CN1463520A - 安全网络系统、安全从动设备、安全控制器、通信方法、安全网络系统中的信息收集方法及监视方法 - Google Patents

Abstract

把安全PLC(1)和安全从动设备(2)经安全网络(3)连接起来。每个安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息。即，当判断为在发送非安全信息的定时时不安全的情况下，不发送非安全信息而发送安全信息。安全控制器在接受到非安全信息的情况下，推定为该非安全信息的发送源的安全从动设备处于安全状态。

Description

安全网络系统、安全从动设备、安全控制器、通信方法、安全网络系统中的 信息收集方法及监视方法

技术领域

本发明涉及安全网络系统和安全从动设备、安全控制器和通信方法、安全网络系统中的信息收集方法及监视方法。

背景技术

在工厂自动化(以下称为「FA」)中使用的可编程控制器(以下称为「PLC」)按如下方式进行控制：从开关或传感器等输入设备输入ON/OFF信息；按照用指针语言等编写的顺序程序(也称为用户程序)执行逻辑运算；根据所求出的运算结果，向继电器、阀门、致动器等输出设备输出ON/OFF信息信号。

可是，PLC与输入设备及输出设备的连接形态，有直接连接在PLC上的情况和经网络连接的情况。在构筑用相关的网络所连接的网络系统的情况下，经网络来进行上述ON/OFF信息的发送接收。此时，通常以PLC侧为主机，设备侧为从动设备的主从方式来进行信息的传送。

另一方面，最近，在PLC所进行的控制中，导入了无故障(安全)系统。即，PLC或各个设备本身当然还有网络也装入安全功能。在此，所谓安全功能是确认是安全的，再进行输出的功能。而且，安全系统是这样的系统，即：在紧急停止开关被按下或者感应等传感器检测到人(身体的一部分)的进入时的网络系统成为危险状态的情况下，安全设备启动，系统达到安全状态，动作停止。换句话说，是这样的一种系统：上述的安全功能仅在存储了“是安全的”时才输出，来开动机械。这样，在不能确认安全的情况下，机械停止。

在设置了上述安全功能的网络系统(安全网络系统)的情况下，必须使从异常、危险状态和其他不安全的状态发生时到执行安全动作(装置的停止等)为止所需要的最大应答时间一定。即，如公知的那样，在以主从方式进行信息传送的情况下，如图1(a)所示，根据来自主机的要求，各从动设备依次向主机发回安全应答。在图示的例子中，构成网络系统的从动设备有3个，在此处理的ON/OFF信息是所谓正常(安全)/异常(危险)的安全控制用I/O信息。最大应答时间保证一次通信循环所花费的时间。

另一方面，要求定期或者非定期地收集上述安全信息之外的从动设备的状态或通电时间或动作次数等用于监视从动设备以及连接在从动设备上的设备的补充信息(非安全信息)。通过取得有关的非安全信息，就能够进行例如设备的寿命判定，在实际发生故障而导致系统停止之前就能够进行更换。

但是，如上所述，当发送非安全信息时，在例如图1(a)所示的例子中，在通信循环1中，全部发送非安全信息，在下一个通信循环2中，全部发送安全信息。但是，按照这样的方式，在通信循环1的期间内，不能发送安全信息，因此，结果是最大应答时间为通信循环的2倍长。

作为另一个方式，如图1(b)所示，对于来自主机的要求，也能够发回在发送安全信息的安全应答中附加了非安全信息的信息。在此情况下，与图1(a)所示的仅发回安全应答的情况相比，一次通信循环所需要的时间也变长。这样，对于任一种方式，不能满足缩短最大应答时间的要求。

本发明的目的是提供一种安全网络系统和安全从动设备、安全控制器和通信方法、安全网络系统中的信息收集方法及监视方法，即使在系统运行中经网络发送接收安全信号之外的信息也不会本来的安全信号的应答时间。

发明的公开

为了实现上述目的，本发明的安全网络系统是把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来而构成。在此，所谓安全网络系统是指：在网络系统内，在成为异常·危险等不是安全状态的情况下，安全功能启动，能够避免异常·危险。安全控制器、安全从动设备以及安全网络分别是对应于安全处理的装置类。

上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能构成为以上述安全从动设备处于安全状态为条件来发送非安全信息。

上述安全从动设备最好设有这样的功能：即，在判断为发送上述非安全信息的定时时不安全的情况下，就不发送上述非安全信息，而发送上述安全信息。

本发明的通信方法是经安全网络把安全控制器和安全从动设备连接起来构成的安全网络系统中的通信方法，上述安全从动设备进行这样的处理：即，按预定的定时，经上述安全网络向上述安全控制器发送确定是否处于安全状态的安全信息和不包含上述安全信息的非安全信息之一的信息。此时，发送上述非安全信息的处理是以上述安全从动设备处于安全状态为条件来进行。

按照本发明的安全从动设备中，备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能构成为以处于安全状态为条件来发送非安全信息。这里，安全从动设备中的各个发送功能在实施例中用MPU 23来实现。

按照本发明的安全控制器中，设置有：解析从上述安全从动设备接收到的安全信息的内容并在判断为不是处于安全状态下的情况下执行预定处理的安全处理功能以及在接收到上述非安全信息的情况下推定为发送方的上述安全从动设备处于安全状态的功能。

根据本发明，所谓发送非安全信息是指保障安全从动设备的安全。因此，在安全从动设备处于安全状态的情况下，安全控制器接收安全信息而能够直接确认安全从动设备处于安全状态；而接收非安全信息能够间接地确认安全从动设备处于安全状态。而且，假定在发送非安全信息的定时时，不是处于安全状态，则发送称为“不安全”的安全信息(危险·异常)，所以，在不处于安全状态的情况下，安全设备起动之前的应答时间不会延长。

即，用户能够设定必要的非安全信息的更新时间。而且，由于即使发送非安全信息也能保障安全状态，所以，与每次都发送安全信息的情况相比，应答时间不会变长。

换句话说，不会对安全网络的传输量产生影响，能够从从动设备(安全从动设备)向主机(安全控制器)通知非安全信息。这样，由于用户能够设定非安全信息的更新时间，因此，能够实现符合用户应用的管理。而且，由于不必停止系统就能进行非安全信息的收集，所以能够在线监视设备。

控制非安全信息的发送定时可以在安全控制器侧或者安全从动设备侧的任何一方。具体地说，在前者的情况下，例如，能够通过在安全控制器中设置控制发送非安全信息的发送要求的定时的非安全信息要求控制装置来实现。作为与此情况相对应的安全从动设备，接收到的来自上述安全控制器的要求构成为：判断是安全信息的要求还是非安全信息的要求，在是上述安全信息的要求的情况下，发送安全信息；而在是上述非安全信息的要求的情况下，自己处于安全状态时，发送上述非安全信息，自己不处于安全状态时，发送安全信息。另一方面，在后者的情况下，在安全从动设备中设置控制发送非安全信息的发送定时的非安全信息发送控制装置，在上述发送定时时，以处于安全状态为条件来发送上述非安全信息。而且，发送定时作成几个的设定可以在制造时制造厂进行设定，也可以由用户进行设定。

所谓安全信息至少包含安全从动设备和/或与其相连接的安全设备的状态是否是安全状态的信息。当然，包含除此之外的信息也可以。与此相对，非安全信息是不包含上述安全信息的各种信息，例如，可以是继电器的寿命、调查结果、通电时间、动作次数、类型信息等。在此，「通电时间」和「动作次数」等，例如，分别用计时器和计数器进行计时·计数来求出，把求出的当前时刻的数值作为非安全信息进行发送。「继电器的寿命」是寿命预告。即，作为在此所说的非安全信息的继电器的寿命不是指寿命终结而不能进行安全动作的意思的信息(此时成为安全信息处理)，而是虽然能够安全地动作但接近于进行维修(更换、调整处理等)的时期的意思的预告信息。「调查结果」是例如统计地进行预告或检测的意思的信息。即，不是自诊断在从动设备侧是否是安全的结果，该自诊断结果作为安全信息被发送。而且，在作为非安全信息的检查结果的例子中，有这样的信息：虽然能够安全地动作，但是，①寿命几乎就要终结；或者②正在恶劣的环境下使用；③温度、④振动状态、⑤供电电压、⑥是否是残酷使用状态…等信息。知道相应的信息，就能够提前进行维护(更换、调整处理等)，能够防止寿命终结后开动和异常的影响扩大。

按照本发明的安全网络系统中的信息收集方法，以经安全网络把安全控制器和安全从动设备连接起来而构筑的安全网络系统为前提。上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息，上述安全从动设备在向上述安全控制器发送信息时，决定发送上述安全信息还是上述非安全信息，接着，经上述安全网络发送该决定的信息，上述安全控制器接收经上述安全网络发送来的上述安全信息或上述非安全信息，在接收到的信息是上述非安全信息的情况下，根据该非安全信息来存储信息。

这样，安全控制器能够从连接在安全网络上的安全从动设备取得非安全信息。但是，由于在非安全信息的发送定时时不安全的情况下，安全信息被发送出去，因此，不会降低作为安全系统的可靠性，而能够收集非安全信息。而且，在收集到非安全信息的情况下，也能够间接地识别为“安全”。

本发明的监视方法是：对于把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来而构成的安全网络系统，进一步连接监视装置而构筑的系统中的监视方法。上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能，同时，上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息；上述监视装置取得从上述安全从动设备向上述安全控制器所发送的上述非安全信息，解析该取得的非安全信息，根据该非安全信息来存储信息。

在此，监视装置连接在安全控制器上，能够经该安全控制器间接取得非安全信息。而且，把监视装置连接在安全网络上，监视在安全网络上传送的帧，监视装置也接收发给安全控制器的非安全信息，从而能够直接收集非安全信息。

监视装置可以从连接在安全网络上的安全从动设备取得非安全信息。但是，在非安全信息的发送定时的时间不安全情况下，发送安全信息，因此，不会降低作为安全系统的可靠性，而能够收集非安全信息，进行监视。作为数据的存储方法，能够以记录数据以外的其他各种形式来保存数据。但是，在取得了非安全信息的情况下，安全系统能够间接识别是处于安全状态。在实施例中，该监视装置对应于个人计算机5所形成的工具。被称为监视装置和配置器等的装置也对应于该监视装置。

附图简要说明

图1是表示现有技术例的图；

图2是表示本发明所涉及的安全网络系统的一个实施例的图；

图3是表示本发明所涉及的安全控制器(PLC)的一个实施例的主要部分的图；

图4是表示本发明所涉及的安全从动设备的一个实施例的图；

图5是说明本实施例的作用的图；

图6是表示发送帧的数据结构的一例的图；

图7是说明安全PLC(主机单元)的MPU的功能的流程图的一部分；

图8是说明安全PLC(主机单元)的MPU的功能的流程图的一部分；

图9是说明安全PLC(主机单元)的MPU的功能的流程图的一部分；

图10是说明安全从动设备的MPU的功能的流程图；

图11是说明本实施例的作用的图；

图12是说明其他实施例的作用的图；

图13是说明变形例的作用的图；

图14是说明变形例的安全从动设备的MPU的功能的流程图；

图15是表示变形例中的发送帧的数据结构的一例的图；

图16是说明变形例中的信息接收侧的功能的流程图的一部分。

实施发明的最佳方式

下面根据附图来对本发明进行更详细的说明。具体地说，图2是表示使用本发明的安全网络系统的一例。如图2所示，安全PLC 1和多个安全从动设备2经安全网络3连接起来。在各个安全从动设备2上连接有紧急停止开关等以及各种输入设备和输出设备等的各种安全设备4。把CPU单元1a、主机单元(通信单元)1b、I/O单元1c等多个单元连接起来而构成安全PLC 1。

作为工具的个人计算机5能够连接在安全PLC 1的CPU单元1a或主机单元1b以及安全网络3上。该个人计算机5经安全PLC 1来收集管理安全从动设备2的信息，进而收集管理连接在其上的安全设备4的信息。

构成该安全网络系统的各种装置全都使用装入了安全功能(故障自保能够)的装置。该安全功能是确认处于安全状态并且进行输出(控制)的功能。在处于危险状态的情况下，安全功能启动，系统处于安全侧，而使动作停止。即，安全系统是这样的一种系统，即：当紧急停止开关被按下或者光屏障之类的传感器检测到人(身体的一部分)进入的情况等网络系统处于危险状态的情况下，安全设备启动，系统成为安全侧，动作停止。换句话说，上述的安全功能，仅在处于安全状态时进行输出，来开动机械。这样，在不能确认安全的情况下，机械停止。

下面对这样的安全功能中成为本发明的主要部分的信息发送接收进行说明。在主机单元1b中还装有通信功能，在与安全从动设备2之间，以主从方式进行信息的发送接收。基本上，与现有技术相同，如图1(a)所示，根据来自安全PLC 1(主机单元1b)的要求，接受该要求的安全从动设备2作为安全应答发回安全信息。以①→②→③这样按顺序向安全从动设备2发出要求，把从全部3个安全从动设备2收集安全信息的过程作为一个通信循环，重复执行该通信循环。

进行上述通信的控制的主机单元1b采取图3所示那样的内部构成。即，具有读出存储在系统ROM 11中的程序并适宜地使用系统RAM 12的存储器区域进行预定处理的MPU 10，而且，设有与安全网络3相连接的用于在与预定的安全从动设备2之间进行数据发送接收的通信接口13。进一步，还设有存储从安全从动设备2所发送的非安全信息的非安全信息存储部14。即，在本实施例中，与现有技术相同，从各个安全从动设备2发送非安全信息，因此，与安全从动设备相关连地存储接收到的非安全信息。定期地或者根据个人计算机(工具)5的读出命令提取出存储在该非安全信息存储部14中的安全从动设备的非安全信息。

当然，该主机单元1b也是与安全网络系统相对应的装置，因此，装入有各种安全功能。即，虽然图示省略了，但是，例如具有这样的功能：设置两个MPU 10，同时执行同一程序，仅在其结果相一致时作为正确的输出进行处理。当然，设有与安全网络系统相对应的除此之外的安全功能。

作为由主机单元1b的MPU 10执行的程序的一例，例如，向上述预定的安全从动设备2发送要求，接收与该要求相对应的应答，同时，按照接收的应答内容执行预定处理。当然，还有按照来自CPU单元1a的命令向预定的安全从动设备2发送信息的处理。

另一方面，安全从动设备2的内部构造为图4所示的那样。如该图所示，安全从动设备2包括：与安全PLC 1(主机单元1b)之间进行数据发送接收而连接在安全网络3上的通信接口21、在与安全从动设备2相连接的安全设备4之间进行数据发送接收的输入输出接口22、读出存储在系统ROM 24中的程序并适宜地使用系统RAM 25的存储区域进行预定的处理的MPU 23。MPU 23按照经通信接口21接收到的发给自己的要求，把经输入输出接口22从安全设备4取得的信息(安全信息等)经由通信接口21、安全网络3发回主机单元1b。

MPU 23具有自诊断功能、安全设备4的动作状态(通电时间、ON/OFF次数等)监视功能；并把使各功能动作而得到的诊断结果或动作状态等非安全信息存储在非安全信息存储用存储器26中。接着，在该非安全信息存储用存储器26中所存储的非安全信息也根据来自主机单元1b的要求而发回，由此，向主机单元1b传输非安全信息。

即，来自主机单元1b的要求具有安全信息的要求和非安全信息的要求两种，安全从动设备2把所要求的种类的信息作为应答而发回。并且，实际上，进行每次发送附加递增1的顺序号No的要求，各个安全从动设备用该顺序号No的值判断是安全信息的要求还是非安全信息的要求。

在此，在本实施例中，在主机单元1b中设置非安全信息要求控制部15，任意设定并执行从各个安全从动设备2收集非安全信息的定时，即，非安全信息要求控制部15由计时器或者计数器等构成，每经过一定时间或者每当通信循环进行了一定次数时，向MPU 10发送触发信号。MPU 10在通常状态下进行用于安全信息取得的要求，一旦接收到上述触发信号，下一次循环进行用于非安全信息的取得的要求。这样，能够以用户设定的循环来收集非安全信息。当然，也可以在系统的运行中进行。而且，对于该要求的输出的MPU 10的详细的处理功能的说明在后面详细描述。

另一方面，如上所述，伴随着来自主机单元1b的要求，安全从动设备2发回安全信息或非安全信息。此时，安全从动设备2接着进行以下这样的处理。即，在是安全信息的要求的情况下，原封不动地发回此时的安全信息。在是非安全信息的要求的情况下，首先，判断该安全从动设备2是否是安全状态，如果是安全状态，发回非安全信息，如果不是安全状态(危险、异常)，发送安全信息。这样，此时的安全信息意味着「异常通知」。

这样，在发送来非安全信息的情况下，保证发送来该非安全信息的安全从动设备2处于安全状态。在主机单元1b，当伴随着非安全信息的要求而存在来自安全从动设备2的非安全信息的应答的情况下，由于被视为安全，所以不需要进行紧急停止等安全处理，能够以预定的间隔收集作为当初的目的的非安全信息。在安全从动设备2不处于安全状态的情况下，例如即使在非安全信息的要求的情况下，由于发送安全信息(异常通知)，所以伴随该发送进行预定的安全处理。因此，伴随异常发生的应答时间能够保证一次通信循环所需要的时间。

当表示一例时，如图5那样，在第N-1次通信循环中，进行通常的安全信息的要求，在第N次通信循环中，进行非安全信息的要求。这样，当各个安全从动设备2处于安全状态的情况下，如图5(a)所示，从各个安全从动设备发回要求的种类。与此相对，例如，安全从动设备②在第N-1次通信循环中发回安全应答之后发生异常的情况下，下一个第N次通信循环的安全从动设备②发送安全应答，所以从该异常发生到输出安全应答为止的时间t比一次通信循环的时间T0短。

而且，为了实现上述处理，需要识别在主机单元1b侧接收到的信息是安全信息还是非安全信息。因此，在本实施例中，作为在发送帧中存储的信息，如图6所示，附加了用于识别安全信息和非安全信息的识别位。因此，见到识别位的值，主机单元1b就能够判别接收到的发送帧是安全信息还是非安全信息。

接着，对在用于进行上述一连串的数据通信的安全PLC 1(主机单元1b)的MPU 10和安全从动设备2的MPU 23中所执行的处理步骤进行说明。主机单元1b的MPU 10具有执行图7至图9所示的流程的功能。作为前提，如图1所示，安全从动设备2具有①至③的3个，非安全信息的更新周期以通信循环为单位进行，以1次对3次的比例来取得。

当电源接通时，等待来自用户的非安全信息的更新周期的设定输入(ST1，ST2)；一旦非安全信息的更新周期(在此例中，每通信循环3次)被设定，就把顺序号No.3设定为非安全(ST3)，并设定为各个从动设备(①至③)的顺序号No.3，以要求非安全信息(ST4，ST5)。在本实施例中，非安全信息要求控制部15进行上述更新周期的设定。

当然，在更新定时为1次对N次的比例的情况下，步骤3的向非安全的变换成为把顺序号No.＝「N」设定为非安全。在本实施例中，虽然以同一通信循环(在该例中，为第三次)对于全部安全从动设备进行非安全信息的收集，但是也能够在每个安全从动设备中进行设定，而以不同的通信循环收集非安全信息。还可以对每一个安全从动设备改变更新周期。

一旦上述各个处理结束，实际上使安全网络系统运行，进行预定的控制。即，首先，把顺序号No.的值即n设置为1(ST6)；向安全从动设备①发送要求(ST7)。在该要求中附加顺序号No.，这样，在电源接通后的最初的要求就成为顺序号No.＝「1」的要求。

接着，等待来自安全从动设备①的应答，如果接收到来自该安全从动设备①的发送帧，就解析识别位，判断值是否是「0」(ST8)。在识别位不是「0」的情况下，即，是「1」的情况下，由于安全信息被发送来了，所以，解析该数据部，并接收安全从动设备①的安全信息(ST9)。接着，判断安全状态是否是「安全」(ST10)，在安全的情况下，向安全从动设备②发送附加了顺序号No.n的要求。

另一方面，在步骤8的分支判断中为“是”即识别位为0的情况下，由于所发送的信息是非安全信息，则跳到步骤11，接收与安全从动设备①相对应的非安全信息(ST11)。而且，这次的安全从动设备①的安全状态推定为安全(ST12)。然后，进到步骤13，向安全从动设备②输出要求。

对安全从动设备②进行与上述相同的处理(ST13至ST18)，接着，对安全从动设备③进行处理(ST19至ST24)。由此，伴随着一次通信循环进行安全信息或非安全信息的收集。

如果取得了来自3个安全从动设备①至③的信息，则判断n是否为3以上(ST25)，在不足3的情况下，使n递增1(ST26)，在为3以上的情况下，取为n＝1(ST27)。然后，返回步骤7，执行下一次通信循环。以后，重复执行上述步骤7至步骤28的处理。

在步骤10、16、22的安全与否的判断中，在为「No」即接收到的安全信息为「不安全」的情况下，跳到步骤28，切断安全输出，停止动作(ST28、ST29)。而且，相应的步骤28，29中的具体处理与现有技术中的某个安全网络系统中的伴随着异常通知(危险)的处理相同，因此，省略其详细说明。

另一方面，各个安全从动设备的MPU 23的动作为图10所示的那样。即，在电源接通后，取得并设定发送从主机单元1b发送来的非安全信息的顺序号No.。在此，设定为顺序号No.＝「3」是发送非安全信息的定时(ST30，ST31)。

接着，等待来自主机单元1b的要求(ST32)，一旦接受要求，就判断现在是否是安全状态(ST33)。在不安全的情况下，作为安全信息发送「危险」(ST34)；在安全状态的情况下，检验附加在要求中的顺序号No.，当No.为「3」时，发送非安全信息，在3以外的情况下，发送安全信息(安全)(ST35，36，37)。以后，重复执行上述步骤32至步骤37的处理。

当把一个安全从动设备的动作视为基准时，上述处理为图11所示的那样。即，在从主机单元1b发送来的要求中附加有顺序号No.，其值为「1→2→3→1…」这样依次重复1至3的值。而且，当接受顺序号No.＝「3」的要求时，发回非安全信息。由此，如图11(a)所示，当安全从动设备处于安全状态时，在主机侧，仅在3次中接收一次该安全从动设备的非安全信息，通过接收该非安全信息，就能够进行安全确认。

如图11(b)所示，在顺序号No.＝「3」时却不安全的情况下，就不发送非安全信息，而进行安全应答。因此，虽然在主机侧不能接收非安全信息，但是根据安全应答而知道处于危险状态，所以进行停止处理等预定的安全处理。虽然图示省略了，在当顺序号No.1、2的要求时却不安全的情况下，按惯例进行安全应答(异常通知)，因此，据此进行预定的安全处理。

在上述的实施例中，以1次比N次的比例来取得非安全信息，但是，本发明并不仅限于此，也可以每隔一定时间取得非安全信息。在此情况下，不是象上述那样决定发送非安全信息的顺序号No.，而是在主机发出的要求中附加标志等，能够在安全从动设备侧识别非安全信息的要求。而且，非安全信息要求控制部15具有计时器，每当经过预定的时间时，向MPU 10发送触发信号。MPU 10通常发出安全信息用的要求，当接收到触发信号时，也能够发出非安全信息用的要求。

而且，即使在用通信循环的次数来收集非安全信息的情况下，例如，在如上述那样主机输出安全信息用的要求和非安全信息用的要求的情况下，非安全信息要求控制部15具有计数器，计数输出要求的次数，当到达预定次数时，输出触发信号，接受该触发信号的MPU 10也能够输出非安全信息用的要求。

另一方面，在上述例子中，在主机侧，控制非安全信息的取得定时，但是，本发明并不仅限于此，也可以在安全从动设备侧进行控制。在此情况下，如图4所示，在安全从动设备2侧设置非安全信息发送控制部28。该非安全信息发送控制部28由计时器或计数器等构成，当到达预先设定的非安全信息的更新定时(一定时间、一定通信次数)时，把非安全信息发送用的触发信号提供给MPU 23。

当存在来自主机单元1b的要求时，MPU 23通常进行安全应答，发回安全信息(安全/危险)。在接受上述触发信号的情况下，当接受要求时，确认现在的安全状态，在处于安全状态的情况下，发送非安全信息。但是，在处于不安全状态(异常、危险)的情况下，即使接受了触发信号，也进行安全应答。而且，MPU 23为了在主机单元侧识别发送的是安全信息还是非安全信息，例如，在本例中，如图6所示，在发送帧中设置识别位，设定「0」或「1」。

另一方面，主机单元1b侧以预定的通信循环依次向各个安全从动设备发送要求，等待来自对应的安全从动设备的应答。而且，当接收来自安全从动设备的发送帧时，确认识别位，识别是安全信息还是非安全信息。在非安全信息的情况下，把取得的非安全信息存储在非安全信息存储部14中，同时，识别是处于安全状态。在接收的信息是安全信息的情况下，取得其内容，在不安全的情况下，执行预定的安全处理。

当表示此时的主从之间的数据的发送接收的定时图时，为图12那样。在图示的例子中，由于各个安全从动设备都处于安全状态下，所以按发送各个非安全信息的定时来发送非安全信息，接受的主机取得非安全信息，同时，能够确认处于安全状态。在发送该非安全信息的定时中，在不是安全的情况下，进行安全应答。而且，在各个安全从动设备侧分别管理发送定时，因此，如图所示，只限于在同一通信循环时从全部的安全从动设备发送非安全信息。

在上述实施例中，说明了当所希望的从动设备对于来自主机的要求返回应答时进行的主从方式。即，发送安全信息或非安全信息的决定权可以在主机侧也可以在安全从动设备侧，如上所述，但是，在任一种情况下，来自各个从动设备的发送定时也都像来自主机的要求那样由外部触发引起。但是，在本发明中所说的从动设备并不仅限于这样进行主从间通信。即，被称为从动设备的通信方式可以利用任意通信方式。这一点，严格地说，包含与一般所定义的从动设备不同的概念。即，本发明所述的从动设备如果具有以适当的定时切换和发送安全信息和非安全信息的功能，则实际上进行发送接收时的通信协议是任意的。特别是，在本发明中，成为发送对象的非安全信息的发送对方并不仅限于主机单元和控制器，可以在连接在网络上的配置器(配置工具)、监视装置和其他的从动设备等、自节点之外的装置即其他节点。

而且，通信方式也可以根据发送对象而适当进行选择。当然，用于进行发送的触发并不仅限于像来自上述主机的要求那样根据来自外部的要求来进行的方案，也可以根据内部触发(内部的计时器、当满足一定条件时发生的事件等)来进行发送。

在此，所谓「内部触发」是指根据从动设备自身的预定的处理执行的结果，由从动设备内部生成的触发。当表示内部触发的一例时，存在由从动设备取得的非安全信息(输入输出设备的状态信息等)处于预先设定的状态下的情况。即，例如，当对输入输出设备的通电时间超过5000小时时，产生内部触发，或者，当动作次数超过1万次时，产生内部触发。而且，可以在从动设备内具有时钟，每当经过预定时间时，该时钟周期性地生成内部触发信号，或者，在预定时刻生成内部触发信号。

如果在成为预先设定的状态的情况下产生内部触发，并适当地进行其设定，由此，就能够抑制频繁地发送非安全信息，在通常的通信中，能够发送安全信息。例如，根据输入输出设备的动作状态而定期地或者在输入输出设备接近寿命完结时等，产生内部触发并发送非安全信息，由此，就能够高效率地发送必要的非安全信息。即，例如，在动作次数和通电时间等情况下，即使从前次取得的数据变化了几次或进行了一定程度的变化，也不是重要性高的信息。因此，抑制发送相应的重要性不高的信息就能够高效地发送安全信息和非安全信息。

而且，作为根据所涉及的内部触发而从安全从动设备侧进行信息的发送时的时序图，为图13所示的那样。即，各个发送设备(安全从动设备)分别具有内部计时器，每个发送时间间隔中产生内部触发。接受该内部触发，各个安全从动设备向预定的发送对象输出安全信息或非安全信息。该发送对象被预先设定，由此，能够向主机或其他从动设备等、连接在网络上的其他节点进行发送。

而且，各个安全从动设备根据自己的内部计时器进行发送，但是，在其他的安全从动设备正在发送的情况下，停止发送，在同时进行发送导致网络上发生冲突的情况下，优先位次高的安全从动设备(节点编号小的)侧仍旧继续进行通信。由此，在一次通信循环中，能够以预定的顺序从各个安全从动设备依次发送信息。而且，通过适当地设定发送计时器，以后，就能够以该顺序平稳地重复来进行信息的发送。

作为进行相应的发送处理的安全从动设备侧的MPU的功能，成为例如图14所示的流程图。该功能基本上与图10所示的处理流程相对应。即，首先，随着电源ON，设定非安全信息的发送顺序No(ST41)。在该例中，在全部的安全从动设备中，发送顺序No设定为「3」，但是，该数值可以是任意的，可以对每个安全从动设备进行更换。

如果设定结束，就具有发送条件即产生内部触发的条件(ST42)。而且，当产生内部触发时，判断现在是否是安全的(ST43)，在不是安全的情况下，发送安全信息(危险)(ST44)。另一方面，在安全的情况下，确认顺序No(ST45)，在不足3的情况下，发送安全信息(安全)，同时，使作为顺序No的N递增1(ST46，ST47)，返回步骤42，等待下一次的发送条件到来。在顺序No为3以上时，因为是非安全信息发送定时，因此，发送非安全信息(ST48)。然后，把N设置为1(ST49)，返回步骤42等待下一次发送条件到来。

而且，在步骤45中的判断的阈值为「3」，但是，由于在步骤41中把发送非安全信息的顺序No的设定作成为「3」，则在步骤41中的设定为3之外的情况下，该步骤45中的判断基准值也与其相符而变动。

当前发送的信息是安全信息还是非安全信息，通过在发送帧中设定的识别位(参照图15)来确定。这样，在进行发送时，安全从动设备设定识别位符合哪个信息。

另一方面，作为接收来自上述安全从动设备的信息侧的设备，具有实施图16所示的流程图的功能。即，首先，电源接通后，等待接收从上述安全从动设备所发送的帧(ST51)。接着，如果接收到，就判断是否是正常接收，在异常的情况下(步骤52中的“否”)，进行输出停止等安全输出装置处理(ST57)。而且，在正常进行接收的情况下，识别识别位，在是0的情况下，接收的数据是非安全信息，因此，进行非安全信息接收处理(ST54)。即，把取得的非安全信息存储在预定区域中，或者，解析内容，进行与解析结果对应的处理。然后，返回步骤51，等待下一次接收。

另一方面，在识别位为1的情况下，由于是安全信息，则进行安全信息接收处理(ST55)，判断通知内容是否是处于安全状态(ST56)。而且，在安全的情况下，返回步骤51，等待下一次接收。在通知内容为危险等不安全的情况下，进行输出停止等安全输出装置处理(ST57)。接收安全信息和非安全信息后的处理本身与上述实施例相同，因此，省略其详细说明。

作为识别位，在上述说明中，说明了用「1」和「0」的1位表示安全信息和非安全信息的情况，但是，本发明并不仅限于此，可以进一步附加其他的信息。即，在非安全信息的情况下，作为存储在数据部中的具体的信息，具有连接在从动设备上的输入输出设备的通电或者动作的累积时间或动作次数等各种信息，在仅简单地发送数值数据的情况下，可能不能识别发送的是哪种信息。在相应的情况下，根据数据部的中部，可以附加确定非安全信息的种类等识别码。另外，可以准备多个I/O端子。这样，假定为8点时，准备8位识别码，能够在每点上建立安全信息和非安全信息的识别位。在相应的情况下，例如，在8点全都发送非安全信息，或者反之，发送安全信息的情况下，8位全都成为相同的识别位，代表性地可以作成1位。由此，就能够压缩发送数据，在短时间内进行发送。在相应的情况下，就需要用于识别是压缩的识别码还是没有进行压缩的识别码的标志。

产业上的利用可能性

如上所述，在本发明中，由于把处于安全状态作为条件来发送非安全信息，即使在系统运行中，经安全网络而发送接收安全信息(安全信号)之外的信息，也不会延迟本来的安全信息的应答时间。

Claims (11)

1.一种安全网络系统，把安全控制器和安全从动设备经过安全网络连接起来而构成，其特征在于上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息。

2.根据权利要求1所述的安全网络系统，其特征在于所述安全从动设备在判断为在发送所述非安全信息的定时时不是安全的情况下，不发送所述非安全信息，而发送所述安全信息。

3.根据权利要求1所述的安全网络系统，其特征在于所述安全控制器在接收到所述非安全信息时，推定为该非安全信息的发送方的所述安全从动设备处于安全状态。

4.一种安全从动设备，用于连接在把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来而构成的安全网络系统上，其特征在于具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能是把处于安全状态作为条件来发送非安全信息。

5.根据权利要求4所述的安全从动设备，其特征在于判断接收到的来自所述安全控制器的要求是安全信息的要求还是非安全信息的要求；在为所述安全信息的要求的情况下，发送安全信息；在为所述非安全信息的要求的情况下，当自己处于安全状态时，发送所述非安全信息，当自己不处于安全状态时，发送安全信息。

6.根据权利要求4所述的安全从动设备，其特征在于设置控制发送非安全信息的发送定时的非安全信息发送控制装置；在上述发送定时时，以处于安全状态为条件来发送所述非安全信息。

7.一种安全控制器，用于连接在把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来而构成的安全网络系统上，其特征在于具有：安全处理功能，解析从上述安全从动设备接收到的安全信息的内容，在判断为不是处于安全状态时，执行预定的处理；以及当接收到上述非安全信息时，推定为发送方的上述安全从动设备处于安全状态的功能。

8.根据权利要求7所述的安全控制器，其特征在于设置控制发送非安全信息的发送要求的定时的非安全信息要求控制装置。

9.一种把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来构成的安全网络系统中的通信方法，其特征在于上述安全从动设备进行如下处理：按预定的定时，经上述安全网络向上述安全控制器发送确定是否处于安全状态的安全信息和不包含上述安全信息的非安全信息之一的信息；发送上述非安全信息的处理是把上述安全从动设备处于安全状态为条件来进行。

10.一种把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来构成的安全网络系统中的信息收集方法，其特征在于上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息；上述安全从动设备在向上述安全控制器发送信息时，决定发送上述安全信息和上述非安全信息的哪个，然后，经上述安全网络发送该决定的信息；上述安全控制器接收经上述安全网络发送来的上述安全信息或上述非安全信息，在接收到的信息是上述非安全信息的情况下，根据该非安全信息来存储信息。

11.一种对于把安全控制器和安全从动设备经安全网络连接起来而构成的安全网络系统，进一步连接监视装置而构筑的系统中的监视方法，其特征在于上述安全从动设备具有发送确定是否处于安全状态的安全信息的安全信息发送功能和发送不包含上述安全信息的非安全信息的非安全信息发送功能；同时，上述非安全信息发送功能是把上述安全从动设备处于安全状态作为条件来发送非安全信息；上述监视装置取得从上述安全从动设备向上述安全控制器发送的上述非安全信息；然后解析该取得的非安全信息，再根据该非安全信息来存储信息。

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