JP4238690B2 - Setting structure and safety controller using it - Google Patents
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Description
本発明は、各種の機器の機能設定などに好適な設定構造およびそれを用いたセーフティコントローラに関し、更に詳しくは、工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の安全回路に好適なセーフティコントローラに関する。 The present invention relates to a setting structure suitable for function setting of various devices and a safety controller using the same, and more particularly to a safety controller suitable for a safety circuit of machine equipment such as a machine tool or an industrial robot.
従来から各種の機器においては、アドレスや動作モードなどの各種の機能を設定するために設定用スイッチが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
図17は、従来の設定構造の一例を示すものであり、例えば、機器における動作モードなどを設定するものである。 FIG. 17 shows an example of a conventional setting structure, for example, for setting an operation mode in the device.
同図において、110は4a接点を有する設定用スイッチであり、111はこの設定用スイッチ110の設定内容に応じた動作モードで制御を行なうマイクロコンピュータなどからなる制御回路である。この例では、設定用スイッチ110では、ユーザが4つのa接点によって4ビットの設定を行い、制御回路111は、この4ビットの設定データX1〜X4に応じた制御を行なうものである。
In the figure,
しかしながら、このような設定構造では、設定用スイッチ110に、接点の接触不良や短絡などの故障が生じた場合には、ユーザが意図した内容と異なる内容が設定されてしまうことになる。
However, in such a setting structure, when a failure such as a contact failure or short circuit of the contact occurs in the
特に、機械設備の運転の安全を確保するための安全機器においては、このように設定内容が意図した内容と異なる場合には、それを検知して安全側に動作する、すなわち、フェイルセーフでなくてはならいない。 In particular, in a safety device for ensuring the safety of operation of machinery and equipment, if the set content is different from the intended content, it is detected and operated safely, i.e. not fail-safe. Do not be.
そこで、図18に示されるように、設定用スイッチ1101,1102および制御回路1111,1112を2つにして二重化を図ったものがある。両設定用スイッチ1101,1102に同一の内容を設定し、2つの制御回路1111,1112では、互いにその設定データX1〜X4,Y1〜Y4を転送し、この転送されたデータと設定されたデータとをそれぞれ比較して同一の設定内容であるか否かを判断するものである。
Therefore, as shown in FIG. 18 , there is a configuration in which the setting switches 110 1 , 110 2 and the
このような設定構造では、例えば、一方の設定用スイッチ1101に、接点の接触不良や短絡などの故障が生じた場合には、両設定用スイッチスイッチ1101,1102による設定内容が相違することになり、設定に異常を検知してユーザに報知するといった適宜の措置をとることが可能となる。
In such a setting structure, for example, when one of the
しかしながら、このような設定構造では、2つの設定用スイッチ1101,1102に同一の設定を行なわねばならず、設定作業が煩雑になるという課題がある。
However, in such a setting structure, the same setting must be performed for the two
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、同一内容の設定作業の繰り返しを不要とし、しかも、設定の異常を検知できるようにした設定構造およびそれを用いたセーフティコントローラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a setting structure that does not require repeated setting work with the same content and that can detect a setting abnormality, and a safety controller using the setting structure. The purpose is to provide.
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明の設定構造は、第1の接点側または第2の接点側に切換え操作される切換え接点を有する設定用スイッチからなる設定手段と、前記第1の接点側の入力と前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知する検知手段とを備えるものであって、前記検知手段は、第1の制御回路と第2の制御回路を備え、前記第1,第2の制御回路には、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1の制御回路は、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2の制御回路に与え、前記第2の制御回路は、前記第2の接点側の入力を前記第1の制御回路に与え、前記第1,第2の制御回路は、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知するものである。 That is, the setting structure of the present invention comprises setting means comprising a setting switch having a switching contact that is switched to the first contact side or the second contact side, the input on the first contact side, and the second And detecting means for detecting an abnormality in setting by logically inverting one of the inputs on the contact side and comparing the logically inverted input with the other input , the detecting means The first control circuit and the second control circuit are provided, and the first and second control circuits are given inputs on the first and second contact sides, respectively. The first contact side input is logically inverted and applied to the second control circuit, and the second control circuit supplies the second contact side input to the first control circuit, and The first and second control circuits are configured such that the logically inverted input on the first contact side and the second contact are Which detects the abnormality of the settings by comparing side input and respectively.
ここで、設定手段とは、第1の接点側または第2の接点側に切換え設定できる設定用スイッチをいい、好ましくは、スライドスイッチやロッカスイッチなどのディップスイッチ、あるいは、ジャンパスイッチなどをいう。 Here, the setting means refers to a setting switch that can be switched to the first contact side or the second contact side, and preferably a DIP switch such as a slide switch or a rocker switch, or a jumper switch.
本発明によると、設定手段は、第1の接点側または第2の接点側に切換え設定されるので、第1の接点側に設定されていないときには、第2の接点側に設定されている、あるいは、第2の接点側に設定されていないときには、第1の接点側に設定されているべきであり、したがって、検知手段では、第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とに基づいて、設定手段による設定が正しく行なわれているか否か、すなわち、設定に異常があるときには、それを検知することができ、しかも、設定手段は、1個でよく、同一内容の設定作業を繰り返す必要がない。 According to the present invention, the setting means is switched and set to the first contact side or the second contact side, so when it is not set to the first contact side, it is set to the second contact side. Alternatively, when it is not set to the second contact side, it should be set to the first contact side. Therefore, in the detection means, the first contact side input and the second contact side input Based on the above, whether or not the setting by the setting means is correctly performed, that is, when there is an abnormality in the setting, it can be detected, and only one setting means is required and setting work with the same contents is possible. There is no need to repeat.
また、前記設定手段は、前記第1の接点側または前記第2の接点側に切換え操作される切換え接点を有する設定用スイッチであり、前記検知手段は、前記第1の接点側の入力または前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知するものである。 Further, the setting means is a setting switch having a switching contact that is switched to the first contact side or the second contact side, and the detection means is an input on the first contact side or the Either one of the inputs on the second contact side is logically inverted, and the logically inverted input is compared with the other input to detect a setting abnormality.
本発明によると、上述のように、設定手段では、第1の接点側に設定されていないときには、第2の接点側に設定されている、あるいは、第2の接点側に設定されていないときには、第1の接点側に設定されているべきであるので、第1の接点側または第2の接点側を、ハイレベル(H)またはローレベル(L)に対応させることにより、一方の接点側の入力を論理反転すると、他方の接点側の入力と等しくなることになる。したがって、検知手段では、論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知することができる。 According to the present invention , as described above, when the setting means is not set to the first contact side, the setting means is set to the second contact side, or is not set to the second contact side. Since the first contact side or the second contact side should correspond to the high level (H) or the low level (L), the first contact side should be set to the first contact side. Is logically inverted, it becomes equal to the input on the other contact side. Therefore, the detection means can detect the setting abnormality by comparing the logically inverted input with the other input.
更に、前記検知手段は、第1の制御回路と第2の制御回路を備え、前記第1,第2の制御回路には、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1の制御回路は、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2の制御回路に与え、前記第2の制御回路は、前記第2の接点側の入力を前記第1の制御回路に与え、前記第1,第2の制御回路は、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知するものである。Further, the detection means includes a first control circuit and a second control circuit, and the first and second control circuits are respectively given inputs on the first and second contact sides, The first control circuit logically inverts the input on the first contact side and gives the input to the second control circuit, and the second control circuit applies the input on the second contact side to the first control circuit. The first and second control circuits are provided to the control circuit, and detect the setting abnormality by comparing the first contact side input and the second contact side input which are logically inverted. .
本発明によると、検知手段は、第1,第2の制御回路を備えているので、この二つの制御回路によって、設定の異常を検知する処理を二重化することができ、安全性を高めることができる。According to the present invention, since the detection means includes the first and second control circuits, the two control circuits can double the process of detecting the setting abnormality, thereby improving safety. it can.
本発明のセーフティコントローラは、入力機器からの入力に基づいて、安全出力制御対象に安全出力を与えて機械設備の運転を制御するセーフティコントローラであって、前記安全出力として半導体出力を与える安全出力部と、他のセーフティコントローラに接続用出力を与える接続出力部と、第1の接点側または第2の接点側に切換え操作される切換え接点を有する設定用スイッチと、前記入力機器からの入力および前記設定用スイッチからの設定に基づいて、プログラムに従って前記安全出力および前記接続用出力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の接点側の入力または前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知するものであって、前記制御部は、二つの第1,第2のCPUを備え、第1,第2のCPUには、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1のCPUは、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2のCPUに与え、前記第2のCPUは、前記第2の接点側の入力を前記第1のCPUに与え、前記第1,第2のCPUは、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知するものである。
The safety controller of the present invention is a safety controller that controls the operation of a mechanical facility by giving a safety output to a safety output control target based on an input from an input device, and a safety output unit that gives a semiconductor output as the safety output When a connection output section providing a connection output to another safety controller, and setting switch having a switching contact which is switched operation on the first contact side and the second contact side, the input and the from said input device A control unit that controls the safety output and the connection output according to a program based on a setting from a setting switch, and the control unit includes an input on the first contact side or an input on the second contact side. either type the logical inversion of the input, it is one that detects an abnormality of the settings by comparing the logically inverting input and the other input The control unit includes two first and second CPUs, and the first and second CPUs are given inputs on the first and second contact sides, respectively. The first contact side input is logically inverted and applied to the second CPU, and the second CPU supplies the second contact side input to the first CPU, and the first and first CPUs. The
ここで、入力機器とは、当該セーフティコントローラに対する入力を与える機器をいい、例えば、非常停止スイッチ、セーフティドアスイッチ、セーフティリミットスイッチ、セーフティライトカーテンなどをいう。 Here, the input device refers to a device that gives an input to the safety controller, such as an emergency stop switch, a safety door switch, a safety limit switch, and a safety light curtain.
安全出力制御対象とは、当該セーフティコントローラの出力である安全出力によって制御される対象をいい、例えば、マグネットコンタクタ、モータコントローラ、可変モータ、PLCなどをいう。 The safety output control target refers to a target controlled by a safety output that is an output of the safety controller, for example, a magnet contactor, a motor controller, a variable motor, a PLC, or the like.
機械設備とは、各種の工作機械、産業用ロボットなどをいう。 Mechanical equipment refers to various machine tools, industrial robots, and the like.
また、機械設備の運転を制御するとは、機械設備の起動・停止の制御や動作速度の制御などをいう。 Also, controlling the operation of the mechanical equipment means starting / stopping control of the mechanical equipment, operation speed control, and the like.
接続用出力とは、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの接続に用いられる出力をいう。 The connection output is an output used for connection between the safety controller and another safety controller.
本発明によると、第1の接点側または第2の接点側に切換え操作される切換え接点を有する設定用スイッチを備えているので、制御部では、第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とに基づいて、設定用スイッチの設定に異常があるときには、それを検知することができ、しかも、設定用スイッチは、1個でよく、同一内容の設定作業を繰り返す必要がない。 According to the present invention, since the setting switch having the switching contact that is switched to the first contact side or the second contact side is provided, the control unit includes the input on the first contact side and the second contact. If there is an abnormality in the setting of the setting switch based on the input on the side, it can be detected, and moreover, only one setting switch is required, and it is not necessary to repeat the setting operation with the same contents.
また、本発明によると、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える安全出力部と、安全出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。また、接続用出力を用いて他のセーフティコントローラを、当該セーフティコントローラと容易に関連付けることができる。 In addition, according to the present invention, the conventional relay having a built-in electromagnetic relay is provided with a safety output unit that gives a safety output that is a semiconductor output to a safety output control target and a control unit that controls the safety output according to a program. Unlike a unit, it is not necessary to build a safety circuit with a relay sequence, the number of wires can be reduced, and even if the manufacturer wants to change part of the system according to the user's request This can be easily handled by changing the software. Further, another safety controller can be easily associated with the safety controller using the connection output.
また、前記制御部は、前記第1の接点側の入力または前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知するものである。 In addition, the control unit logically inverts either the first contact side input or the second contact side input, and compares the logically inverted input with the other input for setting. This is to detect abnormalities.
本発明によると、設定用スイッチの第1の接点側または第2の接点側を、ハイレベル(H)またはローレベル(L)に対応させることにより、制御部では、論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知することができる。 According to the present invention , by making the first contact side or the second contact side of the setting switch correspond to the high level (H) or the low level (L), the control unit allows the logically inverted input to A setting abnormality can be detected by comparing with the input.
前記制御部は、二つの第1,第2のCPUを備え、第1,第2のCPUには、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1のCPUは、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2のCPUに与え、前記第2のCPUは、前記第2の接点側の入力を前記第1のCPUに与え、前記第1,第2のCPUは、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知するものである。 Prior Symbol controller comprises two first, second CPU, the first, the second CPU, the first input of the second contact side is given, respectively, said first CPU is The first contact side input is logically inverted and applied to the second CPU, and the second CPU supplies the second contact side input to the first CPU, The second CPU detects the setting abnormality by comparing the first contact side input and the second contact side input which are logically inverted.
本発明によると、制御部は、第1,第2のCPUを備えているので、この二つのCPUによって、設定の異常を検知する処理およびその他の制御処理を二重化することができ、安全性を高めることができる。 According to the present invention, since the control unit includes the first and second CPUs, it is possible to duplicate the processing for detecting the setting abnormality and the other control processing by the two CPUs. Can be increased.
本発明の他の実施態様においては、他のセーフティコントローラから出力される接続用出力が接続用入力として与えられる接続入力部を備え、前記制御部は、前記入力機器からの入力、前記設定用スイッチからの設定および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、前記安全出力および前記接続用出力を制御するものである。 In another embodiment of the present invention, a connection input unit to which a connection output output from another safety controller is given as a connection input is provided, and the control unit includes an input from the input device, and the setting switch. The safety output and the connection output are controlled based on the setting from the connection and the connection input from the connection input unit.
この実施態様によると、他のセーフティコントローラから与えられる接続用入力に、当該セーフティコントローラの安全出力や接続用出力の出力状態を関連付けることが可能となる。 According to this embodiment, it is possible to associate the safety output of the safety controller and the output state of the connection output with the connection input given from another safety controller.
本発明の更に他の実施態様においては、前記接続用出力が、論理接続用の半導体出力であり、前記制御部は、前記プログラムに従って、前記入力機器からの入力および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、論理演算を行なって前記安全出力および前記接続用出力を制御するものである。 In still another embodiment of the present invention, the connection output is a semiconductor output for logical connection, and the control unit is configured to input from the input device and connect from the connection input unit according to the program. Based on the input, a logical operation is performed to control the safety output and the connection output.
ここで、論理接続用とは、当該セーフティコントローラに接続される他のセーフティコントローラを、例えば、論理積や論理和といった論理によって関連付けて接続するためのものをいう。 Here, “for logical connection” refers to a connection for connecting other safety controllers connected to the safety controller in association with logic such as logical product or logical sum.
この実施態様によると、入力機器からの入力および接続入力部からの接続用入力の論理演算を行なって、その結果を安全出力や接続用出力とすることができるので、当該セーフティコントローラと他のセーフティコントローラとの安全出力や接続用出力を、論理積や論理和といった論理によって関連付けることが可能となる。 According to this embodiment, the logical operation of the input from the input device and the connection input from the connection input unit can be performed, and the result can be used as a safety output or a connection output. The safety output and connection output with the controller can be related by logic such as logical product or logical sum.
本発明の一実施態様においては、前記設定用スイッチは、前記接続入力部からの接続用入力の有効/無効を設定するものであり、前記制御部は、前記設定用スイッチによって無効が設定されたときには、前記接続用入力を無効として前記安全出力および接続用出力を制御するものである。 In one embodiment of the present invention, the setting switch sets validity / invalidity of a connection input from the connection input unit, and the control unit is set to invalid by the setting switch . In some cases, the safety input and the connection output are controlled by invalidating the connection input.
この実施態様によると、複数のセーフティコントローラの間の配線を変更することなく、接続用出力の有効/無効を容易に選択できることになる。 According to this embodiment, the validity / invalidity of the connection output can be easily selected without changing the wiring between the plurality of safety controllers.
本発明の他の実施態様においては、前記制御部は、設定の異常が検知されたときには、前記安全出力および前記接続用出力を、機械設備の稼動を禁止する危険側に対応する出力とするものである。 In another embodiment of the present invention, when a setting abnormality is detected, the control unit sets the safety output and the connection output to an output corresponding to a danger side that prohibits the operation of the mechanical equipment. It is.
この実施態様によると、設定の異常が検知されると、機械設備の稼動を禁止するので、安全を確保することができる。 According to this embodiment, when a setting abnormality is detected, the operation of the mechanical equipment is prohibited, so that safety can be ensured.
以上のように本発明によれば、同一内容の設定作業を繰り返すことなく、設定の異常を検知することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to detect a setting abnormality without repeating the setting operation with the same content.
また、本発明のセーフティコントローラによれば、半導体出力である安全出力を安全出力制御対象に与える安全出力部と、安全出力を、プログラムに従って制御する制御部とを備えているので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減できるとともに、ユーザの要求に応じて、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。 Further, according to the safety controller of the present invention, the safety controller includes a safety output unit that gives a safety output as a semiconductor output to a safety output control target, and a control unit that controls the safety output according to a program. Unlike conventional relay units, it is not necessary to build a safety circuit with relay sequences, and the number of wires can be reduced. In addition, when the manufacturer wants to change part of the system according to the user's request However, it can be easily handled by changing the software.
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る設定構造のブロック図であり、例えば、機器における動作モードなどを設定するものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a setting structure according to an embodiment of the present invention, for example, for setting an operation mode in a device.
この実施の形態では、4c接点を有するディップスイッチなどからなる設定用スイッチ100と、この設定用スイッチ100の第1の接点側、例えば、b接点側の入力が与えられる第1の制御回路101と、第2の接点側、例えば、a接点側の入力が与えられる第2の制御回路102とを備えている。第1,第2の制御回路101,102は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、設定内容に応じた動作制御を行うとともに、後述のようにして設定の異常を検知する検知手段としての機能を有する。
In this embodiment, a setting
この設定用スイッチ100は、4つのc接点100−1〜100−4を備えており、電源信号ラインVccに接続された各切換え接点を、a接点100−1a〜100−4a側またはb接点100−1b〜100−4b側に切換え設定することができ、4ビットのデータを設定することができる。
The setting
第1の制御回路101には、設定用スイッチ100のb接点100−1b〜100−4b側からの4つの入力が与えられる一方、第2の制御回路102には、設定用スイッチ100のa接点100−1a〜100−4a側からの4つの入力が与えられる。
The
第1の制御回路101は、b接点100−1b〜100−4b側からの入力X1〜X4を論理反転し、この論理反転した入力を、第2の制御回路102に与える。第2の制御回路102は、a接点100−1a〜100−4a側の入力X1〜X4を、そのまま第1の制御回路101に与える。
The
第1の制御回路101は、論理反転したb接点100−1b〜100−4b側の入力と、第2の制御回路102からのa接点100−1a〜100−4a側の入力X1〜X4とを比較する。第2の制御回路102は、a接点100−1a〜100−4a側の入力と、第1の制御回路101からの論理反転されたb接点100−1b〜100−4b側の入力とを比較する。
The
設定用スイッチ100は、その切換接点が、a接点100−1a〜100−4a側またはb接点100−1b〜100−4b側に切換え設定されるので、設定操作が終了した状態では、各切換え接点は、a接点100−1a〜100−4a側またはb接点100−1b〜100−4b側のいずれかの状態にあるはずである。
Since the switching contact of the setting
したがって、電源信号ラインVccに接続されている切換え接点が、設定されている一方側の接点(a接点またはb接点)の入力がハイレベル(H)であるとすると、他方側の接点(b接点またはa接点)の入力はローレベル(L)であるはずであり、一方側の接点の入力を論理反転すると、他方側の接点の入力と等しくなるはずである。 Therefore, if the switching contact connected to the power supply signal line Vcc is set to the high level (H) of the one side contact (a contact or b contact) set, the other contact (b contact) Or contact a) should be at a low level (L), and if the input of one contact is logically inverted, it should be equal to the input of the other contact.
例えば、図1においては、設定用スイッチ100は、4つのc接点100−1〜100−4の全てが、b接点100−1b〜100−4b側に設定されている。したがって、正常な状態では、b接点100−1b〜100−4b側の入力は、「HHHH」であり、論理反転したb接点100−1b〜100−4b側の入力は、「LLLL」となり、a接点100−1a〜100−4a側の入力は、「LLLL」となる。
For example, in FIG. 1, in the setting
したがって、第1,第2の制御回路101,102は、a接点100−1a〜100−4a側の入力と、論理反転されたb接点100−1b〜100−4b側の入力とを比較し、一致したときには、正しい設定であるとして設定内容に応じた動作制御を行なう一方、一致しなかったときには、設定スイッチ100などの故障による設定の異常であるとして、その旨を報知するなどの適宜の措置をとるものである。
Therefore, the first and
以下、この実施の形態における設定用スイッチ100の故障などによる設定の異常の検知動作について、図2〜図5に基づいて説明する。なお、図2〜図5においては、簡略化のために、二つのc接点を有する設定用スイッチ100に適用して説明する。また、これらの図においては、制御回路のブロック内に、概略処理を併せて示している。
Hereinafter, an operation for detecting a setting abnormality due to a failure of the setting
(1)設定用スイッチの接触不良
例えば、設定用スイッチ100の二つの第1,第2のc接点100−1,100−2の内、第1のc接点100−1が、接触不良となった場合について説明する。
(1) Contact failure of setting switch For example, of the two first and second c contacts 100-1 and 100-2 of the setting
今、図2に示されるように、設定用スイッチ100の第1のc接点100−1は、その切換え接点がb接点100−1b側に設定され、第2のc接点100−2は、その切換え接点がa接点100−2a側に設定されているとする。なお、103は抵抗である。
Now, as shown in FIG. 2, the switching contact of the first c contact 100-1 of the setting
第1の制御回路101の入力ポートには、第1,第2のc接点100−1,100−2のb接点100−1b,100−2b側の入力が与えられる一方、第2の制御回路102の入力ポートには、第1,第2のc接点100−1,100−2のa接点100−1a,100−2a側の入力が与えられる。
The input port of the
第1の制御回路101は、二つの入力ポートのデータを取得し、取得したデータを論理反転したデータ(以下「ネガティブデータ」という)を、第2の制御回路102に転送する一方、第2の制御回路102から転送されるデータ(以下「ポジティブデータ」という)を取得し、ネガティブデータとポジティブデータとを比較して設定の異常の有無を判断する。
The
第2の制御回路102は、二つの入力ポートのデータを取得し、ポジティブデータとして確定し、このポジティブデータを、第1の制御回路101に転送する一方、第1の制御回路101から転送されるネガティブデータを取得し、ネガティブデータとポジティブデータとを比較して設定の異常の有無を判断する。
The
設定用スイッチ100の第1のc接点100−1は、接触不良であるので、第1の制御回路101の入力は、「HL」ではなく、「LL」となる。一方、第2の制御回路102の入力であるポジティブデータは、「LH」となる。
Since the first c contact 100-1 of the setting
第1の制御回路101は、その入力「LL」を論理反転してネガティブデータとし、このネガティブデータ「HH」を、第2の制御回路102に転送する一方、第2の制御回路102は、その入力であるポジティブデータ「LH」を、第1の制御回路101に転送する。
The
第1の制御回路101は、ネガティブデータ「HH」と、ポジティブデータ「LH」とを比較し、両者が一致しないので、異常である判断し、同様に、第2の制御回路102は、ネガティブデータ「HH」と、ポジティブデータ「LH」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断する。
The
これによって、第1,第2の制御回路101,102は、設定の異常であるとして、その旨を報知するなどの適宜の処理を行うものである。
Accordingly, the first and
このようにして、設定用スイッチの接触不良による設定の異常を検知することができる。 In this way, it is possible to detect a setting abnormality due to poor contact of the setting switch.
また、接触不良と同様に、設定が不充分な状態、すなわち、切換え接点が、a接点側およびb接点側のいずれの側にも設定されていない状態も設定なしとして検知することができる。 Similarly to the contact failure, a state where the setting is insufficient, that is, a state where the switching contact is not set on either the a contact side or the b contact side can be detected as no setting.
(2)設定用スイッチの端子間の短絡
(2−1)例えば、図3に示されるように、設定用スイッチ100の第1,第2のc接点100−1,100−2のb接点100−1b,100−2b側の端子間で短絡が生じた場合について説明する。
(2) Short circuit between terminals of setting switch (2-1) For example, as shown in FIG. 3,
設定用スイッチ100による設定は、上述と同様、すなわち、第1のc接点100−1は、その切換え接点がb接点100−1b側に設定され、第2のc接点100−2は、その切換え接点がa接点100−2a側に設定されているとする。
The setting by the setting
第1,第2のc接点100−1,100−2のb接点100−1b,100−2b側の端子間は、短絡しているので、第1の制御回路101の入力は、「HL」ではなく、「HH」となる。一方、第2の制御回路102の入力であるポジティブデータは、「LH」となる。
Since the terminals of the first and second c contacts 100-1 and 100-2 on the b contacts 100-1b and 100-2b side are short-circuited, the input of the
第1の制御回路101は、その入力「HH」を論理反転してネガティブデータとし、このネガティブデータ「LL」を、第2の制御回路102に転送する一方、第2の制御回路102は、その入力であるポジティブデータ「LH」を、第1の制御回路101に転送する。
The
第1の制御回路101は、ネガティブデータ「LL」と、ポジティブデータ「LH」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断し、同様に、第2の制御回路102は、ネガティブデータ「LL」と、ポジティブデータ「LH」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断する。
The
このようにして、設定用スイッチ100の第1,第2のc接点100−1,100−2間の短絡による設定異常を検知することができる。
In this way, a setting abnormality due to a short circuit between the first and second c contacts 100-1 and 100-2 of the setting
(2−2)例えば、図4に示されるように、設定用スイッチ100の第1のc接点100−1のa接点100−1a側とb接点100−1b側との間で短絡が生じた場合について説明する。
(2-2) For example, as shown in FIG. 4, a short circuit occurred between the a contact 100-1a side and the b contact 100-1b side of the first c contact 100-1 of the setting
設定用スイッチ100による設定は、上述と同様、すなわち、第1のc接点100−1は、その切換え接点がb接点100−1b側に設定され、第2のc接点100−2は、その切換え接点がa接点100−2a側に設定されているとする。
The setting by the setting
第1のc接点100−1のa接点100−1a側とb接点100−1b側との間は、短絡しているので、第1の制御回路101の入力は「HL」であるが、第2の制御回路102の入力であるポジティブデータは、「LH」ではなく、「HH」となる。
Since the a contact 100-1a side and the b contact 100-1b side of the first c contact 100-1 are short-circuited, the input of the
第1の制御回路101は、その入力「HL」を論理反転してネガティブデータとし、このネガティブデータ「LH」を、第2の制御回路102に転送する一方、第2の制御回路102は、その入力であるポジティブデータ「HH」を、第1の制御回路101に転送する。
The
第1の制御回路101は、ネガティブデータ「LH」と、ポジティブデータ「HH」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断し、同様に、第2の制御回路102は、ネガティブデータ「LH」と、ポジティブデータ「HH」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断する。
The
このようにして、設定用スイッチ100のc接点の短絡による設定異常を検知することができる。
In this way, it is possible to detect a setting abnormality due to a short circuit of the c contact of the setting
(3)設定用スイッチの電源信号用ラインの断線
例えば、図5に示されるように、電源信号用ラインVccが断線した場合について説明する。
(3) Disconnection of power supply signal line of setting switch For example, a case where the power supply signal line Vcc is disconnected as shown in FIG. 5 will be described.
設定用スイッチ100による設定は、上述と同様、すなわち、第1のc接点100−1は、その切換え接点がb接点100−1b側に設定され、第2のc接点100−2は、その切換え接点がa接点100−2a側に設定されているとする。
The setting by the setting
設定用スイッチの電源信号用ラインVccが断線しているので、第1の制御回路101の入力は「HL」ではなく、「LL」となり、第2の制御回路102の入力であるポジティブデータは、「LH」ではなく、「LL」となる。
Since the power supply signal line Vcc of the setting switch is disconnected, the input of the
第1の制御回路101は、その入力「LL」を論理反転してネガティブデータとし、このネガティブデータ「HH」を、第2の制御回路102に転送する一方、第2の制御回路102は、その入力であるポジティブデータ「LL」を、第1の制御回路101に転送する。
The
第1の制御回路101は、ネガティブデータ「HH」と、ポジティブデータ「LL」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断し、同様に、第2の制御回路102は、ネガティブデータ「HH」と、ポジティブデータ「LL」とを比較し、両者が一致しないので、異常であると判断する。
The
このようにして、設定用スイッチ100の電源信号用ラインVccの断線による設定異常を検知することができる。
In this way, it is possible to detect a setting abnormality due to disconnection of the power supply signal line Vcc of the setting
図6は、以上の設定異常の検知動作を説明するためのフローチャートであり、同図(a)は第1の制御回路101の動作を、同図(b)は第2の制御回路102の動作をそれぞれ示している。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the above-described setting abnormality detection operation. FIG. 6A shows the operation of the
設定の監視処理においては、先ず、第1の制御回路101では、b接点側の入力データを取得し(ステップN1)、論理反転してネガティブデータとし(ステップN2)、このネガティブデータを、第2の制御回路102に転送するとともに、第2の制御回路102からのポジティブデータを取得する(ステップN3)。
In the setting monitoring process, first, the
一方、第2の制御回路102は、a接点側の入力データを、ポジティブデータとして取得し(ステップn1)、このポジティブデータを第1の制御回路101に転送するとともに、第1の制御回路101からのネガティブデータを取得する(ステップn2)。
On the other hand, the
第1,第2の制御回路101,102は、それぞれ取得したポジティブデータとネガティブデータとを比較し(ステップN4,n3)、一致したときには、正常であるとして正常処理、すなわち、設定内容に応じた処理を実行し(ステップN5,n4)、一致しないときには、設定異常が発生したとして異常処理、例えば、LEDなどによって異常を報知し、例えば、制御出力を停止する(ステップN6,n5)。
First and
このようにして、この実施の形態では、設定用スイッチ100の接触不良、短絡、電源信号用ラインの断線などによる設定の異常を検知することができ、しかも、一つの設定用スイッチ100による設定でよく、図18のように二つの設定用スイッチで同一内容の設定を繰り返して行なう必要がない。
In this way, in this embodiment, it is possible to detect a setting abnormality due to a contact failure of the setting
なお、以上の設定の監視処理は、設定操作の際に行なわれるが、設定が終了して制御動作を開始した後の制御動作中に行なってもよい。 The setting monitoring process described above is performed during the setting operation, but may be performed during the control operation after the setting is completed and the control operation is started.
また、この実施の形態では、二つの制御回路101,102を備えているので、制御処理の二重化を図って信頼性を高めることができ、安全機器などの設定構造として好適である。
In this embodiment, since the two
安全機器では、設定が行なれ、その設定に基づいて、機械設備の運転が開始された後には、安全機器の設定が変更されるのを禁止したい場合がある。 In the safety device, there is a case where the setting can be performed and it is desired to prohibit the setting of the safety device from being changed after the operation of the machine facility is started based on the setting.
このような場合に対応するために、第1,第2の制御回路101,102は、運転開始前に設定されたデータを、それぞれ記憶しておき、運転が開始された後には、設定用スイッチ100によって設定されるデータを、運転開始前のデータと比較し、一致しないときには、運転を停止するようにしてもよい。
In order to cope with such a case, the first and
なお、この実施の形態では、各制御回路101,102には、a接点側の入力またはb接点側の入力のいずれかの入力を与えたけれども、本発明の他の実施の形態として、各制御回路101,102には、a接点側の入力およびb接点側の入力を共に与えるようにしてもよく、この場合には、上述の実施の形態のように、入力データを互いに転送する必要がない。
In this embodiment, each of the
(実施の形態2)
次に、本発明に係る設定構造を備えたセーフティコントローラについて説明する。
(Implementation of the second embodiment)
Next, a safety controller provided with the setting structure according to the present invention will be described.
図7は、本発明の一つの実施の形態に係るセーフティコントローラを用いたシステムの構成例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a system using the safety controller according to one embodiment of the present invention.
この実施の形態のセーフティコントローラは、安全が確保されている状態の時のみ図示しない工作機械や産業用ロボットなどの機械設備の動力に電源を供給する安全回路を構成するものである。 The safety controller of this embodiment constitutes a safety circuit that supplies power to the power of machine equipment such as machine tools and industrial robots (not shown) only when safety is ensured.
この実施の形態のセーフティコントローラには、非常停止スイッチ2などの入力機器が接続される単機能ユニット3と、この単機能ユニット3に接続されるとともに、セーフティドアスイッチ1などの入力機器が接続される高機能ユニット4と、この高機能ユニット4にケーブル6を介して接続される増設ユニット5の3種類がある。
The safety controller of this embodiment is connected to a
この実施の形態では、高機能ユニット4が、上述の実施の形態と同様の設定構造を備えており、後述のように、ディップスイッチによって、動作モードを設定できるように構成されている。
In this embodiment, the high-
単機能ユニット3は、非常停止スイッチ2などの入力機器から入力が与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および高機能ユニット4に対する論理接続用出力としての内部安全出力を出力するものである。
The single-
ここで、論理接続用出力とは、この論理接続用出力を出力する単機能ユニット3と、論理接続用出力が与えられる高機能ユニット4とを論理接続するための出力をいう。
Here, the logic connection output means an output for logically connecting the
この実施の形態では、単機能ユニット3から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、論理接続用出力とは、その出力の状態が同じ、すなわち、安全出力が、機械設備の稼動を許容する安全側の出力状態であるときには、論理接続用出力も安全側の出力状態であり、また、安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側の出力状態であるときには、論理接続用出力も危険側の出力状態となる。
In this embodiment, the safety output output from the
そこで、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する本来の安全出力に対して、出力状態が同じである論理接続用出力を、内部安全出力という。 Therefore, an output for logical connection that has the same output state as an original safety output for a safety output control target such as a magnetic contactor is called an internal safety output.
高機能ユニット4は、非常停止スイッチやセーフティドアスイッチ1などの入力機器からの入力および単機能ユニット3や前段の高機能ユニット4から出力される内部安全出力が内部安全入力として与えられるとともに、工作機械等を駆動するモータ等への電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタなどに対する安全出力および後段の高機能ユニット4に対する論理接続用出力としての内部安全出力を出力するものである。
The high-
高機能ユニット4から出力される論理接続用出力である内部安全出力も上述と同様に、前段の高機能ユニット4と後段の高機能ユニット4とを論理接続するための出力である。
Similarly to the above, the internal safety output, which is a logical connection output output from the
また、高機能ユニット4から安全出力制御対象に対して出力される安全出力と、内部安全出力とは、その出力の状態は同じである。高機能ユニット4は、安全瞬時出力と安全オフディレー出力とを出力可能であるが、内部安全出力は、安全瞬時出力の出力状態と同じ出力状態となっている。
Further, the safety output output from the high-
ここで、安全瞬時出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、瞬時に危険側に切り換わる安全出力をいい、安全オフディレー出力とは、安全出力が安全側の状態において、安全入力が安全側から危険側に切り換わったときに、設定された時間に亘って安全側の状態を継続した後、遅れて危険側に切り換わる安全出力をいう。 Here, the instantaneous safety output is a safety output that instantly switches to the dangerous side when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side. Is the safety that switches to the dangerous side with a delay after continuing the safe state for the set time when the safety input switches from the safe side to the dangerous side when the safety output is on the safe side The output.
なお、図7においては、単機能ユニット3から高機能ユニット4に与えられる内部安全出力および前段の高機能ユニット4から後段の高機能ユニット4に与えられる内部安全出力を破線矢符でそれぞれ示しているが、この実施の形態では、高機能ユニット4には、単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4のいずれかからの内部安全出力が与えられる。
In FIG. 7 , the internal safety output given from the
増設ユニット5は、ケーブル6を介して高機能ユニット4に接続され、高機能ユニット4に同期した安全出力を、工作機械等を駆動するための電力の供給・遮断を行なう安全出力制御対象としてのマグネットコンタクタ等に対して出力するものである。
The
単機能ユニット3は、後述のように制御部を構成するCPUを搭載しており、二つの安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力および一つの内部安全出力を出力することができる。この実施の形態では、論理接続用の内部安全出力は、AND接続用の内部安全出力となっている。二つの安全入力には、安全規格上の二重化のために、1個の非常停止スイッチなどからの入力が与えられる。
The single-
また、単機能ユニット3は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、単機能ユニット3は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
Further, the
この単機能ユニット3は、図8の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子7を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)および安全瞬時出力(EI)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部8を備えている。
As shown in the front view of FIG. 8 , the
高機能ユニット4は、単機能ユニット3と同様に、制御部としてのCPUを搭載しており、二つの安全入力および一つの内部安全入力を入力できるとともに、半導体出力(トランジスタ出力)である二つの安全瞬時出力、二つの安全オフディレー出力および論理接続用出力としての一つの内部安全出力、この実施の形態では、AND接続用の内部安全出力を出力することができる。
Like the
二つの安全入力には、単機能ユニット3と同様に、二重化のために、1個の非常停止スイッチや1個のセーフティドアスイッチなどからの入力が与えられる。
As with the
一つの内部安全入力は、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4からの内部安全出力が入力されるものであり、この内部安全入力によって、単機能ユニット3あるいは前段の高機能ユニット4に論理接続、この実施の形態では、AND接続されることになる。
One internal safety input is an input of the internal safety output from the single-
すなわち、この実施の形態では、この内部安全入力と、当該高機能ユニット4の二つの安全入力とがANDで論理接続されるものであり、内部安全入力の入力状態が安全側の状態であって、かつ、二つの安全入力の入力状態が安全側の入力状態であるときに、安全側の出力状態の安全出力を出力するものである。
That is, in this embodiment, this internal safety input and the two safety inputs of the high-
また、この高機能ユニット4は、安全瞬時出力に同期したモニタ出力および内部エラー時のエラー出力を出力することができる。さらに、高機能ユニット4は、フィードバック/リセット入力を入力することができる。
Further, the high-
この高機能ユニット4は、図9の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子9を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全入力1,2(T1,T2)、内部安全入力(AND)、フィードバック入力(FB)、安全瞬時出力(EI)および安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDで表示する表示部10を備えている。また、この高機能ユニット4は、増設ユニット5を接続するためのコネクタ11を備えており、増設ユニット5を5台まで接続することができる。
As shown in the front view of FIG. 9 , the high-
このコネクタ11を介して、安全瞬時出力、安全オフディレー出力、増設ユニット5のフィードバック入出力およびグランドの各信号の授受が行なわれる。
Via this
また、この高機能ユニット4は、図10の背面図に示されるように、DINレールに装着される部分に、開口が形成されており、この開口に臨むように、動作モードを設定する設定部を構成するディップスイッチ12およびロータリスイッチ13を備えている。
Further, as shown in the rear view of FIG. 10 , the high-
ディップスイッチ12は、a接点側またはb接点側に切換え設定される複数のc接点を有するものであり、上述の実施の形態の設定用スイッチ100に対応するものである。この実施の形態では、ディップスイッチ12によって、論理接続用の内部安全入力を、有効あるいは無効とする設定およびマニュアルリセットあるいはオートリセットの設定を行なうことができる。
The
また、ロータリスイッチ13によって、オフディレー時間などの設定が行なわれる。
The
増設ユニット5は、高機能ユニット4だけでは、出力点数が不足する場合に、必要に応じて増設されるものであり、複数の電磁リレーを内蔵している。この増設ユニット5は、高機能ユニット4からの安全瞬時出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力する瞬時タイプと、高機能ユニット4からの安全オフディレー出力に同期してリレー出力である三つの安全出力を出力するオフディレータイプとがある。
The
この増設ユニット5は、図11の正面図に示されるように、上下に複数の入出力用の端子14を備えるとともに、電源(PWR)、エラー状態(ERR)、安全瞬時出力(EI)または安全オフディレー出力(ED)の各状態をLEDでそれぞれ表示する表示部15を備えている。また、この増設ユニット5は、高機能ユニット4に接続するため、または、増設ユニット5を接続するためのコネクタ16を備えている。
As shown in the front view of FIG. 11 , the
図12は、高機能ユニット4のブロック図である。同図において、17,18は、制御部を構成する二つの第1,第2のCPUであり、各CPU17,18で同じ処理を実行するものであり、これによって、二重化を図っている。この第1,第2のCPU17,18が、上述の実施の形態の第1,第2の制御回路101,102に対応している。各CPU17,18は、CPU間通信ポートを介してソフト処理の同期をとるなどのために通信を行う。
FIG. 12 is a block diagram of the high-
19は、上述のディップスイッチ12,ロータリスイッチ13などの設定スイッチであり、この図12では、この設定スイッチ19からの入力が第1,第2のCPU17,18に共通に与えられるように示されているが、ディップスイッチ12については、上述の実施の形態と同様に、そのb接点側の入力が第1のCPU17に与えられ、そのa接点側の入力が第2のCPU18に与えられるようになっている。
そして、上述の実施の形態と同様に、第1のCPU17は、b接点側の入力を、論理反転して第2のCPU18に転送する一方、第2のCPU18は、a接点側の入力を第1のCPU17に転送し、各CPU17,18は、論理反転されたb接点側の入力とa接点側の入力とを比較してディップスイッチ12の設定の異常を検知するものである。
Similarly to the above-described embodiment, the
なお、このディップスイッチ12の設定の異常の検知は、上述の実施の形態の図2〜図5と同様であるので、その説明は省略する。
Note that detection of an abnormality in the setting of the
第1,第2のCPU17,18は、上述の実施の形態と同様にして設定の異常が検知されたときには、エラー表示を行なうとともに、安全出力および内部安全出力を、機械設備の稼動を禁止する危険側に出力とするものである。
The first and
また、図12において、20は設定スイッチ19からの設定内容を格納する不揮発性メモリ、21は上述の電源(PWR)やエラー状態(ERR)などの各状態を表示するLED、22は遅延ICを用いたウォッチドッグタイマ、23は各部に電源を供給する電源回路24の状態を監視する監視回路である。
In FIG. 12 , 20 is a non-volatile memory for storing the setting contents from the setting
また、25,26は二重化している安全入力の各1系統であり、例えば、1個のセーフティドアスイッチからの入力が与えられる。27は、フィードバック入力あるいはリセット入力が与えられるリセット入力回路である。
28は単機能ユニット3または前段の高機能ユニット4からの論理接続用入力である内部安全入力が与えられるAND入力回路、29,30は外部のパソコンなどとの通信用のRS232C回路および切替スイッチである。
28 is an AND input circuit to which an internal safety input as a logical connection input from the single-
31は瞬時用の安全出力回路、32はオフディレー用の安全出力回路、33は二重化用の出力ライン制御回路、34は後段の高機能ユニット4に対して内部安全出力を出力する内部安全出力回路、35は安全瞬時出力を、プログラマブルコントローラ(PLC)などにモニタ用として出力するモニタ出力回路、36は内部エラー時にエラー出力を与えるエラー出力回路、37は増設ユニット5を接続するためのコネクタである。
31 is an instantaneous safety output circuit, 32 is an off-delay safety output circuit, 33 is a duplex output line control circuit, and 34 is an internal safety output circuit that outputs an internal safety output to the subsequent high-
制御部としての第1,第2のCPU17,18は、安全入力回路25,26からの安全入力およびAND入力回路28からの内部安全入力に基づいて、プログラムに従って、安全出力回路31,32および内部安全出力回路34を制御して半導体出力(トランジスタ出力)である安全出力および内部安全出力を制御する。内部安全出力回路34は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The first and
図13は、図12の瞬時用の安全出力回路31、オフディレー用の安全出力回路32および出力ライン制御回路33の構成を示すブロック図であり、図12に対応する部分には、同一の参照符号を付す。この図13においては、第1のCPU17からの信号および第1のCPU17に対する信号を破線の矢符で示し、第2のCPU18からの信号および第2のCPU18に対する信号を一点鎖線の矢符でそれぞれ示している。
13, the
瞬時用の安全出力回路31は、二つの瞬時出力制御部38,39を備えており、オフディレー用の安全出力回路32は、二つのオフディレー出力制御部40,41を備えている。各出力制御部38〜41は、半導体出力用のトランジスタを備えている。
The instantaneous
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33には、第1,第2のCPU17,18からの駆動用信号S1,S2、ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号および電源回路24を監視する監視回路23からのPSM信号がそれぞれ与えられる。
The output
駆動用信号S1,S2が共にオンすることによって、電源ラインVLに電圧が印加されて各出力制御部38〜41に電源が供給される。
When the driving signals S1 and S2 are both turned on, a voltage is applied to the power supply line VL and power is supplied to the
ウォッチドッグタイマ22からのWDT信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、このWDT信号は、ウォッチドッグタイマ22にリセットがかからないときには、オフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The WDT signal from the
電源を監視する監視回路23からのPSM信号は、各出力制御部38〜41にも与えられており、電源異常が検知された場合には、このPSM信号がオフして全ての出力制御部38〜41の安全出力が、機械設備の稼動を禁止する危険側であるオフとなって安全を確保することができる。
The PSM signal from the
出力ライン制御回路33は、第1,第2のCPU17,18に対してモニタ用信号S4,S5をそれぞれ出力しており、このモニタ用信号S4,S5は、出力ライン制御回路33に故障(異常)が発生したり、あるいは、上述のWDT信号またPSM信号がオフしたときに、オンする。
The output
瞬時用の安全出力回路31の各瞬時出力制御部38,39には、第1のCPU17から瞬時出力の駆動用信号S6,S7がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S6,S7によって、安全瞬時出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理がそれぞれ制御される。すなわち、この駆動用信号S6,S7がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各瞬時出力端子42,43から安全側の状態であるオンの安全瞬時出力をそれぞれ出力する。
Instantaneous output drive signals S6 and S7 are respectively supplied from the
また、各瞬時出力制御部38,39は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S9,S10をそれぞれ出力しており、各瞬時出力制御部38,39が正常であれば、このモニタ用信号S9,S10は、駆動用信号S6,S7の反転論理の信号となる。
The instantaneous
オフディレー用の安全出力回路32の各オフディレー出力制御部40,41には、第2のCPU18からオフディレー出力の駆動用信号S12,S13がそれぞれ与えられ、この駆動用信号S12,S13によって、安全オフディレー出力のオン(安全側)/オフ(危険側)の論理が制御される。すなわち、この駆動用信号S12,S13がオンし、かつ、上述の電源ラインVLがオンしているときに、各オフディレー出力端子45,46から安全側の状態であるオンの安全オフディレー出力をそれぞれ出力する。
The off-delay
また、各オフディレー出力制御部40,41は、第1,第2のCPU17,18に対して、モニタ用信号S14,S15をそれぞれ出力しており、各オフディレー出力制御部40,41が正常であれば、このモニタ用信号S14,S15は、駆動用信号S12,S13の反転論理の信号となる。
The off-delay
安全出力二重化用の出力ライン制御回路33は、瞬時出力制御部38,39またはオフディレー出力制御部40,41に故障(異常)が発生した場合には、電源ラインVLをオフして瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフにして安全を確保する。
The output
逆に、この出力ライン制御回路33に、故障(異常)が発生した場合には、瞬時出力制御部38,39およびオフディレー出力制御部40,41によって瞬時出力端子42,43およびオフディレー出力端子45,46の安全出力を、すべてオフして安全を確保する。
On the contrary, when a failure (abnormality) occurs in the output
図14は、単機能ユニット3のブロック図であり、図12に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
Figure 14 is a block diagram of a single-
単機能ユニット3は、上述のAND入力回路28、オフディレー用の安全出力回路32、設定スイッチ19および増設ユニット用のコネクタ37が備えられておらず、その他は、基本的に上述の高機能ユニット4と同様である。
The
このように第1,第2のCPU17,18を有する制御部によって、プログラムに従って半導体出力である安全出力を制御するので、電磁リレーを内蔵した従来のリレーユニットのように、リレーシーケンスによって安全回路を構築する必要がなく、配線数を削減することができるとともに、メーカ側において、システムの一部を変更したいような場合にも、ソフトウェアの変更によって容易に対応できることになる。
In this way, the control unit having the first and
さらに、この実施の形態では、高機能ユニット4は、上述の実施の形態と同様に、ディップスイッチ12による設定の異常が生じた場合に、それを検知して、機械設備の稼動を禁止することができる。
Further, in this embodiment, the
次にユニットの動作を使用例に基づいて説明する。 Next, the operation of the unit will be described based on a usage example.
図15は、2台の高機能ユニット4−1,4−2とオフディレータイプの増設ユニット5との接続状態を示す図であり、図16は、そのタイムチャートである。なお、第2の高機能ユニット4−2の二つの安全入力を、便宜上、安全入力3,4と称する。
FIG. 15 is a diagram showing a connection state between the two high-function units 4-1 and 4-2 and the off-delay
この例では、第1の高機能ユニット4−1の端子T11,T12の安全入力1と、端子T21,T22の安全入力2とには、例えば、1個のセーフティドアスイッチの二つの接点がそれぞれ接続され、フィードバックループ47には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン50が直列に接続される。
In this example, the
また、瞬時出力端子S13,S23は、マグネットコンタクタ54,55に接続され、オフディレー出力端子S33,S43は、マグネットコンタクタ56,57に接続される。この第1の高機能ユニット4−1では、オフディレータイムとしてT=0が設定されている。内部安全出力端子LOは、第2の高機能ユニット4−2の内部安全入力端子LAに接続される。すなわち、第1の高機能ユニット4−1の内部安全出力が、後段の第2の高機能ユニット4−2のAND入力として与えられている。
The instantaneous output terminals S13 and S23 are connected to the
第2の高機能ユニット4−2の端子T11,T12の安全入力3と、端子T21,T22の安全入力4には、例えば、第1の高機能ユニット4−1のセーフティドアスイッチとは別の1個のセーフティドアスイッチが接続され、フィードバックループ69には、マグネットコンタクタのb接点が直列に接続されるとともに、リセットボタン70が直列に接続される。
The
また、瞬時出力端子S13,S23は、マグネットコンタクタ71,72に接続され、オフディレー出力端子S43,S53は、マグネットコンタクタ73,74に接続される。この第2の高機能ユニット4−2では、オフディレータイムとして一定時間Tが設定されている。
The instantaneous output terminals S13 and S23 are connected to the
複数の電磁リレーを内蔵した増設ユニット5のオフディレー出力端子75,76は、マグネットコンタクタ77,78に接続される。
The off-
第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて図16(a),(b)に示されるように、二つの安全入力1,2がオンし、さらに、図16(c)に示されるようにリセット入力がオフ、オン、オフされることによって、第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力がオンし、これによって、図16(d)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の各マグネットコンタクタ54〜57の主接点がオンしてモータ63,64が駆動されることになる。また、この第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力と同じ内部安全出力が第2の高機能ユニット4−2のAND入力として与えられる。
When the door of the safety door switch connected to the first high-function unit 4-1 is closed, as shown in FIGS. 16A and 16B, the two
第2の高機能ユニット4−2は、図16(f)に示される内部安全入力がオンしている状態で、かつ、第2の高機能ユニット4−2の安全出力が安全側になったときに、安全出力をオンする。この図16では、内部安全入力がオンしたときには、第2の高機能ユニット4−2に接続されているセーフティドアスイッチのドアが閉じられて、図16(g),(h)に示されるように、二つの安全入力3,4がオンしているので、図16(i)に示されるように、リセット入力がオフ、オン、オフすることによって、AND条件が成立し、図16(j),(k)に示されるように、第2の高機能ユニット4−2の安全瞬時出力および安全オフディレー出力がオンするとともに、図16(l)に示されるように、増設ユニット5の安全オフディレー出力がオンし、これによって、第2の高機能ユニット4−2および増設ユニット5の各マグネットコンタクタ71〜76がオンしてモータ79〜81が駆動されることになる。
The second high function unit 4-2 is in a state where the internal safety input shown in FIG. 16 (f) is on, and the safety output of the second high function unit 4-2 is on the safe side. When the safety output is turned on. In FIG. 16 , when the internal safety input is turned on, the door of the safety door switch connected to the second high function unit 4-2 is closed, as shown in FIGS. 16 (g) and 16 (h). In addition, since the two
この状態で、例えば、第1の高機能ユニット4−1に接続されているセーフティドアスイッチのドアが開かれると、図16(a),(b)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の二つの安全入力1,2がオフし、図16(d)に示されるように、第1の高機能ユニット4−1の安全瞬時出力がオフしてマグネットコンタクタ54〜57がオフしてモータ63,64への電源が遮断されるとともに、図16(e)に示されるように第2の高機能ユニット4−2に対する内部安全出力もオフする。なお、安全入力1,2は、同時にオンオフするのであるが、図16(b)には、安全入力2が遅れてオフした場合の例を示している。
In this state, for example, when the door of the safety door switch connected to the first high function unit 4-1 is opened, as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), the first high function and two
第2の高機能ユニット4−2は、第1の高機能ユニット4−1からの内部安全入力が、図16(f)に示されるようにオフすることによって、図16(j)に示されるように、安全瞬時出力がオフしてマグネットコンタクタ71,72がオフしてモータ79の電源を遮断し、さらに、図16(k)に示されるように、一定時間Tの遅延の後、安全オフディレー出力がオフするとともに、図16(l)に示されるように、増設ユニット5の安全オフディレー出力がオフし、これによって、各コンタクタ73,74,77,78がオフしてモータ80,81への電源が遮断されることになる。
The second high function unit 4-2 is shown in FIG. 16 (j) by turning off the internal safety input from the first high function unit 4-1 as shown in FIG. 16 (f). as such, the
このようにして、内部安全出力を用いた論理接続によって、第2の高機能ユニット4−2の安全出力を、第1の高機能ユニット4−1の安全出力に容易に関連付けることができる。 In this way, the safety output of the second high-function unit 4-2 can be easily associated with the safety output of the first high-function unit 4-1 by logical connection using the internal safety output.
(その他の実施の形態)
本発明の設定構造は、セーフティコントローラに限らず、PLCや保護継電器などの各種の機器の機能などの設定に適用できるものである。
(Other embodiments)
The setting structure of the present invention is not limited to a safety controller, and can be applied to setting of functions of various devices such as a PLC and a protective relay.
上述の実施の形態では、ANDによって論理接続したけれども、ANDに限らず、ORやXORなどによって論理接続してもよく、また、複数の論理接続を可能としてもよい。 In the above-described embodiment, logical connection is performed by AND. However, the logical connection is not limited to AND, and may be logical connection by OR, XOR, or the like, and a plurality of logical connections may be possible.
本発明の他の実施の形態として、単機能ユニットにも高機能ユニットと同様に、ディップスイッチなどの設定用スイッチを設けて動作モードの設定を行なえるようにするとともに、その設定の異常を検知できるようにしてもよい。 As another embodiment of the present invention, a setting switch such as a dip switch is provided in a single function unit as well as a high function unit so that an operation mode can be set and an abnormality in the setting is detected. You may be able to do it.
本発明は、各種機器、特に安全機器における機能設定などに有用である。 The present invention is useful for setting functions in various devices, particularly safety devices.
1 セーフティドアスイッチ
2 非常停止スイッチ
3 単機能ユニット
4 高機能ユニット
5 増設ユニット
17,18 第1,第2のCPU
31 瞬時用の安全出力回路
32 オフディレー用の安全出力回路
34 内部安全出力回路
100 設定用スイッチ
101,102 第1,第2の制御回路
1
31 Safety output circuit for
Claims (6)
前記第1の接点側の入力と前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知する検知手段とを備えるものであって、
前記検知手段は、第1の制御回路と第2の制御回路を備え、前記第1,第2の制御回路には、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1の制御回路は、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2の制御回路に与え、前記第2の制御回路は、前記第2の接点側の入力を前記第1の制御回路に与え、前記第1,第2の制御回路は、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知することを特徴とする設定構造。 A setting means comprising a setting switch having a switching contact that is switched to the first contact side or the second contact side;
Detection means for logically inverting one of the first contact side input and the second contact side input and comparing the logically inverted input with the other input to detect a setting abnormality Comprising :
The detection means includes a first control circuit and a second control circuit, and the first and second control circuits are given inputs on the first and second contact sides, respectively. The control circuit inverts the first contact side input and applies it to the second control circuit, and the second control circuit applies the second contact side input to the first control circuit. The first and second control circuits detect the setting abnormality by comparing the first contact side input and the second contact side input which are logically inverted, respectively. Setting structure.
前記安全出力として半導体出力を与える安全出力部と、A safety output unit for providing a semiconductor output as the safety output;
他のセーフティコントローラに接続用出力を与える接続出力部と、A connection output that provides connection output to other safety controllers;
第1の接点側または第2の接点側に切換え操作される切換え接点を有する設定用スイッチと、 A setting switch having a switching contact that is switched to the first contact side or the second contact side;
前記入力機器からの入力および前記設定用スイッチからの設定に基づいて、プログラムに従って前記安全出力および前記接続用出力を制御する制御部とを備え、 A controller that controls the safety output and the connection output according to a program based on an input from the input device and a setting from the setting switch;
前記制御部は、前記第1の接点側の入力または前記第2の接点側の入力のいずれか一方の入力を論理反転し、この論理反転した入力と他方の入力とを比較して設定の異常を検知するものであって、前記制御部は、二つの第1,第2のCPUを備え、第1,第2のCPUには、前記第1,第2の接点側の入力がそれぞれ与えられ、前記第1のCPUは、前記第1の接点側の入力を論理反転して前記第2のCPUに与え、前記第2のCPUは、前記第2の接点側の入力を前記第1のCPUに与え、前記第1,第2のCPUは、論理反転した前記第1の接点側の入力と第2の接点側の入力とをそれぞれ比較して設定の異常を検知することを特徴とするセーフティコントローラ。The control unit logically inverts one of the first contact side input and the second contact side input, and compares the logically inverted input with the other input to set an abnormality. The control unit includes two first and second CPUs, and the first and second CPUs are given inputs on the first and second contact sides, respectively. The first CPU logically inverts the input on the first contact side and gives it to the second CPU, and the second CPU inputs the input on the second contact side to the first CPU. The first and second CPUs detect the setting abnormality by comparing the first contact side input and the second contact side input, which are logically inverted, respectively. controller.
前記制御部は、前記入力機器からの入力、前記設定用スイッチからの設定および前記接続入力部からの接続用入力に基づいて、前記安全出力および前記接続用出力を制御する請求項2に記載のセーフティコントローラ。 3. The control unit according to claim 2, wherein the control unit controls the safety output and the connection output based on an input from the input device, a setting from the setting switch, and a connection input from the connection input unit. Safety controller.
前記制御部は、前記設定用スイッチによって無効が設定されたときには、前記接続用入力を無効として前記安全出力および接続用出力を制御する請求項3または4記載のセーフティコントローラ。5. The safety controller according to claim 3, wherein, when invalidity is set by the setting switch, the control unit invalidates the connection input and controls the safety output and the connection output. 6.
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