CN108693864B - 劣化诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的劣化诊断装置能够更简便且更迅速地判断加热器的异常。电流测定部(103)对供给至加热器(111)的电流进行测定，控制值取得部(102)取得控制部(113)所输出的用于控制加热器(111)的控制值。曲线图显示控制部(106)将曲线图显示在显示部(108)上，该曲线图通过将由选择部(105)选择的成对的控制值和测定值所确定的点配置在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上而成。此外，范围显示控制部(107)将基准存储部(101)中存储的容许范围重叠于显示部(108)上显示的曲线图而进行显示。

Description

劣化诊断装置
技术领域
本发明涉及一种对具备加热器的加热装置的劣化进行诊断的劣化诊断装置。
背景技术
在工业工艺中，存在大量对材料进行加热的工艺。在这样的加热的工艺中，一般使用电热器(加热器)。另外，在电热器的动作控制中，使用温度调节计。温度调节计使用热电偶、测温电阻体等温度传感器来测量加热器进行加热的处理对象(监视对象)的温度。测量出的温度在温度调节计中进行数值显示。
另外，在温度调节计中，依照检测出的温度(PV值)和设定温度(SP值)，求出控制输出(MV值)。将所求出的控制输出输出到基于电力调整器等的加热器操作器。通过加热器操作器，根据上述控制输出而控制来自商用电源的100V的驱动电流，并输出到加热器。通过这样控制的加热器的加热来控制处理对象的温度。另外，温度调节计具备异常检测功能，并检测作为监视对象的处理对象的异常温度、温度传感器的异常等，将检测出的异常现象作为事件信息而输出到外部，从而进行警报(警告)显示。例如在对温度进行数值显示的显示器上进行警报显示。
另外，在温度调节计中，检测加热器的断线等加热器自身的异常(参照专利文献1、2)。例如，测定施加到加热器的电流/电压而求出有效值电力，并根据电流与电压的关系而进一步地求出电阻值，根据所求出的电阻值的变化、变化的程度的差异来判断加热器的劣化(参照专利文献1)。另外，使用将控制输出和电流值的实测测定点表格化而得的数据来判断加热器劣化(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2683851号公报
专利文献2：日本专利第3988942号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在上述技术中，首先，需要测定流到加热器的电流以及施加到加热器的电压。另外，在上述技术中，电阻值等用于异常诊断的参数的计算繁琐。另外，在上述技术中，存在为了调查电阻值的时间变化，经过时间等的测定需要时间这样的问题。这样，在上述技术中，直至异常的判断为止，需要繁琐的计算以及测定。
本发明是为了解除上述问题点而完成的，其目的在于能够更简便且更迅速地判断加热器的异常。
解决技术问题的技术手段
本发明的劣化诊断装置具备：第1存储部，其存储用于进行作为劣化诊断对象的加热装置的劣化判定的容许范围，所述容许范围根据基准线上的相对于控制值的电流值的上侧容许值以及下侧容许值而设定，所述基准线表示构成加热装置的加热器的正常时的特性；控制值取得部，其构成为取得用于控制加热器的控制值；电流测定部，其构成为对按照由控制值取得部取得的控制值而供给至加热器的电流进行测定以取得测定值；第2存储部，其以时间序列存储由控制值取得部取得的控制值和由电流测定部测定的测定值的对；选择部，其构成为从第2存储部中选择与接受到的选择指示对应的成对的控制值以及测定值；第1显示控制部，其构成为在显示部上显示曲线图，所述曲线图通过将由选择部选择的成对的控制值和测定值所确定的点配置在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上而成；以及第2显示控制部，其构成为将第1存储部中存储的容许范围重叠于显示部上显示的曲线图而进行显示。
在上述劣化诊断装置中，第1存储部存储基准线，第2显示控制部构成为将基准线重叠于在显示部上显示的曲线图而进行显示。
在上述劣化诊断装置中，具备：偏差计算部，其构成为求出由选择部选择的成对的控制值和测定值相对于基准线的偏差；以及第3显示控制部，其构成为将由偏差计算部计算出的偏差的点配置在以时间以及偏差为轴的二维平面坐标上，并与第1存储部中存储的容许范围一起显示在显示部上。
在上述劣化诊断装置中，具备偏差计算部，其构成为求出由选择部选择的成对的控制值和测定值相对于基准线的偏差，通过第1显示控制部，将由选择部选择的成对的控制值和测定值所确定的点描绘成与由偏差计算部求出的偏差的大小相应的形态的点，并在此基础上，在显示部上显示将该点配置在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上的曲线图。
在上述劣化诊断装置中，基准线为对加热器特性进行了折线逼近后的基准线即可，所述加热器特性表示正常时的加热器的控制值与对应的电流的关系。
发明效果
基于以上说明，根据本发明，可以得到能够更简便且更迅速地判断加热器的异常这样的优异的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的劣化诊断装置100的构成的构成图。
图2是示出曲线图显示控制部106的显示例的说明图。
图3是示出本发明的实施方式2中的劣化诊断装置100a的构成的构成图。
图4是示出偏差显示控制部302的显示例的说明图。
图5是示出曲线图显示控制部106的另一显示例的说明图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
首先，使用图1对本发明的实施方式1进行说明。图1是示出本发明的实施方式1中的劣化诊断装置100的构成的构成图。该劣化诊断装置100具备：基准存储部(第1存储部)101、控制值取得部102、电流测定部103、测定存储部(第2存储部)104、选择部105、曲线图显示控制部(第1显示控制部)106、范围显示控制部(第2显示控制部)107以及显示部108。劣化诊断装置100能够进行由加热器111以及操作部112构成的加热装置的、由用户进行的劣化诊断。劣化诊断装置100是对由用户进行的加热装置的劣化判定进行辅助的装置。
基准存储部101存储用于加热器111以及操作部112的劣化诊断的容许范围(正常范围)。容许范围是根据正常时按照给予操作部112(加热装置)的控制值而供给至加热器111的电流值的上侧容许值以及下侧容许值而设定的。容许范围被用于加热器111以及操作部112(加热装置)的、由用户进行的劣化判定中。在此，控制值越大，则将容许范围设定得越宽为佳。一般来说，控制值越小，电流值的可取范围就变得越小。因此，在控制值较小的范围内，将判定为异常的幅宽也设定得较窄，在控制值较大的范围内，将判定为异常的幅宽也设定得较宽为佳。
例如，使用加热器特性制作基准线，所述加热器特性表示对加热器111给予的连续变化的控制值和与该控制值对应的正常时的加热器111中的电流的变化的关系。也可以将加热器特性本身作为基准线。此外，也可以对加热器特性进行折线逼近以作为基准线。此外，也可以利用基于离散变化的控制值以及与该控制值对应的正常时的加热器111中的离散变化的电流值的折线逼近来制作基准线。
根据该基准线上的相对于控制值的电流值的上侧容许值以及下侧容许值来设定容许范围即可。将基于基准线上的相对于控制值的电流值的上侧容许值而得的上侧容许值线、与基于基准线上的相对于控制值的电流值的下侧容许值而得的下侧容许值线之间的范围作为能够将加热器111或者操作部112视作正常的容许范围。基准存储部101也可以对用于容许范围的设定的基准线进行存储。
控制值取得部102取得控制部113所输出的用于控制加热器111(加热装置)的控制值。根据温度测定部114测定出的测定值和所设定的设定值，控制部113算出上述控制值并向操作部112输出。控制部113例如为温度调节计。操作部112例如由公知的电力调整器构成。操作部112根据上述控制值来控制从商用电源得到的100V的驱动电流，从而控制加热器111的加热动作。通过该控制来确定流过加热器111的电流值。控制值取得部102是取得从控制部113输出的上述控制值的功能部(参照专利文献1)。
电流测定部103对被供给至加热器111的电流进行测定。例如，电流测定部103取得有效电流值作为测定值。电流测定部103例如由公知的电流互感器构成。在实施方式中，电流测定部103被用于作为温度调节计的控制部113中的警报输出。在该情况下，电流测定部103检测流向加热器111的驱动电流值并向控制部113输出，控制部113将该检测值与预先设定的警报级别进行比较，在检测值超过了警报级别时，输出表示加热温度异常的警报信号。另外，测定值也可以是平均电流值。
测定存储部104以时间序列存储由控制值取得部102取得的控制值与由电流测定部103测定的测定值的对。换言之，测定存储部104将按规定的间隔以时间序列测定的测定值与测定该测定值时的控制值相关联地存储。例如，在按5分钟的间隔测定电流值的情况下，就将控制值与测定值的对以5分钟的间隔存储至测定存储部104。此外，在每1天将按5分钟的间隔测定的1天的量的控制值的平均值与测定值的平均值的对存储至测定存储部104。此外，测定存储部104将控制值与测定值的对和测定的日期的信息相关联地存储。
选择部105从测定存储部104中选择与接受的选择指示对应的成对的控制值以及测定值。例如，当接受期间而作为选择指示时，就选择关联有被指示的期间的日期信息的控制值与测定值的对。
曲线图显示控制部106将曲线图显示在显示部108上，该曲线图通过将由选择部105选择的成对的控制值与测定值所确定的点配置在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上而成。此外，范围显示控制部107将基准存储部101中存储的容许范围重叠于显示部108上显示的曲线图而进行显示。
例如，如图2所示，通过曲线图显示控制部106在二维平面坐标上显示基于所选择的控制值与测定值的点201而成的曲线图。此外，曲线图显示控制部106根据控制值与测定值的对中的日期信息，按照日期从过去到现在的顺序对点201标注数字而进行显示。例如，在图2中，每1天的控制值的平均值与测定值的平均值的对显示有8天的量。
此外，通过范围显示控制部107，将由下侧容许值线211和上侧容许值线212构成的容许范围重叠于基于点201而成的曲线图而进行显示。在基准存储部101存储了基准线的情况下，范围显示控制部107将基准线213与容许范围一起显示。
在上述的曲线图的显示中，显示内最新的点201a超出了容许范围的下侧容许值线211，因此能够判断为发生了劣化。此外，标注了“7”的点虽然在容许范围内，但相对于基准线213的偏差较大。能够判断出自该状态起正在进行某种程度的劣化，于是能够判断出需要进行预防保全的处理。
如以上所说明的那样，根据实施方式1，能够更简便且更迅速地判断加热器的异常。
[实施方式2]
接着，使用图3对本发明的实施方式2进行说明。图3是示出本发明的实施方式2中的劣化诊断装置100a的构成的构成图。该劣化诊断装置100a具备：基准存储部(第1存储部)101、控制值取得部102、电流测定部103、测定存储部104、选择部105、曲线图显示控制部(第1显示控制部)106、范围显示控制部(第2显示控制部)107以及显示部108。这些构成与前述的实施方式1相同。
在实施方式2中，新具备偏差计算部301和偏差显示控制部(第3显示控制部)302。
偏差计算部301求出由选择部105选择的成对的控制值和测定值相对于基准线的偏差。
偏差显示控制部302将由偏差计算部301计算出的偏差的点配置在以时间以及偏差为轴的二维平面坐标上并与基准存储部101中存储的容许范围一起显示在显示部108上。例如如图4所示那样，偏差显示控制部302将基于所选择的测定值的偏差的点401而成的曲线图显示在被显示于显示部108上的二维平面坐标上。在该例中，以日期为横轴。
此外，偏差显示控制部302将由下侧容许值线411和上侧容许值线412构成的容许范围重叠于基于点401而成的曲线图上而进行显示。
在上述的曲线图的显示中，显示内为最新的第8天的点401a超出了容许范围的下侧容许值线411，因此能够判断为发生了劣化。此外，第7天的点虽然在容许范围内，但偏差较大。能够判断出自该状态起正在进行某种程度的劣化，于是能够判断出需要进行预防保全的处理。
另外，在实施方式2的构成中，也能够在显示部108上以图5所示那样的另一曲线图来进行显示。图5与图2一样在以控制值为横轴、以测定值为纵轴的二维平面坐标上配置所选择的控制值与测定值的点，但将各点的大小描绘为与通过偏差计算部301计算出的偏差相应的大小(偏差越大则越大)而进行显示。另外，在图5中示出了每1天的控制值的平均值与测定值的平均值的对显示有7天的量的例子。在此，相对于基准线213的偏差越大，就用越大的圆来表示。例如，点201b在容许范围之外，相对于基准线213的偏差最大，因此用最大的圆来表示。
若这样进行显示，则监视者就能够在确认各点的控制值与测定值的同时，还直观地掌握该点的偏差，从而能够容易地把握劣化的进展。另外，除了将点的大小描绘为与偏差相应的大小以外，还可以以与偏差相应的配色(色调)来进行描绘，总之描绘成与偏差相应的形态的点即可。
如以上所说明的那样，根据实施方式2，能够更简便且更迅速地判断加热器的异常。
如以上所说明的那样，在本发明中，在显示部上显示将由选择部选择的成对的控制值与测定值所确定的点配置在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上而成的曲线图，并将容许范围重叠于该曲线图上而进行显示。其结果是，根据本发明，用户能够通过对显示进行目视而迅速地进行劣化的判断，从而就能够更简便且更迅速地判断加热器的异常。
在此，关于基准线进行更详细的说明。作为基准线，也可以使用对加热器特性进行了折线逼近后的基准线。进行了折线逼近后的基准线在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上由1个以上的线段(一次方程式)构成。通过这样使用进行了折线逼近后的基准线来设定容许范围，能够极大地减少作为容许范围而保持的数据量。基准线由直线(一次方程式)的组合构成，因此容许范围也由直线(一次方程式)的组合构成，从而数据量极少。
例如，对正常时的加热器的加热器特性进行测定，利用折线逼近，根据所测定的加热器特性求出基准线即可。以规定的条件在所得到的加热器特性的曲线上设置规定数量的设定点(拐点)，并用直线(线段)将所设置的设定点连接从而作为基准线即可。此外，在规定数量的测定点处测定正常时的加热器(加热装置)的相对于控制值的电流以取得电流值，并设定规定数量的基于控制值和电流值的设定点，以直线将相邻的设定点连接从而作为基准线即可。
在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上的曲线上设定9个设定点。另外，至少在控制值的最小值和控制值的最大值处设定各个设定点。接着，用直线将相邻的2个设定点相互连接，从而制作基准线。例如，依次将9个设定点连接来制作基准线。基准线由8个线段构成。
此外，用于制作基准线的设定点也可以如以下所示那样设定。首先，在以控制值以及测定值为轴的二维平面坐标上，与表示加热器特性的曲线上的控制值的最小值以及最大值对应地配置设定点，并设定将它们连接的第一逼近线。此外，对于第一逼近线设定规定的上侧容许值线以及下侧容许值线。被上侧容许值线和下侧容许值线夹持的区域就成为容许范围的候选。
在如上述那样利用2个设定点来确定第一逼近线并设定了容许范围的候选的状态下，判断曲线落在容许范围的候选内且第一逼近线与曲线的最大偏差小于预先设定的容许偏差的情况。在曲线落在容许范围内且最大偏差小于容许偏差的情况下，将第一逼近线作为基准线。
另一方面，在产生了曲线超出容许范围的区域的情况下，对于第一逼近线求出在测定值的负方向上与曲线的偏差为最大值的位置以及在测定值的正方向上与曲线的偏差为最大值的位置。
接着，在求出的2个位置处的曲线上增加新的设定点。接着，设定将通过增加而成为4个的控制点连接的新的第二逼近线。此外，对于新的第二逼近线设定规定的上侧容许值线以及下侧容许值线。
确认到曲线落在基于这样得到的上侧容许值线以及下侧容许值线而形成的容许范围内且第二逼近线与曲线的最大偏差小于容许偏差的情况。例如，由于在该阶段曲线落在容许范围内且第二逼近线与曲线的最大偏差小于容许偏差，因此将第二逼近线作为基准线。
根据上述的基准线的制作方法，通过适当地设定最大偏差，能够不无谓地增加设定点而设定能进行实用的劣化判定的容许范围。另外，利用容许偏差的设定条件，能够不与容许范围进行比较而仅通过容许偏差与最大偏差的比较来确定逼近曲线。
此外，也可以如下述那样制作基准线。首先，对于正常时的加热器(加热装置)，在控制值的最小/最大的范围内设定多个控制值，并在所设定的各控制值处测定加热器电流值。例如使控制值在0～100％的范围内以10％的幅宽变化，并在各控制值处测定加热器电流值。作为该测定的结果，使用基于得到的各控制值与各加热器电流值的多个设定点，将用直线连接相邻的设定点而成的折线作为对加热器特性进行折线逼近后的基准线。
另外，本发明不限定于以上说明的实施方式，在本发明的技术思想内，能够由在本领域具有通常的知识的人实施大量的变形以及组合是显而易见的。
符号说明
100…劣化诊断装置；101…基准存储部(第1存储部)；102…控制值取得部；103…电流测定部；104…测定存储部(第2存储部)；105…选择部；106…曲线图显示控制部(第1显示控制部)；107…范围显示控制部(第2显示控制部)；108…显示部；111…加热器；112…操作部；113…控制部；114…温度测定部。

Claims (4)

1.一种劣化诊断装置，其特征在于，具备：
第1存储部，其存储用于进行作为劣化诊断对象的加热装置的劣化判定的容许范围，所述容许范围根据基准线上的相对于控制值的电流值的上侧容许值以及下侧容许值而设定，所述基准线表示构成所述加热装置的加热器的正常时的特性；
控制值取得部，其构成为取得用于控制所述加热器的控制值；
电流测定部，其构成为对按照由所述控制值取得部取得的控制值而供给至所述加热器的电流进行测定以取得测定值；
第2存储部，其以时间序列存储由所述控制值取得部取得的控制值和由所述电流测定部测定的测定值的对；
选择部，其构成为从所述第2存储部中选择与接受到的选择指示对应的成对的控制值以及测定值；
第1显示控制部，其构成为在显示部上显示曲线图，所述曲线图通过将由所述选择部选择的成对的控制值和测定值所确定的点配置在以所述控制值以及所述测定值为轴的二维平面坐标上而成；以及
第2显示控制部，其构成为将所述第1存储部中存储的容许范围重叠于所述显示部上显示的所述曲线图而进行显示，
所述基准线是对加热器特性进行了折线逼近后的基准线，所述加热器特性表示正常时的所述加热器的控制值与对应的电流的关系，
对所述加热器特性进行的所述折线逼近通过如下方法进行：
首先，在以所述控制值以及所述测定值为轴的二维平面坐标上，与表示所述加热器特性的曲线上的控制值的最小值以及最大值对应地配置设定点，并设定将它们连接的第一逼近线，且对于所述第一逼近线设定规定的第一上侧容许值线以及第一下侧容许值线，被所述第一上侧容许值线和所述第一下侧容许值线夹持的区域作为容许范围第一候选，
之后，在所述曲线落在所述容许范围第一候选内且所述第一逼近线与所述曲线的最大偏差小于预先设定的容许偏差的情况下，将所述第一逼近线作为所述基准线，并将所述容许范围第一候选作为所述容许范围，
在所述曲线超出所述容许范围第一候选的情况下，对于所述第一逼近线求出在测定值的负方向上与所述曲线的偏差为最大值的位置以及在测定值的正方向上与所述曲线的偏差为最大值的位置，并在求出的2个位置处的所述曲线上增加新的设定点，设定将通过增加而成为4个的设定点连接的第二逼近线，并对于所述第二逼近线设定规定的第二上侧容许值线以及第二下侧容许值线，被所述第二上侧容许值线和所述第二下侧容许值线夹持的区域作为容许范围第二候选，
在所述曲线落在所述容许范围第二候选内且所述第二逼近线与所述曲线的最大偏差小于预先设定的容许偏差的情况下，将所述第二逼近线作为所述基准线，并将所述容许范围第二候选作为所述容许范围。
2.根据权利要求1所述的劣化诊断装置，其特征在于，
所述第1存储部存储所述基准线，
所述第2显示控制部构成为将所述基准线重叠于在所述显示部上显示的所述曲线图而进行显示。
3.根据权利要求1或者2所述的劣化诊断装置，其特征在于，具备：
偏差计算部，其构成为求出由所述选择部选择的成对的控制值和测定值相对于所述基准线的偏差；以及
第3显示控制部，其构成为将由所述偏差计算部计算出的偏差的点配置在以时间以及偏差为轴的二维平面坐标上，并与所述第1存储部中存储的容许范围一起显示在所述显示部上。
4.根据权利要求1或者2所述的劣化诊断装置，其特征在于，
具备偏差计算部，其构成为求出由所述选择部选择的成对的控制值和测定值相对于所述基准线的偏差，
通过所述第1显示控制部，将由所述选择部选择的成对的控制值和测定值所确定的点描绘成与由所述偏差计算部求出的偏差的大小相应的形态的点，并在此基础上，在所述显示部上显示将该点配置在以所述控制值以及所述测定值为轴的二维平面坐标上的曲线图。
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