アナログ信号の入力装置及びその入力診断方法
【課題】多チャンネルのアナログ信号の診断処理を高速に実行するアナログ信号の入力装置及びその入力診断方法を提供する。
【解決手段】アナログ信号の入力装置１０は、外部入力したアナログ信号Ａ及び発生させた基準電圧Ｅのうちいずれかを出力するマルチプレクサ２３と、マルチプレクサ２３が出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部２５と、マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５が設けられている複数のチャンネル１２と、各々のチャンネル１２においてデジタル変換された複数の基準電圧Ｆから最悪値Ｆbadを抽出する信号抽出部１３と、複数のチャンネル１２及び信号抽出部１３が設けられているセグメント１１と、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比して各々のセグメント１１を単位にアナログ信号Ａの入力診断をする診断部１４と、を備えている。
【解決手段】アナログ信号の入力装置１０は、外部入力したアナログ信号Ａ及び発生させた基準電圧Ｅのうちいずれかを出力するマルチプレクサ２３と、マルチプレクサ２３が出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部２５と、マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５が設けられている複数のチャンネル１２と、各々のチャンネル１２においてデジタル変換された複数の基準電圧Ｆから最悪値Ｆbadを抽出する信号抽出部１３と、複数のチャンネル１２及び信号抽出部１３が設けられているセグメント１１と、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比して各々のセグメント１１を単位にアナログ信号Ａの入力診断をする診断部１４と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラに多チャンネルのアナログ信号を入力させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多チャンネルのアナログ信号を制御機器に入力させる入力装置においては、入力信号の信頼性を高めるために、チャンネル毎にアナログ信号をデジタル変換している。そして、各チャンネルは、フォトカプラ等の絶縁回路により、周辺回路や電源から電気的に絶縁されることで入力信号の信頼性をさらに高めている（例えば、特許文献１）。
この場合、入力装置には、Ａ／Ｄ変換器や絶縁回路といった電子部品が多数設けられることになる。このため、これら個々の電子部品の故障や信頼性低下への対策が必要となる。
【０００３】
具体的な対策として、状況に応じて使用する絶縁電源を制限することにより、ノイズの抑制を図る技術が知られている（例えば、特許文献２）。また、アナログ信号を受信するチャンネルにテスト電圧を入力し、チャンネル毎に故障の有無を診断する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２９５７５４号公報
【特許文献２】特開２００３−６０４９２号公報
【特許文献３】特開２００７−２８５７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した従来の故障診断技術では、アナログ信号のチャンネル数が増えるにしたがい診断処理回数も増えるため、故障診断の高速化が困難となる課題があった。
また、多チャンネル化にともない、信号診断用のレジスタの数の増加を招き、レジスタの使用を抑制したい要求に反することにもなる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、多チャンネルのアナログ信号の診断処理を高速に実行するアナログ信号の入力装置及びその入力診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るアナログ信号の入力装置は、外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかを出力するマルチプレクサと、前記マルチプレクサが出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、前記マルチプレクサ及び前記Ａ／Ｄ変換部が設けられている複数のチャンネルと、各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出する信号抽出部と、前記複数のチャンネル及び前記信号抽出部が設けられているセグメントと、複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をする診断部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、多チャンネルのアナログ信号の診断処理を高速に実行するアナログ信号の入力装置及びその入力診断方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第１実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第２実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第２実施形態を示すフローチャート。
【図５】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第３実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第３実施形態を示すフローチャート。
【図７】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第４実施形態を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１のブロック図に示すように第１実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０（以下、単に「入力装置１０」という）は、外部入力したアナログ信号Ａ及び発生させた基準電圧Ｅのうちいずれかを出力するマルチプレクサ（ｍｕｘ）２３と、マルチプレクサ２３が出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部２５と、マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５が設けられている複数のチャンネル１２（１２1，１２2，１２3）と、各々のチャンネル１２1，１２2，１２3が出力した基準電圧のデジタル化信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３から最悪値Ｆbadを抽出する信号抽出部１３と、複数のチャンネル１２1，１２2，１２3及び信号抽出部１３が設けられているセグメント１１と、複数のセグメント１１（各図面においては１つのみ記載）の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比して各々のセグメント１１を単位にアナログ信号Ａの入力診断をする診断部１４と、を備えている。
【００１１】
セグメント１１は、具体的には、複数のチャンネル１２、信号抽出部１３及び信号送信部１５を実装したボードであり、このセグメント１１（ボード）を増設することにより、チャンネル１２の数を増やすことができる。
なお、各図面において、一つのセグメント１１に三つのチャンネル１２が実装されたものが例示されているが、実装されるチャンネル１２の数に限定はない。
【００１２】
チャンネル１２は、マルチプレクサ２３を切替信号Ｃにより動作させ、アナログ信号入力部２１から入力したアナログ信号Ａと、基準電圧発生部２２で発生した基準電圧Ｅとを、切り替えてデジタル変換する。そして、アナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）のデジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を信号送信部１５へ、基準電圧Ｅのデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を信号抽出部１３へ出力する。
ここで、各チャンネル１２に設けられている基準電圧発生部２２は、同じ値の基準電圧Ｅを発生する。
【００１３】
マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５は、それぞれ絶縁回路２４，２６を介して診断部１４、信号抽出部１３及び信号送信部１５に接続することにより、電気的絶縁が図られている。また、各チャンネル１２を構成する各素子は、駆動電源（図示略）に接続しているが、この接続部にも絶縁回路が設けられている。
なお、絶縁回路は、フォトカプラ等で構成されるが、特に限定はない。
【００１４】
信号抽出部１３は、複数の基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を基準値Jに照らし誤差Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）を算出する複数の誤差算出部３２（３２1，３２2，３２3）と、複数の基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）のうち最大誤差を有するものを最悪値Ｆbadとみなす最大誤差出力部３３とを有している。このような構成により、チャンネル１２の入力値（アナログ信号Ａ）に対する出力値（アナログ信号Ａのデジタル化信号Ｄ）の一致性が評価される。
【００１５】
基準値格納部３１には、基準電圧Ｅのデジタル変換値である基準値Ｊが格納されている。
誤差算出部３２（３２1，３２2，３２3）では、Ｋn＝Ｆn−Ｊ；（ｎ＝１，２，３）の演算を実行する。そして、最大誤差出力部３３は、Ｋn（ｎ＝１，２，３）が最大値をとる基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を最悪値Ｆbadとして診断部１４に出力する。
【００１６】
診断部１４は、入力装置１０を通常入力モード又は診断モードのいずれかに設定する切替信号Ｃを出力する切替部４１と、基準電圧のデジタル化信号Ｆの正常範囲を規定した閾値Ｇを格納する閾値格納部４２と、各セグメント１１から送信される最悪値Ｆbadが閾値Ｇを超えるか否かを判定する判定部４３と、最悪値Ｆbadが閾値Ｇを超えた場合、該当するセグメント１１を通知する通知部４４と、を有している。
【００１７】
切替部４１が出力する切替信号Ｃにより、マルチプレクサ２３の出力は、アナログ信号Ａから基準電圧Ｅに一定期間切り替えられる。
通常入力モードの設定では、外部入力したアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）は、チャンネル１２においてデジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）に変換され、信号送信部１５に送られる。
【００１８】
そして、この信号送信部１５は、アナログ信号のデジタル化信号Ｄを、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラ（図示略）の信号受信部１６に送信する。なお、信号送信部１５と信号受信部１６との間の伝送方式は、パラレル方式、シリアル方式のいずれでもよく、限定されない。
【００１９】
そして、各チャンネル１２が切替信号Ｃを受信すると、通常動作モードから診断モードに切り替わり、基準電圧のデジタル化信号Ｆが、信号抽出部１３及び診断部１４で処理されることになる。
なお、切替部４１による通常動作モードから診断モードへの切り替えは、オペレータ要求にしたがって実行する場合もあるし、定期的に自動で実行される場合もある。
【００２０】
判定部４３は、データ処理するために各セグメント１１から送信される複数の最悪値Ｆbadを一時的に記憶するレジスタが割り当てられている。この判定部４３において、チャンネル１２におけるアナログ信号Ａのデジタル変換の健全性が、セグメント１１を単位に診断される。
ここで、セグメント１１の数をｍ、１枚のセグメント１１に実装されているチャンネル１２の数をｎとすると、ｍ回の判定処理回数で、ｍ×ｎ個の全てのチャンネル１２の診断を実行することができる。つまり、全てのチャンネル１２を一つずつ診断するのに比べて、処理回数が１／ｎに削減される。
【００２１】
通知部４４は、劣化や故障の疑われる不良チャンネルを実装するセグメント１１を特定し、該当するセグメント１１の交換を促す。
なお、不良チャンネルを含むセグメント１１が特定された後は、このセグメント１１から誤差Ｋの大きい順番に基準電圧Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を診断部１４に送信する。これにより、不良チャンネルの数を特定することができる。
さらに、セグメント１１から送信される基準電圧Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）にチャンネル１２のＩＤデータを付随させることにより、不良チャンネルを特定することもできる。
【００２２】
診断部１４における処理は、ソフトウェアやユーザー側のアプリケーションで行うことができる。このため診断用に割り当てるレジスタ数の仕様変更を伴うことなく、アナログ信号Ａの入力チャンネル１２の数を任意に変更し、自動診断を構築することが容易になる。
【００２３】
図２のフローチャートに基づいて、第１実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する（適宜図１参照）。全体のルーチンは、大きく通常入力モードのルーチンＳ１０と診断モードのルーチンＳ２０に分けられる。
通常入力モードのルーチンＳ１０において、複数のチャンネル１２1，１２2，１２3の各々がアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を外部入力する（Ｓ１１）。入力したアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）は、デジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）に変換された後（Ｓ１２）、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラ（図示略）に送信される（Ｓ１３）。
【００２４】
この通常入力モードのルーチンＳ１０は、診断指令である切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返される（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
発生している基準電圧Ｅは（Ｓ２１）、マルチプレクサ２３の切替動作により（Ｓ２２）、デジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に変換される（Ｓ２３）。そして、信号抽出部１３に送信されて、基準値Ｊとの誤差Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）が算出される（Ｓ２４）。
セグメント１１を単位に、算出された誤差Ｋが最大値となる基準電圧のデジタル化信号Ｆを最悪値Ｆbadとして抽出し、診断部１４へ出力する（Ｓ２５）。
【００２５】
この診断部１４では、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比し、全てが良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ２６；ＯＫ）。そして、複数の最悪値Ｆbadのうち、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２６；ＮＧ、Ｓ１５）。
【００２６】
（第２実施形態）
図３のブロック図に基づいて第２実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第２実施形態においては、信号抽出部１３の構成が、第１実施形態の場合と異なっている。図３において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００２７】
第２実施形態において信号抽出部１３は、基準電圧Ｅがマルチプレクサ２３で出力されてから複数のチャンネル１２の各々で出力されるまでの応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を検知する複数の応答時間検知部６２（６２1，６２2，６２3）と、複数の応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のうち最大時間を最悪値Ｔbadとみなす最大時間出力部６３と、を有している。このような構成により、チャンネル１２の入力（アナログ信号Ａ）に対する出力（アナログ信号Ａのデジタル化信号Ｄ）の応答性が評価される。
【００２８】
タイマー６１は、マルチプレクサ２３が基準電圧Ｅを出力してから、デジタル化信号Ｆに変換されて絶縁回路２６から出力されるまでの時間を正確に計測するのに充分な時間分解能を有している。
応答時間検知部６２は、切替信号Ｃの受信時点を基準電圧Ｅの出力時点とみなし、そのデジタル化信号Ｆが入力するまでの応答時間Ｔを計測する。この応答時間Ｔが長いと、出力元のチャンネル１２の故障又は劣化が疑われる。
【００２９】
判定部４３は、各セグメント１１の最大時間出力部６３から送信される複数の最悪値Ｔbadをレジスタに一時記憶させ、閾値Ｇと対比する。なお、実施形態において、この閾値Ｇは、上限値（最大時間）のみ考慮しているが、下限値（最小時間）を考慮してもよい。
なお、チャンネル１２におけるアナログ入力に対するデジタル出力の応答時間Ｔの検知方法は、上述した方法に限定されず、種々の方法を適用することができる。
【００３０】
図４のフローチャートに基づいて、第２実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する。なお、第２実施形態においては、診断モードのルーチンＳ３０が、第１実施形態の場合（Ｓ２０）と異なっている。図４において図２と同一又は相当するステップは、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３１】
通常入力モードのルーチンＳ１０が、診断指令の切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返されている（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
発生している基準電圧Ｅは（Ｓ３１）、マルチプレクサ２３の切替動作により（Ｓ３２）、デジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に変換される（Ｓ３３）。また、このマルチプレクサ２３の切替動作に同期してタイマー６１がリセットされる（Ｓ３２）。
【００３２】
そして、基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）が信号抽出部１３に送信されて、各チャンネル１２における入出力の応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が検知される（Ｓ３４）。
セグメント１１を単位に、検知された複数の応答時間Ｔのうち最大値を最悪値Ｔbadとして抽出し、診断部１４へ出力する（Ｓ３５）。
【００３３】
この診断部１４では、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｔbadを閾値Ｇと対比し、全て良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ３６；ＯＫ）。そして、複数の最悪値Ｆbadのうち、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ３６；ＮＧ、Ｓ１５）。
【００３４】
なお、入力装置１０において、第１実施形態の信号抽出部１３（図１）の機能、及び第２実施形態の信号抽出部１３（図３）の機能を共に具備させることができる。この場合、動作フローにおいて、診断モードのルーチンＳ２０（図２）及びルーチンＳ３０（図４）は、パラレル又はシリアルに処理されることになる。
【００３５】
（第３実施形態）
図５のブロック図に基づいて第３実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第３実施形態においては、チャンネル１２の構成が、第１実施形態及び第２実施形態の場合と異なっている。図５において図１又は図３と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３６】
第３実施形態においてマルチプレクサ２３は、第１基準電圧発生部２２ａ及び第２基準電圧発生部２２ｂを有し、それぞれにおいて異なる基準電圧Ｅ１，Ｅ２を出力する。
この場合、チャンネル１２が切替信号Ｃを受信すると、マルチプレクサ２３は、第１基準電圧Ｅ１、第２基準電圧Ｅ２の順番に出力する。そして、第１基準電圧Ｅ１はアナログ信号Ａがとり得る電圧値の下限値に近い値に設定し、第２基準電圧Ｅ２はその上限値に近い値に設定する。
【００３７】
これにより、一定の範囲の電圧値がアナログ信号入力部２１に入力するところ、この範囲内の二点で電圧値の健全性を確認することで、チャンネル１２の動作の信頼性が向上する。なお、基準電圧Ｅは、二点に限定されることなく、三点以上入力して、より一層信頼性が向上するようにしてもよい。
【００３８】
ところで、第２実施形態のようにチャンネル１２の応答性を評価する場合は、チャンネル１２の構成素子に残留する電荷量の影響によって、検知される応答時間Ｔの再現性が低下する場合がある。
そこで、第１基準電圧Ｅ１をグランドレベル（０Ｖ）に設定し、これら構成素子に残留する電荷量をキャンセルしてから、第２基準電圧Ｅ２に基づいて応答時間Ｔを検知する。これにより、検知される応答時間Ｔの再現性を向上させることができる。
【００３９】
図６のフローチャートに基づいて、第３実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する。なお、第３実施形態においては、診断モードのルーチンが、第１基準電圧Ｅ１に基づくルーチンＳ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）と、第２基準電圧Ｅ２に基づくルーチンＳ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）とを連続させた構成になっている。図６において図２及び図４と同一又は相当するステップは、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００４０】
通常入力モードのルーチンＳ１０が、診断指令の切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返されている（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
第１基準電圧Ｅ１をグランドレベルに設定し、一つでも不良の判定があれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）；ＮＧ、Ｓ１５）。
一方、全てが良好と判定されれば（Ｓ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）；ＯＫ）、第２基準電圧Ｅ２に基づく診断を行う（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ））。なお、この時点で、チャンネル１２の構成素子に残留していた電荷は全てキャンセルされている。
【００４１】
そして、この第２基準電圧Ｅ２に基づく診断により、全て良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）；ＯＫ）。そして、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）；ＮＧ、Ｓ１５）。
この第２基準電圧Ｅ２に基づく診断は、チャンネル１２の構成素子に残留する電荷が全てキャンセルされているために、精度の高い結果が得られる。
【００４２】
（第４実施形態）
図７のブロック図に基づいて第４実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第４実施形態においては、チャンネル１２の構成が、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の場合と異なっている。
第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態において基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）は、複数のチャンネル１２の各々に１つ設けられていた。第４実施形態において基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）は、複数のセグメント１１の各々に１つ設けられている。図７において図１，図３，図５と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、詳細な説明を省略する。
【００４３】
このように、チャンネル１２が構成されることにより、セグメント１１に実装する基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）の部品点数を削減することができる。さらにこの場合、各チャンネル１２に要求される絶縁耐力が小さくなるので、絶縁回路２４，２６（図１）も省略して、さらに部品点数の削減に寄与することができる。
【００４４】
本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、共通する技術思想の範囲内において、適宜変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０…アナログ信号の入力装置、１１…セグメント、１２（１２1，１２2，１２3）…チャンネル、１３…信号抽出部、１４…診断部、１５…信号送信部、１６…信号受信部、２１…アナログ信号入力部、２２…基準電圧発生部、２２ａ…第１基準電圧発生部、２２ｂ…第２基準電圧発生部、２３…マルチプレクサ（ｍｕｘ）、２４…絶縁回路、２５…Ａ／Ｄ変換部、２６…絶縁回路、３１…基準値格納部、３２（３２1，３２2，３２3）…誤差算出部、３３…最大誤差出力部、４１…切替部、４２…閾値格納部、４３…判定部、
４４…通知部、６１…タイマー、６２…応答時間検知部、６３…最大時間出力部、Ａ…アナログ信号、Ｃ…切替信号、Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）…アナログ信号のデジタル化信号、Ｅ…基準電圧、Ｅ１…第１基準電圧、Ｅ２…第２基準電圧、Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）…基準電圧のデジタル化信号、Ｆbad…最悪値、Ｇ…閾値、Ｊ…基準値、Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）…誤差、Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）…応答時間、Ｔbad…最悪値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラに多チャンネルのアナログ信号を入力させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多チャンネルのアナログ信号を制御機器に入力させる入力装置においては、入力信号の信頼性を高めるために、チャンネル毎にアナログ信号をデジタル変換している。そして、各チャンネルは、フォトカプラ等の絶縁回路により、周辺回路や電源から電気的に絶縁されることで入力信号の信頼性をさらに高めている（例えば、特許文献１）。
この場合、入力装置には、Ａ／Ｄ変換器や絶縁回路といった電子部品が多数設けられることになる。このため、これら個々の電子部品の故障や信頼性低下への対策が必要となる。
【０００３】
具体的な対策として、状況に応じて使用する絶縁電源を制限することにより、ノイズの抑制を図る技術が知られている（例えば、特許文献２）。また、アナログ信号を受信するチャンネルにテスト電圧を入力し、チャンネル毎に故障の有無を診断する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２９５７５４号公報
【特許文献２】特開２００３−６０４９２号公報
【特許文献３】特開２００７−２８５７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した従来の故障診断技術では、アナログ信号のチャンネル数が増えるにしたがい診断処理回数も増えるため、故障診断の高速化が困難となる課題があった。
また、多チャンネル化にともない、信号診断用のレジスタの数の増加を招き、レジスタの使用を抑制したい要求に反することにもなる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、多チャンネルのアナログ信号の診断処理を高速に実行するアナログ信号の入力装置及びその入力診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るアナログ信号の入力装置は、外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかを出力するマルチプレクサと、前記マルチプレクサが出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、前記マルチプレクサ及び前記Ａ／Ｄ変換部が設けられている複数のチャンネルと、各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出する信号抽出部と、前記複数のチャンネル及び前記信号抽出部が設けられているセグメントと、複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をする診断部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、多チャンネルのアナログ信号の診断処理を高速に実行するアナログ信号の入力装置及びその入力診断方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第１実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第２実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第２実施形態を示すフローチャート。
【図５】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第３実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明に係るアナログ信号の入力診断方法の第３実施形態を示すフローチャート。
【図７】本発明に係るアナログ信号の入力装置の第４実施形態を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１のブロック図に示すように第１実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０（以下、単に「入力装置１０」という）は、外部入力したアナログ信号Ａ及び発生させた基準電圧Ｅのうちいずれかを出力するマルチプレクサ（ｍｕｘ）２３と、マルチプレクサ２３が出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部２５と、マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５が設けられている複数のチャンネル１２（１２1，１２2，１２3）と、各々のチャンネル１２1，１２2，１２3が出力した基準電圧のデジタル化信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３から最悪値Ｆbadを抽出する信号抽出部１３と、複数のチャンネル１２1，１２2，１２3及び信号抽出部１３が設けられているセグメント１１と、複数のセグメント１１（各図面においては１つのみ記載）の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比して各々のセグメント１１を単位にアナログ信号Ａの入力診断をする診断部１４と、を備えている。
【００１１】
セグメント１１は、具体的には、複数のチャンネル１２、信号抽出部１３及び信号送信部１５を実装したボードであり、このセグメント１１（ボード）を増設することにより、チャンネル１２の数を増やすことができる。
なお、各図面において、一つのセグメント１１に三つのチャンネル１２が実装されたものが例示されているが、実装されるチャンネル１２の数に限定はない。
【００１２】
チャンネル１２は、マルチプレクサ２３を切替信号Ｃにより動作させ、アナログ信号入力部２１から入力したアナログ信号Ａと、基準電圧発生部２２で発生した基準電圧Ｅとを、切り替えてデジタル変換する。そして、アナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）のデジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を信号送信部１５へ、基準電圧Ｅのデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を信号抽出部１３へ出力する。
ここで、各チャンネル１２に設けられている基準電圧発生部２２は、同じ値の基準電圧Ｅを発生する。
【００１３】
マルチプレクサ２３及びＡ／Ｄ変換部２５は、それぞれ絶縁回路２４，２６を介して診断部１４、信号抽出部１３及び信号送信部１５に接続することにより、電気的絶縁が図られている。また、各チャンネル１２を構成する各素子は、駆動電源（図示略）に接続しているが、この接続部にも絶縁回路が設けられている。
なお、絶縁回路は、フォトカプラ等で構成されるが、特に限定はない。
【００１４】
信号抽出部１３は、複数の基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を基準値Jに照らし誤差Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）を算出する複数の誤差算出部３２（３２1，３２2，３２3）と、複数の基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）のうち最大誤差を有するものを最悪値Ｆbadとみなす最大誤差出力部３３とを有している。このような構成により、チャンネル１２の入力値（アナログ信号Ａ）に対する出力値（アナログ信号Ａのデジタル化信号Ｄ）の一致性が評価される。
【００１５】
基準値格納部３１には、基準電圧Ｅのデジタル変換値である基準値Ｊが格納されている。
誤差算出部３２（３２1，３２2，３２3）では、Ｋn＝Ｆn−Ｊ；（ｎ＝１，２，３）の演算を実行する。そして、最大誤差出力部３３は、Ｋn（ｎ＝１，２，３）が最大値をとる基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を最悪値Ｆbadとして診断部１４に出力する。
【００１６】
診断部１４は、入力装置１０を通常入力モード又は診断モードのいずれかに設定する切替信号Ｃを出力する切替部４１と、基準電圧のデジタル化信号Ｆの正常範囲を規定した閾値Ｇを格納する閾値格納部４２と、各セグメント１１から送信される最悪値Ｆbadが閾値Ｇを超えるか否かを判定する判定部４３と、最悪値Ｆbadが閾値Ｇを超えた場合、該当するセグメント１１を通知する通知部４４と、を有している。
【００１７】
切替部４１が出力する切替信号Ｃにより、マルチプレクサ２３の出力は、アナログ信号Ａから基準電圧Ｅに一定期間切り替えられる。
通常入力モードの設定では、外部入力したアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）は、チャンネル１２においてデジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）に変換され、信号送信部１５に送られる。
【００１８】
そして、この信号送信部１５は、アナログ信号のデジタル化信号Ｄを、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラ（図示略）の信号受信部１６に送信する。なお、信号送信部１５と信号受信部１６との間の伝送方式は、パラレル方式、シリアル方式のいずれでもよく、限定されない。
【００１９】
そして、各チャンネル１２が切替信号Ｃを受信すると、通常動作モードから診断モードに切り替わり、基準電圧のデジタル化信号Ｆが、信号抽出部１３及び診断部１４で処理されることになる。
なお、切替部４１による通常動作モードから診断モードへの切り替えは、オペレータ要求にしたがって実行する場合もあるし、定期的に自動で実行される場合もある。
【００２０】
判定部４３は、データ処理するために各セグメント１１から送信される複数の最悪値Ｆbadを一時的に記憶するレジスタが割り当てられている。この判定部４３において、チャンネル１２におけるアナログ信号Ａのデジタル変換の健全性が、セグメント１１を単位に診断される。
ここで、セグメント１１の数をｍ、１枚のセグメント１１に実装されているチャンネル１２の数をｎとすると、ｍ回の判定処理回数で、ｍ×ｎ個の全てのチャンネル１２の診断を実行することができる。つまり、全てのチャンネル１２を一つずつ診断するのに比べて、処理回数が１／ｎに削減される。
【００２１】
通知部４４は、劣化や故障の疑われる不良チャンネルを実装するセグメント１１を特定し、該当するセグメント１１の交換を促す。
なお、不良チャンネルを含むセグメント１１が特定された後は、このセグメント１１から誤差Ｋの大きい順番に基準電圧Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を診断部１４に送信する。これにより、不良チャンネルの数を特定することができる。
さらに、セグメント１１から送信される基準電圧Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）にチャンネル１２のＩＤデータを付随させることにより、不良チャンネルを特定することもできる。
【００２２】
診断部１４における処理は、ソフトウェアやユーザー側のアプリケーションで行うことができる。このため診断用に割り当てるレジスタ数の仕様変更を伴うことなく、アナログ信号Ａの入力チャンネル１２の数を任意に変更し、自動診断を構築することが容易になる。
【００２３】
図２のフローチャートに基づいて、第１実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する（適宜図１参照）。全体のルーチンは、大きく通常入力モードのルーチンＳ１０と診断モードのルーチンＳ２０に分けられる。
通常入力モードのルーチンＳ１０において、複数のチャンネル１２1，１２2，１２3の各々がアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を外部入力する（Ｓ１１）。入力したアナログ信号Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）は、デジタル化信号Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）に変換された後（Ｓ１２）、プラントやファクトリーオートメーションのコントローラ（図示略）に送信される（Ｓ１３）。
【００２４】
この通常入力モードのルーチンＳ１０は、診断指令である切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返される（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
発生している基準電圧Ｅは（Ｓ２１）、マルチプレクサ２３の切替動作により（Ｓ２２）、デジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に変換される（Ｓ２３）。そして、信号抽出部１３に送信されて、基準値Ｊとの誤差Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）が算出される（Ｓ２４）。
セグメント１１を単位に、算出された誤差Ｋが最大値となる基準電圧のデジタル化信号Ｆを最悪値Ｆbadとして抽出し、診断部１４へ出力する（Ｓ２５）。
【００２５】
この診断部１４では、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｆbadを閾値Ｇと対比し、全てが良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ２６；ＯＫ）。そして、複数の最悪値Ｆbadのうち、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２６；ＮＧ、Ｓ１５）。
【００２６】
（第２実施形態）
図３のブロック図に基づいて第２実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第２実施形態においては、信号抽出部１３の構成が、第１実施形態の場合と異なっている。図３において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００２７】
第２実施形態において信号抽出部１３は、基準電圧Ｅがマルチプレクサ２３で出力されてから複数のチャンネル１２の各々で出力されるまでの応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を検知する複数の応答時間検知部６２（６２1，６２2，６２3）と、複数の応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のうち最大時間を最悪値Ｔbadとみなす最大時間出力部６３と、を有している。このような構成により、チャンネル１２の入力（アナログ信号Ａ）に対する出力（アナログ信号Ａのデジタル化信号Ｄ）の応答性が評価される。
【００２８】
タイマー６１は、マルチプレクサ２３が基準電圧Ｅを出力してから、デジタル化信号Ｆに変換されて絶縁回路２６から出力されるまでの時間を正確に計測するのに充分な時間分解能を有している。
応答時間検知部６２は、切替信号Ｃの受信時点を基準電圧Ｅの出力時点とみなし、そのデジタル化信号Ｆが入力するまでの応答時間Ｔを計測する。この応答時間Ｔが長いと、出力元のチャンネル１２の故障又は劣化が疑われる。
【００２９】
判定部４３は、各セグメント１１の最大時間出力部６３から送信される複数の最悪値Ｔbadをレジスタに一時記憶させ、閾値Ｇと対比する。なお、実施形態において、この閾値Ｇは、上限値（最大時間）のみ考慮しているが、下限値（最小時間）を考慮してもよい。
なお、チャンネル１２におけるアナログ入力に対するデジタル出力の応答時間Ｔの検知方法は、上述した方法に限定されず、種々の方法を適用することができる。
【００３０】
図４のフローチャートに基づいて、第２実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する。なお、第２実施形態においては、診断モードのルーチンＳ３０が、第１実施形態の場合（Ｓ２０）と異なっている。図４において図２と同一又は相当するステップは、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３１】
通常入力モードのルーチンＳ１０が、診断指令の切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返されている（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
発生している基準電圧Ｅは（Ｓ３１）、マルチプレクサ２３の切替動作により（Ｓ３２）、デジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に変換される（Ｓ３３）。また、このマルチプレクサ２３の切替動作に同期してタイマー６１がリセットされる（Ｓ３２）。
【００３２】
そして、基準電圧のデジタル化信号Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）が信号抽出部１３に送信されて、各チャンネル１２における入出力の応答時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）が検知される（Ｓ３４）。
セグメント１１を単位に、検知された複数の応答時間Ｔのうち最大値を最悪値Ｔbadとして抽出し、診断部１４へ出力する（Ｓ３５）。
【００３３】
この診断部１４では、複数のセグメント１１の各々から出力される複数の最悪値Ｔbadを閾値Ｇと対比し、全て良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ３６；ＯＫ）。そして、複数の最悪値Ｆbadのうち、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ３６；ＮＧ、Ｓ１５）。
【００３４】
なお、入力装置１０において、第１実施形態の信号抽出部１３（図１）の機能、及び第２実施形態の信号抽出部１３（図３）の機能を共に具備させることができる。この場合、動作フローにおいて、診断モードのルーチンＳ２０（図２）及びルーチンＳ３０（図４）は、パラレル又はシリアルに処理されることになる。
【００３５】
（第３実施形態）
図５のブロック図に基づいて第３実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第３実施形態においては、チャンネル１２の構成が、第１実施形態及び第２実施形態の場合と異なっている。図５において図１又は図３と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３６】
第３実施形態においてマルチプレクサ２３は、第１基準電圧発生部２２ａ及び第２基準電圧発生部２２ｂを有し、それぞれにおいて異なる基準電圧Ｅ１，Ｅ２を出力する。
この場合、チャンネル１２が切替信号Ｃを受信すると、マルチプレクサ２３は、第１基準電圧Ｅ１、第２基準電圧Ｅ２の順番に出力する。そして、第１基準電圧Ｅ１はアナログ信号Ａがとり得る電圧値の下限値に近い値に設定し、第２基準電圧Ｅ２はその上限値に近い値に設定する。
【００３７】
これにより、一定の範囲の電圧値がアナログ信号入力部２１に入力するところ、この範囲内の二点で電圧値の健全性を確認することで、チャンネル１２の動作の信頼性が向上する。なお、基準電圧Ｅは、二点に限定されることなく、三点以上入力して、より一層信頼性が向上するようにしてもよい。
【００３８】
ところで、第２実施形態のようにチャンネル１２の応答性を評価する場合は、チャンネル１２の構成素子に残留する電荷量の影響によって、検知される応答時間Ｔの再現性が低下する場合がある。
そこで、第１基準電圧Ｅ１をグランドレベル（０Ｖ）に設定し、これら構成素子に残留する電荷量をキャンセルしてから、第２基準電圧Ｅ２に基づいて応答時間Ｔを検知する。これにより、検知される応答時間Ｔの再現性を向上させることができる。
【００３９】
図６のフローチャートに基づいて、第３実施形態におけるアナログ信号の入力診断方法を説明する。なお、第３実施形態においては、診断モードのルーチンが、第１基準電圧Ｅ１に基づくルーチンＳ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）と、第２基準電圧Ｅ２に基づくルーチンＳ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）とを連続させた構成になっている。図６において図２及び図４と同一又は相当するステップは、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００４０】
通常入力モードのルーチンＳ１０が、診断指令の切替信号Ｃが出力されるまで、繰り返されている（Ｓ１４；Ｎｏ）。そして、切替信号Ｃが出力されると診断モードのルーチンＳ２０に切り替わる（Ｓ１４；Ｙｅｓ）。
第１基準電圧Ｅ１をグランドレベルに設定し、一つでも不良の判定があれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）；ＮＧ、Ｓ１５）。
一方、全てが良好と判定されれば（Ｓ２０Ａ（Ｓ３０Ａ）；ＯＫ）、第２基準電圧Ｅ２に基づく診断を行う（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ））。なお、この時点で、チャンネル１２の構成素子に残留していた電荷は全てキャンセルされている。
【００４１】
そして、この第２基準電圧Ｅ２に基づく診断により、全て良好と判定されれば、通常入力モードのルーチンＳ１０に戻る（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）；ＯＫ）。そして、いずれか一つが不良と判定されれば、該当するセグメント１１の情報を通知して対処を促す（Ｓ２０Ｂ（Ｓ３０Ｂ）；ＮＧ、Ｓ１５）。
この第２基準電圧Ｅ２に基づく診断は、チャンネル１２の構成素子に残留する電荷が全てキャンセルされているために、精度の高い結果が得られる。
【００４２】
（第４実施形態）
図７のブロック図に基づいて第４実施形態におけるアナログ信号の入力装置１０を説明する。なお、第４実施形態においては、チャンネル１２の構成が、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態の場合と異なっている。
第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態において基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）は、複数のチャンネル１２の各々に１つ設けられていた。第４実施形態において基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）は、複数のセグメント１１の各々に１つ設けられている。図７において図１，図３，図５と同一又は相当する部分は、同一符号で示し、詳細な説明を省略する。
【００４３】
このように、チャンネル１２が構成されることにより、セグメント１１に実装する基準電圧発生部２２（２２ａ，２２ｂ）の部品点数を削減することができる。さらにこの場合、各チャンネル１２に要求される絶縁耐力が小さくなるので、絶縁回路２４，２６（図１）も省略して、さらに部品点数の削減に寄与することができる。
【００４４】
本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、共通する技術思想の範囲内において、適宜変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０…アナログ信号の入力装置、１１…セグメント、１２（１２1，１２2，１２3）…チャンネル、１３…信号抽出部、１４…診断部、１５…信号送信部、１６…信号受信部、２１…アナログ信号入力部、２２…基準電圧発生部、２２ａ…第１基準電圧発生部、２２ｂ…第２基準電圧発生部、２３…マルチプレクサ（ｍｕｘ）、２４…絶縁回路、２５…Ａ／Ｄ変換部、２６…絶縁回路、３１…基準値格納部、３２（３２1，３２2，３２3）…誤差算出部、３３…最大誤差出力部、４１…切替部、４２…閾値格納部、４３…判定部、
４４…通知部、６１…タイマー、６２…応答時間検知部、６３…最大時間出力部、Ａ…アナログ信号、Ｃ…切替信号、Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）…アナログ信号のデジタル化信号、Ｅ…基準電圧、Ｅ１…第１基準電圧、Ｅ２…第２基準電圧、Ｆ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）…基準電圧のデジタル化信号、Ｆbad…最悪値、Ｇ…閾値、Ｊ…基準値、Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）…誤差、Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）…応答時間、Ｔbad…最悪値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかを出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサが出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記マルチプレクサ及び前記Ａ／Ｄ変換部が設けられている複数のチャンネルと、
各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出する信号抽出部と、
前記複数のチャンネル及び前記信号抽出部が設けられているセグメントと、
複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をする診断部と、を備えることを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記信号抽出部は、
複数の前記基準電圧のデジタル化信号を基準値に照らし誤差を算出する複数の誤差算出部と、
複数の前記基準電圧のデジタル化信号のうち最大誤差を有するものを前記最悪値とみなす最大誤差出力部と、を有することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記信号抽出部は、
前記基準電圧が前記マルチプレクサで出力されてから前記複数のチャンネルの各々で出力されるまでの応答時間を検知する複数の応答時間検知部と、
複数の前記応答時間のうち最大時間を前記最悪値とみなす最大時間出力部と、を有することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記マルチプレクサは、複数の異なる基準電圧を出力することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記基準電圧の発生部は、前記複数のチャンネルの各々に１つ設けられるか又は前記複数のセグメントの各々に１つ設けられるかすることを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のアナログ信号の入力装置において、
第１の前記基準電圧をグランドレベルに設定し、
第２の前記基準電圧に基づいて前記応答時間を検知することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項７】
複数のチャンネルの各々が外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかをデジタル変換して出力するステップと、
各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出するステップと、
前記複数のチャンネルから１つのセグメントが形成され、
複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をするステップと、を含むことを特徴とするアナログ信号の入力診断方法。
【請求項１】
外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかを出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサが出力した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記マルチプレクサ及び前記Ａ／Ｄ変換部が設けられている複数のチャンネルと、
各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出する信号抽出部と、
前記複数のチャンネル及び前記信号抽出部が設けられているセグメントと、
複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をする診断部と、を備えることを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記信号抽出部は、
複数の前記基準電圧のデジタル化信号を基準値に照らし誤差を算出する複数の誤差算出部と、
複数の前記基準電圧のデジタル化信号のうち最大誤差を有するものを前記最悪値とみなす最大誤差出力部と、を有することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記信号抽出部は、
前記基準電圧が前記マルチプレクサで出力されてから前記複数のチャンネルの各々で出力されるまでの応答時間を検知する複数の応答時間検知部と、
複数の前記応答時間のうち最大時間を前記最悪値とみなす最大時間出力部と、を有することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記マルチプレクサは、複数の異なる基準電圧を出力することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアナログ信号の入力装置において、
前記基準電圧の発生部は、前記複数のチャンネルの各々に１つ設けられるか又は前記複数のセグメントの各々に１つ設けられるかすることを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のアナログ信号の入力装置において、
第１の前記基準電圧をグランドレベルに設定し、
第２の前記基準電圧に基づいて前記応答時間を検知することを特徴とするアナログ信号の入力装置。
【請求項７】
複数のチャンネルの各々が外部入力したアナログ信号及び発生させた基準電圧のうちいずれかをデジタル変換して出力するステップと、
各々の前記チャンネルが出力した基準電圧のデジタル化信号から最悪値を抽出するステップと、
前記複数のチャンネルから１つのセグメントが形成され、
複数の前記セグメントの各々から出力される複数の前記最悪値を閾値と対比して前記各々のセグメントを単位に前記アナログ信号の入力診断をするステップと、を含むことを特徴とするアナログ信号の入力診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０４８６９（Ｐ２０１２−２０４８６９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４８１７（Ｐ２０１１−６４８１７）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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