特許 6984422 信号処理装置および信号処理装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984422

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】信号処理装置および信号処理装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G08C 15/00 20060101AFI20211213BHJP

【ＦＩ】

   G08C15/00 E

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-1761(P2018-1761)

(22)【出願日】2018年1月10日

(65)【公開番号】特開2019-121262(P2019-121262A)

(43)【公開日】2019年7月22日

【審査請求日】2020年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 亮平

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０６８６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１８０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７７５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２９６８５６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４

Ｇ０１Ｄ ９／００−１５／３４

Ｈ０３Ｍ １／００− １／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサからのアナログ入力信号を処理して制御装置に転送する信号処理装置であって、
前記アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したかを判定する信号状態判定部と、
前記信号状態判定部により、前記状態が前記所定時間以上継続したと判定されると、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことを前記制御装置に通知する通知部と、
前記所定時間を設定するユーザ操作を取得する受信部と、
前記ユーザ操作に応じて前記所定時間を設定する判定条件設定部と、
を備えていることを特徴とする信号処理装置。

【請求項2】

前記アナログ入力信号の時系列データを外部の機器に表示させる表示指示部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

複数の前記センサの各々と接続するための複数のチャネルをさらに備え、
前記時系列データは、１つの前記チャネルによって入力された１つの前記アナログ入力信号の時系列データ、または、複数の異なるチャネルによって入力された複数の前記アナログ入力信号の時系列データであることを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記所定時間は、前記信号処理装置における前記アナログ入力信号のサンプリング期間の整数倍であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の信号処理装置。

【請求項5】

前記制御装置はマスタースレーブ制御システムにおけるマスタ装置であり、
前記信号処理装置は前記マスタ装置にネットワークを介して接続されるスレーブ装置であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の信号処理装置。

【請求項6】

センサからのアナログ入力信号を処理して制御装置に転送する信号処理装置の制御方法であって、
前記アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したかを判定する信号状態判定ステップと、
前記信号状態判定ステップにより、前記状態が前記所定時間以上継続したと判定されると、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことを前記制御装置に通知する通知ステップと、
前記所定時間を設定するユーザ操作を取得する受信ステップと、
前記ユーザ操作に応じて前記所定時間を設定する判定条件設定ステップと、
を含むことを特徴とする信号処理装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は信号処理装置等に関し、特に、センサからの信号を処理して制御装置へ転送する信号処理装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

計量装置等の産業機械に取り付けられたセンサが検出した物理量を当該センサから取得し、取得した検出信号に対し処理を施し、当該産業機械を制御する制御装置に転送する信号処理装置が知られている。このような信号処理装置では、センサから取得したアナログ信号をＡ／Ｄ変換装置にてデジタル信号に変換して制御装置に転送している。

【0003】

例えば、特許文献１には、制御装置への転送周期よりも短いデータ取得周期でセンサから信号を取得することにより、信号からのノイズ除去の遅延を防ぎ、ノイズ除去後の信号に係る時系列データを遅れなく制御装置へ転送する信号制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１３４７６９号公報（２０１７年８月３日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、性能が同等のＡ／Ｄ変換装置において、アナログ入力信号の分割数を高く設定した場合、アナログ入力信号の入力変換範囲は制限される。そのため、アナログ入力信号の分割数を高く設定した場合は、アナログ入力信号の分割数を低く設定した場合に比べて、アナログ入力信号の値は次のような状態となりやすくなる。例えば、アナログ入力信号の値がＡ／Ｄ変換装置の入力変換範囲を超えるオーバーレンジの状態、あるいは、アナログ入力信号の値が入力変換範囲を下回るアンダーレンジの状態である。詳細を以下に説明する。

【0006】

図７は、分解能が１６Ｂｉｔまたは１８ＢｉｔのＡ/Ｄ変換装置において、アナログ入力信号の状態がオーバーレンジまたはアンダーレンジとなる一例を示す図である。図７の（ａ）は、フルスケールの上下限値（＋１０Ｖ、−１０Ｖ）におけるアナログ入力信号の分割数を３００００と設定した場合のアナログ入力信号の状態の一例を示している。また、図７の（ｂ）は、フルスケールの上下限値（＋１０Ｖ、−１０Ｖ）におけるアナログ入力信号の分割数を６４０００と設定した場合のアナログ入力信号の状態の一例を示している。図７の（ａ）に示すように、分割数を３００００のように低く設定した場合、入力変換範囲はフルスケールの上下限値の１０５％および-５％に設定される。すなわち、入力変換範囲の上限値は＋１１Ｖとなり、下限値は−１１Ｖとなる。そのため、アナログ入力信号の値が＋１１Ｖに達しない、あるいは、−１１Ｖを下回らない限り、アナログ入力信号の状態がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態とはならない。これに対し、図７の（ｂ）に示すように、分割数を６４０００のように高く設定した場合、入力変換範囲はフルスケールの上下限値の１０１％および-１％に制限する必要がある。すなわち、入力変換範囲の上限値は＋１０．２Ｖとなり、下限値は−１０．２Ｖとなる。そのため、該分割数を３００００のように低く設定した場合に比べ、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態となる頻度が増える。また、図７の（ａ）および（ｂ）においては、オーバーシュートが生じた場合のアナログ入力信号の時系列データを示している。図７の（ａ）に示すように、入力変換範囲の上限値が＋１１Ｖである場合、アナログ入力信号の値は該上限値を超えていない。一方で、図７の（ｂ）に示すように、入力変換範囲の上限値が＋１０．２Ｖである場合、アナログ入力信号の値は該上限値を超えている。すなわち、分割数を高く設定することにより、入力変換範囲は狭くなり、その結果、アナログ入力信号はオーバーレンジまたはアンダーレンジとなり易くなる。

【0007】

例えば、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態となったときに、アナログ信号の異常を示す通知が行われる構成では、以下のような問題が生じる。すなわち、該分割数を高く設定した場合、アナログ信号の異常を示す通知が頻繁に行われてしまう。例えば、オーバーシュートまたはアンダーシュートによってアナログ入力信号の状態がオーバーレンジまたはアンダーレンジとなるのは、必ずしも異常状態が発生している場合に限られない。しかし、このような場合においてもアナログ信号の異常を示す通知が頻繁に行われてしまうと稼働率の低下などの問題が生じ得る。

【0008】

前記特許文献１に示されるような従来技術は信号におけるノイズを除去する技術であり、不要な「異常を示す通知」を抑制しようとするものではない。本発明の一態様は、アナログ信号の異常を示す通知において不要な通知を抑制することができる信号処理装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る信号処理装置は、センサからのアナログ入力信号を処理して制御装置に転送する信号処理装置であって、前記アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したかを判定する信号状態判定部と、前記信号状態判定部により、前記状態が前記所定時間以上継続したと判定されると、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことを前記制御装置に通知する通知部と、を備えている。

【0010】

また、本発明の一態様に係る信号処理装置の制御方法は、センサからのアナログ入力信号を処理して制御装置に転送する信号処理装置の制御方法であって、前記アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したかを判定する信号状態判定ステップと、前記信号状態判定ステップにより、前記状態が前記所定時間以上継続したと判定されると、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことを前記制御装置に通知する通知ステップと、を含む。

【0011】

前記の構成によれば、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態（異常状態）となったとしても、その状態が所定時間継続しない場合、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態を示す通知が行われない。例えば、オーバーシュートまたはアンダーシュートを原因として、アナログ入力信号が異常状態となる場合、その状態の原因がセンサ等の故障ではない。そのため、アナログ入力信号の状態が異常状態である旨の通知は不要となる。また、オーバーシュートまたはアンダーシュートを原因としてアナログ入力信号が異常状態となる期間は限られる。そのため、前記所定時間を適宜設定することによって、オーバーシュートまたはアンダーシュート等を原因とした異常状態の通知を抑制することができる。

【0012】

本発明の一態様に係る信号処理装置は、前記所定時間を設定するユーザ操作を取得する受信部と、前記ユーザ操作に応じて前記所定時間を設定する判定条件設定部と、を備えていてもよい。

【0013】

前記の構成によれば、アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態がユーザが所望する所定時間以上継続した場合に、該状態が発生したことを制御装置に通知することができる。

【0014】

本発明の一態様に係る信号処理装置は、前記アナログ入力信号の時系列データを外部の機器に表示させる表示指示部を備えていてもよい。前記の構成によれば、アナログ入力信号の時系列データをユーザに示すことができる。

【0015】

本発明の一態様に係る信号処理装置は、複数の前記センサの各々と接続するための複数のチャネルをさらに備え、前記時系列データは、１つの前記チャネルによって入力された１つの前記アナログ入力信号の時系列データ、または、複数の異なるチャネルによって入力された複数の前記アナログ入力信号の時系列データであってもよい。

【0016】

前記の構成によれば、１つのチャネルによって入力された１つのアナログ入力信号の時系列データ、または、複数の異なるチャネルにて入力された複数のアナログ入力信号の時系列データをユーザに示すことができる。また、複数の異なるチャネルによって入力された複数のアナログ入力信号の時系列データを表示することによって、ユーザは各チャネルによって入力されたアナログ入力信号の時系列データ同士を比較することができる。

【0017】

本発明の一態様に係る信号処理装置は、前記所定時間は、前記信号処理装置が前記アナログ入力信号のサンプリング期間の整数倍であってもよい。

【0018】

前記の構成によれば、信号処理装置が所定の回数連続してサンプリングしたアナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が継続していた場合、該状態が発生したことを通知することができる。

【0019】

本発明の一態様に係る信号処理装置は、前記制御装置はマスタースレーブ制御システムにおけるマスタ装置であり、前記信号処理装置は前記マスタ装置とネットワークを介して接続されるスレーブ装置であってもよい。

【0020】

前記の構成によれば、前記信号処理装置をマスタースレーブ制御システムに適用することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一態様によれば、アナログ信号の異常を示す通知において不要な通知を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る信号処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図2】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る信号処理装置がアナログ入力信号に対して行う処理の一例を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る制御システムの概要を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る信号処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係る信号処理装置の処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態に係る信号状態判定部が行う判定のために用いられる所定時間の設定の一例を示す図である。

【図7】アナログ入力信号の状態がオーバーレンジまたはアンダーレンジとなる一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

【0024】

§１ 適用例
信号処理装置１０はアナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。前記状態が所定時間以上継続した場合、信号処理装置１０はアナログ入力信号についてオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことをコントローラ（制御装置）４０に通知する。

【0025】

図２は、本実施形態に係る信号処理装置１０がアナログ入力信号に対して行う処理の一例を示す図である。詳細には、図２の（ａ）は、信号処理装置１０がアナログ入力信号をデジタル信号に変換する処理の一例を示す図である。図２の（ａ）においては、アナログ入力信号の値（アナログ入力信号）を実線で示し、デジタル信号の値（変換値）を点線で示している。図２の（ａ）に示すように、アナログ入力信号の値が入力変換範囲内である場合、信号処理装置１０はアナログ入力信号の値をそのままデジタル信号に変換する。一方で、アナログ入力信号の値が入力変換範囲外である場合、信号処理装置１０はアナログ入力信号の値を入力変換範囲の上限値（または下限値）としてデジタル信号に変換する。

【0026】

図２の（ｂ）は、信号処理装置１０がコントローラ４０に送信する信号（オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことをコントローラ４０に通知する信号）の生成の一例を示す図である。当該信号は、値によってアナログ入力信号の状態を示す。図２の（ｂ）に示すように、１の値を示す当該信号は、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態（異常状態）であることを示す。また、０の値を示す当該信号は、アナログ入力信号が正常であることを示す。図２の（ｂ）に示す例では、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間（図２の（ｂ）に示す例では、１００ｍｓ）以上継続した場合、信号処理装置１０は１の値を示す当該信号を生成する。コントローラ４０は、１の値を示す当該信号（アナログ入力信号が異常状態であることを示す信号）を受信すると、アナログ入力信号の状態が異常状態である旨を示す画像等を表示入力装置５０に表示させる。また、信号処理装置１０は、外部機器（後述のサポート装置６０等）を介したユーザの異常通知の解除の入力操作を受け付けて、該信号の値を０に戻す構成としてもよい。

【0027】

前記の構成によれば、アナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態となったとしても、その状態が１００ｍｓ以上継続しない場合は、アナログ入力信号が異常との通知が行われない。例えば、オーバーシュートまたはアンダーシュートを原因として、アナログ入力信号の状態がオーバーレンジまたはアンダーレンジ（異常状態）となる場合、その状態の原因はセンサ等の故障ではない。そのため、アナログ入力信号の状態が異常状態である旨の通知は不要となる。また、オーバーシュートまたはアンダーシュートを原因としてアナログ入力信号が異常状態とる期間は限られる。そのため、前記所定時間を適宜設定することによって、オーバーシュートまたはアンダーシュート等を原因としたアナログ入力信号の異常状態についての通知を抑制することができる。

【0028】

また、信号処理装置１０を複数のセンサから複数のアナログ入力信号を受信する構成とし、信号処理装置１０が各アナログ入力信号に対して上述の異常通知処理を行ってもよい。

【0029】

§２ 構成例
（制御システム１）
図３は、本実施形態に係る制御システム１の概要を示す図である。図３に示すように、制御システム１は、複数のセンサ２０、信号処理装置１０、通信カプラ３０、コントローラ４０、表示入力装置５０およびサポート装置６０を含む。

【0030】

例えば、コントローラ４０はマスタ装置であり、信号処理装置１０はマスタ装置と上位バス、すなわち、上位通信ネットワークを介して接続されるスレーブ装置である。換言すると、制御システム１は、マスタ装置としてのコントローラ４０と、マスタ装置にネットワークを介して接続される１つ以上のスレーブ装置としての信号処理装置１０とを含むマスタースレーブ制御システムとしてもよい。コントローラ４０は、上位通信ネットワークを介したデータ伝送を管理しているという意味で「マスタ装置」と呼ばれ、一方、信号処理装置１０は「スレーブ装置」と呼ばれる。

【0031】

（信号処理装置１０）
図３に示すように、信号処理装置１０は、コントローラ４０等を含む上位ネットワークとセンサ２０との間でデータを中継する中継装置である。本実施形態においては、信号処理装置１０はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置である。

【0032】

（通信カプラ３０）
通信カプラ３０は、上位ネットワークと信号処理装置１０との間の通信を中継する中継装置である。通信カプラ３０は、上位ネットワークに含まれる機器と信号処理装置１０との間で通信を中継する。

【0033】

（センサ２０）
センサ２０は、制御対象（不図示）の物理量（状態値）を検出して、検出した物理量に対応する信号（例えば、アナログ信号）を信号処理装置１０にアナログシング信号を出力する。センサ２０の検出する制御対象の状態値は、重量および圧力など、任意の物理量であってよい。図３に示すように、センサ２０は、信号処理装置１０と通信接続されて、コントローラ４０の制御対象となる装置である。

【0034】

（コントローラ４０）
コントローラ４０は、制御システム１の全体を統括して制御する制御装置であり、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。コントローラ４０は、制御システム１において信号処理装置１０のマスタ装置として動作する。コントローラ４０には、図３に示すように、接続ケーブルなどを介して、サポート装置６０、表示入力装置５０等が接続していてもよい。

【0035】

（サポート装置６０）
サポート装置６０は、センサ２０および信号処理装置１０の動作設定等の制御システム１における各種設定のために、制御システム１に接続して使用される装置である。サポート装置６０は、コントローラ４０経由で制御システム１に接続することができる。サポート装置６０としては、パソコンのような情報処理装置を用いることができ、ノート型パソコンのような携帯型の情報処理装置を用いることもできる。なお、サポート装置６０は、通信カプラ３０を介して信号処理装置１０に接続し、各種設定を行うようになっていてもよい。

【0036】

（表示入力装置５０）
表示入力装置５０は、例えば、タッチパネル式の表示入力装置である。制御システム１のユーザは、表示入力装置５０を介してコントローラ４０を操作したり、表示入力装置５０にて制御システム１の動作状態を確認したりすることができる。

【0037】

（信号処理装置１０の構成）
図１は本実施形態に係る信号処理装置１０の要部構成の一例を示すブロック図である。上述のように、信号処理装置１０は入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置である。図１に示すように、信号処理装置１０は入力端子１１、Ａ／Ｄ変換部１２、制御部１３、送受信部（通知部、受信部）１４および記憶部１５を備えている。

【0038】

（入力端子１１）
入力端子１１は外部機器からの信号の入力を受け付ける。本実施形態においては、特に、入力端子１１はセンサ２０からアナログ信号の入力を受け付ける。また、信号処理装置１０は、複数のチャネルの各々によって、複数のセンサ２０の各々からアナログ信号の入力を受け付けてもよい。この構成では、信号処理装置１０は、前記複数のチャネルに対応する複数の入力端子１１を備えていてもよい。

【0039】

（Ａ／Ｄ変換部１２）
Ａ／Ｄ変換部１２は、センサ２０が出力したアナログ信号をデジタル信号に周期的に（サンプリング周期で）変換する。

【0040】

詳細には、センサ２０が出力したアナログ信号（アナログ入力信号）の値が入力変換範囲内である場合、Ａ／Ｄ変換部１２はアナログ入力信号の値をそのままデジタル信号に変換する。一方で、アナログ入力信号の値が入力変換範囲外である場合、Ａ／Ｄ変換部１２はアナログ入力信号の値を入力変換範囲の上限値（または下限値）としてデジタル信号に変換する。

【0041】

Ａ／Ｄ変換部１２は、該デジタル信号を制御部１３に送信する。本実施形態においては、特に、該デジタル信号を信号状態判定部１３１に送信する。

【0042】

（制御部１３）
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。制御部１３は、上下限値判定部１３０、信号状態判定部１３１、通知信号生成部（通知部、表示指示部）１３２および判定条件設定部１３３を備えている。

【0043】

また、制御部１３はデジタル信号のノイズを除去するためのフィルタ処理等を実行してもよい。制御部１３は、フィルタ処理を施したデジタル信号を、通信カプラ３０を介して、コントローラ４０に送信してもよい。

【0044】

（上下限値判定部１３０）
上下限値判定部１３０は、Ａ／Ｄ変換部１２から受信したデジタル信号が示す値が入力変換範囲の上限値または下限値であるか否かを、サンプリング周期ごとに、判定し、判定結果を、例えばサンプリング周期ごとに、信号状態判定部１３１に通知する。上下限値判定部１３０は、受信したデジタル信号が示す値が入力変換範囲の上限値または下限値である場合にのみ、受信したデジタル信号を信号状態判定部１３１に送信するとしてもよい。

【0045】

また、上下限値判定部１３０は、アナログ入力信号の時系列データの表示を外部の機器に表示させてもよい。

【0046】

例えば、上下限値判定部１３０はＡ／Ｄ変換部１２から受信したデジタル信号が示す値が所定の値以上あるいは以下であるか否かを判断する。ここで、所定の値とは、入力変換範囲内に設定された値であり、アナログ入力信号の値が入力変換範囲の上限値または下限値に近づいているか否かを判定するために用いる値である。例えば、当該所定の値は入力変換範囲の上限値に近づいているか否かを判定するために用いる値と、入力変換範囲の下限値に近づいているか否かを判定するために用いる値との２つの値が設定されていてもよい。上下限値判定部１３０は、前記判定結果に応じて、デジタル信号が示す値が当該所定の値以上あるいは以下である（入力変換範囲の上限値または下限値に近づいている）旨を通知信号生成部１３２に通知してもよい。

【0047】

前記の構成によれば、アナログ入力信号の時系列データをユーザに示すことができる。なお、表示入力装置５０はユーザからアナログ入力信号の時系列データの指示を受け付けて、該時系列データを表示する構成としてもよい。

【0048】

（信号状態判定部１３１）
信号状態判定部１３１は、アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。

【0049】

詳細には、信号状態判定部１３１は、入力変換範囲の上限値または下限値を示すデジタル信号の受信が所定時間以上継続したか否かを判定する。すなわち、信号状態判定部１３１は、サンプリング周期ごとのデジタル信号が、所定時間（例えば、サンプリング周期の所定の整数倍の期間）以上連続して、上下限値判定部１３０により「上限値または下限値である」と判定されたかを判定する。入力変換範囲の上限値または下限値を示すデジタル信号の受信が所定時間以上継続した場合、信号状態判定部１３１はアナログ入力信号がオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態（異常状態）である旨を通知信号生成部１３２に通知する。信号状態判定部１３１は、例えば、記憶部１５に格納されている前記所定時間を示す判定条件１５１を参照し、上述の判定を行ってもよい。

【0050】

「サンプリング周期のｎ倍≧所定時間」である場合、信号状態判定部１３１は、上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果が、ｎ回以上連続して「上限値または下限値であるか」を判定する。なお、以下の説明において、「ｎ」は「１以上の整数」であるものとする。

【0051】

上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果が、ｎ回以上連続して「上限値または下限値である」場合、信号状態判定部１３１は、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生していると判定する。そして、信号状態判定部１３１は、その判定結果を通知信号生成部１３２に通知する。これに対し、上下限値判定部１３０による「上限値または下限値である」との判定結果が、ｎ回以上連続しない場合、信号状態判定部１３１は、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態は発生していないと判定する。

【0052】

例えば、「サンプリング周期＝５０ｍｓ」であり、「サンプリング周期の２倍＝１００ｍｓ≧所定時間＞５０ｍｓ＝サンプリング周期の１倍」であるとき、信号状態判定部１３１は、以下の処理を実行する。すなわち、信号状態判定部１３１は、「上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果が、２回以上連続して、上限値または下限値である」かを判定する。

【0053】

「上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果が、２回以上連続して、『上限値または下限値である』になっている」と判定すると、信号状態判定部１３１は、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生していると判定する。信号状態判定部１３１は、ｎ周期目に上下限値判定部１３０が「上限値または下限値である」と判定し、ｎ＋１周期目にも上下限値判定部１３０が「上限値または下限値である」と判定すると、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生していると判定する。

【0054】

これに対し、「上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果の１つが『上限値または下限値である』であっても、上下限値判定部１３０が連続して『上限値または下限値である』と判定していない」と判定すると、信号状態判定部１３１は、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生していないと判定する。つまり、ｎ周期目に上下限値判定部１３０が「上限値または下限値である」と判定しても、ｎ＋１周期目に上下限値判定部１３０が「上限値または下限値である」と判定しないと、信号状態判定部１３１は、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態は発生していないと判定する。

【0055】

また、前記所定時間は、Ａ／Ｄ変換部１２におけるアナログ入力信号のサンプリング期間の整数倍に設定されていてもよい。

【0056】

前記の構成によれば、Ａ／Ｄ変換部１２が所定の回数連続してサンプリングしたアナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が継続していた場合、該状態が発生したと判定できる。

【0057】

また、信号処理装置１０は複数のセンサ２０の各々と接続するための複数のチャネルをさらに備えていてもよい。上述の時系列データは、１つのチャネルによって入力された１つのアナログ入力信号の時系列データ、または、複数の異なるチャネルによって入力された複数のアナログ入力信号の時系列データであってもよい。

【0058】

前記の構成によれば、１つのチャネルによって入力された１つのアナログ入力信号の時系列データ、または、複数の異なるチャネルによって入力された複数のアナログ入力信号の時系列データをユーザに示すことができる。また、複数の異なるチャネルによって入力された複数のアナログ入力信号の時系列データを表示することによって、ユーザは各チャネルにて入力されたアナログ入力信号の時系列データ同士を比較することができる。

【0059】

（通知信号生成部１３２）
通知信号生成部１３２は、信号状態判定部１３１の判定結果に応じて、アナログ入力信号にオーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が発生したことをコントローラ４０に通知する。

【0060】

詳細には、通知信号生成部１３２は、アナログ入力信号の状態を示す信号を生成する。通知信号生成部１３２は、信号状態判定部１３１のアナログ入力信号が異常状態である旨を示す信号を生成する旨の指示に従い、アナログ入力信号が異常状態である旨を示す信号を生成する。なお、信号状態判定部１３１から当該指示がない場合は、通知信号生成部１３２はアナログ入力信号が正常状態である旨を示す信号を生成してもよい。アナログ入力信号の状態を示す信号の具体例については、前記の「§１ 適用例」にて説明したため、ここで繰り返し説明は行わない。通知信号生成部１３２は、生成した該信号を送受信部１４に送信し、コントローラ４０に送信するように指示する。

【0061】

また、通知信号生成部１３２は、一旦、アナログ入力信号が異常状態である旨を示す信号を生成すると、ユーザの通知解除の入力操作を受け付けるまで、該信号の生成を続ける構成としてもよい。例えば、通知信号生成部１３２はユーザの通知解除の入力操作を、表示入力装置５０から、コントローラ４０および送受信部１４を介して受け付けてもよい。

【0062】

また、上下限値判定部１３０がアナログ入力信号の値が入力変換範囲の上限値または下限値に近づいていると判断した場合、通知信号生成部１３２は以下の処理を行ってもよい。通知信号生成部１３２は送受信部１４および通信カプラ３０を介してアナログ入力信号の時系列データの表示をコントローラ４０に指示する信号を生成する。

【0063】

通知信号生成部１３２は、生成した該信号を送受信部１４に送信し、コントローラ４０に送信するように指示する。コントローラ４０は、当該指示を受信すると表示入力装置５０等に当該表示を指示してもよい。

【0064】

また、アナログ入力信号の時系列データの表示については、表示入力装置５０等を介してユーザによる表示を指示する操作をコントローラ４０が受け付けた場合に実行されてもよい。

【0065】

（判定条件設定部１３３）
判定条件設定部１３３はユーザ操作に応じて前記所定時間を設定する。詳細には、判定条件設定部１３３は、サポート装置６０等から送受信部１４を介し、判定条件１５１が示す所定時間の設定ついてのユーザ操作を受け付ける。判定条件設定部１３３は該操作に応じて判定条件１５１が示す所定時間を設定する。

【0066】

前記の構成によれば、アナログ入力信号について、オーバーレンジまたはアンダーレンジの状態が、ユーザが所望する所定時間以上継続した場合に、該状態が発生したことをコントローラ４０に通知することができる。また、信号処理装置１０の構成が複数のアナログ入力信号を処理する構成である場合、ユーザがアナログ入力信号毎に判定条件１５１が示す所定時間を設定できる構成としてもよい。例えば、表示入力装置５０が複数のアナログ入力信号の時系列データ（例えば、波形データ）を表示する構成では、信号処理装置１０を以下のような構成としてもよい。信号処理装置１０はアナログ入力信号毎に判定条件１５１が示す所定時間の設定（変更）についてのユーザによる入力データを受け付けて、アナログ入力信号毎に該所定時間を設定する。

【0067】

（送受信部１４）
送受信部１４は、通知信号生成部１３２から信号を受信し通信カプラ３０に送信する。また、送受信部１４は、通信カプラ３０からユーザの判定条件１５１が示す所定時間の設定に関する操作入力を受信し、判定条件設定部１３３に送信する。

【0068】

また、送受信部１４は、Ａ／Ｄ変換部１２により変換されたデジタル信号を、通信カプラ３０に送信する。通信カプラ３０は、信号処理装置１０（送受信部１４）から受信した信号を、コントローラ４０（制御装置）へ、所定の転送周期で周期的に転送する。

【0069】

また、送受信部１４は、通信カプラ３０、コントローラ４０を介し、サポート装置６０から、判定条件１５１が示す前記所定時間を設定するユーザ操作を取得する。送受信部１４は、該入力データを判定条件設定部１３３に送信する。

【0070】

（記憶部１５）
記憶部１５は、例えば、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置であり、上述の判定条件１５１等を記憶する。

【0071】

§３ 動作例
（信号処理装置１０の処理の流れの例：アナログ入力信号の異常通知判定処理）
図４は信号処理装置１０のアナログ入力信号の異常通知判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４を用いて、信号処理装置１０の処理の流れの一例について説明する。Ａ／Ｄ変換部１２は周期的にアナログ入力信号をサンプリング（取得）し（Ｓ１）、アナログ入力信号をデジタル信号に変換する（Ｓ２）。続いて、上下限値判定部１３０は、
変換されたデジタル信号が示す値が入力変換範囲の上限値または下限値であるか否かを、サンプリング周期ごとに判定する（Ｓ３）。変換されたデジタル信号が示す値が入力変換範囲の上限値または下限値である場合（Ｓ３でＹＥＳ）、下記のＳ４に続く。信号状態判定部１３１は、変換されたデジタル信号について、入力変換範囲の下限値または上限値が所定時間継続したか否かを判定する（Ｓ４：信号状態判定ステップ）。すなわち、「サンプリング周期のｎ倍≧所定時間」を満たすｎについて、信号状態判定部１３１は、上下限値判定部１３０によるサンプリング周期ごとの判定結果が、ｎ回以上連続して「上限値または下限値であるか」を判定する。デジタル信号が示す値が、該下限値または該上限値として所定時間継続した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、通知信号生成部１３２は、アナログ入力信号の状態を示す信号を送信することによって、コントローラ４０にアナログ信号の異常を通知する（Ｓ５：通知ステップ）。続いて、アナログ信号の入力が終了している場合（Ｓ６でＹＥＳ）、処理は終了する。なお、アナログ信号の入力が終了していない場合（Ｓ６でＮＯ）、処理はＳ１に戻る。また、下限値または上限値が所定時間継続していない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理はＳ６に移行する。また、変換されたデジタル信号が示す値が入力変換範囲の上限値または下限値でない場合（Ｓ３でＮＯ）においても、処理はＳ６に移行する。

【0072】

（信号処理装置１０の処理の流れの例：判定条件設定処理）
図５は信号処理装置１０のアナログ入力信号の異常通知判定の条件設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５を用いて、信号処理装置１０の処理の流れの一例について説明する。通知信号生成部１３２はアナログ入力信号の時系列データの表示をコントローラ４０に指示する（Ｓ１１）。続いて、送受信部１４は判定条件１５１が示す所定時間に関するユーザの入力データを受信する（Ｓ１２）。続いて、判定条件設定部１３３は、入力データに応じて判定条件１５１が示す所定時間を変更する（判定条件を設定する）（Ｓ１３）。そして、処理は終了する。

【0073】

図６は、信号状態判定部１３１が行う判定に用いられる所定時間の設定の一例を示す図である。図６のグラフは複数のアナログ入力信号の時系列データを示している。例えば、表示入力装置５０は図６に示すようなグラフをアナログ入力信号の時系列データとして表示してもよい。図６に示すグラフには、各アナログ入力信号に対応するチャネル番号（ｃｈ１−４）が対応付けられている。図６に示す点線の円内に示されている波形は、ｃｈ４のアナログ入力信号の時系列データである。より詳細には、オーバーシュートによるアナログ入力信号の値の挙動を示している。図６に示すように、ｃｈ４のアナログ入力信号の時系列データのアナログ入力信号の値は、オーバーシュートにより、５００マイクロ秒の間、入力変換範囲上限値を超える。すなわち、ｃｈ４のアナログ入力信号は、オーバーシュートにより、５００マイクロ秒間、オーバーレンジの状態となる。

【0074】

例えば、前記所定時間が５００マイクロ秒よりも長く設定された場合、信号状態判定部１３１は、オーバーシュートによるアナログ入力信号のオーバーレンジの状態の発生を異常状態と判定しない。従って、オーバーシュートによるアナログ入力信号のオーバーレンジについてはコントローラ４０に通知されなくなる。例えば、前記所定時間を、アナログ入力信号がオーバーレンジの状態あった時間の２倍の長さ（図７に示す例では１ミリ秒）として、余裕を考慮し設定してもよい。

【0075】

§４ 変形例
信号処理装置１０は、例えば、分解能が１６Ｂｉｔまたは１８ＢｉｔのＡ/Ｄ変換処理を実行することができてもよい。

【0076】

〔ソフトウェアによる実現例〕
信号処理装置１０の制御ブロック（特に信号状態判定部１３１、通知信号生成部１３２および判定条件設定部１３３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0077】

後者の場合、信号処理装置１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0078】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0079】

１ 制御システム（マスタースレーブ制御システム）
１０ 信号処理装置
１４ 送受信部（通知部、受信部）
２０ センサ
４０ コントローラ（制御装置）
１３０ 上下限値判定部（表示指示部）
１３１ 信号状態判定部
１３２ 通知信号生成部（通知部、表示指示部）
１３３ 判定条件設定部
Ｓ３ 信号状態判定ステップ
Ｓ４ 通知ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】