安全制御システム
【課題】コントローラおよびドライブ回路の構成を変更することなく、１台のコントローラで、より多くの台数のドライブ回路を監視することを実現するための安全制御システムを提供する。
【解決手段】セーフティコントローラ１０のＦＢ（フィードバック）出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に、リレー１７のａ接点１７ａを電気的に接続する。セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３）とセーフティドライブ回路１４の信号入力端子（安全入力（１）端子３３）との間にリレー１７のｂ接点１７ｂを電気的に接続する。リレー１７のコイル１７ｃは、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に接続される。ＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に大きな電圧降下を発生させる要素が存在しないため、より多くのドライブ回路を１台のコントローラで監視できる。
【解決手段】セーフティコントローラ１０のＦＢ（フィードバック）出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に、リレー１７のａ接点１７ａを電気的に接続する。セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３）とセーフティドライブ回路１４の信号入力端子（安全入力（１）端子３３）との間にリレー１７のｂ接点１７ｂを電気的に接続する。リレー１７のコイル１７ｃは、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に接続される。ＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に大きな電圧降下を発生させる要素が存在しないため、より多くのドライブ回路を１台のコントローラで監視できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全制御システムに関し、特に、複数のドライブ回路を１台のコントローラによって監視するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場の労働安全を確立するために、安全が確保されている状態において機械設備の動力源（たとえばモータなど）に電力を供給する安全制御システムが構築されている。このような安全制御システムは、たとえばリレーユニット、コントローラ等によって構成される。
【０００３】
図９は、従来の安全制御システムの１つの構成例を示した図である。図９を参照して、動力源であるモータ１０２は、交流電源１０１から三相交流が供給されることにより動作する。モータ１０２は、たとえば工場内の種々の機械装置を駆動するために用いられる。安全制御システム１５１は、交流電源１０１からモータ１０２への駆動電力の供給および駆動電力の供給の遮断を行なう。
【０００４】
安全制御システム１５１は、セーフティコントローラ１１０と、非常停止スイッチ１１１と、コンタクタ１１２，１１３とを備える。非常停止スイッチ１１１は、セーフティコントローラ１１０に接続される入力機器の一例として図９に示されている。入力機器はライトカーテン、ドアスイッチなどであってもよい。コンタクタ１１２，１１３は、交流電源１０１とモータ１０２との間の電源ライン１０３に介挿接続される。セーフティコントローラ１１０は、コンタクタ１１２，１１３を監視する機能を有する。
【０００５】
図１０は、コンタクタを監視するための構成を具体的に説明するための図である。図９および図１０を参照して、電源ライン１０３は、三相交流の各相に対応するラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。モータ１０２は、コンタクタ１１２のａ接点１１２ａ、コンタクタ１１３のａ接点１１３ａおよびサーキットブレーカ１０５を介して電源ライン１０３に接続される。
【０００６】
一方、セーフティコントローラ１１０は、ＦＢ（ＦＢはフィードバックを表わす。以下同じ）出力端子１２１およびＦＢ入力端子１２２を有する。ＦＢ出力端子１２１とＦＢ入力端子１２２との間には、コンタクタ１１２のｂ接点１１２ｂおよびコンタクタ１１３のｂ接点１１３ｂが直列に接続される。コンタクタ１１２，１１３の構成を中心に説明するために、図１０では非常停止スイッチ１１１の図示が省略されている。
【０００７】
ここでリレー、コンタクタといった励磁コイルへの通電を利用して接点の開閉を行なうスイッチでは、一般に「ａ接点」とは、励磁コイルの非通電時には開放（オープン）となり、励磁コイルの通電時に閉じる（クローズとなる）接点である。「ｂ接点」は、逆に、励磁コイルの非通電時にはクローズとなりコイルの通電時にはオープンとなる接点である。本明細書においても、「ａ接点」および「ｂ接点」は、上記の定義通りである。
【０００８】
図９および図１０に示した構成では、コンタクタ１１２，１１３のａ接点（１１２ａ，１１３ａ）は、危険源（図１１の場合にはモータ１０２）への通電を直接操作する。図９に示したＦＢ入力はセーフティコントローラ１１０に入力される信号である。ＦＢ入力は、コンタクタ１１２，１１３のａ接点（１１２ａ，１１３ａ）が溶着故障なく正常に動作していることをセーフティコントローラ１１０が確認するためにセーフティコントローラ１１０に入力される。コンタクタのａ接点が溶着した場合には、モータ１０２への通電を遮断できなくなる。したがって、コンタクタのａ接点が溶着故障していないことを検出する必要がある。
【０００９】
図９，図１０に示されたような安全制御システムを設計する際には、コンタクタ１１２，１１３には、ａ接点とｂ接点とが互いに連動するように機械的に拘束された機構を有するコンタクタが用いられる。このようなコンタクタでは、ａ接点がクローズであるときにはｂ接点は必ずオープンとなり、ａ接点がオープンのときにはｂ接点は必ずクローズとなる。
【００１０】
図１０に示されるように、２つのコンタクタ１１２，１１３のｂ接点（１１２ｂ，１１３ｂ）はセーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２に直列に接続される。セーフティコントローラ１１０は、コンタクタ１１２，１１３の動作を許可するための信号である安全出力を出力する。コンタクタ１１２，１１３のａ接点は、この安全出力に応答してクローズする。
【００１１】
セーフティコントローラ１１０が安全出力をコンタクタ１１２，１１３に出力する前に、コンタクタ１１２，１１３のｂ接点（１１２ｂ，１１３ｂ）で形成されたフィードバックループがクローズしていることをセーフティコントローラ１１０が確認する。これがセーフティコントローラのＦＢ監視である。セーフティコントローラ１１０は、フィードバックループがクローズしていない（オープンである）ことを確認した場合には、安全出力の出力をオンしない。
【００１２】
仮にコンタクタ１１２，１１３のうち少なくとも１つのコンタクタのａ接点が溶着した場合には、そのコンタクタのｂ接点が強制的にオープンとなる。これによりフィードバックループはオープンとなるため、ユーザが故障を把握することができる。なお、２つのコンタクタを設ける理由は、一方のコンタクタのａ接点が溶着していることが検出された場合に、他方のコンタクタのａ接点をオープンにするためである。両方のコンタクタのａ接点がともに溶着する確率は低いと考えられる。２つのコンタクタを配置することによって、より確実にモータ１０２への通電を遮断することができる。
【００１３】
たとえば特開平９−２１２２０６号公報（特許文献１）は、制御経路のための制御装置を開示する。制御装置は、たとえばブラシレスモータ、ＤＣモータ等を制御する。
【００１４】
たとえば特表２００３−５０４８６３号公報（特許文献２）は、ソレノイドを駆動する方法およびシステムを開示する。ソレノイドドライバは、ソレノイドを流れる所望の電流フローと実際の電流フローとの間の差に基づいて、ソレノイドを流れる実際の電流フローを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平９−２１２２０６号公報
【特許文献２】特表２００３−５０４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１１は、従来の安全制御システムの別の構成例を示した図である。図９および図１１を参照して、安全制御システム１５２は、コンタクタ１１２，１１３に代えてセーフティドライブ回路１１４を有する。セーフティドライブ回路１１４は、たとえばサーボドライバあるいはインバータ等のモータ制御機器である。図９に示した安全制御システム１５１と同じく、セーフティコントローラ１１０は、セーフティドライブ回路１１４のＦＢ監視を行なう。
【００１７】
図１２は、コンタクタ制御のフィードバックループを説明した図である。図１３は、セーフティドライブ回路のフィードバックループを説明した図である。図１２および図１３を参照して、コンタクタのｂ接点（図１２ではｂ接点１１２ｂを例示する）が、セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子（ＯＵＴ）１２１およびＦＢ入力端子（ＩＮ）１２２の間に接続される。これに対して、多くの場合、セーフティドライブ回路１１４のフィードバックモニタ出力には、半導体素子１１６の出力信号が用いられる。半導体素子を用いる理由の１つは、信号出力機能を担う部分の長寿命化を図るためである。
【００１８】
セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１からは、一定電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）が出力される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２には、コンタクタのｂ接点あるいは半導体素子を介して、電圧が入力される。この入力電圧がＨｉｇｈ（ハイ）レベルであればフィードバックループがクローズであると判定され、入力電圧がＬｏｗ（ロー）レベルであればフィードバックループがオープンであると判定される。
【００１９】
図１４は、図１３に示したセーフティコントローラとセーフティドライブ回路との接続をより具体的に説明した図である。図１４を参照して、セーフティコントローラ１１０は、ＦＢ出力端子１２１と、ＦＢ入力端子１２２と、安全出力（１）端子１２３と、安全出力（２）端子１２４と、安全入力端子１２６とを有する。安全出力（１）端子１２３と安全出力（２）端子１２４とは、セーフティドライブ回路１１４の動作を許可する信号（「安全出力」と呼ぶ）を出力するための端子である。
【００２０】
セーフティドライブ回路１１４は、半導体素子１１６と、電圧入力端子１３１と、ＦＢモニタ出力端子１３２と、安全入力（１）端子１３３と、安全入力（２）端子１３４とを有する。半導体素子１１６は、電圧入力端子１３１と、ＦＢモニタ出力端子１３２との間に設けられる。安全入力（１）端子１３３と安全入力（２）端子１３４とは、セーフティコントローラ１１０から出力された安全出力をセーフティドライブ回路１１４に入力するための端子である。安全入力（１）端子１３３と安全入力（２）端子１３４とに入力される信号を「安全入力」と呼ぶ。
【００２１】
セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３とセーフティドライブ回路１１４の安全入力（１）端子１３３とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０の安全出力（２）端子１２４とセーフティドライブ回路１１４の安全入力（２）端子１３４とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１とセーフティドライブ回路１１４の電圧入力端子１３１とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２とセーフティドライブ回路１１４のＦＢモニタ出力端子１３２とが直接的に接続される。
【００２２】
セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１からはＨｉｇｈレベルの信号が出力される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２に入力される信号がＨｉｇｈレベルの信号であることがセーフティコントローラ１１０で検出される。この場合には、セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３と安全出力（２）端子１２４とからＨｉｇｈレベルの信号が出力される。セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３および安全出力（２）端子１２４の両方からＨｉｇｈレベルの信号を出力するのは、安全出力の信頼性を高めるためである。
【００２３】
一方、セーフティドライブ回路１１４に入力される安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルであるときに、ＦＢモニタ出力はオフ（ＯＦＦ）である。セーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルでない場合、すなわち、安全入力１，２の少なくとも一方がＬｏｗレベルであるときには、ＦＢモニタ出力はオン（ＯＮ）である。
【００２４】
図１５は、図１４に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図１４および図１５を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１１以前の状態）において、セーフティコントローラ１１０の安全出力１および安全出力２（図１５において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図示しないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるためＦＢモニタ出力はオンしている。すなわちセーフティドライブ回路１１４のＦＢモニタ出力端子から電圧が出力される。
【００２５】
次に、時刻ｔ１１においてセーフティコントローラ１１０の安全入力端子１２６への入力信号（安全入力）がＨｉｇｈレベルになる。これによって安全入力がＨｉｇｈレベルになる。
【００２６】
続いて時刻ｔ１２においてＦＢ入力端子１２２に入力される信号がＨｉｇｈレベルの信号であることがセーフティコントローラ１１０で検出される。これにより時刻ｔ１３においてセーフティコントローラ１１０の安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになるので、セーフティドライブ回路１１４の安全入力１／２もＨｉｇｈレベルとなる。安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなることでセーフティドライブ回路１１４の半導体素子１１６がオフする。したがって時刻ｔ１４においてＦＢモニタ出力がオフする。
【００２７】
しかしながら、セーフティドライブ回路のフィードバックループにおいては、半導体素子１１６による電圧降下が発生する。図１６に示されるように、複数のセーフティドライブ回路１１４を１台のセーフティコントローラ１１０で管理する場合には、コントローラのフィードバック入力端子に各セーフティドライブ回路１１４の半導体素子１１６が直列に接続される。したがって、セーフティコントローラ１１０のフィードバックループにおける電圧降下が大きくなる。これによってＦＢ入力端子１２２の入力電圧が大きく低下する。
【００２８】
ＦＢ入力端子１２２の入力電圧が低い場合には、セーフティコントローラ１１０はフィードバックループがオープンであると判定する。したがって、セーフティコントローラ１１０は安全出力をオンしない。すなわち、各セーフティドライブ回路が正常であっても、セーフティコントローラが複数のセーフティドライブ回路の動作を許可することができない。フィードバックループでの電圧降下が大きくなりすぎるのを防ぐため、従来では、セーフティコントローラ１１０に接続されるセーフティドライブ回路１１４の台数が制限される。
【００２９】
このような問題を解決するための方法として、セーフティコントローラの構成あるいはセーフティドライブ回路の構成を変更することが考えられる。しかしながら、設計変更に伴う開発工数の増加、およびコストの増加が懸念される。さらに、変更後のセーフティコントローラあるいはセーフティドライブ回路が目標とする安全規格に適合していることの確認および認証が必要となる。このために費用および時間を要することが懸念される。
【００３０】
なお、特開平９−２１２２０６号公報（特許文献１）は、サーボドライバにおける電圧降下について説明している（たとえば特開平９−２１２２０６号公報の明細書［００４３］）。しかしながら、特開平９−２１２２０６号公報には、上記の問題は記載されていない。同じく特表２００３−５０４８６３号公報（特許文献２）にも上記の問題は記載されていない。
【００３１】
本発明の目的は、コントローラおよびドライブ回路の構成を変更することなく、１台のコントローラで、より多くの台数のドライブ回路を監視することを実現するための安全制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明は要約すれば、安全制御システムであって、コントローラと、動力源を駆動するための少なくとも１つのドライブ回路とを備える。コントローラは、少なくとも１つのドライブ回路の状態をコントローラが監視するためのフィードバックループを形成するためのフィードバック出力端子およびフィードバック入力端子と、少なくとも１つのドライブ回路による動力源の駆動を許可するための出力信号をコントローラから出力するための信号出力端子とを含む。ドライブ回路は、コントローラの信号出力端子から出力された出力信号をドライブ回路に入力するための信号入力端子と、ドライブ回路からコントローラにドライブ回路の状態を示すモニタ電圧を出力するためのモニタ出力端子と、モニタ出力端子から出力されるモニタ電圧を発生させる半導体素子と、半導体素子にモニタ電圧を発生させるための電圧を半導体素子に入力するための電圧入力端子とを含む。ドライブ回路は、コントローラからの出力信号が信号入力端子に入力される前は、モニタ出力端子からモニタ電圧を出力する。安全制御システムは、少なくとも１つの第１のリレーをさらに備える。少なくとも１つの第１のリレーは、第１のコイルと、相補的に連動する第１の接点と第２の接点とを有する。少なくとも１つの第１のリレーは、第１のコイルの通電時には第１の接点が閉じるとともに第２の接点が開放し、第１のコイルの非通電時には第１の接点が開放するとともに第２の接点が閉じるように構成される。第１のリレーの第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子とに電気的に接続される。第１のリレーの第２の接点は、コントローラの信号出力端子とドライブ回路の信号入力端子とに電気的に接続される。第１のリレーの第１のコイルは、ドライブ回路のモニタ出力端子に電気的に接続される。
【００３３】
好ましくは、コントローラは、出力信号と同期した補助出力信号をコントローラから出力するための補助出力端子をさらに含む。コントローラは、フィードバックループが閉じていることを確認した後に、出力信号を出力信号端子から出力するとともに、補助出力信号を補助出力端子から出力する。安全制御システムは、第２のリレーをさらに備える。第２のリレーは、第２のコイルと、第２のコイルの通電時には開放する一方で第２のコイルの非通電時には閉じるように構成された第３の接点とを含む。第１のリレーの第１のコイルと第２のリレーの第３の接点とは、ドライブ回路のモニタ出力端子と接地とに直列に電気的に接続される。第２のリレーの第２のコイルは、コントローラの補助出力端子と接地とに電気的に接続される。
【００３４】
好ましくは、少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路である。少なくとも１つの第１のリレーは、複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーである。複数の第１のリレーの各々の第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第２の接点は、コントローラの信号出力端子と、複数のドライブ回路のうちの各第１のリレーに対応するドライブ回路の信号入力端子とに電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第１のコイルは、対応するドライブ回路のモニタ出力端子に電気的に接続されるとともに、第２のリレーの第３の接点に並列に接続される。
【００３５】
好ましくは、第１のリレーの第１のコイルは、ドライブ回路のモニタ出力端子と接地とに電気的に接続される。
【００３６】
好ましくは、少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路である。少なくとも１つの第１のリレーは、複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーである。複数の第１のリレーの各々の第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第２の接点は、互いに直列に電気的に接続されるとともに、コントローラの信号出力端子と、複数のドライブ回路のうちの各第１のリレーに対応するドライブ回路の信号入力端子との間に電気的に接続される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、コントローラおよびドライブ回路の構成を変更することなく、１台のコントローラで、より多くの台数のドライブ回路を監視することを実現するための安全制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【図２】図１に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。
【図３】図１に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態１に係る安全制御システムの構成を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【図６】図５に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。
【図７】図５に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態２に係る安全制御システムの構成を示した図である。
【図９】従来の安全制御システムの１つの構成例を示した図である。
【図１０】コンタクタを監視するための構成を具体的に説明するための図である。
【図１１】従来の安全制御システムの別の構成例を示した図である。
【図１２】コンタクタ制御のフィードバックループを説明した図である。
【図１３】セーフティドライブ回路のフィードバックループを説明した図である。
【図１４】図１３に示したセーフティコントローラとセーフティドライブ回路との接続をより具体的に説明した図である。
【図１５】図１４に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図１６】各セーフティドライブ回路の半導体素子を直列に接続してフィードバックループを形成したときの問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【００４１】
図１を参照して、実施の形態１に係る安全制御システム５１は、セーフティコントローラ１０と、入力機器１１と、セーフティドライブ回路１４と、リレー１７，１８とを備える。入力機器１１は、たとえば非常停止スイッチであるが、ユーザの操作によってセーフティコントローラ１０に信号を入力するものであればよい。たとえばライトカーテン、ドアスイッチなどを入力機器１１として適用できる。また、入力機器１１は、単体の装置であると限定されず、複数の装置を組み合わせることで実現されてもよい。
【００４２】
モータ２は動力源であり、交流電源１から三相交流が供給されることにより動作する。セーフティドライブ回路１４は、モータ２を駆動する。セーフティドライブ回路１４は、交流電源１からモータ２への駆動電力の供給および駆動電力の供給の遮断を行なう。セーフティドライブ回路１４は、たとえばサーボドライバあるいはインバータ等のモータ制御機器である。セーフティコントローラ１０は、セーフティドライブ回路１４を監視する機能を有する。なお、交流電源１に代えて直流電源を用いてもよい。
【００４３】
本明細書では、この発明の実施の形態の説明において「セーフティコントローラ」および「セーフティドライブ回路」という用語を用いている。しかしながら「セーフティコントローラ」および「セーフティドライブ回路」は、特定の装置を指すものではない。所定の安全規格に適合した制御装置（コントローラ）および駆動装置（ドライブ回路またはドライバ）であれば本発明を適用することができる。
【００４４】
セーフティコントローラ１０は、ＦＢ（フィードバック）出力端子２１と、ＦＢ入力端子２２と、安全出力（１）端子２３と、安全出力（２）端子２４と、補助出力端子２５と、安全入力端子２６とを有する。ＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２とは、セーフティドライブ回路１４の状態をセーフティコントローラ１０が監視するためのフィードバックループを形成するための端子である。「セーフティドライブ回路１４の状態」とは、この実施の形態では、出力許可状態および出力遮断状態である（たとえば図２を参照）。安全出力（１）端子２３と安全出力（２）端子２４とは、セーフティドライブ回路１４の動作を許可する信号（「安全出力」と呼ぶ）をセーフティコントローラ１０から出力するための端子である。補助出力端子２５は、安全出力同期した信号（補助出力）をセーフティコントローラ１０から出力するための端子である。安全入力端子２６は、入力機器１１からの信号（安全入力）をセーフティコントローラ１０に入力するための端子である。入力機器１１は、セーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に接続される。
【００４５】
セーフティドライブ回路１４は、半導体素子１６と、電圧入力端子３１と、ＦＢモニタ出力端子３２と、安全入力（１）端子３３と、安全入力（２）端子３４とを有する。安全入力（１）端子３３と安全入力（２）端子３４とは、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３および安全出力（２）端子２４から出力された安全出力をセーフティドライブ回路１４に入力するための端子である。安全入力（１）端子３３と安全入力（２）端子３４とに入力される信号を「安全入力」と呼ぶ。
【００４６】
セーフティコントローラ１０の安全出力端子とセーフティドライブ回路１４の安全入力端子とからなる組が少なくとも１組あれば本発明は適用可能である。ただし、この実施の形態のように、安全出力端子と安全入力端子との組を２つ以上設けることによって、より安全制御システムの信頼性を高めることができる。
【００４７】
半導体素子１６は、電圧入力端子３１と、ＦＢモニタ出力端子３２との間に設けられる。ＦＢモニタ出力端子３２は、セーフティドライブ回路１４からセーフティコントローラ１０にセーフティドライブ回路の状態を示すモニタ電圧（ＦＢモニタ）を出力するためのモニタ出力端子である。半導体素子１６は、ＦＢモニタ出力端子３２から出力されるモニタ電圧を発生させる。電圧入力端子３１は、半導体素子１６にモニタ電圧を発生させるための電圧を半導体素子１６に入力するための電圧入力端子である。この実施の形態では、電圧入力端子３１は、定電圧源に接続される。なお、後に詳細に説明するように、セーフティドライブ回路１４は、セーフティコントローラ１０からの出力信号（安全出力）がセーフティドライブ回路の安全入力端子に入力される前は、ＦＢモニタ出力端子３２からＦＢモニタが出力される。
【００４８】
リレー１７は、ａ接点１７ａと、ｂ接点１７ｂと、コイル１７ｃとを有する。ａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとは相補的に連動するように機械的に拘束される。この実施の形態では、「相補的」とは、ａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとのうちの一方が「オープン」であるときに他方が「クローズ」であることを指す。すなわちａ接点１７ａがクローズである時にはｂ接点１７ｂがオープンであり、ａ接点１７ａがオープンである時にはｂ接点１７ｂがクローズである。したがってａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとがともにクローズすることがない。このような構造は、概して強制ガイド接点構造とも呼ばれる。すなわち、強制ガイド接点構造を有するリレーであればリレー１７に適用可能である。
【００４９】
ａ接点１７ａは、本発明の「第１のリレーの第１の接点」に対応する。ｂ接点１７ｂは、本発明の「第１のリレーの第２の接点」に対応する。コイル１７ｃは、本発明の「第１のリレーの第１のコイル」に対応する。
【００５０】
ａ接点１７ａは、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１と、ＦＢ入力端子２２とに電気的に接続される。ｂ接点１７ｂは、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３とに電気的に接続される。コイル１７ｃの一方端は、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に電気的に接続される。本明細書では、「電気的に接続される」とは直接的に接続される場合だけでなく、たとえば配線を介して接続される場合も含む。
【００５１】
リレー１８は、ｂ接点１８ｂと、コイル１８ｃとを有する。ｂ接点１８ｂの一方端はリレー１７のコイル１７ｃの他方端に接続され、ｂ接点１８ｂの他方端は接地される。すなわち、リレー１７のコイル１７ｃと、リレー１８のｂ接点１８ｂとは、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２と接地との間に直列に電気的に接続される。コイル１８ｃの一方端は、セーフティコントローラ１０の補助出力端子２５に接続され、コイル１８ｃの他方端は接地される。すなわち、コイル１８ｃは、セーフティコントローラ１０の補助出力端子２５と接地との間に電気的に接続される。
【００５２】
リレー１８は、強制ガイド接点構造を有する必要はなく、たとえば汎用のリレーであってもよい。ｂ接点１８ｂは、本発明の「第２のリレーの第３の接点」に対応する。コイル１８ｃは、本発明の「第２のリレーの第２のコイル」に対応する。
【００５３】
図１に示した構成によれば、セーフティコントローラ１０のフィードバックループ、すなわち、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間の経路にはリレー１７のａ接点１７ａのみ設けられる。ａ接点１７ａの抵抗は、半導体素子１６がオンした時の抵抗に比べて著しく小さい。したがって、上記のフィードバックループには、電圧降下要素が実質上は存在しない。
【００５４】
さらに、リレー１８は、セーフティコントローラ１０の安全出力と同期する補助出力によって駆動される。一方、リレー１７は、リレー１８のｂ接点１８ｂ、およびセーフティドライブ回路１４の半導体素子１６（すなわちセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力）によって駆動される。
【００５５】
この実施の形態では、セーフティコントローラ１０の２つの安全出力端子のうちの少なくとも１つと、その安全出力端子に対応するセーフティドライブ回路１４の安全入力端子との間に、強制ガイド接点構造を有するリレーのｂ接点が設けられていればよい。したがって、図１に示した構成に代わり、リレー１７のｂ接点１７ｂが、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（２）端子３４との間に設けられていてもよい。あるいは、図１に示した構成において、強制ガイド接点構造を有する別のリレーのｂ接点を、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（２）端子３４との間に設けてもよい。
【００５６】
図２は、図１に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。図２を参照して、「安全入力１」、「安全入力２」は、それぞれ、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３および安全入力（２）端子３４に入力される信号を表わす。セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルであるときには、セーフティドライブ回路１４の出力が許可される。この場合、ＦＢモニタ出力はオフ（ＯＦＦ）である。セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルでない場合、すなわち、安全入力１，２の少なくとも一方がＬｏｗレベルであるときには、セーフティドライブ回路１４の出力が遮断される。この場合、ＦＢモニタ出力はオン（ＯＮ）である。セーフティドライブ回路の出力とは、たとえば、セーフティドライブ回路からモータに供給される電力である。
【００５７】
図３は、図１に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図１および図３を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１以前の状態）において、セーフティコントローラ１０の安全出力１および安全出力２（図３において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図３には示していないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるため、ＦＢモニタ出力はオンしている。すなわちセーフティドライブ回路１４では半導体素子１６がオンしてＦＢモニタ出力端子３２からモニタ電圧が出力される。
【００５８】
セーフティコントローラ１０の補助出力がＬｏｗレベルであるので、コイル１８ｃには電流が流れない。したがってリレー１８（ＲＹ２）のｂ接点１８ｂはクローズする。これにより、電流がセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２からリレー１７（ＲＹ１）のコイル１７ｃおよびリレー１８のｂ接点１８ｂを流れる。コイル１７ｃに電流が流れることでリレー１７がオンする。
【００５９】
次に、時刻ｔ１においてセーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に入力される入力機器１１からの信号（安全入力）がＨｉｇｈレベルになる。具体的にはユーザが入力機器１１を操作することにより、安全入力がＨｉｇｈレベルになる。なお、この実施の形態では、「信号がＨｉｇｈレベルになる」ということは信号が出力されていることを意味する。以下の説明においても同様である。
【００６０】
続いて時刻ｔ２においてリレー１７のａ接点１７ａがクローズする。これによりフィードバックループがクローズするので、セーフティコントローラ１０のＦＢ入力端子２２に入力される信号（ＦＢ入力）がＨｉｇｈレベルになる。ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになることにより、時刻ｔ３において、セーフティコントローラ１０の安全出力１／２がともにＨｉｇｈレベルになる。補助出力は安全出力１／２と同期してＨｉｇｈレベルになる。補助出力がＨｉｇｈレベルになることによって、リレー１８のコイル１８ｃに電流が流れる。したがってリレー１８がオンする。
【００６１】
リレー１８がオンすることで、ｂ接点１８ｂがオープンとなる。これにより、リレー１７のコイル１７ｃに電流が流れなくなるので、時刻ｔ４においてリレー１７がオフする。リレー１７がオフすることにより、ａ接点１７ａがオープンになるとともにｂ接点１７ｂがクローズとなる。したがってセーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなる。安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなることでセーフティドライブ回路１４の半導体素子１６がオフする。したがってＦＢモニタ出力がオフする。
【００６２】
なお、動作の順番が容易に理解されるように、図３では、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を互いに離して示している。上記の動作がほぼ同時のタイミングで実行されていてもよい。
【００６３】
図３および図１５を対比すれば分かるように、この実施の形態に係る安全制御システムの動作は、従来の安全制御システムの動作と基本的に同じである。すなわち、ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになった後に安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになる。安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになることにより、安全入力１／２がＨｉｇｈレベルになる。したがって、既存のセーフティコントローラおよびセーフティドライブ回路をこの実施の形態に係る安全制御システムに適用することができる。
【００６４】
さらに、この実施の形態によれば、セーフティコントローラ１０のＦＢループ内に電圧降下要素がない。したがって複数台のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラに接続した場合に、従来の構成（図１６を参照）に比べて、ＦＢループにおける電圧降下を小さくすることができる。これにより、従来の構成に比べて、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラに接続することができる。すなわち、１台のセーフティコントローラで監視可能なセーフティドライブ回路の台数を増やすことができる。
【００６５】
図４は、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態１に係る安全制御システムの構成を示した図である。図１および図４を参照して、安全制御システム５２は、セーフティドライブ回路１４Ａおよびリレー１９が追加される点において安全制御システム５１と異なる。セーフティドライブ回路１４Ａは、交流電源１Ａからの交流電力をモータ２Ａに供給したり、モータ２Ａへの電力の供給を遮断したりする。なお、図４では交流電源１，１Ａが示されているが、１つの交流電源からモータ２，２Ａに交流電力が供給されてもよい。
【００６６】
リレー１９は、ａ接点１９ａと、ｂ接点１９ｂと、コイル１９ｃとを有する。リレー１７と同様に、ａ接点１９ａとｂ接点１９ｂとは互いに連動するように機械的に拘束される。
【００６７】
セーフティドライブ回路１４Ａは、セーフティドライブ回路１４と同じ構成を有する。具体的には、セーフティドライブ回路１４Ａは、半導体素子１６Ａと、電圧入力端子３１Ａと、ＦＢモニタ出力端子３２Ａと、安全入力（１）端子３３Ａと、安全入力（２）端子３４Ａとを有する。
【００６８】
セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間には、リレー１７のａ接点１７ａおよびリレー１９のａ接点１９ａが直列に電気的に接続される。安全入力（１）端子３３Ａは、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３とともにリレー１７のｂ接点１７ｂに接続される。安全入力（２）端子３４Ａは、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３４とともにリレー１９のｂ接点１９ｂに接続される。
【００６９】
すなわちリレー１７のｂ接点１７ｂは、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３）と、リレー１７に対応するセーフティドライブ回路１４の信号入力端子（安全入力（１）端子３３）との間に電気的に接続される。リレー１９のｂ接点１９ｂは、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（２）端子２４）と、リレー１９に対応するセーフティドライブ回路１４Ａの信号入力端子（安全入力（２）端子３４Ａ）との間に電気的に接続される。なお、リレー１９のｂ接点１９ｂは、安全入力（１）端子３３と安全入力（１）端子３３Ａとを電気的に接続する経路に挿入されてもよい。
【００７０】
コイル１９ｃの一方端は、セーフティドライブ回路１４ＡのＦＢモニタ出力端子３２Ａに接続され、コイル１９ｃの他方端は、リレー１８のｂ接点１８ｂに接続される。したがって、コイル１７ｃ，１９ｃは、リレー１８のｂ接点１８ｂに並列に接続される。
【００７１】
図４に示した安全制御システム５２の動作は、基本的に図３に示した動作と同じである。図３において、ＲＹ１をリレー１７，１９に置き換え、安全入力１／２を、セーフティドライブ回路１４，１４Ａの安全入力１／２と置き換えればよい。
【００７２】
図４では２台のセーフティドライブ回路が示されているが、この実施の形態によれば、３台以上のセーフティドライブ回路も１台のセーフティコントローラ１０により監視可能である。セーフティドライブ回路の台数と同じ数のリレー（ａ接点とｂ接点とが機械的に連動することが要求される）を設け、それらのリレーのａ接点をセーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に直列に電気的に接続する。また、それらのリレーのｂ接点は、対応のセーフティドライブ回路の信号入力端子（安全入力（１）端子、安全入力（２）端子のいずれか）と、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３、安全入力（２）端子２４）との間に電気的に接続する。それらのリレーのコイルを、リレー１８の接点１８ｂに並列に接続する。
【００７３】
図１４、図１６等に示した従来の構成によれば、セーフティコントローラのＦＢ入力端子の入力仕様（Ｈｉｇｈレベルと見なされる電圧）およびセーフティドライバのＦＢモニタ出力での電圧降下によって、１台のセーフティコントローラに接続可能なセーフティドライブ回路の台数が制限される。したがって、より多くの台数のセーフティドライブ回路に対する安全制御を実行するために、ユーザは、複数台のセーフティコントローラを準備して、各セーフティコントローラにセーフティドライブ回路を接続する必要があった。しかしながら、このような構成によれば、複数台のセーフティコントローラが互いに同期して動作するための処置が必要となる。
【００７４】
これに対して実施の形態１によれば、リレーを追加するだけで、１台のセーフティコントローラにより監視および制御することができるセーフティドライブ回路の台数を従来よりも大幅に増やすことができる。したがって、実施の形態１によれば、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラによって監視するための構成を、よりシンプルに構築することができるとともに、安価に実現することができる。
【００７５】
さらに、この実施の形態では、ａ接点とｂ接点とが互いに連動するように機械的に拘束されたリレー（１７，１９）が用いられる。このリレーのａ接点は、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１およびＦＢ入力端子２２の間に設けられる。ｂ接点は、セーフティコントローラの安全出力端子と、対応するセーフティコントローラの安全入力端子との間に設けられる。このようなリレーを用いることで当該リレーの故障を見つけることが可能になる。
【００７６】
図１１に示したように、ＦＢ監視は、もともとコンタクタのａ接点の溶着を見つけることが目的である。セーフティドライブ回路の場合にも、そのドライブの出力が故障したときには、ＦＢモニタ出力がオフ状態を保持する。これによりセーフティコントローラの安全出力がオン状態のままになることを抑止して危険状態となることを防ぐ。仮にａ接点の溶着といった故障が検出できない場合、ＦＢモニタ出力がオフ状態を保持しても、セーフティコントローラからの安全出力がオンしてしまう可能性が生じる。
【００７７】
これに対して実施の形態１によれば、リレー１７のａ接点１７ａ（またはリレー１９のａ接点１９ａ）が溶着した場合に、そのリレー１７のｂ接点１７ｂ（またはリレー１９のｂ接点１９ｂ）が強制的にオープンとなる。したがって、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力の少なくとも１つがオフとなる。このためセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）は動作しないので、動力源（モータ２）は動作しない。
【００７８】
一方、リレー１７のｂ接点１７ｂ（またはリレー１９のｂ接点１９ｂ）が溶着した場合に、そのリレー１７のａ接点１７ａ（またはリレー１９のａ接点１９ａ）がオープンとなる。この場合、セーフティコントローラ１０のＦＢループがオープンになるので、セーフティコントローラ１０の安全出力１，２はともにＬｏｗレベルとなる。この場合は、セーフティドライブ回路１４（１４Ａ）の出力が遮断される。
【００７９】
一方、リレー１８は汎用リレーでもよい。リレー１８の故障として、オン故障およびオフ故障が考えられる。しかしオン故障およびオフ故障のいずれの場合であってもセーフティドライブ回路１４（１４Ａ）の出力を遮断できる。
【００８０】
たとえばリレー１８のオン故障が生じた場合、リレー１８はオンしたままになる。これによりリレー１７（１９）のオン状態が保持される。この場合には、リレー１７（１９）のｂ接点（１７ｂ，１９ｂ）がオープンのままに保持される。したがって、セーフティコントローラ１０からセーフティドライブ（１４，１４Ａ）への安全出力の伝達が遮断される。これにより、セーフティドライバ（１４，１４Ａ）の各々では、安全入力１，２の両方ともにＨｉｇｈレベルになることがない。したがってセーフティドライバ（１４，１４Ａ）の出力が遮断される。
【００８１】
一方、リレー１８のオフ故障が生じた場合、リレー１８はオフしたままになる。これによりリレー１７（１９）のオフ状態が保持される。この場合には、リレー１７（１９）のａ接点（１７ａ，１９ａ）がオープンのままに保持される。したがって、セーフティコントローラ１０のＦＢループがオープンになる。この場合、セーフティコントローラ１０からの安全出力１，２はＬｏｗレベルである。したがってセーフティドライバ（１４，１４Ａ）の出力が遮断される。
【００８２】
［実施の形態２］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。図１および図５を参照して、実施の形態２に係る安全制御システム５３は、リレー１８が省略されている点において実施の形態１に係る安全制御システム５１と相違する。
【００８３】
実施の形態１と同様にセーフティコントローラ１０は、補助出力端子２５を有していてもよい。実施の形態２では、補助出力端子２５は必須ではない。このため補助出力端子２５は図５に示されていない。リレー１７のコイル１７ｃの一方端はセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に接続される。コイル１７ｃの一方端は接地される。したがってこの実施の形態では、コイル１７ｃはセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２と接地との間に電気的に接続される。実施の形態２に係る安全制御システム５３の他の部分の構成は、実施の形態１に係る安全制御システム５１の対応する部分の構成と同様であるので、以後の説明は繰り返さない。
【００８４】
図６は、図５に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。図２および図６を参照して、実施の形態２では、「安全入力１」、「安全入力２」のいずれか一方がＨｉｇｈレベルであり、他方がＬｏｗレベルである場合に、ＦＢモニタ出力はオフとなる。この点において実施の形態２は実施の形態１と異なっている。
【００８５】
図７は、図５に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図５および図７を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１ａ以前の状態）において、セーフティコントローラ１０の安全出力１および安全出力２（図７において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図７には示していないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるため、ＦＢモニタ出力はオンしている。
【００８６】
ＦＢモニタ出力はオンしているので、セーフティドライブ回路１４のモニタ出力端子３２からリレー１７（ＲＹ１）のコイル１７ｃに電流が流れる。これによりリレー１７がオンする。
【００８７】
時刻ｔ１ａにおいてセーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に入力される安全入力がＨｉｇｈレベルになる。続いて時刻ｔ２ａにおいてリレー１７のａ接点１７ａがクローズする。これによりセーフティコントローラ１０のＦＢ入力端子２２に入力される信号（ＦＢ入力）がＨｉｇｈレベルになる。ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになることにより、時刻ｔ３ａにおいて、セーフティコントローラ１０の安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになる。リレー１７のａ接点１７ａがクローズしているため、リレー１７のｂ接点１７ｂはオープンである。このため、セーフティドライブ回路１４の安全入力１は、時刻ｔ３ａにおいてＬｏｗレベルである。一方、セーフティドライブ回路１４の安全入力２は、Ｈｉｇｈレベルである。
【００８８】
セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２がそれぞれＬｏｗレベルおよびＨｉｇｈレベルとなることで、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力がオフする。これにより、リレー１７のコイル１７ｃに電流が流れなくなるので、リレー１７がオフする。
時刻ｔ４ａにおいて、リレー１７のａ接点１７ａがオープンになるとともにｂ接点１７ｂがクローズとなる。したがってセーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１がＨｉｇｈレベルとなる。これにより、時刻ｔ４ａ以後、安全入力１，２は、Ｈｉｇｈレベルである。安全入力１，２は、Ｈｉｇｈレベルであるときには、ＦＢモニタ出力はＬｏｗレベルである。したがって、時刻ｔ４ａ以後もＦＢモニタ出力はＬｏｗレベルである。
【００８９】
図８は、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態２に係る安全制御システムの構成を示した図である。図５および図８を参照して、安全制御システム５４は、セーフティドライブ回路１４Ａおよびリレー１９が追加される点において安全制御システム５３と異なる。なお、セーフティドライブ回路１４Ａの構成については、図４に示された構成と同様であるので以後の説明を繰り返さない。同じく、リレー１９の構成についても図４に示された構成と同様であるので以後の説明を繰り返さない。
【００９０】
図８に示す構成では、リレー１７のｂ接点１７ｂとリレー１９のｂ接点１９ｂとが、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３とセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力（１）端子（３３，３３Ａ）との間に直列に接続される。リレー１９のコイル１９ｃは、セーフティドライブ回路１４ＡのＦＢモニタ出力端子３２Ａと接地とに電気的に接続される。図８に示した構成では、リレー１７のコイル１７ｃとリレー１９のコイル１９ｃとは、共通に接地されているが、別々に接地されていてもよい。
【００９１】
図８に示した構成と図５に示した構成との対比から分かるように、実施の形態２に係る構成では、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された場合にもリレー１８を不要とすることができる。
【００９２】
図８に示した構成に代えて、リレー１７のｂ接点１７ｂとリレー１９のｂ接点１９ｂとが、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４とセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力（２）端子（３４，３４Ａ）との間に直列に接続されてもよい。ただし、実施の形態２では、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）は図７に示した関係に従って動作するので、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の２つの安全入力端子のうちの一方は、ｂ接点を介さずに、セーフティコントローラ１０の対応する安全出力端子と直接的に接続することが必要となる。
【００９３】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。したがって、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラによって監視するための構成を、よりシンプルに構築することができるとともに、安価に実現することができる。
【００９４】
さらに実施の形態２によれば、実施の形態１に比べて使用されるリレーの個数を少なくすることができる。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１，１Ａ，１０１ 交流電源、２，２Ａ，１０２ モータ、１０，１１０ セーフティコントローラ、１１ 入力機器、１４，１４Ａ，１１４ セーフティドライブ回路、１６，１６Ａ，１１６ 半導体素子、１７〜１９ リレー、１７ａ，１９ａ，１１２ａ，１１３ａ ａ接点、１７ｂ〜１９ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ ｂ接点、１７ｃ〜１９ｃ コイル、２１，１２１ ＦＢ（フィードバック）出力端子、２２，１２２ ＦＢ（フィードバック）入力端子、２３，１２３ 安全出力（１）端子 ２４，１２４ 安全出力（２）端子、２５ 補助出力端子、２６，１２６ 安全入力端子、３３，３３Ａ，１３３ 安全入力（１）端子、３４，３４Ａ，１３４ 安全入力（２）端子、３１，３１Ａ，１３１ 電圧入力端子、３２，３２Ａ，１３２ ＦＢモニタ出力端子、５１〜５４，１５１，１５２ 安全制御システム、１０３ 電源ライン、１０５ サーキットブレーカ、１１１ 非常停止スイッチ、１１２，１１３ コンタクタ、Ｌ１〜Ｌ３ ライン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全制御システムに関し、特に、複数のドライブ回路を１台のコントローラによって監視するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場の労働安全を確立するために、安全が確保されている状態において機械設備の動力源（たとえばモータなど）に電力を供給する安全制御システムが構築されている。このような安全制御システムは、たとえばリレーユニット、コントローラ等によって構成される。
【０００３】
図９は、従来の安全制御システムの１つの構成例を示した図である。図９を参照して、動力源であるモータ１０２は、交流電源１０１から三相交流が供給されることにより動作する。モータ１０２は、たとえば工場内の種々の機械装置を駆動するために用いられる。安全制御システム１５１は、交流電源１０１からモータ１０２への駆動電力の供給および駆動電力の供給の遮断を行なう。
【０００４】
安全制御システム１５１は、セーフティコントローラ１１０と、非常停止スイッチ１１１と、コンタクタ１１２，１１３とを備える。非常停止スイッチ１１１は、セーフティコントローラ１１０に接続される入力機器の一例として図９に示されている。入力機器はライトカーテン、ドアスイッチなどであってもよい。コンタクタ１１２，１１３は、交流電源１０１とモータ１０２との間の電源ライン１０３に介挿接続される。セーフティコントローラ１１０は、コンタクタ１１２，１１３を監視する機能を有する。
【０００５】
図１０は、コンタクタを監視するための構成を具体的に説明するための図である。図９および図１０を参照して、電源ライン１０３は、三相交流の各相に対応するラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を含む。モータ１０２は、コンタクタ１１２のａ接点１１２ａ、コンタクタ１１３のａ接点１１３ａおよびサーキットブレーカ１０５を介して電源ライン１０３に接続される。
【０００６】
一方、セーフティコントローラ１１０は、ＦＢ（ＦＢはフィードバックを表わす。以下同じ）出力端子１２１およびＦＢ入力端子１２２を有する。ＦＢ出力端子１２１とＦＢ入力端子１２２との間には、コンタクタ１１２のｂ接点１１２ｂおよびコンタクタ１１３のｂ接点１１３ｂが直列に接続される。コンタクタ１１２，１１３の構成を中心に説明するために、図１０では非常停止スイッチ１１１の図示が省略されている。
【０００７】
ここでリレー、コンタクタといった励磁コイルへの通電を利用して接点の開閉を行なうスイッチでは、一般に「ａ接点」とは、励磁コイルの非通電時には開放（オープン）となり、励磁コイルの通電時に閉じる（クローズとなる）接点である。「ｂ接点」は、逆に、励磁コイルの非通電時にはクローズとなりコイルの通電時にはオープンとなる接点である。本明細書においても、「ａ接点」および「ｂ接点」は、上記の定義通りである。
【０００８】
図９および図１０に示した構成では、コンタクタ１１２，１１３のａ接点（１１２ａ，１１３ａ）は、危険源（図１１の場合にはモータ１０２）への通電を直接操作する。図９に示したＦＢ入力はセーフティコントローラ１１０に入力される信号である。ＦＢ入力は、コンタクタ１１２，１１３のａ接点（１１２ａ，１１３ａ）が溶着故障なく正常に動作していることをセーフティコントローラ１１０が確認するためにセーフティコントローラ１１０に入力される。コンタクタのａ接点が溶着した場合には、モータ１０２への通電を遮断できなくなる。したがって、コンタクタのａ接点が溶着故障していないことを検出する必要がある。
【０００９】
図９，図１０に示されたような安全制御システムを設計する際には、コンタクタ１１２，１１３には、ａ接点とｂ接点とが互いに連動するように機械的に拘束された機構を有するコンタクタが用いられる。このようなコンタクタでは、ａ接点がクローズであるときにはｂ接点は必ずオープンとなり、ａ接点がオープンのときにはｂ接点は必ずクローズとなる。
【００１０】
図１０に示されるように、２つのコンタクタ１１２，１１３のｂ接点（１１２ｂ，１１３ｂ）はセーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２に直列に接続される。セーフティコントローラ１１０は、コンタクタ１１２，１１３の動作を許可するための信号である安全出力を出力する。コンタクタ１１２，１１３のａ接点は、この安全出力に応答してクローズする。
【００１１】
セーフティコントローラ１１０が安全出力をコンタクタ１１２，１１３に出力する前に、コンタクタ１１２，１１３のｂ接点（１１２ｂ，１１３ｂ）で形成されたフィードバックループがクローズしていることをセーフティコントローラ１１０が確認する。これがセーフティコントローラのＦＢ監視である。セーフティコントローラ１１０は、フィードバックループがクローズしていない（オープンである）ことを確認した場合には、安全出力の出力をオンしない。
【００１２】
仮にコンタクタ１１２，１１３のうち少なくとも１つのコンタクタのａ接点が溶着した場合には、そのコンタクタのｂ接点が強制的にオープンとなる。これによりフィードバックループはオープンとなるため、ユーザが故障を把握することができる。なお、２つのコンタクタを設ける理由は、一方のコンタクタのａ接点が溶着していることが検出された場合に、他方のコンタクタのａ接点をオープンにするためである。両方のコンタクタのａ接点がともに溶着する確率は低いと考えられる。２つのコンタクタを配置することによって、より確実にモータ１０２への通電を遮断することができる。
【００１３】
たとえば特開平９−２１２２０６号公報（特許文献１）は、制御経路のための制御装置を開示する。制御装置は、たとえばブラシレスモータ、ＤＣモータ等を制御する。
【００１４】
たとえば特表２００３−５０４８６３号公報（特許文献２）は、ソレノイドを駆動する方法およびシステムを開示する。ソレノイドドライバは、ソレノイドを流れる所望の電流フローと実際の電流フローとの間の差に基づいて、ソレノイドを流れる実際の電流フローを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平９−２１２２０６号公報
【特許文献２】特表２００３−５０４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１１は、従来の安全制御システムの別の構成例を示した図である。図９および図１１を参照して、安全制御システム１５２は、コンタクタ１１２，１１３に代えてセーフティドライブ回路１１４を有する。セーフティドライブ回路１１４は、たとえばサーボドライバあるいはインバータ等のモータ制御機器である。図９に示した安全制御システム１５１と同じく、セーフティコントローラ１１０は、セーフティドライブ回路１１４のＦＢ監視を行なう。
【００１７】
図１２は、コンタクタ制御のフィードバックループを説明した図である。図１３は、セーフティドライブ回路のフィードバックループを説明した図である。図１２および図１３を参照して、コンタクタのｂ接点（図１２ではｂ接点１１２ｂを例示する）が、セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子（ＯＵＴ）１２１およびＦＢ入力端子（ＩＮ）１２２の間に接続される。これに対して、多くの場合、セーフティドライブ回路１１４のフィードバックモニタ出力には、半導体素子１１６の出力信号が用いられる。半導体素子を用いる理由の１つは、信号出力機能を担う部分の長寿命化を図るためである。
【００１８】
セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１からは、一定電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）が出力される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２には、コンタクタのｂ接点あるいは半導体素子を介して、電圧が入力される。この入力電圧がＨｉｇｈ（ハイ）レベルであればフィードバックループがクローズであると判定され、入力電圧がＬｏｗ（ロー）レベルであればフィードバックループがオープンであると判定される。
【００１９】
図１４は、図１３に示したセーフティコントローラとセーフティドライブ回路との接続をより具体的に説明した図である。図１４を参照して、セーフティコントローラ１１０は、ＦＢ出力端子１２１と、ＦＢ入力端子１２２と、安全出力（１）端子１２３と、安全出力（２）端子１２４と、安全入力端子１２６とを有する。安全出力（１）端子１２３と安全出力（２）端子１２４とは、セーフティドライブ回路１１４の動作を許可する信号（「安全出力」と呼ぶ）を出力するための端子である。
【００２０】
セーフティドライブ回路１１４は、半導体素子１１６と、電圧入力端子１３１と、ＦＢモニタ出力端子１３２と、安全入力（１）端子１３３と、安全入力（２）端子１３４とを有する。半導体素子１１６は、電圧入力端子１３１と、ＦＢモニタ出力端子１３２との間に設けられる。安全入力（１）端子１３３と安全入力（２）端子１３４とは、セーフティコントローラ１１０から出力された安全出力をセーフティドライブ回路１１４に入力するための端子である。安全入力（１）端子１３３と安全入力（２）端子１３４とに入力される信号を「安全入力」と呼ぶ。
【００２１】
セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３とセーフティドライブ回路１１４の安全入力（１）端子１３３とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０の安全出力（２）端子１２４とセーフティドライブ回路１１４の安全入力（２）端子１３４とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１とセーフティドライブ回路１１４の電圧入力端子１３１とが直接的に接続される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２とセーフティドライブ回路１１４のＦＢモニタ出力端子１３２とが直接的に接続される。
【００２２】
セーフティコントローラ１１０のＦＢ出力端子１２１からはＨｉｇｈレベルの信号が出力される。セーフティコントローラ１１０のＦＢ入力端子１２２に入力される信号がＨｉｇｈレベルの信号であることがセーフティコントローラ１１０で検出される。この場合には、セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３と安全出力（２）端子１２４とからＨｉｇｈレベルの信号が出力される。セーフティコントローラ１１０の安全出力（１）端子１２３および安全出力（２）端子１２４の両方からＨｉｇｈレベルの信号を出力するのは、安全出力の信頼性を高めるためである。
【００２３】
一方、セーフティドライブ回路１１４に入力される安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルであるときに、ＦＢモニタ出力はオフ（ＯＦＦ）である。セーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルでない場合、すなわち、安全入力１，２の少なくとも一方がＬｏｗレベルであるときには、ＦＢモニタ出力はオン（ＯＮ）である。
【００２４】
図１５は、図１４に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図１４および図１５を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１１以前の状態）において、セーフティコントローラ１１０の安全出力１および安全出力２（図１５において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図示しないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるためＦＢモニタ出力はオンしている。すなわちセーフティドライブ回路１１４のＦＢモニタ出力端子から電圧が出力される。
【００２５】
次に、時刻ｔ１１においてセーフティコントローラ１１０の安全入力端子１２６への入力信号（安全入力）がＨｉｇｈレベルになる。これによって安全入力がＨｉｇｈレベルになる。
【００２６】
続いて時刻ｔ１２においてＦＢ入力端子１２２に入力される信号がＨｉｇｈレベルの信号であることがセーフティコントローラ１１０で検出される。これにより時刻ｔ１３においてセーフティコントローラ１１０の安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになるので、セーフティドライブ回路１１４の安全入力１／２もＨｉｇｈレベルとなる。安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなることでセーフティドライブ回路１１４の半導体素子１１６がオフする。したがって時刻ｔ１４においてＦＢモニタ出力がオフする。
【００２７】
しかしながら、セーフティドライブ回路のフィードバックループにおいては、半導体素子１１６による電圧降下が発生する。図１６に示されるように、複数のセーフティドライブ回路１１４を１台のセーフティコントローラ１１０で管理する場合には、コントローラのフィードバック入力端子に各セーフティドライブ回路１１４の半導体素子１１６が直列に接続される。したがって、セーフティコントローラ１１０のフィードバックループにおける電圧降下が大きくなる。これによってＦＢ入力端子１２２の入力電圧が大きく低下する。
【００２８】
ＦＢ入力端子１２２の入力電圧が低い場合には、セーフティコントローラ１１０はフィードバックループがオープンであると判定する。したがって、セーフティコントローラ１１０は安全出力をオンしない。すなわち、各セーフティドライブ回路が正常であっても、セーフティコントローラが複数のセーフティドライブ回路の動作を許可することができない。フィードバックループでの電圧降下が大きくなりすぎるのを防ぐため、従来では、セーフティコントローラ１１０に接続されるセーフティドライブ回路１１４の台数が制限される。
【００２９】
このような問題を解決するための方法として、セーフティコントローラの構成あるいはセーフティドライブ回路の構成を変更することが考えられる。しかしながら、設計変更に伴う開発工数の増加、およびコストの増加が懸念される。さらに、変更後のセーフティコントローラあるいはセーフティドライブ回路が目標とする安全規格に適合していることの確認および認証が必要となる。このために費用および時間を要することが懸念される。
【００３０】
なお、特開平９−２１２２０６号公報（特許文献１）は、サーボドライバにおける電圧降下について説明している（たとえば特開平９−２１２２０６号公報の明細書［００４３］）。しかしながら、特開平９−２１２２０６号公報には、上記の問題は記載されていない。同じく特表２００３−５０４８６３号公報（特許文献２）にも上記の問題は記載されていない。
【００３１】
本発明の目的は、コントローラおよびドライブ回路の構成を変更することなく、１台のコントローラで、より多くの台数のドライブ回路を監視することを実現するための安全制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明は要約すれば、安全制御システムであって、コントローラと、動力源を駆動するための少なくとも１つのドライブ回路とを備える。コントローラは、少なくとも１つのドライブ回路の状態をコントローラが監視するためのフィードバックループを形成するためのフィードバック出力端子およびフィードバック入力端子と、少なくとも１つのドライブ回路による動力源の駆動を許可するための出力信号をコントローラから出力するための信号出力端子とを含む。ドライブ回路は、コントローラの信号出力端子から出力された出力信号をドライブ回路に入力するための信号入力端子と、ドライブ回路からコントローラにドライブ回路の状態を示すモニタ電圧を出力するためのモニタ出力端子と、モニタ出力端子から出力されるモニタ電圧を発生させる半導体素子と、半導体素子にモニタ電圧を発生させるための電圧を半導体素子に入力するための電圧入力端子とを含む。ドライブ回路は、コントローラからの出力信号が信号入力端子に入力される前は、モニタ出力端子からモニタ電圧を出力する。安全制御システムは、少なくとも１つの第１のリレーをさらに備える。少なくとも１つの第１のリレーは、第１のコイルと、相補的に連動する第１の接点と第２の接点とを有する。少なくとも１つの第１のリレーは、第１のコイルの通電時には第１の接点が閉じるとともに第２の接点が開放し、第１のコイルの非通電時には第１の接点が開放するとともに第２の接点が閉じるように構成される。第１のリレーの第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子とに電気的に接続される。第１のリレーの第２の接点は、コントローラの信号出力端子とドライブ回路の信号入力端子とに電気的に接続される。第１のリレーの第１のコイルは、ドライブ回路のモニタ出力端子に電気的に接続される。
【００３３】
好ましくは、コントローラは、出力信号と同期した補助出力信号をコントローラから出力するための補助出力端子をさらに含む。コントローラは、フィードバックループが閉じていることを確認した後に、出力信号を出力信号端子から出力するとともに、補助出力信号を補助出力端子から出力する。安全制御システムは、第２のリレーをさらに備える。第２のリレーは、第２のコイルと、第２のコイルの通電時には開放する一方で第２のコイルの非通電時には閉じるように構成された第３の接点とを含む。第１のリレーの第１のコイルと第２のリレーの第３の接点とは、ドライブ回路のモニタ出力端子と接地とに直列に電気的に接続される。第２のリレーの第２のコイルは、コントローラの補助出力端子と接地とに電気的に接続される。
【００３４】
好ましくは、少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路である。少なくとも１つの第１のリレーは、複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーである。複数の第１のリレーの各々の第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第２の接点は、コントローラの信号出力端子と、複数のドライブ回路のうちの各第１のリレーに対応するドライブ回路の信号入力端子とに電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第１のコイルは、対応するドライブ回路のモニタ出力端子に電気的に接続されるとともに、第２のリレーの第３の接点に並列に接続される。
【００３５】
好ましくは、第１のリレーの第１のコイルは、ドライブ回路のモニタ出力端子と接地とに電気的に接続される。
【００３６】
好ましくは、少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路である。少なくとも１つの第１のリレーは、複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーである。複数の第１のリレーの各々の第１の接点は、コントローラのフィードバック出力端子とフィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続される。複数の第１のリレーの各々の第２の接点は、互いに直列に電気的に接続されるとともに、コントローラの信号出力端子と、複数のドライブ回路のうちの各第１のリレーに対応するドライブ回路の信号入力端子との間に電気的に接続される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、コントローラおよびドライブ回路の構成を変更することなく、１台のコントローラで、より多くの台数のドライブ回路を監視することを実現するための安全制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【図２】図１に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。
【図３】図１に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態１に係る安全制御システムの構成を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【図６】図５に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。
【図７】図５に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態２に係る安全制御システムの構成を示した図である。
【図９】従来の安全制御システムの１つの構成例を示した図である。
【図１０】コンタクタを監視するための構成を具体的に説明するための図である。
【図１１】従来の安全制御システムの別の構成例を示した図である。
【図１２】コンタクタ制御のフィードバックループを説明した図である。
【図１３】セーフティドライブ回路のフィードバックループを説明した図である。
【図１４】図１３に示したセーフティコントローラとセーフティドライブ回路との接続をより具体的に説明した図である。
【図１５】図１４に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。
【図１６】各セーフティドライブ回路の半導体素子を直列に接続してフィードバックループを形成したときの問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。
【００４１】
図１を参照して、実施の形態１に係る安全制御システム５１は、セーフティコントローラ１０と、入力機器１１と、セーフティドライブ回路１４と、リレー１７，１８とを備える。入力機器１１は、たとえば非常停止スイッチであるが、ユーザの操作によってセーフティコントローラ１０に信号を入力するものであればよい。たとえばライトカーテン、ドアスイッチなどを入力機器１１として適用できる。また、入力機器１１は、単体の装置であると限定されず、複数の装置を組み合わせることで実現されてもよい。
【００４２】
モータ２は動力源であり、交流電源１から三相交流が供給されることにより動作する。セーフティドライブ回路１４は、モータ２を駆動する。セーフティドライブ回路１４は、交流電源１からモータ２への駆動電力の供給および駆動電力の供給の遮断を行なう。セーフティドライブ回路１４は、たとえばサーボドライバあるいはインバータ等のモータ制御機器である。セーフティコントローラ１０は、セーフティドライブ回路１４を監視する機能を有する。なお、交流電源１に代えて直流電源を用いてもよい。
【００４３】
本明細書では、この発明の実施の形態の説明において「セーフティコントローラ」および「セーフティドライブ回路」という用語を用いている。しかしながら「セーフティコントローラ」および「セーフティドライブ回路」は、特定の装置を指すものではない。所定の安全規格に適合した制御装置（コントローラ）および駆動装置（ドライブ回路またはドライバ）であれば本発明を適用することができる。
【００４４】
セーフティコントローラ１０は、ＦＢ（フィードバック）出力端子２１と、ＦＢ入力端子２２と、安全出力（１）端子２３と、安全出力（２）端子２４と、補助出力端子２５と、安全入力端子２６とを有する。ＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２とは、セーフティドライブ回路１４の状態をセーフティコントローラ１０が監視するためのフィードバックループを形成するための端子である。「セーフティドライブ回路１４の状態」とは、この実施の形態では、出力許可状態および出力遮断状態である（たとえば図２を参照）。安全出力（１）端子２３と安全出力（２）端子２４とは、セーフティドライブ回路１４の動作を許可する信号（「安全出力」と呼ぶ）をセーフティコントローラ１０から出力するための端子である。補助出力端子２５は、安全出力同期した信号（補助出力）をセーフティコントローラ１０から出力するための端子である。安全入力端子２６は、入力機器１１からの信号（安全入力）をセーフティコントローラ１０に入力するための端子である。入力機器１１は、セーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に接続される。
【００４５】
セーフティドライブ回路１４は、半導体素子１６と、電圧入力端子３１と、ＦＢモニタ出力端子３２と、安全入力（１）端子３３と、安全入力（２）端子３４とを有する。安全入力（１）端子３３と安全入力（２）端子３４とは、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３および安全出力（２）端子２４から出力された安全出力をセーフティドライブ回路１４に入力するための端子である。安全入力（１）端子３３と安全入力（２）端子３４とに入力される信号を「安全入力」と呼ぶ。
【００４６】
セーフティコントローラ１０の安全出力端子とセーフティドライブ回路１４の安全入力端子とからなる組が少なくとも１組あれば本発明は適用可能である。ただし、この実施の形態のように、安全出力端子と安全入力端子との組を２つ以上設けることによって、より安全制御システムの信頼性を高めることができる。
【００４７】
半導体素子１６は、電圧入力端子３１と、ＦＢモニタ出力端子３２との間に設けられる。ＦＢモニタ出力端子３２は、セーフティドライブ回路１４からセーフティコントローラ１０にセーフティドライブ回路の状態を示すモニタ電圧（ＦＢモニタ）を出力するためのモニタ出力端子である。半導体素子１６は、ＦＢモニタ出力端子３２から出力されるモニタ電圧を発生させる。電圧入力端子３１は、半導体素子１６にモニタ電圧を発生させるための電圧を半導体素子１６に入力するための電圧入力端子である。この実施の形態では、電圧入力端子３１は、定電圧源に接続される。なお、後に詳細に説明するように、セーフティドライブ回路１４は、セーフティコントローラ１０からの出力信号（安全出力）がセーフティドライブ回路の安全入力端子に入力される前は、ＦＢモニタ出力端子３２からＦＢモニタが出力される。
【００４８】
リレー１７は、ａ接点１７ａと、ｂ接点１７ｂと、コイル１７ｃとを有する。ａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとは相補的に連動するように機械的に拘束される。この実施の形態では、「相補的」とは、ａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとのうちの一方が「オープン」であるときに他方が「クローズ」であることを指す。すなわちａ接点１７ａがクローズである時にはｂ接点１７ｂがオープンであり、ａ接点１７ａがオープンである時にはｂ接点１７ｂがクローズである。したがってａ接点１７ａとｂ接点１７ｂとがともにクローズすることがない。このような構造は、概して強制ガイド接点構造とも呼ばれる。すなわち、強制ガイド接点構造を有するリレーであればリレー１７に適用可能である。
【００４９】
ａ接点１７ａは、本発明の「第１のリレーの第１の接点」に対応する。ｂ接点１７ｂは、本発明の「第１のリレーの第２の接点」に対応する。コイル１７ｃは、本発明の「第１のリレーの第１のコイル」に対応する。
【００５０】
ａ接点１７ａは、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１と、ＦＢ入力端子２２とに電気的に接続される。ｂ接点１７ｂは、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３とに電気的に接続される。コイル１７ｃの一方端は、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に電気的に接続される。本明細書では、「電気的に接続される」とは直接的に接続される場合だけでなく、たとえば配線を介して接続される場合も含む。
【００５１】
リレー１８は、ｂ接点１８ｂと、コイル１８ｃとを有する。ｂ接点１８ｂの一方端はリレー１７のコイル１７ｃの他方端に接続され、ｂ接点１８ｂの他方端は接地される。すなわち、リレー１７のコイル１７ｃと、リレー１８のｂ接点１８ｂとは、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２と接地との間に直列に電気的に接続される。コイル１８ｃの一方端は、セーフティコントローラ１０の補助出力端子２５に接続され、コイル１８ｃの他方端は接地される。すなわち、コイル１８ｃは、セーフティコントローラ１０の補助出力端子２５と接地との間に電気的に接続される。
【００５２】
リレー１８は、強制ガイド接点構造を有する必要はなく、たとえば汎用のリレーであってもよい。ｂ接点１８ｂは、本発明の「第２のリレーの第３の接点」に対応する。コイル１８ｃは、本発明の「第２のリレーの第２のコイル」に対応する。
【００５３】
図１に示した構成によれば、セーフティコントローラ１０のフィードバックループ、すなわち、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間の経路にはリレー１７のａ接点１７ａのみ設けられる。ａ接点１７ａの抵抗は、半導体素子１６がオンした時の抵抗に比べて著しく小さい。したがって、上記のフィードバックループには、電圧降下要素が実質上は存在しない。
【００５４】
さらに、リレー１８は、セーフティコントローラ１０の安全出力と同期する補助出力によって駆動される。一方、リレー１７は、リレー１８のｂ接点１８ｂ、およびセーフティドライブ回路１４の半導体素子１６（すなわちセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力）によって駆動される。
【００５５】
この実施の形態では、セーフティコントローラ１０の２つの安全出力端子のうちの少なくとも１つと、その安全出力端子に対応するセーフティドライブ回路１４の安全入力端子との間に、強制ガイド接点構造を有するリレーのｂ接点が設けられていればよい。したがって、図１に示した構成に代わり、リレー１７のｂ接点１７ｂが、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（２）端子３４との間に設けられていてもよい。あるいは、図１に示した構成において、強制ガイド接点構造を有する別のリレーのｂ接点を、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４と、セーフティドライブ回路１４の安全入力（２）端子３４との間に設けてもよい。
【００５６】
図２は、図１に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。図２を参照して、「安全入力１」、「安全入力２」は、それぞれ、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３および安全入力（２）端子３４に入力される信号を表わす。セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルであるときには、セーフティドライブ回路１４の出力が許可される。この場合、ＦＢモニタ出力はオフ（ＯＦＦ）である。セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２の両方がＨｉｇｈレベルでない場合、すなわち、安全入力１，２の少なくとも一方がＬｏｗレベルであるときには、セーフティドライブ回路１４の出力が遮断される。この場合、ＦＢモニタ出力はオン（ＯＮ）である。セーフティドライブ回路の出力とは、たとえば、セーフティドライブ回路からモータに供給される電力である。
【００５７】
図３は、図１に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図１および図３を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１以前の状態）において、セーフティコントローラ１０の安全出力１および安全出力２（図３において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図３には示していないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるため、ＦＢモニタ出力はオンしている。すなわちセーフティドライブ回路１４では半導体素子１６がオンしてＦＢモニタ出力端子３２からモニタ電圧が出力される。
【００５８】
セーフティコントローラ１０の補助出力がＬｏｗレベルであるので、コイル１８ｃには電流が流れない。したがってリレー１８（ＲＹ２）のｂ接点１８ｂはクローズする。これにより、電流がセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２からリレー１７（ＲＹ１）のコイル１７ｃおよびリレー１８のｂ接点１８ｂを流れる。コイル１７ｃに電流が流れることでリレー１７がオンする。
【００５９】
次に、時刻ｔ１においてセーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に入力される入力機器１１からの信号（安全入力）がＨｉｇｈレベルになる。具体的にはユーザが入力機器１１を操作することにより、安全入力がＨｉｇｈレベルになる。なお、この実施の形態では、「信号がＨｉｇｈレベルになる」ということは信号が出力されていることを意味する。以下の説明においても同様である。
【００６０】
続いて時刻ｔ２においてリレー１７のａ接点１７ａがクローズする。これによりフィードバックループがクローズするので、セーフティコントローラ１０のＦＢ入力端子２２に入力される信号（ＦＢ入力）がＨｉｇｈレベルになる。ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになることにより、時刻ｔ３において、セーフティコントローラ１０の安全出力１／２がともにＨｉｇｈレベルになる。補助出力は安全出力１／２と同期してＨｉｇｈレベルになる。補助出力がＨｉｇｈレベルになることによって、リレー１８のコイル１８ｃに電流が流れる。したがってリレー１８がオンする。
【００６１】
リレー１８がオンすることで、ｂ接点１８ｂがオープンとなる。これにより、リレー１７のコイル１７ｃに電流が流れなくなるので、時刻ｔ４においてリレー１７がオフする。リレー１７がオフすることにより、ａ接点１７ａがオープンになるとともにｂ接点１７ｂがクローズとなる。したがってセーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなる。安全入力１／２がＨｉｇｈレベルとなることでセーフティドライブ回路１４の半導体素子１６がオフする。したがってＦＢモニタ出力がオフする。
【００６２】
なお、動作の順番が容易に理解されるように、図３では、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を互いに離して示している。上記の動作がほぼ同時のタイミングで実行されていてもよい。
【００６３】
図３および図１５を対比すれば分かるように、この実施の形態に係る安全制御システムの動作は、従来の安全制御システムの動作と基本的に同じである。すなわち、ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになった後に安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになる。安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになることにより、安全入力１／２がＨｉｇｈレベルになる。したがって、既存のセーフティコントローラおよびセーフティドライブ回路をこの実施の形態に係る安全制御システムに適用することができる。
【００６４】
さらに、この実施の形態によれば、セーフティコントローラ１０のＦＢループ内に電圧降下要素がない。したがって複数台のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラに接続した場合に、従来の構成（図１６を参照）に比べて、ＦＢループにおける電圧降下を小さくすることができる。これにより、従来の構成に比べて、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラに接続することができる。すなわち、１台のセーフティコントローラで監視可能なセーフティドライブ回路の台数を増やすことができる。
【００６５】
図４は、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態１に係る安全制御システムの構成を示した図である。図１および図４を参照して、安全制御システム５２は、セーフティドライブ回路１４Ａおよびリレー１９が追加される点において安全制御システム５１と異なる。セーフティドライブ回路１４Ａは、交流電源１Ａからの交流電力をモータ２Ａに供給したり、モータ２Ａへの電力の供給を遮断したりする。なお、図４では交流電源１，１Ａが示されているが、１つの交流電源からモータ２，２Ａに交流電力が供給されてもよい。
【００６６】
リレー１９は、ａ接点１９ａと、ｂ接点１９ｂと、コイル１９ｃとを有する。リレー１７と同様に、ａ接点１９ａとｂ接点１９ｂとは互いに連動するように機械的に拘束される。
【００６７】
セーフティドライブ回路１４Ａは、セーフティドライブ回路１４と同じ構成を有する。具体的には、セーフティドライブ回路１４Ａは、半導体素子１６Ａと、電圧入力端子３１Ａと、ＦＢモニタ出力端子３２Ａと、安全入力（１）端子３３Ａと、安全入力（２）端子３４Ａとを有する。
【００６８】
セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間には、リレー１７のａ接点１７ａおよびリレー１９のａ接点１９ａが直列に電気的に接続される。安全入力（１）端子３３Ａは、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３３とともにリレー１７のｂ接点１７ｂに接続される。安全入力（２）端子３４Ａは、セーフティドライブ回路１４の安全入力（１）端子３４とともにリレー１９のｂ接点１９ｂに接続される。
【００６９】
すなわちリレー１７のｂ接点１７ｂは、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３）と、リレー１７に対応するセーフティドライブ回路１４の信号入力端子（安全入力（１）端子３３）との間に電気的に接続される。リレー１９のｂ接点１９ｂは、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（２）端子２４）と、リレー１９に対応するセーフティドライブ回路１４Ａの信号入力端子（安全入力（２）端子３４Ａ）との間に電気的に接続される。なお、リレー１９のｂ接点１９ｂは、安全入力（１）端子３３と安全入力（１）端子３３Ａとを電気的に接続する経路に挿入されてもよい。
【００７０】
コイル１９ｃの一方端は、セーフティドライブ回路１４ＡのＦＢモニタ出力端子３２Ａに接続され、コイル１９ｃの他方端は、リレー１８のｂ接点１８ｂに接続される。したがって、コイル１７ｃ，１９ｃは、リレー１８のｂ接点１８ｂに並列に接続される。
【００７１】
図４に示した安全制御システム５２の動作は、基本的に図３に示した動作と同じである。図３において、ＲＹ１をリレー１７，１９に置き換え、安全入力１／２を、セーフティドライブ回路１４，１４Ａの安全入力１／２と置き換えればよい。
【００７２】
図４では２台のセーフティドライブ回路が示されているが、この実施の形態によれば、３台以上のセーフティドライブ回路も１台のセーフティコントローラ１０により監視可能である。セーフティドライブ回路の台数と同じ数のリレー（ａ接点とｂ接点とが機械的に連動することが要求される）を設け、それらのリレーのａ接点をセーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１とＦＢ入力端子２２との間に直列に電気的に接続する。また、それらのリレーのｂ接点は、対応のセーフティドライブ回路の信号入力端子（安全入力（１）端子、安全入力（２）端子のいずれか）と、セーフティコントローラ１０の信号出力端子（安全出力（１）端子２３、安全入力（２）端子２４）との間に電気的に接続する。それらのリレーのコイルを、リレー１８の接点１８ｂに並列に接続する。
【００７３】
図１４、図１６等に示した従来の構成によれば、セーフティコントローラのＦＢ入力端子の入力仕様（Ｈｉｇｈレベルと見なされる電圧）およびセーフティドライバのＦＢモニタ出力での電圧降下によって、１台のセーフティコントローラに接続可能なセーフティドライブ回路の台数が制限される。したがって、より多くの台数のセーフティドライブ回路に対する安全制御を実行するために、ユーザは、複数台のセーフティコントローラを準備して、各セーフティコントローラにセーフティドライブ回路を接続する必要があった。しかしながら、このような構成によれば、複数台のセーフティコントローラが互いに同期して動作するための処置が必要となる。
【００７４】
これに対して実施の形態１によれば、リレーを追加するだけで、１台のセーフティコントローラにより監視および制御することができるセーフティドライブ回路の台数を従来よりも大幅に増やすことができる。したがって、実施の形態１によれば、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラによって監視するための構成を、よりシンプルに構築することができるとともに、安価に実現することができる。
【００７５】
さらに、この実施の形態では、ａ接点とｂ接点とが互いに連動するように機械的に拘束されたリレー（１７，１９）が用いられる。このリレーのａ接点は、セーフティコントローラ１０のＦＢ出力端子２１およびＦＢ入力端子２２の間に設けられる。ｂ接点は、セーフティコントローラの安全出力端子と、対応するセーフティコントローラの安全入力端子との間に設けられる。このようなリレーを用いることで当該リレーの故障を見つけることが可能になる。
【００７６】
図１１に示したように、ＦＢ監視は、もともとコンタクタのａ接点の溶着を見つけることが目的である。セーフティドライブ回路の場合にも、そのドライブの出力が故障したときには、ＦＢモニタ出力がオフ状態を保持する。これによりセーフティコントローラの安全出力がオン状態のままになることを抑止して危険状態となることを防ぐ。仮にａ接点の溶着といった故障が検出できない場合、ＦＢモニタ出力がオフ状態を保持しても、セーフティコントローラからの安全出力がオンしてしまう可能性が生じる。
【００７７】
これに対して実施の形態１によれば、リレー１７のａ接点１７ａ（またはリレー１９のａ接点１９ａ）が溶着した場合に、そのリレー１７のｂ接点１７ｂ（またはリレー１９のｂ接点１９ｂ）が強制的にオープンとなる。したがって、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力の少なくとも１つがオフとなる。このためセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）は動作しないので、動力源（モータ２）は動作しない。
【００７８】
一方、リレー１７のｂ接点１７ｂ（またはリレー１９のｂ接点１９ｂ）が溶着した場合に、そのリレー１７のａ接点１７ａ（またはリレー１９のａ接点１９ａ）がオープンとなる。この場合、セーフティコントローラ１０のＦＢループがオープンになるので、セーフティコントローラ１０の安全出力１，２はともにＬｏｗレベルとなる。この場合は、セーフティドライブ回路１４（１４Ａ）の出力が遮断される。
【００７９】
一方、リレー１８は汎用リレーでもよい。リレー１８の故障として、オン故障およびオフ故障が考えられる。しかしオン故障およびオフ故障のいずれの場合であってもセーフティドライブ回路１４（１４Ａ）の出力を遮断できる。
【００８０】
たとえばリレー１８のオン故障が生じた場合、リレー１８はオンしたままになる。これによりリレー１７（１９）のオン状態が保持される。この場合には、リレー１７（１９）のｂ接点（１７ｂ，１９ｂ）がオープンのままに保持される。したがって、セーフティコントローラ１０からセーフティドライブ（１４，１４Ａ）への安全出力の伝達が遮断される。これにより、セーフティドライバ（１４，１４Ａ）の各々では、安全入力１，２の両方ともにＨｉｇｈレベルになることがない。したがってセーフティドライバ（１４，１４Ａ）の出力が遮断される。
【００８１】
一方、リレー１８のオフ故障が生じた場合、リレー１８はオフしたままになる。これによりリレー１７（１９）のオフ状態が保持される。この場合には、リレー１７（１９）のａ接点（１７ａ，１９ａ）がオープンのままに保持される。したがって、セーフティコントローラ１０のＦＢループがオープンになる。この場合、セーフティコントローラ１０からの安全出力１，２はＬｏｗレベルである。したがってセーフティドライバ（１４，１４Ａ）の出力が遮断される。
【００８２】
［実施の形態２］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る安全制御システムの構成の一例を示した図である。図１および図５を参照して、実施の形態２に係る安全制御システム５３は、リレー１８が省略されている点において実施の形態１に係る安全制御システム５１と相違する。
【００８３】
実施の形態１と同様にセーフティコントローラ１０は、補助出力端子２５を有していてもよい。実施の形態２では、補助出力端子２５は必須ではない。このため補助出力端子２５は図５に示されていない。リレー１７のコイル１７ｃの一方端はセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２に接続される。コイル１７ｃの一方端は接地される。したがってこの実施の形態では、コイル１７ｃはセーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力端子３２と接地との間に電気的に接続される。実施の形態２に係る安全制御システム５３の他の部分の構成は、実施の形態１に係る安全制御システム５１の対応する部分の構成と同様であるので、以後の説明は繰り返さない。
【００８４】
図６は、図５に示したセーフティドライブ回路の動作を説明するための図である。図２および図６を参照して、実施の形態２では、「安全入力１」、「安全入力２」のいずれか一方がＨｉｇｈレベルであり、他方がＬｏｗレベルである場合に、ＦＢモニタ出力はオフとなる。この点において実施の形態２は実施の形態１と異なっている。
【００８５】
図７は、図５に示した安全制御システムの動作を説明するためのタイミング図である。図５および図７を参照して、まず、初期状態（時刻ｔ１ａ以前の状態）において、セーフティコントローラ１０の安全出力１および安全出力２（図７において「安全出力１／２」とまとめて記載する）はいずれもＬｏｗレベルである。図７には示していないが、安全出力１／２がＬｏｗレベルであるため、ＦＢモニタ出力はオンしている。
【００８６】
ＦＢモニタ出力はオンしているので、セーフティドライブ回路１４のモニタ出力端子３２からリレー１７（ＲＹ１）のコイル１７ｃに電流が流れる。これによりリレー１７がオンする。
【００８７】
時刻ｔ１ａにおいてセーフティコントローラ１０の安全入力端子２６に入力される安全入力がＨｉｇｈレベルになる。続いて時刻ｔ２ａにおいてリレー１７のａ接点１７ａがクローズする。これによりセーフティコントローラ１０のＦＢ入力端子２２に入力される信号（ＦＢ入力）がＨｉｇｈレベルになる。ＦＢ入力がＨｉｇｈレベルになることにより、時刻ｔ３ａにおいて、セーフティコントローラ１０の安全出力１／２がＨｉｇｈレベルになる。リレー１７のａ接点１７ａがクローズしているため、リレー１７のｂ接点１７ｂはオープンである。このため、セーフティドライブ回路１４の安全入力１は、時刻ｔ３ａにおいてＬｏｗレベルである。一方、セーフティドライブ回路１４の安全入力２は、Ｈｉｇｈレベルである。
【００８８】
セーフティドライブ回路１４の安全入力１，２がそれぞれＬｏｗレベルおよびＨｉｇｈレベルとなることで、セーフティドライブ回路１４のＦＢモニタ出力がオフする。これにより、リレー１７のコイル１７ｃに電流が流れなくなるので、リレー１７がオフする。
時刻ｔ４ａにおいて、リレー１７のａ接点１７ａがオープンになるとともにｂ接点１７ｂがクローズとなる。したがってセーフティドライブ回路１４に入力される安全入力１がＨｉｇｈレベルとなる。これにより、時刻ｔ４ａ以後、安全入力１，２は、Ｈｉｇｈレベルである。安全入力１，２は、Ｈｉｇｈレベルであるときには、ＦＢモニタ出力はＬｏｗレベルである。したがって、時刻ｔ４ａ以後もＦＢモニタ出力はＬｏｗレベルである。
【００８９】
図８は、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された、実施の形態２に係る安全制御システムの構成を示した図である。図５および図８を参照して、安全制御システム５４は、セーフティドライブ回路１４Ａおよびリレー１９が追加される点において安全制御システム５３と異なる。なお、セーフティドライブ回路１４Ａの構成については、図４に示された構成と同様であるので以後の説明を繰り返さない。同じく、リレー１９の構成についても図４に示された構成と同様であるので以後の説明を繰り返さない。
【００９０】
図８に示す構成では、リレー１７のｂ接点１７ｂとリレー１９のｂ接点１９ｂとが、セーフティコントローラ１０の安全出力（１）端子２３とセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力（１）端子（３３，３３Ａ）との間に直列に接続される。リレー１９のコイル１９ｃは、セーフティドライブ回路１４ＡのＦＢモニタ出力端子３２Ａと接地とに電気的に接続される。図８に示した構成では、リレー１７のコイル１７ｃとリレー１９のコイル１９ｃとは、共通に接地されているが、別々に接地されていてもよい。
【００９１】
図８に示した構成と図５に示した構成との対比から分かるように、実施の形態２に係る構成では、複数台のセーフティドライブ回路が１台のセーフティコントローラに接続された場合にもリレー１８を不要とすることができる。
【００９２】
図８に示した構成に代えて、リレー１７のｂ接点１７ｂとリレー１９のｂ接点１９ｂとが、セーフティコントローラ１０の安全出力（２）端子２４とセーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の安全入力（２）端子（３４，３４Ａ）との間に直列に接続されてもよい。ただし、実施の形態２では、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）は図７に示した関係に従って動作するので、セーフティドライブ回路（１４，１４Ａ）の２つの安全入力端子のうちの一方は、ｂ接点を介さずに、セーフティコントローラ１０の対応する安全出力端子と直接的に接続することが必要となる。
【００９３】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。したがって、より多くの台数のセーフティドライブ回路を１台のセーフティコントローラによって監視するための構成を、よりシンプルに構築することができるとともに、安価に実現することができる。
【００９４】
さらに実施の形態２によれば、実施の形態１に比べて使用されるリレーの個数を少なくすることができる。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１，１Ａ，１０１ 交流電源、２，２Ａ，１０２ モータ、１０，１１０ セーフティコントローラ、１１ 入力機器、１４，１４Ａ，１１４ セーフティドライブ回路、１６，１６Ａ，１１６ 半導体素子、１７〜１９ リレー、１７ａ，１９ａ，１１２ａ，１１３ａ ａ接点、１７ｂ〜１９ｂ，１１２ｂ，１１３ｂ ｂ接点、１７ｃ〜１９ｃ コイル、２１，１２１ ＦＢ（フィードバック）出力端子、２２，１２２ ＦＢ（フィードバック）入力端子、２３，１２３ 安全出力（１）端子 ２４，１２４ 安全出力（２）端子、２５ 補助出力端子、２６，１２６ 安全入力端子、３３，３３Ａ，１３３ 安全入力（１）端子、３４，３４Ａ，１３４ 安全入力（２）端子、３１，３１Ａ，１３１ 電圧入力端子、３２，３２Ａ，１３２ ＦＢモニタ出力端子、５１〜５４，１５１，１５２ 安全制御システム、１０３ 電源ライン、１０５ サーキットブレーカ、１１１ 非常停止スイッチ、１１２，１１３ コンタクタ、Ｌ１〜Ｌ３ ライン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全制御システムであって、
コントローラと、
動力源を駆動するための少なくとも１つのドライブ回路とを備え、
前記コントローラは、
前記少なくとも１つのドライブ回路の状態を前記コントローラが監視するためのフィードバックループを形成するためのフィードバック出力端子およびフィードバック入力端子と、
前記少なくとも１つのドライブ回路による前記動力源の駆動を許可するための出力信号を前記コントローラから出力するための信号出力端子とを含み、
前記ドライブ回路は、
前記コントローラの前記信号出力端子から出力された前記出力信号を前記ドライブ回路に入力するための信号入力端子と、
前記ドライブ回路から前記コントローラに前記ドライブ回路の状態を示すモニタ電圧を出力するためのモニタ出力端子と、
前記モニタ出力端子から出力される前記モニタ電圧を発生させる半導体素子と、
前記半導体素子に前記モニタ電圧を発生させるための電圧を前記半導体素子に入力するための電圧入力端子とを含み、
前記ドライブ回路は、前記コントローラからの前記出力信号が前記信号入力端子に入力される前は、前記モニタ出力端子から前記モニタ電圧を出力し、
前記安全制御システムは、
第１のコイルと、相補的に連動する第１の接点と第２の接点とを有し、前記第１のコイルの通電時には前記第１の接点が閉じるとともに前記第２の接点が開放し、前記第１のコイルの非通電時には前記第１の接点が開放するとともに前記第２の接点が閉じるように構成された少なくとも１つの第１のリレーをさらに備え、
前記第１のリレーの前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子とに電気的に接続され、
前記第１のリレーの前記第２の接点は、前記コントローラの前記信号出力端子と前記ドライブ回路の前記信号入力端子とに電気的に接続され、
前記第１のリレーの前記第１のコイルは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子に電気的に接続される、安全制御システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記出力信号と同期した補助出力信号を前記コントローラから出力するための補助出力端子をさらに含み、
前記コントローラは、前記フィードバックループが閉じていることを確認した後に、前記出力信号を前記出力信号端子から出力するとともに、前記補助出力信号を前記補助出力端子から出力し、
前記安全制御システムは、
第２のコイルと、前記第２のコイルの通電時には開放する一方で前記第２のコイルの非通電時には閉じるように構成された第３の接点とを含む第２のリレーをさらに備え、
前記第１のリレーの前記第１のコイルと前記第２のリレーの前記第３の接点とは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子と接地とに直列に電気的に接続され、
前記第２のリレーの前記第２のコイルは、前記コントローラの前記補助出力端子と接地とに電気的に接続される、請求項１に記載の安全制御システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路であり、
前記少なくとも１つの第１のリレーは、前記複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーであり、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第２の接点は、前記コントローラの前記信号出力端子と、前記複数のドライブ回路のうちの各前記第１のリレーに対応するドライブ回路の前記信号入力端子とに電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１のコイルは、前記対応するドライブ回路の前記モニタ出力端子に電気的に接続されるとともに、前記第２のリレーの前記第３の接点に並列に接続される、請求項２に記載の安全制御システム。
【請求項４】
前記第１のリレーの前記第１のコイルは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子と接地とに電気的に接続される、請求項１に記載の安全制御システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路であり、
前記少なくとも１つの第１のリレーは、前記複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーであり、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第２の接点は、互いに直列に電気的に接続されるとともに、前記コントローラの前記信号出力端子と、前記複数のドライブ回路のうちの各前記第１のリレーに対応するドライブ回路の前記信号入力端子との間に電気的に接続される、請求項４に記載の安全制御システム。
【請求項１】
安全制御システムであって、
コントローラと、
動力源を駆動するための少なくとも１つのドライブ回路とを備え、
前記コントローラは、
前記少なくとも１つのドライブ回路の状態を前記コントローラが監視するためのフィードバックループを形成するためのフィードバック出力端子およびフィードバック入力端子と、
前記少なくとも１つのドライブ回路による前記動力源の駆動を許可するための出力信号を前記コントローラから出力するための信号出力端子とを含み、
前記ドライブ回路は、
前記コントローラの前記信号出力端子から出力された前記出力信号を前記ドライブ回路に入力するための信号入力端子と、
前記ドライブ回路から前記コントローラに前記ドライブ回路の状態を示すモニタ電圧を出力するためのモニタ出力端子と、
前記モニタ出力端子から出力される前記モニタ電圧を発生させる半導体素子と、
前記半導体素子に前記モニタ電圧を発生させるための電圧を前記半導体素子に入力するための電圧入力端子とを含み、
前記ドライブ回路は、前記コントローラからの前記出力信号が前記信号入力端子に入力される前は、前記モニタ出力端子から前記モニタ電圧を出力し、
前記安全制御システムは、
第１のコイルと、相補的に連動する第１の接点と第２の接点とを有し、前記第１のコイルの通電時には前記第１の接点が閉じるとともに前記第２の接点が開放し、前記第１のコイルの非通電時には前記第１の接点が開放するとともに前記第２の接点が閉じるように構成された少なくとも１つの第１のリレーをさらに備え、
前記第１のリレーの前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子とに電気的に接続され、
前記第１のリレーの前記第２の接点は、前記コントローラの前記信号出力端子と前記ドライブ回路の前記信号入力端子とに電気的に接続され、
前記第１のリレーの前記第１のコイルは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子に電気的に接続される、安全制御システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記出力信号と同期した補助出力信号を前記コントローラから出力するための補助出力端子をさらに含み、
前記コントローラは、前記フィードバックループが閉じていることを確認した後に、前記出力信号を前記出力信号端子から出力するとともに、前記補助出力信号を前記補助出力端子から出力し、
前記安全制御システムは、
第２のコイルと、前記第２のコイルの通電時には開放する一方で前記第２のコイルの非通電時には閉じるように構成された第３の接点とを含む第２のリレーをさらに備え、
前記第１のリレーの前記第１のコイルと前記第２のリレーの前記第３の接点とは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子と接地とに直列に電気的に接続され、
前記第２のリレーの前記第２のコイルは、前記コントローラの前記補助出力端子と接地とに電気的に接続される、請求項１に記載の安全制御システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路であり、
前記少なくとも１つの第１のリレーは、前記複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーであり、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第２の接点は、前記コントローラの前記信号出力端子と、前記複数のドライブ回路のうちの各前記第１のリレーに対応するドライブ回路の前記信号入力端子とに電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１のコイルは、前記対応するドライブ回路の前記モニタ出力端子に電気的に接続されるとともに、前記第２のリレーの前記第３の接点に並列に接続される、請求項２に記載の安全制御システム。
【請求項４】
前記第１のリレーの前記第１のコイルは、前記ドライブ回路の前記モニタ出力端子と接地とに電気的に接続される、請求項１に記載の安全制御システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのドライブ回路は、複数のドライブ回路であり、
前記少なくとも１つの第１のリレーは、前記複数のドライブ回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１のリレーであり、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第１の接点は、前記コントローラの前記フィードバック出力端子と前記フィードバック入力端子との間に直列に電気的に接続され、
前記複数の第１のリレーの各々の前記第２の接点は、互いに直列に電気的に接続されるとともに、前記コントローラの前記信号出力端子と、前記複数のドライブ回路のうちの各前記第１のリレーに対応するドライブ回路の前記信号入力端子との間に電気的に接続される、請求項４に記載の安全制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０１４５９（Ｐ２０１３−１０１４５９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４３０６（Ｐ２０１１−２４４３０６）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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