(57)【要約】【課題】  ＤＩモジュールには接点入力信号に重畳するノイズを除去する機能はあるが、どの程度ノイズが重畳しているかを知ることはできなかった。そのため、機器の老朽化や環境の変化によって徐々に増加するノイズを早期に発見することができなかったという課題を解決する。【解決手段】  接点入力信号の変化をカウントする入力値変化カウンタと、この接点入力信号の確定値の変化をカウントする入力確定値変化カウンタを有し、入力確定値変化カウンタと入力値変化カウンタのカウント値の差が設定値を越えると警報メッセージを出力する。接点入力信号にどの程度ノイズが重畳しているかを知ることができる。【選択図】                    図１
2006109288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点入力信号が入力され、この接点入力信号が所定期間同じ値を維持したときに確定した接点信号を出力する入力確定部と、
前記接点入力信号が入力され、この接点入力信号の変化回数をカウントする入力値変化カウンタと、
前記入力確定部の出力が入力され、この入力確定部の出力の変化回数をカウントする入力確定値変化カウンタと、
前記入力値変化カウンタのカウント値と前記入力確定値変化カウンタのカウント値を読み込み、これらのカウント値の差が所定の設定値より大きいと警報を出力するノイズ監視部と、
を具備したことを特徴とする接点入力装置。
【請求項２】
前記所定の設定値をユーザが設定できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の接点入力装置。
【請求項３】
前記ノイズ監視部は、前記警報をメッセージとして外部に出力するようにしたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の接点入力装置。
【請求項４】
前記入力値変化カウンタ、前記入力確定値変化カウンタおよび前記ノイズ監視部は、制御演算を行う制御ステーションに内蔵されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項３いずれかに記載の接点入力装置。
【請求項５】
前記入力確定部、前記入力値変化カウンタ、前記入力確定値変化カウンタおよび前記ノイズ監視部は接点入力信号を受信するＤＩモジュールに内蔵されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項３いずれかに記載の接点入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス現場に置かれた接点の状態を入力する接点入力装置に関し、特にプロセス制御装置に用いて好適な接点入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御装置では、プロセス現場に設置された機器に内蔵された接点の状態を接点モジュール（以下ＤＩモジュールと言う）で読みとって制御動作を実行する。このような接点入力は、リレーなどの機械式の接点ではチャタリングノイズが発生し、また信号の伝送中にノイズが重畳する場合もある。このようなノイズは信号に比べて変化の度合いが大きいので、デジタルフィルタを用いてノイズを除去している。
【０００３】
このようなノイズ除去の手法を、図６を用いて説明する。図６において、（Ａ）はＤＩモジュールに入力された接点の値であり、１は接点がオンになっている状態、０は接点がオフになっている状態を表す。
【０００４】
ＤＩモジュールには、周期５００μ秒のクロックが入力されるフィルタカウンタが内蔵されている。このフィルタカウンタは、入力値が１のときにクロックによってカウントアップし、０のときにカウントダウンされる。
【０００５】
（Ｃ）はフィルタカウンタのカウント値の変化を表したものである。時刻ｔ１０で入力値が１なので、フィルタカウンタは０からカウントアップする。時刻ｔ１１でフィルタカウンタのカウント値が４になると、ＤＩモジュールは接点入力値を１と確定し、フィルタカウンタの値を４で固定する。（Ｂ）は確定値の変化を表す。
【０００６】
時刻ｔ１２で入力値が０になると、フィルタカウンタはカウントダウンを始める。時刻ｔ１３でカウント値が０になると、値０を確定し、カウント値を０に固定する。時刻ｔ１４で入力値が１に変化するので、フィルタカウンタは再びカウントアップを始める。
【０００７】
時刻ｔ１５で入力値が０になり、カウント値は３から２にカウントダウンするが、入力値がすぐに１に戻るので、確定値は０を維持する。時刻ｔ１６でカウント値が４になると、確定値は１に変化する。
【０００８】
時刻ｔ１７で入力値が０になるのでフィルタカウンタはカウントダウンを始めるが、時刻ｔ１８で１に戻る。フィルタカウンタのカウント値は２まで下がるが、再度カウントアップするので、確定値は変化しない。
【０００９】
このように、フィルタカウンタのカウント値が４になると確定値を１にし、カウント値が０になると確定値を０にする。そのため、８のような幅の狭いパルスが入力値に重畳しても確定値は変化しないので、ノイズの影響を除去することができる。
【００１０】
この例ではフィルタカウンタのカウント値が４になると確定値を１にするようにしたが、この値はユーザが設定できるようになっている。ユーザはこの設定値を変えることにより、ノイズにどの程度敏感なシステムにするかを決定できる。
【００１１】
特許文献１には、チャタリングを発見し、ノイズの影響を除去するようにしたキーボード用のスイッチが記載されている。
【００１２】
【特許文献１】実公平６−１５３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図６に示すノイズ除去手法は、ノイズによって制御ステーションのアプリケーションが誤動作しないようにするものであり、ユーザはどの程度ノイズが発生しているかを知ることができないという課題があった。
【００１４】
プラントでは、機器の老朽化や環境の変化によってノイズの発生頻度が増加し、図６に示した手法ではノイズが取りきれなくなって制御ステーションが誤動作することもある。ノイズの発生頻度は徐々に増加すると考えられるが、従来はノイズの発生頻度を知ることができなかったので、異常を早期に発見することが困難であった。
従って本発明の目的は、簡単な構成でノイズの発生頻度を知ることができる接点入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
接点入力信号が入力され、この接点入力信号が所定期間同じ値を維持したときに確定した接点信号を出力する入力確定部と、
前記接点入力信号が入力され、この接点入力信号の変化回数をカウントする入力値変化カウンタと、
前記入力確定部の出力が入力され、この入力確定部の出力の変化回数をカウントする入力確定値変化カウンタと、
前記入力値変化カウンタのカウント値と前記入力確定値変化カウンタのカウント値を読み込み、これらのカウント値の差が所定の設定値より大きいと警報を出力するノイズ監視部と、
を具備したものである。発生するノイズの程度を知ることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記所定の設定値をユーザが設定できるようにしたものである。発生するノイズの程度を細かく知ることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、
前記ノイズ監視部は、前記警報をメッセージとして外部に出力するようにしたものである。上位端末でノイズの程度を知ることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１若しくは請求項３いずれかに記載の発明において、
前記入力値変化カウンタ、前記入力確定値変化カウンタおよび前記ノイズ監視部を、制御演算を行う制御ステーションに内蔵するようにしたものである。ソフトウエアで構成できる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１若しくは請求項３いずれかに記載の発明において、
前記入力確定部、前記入力値変化カウンタ、前記入力確定値変化カウンタおよび前記ノイズ監視部を接点入力信号を受信するＤＩモジュールに内蔵するようにしたものである。ＤＩモジュールのみで発生するノイズの程度を知ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、接点入力信号と確定した接点信号の変化回数をカウントし、これらのカウント数の差が所定の設定値以上になると、警報を出力するようにした。
【００２１】
接点入力信号にどの程度ノイズが重畳しているかを知ることができるので、老朽化やフィールド環境の変化に起因する機器の異常を初期段階で知ることができるという効果がある。また、所定の設定値を変えることができるようにすることにより、どの程度のノイズで警報を発生させるかを任意に選択することができるという効果もある。
【００２２】
さらに、警報をメッセージとすることにより、プラント運転開始前の不安定な状態とプラント運転中の安定な状態でメッセージを変えることができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る接点入力装置の一実施例を示す構成図である。図１において、３はＤＩモジュールであり、入力値変化カウンタ３１，入力確定値変化カウンタ３２および入力確定部３３で構成されている。
【００２４】
入力確定部３３には接点入力信号が入力される。入力確定部３３は接点入力信号が予め決められた所定期間同じ値を維持したときに、その値を確定値として出力する。この入力確定部３３の動作は、図６で説明したＤＩモジュールの動作と同じである。
【００２５】
入力値変化カウンタ３１には接点入力信号が入力され、接点入力信号の変化回数をカウントする。入力確定値変化カウンタ３２には入力確定部３３の出力、すなわち確定された接点入力信号が入力され、この信号の変化回数をカウントする。
【００２６】
２は制御ステーションであり、設定値格納部２１，ノイズ監視部２２およびＩ／Ｏモジュールアクセス部２３が内蔵されている。Ｉ／Ｏモジュールアクセス部２３はＤＩモジュール３をアクセスし、入力値変化カウンタ３１および入力確定値変化カウンタ３２のカウント値を読み出してノイズ監視部２２に出力する。
【００２７】
ノイズ監視部２２は設定値格納部２１に格納された設定値を参照し、入力値変化カウンタ３１および入力確定値変化カウンタ３２のカウント値からノイズの程度を算出し、上位ＰＣ１にメッセージを送信する。上位ＰＣ１はまた設定値格納部２１に格納された設定値を設定し、また変更する。この設定値を変えることにより、どの程度のノイズでメッセージを出力するかを設定することができる。
【００２８】
このように、
【００２９】
次に、図２に基づいてこの実施例の動作を説明する。図２（Ａ）はＤＩモジュール３に入力される接点入力信号、（Ｂ）は入力確定部３３の出力、（Ｄ）は入力値変化カウンタ３１のカウント値、（Ｅ）は入力確定値変化カウンタ３２のカウント値である。入力値変化カウンタ３１と入力確定値変化カウンタ３２はそれぞれ入力信号の立ち上がりでカウントアップする。
【００３０】
なお、（Ｃ）は入力確定部３３に内蔵されているフィルタカウンタのカウント値であり、図４（Ｃ）のフィルタカウンタの値と同じものである。また、縦点線は入力確定部３３で使用するクロックの立ち上がりのタイミングを示す。
【００３１】
時刻ｔ１の手前で接点入力信号が立ち上がったので、時刻ｔ１で入力値変化カウンタ３１はカウントアップし、そのカウント値は“１００”から“１０１”に変化する。時刻ｔ２で入力確定部３３の出力、すなわち確定された接点入力信号が立ち上がったので、入力確定値変化カウンタ３２はカウントアップし、そのカウント値は“１００”から“１０１”に変化する。
【００３２】
同様に、時刻ｔ３、ｔ４，ｔ６で接点入力信号が立ち上がったので、入力値変化カウンタ３１のカウント値はこれらの時刻でカウントアップする。また、時刻ｔ５で入力確定部３３の出力が立ち上がったので、入力確定値変化カウンタ３２のカウント値は“１０１”から“１０２”に変化する。時刻ｔ６を過ぎた時点での入力値変化カウンタ３１のカウント値は“１０４”、入力確定値変化カウンタ３２のカウント値は“１０２”になる。
【００３３】
このカウント値の差は、ノイズ４による。入力値変化カウンタ３１はこのノイズによってカウントアップされるが、入力確定部３３によってこのノイズ４はキャンセルされるので、入力確定値変化カウンタ３２はこのノイズ４ではカウントアップされない。
【００３４】
ノイズ監視部２２は所定の周期で入力値変化カウンタ３１と入力確定値変化カウンタ３２のカウント値の差を演算し、この差が設定値格納部２１に格納された設定値より大きくなるとメッセージを上位ＰＣ１に送信する。
【００３５】
次に、図４フローチャートによりノイズ監視部２２の動作を更に説明する。図４において、工程（Ａ―１）で入力値変化カウンタ３１と入力確定値変化カウンタ３２のカウント値を入力し、工程（Ａ−２）でこれらのカウント値の、初期値からの差分を計算する。そして、工程（Ａ−３）で監視タイマを更新、すなわちカウントアップする。監視タイマは上位ＰＣ１にメッセージを送信する周期を決定するために用いる。
【００３６】
次に、工程（Ａ−４）で監視タイマがタイムアップしたかを調べ、タイムアップしていないと工程（Ａ−１）に戻る。監視タイマがタイムアップすると、工程（Ａ−２）で計算した差分の差と設定値格納部２１に格納された設定値を比較し、前者が大きいと警報メッセージを上位ＰＣ１に送信する。そして、工程（Ａ−７）で入力値変化カウンタ３１と入力確定値変化カウンタ３２のカウント値を初期値として保存し、工程（Ａ−８）で監視タイマを再起動して工程（Ａ−１）に戻る。
【００３７】
なお、工程（Ａ−７）で入力値変化カウンタ３１，入力確定値変化カウンタ３２のカウント値を初期値として保存する代わりに、これらのカウンタをクリアするようにしてもよい。このようにすると、工程（Ａ−２）が不要になる。
【００３８】
図４に本発明の他の実施例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図４において、５はＤＩモジュールであり、設定値格納部２１，ノイズ監視部２２、入力値変化カウンタ３１，入力確定値変化カウンタ３２および入力確定部３３が内蔵されている。
【００３９】
入力確定部３３と入力値変化カウンタ３１には接点入力信号が入力され、設定値格納部２１には図示しない上位ＰＣ１から設定値が設定される。また、ノイズ監視部２２は図示しない上位ＰＣ１に警報メッセージを出力する。動作は図１実施例と同じなので、説明を省略する。この実施例では、ＤＩモジュール５のみで接点入力信号の確定値とノイズが発生している程度を得ることができる。
【００４０】
図５に他の実施例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図５において、６は制御ステーションであり、設定値格納部２１，ノイズ監視部２２，入力値変化カウンタ３１，入力確定値変化カウンタ３２およびＩ／Ｏモジュールアクセス部２３が内蔵されている。７はＤＩモジュールであり、入力確定部３３が内蔵されている。接点入力信号はＩ／Ｏモジュールアクセス部２３を介して入力値変化カウンタ３１に入力される。また、入力確定部３３の出力はＩ／Ｏモジュールアクセス部２３を介して入力確定値変化カウンタ３２に入力される。
【００４１】
動作は図１実施例と同じなので、説明を省略する。この実施例では、ＤＩモジュール７として従来のＤＩモジュールを使用することができる。また、設定値格納部２１，ノイズ監視部２２，入力値変化カウンタ３１，入力確定値変化カウンタ３２は既存の制御ステーションの資源とソフトウエアを用いて構成することができるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る接点入力装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図６】従来の接点入力装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１  上位ＰＣ
２、６  制御ステーション
２１  設定値格納部
２２  ノイズ監視部
２３  Ｉ／Ｏモジュールアクセス部
３、５  ＤＩモジュール
３１  入力値変化カウンタ
３２  入力確定値変化カウンタ
３３  入力確定部
【図１】
2006109288.tif 000003
【図２】
2006109288.tif 000004
【図３】
2006109288.tif 000005
【図４】
2006109288.tif 000006
【図５】
2006109288.tif 000007
【図６】
2006109288.tif 000008