JP4236725B2 - プログラマブルコントローラモジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プログラマブルコントローラの中央処理ユニットと直列あるいは並列に通信する緊急停止監視モジュール（emergency shutdown monitoring module）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産工場およびビル構内に設置される技術設備の安全に対する要件は厳しさを増している。
【０００３】
マシーンの電源を制御するスイッチを、保護装置（緊急停止）を介して起動するために、安全モジュールが用いられるが、この安全モジュールによって、リレーの信頼性が確保され、制御回路（入力）、電源回路（出力）、あるいは、安全モジュールの内部要素における故障の危険性が排除される。
【０００４】
このタイプの安全モジュールが、プログラマブル論理コントローラ用に用いられる場合は、安全モジュールは、プログラマブルコントローラからの独立が保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プログラマブルコントローラ用のハードワイヤード論理安全機能（hardwired logic safety function ）を備える監視モジュールを開示することにある。外部センサの状態は、この安全機能の一部分であり、このハードワイヤード安全機能の出力コマンドは、プログラマブルコントローラの中央処理ユニットによって読み出される。このモジュールは、自身の安全機能を、入力／出力読出システム内に故障が存在する場合、あるいは、プログラマブルコントローラに異常が発生した場合でも、停電時を含めて遂行することが可能である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの特徴においては、このモジュールは、ハードワイヤード安全ユニットを含み、前記安全ユニットは、一連のコンタクト（Ｓ４〜Ｓ７）を介して、ＤＣ電源の正の電荷を受信し、一連のコンタクト（Ｓ０〜Ｓ３）を介して、０ボルトの電荷を受信することで、安全リレーを制御する。前記安全リレーは出力に接続され、前記出力は電気装置に接続され、前記電気装置は電源ラインの所に配置される。このモジュールは、さらに、様々なコンタクトの状態および前記リレーと関連する出力の状態を読み出すための手段を含む。
【０００７】
本発明のもう一つの特徴によると、このモジュールは、個別素子から構成される読出ユニットを含み、これら読出ユニットは、入力コンタクトと並列に配線され、プログラマブルコントローラを診断するために設計される。
【０００８】
本発明のさらにもう一つの特徴によると、このモジュールは、読出ユニットを含み、これら読出ユニットは、安全リレーのコマンド状態を読み出す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に、図面を参照しながら説明するが、以下の説明は、単に、本発明の原理を説明するものであり、制限を目的とするものではない。
【００１０】
図１は、本発明によるモジュールの概略構成図である。
また、図２は、本発明によるモジュールの動作を示す機能チャートである。
【００１１】
全体として符号１によって示されるモジュールは、プログラマブルコントローラの容器内に搭載され、外部電源、ハードワイヤード安全ユニット２、個別素子（discrete component）から構成されプログラマブルコントローラ診断用に設計された読出ユニットＬ０〜Ｌ９、および、プログラマブルコントローラのバスとインタフェースするガルバニ絶縁（galvanic insulation ）ユニット４を含む。
【００１２】
外部電源ラインＬ１−Ｌ２は、端子Ａ１、Ａ２を介して、読出ユニットＬ０〜Ｌ９に接続され、コンタクト入力と端子Ｉ７、Ｉ３を介して、安全ユニット２に接続される。
【００１３】
ＤＣ電源の正の電荷は、一連の緊急停止ボタンＳ４〜Ｓ７を介して、端子Ｉ７に供給される。０Ｖが、一連の０で開くコンタクトあるいは位置スイッチＳ０〜Ｓ３を介して、端子Ｉ３に供給される。
【００１４】
読出ユニットＬ０〜Ｌ７は、これらが、入力コンタクトＳ０〜Ｓ７と並列に配線されるように端子Ｉ０〜Ｉ７に接続される。これら読出ユニットは、各コンタクト上で独立した読出動作を遂行する。これら読出ユニットの配線は、診断が行なわれる入力の数およびタイプ（例えば、単一コンタクトか二重コンタクトか）に依存する。
【００１５】
端子Ｉ３、Ｉ７は、安全リレーＫ１、Ｋ２を含む安全ユニット２に接続される。これらリレーのコンタクトによって、安全端子Ａ３とＯ１の間の回路、および安全端子Ａ３とＯ２の間の回路の開閉が制御される。安全端子Ａ３、Ｏ１、Ｏ２は、電位は運ばない。
【００１６】
読出ユニットＬ９は、リレーＫ１、Ｋ２のコマンド状態を読み出す。
読出ユニットＬ８は、バリデーション（妥当性確認）入力（validation input）の状態を読み出す。
【００１７】
安全ユニット２は、スイッチＫ３、Ｋ４のコンタクトと直列に接続されたバリデーション入力Ｓ８から信号を受信し、この入力の妥当性が確認された場合に、安全リレーＫ１、Ｋ２が起動される。
【００１８】
インタフェースユニット４は、読出ユニットＬ０〜Ｌ９と、プログラマブルコントローラのバスをインタフェースし、また、ガルバニ絶縁を確保する。
【００１９】
最初の故障の性質と無関係に安全機能が動作するためには、入力の所に、緊急押しボタンあるいは二重コンタクト位置スイッチを設ける必要がある。
【００２０】
以下にこのモジュールの動作について説明する。
【００２１】
緊急停止ボタンＳ４〜Ｓ７がいったんリセットされるか、位置スイッチＳ０〜Ｓ３が閉じられると、バリデーション入力Ｓ８上のパルスによって、安全リレーＫ１、Ｋ２が付勢され、この結果、２つの安全出力回路Ａ３−Ｏ１とＡ３−Ｏ２が閉じる。すると、安全出力（端子Ａ３−Ｏ１とＡ３−Ｏ２）のコンタクトＫ１、Ｋ２が閉じる。
【００２２】
このモジュールは、緊急停止装置の押しボタンあるいは位置スイッチの状態、リターンループ、および、出力回路の制御状態を読み出し、これらデータは、プログラマブルコントローラの中央処理ユニットに入力ビットとして送られる。
【００２３】
緊急停止ボタンＳ４〜Ｓ７の一つを押した場合、あるいは、外部電源が失われた場合は、直ちに、コンタクトＫ１、Ｋ２が開き、この結果、この安全回路が開かれる。コンタクトＳ０〜Ｓ３が開いた場合も、これら２つの安全回路は開く。
【００２４】
本発明の範囲を逸脱することなく、多様な修正、細部の改善、同等な手段の使用などが可能なことは明らかであり、これらも本発明に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモジュールを表す概略構成図である。
【図２】本発明によるモジュールの動作を示す機能チャートである。
【符号の説明】
１ モジュール
２ ハードワイヤード安全ユニット
４ インタフェースユニット
Ｓ４〜Ｓ７ 一連のコンタクト（緊急停止ボタン）
Ｓ０〜Ｓ３ 一連のコンタクト
Ｋ１、Ｋ２ 安全リレー
Ａ３、Ｏ１、Ｏ２ 出力
Ｋ３、Ｋ４ 電気装置
Ｌ０〜Ｌ９ 読出ユニット
Ｌ１〜Ｌ２ 外部電源ライン
Ｓ８ バリデーション入力

Claims (6)

1. 非常停止ボタンを含む第１のコンタクト群と、
   開放コンタクト群および位置のスイッチ群の一つを含む第2のコンタクト群と、
   前記第１のコンタクト群を介してDC電源に、また前記第2のコンタクト群を介して０ボルト電荷に接続されたハードワイアード安全ユニットと、
   電力線上に配された電気装置に接続される出力に接続されて前記ハードワイアード安全ユニットにより制御される安全リレーと、
   前記第１のコンタクト群および前記第2のコンタクト群に並行に結線され、前記第1のコンタクト群の各々および前記第2のコンタクト群の各々に対して独立した読出動作を行うように構成されて前記第1のコンタクト群および前記第2のコンタクト群の状態を読出し、かつ前記安全リレーに接続された出力から前記安全リレーの状態を読出すように構成され、プログラマブルコントローラの診断のために設計された読出ユニットと
   をそなえたことを特徴とするプログラマブルコントローラの中央処理ユニットと通信するモニタリングモジュール。
2. 請求項1記載のモジュールにおいて、
   前記読出ユニットは、それぞれディスクリート部品を有することを特徴とするモジュール。
3. 請求項1記載のモジュールにおいて、
   前記読出ユニットのための電源供給端子を有することを特徴とするモジュール。
4. 請求項1記載のモジュールにおいて、
   前記ハードワイアード安全ユニットは、バリデーション入力に接続されたことを特徴とするモジュール。
5. 請求項４記載のモジュールにおいて、
   前記読出ユニットの少なくとも一つは、前記バリデーション入力を読出すように構成されたことを特徴とするモジュール。
6. 請求項１記載のモジュールにおいて、
   前記読出ユニットのための電源供給端子を有することを特徴とするモジュール。

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