JP4737323B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示手段と内部データ設定用の複数の設定手段とを備えた電気機器に関し、特に、液晶表示手段の消費電流の異常を診断する技術に関するものである。

化学プラント、工場等において用いられる流量計などのプロセス機器には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの液晶表示手段と、内部パラメータにデータを設定する赤外線タッチスイッチなどの設定手段が備えられている(特許文献１参照)。

プロセス機器は電気機器の一種であり、このような電気機器について図４を用いて説明する。図４は、電気機器１の構成図である。

図４において、外部電源または内蔵電池（いずれも図示しない）の出力電圧が入力される内部電源回路１０は、内部電源電圧を生成し、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル変換回路）２０、ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）３０、ＬＣＤ４０などに、内部電源電圧を供給する。

センサ（図示しない）から、流量信号ＦＬＤ（プロセス信号（アナログ信号））が入力されたＡ／Ｄ２０は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。

ＣＰＵ３０は、デジタル信号をＡ／Ｄ２０から受け取り、内部パラメータのデータを不揮発性メモリ７０から読み出し、これらを用いて流量値（プロセス値）を算出する。

ＣＰＵ３０は、流量値に比例する電流または電圧信号を、出力回路８０を介して出力するとともに、流量値などの表示データを含む表示制御信号ＤＣＮＴをＬＣＤ４０に送る。ＬＣＤ４０は、受け取った流量値を表示する。

ＣＰＵ３０は、ＬＣＤ４０に流量値を表示させる測定値表示モードの他に、内部パラメータのデータを設定する内部データ設定モードを備える。

ＣＰＵ３０が内部データ設定モードに変更した場合、ユーザーなどは、ＬＣＤ４０に表示された現在の内部データを見ながら、赤外線タッチスイッチなどの第１および第２設定スイッチ５０、６０を押して、データを変更する。

詳細には、第１および第２設定スイッチ５０、６０からＣＰＵ３０へ、内部データの変更信号が送られ、ＣＰＵ３０はこの変更信号に基づいて、内部データを変更し、その値を不揮発性メモリ７０に記憶するとともに、ＬＣＤ４０に表示させる。なお、内部パラメータには、例えば、流量を求めるためのメーターファクター、流量スパンなどがある。

特開２００６−２９５２９７号公報

表示制御信号ＤＣＮＴを液晶表示可能な電圧に変換するとともに、ＬＣＤ４０を駆動するＬＣＤドライバーとＬＣＤ４０とを備えたＬＣＤモジュールが、液晶表示手段として用いられることがある。

ＬＣＤモジュールは、ガラス基板の上に実装されたＬＣＤドライバー、ＬＣＤドライバーを覆う異方導電性膜（以下、「ＡＣＦ膜」という）、およびガラス基板とＬＣＤドライバーに挟まれたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜を備える。

しかし、ＬＣＤモジュールは、ＡＣＦ膜またはコンタミ等から付着するイオン、周囲に存在する水分、および起動時にＬＣＤドライバーに印加される電圧によって、ＩＴＯ膜に腐食が発生する。そして、高温多湿の環境で動作しているＬＣＤモジュールは、時間の経過とともにＩＴＯ膜の腐食が進行することによって、絶縁低下が発生して消費電流が増加する、という問題がある。

特に、外部から供給される電流が制限される２線式プロセス機器は、内部回路全体が４ｍＡ以下で動作しなければ、内部電源電圧が低下して正常に動作しなくなる。このため、２線式プロセス機器にＬＣＤモジュールを用いた場合、消費電流が増加することによって正常に動作しなくなる。

内蔵電池で動作する電気機器は、消費電流の増加によって電池の寿命が短くなる。

なお、２線式プロセス機器または内蔵電池で動作する電気機器以外の電気機器であっても、消費電流の増加によって、内部回路、特に内部電源回路１０の発熱が大きくなり、使用されている部品の寿命が短くなる。

また、このようなＬＣＤモジュールを用いた場合、消費電流の増加異常をＣＰＵ３０で診断する際、診断するための信号を、新たにＣＰＵ３０へ入力するという構成を取り得る。しかし、この場合、ＣＰＵ３０に追加の入力ポートを割り当てなければならず、入力ポートが余っていない場合、このような構成にすることは困難である、という問題がある。

本発明は、動作条件によって腐食および絶縁低下が発生し、消費電流が増加するＬＣＤモジュール（液晶表示手段）を用いた場合、第１および第２設定スイッチ（設定手段）に割り当てられている既存のポートを利用して、消費電流の増加異常を診断する電気機器の提供を目的とするものである。

このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
液晶表示手段と内部データを設定する複数の設定手段とを備えた電気機器において、
前記液晶表示手段の消費電流の増加を検出し、この検出信号に基づいて前記複数の設定手段の出力信号を変化させる電流検出手段と、
前記電流検出手段によって変化した前記出力信号に基づいて前記消費電流の異常を診断する診断手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記電流検出手段は、前記消費電流の検出処理を第１所定時間実行し、前記消費電流の増加を検出したとき、検出信号の状態を変化させ、前記第１所定時間の終了時まで前記状態を保持することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記電流検出手段は、前記液晶表示手段の起動処理終了後から、前記消費電流の検出処理を前記第１所定時間実行することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の発明において、
前記液晶表示手段は、前記第１所定時間経過後、表示データが復帰することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、
前記診断手段は、前記出力信号の変化した状態が第２所定時間以上継続した場合、前記消費電流の異常と診断することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、
前記電流検出手段は、
内部電源電圧を分圧した第１電圧、および前記内部電源電圧から前記消費電流に基づく電圧分降下した第２電圧が入力され、前記消費電流を流す素子を制御する演算増幅器と、
前記演算増幅器の制御電圧および前記内部電源電圧を分圧した第３電圧を比較する比較器と、を備え、
前記比較器の比較結果に基づいて前記消費電流の増加を検出する、
ことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、
前記診断手段によって診断された異常の履歴を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、
前記診断手段によって異常と診断された場合、警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、動作条件によって腐食および絶縁低下が発生し、消費電流が増加する液晶表示手段を用いた場合、液晶表示手段の消費電流の増加を検出した信号に基づいて設定手段の出力信号を変化させ、変化した出力信号に基づいて消費電流の異常を診断する。これによって、設定手段に割り当てられている既存のポートを利用して、消費電流の増加異常を診断することができる。

本発明を適用した電気機器の構成図の例である。 図１の電流検出手段の回路図の例である。 図２の電流検出手段のタイミングチャート図の例である。 背景技術で示した電気機器の構成図の例である。

本実施例を適用した電気機器について、図１を用いて説明する。図１は電気機器１００の構成図である。

図１において、電気機器１００は、内部電源回路１０、Ａ／Ｄ２０、第１設定スイッチ（設定手段）５０、第２設定スイッチ（設定手段）６０、不揮発性メモリ（記憶手段）７０、出力回路８０、電流検出手段１１０、ＬＣＤ１２１とＬＣＤドライバ１２２を有するＬＣＤモジュール（液晶表示手段）１２０、電流検出制御手段１３１と診断手段１３２を実行するＣＰＵ１３０、および警報手段１４０を備える。

内部電源回路１０は、外部電源または内蔵電池（いずれも図示しない）から電圧が入力され、この電圧から内部電源電圧Ｖａを生成し、Ａ／Ｄ２０、ＣＰＵ１３０、電流検出手段１１０などに内部電源電圧Ｖａを供給する。

Ａ／Ｄ２０は、センサ（図示しない）から流量信号ＦＬＤ（アナログ信号）が入力され、これをデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１３０へ送る。

ＣＰＵ１３０内の電流検出制御手段１３１は、Ｒｅｓｅｔ信号とＳｉｇｎａｌＡ信号を電流検出手段１１０へ送る。また、ＣＰＵ１３０内の診断手段１３２は、第１および第２設定スイッチ５０、６０から、出力信号ＳＴ１、ＳＴ２を受け取る。

ＣＰＵ１３０は、不揮発性メモリ７０に対してデータの読み書きを行い、出力回路８０へ流量値などの出力信号を送る。また、警報手段１４０へ警報信号を送り、ＬＣＤドライバ１２２へ表示制御信号ＤＣＮＴを送る。

電流検出手段１１０は、内部電源電圧Ｖａから内部電源電圧Ｖｂを生成し、ＬＣＤモジュール１２０に内部電源電圧Ｖｂを供給する。また、ＬＣＤモジュール１２０の消費電流の増加に応じて、第１および第２設定スイッチ５０、６０の出力信号を変化させるための信号を、第１および第２設定スイッチ５０、６０へそれぞれ送る。

ＬＣＤモジュール１２０内のＬＣＤドライバ１２２は、ＣＰＵ１３０から、表示制御信号ＤＣＮＴおよびＲｅｓｅｔ信号を受け取り、表示制御信号ＤＣＮＴに含まれる流量値などのデータをＬＣＤ１２１に表示させる。

なお、Ａ／Ｄ２０、第１設定スイッチ５０、第２設定スイッチ６０、不揮発性メモリ７０、出力回路８０、ＬＣＤモジュール１２０およびＣＰＵ１３０を用いて実行する、流量値の算出、外部出力、表示、および内部パラメータのデータ設定、記憶の各動作は、図４で説明した内容と同じである。

つぎに、本実施例の特徴の一つである電流検出手段１１０の回路について、図２を用いて説明する。

図２において、電流検出手段１１０は、電流制限回路１１１、比較回路１１２、ＡＮＤ素子（論理積素子）Ｕ１、Ｄ型フリップフロップ（以下、「Ｄ−ＦＦ」という）Ｕ２、およびＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ１、Ｑ２を備える。

電流制限回路１１１は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、演算増幅器Ｕ３およびＦＥＴ Ｑ３を備え、比較回路１１２は、抵抗Ｒ４〜Ｒ７および比較器Ｕ４を備える。

電流制限回路１１１の構成は以下の通りである。内部電源電圧Ｖａと共通電圧ＧＮＤとの間に、抵抗Ｒ１とＲ２が直列に接続される。抵抗Ｒ１の一端は、抵抗Ｒ３を介してＦＥＴ Ｑ３のソース端子に接続される。

抵抗Ｒ１とＲ２の接続点は、演算増幅器Ｕ３の非反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ３とＦＥＴ Ｑ３のソース端子の接続点は、演算増幅器Ｕ３の反転入力端子に接続される。

演算増幅器Ｕ３の出力端子は、ＦＥＴ Ｑ３のゲート端子に接続される。ＦＥＴ Ｑ３のドレイン端子は、ＬＣＤモジュール１２０に接続される。

比較回路１１２の構成は以下の通りである。演算増幅器Ｕ３の出力端子は、抵抗Ｒ４を介して比較器Ｕ４の非反転入力端子に接続される。比較器Ｕ４の非反転入力端子と出力端子との間に、正帰還抵抗として抵抗Ｒ５が接続される。

内部電源電圧Ｖａと共通電圧ＧＮＤとの間に、抵抗Ｒ６とＲ７が直列に接続される。抵抗Ｒ６とＲ７の接続点は、比較器Ｕ４の反転入力端子に接続される。

その他の部分の構成は以下の通りである。比較器Ｕ４の出力端子は、ＡＮＤ素子Ｕ１の一方の入力端子Ａに接続される。ＳｉｇｎａｌＡ信号が、電流検出制御手段１３１から、ＡＮＤ素子Ｕ１の他方の入力端子Ｂに入力される。

Ｄ−ＦＦ Ｕ２のＣＬＫ端子（クロック端子）に、ＡＮＤ素子Ｕ１の出力端子が接続されるとともに、内部電源電圧Ｖａが、Ｄ−ＦＦ Ｕ２のＤ端子に入力される。

Ｒｅｓｅｔ信号が、電流検出制御手段１３１から、Ｄ−ＦＦ Ｕ２のＣＬＲ端子（クリア端子）に入力され、内部電源電圧Ｖａが、Ｄ−ＦＦ Ｕ２のＰＲ端子（プリセット端子）に入力される。

Ｄ−ＦＦ Ｕ２の出力Ｑ端子は、ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２のゲート端子に接続される。ＦＥＴ Ｑ１のドレインとソースが、診断手段１３２に入力され、ドレイン端子とソース端子の間に、第１設定スイッチ５０の接点が接続される。

ＦＥＴ Ｑ２のドレインとソースが、診断手段１３２に入力され、ドレイン端子とソース端子の間に、第２設定スイッチ６０の接点が接続される。

つぎに、電気機器１００の動作について説明する。まず、電流制限回路１１１の動作について説明する。

内部電源電圧Ｖａを抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧Ｖ１（第１電圧）が、演算増幅器Ｕ３の非反転入力に入力される。ＬＣＤモジュール１２０の消費電流をＩＬとすると、内部電源電圧Ｖａから、消費電流ＩＬに抵抗Ｒ３を乗じた電圧分降下した電圧Ｖ２（第２電圧）が、演算増幅器Ｕ３の反転入力に入力される。

ＬＣＤモジュール１２０の消費電流ＩＬが少ない場合、第１電圧Ｖ１は第２電圧Ｖ２より小さいので、演算増幅器Ｕ３の出力はロー電圧（共通電圧ＧＮＤに等しい）となる。演算増幅器Ｕ３の出力電圧（制御電圧Ｖｃｎｔ）が、消費電流ＩＬを流すＦＥＴ Ｑ３のゲート電圧を制御することによって、消費電流ＩＬがＬＣＤモジュール１２０に流れる。

一方、ＬＣＤモジュール１２０の消費電流ＩＬが多くなり、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２が等しくなった場合、演算増幅器Ｕ３の出力はハイ電圧１となる。このとき、消費電流ＩＬは、
ＩＬ＝Ｒ１×Ｖａ／（Ｒ３×（Ｒ１＋Ｒ２）） 式（１）
となり、ＬＣＤモジュール１２０に供給される電流は、式（１）の電流に制限される。なお、ハイ電圧１は、内部電源電圧Ｖａに、ＦＥＴ Ｑ３のゲートとソース間の電圧Ｖｇｓを加算した電圧に等しく、この電圧は内部電源電圧Ｖａより大きい。

すなわち、消費電流ＩＬが少ない場合、演算増幅器Ｕ３の出力はロー電圧となり、ＬＣＤモジュール１２０の動作に必要な消費電流ＩＬが供給される。一方、消費電流ＩＬが増加した場合、演算増幅器Ｕ３の出力はハイ電圧１となり、ＬＣＤモジュール１２０に供給される電流は、式（１）で表した電流に制限される。

このように、消費電流ＩＬが増加した場合、演算増幅器Ｕ３の出力電圧はハイ電圧１になるので、演算増幅器Ｕ３の出力電圧によって、消費電流ＩＬの増加を検出できる。

なお、消費電流ＩＬの増加の検出は、抵抗（図示しない）に消費電流ＩＬを流して、その抵抗の両端に発生する電圧によって検出してもよい。

つぎに、比較回路１１２の動作について説明する。比較回路１１２は、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（制御電圧）Ｖｃｎｔと、内部電源電圧Ｖａを抵抗Ｒ６とＲ７で分圧した電圧Ｖ３（第３電圧）とを比較する。

演算増幅器Ｕ３の出力電圧が第３電圧Ｖ３より小さい場合、比較器Ｕ４の出力はロー電圧となる。一方、演算増幅器Ｕ３の出力電圧が第３電圧Ｖ３より大きい場合、比較器Ｕ４の出力はハイ電圧２となる。なお、ハイ電圧２は、内部電源電圧Ｖａに等しい。

従って、比較器Ｕ４の出力電圧によっても、演算増幅器Ｕ３の出力電圧と同様に、消費電流ＩＬの増加を検出することができる。

このような動作をもとに、電流検出手段１１０の動作について、図３のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図３は、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によって、消費電流の異常が発生している状態におけるタイミングチャートである。

図３において、（ａ）はＲｅｓｅｔ信号の電圧、（ｂ）は演算増幅器Ｕ３の出力電圧、（ｃ）はＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａの電圧（比較器Ｕ４の出力電圧）、（ｄ）はＳｉｇｎａｌＡの電圧（ＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ｂの電圧）、（ｅ）はＡＮＤ素子Ｕ１の出力電圧、（ｆ）は検出信号Ｉｄｅｔの電圧（Ｄ−ＦＦ Ｕ２の出力Ｑの電圧）、（ｇ）は第１および第２出力信号ＳＴ１、ＳＴ２の電圧を、それぞれ表したタイミングチャートである。

第１出力信号ＳＴ１は、第１設定スイッチ５０の接点間の電圧であり、診断手段１３２に対する第１設定スイッチ５０の出力信号である。第２出力信号ＳＴ２は、第２設定スイッチ６０の接点間の電圧であり、診断手段１３２に対する第２設定スイッチ６０の出力信号である。

なお、図３では、第１および第２設定スイッチ５０、６０は、ユーザーなどによって押されていない、すなわち接点は開放されているものとして説明する。

図３（ａ）のＲｅｓｅｔ信号は、時間ｔ１において、ロー電圧からハイ電圧２に変化する。そして、時間ｔ８においてロー電圧に変化し、時間ｔ９においてハイ電圧２に変化する。ここで、時間ｔ１からｔ８までの時間は、以下で説明する消費電流の検出および診断を行う時間を含み、これを電流検出マスク時間ＤＴとする。

図３（ｂ）の演算増幅器Ｕ３の出力電圧について説明する。時間ｔ１において、ＬＣＤドライバ１２２に入力されるＲｅｓｅｔ信号（ａ）がハイ電圧２になり、ＬＣＤドライバ１２２は、リセット状態が解除されて起動処理を開始する。

ＬＣＤドライバ１２２の起動処理は時間ｔ１からｔ２まで行われ、この間ＬＣＤドライバ１２２に起動電流が流れるので、ＬＣＤモジュール１２０の消費電流ＩＬは増加する。このため、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（ｂ）は、上述した電流制限動作によって、時間ｔ１においてロー電圧からハイ電圧１に変化し（図示したｂ１の部分）、時間ｔ２においてロー電圧に変化する。

なお、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下は、徐々にゆっくりと進行するものである。従って、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によって、ＬＣＤモジュール１２０の消費電流ＩＬは、急激に増加するものではなく、僅かな増加および減少を繰り返す。そして、増加分は減少分より僅かに大きいため、消費電流ＩＬは、長い時間（例えば、数日、数週間）をかけて、ゆっくりと右肩上がりに増加していく。

ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下が進行している場合、電流検出マスク時間ＤＴは例えば１０秒間であり、消費電流ＩＬは、この間僅かな増加および減少を繰り返す。

これによって、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（ｂ）は、時間ｔ４においてロー電圧からハイ電圧１に変化し（消費電流増加（図示したｂ２の部分））、時間ｔ５においてロー電圧に変化する（消費電流減少）。そして、時間ｔ６においてロー電圧からハイ電圧１に変化し（消費電流増加（図示したｂ３の部分））、時間ｔ７においてロー電圧に変化する（消費電流減少）。

なお、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（ｂ）のｂ１、ｂ２、ｂ３の部分は、いずれも消費電流ＩＬが増加したことによってハイ電圧１になったものである。ここで、ｂ１の部分は、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理によるものであり、一方、ｂ２、ｂ３の部分は、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によるものである。このように、ｂ１とｂ２、ｂ３の部分では、消費電流ＩＬの増加の原因がそれぞれ異なる。

後述する診断手段１３２が消費電流の異常と診断した場合、時間ｔ８からｔ９の間、電流検出制御手段１３１からのＲｅｓｅｔ信号（ａ）のロー電圧によって、ＬＣＤドライバ１２２はリセット状態となり、時間ｔ９において、リセット状態が解除されて起動処理を開始する。このため、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（ｂ）は、時間ｔ９以降、ｂ１、ｂ２、ｂ３の部分と同様の動作を繰り返す。なお、診断手段１３２が消費電流の異常と診断しなければ、Ｒｅｓｅｔ信号（ａ）は、時間ｔ８からｔ９の間、ハイ電圧２を維持し（図示しない）、ＬＣＤドライバ１２２はリセット状態にならない。

図３（ｃ）のＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａの電圧（比較器Ｕ４の出力電圧）について説明する。

上述した比較回路１１２の動作によって、ＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａの電圧（ｃ）は、時間ｔ１においてロー電圧からハイ電圧２に変化し、時間ｔ２においてロー電圧に変化する。そして、時間ｔ４、ｔ５において、時間ｔ１、ｔ２と同じ変化（ロー電圧→ハイ電圧２→ロー電圧）を行い、時間ｔ６、ｔ７においても、時間ｔ１、ｔ２と同じ変化を行う。

すなわち、ＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａの電圧（ｃ）は、演算増幅器Ｕ３の出力電圧（ｂ）のハイ電圧１を、ハイ電圧２にレベル変換したものである。

ＡＮＤ素子Ｕ１は、電源として内部電源電圧Ｖａが供給されている。内部電源電圧Ｖａより大きいハイ電圧１が、ＡＮＤ素子Ｕ１の入力電圧範囲内であれば、比較回路１１２を用いないで、演算増幅器Ｕ３の出力（ｂ）をＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａ（ｃ）に直接入力することができ、回路規模、スペースおよびコストを削減することができる。

一方、ＡＮＤ素子Ｕ１の入力電圧範囲が、内部電源電圧Ｖａ（ハイ電圧２）以下であれば、演算増幅器Ｕ３の出力（ｂ）をＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ａ（ｃ）に直接入力すると、ＡＮＤ素子Ｕ１は動作不能となる。

従って、ハイ電圧２にレベル変換を行う比較回路１１２を用いて、比較器Ｕ４の出力をＡＮＤ素子Ｕ１のＡに入力することによって、ＡＮＤ素子Ｕ１は動作可能となる。

図３（ｄ）のＳｉｇｎａｌＡの電圧（ＡＮＤ素子Ｕ１の入力Ｂの電圧）、（ｅ）のＡＮＤ素子Ｕ１の出力電圧、（ｆ）の検出信号Ｉｄｅｔの電圧（Ｄ−ＦＦ Ｕ２の出力Ｑの電圧）、について説明する。

ＳｉｇｎａｌＡの電圧（ｄ）は、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理が終了した時間ｔ２以降の時間ｔ３において、ロー電圧からハイ電圧２に変化し、時間ｔ８においてロー電圧に変化する。時間ｔ９以降は同様の動作を行う。

ＳｉｇｎａｌＡの電圧（ｄ）が、時間ｔ３からｔ８までのハイ電圧２を保持している時間を、第１所定時間ＦＴ１とする。

ＡＮＤ素子Ｕ１の出力電圧（ｅ）は、入力Ａ、Ｂの論理積によって、時間ｔ４においてロー電圧からハイ電圧２に変化し、時間ｔ５においてロー電圧に変化する。そして、時間ｔ６においてロー電圧からハイ電圧２に変化し、時間ｔ７においてロー電圧に変化する。時間ｔ９以降は同様の動作を行う。

ＡＮＤ素子Ｕ１の出力電圧（ｅ）は、演算増幅器Ｕ３の出力（ｂ）のｂ２、ｂ３に対応する部分がハイ電圧２として出力され、ｂ１に対応する部分はロー電圧のままである。

すなわち、ＡＮＤ素子Ｕ１の出力電圧（ｅ）には、消費電流ＩＬの増加のうち、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によるものが抽出されて、出力される。

内部電源電圧Ｖａ（ハイ電圧２）がＤ−ＦＦ Ｕ２のＤ入力に入力され、Ｄ−ＦＦ Ｕ２は、ＣＬＫ（クロック）の立ち上がりでのＤ入力の状態を保持し出力する。

このため、検出信号Ｉｄｅｔの電圧（ｆ）は、時間ｔ４においてロー電圧からハイ電圧２に変化する。そして、Ｄ−ＦＦ Ｕ２のＣＬＲにはＲｅｓｅｔ信号（ａ）が入力されているので、時間ｔ８において、クリアされてロー電圧に変化する。時間ｔ９以降は同様の動作を行う。

このように、検出信号Ｉｄｅｔの電圧（ｆ）は、腐食による消費電流ＩＬの増加を検出した時間ｔ４においてハイ電圧２に変化し、第１所定時間ＦＴ１が終了する時間ｔ８まで、この状態を保持する。

ＳｉｇｎａｌＡの電圧（ｄ）をＡＮＤ素子Ｕ１のＢに入力することによって（入力Ｂによって入力Ａをマスクする）、検出信号Ｉｄｅｔの電圧（ｆ）は、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理が終了した時間ｔ２以降の第１所定時間ＦＴ１の間、消費電流ＩＬの検出処理を実行し、腐食による消費電流の増加を検出できる。

これによって、消費電流ＩＬの増加のうち、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理によるものは検出されないで、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によるものを検出することができる。

なお、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理による消費電流ＩＬの増加が小さければ、演算増幅器Ｕ３の出力（ｂ）のｂ１の部分はロー電圧のままなので、ＡＮＤ素子Ｕ１の入力ＢにＳｉｇｎａｌＡを用いず、これに代えて内部電源電圧Ｖａを入力してもよい。この場合、ＡＮＤ素子Ｕ１の出力と検出信号Ｉｄｅｔは、図３の（ｅ）、（ｆ）と同様の波形となる。

図３（ｇ）の第１および第２出力信号ＳＴ１、ＳＴ２の電圧について説明する。ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２のドレイン−ソース間は、検出信号Ｉｄｅｔの電圧（ｆ）がハイ電圧２のときにオンする。

このため、接点が開放されている第１および第２設定スイッチ５０、６０のそれぞれの出力である、第１および第２出力信号ＳＴ１、ＳＴ２（ｇ）は、検出信号Ｉｄｅｔの電圧（ｆ）のロー電圧とハイ電圧２を入れ替えた（反転させた）電圧となる。

つぎに、診断手段１３２の異常診断処理について説明する。診断手段１３２は、第１および第２出力信号ＳＴ１、ＳＴ２を受け取る。両方の電圧は、時間ｔ４においてハイ電圧２からロー電圧に変化しており、ロー電圧の状態が、時間ｔ４から第２所定時間ＦＴ２以上継続していると判断した場合、腐食により消費電流ＩＬが増加しているとして、消費電流の異常と診断する。

なお、電流検出マスク時間ＤＴにおける１回の診断だけではなく、周期的に繰り返して、複数回異常と診断された場合に、消費電流の異常であると決定してもよい。これによって、診断の精度をあげることができる。

ここで、第１所定時間ＦＴ１は電流検出マスク時間ＤＴ（例えば１０秒）より短く、第２所定時間ＦＴ２は、第１所定時間ＦＴ１より短く、第１および第２設定スイッチ５０、６０を押す時間（例えば２〜３秒）より長い。すなわち、電流検出マスク時間ＤＴ（例：１０秒）＞第１所定時間ＦＴ１（例：８秒）＞第２所定時間ＦＴ２（例：６秒）＞第１および第２設定スイッチ５０、６０を押す時間（例：２〜３秒）、となる。

第２所定時間ＦＴ２を、第１および第２設定スイッチ５０、６０を押す時間より長くすることによって、診断手段１３２は、ユーザーによって第１および第２設定スイッチ５０、６０が押されても（接点が接触）、第１および第２出力信号ＳＴ１、ＳＴ２のロー電圧の継続時間を第２所定時間ＦＴ２以下と判断し、消費電流の異常と診断しない。

これによって、第１および第２設定スイッチ５０、６０が押された場合、誤診断を防止できる。

なお、２個（複数）の設定スイッチを用いた理由は以下による。ユーザーが、誤って１つの設定スイッチを第２所定時間ＦＴ２より長く押した場合であっても、他方の設定スイッチの出力信号はハイ電圧２のままなので、消費電流の異常と診断しない。これによって、正確な診断を行うことができ、誤診断を防止できる。

本実施例によれば、電流検出手段１１０は、ＬＣＤモジュール１２０の腐食による消費電流ＩＬの増加を検出し、検出信号Ｉｄｅｔによって、第１および第２設定スイッチ５０、６０の出力信号ＳＴ１、ＳＴ２を変化させる。そして、診断手段１３２は、出力信号ＳＴ１、ＳＴ２の変化した状態（ロー電圧の状態）が第２所定時間ＦＴ２以上継続した場合、腐食による消費電流ＩＬの増加異常と診断できる。

診断手段１３２への検出信号Ｉｄｅｔの伝送に、第１および第２設定スイッチ５０、６０の出力信号ＳＴ１、ＳＴ２を利用しているので、第１および第２設定スイッチ５０、６０に割り当てられている既存のＣＰＵ１３０の入力ポートを利用して、異常診断をすることができる。これによって、ＣＰＵ１３０の入力ポートが余っていない場合でも、異常診断を実現することができる。

また、ＬＣＤドライバ１２２の起動電流が大きくても、ＳｉｇｎａｌＡ信号をＡＮＤ素子Ｕ１のＢに入力することによってＵ１の入力Ａはマスクされて、Ｄ−ＦＦ Ｕ２は、起動処理終了後に消費電流ＩＬの検出処理を実行できる。これによって、消費電流ＩＬの増加のうち、ＬＣＤドライバ１２２の起動処理によるものは検出されないで、ＬＣＤモジュール１２０の腐食および絶縁低下によるものを検出することができ、より正確な異常診断を実現することができる。

なお、ＬＣＤモジュール１２０の消費電流ＩＬが増加した場合、ＬＣＤ１２１に誤った値が表示されることがある。このため、ＬＣＤドライバ１２２にＲｅｓｅｔ信号を入力し、時間ｔ８からｔ９の間リセット状態にして（図３の（ａ）参照）、時間ｔ９以降、ＬＣＤドライバ１２２を再起動させることによって、ＬＣＤ１２１を正常な値の表示に復帰させることができる。

つぎに、異常の履歴を記憶させる動作について説明する。図１において、診断手段１３２は、腐食による消費電流ＩＬの異常と診断した場合、診断結果と診断を実行した時刻を不揮発性メモリ７０に記憶させる。

不揮発性メモリ７０に異常の履歴が記憶され、ユーザーなどが異常の履歴を読み出すことによって、異常の経過、今後の異常（消費電流ＩＬの増加）の進行度合いを予測することができる（予知診断）。

また、警報手段１４０について説明する。診断手段１３２は、腐食による消費電流ＩＬの異常と診断した場合、警報手段１４０によって外部へ警報（アラーム）を出力させる。

ユーザーなどは、視覚（表示、光など）、聴覚（音声など）で、警報を知ることによって、異常の具合を確認し、電気機器１００を交換するなどの適切な対応を取ることができる。

なお、設定手段として、第１および第２設定スイッチ５０、６０を用いて説明したが、これ以上の数の設定スイッチを用いてもよい。設定手段は、機械的な接点スイッチの他に、電子スイッチ、赤外線などの光や磁力を感知するスイッチなどを用いてもよい。

電気機器１００として、プロセス機器を例にして説明したが、これに限られず、液晶表示手段とデータ設定用の設定手段とを備えた電気機器であれば、本発明を適用することができる。

なお、電流検出制御手段１３１、診断手段１３２は、ＣＰＵ１３０などのプロセッサによって所定のプログラムに従って実行する他、論理回路によって実現してもよい。

なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各手段の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。

１０ 内部電源回路
２０ Ａ／Ｄ
５０ 第１設定スイッチ（設定手段）
６０ 第２設定スイッチ（設定手段）
７０ 不揮発性メモリ（記憶手段）
８０ 出力回路
１００ 電気機器
１１０ 電流検出手段
１２０ ＬＣＤモジュール（液晶表示手段）
１２１ ＬＣＤ
１２２ ＬＣＤドライバ
１３０ ＣＰＵ
１３１ 電流検出制御手段
１３２ 診断手段
１４０ 警報手段

Claims (8)

1. 液晶表示手段と内部データを設定する複数の設定手段とを備えた電気機器において、
   前記液晶表示手段の消費電流の増加を検出し、この検出信号に基づいて前記複数の設定手段の出力信号を変化させる電流検出手段と、
   前記電流検出手段によって変化した前記出力信号に基づいて前記消費電流の異常を診断する診断手段と、
   を備えたことを特徴とする電気機器。
2. 前記電流検出手段は、前記消費電流の検出処理を第１所定時間実行し、前記消費電流の増加を検出したとき、検出信号の状態を変化させ、前記第１所定時間の終了時まで前記状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電流検出手段は、前記液晶表示手段の起動処理終了後から、前記消費電流の検出処理を前記第１所定時間実行することを特徴とする請求項２に記載の電気機器。
4. 前記液晶表示手段は、前記第１所定時間経過後、表示データが復帰することを特徴とする請求項２または３に記載の電気機器。
5. 前記診断手段は、前記出力信号の変化した状態が第２所定時間以上継続した場合、前記消費電流の異常と診断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気機器。
6. 前記電流検出手段は、
   内部電源電圧を分圧した第１電圧、および前記内部電源電圧から前記消費電流に基づく電圧分降下した第２電圧が入力され、前記消費電流を流す素子を制御する演算増幅器と、
   前記演算増幅器の制御電圧および前記内部電源電圧を分圧した第３電圧を比較する比較器と、を備え、
   前記比較器の比較結果に基づいて前記消費電流の増加を検出する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気機器。
7. 前記診断手段によって診断された異常の履歴を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気機器。
8. 前記診断手段によって異常と診断された場合、警報を出力する警報手段を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気機器。

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