安全監視入力装置
【課題】安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視すること。
【解決手段】容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備える。
【解決手段】容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全監視入力装置に関し、特に、自動車、液晶、半導体などの製造設備が安全に稼動されているかどうかを監視する安全監視入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、液晶、半導体などの製造分野では、搬送ラインや溶接ロボットなどの製造設備が安全に稼動されているかどうかを監視するために、高電位などのエネルギーの高い状態に維持された信号経路を構築し、その信号経路が遮断されたかどうかを検出することが行われている。ここで、エネルギーの高い状態に維持された信号経路が遮断された場合に、その信号経路のエネルギー状態を監視する安全監視入力装置自体に故障があると、製造設備を緊急停止させることができなくなり、安全性が損なわれることがある。このため、従来の安全監視入力装置では、安全監視入力装置のダークテストを行い、緊急時などに製造設備を安全に停止させることができるかどうかの診断が行われていた。
【０００３】
また、特許文献１には、駆動信号のパルス周期よりも十分に短い周期のサンプリング信号のタイミングにより制御信号及び検出信号を比較し、比較結果が不一致となる状態が所定期間以上継続したときにソレノイドの故障を判定する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、出力信号の出力に続いてクロック出力をＣＰＵから出力させ、この出力信号を遮断するゲートと、クロック出力が正常であるか否かを確認して正常であればゲートを開いて出力信号を出力させる方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、セーフティドアスイッチなどの入力機器からの安全入力および他のセーフティコントローラからの論理接続用の内部安全入力に基づいて、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する安全出力を制御するＣＰＵを設け、そのＣＰＵは、内部安全入力が正常であるか否かを判定し、異常時には機械設備の稼動を禁止する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８４６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３０７６０１号公報
【特許文献３】特開２００５−１５７６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の安全監視入力装置では、安全状態では、安全状態の監視に使用される信号経路がエネルギーの高い状態に設定され、非安全状態では、安全状態の監視に使用される信号経路がエネルギーの低い状態に設定される。そのため、非安全状態時に製造設備を緊急停止させることができるかどうかを確認するには、安全状態時に安全状態の監視に使用される信号経路を遮断し、その信号経路のエネルギーの低い状態を検出することができるかどうかを確認する必要があり、診断間隔が短くなると、診断を行うプロセッサの負荷が大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に開示された方法では、ソレノイドの故障を判定する制御信号が駆動回路に直接入力され、制御信号がソレノイドの駆動状態に影響を及ぼすことがあるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２、３に開示された方法では、パルス列信号が送受される経路が、駆動回路の入力信号系とは別個に設けられている。このため、駆動回路の入力信号系が安全状態にあるかどうかを判別することができず、駆動回路の入力信号系に異常があると、フェイルセーフリレーを遮断することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能な安全監視入力装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１が適用される製造設備の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、図１６の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１８】図１８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１２の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１９は、図１８の安全監視入力装置のブリッジ発生時の信号波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１が適用される製造設備の概略構成を示すブロック図である。図１において、例えば、自動車、液晶、半導体などの製造ラインには、搬送を行ったり、溶接を行ったりするロボット１４が配置されているものとする。そして、ロボット１４には、ロボット１４の動作を制御するコントローラ１１が設けられている。
【００１６】
また、ロボット１４の近傍には、非常時などにロボット１４の停止を指示する非常停止ボタン１６が設置されている。なお、非常時などにロボット１４の停止を指示するために、非常停止ボタン１６の他、ライトカーテンや人体感知センサなどを用いるようにしてもよい。また、製造ラインには、非常停止ボタン１６がオンされたかどうかを検出することで、現在の状態が安全状態にあるか非安全状態にあるかを監視する安全監視入力装置１３が設けられている。また、安全監視入力装置１３にて非安全状態にあると判断された場合、ロボット１４の動作を停止させる安全制御装置１２が設けられている。
【００１７】
また、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路上には、その信号経路にパルス列信号Ｓを送出するパルス列信号発生装置１７が設けられている。ここで、パルス列信号発生装置１７には、パルス列信号Ｓを発生するパルス列信号発生部１８が設けられている。
【００１８】
そして、コントローラ１１、安全制御装置１２および安全監視入力装置１３は、通信ネットワーク１５を介して互いに接続され、互いに信号をやり取りできるように構成されている。なお、通信ネットワーク１５としては、例えば、イーサネット（登録商標）を用いることができる。また、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０は、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に接続されている。
【００１９】
ここで、安全監視入力装置１３は、パルス列信号発生装置１７から送出されたパルス列信号Ｓの検出結果に基づいて、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を判定することができる。
【００２０】
そして、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０を介し、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓが送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフの場合、そのパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力され、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出される。そして、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定時間内にどの程度の頻度で含まれるかが判定され、その立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出された場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路は安全状態であると判定される。
【００２１】
そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が安全状態であると判定されると、安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１を通常動作させる。
【００２２】
一方、安全監視入力装置１３において、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出されなかった場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路は非安全状態であると判定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が非安全状態であると判定されると、非安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、非安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１に現在の状態が非安全状態にあることを通知する。そして、コントローラ１１は、現在の状態が非安全状態にあるという通知を受け取ると、ロボット１４の動作を強制的に停止する。
【００２３】
そして、非常時などに非常停止ボタン１６にてオフされると、パルス列信号Ｓが伝送される信号経路が遮断される。この結果、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０を介して送出されたパルス列信号Ｓは、安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力されないようになる。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力されなくなると、入力端子Ｘ０はロウレベルに固定され、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出されなくなる。
【００２４】
このため、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が非安全状態であると判定され、非安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、非安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１に現在の状態が非安全状態にあることを通知する。そして、コントローラ１１は、現在の状態が非安全状態にあるという通知を受け取ると、ロボット１４の動作を強制的に停止する。
【００２５】
図２は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図２において、安全監視入力装置１３には、タイマ１３ａおよびゲート回路１３ｂが設けられている。
【００２６】
ここで、タイマ１３ａは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路１３ｂは、タイマ１３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。なお、ゲート回路１３ｂとしては、例えば、ゲート信号ＳＧがベースに入力され、コレクタが電源に接続され、安全状態の時にはエミッタがハイレベル、非安全状態の時にはエミッタがロウレベルになるバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。あるいは、ゲート回路１３ｂとして、例えば、ゲート信号ＳＧがゲートに入力され、ドレインが電源に接続され、安全状態の時にはソースがハイレベル、非安全状態の時にはソースがロウレベルになる電界効果トランジスタを用いるようにしてもよい。
【００２７】
そして、図１のパルス列信号発生部１８にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフの場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障が発生してない場合、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してタイマ１３ａに入力される。そして、パルス列信号Ｓがタイマ１３ａに入力されると、そのパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいてタイマ１３ａの計時値がリセットされ、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧが出力される。そして、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧが出力されると、ゲート回路１３ｂから安全状態を示す信号が出力される。
【００２８】
一方、非常停止ボタン１６がオンされた場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障が発生すると、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定されると、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりがタイマ１３ａにて検出されなくなり、タイマ１３ａの計時値がリセットされなくなるため、タイマ１３ａの計時値がカウントアップする。そして、タイマ１３ａの計時値がカウントアップすると、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧの出力が停止される。そして、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧの出力が停止されると、ゲート回路１３ｂから非安全状態を示す信号が出力される。
【００２９】
図３は、図２の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図３において、図１のパルス列信号発生部１８では、パルス列信号Ｓが発生され、出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフで、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、パルス列信号Ｓが入力端子Ｘ０に到達する。
【００３０】
そして、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００３１】
一方、非常停止ボタン１６がオンした場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりがタイマ１３ａにて検出されなくなる。そして、タイマ１３ａの計時値がリセットされなくなると、タイマ１３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達し、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００３２】
これにより、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを出力することで、その信号経路の安全状態を監視することが可能となる。このため、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図４において、安全監視入力装置１３´には、図２の安全監視入力装置１３の構成に加え、パルス列信号発生部１８が設けられている。そして、安全監視入力装置１３´の出力端子Ｔ０は、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３´の入力端子Ｘ０に接続されている。
【００３４】
そして、安全監視入力装置１３´にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置１３´に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３´に入力されると、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００３５】
一方、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなると、タイマ１３ａの計時値がカウントアップし、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００３６】
ここで、安全監視入力装置１３´にパルス列信号発生部１８を設けることにより、安全監視入力装置１３´とは別個に図１のパルス列信号発生装置１７を用意する必要がなくなり、安全監視システムのコストダウンを図ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
図５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。図５において、安全監視入力装置２３には、タイマ２３ａおよびラッチ回路２３ｂが設けられている。
【００３８】
ここで、タイマ２３ａは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ラッチ回路２３ｂは、タイマ１３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を保持することができる。なお、ラッチ回路２３ｂは、例えば、マイクロプロセッサにて実現するようにしてもよい。
【００３９】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置２３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置２３に入力されると、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号がラッチ回路２３ｂに保持される。
【００４０】
一方、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなると、タイマ１３ａの計時値がカウントアップし、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、パルス列信号Ｓが伝送される経路の非安全状態を示す信号がラッチ回路２３ｂに保持される。
【００４１】
ここで、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態または非安全状態を示す信号をラッチ回路２３ｂに保持させることにより、その信号のデータ形式を変換して出力することが可能となり、安全監視システムの様々の仕様に適合させることができる。
【００４２】
実施の形態４．
図６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図６において、この安全監視入力装置３３には、図２の安全監視入力装置１３の構成に加え、タイムアップ値設定部１３ｃが設けられている。ここで、タイムアップ値設定部１３ｃは、タイマ１３ａにて計時される計時値がタイムアップしたことを示すタイムアップ値ＴＰを設定することができる。
【００４３】
そして、タイマ１３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達すると、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００４４】
ここで、安全監視入力装置３３にタイムアップ値設定部１３ｃを設けることにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００４５】
実施の形態５．
図７は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。図７において、安全監視入力装置４３には、デカップリング回路４３ａおよびゲート回路４３ｂが設けられている。
【００４６】
ここで、デカップリング回路４３ａは、容量結合された経路を伝送されるパルス列信号Ｓに基づいて、ゲート信号ＳＧを出力することができる。なお、デカップリング回路４３ａとしては、例えば、コンデンサを用いることができる。ゲート回路４３ｂは、デカップリング回路４３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。
【００４７】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置４３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置４３に入力されると、デカップリング回路４３ａにおいて、ゲート信号ＳＧの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度に応じてゲート信号ＳＧのレベルが設定される。
【００４８】
例えば、デカップリング回路４３ａがコンデンサから構成されるものとすると、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が高い場合、パルス列信号Ｓにてコンデンサを充電させることができ、ゲート信号ＳＧのレベルをハイレベルにすることができる。一方、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が低い場合、パルス列信号Ｓにてコンデンサが充電されなくなり、ゲート信号ＳＧのレベルをロウレベルにすることができる。
【００４９】
そして、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００５０】
一方、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００５１】
これにより、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを出力することで、その信号経路の安全状態を監視することが可能となる。このため、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００５２】
実施の形態６．
図８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。図８において、この安全監視入力装置５３には、図７の安全監視入力装置４３の構成に加え、時定数設定部４３ｃが設けられている。ここで、時定数設定部４３ｃは、デカップリング回路４３ａの時定数を設定することができる。
【００５３】
そして、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が時定数で決まる値に到達しなくなると、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００５４】
ここで、安全監視入力装置５３に時定数設定部４３ｃを設けることにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図９は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。図９において、安全監視入力装置６３には、カウンタ６３ｃ、タイマ６３ａおよびゲート回路６３ｂが設けられている。
【００５６】
ここで、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力することができる。タイマ６３ａは、カウンタ６３ｃから出力されたリセット信号ＲＳに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路６３ｂは、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。
【００５７】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置６３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置６３に入力されると、カウンタ６３ｃにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、リセット信号ＲＳが出力される。
【００５８】
そして、リセット信号ＲＳがカウンタ６３ｃから出力されると、タイマ６３ａの計時値がリセットされ、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００５９】
一方、カウンタ６３ｃにおいて、カウント値がしきい値に満たない場合、リセット信号ＲＳの出力が停止される。そして、リセット信号ＲＳの出力が停止されると、タイマ６３ａの計時値がリセットされることなくタイマ６３ａの計時が継続される。そして、タイマ６３ａの計時値がタイムアップすると、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００６０】
図１０は、図９の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１０において、図１のパルス列信号発生部１８では、パルス列信号Ｓが発生され、出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフで、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、パルス列信号Ｓが入力端子Ｘ０に到達する。
【００６１】
そして、カウンタ６３ｃにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、リセット信号ＲＳのレベルが変化する。
【００６２】
そして、リセット信号ＲＳのレベルが変化すると、タイマ６３ａの計時値がリセットされ、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００６３】
一方、非常停止ボタン１６がオンした場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定されると、カウンタ６３ｃにおいて、所定時間内にカウントされるカウント値がしきい値に満たなくなる。そして、カウンタ６３ｃにおいて、カウント値がしきい値に満たない場合、リセット信号ＲＳのレベルが変化しないようになる。
【００６４】
そして、リセット信号ＲＳのレベルが変化しないようになると、タイマ６３ａの計時値がリセットされることなくタイマ６３ａの計時が継続され、タイマ６３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達する。そして、タイマ６３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達すると、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００６５】
ここで、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりまたは立ち下がりが１回発生しただけで、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができる。このため、電源をオフしたタイミングでパルス列信号Ｓの立ち下がりが１回だけ発生したり、電源をオンしたタイミングでパルス列信号Ｓの立ち上がりが１回だけ発生した場合においても、安全状態を維持することが可能となり、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００６６】
あるいは、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを２回だけ連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。これにより、電源をオン／オフした際に１発分のパルス列信号Ｓが発生した場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００６７】
あるいは、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを３回だけ連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。
【００６８】
実施の形態８．
図１１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。図１１において、この安全監視入力装置７３には、図９の安全監視入力装置６３の構成に加え、立ち上がり検出部６３ｄが設けられている。ここで、立ち上がり検出部６３ｄは、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にある場合、パルス列信号Ｓの立ち上がりを１回だけ検出した時に、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号をゲート回路６３ｂに出力させることができる。
【００６９】
図１２は、図１１の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１２において、非常停止ボタン１６がオンにされると、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧがロウレベルになる。このため、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００７０】
また、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧは、立ち上がり検出部６３ｄに入力され、ゲート信号ＳＧがロウレベルになると、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にあると判定される。
【００７１】
そして、非常停止ボタン１６がオフにされると、パルス列信号Ｓが、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置７３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置７３に入力されると、立ち上がり検出部６３ｄにてパルス列信号Ｓの立ち上がりが検出される。そして、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にある時に、パルス列信号Ｓの立ち上がりが立ち上がり検出部６３ｄにて１回だけ検出されると、ゲート信号ＳＧをハイレベルにするようにタイマ６３ａに指示する。そして、タイマ６３ａにてゲート信号ＳＧがハイレベルにされると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００７２】
これにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりを１回だけ検出することで、非安全状態から安全状態に移行させることができ、安全状態の検出を高速化することができる。このため、非安全状態の時に図１のロボット１４の動作が停止されていた場合においても、安全状態への移行とともに、図１のロボット１４の動作を速やかに復帰させることができ、製造設備の稼働時間を増大させることができる。
【００７３】
実施の形態９．
図１３は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。図１３において、安全監視入力装置８３には、カウンタ８３ａおよびゲート回路８３ｂが設けられている。一方、パルス列信号発生装置８７には、互いに周期の異なるパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を発生するパルス列信号発生部８８が設けられるとともに、パルス列信号Ｓ０が出力される出力端子Ｔ０、パルス列信号Ｓ１が出力される出力端子Ｔ１が設けられている。
【００７４】
そして、安全監視入力装置８３の入力端子Ｘ０は、非常停止ボタン８６を介して出力端子Ｔ０、Ｔ１のいずれか一方に接続される。例えば、非常停止ボタン８６がオフされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ０に接続され、非常停止ボタン８６がオンされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ１に接続されることができる。
【００７５】
ここで、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路８３ｂは、カウンタ８３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。なお、パルス列信号Ｓ０の周期は、パルス列信号Ｓ１の周期よりも小さくなるように設定することができる。
【００７６】
そして、非常停止ボタン８６がオフされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ０に接続される。そして、パルス列信号発生部８８にて発生されたパルス列信号Ｓ０は、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓ０は、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力される。
【００７７】
そして、パルス列信号Ｓ０がカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００７８】
一方、非常停止ボタン８６がオンされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ１に接続される。そして、パルス列信号発生部８８にて発生されたパルス列信号Ｓ１は、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ１を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓ１は、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力される。
【００７９】
そして、パルス列信号Ｓ１がカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値に満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００８０】
図１４は、図１３の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１４において、図１３のパルス列信号発生部８８では、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０および周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が発生され、出力端子Ｔ０、Ｔ１をそれぞれ介して送出される。なお、周期Ｈ０は、周期Ｈ１よりも小さくなるように設定することができる。
【００８１】
そして、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【００８２】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００８３】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨに満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００８４】
なお、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ以上になり、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨに満たないように、しきい値ＴＨを設定することができる。
【００８５】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００８６】
なお、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりまたは立ち下がりが１回発生しただけで、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができる。このため、電源をオフしたタイミングでパルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち下がりが１回だけ発生したり、電源をオンしたタイミングでパルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりが１回だけ発生した場合においても、安全状態を維持することが可能となり、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８７】
あるいは、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを２回だけ連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、電源をオン／オフした際に１発分のパルス列信号Ｓ０、Ｓ１が発生した場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８８】
あるいは、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを３回だけ連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートした際に、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８９】
また、上述した実施の形態９では、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を送出し、パルス列信号Ｓ０が安全監視入力装置８３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓ１が安全監視入力装置８３にて検出された時を非安全状態と判定する方法について説明した。この実施の形態９において、図１に示すように、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを送出し、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置８３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置８３にて検出されない時を非安全状態と判定するようにしてもよい。
【００９０】
実施の形態１０．
図１５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。図１５において、この安全監視入力装置９３には、図１３の安全監視入力装置８３の構成に加え、しきい値設定部８３ｃが設けられている。ここで、しきい値設定部８３ｃは、カウンタ８３ａからゲート信号ＳＧが出力される時のカウント値のしきい値ＴＨを設定することができる。
【００９１】
そして、カウンタ８３ａのカウント値がしきい値ＴＨに到達すると、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００９２】
ここで、安全監視入力装置９３にしきい値ＴＨを設けることにより、パルス列信号Ｓ０からパルス列信号Ｓ１に切り替わったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００９３】
実施の形態１１．
図１６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。図１６において、この安全監視入力装置１０３には、図１３の安全監視入力装置８３の構成に加え、故障検出部８３ｄが設けられている。ここで、故障検出部８３ｄは、カウンタ８３ａによるカウント値に基づいて、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１が伝送される経路の故障状態を検出することができる。
【００９４】
図１７は、図１６の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１７において、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【００９５】
さらに、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、非常停止ボタン８６のオン／オフに依存することなく、入力端子Ｘ０に到達する信号はハイレベルまたはロウレベルに固定される。
【００９６】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ１以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００９７】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ１に満たず、かつしきい値ＴＨ２以上の場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００９８】
一方、入力端子Ｘ０に到達する信号はハイレベルまたはロウレベルに固定され、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値がしきい値ＴＨ２に満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００９９】
また、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値は、故障検出部８３ｄに出力される。そして、故障検出部８３ｄにおいて、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値がしきい値ＴＨ２に満たない場合、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路が故障状態であると判定される。
【０１００】
なお、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ１以上になるように、しきい値ＴＨ１を設定することができる。また、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ１に満たず、かつ所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ２以上になるように、しきい値ＴＨ２を設定することができる。
【０１０１】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態および故障状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態および故障状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態および故障状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【０１０２】
実施の形態１２．
図１８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１２の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。なお、この実施の形態１２では、図１３の安全監視入力装置８３と同様の構成を用いることができる。ただし、図１３の安全監視入力装置８３では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。これに対して、この実施の形態１２では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。
【０１０３】
図１８において、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【０１０４】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりの回数が所定時間Ｈ２内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【０１０５】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりの回数が所定時間Ｈ２内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨに満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【０１０６】
なお、所定時間Ｈ２内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりの回数がしきい値ＴＨ以上になり、所定時間Ｈ２内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりの回数がしきい値ＴＨに満たないように、しきい値ＴＨを設定することができる。
【０１０７】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【０１０８】
なお、図１８の実施の形態１２では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりの回数を所定時間Ｈ２内にカウントする方法について説明したが、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち下がりの回数を所定時間Ｈ２内にカウントするようにしてもよい。
【０１０９】
図１９は、図１８の安全監視入力装置のブリッジ発生時の信号波形を示すタイミングチャートである。図１９において、パルス列信号Ｓ１の周期Ｈ１がパルス列信号Ｓ０の周期Ｈ０の２倍であるものとする。そして、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートすると、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされ、このワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた信号がカウンタ８３ａに入力される。
【０１１０】
ここで、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた場合においても、この信号の立ち上がりのみまたは立ち下がりのみの周期は、パルス列信号Ｓ１の周期Ｈ１と同じになる。このため、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントすることにより、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートした場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【０１１１】
なお、上述した実施の形態１〜８では、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを送出し、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出されない時を非安全状態と判定する方法について説明した。これらの実施の形態１〜８において、図１３に示すように、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を送出し、パルス列信号Ｓ０が安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓ１が安全監視入力装置１３、１３´２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を非安全状態と判定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上述した実施の形態３〜８では、安全監視入力装置２３、３３、４３、５３、６３、７３とは別個にパルス列信号発生部１８を設ける方法について説明したが、安全監視入力装置２３、３３、４３、５３、６３、７３にパルス列信号発生部１８を内蔵するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施の形態９〜１２では、安全監視入力装置８３、９３、１０３とは別個にパルス列信号発生部８８を設ける方法について説明したが、安全監視入力装置８３、９３、１０３にパルス列信号発生部８８を内蔵するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上述した実施の形態４〜１２では、安全状態を示す信号を出力させるために、安全監視入力装置３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３にゲート回路１３ｂ、４３ｂ、６３ｂ、８３ｂを設ける方法について説明したが、図５に示すように、ゲート回路１３ｂ、４３ｂ、６３ｂ、８３ｂの代わりにラッチ回路２３ｂを安全監視入力装置３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３に設けるようにしてもよい。
【０１１５】
また、上述した実施の形態１〜４では、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて、タイマ１３ａ、４３ａの計時値をリセットさせる方法について説明したが、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみに基づいて、タイマ１３ａ、４３ａの計時値をリセットさせるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述した実施の形態７、８では、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力する方法について説明したが、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように本発明に係る安全監視入力装置は、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能となり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減する方法に適している。
【符号の説明】
【０１１８】
１１ コントローラ、１２ 安全制御装置、１３，１３´，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３ 安全監視入力装置、１４ ロボット、１５ 通信ネットワーク、１６，８６ 非常停止ボタン、１７，８７ パルス列信号発生装置、１８，８８ パルス列信号発生部、１３ａ，２３ａ，６３ａ タイマ、１３ｂ，４３ｂ，６３ｂ，８３ｂ ゲート回路、２３ｂ ラッチ回路、１３ｃ タイムアップ値設定部、４３ａ デカップリング回路、４３ｃ 時定数設定部、６３ｃ，８３ａ カウンタ、６３ｄ 立ち上がり検出部、８３ｃ しきい値設定部、８３ｄ 故障検出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全監視入力装置に関し、特に、自動車、液晶、半導体などの製造設備が安全に稼動されているかどうかを監視する安全監視入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、液晶、半導体などの製造分野では、搬送ラインや溶接ロボットなどの製造設備が安全に稼動されているかどうかを監視するために、高電位などのエネルギーの高い状態に維持された信号経路を構築し、その信号経路が遮断されたかどうかを検出することが行われている。ここで、エネルギーの高い状態に維持された信号経路が遮断された場合に、その信号経路のエネルギー状態を監視する安全監視入力装置自体に故障があると、製造設備を緊急停止させることができなくなり、安全性が損なわれることがある。このため、従来の安全監視入力装置では、安全監視入力装置のダークテストを行い、緊急時などに製造設備を安全に停止させることができるかどうかの診断が行われていた。
【０００３】
また、特許文献１には、駆動信号のパルス周期よりも十分に短い周期のサンプリング信号のタイミングにより制御信号及び検出信号を比較し、比較結果が不一致となる状態が所定期間以上継続したときにソレノイドの故障を判定する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、出力信号の出力に続いてクロック出力をＣＰＵから出力させ、この出力信号を遮断するゲートと、クロック出力が正常であるか否かを確認して正常であればゲートを開いて出力信号を出力させる方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、セーフティドアスイッチなどの入力機器からの安全入力および他のセーフティコントローラからの論理接続用の内部安全入力に基づいて、マグネットコンタクタなどの安全出力制御対象に対する安全出力を制御するＣＰＵを設け、そのＣＰＵは、内部安全入力が正常であるか否かを判定し、異常時には機械設備の稼動を禁止する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−８４６３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３０７６０１号公報
【特許文献３】特開２００５−１５７６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の安全監視入力装置では、安全状態では、安全状態の監視に使用される信号経路がエネルギーの高い状態に設定され、非安全状態では、安全状態の監視に使用される信号経路がエネルギーの低い状態に設定される。そのため、非安全状態時に製造設備を緊急停止させることができるかどうかを確認するには、安全状態時に安全状態の監視に使用される信号経路を遮断し、その信号経路のエネルギーの低い状態を検出することができるかどうかを確認する必要があり、診断間隔が短くなると、診断を行うプロセッサの負荷が大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に開示された方法では、ソレノイドの故障を判定する制御信号が駆動回路に直接入力され、制御信号がソレノイドの駆動状態に影響を及ぼすことがあるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２、３に開示された方法では、パルス列信号が送受される経路が、駆動回路の入力信号系とは別個に設けられている。このため、駆動回路の入力信号系が安全状態にあるかどうかを判別することができず、駆動回路の入力信号系に異常があると、フェイルセーフリレーを遮断することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能な安全監視入力装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１が適用される製造設備の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、図１６の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１８】図１８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１２の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１９は、図１８の安全監視入力装置のブリッジ発生時の信号波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１が適用される製造設備の概略構成を示すブロック図である。図１において、例えば、自動車、液晶、半導体などの製造ラインには、搬送を行ったり、溶接を行ったりするロボット１４が配置されているものとする。そして、ロボット１４には、ロボット１４の動作を制御するコントローラ１１が設けられている。
【００１６】
また、ロボット１４の近傍には、非常時などにロボット１４の停止を指示する非常停止ボタン１６が設置されている。なお、非常時などにロボット１４の停止を指示するために、非常停止ボタン１６の他、ライトカーテンや人体感知センサなどを用いるようにしてもよい。また、製造ラインには、非常停止ボタン１６がオンされたかどうかを検出することで、現在の状態が安全状態にあるか非安全状態にあるかを監視する安全監視入力装置１３が設けられている。また、安全監視入力装置１３にて非安全状態にあると判断された場合、ロボット１４の動作を停止させる安全制御装置１２が設けられている。
【００１７】
また、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路上には、その信号経路にパルス列信号Ｓを送出するパルス列信号発生装置１７が設けられている。ここで、パルス列信号発生装置１７には、パルス列信号Ｓを発生するパルス列信号発生部１８が設けられている。
【００１８】
そして、コントローラ１１、安全制御装置１２および安全監視入力装置１３は、通信ネットワーク１５を介して互いに接続され、互いに信号をやり取りできるように構成されている。なお、通信ネットワーク１５としては、例えば、イーサネット（登録商標）を用いることができる。また、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０は、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に接続されている。
【００１９】
ここで、安全監視入力装置１３は、パルス列信号発生装置１７から送出されたパルス列信号Ｓの検出結果に基づいて、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を判定することができる。
【００２０】
そして、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０を介し、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓが送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフの場合、そのパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力され、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出される。そして、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定時間内にどの程度の頻度で含まれるかが判定され、その立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出された場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路は安全状態であると判定される。
【００２１】
そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が安全状態であると判定されると、安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１を通常動作させる。
【００２２】
一方、安全監視入力装置１３において、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出されなかった場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路は非安全状態であると判定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が非安全状態であると判定されると、非安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、非安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１に現在の状態が非安全状態にあることを通知する。そして、コントローラ１１は、現在の状態が非安全状態にあるという通知を受け取ると、ロボット１４の動作を強制的に停止する。
【００２３】
そして、非常時などに非常停止ボタン１６にてオフされると、パルス列信号Ｓが伝送される信号経路が遮断される。この結果、パルス列信号発生装置１７の出力端子Ｔ０を介して送出されたパルス列信号Ｓは、安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力されないようになる。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３の入力端子Ｘ０に入力されなくなると、入力端子Ｘ０はロウレベルに固定され、入力端子Ｘ０を介して検出されたパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが所定範囲内の頻度で検出されなくなる。
【００２４】
このため、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路が非安全状態であると判定され、非安全状態を示す信号が安全監視入力装置１３の出力端子ＲＸ０を介して安全制御装置１２に送られる。そして、非安全状態を示す信号が安全制御装置１２に送られると、安全制御装置１２は、コントローラ１１に現在の状態が非安全状態にあることを通知する。そして、コントローラ１１は、現在の状態が非安全状態にあるという通知を受け取ると、ロボット１４の動作を強制的に停止する。
【００２５】
図２は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図２において、安全監視入力装置１３には、タイマ１３ａおよびゲート回路１３ｂが設けられている。
【００２６】
ここで、タイマ１３ａは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路１３ｂは、タイマ１３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。なお、ゲート回路１３ｂとしては、例えば、ゲート信号ＳＧがベースに入力され、コレクタが電源に接続され、安全状態の時にはエミッタがハイレベル、非安全状態の時にはエミッタがロウレベルになるバイポーラトランジスタを用いるようにしてもよい。あるいは、ゲート回路１３ｂとして、例えば、ゲート信号ＳＧがゲートに入力され、ドレインが電源に接続され、安全状態の時にはソースがハイレベル、非安全状態の時にはソースがロウレベルになる電界効果トランジスタを用いるようにしてもよい。
【００２７】
そして、図１のパルス列信号発生部１８にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフの場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障が発生してない場合、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してタイマ１３ａに入力される。そして、パルス列信号Ｓがタイマ１３ａに入力されると、そのパルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいてタイマ１３ａの計時値がリセットされ、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧが出力される。そして、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧが出力されると、ゲート回路１３ｂから安全状態を示す信号が出力される。
【００２８】
一方、非常停止ボタン１６がオンされた場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障が発生すると、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定されると、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりがタイマ１３ａにて検出されなくなり、タイマ１３ａの計時値がリセットされなくなるため、タイマ１３ａの計時値がカウントアップする。そして、タイマ１３ａの計時値がカウントアップすると、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧの出力が停止される。そして、タイマ１３ａからのゲート信号ＳＧの出力が停止されると、ゲート回路１３ｂから非安全状態を示す信号が出力される。
【００２９】
図３は、図２の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図３において、図１のパルス列信号発生部１８では、パルス列信号Ｓが発生され、出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフで、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、パルス列信号Ｓが入力端子Ｘ０に到達する。
【００３０】
そして、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００３１】
一方、非常停止ボタン１６がオンした場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりがタイマ１３ａにて検出されなくなる。そして、タイマ１３ａの計時値がリセットされなくなると、タイマ１３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達し、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００３２】
これにより、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを出力することで、その信号経路の安全状態を監視することが可能となる。このため、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図４において、安全監視入力装置１３´には、図２の安全監視入力装置１３の構成に加え、パルス列信号発生部１８が設けられている。そして、安全監視入力装置１３´の出力端子Ｔ０は、非常停止ボタン１６を介して安全監視入力装置１３´の入力端子Ｘ０に接続されている。
【００３４】
そして、安全監視入力装置１３´にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置１３´に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３´に入力されると、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００３５】
一方、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなると、タイマ１３ａの計時値がカウントアップし、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００３６】
ここで、安全監視入力装置１３´にパルス列信号発生部１８を設けることにより、安全監視入力装置１３´とは別個に図１のパルス列信号発生装置１７を用意する必要がなくなり、安全監視システムのコストダウンを図ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
図５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。図５において、安全監視入力装置２３には、タイマ２３ａおよびラッチ回路２３ｂが設けられている。
【００３８】
ここで、タイマ２３ａは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ラッチ回路２３ｂは、タイマ１３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を保持することができる。なお、ラッチ回路２３ｂは、例えば、マイクロプロセッサにて実現するようにしてもよい。
【００３９】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置２３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置２３に入力されると、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて計時値がリセットされ、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号がラッチ回路２３ｂに保持される。
【００４０】
一方、タイマ１３ａにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなると、タイマ１３ａの計時値がカウントアップし、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、パルス列信号Ｓが伝送される経路の非安全状態を示す信号がラッチ回路２３ｂに保持される。
【００４１】
ここで、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態または非安全状態を示す信号をラッチ回路２３ｂに保持させることにより、その信号のデータ形式を変換して出力することが可能となり、安全監視システムの様々の仕様に適合させることができる。
【００４２】
実施の形態４．
図６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図６において、この安全監視入力装置３３には、図２の安全監視入力装置１３の構成に加え、タイムアップ値設定部１３ｃが設けられている。ここで、タイムアップ値設定部１３ｃは、タイマ１３ａにて計時される計時値がタイムアップしたことを示すタイムアップ値ＴＰを設定することができる。
【００４３】
そして、タイマ１３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達すると、タイマ１３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路１３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００４４】
ここで、安全監視入力装置３３にタイムアップ値設定部１３ｃを設けることにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００４５】
実施の形態５．
図７は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。図７において、安全監視入力装置４３には、デカップリング回路４３ａおよびゲート回路４３ｂが設けられている。
【００４６】
ここで、デカップリング回路４３ａは、容量結合された経路を伝送されるパルス列信号Ｓに基づいて、ゲート信号ＳＧを出力することができる。なお、デカップリング回路４３ａとしては、例えば、コンデンサを用いることができる。ゲート回路４３ｂは、デカップリング回路４３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。
【００４７】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置４３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置４３に入力されると、デカップリング回路４３ａにおいて、ゲート信号ＳＧの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度に応じてゲート信号ＳＧのレベルが設定される。
【００４８】
例えば、デカップリング回路４３ａがコンデンサから構成されるものとすると、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が高い場合、パルス列信号Ｓにてコンデンサを充電させることができ、ゲート信号ＳＧのレベルをハイレベルにすることができる。一方、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が低い場合、パルス列信号Ｓにてコンデンサが充電されなくなり、ゲート信号ＳＧのレベルをロウレベルにすることができる。
【００４９】
そして、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００５０】
一方、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００５１】
これにより、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを出力することで、その信号経路の安全状態を監視することが可能となる。このため、図１の非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００５２】
実施の形態６．
図８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。図８において、この安全監視入力装置５３には、図７の安全監視入力装置４３の構成に加え、時定数設定部４３ｃが設けられている。ここで、時定数設定部４３ｃは、デカップリング回路４３ａの時定数を設定することができる。
【００５３】
そして、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの頻度が時定数で決まる値に到達しなくなると、デカップリング回路４３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路４３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００５４】
ここで、安全監視入力装置５３に時定数設定部４３ｃを設けることにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりが検出されなくなったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図９は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。図９において、安全監視入力装置６３には、カウンタ６３ｃ、タイマ６３ａおよびゲート回路６３ｂが設けられている。
【００５６】
ここで、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力することができる。タイマ６３ａは、カウンタ６３ｃから出力されたリセット信号ＲＳに基づいて計時値をリセットし、計時値がタイムアップするまでゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路６３ｂは、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。
【００５７】
そして、図１のパルス列信号発生装置１７にて発生されたパルス列信号Ｓは、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓは、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置６３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置６３に入力されると、カウンタ６３ｃにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、リセット信号ＲＳが出力される。
【００５８】
そして、リセット信号ＲＳがカウンタ６３ｃから出力されると、タイマ６３ａの計時値がリセットされ、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００５９】
一方、カウンタ６３ｃにおいて、カウント値がしきい値に満たない場合、リセット信号ＲＳの出力が停止される。そして、リセット信号ＲＳの出力が停止されると、タイマ６３ａの計時値がリセットされることなくタイマ６３ａの計時が継続される。そして、タイマ６３ａの計時値がタイムアップすると、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００６０】
図１０は、図９の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１０において、図１のパルス列信号発生部１８では、パルス列信号Ｓが発生され、出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、非常停止ボタン１６がオフで、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、パルス列信号Ｓが入力端子Ｘ０に到達する。
【００６１】
そして、カウンタ６３ｃにおいて、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、リセット信号ＲＳのレベルが変化する。
【００６２】
そして、リセット信号ＲＳのレベルが変化すると、タイマ６３ａの計時値がリセットされ、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００６３】
一方、非常停止ボタン１６がオンした場合または非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定される。そして、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路を伝送される信号がロウレベルまたはハイレベルに固定されると、カウンタ６３ｃにおいて、所定時間内にカウントされるカウント値がしきい値に満たなくなる。そして、カウンタ６３ｃにおいて、カウント値がしきい値に満たない場合、リセット信号ＲＳのレベルが変化しないようになる。
【００６４】
そして、リセット信号ＲＳのレベルが変化しないようになると、タイマ６３ａの計時値がリセットされることなくタイマ６３ａの計時が継続され、タイマ６３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達する。そして、タイマ６３ａの計時値がタイムアップ値ＴＰに到達すると、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化する。そして、タイマ６３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化すると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００６５】
ここで、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりまたは立ち下がりが１回発生しただけで、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができる。このため、電源をオフしたタイミングでパルス列信号Ｓの立ち下がりが１回だけ発生したり、電源をオンしたタイミングでパルス列信号Ｓの立ち上がりが１回だけ発生した場合においても、安全状態を維持することが可能となり、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００６６】
あるいは、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを２回だけ連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。これにより、電源をオン／オフした際に１発分のパルス列信号Ｓが発生した場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００６７】
あるいは、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりを３回だけ連続して検出した時に、リセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。
【００６８】
実施の形態８．
図１１は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。図１１において、この安全監視入力装置７３には、図９の安全監視入力装置６３の構成に加え、立ち上がり検出部６３ｄが設けられている。ここで、立ち上がり検出部６３ｄは、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にある場合、パルス列信号Ｓの立ち上がりを１回だけ検出した時に、パルス列信号Ｓが伝送される経路の安全状態を示す信号をゲート回路６３ｂに出力させることができる。
【００６９】
図１２は、図１１の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１２において、非常停止ボタン１６がオンにされると、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧがロウレベルになる。このため、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００７０】
また、タイマ６３ａから出力されたゲート信号ＳＧは、立ち上がり検出部６３ｄに入力され、ゲート信号ＳＧがロウレベルになると、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にあると判定される。
【００７１】
そして、非常停止ボタン１６がオフにされると、パルス列信号Ｓが、入力端子Ｘ０を介して安全監視入力装置７３に入力される。そして、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置７３に入力されると、立ち上がり検出部６３ｄにてパルス列信号Ｓの立ち上がりが検出される。そして、パルス列信号Ｓが伝送される経路が非安全状態にある時に、パルス列信号Ｓの立ち上がりが立ち上がり検出部６３ｄにて１回だけ検出されると、ゲート信号ＳＧをハイレベルにするようにタイマ６３ａに指示する。そして、タイマ６３ａにてゲート信号ＳＧがハイレベルにされると、ゲート回路６３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００７２】
これにより、パルス列信号Ｓの立ち上がりを１回だけ検出することで、非安全状態から安全状態に移行させることができ、安全状態の検出を高速化することができる。このため、非安全状態の時に図１のロボット１４の動作が停止されていた場合においても、安全状態への移行とともに、図１のロボット１４の動作を速やかに復帰させることができ、製造設備の稼働時間を増大させることができる。
【００７３】
実施の形態９．
図１３は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。図１３において、安全監視入力装置８３には、カウンタ８３ａおよびゲート回路８３ｂが設けられている。一方、パルス列信号発生装置８７には、互いに周期の異なるパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を発生するパルス列信号発生部８８が設けられるとともに、パルス列信号Ｓ０が出力される出力端子Ｔ０、パルス列信号Ｓ１が出力される出力端子Ｔ１が設けられている。
【００７４】
そして、安全監視入力装置８３の入力端子Ｘ０は、非常停止ボタン８６を介して出力端子Ｔ０、Ｔ１のいずれか一方に接続される。例えば、非常停止ボタン８６がオフされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ０に接続され、非常停止ボタン８６がオンされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ１に接続されることができる。
【００７５】
ここで、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。ゲート回路８３ｂは、カウンタ８３ａから出力されたゲート信号ＳＧに基づいて、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力することができる。なお、パルス列信号Ｓ０の周期は、パルス列信号Ｓ１の周期よりも小さくなるように設定することができる。
【００７６】
そして、非常停止ボタン８６がオフされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ０に接続される。そして、パルス列信号発生部８８にて発生されたパルス列信号Ｓ０は、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ０を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓ０は、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力される。
【００７７】
そして、パルス列信号Ｓ０がカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００７８】
一方、非常停止ボタン８６がオンされた場合、入力端子Ｘ０は、出力端子Ｔ１に接続される。そして、パルス列信号発生部８８にて発生されたパルス列信号Ｓ１は、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に出力端子Ｔ１を介して送出される。そして、その信号経路に送出されたパルス列信号Ｓ１は、その信号経路を介して伝送され、入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力される。
【００７９】
そして、パルス列信号Ｓ１がカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間内にカウントされ、そのカウント値がしきい値に満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００８０】
図１４は、図１３の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１４において、図１３のパルス列信号発生部８８では、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０および周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が発生され、出力端子Ｔ０、Ｔ１をそれぞれ介して送出される。なお、周期Ｈ０は、周期Ｈ１よりも小さくなるように設定することができる。
【００８１】
そして、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【００８２】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００８３】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨに満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００８４】
なお、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ以上になり、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨに満たないように、しきい値ＴＨを設定することができる。
【００８５】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【００８６】
なお、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりまたは立ち下がりが１回発生しただけで、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができる。このため、電源をオフしたタイミングでパルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち下がりが１回だけ発生したり、電源をオンしたタイミングでパルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりが１回だけ発生した場合においても、安全状態を維持することが可能となり、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８７】
あるいは、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを２回だけ連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、電源をオン／オフした際に１発分のパルス列信号Ｓ０、Ｓ１が発生した場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８８】
あるいは、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりを３回だけ連続して検出した時に、ゲート信号ＳＧを出力するようにしてもよい。これにより、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートした際に、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００８９】
また、上述した実施の形態９では、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を送出し、パルス列信号Ｓ０が安全監視入力装置８３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓ１が安全監視入力装置８３にて検出された時を非安全状態と判定する方法について説明した。この実施の形態９において、図１に示すように、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを送出し、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置８３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置８３にて検出されない時を非安全状態と判定するようにしてもよい。
【００９０】
実施の形態１０．
図１５は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。図１５において、この安全監視入力装置９３には、図１３の安全監視入力装置８３の構成に加え、しきい値設定部８３ｃが設けられている。ここで、しきい値設定部８３ｃは、カウンタ８３ａからゲート信号ＳＧが出力される時のカウント値のしきい値ＴＨを設定することができる。
【００９１】
そして、カウンタ８３ａのカウント値がしきい値ＴＨに到達すると、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルからロウレベルに変化し、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされる。
【００９２】
ここで、安全監視入力装置９３にしきい値ＴＨを設けることにより、パルス列信号Ｓ０からパルス列信号Ｓ１に切り替わったら直ぐに安全状態をオフにすることができる。このため、安全状態から非安全状態に移行させる時のタイムラグを短くすることができ、製造設備の正常動作に支障をきたすことなく、製造設備の安全性を向上させることができる。
【００９３】
実施の形態１１．
図１６は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。図１６において、この安全監視入力装置１０３には、図１３の安全監視入力装置８３の構成に加え、故障検出部８３ｄが設けられている。ここで、故障検出部８３ｄは、カウンタ８３ａによるカウント値に基づいて、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１が伝送される経路の故障状態を検出することができる。
【００９４】
図１７は、図１６の安全監視入力装置の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。図１７において、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【００９５】
さらに、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がある場合、非常停止ボタン８６のオン／オフに依存することなく、入力端子Ｘ０に到達する信号はハイレベルまたはロウレベルに固定される。
【００９６】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ１以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【００９７】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数が所定時間Ｈ内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ１に満たず、かつしきい値ＴＨ２以上の場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００９８】
一方、入力端子Ｘ０に到達する信号はハイレベルまたはロウレベルに固定され、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値がしきい値ＴＨ２に満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【００９９】
また、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値は、故障検出部８３ｄに出力される。そして、故障検出部８３ｄにおいて、カウンタ８３ａにて所定時間Ｈ内にカウントされたカウント値がしきい値ＴＨ２に満たない場合、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路が故障状態であると判定される。
【０１００】
なお、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ１以上になるように、しきい値ＴＨ１を設定することができる。また、所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ１に満たず、かつ所定時間Ｈ内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数がしきい値ＴＨ２以上になるように、しきい値ＴＨ２を設定することができる。
【０１０１】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態および故障状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態および故障状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態および故障状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【０１０２】
実施の形態１２．
図１８は、本発明に係る安全監視入力装置の実施の形態１２の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。なお、この実施の形態１２では、図１３の安全監視入力装置８３と同様の構成を用いることができる。ただし、図１３の安全監視入力装置８３では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。これに対して、この実施の形態１２では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてゲート信号ＳＧを出力することができる。
【０１０３】
図１８において、図１３の非常停止ボタン８６がオフで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０に到達する。一方、非常停止ボタン８６がオンで、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路に故障がない場合、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０に到達する。
【０１０４】
そして、周期Ｈ０のパルス列信号Ｓ０が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ０の立ち上がりの回数が所定時間Ｈ２内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨ以上の場合、ゲート信号ＳＧがハイレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがハイレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオンにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がハイレベルに設定される。
【０１０５】
一方、周期Ｈ１のパルス列信号Ｓ１が入力端子Ｘ０を介してカウンタ８３ａに入力されると、パルス列信号Ｓ１の立ち上がりの回数が所定時間Ｈ２内にカウントされ、そのカウント値がしきい値ＴＨに満たない場合、ゲート信号ＳＧがロウレベルに維持される。そして、カウンタ８３ａから出力されるゲート信号ＳＧがロウレベルに維持されると、ゲート回路８３ｂにて安全状態がオフにされ、出力端子ＲＸ０から出力される信号がロウレベルに設定される。
【０１０６】
なお、所定時間Ｈ２内のパルス列信号Ｓ０の立ち上がりの回数がしきい値ＴＨ以上になり、所定時間Ｈ２内のパルス列信号Ｓ１の立ち上がりの回数がしきい値ＴＨに満たないように、しきい値ＴＨを設定することができる。
【０１０７】
これにより、非常停止ボタン８６によるオン／オフに応じてパルス列信号Ｓ０またはパルス列信号Ｓ１のいずれか一方を選択させることにより、その信号経路の安全状態を監視させることが可能となる。このため、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路の安全状態を監視するために、その信号経路を遮断する必要がなくなり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減することができる。
【０１０８】
なお、図１８の実施の形態１２では、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりの回数を所定時間Ｈ２内にカウントする方法について説明したが、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち下がりの回数を所定時間Ｈ２内にカウントするようにしてもよい。
【０１０９】
図１９は、図１８の安全監視入力装置のブリッジ発生時の信号波形を示すタイミングチャートである。図１９において、パルス列信号Ｓ１の周期Ｈ１がパルス列信号Ｓ０の周期Ｈ０の２倍であるものとする。そして、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートすると、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされ、このワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた信号がカウンタ８３ａに入力される。
【０１１０】
ここで、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１がワーヤードＯＲまたはＡＮＤされた場合においても、この信号の立ち上がりのみまたは立ち下がりのみの周期は、パルス列信号Ｓ１の周期Ｈ１と同じになる。このため、カウンタ８３ａは、パルス列信号Ｓ０、Ｓ１の立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントすることにより、パルス列信号Ｓ０が伝送される経路とパルス列信号Ｓ１が伝送される経路とがショートした場合においても、非安全状態から安全状態に移行されるのを防止することができ、製造設備の安全性を向上させることができる。
【０１１１】
なお、上述した実施の形態１〜８では、非常停止ボタン１６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓを送出し、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓが安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出されない時を非安全状態と判定する方法について説明した。これらの実施の形態１〜８において、図１３に示すように、非常停止ボタン８６にてオン／オフされる信号経路にパルス列信号Ｓ０、Ｓ１を送出し、パルス列信号Ｓ０が安全監視入力装置１３、１３´、２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を安全状態、パルス列信号Ｓ１が安全監視入力装置１３、１３´２３、３３、４３、５３、６３、７３にて検出された時を非安全状態と判定するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上述した実施の形態３〜８では、安全監視入力装置２３、３３、４３、５３、６３、７３とは別個にパルス列信号発生部１８を設ける方法について説明したが、安全監視入力装置２３、３３、４３、５３、６３、７３にパルス列信号発生部１８を内蔵するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施の形態９〜１２では、安全監視入力装置８３、９３、１０３とは別個にパルス列信号発生部８８を設ける方法について説明したが、安全監視入力装置８３、９３、１０３にパルス列信号発生部８８を内蔵するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上述した実施の形態４〜１２では、安全状態を示す信号を出力させるために、安全監視入力装置３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３にゲート回路１３ｂ、４３ｂ、６３ｂ、８３ｂを設ける方法について説明したが、図５に示すように、ゲート回路１３ｂ、４３ｂ、６３ｂ、８３ｂの代わりにラッチ回路２３ｂを安全監視入力装置３３、４３、５３、６３、７３、８３、９３、１０３に設けるようにしてもよい。
【０１１５】
また、上述した実施の形態１〜４では、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりに基づいて、タイマ１３ａ、４３ａの計時値をリセットさせる方法について説明したが、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみに基づいて、タイマ１３ａ、４３ａの計時値をリセットさせるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述した実施の形態７、８では、カウンタ６３ｃは、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力する方法について説明したが、パルス列信号Ｓの立ち上がりおよび立ち下がりのいずれか一方のみの回数を所定時間内にカウントし、そのカウント値に基づいてリセット信号ＲＳを出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように本発明に係る安全監視入力装置は、安全状態の監視に使用される信号経路を遮断することなく、その信号経路の安全状態を監視することが可能となり、システム全体の応答時間よりも短い周期で安全状態の診断を行う必要がなくなることから、その信号経路の安全状態の診断にかかる負荷を低減する方法に適している。
【符号の説明】
【０１１８】
１１ コントローラ、１２ 安全制御装置、１３，１３´，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３ 安全監視入力装置、１４ ロボット、１５ 通信ネットワーク、１６，８６ 非常停止ボタン、１７，８７ パルス列信号発生装置、１８，８８ パルス列信号発生部、１３ａ，２３ａ，６３ａ タイマ、１３ｂ，４３ｂ，６３ｂ，８３ｂ ゲート回路、２３ｂ ラッチ回路、１３ｃ タイムアップ値設定部、４３ａ デカップリング回路、４３ｃ 時定数設定部、６３ｃ，８３ａ カウンタ、６３ｄ 立ち上がり検出部、８３ｃ しきい値設定部、８３ｄ 故障検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、
前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備えることを特徴とする安全監視入力装置。
【請求項２】
前記デカップリング回路の時定数を設定する時定数設定部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の安全監視入力装置。
【請求項１】
容量結合された経路を伝送されるパルス列信号に基づいて、ゲート信号を出力するデカップリング回路と、
前記ゲート信号に基づいて、前記パルス列信号が伝送される経路の安全状態を示す信号を出力するゲート回路とを備えることを特徴とする安全監視入力装置。
【請求項２】
前記デカップリング回路の時定数を設定する時定数設定部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の安全監視入力装置。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２４８２３２（Ｐ２０１２−２４８２３２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０８４４１（Ｐ２０１２−２０８４４１）
【出願日】平成２４年９月２１日（２０１２．９．２１）
【分割の表示】特願２００９−１００２８８（Ｐ２００９−１００２８８）の分割
【原出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２１日（２０１２．９．２１）
【分割の表示】特願２００９−１００２８８（Ｐ２００９−１００２８８）の分割
【原出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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