(57)【要約】【課題】演算処理部の出力に異常レベルのノイズが重畳する状態において、その異常の要因がアナログ入力信号に重畳されたノイズによるものなのか、入力モジュールの故障によるものかを判定可能とした入力モジュールを実現する。【解決手段】アナログ入力信号に重畳するノイズをローパスフィルタで軽減してＡＤコンバータによりデジタル変換し、ファームウェアフィルタを備える演算処理部で処理して上位装置に出力する入力モジュールにおいて、  前記アナログ入力信号に重畳するノイズが設定された所定の閾値の範囲か否かを検出してこのノイズのレベル異常を判定する第１監視部を具備する入力ノイズ検出部と、  前記演算処理部の出力より前記アナログ信号のノイズレベルを推定演算し、これが前記所定の閾値の範囲か否かを検出してレベル異常を判定する第２監視部と、  前記第１監視部の判定出力と前記第２監視部の判定出力とを入力し、異常原因を特定して上記上位装置に出力する診断部と、を備える。【選択図】図１
2011223191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ入力信号に重畳するノイズをローパスフィルタで軽減してＡＤコンバータによりデジタル変換し、ファームウェアフィルタを備える演算処理部で処理して上位装置に出力する入力モジュールにおいて、
前記アナログ入力信号に重畳するノイズが設定された所定の閾値の範囲か否かを検出してこのノイズのレベル異常を判定する第１監視部を具備する入力ノイズ検出部と、
前記演算処理部の出力より前記アナログ信号のノイズレベルを推定演算し、これが前記所定の閾値の範囲か否かを検出してレベル異常を判定する第２監視部と、
前記第１監視部の判定出力と前記第２監視部の判定出力とを入力し、異常原因を特定して上記上位装置に出力する診断部と、
を備えることを特徴とする入力モジュール。
【請求項２】
前記入力ノイズ検出部は、前記入力信号に重畳する交流ノイズを抽出するハイパスフィルタと、抽出されたノイズが所定の閾値の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の入力モジュール。
【請求項３】
前記第１監視部の出力に基づいて前記ウィンドウコンパレータに設定さる所定の閾値を変更操作する検出レベル操作手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の入力モジュール。
【請求項４】
前記第２監視部は、
前記演算処理部の出力のノイズを、前記ローパスフィルタと前記ファームウェアフィルタで設計された雑音除去比の逆数倍で増幅するノイズ増幅器と、
このノイズ増幅器の出力が前記設定された所定の閾値の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータと、
このコンパレータの出力に基づいて前記ノイズ増幅器の出力ノイズのレベル異常を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の入力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ入力信号に重畳するノイズをローパスフィルタで軽減してＡＤコンバータによりデジタル変換し、ファームウェアフィルタを備える演算処理部で処理して上位装置に出力する入力モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の入力モジュールの構成例を示す機能ブロック図である。フィールドのセンサ等の信号源１０からのアナログ入力信号Ｖｉｎが入力モジュール２０に入力され、所定の信号処理が実行されて上位装置３０に出力される。
【０００３】
入力モジュール２０は、アナログ入力信号Ｖｉｎに重畳するノイズを軽減させるローパスフィルタ２１、ローパスフィルタの出力Ｖｆをデジタル値に変換するＡＤコンバータ２２、ＡＤコンバータのデジタル出力Ｖｄを補正演算する演算処理部２３よりなり、演算処理部２３の出力Ｖｃａｌが上位装置３０に渡される。
【０００４】
フィールドから入力されるアナログ入力信号Ｖｉｎには、フィールドのケーブル等にて商用電源やインバータの持つ周波数成分等の様々な交流成分のノイズが、本来扱うべき直流信号に重畳している。
ローパスフィルタ２１は、これらノイズ中の主に商用周波数である50,60Hzを除去することを目的としている。アプリケーションにより必要な除去比を実現できるように回路及び定数が選定されている。
【０００５】
演算処理部２３では、ローパスフィルタ２１で除去しきれないノイズを、デジタル処理で減衰させるファームウェアフィルタ２４を備えている。ローパスフィルタ２１とファームウェアフィルタ２４で実現される雑音除去比をNMRR(Normal Mode Rejection Ratio)と定義し、その仕様値を-60dbとする。
【０００６】
図９は、図８に示した従来の入力モジュールの動作説明図である。以下に事象１〜事象３の動作波形例を説明する。
（１）事象１について：
この事象での波形は、入力モジュール２０内の要素が正常に機能している際に、（Ａ）で示すアナログ入力信号Ｖｉｎに、NMRRの仕様値で除去可能な許容範囲内のノイズが印加された状態を示す。
【０００７】
ローパスフィルタ２１は、商用周波数である50,60Hzおよび高周波ノイズ成分を所定レベルまで除去し、その出力Ｖｆは、（Ｂ）で示すように、ノイズ振幅がローパスフィルタの効果分減少している。
【０００８】
演算処理部２３では、ＡＤコンバータ２２でＡＤ変換された信号Ｖｄをファームウェアフィルタ２４で処理し、その出力Ｖｃａｌは、（Ｃ）で示すようにNMRRの仕様値通りにノイズが減衰したＤＣ値を上位装置３０に出力する。
【０００９】
（２）事象２について：
この事象での波形は、ローパスフィルタ２１、演算処理部２３が故障等により正常に機能していない時の状態を示す。尚、アナログ入力信号Ｖｉｎの状態は、（Ａ）に示すように事象１と同等とする。
【００１０】
ローパスフィルタ２１はフィルタの効果がなく、その出力Ｖｆは、（Ｂ）に示すようにアナログ入力信号Ｖｉｎ及びこれに重畳されているノイズ成分がそのまま通過して出力された波形を示す。
【００１１】
ＡＤコンバータ２２はＶｆを正しくデジタル変換してＶｄを出力するが、演算処理部２３は、ファームウェアフィルタ２４のフィルタ効果がなく、その出力Ｖｃａｌは、（Ｃ）に示すようにＡＤコンバータ２２の出力Ｖｄがそのまま上位装置３０に出力される。
【００１２】
（３）事象３について：
この事象での波形は、事象１，２とは異なり、アナログ入力信号Ｖｉｎに重畳されるノイズ成分が、（Ａ）に示すようにNMRR仕様値では除去できない大きなレベルのノイズであるため、入力モジュール２０内の要素は正常に機能しているにもかかわらず、重畳ノイズ成分を除去しきれていない状態を示す。
【００１３】
ローパスフィルタ２１は、商用周波数である50,60Hzおよび高周波ノイズを所定レベルに減衰させ、（Ｂ）に示す出力ＶｆをＡＤコンバータ２２に出力し、ＡＤコンバータ２２はこれをデジタル変換した出力Ｖｄを演算処理部２３に出力する。
【００１４】
演算処理部２３のファームウェアフィルタ２４は正常に機能しているが、重畳されるノイズ成分が、（Ａ）に示すようにNMRR仕様値では除去できない大きなレベルのノイズであるために、（Ｃ）に示すようにノイズが完全に除去されない出力Ｖｃａｌを上位装置３０に出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−０２０７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来装置では次のような問題がある。
（１）事象２及び事象３では、演算処理部２３の出力Ｖｃａｌに共にノイズが重畳する異常状態が発生する。事象２の異常は、入力モジュール内の要素の異常に起因するものであるが、事象３の異常は、入力モジュール内の要素の異常に起因するものではなく、アナログ入力信号Ｖｉｎに重畳されるノイズ成分が、NMRR仕様値では除去できない大きなレベルのノイズであるためであり、異常の要因が全く異なる。
【００１７】
（２）従って、演算処理部２３の出力Ｖｃａｌのノイズ状態の監視では、その異常の要因がアナログ入力信号Ｖｉｎに重畳されたノイズによるものなのか、入力モジュールの故障によるものかを識別して判定することできない。
【００１８】
本発明の目的は、演算処理部の出力に異常レベルのノイズが重畳する状態において、その異常の要因がアナログ入力信号に重畳されたノイズによるものなのか、入力モジュールの故障によるものかを判定可能とした入力モジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）アナログ入力信号に重畳するノイズをローパスフィルタで軽減してＡＤコンバータによりデジタル変換し、ファームウェアフィルタを備える演算処理部で処理して上位装置に出力する入力モジュールにおいて、
前記アナログ入力信号に重畳するノイズが設定された所定の閾値の範囲か否かを検出してこのノイズのレベル異常を判定する第１監視部を具備する入力ノイズ検出部と、
前記演算処理部の出力より前記アナログ信号のノイズレベルを推定演算し、これが前記所定の閾値の範囲か否かを検出してレベル異常を判定する第２監視部と、
前記第１監視部の判定出力と前記第２監視部の判定出力とを入力し、異常原因を特定して上記上位装置に出力する診断部と、
を備えることを特徴とする入力モジュール。
【００２０】
（２）前記入力ノイズ検出部は、前記入力信号に重畳する交流ノイズを抽出するハイパスフィルタと、抽出されたノイズが所定の閾値の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータを備えることを特徴とする（１）に記載の入力モジュール。
【００２１】
（３）前記第１監視部の出力に基づいて前記ウィンドウコンパレータに設定さる所定の閾値を変更操作する検出レベル操作手段を備えることを（２）に記載の入力モジュール。
【００２２】
（４）前記第２監視部は、
前記演算処理部の出力のノイズを、前記ローパスフィルタと前記ファームウェアフィルタで設計された雑音除去比の逆数倍で増幅するノイズ増幅器と、
このノイズ増幅器の出力が前記設定された所定の閾値の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータと、
このコンパレータの出力に基づいて前記ノイズ増幅器の出力ノイズのレベル異常を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の入力モジュール。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）演算処理部の出力が異常である場合に、その異常が入力信号に重畳したノイズによるものなのか、モジュールの故障によるものかを識別して判定することができる。
【００２４】
（２）演算処理部の出力が異常である場合で、かつ第１監視部によるノイズレベルの監視結果が異常である場合、入力信号に重畳しているノイズレベルが許容範囲を越えたことを検出し、上位装置に診断アラームをあげることができる。
【００２５】
（３）演算処理部の出力が異常である場合で、かつ第１監視部によるノイズレベル監視結果が正常である場合、回路の故障として上位装置に診断アラームをあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した入力モジュールの一実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明を適用した入力モジュールの動作説明図である。
【図３】事象１〜事象４に対する診断部の判定結果を示す表である。
【図４】コンパレータの構成例を示す回路図である。
【図５】コンパレータの出力に基づく第１監視部の判定結果を示す表である。
【図６】第２監視部の構成例を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明を適用した入力モジュールの他の一実施例を示す機能ブロック図である。
【図８】従来の入力モジュールの構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】従来の入力モジュールの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、適用した入力モジュールの一実施例を示す機能ブロック図である。図８で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
入力モジュール１００において、ローパスフィルタ１０１、ＡＤコンバータ１０２、演算処理部１０３、ファームウェアフィルタ１０４の機能は、図８で説明した従来構成のローパスフィルタ２１、ＡＤコンバータ２２、演算処理部２３、ファームウェアフィルタ２４の機能と同一である。
【００２９】
本発明で追加された要素は、太線のブロックで示す入力ノイズ検出部１０５、第２監視部１０６、診断部１０７であり、この診断部１０７の診断情報ＤＧ１〜ＤＧ４が上位装置３０に渡される。
【００３０】
入力ノイズ検出部１０５は、ハイパスフィルタ１０５Ａ、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂ、第１監視部１０５Ｃを備える。ハイパスフィルタ１０５Ａは、入力されたアナログ入力信号ＶｉｎのＤＣ成分を除去して交流のノイズ信号Ｖｎを抽出する。このノイズ信号Ｖｎは、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂに入力される。
【００３１】
ウィンドウコンパレータ１０５Ｂは、抽出されたノイズ信号Ｖｎのレベルが、NMRR仕様値に基づくノイズレベルの許容範囲に設定された所定の閾値の範囲か否かを、電圧ＶｃによりＬ／Ｈで２値出力する。具体的な回路構成例については、図４で説明する。
【００３２】
第１監視部１０５Ｃは、ウィンドウコンパレータ１０５ＢのＬ／Ｈ２値出力Ｖｃに基づいて、ノイズ信号Ｖｎのレベル異常と正常を０／１の２値で判定し、判定情報Ｓ１を診断部１０７に出力する。判定アルゴリズムについては、図５で説明する。
【００３３】
第２監視部１０６は、演算処理部１０４で出力されたＶｃａｌの値からフィールドでのノイズ量を逆算推定する演算を実施し、このノイズのレベルがNMRRの仕様値に基づくノイズレベルの許容範囲に設定された所定の閾値の範囲か否かを検出する。
【００３４】
その検出結果に基づいて許容範囲内のノイズか否かを判定しその結果を０／１の２値で判定し、判定情報Ｓ２を診断部１０７に出力する。第２監視部１０６の具体的な機能構成例については、図６で説明する。
【００３５】
診断部１０７は、第１監視部１０５Ｃの判定出力Ｓ１と第２監視部１０６の判定出力Ｓ２を比較し、判定のパターンに基づく異常要因の診断結果ＤＧ１〜ＤＧ４を、上位装置３０に渡す。
【００３６】
図２は、本発明を適用した入力モジュールの動作説明図である。事象１乃至３は、図９で説明した事象と同一であるが、本発明では事象４が追加されている。この事象４は、本発明で追加されたウィンドウコンパレータ１０５Ｂの異常判定のためのものである。事象４では、事象１と同様に、アナログ入力信号Ｖｉｎには、NMRRの仕様値通りで除去可能な許容範囲内のノイズが印加されているものとする。
【００３７】
図２（イ）は図１で説明した本発明入力モジュール１００の機能処理の流れを示している。（ロ）は、事象１乃至事象３における従来構成と同一要素１０１、１０２、１０３の波形であり、（Ａ）乃至（Ｃ）の波形は、図９で示した（Ａ）乃至（Ｃ）の波形と同一である。（ハ）は、本発明により追加されたハイパスフィルタ１０５Ａの出力Ｖｎの波形を（Ｄ）に、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂのレベル検出動作波形を（Ｅ）に示している。
【００３８】
以下、事象１乃至事象４の動作ついて説明する。
（１）事象１について：
この事象での波形は、入力モジュール１００内の要素が正常に機能している際に、（Ａ）で示すアナログ入力信号Ｖｉｎに、NMRRの仕様値通りで除去可能な許容範囲内のノイズが印加された状態を示す。
【００３９】
図２（Ｂ）に示すローパスフィルタ１０１の出力Ｖｆの波形及び（Ｃ）に示す演算処理部２０３の出力Ｖｃａｌの波形は、図９で説明した従来構成の（Ｂ）及び（Ｃ）の波形と同一である。
【００４０】
図２（ハ）で（Ｄ）に示すハイパスフィルタ１０５Ａの出力波形Ｖｎは、入力されたアナログ入力信号ＶｉｎのＤＣ成分がフィルタ効果により除去され、ノイズ成分のみが出力されている波形を示す。
【００４１】
（Ｅ）は、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂが、Ｖｎのノイズレベルを特定するための検出回路により検出範囲内か否かを確認している波形を示す。事象１では、Ｖｎは閾値である上限値及び下限値の範囲内であり、この状態ではウィンドウコンパレータ出力ＶｃはＨ（正常）である。従って第１監視部１０５Ｃの判定は“１”（正常）である。
【００４２】
第２監視部１０６は、演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌに基づいてフィールドでのノイズ量に逆算し、NMRR仕様値で除去可能なレベル内のノイズか否かを判定する。ここでは、レベル内であるので“１”（正常）を示す。
【００４３】
診断部１０７は、第１監視部１０５Ｃの判定出力Ｓ１と第２監視部１０７の判定出力Ｓ２を比較し共に“１”（正常）のパターンであるので、システムは正常（ＤＧ１）と判定する。
【００４４】
（２）事象２について：
この事象での波形は、ローパスフィルタ１０１、演算処理部１０３が故障等により正常に機能していない時の状態を示す。尚、アナログ入力信号Ｖｉｎの状態は、（Ａ）に示すように事象１と同等とする。
【００４５】
ローパスフィルタ１０１は、フィルタの効果がなくその出力Ｖｆは、（Ｂ）に示すようにアナログ入力信号Ｖｉｎ及びこれに重畳されているノイズ成分がそのまま通過して出力された波形を示す。
【００４６】
ＡＤコンバータ１０２はＶｆを正しくデジタル変換してＶｄを出力するが、演算処理部１０３は、ファームウェアフィルタ１０４のフィルタ効果がなく、その出力Ｖｃａｌは、（Ｃ）に示すようにＡＤコンバータ１０２の出力Ｖｄがそのまま第２監視部１０８に出力される。
【００４７】
ハイパスフィルタ１０５の出力Ｖｎは、（Ｄ）に示すように、入力されたアナログ入力信号ＶｉｎのＤＣ成分がフィルタ効果により除去され、交流のノイズ成分のみが出力されている。
【００４８】
（Ｅ）は、コンパレータ１０６が、Ｖｎのノイズレベルを特定するための検出回路により検出範囲内か否かを確認している波形を示す。事象２では、Ｖｎは閾値である上限値及び下限値の範囲内であり、この状態ではコンパレータ出力ＶｃはＨ（正常）である。従って、第１監視部１０５Ｃの判定は“１”（正常）である。
【００４９】
第２監視部１０６は、演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌに基づいてフィールドでのノイズ量に逆算し、NMRR仕様値で除去可能なレベル範囲のノイズか否かを判定し、ここでは仕様値外であるので“０” （異常）を示す。
【００５０】
診断部１０７は、第１監視部１０５Ｃの判定出力Ｓ１と第２監視部１０６の判定出力Ｓ２を比較し、“１” （正常）及び“０”（異常）のパターンであるので、システムはモジュール異常（ＤＧ２）と判定する。
【００５１】
（３）事象３について：
この事象での波形は、事象１、２とは異なり、アナログ入力信号Ｖｉｎに重畳されるノイズ成分が、（Ａ）に示すようにNMRR仕様値では除去可能なレベル範囲のノイズであるため、入力モジュール１００内の要素は正常に機能しているにもかかわらず、重畳ノイズ成分を除去しきれていない状態を示す。
【００５２】
ローパスフィルタ１０１は、商用周波数である50,60Hzおよび高周波ノイズを所定レベルに軽減し、（Ｂ）に示す出力ＶｆをＡＤコンバータ１０２に出力し、ＡＤコンバータ１０２はこれをデジタル変換した出力Ｖｄを演算処理部１０３に出力する。
【００５３】
演算処理部１０３のファームウェアフィルタ１０４は正常に機能しているが、重畳されるノイズ成分が、（Ａ）に示すようにNMRR仕様値で除去可能なレベル範囲のを越えるために、（Ｃ）に示すようにノイズが完全に除去されない出力Ｖｃａｌを第２監視部１０６に出力している。
【００５４】
ハイパスフィルタ１０５Ａの出力Ｖｎは、（Ｄ）に示すように、入力されたアナログ入力信号ＶｉｎのＤＣ成分がフィルタ効果により除去され、交流のノイズ成分のみが出力されている。
【００５５】
（Ｅ）は、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂが、Ｖｎのノイズレベルを特定するための検出回路により検出範囲内か否かを確認している波形を示す。事象３では、Ｖｎは閾値である上限値及び下限値の範囲外であり、この状態ではコンパレータ出力ＶｃはＬ（異常）である。従って、第１監視部１０５Ｃの判定は“０”（異常）である。
【００５６】
第２監視部１０６は、演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌに基づいてフィールドでのノイズ量に逆算し、NMRR仕様値で除去可能なレベル範囲のノイズか否かを判定し、ここでは範囲外であるので“０” （異常）を示す。
【００５７】
診断部１０７は、第１監視部１０５Ｃの判定出力Ｓ１と第２監視部１０６の判定出力Ｓ２を比較し、“０”（異常）及び“０”（異常）のパターンであるので、システムは入力信号ノイズ異常（ＤＧ３）と判定する。
【００５８】
（４）事象４について：
この事象では、事象１と同様に、（Ａ）で示すアナログ入力信号Ｖｉｎに、NMRRの仕様値通り除去可能な許容範囲内のノイズが印加された状態を示す。
【００５９】
ローパスフィルタ１０１は、商用周波数である50,60Hzおよび高周波ノイズ成分を所定レベルまで除去し、その出力Ｖｆは、（Ｂ）で示すように、ノイズ振幅がローパスフィルタの効果分減衰している。
【００６０】
演算処理部１０３では、ＡＤコンバータ１０２でＡＤ変換された信号Ｖｄをファームウェアフィルタ１０４で処理し、その出力Ｖｃａｌは、（Ｃ）で示すようにNMRRの仕様値通りにノイズが減衰したデジタル値を第２監視部１０６に出力する。
【００６１】
ハイパスフィルタ１０５Ａの出力Ｖｎは、（Ｄ）に示すように、入力されたアナログ入力信号ＶｉｎのＤＣ成分がフィルタ効果により除去され、ノイズ成分のみが出力されている。
【００６２】
（Ｅ）は、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂが、Ｖｎのノイズレベルを特定するための検出回路により検出範囲内か否かを確認している波形を示す。事象４では、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂの故障によりＶｎは閾値である上限値及び下限値の範囲外であり、この状態ではコンパレータ出力ＶｃはＬ（異常）である。従って第１監視部１０５Ｃの判定は“０”（異常）である。
【００６３】
第２監視部１０６は、演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌに基づいてフィールドでのノイズ量に逆算し、NMRR仕様値で除去可能なレベル範囲のノイズか否かを判定する。ここでは、範囲内であるので“１”（正常）を示す。
【００６４】
診断部１０７は、第１監視部１０５Ｃの判定出力Ｓ１と第２監視部１０６の判定出力Ｓ２を比較し、“０”（異常）及び“１”（正常）のパターンであるので、システムはウィンドウコンパレータ１０５Ｂの異常（ＤＧ４）と判定する。
【００６５】
図３は、以上説明した事象１乃至事象４に対する診断部１０９の判定結果を示す表である。この表で明らかなように、事象１乃至事象４における第１監視部１０５Ｃの判定Ｓ１のパターンと、第２監視部１０６の判定Ｓ２のパターンとの組み合わせにより、正常判定並びに異常の要因判定を識別した診断情報ＤＧ１〜ＤＧ４を上位装置３０に渡すことが可能である。
【００６６】
図４は、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂの構成例を示す回路図である。閾値の上限値Vref1及び下限値Vref2が設定され、ウィンドウコンパレータを形成する比較増幅器Ａ１、Ａ２は、オープンコレクタ出力となっている。閾値の上限値Vref1及び下限値Vref2は、ＤＣ入力信号を５Ｖとするとき、例えば±５ｍＶに設定する。
【００６７】
入力Ｖｎのレベルが閾値の上限値Vref1及び下限値Vref2の範囲内では、Ａ１、Ａ２の出力がオフとなり、コレクタが＋Ｖ及び抵抗Ｒでプルアップされているので、Ｖｃ＝Ｈレベル（＋Ｖ）となる。入力Ｖｎのレベルが閾値の上限値Vref1及び下限値Vref2の範囲外では、Ａ又はＡ２の出力がオンとなり、Ｖｃ＝Ｌレベル（グランドレベル）となる。
【００６８】
図５は、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂの出力に基づく第１監視部１０５Ｃの判定結果を示す表である。第１監視部１０５Ｃは、ウィンドウコンパレータ出力ＶｃのＨレベルを“１”（正常）とし、Ｌレベルを“０”（異常）とする判定出力Ｓ１を診断部１０７に渡す。
【００６９】
図６は、第２監視部１０６の構成例を示す機能ブロック図である。第２監視部１０６は、演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌに基づいてフィールドでのノイズ量に逆演算し、NMRR仕様値で除去可能なレベル範囲内のノイズか否かを判定する機能を備える。
【００７０】
演算処理部１０３より演算出力されたＶｃａｌは、演算処理部の出力のノイズをNMRR仕様値の減衰率（-60db）を逆数倍（+60db）するノイズ増幅器１０６Ａと、このノイズ増幅器の出力が前記設定された所定の閾値である上限値Vref1及び下限値Vref2の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータ１０６Ｂと、このコンパレータの出力に基づいて前記ノイズ増幅器の出力のノイズのレベル異常を判定する判定手段１０６Ｃとで構成することができる。
【００７１】
図７は、本発明を適用した入力モジュールの他の一実施例を示す機能ブロック図である。この実施例の特徴は、図１の構成に追加して、第１監視部１０５Ｃの判定出力に基づいてウィンドウコンパレータ１０５Ｂの検出レベルを変更操作する（具体的には、上限値Vref1及び下限値Vref2の設定を変更操作する）ための検出レベル操作手段１０８を設けた構成にある。
【００７２】
図１の実施例では、入力ノイズ検出部１０５の構成を、ハイパスフィルタ１０５Ａ、ウィンドウコンパレータ１０５Ｂ、ウィンドウコンパレータ１０５ＢのＨ／Ｌ電圧を入力する第１監視部１０５Ｃの電子回路によりで示したが、これら要素による処理内容は、ファームウェアによりデジタル処理で構成することができる。
【００７３】
図６の実施例では、第２監視部１０６の構成を、ノイズ増幅器１０６Ａと、このノイズ増幅器の出力が前記設定された所定の閾値の範囲か否かを検出するウィンドウコンパレータ１０６Ｂと、このコンパレータの出力に基づいて前記ノイズ増幅器の出力のノイズのレベル異常を判定する判定手段１０６Ｃの電子回路によりで示したが、これら要素による処理内容は、ファームウェアによりデジタル処理で構成することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  信号源
３０  上位装置
１００  入力モジュール
１０１  ローパスフィルタ
１０２  ＡＤコンバータ
１０３  演算処理部
１０４  ファームウェアフィルタ
１０５  入力ノイズ検出部
１０５Ａ  ハイパスフィルタ
１０５Ｂ  ウィンドウコンパレータ
１０５Ｃ  第１監視部
１０６  第２監視部
１０７  診断部
【図１】
2011223191.tif 000003
【図２】
2011223191.tif 000004
【図３】
2011223191.tif 000005
【図４】
2011223191.tif 000006
【図５】
2011223191.tif 000007
【図６】
2011223191.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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