JP6200261B2 - 不具合検知システムおよび不具合検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御の整定に関する不具合を検知したり予知したりすることができる不具合検知システムおよび不具合検知方法に関するものである。

半導体製造装置では、ＥＥＳ（Equipment Engineering System）が実用段階へと移行してきている。ＥＥＳは、半導体製造装置が正常に機能しているかどうかをデータでチェックし、装置の信頼性や生産性を向上させるシステムである。ＥＥＳの主な目的は、装置自体を対象とする不具合検知（ＦＤ：Fault Detection）、不具合予知（ＦＰ：Fault Prediction）である（非特許文献１参照）。

ＦＤ／ＦＰには、装置コントロールレベル、モジュールレベル、サブシステムレベル、Ｉ／Ｏデバイスレベルという階層化の捉え方がある。装置コントロールレベルのＦＤ／ＦＰは、ホストまたはオペレータから指示された処理条件の基で装置機能が装置スペックの許容範囲内で動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。モジュールレベルのＦＤ／ＦＰは、デバイスもしくはサブシステムから構成されるモジュールが、指示値どおりに処理を行うことができるかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。サブシステムレベルのＦＤ／ＦＰは、フィードバック制御を行うような複数のデバイスからなる複合システムが、いくつかのパラメータ設定の基で安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。Ｉ／ＯデバイスレベルのＦＤ／ＦＰは、装置を構成するセンサやアクチュエータが設計値どおりに安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。このように、Ｉ／Ｏデバイスレベルの主体は、センサやアクチュエータである。

アクチュエータのＦＤ／ＦＰに関しては、（０，１）のビット列のデータ（アクチュエータデータ）で済むシーケンス制御的な動作については、特に実用段階にあると言える。
一方で、センサのＦＤ／ＦＰに関しては、温度、圧力、流量などのプロセス量が対象データになる。これらのデータについては、ｍｓｅｃ．レベルで全てのデータを保存するのが合理的とは言えない。そこで、センサのデータを装置が管理する処理単位毎に、あるいは一定の期間毎に代表値化して、代表値化した値をチェックするＥＥＳ対応の基板処理装置（特許文献１参照）などが提案されている。代表値とは、最大値、最小値、平均値などである。これらの代表値によりＦＤ／ＦＰが実現できれば、全てのデータを監視する場合と比較して通信量、必要メモリ量などを大幅に削減できるので効率的である。

代表値を利用したＦＤ／ＦＰとしては、劣化によるヒータ断線のＦＰや、過電流によるヒータ断線のＦＤなどが知られている。ヒータが劣化する場合、ヒータの抵抗値（非プロセス量）の平均値が徐々に上昇していくので、ヒータの抵抗値の平均値を代表値としてチェックすれば、劣化によるヒータの断線を予知することができる。また、過電流によってヒータが断線した場合、ヒータの抵抗値の最大値が突発的に上昇するので、ヒータの抵抗値の最大値を代表値としてチェックすれば、過電流によるヒータの断線を検知することができる。

ここで、サブシステムに相当する制御ループ（ＰＩＤ制御などを実行するコントローラレベル）については、特許文献２のような不具合検知方法が提案されている。特許文献２に開示された技術は、配水ポンプの制御目標が変化した場合に、目標変化量の絶対値から推定される制御の整定時間と、実際に観測された整定時間との差が、予め設定した閾値を超えたときに制御異常が発生したことを出力する制御手段を備えるものである。

特開２０１０−２１９４６０号公報 特開２００８−０５２５０８号公報

「装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書」，社団法人電子情報技術産業協会，２００５年３月２３日

以上のように非プロセス量であれば、ＦＤ／ＦＰの実用化は可能である。しかしながら、プロセス量に関しては、単純な代表値のみで非プロセス量の場合のようなＦＤ／ＦＰを実現できるものが少なく、ＦＤ／ＦＰ機能を十分に実現できていないという問題点があった。ＥＥＳの装置内分散配置は、ＥＥＳの全体効率を高めるために有効な実装方法であるので、装置コントロールレベルで最も重要な制御状態自体を直接的に扱うＦＤ／ＦＰ機能をさらに強化することが求められている。

特許文献２に開示された技術では、目標変化量の絶対値から制御の整定時間を推定しているが、稼働中の正常な外乱などの影響により、整定時間の予測は立ち難い。このような技術は、配水ポンプを制御する場合のように目標変化量の絶対値から制御の整定時間を推定できる場合、すなわち予め制御対象の特性を十分に把握できる場合にしか利用することができない。簡易的で汎用的なコントローラを利用する際に、予め制御対象の特性を把握できない場合でも、制御の整定に関する不適正な状態を検出するための機能を実現できることが望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装置コントロールレベルでの制御状態（整定に関する適／不適状態）自体を直接的に扱うＦＤ／ＦＰ機能を強化することができる不具合検知システムおよび不具合検知方法を提供することを目的とする。換言するならば、本発明は、装置コントロールレベルで内蔵も外付けも可能な簡易型のＦＤ／ＦＰ関連機能を提供する。

本発明の不具合検知システムは、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、不具合検知のための整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段と、前記操作量算出手段による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測手段と、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出する整定時間率算出手段と、前記設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶手段と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセット手段と、前記整定時間率記憶手段に記憶された設定値整定時間率が予め規定された閾値を下回ったときに、アラームを出力するアラーム出力手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、互いに異なる複数の整定判定幅候補を予め記憶する整定判定幅候補記憶手段と、前記整定判定幅が確定していないときに、前記整定時間率算出手段が前記整定判定幅候補毎に算出した設定値整定時間率のうち適切な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を選択し、この選択した整定判定幅候補を前記整定判定幅として確定して前記整定判定幅記憶手段に登録する整定判定幅調整手段とを備え、前記整定時間計測手段は、前記整定判定幅が確定していないときに、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅候補以内にある整定時間を前記整定判定幅候補毎に計測し、前記整定時間率算出手段は、前記整定判定幅が確定していないときに、前記経過時間と前記整定判定幅候補に対応する整定時間から前記設定値整定時間率を前記整定判定幅候補毎に算出することを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知システムは、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、不具合検知のための、互いに異なる複数の整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段と、前記操作量算出手段による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を整定判定幅毎に計測する整定時間計測手段と、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定判定幅に対応する整定時間から設定値整定時間率を前記整定判定幅毎に算出する整定時間率算出手段と、前記設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶手段と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセット手段と、前記複数の整定判定幅のうち１つの整定判定幅に対応する設定値整定時間率に対して、この整定判定幅よりも小さい別の整定判定幅に対応する設定値整定時間率の比率が予め規定された基準閾値を下回ったときに、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを出力する複合判定手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、前記整定時間率記憶手段に保持されている設定値整定時間率を予め規定された間隔で取得する整定時間率取得手段と、前記設定値整定時間率の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、前記整定時間率取得手段が取得した設定値整定時間率を記憶する整定時間率履歴記憶手段と、この整定時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の設定値整定時間率に対する最新の設定値整定時間率の低下量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知方法は、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、前記操作量算出ステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測ステップと、不具合検知のための整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段を参照し、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測ステップと、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出して整定時間率記憶手段へ登録する整定時間率算出ステップと、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセットステップと、前記整定時間率記憶手段に記憶された設定値整定時間率が予め規定された閾値を下回ったときに、アラームを出力するアラーム出力ステップとを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知方法は、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、前記操作量算出ステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測ステップと、不具合検知のための、互いに異なる複数の整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段を参照し、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を整定判定幅毎に計測する整定時間計測ステップと、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定判定幅に対応する整定時間から設定値整定時間率を前記整定判定幅毎に算出して整定時間率記憶手段へ登録する整定時間率算出ステップと、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセットステップと、前記複数の整定判定幅のうち１つの整定判定幅に対応する設定値整定時間率に対して、この整定判定幅よりも小さい別の整定判定幅に対応する設定値整定時間率の比率が予め規定された基準閾値を下回ったときに、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを出力する複合判定ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、整定判定幅記憶手段と経過時間計測手段と整定時間計測手段と整定時間率算出手段と整定時間率記憶手段とを設けることにより、装置コントロールレベルでの制御状態自体を直接的に扱うＦＤ／ＦＰ機能を強化することができ、制御の整定に関する不具合を検知したり予知したりすることができる。

また、本発明では、整定判定幅候補記憶手段と整定判定幅調整手段とを設けることにより、膨大な時系列データを記憶しておいて、適度な設定値整定時間率になる整定判定幅を割り出すような煩雑な手順が不要になる。

また、本発明では、アラーム出力手段を設けることにより、設定値整定時間率に関する簡易的なアラーム機能をコントローラレベルで実現することができる。

また、本発明では、整定判定幅記憶手段と経過時間計測手段と整定時間計測手段と整定時間率算出手段と整定時間率記憶手段と複合判定手段とを設けることにより、設定値変更に伴う過渡状態の発生も考慮した設定値整定時間率に関する簡易的なアラーム機能をコントローラレベルで実現することができ、設定値変更に伴う過渡状態との関連性の診断も可能になる。

また、本発明では、整定時間率取得手段と整定時間率履歴記憶手段と判定手段とを設けることにより、さらに高度な制御状態検知を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態において整定判定幅が確定していない場合の不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態において整定判定幅が確定していない場合の不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態において整定判定幅が確定している場合の不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態において整定判定幅が確定している場合の不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における設定値整定時間率の記録例を示す図である。

［発明の原理１］
一般的な装置の稼動中の正常な外乱とは、例えば電子基板のリフロー炉であれば、特定のワークが一定のペースでコンベアに投入され、このワークが炉内を一定のペースで通過するときの降温外乱などがある。したがって、一定の長い期間（上記のリフロー炉の例であれば１ロット分のワークを全て処理する時間）に亘り、制御量ＰＶが設定値近傍の整定判定幅に入っている時間の割合（設定値整定時間率）を検出すれば、概ね再現性が確保されるのが、正常な状態であることに着眼した。

そして、一定期間毎の管理機能（例えばリセット機能）と併用し、設定値整定時間率を検出するようにすれば、ＰＩＤパラメータ変更のミスや、制御量ＰＶを計測するセンサの不適正状態など、制御状態自体を直接的に扱う検出機能として利用できることに想到した。情報量としては膨大にならないため、設定値整定時間率に限れば、簡易型のコントローラレベルにも実装可能になる。コントローラは、情報検出機能としてＦＤ／ＦＰ機能の一部を形成することになる。そして、この設定値整定時間率を上位レベルのＰＣなどで加工して、アラーム発報や情報分析結果の提示を行なう構成が現実的である。ただし、簡易的なアラーム機能ならば、コントローラにも実装可能である。

［発明の原理２］
管理すべき整定判定幅を、自動調整あるいは変更提案する構成が好ましい。すなわち、初期の正常な制御状態において、整定判定幅を大きくし過ぎると、制御状態が劣化しても設定値整定時間率は劣化しなくなる。逆に初期の正常な制御状態において、整定判定幅を小さくし過ぎると、常に制御状態が劣化したような状態にしかならなくなる。

具体的には、初期状態において整定判定幅を複数設定し、各々の整定判定幅について設定値整定時間率を算出し、複数の整定判定幅の中から適度な設定値整定時間率を与える整定判定幅を選ぶようにする。このようにすれば、膨大な時系列データを記憶しておいて、適度な設定値整定時間率になる整定判定幅を割り出すような手順は行なわずに済む。

［発明の原理３］
複数の整定判定幅による複数の設定値整定時間率を、常に利用することも有効である。例えば、設定値変更に伴う過渡状態との関連性の診断も可能になる。具体的には、整定判定幅が±１℃の場合で設定値整定時間率が低く、整定判定幅が±２℃の場合で設定値整定時間率が高いならば、±２℃以上の設定値変更が頻繁に行なわれ、この頻繁な設定値変更に伴う過渡状態により整定判定幅が±１℃の場合での設定値整定時間率が損なわれている可能性は低い、という判断も可能になる。逆に、整定判定幅が±１℃の場合で設定値整定時間率が低く、整定判定幅が±２℃の場合でも設定値整定時間率が低いならば、±２℃以上の設定値変更が頻繁に行なわれ、この頻繁な設定値変更に伴う過渡状態により整定判定幅が±１℃の場合での設定値整定時間率が損なわれている可能性が高い、という判断も可能になる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理２に対応する例である。ここでは、不具合検知システムを簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合検知システムは、従来から温調計に設けられている一般的構成である温調計制御機能部１と、本実施の形態の特徴的構成であるＦＤ／ＦＰ機能部２とから構成される。

温調計制御機能部１は、設定値ＳＰを温調計外部から入力する設定値入力部１０と、制御量ＰＶを図示しない計測器から入力する制御量入力部１１と、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出部１２と、操作量ＭＶを温調計外部に出力する操作量出力部１３とを備えている。

ＦＤ／ＦＰ機能部２は、互いに異なる複数の整定判定幅候補を予め記憶する整定判定幅候補記憶部２０と、不具合検知のための整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶部２１と、操作量算出部１２による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測部２２と、整定判定幅が確定していないときには、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差が整定判定幅候補以内にある整定時間を整定判定幅候補毎に計測し、整定判定幅が確定しているときには、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差が整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測部２３と、整定判定幅が確定していないときには、経過時間と整定判定幅候補に対応する整定時間から設定値整定時間率を整定判定幅候補毎に算出し、整定判定幅が確定しているときには、経過時間と整定時間から設定値整定時間率を算出する整定時間率算出部２４と、整定判定幅が確定していないときに、整定時間率算出部２４が整定判定幅候補毎に算出した設定値整定時間率のうち適切な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を選択し、この選択した整定判定幅候補を整定判定幅として確定して整定判定幅記憶部２１に登録する整定判定幅調整部２５と、設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶部２６と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは整定時間率記憶部２６への設定値整定時間率の登録後に、計測中の経過時間と整定時間をゼロにリセットするリセット部２７と、整定時間率記憶部２６に記憶された設定値整定時間率が予め規定された閾値を下回ったときに、アラームを温調計外部に出力するアラーム出力部２８とを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図２〜図５を参照して説明する。図２、図４は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図３、図５は不具合検知システムの動作例を示す図である。図３、図５の横軸は時間、縦軸は制御量ＰＶ（温度）である。ここでは、設定値ＳＰを温度設定値、制御量ＰＶを温度計測値とし、例えば加熱装置の温度制御中のデータを収集する場合について説明する。

まず、ＦＤ／ＦＰ機能として利用する整定判定幅が確定していない場合の動作を図２、図３を用いて説明する。
初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２のリセット部２７は、経過時間計測部２２が計測する経過時間ＴＸと整定時間計測部２３が計測する整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３とを０にリセットする（図２ステップＳ１００）。

温調計の制御動作が起動すると、温調計制御機能部１の操作量算出部１２は、周知の制御演算アルゴリズムに従って、設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶとが一致するように操作量ＭＶを算出する（図２ステップＳ１０１）。制御演算アルゴリズムとしては、例えばＰＩＤがある。

操作量出力部１３は、操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する（図２ステップＳ１０２）。制御対象が例えば加熱処理炉の場合、加熱処理炉のヒータに電力を供給する電力調整器が、操作量ＭＶの実際の出力先となる。

経過時間計測部２２は、温調計の制御動作が起動しているときに、制御動作を実行している状態の経過時間ＴＸを次式のように更新する（図２ステップＳ１０３）。
ＴＸ←ＴＸ＋ｄＴ ・・・（１）
ｄＴは制御周期である。こうして、制御動作開始後の経過時間ＴＸを計測することができる。

整定時間計測部２３は、設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅候補記憶部２０に予め登録された整定判定幅候補α１（例えばα１＝１℃）以内にあれば（図２ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、整定判定幅候補α１に対応する整定時間ＴＳ１を次式のように更新する（図２ステップＳ１０５）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦α１ ＴＨＥＮ ＴＳ１←ＴＳ１＋ｄＴ ・・・（２）

整定時間計測部２３は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅候補記憶部２０に予め登録された整定判定幅候補α２（例えばα２＝２℃）以内にあれば（図２ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、整定判定幅候補α２に対応する整定時間ＴＳ２を次式のように更新する（図２ステップＳ１０７）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦α２ ＴＨＥＮ ＴＳ２←ＴＳ２＋ｄＴ ・・・（３）

また、整定時間計測部２３は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅候補記憶部２０に予め登録された整定判定幅候補α３（例えばα３＝３℃）以内にあれば（図２ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、整定判定幅候補α３に対応する整定時間ＴＳ３を次式のように更新する（図２ステップＳ１０９）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦α３ ＴＨＥＮ ＴＳ３←ＴＳ３＋ｄＴ ・・・（４）

こうして、図３に示すように整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が計測される。なお、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅候補α１を上回ると、整定時間ＴＳ１の更新が一時停止するが、図３から明らかなように、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅候補α１以下になると、整定時間ＴＳ１の更新が再開される。整定時間ＴＳ２，ＴＳ３についても同様である。

整定時間率算出部２４は、経過時間ＴＸが予め規定された基準経過時間ＴＲに到達したときに（図２ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の各々について設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を個別に算出する（図２ステップＳ１１１）。
ＲＳ１（％）＝（ＴＳ１／ＴＸ）×１００ ・・・（５）
ＲＳ２（％）＝（ＴＳ２／ＴＸ）×１００ ・・・（６）
ＲＳ３（％）＝（ＴＳ３／ＴＸ）×１００ ・・・（７）

図３に示すように、整定判定幅候補がα１＜α２＜α３であれば、ＴＳ１≦ＴＳ２≦ＴＳ３の関係になり、ＲＳ１≦ＲＳ２≦ＲＳ３の関係になる。
整定判定幅調整部２５は、整定時間率算出部２４が算出した設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３のうち最適な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を選択し、この選択した整定判定幅候補を整定判定幅αとして確定して整定判定幅記憶部２１に登録する（図２ステップＳ１１２）。最適な設定値整定時間率とは、例えば予め規定された指標時間率ＲＸ（例えば５０％）に最も近い設定値整定時間率のことを言う。

以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２の動作が終了するまで、あるいは整定判定幅αが確定するまで（図２ステップＳ１１３においてＹＥＳ）、制御周期ｄＴ毎に繰り返し実行される。
図２の処理により、例えば膨大な時系列データを記憶しておいて、適度な設定値整定時間率になる整定判定幅を割り出すような大袈裟な手順（温調計に実装困難）は、不要になる。

次に、ＦＤ／ＦＰ機能として利用する整定判定幅αが確定している場合の動作を図４、図５を用いて説明する。
初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、リセット部２７は、経過時間計測部２２が計測する経過時間ＴＸと整定時間計測部２３が計測する整定時間ＴＳとを０にリセットする（図４ステップＳ２００）。

図４のステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３は、それぞれ図２のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３と同じなので、説明は省略する。
整定時間計測部２３は、整定判定幅α（例えばα＝２℃）が既に確定している場合で、設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅記憶部２１に登録された整定判定幅α以内にあれば（図４ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、整定判定幅αに対応する整定時間ＴＳを次式のように更新する（図４ステップＳ２０５）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦α ＴＨＥＮ ＴＳ←ＴＳ＋ｄＴ ・・・（８）

こうして、図５に示すように整定時間ＴＳが計測される。なお、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅αを上回ると、整定時間ＴＳの更新が一時停止するが、図５から明らかなように、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅α以下になると、整定時間ＴＳの更新が再開される。

整定時間率算出部２４は、経過時間ＴＸが予め規定された基準経過時間ＴＲに到達したときに（図４ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、設定値整定時間率ＲＳを次式のように算出する（図４ステップＳ２０７）。
ＲＳ（％）＝（ＴＳ／ＴＸ）×１００ ・・・（９）
整定時間率算出部２４は、算出した設定値整定時間率ＲＳを整定時間率記憶部２６に登録する（図４ステップＳ２０８）。

アラーム出力部２８は、整定時間率記憶部２６に登録された最新の設定値整定時間率ＲＳが予め規定された閾値ＴＨを下回ったときに（図４ステップＳ２０９においてＹＥＳ）、アラームを温調計外部に出力する（図４ステップＳ２１０）。アラームの出力形態としては、例えば上位レベルのＰＣなどへのアラーム信号の出力等がある。閾値ＴＨの簡易的な規定方法としては、前回の基準経過時間帯において算出された設定値整定時間率ＲＳを閾値ＴＨとしたり、この設定値整定時間率ＲＳの８０％の値を閾値ＴＨとしたりするといった、実績ベースの規定方法がある。

設定値整定時間率ＲＳの登録後、整定時間率記憶部２６は、リセット部２７に対してリセット信号を出力し、経過時間ＴＸと整定時間ＴＳとを０にリセットさせる（図４ステップＳ２１１）。
以上のようなステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２の動作が終了するまで（図４ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、制御周期ｄＴ毎に繰り返し実行される。図４の処理により、設定値整定時間率に関する簡易的なアラーム機能をコントローラレベル（温調計）で継続できる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理３に対応する例である。本実施の形態においても、不具合検知システムを簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２ａとから構成される。

温調計制御機能部１の構成は第１の実施の形態で説明したとおりである。ＦＤ／ＦＰ機能部２ａは、不具合検知のための、互いに異なる複数の整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶部２１ａと、経過時間計測部２２と、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差が整定判定幅以内にある整定時間を整定判定幅毎に計測する整定時間計測部２３ａと、経過時間と整定判定幅に対応する整定時間から設定値整定時間率を整定判定幅毎に算出する整定時間率算出部２４ａと、整定判定幅毎に算出された設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶部２６ａと、リセット部２７と、複数の整定判定幅のうち１つの整定判定幅に対応する設定値整定時間率に対して、この整定判定幅よりも小さい別の整定判定幅に対応する設定値整定時間率の比率が予め規定された基準閾値を下回ったときに、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを温調計外部に出力する複合判定部２９とを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図７、図８を参照して説明する。図７は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図８は不具合検知システムの動作例を示す図である。図８の横軸は時間、縦軸は制御量ＰＶ（温度）である。

初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、リセット部２７は、経過時間計測部２２が計測する経過時間ＴＸと整定時間計測部２３ａが計測する整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３とを０にリセットする（図７ステップＳ３００）。

図７のステップＳ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３は、それぞれ図２のステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３と同じなので、説明は省略する。
整定時間計測部２３ａは、設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅記憶部２１ａに予め登録された整定判定幅β１（例えばβ１＝１℃）以内にあれば（図７ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、整定判定幅β１に対応する整定時間ＴＳ１を次式のように更新する（図７ステップＳ３０５）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦β１ ＴＨＥＮ ＴＳ１←ＴＳ１＋ｄＴ ・・・（１０）

整定時間計測部２３ａは、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅記憶部２１ａに予め登録された整定判定幅β２（例えばβ２＝２℃）以内にあれば（図７ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、整定判定幅β２に対応する整定時間ＴＳ２を次式のように更新する（図７ステップＳ３０７）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦β２ ＴＨＥＮ ＴＳ２←ＴＳ２＋ｄＴ ・・・（１１）

整定時間計測部２３ａは、設定値ＳＰと制御量ＰＶとの差の絶対値が整定判定幅記憶部２１ａに予め登録された整定判定幅β３（例えばβ３＝３℃）以内にあれば（図７ステップＳ３０８においてＹＥＳ）、整定判定幅β３に対応する整定時間ＴＳ３を次式のように更新する（図７ステップＳ３０９）。
ＩＦ ｜ＳＰ−ＰＶ｜≦β３ ＴＨＥＮ ＴＳ３←ＴＳ３＋ｄＴ ・・・（１２）

こうして、図８に示すように整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が計測される。次に、整定時間率算出部２４ａは、経過時間ＴＸが予め規定された基準経過時間ＴＲに到達したときに（図７ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３の各々について設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を式（５）〜式（７）のように算出する（図７ステップＳ３１１）。図８に示すように、整定判定幅がβ１＜β２＜β３であれば、ＴＳ１≦ＴＳ２≦ＴＳ３の関係になり、ＲＳ１≦ＲＳ２≦ＲＳ３の関係になる。

整定時間率算出部２４ａは、算出した設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を整定時間率記憶部２６ａに登録する（図７ステップＳ３１２）。
複合判定部２９は、小さい整定判定幅β１に対応する設定値整定時間率ＲＳ１の、大きい整定判定幅β２に対応する設定値整定時間率ＲＳ２に対する比率ＲＲ１を次式のように算出し（図７ステップＳ３１３）、この比率ＲＲ１が予め規定された基準閾値ＴＲ１を下回ったときに（図７ステップＳ３１４においてＹＥＳ）、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを、温調計外部に出力する（図７ステップＳ３１５）。
ＲＲ１（％）＝（ＲＳ１／ＲＳ２）×１００ ・・・（１３）

複合判定部２９は、小さい整定判定幅β２に対応する設定値整定時間率ＲＳ２の、大きい整定判定幅β３に対応する設定値整定時間率ＲＳ３に対する比率ＲＲ２を次式のように算出し（図７ステップＳ３１６）、この比率ＲＲ２が予め規定された基準閾値ＴＲ２を下回ったときに（図７ステップＳ３１７においてＹＥＳ）、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを、温調計外部に出力する（図７ステップＳ３１８）。
ＲＲ２（％）＝（ＲＳ２／ＲＳ３）×１００ ・・・（１４）

アラームの出力形態としては、例えば上位レベルのＰＣなどへのアラーム信号の出力等がある。設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３の登録後、整定時間率記憶部２６ａは、リセット部２７に対してリセット信号を出力し、経過時間ＴＸと整定時間ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３とを０にリセットさせる（図７ステップＳ３１９）。
以上のようなステップＳ３０１〜Ｓ３１９の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２ａの動作が終了するまで（図７ステップＳ３２０においてＹＥＳ）、制御周期ｄＴ毎に繰り返し実行される。

図７の処理により、過渡状態の発生も考慮した設定値整定時間率に関する簡易的なアラーム機能をコントローラレベル（温調計）で継続できる。なお、この場合の過渡状態とは、例えば変更幅が±２℃あるいは±３℃以上の設定値ＳＰの変更に伴う過渡状態などである。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、加熱装置の温度制御系に第１の実施の形態の不具合検知システムを適用した場合の例を示すものである。図９は本実施の形態の不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２と、ＦＤ／ＦＰ機能部３とから構成される。

温調計制御機能部１とＦＤ／ＦＰ機能部２の構成および動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。なお、本実施の形態では、整定判定幅αが確定した後の設定値整定時間率ＲＳを用いるので、図９の例では、ＦＤ／ＦＰ機能部２の構成のうち図４の処理に必要な構成のみを記載し、図２の処理に必要な構成については記載を省略している。

ＦＤ／ＦＰ機能部３は、ＦＤ／ＦＰ機能部２の整定時間率記憶部２６に保持されている設定値整定時間率ＲＳを予め規定された間隔で取得する整定時間率取得部３０と、設定値整定時間率ＲＳの取得後にリセット部２７にリセット信号を送信するリセット信号送信部３１と、整定時間率取得部３０が取得した設定値整定時間率ＲＳを記憶する整定時間率履歴記憶部３２と、整定時間率履歴記憶部３２に記憶された過去の任意の設定値整定時間率に対する最新の設定値整定時間率の低下量が予め規定された閾値Ｔｘを超えたときに、制御の安定性が損なわれている状態に推移している危険性を示すアラームを出力する判定部３３とを備えている。

図１０は本実施の形態の適用対象となる加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、処理対象の被加熱物を加熱する加熱チャンバー１００と、電気ヒータ１０１と、加熱チャンバー１００内の温度を計測する温度センサ１０２と、加熱チャンバー１００内の温度を制御する温調計１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５と、加熱装置全体を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０６とから構成される。

温調計１０３は、温度センサ１０２が計測した温度ＰＶが温度設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。電力調整器１０４は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路１０５を通じて電気ヒータ１０１に供給する。こうして、温調計１０３は、加熱チャンバー１００内の被加熱物の温度を制御する。

図９の温調計制御機能部１とＦＤ／ＦＰ機能部２とは温調計１０３に実装され、ＦＤ／ＦＰ機能部３は温調計１０３よりも上位レベルのＰＣなどからなるＰＬＣ１０６に実装される。

次に、本実施の形態の不具合検知システムのＦＤ／ＦＰ機能部３の動作を図１１を参照して説明する。
整定時間率取得部３０は、ＦＤ／ＦＰ機能部２の整定時間率記憶部２６に保持されている設定値整定時間率ＲＳを取得する（図１１ステップＳ４００）。

設定値整定時間率ＲＳの取得後、整定時間率取得部３０は、リセット信号送信部３１に対してリセット信号を送信するよう指示を出す。この指示に応じて、リセット信号送信部３１は、ＦＤ／ＦＰ機能部２のリセット部２７にリセット信号を送信する（図１１ステップＳ４０１）。リセット部２７の動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。
整定時間率履歴記憶部３２は、整定時間率取得部３０が取得した設定値整定時間率ＲＳを記憶する（図１１ステップＳ４０２）。

判定部３３は、整定時間率取得部３０が取得した最新の設定値整定時間率ＲＳと整定時間率履歴記憶部３２に記憶されている過去の任意の設定値整定時間率ＲＳとを比較したときに、過去の設定値整定時間率ＲＳよりも最新の設定値整定時間率ＲＳが低く、過去の設定値整定時間率ＲＳに対する最新の設定値整定時間率ＲＳの低下量が予め規定された閾値Ｔｘを超えた場合（図１１ステップＳ４０３）、制御の安定性が損なわれている状態に推移している危険性を示すアラームＸを出力する（図１１ステップＳ４０４）。アラームＸの出力形態としては、例えばＬＥＤの点灯、メッセージの表示、音声出力等がある。

以上のようなステップＳ４００〜Ｓ４０４の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部３の動作が終了するまで（図１１ステップＳ４０５においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。このＦＤ／ＦＰ機能部３の動作周期は、温調計制御機能部１およびＦＤ／ＦＰ機能部２の制御周期ｄＴよりも長い値に設定される。

［制御状態検知例］
ここでは、本実施の形態の不具合検知システムを図１０に示した加熱装置の温度制御系に適用した場合について説明する。加熱装置を利用した生産プロセスでは、対象製品により様々な温度変更があり、整定工程も様々であるが、整定パターンは有限であり、１週間中には概ね標準的な整定パターンが平均的な頻度で実行されるものとする。したがって、ＦＤ／ＦＰ機能部３の動作周期を１週間とする。閾値は、Ｔｘ＝２０％とする。設定値整定時間率ＲＳが整定時間率履歴記憶部３２に１週間毎に図１２のように記録されるものとする。

図１２から明らかなように、第２８週に、設定値整定時間率ＲＳが第３週の設定値整定時間率ＲＳよりも閾値Ｔｘ＝２０％を超える低下分（８４％−６３％＝２１％）を示したことになるので、アラームＸが出力される。
以上のように、本実施の形態では、第１の実施の形態と比較してさらに高度な制御状態検知が可能になる。本実施の形態によれば、生産プロセス管理者は、制御の安定性が損なわれている状態に推移した危険性を認識し、何らかの対処ができる。

なお、本実施の形態では、ＦＤ／ＦＰ機能部３を第１の実施の形態に適用したが、第２の実施の形態についても同様にＦＤ／ＦＰ機能部３を適用できることは言うまでもない。ＦＤ／ＦＰ機能部３を第２の実施の形態に適用する場合、整定時間率取得部３０が整定時間率記憶部２６ａから設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を取得し、設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３の取得後、リセット信号送信部３１がリセット信号を送信し、整定時間率履歴記憶部３２が設定値整定時間率ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を記憶すればよい。そして、判定部３３は、過去の任意の設定値整定時間率ＲＳ１に対する最新の設定値整定時間率ＲＳ１の低下量が予め規定された閾値Ｔｘ１を超えた場合にアラームを出力し、過去の任意の設定値整定時間率ＲＳ２に対する最新の設定値整定時間率ＲＳ２の低下量が予め規定された閾値Ｔｘ２を超えた場合にアラームを出力し、過去の任意の設定値整定時間率ＲＳ３に対する最新の設定値整定時間率ＲＳ３の低下量が予め規定された閾値Ｔｘ３を超えた場合にアラームを出力すればよい。

なお、背景技術ではＥＥＳの装置内分散配置を課題として取り上げているが、第１〜第３の実施の形態は、ＥＥＳに限らず、建物の空調制御や化学プラントなどで利用される装置コントロールレベルも対象範囲に入る。

第１〜第３の実施の形態で説明した不具合検知システムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第３の実施の形態で説明した処理を実行する。なお、上記で説明したとおり、不具合検知システムが複数の装置に分散して配置される場合には、各装置のＣＰＵが自装置の記憶装置に格納されたプログラムに従って処理を実行すればよい。

本発明は、制御の整定に関する不具合を検知したり予知したりする技術に適用することができる。

１…温調計制御機能部、２，２ａ，３…ＦＤ／ＦＰ機能部、１０…設定値入力部、１１…制御量入力部、１２…操作量算出部、１３…操作量出力部、２０…整定判定幅候補記憶部、２１，２１ａ…整定判定幅記憶部、２２…経過時間計測部、２３，２３ａ…整定時間計測部、２４，２４ａ…整定時間率算出部、２５…整定判定幅調整部、２６，２６ａ…整定時間率記憶部、２７…リセット部、２８…アラーム出力部、２９…複合判定部、３０…整定時間率取得部、３１…リセット信号送信部、３２…整定時間率履歴記憶部、３３…判定部。

Claims (8)

1. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、
   不具合検知のための整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段と、
   前記操作量算出手段による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
   前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測手段と、
   前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出する整定時間率算出手段と、
   前記設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶手段と、
   外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセット手段と、
   前記整定時間率記憶手段に記憶された設定値整定時間率が予め規定された閾値を下回ったときに、アラームを出力するアラーム出力手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
2. 請求項１記載の不具合検知システムにおいて、
   さらに、互いに異なる複数の整定判定幅候補を予め記憶する整定判定幅候補記憶手段と、
   前記整定判定幅が確定していないときに、前記整定時間率算出手段が前記整定判定幅候補毎に算出した設定値整定時間率のうち適切な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を選択し、この選択した整定判定幅候補を前記整定判定幅として確定して前記整定判定幅記憶手段に登録する整定判定幅調整手段とを備え、
   前記整定時間計測手段は、前記整定判定幅が確定していないときに、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅候補以内にある整定時間を前記整定判定幅候補毎に計測し、
   前記整定時間率算出手段は、前記整定判定幅が確定していないときに、前記経過時間と前記整定判定幅候補に対応する整定時間から前記設定値整定時間率を前記整定判定幅候補毎に算出することを特徴とする不具合検知システム。
3. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、
   不具合検知のための、互いに異なる複数の整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段と、
   前記操作量算出手段による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
   前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を整定判定幅毎に計測する整定時間計測手段と、
   前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定判定幅に対応する整定時間から設定値整定時間率を前記整定判定幅毎に算出する整定時間率算出手段と、
   前記設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶手段と、
   外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセット手段と、
   前記複数の整定判定幅のうち１つの整定判定幅に対応する設定値整定時間率に対して、この整定判定幅よりも小さい別の整定判定幅に対応する設定値整定時間率の比率が予め規定された基準閾値を下回ったときに、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを出力する複合判定手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の不具合検知システムにおいて、
   さらに、前記整定時間率記憶手段に保持されている設定値整定時間率を予め規定された間隔で取得する整定時間率取得手段と、
   前記設定値整定時間率の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、
   前記整定時間率取得手段が取得した設定値整定時間率を記憶する整定時間率履歴記憶手段と、
   この整定時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の設定値整定時間率に対する最新の設定値整定時間率の低下量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
5. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、
   前記操作量算出ステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
   不具合検知のための整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段を参照し、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測ステップと、
   前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出して整定時間率記憶手段へ登録する整定時間率算出ステップと、
   外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセットステップと、
   前記整定時間率記憶手段に記憶された設定値整定時間率が予め規定された閾値を下回ったときに、アラームを出力するアラーム出力ステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。
6. 請求項５記載の不具合検知方法において、
   前記整定時間計測ステップは、前記整定判定幅が確定していないときに、互いに異なる複数の整定判定幅候補を予め記憶する整定判定幅候補記憶手段を参照し、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅候補以内にある整定時間を前記整定判定幅候補毎に計測し、
   前記整定時間率算出ステップは、前記整定判定幅が確定していないときに、前記経過時間と前記整定判定幅候補に対応する整定時間から前記設定値整定時間率を前記整定判定幅候補毎に算出し、
   さらに、前記整定判定幅が確定していないときに、前記整定時間率算出ステップで前記整定判定幅候補毎に算出した設定値整定時間率のうち適切な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を選択し、この選択した整定判定幅候補を前記整定判定幅として確定して前記整定判定幅記憶手段に登録する整定判定幅調整ステップを含むことを特徴とする不具合検知方法。
7. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、
   前記操作量算出ステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測ステップと、
   不具合検知のための、互いに異なる複数の整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶手段を参照し、前記設定値ＳＰと前記制御量ＰＶとの差が前記整定判定幅以内にある整定時間を整定判定幅毎に計測する整定時間計測ステップと、
   前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定判定幅に対応する整定時間から設定値整定時間率を前記整定判定幅毎に算出して整定時間率記憶手段へ登録する整定時間率算出ステップと、
   外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶手段への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするリセットステップと、
   前記複数の整定判定幅のうち１つの整定判定幅に対応する設定値整定時間率に対して、この整定判定幅よりも小さい別の整定判定幅に対応する設定値整定時間率の比率が予め規定された基準閾値を下回ったときに、過渡状態の発生が少ない状況でありながら整定状態が損なわれている可能性が高いことを示すアラームを出力する複合判定ステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の不具合検知方法において、
   さらに、前記整定時間率記憶手段に保持されている設定値整定時間率を予め規定された間隔で取得する整定時間率取得ステップと、
   前記設定値整定時間率の取得後に前記リセット信号を送信するリセット信号送信ステップと、
   前記整定時間率取得ステップで取得した設定値整定時間率を整定時間率履歴記憶手段に記憶させる整定時間率履歴記憶ステップと、
   前記整定時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の設定値整定時間率に対する最新の設定値整定時間率の低下量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定ステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。

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