專利名稱：故障檢測裝置、故障檢測方法以及故障檢測程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對冗余化的多個輸入信號進行判定的故障檢測 裝置、故障檢測方法以及故障檢測程序，涉及一種故障檢測裝置、故 障檢測方法以及故障檢測程序，其將對冗余化的多個輸入信號進行比 較而得到的表示一致或者不一致的比較結果迸行過濾，從而判定多個 輸入信號的正常/異常。
背景技術：
在生產現(xiàn)場構成有下述網(wǎng)絡，s卩，將遠程主控站點與多個定序器(遠程I/0站點)通過傳輸電纜等進行連接，在遠程主控站點與各 遠程I/O站點之間進行通信，從而控制與遠程I/O站點連接的電磁閥、電動機及傳感器等各種設備。g卩，遠程主控站點經由各遠程i/o站點 對與該遠程i/o站點連接的設備進行控制 監(jiān)視。另外，遠程i/o站點具有輸入檢測電路，其檢測由用戶對按鈕、操作桿或開關等輸入單元進行了操作這一情況。該輸入檢測電路對應 于一個輸入單元(例如按鈕)，通過按下按鈕使多個開關接通，輸出 與開關數(shù)相應的輸入檢測信號。即，輸入檢測電路將對一個輸入單元 進行了操作這一情況冗余化為多個輸入檢測信號并進行輸出。在按鈕以及輸入檢測電路(開關及配線等)正常的情況下，上 述冗余化的輸入檢測信號全部為相同極性，但是，例如在異物進入至 輸入檢測電路的1個開關中、或者與電源或接地線之間的配線發(fā)生斷 線等情況下，冗余化的輸入檢測信號的至少一個的極性會與其他的輸 入檢測信號不同。作為對上述狀態(tài)、即冗余化的輸入檢測信號的異常 進行檢測的現(xiàn)有技術，具有例如專利文獻l。在專利文獻1中公開了一種與自動化設備的具有冗余性的信號 發(fā)送器的錯誤檢測識別方法相關的技術，為了對自動化設備的具有雙重冗余性的兩個信號發(fā)送器的錯誤進行識別以及位置檢測，不僅對導 線故障，而且對發(fā)送器的錯誤也高概率地進行自動識別，并檢測其位 置。具體地說，由異或(XOR)元件即差異檢測器檢測來自兩個信 號發(fā)送器的信號是否一致，在不一致的情況下，啟動計時元件而開始 測量等待時間T,在等待時間T的測量結束的時刻，判斷來自兩個信 號發(fā)送器的信號是否正常。專利文獻1:特開平5 — 225481號公報 發(fā)明內容但是，在上述專利文獻1記載的現(xiàn)有技術中，由于在每次檢測 出輸入信號(來自兩個發(fā)送器的信號)不一致時，都要重新啟動計時 元件而開始測量等待時間T，所以在由噪聲等的影響而頻繁出現(xiàn)輸入 信號不一致的情況下(在測量等待時間T的過程中，再次產生輸入 信號不一致的情況下)，會重新開始測量等待時間T，存在無法檢測 故障，或者故障的檢測定時延遲的問題。為了避免這樣的問題，考慮并不在每次檢測出不一致時都開始 測量等待時間T，而是繼續(xù)測量等待時間T，在經過等待時間T后， 判斷輸入信號是否正常。但是，在此情況下，產生無法顧及等待時間 T期間的輸入信號的變化的問題。本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于得到一種故障 檢測裝置、故障檢測方法以及故障檢測程序，其可以與預定時間內的 冗余化的輸入信號的變化相對應而準確地檢測故障。為了解決上述課題并實現(xiàn)目的，本發(fā)明的特征在于，具有比 較單元，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；比較 結果存儲單元，其每隔預定的采樣周期而對比較單元的比較結果進行保存；以及判定單元，其在前述比較結果存儲單元所存儲的多個比較 結果中，使用從最新的比較結果開始按時序順序與預定的采樣數(shù)相應 的比較結果，對前述冗余化的多個輸入信號是否正常進行判斷冗余化 冗余化。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，比較單元對冗余化的多個輸入信號的極性是否一 致進行比較，比較結果存儲單元每隔預定的采樣周期而對比較單元的 比較結果進行保存，判定單元在比較結果存儲單元所存儲的多個比較 結果中，使用從最新的比較結果開始按時序順序與預定的采樣數(shù)相應 的比較結果，對冗余化的多個輸入信號是否正常進行判斷冗余化，因 此可以對應于從最新的比較結果開始與采樣數(shù)相應的比較結果的一 致、不一致而判斷正常/異常。即，具有可以得到如下故障檢測裝置 的效果，該故障檢測裝置可以對應于與預定的「采樣周期x采樣數(shù)」 的時間相應的冗余化的多個輸入信號的變化而判斷正常/異常。


圖1是表示應用本發(fā)明所涉及的故障檢測裝置的網(wǎng)絡系統(tǒng)的結 構的一個例子的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式1的結構的框圖。 圖3是用于說明本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式1的動作的 時序圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式1的動作的 時序圖。
圖5是表示在進行加權的情況下的故障檢測裝置的結構的框圖。 圖6是用于說明本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式2的動作的 時序圖。
圖7是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式2的結構的框圖。
圖8是表示由用戶選擇根據(jù)判定閾值而判定還是根據(jù)判定樣式 而判定的情況下的故障檢測裝置的結構的框圖。
圖9是表示在圖8所示的故障檢測裝置的判定模式設定部中設 定的判定條件以及有無加權的一覽的圖。
圖10是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式3的結構的框圖。圖11是表示圖10所示的第二比較結果存儲部的結構的一個例 子的圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式3的動作的 時序圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的實施方式3的故障檢測裝置檢測的事 件的圖。
圖14是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式4的結構的框圖。
圖15是用于說明本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式4的動作的 時序圖。
標號的說明 1設定部 2時鐘生成部 3比較部
4比較結果存儲部
5、 5a判定部
6第一比較結果存儲部
7第二比較結果存儲部
8比較結果控制部
9、 9a重置信號生成部
11采樣數(shù)設定部
12采樣周期設定部
13判定閾值設定部
14判定模式設定部
15加權設定部
16樣式設定部
18重置條件設定部
41一1、 41—2、 41一3、 41一4、 41一5、 41一n鎖存器 71—1、 71—2、 71 — 3、 71—m緩沖器
具體實施例方式
下面，基于附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的故障檢測裝置、故障 檢測方法以及故障檢測程序的實施方式。另外，本發(fā)明并不限定于該 實施方式。
實施方式1
使用圖1 圖4說明本發(fā)明的實施方式1。圖1是表示應用本發(fā) 明所涉及的故障檢測裝置的網(wǎng)絡系統(tǒng)的結構的一個例子的框圖。在圖 l中，在網(wǎng)絡系統(tǒng)中，與作為控制*監(jiān)視對象的設備81 (例如電磁閥 或電動機、傳感器等)連接的遠程I/0站點80和遠程主控站點90通 過傳輸電纜91進行連接，遠程主控站點90經由遠程I/O站點80對 設備81進行控制'監(jiān)視。
此外，遠程I/0站點80具有輸入檢測電路，其檢測由用戶對按 鈕、操縱桿或開關等輸入單元進行了操作這一情況，故障檢測裝置對 輸入檢測電路的異常進行檢測。輸入檢測電路具備多個開關。輸入檢 測電路與一個輸入單元(例如按鈕)相對應，通過按壓按鈕而使多個 開關接通，輸出與開關數(shù)相應的輸入檢測信號。即，輸入檢測電路將 對一個輸入單元進行了操作這一情況冗余化為多個輸入檢測信號并 進行輸出。因此，在輸入單元及輸入檢測電路正常動作的情況下，多 個輸入檢測信號為相同極性，在輸入單元及輸入檢測電路發(fā)生故障的 情況下，或者在受到噪聲影響的情況下，多個輸入檢測信號的極性變 得不相同。本發(fā)明的故障檢測裝置將如上述所示冗余化的信號作為輸 入而進行正常/異常的判定。
圖2是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式1的結構的框圖。 在圖1中，故障檢測裝置具有比較部3;設定部l，其具有采樣數(shù) 設定部11、采樣周期設定部12以及判定閾值設定部13;時鐘生成部 2;比較結果存儲部4，其具有n (l<n， n為自然數(shù))個鎖存器41 (表示為41一l 41一n);以及判定部5。
比較部3將冗余化的k (l<k， k為自然數(shù))個輸入信號X0 Xk進行比較，判斷輸入信號X0 Xk是否全部一致。比較部3將比
11較結果CMP輸出至比較結果存儲部4。
設定部1中設定與故障檢測裝置的動作相關的各種設定值。設
定部1所保存的各種設定值，與連接在遠程I/O站點80上的設備81 的控制參數(shù)相同地，是從遠程主控站點90通過通信而進行設定的。 即，可以由用戶任意地設定。
采樣周期設定部12中設定將來自比較部3的比較結果存儲至比 較結果存儲部4的時鐘周期，即比較結果的采樣周期。采樣數(shù)設定部 11中設定由判定部5進行正常/異常判定所使用的比較結果的數(shù)量， 即比較結果的采樣數(shù)。判定閾值設定部13中設定由判定部5進行正 常/異常判定所使用的判定閾值。
時鐘生成部2使用在發(fā)送器或遠程I/O站點80中所使用的時鐘， 生成在采樣周期設定部12中設定的采樣周期的采樣時鐘，將生成的 采樣時鐘向比較結果存儲部4的鎖存器41供給。
比較結果存儲部4由n個鎖存器41構成移位寄存器，與從時鐘 生成部2供給的采樣時鐘的上升沿或下降沿同步地，保存從當前時刻 至「nX采樣周期」前為止的n個比較結果。在圖2中，由于以鎖存 器41一1、鎖存器41一2…鎖存器41一n的順序連接鎖存器41，所以 在初段的鎖存器41一1中保存當前的采樣周期中的比較結果，在鎖存 器41一2中保存一個周期前的采樣周期中的比較結果，…，在鎖存器 41一n中保存n個周期前的采樣周期中的比較結果。鎖存器41將所 保存的比較結果向判定部5輸出。
判定部5具有計數(shù)功能，其在從鎖存器41輸入的比較結果中， 對表示輸入信號X0 Xk中的至少一個不一致這一情況的比較結果 的數(shù)量進行計數(shù)，根據(jù)表示不一致這一情況的比較結果的計數(shù)值、在 采樣數(shù)設定部11中設定的采樣數(shù)、以及在判定閾值設定部13中設定 的判定閾值，進行對輸入信號X0 Xk的正常/異常進行判斷的閾值 判定處理。
具體地說，判定部5針對從保存當前的比較結果的初段鎖存器 41一1至與采樣數(shù)的數(shù)相應的鎖存器41為止、即從當前的采樣周期 的時間至「采樣數(shù)X采樣周期」的時間為止的與采樣數(shù)相應的比較結果中，對表示不一致這一情況的比較結果的數(shù)量進行計數(shù)。判定部5 對計數(shù)值和判定閾值進行比較，在計數(shù)值大于或等于判定閾值的情況 下，判定為異常，在計數(shù)值小于判定閾值的情況下，判定為正常。判 定部5將判定結果作為輸出信號Y而輸出。
參照圖3和圖4的時序圖以及圖1，以輸入信號的數(shù)量為「2」 (k = 2)、采樣周期為「T」、采樣數(shù)量為「5」的情況為例，對本 發(fā)明的故障檢測裝置的動作進行說明。
首先，參照圖3的時序圖對輸入信號X0和輸入信號X1之間不 一致以比過濾處理時間(「采樣周期X采樣數(shù)」的時間，在此情況下 為5T)更長的時間連續(xù)出現(xiàn)的情況下的故障檢測裝置的動作進行說 明。另外，假定時刻t0之前的鎖存器41一l 41一5保存有表示一致 的比較結果。
在時刻tO，由于輸入信號XO、 XI都為"L"，所以比較部3將 比較結果CMP置為表示輸入信號XO和輸入信號XI —致的比較結果 (在此情況下為"L")。鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器 41一1 41一4的輸出，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP。在 此情況下，鎖存器41一1 41一5保存"L"。判定部5判斷鎖存器 41一1 41一5的輸出(保存值)是否為表示不一致的比較結果(在 此情況下為"H")，對表示不一致的比較結果的數(shù)量進行計數(shù)。在 這里，由于鎖存器41一1 41一5的輸出全部為"L"，所以不一致 計數(shù)值為「0」。另外，在圖3中還記載有表示一致的比較結果的數(shù) 量，以用于參考。由于不一致的計數(shù)值為「0」，所以在判定閾值為 「1」、「3」、「5」中的任意一個的情況下，判定部5都將輸出信 號Y置為表示正常的"L"。
在時刻t0至時刻t3的期間，輸入信號X0、 Xl沒有變化。因此， 從時刻t0開始至每次間隔采樣周期T的時刻tl t3為止，與時刻t0 相同。在時刻t3a，輸入信號X0從"L"變化為"H"。由此，比較 部3將比較結果CMP置為表示輸入信號X0與輸入信號X1不一致的 比較結果(在此情況下為"H")。
在時刻t4，鎖存器41一2 41一5保存前段鎖存器41一l 41一4的輸出("L")，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP ( "H")。 由此，判定部5的不一致計數(shù)值為「1」。在判定閾值為「1」(通過
過濾處理進行完全一致判定)的情況下，由于不一致計數(shù)值大于或等
于判定閾值，所以判定部5將輸出信號Y置為表示檢測出異常的"H"。 在判定閾值為「3」(通過過濾處理進行過半數(shù)擇多判定)的情況下， 以及在判定閾值為「5」(通過過濾處理進行完全不一致判定)的情 況下，由于不一致計數(shù)值比判定閾值小，所以判定部5將輸出信號置 為"L，，。
從時刻t3a至時刻t8a，由于輸入信號X0為"H"，輸入信號 XI為"L"，所以比較部3將比較信號置為"H"。從時刻t4至時 刻t8，每隔采樣周期T，鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器41 一1 41一4的輸出，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP。由此， 在時刻t4、 t5、 t6、 t7、 t8，判定部5使不一致計數(shù)值遞增至「1J 、
「2」、「3」、「4」、「5」。在判定閾值為「3」的情況下，在時 刻t6，不一致計數(shù)值大于或等于判定閾值。由此，判定部5將輸出 信號Y置為"H"。在判定閾值為「5」的情況下，在時刻t8，不一 致計數(shù)值大于或等于判定閾值。由此，判定部5將輸出信號Y置為
"H"。
在時刻t8a，輸入信號X1從"L"變化為"H"。由于輸入信號 X0和輸入信號X1均為"H"，所以比較部3將比較結果CMP置為 "L"。鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器41一1 41一4的輸 出("H")，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP ( "L")。 由此，判定部5的不一致計數(shù)值成為「4」。由此，在判定閾值為「5」 的情況下，不一致計數(shù)值比判定閾值小，判定部5將輸出信號Y置 為"L"。
另外，考慮到本發(fā)明的故障檢測裝置是對輸入檢測電路的故障 進行檢測的裝置，該輸入檢測電路輸出本應是同一信號的多個輸入信 號Xl Xk，此外，是為了安全而進行冗余化的，所以有時期望即使 在檢測到異常后已恢復至正常的情況下，也保持為處于異常。由此， 判定部5也可以構成為在輸出了表示檢測到異常的輸出信號Y之后，無論判定結果如何，都保持為輸出信號Y。在此情況下，判定部5 只要構成為通過從外部輸入的重置信號而使輸出信號Y變化為表示 正常的信號即可。
下面，參照圖4的時序圖對輸入信號X0和輸入信號XI之間不
一致沒有連續(xù)至達到過濾處理時間的情況下的故障檢測裝置的動作
進行說明。另外，假定時刻t0之前的鎖存器41一l 41一5保存有表 示一致的比較結果。另外，對于與此前參照圖3的時序圖進行說明的 動作相同的動作，省略其詳細的說明。
在時刻tO、 tl，由于輸入信號XO、 XI均為"L"，所以比較部 3將比較結果CMP置為"L"。鎖存器41一2 41一5保存鎖存器41 一1 41一4的輸出(在此情況下為"L")，初段的鎖存器41 —l保 存比較結果CMP (在此情況下為"L")。由于鎖存器41一1 41一 5的輸出全部為"L"，不一致計數(shù)值為「0」，無論判定閾值為「0」、 「3」、「5」中的哪一個，判定部5都將輸出信號Y置為"L"。
在時刻tla，由于輸入信號XO從"L"變?yōu)?H"，所以比較部 3將比較結果置為"H"。在時刻t2，鎖存器41一2 41一5保存鎖存 器41一1 41一4的輸出(在此情況下為"L")，初段的鎖存器41 一1保存比較結果CMP (在此情況下為"H")。因此，判定部5的 不一致計數(shù)值成為「1」，判定部5在判定閾值為「1」的情況下，將 輸出信號Y置為"H"并進行保持，在判定閾值為「3」或者「5」的 情況下，將輸出信號Y置為"L"。
在時刻tla至時刻t3的期間，輸入信號XO、 XI沒有變化。鎖 存器41一2 41一5保存鎖存器41一1 41一4的輸出(在此情況下， 鎖存器41一2保存"H"，鎖存器41一3 41 —5保存"L")，初段 的鎖存器41一 1保存比較結果CMP (在此情況下為"H")。由此， 判定部5的不一致計數(shù)值成為「2」，判定部5在判定閾值為「1」的 情況下，保持輸出信號Y為"H"，在判定閾值為「3」或者「5」的 情況下，將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t3a，輸入信號X1從"L"變?yōu)?H"。由此，輸入信號 X0和輸入信號X1均成為"H"。由此比較部3將比較結果CMP置在時刻t4，鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器41一1 41 —4的輸出(在此情況下，鎖存器41一2保存"H"，鎖存器41一3 41—5保存"L")，初段的鎖存器41 —1保存比較結果CMP("L")。 由于鎖存器41一1保存"L"，所以與此前的采樣時刻t3相同地，判 定部5的不一致計數(shù)值為「2」，判定部5在判定閾值為「1」的情況 下，保持輸出信號Y為"H"，在判定閾值為「3」或者「5」的情況 下，將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t4a，輸入信號X1從"H"變?yōu)?L"。由此，輸入信號 X0和輸入信號X1成為不同的值。由此，比較部3將比較結果CMP 置為"H"。
在時刻t5，鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器41_1 41 一4的輸出(在此情況下，鎖存器41一2、 41一5保存"L"，鎖存器 41一3、 41一4保存"H")，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP ("H")。由此，判定部5的不一致計數(shù)值變?yōu)椤?」，判定部5 在判定閾值為「1」或「3」的情況下，將輸出信號Y保持為"H"， 在判定閾值為「5」的情況下，將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t5a，輸入信號X1從"L"變?yōu)?H"。由此，輸入信號 X0和輸入信號XI均成為"H"。由此，比較部3將比較結果CMP 置為"L"。
在時刻t6，鎖存器41一2 41一5保存前段的鎖存器41一1 41 一4的輸出(在此情況下，鎖存器41一2、 41一4、 41一5保存"H"， 鎖存器41一3保存"L")，初段的鎖存器41一1保存比較結果CMP ("L")。由此，判定部5的不一致計數(shù)值為「3」，判定部5在 判定閾值為「1」或「3」的情況下，將輸出信號Y保持為"H"，在 判定閾值為「5」的情況下，將輸出信號Y置為"L"。
在時刻5a以后，輸入信號X0、 XI沒有變化。由此，在時刻t5a 之后至輸入信號XO、 XI的一個發(fā)生變化為止的期間，比較部3的比 較結果CMP保持為"L"。在時刻t6之后的采樣時刻，鎖存器41一 2 41一5保存前段的鎖存器41一1 41一4的輸出，初段的鎖存器41—1保存比較結果CMP即"L"。由此，在時刻t8，判定部5的不一 致計數(shù)值為「1」，在時刻t10，判定部5的不一致計數(shù)值為「0」。
如上述所示，在本實施方式l中，由于比較部3對冗余化的多 個輸入信號X0 Xk的極性是否一致進行比較，比較結果存儲部4每 隔在采樣周期設定部12中設定的采樣周期而保存比較部3的比較結 果，判定部5在從最新的比較結果開始按時序順序與采樣數(shù)設定部 11中設定的采樣數(shù)相應的比較結果中，對表示輸入信號X0 Xk的 極性不一致這一情況的不一致比較結果的數(shù)量進行計數(shù)，在計數(shù)值大 于或等于在判定閾值設定部13中設定的判定閾值的情況下，判定為 輸入信號X0 Xk異常，在計數(shù)值小于判定閾值的情況下，判定為正 常，因此可以對應于從最新的比較結果開始按時序順序與采樣數(shù)相應 的比較結果的一致/不一致的比例而判定正常/異常。即，可以對應 于與預定的「采樣周期X采樣數(shù)」的時間相應的輸入信號XO Xk的 變化而判定正常/異常。
另外，在本實施方式1中，由于可以將采樣數(shù)、采樣周期、以 及判定閾值從外部設定至采樣數(shù)設定部11、采樣周期設定部12、以 及判定閾值設定部13中，因此可以對判定中使用的比較結果的數(shù)量、 保存比較結果的時間、以及用于正常/異常判定的一致/不一致數(shù)量 的比例進行變更，可以與應用本裝置的系統(tǒng)對應而變更冗余化的輸入 信號X0、 XI的正常/異常的判定基準。
此外，也可以在對表示輸入信號X0、 XI的極性不一致這一情 況的不一致比較結果的數(shù)量進行計數(shù)時進行加權。權重是以下述方式 設定的，例如，假定信號波形可以部分地由多項式曲線進行近似，使 用對該曲線進行擬合的多項式擬合法以依賴于多項式的次數(shù)的方式 對權重進行設定。
圖5是表示在進行加權的情況下的故障檢測裝置的結構的框圖。 在圖5中示出的故障檢測裝置，在前面的圖2的故障檢測裝置的設定 部1中添加有判定模式設定部14和加權設定部15。另外，對于與圖 2中示出的故障檢測裝置具有相同功能的結構部分，標注相同的標 號，省略重復說明。在判定模式設定部14中設定表示是否進行加權的模式。在加權 設定部15中設定從當前的采樣周期開始直至在時序上與采樣數(shù)相應 的采樣周期為止的與采樣數(shù)相應的權重(權重系數(shù))。例如，在采樣
數(shù)為「5」的情況下，設定與鎖存器41一1 41一5相關聯(lián)的權重系數(shù) W1 W5。
在判定模式設定部14中設定為表示不進行加權的「無加權模式」 的情況下，判定部5如上所述，將表示輸入信號XO、 XI的極性不一 致這一情況的不一致比較結果作為「1」進行計數(shù)，將計數(shù)值和判定 閾值進行比較而進行正常/異常的判定。在判定模式設定部14中設 定為表示進行加權的「加權模式」的情況下，判定部5將表示輸入信 號X0、 XI的極性不一致這一情況的不一致比較結果作為「1」，將 與保存該不一致比較結果的鎖存器41一1 41一5相關聯(lián)的權重系數(shù) W1 W5相乘后得到的值作為計數(shù)值進行計數(shù)。然后，將計數(shù)值與 判定閾值進行比較而進行正常/異常的判定。
這樣，通過對將不一致比較結果乘以權重系數(shù)而獲得的值進行 計數(shù)，而按各個采樣周期的比較結果的時序進行加權，與對所有比較 結果同等地進行處理的情況相比，可以進行更精細的判定。
另外，在本實施方式1中，對表示輸入信號X0 Xk中的至少 一個極性不一致這一情況的比較結果進行計數(shù)，并與判定閾值進行比 較，但也可以對表示輸入信號X0 Xk的極性全部一致這一情況的比 較結果進行計數(shù)，并與判定閾值進行比較。在此情況下，只要判定部 5在計數(shù)值大于或等于判定閾值的情況下，輸出表示正常的輸出信號 Y，在計數(shù)值比判定閾值小的情況下，輸出表示異常的輸出信號Y即 可。
實施方式2
參照圖6及圖7，說明本發(fā)明的實施方式2。輸入至本發(fā)明的故 障檢測裝置中的輸入信號是通過對應的一個輸入單元的操作，使輸入 檢測電路所具有的多個開關接通而生成的冗余化的信號，該輸入檢測 電路對按鈕、操縱桿或者開關等輸入單元的操作進行檢測。因此，輸 入信號是模擬信號或者將模擬信號轉換為數(shù)字信號而得到的信號。在輸入信號為模擬信號的情況下，由比較部3將各個模擬輸入信號分別與預定的閾值進行比較，在模擬輸入信號大于或等于閾值的情況下判定為"H"，在模擬輸入信號小于閾值的情況下判定為"L"，然后判斷各個輸入信號是否一致。另外，在輸入信號為數(shù)字信號的情況下，輸入檢測電路將冗余化的各個模擬信號分別與預定的閾值進行比較，
在模擬信號大于或等于閾值的情況下作為"H"，在模擬信號小于閾值的情況下作為"L"，從而生成數(shù)字信號。g卩，無論是輸入檢測電路和比較部3中的哪一個將由于開關接通而生成的模擬信號轉換為數(shù)字信號的情況下，都通過與閾值進行比較而決定"H"或"L"。在這里，如圖6所示，用于將輸入信號XO、 Xl判斷為"H"或
"L"的閾值為閾值Th,在與輸入信號XO對應的模擬信號如點線所示，位于閾值Th和表示"H"的電壓值之間的情況下，輸入信號X0成為"H"，在與輸入信號XI對應的模擬信號如虛線所示，位于表示"L"的電壓值和閾值Th之間的情況下，輸入信號X1成為"L"。由此，在圖6中，在作為采樣周期的時刻t0、 tl、 t5及t9，比較部3輸出表示輸入信號XO、 Xl不一致的比較結果，在時刻t2、 t3、 t4、t6、 t7、 t8、 tlO及tll，比較部3輸出表示輸入信號X0、 Xl—致的比較結果。由此，在采樣數(shù)為「5」、判定閾值為「3」、「無加權模式」的條件下，在時刻t0、 t6、 t7、 t8、 tlO及tll，不一致計數(shù)器的計數(shù)值為「1」，在時刻tl、 t2、 t3、 t4、 t5及t9，不一致計數(shù)器的計數(shù)值為「2」，判定部5輸出表示正常的輸出信號Y (在此情況下是
V )。
然而，對于作為輸入信號X0、 XI的源頭的模擬信號，兩個信號都處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，并且該狀態(tài)周期性地連續(xù)出現(xiàn)，考慮到上述信號用于對輸入檢測電路的故障進行檢測，該輸入檢測電路輸出本應是同一信號的多個輸入信號Xl Xk，此外，是為了安全而進行冗余化的，因此期望可以對上述模擬信號的不穩(wěn)定狀態(tài)及周期性的不一致進行檢測。
例如，如果減小判定閾值，例如在對不一致比較結果進行計數(shù)的情況下，將判定閾值設定為「1」而以全部一致作為正常，則對于
19圖6那樣的輸入信號X0、 XI也可以對異常進行檢測。但是，在將判
定閾值設為「1」的情況下，即使因為由開關特性引起的信號偏差、或者噪聲等而導致的不一致僅存在一個，也會檢測出異常，每次都不
得不使系統(tǒng)停止，無法充分活用基于每個采樣周期的比較結果進行的判定。
為了改善上述問題，在本實施方式2中，利用每個采樣周期的
比較結果的樣式而對冗余化的輸入信號的正常/異常進行判定，而不是利用閾值進行判定。
圖7是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式2的結構的框圖。圖7所示的該實施方式2的故障檢測裝置，從前面的圖2中示出的實施方式1的故障檢測裝置的設定部1中去掉判定閾值設定部13，添加樣式設定部16以取代判定閾值設定部13。在與前面的圖2所示的實施方式1的故障檢測裝置具有相同功能的結構部分上標注相同標號，省略重復說明。
在樣式設定部16中設定判定樣式，其表示從當前的采樣周期開始直至在時序上與采樣數(shù)相應的采樣周期為止的與采樣數(shù)相應的一致，不一致。具體地說，例如在采樣數(shù)為「5」的情況下，登錄與鎖存器41一1 41一5相關聯(lián)的判定樣式。另外，判定樣式也可以是多
個o
判定部5每隔采樣周期，對從當前的采樣周期開始直至在時序上與采樣數(shù)相應的采樣周期為止的比較結果的樣式、和登錄在樣式設定部16中的判定樣式進行比較，在比較結果的樣式和判定樣式一致的情況下判定為異常，在比較結果的樣式和判定樣式不一致的情況下判定為正常。另外，在登錄在樣式設定部16中的判定樣式具有多個的情況下，只要在至少與一個判定樣式一致的情況下判定為異常即可。
下面，參照圖6的時序圖和圖7，以輸入信號的數(shù)量為「2」(k=2)、采樣周期為「T」，采樣數(shù)為「5」、判定樣式為「不一致*一致 一致 一致 不一致("HLLLH")」的情況為例，說明本實施方式2的故障檢測裝置的動作。另外，由于本實施方式2的故障檢測裝置與前面的實施方式l的故障檢測裝置的不同點僅在于判定部5
的判定動作，比較部3、時鐘生成部2、以及比較結果存儲部4的動
作相同，因此對于與實施方式1相同的動作，省略其詳細說明。
在時刻t0，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"，所以比較部3將比較結果CMP置為表示輸入信號X0和輸入信號XI不一致的比較結果(在此情況下為"H")，鎖存器41一1保存"H"，鎖存器41一2 41一5保存"L"。由此，鎖存器41一1 41一5的比較結果的樣式按時序成為"HLLLL"。判定部5將設定在樣式設定部16中的判定樣式"HLLLH"與時序樣式"HLLLL"進行比較。由于比較的結果是不一致，所以判定部5將輸出信號Y置為表示正常的"L"。
在時刻tl，因為與時刻tO相同地，輸入信號X0、 Xl不一致，所以比較部3將比較結果CMP置為"H"，鎖存器41一1、 41一2保存"H"，鎖存器41一3 41一5保存"L"。由此，鎖存器41一1 41 — 5的比較結果的樣式按時序成為"HHLLL"，由于與判定樣式"HLLLH"不一致，所以判定部5將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t2，因為輸入信號X0、 XI都為"L"，所以比較部3將比較結果置為表示輸入信號XO、 XI —致的比較結果(在此情況下為"L")，鎖存器41一1、 41一4、 41 —5保存"L"，鎖存器41一2、41一3保存"H"。由此，鎖存器41一1 41一5的比較結果的樣式按時序成為"LHHLL"，由于與判定樣式"HLLLH"不一致，所以判定部5將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t3，因為輸入信號X0、 XI為"L"，所以比較部3將比較結果置為"L",鎖存器41一1、 41一2、 41_5保存"L"，鎖存器41一3、 41—4保存"H"。由此，鎖存器41一1 41一5的比較結果的樣式按時序成為"LLHHL"，由于與判定樣式"HLLLH"不一致，所以判定部5將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t4，因為輸入信號XO、 XI為"L"，所以比較部3將比較結果置為"L"，鎖存器41一1 41一3保存"L"，鎖存器41一4、41 —5保存"H"。由此，鎖存器41一1 41一5的比較結果的樣式按時序成為"LLLHH"，由于與判定樣式"HLLLH"不一致，所以判定部5將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t5，因為輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"，所以比較部3將比較結果置為"H"，鎖存器41一1、41一5保存"H"，鎖存器41一2 41一4保存"L"。由此，鎖存器41一1 41一5的比較結果的樣式按時序成為"HLLLH"，與判定樣式"HLLLH" —致。由此，判定部5將輸出信號置為表示異常的"H"。
如上述所示，在本實施方式2中，比較部3對冗余化的多個輸入信號X0、 XI的極性是否一致進行比較，比較結果存儲部4每隔在采樣周期設定部12中設定的采樣周期而保存比較部3的比較結果，判定部5將一致 不一致的樣式、和設定在設定部1的樣式設定部16中的判定樣式進行比較，在一致 不一致的樣式與判定樣式一致的情況下判定為異常，在一致*不一致的樣式與判定樣式不一致的情況下判定為正常，該一致*不一致的樣式是將從當前的采樣周期開始直至在時序上與采樣數(shù)設定部11中設定的采樣數(shù)相應的采樣周期為止的與采樣數(shù)相應的比較結果，從當前采樣周期的比較結果開始順次按時序排列而獲得的，因此，可以對應于與預定的「采樣周期X采樣數(shù)」的時間相應的輸入信號X0、 XI的變化而判定正常/異常，同時，可以對于在閾值判定中無法檢測的輸入信號X0、 XI的異常進行檢
另外，在本實施方式2中，在將鎖存器41一1 41一5保存的比較結果的樣式按時序排列而獲得的樣式與判定樣式一致的情況下，判定為異常，在將鎖存器41一1 41一5保存的比較結果的樣式按時序排列而獲得的樣式與判定樣式不一致的情況下，判定為正常，但也可以在將鎖存器41一1 41一5保存的比較結果的樣式按時序排列而獲得的樣式與判定樣式一致的情況下，判定為正常，在將鎖存器41一1 41一5保存的比較結果的樣式按時序排列而獲得的樣式與判定樣式不一致的情況下，判定為異常。另外，由于考慮到在一致時判定為正常的情況下，判定樣式的數(shù)量變多，所以優(yōu)選與在前面的實施方式1中說明的閾值判定組合使用。例如即使在通過閾值判定判斷為異常時，在與判定樣式一致的情況下，即在特定的樣式的情況下，也判定為正常。
圖8是表示由用戶選擇是根據(jù)判定閾值而判定還是根據(jù)判定樣式而判定的情況下的故障檢測裝置的結構的框圖。圖8中示出的故障檢測裝置構成為，在前面的圖5中示出的故障檢測裝置的設定部1
中添加實施方式2的樣式設定部16。
圖9示出在圖8所示的故障檢測裝置的判定模式設定部14中設定的判定條件以及有無加權的一覽。在判定模式設定部14中設定為進行閾值判定的模式(無加權)的情況下，如前面的實施方式1中說明所示，判定部5對鎖存器41的比較結果中表示不一致的比較結果、或者表示一致的比較結果的數(shù)量進行計數(shù)，將計數(shù)值與設定在判定閾值設定部13的判定閾值進行比較，而判定正常/異常。
在判定模式設定部14中設定為進行閾值判定的模式(有加權)的情況下，如前面的實施方式1中說明所示，判定部5將鎖存器41的比較結果中的表示不一致的比較結果、或者表示一致的比較結果作為「1」，將該比較結果乘以與該鎖存器41相關聯(lián)的設定在加權設定部15中的權重系數(shù)，對所得到的值進行計數(shù)，將計數(shù)值與設定在判定閾值設定部13中的判定閾值進行比較，而判定正常/異常。
在判定模式設定部14中設定為進行樣式判定的模式的情況下，如該實施方式2中說明所示，判定部5對將鎖存器41的比較結果按時序進行排列而獲得的樣式與設定在樣式設定部16中的判定樣式進行比較，判定正常/異常。
在判定模式設定部14中設定為進行閾值判定(加權有/無)或樣式判定的模式的情況下，判定部5根據(jù)閾值判定(加權有/無)及樣式判定而進行正常/異常的判定，在其中一方的判定結果為異常的情況下，判定為異常。
在判定模式設定部14中設定為進行閾值判定(加權有/無)及樣式判定的模式的情況下，判定部5根據(jù)閾值判定(加權有/無)及樣式判定而進行正常/異常的判定，在雙方的判定結果均為異常的情況下，判定為異常。實施方式3
使用圖10 圖12說明本發(fā)明的實施方式3。在前面的實施方式
1中，由于將比較部3判定出的輸入信號X0 Xk的比較結果按時序 存儲在由鎖存器41構成移位寄存器的比較結果存儲部4中，因此需 要與采樣數(shù)相應的鎖存器41。因此，如果采樣數(shù)增多則鎖存器41的 數(shù)量也變多，存在設備資源過多的問題。
為了改善上述問題，在本實施方式3中，比較結果存儲部由第 一比較結果存儲部和第二比較結果存儲部構成，該第一比較結果存儲 部中按時序存儲比較結果，該第二比較結果存儲部中存儲用于進行判 定的比較結果(不一致或一致)的計數(shù)值，即使在采樣數(shù)較多的情況 下，也可以抑制設備資源增加。
圖10是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式3的結構的框 圖。圖10中示出的本實施方式3的故障檢測裝置中，取代前面的圖 2中示出的實施方式1的故障檢測裝置的判定部5而具有判定部5a， 并且添加有第二比較結果存儲部7、比較結果控制部8、以及重置信 號生成部9。在與前面的圖2中示出的實施方式1的故障檢測裝置具 有相同功能的結構部分上標注相同的標號，省略重復說明。另外，在 圖10中示出的第一比較結果存儲部6的結構及功能與前面的圖2中 示出的比較結果存儲部4相同。
第二比較結果存儲部7每隔「nX采樣周期」，保存從當前時刻 至「nX采樣周期」前為止的n個比較結果的不一致或一致的數(shù)量、 即第一比較結果存儲部6的鎖存器41一l 41一n所保存的比較結果 中表示不一致的比較結果的計數(shù)值，最多保存m (m為自然數(shù))個。
圖11是表示圖10中示出的第二比較結果存儲部7的結構的一 個例子的圖。在圖11中，第二比較結果存儲部7由通過指針值對m 個緩沖器71 (表示為71 — l 71—m)進行指定的普通的環(huán)緩沖器構 成。在這里，假定指針值1表示緩沖器71 — 1、指針值2表示緩沖器 71—2、…、指針值m表示緩沖器71—m。
返回圖10，比較結果控制部8對向第二比較結果存儲部7寫入 比較結果計數(shù)值、以及從第二比較結果存儲部7讀取比較結果計數(shù)值進行控制。
例如在第二比較結果存儲部7由前面的圖11中示出的環(huán)緩沖器 構成的情況下，比較結果控制部8在本裝置接通電源時或者重置時而 執(zhí)行的初始動作中，基于在采樣數(shù)設定部11中設定的釆樣數(shù)、在采 樣周期設定部12中設定的采樣周期、以及第一比較結果存儲部6的
鎖存器41的數(shù)量，求出所需的緩沖器71的數(shù)量、以及將比較結果的 計數(shù)值存儲至第二比較結果存儲部7的寫入周期。
如果將第一比較結果存儲部6的鎖存器41的數(shù)量設為n，采樣 數(shù)設為L，則所需的緩沖器71的數(shù)量h (h《m， h為自然數(shù))可以 通過下述算式求出。
h=(Li)/n …(式1)
如果將第一比較結果存儲部6的鎖存器41的數(shù)量設為n，采樣 周期設為T，則寫入周期Tw可以通過下述算式求出。 Tw二nXT …(式2)
比較結果控制部8基于通過上述(式l)和(式2)求得的所需 的緩沖器71的數(shù)量(以下稱為有效緩沖器數(shù)h)及寫入周期、和由 時鐘生成部2生成的采樣周期的采樣時鐘CLK，生成第二比較結果 存儲部7的控制信號(寫入信號WT、寫入指針值WP、讀取信號RT、 讀取指針值RP等)，將生成的控制信號向第二比較結果存儲部7輸 出。另外，將作為控制信號之一的寫入信號WT向重置信號生成部9 輸出。
更具體地講，比較結果控制部8每隔寫入周期Tw而輸出寫入信 號WT以及寫入指針值WP。另外，比較結果控制部8每隔與采樣周 期T的值相等的讀取周期Tr，向第二比較結果存儲部7輸出讀取信 號RT和讀取指針值RP，使緩存器71保存的值向判定部5a輸出。
判定部5a根據(jù)從鎖存器41輸入的比較結果以及從第二比較結 果存儲部7輸入的值，在從當前時刻開始至「采樣數(shù)X采樣周期」前 為止的時間內的比較結果中，求出表示不一致的比較結果的數(shù)量，基 于求出的數(shù)量、采樣數(shù)設定部11中設定的采樣數(shù)以及在判定閾值設 定部13中設定的判定閾值，進行判斷輸入信號X0 Xk正常/異常的閾值判定處理。
具體地講，判定部5a具有計數(shù)功能，其在從鎖存器41輸入 的比較結果中，對表示輸入信號X0 Xk中的至少一個不一致這一情 況的比較結果的數(shù)量進行計數(shù)；以及求和功能，其將通過該計數(shù)功能 進行計數(shù)而得到的計數(shù)值和從第二比較結果存儲部7輸入的值相加， 該判定部5a基于通過該求和功能而得到的值、采樣數(shù)設定部11中設 定的采樣數(shù)、以及判定閾值設定部13中設定的判定閾值，進行判斷 輸入信號X0 Xk正常/異常的閾值判定處理。
更具體地說，判定部5a利用計數(shù)功能在從保存有當前的比較結 果的初段鎖存器41一1至最終段的鎖存器41一n為止、即從當前的采 樣周期的時間至「鎖存器41的數(shù)量nX采樣周期」的時間為止的n 個比較結果中，對表示不一致的比較結果的數(shù)量進行計數(shù)，將該計數(shù) 值作為第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值。
判定部5a利用求和功能將通過計數(shù)功能進行計數(shù)而得到的第一 比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值，和由第二比較結果存儲部7保存 的不一致計數(shù)值、即從寫入有最新值的緩沖器71向前算起直至有效 緩沖器數(shù)h為止的緩沖器71中寫入的值相加，求出與采樣數(shù)相應的 比較結果中表示不一致的比較結果的計數(shù)值(不一致總計數(shù)值)。
判定部5a將通過求和功能而求出的不一致總計數(shù)值與判定閾值 進行比較，在不一致總計數(shù)值大于或等于判定閾值的情況下判定為異 常，在不一致總計數(shù)值小于判定閾值的情況下判定為正常。判定部 5a將判定結果作為輸出信號Y進行輸出。另外，判定部5a將通過求 和功能求出的第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT輸出至第 二比較結果存儲部7。
重置信號生成部9在由比較結果控制部8將第一比較結果存儲 部6的不一致計數(shù)值CNT保存在第二比較結果存儲部7之后，將重 置信號RES1輸出至鎖存器41，使鎖存器41的值重置。在此情況下， 鎖存器41保存的值成為比較結果的表示一致的值。
參照圖12的時序圖、圖10以及圖11，以輸入信號數(shù)為「2」(k =2)、鎖存器41的數(shù)量為「3」(n=3)、采樣周期為「T」、采樣數(shù)為「12」的情況為例，針對本發(fā)明的故障檢測裝置的動作進行說 明。
在圖12中，由于鎖存器數(shù)量為「3」、采樣數(shù)為「12」，所以
根據(jù)上述(式1)以及(式2)，有效緩沖器數(shù)h為「3」，寫入周期 Tw為「3T」。另外，讀取周期Tr為「T」。
在時刻t0，比較部3將輸入信號X0和輸入信號X1的比較結果 CMP進行輸出。在這里，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1 為"L"，因此比較部3將比較結果CMP置為表示輸入信號X0與輸 入信號X1不一致的比較結果(在此情況下為"H")。鎖存器41一 2、 41一3保存前段的鎖存器41 —1、 41一2的輸出，初段的鎖存器41 一1保存比較結果CMP。在此情況下，鎖存器41一1保存"H"，鎖 存器41一2 41一3保存"L"。
另一方面，比較結果控制部8將讀取信號RT設為有效(在此情 況下為"H"),將讀取指針值置為「1」、「2」、「3」而使緩沖 器71 — 1 71 —3保存的值(在此情況下均為「0」)輸出至判定部 5a，隨后將讀取信號RT設為無效(在此情況下為"L")。
判定部5a判斷鎖存器41一1 鎖存器41一3的輸出是否是表示 不一致的比較結果(在此情況下為"H")，對表示不一致的比較結 果的數(shù)量進行計數(shù)。在這里，鎖存器41一1的輸出為"H"，鎖存器 41一2、 41一3的輸出為"L",因此表示不一致的比較結果的數(shù)量(第 一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT)成為「1」。
判定部5a將第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT與從 緩沖器71 — 1 71 — 3輸入的值相加，求出不一致總計數(shù)值。在這里， 由于第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值為「1」，從緩沖器71 — 1 71 — 3輸入的值全部為「0」，所以不一致總計數(shù)值成為「1」。 另外，在這里，由于判定閾值為「7」，所以判定部5a將輸出信號Y 置為表示正常的"L"。
以下，有時將上述時刻t0的一系列動作統(tǒng)稱為寫入周期內處理 動作，上述一系列動作包括第一比較結果存儲處理動作，其使鎖存 器41一2、 41一3保存前段鎖存器41一1、 41一2的輸出，鎖存器41一l保存比較結果COM;第二比較結果輸出動作，其使比較結果控
制部8控制緩沖器71 — 1 71 — 3，而將緩沖器71 —1 71_3保存的 值向判定部5a輸出；以及判定處理動作，其使判定部5a求出第一比 較結果存儲部6的不一致計數(shù)值，并將求出的第一比較結果存儲部6 的不一致計數(shù)值和從緩沖器71 — 1 71 — 3輸入的值相加而求出不一 致總計數(shù)值，將該不一致總計數(shù)值與判定閾值進行比較而對輸出信號 Y進行輸出。該寫入周期內處理動作在每個采樣時刻執(zhí)行。
在時刻tl，由于不是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進 行寫入的寫入周期一致的采樣期間，所以與tO相同地，只進行寫入 周期內處理動作。在這里，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1 為"L"，因此比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較 結果存儲處理動作而使鎖存器41一1、 41一2保存"H"，鎖存器41 一3保存"L"。此外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果 控制部8使緩沖器71 — 1 71 — 3保存的值(在此情況下全部為「0」) 向判定部5a輸出。然后，通過判定處理動作，判定部5a求出第一比 較結果存儲部6的不一致計數(shù)值(在此情況下為「2」)和不一致總 計數(shù)值(在此情況下為「2」)，并對輸出信號Y(在此情況下為"L") 進行輸出。
在時刻t2，由于是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進行 寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此在進行寫入周期內處理動作之
后，進行向第二比較結果存儲部7即緩沖器7的寫入處理。首先，在 時刻t2,與時刻t0、 tl相同地進行寫入周期內處理動作。
在這里，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"，因 此比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處 理動作而使鎖存器41一1 41一3保存"H"。此外，通過第二比較 結果輸出處理動作，比較結果控制部8使緩沖器71 — 1 71 — 3保存 的值(在此情況下全部為「0」)向判定部5a輸出。然后，通過判定 處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT (在此情況下為「3」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「3」)， 并將輸出信號Y (在此情況下為"L")進行輸出。另外，判定部5a將第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT值(在此情況下為「3」)
向第二比較結果存儲部7輸出。
在從時刻t2開始的采樣時刻中的寫入周期內周期動作完成后， 在時刻t2a，比較結果控制部8控制寫入信號WT以及寫入指針值 WP，向第二比較結果存儲部7的緩沖器71中保存第一比較結果存儲 部6的不一致計數(shù)值CNT。
在這里，比較結果控制部8將寫入信號WT設為有效(在此情 況下為"H")，將寫入指針值設為「1」，從而在緩沖器71 — 1中 保存不一致計數(shù)值CNT (在此情況下為「3」)。在緩沖器71 — 1保 存第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT后，在時刻t2b，比較 結果控制部8將寫入信號WT設為無效(在此情況下為"L")。
在時刻t2b，通過寫入信號WT變?yōu)闊o效，而識別出向緩沖器71 一l中保存了第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT后，重置 信號生成部9將重置信號RES1置為有效(在此情況下為"H")。 由此，將鎖存器41一1 41一3的輸出重置為比較結果的表示一致的 值(在此情況下為"L")。重置信號生成部9在鎖存器41一1 41 一3的輸出變?yōu)?L"后，將重置信號RES1設為無效(在此情況下 為"L")。
以下，有時將從時刻t2a至時刻t2b的一系列動作統(tǒng)稱為寫入周 期處理動作，上述一系列動作包括第二比較結果存儲處理動作，其 使比較結果控制部8控制寫入信號WT以及寫入指針值WP，使第一 比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT保存在由寫入指針值WP示 出的緩沖器71中；以及第一比較結果重置處理動作，其使重置信號 生成部9將鎖存器41一1 41一3的值重置。
在時刻t3、 t4，由于與時刻tO相同地，不是與向第二比較結果 存儲部7的緩沖器71進行寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此與 時刻t0相同地，只進行寫入周期內處理動作。
在時刻t3，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"， 因此比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲 處理動作而使鎖存器41一1保存"H"，鎖存器41一2、鎖存器41一3保存"L"。此外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控
制部8將緩沖器71 — 1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 —l為「3」，緩沖器71 — 2、 71 —3為「0」)向判定部5a輸出。然 后，通過判定處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不 一致計數(shù)值(在此情況下為「1」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下 為「4」)，并對輸出信號Y (在此情況下為"L")進行輸出。
另外，在時刻t4,由于輸入信號X0、 XI都為"L"，因此比較 部3將比較結果CMP置為"L"，通過第一比較結果存儲處理動作 而使鎖存器41一1、 41一3保存"L"，鎖存器41一2保存"H"。此 外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71 — 1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71 — 2、 71 — 3為「0」)向判定部5a輸出。然后，通過判定處 理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值(在 此情況下為「1」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「4」)，并對 輸出信號Y (在此情況下為"L")進行輸出。
在時刻t5，由于是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進行 寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此與時刻t2相同地，在進行寫 入周期內處理動作之后，進行向第二比較結果存儲部7即緩沖器7 的寫入處理。首先，在時刻t5，與時刻t0相同地，進行寫入周期內 處理動作。
在這里，由于輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"，因 此比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處 理動作而使鎖存器41一1、 41一3保存"H"，鎖存器41 _2保存"L"。 另外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71-l 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71—2、 71_3為「0」))向判定部5a輸出。然后，通過判定 處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT (在此情況下為「2」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「5」)， 并將輸出信號Y (在此情況下為"L")進行輸出。另外，判定部5a 將第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT(在此情況下為「2」)向第二比較結果存儲部7輸出。
在從時刻t5開始的采樣時刻中的寫入周期內周期動作完成之
后，從時刻t5a開始，進行寫入周期處理動作。首先，在時刻t5a， 通過第二比較結果存儲處理動作，使第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT保存在第二比較結果存儲部7的緩沖器71中。在這里， 比較結果控制部8將寫入指針值WP設為遞增1后的值(在此情況下 為「2」)，向緩沖器71 — 2中保存第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT (在此情況下為「2」)。在向緩沖器71—2保存了第一 比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT之后，在時刻t5b，比較結果 控制部8將寫入信號WT置為"L"。
在時刻t5b，通過第一比較結果重置處理動作，重置信號生成部 9將重置信號RES1置為"H"，將鎖存器41一1 41一3的輸出重置 為"L"，在鎖存器41一1 41一3的輸出成為"L"后，將重置信號 RES1置為。
在時刻t6、 t7，與時刻t0相同地，只進行寫入周期內處理動作。 在時刻t6，輸入信號XO為"H"，輸入信號X1為"L"，因此比較 部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處理動作 而使鎖存器41 —1保存"H"，鎖存器41—2、 41一3保存"L"。另 外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71 — 1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71 — 2為「2」，71 — 3為「0」)向判定部5a輸出。然后，通 過判定處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計 數(shù)值(在此情況下為「1」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「6」)， 將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t7，輸入信號X0為"H"，輸入信號X1為"L",因此 比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處理 動作而使鎖存器41一1、 41一2保存"H"，鎖存器41一3保存"L"。 此外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71—1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71 — 2為「2」，71 — 3為「0」)向判定部5a輸出。然后，通過判定處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計 數(shù)值(在此情況下為「2」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「7」)。 在這里，由于判定閾值為「7」，所以判定部5a將輸出信號Y置為 表示異常的值(這里為"H")。
在時刻t8，由于是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進行 寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此與時刻t2相同地，在進行寫 入周期內處理動作之后，進行向第二比較結果存儲部7即緩沖器7 的寫入處理。首先，在時刻t8，與時刻t0相同地，進行寫入周期內 處理動作。
在這里，輸入信號X0為"H"，輸入信號X1為"L"，因此比 較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處理動 作而使鎖存器41一1 41一3保存"H"。另外，通過第二比較結果 輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器71 — 1 71 — 3所保存的 值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩沖器71 — 2為「2」，71 一3為「0」)向判定部5a輸出。然后，通過判定處理動作，判定部 5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT (在此情況下為 「3」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「8」)，并將輸出信號Y 置為"H"。此外，判定部5a將第一比較結果存儲部6的不一致計 數(shù)值CNT (在此情況下為「3」)向第二比較結果存儲部7輸出。
在從時刻t8開始的采樣時刻中的寫入周期內周期動作完成之 后，從時刻t8a開始，進行寫入周期處理動作。首先，在時刻t8a， 通過第二比較結果存儲處理動作，將第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT保存在第二比較結果存儲部7的緩沖器71中。在這里， 比較結果控制部8將寫入指針值WP設為遞增1后的值(在此情況下 為「3」)，向緩沖器71 — 3中保存第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT (在此情況下為「3」)。在向緩沖器71 — 3中保存了第 一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT之后，在時刻t8b，比較結 果控制部8將寫入信號WT置為"L"。
在時刻t8b，通過第一比較結果重置處理動作，重置信號生成部 9將重置信號RES1置為"H"，將鎖存器41一1 41 —3的輸出重置為"L"，在鎖存器41一1 41一3的輸出成為"L"后，將重置信號 RES1置為"L"。
在時刻t9、 t10，與時刻tO相同地只進行寫入周期內處理動作。 在時刻t10，輸入信號X0為"H"，輸入信號XI為"L"，因此比 較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處理動 作而使鎖存器41一1保存"H"，鎖存器41一2、 41一3保存"L"。 此外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71 — 1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71 — 2為「2」，71 —3為「3」)向判定部5a輸出。然后，通 過判定處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計 數(shù)值(在此情況下為「1」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「9」)， 將輸出信號Y置為"L"。
在時刻t10，輸入信號X0為"H"，輸入信號X1為"L"，因 此比較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處 理動作而使鎖存器41一1、 41一2保存"H"，鎖存器41一3保存"L"。 此外，通過第二比較結果輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器 71 — 1 71 — 3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩 沖器71 — 2為「2」，71 — 3為「3」)向判定部5a輸出。然后，通 過判定處理動作，判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計 數(shù)值(在此情況下為「2」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「10」)。 將輸出信號Y置為"H"。
在時刻tll，由于是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進 行寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此與時刻t2相同地，在進行 寫入周期內處理動作之后，進行向第二比較結果存儲部7即緩沖器 71的寫入處理。首先，在時刻tll,與時刻t0相同地進行寫入周期 內處理動作。
在這里，輸入信號X0為"H"，輸入信號X1為"L"，因此比 較部3將比較結果CMP置為"H"，通過第一比較結果存儲處理動 作而使鎖存器41一1 41一3保存"H"。此外，通過第二比較結果 輸出處理動作，比較結果控制部8將緩沖器71 — 1 71 —3所保存的值(在此情況下，緩沖器71 — 1為「3」，緩沖器71 — 2為「2」，緩 沖器71 — 3為「3」)向判定部5a輸出。然后，通過判定處理動作， 判定部5a求出第一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT (在此情 況下為「3」)和不一致總計數(shù)值(在此情況下為「8」)，將輸出信 號Y置為"H"。另外，判定部5a將第一比較結果存儲部6的不一 致計數(shù)值CNT (在此情況下為「11」)向第二比較結果存儲部7輸 出。
在從時刻tll開始的采樣時刻中的寫入周期內周期動作完成之 后，從時刻tlla開始，進行寫入周期處理動作。首先，在時刻tlla， 通過第二比較結果存儲處理動作，將第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT保存在第二比較結果存儲部7的緩沖器71中。在這里， 比較結果控制部8將寫入指針值WP設為遞增1后的值(在此情況下 為「1」)，向緩沖器71 — 1中保存第一比較結果存儲部6的不一致 計數(shù)值CNT (在此情況下為「3」)。在向緩沖器71 — 1中保存了第 一比較結果存儲部6的不一致計數(shù)值CNT之后，在時刻tllb，比較 結果控制部8將寫入信號WT置為"L"。
在時刻tllb，通過第一比較結果重置處理動作，重置信號生成 部9將重置信號RES1置為"H"，將鎖存器41一1 41一3的輸出重 置為"L"，在鎖存器41一1 41 —3的輸出成為"L"后，將重置信 號RES1置為"L"。
如上述說明所示，在本實施方式3中，由于比較部3對冗余化 的多個輸入信號X0 Xk的極性是否一致進行比較，第一比較結果存 儲部6每隔預定的采樣周期，對比較部3的從最新的比較結果開始按 時序順序的n個比較結果進行保存，第二比較結果存儲部7按時序順 次對計數(shù)值進行保存，該計數(shù)值是在第一比較結果存儲部6中保存有 n個比較結果時，n個比較結果中表示冗余化的多個輸入信號X0 Xk中的至少一個極性不一致這一情況的比較結果的數(shù)量的計數(shù)值， 判定部5a將在第一比較結果存儲部6中保存的n個比較結果中表示 冗余化的多個輸入信號X0 Xk中的至少一個極性不一致這一情況 的比較結果的計數(shù)值，和在第二比較結果存儲部7中保存的計數(shù)值中從最新的計數(shù)值開始直至與預定的采樣數(shù)相應為止的計數(shù)值相加，而 求出比較結果的合計值，在求出的合計值大于或等于預定的閾值的情 況下判斷為異常，在求出的合計值小于預定的判定閾值的情況下判斷 為正常，從而即使在采樣數(shù)很多的情況下，也可以一邊抑制設備資源 的增加， 一邊對應于與預定的「采樣周期x采樣數(shù)」的時間相應的輸 入信號X0 Xk的變化而判定正常/異常。
另外，在本實施方式3中，以第二比較結果存儲部7由環(huán)緩沖
器構成的情況為例進行了說明，但第二比較結果存儲部7并不限于環(huán) 緩沖器，只要是可以將第一比較結果存儲部6即鎖存器41保存的表 示不一致的值的數(shù)量進行保存的存儲單元即可，并不限定于環(huán)緩沖 器。
另外，在本實施方式3中，對表示輸入信號X0 Xk中的至少 一個極性不一致這一情況的比較結果進行計數(shù)，并與判定閾值進行比 較，但也可以對表示輸入信號X0 Xk的極性全部一致這一情況的比 較結果進行計數(shù)，并與判定閾值進行比較。在此情況下，在第二保存 結果存儲部7中，對第一比較結果存儲部6所保存的n個比較結果中 表示輸入信號X0 Xk的極性全部一致這一情況的比較結果的計數(shù) 值進行保存，判定部5在計數(shù)值大于或等于判定閾值的情況下，輸出 表示正常的輸出信號Y，在計數(shù)值小于判定閾值的情況下，輸出表示 異常的輸出信號Y即可。
實施方式4
使用圖13 圖15對本發(fā)明的實施方式4進行說明。在前面的實 施方式3中，通過第二比較結果存儲部7針對由第一比較結果存儲部 6的鎖存器41在每個采樣時刻保存的比較結果，將其中表示不一致 或者一致的比較結果的計數(shù)值進行保存，從而即使在采樣數(shù)很多的情 況下，也可以限制設備資源的增加，對應于與從最新的比較結果開始 直至與采樣數(shù)相應為止的比較結果的一致、不一致的比例，即對應于 與預定的「采樣周期X采樣數(shù)」的時間相應的輸入信號XO、 XI的變 化而判定正常/異常。
但是，在前面的實施方式3中，由于第二比較結果存儲部7保存表示不一致或一致的比較結果的計數(shù)值，因此失去了比較結果的時 序。由于與「采樣周期X采樣數(shù)」相應的時間變長，所以如果失去了 比較結果的時序，則產生將因不同事件導致的輸入信號的不一致視為 同一事件這一問題。
例如在使鎖存器41的數(shù)量為「50」(n二50)、采樣周期為「20ms」、 有效緩沖器數(shù)為「120」(h=120)的情況下，在第二比較結果存儲 部7的緩沖器71中保存ls期間的不一致或一致的計數(shù)值。在這里， 如圖13所示，輸入信號X0在時刻t0至時刻t2的期間為"H"，在 時刻t2至時刻t3的期間為"L"，輸入信號XI在時刻t0至時刻tl 的期間為"L"，在時刻tl至時刻t3的期間為"H"。在此情況下， 從時刻t0至時刻tl和從時刻t2至時刻t3，比較結果均為表示不一致 的值，從時刻tl至時刻t2，比較結果為表示一致的值。由此，在第 二比較結果存儲部7中，在保存從時刻t0至時刻tl和從時刻t2至時 刻t3的比較結果的緩沖器中保存「50」，在保存從時刻tl至時刻t2 的比較結果的緩沖器中保存「0」。
在這里，從時刻t0至時刻tl是輸入信號XO為"H"而輸入信 號X1為"L"導致的比較結果為不一致、即事件A，從時刻t2至時 刻t3是輸入信號XI為"L"而輸入信號XI為"H"導致的比較結果 為不一致、即事件B，兩個事件A、 B的不一致是不同的。但是，由 于在第二比較結果存儲部7中丟失了比較結果的時序，所以無論在事 件A和事件B之間是否存在輸入信號X0和輸入信號X1—致的期間， 都將事件A和事件B視為相同事件。
為了改善上述問題，在本實施方式4中，在事件A和事件B之 間的比較結果為一致的期間中，將第一比較結果存儲部6以及第二比 較結果存儲部7的值進行重置，從而區(qū)分不同的兩個事件而準確地檢 測不一致事件。
圖14是表示本發(fā)明的故障檢測裝置的實施方式4的結構的框 圖。圖14中示出的本實施方式4的故障檢測裝置，在前面的圖10 中示出的實施方式3的故障檢測裝置的設定部1中添加重置條件設定 部18，取代重置信號生成部9而設置有重置信號生成部9a。在與前
36面的圖10中示出的實施方式3的故障檢測裝置具有相同功能的結構 部分上標注相同標號，省略重復說明。
在重置條件設定部18中設定將第一比較結果存儲部6及第二比 較結果存儲部7所保存的值進行重置的重置條件。重置條件可以為下
述三個條件中的任意一個
(條件l)比較結果為一致的情況
(條件2)從當前的采樣時刻向前算起直至「y (2《y, y為自 然數(shù))X采樣周期」時間前為止的期間，比較結果連續(xù)為一致的情況 (條件3)從當前的采樣時刻向前算起直至「yX采樣周期」時 間前為止的期間，表示一致的比較結果大于或等于重置閾值的情況
在重置條件設定部18中設定表示不根據(jù)上述(條件1) (條 件3)進行重置的設定值、表示根據(jù)上述(條件l)進行重置的設定 值、表示根據(jù)上述(條件2)進行重置的設定值、或者表示根據(jù)上述 (條件3)進行重置的設定值中的某一個。另外，在設定為表示根據(jù) 上述(條件2)進行重置的設定值的情況下，還設置表示進行判定的 比較結果數(shù)量的值y以及重置閾值。另外，在此情況下，將表示進行 判定的比較結果數(shù)量的值y和充值閾值設定為相等的值。另外，在設 定為表示根據(jù)上述(條件3)進行重置的設定值的情況下，還設置表 示進行判定的比較結果數(shù)量的值y以及重置閾值。另外，在重置條件 設定部18中設定的設定值，與連接在遠程I/O站點80上的設備81 的控制參數(shù)相同地，從遠程主控站點90通過通信而進行設定。艮P， 可以由用戶任意設定。
在前面的圖10中示出的實施方式3的重置信號生成部9的功能 的基礎上，重置信號生成部9a根據(jù)在重置條件設定部18中設定的設 定值以及從比較部3輸入的比較結果CMP，使重置信號RES1成為 有效而將第一比較結果存儲部6的鎖存器41重置，同時，將重置信 號RES2以規(guī)定期間設為有效，經由比較結果控制部8將第二比較結 果存儲部7的緩沖器71重置。
具體地講，在重置條件設定部18中設定為表示根據(jù)上述(條件 1)進行重置的設定值的情況下，重置信號生成部9a監(jiān)視比較部3輸出的比較結果CMP，在比較結果CMP從表示不一致的值變?yōu)楸硎?br> 一致的值的情況下，將重置信號RES1、 RES2設為有效。
在重置條件設定部18中設定為表示根據(jù)上述(條件2)進行重 置的設定值的情況下，重置信號生成部9a具有計數(shù)功能，在通過該 計數(shù)功能進行計數(shù)而得到的計數(shù)值大于或等于重置閾值的情況下，將 重置信號RES1、 RES2設為有效，該計數(shù)功能是在比較部3輸出的 比較結果CMP為表示一致的值的情況下使計數(shù)值遞增，在比較結果 CMP表示不一致的情況下將重置值重置。
另外，在重置條件設定部18中設定為表示根據(jù)上述(條件3) 進行重置的設定值的情況下，重置信號生成部9a具有計數(shù)功能，在 通過該計數(shù)功能進行計數(shù)而得到的計數(shù)值與重置閾值一致的情況下， 將重置信號RES1、 RES2設為有效，該計數(shù)功能是針對從當前的采 樣時刻向前算起直至「yX采樣周期」時間前為止的期間，在比較部 3輸出的比較結果CMP為表示一致的值的情況下使計數(shù)值遞增。
另外，將重置信號RES1、 RES2設為無效的定時既可以是在重 置條件設定部18中設定的設定值所示的條件不成立時，也可以是從 將重置信號RES1、 RES2設為有效開始經過規(guī)定的時間之后。在這 里，所謂規(guī)定時間是指將鎖存器41以及緩沖器71的值進行重置所需 的時間。
另外，在從將重置信號RES1、 RES2設為有效開始經過規(guī)定的 時間后設為無效的情況下，下一次將重置信號RES1、 RES2設為有 效的定時，也可以是從將重置信號RES1、 RES2設為無效開始至比 較結果至少一次為不一致之后，重置條件設定部18中設定的設定值 所示的條件成立時。
另外，在這里，對于上述(條件2)以及(條件3)，由重置信 號生成部9a對比較結果CMP進行計數(shù)，但也可以由判定部5a在對 鎖存器41保存的不一致或一致的數(shù)量進行計數(shù)時，根據(jù)在重置條件 設定部18中設定的設定值，對從當前的采樣時刻向前算起直至「y (2《y， y是自然數(shù))X采樣周期」時間前為止的期間中的一致的數(shù) 量進行計數(shù)，并向重置條件設定部18輸出。另外，在重置條件設定部18中設定為表示不根據(jù)上述(條件
1) (條件3)進行重置的值的情況下，重置信號生成部9a只進行 前面的重置信號生成部9a的動作。
下面，參照圖15的時序圖以及圖14，對本實施方式4的故障檢 測裝置的動作進行說明。另外，由于本實施方式4的故障檢測裝置和 前面的實施方式3的故障檢測裝置的不同點僅在于重置信號生成部 9a根據(jù)上述(條件l) (條件3)中的某一個而將重置信號RES1、 RES2設為有效的情況下的動作，所以在這里，僅對于不同點的動作， 以根據(jù)上述(條件1)而將重置信號RES1、 RES2設為有效的情況為 例進行說明。
在時刻tl，輸入信號XO從"H"變?yōu)?L"。因此輸入信號X0、 XI均成為"L"，比較部3將比較結果CMP置為表示輸入信號X0 和輸入信號X1—致的值(在此情況下為"L")。
在重置條件設定部18中，設定為在已設定的上述(條件l)即 比較結果CMP表示一致的情況下進行重置。因此，重置信號生成部 9a根據(jù)比較結果CMP成為"L"而識別出重置條件成立，將重置信 號RES1、 RES2設為有效(在此情況下為"H")。
在重置信號RES1成為"H"后，將鎖存器41的輸出置為比較 結果為一致的值(在此情況下為"L")。另一方面，在重置信號RES2 成為"H"后，比較結果控制部8將寫入信號WT設為有效(在此情 況下為"H")，將寫入指針值WP設為「1」、「2」、「3」，而 向第二比較結果存儲部7的所有緩沖器71中寫入「0」，從而將緩沖 器71重置。
在時刻t2，輸入信號XI從"L"變?yōu)?H"。由此輸入信號X0 和輸入信號XI變?yōu)椴灰恢?，比較部3將比較結果CMP設為表示輸 入信號X0和輸入信號XI不一致的值(在此情況下為"H")。在 比較部3的比較結果CMP成為"H"后，重置信號生成部9a將重置 信號RES1、 RES2設為無效(在此情況下為"L")。在重置信號 RES2成為"L"后，比較結果控制部8從下一個采樣時刻(在這里 為時刻t3)開始寫入周期Tw的測量。在時刻t3，輸入信號X0為"L"，輸入信號XI為"H"，因此 比較部3將比較結果CMP置為"H"。比較結果控制部8由于從時 刻t3開始寫入周期Tw的測量，所以從該時刻t3至時刻t4，只進行 前面的實施方式3中說明的寫入周期內處理動作。
在時刻t4，由于是與向第二比較結果存儲部7的緩沖器71進行 寫入的寫入周期一致的采樣期間，因此在進行寫入周期內處理動作 后，進行在前面的實施方式3中說明的寫入周期處理動作。
如上述說明所示，在本實施方式4中，由于在比較部3的比較 結果表示冗余化的輸入信號X0 Xk的極性全部一致的情況下，在比 較部3的比較結果以預定的數(shù)量連續(xù)表示冗余化的輸入信號XO Xk 的極性全部一致的情況下，或者表示冗余化的輸入信號XO Xk的極 性全部一致這一情況的比較結果的數(shù)量在規(guī)定的期間內大于或等于 預定數(shù)量的情況下，重置信號生成部9a將第一比較結果存儲部6以 及第二比較結果存儲部7進行重置，從而可以區(qū)分不同的事件而準確 地檢測不一致事件。
具體地說，對于前面的圖13中示出的時刻t0至tl的事件A、 即輸入信號XO為"H"而輸入信號X1為"L"時的不一致事件，通 過根據(jù)時刻tl t2之間的輸入信號X0和輸入信號XI的一致而進行 重置，從而可以將時刻t2至t3的事件B、即輸入信號XO為"L"而 輸入信號X1為"H"時的不一致事件B和事件A進行區(qū)分，可以準 確地檢測不一致事件。
另外，在本實施方式4中，由于可以從外部向重置條件設定部 18中設定重置條件，所以可以與應用本裝置的系統(tǒng)對應而變更用以 對事件進行區(qū)分的重置條件。
另外，在實施方式1 4中，以應用在前面的圖1所示的遠程I/0 站點80中的情況為例進行了說明，但本發(fā)明的故障檢測裝置并不限 定于遠程I/0站點。
另外，通常在遠程I/O站點80中大多搭載有對設備81進行控 制 監(jiān)視的CPU。對于由實施方式1或實施方式2的時鐘生成部2、 比較部3以及判定部5實現(xiàn)的前述各個功能，由實施方式3的時鐘生
40成部2、比較部3、判定部5a、比較結果控制部8、以及重置信號生 成部9實現(xiàn)的前述各個功能，或者由實施方式4的時鐘生成部2、比 較部3、判定部5a、比較結果控制部8、以及重置信號生成部9a實 現(xiàn)的前述各個功能，也可以通過軟件實現(xiàn)，并由遠程I/O站點80內 的CPU、或者專用的CPU執(zhí)行。
工業(yè)實用性
如上所述，本發(fā)明所涉及的故障檢測裝置在對生成冗余化的多 個輸入信號的電路進行的故障檢測中有效，特別適用于對生產現(xiàn)場的 遠程I/O站點中的冗余化的輸入信號進行異常檢測。
權利要求
1. 一種故障檢測裝置，其特征在于，具有比較單元，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；比較結果存儲單元，其每隔預定的采樣周期而對比較單元的比較結果進行保存；以及判定單元，其在前述比較結果存儲單元所存儲的多個比較結果中，使用從最新的比較結果開始按時序順序與預定的采樣數(shù)相應的比較結果，對前述冗余化的多個輸入信號是否正常進行判定。
2. 如權利要求1所述的故障檢測裝置，其特征在于， 前述判定單元針對與前述采樣數(shù)相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全部一致這一情況的比較結果的數(shù)量進 行計數(shù)，在計數(shù)值大于或等于預定的判定閾值的情況下判定為正常， 在計數(shù)值小于預定的判定閾值的情況下判定為異常。
3. 如權利要求1所述的故障檢測裝置，其特征在于， 前述判定單元針對與前述采樣數(shù)相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號中的至少一個極性不同這一情況的比較結果的 數(shù)量進行計數(shù)，在計數(shù)值大于或等于預定的判定閾值的情況下判定為 異常，在計數(shù)值小于預定的判定閾值的情況下判定為正常。
4. 如權利要求2或3所述的故障檢測裝置，其特征在于， 前述判定單元對與前述采樣數(shù)相應的比較結果進行加權后進行計數(shù)。
5. 如權利要求1所述的故障檢測裝置，其特征在于， 前述判定單元對比較結果的一致/不一致的樣式、和預定的判定樣式進行比較，而對正常/異常進行判定，該比較結果的一致/不一致的樣式是將存儲在前述比較結果存儲單元中的與采樣數(shù)相應的 比較結果從最新的比較結果開始按時序順序排列而獲得的。
6. —種故障檢測裝置，其特征在于，具有比較單元，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；第一比較結果存儲單元，其每隔預定的采樣周期，對前述比較 單元的從最新的比較結果開始按時序順序的n個比較結果進行保存， 其中，n是自然數(shù)；第二比較結果存儲單元，其按時序順序對計數(shù)值進行保存，該 計數(shù)值是在前述第一比較結果存儲單元保存有n個比較結果時，n個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全部一致這一情 況的比較結果的計數(shù)值；以及判定單元，其將前述第一比較結果存儲單元所保存的n個比較 結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全部一致這一情況的 比較結果的計數(shù)值，和前述第二比較結果存儲單元所保存的計數(shù)值中 從最新的計數(shù)值開始直至與預定的采樣數(shù)相應為止的計數(shù)值相加，求 出與前述采樣數(shù)相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號 的極性全部一致這一情況的比較結果的合計值，在求得的合計值大于 或等于預定的判定閾值的情況下判定為正常，在求得的合計值小于預 定的判定閾值的情況下判定為異常。
7. —種故障檢測裝置，其特征在于，具有比較單元，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；第一比較結果存儲單元，其每隔預定的采樣周期，對前述比較 單元的從最新的比較結果開始按時序順序的n個比較結果進行保存， 其中，n是自然數(shù)；第二比較結果存儲單元，其按時序順序對計數(shù)值進行保存，該 計數(shù)值是在前述第一比較結果存儲單元保存有n個比較結果時，n個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號中的至少一個極性不同 這一情況的比較結果的計數(shù)值；以及判定單元，其將前述第一比較結果存儲單元所保存的n個比較 結果中表示前述冗余化的多個輸入信號中的至少一個極性不同這一 情況的比較結果的計數(shù)值，和前述第二比較結果存儲單元中保存的計 數(shù)值中從最新的計數(shù)值開始直至與預定的采樣數(shù)相應為止的計數(shù)值 相加，求出與前述采樣數(shù)相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸 入信號中的至少一個極性不同這一情況的比較結果的合計值，在求得 的合計值大于或等于預定的判定閾值的情況下判定為異常，在求得的 合計值小于預定的判定閾值的情況下判定為正常。
8. 如權利要求6或7所述的故障檢測裝置，其特征在于， 還具有重置單元，其在規(guī)定的條件成立的情況下，對前述第一以及第二比較結果存儲單元中保存的值進行重置。
9. 如權利要求8所述的故障檢測裝置，其特征在于， 前述規(guī)定的條件為在前述比較單元的比較結果表示前述冗余化的輸入信號的極性全部一致時；在以預定的次數(shù)連續(xù)成為前述比較 單元的比較結果表示前述冗余化的輸入信號的極性全部一致時；或者 在規(guī)定的期間內，表示前述冗余化的輸入信號的極性全部一致這一情 況的比較結果的數(shù)量大于或等于預定數(shù)量時。
10. —種故障檢測方法，其特征在于，包含以下步驟 比較步驟，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；比較結果存儲步驟，其每隔預定的采樣周期而將比較步驟的比 較結果存儲在存儲單元中；以及判定步驟，其在通過前述比較結果存儲步驟而存儲至存儲單元 的多個比較結果中，使用從最新的比較結果開始按時序順序與預定的 采樣數(shù)相應的比較結果，對前述冗余化的多個輸入信號是否正常進行判定。
11. 一種故障檢測方法，其特征在于，包含以下步驟 比較步驟，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；第一比較結果存儲步驟，其每隔預定的采樣周期，將前述比較 步驟的從最新的比較結果開始按時序順序的n個比較結果存儲到第 一存儲單元中，其中，n是自然數(shù)；第二比較結果存儲步驟，其按時序順序將計數(shù)值存儲在第二存 儲單元中，該計數(shù)值是在通過第一比較結果存儲步驟而將第n個比較 結果保存至第一存儲單元中的情況下，前述第一存儲單元所存儲的n 個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全部一致的比 較結果的計數(shù)值；以及判定步驟，其將通過前述第一比較結果存儲步驟而存儲至前述 第一存儲單元的n個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的 極性全部一致這一情況的比較結果的計數(shù)值，和通過前述第二比較結 果存儲步驟而存儲至前述第二存儲單元的計數(shù)值中從最新的計數(shù)值 開始直至與預定的采樣數(shù)相應為止的計數(shù)值相加，求出與前述采樣數(shù) 相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全部一致 這一情況的比較結果的合計值，在求得的合計值大于或等于預定的判 定閾值的情況下判定為正常，在求得的合計值小于預定的判定閾值的 情況下判定為異常。
12. —種故障檢測方法，其特征在于，包含以下步驟 比較步驟，其對冗余化的多個輸入信號的極性是否一致進行比較；第一比較結果存儲步驟，其每隔預定的采樣周期，將前述比較 步驟的從最新的比較結果開始按時序順序的n個比較結果存儲到第 一存儲單元中，其中，n是自然數(shù)；第二比較結果存儲步驟，其按時序順序將計數(shù)值存儲在第二存儲單元中，該計數(shù)值是在通過第一比較結果存儲步驟而將第n個比較 結果保存至第一存儲單元中的情況下，前述第一存儲單元所存儲的n 個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號中的至少一個極性不 同這一情況的比較結果的計數(shù)值；以及判定步驟，其將通過前述第一比較結果存儲步驟而存儲至前述 第一存儲單元的n個比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號中 的至少一個極性不同這一情況的比較結果的計數(shù)值，和通過前述第二比較結果存儲步驟而存儲至前述第二存儲單元的計數(shù)值中從最新的 計數(shù)值開始直至與預定的采樣數(shù)相應為止的計數(shù)值相加，求出與前述 采樣數(shù)相應的比較結果中表示前述冗余化的多個輸入信號的極性全 部一致這一情況的比較結果的合計值，在求得的合計值大于或等于預 定的判定閾值的情況下判定為異常，在求得的合計值小于預定的判定 閾值的情況下判定為正常。
13. —種故障檢測程序，其用于使計算機執(zhí)行權利要求10至12 中任意一項所述的方法。
全文摘要
比較部(3)對冗余化的多個輸入信號(X0、X1)的極性是否一致進行比較，比較結果存儲部(4)每隔在采樣周期設定部(12)中設定的采樣周期而對比較部(3)的比較結果進行保存，判定部(5)在從最新的比較結果開始按時序順序與采樣數(shù)設定部(11)中設定的采樣數(shù)相應的比較結果中，對表示輸入信號(X0、X1)的極性不一致這一情況的不一致比較結果的數(shù)量進行計數(shù)，在計數(shù)值大于或等于判定閾值設定部(13)中設定的判定閾值的情況下，判定為輸入信號(X0、X1)異常，在計數(shù)值小于判定閾值的情況下，判定為正常。
文檔編號G05B9/03GK101523307SQ20078003631
公開日2009年9月2日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者倉地晴幸, 大西厚子, 田川隆 申請人:三菱電機株式會社