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安全リレーモジュール/セーフティコントローラとは | 日本

安全リレーモジュール/セーフティコントローラは、制御システムの安全関連部において、「安全を確認できた場合だけ機械を運転する」という制御を行うための機器です。
具体的には、非常停止用押ボタンスイッチや安全スイッチといった「入力部」からの信号を確認し、安全であることを判断し、その判断結果に基づいて「出力部」に接続されたコンタクタなどを制御します。すなわち、安全リレーモジュール/セーフティコントローラは制御システムの安全関連部において「論理部」という中心的な役割を果たします【図1】。


 

安全リレーモジュール


一般的な安全リレーモジュールは、筐体(エンクロージャ)に複数の強制ガイド式リレーおよび電子部品が実装された電子回路を内蔵しています。また、制御盤内のDINレールに取り付けられる構造になっています。

制御システムの安全関連部における安全リレーモジュール/セーフティコントローラの働き


初めに、制御システムの安全関連部全体の働きを説明します。ここでは例として、非常停止用押ボタンスイッチの操作に応じてコンタクタが負荷(モータ)回路を開閉するという安全機能を持つシステムを用います【図2】。モータ運転時に非常停止用押ボタンスイッチが押されると、モータを直ちに停止させるというものです。
 
非常停止用押ボタンスイッチはNC(ノーマル・クローズ)接点が使われており、通常は閉じていて(オンになっていて)安全状態を意味する信号(安全信号)を出力します。一方、何らかの異常が起きて非常停止用押ボタンスイッチが操作されると(押されると)、NC接点が開いて(オフになって)安全信号を出力しなくなります。

安全リレーモジュール/セーフティコントローラでは、非常停止用押ボタンスイッチからの安全信号が入力されていて、さらに制御システムのスタート(起動)スイッチが押された場合に、モータの運転を許可する信号をコンタクタに出力します。そうしてコンタクタの接点が閉じ(オンになり)、電源から電力が供給されると、モータが運転を始めます。ちなみに、コンタクタの接点はNO(ノーマル・オープン)であり、安全リレーモジュールからの信号がない状態では開いて(オフして)います。

こうした安全制御システムにおいて、モータの運転中に非常停止用押ボタンスイッチが押されると、安全信号が安全リレーモジュールに入力されなくなり、安全リレーモジュールはコンタクタへの信号(モータの運転を許可する信号)の出力を停止します。これを受けて、コンタクタのNO接点も開く(オフになる)ので、モータは停止します。

さらに、非常停止用押ボタンスイッチが押されている状態では、仮にスタートスイッチが押されたとしても安全リレーモジュールはコンタクタに信号(モータの運転を許可する信号)を出力しないようになっているので、モータは動きません。モータを再スタートさせるには、非常停止用押ボタンスイッチをリセット(操作された状態を解除)した上で、別途スタートスイッチを押す必要があります。

セーフティコントローラ

セーフティコントローラは安全リレーモジュールと同様に、制御システムの安全関連部における論理部の役割を担う安全機器です。

機械の高機能化や様々な安全機器の登場により、制御システムの安全関連部はより複雑なものへと進化しています。セーフティコントローラは、CPU機能を活用することで機械の安全確保に必要なロジック処理や様々な安全機器の組み合わせを簡単に設定することができることから、高い安全性能と使いやすさを兼ね備えた機器と言えます【図3】。