JP2011069694A - Programmable logic controller, and failure diagnosis method in the same - Google Patents

Programmable logic controller, and failure diagnosis method in the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PLC capable of detecting the failure of an input circuit part by self-diagnosis. <P>SOLUTION: A control processing circuit 40 outputs diagnosis signals IT1 to IT generated by a diagnosis signal generation unit 43 from a diagnosis signal output unit 44, and captures the signals into a failure decision unit 42 via an AND circuit 30 and a signal input unit 41. The failure decision unit 42 compares the diagnosis signals IT1 to IT4 with the input signals DI1 to DI4 input from the signal input unit 41. It is determined that there is failure in the signal input unit 41 when they do not match with each other. Next, the control processing circuit 40 inputs diagnosis signals ET1, ET2 output from the diagnosis signal output unit 44 into a photocoupler 12 of an insulation input circuit 10 to operate a photocoupler 11 of the insulation input circuit 10. The output signals d1 to d4 thereof are obtained via the signal input unit 41, and the input signals DI1 to DI4 are compared with an expectation value with the diagnosis decision unit 42. When there is no match, it is determined that there is failure in the insulation input circuit 10. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラントの監視・制御システムなどに用いられるプログラマブル・ロジック・コントローラ、および、プログラマブル・ロジック・コントローラにおける故障診断方法に関する。   The present invention relates to a programmable logic controller used in a plant monitoring / control system and the like, and a failure diagnosis method in the programmable logic controller.

原子力プラントや化学プラントなど潜在的な危険性を抱えるプロセス設備では、万が一の事態に備え、様々な対策が講じられている。例えば、プロセス設備の異常あるいはその兆候が検知されたとき、いち早く作動して設備の稼働を緊急停止させる緊急停止装置などの安全制御システムが設けられ(能動的対策)、さらには、万が一の事態が生じた場合に、その影響の拡散を防御するための隔壁などが設けられている(受動的対策)。   In the case of process facilities with potential dangers, such as nuclear power plants and chemical plants, various measures are taken in case of emergency. For example, a safety control system, such as an emergency stop device, is provided that activates the equipment quickly and stops the operation of the equipment in an emergency when an abnormality or an indication of the process equipment is detected (active countermeasures). In the event that it occurs, a barrier is provided to prevent the spread of the effect (passive measures).

従来、安全制御システムの制御手段は、リレーなどの電磁的・機械的手段によって実現されていたが、近年では、その電子的な制御手段として、いわゆるプログラマブル・ロジック・コントローラ(Programmable Logic Controller:以下、PLCと略称する)が用いられることが多くなった。   Conventionally, the control means of the safety control system has been realized by electromagnetic / mechanical means such as a relay. However, in recent years, as the electronic control means, a so-called programmable logic controller (hereinafter, “Programmable Logic Controller”) The abbreviation PLC is often used.

このような技術動向に対応し、IEC(International Electrotechnical Commission:国際電気標準会議)では、電気的・電子的にプログラム可能な電子装置(いわゆる、PLC)を安全制御システムの一部に利用する場合の要件を、IEC61508規格として規定している(非特許文献1参照)。ちなみに、IEC61508規格には、安全制御システムの能力の尺度としてSIL(Safety Integrity Level)が定義され、SILが1から4までの各レベルに対応する要求事項が規定されている。なお、SILは、その数値が大きいほどプロセス設備の潜在的危険性を低減できる度合が大きいこと、すなわち、プロセス設備の異常を検出したとき、どれだけ確実に所定の安全制御を実施できるかを表している。   In response to these technological trends, the IEC (International Electrotechnical Commission) uses electronic and electronically programmable electronic devices (so-called PLCs) as part of the safety control system. The requirements are defined as IEC61508 standards (see Non-Patent Document 1). Incidentally, in the IEC61508 standard, SIL (Safety Integrity Level) is defined as a measure of the capability of the safety control system, and requirements corresponding to each level from 1 to 4 are defined. The SIL indicates that the greater the numerical value, the greater the degree to which the potential danger of the process equipment can be reduced, that is, how much certain safety control can be performed when an abnormality of the process equipment is detected. ing.

一般に、安全制御システムには、通常の稼働時に非活性状態であっても、プロセス設備の異常発生時には直ちに活性化することが求められる。そのためには、安全制御システムは、常時、自己診断などにより、自身の健全性をチェックしておくことが重要となる。とくに、高位のSILが要求される安全制御システムでは、自己診断の未検出の故障によりシステムが不動作となる確率をできる限り極小化することが求められ、より広範囲に、より高精度に自己診断を実施することが求められる。   In general, a safety control system is required to be activated immediately when an abnormality occurs in a process facility even if it is in an inactive state during normal operation. For that purpose, it is important that the safety control system always checks its own soundness by self-diagnosis or the like. In particular, in safety control systems that require a high level of SIL, it is required to minimize the probability that the system will not operate due to a failure that has not been detected by self-diagnosis. Is required to implement.

引用文献1には、自己診断機能を有するPLCの例が開示されている。引用文献1によれば、そのPLCは、同じ処理を同時に実行する複数のプロセッサと、その複数のプロセッサの処理結果を比較照合する比較照合回路と、を備える。そして、その比較照合回路は、BIST(Built-In Self-Test)回路を備え、BIST回路が発生するテストデータにより自己診断を行うことができる。   Cited Document 1 discloses an example of a PLC having a self-diagnosis function. According to the cited document 1, the PLC includes a plurality of processors that simultaneously execute the same processing, and a comparison / collation circuit that compares and collates processing results of the plurality of processors. The comparison / collation circuit includes a BIST (Built-In Self-Test) circuit, and can perform self-diagnosis using test data generated by the BIST circuit.

引用文献1に開示されたPLCは、プロセッサの故障だけではなく、比較照合回路の故障に対しても、その故障を検出することができる。従って、そのPLCは、そのほとんどの部分について、高精度の自己診断が実現されているといえる。   The PLC disclosed in the cited document 1 can detect not only the failure of the processor but also the failure of the comparison and verification circuit. Therefore, it can be said that the PLC has achieved high-accuracy self-diagnosis for the most part.

特開2008−267998号公報JP 2008-267998 A

International Electrotechnical Commission,“IEC61508-SER(Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems - Part 1-7)”,2005-01-20International Electrotechnical Commission, “IEC61508-SER (Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems-Part 1-7)”, 2005-01-20

引用文献1に開示されたPLCにおいては、その本体回路部分に対しては、自己診断機能が実現されているが、入力回路部分については、必ずしも自己診断機能が実現されているとはいえない。従って、このようなPLCを用いて安全制御システムを構成した場合、その入力回路に断線や短絡などの故障が生じ、かつ、その入力回路がプロセス設備の異常を通知する信号を受け付ける回路であったときには、プロセス設備の異常を検知できなくなる場合が生じる。   In the PLC disclosed in the cited document 1, a self-diagnosis function is realized for the main body circuit portion, but it cannot be said that the self-diagnosis function is necessarily realized for the input circuit portion. Therefore, when a safety control system is configured using such a PLC, a failure such as a disconnection or a short circuit occurs in the input circuit, and the input circuit is a circuit that receives a signal for notifying abnormality of the process equipment. Sometimes, it becomes impossible to detect an abnormality in the process equipment.

以上の従来技術の問題点に鑑み、本発明は、信号の入力回路部分の故障を検出することが可能なPLCおよびその診断方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems of the conventional technology, an object of the present invention is to provide a PLC capable of detecting a failure in a signal input circuit portion and a diagnostic method therefor.

本発明に係るPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)は、半導体集積回路からなる制御処理回路と、外部負荷回路から供給される信号電流を所定の信号レベルの信号に変換して、制御処理回路に供給する絶縁入力回路と、を含んで構成される。そして、制御処理回路は、診断信号を生成する診断信号と、診断信号を半導体集積回路の外部へ出力する診断信号出力部と、所定の回路部分における故障の有無を判定する故障判定部と、を備える。   A PLC (programmable logic controller) according to the present invention converts a control processing circuit composed of a semiconductor integrated circuit and a signal current supplied from an external load circuit into a signal of a predetermined signal level, and supplies the signal to the control processing circuit. And an isolated input circuit. The control processing circuit includes: a diagnostic signal that generates a diagnostic signal; a diagnostic signal output unit that outputs the diagnostic signal to the outside of the semiconductor integrated circuit; and a failure determination unit that determines whether there is a failure in a predetermined circuit portion. Prepare.

このように構成されたPLCにおいて、制御処理回路は、診断信号生成部により生成した第1の診断信号を、診断信号出力部を介して出力し、その出力した第1の診断信号を、制御処理回路内の信号入力部を介して取得し、故障判定部で、その取得した信号を第1の診断信号と比較することにより、まず、制御処理回路内の信号入力部における故障の有無を判定する。
次に、制御処理回路は、診断信号生成部により生成した第2の診断信号を、診断信号出力部を介して出力し、その出力した第2の診断信号を絶縁入力回路に供給し、その絶縁入力回路から出力される信号を、信号入力部を介して取得し、その取得した信号を第2の診断信号と比較することにより、絶縁入力回路および絶縁入力回路から信号入力部に到る配線部における故障の有無を判定する。
In the PLC configured as described above, the control processing circuit outputs the first diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit via the diagnostic signal output unit, and performs the control processing on the output first diagnostic signal. First, it is determined whether or not there is a failure in the signal input unit in the control processing circuit by acquiring the signal via the signal input unit in the circuit and comparing the acquired signal with the first diagnostic signal in the failure determination unit. .
Next, the control processing circuit outputs the second diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit via the diagnostic signal output unit, supplies the output second diagnostic signal to the insulation input circuit, and performs the insulation. The signal output from the input circuit is acquired via the signal input unit, and the acquired signal is compared with the second diagnostic signal, so that the input unit and the wiring unit from the isolated input circuit to the signal input unit are obtained. Whether or not there is a failure is determined.

以上の通り、本発明に係るPLCにおいては、制御処理回路(半導体集積回路)内の信号入力部、外部負荷回路とのインターフェースとして機能する絶縁入力回路、さらには、絶縁入力回路から信号入力部に到る配線部における故障検出が可能になる。すなわち、PLCの入力回路部分の故障検出が可能になる。   As described above, in the PLC according to the present invention, the signal input unit in the control processing circuit (semiconductor integrated circuit), the isolated input circuit functioning as an interface with the external load circuit, and further, from the isolated input circuit to the signal input unit. It is possible to detect a failure in the wiring section that arrives. That is, it is possible to detect a failure in the input circuit portion of the PLC.

本発明によれば、入力回路部分の故障を検出することが可能なPLC、および、PLCにおける故障診断方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the failure diagnosis method in PLC which can detect the failure of an input circuit part and PLC can be provided.

本発明の実施形態に係るPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)の構成の例を示した図。The figure which showed the example of the structure of PLC (programmable logic controller) which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るPLCの診断で設定される診断モードの例、ならびに、各診断モードにおける内部診断信号(IT1〜IT4)および外部診断信号(ET1,ET2)の設定例を示した図。The figure which showed the example of the diagnostic mode set by the diagnosis of PLC which concerns on embodiment of this invention, and the setting example of the internal diagnostic signal (IT1-IT4) and external diagnostic signal (ET1, ET2) in each diagnostic mode. 本発明の実施形態に係るPLCの診断で用いられる診断データの例を示した図。The figure which showed the example of the diagnostic data used by the diagnosis of PLC which concerns on embodiment of this invention. 図3の診断データに基づき生成される診断信号のタイミングチャートの例を示した図。The figure which showed the example of the timing chart of the diagnostic signal produced | generated based on the diagnostic data of FIG. 本発明の実施形態に係る制御処理回路において行われる診断モードA’の診断処理の流れを示した図。The figure which showed the flow of the diagnostic process of diagnostic mode A 'performed in the control processing circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る制御処理回路において行われる診断モードB’の診断処理の流れを示した図。The figure which showed the flow of the diagnostic process of diagnostic mode B 'performed in the control processing circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)の構成の変形例を示した図である。It is the figure which showed the modification of the structure of PLC (programmable logic controller) which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)の構成の例を示した図である。図1に示すように、PLC100は、負荷側回路20から供給される電流のON/OFF信号を受信して、例えば、5V(“High”レベル)/0V(“Low”レベル)の電圧レベルの信号に変換して出力する絶縁入力回路10と、絶縁入力回路10から出力される信号を取得して、所定の制御処理を実行する制御処理回路40と、制御処理回路40が実行する制御処理の結果として出力される信号に基づき、負荷側回路20に含まれるアクチュエータ(図示せず)を制御するための駆動電流を出力する絶縁出力回路(図示せず)と、を含んで構成される。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a PLC (programmable logic controller) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the PLC 100 receives an ON / OFF signal of a current supplied from the load side circuit 20 and, for example, has a voltage level of 5 V (“High” level) / 0 V (“Low” level). An insulation input circuit 10 that converts the signal into an output signal, a control processing circuit 40 that acquires a signal output from the insulation input circuit 10 and executes a predetermined control process, and a control process that the control process circuit 40 executes. An insulation output circuit (not shown) that outputs a drive current for controlling an actuator (not shown) included in the load-side circuit 20 based on a signal output as a result is configured.

ここで、制御処理回路40は、マイクロプロセッサやFPGA(Field Programmable Gate Array)などを含む1つまたは複数の半導体集積回路によって構成されており、その中に含まれる演算処理回路、プログラム処理回路、プログラム格納メモリなどによって、PLC100の基本機能であるプログラム可能な制御機能が実現されている。従って、制御処理回路40は、少なくとも機能的には、PLC100の本体部ということができる。   Here, the control processing circuit 40 is configured by one or a plurality of semiconductor integrated circuits including a microprocessor, an FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like, and includes an arithmetic processing circuit, a program processing circuit, and a program included therein. A programmable control function which is a basic function of the PLC 100 is realized by a storage memory or the like. Therefore, it can be said that the control processing circuit 40 is at least functionally a main body of the PLC 100.

負荷側回路20は、PLC100が接続された各種の監視装置や制御装置に含まれる回路であるが、その制御信号伝達系の等価回路は、図1右上部に示すように、電源22とスイッチ21とにより表すことができる。すなわち、スイッチ21が適宜ON/OFFされることによって、PLC100の絶縁入力回路10へ供給される信号電流がON/OFFされる。   The load side circuit 20 is a circuit included in various monitoring devices and control devices to which the PLC 100 is connected. The equivalent circuit of the control signal transmission system is a power source 22 and a switch 21 as shown in the upper right part of FIG. And can be represented by: That is, when the switch 21 is appropriately turned ON / OFF, the signal current supplied to the isolated input circuit 10 of the PLC 100 is turned ON / OFF.

なお、本実施形態では、スイッチ21は、通常時ON状態にあり、負荷側回路20が含まれているプラントからの図示しない動作信号によりOFFされる。すなわち、図1に示した負荷側回路20の場合には、スイッチ21がOFFされることによって有意の制御情報がPLC100へ伝達される。   In the present embodiment, the switch 21 is normally in an ON state, and is turned OFF by an operation signal (not shown) from a plant including the load side circuit 20. That is, in the case of the load side circuit 20 shown in FIG. 1, significant control information is transmitted to the PLC 100 when the switch 21 is turned off.

絶縁入力回路10は、図1上部に示すように、フォトカプラ11,12を含んで構成され、また、図示しない絶縁出力回路もフォトカプラを含んで構成される。一般に、フォトカプラ11,12は、発光素子である発光ダイオード111,121と、受光素子であるフォトトランジスタ112,122と、によって構成され、その両者間の信号伝達が光で行われる。従って、フォトカプラ11,12をPLC100と負荷側回路20とを接続するインターフェース部分に用いることにより、PLC100を負荷側回路20から電気的に絶縁することができる。   As shown in the upper part of FIG. 1, the insulated input circuit 10 includes photocouplers 11 and 12, and an insulated output circuit (not shown) includes a photocoupler. In general, the photocouplers 11 and 12 are constituted by light emitting diodes 111 and 121 that are light emitting elements and phototransistors 112 and 122 that are light receiving elements, and signal transmission between them is performed by light. Therefore, the PLC 100 can be electrically insulated from the load side circuit 20 by using the photocouplers 11 and 12 as an interface portion for connecting the PLC 100 and the load side circuit 20.

絶縁入力回路10には、2つのフォトカプラ11,12が設けられているが、従来の一般的な絶縁入力回路では、下側のフォトカプラ12が設けられることはない。すなわち、負荷側回路20からの信号を伝達するのに用いられるのは、上側のフォトカプラ11であり、下側のフォトカプラ12は、絶縁入力回路10(つまり、フォトカプラ11)の診断を容易化することを目的に、本実施形態でとくに設けられたものである。   The isolated input circuit 10 is provided with two photocouplers 11 and 12. However, in the conventional general insulated input circuit, the lower photocoupler 12 is not provided. That is, the upper photocoupler 11 is used to transmit a signal from the load side circuit 20, and the lower photocoupler 12 facilitates diagnosis of the isolated input circuit 10 (that is, the photocoupler 11). In particular, this embodiment is provided for the purpose of achieving the above.

ここでは、まず、上側のフォトカプラ11の動作について説明するが、その場合には、通常は設けられないフォトカプラ12のフォトトランジスタ122は、常にON(導通)しているものとする。   Here, first, the operation of the upper photocoupler 11 will be described. In this case, it is assumed that the phototransistor 122 of the photocoupler 12 that is not normally provided is always ON (conductive).

まず、負荷側回路20のスイッチ21がONしている状態では、絶縁入力回路10内の発光ダイオード111に電流が流れ、発光ダイオード111が発光し、フォトトランジスタ112がON(導通)する。その結果、インバータ13からは“High”レベル信号が出力される。また、スイッチ21がOFFすると、発光ダイオード111を流れる電流が遮断され、発光ダイオード111が発光しなくなり、フォトトランジスタ112がOFFする。このとき、インバータ13からは“Low”レベル信号が出力される。すなわち、フォトカプラ11は、電流信号を電圧信号に変換する信号変換回路として機能する。   First, in a state where the switch 21 of the load side circuit 20 is ON, a current flows through the light emitting diode 111 in the isolated input circuit 10, the light emitting diode 111 emits light, and the phototransistor 112 is turned ON (conducted). As a result, the inverter 13 outputs a “High” level signal. When the switch 21 is turned off, the current flowing through the light emitting diode 111 is cut off, the light emitting diode 111 stops emitting light, and the phototransistor 112 is turned off. At this time, the inverter 13 outputs a “Low” level signal. That is, the photocoupler 11 functions as a signal conversion circuit that converts a current signal into a voltage signal.

なお、本明細書では、制御信号として有意の信号レベルを活性レベルと呼び、制御信号として有意でない、つまり、制御に用いられない信号レベルを非活性レベルと呼ぶことがある。また、制御信号が有意でない期間を通常時と呼ぶ。従って、通常時の制御信号のレベルは、非活性レベルである。   In this specification, a signal level that is significant as a control signal may be referred to as an active level, and a signal level that is not significant as a control signal, that is, not used for control may be referred to as an inactive level. A period when the control signal is not significant is called normal time. Therefore, the level of the control signal at the normal time is an inactive level.

前記したように、本実施形態では、スイッチ21は通常時ONであるとしているので、絶縁入力回路10は、通常時“High”レベルの信号を出力する。つまり、絶縁入力回路10の出力信号は、“High”レベルが非活性レベルで、“Low”レベルが活性レベルである。例えば、負荷側回路20において、プラントが状態の切り替えを指示した場合には、スイッチ21がOFFされるので、その結果、絶縁入力回路10の出力信号が活性レベルの“Low”レベルとなり、負荷側回路20におけるスイッチOFFの情報がPLC100に伝達されたことになる。   As described above, in the present embodiment, since the switch 21 is normally ON, the isolated input circuit 10 outputs a signal of “High” level at the normal time. That is, the output signal of the isolated input circuit 10 has a “High” level as an inactive level and a “Low” level as an active level. For example, in the load side circuit 20, when the plant instructs to switch the state, the switch 21 is turned OFF. As a result, the output signal of the insulation input circuit 10 becomes the “Low” level of the active level, and the load side The switch OFF information in the circuit 20 is transmitted to the PLC 100.

次に、フォトカプラ12の動作について説明する。本実施形態では、フォトカプラ12は、負荷側回路20から供給される電流を遮断するスイッチとして機能する。このスイッチは、通常時ONのスイッチであり、後記する所定の診断モード時には、フォトカプラ11の動作を診断するために、適宜ON/OFFされる。   Next, the operation of the photocoupler 12 will be described. In the present embodiment, the photocoupler 12 functions as a switch that cuts off the current supplied from the load side circuit 20. This switch is normally ON, and is appropriately turned ON / OFF in order to diagnose the operation of the photocoupler 11 in a predetermined diagnostic mode to be described later.

すなわち、フォトカプラ12の発光ダイオード121には、通常時“High”レベルの診断信号(ET1,ET2)が入力され、そのため、発光ダイオード121には電流が流れ、発光ダイオード121が発光し、フォトトランジスタ122はON(導通)する。一方、診断時に、診断信号(ET1またはET2)が適宜活性化し、“Low”レベルとなったときには、発光ダイオード121に流れる電流が遮断され、発光ダイオード121が発光しなくなり、フォトトランジスタ122がOFFするので、負荷側回路20から供給される電流が遮断される。   That is, the diagnostic signal (ET1, ET2) of “High” level is normally input to the light emitting diode 121 of the photocoupler 12, so that a current flows through the light emitting diode 121, the light emitting diode 121 emits light, and the phototransistor 122 is turned on (conductive). On the other hand, when the diagnosis signal (ET1 or ET2) is appropriately activated at the time of diagnosis and becomes “Low” level, the current flowing through the light emitting diode 121 is cut off, the light emitting diode 121 stops emitting light, and the phototransistor 122 is turned off. Therefore, the current supplied from the load side circuit 20 is interrupted.

さらに、図1を参照して、PLC100の診断を行うために、制御処理回路40に設けられた機能ブロックである診断信号生成部43、診断信号出力部44、故障判定部42の機能および動作について説明する。   Further, referring to FIG. 1, functions and operations of a diagnostic signal generation unit 43, a diagnostic signal output unit 44, and a failure determination unit 42, which are functional blocks provided in the control processing circuit 40, in order to diagnose the PLC 100. explain.

なお、本実施形態におけるPLC100の診断では、その診断対象となる回路部分(診断対象回路)は、主として、PLC100の入力回路部分であり、図1において次の部分を想定している。
(1)負荷側回路20から供給される電流のON/OFF信号に応じて、“High”または“Low”レベル信号を出力する絶縁入力回路10
(2)絶縁入力回路10から出力された信号を制御処理回路40(半導体集積回路)の内部へ入力する信号入力部41
(3)絶縁入力回路10から信号入力部41へ到る配線部
In the diagnosis of the PLC 100 in the present embodiment, the circuit portion (diagnosis target circuit) to be diagnosed is mainly the input circuit portion of the PLC 100, and the following portion is assumed in FIG.
(1) Insulation input circuit 10 that outputs a “High” or “Low” level signal in accordance with the ON / OFF signal of the current supplied from the load side circuit 20
(2) A signal input unit 41 for inputting a signal output from the insulation input circuit 10 into the control processing circuit 40 (semiconductor integrated circuit).
(3) Wiring section from the insulation input circuit 10 to the signal input section 41

診断信号生成部43は、以上のPLC100の入力回路部分の診断を行うために必要となる診断信号を生成する。すなわち、診断信号生成部43は、前記(2)を診断対象回路として、その診断対象回路における故障を検出するための診断信号(IT1〜IT4)を生成するとともに、前記(1)および(3)を診断対象回路として、その診断対象回路における故障を検出するための診断信号(ET1,ET2)を生成する。以下、本明細書では、診断信号(IT1〜IT4)を内部診断信号と呼び、診断信号(ET1,ET2)を外部診断信号と呼ぶ。また、これらの診断信号の具体的な例については、別途、詳しく説明する。   The diagnostic signal generation unit 43 generates a diagnostic signal necessary for diagnosing the input circuit portion of the PLC 100 described above. That is, the diagnostic signal generator 43 uses the (2) as a diagnostic target circuit to generate diagnostic signals (IT1 to IT4) for detecting a failure in the diagnostic target circuit, and the (1) and (3) Is used as a diagnosis target circuit, and diagnostic signals (ET1, ET2) for detecting a failure in the diagnosis target circuit are generated. Hereinafter, in this specification, the diagnostic signals (IT1 to IT4) are referred to as internal diagnostic signals, and the diagnostic signals (ET1, ET2) are referred to as external diagnostic signals. Specific examples of these diagnostic signals will be described separately in detail.

診断信号出力部44は、診断信号生成部43により生成された内部診断信号(IT1〜IT4)および外部診断信号(ET1,ET2)を制御処理回路40(半導体集積回路)の外部へ出力する。このとき、出力された内部診断信号(IT1〜IT4)は、AND回路30および信号入力部41を介して、制御処理回路40(半導体集積回路)の内部へ取り込まれ、その内部では、入力信号(DI1〜DI4)として認識される。   The diagnostic signal output unit 44 outputs the internal diagnostic signals (IT1 to IT4) and the external diagnostic signals (ET1, ET2) generated by the diagnostic signal generation unit 43 to the outside of the control processing circuit 40 (semiconductor integrated circuit). At this time, the output internal diagnostic signals (IT1 to IT4) are taken into the control processing circuit 40 (semiconductor integrated circuit) via the AND circuit 30 and the signal input unit 41, and the input signal ( DI1-DI4).

なお、AND回路30の他方の入力端子には、通常“High”レベルの絶縁入力回路10(#1〜#4)の出力信号(d1〜d4)が接続されている。従って、内部診断信号(IT1〜IT4)の数は、原則として、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の数、または、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の数と同じである。なお、図1では、その数を4としているが、4に限定されることはない。   The other input terminal of the AND circuit 30 is connected to the output signals (d1 to d4) of the insulation input circuit 10 (# 1 to # 4) of the normal “High” level. Therefore, the number of internal diagnostic signals (IT1 to IT4) is in principle the same as the number of output signals (d1 to d4) of the isolated input circuit 10 or the number of input signals (DI1 to DI4) of the signal input unit 41. It is. In FIG. 1, the number is four, but the number is not limited to four.

一方、外部診断信号(ET1,ET2)は、絶縁入力回路10の下側のフォトカプラ12の発光ダイオード121を駆動するバッファ回路14に入力される。ここで、外部診断信号(ET1,ET2)の数は、絶縁入力回路10の数よりも少ないものとし、絶縁入力回路10を、適宜、グループ化した上で、同じグループに属する絶縁入力回路10に対しては、同じ外部診断信号(ET1,ET2)を入力し、互いに異なるグループに属する絶縁入力回路10に対しては、互いに異なる外部診断信号(ET1,ET2)を入力する。   On the other hand, the external diagnostic signals (ET1, ET2) are input to the buffer circuit 14 that drives the light emitting diode 121 of the photocoupler 12 on the lower side of the insulating input circuit 10. Here, it is assumed that the number of external diagnostic signals (ET1, ET2) is smaller than the number of the isolated input circuits 10, and the isolated input circuits 10 are appropriately grouped and then assigned to the isolated input circuits 10 belonging to the same group. On the other hand, the same external diagnostic signals (ET1, ET2) are input, and different external diagnostic signals (ET1, ET2) are input to the isolated input circuits 10 belonging to different groups.

ちなみに、図1では、第1のグループとして、奇数番号の絶縁入力回路10(#1,#3)がグループ化され、その絶縁入力回路10(#1,#3)には、第1の外部診断信号(ET1)が入力されている。また、第2のグループとして、偶数番号の絶縁入力回路10(#2,#4)がグループ化され、その絶縁入力回路10(#2,#4)には、第2の外部診断信号(ET2)が入力されている。   Incidentally, in FIG. 1, the odd-numbered isolated input circuits 10 (# 1, # 3) are grouped as the first group, and the isolated input circuit 10 (# 1, # 3) has a first external input. A diagnostic signal (ET1) is input. In addition, even-numbered isolated input circuits 10 (# 2, # 4) are grouped as a second group, and the second external diagnostic signal (ET2) is supplied to the isolated input circuits 10 (# 2, # 4). ) Is entered.

このようなグループ化は、同じグループに属する絶縁入力回路10同士は、互いに影響しあう故障、例えば、互いの出力信号などが短絡する故障が生じないことを前提としている。すなわち、互いに影響しあう故障を検出するためには、互いに異なる診断信号が必要であるが、互いに影響しあう故障が生じないのであれば、その故障の検出が不要であるので、互いに同じ診断信号を用いてもよい。   Such grouping is based on the premise that the insulation input circuits 10 belonging to the same group do not have a failure that affects each other, for example, a failure in which the output signals of each other are short-circuited. That is, in order to detect faults that affect each other, different diagnostic signals are required. However, if no faults that affect each other occur, detection of the faults is not necessary, so the same diagnostic signals are used. May be used.

つまり、図1では、絶縁入力回路10(#1,#3)同士は、直接に隣接していないので、その出力信号も含め、互いに影響しあうことはなく、また、絶縁入力回路10(#2,#4)同士も、直接に隣接していないので、その出力信号も含め、互いに影響しあうことはないとみなすことができる。   That is, in FIG. 1, the isolated input circuits 10 (# 1, # 3) are not directly adjacent to each other, so that they do not affect each other, including their output signals, and the isolated input circuit 10 (# 2 and # 4) are not directly adjacent to each other, and therefore, it can be considered that they do not influence each other including their output signals.

なお、図1では、絶縁入力回路10のグループ数は、2としたが、絶縁入力回路10が配置されるプリント基板上における実際の位置関係や、絶縁入力回路10から信号入力部41到る配線の位置関係に応じて、適宜、3以上のグループにグループ化してもよい。   In FIG. 1, the number of groups of the isolated input circuit 10 is 2. However, the actual positional relationship on the printed circuit board on which the isolated input circuit 10 is arranged and the wiring from the isolated input circuit 10 to the signal input unit 41 are shown. Depending on the positional relationship, three or more groups may be appropriately grouped.

なお、このような絶縁入力回路10のグループ化は、同じグループに対して同じ外部診断信号(ET1,ET2)を入力することによって、診断時間を短縮することを意図したものである。また、互いに異なるグループに属する絶縁入力回路10に対して、互いに異なる外部診断信号(ET1,ET2)を入力するようにしたことは、例えば、互いに隣接する絶縁入力回路10間やその出力配線間で生じ得る短絡故障などを検出できるように配慮したものである。   Such grouping of the isolated input circuits 10 is intended to shorten the diagnosis time by inputting the same external diagnosis signals (ET1, ET2) to the same group. Also, different external diagnostic signals (ET1, ET2) are input to the isolated input circuits 10 belonging to different groups, for example, between the adjacent isolated input circuits 10 and between their output wirings. This is designed to detect possible short circuit faults.

図2は、本発明の実施形態に係るPLC100の診断で設定される診断モードの例、ならびに、各診断モードにおける内部診断信号(IT1〜IT4)および外部診断信号(ET1,ET2)の設定例を示した図である。なお、図2以降の図を含め、本明細書では、信号の“High”レベルを“1”と略記し、“Low”レベルを“0”と略記する。   FIG. 2 shows examples of diagnostic modes set in the diagnosis of the PLC 100 according to the embodiment of the present invention, and examples of setting of internal diagnostic signals (IT1 to IT4) and external diagnostic signals (ET1, ET2) in each diagnostic mode. FIG. 2 and the subsequent drawings, the “High” level of the signal is abbreviated as “1” and the “Low” level is abbreviated as “0”.

PLC100の通常動作モード(図2(a)参照)は、PLC100が通常に動作する動作モードであり(つまり、診断モードでない)、その通常動作モードでは、内部診断信号(IT1〜IT4)および外部診断信号(ET1,ET2)は、いずれも“1”に固定される。すなわち、ET1=ET2=“1”であるから、絶縁入力回路10の下側のフォトカプラ12のフォトトランジスタ122は、ON(導通状態)となる。従って、内部診断信号(IT1〜IT4)および外部診断信号(ET1,ET2)は、“1”が非活性レベルで、“0”が活性レベルになる。   The normal operation mode of the PLC 100 (see FIG. 2A) is an operation mode in which the PLC 100 operates normally (that is, not the diagnosis mode). In the normal operation mode, the internal diagnosis signal (IT1 to IT4) and the external diagnosis are performed. The signals (ET1, ET2) are both fixed to “1”. That is, since ET1 = ET2 = “1”, the phototransistor 122 of the photocoupler 12 on the lower side of the isolated input circuit 10 is turned on (conductive state). Accordingly, in the internal diagnosis signals (IT1 to IT4) and the external diagnosis signals (ET1, ET2), “1” is an inactive level and “0” is an active level.

従って、通常動作モードでは、負荷側回路20(#j)のスイッチ21がON/OFFされる情報は、直ちに、絶縁入力回路10(#j)の出力信号djの“1”/“0”に伝達される。また、ITj=“1”であるから、絶縁入力回路10の出力信号djの信号レベル“1”/“0”は、そのままAND回路30を通過して、信号入力部41の入力信号DIjの信号レベル“1”/“0”となって制御処理回路40内へ取り込まれる(以上、j=1,2,3,4)。   Therefore, in the normal operation mode, the information that the switch 21 of the load side circuit 20 (#j) is turned ON / OFF immediately becomes “1” / “0” of the output signal dj of the isolated input circuit 10 (#j). Communicated. Further, since ITj = “1”, the signal level “1” / “0” of the output signal dj of the isolated input circuit 10 passes through the AND circuit 30 as it is, and the signal of the input signal DIj of the signal input unit 41. The level becomes “1” / “0” and is taken into the control processing circuit 40 (j = 1, 2, 3, 4).

次に、診断モードA(図2(b)参照)は、制御処理回路40内部の信号入力部41における故障を検出するため診断を行う動作モードである。診断モードAでは、外部診断信号ETk(k=1,2)の信号レベルを“1”に固定する。また、絶縁入力回路10の出力信号djの信号レベルが“1”であること、つまり、負荷側回路20のスイッチ21はOFFされないことを仮定する。そして、診断信号出力部44から信号レベルが“1”または“0”に変化する内部診断信号(IT1〜IT4)を出力する。   Next, the diagnosis mode A (see FIG. 2B) is an operation mode in which diagnosis is performed to detect a failure in the signal input unit 41 inside the control processing circuit 40. In the diagnosis mode A, the signal level of the external diagnosis signal ETk (k = 1, 2) is fixed to “1”. Further, it is assumed that the signal level of the output signal dj of the isolated input circuit 10 is “1”, that is, the switch 21 of the load side circuit 20 is not turned off. Then, the diagnostic signal output unit 44 outputs internal diagnostic signals (IT1 to IT4) whose signal level changes to “1” or “0”.

すなわち、診断モードAでは、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の信号レベルが“1”であるから、診断信号出力部44から出力される内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベル(“1”/“0”)は、AND回路30をそのまま通過して、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル(“1”/“0”)として制御処理回路40の内部へ取り込まれる。   That is, in the diagnosis mode A, since the signal level of the output signals (d1 to d4) of the insulation input circuit 10 is “1”, the signal level of the internal diagnosis signals (IT1 to IT4) output from the diagnosis signal output unit 44. ("1" / "0") passes through the AND circuit 30 as it is, and the signal level ("1" / "0") of the input signals (DI1 to DI4) of the signal input unit 41 is output from the control processing circuit 40. It is taken inside.

故障判定部42は、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル(“1”/“0”)を、診断信号出力部44から出力した内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベル(“1”/“0”)と比較し、両者の信号レベルが異なった場合には、信号入力部41に故障があると判定する。   The failure determination unit 42 uses the internal diagnostic signal (IT1) output from the diagnostic signal output unit 44 based on the signal level (“1” / “0”) of the input signals (DI1 to DI4) input via the signal input unit 41. ... (IT4) to the signal level (“1” / “0”), and when both signal levels are different, it is determined that the signal input unit 41 has a failure.

次に、診断モードB(図2(c)参照)は、絶縁入力回路10および絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部の故障を検出するため診断を行う動作モードである。診断モードBでは、内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベルを“1”に固定するとともに、負荷側回路20のスイッチ21はOFFされないことを仮定する。そして、診断信号出力部44から信号レベルが“1”または“0”に変化する外部診断信号(ET1,ET2)を出力する。   Next, the diagnosis mode B (see FIG. 2C) is an operation mode in which diagnosis is performed in order to detect a failure in the insulation input circuit 10 and a wiring part extending from the insulation input circuit 10 to the signal input part 41. In the diagnosis mode B, it is assumed that the signal level of the internal diagnosis signals (IT1 to IT4) is fixed to “1” and the switch 21 of the load side circuit 20 is not turned off. Then, the diagnostic signal output unit 44 outputs external diagnostic signals (ET1, ET2) whose signal level changes to “1” or “0”.

外部診断信号(ET1,ET2)は、前記したように絶縁入力回路10の下側のフォトカプラ12のフォトトランジスタ122をON/OFFする機能を有する。すなわち、フォトトランジスタ122は、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルが“1”の場合にはONしているが、“0”の場合にはOFFする。つまり、フォトトランジスタ122は、負荷側回路20から供給される電流を導通/遮断するスイッチとして機能する。   The external diagnostic signals (ET1, ET2) have a function of turning on / off the phototransistor 122 of the photocoupler 12 on the lower side of the isolated input circuit 10 as described above. That is, the phototransistor 122 is turned on when the signal level of the external diagnostic signal (ET1, ET2) is “1”, but turned off when it is “0”. That is, the phototransistor 122 functions as a switch that conducts / cuts off the current supplied from the load side circuit 20.

従って、外部診断信号(ET1ET2)の信号レベルが“1”であるときには、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の信号レベルは“1”となり、その結果、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の信号レベルも“1”となる。また、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルが“0”であるときには、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の信号レベルは“0”となり、その結果、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の信号レベルも“0”となる。   Therefore, when the signal level of the external diagnostic signal (ET1ET2) is “1”, the signal level of the output signals (d1 to d4) of the insulating input circuit 10 is “1”, and as a result, the input signal of the signal input unit 41 The signal level of (DI1 to DI4) is also “1”. Further, when the signal level of the external diagnostic signal (ET1, ET2) is “0”, the signal level of the output signals (d1 to d4) of the insulating input circuit 10 is “0”. The signal levels of the input signals (DI1 to DI4) are also “0”.

故障判定部42は、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル(“1”/“0”)を、診断信号出力部44から出力した外部診断信号(ET1,IT4)の信号レベル(“1”/“0”)と比較し、両者の信号レベルが異なった場合には、絶縁入力回路10に故障があると判定する。なお、ここで、絶縁入力回路10に故障があると判定された場合には、絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部、AND回路30、信号入力部41に故障がある場合も含まれる。   The failure determination unit 42 outputs the signal level (“1” / “0”) of the input signals (DI 1 to DI 4) input via the signal input unit 41 from the diagnostic signal output unit 44. , IT4) and the signal level (“1” / “0”) of the two, and if the two signal levels differ, it is determined that the insulation input circuit 10 has a failure. Here, when it is determined that there is a failure in the isolated input circuit 10, there may be a failure in the wiring unit from the isolated input circuit 10 to the signal input unit 41, the AND circuit 30, and the signal input unit 41. included.

以上の通り、図1に示したPLC100は、負荷側回路20のスイッチ21がOFFされない場合には、図2に示した診断モードAおよび診断モードBの診断を実施することにより、信号入力部41、絶縁入力回路10および絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部における故障を検出することができる。   As described above, when the switch 21 of the load side circuit 20 is not turned off, the PLC 100 illustrated in FIG. 1 performs the diagnosis in the diagnosis mode A and the diagnosis mode B illustrated in FIG. In addition, it is possible to detect a failure in the insulating input circuit 10 and the wiring section from the insulating input circuit 10 to the signal input section 41.

続いて、図2に示した診断モードAまたは診断モードBの診断を実施中に、負荷側回路20のスイッチ21がOFFされ得ることを想定した場合について検討する。この場合には、図2(b)、(c)に示した真理値表は成立しなくなるので、信号入力部41や絶縁入力回路10の故障検出はできなくなる。しかしながら、検出対象の故障を危険側故障に限定した場合には、診断モードAおよび診断モードBをそれぞれわずかに変更しただけで、危険側故障の検出が可能となる。   Next, a case where it is assumed that the switch 21 of the load side circuit 20 can be turned off during the diagnosis of the diagnosis mode A or the diagnosis mode B shown in FIG. In this case, since the truth tables shown in FIGS. 2B and 2C are not established, failure detection of the signal input unit 41 and the insulation input circuit 10 cannot be performed. However, when the failure to be detected is limited to the dangerous failure, the dangerous failure can be detected by slightly changing the diagnostic mode A and the diagnostic mode B.

ここで、危険側故障とは、その故障を放置した場合、プラントなどPLC100が適用されたシステム全体が危険な状態に陥る故障をいう。例えば、プラントの中のあるバルブの“閉”および“開”状態がデジタル入力の“0”と“1”に対応しているものとする。また、炉の温度がバルブの開閉による水流量で制御されているものとする。その場合に、水流量の増加により炉の温度を低下させる必要があるとき、当該システムのコントローラは、バルブが“開”状態(“1”)であれば開ける必要がないが、“閉”状態(“0”)であれば開けなければならない。もし、コントローラに“開”状態(“1”)の信号しか入力されない場合には、コントローラはバルブが開いているものと認識し、バルブを開ける指示を出すことはない。   Here, the dangerous failure refers to a failure in which the entire system to which the PLC 100 such as a plant is applied becomes in a dangerous state if the failure is left unattended. For example, assume that the “closed” and “open” states of a valve in the plant correspond to digital inputs “0” and “1”. Further, it is assumed that the furnace temperature is controlled by the water flow rate by opening and closing the valve. In that case, when the temperature of the furnace needs to be lowered by increasing the water flow rate, the controller of the system does not need to open if the valve is in the “open” state (“1”), but the “closed” state ("0") must be opened. If only the “open” state (“1”) signal is input to the controller, the controller recognizes that the valve is open and does not issue an instruction to open the valve.

ここで、コントローラの内部の回路故障のために“開”状態(“1”)の信号が入力され続け、実際のバルブが“閉”状態(“0”)であった場合には、いつまでもバルブは開けられないことになる。その場合には、プラントは必要な水流量が得られず、炉の温度が上昇して、プラントが危険な状態に陥ることになる。つまり、この場合には、“閉”状態(“0”)を“開”状態(“1”)と誤る故障は、危険側故障に該当する。このような危険側故障は、システムの運転中であっても早急に検出する必要がある。   Here, if a signal in the “open” state (“1”) continues to be input due to a circuit failure inside the controller, and the actual valve is in the “closed” state (“0”), the valve is indefinitely Will not open. In that case, the plant cannot obtain the necessary water flow rate, the temperature of the furnace rises, and the plant falls into a dangerous state. In other words, in this case, a fault that mistakes the “closed” state (“0”) for the “open” state (“1”) corresponds to a dangerous failure. Such a dangerous failure needs to be detected immediately even during operation of the system.

一方、コントローラの内部の回路故障のために“閉”状態(“0”)の信号しか入力されなかった場合には、バルブが開いているにも関わらずバルブを開ける指示を出すことになる。この場合には、水流が停止することはないので、炉の温度が上昇して、プラントが危険な状態に陥ることはない。すなわち、“開”状態(“1”)を“閉”状態(“0”)と誤る故障は、危険側故障に該当せず、以下、このように危険側故障に該当しない故障を非危険側故障という。   On the other hand, when only a “closed” (“0”) signal is input due to a circuit failure in the controller, an instruction to open the valve is issued even though the valve is open. In this case, since the water flow never stops, the temperature of the furnace will not rise and the plant will not be in danger. That is, a fault that mistakes the “open” state (“1”) as the “closed” state (“0”) does not correspond to a dangerous side failure. It is called a breakdown.

なお、このような非危険側故障は、必ずしも早急に検出しなければならないわけではない。プラントの管理者にとっては、故障がある状態でもとりあえず稼働させ、あとから故障を修理するほうが好都合な場合もある。もし、全ての故障を検出して、その都度システムを停止させると、システムの可用性は低下してしまうことになる。すなわち、非危険側故障については、検出しないとしても、それによってシステムの安全性が大きく損なわれることはなく、逆に、システム性能の向上をもたらすことにもなり得る。   Such a non-dangerous failure does not necessarily have to be detected immediately. It may be more convenient for the plant manager to operate in the event of a failure and repair the failure later. If all faults are detected and the system is stopped each time, the availability of the system will be reduced. That is, even if a non-hazardous failure is not detected, the safety of the system is not greatly impaired by this, and conversely, the system performance can be improved.

続いて、図2(d)、(e)を参照して、診断中に負荷側回路20のスイッチ21がOFFされても、少なくとも危険側故障を検出することが可能な診断モードA’および診断モードB’について、説明する。ここで、図1における危険側故障は、負荷側回路20からの活性化信号が制御処理回路40(信号入力部41)へ伝達されない故障であるから、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の活性レベル“0”を“1”と誤る故障に相当する。   Next, referring to FIGS. 2D and 2E, even if the switch 21 of the load side circuit 20 is turned OFF during diagnosis, at least a diagnosis mode A ′ and diagnosis capable of detecting a dangerous side failure. Mode B ′ will be described. Here, the dangerous failure in FIG. 1 is a failure in which the activation signal from the load circuit 20 is not transmitted to the control processing circuit 40 (signal input unit 41), and therefore the output signals (d1 to d4) of the insulation input circuit 10 are not used. ) Corresponds to a failure in which the activation level “0” is mistaken as “1”.

診断モードA’(図2(d)参照)は、制御処理回路40内部の信号入力部41における危険側故障を検出するための診断を行う動作モードである。診断モードA’では、診断信号出力部44からは、外部診断信号ETk(k=1,2)の信号レベルを非活性レベル“1”に設定して出力するとともに、内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベルを活性レベル“0”に設定して出力する。   The diagnosis mode A ′ (see FIG. 2D) is an operation mode for performing a diagnosis for detecting a dangerous failure in the signal input unit 41 inside the control processing circuit 40. In the diagnostic mode A ′, the diagnostic signal output unit 44 sets and outputs the signal level of the external diagnostic signal ETk (k = 1, 2) to the inactive level “1” and the internal diagnostic signals (IT1 to IT4). ) Is set to the active level “0” and output.

この場合、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の信号レベルに関わらず、診断信号出力部44から出力される内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベル“0”は、AND回路30をそのまま通過して、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル“0”として制御処理回路40の内部へ取り込まれる。   In this case, the signal level “0” of the internal diagnostic signals (IT1 to IT4) output from the diagnostic signal output unit 44 is equal to the AND circuit 30 regardless of the signal level of the output signals (d1 to d4) of the insulation input circuit 10. And the signal level “0” of the input signals (DI1 to DI4) of the signal input unit 41 is taken into the control processing circuit 40.

故障判定部42は、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル“0”を、診断信号出力部44から出力した内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベル“0”と比較し、両者の信号レベルが異なった場合には、信号入力部41に故障があると判定する。従って、故障判定部42は、信号入力部4が“0”を“1”と誤る故障である危険側故障を検出することができる。   The failure determination unit 42 receives the signal level “0” of the input signals (DI1 to DI4) input via the signal input unit 41, and the signal level of the internal diagnosis signals (IT1 to IT4) output from the diagnosis signal output unit 44. If both signal levels are different from “0”, it is determined that the signal input unit 41 has a failure. Therefore, the failure determination unit 42 can detect a dangerous failure, which is a failure in which the signal input unit 4 mistakes “0” as “1”.

なお、診断モードA’では、故障判定部42は、内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベルが非活性レベル“1”に設定されたときについては、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベルと、診断信号出力部44から出力される内部診断信号(IT1〜IT4)と、の信号レベルの比較を行わない。従って、信号入力部41における“1”を“0”と誤る非危険側故障は検出されるとは限らない。   In the diagnosis mode A ′, the failure determination unit 42 is input via the signal input unit 41 when the signal level of the internal diagnosis signals (IT1 to IT4) is set to the inactive level “1”. The signal levels of the input signals (DI1 to DI4) and the internal diagnostic signals (IT1 to IT4) output from the diagnostic signal output unit 44 are not compared. Accordingly, a non-dangerous fault that erroneously sets “1” in the signal input unit 41 to “0” is not always detected.

また、診断モードA’の診断を実施することにより、診断信号出力部44や、診断信号出力部44から信号入力部41に到る配線部に故障があった場合も、信号入力部41に故障があると判定される場合がある。その場合、その故障がPLC100の通常動作に影響のない故障であっても、所定の故障回復処理が行われるが、安全性に絡む故障が見逃されるわけではないので、いわゆる、フェイルセーフ性は確保されていることになる。   In addition, if the diagnosis signal output unit 44 or the wiring part from the diagnosis signal output unit 44 to the signal input unit 41 is faulty by performing the diagnosis in the diagnosis mode A ′, the signal input unit 41 is faulty. It may be determined that there is. In that case, even if the failure is a failure that does not affect the normal operation of the PLC 100, a predetermined failure recovery process is performed, but a failure related to safety is not overlooked, so the so-called fail-safe property is ensured. Will be.

また、診断モードA’実行中に負荷側回路20のスイッチ21がONからOFF、または、OFFからONされた場合、絶縁入力回路10の出力信号djの信号レベルは“0”から“1”、または、“1”から“0”となるが、その出力信号djは、AND回路30の内部診断信号ITjの信号レベル“0”によってマスクされる。従って、負荷側回路20のスイッチ21のON/OFFは、診断モードA’の動作に影響を与えることはない。   When the switch 21 of the load side circuit 20 is turned from ON to OFF or from OFF to ON during execution of the diagnostic mode A ′, the signal level of the output signal dj of the isolated input circuit 10 is “0” to “1”, Alternatively, the output signal dj is changed from “1” to “0”, but the output signal dj is masked by the signal level “0” of the internal diagnosis signal ITj of the AND circuit 30. Therefore, ON / OFF of the switch 21 of the load side circuit 20 does not affect the operation of the diagnostic mode A ′.

次に、診断モードB’(図2(e)参照)は、絶縁入力回路10および絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部の危険側故障を検出するための診断を行う動作モードである。診断モードB’では、内部診断信号(IT1〜IT4)の信号レベルを非活性レベル“1”に設定して出力するとともに、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルを活性レベル“0”に設定して出力する。   Next, the diagnosis mode B ′ (see FIG. 2E) is an operation mode in which diagnosis is performed to detect a dangerous failure in the insulated input circuit 10 and the wiring section from the insulated input circuit 10 to the signal input section 41. It is. In the diagnostic mode B ′, the signal level of the internal diagnostic signals (IT1 to IT4) is set to the inactive level “1” and output, and the signal level of the external diagnostic signals (ET1, ET2) is set to the active level “0”. Set and output.

外部診断信号(ET1,ET2)は、前記したように絶縁入力回路10の下側のフォトカプラ12のフォトトランジスタ122をON/OFFする機能を有する。すなわち、フォトトランジスタ122は、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルが“1”の場合にはONしているが、“0”の場合にはOFFする。つまり、フォトトランジスタ122は、負荷側回路20から供給される電流を導通/遮断するスイッチとして機能する。   The external diagnostic signals (ET1, ET2) have a function of turning on / off the phototransistor 122 of the photocoupler 12 on the lower side of the isolated input circuit 10 as described above. That is, the phototransistor 122 is turned on when the signal level of the external diagnostic signal (ET1, ET2) is “1”, but turned off when it is “0”. That is, the phototransistor 122 functions as a switch that conducts / cuts off the current supplied from the load side circuit 20.

診断モードB’では、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルが“0”であるので、絶縁入力回路10の出力信号(d1〜d4)の信号レベルは“0”となり、その結果、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)の信号レベルも“0”となる。   In the diagnostic mode B ′, the signal level of the external diagnostic signal (ET1, ET2) is “0”, so that the signal level of the output signals (d1 to d4) of the insulating input circuit 10 is “0”. The signal level of the input signals (DI1 to DI4) of the input unit 41 is also “0”.

故障判定部42は、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベル(“1”/“0”)を、診断信号出力部44から出力した外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベル(“0”)と比較し、両者の信号レベルが異なった場合には、絶縁入力回路10に故障があると判定する。従って、故障判定部42は、絶縁入力回路10が“0”を“1”と誤って出力する故障である危険側故障を検出することができる。   The failure determination unit 42 outputs the signal level (“1” / “0”) of the input signals (DI 1 to DI 4) input via the signal input unit 41 from the diagnostic signal output unit 44. , ET2) compared to the signal level (“0”), and if the two signal levels are different, it is determined that the insulation input circuit 10 has a failure. Therefore, the failure determination unit 42 can detect a dangerous failure, which is a failure in which the isolated input circuit 10 erroneously outputs “0” as “1”.

なお、診断モードB’では、故障判定部42は、外部診断信号(ET1,ET2)の信号レベルが非活性レベル“1”に設定されたときについては、信号入力部41を介して入力される入力信号(DI1〜DI4)の信号レベルと、診断信号出力部44から出力される外部診断信号(ET1,ET2)と、の信号レベルの比較を行わない。従って、絶縁入力回路10が“1”を“0”と誤って出力する非危険側故障は検出されるとは限らない。   In the diagnosis mode B ′, the failure determination unit 42 is input via the signal input unit 41 when the signal level of the external diagnosis signal (ET1, ET2) is set to the inactive level “1”. The signal levels of the input signals (DI1 to DI4) and the external diagnostic signals (ET1, ET2) output from the diagnostic signal output unit 44 are not compared. Therefore, a non-hazardous failure in which the isolated input circuit 10 erroneously outputs “1” as “0” is not always detected.

また、診断モードB’実行中に負荷側回路20のスイッチ21がONからOFF、または、OFFからONされた場合、絶縁入力回路10のフォトカプラ11の発光ダイオード111に電流が流れるかに見えるが、下段のフォトカプラ12が外部診断信号(ET1,ET2)によりOFFされているので、フォトカプラ11の発光ダイオード111には電流が流れない。従って、診断モードB’の動作に影響を与えることはない。   Further, when the switch 21 of the load side circuit 20 is turned from ON to OFF or from OFF to ON while the diagnosis mode B ′ is being executed, it seems that current flows through the light emitting diode 111 of the photocoupler 11 of the isolated input circuit 10. Since the lower photocoupler 12 is turned off by the external diagnostic signals (ET1, ET2), no current flows through the light emitting diode 111 of the photocoupler 11. Therefore, the operation of the diagnostic mode B 'is not affected.

なお、診断モードB’の診断では、絶縁入力回路10の故障だけでなく、絶縁入力回路10から制御処理回路40の信号入力部41へ到る配線部における故障や信号入力部41における故障についても検出される。   In the diagnosis in the diagnosis mode B ′, not only the failure of the insulation input circuit 10 but also the failure in the wiring portion from the insulation input circuit 10 to the signal input portion 41 of the control processing circuit 40 and the failure in the signal input portion 41 are detected. Detected.

図3は、本発明の実施形態に係るPLC100の診断で用いられる診断データの例を示した図、図4は、図3の診断データに基づき生成される診断信号のタイミングチャートの例を示した図である。ここで、診断データとは、診断対象の回路に供給する(複数の)診断信号の信号レベルを定めるデータをいう。また、診断データは、診断対象の回路に含まれる信号から得られる信号レベルの期待値を含んでもよい。   FIG. 3 is a diagram showing an example of diagnostic data used in the diagnosis of the PLC 100 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of a timing chart of diagnostic signals generated based on the diagnostic data of FIG. FIG. Here, the diagnostic data refers to data that determines the signal level of (a plurality of) diagnostic signals supplied to the circuit to be diagnosed. Further, the diagnostic data may include an expected value of a signal level obtained from a signal included in a circuit to be diagnosed.

本実施形態では、診断対象回路は、絶縁入力回路10、制御処理回路40の信号入力部41、および、絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部の部分である。そして、その診断対象回路に供給される診断信号は、内部診断信号(IT1〜IT4)であり、外部診断信号(ET1,ET2)である。また、その診断で検査の対象となる信号(以下、検査対象信号という)は、信号入力部41の入力信号(DI1〜DI4)である。   In the present embodiment, the circuit to be diagnosed is the insulation input circuit 10, the signal input unit 41 of the control processing circuit 40, and the wiring part from the insulation input circuit 10 to the signal input unit 41. The diagnostic signals supplied to the diagnosis target circuit are internal diagnostic signals (IT1 to IT4) and external diagnostic signals (ET1, ET2). In addition, signals to be inspected in the diagnosis (hereinafter referred to as inspection target signals) are input signals (DI1 to DI4) of the signal input unit 41.

図3および図4において、t0〜t8は、診断サイクルを表している。診断サイクルとは、診断を実行する主体(制御処理回路40)が、1組の診断データに基づく診断信号を診断対象回路へ入力してから、検査対象信号の信号レベルを取得し、その取得した検査対象信号の信号レベルを既知の期待値レベルと比較して、故障の有無を判定するまでの、診断処理の単位となるサイクルをいう。   In FIGS. 3 and 4, t0 to t8 represent diagnostic cycles. The diagnosis cycle is the main body (control processing circuit 40) that executes the diagnosis inputs the diagnosis signal based on a set of diagnosis data to the diagnosis target circuit, acquires the signal level of the inspection target signal, and acquires the signal level This is a cycle that is a unit of diagnostic processing until the signal level of the signal to be inspected is compared with a known expected value level to determine the presence or absence of a failure.

また、図3において、診断モードA,A’の診断を実行する診断サイクルt0,t1,t2,t3,t4に対する診断信号(IT1,IT2,IT3,IT4,ET1,ET2)の診断データは、
t0:(1,1,1,1,1,1),
t1:(0,1,1,1,1,1),
t2:(1,0,1,1,1,1),
t3:(1,1,0,1,1,1),
t4:(1,1,1,0,1,1)
である。
In FIG. 3, the diagnostic data of the diagnostic signals (IT1, IT2, IT3, IT4, ET1, ET2) for the diagnostic cycles t0, t1, t2, t3, t4 for executing the diagnostic modes A, A ′ are as follows:
t0: (1,1,1,1,1,1),
t1: (0, 1, 1, 1, 1, 1),
t2: (1, 0, 1, 1, 1, 1),
t3: (1,1,0,1,1,1),
t4: (1, 1, 1, 0, 1, 1)
It is.

また、そのときの検査対象信号は、信号入力部41の入力信号(DI1,DI2,DI3,DI4)であり、その期待値は、
t0:(1,1,1,1),
t1:(0,1,1,1),
t2:(1,0,1,1),
t3:(1,1,0,1),
t4:(1,1,1,0)
である。
Further, the inspection target signal at that time is an input signal (DI1, DI2, DI3, DI4) of the signal input unit 41, and an expected value thereof is
t0: (1, 1, 1, 1),
t1: (0, 1, 1, 1),
t2: (1, 0, 1, 1),
t3: (1, 1, 0, 1),
t4: (1, 1, 1, 0)
It is.

なお、図3には、診断モードB,B’の場合について、診断信号(IT1,IT2,IT3,IT4,ET1,ET2)の診断データ、および、検査対象信号である信号入力部41の入力信号(DI1,DI2,DI3,DI4)の期待値が併せて記載されている。また、図3において、診断サイクルt0,t5,t8の診断データは、通常動作モードの状態を確認するための診断データである。   FIG. 3 shows the diagnostic data of the diagnostic signals (IT1, IT2, IT3, IT4, ET1, ET2) and the input signal of the signal input unit 41 that is the inspection target signal in the case of the diagnostic modes B and B ′. Expected values of (DI1, DI2, DI3, DI4) are also described. In FIG. 3, the diagnostic data of the diagnostic cycles t0, t5, and t8 is diagnostic data for confirming the state of the normal operation mode.

図4は、これらの診断データに基づき生成される診断信号および期待値信号をタイミングチャートで表したものであるが、期待値信号については、診断対象回路で生じる時間遅れについては表現されていない。   FIG. 4 is a timing chart showing the diagnostic signal and the expected value signal generated based on these diagnostic data. However, the expected value signal does not represent the time delay that occurs in the diagnostic target circuit.

また、図4では、診断モードA,A’の診断サイクルは短く、診断モードB,B’の診断サイクルは長く表されているが、これは、診断サイクルの長さを現実に対応させたからである。すなわち、診断モードA,A’の場合には、応答速度が遅いフォトカプラ11,12を含む絶縁入力回路10が診断対象回路に含まれず、診断モードB,B’の場合には、応答速度が遅いフォトカプラ11,12を含む絶縁入力回路10が診断対象回路に含まれるからである。ちなみに、診断モードA,A’の診断サイクルは、数μ秒ですむのに対し、診断モードB,B’の診断サイクルは、少なく見積もっても100μ秒となる。   In FIG. 4, the diagnostic cycles in diagnostic modes A and A ′ are short and the diagnostic cycles in diagnostic modes B and B ′ are long. This is because the length of the diagnostic cycle is actually matched. is there. That is, in the diagnostic modes A and A ′, the isolated input circuit 10 including the photocouplers 11 and 12 having a slow response speed is not included in the diagnosis target circuit, and in the diagnostic modes B and B ′, the response speed is high. This is because the isolated input circuit 10 including the slow photocouplers 11 and 12 is included in the diagnosis target circuit. Incidentally, the diagnostic cycle in the diagnostic modes A and A 'only takes a few microseconds, whereas the diagnostic cycle in the diagnostic modes B and B' is at least 100 microseconds.

また、診断モードA,A’では、内部診断信号(IT1,IT2,IT3,IT4)のうち、活性レベル(“0”)にする信号を1つに限定するとともに、活性レベル(“0”)にするタイミングを1診断サイクルずつずらしている。これは、活性化した信号が、診断対象回路における信号間の短絡などにより、活性化していない他の信号に影響を及ぼしているか否かを検査できるようにすることを意図したものである。   In the diagnostic modes A and A ′, the internal diagnostic signals (IT1, IT2, IT3, IT4) are limited to one signal to be set to the active level (“0”) and the active level (“0”). The timing to be shifted is shifted by one diagnostic cycle. This is intended to make it possible to inspect whether or not the activated signal affects other signals that are not activated due to a short circuit between signals in the circuit to be diagnosed.

例えば、信号入力部41の内部で、入力信号DI2とDI3とが短絡していた場合には、実際の制御処理回路40(半導体集積回路)の内部において、診断サイクルt2、t3時に、得られる入力信号(DI1,DI2,DI3,DI4)の信号レベルのデータは、期待値が
t2:(1,0,1,1),
t3:(1,1,0,1),
であるのに対し、例えば
t2:(1,1,1,1),
t3:(1,1,1,1)
となり、期待値と異なることになる。
For example, when the input signals DI2 and DI3 are short-circuited inside the signal input unit 41, the input obtained at the diagnosis cycles t2 and t3 in the actual control processing circuit 40 (semiconductor integrated circuit). The signal level data of the signals (DI1, DI2, DI3, DI4) has an expected value of t2: (1, 0, 1, 1),
t3: (1, 1, 0, 1),
For example, t2: (1, 1, 1, 1),
t3: (1,1,1,1)
This is different from the expected value.

従って、図3に示した診断モードA,A’における信号入力部41を診断するための診断データ、すなわち、1つの活性レベル“0”のデータが、1診断サイクルごとに診断信号を1つずつ移動していくような診断データは、信号入力部41に含まれる入力信号の任意の組み合わせについて、その入力信号間の短絡を検出することが可能な診断データであるといえる。   Therefore, the diagnostic data for diagnosing the signal input unit 41 in the diagnostic modes A and A ′ shown in FIG. 3, that is, the data of one activation level “0” is one diagnostic signal for each diagnostic cycle. The diagnostic data that moves can be said to be diagnostic data that can detect a short circuit between the input signals of any combination of the input signals included in the signal input unit 41.

一般に、短絡は、物理的に隣接するように配置された回路または配線間で生じる。従って、図3に示した診断モードAの診断データは、過剰な診断データであるともいえる。しかしながら、制御処理回路40が半導体集積回路で構成されている場合には、その半導体集積回路内で回路や配線がどのように配置されているかを特定することは、半導体ベンダなど、半導体集積回路の内部配線を設計する者であれば可能ではあるが、そうでない場合、一般的には困難である。つまり、PLC100を設計する設計者にとっては、どの信号同士が短絡し得るかを特定することができない。従って、あらゆる組み合わせの信号間の短絡を考慮しておく必要があるので、図3に示した診断モードA,A’の診断データは、必ずしも過剰ではなく、妥当な診断データであるといえる。   In general, short circuits occur between circuits or wirings that are arranged to be physically adjacent. Therefore, it can be said that the diagnostic data of the diagnostic mode A shown in FIG. 3 is excessive diagnostic data. However, when the control processing circuit 40 is configured by a semiconductor integrated circuit, specifying how the circuits and wirings are arranged in the semiconductor integrated circuit is not possible for a semiconductor integrated circuit such as a semiconductor vendor. This is possible for those who design the internal wiring, but otherwise it is generally difficult. That is, the designer who designs the PLC 100 cannot specify which signals can be short-circuited. Therefore, since it is necessary to consider a short circuit between all combinations of signals, the diagnostic data in the diagnostic modes A and A ′ shown in FIG. 3 is not necessarily excessive and can be said to be appropriate diagnostic data.

これに対し、診断モードB,B’の診断対象回路は、PLC100を構成するプリント基板上に設置された絶縁入力回路10である。この場合には、PLC100の設計者にとって、絶縁入力回路10(#1〜#4)の配置情報は、既知の情報、あるいは、目視により容易に得ることができる情報である。この場合には、互いに短絡する可能性のない回路同士、あるいは、信号同士の短絡故障を検出するための診断信号を省くことができる。   On the other hand, the diagnosis target circuit in the diagnosis modes B and B ′ is the isolated input circuit 10 installed on the printed circuit board constituting the PLC 100. In this case, for the designer of the PLC 100, the arrangement information of the insulated input circuits 10 (# 1 to # 4) is known information or information that can be easily obtained visually. In this case, it is possible to omit a diagnostic signal for detecting a short circuit failure between circuits or signals that are not likely to be short-circuited with each other.

そこで、本実施形態では、診断モードB,B’では、互いに短絡する可能性のない絶縁入力回路10同士をグループ化する。そして、同じグループに属する絶縁入力回路10に対して同じ診断信号を供給するようにした。こうすることによって、互いに異なる診断信号の数を削減することができ、また、診断データを削減することができる。   Therefore, in the present embodiment, in the diagnostic modes B and B ′, the isolated input circuits 10 that are not likely to be short-circuited are grouped. The same diagnostic signal is supplied to the isolated input circuits 10 belonging to the same group. In this way, the number of different diagnostic signals can be reduced, and diagnostic data can be reduced.

ここで、互いに短絡する可能性のない絶縁入力回路10同士とは、自身の出力信号の配線も含め、プリント基板上で直接には隣接しない位置に配置された絶縁入力回路10同士をいう。なお、配線の場合には、平面的な位置関係での隣接だけでなく、絶縁層を介しての上層および下層の位置関係での隣接も含むものとする。   Here, the insulated input circuits 10 that are not likely to be short-circuited with each other means the insulated input circuits 10 arranged at positions that are not directly adjacent to each other on the printed circuit board, including wiring of their output signals. In addition, in the case of wiring, not only the adjacency in the planar positional relationship but also the adjacency in the positional relationship between the upper layer and the lower layer through the insulating layer is included.

ちなみに、図1のPLC100では、それが実装されたプリント基板上で、互いに隣接しない絶縁入力回路10(#1,#3)を第1のグループとし、同様に、互いに隣接しない別の絶縁入力回路10(#2,#4)を第2のグループとする。そして、第1のグループの絶縁入力回路10(#1,#3)には、外部診断信号ET1を供給し、第2のグループの絶縁入力回路10(#2,#4)には、外部診断信号ET2を供給する。   Incidentally, in the PLC 100 of FIG. 1, the isolated input circuits 10 (# 1, # 3) that are not adjacent to each other are set as the first group on the printed board on which the PLC 100 is mounted, and similarly, other isolated input circuits that are not adjacent to each other. Let 10 (# 2, # 4) be the second group. Then, an external diagnostic signal ET1 is supplied to the first group of isolated input circuits 10 (# 1, # 3), and an external diagnostic signal is supplied to the second group of isolated input circuits 10 (# 2, # 4). Supply signal ET2.

すなわち、絶縁入力回路10をグループ化しない場合には、4本の外部診断信号が必要であるが、グループ化したことにより、外部診断信号の数は、2本で済むようになった。さらに、外部診断信号の数が2本になったことにより、その外部診断信号(ET1,ET2)を生成するための診断データは、実質的には、診断サイクルがt6,t7の診断データ(図3、図4参照)だけで済むようになった。   That is, when the insulation input circuit 10 is not grouped, four external diagnostic signals are required. However, as a result of grouping, only two external diagnostic signals are required. Further, since the number of external diagnostic signals is two, the diagnostic data for generating the external diagnostic signals (ET1, ET2) is substantially diagnostic data with diagnostic cycles t6 and t7 (see FIG. 3, see Fig. 4).

なお、絶縁入力回路10を2つのグループにグループ化した場合、絶縁入力回路10の数が大きくなるほど、外部診断信号の数および診断データの数の削減効果は大きくなる。図1の例(4の絶縁入力回路10を2つのグループにグループ化した場合)では、外部診断信号の数および診断データの数は、いずれも4から2に削減されるが、32の絶縁入力回路10を2つのグループにグループ化した場合には、外部診断信号の数および診断データの数は、いずれも32から2に削減される。   When the isolated input circuits 10 are grouped into two groups, the effect of reducing the number of external diagnostic signals and the number of diagnostic data increases as the number of isolated input circuits 10 increases. In the example of FIG. 1 (when the 4 isolated input circuits 10 are grouped into 2 groups), the number of external diagnostic signals and the number of diagnostic data are both reduced from 4 to 2, but 32 isolated inputs. When the circuit 10 is grouped into two groups, the number of external diagnostic signals and the number of diagnostic data are both reduced from 32 to 2.

ここで、診断データが削減される効果は、当然ながら、診断時間が短縮されるという効果に結びつく。1つの診断データは、1つの診断サイクルに対応しているからである。   Here, the effect of reducing the diagnosis data is naturally connected to the effect of shortening the diagnosis time. This is because one diagnostic data corresponds to one diagnostic cycle.

ところで、前記したように、診断モードB,B’での診断は、絶縁入力回路10の故障を検出すために行われる。その場合、絶縁入力回路10には、フォトカプラ11,12が含まれ、フォトカプラ11,12の動作応答時間が長い(例えば、100μ秒)という理由で、診断サイクル時間を長く(例えば、200μ秒)せざるを得ない事情がある。   By the way, as described above, the diagnosis in the diagnosis modes B and B ′ is performed in order to detect a failure of the isolated input circuit 10. In that case, the isolated input circuit 10 includes the photocouplers 11 and 12, and the operation cycle time of the photocouplers 11 and 12 is long (for example, 100 μsec), so that the diagnosis cycle time is long (for example, 200 μsec). ) There are circumstances that must be done.

例えば、診断サイクル時間が200μ秒で、診断データ数が32であった場合には、その診断時間は、6400μ秒となるが、診断データ数が2であった場合には、その診断時間は、400μ秒で済む。従って、診断モードB,B’でテスト時間が短縮される効果は、PLC100の診断においてとくに大きな効果であるともいえる。   For example, when the diagnosis cycle time is 200 μsec and the number of diagnosis data is 32, the diagnosis time is 6400 μsec. When the number of diagnosis data is 2, the diagnosis time is It only takes 400 microseconds. Therefore, it can be said that the effect of shortening the test time in the diagnosis modes B and B ′ is a particularly significant effect in the diagnosis of the PLC 100.

なお、前記したように、絶縁入力回路10をグループ化するグループ数は、2に限定されることはない。プリント基板上における絶縁入力回路10の実装状況、さらには、絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線の実装状況などを検討して、隣接する絶縁入力回路10同士以外にも短絡故障など相互に影響を及ぼしあう故障がある場合には、絶縁入力回路10を、適宜、3以上のグループにグループ化してもよい。   As described above, the number of groups in which the isolated input circuit 10 is grouped is not limited to two. The mounting status of the insulated input circuit 10 on the printed circuit board, and further the mounting status of the wiring from the insulated input circuit 10 to the signal input unit 41 are examined, and a short circuit failure other than the adjacent insulated input circuits 10 is also examined. If there is a failure that affects each other, the isolated input circuit 10 may be appropriately grouped into three or more groups.

図5は、制御処理回路40において行われる診断モードA’の診断処理の流れを示した図、図6は、診断モードB’の診断処理の流れを示した図である。これらの処理は、制御処理回路40内の診断信号生成部43、診断信号出力部44および故障判定部42によって行われる処理である。また、これらの処理を行う実行主体は、制御処理回路40内に含まれる演算処理回路やプログラム処理回路であるが、本明細書では、「制御処理回路40が・・・を行う」と記載する。なお、診断モードAおよび診断モードBの診断処理の流れは、それぞれ図5および図6に類似したものになるので、説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram showing a flow of diagnostic processing in the diagnostic mode A ′ performed in the control processing circuit 40, and FIG. 6 is a diagram showing a flow of diagnostic processing in the diagnostic mode B ′. These processes are performed by the diagnostic signal generation unit 43, the diagnostic signal output unit 44, and the failure determination unit 42 in the control processing circuit 40. In addition, although the execution subject that performs these processes is an arithmetic processing circuit or a program processing circuit included in the control processing circuit 40, it is described in this specification as “the control processing circuit 40 performs... . Note that the flow of diagnostic processing in diagnostic mode A and diagnostic mode B is similar to that in FIGS.

図5に示すように、制御処理回路40は、まず、診断モードA’を設定する(ステップS12)。このステップでは、診断モードA’の診断実行中であることを示す情報を、所定の記憶素子に記憶させる。   As shown in FIG. 5, the control processing circuit 40 first sets the diagnosis mode A '(step S12). In this step, information indicating that the diagnosis in the diagnosis mode A ′ is being executed is stored in a predetermined storage element.

次に、制御処理回路40は、診断モードA’の診断データ(図3参照、t0〜t4の診断データ)に従って、ループ処理を開始する。すなわち、制御処理回路40は、これ以降、ステップS20までを、診断データ数と同じ回数だけループして処理する(ステップS13)。なお、診断データは、あらかじめ用意され、例えば、制御処理回路40に内蔵されたメモリに記憶されているものとする。   Next, the control processing circuit 40 starts loop processing according to the diagnosis data in the diagnosis mode A ′ (see FIG. 3, diagnosis data of t0 to t4). That is, after that, the control processing circuit 40 loops and processes up to step S20 as many times as the number of diagnostic data (step S13). The diagnosis data is prepared in advance and is stored in a memory built in the control processing circuit 40, for example.

次に、制御処理回路40は、与えられた診断データに基づき、内部診断信号(IT1〜IT4)を信号レベル“0”にして、診断信号出力部44を介して、制御処理回路40の外部へ出力する(ステップS14)。なお、診断モードA’では、外部診断信号(ET1,ET4)の信号レベルは、非活性レベル“1”に固定される。   Next, the control processing circuit 40 sets the internal diagnostic signals (IT1 to IT4) to the signal level “0” based on the given diagnostic data, and then goes to the outside of the control processing circuit 40 via the diagnostic signal output unit 44. Output (step S14). In the diagnostic mode A ′, the signal level of the external diagnostic signals (ET1, ET4) is fixed to the inactive level “1”.

次に、制御処理回路40は、出力した内部診断信号(IT1〜IT4)を、信号入力部41を介して、制御処理回路40の内部へ入力し(ステップS15)、その入力した入力信号(DI1〜DI4)を、以下、入力診断信号(DI1〜DI4)という。   Next, the control processing circuit 40 inputs the output internal diagnostic signals (IT1 to IT4) into the control processing circuit 40 via the signal input unit 41 (step S15), and the input signal (DI1) -DI4) are hereinafter referred to as input diagnostic signals (DI1-DI4).

次に、制御処理回路40は、出力した内部診断信号(IT1〜IT4)と入力診断信号(DI1〜DI4)とを比較し(ステップS16)、両者が一致しなかった場合には(ステップS17でNo)、信号入力部41またはその周辺部に「故障あり」と判定する(ステップS18)。また、両者が一致した場合には(ステップS17でYes)、「故障なし」と判定する(ステップS19)。これらの判定が終わると、1つの診断サイクルの処理が終了したことになり、ステップS13からの1単位のループ処理を終了する(ステップS20)。   Next, the control processing circuit 40 compares the output internal diagnostic signals (IT1 to IT4) and the input diagnostic signals (DI1 to DI4) (step S16), and if they do not match (in step S17). No), it is determined that there is a failure in the signal input unit 41 or its peripheral part (step S18). If they match (Yes in step S17), it is determined that there is no failure (step S19). When these determinations are finished, the processing of one diagnostic cycle is finished, and the loop processing of one unit from step S13 is finished (step S20).

なお、以上のステップS13〜ステップS19までの1つのループ内の処理は、1診断サイクルの処理に対応している。   Note that the processing in one loop from step S13 to step S19 corresponds to the processing of one diagnostic cycle.

制御処理回路40は、所定回数のループ処理を終えると、そのループ処理の中で、「故障あり」の診断サイクルがあったか否かを判定し、「故障あり」の診断サイクルがあった場合には(ステップS21でYes)、前記したような故障回復処理を実行する(ステップS22)。また、「故障あり」の診断サイクルがなかった場合には(ステップS21でNo)、そのまま診断モードA’の設定を解除して処理を終了する。   When the control processing circuit 40 finishes the predetermined number of loop processes, the control processing circuit 40 determines whether or not there is a “failure” diagnostic cycle in the loop processing. (Yes in step S21), the above-described failure recovery processing is executed (step S22). If there is no “failure” diagnostic cycle (No in step S21), the setting of the diagnostic mode A ′ is canceled and the process is terminated.

続いて、図6を参照して、診断モードB’の診断処理の流れを説明する。制御処理回路40は、まず、診断モードB’を設定する(ステップS32)。このステップでは、診断モードB’の診断実行中であることを示す情報を、所定の記憶素子に記憶させる。   Next, the flow of diagnosis processing in the diagnosis mode B ′ will be described with reference to FIG. First, the control processing circuit 40 sets the diagnosis mode B '(step S32). In this step, information indicating that the diagnosis in the diagnosis mode B ′ is being executed is stored in a predetermined storage element.

次に、制御処理回路40は、診断モードB’の診断データ(図3参照、t5〜t8の診断データ)に従って、ループ処理を開始する。すなわち、制御処理回路40は、これ以降、ステップS41までを、診断データ数と同じ回数だけループして処理する(ステップS33)。なお、診断データは、あらかじめ用意され、例えば、制御処理回路40に内蔵されたメモリに記憶されているものとする。   Next, the control processing circuit 40 starts loop processing according to the diagnostic data in the diagnostic mode B ′ (see FIG. 3, diagnostic data from t5 to t8). That is, after that, the control processing circuit 40 loops and processes up to step S41 as many times as the number of diagnostic data (step S33). The diagnosis data is prepared in advance and is stored in a memory built in the control processing circuit 40, for example.

次に、制御処理回路40は、与えられた診断データに基づき、外部診断信号(ET1,ET2)を信号レベル“0”にして、生成した外部診断信号(ET1,ET2)を、診断信号出力部44を介して、制御処理回路40の外部へ出力する(ステップS34)。なお、診断モードB’では、外部診断信号(ET1,ET4)の信号レベルは、非活性レベル“1”に固定される。   Next, the control processing circuit 40 sets the external diagnostic signals (ET1, ET2) to the signal level “0” based on the given diagnostic data, and outputs the generated external diagnostic signals (ET1, ET2) to the diagnostic signal output unit. It outputs to the outside of the control processing circuit 40 via 44 (step S34). In the diagnostic mode B ′, the signal level of the external diagnostic signals (ET1, ET4) is fixed to the inactive level “1”.

次に、制御処理回路40は、出力した外部診断信号(ET1,ET2)を絶縁入力回路10へ供給し(ステップS35)、その絶縁入力回路10の動作により得られる出力信号(d1〜d4)を、信号入力部41を介して、制御処理回路40の内部へ入力し(ステップS36)、入力診断信号(DI1〜DI4)とする。なお、絶縁入力回路10は、互いに隣接しない絶縁入力回路10(#1,#3)が第1のグループにグループ化され、互いに隣接しない別の絶縁入力回路10(#2,#4)が第2のグループにグループ化されているものとする。   Next, the control processing circuit 40 supplies the output external diagnostic signals (ET1, ET2) to the isolated input circuit 10 (step S35), and outputs the output signals (d1 to d4) obtained by the operation of the isolated input circuit 10. Then, the signal is input to the inside of the control processing circuit 40 via the signal input unit 41 (step S36) and is set as an input diagnostic signal (DI1 to DI4). In the isolated input circuit 10, the isolated input circuits 10 (# 1, # 3) that are not adjacent to each other are grouped into the first group, and the other isolated input circuits 10 (# 2, # 4) that are not adjacent to each other are the first. It is assumed that they are grouped into two groups.

次に、制御処理回路40は、入力診断信号(DI1〜DI4)と、出力した外部診断信号(ET1,ET2)から予測される期待値と、を比較し(ステップS37)、両者が一致しなかった場合には(ステップS38でNo)、絶縁入力回路10または絶縁入力回路10から信号入力部41へ到る配線部に「故障あり」と判定する(ステップS39)。また、両者が一致した場合には(ステップS38でYes)、「故障なし」と判定する(ステップS40)。これらの判定が終わると、1つの診断サイクルの処理が終了したことになり、ステップS33からの1単位のループ処理を終了する(ステップS41)。   Next, the control processing circuit 40 compares the input diagnostic signals (DI1 to DI4) with the expected values predicted from the output external diagnostic signals (ET1, ET2) (step S37), and the two do not match. If it is determined (No in step S38), it is determined that there is a failure in the insulated input circuit 10 or the wiring part from the insulated input circuit 10 to the signal input unit 41 (step S39). If they match (Yes in step S38), it is determined that there is no failure (step S40). When these determinations are finished, the processing of one diagnostic cycle is finished, and the loop processing of one unit from step S33 is finished (step S41).

次に、制御処理回路40は、所定回数のループ処理を終えると、そのループ処理の中で、「故障あり」の診断サイクルがあったか否かを判定し、「故障あり」の診断サイクルがあった場合には(ステップS42でYes)、前記したような故障回復処理を実行する(ステップS43)。また、「故障あり」の診断サイクルがなかった場合には(ステップS42でNo)、そのまま診断モードB’の設定を解除して処理を終了する。   Next, after completing the predetermined number of loop processes, the control processing circuit 40 determines whether or not there is a “failure” diagnosis cycle in the loop process, and there is a “failure” diagnosis cycle. In such a case (Yes in step S42), the above-described failure recovery processing is executed (step S43). If there is no “failure” diagnostic cycle (No in step S42), the setting of the diagnostic mode B ′ is canceled and the process is terminated.

以上のように、本実施形態によれば、絶縁入力回路10、制御処理回路40の信号入力部41、および、絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部、つまり、PLC100にとって入力回路となる部分の故障を検出することが可能になる。また、この故障検出を行う処理は、制御処理回路40つまりPLC100が自身の入力回路部における故障検出を行う処理であるので、PLC100にとっては、自己診断処理(少なくとも自己診断処理の一部)といえるものである。   As described above, according to the present embodiment, the input circuit for the isolated input circuit 10, the signal input unit 41 of the control processing circuit 40, and the wiring unit from the isolated input circuit 10 to the signal input unit 41, that is, the PLC 100. It becomes possible to detect the failure of the part. Further, since the process for performing the failure detection is a process in which the control processing circuit 40, that is, the PLC 100 performs a failure detection in its own input circuit unit, it can be said that the PLC 100 is a self-diagnosis process (at least a part of the self-diagnosis process). Is.

従って、引用文献1に示されているようなPLCの内部回路の故障を自己診断する手法に、本実施形態で示した入力回路部分の自己診断する手法を加えれば、より信頼性の高いPLCを実現することが可能となる。   Therefore, if the method for self-diagnosis of the input circuit portion shown in this embodiment is added to the method for self-diagnosis of the PLC internal circuit as shown in the cited document 1, a more reliable PLC can be obtained. It can be realized.

図7は、本発明の実施形態に係るPLC100の構成の変形例を示した図である。図7に示すように、実施形態の変形例に係るPLC100aは、以上に説明した実施形態に係るPLC100の構成およびその診断処理における信号レベルを反転させたものとなっている。なお、図7では、図1で示した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。また、本実施形態の変形例では、スイッチ21がOFFされているにもかかわらず、制御処理回路40にはスイッチがONされていると認識されている状態を危険側故障として、本実施例形態の変形例で検出すべき故障とする。以下、この変形例でもとの実施形態と異なっている部分についてのみ説明する。   FIG. 7 is a diagram showing a modification of the configuration of the PLC 100 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the PLC 100a according to the modification of the embodiment is obtained by inverting the configuration of the PLC 100 according to the embodiment described above and the signal level in the diagnostic processing. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. Further, in a modification of the present embodiment, a state in which the control processing circuit 40 recognizes that the switch is turned on even though the switch 21 is turned off is regarded as a dangerous failure. It is assumed that the failure should be detected in the modified example. Hereinafter, only the parts of this modification that are different from the original embodiment will be described.

この変形例のPLC100aでは、信号入力部41に入力される信号は、OR回路30aを介して、診断信号出力部44からの出力(IT1〜IT4)の信号レベルを反転した信号と、絶縁入力回路の出力djとの信号レベルのORを出力する。絶縁入力回路10aでは、負荷側回路から駆動されるフォトカプラ11aと、診断信号(ET1〜ET2)をインバータ素子で反転させた信号によって駆動されるフォトカプラ12aを並列に接続する。そして、負荷側回路ではスイッチ21aは通常時OFFになっていると仮定する。そのため、診断信号出力部から出力される信号(IT1〜IT4,ET1〜ET2)が信号レベル“1”であれば負荷側回路のスイッチ21の状態が信号入力部(DI1〜DI4)へ伝達し、診断信号出力部から出力される信号(IT1〜IT4,ET1〜ET2)が信号レベル“0”であれば信号入力部(DI1〜DI4)への入力は強制的に信号レベル“1”になる。   In the PLC 100a of this modified example, the signal input to the signal input unit 41 is a signal obtained by inverting the signal level of the output (IT1 to IT4) from the diagnostic signal output unit 44 via the OR circuit 30a, and the isolated input circuit. OR of the signal level with the output dj. In the isolated input circuit 10a, a photocoupler 11a driven from a load side circuit and a photocoupler 12a driven by a signal obtained by inverting diagnostic signals (ET1 to ET2) by an inverter element are connected in parallel. In the load side circuit, it is assumed that the switch 21a is normally OFF. Therefore, if the signals (IT1 to IT4, ET1 to ET2) output from the diagnostic signal output unit are at the signal level “1”, the state of the switch 21 of the load side circuit is transmitted to the signal input units (DI1 to DI4). If the signals (IT1 to IT4, ET1 to ET2) output from the diagnostic signal output unit are the signal level “0”, the inputs to the signal input units (DI1 to DI4) are forcibly set to the signal level “1”.

従って、診断モードA,A’、診断モードB,B’ともに、故障判定部42aにて判定する信号レベルは、診断信号出力部44から出力した信号(IT1〜IT4,ET1〜ET2)の反転値になる。つまり、診断信号出力部44から出力した信号(IT1〜IT4,ET1〜ET2)の信号レベルが“0”であるのに対し、故障判定部では、信号入力部41から入力される信号(DI1〜DI4)の信号レベルが“1”であれば正常であり、“0”であれば故障があると判定する。   Accordingly, the signal levels determined by the failure determination unit 42a in both the diagnosis modes A and A ′ and the diagnosis modes B and B ′ are inverted values of the signals (IT1 to IT4 and ET1 to ET2) output from the diagnosis signal output unit 44. become. That is, the signal level of the signals (IT1 to IT4, ET1 to ET2) output from the diagnostic signal output unit 44 is “0”, whereas the failure determination unit receives signals (DI1 to DI1) from the signal input unit 41. If the signal level of DI4) is “1”, it is normal, and if it is “0”, it is determined that there is a failure.

以上を除けば、PLC100aの構成およびPLC100aで行われる診断処理は、もとの実施形態の場合と同じである。このようなPLC100aの構成およびその診断処理によって、絶縁入力回路10、制御処理回路40a内の信号入力部41、および、絶縁入力回路10から信号入力部41に到る配線部についての故障を検出することができることができる。ただし、両者の回路構成では検出できる故障モード(配線間の短絡/断線)が異なる。PLC100では複数ある信号入力部(DI1〜DI4)のどれかに信号レベル“0”を入力して他は“1”を入力するので、隣接する配線同士が短絡していれば“0”の入力が期待される配線で“1”の入力を検出することで短絡を検出できる。一方、PLC100aは複数ある信号入力部(DI1〜DI4)のどれかに信号レベル“1”を入力して他は“0”を入力するので、PLC100と同様、“1”の入力が期待される配線で“0”の入力を検出して短絡を検出できる。さらに、それだけでなく、配線の断線により信号が伝達されていない場合も検出することができる。   Except for the above, the configuration of the PLC 100a and the diagnostic processing performed in the PLC 100a are the same as those in the original embodiment. By such a configuration of the PLC 100a and its diagnostic processing, a failure is detected in the isolated input circuit 10, the signal input unit 41 in the control processing circuit 40a, and the wiring unit from the isolated input circuit 10 to the signal input unit 41. Can be able to. However, the failure modes (short-circuit / disconnection between wirings) that can be detected differ between the two circuit configurations. In the PLC 100, a signal level “0” is input to one of a plurality of signal input units (DI1 to DI4), and “1” is input to the other. Therefore, if adjacent wires are short-circuited, “0” is input. A short circuit can be detected by detecting an input of “1” with a wiring that is expected to be short. On the other hand, since the PLC 100a inputs the signal level “1” to any one of the plurality of signal input units (DI1 to DI4) and inputs “0” to the other, the input of “1” is expected like the PLC 100. A short circuit can be detected by detecting an input of “0” by wiring. Furthermore, not only that, it is also possible to detect a case where a signal is not transmitted due to the disconnection of the wiring.

なお、この実施形態の変形例は、PLC100の構成と組み合わせた形で運用することも可能である。それにより、危険側故障と同時にそうではない非危険側故障を検出することも可能になる。   It should be noted that the modification of this embodiment can be operated in combination with the configuration of the PLC 100. Thereby, it becomes possible to detect a non-dangerous fault that is not so at the same time as a dangerous fault.

10 絶縁入力回路
11,12 フォトカプラ
13 インバータ
14 バッファ回路
20 負荷側回路
21 スイッチ
22 電源
30 AND回路
40 制御処理回路
41 信号入力部
42 故障判定部
43 診断信号生成部
44 診断信号出力部
100 PLC
111,121 発光ダイオード
112,122 フォトトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Insulation input circuit 11, 12 Photocoupler 13 Inverter 14 Buffer circuit 20 Load side circuit 21 Switch 22 Power supply 30 AND circuit 40 Control processing circuit 41 Signal input part 42 Fault determination part 43 Diagnostic signal generation part 44 Diagnostic signal output part 100 PLC
111, 121 Light-emitting diode 112, 122 Phototransistor

Claims (6)

外部負荷側回路から供給される信号電流を所定の信号レベルに変換する信号変換部と、前記信号電流を遮断するスイッチと、を有してなる絶縁入力回路と、
半導体集積回路の内部に設けられ、前記半導体集積回路の外部の信号をその内部へ入力する信号入力部と、所定の診断信号を生成する診断信号生成部と、前記生成した診断信号を前記半導体集積回路の外部へ出力する診断信号出力部と、前記信号入力部を介して取得した前記半導体集積回路の信号および前記生成した故障診断信号に基づき、所定の回路部分おける故障の有無を判定する故障判定部と、を有してなる制御処理回路と、
を含んで構成されたプログラマブル・ロジック・コントローラであって、
前記制御処理回路は、
前記診断信号生成部により生成した第1の診断信号を、前記診断信号出力部を介して出力し、
前記出力した第1の診断信号を、そのまま前記信号入力部を介して入力し、
前記故障判定部により、前記入力した信号と前記出力した第1の診断信号とを比較することによって、前記信号入力部に故障が存在するか否かを判定し、
さらに、
前記診断信号生成部により生成した第2の診断信号を、前記診断信号出力部を介して出力し、
前記出力した第2の診断信号を、前記絶縁入力回路に含まれるスイッチの開閉を制御する信号として、前記絶縁入力回路に入力したとき、前記絶縁入力回路から出力される信号を、前記信号入力部を介して入力し、
前記故障判定部により、前記入力した信号と前記出力した第2の診断信号とを比較することによって、前記絶縁入力回路、および、前記絶縁入力回路から前記信号入力部に到る配線部に故障が存在するか否かを判定すること
を特徴とするプログラマブル・ロジック・コントローラ。
An isolated input circuit comprising: a signal conversion unit that converts a signal current supplied from an external load side circuit into a predetermined signal level; and a switch that cuts off the signal current;
Provided inside the semiconductor integrated circuit, a signal input unit for inputting a signal outside the semiconductor integrated circuit to the inside thereof, a diagnostic signal generating unit for generating a predetermined diagnostic signal, and the generated diagnostic signal for the semiconductor integrated circuit A failure determination for determining the presence or absence of a failure in a predetermined circuit portion based on a diagnostic signal output unit to be output to the outside of the circuit, the signal of the semiconductor integrated circuit acquired via the signal input unit, and the generated failure diagnosis signal A control processing circuit comprising:
A programmable logic controller comprising:
The control processing circuit includes:
The first diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit is output via the diagnostic signal output unit,
The output first diagnostic signal is input as it is through the signal input unit,
The failure determination unit determines whether or not there is a failure in the signal input unit by comparing the input signal and the output first diagnostic signal,
further,
The second diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit is output via the diagnostic signal output unit,
When the output second diagnostic signal is input to the insulation input circuit as a signal for controlling opening and closing of a switch included in the insulation input circuit, the signal output from the insulation input circuit is converted to the signal input unit. Enter through
By comparing the input signal and the output second diagnostic signal by the failure determination unit, a failure occurs in the insulation input circuit and the wiring unit from the insulation input circuit to the signal input unit. A programmable logic controller characterized by determining whether or not it exists.
前記診断信号出力部を介して、前記第1の診断信号が出力される周期は、前記第2の診断信号が出力される周期よりも短いこと
を特徴とする請求項1に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
2. The programmable logic according to claim 1, wherein a cycle in which the first diagnostic signal is output via the diagnostic signal output unit is shorter than a cycle in which the second diagnostic signal is output. ·controller.
自身の出力信号の配線を含め、互いに隣接しない前記絶縁入力回路同士が同じグループに属するようにグループ化された前記絶縁入力回路に対し、同じグループに属する前記絶縁入力回路には、前記第2の診断信号の同じ診断信号が入力され、互いに異なるグループに属する前記絶縁入力回路には、前記第2の診断信号の互いに異なる診断信号が入力されること
を特徴とする請求項1に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラ。
In contrast to the isolated input circuits that are grouped so that the isolated input circuits that are not adjacent to each other, including the wiring of their output signals, belong to the same group, the isolated input circuits that belong to the same group include the second 2. The programmable signal according to claim 1, wherein the same diagnostic signal of the second diagnostic signal is input to the isolated input circuits belonging to different groups. Logic controller.
外部負荷側回路から供給される信号電流を所定の信号レベルに変換する信号変換部と、前記信号電流を遮断するスイッチと、を有してなる絶縁入力回路と、
半導体集積回路の内部に設けられ、前記半導体集積回路の外部の信号をその内部へ入力する信号入力部と、所定の診断信号を生成する診断信号生成部と、前記生成した診断信号を前記半導体集積回路の外部へ出力する診断信号出力部と、前記信号入力部を介して取得した前記半導体集積回路の信号および前記生成した故障診断信号に基づき、所定の回路部分おけるに故障の有無を判定する故障判定部と、を有してなる制御処理回路と、 を含んで構成されたプログラマブル・ロジック・コントローラにおける故障診断方法であって、
前記制御処理回路は、
前記診断信号生成部により生成した第1の診断信号を、前記診断信号出力部を介して出力し、
前記出力した第1の診断信号を、そのまま前記信号入力部を介して入力し、
前記故障判定部により、前記入力した信号と前記出力した第1の診断信号とを比較することによって、前記信号入力部に故障が存在するか否かを判定し、
さらに、
前記診断信号生成部により生成した第2の診断信号を、前記診断信号出力部を介して出力し、
前記出力した第2の診断信号を、前記絶縁入力回路に含まれるスイッチの開閉を制御する信号として、前記絶縁入力回路に入力したとき、前記絶縁入力回路から出力される信号を、前記信号入力部を介して入力し、
前記故障判定部により、前記入力した信号と前記出力した第2の診断信号とを比較することによって、前記絶縁入力回路、および、前記絶縁入力回路から前記信号入力部に到る配線部に故障が存在するか否かを判定すること
を特徴とするプログラマブル・ロジック・コントローラにおける故障診断方法。
An isolated input circuit comprising: a signal conversion unit that converts a signal current supplied from an external load side circuit into a predetermined signal level; and a switch that cuts off the signal current;
Provided inside the semiconductor integrated circuit, a signal input unit for inputting a signal outside the semiconductor integrated circuit to the inside thereof, a diagnostic signal generating unit for generating a predetermined diagnostic signal, and the generated diagnostic signal for the semiconductor integrated circuit Diagnostic signal output unit for outputting to the outside of the circuit, and a failure for determining the presence or absence of a failure in a predetermined circuit portion based on the signal of the semiconductor integrated circuit acquired through the signal input unit and the generated failure diagnosis signal A fault diagnosis method in a programmable logic controller configured to include a determination processing unit, and a control processing circuit comprising:
The control processing circuit includes:
The first diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit is output via the diagnostic signal output unit,
The output first diagnostic signal is input as it is through the signal input unit,
The failure determination unit determines whether or not there is a failure in the signal input unit by comparing the input signal and the output first diagnostic signal,
further,
The second diagnostic signal generated by the diagnostic signal generation unit is output via the diagnostic signal output unit,
When the output second diagnostic signal is input to the insulation input circuit as a signal for controlling opening and closing of a switch included in the insulation input circuit, the signal output from the insulation input circuit is converted to the signal input unit. Enter through
By comparing the input signal and the output second diagnostic signal by the failure determination unit, a failure occurs in the insulation input circuit and the wiring unit from the insulation input circuit to the signal input unit. A fault diagnosis method in a programmable logic controller, characterized by determining whether or not it exists.
前記診断信号出力部を介して、前記第1の診断信号が出力される周期は、前記第2の診断信号が出力される周期よりも短いこと
を特徴とする請求項5に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラにおける故障診断方法。
The programmable logic according to claim 5, wherein a cycle in which the first diagnostic signal is output via the diagnostic signal output unit is shorter than a cycle in which the second diagnostic signal is output.・ A fault diagnosis method for the controller.
自身の出力信号の配線を含め、互いに隣接しない前記絶縁入力回路同士が同じグループに属するようにグループ化された前記絶縁入力回路に対し、同じグループに属する前記絶縁入力回路には、前記第2の診断信号の同じ診断信号が入力され、互いに異なるグループに属する前記絶縁入力回路には、前記第2の診断信号の互いに異なる診断信号が入力されること
を特徴とする請求項5に記載のプログラマブル・ロジック・コントローラにおける故障診断方法。
In contrast to the isolated input circuits that are grouped so that the isolated input circuits that are not adjacent to each other, including the wiring of their output signals, belong to the same group, the isolated input circuits that belong to the same group include the second The programmable diagnostic signal according to claim 5, wherein diagnostic signals having the same diagnostic signal are input, and different diagnostic signals of the second diagnostic signal are input to the isolated input circuits belonging to different groups. Fault diagnosis method for logic controller.
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