JP4352237B2

JP4352237B2 - センサ

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Publication number: JP4352237B2
Application number: JP2004036783A
Authority: JP
Inventors: 義和真嶋; 晋水原
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: JP2005229390A

Description

この発明は、近接センサや光電センサ等のセンサに係り、特に、検知レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間に基づいて動作の安定・不安定状態を判別するようにした自己診断機能搭載型のセンサに関する。

自己診断機能搭載型のセンサとしては、受光レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間に基づいて動作の安定・不安定状態を判別し、判別結果に基づいて自己診断出力を生成するようにした光電センサが知られている（例えば特許文献１参照）。尚、このような動作不安定状態（本来得られるべき受光レベルの低減化）は、センサ投受光面の汚れ等に起因して発生する。
特開平０９−０８３３３１号公報

当業者によく知られているように、この種の自己診断機能は、一般には、センサ動作が不安定状態になったことを上位装置等へ知らせるための機能と、安定表示灯の点灯・消灯を通じて現場作業員にセンサ動作の安定・不安定状態を通知する機能とを兼備している。一般には、安定表示灯は安定状態時に常時点灯しており、少しでも動作が不安定状態になった時点で作業員等が気づくように、不安定状態に入った比較的初期の段階で消灯し、動作が安定状態に復帰すると再度点灯する。一方、センサ動作が不安定状態になったことを上位装置等へ知らせるための所謂自己診断出力は、制御装置の動作停止・開始に直接関連する重要なものであることから、センサが動作不安定状態へと変化したことが十分に確認された後に生成される。もっとも、この自己診断出力についても、センサ動作が安定状態に復帰したことが確認されたときには再度出力が停止（オフ）される。いずれにせよ、一般には、自己診断出力が生成されているときには、安定表示灯は消灯されているのが常であり、また、自己診断出力が再度オフすると、安定表示灯が再点灯するように構成されている。

図１１は従来の光電センサにおける受光量変化と自己診断出力との関係を示す図である。尚、同図に示される例は、市販の光電センサを使用した場合の一例であり、この光電センサにあっては、受光レベルが物体検知用しきい値（ＯＮ点）の前後一定範囲内（±１５％）に所定時間（０．３秒）継続して止まったとき、不安定状態になったものと判定し、その旨を上位装置等へ通知するための自己診断出力が生成される。光電センサとしては、透過型、反射型、更には回帰反射型のものが知られているが、同図（ａ）に示されるように、透過型や回帰反射型のものにあっては、もっぱら、ワーク（検知対象物体）が検知対象領域に存在しないときに自己診断出力が生成される（不安定状態が発生する）。また、反射型光電センサにあっては、同図（ｂ）に示されるように、もっぱら、ワーク（検知対象物体）が検知対象領域に存在するときに自己診断出力が生成される（不安定状態が発生する）。

ところで、特に、光電センサにあっては、図１２に示されるように、搬送路（Ｒ）上に設置された複数のセンサ（同図では反射型光電センサａ、ｂ〜ｎが図示されている）、或いは図示を省略するが複数の搬送路上に設置された各々のセンサの検知出力及び自己診断出力を１台の上位装置（例えばＰＬＣ）（Ｐ）に統括して取り込むシステムが構築されることが多い。尚、図１２において（Ｗ）はワーク（検知対象物体）を示している。

上述のように、複数の光電センサの出力を１台の上位装置に取り込もうとすると、必然的に、図１３（ａ）に示されるように、１台のセンサに対して自己診断出力入力用ポート（ポート番号（２），（４），（６），（８））及び検知出力入力用ポート（ポート番号（１），（３），（５），（７））の２種の入力ポートを上位装置側に設けることが必要となり、コスト高となる。そこで、同図（ｂ）に示されるように、自己診断出力に関しては、複数のセンサ間でワイアードオア接続を行い、上位装置側の自己診断出力入力用ポート（ポート番号２）を１つとすることにより、上位装置側の入力ポート数を低減させる方法も提案されている。しかしながら、同図（ｂ）に示される方法を採用すると、自己診断出力が上位装置側で検知されたとき、その自己診断出力がどのセンサで生成されたものであるのかが分からないという問題があった。これは、先述したように、センサ回路の構成上、センサ動作が不安定状態になって自己診断出力が一時的に生成されても、再び安定状態に復帰すると、安定表示灯も再点灯してしまうためである。

すなわち、例えば図１１（ａ）に示した透過型（回帰反射型）光電センサのようにワークが検知対象領域にないときに限って不安定状態が検出されるような場合には、ワークが検知対象領域にないときに不安定状態が検出されて一度自己診断出力が生成されても、再度ワークが検知対象領域を通過しはじめると自己診断出力はオフしてしまい安定表示灯も再点灯するため、図１３（ｂ）のようなワイアードオア接続を採用したセンサシステムにあっては、ＰＬＣで自己診断出力が検知されてから作業員が現場（搬送路付近）に駆けつけても、ワークが検知対象領域を完全に通過するまではどのセンサが自己診断出力を生成したのかを判別することはできない。同様に、例えば図１１（ｂ）に示した反射型光電センサのようにワークが検知対象領域にあるときに限って不安定状態が検出されるような場合には、ワークが検知対象領域を通過してしまった後には自己診断出力がオフしてしまい安定表示灯も再点灯するため、図１３（ｂ）のようなワイアードオア接続を採用したセンサシステムにあっては、ＰＬＣで自己診断出力が検知されてから現場（搬送路付近）駆けつけても、ワークが検知対象領域を通過した後ではどのセンサが自己診断出力を生成したのかを判別することはできない。

この発明は、上述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、センサが一度でも自己診断出力を生成したときには、安定表示灯或いは別途設けた自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることで、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、センサが不安定状態になったことを一目で認識できるようにしたセンサを提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、複数のセンサの自己診断出力を１台の上位装置に取り込むようにしたセンサシステムにおいて、自己診断出力を上位装置に取り込むためのセンサと上位装置との接続（配線）をワイアードオア接続とすることで、配線や上位装置側へのポート増設等に掛かるコストを最小限に抑えることができる一方、上位装置側で自己診断出力が検知されたときには、個々のセンサの安定表示灯或いは別途設けた自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることで、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、どのセンサが不安定状態になったかを一目で認識できるようにしたセンサシステムを提供することにある。

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下に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であろう。

上記課題を解決するために、本発明のセンサは、検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、前記自己診断出力を保持する保持回路と、を具備することを特徴とする。

『センサ』には、自己診断出力を生成する各種のセンサ、例えば近接センサ、光電センサ等が含まれる。

『検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する』とあるが、診断態様は様々である。一例では、検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に継続して所定時間止まったとき不安定状態レベルにあると診断する。また、他の一例では、検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった累積時間が所定時間を超えたとき不安定状態レベルにあると診断する。いずれにせよ、「検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間」に基づいて診断が行われる。

『第１の不安定状態レベル』、『第２の不安定状態レベル』とあるが、これらは同一のレベルであってもよい。もっとも、一般には、先述したように、安定表示灯は、不安定状態に入った比較的初期の段階で消灯するのが好ましく、また、自己診断出力は、センサが不安定状態へと変化したことが十分に確認された後に生成されるのが好ましいと考えられることから、第２の不安定状態レベルは第１の不安定状態レベルよりも十分に高く設定されるのが理想的と思われる。

そして、このようなセンサによれば、自己診断出力が一旦生成された後には、保持回路の出力で安定表示灯を消灯状態に維持させることが可能となる。或いは、保持回路の出力に基づいて点灯状態が制御される自己診断履歴表示灯を別途に設けておき、自己診断出力が一旦生成された後には、保持回路の出力でこの自己診断履歴表示灯を点灯又は消灯状態に維持させるようにすることも可能となる。このため、自己診断出力が生成されたときには、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域に検知対象物体の有る無しに拘わらず、センサが不安定状態になったことを安定表示灯或いは自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることにより一目で認識することができる。殊に、複数のセンサの自己診断出力をＰＬＣ等の上位装置に取り込むシステムを構築する場合、本発明のセンサを採用すれば、どのセンサが自己診断出力を生成したのかを個々のセンサの表示灯を見ることにより確認することができるから、自己診断出力を上位装置に取り込むためのセンサと上位装置との接続をワイアードオア接続とすることができるため、配線やＰＬＣ側へのポート増設等に掛かるコストを最小限に抑えることができる。

本発明にあっては、所定周期で所定幅のパルスを出力する点滅信号発生器を更に設け、安定表示灯の点灯状態を、当該点滅信号発生器の出力と前記保持回路の出力との論理積に基づいて制御するようにすることもできる。

このような態様によれば、自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は安定表示灯が点灯される一方、自己診断出力が一旦生成された後にあっては、保持回路の出力がオン状態に維持されるため、点滅信号発生器の出力と前記保持回路の出力との論理積は“１”（オン）と“０”（オフ）とを所定周期で繰り返すこととなり、結果、安定表示灯は点滅状態に維持されることとなる。このような態様によっても、自己診断出力が一旦生成された後には、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域に検知対象物体の有る無しに拘わらず、センサが不安定状態になったことを安定表示灯の点灯状態を見ることにより一目で認識することができる。

別の一面から見た本発明は、１又は２以上の搬送路を流れる物品を検知するための１又は２以上のセンサと、それらセンサの個々の自己診断出力を取り込む１台の上位装置からなるセンサシステムとして捉えることもできる。この場合にも、センサには、検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、前記自己診断出力を保持する保持回路と、が具備される。

尚、このセンサシステムにおいても、『センサ』としては、自己診断出力を生成するものであれば、近接センサ、光電センサ等各種のセンサに適用可能である。

そして、本発明のセンサシステムによれば、自己診断出力を上位装置（例えばＰＬＣ等）に取り込むためのセンサと上位装置との接続（配線）をワイアードオア接続としても、上位装置側で不安定状態を示す自己診断出力が一旦検知されたときには、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域に検知対象物体の有る無しに拘わらず、現場（搬送路付近）に行けば、どのセンサが不安定状態を示す自己診断出力を生成したのかを直ちに目視により確認することができる。したがって、配線やＰＬＣ側へのポート増設等に掛かるコストを最小限に抑えることができる。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、センサが一度でも自己診断出力を生成したときには、安定表示灯或いは別途設けた自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることで、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、センサが不安定状態になったことを一目で認識可能なセンサが実現される。

また、本発明によれば、複数のセンサの自己診断出力を１台の上位装置に取り込むようにしたセンサシステムであって、自己診断出力を上位装置に取り込むためのセンサと上位装置との接続をワイアードオア接続とすることで、配線や上位装置側へのポート増設等に掛かるコストを最小限に抑えることができる一方、上位装置側で自己診断出力が検知されたときには、個々のセンサの安定表示灯或いは別途設けた自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることで、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、どのセンサが不安定状態になったかを一目で認識できるようにしたセンサシステムが実現される。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明のほんの一例を示すものに過ぎず、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲の記載によってのみ規定されるものである。

先述したように、本発明は、自己診断出力を生成するものであれば、近接センサ、光電センサ（反射型、透過型、回帰反射型）等各種のセンサに適用可能であるが、以下の実施形態では、反射型光電センサをその一例として示す。

本発明が適用された反射型光電センサの外観図が図１に示されている。同図に示されるように、この光電センサ１は、筐体（センサケース）１０に、検出光を投受光するための投受光用窓１１と、電源線、検知出力線及び自己診断出力線を含む電気コード１２と、後述する安定表示灯、自己診断履歴表示灯、検知表示灯を含む表示灯１３と、しきい値（感度）を変更するための感度調整スイッチ１４と、ダークオンモード・ライトオンモードを切り換えるための切換スイッチ１５とを具備している。

図１に示す反射型光電センサの上端部の内部構造を示す一部破断斜視図が図２に示されている。同図に示されるように、表示灯カバー１３の下方には、安定表示灯（緑色ＬＥＤ）１３ａと、自己診断履歴表示灯（青色ＬＥＤ）１３ｂと、検知表示灯（橙色ＬＥＤ）１３ｃとが配置されている。同図には詳細に示されていないが、安定表示灯１３ａと自己診断履歴表示灯１３ｂの上方には導光部材（ガラス）１３０が配置されており、この導光部材１３０が両表示灯からの照射光を外部へと導く役割を担っている。同様に、検知表示灯１３ｃの上方にも、もう一体の導光部材１３０が配置されている。尚、これら表示灯１３ａ、１３ｂ、１３ｃの発光態様については後述する。

本発明に係る反射型光電センサの回路構成が図３に示されている。同図において符号１００は図４にてその詳細が示される制御回路（ＩＣ）を、符号１２０は制御回路１００から得られる投光タイミングで検出光を投射する発光素子を含む投光回路を、符号１２１はフォトダイオード、受光増幅アンプを含み受光信号を生成して制御回路１００へと送出する受光回路を、符号１３ａは制御回路１００から送出される表示灯用出力信号（Ｓ４）を受けて点灯する安定表示灯を、符号１３ｂはラッチ回路１２８の出力を受けて点灯する自己診断履歴表示灯を、符号１３ｃは制御回路１００から送出される検知出力信号（Ｓ２）を受けて点灯する検知表示灯を、符号１２５は各回路要素へ電源を供給するための電源回路をそれぞれ示している。また、符号１２６は制御回路１００から送出される自己診断出力信号（Ｓ３）を上位装置（ＰＬＣ）へ送る自己診断出力へ変換するための出力回路を、符号１２７は制御回路１００から送出される検知出力信号（Ｓ１）を上位装置へ送る検知出力（物体検知有無信号）に変換するための出力回路を、符号１２２、符号１２３、符号１２４は、それぞれの表示灯（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を点灯・消灯するための点消灯回路をそれぞれ示している（詳細は図５参照）。

図３に示される制御回路の詳細が図４に示されている。制御回路１００には、同図（ｂ）に示されるしきい値Ｖｔｈ１（この例では検知用しきい値Ｖｔｈ２の＋１５％のレベル）を比較値として有するコンパレータ１０１（ＣＭＰ１）と、検知用しきい値Ｖｔｈ２を比較値として有するコンパレータ１０２（ＣＭＰ２）と、しきい値Ｖｔｈ３（この例では検知用しきい値Ｖｔｈ２の−１５％のレベル）を比較値として有するコンパレータ１０３（ＣＭＰ３）とを有する。図３に示した受光回路１２１から送出される受光信号は、これら３つのコンパレータにそれぞれ入力され、それらコンパレータはそれぞれの比較値と受光信号とを比較して２値化信号を出力する。コンパレータ２の出力は、外部機器制御用の検知出力（Ｓ１、Ｓ２）として利用される。一方、コンパレータ１の出力は、この例では投光タイミング（１００μｓ周期）を規定する発振器１０４の出力をクロックとしてフリップフロップ１０５に保持される。同様にコンパレータ２の出力は、発振器１０４の出力をクロックとしてフリップフロップ１０６に保持される。フリップフロップ１０５とフリップフロップ１０６の出力は、ＥＸＯＲ（排他的論理和）回路１０８を介して、発振器１０４の出力をクロックとして１２ビットアップダウンカウンタ１１０に取り込まれる。

すなわち、制御回路１００内では、１００μｓｅｃ毎に、受光信号が検知用しきい値Ｖｔｈ２の±１５％の範囲内にあるか否かが判定され、当該範囲内にあるときには、カウンタ１１０のカウント値が“１”インクリメントされ、当該範囲内に無いときには、カウント値が“１”ディクリメントされる。そして、カウンタ１１０のカウント値が“０”になると、動作安定状態を示す安定状態信号が出力され、この出力が、表示灯用出力（Ｓ４）を生成するためのＲＳフリップフロップ１１２の“Ｓ（リセット）”、及び、自己診断出力信号（Ｓ３）を生成するためのＲＳフリップフロップ１１１の“Ｒ（リセット）”端子にそれぞれ入力される。すなわち、安定状態にあるときには、表示灯用出力（Ｓ４）はオン状態に維持され、自己診断出力信号（Ｓ３）はオフ状態に維持される。また、カウンタ１１０のカウント値が“６４”に到達すると、第１の不安定状態レベル信号が出力され、この出力が表示灯用出力（Ｓ４）を生成するためのＲＳフリップフロップ１１２の“Ｒ（リセット）”に入力される。したがって、第１の不安定状態レベルを超えている期間は、表示灯用出力（Ｓ４）はオフ状態に維持されることとなる。また、カウンタ１１０のカウント値が“４０９５”に到達すると、第２の不安定状態レベル信号が出力され、この出力が自己診断出力信号（Ｓ３）を生成するためのＲＳフリップフロップ１１１の“Ｓ（セット）”に入力される。したがって、第２の不安定状態レベルを超えている期間は、自己診断出力信号（Ｓ３）はオン状態に維持されることとなる。

以上の説明から明らかであるように、本実施形態の光電センサにあっては、受光信号が検知用しきい値Ｖｔｈ２の±１５％の範囲内にある時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断している。そして、安定表示灯１３ａは、安定状態にある期間は点灯され、第１の不安定状態レベルを超えている期間は消灯されている。また、自己診断出力（Ｓ３）は、第２の不安定状態レベルを超えてから、安定状態に復帰するまでの期間、出力がオンとなる。

以上が、本実施形態の光電センサの基本動作である。

図３に戻り、本発明の要部について説明する。本発明の光電センサが従来の自己診断機能搭載型の光電センサと大きく異なる点は、自己診断出力信号（Ｓ３）の出力を保持するラッチ回路１２８と、自己診断履歴表示灯１３ｂとを具備する点にある。

本発明の要部となる回路要素を抽出して示した回路図が図５に示されている。同回路図から明らかであるように、本実施形態の光電センサにあっては、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持されるよう構成されている。このラッチ回路１２８により保持された出力は自己診断履歴表示灯１３ｂの点消灯回路１２３へと供給されるため、自己診断出力がひとたび生成されると、自己診断履歴表示灯１３ｂは、電源がリセットされるまで青色の点灯状態に維持されることとなる。このとき、同図符号１２９のアンド回路及び反転回路１３０の配置から明らかなように、安定表示灯１３ａは、表示灯用出力信号（Ｓ４）が出力され、かつ、自己診断出力信号（Ｓ３）がオフしている期間は点灯状態に維持されているが、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持され、その反転出力がアンド回路１２９に入力されるため、電源がリセットされるまで消灯状態に維持されることとなる。

したがって、本実施形態の光電センサによれば、センサが一度でも自己診断出力を生成したときには、電源がリセットされるまで安定表示灯１３ａが消灯し続け、かつ別途設けた自己診断履歴表示灯１３ｂが点灯し続けるため、自己診断出力が生成された後すぐに安定状態に復帰した場合であっても、表示灯１３を見ることで、検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、センサが不安定状態になったことを一目で認識可能なセンサが実現される。

次に、上述の実施形態を第１実施形態として、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係る反射型光電センサの回路構成が図６に示されている。尚、同図において、図３に示した第１実施形態のものと同一構成の箇所には同一符号を付してその説明を省略するものとする。

第２実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、第２実施形態にあっては、第１実施形態では設けられていた自己診断履歴表示灯１３ｂを具備しない点にある。

第２実施形態の要部となる回路要素を抽出して示した回路図が図７に示されている。同回路図から明らかであるように、第２実施形態の光電センサにあっても、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持されるよう構成されている。第２実施形態においては、このラッチ回路１２８により保持された出力は同図符号１３０の反転回路に入力される。すなわち、第２実施形態においては、安定表示灯１３ａは、表示灯用出力信号（Ｓ４）が出力され、かつ、自己診断出力信号（Ｓ３）がオフしている期間は点灯状態に維持されているが、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持され、その反転出力がアンド回路１２９に入力されるため、電源がリセットされるまで消灯状態に維持されることとなる。

したがって、第２実施形態の光電センサによれば、センサが一度でも自己診断出力を生成したときには、電源がリセットされるまで安定表示灯１３ａが消灯し続けるため、表示灯１３の発光色に緑色が含まれるか否かを見ることで、自己診断出力が生成されたか否かを、検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、一目で認識可能なセンサが実現される。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態に係る反射型光電センサの回路構成が図８に示されている。尚、同図において、図３に示した第１実施形態のものと同一構成の箇所には同一符号を付してその説明を省略するものとする。

第３実施形態の要部となる回路要素を抽出して示した回路図が図９に示されている。同回路図から明らかであるように、第３実施形態の光電センサにあっても、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持されるよう構成されている。この第３実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、制御回路１００’内に、点滅信号発生器１４０が具備されている点にある。この点滅信号発生器１３０は、所定周期で所定幅のパルス（点滅信号（Ｓ５））を常時出力するものである。この点滅信号（Ｓ５）は、同図符号１３２に示されるアンド回路に入力される。そして、ラッチ回路１２８の出力はアンド回路１３２及び反転回路１３４に入力される。そして、同図に示されるオア回路１３１、アンド回路１３２、アンド回路１３３及び反転回路１３４の配置から明らかなように、第３実施形態の光電センサは、以下のように動作する。

すなわち、第３実施形態においては、安定表示灯１３ａは、表示灯用出力信号（Ｓ４）が出力され、かつ、自己診断出力信号（Ｓ３）がオフしている期間は、アンド回路１３３の出力がオンとなっているため点灯状態に維持されるが、自己診断出力信号（Ｓ３）がひとたび生成されると、その出力がラッチ回路１２８により保持され、その反転出力がアンド回路１３４に入力されるため、アンド回路１３３の出力はオフ状態に維持される。このとき、アンド回路１３２には、ラッチ回路１２８の出力が継続して入力される一方、点滅信号（Ｓ５）が断続的に入力されるため、安定表示灯１３ａは点滅状態に維持されることとなる。

したがって、第３実施形態によれば、センサが一度でも自己診断出力を生成したときには、電源がリセットされるまで安定表示灯１３ａが点滅し続けるため、安定表示灯が点滅しているか否かを確認することにより、自己診断出力が生成されたか否かを、検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、一目で認識可能なセンサが実現される。

最後に、本発明に係るセンサシステムの構成を図１０に示す。同図に示されるように、このセンサシステムにあっては、上記第１乃至第３実施形態に示した何れかの反射型光電センサが４機（１ａ〜１ｄ）使用されている。

このセンサシステムにあっては、１台のセンサに対して１つの検知出力入力用ポート（ポート番号（１）、（３）、（４）、（５））がＰＬＣ２００の側に設けられている。これに対し、各センサ１ａ〜１ｄの自己診断出力に関しては、４台のセンサ間でワイアードオア接続を行い、ＰＬＣ２００側の自己診断出力入力用ポート（ポート番号（２））を１つとすることにより、ＰＬＣ側の入力ポート数の低減化を実現させている。このようなことが可能となるのは、４台のセンサの自己診断出力をＰＬＣ２００に取り込むためのセンサとＰＬＣ２００との接続（配線）をワイアードオア接続としても、ＰＬＣ２００側で自己診断出力が検知されたときには、個々のセンサの安定表示灯或いは別途設けた自己診断履歴表示灯の点灯状態を見ることで、安定状態復帰後であっても、かつ検知対象領域にワークの有る無しに拘わらず、どのセンサが不安定状態になったかを一目で認識できるために他ならない。

このように、本発明に係るセンサシステムによれば、配線や上位装置側へのポート増設等に掛かるコストを最小限に抑えることが可能となる。

尚、上述の説明では、反射型の光電センサを一例として示したが、本発明は、先にも述べたように、近接センサ、光電センサ（反射型、透過型、回帰反射型）等、自己診断機能搭載型の各種のセンサに適用可能である。

本発明に係る反射型光電センサの外観図である。図１に示す反射型光電センサの上端部の内部構造を示す一部破断斜視図である。本発明に係る反射型光電センサの回路構成図である。図３に示される制御回路の詳細を説明するための図である。本発明の要部となる回路要素を抽出して示す図である。本発明の第２実施形態に係る反射型光電センサの回路構成図である。第２実施形態の要部となる回路要素を抽出して示す図である。本発明の第３実施形態に係る反射型光電センサの回路構成図である。第３実施形態の要部となる回路要素を抽出して示す図である。本発明に係るセンサシステムの構成図である。従来の光電センサにおける受光量変化と自己診断出力との関係を説明するための図である。従来の光電センサの使用例を示す図である。従来のセンサシステムの構成図である。

符号の説明

１反射型光電センサ
１０センサケース
１１投受光用窓
１２電気コード
１３表示灯
１３ａ安定表示灯（緑色ＬＥＤ）
１３ｂ自己診断履歴表示灯（青色ＬＥＤ）
１３ｃ検知表示灯（橙色ＬＥＤ）
１４感度調整スイッチ
１５検知モード切換スイッチ
１００制御回路（ＩＣ）
１０１，１０２，１０３コンパレータ（比較器）
１０４発振器
１０５，１０６フリップフロップ
１０７，１０９反転回路
１０８ＥＸＯＲ回路
１１０１２ビットアップダウンカウンタ
１１１，１１２ＲＳフリップフロップ
１２０投光回路
１２１受光回路
１２２点消灯回路
１２３点消灯回路
１２４点消灯回路
１２５電源回路
１２６，１２７出力回路
１２８ラッチ回路
１３０導光部材
１４０点滅信号発生器
２００ＰＬＣ

Claims

検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて点灯状態が制御される自己診断履歴表示灯と、を具備することを特徴とするセンサ。
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて前記安定表示灯を強制的に消灯状態に制御する手段と、
を具備することを特徴とするセンサ。
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
所定周期で所定幅のパルスを出力する点滅信号発生器と、を具備し、
安定表示灯は、当該点滅信号発生器の出力と前記保持回路の出力との論理積に基づいて点灯状態が制御されることを特徴とするセンサ。
受光レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて点灯状態が制御される自己診断履歴表示灯と、を具備することを特徴とする光電センサ。
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて前記安定表示灯を強制的に消灯状態に制御する手段と、
を具備することを特徴とする光電センサ。
受光レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
所定周期で所定幅のパルスを出力する点滅信号発生器と、を具備し、
安定表示灯は、当該点滅信号発生器の出力と前記保持回路の出力との論理積に基づいて点灯状態が制御されることを特徴とする光電センサ。
１又は２以上の搬送路を流れる物品を検知するための１又は２以上のセンサと、それらセンサの個々の自己診断出力を取り込む１台の上位装置からなるセンサシステムであって、
前記センサは、
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて点灯状態が制御される自己診断履歴表示灯と、を具備することを特徴とするセンサシステム。
１又は２以上の搬送路を流れる物品を検知するための１又は２以上のセンサと、それらセンサの個々の自己診断出力を取り込む１台の上位装置からなるセンサシステムであって、
前記センサは、
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
前記保持回路の出力に基づいて前記安定表示灯を強制的に消灯状態に制御する手段と、
を具備することを特徴とするセンサシステム。
１又は２以上の搬送路を流れる物品を検知するための１又は２以上のセンサと、それらセンサの個々の自己診断出力を取り込む１台の上位装置からなるセンサシステムであって、
前記センサは、
検出レベルが物体検知用しきい値の前後一定範囲内に止まった時間を監視することにより、センサ動作が安定状態レベルにあるか不安定状態レベルにあるかを診断する自己診断手段と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は点灯される一方、センサ動作が第１の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は消灯される安定表示灯と、
自己診断手段により安定状態レベル内にあることが確認されている間は出力が停止される一方、センサ動作が前記第１の不安定状態レベル以上の第２の不安定状態レベルを超えていることが確認されている間は自己診断出力を生成する自己診断出力生成手段と、
前記自己診断出力を保持する保持回路と、
所定周期で所定幅のパルスを出力する点滅信号発生器と、を具備し、
前記安定表示灯は、当該点滅信号発生器の出力と前記保持回路の出力との論理積に基づいて点灯状態が制御されることを特徴とするセンサシステム。