JP4066198B2 - 安全仕様の入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、安全コントローラシステムにおける入力用又は入出力用の安全リモートターミナル等として機能する安全仕様の入力装置に関するものである。

労働安全意識の高まりと共に、種々の安全コントローラ（セーフティコントローラ）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。安全コントローラは、ＰＬＣ類似の機能に加えて、入出力のそれぞれについて自己診断機能を内蔵させることにより、高度の信頼性を確保したものである。

また、安全コントローラを安全マスタとすると共に、リモート安全ターミナルを安全スレーブとし、それらをネットワークで結んでなる安全コントローラシステムについても従来より知られている。この種の安全コントローラシステムにおいては、入力用または入出力用の安全リモートターミナルなどのような、安全仕様の入力装置が採用される。

従来、安全仕様の入力装置は、１もしくは２以上の入力端子対と、入力端子対を構成する個々の入力端子毎に設けられた端子別表示部と、入力端子対を構成する個々の入力端子に関する異常の有無を診断するための異常診断手段と、端子別表示部の表示態様を制御する表示態様制御手段とを有すると共に、前記端子別表示部のそれぞれは、第１の表示態様と第２の表示態様と第３の表示態様との少なくとも３種類の表示態様を採ることが可能とされている。

一方、前記表示態様制御手段は、前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれについても異常なしと判定される端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、入力信号がＯＮ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第１の表示態様（例えば、黄色ランプの連続点灯状態）になるようにし、また入力信号がＯＦＦ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第２の表示態様（例えば、黄色ランプの消灯状態）になるように制御する。

一方、表示態様制御手段は、前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれか一方のみが異常ありとされる端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、２つの表示方式のいずれかが採用される。

すなわち、第１の表示方式にあっては、異常ありとされる側の端子に対応する端子別表示部については、入力信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に拘わらず、第３の表示態様（例えば、赤色ランプの連続点灯状態）になるようにし、また異常なしとされる側の端子に対応する端子別表示部については、第２の表示態様（消灯状態）に制御するものである。また、第２の表示方式は、前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれか一方のみが異常ありとされる場合には、一対の端子別表示部をいずれも第３の表示態様（例えば、赤色ランプの連続点灯状態）とするものである。
特開２００４−２９７９９７公報

しかしながら、このような従来の表示態様制御手段が採用する表示方式にあっては、第１の表示方式の場合、端子異常ありとされる側の端子別表示部は赤色連続点灯状態となるものの、端子異常なしとされる側の端子別表示部は消灯状態であるから、端子異常なしの状態における消灯状態と区別がつきにくく、そのためその端子対に関する異常を見落としてしまったり、判断誤りを生ずる虞れがある。これに対して、第２の表示方式にあっては、端子異常ありとされる側のみならず、端子異常なしとされる側についても端子別表示部は赤色連続点灯されるため、その端子対に関して異常があることは理解できるものの、実際にどちらの端子に異常が生じたかを判別することが困難となり、システム復旧に時間がかかるという問題点がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、この種の安全仕様の入力装置において、いずれかの端子対に関して異常ありと診断された場合、異常が発生したという事実ならびに端子対を構成するいずれの端子に異常が発生したかをも確実に通知可能とすることにある。

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるはずであろう。

この発明の安全仕様の入力装置は、それぞれデュアルモードで動作可能な安全仕様の入力機器に接続されて、その入力機器からは互いに対をなす２系統の入力信号を取込み可能とされた１もしくは２以上の入力端子対と、入力端子対を構成する個々の入力端子毎に設けられた端子別表示部と、入力端子対を構成する個々の入力端子に関する異常の有無を診断するための異常診断手段と、端子別表示部の表示態様を制御する表示態様制御手段とを有する。

前記端子別表示部のそれぞれは、第１の表示態様と第２の表示態様と第３の表示態様と第４の表示態様との少なくとも４種類の表示態様を採ることが可能とされている。

また、前記表示態様制御手段は、前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれについても異常なしと判定される端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、入力信号がＯＮ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第１の表示態様になるように、また入力信号がＯＦＦ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第２の表示態様になるように制御する。

さらに、表示態様制御手段は、前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれか一方のみが異常ありとされる端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、異常ありとされる側の端子に対応する端子別表示部については、入力信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に拘わらず、第３の表示態様になるように、また異常なしとされる側の端子に対応する端子別表示部については、入力信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に拘わらず、第４の表示態様になるように制御するものである。

それにより、いずれかの端子対に関して異常ありとされた場合には、第３の表示態様と第４の表示態様との相違により、端子対を構成する２つの端子のいずれに関して異常ありとされるかを識別可能としたものである。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記端子別表示部のそれぞれは単一の表示ランプとされ、前記表示態様制御手段により、この単一の表示ランプが第１の表示態様と第２の表示態様と第３の表示態様と第４の表示態様との４種類の表示態様に制御されるようにしてもよい。このような構成によれば、端子別表示部のそれぞれを単一の表示ランプで構成したことによって、多数の端子別表示部が必要な入力用または入出力用の安全リモートターミナルなどにおいても、表示スペースを大幅に節減することができる。

また、この発明の好ましい実施の形態にあっては、前記単一の表示ランプが２色発光可能な表示ランプとされ、かつ第１の表示態様は、表示ランプの第１色による連続点灯とされ、第２の表示態様は、表示ランプの消灯状態とされ、第３の表示態様は、表示ランプの第２色による連続点灯状態とされ、第４の表示態様は、表示ランプの第２色による点滅点灯状態とされるようにしてもよい。このとき、第１色が黄色であり且つ第２色が赤色であるとすれば、人間工学的に入力信号のＯＮ状態と端子の異常状態とを効果的にオペレータに認識させることができる。

本発明の安全仕様の入力装置は、安全コントローラシステムにおける入力用または入出力用の安全リモートターミナルとして構成するようにしてもよい。特にこれらの装置は、コンパクトなハウジング内に多数の入力信号を取り込むことから、本発明を効果的に機能させることができる。

本発明によれば、異常なしとされる端子対に関しては、第１の表示態様と第２の表示態様との相違により、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とをオペレータに確実に報知できることに加え、いずれかの端子対に関して異常ありとされた場合には、第３の表示態様と第４の表示態様との相違により、異常ありとする事実のみならず、端子対を構成する２つの端子のいずれに関して異常とされるかをオペレータに対して確実に報知することができる。

以下に、本発明に係る安全仕様の入力装置を、安全コントローラシステムにおける入力用安全リモートターミナルとして実現させた実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明が適用された安全リモート局装置の構成図が図１に示されている。

同図において、１は本発明が適用された安全リモート局装置、２はデュアルモードで動作する安全仕様の入力機器、３は安全コントローラ（図示せず）へ繋がるネットワークである。このように、安全リモート局１はネットワーク３を介して図示しない安全コントローラへと接続され、これにより安全コントローラシステムが構成される。

入力機器２としては、デュアルモードで動作可能な安全仕様の入力機器（例えば、安全スイッチ、ドアスイッチ等）に相当するものであり、この入力機器２からは互いに対をなす同相または逆相の２系統の入力信号を取込み可能となされている。

安全リモート局装置１は、チャネルＡ側の入力端子部１０１Ａと、チャネルＡ側の端子異常判定処理部１０２Ａと、チャネルＡ側の中央演算処理部１０３Ａと、チャネルＢ側の入力端子部１０１Ｂと、チャネルＢ側の端子異常判定処理部１０２Ｂと、チャネルＢ側の中央演算処理部１０３Ｂとを備えている。

チャネルＡ側の入力端子部１０１Ａは、入力機器２から出力される一対の出力信号の一方がそれぞれ接続される複数の端子（端子Ａ１，端子Ａ２，・・・端子Ａｍ）を有する。

チャネルＡ側の端子異常判定処理部１０２Ａは、チャネルＡ側の入力端子部１０１Ａを構成する各端子（端子Ａ１，端子Ａ２，・・・端子Ａｍ）に関する異常の有無を判定するためのものであり、ここで言う端子異常とは入力端子部自体の異常のみならず、外部接続された入力機器２の異常、さらには想定される様々な他の異常を含んでいる。

チャネルＡ側の中央演算処理部１０３Ａは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータとして実現されており、チャネルＡ側の処理を統括制御すると共に、後述する本発明の要部である表示制御処理にも関わりを持っている。

一方、チャネルＢ側の入力端子部１０１Ｂには、入力端子２から出力される２系統の出力信号の他方が入力される複数の端子（端子Ｂ１，端子Ｂ２，・・・端子Ｂｍ）が設けられている。

チャネルＢ側の端子異常判定処理部１０２Ｂは、入力端子部１０１Ｂを構成する各端子（端子Ｂ１，端子Ｂ２，・・・端子Ｂｍ）に関する異常を診断するためのものである。なお、ここで言う端子異常についても、単に入力端子部の異常のみならず、外部接続された入力機器２の異常、さらには想定されるその他様々な異常を含んでいる。

チャネルＢ側の中央演算処理部１０３Ｂは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータとして実現されており、チャネルＢ側の処理を統括制御すると共に、後述する本発明の要部である表示処理にも関わりを持っている。

チャネルＡ側の端子異常判定処理部１０２ＡとチャネルＢ側の端子異常判定処理部１０２Ｂとは互いに協働しつつ目的を達成すると共に、チャネルＡ側の中央演算処理部１０３ＡとチャネルＢ側の中央演算処理部１０３Ｂについても互いに協働して目的を達成するように構成されており、そのような制御処理の内容については、例えば本出願人により先に提案された特開２００４−２９７９９７公報などに詳しく説明されている。

次に、本発明の要部と特に関連の深い事項について説明する。チャネルＡ側の入力端子部１０１Ａを構成する各端子（端子Ａ１，端子Ａ２，・・・端子Ａｍ）とチャネルＢ側の入力端子部１０１Ｂを構成する各端子（端子Ｂ１，端子Ｂ２，・・・端子Ｂｍ）とは互いに対となる関係が成立している。例えば、端子Ａ１と端子Ｂ１、端子Ａ２と端子Ｂ２、・・・端子Ａｍと端子Ｂｍとがそれぞれ対をなしている。

ＬＥＤ表示部１０５は、この安全リモート局装置のハウジングの表面に配置されており、チャネルＡの各端子（端子Ａ１，端子Ａ２，・・・端子Ａｍ）にそれぞれ対応するＬＥＤ表示ランプ（ＬＥＤＡ１，ＬＥＤＡ２，・・・ＬＥＤＡｍ）とチャネルＢ側の端子（端子Ｂ１，端子Ｂ２，・・・端子Ｂｍ）にそれぞれ対応するＬＥＤ表示ランプ（ＬＥＤＢ１，ＬＥＤＢ２，・・・ＬＥＤＢｍ）とを備えている。

ここで、表示ランプＬＥＤＡ１と表示ランプＬＥＤＢ１、表示ランプＬＥＤＡ２と表示ランプＬＥＤＢ２、・・・表示ランプＬＥＤＡｍと表示ランプＬＥＤＢｍとはそれぞれ対の関係をなしている。

これらチャネルＡ側並びにチャネルＢ側の表示ランプは、ＬＥＤ制御部１０４を介して、中央演算処理部１０３Ａ，１０３Ｂによって、その表示態様が制御される。この表示態様の内容については、後に図２以下の図面を用いて詳細に説明する。

なお、中央演算処理部１０３Ｂに接続されたデータ送信部１０６は、入力機器２から取り込まれた入力データを、安全コントローラへ宛ててネットワーク３へと送信するためのデータ送信部である。

次に、本発明表示処理を表示態様を一般化した形式で示すフローチャートが図２及び図３に示されている。

図２において処理が開始されると、中央演算処理部１０３Ａ，１０３Ｂの作用により、チャネルＡポート入力データ、チャネルＡポートステータス、チャネルＢポート入力データ、チャネルＢポートステータスの読み込みがそれぞれ行われる。なお、チャネルＡポート入力データは入力端子１０１Ａから読み込まれ、チャネルＢポート入力データは入力端子部１０１Ｂから読み込まれる。また、チャネルＡポートステータスは端子異常判定処理部１０２Ａから読み込まれ、チャネルＢポートステータスは端子異常判定処理部１０２Ｂから読み込まれる。

続いて、ステップ２０２においては、チャネルＡ側並びにチャネルＢ側の端子異常の有無が、チャネルＡポートステータス並びにチャネルＢポートステータスに基づいて判定される。ここで、チャネルＡ側の入力端子部並びにチャネルＢ側の入力端子部のいずれにおいても異常なしと判定されれば（ステップ２０２ＹＥＳ）、ステップ２０３へ移行して、表示制御処理が実行される。この表示制御処理（ステップ２０３）が実行されると、続くステップ２０４に示されるように、所定の表示態様が出現する。

すなわち、チャネルＡ側については、入力データがＯＮの場合、表示ランプＬＥＤＡは「正常ＯＮ」を示す第１の表示態様に設定され、逆にＯＦＦ状態の場合には、表示ランプＬＥＤＡは「正常ＯＦＦ」を示す第２の表示態様に設定される。

同様にして、Ｂチャネル側においても、Ｂポート入力データがＯＮ状態であれば、表示ランプＬＥＤＢは「正常ＯＮ」を示す第１の表示態様に設定され、逆にＯＦＦ状態であれば表示ランプＬＥＤＢは「正常ＯＦＦ」を示す第２の表示態様に設定される。一方、判定処理（ステップ２０２）において、いずれか一方のチャネルにおいて端子異常ありと判定された場合には（ステップ２０２ＮＯ）、図３のフローチャートへ移って、ステップ３０１においては、それがチャネルＡ側であるか否かの判定が行われる。

ここで、端子異常がチャネルＡ側であると判定されれば（ステップ３０１ＹＥＳ）、ステップ３０２へ移行して表示制御処理が実行される。この表示制御処理（ステップ３０２）が実行されると、続くステップ３０３に示されるように、表示ランプＡは「異常」を示す第３の表示態様に設定され、表示ランプＬＥＤＢは「相手異常」を示す第４の表示態様に設定される。

一方、判定処理（ステップ３０１）において、チャネルＢ側に端子異常ありと判定されると（ステップ３０１ＮＯ）、続くステップ３０４においては、表示制御処理が実行され、その結果ステップ３０５に示されるように、表示ランプＬＥＤＡは「相手異常」を示す第４の表示態様とされ、表示ランプＬＥＤＢは「異常」を示す第３の表示態様とされる。

このようにこの実施形態によれば、チャネルＡ並びにチャネルＢ側のいずれにも端子異常なしと判定される場合には、入力データの内容に応じて、「正常ＯＮ」または「正常ＯＦＦ」に対応する２つの表示態様のいずれかが出現するのに対し、いずれかのチャネルにおいて端子異常ありと判定されれば、その端子異常が発生された側の表示ランプは「異常」を示す第３の表示態様となり、他方異常なしとされる端子側の表示ランプについては「相手異常」を示す第４の表示態様が出現する。

そのため、正常時におけるＯＮ状態ならびにＯＦＦ状態は正常に表示されることはもちろんのこと、異常時における「異常」と「相手異常」とが第３の表示態様と第４の表示態様とを用いて区別して表示されるため、異常が発生した場合においてそれを見逃すことが少ないことに加え、いずれの側のチャネルにおいて異常が発生したかを確実にオペレータは認識することが可能となる。

次に、本発明表示処理を表示態様を具体化した形式で示すフローチャートが図４及び図５に示されている。

図４において処理が開始されると、先ほどと同様にしてデータの読込処理（ステップ４０１）ならびに異常有無の判定処理（ステップ４０２）が実行され、両チャネルとも異常なしとされた場合（ステップ４０２ＹＥＳ）、表示制御処理が実行される（ステップ４０３）。

この実施形態においては、続くステップ４０４に示されるように、チャネルＡ側においては、入力データがＯＮ状態のとき、表示ランプＬＥＤＡは黄色の連続点灯状態（Ｙｅｌｌｏｗ）とされ、ＯＦＦ状態のときには、表示ランプＬＥＤＡは消灯状態（ＯＦＦ）とされる。同様にして、チャネルＢの側においても、ＯＮ状態のとき、表示ランプＬＥＤＢは黄色の連続点灯状態（Ｙｅｌｌｏｗ）とされ、ＯＦＦ状態のとき、表示ランプＬＥＤＢは消灯状態（ＯＦＦ）とされる。

これにより、ＯＮ状態のときには黄色の連続点灯、ＯＦＦ状態のときには消灯状態とされるから、正常時におけるオンオフの違いを明瞭に認識させることができる。

一方、判定処理（ステップ４０２）において、チャネルＡ又はチャネルＢのいずれかにおいて端子異常と判定された場合（ステップ４０２ＮＯ）、続く図５へ移って、ステップ５０１においては、その端子異常がＡチャネル側であるか否かの判定が行われる。ここで、Ａチャネル側に端子異常ありと判定されれば（ステップ５０１ＹＥＳ）、続いて表示制御処理（ステップ５０２）が実行され、ステップ５０３に示されるように、表示ランプＬＥＤＡは赤色連続点灯状態（Ｒｅｄ）とされ、表示ランプＬＥＤＢは赤色点滅点灯状態（Ｂｌｉｎｋ Ｒｅｄ）とされる。これに対して、判定処理（ステップ５０１）において、Ｂチャネル側に端子異常ありと判定されると（ステップ５０１ＮＯ）、表示制御処理（ステップ５０４）が実行されて、ステップ５０５に示されるように、表示ランプＬＥＤＡは赤色点滅点灯状態（Ｂｌｉｎｋ Ｒｅｄ）とされ、表示ランプＬＥＤＢは赤色連続点灯状態（Ｒｅｄ）とされる。

このように、この実施形態によれば、チャネルＡ並びにチャネルＢのいずれにおいても端子異常なしとされる場合、入力データのＯＮ状態とＯＦＦ状態とは、黄色の連続点灯状態と消灯状態とにより明確に区別して表示される一方、チャネルＡ側またはチャネルＢ側のいずれかにおいて端子異常ありと判定された場合には、その異常ありに関わる端子側の表示ランプは赤色連続点灯状態に、逆の側の表示ランプは赤色点滅点灯状態に設定されるから、それら表示態様の違いによって、単に端子異常が発生したことのみならず、対をなすいずれの端子の側に端子異常が発生したかを確実に区別してオペレータに通知することができる。

なお、以上の実施形態においては、表示部として１個の２色発光表示ランプを採用したが、これは本発明の一実施形態を示すものに過ぎない。すなわち、本発明においては、表示部として複数の表示ランプを使用したり、あるいは液晶モニタが使用可能な高機能機種においては、その液晶モニタの画面上に、「正常ＯＮ」、「正常ＯＦＦ」、「異常」、「相手異常」などの文字や数字を用いてその旨を表示してもよい。

さらに、個々の端子毎に２個の表示ランプを備え付け、一方は正常時のオンオフ状態を表示する一方、他方は異常発生時の異常と相手異常とを表示するようにしてもよい。

なお、以上の実施形態においては、本発明の安全仕様の入力装置を、入力用の安全リモートターミナルとして実現したが、本発明は入出力用の安全リモートターミナルや、安全コントローラそれ自体にも適用することができることは勿論である。

本発明によれば、対をなす２つの端子のいずれについても異常なしと判定される場合には、第１の表示態様と第２の表示態様とを用いてＯＮ状態とＯＦＦ状態とが区別して表示させる一方、いずれかの端子対に関して異常ありとされた場合には、第３の表示態様と第４の表示態様との相違により、端子対を構成する２つの端子のいずれに関して異常ありとされるかを識別することができ、これによりこの種の安全仕様の入力装置における使い勝手を著しく向上させることができる。

本発明が適用された安全リモート局装置の構成図である。 本発明表示処理を表示態様を一般化した形式で示すフローチャート（その１）である。 本発明表示処理を表示態様を一般化した形式で示すフローチャート（その２）である。 本発明表示処理を表示態様を具体化した形式で示すフローチャート（その１）である。 本発明表示処理を表示態様を具体化した形式で示すフローチャート（その２）である。

符号の説明

１ 安全リモート局装置
２ 入力機器
３ ネットワーク
１０１Ａ チャネルＡ側の入力端子部
１０１Ｂ チャネルＢ側の入力端子部
１０２Ａ チャネルＡ側の端子異常判定処理部
１０２Ｂ チャネルＢ側の端子異常判定処理部
１０３Ａ チャネルＡ側の中央演算処理部
１０３Ｂ チャネルＢ側の中央演算処理部
１０４ ＬＥＤ制御部
１０５ ＬＥＤ表示部
１０６ データ送信部

Claims (4)

1. それぞれデュアルモードで動作可能な安全仕様の入力機器に接続されて、その入力機器からは互いに対をなす２系統の入力信号を取込み可能とされた１もしくは２以上の入力端子対と、
   入力端子対を構成する個々の入力端子毎に設けられた端子別表示部と、
   入力端子対を構成する個々の入力端子に関する異常の有無を診断するための異常診断手段と、
   端子別表示部の表示態様を制御する表示態様制御手段と、を有し、
   前記端子別表示部のそれぞれは、第１の表示態様と第２の表示態様と第３の表示態様と第４の表示態様との少なくとも４種類の表示態様を採ることが可能とされ、
   前記表示態様制御手段は、
   前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれについても異常なしと判定される端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、入力信号がＯＮ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第１の表示態様になるように、また入力信号がＯＦＦ状態を示す端子に対応する端子別表示部については第２の表示態様になるように制御すると共に、
   前記異常診断手段を介して、２つの端子のいずれか一方のみが異常ありとされる端子対に対応する一対の端子別表示部に関しては、異常ありとされる側の端子に対応する端子別表示部については、入力信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に拘わらず、第３の表示態様になるように、また異常なしとされる側の端子に対応する端子別表示部については、入力信号のＯＮ／ＯＦＦ状態に拘わらず、第４の表示態様になるように、制御するものであり、
   それにより、いずれかの端子対に関して異常ありとされた場合には、第３の表示態様と第４の表示態様との相違により、端子対を構成する２つの端子のいずれに関して異常ありとされるかを識別可能とした、ことを特徴とする安全仕様の入力装置。
2. 前記端子別表示部のそれぞれは単一の表示ランプとされ、前記表示態様制御手段により、この単一の表示ランプが第１の表示態様と第２の表示態様と第３の表示態様と第４の表示態様との４種類の表示態様に制御される、ことを特徴とする請求項１に記載の安全仕様の入力装置。
3. 前記単一の表示ランプが２色発光可能な表示ランプとされ、かつ第１の表示態様は、表示ランプの第１色による連続点灯とされ、第２の表示態様は、表示ランプの消灯状態とされ、第３の表示態様は、表示ランプの第２色による連続点灯状態とされ、第４の表示態様は、表示ランプの第２色による点滅点灯状態とされる、ことを特徴とする請求項２に記載の安全仕様の入力装置。
4. 安全コントローラシステムにおける入力用または入出力用の安全リモートターミナルとして構成される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の安全仕様の入力装置。

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