[发明专利]安全输出装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2010年1月13日提出申请的日本专利申请第2010-5190号并主张其优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及监视、控制工厂设备及现场设备的控制装置的输入输出装置，特别涉及具备自诊断功能的安全输出装置。

背景技术

在用来监视、控制工厂设备或现场设备等的控制装置中，特别是在要求高度的可靠性的安全控制系统中，导入了具备不经由人的手而自诊断控制装置自身的故障的功能的控制装置。

在图8中表示这样的安全控制系统的结构例。在图8中，安全控制系统100例如具备检测核动力设备或其现场设备(field equipment)等的被控制对象200的状态的传感器等的输入端部12、将来自输入端部12的输出作为输入信号、按照预先存储的控制程序生成控制阀等的操作端部13的输出信号的控制装置11、和其操作端部13。

控制装置11具备接收来自输入端部12的信号作为输入信号的输入装置11b、求出对应于该输入信号的运算输出的运算装置11a、和将该运算输出发送给操作端部13的输出装置11c。

在将该输入装置11b与输出装置11c一体构成的情况下，也有称作输入输出装置或I/O装置的情况。

例如，作为近年来的与PLC(Programmable Logic Controller)等的控制装置11连接的输入端部12的安全设备定期地输出自诊断用的自诊断脉冲信号。该自诊断脉冲信号是很短的脉冲宽度(例如20μsec)的关闭信号，将该自诊断脉冲信号反馈给安全设备自身而确认在输出系统中没有异常。

例如，日本专利第4131134号公报的控制装置、其输入电路及其控制装置的信号输入方法公开了由于可以想到PLC会将自诊断脉冲误作为动作信号取入到PLC的主体部中，所以即使连接输出自诊断脉冲信号的外部设备、也能够进行稳定的顺序控制的输入电路及信号输入方法。

根据该日本专利第4131134号公报的输入电路，预先设定没有产生已知的安全设备的自诊断脉冲信号的间隔期间，甄别从外部设备接收到的自诊断脉冲信号和动作时输出用的阶跃信号，仅将动作时输出用的阶跃信号取入到控制装置(PLC)主体中。

此外，日本专利第3630583号公报的失效安全开关(failsafe switch)的在线诊断方法及装置公开了作为操作端部13的安全设备的失效安全开关的在线诊断方法。

此外，日本特开2007-66246号公报的控制器的自诊断系统及方法公开了为了同时进行安全控制和高精度的自诊断而具备与主处理器独立的诊断执行机构的控制器。

一般，与控制装置的输入装置及输出装置叠加的安全装置的自诊断脉冲信号为了与通常的控制用的输入信号及输出信号区别而设为自诊断脉冲信号的脉冲宽度与控制用的输入信号及输出信号的脉冲宽度相比足够细的脉冲宽度信号。

在将控制装置11的输入装置11b、输出装置11c、与外部的输入端部12及操作端部13等的安全设备连接的输入线100a及输出线100b中，混入有分别对应于控制装置11的设置环境的干扰。

在该输入线100a、输出线100b中叠加的干扰的干扰脉冲的脉冲宽度成为与自诊断脉冲信号相同程度的情况下，由于不能区别自诊断脉冲信号和干扰脉冲，所以发生不能进行正常的自诊断的问题。

作为其对策，在一般的安全控制系统的输入装置及输出装置中，为了将与自诊断脉冲信号的脉冲宽度同等以下的脉冲宽度的干扰脉冲除去，在输入端具备干扰滤波器。

但是，在通过该干扰滤波器的频率分离特性实现的干扰除去方法中，由于不能将具有宽频带的频率成分的外来的干扰完全分离，所以不能将不需要的干扰脉冲信号、与因被控制装置200的故障、或将输入端部12、操作端部13和控制装置11连接的输入线100a、输出线100b的断线的前兆为原因发生的脉冲信号进行区别。

因此，通过该干扰滤波器，有可能将表示故障的前兆的脉冲信号漏过、或误检测为故障，所以有输入线100a、输出线100b的故障检测变得困难的问题。

此外，在输出装置11c中使用自诊断脉冲信号时，可以想到操作端部13偶尔会在对被控制装置200发送的信号中叠加自诊断脉冲信号。

因此，通常将自诊断脉冲信号的脉冲宽度设定为输出装置11c的连接目的地的操作端部13不响应的程度的较细的脉冲宽度，但根据操作端部13的响应性能，有自诊断脉冲信号给被控制装置200的特性带来不良影响的问题。