特開 2022-38226 ＡＤ変換装置及び制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022038226

(43)【公開日】2022-03-10

(54)【発明の名称】ＡＤ変換装置及び制御システム

(51)【国際特許分類】

   H03M 1/12 20060101AFI20220303BHJP

   H03M 1/10 20060101ALI20220303BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20220303BHJP

【ＦＩ】

H03M1/12 C

H03M1/10 C

G05B23/02 302M

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020142608

(22)【出願日】2020-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 広志

【テーマコード（参考）】

3C223

5J022

【Ｆターム（参考）】

3C223AA11

3C223BA02

3C223CC02

3C223DD03

3C223EB03

3C223FF27

3C223FF35

5J022AA01

5J022AA02

5J022AC04

5J022BA01

5J022CA07

5J022CD02

5J022CF10

(57)【要約】

【課題】制御システムの高精度化を図りつつ制御システムに対する信頼性を向上させること。
【解決手段】入力モジュール１０は、センサＳから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣ型のメインＡＤＣ５０と、当該メインＡＤＣ５０により変換されたデジタル信号を監視する第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０とを備えている。第１ＭＣＵ６０にはセンサＳからのアナログ信号をデジタル信号に変換する逐次比較型のサブＡＤＣ６３が設けられており、第２ＭＣＵ７０にはセンサＳからのアナログ信号をデジタル信号に変換する逐次比較型のサブＡＤＣ７３が設けられている。メインＡＤＣ５０は、ＭＣＵ６０，７０とは別に設けられた変換用の集積回路であり、メインＡＤＣ５０により変換されたデジタル信号の変換値は、サブＡＤＣ６３，７３により各々変換された複数のデジタル信号の変換値に基づいて設定された基準範囲と対比される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

産業機器を制御対象として制御を行う制御システムに適用され、センサ部から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するメインＡＤ変換器と当該メインＡＤ変換器により変換された前記デジタル信号を監視する監視手段とを備えているＡＤ変換装置であって、
前記メインＡＤ変換器は、当該メインＡＤ変換器を制御するマイコンとは別に設けられた変換用の集積回路であり、
前記監視手段は、
前記メインＡＤ変換器よりも変換精度が低いＡＤ変換器であって前記センサ部から入力された前記アナログ信号をデジタル信号に各々変換する複数のサブＡＤ変換器と、
前記複数のサブＡＤ変換器により各々変換された複数のデジタル信号の変換値に基づいて所定の閾値を設定する設定部と、
前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値と前記所定の閾値とを対比する対比部と
を有しているＡＤ変換装置。

【請求項2】

前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器と第２ＡＤ変換器とを有し、
前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器が内蔵された第１マイコンと、前記第２ＡＤ変換器が内蔵された第２マイコンとを有し、
前記第１マイコン及び前記第２マイコンは、それぞれの動作を互いに監視可能となっている請求項１に記載のＡＤ変換装置。

【請求項3】

前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器と第２ＡＤ変換器とを有し、
前記第１ＡＤ変換器及び前記第２ＡＤ変換器は、デジタル信号への変換精度が同一又は略同一となっている請求項１又は請求項２に記載のＡＤ変換装置。

【請求項4】

前記設定部は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値及び前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値のうち相対的に大きい変換値に基づいて前記所定の閾値の下限値を設定し、相対的に小さい変換値に基づいて前記所定の閾値の上限値を設定する構成となっている請求項３に記載のＡＤ変換装置。

【請求項5】

前記設定部は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値及び前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値のうち相対的に大きい変換値から正の所定値を引いて前記所定の閾値の下限値を設定し、相対的に小さい変換値に前記正の所定値を足して前記所定の閾値の上限値を設定する構成となっている請求項３又は請求項４に記載のＡＤ変換装置。

【請求項6】

前記設定部は、前記サブＡＤ変換器の変換精度に応じて前記所定の閾値の前記上限値を引き下げ、当該変換精度に応じて前記所定の閾値の前記下限値を引き上げる構成となっている請求項５に記載のＡＤ変換装置。

【請求項7】

前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値と前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値とを対比し、それら変換値の差がそれらＡＤ変換器の変換精度に基づいて定められた所定値よりも大きい場合には所定の異常処理を実行する構成となっている請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置。

【請求項8】

前記メインＡＤ変換器はΔΣ型のＡＤ変換器であり、前記サブＡＤ変換器は逐次比較型のＡＤ変換器である請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置。

【請求項9】

前記サブＡＤ変換器は、前記メインＡＤ変換器よりもデジタル信号への変換精度は低い一方、前記メインＡＤ変換器よりもデジタル信号への変換に要する所要時間は短くなっており、
前記監視手段は、所定の開始契機が成立したことに基づいて前記メインＡＤ変換器に変換の開始が指示される際に、前記サブＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値の記憶を開始し、
前記設定部は、前記メインＡＤ変換器による変換の完了を待って、記憶されている前記変換値又は前記相関値から平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記所定の閾値を設定する構成となっている請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置。

【請求項10】

前記所定の閾値を設定する基準となる前記平均値は、移動平均により算出される平均値である請求項９に記載のＡＤ変換装置。

【請求項11】

前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器と第２ＡＤ変換器とを有し、
前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器が設けられた第１マイコンと、前記第２ＡＤ変換器が設けられた第２マイコンとを有し、
前記第１マイコンには、
前記第１ＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値を記憶する第１記憶部と、
前記第１記憶部に記憶されている前記変換値又は前記相関値の平均値を算出する第１算出部と
が設けられており、
前記第２マイコンには、
前記第２ＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値を記憶する第２記憶部と、
前記第２記憶部に記憶されている前記変換値又は前記相関値の平均値を算出する第２算出部と
が設けられている請求項９又は請求項１０に記載のＡＤ変換装置。

【請求項12】

前記対比部による対比結果が前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値が前記所定の閾値に含まれていることを示す対比結果である場合には、前記メインＡＤ変換器の変換値を産業機器の制御装置へ入力し、前記対比部による対比結果が前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値が前記所定の閾値から外れていることを示す対比結果である場合には、前記メインＡＤ変換器の変換値に代えて当該対比結果を明示する所定の値を前記制御装置へ入力する手段を備えている請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置。

【請求項13】

請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置を備え、当該ＡＤ変換装置から入力されたデジタル信号に基づいて産業機器を制御する制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＡＤ変換装置、ＡＤ変換装置を有する制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

産業機器用の制御システムにおいては、センサ部（例えば温度センサや流量センサ）からのアナログ信号をＡＤ変換器にてデジタル信号に変換した後にコントローラ等の制御装置へ入力するＡＤ変換装置（入力モジュール）を備えているものがある（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２３８４５０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した制御システムにおいては、入力モジュールに適用されるＡＤ変換器をマイコンとは別の専用ＩＣとすることにより、ＡＤ変換（制御システム）の高精度化等を容易に実現することができる。これは、産業機器のパフォーマンスを向上させる上で好ましい。但し、マイコンとは別に設けられたＡＤ変換器についてはマイコンに内蔵されたＡＤ変換器（汎用品）と比べて故障等の判定が困難となる。このため、ＡＤ変換器に故障が発生する等してデジタル信号への変換が正常に行われなかった場合であっても当該デジタル信号（例えば許容誤差を超える誤差を含んだデジタル信号）がそのままコントローラ等へ入力される可能性が高くなると懸念される。これは、制御システム（産業機器）に対する信頼性の向上を図る上で好ましくない。このように、制御システムの高精度化を図りつつ制御システムに対する信頼性の向上を図る上ではＡＤ変換装置に係る構成に未だ改善の余地がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、制御システムの高精度化を図りつつ制御システムに対する信頼性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段について記載する。

【0007】

第１の手段．産業機器を制御対象として制御を行う制御システムに適用され、センサ部（センサＳ）から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するメインＡＤ変換器（メインＡＤＣ５０）と当該メインＡＤ変換器により変換された前記デジタル信号を監視する監視手段（第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０）とを備えているＡＤ変換装置であって、
前記メインＡＤ変換器は、当該メインＡＤ変換器を制御するマイコンとは別に設けられた変換用の集積回路であり、
前記監視手段は、
前記メインＡＤ変換器よりも変換精度が低いＡＤ変換器であって前記センサ部から入力された前記アナログ信号をデジタル信号に各々変換する複数のサブＡＤ変換器（サブＡＤＣ６３，７３）と、
前記複数のサブＡＤ変換器により各々変換された複数のデジタル信号の変換値に基づいて所定の閾値（基準範囲ＤＥ）を設定する設定部（制御部６１においてステップＳ２１１の処理を実行する機能）と、
前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値と前記所定の閾値とを対比する対比部（制御部６１においてステップＳ２１２の処理を実行する機能）と
を有しているＡＤ変換装置。

【0008】

メインＡＤ変換器をマイコンとは別に設けられた変換用の集積回路とすることにより、マイコンに内蔵されたＡＤ変換器と比較して、変換精度等の向上に係る制約を好適に緩和できる。これは、制御システムの高精度化を実現する上で好ましい。第１の手段に示すＡＤ変換装置にはメインＡＤ変換器の他に複数のサブＡＤ変換器が設けられており、センサ部からのアナログ信号についてはメインＡＤ変換器及び複数のサブＡＤ変換器にて各々デジタル信号に変換される。そして、複数のサブＡＤ変換器により各々変換された複数のデジタル信号の変換値に基づいて上記所定の閾値（許容範囲）が設定される。所定の閾値とメインＡＤ変換器の変換値とを対比することにより、当該メインＡＤ変換器の変換値に許容範囲を超える誤差が発生していることを特定できる。本第１の手段においては特に、変換精度の低い監視用のサブＡＤ変換器を複数併用することにより、所定の閾値の確からしさを向上させている。これにより、制御システムの高精度化を図りつつ制御システムに対する信頼性を向上させることができる。

【0009】

監視機能の追加によって変換値（メインＡＤ変換器による変換値）のコントローラ等への入力が大きく遅延されることを抑制できる。例えば、ＡＤ変換器の変換精度については変換所要時間と相関があり、精度を高くしようとすれば変換所要時間も長くなる傾向がある。ここで、上述の如くサブＡＤ変換器の変換精度はメインＡＤ変換器の変換精度よりも低く抑えられている。これにより、監視機能の追加によって変換値（メインＡＤ変換器による変換値）のコントローラ等への入力が大きく遅延されることを抑制できる。

【0010】

第２の手段．前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器（サブＡＤＣ６３）と第２ＡＤ変換器（サブＡＤＣ７３）とを有し、
前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器が内蔵された第１マイコン（第１ＭＣＵ６０）と、前記第２ＡＤ変換器が内蔵された第２マイコン（第２ＭＣＵ７０）とを有し、
前記第１マイコン及び前記第２マイコンは、それぞれの動作を互いに監視可能となっている。

【0011】

例えばマイコンに動作異常が発生して信頼性を担保できない状態であるにも係わらずそれらマイコンに内蔵されたサブＡＤ変換器の変換値に基づいて上記所定の閾値が設定された場合には以下の不都合が生じ得る。すなわち、本来であれば所定の閾値から外れていると判定されるべきメインＡＤ変換器の変換値がそのまま制御システムのコントローラ等へ出力されるといった不都合が生じ得る。この点、第２の手段に示すように、各マイコンの動作を相互に監視する構成とすることにより、マイコンの動作異常を速やかに発見できる。これは、上記不都合の発生を抑制する上で好ましい。

【0012】

第３の手段．前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器（サブＡＤＣ６３）と第２ＡＤ変換器（サブＡＤＣ７３）とを有し、
前記第１ＡＤ変換器及び前記第２ＡＤ変換器は、デジタル信号への変換精度が同一又は略同一となっている。

【0013】

第１ＡＤ変換器の変換値及び第２ＡＤ変換器の変換値に基づいて所定の閾値を設定する上では、それらサブＡＤ変換器の変換精度を同一又は略同一とすることにより、それら変換値の扱いが容易となる。これにより、所定の閾値を設定するための構成の簡素化に寄与できる。

【0014】

なお、本第３の手段における「前記第１ＡＤ変換器と前記第２ＡＤ変換器とはデジタル信号への変換精度が同一又は略同一」とは、各変換器の変換精度がカタログ値等に記載された製品仕様において同一となっているものを想定しており、例えば実際に変換精度が完全に一致しているものや各変換器の変換精度に個体差による若干のばらつきが生じるものを含む。

【0015】

第４の手段．前記設定部は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値及び前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値のうち相対的に大きい変換値に基づいて前記所定の閾値の下限値（下限ＬＬ）を設定し、相対的に小さい変換値に基づいて前記所定の閾値の上限値（上限ＵＬ）を設定する構成となっている。

【0016】

相対的に大きい変換値に基づいて所定の閾値の下限値を設定し、相対的に小さい変換値に基づいて所定の閾値の上限値を設定する構成とすれば、相対的に小さい変換値に基づいて所定の閾値の下限値を設定し、相対的に大きい変換値に基づいて所定の閾値の上限値を設定する構成と比較して、監視精度を向上させることができる。

【0017】

第５の手段．前記設定部は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値及び前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値のうち相対的に大きい変換値から正の所定値を引いて前記所定の閾値の下限値を設定し、相対的に小さい変換値に前記正の所定値を足して前記所定の閾値の上限値を設定する構成となっている。

【0018】

相対的に大きい変換値から正の所定値を引いて所定の閾値の下限値を設定し、相対的に小さい変換値に正の所定値を足して所定の閾値の上限値を設定する構成とすれば、相対的に大きい変換値に正の所定値を足して所定の閾値の上限値を設定し、相対的に小さい変換値から正の所定値を引いて所定の閾値の下限値を設定する構成と比較して、監視精度を向上させることができる。

【0019】

第６の手段．前記設定部は、前記サブＡＤ変換器の変換精度に応じて前記所定の閾値の前記上限値を引き下げ、当該変換精度に応じて前記所定の閾値の前記下限値を引き上げる構成となっている。

【0020】

サブＡＤ変換器の変換精度を考慮するようにして所定の閾値を補正することにより、監視精度の向上に寄与できる。

【0021】

第７の手段．前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値と前記第２ＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値とを対比し、それら変換値の差がそれらＡＤ変換器の変換精度に基づいて定められた所定値よりも大きい場合には所定の異常処理を実行する構成となっている。

【0022】

２つのサブＡＤ変換器の変換値の差を監視し、その差が所定値よりも大きい場合に所定の異常処理を実行する構成とすれば、所定の閾値の設定機能に対する信頼性を好適に向上させることができる。

【0023】

第８の手段．前記メインＡＤ変換器はΔΣ型のＡＤ変換器であり、前記サブＡＤ変換器は逐次比較型のＡＤ変換器である。

【0024】

第８の手段に示すように、メインＡＤ変換器をΔΣ型のＡＤ変換器とし、サブＡＤ変換器を逐次比較型のＡＤ変換器とすれば、第１の手段に示した効果を好適に発揮させることができる。

【0025】

第９の手段．前記サブＡＤ変換器は、前記メインＡＤ変換器よりもデジタル信号への変換精度は低い一方、前記メインＡＤ変換器よりもデジタル信号への変換に要する所要時間は短くなっており、
前記監視手段は、所定の開始契機が成立したことに基づいて前記メインＡＤ変換器に変換の開始が指示される際に、前記サブＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値の記憶を開始し、
前記設定部は、前記メインＡＤ変換器による変換の完了を待って、記憶されている前記変換値又は前記相関値から平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記所定の閾値を設定する構成となっている。

【0026】

メインＡＤ変換器による変換完了を待って所定の閾値を設定する構成とすることにより、メインＡＤ変換器の変換完了タイミングとサブＡＤ変換器の変換完了タイミングとのずれによる監視精度の低下を抑制できる。そして、メインＡＤ変換器による変換完了を待つ間にサブＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値を累積→平均値を算出することにより、精度が低いサブＡＤ変換器を用いる場合であっても監視精度を好適に向上させることができる。

【0027】

第１０の手段．前記所定の閾値を設定する基準となる前記平均値は、移動平均により算出される平均値である。

【0028】

本第１０の手段に示すように移動平均によって平均値を算出する構成とすれば、変換値等の記憶機能によってマイコン等の記憶領域が圧迫されることを抑制できる。

【0029】

第１１の手段．前記複数のサブＡＤ変換器として、第１ＡＤ変換器（サブＡＤＣ６３）と第２ＡＤ変換器（サブＡＤＣ７３）とを有し、
前記監視手段は、前記第１ＡＤ変換器が設けられた第１マイコン（第１ＭＣＵ６０）と、前記第２ＡＤ変換器が設けられた第２マイコン（第２ＭＣＵ７０）とを有し、
前記第１マイコンには、
前記第１ＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値を記憶する第１記憶部（記憶部６２）と、
前記第１記憶部に記憶されている前記変換値又は前記相関値の平均値を算出する第１算出部（制御部６１）と
が設けられており、
前記第２マイコンには、
前記第２ＡＤ変換器の変換値又は当該変換値に相関のある相関値を記憶する第２記憶部（記憶部７２）と、
前記第２記憶部に記憶されている前記変換値又は前記相関値の平均値を算出する第２算出部（制御部７１）と
が設けられている。

【0030】

第１の手段等に示したようにメインＡＤ変換器の変換値と所定の閾値とを対比する構成においては、所定の閾値を都度算出することで監視精度の向上が期待できるものの、所定の閾値を設定するまでの時間が間延びすることは好ましくない。この点、本第１１の手段に示すように、各マイコンにて変換値等の記憶→平均値の算出を各々実行する構成とすれば、何れかのマイコンに変換値等の記憶及び平均値の算出の各機能を集約する場合と比較して、所定の閾値を設定する際の応答性を好適に向上させることができる。

【0031】

第１２の手段．前記対比部による対比結果が前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値が前記所定の閾値に含まれていることを示す対比結果である場合には、前記メインＡＤ変換器の変換値を産業機器の制御装置へ入力し、前記対比部による対比結果が前記メインＡＤ変換器により変換されたデジタル信号の変換値が前記所定の閾値から外れていることを示す対比結果である場合には、前記メインＡＤ変換器の変換値に代えて当該対比結果を明示する所定の値を前記制御装置へ入力する手段を備えている。

【0032】

メインＡＤ変換器の変換値が所定の閾値から外れている場合（安全精度が確保されていないと想定される場合）にはメインＡＤ変換器の変換値に代えて所定の値を入力する構成とすれば、安全精度が確保されていない変換値に基づいて産業機器の制御が実行されることを好適に回避できる。

【0033】

第１３の手段の制御システムは、前記ＡＤ変換装置を備え、前記ＡＤ変換装置から入力されたデジタル信号に基づいて産業機器を制御する。

【0034】

上記構成によれば、制御システムの信頼性を好適に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】一実施形態における入力モジュールを示すブロック図。

【図2】変換ブロックの概略図。

【図3】各ＡＤＣを対比した概略図。

【図4】各ＭＣＵにて実行される動作確認処理を示すフローチャート。

【図5】第１ＭＣＵにて実行される診断用処理を示すフローチャート。

【図6】各ＭＣＵの記憶部を示す概略図。

【図7】ΔΣ演算の所要時間とＳＡＲ演算の所要時間とを対比した概略図。

【図8】各変換データ（演算データ）と基準範囲との関係を示す概略図。

【図9】基準範囲設定の流れを示す概略図。

【図10】基準範囲とメインＡＤＣの変換データとの関係を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、工場等で用いられる産業機器の制御システム（例えばバルブ制御システム）に使用される入力モジュールに具体化されている。

【0037】

図１に示すように、入力モジュール１０は、センサＳ（例えば温度センサや流量センサ）からアナログ信号が入力される入力端子２０と、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するメインＡＤＣ５０を有する変換ブロック３０と、入力モジュール１０及びバルブ制御用の制御装置Ｃを接続する高速通信バスであるバックプレーン４０とを備えている。本実施形態においては、センサＳが「センサ部」に相当し、メインＡＤＣ５０が「メインＡＤ変換器」に相当する。

【0038】

変換ブロック３０には、メインＡＤＣ５０とともに複数のマイコン（第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０）が設けられている。メインＡＤＣ５０は、第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０とは別に設けられた変換用の集積回路であり、アナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣ変調器（以下、変換部５１という）と当該変換部５１により変換された変換データの帯域制限やデシメーションを行うデジタルフィルタ（以下、フィルタ部５２という）とで構成されている。メインＡＤＣ５０は第１ＭＣＵ６０からの指令（後述する制御信号）に基づいてＡＤ変換を行い、当該メインＡＤＣ５０によって変換されたデジタル信号がバックプレーン４０にセットされる。本実施形態におけるメインＡＤＣ５０の変換精度はフルスケールにおける±０．０５％である。なお、以下の説明では、デジタル信号の値を「変換値」又は「変換データ」という。

【0039】

メインＡＤＣ５０をマイコンとは別の専用品（詳しくはΔΣ型）とすることは、入力モジュール１０（制御システム）の高精度化等を簡易に実現し、産業機器のパフォーマンスを向上させる上で好ましい。但し、マイコンとは別に設けられたＡＤＣについてはマイコン内蔵のＡＤＣ（汎用品）と比べて故障等の判定が困難となる。このため、ＡＤＣに故障が発生する等してデジタル信号への変換が正常に行われなかった場合であっても変換データ（例えば許容誤差を超える誤差を含んだ適正でない変換データ）がそのまま制御装置Ｃへ入力される可能性が高くなると懸念される。これは、制御システム（産業機器）に対する信頼性の向上を図る上で好ましくない。本実施形態では、このような事情に配慮した工夫がなされていることを特徴の１つとしている。以下、当該工夫について説明する。

【0040】

第１ＭＣＵ６０は、ＣＰＵ（以下、制御部６１という）と制御プログラム等の各種プログラムや制御用の各種データを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ、バッファ（以下、記憶部６２という）とを有し、第２ＭＣＵ７０は、ＣＰＵ（以下、制御部７１という）と制御プログラム等の各種プログラムや制御用の各種データを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ、バッファ（以下、記憶部７２という）とを有している。第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０は相互に通信可能となるように接続されている。

【0041】

センサＳからのアナログ信号は、メインＡＤＣ５０に加えて第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０にも入力される（図２参照）。第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０には、逐次比較型のＡＤＣであるサブＡＤＣが各々内蔵されており、センサＳからのアナログ信号はそれらサブＡＤＣにてアナログ信号からデジタル信号に各々変換される。詳細については、後述するが、第１ＭＣＵ６０の制御部６１においては、サブＡＤＣ６３，７３の各変換データに基づいて、メインＡＤＣ５０の変換データの精度が基準精度（本実施形態においてはフルスケールにおける±１％）となっているかを診断するための基準となる基準範囲ＤＥを設定し、当該基準範囲ＤＥとメインＡＤＣ５０の変換データとを対比することで、メインＡＤＣ５０の変換データが基準精度を満たしているかを診断する。本実施形態においては、上記２つのＭＣＵ６０，７０によりメインＡＤＣ５０用の「監視手段」が構成されており、「第１ＭＣＵ６０」が「第１マイコン」に相当し、「第２ＭＣＵ７０」が「第２マイコン」に相当する。

【0042】

逐次比較型のサブＡＤＣ６３，７３はΔΣ型のメインＡＤＣ５０よりも変換精度が低くなっているものの（図３参照）、変換精度に劣るサブＡＤＣを複数併用することにより、基準範囲ＤＥの確からしさ、すなわち診断機能の確からしさを向上させている。

【0043】

ここで、例えばＭＣＵ６０，７０に動作異常等が発生して信頼性を担保できない状態であるにも係わらず付属のサブＡＤＣ６３、７３による変換データに基づいて基準範囲ＤＥが設定された場合には以下の不都合が生じ得る。すなわち、本来であれば基準精度を満たしていないと診断されるべき変換データ（メインＡＤＣ５０の変換データ）が基準精度を満たしていると診断され、そのまま制御装置Ｃへ出力されるといった不都合が生じ得る。第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０については、動作を相互に監視する構成とすることにより、そのような不都合の発生を抑制している。以下、図４を参照して、各ＭＣＵ６０，７０の制御部６１，７１にて各々実行される相互監視用の処理（動作確認処理）について説明する。動作確認処理については、各制御部６１、７１おいて定期処理の一環として各々実行される処理である。

【0044】

動作確認処理においては先ず、ステップＳ１０１にて動作チェックタイミングとなったか否かを判定する。ステップＳ１０１にて否定判定をした場合にはそのまま本動作確認処理を終了し、ステップＳ１０１にて肯定判定をした場合にはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、相手側のＭＣＵの動作状況を把握する。各ＭＣＵの記憶部６２，７２には相手側のＭＣＵの動作パターンを示す情報を記憶されており、両ＭＣＵで動作パターンを示す情報が共有されている。ステップＳ１０３では記憶されている相手側の動作パターンと相手側の現在の動作状況とが一致しているかを確認する。

【0045】

相手側の動作状況が記憶されている動作パターンと一致している場合には、ステップＳ１０４にて肯定判定をして、そのまま本動作確認処理を終了する。相手側の動作状況が記憶されている動作パターンと一致していない場合には、ステップＳ１０４にて否定判定をしてステップＳ１０５に進み、エラー処理を実行した後、本動作確認処理を終了する。

【0046】

ステップＳ１０５のエラー処理では、バックプレーン４０にセットされる変換データをエラー発生に対応する特殊データ（例えば０Ｖ／０ｍＡ）に強制的に書き替えるための処理を行う。本実施形態においては、当該特殊データが入力モジュール１０（詳しくはＭＣＵ６０，７０）に動作異常が発生している旨を制御装置Ｃ側へ報知する報知手段として機能している。以降は、少なくともエラー解除条件が成立するまで（例えばエラー解除操作が実行されるまで）、メインＡＤＣ５０の変換データがバックプレーン４０にセットされないように規制されることとなる。つまり、ＭＣＵ６０，７０の動作を相互に監視することにより、ＭＣＵ６０，７０の動作異常によって基準範囲ＤＥの確からしさを担保できない状況下にてメインＡＤＣ５０の変換データが制御装置Ｃへ入力されることを回避している。

【0047】

次に、図５を参照して、メインＡＤＣ５０の変換データが上記基準精度を満たしているかを診断するための処理（診断用処理）について説明する。診断用処理は、第１ＭＣＵ６０の制御部６１にて定期処理の一環として実行される処理である。

【0048】

診断用処理においては先ず、ステップＳ２０１にて基準範囲ＤＥを設定するためのデータ（後述する演算データ）を準備している最中であるか否かを判定する。ステップＳ２０１にて否定判定をした場合には、ステップＳ２０２に進む。既に説明したように、本実施形態に示すメインＡＤＣ５０についてはΔΣ型である。ΔΣ型のＡＤＣは、変換精度が高い反面、変換にある程度の所要時間を要する。このため、第１ＭＣＵ６０からメインＡＤＣ５０に変換開始の指令である制御信号（シンクロ信号）が出力されたとしても、メインＡＤＣ５０にて変換完了となり変換データが第１ＭＣＵ６０に入力されるまでにはある程度のタイムラグが生じる。ステップＳ２０２では、メインＡＤＣ５０からの応答を待っている最中（言い換えればメインＡＤＣ５０にて変換用の処理を実行している最中）であるか否かを判定する。ステップＳ２０２にて否定判定をした場合には、ステップＳ２０３に進む。なお、ＭＣＵ６０からメインＡＤＣ５０への制御信号（シンクロ信号）の出力はメインＡＤＣ５０が変換用の処理を開始したことを意味し、ＭＣＵ６０は応答が来るまでの間逐次ＡＤ変換を行いデータを蓄積している状態となる。

【0049】

ステップＳ２０３では、メインＡＤＣ５０の変換データを取得するための取得条件が成立したか（開始トリガがＯＮとなったか）否かを判定する。ステップＳ２０３にて否定判定をした場合には、そのまま本診断用処理を終了する。ステップＳ２０３にて肯定判定をした場合には、ステップＳ２０４に進み、メインＡＤＣ５０へ上記制御信号を出力する。その後は、ステップＳ２０５にてデータ蓄積開始処理を実行した後、本診断用処理を終了する。ステップＳ２０５のデータ蓄積開始処理においては、サブＡＤＣ６３による変換データの蓄積が開始される。

【0050】

上述したようにメインＡＤＣ５０に変換を指示したとしても、変換データ取得までに待ち時間が発生する。本実施形態では、この待ち時間を利用して、サブＡＤＣ６３の変換データを累積し、累積した変換データ群を利用してΔΣ演算に似せた演算を実行することで上記演算データを用意する構成が実現されている。以下、当該演算を実行するための構成について説明する。

【0051】

図６に示すように、記憶部６２には第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０からなる変換データ記憶エリア６６が設けられており、サブＡＤＣ６３による変換データは第１エリアＢＥ１→第２エリアＢＥ２→第３エリアＢＥ３→・・・→第１０エリアＢＥ１０の順に記憶される構成となっている。そして、第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０が全て埋まった場合には、それら変換データの平均値を算出するとともに第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０に記憶されている各変換データを消去し、その算出結果（圧縮データ）を記憶部６２の圧縮データ記憶エリア６７に記憶する。このようにして、変換データを圧縮することにより記憶すべきデータの数が過度に多くなることを抑制している。

【0052】

サブＡＤＣ６３における逐次比較演算（ＳＡＲ演算）の所要時間については、メインＡＤＣ５０におけるΔΣ演算の所要時間と比べて極めて短くなっており、ΔΣ演算が完了するまでにＳＡＲ演算が多数繰り返されることとなる（図７参照）。つまり、１度のΔΣ演算において上記圧縮が幾度も繰り返されることとなる。

【0053】

具体的には、圧縮データ記憶エリア６７は、第１エリアＣＥ１～第４エリアＣＥ４で構成されており、最新の圧縮データが第４エリアＣＥ４に記憶されることとなる。この際、第４エリアＣＥ４に記憶されていた圧縮データは第３エリアＣＥ３にシフトされ、第３エリアＣＥ３に記憶されていた圧縮データは第２エリアＣＥ２にシフトされ、第２エリアＣＥ２に記憶されていた圧縮データは第１エリアＣＥ１にシフトされ、第１エリアＣＥ１に記憶されていた最も古い圧縮データは消去される。つまり、圧縮データ記憶エリア６７に記憶されている圧縮データは直近（最新）の４つとなるように蓄積が終了するまで随時更新される。

【0054】

また、ステップＳ２０５のデータ蓄積開始処理では、第２ＭＣＵ７０へも制御信号（シンクロ信号）が出力される。第２ＭＣＵ７０においても当該制御信号を受信したことに基づいて、サブＡＤＣ７３による変換データの蓄積を開始する。具体的には第２ＭＣＵ７０の記憶部７２には、第１ＭＣＵ６０の記憶部６２と同様に、第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０からなる変換データ記憶エリア７６が設けられており、サブＡＤＣ７３による変換データを第１エリアＢＥ１→第２エリアＢＥ２→第３エリアＢＥ３→・・・→第１０エリアＢＥ１０の順に記憶する。そして、第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０が全て埋まった場合には、それら変換データの平均値を算出するとともに第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０に記憶されている各変換データを消去し、その算出結果（圧縮データ）を記憶部７２の圧縮データ記憶エリア７７に記憶する。このようにして、変換データを圧縮することにより記憶すべきデータの数が過度に多くなることを抑制している。

【0055】

具体的には、圧縮データ記憶エリア７７は、第１ＭＣＵ６０の圧縮データ記憶エリア６７と同様に、第１エリアＣＥ１～第４エリアＣＥ４で構成されており、最新の圧縮データが第４エリアＣＥ４に記憶されることとなる。この際、第４エリアＣＥ４に記憶されていた圧縮データは第３エリアＣＥ３にシフトされ、第３エリアＣＥ３に記憶されていた圧縮データは第２エリアＣＥ２にシフトされ、第２エリアＣＥ２に記憶されていた圧縮データは第１エリアＣＥ１にシフトされ、第１エリアＣＥ１に記憶されていた最も古い圧縮データは消去される。つまり、圧縮データ記憶エリア７７に記憶されている圧縮データは直近（最新）の４つとなるように蓄積が終了するまで随時更新される。

【0056】

図５に示す診断処理の説明に戻り、ステップＳ２０２にて肯定判定をした場合、すなわちメインＡＤＣからの応答を待っている最中である場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６ではメインＡＤＣからの応答があったか否か、すなわちメインＡＤＣ５０の変換データを取得したか否かを判定する。ステップＳ２０６にて否定判定をした場合には、そのまま本診断用処理を終了する。ステップＳ２０６にて肯定判定をした場合には、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、演算データ準備処理を行う。

【0057】

ステップＳ２０７の演算データ準備処理では演算データ準備終了フラグをセットする。このフラグがセットされることで、次に変換データ記憶エリア７６の第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０が全て埋まったタイミングで、サブＡＤＣ６３における変換が終了し、それ以上の変換データの蓄積が回避されることとなる。また、演算データ準備処理では、第２ＭＣＵ７０に対して以下の指示を行う。すなわち、次に変換データ記憶エリア７６の第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０が全て埋まったタイミングで、それ以上の変換データの蓄積を終了する旨を指示する。

【0058】

ステップＳ２０１の説明に戻り、当該ステップＳ２０１にて肯定判定をした場合、すなわちステップＳ２０７にて演算データ準備終了フラグがセットされた場合には、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では演算データの準備が完了したか否かを判定する。具体的には、サブＡＤＣ６３に係る演算データと、サブＡＤＣ７３に係る演算データとが揃っているか否かを判定する。

【0059】

具体的には、演算データ準備終了フラグがセットされている状況下にて、第１ＭＣＵ６０の変換データ記憶エリア７６（第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０）が全て埋まり、圧縮データ記憶エリア６７の圧縮データが更新された際に、圧縮データ記憶エリア６７の第１エリアＣＥ１～第５エリアＣＥ５の平均値が算出される。この演算結果が上記基準範囲ＤＥの設定の元になる１つ目の演算データである。つまり、サブＡＤＣ６３に係る当該演算データは、サブＡＤＣ６３の変換データの移動平均である。

【0060】

また、第２ＭＣＵ７０においても、演算データ準備終了フラグがセットされている状況下にて、変換データ記憶エリア７６（第１エリアＢＥ１～第１０エリアＢＥ１０）が全て埋まり、圧縮データ記憶エリア７７の圧縮データが更新された場合には、圧縮データ記憶エリア６７の第１エリアＣＥ１～第５エリアＣＥ５の平均値が算出される。この演算結果が上記基準範囲ＤＥの設定の元になる２つ目の演算データである。つまり、サブＡＤＣ７３に係る当該演算データは、サブＡＤＣ７３の変換データの移動平均である。なお、サブＡＤＣ７３に係る演算データは、演算完了後に速やかに第１ＭＣＵ６０に送信される。

【0061】

サブＡＤＣ６３，７３に係る２つの演算データが揃っていない場合にはステップＳ２０８にて否定判定をして本診断用処理を終了する。それら２つの演算データが揃っている場合にはステップＳ２０８にて肯定判定をしてステップＳ２０９に進む。

【0062】

ステップＳ２０９では演算データの対比処理を実行する。第１ＭＣＵ６０のサブＡＤＣ６３及び第２ＭＣＵ７０のサブＡＤＣ７３については製品仕様における変換精度（例えばカタログ値）が同一となるものが採用されている。より詳しくは、第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０は同一製品となっている。ステップＳ２０９の対比処理においては、本実施形態においてはサブＡＤＣ６３，７３の変換精度の２倍が演算データの差（ズレ）を許容する許容範囲となるように規定されている。なお、本実施形態におけるサブＡＤＣ６３，７３の変換精度については何れも±０．５％となっている。

【0063】

２つの演算データの差（ズレ）が当該許容範囲内である場合には、ステップＳ２１０にて肯定判定をしてステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、メインＡＤＣ５０の変換データの診断を行う基準となる上記基準範囲ＤＥを設定する。ここで、図７及び図８を参照して、基準範囲ＤＥの設定態様について補足説明する。なお、以下の説明では便宜上、診断によって担保すべき基準精度（許容誤差）を「±α」、サブＡＤＣ６３，７３の変換精度（変換誤差）を「±β」、メインＡＤＣ５０の変換精度（変換誤差）を「±γ」と記載する。

【0064】

上述したように第１ＭＣＵ６０のサブＡＤＣ６３及び第２ＭＣＵ７０のサブＡＤＣ７３については製品仕様における変換精度（例えばカタログ値）が同一となるものが採用されている。但し、製品仕様における変換精度が同一であったとしても、製品の個体差等によって変換データには差が生じ得る（図８参照）。本実施形態における基準範囲ＤＥの設定処理においては、図９に示すように、第１ＭＣＵ６０のサブＡＤＣ６３の変換データ群の平均値である演算データ及び第２ＭＣＵ７０のサブＡＤＣ７３の変換データ群の平均値である演算データと、基準精度「±α」と、サブＡＤＣ６３，７３の変換精度「±β」とに基づいて基準範囲ＤＥの上限ＵＬ及び下限ＬＬを決定する。

【0065】

具体的には、２つの演算データのうち大きい一方から絶対値αを引いて仮の下限を決定し、小さい一方に絶対値αを足して仮の上限を決定する。つまり、２つの変換データに基準精度「±α」を加味した場合に両範囲が重複する部分が仮の基準範囲として決定される。そして、この仮決定された範囲を変換精度「±β」を用いて補正する。具体的には、仮の上限から絶対値βを引いて上限ＵＬを決定し、仮の下限に絶対値βを足して下限ＬＬを決定する。このようにして仮の基準範囲を減縮（圧縮）することで診断基準となる基準範囲ＤＥが設定される。

【0066】

図５の診断用処理の説明に戻り、ステップＳ２１１の設定処理を実行した後は、ステップＳ２１２の診断処理（対比処理）を実行する。具体的には、メインＡＤＣ５０から取得した変換データが、当該メインＡＤＣ５０の変換精度「±γ」を加味した場合であっても、上記基準範囲ＤＥに収まっているか否かを判定する。

【0067】

メインＡＤＣ５０の変換データに当該メインＡＤＣ５０の変換精度「±γ」を加味したとしてもその全体が基準範囲ＤＥ内である場合には、メインＡＤＣ５０の変換データが基準精度に適合していると診断する（図１０の左側参照）。これに対して、メインＡＤＣ５０の変換データが基準範囲ＤＥに位置していない場合や、メインＡＤＣ５０の変換データが基準範囲ＤＥに位置してはいるものの当該メインＡＤＣ５０の変換精度「±γ」を加味することでその一部が基準範囲ＤＥ外となる場合には、メインＡＤＣ５０の変換データが基準精度に適合していないと診断する（図１０の右側参照）。

【0068】

メインＡＤＣ５０の変換データが基準精度に適合している場合には、ステップＳ２１３にて肯定判定し、ステップＳ２１４の変換データ設定処理を実行する。この設定処理では、メインＡＤＣ５０の変換データをそのままバックプレーン４０にセットする。これに対して、メインＡＤＣ５０の変換データが基準精度に適合していない場合には、又は上記ステップＳ２１０にて否定判定をした場合（すなわち演算データのずれが許容範囲を超えている場合）には、ステップＳ２１５のエラー処理を実行する。

【0069】

このエラー処理では、バックプレーン４０にセットされる変換データをエラー発生に対応する特殊データ（例えば０Ｖ／０ｍＡ）に強制的に書き替えるための処理を行う。本実施形態においては、当該特殊データが入力モジュール１０（詳しくはＡＤＣ５０）に異常が発生している旨を制御装置Ｃ側へ報知する報知手段として機能している。以降は、少なくともエラー解除条件が成立するまで（例えばエラー解除操作が実行されるまで）、バックプレーン４０への上記変換データのセットが回避されることとなる。制御装置Ｃにおいては、当該特殊データの入力によりＭＣＵにエラーが発生している旨を把握する。

【0070】

なお、ステップＳ１０５に示した異常報知との差別化を図り、入力モジュール１０にどの様なエラーが発生しているかを制御装置Ｃで特定可能とすべく、バックプレーン４０にセットされるデータをエラーの種類毎に異ならせることをも可能である。

【0071】

ステップＳ２１４，Ｓ２１５の処理を実行した後は、ステップＳ２１６に進み、演算データ等の各種データを消去して本診断用処理を終了する。なお、データの消去態様については任意である。

【0072】

以上詳述した実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。

【0073】

メインＡＤＣ５０をＭＣＵ６０，７０とは別に設けられた変換専用の集積回路とすることにより、変換精度等の向上に係る制約を好適に緩和できる。これは、制御システムの高精度化を実現する上で好ましい。本実施形態に示した入力モジュール１０にはメインＡＤＣ５０の他に複数のサブＡＤＣ６３，７３が設けられており、センサＳからのアナログ信号についてはメインＡＤＣ５０及びサブＡＤＣ６３，７３にて各々デジタル信号に変換される。そして、サブＡＤＣ６３，７３により各々変換された複数のデジタル信号の変換データに基づいて基準範囲ＤＥが設定される。この基準範囲ＤＥとメインＡＤＣ５０の変換データとを対比することにより、メインＡＤＣ５０の変換データに基準精度を超える誤差が発生していることを特定できる。

【0074】

本実施形態においては特に、変換精度の低い監視用のサブＡＤＣ６３，７３を併用することにより、基準範囲ＤＥの確からしさを向上させている。これにより、制御システムの高精度化を図りつつ制御システムに対する信頼性を向上させることができる。

【0075】

ＡＤＣの変換精度については変換所要時間と相関があり、精度を高くしようとすれば変換所要時間も長くなる傾向がある。ここで、上述の如くサブＡＤＣ６３，７３の変換精度はメインＡＤＣ５０の変換精度よりも低く抑えられてはいるものの、変換所要時間についてはメインＡＤＣ５０よりも短くなっている。これにより、監視機能の追加によって変換データ（メインＡＤＣ５０による変換データ）の制御装置Ｃへの入力が大きく遅延されることを抑制できる。

【0076】

ＭＣＵ６０，７０に動作異常等が発生して信頼性を担保できない状態であるにも係わらずそれらＭＣＵ６０，７０に内蔵されたサブＡＤＣ６３，７３の変換データ（詳しくは演算データ）に基づいて基準範囲ＤＥが設定された場合には以下の不都合が生じ得る。すなわち、本来であれば基準精度に適合していないと診断されるべき変換データがそのまま制御装置Ｃへ出力されるといった不都合が生じ得る。この点、各ＭＣＵ６０，７０の動作を相互に監視する構成とすることにより、ＭＣＵ６０，７０の動作異常を速やかに発見できる。これは、上記不都合の発生を抑制する上で好ましい。

【0077】

第１ＭＣＵ６０のサブＡＤＣ６３の変換精度と第２ＭＣＵ７０のサブＡＤＣ７３の変換精度とが製品仕様において同一となっている。このような構成とすれば、それらサブＡＤＣ６３，７３の変換データ（詳しくは演算データ）から基準範囲ＤＥの設定に係る構成を簡素化する上で好ましい。

【0078】

各サブＡＤＣ６３，７３の変換データ（詳しくは演算データ）のうち相対的に大きいデータからサブＡＤＣ６３，７３の変換精度の絶対値βを引いて基準範囲ＤＥの下限ＬＬを決定し、相対的に小さいデータにサブＡＤＣ６３，７３の変換精度の絶対値βを足して基準範囲ＤＥの上限ＵＬを決定する構成によれば、変換精度が低いＭＣＵ内蔵のＡＤＣ（汎用品）を用いて基準範囲ＤＥを設定する場合であっても、変換精度の低さが診断結果の確からしさに大きく影響することを抑制できる。

【0079】

メインＡＤＣ５０による変換完了を待って基準範囲ＤＥを設定することにより、メインＡＤＣ５０の変換完了タイミングとサブＡＤＣ６３，７３の変換完了タイミングとのずれによる診断精度の低下を抑制できる。そして、メインＡＤＣ５０による変換完了を待つ間にサブＡＤＣ６３，７３の変換データ（圧縮データ）を累積し、それらデータから平均値を算出することにより、精度が低いサブＡＤＣ６３，７３を用いる場合であっても診断精度を好適に向上させることができる。特に、上記実施形態に示したように平均値を移動平均によって算出する構成とすれば、変換データや演算データ等の記憶機能によって記憶部６２，７２の記憶領域が圧迫されることを抑制できる。特に、メインＡＤＣ５０のフィルタ設定に変換時間が左右される構成においては、上述の如く変換時間の影響を抑えることはフィルタ設定の自由度を高める上で好ましい。

【0080】

メインＡＤＣの変換データと基準範囲ＤＥとを対比する構成においては、基準範囲ＤＥを都度設定することで診断精度の向上が期待できるものの、基準範囲ＤＥを設定するまでの時間が間延びすることは好ましくない。この点、本実施形態に示したように、各ＭＣＵ６０、７０の制御部６１，７１にて変換データ等の記憶→平均値の演算を各々実行する構成とすれば、何れかのマイコンにそれらの機能を集約する場合と比較して、基準範囲ＤＥを設定する際の応答性を好適に向上させることができる。

【0081】

＜その他の実施形態＞
なお、上述した実施形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施してもよい。ちなみに、以下の各構成を個別に上記実施形態に対して適用してもよく、一部又は全部を組み合わせて上記各実施形態に対して適用してもよい。

【0082】

・上記実施形態では、各サブＡＤＣ６３，７３の変換データ（平均値）のうち、大きい平均値に基づいて基準範囲ＤＥの下限ＬＬを決定し、小さい平均値に基づいて基準範囲ＤＥの上限ＵＬを決定する構成としたが、これに限定されるものではない。各サブＡＤＣ６３，７３の変換データ（平均値）の両方に基づいて基準範囲ＤＥの上限ＵＬを決定し、各サブＡＤＣ６３，７３の変換データ（平均値）の両方に基づいて基準範囲ＤＥの下限ＬＬを決定する構成とすることも可能である。例えば、２つの平均値の中間値（平均値）を算出し、その算出結果に基づいて基準範囲ＤＥの上限ＵＬ及び下限ＬＬを決定する構成としてもよい。

【0083】

・上記実施形態では、変換データの診断に際して参照される基準範囲をサブＡＤＣ６３，７３の変換精度を考慮して減縮（補正）する構成としたが、これに限定されるものではない。基準範囲とメインＡＤＣの変換データとを対比することで上記診断を行う構成においては、メインＡＤＣ５０の変換データを補正の対象とすることも可能である。具体的には、図９に示したようにメインＡＤＣ５０の変換データに幅を持たせる場合に、サブＡＤＣ６３，７３の変換精度の絶対値βを上乗せ（上下に拡張）するとよい。

【0084】

・上記実施形態では、第１ＭＣＵ６０及び第２ＭＣＵ７０を、サブＡＤＣ６３，７３の変換精度を揃えるべく製品仕様が共通となる同一の製品を用いる構成としたが、少なくともサブＡＤＣの変換精度が一致するのであれば、ＭＣＵを同一の製品とする必要は必ずしもない。

【0085】

なお、メインＡＤＣ５０と比べて精度が劣るサブＡＤＣについてはその数を複数とすることで基準範囲ＤＥ（所定の閾値）の精度を向上させる構成としたが、このような思想を具現化する上では第１ＭＣＵ６０のサブＡＤＣ６３の製品仕様（変換精度）と第２ＭＣＵ７０のサブＡＤＣ７３の製品仕様（変換精度）とを必ずしも一致させる必要はない。すなわち、変換精度の異なる複数のサブＡＤＣを併用する構成を否定するものでは無い。

【0086】

・上記実施形態では、２つのＭＣＵ６０，７０を併用し、それらＭＣＵ６０，７０の動作を相互に監視する構成としたが、これに限定されるものではない。当該監視機能については省略することも可能である。この場合、入力モジュール１０に含まれる監視用のＭＣＵの数を１つとし、一方のサブＡＤＣをＭＣＵとは別に設けられた変換専用の集積回路（専用品）とすることも可能である。

【0087】

・上記実施形態では、メインＡＤＣ５０をΔΣ型のＡＤＣとしたが、これに限定されるものではない。ＭＣＵ６０，７０に内蔵された診断用のサブＡＤＣ６３，７３と比べて変換精度が高いものであればその種類については任意である。

【0088】

・上記実施形態では、サブＡＤＣ６３，７３の変換データを記憶部７２に蓄積し、それら変換データの平均値を移動平均によって算出することによりメインＡＤＣ５０の変換データ（ΔΣ演算の結果）との乖離を抑える構成としたが、これに限定されるものではない。サブＡＤＣ６３，７３の変換データのばらつき等を軽減して基準範囲ＤＥの精度を高める上では、算術平均や加重平均等の他の演算によって平均値を算出する構成とすることも可能である。

【0089】

・上記実施形態では、メインＡＤＣ５０の変換データが基準範囲ＤＥに適合していないと診断された場合には、当該変換データに代えて不適合となった旨を明示するデータがバックプレーン４０にセットされる構成（エラー処理）としたが、不適合となった旨を制御装置Ｃ側で特定することができるのであればエラー処理の具体的内容については任意に変更してもよい。例えば、変換データとは別に異常信号を出力する構成とすることも可能である。また、これらの構成に代えて又は加えて、コントローラ等からのリクエストに対する応答を規制する構成としてもよい。

【0090】

・上記実施形態では、入力モジュール１０に搭載されたＭＣＵ（サブＡＤＣ）の数を２つとしたが３つとしてもよいし４つ以上としてもよい。この場合、各サブＡＤＣによる変換データの全てに基づいて基準範囲ＤＥを設定する構成としてもよいし、各サブＡＤＣによる変換データの一部に基づいて基準範囲ＤＥを設定する構成としてもよい。

【0091】

・上記実施形態では、第１ＭＣＵ６０に内蔵されたサブＡＤＣ６３と第２ＭＣＵ７０に内蔵されたサブＡＤＣ７３とを用いてメインＡＤＣ５０の変換データを監視（診断）する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、入力モジュール１０に複数のサブＡＤＣが内蔵された１のＭＣＵを配設し、当該ＭＣＵに内蔵された複数のサブＡＤＣを用いてメインＡＤＣ５０の変換データを監視（診断）する構成とすることも可能である。

【0092】

・上記実施形態では、入力モジュール１０がセンサＳを含まない構成としたが、入力モジュール１０がセンサＳを含む構成とすることも可能である。

【0093】

・上記実施形態では、バルブ制御システムに入力モジュール１０を適用した場合について例示したが、これに限定されるものではない。加工装置、組立装置、運搬装置等の産業機器における他の制御システムに適用することも可能である。

【符号の説明】

【0094】

１０…入力モジュール、２０…端子、３０…変換ブロック、４０…バックプレーン、５０…メインＡＤＣ、６０…第１ＭＣＵ、６１…制御部、６２…記憶部、６３…サブＡＤＣ、６５…プログラム記憶エリア、６６…変換データ記憶エリア、６７…演算結果記憶エリア、７０…第２ＭＣＰ、７１…制御部、７２…記憶部、７３…サブＡＤＣ、７５…プログラム記憶エリア、７６…変換データ記憶エリア、７７…演算結果記憶エリア、ＤＥ…基準範囲、Ｓ…センサ、ＬＬ…下限、ＵＬ…上限。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】