JP2008250594A - 装置診断方法および装置診断用モジュールならびに装置診断用モジュールを実装した装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の動作環境の変化が原因で発生する間欠エラーに対し、動作環境に関するデータをエラー情報に関連づけて収集することで、間欠エラーの発生原因となった環境要因の特定を容易にする装置診断方法および装置診断用モジュールを提供する。
【解決手段】制御装置と、前記制御装置の制御を行う制御基板とを有する構成の装置において、前記制御基板上で、前記制御装置および前記制御基板でのエラー発生を検出してエラー信号を出力し、前記制御装置および前記制御基板の動作環境に関するデータを取得するセンサから出力されたセンサデータを収集し、前記エラー信号と前記センサデータとを基に、前記制御装置および前記制御基板の故障・エラーの発生原因となった環境要因を特定する装置診断方法であって、前記センサデータを収集する際に、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集する。
【選択図】図７

Description

本発明は、センサによって制御装置や制御回路基板の動作環境に関するデータを収集し、当該制御装置や制御回路基板の動作診断やエラーの原因解析を行う装置診断方法および装置診断用モジュールに適用して有効な技術に関するものである。

近年の電子機器装置の高性能・高機能化に伴い、電子回路基板に複数のＬＳＩ・ＣＰＵが高密度に実装される一方で、搭載される半導体集積回路等の電子部品の低電圧・高速化により動作マージンが減少しており、温湿度や振動、電磁波等の動作環境の変化によって回路基板が一時的に不具合を起こす間欠エラーが問題になりつつある。

間欠エラーでは、一度エラーが起きても自然復旧してしまったり、再起動処理のみで復旧してしまったり等、エラーが単純に再現しないことが多く、従来の回路基板等に組み込まれていた自己診断手段によれば、製造時における初期不良や定期診断時の論理的なエラーは検出できても、前述のような環境要因によって一時的に起きる間欠エラーについては検出できず、回路基板に悪影響を及ぼしている環境要因について特定することが困難なため、間欠エラーの解析には多大な時間と費用を必要としていた。

特に、昇降機などの高い信頼性や常時稼働が要求される装置においては、不稼働時間の長期化がユーザへのサービス低下つまりは装置メーカの信頼性の失墜へとつながるため、基本的な装置のエラー診断はもちろん、環境要因による回路基板の間欠エラーを解析し、原因を特定できる装置診断方法が強く要求されている。

このような故障診断等を行う従来技術として、例えば特開２０００−９９４８４号公報（特許文献１）や、特開平７−２３４９８７号公報（特許文献２）などのシステムが提案されており、センサを使って装置の動作環境に関するデータを常時監視・収集することによって、エラー発生の情報と動作環境に関するデータとから、装置の故障・エラー等の原因解析を行えるようにしている。

図２３は、従来技術の装置診断方法を適用した装置の構成の一例を示した図である。図２３の装置では、複数の制御装置１に、各制御装置１を制御する制御基板２がそれぞれ接続されており、さらに、制御基板２を統括制御するメイン制御基板２０と、メイン制御基板２０への制御データの設定やデータの収集等を行うホストコンピュータ４と、装置の動作環境に関するデータ（温度／湿度、加速度（振動）、電圧／電流、電磁波、騒音等）を計測するためのセンサ３とを有している。

各制御基板２はそれぞれ制御部５と入出力部８とを有する。また、メイン制御基板２０は制御部５と入出力部８とのほかに診断部６を有しており、制御部５からの制御信号を基に制御装置１の稼働中に発生する論理的な異常動作（エラー）を検出することができる。一方、センサ３により取得したセンサデータ３ａはホストコンピュータ４で常時収集しており、エラー発生時にホストコンピュータ４にてソフトウェア処理等で装置の状態や環境要因を解析するために使用される。また、各センサ３では、データとその期待値とを比較・判定することでセンサ３単独での異常値検出を行うことができる。
特開２０００−９９４８４号公報 特開平７−２３４９８７号公報

しかしながら、図２３の装置における装置診断方法では、エラー発生時のセンサデータ３ａの解析はホストコンピュータ４でのソフトウェア処理で行うため、ホストコンピュータ４にはセンサ３の数に比例した膨大なセンサデータ３ａを常時収集しておく必要があり、またエラー発生時にはその膨大なセンサデータ３ａからソフトウェア処理によってエラー発生前後の時間帯のセンサデータ３ａを抽出して解析を行う必要があり、センサ３の数が増えるとそのデータ処理量も増大してしまう。

また、図２３の装置のように各制御基板２でのエラーの検出をメイン制御基板２０が行う構成の装置の場合、制御装置１や制御基板２で発生したエラーは上位のメイン制御基板２０上の診断部６で検出されるため、エラーが発生した制御基板２の特定はできても、エラー発生時点と、リアルタイムに収集されているセンサデータ３ａとの時間的整合を取ることが難しい場合も多く、エラーの発生原因となった環境要因を特定することは難しい。

また、センサ３単独でのセンサデータ３ａによる異常値検出に関しても、装置の動作状況や動作環境が異常かどうかの判断は可能であるものの、各制御装置１や制御基板２で発生したエラーの情報と関連づけされていないため、やはりエラーの発生原因となった環境要因を特定することは難しい。

そこで、本発明の目的は、装置の動作環境の変化が原因で発生する間欠エラーに対し、センサによって取得した動作環境に関するデータを、装置内で生成されるエラー情報に関連づけて収集することで、間欠エラーの発生原因となった環境要因の特定を容易にする装置診断方法および装置診断用モジュールを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による装置診断方法は、制御装置と、前記制御装置の制御を行う制御基板とを有する構成の装置において、前記制御基板上で、前記制御装置および前記制御基板でのエラー発生を検出してエラー信号を出力し、前記制御装置および前記制御基板の動作環境に関するデータを取得するセンサから出力されたセンサデータを収集し、前記エラー信号と前記センサデータとを基に、前記制御装置および前記制御基板の故障・エラーの発生原因となった環境要因を特定する装置診断方法であって、前記センサデータを収集する際に、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集することを特徴とするものである。

また、本発明は、前記制御装置および前記制御基板の故障・エラーの発生原因となった環境要因を特定するための装置診断用モジュールにも適用することができる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、動作環境の変化が原因で発生する装置のエラーに対して、対象となるエラーに関連付けして収集されたセンサデータを解析することで、エラーの発生原因となった環境要因を特定することができる。

また、本発明によれば、エラー発生前後の時間帯に限定してセンサデータを収集することができるため、装置内の各制御基板上に搭載するセンサデータ収集用のメモリは小型・小容量のものを採用することができ、制御基板の小型化を図ったり、当該装置診断方法を種々の制御基板に適用したりすることが可能となる。また、メモリの増設によりデータを取得するセンサの数を増やすことができ、制御基板毎に詳細な間欠エラーの解析が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜実施の形態１＞
以下に、本発明の実施の形態１である、装置診断方法を適用したシステムを、図１〜図７を用いて説明する。

図１は、本実施の形態によるシステムの全体構成を示した図である。当該システムは、モータやポンプ、操作パネル等の制御装置１と、制御装置１の制御を行う制御基板２と、制御装置１や制御基板２の周囲に設置もしくは制御基板２上に搭載され、制御装置１や制御基板２の動作環境に関するデータを計測するセンサ３と、制御基板２に対して制御手順や動作モード等の設定を行い、各制御基板２のエラー情報やセンサ３からのセンサデータ３ａを収集する制御系システムとしてのホストコンピュータ４とを有する。

制御基板２は、制御部５と、制御部５からの制御信号５ｂを基に制御装置１および制御基板２の動作状況を診断してエラー発生を検出し、エラー信号６ａを出力する診断部６と、エラー信号６ａとセンサ３からのセンサデータ３ａとを関連付けて（リンクして）収集するセンサリンク部７と、前記各部とホストコンピュータ４とのインターフェースを提供する入出力部８とを有する。

以下に、本実施の形態によるシステムの動作概要について説明する。

図１において、まず、ホストコンピュータ４から制御基板２へ送られた制御データ８ａは、入出力部８を介して制御部５に送られる。制御部５は、制御データ８ａを基に生成した制御信号５ａによって、制御基板２に接続された制御装置１を動作させる。このとき診断部６は、制御部５からの制御信号５ｂを基に様々な診断を行う。また、制御装置１や制御基板２の周囲に設置もしくは制御基板２上に搭載されたセンサ３は、制御装置１や制御基板２の動作環境に関するデータを計測し、取得したセンサデータ３ａを制御基板２のセンサリンク部７に入力する。

ここで、装置稼働中に診断部６にて、制御装置１もしくは制御基板２のエラー状態（異常動作）が検出された場合、診断部６はエラー信号６ａを出力し、センサリンク部７に入力する。センサリンク部７ではこのエラー信号６ａをトリガとして、センサデータ３ａを内部メモリに格納することによって収集する。格納時の制御はホストコンピュータ４からの設定データ８ｄに従って行われる。センサリンク部７はセンサデータ３ａの収集が終わるとエラー通知８ｂを出力し、入出力部８を介してホストコンピュータ４へエラー発生およびセンサデータ３ａの収集終了を通知する。

なお、診断部６では制御部５からの制御信号５ｂを基にした論理的なエラーの診断を行うが、制御信号５ｂやセンサデータ３ａの波形品質に対する診断を行うものであっても良い。例えば、ある制御信号波形をＡ／Ｄ変換器でサンプリングし、その信号波形の振幅や立ち上がり／立ち下がり時間などを計測し、期待値と比較することでアナログ的な波形の劣化を診断するものなどが考えられる。

また、センサ３は、図示していないがセンサ素子と、センサ素子からのアナログ信号を増幅するための増幅部、アナログ信号をデジタル信号へ変換して出力するためのＡ／Ｄ変換部で構成され、温度／湿度や、加速度（振動）、電圧／電流、電磁波、騒音などの、制御装置１や制御基板２の動作環境に関するデータを計測する。

本実施の形態によるシステムによれば、センサ３に、例えば加速度センサを使用することにより、制御装置１や制御基板２の振動データとエラー情報とをリンクすることができ、エラーの発生原因となった環境要因が、振動による装置配線・制御基板配線の接触不良等であることを特定することができる。また、温度／湿度センサを使用することにより、制御装置１や制御基板２の周囲の温度／湿度データとエラー情報とをリンクすることができ、エラーの発生原因となった環境要因が、過負荷による異常発熱や、風水害による湿度異常等であることを特定することができる。

また、電磁界センサを使用することにより、制御装置１や制御基板２の周囲の電磁界強度データとエラー情報とをリンクすることができ、エラーの発生原因となった環境要因が、制御装置１や制御基板２への外乱等であることを特定することができる。さらに、前記各種センサと電圧／電流センサとを組み合わせて使用することにより、振動による電源配線の短絡や、外乱による電源ノイズ増加等の、エラーの発生原因となった環境要因を特定することができる。

次に、図２〜図３を用いて、センサリンク部７の構成と動作について説明する。

図２は、本実施の形態によるシステムにおける、センサリンク部７の構成を示した図である。センサリンク部７は、診断部６から入力されるエラー信号６ａと、センサ３から入力されるセンサデータ３ａの入力タイミングを調整する遅延処理部９と、タイミング調整後のエラー信号９ａとセンサデータ９ｂとを格納するログメモリ１０と、エラー信号９ａをトリガとして、設定データ８ｄで指定された時間範囲のエラー信号９ａとセンサデータ９ｂとをログメモリ１０へ書き込む制御を行うログ制御部１１とから構成される。

図３は、本実施の形態によるシステムにおける、遅延処理部９の構成を示した図である。遅延処理部９は、入力されるエラー信号６ａとセンサデータ３ａをそれぞれ遅延させるためのデジタル遅延回路１２と、それぞれの遅延時間データを設定する遅延設定部１３とから構成される。

以下にセンサリンク部７の動作について説明する。

図２において、センサリンク部７に入力されたエラー信号６ａとセンサデータ３ａは、まず遅延処理部９に入力される。遅延処理部９では、あらかじめ設定された遅延時間データ８ｄ−３に従ってエラー信号９ａとセンサデータ９ｂをログメモリ１０に出力するタイミングを調整する。例えば、センサ３が制御基板２より離れた位置に設置されており、診断部６からのエラー信号６ａとセンサ３からのセンサデータ３ａとで配線遅延時間に大きな差があった場合、遅延処理部９でエラー信号６ａとセンサデータ３ａの時間差を吸収することができる。

ログ制御部１１には、エラー発生時のセンサデータ９ｂの格納範囲を示すスタートアドレス８ｄ−１とデータ格納数８ｄ−２を設定することができ、エラー信号９ａの入力をトリガとして、スタートアドレス８ｄ-１とデータ格納数８ｄ−２で特定される時間範囲についてのみセンサデータ９ｂを格納するように、ログメモリ１０の書き込み制御を行う。ログ制御部１１からログメモリ１０に出力される制御信号１１ａは、図示していないがメモリアドレス信号や書き込み制御信号であり、メモリアドレス信号はログ制御部１１内のアドレスカウンタで生成される。

次に、図４〜図６を用いて、ログメモリ１０の構成と動作について説明する。

図４は、本実施の形態によるシステムにおいて、ｍビット×ｎワードのメモリを使用した場合のログメモリ１０の動作とデータのビット割付け例を示した図である。通常時は、ログメモリ１０は先頭アドレス（０番地）から順次ｍビットのデータを書き込み、最終アドレス（ｎ番地）まで書き込んだら先頭アドレスに戻って上書きでデータを書き込み続けるループ格納動作を行っている。

書き込むデータのビット割付けは、図４のビット割付け例（１）のように、最下位ビット（ＬＳＢ）にはエラー前のセンサデータ９ｂであるかエラー後のセンサデータ９ｂであるかを識別する１ビットのフラグを設け、上位ビットにはセンサデータ９ｂを格納する。また、ビット割付け例（２）のように、上位ビットには複数のセンサ３からのセンサデータ９ｂを割付けて格納しても良い。

図５は、本実施の形態によるシステムにおける、センサリンク部７でのタイミング調整の例と、エラー信号９ａに対するセンサデータ３ａの格納範囲を示した図である。図中では、診断部６からのエラー信号６ａと、タイミング調整後のエラー信号９ａと、センサデータ３ａを同一の時間軸で示している。図５の例は、診断部６からのエラー信号６ａに比べ、センサ３からのセンサデータ３ａが遅れてセンサリンク部７に入力される場合を示しており、遅延処理部９内のデジタル遅延回路１２にてエラー信号６ａを時間ｔだけ遅延させることで、エラー信号６ａとセンサデータ３ａの時間差を吸収し、タイミングを合わせている。遅延させる時間ｔは、あらかじめ遅延時間データ８ｄ−３により遅延処理部９内の遅延設定部１３に設定される。

タイミング調整後のセンサデータ９ｂの格納範囲は、タイミング調整後のエラー信号９ａの立ち上がりで決定され、エラー信号９ａの立ち上がりをトリガとしてセンサデータ９ｂの格納を開始する。センサデータ９ｂの格納範囲は、ログ制御部１１の設定値であるスタートアドレス８ｄ−１、データ格納数８ｄ−２によって、（ａ）エラー発生前のみ、（ｂ）エラー発生前後、（ｃ）エラー発生後のみの範囲を選択できる。

図６は、本実施の形態によるシステムにおいて、２５６ワードのログメモリ１０を使用したときのセンサデータ９ｂのログメモリ１０への格納例を示した図である。図６（ａ）は、エラー発生前のセンサデータ９ｂのみを格納するように設定した場合のログメモリ１０の状態を示している。ログ制御部１１のデータ格納数８ｄ−２には最小値の“０”を設定する。この場合、ログ制御部１１にエラー信号９ａが入力された時点でログメモリ１０への通常時のセンサデータ９ｂの書き込みを停止し、以降新たにセンサデータ９ｂを書き込まないため、すでにログメモリ１０に格納されているデータを、エラー発生前のセンサデータ９ｂとして収集することができる。

図６（ｂ）は、エラー発生前後のセンサデータ９ｂを格納するように設定した場合のログメモリ１０の状態を示している。ログ制御部１１のデータ格納数８ｄ−２には、エラー発生後のセンサデータ９ｂで収集したいデータ数を設定する。図６（ｂ）は、メモリサイズの１／４である“６４”を設定した例である。この場合、ログ制御部１１では、現在のアドレスカウンタ値をクリアせずに、それまで格納していた通常時（エラー発生前）のセンサデータ９ｂに続けて、新たに６４個のセンサデータ９ｂをログメモリ１０に格納する。また、エラー発生後のデータを格納している途中で最終アドレスまで到達した場合は、通常時のループ格納動作と同じく、先頭アドレスに戻ってセンサデータ９ｂの格納を続ける。以上の制御により、エラー発生前後のセンサデータ９ｂを収集することができる。

図６（ｃ）は、エラー発生後のセンサデータ９ｂのみを格納するように設定した場合のログメモリ１０の状態を示している。この場合、ログ制御部１１のスタートアドレス８ｄ−１には“０”を設定（現在のアドレスカウンタ値をクリア）し、データ格納数８ｄ−２を“２５６”（ログメモリ１０の最大ワード数）に設定することで、エラー発生以降にログメモリ１０の先頭アドレスから最終アドレスまでセンサデータ９ｂを上書きするため、エラー発生後のセンサデータ９ｂのみを収集することができる。

図７は、本実施の形態によるシステムにおける、装置診断処理の流れを表したフローチャートである。

まず、ステップ７０１にて、図２に示す、エラー発生時のデータ格納範囲を決めるスタートアドレス８ｄ−１、データ格納数８ｄ−２、およびエラー信号６ａとセンサデータ３ａとの間の遅延時間データ８ｄ−３等の初期設定を行う。次に、ステップ７０２でシステムの動作を開始するとともに、センサ３による動作環境に関するデータの計測を開始する。次に、ステップ７０３で、診断部６での診断処理を開始する。

以降、センサリンク部７において、通常時のログメモリ１０へのループ格納動作である図中のフローＡを実行する。まず、センサ３で計測されたセンサデータ３ａは、ログメモリ１０に格納され、通常動作中はログ制御部１１のアドレスカウンタをインクリメントしながら先頭アドレスから順に格納を続ける（ステップ７０４→ステップ７０５→ステップ７０６→ステップ７０７）。最終アドレスまで格納し終えた場合は、アドレスカウンタを先頭に戻し（ステップ７０４→ステップ７０５→ステップ７０６→ステップ７０８）、再びセンサデータ３ａを先頭アドレスから上書きで格納し続ける（ステップ７０４→ステップ７０５→ステップ７０６→ステップ７０７）。

ここで、このフローＡの処理中に診断部６にてエラーを検出し、エラー信号６ａがセンサリンク部７に入力された場合、ステップ７０５でエラー発生と判断され、フローＡのループを抜けてステップ７０９の処理に移行する。ステップ７０９では、診断部６での診断処理を停止した後、センサリンク部７内の遅延処理部９において、エラー信号６ａとセンサデータ３ａとの間でのタイミング調整を行い、センサデータ９ｂの格納開始トリガとなるエラー信号９ａを出力する。

ログ制御部１１へのエラー信号９ａの入力をトリガとして、以降、エラー発生時のデータ格納動作である図中のフローＢを実行する。まず、まずログ制御部１１内のアドレスカウンタを再設定し、エラー発生後のセンサデータ９ｂの格納開始アドレスを決める（ステップ７１０）。次に、データ格納カウンタの初期値を、データ格納数８ｄ−２に指定されている、エラー発生後に収集するセンサデータ９ｂのデータ数として、データ格納カウンタが“０”になるまでデクリメントしながらセンサデータ９ｂのログメモリ１０への格納を繰り返す（ステップ７１１→ステップ７１２→ステップ７１３→ステップ７１４）。

また、データ格納カウンタが“０”になる前にアドレスカウンタが最終アドレスまで進んだ場合は、前述の通常時のループ格納動作と同様に、アドレスカウンタをクリアし、再度、先頭アドレスからのデータ格納を繰り返す（ステップ７１１→ステップ７１２→ステップ７１３→ステップ７１５）。ステップ７１１で、データ格納カウンタが“０”になった場合は、エラー発生時のデータ格納動作は終了となり、フローＢを抜けて、ステップ７１６の処理に移行する。

ステップ７１６で、ホストコンピュータ４へエラー（データ収集終了）通知８ｂを行った後、ホストコンピュータ４からの指示に応じて以降の処理を行う。ログメモリ１０のデータ読み出しを行わない場合は、そのまま診断処理を再起動する（ステップ７１７→ステップ７０３）。データ読み出しを行う場合は、ステップ７１８でログメモリ１０内のセンサデータ９ｂとエラー情報を読み出してホストコンピュータ４に送信した後、ホストコンピュータ４からの指示に応じて、システム再起動（ステップ７１９→ステップ７０２）または診断処理の再起動（ステップ７１９→ステップ７０３）またはシステム停止による終了を行う。

なお、本実施の形態によるシステムでは、ステップ７１８でのデータ読み出しによって読み出したセンサデータ９ｂおよびエラー情報を、通信回線等を経由して制御系システムであるホストコンピュータ４に送信する構成であるが、このような構成に限らず、制御系システムを有さずに、ログメモリ１０に格納されているデータを係員等が現地で直接別の記憶媒体に回収したり、ログメモリ１０を持ち運び可能な記憶媒体として実装しておき、係員等が現地で前記記憶媒体を回収するというような構成にすることも可能である。これにより、家電や自動車等の、制御系システムであるホストコンピュータ等がない構成であっても本発明の装置診断方法を適用することができる。

以上に説明したように、本実施の形態によるシステムでは、システム内の各制御基板２に診断部６とセンサリンク部７とを有し、エラー発生時にはエラー信号６ａをトリガとしてセンサデータ３ａとエラー信号６ａとを関連付け（リンク）し、また、エラー発生前後のセンサデータ９ｂのみを制御基板２上のログメモリ１０に格納することができるため、動作環境の変化に起因したエラーが発生した場合、当該エラーにリンクしたログメモリ１０の内容を読み出すことで、エラー発生前後のセンサ情報のみを収集することができ、さらにそのセンサ情報を解析することでエラーの発生原因となった環境要因を特定することができる。

＜実施の形態２＞
以下に、本発明の実施の形態２である、装置診断方法を適用したシステムを、図８を用いて説明する。

図８は、本実施の形態によるシステムの全体構成を示した図である。本実施の形態によるシステムでは、複数の制御装置１をそれぞれ制御する複数の制御基板（１〜ｎ）２が共通バス１４を介してメイン制御基板２０に接続されており、メイン制御基板２０が各制御基板２を統括制御する構成となっている。ここで、各制御基板２とメイン制御基板２０の内部構成は、実施の形態１で説明した図１の構成と同一であり、各制御基板２とメイン制御基板２０は、それぞれ制御部５と診断部６とセンサリンク部７と入出力部８とを有し、各制御基板上でエラー信号６ａにリンクさせたセンサデータ３ａの収集が可能である。

従来、図２３に示すような、メイン制御基板２０が各制御基板２を制御する構成の場合、各制御基板２でのエラーはメイン制御基板２０内の診断部６で検出されるために、各制御基板２のエラー発生タイミングとセンサデータ３ａとを対応させることが難しかったが、本実施の形態によるシステムによれば、各制御基板２において、それぞれエラー信号６ａにリンクさせてセンサデータ３ａを収集することができるため、エラー発生時には、対象となる制御基板２と、エラーの発生原因となった環境要因の特定が可能となる。

＜実施の形態３＞
以下に、本発明の実施の形態３である、装置診断方法を適用したシステムを、図９〜図１８を用いて説明する。本実施の形態によるシステムは、実施の形態１で説明した図１の構成を基本とし、診断部６およびセンサリンク部７のバリエーションの構成を有するシステムである。

図９は、複数のエラー信号６ａに、同一のセンサデータ３ａをそれぞれリンクさせて収集する場合の構成を示したものである。図９のシステムの全体構成に示すように、制御基板２は、複数種類のエラー信号（１〜ｍ）６ａを出力する診断部６と、そのエラー信号６ａの数と同数のセンサリンク部（１〜ｍ）７を有し、各センサリンク部７には同一のセンサデータ３ａがそれぞれ入力されることを特徴とする。本構成によれば、発生したエラーの種類別にセンサデータ３ａをリンクさせて収集することができる。

図１０〜図１１は、同一のエラー信号６ａに、複数のセンサデータ３ａをリンクさせて収集する場合の構成を示したものである。図１０のシステムの全体構成に示すように、センサリンク部７には、複数のセンサデータ（１〜ｎ）３ａが入力される。

図１１は、図１０のセンサリンク部７の構成を示した図である。センサリンク部７は、入力されるセンサデータ３ａの数（１〜ｎ）に合わせて、それぞれのセンサデータ３ａを格納する複数のログメモリ（１〜ｎ）１０を有することを特徴とする。本構成によれば、診断部６からの１種類のエラー信号６ａに複数のセンサデータ３ａをリンクさせて収集することができる。

図１２〜図１３は、複数のエラー信号６ａに、ユーザ選択されたセンサデータ３ａをそれぞれリンクさせて収集する場合の構成を示したものである。図１２のシステムの全体構成に示すように、制御基板２は、複数種類のエラー信号（１〜ｍ）６ａを出力する診断部６と、エラー信号６ａの数と同数のセンサリンク部（１〜ｍ）７とを有する。

図１３は、図１２のセンサリンク部７の構成を示した図である。センサリンク部７は、前述の図２に示したセンサリンク部７の構成に加え、入力される複数のセンサデータ３ａから１つを選択して出力するセンサ入力選択部１５と、ホストコンピュータ４からの設定データ８ｄを基にセンサ選択信号１６ａや遅延時間データ１６ｂを出力する設定部１６を有することを特徴とする。前記センサ入力選択部１５は、図示しないが選択器で構成されており、設定部１６からのセンサ選択信号１６ａに基づいて、入力される複数のセンサデータ３ａから１つを選択してセンサデータ１５ａとして出力する。

本構成によれば、制御装置１および制御基板２上に配置された複数のセンサ３から出力されたセンサデータ３ａのうち、収集するセンサデータ３ａを選択することができ、さらに発生したエラーの種類別にリンクさせて収集することができる。

図１４〜図１５は、ユーザ選択されたエラー信号６ａに、ユーザ選択されたセンサデータ３ａをリンクさせて収集する場合の構成を示したものである。図１４のシステムの全体構成に示すように、制御基板２は、複数種類のエラー信号（１〜ｍ）６ａを出力する診断部６と、前記エラー信号（１〜ｍ）６ａと複数のセンサデータ（１〜ｎ）３ａとを入力とするセンサリンク部７とを有する。

図１５は、図１４のセンサリンク部７の構成を示した図である。センサリンク部７は、前述の図１３に示したセンサリンク部７の構成に加え、入力される複数のエラー信号（１〜ｍ）６ａから１つを選択して出力するエラー入力選択部１７を有することを特徴とする。

図１６は、図１５のエラー入力選択部１７の構成を示した図である。エラー入力選択部１７は、選択器１８と論理回路部１９とから構成され、選択器１８には、各エラー信号６ａと、各エラー信号６ａを基に論理回路部１９で生成されたエラー信号１９ａとが入力されており、これらエラー信号から、センサリンク部７内の設定部１６から入力されるエラー選択信号１６ｃに基づいて選択した１つのエラー信号１７ａを出力する。これにより、どのエラーの種類についてセンサデータ３ａとのリンクを行うかを選択することができる。

なお、本構成の論理回路部１９では、図１６に示すように、全エラー信号６ａの論理和と論理積の出力のみを有しているが、その他の組み合わせ回路による複数のエラー信号１９ａを生成しても良い。

本構成によれば、制御装置１および制御基板２上に配置された複数のセンサ３から出力されたセンサデータ３ａのうち、収集するセンサデータ３ａを選択することができ、さらに発生したエラーの種類も選択することができるため、ユーザが選択した種類のエラーにリンクさせて選択したセンサデータ３ａを収集することができる。

図１７〜図１８は、ユーザ選択されたエラー信号６ａに、ユーザ選択された複数のセンサデータ３ａをリンクさせて収集する場合の構成を示したものである。図１７のシステムの全体構成に示すように、制御基板２は、複数種類のエラー信号（１〜ｍ）６ａを出力する診断部６と、前記エラー信号（１〜ｍ）６ａおよび複数のセンサデータ（１〜ｎ）３ａを入力とするセンサリンク部７とを有する。

図１８は、図１７のセンサリンク部７の構成を示した図である。センサリンク部７では、前述の図１５に示したセンサリンク部７の構成において、センサ入力選択部１５が、入力された複数のセンサデータ（１〜ｎ）３ａから複数を選択してセンサデータ（１〜ｋ）１５ａとして出力する構成となっており、さらに、センサ入力選択部１５において選択可能なセンサデータ３ａの数に合わせて複数のログメモリ（１〜ｋ）１０を有することを特徴とする。

本構成によれば、複数のログメモリ１０を有し、複数のセンサデータ３ａを選択することができるため、制御装置１および制御基板２上に配置された複数のセンサ３から出力されたセンサデータ３ａのうち、収集するセンサデータ３ａを複数選択することができ、さらにユーザが任意に選択したエラーの種類別に、選択した複数のセンサデータ３ａをリンクさせて収集することができる。

図１９は、複数の制御基板（１〜ｎ）２が共通バス１４を介してメイン制御基板２０に接続されており、メイン制御基板２０が各制御基板２を統括制御する構成における、診断部６およびセンサリンク部７の構成の一例を示した図である。

メイン制御基板２０は、前述の図１８で示したセンサリンク部７を搭載しており、当該センサリンク部７には、各制御基板２から共通バス１４とは別の配線で引き出されたエラー信号６ａが入力され、さらに制御装置１および各制御基板２上に配置されたセンサ３から複数のセンサデータ３ａが入力される。当該センサリンク部７は、エラー入力選択部１７によって、入力されたエラー信号６ａの中からセンサデータ３ａとのリンクに使用するエラー信号１７ａを選択し、エラー信号１７ａにリンクさせて、センサデータ３ａから選択された複数のセンサデータ（１〜ｋ）１５ａを対応するログメモリ（１〜ｋ）１０に格納する。

本構成によれば、全ての制御基板２にセンサリンク部７を搭載しない構成でも、ユーザが任意に選択したエラーの種類別に、センサデータ３ａをリンクさせて収集することができる。

以上に挙げた構成例のように、エラー信号６ａの数、センサ３の数／位置、ログメモリ１０の数、制御基板２の数などの組み合わせによって、種々の構成でエラー信号６ａにリンクさせたセンサデータ３ａを収集することができるため、様々な装置のハードウェア構成に合わせて本発明の装置診断方法を組み込むことが可能である。以上に挙げた構成例以外にも、エラー信号６ａの数、センサ３の数／位置、ログメモリ１０の数、制御基板２の数などの組み合わせによって他の構成のシステムも考えられるが、本発明の特徴は、制御基板２上のエラー信号６ａにリンクさせてセンサデータ３ａを収集するという点にあり、システムの構成は以上に挙げた構成例に限られるものではない。

＜実施の形態４＞
以下に、本発明の実施の形態４である、装置診断用モジュールを、図２０を用いて説明する。

図２０−１は、センサデータ３ａとエラー信号６ａとのリンクを行う各部を有する装置診断用モジュールの概要を示した図である。当該装置診断用モジュールは、図２に示す構成と同様の診断部６とセンサリンク部７とセンサ３とを有する。当該装置診断用モジュールは、アドオン型モジュールとして既存の制御基板２に装着することも可能である。

図２０−２以下は、本実施の形態による装置診断用モジュールにおける、診断部６およびセンサ３の構成のバリエーション例を示した図である。図２０−２は、診断部６を有し、制御基板２から制御信号を診断部６に入力する構成であり、図２０−３、図２０−４は、診断部６を有さずに、制御基板２上での診断処理により出力されるエラー信号を直接センサリンク部７に入力する構成である。また、図２０−２、図２０−３は、当該装置診断用モジュール上にもセンサ３を有する構成であり、図２０−４は、センサデータ３ａを制御装置１もしくは制御基板２上のセンサ３から入力する構成である。

このような構成とすることで、種々の装置の制御基板に柔軟に本発明の装置診断用モジュールを実装することができ、また、装置の制御基板の製造時に組み込んで実装することはもちろん、アドオン型のモジュールとすることにより、稼働中の既存装置の制御基板に機能追加する形で実装することも可能である。

＜実施の形態５＞
以下に、本発明の実施の形態５である、装置診断方法を適用したシステムを、図２１〜図２２を用いて説明する。

図２１は、本発明の装置診断方法をエレベータの遠隔監視診断システムに適用した例を示した図である。エレベータは、乗客を乗せるカゴ２２と、カゴを動かすためのモータ２１と、カゴの行き先を制御するカゴ内パネル２３と、各階でカゴの呼び出しを制御する各階パネル２４等の制御装置で構成され、各制御装置にはそれぞれ専用の制御基板（モータ制御基板２５、カゴ制御基板２６、各階パネル制御基板２７）が接続されている。各制御基板２５〜２７は共通バス１４を介してメイン制御基板２８に接続されており、各制御基板２５〜２７はメイン制御基板２８によって統括制御されている。また、メイン制御基板２８は通信制御装置２９を介して公衆通信網３０に接続されており、同様に公衆通信網に接続されている監視センタ等のホストコンピュータ４によって監視・制御される。

各制御装置２１〜２４にはそれぞれ動作環境に関するデータを計測するためのセンサ３が設置されており、また、メイン制御基板２８を含む各制御基板上２５〜２８にも基板の動作環境に関するデータを計測するためのセンサ３が搭載されている。

本実施の形態による遠隔監視診断システムにおける各制御基板２５〜２８は、制御部５と、制御部５からの内部データを基に複数種類のエラー信号（１〜ｍ）６ａを出力する診断部６と、センサリンク部７とを有し、エラー発生時には診断部６から出力されたエラー信号６ａにリンクして、各制御装置付近や各制御基板上の動作環境に関するデータを計測したセンサデータ３ａを収集することができる。収集したセンサデータ３ａは、メイン制御基板２８により、公衆通信網３０を介してホストコンピュータ４に送信される。

図２２は、エラー発生時に収集したセンサデータ３ａのホストコンピュータ４での表示例を示した図である。本実施の形態による遠隔監視診断システムでは制御基板別に結果画面が用意されており、タブで画面表示を切り替えることで制御基板毎のエラーの情報とセンサデータの状況を確認することができる。図中ではモータ制御基板２５のエラー信号６ａの種類であるエラー１およびエラー２と、エラー１にリンクして収集したセンサデータ３ａの種類であるセンサデータＡ〜Ｅの情報が表示されている。

このように、本実施の形態による遠隔監視診断システムでは、エラー発生前後の時間帯のみのセンサデータ３ａを、エラー信号６ａにリンクさせてハードウェアにより収集するため、ホストコンピュータ４において、常時計測している膨大なセンサデータの中から抽出するといったソフトウェア処理を行わずに、エラー発生前後の時間帯のセンサデータのみを収集・確認できるため、エラーの発生原因となった環境要因を特定することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の装置診断方法および装置診断用モジュールは、昇降機等の装置、自動車・電車、ロボット、医療機器、半導体検査装置、工場や発電所などのプラント等、故障検出が必要な装置およびシステムに利用可能である。また、家電製品等における自己診断機能や、マイコン・ＣＰＵ等の半導体の内部診断機能としても利用可能である。

本発明の実施の形態１によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、センサリンク部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、遅延処理部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、ログメモリの動作とデータのビット割付け例を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、センサリンク部でのタイミング調整の例と、エラー信号に対するセンサデータの格納範囲を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、センサデータのログメモリへの格納例を示した図である。 本発明の実施の形態１によるシステムにおける、装置診断処理の流れを表したフローチャートである。 本発明の実施の形態２によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、センサリンク部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、センサリンク部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、センサリンク部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、エラー入力選択部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムの全体構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、センサリンク部の構成を示した図である。 本発明の実施の形態３によるシステムにおける、診断部およびセンサリンク部の構成の一例を示した図である。 本発明の実施の形態４である装置診断用モジュールの概要および構成を示す図である。 本発明の実施の形態５である、装置診断方法をエレベータの遠隔監視診断システムに適用した例を示した図である。 本発明の実施の形態５による遠隔監視診断システムにおける、エラー発生時に収集したセンサデータのホストコンピュータでの表示例を示した図である。 従来技術の装置診断方法を適用した装置の構成の一例を示した図である。

符号の説明

１…制御装置、２…制御基板、３…センサ、３ａ…センサデータ、４…ホストコンピュータ、５…制御部、５ａ…制御信号、５ｂ…制御信号、６…診断部、６ａ…エラー信号、７…センサリンク部、８…入出力部、８ａ…制御データ、８ｂ…エラー通知、８ｃ…センサデータ、８ｄ…設定データ、
８ｄ−１…スタートアドレス、８ｄ−２…データ格納数、８ｄ−３…遅延時間データ、９…遅延処理部、９ａ…エラー信号、９ｂ…センサデータ、１０…ログメモリ、１１…ログ制御部、１１ａ…制御信号、
１２…デジタル遅延回路、１３…遅延設定部、１３ａ…遅延時間、１３ｂ…遅延時間、
１４…共通バス、
１５…センサ入力選択部、１５ａ…センサデータ、１６…設定部、１６ａ…センサ選択信号、１６ｂ…遅延時間データ、
１６ｃ…エラー選択信号、１７…エラー入力選択部、１７ａ…エラー信号、
１８…選択器、１９…論理回路部、１９ａ…エラー信号、
２０…メイン制御基板、
２１…モータ、２２…カゴ、２３…カゴ内パネル、２４…各階パネル、２５…モータ制御基板、２６…カゴ制御基板、２７…各階パネル制御基板、２８…メイン制御基板、２９…通信制御装置、３０…公衆通信網、３１…通信制御回路。

Claims (9)

1. 制御装置と、前記制御装置の制御を行う制御基板とを有する構成の装置において、前記制御基板上で、前記制御装置および前記制御基板でのエラー発生を検出してエラー信号を出力し、前記制御装置および前記制御基板の動作環境に関するデータを取得するセンサから出力されたセンサデータを収集し、前記エラー信号と前記センサデータとを基に、前記制御装置および前記制御基板の故障・エラーの発生原因となった環境要因を特定する装置診断方法であって、
   前記センサデータを収集する際に、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集することを特徴とする装置診断方法。
2. 請求項１記載の装置診断方法であって、
   前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集する際に、前記エラー信号と前記センサデータとのタイミングを調整することによって、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けることを特徴とする装置診断方法。
3. 請求項１または２記載の装置診断方法であって、
   前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集する際に、前記エラー信号および前記センサデータが１または複数の場合においては、１または複数の前記エラー信号と１または複数の前記センサデータとを入力として、前記エラー信号の種類と前記センサデータの種類との組合せにより、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けることを特徴とする装置診断方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の装置診断方法であって、
   前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集する際に、前記エラー信号に基づいて、エラー発生の前後の前記センサデータのみを収集することを特徴とする装置診断方法。
5. 請求項４記載の装置診断方法であって、
   前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集する際に、前記センサデータが入力された前記制御基板上の記憶媒体に前記センサデータを収集することを特徴とする装置診断方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の装置診断方法であって、
   １または複数の前記制御装置と１または複数の前記制御基板とを有する構成の装置においては、さらに前記各制御基板を統括する制御系システムを有し、前記各制御基板において収集された前記センサデータを、さらに前記制御系システムによって収集することを特徴とする装置診断方法。
7. 制御装置と、前記制御装置の制御を行う制御基板とを有する構成の装置において、前記制御基板から前記制御装置および前記制御基板でのエラー発生の検出により出力されたエラー信号と、前記制御装置および前記制御基板の動作環境に関するデータを取得するセンサから出力されたセンサデータとを入力として、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集するセンサリンク部を有する装置診断用モジュールであって、
   前記センサリンク部は、前記エラー信号と前記センサデータとのタイミングを調整することによって前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて出力する遅延処理部と、前記遅延処理部から出力された前記センサデータを格納する１または複数のログメモリと、前記エラー信号に基づいて前記センサデータの前記ログメモリへの格納を制御するログ制御部とを有することを特徴とする装置診断用モジュール。
8. 請求項７記載の装置診断用モジュールであって、
   前記制御基板から出力された制御信号を入力として、前記制御装置および前記制御基板でのエラー発生を検出してエラー信号を出力する診断部を有し、前記センサリンク部は、前記診断部から出力された前記エラー信号と前記センサデータとを入力として、前記センサデータを前記エラー信号に関連付けて収集することを特徴とする装置診断用モジュール。
9. 請求項７または８記載の装置診断用モジュールを実装した前記制御基板と、前記制御基板により制御される前記制御装置とを有する構成を特徴とする、装置診断用モジュールを実装した装置。

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