。
FIG. 6 shows an interlock processing flow executed by the interlock processing unit 26 in the
インターロック装置2(又はインターロック処理部26)を構成するマイクロコンピュータの初期化状態の設定、入出力ピン(端子)、及び、ディセーブルスイッチSW1〜SW8及び極性スイッチPSWの設定を行い(ステップS10)、最初の入力信号の読み込み(保持)を行い(ステップS11)、以前の状態から入力が変化したか否かを調べ(ステップS12)、変化しない場合には、ステップS12を繰り返す。変化した場合には、チャタリングを回避した上で(ステップS13)、再度、入力の変化がないか否かを調べ(ステップS14)、ステップS12から入力の変化がある場合にはノイズと判断し、ステップS12を繰り返す。ステップS12から入力の変化がない場合には、ディセーブルスイッチSW1〜SW8及び極性スイッチPSWの設定に従ってインターロック処理を行い(ステップS15)、これに従って入力信号を出力する(ステップS16)。 The initialization state of the microcomputer constituting the interlock device 2 (or the interlock processing unit 26) is set, the input / output pins (terminals), the disable switches SW1 to SW8 and the polarity switch PSW are set (step S10). The first input signal is read (held) (step S11), and it is checked whether or not the input has changed from the previous state (step S12). If not, step S12 is repeated. If there is a change, after chattering is avoided (step S13), it is checked again whether there is a change in input (step S14). If there is a change in input from step S12, it is determined as noise, Step S12 is repeated. If there is no change in input from step S12, an interlock process is performed according to the settings of the disable switches SW1 to SW8 and the polarity switch PSW (step S15), and an input signal is output accordingly (step S16).
以上、本発明をその実施の態様に従って説明したが、本発明は、その主旨の範囲において種々の変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the embodiment, this invention can be variously deformed in the range of the main point.
例えば、インターロック装置2は、前述の手段以外にも、種々の方法によって構成することができる。例えば、スイッチやリレーにより実現でき、ロジックICによっても実現できる。
For example, the
また、本発明のインターロック装置2は、制御機器を使用しないシステムにおいても適用できる。例えば、PLCやパソコン等の制御機器、ネットワークを使用していないシステムであって、スイッチやセンサ等の出力機器11とモーターや電磁弁等の電気機器3のみで構成されているシステムにも適用可能である。従って、プログラム作成や複雑な回路の設計をすることなく、簡単なインターロック装置2として使用することができる。
The
また、本発明のインターロック装置2は、制御機器を使用したシステムにおいても適用できる。例えば、PLCやパソコン等を用いて制御を行い、FA用のフィールドバス等のネットワークを使用したシステムでは、インターロック装置2をネットワークの出力ユニットと出力機器11との間に挿入する。又は、ネットワークを使用しない場合、インターロック装置2を出力機器11の直前に接続することで、制御系の人的、電気的、ソフトウエア的誤動作を防止するインターロックフィルタとして使用することができる。更に、インターロック装置2の出力する条件信号をPLCやパソコン等に供給することにより、インターロック装置2による(ハードウェア的な)インターロックと、PLCやパソコン等による(ソフトウェア的な)インターロックとで、二重にインターロックすることができる。
The
以上説明したように、本発明によれば、インターロック装置において、複数の条件信号の組み合わせにより定めたインターロック条件が満たされた場合に所定の入力信号を出力し、満たされない場合その所定の入力信号の出力を禁止することができる。従って、本発明のインターロック装置を制御側の出力機器と被制御側の負荷(電気機器)との間に設けることにより、PLC、パソコンのCPU、プログラム(PLC等)等の誤動作の可能性、及び、信号線等に重畳したノイズによる誤動作の可能性を極めて低く抑えることができ、一層確実に人的操作ミス等又は制御側の電気的な誤動作を防止することができる。また、比較的簡単な構成で複数の条件信号の組み合わせを用いてインターロック条件を設定することができ、また、誤動作防止の目的以外に、使用場所、使用目的、使用方法を問わずに、動作中の機器のガードロック解除を禁止する等の安全確保のためにある作業中に他の動作を禁止する目的に使用することができる。 As described above, according to the present invention, in the interlock device, a predetermined input signal is output when an interlock condition defined by a combination of a plurality of condition signals is satisfied, and a predetermined input is input when the interlock condition is not satisfied. Signal output can be prohibited. Therefore, by providing the interlock device of the present invention between the control-side output device and the controlled-side load (electric device), there is a possibility of malfunction of PLC, PC CPU, program (PLC, etc.), In addition, the possibility of malfunction due to noise superimposed on the signal line or the like can be suppressed to a very low level, and it is possible to more reliably prevent human operation errors or the like or electrical malfunctions on the control side. In addition, the interlock condition can be set using a combination of multiple condition signals with a relatively simple configuration, and it can operate regardless of the place of use, purpose of use, and method of use, in addition to the purpose of preventing malfunction. It can be used for the purpose of prohibiting other operations during certain work to ensure safety, such as prohibiting the unlocking of the guard lock of the inside device.
1 制御機器
2 インターロック装置
3 電気機器(負荷)
5 インターロック条件入力部
6 外部エラー信号入力部
21 設定手段
22 インターロック手段
23 エラー出力手段
24 条件信号出力手段
25 エラー検出手段
1
5 Interlock
Claims (6)
入力信号が入力された場合において、前記設定手段のインターロック条件が満たされた場合に前記所定の入力信号を出力し、満たされない場合に前記所定の入力信号の出力を禁止するインターロック手段とを備える
ことを特徴とするインターロック装置。 Setting means for setting an interlock condition that permits output of a predetermined input signal by a combination of a plurality of condition signals;
An interlock unit that outputs the predetermined input signal when an interlock condition of the setting unit is satisfied and an output of the predetermined input signal is not satisfied when the input signal is input; An interlock device comprising:
前記複数の条件信号をそのまま出力する条件信号出力手段を備える
ことを特徴とするインターロック装置。 In claim 1, further comprising:
An interlock device comprising: condition signal output means for outputting the plurality of condition signals as they are.
前記条件信号出力手段の出力する前記複数の条件信号は、前記複数の入力信号を当該インターロック装置に入力する出力機器と共に制御機器を構成する入力機器に入力される
ことを特徴とするインターロック装置。 In claim 1,
The plurality of condition signals output from the condition signal output means are input to an input device that constitutes a control device together with an output device that inputs the plurality of input signals to the interlock device. .
前記複数の条件信号は、当該インターロック装置の出力する信号を入力される電気機器の状態を検出する複数のセンサの出力するセンサ信号からなる
ことを特徴とするインターロック装置。 In claim 1,
The interlock device is characterized in that the plurality of condition signals include sensor signals output from a plurality of sensors that detect a state of an electric device to which a signal output from the interlock device is input.
前記インターロック手段における故障を検出するエラー検出手段と、
前記エラー検出手段によるエラー検出に基づいてエラーを出力するエラー出力手段を備える
ことを特徴とするインターロック装置。 In claim 1, further comprising:
Error detection means for detecting a failure in the interlock means;
An interlock device comprising error output means for outputting an error based on error detection by the error detection means.
外部から入力された外部エラー信号に基づいてエラーを出力するエラー出力手段を備える
ことを特徴とするインターロック装置。
In claim 1, further comprising:
An interlock device comprising error output means for outputting an error based on an external error signal input from the outside.
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JP2003343315A JP2005108085A (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Interlock device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011528151A (en) * | 2008-07-14 | 2011-11-10 | ジーイー・インテリジェント・プラットフォームズ・インコーポレイテッド | Method and system for safety monitoring terminal block |
CN110955204A (en) * | 2019-11-12 | 2020-04-03 | 铜陵有色金属集团股份有限公司 | Equipment fault interlocking system and method |
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2003
- 2003-10-01 JP JP2003343315A patent/JP2005108085A/en active Pending
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