診斷位元瞬閃的事件計數概念

2026-09-17 · 站長

以離散樣本、基線、未知值、掃描漏失與uint16回繞條件，教導診斷位元瞬閃的事件計數概念；演算法僅供推理，未宣稱三菱語法或編譯。

診斷位元為何需要計數

診斷位元瞬閃時，人工監看通常只看到最後狀態，無法回答它在一段時間內翻轉幾次。把問題改成事件計數，先定義取樣週期、位元來源、重啟規則與未知值處理，再談計數結果。本文只提供可重算的概念演算法，不是三菱ST語法，沒有宣稱已編譯或在PLC上執行。

離散樣本0、0、1、1、0、1的差分是：第一次0到0沒有變化，第二次0到1是一個上升，1到1沒有變化，1到0是一個下降，0到1再一個上升。因此上升次數為2、下降次數為1。這個計數描述的是採樣點之間可見的邊緣，不是實體輸入在採樣間隔內所有脈衝的保證總數。

啟動後第一次讀到1時，若沒有前一個可靠樣本，不能自動算成上升事件。應把第一次讀值設為baseline，標記「基線建立」，從下一筆與它比較。若啟動第一筆為0，後面第一筆變1，則可在假設啟動時狀態可信的前提下計數；這個假設要寫進紀錄。

本文固定採用缺口重建基線策略：讀取失敗或來源無效時，不把未知當0，也不跨缺口計算邊緣。保留已累計次數與缺口數，將基線有效旗標清除；下一個有效樣本只建立新基線，之後才恢復相鄰比較。缺口期間實際發生幾次仍為未知。

QnUCPU手冊的Error History和GX Works2診斷功能能協助查控制器事件，但不會替任意診斷位元保存每一個邊緣。若需求是捕捉瞬閃，必須核對該型號、模組和取樣功能；普通監看畫面不能當高速事件記錄器。

概念上保存前值、基線有效旗標、上升次數、下降次數及無效樣本數。每輪先查資料有效性：無效就增加無效次數並使基線失效；有效但沒有基線就只存前值；有效且有基線才比較0到1或1到0，最後更新前值。這是演算法說明，不是三菱宣告語法。

原序列第一筆建立基線0，第三筆上升一次，第五筆下降一次，第六筆再上升。若改為0、0、1、未知、0、1，第四筆造成缺口，第五筆只重建基線0，第六筆再上升；已觀察上升共二、下降零，另有一筆無效，真實總數仍不完整。

樣本序號	讀值/品質	動作	累計結果
1	0/Good	建立baseline	Rise0 Fall0
2	0/Good	無邊緣	Rise0 Fall0
3	1/Good	上升	Rise1 Fall0
4	1/Good	無邊緣	Rise1 Fall0
5	0/Good	下降	Rise1 Fall1
6	1/Good	上升	Rise2 Fall1

重啟也形成觀察缺口。即使保留了重啟前的前值，也不能證明停機期間沒有翻轉；本篇重啟後一律以第一個有效樣本重建基線，將保留的累計數按來源世代管理。若產品本身有持續工作的硬體累計器，應按其獨立規格讀差分，不能混作軟體邊緣計數。

如果多個任務或來源同時更新同一計數資料，還要確認寫入者與讀取者的同步；本文只談單一明確採集流程。沒有單寫入者、原子快照或可證實的資料交換方式時，計數值本身只能標記為可能競態，不能拿來做精確稽核。

假設PLC掃描週期10ms，而診斷位元只在2ms內為1。若脈衝恰好發生並結束於兩次程式讀取之間，程式可能讀到0、0，完全沒有上升事件。這是取樣間隔與相位造成的漏失，不是計數公式錯誤。

HMI每500ms更新一次時，漏失風險更高。即使PLC內部曾讀到1，HMI仍可能只顯示前後兩個0；因此HMI趨勢適合呈現慢變狀態，不能用來證明2ms瞬閃沒有發生。

要處理瞬閃，先確認來源是否有事件鎖存、硬體計數、取樣trace或其他產品明載功能，再確認其最小脈寬、容量與讀取清除行為。本文不杜撰指令或特殊暫存器；若手冊沒有保證，就把「可能漏失」寫入驗收限制。

時間條件	可觀測結果	能否計數	限制
掃描10ms、脈衝2ms在兩次讀取間	0→0	不能	脈衝完全漏掉
掃描10ms、脈衝跨越一次讀取	0→1→0	可見一升一降	只知道取樣點間可見
HMI500ms顯示	前後可能皆0	不能證明沒有事件	顯示刷新太慢
硬體事件計數	讀到累計值	依型號文件判斷	要核對溢位與清除

若把掃描改成5ms，2ms脈衝仍可能在相位不利時漏掉；加快輪詢只能降低某些風險，不能宣稱全抓到。測試時要改變脈衝相位與寬度，並保留來源波形或已核實的事件計數，否則單一次成功讀到不代表覆蓋全部條件。

診斷位元快速變化還可能來自資料品質翻轉、通訊重送或來源重啟。先把原始值、品質、來源時間和採樣序號分欄，不要只保存最後的布林值；只有這樣才能排查「真脈衝」和「資料層瞬變」的差別。

假設外部無號十六位元累計器依模65536回繞。新值0、舊值65535，在來源未重置、身份一致且已證增量小於65536時，差分為(0−65535+65536) mod 65536=1。不是所有產品都採回繞而非飽和，先查產品規格，再使用此公式。

一般差分要證明區間增量小於一整圈，僅說最多一次回繞還不夠。例如舊值10、新值20，既可能增加10，也可能增加65546並回繞一次。用最大事件速率乘最大讀取間隔檢查上限，再查是否重置；證據不足就標未知，不能選較小值當事實。

失敗排查先看資料品質和取樣序號，再看baseline與重啟標記，最後才看計數差分。若RiseCount突然增加但UnknownCount也增加，不能直接把增加歸因於設備故障；可能是資料路徑恢復後的狀態跳變。

驗收可以用操作序列重算：輸入0、0、1、1、0、1，預期Rise2、Fall1；插入未知後，預期結果依既定未知策略標為不可判定；加入restart marker後，下一個可信值只建立新baseline。這些是演算法測試資料，不是硬體模擬或編譯結果。

適用限制包括Q系列CPU、模組、GX Works2版本和診斷來源差異。手冊章節可核對診斷、取樣與錯誤歷史的功能邊界，不能替專案保證掃描時序、輸入濾波或特殊模組行為。

FAQ1：樣本0、0、1、1、0、1的上升與下降是多少？答：上升2次、下降1次，前提是所有樣本Good且第一筆只建立baseline。

FAQ2：第一次讀到1是否算上升？答：沒有可靠前值時不算，先建立baseline；若需求明確假定啟動前狀態為0，才可另行計算並記錄假設。

FAQ3：PLC掃描10ms、脈衝2ms，能否保證計數？答：不能，脈衝可能完全落在兩次讀取之間；需核對有文件支持的鎖存或硬體計數功能。

問：65535變0是不是一次事件？答：在已核對模65536回繞、來源沒有重置且區間增量小於65536時可算1；若來源或計數規則不明，就不能如此推定。