[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7459915B1 - 安全モジュールおよびモジュール連結体 - Google Patents

安全モジュールおよびモジュール連結体 Download PDF

Info

Publication number
JP7459915B1
JP7459915B1 JP2022172228A JP2022172228A JP7459915B1 JP 7459915 B1 JP7459915 B1 JP 7459915B1 JP 2022172228 A JP2022172228 A JP 2022172228A JP 2022172228 A JP2022172228 A JP 2022172228A JP 7459915 B1 JP7459915 B1 JP 7459915B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
safety
module
control
processing circuit
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022172228A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024063988A (ja
Inventor
悠理 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMC Corp filed Critical SMC Corp
Priority to JP2022172228A priority Critical patent/JP7459915B1/ja
Priority to TW112107162A priority patent/TW202418015A/zh
Priority to EP23158580.3A priority patent/EP4361741A1/en
Priority to CN202310169096.3A priority patent/CN117950344A/zh
Priority to US18/174,780 priority patent/US20240142946A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7459915B1 publication Critical patent/JP7459915B1/ja
Publication of JP2024063988A publication Critical patent/JP2024063988A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/085—Electrical controllers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/0867—Data bus systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45006—Valves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

【課題】運転制御用通信により安全制御用通信が制限を受けないシステムを提供する。【解決手段】バルブモジュール１２に対する制御を行う制御装置３０と通信可能な安全モジュール１０は、安全制御用通信を前記制御装置３０と行う安全制御処理回路７０と、前記安全制御用通信に用いられる接続端子７２および安全制御用配線７４と、運転制御用通信を前記制御装置３０と行い、運転制御信号を出力する運転制御処理回路８２と、前記運転制御用通信が入力する入力端子８４と、前記運転制御用通信に用いられる運転制御用配線８６と、前記運転制御信号を前記バルブモジュール１２へ出力可能な出力端子８８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、安全モジュールおよびモジュール連結体に関する。
特許文献１には、安全モジュールが開示されている。安全モジュールは、制御電子回路を有する。制御電子回路は、スイッチング装置を制御して、各モジュールへの電圧供給を遮断することができる。
電圧供給の遮断は、クリティカルな状態が検出された場合に行われる。クリティカルな状態は、制御装置で検出される。
米国特許出願公開第２００９／００４５３６３号明細書
特許文献１の開示によると、クリティカルな状態が検出された場合には、制御装置は、安全モジュールの内部バス回線を介して、安全制御通信を行う。つまり、制御装置は、安全モジュールの制御電子回路に電圧供給の遮断を指示する。内部バス回線では、さらに、バルブモジュールの運転制御に関する運転制御用通信が行われる。同一の内部バス回線を用いて安全制御用通信と運転制御用通信とが行われる。したがって、運転制御用通信により安全制御用通信が制限を受ける。
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
本発明の第１の態様は、バルブモジュールに対する制御を行う制御装置と通信可能な安全モジュールであって、前記バルブモジュールの安全制御に関する安全制御用通信を前記制御装置と行う安全制御処理回路と、前記制御装置と前記安全制御処理回路との間の前記安全制御用通信に用いられる接続端子と、前記安全制御処理回路と前記接続端子とを接続し、前記安全制御用通信に用いられる安全制御用配線と、前記バルブモジュールの前記安全制御とは異なる運転制御に関する運転制御用通信を前記制御装置と行い、前記運転制御用通信に基づいて、前記バルブモジュールに対する運転制御信号を出力する運転制御処理回路と、前記制御装置と前記運転制御処理回路との間の前記運転制御用通信が入力する入力端子と、前記運転制御処理回路と前記入力端子とを接続し、前記運転制御用通信に用いられる運転制御用配線と、前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力可能な出力端子と、を備える。
本発明の第２の態様は、モジュール連結体であって、第１の態様による安全モジュールと、前記安全制御用通信および前記運転制御用通信を中継する制御通信処理回路と、前記制御通信処理回路により中継される前記安全制御用通信に用いられる第１配線と、前記第１配線に接続された第１端子と、前記制御通信処理回路により中継される前記運転制御用通信に用いられる第２配線と、前記第２配線に接続された第２端子とを有し、前記制御装置と前記安全モジュールとの間に、前記安全モジュールと連結して配置される通信モジュールと、を備える。
本発明によれば、安全モジュールにおいて、安全制御用通信に対する運転制御用通信の影響を抑えることができる。
図１は、一実施の形態に係る安全モジュールと複数のバルブモジュールとを含むバルブシステムを例示する図である。 図２は、バルブモジュールに対する運転用電力が供給される様子を例示する図である。 図３は、第１安全制御処理回路および第２安全制御処理回路の構成を模式的に示すブロック図である。 図４は、通信モジュールと安全モジュールとの間に追加モジュールが配置されたモジュール連結体を含むバルブシステムを例示する図である。 図５は、変形例２による安全モジュールと複数のバルブモジュールとを含むバルブシステムを例示する図である。 図６は、変形例３による安全モジュールと複数のバルブモジュールとを含むバルブシステムを例示する図である。 図７は、バルブシステムが変形例２による安全モジュールを含んだ変形例４の一例を説明するための図である。 図８は、バルブシステムが変形例３による安全モジュールを含んだ変形例４の別例を説明するための図である。 図９Ａは、３種類の安全モジュールが共通して有するコネクタを例示する図である。図９Ｂは、通信モジュールのコネクタを例示する図である。図９Ｃは、追加モジュールのコネクタを例示する図である。
図１は、一実施の形態に係る安全モジュール１０と複数のバルブモジュール１２とを含むバルブシステム２０を例示する図である。図１に示すバルブシステム２０は、複数のバルブモジュール１２に対する制御を行う制御装置３０と、バルブモジュール１２の制御に関する通信を中継する通信モジュール３２とを、さらに含む。安全モジュール１０、制御装置３０、通信モジュール３２およびバルブモジュール１２の各々は互いに別体である。通信モジュール３２は、制御装置３０と安全モジュール１０との間に配置される。安全モジュール１０および通信モジュール３２は、互いに連結され、モジュール連結体３６を構成する。
制御装置３０は、例えばＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。制御装置３０は複数のバルブモジュール１２の制御に関する通信を行う。各バルブモジュール１２の制御に関する通信は、各バルブモジュール１２の安全制御に関する安全制御用通信と、各バルブモジュール１２の安全制御とは異なる運転制御に関する運転制御用通信とを含む。
バルブモジュール１２の運転制御は、例えばバルブモジュール１２の運転による流体供給を制御することに対応する。バルブモジュール１２の安全制御は、例えば運転中のバルブモジュール１２に供給される運転用電力を遮断する制御、およびバルブモジュール１２の運転制御を遮断してバルブモジュール１２を安全に停止させる制御に対応する。
通信モジュール３２は、制御通信処理回路４０と、第１配線４２と、第１端子４４と、第２配線４６と、第２端子４８と、内部通信処理回路５０とを有する。制御通信処理回路４０は、制御装置３０と安全モジュール１０との間の安全制御用通信および運転制御用通信を中継する。
第１配線４２は、制御通信処理回路４０により中継される安全制御用通信に用いられる。第１配線４２は、制御通信処理回路４０と第１端子４４とを接続する。第２配線４６は、制御通信処理回路４０により中継される運転制御用通信に用いられる。第２配線４６は、制御通信処理回路４０と第２端子４８とを接続する。この第２配線４６上に内部通信処理回路５０が設けられている。
制御通信処理回路４０と制御装置３０との間における安全制御用通信および運転制御用通信は、いずれも制御通信回線６０を用いて行われる。制御通信回線６０を用いた安全制御用通信により、制御装置３０から安全制御用の安全制御信号が制御通信処理回路４０に入力されたとする。その場合、制御通信処理回路４０は、安全制御信号を、第１配線４２を介して第１端子４４に出力する。
制御通信回線６０を用いた運転制御用通信により、制御装置３０から運転制御用の運転制御信号が制御通信処理回路４０に入力されたとする。その場合、制御通信処理回路４０は、運転制御信号を第２配線４６および内部通信処理回路５０を介して第２端子４８に出力する。
安全モジュール１０から、第１端子４４および第１配線４２を介して、安全制御用の安全制御信号が制御通信処理回路４０に入力されたとする。その場合、制御通信処理回路４０は、安全制御信号を、制御通信回線６０を介して制御装置３０に出力する。安全モジュール１０から、第２端子４８、第２配線４６、内部通信処理回路５０を介して、運転制御用の運転制御信号が制御通信処理回路４０に入力されたとする。その場合、制御通信処理回路４０は、運転制御信号を、制御通信回線６０を介して制御装置３０に出力する。
内部通信処理回路５０は、例えば通信プロトコルＣＡＮ ＦＤ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄａｔａ ｒａｔｅ）を用いて安全モジュール１０と運転制御用通信を行う。内部通信処理回路５０は、通信プロトコルＣＡＮ ＦＤによる接続の終端処理を行う。通信プロトコルＣＡＮ ＦＤによる接続の終端処理機能は、制御通信処理回路４０内に設けられてもよい。その場合、内部通信処理回路５０は不要である。
なお、内部通信処理回路５０と安全モジュール１０との運転制御用通信には、ＣＡＮ ＦＤ以外の、他の種類の通信プロトコルが用いられてもよい。例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＲＳ－４８５、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の通信プロトコルが用いられてもよい。
安全モジュール１０は、安全制御処理回路７０と、接続端子７２と、安全制御用配線７４と、第１スイッチング回路７６と、双方向通信回線７８と、１組の単方向通信回線８０と、運転制御処理回路８２と、入力端子８４と、運転制御用配線８６と、出力端子８８と、信号出力回路９０と、電圧変換回路９２とを有する。安全モジュール１０は可換モジュールであるため、安全モジュール１０が故障した場合、モジュール連結体３６全体を交換する必要は無い。故障した安全モジュール１０のみを交換すればよい。
安全制御処理回路７０は、通信モジュール３２の制御通信処理回路４０を介して、制御装置３０と安全制御用通信を行う。接続端子７２は、安全制御用通信に用いられる。接続端子７２は、通信モジュール３２の第１端子４４に接続される。安全制御用配線７４は、安全制御処理回路７０と接続端子７２とを接続し、安全制御用通信に用いられる。すなわち、安全制御処理回路７０は、接続端子７２および安全制御用配線７４を介して、制御装置３０と安全制御用通信を行う。安全制御処理回路７０は、安全制御用通信に基づいて、安全制御用の安全制御信号を、第１スイッチング回路７６および電圧変換回路９２に出力する。
安全制御処理回路７０は、第１安全制御処理回路７０Ａと、第２安全制御処理回路７０Ｂとを有する。第１安全制御処理回路７０Ａと第２安全制御処理回路７０Ｂとの間に、第１安全制御処理回路７０Ａと第２安全制御処理回路７０Ｂとが通信するための双方向通信回線７８および１組の単方向通信回線８０が設けられている。第１安全制御処理回路７０Ａは、接続端子７２および安全制御用配線７４を介して、制御装置３０と安全制御用通信を行う。第２安全制御処理回路７０Ｂは、第１安全制御処理回路７０Ａおよび１組の単方向通信回線８０を介して、制御装置３０と安全制御用通信を行う。なお、安全制御用配線７４は、第１安全制御処理回路７０Ａと、第２安全制御処理回路７０Ｂとのうち、第１安全制御処理回路７０Ａに接続されている。
第１スイッチング回路７６は、安全制御処理回路７０から出力された安全制御信号に応じて、各バルブモジュール１２へ運転用電力を供給するか否かを切り替える。第１スイッチング回路７６は、ハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂを有する。
図１に示す例では、ハイサイドスイッチ７６Ａが、バルブモジュール１２毎に設けられている。したがって、特定のバルブモジュール１２にのみ、運転用電力を供給すること、および運転用電力の供給を停止することができる。なお、複数のバルブモジュール１２が複数のグループに分かれて運転制御される場合、ハイサイドスイッチ７６Ａはグループ毎に設けられてもよい。ローサイドスイッチ７６Ｂは、すべてのバルブモジュール１２に対して１個設けられる。
ハイサイドスイッチ７６Ａは、各バルブモジュール１２に供給される運転用電力の電源の正極１００に接続された電力線１０２に挿入される。ローサイドスイッチ７６Ｂは、各バルブモジュール１２に供給される運転用電力の電源の負極１０４に接続された電力線１０６に挿入される。すなわち、ハイサイドスイッチ７６Ａはバルブモジュール１２の電源に接続され、ローサイドスイッチ７６Ｂはグランドに接続されている。
第１安全制御処理回路７０Ａは、安全制御用通信に基づいて、安全制御用の安全制御信号を、ハイサイドスイッチ７６Ａへ出力する。第１安全制御処理回路７０Ａは、安全制御信号を出力することにより、ハイサイドスイッチ７６Ａをオンまたはオフにする。図１は、ハイサイドスイッチ７６Ａがオフになっている例を示す。第２安全制御処理回路７０Ｂは、電力線１０２の電位を計測することにより、ハイサイドスイッチ７６Ａがオンおよびオフのいずれの接続状態であるかを検出する。
第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａへ出力した安全制御信号の内容を、双方向通信回線７８を介して第２安全制御処理回路７０Ｂに通知する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、第１安全制御処理回路７０Ａからハイサイドスイッチ７６Ａへ出力された安全制御信号の内容と、第２安全制御処理回路７０Ｂが検出した検出結果との比較に基づいて、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を診断する。
第２安全制御処理回路７０Ｂは、安全制御用通信に基づいて、安全制御用の安全制御信号を、ローサイドスイッチ７６Ｂへ出力する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、安全制御信号を出力することにより、ローサイドスイッチ７６Ｂをオンまたはオフにする。図１は、ローサイドスイッチ７６Ｂがオフになっている例を示す。第１安全制御処理回路７０Ａは、電力線１０６の電位を計測することにより、ローサイドスイッチ７６Ｂがオンおよびオフのいずれの接続状態であるかを検出する。
第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂへ出力した安全制御信号の内容を、双方向通信回線７８を介して第１安全制御処理回路７０Ａに通知する。第１安全制御処理回路７０Ａは、第２安全制御処理回路７０Ｂからローサイドスイッチ７６Ｂへ出力された安全制御信号の内容と、第１安全制御処理回路７０Ａが検出した検出結果との比較に基づいて、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を診断する。
上述したように、第２安全制御処理回路７０Ｂは、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態診断において、第１安全制御処理回路７０Ａからハイサイドスイッチ７６Ａへ出力された安全制御信号の内容と、第２安全制御処理回路７０Ｂが検出した検出結果とを比較する。安全制御信号の内容と検出結果とが不一致の場合、第２安全制御処理回路７０Ｂは、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態が異常であることを検出する。
その場合、第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂをオフにする。各バルブモジュール１２に対する運転用電力の供給は、遮断される。バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂをオフにしたことを、双方向通信回線７８を介して第１安全制御処理回路７０Ａに通知する。第１安全制御処理回路７０Ａは、ローサイドスイッチ７６Ｂがオフにされたことを、上述した安全制御用通信により、制御装置３０へ通知する。
上述したように、第１安全制御処理回路７０Ａは、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態診断において、第２安全制御処理回路７０Ｂからローサイドスイッチ７６Ｂへ出力された安全制御信号の内容と、第１安全制御処理回路７０Ａが検出した検出結果とを比較する。安全制御信号の内容と検出結果とが不一致の場合、第１安全制御処理回路７０Ａは、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態が異常であることを検出する。
その場合、第１安全制御処理回路７０Ａは、各ハイサイドスイッチ７６Ａをオフにする。各バルブモジュール１２に対する運転用電力の供給は、遮断される。バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａをオフにしたことを、双方向通信回線７８を介して第２安全制御処理回路７０Ｂに通知する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、ハイサイドスイッチ７６Ａがオフにされたことを、上述した安全制御用通信により、制御装置３０へ通知する。
第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を制御し、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を監視する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を制御し、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を監視する。第１安全制御処理回路７０Ａおよびハイサイドスイッチ７６Ａの組合せを、第１の組合せとする。第２安全制御処理回路７０Ｂおよびローサイドスイッチ７６Ｂの組合せを、第２の組合せとする。第１の組合せと第２の組合せとのいずれか一方の組合せが異常の場合、他方の組合せが正常に動作することにより、バルブモジュール１２の安全制御を、より適切に行うことができる。
運転制御処理回路８２は、通信モジュール３２の制御通信処理回路４０および内部通信処理回路５０を介して、制御装置３０と運転制御用通信を行う。入力端子８４は、運転制御用通信に用いられる。入力端子８４は、通信モジュール３２の第２端子４８に接続される。運転制御用配線８６は、運転制御処理回路８２と入力端子８４とを接続し、運転制御用通信に用いられる。運転制御処理回路８２は、運転制御用通信に基づいて、バルブモジュール１２に対する運転制御信号をバルブモジュール１２に出力する。
運転制御用配線８６上の運転制御用通信には、上述した通信プロトコルＣＡＮ ＦＤが用いられる。運転制御処理回路８２は、通信モジュール３２の内部通信処理回路５０と運転制御処理回路８２との間の通信プロトコルＣＡＮ ＦＤによる接続の終端処理を行う。なお、内部通信処理回路５０と運転制御処理回路８２との間の通信プロトコルとして、ＣＡＮ ＦＤ以外の、上述した他の種類の通信プロトコルが用いられてもよい。
安全モジュール１０には、安全制御処理回路７０と運転制御処理回路８２とが別々に設けられている。バルブモジュール１２の運転制御に関する機能追加が行われる場合、運転制御処理回路８２の機能のみを更新すればよい。バルブモジュール１２の安全制御と運転制御とが同一の処理回路で行われる場合は、運転制御に関する機能追加によって安全制御に不具合が生じる場合がある。しかしながら、本実施の形態ではそのような不具合が発生しない。運転制御に関する機能追加に伴って、安全制御処理回路７０がセキュリティ基準を満たすか否かを再確認する必要が無い。
安全モジュール１０には、安全制御用配線７４と運転制御用配線８６とが別々に設けられている。安全モジュール１０において、安全制御用通信に対する運転制御用通信の影響を抑えることができる。
信号出力回路９０がオンになった場合、出力端子８８は、運転制御処理回路８２から出力された運転制御信号をバルブモジュール１２へ出力可能となる。信号出力回路９０は、例えばフォトカプラであり、電圧変換回路９２を介して制御用電力の電源１０８に接続される。第１安全制御処理回路７０Ａは、安全制御用通信に基づいて、安全制御用の安全制御信号を、ハイサイドスイッチ７６Ａに加えて電圧変換回路９２へも出力する。
第１安全制御処理回路７０Ａから電圧変換回路９２へ出力される安全制御信号がオン信号の場合、電圧変換回路９２はオンになる。その場合、電圧変換回路９２は、制御用電力の電源１０８から供給される電力を、その電力の電圧を変換したうえで、信号出力回路９０へ供給する。第１安全制御処理回路７０Ａから電圧変換回路９２へ出力される安全制御信号がオフ信号の場合、電圧変換回路９２はオフになる。その場合、電圧変換回路９２は、制御用電力の電源１０８から信号出力回路９０への電力供給を遮断する。
信号出力回路９０は、運転制御信号を、出力端子８８を介してバルブモジュール１２へ出力するか否かを、安全制御信号に応じて切り替える。安全制御信号がオン信号の場合、電圧変換回路９２はオンになり、信号出力回路９０へ電力が供給されるため、信号出力回路９０は、運転制御信号をバルブモジュール１２へ出力する（図２参照）。安全制御信号がオフ信号の場合、電圧変換回路９２はオフになり、信号出力回路９０への電力供給が遮断されるため、信号出力回路９０は、運転制御信号をバルブモジュール１２へ出力しない（図１参照）。運転制御信号がバルブモジュール１２へ出力されない場合、バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。
信号出力回路９０は、安全制御信号がオン信号の場合にのみ、運転制御処理回路８２からの運転制御信号をバルブモジュール１２へ出力する。安全制御信号がオフ信号の場合、バルブモジュール１２に供給される運転用電力が遮断されるだけでなく、バルブモジュール１２が安全に停止できるため、バルブシステム２０の安全性が高まる。
バルブモジュール１２は、複数のバルブ１２０と、複数のバルブ１２０を開閉させるドライバ１２２とを有する。バルブ１２０は、例えば電磁弁である。ドライバ１２２は、バルブモジュール１２に供給される運転用電力の電源の正極１００および負極１０４に接続される。ドライバ１２２は、電力線１０２に挿入されたハイサイドスイッチ７６Ａを介して運転用電力の電源の正極１００に接続される。ドライバ１２２は、電力線１０６に挿入されたローサイドスイッチ７６Ｂを介して運転用電力の電源の負極１０４に接続される。
安全モジュール１０の運転制御処理回路８２からバルブモジュール１２へ出力された運転制御信号に応じて、ドライバ１２２は、バルブ１２０を開閉させる。ドライバ１２２は、運転用電力の電源を用いてバルブ１２０を開閉させる。ドライバ１２２がバルブ１２０を開放すると、バルブ１２０は流体の供給対象装置へ流体を供給する。ドライバ１２２がバルブ１２０を閉塞すると、バルブ１２０により供給対象装置へ供給される流体が遮断される。
図２は、バルブモジュール１２に対する運転用電力が供給される様子を例示する図である。上述したように、第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａをオンまたはオフにする。第１安全制御処理回路７０Ａにより出力された安全制御信号がオン信号の場合、ハイサイドスイッチ７６Ａはオンになる（図２参照）。第１安全制御処理回路７０Ａにより出力された安全制御信号がオフ信号の場合、ハイサイドスイッチ７６Ａはオフになる（図１参照）。
上述したように、第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂをオンまたはオフにする。第２安全制御処理回路７０Ｂにより出力された安全制御信号がオン信号の場合、ローサイドスイッチ７６Ｂはオンになる（図２参照）。第２安全制御処理回路７０Ｂにより出力された安全制御信号がオフ信号の場合、ローサイドスイッチ７６Ｂはオフになる（図１参照）。
安全制御信号がオン信号の場合、ハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂがともにオンになることにより、運転用電力がバルブモジュール１２に供給される（図２参照）。安全制御信号がオフ信号の場合、ハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂのうちの少なくとも一方がオフになることにより、バルブモジュール１２に対する運転用電力の供給が遮断される（図１参照）。こうして、バルブモジュール１２に対する運転用電力の安全な供給が実現される。
図３は、第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂの構成を模式的に示すブロック図である。第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂはいずれも安全モジュール１０の安全制御処理回路７０である。安全制御処理回路７０は、ＣＰＵまたはＧＰＵ等のプロセッサを含む。安全制御処理回路７０は、安全機能処理部１４０と、ホワイトチャネル通信処理部１４２と、安全制御処理部１４４と、安全層プロトコル処理部１４６と、ブラックチャネル通信処理部１４８とを有する。
安全制御処理回路７０が、不図示の記憶部に保存されたプログラムを実行することにより、安全機能処理部１４０と、ホワイトチャネル通信処理部１４２と、安全制御処理部１４４と、安全層プロトコル処理部１４６と、ブラックチャネル通信処理部１４８とが実現される。安全機能処理部１４０と、ホワイトチャネル通信処理部１４２と、安全制御処理部１４４と、安全層プロトコル処理部１４６と、ブラックチャネル通信処理部１４８とのうちの少なくとも一部は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路、或いはディスクリートデバイスを含む電子回路によって実現されてもよい。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０は、不図示の制御信号線を介してハイサイドスイッチ７６Ａへ安全制御信号を出力することにより、ハイサイドスイッチ７６Ａをオンまたはオフにする。第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０は、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０に、ハイサイドスイッチ７６Ａへ出力した安全制御信号の内容を通知する。その安全制御信号の内容は、ホワイトチャネル通信処理部１４２および双方向通信回線７８を介して、通知される。
第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０は、第１安全制御処理回路７０Ａから出力された安全制御信号の内容と、第２安全制御処理回路７０Ｂによる検出結果との比較に基づいて、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を診断する。第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０がハイサイドスイッチ７６Ａの異常を検出した場合、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０は、不図示の制御信号線を介してローサイドスイッチ７６Ｂへ安全制御信号を出力することにより、ローサイドスイッチ７６Ｂをオフにする。第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０は、ローサイドスイッチ７６Ｂをオフにしたことを、第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０に通知する。この通知は、ホワイトチャネル通信処理部１４２および双方向通信回線７８を介して行われる。
第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０は、不図示の制御信号線を介してローサイドスイッチ７６Ｂへ安全制御信号を出力することにより、ローサイドスイッチ７６Ｂをオンまたはオフにする。第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０は、第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０に、ローサイドスイッチ７６Ｂへ出力した安全制御信号の内容を通知する。その安全制御信号の内容は、ホワイトチャネル通信処理部１４２および双方向通信回線７８を介して、通知される。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０は、第２安全制御処理回路７０Ｂから出力された安全制御信号の内容と、第１安全制御処理回路７０Ａによる検出結果との比較に基づいて、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を診断する。第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０がローサイドスイッチ７６Ｂの異常を検出した場合、第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０は、不図示の制御信号線を介してハイサイドスイッチ７６Ａへ安全制御信号を出力することにより、ハイサイドスイッチ７６Ａをオフにする。第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０は、ハイサイドスイッチ７６Ａをオフにしたことを、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０に通知する。この通知は、ホワイトチャネル通信処理部１４２および双方向通信回線７８を介して行われる。
ホワイトチャネル通信処理部１４２は、第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０と、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０との間の通信を処理する。第１安全制御処理回路７０Ａの安全機能処理部１４０と、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全機能処理部１４０との間の通信は、安全機能に関わる通信である。そのため、双方向通信回線７８を介したその通信には、所定のセキュリティ基準を満たす専用の通信プロトコルが適用される。このような通信は、ホワイトチャネル通信と呼ばれる。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４は、制御装置３０と安全制御用通信を行う。第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４は、その安全制御用通信に基づいて、制御装置３０からの安全制御に関する指示内容を安全機能処理部１４０に通知する。ハイサイドスイッチ７６Ａへの安全制御信号出力を指示する内容が通知された場合、安全機能処理部１４０は、上述したようにハイサイドスイッチ７６Ａへ安全制御信号を出力する。出力された安全制御信号にしたがって、ハイサイドスイッチ７６Ａはオンまたはオフになる。
第１安全制御処理回路７０Ａと第２安全制御処理回路７０Ｂとの間には、１組の単方向通信回線８０が設けられている。１組の単方向通信回線８０は、第１安全制御処理回路７０Ａから第２安全制御処理回路７０Ｂへ向かう向きの単方向通信回線８０Ａと、逆向きの単方向通信回線８０Ｂとを有する。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４は、制御装置３０からの安全制御信号を、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４へ、単方向通信回線８０Ａを介して転送する。第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４は、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４からの安全制御信号を、単方向通信回線８０Ｂを介して取得する。第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４は、取得した第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４からの安全制御信号を、制御装置３０へ転送する。こうして、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４は、制御装置３０との間の安全制御用通信を、第１安全制御処理回路７０Ａを介して行う。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４と、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４との間の通信は、所定のセキュリティ基準を満たす必要がある。安全層プロトコル処理部１４６は、そのセキュリティ基準を満たすため、１組の単方向通信回線８０における通信の安全性に関する安全層プロトコル処理を行う。
安全層プロトコル処理が行われることにより、単方向通信回線８０Ａおよび単方向通信回線８０Ｂを介した通信には、汎用の通信プロトコルを適用することができる。ブラックチャネル通信処理部１４８は、安全層プロトコル処理を前提とした、汎用の通信プロトコルによる通信を処理する。このような通信は、ブラックチャネル通信と呼ばれる。なお、汎用の通信プロトコルは、例えばＣＡＮ ＦＤ、ＣＡＮ、ＳＰＩ、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）等である。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４と制御装置３０との間の安全制御用通信は、制御通信回線６０と、通信モジュール３２の制御通信処理回路４０および第１配線４２と、安全モジュール１０の安全制御用配線７４とを介して行われる。制御通信処理回路４０は、安全層プロトコル処理機能およびブラックチャネル通信処理機能を有している。
第１配線４２および安全制御用配線７４における通信の安全性に関する安全層プロトコル処理が、制御通信処理回路４０および第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４で行われる。制御通信処理回路４０と第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４との間の、第１配線４２および安全制御用配線７４を介した安全制御用通信には、ブラックチャネル通信を適用することができる。
第１安全制御処理回路７０Ａの安全制御処理部１４４と、第２安全制御処理回路７０Ｂの安全制御処理部１４４との間の通信には、２種類の通信回線が用いられる。２種類の通信回線は、双方向通信回線７８および１組の単方向通信回線８０である。単方向通信回線８０を用いる運転制御用通信と、双方向通信回線７８を用いるハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂの状態に関する相互監視とが、互いに干渉しない。単方向通信回線８０を介したブラックチャネル通信には、汎用の通信プロトコルを適用することができるため、通信方式に関する設計の自由度が高い。
本実施の形態に係る安全モジュール１０において、安全制御処理回路７０は、制御装置３０との安全制御用通信に基づいて、第１スイッチング回路７６および電圧変換回路９２に安全制御信号を出力する。第１スイッチング回路７６は、ハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂを有する。ハイサイドスイッチ７６Ａおよびローサイドスイッチ７６Ｂのうちのいずれか一方のスイッチに入力した安全制御信号がオフ信号の場合、そのスイッチはオフになる。その場合、各バルブモジュール１２に対する運転用電力の供給は、遮断される。その場合、バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。
運転制御処理回路８２は、制御装置３０との運転制御用通信に基づいて、信号出力回路９０を介してバルブモジュール１２に運転制御信号を出力する。電圧変換回路９２に入力した安全制御信号がオフ信号の場合、信号出力回路９０への電力供給が遮断されるため、信号出力回路９０はオフになる。信号出力回路９０がオフであるため、運転制御信号は、バルブモジュール１２へ出力されない。その場合、バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。
第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を制御し、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を監視する。第１安全制御処理回路７０Ａは、ハイサイドスイッチ７６Ａの接続状態に関する制御内容を、第２安全制御処理回路７０Ｂに通知する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態を制御し、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態を監視する。第２安全制御処理回路７０Ｂは、ローサイドスイッチ７６Ｂの接続状態に関する制御内容を、第１安全制御処理回路７０Ａに通知する。
第２安全制御処理回路７０Ｂは、ハイサイドスイッチ７６Ａの状態が異常であることを検出した場合、ローサイドスイッチ７６Ｂをオフにする。第１安全制御処理回路７０Ａは、ローサイドスイッチ７６Ｂの状態が異常であることを検出した場合、ハイサイドスイッチ７６Ａをオフにする。いずれの場合においても、バルブモジュール１２の運転は安全に停止する。
［変形例］
上記実施の形態は、以下のように変形されてもよい。
（変形例１）
モジュール連結体３６は、安全モジュール１０および通信モジュール３２とともに、少なくとも一つの追加モジュールをさらに含んでもよい。図４は、通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に追加モジュール１６０が配置されたモジュール連結体３６Ａを含むバルブシステム２０Ａを例示する図である。図４は、通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に１つの追加モジュール１６０が配置された例を示している。
図４に示す追加モジュール１６０以外のバルブシステム２０Ａの構成は、図１と同様であり、図１と同一の符号が用いられている。図４において、図１と同一の符号が付された部材についての説明は、図１と重複するため、省略される。安全モジュール１０および追加モジュール１６０が互いに連結される。追加モジュール１６０および通信モジュール３２が互いに連結される。連結された安全モジュール１０、追加モジュール１６０および通信モジュール３２は、モジュール連結体３６Ａを構成する。
追加モジュール１６０は、第３配線１６２と、第３端子１６４と、第４端子１６６と、第４配線１６８と、第５端子１７０と、第６端子１７２と、機能制御処理回路１７４とを有する。第３配線１６２は、安全制御用通信に用いられる。第３端子１６４は、第３配線１６２の一端に接続される。第４端子１６６は、第３配線１６２の他端に接続される。
第３端子１６４は、第４端子１６６よりも通信モジュール３２に近い。図４に示す例において、第３端子１６４は、通信モジュール３２の第１端子４４に接続される。第４端子１６６は、第３端子１６４よりも安全モジュール１０に近い。図４に示す例において、第４端子１６６は、安全モジュール１０の接続端子７２に接続される。
第４配線１６８は、運転制御用通信に用いられる。第４配線１６８上の運転制御用通信には、ＣＡＮ ＦＤ、ＣＡＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＳＰＩ、ＲＳ－４８５、ＵＳＢ等の通信プロトコルが用いられる。第５端子１７０は、第４配線１６８の一端に接続される。第６端子１７２は、第４配線１６８の他端に接続される。
第５端子１７０は、第６端子１７２よりも通信モジュール３２に近い。図４に示す例において、第５端子１７０は、通信モジュール３２の第２端子４８に接続される。第６端子１７２は、第５端子１７０よりも安全モジュール１０に近い。図４に示す例において、第６端子１７２は、安全モジュール１０の入力端子８４に接続される。
追加モジュール１６０は、様々な機能を果たす各種処理装置と、通信可能に接続される。追加モジュール１６０に接続される処理装置は、例えば外部アクチュエータ（不図示）または外部センサ（不図示）等である。外部アクチュエータは、例えば他のバルブまたは警告灯等である。機能制御処理回路１７４は、制御装置３０が外部アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を処理する。機能制御処理回路１７４は、外部センサにより検知された状態を制御装置３０へ通知するための状態通知信号を処理する。機能制御処理回路１７４は、動作制御信号または状態通知信号を、運転制御用通信を用いて中継する。
本変形例において、追加モジュール１６０に接続される処理装置は外部センサである。この外部センサは、バルブモジュール１２により供給対象装置へ供給される流体に関する状態を検知する機能を果たす。機能制御処理回路１７４は、第４配線１６８上に介挿される。機能制御処理回路１７４は、運転制御用通信を用いてバルブモジュール１２が供給対象装置へ供給する流体に関する状態を制御装置３０へ通知するための状態通知信号を出力する。状態通知信号を取得した制御装置３０は、必要に応じて、バルブモジュール１２の運転制御或いは安全制御を行ってもよい。
流体に関する状態は、例えばバルブモジュール１２から供給対象装置へ供給される流体の圧力、流量および温度で表される。流体の圧力、流量および温度のデータは、バルブモジュール１２に取り付けられた外部センサから、不図示のデータ通信回線を介して、機能制御処理回路１７４により得られる。供給対象装置がシリンダを有する場合、流体に関する状態に対応するデータは、シリンダに取り付けられた各種外部センサから得られるデータであってもよい。
流体に関する状態に対応するデータとして、多くの種類の外部センサからデータが得られるのが好ましい。多くの種類の外部センサからデータを取得するため、通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に配置する追加モジュール１６０の数を多くしてもよい。複数の追加モジュール１６０がそれぞれ有する機能制御処理回路１７４は、様々な外部センサから取得したデータに基づいて、状態通知信号を制御装置３０へ通知することができる。
通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に複数の追加モジュール１６０が配置される場合の、第３端子１６４、第４端子１６６、第５端子１７０および第６端子１７２の接続先を説明する。それら複数の追加モジュール１６０のうちの１つの追加モジュール１６０の第３端子１６４および第５端子１７０は、隣接する追加モジュール１６０の第４端子１６６および第６端子１７２にそれぞれ接続される。
通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に追加モジュール１６０を配置することにより、流体に関する状態に対応するデータを外部センサから取得し、監視することができる。外部センサの種類および数が増加した場合、追加モジュール１６０の数を増設することもできる。さらに、外部アクチュエータの種類および数が増加した場合にも、追加モジュール１６０の数を増設することもできる。必要な数の追加モジュール１６０が設けられることにより、外部アクチュエータの動作制御、または外部センサによる状態通知等に関する信号処理を、精密に行うことができる。
（変形例２）
バルブモジュール１２の周辺またはバルブモジュール１２による流体供給の対象装置の周辺に侵入者がいると、侵入者に危険がおよぶ可能性がある。外部装置により侵入者が検出されるのが好ましい。外部装置による侵入者の検出は、安全制御用通信により制御装置３０に通知される。バルブモジュール１２の安全制御は、例えば外部装置による侵入者の検出を制御装置３０に通知する制御に対応する。制御装置３０は、必要に応じて、バルブモジュール１２の運転制御或いは安全制御を行ってもよい。
図５は、変形例２による安全モジュール１０Ａと複数のバルブモジュール１２とを含むバルブシステム２０Ｂを例示する図である。安全モジュール１０Ａおよび通信モジュール３２は、互いに連結され、モジュール連結体３６Ｂを構成する。バルブシステム２０Ｂは、制御装置３０と、通信モジュール３２と、外部装置１９０とを、さらに含む。
外部装置１９０は、安全制御に関する検出信号を生成する。安全制御に関する検出信号は、例えば侵入者の検出、或いはオペレータからの緊急停止指示の検出等を表す。外部装置１９０は、制御用電力の電源１０８に接続される。侵入者の検出を表す検出信号を生成する外部装置１９０は、例えばライトカーテン等の侵入者を検出するセンサを有する装置である。オペレータからの緊急停止指示の検出を表す検出信号を生成する外部装置１９０は、例えばオペレータが緊急停止時に押下するボタンスイッチである。
図５に示す安全モジュール１０Ａが有する一部の部材は、図１に示す安全モジュール１０と共通する。図５において、図１と同一の符号が付された部材についての説明は、図１と重複するため、省略される。安全モジュール１０Ａは、安全制御処理回路７０（第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂ）と、接続端子７２と、安全制御用配線７４と、双方向通信回線７８と、１組の単方向通信回線８０と、運転制御処理回路８２と、入力端子８４と、運転制御用配線８６と、出力端子８８とを有する。安全モジュール１０Ａは、外部インタフェース２００と、信号入力回路２０２と、第２スイッチング回路２０４とを、さらに有する。
外部装置１９０に供給される制御用電力は、外部インタフェース２００から外部装置１９０へ出力される。外部装置１９０により生成された安全制御に関する検出信号は、外部装置１９０から外部インタフェース２００へ入力する。外部装置１９０から外部インタフェース２００へ入力した検出信号は、信号入力回路２０２に入力する。外部装置１９０から外部インタフェース２００へ入力した、安全制御に関する検出信号は、例えば電圧で表される信号である。その場合、信号入力回路２０２は、例えば電圧モニタである。信号入力回路２０２は、信号入力回路２０２に入力した検出信号を、安全制御処理回路７０へ出力する。
安全制御処理回路７０は、安全制御に関する検出信号が安全制御処理回路７０に入力したことを、安全制御用通信により制御装置３０に通知する。制御装置３０は、外部装置１９０により安全制御に関する検出信号が生成されたことを、制御装置３０に接続された不図示の報知部を用いて、オペレータに報知する。報知部は、スピーカ、警告灯および表示器等である。オペレータは、制御装置３０に接続された不図示の操作部を操作することにより、制御装置３０と運転制御処理回路８２との間の運転制御用通信を介して、バルブモジュール１２を安全に停止させることができる。
安全モジュール１０Ａにおいて、外部装置１９０の正常性を検証することも可能である。第２スイッチング回路２０４は、外部装置１９０に供給される制御用電力の電源１０８に接続された電力線２１０に挿入される。第２スイッチング回路２０４は、安全制御処理回路７０から出力された給電制御信号に応じて、外部装置１９０へ制御用電力を供給するか否かを切り替える。給電制御信号は、外部装置１９０へ制御用電力を供給するか否かを表す信号である。給電制御信号を出力する安全制御処理回路７０は、第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂのいずれか一方、または両方であってもよい。
特に、第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂの両方から給電制御信号が出力された場合に、第２スイッチング回路２０４の切り替え動作が行われると、安全性が高い。例えば、第２スイッチング回路２０４をオンにするための給電制御信号が第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂの両方から出力された場合にのみ、第２スイッチング回路２０４がオンになる。その後、第１安全制御処理回路７０Ａが故障した場合であっても、第２安全制御処理回路７０Ｂが第２スイッチング回路２０４をオフにするための給電制御信号を出力することにより、第２スイッチング回路２０４をオフにすることができる。
安全制御処理回路７０は、安全制御用通信に基づいて、給電制御信号を、第２スイッチング回路２０４へ出力する。安全制御処理回路７０は、給電制御信号を出力することにより、第２スイッチング回路２０４をオンまたはオフにする。図５は、第２スイッチング回路２０４がオフになっている例を示す。
安全制御処理回路７０から出力される給電制御信号に応じて、第２スイッチング回路２０４は外部装置１９０への給電を瞬間的に遮断することができる。その場合、外部装置１９０は給電の瞬間的な遮断を検出する。外部装置１９０は、検出した給電の瞬間的な遮断に応じて、安全制御に関する検出信号を生成する。
外部装置１９０により生成された安全制御に関する検出信号は、外部装置１９０から、外部インタフェース２００を介して信号入力回路２０２に入力する。信号入力回路２０２は、信号入力回路２０２に入力した、安全制御に関する検出信号を、安全制御処理回路７０へ出力する。安全制御処理回路７０は、信号入力回路２０２に入力した検出信号と、第２スイッチング回路２０４へ出力した給電制御信号とに基づき、外部装置１９０の正常性に関する情報を生成する。安全制御処理回路７０は、安全制御用通信により、外部装置１９０の正常性に関する情報を、制御装置３０へ通知する。
外部装置１９０の正常性に関する情報は、外部装置１９０が正常であるか、または異常であるかを示す。外部装置１９０に対する給電の瞬間的な遮断に関して、給電制御信号が示す内容と検出信号が示す内容とが一致する場合、外部装置１９０は正常である。給電制御信号が示す内容と検出信号が示す内容とが一致しない場合、外部装置１９０は異常である。なお、給電制御信号が示す内容と、検出信号が示す内容とが一致するか否かは、第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂのいずれか一方、または両方により検出されてもよい。
電力線２１０上の、第２スイッチング回路２０４と外部インタフェース２００との間の位置に電圧モニタが配置されてもよい。電力線２１０上の電圧モニタにより計測された電圧が、外部装置１９０の正常性に関する情報の生成に用いられてもよい。その場合、安全制御処理回路７０は、信号入力回路２０２に入力した検出信号と、第２スイッチング回路２０４へ出力した給電制御信号と、電力線２１０上の電圧モニタにより計測された電圧とに基づき、外部装置１９０の正常性に関する情報を生成する。なお、計測された電圧と、給電制御信号が示す内容と、検出信号が示す内容とが一致するか否かは、第１安全制御処理回路７０Ａおよび第２安全制御処理回路７０Ｂのいずれか一方、または両方により検出されてもよい。
外部装置１９０に対する給電の瞬間的な遮断に関して、電力線２１０上の電圧モニタにより計測された電圧と、検出信号として表される電圧とが一致する場合、外部装置１９０は正常である。電力線２１０上の電圧モニタにより計測された電圧と、検出信号として表される電圧とが一致しない場合、外部装置１９０は異常である。
外部装置１９０の正常性に関する情報として、外部装置１９０の異常が通知された場合、制御装置３０は、外部装置１９０の異常をオペレータに報知する。オペレータは、制御装置３０を操作することにより、制御装置３０と運転制御処理回路８２との間の運転制御用通信を介して、バルブモジュール１２を安全に停止させることができる。なお、外部装置１９０の異常が通知された場合、制御装置３０は、オペレータによる操作を介さず自動的にバルブモジュール１２を安全に停止させてもよい。
本変形例に係る安全モジュール１０Ａにおいて、外部装置１９０から安全制御に関する検出信号は、信号入力回路２０２に入力する。安全制御処理回路７０は、その検出信号の入力を、安全制御用通信により制御装置３０に通知する。
第２スイッチング回路２０４が外部装置１９０への給電を遮断した場合、安全制御処理回路７０は、外部装置１９０の正常性に関する情報を生成する。外部装置１９０の正常性に関する情報は、信号入力回路２０２に入力した検出信号と、第２スイッチング回路２０４へ出力された給電制御信号とに基づいて生成される。安全制御処理回路７０は、安全制御用通信により、外部装置１９０の正常性に関する情報を、制御装置３０へ通知する。
なお、外部装置１９０は、出力信号切替装置（Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）としての機能を備えている場合、外部装置１９０の正常性に関する情報が安全制御処理回路７０により生成される生成処理が、必要とは限らない。そのため、オペレータが、制御装置３０を操作することにより、その生成処理が禁止されてもよい。
（変形例３）
バルブモジュール１２の安全制御は、運転用電力を遮断する制御、バルブモジュール１２を安全に停止させる制御、および侵入者の検出を制御装置３０に通知する制御であってもよい。すなわち、上述の実施の形態による安全モジュール１０の構成部材と、変形例２による安全モジュール１０Ａの構成部材とが組み合わされてもよい。
図６は、変形例３による安全モジュール１０Ｂと複数のバルブモジュール１２とを含むバルブシステム２０Ｃを例示する図である。安全モジュール１０Ｂおよび通信モジュール３２は、互いに連結され、モジュール連結体３６Ｃを構成する。バルブシステム２０Ｃは、制御装置３０と、通信モジュール３２と、外部装置１９０とを、さらに含む。
図６に示す安全モジュール１０Ｂが有する一部の部材は、図１に示す安全モジュール１０と共通する。図６に示す安全モジュール１０Ｂが有する残りの部材は、図５に示す安全モジュール１０Ａと共通する。図６に示す各部材の説明は、図１または図５を用いて上述されているため、省略される。図６に示す安全モジュール１０Ｂは、図１に示した安全モジュール１０として機能するとともに、図５に示した安全モジュール１０Ａとしても機能する。
（変形例４）
上述の実施の形態における安全モジュール１０と、変形例１における安全モジュール１０と、変形例２における安全モジュール１０Ａと、変形例３における安全モジュール１０Ｂとが、交換可能であってもよい。
例えば、上述の実施の形態におけるモジュール連結体３６の通信モジュール３２と連結する安全モジュール１０を、変形例２における安全モジュール１０Ａに交換することができる。これにより、図５に示すモジュール連結体３６Ｂが得られる。安全モジュール１０Ａの接続端子７２と、通信モジュール３２の第１端子４４とが接続される。安全モジュール１０Ａの入力端子８４と、通信モジュール３２の第２端子４８とが接続される。接続端子７２と第１端子４４との接続、および入力端子８４と第２端子４８との接続により、通信モジュール３２は安全モジュール１０Ａに連結される。
上述の実施の形態におけるモジュール連結体３６の通信モジュール３２と連結する安全モジュール１０を、変形例３における安全モジュール１０Ｂに交換することができる。これにより、図６に示すモジュール連結体３６Ｃが得られる。安全モジュール１０Ｂの接続端子７２と、通信モジュール３２の第１端子４４とが接続される。安全モジュール１０Ｂの入力端子８４と、通信モジュール３２の第２端子４８とが接続される。接続端子７２と第１端子４４との接続、および入力端子８４と第２端子４８との接続により、通信モジュール３２は安全モジュール１０Ｂに連結される。
また、変形例１におけるモジュール連結体３６Ａの安全モジュール１０が、変形例２における安全モジュール１０Ａに交換されてもよい。図７は、バルブシステム２０Ｄが変形例２による安全モジュール１０Ａを含んだ変形例４の一例を説明するための図である。安全モジュール１０Ａ、追加モジュール１６０および通信モジュール３２により、モジュール連結体３６Ｄが構成される。
安全モジュール１０Ａの接続端子７２と、追加モジュール１６０の第４端子１６６とが接続される。安全モジュール１０Ａの入力端子８４と、追加モジュール１６０の第６端子１７２とが接続される。接続端子７２と第４端子１６６との接続、および入力端子８４と第６端子１７２との接続により、追加モジュール１６０は安全モジュール１０Ａに連結される。
変形例１におけるモジュール連結体３６Ａの安全モジュール１０が、変形例３における安全モジュール１０Ｂに交換されてもよい。図８は、バルブシステム２０Ｅが変形例３による安全モジュール１０Ｂを含んだ変形例４の別例を説明するための図である。安全モジュール１０Ｂ、追加モジュール１６０および通信モジュール３２により、モジュール連結体３６Ｅが構成される。
安全モジュール１０Ｂの接続端子７２と、追加モジュール１６０の第４端子１６６とが接続される。安全モジュール１０Ｂの入力端子８４と、追加モジュール１６０の第６端子１７２とが接続される。接続端子７２と第４端子１６６との接続、および入力端子８４と第６端子１７２との接続により、追加モジュール１６０は安全モジュール１０Ｂに連結される。
図９Ａは、３種類の安全モジュール１０、１０Ａおよび１０Ｂが共通して有するコネクタＣＡを例示する図である。３種類の安全モジュール１０、１０Ａおよび１０Ｂの各安全モジュールに設けられたコネクタＣＡは、その安全モジュールに隣接する隣接モジュールに設けられたコネクタと互いに係合する。隣接モジュールは、上述したように、通信モジュール３２または追加モジュール１６０である。本変形例は、安全モジュール１０を用いて説明されるが、安全モジュール１０Ａまたは１０Ｂを用いた説明の場合でも同様である。
コネクタＣＡは、接続端子７２と、入力端子８４と、給電端子１００ａと、給電端子１０４ａと、給電端子１０８ａとを含む。給電端子１００ａは、電力線等を介して運転用電力の電源の正極１００と電気的に接続される。給電端子１０４ａは、電力線等を介して運転用電力の電源の負極１０４と電気的に接続される。給電端子１０８ａは、電力線等を介して制御用電力の電源１０８と電気的に接続される。
図９Ｂは、通信モジュール３２のコネクタＣＢを例示する図である。通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に追加モジュール１６０が配置されない場合、安全モジュール１０に隣接する隣接モジュールは通信モジュール３２である。したがって、通信モジュール３２に設けられたコネクタＣＢは、安全モジュール１０に設けられたコネクタＣＡと互いに係合する。安全モジュール１０のコネクタＣＡと通信モジュール３２のコネクタＣＢとが係合することにより、安全モジュール１０と通信モジュール３２とが互いに連結される。
コネクタＣＢは、第１端子４４と、第２端子４８と、給電端子１００ｂと、給電端子１０４ｂと、給電端子１０８ｂとを含む。給電端子１００ｂは、電力線等を介して運転用電力の電源の正極１００と電気的に接続される。給電端子１０４ｂは、電力線等を介して運転用電力の電源の負極１０４と電気的に接続される。給電端子１０８ｂは、電力線等を介して制御用電力の電源１０８と電気的に接続される。
安全モジュール１０のコネクタＣＡにおける各端子の位置は、通信モジュール３２のコネクタＣＢにおける各端子の位置に対応している。したがって、安全モジュール１０のコネクタＣＡと通信モジュール３２のコネクタＣＢとが係合することにより、対応する端子同士が接続される。
すなわち、安全モジュール１０の接続端子７２と、通信モジュール３２の第１端子４４とが接続される。安全モジュール１０の入力端子８４と、通信モジュール３２の第２端子４８とが接続される。安全モジュール１０の給電端子１００ａと、通信モジュール３２の給電端子１００ｂとが接続される。安全モジュール１０の給電端子１０４ａと、通信モジュール３２の給電端子１０４ｂとが接続される。安全モジュール１０の給電端子１０８ａと、通信モジュール３２の給電端子１０８ｂとが接続される。
図９Ｃは、追加モジュール１６０のコネクタＣＣを例示する図である。通信モジュール３２と安全モジュール１０との間に追加モジュール１６０が配置される場合、安全モジュール１０に隣接する隣接モジュールは追加モジュール１６０である。したがって、追加モジュール１６０に設けられたコネクタＣＣは、安全モジュール１０に設けられたコネクタＣＡと互いに係合する。安全モジュール１０のコネクタＣＡと追加モジュール１６０のコネクタＣＣとが係合することにより、安全モジュール１０と追加モジュール１６０とが互いに連結される。
コネクタＣＣは、第４端子１６６と、第６端子１７２と、給電端子１００ｃと、給電端子１０４ｃと、給電端子１０８ｃとを含む。給電端子１００ｃは、電力線等を介して運転用電力の電源の正極１００と電気的に接続される。給電端子１０４ｃは、電力線等を介して運転用電力の電源の負極１０４と電気的に接続される。給電端子１０８ｃは、電力線等を介して制御用電力の電源１０８と電気的に接続される。
安全モジュール１０のコネクタＣＡにおける各端子の位置は、追加モジュール１６０のコネクタＣＣにおける各端子の位置に対応している。したがって、安全モジュール１０のコネクタＣＡと追加モジュール１６０のコネクタＣＣとが係合することにより、対応する端子同士が接続される。
すなわち、安全モジュール１０の接続端子７２と、追加モジュール１６０の第４端子１６６とが接続される。安全モジュール１０の入力端子８４と、追加モジュール１６０の第６端子１７２とが接続される。安全モジュール１０の給電端子１００ａと、追加モジュール１６０の給電端子１００ｃとが接続される。安全モジュール１０の給電端子１０４ａと、追加モジュール１６０の給電端子１０４ｃとが接続される。安全モジュール１０の給電端子１０８ａと、追加モジュール１６０の給電端子１０８ｃとが接続される。
上述したように、３種類の安全モジュール１０、１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ図９Ａに示す同一構造のコネクタＣＡを有する。したがって、安全モジュール１０を安全モジュール１０Ａに交換可能であり、安全モジュール１０を安全モジュール１０Ｂに交換可能である。安全モジュール１０Ａを安全モジュール１０に交換可能であり、安全モジュール１０Ａを安全モジュール１０Ｂに交換可能である。安全モジュール１０Ｂを安全モジュール１０に交換可能であり、安全モジュール１０Ｂを安全モジュール１０Ａに交換可能である。
安全モジュールを交換することにより、それぞれの種類の安全モジュールに対応する様々な用途に応じたモジュール連結体を供給することができる。
［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
（１）バルブモジュール（１２）に対する制御を行う制御装置（３０）と通信可能な安全モジュール（１０、１０Ａ、１０Ｂ）は、前記バルブモジュールの安全制御に関する安全制御用通信を前記制御装置と行う安全制御処理回路（７０）と、前記制御装置と前記安全制御処理回路との間の前記安全制御用通信に用いられる接続端子（７２）と、前記安全制御処理回路と前記接続端子とを接続し、前記安全制御用通信に用いられる安全制御用配線（７４）と、前記バルブモジュールの前記安全制御とは異なる運転制御に関する運転制御用通信を前記制御装置と行い、前記運転制御用通信に基づいて、前記バルブモジュールに対する運転制御信号を出力する運転制御処理回路（８２）と、前記制御装置と前記運転制御処理回路との間の前記運転制御用通信が入力する入力端子（８４）と、前記運転制御処理回路と前記入力端子とを接続し、前記運転制御用通信に用いられる運転制御用配線（８６）と、前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力可能な出力端子（８８）と、を備える。これにより、安全モジュールにおいて、安全制御用通信に対する運転制御用通信の影響を抑えることができる。
（２）前記安全モジュールは、前記バルブモジュールに運転用電力を供給可能な第１スイッチング回路（７６）をさらに備え、前記安全制御処理回路は、前記安全制御用通信に基づいて、前記安全制御用の安全制御信号を出力し、前記第１スイッチング回路は、前記安全制御処理回路から出力された前記安全制御信号に応じて、前記バルブモジュールへ前記運転用電力を供給するか否かを切り替えてもよい。これにより、バルブモジュールの安全制御を行うことができる。
（３）前記第１スイッチング回路は、前記バルブモジュールの電源に接続されたハイサイドスイッチ（７６Ａ）と、グランドに接続されたローサイドスイッチ（７６Ｂ）とを含み、前記安全制御信号がオン信号の場合、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチがともにオンになることにより、前記運転用電力が前記バルブモジュールに供給され、前記安全制御信号がオフ信号の場合、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチのうちの少なくとも一方がオフになることにより、前記バルブモジュールに対する前記運転用電力の供給が遮断されてもよい。これにより、バルブモジュールに対する運転用電力の安全な供給が実現される。
（４）前記安全モジュールは、前記安全制御処理回路から出力された前記安全制御信号に応じて、前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を、前記出力端子を介して前記バルブモジュールへ出力するか否かを切り替える信号出力回路（９０）をさらに備え、前記信号出力回路は、前記安全制御信号がオン信号の場合、前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力し、前記安全制御信号がオフ信号の場合、前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力しなくてもよい。これにより、バルブシステムの安全性が高まる。
（５）前記安全モジュールは、前記安全制御に関する検出信号を生成する外部装置（１９０）から前記検出信号が入力する信号入力回路（２０２）と、前記安全制御用通信に基づいて前記安全制御処理回路から出力される給電制御信号に応じて、前記外部装置へ給電するか否かを切り替える第２スイッチング回路（２０４）と、をさらに備え、前記給電制御信号に応じて前記第２スイッチング回路が前記外部装置への給電を遮断した場合、前記安全制御処理回路は、前記信号入力回路に入力した前記検出信号と前記給電制御信号とに基づき、前記安全制御用通信により、前記外部装置の正常性に関する情報を前記制御装置へ通知してもよい。これにより、バルブモジュールを安全に停止させる機会を得ることができる。
（６）前記安全制御処理回路は、前記安全制御用通信を前記制御装置と行うとともに、前記ハイサイドスイッチをオンまたはオフにする第１安全制御処理回路（７０Ａ）と、前記第１安全制御処理回路を介して前記安全制御用通信を前記制御装置と行うとともに、前記ローサイドスイッチをオンまたはオフにする第２安全制御処理回路（７０Ｂ）とを有し、前記第１安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オン信号の場合、前記ハイサイドスイッチはオンになり、前記第１安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オフ信号の場合、前記ハイサイドスイッチはオフになり、前記第２安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オン信号の場合、前記ローサイドスイッチはオンになり、前記第２安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オフ信号の場合、前記ローサイドスイッチはオフになってもよい。これにより、バルブモジュールの安全制御を、より適切に行うことができる。
（７）前記安全モジュールは、前記第１安全制御処理回路と前記第２安全制御処理回路との間に、前記第１安全制御処理回路と前記第２安全制御処理回路とが通信するための双方向通信回線（７８）および１組の単方向通信回線（８０）をさらに備え、前記第１安全制御処理回路および前記第２安全制御処理回路の各々は、前記１組の単方向通信回線における通信の安全性に関する安全層プロトコル処理を行う安全層プロトコル処理部（１４６）を有してもよい。これにより、１組の単方向通信回線を介した通信には、汎用の通信プロトコルを適用することができるため、通信方式に関する設計の自由度が高い。
（８）モジュール連結体（３６、３６Ａ）は、前記安全モジュールと、前記安全制御用通信および前記運転制御用通信を中継する制御通信処理回路（４０）と、前記制御通信処理回路により中継される前記安全制御用通信に用いられる第１配線（４２）と、前記第１配線に接続された第１端子（４４）と、前記制御通信処理回路により中継される前記運転制御用通信に用いられる第２配線（４６）と、前記第２配線に接続された第２端子（４８）とを有し、前記制御装置と前記安全モジュールとの間に、前記安全モジュールと連結して配置される通信モジュール（３２）と、を備える。これにより、制御装置は、バルブモジュールの安全制御および運転制御を並行して行うことができる。
（９）前記モジュール連結体は、前記安全制御用通信に用いられる第３配線（１６２）と、前記第３配線の一端に接続された第３端子（１６４）と、前記第３配線の他端に接続された第４端子（１６６）と、前記運転制御用通信に用いられる第４配線（１６８）と、前記第４配線の一端に接続された第５端子（１７０）と、前記第４配線の他端に接続された第６端子（１７２）と、前記第４配線上に介挿され、且つ前記制御装置が外部アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号、または外部センサにより検知された状態を前記制御装置へ通知するための状態通知信号を処理する機能制御処理回路（１７４）とを有し、前記通信モジュールと前記安全モジュールとの間に、前記通信モジュールと前記安全モジュールとに連結して配置される少なくとも１つの追加モジュール（１６０）をさらに備えてもよい。これにより、外部アクチュエータの動作制御、または外部センサによる状態通知等に関する信号処理を、精密に行うことができる。
（１０）前記安全モジュールの前記接続端子と、前記通信モジュールの前記第１端子とが接続され、且つ、前記安全モジュールの前記入力端子と、前記通信モジュールの前記第２端子とが接続されることにより、前記通信モジュールは前記安全モジュールに連結され、前記安全モジュールは交換可能であってもよい。安全モジュールを交換することにより、様々な用途に応じたモジュール連結体を供給することができる。
（１１）前記安全モジュールの前記接続端子と、前記少なくとも１つの追加モジュールのうちの前記安全モジュールに隣接する追加モジュールの前記第４端子とが接続され、且つ、前記安全モジュールの前記入力端子と、前記安全モジュールに隣接する前記追加モジュールの前記第６端子とが接続されることにより、前記追加モジュールは前記安全モジュールに連結され、前記安全モジュールは交換可能であってもよい。安全モジュールを交換することにより、様々な用途に応じたモジュール連結体を供給することができる。
なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
１０…安全モジュール １２…バルブモジュール
２０…バルブシステム ３０…制御装置
３２…通信モジュール ３６…モジュール連結体
４０…制御通信処理回路 ４２…第１配線
４４…第１端子 ４６…第２配線
４８…第２端子 ５０…内部通信処理回路
６０…制御通信回線 ７０…安全制御処理回路
７２…接続端子 ７４…安全制御用配線
７６…第１スイッチング回路 ７８…双方向通信回線
８０…１組の単方向通信回線 ８２…運転制御処理回路
８４…入力端子 ８６…運転制御用配線
８８…出力端子 ９０…信号出力回路
９２…電圧変換回路 １００…運転用電力の電源の正極
１０２、１０６…電力線 １０４…運転用電力の電源の負極
１０８…制御用電力の電源 １２０…バルブ
１２２…ドライバ １４０…安全機能処理部
１４２…ホワイトチャネル通信処理部 １４４…安全制御処理部
１４６…安全層プロトコル処理部 １４８…ブラックチャネル通信処理部
１６０…追加モジュール １６２…第３配線
１６４…第３端子 １６６…第４端子
１６８…第４配線 １７０…第５端子
１７２…第６端子 １７４…機能制御処理回路
１９０…外部装置 ２００…外部インタフェース
２０２…信号入力回路 ２０４…第２スイッチング回路

Claims (14)

  1. バルブモジュールに対する制御を行う制御装置と通信可能な安全モジュールであって、
    前記バルブモジュールの安全制御に関する安全制御用通信を前記制御装置と行う安全制御処理回路と、
    前記制御装置と前記安全制御処理回路との間の前記安全制御用通信に用いられる接続端子と、
    前記安全制御処理回路と前記接続端子とを接続し、前記安全制御用通信に用いられる安全制御用配線と、
    前記バルブモジュールの前記安全制御とは異なる運転制御に関する運転制御用通信を前記制御装置と行い、前記運転制御用通信に基づいて、前記バルブモジュールに対する運転制御信号を出力する運転制御処理回路と、
    前記制御装置と前記運転制御処理回路との間の前記運転制御用通信が入力する、前記接続端子とは異なる入力端子と、
    前記運転制御処理回路と前記入力端子とを接続し、前記運転制御用通信に用いられる運転制御用配線と、
    前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力可能な出力端子と、
    を備える、安全モジュール。
  2. 請求項１に記載の安全モジュールであって、
    前記バルブモジュールに運転用電力を供給可能な第１スイッチング回路をさらに備え、
    前記安全制御処理回路は、前記安全制御用通信に基づいて、前記安全制御用の安全制御信号を出力し、
    前記第１スイッチング回路は、前記安全制御処理回路から出力された前記安全制御信号に応じて、前記バルブモジュールへ前記運転用電力を供給するか否かを切り替える、安全モジュール。
  3. 請求項２に記載の安全モジュールであって、
    前記第１スイッチング回路は、前記バルブモジュールの電源に接続されたハイサイドスイッチと、グランドに接続されたローサイドスイッチとを含み、
    前記安全制御信号がオン信号の場合、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチがともにオンになることにより、前記運転用電力が前記バルブモジュールに供給され、
    前記安全制御信号がオフ信号の場合、前記ハイサイドスイッチおよび前記ローサイドスイッチのうちの少なくとも一方がオフになることにより、前記バルブモジュールに対する前記運転用電力の供給が遮断される、安全モジュール。
  4. 請求項２に記載の安全モジュールであって、
    前記安全制御処理回路から出力された前記安全制御信号に応じて、前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を、前記出力端子を介して前記バルブモジュールへ出力するか否かを切り替える信号出力回路をさらに備え、
    前記信号出力回路は、前記安全制御信号がオン信号の場合、前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力し、前記安全制御信号がオフ信号の場合、前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力しない、安全モジュール。
  5. 請求項１に記載の安全モジュールであって、
    前記安全制御に関する検出信号を生成する外部装置から前記検出信号が入力する信号入力回路と、
    前記安全制御用通信に基づいて前記安全制御処理回路から出力される給電制御信号に応じて、前記外部装置へ給電するか否かを切り替える第２スイッチング回路と、
    をさらに備え、
    前記給電制御信号に応じて前記第２スイッチング回路が前記外部装置への給電を遮断した場合、前記安全制御処理回路は、前記信号入力回路に入力した前記検出信号と前記給電制御信号とに基づき、前記安全制御用通信により、前記外部装置の正常性に関する情報を前記制御装置へ通知する、安全モジュール。
  6. 請求項２に記載の安全モジュールであって、
    前記安全制御に関する検出信号を生成する外部装置から前記検出信号が入力する信号入力回路と、
    前記安全制御用通信に基づいて前記安全制御処理回路から出力される給電制御信号に応じて、前記外部装置へ給電するか否かを切り替える第２スイッチング回路と、
    をさらに備え、
    前記給電制御信号に応じて前記第２スイッチング回路が前記外部装置への給電を遮断した場合、前記安全制御処理回路は、前記信号入力回路に入力した前記検出信号と前記給電制御信号とに基づき、前記安全制御用通信により、前記外部装置の正常性に関する情報を前記制御装置へ通知する、安全モジュール。
  7. 請求項３に記載の安全モジュールであって、
    前記安全制御処理回路は、前記安全制御用通信を前記制御装置と行うとともに、前記ハイサイドスイッチをオンまたはオフにする第１安全制御処理回路と、前記第１安全制御処理回路を介して前記安全制御用通信を前記制御装置と行うとともに、前記ローサイドスイッチをオンまたはオフにする第２安全制御処理回路とを有し、
    前記第１安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オン信号の場合、前記ハイサイドスイッチはオンになり、
    前記第１安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オフ信号の場合、前記ハイサイドスイッチはオフになり、
    前記第２安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オン信号の場合、前記ローサイドスイッチはオンになり、
    前記第２安全制御処理回路により出力された前記安全制御信号が前記オフ信号の場合、前記ローサイドスイッチはオフになる、安全モジュール。
  8. 請求項７に記載の安全モジュールであって、
    前記第１安全制御処理回路と前記第２安全制御処理回路との間に、前記第１安全制御処理回路と前記第２安全制御処理回路とが通信するための双方向通信回線および１組の単方向通信回線をさらに備え、
    前記第１安全制御処理回路および前記第２安全制御処理回路の各々は、前記１組の単方向通信回線における通信が所定のセキュリティ基準を満たすための安全性に関する安全層プロトコル処理を行う安全層プロトコル処理部を有する、安全モジュール。
  9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の安全モジュールと、
    前記安全制御用通信および前記運転制御用通信を中継する制御通信処理回路と、前記制御通信処理回路により中継される前記安全制御用通信に用いられる第１配線と、前記第１配線に接続された第１端子と、前記制御通信処理回路により中継される前記運転制御用通信に用いられる第２配線と、前記第２配線に接続された第２端子とを有し、前記制御装置と前記安全モジュールとの間に、前記安全モジュールと連結して配置される通信モジュールと、
    を備える、モジュール連結体。
  10. 請求項９に記載のモジュール連結体であって、
    前記安全制御用通信に用いられる第３配線と、前記第３配線の一端に接続された第３端子と、前記第３配線の他端に接続された第４端子と、前記運転制御用通信に用いられる第４配線と、前記第４配線の一端に接続された第５端子と、前記第４配線の他端に接続された第６端子と、前記第４配線上に介挿され、且つ前記制御装置が外部アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号、または外部センサにより検知された状態を前記制御装置へ通知するための状態通知信号を処理する機能制御処理回路とを有し、前記通信モジュールと前記安全モジュールとの間に、前記通信モジュールと前記安全モジュールとに連結して配置される少なくとも１つの追加モジュールをさらに備える、モジュール連結体。
  11. 請求項９に記載のモジュール連結体であって、
    前記安全モジュールの前記接続端子と、前記通信モジュールの前記第１端子とが接続され、且つ、前記安全モジュールの前記入力端子と、前記通信モジュールの前記第２端子とが接続されることにより、前記通信モジュールは前記安全モジュールに連結され、
    前記安全モジュールは交換可能である、モジュール連結体。
  12. 請求項１０に記載のモジュール連結体であって、
    前記安全モジュールの前記接続端子と、前記少なくとも１つの追加モジュールのうちの前記安全モジュールに隣接する追加モジュールの前記第４端子とが接続され、且つ、前記安全モジュールの前記入力端子と、前記安全モジュールに隣接する前記追加モジュールの前記第６端子とが接続されることにより、前記追加モジュールは前記安全モジュールに連結され、
    前記安全モジュールは交換可能である、モジュール連結体。
  13. バルブモジュールに対する制御を行う制御装置と通信可能な安全モジュールであって、
    前記バルブモジュールの安全制御に関する安全制御用通信を前記制御装置と行う安全制御処理回路と、
    前記制御装置と前記安全制御処理回路との間の前記安全制御用通信に用いられる接続端子と、
    前記安全制御処理回路と前記接続端子とを接続し、前記安全制御用通信に用いられる安全制御用配線と、
    前記バルブモジュールの前記安全制御とは異なる運転制御に関する運転制御用通信を前記制御装置と行い、前記運転制御用通信に基づいて、前記バルブモジュールに対する運転制御信号を出力する運転制御処理回路と、
    前記制御装置と前記運転制御処理回路との間の前記運転制御用通信が入力する入力端子と、
    前記運転制御処理回路と前記入力端子とを接続し、前記運転制御用通信に用いられる運転制御用配線と、
    前記運転制御処理回路から出力された前記運転制御信号を前記バルブモジュールへ出力可能な出力端子と、
    前記安全制御に関する検出信号を生成する外部装置から前記検出信号が入力する信号入力回路と、
    前記安全制御用通信に基づいて前記安全制御処理回路から出力される給電制御信号に応じて、前記外部装置へ給電するか否かを切り替える第２スイッチング回路と、
    を備え、
    前記給電制御信号に応じて前記第２スイッチング回路が前記外部装置への給電を遮断した場合、前記安全制御処理回路は、前記信号入力回路に入力した前記検出信号と前記給電制御信号とに基づき、前記安全制御用通信により、前記外部装置の正常性に関する情報を前記制御装置へ通知する、安全モジュール。
  14. 請求項１３に記載の安全モジュールであって、
    前記バルブモジュールに運転用電力を供給可能な第１スイッチング回路をさらに備え、
    前記安全制御処理回路は、前記安全制御用通信に基づいて、前記安全制御用の安全制御信号を出力し、
    前記第１スイッチング回路は、前記安全制御処理回路から出力された前記安全制御信号に応じて、前記バルブモジュールへ前記運転用電力を供給するか否かを切り替える、安全モジュール。
JP2022172228A 2022-10-27 2022-10-27 安全モジュールおよびモジュール連結体 Active JP7459915B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022172228A JP7459915B1 (ja) 2022-10-27 2022-10-27 安全モジュールおよびモジュール連結体
TW112107162A TW202418015A (zh) 2022-10-27 2023-02-24 安全模組及模組連結體
EP23158580.3A EP4361741A1 (en) 2022-10-27 2023-02-24 Safety module and coupling module
CN202310169096.3A CN117950344A (zh) 2022-10-27 2023-02-27 安全模块及模块连结体
US18/174,780 US20240142946A1 (en) 2022-10-27 2023-02-27 Safety module and module coupling body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022172228A JP7459915B1 (ja) 2022-10-27 2022-10-27 安全モジュールおよびモジュール連結体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7459915B1 true JP7459915B1 (ja) 2024-04-02
JP2024063988A JP2024063988A (ja) 2024-05-14

Family

ID=85384328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022172228A Active JP7459915B1 (ja) 2022-10-27 2022-10-27 安全モジュールおよびモジュール連結体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240142946A1 (ja)
EP (1) EP4361741A1 (ja)
JP (1) JP7459915B1 (ja)
CN (1) CN117950344A (ja)
TW (1) TW202418015A (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011188623A (ja) 2010-03-08 2011-09-22 Fuji Electric Co Ltd 安全制御システム
JP2011257889A (ja) 2010-06-07 2011-12-22 Fuji Electric Co Ltd 安全制御システム
WO2019208491A1 (ja) 2018-04-27 2019-10-31 Smc株式会社 電磁弁システム
WO2020213068A1 (ja) 2019-04-16 2020-10-22 三菱電機株式会社 安全通信装置、安全通信システム、安全通信方法、及び、安全通信プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7430451B2 (en) * 2001-05-31 2008-09-30 Omron Corporation Safety unit, controller system, connection method of controllers, control method of the controller system and monitor method of the controller system
EP2026156B1 (de) 2007-08-16 2009-09-30 Festo AG & Co. KG Modularanordnung mit in einer Reihenrichtung aneinandergereihten Modulen, die wenigstens teilweise als Ventilmodule ausgebildet sind
DE102016110909B4 (de) * 2016-06-14 2023-10-26 Bürkert Werke GmbH Ventilinsel-Basismodul und Ventilinsel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011188623A (ja) 2010-03-08 2011-09-22 Fuji Electric Co Ltd 安全制御システム
JP2011257889A (ja) 2010-06-07 2011-12-22 Fuji Electric Co Ltd 安全制御システム
WO2019208491A1 (ja) 2018-04-27 2019-10-31 Smc株式会社 電磁弁システム
WO2020213068A1 (ja) 2019-04-16 2020-10-22 三菱電機株式会社 安全通信装置、安全通信システム、安全通信方法、及び、安全通信プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024063988A (ja) 2024-05-14
US20240142946A1 (en) 2024-05-02
TW202418015A (zh) 2024-05-01
EP4361741A1 (en) 2024-05-01
CN117950344A (zh) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6719245B2 (en) Control and energy supply system for at least two aircraft seats
CN101368581B (zh) 模块装置
CN112055796B (zh) 电磁阀系统
CN109564413B (zh) 操作现场总线系统的现场总线模块和方法
CN103975407B (zh) 安全的电机起动器
CN101262128B (zh) 温度触发脱扣装置
JP2006525565A (ja) 安全重視プロセスを制御する方法と装置
CN209739079U (zh) 列车用逻辑控制单元
US20090222112A1 (en) Safety device for the safe activation of connected actuators
CN103124086A (zh) 电动汽车的电池管理系统
JP7459915B1 (ja) 安全モジュールおよびモジュール連結体
CN108205258B (zh) 具有两个冗余的组件的装置
US11242065B2 (en) Device and method for controlling a signal connection of a vehicle
US20240129145A1 (en) Method and circuit for operating a network or network section
US20030081632A1 (en) Communications system, in particular for a motor vehicle
EP2413300A2 (en) Method and apparatus for sending and receiving hart communications transmission waveforms
KR100501681B1 (ko) Ｉｐｓ를 이용한 스톱 및 테일 램프 고장 검출방법
CN112105538B (zh) 用于机动车的控制系统、机动车、用于控制机动车的方法和计算机可读的介质
SE541958C2 (en) Safe tool changer
CN108700858B (zh) 安全开关设备和安全导向的仪器
CN202334558U (zh) 总线冗余电路
DE102010038459A1 (de) Sicherheitssystem
US20140312019A1 (en) Laser system processing unit connection
CN114488769B (zh) 防护模块、具有防护模块的控制装置及控制方法
US20220206451A1 (en) System having a controller and having an actuator and also having an assembly for providing functional safety

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230926

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20231027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20231027

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7459915

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150