JP2008298525A - Waveform abnormality detector - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値である監視値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値である基準値とを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置に関するものである。 The present invention compares a monitored value that is a peak value corresponding to a time of a monitored signal waveform generated by a signal source to be inspected with a reference value that is a peak value corresponding to a time of a preset reference signal waveform, The present invention relates to a waveform abnormality detection device that compares and determines at every predetermined time whether there is a difference between the peak values of both waveforms that exceeds an allowable error range.
電気部品や作動機器などの対象物の動作状態を検出するセンサの出力波形が、許容誤差範囲内で期待された基準波形と合致しているか否かを判定し、対象物の異常動作の有無を監視する技術は公知である。例えば、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換部を有する電気部品を試験する試験装置であって、上記電気部品の試験に用いる試験波形を生成する波形生成部と、上記試験波形を印加された上記電気部品から出力されるべき期待値を上記試験波形に基づいて出力する期待値出力部と、上記試験信号を印加された上記電気部品の出力値と、上記期待値とを比較して上記電気部品の良否を判定する比較部とを備えている。その結果、誤差を含む試験波形に基づいて被試験電気部品が不良と判断されるのを防止する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Determine whether the output waveform of the sensor that detects the operating state of the target object, such as an electrical component or actuator, matches the expected reference waveform within the allowable error range. Techniques for monitoring are well known. For example, a test apparatus for testing an electrical component having an A / D conversion unit that converts an analog signal into a digital signal, the waveform generation unit generating a test waveform used for testing the electrical component, and applying the test waveform An expected value output unit that outputs an expected value to be output from the electrical component based on the test waveform, an output value of the electrical component to which the test signal is applied, and the expected value are compared. A comparison unit for determining whether the electrical component is good or bad. As a result, there has been disclosed a technique for preventing an electric device under test from being judged as defective based on a test waveform including an error (see, for example, Patent Document 1).
また、射出成形機に組み込まれ、射出成形機に有する油圧シリンダの圧力に基づいて設定された波形を監視する簡易波形監視装置であって、油圧シリンダの圧力データを発生するセンサと、上記センサから取込まれた圧力データに基づき基準圧力波形を設定するとともに実測値波形を表示し、圧力データが基準圧力波形に対し所定範囲を超えたときに、上記実測値波形に目印を付して表示する判別装置とを備えている。その結果、成形品が成形される以前に不良品の判別を実測値波形に付した目印によって行うことにより、成形品が成形された後に行う外観検査を廃止するとともに不良品の流出を未然に防止し、成形機や付帯設備や成形条件の不具合を成形中に検出することによって、生産性の向上を図ることができる簡易波形監視装置の技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, a simple waveform monitoring device that is incorporated in an injection molding machine and monitors a waveform set based on the pressure of a hydraulic cylinder included in the injection molding machine, the sensor for generating pressure data of the hydraulic cylinder, and the above sensor A reference pressure waveform is set based on the acquired pressure data and an actual measurement waveform is displayed. When the pressure data exceeds a predetermined range with respect to the reference pressure waveform, the actual measurement waveform is marked and displayed. And a discriminator. As a result, before the molded product is molded, the defective product is identified by the mark attached to the measured value waveform, thereby eliminating the appearance inspection performed after the molded product is molded and preventing the outflow of defective products. And the technique of the simple waveform monitoring apparatus which can aim at the improvement of productivity by detecting the malfunction of a molding machine, incidental equipment, and a molding condition during shaping | molding is disclosed (for example, refer patent document 2).
特許文献1によれば、試験波形に基づいて生成される期待値出力部が、試験波形に含まれる誤差を包含していて、その結果として許容誤差範囲内の被試験電気部品が不良判定されることを防止するようになっているが、期待値出力部による期待値波形の生成方法については論及されていない。
また、特許文献2によれば、基準圧力波形に対する上下限波形を設定し、実測波形が上下限波形の帯域内にあるか否かを実測波形に目印表示するようになっている。しかし、被監視信号波形が急激に増減する特性を有するものにあっては、本来は許容される僅かな位相差(波形の時間差)があっても、波高値の誤差が大きくなって異常判定が行われることになる欠点がある。
According to
According to
この発明の目的は、基準信号波形と被監視信号波形との間に時間誤差と波高値誤差が含まれている場合であって、被監視信号波形が急激に上昇または下降しても、誤った異常判定を行わないようにする簡易な波形異常検出装置を提供するものである。 An object of the present invention is a case where a time error and a peak value error are included between a reference signal waveform and a monitored signal waveform, and even if the monitored signal waveform suddenly rises or falls, an error occurs. The present invention provides a simple waveform abnormality detection device that does not perform abnormality determination.
この発明に係る波形異常検出装置は、被検査信号源が発生する被監視信号波形の時刻対応の波高値と、予め設定された基準信号波形の時刻対応の波高値とを対比して、上記両波形の波高値が許容誤差範囲を超えるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であって、上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、上記基準値に所定の第1のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、上記基準値から所定の第2のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、を有する。 The waveform abnormality detection device according to the present invention compares the time-corresponding peak value of the monitored signal waveform generated by the signal source to be inspected with the preset time-corresponding peak value of the reference signal waveform. A waveform abnormality detection device that compares and determines at every predetermined time whether or not a peak value of a waveform exceeds an allowable error range, wherein the reference value of the reference signal waveform is an estimation theory of a peak value of a reference signal waveform corresponding to time Value or an actual correction value of the standard sample of the signal source to be inspected, and an upward correction value obtained by adding a predetermined first bias value to the reference value is previously determined on the time axis. Using the larger value of the backward correction value obtained by moving the forward correction value obtained by moving only the moving time or the above-mentioned upward correction value on the time axis for a predetermined moving time later, the overlapping part of the waveform is Comparing to form an envelope waveform Band upper limit data generating means for generating a value, and forward correction obtained by moving a downward correction value obtained by subtracting a predetermined second bias value from the reference value previously by a predetermined moving time on the time axis Value or the lower correction value obtained by moving the lower correction value later on the time axis for a predetermined movement time, and using the smaller value of the backward correction value, the comparison lower limit value at which the overlapping portion of the waveform forms the lower envelope waveform The band lower limit data generating means for generating, and the band comparing means for performing abnormality determination when the monitored value of the monitored signal waveform is outside the band between the comparison upper limit value and the comparison lower limit value. .
この発明による波形異常検出方法は、比較基準値として基準波形を前後・上下補正して得られる比較上限値と比較下限値が使用されるようになっている。従って、簡単な帯域比較手段によって被監視信号波形の波高値の誤差と時間誤差の有無を合わせて判定することができる効果がある。特に、被監視信号の信号波形の立上りと立下りが急峻で、許容される時間誤差内で変化する波形において発生する波高値の差異について、誤った比較判定を行うことがない効果を奏する。 In the waveform abnormality detection method according to the present invention, the comparison upper limit value and the comparison lower limit value obtained by correcting the reference waveform back and forth and up and down are used as comparison reference values. Therefore, there is an effect that it is possible to determine whether there is an error in the peak value of the monitored signal waveform and the presence or absence of a time error by simple band comparison means. In particular, the rise and fall of the signal waveform of the monitored signal are steep, and there is an effect that an erroneous comparison and determination is not performed with respect to a difference in peak values generated in a waveform that changes within an allowable time error.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置の回路ブロック図である。
この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置100Aは、図1に示すように、マイクロプロセッサ110を主体として構成され、マイクロプロセッサ110には各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ111Aと演算処理用のRAMメモリ112とがバス接続されている。
マイクロプロセッサ110は、プログラムメモリ111Aに格納されている各種制御プログラムを読み出し、プログラムに記載されている命令に従って処理を進める。
マイクロプロセッサ110が発生する動作開始指令信号DRはインタフェース回路113を介してトリガ信号として被検査信号源120Aに供給される。
被検査信号源120Aは、このトリガ信号に基づいてアナログ計測信号を発生し、AD変換器114を介してデジタル値が測定データDATAとしてマイクロプロセッサ110に入力される。
なお、マイクロプロセッサ110は一定時間毎にAD変換指令STをAD変換器114に供給し、AD変換器114はAD変換完了信号OKをマイクロプロセッサ110に返信する。この時点でマイクロプロセッサ110は測定データDATAをRAMメモリ112へ転送書込みする。
なお、RAMメモリ112に対する測定データDATAの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器130Aは、図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ110と接続され、動作開始指令を供給したり、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行ったりするものである。
1 is a circuit block diagram of a waveform abnormality detection apparatus according to
As shown in FIG. 1, a waveform
The
The operation start command signal DR generated by the
The inspected
The
Note that the transfer address of the measurement data DATA to the
The
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置における基準信号波形、被監視信号波形、基準帯域波形を示した特性線図である図2について説明する。
図2(A)はマイクロプロセッサ110が発生するトリガ信号の波形を示している。図2(B)はトリガ信号に応動する基準信号波形Xを示しており、各時刻Ti(iは時刻番号であり、0,1,2,・・・,nである)に対応する基準値Xiの座標点(Ti,Xi)を結んだ曲線が基準信号波形Xとなるものである。
この基準信号波形Xは例えばトリガ信号に応動して給電駆動されたセラミックスヒータの温度センサの出力波形であったり、油圧ポンプの圧力センサの出力波形であったりして、標準サンプル品が適用された場合の波形となっている。
図2(C)は被検査信号源120Aに同様のトリガ信号を与えた場合の被監視信号波形Zを示しており、各時刻Tiに対応する監視値Ziの座標点(Ti,Zi)を結んだ曲線が被監視信号波形Zとなるものである。
図2(D)は帯域下限波形Lと帯域上限波形Uを示しており、各時刻Tiに対応する比較下限値Liの座標点(Ti,Li)を結んだ曲線が帯域下限波形Lとなり、各時刻Tiに対応する比較上限値Uiの座標点(Ti,Ui)を結んだ曲線が帯域上限波形Uとなっている。
Next, FIG. 2, which is a characteristic diagram showing the reference signal waveform, monitored signal waveform, and reference band waveform in the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention, will be described.
FIG. 2A shows a waveform of a trigger signal generated by the
The reference signal waveform X is, for example, an output waveform of a temperature sensor of a ceramic heater driven in response to a trigger signal or an output waveform of a pressure sensor of a hydraulic pump, and a standard sample product was applied. The waveform is the case.
FIG. 2C shows a monitored signal waveform Z when a similar trigger signal is given to the
Figure 2 (D) are band lower waveform L and upper limit bandwidth waveform shows a U, the coordinate points (T i, L i) a curve connecting the band lower limit waveform comparison limit value L i corresponding to each time T i A curve that connects the coordinate points (T i , U i ) of the comparison upper limit value U i corresponding to each time T i is the band upper limit waveform U.
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置で帯域下限波形Lと帯域上限波形Uの生成方法を示した一覧表である図3と、特性線図である図4について説明する。
図3において、時刻Tiのうち開始時刻T0(時刻番号i=0)は、例えば図2(A)のトリガ信号の立ち上がりの時刻に相当し、終了時刻Tn(時刻番号i=n)は波形監視の終了時刻であって、波形監視期間Tn−T0と、この監視期間の間の計測間隔(Tn−T0)/nは予め規定された所定の値となっている。
各時刻Tiに対応した基準信号波形Xの波高値は基準値Xiとして示されている。
図4(A)における上方移動波形A0と下方移動波形B0の各時刻における波高値である上方補正値A0iと下方補正値B0iは、図3の表中に示すとおり式(1)、式(2)によって算出される。
Next, FIG. 3 which is a list showing how to generate the band lower limit waveform L and the band upper limit waveform U in the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention and FIG. 4 which is a characteristic diagram will be described. .
In FIG. 3, start time T 0 (time number i = 0) of time T i corresponds to, for example, the rise time of the trigger signal in FIG. 2A, and end time T n (time number i = n). Is the end time of waveform monitoring, and the waveform monitoring period T n −T 0 and the measurement interval (T n −T 0 ) / n between the monitoring periods have predetermined values.
The peak value of the reference signal waveform X corresponding to each time T i is shown as a reference value X i .
The upward correction value A0 i and the downward correction value B0 i that are the crest values at each time of the upward movement waveform A0 and the downward movement waveform B0 in FIG. 4A are expressed by the equations (1) and (1), as shown in the table of FIG. Calculated by (2).
A0i=Xi+αi 但し、αi=α+Δα×Xi (1)
B0i=Xi−βi 但し、βi=β+Δβ×Xi (2)
A0 i = X i + α i where α i = α + Δα × X i (1)
B0 i = X i -β i where β i = β + Δβ × X i (2)
即ち、加算バイアス値αiは固定バイアス値αと比例バイアス値Δα×Xiによって構成され、比例係数がΔαで示されている。 That is, the addition bias value α i is composed of a fixed bias value α and a proportional bias value Δα × X i , and the proportionality coefficient is indicated by Δα.
また、減算バイアス値βiは固定バイアス値βと比例バイアス値Δβ×Xiによって構成され、比例係数がΔβで示されている。
このバイアス値は固定バイアス値だけが使用されたり、比例バイアス値だけが使用されたり、両者を合成して使用されたりするものであって、通常は加算バイアス値αiと減算バイアス値βiは同じ値が使用されるようになっている。
図4(B)における前方移動波形A1と後方移動波形A2は、図4(A)の上方移動波形A0を時間軸の前後にそれぞれ移動した波形であって、時刻Tiにおける前方移動波形A1と後方移動波形A2の波高値である前方補正値A1iと後方補正値A2iは、図3の表中に示すとおり例えば2回分の計測間隔を前後に移動した上方補正値A0iが使用されている。
図4(C)における前方移動波形B1と後方移動波形B2は、図4(A)の下方移動波形B0を時間軸の前後にそれぞれ移動した波形であって、時刻Tiにおける前方移動波形B1と後方移動波形B2の波高値である前方補正値B1iと後方補正値B2iは、図3の表中に示すとおり例えば2回分の計測間隔を前後に移動した上方補正値B0iが使用されている。
The subtraction bias value β i is composed of a fixed bias value β and a proportional bias value Δβ × X i , and the proportional coefficient is indicated by Δβ.
As this bias value, only a fixed bias value is used, only a proportional bias value is used, or a combination of both is used. Usually, an addition bias value α i and a subtraction bias value β i are The same value is used.
A forward movement waveform A1 and a backward movement waveform A2 in FIG. 4B are waveforms obtained by moving the upward movement waveform A0 in FIG. 4A before and after the time axis, respectively, and the forward movement waveform A1 at time T i and forward correction value A1 i and rear correction value A2 i is a peak value of the backward movement waveform A2 is being used above correction value A0 i that as shown in Table such as, for example, two of the measurement interval has moved back and forth in FIG. 3 Yes.
Figure 4 (C) forward motion waveform B1 and rearward movement waveform B2 in is a waveform that has moved respectively before and after the time-axis downward movement waveform B0 in FIG. 4 (A), the forward movement waveform B1 at time T i As the front correction value B1 i and the rear correction value B2 i , which are the peak values of the backward movement waveform B2, as shown in the table of FIG. 3, for example, the upward correction value B0 i that is moved back and forth between two measurement intervals is used. Yes.
図2(D)で示された帯域上限波形Uの比較上限値Uiと帯域下限波形Lの比較下限値Liは、式(3)、式(4)によって示されるものである。 The comparison upper limit value U i of the band upper limit waveform U shown in FIG. 2D and the comparison lower limit value L i of the band lower limit waveform L are shown by the equations (3) and (4).
Ui=max(A1i,A0i,A2i) (3)
Li=min(B1i,B0i,B2i) (4)
U i = max (A1 i , A0 i , A2 i ) (3)
L i = min (B1 i , B0 i , B2 i ) (4)
即ち、比較上限値Uiは時刻Tiにおける上方補正値A0iとその上方補正値A0iの前方補正値A1iと後方補正値A2iのなかの最も大きな値に相当する。
また、比較下限値Liは時刻Tiにおける下方補正値B0iとその下方補正値B0iの前方補正値B1iと後方補正値B2iのなかの最も小さな値に相当する。
なお、理想的には前方補正値A1iと後方補正値A2iとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最大値を用いることであるが、単純な波形形状であれば前方補正値A1iと後方補正値A2iの二つの波形のいずれか大きい方の値を用いることも可能である。
同様に、比較下限値Liについては前方補正値B1iと後方補正値B2iとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最小値を用いるのが理想であるが、単純な波形形状であれば前方補正値B1iと後方補正値B2iの二つの波形のいずれか小さい方の値を用いることも可能である。
That is, the comparison upper limit value U i corresponds to the largest value among the upper correction value A0 i at time T i , the front correction value A1 i of the upper correction value A0 i , and the rear correction value A2 i .
Further, corresponding to the smallest value of among the comparison limit value L i forward correction value of the time the lower correction value in T i B0 i and its lower correction value B0 i B1 i and rear correction value B2 i.
Ideally, a large number of movement waveforms with a slight time difference between the forward correction value A1 i and the rear correction value A2 i are assumed, and the maximum values of these many movement waveforms are used. However, in the case of a simple waveform shape, the larger one of the two waveforms of the front correction value A1 i and the rear correction value A2 i can be used.
Similarly, for the comparison lower limit value L i , a large number of movement waveforms with a slight time difference between the forward correction value B1 i and the rear correction value B2 i are assumed, and the minimum values of these many movement waveforms are set. Although it is ideal to use, it is also possible to use the smaller one of the two waveforms of the forward correction value B1 i and the backward correction value B2 i if the waveform has a simple shape.
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置に係わる基準帯域波形と被監視信号波形を示した特性線図である図5と、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置に係わる比較判定説明用の一覧表である図6について説明する。
図5において、被監視信号波形Zは基準帯域波形となる帯域上限波形Uと帯域下限波形Lとの間の波高値となっているか否かが各時刻において判定されるものである。
図6において、監視値Ziが比較下限値Li未満であれば過小判定がなされ、監視値Ziが比較下限値Li以上、比較上限値Ui以下であれば適正判定がなされ、監視値Ziが比較上限値Uiを超えれば過大判定がなされている。
例えば、過小判定がどこかの時刻において一度でも行われると過小判定フラグがセットされて過小報知が行われる。
同様に、過大判定がどこかの時刻において一度でも行われると過大判定フラグがセットされて過大報知が行われる。
または、過小判定回数と過大判定回数をそれぞれカウンタで計数し、この計数値が所定閾値を超過すると過小または過大または異常報知を行うようにすることもできる。
Next, FIG. 5 which is a characteristic diagram showing a reference band waveform and a monitored signal waveform related to the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention, and waveform abnormality detection according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6, which is a list for explaining comparative determination related to the apparatus, will be described.
In FIG. 5, it is determined at each time whether or not the monitored signal waveform Z has a peak value between the band upper limit waveform U and the band lower limit waveform L that are the reference band waveform.
6, the monitoring value Z i is made excessively small determination is less than comparison limit value L i, the monitored value Z i is compared lower limit L i above, proper determination is made equal to or less than the comparison the upper limit U i, monitoring If the value Z i exceeds the comparison upper limit value U i , an overdetermination is made.
For example, if the underdetermination is performed once at any time, the underdetermination flag is set and the undernotification is performed.
Similarly, if the over-determination is performed once at any time, an over-determination flag is set and over-notification is performed.
Alternatively, the number of times of underdetermination and the number of times of overdetermination can be counted by a counter, respectively, and when this count value exceeds a predetermined threshold value, an underestimation or overestimation or abnormality notification can be performed.
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置での基準信号波形測定の動作フローチャートである図7について説明する。
図7において、工程700は、設定表示器130Aからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ110が基準信号波形の測定動作を開始するステップであり、工程700が実行されたことに伴って図示しない計時カウンタが計時動作が開始する。
続く工程701は、図2(A)で示したトリガ信号の発生時期までの所定時間を待機するための待機時間判定ステップであり、所定時間が経過していなければNOの判定を行って工程701へ復帰し、所定時間が経過すればYESの判定を行って工程702へ移行する。
工程702は、計時カウンタによる時刻がトリガ信号の発生時間帯であるか否かを判定して、トリガ信号を発生するべき時刻T0に至ればYESの判定を行って工程703aへ移行し、トリガ信号の発生前期間や発生終了時点においてはNOの判定を行って行程703bへ移行する時間帯の判定ステップである。
Next, FIG. 7 which is an operation flowchart of the reference signal waveform measurement in the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 7, a
Step 702 the time by the time counter is equal to or a generation time period of the trigger signal, the process proceeds to step 703a performs determination of YES if Itare the time T 0 to generating a trigger signal, the trigger This is a time zone determination step in which NO is determined and the process proceeds to step 703b in the period before the generation of the signal and at the end of the generation.
工程703aでは、マイクロプロセッサ110がトリガ指令信号DRを発生して、インタフェース回路113を介して標準サンプル品である被検査信号源120Aにトリガ信号を供給し、被検査信号源120Aは図2(B)で示す基準信号波形Xを発生する。
工程703bでは、トリガ指令信号DRが未発生であるか、または既に発生していたトリガ指令信号DRが停止した場合には、標準サンプル品である被検査信号源120Aは図2(B)で示すとおり基準信号波形Xの発生を停止する。
工程703aまたは工程703bに続いて実行される工程704はAD変換器114に対してAD変換指令STの発生時期の到来を待機する計測時間間隔の判定ステップであり、計測時刻が到来すればYESの判定を行って工程705へ移行し、未到来であればNOの判定を行って工程704へ復帰するようになっている。
工程705は、マイクロプロセッサ110がAD変換器114に対してAD変換指令STを発生するステップ、続く工程706は、AD変換器114が発生するAD変換完了信号OKを受信したか否かを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程706へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程707aへ移行する変換完了の判定ステップである。
In
In
Step 705 is a step in which the
工程707aは、測定時刻Tiに対応してRAMメモリ112のアドレスADDiをアクセスするステップであり、初回の時刻はT0となっている。
続く工程707bは、AD変換器114によるデジタル変換入力データDATAを基準値Xiとして行程707aでアクセスされたアドレスのRAMメモリ112に書込みするステップ、続く行程707cは、時刻番号iに1を加算するステップ、続く工程708は、測定完了時刻であるか否かを判定し、未完了であればNOの判定を行って工程701へ復帰し、完了であればYESの判定を行って動作終了工程709へ移行する判定ステップである。
なお、工程701から工程708に至る一連の工程の動作所要時間は測定時間間隔よるも十分短い時間となっており、各時刻における測定タイミングは工程704による待機時間によって調整されて一定時間毎に測定が行われるようになっている。
また、工程708による測定完了時刻の判定は工程702によるトリガ信号の発生停止から所定時間後において動作完了とされ、トリガ信号の発生期間は予め設定された所定値となっている。
Step 707a is a step of accessing the address ADD i of the
Note that the operation required time of a series of processes from the
The determination of the measurement completion time in
工程707a、707b、707cによって構成された工程ブロック710は基準データ書込手段であり、工程703aによるトリガ信号が発生してからの時刻Tiに対応して測定された基準値Xiのデータテーブルが生成されてRAMメモリ112に格納されるようになっている。
なお、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルは、図示しない他のオフライン機器によって計測されて、計測結果を設定表示器130AからRAMメモリ112へ転送書込みするものである。
また、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルは実測値によらない理論値を適用することも可能である。
The data table of time T i vs. reference value X i is measured by another offline device (not shown), and the measurement result is transferred and written from the
In addition, a theoretical value that does not depend on actual measurement values can be applied to the data table of time T i versus reference value X i .
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置での基準帯域波形生成の動作フローチャートである図8について説明する。
図8において、工程800は、図2(D)の帯域下限波形Lと帯域上限波形Uを形成する比較上限値Uiと比較下限値Liを算出生成するためのマイクロプロセッサ110の動作開始ステップ、続く工程801は、データ番号としてi=0を設定するステップ、続く工程802は、RAMメモリ112のアドレスADDiから基準値Xiを読み出すステップ、続く工程803aは、式(1)によって上方補正値A0iを算出するステップ、続く工程803bは、時刻Ti+kにおける上方補正値A0i+kの値を時刻Tiにおける前方補正値A1iとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ=Ti+k−Tiとなっている。
続く工程803cは、時刻Ti−kにおける上方補正値A0i−kの値を時刻Tiにおける後方補正値A2iとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ=Ti−Ti−kとなっている。
続く工程803dは、上方補正値A0i、前方補正値A1iおよび後方補正値A2iの内の最大値を時刻Tiにおける比較上限値Uiとして算出するステップであり、工程803aから工程803dによって構成された工程ブロック810は帯域上限データ生成手段となるものである。
Next, FIG. 8 which is an operation flowchart of the reference band waveform generation in the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 8,
The subsequent step 803d is a step of calculating the maximum value among the upper correction value A0 i , the front correction value A1 i and the rear correction value A2 i as the comparison upper limit value U i at the time T i , and from
続く工程804aは、式(2)によって下方補正値B0iを算出するステップ、続く工程804bは、時刻Ti+kにおける下方補正値B0i+kの値を時刻Tiにおける前方補正値B1iとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ=Ti+k−Tiとなっている。
続く工程804cは、時刻Ti−kにおける下方補正値B0i−kの値を時刻Tiにおける後方補正値B2iとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ=Ti−Ti−kとなっている。
続く工程804dは、下方補正値B0i、前方補正値B1iおよび後方補正値B2iの内の最小値を時刻Tiにおける比較下限値Liとして算出するステップであり、工程804aから工程804dによって構成された工程ブロック820は帯域下限データ生成手段となるものである。
続く工程805は、時刻番号iに1を加算するステップ、続く工程806は、時刻番号iが最終番号nを超過したか否かを判定し、未超過であればNOの判定を行って工程802へ復帰し、超過であればYESの判定を行って動作終了工程807へ移行するようになっている。
Step subsequent step 804a, the extracting step of calculating a lower correction value B0 i by equation (2), followed by
A
以上のとおり、図8は図7によってRAMメモリ112に格納された時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルを元にして、プログラムメモリ111Aに格納された帯域上限データ生成手段810と帯域下限データ生成手段820とからなる制御プログラムによって比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルを生成してRAMメモリ112の所定アドレス領域に書き込み保存するためのものである。
しかし、比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルが他のオフライン機器のよって生成され、このデータテーブルを変更する必要がない場合であれば、設定表示器130Aから比較上限値Uiと比較下限値LiのデータテーブルをRAMメモリ112に転送書き込みすれば、プログラムメモリ111Aとしては帯域上限データ生成手段810と帯域下限データ生成手段820とからなる制御プログラムは不要であり、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルも不要である。
但し、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルを元にして、ユーザ側で比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルを生成したい場合には、プログラムメモリ111Aか設定表示器130Aの中に帯域上限データ生成手段810と帯域下限データ生成手段820とからなる制御プログラムを設けておく必要がある。
この場合、不用意に比較判定条件が変更されないようにするために、特定のパスワードを用いて設定変更を可能にするような処置が施されるものである。
As described above, FIG. 8 shows the band upper limit data generating means 810 and the band lower limit data stored in the
However, if the data table of the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i is generated by another offline device and it is not necessary to change the data table, the comparison display upper limit value U i is set from the setting display 130A. and if transfer write data table compares the lower limit value L i in the
However, if the user wants to generate a data table of the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i on the basis of the data table of the time T i versus the reference value X i , the
In this case, in order to prevent the comparison determination condition from being inadvertently changed, a measure for enabling a setting change using a specific password is performed.
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置に係わる被監視信号波形測定の動作フローチャートである図9について説明する。
なお、図9は図1の被検査信号源120Aとして監視対象となる信号源を接続した場合のものであって、標準サンプル品の場合を示す図7と同等の動作を行い、符号番号700番台が900番台に変更されている。
但し、図9において測定データ書込手段910によって生成されるデータテーブルは時刻Tiに対する被監視信号波形Zの監視値Ziとなっていて、このデータテーブルは基準値Xiのデータテーブルとは異なるアドレス領域のRAMメモリ112に格納されるものとなっている。
次に、この発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置に係わる比較判定の動作フローチャートである図10について説明する。
図10において、工程1000は、マイクロプロセッサ110が比較判定動作を開始するステップ、続く工程1001は、時刻番号iをゼロに設定するステップ、続く工程1002aは、RAMメモリ112に格納されている監視値Ziを読み出すステップ、続く工程1002bは、RAMメモリ112に格納されている比較上限値Uiと比較下限値Liとを読み出すステップ、続く工程1003aは、工程1002aで読み出された監視値Ziが工程1002bで読み出された比較下限値Li未満であるか否かを判定し、未満であればYESの判定を行って工程1004aへ移行し、未満でなければNOの判定を行って工程1003bに移行する判定ステップとなっている。
Next, FIG. 9 which is an operation flowchart of the monitored signal waveform measurement related to the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 shows a case where a signal source to be monitored is connected as the
However, the data table generated by the measurement data writing means 910 in FIG. 9 is the monitored value Z i of the monitored signal waveform Z at time T i , and this data table is the data table of the reference value X i. It is stored in the
Next, FIG. 10, which is an operation flowchart of the comparison determination related to the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention, will be described.
In FIG. 10, a
工程1003bは、工程1002aで読み出された監視値Ziが工程1002bで読み出された比較上限値Uiを超過しているか否かを判定し、超過であればYESの判定を行って工程1004bへ移行し、超過でなければNOの判定を行って工程1004cへ移行する判定ステップとなっている。
工程1004aは過小判定フラグFLiをセットするステップ、工程l004bは過大判定フラグFUiをセットするステップ、工程1004cは適正フラグFJiをセットするステップであり、工程1004a、1004b、1004cに続いて工程1005へ移行して時刻番号iに1が加算されるようになっている。
続く工程1006は、時刻番号iが最終番号nを超過したか否かを判定し、未超過であればNOの判定を行って工程1002aへ復帰し、超過であればYESの判定を行って工程1007へ移行する判定ステップとなっている。
工程1007では、総合判定出力を行ってから動作終了工程1008へ移行するようになっている。
In
In the
In
工程1003a、1003bで構成された工程ブロック1010は帯域比較手段となるものである。
また、工程1007における総合判定出力としては、たとえば工程1004aまたは工程1004bにおいて、過小判定フラグFLiまたは過大判定フラグFUiが一つでもセットされれば異常報知出力を発生し、どの時刻で過大または過小判定フラグがセットされたのであるか否かは設定表示器130Aのキー操作によって画面表示することができる。
その他、被監視信号波形Zの区間を例えば立ち上がりの第一期と中間の第二期と立ち下がりの第三期に区分して、それぞれの区間で過小判定フラグFLiや過大判定フラグFUiがセットされたか否かを区分表示することもできる。
また、各区間において過小判定回数や過大判定回数を計数するカウンタを設け、異常発生回数を区間別に表示することも可能である。
A
Further, as the overall determination output in
In addition, the section of the monitored signal waveform Z is divided into, for example, a first period of rising, a second period in the middle, and a third period of falling, and an underdetermination flag FL i and an overdetermination flag FU i are set in each period. It is also possible to display whether or not it has been set.
It is also possible to provide a counter that counts the number of underdeterminations and the number of overdeterminations in each section, and displays the number of occurrences of abnormality for each section.
以上の説明では、図9による測定データの書込みが完了してから、図10による比較判定を行うようにしたが、計測時間間隔がマイクロプロセッサ110の演算処理能力に比べて余裕のある時間間隔である場合には、時刻Tiにおける測定を行ってから、次回の測定を行うまでに、当該時刻Tiにおける監視値Ziの比較判定を完了するオンライン判定を行うことができる。
In the above description, the comparison determination according to FIG. 10 is performed after the writing of the measurement data according to FIG. 9 is completed. However, the measurement time interval is a time interval having a margin compared to the arithmetic processing capability of the
以上の説明で明らかなとおりこの発明に係る実施の形態1による波形異常検出装置は、被検査信号源120Aが発生する被監視信号波形Zの時刻対応の波高値である監視値Ziと、予め設定された基準信号波形Xの時刻対応の波高値である基準値Xiとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出装置であり、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段810と帯域下限データ生成手段820とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段1010によって実行されるようになっている。
基準信号波形Xの基準値Xiは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段810は、基準値Xiに所定の第1のバイアス値αiを加算して得られる上方補正値A0iと、上方補正値A0iを時間軸の前後にそれぞれ移動させて得られる前方補正値A1iと後方補正値A2iとの内、少なくとも前方補正値A1iと後方補正値A2iとのうち大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Uiを生成する。
帯域下限データ生成手段820は、基準値Xiから所定の第2のバイアス値βiを減算して得られる下方補正値B0iと、下方補正値B0iを時間軸の前後にそれぞれ移動させて得られる前方補正値B1iと後方補正値B2iの内、少なくとも前方補正値B1iと後方補正値B2iのうち小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Liを生成する。
帯域比較手段1010は、被監視信号波形Zの監視値Ziが比較上限値Uiと比較下限値Liにより挟まれた帯域の外にあるときに異常判定を行う。
As is apparent from the above description, the waveform abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention has a monitoring value Z i that is a peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform Z generated by the inspected
The reference value X i of the reference signal waveform X is created based on the estimated theoretical value of the peak value of the reference waveform corresponding to the passage of time or the measured value of the standard sample.
Upper limit bandwidth data generating means 810, an upper correction value A0 i obtained by adding the reference value X first bias value predetermined to i alpha i, respectively moved back and forth above the correction value A0 i time axis Of the obtained forward correction value A1 i and backward correction value A2 i , at least the larger one of the forward correction value A1 i and the backward correction value A2 i is used, and the overlapping portion of the waveform represents the upper envelope waveform. A comparison upper limit value U i to be formed is generated.
Band lower
The band comparison means 1010 makes an abnormality determination when the monitored value Z i of the monitored signal waveform Z is outside the band between the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i .
上方補正値A0iに加算される第1のバイアス値αi、または下方補正値B0iから減算される第2のバイアス値βiは、基準信号波形Xの各時刻において共通の一定値であるか、または基準信号波形Xの各時刻における基準値Xiに比例した値を含んでいる。
このように、上方または下方補正値に対するバイアス値は、固定または基準値に比例した値が使用されるようになっている。従って、被監視信号波形の誤差成分が温度誤差等によるドリフト成分であるのか、または増幅ゲインのバラツキ変動によるものかに応じて、許容誤差範囲を正確に設定することができる。
The first bias value alpha i or a second bias value beta i is subtracted from a lower correction value B0 i, to be added to the above correction value A0 i is the common constant value at each time of the reference signal waveform X Or a value proportional to the reference value X i at each time of the reference signal waveform X.
Thus, the bias value for the upper or lower correction value is fixed or a value proportional to the reference value is used. Accordingly, the allowable error range can be accurately set according to whether the error component of the monitored signal waveform is a drift component due to a temperature error or the like, or due to fluctuations in variation of the amplification gain.
帯域上限データ生成手段810における比較上限値Uiは、上方補正値A0iと上方補正値に関する前方補正値A1iと後方補正値A2iとの3つの数値の最大値が適用され、帯域下限データ生成手段820における比較下限値Liは、下方補正値B0iと下方補正値に関する前方補正値B1iと後方補正値B2iとの3つの数値の最小値が適用されるようになっている。従って、簡単な代数演算によって比較上限値と比較下限値が得られる。 As the comparison upper limit value U i in the band upper limit data generation means 810, the maximum value of three numerical values of the upper correction value A0 i , the forward correction value A1 i related to the upper correction value, and the rear correction value A2 i is applied. As the comparison lower limit value L i in the generation means 820, the minimum value of the three numerical values of the lower correction value B0 i , the forward correction value B1 i and the rear correction value B2 i relating to the lower correction value is applied. Therefore, the comparison upper limit value and the comparison lower limit value can be obtained by a simple algebra calculation.
被検査信号源120Aが発生する被監視信号波形Zの監視値Ziは、AD変換器114とマイクロプロセッサ110を介してRAMメモリ112に格納されるものであると共に、マイクロプロセッサ110と協働するプログラムメモリ111Aは帯域比較手段1010となる制御プログラムを包含している。
プログラムメモリ111AまたはRAMメモリ112には、少なくとも帯域上限データ生成手段810と、帯域下限データ生成手段820とに基づいて生成された時刻対応の比較上限値Uiと比較下限値Liとが格納されている。
このように、比較上限値と比較下限値とが格納されたプログラムメモリまたはRAMメモリと協働して、被監視信号波形の異常検出を行うマイクロプロセッサを備えている。従って、プログラムメモリは帯域比較手段による異常判定のみを行えば良いので、小型で安価な波形異常検出装置を得ることができる。
The monitored value Z i of the monitored signal waveform Z generated by the
The
As described above, a microprocessor for detecting an abnormality of the monitored signal waveform is provided in cooperation with the program memory or the RAM memory in which the comparison upper limit value and the comparison lower limit value are stored. Therefore, since the program memory only needs to perform the abnormality determination by the band comparison means, a small and inexpensive waveform abnormality detection device can be obtained.
プログラムメモリ111Aは更に、帯域上限データ生成手段810と帯域下限データ生成手段820となる制御プログラムを包含している。
このように、波形異常検出装置が帯域上限データ生成手段と帯域下限データ生成手段を備えている。従って、様々な被監視信号波形を持つ被検査信号源に対応した比較上限値と比較下限値を自ら生成して、多様な信号波形に対する異常判定を行うことができる。
The program memory 111 </ b> A further includes a control program serving as a band upper limit
As described above, the waveform abnormality detection apparatus includes the band upper limit data generation unit and the band lower limit data generation unit. Therefore, the comparison upper limit value and the comparison lower limit value corresponding to the signal source to be inspected having various monitored signal waveforms can be generated by itself, and abnormality determination for various signal waveforms can be performed.
マイクロプロセッサ110にはマンマシンインタフェースとなる設定表示器130Aが接続されている。
設定表示器130Aは被監視信号波形の異常状態を報知するものであると共に、プログラムメモリ111AまたはRAMメモリ112に格納されている比較上限値Uiと比較下限値Liの値の設定変更手段、または基準信号波形Xに対する基準値Xiの設定変更手段、または上方補正バイアス値αiと下方補正バイアス値βiと前後移動補正のための時間幅の設定変更手段のいずれかの設定変更手段を備えている。
このように、設定表示器130Aによって設定定数の変更が行えるようになっている。従って、波形異常検出装置を使用するユーザによって、異常検出の判定レベルを変更したり、オフラインで計測された基準信号波形の基準値を情報データとして転送書き込みしたりすることができる。
The
The setting
In this way, the setting constant can be changed by the setting
実施の形態2.
以下、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置の回路ブロック図である図11について、図1の相違点を中心にして説明する。
なお、各図において同一符号は同一または相当部分を示している。
この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置100Bは、図11に示すように、マイクロプロセッサ110を主体として構成され、マイクロプロセッサ110には各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ111Bと演算処理用のRAMメモリ112とがバス接続されている。
被検査信号源120Bが発生する計測指令信号はインタフェース回路115を介してトリガ信号入力TRとしてマイクロプロセッサ110に供給されるようになっている。
この計測指令信号の発生に応動して、被検査信号源120Bはアナログ計測信号を発生し、AD変換器114を介してデジタル値が測定データDATAとしてマイクロプロセッサ110に入力されるようになっている。
なお、マイクロプロセッサ110は一定時間毎にAD変換指令STをAD変換器114に供給し、AD変換器114はAD変換完了信号OKをマイクロプロセッサ110に返信して、この時点でマイクロプロセッサ110は測定データDATAをRAMメモリ112へ転送書込みするようになっている。
但し、RAMメモリ112に対する測定データDATAの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器130Bは図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ110と接続され、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行うものとなっている。
Hereinafter, FIG. 11 which is a circuit block diagram of the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from FIG.
In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts.
As shown in FIG. 11, a waveform
A measurement command signal generated by the signal source 120B to be inspected is supplied to the
In response to the generation of the measurement command signal, the signal source 120B to be inspected generates an analog measurement signal, and a digital value is input to the
The
However, the transfer address of the measurement data DATA to the
The setting
次に、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形および基準帯域波形を示した特性線図である図12について説明する。
図12(A)は、被検査信号源120Bが発生する計測指令信号の波形を示している。
図12(B)は、計測指令信号に応動する基準信号波形Xを示しており、各時刻Tiに対応する基準値Xiの座標点(Ti,Xi)を結んだ曲線が基準信号波形Xとなるものである。
なお、図12(B)では、複数標準サンプル品について、それぞれ複数回の測定を行った場合の複数の基準信号波形Xが示されており、波形変化率がゼロに近い微小な所定値未満の平坦な期間における最大値と最小値との差である上下誤差幅がΔXで示されている。
また、急峻な波形変化を示す波形部分の最大時間差である前後誤差幅はΔTで示されていて、前後誤差幅ΔTは上限信号波形Xuが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第一時刻と、下限信号波形Xlが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第二時刻との時刻差となっている。
ここで言う急峻な波形変化とは例えば前回時刻と今回時刻における波高値の変化量が加算バイアス値または減算バイアス値を超過する値のことである。
また、上下誤差幅ΔXと前後誤差幅ΔTは多数の基準信号波形Xを同一グラフ上に描写して、目視判定で定めてもよいものであり、厳密に自動算出するためには基準信号波形Xの形状に関する特徴を把握して、これに適した算式を策定する必要がある。
Next, FIG. 12 which is a characteristic diagram showing a reference signal waveform, a monitored signal waveform and a reference band waveform in the waveform abnormality detection apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A shows a waveform of a measurement command signal generated by the signal source to be inspected 120B.
FIG. 12B shows a reference signal waveform X that responds to a measurement command signal, and a curve connecting the coordinate points (T i , X i ) of the reference value X i corresponding to each time T i is a reference signal. A waveform X is obtained.
Note that FIG. 12B shows a plurality of reference signal waveforms X when a plurality of measurements are performed for a plurality of standard sample products, and the waveform change rate is less than a minute predetermined value close to zero. The vertical error width, which is the difference between the maximum value and the minimum value in the flat period, is indicated by ΔX.
Further, the front-to-back error width, which is the maximum time difference between the waveform portions showing steep waveform changes, is indicated by ΔT, and the front-to-back error width ΔT is the time when the upper limit signal waveform Xu has a steep waveform change greater than or equal to a predetermined value. There is a time difference between the first time and the second time, which is the time when the lower limit signal waveform Xl has undergone a steep waveform change of a predetermined value or more.
The steep waveform change referred to here is, for example, a value in which the amount of change in the peak value at the previous time and the current time exceeds the addition bias value or the subtraction bias value.
In addition, the vertical error width ΔX and the vertical error width ΔT may be determined by visual determination by drawing a large number of reference signal waveforms X on the same graph. It is necessary to grasp the characteristics related to the shape of and to formulate a formula suitable for this.
図12(C)は、被検査品の場合の被監視信号波形Zを示しており、各時刻Tiに対応する監視値Ziの座標点(Ti,Zi)を結んだ曲線が被監視信号波形Zとなるものである。
図12(D)は、帯域下限波形Lと帯域上限波形Uを示しており、各時刻Tiに対応する比較下限値Liの座標点(Ti,Li)を結んだ曲線が帯域下限波形Lとなり、各時刻Tiに対応する比較上限値Uiの座標点(Ti,Ui)を結んだ曲線が帯域上限波形Uとなっている。
図12(D)において上限信号波形Xuは複数の基準信号波形Xの内で最も大きな値である基準上限値Xuiを結んで得られる波形である。
また、下限信号波形Xlは複数の基準信号波形Xの内で最も小さな値である基準下限値Xliを結んで得られる波形である。
この実施の形態2において、図示しない上方移動波形A0と下方移動波形B0の各時刻における波高値である上方補正値A0iと下方補正値B0iは、式(5)、式(6)によって算出されるものとなっている。
FIG. 12C shows a monitored signal waveform Z in the case of an inspected product, and a curve connecting the coordinate points (T i , Z i ) of the monitored value Z i corresponding to each time T i is shown. A monitoring signal waveform Z is obtained.
FIG. 12D shows the band lower limit waveform L and the band upper limit waveform U, and a curve connecting the coordinate points (T i , L i ) of the comparison lower limit value L i corresponding to each time T i is a band lower limit waveform. The waveform L is a curve that connects the coordinate points (T i , U i ) of the comparison upper limit value U i corresponding to each time T i, and is the band upper limit waveform U.
In FIG. 12D, the upper limit signal waveform Xu is a waveform obtained by connecting the reference upper limit value Xu i which is the largest value among the plurality of reference signal waveforms X.
The lower limit signal waveform Xl is a waveform obtained by connecting the reference lower limit value Xl i is the smallest value among a plurality of reference signal waveform X.
In the second embodiment, the upward correction value A0 i and the downward correction value B0 i , which are the peak values at the respective times of the upward movement waveform A0 and the downward movement waveform B0 (not shown), are calculated by Expressions (5) and (6). It is supposed to be.
A0i=Xui+αi 但し、αi=γ×ΔX (5)
B0i=Xli−βi 但し、βi=γ×ΔX (6)
A0 i = Xu i + α i where α i = γ × ΔX (5)
B0 i = Xl i -β i where β i = γ × ΔX (6)
すなわち、加算バイアス値αiと減算バイアス値βiは上下誤差幅ΔXに比例した値であり、その比例係数がγで示されている。 That is, the addition bias value α i and the subtraction bias value β i are values proportional to the vertical error width ΔX, and the proportionality coefficient is indicated by γ.
図12(D)の帯域上限波形Uは、上方移動波形A0を時間軸の前後にそれぞれ移動して得られる前方移動波形A1と後方移動波形A2を用いた上方包絡線波形となっている。
図12(D)の帯域下限波形Lは、下方移動波形B0を時間軸の前後にそれぞれ移動して得られる前方移動波形B1と後方移動波形B2を用いた下方包絡線波形となっている。
但し、実際には帯域上限波形Uの比較上限値Uiと帯域下限波形Lの比較下限値Liの値は式(7)、式(8)によって示されるものである。
A band upper limit waveform U in FIG. 12D is an upper envelope waveform using a forward movement waveform A1 and a backward movement waveform A2 obtained by moving the upward movement waveform A0 around the time axis.
The band lower limit waveform L in FIG. 12D is a lower envelope waveform using a forward movement waveform B1 and a backward movement waveform B2 obtained by moving the downward movement waveform B0 around the time axis.
However, in actuality, the comparison upper limit value U i of the band upper limit waveform U and the comparison lower limit value L i of the band lower limit waveform L are expressed by the equations (7) and (8).
Ui=max(Ali,A0i,A2i) (7)
Li=min(Bli,B0i,B2i) (8)
U i = max (Al i , A0 i , A2 i ) (7)
L i = min (Bl i, B0 i, B2 i) (8)
すなわち、比較上限値Uiは時刻Tiにおける上方補正値A0iとその前方補正値Aliと後方補正値A2iのなかの最も大きな値に相当する。
また、比較下限値Liは時刻Tiにおける下方補正値B0iとその前方補正値Bliと後方補正値B2iのなかの最も小さな値に相当する。
That corresponds to the largest value of among the comparison the upper limit U i at time T the forward correction value with the upper correction value A0 i in i Al i and rear correction value A2 i.
The comparison lower limit value L i corresponds to the smallest value among the downward correction value B0 i , the forward correction value Bli i, and the backward correction value B2 i at time T i .
なお、上限信号波形Xuや下限信号波形Xlに対する前後移動時間幅は、前後誤差幅ΔTに比例した値であって、前後移動時間幅の合計値は前後誤差幅ΔTよりも大きな値となっている。
また、理想的には前方補正値A1iと後方補正値A2iとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最大値を用いることであるが、単純な波形形状であれば前方補正値A1iと後方補正値A2iの二つの波形のいずれか大きい方の値を用いることも可能である。
同様に、比較下限値Liについては前方補正値B1iと後方補正値B2iとの間で微小は時間差をおいた多数の移動波形を想定し、これ等の多数の移動波形の最小値を用いるのが理想であるが、単純な波形形状であれば前方補正値B1iと後方補正値B2iの二つの波形のいずれか小さい方の値を用いることも可能である。
The longitudinal movement time width for the upper limit signal waveform Xu and the lower limit signal waveform Xl is a value proportional to the longitudinal error width ΔT, and the total value of the longitudinal movement time width is larger than the longitudinal error width ΔT. .
Also, ideally, a large number of movement waveforms with a slight time difference between the front correction value A1 i and the rear correction value A2 i are assumed, and the maximum values of these many movement waveforms are used. However, in the case of a simple waveform shape, the larger one of the two waveforms of the front correction value A1 i and the rear correction value A2 i can be used.
Similarly, for the comparison lower limit value L i , a large number of movement waveforms with a slight time difference between the forward correction value B1 i and the rear correction value B2 i are assumed, and the minimum values of these many movement waveforms are set. Although it is ideal to use, it is also possible to use the smaller one of the two waveforms of the forward correction value B1 i and the backward correction value B2 i if the waveform has a simple shape.
次に、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置に係わる基準信号波形測定の動作フローチャートである図13について説明する。
図13において、工程1300は設定表示器130Bからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ110が基準信号波形の測定動作を開始するステップである。
続く工程1301は複数の標準サンプルに関する複数回の測定に対する計測データ番号Nの設定更新を行うステップである。
続く工程1302は図12(A)で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程1302へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程1303へ移行する判定ステップとなっている。
工程1303は時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルを作成する工程ブロックであり、まず計測データ番号N=0のデータが作成される。
続く工程1304は図12(A)で示した計測指令信号が解除されたか否かを判定し、未解除であればNOの判定を行って工程1303へ復帰し、解除されればYESの判定を行って工程1305へ移行する判定ステップである。
Next, FIG. 13 which is an operation flowchart of the reference signal waveform measurement related to the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 13,
A
In
In
工程1305は計測データ番号Kに1を加算するステップ、続く工程1306は全てのデータ測定が終わったか否かを判定し、未完了であればNOの判定を行って工程1301へ復帰し、完了であればYESの判定を行って工程1307aへ移行する判定ステップである。
工程1307aは測定時刻Tiに対応して基準上限値Xuiを抽出してRAMメモリ112に格納するステップ、続く工程1307bは測定時刻Tiに対応して基準下限値Xliを抽出してRAMメモリ112に格納するステップ、続く工程1307cは上下誤差幅ΔXを算出記憶するステップ、続く工程1307dは前後誤差幅ΔTを算出記憶するステップ、続く工程1308は動作終了ステップとなるものである。
なお、上下誤差幅ΔXは上限信号波形Xuと下限信号波形Xlの波形変動が緩慢な時点における基準上限値Xuiと基準下限値Xliの偏差値として算出され、前後誤差幅ΔTは上限信号波形Xuが急峻な波形変化を行った第一時刻と、下限信号波形Xlが急峻な波形変化を行った第二時刻との時刻差として算出されるものである。
Incidentally, the upper and lower error width ΔX is calculated as the difference value of the reference upper limit value Xu i and the reference lower limit value Xl i in the waveform fluctuation slow time of the upper limit signal waveform Xu and the lower limit signal waveform Xl, error width ΔT longitudinal upper limit signal waveform This is calculated as a time difference between the first time when Xu has a sharp waveform change and the second time when the lower limit signal waveform Xl has a sharp waveform change.
工程1307aから工程1307dによって構成された工程ブロック1310は基準幅データ書込手段となるものであり、工程1302による計測指令信号が発生してから、工程1304で計測指令信号が解除される期間の時刻Tiに対応して、測定された基準値Xiのデータテーブルが生成されてRAMメモリ112に格納され、複数の基準値データから基準上限値Xui、基準下限値Xli、上下誤差幅ΔX、前後誤差幅ΔTが抽出されるようになっている。前後誤差幅ΔTは上限信号波形Xuが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第一時刻と、下限信号波形Xlが所定値以上の急峻な波形変化を行った時刻である第二時刻との時刻差となっている。
なお、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルは、図示しない他のオフライン機器によって計測されて、計測結果としての基準上限値Xui、基準下限値Xli、上下誤差幅ΔX、前後誤差幅ΔTを設定表示器130BからRAMメモリ112へ転送書込みするものであってもよい。
また、基準上限値Xui、基準下限値Xli、上下誤差幅ΔX、前後誤差幅ΔTは標準サンプル品の実測値によらない理論値を適用することも可能である。
The
The data table of time T i vs. reference value X i is measured by another offline device (not shown), and the reference upper limit value Xu i , reference lower limit value Xl i , vertical error width ΔX, front and rear error width as measurement results ΔT may be transferred and written from the
Further, theoretical values that do not depend on the actual measurement values of the standard sample product can be applied to the reference upper limit value Xu i , the reference lower limit value Xl i , the vertical error width ΔX, and the front and rear error width ΔT.
次に、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置に係わる基準帯域波形生成の動作フローチャートである図14について説明する。
図14において、工程1400は図12(D)の基準帯域波形U・Lを形成する比較上限値Uiと比較下限値Liを算出生成するためのマイクロプロセッサ110の動作開始ステップ、続く工程1401はデータ番号としてまずi=0を設定するステップ、続く工程1402はRAMメモリ112から基準上限値Xuiと基準下限値Xliを読み出すステップ、続く工程1403aは式(5)によって上方補正値A0iを算出するステップ、続く工程1403bは時刻Ti+kにおける上方補正値A0i+kの値を時刻Tiにおける前方補正値Aliとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ=Ti+k−Tiとなっている。
続く工程1403cは時刻Ti−kにおける上方補正値A0i−kの値を時刻Tiにおける後方補正値A2iとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ=Ti−Ti−kとなっている。
続く工程1403dは上方補正値A0iと前方補正値Aliと後方補正値A2iの中の最大値を時刻Tiにおける比較上限値Uiとして算出するステップであり、工程1403aから工程1403dによって構成された工程ブロック1410は帯域上限データ生成手段となるものである。
Next, FIG. 14 which is an operation flowchart of the reference band waveform generation related to the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 14, a
続く工程1404aは式(6)によって下方補正値B0iを算出するステップ、続く工程1404bは時刻Ti+kにおける下方補正値B0i+kの値を時刻Tiにおける前方補正値Bliとして抽出するステップであり、前方補正時刻差はδ=Ti+k−Tiとなっている。
続く工程1404cは時刻Ti−kにおける下方補正値B0i−kの値を時刻Tiにおける後方補正値B2iとして抽出するステップであり、後方補正時刻差はδ=Ti−Ti−kとなっている。
続く工程1404dは下方補正値B0iと前方補正値Bliと後方補正値B2iの中の最小値を時刻Tiにおける比較下限値Liとして算出するステップであり、工程1404aから工程1404dによって構成された工程ブロック1420は帯域下限データ生成手段となるものである。
続く工程1405は時刻番号iに1を加算するステップ、続く工程1406は時刻番号iが最終番号nを超過したか否かを判定し、未超過であればNOの判定を行って工程1402へ復帰し、超過であればYESの判定を行って動作終了工程1407へ移行するようになっている。
Be a
Subsequent step 1404d is a step of calculating the minimum value of the downward correction value B0 i and forward correction value Bl i and rear correction value B2 i as compared lower limit L i at time T i, constituted by the steps 1404d from
A
以上のとおり、図14は図13によってRAMメモリ112に格納された時刻Ti対基準上限値Xuiと基準下限値Xliのデータテーブルを元にして、プログラムメモリ111Bに格納された帯域上限データ生成手段1410と帯域下限データ生成手段1420となる制御プログラムによって比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルを生成してRAMメモリ112の所定アドレス領域に書込み保存するためのものである。
しかし、比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルが他のオフライン機器によって生成され、このデータテーブルを変更する必要がない場合であれば、設定表示器130Bから比較上限値Uiと比較下限値LiのデータテーブルをRAMメモリ112に転送書き込みすれば、プログラムメモリ111Bとしては帯域上限データ生成手段1410と帯域下限データ生成手段1420となる制御プログラムは不要であり、時刻Ti対基準上限値Xui、基準下限値Xliのデータテーブルも不要である。
但し、時刻Ti対基準上限値Xui・基準下限値Xliのデータテーブルを元にして、ユーザ側で比較上限値Uiと比較下限値Liのデータテーブルを生成したい場合には、プログラムメモリ111Bか設定表示器130Bの中に帯域上限データ生成手段1410と帯域下限データ生成手段1420となる制御プログラムを設けておく必要がある。
この場合、不用意に比較判定条件が変更されないようにするために、特定のパスワードを用いて設定変更を可能にするような処置が施されるものである。
As described above, FIG. 14 shows the bandwidth upper limit data stored in the
However, if the data table of the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i is generated by another offline device and there is no need to change this data table, the setting
However, if the user wants to generate a data table of the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i on the basis of the data table of the time T i versus the reference upper limit value Xu i and the reference lower limit value Xl i , the program It is necessary to provide a control program to be the band upper limit
In this case, in order to prevent the comparison determination condition from being inadvertently changed, a measure for enabling a setting change using a specific password is performed.
次に、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置に係わる被監視信号波形測定の動作フローチャートである図15について説明する。
図15において、工程1500は設定表示器130Bからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ110が基準信号波形の測定動作を開始するステップであり、工程1500が実行されたことに伴って図示しない計時カウンタが計時動作が開始するようになっている。
続く工程1501は図12(A)で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程1501へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程1504へ移行する判定ステップとなっている。
工程1502はAD変換器114に対してAD変換指令STの発生時期の到来を待機する計測時間間隔の判定ステップであり、計測時刻が到来すればYESの判定を行って工程1503へ移行し、未到来であればNOの判定を行って工程1502へ復帰するようになっている。
工程1503はマイクロプロセッサ110がAD変換器114に対してAD変換指令STを発生するステップ、続く工程1504はAD変換器114が発生するAD変換完了信号OKを受信したか否かを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程1504へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程1505aへ移行する変換完了の判定ステップとなっている。
Next, FIG. 15 which is an operation flowchart of the monitored signal waveform measurement related to the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 15,
In
工程1505aは測定時刻Tiに対応してRAMメモリ112の所定のアドレスをアクセスするステップであり、初回の時刻はT0となっている。
続く工程1505bはAD変換器114によるデジタル変換入力データDATAを監視値Ziとして工程1505aでアクセスされたアドレスのRAMメモリ112に書込みするステップ、続く工程1505cは時刻番号iに1を加算するステップ、続く工程1506は図12(A)で示した計測指令信号が解除されたか否かを判定し、未解除であればNOの判定を行って工程1502へ復帰し、解除されればYESの判定を行って動作終了工程1507へ移行する判定ステップである。
なお、工程1502から工程1506に至る一連の工程の動作所要時間は測定時間間隔よりも十分短い時間となっており、各時刻における測定タイミングは工程1502による待機時間によって調整されて一定時間毎に測定が行われるようになっている。
工程1505a、1505b、1505cによって構成された工程ブロック1510は測定データ書込手段となるものであり、工程1501による計測指令信号が発生してからの時刻Tiに対応して測定された監視値Ziのデータテーブルが生成されてRAMメモリ112に格納されるようになっている。
The subsequent step 1505b is a step of writing the digital conversion input data DATA by the
Note that the operation required time of a series of steps from
次に、この発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置に係わる比較判定の動作フローチャートである図16について説明する。
図16において、工程1600はマイクロプロセッサ110が比較判定動作を開始するステップ、続く工程1601は時刻番号iをゼロに設定するステップ、続く工程1602aはRAMメモリ112に格納されている監視値Ziを読み出すステップ、続く工程1602bはRAMメモリ112に格納されている比較上限値Uiと比較下限値Liを読み出すステップ、続く工程1603aは、工程1602aで読み出された監視値Ziが工程1602bで読み出された比較下限値Li未満であるか否かを判定し、未満であればYESの判定を行って工程1604aへ移行し、未満でなければNOの判定を行って工程1603bへ移行する判定ステップとなっている。
工程1603bは工程1602aで読み出された監視値Ziが工程1602bで読み出された比較上限値Uiを超過しているか否かを判定し、超過であればYESの判定を行って工程1604bへ移行し、超過でなければNOの判定を行って工程1604cへ移行する判定ステップとなっている。
Next, FIG. 16 which is an operation flowchart of the comparison determination relating to the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 16, a
In
工程1604aは図示しない過小カウンタによって過小判定回数を計数するステップ、工程1604bは図示しない過大カウンタによって過大判定回数を計数するステップ、工程1604cは図示しない適正カウンタによって適正判定回数を計数するステップであり、工程1604a、1604b、1604cに続いて工程1605へ移行して時刻番号iに1が加算されるようになっている。
続く工程1606は時刻番号iが最終番号nを超過したか否かを判定し、未超過であればNOの判定を行って工程1602aへ復帰し、超過であればYESの判定を行って工程1607へ移行する判定ステップとなっている。
工程1607は総合判定出力を行ってから動作終了工程1608へ移行するようになっている。
工程1603a、1603bで構成された工程ブロック1610は帯域比較手段となるものである。
In
In
A process block 1610 composed of
以上の説明では、図15による測定データの書込みが完了してから、図16による比較判定を行うようにしたが、計測時間間隔がマイクロプロセッサ110の演算処理能力に比べて余裕のある時間間隔である場合には、時刻Tiにおける測定を行ってから、次回の測定を行うまでに、当該時刻Tiにおける監視値Ziの比較判定を完了するオンライン判定を行うことができる。
In the above description, after the writing of the measurement data according to FIG. 15 is completed, the comparison determination according to FIG. 16 is performed. However, the measurement time interval is a time interval having a margin compared to the arithmetic processing capability of the
以上の説明で明らかなとおりこの発明に係る実施の形態2による波形異常検出装置は、被検査信号源120Bが発生する被監視信号波形Zの時刻対応の波高値である監視値Ziと、予め設定された基準信号波形Xu・Xlの時刻対応の波高値である基準値Xui・Xliとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出方法であって、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段1410と帯域下限データ生成手段1420とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段1610によって実行されるようになっている。
基準信号波形Xu・Xlの基準値Xui・Xliは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段1410は、基準値Xuiに所定のバイアス値αiを加算して得られる上方補正値A0iと、この上方補正値A0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Aliと後方補正値A2iの内、少なくとも前方補正値Aliと後方補正値A2iの内大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Uiを生成する。
帯域下限データ生成手段1420は、基準下限値Xliから所定のバイアス値βiを減算して得られる下方補正値B0iと、この下方補正値B0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Bliと後方補正値B2iの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Liを生成する。
帯域比較手段1610は、被監視信号波形Zの監視値Ziが比較上限値Uiと、比較下限値Liとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
As is apparent from the above description, the waveform abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention has a monitoring value Z i that is a peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform Z generated by the signal source 120B to be inspected, and By comparing the reference value Xu i · Xl i which is the peak value corresponding to the time of the set reference signal waveform Xu · Xl, it is determined whether or not there is a difference exceeding the allowable error range in the peak value of both waveforms. In this method, the upper and lower limits of the allowable error range are generated by the band upper limit
The reference values Xu i and Xl i of the reference signal waveforms Xu and Xl are created based on the estimated theoretical value of the peak value of the reference waveform corresponding to the passage of time or the measured value of the standard sample.
The band upper limit data generating means 1410 has an upper correction value A0 i obtained by adding a predetermined bias value α i to the reference value Xu i , and a front obtained by moving the upper correction value A0 i back and forth on the time axis. of the correction value Al i and rear correction value A2 i, using the larger value of at least forward correction value Al i and rear correction value A2 i, comparison upper limit overlapping portion of the waveform to form an upper envelope waveform U i is generated.
Band lower
The band comparison unit 1610 makes an abnormality determination when the monitored value Z i of the monitored signal waveform Z is outside the band between the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i .
基準信号波形Xの基準値は、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論上下限値、または標準サンプルの複数回の実測値、または複数の標準サンプルの実測値に基づく上限信号波形Xuと下限信号波形Xlに基づく基準上限値Xuiと基準下限値Xliである。
帯域上限データ生成手段1410は、基準上限値Xuiに所定のバイアス値αiを加算して得られる上方補正値A0iと、この上方補正値A0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Aliと後方補正値A2iの少なくとも大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Uiを生成する。
帯域下限データ生成手段1420は、基準下限値Xliから所定のバイアス値βiを減算して得られる下方補正値B0iと、この下方補正値B0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値Bliと後方補正値B2iの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Liを生成する。
このように、基準信号波形に関する上限信号波形と下限信号波形に基づいて帯域上限波形と帯域下限波形が生成されるようになっている。従って、帯域幅が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
The reference value of the reference signal waveform X is the upper limit signal waveform Xu based on the estimation theoretical lower limit value of the peak value of the reference waveform corresponding to the passage of time, the actual measurement value of the standard sample, or the actual measurement value of the standard sample. And a reference upper limit value Xu i and a reference lower limit value Xl i based on the lower limit signal waveform Xl.
Upper limit bandwidth
Band lower
Thus, the band upper limit waveform and the band lower limit waveform are generated based on the upper limit signal waveform and the lower limit signal waveform related to the reference signal waveform. Accordingly, accurate abnormality determination can be performed without excessively increasing the bandwidth.
上方補正値A0iにおいて加算されるバイアス値αi、または下限補正値B0iにおいて減算されるバイアス値βiは、上下誤差幅ΔXに比例した一定値が適用され、上下誤差幅ΔXは、上限信号波形Xuと下限信号波形Xlの波形変動が緩慢な時点における基準上限値Xuiと基準下限値Xliの偏差値となっている。
このように、上方または下方補正用のバイアス値は、基準波形の上下誤差幅に比例した値となっている。従って、波高値の許容誤差が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
A constant value proportional to the vertical error width ΔX is applied to the bias value α i added in the upper correction value A0 i or the bias value β i subtracted in the lower limit correction value B0 i . This is a deviation value between the reference upper limit value Xu i and the reference lower limit value Xli i when the waveform fluctuations of the signal waveform Xu and the lower limit signal waveform Xl are slow.
Thus, the bias value for upward or downward correction is a value proportional to the vertical error width of the reference waveform. Accordingly, accurate abnormality determination can be performed without excessively increasing the allowable error of the peak value.
前方補正値A1i、B1iまたは後方補正値A2i、B2iにおいて時間軸の前後移動を行う移動時間は、前後誤差幅ΔTに比例した一定値が適用される。
前後誤差幅ΔTは、上限信号波形Xuが所定値以上の急峻な波形変化を行った最初の時刻である第一時刻と、下限信号波形Xlが所定値以上の急峻な波形変化を行った最初の時刻である第二時刻との時刻差となっている。
このように、前方または後方補正用の移動時間幅は、基準波形の前後誤差幅に比例した値となっている。従って、許容時間誤差が過大にならないようにして、正確な異常判定が行える。
A constant value proportional to the forward / backward error width ΔT is applied to the moving time for moving back and forth along the time axis in the forward correction values A1 i and B1 i or the backward correction values A2 i and B2 i .
The front-rear error width ΔT is the first time that is the first time when the upper limit signal waveform Xu has undergone a steep waveform change of a predetermined value or more, and the first time when the lower limit signal waveform Xl has undergone a steep waveform change of a predetermined value or more This is the time difference from the second time, which is the time.
Thus, the moving time width for forward or backward correction is a value proportional to the error width before and after the reference waveform. Therefore, accurate abnormality determination can be performed without allowing the allowable time error to be excessive.
実施の形態3.
この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置の回路ブロック図である図17について、実施の形態1による波形異常検出装置との相違点を中心にして説明する。
なお、各図において同一符号は同一または相当部分を示している。
図17において、波形異常検出装置100Cはマイクロプロセッサ110を主体とし、マイクロプロセッサ110には後述する各種制御プログラムが格納されたプログラムメモリ111Cと演算処理用のRAMメモリ112とがバス接続されている。
被検査信号源120Cは図示しないワークの回転角度に応じて加工電力が変化する高周波焼き入れ、またはレーザ加工機等における加工電力波形信号を計測信号として発生するようになっている。
また、被検査信号源120Cは、ワークの回転角度の10度間隔で時刻信号としての回転パルスと、ワークの一回転当たりで1パルスの計測指令信号とを発生して、インタフェース回路l16を介してクロック信号CLK、トリガ信号入力TRとしてマイクロプロセッサ110に供給されるようになっている。
FIG. 17 which is a circuit block diagram of the waveform abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the waveform abnormality detection device according to the first embodiment.
In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts.
In FIG. 17, the waveform abnormality detection device 100 </ b> C mainly includes a
The
The inspected
この計測指令信号の発生に応動して、被検査信号源120Cはアナログ計測信号を発生し、AD変換器114を介してデジタル値が測定データDATAとしてマイクロプロセッサ110に入力されるようになっている。
なお、マイクロプロセッサ110は、回転パルス信号であるクロック信号CLKに応動してAD変換指令STをAD変換器114に供給し、AD変換器114は、AD変換完了信号OKをマイクロプロセッサ110に返信し、この時点でマイクロプロセッサ110は測定データDATAをRAMメモリ112へ転送書込みするようになっている。
但し、RAMメモリ112に対する測定データDATAの転送アドレスは、測定タイミングに応じて順次更新され、各測定時刻対応の測定値が格納されるようになっている。
設定表示器130Cは、図示しないシリアルインタフェース回路を介してマイクロプロセッサ110と接続され、異常検出状態を表示するためのマンマシンインタフェースを行うものとなっている。
In response to the generation of the measurement command signal, the
The
However, the transfer address of the measurement data DATA to the
The setting
次に、この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置での基準信号波形、被監視信号波形および基準帯域波形を示した特性線図である図18について説明する。
図18(A)は、被検査信号源120Cが発生する計測指令信号の波形を示している。
図18(B)は、被検査信号源120Cが発生する回転パルス信号の波形を示している。
図18(C)は、計測指令信号に応動する基準信号波形Xを示しており、各時刻Tiに対応する基準値Xiの座標点(Ti,Xi)を結んだ曲線が基準信号波形Xとなるものである。
なお、この実施の形態3においては各時刻Tiは被検査信号源120Cから供給された回転パルス信号をクロック信号として計数して得られる時刻となっている。
また、基準信号波形Xは、標準的なワークサンプルを用いた場合の時刻(回転角度)に対応した加工電力波形となっている。
図18(D)は、後述の要領で生成された基準帯域波形L、Uを示しており、各時刻Tiに対応する比較下限値Liの座標点(Ti,Li)を結んだ曲線が帯域下限波形Lとなり、各時刻Tiに対応する比較上限値Uiの座標点(Ti,Ui)を結んだ曲線が帯域上限波形Uとなっている。
Next, FIG. 18, which is a characteristic diagram showing the reference signal waveform, monitored signal waveform, and reference band waveform in the waveform abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention, will be described.
FIG. 18A shows the waveform of the measurement command signal generated by the
FIG. 18B shows a waveform of the rotation pulse signal generated by the
FIG. 18C shows a reference signal waveform X that responds to the measurement command signal, and a curve connecting the coordinate points (T i , X i ) of the reference value X i corresponding to each time T i is a reference signal. A waveform X is obtained.
Each time T i in the third embodiment has a time obtained by counting the rotation pulse signal supplied from the
The reference signal waveform X is a machining power waveform corresponding to the time (rotation angle) when a standard work sample is used.
FIG. 18D shows reference band waveforms L and U generated as described below, and connects the coordinate points (T i , L i ) of the comparison lower limit value L i corresponding to each time T i . The curve is the band upper limit waveform L, and the curve connecting the coordinate points (T i , U i ) of the comparison upper limit value U i corresponding to each time T i is the band upper limit waveform U.
図18(E)は、被検査ワークに関する加工電力波形である被監視信号波形Zを示しており、各時刻Ti(回転角度)に対応する監視値Ziの座標点(Ti,Zi)を結んだ曲線が被監視信号波形Zとなるものである。
図18(F)は、図18(E)で示した被監視信号波形Zに関する被監視差分波形ΔZに示したものであり、今回時刻Ti(回転角度)に対応する監視値Ziと、前回時刻Ti−1に対応する監視値Zi−1との被監視差分値ΔZi=Zi−Zi−1の座標点(Ti,ΔZi)を結んだ曲線が被監視差分波形ΔZとなるものである。
図18(D)の帯域上限波形Uは、図示しない上方移動波形A0を時間軸の前後に移動して得られる前方移動波形Alと後方移動波形A2を用いた上方包絡線波形となっている。
図18(D)の帯域下限波形Lは、図示しない下方移動波形B0を時間軸の前後に移動して得られる前方移動波形Blと後方移動波形B2を用いた下方包絡線波形となっている。
FIG. 18E shows a monitored signal waveform Z that is a machining power waveform related to the workpiece to be inspected, and the coordinate point (T i , Z i ) of the monitored value Z i corresponding to each time T i (rotation angle). ) Is a monitored signal waveform Z.
FIG. 18 (F) shows the monitored differential waveform ΔZ related to the monitored signal waveform Z shown in FIG. 18 (E). The monitored value Z i corresponding to the current time T i (rotation angle), A curve connecting the coordinate points (T i , ΔZ i ) of the monitored difference value ΔZ i = Z i −Z i-1 with the monitored value Z i-1 corresponding to the previous time T i-1 is the monitored difference waveform. ΔZ.
The band upper limit waveform U in FIG. 18D is an upper envelope waveform using a forward movement waveform Al and a backward movement waveform A2 obtained by moving an upward movement waveform A0 (not shown) before and after the time axis.
The band lower limit waveform L in FIG. 18D is a lower envelope waveform using a forward movement waveform Bl and a backward movement waveform B2 obtained by moving a downward movement waveform B0 (not shown) forward and backward.
図18(F)において時刻Tjは被監視差分値ΔZiが正から負に変化する時刻であり、時刻Tkは被監視差分値ΔZiが負から正に変化する時刻である。
時刻Tj、Tkにおける監視値Zj、Zkは図18(E)に示すとおり凸波形、凹波形のピーク値となっている。
監視値Zjに対する比較上限値Ujと、監視値Zkに対する比較下限値Lkは図18(D)に示すとおりであるが、監視値Zjに対する比較下限値Ljと、監視値Zkに対する比較上限値Ukは図18(D)に示されておらず、波形の窪み部分は包絡線によって打ち消されている。従って、図18(D)による基準帯域波形U、Lによる判定では、監視値Zjが過大であったり、監視値Zkが過小であったりすることの判定は行えるが、監視値Zjが過小であったり、監視値Zkが過大であったりすることの判定は行えないという問題がある。
In FIG. 18F, time T j is the time when the monitored difference value ΔZ i changes from positive to negative, and time T k is the time when the monitored difference value ΔZ i changes from negative to positive.
The monitoring values Z j and Z k at times T j and T k are peak values of a convex waveform and a concave waveform as shown in FIG.
And comparing the upper limit value U j for monitoring value Z j, comparing the lower limit value L k for the monitoring value Z k is is as shown in FIG. 18 (D), and comparing the lower limit value L j for monitoring value Z j, monitoring value Z The comparison upper limit value U k for k is not shown in FIG. 18D, and the dent portion of the waveform is canceled by the envelope. Therefore, in the determination based on the reference band waveforms U and L in FIG. 18D, it can be determined whether the monitoring value Z j is excessive or the monitoring value Z k is excessive, but the monitoring value Z j is There is a problem that it cannot be determined that the monitoring value Zk is excessively small or the monitoring value Zk is excessively large.
この問題を解決するために、時刻Tjにおける比較下限値Ljと、時刻Tkにおける比較上限値Ukは式(9)、式(l0)によって算出するようになっている。 To solve this problem, a comparison limit value L j at time T j, the comparison the upper limit U k at time T k and calculates by equation (9), equation (l0).
Lj=Uj−(αj+βj+|ΔZj|) (9)
Uk=Lk+(αk+βk+|ΔZk|) (10)
L j = U j − (α j + β j + | ΔZ j |) (9)
U k = L k + (α k + β k + | ΔZ k |) (10)
従って、この実施の形態3では図18(D)の基準帯域波形U、Lによる第一の帯域比較判定と、凸波形、凹波形のピーク点に関する帯域比較値(Uj,Lj)、(Uk,Lk)による第二の帯域比較判定によって比較判定が行われるようになっている。
なお、下降反転時刻Tjは被監視差分値ΔZiの前回の値が正で次回の値が負となった場合に次回の時刻で決定され、上昇反転時刻Tkは被監視差分値ΔZiの前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定されるようになっている。
また、被監視信号波形Zの波高値Ziが急上昇または急減少した後の波形変化率が所定期間以上に亘って緩慢であるときには、下降反転時刻Tjまたは上昇反転時刻Tkは検出されず、ピーク値検出による第二の帯域比較判定は行われないようになっている。
但し、適用除外される緩慢変化率は差分値ΔZiの絶対値が、上方補正または下方補正で適用されたバイアス値αj、βj以下の場合であり、適用除外される緩慢期間は前方補正と補正で適用された移動時間の合計時間幅以上の場合となっている。
Therefore, in the third embodiment, the first band comparison determination based on the reference band waveforms U and L in FIG. 18D and band comparison values (U j , L j ), ( Comparison determination is performed by the second band comparison determination by U k , L k ).
Note that the descending inversion time T j is determined at the next time when the previous value of the monitored difference value ΔZ i is positive and the next value is negative, and the rising inversion time T k is the monitored difference value ΔZ i. When the previous value is negative and the next value is positive, it is determined at the next time.
In addition, when the waveform change rate after the peak value Z i of the monitored signal waveform Z suddenly increases or decreases rapidly is slow over a predetermined period, the descending inversion time T j or the increasing inversion time T k is not detected. The second band comparison determination based on the peak value detection is not performed.
However, the slow change rate excluded from the application is the case where the absolute value of the difference value ΔZ i is equal to or less than the bias values α j and β j applied in the upward correction or downward correction, and the slow period excluded from the application is forward correction. And the total time width of the travel time applied in the correction.
以上の説明では一つの基準信号波形Xに基づいて基準帯域波形U、Lを定めたが、図12(D)で示したように上限基準波形Xuと下限信号波形Xlに基づいて基準帯域波形U、Lを定めるようにすることもできる。 In the above description, the reference band waveforms U and L are determined based on one reference signal waveform X. However, as shown in FIG. 12D, the reference band waveform U is based on the upper limit reference waveform Xu and the lower limit signal waveform Xl. , L can be determined.
次に、この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置図での基準信号波形測定と基準帯域波形生成の動作フローチャートである図19について説明する。
図19において、工程1900は、設定表示器130Cからの操作指令に基づいてマイクロプロセッサ110が基準信号波形の測定と基準帯域波形の生成動作を開始するステップである。
続く工程1901は、図18(A)で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程1901へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程1902へ移行する判定ステップとなっている。
工程1902は、時刻Ti対基準値Xiのデータテーブルを作成するブロックであり、続く工程1903は、図18(B)で示した回転パルス信号の発生回数を図示しない計時カウンタで計数し、計時カウンタの計数値が予め定められた所定回数に到達したか否かを判定し、未到達であればNOの判定を行って工程1902へ復帰し、到達すればYESの判定を行って工程1904へ移行する判定ステップである。
Next, FIG. 19 which is an operation flowchart of the reference signal waveform measurement and the reference band waveform generation in the waveform abnormality detection device diagram according to the third embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 19,
In
工程1904は、工程1902で測定された基準値Xiに基づいて帯域上限値Uiを算出するブロック、続く工程1905は、工程1902で測定された基準値Xiに基づいて帯域下限値Liを算出するブロック、続く工程1906は、動作終了ステップとなっている。
なお、工程ブロック1902は、基準データ書込手段、工程ブロック1904は帯域上限データ生成手段、工程ブロック1905は、帯域下限データ生成手段となるものであり、これらの手段によって図18(D)の帯域上限波形Uと帯域下限波形Lとが生成されるようになっている。
The
次に、この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置での被監視信号波形測定と比較判定の動作フローチャートである図20について説明する。
図20において、工程2000は、被監視信号波形測定と比較判定の動作開始ステップ、続く工程2001は、図18(A)で示した計測指令信号を受信したかを判定し、未受信であればNOの判定を行って工程2001へ復帰し、受信すればYESの判定を行って工程2002へ移行する判定ステップとなっている。
工程2002は、時刻Ti対監視値Ziのデータテーブルを作成するブロックであり、続く工程2003は、図18(B)で示した回転パルス信号の発生回数を図示しない計時カウンタで計数し、計時カウンタの計数値が予め定められた所定回数に到達したか否か判定し、未到達であればNOの判定を行って工程2002へ復帰し、到達すればYESの判定を行って工程2004へ移行する判定ステップである。
なお、工程2003は、図22で後述するとおり、工程2007の後に工程2008として設けることも可能である。
Next, FIG. 20 which is an operation flowchart of monitored signal waveform measurement and comparison determination in the waveform abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 20, a
Note that the
工程2004は、工程2002で測定された監視値Ziと、工程1904、1905で生成された比較上限値Uiと比較下限値Liとの比較を行う第一の帯域比較手段となるブロックである。
続く工程2005aは、工程2002で測定された監視値Ziを用いて図18(F)で示した差分値ΔZiを算出する監視差分値データ生成手段となるブロックである。
続く工程2005bは、式(9)、式(l0)によって凸点比較下限値Ljと凹点比較上限値Ukを算出するピーク点比較データ生成手段となるブロックである。
続く工程2006は、工程2002で測定された監視値Ziのなかの時刻Tj、Tkにおける監視値Zj、Zkと工程2005bで算出されたピーク点比較データとの比較を行う第二の帯域比較判定手段となるブロックであり、工程2004から工程2006によって構成された工程ブロック2010は帯域比較手段を構成するものとなっている。
続く工程2007は、工程2004または工程2006のいずれか一方で異常判定が行われると異常報知が行われる総合判定手段となるブロックであり、続いて動作終了工程2009へ移行するようになっている。
A
The subsequent step 2005b is a block serving as a peak point comparison data generating means for calculating the convex point comparison lower limit value L j and the concave point comparison upper limit value U k by the equations (9) and (10).
In the
次に、この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置での比較判定タイミングを示した特性線図である図21、図22について説明する。
事後判定方式の場合である図21において、図21(A)は被検査信号源120Cが発生する計測指令信号であり、この事例では計測指令信号が繰返して発生するようになっていて、図20のフローチャートでは動作終了工程2009に続いて動作開始工程2000へ循環復帰するように構成されている。
図21(B)は、図20の工程2002によって一連の計測データがRAMメモリ112に書込みされるタイミングを示している。
図21(C)は、図20の工程2010によって一連の計測データが比較判定され、異常があれば工程2007において異常報知が行われるタイミングを示している。
Next, FIG. 21 and FIG. 22 which are characteristic line diagrams showing comparison determination timings in the waveform abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 21, which is the case of the posterior determination method, FIG. 21A shows a measurement command signal generated by the
FIG. 21B shows the timing at which a series of measurement data is written to the
FIG. 21C shows a timing at which a series of measurement data is compared and determined in step 2010 of FIG. 20 and an abnormality notification is performed in
図20の工程2003を廃止して、点線で示した工程2008の位置に移動した同時判定方式の場合である図22において、図22(A)は被検査信号源120Cが発生する計測指令信号であり、この事例でも計測指令信号が繰返して発生するようになっていて、図20のフローチャートでは動作終了工程2009に続いて動作開始工程2000へ循環復帰するように構成されている。
図22(B)は図20の工程2002によって一連の計測データが順次RAMメモリ112に書込みされるタイミングを示している。
図22(C)は図20の工程ブロック2010によって一連の計測データが順次比較判定され、異常があれば工程2007において異常報知が行われるタイミングを示している。
In FIG. 22, which is the case of the simultaneous determination method in which the
FIG. 22B shows the timing at which a series of measurement data is sequentially written into the
FIG. 22C shows a timing at which a series of measurement data is sequentially compared and determined by the process block 2010 in FIG.
以上の説明で明らかなとおり、この発明に係る実施の形態3による波形異常検出装置は、被検査信号源が発生する被監視信号波形Zの時刻対応の波高値である監視値Ziと、予め設定された基準信号波形Xの時刻対応の波高値である基準値Xiとを対比して、両波形の波高値に許容誤差範囲を超える差異があるか否かを所定時間毎に比較判定する波形異常検出方法であり、許容誤差範囲の上下限値は帯域上限データ生成手段1904と帯域下限データ生成手段1905とによって生成されると共に、比較判定は帯域比較手段2010によって実行されるようになっている。
基準信号波形Xの基準値Xiは、時間経過に対応した基準波形の波高値の推定理論値、または標準サンプルの実測値に基づいて作成される。
帯域上限データ生成手段1904は、基準値Xiに所定のバイアス値αiを加算して得られる上方補正値A0iと、この上方補正値A0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値A1iと後方補正値A2iの少なくとも大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値Uiを生成する。
帯域下限データ生成手段1905は、基準値Xiから所定のバイアス値βiを減算して得られる下方補正値B0iと、この下方補正値B0iを時間軸の前後に移動させて得られる前方補正値B1iと後方補正値B2iの少なくとも小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値Liを生成する。
帯域比較手段2010は、被監視信号波形Zの監視値Ziが比較上限値Uiと、比較下限値Liとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
As is apparent from the above description, the waveform abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention has a monitoring value Z i that is a peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform Z generated by the signal source to be inspected, and By comparing the reference value X i that is the peak value corresponding to the time of the set reference signal waveform X, it is compared and determined at every predetermined time whether there is a difference between the peak values of both waveforms exceeding the allowable error range. In this waveform abnormality detection method, the upper and lower limit values of the allowable error range are generated by the band upper limit
The reference value X i of the reference signal waveform X is created based on the estimated theoretical value of the peak value of the reference waveform corresponding to the passage of time or the measured value of the standard sample.
The band upper limit data generating means 1904 has an upper correction value A0 i obtained by adding a predetermined bias value α i to the reference value X i , and a front obtained by moving the upper correction value A0 i back and forth on the time axis. Using at least the larger value of the correction value A1 i and the backward correction value A2 i , the comparison upper limit value U i is generated in which the overlapping portion of the waveform forms the upper envelope waveform.
Band lower data generation unit 1905, and a lower correction value B0 i obtained from the reference value X i by subtracting a predetermined bias value beta i, forward obtained by moving the lower correction value B0 i before and after the time axis Using at least the smaller value of the correction value B1 i and the backward correction value B2 i , a comparison lower limit value L i in which the overlapping portion of the waveform forms a lower envelope waveform is generated.
The band comparison means 2010 makes an abnormality determination when the monitored value Z i of the monitored signal waveform Z is outside the band between the comparison upper limit value U i and the comparison lower limit value L i .
帯域比較手段2010は、監視差分値データ生成手段2005a、ピーク点比較データ生成手段2005b、第一の帯域比較判定手段2004、第二の帯域比較判定手段2006によって構成されている。
監視差分値データ生成手段2005aは、被監視信号波形Zの相前後する時刻Ti、Ti−1における監視値Zi、Zi−1の差分値ΔZi=Zi−Zi−1を算出し、この差分値ΔZiが正から負に反転する下降反転時刻Tj、または当該差分値ΔZiが負から正に反転する上昇反転時刻Tkを検出する。
ピーク点比較データ生成手段2005bは、下降反転時刻Tjにおける凸点比較上限値
Ujから、上方補正バイアス値αjと下方補正バイアス値βjと差分値ΔZjの絶対値との加算値を減算して得られる凸点比較下限値Lj=Uj−(αj+βj+|ΔZj|)を算出する。また、上昇反転時刻Tkにおける凹点比較下限値Lkに、上方補正バイアス値αkと下方補正バイアス値βkと差分値ΔZkの絶対値との加算値を加算して得られる凹点比較上限値Uk=Lk+(αk+βk+|ΔZk|)を算出する。
The band comparison unit 2010 includes a monitoring difference value
The monitoring difference value
The peak point comparison data generation unit 2005b calculates an addition value of the upper correction bias value α j , the lower correction bias value β j, and the absolute value of the difference value ΔZ j from the convex point comparison upper limit value U j at the descending inversion time T j . The convex point comparison lower limit value L j = U j − (α j + β j + | ΔZ j |) obtained by subtraction is calculated. Further, the recessed points compared lower limit L k at elevated inversion time T k, obtained by adding the sum of the absolute values of the upper correction bias value alpha k and a lower correction bias value beta k and the difference value [Delta] Z k recessed points The comparison upper limit value U k = L k + (α k + β k + | ΔZ k |) is calculated.
第一の帯域比較判定手段2004は、被監視信号波形Zの監視値Ziが帯域上限データ生成手段1904による比較上限値Uiと、帯域下限データ生成手段1905による比較下限値Liとの帯域外にあるときに異常判定を行う。
第二の帯域比較判定手段2006は、下降反転時刻Tjにおける凸波形ピーク値Zjが凸点比較下限値Ljと凸点比較上限値Ujとの間の域外にあるとき、または上昇反転時刻Tkにおける凹波形ピーク値Zkが凹点比較下限値Lkと凹点比較上限値Ukとの間の域外にあるときに異常判定を行う。そして、第一の帯域比較判定手段2004と第二の帯域比較判定手段2006のいずれか一方で異常判定したとき被監視信号波形Zは異常であると判定されるようになっている。
このように、第一の帯域比較判定手段による異常判定と第二の帯域比較判定手段による波形ピーク値の異常判定が行われ、いずれか一方が異常であれば総合して異常判定が行われるようになっている。従って、被監視信号波形に短時間の凸波形や凹波形が含まれている場合に、包絡線波形を用いた帯域比較手段であっても、波形ピーク値の異常判定によって凸波形の波高値の不足、または凹波形の深度の不足を検出することができる。
なお、凸波形の波高値の過大、または凹波形の深度の過大は第一の帯域比較判定手段によって検出され、総合してより正確な異常判定が行える。
The first band
The second band
As described above, abnormality determination by the first band comparison determination unit and abnormality determination of the waveform peak value by the second band comparison determination unit are performed, and if either one is abnormal, the abnormality determination is performed collectively. It has become. Therefore, when the monitored signal waveform includes a short-time convex waveform or concave waveform, even if it is a band comparison means using the envelope waveform, the peak value of the convex waveform is determined by the waveform peak value abnormality determination. An insufficiency or an inadequate depth of the concave waveform can be detected.
It should be noted that an excessive peak value of the convex waveform or an excessive depth of the concave waveform is detected by the first band comparison determination means, and a more accurate abnormality determination can be performed in total.
下降反転時刻Tjは、差分値ΔZiの前回の値が正で次回の値が負となった場合に次回の時刻で決定され、上昇反転時刻Tkは、差分値ΔZiの前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定される。
このように、被監視信号波形のピーク点時刻は監視値の差分値の正負符号の反転直後の時刻によって検出されるようになっている。従って、過去の時刻にさかのぼらないで、即時にピーク点時刻を決定することができる。
The descending inversion time T j is determined at the next time when the previous value of the difference value ΔZ i is positive and the next value is negative. The rising inversion time T k is the previous value of the difference value ΔZ i. Is negative and the next value is positive, it is determined at the next time.
Thus, the peak time of the monitored signal waveform is detected by the time immediately after the sign of the difference value of the monitored value is inverted. Therefore, the peak point time can be determined immediately without going back to the past time.
被監視信号波形Zの波高値Ziが急上昇または急減少した後の波形変化率が所定期間以上に亘って緩慢であるときには、下降反転時刻Tjまたは上昇反転時刻Tkは検出されず、ピーク値検出による第二の帯域比較判定手段2006は適用除外されるようになっている。
適用除外される緩慢変化率は、差分値ΔZiの絶対値が、上方補正または下方補正で適用されたバイアス値αj、βj以下の場合であり、適用除外される緩慢期間は前方補正と後方補正で適用された移動時間の合計時間幅以上の場合である。
このように、被監視信号波形の変化が緩慢である期間が継続している時には、第二の帯域比較判定手段は適用されないようになっている。従って、第一の帯域比較判定手段を主体として、急激な波形変化が発生している場合には第二の帯域比較判定手段に依存して、役割分担を行って正確な異常判定を行うことができる。
When the waveform change rate after the peak value Z i of the monitored signal waveform Z suddenly increases or decreases rapidly is slow for a predetermined period or more, the descending inversion time T j or the increasing inversion time T k is not detected, and the peak The second band comparison determination means 2006 based on value detection is excluded from application.
The slow change rate exempted is the case where the absolute value of the difference value ΔZ i is equal to or less than the bias values α j and β j applied by the upward correction or the downward correction, and the slow period excluded from the application is the forward correction and This is a case where the total time width of the travel time applied in the backward correction is equal to or greater.
As described above, when the period in which the change in the monitored signal waveform is slow continues, the second band comparison / determination means is not applied. Therefore, when a sudden waveform change has occurred with the first band comparison / determination unit as a main body, it is possible to make an accurate abnormality determination by dividing the role depending on the second band comparison / determination unit. it can.
100A、100B、100C 波形異常検出装置、110 マイクロプロセッサ、111A、111B、111C プログラムメモリ、112 RAMメモリ、113 インタフェース回路、114 AD変換器、115、116 インタフェース回路、120A、120B、120C 被検査信号源、130A、130B、130C 設定表示器。 100A, 100B, 100C Waveform abnormality detection device, 110 microprocessor, 111A, 111B, 111C program memory, 112 RAM memory, 113 interface circuit, 114 AD converter, 115, 116 interface circuit, 120A, 120B, 120C Signal source to be inspected , 130A, 130B, 130C Setting display.
Claims (11)
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、
上記基準値に所定の第1のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準値から所定の第2のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、
を有することを特徴とする波形異常検出装置。 Compare the peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform generated by the signal source to be inspected with the peak value corresponding to the time of the preset reference signal waveform, and the peak value of both waveforms exceeds the allowable error range. A waveform abnormality detection device that compares and determines whether or not every predetermined time,
The reference value of the reference signal waveform is created in advance based on the estimated theoretical value of the peak value of the reference signal waveform corresponding to time, or the measured value of the standard sample of the signal source to be inspected,
A forward correction value obtained by moving an upward correction value obtained by adding a predetermined first bias value to the reference value previously on the time axis by a predetermined movement time or an upward correction value obtained on the time axis. Band upper limit data generating means for generating a comparison upper limit value in which the overlapping portion of the waveform forms an upper envelope waveform, using the larger value of the backward correction value obtained by moving after a predetermined movement time later,
A forward correction value obtained by moving a downward correction value obtained by subtracting a predetermined second bias value from the reference value previously for a predetermined movement time on the time axis, or the downward correction value obtained on the time axis. The band lower limit data generating means for generating a comparison lower limit value in which the overlapping portion of the waveform forms a lower envelope waveform by using the smaller value of the backward correction value obtained by moving after a predetermined movement time later,
Band comparison means for performing abnormality determination when the monitored value of the monitored signal waveform is outside the band between the comparison upper limit value and the comparison lower limit value;
A waveform abnormality detection device comprising:
上記比較下限値は、上記下方補正値、上記下方補正値に係る前方補正値または上記下方補正値に係る後方補正値のうちの最小値であることを特徴とする請求項1または2に記載の波形異常検出装置。 The comparison upper limit value is a maximum value among the upper correction value, the front correction value related to the upper correction value, or the rear correction value related to the upper correction value,
The comparison lower limit value is a minimum value of the downward correction value, the forward correction value related to the downward correction value, or the backward correction value related to the downward correction value. Waveform abnormality detection device.
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、上記被検査信号源の標準サンプルの複数回の実測値、または複数の上記標準サンプルの実測値に基づく上限信号波形および下限信号波形から予め作成された基準上限値および基準下限値であり、
上記基準上限値に所定の第1のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準下限値から所定の第2のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に移動させて得られると後方補正値の小さい方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が、上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う帯域比較手段と、
を有することを特徴とする波形異常検出装置。 Compare the peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform generated by the signal source to be inspected with the peak value corresponding to the time of the preset reference signal waveform, and the peak value of both waveforms exceeds the allowable error range. A waveform abnormality detection device that compares and determines whether or not every predetermined time,
The reference value of the reference signal waveform is an upper limit based on an estimated theoretical value of the peak value of the reference signal waveform corresponding to time, a plurality of actual measurement values of the standard sample of the signal source to be inspected, or an actual measurement value of the plurality of standard samples. Reference upper limit value and reference lower limit value created in advance from signal waveform and lower limit signal waveform,
The forward correction value obtained by moving the upper correction value obtained by adding the predetermined first bias value to the reference upper limit value on the time axis by the movement time before or the upper correction value obtained later on the time axis. Band upper limit data generating means for generating a comparison upper limit value in which the overlapping portion of the waveform forms an upper envelope waveform using the larger value of the backward correction value obtained by moving only by the moving time;
A forward correction value obtained by moving a downward correction value obtained by subtracting a predetermined second bias value from the reference lower limit value forward on the time axis or a downward correction value obtained by moving the downward correction value later on the time axis. Band lower limit data generating means for generating a comparison lower limit value in which the overlapping portion of the waveform forms a lower envelope waveform using the smaller value of the backward correction value when obtained,
Band comparison means for performing abnormality determination when the monitored value of the monitored signal waveform is outside the band between the comparison upper limit value and the comparison lower limit value;
A waveform abnormality detection device comprising:
上記基準信号波形の基準値は、時刻対応の基準信号波形の波高値の推定理論値、または上記被検査信号源の標準サンプルの実測値に基づいて予め作成され、
上記基準値に所定の第1のバイアス値を加算して得られる上方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記上方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の大きい方の値を用いて、波形の重なり部分が上方包絡線波形を形成する比較上限値を生成する帯域上限データ生成手段と、
上記基準値から所定の第2のバイアス値を減算して得られる下方補正値を時間軸上で前に所定の移動時間だけ移動させて得られる前方補正値または上記下方補正値を時間軸上で後に所定の移動時間だけ移動させて得られる後方補正値の小さな方の値を用いて、波形の重なり部分が下方包絡線波形を形成する比較下限値を生成する上記帯域下限データ生成手段と、
上記被監視信号波形の相前後する時刻における監視値の差分値が正から負に反転する下降反転時刻または該差分値が負からに正に反転する上昇反転時刻を検出する監視差分値データ生成手段と、
上記下降反転時刻における凸点比較上限値から、上記第1のバイアス値、上記第2のバイアス値および上記差分値の絶対値の加算値を減算して得られる凸点比較下限値および上記上昇反転時刻における凹点比較下限値に、上記第1のバイアス値、上記第2のバイアス値および上記差分値の絶対値の加算値を加算して得られる凹点比較上限値を算出するピーク点比較データ生成手段と、
上記被監視信号波形の監視値が上記比較上限値と上記比較下限値との間の帯域の外にあるとき異常判定を行う第一の帯域比較判定手段と、
上記下降反転時刻における凸波形ピーク値が上記凸点比較下限値と上記凸点比較上限値との間の域外にあるとき、または上記上昇反転時刻における凹波形ピーク値が上記凹点比較下限値と上記凹点比較上限との間の域外にあるとき異常判定を行う第二の帯域比較判定手段と、
を有し、
上記第一の帯域比較判定手段または上記第二の帯域比較判定手段の一方で異常判定されたとき上記被監視信号波形は異常であると判定されることを特徴とする波形異常検出装置。 Compare the peak value corresponding to the time of the monitored signal waveform generated by the signal source to be inspected with the peak value corresponding to the time of the preset reference signal waveform, and the peak value of both waveforms exceeds the allowable error range. A waveform abnormality detection device that compares and determines whether or not every predetermined time,
The reference value of the reference signal waveform is created in advance based on the estimated theoretical value of the peak value of the reference signal waveform corresponding to time, or the measured value of the standard sample of the signal source to be inspected,
A forward correction value obtained by moving an upward correction value obtained by adding a predetermined first bias value to the reference value previously on the time axis by a predetermined movement time or an upward correction value obtained on the time axis. Band upper limit data generating means for generating a comparison upper limit value in which the overlapping portion of the waveform forms an upper envelope waveform, using the larger value of the backward correction value obtained by moving after a predetermined movement time later,
A forward correction value obtained by moving a downward correction value obtained by subtracting a predetermined second bias value from the reference value previously for a predetermined movement time on the time axis, or the downward correction value obtained on the time axis. The band lower limit data generating means for generating a comparison lower limit value in which the overlapping portion of the waveform forms a lower envelope waveform by using the smaller value of the backward correction value obtained by moving after a predetermined movement time later,
Monitoring difference value data generating means for detecting a falling inversion time at which the difference value of the monitoring value at the time before and after the monitored signal waveform is inverted from positive to negative, or an rising inversion time at which the difference value is inverted from negative to positive When,
Convex point comparison lower limit value obtained by subtracting the sum of absolute values of the first bias value, the second bias value and the difference value from the convex point comparison upper limit value at the descending inversion time and the upside inversion Peak point comparison data for calculating a concave point comparison upper limit value obtained by adding the absolute value of the first bias value, the second bias value and the difference value to the concave point comparison lower limit value at the time Generating means;
First band comparison determination means for performing abnormality determination when the monitored value of the monitored signal waveform is outside the band between the comparison upper limit value and the comparison lower limit value;
When the convex waveform peak value at the descending reversal time is outside the range between the convex point comparison lower limit value and the convex point comparison upper limit value, or the concave waveform peak value at the ascent reversal time and the concave point comparison lower limit value A second band comparison determination means for performing an abnormality determination when outside the range between the concave point comparison upper limit,
Have
A waveform abnormality detection device characterized in that, when an abnormality is determined by one of the first band comparison determination means or the second band comparison determination means, the monitored signal waveform is determined to be abnormal.
上記上昇反転時刻は、上記差分値の前回の値が負で次回の値が正となった場合に次回の時刻で決定されることを特徴とする請求項7に記載の波形異常検出装置。 The descending inversion time is determined at the next time when the previous value of the difference value is positive and the next value is negative,
8. The waveform abnormality detection device according to claim 7, wherein the rising inversion time is determined at the next time when the previous value of the difference value is negative and the next value is positive.
上記第二の帯域比較判定手段は、上記下降反転時刻または上記上昇反転時刻が上記前方補正値を得るための移動時間と上記後方補正値を得るための移動時間との合計時間以上に亘って検出されないときには異常判定を行わないことを特徴とする請求項7または8に記載の波形異常検出装置。 The monitoring difference value data generation means does not detect the descending inversion time or the ascending inversion time when the absolute value of the difference value is equal to or less than the first bias value or the second bias value,
The second band comparison determination means detects the descending inversion time or the ascending inversion time over a total time of a traveling time for obtaining the forward correction value and a traveling time for obtaining the backward correction value. The waveform abnormality detection device according to claim 7 or 8, wherein abnormality determination is not performed when it is not performed.
マイクロプロセッサと協働し制御プログラムが格納されるプログラムメモリと、
を備え、
上記RAMメモリまたは上記プログラムメモリは、時刻対応の上記比較上限値および上記比較下限値が格納されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の波形異常検出装置。 A RAM memory in which a monitored value of a monitored signal waveform generated by the signal source to be inspected is stored;
A program memory in which a control program is stored in cooperation with the microprocessor;
With
10. The waveform abnormality detection device according to claim 1, wherein the RAM memory or the program memory stores the comparison upper limit value and the comparison lower limit value corresponding to time.
上記設定表示器は、上記被監視信号波形の異常を報知するとともに、上記プログラムメモリまたは上記RAMメモリに格納されている上記比較上限値および上記比較下限値、上記基準信号波形に対する基準値、上記第1のバイアス値および上記第2のバイアス値、または前後移動補正のため上記移動時間の設定を変更することを特徴とする請求項10に記載の波形異常検出装置。 The above microprocessor is connected to a setting display which is a man-machine interface,
The setting indicator notifies the abnormality of the monitored signal waveform, and the comparison upper limit value and the comparison lower limit value stored in the program memory or the RAM memory, a reference value for the reference signal waveform, The waveform abnormality detection device according to claim 10, wherein the setting of the movement time is changed to correct the bias value of 1 and the second bias value, or forward / backward movement correction.
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JP2007143572A JP2008298525A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Waveform abnormality detector |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015212635A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-26 | 三菱電機株式会社 | Threshold waveform creation device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10122897A (en) * | 1996-10-22 | 1998-05-15 | Rix Corp | Generating method of judgment waveform |
-
2007
- 2007-05-30 JP JP2007143572A patent/JP2008298525A/en active Pending
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JP2015212635A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-26 | 三菱電機株式会社 | Threshold waveform creation device |
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