JP5159288B2 - 状態監視装置 - Google Patents
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Description
<a> 温度センサを用いて検出される監視対象の状態を示す状態値PVの変化率ΔPVを求める変化率算出手段と、
<b> 前記変化率ΔPVの最大値に基づいてその変化率ΔPVに対する変化率閾値Thを設定する閾値設定手段と、
<c> 前記状態値PVが所定の上限値Rhを超えたか否かを判定する状態値判定手段と、
<d> この状態値判定手段が前記上限値Rhを超えるレンジオーバーの状態値PVを検出したとき、その直前における前記変化率ΔPVが前記変化率閾値Thを超えているか否かを判定する変化率判定手段と、
<e> この変化率判定手段にて前記変化率閾値Thを超える変化率ΔPVが検出されたときには前記温度センサの断線を示す断線信号を出力し、前記変化率ΔPVが変化率閾値Thを超えていないときには前記状態値PVが前記上限値を超えたことを示す過昇温信号を出力する出力回路と
を具備したことを特徴としている。
この状態監視装置は、例えば図1に示すような加熱処理炉の温度を制御する温度調節装置(温調計)に組み込むに好適なものである。ちなみに加熱処理炉1の温度制御は、炉内を加熱するヒータ2と、炉内の温度を検出する温度センサ3とを用い、温度調節装置(温調計)4の制御の下で前記温度センサ3により検出される炉内温度に応じて電力調整器5の作動を制御し、これによって前記ヒータ2の通電量(発熱量)を制御することによって行われる。換言すれば前記温度調節装置(温調計)4は、炉内温度(状態値;PV)とその目標温度(目標値;SP)との温度差(誤差)を求め、その温度差を零とするための制御信号(操作量;MV)を求めて電力調整器5を制御することでヒータ2の通電量(発熱量)を調整し、これによって前記炉内温度(状態値;PV)が目標温度(目標値;SP)となるように制御する。
即ち、本発明においては、温度センサ3に断線が発生する前の定常状態時(正常な制御状態時)には、制御対象の状態変化は想定すべき最大の温度変化率の範囲内においてのみ生じること、そして前記温度センサ3に断線が発生した場合、見掛け上、そのセンサ出力が急激に変化(上昇)し、前記制御対象の状態変化の速度が想定した最大の温度変化率を上回ることに着目して前記変化率閾値Thを設定している。そして変化率閾値Thを上回る温度変化が検出されたとき、これを過昇温ではなくセンサの断線であるとして警報を発することを特徴としている。
入力変数 ;現サンプリング時点の状態値 PVn
1サンプル前の状態値 PVn-1
係数 α
変化率算出;ΔPV = PVn−PVn-1
上限値算出;if ΔPV > Th/α then Th = ΔPVn・α
となる。
入力変数 ;現サンプリング時点の状態値 PVn
1サンプル前の状態値 PVn-1
上限値 Rh
変化率閾値 Th
変化率算出;ΔPV = PVn−PVn-1
上限値判定;if ΔPV > Th and PVn > Rh
then センサ断線
if ΔPV ≦ Th and PVn > Rh
then 過昇温
となる。
具体的には、例えば0〜800℃の計測レンジを100℃毎の温度帯として区分し、これらの温度帯毎に変化率閾値Thi(i=1〜m,この例ではm=8)を設定するようにする。そして区分した温度帯毎の変化率閾値Thi(i=1〜m)を予め求め、図3に示すように予めテーブル51に登録しておく。その上で温度帯判定器52にて前記状態値(温度)PVを判定して求められる温度帯に応じて前記テーブル51を参照して、その温度帯に固有な変化率閾値Thi(i=1〜m)を求め、これを用いてセンサの断線判定を行うようにすれば良い。具体的には、例えば次表に示すように温度帯を設定して、各温度帯毎に変化率閾値Thiを定めれば良い。
入力変数:1サンプル前の状態値 PVn-1
上限値 Rh
変化率閾値 Th
変化率算出: ΔPV = Rh−PVn-1
上限値判定: if ΔPV > Th and レンジオーバー発生
then センサ断線
if ΔPV ≦ Th and レンジオーバー発生
then 過昇温
なる論理処理を実施するようにすれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
3 温度センサ
4 温度調節装置(温調計)
10 比較器(温度)
20 比較器(温度変化率)
31 1サンプル遅延回路
32 変化率算出手段
33 変化率閾値設定手段
34 比較器
40 論理回路(出力回路)
41 ラッチ回路
Claims (5)
- 温度センサを用いて検出される監視対象の状態を示す状態値PVの変化率ΔPVを求める変化率算出手段と、
前記変化率ΔPVの最大値に基づいてその変化率ΔPVに対する変化率閾値Thを設定する閾値設定手段と、
前記状態値PVが所定の上限値Rhを超えたか否かを判定する状態値判定手段と、
この状態値判定手段が前記上限値Rhを超えるレンジオーバーの状態値PVを検出したとき、その直前における前記変化率ΔPVが前記変化率閾値Thを超えているか否かを判定する変化率判定手段と、
この変化率判定手段にて前記変化率閾値Thを超える変化率ΔPVが検出されたときには前記センサの断線を示す断線信号を出力し、前記変化率ΔPVが前記変化率閾値Thを超えていないときには前記状態値PVが前記上限値Rhを超えたことを示す過昇温信号を出力する出力回路と
を具備したことを特徴とする状態監視装置。 - 前記温度センサはシース熱電対である請求項1に記載の状態監視装置。
- 前記出力回路は、前記断線信号をラッチして出力するラッチ回路を備えたものである請求項1に記載の状態監視装置。
- 前記変化率閾値Thは、前記状態値PVのレンジオーバーが発生しない状況において観測される前記変化率ΔPVの最大値に所定の係数α(但し、α>1)を乗じて設定されるものである請求項1に記載の状態監視装置。
- 前記変化率閾値Thは、予め設定した温度帯別のそれぞれについて、前記変化率ΔPVの最大値に基づいて設定されるものである請求項1に記載の状態監視装置。
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