專利名稱：安全輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)視、控制工廠設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制裝置的輸入輸出裝置，特別涉 及具備自診斷功能的安全輸入裝置。
背景技術(shù)：
在用來(lái)監(jiān)視、控制工廠設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等的控制裝置中，特別是在要求高度的可 靠性的安全控制系統(tǒng)中，導(dǎo)入了具備不經(jīng)由人的手而自診斷控制裝置自身的故障的功能的 控制裝置。在圖5中表示這樣的安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。在圖5中，安全控制系統(tǒng)100例如 具備檢測(cè)核電站或其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(field equipment)等的被控制對(duì)象200的狀態(tài)的傳感器等 的輸入端部12、將來(lái)自輸入端部12的輸出作為輸入信號(hào)、按照預(yù)先存儲(chǔ)的控制程序生成對(duì) 閥等的操作端部13進(jìn)行控制的輸出信號(hào)的控制裝置11、和其操作端部13?？刂蒲b置11具備接收來(lái)自輸入端部12的信號(hào)作為輸入信號(hào)的輸入裝置lib、求出 對(duì)應(yīng)于該輸入信號(hào)的運(yùn)算輸出的運(yùn)算裝置11a、和將該運(yùn)算輸出發(fā)送給操作端部13的輸出 裝置11c。在將該輸入裝置lib與輸出裝置Ilc 一體構(gòu)成的情況下，也有稱作輸入輸出裝置 或I/O裝置的情況。例如，作為近年來(lái)的與PLC (Programmable Logic Controller)等的控制裝置11 連接的輸入端部12的安全設(shè)備定期地輸出自診斷用的自診斷脈沖信號(hào)。該自診斷脈沖信 號(hào)是很短的脈沖寬度(例如20ysec)的關(guān)閉信號(hào)，將該自診斷脈沖信號(hào)反饋給安全設(shè)備自 身而確認(rèn)在輸出系統(tǒng)中沒(méi)有異常。在此情況下，例如，日本專利第4131134號(hào)公報(bào)的控制裝置、其輸入電路及其控制 裝置的信號(hào)輸入方法中公開(kāi)了由于可以想到PLC會(huì)將自診斷脈沖誤作為動(dòng)作信號(hào)取入到 PLC的主體部中，所以即使連接輸出自診斷脈沖信號(hào)的外部設(shè)備、也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的順序控 制的輸入電路及信號(hào)輸入方法。根據(jù)該日本專利第4131134號(hào)公報(bào)的輸入電路，預(yù)先設(shè)定沒(méi)有產(chǎn)生已知的安全設(shè) 備的自診斷脈沖信號(hào)的間隔期間，甄別從外部設(shè)備接收到的自診斷脈沖信號(hào)和動(dòng)作時(shí)輸出 用的階躍信號(hào)，僅將動(dòng)作時(shí)輸出用的階躍信號(hào)取入到控制裝置(PLC)主體中。此外，日本專利第3630583號(hào)公報(bào)的失效安全開(kāi)關(guān)(failsafe switch)的在線診 斷方法及裝置公開(kāi)了作為操作端部13的安全設(shè)備的失效安全開(kāi)關(guān)的在線診斷方法。此外，日本特開(kāi)2007-66246號(hào)公報(bào)的控制器的自診斷系統(tǒng)及方法公開(kāi)了為了使 安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行安全控制和高精度的自診斷而具備與主處理器獨(dú)立的診斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制器。一般，與控制裝置的輸入裝置及輸出裝置疊加的安全裝置的自診斷脈沖信號(hào)為了 與通常的控制用的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)區(qū)別而設(shè)為自診斷脈沖信號(hào)的脈沖寬度與控制用 的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)的脈沖寬度相比足夠細(xì)的脈沖寬度信號(hào)。在將控制裝置11的輸入裝置lib、輸出裝置11c、與外部的輸入端部12和操作端 部13等的安全設(shè)備連接的輸入線IOOa及輸出線IOOb中，混入有分別對(duì)應(yīng)于控制裝置11 的設(shè)置環(huán)境的干擾。在該輸入線100a、輸出線IOOb中疊加的干擾的干擾脈沖的脈沖寬度成為與自診 斷脈沖信號(hào)相同程度的情況下，由于不能區(qū)別自診斷脈沖信號(hào)和干擾脈沖，所以發(fā)生不能 進(jìn)行正常的自診斷的問(wèn)題。作為其對(duì)策，在一般的安全控制系統(tǒng)的輸入裝置及輸出裝置中，為了將與自診斷 脈沖信號(hào)的脈沖寬度同等以下的脈沖寬度的干擾脈沖除去，在輸入端具備干擾濾波器。但是，在通過(guò)該干擾濾波器的頻率分離特性實(shí)現(xiàn)的干擾除去方法中，由于不能將 具有寬頻帶的頻率成分的外來(lái)的干擾完全分離，所以不能將不需要的干擾脈沖信號(hào)、與因 被控制裝置200的故障、或?qū)⑤斎攵瞬?2、操作端部13和控制裝置11連接的輸入線100a、 輸出線IOOb的斷線的前兆為原因發(fā)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行區(qū)別。因此，通過(guò)該干擾濾波器，有可能將表示故障的前兆的脈沖信號(hào)漏過(guò)、或誤檢測(cè)為 故障，所以有輸入線100a、輸出線IOOb的故障檢測(cè)變得困難的問(wèn)題。此外，在上述的日本專利第41311134號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的、預(yù)先設(shè)定沒(méi)有產(chǎn)生已知的 安全設(shè)備的自診斷脈沖信號(hào)的間隔期間、將從外部設(shè)備接收到的自診斷脈沖信號(hào)與動(dòng)作時(shí) 輸出用的階躍信號(hào)進(jìn)行時(shí)間甄別的方法的情況下，有不能并行地、并且以任意的定時(shí)進(jìn)行 安全的控制和輸入輸出裝置的自診斷的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述控制裝置的輸出裝置的問(wèn)題而做出的，目的是提供一種具 備能夠并行地進(jìn)行不易受疊加在將傳感器等的輸入端部與輸入裝置連結(jié)的輸入線中的干 擾影響的安全的控制和自診斷的自診斷功能的控制裝置的安全輸入裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的安全輸入裝置，其是將來(lái)自輸入端部的輸入信號(hào)作 為輸入數(shù)據(jù)發(fā)送給控制裝置的運(yùn)算裝置、并且進(jìn)行本裝置的自診斷的該控制裝置的安全輸 入裝置，其特征在于，上述安全輸入裝置具備輸入控制部，與由上述運(yùn)算裝置設(shè)定的控制 周期同步而控制將上述輸入信號(hào)變換為上述輸入數(shù)據(jù)并發(fā)送給上述運(yùn)算裝置；輸出控制 部，命令將預(yù)先設(shè)定的第1自診斷圖形數(shù)據(jù)與來(lái)自上述運(yùn)算裝置的控制周期同步而輸出； 測(cè)試圖形生成部，將從上述輸出控制部發(fā)送的上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)以編碼為預(yù)先設(shè)定 的脈沖寬度以下的脈沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；合成輸入部，將上述脈沖串信號(hào)和來(lái) 自上述輸入端部的上述輸入信號(hào)進(jìn)行合成；輸入接口部，將上述輸入信號(hào)變換為本裝置的 動(dòng)作信號(hào)電平，以由上述輸入控制部指令的定時(shí)傳輸給上述輸入控制部及上述合成輸入 部；圖形重構(gòu)部，將上述合成輸入部的輸出信號(hào)進(jìn)行解碼，并重構(gòu)為第2自診斷圖形數(shù)據(jù)； 以及比較部，將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)和上述第2自診斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷有無(wú)差 異；將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)和解碼后的第2自診斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)該數(shù)據(jù)的差異判斷有無(wú)故障，并行地進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)的處理和自診斷。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具備能夠并行地進(jìn)行不易受在將傳感器等的輸入端部與輸 入裝置連結(jié)的輸入線中疊加的干擾影響的安全的控制和自診斷的自診斷功能的控制裝置 的安全輸入裝置。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的安全輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的動(dòng)作的時(shí)間圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的安全輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3的安全輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖5是安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。[實(shí)施例1]以下，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)有關(guān)本發(fā)明的安全輸入裝置的實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。首先，使用安全輸入裝置的安全控制系統(tǒng)對(duì)于與在圖5中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同的部分 設(shè)為相同的符號(hào)而省略其說(shuō)明。將本發(fā)明的安全輸入裝置與在圖5中說(shuō)明的以往的輸入裝 置lib區(qū)別，在這里稱作安全輸入裝置lib。在圖1中，本發(fā)明的安全輸入裝置lib是將從傳感器等的輸入端部12發(fā)送的輸入 信號(hào)變換為輸入數(shù)據(jù)而發(fā)送給運(yùn)算裝置1 la、并且進(jìn)行自身的自診斷的控制裝置的安全輸 入裝置lib。該安全輸入裝置lib具備輸入控制部7，與由運(yùn)算裝置Ila設(shè)定的控制周期同步 而控制將輸入端部12的輸入信號(hào)變換為輸入數(shù)據(jù)并發(fā)送給運(yùn)算裝置Ila ；輸出控制部1，命 令將預(yù)先設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)與來(lái)自運(yùn)算裝置Ila的控制周期同步而輸出；測(cè)試圖形生 成部2，將從輸出控制部1發(fā)送的自診斷圖形數(shù)據(jù)以編碼為預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度以下的脈 沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；以及合成輸入部4，將脈沖串信號(hào)與來(lái)自輸入端部的輸入 信號(hào)進(jìn)行合成。還具備輸入接口部3，具有將輸入信號(hào)中包含的脈沖串信號(hào)的脈沖寬度以下的 脈沖干擾除去的低通濾波器，將輸入信號(hào)變換為本裝置的動(dòng)作信號(hào)電平，以由輸入控制部7 指令的定時(shí)發(fā)送給輸入控制部7及合成輸入部4 ；圖形重構(gòu)部5，將合成輸入部4的輸出信 號(hào)進(jìn)行解碼，并重構(gòu)為自診斷圖形數(shù)據(jù)；以及比較部6，將由測(cè)試圖形生成部2預(yù)先設(shè)定的 自診斷圖形數(shù)據(jù)與解碼后的自診斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷有無(wú)差異。接著，對(duì)各部的詳細(xì)設(shè)定進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)由輸出控制部1設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla 和該設(shè)定的切換動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。自診斷圖形數(shù)據(jù)dla不是以單純的單發(fā)脈沖或固定圖形的多個(gè)脈沖發(fā)行，而是發(fā) 行按照每個(gè)控制周期而不同的圖形數(shù)據(jù)。并且，在測(cè)試圖形生成部2中，通過(guò)基帶傳輸方式 等的編碼方式變換為脈沖串信號(hào)。這樣，能夠降低在連接安全輸入裝置lib與輸入端部12的輸入線IOOa中疊加的外來(lái)干擾的脈沖信號(hào)偶然與自診斷圖形數(shù)據(jù)dla的脈沖串信號(hào)一致的概率。此外，雖然可能性很低，但可以想到自診斷圖形數(shù)據(jù)dla的脈沖圖形與外來(lái)干擾 的脈沖圖形在時(shí)間上一致而混入的情況。在此情況下，由于每當(dāng)自診斷功能動(dòng)作時(shí)從輸出控制部1發(fā)行不同的自診斷圖形 數(shù)據(jù)dla，所以只要依據(jù)多次的診斷結(jié)果進(jìn)行故障的判斷，就能夠?qū)⒆栽\斷圖形數(shù)據(jù)dla的 脈沖圖形與外來(lái)的干擾的脈沖圖形偶然一致的概率降低到能夠忽視的程度。由此，與以往的使用干擾濾波器的將外來(lái)的干擾的脈沖信號(hào)除去的結(jié)構(gòu)不同，能 夠提高能夠進(jìn)行故障的前兆、故障檢測(cè)的安全輸入裝置lib的故障診斷功能的可靠性。接著，對(duì)測(cè)試圖形生成部2的脈沖串信號(hào)的設(shè)定進(jìn)行說(shuō)明。在輸入線IOOa感應(yīng)并 與輸入信號(hào)疊加的干擾脈沖通過(guò)設(shè)置在輸入接口部3中的低通濾波器被除去高頻干擾脈 沖。并且，由測(cè)試圖形生成部2生成的編碼后的脈沖串信號(hào)例如被設(shè)定作為比通過(guò)在 輸入接口部3中設(shè)定的低通濾波器的輸入信號(hào)成分快的頻率的、較窄的脈沖寬度。通過(guò)設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，即使在安全輸入裝置lib的各部的某個(gè)因外來(lái)的干擾而受 到影響的情況下，也容易將各部的干擾用濾波器除去，并且不會(huì)對(duì)基于脈沖串信號(hào)的自診 斷帶來(lái)影響，而能夠?qū)\(yùn)算裝置Ila發(fā)送安全的輸入數(shù)據(jù)。接著，參照?qǐng)D2對(duì)這樣構(gòu)成的安全輸出裝置lib的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2是說(shuō)明安 全輸入裝置lib各部的數(shù)據(jù)的輸出定時(shí)、和輸入輸出信號(hào)的動(dòng)作的時(shí)間圖。首先，安全輸入裝置lib的輸入控制部7從運(yùn)算裝置Ila接收與控制周期信號(hào)同 步的信號(hào)slla，將與其同步的測(cè)試指令信號(hào)sll發(fā)送給輸出控制部1、此外將輸入信號(hào)的讀 取指令信號(hào)s7發(fā)送給輸入接口部3。輸出控制部1如果經(jīng)由輸入控制部7接收到圖2的(a)所示的測(cè)試指令信號(hào)sll， 則以圖2的(b)所示的定時(shí)，將自診斷圖形數(shù)據(jù)dla發(fā)送給測(cè)試圖形生成部2。接著，如圖2的(c)所示，輸入接口部3將輸入端部信號(hào)sl2變換為數(shù)字電路的邏 輯電平信號(hào)，作為輸入信號(hào)s3發(fā)送給合成輸入部4的一個(gè)輸入端。該輸入信號(hào)S3是也稱作正常DI輸入的信號(hào)，由1位的狀態(tài)變化信號(hào)或多位的數(shù) 據(jù)構(gòu)成，圖2的(c)是表示該輸入信號(hào)s3的1位的狀態(tài)變化的定時(shí)的圖。此外，有源、非有 源的信號(hào)邏輯的定義通過(guò)適當(dāng)變更，在任何情況下都能夠?qū)?yīng)。此外，如圖2的(d)所示，在測(cè)試圖形生成部2中，將發(fā)送來(lái)的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla 變換為脈沖串信號(hào)s2，以基帶傳輸方式發(fā)送到合成輸入部4的另一個(gè)輸入端。在合成輸入部4中，如圖2的(e)所示，取輸入信號(hào)s3與脈沖串信號(hào)s2的邏輯積， 輸出合成后的合成輸出信號(hào)s4。圖形重構(gòu)部5如圖2的(f)所示，將合成輸出信號(hào)s4進(jìn)行解碼，并將解碼后的自 診斷圖形數(shù)據(jù)d5發(fā)送給比較部6。在比較部6中，接收包括由輸出控制部1指令的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla在內(nèi)的診斷 比較控制數(shù)據(jù)dlc，將設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla與解碼后的自診斷圖形數(shù)據(jù)d5進(jìn)行比較， 判斷有無(wú)差異，以圖2的(g)所示的定時(shí)，將判斷結(jié)果作為比較部輸出數(shù)據(jù)d6發(fā)送給運(yùn)算 裝置Ila和輸出控制部1。此外，如果該自診斷處理結(jié)束，則輸入控制部7將輸入信號(hào)sl2變換為輸入數(shù)據(jù)d7，將該輸入數(shù)據(jù)d7和比較部輸出數(shù)據(jù)d6發(fā)送給運(yùn)算裝置11a。根據(jù)該預(yù)先設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla與解碼后的自診斷圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)比較 判斷有無(wú)異常為止的處理，在由運(yùn)算裝置Ila控制的控制周期T的指定的診斷期間Tc內(nèi)執(zhí) 行，在控制周期T的期間內(nèi)并行地進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)的取入和自診斷。本安全輸入裝置以輸入端部信號(hào)是數(shù)字輸入信號(hào)的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但在 輸入端部信號(hào)是模擬輸入信號(hào)的情況下，在輸入接口部3中具備ADC(Anal0g Digital Converter)、變換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給合成輸入部4，從而能夠容易地構(gòu)成本安全輸入裝置。如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，即使從輸入線等感應(yīng)的外來(lái)的干擾疊加在輸入信號(hào)中 也能夠進(jìn)行安全的自診斷。此外，該自診斷不用將對(duì)運(yùn)算裝置發(fā)送的輸入數(shù)據(jù)中斷，而能夠并行地時(shí)常診斷， 所以能夠防止故障的漏過(guò)。[實(shí)施例2]接著，參照?qǐng)D3，對(duì)實(shí)施例2的安全輸入裝置lib進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于實(shí)施例2的各部， 與圖1所示的各部相同的部分用相同的符號(hào)表示，并省略其說(shuō)明。實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同點(diǎn)是，在實(shí)施例1中，測(cè)試圖形生成部2生成的自診斷 圖形數(shù)據(jù)是只有該圖形數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，而在實(shí)施例2中，具備使該自診斷圖形數(shù)據(jù)附帶錯(cuò)誤 檢測(cè)代碼的錯(cuò)誤代碼生成部2a，進(jìn)而，在圖形重構(gòu)部5中具備檢查附帶的錯(cuò)誤檢測(cè)代碼的 錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部如。并且，不同的是比較部6將設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)與解碼并將代碼除去后的自診 斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)判斷有無(wú)差異。以下，關(guān)于本實(shí)施例2的詳細(xì)情況，對(duì)與實(shí)施例1的差異點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例2 的測(cè)試圖形生成部2中，將從輸出控制部1接收到的自診斷圖形數(shù)據(jù)dla在變換為脈沖串 信號(hào)之前發(fā)送給錯(cuò)誤代碼生成部加，在錯(cuò)誤代碼生成部加中，進(jìn)行用來(lái)從接收到的自診斷 圖形數(shù)據(jù)dla中檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的錯(cuò)誤檢測(cè)代碼的計(jì)算。該錯(cuò)誤檢測(cè)代碼的種類例如使用循環(huán)冗余檢查(Cyclic RedundancyCheck, CRC) 等的函數(shù)。在錯(cuò)誤符代碼生成部加中，生成在自診斷圖形數(shù)據(jù)dla的末尾附帶計(jì)算出的固 定長(zhǎng)度的錯(cuò)誤檢測(cè)代碼數(shù)據(jù)的帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)，在測(cè)試圖形生成部2中，將帶代 碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)通過(guò)基帶傳輸方式等的編碼方式變換為脈沖串信號(hào)s2，并發(fā)送到合成 輸入部4的一個(gè)輸入端中。并且，在合成輸入部4中，取該脈沖串信號(hào)s2與發(fā)送到另一個(gè)輸入端中的輸入信 號(hào)S3的邏輯積。并且，在圖形重構(gòu)部5中，例如通過(guò)基帶解調(diào)方式，通過(guò)與測(cè)試圖形生成部2相反 的信號(hào)解碼順序，解碼為帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)。并且，在錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部fe中，使用與在錯(cuò)誤代碼生成部加生成的函數(shù)相同 的循環(huán)冗余檢查，進(jìn)行解碼后的帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤檢查。并且，將錯(cuò)誤檢測(cè)代 碼檢查部fe中的錯(cuò)誤檢測(cè)的結(jié)果、和除去了代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)d5從圖形重構(gòu)部恥發(fā) 送給比較部6。在比較部6中，進(jìn)行解碼后的自診斷圖形數(shù)據(jù)與設(shè)定的自診斷圖形數(shù)據(jù)的比較，
8判斷有無(wú)差異，并將該安全輸入裝置lib的故障的有無(wú)發(fā)送給運(yùn)算裝置Ila及輸出控制部 1。但是，在圖形重構(gòu)部5中的錯(cuò)誤檢測(cè)的結(jié)果是“錯(cuò)誤”的情況下，能夠認(rèn)為有可能 在該安全輸入裝置lib中發(fā)生了故障，所以也可以是將比較部6刪除的結(jié)構(gòu)，但也可以組合 采用圖形重構(gòu)部5的錯(cuò)誤判斷和比較部6中的比較診斷。此外，錯(cuò)誤代碼生成部加也可以構(gòu)成為，生成在自診斷圖形數(shù)據(jù)中附帶錯(cuò)誤檢測(cè) 修正代碼的帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)，將帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)作為脈沖串信號(hào)以基帶 傳輸方式輸出。作為該錯(cuò)誤檢測(cè)修正代碼，可以使用能夠進(jìn)行高速處理、能夠與1位的錯(cuò)誤修正 同時(shí)進(jìn)行1位以內(nèi)的錯(cuò)誤檢測(cè)的擴(kuò)展?jié)h明碼。根據(jù)這樣構(gòu)成的實(shí)施例2，通過(guò)使用帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)，能夠檢測(cè)輸出控制 部1與比較部6之間的數(shù)據(jù)的異常，檢測(cè)自診斷電路各部的某個(gè)的數(shù)據(jù)的異常。此外，通過(guò)將錯(cuò)誤代碼檢查、和自診斷圖形數(shù)據(jù)與其回讀的自診斷圖形數(shù)據(jù)的比 較診斷組合，能夠進(jìn)一步提高該安全輸入裝置的故障診斷功能的可靠性。[實(shí)施例3]接著，參照?qǐng)D4對(duì)實(shí)施例3的安全輸入裝置進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于實(shí)施例3的各部，與圖 1所示的各部相同的部分用相同的符號(hào)表示而省略其說(shuō)明。實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同點(diǎn)是，在輸入接口部3中具備信號(hào)反轉(zhuǎn)部3a，在沒(méi)有從 輸出控制部1指令了自診斷圖形數(shù)據(jù)的輸出的情況下，使輸入信號(hào)s3反轉(zhuǎn)，在比較部6中， 考慮從輸出控制部1指令的輸入信號(hào)的輸入反轉(zhuǎn)指令信號(hào)si的定時(shí)，來(lái)比較反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。S卩，在通過(guò)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的基于自診斷圖形數(shù)據(jù)的診斷例如在因輸入線 IOOa的接地信號(hào)線的斷線而不能輸入OV電位的情況下，此外，由于輸入接口部3的故障，根 據(jù)輸入到合成輸入部4及圖形重構(gòu)部5中的輸入信號(hào)來(lái)識(shí)別輸入信號(hào)電平，所以有在該信 號(hào)電平發(fā)生OV之前不能檢測(cè)到故障的問(wèn)題。但是，根據(jù)本實(shí)施例3，能夠在輸入信號(hào)不變化的狀況下使輸入到輸入接口部3中 的輸入信號(hào)的邏輯變化，所以能夠檢測(cè)上述那樣的該安全輸入裝置的錯(cuò)誤信號(hào)。此外，根據(jù)本實(shí)施例3，通過(guò)在基于自診斷數(shù)據(jù)圖形的診斷的執(zhí)行周期保持原樣的 狀態(tài)下附加該實(shí)施例3的功能，能夠進(jìn)一步提高本安全輸出裝置的自診斷的可靠性。本發(fā)明不限定于上述那樣的實(shí)施例，自診斷圖形數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤代碼及錯(cuò)誤檢測(cè)修正 代碼等可以根據(jù)可靠性、診斷時(shí)間等的安全系統(tǒng)的要求，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 能夠進(jìn)行各種變形而實(shí)施最適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。以上對(duì)一些實(shí)施例進(jìn)行了敘述，但這些實(shí)施例是單純作為例子而敘述的，并不指 定本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，這里所述的新的裝置也可以具體化為各種其他的形態(tài)，而且當(dāng)然可以在 不脫離本發(fā)明的主旨或精神的范圍內(nèi)進(jìn)行這里所述的裝置形態(tài)的各種省略、替換及變更。
權(quán)利要求
1.一種安全輸入裝置，其是將來(lái)自輸入端部的輸入信號(hào)作為輸入數(shù)據(jù)發(fā)送給控制裝置 的運(yùn)算裝置、并且進(jìn)行本裝置的自診斷的該控制裝置的安全輸入裝置，其特征在于，上述安全輸入裝置具備輸入控制部，與由上述運(yùn)算裝置設(shè)定的控制周期同步而控制將上述輸入信號(hào)變換為上 述輸入數(shù)據(jù)并發(fā)送給上述運(yùn)算裝置；輸出控制部，命令將預(yù)先設(shè)定的第1自診斷圖形數(shù)據(jù)與來(lái)自上述運(yùn)算裝置的控制周期 同步而輸出；測(cè)試圖形生成部，將從上述輸出控制部發(fā)送的上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)以編碼為預(yù)先 設(shè)定的脈沖寬度以下的脈沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；合成輸入部，將上述脈沖串信號(hào)和來(lái)自上述輸入端部的上述輸入信號(hào)進(jìn)行合成； 輸入接口部，將上述輸入信號(hào)變換為本裝置的動(dòng)作信號(hào)電平，以由上述輸入控制部指 令的定時(shí)發(fā)送給上述輸入控制部及上述合成輸入部；圖形重構(gòu)部，將上述合成輸入部的輸出信號(hào)進(jìn)行解碼，并重構(gòu)為第2自診斷圖形數(shù)據(jù)；以及比較部，將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)和上述第2自診斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷有無(wú)差異；將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)和解碼后的第2自診斷圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)該數(shù)據(jù)的 差異判斷有無(wú)故障，并行進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)的處理和自診斷。
2.如權(quán)利要求1所述的安全輸入裝置，其中，上述測(cè)試圖形生成部還具備錯(cuò)誤代碼生成部，該錯(cuò)誤代碼生成部生成在上述第1自診 斷圖形數(shù)據(jù)中附帶錯(cuò)誤檢測(cè)代碼的帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)，將該帶代碼的自診斷圖形數(shù) 據(jù)以編碼為脈沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；上述圖形重構(gòu)部具備錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部，該錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部對(duì)上述合成輸入部 的輸出信號(hào)進(jìn)行基帶解調(diào)方式的解碼處理，使用解碼后的數(shù)據(jù)所附帶的上述錯(cuò)誤檢測(cè)代碼 進(jìn)行錯(cuò)誤代碼檢查，將該錯(cuò)誤代碼檢查的檢查結(jié)果或除去了該錯(cuò)誤檢測(cè)代碼的第2自診斷 圖形數(shù)據(jù)發(fā)送給上述比較部；上述比較部根據(jù)上述檢查結(jié)果，或者通過(guò)將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)和第2自診斷圖 形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)判斷有無(wú)差異，從而檢測(cè)故障。
3.如權(quán)利要求1所述的安全輸入裝置，其中，上述測(cè)試圖形生成部還具備錯(cuò)誤代碼生成部，該錯(cuò)誤代碼生成部生成在上述第1自診 斷圖形數(shù)據(jù)中附帶錯(cuò)誤檢測(cè)修正代碼的帶代碼的自診斷圖形數(shù)據(jù)，將該帶代碼的自診斷圖 形數(shù)據(jù)以編碼為脈沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；上述圖形重構(gòu)部具備錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部，該錯(cuò)誤檢測(cè)代碼檢查部對(duì)上述合成輸入部 的輸出信號(hào)進(jìn)行基帶解調(diào)方式的解碼處理，使用解碼后的數(shù)據(jù)所附帶的上述錯(cuò)誤檢測(cè)修正 代碼進(jìn)行錯(cuò)誤代碼檢查，將該錯(cuò)誤代碼檢查的檢查結(jié)果或除去了該錯(cuò)誤檢測(cè)修正代碼的第 2自診斷圖形數(shù)據(jù)發(fā)送給上述比較部；上述比較部根據(jù)上述檢查結(jié)果，或者通過(guò)將上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)與第2自診斷圖 形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)判斷有無(wú)差異，從而檢測(cè)故障。
4.如權(quán)利要求3所述的安全輸入裝置，其中，上述錯(cuò)誤檢測(cè)修正代碼為擴(kuò)展?jié)h明碼。
5.如權(quán)利要求1所述的安全輸入裝置，其中，上述輸入接口部具備將來(lái)自上述輸入端部的輸入信號(hào)反轉(zhuǎn)的信號(hào)反轉(zhuǎn)部，在沒(méi)有被上 述輸出控制部指令上述第1自診斷圖形數(shù)據(jù)的輸出的情況下，使上述輸入信號(hào)反轉(zhuǎn)；在上述比較部中，根據(jù)由上述輸出控制部指令的反轉(zhuǎn)圖形信號(hào)和從上述圖形重構(gòu)部發(fā) 送的重構(gòu)部輸出數(shù)據(jù)的比較，判斷有無(wú)故障。
全文摘要
一種安全輸入裝置，具備輸入控制部(7)，與由上述運(yùn)算裝置(11a)設(shè)定的控制周期同步而控制將輸入信號(hào)發(fā)送給運(yùn)算裝置；輸出控制部(1)，命令將預(yù)先設(shè)定的第1自診斷圖形數(shù)據(jù)輸出；測(cè)試圖形生成部(2)，將第1自診斷圖形數(shù)據(jù)以編碼為預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度以下的脈沖串信號(hào)的基帶傳輸方式輸出；合成輸入部(4)，將脈沖串信號(hào)與輸入信號(hào)合成；輸入接口部(3)；圖形重構(gòu)部(5)，將合成輸入部的輸出信號(hào)解碼為第2自診斷圖形數(shù)據(jù)；比較部(6)，將第1與第2自診斷圖形數(shù)據(jù)比較，判斷有無(wú)差異。
文檔編號(hào)G05B9/02GK102135757SQ20111002094
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者中谷博司, 深井英五, 登古誠(chéng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝