(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に連結される複数のリレーコイルと、
前記リレーコイルに関して直列に連結される複数のリレー接点であって、前記リレーコイルに適用される信号に応答して、前記各リレー接点の動作をテストすることが可能である、前記複数のリレー接点と、
第１のノードおよび第２のノード間の、前記複数のリレー接点を直列に接続することにより得られる第１の電気通路から前記複数のリレー接点を分断するための、前記複数のリレー接点と直列に選択的に連結されるバイパススイッチと、
を備える機器。
【請求項２】
前記複数のリレーコイルのため、各リレーコイルは、複数のスイッチのそれぞれ該当する一つを介して第１のノードに連結される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記バイパススイッチは、第２の電気通路を自動的に提供するように構成される、請求項１又は請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記バイパススイッチは、自動的に開閉するためにコントローラからの信号に応答するように構成される、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の機器。
【請求項５】
前記バイパススイッチは、第一回目には、前記複数のリレー接点を前記第１の電気通路から分断した前記第２の電気通路を自動的に提供し、第二回目には、前記第２の電気通路を自動的に開くように構成される、請求項３に記載の機器。
【請求項６】
前記バイパススイッチは、コントローラによる前記複数のリレー接点に関連する電気的特性の測定を行なうように構成される、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の機器。
【請求項７】
前記電気的特性は、電位、電流、インピーダンスまたは抵抗体の少なくとも一つである、請求項６に記載の機器。
【請求項８】
前記リレー接点の直列連結は、コントローラにより前記電気的特性を測定できるように構成された少なくとも一つの電気接点を提供する、請求項６又は請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記リレー接点は、コントローラにより前記電気的特性を測定できるように構成される、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の機器。
【請求項１０】
各々が前記複数のリレーコイルおよび前記スイッチのそれぞれ該当するものと直列に連結される、複数の電流限定装置をさらに備える、請求項２に記載の機器。
【請求項１１】
第１のリレー、第２のリレー、および第３のリレーを備える安全リレーをテストするための方法であって、
前記第２のリレーに関連した第２のリレーコイルが付勢されたままの状態でかつ前記第３のリレーに関連した第３のリレーコイルが付勢されたままの状態で、前記第１のリレーに関連した第１のリレーコイルを減勢するために、前記安全リレーの第１のスイッチを開くことと、
前記第３のリレーに関連した第３のリレー接点と直列に連結された前記第２のリレーに関連した第２のリレー接点と直列に連結される前記第１のリレーに関連した第１のリレー接点を含む回路の第１の電気的特性を測定することと、
前記第１のリレーに関連した前記第１のリレーコイルを付勢するために、前記第１のスイッチを閉じることと、を含む方法。
【請求項１２】
前記第１のリレーコイルおよび前記第３のリレーコイルが付勢されたままの状態で、前記第２のリレーに関連した前記第２のリレーコイルを減勢するために第２のスイッチを開くことと、
前記回路の第２の電気的特性を測定することと、
前記第２のリレーコイルを付勢するために、前記第２のスイッチを閉じることと、をさらに含む、請求項１１に記載の安全リレーをテストするための方法。
【請求項１３】
前記第１の電気的特性及び前記第２の電気的特性の少なくとも１つは、電位、電流、インピーダンスまたは抵抗体の少なくとも一つである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
電気通路を提供するために、前記第１のスイッチを開く前に前記回路をバイパスすること、をさらに含む、請求項１１〜請求項１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記回路をバイパスされていない状態に戻すこと、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記回路をバイパスされていない状態に戻す前に、ユーザの介入を必要とすること、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の電気的特性及び前記第２の電気的特性の少なくとも１つを所定値と比較することと、
前記第１の電気的特性及び前記第２の電気的特性の少なくとも１つを前記所定値と比較した後に、可視信号または可聴信号を発することと、をさらに含む、請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
複数の電圧限定装置を更に備え、各電圧限定装置は、前記複数のリレーコイルのそれぞれ該当する１つに並列して連結されかつ前記複数の電圧限定装置および前記複数のリレーコイルのそれぞれ該当する電圧限定装置とリレーコイルの１組の間に連結される、請求項１０に記載の機器。
【請求項１９】
前記第１のリレーコイルと前記第２のリレーコイルが付勢されている状態で、前記第３のリレーに関連する前記第３のリレーコイルの電源を切断するように、前記安全リレーの第３のスイッチを開くことと、
前記回路の第３の電気的特性を計測することと、
前記第３のリレーコイルを付勢するように前記第３のスイッチを閉じること、
を含む請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記電流限定装置はトランジスタである請求項１０又は請求項１８に記載の機器。
【請求項２１】
前記電圧限定装置はダイオードである請求項１８に記載の機器。
【請求項２２】
前記第１の電気的特性は、電位、電流、インピーダンスまたは抵抗体の少なくとも一つである、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７、及び請求項１９の何れか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のリレー接点〜前記第３のリレー接点の直列連結は、コントローラにより前記第１の電気的特性を測定できるように構成された少なくとも一つの電気接点を提供する、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１９、及び請求項２２の何れか１項に記載のの方法。
【請求項２４】
前記リレー接点は、コントローラにより電気的特性を測定できるように構成される、請求項１０又は請求項１８に記載の機器。
【請求項２５】
前記第１の電気的特性〜前記第３の電気的特性の少なくとも１つは、電位、電流、インピーダンスまたは抵抗体の少なくとも一つである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
電気通路を提供するために、前記第１のスイッチを開く前に前記回路をバイパスすること、をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の電気的特性〜前記第３の電気的特性の少なくとも１つを所定値と比較することと、
前記第１の電気的特性〜前記第３の電気的特性の少なくとも１つを前記所定値と比較した後に、可視信号または可聴信号を発することと、をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、概して、プロセス制御システムで使用される安全リレーに関し、より具体的には、個々独立してテストを行うことが可能な接点を有する安全リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、化学薬品の処理、石油精製またはその他のプロセスにおいて使用されるようなプロセス制御システムは、アナログ、デジタルまたはアナログ−デジタル混在バスを介して、少なくとも一つのホストまたはオペレーターワークステーション、および一つまたは複数のフィールド装置またはリレーと通信可能に連結される一つまたは複数の集中型プロセス制御素子を含んでいる。フィールド装置は、例えば、バルブ、バルブポジショナー、スイッチおよび（例として温度、圧力および流量センサなどの）伝達装置でありえ、プロセスにおけるバルブの開閉、プロセス・パラメータの測定などの機能を行なう。リレーは、固体リレー、機械的リレー、保護リレー、過電流リレー、安全リレーなどでありえ、プロセスにおける信号の再生、機械的アクチュエータやバルブの開閉、およびまたは、フィールド装置に対して選択的に電源およびまたはその他の信号を搬送する際の切り替えなどの機能を行なう。プロセス制御装置は、フィールド装置やリレーにより生成されたプロセス計測を示す信号およびまたはその他のフィールド装置やリレーに関する情報を受信し、この情報を使用して一つまたは複数の制御ルーチンを実行した後、バスまたは他の通信線を通してフィールド装置およびまたはリレーに送られる制御信号を生成してプロセスの動作を制御する。フィールド装置、リレーおよびコントローラからの情報については、オペレーターワークステーションを介して実行される一つまたは複数のアプリケーションで利用できるようにして、オペレータがプロセスに関する所望の機能（例えば、プロセス現状の表示、プロセスの動作の修正変更、プロセスの動作のテストなど）を行えるようにしてもよい。
【０００３】
いくつかのプロセス制御システムまたはその一部は、安全性リスクが著しく高いものもありえる。例えば化学処理プラントや発電所などでは、適切に制御されていなかったりおよびまたは緊急停止が事前に定義されたシャットダウン手順で行われなかったりすると人や環境およびまたは設備に大きな被害をもたらしえるような危険性の高いプロセスを実装している場合もある。このような危険性の高いプロセスを含むプロセス制御システムに関連した安全性リスクの問題に対応するために、多くのプロセス制御システム供給業者は、例えば国際電気標準会議（ＩＥＣ）規格６１５０８およびＩＥＣ規格  ６１５１１などの安全性に関する標準規格に適合した製品を提供している。
【０００４】
一般に、周知の安全性関連標準規格の一つまたは複数に適合したプロセス制御システムは、著しい安全性リスクを伴う制御条件に対応してプロセスを安全に停止できるようにするために、プロセス全体の連続的制御をつかさどる基本プロセス制御システムに関連するフィールド装置、リレーおよびコントローラが、安全計装機能の性能をつかさどる安全計装システムに関連する特殊目的フィールド装置およびその他の特殊目的制御素子とは（物理的かつ論理的に）別に備えられている安全計装システム・アーキテクチャを用いて実施される。特に、周知の安全性関連標準規格に適合するには、基本プロセス制御システムを、ロジックソルバや安全性認証フィールド装置（例えば、センサ、安全リレー、例えば空気圧で作動するバルブなどの最終操作要素）および安全性認証ソフトウェアまたはコード（例えば、認証されているアプリケーション、機能モジュール、機能ブロック、など）などの特殊目的制御要素で補うことが要求される。
【０００５】
先に説明されているように、安全計装システムには、比較的高度な自己診断率および耐故障性を必要としえる安全リレーが含まれてもよい。例えば、ハードウェアデバイスの耐故障性が２の場合は、装置内の構成部品が２個故障してもその装置が所定の機能を実行し続けることができることを意味する。これらの要求から、例えば主電源（または他の信号源）とフィールド装置との間で電気通路を遮断するために複数のスイッチング素子を備える安全リレーが開発されている。一般的にこれらの安全リレーは、機械的に連結される複数のリレー接点を持つ強制ガイドリレーを使用する。結果として、一つまたは複数のリレーコイルが付勢または減勢されると、複数のリレー接点が共に動く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような強制ガイドリレーは、リレーの動作をテストする際にリレーをプロセスから物理的に取り外されなければならないために維持管理コストや運用・稼動コストが高価となる。同様に、一つまたは複数の作動不能な接点（例えば、一つまたは複数の溶接接点）が存在するなど、リレーに異常が存在する場合には、障害を持つリレーを交換するために当該のプロセスをシャットダウンしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によると、複数のフィールド装置を制御しえるプロセス制御システムには、実施例として挙げられる、個々独立してテスト可能なリレー接点を持つ安全リレーとして構成されるリレーモジュールが含まれうる。より具体的に、実施例として挙げられる安全リレーは、並列に連結される複数のリレーコイルとリレーコイルに関連し直列に連結される複数のリレー接点で構成され、また、安全リレーにおいてはリレーコイルに適用される信号に応じてリレー接点の各々の動作をテストすることが可能である。
【０００８】
別の態様によると、実施例として挙げられる安全リレーには、複数のリレーコイル、複数のスイッチおよび複数のリレー接点が含まれる。より具体的に、リレー接点は直列に接続され、リレーコイルは並列に接続されているため、各リレー接点は、複数のスイッチのうちのそれぞれ該当する一つにより独立して制御可能である。
【０００９】
さらに、例えば個々独立してテスト可能な接点を有する実施例として挙げられる安全リレーなど、安全リレーをテストするための実施例として挙げられる方法を別の態様に基づいて説明する。実施例として挙げられる方法は、複数のリレー接点のそれぞれ該当する一つを独立して制御するためかつ複数のリレー接点に関連した電位をテストするために、実施例として挙げられる安全リレー上でスイッチを開くプロセスを提供する。電位は、例えば、リレー接点が溶接されているかどうかを判断するためにスイッチにより制御されるリレー接点の作動可能性（オペラビリティ）または作動不能性（インオペラビリティ）を識別する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に記載される実施例の安全リレーを使用するプロセス制御システムの例を示すブロック図。
【図２】図１のプロセス制御システムの実施例の安全計装部の一部の詳細なブロック図。
【図３】周知の安全リレー構造の概略図。
【図４】個々独立してテスト可能なリレー接点の実施例を備える安全リレーの概略図。
【図５】図４の安全リレーの実施例を、作動可能なリレー接点が開かれるテスト状態で示した概略図。
【図６】図４の安全リレーの実施例を、作動不能なリレー接点が開かないテスト状態で示した概略図。
【図７】個々独立してテスト可能な接点を備える安全リレーの第２の実施例を示す概略図。
【図８】個々独立してテスト可能な接点を備える安全リレーの第３の実施例を示す概略図。
【図９】個々独立してテスト可能な接点を備える安全リレーの第４の実施例を示す概略図。
【図１０】実施例の安全リレーをテストするための方法の例を示すフローチャート。
【図１１】図１０に表されるテスト用安全リレープロセスを実施するために使用される方法の例を表すフローチャート。
【図１２】本実施形態に記載される方法および機器を実施するために使用される処理システムの例を示す概略図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここに記載される機器および方法は、概しては、例えば、プロセス制御システム内で使用しえる安全リレーに関するものであり、特に、冗長でテスト可能かつ耐障害性を有するシステムを提供するために安全計装プロセス制御システムで使用しえる安全リレーに関するものである。実施例として挙げられる一実施形態においては、個々独立してテスト可能な接点を有する安全リレーがより具体的に開示されている。実施例として挙げられる安全リレーは、並列に連結される複数のリレーコイルおよびリレーコイルに関連し直列に連結される複数のリレー接点で構成されており、また、安全リレーにおいてはリレーコイルに適応される信号に応じてリレー接点各々の動作をテストすることが可能である。一つまたは複数の作動不能リレー接点（例えば溶接された接点）が存在する場合、信号が、測定されたリレー接点の電気的特性（例えば電位や電流など）に基づいて障害を持つリレー接点をそれぞれ識別しえる。
【００１２】
ここに実施例として記載される別の実施形態においては、安全リレーにより制御されうる一つまたは複数のフィールド装置をテスト中であっても、主電源から作動できる状態のままで安全リレーのテストが可能となるように、安全リレーが構成されている。より具体的に、実施例として挙げられる安全リレーには、主電源およびフィールド装置間の代替電気通路を提供するためのバイパススイッチが含まれている。
【００１３】
別の態様に基づいて、実施例として挙げられる安全リレーをテストする方法を説明する。実施例として挙げられる方法は、複数のリレー接点のそれぞれ該当する一つを独立して制御するためかつ複数のリレー接点の電気的特性（例えば電位、電流、など）を測定するために、実施例として挙げられる安全リレー上でスイッチを開くプロセスを提供する。例えばリレー接点が溶接されているかを判断するために、スイッチにより制御されるリレー接点の作動可能性または作動不能性が電気的特性によって識別される。
【００１４】
したがって、ここに記載される安全リレーによると、周知の安全リレーとは対照的に、人間のオペレータ、電子式制御装置、およびまたはプログラマブルデバイスのいかなるものによっても安全リレーの作動可能性をテストすることが可能となる。それ故に、そして周知の安全リレーと比較して、ここに実施例として記載される安全リレーは高度なテスト容易性を提供し、安全性をさらに強化できる。また、ここに実施例として記載される安全リレーによると、フィールド装置やプロセス制御システムがこのようなテスト中にも継続的に作動可能となりえるため、フィールド装置やプロセス制御システムへの作動上の影響が著しく削減される。その結果として、ここに実施例として記載される安全リレーのテストの場合、著しい製造コストおよび時間の増大につながるフィールド装置およびまたはプロセス制御システムの機能休止またはその他の停止操作を行う必要が無くなりえる。例えば、このようなテストの場合は稼動を停止させずにすむため、実施例として挙げられる安全リレーのテスト、つまり、フィールド装置およびまたはプロセス制御システムの安全性のテストをより頻繁に行えるようになる。
【００１５】
図１は、本実施形態に実施例として記載される安全リレー機器、方法および製造品を使用するプロセス制御システムの実施例１０のブロック図である。図１に示されるように、プロセス制御システム１０には、基本プロセス制御システム部１２と安全計装部１４が含まれる。基本プロセス制御システム部１２が制御過程の連続的性能をつかさどる一方、安全計装部１４は、一つまたは複数の危険状態に対応して制御対象プロセスのシャットダウンの実行を行う。図１に表されるように、基本プロセス制御システム部１２には、コントローラ１２０、オペレータステーション１２２、アクティブアプリケーション・ステーション１２４およびスタンバイアプリケーション・ステーション１２６が含まれ、これらは全て、一般にアプリケーション制御ネットワーク（ＡＣＮ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と称されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１３０またはバスを介して通信可能に連結されうる。オペレータステーション１２２およびアプリケーション・ステーション１２４，１２６は、一つまたは複数のワークステーションまたはその他の適切なコンピュータ・システムや処理装置のいかなるものを用いて実施しえる。例えば、アプリケーション・ステーション１２４，１２６は、以下図１２に示されるプロセッサ・システムの実施例１２００に類似するパーソナルコンピュータ、シングルプロセッサ・ワークステーションまたはマルチプロセッサ・ワークステーションなどを用いて実施しえる。また、ＬＡＮ１３０は、ハードワイヤードまたはワイヤレスの通信回線を含む所望のあらゆる通信プロトコルおよびメディアのいかなるものを用いて実施しえる。例えば、ＬＡＮ１３０は、ハードワイヤードまたはワイヤレスのイーサネット（登録商標）通信方式（これは周知のものであるため、更なる詳細にわたる説明は省略する）に基づきえる。しかしながら、通常の技術を有する当業者ならば、その他のあらゆる適切な通信メディアおよびプロトコルを使用しえることは一目瞭然のはずである。さらに、ＬＡＮが単一で示されているが、アプリケーション・ステーション１２４，１２６内のＬＡＮおよび適切な通信系ハードウェアを一つ以上使用して、オペレータステーション１２２、アプリケーション・ステーション１２４，１２６およびコントローラ１２０の間に冗長通信路を提供しえる。
【００１６】
コントローラ１２０は、デジタルデータバス１３２および入出力（Ｉ／Ｏ）装置１２８を介して複数のスマート・フィールド装置１４０，１４２に連結しえる。Ｉ／Ｏ装置１２８は、デジタルデータバス１３２に連結されるコントローラ１２０およびその他の装置（例えば、スマート・フィールド装置１４０，１４２、リレーモジュール１５０、など）に一つまたは複数のインターフェースを提供して、これらのインターフェースを通って送受信される信号と集団通信する。例えば、Ｉ／Ｏ装置１２８は、外部メモリインターフェース、シリアルポート、汎用入出力など既存のまたは将来的に開発されるであろういかなるタイプの標準インターフェースによって、または、例えばモデム、ネットワーク・インターフェース・カードなどの既存のまたは将来的に開発されるであろういかなるタイプの通信装置によって実施しえる。デジタルデータバス１３２は、例えば、複式接続およびビット直列接続、並列およびビット直列の両方式による接続、スイッチングハブ接続、マルチドロップ回線トポロジ、デイジーチェーン・トポロジなどの並列電気母線といった、論理通信機能を提供するいかなる物理的配列でありえる。
【００１７】
スマート・フィールド装置１４０および１４２は、フィールドバス適合バルブ、アクチュエータ、センサなどでありえ、その場合、スマート・フィールド装置１４０および１４２は、周知のフィールドバスプロトコルを用い、デジタルデータバス１３２を介して通信する。もちろんその他のタイプのスマート・フィールド装置や通信プロトコルを代りに使用しえる。例えば、スマート・フィールド装置１４０および１４２は、フィールドバス適合装置の代わりに、周知のプロフィバスおよびＨＡＲＴ通信プロトコルを用いてデータバス１３２を介して通信するプロフィバスまたはＨＡＲＴ適合の装置でもよい。フィールドバス装置、ＨＡＲＴプロトコル装置などでありえるスマート・フィールド装置のグループを更に追加してコントローラ１２０と通信できるようにするために、（Ｉ／Ｏ装置１２８に類似するまたは同一の）Ｉ／Ｏ装置を追加しコントローラ１２０に連結してもよい。
【００１８】
スマート・フィールド装置１４０と１４２に加えて、コントローラ１２０をリレーモジュール１５０にデジタルデータバス１３２を介して連結してもよい。リレーモジュール１５０は、データバス１３２を介してコントローラ１２０から送信された信号に応答しえる。例えば、リレーモジュール１５０は、コントローラ１２０からの信号に応答し、その後リレーモジュール１５０の一つまたは複数のスイッチを開放およびまたは閉鎖しえる。本説明では、リレーモジュールには電気的信号に応答して、必ずしも同時にではないが、開閉される一つまたは複数の電気スイッチを提供するリレーを一つまたは複数含みえるとして記載されている。リレーまたはリレーモジュールの構成部品としては、この機能の提供するために固体電子素子（複数可）およびまたは機構部品（複数可）が含まれうる。また、コントローラ１２０はデジタルデータバス１３２を介してリレーモジュール１５０のリレー接点の電気的特性値（例えば電位、電流、抵抗、など）を取得しえる。
【００１９】
リレーモジュール１５０は、コントローラ１２０からリレーモジュール１５０で受信された信号に応答してリレーモジュール１５０から送信された信号に応答しうるハードワイヤード回線１３４を介して非スマート・フィールド装置１４４に連結されうる。非スマート・フィールド装置１４４は、例えば、交流または直流経路を介する高電圧およびまたは高電流で作動しえる。フィールド装置１４４への電源およびまたは他の信号の伝達を制御するために、リレーモジュール１５０をフィールド装置１４４に電子的に連結しえる。したがって作動中に、フィールド装置１４４に電力を加えたり、フィールド装置１４４から電力を除去したり、またはフィールド装置１４４からその他の信号を加えたり／除去したりするためにリレーモジュール１５０を使用しえる。さらに、実施例として挙げられるリレーモジュール１５０は単一の非スマート・フィールド装置（例えば、非スマート・フィールド装置１４４）に連結された状態で示されているが、実施例として挙げられるリレーモジュール１５０を複数のフィールド装置に連結してもよい。
【００２０】
デジタルデータバス１３２を介しての通信に加えて、コントローラ１２０をハードワイヤード回路１７０と１７２を介して実施例として挙げられるリレーモジュール１５１およびフィールド装置１８０，１８２に連結しえる。ハードワイヤード回路１７０および１７２には、デジタルまたはアナログ／デジタル混在通信プロトコル（例：ＨＡＲＴ、フィールドバス、など）またはいかなるアナログ通信プロトコルを実施しえる。同様に、実施例として挙げられるリレーモジュール１５１およびフィールド装置１８０，１８２は、従来の４〜２０ミリアンペア（ｍＡ）または０〜１０ボルト直流（ＶＤＣ）回路構成で実施されうるフィールド装置として、または固体素子で実施されうるフィールド装置として実施しえる。
【００２１】
コントローラ１２０は、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（登録商標）およびＦｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ社により販売されるＤｅｌｔａＶ（登録商標）コントローラを使用しえる。但し、その他のコントローラを代りに使用してもよい。さらに、図１にはコントローラが一つだけ設けられている状態で示されているが、あらゆる所望のタイプのコントローラまたはあらゆる所望のタイプが混在したコントローラをＬＡＮ１３０に連結できる。コントローラ１２０は、プロセス制御システム１０に関連する一つまたは複数のプロセス制御ルーチンを実行しえる。このようなプロセス制御ルーチンについては、オペレータステーション１２２を使用してシステムエンジニアまたはその他人間のオペレータにより生成してもよく、かつコントローラ１２０にダウンロードしたり、コントローラ１２０にてインスタンスを作成したりしえる。
【００２２】
図１に描かれるように、プロセス制御システム１０の安全計装部１４には、リレーモジュール１５２、フィールド装置１４６と１４８、およびロジックソルバ１６０と１６２が含まれる。ロジックソルバ１６０および１６２は、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（登録商標）およびＦｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃにより製造される市販のＤｅｌｔａＶ  ＳＬＳ  １５０８ロジックソルバを用いて実施しえる。あるいは、プログラム可能論理制御装置（「ＰＬＣ」）またはプロセッサなどのいかなる論理素子を通じてもロジックソルバ１６０および１６２を実施しえる。一般に、ロジックソルバ１６０および１６２は、冗長回線１３８を介して冗長ペアとして共働する。しかしながら、その代わりとして、冗長ロジックソルバ１６０および１６２には、単一の非冗長ロジックソルバまたは複数の非冗長ロジックソルバも使用できる。また一般的に、実施例として挙げられるロジックソルバ１６０および１６２は、一つまたは複数の安全計装機能を実施できるように構成される安全定格電子制御装置である。周知の如く、安全計装機能は、特定の危険要素または危険状態に関連する一つまたは複数のプロセス条件の監視、プロセスをシャットダウンすることが妥当であるかどうかを判断するために行うプロセス条件の評価、そしてシャットダウンが妥当である場合には一つまたは複数の最終操作要素にプロセスのシャットダウンを達成させる機能（例えば、バルブをシャットダウンするなど）をつかさどる。
【００２３】
安全計装機能は、検出装置、ロジックソルバ、リレー、およびまたは最終制御装置（例えばバルブ）を用いて実施されうる。ロジックソルバは、プロセスの安全なシャットダウンを達成するためにリレーを介して最終制御装置を操作するために、危険な状態が検出された場合にセンサを介して少なくとも一つのプロセス制御パラメーターを監視するように構成されうる。例えば、ロジックソルバ（例えばロジックソルバ１６０）は、容器槽またはタンク内の圧力を感知する圧力センサ（例えばフィールド装置１４６）に通信可能に連結されてもよく、かつ、圧力センサを介して危険と見なされる超過圧状態が検出された場合に換気弁（例えばフィールド装置１４８）を開くようにリレーモジュール（例えばリレーモジュール１５２）に対して信号を送るように構成されうる。もちろん、安全計装システム内の各ロジックソルバは、一つまたは複数の安全計装機能の実行をつかさどってもよく、よって、複数のセンサ、リレーモジュールおよびまたは通常全て安全定格または認証済みである最終制御装置に通信可能に連結されうる。
【００２４】
図１に示されるように、フィールド装置１４６と１４８、リレーモジュール１５２、およびロジックソルバ１６０と１６２は、回線１６４、１６６および１６８を介して連結される。リレーモジュール１５２、フィールド装置１４６および１４８がスマート装置である場合、ロジックソルバ１６０および１６２はハードワイヤードのデジタル通信プロトコル（例えばＨＡＲＴ、フィールドバス、など）を用いて通信しえる。しかしながら、その他のあらゆる所望の通信メディア（例えば、ハードワイヤード、ワイヤレス、など）およびプロトコルを代りに使用しえる。また図１に示されるように、ロジックソルバ１６０および１６２は、デジタルデータバス１３２およびＩ／Ｏ装置１２８を介してコントローラ１２０に通信可能に連結される。但し、その代わりとして、例えばコントローラ１２０から独立して作動する独立型の安全システムを介してなど、その他あらゆる所望の方法でシステム１０にもロジックソルバ１６０および１６２を通信可能に連結できる。例えば、ロジックソルバ１６０および１６２をＬＡＮ１３０に直接連結することも可能である。ロジックソルバ１６０および１６２がシステム１０に連結されている方法にかかわらず、ロジックソルバ１６０および１６２は、コントローラ１２０に関する論理ピアであることが、必ずしも必要ではないが、好ましい。
【００２５】
リレーモジュール１５２は、安全定格または認証済みのリレーモジュールでありえ、プロセス制御システム１０の制御シャットダウンを達成するのに使用しえる。プロセス制御システム１０の実施例として挙げられる安全計装部１４は単一リレー（例えばリレーモジュール１５２）として示されているが、プロセス制御システム１０は、複数のリレーまたはリレーモジュールでも実施しえる。また、リレーモジュール１５２は単一のフィールド装置（例えばフィールド装置１４８）に連結された状態で示されているが、リレーモジュール１５２はその代りとして複数のフィールド装置に連結されうる。リレーモジュール１５２が安全認証または安全定格リレーでありえるため、ロジックソルバ１６０および１６２並びにコントローラ１２０は、回線１６４〜１６８を介してリレーモジュール１５２と冗長して通信しえる。プロセス制御システム１０の耐故障性を保証する目的でリレーモジュール１５２の耐故障性のテストを行うために、ロジックソルバ１６０，１６２、コントローラ１２０およびリレーモジュール１５２間での通信を実施しえる。以降より詳細にわたり説明されるように、コントローラ１２０は、例えば、リレーモジュール１５２内のスイッチを開閉するためのおよびまたはリレーモジュール１５２のリレー接点一式に関連する電気的特性を測定するための信号を送信することにより、リレーモジュール１５２をテストしえる。
【００２６】
フィールド装置１４６および１４８は、スマートセンサまたは非スマートセンサ、アクチュエータ、もしくは、プロセス条件を監視するためおよびまたはプロセス制御システム１０の制御シャットダウンを達成するために使用されうるその他のあらゆるプロセス制御装置でありえる。例えば、フィールド装置１４６および１４８は、安全認証または安全定格の流動センサ、温度センサ、圧力センサ、シャットダウン弁、換気弁、遮断弁、臨界オン／オフバルブ、接点などでありえる。図１の実施例として挙げられるプロセス制御システム１０の安全計装部１４にはロジックソルバが二つ、フィールド装置が二つ、そして安全リレーが一つだけ描かれているが、フィールド装置、リレー、およびまたはロジックソルバをさらに追加して、所望のあらゆる数の安全計装機能を実施するために使用しえる。
【００２７】
図２は、図１の実施例として挙げられるプロセス制御システム１０の安全計装部１４の一部２００の詳細なブロック図である。実施例として挙げられるシステム２００には、図１のロジックソルバ１６０または１６２に相当しえるロジックソルバ２０２、図１の実施例として挙げられるリレーモジュール１５２に相当しえるリレーモジュール２０４、図１の実施例として挙げられるフィールド装置１４８に相当しえるフィールド・アクチュエータ２０８、およびフィールド・アクチュエータ２０８に電力を供給できるフィールド主電源２０６が含まれる。フィールド主電源２０６は交流または直流の電流源でありえる。ロジックソルバ２０２は、例えば、ロジックソルバ２０２およびリレーモジュール２０４の間に直流回路を形成しえるハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）によりリレーモジュール２０４に連結されうる。また、リレーモジュール２０４は、ハードワイヤード・コネクタ２１２（複数可）によってフィールド主電源２０６に、そしてハードワイヤード・コネクタ２１４（複数可）によってフィールド・アクチュエータ２０８に連結されうる。ハードワイヤード・コネクタ２１２および２１４は、例えば、主電源２０６とフィールド・アクチュエータ２０８間の一つまたは複数のＤＣおよびまたはＡＣ回路を形成しえる。さらに、コネクタ２１０、２１２および２１４は、ワイヤ、多重導体ケーブル布線、または電気的信号およびまたは電力を伝達するのに適切なその他の媒体として実施されうる。
【００２８】
実施例として挙げられるリレーモジュール２０４は、フィールド・アクチュエータ２０８の動作を制御するために、フィールド主電源２０６をフィールド・アクチュエータ２０８に接続するように、かつ、フィールド・アクチュエータ２０８からフィールド主電源２０６を切断するように構成されうる。例えば、ロジックソルバ２０２がハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）を介して信号を送る場合、リレーモジュール２０４は、ハードワイヤード・コネクタ２１２および２１４を（例えばフィールド・アクチュエータ２０８を閉じるために）切断または（例えばフィールド・アクチュエータ２０８を開くために）接続し、主電源２０６からフィールド・アクチュエータ２０８に電流を供給しえる、またはその供給を停止しえる。一般に、ロジックソルバ２０２およびリレーモジュール２０４は、切断減勢（ｄｅ−ｅｎｅｒｇｉｚｅ−ｔｏ−ｔｒｉｐ）する（即ち、ハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）一帯の電位を減少または同一帯に実質的に偽（ゼロ）の電位を印加して、リレーモジュール接点の状態を変更させてフィールド・アクチュエータ２０８から電力を除去する）ように構成されるが、切断付勢（ｅｎｅｒｇｉｚｅ−ｔｏ−ｔｒｉｐ」する（即ち、ハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）一帯の電位を増加または同一帯に実質的に真（非ゼロ）の電位を印加して、リレーモジュール接点の状態を変更させる）ようにも構成されうる。
【００２９】
図３は、図２に実施例として挙げられるリレーモジュール２０４を実施するのに使用されうる周知の安全リレー３００の概略図である。実施例として挙げられる安全リレー３００には、第１のノード３０２および第２のノード３０４の間に並列される第１のリレー３１０、第２のリレー３１２および第３のリレー３１４が含まれる。リレー３１０、３１２および３１４には、それぞれ該当するリレーコイル３２０、３２２および３２４がそれぞれ該当するリレー接点３３０、３３２および３３４に電磁的に連結された状態で含まれている。リレー接点３３０〜３３４は、第３のノード３０６および第４のノード３０８の間で直列に接続される。この周知の構造においては、第１のノード３０２と第２のノード３０４間の電位が三つの並列リレーコイル３２０、３２２および３２４（いずれも第３のノード３０６と第４のノード３０８間の電気通路を開くことができる）を付勢するので、実施例として挙げられる安全リレー３００は、ある程度の耐故障性を提供する。例えば、リレー接点３３０が作動不能な場合（例えば、リレー接点が閉じた状態に融合されるような状態で溶接されている場合）、残りのリレー接点３３２と３３４のいずれかまたは両方が なお作動可能となっているために第３のノード３０６と第４のノード３０８間の電気通路を開いてしまう。
【００３０】
しかしながら、リレー３１０〜３１４が第１のノード３０２と第２のノード３０４間にて並列状態で直接連結されているために、リレー接点３３０〜３３４の各々の動作を個々独立してテストできない。より具体的に、リレー接点３３０〜３３４の全てが、リレーコイル３２０〜３２４の全てに同時に適応される同じ信号に応答する。結果として、第１のリレー接点３３０が作動不能となり（例えば、溶接、融合、溶解状態などになり）、第２および第３のリレー３２２，３２４が作動可能な状態のままである場合、リレー接点３３０が溶接されているにもかかわらず、第１および第２ノード３０６，３０８間の電気通路がなおも開いてしまうことになる。このため、ハードウェアの耐故障性の低下、例えば、作動不能リレー接点が一つなのか二つなのかなどをテストによって容易に識別することができないので、実施例として挙げられる安全リレー３００を完全にテストすることができない。
【００３１】
図４は、図２のリレーモジュール２０４を実施するのに使用されうるかつ個々独立してテストを行うことが可能なリレー接点を有する安全リレー４００の実施例である。実施例として挙げられる安全リレー４００は、第１のノード４４０および第２のノード４４２の間で並列に接続されるスイッチ４０２、４０４および４０６を含んでいる。第１および第２ノード４４０，４４２は、（例えば図２のハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）を介して）コントローラまたはロジックソルバにそれぞれ連結されうる。また、実施例として挙げられる安全リレー４００は、スイッチ４０２および４０４の中からそれぞれ対応するものと直列に接続されるリレー４１０、４１２および４１４を含んでいる。各リレー４１０〜４１４はそれぞれ、三つのリレー接点４３０、４３２および４３４のうちの一つのリレー接点に、作動可能な状態でまたは電磁的に連結されるリレーコイル４２０、４２２および４２４のうちの一つを含んでいる。リレー接点４３０、４３２および４３４は、第３のノード４４４および第４のノード４４６間で直列に接続される。第３および第４のノード４４４，４４６はそれぞれ、図２のハードワイヤード・コネクタ２１２および２１４に連結されうる。
【００３２】
ここで用いられる「ノード」という用語は、回路内の電気的接点を含み、例えば、電気的接続部または接続子、電気的終端点、電気測定可能点などに相当する。また、上述にて図４を参照してかつ下記にて図５と図６を参照して説明される実施例として挙げられる安全リレー４００が三つのリレーと接点を使用した状態で描かれているが、二つのリレーを有する安全リレーまたは三つ以上のリレーを使用しても同様の結果を達成しえる。
【００３３】
実施例として挙げられる安全リレー４００は、フォールトトレラント（耐障害性）であるため、電位が第１および第２ノード４４０，４４２から除去されスイッチ４０２〜４０６が閉鎖すると、付勢された三つのリレーコイル４２０〜４２４のうちのいずれかが、第３および第４のノード４４４，４４６の間の電気通路を開くためにリレー接点４３０〜４３４の中からめいめい該当する一つを開くことができる。また、実施例として挙げられる安全リレー４００の場合、後述されるように、フィールドテスト中に、リレー接点４３０〜４３４を個々独立して操作または制御するためにスイッチ４０２〜４０６を使用して、例えば、三つのリレー接点４３０〜４３４のうちのいずれか一つが作動不能（例えば、溶接された接点）であるかどうかを判断することができるので、安全リレー４００は完全にテスト可能なものである。実施例として挙げられるスイッチ４０２〜４０６は、人間のオペレータにより手動で操作できるように、または後述のようにプログラム可能論理制御装置（「ＰＬＣ」）、以下の図１２に示されるプロセッサ・システムの実施例１２００に類似するパーソナルコンピュータ、シングルまたはマルチプロセッサ・ワークステーションなどにより操作できるように実施しえる。
【００３４】
図５は、図４の実施例として挙げられる安全リレー４００を、作動可能なリレー接点が開いているテスト状態で示した概略図である。より具体的には、第２および第３のリレーコイル４２２，４２４を付勢するためにスイッチ４０２が開かれ第１および第２ノード４４０，４４２一帯に電位が印加された状態で、第２および第３のリレー接点４３２，４３４が閉じられる。この状態で、第１のリレー接点４３０は開状態となる、または第３および第４のノード４４４と４４６の間の電気通路を遮断し、その結果として第３および第４のノード４４４，４４６を介した電位を増加させるまたは実質的に真（非ゼロ）の状態にする。この場合、電位は実質的に真（非ゼロ）であるので、第１のリレー接点４３０が作動可能である（例えば、図５の接点４３０が溶接されていない）とテストでは示される。同様に、第２および第３のリレー接点４３２，４３４は、めいめいのスイッチ４０４および４０６を開くことによりテストすることができる。よって、リレー接点４３０、４３２および４３４の各々の作動可能性を観察することにより、実施例として挙げられる安全リレー４００が第３および第４のノード４２２，４２４の間の電気通路を開くまたは遮断するために利用可能かどうかをテストすることが可能である。
【００３５】
図６は、図４の実施例として挙げられる安全リレー４００を、作動不能なリレー接点が開かないテスト状態で示した概略図である。より具体的には、第２および第３のリレーコイル４２２，４２４を付勢するためにスイッチ４０２が開かれ第１および第２ノード４４０，４４２一帯に電位が印加された状態で、第２および第３のリレー接点４３２，４３４が閉じられる。この状態において、第１のリレー接点４３０によって第３および第４のノード４４４，４４６の間の電気通路が開かれるべきであるが、第１のリレー接点４３０は作動不能である（例えば、溶接されている）ために開かれない。その結果、第３および第４のノード４４４，４４６を介した経路が第１のリレー接点４３０により開かれない、もしくは遮断されるので、第３および第４のノード４４４，４４６を介した電位は実質的に偽（ゼロ）になる。同様に、スイッチ４０４および４０６の各々は個々独立して開くことが可能であり、それによってリレーコイル４４２および４２４のうちそれぞれ該当する一つを減勢し、リレー接点４３２および４３４のうちそれぞれ該当する一つを開くことができる。図６の実施例として挙げられるテスト状態において、第３および第４のノード４２２，４２４の間の電気通路を開くまたは遮断することに関する安全リレー４００の実施例の利用可能性が損なわれていることが認められる。より具体的に、図６の実施例として挙げられるテスト状態は特にリレー接点４３０の作動不能性（例えば溶接状態）を識別する。
【００３６】
図７は、図２のリレーモジュール２０４を実施するのに使用されうる、個々独立してテスト可能なリレー接点を有する安全リレーの第２の実施例７００の概略図である。実施例として挙げられる安全リレー７００は、第１のノード７４０と第２のノード７４２の間で並列接続されるスイッチ７０２、７０４および７０６を含んでいる。第１および第２ノード７４０および，７４２はそれぞれ図２のハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）に連結されうる。実施例として挙げられる安全リレー７００はまた、スイッチ７０２〜７０６のそれぞれ該当するものと直列に接続するリレー７１２、７１４および７１６を含んでいる。リレー７１２〜７１６は、第３のノード７４４および第４のノード７４６の間の直列に接続される、接点７３２、７３４および７３６のそれぞれ該当するものに電磁的に連結されるリレーコイル７２２、７２４および７２６のそれぞれ該当するものを含んでいる。第３および第４のノード７４４，７４６はそれぞれ図２のハードワイヤード・コネクタ２１２と２１４とに連結されうる。
【００３７】
実施例として挙げられる安全リレー７００には、第１および第２ノード７４０，７４２の間の電位がＬＥＤを付勢する（バイアスをかける）のに十分に大きい場合に光を放射するための発光ダイオード（「ＬＥＤ」）７５２と抵抗子７５０とをさらに含む。ＬＥＤ７５０は、実施例として挙げられる安全リレー７００に電力が供給されていることを示す指示光を人間のオペレータに提供する。加えて、実施例として挙げられる安全リレー７００には、スイッチ７０２〜７０６のそれぞれ該当するものに接続するトランジスタ７６２、７６４と７６６が含まれている。また、ダイオード７７２、７７４と７７６は、トランジスタ７６２〜７６６とリレーコイル７２２〜７２６に連結される。作動中、ダイオード７７２〜７７６は、リレーコイル７２２〜７２６一帯の電圧を抑え、リレーコイル７２２〜７２６を通る電流フローの、リレーコイル７２２〜７２６一帯に印加される電位が急変動するときに生じえる急変動を分路する。例えば、第１および第２ノード７４０，７４２を介した電位が正電圧から実質的に偽（ゼロ）の電圧に変化すると、結果としてリレーコイル７２２〜７２６から生じる磁界によって、実質的な過渡電圧状態（例えばフライバック）が発生しえる。
【００３８】
トランジスタ７６２〜７６６は、スイッチ７０２〜７０６を通って流れる電流を実質的に限定するための高入力インピーダンスを提供するように、そしてリレーコイル７２２〜７２６への電流を切り替えるための固体デバイスを提供するように構成されうる。よって、認証済みまたは防爆構成部品の利益を享受しえるおよびまたはそれを必要としえる危険な環境において、実施例として挙げられる安全リレー７００は、点火する可能性のある電気火花や電弧を生じることなく切換えを行えるように構成される。例えば、実施例として挙げられる安全リレー７００は、正常稼動中におよびまたは異常事態時に爆発性のガスや煤塵が存在する石油化学環境や化学的環境および薬学環境に構成されうる。例えば、スイッチ７０２が開いて、トランジスタ７６２がＯＦＦに切り替わると（例えば、ドレインおよびソース間の導電率を上昇させるために、制御電圧がゲートおよびソース一帯に印加された状態の時に）、スイッチ７０２を通る電流およびスイッチ７０２一帯の電位は実質的に偽（ゼロ）である。よって、スイッチ７０２が閉じて、スイッチ７０２の接点一帯で実質的に偽（ゼロ）の放電（例えば、実質的に偽（ゼロ）の電気火花、実質的に偽（ゼロ）のアーク放電、など）が生じる。同様に、スイッチ７０２が閉じて、トランジスタ７６２がＯＦＦに切り替わる時にも、スイッチ７０２を通る電流とスイッチ７０２一帯の電位は実質的に偽（ゼロ）である。よって、スイッチ７０２が開いて、スイッチ７０２の接点一帯で実質的に偽（ゼロ）の放電（例えば、実質的に偽（ゼロ）の電気火花、実質的に偽（ゼロ）のアーク放電、など）が生じる。
【００３９】
さらに、トランジスタ７６２〜７６６は、第１および第２ノード７４０と７４２とを介する比較的小規模の電位からリレーコイル７２２〜７２６を駆動するために、実質的に一定の電流源に高出力インピーダンスを提供するように構成されうる。このような構造において、トランジスタ７６２〜７６６は、より迅速な切替え能力を提供し、および、リレーコイルが飽和状態になるのを防ぐ。例えば、トランジスタ７６２がＯＮに切り替わると（例えば、ドレインおよびソース間の導電率を上昇させるために制御電圧がゲートとソースとを介して印加されると）、リレーコイル７２２への電流は比較的一定となり、そして、実質的に、リレーコイル７２２を介した磁界も比較的一定となる。トランジスタ７６２がＯＦＦに切り替わると（例えば、ドレインおよびソース間の導電率を低下させるために、制御電圧がゲートとソースとの間から除去されると）、リレーコイル７２２への電流が直ちに止まり、そして、実質的に、リレーコイル７２２を介した磁界が急速に崩壊する。
【００４０】
図８は、図２のリレーモジュール２０４を実施するのに使用されうる、個々独立してテスト可能なリレー接点を有する、第３の実施例として挙げられる安全リレー８００の概略図である。実施例として挙げられる安全リレー８００は、第１のノード８４０および第２のノード８４２の間の並列に接続されるスイッチ８０２、８０４と８０６を含んでいる。第１および第２ノード８４０と８４２はそれぞれ図２のハードワイヤード・コネクタ２１０（複数可）に連結されうる。実施例として挙げられる安全リレー８００はまた、スイッチ８０２〜８０６のそれぞれ該当するものと直列に接続されたリレー８１０、８１２と８１４のそれぞれ該当するものを含んでいる。リレー８１０〜８１４は、それぞれ該当するリレー接点８３０、８３２と８３４に電磁的に連結されるリレーコイル８２０、８２２と８２４のそれぞれ該当するものを含んでいる。リレー接点８３０〜８３４は、第３のノード８４４および第４のノード８４６の間で直列に接続される。また、第３および第４のノード８４４と８４６とからリレー接点８３０〜８３４を分断するのに使用され、かつバイパス回路８６４を介して第３および第４のノード８４４と８４６との間に第２のまたは代替の電気通路を提供しえるバイパススイッチ８６０が、実施例として挙げられるリレー８００に含まれている。実施例として挙げられる図８において、バイパススイッチ８６０は第４のノード８４６からリレー接点８３０〜８３４を分断するように実施されているが、バイパススイッチ８６０はその代わりに、第３のノード８４４からリレー接点８３０〜８３４を分断するようにも実施しえる。
【００４１】
人間のオペレータが手動でバイパススイッチ８６０を操作して、実施例として挙げられる安全リレー８００をテストできる。図８に示されるように、実施例として挙げられるバイパススイッチ８６０は、接点８３０〜８３４のテスト中に実施例として挙げられるフィールド装置（例えば、図２のフィールド・アクチュエータ２０８）が第３および第４のノード８４４と８４６（例えば、図２のハードワイヤード・コネクタ２１２と２１４）を介して電力を受け続けられるようにするためにバイパス回路８６４を介して第２の電気通路を提供する。特に、実施例として挙げられるバイパススイッチ８６０は、人間のオペレータが、  第３および第４のノード８４４および８４６間の電気通路を開かずに、またその後にノード８４４および８４６に連結されるフィールド装置（複数可）を無効状態にすることなく、図４〜６を参照して上述されるように、スイッチ８０２〜８０６を使用してリレー接点８３０〜８３４のテストを行うことを可能にする。
【００４２】
実施例として挙げられるバイパススイッチ８６０は、例えば、バイパススイッチ８６０が人間のオペレータによって正しくない位置（例えば、第４のノード８４６から分断されたリレー接点８３０〜８３４）に配置されないようにするための手動バネ荷重スイッチまたは時限スイッチを使用して実施されうる。また、実施例として挙げられるバイパススイッチ８６０には強制ガイド機構を使用して、バイパススイッチ８６０が作動不能な場合に（例えば、バイパススイッチ８６０の接点が溶接されている場合に）人間のオペレータが安全リレー８００をテストできないようにしてもよい。
【００４３】
図９は、図１のリレーモジュール１５０を実施するのに使用されうる、個々独立してテスト可能なリレー接点を有する、実施例として挙げられる安全リレー９００である。実施例として挙げられる安全リレー９００には、第１のノード９４０および第２のノード９４２の間の並列に接続されるスイッチ９０２、９０４と９０６とが含まれる。実施例として挙げられる安全リレー９００にはまた、スイッチ９０２〜９０６のそれぞれ該当するものに直列に接続されるリレー９１０、９１２と９１４とが含まれる。リレー９１０〜９１４は、リレー接点９３０、９３２と９３４のそれぞれ該当するものと電磁的に連結されるリレーコイル９２２、９２４と９２６のそれぞれ該当するものを含んでいる。リレー接点９３０〜９３４は、第３のノード９４４および第４のノード９４６の間で直列に接続される。また、実施例として挙げられるリレー９００は、第４のノード９４６からリレー接点９３０〜９３４を分断するため、かつバイパス回路９６４を介して第３および第４のノード９４４，９４６間に第２のまたは代替の電気通路を提供するために使用しえるバイパススイッチ９６０を含んでいる。
【００４４】
また、実施例として挙げられる安全リレー９００において、スイッチ９０２，９０４，９０６およびバイパススイッチ９６０は、例えば図１のデータバス１３２などのデータバス９４４に連結される。データバス９４４を介して伝達された通信または信号に応答して、実施例として挙げられるスイッチ９０２〜９０６およびまたはバイパススイッチ９６０が開くおよびまたは閉じる。データバス９４４の通信または信号は、例えば、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２０）、ロジックソルバ（例えば、図１のロジックソルバ１６０と１６２）、またはデータバスを介して通信可能なその他の装置（例えば、プログラム可能論理制御装置、以下図１２に示されるプロセッサ・システムの実施例１２００に類似するパーソナルコンピュータ、シングルまたはマルチプロセッサ・ワークステーション、など）から送信されうる。実施例として挙げられる安全リレー９００および前述の装置と通信するためにこのような信号を使用することにより、人間のオペレータは、図４〜６を参照して上述されるものに類似するプロセスによって実施例として挙げられる安全リレー９００を遠隔からテストすることができる。また、このような信号を使用することにより、人間のオペレータは、実施例として挙げられる安全リレー９００のバイパススイッチ９６０の位置を遠隔位置からテストすることができる。例えば、人間のオペレータは、第３および第４のノード９４４と９４６との間の電気通路からリレー接点９３０〜９３４が分断されるかどうか判断することができる。その代わりとして、もしくはそれに加えて、図１０および１１を参照して後述されるようにテストプロセスを自動的にも実行しえる。
【００４５】
図１０は、例えば、本実施形態に記載される、個々独立してテスト可能な接点を有する安全リレーなどの実施例として挙げられる安全リレーの実施例をテストするための方法の例を表すフローチャートである。図１０および１１に表された方法を参照して説明される動作は、コンピュータ可読媒体上に格納およびアクセスしえる機械可読指示、コード、ソフトウェアなどを使用して実施しえる。このようなコンピュータ可読媒体としては、光学的記憶装置、磁気記憶装置、不揮発性固体記憶装置および揮発性固体記憶装置などが含まれる（但し、これに限定されるものではない）。さらに、動作のいくつかまたは全てをマニュアル操作で実行しえ、およびまたは、動作の順序を変更してもよく、およびまたは、動作のいくつかを修正変更またへ除外してもよい。同様に、各ブロックの動作のいくつかまたは全てを反復して実行することができる。図１の実施例として挙げられるリレーモジュール１５０〜１５２をテストするために、図１０および１１に示される動作を、実施例として挙げられるコントローラ１２０、実施例として挙げられるロジックソルバ１６０および１６２、実施例として挙げられるオペレータステーション１２２、およびまたは図１のアプリケーション・ステーション１２４，１２６により実行しえる。
【００４６】
図１０の詳細に注目すると、実施例として挙げられるプロセス１０００は、プロセス１０００が安全リレー（例えば、図９の実施例として挙げられる安全リレー９００）のテストを開始すべきかまたは待機し続けるべきかどうかを判断するループで開始する（ブロック１００２）。ブロック１００２にて安全リレーをテストする時間であると判断してループから出た後、実施例として挙げられるプロセス１０００は安全リレーをバイパスする（例えば、図９のバイパススイッチ９６０にノード９４６およびバイパス回路９６４を接続する）（ブロック１００４）。安全リレーがバイパスされた（ブロック１００４）後、実施例として挙げられるプロセス１０００は、リレー接点がバイパスされてないことを示しリレー接点に関連する電気的特性（例えば、図９のリレー接点９３２〜９３６と関連する電流、電位、抵抗など）をテストする（ブロック１００６）。このような電気的特性（例えば、実質的に真（非ゼロ）の電流または図９のリレー接点９３２〜９３６を流れる所定値より大きい電流）が決定されると（ブロック１００６）、実施例として挙げられるプロセス１０００はマニュアル操作によるオーバーライドを必要とする（ブロック１０１４）。マニュアル操作によるオーバーライド（ブロック１０１４）によって、人間のオペレータの介入を依頼する信号（例えば、ＬＥＤ、グラフィカルユーザインターフェースに関する警告、など）が提供され、自動的にプロセス制御システム（例えば、プロセス制御システム１０）をあらかじめ定義した方法でシャットダウンするタイマーが起動されるようにしてもよい。
【００４７】
リレー接点がバイパスされることを示す電気的特性（例えば、実質的に偽（ゼロ）の電流または図９のリレー接点９３２〜９３６を流れる所定値より小さい電流）が決定されると（ブロック１０１２）、実施例として挙げられるプロセス１０００は、安全リレーをテストする（ブロック１００８）。安全リレーがテストされた（ブロック１００８）後、実施例として挙げられるプロセス１０００は、安全リレーを再度アクティブな状態にするためにバイパスを原位置に戻すべきかどうかを判断する（ブロック１０１０）。例えば、指定された数のリレー接点が作動不能（例えば、接点が溶接されている、またはその他の理由で障害を持つ）と判断された場合（ブロック１００８）、実施例として挙げられるプロセス１０００は、上に説明されたようにマニュアル操作によるオーバーライドを必要とする（ブロック１０１４）。あるいは、実施例として挙げられるプロセス１０００は、安全リレーをアクティブな状態に戻す（例えば、図９のバイパススイッチ９６０にノード９４６およびリレー接点９３０〜９３４を接続する）（ブロック１０１２）。バイパスが戻され、安全リレーがアクティブな状態になった後、実施例として挙げられるプロセス１０００は別のテストサイクルまで待機する（ブロック１００２）。
【００４８】
図１１は、図１０に表されるテスト用安全リレープロセス１００８を実施するのに使用されうる実施例として挙げられる方法を表すフローチャートである。上述のように、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８を、例えば、図１の実施例として挙げられるリレーモジュール１５０〜１５２をテストするために使用してもよい。図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、安全リレーのリレーコイル（例えば、図９のリレーコイル９２２〜９２６の一つ）を減勢する安全リレー上のスイッチ（例えば、図９のスイッチ９０２〜９０６の１一つ）を開くことにより開始する（ブロック１１００）。スイッチが安全リレー上で開かれた（ブロック１１００）後、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、安全リレー上のリレー接点に関連した電気的特性（例えば、図９のリレー接点９３２〜９３６と関連した電位、抵抗など）をテストする（ブロック１１０２）。図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８によって、減勢されたリレーコイルおよび開状態スイッチに関連したリレー接点が作動不能（例えば、溶接された接点）であることを示す（例えば、実質的に偽（ゼロ）の電位、または図９のリレー接点９３２〜９３６を介した所定値の電位より低い電位である）と電気的特性が判断された場合（ブロック１１０２）、実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、減勢されたリレーコイルおよび開状態スイッチに関連したリレー接点を作動不能として示す（ブロック１００４）。実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、例えば、（例えば、ＬＥＤ、グラフィカルユーザインターフェースに関する警告などを用いて）人間のオペレータに対して合図したり、作動不能なリレー接点の数を追加するカウンターの変数を増加したりして作動不能な接点を示しえる。
【００４９】
図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８によって、減勢されたリレーコイルおよび開状態スイッチに関連したリレー接点が作動可能であることを示す（例えば、実質的に真（非ゼロ）の電位、または図９のリレー接点９３２〜９３６を介した所定値の電位より大きい電位である）と電気的特性が判断された場合（ブロック１１０２）、または、リレー接点が作動不能として示された（ブロック１１０４）後、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８はブロック１１００にて開状態のスイッチを閉じる（ブロック１１０６）。スイッチが閉じられた（ブロック１１０６）後、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、それぞれ該当するスイッチを開くことによりテストを行う必要のある安全リレー上のスイッチがまだ残っているかどうかを判断する（ブロック１１０８）。テストを行う必要のある安全リレー上のスイッチがまだ残っている場合、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は、次のスイッチを開く（ブロック１１０８）。あるいは、テストを行う必要のある安全リレー上のスイッチが存在しない場合、図１１の実施例として挙げられるテスト用安全リレープロセス１００８は終了して、図１０の実施例として挙げられるプロセス１０００に対してあらゆる結果を返す。
【００５０】
図１２は、図１の実施例として挙げられるコントローラ１２０、実施例として挙げられるロジックソルバ１６０および１６２、実施例として挙げられるオペレータステーション１２２、およびまたはアプリケーション・ステーション１２４，１２６を実施するために使用またはプログラムしえる実施例として挙げられるプロセッサ・プラットフォーム１２００の概略図である。例えば、プロセッサ・プラットフォーム１２００は、一つまたは複数の汎用シングルスレッドおよびまたはマルチスレッドプロセッサ、コア、マイクロコントローラなどにより実施できる。プロセッサ・プラットフォーム１２００はまた、同時に実行される様々なシングルスレッドおよびまたはマルチスレッドプロセッサ、コア、マイクロコントローラなどのいかなるものを含む一つまたは複数のコンピューティング装置によっても実施できる。
【００５１】
図１２の実施例のプロセッサ・プラットフォーム１２００は少なくとも一つの汎用プログラム可能プロセッサ１２０５を含んでいる。プロセッサ１２０５は、プロセッサ１２０５のメインメモリに（例えば、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）１２１５内に）入っているコード化された指示１２１０を実行する。コード化指示１２１０は、図１０および図１１の実施例として挙げられるプロセスにより表わされる動作を実施するのに使用されうる。プロセッサ１２０５は、プロセッサコア、プロセッサおよびまたはマイクロコントローラなど、いかなるタイプの処理装置でありえる。プロセッサ１２０５は、バス１２２５を介してメインメモリ（読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２２０およびＲＡＭ１２１５を含む）と通信している。ＲＡＭ１２１５は、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）およびシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、およびまたはその他のいかなるタイプのＲＡＭデバイスにより実施してもよく、ＲＯＭはフラッシュメモリおよびまたはその他のいかなる所望のタイプのメモリ素子により実施しえる。メモリ１２１５および１２２０へのアクセスはメモリーコントローラ（図示せず）により制御しえる。
【００５２】
また、プロセッサ・プラットフォーム１２００はインターフェース回路１２３０を含んでいる。インターフェース回路１２３０は、外部メモリインターフェース、シリアルポート、汎用入出力など、いかなるタイプのインターフェース標準により実施しえる。一つまたは複数の入力装置１２３５および一つまたは複数の出力デバイス１２４０は、インターフェース回路１２３０に接続される。
【００５３】
上記の実施例として挙げられる方法およびまたは機器のうちの少なくともいくつかは、一つまたは複数のソフトウェアおよびまたはコンピュータ・プロセッサ上で実行されるファームウェアプログラムにより実施される。しかしながら、特定用途向け集積回路、プログラム可能論理アレイ、およびその他のハードウェアデバイスを含む（但しこれに限定されるものではない）専用ハードウェア実施システムも同様に、ここに実施例として記載される方法およびまたは機器のうちのいくつかまたは全てを実施するように、全体または部分的のいずれかによって、構築できる。さらに、分散処理または構成素子／オブジェクト分散処理、並行処理または仮想機械処理を含む（但しこれに限定されるものではない）代替ソフトウェア実施システムもまたここに記載される実施例として挙げられる方法およびまたは機器を実施するように構築できる。
【００５４】
なお、ここに記載される実施例として挙げられるソフトウェアおよびまたはファームウェア実施システムは、状況に応じて次のような有形記憶媒体に格納しえる。例えば、磁気媒体（例えば、磁気ディスクまたはテープ）、光ディスクなどの光媒体または光磁気媒体、あるいはメモリーカード、または一つ以上の読み出し専用（不揮発性）メモリ、ランダムアクセスメモリー、またはその他の書き換え可能（揮発性）メモリを収容するその他のパッケージなどの固体媒体、またはコンピュータ命令を含む信号などである。Ｅメールに添付されるデジタルファイル、またはその他の情報アーカイブまたは一式のアーカイブは、有形記憶媒体と均等の配布媒体とみなされる。よって、ここに実施例として記載されるソフトウェアおよびまたはファームウェアは、上に記載されるようなまたは後継記憶媒体のような有形記憶媒体または配布媒体に格納することができる。
【００５５】
上記明細が実施例として挙げられる構成素子および機能を特定の標準規格およびプロトコルを参照して説明する限りにおいて、当然のことながら、この特許の適用範囲はこのような標準規格およびプロトコルに限定されない。このような標準規格は、同じ一般機能を備え、より高速で、より効率的な均等物に定期的に取って変わられる。よって、同機能を有する置換標準規格およびプロトコルは、この特許により考慮されており、添付の特許請求の範囲内に含まれる意図を持つ均等物である。
【００５６】
なお、この特許は実施例として挙げられるシステム（ハードウェア上で実行されるソフトウェアまたはファームウェアを含む）を開示するが、このようなシステムは単に本特許の実施形態に過ぎず、本特許を限定すると見なされるべきではない。例えば、これらのハードウェアおよびソフトウエアコンポーネントのいずれかまたは全ては、専用にハードウェアにおいて、専用にソフトウェアにおいて、専用にファームウェアにおいて、またはハードウェア・ファームウェアおよびまたはソフトウェアの何らかの組み合わせにおいて具体化できると考慮されている。よって、上記明細においては実施例として挙げられるシステム、方法および製造品が記載されているが、通常の技術を有する当業者ならば、実施例として挙げられるものがこのようなシステムや方法および製造品を実施するための唯一の方法ではないことは一目瞭然のはずである。したがって、実施例として挙げられる特定の方法、機器および製造品がここにおいて記載されているが、この特許の適用領域の範囲はそれに限定されるものではなく、それとは反対に、この特許は、字義的にもしくは均等論に基づいて添付の特許請求の範囲内に公正に含まれる方法、機器および製造品の全てを網羅するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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