(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置を初期化するためのリセット手段と、装置の動作に関する状態を任意の状態に設定する設定手段とを備え、使用者が前記設定手段を操作することにより装置の動作に関する状態の設定を使用者が決めた状態に変更可能な電子装置において、
前記設定手段の設定については、デフォルトの設定状態が予め定められていて、
上記リセット手段により装置が初期化されたときに、使用者が操作して設定変更する上記設定手段が上記デフォルトの設定状態であるか否かをチェックし、その結果、上記デフォルトの設定状態でなければ、所定時間、その旨の報知信号を出力する報知信号出力手段を備え、
さらに、当該装置は、上記リセット手段により装置が初期化されたときに、上記設定手段の設定が上記デフォルトの設定状態から使用者が決めた状態に設定変更されていた場合、上記報知信号出力手段が所定時間上記報知信号を出力した後、上記設定手段の設定が上記使用者が決めた状態に設定変更されているものとして動作する
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記設定手段は、外部からの信号線による設定制御は行えないことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路やコンピュータ等が搭載されており、使用者が装置の設定状態を変更することが可能な電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを搭載した電子装置には、装置の設定状態をユーザが変更できるものが多い。これらの装置の現在の設定状態を確認する場合は、設定に用いるディップスイッチの状態を見たり、設定状態をディスプレイに表示させる操作をしたりすればよい。
【０００３】
しかし、工業製品の製造や機械設備の保守等に関連して用いられるいわゆる産業用の電子装置の場合には、誤操作を防ぐ目的もあって容易には設定のためのスイッチを見ることができなかったり、もともと表示手段が節約されている（例えば数個の表示灯しかない）ので、設定状態を表示させることができなかったりすることがあった。一方、これらの産業用電子装置は、誤った設定で使用されるとその間の作業が無駄になったり、欠陥製品を製造してしまうなど経済的損失を招くことがある。また、電子装置を使用する作業の現場では、装置の設定状態を確認するために、いろいろな操作を行うことは歓迎されないことにも配慮する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、装置の設定状態を変更可能な電子装置において、装置の設定状態が所定の状態であるかどうかを簡単に知ることができ、誤った設定での使用を未然に防止することが可能で特に産業用途に適した電子装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、装置を初期化するためのリセット手段と、装置の動作に関する状態を任意の状態に設定する設定手段とを備え、使用者が前記設定手段を操作することにより装置の動作に関する状態の設定を使用者が決めた状態に変更可能な電子装置において、設定手段の設定については、デフォルトの設定状態が予め定められていて、リセット手段により装置が初期化されたときに、使用者が操作して設定変更する設定手段がデフォルトの設定状態であるか否かをチェックし、その結果、デフォルトの設定状態でなければ、所定時間、その旨の報知信号を出力する報知信号出力手段を備え、さらに、当該装置は、リセット手段により装置が初期化されたときに、設定手段の設定がデフォルトの設定状態から使用者が決めた状態に設定変更されていた場合、報知信号出力手段が所定時間報知信号を出力した後、設定手段の設定が使用者が決めた状態に設定変更されているものとして動作するものである。
【０００６】
上記構成においては、電子装置をリセットした機会に、使用者に設定がデフォルトの設定状態ではないことについて注意を促すことができるので、使用者がデフォルトの設定から設定が変更されていることに気付かないまま電子装置を使用して誤った作業を行うことを防止できる。また、デフォルトの設定状態ではないことの報知は所定時間だけ行われるので、設定が変更されていることを承知して電子装置を使用する者の作業を妨げることがない。
【０００７】
「電子装置」とは、電子回路によって装置の機能の一部又は全部が実現されている装置であり、少なくともマイクロコンピュータ等のコンピュータが搭載されている装置を含む。「初期化」とは、装置の目的にしたがった動作を正常に開始するために主として装置自身が行う動作であり、コンピュータシステムでは通常、リセット後に最初に実行される一連のプログラムによって行われる。
「リセット手段」には、スイッチや外部入力信号によりリセットをかける機能や、電源投入時に自動的にリセットをかける機能が含まれる。
「設定手段」には、ディップスイッチ等のスイッチによる設定機能や、ディスプレイ上の表示を見ながらキーボードやマウスで設定状態を選択する設定機能が含まれる。
「使用者」とは、装置の目的にしたがって装置を使用する者（いわゆるエンドユーザー）又はそのように使用される装置の管理者をいう。装置の製造又は検査のみを行う者は含まない。「所定時間」は、数ｍｓ乃至数ｓ程度で構わない。
「報知信号」には、視覚的信号、聴覚的信号、電気信号等を含む。「報知信号出力手段」は、設定状態チェック手段と出力実行手段とから構成することができる。
【００１０】
また、設定手段は、外部からの信号線による設定制御は行えないものにすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図を参照して具体的に説明する。ここに説明する状態判定装置は、振動源を内蔵する機械装置が発生する振動を圧電素子を用いて電気信号に変換する振動センサからの信号を入力し、その入力信号に基づいてその機械装置が正常か異常かを判定する振動判定装置である。この振動判定装置は、学習モード、設定モード又は判定モードで動作し、学習モードにおいて振動センサから入力した信号に基づいて判定条件を生成し、設定モード及び判定モードにおいてその判定条件を使用して、振動センサから入力した信号に基づいて検出対象である機械装置が正常か異常かを判定する。設定モードにおいては判定条件を手動で調整することができる。
【００１２】
以後に使用する用語について簡単に説明しておく。「ＰＶ値」は、判定対象となった信号の離れ度合いを示す値である。離れ度合いとは、入力した信号から抽出した各種特徴量に基づいて入力した信号が判定基準となる信号からどれだけ相違しているかを総合的に表す量であるが、詳細は後に説明する。「ＳＶ値」は、正常か異常かの判定のための離れ度合いのしきい値であり、デフォルト値として３が設定されるほか、手動で増減できる。
【００１３】
図１は振動判定装置のハードウエア構成を示す。この振動判定装置は、メモリ、Ａ／Ｄコンバータを含むワンチップマイクロコンピュータ１（マイコンという）を備え、このマイコン１に、振動を検出するセンサ２とアンプ３からなるトランスデューサ４による検出対象の振動検出信号が増幅度可変アンプ５及び３帯域のフィルタ６を経てＡ／Ｄ入力ポートより入力される。マイコン１には、スイッチ類として詳細は後述するが、３帯域のフィルタ６を選択するフィルタ選択スイッチ７、モード切替スイッチ８、ＳＴＡＲＴスイッチ９、ＳＴＡＲＴ外部入力１０、ＴＥＡＣＨスイッチ１１、ＣＬＥＡＲスイッチ１２、ＳＶ−ＵＰスイッチ１３、及びＳＶ−ＤＯＷＮスイッチ１４が接続されている。さらに、マイコン１には、ＬＥＤ表示灯として、ＢＵＳＹ−ＬＥＤ１５、学習データＬＥＤ１６（Ｄ１〜Ｄ５）、ＰＡＳＳ−ＬＥＤ１７、ＮＧ−ＬＥＤ１８、ＡＬＡＲＭ−ＬＥＤ１９、ＳＶ値７セグＬＥＤ２１、及びＰＶ値７セグＬＥＤ２２が接続され、出力端子として、ＰＡＳＳ出力２３、ＮＧ出力２４、ＡＬＡＲＭ出力２５、ＰＶ値端子出力２６が設けられている。増幅度可変アンプ５には、レベルメータＩＣ２８を介してＬＥＶＥＬ−ＬＥＤ２９が接続されている。電源部３０、ＰＯＷＥＲ−ＬＥＤ３１、学習データが格納されるＥＥＰＲＯＭ３２（センシング情報記憶手段）が備えられている。
【００１４】
図２は振動判定装置のパネルの正面図、図３はその底面図である。装置本体外部に現れたスイッチ及びＬＥＤ表示灯について説明する。
モード切替スイッチ（ＭＯＤＥ）８はＴＥＡＣＨ、ＳＥＴ、ＲＵＮの３状態をとることができ、それぞれ学習モード、設定モード、判定モードへの移行を指示する働きを有する。設定モードは、学習モードで生成された判定条件の調整と判定動作とを手動で行うためのモードである。
【００１５】
ＴＥＡＣＨスイッチ１１は、学習モードにおいて押されると、学習を開始し、１組のセンシング情報（本実施形態では学習データとよぶ。）を記憶する。学習データの組は５組まで記憶することができる。
ＣＬＥＡＲスイッチ１２は、学習モードにおいて押されると、学習データを新しく記憶したものから順に１組ずつ削除する。
ＳＴＡＲＴスイッチ９は、設定モードにおいて押されると判定を開始する。押し続けることで連続判定を行う。このスイッチは設定モードのみにおいて有効であり、判定モードにおける判定開始の指示は外部入力による。判定モードでは、他のスイッチも含めパネル上のスイッチからの入力を受け付けないようにすることにより誤操作を防止している。
ＳＶ−ＵＰスイッチ１３は、設定モードにおいて押されるとＳＶ値の設定を１増加させる。
ＳＶ−ＤＯＷＮスイッチ１４は、設定モードにおいて押されるとＳＶ値の設定を１減少させる。
【００１６】
ＡＬＡＲＭ−ＬＥＤ１９は、センサが断線又は短絡のとき点灯する。
ＰＡＳＳ−ＬＥＤ１７は、判定結果「正常」を示すものであり、設定モード又は判定モードにおいて、判定開始で消灯し、判定終了後にＰＶ値がＳＶ値以下の場合に点灯し、ＰＶ値がＳＶ値を超える場合に消灯する。ただし、連続判定時の２回目以降の判定では判定中も前回の点灯状態を保持する。
ＮＧ−ＬＥＤ１８は、判定結果「異常」を示すものであり、設定モード又は判定モードにおいて、判定開始で消灯し、判定終了後にＰＶ値がＳＶ値を超える場合に点灯し、ＰＶ値がＳＶ値以下の場合に消灯する。ただし、連続判定時の２回目以降の判定では判定中も前回の点灯状態を保持する。
これらＡＬＡＲＭ、ＰＡＳＳ、ＮＧは、図３に見える端子台３４の端子から電気信号としても出力される。
【００１７】
ＢＵＳＹ−ＬＥＤ１５は、設定モード又は判定モードにおいて、判定処理実行中に点灯する。
ＰＶ−ＬＥＤ２２は、設定モード又は判定モードにおいて、判定開始で消灯し、判定終了後にＰＶ値を表示する。ただし、連続判定時の２回目以降の判定では判定中も前回の表示状態を保持する。ＰＶ値は図３に見える端子台３４の端子から電気信号としても出力される。
ＳＶ−ＬＥＤ２１は、設定モード又は判定モードにおいて、ＳＶ値を表示する。
Ｄ１〜Ｄ５のＬＥＤ１６（学習データＬＥＤ：記憶状態出力手段）は、記憶している学習データの組数に応じてＤ１から順に点灯する。学習中はその学習により追加して点灯されるべきＬＥＤが点滅し、学習終了後に連続点灯となる。
フィルタ選択スイッチ７は、図３の端子台３４の横のフィルタ選択スイッチ収納部３５に通常は蓋がされた状態で収納されているスイッチであり、設定モード又は判定モードにおいてＡＰＦ、ＬＰＦ、ＨＰＦの３つの帯域の信号をそれぞれマイコン１に入力するかどうかを決める３つのスイッチからなる。
【００１８】
図４は振動判定装置の状態遷移図である。装置の動作を説明する。電源が投入されると、マイコン１がリセットされ、マイコン１内のスタック、レジスタ等の各種状態が所定の状態に初期設定される。
（１）動作モード確認Ａにおいては、モード切替ＳＷ（スイッチ）がＴＥＡＣＨのとき学習モード、ＳＥＴまたはＲＵＮのとき判定データ演算への切替を行う。初期状態ではＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されている学習データ数に応じたＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ５）を点灯する。
【００１９】
（２）学習モード（センシング情報記憶に相当）においては、モード切替ＳＷがＴＥＡＣＨのとき学習モードとして動作する。このモードでは、学習処理／学習データ削除を実行する。これらの機能は作業者がＳＷ入力により設定するものとし、外部からの制御は行えない。使用可能なＳＷは、ＴＥＡＣＨ−ＳＷとＣＬＥＡＲ−ＳＷである。初期状態でＳＶ，ＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤを消灯し、ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されている学習データ数に応じたＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ５）を点灯する。
【００２０】
学習処理は、ＴＥＡＣＨ−ＳＷが押された（ＯＮされた）時に実行する。ＴＥＡＣＨ−ＳＷが押し続けられた場合、連続して学習処理を実行する。つまり、ＴＥＡＣＨ−ＳＷがＯＮの間、学習データＤ５まで継続して最大５個の学習処理を実行する。データはＤ１からＤ５の順に学習を行う。学習処理の初期状態ではＰＶ−ＬＥＤを消灯する。オートゲイン処理（増幅度可変アンプ５の増幅度の自動調整）を行うには、Ｄ１を学習する時にオートゲイン処理を行い、以降設定されたゲインレベルをアンプ倍率として設定し、センサ信号の値の範囲が所定範囲内になるようにアンプ倍率を設定する。学習中は該当する学習データＬＥＤを点滅させる。学習データ演算は後述する。学習終了後、点滅中の学習データＬＥＤを点灯する。
【００２１】
削除処理は、ＣＬＥＡＲ−ＳＷが押された（ＯＮされた）時に実行する。ＣＬＥＡＲ−ＳＷが一旦ＯＦＦされるまで、次の学習処理及び削除処理は行われない。Ｄ５からＤ１の順に現在記憶されている学習データを１つ削除する。削除処理の初期状態ではＰＶ−ＬＥＤを消灯する。削除された学習データに該当する学習ＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ５のいずれか）を消灯する。Ｄ１データが削除された場合（すなわち全データが削除された場合）、設定データ（ＳＶ値・ゲインレベル等）をデフォルト値に設定する。
【００２２】
（３）判定データ演算（判定条件生成に相当）においては、モード切替ＳＷが、ＳＥＴ又はＲＵＮであって、学習データが記憶されている時に判定データの演算を実行する。初期状態では、ＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤを消灯する。学習データがない場合、学習モード待ち状態となり、モード切替ＳＷ以外の入力は受け付けない。ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されている学習データがある場合、判定データ演算を行い、ＳＶ−ＬＥＤにＳＶ値を表示する。
【００２３】
（４）動作モード確認Ｂにおいては、モード切替ＳＷがＴＥＡＣＨのとき、動作モード確認Ａ、ＳＥＴのとき設定モード、またＲＵＮのとき判定モードへの切替を行う。初期状態ではＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤを消灯する。記憶されている学習データに対応したＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ５）を点灯する。
【００２４】
（５）学習データが記憶されておりモード切替ＳＷがＳＥＴであれば設定モードとして動作する。設定モードでは、ＳＶ値の設定／フィルタ選択／判定処理を実行する。これらの機能は作業者がスイッチ操作により設定するものとし、外部からの信号線による制御は行えない。使用可能なスイッチは、ＳＴＡＲＴ−ＳＷ，ＳＶ−ＵＰ−ＳＷ，ＳＶ−ＤＯＷＮ−ＳＷである。初期状態では、ＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤを消灯する。ＥＥＰＲＯＭ３２に記憶されている学習データに対応したＬＥＤ（Ｄ１〜Ｄ５）を点灯する。ＳＶ−ＬＥＤはＳＶ値を表示する。ＳＶ値設定処理では、ＳＶ−ＵＰ−ＳＷを用いてＳＶ値ＵＰ処理を、ＳＶ−ＤＯＷＮ−ＳＷを用いてＳＶ値ＤＯＷＮ処理を行う（判定条件生成に相当）。
【００２５】
設定モードにおける判定処理は、ＳＴＡＲＴ−ＳＷが押された時に実行する。ＳＴＡＲＴ−ＳＷが押し続けられた場合、連続して判定処理を実行する。判定処理開始時に、ＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤは消灯される。連続判定時は２回目以降の判定処理開始時に、ＰＶ，ＰＡＳＳ，ＮＧの各ＬＥＤは消灯されない。判定処理中はＢＵＳＹを点灯する。ＰＶ値演算、判定演算終了後、判定結果を出力する。ＰＶ−ＬＥＤにて離れ度合いＰＶを１１段階で表示する。ＰＡＳＳを、ＰＶがＳＶ以上の場合にＯＮ、ＰＶがＳＶを越える場合にＯＦＦする。ＮＧを、ＰＶがＳＶ以下の場合にＯＦＦ、ＰＶがＳＶを越える場合にＯＮする。フィルタ選択処理については、設定モードにおいては、常時（ただし判定中および連続判定時を除く）、ＦＩＬＴＥＲ−ＳＷの内容を読み込み、その結果にしたがって使用するフィルタの組合わせを選択する。
【００２６】
（６）学習データが記憶されておりモード切替ＳＷがＲＵＮであれば判定モードとして動作する。判定モードでは判定処理を実行する。作業者による設定を不可能にするため、ＳＷによる制御は行わず、外部からの信号線による制御のみとなる。判定処理は、上記設定モードでの判定処理とほぼ同様である（共に判定に相当）。
【００２７】
次に、上記学習処理で用いられるアルゴリズム（特徴量演算及び学習）について説明する。
特徴量演算：サンプリンングデータ（２５６個の連続した入力波形）から特徴量を演算し、その入力波形の特徴を把握する。特徴量は下記の演算式で示される４種類を用意する。異なる３フィルタからの信号について、それぞれ特徴量を演算することで、計１２種類の特徴量を有することになる。図５に特徴量の内容を示す。
【数１】
レンジ＝最大値−最小値
絶対値平均＝（１／Ｎ）Σ｜ｘi ｜
最大Ｐ−Ｐ＝ピークＴＯピークの最大値
傾き平均＝（１／Ｎ）Σ｜ｘi+1 −ｘi ｜
ただしＸi はサンプリングデータの値、Ｎはサンプリングデータの数である。
【００２８】
学習：各フィルタについてサンプリング及び、各特徴量演算を１６回行い、フィルタと特徴量との組合せごとに１６個ずつの値を得る。その１６個の値の平均及び偏差をフィルタと特徴量との組合せごとに演算し、ＥＥＰＲＯＭ３２に格納する。このときＥＥＰＲＯＭ３２に格納されるデータの１組が学習データである。偏差σは下記の式により演算する。
【数２】
0003650986.tif 000002
【００２９】
図６は、ＥＥＰＲＯＭ３２のメモリマップを示す。新しい学習データは以前に学習された有効な学習データが記憶されている領域の次の領域に格納される。削除処理時は有効に記憶されている学習データ数を管理し、例えば、データ４まで学習された後、１データ削除処理されれば、学習データ数は３となり、判定条件作成には、データ１〜３を使用することになる。データ４は未だＥＥＰＲＯＭ内に残っており、再度、学習するとデータ４上に上書きすることになる。
【００３０】
上記設定モード及び判定モードにおける判定処理で用いられるアルゴリズムを説明する。
判定データ演算（判定条件生成に相当）：有効に記憶されている学習データ（最大５つまで）について、上記学習で演算された、各学習データについてのフィルタと特徴量との組み合わせごとの平均μn 及び偏差σn （n は１から有効に記憶されている学習データ数Ｐまで）より、フィルタと特徴量との組み合わせごとに、全学習データについての平均及び偏差である合成平均Ｍ及び合成偏差Ｓを式３により演算する。
【数３】
0003650986.tif 000003
【００３１】
判定：ＳＴＡＲＴ−ＳＷ（設定モード）又はＳＴＡＲＴ外部入力（判定モード）により、判定動作を開始する。各フィルタについてサンプリング及び各特徴量演算を４回行い、フィルタと特徴量との組合わせごとに４個ずつの値を得る。上記で演算された合成平均及び合成偏差をもとにサンプリングごと及びフィルタと特徴量との組み合わせごとに離れ度合いを演算する。１組のサンプリング（１組のサンプリングは１回ずつ各フィルタを使用した３つのサンプリングからなる。）の中での最大の離れ度合いを選択する。この最大の離れ度合いの４組のサンプリングにわたる平均値をＰＶ値として表示し、ＳＶ値とのしきい値判定でＰＡＳＳ又はＮＧを出力する。以下にＰＶ値の演算式、手順を示す。
（ａ）波形サンプリング（３フィルタ）、（ｂ）各特徴量の演算（４特徴量×３フィルタ）、（ｃ）（ｂ）より各特徴量の離れ度合い｜（Ｙ−Ｍ）／Ｓ｜を演算し、うち最大の離れ度合いＲを演算する。
【数４】
0003650986.tif 000004
（ｄ）（ａ）〜（ｃ）を４組のサンプリングに対応して４回演算し、得られた４つのＲの平均をＰＶ値とする。
【００３２】
【数５】
ＰＶ＝（１／Ｑ）（Ｒ1 ＋Ｒ2 ＋…＋ＲQ ）
ＰＶ：判定結果  Ｑ：平均回数（４回）
【００３３】
本装置では、リセット手段により装置が初期化されたときに、装置の設定状態が所定の設定状態であるか否かをチェックし、その結果、設定状態が所定の設定状態でなければ所定時間、その旨の報知信号を出力する（報知信号出力手段）。その実施形態として、フィルタ選択ＳＷ７のチェックについて以下説明する。フィルタ選択ＳＷ７は、設定モード及び判定モード時においては、各スイッチのＯＮ状態に応じて、それぞれＡＰＦ，ＬＰＦ，ＨＰＦのフィルタ６の特徴量を判定に使用するが、学習モードでは、フィルタ選択ＳＷ７の設定は無効であり、これらスイッチの状態にかかわらずＡＰＦ，ＬＰＦ，ＨＰＦのフィルタ６の全てを用いて学習データを作成する。
【００３４】
このフィルタ選択ＳＷ７のチェックは、装置の電源ＯＮ時に行われる初期設定（リセット）に続いて行なわれる。このチェックでは、フィルタ選択ＳＷ７（ＡＰＦ／ＬＰＦ／ＨＰＦ）の全てが選択されているかを確認する。フィルタ選択ＳＷのうち、いずれかがＯＦＦされている場合、ＰＡＳＳ−ＬＥＤ１７及びＮＧ−ＬＥＤ１８を３０ｍｓＯＮして発光させ、使用者にフィルタ選択ＳＷ７の設定状態が所定の設定状態でないことを報知し、装置は、装置に予め設定されている手順で以降の処理を続行する。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上記の設定状態チェックは、フィルタ選択スイッチの設定に限られず、各種設定機能の設定状態について同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による振動判定装置のハードウエア構成図である。
【図２】振動判定装置のパネルの正面図である。
【図３】その底面図である。
【図４】振動判定装置の状態遷移図である。
【図５】特徴量の内容を示す図である。
【図６】ＥＥＰＲＯＭ３２のメモリマップ図である。
【符号の説明】
１    ワンチップマイクロコンピュータ
２    センサ
６    ３帯域のフィルタ
７    フィルタ選択スイッチ
１７  ＰＡＳＳ−ＬＥＤ
１８  ＮＧ−ＬＥＤ
【図１】
0003650986.tif 000005
【図２】
0003650986.tif 000006
【図３】
0003650986.tif 000007
【図４】
0003650986.tif 000008
【図５】
0003650986.tif 000009
【図６】
0003650986.tif 000010