CN104037103B - 故障检测系统及故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的故障检测系统及故障检测方法加强以设备层次中的过程量为对象的FD/FP功能，故障检测系统包括：数据取得部（1），将过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；代表值存储部（2），将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值进行存储；变化率算出部（3），基于所述数据取得部取得的状态量的数据来计算出状态量变化率；以及代表值更新部（4），当由所述变化率算出部计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于代表值存储部中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将代表值存储部中所存储的代表值更新为由变化率算出部计算出的最新的状态量变化率和数据取得部取得的最新的状态量构成的组。
Description
技术领域
本发明涉及一种将过程量作为输入数据，能够检测出传感器及执行器的故障或者预测故障的故障检测系统及故障检测方法。
背景技术
在半导体制造装置中，EES（设备工程系统（Equipment Engineering System））正向实用阶段过渡。EES是用数据来对半导体制造装置是否正常地发挥功能进行检查，使装置的可靠性及生产效率提高的系统。EES的主要目的是以装置本身为对象的故障检测（FD：Fault Detection）、故障预测（FP：Fault Prediction）（参见非专利文献1）。
FD/FP中有装置控制层次、模块层次、子系统层次、I/O设备层次这样的层次化的掌握方法。装置控制层次的FD/FP是基于由主机或操作人员所指示的处理条件，对装置的功能在装置规格的允许范围内是否动作进行监视/检测的FD/FP。模块层次的FD/FP是对由设备或者子系统构成的模块是否能按指示值执行处理进行监视/检测的FD/FP。子系统层次的FD/FP是对由如执行反馈控制那样的多台设备构成的复合系统是否基于若干参数设定稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。I/O设备层次的FD/FP是对构成装置的传感器、执行器是否按设计值稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。这样，I/O设备层次的主体是传感器及执行器。
关于执行器的FD/FP，对于用（0，1）位串的数据（执行器数据）就可以完成的顺序控制性的动作，尤其可以说已处于实用阶段。
另一方面，关于传感器的FD/FP，温度、压力、流量等过程量则成为对象数据。关于这些数据，不能说以msec.层次保存全部数据是合理的。因此，提出的方案有对于装置进行管理的每个处理单位、或者每一定期间对传感器的数据进行代表值化，并对代表值化了的值进行检查的EES对应的基板处理装置（参见专利文献1）等。所谓代表值是指最大值、最小值、平均值等。如果利用这些代表值能够实现FD/FP的话，则与对所有的数据进行监视的情形相比，因为可以大幅度地减少通信量、必要的存储量等，所以是有效的。
作为利用了代表值的FD/FP，知道的有因劣化而引起的加热器线材断线的FP、因过电流而引起的加热器线材断线的FD等。在加热器劣化的情况下，因为加热器的电阻值（非过程量）的平均值将慢慢地上升，所以如果将加热器的电阻值的平均值作为代表值进行检查的话，就能够预测因劣化而引起的加热器线材断线。又，在因过电流而引起的加热器线材断线的情况下，因为加热器的电阻值的最大值突发性地上升，所以如果将加热器的电阻值的最大值作为代表值进行检测的话，就能够检测出因过电流而引起的加热器线材断线。现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2010-219460号公报
非专利文献
非专利文献1“关于装置层次的装置功能的性能确认的说明书（装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書）”，社团法人电子信息技术产业协会，2005年3月23日
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，如果是非过程量的话，就能够进行FD/FP的实用化。然而，关于过程量，则存在仅用单纯的代表值很少能实现如非过程量情况下那样的FD/FP，无法充分实现FD/FP功能这样的问题。因为EES的装置内分散配置是为了提高EES整体效率的有效安装方法，所以要求以传感器装置层次进一步强化FD/FP功能。
本发明正是为了解决上述问题而做出的，目的在于提供一种能够强化以设备层次（尤其传感器装置层次）的过程量为对象的FD/FP功能的故障检测系统及故障检测方法。换言之，本发明以传感器装置层次提供可以内置也可以外装的简易型的FD/FP相关功能。
用于解决课题的手段
本发明的故障检测系统，其特征在于，包括：数据取得单元，其将过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；代表值存储单元，其将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值进行存储；变化率算出单元，其基于由所述数据取得单元取得的状态量的数据来计算出状态量变化率；代表值更新单元，其当由所述变化率算出单元计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于所述代表值存储单元中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将所述代表值存储单元中所存储的代表值更新为由所述变化率算出单元计算出的最新的状态量变化率和所述数据取得单元取得的最新的状态量构成的组；和复位单元，其当从外部接收到复位信号时，将所述代表值存储单元中存储的状态量变化率的最高值复位至最小值。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：数据保存单元，其对预先规定的量的最新的状态量的数据进行临时性地存储；过渡状态存储单元，其将通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时的状态量的数据，作为与所述代表值相关的过渡状态数据进行存储；过渡状态更新单元，其当通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时，将所述过渡状态存储单元中存储的过渡状态数据更新为所述数据保存单元中存储的状态量的数据。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：相关数据取得单元，其取得与所述数据取得单元设为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据作为相关数据；相关值存储单元，其存储通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时的相关数据；和相关值更新单元，其当通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时，将所述相关值存储单元中存储的相关数据更新为由所述相关数据取得单元取得的相关数据。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：代表值显示单元，其对所述代表值存储单元中存储的代表值进行显示；和复位操作单元，其根据来自外部的操作，将所述复位信号发送至所述复位单元。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：代表值取得单元，其以预先规定的一定间隔，取得所述代表值存储单元中存储的代表值；复位信号发送单元，其在所述代表值取得单元取得代表值之后，将所述复位信号发送至所述复位单元；代表值历史存储单元，其将所述代表值取得单元取得的代表值按取得顺序进行存储；第1判定单元，其每当所述代表值取得单元取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量与所述代表值取得单元作为代表值取得的最新的状态量之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第1阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第1警报；以及第2判定单元，其每当所述代表值取得单元取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量变化率的最高值与所述代表值取得单元作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第2阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第2警报。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：所述数据取得单元设为对象的过程量是加热装置内的温度传感器的测量值；对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述加热装置的加热器。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：所述数据取得单元设为对象的过程量是真空装置内的压力传感器的测量值；对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述真空装置的真空泵。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：所述数据取得单元设为对象的过程量是流体输送装置的流量传感器的测量值；对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述流体输送装置的控制阀和流体输送压力发生器。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：所述数据取得单元设为对象的过程量是空调系统的供气温度传感器的测量值；对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述空调系统的冷热水流量控制阀和送水泵。
又，本发明的故障检测系统的一构成例，其特征在于，还包括：所述数据取得单元设为对象的过程量是反应炉的温度传感器的测量值；对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述反应炉的加热器。
又，本发明的故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：数据取得步骤，将过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；变化率算出步骤，基于通过所述数据取得步骤取得的状态量的数据计算出状态量变化率；代表值更新步骤，参照将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值存储的代表值存储单元，当通过所述变化率算出步骤计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于所述代表值存储单元中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将所述代表值存储单元中所存储的代表值更新为由通过所述变化率算出步骤计算出的最新的状态量变化率和通过所述数据取得步骤取得的最新的状态量构成的组；和复位步骤，当从外部接收到复位信号时，将所述代表值存储单元中存储的状态量变化率的最高值复位至最小值。
又，本发明的故障检测方法的一构成例，其特征在于，还包括以下步骤：数据保存步骤，使预先规定的量的最新的状态量的数据临时性地存储于数据保存单元；过渡状态更新步骤，当通过所述代表值更新步骤对代表值进行更新时，将作为与所述代表值相关的过渡状态数据存储于过渡状态存储单元中的状态量的数据更新为所述数据保存单元中存储的状态量的数据。
又，本发明的故障检测方法的一构成例，其特征在于，还包括以下步骤：相关数据取得步骤，取得与在所述数据取得步骤中设为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据作为相关数据；和相关值更新步骤，当通过所述代表值更新步骤对代表值进行更新时，将相关值存储单元中存储的相关数据更新为通过所述相关数据取得步骤取得的相关数据。
又，本发明的故障检测方法的一构成例，其特征在于，还包括以下步骤：代表值显示步骤，对所述代表值存储单元中存储的代表值进行显示；和复位操作步骤，其根据来自外部的操作，发送所述复位信号。
又，本发明的故障检测方法的一构成例，其特征在于，还包括以下步骤：代表值取得步骤，以预先规定的一定间隔，取得所述代表值存储单元中存储的代表值；复位信号发送步骤，在通过所述代表值取得步骤取得代表值之后，发送所述复位信号；第1判定步骤，每当通过所述代表值取得步骤取得代表值，就参照将通过所述代表值取得步骤取得的代表值按取得顺序存储的代表值历史存储单元，对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量与通过所述代表值取得步骤作为代表值取得的最新的状态量之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第1阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第1警报；和第2判定步骤，每当通过所述代表值取得步骤取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量变化率的最高值与通过所述代表值取得步骤作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第2阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第2警报。
发明的效果
根据本发明，通过设置数据取得单元、代表值存储单元、变化率算出单元以及代表值更新单元，可以将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值进行存储，能够强化以设备层次（尤其传感器装置层次）中的过程量为对象的FD/FP功能。在本发明中，可以使数据取得单元、代表值存储单元、变化率算出单元以及代表值更新单元内置于传感器设备，也可以设在传感器设备的外部。
又，在本发明中，通过设置数据保存单元、过渡状态存储单元以及过渡状态更新单元，可以取得代表值被更新时的状态量的数据作为与代表值相关的过渡状态数据，能够供操作人员用过渡状态数据来对传感器及执行器的故障原因进行分析。
又，在本发明中，通过设置相关数据取得单元、相关值存储单元以及相关值更新单元，可以在代表值被更新时，取得与作为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据来作为相关数据，能够供操作人员用相关数据来对传感器及执行器的故障原因进行分析。
又，在本发明中，通过设置代表值显示单元，操作人员可以读取代表值，操作人员能够判断传感器及执行器中是否有故障，传感器及执行器是否有发生故障的可能性。
又，在本发明中，通过设置代表值取得单元、复位信号发送单元、代表值历史存储单元、第1判定单元以及第2判定单元，能够实现FD/FP功能。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。
图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的故障检测系统的动作的流程图。
图3是本发明的第2实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。
图4是示出本发明的第2实施方式所涉及的故障检测系统的动作的流程图。
图5是本发明的第3实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。
图6是本发明的第3实施方式所涉及的设备的外观示意图。
图7是本发明的第4实施方式所涉及的加热装置的结构示意框图。
图8是本发明的第5实施方式所涉及的真空装置的结构示意框图。
图9是本发明的第6实施方式所涉及的流体输送装置的结构示意框图。
图10是本发明的第7实施方式所涉及的空调系统的结构示意框图。
图11是本发明的第7实施方式所涉及的化学工艺设备反应炉的结构示意框图。
具体实施方式
［发明原理1］
发明者着眼于如下所述的性质。
（A）在加热器能力、真空泵能力等劣化的情况下，在状态量变化率（温度、压力等的变化速度）的最高到达层次将出现劣化倾向。
（B）在传感器（测量仪器）的测量特性漂移的情况下，在状态量变化率的最高到达点（温度上升、压力降低等变成最高到达层次的温度、压力等）将出现漂移倾向。
关于上述的（A）、（B），以温度为例进行说明。在温度上升的情况下，相同的升温工序在特定期间内必定执行一次的话，例如，像“升温时经过200℃之际，观测到温度变化率接近0.50℃/sec”那样地，状态量变化率达到最高值时的状态量（最高能力点）及状态量变化率的最高值（最高能力量）是指：可以作为装置性能（可重复性）的代表状态（可诊断信息）来处理的意思。
又，状态量变化率达到最高值时的状态量和状态量变化率的最高值不需要事先进行详细的设定，对用户来说容易操作。即，可以单纯地进行如下所述的判断处理。
（C）如果经过200℃之际最高升温速度为0.45℃/sec.的话，因为比起最高能力量0.50℃/sec.为降低了，所以怀疑加热器劣化了。
（D）如果到达最高升温速度0.50℃/sec.时的温度为203℃的话，因为偏离了最高能力点200℃，所以怀疑温度传感器漂移。
这样，将状态量变化率到达最高值时的状态量（最高能力点）和状态量变化率的最高值（最高能力量）进行组合并作为代表值存储是有效的，且代表值的存储功能是可以内置于传感器装置层次的。并且，发明者想到了通过组合每个预先规定的期间取得该代表值的功能，就能够实现FD/FP功能。
［发明原理2］
为了将FD/FP功能分散配置于设备层次，如上所述那样限定于有效的代表值化为上策，但因为利用代表值的目的是要减少通信量及必要的存储量等，所以没有必要时常仅为代表值。因此，发明者想到了，为了能够与高度的FD/FP功能相联合，在状态量变化率的最高值被测量到的时候，保存前后的过渡状态数据是有效的。
［发明原理3］
与发明原理2同样地，着眼于没有必要时常仅为代表值。具体地，发明者想到了，为了能够与高度的FD/FP功能相联合，在状态量变化率的最高值被测量到的时候，同时保存相关的别的传感器测量值是有效的。
［第1实施方式］
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的第1实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。本实施方式是与上述发明原理1、发明原理2及发明原理3相对应的。本实施方式的故障检测系统，包括：数据取得部1，其将过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；代表值存储部2，其将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值进行存储；变化率算出部3，其基于由数据取得部1取得的状态量的数据来计算出状态量变化率；代表值更新部4，其当由变化率算出部3计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于代表值存储部2中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将代表值存储部2中所存储的代表值更新为由变化率算出部3计算出的最新的状态量变化率和由数据取得部1取得的最新的状态量所构成的组；和复位部5，其当从外部接收到复位信号时，将代表值存储部2中存储的状态量变化率的最高值复位至最小值（例如0.0）；数据保存部6，其对预先规定的量的最新的状态量的数据进行临时性地存储；过渡状态存储部7，其将通过代表值更新部4对代表值进行更新时的状态量的数据，作为与代表值相关的过渡状态数据进行存储；过渡状态更新部8，其当通过代表值更新部1对代表值进行更新时，将过渡状态存储部7中存储的过渡状态数据，更新为数据保存部6中存储的状态量的数据；相关数据取得部9，其取得与数据取得部1设为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据作为相关数据；相关值存储部10，其存储通过代表值更新部4对代表值进行更新时的相关数据；以及相关值更新部11，其当通过代表值更新部4对代表值进行更新时，将相关值存储部10中存储的相关数据，更新为由相关数据取得部9取得的相关数据。
数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4及复位部5是与上述发明的原理1对应的构成；数据保存部6、过渡状态存储部7及过渡状态更新部8是与上述发明的原理2对应的构成；相关数据取得部9、相关值存储部10及相关值更新部11是与上述发明的原理3对应的构成。
下面，参照图2对本实施方式的故障检测系统的动作进行说明。首先，在初始状态下，通过从外部接受复位信号，复位部5将代表值存储部2中所存储的状态量变化率的最高值Dx复位成最小值（例如0.0）（图2步骤S100）。
数据取得部1从未图示的传感器取得成为观测对象的状态量（过程量）的数据（图2步骤S101）。
数据保存部6从数据取得部1接收状态量的数据，对预先规定的量（例如20份取样）的最新的状态量的数据进行临时性地存储（图2步骤S102）。步骤S101的处理被实施1次的话就可以得到1份最新的状态量的数据取样，所以每次数据取得部1取得1份取样数据，数据保存部6的存储内容将会被更新。另外，数据保存部6存储的数据的量由取样数或者存储于数据保存部6中的最早的数据至最新的数据为止的测量时间所规定。
与步骤S101，S102的处理并行地，相关数据取得部9取得与数据取得部1设为对象的状态量（过程量）相关的至少一个过程量的数据作为相关数据（图2步骤S103）。
其次，变化率算出部3根据由数据取得部1取得的状态量的数据，如下式所示计算出状态量变化率Dr（图2步骤S104）。
Dr=D1-D2 ···（1）
式（1）中，D1为最新的状态量的数据，D2为一取样前的状态量的数据。
另外，在状态量例如为温度的情况下，由式（1）得到的状态量变化率Dr的单位为［℃/取样］。想要将该单位设为［℃/sec.］时，只要如式（2）那样地算出状态量变化率Dr即可。
Dr=（D1-D2）/T1 ···（2）
式（2）中的T1为状态量的取样周期［sec.］。
其次，代表值更新部4判定由变化率算出部3计算出的最新的状态量变化率Dr的绝对值是否大于代表值存储部2中所存储的状态量变化率的最高值Dx的绝对值（图2步骤S105）。在以上升的状态量为观测对象的情况下，判定状态量变化率Dr的绝对值是否大于状态量变化率的最高值Dx的绝对值、即判定｜Dr｜＞｜Dx｜是否成立，是判定Dr＞Dx是否成立。另一方面，在以下降的状态量为观测对象的情况下，判定｜Dr｜＞｜Dx｜是否成立，则为判定Dr＜Dx是否成立。
代表值更新部4在｜Dr｜＞｜Dx｜成立的情况下（步骤S105中的是），将代表值存储部2中所存储的代表值（状态量变化率的最高值Dx与当状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）更新为由变化率算出部3计算出的最新的状态量变化率Dr与最新的状态量D1构成的组（图2步骤S106）。在进行了这种更新的情况下，像Dx=Dr、D=D1那样代表值将会被更新。
过渡状态更新部8在代表值被更新了的情况下，将过渡状态存储部7中所存储的过渡状态数据更新为数据保存部6中所存储的一系列的状态量的数据（图2步骤S107）。
相关值更新部11在代表值被更新了的情况下，将相关值存储部10中所存储的过程量的数据更新为由相关数据取得部9取得的最新的过程量的数据（图2步骤S108）。
如上所述的步骤S101～S108的处理对每个取样周期T1反复执行，直到按照来自例如操作人员的指令故障检测系统的动作结束为止（图2步骤S109中的是）。
根据以上所述，在本实施方式中，可以将FD/FP功能分散配置于设备层次中，该FD/FP功能将状态量变化率的最高值Dx（最高能力量）和状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D（最高能力点）作为装置性能（可重复性）的代表状态（可诊断信息）来对待。即无需保存所有的数据，只要是温度控制系统的话，就能够检测出加热器的劣化及温度传感器的漂移。
［第2实施方式］
其次，对本发明的第2实施方式进行说明。图3是本发明的第2实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。本实施方式是利用第1实施方式实现FD/FP功能的示例。在本实施方式中，为了明确上述发明原理1的意义，对与发明原理1对应的结构进行说明。
本实施方式的故障检测系统包括：数据取得部1；代表值存储部2；变化率算出部3；代表值更新部4；复位部5；代表值取得部12，其以预先规定的一定的间隔，取得代表值存储部2中所存储的代表值；复位信号发送部13，其在代表值取得部12取得了代表值之后，将复位信号发送给复位部5；代表值历史存储部14，其对代表值取得部12取得的代表值按取得顺序进行存储；第1判定部15，其每当代表值取得部12取得代表值，就对代表值历史存储部14中存储的各代表值，计算出代表值历史存储部14中作为代表值存储的状态量与代表值取得部12作为代表值取得的最新的状态量之差的绝对值，当至少一个绝对值超出预先规定的阈值Dt时，判定为故障检测或者故障预测的状态并输出警报A；第2判定部16，其每当由代表值取得部12取得代表值，就对代表值历史存储部14中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储部14中作为代表值存储的状态量变化率的最高值与代表值取得部1作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值之差的绝对值，当至少一个绝对值超出预先规定的阈值Dxt时，判定为故障检测或者故障预测的状态并输出警报B。
数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4及复位部5安装于传感器装置中；代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15及第2判定部16安装于由PLC（可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller））等的控制器构成的子系统中。
下面，参照图4对本实施方式的故障检测系统的动作进行说明。数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4及复位部5的动作如在第1实施方式中说明的那样。
代表值取得部12以预先规定的一定间隔T2（T1＜T2且T2例如为1周），取得传感器装置侧的代表值存储部2中所存储的代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）（图4步骤S200）。
代表值历史存储部14对由代表值取得部12取得的代表值进行存储（图4步骤S201）。
复位信号发送部13在代表值取得部12取得代表值之后，将复位信号发送给传感器装置侧的复位部5（图4步骤S202）。由此，因为复位部5将代表值存储部2中所存储的状态量变化率的最高值Dx复位至最小值（例如0.0）（图2步骤S100），所以代表值存储部2回到初始状态，在传感器装置侧图2的步骤S101～S108的处理就每个取样周期T1被反复执行。即在一定的间隔T2之间步骤S101～S108的处理被多次执行，因为代表值取得部12取得由该多次的执行得到的代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组），所以步骤S200～S202的处理每一定的间隔T2被执行的话，代表值的历史数据将会被累积到代表值历史存储部14中。另外，预先规定的量（取样数或者测量时间）的数据充满了代表值历史存储部14之后，可以将代表值历史存储部14中记录的最早的代表值删除，并将新的代表值记录到代表值历史存储部14中。
接着，第1判定部15每当代表值取得部12取得代表值，就计算出代表值历史存储部14中作为代表值存储的任意的状态量D_old_i（i=1～ｎ）与代表值取得部12作为代表值取得的最新的状态量D_new之差的绝对值D_d，并判定绝对值D_d是否超过预先规定的阈值Dt（图4步骤S203）。
D_d=｜D_new-D_old_i｜ ···（3）
第1判定部15对代表值历史存储部14中存储的各状态量D_old_i进行如步骤S203那样的判定处理，当由至少一个状态量D_old_i计算出的绝对值D_d超过阈值Dt时（D_d＞Dt），输出警报A（图4步骤S204）。
另一方面，第2判定部16每当代表值取得部12取得代表值，就计算出代表值历史存储部14中作为代表值存储的任意的状态量变化率的最高值Dx_old_i（i=1～ｎ）与代表值取得部12作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值Dx_new之的差的绝对值Dx_d，并判定绝对值Dx_d是否超过预先规定的阈值Dxt（图4步骤S205）。
Dx_d=｜Dx_new-Dx_old_i｜ ···（4）
第2判定部16对代表值历史存储部14中存储的各状态量变化率的最高值Dx_old_i进行如步骤S205那样的判定处理，当由至少一个最高值Dx_old_i计算出的绝对值Dx_d超过阈值Dxt时（Dx_d＞Dxt），输出警报B（图4步骤S206）。
例如，步骤S200～S206的处理每一定的间隔T2被反复执行，直到根据例如来自操作人员的指令故障检测系统的动作结束为止（图4步骤S207中的是）。
如上所述，例如，如果是温度控制系统的话，可以利用警报A作为对于温度传感器漂移的警报。又，如果是温度控制系统的话，可以利用警报B作为对于加热器劣化的警报。
另外，在传感器装置侧或子系统侧包括数据保存部6、过渡状态存储部7、过渡状态更新部8、相关数据取得部9、相关值存储部10及相关值更新部11的情况下，当取得代表值时或者输出警报时，还可以取得由这些结构所存储的数据，可以对操作人员分析警报的原因有用。即无需保存所有的数据，例如，能够为了对加热器劣化及温度传感器的漂移进行分析而确保有效的数据。
［第3实施方式］
接着，对本发明的第3实施方式进行说明。图5是本发明的第3实施方式所涉及的故障检测系统的结构示意框图。本实施方式是利用第1实施方式实现FD/FP功能的设备的示例。在本实施方式中，为了明确上述发明原理1的意义，对与发明原理1对应的结构进行说明。
本实施方式的故障检测系统包括：数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4、复位部5、对代表值存储部2中存储的代表值进行显示的代表值显示部17、以及根据来自外部的操作将复位信号发送给复位部5的手动开关等复位操作部18。图5的结构被安装于传感器装置中。图6示出了温度传感器20中安装了图5的结构时的外观。
操作人员按照规定的作业标准，定期地（例如每经过1周）操作复位操作部18进行复位。由此，复位操作部18将复位信号发送给复位部5，复位部5将代表值存储部2中存储的状态量变化率的最高值Dx复位至最小值（例如0.0），所以代表值存储部2将返回初始状态。
数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3及代表值更新部4的动作如第1实施方式中说明的那样。
代表值显示部17对代表值存储部2中存储的代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）进行显示。由此，操作人员可以读取代表值。如果操作人员记录了代表值的历史的话，则操作人员自己可以进行与第2实施方式同样的判断。
如果在相同条件下使用的设备有多台的话，利用多个设备间的代表值的差异，操作人员可以自己提取显著不同的来作为故障候补。例如，在10台设备中，9台显示大致相同的代表值，仅一台设备显示明显劣化的状态量变化率的最高值Dx的情况下，则可以将该一台设备提取出来作为故障候补。
如上所述，在本实施方式中，由于设备自身具有代表值显示部17和复位操作部18，所以即便是例如传感器设备，也能够在可简易地安装的范围内实现FD/FP功能。
另外，在背景技术中，虽然举了EES的装置内分散配置作为问题，但第1～第3实施方式不限于EES，建筑物的空调控制及化学工艺设备等中所使用的设备层次也落入对象范围。又，当然可以将第1～第3实施方式进行适宜地组合。
［第4实施方式］
接下来，对本发明的第4实施方式进行说明。本实施方式是将第1、第2实施方式的故障检测系统适用于加热装置的温度控制系统时的示例。图7是加热装置的结构示意框图。加热装置由对处理对象的被加热物进行加热的加热室30、作为加热用的执行器的电加热器31、对加热室30内的温度进行测量的温度传感器32、对加热室30内的温度进行控制的温度调节器33、电力调整器34、电力调整电路35以及对加热装置整体进行控制的PLC36构成。
温度调节器33计算出操作量MV以使温度传感器32测量出的温度PV与温度设定值一致。电力调整器34确定与操作量MV相应的电力，将该确定了的电力通过电力供给电路35提供给电加热器31。这样，温度调节器33对加热室30内的被加热物的温度进行控制。
图1的数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4及复位部5被安装于作为传感器设备的温度传感器32中，图3的代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15以及第2判定部16被安装于PLC36中。另外，也可以将数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5安装于温度调节器33中。
在利用加热装置的生产过程中，因对象产品而存在各种各样的温度变化，升温过程也是各种各样的，但升温模式是有限的，假设在1周中必定执行所有的升温模式。其中，例如，假设通常在从50℃向400℃的升温模式中，最高的温度上升率（状态量变化率的最高值Dx）被观测到（例如在经过200℃时0.50℃/sec.）。另外，在本实施方式中，以状态量变化率的最高值Dx不会自然向上为前提。
数据取得部1取得由温度传感器32测量出的状态量（温度PV）的数据。代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5的动作如第1实施方式中说明的那样。
［故障检测例1］
此处，假设代表值取得部12以间隔T2（1周）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组），将第1周为D=200.0℃、Dx=0.50℃/sec.；第2周为D=199.9℃、Dx=0.51℃/sec.；第3周为D=200.1℃、Dx=0.49℃/sec.；第17周为D=200.8℃、Dx=0.50℃/sec.；第18周为D=200.9℃、Dx=0.51℃/sec.；第27周为D=202.5℃、Dx=0.51℃/sec.；第28周为D=202.8℃、Dx=0.50℃/sec.；第29周为D=203.0℃、Dx=0.49℃/sec.；第30周为D=203.1℃、Dx=0.50℃/sec.这样的代表值的历史数据存储于代表值历史存储部14。
第1判定部15每周（每当代表值取得部12取得代表值时）计算出代表值取得部12取得的最新的状态量D与代表值历史存储部14中存储的各状态量D之差的绝对值D_d时，因为在第29周最新的状态量D=203.0℃与第2周的状态量D=199.9℃之差的绝对值D_d变为3.1℃，超过预先规定的阈值Dt=3.0℃，所以输出警报A。又，因为在第30周，最新的状态量D=203.1℃与第2周的状态量D=199.9℃之差的绝对值D_d变为3.2℃，超过预先规定的阈值Dt=3.0℃，所以第1判定部15输出警报A。
操作人员可以根据所输出的警报A，考虑温度传感器32漂移的可能性，并做出进行检查这样的判断。
另外，在温度传感器32或温度调节器33或PLC36都具备数据保存部6、过渡状态存储部7、过渡状态更新部8、相关数据取得部9、相关值存储部10以及相关值更新部11的情况下，也可以取得温度PV经过203.0℃前后的温度PV的时序数据及加热装置内的别的部分的温度等。并且，操作人员也可以利用这些附加的信息对警报的原因进行分析。
例如，操作人员可以用温度PV经过203.0℃前后的温度PV的时序数据，来计算出温度PV经过200.0℃附近的温度上升率，并确认是否有显著的差异。又，操作人员通过确认温度PV经过203.0℃时的加热装置内的别的部分的温度，可以确认是加热装置内的环境整体变换了、还是仅温度传感器32漂移了。
［故障检测例2］
此处，假设代表值取得部12以间隔T2（1周）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组），将第1周为D=200.0℃、Dx=0.49℃/sec.；第2周为D=199.9℃、Dx=0.50℃/sec.；第3周为D=200.1℃、Dx=0.49℃/sec.；第17周为D=200.0℃、Dx=0.49℃/sec.；第18周为D=200.1℃、Dx=0.48℃/sec.；第27周为D=200.2℃、Dx=0.47℃/sec.；第28周为D=200.0℃、Dx=0.46℃/sec.；第29周为D=199.9℃、Dx=0.45℃/sec.；第30周为D=200.1℃、Dx=0.45℃/sec.这样的代表值的历史数据存储于代表值历史存储部14。
第2判定部16每周（每当代表值取得部12取得代表值时）计算出代表值取得部12取得的最新的状态量变化率的最高值Dx与代表值历史存储部14中存储的各状态量变化率的最高值Dx之差的绝对值Dx_d时，因为在第29周，最新的状态量变化率的最高值Dx=0.45℃/sec.与第2周的状态量变化率的最高值Dx=0.50℃/sec.之差的绝对值Dx_d变为0.05℃/sec.，超过预先规定的阈值Dxt=0.04℃/sec.，所以输出警报B。又，因为在第30周，最新的状态量变化率的最高值Dx=0.45℃/sec.与第2周的状态量变化率的最高值Dx=0.50℃/sec.之差的绝对值Dx_d变为0.05℃/sec.，超过预先规定的阈值Dxt=0.04℃/sec.，所以第2判定部16输出警报B。
操作人员可以根据所输出的警报B，考虑电加热器31劣化的可能性，并做出进行检查这样的判断。
另外，在温度传感器32或温度调节器33或PLC36都具备数据保存部6、过渡状态存储部7、过渡状态更新部8、相关数据取得部9、相关值存储部10以及相关值更新部11的情况下，也可以取得温度PV经过199.9℃前后的温度PV的时序数据及加热器输出值（操作量MV）等。并且，操作人员也可以利用这些附加的信息来分析警报的原因。
例如，操作人员通过确认温度PV经过199.9℃时的加热器输出值（操作量MV），可以确认是否为与操作人员所识别的加热器标准输出不同的输出。
另外，考虑代表值自身的误差或偏差，也可以对按取得顺序存储于代表值历史存储部14中的代表值的历史数据，适宜地进行平滑化处理。
［第5实施方式］
其次，对本发明的第5实施方式进行说明。本实施方式是将第1及第2实施方式的故障检测系统适用于真空装置的压力控制系统时的示例。图8是真空装置的结构示意框图。真空装置由真空室40、作为降压用执行器的真空泵41、对真空室40内的压力进行测量的压力传感器42（真空计）以及对真空装置进行控制的PLC43。
PLC43计算出操作量MV以使压力传感器42测量出的压力PV与压力设定值一致。真空泵41按照操作量MV对真空室40进行抽真空（降压）。这样，PLC43对真空室40内的压力进行控制。
图1的数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5被安装于作为传感器设备的压力传感器42中，图3的代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15以及第2判定部16被安装于PLC43中。
在利用真空室40的生产过程中，时常有同样的抽真空（降压），其降压模式假设为1天执行数次。
数据取得部1取得由压力传感器42测量出的状态量（压力PV）的数据。代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5的动作如第1实施方式中说明的那样。
代表值取得部12以间隔T2（例如1天）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）即可。又，对于第1判定部15和第2判定部16使用的阈值Dt、Dxt预先适宜地进行规定即可。
在本实施方式中，一旦从第1判定部15输出警报A，操作人员就可以考虑压力传感器42漂移的可能性，并做出进行检查这样的判断。
又，一旦从第2判定部16输出警报B，操作人员就可以考虑真空泵41的性能劣化及真空室40漏气等故障的可能性，并做出进行检查这样的判断。
［第6实施方式］
接下来，对本发明的第6实施方式进行说明。本实施方式是将第1及第2实施方式的故障检测系统适用于流体输送装置（冷水供给装置、制冷机）的流量控制系统的示例。图9是流体输送装置的结构示意框图。流体输送装置由将冷媒进行冷却的冷却器50、冷媒循环的配管51、热交换器52、冷水循环的配管53、阀54、水箱55、将水送至水箱55的配管56、将水送入水箱55的作为执行器的送水泵57（产生用于输送水的压力的输送压力发生器）、从水箱55送出的水流动的配管58、对从水箱55送出的水的流量进行调节的作为执行器的控制阀59、对从水箱55送出的水的流量进行测量的流量传感器60、以及对流体输送装置进行控制的PLC61构成。
冷却器50对配管51中循环的冷媒进行冷却。在热交换器52中，将冷媒与流经配管53的水进行热交换，被冷却了的水通过配管53送入水箱55内。来自配管53的冷水与由冷水泵57送出的水在水箱55中进行热交换，被冷却了的水从水箱55被送出至配管58。PLC61计算出操作量MV以使流量传感器60测量出的流量PV与流量设定值一致。按照该操作量MV来确定控制阀59的开度。这样，PLC61对水的流量进行控制。
图1的数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5被安装于作为传感器设备的流量传感器60中，图3的代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15以及第2判定部16被安装于PLC61中。
在利用流体输送装置的生产过程中，每周一的早上有使流经配管56、58的流体从零流量的状态变化到最大流量的工序（增流量），所以该增流量模式假设每周执行1次。
数据取得部1取得由流量传感器60测量出的状态量（流量PV）的数据。代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5的动作如第1实施方式中说明的那样。
代表值取得部12以间隔T2（例如1周）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）即可。又，对于第1判定部15和第2判定部16使用的阈值Dt、Dxt预先适宜地进行规定即可。
在本实施方式中，一旦从第1判定部15输出警报A，操作人员就可以考虑流量传感器60漂移的可能性，并做出进行检查这样的判断。
又，一旦从第2判定部16输出警报B，操作人员就可以考虑送水泵57的性能劣化及控制阀59的运转部等故障的可能性，并做出进行检查这样的判断。
另外，在本实施方式中，对输送水的流体输送装置进行了说明，但并不限于此，流过配管56、58的流体也可以是气体。
［第7实施方式］
接着，对本发明的第7实施方式进行说明。本实施方式是将第1及第2实施方式的故障检测系统适用于空调系统的供气温度控制系统时的示例。图10是空调系统的结构示意框图。空调系统由空调机71、对由空调机71供给的供气温度进行测量的供气温度传感器72、对载热体（冷热水）进行加热或冷却的载热体热交换器73、载热体热交换器73送出的冷热水流经的配管74、将冷热水送入空调机71的作为执行器的送水泵75、对提供给空调机71的冷热水的流量进行调节的作为执行器的冷热水流量控制阀76、使空调机71所使用的冷热水返回至载热体热交换器73的配管77、将由空调机71送出的供气提供给房间70的配管78、供气口79、室温传感器80、使房间70的空气返回至空调机71的配管81、以及对空调系统进行控制的空调控制器82。
空调控制器82计算出操作量MV以使由供气温度传感器72测量出供气温度PV与供气温度设定值一致。按照该操作量MV来确定冷热水流量控制阀76的开度，可以对提供给空调机71的冷热水的流量进行调节。由空调机71的加热或冷却的供给气体通过配管78从供气口79被送至房间70。空调控制器82对空调机71的风量进行控制，以使利用室温传感器80测量出的室温与室温设定值一致。
图1的数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5被安装于作为传感器装置的供气温度传感器72中，图3的代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15以及第2判定部16被安装于空调控制器82中。
在利用空调机71的空调控制中，有各种各样的温度变更模式，假定每天早上，有从空调机71的停止状态向运转状态的切换，在盛夏及隆冬之际，通过最大输出功率的冷气或暖气来进行供气温度控制。并且，假设该最大输出功率时以外，状态量变化率的最高值Dx被记录的状况不发生。
数据取得部1取得由供气温度传感器72测量出的状态量（供气温度PV）的数据。代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5的动作如第1实施方式中说明的那样。
代表值取得部12以间隔T2（例如1天）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）即可。又，对于第1判定部15和第2判定部16使用的阈值Dt、Dxt预先适宜地进行规定即可。不过，在建筑物空调的情况下，因为也容易受户外的空气温度及空调对象室内的发热物体的影响，与工业用的制造装置相比的话，重复性较低，所以优选为相对于代表值的变动量的阈值Dt、Dxt规定得较大。又，优选为对代表值历史存储部14中按取得顺序存储的代表值的历史数据进行平滑化处理。
在本实施方式中，一旦从第1判定部15输出警报A，操作人员就可以考虑供气温度传感器72漂移的可能性，并做出进行检查这样的判断。
又，一旦从第2判定部16输出警报B，操作人员就可以考虑送水泵75的性能劣化及冷热水流量控制阀76的运转部等故障的可能性，并做出进行检查这样的判断。
［第8实施方式］
接着，对本发明的第8实施方式进行说明。本实施方式是将第1、第2实施方式的故障检测系统适用于化学工艺设备反应炉的温度控制系统时的示例。图11是化学工艺设备反应炉的结构示意框图。化学工艺设备反应炉由反应炉90、作为加热用执行器的加热器91、对反应炉90内的温度进行测量的温度传感器92、对反应炉90内的温度进行控制的工艺设备控制系统93、电力调整器94以及电力调整电路95构成。
工艺设备控制系统93计算出操作量MV以使温度传感器92测量出的温度PV与温度设定值一致。电力调整器94按照操作量MV来确定电力，将该确定的电力通过电力供给电路95提供给加热器91。这样，工艺设备控制系统93对反应炉90内的温度进行控制。
图1的数据取得部1、代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4以及复位部5被安装于作为传感器设备的温度传感器92中，图3的代表值取得部12、复位信号发送部13、代表值历史存储部14、第1判定部15以及第2判定部16被安装于工艺设备控制系统93中。
在利用化学工艺设备反应炉的生产过程中，时常有相同的升温模式，假设该升温模式为2～3天执行1次（1周中数次）。
数据取得部1取得由温度传感器92测量出的状态量（温度PV）的数据。代表值存储部2、变化率算出部3、代表值更新部4、复位部5的动作如第1实施方式中说明的那样。
代表值取得部12以间隔T2（例如1周）定期地从代表值存储部2取得代表值（状态量变化率的最高值Dx与状态量变化率达到最高值Dx时的状态量D构成的组）即可。又，对于第1判定部15和第2判定部16使用的阈值Dt、Dxt预先进行适宜地规定即可。
在本实施方式中，一旦从第1判定部15输出警报A，操作人员就可以考虑温度传感器92漂移的可能性，并做出进行检查这样的判断。
又，一旦从第2判定部16输出警报B，操作人员就可以考虑加热器91性能劣化的可能性，并做出进行检查这样的判断。
第1～第8实施方式中说明的故障检测系统可以通过具备CPU（中央处理单元（Central Processing Unit））、存储装置及接口的计算机和对这些硬件资源进行控制的程序来实现。CPU根据存放于存储装置中的程序，执行第1～第8实施方式中说明的处理。另外，如上述说明的那样，在故障检测系统分散配置于多个装置中的情况下，各装置的CPU根据存放于各自装置的存储装置的程序来执行处理即可。
产业上的可利用性
本发明能够适用于检测传感器及执行器的故障或预测故障的技术。
符号的说明
1…数据取得部、2…代表值存储部、3…变化率算出部、4…代表值更新部、5…复位部、6…数据保存部、7…过渡状态存储部、8…过渡状态更新部、9…相关数据取得部、10…相关值存储部、11…相关值更新部、12…代表值取得部、13…复位信号发送部、14…代表值历史存储部、15…第1判定部、16…第2判定部、17…代表值显示部、18…复位操作部。
Claims (15)
1.一种故障检测系统，其特征在于，包括：
数据取得单元，其将设备层次的过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；
代表值存储单元，其将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值进行存储；
变化率算出单元，其基于由所述数据取得单元取得的状态量的数据来计算出状态量变化率；
代表值更新单元，其当由所述变化率算出单元计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于所述代表值存储单元中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将所述代表值存储单元中所存储的代表值更新为由所述变化率算出单元计算出的最新的状态量变化率和所述数据取得单元取得的最新的状态量所构成的组；和
复位单元，其当从外部接收到复位信号时，将所述代表值存储单元中存储的状态量变化率的最高值复位至最小值。
2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，还包括：
数据保存单元，其对预先规定的量的最新的状态量的数据进行临时性地存储；
过渡状态存储单元，其将通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时的状态量的数据作为与所述代表值相关的过渡状态数据进行存储；和
过渡状态更新单元，其当通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时，将所述过渡状态存储单元中存储的过渡状态数据更新为所述数据保存单元中存储的状态量的数据。
3.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，还包括：
相关数据取得单元，其取得与所述数据取得单元设为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据作为相关数据；
相关值存储单元，其存储通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时的相关数据；和
相关值更新单元，其当通过所述代表值更新单元对代表值进行更新时，将所述相关值存储单元中存储的相关数据更新为由所述相关数据取得单元取得的相关数据。
4.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，还包括：
代表值显示单元，其对所述代表值存储单元中存储的代表值进行显示；和
复位操作单元，其根据来自外部的操作，将所述复位信号发送至所述复位单元。
5.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，还包括：
代表值取得单元，其以预先规定的一定间隔，取得所述代表值存储单元中存储的代表值；
复位信号发送单元，其在所述代表值取得单元取得代表值之后，将所述复位信号发送至所述复位单元；
代表值历史存储单元，其将所述代表值取得单元取得的代表值按取得顺序进行存储；
第1判定单元，其每当所述代表值取得单元取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量与由所述代表值取得单元作为代表值取得的最新的状态量之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第1阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第1警报；和
第2判定单元，其每当所述代表值取得单元取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量变化率的最高值与由所述代表值取得单元作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第2阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第2警报。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，
所述数据取得单元设为对象的过程量是加热装置内的温度传感器的测量值，
对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述加热装置的加热器。
7.根据权利要求1-5中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，
所述数据取得单元设为对象的过程量是真空装置内的压力传感器的测量值，
对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述真空装置的真空泵。
8.根据权利要求1-5中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，
所述数据取得单元设为对象的过程量是流体输送装置的流量传感器的测量值，
对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述流体输送装置的控制阀和流体输送压力发生器。
9.根据权利要求1-5中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，
所述数据取得单元设为对象的过程量是空调系统的供气温度传感器的测量值，
对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述空调系统的冷热水流量控制阀和送水泵。
10.根据权利要求1-5中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，
所述数据取得单元设为对象的过程量是反应炉的温度传感器的测量值，
对所述数据取得单元设为对象的过程量赋予状态量变化的执行器是所述反应炉的加热器。
11.一种故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
数据取得步骤，将设备层次的过程量作为成为对象的状态量，取得该状态量的时序数据；
变化率算出步骤，基于由所述数据取得步骤取得的状态量的数据计算出状态量变化率；
代表值更新步骤，参照将状态量变化率的最高值和状态量变化率达到最高值时的状态量进行组合并作为代表值存储的代表值存储单元，当通过所述变化率算出步骤计算出的最新的状态量变化率的绝对值大于所述代表值存储单元中所存储的状态量变化率的最高值的绝对值时，将所述代表值存储单元中所存储的代表值更新为由通过所述变化率算出步骤计算出的最新的状态量变化率和通过所述数据取得步骤取得的最新的状态量构成的组；和
复位步骤，当从外部接收到复位信号时，将所述代表值存储单元中存储的状态量变化率的最高值复位至最小值。
12.根据权利要求11所述的故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
数据保存步骤，使预先规定的量的最新的状态量的数据临时性地存储于数据保存单元；和
过渡状态更新步骤，当通过所述代表值更新步骤对代表值进行更新时，将作为与所述代表值相关的过渡状态数据存储于过渡状态存储单元中的状态量的数据，更新为所述数据保存单元中存储的状态量的数据。
13.根据权利要求11或12所述的故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
相关数据取得步骤，取得与在所述数据取得步骤中设为对象的过程量相关的至少一个过程量的数据作为相关数据；和
相关值更新步骤，当通过所述代表值更新步骤对代表值进行更新时，将相关值存储单元中存储的相关数据更新为通过所述相关数据取得步骤取得的相关数据。
14.根据权利要求11或12所述的故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
代表值显示步骤，对所述代表值存储单元中存储的代表值进行显示；和
复位操作步骤，根据来自外部的操作，发送所述复位信号。
15.根据权利要求11或12所述的故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
代表值取得步骤，以预先规定的一定间隔，取得所述代表值存储单元中存储的代表值；
复位信号发送步骤，在通过所述代表值取得步骤取得代表值之后，发送所述复位信号；
第1判定步骤，每当通过所述代表值取得步骤取得代表值，就参照将通过所述代表值取得步骤取得的代表值按取得顺序存储的代表值历史存储单元，对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量与通过所述代表值取得步骤作为代表值取得的最新的状态量之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第1阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第1警报；和
第2判定步骤，每当通过所述代表值取得步骤取得代表值，就对所述代表值历史存储单元中存储的各代表值，计算出所述代表值历史存储单元中作为代表值存储的状态量变化率的最高值与通过所述代表值取得步骤作为代表值取得的最新的状态量变化率的最高值之差的绝对值，至少一个绝对值超过预先规定的第2阈值时，则判定为故障检测或者故障预测的状态并输出第2警报。
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