JPH0614449A - フェイルセーフ回路と安全保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システム応答上高速で、かつ異常を早期に検
出できる信頼性の高い安全保護装置を実現する。 【構成】 各センサＳからの出力信号が基準値を越える
とき安全保護装置を動作させるトリップ信号を比較手段
Ｄから出力し、各比較手段Ｄからのトリップ信号を演算
手段５２で論理和演算等し、この演算手段５２の演算結
果の信号を基準周波数の信号に変換し（６５）、この基
準周波数信号を伝送系（５５，５７，５６）でフェイル
セーフ回路１２に伝送する。フェイルセーフ回路１２で
は、入力信号の周波数を監視しこの周波数が基準範囲内
の場合にはこの入力信号をトランスへの入力信号とし、
周波数が前記基準範囲から逸脱した場合にはトランスへ
の出力を遮断する。トランスの出力を整流した直流信号
で負荷の動作を制御するスイッチング素子を駆動する構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装置に故障が発生した
場合に負荷を安全側に動作させるフェイルセーフ回路及
びこれを用いた安全保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フェイルセーフ回路は、鉄道をはじめと
し、各種の分野に適用されている。その一例としては、
特開昭６０−２２９１０３号公報記載のフェールセーフ
負荷制御装置がある。この従来技術では、マイクロコン
ピュータから出力する比較的低周波のパルス信号によっ
て、高周波信号を出力する発振器の動作を制御してい
る。このため、マイクロコンピュータの出力であるパル
ス信号が停止し、その出力信号が論理“１”あるいは
“０”に縮退故障すれば、発振器の出力は停止する。発
振器の出力がパルス信号である場合には、パルストラン
スを介して整流回路及び平滑回路によって整流された直
流電圧が得られる。この直流電圧によって負荷を駆動す
るが、パルス信号の出力が停止すれば直流電圧が得られ
なくなり、負荷は安全側に動作する。ただし、マイクロ
コンピュータから出力するパルスは、発振器に直接入力
されるのではなく、一定の時定数を有するフィルタを介
して入力するようになっている。

【０００３】また、制御用マイクロコンピュータに異常
が発生したか否かを判定する別の従来技術として、特開
昭６１−４３３４８号公報記載のものがある。この従来
技術では、制御用マイクロコンピュータから所定周波数
の信号を出力させ、この信号の周波数が許容範囲内にあ
るか否かを比較器によって判定し、許容範囲内であれば
論理“１”を出力させ、許容範囲から逸脱したときは制
御用マイクロコンピュータに異常が発生したとして論理
“０”を出力させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６０−
２２９１０３号公報記載の従来技術は、マイクロコンピ
ュータの出力と発振器の入力の間にフィルタを設けてい
る。このため、マイクロコンピュータのパルス出力が停
止しても、発振器は、フィルタの時定数に係わる時間だ
け遅れて発振が停止するため、システム全体の応答性が
遅れるという問題がある。また、マイクロコンピュータ
からの出力パルスの周波数が高くなる様な異常が発生し
ても、この異常に対して発振器が停止するということは
ないため、発振器は発振動作を継続し、負荷は動作を継
続し、フェイルセーフ性が確保されない。

【０００５】上述した特開昭６１−４３３４８号公報記
載の従来技術は、制御用マイクロコンピュータから負荷
制御用信号とは別にフェイルセーフ判定用の信号を出力
するプログラムを周期的に実行する構成をとり、負荷制
御用信号で直接にフェイルセーフの判定を行うものでな
い。つまり、間接的に制御用マイクロコンピュータに異
常が発生したか否かを判定するものである。従って、判
定用信号の出力に異常が発見されなくても、制御用信号
に異常が発生する虞がある。

【０００６】本発明の第１の目的は、システム応答上、
遅れが問題とならない高速応答のフェイルセーフ回路を
提供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、負荷制御信号に異
常が生じたとき確実にフェイルセーフ機能を動作させる
ことのできるフェイルセーフ回路を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の第３の目的は、負荷を駆動する安
全保護装置の信頼性を高めると共の高速にフェイルセー
フ動作をさせる安全保護装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１及び第２の目的
は、矩形波やその他の波形の信号あるいは交流信号を入
力信号として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセ
ーフ回路において、前記入力信号の周波数を監視し該周
波数が基準範囲内のときは前記入力信号をフェイルセー
フ回路の出力信号とし、前記周波数が前記基準範囲から
逸脱したときは前記出力信号を遮断する周波数監視手段
を設けることで、達成される。

【００１０】上記第２の目的は、複数のセンサと、各セ
ンサ対応に設けられ当該センサからの出力信号が基準値
を越える場合に安全保護装置を動作させるためのトリッ
プ信号を出力する比較手段と、各比較手段からのトリッ
プ信号を入力し前記安全保護装置を動作させるための演
算処理を実施する演算手段と、該演算手段から出力され
る前記安全保護装置を動作させるための信号を基準周波
数の信号に変換する基準周波数信号出力手段と、該基準
周波数信号出力手段からの基準周波数信号を伝送する伝
送手段と、該伝送手段からの信号を受信する受信手段
と、該受信手段の出力である前記基準周波数信号の周波
数を監視し該周波数が基準範囲内の場合には該基準周波
数信号をトランスに出力し該周波数が基準範囲から逸脱
した場合には前記基準周波数信号の前記トランスへの出
力を遮断する周波数監視手段と、前記トランスの出力信
号を整流する整流手段と、該整流手段の出力である直流
信号を入力として負荷の動作を制御するスイッチング素
子を設けることで、達成される。

【００１１】

【作用】フェイルセーフ回路に関しては、入力信号の周
波数が基準範囲か否かを検出し、基準範囲から逸脱した
場合にフェイルセーフ回路を動作させるため、周波数が
直流になる前にフェイルセーフの機能を働かせることが
でき、しかも、基準周波数を比較的高い周波数に設定し
ておくことにより、基準範囲からの逸脱も早期に検出で
き、システムの応答性を高めることができる。また、負
荷を制御する信号自体でフェイルセーフの判定を行うの
で、信頼性が高くなる。

【００１２】安全保護装置に関しては、上記構成のフェ
イルセーフ回路を付加して、該フェイルセーフ回路を含
めて、安全保護装置を動作させるための指令を出力する
ため、安全保護装置のフェイルセーフ性及び信頼性をよ
り一層向上させることが可能となる。しかも、フェイル
セーフ回路の応答性が速いため、高速応答性が要求され
る安全保護装置に適する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
て説明する。尚、各図に示す各実施例の構成で、同様の
構成要素あるいは相当部分には同一符号を付してある。

【００１４】図１は、本発明の第１実施例に係るフェイ
ルセーフ回路の構成図である。本実施例のフェイルセー
フ回路は、入力信号の周波数を監視する周波数監視手段
１４と、この周波数監視手段１４の出力信号を増幅する
信号増幅回路４と、この信号増幅回路４で増幅された周
波数監視手段１４の出力信号を入力とするトランス５
と、トランス５の出力信号を整流する整流回路１１とで
構成され、整流回路１１の出力である直流電圧でスイッ
チ９を駆動し、負荷１０と電源８（交流電源でも、直流
電源でもよく、負荷１０の駆動電圧のタイプに応じて電
源の種類を決める。）との接続を制御するようになって
いる。整流回路１１は、トランス５の出力信号を整流す
る信号整流器６と、コンデンサ７からなる。

【００１５】スイッチ９の駆動電圧を出力するトランス
５は、トランス５に入力する信号が交流あるいはパルス
信号であれば、スイッチ９の駆動電圧を出力するが、こ
の入力信号が遮断されたり直流になってしまう異常が発
生すると、スイッチ９の駆動電圧を出力せず、スイッチ
９はシステムを安全側に制御する。しかし、トランス５
は、入力信号の周波数が許容範囲外に外れる異常が発生
しても、その入力は交流あるいはパルス信号であるた
め、そのままスイッチ９の駆動電圧を出力し続けてしま
う。そこで、本実施例のフェイルセーフ回路では、周波
数監視手段１４をトランス５の前段に設けている。

【００１６】本実施例に係る周波数監視手段１４は、周
波数同調回路２と、２入力ＡＮＤゲート３とを備え、入
力端子１に印加される入力信号を周波数同調回路２を通
して処理した信号と前記入力信号との論理積をＡＮＤゲ
ート３でとりその出力を信号増幅回路４に入力するよう
になっている。

【００１７】周波数同調回路２は、入力信号の周波数が
あらかじめ定めた基準周波数に対して許容範囲内に入っ
ているか否かを検出し、許容範囲内の場合には論理
“１”を出力し、許容範囲から逸脱した場合には論理
“０”を出力する。周波数同調回路２の具体的構成にあ
たってはＰＬＬを用いる。ＰＬＬは、高速応答特性，安
全性，小型化の点で優位である。ＰＬＬについては、種
々の図書があるが、例えば、東京電機大学出版局から発
行されている「ＰＬＬの基本と応用」(昭和53年3月15日、
第１版１刷発行)が参考になる。

【００１８】端子１に印加される入力信号は、図２(a)
に示すように、時刻ｔ0までは基準周波数の矩形波信号
であり、その後にその周波数が許容範囲外に外れる異常
が発生したとする。ここでは説明を簡単にするために、
周波数が無限大になる異常つまり直流信号になる異常が
発生したとして説明する。入力信号の周波数が許容範囲
外に外れると、周波数同調回路２の出力信号は、図２
(b)のようになる。周波数同調回路２の出力信号は、時
刻ｔ0以後、少し時間が経過した後に論理“０”になっ
ているが、これは周波数同調回路２の遅れである。例え
ば、ＰＬＬを用いた場合、このＰＬＬを構成する低域フ
ィルタの時定数に係わる時間だけ遅れるが、基準周波数
を高く設定すれば、この低域フィルタの時定数も小さく
できるので、この遅れ時間を短かくすることが可能であ
る。

【００１９】ＡＮＤゲート３は、端子１に印加される入
力信号と周波数同調回路２の出力信号との論理積をと
り、図２(c)の信号を出力する。この出力信号は、信号
増幅回路４によって増幅され、トランス５を介して整流
回路11に印加され、この整流回路11によって直流電圧に
変換される。ここで、入力信号を、トランス５が飽和し
ない周波数の矩形波信号に設定しておけば、トランス５
の出力も矩形波信号となり、整流器６によって全波整流
することにより、直流電圧となる。実際には、トランス
５の出力である矩形波信号の立上がり及び立下がりが完
全に垂直になることはなく、わずかに傾く。このため、
整流器６の出力である直流電圧には、わずかのリップル
が生じる。このリップルを抑制するためにコンデンサ７
を設けているが、その目的から、コンデンサ７は非常に
容量の小さいもので良く、これによるフェイルセーフの
応答遅れはほとんどないと考えてよい。従って、整流回
路11の出力信号は図２(d)のようになる。

【００２０】この整流回路11の出力信号をスイッチ９に
出力して、負荷10を制御する。なお、スイッチ９は、シ
ステムの高速応答が要求される場合や整流回路の電力容
量が小さい場合には、半導体スイッチ(ＩＧＢＴ、ＦＥ
Ｔが有効)とすることが必要である。時刻ｔ0以降は、整
流回路の直流電圧が喪失するので、スイッチ９が動作
し、負荷10をフェイルセーフ側に動作させることにな
る。

【００２１】尚、図１の構成にすることにより、周波数
同調回路２がその出力を論理“１”にし続けるという故
障が発生しても、入力信号が基準周波数の信号であれ
ば、整流回路の出力として直流電圧が得られ、スイッチ
９は動作し続け、問題はない。そして、入力信号の周波
数が直流になれば、整流回路の出力電圧は喪失し、スイ
ッチ９が動作する。

【００２２】ＡＮＤゲート３以降の回路において、直流
的な故障が発生しても、トランス５の作用及び整流回路
の無電源化構成により、負荷を安全側に動作させること
が可能である。

【００２３】周波数同調回路２の出力が論理“１”にな
りっぱなしになる故障が発生し、なおかつ、入力信号の
周波数が基準周波数から逸脱するという故障が重なると
いうように、発生確率的には極めて低い故障が発生した
場合、上述した実施例においては、十分なフェイルセー
フ性を確保できない。これについては、後述する診断回
路の付加により、上記両故障を区別して事前に検出する
ことで対応する。なお、この場合に、入力信号の周波数
が基準周波数よりも十分低い値に変化すれば、トランス
の飽和特性により、矩形波の立上がり及び立下がりのみ
しか整流回路11に信号が伝達されなくなるので、十分な
直流電圧は整流回路11から得られなくなり、フェイルセ
ーフ動作となる。

【００２４】以上のように構成することにより、高速応
答性が確保でき、かつ入力信号の周波数が許容値を逸脱
するような故障が発生してもフェイルセーフ動作を実現
することが可能である。

【００２５】図３は、本発明の第２実施例に係るフェイ
ルセーフ回路の構成図である。図１に示す第１実施例と
異なる点は、入力信号が交流信号であり、入力端子１と
ＡＮＤゲート３間に波形整形回路13を設けたことであ
る。この波形整形回路13と、周波数同調回路２と、ＡＮ
Ｄゲート３とで周波数監視手段14を構成している。

【００２６】入力の交流信号の周波数が基準周波数の許
容範囲内であれば、図４(b)のように、論理“１”の信
号が周波数同調回路２から出力される。波形整形回路13
は入力の交流信号の波形を整形して、図４(c)に示すよ
うな矩形波の信号を出力する。この結果、ＡＮＤゲート
３からは、図４(d)に示す信号が出力される。ＡＮＤゲ
ート３次降の回路の動作は図１の第１実施例と同一であ
る。従って、入力信号が矩形波信号でなく、交流信号で
あっても、高速応答のフェイルセーフ動作が実現でき
る。また、入力信号の周波数が許容範囲を逸脱すれば、
フェイルセーフの動作をすることができる。本実施例
は、正弦波の交流信号を入力信号としているが、入力信
号が三角波やその他の波形の信号であっても、波形整形
回路がその入力信号から矩形波の信号を出力できる構成
であれば、対処できる。

【００２７】また、この波形整形回路13を端子１の直後
に設けて、この波形整形回路13の出力信号を周波数同調
回路２及びＡＮＤゲート３に出力するように構成しても
同様の結果が得られる。この場合は、周波数同調回路２
の入力信号は常に矩形波の信号となるので、この矩形波
専用の周波数同調回路を構成すればよいことになる。本
実施例によれば、周波数監視手段14の入力側に波形整形
回路13を設けるので、入力信号の波形を限定する必要は
ないという効果がある。

【００２８】図５は、本発明の第３実施例に係るフェイ
ルセーフ回路の構成図である。図１及び図３と異なる部
分は、端子１に印加される入力信号を周波数同調回路２
のみに供給する点と、ＡＮＤゲート３の入力に、第２の
基準周波数の信号を出力する基準信号出力手段15を接続
した点である。この様に構成することで、周波数同調回
路２に入力される信号と基準信号出力手段15からの出力
信号の周波数を必ずしも一致させる必要がなくなる。
尚、両周波数を、一致させても良い。本実施例によれ
ば、入力信号が比較的に低周波であっても、周波数同調
回路２の基準周波数をこれに一致させておけば良く、ト
ランス５に印加する信号は、基準信号出力手段15から出
力する信号の周波数を規定するだけで良いという利点が
ある。

【００２９】本実施例は、当然のごとく、端子１に印加
する入力信号は矩形波の信号である必要はなく、正弦波
や三角波等の各種の波形の信号であってもよい。なぜな
らば、周波数同調回路２は入力信号の基準信号が基準範
囲内か否かを検出して、一致する場合には論理“１”の
信号を出力し、不一致の場合には、論理“０”の信号を
出力するのみである。しかも、基準信号出力手段15から
は矩形波信号が出力されるので、ＡＮＤゲート３からは
この矩形波信号が周波数同調回路２によって制御された
信号として出力される。従って、この矩形波信号の周波
数をトランスの伝達特性に一致させておけば、何ら問題
はない。

【００３０】なお、周波数同調回路２の出力信号が論理
“１”に故障しっぱなしになると、入力信号とは無関係
に基準信号出力手段15からの出力信号がそのまま出力さ
れる。この問題の解決については、後述するが、短時間
のテスト信号を周波数同調回路２に印加して診断するこ
とにより解決できる。

【００３１】図６は、本発明の第４実施例に係るフェイ
ルセーフ回路の構成図である。この特徴は、周波数監視
手段14が周波数同調回路２そのもので構成し、端子１に
印加する入力信号を、２つの周波数成分が合成された信
号、つまり周波数変調された信号としている。

【００３２】本実施例では、図７(a)に示す周波数変調
された信号を端子１に印加する。この入力信号は、周波
数ｆ1（１／ΔＴ1の値）の信号が周波数ｆ2（１／ΔＴ2
の値）の信号で変調された信号である。ｆ2がｆ1で変調
されても同一の入力信号（図７(a)）となる。周波数同
調回路２の基準周波数が許容範囲内でｆ1に設定されて
いれば、周波数同調回路２の出力は、この周波数ｆ1が
存在する時は論理“１”となり、そうでない時は論理
“０”となり、図７(b)に示す信号が得られる。この図
７(b)の信号の周波数（１／ΔＴ2の値）がトランス５の
伝達特性と一致するように予め定めておけば、図７(c)
に示す直流電圧が整流回路11から得られる。時刻ｔ0以
降で入力信号の周波数が許容範囲からずれると、周波数
同調回路２の出力が論理“０”に固定され、整流回路11
からの直流電圧は喪失し、フェイルセーフ動作になる。

【００３３】端子１の入力信号が周波数ｆ1のみの信号
になると、周波数同調回路２は、この周波数ｆ1の信号
に同調し、論理“１”の信号が出力され続ける。この結
果、トランス５の入力信号が直流的になるので、整流回
路11からの直流電圧は得られなくなり、フェイルセーフ
の動作をする。逆に、端子１の入力信号が周波数ｆ2の
みの信号になると、周波数同調回路２は、この周波数ｆ
2の信号に同調しなくなり、論理“０”の信号が出力さ
れ続ける。この場合も、トランス５の入力信号が直流的
になるので、整流回路11からは直流電圧が得られなく、
フェイルセーフの動作になる。

【００３４】本実施例では、入力信号を異なる周波数の
信号を合成した信号、いわゆる周波数変調した信号とす
ることにより、両信号が正しい時にのみ通常の動作モー
ドとなり、それ以外の時はフェイルセーフ動作になる。

【００３５】なお、上記説明においては、入力信号を矩
形波信号としていたが、これに限定されるものではな
く、ｆ1の信号を正弦波にしたり、ｆ1及びｆ2を正弦波
にしたり、その他の波形の信号にしても何ら問題なく動
作する。

【００３６】図６において、周は数同調回路2の出力に
接続された直流検出手段24及び表示手段25は、周波数同
調回路２つまり周波数監視手段14の出力が直流すなわち
異常になったか否かを監視するための手段である。この
ように、非常に簡単な手段24，25で異常を監視できるの
は、正常時にのみ周波数監視手段14の出力が矩形波信号
になるからである。この検出手段により、周波数監視手
段14を含め、それより入力側の異常を監視することが可
能となる。

【００３７】図８はフェイルセーフ回路の健全性を評価
する診断回路を付加した本発明の第５実施例に係るフェ
イルセーフ回路の構成図であり、第１，第２診断回路以
外は、図１の第1実施例と同じである。

【００３８】周波数の同調回路２の出力段に設けたＮＯ
Ｔ回路27とこれに接続されている表示手段28は、周波数
監視手段14を含め、それより入力側の異常を検出するた
めに設けた第１診断回路を構成する。入力信号の周波数
が基準範囲内から逸脱する故障が発生した場合、周波数
同調回路２の出力は論理“０”に固定される、いわゆる
論理“０”縮退故障となる。この場合、ＮＯＴ回路27の
出力は常時“１”となり、表示手段28は点灯状態にな
り、異常が検出できる。この診断機能については、この
回路27，28を周波数同調回路２の出力段に設けることで
実現できるための、図３の第２実施例及び図５の第３実
施例についても、まったく同様に適用できる。なお、周
波数同調回路２が論理“１”に故障する場合は,周波数
同調回路２が正しく動作する場合と区別する必要があ
り、これについては後述する。

【００３９】さらにこの第５実施例においては、第２診
断回路を構成する電圧検出手段16を整流回路11の出力段
に設け、整流回路11から出力される直流電圧を監視する
ことにより、整流回路11を含め、それより前段の異常を
検出する。通常時は、図２(d)に示したように一定レベ
ルの直流電圧が整流回路11から出力される。異常時は、
この直流電圧が喪失する。また、周波数同調回路２の出
力が論理“１”に縮退故障し、かつ入力信号の周波数が
十分低くなると、トランス５の出力は、入力信号の立上
がり及び立下がりのみしか出力しないため、整流回路11
の出力はパルス的な電圧になるか、ほとんど０ボルトの
電圧になる。パルス的な電圧になっても、約０ボルトと
なる時間帯は存在する。つまり、異常が発生すれば、整
流回路11の出力電圧は約０ボルトになる場合があること
に着目し、この０ボルトの電圧を電圧検出手段16で検出
するようにしている点が特徴である。

【００４０】電圧検出手段16は、抵抗26、光カプラ18、
抵抗22、バッファ23から成っている。整流回路11の直流
電圧が所定電圧であれば、発光素子19からの光信号が受
光素子20に伝播され、受光素子20が導通する。この結
果、バッファ23の出力は論理“０”となり、表示手段17
は異常を示すことはない。しかし、上記直流電圧がほぼ
０ボルトになると、発光素子19から光信号が出力されな
くなるため、受光素子20は導通しなくなる。この結果、
バッファ23の出力は論理“１”となり、表示手段17は異
常を示す。ここでこの異常をホールドするようにするに
は、バッファ23の出力段にラッチ回路を設ければよい。

【００４１】以上のように、整流回路11からの直流電圧
のレベルを監視することにより、整流回路を含めて、こ
れより前段の異常が検出できるようになる。なお、この
第２診断回路は、図３の第２実施例，図５の第３実施
例，図６の第４実施例についてもまったく同様に適用で
きる。

【００４２】図９は、本発明の第６実施例に係る診断回
路付きフェイルセーフ回路の構成図である。本実施例が
図８の第５実施例と基本的に異なる点は、短時間のテス
ト信号を周波数同調回路２に印加するテスト信号出力手
段31を設けると共に、テスト信号印加時の周波同調回路
２，整流回路11，スイッチ９の各応答を検出する回路を
設けた点である。

【００４３】まず、周波数同調回路２が正常の場合の動
作を述べる。端子１には図１０(a)に示す入力信号が印
加される。この入力信号の周波数は周波数同調回路２の
基準周波数の許容範囲内に設定されている。テスト信号
出力手段31から図１０(b)に示すテスト信号がＡＮＤゲ
ート29に印加されたとき、ＡＮＤゲート29の出力信号は
図１０(c)のようになる。この結果、周波数同調回路２
は、図１０(d)のように、テスト信号が印加されている
間（詳細にはΔＴ4だけ遅れる）だけ、同調しなくなっ
て論理“０”の信号を出力する。ラッチ回路42は、その
出力の初期状態が論理“１”となっており、図１０(e)
に示すように、周波数同調回路２の出力信号が論理
“１”から論理“０”に立下がる時に、出力が論理
“０”となる。ＮＯＴ回路40及び遅延回路41により、遅
延回路41の出力信号は、図１０(f)のように、遅延回路4
1によりΔＴ3だけ遅れた信号となる。このΔＴ3はΔＴ4
より長く設定して、ラッチ回路42の出力信号が論理
“１”になっている時とオーバーラップしない様にして
いる。この結果、ＡＮＤゲート43の出力信号は図１０
(g)のように論理“０”であり、ラッチ回路44の出力も
図１０(b)のように論理“０”となる。このため、表示
手段30は周波数同調回路２が正常であることを示すこと
ができる。

【００４４】次に、周波数同調回路２の出力が論理
“１”に縮退故障する場合について述べる。図１１(a)
の入力信号が端子１に印加され、図１１(b)のテスト信
号がＡＮＤゲート29に印加され、ＡＮＤゲート29の出力
信号が図１１(c)のようになっても、これとは無関係に
周波数同調回路２の出力信号が図１１(d)のように論理
“１”に縮退故障になっている。この結果、ラッチ回路
42の出力信号は初期値の論理“１”のままとなる。遅延
回路41からは図１１(f)に示す信号が出力されるため、
ＡＮＤゲート43の出力信号は図１１(g)のようになる。
この結果、ラッチ回路44は時刻ｔ1以降で論理“１”の
信号を出力し続ける。この信号が表示手段30に出力さ
れ、周波数同調回路２の異常が表示される。

【００４５】さらに、周波数同調回路２の出力が論理
“０”に縮退故障する場合について図１２を参照して述
べる。図１２(a)〜図１２(c)は図１１(a)〜(c)と同一で
ある。周波数同調回路２の出力が図１２(d)のように論
理“０”に故障しているため、ラッチ回路42の出力信号
は図１２(e)に示すように初期値の論理“１”のままと
なる。遅延回路41からは図１２(f)に示す信号が出力さ
れるため、ＡＮＤゲート43の出力信号図１２(g)のよう
になる。この結果、ラッチ回路44は時刻ｔ1以降で論理
“１”の信号を出力し続ける。この信号が表示手段30に
出力され、周波数同調回路２の異常が表示される。

【００４６】次に、図９に示す第６実施例において、整
流回路11を含め、これより前段の回路の診断について述
べる。回路すべてが正常の場合をまず述べる。端子１に
は図１３(a)の入力信号が印加され、図１３(b)のテスト
信号が出力されると、図１０と同様に、周波数同調回路
２の出力信号は図１３(d)のようになる。遅延回路36
は、図１３(e)のようにテスト信号の立上がり時のみ遅
れた信号を出力する。整流回路11は、周波数同調回路２
の出力信号が図１３(d)であるため、図１３(f)のように
なる。この結果、電圧検出回路16の出力信号は図１３
(g)のようになる。このため、ＡＮＤゲート37の出力は
図１３(h)のように常に論理“０”となり、ラッチ回路3
8の出力信号も図１３(i)のように論理“０”となる。従
って、表示手段46は何ら異常が発生していないことを表
示する。

【００４７】次に、入力信号が異常となる場合について
述べる。端子１に印加される入力信号が図１４(a)のよ
うになったとする。この結果、周波数同調回路２からの
出力信号は図１４(d)のようになる。テスト信号出力手
段31からは、図１４(b)に示すようにテスト信号を出力
していないので、遅延回路36の出力信号は図１４(e)に
示すように、論理“１”のままである。整流回路11の出
力信号は、図１４(f)に示すように時刻ｔ2でほぼ０ボル
トになるため、電圧検出回路16の出力信号は図１４(g)
のようになる。この結果、ＡＮＤゲート37の出力信号は
図１４(h)のようになり、ラッチ回路38の出力は図１４
(i)のように、時刻ｔ2以降で論理“１”の信号が出力さ
れ続ける。表示手段46は、時刻ｔ2で、整流回路11を含
め、これより前段の回路に異常があることを表示する。

【００４８】上記異常例では、入力信号が異常となる場
合を示したが、整流回路11の直流電圧が喪失するような
異常が発生すれば、電圧検出回路16の出力信号は図１４
(g)のように変化するので、この変化で異常を検出する
ことが可能となる。

【００４９】最後に、スイッチ９を含め、これより前段
の回路の診断について述べるが、まず回路全体が正常な
場合を説明する。端子１に図１５(a)に示す入力信号が
印加され、図１５(b)のテスト信号が出力されると、図
１０と同様に、図１５(d)に示す信号が周波数同調回路
２から出力される。遅延回路45は、図１５(e)に示すよ
うに、図１５(b)のテスト信号に対してΔＴ5だけ遅れた
信号を出力する。整流回路11は、周波数同調回路２の出
力の信号が図１５(d)の波形であるため、図１５(f)に示
す電圧を出力する。この結果、負荷10に流れる負荷電流
は、図１５(g)のようになり、この電流はカレント・ト
ランス47によって検出される。

【００５０】カレント・トランス47によって検出された
信号は、テスト信号出力手段31と電流変化検出手段35に
入力される。テスト信号出力手段31は、この検出信号を
もとにして、負荷電流がゼロの時(図１５の時刻ｔ3)
に、テスト信号を出力するようにしている。これは、テ
スト信号印加時に負荷電流が大きく変化して、電磁ノイ
ズが発生することのない様にしているためである。電源
８が直流電源の場合には、このようなことが実現できな
いため、カレント・トランス47の出力信号をテスト信号
出力手段31に印加する必要はない。

【００５１】電流変化検出手段35は、テスト信号印加時
の電流の変化を検出するが、例えば、特願平1-232880の
「電磁機器及びその駆動回路のオンライン診断装置」に記
載されている入力信号追従型比較回路を用いた電流変化
検出手段で構成できる。この場合、電流変化検出手段35
の出力信号は、図１５(h)のようになる。この結果、ラ
ッチ回路34の出力信号は図１５(i)のようになり、ＡＮ
Ｄゲート32の出力信号は図１５(j)のようになる。従っ
て、ラッチ回路33の出力信号は、図１５(k)のようにな
り、表示手段39は回路全体が正常であることを表示す
る。

【００５２】次に、スイッチ９が閉故障の場合について
述べる。端子１に図１６(a)の入力信号が印加され、図
１６(b)のテスト信号が出力されると、図１５と同様
に、図１６(d)に示す信号が周波数同調回路２から出力
され、整流回路11の出力は図１６(f)の電圧波形とな
る。スイッチ９は閉故障になっているため、負荷電流は
図１６(g)のように、時刻ｔ3からｔ4の期間でテスト信
号に対して何ら変化しない交流電流となる。このため、
電流変化検出手段35の出力信号は図１６(h)のように、
常に論理“１”の信号となる。この結果、図１６(i)の
ようにラッチ回路34の出力も論理“１”のままとなり、
ＡＮＤゲート32は図１６(j)の信号を出力する。このた
め、ラッチ回路33は、時刻ｔ4以後で論理“１”となる
信号を出し続ける。表示手段39は、時刻ｔ4以後でスイ
ッチ９を含め、これより前段の回路に異常があることを
表示する。この場合、整流回路11までは正しく動作して
いるため、表示手段46は整流回路11を含め、これより前
段の回路は正常であることを表示している。従って、表
示手段46と表示手段36の表示結果から、スイッチ９が異
常であると判断することが可能である。

【００５３】上記例では、スイッチが閉故障の場合を示
したが、開故障の場合は、負荷電流が流れず、電流変化
検出手段35の出力信号は図１６(t)と同じになるため、
同様の結果が得られ、スイッチ９の異常を特定すること
ができる。

【００５４】以上述べたように、負荷が動作しない時間
幅のテスト信号を周波数監視手段14の入力段に印加し
て、これに対する各回路の応答を検出することにより、
各回路の異常を検出して表示することが可能となる。

【００５５】さらに、図９に示したフェイルセーフ回路
は図１のフェイルセーフ回路を例としたが、周波数監視
手段14より後段回路は図３、図５及び図６ともすべて図
１と同一であるので、図９の診断機能及び診断回路がこ
れらのフェイルセーフ回路に適用できる。

【００５６】図１７はフェイルセーフ回路を用いた安全
保護装置の実施例である。この安全保護装置は、センサ
Ｓ1〜ＳNの出力信号が基準値を越えるか否かを比較手段
Ｄ1〜ＤNで各々比較し、基準値を越える場合には、安全
保護装置10'を駆動させるためのトリップ信号が比較手
段Ｄ1〜ＤNから各々出力される。演算手段52は、各々の
比較手段Ｄ1〜ＤNの出力信号を取り込み、論理和等の演
算を実行して、安全保護装置10'を駆動するための論理
“０”の信号を出力する。この信号は、ＮＯＴ回路66を
介して基準周波数信号出力手段65に入力される。基準周
波数信号出力手段65は、基準周波数発生手段53とＡＮＤ
ゲート54から成っており、演算手段52の出力信号が論理
“１”の場合は、基準周波数信号出力手段65からは論理
“０”の信号が出力され、演算手段52の出力信号が論理
“０”の場合は、基準周波数発生手段53からの基準周波
数信号が出力される。この基準周波数信号は55，57，56
から成る伝送系を介してフェイルセーフ回路12に出力さ
れる。フェイルセーフ回路12の出力信号でスイッチ９が
制御され、安全保護装置10'が動作する。

【００５７】一般に、安全保護装置10'はプラント等の
現場に設置され、演算手段52はプラント制御室等に設置
される場合が多いため、両者を光伝送系で接続して耐ノ
イズ性を向上させることが考えられる。このため、55を
光送信器、57を光ケーブル、56を光受信器とすることが
有効である。図１７に示すフェイルセーフ回路12は図９
に示したフェイルセーフ回路を用いているが、図１，図
３，図５または図６に示したフェイルセーフ回路であっ
ても良い。

【００５８】また、演算手段52は処理性能の観点からマ
イクロコンピュータ等の計算機処理機能を有する手段と
することが有効である。なお、図６のフェイルセーフ回
路を用いた場合には、基準周波数発生手段53は、例えば
図１９に示す信号合成手段53'のように、出力周波数の
異なる基準信号発生手段531，532からの信号をＡＮＤゲ
ート533で合成して作成される基準周波数信号を出力す
る手段にする必要がある。

【００５９】フェイルセーフ回路12の診断回路によって
得られる診断結果は、ＯＲゲート48に入力され、49，5
8，50からなる伝送系を介して、中央的制御室等に設置
される表示手段51に表示される。ここで、伝送系は、光
送信器49，光ケーブル58，光受信器50からなる光伝送系
とすることが耐ノイズ性の点で有効である。以上のよう
に安全保護装置を構成すると、演算手段52の駆動電源喪
失により、演算手段52の出力がハイ・インピーダスにな
ることにより、論理的に“１”の信号が演算手段52から
出力される故障や、演算手段52の出力ケーブルの断線や
コネクタの接続不良により、等価的に論理“１”の信号
が演算手段52から出力される故障や、基準周波数信号出
力手段65から基準周波数信号が喪失する故障や、伝送系
やフェイルセーフ回路の故障等のいずれの故障が発生し
ても、フェイルセーフ回路路12の機能により、安全保護
装置10'をフェイルセーフ側に動作させることが可能で
ある。しかも、このフェイルセーフ回路12は、前述した
様に基準周波数信号の周波数を比較的高い周波数にあら
かじめ規定しておくことにより、高速応答性を得ること
が可能であるため、フェイルセーフ回路を用いた安全保
護装置の高速応答が実現できる。

【００６０】なお、演算手段52が論理“０”に故障する
場合は、フェイルセーフ性が確保できないので、これに
ついては図１８のように安全保護装置を構成して対応す
る。図１８に示す実施例では、演算手段52と基準周波数
信号出力手段65間に設けた論理回路にて、上記故障に対
処する。演算手段52は、２つの出力信号59，60を出力す
るが、安全保護装置10'を動作させる場合にはこの両信
号は互いに論理が異なっており、一方が論理“１”であ
れば他方は論理“０”である。この両信号はＮＯＴ回路
68，69及びＡＮＤ61，62を介して排地的論理和回路(Ｅ
ＯＲ回路)63に入力される。テスト回路64の出力信号は
通常論理“１”であるため、該ＥＯＲ回路63には論理
“１”と“０”の上記両信号が入力され、その出力は常
に“１”となる。この結果、基準周波数信号出力手段65
から、安全保護装置10'を動作させるための基準周波数
信号が出力される。しかも、演算手段52は、出力信号5
9，60の論理値を交互に交えて出力することにより、演
算手段52の出力が論理“０”に縮退故障しても、基準周
波数信号出力手段65から常に基準周波数信号が出力され
ることはない。

【００６１】つまり、この場合もフェイルセーフ性が確
保されることになる。安全保護装置10'を動作させない
場合は、演算手段52は、出力信号59，60として同一の論
理“１”又は“０”を出力する。この結果、ＥＯＲ回路
63の両入力が同一論理の信号であるため、その出力は論
理“０”となり、基準周波数信号出力手段65の出力も論
理“０”となる。

【００６２】以上のように構成した場合に、ＥＯＲ回路
63自体が論理“１”の信号を出力するように故障するこ
とが考えられる。これに対しては、基準周波数信号のパ
ルス幅よりも短かい論理“０”のテスト信号をＡＮＤ61
及び62に出力し、ＥＯＲ回路63の論理“１”故障を検出
する。該テスト信号が印加されると、ＡＮＤゲート61及
び62の出力が論理“０”となり、ＥＯＲ回路63の出力も
論理“０”になるため、この出力信号を検出することに
より、ＥＯＲ回路63の故障を検出できる。

【００６３】また、演算手段52は、ＮＯＴ回路68，69の
出力信号及びＥＯＲ回路63の出力信号を入力しており、
演算手段52が論理値の異なる２つの信号を交互に出力す
る毎に、これらの信号を取り込んで、ＮＯＴ回路68，6
9、ＡＮＤ回路61，62、及びＥＯＲ回路63に故障が発生
していないか否か診断し、故障がある場合には、表示手
段70にその旨を表示する。また、表示手段67は、ＥＯＲ
回路63のテスト結果を表示する手段である。

【００６４】ここで、制御手段71は、演算手段52，ＮＯ
Ｔ回路68，69、ＡＮＤゲート61，62、ＥＯＲ回路63及び
テスト回路64を集約し、一体化したものであるが、これ
により、不要な配線や電源が不要になり、より一層信頼
性を向上させることができる。この制御手段71をＬＳＩ
化すれば信頼性は一層向上する。

【００６５】以上の図１７，図１８の例では安全保護装
置として述べた演算手段52から後段のフェイルセーフ回
路12及びスイッチ９までの回路については汎用的であ
り、各分野でフェイルセーフ機能を必要とする用途に適
用可能である。

【００６６】以上述べたように、図１７及び図１８の構
成は、安全性と高速応答性が要求される一用途である安
全保護装置に適し、しかも各回路の診断が可能であるた
め、フェイルセーフ機能が動作した場合に、早期異常個
所を特定し、修理して、再度システムを早期に立上げる
ことが可能であり、稼働率の高い安全保護装置を提供で
きる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、フェイルセーフ回路に
関しては、入力信号の周波数が基準範囲か否かを検出
し、基準範囲から逸脱した場合にフェイルセーフ回路を
動作させるため、周波数が直流になる前にフェイルセー
フの機能を働かせることができ、しかも、基準周波数を
比較的高い周波数に設置しておくことにより、基準範囲
からの逸脱も早期に検出できるため、高速応答のフェイ
ルセーフ回路が実現でき、システムの応答性を高めるこ
とができる。

【００６８】また、フェイルセーフ回路のどの部分に異
常があるかをオンラインで検出する診断回路を付加する
ことにより、フェイルセーフ回路動作時の異常箇所や、
動作する前に異常箇所を同定でき、修理を早期に完了さ
せることが可能になる。

【００６９】さらに、安全保護装置に関しては、上記フ
ェイルセーフ回路を付加して、該フェイルセーフ回路を
含めて、安全保護装置を動作させための指令を出力する
演算手段と負荷を駆動する回路までをオンラインで診断
することが可能となるため、安全保護装置のフェイルセ
ーフ性及び信頼性をより一層向上させることが可能であ
り、しかもフェイルセーフ回路の応答性が速いため、信
頼性、安全性及び高速応答性に優れている安全保護装置
が提供でき、その工業的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るフェイルセーフ回路
の構成図である。

【図２】第１実施例の各部の動作波形図である。

【図３】本発明の第２実施例に係るフェイルセーフ回路
の構成図である。

【図４】第２実施例の各部の動作波形図である。

【図５】本発明の第３実施例に係るフェイルセーフ回路
の構成図である。

【図６】本発明の第４実施例に係るフェイルセーフ回路
の構成図である。

【図７】第４実施例の各部の動作波形図である。

【図８】本発明の第５実施例に係る診断回路付きフェイ
ルセーフ回路の構成図である。

【図９】本発明の第６実施例に係る診断回路付きフェイ
ルセーフ回路の構成図である。

【図１０】第６実施例において周波数同調回路が正常な
場合の各部の動作波形図である。

【図１１】第６実施例において周波数同調回路の出力が
論理“１”に縮退故障した時の各部の動作波形図であ
る。

【図１２】第６実施例において周波数同調回路の出力が
論理“０”に縮退故障した時の各部の動作波形図であ
る。

【図１３】第６実施例において整流回路より前段側の回
路が正常な場合の各部の動作波形図である。

【図１４】第６実施例において整流回路より前段側の回
路が異常な場合の各部の動作波形図である。

【図１５】第６実施例においてスイッチより前段側の回
路が正常な場合の各部の動作波形図である。

【図１６】第６実施例においてスイッチが閉故障した場
合の各部の動作波形図である。

【図１７】本発明の一実施例に係るフェイルセーフ回路
を用いた安全保護装置の構成図である。

【図１８】本発明の他の実施例に係るフェイルセーフ回
路を用いた安全保護装置の構成図である。

【図１９】信号合成手段の一例の構成図である。

【符号の説明】

２…周波数同調回路、14…周波数監視手段、５…トラン
ス、11…整流回路、９…スイッチ、10…負荷、12…フェ
イルセーフ回路、15…基準信号出力手段、16…電圧検出
手段、31…テスト信号出力手段、35…電流変化検出手
段、52…演算手段、63…排他的論理和回路、65…基準用
波数信号出力手段、53…基準周波数発生手段、53'…信
号合成手段、531，532…基準信号発生手段。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形波信号あるいは交流信号を入力信号
   として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセーフ回
   路において、前記入力信号の周波数を監視し該周波数が
   基準範囲内のときは前記入力信号をフェイルセーフ回路
   の出力信号とし前記周波数が前記基準範囲から逸脱した
   ときは前記出力信号を遮断する周波数監視手段を設けた
   ことを特徴とするフェイルセーフ回路。
2. 【請求項２】 矩形波信号あるいは交流信号を入力信号
   として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセーフ回
   路において、前記入力信号の周波数を監視し該入力信号
   の周波数が基準範囲内のときは該入力信号を負荷駆動用
   信号として出力し前記入力信号の周波数が基準範囲外に
   なったときには負荷を安全側に制御する信号を出力する
   周波数監視手段を設けたことをを特徴とするフェイルセ
   ーフ回路。
3. 【請求項３】 矩形波信号あるいは交流信号を入力信号
   として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセーフ回
   路において、前記入力信号の周波数が基準範囲内である
   か否かを監視し基準範囲を外れたときに異常発生を示す
   情報を出力する診断回路を備えることを特徴とするフェ
   イルセーフ回路。
4. 【請求項４】 矩形波信号あるいは交流信号を入力信号
   として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセーフ回
   路において、前記入力信号の周波数を監視し該周波数が
   許容範囲内のときは基準周波数の信号を出力する周波数
   監視手段を備えることを特徴とするフェイルセーフ回
   路。
5. 【請求項５】 矩形波信号あるいは交流信号を入力信号
   として負荷を駆動する信号を出力するフェイルセーフ回
   路において、異なる周波数の複数の信号を合成して生成
   された前記入力信号のうちいずれか一方の周波数が基準
   範囲内であるか否かを監視し該周波数が基準範囲内のと
   きは該入力信号に応じた信号を出力し前記周波数が前記
   基準範囲から逸脱したときは出力を遮断する周波数監視
   手段を備えることを特徴とするフェイルセーフ回路。
6. 【請求項６】 請求項５において、周波数監視手段から
   の出力信号が直流信号であるか否かを検出し直流信号の
   場合には異常発生を示す情報を出力する診断回路を付加
   したことを特徴とするフェイルセーフ回路。
7. 【請求項７】 負荷の動作を制御するスイッチング素子
   を駆動する直流電圧を生成する整流手段の前段に設けら
   れたトランスの入力側と基準周波数信号入力端子との間
   に設けられるフェイルセーフ回路であって、前記基準周
   波数信号の周波数を監視し該周波数が許容範囲内のとき
   は該基準周波数信号を前記トランスに出力し該周波数が
   許容範囲から逸脱したときは前記トランスへの入力を遮
   断する周波数監視手段を設けたことを特徴とするフェイ
   ルセーフ回路。
8. 【請求項８】 複数のセンサと、各センサ対応に設けら
   れ当該センサからの出力信号が基準値を越える場合に安
   全保護装置を動作させるためのトリップ信号を出力する
   比較手段と、各比較手段からのトリップ信号を入力し前
   記安全保護装置を動作させるための演算処理を実施する
   演算手段と、該演算手段から出力される前記安全保護装
   置を動作させるための信号を基準周波数の信号に変換す
   る基準周波数信号出力手段と、該基準周波数信号出力手
   段からの基準周波数信号を伝送する伝送手段と、該伝送
   手段からの信号を受信する受信手段と、該受信手段の出
   力である前記基準周波数信号の周波数を監視し該周波数
   が基準範囲内の場合には該基準周波数信号をトランスに
   出力し該周波数が基準範囲から逸脱した場合には前記基
   準周波数信号の前記トランスへの出力を遮断する周波数
   監視手段と、前記トランスの出力信号を整流する整流手
   段と、該整流手段の出力である直流信号を入力として負
   荷の動作を制御するスイッチング素子を設けたことを特
   徴とする安全保護装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、整流手段の出力であ
   る直流信号のレベルを監視して当該安全保護装置の異常
   の有無を判定し結果を出力する診断手段を備えることを
   特徴とする安全保護装置。
10. 【請求項１０】 請求項８において、周波数監視手段の
    入力段に、負荷が動作しない時間幅のテスト信号を印加
    するテスト信号出力手段と、前記スイッチング素子を通
    して前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段
    と、前記テスト信号出力手段からテスト信号を出力した
    時に前記電流検出手段によって検出した負荷電流が所定
    の変化をするか否かにより前記スイッチング素子の健全
    性を判定し結果を出力する診断手段とを付加したことを
    特徴とする安全保護装置。
11. 【請求項１１】 請求項８乃至請求項１０のいずれかに
    おいて、スイッチング素子は、該スイッチング素子の入
    力部に印加される整流手段の直流信号のレベルが変化し
    ない半導体素子であることを特徴とする安全保護装置。
12. 【請求項１２】 請求項８乃至請求項１１のいずれかに
    おいて、トランスに入力する基準周波数信号の周波数を
    該トランスが飽和することのない周波数としたことを特
    徴とする安全保護装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至請求項７のいずれかにお
    いて、フェイルセーフ回路への入力信号を出力する制御
    手段であって、 該制御手段の入力信号の演算処理を実施し、論理値の異
    なる２つの信号を交互に論理値を変えて出力し、自己の
    両出力信号を入力して両出力信号の論理値が交互に変化
    することを検出し、この変化が所定の関係から逸脱した
    ときに異常発生を検出する演算手段と、 該演算手段の２つの出力信号を入力し、両入力信号の論
    理値が異なる場合に指令信号を出力する排他的論理和回
    路と、 該排他的論理和回路の指令信号で基準周波数発生手段か
    らの基準周波数信号を出力する基準周波数信号出力手段
    と、 負荷が動作しない短時間の幅の信号が前記排他的論理和
    回路の両入力に印加され、この信号に応答した該排他的
    論理和回路の出力により、該排他的論理和回路の機能が
    健全を判定する回路とを付加したことを特徴とするフェ
    イルセーフ回路。
14. 【請求項１４】 請求項８乃至請求項１２のいずれかに
    おいて、 演算手段は、該演算手段から論理値の異なる２つの信号
    を交互に論理値を変えて出力する機能と、該両出力信号
    を入力し、両出力信号の論理値が交互に変化することを
    検出し、この変化が所定の関係から逸脱したときに異常
    を出力する機能を有し、 基準周波数信号出力手段は、該演算手段からの２つの出
    力信号を入力して両入力信号の論理値が異なる場合に指
    令信号を出力する排他的論理和回路からの指令信号で基
    準周波数発生手段からの基準周波数信号を出力する機能
    を有し、 上記排他的論理和回路は、負荷が動作しない短時間の幅
    の信号が両入力に印加され、この信号に応答した結果が
    該排他的論理和回路から出力されることにより、該排他
    的論理和回路の機能が健全であると判定する回路を備え
    ることを特徴とする安全保護装置。
15. 【請求項１５】 請求項７において、周波数監視手段の
    入力段に、負荷が動作しない時間幅のテスト信号を印加
    するテスト信号出力手段と、周波数同調回路の出力信号
    を監視する手段と、整流手段の直流レベルを監視する手
    段と、スイッチング素子を通して負荷に流れる電流の変
    化を検出する手段と、テスト信号出力手段から出力する
    テスト信号に応じて周波数同調回路の出力信号と整流手
    段の直流レベルと負荷電流が所定の変化をするか否かを
    各々の監視し異常箇所を同定する診断回路とを付加した
    ことを特徴とするフェイルセーフ回路。
16. 【請求項１６】 請求項８，９，１２，１４のいずれか
    において、診断結果を一括して中央制御室側へ伝送し、
    中央制御室側にて、この結果を一括して表示する手段を
    設けたことを特徴とする安全保護装置。
17. 【請求項１７】 複数のセンサと、各センサ対応に設け
    られ各センサからの出力信号が基準値を越える場合に当
    該安全保護装置を動作させるためのトリップ信号を出力
    する比較手段と、各比較手段からのトリップ信号を入力
    とし当該安全保護装置を動作させるための演算処理を実
    施する演算手段と、該演算手段から出力され当該安全保
    護装置を動作させるための信号を基準周波数の信号に変
    換する基準周波数信号出力手段と、該基準周波数信号出
    力手段からの基準周波数信号を入力とするフェイルセー
    フ回路と、該フェイルセーフ回路の出力信号で当該安全
    保護装置を駆動するスイッチング素子を制御する手段と
    を備えることを特徴とする安全保護装置。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至請求項７のいずれかにお
    いて、矩形波の代わりに三角波等の他の波形の信号を用
    いることを特徴とするフェイルセーフ回路。