JP2005157667A - Safety controller and system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セーフティコントローラおよびそれを用いたシステムに関し、更に詳しくは、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の安全回路に好適なセーフティコントローラおよびそれを用いたシステムに関する。 The present invention relates to a safety controller and a system using the safety controller, and more particularly to a safety controller suitable for a safety circuit of machine equipment such as a machine tool and an industrial robot, and a system using the safety controller.
従来、例えば、生産現場の労働安全を確保するために、複数の電磁リレーを内蔵したリレーユニットを用いて安全回路、すなわち、安全が確保されている状態の時のみ工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路が構築されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, in order to ensure occupational safety at a production site, a safety circuit using a relay unit incorporating a plurality of electromagnetic relays, that is, a machine tool, an industrial robot, etc. only when safety is ensured A safety circuit that supplies power to the power of mechanical equipment has been constructed (see, for example, Patent Document 1).
かかるリレーユニットは、非常停止スイッチなどの安全スイッチやセーフティドアスイッチなどの安全エリアセンサからの入力信号に基づいて、安全回路の状態を監視し、不具合が発生した時には、機械設備の電源を確実に遮断するとともに、その不具合原因が取り除かれない限りは、機械設備の再起動を行なわない機能を備えている。
かかる電磁リレーを内蔵したリレーユニットを用いたシステムでは、リレーシーケンスによって安全回路が構築されるので、配線によってロジックが組み立てられることになり、制御すべき工作機械等が多くなると、配線数が増大して複雑になるとともに、その設計も容易ではない。 In a system using a relay unit incorporating such an electromagnetic relay, a safety circuit is constructed by a relay sequence. Therefore, logic is assembled by wiring, and as the number of machine tools to be controlled increases, the number of wiring increases. It becomes complicated and the design is not easy.
さらに、ユーザの要求に応じて、システムの一部を変更したいような場合、例えば、複数の工作機械を各作業エリアに配備して構成される生産ラインにおいて、或る作業エリアの工作機械は、隣の作業エリアの工作機械と関連付けて起動・停止を制御したいといったような場合にも、配線によってロジックを変更しなければならず、多くの時間と労力が必要になる。 Furthermore, when it is desired to change a part of the system in response to a user request, for example, in a production line configured by arranging a plurality of machine tools in each work area, a machine tool in a certain work area Even when it is desired to control start / stop in association with a machine tool in the adjacent work area, the logic must be changed by wiring, which requires a lot of time and labor.
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、配線数を削減するとともに、システムの構築が容易なセーフティコントローラおよびそれを用いたシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such points, and an object of the present invention is to provide a safety controller that reduces the number of wires and that can easily construct a system, and a system using the safety controller.
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明のセーフティコントローラは、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて機械設備の運転を制御するセーフティコントローラであって、前記安全出力として半導体出力を与える安全出力部と、他のセーフティコントローラから接続用信号が与えられる接続入力部と、前記接続用信号が正常であるか否かを判定する判定部と、前記入力機器からの前記入力、前記接続用信号および前記判定部による判定に基づいて、プログラムに従って前記安全出力を制御する制御部とを備えている。 That is, the safety controller of the present invention is a safety controller that controls the operation of a mechanical facility by giving a safety output to a safety output control target based on an input from an input device, and provides a semiconductor output as the safety output. An output unit, a connection input unit to which a connection signal is given from another safety controller, a determination unit for determining whether or not the connection signal is normal, the input from the input device, and the connection signal And a control unit that controls the safety output in accordance with a program based on the determination by the determination unit.
ここで、入力機器とは、当該セーフティコントローラに対する入力を与える機器をいい、例えば、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ、セーフティリミットスイッチ、セーフティライトカーテンなどをいう。 Here, the input device refers to a device that gives an input to the safety controller, such as an emergency stop switch, a safety door switch, a safety limit switch, and a safety light curtain.
安全出力制御対象とは、当該セーフティコントローラの出力である安全出力によって制御される対象をいい、例えば、マグネットコンタクタ、モータコントローラ、可変モータ、PLCなどをいう。 The safety output control target refers to a target controlled by a safety output that is an output of the safety controller, for example, a magnet contactor, a motor controller, a variable motor, a PLC, or the like.
機械設備とは、各種の工作機械、産業用ロボットなどをいう。 Mechanical equipment refers to various machine tools, industrial robots, and the like.
機械設備の運転を制御するとは、機械設備の起動・停止の制御や動作速度の制御などをいう。 Controlling the operation of the mechanical equipment means starting / stopping control of the mechanical equipment and control of the operation speed.
接続用信号とは、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの接続に用いられる信号をいう。 The connection signal is a signal used for connection between the safety controller and another safety controller.
本発明によると、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える安全出力部と、安全出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。 According to the present invention, since the safety output unit that provides the safety output that is a semiconductor output to the safety output control target and the control unit that controls the safety output according to the program are provided, the conventional relay unit including the electromagnetic relay is provided. Thus, it is not necessary to build a safety circuit with a relay sequence, the number of wires can be reduced, and software can be used even when the manufacturer wants to change a part of the system according to the user's request. It will be possible to easily cope with this change.
また、接続用信号を用いて当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラと容易に関連付けることができる一方、接続用信号が正常であるか否かを判定しているので、例えば、他のセーフティコントローラの出力回路の故障などによって接続信号に異常が生じたような場合には、接続用信号が正常でないと判定して機械設備の稼動を禁止するといったことが可能となる。 In addition, while it is possible to easily associate the safety controller with another safety controller using the connection signal, it is determined whether or not the connection signal is normal. For example, the output of another safety controller When an abnormality occurs in the connection signal due to a circuit failure or the like, it is possible to determine that the connection signal is not normal and prohibit the operation of the mechanical equipment.
本発明の一実施態様においては、他のセーフティコントローラに接続用信号として半導体出力を与える接続出力部を備え、前記制御部は、前記入力機器からの前記入力、前記接続入力部の接続用信号および前記判定部による判定に基づいて、プログラムに従って前記安全出力および前記接続出力部の接続用信号を制御するものである。 In one embodiment of the present invention, a connection output unit that provides a semiconductor output as a connection signal to another safety controller, the control unit, the input from the input device, the connection signal of the connection input unit and Based on the determination by the determination unit, the safety output and the connection signal of the connection output unit are controlled according to a program.
この実施態様によると、接続出力部から出力される接続用信号を用いて他のセーフティコントローラを、当該セーフティコントローラと容易に関連付けることができ、例えば、複数の工作機械を各作業エリアに配備して構成される生産ラインにおいて、或る作業エリアの工作機械は、隣の作業エリアの工作機械と関連付けて起動・停止を制御したいといったような場合にも、容易に対応できることになり、拡張性が向上する。 According to this embodiment, another safety controller can be easily associated with the safety controller using the connection signal output from the connection output unit. For example, a plurality of machine tools are arranged in each work area. In a configured production line, a machine tool in a certain work area can easily cope with a case where it is desired to control start / stop in association with a machine tool in an adjacent work area, thereby improving expandability. To do.
本発明の好ましい実施態様においては、前記接続用信号が、所定パターンのパルス信号である。 In a preferred embodiment of the present invention, the connection signal is a pulse signal having a predetermined pattern.
所定パターンのパルス信号とは、予め決められたパターンのパルス信号をいい、例えば、予め決められたハイレベルおよびローレベルの組み合わせの矩形波パルスや予め決められた周期やデューティ比の矩形波パルスなどをいう。 The pulse signal of a predetermined pattern refers to a pulse signal of a predetermined pattern, such as a rectangular wave pulse having a predetermined combination of high level and low level, a rectangular wave pulse having a predetermined cycle or duty ratio, etc. Say.
この実施態様によると、接続用信号は、所定のパターンのパルス信号であるので、判定部では、所定のパターンのパルス信号が入力されているか否かを判定することによって、入力されている接続用信号が正常であるか否かを判定できることになる。 According to this embodiment, since the connection signal is a pulse signal having a predetermined pattern, the determination unit determines whether the pulse signal having the predetermined pattern is input, thereby determining whether the connection signal is input. Whether or not the signal is normal can be determined.
本発明の他の実施態様においては、前記入力機器からの前記入力は、安全側または危険側に対応する入力であり、前記安全出力は、前記安全側または前記危険側に対応する安全出力であり、前記接続用信号は、前記安全側または前記危険側に対応する接続用信号であって、前記安全側に対応する接続用信号は、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスである。 In another embodiment of the present invention, the input from the input device is an input corresponding to a safety side or a danger side, and the safety output is a safety output corresponding to the safety side or the danger side. The connection signal is a connection signal corresponding to the safe side or the dangerous side, and the connection signal corresponding to the safe side is a rectangular wave pulse having a constant period and duty ratio.
ここで、安全側とは、機械設備の稼動が許容される側をいい、危険側とは、機械設備の稼動が禁止される側をいう。 Here, the safe side means the side where the operation of the mechanical equipment is allowed, and the dangerous side means the side where the operation of the mechanical equipment is prohibited.
この実施態様によると、機械設備の稼動が許容される安全側に対応する接続用信号は、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスであるので、判定部では、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスが入力されているか否かを判定することによって、入力されている接続用信号が正常であるか否かを判定できることになる。 According to this embodiment, since the connection signal corresponding to the safe side where the operation of the mechanical equipment is allowed is a rectangular wave pulse having a constant cycle and duty ratio, the determination unit has a rectangular shape having a constant cycle and duty ratio. By determining whether or not a wave pulse is input, it is possible to determine whether or not the input connection signal is normal.
本発明の更に他の実施態様においては、前記判定部は、前記接続用信号であるパルス信号のハイレベルおよびローレベルの幅を計測して正常であるか否かを判定するものである。 In still another embodiment of the present invention, the determination unit determines whether the pulse signal that is the connection signal is normal by measuring the widths of the high level and the low level.
この実施態様によると、接続用信号であるパルス信号のハイレベルおよびローレベルの幅を計測して、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスであるか否か、すなわち、接続用信号が正常であるか否かを判定することができる。 According to this embodiment, the width of the high level and the low level of the pulse signal that is the connection signal is measured to determine whether the period and the duty ratio are rectangular wave pulses, that is, the connection signal is normal. It can be determined whether or not there is.
本発明の一実施態様においては、前記接続用信号が、論理接続用の信号であり、前記制御部は、前記プログラムに従って、前記入力機器からの入力および前記接続入力部の接続用信号に基づいて、論理演算を行なって前記安全出力および前記接続出力部の接続用信号を制御するものである。 In one embodiment of the present invention, the connection signal is a signal for logical connection, and the control unit is based on an input from the input device and a connection signal of the connection input unit according to the program. The logic operation is performed to control the connection signal of the safety output and the connection output unit.
ここで、論理接続用とは、当該セーフティコントローラに接続される他のセーフティコントローラを、例えば、論理積や論理和といった論理によって関連付けて接続するためのものをいう。 Here, “for logical connection” refers to a connection for connecting other safety controllers connected to the safety controller in association with logic such as logical product or logical sum.
この実施態様によると、入力機器からの入力および接続入力部からの接続用信号の論理演算を行なって、その結果を安全出力や接続出力部の接続用信号とすることができるので、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの安全出力や接続用信号を、論理積や論理和といった論理によって関連付けることが可能となる。 According to this embodiment, the logical operation of the input signal from the input device and the connection signal from the connection input unit can be performed, and the result can be used as a safety output or a connection signal for the connection output unit. It is possible to associate safety outputs and connection signals with other safety controllers by logic such as logical product or logical sum.
本発明の他の実施態様においては、前記制御部は、前記プログラムに従って、前記接続出力部の接続用信号の出力状態を、前記安全出力の出力状態と同一の前記安全側または前記危険側に制御するものである。 In another embodiment of the present invention, the control unit controls the output state of the connection signal of the connection output unit to the same safety side or the dangerous side as the output state of the safety output according to the program. To do.
この実施態様によると、接続用信号の出力状態が、安全出力の出力状態と同じであるので、当該セーフティコントローラの接続用信号が与えられる他のセーフティコントローラは、その安全出力を、当該セーフティコントローラの安全出力に論理演算によって関連付けることができる。 According to this embodiment, since the output state of the connection signal is the same as the output state of the safety output, the other safety controller to which the connection signal of the safety controller is given can output the safety output of the safety controller. It can be related to the safety output by a logical operation.
本発明のシステムは、本発明に係るセーフティコントローラの複数を、前記接続入力部および前記接続出力部を介して接続してなるものである。 The system of the present invention is formed by connecting a plurality of safety controllers according to the present invention via the connection input unit and the connection output unit.
本発明によると、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。 According to the present invention, unlike the conventional relay unit incorporating an electromagnetic relay, it is not necessary to construct a safety circuit by a relay sequence, and the number of wires can be reduced. Even when it is desired to change a part of the system, it can be easily handled by changing the software.
また、接続用信号を用いて当該セーフティコントローラを、他のセーフティコントローラと容易に関連付けることが可能となり、拡張性が向上する。しかも、接続用信号が正常であるか否かを判定しているので、例えば、他のセーフティコントローラの出力回路の故障などによって接続用信号に異常が生じたような場合には、当該セーフティコントローラに入力される接続用信号が正常でないと判定して機械設備の稼動を禁止するといったことが可能となる。 Further, the safety controller can be easily associated with other safety controllers using the connection signal, and the expandability is improved. In addition, since it is determined whether or not the connection signal is normal, for example, when an abnormality occurs in the connection signal due to a failure in the output circuit of another safety controller, the safety controller It is possible to determine that the input connection signal is not normal and prohibit the operation of the mechanical equipment.
以上のように本発明によれば、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える安全出力部と、他のセーフティコントローラからの接続用信号が与えられる接続入力部と、接続用信号が正常であるか否かを判定する判定部と、安全出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。 As described above, according to the present invention, a safety output unit that provides a safety output that is a semiconductor output to a safety output control target, a connection input unit that is provided with a connection signal from another safety controller, and a connection signal is normal. Since it has a determination unit that determines whether or not and a control unit that controls the safety output according to a program, a safety circuit is constructed by a relay sequence like a conventional relay unit with a built-in electromagnetic relay This is unnecessary, and the number of wirings can be reduced. In addition, when the manufacturer wants to change a part of the system according to the user's request, it can be easily handled by changing the software.
しかも、接続用信号を用いて、当該セーフティコントローラを他のセーフティコントローラに容易に関連付けることができ、システムの拡張性が向上する。 In addition, the safety controller can be easily associated with another safety controller using the connection signal, and the expandability of the system is improved.
さらに、他のセーフティコントローラからの接続用信号に異常が生じた場合には、接続用信号が正常でないと判定して機械設備の稼動を禁止するといったことが可能となり、安全を確保することができる。 Furthermore, when an abnormality occurs in the connection signal from another safety controller, it is possible to determine that the connection signal is not normal and prohibit the operation of the mechanical equipment, thereby ensuring safety. .
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一つの実施の形態に係るセーフティコントローラを用いたシステムの構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a system using a safety controller according to an embodiment of the present invention.
この実施の形態のセーフティコントローラは、安全が確保されている状態の時のみ図示しない工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路を構成するものである。 The safety controller of this embodiment constitutes a safety circuit that supplies power to the power of machine equipment such as machine tools and industrial robots (not shown) only when safety is ensured.
この実施の形態のセーフティコントローラには、非常停止スイッチ2などの入力機器が接続される単機能ユニット3と、この単機能ユニット3に接続されるとともに、セーフティドアスイッチ1などの入力機器が接続される高機能ユニット4と、この高機能ユニット4にケーブル6を介して接続される増設ユニット5の3種類がある。
The safety controller of this embodiment is connected to a
単機能ユニット3は、非常停止スイッチ2などの入力機器から入力が与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および高機能ユニット4に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
The single-
ここで、論理接続用信号とは、この論理接続用信号を出力する単機能ユニット3と、論理接続用信号が与えられる高機能ユニット4とを論理接続するための接続用信号をいう。
Here, the logic connection signal is a connection signal for logically connecting the
この実施の形態では、単機能ユニット3から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号とは、その出力の状態が同じ、すなわち、安全出力が、機械設備の稼動を許容する安全側の出力状態であるときには、論理接続用信号も安全側の出力状態であり、また、安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態であるときには、論理接続用信号も危険側の出力状態となる。
In this embodiment, the safety output output from the single-
そこで、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する本来の安全出力に対して、出力状態が同じである論理接続用信号を、内部安全出力という。 Therefore, a logical connection signal having the same output state as an original safety output for a safety output control target such as a magnetic contactor is called an internal safety output.
高機能ユニット4は、非常停止スイッチやセーフティドアスイッチ1などの入力機器からの入力および単機能ユニット3や前段の高機能ユニット4から出力される論理接続用信号である内部安全出力が内部安全入力として与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および後段の高機能ユニット4に対する論理接続用信号としての内部安全出力を出力するものである。
The high-
高機能ユニット4から出力される論理接続用信号である内部安全出力も上述と同様に、前段の高機能ユニット4と後段の高機能ユニット4とを論理接続するための接続用信号である。
The internal safety output, which is a logical connection signal output from the
また、高機能ユニット4から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用信号である内部安全出力とは、その出力の状態は同じである。高機能ユニット4は、安全瞬時出力と安全オフディレー出力とを出力可能であるが、内部安全出力は、安全瞬時出力の出力状態と同じ出力状態となっている。
Also, the safety output output from the high-
ここで、安全瞬時出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、瞬時に危険側に切り換わる安全出力をいい、安全オフディレー出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、設定された時間に亘って安全側の状態を継続した後、遅れて危険側に切り換わる安全出力をいう。 Here, the instantaneous safety output is a safety output that instantly switches to the dangerous side when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side. Is the safety that switches to the dangerous side with a delay after continuing the safe state for the set time when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side The output.
なお、図1においては、単機能ユニット3から高機能ユニット4に与えられる内部安全出力および前段の高機能ユニット4から後段の高機能ユニット4に与えられる内部安全出力を破線矢符でそれぞれ示しているが、この実施の形態では、高機能ユニット4には、単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4のいずれかからの内部安全出力が与えられる。
In FIG. 1, the internal safety output given from the single-
増設ユニット5は、ケーブル6を介して高機能ユニット4に接続され、高機能ユニット4に同期した安全出力を、工作機械等を駆動するための電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタ等に対して出力するものである。
The
単機能ユニット3は、後述のように制御部を構成するCPUを搭載しており、二つの安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力および一つの内部安全出力を出力することができる。この実施の形態では、論理接続用信号である内部安全出力は、AND接続用の内部安全出力となっている。二つの安全入力には、安全規格上の二重化のために、1個の非常停止スイッチなどからの入力が与えられる。
The single-
また、単機能ユニット3は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、単機能ユニット3は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
Further, the
この単機能ユニット3は、図2の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子7を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)および安全瞬時出力(EI)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部8を備えている。
As shown in the front view of FIG. 2, the single-
高機能ユニット4は、単機能ユニット3と同様に、制御部としてのCPUを搭載しており、二つの安全入力および一つの内部安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力、二つの安全オフディレー出力および論理接続用信号である一つの内部安全出力、この実施の形態では、AND接続用の内部安全出力を出力することができる。
Like the
二つの安全入力には、単機能ユニット3と同様に、二重化のために、1個の非常停止スイッチや1個のセーフティドアスイッチなどからの入力が与えられる。
As with the
一つの内部安全入力は、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4からの論理接続用信号である内部安全出力が入力されるものであり、この内部安全入力によって、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4に論理接続、この実施の形態では、AND接続されることになる。
One internal safety input is an input of an internal safety output which is a signal for logical connection from the single-
すなわち、この実施の形態では、この内部安全入力と、当該高機能ユニット4の二つの安全入力とがANDで論理接続されるものであり、内部安全入力の入力状態が安全側の状態であって、かつ、二つの安全入力の入力状態が安全側の入力状態であるときに、安全側の出力状態の安全出力を出力するものである。
That is, in this embodiment, this internal safety input and the two safety inputs of the high-
また、この実施の形態では、後述のように、単機能ユニット3と高機能ユニット4、あるいは、高機能ユニット4同士を論理接続するための接続用信号である内部安全入力(内部安全出力)が正常であるか否かを判定し、正常でないときには、機械設備の稼動を禁止して安全を確保するようにしている。
In this embodiment, as will be described later, an internal safety input (internal safety output) which is a connection signal for logically connecting the
この高機能ユニット4は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、高機能ユニット4は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
This high-
この高機能ユニット4は、図3の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子9を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)、内部安全入力(AND)、フィードバック入力(FB)、安全瞬時出力(EI)および安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDで表示する表示部10を備えている。また、この高機能ユニット4は、増設ユニットを5接続するためのコネクタ11を備えており、増設ユニット5を5台まで接続することができる。
As shown in the front view of FIG. 3, the high-
このコネクタ11を介して、安全瞬時出力、安全オフディレー出力、増設ユニット5のフィードバック入出力およびグランドの各信号の授受が行なわれる。
Via this
また、この高機能ユニット4は、図4の背面図に示されるように、DINレールに装着される部分に、開口が形成されており、この開口に臨むようにディップスイッチ12およびロータリスイッチ13を備えており、論理接続用信号である内部安全入力を、有効あるいは無効とする設定やオフディレー時間などの設定が行われる。
Further, as shown in the rear view of FIG. 4, the high-
論理接続用信号である内部安全入力の無効が設定されると、他のユニット3,4から与えられる内部安全入力は、無効とされ、論理接続は行なわれない。
When invalidity of the internal safety input, which is a signal for logical connection, is set, the internal safety input given from the
増設ユニット5は、高機能ユニット4だけでは、出力点数が不足する場合に、必要に応じて増設されるものであり、複数の電磁リレーを内蔵している。この増設ユニット5は、高機能ユニット4からの安全瞬時出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力する瞬時タイプと、高機能ユニット4からの安全オフディレー出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力するオフディレータイプとがある。
The
この増設ユニット5は、図5の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子14を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全瞬時出力(EI)または安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部15を備えている。また、この増設ユニット5は、高機能ユニット4に接続するため、または、増設ユニット5を接続するためのコネクタ16を備えている。
As shown in the front view of FIG. 5, the
図6は、高機能ユニット4のブロック図である。同図において、17,18は、制御部および後述のように判定部を構成する二つの第1,第2のCPUであり、各CPU17,18で同じ処理を実行して二重化している。各CPU17,18は、CPU間通信ポートを介してソフト処理の同期をとるなどのために通信を行う。
FIG. 6 is a block diagram of the high-
20は上述のディップスイッチなどの設定スイッチ19からの設定内容を格納する不揮発性メモリ、21は上述の電源(PWR)やエラー状態(ERR)などの各状態を表示するLED、22は遅延ICを用いたウォッチドッグタイマ、23は各部に電源を供給する電源回路24の状態を監視する監視回路である。
20 is a non-volatile memory for storing the setting contents from the setting
また、25,26は二重化している安全入力の各1系統であり、例えば、1個のセーフティドアスイッチからの入力が与えられる。27は、フィードバック入力あるいはリセット入力が与えられるリセット入力回路である。
28は単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4からの論理接続用信号である内部安全入力が与えられるAND入力回路、29,30は外部のパソコンなどとの通信用のRS232C回路および切替スイッチである。
28 is an AND input circuit to which an internal safety input which is a signal for logical connection from the
31は瞬時用の安全出力回路、32はオフディレー用の安全出力回路、33は二重化用の出力ライン制御回路、34は後段の高機能ユニット4に対して論理接続用信号である内部安全出力を出力する内部安全出力回路、35は安全瞬時出力を、プログラマブルコントローラ(PLC)などにモニタ用として出力するモニタ出力回路、36は内部エラー時にエラー出力を与えるエラー出力回路、37は増設ユニット5を接続するためのコネクタである。
31 is a safety output circuit for moment, 32 is a safety output circuit for off-delay, 33 is an output line control circuit for duplication, and 34 is an internal safety output that is a signal for logical connection to the high-
制御部としての第1,第2のCPU17,18は、安全入力回路25,26からの安全入力および接続入力部としてのAND入力回路28からの内部安全入力に基づいて、プログラムに従って、安全出力回路31,32および内部安全出力回路34を制御して半導体出力(トランジスタ出力)である安全出力および内部安全出力を制御する。内部安全出力回路34は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The first and
図7は、図6の瞬時用の安全出力回路31、オフディレー用の安全出力回路32および出力ライン制御回路33の構成を示すブロック図であり、図6に対応する部分には、同一の参照符号を付す。この図7においては、第1のCPU17からの信号および第1のCPU17に対する信号を破線の矢符で示し、第2のCPU18からの信号および第2のCPU18に対する信号を一点鎖線の矢符でそれぞれ示している。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the instantaneous
瞬時用の安全出力回路31は、二つの瞬時出力制御部38,39を備えており、オフディレー用の安全出力回路32は、二つのオフディレー出力制御部40,41を備えている。各出力制御部38〜41は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The instantaneous
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33には、第1,第2のCPU17,18からの駆動用信号S1,S2、ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号および電源回路24を監視する監視回路23からのPSM信号がそれぞれ与えられる。
The output
駆動用信号S1,S2が共にオンすることによって、電源ラインVLに電圧が印加されて各出力制御部38〜41に電源が供給される。
When the driving signals S1 and S2 are both turned on, a voltage is applied to the power supply line VL and power is supplied to the
ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、このWDT信号は、ウォッチドッグタイマ22にリセットがかからないときには、オフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The WDT signal from the
電源を監視する監視回路23からのPSM信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、電源異常が検知された場合には、このPSM信号がオフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The PSM signal from the
出力ライン制御回路33は、第1,第2のCPU17,18に対してモニタ用信号S4,S5をそれぞれ出力しており、このモニタ用信号S4,S5は、出力ライン制御回路33に故障(異常)が発生したり、あるいは、上述のWDT信号またPSM信号がオフしたときに、オンする。
The output
瞬時用の安全出力回路31の各瞬時出力制御部38,39には、第1のCPU17から瞬時出力の駆動用信号S6,S7がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S6,S7によって、安全瞬時出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理がそれぞれ制御される。すなわち、この駆動用信号S6,S7がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各瞬時出力端子42,43から安全側の状態であるオンの安全瞬時出力をそれぞれ出力する。
Instantaneous output drive signals S6 and S7 are respectively supplied from the
また、各瞬時出力制御部38,39は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S9,S10をそれぞれ出力しており、各瞬時出力制御部38,39が正常であれば、このモニタ用信号S9,S10は、駆動用信号S6,S7の反転論理の信号となる。
The instantaneous
オフディレー用の安全出力回路32の各オフディレー出力制御部40,41には、第2のCPU18からオフディレー出力の駆動用信号S12,S13がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S12,S13によって、安全オフディレー出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理が制御される。すなわち、この駆動用信号S12,S13がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各オフディレー出力端子45,46から安全側の状態であるオンの安全オフディレー出力をそれぞれ出力する。
The off-delay
また、各オフディレー出力制御部40,41は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S14,S15をそれぞれ出力しており、各オフディレー出力制御部40,41が正常であれば、このモニタ用信号S14,S15は、駆動用信号S12,S13の反転論理の信号となる。
The off-delay
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33は、瞬時出力制御部38,39またはオフディレー出力制御部40,41に故障(異常)が発生した場合には、電源ラインVLをオフして瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフにして安全を確保する。
The output
逆に、この出力ライン制御回路33に、故障(異常)が発生した場合には、瞬時出力制御部38,39およびオフディレー出力制御部40,41によって瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフして安全を確保する。
On the contrary, when a failure (abnormality) occurs in the output
図8は、単機能ユニット3のブロック図であり、図6に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
FIG. 8 is a block diagram of the
単機能ユニット3は、上述のAND入力回路28、オフディレー用の安全出力回路32、設定スイッチ19および増設ユニット用のコネクタ37が備えられておらず、その他は、基本的に上述の高機能ユニット4と同様である。
The
このように第1,第2のCPU17,18を有する制御部によって、プログラムに従って半導体出力である安全出力を制御するので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。
In this way, the control unit having the first and
次に各ユニットの動作をいくつかの使用例に基づいて説明する。 Next, the operation of each unit will be described based on some usage examples.
図9は、高機能ユニット4単独の場合の接続状態を示す図であり、図10は、そのタイムチャートである。
FIG. 9 is a diagram showing a connection state when the high-
この例では、高機能ユニット4の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2には、例えば、1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン50が直列に接続される。
In this example, for example, two contacts of one safety door switch are connected to the
また、瞬時出力端子S13は、アンプ52に接続され、オフディレー出力端子S43,S53は、マグネットコンタクタ48,49に接続される。この例では、オフディレータイムとして一定時間Tが設定されている。
The instantaneous output terminal S13 is connected to the
セーフティドアスイッチが装備されているドアが閉じられて、図10(a),(b)に示されるように二つの安全入力1,2がオンし、さらに、図10(c)に示されるように、リセット入力がオフ、オン、オフされることによって、図10(d)に示されるように、端子S13の安全瞬時出力がオンするとともに、図10(e)に示されるように端子S43,S53の安全オフディレー出力がオンしてマグネットコンタクタ48,49の主接点がオンしてモータ51が駆動されて機械設備が稼動することになる。
As the door equipped with the safety door switch is closed, the two
この状態で、例えば、ドアが開かれると、二つの安全入力1,2がオフする。なお、安全入力1,2は、同時にオンオフするのであるが、図10(b)には、安全入力2が遅れてオフした場合の例を示している。
In this state, for example, when the door is opened, the two
安全入力1,2のいずれかがオフすることによって、図10(d)に示されるように、安全瞬時出力がオフしてアンプ52によってスローダウンされ、安全オフディレー出力が、一定時間T後にオフすることによって、マグネットコンタクタ48,49の主接点がオフしてモータ51への電源が遮断されて機械設備の稼動が停止されることになる。
When either
図11は、2台の高機能ユニット4−1,4−2とオフディレータイプの増設ユニット5との接続状態を示す図であり、図12は、そのタイムチャートである。なお、第2の高機能ユニット4−2の二つの安全入力を、便宜上、安全入力3,4と称する。
FIG. 11 is a diagram showing a connection state between the two high-function units 4-1 and 4-2 and the off-delay
この例では、第1の高機能ユニット4−1の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2には、例えば、1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン50が直列に接続される。
In this example, for example, two contacts of one safety door switch are connected to the
また、瞬時出力端子S13,S23は、マグネットコンタクタ54,55に接続され、オフディレー出力端子S33,S43は、マグネットコンタクタ56,57に接続される。この第1の高機能ユニット4−1では、オフディレータイムとしてT=0が設定されている。内部安全出力端子LOは、第2の高機能ユニット4−2の内部安全入力端子LAに接続される。すなわち、第1の高機能ユニット4−1の論理接続用信号である内部安全出力が、後段の第2の高機能ユニット4−2のAND入力として与えられている。
The instantaneous output terminals S13 and S23 are connected to the
第2の高機能ユニット4−2の端子T11,T12の安全入力3と、端子T21,T22の安全入力4には、例えば、第1の高機能ユニット4−1のセーフティドアスイッチとは別の1個のセーフティドアスイッチの二つの接点が接続され、フィードバックループ69には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン70が直列に接続される。
The
また、瞬時出力端子S13,S23は、マグネットコンタクタ71,72に接続され、オフディレー出力端子S43,S53は、マグネットコンタクタ73,74に接続される。この第2の高機能ユニット4−2では、オフディレータイムとして一定時間Tが設定されている。
The instantaneous output terminals S13 and S23 are connected to the
複数の電磁リレーを内蔵した増設ユニット5のオフディレー出力端子75,76は、マグネットコンタクタ77,78に接続される。
The off-
第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて図12(a),(b)に示されるように、二つの安全入力1,2がオンし、さらに、図12(c)に示されるようにリセット入力がオフ、オン、オフされることによって、図12(d)に示されるように第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力がオンし、これによって、第1の高機能ユニット4−1の各マグネットコンタクタ54〜57の主接点がオンしてモータ63,64が駆動されることになる。また、この第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力と同じ図12(e)に示される内部安全出力が第2の高機能ユニット4−2のAND入力(内部安全入力)として与えられる。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the safety door switch connected to the first high-function unit 4-1 is closed, and the two
第2の高機能ユニット4−2は、図12(f)に示される論理接続用信号である内部安全入力がオンしている状態で、かつ、第2の高機能ユニット4−2の安全出力が安全側になったときに、安全出力をオンする。この図12では、内部安全入力がオンしたときには、第2の高機能ユニット4−2に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて、図12(g),(h)に示されるように、二つの安全入力3,4がオンしているので、図12(i)に示されるように、リセット入力がオフ、オン、オフすることによって、AND条件が成立し、図12(j),(k)に示されるように、第2の高機能ユニット4−2の安全瞬時出力および安全オフディレー出力がオンするとともに、図12(l)に示されるように、増設ユニット5の安全オフディレー出力がオンし、これによって、第2の高機能ユニット4−2および増設ユニット5の各マグネットコンタクタ71〜74,77,78がオンしてモータ79〜81が駆動されることになる。
The second high-function unit 4-2 is in a state where the internal safety input, which is the logic connection signal shown in FIG. 12 (f), is ON, and the safety output of the second high-function unit 4-2. When is on the safe side, the safety output is turned on. In FIG. 12, when the internal safety input is turned on, the door of the safety door switch connected to the second high function unit 4-2 is closed, as shown in FIGS. 12 (g) and 12 (h). In addition, since the two
この状態で、例えば、第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが開かれると、図12(a),(b)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の二つの安全入力1,2がオフし、図12(d)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力がオフしてマグネットコンタクタ54〜57がオフしてモータ63,64への電源が遮断されるとともに、図12(e)に示されるように第2の高機能ユニット4−2に対する論理接続用信号である内部安全出力もオフする。
In this state, for example, when the door of the safety door switch connected to the first high function unit 4-1 is opened, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the first high function The two
第2の高機能ユニット4−2は、第1の高機能ユニット4−1からの内部安全入力が、図12(f)に示されるようにオフすることによって、図12(j)に示されるように、安全瞬時出力がオフしてマグネットコンタクタ71,72がオフしてモータ79の電源を遮断し、さらに、図12(k)に示されるように、一定時間Tの遅延の後、安全オフディレー出力がオフするとともに、図12(l)に示されるように、増設ユニット5の安全オフディレー出力がオフし、これによって、各コンタクタ73,74,77,78がオフしてモータ80,81への電源が遮断されることになる。
The second high function unit 4-2 is shown in FIG. 12 (j) by turning off the internal safety input from the first high function unit 4-1 as shown in FIG. 12 (f). Thus, the safety instantaneous output is turned off and the
このようにして、論理接続用信号である内部安全出力を用いた論理接続によって、第2の高機能ユニット4−2の安全出力を、第1の高機能ユニット4−1の安全出力に容易に関連付けることができる。 In this way, the safety output of the second high-function unit 4-2 can be easily changed to the safety output of the first high-function unit 4-1 by logical connection using the internal safety output that is a signal for logical connection. Can be associated.
図13は、単機能ユニット3と2台の高機能ユニット4−1,4−2との接続状態を示す図であり、図14は、そのタイムチャートである。なお、単機能ユニット3の二つの安全入力を、便宜上、安全入力5,6と称する。
FIG. 13 is a diagram showing a connection state between the
この例では、単機能ユニット3の端子T11,T12の安全入力5と端子T21,T22の安全入力6には、1個の非常定停止スイッチ82が二つの接点がそれぞれ接続され、リセット入力には、リセットボタン83が接続される。この単機能ユニット3の内部安全出力端子LO1,LO2が、第1,第2の高機能ユニット4−1,4−2の内部安全入力端子LA,LAにそれぞれ接続されている。
In this example, one emergency
第1の高機能ユニット4−1の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2には、1個のセーフティドアスイッチが二つの接点がそれぞれ接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続される。
The
また、瞬時出力端子S13は、アンプ52に接続され、オフディレー出力端子S43,S53は、マグネットコンタクタ48,49に接続される。この例では、オフディレータイムとして一定時間Tが設定されている。
The instantaneous output terminal S13 is connected to the
第2の高機能ユニット4−2の端子T11,T12の安全入力3と、端子T21,T22の安全入力4には、第1の高機能ユニット4−1とは、別の1個のセーフティドアスイッチの二つの接点がそれぞれ接続され、フィードバックループ84には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン85が直列に接続される。
The
また、瞬時出力端子S13は、アンプ86に接続され、オフディレー出力端子S43,S53は、マグネットコンタクタ87,88に接続される。この例では、オフディレータイムとして一定時間Tが設定されている。
The instantaneous output terminal S13 is connected to the
非常定停止スイッチ82が操作されていない状態では、図14(a),(b)に示されるように、単機能ユニット3の二つの安全入力5,6がオンしており、さらに、図14(c)に示されるようにリセット入力がオフ、オン、オフされることによって、図14(d)に示されるように単機能ユニット3の論理接続用信号である内部安全出力がオンし、この内部安全出力が、図14(e),(j)に示されるように、第1,第2の高機能ユニット4−1,4−2の内部安全入力にAND入力としてそれぞれ与えられる。
In the state where the
第1の高機能ユニット4−1は、論理接続用信号である内部安全入力がオンしている状態で、かつ、第1の高機能ユニット4−1が安全側になったときに、安全出力をオンする。この図14では、内部安全入力がオンしたときには、図14(f),(g)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて二つの安全入力1,2がオンしているので、内部安全入力に応答して、図14(h),(i)に示されるように、安全瞬時出力および安全オフディレー出力がオンしてマグネットコンタクタ48,49の主接点がオンしてモータ51が駆動されることになる。
The first high function unit 4-1 outputs a safety output when the internal safety input, which is a logic connection signal, is turned on and when the first high function unit 4-1 is on the safe side. Turn on. In FIG. 14, when the internal safety input is turned on, the door of the safety door switch connected to the first high-function unit 4-1 is closed as shown in FIGS. 14 (f) and 14 (g). In response to the internal safety input, the safety instantaneous output and safety off-delay output are turned on in response to the internal safety input. The main contacts of the
同様に、第2の高機能ユニット4−2も単機能ユニット3からの内部安全入力に応答して、図14(m),(n)に示されるように、安全瞬時出力および安全オフディレー出力がオンしてマグネットコンタクタ87,88の主接点がオンしてモータ89が駆動されることになる。
Similarly, in response to the internal safety input from the
この状態で、単機能ユニット3に接続されている非常停止スイッチ82が操作されると、図14(a),(b)に示される単機能ユニット3の二つの安全入力5,6がオフし、図14(d)に示される内部安全出力がオフする。なお、安全入力5,6は、同時にオンオフするのであるが、図14(b)には、安全入力6がオンしたままの場合を示している。
When the
第1,第2の高機能ユニット4−1,4−2は、単機能ユニット3の論理接続用信号である内部安全出力、すなわち、図14(e),(j)の内部安全入力がオフすることによって、図14(h),(m)の安全瞬時出力がオフしてアンプ52,86によってスローダウンされ、さらに、図14(i),(n)に示されるように一定時間Tの遅延の後、安全オフディレー出力がオフし、これによって、各マグネットコンタクタ48,49,87,88の主接点がオフしてモータ51,89への電源が遮断されることになる。
In the first and second high-function units 4-1 and 4-2, the internal safety output which is a signal for logical connection of the single-
このようにして、第1,2の高機能ユニット4−1,4−2の安全出力を、単機能ユニット3の論理接続用信号である内部安全出力に容易に関連付けることができる。
In this way, the safety outputs of the first and second high-function units 4-1 and 4-2 can be easily associated with the internal safety output that is a signal for logical connection of the single-
この実施の形態では、単機能ユニット3と高機能ユニット4、あるいは、高機能ユニット4同士の論理接続用信号である内部安全入力(内部安全出力)に異常が生じたような場合、例えば、単機能ユニット3や前段の高機能ユニット4の内部安全出力回路の故障や内部安全出力の短絡、あるいは、単機能ユニット3や前段の高機能ユニット4が製造メーカが異なる正規のユニットでなかったり、さらには、悪意を持って不正な信号が入力されたような場合に、機械設備の稼動を禁止して安全を確保できるように次のようにしている。
In this embodiment, when an abnormality occurs in the internal safety input (internal safety output) that is a signal for logical connection between the
すなわち、図15は、論理接続用信号である内部安全出力の信号波形図であり、上述の図12等に比べて時間軸を拡大して示している。 That is, FIG. 15 is a signal waveform diagram of an internal safety output that is a signal for logical connection, and shows an enlarged time axis as compared with FIG.
この実施の形態では、単機能ユニット3あるいは高機能ユニット4から出力される論理接続用信号である内部安全出力、したがって、後段の高機能ユニット4に入力される論理接続用信号である内部安全入力は、機械設備の稼動が許容される安全側(オン側)では、図15(a)に示されるように、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスであり、機械設備の稼動が禁止される危険側(オフ側)では、図15(b)に示されるように、ローレベルの信号となっている。
In this embodiment, an internal safety output which is a logic connection signal output from the
この内部安全出力は、送信側である単機能ユニット3または高機能ユニット4において、例えば、次のようにして生成される。
This internal safety output is generated in the
すなわち、図16の矢印で示される割り込み発生タイミングで、割り込み処理を起動し、例えば、割り込み発生間隔Tだけローレベルの信号とし、この間隔Tの一定倍の期間nTだけハイレベルの信号とし、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスを生成するものである。 That is, the interrupt processing is started at the interrupt generation timing indicated by the arrow in FIG. 16, for example, a low level signal is generated for the interrupt generation interval T, and a high level signal is generated for a period nT that is a fixed multiple of the interval T, In addition, a rectangular wave pulse having a constant duty ratio is generated.
この内部安全出力が、内部安全入力として入力される受信側の高機能ユニット4では、判定部としての機能を有する上述の第1,第2のCPU17,18によって、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスであるか否かを判定することによって、安全側に対応する正常な内部安全入力であるか否かを判定し、正常でないときには、機械設備の稼動を禁止するようにしている。
In the high-
すなわち、判定部としての第1,第2のCPU17,18は、入力される内部安全入力のハイレベルの幅(期間)およびローレベルの幅(期間)を計測し、それぞれが許容範囲であれば、正規の矩形波パルスであると判定し、その正規の矩形波パルスが一定時間以上継続した場合に、安全側に対応する内部安全入力が正常であると判定し、論理接続を有効とする。
That is, the first and
また、計測されたハイレベルの幅またはローレベルの幅が許容範囲でない、あるいは、正規の矩形波パルスが一定時間以上継続しなかった場合には、安全側に対応する内部安全入力が正常ではないと判定し、論理接続を無効としてロックアウトする。 Also, if the measured high-level width or low-level width is not within the allowable range, or if the regular rectangular wave pulse does not continue for a certain period of time, the internal safety input corresponding to the safe side is not normal. And locks out the logical connection as invalid.
この受信側の高機能ユニット4の判定処理を更に詳細に説明する。
The determination process of the high-
この実施の形態では、論理接続用信号である内部安全入力のON/OFFエッジをトリガとして割り込み処理を発生させる。したがって、割り込み発生のタイミングは、内部安全入力に依存することになる。第1,第2のCPU17,18は、割り込み処理の発生タイミングをトリガとして、ハイレベルまたはローレベルの幅を計測し、正規の矩形波パルスであるか否かを判定し、さらに、正規の矩形波パルスであるときには、一定回数連続したか否かを判定して安全側に対応する内部安全入力が正常であるか否かを判定するものである。
In this embodiment, an interrupt process is generated using an ON / OFF edge of an internal safety input, which is a logical connection signal, as a trigger. Therefore, the timing of interrupt generation depends on the internal safety input. The first and
図17は、この割り込み処理による内部安全入力の判定動作のフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart of the internal safety input determination operation by this interrupt processing.
先ず、第1,第2のCPU17,18は、割り込み処理を開始し、内部安全入力に対応するポート状態を読み込んで割り込み要因が、立ち上がりエッジであるか立ち下りエッジであるかを判断し(ステップn1)、第1,第2のCPU17,18のタイマが記憶している割り込み発生間隔の値を読み込み(ステップn2)、割り込み発生間隔をチェックする(ステップn3)。この割り込み間隔のチェックでは、読み込んだ割り込み発生間隔と、割り込み要因が立ち上がりエッジの場合は、上述の図15に示されるローレベルの幅W1の正常値と比較し、立ち下りエッジの場合は、図15に示されるハイレベルの幅W2の正常値と比較し、正常値との差が許容値内であれば、OKと判断してステップn4に移り、許容値外であれば、NGと判断してステップn6に移る。
First, the first and
ステップn4では、OKと判断された連続回数が一定回数以上であるか否かを判断し、一定回数以上であるときには、安全側(ON)に対応する内部安全入力であると確定して割り込み処理を終了する(ステップn5)。また、ステップn6では、NGと判断された連続回数が一定回数以上であるか否かを判断し、一定回数以上であるときには、危険側(OFF)に対応する内部安全入力であると確定して割り込み処理を終了する(ステップn7)。 In step n4, it is determined whether or not the number of consecutive times determined to be OK is equal to or greater than a certain number. If the number is equal to or greater than a certain number, it is determined that the internal safety input corresponds to the safe side (ON) and interrupt processing is performed. Is finished (step n5). Further, in step n6, it is determined whether or not the number of consecutive times determined to be NG is equal to or greater than a certain number. If the number is equal to or greater than a certain number, it is determined that the internal safety input corresponds to the danger side (OFF). The interrupt process is terminated (step n7).
このように、論理接続用信号である内部安全入力(内部安全出力)が正常であるか否かを判定して正常であると判定されたときにのみ論理接続を有効とするので、異常な内部安全入力によって、誤動作することがなく、安全性が確保される。 In this way, the logical connection is valid only when it is determined that the internal safety input (internal safety output), which is a signal for logical connection, is normal and is determined to be normal. Safety input ensures safety without malfunction.
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、ANDによって論理接続したけれども、ANDに限らず、ORやXORなどによって論理接続してもよく、また、複数の論理接続を可能としてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, logical connection is performed by AND. However, the logical connection is not limited to AND, and may be logical connection by OR, XOR, or the like, and a plurality of logical connections may be possible.
上述の実施の形態では、論理接続用信号を、周期およびデューティ比が一定の矩形波パルスとしたので、周期およびデューティ比の少なくも一方を異ならせて複数種類の接続用信号とすることができ、例えば、種類毎に、ANDやORなどの論理の内容を割当てて使用するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, since the logic connection signal is a rectangular wave pulse having a constant cycle and duty ratio, at least one of the cycle and duty ratio can be varied to obtain a plurality of types of connection signals. For example, logic contents such as AND and OR may be assigned and used for each type.
また、本発明の他の実施の形態として、例えば、図18に示されるように、共通のパターンの共通信号CSと、パターンの異なる個別信号SSとを組み合わせて複数種類の接続用信号とすることもできる。すなわち、図18の接続用信号は、基本長さのn倍の長さのON信号が、基本長さのOFF信号で挟まれた共通信号CSと、前記基本長さのn倍の長さを有するとともに、1から2n−2までを二進数で表現したパターン(0…001)〜(1…110)の個別信号SSとを組み合わせたものであり、2n−2種類の接続用信号を得ることができる。 As another embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 18, a common signal CS having a common pattern and individual signals SS having different patterns are combined to form a plurality of types of connection signals. You can also. That is, the connection signal in FIG. 18 has a common signal CS in which an ON signal having a length n times the basic length is sandwiched between OFF signals having a basic length, and a length n times the basic length. And a combination of the individual signals SS of the patterns (0... 001) to (1... 110) expressing binary numbers from 1 to 2 n −2, and 2 n −2 types of connection signals. Can be obtained.
この接続用信号において、例えば、n=3とすると、図19に示されるように、共通信号CSは、(01110)となり、個別信号SSは、1から23−2=6までの数を二進数で表し、(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)となる。したがって、共通信号CSおよび個別信号SSを組み合わせて6種類の接続用信号を得ることができる。 In this connection signal, for example, when n = 3, as shown in FIG. 19, the common signal CS is (01110), and the individual signal SS is a number from 1 to 2 3 −2 = 6. Expressed in decimal, (001), (010), (011), (100), (101), (110). Therefore, six types of connection signals can be obtained by combining the common signal CS and the individual signal SS.
本発明は、安全システムの構築に有用である。 The present invention is useful for building a safety system.
1 セーフティドアスイッチ
2 非常停止スイッチ
3 単機能ユニット
4 高機能ユニット
5 増設ユニット
17,18 第1,第2のCPU
31 瞬時用の安全出力回路
32 オフディレー用の安全出力回路
34 内部安全出力回路
1
31 Safety output circuit for
Claims (8)
前記安全出力として半導体出力を与える安全出力部と、
他のセーフティコントローラから接続用信号が与えられる接続入力部と、
前記接続用信号が正常であるか否かを判定する判定部と、
前記入力機器からの前記入力、前記接続用信号および前記判定部による判定に基づいて、プログラムに従って前記安全出力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするセーフティコントローラ。 A safety controller that controls the operation of mechanical equipment by giving a safety output to a safety output control target based on an input from an input device,
A safety output unit for providing a semiconductor output as the safety output;
A connection input to which a connection signal is given from another safety controller;
A determination unit for determining whether or not the connection signal is normal;
A control unit that controls the safety output according to a program based on the input from the input device, the connection signal, and the determination by the determination unit;
A safety controller characterized by comprising:
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