JP6216607B2 - Defect detection system and defect detection method - Google Patents
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Description
本発明は、装置の稼働効率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。 The present invention relates to a failure detection system and a failure detection method capable of detecting or predicting a failure related to the operation efficiency of an apparatus.
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)。 In semiconductor manufacturing equipment, EES (Equipment Engineering System) has entered a practical stage. The EES is a system that checks whether or not a semiconductor manufacturing apparatus is functioning normally with data and improves the reliability and productivity of the apparatus. The main purpose of EES is failure detection (FD: Fault Detection) and failure prediction (FP: Fault Prediction) for the device itself (see Non-Patent Document 1).
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。 In FD / FP, there is a way of grasping hierarchies of device control level, module level, subsystem level, and I / O device level. The FD / FP at the device control level is an FD / FP that monitors / detects whether the device function is operating within the allowable range of the device specification based on the processing conditions specified by the host or the operator. The module level FD / FP is FD / FP for monitoring / detecting whether a module constituted by a device or a subsystem can perform processing according to an instruction value. The subsystem level FD / FP is an FD / FP that monitors / detects whether a complex system including a plurality of devices that perform feedback control is operating stably based on some parameter settings. The FD / FP at the I / O device level is FD / FP that monitors / detects whether the sensors and actuators constituting the apparatus are operating stably as designed values. As described above, the main subjects at the I / O device level are sensors and actuators.
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。
Regarding the FD / FP of the actuator, it can be said that the sequence control operation that requires only the bit string data (actuator data) of (0, 1) is in a practical stage.
On the other hand, regarding the FD / FP of the sensor, process quantities such as temperature, pressure, and flow rate become target data. For these data, msec. It is not reasonable to save all data at the level. Therefore, an EES-compliant substrate processing apparatus (see Patent Document 1) that checks the representative value by converting the sensor data into a representative value for each processing unit managed by the apparatus or for a certain period of time has been proposed. ing. The representative value is a maximum value, a minimum value, an average value, or the like. If FD / FP can be realized with these representative values, the amount of communication, the amount of required memory, and the like can be greatly reduced as compared with the case of monitoring all data.
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。 As FD / FP using a representative value, heater breakage FP due to deterioration, heater breakage FD due to overcurrent, and the like are known. When the heater deteriorates, the average value of the heater resistance value (non-process amount) gradually increases. Therefore, if the average value of the heater resistance value is checked as a representative value, the heater disconnection due to the deterioration is predicted. be able to. In addition, when the heater is disconnected due to an overcurrent, the maximum value of the heater resistance suddenly increases. If the maximum value of the heater resistance is checked as a representative value, the heater disconnection due to the overcurrent is detected. be able to.
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、プロセス量の代表値化では物理的な状態のみが扱う対象になり、装置内の稼働効率までは扱えないので、情報としては必ずしも十分ではない。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、装置内の稼働効率が反映される装置コントロールレベルでFD/FP機能をさらに強化することが求められている。 As described above, the FD / FP can be put into practical use if it is a non-process amount. However, since representative values of the process amount are handled only in the physical state and the operation efficiency in the apparatus cannot be handled, the information is not always sufficient. Since the EES distributed arrangement in the device is an effective mounting method for increasing the overall efficiency of the EES, it is required to further strengthen the FD / FP function at the device control level reflecting the operation efficiency in the device. Yes.
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稼働効率を対象とする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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a failure detection system and a failure detection method capable of strengthening the FD / FP function for operating efficiency at the device control level. And In other words, the present invention provides a simple FD / FP related function that can be built in or externally attached at the device control level.
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を算出する操作量算出手段と、自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する特殊モード管理手段と、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力手段と、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力手段と、前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測手段と、前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測手段と、前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出する特殊モード時間率算出手段と、前記特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率記憶手段と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセット手段とを備え、各特殊モード管理手段はそれぞれ異なる前記特殊/非特殊切換パラメータの状態を管理し、さらに、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの優先順位情報が予め登録された優先順位登録手段を備え、前記操作量出力手段と前記特殊操作量出力手段とは、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの状態とその優先順位に応じて制御の動作モードを判断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を算出する操作量算出手段と、自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する特殊モード管理手段と、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力手段と、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力手段と、前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測手段と、前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測手段と、前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出する特殊モード時間率算出手段と、前記特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率記憶手段と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセット手段と、前記特殊モード時間率記憶手段に保持されている特殊モード時間率を予め規定された間隔で取得する特殊モード時間率取得手段と、前記特殊モード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、前記特殊モード時間率取得手段が取得した特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率履歴記憶手段と、この特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の特殊モード時間率に対する最新の特殊モード時間率の上昇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。
The fault detection system of the present invention includes an operation amount calculation means for calculating an operation amount MV based on a set value SP and a control amount PV, and a special mode for switching between a special mode in which automatic control is not executed and a non-special mode in which automatic control is executed. / Special mode management means for managing non-special switching parameters in a state designated from the outside, operation amount output means for outputting the operation amount MV to the control target in the non-special mode, and the operation amount in the special mode A special operation amount output means for outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the MV; an automatic control time measurement means for measuring an automatic control time which is an elapsed time of the operation state in the non-special mode; Special mode time measuring means for measuring the special mode time which is the elapsed time of the operating state in the mode, and when the sum of the automatic control time and the special mode time has elapsed Special mode time rate calculating means for calculating a special mode time rate from the automatic control time and the special mode time when a predetermined reference elapsed time is reached, and a special mode time rate for storing the special mode time rate Storage means and reset means for resetting the automatic control time and the special mode time during measurement to zero when a reset signal is received from the outside or after the special mode time ratio is registered in the special mode time ratio storage means And each special mode management means manages the state of the different special / non-special switching parameters, and further includes priority order registration means in which priority information of a plurality of the special / non-special switching parameters is registered in advance. The manipulated variable output means and the special manipulated variable output means include a plurality of special / non-special switching parameter states and It is characterized in that to determine the operating mode of the control in accordance with the above order.
In addition, the fault detection system of the present invention switches the operation amount calculation means for calculating the operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV, and the special mode in which automatic control is not executed and the non-special mode in which automatic control is executed. Special mode management means for managing the special / non-special switching parameters in a state designated from the outside, operation amount output means for outputting the operation quantity MV to the control target in the non-special mode, and the special mode Special operation amount output means for outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV, automatic control time measurement means for measuring the automatic control time which is the elapsed time of the operation state in the non-special mode, Special mode time measuring means for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operating state in the special mode, and a sum of the automatic control time and the special mode time Special mode time rate calculating means for calculating a special mode time rate from the automatic control time and the special mode time when an overtime reaches a predetermined reference elapsed time, and a special mode for storing the special mode time rate Reset the automatic control time and the special mode time during measurement to zero when the reset signal is received from the time rate storage means and from the outside or after the special mode time ratio is registered in the special mode time rate storage means A reset unit, a special mode time rate acquisition unit for acquiring the special mode time rate held in the special mode time rate storage unit at a predetermined interval, and the reset unit after acquiring the special mode time rate. A reset signal transmitting means for transmitting a reset signal and a special mode time rate acquired by the special mode time rate acquiring means are stored. Special mode time rate history storage means, and when the amount of increase in the latest special mode time rate with respect to any past special mode time rate stored in the special mode time rate history storage means exceeds a predetermined threshold And a determination means for outputting an alarm.
また、本発明の不具合検知システムの1構成例において、前記特殊/非特殊切換パラメータは、前記特殊モード時操作量としてオペレータが指定する手動操作量を出力する手動制御モードと前記操作量MVを出力する自動制御モードを切換えるための手動/自動切換パラメータを含むものであり、前記特殊モード管理手段は、前記手動/自動切換パラメータの状態を管理する手動制御モード管理手段を含むことを特徴とするものである。 Additionally, in an example of the failure detection system of the present invention, the special / non-special switching parameter outputs the previous SL manual operation amount for the operator to specify the special mode operation amount and a manual control mode the manipulated variable MV It is intended to include a manual / automatic switching parameter for switching the automatic control mode for outputting the special mode management means, and characterized in that it comprises a manual control mode managing means for managing a state before SL manual / automatic switching parameter To do.
また、本発明の不具合検知システムの1構成例は、さらに、前記特殊モード時間率記憶手段に記憶された特殊モード時間率が予め規定された閾値を上回ったときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とするものである。 Further, one configuration example of the failure detection system of the present invention further includes an alarm output means for outputting an alarm when the special mode time rate stored in the special mode time rate storage means exceeds a predetermined threshold value. It is characterized by providing .
また、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を算出する操作量算出ステップと、自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する複数の特殊モード管理手段を参照し、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力ステップと、前記特殊モード管理手段を参照し、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力ステップと、前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測ステップと、前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測ステップと、前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出して特殊モード時間率記憶手段へ登録する特殊モード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、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセットステップとを含み、複数の前記特殊モード管理手段がそれぞれ異なる前記特殊/非特殊切換パラメータの状態を管理し、前記操作量出力ステップと前記特殊操作量出力ステップとは、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの状態と、優先順位登録手段に予め登録された、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの優先順位情報に応じて、制御の動作モードを判断するステップ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を算出する操作量算出ステップと、自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する特殊モード管理手段を参照し、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力ステップと、前記特殊モード管理手段を参照し、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力ステップと、前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測ステップと、前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測ステップと、前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出して特殊モード時間率記憶手段へ登録する特殊モード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、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセットステップと、前記特殊モード時間率記憶手段に保持されている特殊モード時間率を予め規定された間隔で取得する特殊モード時間率取得ステップと、前記特殊モード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、前記特殊モード時間率取得ステップで取得した特殊モード時間率を特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶させる特殊モード時間率履歴記憶ステップと、前記特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の特殊モード時間率に対する最新の特殊モード時間率の上昇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ものである。
The defect detection method includes an operation amount calculation step for calculating the operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV, a special mode for switching between a special mode in which automatic control is not executed and a non-special mode in which automatic control is executed. An operation amount output step for outputting the operation amount MV to a control target in the non-special mode with reference to a plurality of special mode management means for managing the non-special switching parameter in a state designated from the outside, and the special mode management A special operation amount output step for outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode, and an automatic control time which is an elapsed time of the operation state in the non-special mode An automatic control time measuring step for measuring the special mode time measuring step for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operation state in the special mode. And the special mode time ratio is calculated from the automatic control time and the special mode time when the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time. A special mode time rate calculation step to be registered in the time rate storage means, and when the reset signal is received from the outside or after the registration of the special mode time ratio in the special mode time rate storage means, the saw including a reset step of resetting the special mode time zero, a plurality of said special mode management unit manages the status of each said different special / non-featured switching parameter, the special operation amount output the manipulated variable output step A step is a state of a plurality of special / non-special switching parameters and a plurality of previous parameters registered in the priority order registration means. Depending on the priority information of the special / non-featured switching parameter, it is characterized in including the step of determining the operation mode of the control.
In addition, the defect detection method of the present invention switches between an operation amount calculation step for calculating the operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV, a special mode in which automatic control is not executed, and a non-special mode in which automatic control is executed. An operation amount output step for outputting the operation amount MV to a control target in the non-special mode with reference to special mode management means for managing the special / non-special switching parameter of the device in a state designated from the outside, and the special mode A special operation amount output step of referring to the management means and outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode, and automatic control that is the elapsed time of the operation state in the non-special mode An automatic control time measurement step for measuring the time, and a special mode time measurement step for measuring the special mode time which is the elapsed time of the operating state in the special mode. And the special mode time ratio is calculated from the automatic control time and the special mode time when the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time. Special mode time rate calculation step to be registered in the mode time rate storage means, and the automatic control time being measured when a reset signal is received from the outside or after registration of the special mode time rate in the special mode time rate storage means A reset step for resetting the special mode time to zero, a special mode time rate acquisition step for acquiring the special mode time rate held in the special mode time rate storage means at a predetermined interval, and the special mode. Reset signal transmission step for transmitting the reset signal after acquisition of the time rate, and the special mode time rate acquisition step A special mode time rate history storage step for storing the acquired special mode time rate in the special mode time rate history storage means, and the latest special mode time ratio for any past special mode time ratio stored in the special mode time rate history storage means. And a determination step of outputting an alarm when the amount of increase in the mode time rate exceeds a predetermined threshold value.
本発明によれば、自動制御時間計測手段と特殊モード時間計測手段と特殊モード時間率算出手段と特殊モード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稼働効率を対象とするFD/FP機能を強化することができ、装置の稼働効率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。 According to the present invention, by providing the automatic control time measuring means, the special mode time measuring means, the special mode time rate calculating means, and the special mode time rate storage means, the FD / The FP function can be strengthened, and a defect related to the operation efficiency of the apparatus can be detected or predicted.
また、本発明では、操作量出力手段と特殊操作量出力手段とが、複数の特殊/非特殊切換パラメータの状態とその優先順位に応じて制御の動作モードを判断することにより、優先順位をユーザが変更して使用する場合にも、制御の動作モードを適切に判断することができ、操作量出力手段と特殊操作量出力手段とからの操作量の出力に応じて自動制御時間計測手段と特殊モード時間計測手段とが、制御の動作モードを適切に判断することができる。その結果、特殊モード時間率を適切に算出することができる。 In the present invention, the operation amount output means and the special operation amount output means determine the priority of the operation by determining the operation mode of the control in accordance with the states of the plurality of special / non-special switching parameters and their priorities. Even when used in a different mode, it is possible to appropriately determine the control operation mode, and depending on the output of the operation amount from the operation amount output means and the special operation amount output means, the automatic control time measurement means and the special operation time The mode time measuring means can appropriately determine the control operation mode. As a result, the special mode time rate can be calculated appropriately.
また、本発明では、アラーム出力手段を設けることにより、特殊モード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。 In the present invention, by providing the alarm output means, a simple alarm function related to the special mode time rate can be realized at the controller level.
また、本発明では、特殊モード時間率取得手段と特殊モード時間率履歴記憶手段と判定手段とを設けることにより、装置内のさらに高度な稼働状態検知を実現することができる。 Further, in the present invention, by providing the special mode time rate acquisition unit, the special mode time rate history storage unit, and the determination unit, it is possible to realize more advanced operation state detection in the apparatus.
[発明の原理1]
市販されている温調計などの簡易型のコントローラは、PID制御を実際に実行する自動制御モード以外に、待機モードや手動制御モードを備えている。待機モードは、操作量MVを低い状態に強制的に維持しておくために使用されるモードであり、制御量PV(例えば温度)を特定の設定値SPに維持するためのモードではない。手動制御モードは、操作量MVをオペレータが決定するモードであり、制御量PV(例えば温度)を設定値SPに安定的に維持するフィードバック制御が実行されるモードではない。
[Principle of Invention 1]
A simple controller such as a commercially available temperature controller has a standby mode and a manual control mode in addition to an automatic control mode in which PID control is actually executed. The standby mode is a mode used for forcibly maintaining the manipulated variable MV in a low state, and is not a mode for maintaining the controlled variable PV (for example, temperature) at a specific set value SP. The manual control mode is a mode in which the operator determines the operation amount MV, and is not a mode in which feedback control for stably maintaining the control amount PV (for example, temperature) at the set value SP is executed.
すなわち、待機モード、手動制御モードなどの非自動制御モード(以降、特殊モードと記述)は、装置自体は稼働していても自動制御動作に関わる構成要素は非稼働であったことを示す指標になることに着眼した。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、これらの特殊モードに装置が設定されている時間の割合(特殊モード時間率)を検出するようにすれば、装置の稼働効率を管理する機能として利用できることに想到した。 In other words, non-automatic control modes such as standby mode and manual control mode (hereinafter referred to as special mode) are indicators that indicate that the components related to automatic control operations were not operating even though the device itself was operating. Focused on becoming. And, in combination with a management function (for example, reset function) for a certain period of time, if the ratio of time (special mode time rate) when the device is set to these special modes is detected, the operating efficiency of the device is improved. I came up with the idea that it can be used as a management function.
[発明の原理2]
特殊モード自体は、一般的にモード切換パラメータの設定値によって指定されるが、モード切換パラメータ自体が複数ある場合、特殊モード時間率の算出には注意を要する。例えば、待機モードについては待機/実行切換パラメータAにより指定され(A=0:待機、A=1:実行)、手動制御モードについては手動/自動切換パラメータBにより指定される(B=0:手動、B=1:自動)。このようにして待機/実行切換パラメータAを手動/自動切換パラメータBよりも優先させれば、待機状態から制御の実行状態に移行する際に、自動制御から開始するのではなく、手動制御から慎重に始めたいときに、誤って自動制御から開始してしまうことを回避しやすいので都合がよい。しかし、自動制御モードが指定されていれば単純に稼働状態、というわけではなくなる。
[Principle of Invention 2]
The special mode itself is generally specified by the set value of the mode switching parameter. However, when there are a plurality of mode switching parameters, it is necessary to pay attention to the calculation of the special mode time ratio. For example, the standby mode is specified by the standby / execution switching parameter A (A = 0: standby, A = 1: execution), and the manual control mode is specified by the manual / automatic switching parameter B (B = 0: manual). , B = 1: Automatic). If the standby / execution switching parameter A is prioritized over the manual / automatic switching parameter B in this way, when shifting from the standby state to the control execution state, the automatic control is not started but the manual control is carefully started. This is convenient because it is easy to avoid starting from automatic control by mistake when starting. However, if the automatic control mode is designated, it is not simply an operating state.
したがって、複数のモード切換パラメータの優先順位情報を参照できるようにし、これに基づいて自動制御の状態であるか否かを判断する構成が好ましい。このようにすることにより、優先順位をユーザが変更して使用する場合にも、適切に特殊モード時間率を算出できる。 Therefore, it is preferable that the priority order information of the plurality of mode switching parameters can be referred to and whether or not the automatic control state is determined based on the priority order information. In this way, the special mode time rate can be appropriately calculated even when the priority is changed by the user.
[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。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a failure detection system according to the first embodiment of the present invention. This embodiment is an example corresponding to
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。
The temperature controller
FD/FP機能部2は、予め規定された待機モード時操作量MVR(特殊モード時操作量)を出力する待機モードと自動または手動で制御を実行する実行モードを切換えるための待機/実行切換パラメータAを、温調計外部から指定された状態に管理する待機モード管理部20と、待機モード時に操作量MVの代わりに予め規定された待機モード時操作量MVRを制御対象に出力する待機操作量出力部21と、オペレータが指定する手動操作量MVM(特殊モード時操作量)を出力する手動制御モードと操作量MVを出力する自動制御モードを切換えるための手動/自動切換パラメータBを、温調計外部から指定された状態に管理する手動制御モード管理部22と、手動制御モード時に操作量MVの代わりにオペレータが指定する手動操作量MVMを制御対象に出力する手動操作量出力部23と、待機/実行切換パラメータAと手動/自動切換パラメータBの優先順位情報が予め登録された優先順位登録部24と、自動制御動作を実行している状態(操作量MVを出力している状態)の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測部25と、非自動制御動作の状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測部26と、自動制御時間と特殊モード時間の総和の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自動制御時間と特殊モード時間から特殊モード時間率を算出する特殊モード時間率算出部27と、特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率記憶部28と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは特殊モード時間率記憶部28への特殊モード時間率の登録後に、計測中の自動制御時間と特殊モード時間をゼロにリセットするリセット部29と、特殊モード時間率が予め規定された閾値を上回ったときに、アラームを温調計外部に出力するアラーム出力部30とを備えている。
The FD /
設定値入力部10と制御量入力部11と操作量算出部12と操作量出力部13と待機モード管理部20と待機操作量出力部21と手動制御モード管理部22と手動操作量出力部23と自動制御時間計測部25と特殊モード時間計測部26と特殊モード時間率算出部27と特殊モード時間率記憶部28とリセット部29とアラーム出力部30とは上記発明の原理1に対応する構成であり、優先順位登録部24は上記発明の原理2に対応する構成である。また、待機モード管理部20と手動制御モード管理部22とは特殊モード管理手段を構成し、待機操作量出力部21と手動操作量出力部23とは特殊操作量出力手段を構成している。
Setting
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3は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図4、図5は不具合検知システムの動作例を示すタイミングチャートである。なお、図2と図3のA同士が繋がり、B同士が繋がり、C同士が繋がっていることは言うまでもない。ここでは、待機/実行切換パラメータAの待機モードが、手動/自動切換パラメータBよりも優先順位が高いものとして登録されている場合の処理例を説明する。 Hereinafter, the operation of the defect detection system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the operation of the failure detection system, and FIGS. 4 and 5 are timing charts showing an operation example of the failure detection system. Needless to say, A in FIGS. 2 and 3 are connected, B is connected, and C is connected. Here, an example of processing when the standby mode of the standby / execution switching parameter A is registered as a higher priority than the manual / automatic switching parameter B will be described.
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29は、自動制御時間計測部25が計測する自動制御時間と特殊モード時間計測部26が計測する特殊モード時間とを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。
When the reset signal is received from the outside in the initial state, the
When the control operation of the temperature controller is activated, the operation
待機操作量出力部21は、手動制御モードと自動制御モードを切換えるための手動/自動切換パラメータBよりも待機モードと実行モードを切換えるための待機/実行切換パラメータAの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてYES)、かつ待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が待機モードを示す値(A=0)に設定されている場合(図2ステップS103においてYES)、手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が0(手動制御モード)か1(自動制御モード)かに関係なく、予め規定された待機モード時操作量MVRを操作量MVの代わりに制御対象に出力する(図2ステップS104)。図4の例の場合、時刻t1からt2、およびt4からt5までの時間帯が待機モード時操作量MVRを出力する時間帯である。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、待機モード時操作量MVRの実際の出力先となる。
In the standby operation
一方、手動操作量出力部23は、手動/自動切換パラメータBよりも待機/実行切換パラメータAの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてYES)、かつ待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が実行モードを示す値(A=1)に設定されていて(図2ステップS103においてNO)、手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が手動制御モードを示す値(B=0)に設定されている場合(図2ステップS105においてYES)、オペレータが指定する手動操作量MVMを操作量MVの代わりに制御対象に出力する(図2ステップS106)。図4の例の場合、時刻t2からt3までの時間帯が手動操作量MVMを出力する時間帯である。
On the other hand, the manual operation
操作量出力部13は、手動/自動切換パラメータBよりも待機/実行切換パラメータAの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてYES)、かつ待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が実行モードを示す値(A=1)に設定されていて(図2ステップS103においてNO)、手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が自動制御モードを示す値(B=1)に設定されている場合(図2ステップS105においてNO)、操作量算出部12が算出した操作量MVを制御対象に出力する(図2ステップS107)。図4の例の場合、時刻t3からt4までの時間帯が操作量MVを出力する時間帯である。
The operation
自動制御時間計測部25は、温調計が自動制御動作を実行している状態(操作量MVを出力している状態)であるときに、自動制御時間TXを次式のように更新する(図2ステップS108)。
TX←TX+dT ・・・(1)
dTは制御周期である。こうして、温調計が自動制御動作を実行している状態の経過時間である自動制御時間TXを計測することができる。
The automatic control
TX ← TX + dT (1)
dT is a control cycle. In this way, it is possible to measure the automatic control time TX, which is the elapsed time when the temperature controller is performing the automatic control operation.
特殊モード時間計測部26は、温調計が非自動制御動作の状態(待機モード時操作量MVRあるいは手動操作量MVMを出力している状態)であるときに、特殊モード時間TYを次式のように更新する(図2ステップS109)。
TY←TY+dT ・・・(2)
こうして、非自動制御動作の状態の経過時間である特殊モード時間TYを計測することができる。
The special mode
TY ← TY + dT (2)
In this way, the special mode time TY that is the elapsed time of the state of the non-automatic control operation can be measured.
特殊モード時間率算出部27は、自動制御時間TXと特殊モード時間TYの総和の経過時間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)、特殊モード時間率RSを次式のように算出する(図2ステップS111)。
RS(%)={TY/(TX+TY)}×100 ・・・(3)
When the elapsed time of the sum of the automatic control time TX and the special mode time TY has reached a predetermined reference elapsed time TR (YES in step S110 in FIG. 2), the special mode time
RS (%) = {TY / (TX + TY)} × 100 (3)
特殊モード時間率算出部27は、算出した特殊モード時間率RSを特殊モード時間率記憶部28に登録する(図2ステップS112)。
アラーム出力部30は、特殊モード時間率記憶部28に登録された最新の特殊モード時間率RSが予め規定された閾値THを上回ったときに(図2ステップS113においてYES)、アラームを温調計外部に出力する(図2ステップS114)。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特殊モード時間率RSを閾値THとしたり、この特殊モード時間率RSの120%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。
The special mode time
When the latest special mode time rate RS registered in the special mode time
特殊モード時間率RSの登録後、特殊モード時間率記憶部28は、リセット部29に対してリセット信号を出力し、自動制御時間TXと特殊モード時間TYとを0にリセットさせる(図2ステップS115)。
手動/自動切換パラメータBよりも待機/実行切換パラメータAの方が優先順位が高い場合、以上のようなステップS101〜S115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2ステップS116においてYES)、制御周期dT毎に繰り返し実行される。
After registering the special mode time rate RS, the special mode time
When the priority of the standby / execution switching parameter A is higher than that of the manual / automatic switching parameter B, the processing of steps S101 to S115 as described above is performed by, for example, the operation of the FD /
次に、手動/自動切換パラメータBの自動制御モードが、待機/実行切換パラメータAよりも優先順位が高いものとして登録されている場合の処理例を図2、図3、図5を用いて説明する。
図2のステップS100,S101の処理は上記のとおりである。
Next, an example of processing when the automatic control mode of the manual / automatic switching parameter B is registered as having a higher priority than the standby / execution switching parameter A will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 5. To do.
The processing in steps S100 and S101 in FIG. 2 is as described above.
操作量出力部13は、待機/実行切換パラメータAよりも手動/自動切換パラメータBの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてNO)、かつ手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が自動制御モードを示す値(B=1)に設定されている場合(図3ステップS117においてYES)、待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が0(待機モード)か1(実行モード)かに関係なく、操作量算出部12が算出した操作量MVを制御対象に出力する(図3ステップS118)。図5の例の場合、時刻t7からt9までの時間帯が操作量MVを出力する時間帯である。
The operation
待機操作量出力部21は、待機/実行切換パラメータAよりも手動/自動切換パラメータBの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてNO)、かつ手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が手動制御モードを示す値(B=0)に設定されていて(図3ステップS117においてNO)、待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が待機モードを示す値(A=0)に設定されている場合(図3ステップS119においてYES)、予め規定された待機モード時操作量MVRを操作量MVの代わりに制御対象に出力する(図3ステップS120)。図5の例の場合、時刻t5からt6までの時間帯が待機モード時操作量MVRを出力する時間帯である。
The standby operation
手動操作量出力部23は、待機/実行切換パラメータAよりも手動/自動切換パラメータBの方が優先順位が高いという優先順位情報が優先順位登録部24に登録されている場合で(図2ステップS102においてNO)、かつ手動制御モード管理部22で管理されている手動/自動切換パラメータBの値が手動制御モードを示す値(B=0)に設定されていて(図3ステップS117においてNO)、待機モード管理部20で管理されている待機/実行切換パラメータAの値が実行モードを示す値(A=1)に設定されている場合(図3ステップS119においてNO)、オペレータが指定する手動操作量MVMを操作量MVの代わりに制御対象に出力する(図3ステップS121)。図5の例の場合、時刻t6からt7までの時間帯が手動操作量MVMを出力する時間帯である。
The manual operation
操作量MVを出力した場合には図2のステップS108に進み、待機モード時操作量MVRあるいは手動操作量MVMを出力した場合には図2のステップS109に進む。図2のステップS108〜115の処理は上記のとおりである。
待機/実行切換パラメータAよりも手動/自動切換パラメータBの方が優先順位が高い場合、以上のようなステップS101,S102,S117〜S121,S108〜115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2ステップS116においてYES)、制御周期dT毎に繰り返し実行される。
When the operation amount MV is output, the process proceeds to step S108 in FIG. 2, and when the operation amount MVR in the standby mode or the manual operation amount MVM is output, the process proceeds to step S109 in FIG. The processes in steps S108 to S115 in FIG. 2 are as described above.
When the priority of the manual / automatic switching parameter B is higher than that of the standby / execution switching parameter A, the processes in steps S101, S102, S117 to S121, and S108 to 115 described above are performed by, for example, an FD according to an instruction from the operator. Until the operation of /
以上のように、本実施の形態では、図2、図3の処理により、特殊モード時間率RS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。 As described above, in the present embodiment, the simple alarm function related to the special mode time rate RS can be continued at the controller level (temperature controller) by the processing of FIGS.
[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。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6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。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment shows an example in which the failure detection system according to the first embodiment is applied to the temperature control system of the heating device. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the defect detection system of the present embodiment. The same components as those in FIG. The malfunction detection system of the present embodiment is composed of a temperature controller
FD/FP機能部3は、FD/FP機能部2の特殊モード時間率記憶部28に保持されている特殊モード時間率RSを予め規定された間隔で取得する特殊モード時間率取得部31と、特殊モード時間率RSの取得後にリセット部29にリセット信号を送信するリセット信号送信部32と、特殊モード時間率取得部31が取得した特殊モード時間率RSを記憶する特殊モード時間率履歴記憶部33と、特殊モード時間率履歴記憶部33に記憶された過去の任意の特殊モード時間率RSに対する最新の特殊モード時間率RSの上昇量が予め規定された閾値Trを超えたときに、自動制御動作に関わる構成要素(操作量出力部13)の稼働効率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34とを備えている。
The FD / FP function unit 3 includes a special mode time
図7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。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a heating apparatus to which the present embodiment is applied. The heating device includes a
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。第1の実施の形態で説明したとおり、温調計103は、操作量MV、待機モード時操作量MVR、手動操作量MVMのいずれかを出力する。電力調整器104は、操作量MV,MVR,MVM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。
The
図6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。
The temperature controller
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8を参照して説明する。
特殊モード時間率取得部31は、FD/FP機能部2の特殊モード時間率記憶部28に保持されている特殊モード時間率RSを取得する(図8ステップS200)。
Next, the operation of the FD / FP function unit 3 of the defect detection system of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The special mode time
特殊モード時間率RSの取得後、特殊モード時間率取得部31は、リセット信号送信部32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32は、FD/FP機能部2のリセット部29にリセット信号を送信する(図8ステップS201)。リセット部29の動作は第1の実施の形態で説明したとおりである。
特殊モード時間率履歴記憶部33は、特殊モード時間率取得部31が取得した特殊モード時間率RSを記憶する(図8ステップS202)。
After acquiring the special mode time rate RS, the special mode time
The special mode time rate
判定部34は、特殊モード時間率取得部31が取得した最新の特殊モード時間率RSと特殊モード時間率履歴記憶部33に記憶されている過去の任意の特殊モード時間率RSとを比較したときに、過去の特殊モード時間率RSよりも最新の特殊モード時間率RSが高く、過去の特殊モード時間率RSに対する最新の特殊モード時間率RSの上昇量が予め規定された閾値Trを超えた場合(図8ステップS203)、自動制御動作に関わる構成要素の稼働効率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8ステップS204)。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。
When the
以上のようなステップS200〜S204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8ステップS205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。
The processes in steps S200 to S204 as described above are repeatedly executed at regular intervals until, for example, the operation of the FD / FP function unit 3 is terminated by an instruction from the operator (YES in step S205 in FIG. 8). The operation cycle of the FD / FP function unit 3 is set to a value longer than the control cycle dT of the temperature controller
[稼働状態検知例]
ここでは、本実施の形態の不具合検知システムを図7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稼働手順があり、稼働/非稼動の変更も様々であるが、稼働パターンは有限であり、1週間中には概ね標準的な稼働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、Tr=20%とする。特殊モード時間率RSが特殊モード時間率履歴記憶部33に1週間毎に図9のように記録されるものとする。
[Operation status detection example]
Here, the case where the defect detection system of the present embodiment is applied to the temperature control system of the heating apparatus shown in FIG. 7 will be described. In the production process using a heating device, there are various operation procedures depending on the target product, and there are various changes in operation / non-operation, but the operation pattern is limited, and there is almost a standard operation pattern in one week. It shall be executed at an average frequency. Therefore, the operation cycle of the FD / FP function unit 3 is set to one week. The threshold is Tr = 20%. It is assumed that the special mode time rate RS is recorded in the special mode time rate
図9から明らかなように、第28週に、特殊モード時間率RSが第3週の特殊モード時間率RSよりも閾値Tr=20%を超える上昇分(37%−16%=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装置内のさらに高度な稼働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、自動制御動作に関わる構成要素の稼働効率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。
As is clear from FIG. 9, in the 28th week, the special mode time rate RS increased by a threshold value Tr = 20% higher than the special mode time rate RS in the third week (37% −16% = 21%). As shown, an alarm X is output.
As described above, in this embodiment, it is possible to detect a more advanced operation state in the apparatus as compared with the first embodiment. According to the present embodiment, the production process manager can recognize the danger that the operating efficiency of the components related to the automatic control operation has been impaired and can take some measures.
なお、第1、第2の実施の形態では、待機/実行切換パラメータAと手動/自動切換パラメータBの両方を特殊/非特殊切換パラメータとしているが、待機/実行切換パラメータAと手動/自動切換パラメータBのどちらか一方を特殊/非特殊切換パラメータとしてもよい。待機/実行切換パラメータAのみを特殊/非特殊切換パラメータとする場合には、手動制御モード管理部22と手動操作量出力部23と優先順位登録部24とは不要である。この場合、待機モード(A=0)が特殊モードとなり、実行モード(A=1)が非特殊モードとなる。
In the first and second embodiments, both the standby / execution switching parameter A and the manual / automatic switching parameter B are special / non-special switching parameters. However, the standby / execution switching parameter A and manual / automatic switching are used. Either one of the parameters B may be a special / non-special switching parameter. When only the standby / execution switching parameter A is used as a special / non-special switching parameter, the manual control
また、手動/自動切換パラメータBのみを特殊/非特殊切換パラメータとする場合には、待機モード管理部20と待機操作量出力部21と優先順位登録部24とは不要である。この場合、手動制御モード(B=0)が特殊モードとなり、自動制御モード(B=1)が非特殊モードとなる。
Further, when only the manual / automatic switching parameter B is used as the special / non-special switching parameter, the standby
また、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2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。 In addition, although the background technology deals with the distributed arrangement of the EES in the apparatus, the first and second embodiments are not limited to the EES, but the apparatus control level used in building air conditioning control, chemical plants, and the like. Also falls within the scope.
第1、第2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2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。 The failure detection system described in the first and second embodiments can be realized by a computer having a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. The CPU executes the processing described in the first and second embodiments in accordance with a program stored in the storage device. As described above, when the failure detection system is distributed and arranged in a plurality of devices, the CPU of each device may execute processing according to a program stored in the storage device of the device itself.
本発明は、装置の稼働効率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。 The present invention can be applied to a technique for detecting or predicting a defect related to the operation efficiency of an apparatus.
1…温調計制御機能部、2,3…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…待機モード管理部、21…待機操作量出力部、22…手動制御モード管理部、23…手動操作量出力部、24…優先順位登録部、25…自動制御時間計測部、26…特殊モード時間計測部、27…特殊モード時間率算出部、28…特殊モード時間率記憶部、29…リセット部、30…アラーム出力部、31…特殊モード時間率取得部、32…リセット信号送信部、33…特殊モード時間率履歴記憶部、34…判定部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する複数の特殊モード管理手段と、
前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力手段と、
前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力手段と、
前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測手段と、
前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測手段と、
前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出する特殊モード時間率算出手段と、
前記特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率記憶手段と、
外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセット手段とを備え、
各特殊モード管理手段はそれぞれ異なる前記特殊/非特殊切換パラメータの状態を管理し、
さらに、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの優先順位情報が予め登録された優先順位登録手段を備え、
前記操作量出力手段と前記特殊操作量出力手段とは、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの状態とその優先順位に応じて制御の動作モードを判断することを特徴とする不具合検知システム。 An operation amount calculating means for calculating an operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV;
A plurality of special mode management means for managing special / non-special switching parameters for switching between a special mode in which automatic control is not executed and a non-special mode in which automatic control is executed, in a state designated from the outside;
An operation amount output means for outputting the operation amount MV to a control object in the non-special mode;
Special operation amount output means for outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode;
Automatic control time measuring means for measuring automatic control time which is the elapsed time of the operating state in the non-special mode;
Special mode time measuring means for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operating state in the special mode;
Special mode time rate calculation means for calculating a special mode time rate from the automatic control time and the special mode time when the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time When,
Special mode time rate storage means for storing the special mode time rate;
When receiving a reset signal from the outside or after registering the special mode time rate in the special mode time rate storage means, the automatic control time during measurement and the reset means for resetting the special mode time to zero ,
Each special mode management means manages the state of the different special / non-special switching parameters,
Furthermore, a priority order registration means in which priority information of a plurality of the special / non-special switching parameters is registered in advance is provided,
The malfunction detection system, wherein the manipulated variable output means and the special manipulated variable output means determine a control operation mode in accordance with a state of a plurality of the special / non-special switching parameters and their priorities .
自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する特殊モード管理手段と、
前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力手段と、
前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力手段と、
前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測手段と、
前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測手段と、
前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出する特殊モード時間率算出手段と、
前記特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率記憶手段と、
外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセット手段と、
前記特殊モード時間率記憶手段に保持されている特殊モード時間率を予め規定された間隔で取得する特殊モード時間率取得手段と、
前記特殊モード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、
前記特殊モード時間率取得手段が取得した特殊モード時間率を記憶する特殊モード時間率履歴記憶手段と、
この特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の特殊モード時間率に対する最新の特殊モード時間率の上昇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。 An operation amount calculating means for calculating an operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV;
Special mode management means for managing special / non-special switching parameters for switching between a special mode that does not execute automatic control and a non-special mode that executes automatic control in a state designated from the outside,
An operation amount output means for outputting the operation amount MV to a control object in the non-special mode;
Special operation amount output means for outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode;
Automatic control time measuring means for measuring automatic control time which is the elapsed time of the operating state in the non-special mode;
Special mode time measuring means for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operating state in the special mode;
Special mode time rate calculation means for calculating a special mode time rate from the automatic control time and the special mode time when the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time When,
Special mode time rate storage means for storing the special mode time rate;
When receiving a reset signal from the outside, or after registering the special mode time rate in the special mode time rate storage means, reset means for resetting the automatic control time and the special mode time during measurement to zero,
Special mode time rate acquisition means for acquiring the special mode time rate held in the special mode time rate storage means at predetermined intervals;
Reset signal transmitting means for transmitting the reset signal to the reset means after obtaining the special mode time rate;
Special mode time rate history storage means for storing the special mode time rate acquired by the special mode time rate acquisition means;
A determination means for outputting an alarm when the amount of increase in the latest special mode time ratio with respect to any past special mode time ratio stored in the special mode time ratio history storage means exceeds a predetermined threshold; fault detecting system characterized in that it comprises.
前記特殊/非特殊切換パラメータは、前記特殊モード時操作量としてオペレータが指定する手動操作量を出力する手動制御モードと前記操作量MVを出力する自動制御モードを切換えるための手動/自動切換パラメータを含むものであり、
前記特殊モード管理手段は、前記手動/自動切換パラメータの状態を管理する手動制御モード管理手段を含むことを特徴とする不具合検知システム。 In the malfunction detection system according to claim 1 or 2,
The special / non-special switching parameter is pre SL manual / automatic switching parameter for switching the automatic control mode the operator outputs a manual control mode for outputting the manual operation amount for designating the manipulated variable MV as a special mode operation amount Including
The special mode management means, fault detecting system which comprises a manual control mode managing means for managing a state before SL manual / automatic switching parameter.
さらに、前記特殊モード時間率記憶手段に記憶された特殊モード時間率が予め規定された閾値を上回ったときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とする不具合検知システム。 In the malfunction detection system according to any one of claims 1 to 3,
The fault detection system further comprises alarm output means for outputting an alarm when the special mode time rate stored in the special mode time rate storage means exceeds a predetermined threshold value.
自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する複数の特殊モード管理手段を参照し、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
前記特殊モード管理手段を参照し、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力ステップと、
前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測ステップと、
前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測ステップと、
前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出して特殊モード時間率記憶手段へ登録する特殊モード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、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセットステップとを含み、
複数の前記特殊モード管理手段がそれぞれ異なる前記特殊/非特殊切換パラメータの状態を管理し、
前記操作量出力ステップと前記特殊操作量出力ステップとは、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの状態と、優先順位登録手段に予め登録された、複数の前記特殊/非特殊切換パラメータの優先順位情報に応じて、制御の動作モードを判断するステップを含むことを特徴とする不具合検知方法。 An operation amount calculating step for calculating an operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV;
Refer to a plurality of special mode management means for managing special / non-special switching parameters for switching between a special mode that does not execute automatic control and a non-special mode that executes automatic control in a state designated from the outside, and An operation amount output step of outputting the operation amount MV to the control target in the mode;
A special operation amount output step of referring to the special mode management means and outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode;
An automatic control time measuring step for measuring an automatic control time which is an elapsed time of the operating state in the non-special mode;
A special mode time measuring step for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operating state in the special mode;
When the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time, the special mode time ratio is calculated by calculating the special mode time ratio from the automatic control time and the special mode time. A special mode time ratio calculation step to be registered in the means;
When receiving the reset signal from the outside or the after registration of the special mode time constant of the special mode time ratio storage means, look including a reset step of resetting the automatic control time and the special mode period in the measured zero ,
A plurality of special mode management means for managing different states of the special / non-special switching parameters,
The manipulated variable output step and the special manipulated variable output step include the states of the plurality of special / non-special switching parameters and the priorities of the plurality of special / non-special switching parameters registered in advance in the priority order registering means. A defect detection method comprising a step of determining an operation mode of control according to information .
自動制御を実行しない特殊モードと自動制御を実行する非特殊モードを切換えるための特殊/非特殊切換パラメータを、外部から指定された状態に管理する特殊モード管理手段を参照し、前記非特殊モード時に前記操作量MVを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
前記特殊モード管理手段を参照し、前記特殊モード時に前記操作量MVの代わりに特殊モード時操作量を制御対象に出力する特殊操作量出力ステップと、
前記非特殊モード時の動作状態の経過時間である自動制御時間を計測する自動制御時間計測ステップと、
前記特殊モード時の動作状態の経過時間である特殊モード時間を計測する特殊モード時間計測ステップと、
前記自動制御時間と前記特殊モード時間の総和の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自動制御時間と前記特殊モード時間から特殊モード時間率を算出して特殊モード時間率記憶手段へ登録する特殊モード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、あるいは前記特殊モード時間率記憶手段への特殊モード時間率の登録後に、計測中の前記自動制御時間と前記特殊モード時間をゼロにリセットするリセットステップと、
前記特殊モード時間率記憶手段に保持されている特殊モード時間率を予め規定された間隔で取得する特殊モード時間率取得ステップと、
前記特殊モード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、
前記特殊モード時間率取得ステップで取得した特殊モード時間率を特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶させる特殊モード時間率履歴記憶ステップと、
前記特殊モード時間率履歴記憶手段に記憶された過去の任意の特殊モード時間率に対する最新の特殊モード時間率の上昇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。 An operation amount calculating step for calculating an operation amount MV based on the set value SP and the control amount PV;
Refer to the special mode management means for managing the special / non-special switching parameters for switching between the special mode that does not execute automatic control and the non-special mode that executes automatic control in a state designated from the outside. An operation amount output step of outputting the operation amount MV to a control target;
A special operation amount output step of referring to the special mode management means and outputting the operation amount in the special mode to the control object instead of the operation amount MV in the special mode;
An automatic control time measuring step for measuring an automatic control time which is an elapsed time of the operating state in the non-special mode;
A special mode time measuring step for measuring a special mode time which is an elapsed time of the operating state in the special mode;
When the elapsed time of the sum of the automatic control time and the special mode time reaches a predetermined reference elapsed time, the special mode time ratio is calculated by calculating the special mode time ratio from the automatic control time and the special mode time. A special mode time ratio calculation step to be registered in the means;
A reset step for resetting the automatic control time during measurement and the special mode time to zero when receiving a reset signal from the outside or after registering the special mode time rate in the special mode time rate storage means;
A special mode time rate acquisition step of acquiring special mode time rates held in the special mode time rate storage means at predetermined intervals;
A reset signal transmission step of transmitting the reset signal after obtaining the special mode time rate;
Special mode time rate history storage step for storing the special mode time rate acquired in the special mode time rate acquisition step in the special mode time rate history storage means;
A determination step of outputting an alarm when the amount of increase in the latest special mode time rate with respect to any past special mode time rate stored in the special mode time rate history storage means exceeds a predetermined threshold; A defect detection method characterized by including .
前記特殊/非特殊切換パラメータは、前記特殊モード時操作量としてオペレータが指定する手動操作量を出力する手動制御モードと前記操作量MVを出力する自動制御モードを切換えるための手動/自動切換パラメータを含むものであり、
前記特殊モード管理手段は、前記手動/自動切換パラメータの状態を管理する手動制御モード管理手段を含むことを特徴とする不具合検知方法。 In the malfunction detection method of Claim 5 or 6 ,
The special / non-special switching parameter is pre SL manual / automatic switching parameter for switching the automatic control mode the operator outputs a manual control mode for outputting the manual operation amount for designating the manipulated variable MV as a special mode operation amount Including
The special mode management means, fault detecting method characterized by comprising a manual control mode managing means for managing a state before SL manual / automatic switching parameter.
さらに、前記特殊モード時間率記憶手段に記憶された特殊モード時間率が予め規定された閾値を上回ったときに、アラームを出力するアラーム出力ステップを含むことを特徴とする不具合検知方法。 In the malfunction detection method of any one of Claims 5 thru | or 7 ,
The fault detection method further includes an alarm output step of outputting an alarm when the special mode time rate stored in the special mode time rate storage means exceeds a predetermined threshold value.
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