JPH02157994A - フェールセーフ信号出力方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、列車信号器の制御、電力制御その他各種の計
装制御システムに利用されるプログラマブルコントロー
ラのフェールセーフ信号出力方式に係わり、特にコント
ローラのスキャン周期に拘束されずに高周波のフェール
セーフ励振出力を得るフェールセーフ信号出力方式に関
する。

（従来の技術） 一般に、この種のフェールセーフ技術においては、いか
なる故障が発生しても必ず安全側に故陣することを保証
するフェールセーフ出力を得るために、安全側出力を“
０°または“１″のレベル信号、危険側出力を“０°と
“１°とを繰返す励振出力とするフェールセーフの考え
方が採用されている。すなわち、正常に動作していると
きには危険側出力であっても動的な“１“と“０”の繰
返し信号を発生させ、故障した場合には必ず安全側の静
的な′１°または“０”の信号を発生させる思想に立っ
ている。

従来、以上のような考えに基づいて第５図に示すような
装置が用いられている。この装置は、正常な動作のとき
、プログラマブルコントローラ１が自己のメインプログ
ラム内の全てのファンクションプログラムの実行終了ご
と、つまりスキャン周期（第６図（ａ）参照）に同期さ
せてレベル反転し第６図（ｂ）のような励振出力Ｓ１を
発生し、この信号Ｓ１を変圧器２および整流器３を介し
て直流に変換した後、被制御物４例えば信号器の場合に
は緑色となる様に駆動し、一方、故障動作のときにはプ
ログラマブルコントローラ１から“１”または“０”の
レベル信号を出力し、信号器を赤信号となる様に駆動す
る構成である。従って、上記装置は、プログラマブルコ
ントローラ１の７スキヤン周期に同期して励振出力Ｓ１
を得る構成であるので、その励振周期はプログラムの実
行周期（スキャン周期）で決定され、はぼ数１０〜数１
００ｍ５程度である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のように励振出力Ｓ１の周期が長い場合
、つまり低周波の励振出力の場合には変圧器自体に被制
御物４を駆動するに十分な余裕を持ちながらその変圧器
２を小型化できない問題があり、また実際に制御システ
ムに異常があるか否かは１スキヤン周期を終って見なけ
れば分らない問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、プログラマ
ブルコントローラのスキャン周期に同期させずにより高
周波の励振出力を得ることができ、これにより変圧器等
の小型化が図れ、また異常時にスキャン周期内でも安全
を確実に保証しうるフェールセーフ信号出力方式を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段および作用）本発明による
フェールセーフ信号出力方式は上記課題を解決するため
に、プログラマブルコントローラのメインプログラムが
複数のファンクションプログラムを有し、各ファンクシ
ョンプログラムの実行終了ごとに危険側出力または安全
側出力を出力バッファに保存し、一方、割込み処理プロ
グラムは前記メインプログラムのスキャン周期よりも高
速、かつ、定周期で前記出力バッファの内容をみながら
、危険側出力のとき出力レジスタを反転処理し、安全側
出力のとき出力レジスタを変化させずに出力するもので
ある。

また、本発明は、上記発明に加え、各ファンクションプ
ログラムの実行ごとにアップ更新するカウンタを設け、
割込処理プログラムは定周期ごとにカウンタの内容から
プログラムが動作しているか否かを判断し、カウンタの
なようが所定値に達していないか、あるいは所定値に達
した後変化していない場合には何ら出力レジスタに対し
て処理せず、所定値に達している場合またはその後変化
している場合には前記出力バッファの内容に応じて出力
レジスタの内容を可変し、より信頼性の高いフェールセ
ーフを実現するものである。

（実施例） 以下、本発明方式の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は本方式を適用してなるプログラマブル
コントローラの構成を示す図であって、メインプログラ
ム１１は第２図に示す如く複数のファンクションプログ
ラム１〜ｎで構成され、制御システム（図示せず）の種
々の信号を取込みながらファンクションプログラム１か
ら順次ファンクションプログうムｎまで実行する。この
プログラム１〜ｎまでの実行周期をもって第４図（ａ）
に示す如くスキャン周期と呼ばれ、プログラマブルコン
トローラの実行単位となる。

このメインプログラムの各ファンクションプログラムに
はそれぞれファンクションプログラム終７時にカウンタ
１２（シフトレジスタを含む）を更新するステップが設
けられている。従って、カウンタ１２は各ファンクショ
ンプログラムが実行終了するごとに第４図（ｂ）の如く
パルス等の信号を受けて進段動作し、これによってファ
ンクションプログラムが正常に動作していることが分る
。

一方、プログラマブルコントローラにはファンクション
プログラムよりも優先的に処理を実行する割込処理プロ
グラム１３が存在し、第２図に示す如く１スキャン周期
よりも高速、かつ、定周期（第４図（Ｃ）参照）で起動
してカウンタ１２の進段値が所定値（基準値）に達して
いるか否かを判定する。ここで、所定値とは例えば少な
くとも１つ以上のファンクションプログラムの実行によ
り所望とする１つの単位処理が終了するに必要な値を示
す。また、所定値に達した後、カウンタ１２が変化して
いるか否かを判定する。すなわち、この割込み処理プロ
グラム１３はカウンタ１２の進段値が所定値に達してい
るか否か、または変化しているか否かを判定するが、こ
の判定には従来−船釣に用いられている例えばＡＮＤお
よびＯＲ処理を行う論理的命令または今回値から前回値
を引算する算術的命令を用いて行い、これら両命令の判
定結果が同じ結果になったときことをもってフェールセ
ーフ性を実現する。そして、割込み処理プログラム１３
による判定の結果、カウンタ１２の進段値が例えば所定
値に達していないときには何ら処理を行わず、一方、所
定値に達しているときには予めメインプログラム１１か
ら保存されている出力バッファ１４の値に応じて出力バ
ッファ１５の書込み処理を行う。この出力バッファ１４
には各ファンクションプログラムの実行終了ごとに制御
システムの動作状態に応じて正常な場合には“１”、異
常な場合には“０”が保存されるようになっている。

次に、第３図にて出力レジスタ１５への書込み処理につ
いて説明する。今、メインプログラム１１からは制御シ
ステムの動作状態に応じて“１゜または“０°が出力バ
ッファ１４に保存される。

この出力バッファ１４の保存された“１＃は危険側出力
、“０“は安全側出力としている。従って、割込処理プ
ログラム１３はカウンタ１２の出力値が所定値に達して
おり、かつ、出力バッファ１４の値が“１”のとき、第
３図（ａ）の値を“１”から“、０”の値に反転させる
。これは割込み処理プログラム１３が定周期ごとに起動
されるので、出力バッファ１４に“１”が立っている限
り、今度は出力レジスタ１５の“０”を“１“に反転す
る。これを割込み処理プログラム１３による定周期ごと
に繰返すことにより、“１”と“０”とを繰返す励振出
力Ｓ２を得ることになる。

一方、出力バッファ１４の値が“０″のとき、すなわち
安全側出力のときは割込み処理プログラム１３は出力レ
ジスタ１５の値を変化させない。

その結果、プログラムコントローラの出力信号は“１”
または′０”のレベル信号として出力する。

従って、以上のような実施例の構成によれば、メインプ
ログラム１１のスキャン周期内で各ファンクションプロ
グラムを実行し、その実行終了ごとに制御システムの動
作状態を判断して出力バッファ１４に危険側出力または
安全側出力を保存すると共に、割込処理プログラム１３
は前記スキャン周期よりも高速、かつ、定周期で出力バ
ッファ１４の内容を見ながら、危険側出力のときには出
力レジスタ１５の内容を反転処理するので、高周波のフ
ェールセーフ励振出力を得ることができ、これによって
変圧器等を小型化でき、ひいては装置全体をコンパクト
に実現できる。また、割込処理プログラム１３はスキャ
ン周期よりも高速、かつ、定周期で出力バッファ１４の
内容に応じて出力レジスタ１５の内容を変化させるので
、より迅速に安全を確保することができる。

また、各ファンクションプログラムの実行終了ごとにア
ップ更新するカウンタ１２を設け、割込み処理プログラ
ム１３による定周期ごとにカウンタ１２の値が所定値に
達したかあるいは変化があったかを判定し、所定値に達
しあるいは変化しているときには前記出力バッファ１４
の内容に応じて出力レジスタ１５の内容を変化させるの
で、前述と同様な効果が得られるほか、例えばメインプ
ログラム１１により出力バッファ１４に危険側出力を保
存している状態で、実際にファンクションプログラムが
動作しないためにカウンタ１２も変化しない場合、出力
レジスタ１５へ書換えを行わないことにより、より正確
に安全を確保できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、プログラマブルコ
ントローラのスキャン周期に同期させずにより高周波の
励振出力を得ることができ、これにより変圧器等の小型
化が図れ、また異常時にスキャン周期内でも安全を確実
に保証できるフェールセーフ信号出力方式を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明方式を説明するために示し
たもので、第１図はプログラマブルコントローラの模式
的な構成図、第２図は各ファンクションプログラムと割
込処理プログラムの割込みとの関係を示す図、第３図は
出力バッファの内容と出力レジスタの変化状態を示す図
、第４図は本発明方式の動作タイミングを示す図、第５
図は従来の一般的なフェールセーフ装置を概念的に表わ
した図、第６図はメインプログラムのスキャン周期とフ
ェールセーフ励振出力との関係図である。 １１・・・メインプログラム、１２・・・カウンタ、１
３・・・割込処理プログラム、１４・・・出力バッファ
、１５・・・出力レジスタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｂ） 」Ｎヒーーー 一北■ 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プログラマブルコントローラのメインプログラム
   が複数のファンクションプログラムを有し、各ファンク
   ションプログラムの実行終了ごとに危険側出力または安
   全側出力を出力バッファに保存し、一方、割込み処理プ
   ログラムは前記メインプログラムのスキャン周期よりも
   高速、かつ、定周期で前記出力バッファの内容をみなが
   ら、危険側出力のとき出力レジスタを反転処理し、安全
   側出力のとき出力レジスタを変化させずに出力すること
   を特徴とするフェールセーフ信号出力方式。
2. （２）プログラマブルコントローラのメインプログラム
   が複数のファンクションプログラムを有し、各ファンク
   ションプログラムの実行終了ごとに危険側出力または安
   全側出力を出力バッファに保存すると共にカウンタの内
   容をアップ更新し、一方、割込処理プログラムは前記メ
   インプログラムのスキャン周期よりも高速、かつ、定周
   期で前記カウンタの値が所定値に達しまたは変化してい
   るかを判断し、前記カウンタの値が所定値に達しまたは
   変化しているとき前記出力バッファの内容が危険側出力
   のとき出力レジスタを反転処理し、安全側出力のとき出
   力レジスタを変化させずに出力することを特徴とするフ
   ェールセーフ信号出力方式。