JP2007072908A - Plc muting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セーフティセンサが作業領域への人などの立ち入りを検出した場合には、緊急停止を行うようにした安全PLCにおいて、ワークの作業領域への搬入がある場合には、ミューティングセンサによりこれを検出して、ミューティングランプを点灯して、作業者に安全機能が停止中であることを報知すると共に、一時的に、安全機能を停止させるようにしたミューティング装置に関する。
特に、そのミューティング装置の故障診断機能を向上させた装置に関する。
In the safety PLC in which an emergency stop is performed when the safety sensor detects the entry of a person or the like into the work area, when the work is carried into the work area, the muting sensor The present invention relates to a muting device that detects this and lights a muting lamp to notify an operator that the safety function is stopped and temporarily stops the safety function.
In particular, the present invention relates to a device with improved fault diagnosis function of the muting device.
従来、作業領域への作業者の立ち入りを検出するためのライトカーテンなどのセーフティセンサを用いて、作業領域への作業者などの立ち入りが検出された場合には、工作機械やロボットなど作業機器を緊急停止させるようにした安全PLCが知られている。一方、作業領域にワークが自動搬入されるような場合には、ワークが搬入される毎に、セーフティセンサが侵入を検出して、作業機器を緊急停止するということがないようにミューティング機能を持たせたミューティング装置が知られている。このミューティング装置は、人ではなくワークだけを検出することの出来る位置にミューティングセンサを設けて、ミューティングセンサによりワークが検出された場合には、セーフティセンサの検出をマスクして、安全機能が作動しないようにしている。この時、安全機能が停止されているミューティング期間であることを作業者に知らせるために、ミューティングランプを点灯するようにしている。 Conventionally, when a safety sensor such as a light curtain for detecting the worker's entry into the work area is detected and a worker's entry into the work area is detected, a work tool such as a machine tool or robot is used. There is known a safety PLC designed to make an emergency stop. On the other hand, when a work is automatically loaded into the work area, a muting function is provided so that the safety sensor does not detect an intrusion and stop the work equipment urgently every time a work is loaded. A muting device is known. This muting device is equipped with a muting sensor at a position where only a work, not a person, can be detected. When a work is detected by the muting sensor, the safety sensor is masked to detect the safety function. Is not working. At this time, the muting lamp is turned on to inform the operator that the muting period is when the safety function is stopped.
このミューティングランプが断線して、ミューティング期間であるにもかかわらずランプが点灯しなくなることを未然に防止するために、このランプの断線を検出する回路が設けられている。この回路は、図4に示すように、ミューティングランプLに直列に抵抗Rを挿入して、その抵抗RとランプLとの接続点の電位を基準電位と比較することで、ランプの断線の有無を検出している。すなわち、ランプLが断線している場合には、抵抗Rの電圧降下はほとんどなく、ランプLが導通している時には、抵抗Rの電圧降下が大きくなることを、接続点の電位で判定するようにしている。 In order to prevent the muting lamp from being disconnected and the lamp from being turned off in spite of the muting period, a circuit for detecting the disconnection of the lamp is provided. As shown in FIG. 4, this circuit inserts a resistor R in series with the muting lamp L and compares the potential at the connection point between the resistor R and the lamp L with a reference potential, thereby preventing the disconnection of the lamp. The presence or absence is detected. That is, when the lamp L is disconnected, there is almost no voltage drop across the resistor R, and when the lamp L is conducting, it is determined by the potential at the connection point that the voltage drop across the resistor R increases. I have to.
ところが、ミューティングランプLの消費電力は、様々であり、20W、40Wなど、変化する。このために、抵抗Rを流れる電流はランプLの消費電力により変化し、したがって、抵抗Rの端子間の電圧降下がランプLの消費電力に応じて変化するために、ランプLの種類に応じて、コンパレータの基準電圧を変化させたり、抵抗Rの値を変化させる必要があった。また、抵抗Rでの消費電力を小さくするために、抵抗Rを小さくすると、抵抗Rでの電圧降下が小さくなり、耐雑音性が低下するという問題がある。また、逆に、抵抗Rの値を大きくすると、電圧降下は大きくなり、耐雑音性は向上するが、抵抗Rでの発熱が問題となり、素子を小さくできないとう問題がある。また、発光ダイオードランプの場合には、流れる電流が小さく、抵抗Rでの電圧降下が小さくなり、断線有無の判定が困難となる。 However, the power consumption of the muting lamp L varies and varies, such as 20 W and 40 W. For this reason, the current flowing through the resistor R changes depending on the power consumption of the lamp L. Therefore, the voltage drop between the terminals of the resistor R changes according to the power consumption of the lamp L. It is necessary to change the reference voltage of the comparator or the value of the resistor R. Further, if the resistance R is reduced in order to reduce the power consumption at the resistance R, there is a problem that the voltage drop at the resistance R is reduced and the noise resistance is lowered. Conversely, when the value of the resistor R is increased, the voltage drop increases and the noise resistance improves, but heat generation at the resistor R becomes a problem, and there is a problem that the element cannot be reduced. In the case of a light-emitting diode lamp, the flowing current is small, the voltage drop at the resistor R is small, and it is difficult to determine the presence or absence of disconnection.
そこで、本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、抵抗の電圧降下を用いないで、ミューティングランプの断線などの故障を検出できるようにすることを目的とする。これにより消費電力を削減し、ランプの消費電力に応じて抵抗の交換や基準電圧を設定し直すという煩雑さを解除し、耐雑音性を向上させて、故障検出の信頼性を向上させることである。
また、他の目的は、LEDランプなどのような消費電力の小さいランプを用いる場合であっても、断線などの故障検出を精度良く行うことである。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to detect a failure such as a disconnection of a muting lamp without using a voltage drop of a resistor. This reduces power consumption, eliminates the hassle of replacing resistors and resetting the reference voltage according to lamp power consumption, improving noise resistance, and improving the reliability of fault detection. is there.
Another object is to accurately detect a failure such as disconnection even when a lamp with low power consumption such as an LED lamp is used.
上記課題を解決するための請求項1の発明は、ミューティングセンサによる検出により、セーフティセンサによる安全機能を無効とするミューティング期間を表示手段により示すPLCのミューティング装置において、表示手段の第1端子と電源端子との間に配設され、表示手段への給電を制御する第1スイッチ手段と、表示手段の第2端子とアース端子との間に配設され、表示手段への給電を制御する第2スイッチ手段と、表示手段の第1端子と電源端子との間に、第1スイッチ手段に並列に配設され、第1スイッチ手段が導通状態で、表示手段に電流が流れている時には、電流が流れずに判定検出信号をオフ状態とし、第1スイッチ手段が遮断状態である時には、電源端子からの電流を表示手段にバイパスさせ、このバイパス電流に応じて判定検出信号をオン状態として出力する判定検出回路とを有することを特徴とするミューティング装置である。
ここで、第1スイッチ手段、第2スイッチ手段は、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタなどのトランジスタや、リレーなどである。表示手段としては、白熱ランプやLEDなど、作業者に警報を与えるものであれば何でも良い。判定検出回路は、上記のように作動すれば、回路構成は任意である。すなわち、表示手段に電流が流れ得る状態を構成しておいて、第1スイッチ手段が遮断状態の時に判定検出回路を介して表示手段に電流が流れるような回路であれば良い。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem, in the PLC muting apparatus, the display means displays the muting period during which the safety function by the safety sensor is invalidated by the detection by the muting sensor. A first switch means that is disposed between the terminal and the power supply terminal and controls power supply to the display means, and is disposed between the second terminal of the display means and the ground terminal to control power supply to the display means. When the second switch means is arranged in parallel with the first switch means between the first terminal of the display means and the power supply terminal, and the first switch means is in a conductive state and current is flowing through the display means When the determination detection signal is turned off without current flowing and the first switch means is in the cut-off state, the current from the power supply terminal is bypassed to the display means, and the A muting device, characterized in that it comprises a determination detection circuit for outputting a determination detection signal as an on-state.
Here, the first switch means and the second switch means are transistors such as bipolar transistors and field effect transistors, and relays. The display means may be anything such as an incandescent lamp or LED as long as it gives an alarm to the worker. If the determination detection circuit operates as described above, the circuit configuration is arbitrary. In other words, a state in which a current can flow in the display means is configured, and any circuit may be used as long as the current flows in the display means via the determination detection circuit when the first switch means is in the cutoff state.
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、判定検出回路は、ツェナーダイオードと、判定検出信号を出力するフォトカップラと、抵抗の直列回路から成ることを特徴とする。
第1スイッチ手段が導通状態の場合には、判定検出回路には大きな電圧は印加されず、ツェナーダイオードを導通状態とすることはない。一方、第1スイッチ手段が遮断状態であれば、表示手段に電流が流れる状態であれば、判定検出回路には、ツェナーダイオードを導通状態とする電圧がかかる。これにより、判定検出回路を通して、表示手段には電流が供給される。この判定検出信号のレベルに応じて、表示手段の異常判定が可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the determination detection circuit includes a series circuit of a Zener diode, a photocoupler that outputs a determination detection signal, and a resistor.
When the first switch means is in a conductive state, no large voltage is applied to the determination detection circuit, and the Zener diode is not in a conductive state. On the other hand, if the first switch means is in the cut-off state, a voltage that makes the Zener diode conductive is applied to the determination detection circuit if a current flows through the display means. Thereby, a current is supplied to the display means through the determination detection circuit. Depending on the level of this determination detection signal, it is possible to determine the abnormality of the display means.
また、請求項3に記載の発明は、第1スイッチ手段と表示手段の第1端子との間に、順方向に挿入されたダイオードと、ダイオードのアノード端子とアース間に接続され、流れる電流に応じて第1状態判定信号を出力する第1状態判定回路と、電源端子と表示手段の第2端子との間に、表示手段と並列に配設され、流れる電流に応じて第2状態判定信号を出力する第2状態判定回路とを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のミューティング装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a diode inserted between the first switch means and the first terminal of the display means in the forward direction, and connected between the anode terminal of the diode and the ground, so that the flowing current is reduced. In response to the first state determination circuit for outputting the first state determination signal, the second state determination signal is arranged between the power supply terminal and the second terminal of the display unit in parallel with the display unit and according to the flowing current. The muting device according to
また、請求項4に記載の発明は、第1スイッチ手段を遮断状態とし、第2スイッチ手段を導通状態とした時に、判定検出信号がオフ状態の場合に表示手段の断線故障と判定する判定部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のミューティング装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a determination unit for determining a disconnection failure of the display means when the determination detection signal is in the off state when the first switch means is in the cut-off state and the second switch means is in the conductive state. The muting device according to any one of
まず、ミューティング動作状態では、第1スイッチ手段と第2スイッチ手段とは、共に、導通状態に制御され、表示手段に電流が流れて、点灯することになる。この状態では、第1スイッチ手段に電流が流れるために、判定検出回路には電流は流れない。したがって、判定検出信号はオフ状態を示す。次に、第2スイッチ手段を導通状態にしたまま、第1スイッチ手段を、遮断状態にすると、第1スイッチ手段には電流が流れないので、第1スイッチ手段の端子間電圧が上昇し、これと並列に接続されている判定検出回路と表示手段との直列回路には電流が流れる。したがって、判定検出信号はオン状態となる。このように判定検出信号が第1スイッチ手段の導通・遮断に応答して、オフ状態・オン状態とレベルが変化する場合には、表示手段は断線がないと判定することができる。一方、表示手段が断線している場合には、第1スイッチ手段を遮断状態にしても、判定検出回路と表示手段とは直列接続されているので、判定検出回路には電流は流れない。したがって、判定検出信号はオフ状態を維持する。このような判定検出信号の状態変化により断線の有無や表示手段の装着の有無を検出することができる。
これにより、従来のように抵抗を使用していないことから消費電力が少なくて済み、抵抗による降下電圧を測定していないので、耐雑音性が改善され、異常監視の精度が向上する。
First, in the muting operation state, both the first switch means and the second switch means are controlled to be in a conductive state, and a current flows through the display means to light up. In this state, since a current flows through the first switch means, no current flows through the determination detection circuit. Therefore, the determination detection signal indicates an off state. Next, when the first switch means is turned off while the second switch means is in a conducting state, no current flows through the first switch means, so that the voltage across the terminals of the first switch means rises. A current flows through a series circuit of the determination detection circuit and the display means connected in parallel with each other. Therefore, the determination detection signal is turned on. As described above, when the determination detection signal changes in level between the OFF state and the ON state in response to the conduction / cutoff of the first switch means, the display means can determine that there is no disconnection. On the other hand, when the display means is disconnected, even if the first switch means is disconnected, no current flows through the determination detection circuit because the determination detection circuit and the display means are connected in series. Therefore, the determination detection signal remains off. The presence / absence of disconnection and the presence / absence of the display means can be detected by such a change in the state of the determination detection signal.
As a result, since no resistor is used as in the prior art, less power is consumed, and the voltage drop due to the resistor is not measured, so that noise resistance is improved and the accuracy of abnormality monitoring is improved.
請求項2の発明では、判定検出回路に挿入されたツェナーダイオードの動作電圧を、第1スイッチ手段の導通時電圧降下よりも、十分に大きい値にすることで、第1スイッチ手段が導通状態の時には、ツェナーダイオードが動作せずに判定検出回路には電流を流さないようにするすることができる。逆に、第1スイッチ手段が遮断状態の時には、判定検出回路と表示手段と第2スイッチ手段との直列回路に電源電圧が印加されるので、ツェナーダイオードにはツェナー電圧が印加されるので、ツェナーダイオードは導通し、判定検出信号をオン状態とすることができる。これにより、表示手段が正常であることを判定することができる。第2スイッチ手段が導通状態で第1スイッチ手段が遮断状態の時に、判定検出信号がオフ状態を示すならば、判定検出回路には電圧が印加されないことになり、表示手段の断線や装着なしと判断することができる。 According to the second aspect of the present invention, the operating voltage of the Zener diode inserted in the determination detection circuit is set to a value sufficiently larger than the voltage drop during conduction of the first switch means, so that the first switch means is in the conductive state. Sometimes, the Zener diode does not operate and no current flows through the determination detection circuit. On the contrary, when the first switch means is in the cut-off state, the power supply voltage is applied to the series circuit of the determination detection circuit, the display means, and the second switch means, so that the Zener voltage is applied to the Zener diode. The diode becomes conductive, and the determination detection signal can be turned on. Thereby, it can be determined that the display means is normal. If the determination detection signal indicates an off state when the second switch means is in the conductive state and the first switch means is in the cut-off state, no voltage is applied to the determination detection circuit. Judgment can be made.
請求項3の発明では、第1状態判定回路は、表示手段が断線状態にあっても、第1スイッチ手段の導通・遮断状態に応じて、オン状態・オフ状態の第1状態判定信号を出力する回路である。第2スイッチ手段が導通状態で、第1スイッチ手段が遮断状態の時には、判定検出回路を介して表示手段には電流が流れるので、表示手段の第1端子には電圧が印加される。ダイオードにより、この電圧により第1状態判定回路に電流が逆流することが防止され、第1スイッチ手段が遮断状態の場合には、第1状態判定信号はオフ状態となる。表示手段の第1端子が地落した場合に、ダイオードのアノードの電位がアース電位近くまで低下した時に、第1状態判定回路には電流が流れないように第1状態判定回路を構成することができる。この場合には、第1スイッチ手段がオン状態であっても、ダイオードのアノード端子とアース間に存在する第1状態判定回路には電流が流れないので、第1状態判定信号はオフ状態を示す。第1スイッチ手段を導通状態にしても、第1状態判定信号がオフ状態であれば、第1端子の地落故障と判定することができる。また、第1端子の地落故障は、第1スイッチ手段と第2スイッチ手段とを共に導通状態にした時に、判定検出信号がオフ状態にならないことにより判定することも可能である。すなわち、第1端子の地落により、判定検出回路に電源電圧が印加されることになり、ツェナーダイオードは導通するので、判定検出信号はオン状態である。第1端子が地落していなければ、上記したように、判定検出信号はオフ状態である。
一方、第2状態判定回路は、第2スイッチ手段の導通・遮断状態に応じて、オン状態・オフ状態の第2状態判定信号を出力する回路である。表示手段の第2端子が地落すると、第2スイッチ手段の導通・遮断状態にかかわらず、第2状態判定回路には電流が流れ、第2状態判定信号はオン状態となる。この第2状態判定信号によって、第2端子の地落故障を判定することができる。
According to a third aspect of the present invention, the first state determination circuit outputs the first state determination signal of the on state / off state according to the conduction / cutoff state of the first switch means even when the display means is in a disconnected state. Circuit. When the second switch means is in the conductive state and the first switch means is in the cut-off state, a current flows through the display means via the determination detection circuit, so that a voltage is applied to the first terminal of the display means. The diode prevents the current from flowing back to the first state determination circuit due to this voltage, and when the first switch means is in the cut-off state, the first state determination signal is turned off. When the first terminal of the display means falls, the first state determination circuit may be configured so that no current flows through the first state determination circuit when the potential of the anode of the diode drops to near the ground potential. it can. In this case, even if the first switch means is in the on state, no current flows through the first state determination circuit existing between the anode terminal of the diode and the ground, so the first state determination signal indicates the off state. . Even if the first switch means is in the conductive state, if the first state determination signal is in the OFF state, it can be determined that the first terminal has a ground fault. Further, the ground failure of the first terminal can be determined by the determination detection signal not being turned off when both the first switch means and the second switch means are turned on. That is, the ground voltage of the first terminal applies a power supply voltage to the determination detection circuit, and the Zener diode becomes conductive, so that the determination detection signal is on. If the first terminal is not grounded, the determination detection signal is in the off state as described above.
On the other hand, the second state determination circuit is a circuit that outputs a second state determination signal of an on state / off state according to the conduction / cutoff state of the second switch means. When the second terminal of the display means falls, a current flows through the second state determination circuit regardless of whether the second switch means is on or off, and the second state determination signal is turned on. A ground fault of the second terminal can be determined by the second state determination signal.
請求項4の発明では、第1スイッチ手段を遮断状態とし、第2スイッチ手段を導通状態とした時に、表示手段が正常であれば、電源端子から判定検出回路、表示手段、第2スイッチ手段、アース端子と電流が流れるので、判定検出信号はオン状態となる。しかし、この判定検出信号がオフ状態であれば、表示手段が第1端子と第2端子との間に装着されていないか、表示手段が断線していると判断することができる。本装置は、このように抵抗の降下電圧を検出信号としていないので、表示手段の異常を信頼性良く検出することが可能となる。
In the invention of
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. The present invention is not limited to the following examples.
図1は、本発明の実施例に係るミューティング装置のミューティングランプL1(以下、単に、「ランプL1」という)を接続するための入出力部10の電気回路を示している。本装置は、同一の2系統の回路を有しており、処理が二重化されている。以下の説明では、1系統の回路についてのみ説明する。表示手段であるランプL1は、第1端子である出力端子OUTB+ 、第2端子である出力端子OUTB- 間に接続されている。直流電源はDC24Vであり、電源端子Eと出力端子OUTB+ 間は、ツェナーダイオードD2、フォトカップラPJ、抵抗R1の直列回路が接続されている。また、出力端子OUTB- とアース端子EA間に第2スイッチ手段である電界効果トランジスタFET2(以下、電界効果トランジスタは「FET」で表現する)が接続されている。電源端子E、ツェナーダイオードD2、フォトカップラPJ、抵抗R1、出力端子OUTB+ 、ランプL1、出力端子OUTB- 端子、FET2、アース端子EAから成る電流路を故障検出電流路CDとする。このフォトカップラPJからの出力される判定検出信号SJが制御部20に入力する。また、判定検出回路は、電源端子Eと出力端子OUTB+ との間に接続されているツェナーダイオードD2、フォトカップラPJと抵抗R1との直列回路で構成されている。したがって、判定検出回路を流れる電流は、故障検出電流路CDを流れる電流となる。
FIG. 1 shows an electric circuit of an input /
また、電源端子Eと出力端子OUTB+ との間には、第1スイッチ手段であるFET1、ダイオードD1の直接回路が接続されている。電源端子E、FET1、ダイオードD1、出力端子OUTB+ 、ランプL1、出力端子OUTB- 、FET2、アース端子EAから成る電流路を主電流路CMとする。この主電流路CMを流れる電流は、ミューティング動作時にランプL1を点灯する電流となる。 Further, a direct circuit of FET1 and diode D1, which are first switch means, is connected between the power supply terminal E and the output terminal OUTB +. A current path composed of the power supply terminal E, FET1, diode D1, output terminal OUTB +, lamp L1, output terminal OUTB-, FET2 and ground terminal EA is defined as a main current path CM. The current flowing through the main current path CM is a current for lighting the lamp L1 during the muting operation.
また、電源端子Eと出力端子OUTB- との間には、抵抗R2、フォトカップラPO2が接続されている。電源端子E、抵抗R2、フォトカップラPO2、出力端子OUTB- 、FET2、アース端子EAから成る電流路を第2状態検出電流路C2とする。このフォトカップラPO2から出力される第2状態判定信号SO2が制御部20に入力する。第2状態検出電流路C2は第2状態判定回路となる。
A resistor R2 and a photocoupler PO2 are connected between the power supply terminal E and the output terminal OUTB−. A current path including the power supply terminal E, the resistor R2, the photocoupler PO2, the output terminal OUTB-, the FET2, and the ground terminal EA is defined as a second state detection current path C2. The second state determination signal SO2 output from the photocoupler PO2 is input to the
また、FET1とダイオードD1との接続点aとアース端子EAとの間には、抵抗R3、フォトカップラPO1が接続されている。電源端子E、FET1、抵抗R3、フォトカップラPO1、アース端子EAから成る電流路を第1状態検出電流路C1とする。このフォトカップラPO1から出力される第1状態判定信号SO1が制御部20に入力する。第1状態検出電流路C1は第1状態判定回路となる。
Further, a resistor R3 and a photocoupler PO1 are connected between the connection point a between the FET1 and the diode D1 and the ground terminal EA. A current path composed of the power supply terminal E, FET1, resistor R3, photocoupler PO1, and ground terminal EA is defined as a first state detection current path C1. The first state determination signal SO1 output from the photocoupler PO1 is input to the
次に、FET1のゲートを制御するために、電源端子Eとアース端子EAとの間に、抵抗R4、R5、フォトカップラPC1が接続されており、抵抗R4、R5の接続点がFET1のゲートに接続されている。フォトカップラPC1には、制御部20から制御信号CS1が入力して、この制御信号CS1によりFET1はオンオフするように制御される。
Next, in order to control the gate of FET1, resistors R4 and R5 and a photocoupler PC1 are connected between the power supply terminal E and the ground terminal EA, and the connection point of the resistors R4 and R5 is connected to the gate of FET1. It is connected. A control signal CS1 is input to the photocoupler PC1 from the
次に、FET2のゲートを制御するために、FET2のゲートとアース端子EA間に抵抗R6とフォトカップラPC2の直列回路が接続されており、フォトカップラPC2の出力端とアース端子EA間に抵抗R7が接続されている。フォトカップラPC2には、制御部20から制御信号CS2が入力して、この制御信号CS2によりFET2はオンオフするように制御される。
Next, in order to control the gate of FET2, a series circuit of resistor R6 and photocoupler PC2 is connected between the gate of FET2 and ground terminal EA, and resistor R7 is connected between the output terminal of photocoupler PC2 and ground terminal EA. Is connected. A control signal CS2 is input from the
制御信号CS1、CS2は、ミューティング時に、ランプL1を点灯させると共に、ランプL1に関するテストを実行する時の制御信号となる。一方、出力信号SJ、SO1、SO2は、それぞれ、入出力部10における故障検出電流路CD、第1状態検出電流路C1、第2状態検出電流路C2の電流のオンオフ状態を検出する信号となる。
The control signals CS1 and CS2 turn on the lamp L1 at the time of muting and become control signals when executing a test related to the lamp L1. On the other hand, the output signals SJ, SO1, and SO2 are signals for detecting the on / off states of the currents in the failure detection current path CD, the first state detection current path C1, and the second state detection current path C2 in the input /
次に、本装置の作用について説明する。
1)電源投入時のランプL1のチェック動作
制御信号CS1をオフレベル、制御信号CS2をオンレベルとすることにより、FET1を遮断状態、FET2を導通状態とする。この時には、ランプL1が正常であれば、FET1は遮断状態であるが、後述する理由により、故障検出電流路CDを電流は流れる。この結果、フォトカップラPJには電流が流れ、判定検出信号SJはオンレベルとなる。制御信号CS1をオフレベルにすることに応答して、判定検出信号SJがオンレベルとなれば、ランプL1は、正常に装着されており、断線もないことが分かる。逆に、判定検出信号SJがオフレベルであると、ランプL1自体が、装着されていないか、断線していることが分かり、制御部20は主ユニットに警報信号を出力する。この時、故障検出電流路CDを流れる電流値では、ランプL1が正常であっても、ランプL1は点灯しないように、抵抗R1の値が大きく設定されているので、このチェック動作によっては、ランプL1は点灯しない。
Next, the operation of this apparatus will be described.
1) Checking operation of the lamp L1 at the time of turning on the power By setting the control signal CS1 to the off level and the control signal CS2 to the on level, the
2)正常時のミューティング動作
制御部20が図示しないミューティングセンサからミューティング信号を入力した時には、セーフティセンサの検知信号を無効とする信号を安全PLCの主ユニットに出力する。それと同時に、制御部20は、制御信号CS1、CS2を、それぞれ、フォトカップラPC1、PC2に出力して、FET1、FET2を、それぞれ、導通状態にさせる。これにより、主電流路CMに電流が流れ、ランプL1は点灯し、装置がミューティング状態であることが作業者に知らされる。この時、ツェナーダイオードD2の動作電圧は、FET1とダイオードD1の直列接続の電圧降下よりも大きくなるように設定されているので、ツェナーダイオードD2には電流が流れず、故障検出電流路CDには電流は流れない。したがって、フォトカップラPJには電流が流れないので、判定検出信号SJはオフレベルとなる。
2) Normal muting operation When the
一方、接続点aの電位は、ダイオードD1とランプL1とFET2の直列接続の電圧降下による電位となるので、フォトカップラPO1には、動作電圧が印加されることになり、フォトカップラPO1には電流が流れ、第1状態検出電流路C1には電流が流れることになる。したがって、第1状態判定信号SO1はオンレベルとなる。また、FET2はオンしているので、フォトカップラPO2には電流が流れ、したがって、第2状態検出電流路C2には電流が流れることになる。したがって、第2状態判定信号SO2はオンレベルとなる。この第1、第2状態判定信号SO1、SO2がオンレベルであることにより、FET1、FET2が導通状態であることを検出することができる。
On the other hand, since the potential at the connection point a is a potential due to a voltage drop in the series connection of the diode D1, the lamp L1, and the FET2, an operating voltage is applied to the photocoupler PO1, and a current is applied to the photocoupler PO1. Flows, and a current flows through the first state detection current path C1. Therefore, the first state determination signal SO1 is on level. Further, since the
3)ミューティング時におけるランプのチェック動作
制御信号CS1を微小時間だけオフレベルとすることで、FET1を微小時間だけ遮断状態として、主電流路CMの電流を微小時間だけ遮断する。すると、出力端子OUTB+ の電位が低下し、ツェナーダイオードD2に順方向にバイアス電圧が印加されるようになり、故障検出電流路CDに電流が流れ、フォトカップラPJにも微小時間だけ電流が流れる。この結果、判定検出信号SJは、微小時間だけオンレベルとなる。
3) Lamp check operation during muting By setting the control signal CS1 to the off level for a very short time, the
また、FET2は導通状態を継続しているので、第2状態判定信号SO2はオンレベルを維持する。また、FET1が微小時間だけ遮断状態となると、第1状態検出電流路C1を流れる電流が遮断され、フォトカップラPO1には電流が流れないので、第1状態判定信号SO1は、微小時間だけオフレベルとなる。この時、故障検出電流路CDには電流が流れるが、ダイオードD1の存在によりフォトカップラPO1へ向かう電流は阻止される。制御部20は、制御信号CS1をオフレベルにした時に、この判定検出信号SJがオンレベルになることを検出すれば、ランプL1は、正常に点灯していると判断することができる。FET1を遮断状態とさせる時間は非常に短いので、ランプL1は、継続して点灯しているように見え、作業者に誤解を与えることはない。
Further, since the
一方、ランプL1が断線していると、判定検出信号SJだけが、上記の正常時の状態と異なり、制御信号CS1をオフレベルにしても、ランプL1には電流が流れず、したがって、故障検出電流路CDにも電流が流れないので、判定検出信号SJは、オフレベルのままである。この状態をもって、ランプL1の断線と判断することができる。 On the other hand, when the lamp L1 is disconnected, only the determination detection signal SJ is different from the normal state described above, and even if the control signal CS1 is turned off, no current flows through the lamp L1, and therefore failure detection is performed. Since no current flows through the current path CD, the determination detection signal SJ remains at the off level. With this state, it can be determined that the lamp L1 is disconnected.
4)出力端子OUTB+ と出力端子OUTB- とが短絡している場合の動作
ミューティング動作となる時には、制御信号CS1、CS2がオンレベルとなり、FET1、FET2が共に導通状態となる。この時、回路には大電流が流れ、DC24V電源の給電回路に挿入されているヒューズが溶断するので、電力の供給が停止されて、安全状態になると共に、制御部20は主ユニットに異常信号を出力する。
4) Operation when the output terminal OUTB + and the output terminal OUTB- are short-circuited When the muting operation is performed, the control signals CS1 and CS2 are turned on, and both the FET1 and FET2 are turned on. At this time, a large current flows through the circuit, and the fuse inserted in the power supply circuit of the DC 24V power supply is blown, so that the power supply is stopped and a safe state is established, and the
5)出力端子OUTB+ が地落した場合の動作
ミューティング動作となる時には、制御信号CS1、CS2がオンレベルとなり、FET1、FET2が共にオンとなる。この時、回路には大電流が流れ、DC24V電源の給電回路に挿入されているヒューズが溶断するので、電力の供給が停止されて、安全状態になると共に、制御部20は主ユニットに異常信号を出力する。
5) Operation when the output terminal OUTB + is grounded When the muting operation is performed, the control signals CS1 and CS2 are turned on, and both the FET1 and FET2 are turned on. At this time, a large current flows through the circuit, and the fuse inserted in the power supply circuit of the DC 24V power supply is blown, so that the power supply is stopped and a safe state is established, and the
仮に、ヒューズが溶断しない場合であっても、出力端子OUTB+ がアース電位となるので、ダイオードD1のアノードである接続点aの電位が、アース電位近くまで低下するので、フォトカップラPO1には電流が流れない。したがって、FET1をオンにしても、第1状態判定信号SO1がオンレベルにならない。また、故障検出電流路CDの電源端子Eと出力端子OUTB+ 間には、ほぼ24Vの電源電圧が印加されるので、ツェナーダイオードD2にも電流が流れることになり、フォトラップラPJに電流が流れる。したがって、判定検出信号SJがオンレベルとなる。すなわち、FET1をオンにしたにも係わらず、制御信号SJがオフレベルにはならないことにより、出力端子OUTB+ の地落と判定することができる。
Even if the fuse does not blow, since the output terminal OUTB + is at the ground potential, the potential at the connection point a, which is the anode of the diode D1, drops to near the ground potential, so that no current flows through the photocoupler PO1. Not flowing. Therefore, even if the
6)出力端子OUTB- が地落した場合の動作
ミューティング動作時には、出力端子OUTB- が地落していても、FET1、FET2がオンして、ランプL1に電流が流れる。判定検出信号SJもオフレベルとなり、第2状態判定信号SO2もオンレベルとなるので、FET1、FET2の導通状態によっては、出力端子OUTB- が地落しているか否かは判定できない。
ミューティング時に、FET2だけを微小時間だけ遮断状態にする。もしも、出力端子OUTB- が地落しておらず、正常であれば、第2状態検出電流路C2、すなわち、フォトカップラPO2には微小時間電流が流れなくなるので、第2状態判定信号SO2は微小時間だけオフレベルとなる。しかし、出力端子OUTB- が地落している場合には、第2状態検出電流路C2には、FET2の導通・遮断に係わらず、電流が流れるので、第2状態判定信号SO2はオンレベルを維持した状態となる。これにより、出力端子OUTB- の地落を判定することができる。また、FET1、FE2が共に遮断状態の時に、出力端子OUTB- が地落していなければ、故障検出電流路CDには電流が流れない。よって、判定検出信号SJはオフレベルのはずであるが、出力端子OUTB- が地落していると、判定検出信号SJはオンレベルとなる。このことからも、出力端子OUTB- が地落していることを検出することができる。
以上の動作における制御信号SC1、SC2、判定検出信号SJ、第1状態判定信号SO1、第2状態判定信号SO2、FET1、FET2の状態を各動作モード別に図2に示す。
6) Operation when the output terminal OUTB- is grounded During the muting operation, even if the output terminal OUTB- is grounded, the FET1 and FET2 are turned on, and a current flows through the lamp L1. Since the determination detection signal SJ is also turned off and the second state determination signal SO2 is also turned on, it cannot be determined whether or not the output terminal OUTB− is grounded depending on the conduction state of the FET1 and FET2.
At the time of muting, only FET2 is cut off for a very short time. If the output terminal OUTB- is not grounded and is normal, the minute state current does not flow in the second state detection current path C2, that is, the photocoupler PO2, so that the second state determination signal SO2 is small time. Only off level. However, when the output terminal OUTB- is grounded, a current flows through the second state detection current path C2 regardless of whether the FET2 is turned on or off, so that the second state determination signal SO2 maintains the on level. It will be in the state. Thereby, it is possible to determine the ground level of the output terminal OUTB-. Further, when both the FET1 and FE2 are in the cut-off state, if the output terminal OUTB- is not grounded, no current flows through the failure detection current path CD. Therefore, the determination detection signal SJ should be off level, but when the output terminal OUTB- is grounded, the determination detection signal SJ is on level. Also from this fact, it can be detected that the output terminal OUTB- has fallen.
FIG. 2 shows the states of the control signals SC1 and SC2, the determination detection signal SJ, the first state determination signal SO1, the second state determination signal SO2, the FET1, and the FET2 in each operation mode.
7)制御部の動作
制御部20は、CPU、ROM、RAMを主要構成要素とするコンピュータシステム から成る。この制御部20のCPUは、図3に示す処理手順を実行する。ステップ100では、電源投入か否かが判定され、電源投入である場合には、ステップ102で、制御信号CS1をオフ、CS2をオンとし、ステップ104で出力信号SO1、SO2、SJを入力する。ステップ106で判定検出信号SJがオフか否かが判定され、オフの場合には、図2のモード5の異常、すなわち、断線と判断されて、ステップ108の緊急停止や異常報知などの異常処理が実行される。
7) Operation of control unit The
ステップ106で信号SJがオンであれば、装置は正常(図2のモード4)であるので、ステップ110において、ミューティング指令信号が入力されたか否かが判定され、ミューティングでなければ、ステップ112で、出力信号SO1、SO2、SJを入力し、ステップ114で判定検出信号SJがオン(図2のモード8)、又は、第2状態判定信号SO2がオン(図2のモード10)か否かが判定される。判定結果がYES であれば、モード8の異常(OUTB+ 端子の地落) か、モード10の異常(OUTB- 端子の地落) であるので、ステップ116で異常処理が実行される。以上が、ミューティングでない時の異常判定処理である。
If the signal SJ is ON in
ステップ110でミューティング状態と判定されると、ステップ118で制御信号CS1をオン、CS2をオンとして、ランプL1に通電し、ランプL1を点灯し、ステップ120で、出力信号SO1、SO2、SJを入力する。次に、ステップ122で、判定検出信号SJがオフか否かが判定されて、オン状態であれば、モード7の異常(OUTB+ 端子の地落) と判定されて、ステップ124で異常処理が実行される。ステップ122で、信号SJがオフであれば、正常(モード1)であるので、ステップ126で、チェックタイミングか否かが判定され、チェックタイミングであれば、ステップ128において、制御信号CS1を微小時間オフ、制御信号CS2はオンを継続し、ステップ130で出力信号SO1、SO2、SJを入力し、ステップ132で、判定検出信号SJがオフのままであるのか否かが(微小時間オンに変化しないか否か)が判定される。オフ状態が継続される場合には、モード3の異常(断線)であるので、ステップ134において、異常処理が実行される。ステップ132で、判定検出信号SJが微小時間オンに変化することが検出された場合には、正常(モード2)であるので、本装置は正常終了する。
以上の処理が、例えば、5分間隔などの小時間間隔で、実行される。
If the muting state is determined in
The above processing is executed at small time intervals such as 5-minute intervals.
以上の出力信号の判定は、図2に示すように、3つの出力信号SO1、SO2、SJの全てを用いて、それらの状態が図2に示す状態か否かを判定することで、正常、異常を判定するようにしても良い。
このような回路構成と、チェック方法とにより、抵抗を用いることなく、ランプL1の非装着や断線を含むミューティング装置の異常や、正常を判定することができる。したがって、ランプの消費電力にかかわらず、精度の高い異常検出を行うことができる。また、本装置では、低電流でランプを駆動する場合であっても精度良く異常検出が可能となるので、LEDランプをミューティングランプに用いることが可能となる。
The determination of the above output signals is normal by using all three output signals SO1, SO2 and SJ as shown in FIG. 2 to determine whether or not their state is the state shown in FIG. You may make it determine abnormality.
With such a circuit configuration and a check method, it is possible to determine abnormality or normality of the muting device including non-mounting of the lamp L1 or disconnection without using a resistor. Therefore, highly accurate abnormality detection can be performed regardless of the power consumption of the lamp. Further, in the present apparatus, even when the lamp is driven with a low current, it is possible to detect an abnormality with high accuracy, so that the LED lamp can be used as a muting lamp.
本発明は、PLC特に、安全PLCに用いることができ、ミューティング装置の異常を信頼性良く検出する装置とすることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a PLC, in particular, a safety PLC, and can be a device that reliably detects abnormality of a muting device.
10…入出力部
20…制御部
SJ…判定検出信号
SO1…第1状態判定信号
SO2…第2状態判定信号
CS1,CS2…制御信号
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記表示手段の第1端子と電源端子との間に配設され、前記表示手段への給電を制御する第1スイッチ手段と、
前記表示手段の第2端子とアース端子との間に配設され、前記表示手段への給電を制御する第2スイッチ手段と、
前記表示手段の第1端子と前記電源端子との間に、前記第1スイッチ手段に並列に配設され、前記第1スイッチ手段が導通状態で、前記表示手段に電流が流れている時には、電流が流れずに判定検出信号をオフ状態とし、前記第1スイッチ手段が遮断状態である時には、前記電源端子からの電流を前記表示手段にバイパスさせ、このバイパス電流に応じて判定検出信号をオン状態として出力する判定検出回路と
を有することを特徴とするミューティング装置。 In the PLC muting device that indicates the muting period in which the safety function by the safety sensor is invalidated by the detection by the muting sensor,
A first switch means disposed between a first terminal of the display means and a power supply terminal, for controlling power feeding to the display means;
A second switch means disposed between the second terminal of the display means and a ground terminal, for controlling power feeding to the display means;
Between the first terminal of the display means and the power supply terminal, it is arranged in parallel with the first switch means, and when the first switch means is in a conductive state and current is flowing through the display means, When the first switch means is in the cut-off state, the current from the power supply terminal is bypassed to the display means, and the determination detection signal is turned on according to the bypass current. A muting device comprising: a determination detection circuit that outputs as
前記ダイオードのアノード端子とアース間に接続され、流れる電流に応じて第1状態判定信号を出力する第1状態判定回路と、
前記電源端子と前記表示手段の第2端子との間に、前記表示手段と並列に配設され、流れる電流に応じて第2状態判定信号を出力する第2状態判定回路と
を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のミューティング装置。 A diode inserted in a forward direction between the first switch means and the first terminal of the display means;
A first state determination circuit connected between the anode terminal of the diode and the ground and outputting a first state determination signal in accordance with a flowing current;
A second state determination circuit disposed in parallel with the display unit and outputting a second state determination signal according to a flowing current between the power supply terminal and the second terminal of the display unit; The muting device according to claim 1 or 2.
When the first switch means is in a cut-off state and the second switch means is in a conductive state, it has a determination unit that determines that the display means is broken when the determination detection signal is in an off state. The muting device according to any one of claims 1 to 3.
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