JP4072695B2 - 安全コントローラシステム - Google Patents

Description

本発明は、安全コントローラ局と安全リモート局とをネットワークを介して結んでなる安全コントローラシステム、並びに、その構成要素に関するものである。

労働安全意識の高まりと共に、種々の安全コントローラ（セーフティコントローラ）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、安全コントローラ局と安全リモート局とをネットワークを介して結んでなる安全コントローラシステムについても従来より知られている。

この種の安全コントローラシステムは、安全コントローラ局と安全リモート局とをネットワークを介して結んでなると共に、両局間ではサイクリックにデータ通信が行われ、かつ安全リモート局からのデータ送信周期に比べて、安全コントローラ側における受信データの読出周期は十分に長いものとされている。これは、様々な複雑な制御のために、安全コントローラの側では多数のタスクを１サイクルとして実行せねばならないことに対し、安全リモート局の側にあっては、単に入力機器の側から読み込まれた入力データを、安全化処理した後、安全コントローラ局へ宛てて送信するだけであるから、その制御サイクルは比較的短くて済むことに起因する。

ところで、安全リモート局には、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第１チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第１チャネル側入力端子部と、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第２チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第２チャネル側入力端子部と、第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部と、第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部とが具備されている。これは、デュアルモードで動作する安全仕様の入力機器を対象とするためである。

一方、安全リモート局に内蔵されたマイクロコンピュータでは、第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータを参照することにより、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データを安全化処理し、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータを参照することにより、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データを安全化処理するチャネル別安全化処理手段としての機能を実現する。

ここで、ステータスデータ参照による安全化処理とは、ステータスデータが異常なしを示すときには、安全化処理対象となる入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、ステータスデータが異常ありを示すときには、安全化処理対象となる入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定するものである。

このようなリモート局の処理を示すフローチャートが図９に示されている。同図においてステップ９０１においては、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データであるチャネルＡポート入力データ、第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータであるチャネルＡポートステータス、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データであるチャネルＢポート入力データ、第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータであるチャネルＢポートステータスの読み込みがそれぞれ行われる。

続くステップ９０２においては、チャネルＡステータスを参照することにより、チャネルＡポート入力データに対する安全化処理が実行される。すなわち、チャネルＡステータスが異常なしを示すときには、チャネルＡポート入力データの論理値はそのまま受け入れられるのに対し、チャネルＡステータスが異常ありを示すときには、チャネルＡポート入力データの論理値は強制的にＯＦＦとされる。こうして得られた、安全化処理後のチャネルＡポート入力データは、チャネルＡステータスと共に、データ出力（バッファメモリへの格納）される（ステップ９０３，９０４）。

続くステップ９０５においては、チャネルＢポートステータスを参照することにより、チャネルＢポート入力データに対する安全化処理が実行される。すなわち、チャネルＢポートステータスが異常なしを示すときには、チャネルＢポート入力データの論理値はそのまま受け入れられるのに対し、チャネルＢポートステータスが異常ありを示すときには、チャネルＢポート入力データの論理値は、強制的にＯＦＦとされる。こうして得られた安全化処理後のチャネルＢポート入力データは、チャネルＢポートステータスと共に、データ出力（バッファへの格納）される（ステップ９０６，９０７）。

しかる後、こうして得られた安全化処理後のチャネルＡポート入力データ及びチャネルＢポート入力データは、チャネルＡポートステータス及びチャネルＢポートステータスと共に、コントローラ局に宛ててネットワーク上に送信される（ステップ９０８）。

一方、安全コントローラの側では、安全リモート局から送られてくる第１チャネル及び第２チャネルの安全化処理された入力データを受信する受信手段と、受信手段により受信された安全化処理後の第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積を参照してさらに安全化処理するチャネル統合安全化処理手段（マイクロコンピュータによりソフトウェア的に実現される）とが設けられる。

すなわち、コントローラ局の処理を示すフローチャートが図１０に示されている。同図において、ステップ１００１においては、スレーブ局よりデータを受信する。続くステップ１００２においては、チャネルＡポート入力データ、チャネルＡポートステータス、チャネルＢポート入力データ、チャネルＢポートステータスをそれぞれ読み出す。

続くステップ１００３においては、チャネルＡポートステータスとチャネルＢポートステータスとの論理積を参照し、論理積が成立するか否かを判定する。ここで論理積が成立する場合には（ステップ１００３ＹＥＳ）、ステップ１００４へと進むのに対し、論理積が成立しない場合には（ステップ１００３ＮＯ）、ステップ１００５へと進む。

ステップ１００４においては、チャネルＡポート入力データ及びチャネルＢポート入力データの各論理値はそのまま受け入れられるのに対し、ステップ１００５においては、チャネルＡポート入力データ及びチャネルＢポート入力データは、いずれも強制的にＯＦＦとされる。

こうしてチャネル統合安全化処理されたチャネルＡポート入力データ及びチャネルＢポート入力データは、データ出力（バッファへ格納）される（ステップ１００４，１００５）。
特開２００４−２９７９９７公報

しかしながら、このような従来の安全コントローラシステムにあっては、チャネル別安全化処理については安全スレーブ局側で行うものの、チャネル統合安全化処理については安全コントローラ側に行わせるようにしていたため、１台の安全コントローラ局に対してネットワーク上に多数の安全リモート局が接続されるような安全コントローラシステムにおいては、安全コントローラ局側においてチャネル統合安全化処理の負担が大きくなり、安全コントローラ局における他のタスクへの実行に影響を及ぼすという問題点がある。

加えて、先に述べたように、安全スレーブ局における制御サイクルに比べ、安全コントローラ局における制御サイクルは長いため、安全スレーブ局が受け付ける２チャンネルのデータに位相差が存在すると、その位相差は、さらに拡大されて安全コントローラ局へと伝わることとなり、その結果、両チャネルの位相差拡大によって、安全コントローラ局におけるチャネル統合安全化処理に支障を来すという問題もある。

この発明は、従来の安全コントローラシステムにおける上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、１台の安全コントローラ局に対してネットワーク上に多数の安全リモート局を接続したような場合にも、安全コントローラ局側の処理負担を過度に増大させないことにある。

また、この発明の他の目的とするところは、安全リモート（スレーブ）局側が受け付けた２チャンネルの入力データ間に比較的大なる位相差が存在する場合であっても、システム全体として正常にチャネル統合安全化処理を実現可能とすることにある。

この発明のさらに他の目的ならびに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

この発明の安全リモート局は、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第１チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第１チャネル側入力端子部と、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第２チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第２チャネル側入力端子部と、第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部と、第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部と、を備えている。

加えて、本発明の安全リモート局には、第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第１チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行い、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行うチャネル別安全化処理化手段と、前記チャネル別安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積が成立しないときは、少なくとも前記第１および第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理、または前記第１および第２チャネルステータスデータを異常ありと設定する処理を行うチャネル統合安全化処理手段と、チャネル統合安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、安全コントローラに宛ててネットワークへと送信する送信手段とを具備している。

このような構成によれば、安全リモート局側には、チャネル別安全化処理手段のみならず、チャネル統合安全化処理手段についても具備されていることから、安全コントローラ局側においては、受信された各チャネルのデータに対してチャネル統合安全化処理を施す必要がなくなる。そのため、１台の安全コントローラ局に対して多数の安全リモート局が接続されるような場合にあっても、安全コントローラ局における処理負担は増大することがなくなる。

加えて、チャネル統合安全化処理については、安全リモート局側で行われることから、安全リモート局が受け付けた２チャンネルのデータ間に位相差が存在しても、その位相差が増大されることなく、そのままチャネル統合安全化処理において診断処理に供されることとなり、位相差の拡大によってチャネル統合安全化処理に支障を来すことがない。

更に、ステータスデータが異常ありを示すときには、安全化処理対象となる入力データの論理値は強制的に安全側の論理値に設定されるため、安全法規上の要請を十分に満足させることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記チャネル統合安全化処理手段は、安全リモート局が受け付けた第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、それらの入力データ間の位相差が所定値以内のときには、両チャネルの入力データをそのまま受け入れるのに対して、位相差が所定値を超えるときには、両チャネルの入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行う位相差参照安全化処理手段を含むようにしてもよい。

このような構成によれば、チャネル統合安全化処理を安全コントローラ局側で実施するような従来例とは異なり、安全リモート局側では入力データ間の位相差が拡大することがないため、両データ間の位相差を精密に比較することによって、高精度な位相差参照安全化処理を実現することができる。

また、位相差が所定値を越えるときには、両チャネルの入力データの論理値は強制的に安全側の論理値に設定されるから、法規上の要請を十分に満足させることができる。

なお、前記位相差の判定は、前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが同位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データがいずれもＯＮのとき、またはいずれもＯＦＦのときにチェックＯＫと判定され、前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが逆位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データのいずれか一方がＯＮかつ他方がＯＦＦのときにチェックＯＫとされるようにしてもよい。これにより、それぞれの形式の入力機器に有効に対応することができる。

別の一面から見た本発明は、安全コントローラシステムとして把握することもできる。すなわち、この安全コントローラシステムは、安全コントローラ局と安全リモート局とをネットワークを介して結んでなると共に、両局間ではサイクリックにデータ通信が行われ、かつ安全リモート局からのデータ送信周期に比べて、安全コントローラ側における受信データの読出周期は十分に長いものとされている。

そして、安全リモート局には、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第１チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第１チャネル側入力端子部と、対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第２チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１または２以上の端子を有する第２チャネル側入力端子部と、第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部と、第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部とが具備されている。

さらに、この安全リモート局には、第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第１のチャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行い、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第２のチャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行うチャネル別安全化処理化手段と、前記チャネル別安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積が成立しないときは、少なくとも前記第１および第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理、または前記第１および第２チャネルステータスデータを異常ありと設定する処理を行うチャネル統合安全化処理手段と、チャネル統合安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、安全コントローラに宛ててネットワークへと送信する送信手段とが具備されている。

一方、前記安全コントローラ局には、安全リモート局から送られてくる第１チャネル及び第２チャネルの入力データを受信する受信手段と、受信手段により受信された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを統合安全化処理されたものとして、制御動作に使用する制御手段とが具備されている。

このような安全コントローラシステムによれば、先に説明したように、１台の安全コントローラ局に対して多数の安全リモート局が接続されるような場合にあっても、安全コントローラ局側における処理負担を増大させることがなく、しかも安全リモート局が受け付ける２チャンネルのデータ間に比較的大なる位相差が存在する場合にも、システム全体としてチャネル統合安全化処理を適切に行わせることができる。

また、前記チャネル統合安全化処理手段は、安全リモート局が受け付けた第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、それらの入力データ間の位相差が所定値以内のときには、両チャネルの入力データをそのまま受け入れるのに対して、位相差が所定値を超えるときには、両チャネルの入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行う位相差参照安全化処理手段を含んでいてもよい。

さらに、前記位相差の判定は、前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが同位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データがいずれもＯＮのとき、またはいずれもＯＦＦのときにチェックＯＫと判定され、前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが逆位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データのいずれか一方がＯＮかつ他方がＯＦＦのときにチェックＯＫとされるようにしてもよい。

本発明によれば、安全リモート局の側において、チャネル別安全化処理のみならず、チャネル統合安全化処理についても実行するようにしたため、安全コントローラの側では、従来必要であったチャネル統合安全化処理を実行することが不要となり、その結果、１台の安全コントローラ局に対して多数の安全リモート局を接続するような場合にも、安全コントローラ側における処理負担を増大させることがなくなり、しかも安全リモート局が受け付けた２チャンネルのデータ間に大なる位相差が存在するような場合にも、それら入力データをネットワークを介して安全コントローラ局へと送信する場合のように、その位相差を拡大させることがないため、システム全体としてチャネル統合安全化処理を適切に行わせることができる。

以下に、この発明に係る安全コントローラシステムの好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明が適用された安全リモート局のハードウェア構成を示すブロック図が図１に示されている。同図に示されるように、安全コントローラ局デバイス１と安全リモート局デバイス２とをネットワーク３を介して結ぶことによって、本発明の安全コントローラシステムが構成される。

コントローラ局及びリモート局のサイクルタイムと両者間の送受信タイミングとの関係の説明図が図２に示されている。同図に示されるように、コントローラ局ならびにリモート局はそれぞれ固有の制御サイクルを有する。そして、両者間においては非同期で所定の送信間隔をおいて送受信処理が行われる。なお、図においてＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・Ｃｎとなるのはコントローラ局が実行するタスクを示している。また、Ｓ１，Ｓ２，・・・Ｓｍとあるのは、リモート局が実行するタスクを示している。

このように、コントローラ局ならびにリモート局はそれぞれ複数のタスクを一巡実行することによって、制御サイクルを構成している。殊に、この例にあっては、リモート局の１サイクルタイムに比べ、コントローラ局の１サイクルタイムはより長くされており、そのため、リモート局からコントローラ局へと通信を介してデータを送信した場合、サイクルタイムの違いにより、リモート局から送られた２つのチャネルのデータの位相差が、コントローラ局側において拡大されて伝達されることもあり得る。

図１に戻って、安全リモート局デバイス２は、チャネルＡ側の入力端子部２０１Ａと、チャネルＡ側の端子異常判定処理部２０２Ａと、チャネルＡ側の中央演算処理部２０３Ａと、チャネルＢ側の入力端子部２０１Ｂと、チャネルＢ側の端子異常判定処理部２０２Ｂと、チャネルＢ側の中央演算処理部２０３Ｂと、データ送信部２０４とを含んでいる。

チャネルＡ側の入力端子部２０１Ａは、対をなす第１、第２チャネルの入力信号（入力Ａ，入力Ｂ）のうちの第１チャネルの入力信号（入力Ａ）がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子（端子１，端子２、・・・端子ｍ）を有する。チャネルＢ側入力端子部２０１Ｂは、対をなす第１、第２チャネルの入力信号（入力Ａ，入力Ｂ）のうちの第２チャネルの入力信号（入力Ｂ）がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子（端子１，端子２，・・・端子ｍ）を有する。チャネルＡ側の端子異常判定処理部２０２Ａは、チャネルＡ側の入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するためのものである。チャネルＢ側の端子異常判定処理部２０２Ｂは、チャネルＢ側の入力端子部２０１Ｂの各端子に関する異常の有無を診断するためのものである。

チャネルＡ側の中央演算処理部２０３ＡとチャネルＢ側の中央演算処理部２０３Ｂとは互いに協働して作用し合うものであり、全体として分散方式のマイクロコンピュータシステムを構成する。

データ送信部２０４は、後述するチャネル統合安全化処理後の入力データ並びにステータスデータを、安全コントローラ局デバイス１へ宛てて、ネットワーク３上へ送信するものである。

なお、この例にあっては、互いに対をなす第１、第２チャネルの入力信号（入力Ａ，入力Ｂ）は、ドアスイッチ４から出力されるものとしている。しかし、これは一例であって、ここで言う対をなす第１、第２チャネルの入力信号とは、このように１台の入力機器から２系統の入力信号が得られるものに限らず、別々の入力機器からそれぞれ生じた入力信号を互いに対として安全リモート局デバイスへ入力するような場合も含まれている。

次に、チャネルＡ側中央演算処理部２０３Ａ並びにチャネルＢ側中央演算処理部２０３Ｂの全体として実行されるリモート局の処理を示すフローチャートが図３及び図４に示されている。すなわち、図３において処理が開始されると、ステップ３０１においては、チャネルＡポート入力データ、チャネルＡポートステータス、チャネルＢポート入力データ、チャネルＢポートステータスのそれぞれの読み込みが行われる。ここで、チャネルＡポート入力データは入力端子部２０１Ａから取得され、チャネルＡポートステータスは端子異常判定処理部２０２Ａから取得される。同様に、チャネルＢポート入力データは入力端子部２０１Ｂから取得され、チャネルＢポートステータスは端子異常判定処理部２０２Ｂから取得される。

以後、チャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データは、チャネル別に安全化処理される。すなわち、ステップ３０２においては、チャネルＡポートステータスの内容が参照され、これが異常なしを示すときには（ステップ３０２ＹＥＳ）、チャネルＡポート入力データの論理値はそのままとされるのに対して（ステップ３０３）、チャネルＡポートステータスが異常ありを示すときには（ステップ３０２ＮＯ）、チャネルＡポート入力データの論理値は強制的にＯＦＦに設定される（ステップ３０４）。こうして安全化処理されたチャネルＡポート入力データは、安全化処理に際して参照されたＡポートステータスと共にデータ出力（バッファへ格納）される（ステップ３０３，３０４）。

続くステップ３０５においては、チャネルＢポートステータスの内容が参照され、これが異常なしを示すときには（ステップ３０５ＹＥＳ）、チャネルＢポート入力データの論理値はそのままとされるのに対し（ステップ３０６）、チャネルＢポートステータスが異常ありを示すときには（ステップ３０５ＮＯ）、チャネルＢポート入力データの値は強制的にＯＦＦに設定される（ステップ３０７）。このようにして安全化処理されたチャネルＢポート入力データは、安全化処理に際して参照されたチャネルＢポートステータスと共にデータ出力（バッファに格納）される。

図４へ移って、以後、チャネル別安全化処理されたチャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データは、チャネル統合安全化処理が施される。すなわち、ステップ４０１においては、チャネルＡポートステータスとチャネルＢポートステータスとの論理積が参照され、その論理積が成立するときには（ステップ４０１ＹＥＳ）、ステップ４０２へと移行するのに対し、論理積が成立しないときには（ステップ４０１ＮＯ）、ステップ４０３への移行が行われる。

ステップ４０２においては、データ位相チェックが行われる。ここでのデータ位相チェックは同位相、逆位相とも可能である。同位相の場合、チャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データがいずれもＯＮの場合、あるいはいずれもＯＦＦの場合に、データ位相チェック（ステップ４０２）はチェックＯＫ（ステップ４０２ＹＥＳ）となる。一方、逆位相の場合、チャネルＡポート入力データとチャネルＢポート入力データのうちでいずれか一方がＯＮかつ他方がＯＦＦのとき、データ位相チェック処理（ステップ４０２）はチェックＯＫ（ステップ４０２ＹＥＳ）とされる。

ここで、データ位相チェックＯＫの場合（ステップ４０２ＹＥＳ）、ステップ４０４へと進み、チャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データの各論理値はチャネル別安全化処理を経たそのままの状態とされる。

これに対して、データ位相チェックにおいてＮＧとされたときには（ステップ４０２ＮＯ）、位相不正時間Ｔを更新した後（ステップ４０５）、更新された位相不正時間Ｔと所定の不正許容時間Ｔｍａｘとの大小比較が行われる（ステップ４０６）。ここで、位相不正時間Ｔが不正許容時間Ｔｍａｘ未満とされた場合には（ステップ４０６ＹＥＳ）、ステップ４０７へと移行し、チャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データの値はＯＦＦとなるが、チャネルＡポートステータス並びにチャネルＢポートステータスは異常なしとする。

一方、更新された位相不正時間Ｔが不正許容時間Ｔｍａｘを越える場合には（ステップ４０６ＮＯ）、ステップ４０８へ進んで、チャネルＡポート入力データ並びにチャネルＢポート入力データはいずれも強制的にＯＦＦに設定される。

こうして得られたチャネル統合安全化処理後のチャネルＡポート入力データ、チャネルＡポートステータス、チャネルＢポート入力データ、チャネルＢポートステータスは、データ出力（バッファへの格納）される（ステップ４０４，４０７，４０８）。

続いて、バッファに格納されたチャネルＡポート入力データ、チャネルＡポートステータス、チャネルＢポート入力データ、チャネルＢポートステータスは、コントローラ局へ宛ててネットワーク上に送信される（ステップ４０９）。

なお、ステップ４０６において比較対象として用いた不正許容時間Ｔｍａｘの値は、ユーザが手動により任意に変更可能とされている。

次に、コントローラ局の処理を示すフローチャートが図５に示されている。先に述べたように、本発明にあっては、チャネル別安全化処理のみならず、チャネル統合安全化処理についても安全リモート局側において実行されているため、安全コントローラ局側においては、従前とは異なり、チャネル統合安全化処理を実行する必要はない。そのため、図５に示されるように、安全コントローラ局の側では、安全リモート（スレーブ）局より単にデータを受信し（ステップ５０１）、これを特段の判断を要することなく、直ちに受信データとして取り込むだけでよい（ステップ５０２）。こうして、取り込まれた受信データは、安全コントローラ局側において、様々な制御処理に利用される。

次に、デュアルチャネルモードにおける各信号の論理値を示す表が図６に、同相の場合の動作説明図が図７に、逆相の場合の動作説明図が図８にそれぞれ示されている。

それらの図から明らかなように、本発明にあっては、同相または逆相のいずれにあっても、不正許容時間を適切に設定することによって、チャネル統合安全化処理を位相差の観点も含めて高精度に実現することができる。

以上説明したように、この安全コントローラシステムは、安全コントローラ局デバイス１と安全リモート局デバイス２とをネットワーク３を介して結んでなると共に、両局間ではサイクリックにデータ通信が行われ、かつ安全リモート局の入力取り込み間隔に比べデータ送信間隔が十分に長いものとされている。

加えて、安全リモート局には、対をなす第１、第２チャネルの入力信号（入力Ａ，入力Ｂ）のうち第１チャネルの入力信号（入力Ａ）がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子（端子１，端子２，・・・端子ｍ）を有する第１チャネル側入力端子部（２０１Ａ）と、対をなす第１、第２チャネルの入力信号（入力Ａ，入力Ｂ）のうちの第２チャネルの入力信号（入力Ｂ）がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子（端子１，端子２，・・・端子ｍ）を有する第２チャネル側入力端子部（２０１Ｂ）と、第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部（端子異常判定処理部２０２Ａ）と、第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部（端子異常判定処理部２０２Ｂ）とが設けられている。

加えて、２台の中央演算処理部（２０３Ａ，２０３Ｂ）で構成されるマイクロコンピュータによっては、第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータを参照することにより、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データを安全化処理し、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータを参照することにより、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データを安全化処理するチャネル別安全化処理手段（ステップ３０１〜３０７）と、チャネル別安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積を参照してさらに安全化処理するチャネル統合安全化処理手段（ステップ４０１〜４０８）と、がソフトウェア的に構成される。

さらに、チャネル統合安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データは、安全コントローラに宛ててネットワークへと送信処理される（ステップ４０９）。

一方、安全コントローラ局２の側では、安全リモート局１側から送られてくる第１チャネル及び第２チャネルの入力データ（チャネルＡポート入力データ、チャネルＢポート入力データ）を統合安全化処理されたものとして、制御動作などに使用する制御手段が具備されている。

そのため、このような構成によれば、安全コントローラ局デバイス１に対してネットワーク上に多数の安全リモート局デバイス２が接続されたとしても、安全コントローラ局デバイス１側においては何ら処理負担の増大を来すものではなく、そのため、この種の安全コントローラシステムにおける拡張性を高めることができると共に、チャネル統合安全化処理手段は位相差の影響の少ない安全リモート局２側で行うことによって、２チャンネル間の位相差を十分に加味した上で、チャネル統合安全化処理を実現できるという利点を有する。

しかも、この実施形態にあっては、位相差許容時間Ｔについては手動で任意に調整可能としたため、対象となるデュアルモードの入力機器にあわせて、２系統の信号間の位相差許容時間を適切に設定することができ、接続される入力機器に対する汎用性を獲得することができる。

本発明によれば、この種の安全コントローラシステムにおいて、チャネル別安全化処理手段のみならず、チャネル統合安全化処理手段についても、安全リモート局側に内蔵させたことにより、安全コントローラ局側においては、従来行われていたチャネル統合安全化処理が不要となるため、１台の安全コントローラ局に対して多数の安全リモート局を接続したような場合にも、それにより安全コントローラ局側の処理負担が何ら増大することがなくなり、この種のシステムにおける拡張性を増大することができる。

本発明が適用された安全リモート局のハードウェア構成を示すブロック図である。 コントローラ局及びリモート局のサイクルタイムと両者間の送受信タイミングとの関係の説明図である。 リモート局の処理を示すフローチャート（その１）である。 リモート局の処理を示すフローチャート（その２）である。 コントローラ局の処理を示すフローチャートである。 デュアルチャネルモードにおける各信号の論理値を示す図である。 同相の場合の動作説明図である。 逆相の場合の動作説明図である。 リモート局の処理を示すフローチャート（従来例）である。 コントローラ局の処理を示すフローチャート（従来例）である。

符号の説明

１ 安全コントローラ局デバイス
２ 安全リモート局デバイス
３ ネットワーク
４ ドアスイッチ
２０１Ａ チャネルＡ側入力端子部
２０１Ｂ チャネルＢ側入力端子部
２０２Ａ チャネルＡ側端子異常判定処理部
２０２Ｂ チャネルＢ側端子異常判定処理部
２０３Ａ チャネルＡ側中央演算処理部
２０３Ｂ チャネルＢ側忠魚演算処理部
２０４ データ送信部

Claims (4)

1. 対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第１チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子を有する第１チャネル側入力端子部と、
   対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第２チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子を有する第２チャネル側入力端子部と、
   第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部と、
   第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部と、
   第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第１チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行い、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行うチャネル別安全化処理化手段と、
   前記チャネル別安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積が成立しないときは、少なくとも前記第１および第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理、または前記第１および第２チャネルステータスデータを異常ありと設定する処理を行うチャネル統合安全化処理手段と、
   チャネル統合安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、安全コントローラに宛ててネットワークへと送信する送信手段と、
   を具備する、ことを特徴とする安全リモート局。
2. 安全コントローラ局と安全リモート局とをネットワークを介して結んでなると共に、両局間ではサイクリックにデータ通信が行われ、かつ安全リモート局からのデータ送信周期に比べて、安全コントローラ側における受信データの読み出し周期は十分に長いものとされており、
   前記安全リモート局には、
   対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第１チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子を有する第１チャネル側入力端子部と、
   対をなす第１、第２チャネルの入力信号のうちの第２チャネルの入力信号がそれぞれ与えられる１又は２以上の端子を有する第２チャネル側入力端子部と、
   第１チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第１チャネル側異常診断部と、
   第２チャネル側入力端子部の各端子に関する異常の有無を診断するための第２チャネル側異常診断部と、
   第１チャネル側異常診断部から得られる第１チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第１チャネル側入力端子部から得られる第１チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第１のチャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行い、かつ第２チャネル側異常診断部から得られる第２チャネルステータスデータが異常なしを示すときには、第２チャネル側入力端子部から得られる第２チャネル入力データの論理値をそのまま受け入れる一方、異常ありを示すときには、前記第２のチャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行うチャネル別安全化処理化手段と、
   前記チャネル別安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、第１チャネルステータスデータと第２チャネルステータスデータとの論理積が成立しないときは、少なくとも前記第１および第２チャネル入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理、または前記第１および第２チャネルステータスデータを異常ありと設定する処理を行うチャネル統合安全化処理手段と、
   チャネル統合安全化処理手段により安全化処理された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、安全コントローラに宛ててネットワークへと送信する送信手段と、が具備されており、
   前記安全コントローラ局には、
   安全リモート局から送られてくる第１チャネル及び第２チャネルの入力データを受信する受信手段と、
   受信手段により受信された第１チャネル及び第２チャネルの入力データを統合安全化処理されたものとして、制御動作に使用する制御手段と、が具備されている、ことを特徴とする安全コントローラシステム。
3. 前記チャネル統合安全化処理手段は、前記安全リモート局が受け付けた第１チャネル及び第２チャネルの入力データを、それらの入力データ間の位相差が所定値以内のときには、両チャネルの入力データをそのまま受け入れるのに対して、位相差が所定値を超えるときには、両チャネルの入力データの論理値を強制的に安全側の論理値に設定する処理を行う位相差参照安全化処理手段を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の安全コントローラシステム。
4. 前記位相差の判定は、
   前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが同位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データがいずれもＯＮのとき、またはいずれもＯＦＦのときにチェックＯＫと判定され、
   前記安全リモート局が受け付けた第１チャネルおよび第２チャネル入力データが逆位相の場合、第１チャネル入力データと第２チャネル入力データのいずれか一方がＯＮかつ他方がＯＦＦのときにチェックＯＫとされる、ことを特徴とする請求項３に記載の安全コントローラシステム。

Images