JP2023033795A - 安全制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御プログラムを作成するといったユーザの負担を軽減すると共に、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能な安全制御装置を提供する。
【解決手段】安全制御装置において、安全制御ロジックが、対象機器を安全に制御するために予め構築されており、演算処理部が、安全制御ロジックに従った制御を対象機器に対して実行する。そのような安全制御装置において、判別処理部が、安全制御ロジックに応じて入力部に接続された安全入力機器の種類を、当該安全入力機器から入力部に入力される入力信号に基づいて判別する。そして、演算処理部が、判別処理部によって判別された安全入力機器の種類に応じて、安全制御ロジックに従った制御を対象機器に対して実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象機器を安全に制御する安全制御装置に関する。

ＦＡ（Factory Automation）技術の分野では、生産工程での製造や検査などの作業が産業用ロボット、工作機械、製造装置などの機器によって自動化される一方で、そのような自動化に伴って様々な危険（危険区域内への作業者の進入など）が発生するおそれがある。このため、ＦＡ技術の分野では、自動化に伴って生じ得る危険を回避することが重要であり、自動化の対象になった機器（以下、「対象機器」と称す）を安全に制御するための安全制御装置が不可欠である。

具体的には、安全制御装置は、非常停止スイッチやセーフティライトカーテンなどの安全入力機器からの入力信号に基づいて対象機器を安全に制御する装置である。一例として、非常停止スイッチが押された場合やセーフティライトカーテンによって人が検出された場合に、安全制御装置は、それらの安全入力機器から受け取った入力信号に基づいて対象機器を即座に停止させる。そして、そのような安全制御装置には、対象機器に対する制御が、リレースイッチなどを含んだ回路によってハードウェアで実現されるものと、ＣＰＵなどの処理装置に制御プログラムを実行させることによってソフトウェアで実現されるものとがある。また、後者の安全制御装置として、ユーザ側で作成された制御プログラムを取り込んで実行する安全ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）が従来から用いられている。

特許第５２５４９６８号公報

しかし、上述した安全ＰＬＣによれば、ユーザ自身が制御プログラムを作成できるが故に当該ユーザの仕様に適した安全制御が可能になる一方で、制御プログラムを作成するといった大きな負担がユーザに強いられることになる。

そこで、例えば特許文献１には、安全制御装置として、サプライヤ側で予め用意した複数の制御プログラムを安全制御装置内に保存しておき、それらの中からユーザが選択して使用できるようにしたものが提案されている。このような安全制御装置によれば、ユーザは制御プログラムを選択するだけでよいため、制御プログラムを作成するといったユーザの負担が軽減されることになる。その一方で、本発明者らは、そのような安全制御装置において以下のような問題があることを見出した。

制御プログラムにおいては、対象機器を安全に制御するための基本的なロジック（以下、「安全制御ロジック」と称す）が同じであっても、安全入力機器の種類が異なれば、当該安全入力機器の動作状態を判定するための処理が異なったものになる。このため、安全入力機器の種類（非常停止スイッチ、セーフティライトカーテンなど）やその組合せが異なれば、それに対応した制御プログラムが必要になる。そして、安全入力機器の種類やその組合せの数は膨大であり、そられに対応した制御プログラムの数も膨大になる。しかし、サプライヤ側で用意できる制御プログラムの数には限界がある。このため、予め用意されている制御プログラムの中に、安全制御ロジックについてはユーザの仕様において使うことができるものがあったしても、その制御プログラムで対応できる安全入力機器の種類が、ユーザが使いたいものと異なっていたとすれば、そのユーザは、当該制御プログラムを使用することができず、従って、そのような安全制御装置自体も使用することができなくなる。即ち、サプライヤ側で用意できる制御プログラムの数に限界があるが故に、特許文献１の安全制御装置では、安全入力機器の種類やその組合せが異なる仕様への対応が制限されてしまう。

そこで本発明の目的は、制御プログラムを作成するといったユーザの負担を軽減すると共に、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能な安全制御装置を提供することである。

本発明に係る安全制御装置は、安全入力機器からの入力信号に基づいて対象機器を安全に制御する安全制御装置であり、入力部と、出力部と、安全制御ロジックと、演算処理部と、を備える。入力部には、安全入力機器が接続され、出力部には、対象機器が接続される。安全制御ロジックは、対象機器を安全に制御するために予め構築されたロジックである。演算処理部は、安全制御ロジックに従った制御を対象機器に対して実行する。このような構成において、安全制御装置は、判別処理部を更に備える。判別処理部は、安全制御ロジックに応じて入力部に接続された安全入力機器の種類を、当該安全入力機器から入力部に入力される入力信号に基づいて判別する。そして、演算処理部は、判別処理部によって判別された安全入力機器の種類に応じて、安全制御ロジックに従った制御を対象機器に対して実行する。

上記安全制御装置によれば、入力部に接続された安全入力機器の種類が自動で判別され、そこで判別された種類に応じて、安全制御ロジックに従った制御が対象機器に対して実行される。従って、同じ安全制御ロジックであっても、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能になる。

上記安全制御装置は、判定処理部を更に備えていてもよい。ここで、判定処理部は、入力部に接続されている安全入力機器の動作状態を、判別処理部によって判別された当該安全入力機器の種類に応じて判定する。そして、演算処理部は、判定処理部によって判定された安全入力機器の動作状態に応じて、安全制御ロジックに従った制御を対象機器に対して実行する。

上記構成によれば、入力部に接続された安全入力機器の種類が自動で判別され、且つ、その種類に応じて当該安全入力機器の動作状態が自動で判定され、そこで判定された動作状態に応じて、安全制御ロジックに従った制御が対象機器に対して実行される。従って、同じ安全制御ロジックであっても、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能になる。

また、上記安全制御装置では、安全制御ロジックが予め備えられており、且つ、その安全制御ロジックに応じて入力部に接続された安全入力機器の種類及び動作状態が自動で判別及び判定される。このため、それらの制御を実行するための一連の制御プログラムをユーザ自身で作成する必要がなく、従って、そのような制御プログラムを作成するといったユーザの負担が軽減されることになる。

上記安全制御装置は、判定条件を更に備えていてもよい。ここで、判定条件は、安全入力機器の動作状態を判定するために当該安全入力機器からの入力信号との比較に用いられる条件であり、安全入力機器の種類ごとに異なる。このような構成において、判定処理部は、判定条件の中から、判別処理部によって判別された安全入力機器の種類に対応する判定条件を選択し、その判定条件と入力信号との比較により、入力部に接続されている安全入力機器の動作状態を判定してもよい。

上記構成によれば、判別処理部で判別された安全入力機器の種類に対応した判定条件が選択されるため、安全入力機器の動作状態について、当該安全入力機器の種類に応じた正確な判定を行うことが可能になる。

上記安全制御装置は、判別処理部によって判別された安全入力機器の種類が表示される表示部と、当該表示部に表示された種類の確定に用いられる確定操作部と、を更に備えていてもよい。このような構成において、判定処理部は、確定操作部にて種類が確定された場合に、判定条件の中から、その種類に対応する判定条件を選択して用いることにより、入力部に接続されている安全入力機器の動作状態を判定してもよい。

上記構成によれば、ユーザは、表示部を確認することにより、自身の仕様で使おうとしている種類の安全入力機器が安全制御装置に正しく認識されているか否かを確認することができる。そして、安全入力機器の種類が安全制御装置に正しく認識されていることが表示部で確認され、正しく認識されたものが確定された場合に当該安全入力機器の動作状態が判定されるため、安全入力機器の種類に対する正しい認識の下で当該安全入力機器の動作状態が正しく判定されることになる。従って、ユーザによる安全入力機器の誤接続や安全制御装置による種類の誤認識によって生じ得る対象機器への誤った制御が防止される。

上記安全制御装置は、安全制御ロジックを複数備えると共に、当該複数の安全制御ロジックの中からの何れか１つの選択に用いられるロジック設定操作部を更に備えていてもよい。また、入力部には、安全入力機器を接続するための端子が複数設けられていてもよく、そのうちの入力部への安全入力機器の接続に使用されるべき端子が、安全制御ロジックごとに予め対応付けられていてもよい。このような構成において、判別処理部は、ロジック設定操作部にて何れかの安全制御ロジックが選択された場合に、その安全制御ロジックに対応付けられている端子に入力される入力信号を用いて、当該端子に接続されている安全入力機器の種類を判別してもよい。

上記構成によれば、安全制御ロジックの選択肢が増えると共に、どの安全制御ロジックが選択された場合であっても、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能になる。

安全入力機器は、当該安全入力機器からの入力信号が第１入力信号と第２入力信号とに二重化されるように構成された機器であってもよい。この場合、上記安全制御装置において、判別処理部は、入力部に接続された安全入力機器の種類を、当該安全入力機器から入力部に入力される第１入力信号及び第２入力信号が満たしている条件の違いによって判別してもよい。

上記構成においては、安全入力機器が二重化されていることが当該安全入力機器の種類の判別に利用されている。即ち、安全入力機器が二重化されているが故に、当該安全入力機器の種類の判別に２つの信号（第１入力信号と第２入力信号）を用いることが可能になっている。そして、このように２つの信号を用いることにより、当該２つの信号が満たすことができる条件の数だけ、判別できる種類の数を増やすことができる。

本発明によれば、制御プログラムを作成するといったユーザの負担を軽減すると共に、安全入力機器の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能になる。

実施形態に係る安全制御装置の構成を示したブロック図である。 実施形態に係る安全制御装置の正面図である。 二重化された安全入力機器の構成を種類ごとに示した概念図である。 実施形態で使用される判別条件を示した概念図である。 本実施形態で実行される安全制御処理を示したフローチャートである。

［１］安全制御装置の構成
図１は、実施形態に係る安全制御装置の構成を示したブロック図である。本実施形態の安全制御装置は、安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐに基づいて対象機器１０２を安全に制御する装置である。ここで、対象機器１０２は、産業用ロボット、工作機械、製造装置など、ＦＡ技術によって自動化された機器である。また、安全入力機器１０１は、非常停止スイッチ、安全スイッチＮＯ／ＮＣ、セーフティライトカーテンなど、対象機器１０２に関連する緊急事態の発生（危険区域内への作業者の進入など）を安全制御装置に信号（入力信号Ｓｐ）で知らせる機器である。そして本実施形態では、安全入力機器１０１や安全制御装置に不具合（故障や接続不良など）が生じた場合でも対象機器１０２を安全に制御できるように、安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐ及び対象機器１０２への出力信号Ｓｑが何れも二重化されている。尚、二重化の詳細については後述する。

図１に示されるように、安全制御装置は、入力部１と、出力部２と、記憶部３と、操作部４と、表示部５と、制御部６と、を備える。また、図２は安全制御装置の正面図であり、本実施形態においては、入力部１、出力部２、操作部４、及び表示部５が、安全制御装置の正面に集約して設けられている。尚、これらの部分は、１つの面に集約して設けられる場合に限らず、異なる面に別々に設けられてもよい。以下、各部の構成について具体的に説明する。

［１－１］入力部
入力部１は、安全入力機器１０１が接続される部分（インタフェース）であり、入力部１には、安全入力機器１０１を接続するための端子Ｇが複数設けられている。尚、入力部１には、安全入力機器１０１以外のスタートスイッチやモニタなどの入力機器を接続するための別の端子が設けられていてもよい。

本実施形態では、入力部１は、二重化された安全入力機器１０１の接続が可能となるように構成されている。具体的には、２つのドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２と、これらの端子にそれぞれ対応した２つのレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２とが入力部１に設けられており、それら４つの端子によって、１つの安全入力機器１０１が接続される１つのグループ（以下、「端子グループＭｇ」と称す）が構成されている。また、入力部１には、そのような端子グループＭｇが複数設けられている。

そして、各端子グループＭｇ内の２つのドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からは、後述する判別処理や判定処理での判断（判別や判定）の基準になる第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２がそれぞれ出力される。また、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２には、それらの端子に接続されている安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２がそれぞれ入力される。ここで、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２は、安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐを二重化したものである。より具体的には、以下のとおりである。

二重化された安全入力機器１０１は、次のように３つの種類に分類することができる。図３（Ａ）～（Ｃ）は、二重化された安全入力機器１０１の構成を種類ごとに示した概念図である。図３（Ａ）では、安全入力機器１０１は、２つの常閉接点ＳＡ１及びＳＡ２（ＮＣ接点）を備え、それらの開閉動作が操作子（ボタンやスイッチなど）の動きに連動して同じ動作（タイミングがずれて動作する場合を含む）となるように構成されている。また、入力部１への接続の際には、常閉接点ＳＡ１の両端がドライブ端子Ｇｄ１及びレシーブ端子Ｇｒ１に接続され、常閉接点ＳＡ２の両端がドライブ端子Ｇｄ２及びレシーブ端子Ｇｒ２に接続される。

そして、常閉接点ＳＡ１が閉状態になっている場合には、ドライブ端子Ｇｄ１から出力された第１基準信号Ｓｔ１は、そのまま安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。よって、第１基準信号Ｓｔ１として、電圧レベルがＨ（ハイ）レベル（例えば２４Ｖ）で一定の信号（以下、「Ｈレベルの信号」と称す）がドライブ端子Ｇｄ１から出力された場合には、その信号がそのまま第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。また、第１基準信号Ｓｔ１として、電圧レベルがＬ（ロー）レベル（例えば０Ｖ）で一定の信号（以下、「Ｌレベルの信号」と称す）がドライブ端子Ｇｄ１から出力された場合には、その信号がそのまま第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。一方、常閉接点ＳＡ１が開状態になった場合には、ドライブ端子Ｇｄ１から出力された第１基準信号Ｓｔ１は常閉接点ＳＡ１で遮断されるため、第１基準信号Ｓｔ１がＨレベルとＬレベルのどちらの信号であっても、レシーブ端子Ｇｒ１には、Ｌレベルの信号が第１入力信号Ｓｐ１として入力される。

同様に、常閉接点ＳＡ２が閉状態になっている場合には、ドライブ端子Ｇｄ２から出力された第２基準信号Ｓｔ２は、そのまま安全入力機器１０１からの第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。よって、第２基準信号Ｓｔ２としてＨレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ２から出力された場合には、その信号がそのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。また、第２基準信号Ｓｔ２としてＬレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ２から出力された場合には、その信号がそのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。一方、常閉接点ＳＡ２が開状態になった場合には、ドライブ端子Ｇｄ２から出力された第２基準信号Ｓｔ２は常閉接点ＳＡ２で遮断されるため、第２基準信号Ｓｔ２がＨレベルとＬレベルのどちらの信号であっても、レシーブ端子Ｇｒ２には、Ｌレベルの信号が第２入力信号Ｓｐ２として入力される。

このような図３（Ａ）の構成は、非常停止スイッチなどの安全入力機器１０１に適用される。以下では、この種の安全入力機器１０１を「第１安全入力機器１０１Ａ」と称す。また、常閉接点ＳＡ１及びＳＡ２の何れもが閉状態である場合を、第１安全入力機器１０１Ａの動作状態が「正常状態」である場合とし、常閉接点ＳＡ１及びＳＡ２の少なくとも何れか一方が開状態になった場合を、第１安全入力機器１０１Ａの動作状態が「異常状態」になった場合とする。

図３（Ｂ）では、安全入力機器１０１は、常開接点ＳＢ１（ＮＯ接点）と常閉接点ＳＢ２（ＮＣ接点）とを備え、それらの開閉動作が操作子（アクチュエータなど）の動きに連動して逆の動作となるように構成されている。また、入力部１への接続の際には、常開接点ＳＢ１の両端がドライブ端子Ｇｄ１及びレシーブ端子Ｇｒ１に接続され、常閉接点ＳＢ２の両端がドライブ端子Ｇｄ２及びレシーブ端子Ｇｒ２に接続される。

そして、常開接点ＳＢ１が開状態である一方で常閉接点ＳＢ２が閉状態である場合には、ドライブ端子Ｇｄ１から出力された第１基準信号Ｓｔ１は常開接点ＳＢ１で遮断されるため、第１基準信号Ｓｔ１がＨレベルとＬレベルのどちらの信号であっても、レシーブ端子Ｇｒ１には、Ｌレベルの信号が第１入力信号Ｓｐ１として入力される。その一方で、ドライブ端子Ｇｄ２から出力された第２基準信号Ｓｔ２は、そのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。よって、第２基準信号Ｓｔ２としてＨレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ２から出力された場合には、その信号がそのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。また、第２基準信号Ｓｔ２としてＬレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ２から出力された場合には、その信号がそのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。

これに対し、常開接点ＳＢ１が閉状態になる一方で常閉接点ＳＢ２が開状態になった場合には、ドライブ端子Ｇｄ１から出力された第１基準信号Ｓｔ１は、そのまま安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。よって、第１基準信号Ｓｔ１としてＨレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ１から出力された場合には、その信号がそのまま第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。また、第１基準信号Ｓｔ１としてＬレベルの信号がドライブ端子Ｇｄ１から出力された場合には、その信号がそのまま第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。その一方で、ドライブ端子Ｇｄ２から出力された第２基準信号Ｓｔ２は常閉接点ＳＢ２で遮断されるため、第２基準信号Ｓｔ２がＨレベルとＬレベルのどちらの信号であっても、レシーブ端子Ｇｒ２には、Ｌレベルの信号が第２入力信号Ｓｐ２として入力される。

このような図３（Ｂ）の構成は、安全スイッチＮＯ／ＮＣなどの安全入力機器１０１に適用される。以下では、この種の安全入力機器１０１を「第２安全入力機器１０１Ｂ」と称す。また、常開接点ＳＢ１が開状態である一方で常閉接点ＳＢ２が閉状態である場合を、第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態が「正常状態」である場合とし、常開接点ＳＢ１が閉状態になる一方で常閉接点ＳＢ２が開状態になった場合を、第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態が「異常状態」になった場合とする。

図３（Ｃ）では、安全入力機器１０１は、未検出時にはＨレベルの信号を出力する一方で検出時にはＬレベルの信号を出力する２つのセンサ素子ＳＣ１及びＳＣ２を備え、これらの素子の検出動作が同じ１つの被検出体（人など）に対して同じ動作となるように構成されている。また、入力部１への接続の際には、ドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２への接続はなく、レシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２にだけセンサ素子ＳＣ１及びＳＣ２がそれぞれ出力回路（センサ素子ＳＣ１及びＳＣ２の検出結果に応じた信号を出力する制御回路。不図示）を介して接続される。

そして、センサ素子ＳＣ１が未検出状態である場合には、安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１としてＨレベルの信号がレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。一方、センサ素子ＳＣ１が検出状態になった場合には、Ｌレベルの信号が第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力される。同様に、センサ素子ＳＣ２が未検出状態である場合には、安全入力機器１０１からの第２入力信号Ｓｐ２としてＨレベルの信号がレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。一方、センサ素子ＳＣ２が検出状態になった場合には、Ｌレベルの信号が第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。

このような図３（Ｃ）の構成は、セーフティライトカーテンなどの安全入力機器１０１に適用される。以下では、この種の安全入力機器１０１を「第３安全入力機器１０１Ｃ」と称す。また、センサ素子ＳＣ１及びＳＣ２の何れもが未検出状態である場合を、第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態が「正常状態」である場合とし、センサ素子ＳＣ１及びＳＣ２の少なくとも何れか一方が検出状態になった場合を、第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態が「異常状態」になった場合とする。

ここで、入力部１に第３安全入力機器１０１Ｃが接続されている場合には、その機器から信号が正常に出力されているかどうかをチェックすることが可能となるように、第３安全入力機器１０１Ｃにおいて、出力回路が、オフチェックパルス（Ｌレベルのパルス）を定期的に出力するように制御される。

［１－２］出力部
出力部２は、対象機器１０２が接続される部分（インタフェース）であり、出力部２には、対象機器１０２を接続するための端子Ｈが複数設けられている。本実施形態では、出力部２は、当該出力部２に接続された対象機器１０２への出力信号Ｓｑが二重化されるように構成されている。具体的には、２つの出力端子Ｈ１及びＨ２が出力部２に設けられており、それら２つの端子によって、１つの対象機器１０２が接続される１つのグループ（以下、「端子グループＭｈ」と称す）が構成されている。また、出力部２には、そのような端子グループＭｈが複数設けられている。そして、各端子グループＭｈ内の２つの出力端子Ｈ１及びＨ２からは、当該端子グループＭｈに接続されている対象機器１０２を安全に制御するための同じ制御信号が出力される。

［１－３］記憶部
記憶部３は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリであり、当該記憶部３には、安全制御に必要な各種情報が保存される。本実施形態では、安全制御に必要な情報として、判別条件と、判定条件と、安全制御ロジックと、デフォルト設定と、が記憶部３に保存されている。具体的には、以下のとおりである。

＜判別条件＞
判別条件は、二重化された安全入力機器１０１の種類（即ち、第１安全入力機器１０１Ａ、第２安全入力機器１０１Ｂ、及び第３安全入力機器１０１Ｃの何れであるのか）を判別するために当該安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐ（第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２）との比較に用いられる条件であり、後述する判別処理にて用いられる。

図４は、本実施形態で使用される判別条件を示した概念図である。本実施形態では、判別処理は、安全入力機器１０１の動作状態が「正常状態」にあることをユーザが確認した状態で実行されるものであり、判別条件は、そのような判別処理で使用できるように定められている。具体的には、以下のとおりである。尚、安全入力機器１０１の種類によっては、判別処理は、ユーザが安全入力機器１０１の動作状態を一時的に「異常状態」にした状態で実行されるものであってもよく、その場合には、判別条件は、そのような判別処理で使用できるように定められることになる。

第１安全入力機器１０１Ａ（図３（Ａ）参照）では、動作状態が「正常状態」である場合、常閉接点ＳＡ１及びＳＡ２の何れもが閉状態になるため、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２は第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２にそれぞれ一致することになる。よって、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２として同じＨレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｈレベルの場合）には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルは何れもＨレベルになる（図４参照）。また、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２として同じＬレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｌレベルの場合）には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルは何れもＬレベルになる（図４参照）。

第２安全入力機器１０１Ｂ（図３（Ｂ）参照）では、動作状態が「正常状態」である場合、常開接点ＳＢ１が開状態になる一方で常閉接点ＳＢ２が閉状態になるため、第１入力信号Ｓｐ１はＬレベルの信号になり、且つ、第２入力信号Ｓｐ２は第２基準信号Ｓｔ２に一致することになる。よって、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２として同じＨレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｈレベルの場合）には、第１入力信号Ｓｐ１の電圧レベルはＬレベルになり、且つ、第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルはＨレベルになる（図４参照）。また、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２として同じＬレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｌレベルの場合）には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルは何れもＬレベルになる（図４参照）。

第３安全入力機器１０１Ｃ（図３（Ｃ）参照）では、動作状態が「正常状態」である場合、センサ素子ＳＣ１及びＳＣ２の何れもが未検出状態になるため、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２は何れも、オフチェックパルスの部分を除いて、Ｈレベルの信号になる。よって、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２として同じＨレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｈレベルの場合）又は同じＬレベルの信号が出力された場合（Ｓｔ１＝Ｓｔ２＝Ｌレベルの場合）のどちらの場合であっても、それらの信号がどのようなものであるかに拘わらず、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルは何れも、オフチェックパルスの部分を除いて、Ｈレベルになる（図４参照）。

このように、動作状態が「正常状態」である場合に安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が満たす条件（第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２に対する第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の期待値の組合せ。具体的には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２に現れる電圧レベルの組合せ）は、当該安全入力機器１０１の種類ごとに異なったものになる。そこで、本実施形態では、安全入力機器１０１の種類ごとに動作状態が「正常状態」である場合に満たされる上記条件が、判別条件として用いられる（図４参照）。

＜判定条件＞
判定条件は、二重化された安全入力機器１０１の動作状態（即ち、正常状態及び異常状態のどちらであるのか）を判定するために当該安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐ（第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２）との比較に用いられる条件であり、後述する判定処理にて用いられる。そして、判定条件は、上述した安全入力機器１０１の種類（図３（Ａ）～（Ｃ）参照）ごとに異なっており、それぞれに対応したものが記憶部３に保存されている。具体的には、以下のとおりである。

第１安全入力機器１０１Ａでは、上述したように、常閉接点ＳＡ１及びＳＡ２の何れもが閉状態である場合を、動作状態が「正常状態」である場合としている。従って、第１安全入力機器１０１Ａの動作状態については、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２にそれぞれ一致している場合に「正常状態」であると判定できる。そこで、第１安全入力機器１０１Ａの動作状態を判定するための判定条件には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２にそれぞれ一致しているという条件が用いられ、その条件に合致する場合には「正常状態」であると判定され、その条件に合致しない場合には「異常状態」であると判定される。

第２安全入力機器１０１Ｂでは、上述したように、常開接点ＳＢ１が開状態である一方で常閉接点ＳＢ２が閉状態である場合を、動作状態が「正常状態」である場合としている。従って、第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態については、第１入力信号Ｓｐ１がＬレベルの信号であり、且つ、第２入力信号Ｓｐ２が第２基準信号Ｓｔ２に一致している場合に、「正常状態」であると判定できる。そこで、第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態を判定するための判定条件には、第１入力信号Ｓｐ１がＬレベルの信号であり、且つ、第２入力信号Ｓｐ２が第２基準信号Ｓｔ２に一致しているという条件が用いられ、その条件に合致する場合には「正常状態」であると判定され、その条件に合致しない場合には「異常状態」であると判定される。

第３安全入力機器１０１Ｃでは、上述したように、センサ素子ＳＣ１及びＳＣ２の何れもが未検出状態である場合を、動作状態が「正常状態」である場合としている。従って、第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態については、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルが何れもＨレベルである場合（本実施形態では、オフチェックパルスの部分を除いてＨレベルである場合）に「正常状態」であると判定できる。そこで、第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態を判定するための判定条件には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベルが何れもＨレベルであるという条件が用いられ、その条件に合致する場合には「正常状態」であると判定され、その条件に合致しない場合には「異常状態」であると判定される。

＜安全制御ロジック＞
安全制御ロジックは、対象機器１０２を安全に制御するために予め構築されたロジックであり、安全入力機器１０１の動作状態（正常状態又は異常状態）に応じて対象機器１０２をどのように制御するのかがプログラムされたものである。即ち、安全制御ロジックは、安全制御装置が実行する制御プログラムのうちの判定処理後に実行される部分であり、判別処理や判定処理を含まない。本実施形態では、このような安全制御ロジックが、様々な仕様に対応させて複数用意されており、それらが記憶部３に保存されている。また、安全制御ロジックごとに、入力部１に設けられている複数の端子グループＭｇのうちの、その安全制御ロジックにおいて安全入力機器１０１の接続に使用されるべき端子グループＭｇが予め対応付けられている。

＜デフォルト設定＞
デフォルト設定は、安全制御ロジックごとに、当該安全制御ロジックで使用できる安全入力機器１０１の種類が予め設定されたものである。具体的には、デフォルト設定は、安全制御ロジックごとに、当該安全制御ロジックで使用できる安全入力機器１０１の種類に応じた判定条件が予め対応付けられたものである。より具体的には、デフォルト設定は、安全制御ロジックごとに、入力部１に設けられている複数の端子グループＭｇを識別するための情報（各端子グループＭｇに含まれる各種端子の番号など）と、それらの端子グループＭｇに接続できる安全入力機器１０１の種類に応じた判定条件とが１対１で予め対応付けられたものである。

［１－４］操作部
操作部４は、ロジック設定操作部４１と、タイマ設定操作部４２と、確定操作部４３と、を含んでいる（図２参照）。ここで、ロジック設定操作部４１は、記憶部３に保存されている複数の安全制御ロジックの中からの何れか１つの選択に用いられる。本実施形態では、ロジック設定操作部４１は、８つの設定スイッチで構成されており、当該８つの設定スイッチのオン／オフの配列（設定スイッチのつまみを上に移動させた場合がオン、下に移動させた場合がオフ）に応じて安全制御ロジックが選択される。

タイマ設定操作部４２は、入力部１に接続された安全入力機器１０１が操作されてから（具体的には、判定処理にて安全入力機器１０１の動作状態が判定された時点から）対象機器１０２への出力信号Ｓｑの出力が実行されるまでの時間差（以下、「オフディレータイム」と称す）の設定に用いられる。本実施形態では、タイマ設定操作部４２は、ロジック設定操作部４１を構成する８つの設定スイッチとは別に設けられた８つの設定スイッチで構成されており（図２参照）、当該８つの設定スイッチには、設定可能なオフディレータイムとして予め用意された８つの値がそれぞれ対応付けられている。そして、８つの設定スイッチの何れか１つがオン（設定スイッチのつまみを上に移動させた場合がオン、下に移動させた場合がオフ）に設定されることにより、オンに設定された設定スイッチに対応する値がオフディレータイムとして設定される。

確定操作部４３は、ロジック設定操作部４１にて選択された安全制御ロジックの確定、タイマ設定操作部４２にて設定されたオフディレータイムの確定、後述する表示部５に表示された安全入力機器１０１の種類の確定などに用いられる。本実施形態では、確定操作部４３は、１つのボタンで構成されている（図２参照）。

［１－５］表示部
表示部５は、ロジック状態表示部５１と、エラー状態表示部５２と、タイマ状態表示部５３と、入出力状態表示部５４と、を含んでいる（図２参照）。ここで、ロジック状態表示部５１は、ロジック設定操作部４１にて選択された安全制御ロジックの番号を表示する。エラー状態表示部５２は、安全制御装置に生じた異常（監視異常、配線異常、回路異常、供給電源異常など）を、その異常に対応付けられているエラー番号で表示する。タイマ状態表示部５３は、タイマ設定操作部４２にて設定されたオフディレータイムを表示する。本実施形態では、タイマ状態表示部５３は、設定可能なオフディレータイムと１対１で対応するＬＥＤで構成されており、当該ＬＥＤの点灯により、どのオフディレータイムが設定されたのかを表示する。入出力状態表示部５４は、後述する判別処理によって判別された安全入力機器１０１の種類を表示する。本実施形態では、入出力状態表示部５４は、全てのレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２と１対１で対応するＬＥＤで構成されており、当該ＬＥＤの発光色（例えば、赤色、黄色、緑色の３色）により、各レシーブ端子に接続されている安全入力機器１０１の種類（即ち、第１安全入力機器１０１Ａ、第２安全入力機器１０１Ｂ、及び第３安全入力機器１０１Ｃの何れであるのか）を表示する。更に、入出力状態表示部５４は、全ての出力端子Ｈ１及びＨ２と１対１で対応するＬＥＤを有しており、当該ＬＥＤの点灯により、安全制御装置の出力状態を表示する。

［１－６］制御部
制御部６は、ＣＰＵなどの処理装置である。そして、安全制御装置に電源が投入されたときにロジック設定操作部４１にて何れかの安全制御ロジックが既に選択されている場合、或いは、その状態から別の安全制御ロジックに変更された場合において、その安全制御ロジックが確定操作部４３の操作によって確定された場合には、制御部６は、対象機器１０２に対する安全制御処理を、以下に説明する「デフォルトモード」で実行する。

「デフォルトモード」では、制御部６は、確定された安全制御ロジックにデフォルトで対応付けられている判定条件（即ち、上述したデフォルト設定で対応付けられている判定条件）を用いて、入力部１に接続されている全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定する（判定処理）。そして、制御部６は、全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定しつつ、それらの動作状態に応じて、上記安全制御ロジックに従った制御を対象機器１０２に対して実行する（演算処理）。

一方、安全制御装置に電源が投入されたときにロジック設定操作部４１にて何れの安全制御ロジックも選択されていなかった場合には、制御部６は、対象機器１０２に対する安全制御処理を、以下に説明する「変更可能モード」で実行する。本実施形態では、制御部６は、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチが全てオフになっていることに加えて、更にタイマ設定操作部４２の８つの設定スイッチが全てオフになっている場合に、安全制御処理を「変更可能モード」で実行する。尚、制御部６は、タイマ設定操作部４２の８つの設定スイッチの状態に拘わらず、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチが全てオフになっている場合に、安全制御処理を「変更可能モード」で実行する、といった処理を行うものに適宜変更されてもよい。

「変更可能モード」では、制御部６は、ロジック設定操作部４１での安全制御ロジックの選択、タイマ設定操作部４２でのオフディレータイムの設定、及び確定操作部４３の操作による確定を受け付けると共に、安全入力機器１０１の種類を、受け付けた安全制御ロジックにデフォルトで対応付けられているものから変更することを可能にする。そして、制御部６は、入力部１に接続された安全入力機器１０１の種類を、変更されたものとデフォルトのままであるものの全てについて判別する（判別処理）。その後、制御部６は、判別した安全入力機器１０１に種類に対応する判定条件を用いて、入力部１に接続されている全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定する（判定処理）。そして、制御部６は、全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定しつつ、それらの動作状態に応じて、上記安全制御ロジックに従った制御を対象機器１０２に対して実行する（演算処理）。

本実施形態では、上述した判別処理、判定処理、及び演算処理はそれぞれ、制御部６内に構成される判別処理部６１、判定処理部６２、及び演算処理部６３によって実行される（図１参照）。具体的には、これらの処理部は、制御部６である処理装置（ＣＰＵなど）にメインプログラムを実行させることによってソフトウェアで構成されるものであり、そのようなメインプログラムは、記憶部３に保存されている。尚、上記の処理部は、安全制御装置内に制御部６を回路で構築することによってハードウェアで構成されてもよい。

以下、安全制御装置で実行される安全制御処理（判別処理、判定処理、及び演算処理を含む）の詳細について説明する。

［２］安全制御装置で実行される安全制御処理
図５は、本実施形態で実行される安全制御処理を示したフローチャートである。この安全制御処理は、安全制御装置に電源が投入された場合に開始される。

安全制御処理が開始されると、安全制御装置の制御部６は、安全制御処理をデフォルトモード及び変更可能モードのどちらのモードで実行すべきであるのかを判断するべく、安全制御装置に電源が投入されたときにロジック設定操作部４１にて安全制御ロジックが既に選択されているか否かを判断する（ステップＳ１００）。

具体的には、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチのうちの少なくとも何れか１つがオン（設定スイッチのつまみを上に移動させた状態）に設定されている場合には、そのときの８つの設定スイッチのオン／オフの配列に対応した安全制御ロジックがロジック設定操作部４１にて選択されていることになるため、制御部６は、ステップＳ１００にて「選択されている（Ｙｅｓ）」と判断することができる。

一方、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチが全てオフ（設定スイッチのつまみを下に移動させた状態）に設定された場合には、ロジック設定操作部４１にて何れの安全制御ロジックも選択されていないことになるため、制御部６は、ステップＳ１００にて「選択されていない（Ｎｏ）」と判断することができる。本実施形態では、制御部６は、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチが全てオフになっていることに加えて、更にタイマ設定操作部４２の８つの設定スイッチが全てオフになっている場合に、ステップＳ１００にて「選択されていない（Ｎｏ）」と判断する。尚、制御部６は、タイマ設定操作部４２の８つの設定スイッチの状態に拘わらず、ロジック設定操作部４１の８つの設定スイッチが全てオフになっている場合に、ステップＳ１００にて「選択されていない（Ｎｏ）」と判断する、といった処理を行うものに適宜変更されてもよい。

そして、制御部６は、ステップＳ１００にて「選択されている（Ｙｅｓ）」と判断した場合には、その判断を以て安全制御処理を「デフォルトモード」で実行すべきであると判断し、ステップＳ１０１からの処理を実行する。一方、ステップＳ１００にて「選択されていない（Ｎｏ）」と判断した場合には、その判断を以て安全制御処理を「変更可能モード」で実行すべきであると判断し、ステップＳ１１１からの処理を実行する。具体的には、以下のとおりである。

＜デフォルトモード＞
デフォルトモードでは、制御部６は先ず、ロジック設定操作部４１にて選択されている安全制御ロジックが確定操作部４３の操作によって確定されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。本実施形態では、制御部６は、ロジック設定操作部４１にて選択されている安全制御ロジックと、タイマ設定操作部４２にて設定されているオフディレータイムとが、確定操作部４３の操作によって同時に確定されたか否かを判断する。

そして、制御部６は、ステップＳ１０１にて「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できるまで、ステップＳ１０１を繰り返し実行する。このとき、ユーザは、ロジック状態表示部５１に表示されている番号を確認することにより、所望する安全制御ロジックが正しく選択されているか否かを確認することができる。また、ユーザは、タイマ状態表示部５３にてどのＬＥＤが点灯しているかを確認することにより、所望するオフディレータイムが正しく設定されているか否かを確認することができる。更に、ユーザは、ロジック設定操作部４１で選択していた安全制御ロジックを別の安全制御ロジックに変更してから確定してもよいし、タイマ設定操作部４２で設定していたオフディレータイムを別のオフディレータイムに変更してから確定してもよい。

制御部６は、ステップＳ１０１にて「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できた場合には、記憶部３に保存されているデフォルト設定を参照することにより、確定された安全制御ロジックにデフォルトで対応付けられている判定条件を記憶部３から読み出す（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部６は、端子グループＭｇごとに対応付けられている判定条件を、当該端子グループＭｇを識別するための情報と共に読み出す。これにより、制御部６は、各端子グループＭｇに接続された安全入力機器１０１の動作状態を、当該端子グループＭｇに対応する判定条件を用いて判定することが可能になる。

次に、制御部６は、安全入力機器１０１の動作状態の判定を開始するべく、各端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からの第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の出力を開始する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部６は、ステップＳ１０２で読み出した判定条件のうちの第１安全入力機器１０１Ａ又は第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態を判定するための判定条件との関係では、当該判定条件が対応する端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からの第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の出力を開始する。一方、第３安全入力機器１０１Ｃは、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の有無に拘わらず、自身の動作状態に応じた信号を第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２として出力するため、制御部６は、ステップＳ１０２で読み出した判定条件のうちの第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態を判定するための判定条件との関係では、当該判定条件が対応する端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からは第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２を出力してもよいし、出力しなくてもよい。

このようにして、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２には、当該端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が入力されるようになる。

そして、制御部６は、ステップＳ１０２で読み出した判定条件を用いて、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２に入力されてくる第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２を、当該端子グループＭｇに対応する判定条件と比較することにより、その端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１の動作状態（正常状態及び異常状態のどちらであるのか）を判定する（ステップＳ１０４）。このようにして、制御部６は、入力部１に接続されている全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定する。

その後、制御部６は、ステップＳ１０４で判定した安全入力機器１０１の動作状態に応じて、上記安全制御ロジックに従った制御を対象機器１０２に対して実行する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部６は、安全入力機器１０１の動作状態の少なくも何れか１つが「異常状態」であると判定した場合において、安全制御ロジックに従って対象機器１０２を停止させることが必要になった場合には、出力信号Ｓｑとして、対象機器１０２を緊急停止させるための信号を二重化して出力部２（出力端子Ｈ１及びＨ２）から出力する。このとき、制御部６は、タイマ設定操作部４２にて設定されたオフディレータイムを考慮したタイミングで、出力信号Ｓｑを出力部２から出力する。一例として、オフディレータイムが０秒に設定されている場合には、制御部６は、ステップＳ１０４にて「異常状態」であると判定すると即座に、出力信号Ｓｑを出力部２から出力する。他の例として、オフディレータイムが１秒に設定されている場合には、制御部６は、ステップＳ１０４にて「異常状態」であると判定してから１秒後に、出力信号Ｓｑを出力部２から出力する。

そして、制御部６は、ステップＳ１０６にて安全制御装置への電源が「遮断された（Ｙｅｓ）」と判断できるまで、ステップＳ１０４からの処理を繰り返し実行することにより、対象機器１０２を安全に制御する。

このようなデフォルトモードでの安全制御処理によれば、端子グループＭｇごとに接続できる安全入力機器１０１の種類が、デフォルトで設定されているものに制限されてしまうものの、ユーザは、使いたい安全制御ロジックを選択するだけで、その安全制御ロジックに従った制御を対象機器１０２に対して実行することが可能になる。一方、ユーザによっては、安全制御ロジックが同じであっても、自身の仕様においてデフォルトとは異なる種類の安全入力機器１０１を使いたいといった場合がある。そこで、本実施形態の安全制御装置では、ユーザが安全入力機器１０１の種類を変更できるように、以下に説明する変更可能モードで安全制御処理を実行することが可能になっている。

＜変更可能モード＞
変更可能モードでは、ユーザは、ロジック設定操作部４１にて安全制御ロジックを選択すると共に、選択した安全制御ロジックで使用する安全入力機器１０１の種類を、自身の仕様に応じて、当該安全制御ロジックにデフォルトで対応付けられているものから変更することができる。具体的には、以下のとおりである。

制御部６は先ず、ロジック設定操作部４１にて何れかの安全制御ロジックが選択され、選択された安全制御ロジックが確定操作部４３の操作によって確定されたか否かを判断する（ステップＳ１１１）。このとき、ユーザは、ロジック状態表示部５１に表示されている番号を確認することにより、所望する安全制御ロジックが正しく選択されているか否かを確認することができる。また本実施形態では、ユーザは、タイマ設定操作部４２にてオフディレータイムを設定すると共に、タイマ状態表示部５３にてどのＬＥＤが点灯しているかを確認することにより、所望するオフディレータイムが正しく設定されているか否かを確認することができる。そこで本実施形態では、ステップＳ１１１において、制御部６は、ロジック設定操作部４１にて選択されている安全制御ロジックと、タイマ設定操作部４２にて設定されているオフディレータイムとが、確定操作部４３の操作によって同時に確定されたか否かを判断する。そして、制御部６は、ステップＳ１１１にて「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できるまで、ステップＳ１１１を繰り返し実行する。

制御部６は、ステップＳ１１１にて「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できた場合には、確定された安全制御ロジックに応じて入力部１に接続された安全入力機器１０１の種類を判別する（ステップＳ１１２）。即ち、制御部６は、ユーザが自身の仕様に応じて入力部１に接続した安全入力機器１０１の種類を判別する。

具体的には、制御部６は、安全入力機器１０１の種類の判別のために、各端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２から第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２をそれぞれ一時的に出力する。本実施形態では、制御部６は、第１基準信号Ｓｔ１として、電圧がＨレベル（例えば２４Ｖ）とＬレベル（例えば０Ｖ）との間で周期的（例えば１０ｍ秒ごと）に変化するパルス信号を出力し、第２基準信号Ｓｔ２として、第１基準信号Ｓｔ１と同じパルス信号を出力する。尚、種類の判別のために出力される第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２は、ステップＳ１０３での動作状態の判定のために出力される第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。

これにより、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２には、当該端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２として、当該安全入力機器１０１の種類に応じた信号が入力されるようになる。具体的には、以下のとおりである（図４参照）。

第１安全入力機器１０１Ａが接続されている場合には、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２であるパルス信号がそのまま第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２にそれぞれ入力される。よって、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベル（Ｓｐ１，Ｓｐ２）が、パルス信号のＨレベルの部分に対して（Ｓｐ１，Ｓｐ２）＝（Ｈ，Ｈ）となり、且つ、パルス信号のＬレベルの部分に対して（Ｓｐ１，Ｓｐ２）＝（Ｌ，Ｌ）となる組合せで現れることになる。

第２安全入力機器１０１Ｂが接続されている場合には、第１基準信号Ｓｔ１であるパルス信号に対して常にＬレベルの信号が第１入力信号Ｓｐ１としてレシーブ端子Ｇｒ１に入力され、第２基準信号Ｓｔ２であるパルス信号がそのまま第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ２に入力される。よって、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベル（Ｓｐ１，Ｓｐ２）が、パルス信号のＨレベルの部分に対して（Ｓｐ１，Ｓｐ２）＝（Ｌ，Ｈ）となり、且つ、パルス信号のＬレベルの部分に対して（Ｓｐ１，Ｓｐ２）＝（Ｌ，Ｌ）となる組合せで現れることになる。

第３安全入力機器１０１Ｃが接続されている場合には、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２であるパルス信号に拘わらず、Ｈレベルの信号が、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２としてレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２にそれぞれ入力される。よって、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベル（Ｓｐ１，Ｓｐ２）が、パルス信号のＨレベル及びＬレベルの何れの部分に対しても（Ｓｐ１，Ｓｐ２）＝（Ｈ，Ｈ）となる組合せで現れることになる。

これら以外の種類の安全入力機器１０１が接続されている場合や、上記の安全入力機器１０１の何れかが接続されてはいるものの、故障（接点不良など）していたり、電源が入っていなかったり、動作状態が「異常状態」になっていたりした場合には、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２の電圧レベル（Ｓｐ１，Ｓｐ２）が上記以外の組合せで現れることになる。

そこで、制御部６は、記憶部３に保存されている判別条件（図４参照）を用いて、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２に入力されてくる第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２に現れた電圧レベルの組合せが、３つの種類のうちのどの種類に対応した判別条件に合致するかを判断することにより、当該端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１の種類を判別する。このとき、制御部６は、上記３つの種類にそれぞれ対応した判別条件のどれにも合致しないと判断した場合には、安全入力機器１０１の種類が３つの種類以外であるか、或いは、当該３つの種類の何れかが接続されてはいるものの、故障（接点不良など）していたり、電源が入っていなかったり、動作状態が「異常状態」になっていたりしていると判断する。

ここで、入力部１に第３安全入力機器１０１Ｃが接続された場合、上述したように、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２にはオフチェックパルスが定期的に含まれることになる。従って、安全入力機器１０１の種類を判別するタイミングによっては、オフチェックパルスが判別に用いられてしまうことがある。しかし、オフチェックパルスは、第３安全入力機器１０１Ｃからの信号ではあるものの、第３安全入力機器１０１Ｃに対応した判別条件に合致するものでない。このため、種類を判別するタイミングによっては、種類を正確に判別できなくなるといった事態が生じ得る。

そこで本実施形態では、安全入力機器１０１の種類を正確に判別することが可能となるように、制御部６は、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２であるパルス信号においてＨレベルとＬレベルとが連続して１回ずつ現れる部分を１周期として、所定周期分（例えば１００周期分）の電圧レベルについて判別条件との比較を行う。そして、制御部６は、比較の結果として所定の割合（例えば９０％）以上で合致する判別条件があった場合には、その判別条件に基づいて安全入力機器１０１の種類を判別する。

このように本実施形態では、安全入力機器１０１が二重化されていることが当該安全入力機器１０１の種類の判別に利用されている。即ち、安全入力機器１０１が二重化されているが故に、当該安全入力機器１０１の種類の判別に２つの信号（第１入力信号Ｓｐ１と第２入力信号Ｓｐ２）を用いることが可能になっている。そして、このように２つの信号を用いることにより、当該２つの信号が満たすことができる条件の数（本実施形態では、電圧レベルの組合せの数）だけ、判別できる種類の数を増やすことができる。本実施形態では、３種類の安全入力機器１０１（即ち、第１安全入力機器１０１Ａ、第２安全入力機器１０１Ｂ、及び第３安全入力機器１０１Ｃ）の判別が可能になっている。

そして、制御部６は、ステップＳ１１２で判別した安全入力機器１０１の種類を入出力状態表示部５４に表示する（ステップＳ１１３）。具体的には、制御部６は、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２に対応するＬＥＤを、当該端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１の種類（ステップＳ１１２で判別した種類）に対応する色で発光させる。一方、制御部６は、ステップＳ１１２において、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２に現れた電圧レベルの組合せが、３つの種類にそれぞれ対応した判別条件のどれにも合致しない（即ち、３つの種類で現れる組合せ以外の組合せで現れた）と判断した場合、ステップＳ１１３では、そのことを示すエラー番号をエラー状態表示部５２に表示してもよい。尚、制御部６は、エラー番号を表示することに代えて、別の手段（例えば、入出力状態表示部５４にて対応するＬＥＤを、色を順に代えながら点灯させるといった方法など）でエラーを知らせてもよい。

これにより、ユーザは、ＬＥＤの発光色やエラー番号を確認することで、自身の仕様で使おうとしている種類の安全入力機器１０１が安全制御装置に正しく認識されているか否かを確認することができる。そして、ユーザは、安全入力機器１０１の種類が正しく認識されていることを確認できた場合には、確定操作部４３を操作することにより、入出力状態表示部５４に表示された安全入力機器１０１の種類を確定させる。一方、ユーザは安全入力機器１０１が正しく認識されていないことを確認できた場合には、正しく認識されたことがＬＥＤの発光色で確認できるまで、安全入力機器１０１の種類や接続の誤りを修正することができる。このとき、当該誤りの修正には、安全制御装置の再起動が必要であってもよい。

そこで、制御部６は、ステップＳ１１２で判別した安全入力機器１０１の種類が確定されたか否かを判断し（ステップＳ１１４）、ここで「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できるまで、ステップＳ１１２からの処理を繰り返し実行する。そして、制御部６は、ステップＳ１１４にて「確定された（Ｙｅｓ）」と判断できた場合に、次のステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１１５では、制御部６は、記憶部３に保存されている判定条件の中から、ステップＳ１１２で判別した安全入力機器１０１の種類に対応する判定条件を選択し、その判定条件を記憶部３から読み出す。具体的には、制御部６は、端子グループＭｇごとに、その端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１の種類（ステップＳ１１２で判別した種類）に対応する判定条件を選択し、その判定条件を記憶部３から読み出す。これにより、制御部６は、各端子グループＭｇに接続された安全入力機器１０１の動作状態を、その安全入力機器１０１の種類に対応する判定条件を用いて判定することが可能になる。

次に、制御部６は、安全入力機器１０１の動作状態の判定を開始するべく、ステップＳ１０３へ移行し、各端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からの第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の出力を開始する。具体的には、制御部６は、ステップＳ１１５で読み出した判定条件のうちの第１安全入力機器１０１Ａ又は第２安全入力機器１０１Ｂの動作状態を判定するための判定条件との関係では、当該判定条件が対応する端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からの第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の出力を開始する。一方、第３安全入力機器１０１Ｃは、第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２の有無に拘わらず、自身の動作状態に応じた信号を第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２として出力するため、制御部６は、ステップＳ１０２で読み出した判定条件のうちの第３安全入力機器１０１Ｃの動作状態を判定するための判定条件との関係では、当該判定条件が対応する端子グループＭｇ内のドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２からは第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２を出力してもよいし、出力しなくてもよい。

このようにして、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２には、当該端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１からの第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が入力されるようになる。

そして、制御部６は、ステップＳ１０４へ移行し、ステップＳ１１５で読み出した判定条件を用いて、各端子グループＭｇ内のレシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２に入力されてくる第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２を、当該端子グループＭｇに対応する判定条件と比較することにより、その端子グループＭｇに接続されている安全入力機器１０１の動作状態（正常状態及び異常状態のどちらであるのか）を判定する。このようにして、制御部６は、入力部１に接続されている全ての安全入力機器１０１についての動作状態を判定する。

このような判定処理によれば、ステップＳ１１２（判別処理）で判別された安全入力機器１０１の種類に対応した判定条件が選択されるため、安全入力機器１０１の動作状態について、当該安全入力機器１０１の種類に応じた正確な判定を行うことができる。また本実施形態では、安全入力機器１０１の種類が安全制御装置に正しく認識されていることが入出力状態表示部５４で確認され、正しく認識されたものが確定された場合に判定処理が実行されるため、安全入力機器１０１の種類に対する正しい認識の下で当該安全入力機器１０１の動作状態が正しく判定されることになる。従って、ユーザによる安全入力機器１０１の誤接続や安全制御装置による種類の誤認識によって生じ得る対象機器１０２への誤った制御が防止される。

その後、制御部６は、デフォルトモードの場合と同様、ステップＳ１０４で判定した安全入力機器１０１の動作状態に応じて、上記安全制御ロジックに従った制御を対象機器１０２に対して実行する（ステップＳ１０５）。そして、制御部６は、ステップＳ１０６にて安全制御装置への電源が「遮断された（Ｙｅｓ）」と判断できるまで、ステップＳ１０４からの処理を繰り返し実行することにより、対象機器１０２を安全に制御する。

このような変更可能モードでの安全制御処理によれば、入力部１に接続された安全入力機器１０１の種類が自動で判別され、且つ、その種類に応じて当該安全入力機器１０１の動作状態が自動で判定され、そこで判定された動作状態に応じて、安全制御ロジックに従った制御が対象機器１０２に対して実行される。従って、同じ安全制御ロジックであっても、安全入力機器１０１の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することが可能になる。

また、本実施形態の安全制御装置では、複数の安全制御ロジックが選択可能に予め備えられており、且つ、選択された安全制御ロジックに応じて入力部１に接続された安全入力機器１０１の種類及び動作状態が自動で判別及び判定される。このため、それらの制御を実行するための一連の制御プログラムをユーザ自身で作成する必要がなく、従って、そのような制御プログラムを作成するといったユーザの負担が軽減されることになる。しかも、安全制御ロジックの選択肢が増えると共に、どの安全制御ロジックが選択された場合であっても、安全入力機器１０１の種類やその組合せが異なる様々な仕様に対応することができる。

［３］変形例
［３－１］第１変形例
上述した安全制御装置において、判別処理は、安全入力機器１０１から入力部１に入力される入力信号Ｓｐに基づいて当該安全入力機器１０１の種類を判別できるものであれば、上述した判別条件を用いて種類を判別する場合（即ち、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２が満たしている条件の違いによって判別する場合）に限定されない別の方法で判別できるものに適宜変更されてもよい。

また、判別処理では、ドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２に電圧を印加することにより、それらの端子から第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２をそれぞれ出力し、レシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２の電圧を測定することにより、それらの端子に入力される第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２を取得してもよい。そして、レシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２で測定した電圧を用いて種類の判別を行ってもよい。

更に、判別処理では、ドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２に電流を印加することにより、それらの端子から第１基準信号Ｓｔ１及び第２基準信号Ｓｔ２をそれぞれ出力し、レシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２の電圧を測定することにより、それらの端子に入力される第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２を取得してもよい。そして、ドライブ端子Ｇｄ１及びＧｄ２に印加した電流と、レシーブ端子Ｇｒ１及びＧｒ２で測定した電圧とを用いて、ドライブ端子とレシーブ端子との間の抵抗値を求め、当該抵抗値に基づいて種類の判別を行ってもよい。

［３－２］第２変形例
上述した安全制御装置で実行される安全制御処理（図５参照）は、当該安全制御処理の実行中にロジック設定操作部４１又はタイマ設定操作部４２にて設定スイッチのオン／オフが変更された場合に、ステップＳ１０１へ移行してデフォルトモードでの処理を実行する、といったものに適宜変更されてもよい。

［３－３］第３変形例
上述した安全制御装置において、判定処理は、入力部１に接続されている安全入力機器１０１の動作状態について、判別処理によって判別された当該安全入力機器１０１の種類に応じて判定できるものであれば、上述した判定条件を用いて動作状態を判定する場合（即ち、第１入力信号Ｓｐ１及び第２入力信号Ｓｐ２と判定条件との比較によって動作状態を判定する場合）に限定されない別の方法で判定できるものに適宜変更されてもよい。

［３－４］第４変形例
上述した安全制御装置は、安全制御処理にデフォルトモードが組み込まれていないもの（即ち、安全制御処理を変更可能モードだけで実行するもの）に適宜変更されてもよい。

［３－５］第５変形例
安全入力機器１０１が二重化されていないものであったとしても、その安全入力機器１０１からの入力信号Ｓｐに基づいて当該安全入力機器１０１の種類を判別できる場合には、そのような二重化されていない安全入力機器１０１の接続が可能な安全制御装置にも、上述した変更可能モードでの安全制御処理を適用することができる。

また、上述した安全制御装置は、出力部２から対象機器１０２への出力信号Ｓｑが二重化されていないものに適宜変更されてもよい。

［３－６］第６変形例
上述した安全制御装置は、対象機器１０２を安全に制御できるように、各種処理部（判別処理部６１、判定処理部６２、及び演算処理部６３）が二重化されたものに適宜変更されてもよい。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

また、上述の実施形態及び変形例からは、発明の対象として、安全制御装置に限らず、それを構成する要素（制御部６など）、制御方法、プログラムなどが個々に抽出されてもよいし、それらの一部が部分的に抽出されてもよい。

１ 入力部
２ 出力部
３ 記憶部
４ 操作部
５ 表示部
６ 制御部
Ｇ、Ｈ 端子
４１ ロジック設定操作部
４２ タイマ設定操作部
４３ 確定操作部
５１ ロジック状態表示部
５２ エラー状態表示部
５３ タイマ状態表示部
５４ 入出力状態表示部
６１ 判別処理部
６２ 判定処理部
６３ 演算処理部
Ｈ１、Ｈ２ 出力端子
Ｍｇ、Ｍｈ 端子グループ
Ｓｐ 入力信号
Ｓｑ 出力信号
１０１ 安全入力機器
１０１Ａ 第１安全入力機器
１０１Ｂ 第２安全入力機器
１０１Ｃ 第３安全入力機器
１０２ 対象機器
Ｇｄ１、Ｇｄ２ ドライブ端子
Ｇｒ１、Ｇｒ２ レシーブ端子
ＳＡ１、ＳＡ２ 常閉接点
ＳＢ１ 常開接点
ＳＢ２ 常閉接点
ＳＣ１、ＳＣ２ センサ素子
Ｓｐ１ 第１入力信号
Ｓｐ２ 第２入力信号
Ｓｔ１ 第１基準信号
Ｓｔ２ 第２基準信号

Claims (6)

1. 安全入力機器からの入力信号に基づいて対象機器を安全に制御する安全制御装置であって、
   前記安全入力機器が接続される入力部と、
   前記対象機器が接続される出力部と、
   前記対象機器を安全に制御するために予め構築された安全制御ロジックと、
   前記安全制御ロジックに従った制御を前記対象機器に対して実行する演算処理部と、
   を備え、
   前記安全制御ロジックに応じて前記入力部に接続された前記安全入力機器の種類を、当該安全入力機器から前記入力部に入力される前記入力信号に基づいて判別する判別処理部
   を更に備え、
   前記演算処理部は、前記判別処理部によって判別された前記安全入力機器の種類に応じて、前記安全制御ロジックに従った制御を前記対象機器に対して実行する、安全制御装置。
2. 前記入力部に接続されている前記安全入力機器の動作状態を、前記判別処理部によって判別された当該安全入力機器の種類に応じて判定する判定処理部
   を更に備え、
   前記演算処理部は、前記判定処理部によって判定された前記安全入力機器の動作状態に応じて、前記安全制御ロジックに従った制御を前記対象機器に対して実行する、請求項１に記載の安全制御装置。
3. 前記安全入力機器の動作状態を判定するために当該安全入力機器からの前記入力信号との比較に用いられる条件であり、前記安全入力機器の種類ごとに異なる判定条件、を更に備え、
   前記判定処理部は、前記判定条件の中から、前記判別処理部によって判別された前記安全入力機器の種類に対応する判定条件を選択し、その判定条件と前記入力信号との比較により、前記入力部に接続されている前記安全入力機器の動作状態を判定する、請求項２に記載の安全制御装置。
4. 前記判別処理部によって判別された前記安全入力機器の種類が表示される表示部と、
   前記表示部に表示された前記種類の確定に用いられる確定操作部と、
   を更に備え、
   前記判定処理部は、前記確定操作部にて前記種類が確定された場合に、前記判定条件の中から、その種類に対応する前記判定条件を選択して用いることにより、前記入力部に接続されている前記安全入力機器の動作状態を判定する、請求項３に記載の安全制御装置。
5. 前記安全制御ロジックを複数備えると共に、当該複数の安全制御ロジックの中からの何れか１つの選択に用いられるロジック設定操作部を更に備え、
   前記入力部には、前記安全入力機器を接続するための端子が複数設けられており、そのうちの前記入力部への前記安全入力機器の接続に使用されるべき端子が、前記安全制御ロジックごとに予め対応付けられており、
   前記判別処理部は、前記ロジック設定操作部にて何れかの安全制御ロジックが選択された場合に、その安全制御ロジックに対応付けられている端子に入力される前記入力信号を用いて、当該端子に接続されている前記安全入力機器の種類を判別する、請求項１～４の何れかに記載の安全制御装置。
6. 前記安全入力機器は、当該安全入力機器からの前記入力信号が第１入力信号と第２入力信号とに二重化されるように構成された機器であり、
   前記判別処理部は、前記入力部に接続された前記安全入力機器の種類を、当該安全入力機器から前記入力部に入力される前記第１入力信号及び前記第２入力信号が満たしている条件の違いによって判別する、請求項１～５の何れかに記載の安全制御装置。

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