安全制御盤及び安全制御システム

【課題】機械が有する制御盤に簡単に着脱可能な安全制御盤を提供する。
【解決手段】安全制御盤３０は、制御盤２０から電源を受電する配線が接続される端子台３５、及び安全ＰＬＣ３１にて構成される。端子台３５は、安全ＰＬＣ３１に配線接続され、安全ＰＬＣ３１に電源を供給する。安全ＰＬＣ３１は、入力部３２、制御部３３、及び出力部３４を備える。入力部３２は、安全機器が接続される端子台３６〜４１、及び機械２が有するＰＬＣ２２と通信線で接続される端子台５６と、を備える。制御部３３は、入力部３２から入力される信号に基づいて演算し、演算結果を出力部３４に出力することで、電源の供給を制御する。出力部３４は、端子台４３〜４５を備え、制御部３３の演算結果により制御された電源を出力する。端子台４３は運転許容状態のときに電源を供給し、端子台４４は機械作業領域１４に動力供給し、端子台４５は危険領域１５に動力供給する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業用ロボットなどの作業者が共存する各種の機械に着脱可能な安全制御盤、及びこの安全制御盤を備えた安全制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機械や産業用ロボットなど作業者が共存する機械においては、作業者の安全を確保するために安全制御回路を構築していた。例えば、このような安全制御回路が下記の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、既存の機械に対して安全制御回路を構築するためには、機械が有する制御盤に安全制御機器を追加したり、配線を変更することで制御回路を２重化する必要がある。しかし、既存の制御盤に機器を追加するためのスペースが不足していたり、配線変更が複雑になった場合には、新たな制御盤を製作して制御盤ごと交換する必要があった。制御盤の交換は、長期の作業期間を要するため、機械を停止する期間が長くなってしまい生産計画に影響を及ぼす可能性もあった。また、新たに製作する機械においても、国際規格に準じた安全設計技術に関する設計ルールの理解が難しく、適切な安全制御回路の構築が困難であるため、高コスト化の原因になっていた。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、機械が有する制御盤に簡単に着脱可能な安全制御盤、及びこのような安全制御盤を備えた安全制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る安全制御盤の構成上の特徴は、機械が有する制御盤に着脱可能であって、前記機械が作業する作業領域の安全を確保する安全制御盤において、電源を受電する配線が接続される第１の接続部と、前記第１の接続部に接続される安全ＰＬＣと、を備え、前記安全ＰＬＣは、前記機械に備える安全機器が接続される入力部と、前記機械に電源を供給する出力部と、前記入力部から入力される信号に基づいて演算し、演算結果を前記出力部に出力する制御部と、を有し、前記入力部は、前記機械の運転の許容を指示する運転準備指示部が接続される第２の接続部と、前記機械の運転の禁止を指示する非常停止指示部が接続される第３の接続部と、を含み、前記出力部は、前記機械が運転許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第４の接続部を含み、前記制御部は、前記運転準備指示部から入力があったときに前記機械を運転許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記機械を運転禁止状態にするものである。
【０００７】
安全ＰＬＣとは、ハードウエア構成又はソフトウエア構成を二重化して信頼性を高めたプログラマブルロジックコントローラをいう。
請求項１の安全制御盤は、第１の接続部に電源を配線し、安全ＰＬＣが有する第２の接続部及び第３の接続部のそれぞれに機械の運転準備指示部（例えば、運転準備押しボタンスイッチ）及び機械の非常停止指示部（例えば、非常停止押しボタンスイッチ）を配線接続するとともに、機械と第４の接続部とを配線接続することで、機械が有する制御盤に簡単に装着することができる。
【０００８】
機械に装着された請求項１の安全制御盤は、安全ＰＬＣの制御部が入力部から入力される信号に基づいて演算し、演算結果を出力部に出力する。具体的に、請求項１の安全制御盤は、運転準備指示部から入力があったときには、第４の接続部を介して機械に電源を供給し、機械を運転許容状態にする。また、請求項１の安全制御盤は、非常停止指示部から入力があったときには、電源の供給を停止し、機械を運転禁止状態にする。
【０００９】
これにより、請求項１の安全制御盤は、機械が有する既存の制御盤の交換や大きな改造を必要とせずに、適切な安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項１の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００１０】
請求項２に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記出力部に接続するリレー出力部を備え、前記リレー出力部は、前記機械が運転許容状態であるときに駆動する運転準備用安全リレーモジュールと、前記機械へ供給する電源ラインが接続される第５の接続部と、を有し、前記運転準備用安全リレーモジュールは、前記第４の接続部に配線接続されるコイルと、前記第５の接続部に接続される接点と、を含み、前記制御部は、前記運転準備用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第５の接続部に電源を供給するものである。
【００１１】
請求項２の安全制御盤において運転準備用安全リレーモジュールは、安全ＰＬＣの第４の接続部とコイルとを配線接続するとともに、リレー出力部の第５の接続部と接点とを配線接続することにより、安全制御盤に容易に取り付けることができる。請求項２の安全制御盤は、機械が運転許容状態であるときに、運転準備用安全リレーモジュールのコイルを駆動し、運転準備用安全リレーモジュールの接点を介在して第５の接続部に電源を供給し、機械を運転許容状態にする。
【００１２】
即ち、請求項２の安全制御盤は、寿命が短い安全リレーモジュールを安全ＰＬＣの出力部とは別に備えており、この安全リレーモジュールが故障した場合には、安全ＰＬＣの出力部の交換、修理を要することなく、安全リレーモジュールを交換するだけで、安全リレーモジュールの故障に対応することができる。したがって、請求項２の安全制御盤は、容易かつ低コストに、保守性を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記出力部は、人間が作業せず前記機械のみが作業する機械作業領域が動力供給許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第６の接続部を含み、前記制御部は、前記運転準備指示部から入力があったときに前記機械作業領域を動力供給許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００１４】
これにより、請求項３の安全制御盤は、機械作業領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項３の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００１５】
請求項４に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記リレー出力部は、前記機械作業領域が動力供給許容状態であるときに駆動する動力供給用安全リレーモジュールと、前記機械へ供給する電源ラインが接続される第７の接続部と、を有し、前記動力供給用安全リレーモジュールは、前記第６の接続部に配線接続されるコイルと、前記第７の接続部に接続される接点と、を有し、前記制御部は、前記動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第７の接続部に電源を供給するものである。
【００１６】
請求項４の安全制御盤において動力供給用安全リレーモジュールは、安全ＰＬＣの第６の接続部とコイルとを配線接続するとともに、リレー出力部の第７の接続部と接点とを配線接続することにより、安全制御盤に容易に取り付けることができる。請求項４の安全制御盤は、機械作業領域が動力供給許容状態であるときに、動力供給用安全リレーモジュールのコイルを駆動し、動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して第７の接続部に電源を供給し、機械作業領域を動力供給許容状態にする。
【００１７】
即ち、請求項４の安全制御盤は、寿命が短い安全リレーモジュールを安全ＰＬＣの出力部とは別に備えており、この安全リレーモジュールが故障した場合には、安全ＰＬＣの出力部の交換、修理を要することなく、安全リレーモジュールを交換するだけで、安全リレーモジュールの故障に対応することができる。したがって、請求項４の安全制御盤は、容易かつ低コストに、保守性を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記出力部は、前記機械が作業する作業領域と前記人間が作業する作業領域が重なる危険領域が動力供給許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第８の接続部を含み、前記制御部は、前記運転準備指示部から入力があったときに前記危険領域を動力供給許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記危険領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００１９】
これにより、請求項５の安全制御盤は、危険領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項５の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００２０】
請求項６に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記リレー出力部は、前記危険領域が動力供給許容状態であるときに駆動する部分動力供給用安全リレーモジュールと、前記機械へ供給する電源ラインが接続される第９の接続部と、を有し、前記部分動力供給用安全リレーモジュールは、前記第８の接続部に配線接続されるコイルと、前記第９の接続部に接続される接点と、を有し、前記制御部は、前記部分動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第９の接続部に電源を供給するものである。
【００２１】
請求項６の安全制御盤において部分動力供給用安全リレーモジュールは、安全ＰＬＣの第８の接続部とコイルとを配線接続するとともに、リレー出力部の第９の接続部と接点とを配線接続することにより、安全制御盤に容易に取り付けることができる。請求項６の安全制御盤は、危険領域が動力供給許容状態であるときに、部分動力供給用安全リレーモジュールのコイルを駆動し、部分動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して第９の接続部に電源を供給し、危険領域を動力供給許容状態にする。
【００２２】
即ち、請求項６の安全制御盤は、寿命が短い安全リレーモジュールを安全ＰＬＣの出力部とは別に備えており、この安全リレーモジュールが故障した場合には、安全ＰＬＣの出力部の交換、修理を要することなく、安全リレーモジュールを交換するだけで、安全リレーモジュールの故障に対応することができる。したがって、請求項６の安全制御盤は、容易かつ低コストに、保守性を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記機械作業領域と前記危険領域との境界に配置される防御シャッタの開閉を監視するシャッタ監視センサが接続される第１０の接続部を含み、前記制御部は、前記防御シャッタが開状態のときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００２４】
これにより、請求項７の安全制御盤は、防御シャッタを有する機械作業領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項７の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００２５】
請求項８に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記機械作業領域への前記人間が進入するために配置される入口扉の開閉を監視する入口扉監視センサが接続される第１１の接続部を含み、前記制御部は、前記入口扉が開状態のときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にするとともに前記危険領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００２６】
これにより、請求項８の安全制御盤は、入口扉を有する機械作業領域及び危険領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項８の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００２７】
請求項９に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記危険領域と前記人間のみが作業する人間作業領域の境界を監視するライトカーテンが接続される第１２の接続部を含み、前記制御部は、前記ライトカーテンが遮光されたときに前記危険領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００２８】
これにより、請求項９の安全制御盤は、ライトカーテンを有する危険領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項９の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００２９】
請求項１０に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記ライトカーテンの監視状態を解除する保守モード設定スイッチが接続される第１３の接続部を含み、前記制御部は、前記保守モード設定スイッチにより前記ライトカーテンの監視状態が解除されたときに前記危険領域を動力供給許容状態にするものである。
【００３０】
これにより、請求項１０の安全制御盤は、ライトカーテンの監視状態を解除する保守モード設定スイッチを有する危険領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項１０の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００３１】
請求項１１に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記危険領域と前記人間作業領域との境界に配置される前面防護扉の開閉を監視する防護扉監視センサが接続される第１４の接続部を含み、前記制御部は、前記前面防護扉が開状態のときに前記危険領域を動力供給禁止状態にするものである。
【００３２】
これにより、請求項１１の安全制御盤は、前面防護扉を有する危険領域の動力供給制御が簡単にできるようになり、安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項１１の安全制御盤は、安全制御回路を低コストで構築することができる。
【００３３】
請求項１２に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記出力部は、前記出力部から供給する電源を供給又は遮断するリレーを含み、前記リレーのリレー接点により前記機械に電源を供給又は遮断するものである。
【００３４】
これにより、請求項１２の安全制御盤は、機械に取り付けられる直流用のＰＬＣ入出力モジュール及び直流用の入出力機器は、無電圧のリレー接点により供給される電源ラインに接続されるので、直流電源の両極性共に使用できる。また、既存の機械に取り付けられた直流用のＰＬＣ入出力モジュール及び直流用の入出力機器が直流電源の両極性共に使用できるので、交換の必要がなくそのまま使用できるので低コスト化できる。
【００３５】
請求項１３に係る安全制御盤の構成上の特徴は、前記入力部は、前記機械の制御盤に取り付けられているＰＬＣから通信線が接続される第１５の接続部を含み、前記制御部は、前記ＰＬＣから受信する信号に基づき、前記出力部から供給する電源を供給又は遮断するとともに前記安全ＰＬＣの入力及び出力の信号を前記ＰＬＣに送信するものである。
【００３６】
これにより、請求項１３の安全制御盤は、機械の制御盤に取り付けられているＰＬＣが、安全制御盤が有する安全ＰＬＣと通信線にて接続されることにより、省配線で簡単に安全ＰＬＣのモニタ情報等を取得できるので、機械の保全性を向上させることができる。
【００３７】
請求項１４に係る安全制御システムの構成上の特徴は、請求項１、３、５、及び７〜１３のいずれか１項に記載の安全制御盤を備え、前記安全制御盤の前記第１の接続部に前記機械の制御盤内の電源を配線接続し、前記機械が備える安全機器を前記入力部に配線接続し、前記機械の出力機器を駆動する電源ラインを前記出力部に配線接続し、前記制御部は、前記安全機器から与えられる信号に基づいて前記電源ラインに給電又は給電を停止するものである。
【００３８】
また、請求項１５に係る安全制御システムの構成上の特徴は、請求項２、４、６〜１１、及び１３のいずれか１項に記載の安全制御盤を備え、前記安全制御盤の前記第１の接続部に前記機械の制御盤内の電源を配線接続し、前記機械が備える前記安全機器を前記入力部に配線接続し、前記機械の前記出力機器を駆動する電源ラインを前記リレー出力部に配線接続し、前記制御部は、前記安全機器から与えられる信号に基づいて前記電源ラインに給電又は給電を停止するものである。
【００３９】
これにより、請求項１４及び請求項１５の安全制御システムは、既存の機械において、機械と作業者が共存する場合の作業者の安全を確保しようとしたとき、既存の機械が有する制御盤に対して大きな改造を必要とせず、適切な安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、請求項１４及び請求項１５の安全制御システムは、安全制御回路を低コストで構築することが可能である。
【００４０】
さらに、新たに製作する機械においても、安全制御回路一式を制御盤に備えているので、適切な安全制御回路を迅速に構築することができ、低コストで安全制御システムを提供できる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、機械が備える制御盤への安全制御盤の着脱が容易であるため、適切な安全制御回路を迅速に構築することができる。そのため、本発明の安全制御盤及び安全制御システムは、安全制御回路を低コストで構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態：安全制御システムの構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態：制御盤の構成を示す概略図である。
【図３】第１実施形態：安全制御盤の構成を示す概略図である。
【図４】第１実施形態：安全制御盤が備える安全ＰＬＣの入力部における配線接続を示す概略図である。
【図５】第１実施形態：安全制御盤が備える安全ＰＬＣの出力部における配線接続を示す概略図である。
【図６】第１実施形態：安全ＰＬＣとＰＬＣとが通信で接続された状態を示す接続図である。
【図７】第１実施形態：安全ＰＬＣとＰＬＣとの通信の通信信号マップである。
【図８】第１実施形態：安全ＰＬＣのＰＬＣ通信用のラダー回路図である。
【図９】第１実施形態：安全ＰＬＣの安全制御用のラダー回路図である。
【図１０】第２実施形態：安全制御システムの構成を示す概略図である。
【図１１】第２実施形態：安全制御盤の構成を示す概略図である。
【図１２】第２実施形態：安全制御盤が備える安全ＰＬＣの入力部における配線接続を示す概略図である。
【図１３】第２実施形態：安全ＰＬＣの安全制御用のラダー回路図である。
【図１４】第３実施形態：制御盤の構成を示す概略図である。
【図１５】第３実施形態：安全制御盤が備える安全ＰＬＣの出力部における配線接続を示す概略図である。
【図１６】第４実施形態：安全制御盤の構成を示す概略図である。
【図１７】第４実施形態：安全制御盤が備える安全ＰＬＣの出力部における配線接続を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の安全制御盤及び安全制御システムを具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の安全制御システム１の構成を示す概略図である。この安全制御システム１は、機械２が有する制御盤２０に安全制御盤３０を装着して構成され、作業者（人間）の安全を確保する。作業者が共存して作業する機械２は、機械設備１０、制御盤２０、及び操作盤２４にて構成されている。
【００４４】
機械設備１０は、作業者が作業せず機械２のみが作業する機械作業領域１４と、機械２が作業する作業領域と作業者が作業する作業領域が重なり災害が発生する可能性がある危険領域１５と、の二つの領域に区画される。
【００４５】
機械作業領域１４及び危険領域１５は、それぞれが分離安全ガード１３によって囲まれており、それぞれの領域が分離安全ガード１３によって分離されている。機械作業領域１４には、機械の主要部位である機械本体１１が配置され、危険領域１５には、機械の作業対象であるワークを載置するワーク置き台１２が配置される。
【００４６】
機械作業領域１４と危険領域１５との境界に配置される分離安全ガード１３には、防御シャッタ１６と、防御シャッタ１６の開閉を監視するシャッタ監視センサ１６ａ（２重化された安全機器）と、が取り付けられる。
【００４７】
防御シャッタ１６が開状態になると、機械作業領域１４と危険領域１５とが連通され、機械本体１１が機械作業領域１４から危険領域１５に進入可能となる。また防御シャッタ１６を閉状態にすることにより、機械作業領域１４と危険領域１５とが分離され、作業者が誤って機械作業領域１４へ侵入するのが防御される。
【００４８】
機械作業領域１４を囲む分離安全ガード１３には、保守作業をする保守作業者が機械作業領域１４に進入するための入口扉１７と、入口扉１７の開閉を監視する入口扉監視センサ１７ａ（２重化された安全機器）とが取り付けられる。
【００４９】
また、危険領域１５を囲む分離安全ガード１３には、作業者が危険領域１５にワークを搬入出するための開口部１８aが形成され、この開口部１８aは、ライトカーテン１８（２重化された安全機器）によって監視される。
【００５０】
図２は、制御盤２０の構成を示す概略図である。制御盤２０は、ＤＣ２４Ｖの直流電源を有する電源部２１、制御回路が予めプログラムされたＰＬＣ２２、安全機器の配線を中継する中継端子台２２d、及び保守作業者が保守作業のために危険領域１５に進入するときに設定する保守モード設定スイッチ２３（２重化された安全機器）を備える。
【００５１】
ＰＬＣ２２は、操作盤２４が有する操作スイッチの信号（図示せず）及び機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）の動作状態を確認する信号（図示せず）が接続される入力部２２a、アクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７３，７４，７５が接続される出力部２２c、及び入力部２２aから入力される信号に基づいて演算し演算結果を出力部２２cに出力する制御部２２bを有する。出力部２２cは、コモン端子７０ａ，７１ａ，７２ａがそれぞれ異なるＰＬＣ出力モジュール７０、ＰＬＣ出力モジュール７１、及びＰＬＣ出力モジュール７２を含む。
【００５２】
図１に示す操作盤２４は、運転準備指示用の運転準備押しボタンスイッチ２５（安全機器）及び非常停止指示用の非常停止押しボタンスイッチ２６（２重化された安全機器）を備える。
【００５３】
機械設備１０、制御盤２０、及び操作盤２４に取り付けられた安全機器の信号は、中継端子台２２dを介して安全制御盤３０に入力される。
【００５４】
図３は、安全制御盤３０の構成を示す概略図である。安全制御盤３０は、制御盤２０から電源を受電する配線が接続される端子台３５（第１の接続部）、及び安全ＰＬＣ３１にて構成されている。端子台３５は、安全ＰＬＣ３１に配線接続され、安全ＰＬＣ３１に電源を供給する。安全ＰＬＣ３１は、入力部３２、制御部３３、及び出力部３４を備える。
【００５５】
入力部３２は、各種安全機器が接続される端子台３６〜４１、及び機械２が有するＰＬＣ２２と通信線で接続される端子台５６（第１５の接続部）と、を備える。
【００５６】
図４は、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の入力部３２に配線接続される機器を示す概略図である。端子台３６（第３の接続部）には、非常停止押しボタンスイッチ２６が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台３７（第１３の接続部）には、保守モード設定スイッチ２３が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台３８（第２の接続部）には、運転準備押しボタンスイッチ２５が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台３９（第１２の接続部）には、ライトカーテン１８が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台４０（第１１の接続部）には、入口扉監視センサ１７ａが中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台４１（第１０の接続部）には、シャッタ監視センサ１６ａが中継端子台２２dを介して配線接続される。
【００５７】
制御部３３は、予め記憶されているプログラム及び入力部３２から入力される信号に基づいて演算し、演算結果を出力部３４に出力することで、電源の供給を制御する。
【００５８】
図３に示すように、出力部３４は、端子台４３〜４５を備え、制御部３３の演算結果により制御された電源を出力する。端子台４３（第４の接続部）は、運転許容状態のときに電源を供給する。端子台４４（第６の接続部）は、機械作業領域１４に動力供給する。端子台４５（第８の接続部）は、危険領域１５に動力供給する。
【００５９】
図４に示すように、端子台３５は、電源部２１から配線接続されるとともに安全ＰＬＣ３１に配線接続される。
【００６０】
非常停止押しボタンスイッチ２６は、中継端子台２２dを介して端子台３６に配線接続され、２重化された非常停止押しボタンスイッチ２６から安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスとしてＩ０００及びＩ００１がそれぞれ割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、非常停止押しボタンスイッチ２６が押されたときに、変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号がそれぞれオフになる。
【００６１】
保守モード設定スイッチ２３は、中継端子台２２dを介して端子台３７に配線接続され、２重化された保守モード設定スイッチ２３から安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスとしてＩ００４及びＩ００５がそれぞれ割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、保守モード設定スイッチ２３が運転モードのときに変数アドレスＩ００４及びＩ００５の入力信号がそれぞれオフになり、保守モード設定スイッチ２３が保守モードのときに変数アドレスＩ００４及びＩ００５の入力信号がそれぞれオンになる。
【００６２】
運転準備押しボタンスイッチ２５は、中継端子台２２dを介して端子台３８に配線接続され、運転準備押しボタンスイッチ２５から安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスＩ００６が割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されたときに、変数アドレスＩ００６の入力信号がオンになる。
【００６３】
ライトカーテン１８は、中継端子台２２dを介して端子台３９に配線接続され、２重化されたライトカーテン１８から安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスＩ００８及びＩ００９が割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、ライトカーテン１８が遮光されたときに、変数アドレスＩ００８及びＩ００９の入力信号がそれぞれオフになる。
【００６４】
入口扉監視センサ１７ａは、中継端子台２２dを介して端子台４０に配線接続され、２重化された入口扉監視センサ１７ａから安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスＩ０１０及びＩ０１１が割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、入口扉１７が開状態のときに、変数アドレスＩ０１０及びＩ０１１の入力信号がそれぞれオフになる。
【００６５】
シャッタ監視センサ１６ａは、中継端子台２２dを介して端子台４１に配線接続され、２重化されたシャッタ監視センサ１６ａから安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスＩ０１２及びＩ０１３が割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、防護シャッタ１６が開状態のときに、変数アドレスＩ０１２及びＩ０１３の入力信号がオフになる。
【００６６】
図５は、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の出力部３４における配線接続を示す概略図である。安全ＰＬＣ３１の出力部３４は、複数（本実施形態では３つ）のダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃを備える。ダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃは、端子台４３〜４５のそれぞれに対して、出力回路を二つ直列に接続することで出力が二重化されるように構成されている。ダブル出力回路４３ｃを構成する出力回路４３ｄ，４３ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２０及びＱ０２１がそれぞれ割り当てられる。出力回路４３ｄ，４３ｅが直列に接続されたダブル出力回路４３ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４３ｃの端子台４３から配線接続された電源ライン４３ｆが、ヒューズ２０ａを介してＰＬＣ出力モジュール７０のコモン端子７０ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７０の出力端子７０ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７３の一端が配線接続され、ソレノイド７３の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【００６７】
また、ダブル出力回路４４ｃを構成する出力回路４４ｄ，４４ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２２及びＱ０２３がそれぞれ割り当てられる。出力回路４４ｄ，４４ｅが直列に接続されたダブル出力回路４４ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４４ｃの端子台４４から配線接続された電源ライン４４ｆが、ヒューズ２０ｂを介してＰＬＣ出力モジュール７１のコモン端子７１ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７１の出力端子７１ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７４の一端が配線接続され、ソレノイド７４の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【００６８】
さらに、ダブル出力回路４５ｃを構成する出力回路４５ｄ，４５ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５がそれぞれ割り当てられる。出力回路４５ｄ，４５ｅが直列に接続されたダブル出力回路４５ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４５ｃの端子台４５から配線接続された電源ライン４５ｆが、ヒューズ２０ｃを介してＰＬＣ出力モジュール７２のコモン端子７２ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７２の出力端子７２ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７５の一端が配線接続され、ソレノイド７５の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【００６９】
図６は、安全ＰＬＣ３１とＰＬＣ２２とが通信で接続された状態を示す接続図である。機械２の制御盤２０が備えるＰＬＣ２２から、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の入力部３２の端子台５６に通信線が接続される。安全ＰＬＣ３１は、ＰＬＣ２２から受信する信号に基づき出力部３４から供給する電源を制御する。また、安全ＰＬＣ３１は、入力と出力の信号をＰＬＣ２２に送信する。
【００７０】
図７は、安全ＰＬＣ３１とＰＬＣ２２との通信の通信信号マップである。通信信号マップは、ＰＬＣ２２から通信により受信する信号に対応する受信エリア及びＰＬＣ２２へ通信により送信する信号に対応する送信エリアを有する。この通信は、安全ＰＬＣ３１とＰＬＣ２２との間で常時実行されるため、最新の信号が両者間で送受信される。
【００７１】
通信信号マップの受信エリアの一部は、通信用変数アドレスＥＬ１００が「ＰＬＣ正常」信号に割り当てられる。この通信用変数アドレスＥＬ１００は、後述する図９の安全制御用のラダー回路図にて「運転許容状態出力」信号、「機械作業領域１４の動力供給許容状態出力」信号、及び「危険領域１５の動力供給許容状態出力」信号を出力する条件として使用する。
【００７２】
一方、通信信号マップの送信エリアの一部は、通信用変数アドレスＥＬ０００が「非常停止押しボタンスイッチ２６オン」信号、及び通信用変数アドレスＥＬ００１が「運転準備押しボタンスイッチ２５オン」信号に割り当てられる。これらの送信エリアの信号は、下記の条件で通信によりＰＬＣ２２へ送信される。
【００７３】
図８は、安全ＰＬＣ３１のＰＬＣ２２通信用のラダー回路図である。安全ＰＬＣ３１は、非常停止押しボタンスイッチ２６が押されていないため、変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号がオンになっているとき、通信用変数アドレスＥＬ０００の「非常停止押しボタンスイッチ２６オン」信号をオンにする。
【００７４】
また、安全ＰＬＣ３１は、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されて、変数アドレスＩ００６がオンのときに、通信用変数アドレスＥＬ００１の「運転準備押しボタンスイッチ２５オン」信号をオンにする。
【００７５】
安全ＰＬＣ３１は、「非常停止押しボタンスイッチ２６オン」信号及び「運転準備押しボタンスイッチ２５オン」信号をＰＬＣ２２に送信する。
【００７６】
図９は、安全ＰＬＣ３１の安全制御用のラダー回路図である。安全ＰＬＣ３１は、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されて、変数アドレスＩ００６の入力信号がオンのときに、変数アドレスＱ０２０及びＱ０２１の出力信号をオンにし、ソレノイド７３に電源を供給する。また、安全ＰＬＣ３１は、２重化された非常停止押しボタンスイッチ２６の変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、通信用変数アドレスＥＬ１００のＰＬＣ正常信号がオフのときに、変数アドレスＱ０２０及びＱ０２１の出力信号をオフにし、ソレノイド７３への電源の供給を停止する。
【００７７】
安全ＰＬＣ３１は、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されて、変数アドレスＩ００６の入力信号がオンのときに、変数アドレスＱ０２２及びＱ０２３の出力信号をオンにし、ソレノイド７４に電源を供給する。また、安全ＰＬＣ３１は、２重化された非常停止押しボタンスイッチ２６の変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化された入口扉監視センサ１７ａの変数アドレスＩ０１０及びＩ０１１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化されたシャッタ監視センサ１６ａの変数アドレスＩ０１２及びＩ０１３の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、通信用変数アドレスＥＬ１００のＰＬＣ正常信号がオフのときに、変数アドレスＱ０２２及びＱ０２３の出力信号をオフにし、ソレノイド７４への電源の供給を停止する。
【００７８】
安全ＰＬＣ３１は、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されて、変数アドレスＩ００６の入力信号がオンのときに、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５の出力信号をオンにし、ソレノイド７５に電源を供給する。また、安全ＰＬＣ３１は、２重化された非常停止押しボタンスイッチ２６の変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化された入口扉監視センサ１７ａの変数アドレスＩ０１０及びＩ０１１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化されたライトカーテン１８の変数アドレスＩ００８及びＩ００９の入力信号の少なくとも一つがオフのときで、２重化された保守モード設定スイッチ２３の変数アドレスＩ００４及びＩ００５の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、通信用変数アドレスＥＬ１００のＰＬＣ正常信号がオフのときに、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５の出力信号をオフにし、ソレノイド７５への電源の供給を停止する。
【００７９】
以上のように、本実施の形態に係る安全制御盤３０及び安全制御システム１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施の安全制御盤３０は、電源、安全機器、及び出力する電源ラインの端子台を備えているの、機械２の制御盤２０に簡単に装着できる。
【００８０】
（２）本実施の安全制御盤３０は、運転準備押しボタンスイッチ２５、非常停止押しボタンスイッチ２６、及びライトカーテン１８などの機械２で使用される多様な安全機器に対応しているので、幅広い用途の機械２に使用できる。
【００８１】
（３）本実施の安全制御盤３０は、安全に制御された出力の電源ラインとして、運転許容状態出力、機械２のみが作業する領域１４の動力供給出力、及びワークを載置するような機械２と作業者が共存して作業する領域１５の動力供給出力を備えているので、幅広い用途の機械２に使用できる。
【００８２】
（４）本実施の安全制御盤３０は、安全制御盤３０が有する安全ＰＬＣ３１の制御部３３に、安全機器入力に基づき出力を制御するプログラムが予め記憶されているので、プログラムを作成する必要がない。そのため、安全制御回路を迅速かつ低コストで構築できる。
【００８３】
（５）本実施の安全制御盤３０は、機械２の制御盤２０に取り付けられているＰＬＣ２２が、安全制御盤３０が有する安全ＰＬＣ３１と通信線にて接続されることにより、省配線で簡単に安全ＰＬＣ３１のモニタ情報等を取得できるので、機械２の保全性を向上させることができる。
【００８４】
（６）本実施の安全制御システム１は、既存の機械２において、機械２と作業者が共存する場合の作業者の安全を確保しようとしたとき、既存の機械２が有する制御盤２０に対して大きな改造を必要とせず、適切な安全制御回路を迅速に構築することができる。その結果、安全制御回路を低コストで構築することが可能である。さらに、新たに製作する機械２においても、安全制御回路一式を制御盤２０に備えているので、適切な安全制御回路を迅速に構築することができ、低コストで安全制御システム１を提供できる。
【００８５】
また、本実施の形態では、機械２の制御盤２０や安全機器に配線接続する接続部として、電源を配線接続する端子台３５、入力部３２に安全機器を配線接続する端子台３６，３７，３８，３９，４０，４１、通信線で接続する端子台５６、及び出力部３４から出力する端子台４３〜４５を用いたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、コネクタなどの電気的に接続できるものを接続部として用いてもよい。さらに、後述する第２〜第４の実施形態においても、端子台の代わりに、コネクタなどの電気的に接続できる接続部を用いることが可能である。
【００８６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態におけるライトカーテン１８及び保守モード設定スイッチ２３に換わって前面防護扉１９が備わった実施形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡単のため省略する。
【００８７】
図１０は、安全制御システム１の構成を示す概略図である。図１０において、図１に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図１と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【００８８】
機械設備１０の危険領域１５を囲む分離安全ガード１３には、作業者がワークの搬入出のために危険領域に進入するために開閉される前面防護扉１９と、前面防護扉１９の開閉を監視する防護扉監視センサ１９ａ（２重化された安全機器）とが取り付けられる。
【００８９】
図１１は、安全制御盤３０の構成を示す概略図である。安全制御盤３０は、制御盤２０から電源を受電する配線が接続される端子台３５、及び安全ＰＬＣ３１にて構成されている。端子台３５は、安全ＰＬＣ３１に配線接続され、安全ＰＬＣ３１に電源を供給する。安全ＰＬＣ３１は、入力部３２、制御部３３、及び出力部３４を備える。
【００９０】
入力部３２は、各種安全機器が接続される端子台３６，３８，４０，４１，４２及び機械２が有するＰＬＣ２２と通信線で接続される端子台５６と、を備える。
【００９１】
図１２は、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の入力部３２における配線接続を示す概略図である。図１２において、図４に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図４と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【００９２】
端子台３５は、電源部２１から配線接続されるとともに安全ＰＬＣ３１に配線接続される。端子台３６には、非常停止押しボタンスイッチ２６が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台３８には、運転準備押しボタンスイッチ２５が中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台４０には、入口扉監視センサ１７ａが中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台４１には、シャッタ監視センサ１６ａが中継端子台２２dを介して配線接続される。端子台４２（第１４の接続部）には、防護扉監視センサ１９ａが中継端子台２２dを介して配線接続される。
【００９３】
防護扉監視センサ１９ａは、中継端子台２２dを介して端子台４２に配線接続され、２重化された防護扉監視センサ１９ａから安全ＰＬＣ３１への入力には、変数アドレスＩ０１４及びＩ０１５が割り当てられる。本実施形態の安全ＰＬＣ３１では、前面防護扉１９が開状態のときに、変数アドレスＩ０１４及びＩ０１５の入力信号がオフになる。
【００９４】
図１３は、安全ＰＬＣ３１の安全制御用のラダー回路図である。図１３において、図９に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図９と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【００９５】
安全ＰＬＣ３１は、運転準備押しボタンスイッチ２５が押されて、変数アドレスＩ００６の入力信号がオンのときに、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５の出力信号をオンにし、ソレノイド７５に電源を供給する。また、安全ＰＬＣ３１は、２重化された非常停止押しボタンスイッチ２６の変数アドレスＩ０００及びＩ００１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化された入口扉監視センサ１７ａの変数アドレスＩ０１０及びＩ０１１の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、２重化された防護扉監視センサ１９ａの変数アドレスＩ０１４及びＩ０１５の入力信号の少なくとも一つがオフのとき、又は、通信用変数アドレスＥＬ１００のＰＬＣ正常信号がオフのときに、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５の出力信号をオフにし、ソレノイド７５への電源の供給を停止する。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る安全制御盤３０及び安全制御システム１によれば、前面防護扉１９を備えた場合にも第１実施形態に同じく効果を得ることができる。
【００９７】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態におけるＰＬＣの出力モジュール７０，７１，７２及びソレノイド７３，７４，７５に印加するＤＣ２４Ｖ電源の極性が反対になった実施形態である。第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡単のため省略する。
【００９８】
図１４は、制御盤２０の構成を示す概略図である。図１４において、図２に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図２と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【００９９】
ＰＬＣ２２は、操作盤２４が有する操作スイッチの信号（図示せず）及び機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）の動作状態を確認する信号（図示せず）が接続される入力部２２a、前記アクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド８３，８４，８５が接続される出力部２２c、及び入力部２２aから入力される信号に基づいて演算し演算結果を出力部２２cに出力する制御部２２bを有する。出力部２２cは、コモン端子８０ａ，８１ａ，８２ａがそれぞれ異なるＰＬＣ出力モジュール８０、ＰＬＣ出力モジュール８１、及びＰＬＣ出力モジュール８２を含む。
【０１００】
図１５は、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の出力部３４における配線接続を示す概略図である。図１５において、図５に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図５と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。ここで、安全ＰＬＣ３１の出力部３４は、無電圧のリレー接点からなる。
【０１０１】
安全ＰＬＣ３１の出力部３４は、複数（本実施形態では３つ）のダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃを備える。ダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃは、端子台４３〜４５のそれぞれに対して、出力回路を二つ直列に接続することで出力が二重化されるように構成されている。ダブル出力回路４３ｃを構成する出力回路４３ｄ，４３ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２０及びＱ０２１がそれぞれ割り当てられる。出力回路４３ｄ，４３ｅが直列に接続されたダブル出力回路４３ｃは、一端が電源ラインの０Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４３ｃの端子台４３から配線接続された電源ライン４３ｇが、ヒューズ２０ａを介してＰＬＣ出力モジュール８０のコモン端子８０ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール８０の出力端子８０ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド８３の一端が配線接続され、ソレノイド８３の他端には、電源ラインの＋２４Ｖに配線接続される。
【０１０２】
また、ダブル出力回路４４ｃを構成する出力回路４４ｄ，４４ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２２及びＱ０２３がそれぞれ割り当てられる。出力回路４４ｄ，４４ｅが直列に接続されたダブル出力回路４４ｃは、一端が電源ラインの０Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４４ｃの端子台４４から配線接続された電源ライン４４ｇが、ヒューズ２０ｂを介してＰＬＣ出力モジュール８１のコモン端子８１ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール８１の出力端子８１ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド８４の一端が配線接続され、ソレノイド８４の他端には、電源ラインの＋２４Ｖに配線接続される。
【０１０３】
さらに、ダブル出力回路４５ｃを構成する出力回路４５ｄ，４５ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５がそれぞれ割り当てられる。出力回路４５ｄ，４５ｅが直列に接続されたダブル出力回路４５ｃは、一端が電源ラインの０Ｖに配線接続され、他端が制御盤２０に配線接続される。機械２の制御盤２０は、ダブル出力回路４５ｃの端子台４５から配線接続された電源ライン４５ｇが、ヒューズ２０ｃを介してＰＬＣ出力モジュール８２のコモン端子７２ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール８２の出力端子８２ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド８５の一端が配線接続され、ソレノイド８５の他端には、電源ラインの＋２４Ｖに配線接続される。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係る安全制御盤３０及び安全制御システム１によれば、機械２に取り付けられる直流用のＰＬＣ出力モジュール８０〜８２及びソレノイド８３〜８５のように直流用の出力機器は、無電圧のリレー接点により供給される電源ラインに接続するので、直流電源の両極性共に使用できる。
【０１０５】
これにより、安全制御システム１は、既存の機械２に取り付けられたＰＬＣ出力モジュール及び出力機器が直流電源の両極性共に使用できるので、交換の必要がなくそのまま使用できるので低コスト化できる。
【０１０６】
また、直流用のＰＬＣ入力モジュール及びＰＬＣ入力モジュールに接続する直流用の入力機器においても、ＰＬＣ出力モジュール及び出力機器と同様に直流電源の両極性共に使用できる。
【０１０７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１実施形態における安全制御盤３０から出力する端子台４３〜４５が、安全ＰＬＣ３１の出力部３４に換わってリレー出力部５５になった実施形態である。第４実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡単のため省略する。
【０１０８】
図１６は、安全制御盤３０の構成を示す概略図である。図１６において、図３に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図３と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【０１０９】
安全制御盤３０は、制御盤２０から電源を受電する配線が接続される端子台３５、安全ＰＬＣ３１、及びリレー出力部５５にて構成されている。端子台３５は、安全ＰＬＣ３１に配線接続され、安全ＰＬＣ３１に電源を供給する。安全ＰＬＣ３１は、入力部３２、制御部３３、及び出力部３４を備える。
【０１１０】
安全ＰＬＣ３１が備える出力部３４は、端子台４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂを備え、制御部３３の演算結果により信号を出力する。端子台４３ａ，４３ｂは、運転許容状態のときにそれぞれから信号を出力する。端子台４４ａ，４４ｂは、機械作業領域１４が動力供給許容状態のときにそれぞれから信号を出力する。端子台４５ａ，４５ｂは、危険領域１５が動力供給許容状態のときにそれぞれから信号を出力する。
【０１１１】
リレー出力部５５は、運転許容状態のときに駆動する運転準備用安全リレーモジュール４６ａ，４７ａ、機械作業領域１４に動力供給する動力供給用安全リレーモジュール４９ａ，５０ａ、及び危険領域１５に動力供給する部分動力供給用安全リレーモジュール５２ａ，５３ａを備える。
【０１１２】
運転準備用安全リレーモジュール４６ａ，４７ａは、それぞれコイル４６ｂ，４７ｂ、リレー接点４６ｃ，４７ｃ、及び運転許容状態のときに電源を供給する端子台４８（第５の接続部）を備える。
【０１１３】
動力供給用安全リレーモジュール４９ａ，５０ａは、それぞれコイル４９ｂ，５０ｂ、リレー接点４９ｃ，５０ｃ、及び機械作業領域１４に動力供給する端子台５１（第７の接続部）を備える。
【０１１４】
部分動力供給用安全リレーモジュール５２ａ，５３ａは、それぞれコイル５２ｂ，５３ｂ、リレー接点５２ｃ，５３ｃ、及び危険領域１５に動力供給する端子台５４（第９の接続部）を備える。
【０１１５】
図１７は、安全制御盤３０が備える安全ＰＬＣ３１の出力部３４における配線接続を示す概略図である。図１７において、図５に示される実施の形態と同一の構成ないしは要素には、図５と同じ参照符号を付している。そして、簡単のため、それらの説明は省略する。
【０１１６】
安全ＰＬＣ３１の出力部３４は、複数（本実施形態では３つ）のダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃを備える。ダブル出力回路４３ｃ〜４５ｃは、二つの出力回路がそれぞれ端子台に出力するように構成されている。端子台に出力する出力回路は、リレー出力部５５に備えるそれぞれの安全リレーモジュールを駆動する。
【０１１７】
ダブル出力回路４３ｃを構成する出力回路４３ｄ，４３ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２０及びＱ０２１がそれぞれ割り当てられる。出力回路４３ｄ，４３ｅは、それぞれ端子台４３ａ，４３ｂを介して、それぞれ運転準備用安全リレーモジュール４６ａ，４７ａのそれぞれのコイル４６ｂ，４７ｂに接続される。運転準備用安全リレーモジュール４６ａ，４７ａのそれぞれのリレー接点４６ｃ，４７ｃは、両リレー接点が直列に配線接続されている。直列に配線接続されたリレー接点４６ｃ，４７ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が端子台４８を介して制御盤２０に配線接続される。ここで、端子台４８から供給される電源ライン４３ｆは、リレー接点４６ｃ，４７ｃを直列接続することにより二重化されて安全対応している。機械２の制御盤２０は、端子台４８から配線接続された電源ライン４３ｆが、ヒューズ２０ａを介してＰＬＣ出力モジュール７０のコモン端子７０ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７０の出力端子７０ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７３の一端が配線接続され、ソレノイド７３の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【０１１８】
ダブル出力回路４４ｃを構成する出力回路４４ｄ，４４ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２２及びＱ０２３がそれぞれ割り当てられる。出力回路４４ｄ，４４ｅは、それぞれ端子台４４ａ，４４ｂを介して、それぞれ動力供給用安全リレーモジュール４９ａ，５０ａのそれぞれのコイル４９ｂ，５０ｂに接続される。動力供給用安全リレーモジュール４９ａ，５０ａのそれぞれのリレー接点４９ｃ，５０ｃは、両リレー接点が直列に配線接続されている。直列に配線接続されたリレー接点４９ｃ，５０ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が端子台５１を介して制御盤２０に配線接続される。ここで、端子台５１から供給される電源ライン４４ｆは、リレー接点４９ｃ，５０ｃを直列接続することにより二重化されて安全対応している。機械２の制御盤２０は、端子台５１から配線接続された電源ライン４４ｆが、ヒューズ２０ｂを介してＰＬＣ出力モジュール７１のコモン端子７１ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７１の出力端子７１ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７４の一端が配線接続され、ソレノイド７４の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【０１１９】
ダブル出力回路４５ｃを構成する出力回路４５ｄ，４５ｅのそれぞれの出力には、変数アドレスＱ０２４及びＱ０２５がそれぞれ割り当てられる。出力回路４５ｄ，４５ｅは、それぞれ端子台４５ａ，４５ｂを介して、それぞれ部分動力供給用安全リレーモジュール５２ａ，５３ａのそれぞれのコイル５２ｂ，５３ｂに接続される。部分動力供給用安全リレーモジュール５２ａ，５３ａのそれぞれのリレー接点５２ｃ，５３ｃは、両リレー接点が直列に配線接続されている。直列に配線接続されたリレー接点５２ｃ，５３ｃは、一端が電源ラインの＋２４Ｖに配線接続され、他端が端子台５４を介して制御盤２０に配線接続される。ここで、端子台５４から供給される電源ライン４５ｆは、リレー接点５２ｃ，５３ｃを直列接続することにより二重化されて安全対応している。機械２の制御盤２０は、端子台５４から配線接続された電源ライン４５ｆが、ヒューズ２０ｃを介してＰＬＣ出力モジュール７２のコモン端子７２ａに配線接続される。また、ＰＬＣ出力モジュール７２の出力端子７２ｂには、機械設備１０に取り付けられたアクチュエータ（図示せず）を駆動するソレノイド７５の一端が配線接続され、ソレノイド７５の他端には、電源ラインの０Ｖに配線接続される。
【０１２０】
以上のように、安全制御盤３０は、安全ＰＬＣ３１が備える制御部３３の演算結果により、出力部３４から信号を出力する。出力部３４から出力される信号が、リレー出力部５５に備える安全リレーモジュールを駆動する。そして、安全リレーモジュールは、リレー接点を介して端子台４８，５１，５４からソレノイド７３，７４，７５に電源を供給する。
【０１２１】
これにより、本実施の形態に係る安全制御盤３０によれば、寿命が短い安全リレーモジュールを安全ＰＬＣの出力部とは別に備えており、この安全リレーモジュールが故障した場合には、安全ＰＬＣの出力部の交換、修理を要することなく、安全リレーモジュールを交換するだけで、安全リレーモジュールの故障に対応することができる。したがって、容易かつ低コストに、保守性を向上させることができる。
【０１２２】
また、本実施の形態では、ＰＬＣ出力モジュール７０〜７２のコモン端子が電源の＋２４Ｖラインに配線接続されるとした。ここで、ＰＬＣ出力モジュール７０〜７２は、第３実施形態にあるようにそれぞれＰＬＣ出力モジュール８０〜８２に換わり、コモン端子を電源の０Ｖラインに配線接続してもよい。
【０１２３】
本実施の形態に係る安全制御盤３０及び安全制御システム１によれば、リレー出力部５５を備えた場合にも第３実施形態に同じく効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１：安全制御システム、２：機械、１０：機械設備、１１：機械本体、１２：ワーク置き台、１４：機械作業領域、１５：危険領域、２０：制御盤、２２：ＰＬＣ、２４：操作盤、２５：運転準備押しボタンスイッチ、２６：非常停止押しボタンスイッチ、３０：安全制御盤、３１：安全ＰＬＣ、３２：入力部、３３：制御部、３４：出力部、３５：電源を配線接続する端子台、３６：非常停止押しボタンスイッチ２６を配線接続する端子台、３７：保守モード設定スイッチ２３を配線接続する端子台、３８：運転準備押しボタンスイッチ２５を配線接続する端子台、３９：ライトカーテン１８を配線接続する端子台、４０：入口扉監視センサ１７ａを配線接続する端子台、４１：シャッタ監視センサ１６ａを配線接続する端子台、４２：防護扉監視センサ１９ａを配線接続する端子台、４３：運転許容状態のときに電源を供給する端子台、４４：機械作業領域１４に動力供給する端子台、４５：危険領域１５に動力供給する端子台

【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械が有する制御盤に着脱可能であって、
前記機械が作業する作業領域の安全を確保する安全制御盤において、
電源を受電する配線が接続される第１の接続部と、
前記第１の接続部に接続される安全ＰＬＣと、を備え、
前記安全ＰＬＣは、
前記機械に備える安全機器が接続される入力部と、
前記機械に電源を供給する出力部と、
前記入力部から入力される信号に基づいて演算し、演算結果を前記出力部に出力する制御部と、を有し、
前記入力部は、
前記機械の運転の許容を指示する運転準備指示部が接続される第２の接続部と、
前記機械の運転の禁止を指示する非常停止指示部が接続される第３の接続部と、を含み、
前記出力部は、
前記機械が運転許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第４の接続部を含み、
前記制御部は、
前記運転準備指示部から入力があったときに前記機械を運転許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記機械を運転禁止状態にする、
ことを特徴とする安全制御盤。
【請求項２】
前記出力部に接続するリレー出力部を備え、
前記リレー出力部は、
前記機械が運転許容状態であるときに駆動する運転準備用安全リレーモジュールと、
前記機械へ供給する電源ラインが接続される第５の接続部と、を有し、
前記運転準備用安全リレーモジュールは、
前記第４の接続部に配線接続されるコイルと、
前記第５の接続部に接続される接点と、を含み、
前記制御部は、
前記運転準備用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第５の接続部に電源を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の安全制御盤。
【請求項３】
前記出力部は、
人間が作業せず前記機械のみが作業する機械作業領域が動力供給許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第６の接続部を含み、
前記制御部は、
前記運転準備指示部から入力があったときに前記機械作業領域を動力供給許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項４】
前記リレー出力部は、
前記機械作業領域が動力供給許容状態であるときに駆動する動力供給用安全リレーモジュールと、
前記機械へ供給する電源ラインが接続される第７の接続部と、を有し、
前記動力供給用安全リレーモジュールは、
前記第６の接続部に配線接続されるコイルと、
前記第７の接続部に接続される接点と、を有し、
前記制御部は、
前記動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第７の接続部に電源を供給する、
ことを特徴とする請求項３に記載の安全制御盤。
【請求項５】
前記出力部は、
前記機械が作業する作業領域と前記人間が作業する作業領域が重なる危険領域が動力供給許容状態であるときに前記機械に電源を供給する第８の接続部を含み、
前記制御部は、
前記運転準備指示部から入力があったときに前記危険領域を動力供給許容状態にし、前記非常停止指示部から入力があったときに前記危険領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項６】
前記リレー出力部は、
前記危険領域が動力供給許容状態であるときに駆動する部分動力供給用安全リレーモジュールと、
前記機械へ供給する電源ラインが接続される第９の接続部と、を有し、
前記部分動力供給用安全リレーモジュールは、
前記第８の接続部に配線接続されるコイルと、
前記第９の接続部に接続される接点と、を有し、
前記制御部は、
前記部分動力供給用安全リレーモジュールの接点を介在して前記第９の接続部に電源を供給する、
ことを特徴とする請求項５に記載の安全制御盤。
【請求項７】
前記入力部は、
前記機械作業領域と前記危険領域との境界に配置される防御シャッタの開閉を監視するシャッタ監視センサが接続される第１０の接続部を含み、
前記制御部は、
前記防御シャッタが開状態のときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項５〜６のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項８】
前記入力部は、
前記機械作業領域への前記人間が進入するために配置される入口扉の開閉を監視する入口扉監視センサが接続される第１１の接続部を含み、
前記制御部は、
前記入口扉が開状態のときに前記機械作業領域を動力供給禁止状態にするとともに前記危険領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項９】
前記入力部は、
前記危険領域と前記人間のみが作業する人間作業領域の境界を監視するライトカーテンが接続される第１２の接続部を含み、
前記制御部は、
前記ライトカーテンが遮光されたときに前記危険領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項１０】
前記入力部は、
前記ライトカーテンの監視状態を解除する保守モード設定スイッチが接続される第１３の接続部を含み、
前記制御部は、
前記保守モード設定スイッチにより前記ライトカーテンの監視状態が解除されたときに前記危険領域を動力供給許容状態にする、
ことを特徴とする請求項９に記載の安全制御盤。
【請求項１１】
前記入力部は、
前記危険領域と前記人間作業領域との境界に配置される前面防護扉の開閉を監視する防護扉監視センサが接続される第１４の接続部を含み、
前記制御部は、
前記前面防護扉が開状態のときに前記危険領域を動力供給禁止状態にする、
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項１２】
前記出力部は、
前記出力部から供給する電源を供給又は遮断するリレーを含み、
前記リレーのリレー接点により前記機械に電源を供給又は遮断する、
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項１３】
前記入力部は、
前記機械の制御盤に取り付けられているＰＬＣから通信線が接続される第１５の接続部を含み、
前記制御部は、
前記ＰＬＣから受信する信号に基づき、前記出力部から供給する電源を供給又は遮断するとともに前記安全ＰＬＣの入力及び出力の信号を前記ＰＬＣに送信する、
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の安全制御盤。
【請求項１４】
請求項１、３、５、及び７〜１３のいずれか１項に記載の安全制御盤を備え、
前記安全制御盤の前記第１の接続部に前記機械の制御盤内の電源を配線接続し、
前記機械が備える安全機器を前記入力部に配線接続し、
前記機械の出力機器を駆動する電源ラインを前記出力部に配線接続し、
前記制御部は、
前記安全機器から与えられる信号に基づいて前記電源ラインに給電又は給電を停止する、
ことを特徴とする安全制御システム。
【請求項１５】
請求項２、４、６〜１１、及び１３のいずれか１項に記載の安全制御盤を備え、
前記安全制御盤の前記第１の接続部に前記機械の制御盤内の電源を配線接続し、
前記機械が備える前記安全機器を前記入力部に配線接続し、
前記機械の前記出力機器を駆動する電源ラインを前記リレー出力部に配線接続し、
前記制御部は、
前記安全機器から与えられる信号に基づいて前記電源ラインに給電又は給電を停止する、
ことを特徴とする安全制御システム。

【図１】