WO2014199410A1 - 安全システム - Google Patents

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WO2014199410A1
WO2014199410A1 PCT/JP2013/003664 JP2013003664W WO2014199410A1 WO 2014199410 A1 WO2014199410 A1 WO 2014199410A1 JP 2013003664 W JP2013003664 W JP 2013003664W WO 2014199410 A1 WO2014199410 A1 WO 2014199410A1
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WO
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safety device
monitoring time
safety
time
monitoring
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003664
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将司 網本
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2013/003664 priority Critical patent/WO2014199410A1/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Definitions

  • the present invention relates to a safety system including a plurality of safety devices having a communication function.
  • a conventional safety system there is a method of calculating a monitoring time suitable for an actual safety system by automatically changing the monitoring time while operating the actual safety system. That is, in the conventional safety system, a plurality of safety devices transmit and receive data between each other. The safety device stores and holds the communication time in the communication time table for each connection with the safety device of the communication partner. This communication time table divides the communication time into a plurality of areas (for example, 10 ms intervals), distributes the measured actual communication time to each area, and stores and holds the number of data transmissions belonging to each area. In this way, the conventional safety system determines the communication time, that is, the monitoring time.
  • areas for example, 10 ms intervals
  • the conventional safety system uses the upper limit value of the maximum area among the areas to which the measured values of communication times stored in the communication time table belong. To decide. That is, the conventional safety system determines the communication time based on the interval between each area that is fixedly held inside in advance. After determining the communication time, the conventional safety system calculates a communication delay (safety delay time) between safety devices using this communication time, and further calculates a total processing time (safety response time) and a safety distance. (See Patent Document 1).
  • JP 2009-223399 A (for example, paragraph 0016, paragraph 0033, paragraph 0049, paragraphs 0072 to 0079, FIG. 5, FIG. 11 and FIG. 12)
  • the accuracy of the interval of each area of the communication time that is, the accuracy of the monitoring time to be calculated is fixed in advance by the setting in the safety system.
  • the accuracy of the monitoring time to be calculated is fixed in advance by the setting in the safety system.
  • An object of the present invention is to provide a safety system in which the user can arbitrarily set the accuracy of the monitoring time.
  • the safety system includes a first safety device and a second safety device that are connected to a communication network and communicate with each other via the communication network, and the first safety device or the second safety device.
  • the first safety device transmits a signal to the second safety device, and the second safety device is determined in advance.
  • a predetermined monitoring time is set, a predetermined monitoring time determination time is set, the initially set monitoring time is transmitted to the first safety device, and the accumulated time after the transmission is stored is stored is stored.
  • Whether the communication state with the first safety device is normal by receiving the signal transmitted by the first safety device and determining whether the signal is received within the set monitoring time Whether it is abnormal If the communication status is determined to be normal, the cumulative time is compared with the monitoring time judgment time.
  • the cumulative time is within the monitoring time judgment time, signal reception continues and the cumulative time is monitored time. If the determination time is exceeded, the set monitoring time is updated, the updated monitoring time is provisionally set as a new monitoring time, and the updated monitoring time is transmitted to the first safety device, Accumulation time is reset, storage is newly started as accumulation time, signal reception is continued, and when it is determined that the communication state is abnormal, reception of the signal is stopped, and the set monitoring time is set to the first
  • the first safety device or the second safety device is configured to stop the operation of the apparatus based on the determined monitoring time.
  • the monitoring time desired by the user can be calculated and determined.
  • FIG. 6 is a diagram showing a transmission interval monitoring time according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of communication abnormality detection using a transmission interval monitoring time according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the safe refresh monitoring time which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the abnormality detection example of communication using the safe refresh monitoring time which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating monitoring time calculation processing in the safety system according to the first embodiment.
  • 3 is a monitoring time calculation result table according to the first embodiment. It is a figure showing the structure of the safety system which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a transmission interval monitoring time according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of communication abnormality detection using a transmission interval monitoring time according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the safe refresh monitoring time which concerns on Embodiment 1.
  • Embodiment 1 The configuration of the safety system according to the first embodiment will be described below.
  • the safety system according to the first embodiment includes a safety device 1a, a safety device 1b, and a personal computer 2 that is an engineering tool.
  • the safety device 1a, the safety device 1b, and the personal computer 2 are connected by a network 3.
  • the safety device 1a includes a monitoring time calculation unit 101a that automatically calculates a monitoring time internally for each communication partner, a monitoring time storage unit 102a that stores monitoring time for each communication partner, and a communication partner.
  • a processing unit 103a that performs communication reception processing, communication abnormality determination processing, and transmission processing, and a communication interface unit 104a that performs data transmission to the network 3 and data reception from the network 3 are provided.
  • the safety device 1a is connected to the network 3 via the communication interface unit 104a.
  • the safety device 1b includes a monitoring time calculation unit 101b that automatically calculates a monitoring time for each communication partner, a monitoring time storage unit 102b that stores a monitoring time for each communication partner, and a communication time for each communication partner.
  • a processing unit 103b that performs communication reception processing, communication abnormality determination processing, and transmission processing, and a communication interface unit 104b that performs data transmission to the network 3 and data reception from the network 3 are provided.
  • the safety device 1b is connected to the network 3 via the communication interface unit 104b.
  • the personal computer 2 includes an input unit 201 for a user to input a command for the safety device 1a or the safety device 1b, a display unit 202 for displaying a monitoring time read from the safety device 1a and the safety device 1b, data transmission to the network 3, and And a communication interface unit 203 for receiving data from the network 3.
  • the personal computer 2 is connected to the network 3 via the communication interface unit 203.
  • the safety device 1a receives the information input to the input unit 201 by the communication interface unit 104a.
  • the safety device 1a receives and processes the received information at the processing unit 103a.
  • the safety device 1b receives the information input to the input unit 201 by the communication interface unit 104b.
  • the processing unit 103b receives and processes the information input to the input unit 201.
  • Information transmitted from the safety device 1a is transmitted by the processing unit 103a to the network 3 via the communication interface unit 104a.
  • the safety device 1 a transmits to the personal computer 2 information transmitted from the safety device 1 a is received via the communication interface unit 203 of the personal computer 2 and displayed on the display unit 202.
  • the safety device 1a transmits to the safety device 1b the information transmitted from the safety device 1a is received and processed by the processing unit 103b of the safety device 1b via the communication interface unit 104b of the safety device 1b.
  • the processing unit 103b of the safety device 1b performs transmission processing.
  • the information subjected to the transmission process is transmitted to the network 3 via the communication interface unit 104b of the safety device 1b.
  • the safety device 1 b transmits to the personal computer 2 the information transmitted from the safety device 1 b is received by the personal computer 2 via the communication interface unit 203 of the personal computer 2 and displayed on the display unit 202 of the personal computer 2.
  • the processing unit 103a of the safety device 1a performs reception processing on the information transmitted from the safety device 1b via the communication interface unit 104a of the safety device 1a.
  • a safety system for example, when a person enters a dangerous area from a safe area in a factory, it is necessary to urgently stop a device (such as a robot) that is a danger source. Therefore, a fence for preventing a person from entering between the safety area and the dangerous area is installed, or a light curtain or the like for detecting that a person has entered the dangerous area is installed.
  • a device such as a robot
  • the safe distance is the distance from the hazard source to the safeguarding device. If the value of the safety distance is large, the area of the site where the safety system is installed becomes large. Therefore, it is desirable to make the safety distance as small as possible.
  • the safe distance is calculated as a distance obtained by adding a margin from the walking speed and the safety response time.
  • the safety response time refers to turning on or off the output device from when the input device is turned on or off, for example, when light from the light curtain is interrupted or when an emergency stop switch is pressed. It is time until.
  • the safety device When the input of the safety device is turned ON or OFF, the safety device stops the operation of the dangerous source such as the robot to be controlled within the safety response time. In addition, even when the safety device determines that communication is abnormal, the safety device stops the operation of the danger source such as the robot to be controlled within the safety response time. Examples of communication anomalies include data delay on the network 3 and data corruption on the network 3.
  • the above safety response time is calculated based on the response time of the network 3, the control cycle time of the safety device, and the monitoring time.
  • the monitoring time is the time that the safety device monitors in order to detect communication abnormality in the safety system.
  • the safety devices 1a, 1b, etc. perform communication using the monitoring time using the communication network 3. In other words, the safety devices communicate with each other to monitor whether an abnormality has occurred in communication.
  • the safety system is configured by connecting a plurality of these safety devices to the communication network 3. That is, a system that executes a function for protecting a person from the danger of a danger source when an abnormality occurs in communication is a safety system.
  • At least one monitoring time is required for the safety device to perform one-to-one communication.
  • the user obtains at least one monitoring time and sets it in both safety devices.
  • the monitoring time is within the range of an appropriate monitoring time (monitoring time that allows normal communication to be performed), communication can be normally performed no matter how small the monitoring time is set.
  • an inappropriate monitoring time a monitoring time that is too short for normal communication to be performed
  • a communication abnormality occurs as the monitoring time decreases. In other words, when the monitoring time is inappropriate, even if it is not actually necessary to detect a communication abnormality, an abnormality may be detected unnecessarily.
  • the safety response time is calculated based on the monitoring time, the smaller the value of the monitoring time, the smaller the safety response time is calculated. Then, since the safety distance from the hazard source to the safeguarding device is also calculated as a short value, the site area necessary for installing the safety system can be reduced.
  • the safety device may stop the operation of a dangerous source such as a robot to be controlled within the monitoring time.
  • the present invention can calculate the monitoring time while operating the actual safety system, and can calculate the monitoring time more suitable for the actual safety system by allowing the accuracy of the monitoring time to be arbitrarily determined. did.
  • the above monitoring time includes a transmission interval monitoring time and a safe refresh monitoring time.
  • the monitoring time refers to the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time.
  • FIG. 2 is a diagram showing point-to-point (between two points) communication between safety devices using the transmission interval monitoring time.
  • the user sets the transmission interval monitoring time to station A (transmission side).
  • station A transmits the transmission interval monitoring time set for itself to station B (receiving side).
  • the B station stores the transmission interval monitoring time received from the A station.
  • the A station attaches the transmission time information that it has transmitted at times t1, t2, etc. to the data to be communicated, that is, the safety data as a time stamp, and transmits it to the B station.
  • station A transmits safety data to station B in the control cycle of station A itself.
  • the control cycle refers to the time required for one cycle operation in the control operation, and varies depending on the load applied to the A station.
  • Station B periodically receives the safety data transmitted from station A.
  • the station B detects a transmission time t1 attached to the safety data received at time T1, a transmission time t2 attached to the safety data received at time T2, and the like.
  • the B station determines whether the difference between the transmission time attached to the received safety data and the transmission time attached to the previously received safety data, that is, (t2-t1) or the like does not exceed the transmission interval monitoring time. If the difference in transmission time does not exceed the transmission interval monitoring time, it is determined that the communication state is normal.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of communication abnormality detection using the transmission interval monitoring time.
  • the B station transmits the difference between the transmission time t4 attached to the safety data received at time T3 and the transmission time t2 attached to the safety data received at the previous time T2, that is, (t4 ⁇ t2). Judge that the interval monitoring time is exceeded. If the transmission time difference exceeds the transmission interval monitoring time, there may be a reason that there is safety data that cannot be received. For this reason, the processing unit of station B detects an abnormality, determines that the communication state is abnormal, and stops communication.
  • FIG. 4 is a diagram showing point-to-point communication between safety devices using the safety refresh monitoring time.
  • the user sets the safety refresh monitoring time to station A (transmission side). Since the safety refresh monitoring time uses a common setting value on the transmitting side and the receiving side, the safety refresh monitoring time is set only on the transmitting side station.
  • the station A transmits a safety refresh monitoring time to the station B (receiving side) before starting communication.
  • Station B stores the safety refresh monitoring time received from station A.
  • the safety refresh monitoring time may be set simultaneously for both the transmitting station and the receiving station. After that, station A transmits safety data to station B in the control cycle of station A itself.
  • the B station When the first safety data is received from the A station at time T1, the B station starts a safety refresh monitoring timer in order to measure the time elapsed from the time when the safety data was received.
  • station B receives the safety data from station A at time T2
  • station B determines that the time measured by the safety refresh monitoring timer does not exceed the safety refresh monitoring time. If the time measured by the safety refresh monitoring timer does not exceed the safety refresh monitoring time, it is determined that the communication state is normal, and the safety refresh monitoring timer is reset.
  • the B station determines whether the communication is normal. If the communication is normal, the B station resets the safety refresh monitoring timer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of communication abnormality detection using the safety refresh monitoring time.
  • station B determines that it has not received safety data at time T3 and that the time measured by the safety refresh monitoring timer exceeds the safety refresh monitoring time. If the time measured by the safety refresh monitoring timer exceeds the safety refresh monitoring time, there may be a reason such as a delay in the transmission path. For this reason, it is detected that the station B has timed out, the communication state is determined to be abnormal, and the communication is stopped.
  • the safety device detects an abnormality in communication from the transmission interval monitoring time or the safety refresh monitoring time. Then, the safety device stops communication with the safety device or the safety system in which an abnormality has occurred, and turns off the output.
  • the safety device 1a is described as A station (transmission side), and the safety device 1b is described as B station (reception side).
  • the safety device 1a transmits safety data as a transmitting station, and at the same time, the safety device 1b also transmits safety data as a transmitting station. That is, the user individually sets the transmission interval monitoring time for each safety device before each safety device starts communication.
  • the transmitting station that is, each safety device transmits the set transmission interval monitoring time to the receiving station.
  • the safety device 1a that is the A station transmits the transmission interval monitoring time set for itself to the B station
  • the safety device 1b that is the B station is the transmission interval monitoring time set for itself. To station A.
  • the subsequent operation is as described above.
  • the transmission interval monitoring time is to detect an abnormality such as the presence of safety data that cannot be received by determining whether or not the difference in transmission time exceeds the transmission interval monitoring time. For example, if a part of safety data (transmission interval monitoring time, etc.) is garbled due to noise generated on the line and garbled safety data is received (garbled data on the network 3), a communication error is detected. . However, when the transmission interval monitoring time is used, the determination is made based on the transmission time attached to the safety data. Therefore, if the reception of the safety data is delayed, an abnormality in communication cannot be detected.
  • an abnormality such as the presence of safety data that cannot be received by determining whether or not the difference in transmission time exceeds the transmission interval monitoring time. For example, if a part of safety data (transmission interval monitoring time, etc.) is garbled due to noise generated on the line and garbled safety data is received (garbled data on the network 3), a communication error is detected. . However, when the transmission interval monitoring time is used,
  • the safety refresh monitoring time is for detecting an abnormality such as a delay in the transmission line by determining whether the time measured by the safety refresh monitoring timer exceeds the safety refresh monitoring time.
  • an abnormality such as a delay in the transmission line by determining whether the time measured by the safety refresh monitoring timer exceeds the safety refresh monitoring time.
  • the transmission side has transmitted safety data normally, but there is a delay in the data at the hub, etc., and an abnormality occurs in the time until the reception side receives the safety data due to the delay (data on the network 3 )
  • the normal safety refresh monitoring time is set longer than the transmission interval monitoring time. For this reason, when safety data is received before the safety refresh monitoring time is exceeded, even if there is safety data that cannot be received during that time, an abnormality in communication cannot be detected.
  • these two monitoring times are usually used simultaneously in communication between safety devices. However, depending on the conditions of the safety system, only one of the monitoring times may be used.
  • the monitoring time calculation mode refers to a mode for the safety device to calculate the monitoring time used for communication with the communication partner safety device.
  • the normal mode is a mode in which the safety device communicates with the safety device of the communication partner using the monitoring time calculated in the monitoring time calculation mode and monitors whether there is an abnormality in communication.
  • the processing unit 103a stores the received data in the monitoring time storage unit 102a, and sets the monitoring time calculation mode. As a result, the safety device 1a switches from the normal mode to the monitoring time calculation mode.
  • the user inputs information specifying the safety device 1b that is a communication partner to the input unit 201.
  • the information specifying the communication partner is a parameter used in communication such as an identifier of a safety connection.
  • This parameter includes information that the monitoring device between the safety device 1a and the safety device 1b is the safety device 1a. Which is the main subject of calculating the monitoring time is usually determined by the characteristics of the safety device 1a and the safety device 1b. Note that the numbers assigned to identify the safety devices may be determined in ascending order of the numbers.
  • the user executes communication related to the determination process by using the monitoring time for a change range when the monitoring time is automatically changed (hereinafter referred to as a monitoring time change range) and a certain monitoring time.
  • a monitoring time change range when the monitoring time is automatically changed
  • a certain monitoring time At this time, in order to determine the appropriateness of the monitoring time, a time for executing the communication (hereinafter referred to as monitoring time determination time) is input to the input unit 201.
  • the safety device 1a stores information for specifying the safety device 1b that is a communication partner, the monitoring time change range, and the monitoring time determination time in the monitoring time storage unit 102a.
  • the user inputs a command for switching the mode of the safety device 1b from the normal mode to the monitoring time calculation mode in the input unit 201 of the personal computer 2.
  • the processing unit 103b stores the received data in the monitoring time storage unit 102b, and sets the monitoring time calculation mode. As a result, the safety device 1b switches from the normal mode to the monitoring time calculation mode.
  • the user inputs information specifying the safety device 1a that is a communication partner to the input unit 201.
  • the safety device 1b similarly memorize
  • the safety device 1a automatically calculates and determines the initial value of the monitoring time used by the safety device 1a and the safety device 1b by the monitoring time calculation unit 101a.
  • the monitoring time calculation unit 101a calculates based on the control cycle time of each safety device or the response time of the network 3, and calculates the initial value of the monitoring time as a time including a certain margin. .
  • the process for calculating the initial value of the monitoring time is a process different from the monitoring time calculation process of FIG.
  • the safety device 1a stores the calculated initial value of the monitoring time in the monitoring time storage unit 102a, and then transmits it to the safety device 1b.
  • the safety device 1b stores the received initial value of the monitoring time in the monitoring time storage unit 102b.
  • the initial value of the monitoring time may be determined by the user.
  • the user determines an initial value of the monitoring time as a time including a certain margin, etc., inputs it to the input unit 201 of the personal computer 2, and transmits it to the safety device 1a.
  • the safety device 1a stores the received initial value of the monitoring time in the monitoring time storage unit 102a.
  • the setting for the safety device 1b may be performed by the safety device 1a or may be transmitted directly from the personal computer 2 to the safety device 1b.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a process for calculating the monitoring time used for communication between the safety device 1a and the safety device 1b.
  • the user inputs the monitoring time change range and the monitoring time determination time to the input unit 201 of the personal computer 2 and sets them in the safety device 1a.
  • the monitoring time change range is set to 5 ms
  • the monitoring time determination time is set to 2000 ms.
  • the safety device 1a determines an initial value of the monitoring time used in communication, stores it in the monitoring time storage unit 102a, and transmits it to the safety device 1b of the communication partner.
  • the transmission interval monitoring time is determined to be 100 ms and the safety refresh monitoring time is determined to be 200 ms, and is set in the safety device 1a and the safety device 1b.
  • the monitoring time calculation result table includes a monitoring time change range setting value (5 ms, etc.), a monitoring time judgment time setting value (2000 ms, etc.), a monitoring time setting value for the safety device 1b (transmission interval monitoring time is 100 ms, safety The refresh monitoring time is 200 ms), and for a certain monitoring time, the time (hereinafter referred to as monitoring time determination processing execution time) in which communication related to the determination processing is executed using the monitoring time is stored.
  • the safety device 1b also has a similar monitoring time calculation result table.
  • the safety device 1a sets the monitoring time determination processing execution time stored in the monitoring time calculation result table to 0 s and starts executing the monitoring time determination processing.
  • the safety device 1b transmits safety data to the safety device 1a in the control cycle of the safety device 1b itself.
  • the control cycle of the safety device 1b varies in the range of 10 ms to 45 ms depending on the load applied to the safety device 1b.
  • the transmission interval monitoring time is 100 ms, which is larger than the maximum value 45 ms of the control cycle of the safety device 1b.
  • step 2 the safety device 1a waits until the first data is received.
  • step 2 it is assumed that the safety device 1a receives the first data 15ms after the transmission of the initial value of the monitoring time. Since the safety refresh monitoring timer has not been started yet, the safety device 1a does not determine Yes in step 3.
  • step 4 the safety device 1a determines whether the received data is safety data or other data. If the received data is safety data, in step 5, the safety device 1a checks the time stamp of the received safety data. In this example, since the first safety data is received, the safety device 1a does not determine the current communication state. Since the safety device 1a receives the first safety data, the safety device 1a starts a safety refresh monitoring timer. In the case of receiving the first safety data, in step 6, the safety device 1a determines that the communication state is normal.
  • the safety device 1a updates the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table.
  • the monitoring time determination process execution time is updated to 15 ms (step 7).
  • step 8 the safety device 1a checks whether the monitoring time determination processing execution time stored in the monitoring time calculation result table is larger than the monitoring time determination time. Since the monitoring time determination processing execution time is 15 ms and the monitoring time determination time is 2000 ms, No is determined in step 8 and the process returns to step 2.
  • step 2 the safety device 1a waits until the next data is received. Then, it is assumed that the safety device 1a receives data 20 ms after receiving the first safety data. Since the data is received within the set safety refresh monitoring time of 200 ms, the safety device 1a is not determined to be Yes in step 3. In step 4, the safety device 1a determines whether the received data is safety data or other data.
  • the safety device 1a determines the current communication state.
  • the safety device 1a checks the time stamp of the received safety data, and determines that the difference in transmission time is 20 ms, which is smaller than the transmission interval monitoring time 100 ms.
  • the safety device 1a checks that the safety refresh monitoring timer is 20 ms, and determines that the safety refresh monitoring time 200 ms has not been exceeded.
  • the safety device 1a resets the safety refresh monitoring timer and starts again. As a result, the safety device 1a determines that the communication state is normal (step 6).
  • step 7 the safety device 1a updates the monitoring time determination processing execution time stored in the monitoring time calculation result table to 35 ms.
  • step 8 the safety device 1a determines that the monitoring time determination process execution time 35 ms stored in the monitoring time calculation result table is not greater than the monitoring time determination time 2000 ms. For this reason, No is determined in step 8 and the process returns to step 2.
  • the safety device 1a determines whether the received data is safety data or other data. If the received data is safety data, in step 5, the safety device 1a determines the current communication state. That is, the safety device 1a checks the time stamp of the received safety data, and determines that the difference in transmission time is 15 ms and is less than the transmission interval monitoring time 100 ms. The safety device 1a checks that the safety refresh monitoring timer is 15 ms, and determines that the safety refresh monitoring time 200 ms has not been exceeded. The safety device 1a resets the safety refresh monitoring timer and starts again. Thereby, in step 6, the safety device 1a determines that the communication state is normal.
  • Step 7 the safety device 1a updates the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table to 50 ms. Further, in step 8, the safety device 1a determines that the monitoring time determination processing execution time 50ms stored in the monitoring time calculation result table is not larger than the monitoring time determination time 2000ms, and returns to step 2.
  • the safety device 1a receives the safety data 20 ms after the reception of the previous safety data.
  • the safety device 1a determines that the transmission time difference of 20 ms is smaller than the transmission interval monitoring time of 100 ms.
  • the safety device 1a determines that the safety refresh monitoring timer is 20 ms and does not exceed the safety refresh monitoring time 200 ms. Therefore, in step 6, the safety device 1a determines that the communication state is normal.
  • the safety device 1a updates the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table to 2005 ms.
  • the safety device 1a determines that the monitoring time determination process execution time 2005ms stored in the monitoring time calculation result table is greater than the monitoring time determination time 2000ms.
  • the safety device 1a updates the monitoring time according to the set value of the monitoring time change range. Since the monitoring time change range is set to 5 ms, the transmission interval monitoring time is updated to 95 ms and the safety refresh monitoring time is updated to 195 ms, and stored in the monitoring time storage unit 102a.
  • the safety device 1a transmits the updated monitoring time to the safety device 1b. Furthermore, the safety device 1a sets the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table to 0 s, and newly starts executing the monitoring time determination process (step 9).
  • the safety device 1a and the safety device 1b perform the monitoring time determination process from Step 2 to Step 9 as described above again for the updated monitoring time.
  • the monitoring time is further updated according to the set value of the monitoring time change range. In this way, the monitoring time is sequentially updated to a smaller value according to the set value of the monitoring time change range, and the monitoring time determination process is sequentially performed for the updated monitoring time.
  • the transmission interval monitoring time is 50 ms
  • the safety refresh monitoring time is 150 ms
  • the monitoring time determination processing execution time is 100 ms.
  • step 5 the safety device 1a checks the time stamp of the received safety data. However, in this example, it is assumed that the time stamp data of the received safety data is garbled. For this reason, when the safety device 1a calculates the difference from the time stamp of the previous safety data, it is assumed that 120 ms is obtained.
  • the safety device 1a since the transmission time difference 120 ms is larger than the transmission interval monitoring time 100 ms, the safety device 1a detects a communication abnormality. Therefore, in step 6, the safety device 1a determines that the communication state is abnormal, and upon receiving this, the safety device 1b ends the monitoring time calculation process. That is, in the safety system according to Embodiment 1, the monitoring time calculation process for the safety device 1a and the safety device 1b is terminated.
  • the calculated transmission interval monitoring time is 50 ms, which is larger than the maximum value 45 ms of the control period of the safety device 1a.
  • the following describes another case in which the monitoring time calculation process ends.
  • the above processing is performed, and for the data stored in the monitoring time calculation result table of the monitoring time storage unit 102a, the transmission interval monitoring time is 50 ms, the safety refresh monitoring time is 150 ms, and the monitoring time determination processing execution time is 100 ms.
  • the safety device 1b transmits the safety data 40 ms after the previous transmission of the safety data.
  • step 3 it is assumed that the safety device 1a has not received safety data even if 150 ms has elapsed since the previous reception of safety data.
  • a data delay occurs on the network 3.
  • the safety device 1a detects that a time-out has occurred. Also in this case, the safety device 1a determines that the communication state is abnormal, and upon receiving this, the safety device 1b ends the monitoring time calculation process. That is, in the safety system according to Embodiment 1, the monitoring time calculation process for the safety device 1a and the safety device 1b is terminated.
  • the calculated transmission interval monitoring time is 50 ms, which is larger than the maximum value 45 ms of the control period of the safety device 1a.
  • the safety device 1a transmits the current monitoring time stored in the monitoring time storage unit 102a to the personal computer 2.
  • the personal computer 2 displays the current monitoring time on the display unit 202.
  • the transmission interval monitoring time is displayed as 50 ms
  • the safety refresh monitoring time is displayed as 150 ms.
  • the user Based on the monitoring time displayed on the display unit 202, the user finally determines a value including a margin as the monitoring time with reference to the monitoring time change range and the like. For example, if the monitoring time change range is 5 ms, the user determines the transmission interval monitoring time to a value of 55 ms or more and the safety refresh monitoring time to a value of 155 ms or more.
  • the determined transmission interval monitoring time is longer than the maximum value 45 ms of the control cycle of the safety device 1a.
  • the user sets the determined monitoring time from the personal computer 2 to the safety device 1a and the safety device 1b.
  • the safety device 1a and the safety device 1b shift from the monitoring time calculation mode to the normal mode when the monitoring time calculation process ends.
  • step 10 a description will be given of the case where the branch is made to No in step 4 for checking whether or not safety data has been received.
  • the safety device 1a has received data other than safety data. Then, the safety device 1a checks whether or not the read data of the monitoring time calculation result table has been received (step 10).
  • the safety device 1a reads the monitoring time calculation result table of the monitoring time storage unit 102a (Step 11).
  • the safety device 1a transmits the response data of the monitoring time calculation result to the personal computer 2.
  • the personal computer 2 displays the received response data on the display unit 202 (step 12).
  • step 10 The case where it branches to No in step 10 will be described.
  • the safety device 1a has received data other than the read data of the monitoring time calculation result table.
  • the safety device 1 a transmits response data indicating that the received data is abnormal to the personal computer 2.
  • the personal computer 2 displays the received response data on the display unit 202, and the user determines whether to continue or stop the monitoring time calculation process (step 13).
  • the monitoring time determination processing execution time is stored in the monitoring time calculation result table as 0 s when the monitoring time is set for each safety device, but is not limited to this. Absent.
  • the monitoring time determination processing execution time may be stored in the monitoring time calculation result table as 0 s when the safety device receives the first safety data, and may be updated each time the safety data is normally received.
  • a timer included in each safety device may be used. In this case, in step 8, the safety device 1a checks the time of the timer every time the safety data is normally received, and compares the time elapsed from the start time of the monitoring time determination process with the monitoring time determination time.
  • the safety device 1a determines whether or not the received data in step 4 is safety data. However, the present invention is not limited to this. In addition, although the safety device 1a determines whether or not the communication state in step 6 is normal, it is not limited to this. Although the safety device 1a determines whether or not the monitoring time determination processing execution time in step 8 is longer than the monitoring time determination time, the present invention is not limited to this. For example, the safety device 1b may make these determinations. In this case, the safety device 1a calculates an initial value of the monitoring time and transmits it to the safety device 1b.
  • the safety device 1b When the safety device 1b receives the initial value of the monitoring time, the safety device 1b stores the monitoring time determination processing execution time as 0 s in the monitoring time calculation result table of the monitoring time storage unit 102b.
  • the safety device 1a transmits safety data to the safety device 1b in the control cycle of the safety device 1a itself.
  • the safety device 1b determines whether or not the received data is safety data in Step 4. If the received data is safety data, in step 5, the safety device 1b determines the current communication state. In step 6, when the safety device 1b determines that the communication state is normal, in step 7, the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table is updated.
  • the safety device 1b determines whether or not the monitoring time determination processing execution time stored in the monitoring time calculation result table is longer than the monitoring time determination time.
  • the safety device 1b transmits a signal indicating that to the safety device 1a.
  • the safety device 1a updates the monitoring time according to the set value of the monitoring time change range.
  • the safety device 1b sets the monitoring time determination process execution time stored in the monitoring time calculation result table to 0 s, and newly starts executing the monitoring time determination process. Other operations are as described above.
  • the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time are calculated simultaneously as the monitoring time.
  • the monitoring time may be calculated separately, or the safety refresh monitoring time may be calculated after calculating only the transmission interval monitoring time, or vice versa.
  • only one of the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time may be calculated and used as the monitoring time.
  • the safety device 1a has been described as a monitoring time calculation subject, but the present invention is not limited to this.
  • the safety device 1b may be used as the monitoring time calculation subject.
  • the settings performed by the user for the safety device 1a and the safety device 1b and the operations of the safety device 1a and the safety device 1b from step 1 to step 13 are performed. Will be replaced as is.
  • the safety device 1a may be the monitoring time calculation subject and calculate the monitoring time related to itself
  • the safety device 1b may be the monitoring time calculation subject and calculate the monitoring time related to itself. .
  • the monitoring time used for communication of the safety system be automatically calculated regardless of the user's manual work, but also about the monitoring time change range and the monitoring time determination time, It can be arbitrarily set by the user. Therefore, the accuracy of the monitoring time can be determined according to the re-layout of the facility (factory, etc.) where the safety system is installed, the site area, the operating time of the facility, etc., and the monitoring time more suitable for the actual safety system is calculated. can do.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the safety system according to the second embodiment.
  • a personal computer 2 as an engineering tool is connected to the network 3, and an arbitrary number of safety devices are connected to the network 3.
  • the configuration of each safety device is the same as that of the first embodiment.
  • the safety device 1a includes a monitoring time calculation unit 101a, a monitoring time storage unit 102a, a processing unit 103a, and a communication interface unit 104a. Yes.
  • each individual safety device is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the user inputs to the input unit 201 of the personal computer 2 to perform a monitoring time calculation mode in which each safety device calculates a monitoring time, and sets the safety device in each safety device.
  • the safety device 1a, the safety device 1b, the safety device 1n, etc. are set to perform the monitoring time calculation mode.
  • information for identifying the safety device of the communication partner is input to the input unit 201 for each safety device and set in each safety device.
  • information specifying the safety device of the communication partner such as the safety device 1b and the safety device 1n is set for the safety device 1a.
  • the user inputs the monitoring time change range and the monitoring time determination time for each safety device of the communication partner to the input unit 201 and sets each safety device.
  • a monitoring time change range and a monitoring time determination time for calculating a monitoring time used for communication with the safety device 1b, and a monitoring time used for communication with the safety device 1n are calculated.
  • Set the monitoring time change range and monitoring time judgment time The monitoring time change range and the monitoring time determination time may be set to a common value for the safety device with which each safety device communicates, or the same value for all safety devices. You may make it set.
  • Each safety device automatically calculates the initial value of the monitoring time used for communication for each safety device of its communication partner by its own monitoring time calculation unit.
  • the safety device 1a calculates the initial value of the monitoring time used for communication with the safety device 1b, and also calculates the initial value of the monitoring time used for communication with the safety device 1n.
  • the method for calculating the initial value of the monitoring time is the same as in the first embodiment.
  • Each safety device may obtain only one initial value of the monitoring time and use it for communication with all the safety devices of the communication partner.
  • each safety device transmits the initial value of the monitoring time to each safety device.
  • the safety device 1a transmits the monitoring time to the safety device 1b or the safety device 1n that is the communication partner.
  • each safety device After sending the initial value of the monitoring time, each safety device starts communication with the safety device of the communication partner.
  • Each safety device performs monitoring time calculation processing for each safety device of the communication partner, based on the flowchart from step 1 to step 13 of FIG. 6 in the first embodiment.
  • the safety device 1a communicates with the safety device 1b, calculates the monitoring time used for communication with the safety device 1b, communicates with the safety device 1n, and uses the monitoring time used for communication with the safety device 1n. calculate.
  • the safety device 1b also performs similar monitoring time calculation processing at the same time.
  • the monitoring time is stored separately in the monitoring time calculation result table as shown in FIG.
  • the setting value of the monitoring time change range, the setting value of the monitoring time determination time, and the execution time of the monitoring time determination process are also distinguished and stored for each safety device of the communication partner.
  • the monitoring time calculation result table included in the monitoring time storage unit 102a includes the monitoring time, the setting value of the monitoring time change range, the setting value of the monitoring time determination time, and the execution time of the monitoring time determination process. 1b or safety device 1n is distinguished and stored.
  • each safety device After a certain period of time, if communication is performed normally, that is, if it is not determined that the communication state is abnormal in any safety device, each safety device continues to calculate the monitoring time.
  • the monitoring time calculation process is terminated. For example, when the safety device 1a determines that the state of communication with the safety device 1b is abnormal, the safety device 1a ends the monitoring time calculation process. Then, the safety device 1a stops transmitting safety data to the safety device 1b, the safety device 1n, and the like. As a result, it becomes impossible to receive safety data from the safety device 1a, so that the safety device 1b, the safety device 1n, etc.
  • the safety device 1a determines that the communication state is abnormal, a signal indicating that may be transmitted.
  • the safety device 1b, the safety device 1n, and the like end the monitoring time calculation processing when receiving the signal.
  • each safety device transmits the current monitoring time to the personal computer 2 and displays it on the display unit 202.
  • the safety device 1a has the current values of the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time used for communication with the safety device 1b, and the current values of the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time used for communication with the safety device 1n. The value etc. are transmitted to the personal computer 2.
  • the user finally determines the value including the margin as the monitoring time based on the monitoring time displayed on the display unit 202. Then, the user sets the determined monitoring time for each safety device. For example, for the safety device 1a, the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time used for communication with the safety device 1b are set, and the transmission interval monitoring time and the safety refresh monitoring time used for communication with the safety device 1n are set. To do. Each safety device shifts from the monitoring time calculation mode to the normal mode when the monitoring time calculation process ends.
  • Step 10 of Embodiment 1 A case where the safety device receives the read data of the monitoring time calculation result table in step 10 of the first embodiment will be described. For example, it is assumed that the user inputs a command to read the monitoring time calculation result table to the safety device 1 a to the input unit 201 of the personal computer 2. In Step 10 of Embodiment 1, the safety device 1a determines that the read data of the monitoring time calculation result table has been received. Then, the safety device 1a reads the monitoring time calculation result table held by the monitoring time storage unit 102a, and transmits response data of the monitoring time calculation result to the personal computer 2.
  • Step 10 of Embodiment 1 for example, the case where the safety device 1a receives data other than the read data of the monitoring time calculation result table will be described.
  • the safety device 1 a since the received data is abnormal, the safety device 1 a transmits response data indicating that the received data is abnormal to the personal computer 2.
  • the personal computer 2 displays the received response data on the display unit 202. From the display on the display unit 202, the user determines whether to continue or stop the monitoring time calculation process.
  • each safety device automatically calculates a monitoring time used for communication with a communication partner safety device. Work errors can be reduced, and a monitoring time more suitable for an actual safety system can be calculated.
  • 1a safety device 101a monitoring time calculation unit, 102a monitoring time storage unit, 103a processing unit, 104a communication interface unit, 1b safety device, 101b monitoring time calculation unit, 102b monitoring time storage unit, 103b processing unit, 104b communication interface unit, 2 PC, 201 input unit, 202 display unit, 203 communication interface unit, 3 network, 1n safety device, 101n monitoring time calculation unit, 102n monitoring time storage unit, 103n processing unit, 104n communication interface unit

Landscapes

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Abstract

 ユーザが監視時間の精度を任意に設定できる安全システムを提供する。この発明に係る安全システムは、相互間での通信を行う第1の安全機器(1b)及び第2の安全機器(1a)と、装置とを備える。第2の安全機器(1a)は、予め定められた監視時間判定時間が設定され、経過した累積時間を記憶し、第1の安全機器(1b)との間における通信状態が正常であるか異常であるかを判定し、通信状態が正常であると判定した場合、累積時間と監視時間判定時間との比較を行い、累積時間が監視時間判定時間を越えている場合、設定されている監視時間を更新し、累積時間をリセットし、新たに累積時間として記憶を開始し、通信状態が異常であると判定した場合、設定されている監視時間を第1の安全機器(1b)及び第2の安全機器(1a)の監視時間として決定する。第1の安全機器(1b)または第2の安全機器(1a)は、決定した監視時間に基づいて、装置の動作を停止させる。

Description

安全システム
 本発明は、通信機能を有した複数の安全機器で構成される安全システムに関する。
 従来の安全システムとして、実際の安全システムを稼動させながら監視時間を自動的に変更することにより、実際の安全システムに適した監視時間を算出する手法がある。すなわち従来の安全システムでは、複数の安全機器が、相互間でデータの送受信をおこなう。安全機器は、通信時間を、通信相手の安全機器との接続ごとに、通信時間テーブルに記憶保持する。この通信時間テーブルは、通信時間を複数の領域(例えば10ms間隔など)に分割し、計測した実際の通信時間を各領域に振り分け、各領域に属するデータ送信の回数を記憶保持する。このようにして、従来の安全システムは、通信時間、すなわち監視時間を求める。
 実際のネットワークの状況を加味した安全ネットワークを構成するとき、従来の安全システムは、通信時間を、通信時間テーブルに記憶されている通信時間の実測値が属する領域のうち、最大の領域の上限値に決定する。すなわち、従来の安全システムは、あらかじめ内部で固定的に持つ各領域の間隔に基づき、通信時間を決定する。通信時間を決定後、従来の安全システムは、この通信時間を用いて安全機器間の通信の遅れ(ネットワーク遅延時間)を算出し、さらには処理時間合計(安全応答時間)及び安全距離を算出する(特許文献1参照)。
特開2009-223399号公報(例えば、段落0016、段落0033、段落0049、段落0072乃至0079、図5、図11及び図12)
 従来の安全システムは、通信時間の各領域の間隔の精度が、すなわち、算出する監視時間の精度が、安全システムの内部に持つ設定により予め固定されているので、ユーザにより任意に監視時間の精度を設定することはできなかった。
 本発明は、ユーザが監視時間の精度を任意に設定できる安全システムを提供することを目的とする。
 この発明に係る安全システムは、通信ネットワークに接続され、通信ネットワークを介して相互間での通信を行う第1の安全機器及び第2の安全機器と、第1の安全機器または第2の安全機器により監視時間に基づいて動作を停止させられる装置とを備える安全システムであって、第1の安全機器は、第2の安全機器に対して信号を送信し、第2の安全機器は、予め定められた監視時間が初期設定され、予め定められた監視時間判定時間が設定され、初期設定された監視時間を第1の安全機器に送信し、当該送信を行ってから経過した累積時間を記憶し、第1の安全機器が送信する信号を受信し、設定された監視時間内で信号を受信したか否かを判定することにより、第1の安全機器との間における通信状態が正常であるか異常であるかを判定し、通信状態が正常であると判定した場合、累積時間と監視時間判定時間との比較を行い、累積時間が監視時間判定時間内の場合、信号の受信を継続し、累積時間が監視時間判定時間を越えている場合、設定されている監視時間を更新し、更新された監視時間を新たな監視時間として仮設定し、第1の安全機器に対して更新された監視時間を送信し、累積時間をリセットし、新たに累積時間として記憶を開始し、信号の受信を継続し、通信状態が異常であると判定した場合、信号の受信を中止し、設定されている監視時間を第1の安全機器及び第2の安全機器の監視時間として決定し、第1の安全機器または第2の安全機器は、決定した監視時間に基づいて装置の動作を停止させるものである。
 本発明は、ユーザが監視時間の精度を任意に設定することができるので、ユーザが所望する監視時間を算出決定できる。
実施の形態1に係る安全システムの構成を表す図である。 実施の形態1に係る送信間隔監視時間を示す図である。 実施の形態1に係る送信間隔監視時間を用いた通信の異常検出例を示す図である。 実施の形態1に係る安全リフレッシュ監視時間を示す図である。 実施の形態1に係る安全リフレッシュ監視時間を用いた通信の異常検出例を示す図である。 実施の形態1に係る安全システムにおける監視時間の算出処理を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る監視時間算出結果テーブルである。 実施の形態2に係る安全システムの構成を表す図である。
実施の形態1.
 実施の形態1に係る安全システムの構成を以下に説明する。実施の形態1に係る安全システムは、図1に示すように、安全機器1aと安全機器1b、エンジニアリングツールであるパソコン2から構成される。なお、安全機器1a、安全機器1b、及びパソコン2は、ネットワーク3で接続されている。
 安全機器1aは、通信の相手ごとに監視時間を内部で自動的に算出する監視時間算出部101aと、通信の相手ごとに監視時間等を記憶する監視時間記憶部102aと、通信の相手ごとに通信の受信処理と通信異常判定処理、及び送信処理を行う処理部103aと、ネットワーク3へのデータ送信及びネットワーク3からのデータ受信を行うための通信インタフェース部104aとを備えている。安全機器1aは、通信インタフェース部104aを介してネットワーク3と接続されている。
 安全機器1bは、通信の相手ごとに監視時間を内部で自動的に算出する監視時間算出部101bと、通信の相手ごとに監視時間等を記憶する監視時間記憶部102bと、通信の相手ごとに通信の受信処理と通信異常判定処理、及び送信処理を行う処理部103bと、ネットワーク3へのデータ送信及びネットワーク3からのデータ受信を行うための通信インタフェース部104bとを備えている。安全機器1bは、通信インタフェース部104bを介してネットワーク3と接続されている。
 パソコン2は、ユーザが安全機器1aまたは安全機器1bに対する指令を入力する入力部201と、安全機器1aと安全機器1bから読み出した監視時間を表示する表示部202と、ネットワーク3へのデータ送信及びネットワーク3からのデータ受信を行うための通信インタフェース部203とを備えている。パソコン2は、通信インタフェース部203を介してネットワーク3と接続されている。
 パソコン2の入力部201に入力された情報は、通信インタフェース部203を介してネットワーク3へ送信される。安全機器1aは、入力部201に入力された情報を、通信インタフェース部104aで受信する。安全機器1aは、受信した情報を、処理部103aで受信処理する。また、安全機器1bは、入力部201に入力された情報を、通信インタフェース部104bで受信する。安全機器1bは、入力部201に入力された情報を、処理部103bで受信処理する。
 安全機器1aから送信される情報は、処理部103aが送信処理を行い、通信インタフェース部104aを介してネットワーク3へと送信される。安全機器1aがパソコン2に送信する場合、安全機器1aから送信される情報は、パソコン2の通信インタフェース部203を介して受信され、表示部202に表示される。安全機器1aが、安全機器1bに送信する場合、安全機器1aから送信される情報は、安全機器1bの通信インタフェース部104bを介して、安全機器1bの処理部103bで受信処理される。
 安全機器1bが情報を送信する場合、安全機器1bの処理部103bが、送信処理を行う。送信処理された情報は、安全機器1bの通信インタフェース部104bを介して、ネットワーク3へと送信される。安全機器1bがパソコン2に送信する場合、安全機器1bから送信された情報は、パソコン2の通信インタフェース部203を介して、パソコン2で受信され、パソコン2の表示部202で表示される。安全機器1bが安全機器1aに送信する場合、安全機器1bから送信された情報は、安全機器1aの通信インタフェース部104aを介して、安全機器1aの処理部103aが、受信処理を行う。
 次に、安全システムについて説明する。安全システムでは、例えば、人が工場内の安全領域から危険領域に侵入した場合、危険源である装置(ロボット等)を緊急停止させる必要がある。そのため、安全領域と危険領域との間に人が侵入できないようにするための柵を設置したり、人が危険領域に侵入したことを検知するためのライトカーテン等を設置したりする。
 柵またはライトカーテン等の安全防護機器の設置位置は、安全距離(安全応答時間)を元に危険源から一定の距離を置いた場所に設置する。安全距離とは、危険源から安全防護機器までの距離のことをいう。安全距離の値が大きいと安全システムが設置される敷地の面積が大きくなってしまうため、安全距離は可能な範囲で小さくすることが望ましい。また安全距離は、歩行速度及び安全応答時間から、さらに余裕分を加えた距離として算出される。そして安全応答時間とは、例えばライトカーテンの光が遮断されたとき、または非常停止スイッチが押されたとき等、入力側の機器がONまたはOFFされた時から出力側の機器をONまたはOFFするまでの時間のことである。
 安全機器の入力がONまたはOFFされたとき、安全機器は、制御対象であるロボット等の危険源の動作を安全応答時間以内に停止させる。また、安全機器が通信の異常を判断した場合も、安全機器は、制御対象であるロボット等の危険源の動作を安全応答時間以内に停止させる。通信の異常としては、例えば、ネットワーク3上でのデータの遅延、ネットワーク3上でのデータ化け、などが挙げられる。
 上述の安全応答時間は、ネットワーク3のレスポンス時間、安全機器の制御周期時間、及び監視時間などを元に算出する。監視時間とは、安全システムにおいて、通信の異常を検出するために安全機器が監視する時間のことである。安全機器1a、1b等は、通信ネットワーク3を利用して、監視時間を用いた通信を行う。すなわち安全機器は、相互に通信を行うことで、通信に異常が発生していないかを監視する。安全システムは、これら安全機器の複数が、通信ネットワーク3に接続されて構成される。つまり、通信に異常が発生したときに、危険源の危険から人を守るための機能を実行するシステムが、安全システムである。
 次に、監視時間の精度について説明する。安全システムにおいて、安全機器が1対1の通信を行うためには、少なくとも1つの監視時間が必要である。ユーザは、少なくとも1つの監視時間を求めて両安全機器に設定する。なお3台以上の安全機器で構成された安全システムの場合、1対1の安全機器間の通信は3とおりである。このため、ユーザは、監視時間を少なくとも3つ求め、各安全機器に設定する。
 ここで、監視時間が、適切な監視時間(通信を正常に実施できる監視時間)の範囲内である場合、いくら監視時間を小さく設定したとしても、通信は正常に実施できる。しかし、監視時間が、不適切な監視時間(通信を正常に実施できない短すぎる監視時間)である場合、監視時間が小さいほど、通信の異常が発生する。つまり、不適切な監視時間である場合には、実際には通信の異常を検出する必要がない場合でも、不必要に異常を検出してしまうことがある。
 一方、上述のように、安全応答時間は監視時間を元に算出するため、監視時間の値が小さいほど、安全応答時間は小さい値が算出される。すると、危険源から安全防護機器までの安全距離も短い値が算出されるため、安全システムを設置するために必要となる敷地面積を小さくできる。
 これらの理由により、監視時間は、通信の異常が発生しない適切な範囲において、より小さい値とする必要がある。なお、監視時間を元に安全応答時間を算出するのではなく、安全機器が、制御対象であるロボット等の危険源の動作を監視時間以内に停止させるようにしてもよい。
 しかし安全システムが導入される施設(工場など)は、施設のレイアウトまたは敷地面積などにより、安全距離に求められる精度(10cm単位、100cm単位など)が異なる。さらに施設の稼働時間によって安全システムの連続稼働時間(半日単位で稼働、1週間単位で稼働など)も異なる。つまり安全システムに求められる条件により、監視時間を算出するときの条件が異なり、算出する監視時間に求められる精度も異なってくる。そこで本件発明は、実際の安全システムを稼働させながら監視時間を算出し、さらに監視時間の精度を任意に決められるようにすることで、より実際の安全システムに適した監視時間を算出できるようにした。
 次に、図2から図5にもとづいて、監視時間を使用して通信の異常を検出する方法について説明する。図2から図5において、安全機器1aをA局(送信側)、安全機器1bをB局(受信側)として説明する。上述の監視時間には、送信間隔監視時間と、安全リフレッシュ監視時間とがある。なお以降の説明において、監視時間とは、送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間を指すものとする。
 図2は、送信間隔監視時間を用いた安全機器間でのポイントツーポイント(2点間)通信を示す図である。まず、ユーザは、送信間隔監視時間をA局(送信側)に設定する。通信を開始する前に、A局は、自身に設定された送信間隔監視時間をB局(受信側)へ送信する。B局は、A局から受信した送信間隔監視時間を記憶する。そしてA局は、時刻t1、t2等に送信したという送信時刻の情報を、通信するデータ、すなわち安全データにタイムスタンプとして添付して、B局へと送信する。このときA局は、A局自身の制御周期で、安全データをB局へと送信する。制御周期とは、制御動作において1周期動作する間にかかる時間のことをいい、A局にかかる負荷等により変動する。B局は、A局から送信された安全データを定期的に受信する。B局は、時刻T1に受信した安全データに添付された送信時刻t1、時刻T2に受信した安全データに添付された送信時刻t2等を検出する。そしてB局は、受信した安全データに添付された送信時刻と前回受信した安全データに添付された送信時刻の差、すなわち(t2-t1)等が送信間隔監視時間を越えていないか判定する。送信時刻の差が送信間隔監視時間を越えていない場合、通信の状態が正常であると判断する。
 図3は、送信間隔監視時間を用いた通信の異常検出例を示す図である。図3において、B局は、時刻T3に受信した安全データに添付された送信時刻t4と前回時刻T2に受信した安全データに添付された送信時刻t2の差、すなわち(t4-t2)が、送信間隔監視時間を越えていると判断する。送信時刻の差が送信間隔監視時間を越えた場合は、受信できない安全データがあった等の理由が考えられる。このため、B局の処理部が異常を検出して通信の状態が異常であると判断し、通信を停止する。
 図4は、安全リフレッシュ監視時間を用いた安全機器間での2点間通信を示す図である。まず、ユーザは、安全リフレッシュ監視時間をA局(送信側)に設定する。安全リフレッシュ監視時間は、送信側と受信側で共通の設定値を使用するため、安全リフレッシュ監視時間を送信側の局にのみ設定する。A局は、通信を開始する前に、安全リフレッシュ監視時間をB局(受信側)へ送信する。B局は、A局から受信した安全リフレッシュ監視時間を記憶する。なお、送信側局および受信側局の両方に、同時に安全リフレッシュ監視時間を設定するようにしてもよい。その後A局は、A局自身の制御周期で、安全データをB局へと送信する。B局は、時刻T1においてA局から最初の安全データを受信すると、安全データを受信した時刻から経過した時間を計測するため、安全リフレッシュ監視タイマをスタートさせる。B局は、時刻T2においてA局から安全データを受信すると、安全リフレッシュ監視タイマにより計測した時間が、安全リフレッシュ監視時間を越えていないことを判断する。安全リフレッシュ監視タイマにより計測した時間が安全リフレッシュ監視時間を越えていない場合、通信の状態が正常であると判断し、安全リフレッシュ監視タイマをリセットする。B局は、A局から安全データを受信するごとに、上記の通信が正常であるかの判断をし、通信が正常である場合、安全リフレッシュ監視タイマをリセットする。
 図5は、安全リフレッシュ監視時間を用いた通信の異常検出例を示す図である。図5において、B局は、時刻T3の時点で安全データを受信しておらず、さらに安全リフレッシュ監視タイマにより計測した時間が安全リフレッシュ監視時間を越えていると判断する。安全リフレッシュ監視タイマにより計測した時間が安全リフレッシュ監視時間を越えた場合、伝送路での遅延が発生した等の理由が考えられる。このため、B局がタイムアウトしたことを検出し、通信の状態が異常であると判断し、通信を停止する。
 次に、通信の状態が異常であることを検出した場合の動作について説明する。安全機器自体など安全システムに異常が発生した場合、図3及び図5のように、安全機器は送信間隔監視時間または安全リフレッシュ監視時間などから通信の異常を検出する。そして安全機器は、異常の発生した安全機器または安全システムの通信を停止し、出力をOFFにする。
 なお、上述の例では、安全機器1aをA局(送信側)、安全機器1bをB局(受信側)として説明した。しかし実際には、安全機器1aが送信側の局として安全データを送信すると同時に、安全機器1bも送信側の局として安全データを送信する。つまり、ユーザは、各安全機器が通信を開始する前に、送信間隔監視時間を各安全機器に対して個別に設定する。そして送信側の局(すなわち、各安全機器)は、設定された送信間隔監視時間を受信側の局へ送信する。上述の例の場合、A局である安全機器1aは、自身に設定された送信間隔監視時間をB局へ送信するとともに、B局である安全機器1bは、自身に設定された送信間隔監視時間をA局へ送信する。その後の動作については、上述のとおりである。
 また、送信間隔監視時間は、送信時刻の差が送信間隔監視時間を越えていないか判定することで、受信できない安全データがあった等の異常を検出するものである。例えば、回線上に発生したノイズにより安全データの一部(送信間隔監視時間など)が化け、化けた安全データを受信側が受信する場合(ネットワーク3上でのデータ化け)、通信の異常を検出する。しかし、送信間隔監視時間を使用するときは、安全データに添付された送信時刻に基づき判定をするため、安全データの受信が滞ってしまった場合、通信の異常を検出できない。
 一方、安全リフレッシュ監視時間は、安全リフレッシュ監視タイマにより計測した時間が安全リフレッシュ監視時間を越えていないかの判断をすることで、伝送路での遅延が発生した等の異常を検出するものである。例えば、送信側が安全データを正常に送信したが、ハブなどでデータの遅延が発生し、遅延したことで受信側が安全データを受信するまでの時間に異常が発生した場合(ネットワーク3上でのデータの遅延)、通信の異常を検出する。しかし、通常安全リフレッシュ監視時間は、送信間隔監視時間よりも長く設定される。このため、安全リフレッシュ監視時間を越える前に安全データを受信した場合、その間に受信できない安全データがあったとしても、通信の異常を検出することができない。
 上記の理由により、通常安全機器間の通信において、これら2つの監視時間は同時に用いられる。しかし、安全システムの条件等によっては、どちらか片方の監視時間だけを用いるようにしてもよい。
 次に、安全機器1aを監視時間の算出主体として、実施の形態1に係る動作を説明する。まず、ユーザは、パソコン2の入力部201に、安全機器1aのモードを通常モードから監視時間算出モードに切り替える指令を入力する。監視時間算出モードとは、安全機器が、通信相手の安全機器との通信に使用する監視時間を算出するためのモードのことをいう。通常モードとは、安全機器が、監視時間算出モードで算出した監視時間を使用して、通信相手の安全機器と通信を行い、通信に異常がないか監視するモードのことをいう。処理部103aは、受信したデータを監視時間記憶部102aに記憶させ、監視時間算出モードを設定する。これにより、安全機器1aは、通常モードから監視時間算出モードに切り替わる。
 それからユーザは、通信の相手である安全機器1bを特定する情報を入力部201に入力する。通信の相手を特定する情報とは、例えば安全コネクションの識別子のような通信で使用するパラメータのことである。このパラメータは、安全機器1aと安全機器1b間における監視時間の算出主体が安全機器1aである、という情報を含んでいる。どちらが監視時間の算出主体であるかについては、通常安全機器1aと安全機器1bの特性等により決められる。なお、安全機器を識別するために割り振られている番号につき、番号の若い順、などとして決めてもよい。
 またユーザは、監視時間を内部で自動的に変更するときの変更レンジ(以下、監視時間変更レンジと呼ぶ)と、ある監視時間について、その監視時間を使用して判定処理に係る通信を実行するとき、当該監視時間の妥当性を判定するために当該通信を実行させる時間(以下、監視時間判定時間と呼ぶ)を入力部201に入力する。そして安全機器1aは、通信の相手である安全機器1bを特定する情報と、監視時間変更レンジと、監視時間判定時間を、監視時間記憶部102aに記憶する。
 その後、ユーザは、パソコン2の入力部201に、安全機器1bのモードを通常モードから監視時間算出モードに切り替える指令を入力する。処理部103bは、受信したデータを監視時間記憶部102bに記憶させ、監視時間算出モードを設定する。これにより、安全機器1bは、通常モードから監視時間算出モードに切り替わる。
 それからユーザは、通信の相手である安全機器1aを特定する情報を入力部201に入力する。そして安全機器1bは、通信の相手である安全機器1aを特定する情報を、同様に監視時間記憶部102bに記憶する。
 次に、通信で使用する監視時間の初期値を設定する。安全機器においては、設定された通信相手の安全機器と通信を開始するために、監視時間を設定する必要がある。このため安全機器1aは、監視時間算出部101aにより、安全機器1aと安全機器1bとが通信で使用する監視時間の初期値を自動的に算出決定する。この計算において、監視時間算出部101aは、各安全機器の制御周期時間またはネットワーク3のレスポンス時間等をもとに計算をし、さらにある程度のマージンを含めた時間として監視時間の初期値を算出する。なお、この監視時間の初期値の算出処理は、後述する図6の監視時間算出処理とは別の処理である。そして安全機器1aは、算出した監視時間の初期値を監視時間記憶部102aに記憶させ、その後安全機器1bに対して送信する。安全機器1bは、受信した監視時間の初期値を監視時間記憶部102bに記憶する。
 ここで監視時間の初期値は、ユーザが決定するようにしてもよい。この場合ユーザは、ある程度のマージンを含めた時間等として監視時間の初期値を決定し、パソコン2の入力部201に入力して安全機器1aへと送信する。安全機器1aは、受信した監視時間の初期値を監視時間記憶部102aに記憶する。安全機器1bへの設定は、安全機器1aが行ってもよいし、パソコン2から直接安全機器1bへと送信してもよい。
 安全機器1a及び安全機器1bに監視時間が設定されると、安全機器1a及び安全機器1b間での通信が開始する。
 次に、図6において、監視時間の算出処理について具体的数値を用いて説明する。なお、この算出処理は、監視時間の初期値の算出ではなく、最終的に安全機器間の通信に使用する監視時間を算出決定するものである。図6は、安全機器1aと安全機器1bとの通信に使用する監視時間の算出処理を示すフローチャートである。監視時間の算出処理を開始する前に、ユーザは、パソコン2の入力部201に監視時間変更レンジ、監視時間判定時間を入力し、安全機器1aに設定する。例えば、監視時間変更レンジを5ms、監視時間判定時間を2000msのように設定する。
 ステップ1において、安全機器1aは、通信で使用する監視時間の初期値を決定し、監視時間記憶部102aに記憶させ、さらに通信相手の安全機器1bに送信する。監視時間の初期値としては、例えば、送信間隔監視時間を100ms、安全リフレッシュ監視時間を200msと決定し、安全機器1a及び安全機器1bに設定する。
 安全機器1aの監視時間記憶部102aにおいて、監視時間等は、図7のような監視時間算出結果テーブルに記憶される。監視時間算出結果テーブルには、監視時間変更レンジの設定値(5ms等)、監視時間判定時間の設定値(2000ms等)、安全機器1bに対する監視時間の設定値(送信間隔監視時間は100ms、安全リフレッシュ監視時間は200ms等)、及びある監視時間について、その監視時間を使用して判定処理に係る通信を実行した時間(以下、監視時間判定処理実行時間と呼ぶ)が記憶される。なお安全機器1bも、同様の監視時間算出結果テーブルを持つ。
 監視時間の初期値を安全機器1bに送信した時、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶される監視時間判定処理実行時間を0sとし、監視時間判定処理の実行を開始する。
 一方、安全機器1bは、監視時間の初期値が設定された後、安全機器1b自身の制御周期で、安全機器1aへと安全データを送信する。安全機器1bの制御周期は、実施の形態1において、安全機器1bにかかる負荷等により、10msから45msの範囲で変動する。なお、送信間隔監視時間は100msであり、安全機器1bの制御周期の最大値45msよりも大きい。
 ステップ2において、安全機器1aは、最初のデータを受信するまで待機する。
 そして、ステップ2において、安全機器1aが、監視時間の初期値の送信から15ms後、最初のデータを受信したとする。なお、まだ安全リフレッシュ監視タイマをスタートしていないため、ステップ3において、安全機器1aはYesと判断しない。
 ステップ4において、安全機器1aは、受信したデータが安全データであるか他のデータであるかを判断する。受信したデータが安全データである場合、ステップ5において、安全機器1aは、受信した安全データのタイムスタンプをチェックする。この例の場合、最初の安全データの受信であるため、安全機器1aは、現在の通信の状態を判断しない。また安全機器1aは、最初の安全データの受信であるため、安全リフレッシュ監視タイマをスタートさせる。最初の安全データの受信の場合、ステップ6において、安全機器1aは通信の状態が正常であると判断する。
 通信が正常である場合、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を更新する。この例の場合、監視時間判定処理実行時間を15msに更新する(ステップ7)。
 ステップ8において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶された監視時間判定処理実行時間が監視時間判定時間より大きな値であるかをチェックする。監視時間判定処理実行時間は15ms、監視時間判定時間は2000msであるため、ステップ8でNoと判断され、ステップ2へと戻る。
 ステップ2において、安全機器1aは、次にデータを受信するまで待機する。そして安全機器1aが、最初の安全データの受信から20ms後、データを受信したとする。なお、設定された安全リフレッシュ監視時間200ms以内にデータを受信しているため、ステップ3において、安全機器1aはYesと判断していない。ステップ4において、安全機器1aは、受信したデータが安全データであるか他のデータであるかを判断する。
 受信したデータが安全データである場合、ステップ5において、安全機器1aは現在の通信の状態を判断する。安全機器1aは、受信した安全データのタイムスタンプをチェックし、送信時刻の差分が20msであり、送信間隔監視時間100msより小さいと判断する。また安全機器1aは、安全リフレッシュ監視タイマが20msであるとチェックし、安全リフレッシュ監視時間200msを超えていないと判断する。安全機器1aは、安全リフレッシュ監視タイマをリセットして、再度スタートさせる。これにより、安全機器1aは通信の状態が正常であると判断する(ステップ6)。
 ステップ7において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を35msに更新する。
 ステップ8において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶された監視時間判定処理実行時間35msは、監視時間判定時間2000msより大きな値でないと判断する。このため、ステップ8でNoと判断され、ステップ2へと戻る。
 さらに15ms後、安全機器1aがデータを受信したとする。ステップ4において安全機器1aは、受信したデータが安全データであるか他のデータであるかを判断する。受信したデータが安全データである場合、ステップ5において、安全機器1aは現在の通信の状態を判断する。つまり、安全機器1aは、受信した安全データのタイムスタンプをチェックし、送信時刻の差分が15msであり、送信間隔監視時間100msより小さいと判断する。また安全機器1aは、安全リフレッシュ監視タイマが15msであることをチェックし、安全リフレッシュ監視時間200msを超えていないと判断する。安全機器1aは、安全リフレッシュ監視タイマをリセットして、再度スタートさせる。これにより、ステップ6において、安全機器1aは通信の状態が正常であると判断する。ステップ7において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を50msに更新する。さらにステップ8において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶された監視時間判定処理実行時間50msは、監視時間判定時間2000msより大きな値ではないと判断し、ステップ2へと戻る。
 上記のステップ2からステップ8までの処理を繰り返し、監視時間判定処理の開始から1985msが経過したとする。このとき、監視時間判定処理実行時間は1985msに更新されている。そして、安全機器1aが、前の安全データの受信から20ms後に安全データを受信したとする。この場合、ステップ5において、安全機器1aは、送信時刻の差分20msは送信間隔監視時間100msより小さいと判断する。また安全機器1aは、安全リフレッシュ監視タイマが20msであり安全リフレッシュ監視時間200msを超えていないと判断する。このためステップ6において、安全機器1aは通信の状態が正常であると判断する。ステップ7において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を2005msに更新する。
 そしてステップ8において、安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶された監視時間判定処理実行時間2005msが、監視時間判定時間2000msよりも大きいと判断する。安全機器1aは、監視時間変更レンジの設定値に従って監視時間の更新を行う。監視時間変更レンジは5msと設定していたため、送信間隔監視時間を95ms、安全リフレッシュ監視時間を195msと更新し、監視時間記憶部102aに記憶させる。また安全機器1aは、更新した監視時間を安全機器1bへ送信する。さらに安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を0sとし、新たに監視時間判定処理の実行を開始する(ステップ9)。
 その後、安全機器1a及び安全機器1bは、更新した監視時間について、上述のようなステップ2からステップ9の監視時間判定処理を再度行う。そして、ステップ8において監視時間判定処理実行時間が監視時間判定時間よりも大きいと判断された場合、ステップ9において、監視時間変更レンジの設定値に従って監視時間をさらに更新する。このように、監視時間変更レンジの設定値に従って監視時間を順次、小さい値へと更新し、更新後の監視時間について、順次監視時間判定処理を行う。
 ここで、監視時間の算出処理を終了する場合について、説明する。上述のような処理を行っていき、監視時間記憶部102aの監視時間算出結果テーブルに記憶されたデータについて、送信間隔監視時間が50ms、安全リフレッシュ監視時間が150ms、監視時間判定処理実行時間が100msになったとする。そして、安全機器1aが、前の安全データの受信から40ms後に安全データを受信したとする。
 ステップ5において、安全機器1aは、受信した安全データのタイムスタンプをチェックする。しかし、この例において、受信した安全データのタイムスタンプのデータが化けていたとする。このため、安全機器1aが、前の安全データのタイムスタンプとの差分を計算すると、120msになったとする。
 この場合、送信時刻の差分120msは送信間隔監視時間100msよりも大きいため、安全機器1aは、通信の異常を検出する。このためステップ6において、安全機器1aは通信の状態が異常であると判断し、これを受けて安全機器1bは、監視時間の算出処理を終了する。すなわち、実施の形態1に係る安全システムにおいて、安全機器1a及び安全機器1bについての監視時間の算出処理を終了する。なお、算出された送信間隔監視時間は、50msであり、安全機器1aの制御周期の最大値45msよりも大きい。
 監視時間の算出処理を終了する別の場合について、説明する。上述のような処理を行っていき、監視時間記憶部102aの監視時間算出結果テーブルに記憶されたデータについて、送信間隔監視時間が50ms、安全リフレッシュ監視時間が150ms、監視時間判定処理実行時間が100msになったとする。そして安全機器1bが、前の安全データの送信から40ms後に安全データを送信したとする。しかし、ステップ3において、安全機器1aが、前の安全データの受信から150msを経過しても安全データを受信しなかったとする。
 この場合、ネットワーク3上でデータ遅延が発生している。このとき、安全リフレッシュ監視タイマの時間が安全リフレッシュ監視時間150msを超えているため、安全機器1aは、タイムアウトしたことを検出する。この場合も、安全機器1aは通信の状態が異常であると判断し、これを受けて安全機器1bは、監視時間の算出処理を終了する。すなわち、実施の形態1に係る安全システムにおいて、安全機器1a及び安全機器1bについての監視時間の算出処理を終了する。なお、算出された送信間隔監視時間は、50msであり、安全機器1aの制御周期の最大値45msよりも大きい。
 監視時間の算出処理が終了すると、安全機器1aは、監視時間記憶部102aが記憶している現在の監視時間をパソコン2へ送信する。パソコン2は、現在の監視時間を表示部202に表示する。上述の例の場合、送信間隔監視時間は50ms、安全リフレッシュ監視時間は150msと表示される。ユーザは、表示部202に表示された監視時間をもとに、監視時間変更レンジ等を参考にして、マージンを含めた値を監視時間として最終決定する。例えば、監視時間変更レンジが5msであるならば、ユーザは、送信間隔監視時間を55msまたはそれ以上の値、安全リフレッシュ監視時間を155msまたはそれ以上の値に決定する。なお、決定された送信間隔監視時間は、安全機器1aの制御周期の最大値45msよりも大きい。
 そしてユーザは、決定した監視時間を、パソコン2から安全機器1a及び安全機器1bに設定する。また安全機器1a及び安全機器1bは、監視時間の算出処理の終了により、監視時間算出モードから通常モードに移行する。
 次に、ステップ4において、安全データを受信したか否かのチェックで、Noに分岐した場合を説明する。この場合、安全機器1aが、安全データ以外のデータを受信したことを意味する。そして安全機器1aは、監視時間算出結果テーブルの読出しデータを受信したか否かのチェックを行う(ステップ10)。
 ステップ10においてYesに分岐した場合、安全機器1aは、監視時間記憶部102aが持つ監視時間算出結果テーブルを読出す(ステップ11)。
 そして安全機器1aは、監視時間算出結果の応答データを、パソコン2へと送信する。パソコン2は、受信した応答データを表示部202に表示する(ステップ12)。
 ステップ10において、Noに分岐した場合を説明する。これは、安全機器1aが、監視時間算出結果テーブルの読出しデータ以外のデータを受信したことを意味する。この場合、受信したデータが異常であるため、安全機器1aは、受信データ異常の応答データをパソコン2へ送信する。パソコン2は、受信した応答データを表示部202に表示し、ユーザは、監視時間の算出処理の継続または中止等を判断する(ステップ13)。
 なお本実施の形態において、監視時間判定処理実行時間は、各安全機器に対して監視時間を設定した時を0sとして、監視時間算出結果テーブルに記憶するようにしていたが、これに限るものではない。例えば、監視時間判定処理実行時間は、安全機器が最初の安全データを受信した時を0sとして監視時間算出結果テーブルに記憶し、安全データを正常に受信するごとに更新するようにしてもよい。他にも、各安全機器が内部に持つタイマを使用してもよい。この場合、ステップ8において、安全機器1aは、安全データを正常に受信するごとにタイマの時刻をチェックして、監視時間判定処理を開始した時刻から経過した時間を監視時間判定時間と比較する。
 なお本実施の形態において、ステップ4における受信したデータが安全データであるか否かの判断を、安全機器1aが行っていたが、これに限るものではない。また、ステップ6における通信の状態が正常であるか否かの判断を、安全機器1aが行っていたが、これに限るものではない。ステップ8における監視時間判定処理実行時間が監視時間判定時間よりも大きいか否かの判断を、安全機器1aが行っていたが、これに限るものではない。例えば、安全機器1bがこれらの判断を行うようにしてもよい。この場合、安全機器1aは、監視時間の初期値を算出し、安全機器1bへ送信する。安全機器1bが監視時間の初期値を受信した時、安全機器1bは、監視時間判定処理実行時間を0sとして、監視時間記憶部102bが持つ監視時間算出結果テーブルに記憶する。安全機器1aは、安全機器1a自身の制御周期で、安全機器1bへと安全データを送信する。安全機器1bは、データを受信したとき、ステップ4において、受信したデータが安全データであるか否かを判断する。受信したデータが安全データである場合、ステップ5において、安全機器1bは現在の通信の状態を判断する。ステップ6において、安全機器1bが、通信の状態が正常であると判断したとき、ステップ7において、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を更新する。そしてステップ8において、安全機器1bは、監視時間算出結果テーブルに記憶された監視時間判定処理実行時間が、監視時間判定時間よりも大きいか否かを判断する。安全機器1bが、監視時間判定処理実行時間が監視時間判定時間よりも大きいと判断した場合、安全機器1bは、その旨を示す信号を安全機器1aへ送信する。安全機器1aは、この信号を受信すると、監視時間変更レンジの設定値に従って監視時間の更新を行う。そして安全機器1bは、監視時間算出結果テーブルに記憶されている監視時間判定処理実行時間を0sとし、新たに監視時間判定処理の実行を開始する。その他の動作は、上述のとおりである。
 また本実施の形態では、監視時間として送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間を同時に算出したが、これに限るものではない。すなわち監視時間の算出は、別々に行ってもよく、送信間隔監視時間のみを算出した後に安全リフレッシュ監視時間を算出してもよいし、その逆でもよい。さらに、安全システムの条件等によっては、送信間隔監視時間または安全リフレッシュ監視時間のどちらか一方のみを算出し、監視時間として使用するようにしてもよい。
 さらに本実施の形態では、安全機器1aを監視時間の算出主体として説明したが、これに限るものではない。すなわち安全機器1bを監視時間の算出主体としてもよく、この場合において、ユーザが安全機器1aと安全機器1bに対して行う設定、及びステップ1からステップ13までの安全機器1aと安全機器1bの動作は、そのまま入れ替えたものとなる。また、ユーザが安全機器1a及び安全機器1bに対して行う設定は、両方に同時に行ってもよい。加えて、安全機器1aが監視時間の算出主体となって、自身に係る監視時間を算出すると同時に、安全機器1bも監視時間の算出主体となり、自身に係る監視時間を算出するようにしてもよい。
 本実施の形態によれば、安全システムの通信に使用される監視時間を、ユーザの手作業によらず自動的に算出することができるだけでなく、監視時間変更レンジ及び監視時間判定時間については、ユーザにより任意に設定することが可能になる。このため、安全システムを導入する施設(工場など)のリレイアウト、敷地面積、施設の稼働時間などに合わせて監視時間の精度を決めることができ、より実際の安全システムに適した監視時間を算出することができる。
実施の形態2.
 本発明の実施の形態2に係る構成を以下に説明する。図8は、実施の形態2に係る安全システムの構成を示す図である。なお、実施の形態1と同じ構成については、同じ番号を振り、説明を省略する。図8において、エンジニアリングツールであるパソコン2がネットワーク3に接続され、さらに任意の数の安全機器がネットワーク3に接続されている。各安全機器の構成は、それぞれ実施の形態1と同様であり、例えば安全機器1aは、監視時間算出部101aと、監視時間記憶部102aと、処理部103aと、通信インタフェース部104aとを備えている。
 次に、実施の形態2に係る動作を説明する。なお、個々の安全機器それぞれが行う動作については、実施の形態1と同じであるため説明を省略する。
 ユーザは、パソコン2の入力部201に、各安全機器が監視時間を算出する監視時間算出モードを行うよう入力し、各安全機器に設定する。例えば安全機器1a、安全機器1b、安全機器1n等に監視時間算出モードを行うよう設定する。それから各安全機器に対し、通信相手の安全機器をそれぞれ特定する情報を、安全機器ごとに入力部201に入力し、各安全機器に設定する。例えば安全機器1aに対して、安全機器1b、安全機器1n等の通信相手の安全機器を特定する情報を設定する。
 またユーザは、通信相手の安全機器ごとの監視時間変更レンジ及び監視時間判定時間を、入力部201に入力し、各安全機器に設定する。例えば安全機器1aに対して、安全機器1bとの通信に使用する監視時間を算出するための監視時間変更レンジ及び監視時間判定時間、安全機器1nとの通信に使用する監視時間を算出するための監視時間変更レンジ及び監視時間判定時間等を設定する。なお、監視時間変更レンジ及び監視時間判定時間は、各安全機器が通信する相手の安全機器に対して共通の値を設定するようにしてもよいし、全ての安全機器に対して全て同じ値を設定するようにしてもよい。
 各安全機器は、自身の監視時間算出部により、それぞれ通信相手の安全機器ごとに通信で使用する監視時間の初期値を自動的に算出する。例えば安全機器1aは、安全機器1bとの通信で使用する監視時間の初期値を算出し、また安全機器1nとの通信で使用する監視時間の初期値も算出する。監視時間の初期値の算出方法は、実施の形態1と同様である。なお各安全機器は、監視時間の初期値を1つだけ求めて、通信相手の全安全機器との通信に使用してもよい。
 各安全機器は、監視時間の初期値が決定すると、監視時間の初期値を各安全機器に対して送信する。例えば安全機器1aは、通信相手である安全機器1bまたは安全機器1n等にそれぞれ監視時間を送信する。
 監視時間の初期値を送信後、各安全機器は通信相手の安全機器と通信を開始する。各安全機器は、実施の形態1における図6のステップ1からステップ13までのフローチャートに基づき、それぞれ通信相手の安全機器ごとに監視時間の算出処理を行う。例えば安全機器1aは、安全機器1bと通信を行い、安全機器1bとの通信に使用する監視時間を算出するとともに、安全機器1nと通信を行い、安全機器1nとの通信に使用する監視時間を算出する。なお、例えば安全機器1bも、同時に同様の監視時間の算出処理を行う。
 上記の処理において監視時間は、各安全機器の監視時間記憶部が持つ、図7のような監視時間算出結果テーブルに、通信相手の安全機器ごとに区別されて記憶される。なお監視時間算出結果テーブルには、監視時間変更レンジの設定値、監視時間判定時間の設定値及び監視時間判定処理実行時間も、通信相手の安全機器ごとに区別されて記憶される。例えば安全機器1aにおいて、監視時間記憶部102aが持つ監視時間算出結果テーブルには、監視時間、監視時間変更レンジの設定値、監視時間判定時間の設定値及び監視時間判定処理実行時間が、安全機器1bについて、または安全機器1nについて、等に区別されて記憶される。
 一定時間経過後、通信が正常に行われている場合、すなわちどの安全機器においても通信の状態が異常であると判断されていない場合、各安全機器は監視時間の算出処理を継続する。
 通信で異常が発生している場合、すなわちある安全機器において、実施の形態1のステップ6で通信の状態が異常であると判断された場合、またはステップ3で安全リフレッシュ監視タイマがタイムアウトしたことを検出して通信の状態が異常であると判断した場合、監視時間の算出処理を終了する。例えば安全機器1aが、安全機器1bとの通信の状態が異常であると判断した場合、安全機器1aは、監視時間の算出処理を終了する。すると安全機器1aは、安全機器1b、安全機器1n等に対する安全データの送信を停止する。これにより、安全機器1aから安全データを受信できなくなるため、安全機器1b、安全機器1n等も、通信の状態が異常であると判断し、監視時間の算出処理を終了する。なお、上述の例の場合、例えば安全機器1aが、通信の状態が異常であると判断した時点でその旨を示す信号を送信するようにしてもよい。この場合、安全機器1b、安全機器1n等は、信号を受信した時点で監視時間の算出処理を終了する。
 そして各安全機器は、現在の監視時間をパソコン2へ送信し、表示部202に表示する。例えば安全機器1aは、安全機器1bとの通信に使用する送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間の現在の値、安全機器1nとの通信に使用する送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間の現在の値等を、パソコン2へ送信する。
 ユーザは、表示部202に表示された監視時間をもとに、マージンを含めた値を監視時間として最終決定する。そしてユーザは、決定した監視時間を、各安全機器に対して設定する。例えば安全機器1aに対して、安全機器1bとの通信に使用する送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間を設定し、安全機器1nとの通信に使用する送信間隔監視時間及び安全リフレッシュ監視時間を設定する。また各安全機器は、監視時間の算出処理の終了により、監視時間算出モードから通常モードに移行する。
 実施の形態1のステップ10において、安全機器が監視時間算出結果テーブルの読出しデータを受信したときについて説明する。例えばユーザが、安全機器1aに対して、監視時間算出結果テーブルを読出す指令をパソコン2の入力部201に入力したとする。実施の形態1のステップ10において、安全機器1aは監視時間算出結果テーブルの読出しデータを受信したと判断する。そして安全機器1aは、監視時間記憶部102aが持つ監視時間算出結果テーブルを読出し、監視時間算出結果の応答データを、パソコン2へと送信する。
 実施の形態1のステップ10において、例えば安全機器1aが監視時間算出結果テーブルの読出しデータ以外のデータを受信したときについて説明する。この場合、受信したデータが異常であるため、安全機器1aは、受信データ異常の応答データをパソコン2へ送信する。パソコン2は、受信した応答データを表示部202に表示する。ユーザは、表示部202の表示から、監視時間の算出処理の継続または中止等を判断する。
 本実施の形態によれば、複数の安全機器が接続される安全システムにおいて、各安全機器が通信相手の安全機器との通信で使用する監視時間を自動的に算出するため、ユーザによる作業時間及び作業ミスの削減を図ることができ、より実際の安全システムに適した監視時間を算出することができる。
 1a 安全機器、101a 監視時間算出部、102a 監視時間記憶部、103a 処理部、104a 通信インタフェース部、1b 安全機器、101b 監視時間算出部、102b 監視時間記憶部、103b 処理部、104b 通信インタフェース部、2 パソコン、201 入力部、202 表示部、203 通信インタフェース部、3 ネットワーク、1n 安全機器、101n 監視時間算出部、102n 監視時間記憶部、103n 処理部、104n 通信インタフェース部

Claims (4)

  1.  通信ネットワークに接続され、前記通信ネットワークを介して相互間での通信を行う第1の安全機器及び第2の安全機器と、
    前記第1の安全機器または前記第2の安全機器により監視時間に基づいて動作を停止させられる装置とを備える安全システムであって、
     前記第1の安全機器は、
    前記第2の安全機器に対して信号を送信し、
     前記第2の安全機器は、
    予め定められた監視時間が初期設定され、
    予め定められた監視時間判定時間が設定され、
    初期設定された監視時間を前記第1の安全機器に送信し、
    当該送信を行ってから経過した累積時間を記憶し、
    前記第1の安全機器が送信する前記信号を受信し、
    設定された監視時間内で前記信号を受信したか否かを判定することにより、前記第1の安全機器との間における通信状態が正常であるか異常であるかを判定し、
    前記通信状態が正常であると判定した場合、前記累積時間と前記監視時間判定時間との比較を行い、
    前記累積時間が前記監視時間判定時間内の場合、前記信号の受信を継続し、
    前記累積時間が前記監視時間判定時間を越えている場合、設定されている監視時間を更新し、更新された監視時間を新たな監視時間として仮設定し、前記第1の安全機器に対して更新された監視時間を送信し、前記累積時間をリセットし、新たに累積時間として記憶を開始し、前記信号の受信を継続し、
    前記通信状態が異常であると判定した場合、前記信号の受信を中止し、設定されている監視時間を前記第1の安全機器及び前記第2の安全機器の監視時間として決定し、
     前記第1の安全機器または前記第2の安全機器は、
    決定した監視時間に基づいて前記装置の動作を停止させることを特徴とする安全システム。
  2.  前記第2の安全機器は、設定されている監視時間を更新する場合、予め定められたレンジに従って、監視時間を更新することを特徴とする請求項1に記載の安全システム。
  3.  前記第2の安全機器は、前記累積時間が前記監視時間判定時間を越えるまでの間、通信の状態が異常であると判断しなかった場合、前記予め定められたレンジに従って、監視時間を更新することを特徴とする請求項2に記載の安全システム。
  4.  前記第2の安全機器は、設定されている監視時間を外部機器に送信することを特徴とする請求項1に記載の安全システム。
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