JP6943683B2 - 調節計および劣化位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、操作端の動作範囲のうちから劣化した位置を検出する劣化位置検出技術に関する。

調節計は、出力端としてモータやバルブなどの可動体を有するメカニカルな操作端（アクチュエータ）を制御することにより、温度、湿度、圧力、流量などのプロセス条件を所定の設定値へ制御する制御装置である。通常、操作端は、可動体の動作位置を検出するエンコーダを備えており、調節計は、エンコーダで得られたフィードバック値に基づいて、操作端を制御するための操作量を調整することができる。

従来、フィールド機器を制御する制御装置（調節計）として、モータやバルブなどの操作端の不具合検知装置を備えた制御装置が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。この従来技術は、操作量ＭＶと動作位置ＭＰとの追従偏差ＤＭ（＝ＭＶ−ＭＰ）と動作位置ＭＰの変化率ΔＭＰとに基づいて、操作端の動作が予め定められた許容範囲を逸脱しているか否か判定し、許容範囲を逸脱していると判定した場合に装置が操作端に異常が発生したと判定するものである。

特開２０１７−０３３１４０号公報

一般に、操作端に取り付けられているエンコーダは、摩耗による劣化が生じやすい。その摩耗具合は、周囲温度に代表される環境特性や経年劣化よりも、調節計による操作端の制御状況に依存することが多い。例えば、狭い動作範囲（例：開度４０％〜５０％）で常に操作端を開閉させているような場合、その動作範囲でのみエンコーダが劣化する。したがって、操作端が、指定された開度に制御されているにも関わらず、エンコーダの劣化によりそのフィードバック値が異常値を示す場合もある。

通常、調節計が設置されている現場では、現場の監視員が操作端に異常が発生した場合、その異常に正しく対応するためには、その異常が操作端の動作範囲のどの動作位置で生じたかを知ることが重要となる。
また、メンテナンス担当者は、操作端の劣化を確認してユーザに交換を促すためには、ロガーなどの外部機器を接続して、その劣化を示すデータを取得する必要がある。

しかし、このようなデータ取得作業は、外部機器を接続するために配線の取り外しを必要とし、元に戻す際に誤配線が発生するリスクがある。このため、メンテナンスに適切な頻度や確認したいタイミングで、データ取得作業を実施することは難しい。
また、交換しないまま操作端を継続して使用した場合、ブレイクメンテナンス（完全に壊れてからの修理作業）となる可能性が高く、緊急な修理による装置の停止や、不良品の発生による損失が考えられる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、操作端の動作範囲のうち劣化している動作位置を、監視員が現場で容易に確認できる劣化位置検出技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる調節計は、予め設定された設定値と制御対象から検出した制御量とから算出し、得られた操作量に基づいて操作端を駆動することにより、前記操作端の動作位置を自動制御する調節計であって、前記操作端のエンコーダから出力された検出信号に基づいて、一定時間ごとに前記操作量に応じた前記操作端の動作位置を示す実測フィードバック値を算出する実測フィードバック値算出部と、前記実測フィードバック値より前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値に基づいて、前記実測フィードバック値と対応する推定フィードバック値を算出する推定フィードバック値算出部と、劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、前記動作位置が予め指定された開始位置から停止位置まで一定速度で変位するよう、前記操作端を駆動制御する駆動制御部と、個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されるセグメント表示部と、前記開始位置から前記停止位置までの駆動の間に得られた前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値のうち、前記実測フィードバック値が異常である異常区間を検出し、前記セグメント表示部のうち前記異常区間と対応する表示セグメントを、前記異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する表示制御部とを備えている。

また、本発明にかかる上記調節計の一構成例は、前記表示制御部が、前記異常区間を判定する際、前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値との偏差を、予め設定されている許容範囲の範囲外に段階的に設定されている複数の異常範囲と比較し、前記偏差が前記異常範囲のいずれかに含まれる場合には、前記異常区間と対応する表示セグメントを当該異常範囲に個別の表示態様で識別して表示するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記調節計の一構成例は、前記セグメント表示部が、線状に並べて配置された複数の表示セグメントで構成され、これら表示セグメントは、当該表示セグメントの配置位置に応じて、前記操作端の全動作区間を分割して設けられた複数の部分動作区間のいずれかに対応付けられているものである。

また、本発明にかかる上記調節計の一構成例は、前記セグメント表示部が、複数の表示セグメントを任意に点消灯することにより任意の数字、文字、または記号などのシンボルを表示する複数のセグメント表示器で構成され、各セグメント表示器により、前記表示制御部から出力された前記異常区間を示すシンボルを前記表示態様で表示するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記調節計の一構成例は、前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値との偏差が、予め設定されている許容範囲の範囲内である場合には、前記実測フィードバック値を前記操作量の調整に用いる調整フィードバック値として選択し、前記偏差が前記許容範囲の範囲外である場合には前記推定フィードバック値を前記調整フィードバック値として選択するフィードバック値選択部をさらに備えている。

また、本発明にかかる劣化位置検出方法は、予め設定された設定値と制御対象から検出した制御量とから算出し、得られた操作量に基づいて操作端を駆動することにより、前記操作端の動作位置を自動制御する調節計であって、実測フィードバック値算出部が、前記操作端のエンコーダから出力された検出信号に基づいて、一定時間ごとに前記操作量に応じた前記操作端の動作位置を示す実測フィードバック値を算出するフィードバック値算出ステップと、推定フィードバック値算出部が、前記実測フィードバック値より前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値に基づいて、前記実測フィードバック値と対応する推定フィードバック値を算出する推定フィードバック値算出ステップと、駆動制御部が、劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、前記動作位置が予め指定された開始位置から停止位置まで一定速度で変位するよう、前記操作端を駆動制御する駆動制御ステップと、表示制御部が、前記開始位置から前記停止位置までの駆動の間に得られた前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値のうち、前記実測フィードバック値が異常である異常区間を検出し、個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されるセグメント表示部のうち、前記異常区間と対応する表示セグメントを、前記異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する表示制御ステップとを備えている。

本発明によれば、操作端の異常区間が、セグメント表示部の対応する表示セグメントで識別表示されることになる。一般に、現場に設置される調節計はケースの大きさが比較的小さく、調節計にＰＣのような解像度の高い画面を設けることはできない。本実施の形態によれば、複数の表示セグメントからなるセグメント表示部を調節計に設けるだけで、異常区間の位置が識別して画面表示されるため、監視員が現場で容易に確認することが可能となる。

したがって、ロガーなどの外部機器を接続して、その劣化を示すデータを取得する必要がなくなり、作業負担を大幅に削減できる。また、外部機器を接続するために配線の取り外しを必要とせず、元に戻す際に誤配線が発生するリスクはない。このため、メンテナンスに適切な頻度や確認したいタイミングでデータを取得でき、極めてスムーズに操作端３０の劣化を確認してユーザに交換を促すことが可能となる。したがって、ブレイクメンテナンスを抑制でき、緊急な修理による装置の停止や、不良品の発生による損失を回避することが可能となる。

第１の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。 推定フィードバック値の算出例である。 調節計の正面外観図である。 劣化位置検出処理を示すフローチャートである。 操作端の動作区間と表示セグメントとの対応を示す説明図である。 劣化位置検出動作における表示例である。 劣化位置検出動作における他の表示例である。 第２の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。 フィードバック値選択動作を示すフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる調節計１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。

調節計１０は、予め設定された設定値ＳＰと制御対象から検出した制御量ＰＶとから算出した操作量ＭＶに基づいて、モータやバルブなどの可動体を有するメカニカルな操作端（アクチュエータ）３０の動作位置を自動制御することにより、温度、湿度、圧力、流量などのプロセス条件を所定の設定値ＳＰへ制御する制御装置である。
操作端３０は、可動体Ｍの動作位置を検出するエンコーダＥＮＣを備え、検出した動作位置を示す検出信号Ｐを調節計１０に出力する機能を有している。

［調節計］
図１に示すように、調節計１０は、主な機能部として、設定値取得部１１、制御量取得部１２、操作量算出部１３、操作入力部１４、駆動制御部１５、駆動部１６、動作位置取得部１７、実測フィードバック値算出部１８、推定フィードバック値算出部１９、表示制御部２０、セグメント表示部２１、記憶部２２、および通信Ｉ／Ｆ部２３を備えている。これら機能部のうち、操作量算出部１３、駆動制御部１５、実測フィードバック値算出部１８、推定フィードバック値算出部１９、および表示制御部２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）とプログラムとが協働することにより実現される。

設定値取得部１１は、上位装置や操作部（いずれも図示せず）から受信した設定値信号から設定値ＳＰを取得して、操作量算出部１３へ出力する機能を有している。
制御量取得部１２は、制御対象から検出されたプロセス値を示す制御量検出信号から、制御量ＰＶを取得して、操作量算出部１３へ出力する機能を有している。

操作量算出部１３は、設定値ＳＰおよび制御量ＰＶに基づいてＰＩＤ（Proportional Integral Differential）などの制御演算を行うことにより操作量ＭＶを算出する機能を有している。
操作入力部１４は、後述の図３に示すように、調節計１０の正面パネル１０Ｐに設けられた操作ボタンや操作スイッチからなり、劣化位置の検出を指示する操作など、現場の監視員の操作入力を検出する機能を有している。

駆動制御部１５は、自動制御の場合には、操作量算出部１３で算出された操作量ＭＶに応じた駆動信号ＤＳを生成して出力することにより、操作端３０の可動体Ｍを駆動制御する機能と、操作入力部１４で検出された劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、操作端３０の動作位置が予め指定された開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで一定速度で変位させるための駆動信号ＤＳを生成して出力する機能と、実測フィードバック値算出部１８で算出された実測フィードバック値Ｆｄからなる調整フィードバック値Ｆａに基づいて、操作量ＭＶ（駆動信号ＤＳ）を調整する機能とを有している。

駆動部１６は、駆動制御部１５からの駆動信号ＤＳに応じた信号を操作端３０の可動体Ｍに出力することにより、操作端３０を所定の動作位置に駆動する機能を有している。
動作位置取得部１７は、操作端３０のエンコーダＥＮＣからの検出信号Ｐを取得して、操作端３０の動作位置ＭＰを出力する機能を有している。

実測フィードバック値算出部１８は、動作位置取得部１７からの動作位置ＭＰに基づいて、動作位置ＭＰを百分率で表した実測フィードバック値Ｆｄを算出する機能を有している。
推定フィードバック値算出部１９は、実測フィードバック値Ｆｄより前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値Ｆｄ’と後述する単位変化量ΔＦと駆動制御部１５からの駆動信号のＤＳの変化方向に基づいて、実測フィードバック値Ｆｄと対応する推定フィードバック値Ｆｅを算出する機能を有している。

図２は、推定フィードバック値の算出例である。ここでは、検出開始時刻Ｔ１から検出停止時刻Ｔ２までの検出所要時間Ｔａの間に、全閉状態（開始位置ＰＳ）から全開状態（停止位置ＰＥ）まで、操作端３０の動作位置を一定速度で変位させた場合のフィードバック値が示されており、横軸が時間を示し、縦軸がフィードバック値を示している。なお、開始位置ＰＳや停止位置ＰＥは、全閉状態や全開状態に限定されるものではなく、全閉状態と全開状態の中間の開度に対応する状態を開始位置ＰＳや停止位置ＰＥとして設定してもよい。

操作端３０の動作位置を一定速度で一定方向（開方向又は閉方向）に変位させると、操作端３０に劣化が存在しない場合、実測フィードバック値Ｆｄは直線的に増減する。例えば、サンプリング時間Ｔｓの間に変化する実測フィードバック値Ｆｄを単位変化量ΔＦとし、時刻ｔ−１からｔまでの期間Ｔｓに相当する動作位置に劣化が存在しなかった場合において、駆動信号ＤＳが増加して操作端３０が開方向に一定速度で変位する場合では、Ｆｄ（ｔ）＝Ｆｄ（ｔ−１）＋ΔＦとなり、逆に、駆動信号ＤＳが減少して操作端３０が閉方向に一定速度で変位する場合では、Ｆｄ（ｔ）＝Ｆｄ（ｔ−１）−ΔＦとなる。なお、駆動信号ＤＳが変化しなければ、Ｆｄ（ｔ）＝Ｆｄ（ｔ−１）である。

したがって、時刻ｔ＋１のＦｄ（ｔ＋１）に劣化が含まれている場合、時刻ｔ＋１の推定フィードバック値は、駆動信号ＤＳが増加して操作端３０が開方向に一定速度で変位する場合では、Ｆｅ（ｔ＋１）＝Ｆｄ（ｔ）＋ΔＦで推定でき、逆に、駆動信号ＤＳが減少して操作端３０が閉方向に一定速度で変位する場合では、Ｆｅ（ｔ＋１）＝Ｆｄ（ｔ）−ΔＦで推定でき、また、駆動信号ＤＳが変化しなければ、Ｆｅ（ｔ＋１）＝Ｆｄ（ｔ）と推定できる。

なお、ΔＦは、サンプリング時間Ｔｓと検出所要時間Ｔａとから、ΔＦ＝Ｔｓ／Ｔａ×１００％により求められる。また、Ｆｄ（ｔ）が劣化の影響を含まない実測フィードバック値Ｆｄ’であるか否かについては、例えばＦｄとＦｅの偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅが、予め設定されている許容範囲εｄ内に含まれるかどうかで判定できる。したがって、算出する推定フィードバック値Ｆｅに対して時間的に最も近いＦｄ’を用いれば、最も高い精度でＦｅを推定できる。

表示制御部２０は、開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで変位する間に得られた実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅを記憶部２２に保存する機能と、これらＦｄとＦｅを比較してＦｄが異常である異常区間を検出する機能と、セグメント表示部２１のうち、異常区間と対応する表示セグメントを、異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する機能とを有している。

セグメント表示部２１は、個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されて、表示制御部２０から指示された表示セグメントを指示された表示態様で点灯制御することにより、異常区間を識別して表示する機能を有している。
図３は、調節計の正面外観図である。図３に示すように、調節計１０の正面に設けられた正面パネル１０Ｐには、メイン表示部２１Ａ、サブ表示部２１Ｂ、およびバー表示部２１Ｃと、操作入力部１４とが配置されている。

メイン表示部２１Ａおよびサブ表示部２１Ｂは、７セグメント表示器や１６セグメント表示器など、ＬＥＤ、ランプ、ＬＣＤ、蛍光表示管などの一般的な表示セグメントからなる複数の表示セグメントを、表示制御部２０からの指示に応じて任意に点消灯することにより任意の文字、数字、または記号などのシンボルを表示するセグメント表示器が、所定桁数分だけ横方向に並べて配置された構成を有している。
一般には、予め設定された設定値ＳＰに対して操作端の動作位置を自動制御する場合、これらメイン表示部２１Ａおよびサブ表示部２１Ｂに、設定値ＳＰ、操作量ＭＶ、制御量ＰＶなど、制御状況を示すデータがシンボルで表示される。

バー表示部２１Ｃは、ＬＥＤ、ランプ、ＬＣＤ、蛍光表示管などの一般的な表示セグメントからなる複数の表示セグメントが、所定数分だけ横方向に線状に並べて配置された構成を有している。
一般には、予め設定された設定値ＳＰに対して操作端の動作位置を自動制御する場合、バー表示部２１Ｃに、操作量ＭＶ、制御量ＰＶなど、制御状況を示すデータがバー表示される。

本実施の形態では、バー表示部２１Ｃをセグメント表示部２１として用い、操作端３０の劣化位置を検出する際、セグメント表示部２１のうち、実測フィードバック値Ｆｄが異常である異常区間と対応する表示セグメントを、異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する場合について説明する。識別表示については、異常区間と正常区間に対して、異なる表示色、明るさ、点消灯、点滅などの表示方法を用いればよい。

記憶部２２は、半導体メモリからなり、表示制御部２０からの実測フィードバック値Ｆｄおよび推定フィードバック値Ｆｅなどの各種データを記憶する機能を有している。
通信Ｉ／Ｆ部２３は、記憶部２２で記憶している実測フィードバック値Ｆｄおよび推定フィードバック値Ｆｅを読み出して、外部装置やＵＳＢメモリなどの記憶媒体（ともに図示せず）へ転送する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる調節計１０の動作について説明する。図４は、劣化位置検出処理を示すフローチャートである。
調節計１０は、操作入力部１４で検出された、劣化位置検出開始を指示する監視員の操作に応じて、図４の劣化位置検出処理を実行する。なお、劣化位置検出処理の実行に先立って、操作量ＭＶに基づく操作端３０の駆動制御は、予め中断しているものとする。

まず、駆動制御部１５は、操作端３０を指定された開始位置ＰＳ、例えば全閉位置まで駆動する（ステップ１００）。
次に、駆動制御部１５は、操作端３０の駆動位置を、指定された停止位置ＰＥ、例えば全開位置まで一定速度で徐々に変位させる、駆動制御を開始する（ステップ１０１）。

この後、動作位置取得部１７は、一定時間ごとの検出タイミングの到来まで待機し（ステップ１０２：ＮＯ）、検出タイミングの到来に応じて（ステップ１０２：ＹＥＳ）、操作端３０のエンコーダＥＮＣからの検出信号Ｐを取得して、操作端３０の動作位置ＭＰを検出する（ステップ１０３）。

続いて、実測フィードバック値算出部１８は、動作位置取得部１７からの動作位置ＭＰに基づいて、動作位置ＭＰを百分率で表した実測フィードバック値Ｆｄを算出する（ステップ１０４）。
また、推定フィードバック値算出部１９は、実測フィードバック値Ｆｄより前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値Ｆｄ’と単位変化量ΔＦと駆動制御部１５からの駆動信号ＤＳの変化方向に基づいて、実測フィードバック値Ｆｄと対応する推定フィードバック値Ｆｅを算出する（ステップ１０５）。

この後、表示制御部２０は、実測フィードバック値算出部１８から実測フィードバック値Ｆｄを取得するとともに、推定フィードバック値算出部１９から推定フィードバック値Ｆｅ取得し、これらを記憶部２２に保存する（ステップ１０６）。
そして、記憶部２２に保存された最新の実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅを取得して、これらＦｄとＦｅを比較して実測フィードバック値Ｆｄが異常である異常区間を検出する（ステップ１０７）。

続いて、表示制御部２０は、検出した異常区間とこれ以外の正常区間とを、セグメント表示部２１（バー表示部２１Ｃ）のうち、異常区間と対応する表示セグメントを、異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する（ステップ１０８）。

次に、駆動制御部１５は、操作端３０を停止位置ＰＥまで駆動したか確認し（ステップ１０９）、停止位置ＰＥまで駆動していない場合には（ステップ１０９：ＮＯ）、ステップ１０２に戻り、以上の処理を繰り返す。
一方、停止位置ＰＥまで駆動した場合（ステップ１０９：ＹＥＳ）、一連の劣化位置検出処理を終了する。

図５は、操作端の動作区間と表示セグメントとの対応を示す説明図である。図５の例では、バー表示部２１Ｃに１０個の表示セグメントが設けられており、これら表示セグメントのすべてを用いて全閉から全開までの動作範囲を表示する場合、動作範囲を１０個の部分動作区間Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ１０に分割して表示することができる。すなわち、これら表示セグメントは、当該表示セグメントの配置位置に応じて、操作端３０の全動作区間を分割して設けられた複数の部分動作区間のいずれかに対応付けられている。

例えば、表示態様の１つとして、異常範囲を点滅で表し、正常範囲を点灯で表す場合、実測フィードバック値Ｆｄのうち異常が検出された異常区間Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と対応する表示セグメントが点滅される。また、これら異常区間以外の正常区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ６，…，Ｓ１０と対応する表示セグメントが点灯される。これにより、操作端３０の異常区間、すなわち動作範囲のうち劣化している動作位置を、監視員が現場で容易に確認することができる。

図６は、劣化位置検出動作における表示例である。ここでは、操作端３０を全閉状態（開始位置ＰＳ）から全開状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。表示制御部２０は、記憶部２２から読み出した実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅとに基づいて、図６に示すような表示制御を行う。

まず、表示制御部２０は、劣化位置の検出開始時、すべての表示セグメントを消灯し、検出中は、動作の進捗状況に対応して、検出区間と対応する表示セグメントを点灯表示する。ここで、検出区間において実測フィードバック値Ｆｄが異常であり、異常区間であると判定した場合、その検出区間と対応する表示セグメントを点滅表示する。これにより、検出中は各区間の検出状況が順に表示されるとともに、検出停止時には、各検出区間の異常有無が表示セグメントの点灯あるいは点滅により識別表示されることになり、現場の監視員が検出動作の進捗および検出結果を極めて容易に確認することができる。

図７は、劣化位置検出動作における他の表示例である。ここでは、図３に示したメイン表示部２１Ａまたはサブ表示部２１Ｂをセグメント表示部２１として用いた場合について、操作端３０を全閉状態（開始位置ＰＳ）から全開状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。

まず、表示制御部２０は、劣化位置の検出開始時、セグメント表示部２１のセグメント表示器で、全閉状態（開始位置ＰＳ）を示す操作量ＭＶである「０％」を示す「０．０００」を表示し、検出中は、動作の進捗状況に対応して、検出区間と対応する操作量ＭＶ、例えば「５５％」を示す「５５．０００」を表示する。ここで、検出区間において実測フィードバック値Ｆｄが異常であり、異常区間であると判定した場合、その検出区間と対応する操作量ＭＶ、例えば「６０％」を示す「６０．０００」を点滅表示する。

その後、検出停止時には、全開状態（停止位置ＰＥ）を示す操作量ＭＶである「１００％」を示す「１００．０００」を表示し、異常区間が検出された場合は、異常区間と対応する操作量ＭＶを点滅表示する。この際、異常区間が複数検出された場合、これら異常区間と対応する操作量ＭＶを、順に切り替えて点滅表示する。
これにより、検出した異常区間が、任意の数字、文字、または記号などのシンボルで点滅により識別表示されることになり、現場の監視員が検出動作の進捗および検出結果を極めて容易に確認することができる。

また、操作端３０は、一律に同じ程度で劣化するのではなく、程度が軽いものや重いものが混在する場合があるため、劣化の程度によって異常区間の位置も異なることになる。したがって、劣化の程度に合わせて表示セグメントで異なる表示を行うことにより、これら異常区間を識別して表示することができる。例えば、劣化程度が重い区間については早い点滅とし、劣化程度が軽い区間については遅い点滅とすればよい。

この場合、表示制御部２０において、異常区間を判定する際、実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅとの偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅを、予め設定されている許容範囲εｄの範囲外に段階的に設定されている、各劣化程度と対応する複数の異常範囲αｉ（ｉ＝１〜ｎの整数、ｎは２以上の整数）と比較し、偏差Ｄがいずれかの異常範囲αｉに含まれる場合には、異常区間と対応する表示セグメントを当該異常範囲αｉに対して、予め割り当てられている個別の表示態様で識別して表示すればよい。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されるセグメント表示部２１を設け、表示制御部２０が、開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまでの駆動の間に得られた実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅのうち、Ｆｄが異常である異常区間を検出し、表示セグメントのうち異常区間と対応する表示セグメントを、異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示するようにしたものである。

これにより、操作端３０の異常区間が、セグメント表示部２１の対応する表示セグメントで識別表示されることになる。一般に、現場に設置される調節計１０はケースの大きさが比較的小さく、調節計にＰＣのような解像度の高い画面を設けることはできない。本実施の形態によれば、複数の表示セグメントからなるセグメント表示部２１を調節計１０に設けるだけで、異常区間の位置が識別して画面表示されるため、監視員が現場で容易に確認することが可能となる。

したがって、ロガーなどの外部機器を接続して、その劣化を示すデータを取得する必要がなくなり、作業負担を大幅に削減できる。また、外部機器を接続するために配線の取り外しを必要とせず、元に戻す際に誤配線が発生するリスクはない。
このため、メンテナンスに適切な頻度や確認したいタイミングでデータを取得でき、極めてスムーズに操作端３０の劣化を確認してユーザに交換を促すことが可能となる。したがって、ブレイクメンテナンスを抑制でき、緊急な修理による装置の停止や、不良品の発生による損失を回避することが可能となる。

また、本実施の形態において、表示制御部２０が、異常区間を判定する際、実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅとの偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅを、予め設定されている許容範囲εｄの範囲外に段階的に設定されている、各劣化程度と対応する複数の異常範囲αｉと比較し、偏差Ｄがいずれかの異常範囲αｉに含まれる場合には、異常区間と対応する表示セグメントを当該異常範囲αｉに個別の表示態様で識別して表示するようにしてもよい。これにより、監視員が現場で、異常区間だけではなく劣化程度について容易に確認することが可能となる。

また、本実施の形態において、駆動制御部１５が、自動制御の際には操作量算出部１３で算出した操作量ＭＶに応じた駆動信号ＤＳを生成して出力することにより操作端３０を駆動し、劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、操作端３０の動作位置を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで一定速度で変化させるための駆動信号ＤＳを生成して出力することにより、操作端３０を駆動するようにしてもよい。

［第２の実施の形態］
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる調節計１０について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。

本実施の形態では、操作端３０の動作位置に劣化がある場合には、実測フィードバック値Ｆｄに代えて推定フィードバック値Ｆｅを、操作量ＭＶ（駆動信号ＤＳ）の調整に用いる場合について説明する。
図８に示すように、本実施の形態において、調節計１０には、フィードバック値選択部２４が設けられている。

フィードバック値選択部２４は、実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅとの偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅが、予め設定されている許容範囲εａの範囲内である場合には実測フィードバック値Ｆｄを操作量ＭＶ（駆動信号ＤＳ）の調整に用いる調整フィードバック値Ｆａとして選択して駆動制御部１５に出力する機能と、偏差Ｄが許容範囲εａの範囲外である場合には推定フィードバック値Ｆｅを調整フィードバック値Ｆａとして選択して駆動制御部１５に出力する機能とを有している。
本実施の形態にかかる上記以外の構成および動作については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる調節計１０の動作について説明する。図９は、フィードバック値選択動作を示すフローチャートである。
フィードバック値選択部２４は、新たな実測フィードバック値Ｆｄおよび推定フィードバック値Ｆｅが算出されるごとに、図９のフィードバック値選択動作を実行する。

まず、フィードバック値選択部２４は、新たな実測フィードバック値Ｆｄおよび推定フィードバック値Ｆｅを取得する（ステップ２００）。
次に、フィードバック値選択部２４は、両者の偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅを算出し（ステップ２０１）、予め設定されている許容範囲εａと比較する（ステップ２０２）。

ここで、偏差Ｄが許容範囲εａ内に含まれる場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、実測フィードバック値Ｆｄを調整フィードバック値Ｆａとして選択し、駆動制御部１５へ出力し（ステップ２０３）、一連のフィードバック値選択動作を終了する。
一方、偏差Ｄが許容範囲εａ内に含まれない場合（ステップ２０２：ＮＯ）、推定フィードバック値Ｆｅを調整フィードバック値Ｆａとして選択し、駆動制御部１５へ出力する（ステップ２０４）。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、フィードバック値選択部２４が、実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅとの偏差Ｄが、予め設定されている許容範囲εａの範囲内である場合には実測フィードバック値Ｆｄを調整フィードバック値Ｆａとして選択して駆動制御部１５に出力し、偏差Ｄが許容範囲εａの範囲外である場合には推定フィードバック値Ｆｅを調整フィードバック値Ｆａとして選択して駆動制御部１５に出力するようにしたものである。

これにより、操作端３０の劣化の影響で実測フィードバック値Ｆｄが異常な値を示した場合には、正常な実測フィードバック値Ｆｄ’から推定された推定フィードバック値Ｆｅが、駆動制御部１５における操作量ＭＶ（駆動信号ＤＳ）の調整に用いられることになる。したがって、操作端３０の任意の動作位置に劣化が存在していても、安定した操作量ＭＶの調整を実現することができる。

［第３の実施の形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる調節計１０について説明する。図１０は、第３の実施の形態にかかる調節計の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、劣化位置の検出時に、自動制御の際に用いる操作量ＭＶを変更することにより、操作端３０の動作位置を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで変位させる場合について説明する。

本実施の形態は、図１０に示すように、操作量切替部２５をさらに備えている。
操作量切替部２５は、自動制御の際には操作量算出部１３で算出した操作量ＭＶを出力する機能と、操作入力部１４で検出された劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、開始位置ＰＳに対応する開始位置操作量から停止位置ＰＥに対応する停止位置操作量まで一定速度で変化する操作量ＭＶＳに切り替えて出力する機能とを有している。

駆動制御部１５は、操作量切替部２５から出力された操作量ＭＶ／ＭＶＳに応じた駆動信号ＤＳを生成して出力することにより操作端３０を駆動する機能とを有している。
本実施の形態にかかる上記以外の構成および動作については、第１または第２の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、操作量切替部２５が、自動制御の際には操作量算出部１３で算出した操作量ＭＶを出力するとともに、操作入力部１４で検出された劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、開始位置ＰＳに対応する開始位置操作量から停止位置ＰＥに対応する停止位置操作量まで一定速度で変化する操作量ＭＶＳに切り替えて出力し、駆動制御部１５が、操作量切替部２５から出力された操作量ＭＶ／ＭＶＳに応じた駆動信号ＤＳを生成して出力することにより操作端３０を駆動するようにしたものである。

これにより、既存の調節計における操作量算出部１３および駆動制御部１５の構成を変更することなく、操作端３０の劣化位置の検出時に、操作端３０の動作位置を予め指定された開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで一定速度で変位させることができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…調節計、１０Ｐ…正面パネル、１１…設定値取得部、１２…制御量取得部、１３…操作量算出部、１４…操作入力部、１５…駆動制御部、１６…駆動部、１７…動作位置取得部、１８…実測フィードバック値算出部、１９…推定フィードバック値算出部、２０…表示制御部、２１…セグメント表示部、２１Ａ…メイン表示部、２１Ｂ…サブ表示部、２１Ｃ…バー表示部、２２…記憶部、２３…通信Ｉ／Ｆ部、２４…フィードバック値選択部、２５…操作量切替部、３０…操作端、Ｍ…可動体、ＥＮＣ…エンコーダ、ＳＰ…設定値、ＰＶ…制御量、ＭＶ，ＭＶＳ…操作量、ＤＳ…駆動信号、Ｐ…検出信号、ＭＰ…動作位置、Ｆｄ，Ｆｄ’ …実測フィードバック値、Ｆｅ…推定フィードバック値、Ｆａ…調整フィードバック値、ΔＦ…単位変化量、Ｔｓ…サンプリング時間、Ｔａ…検出所要時間、ＰＳ…開始位置、ＰＥ…停止位置。

Claims (5)

1. 予め設定された設定値と制御対象から検出した制御量とから算出し、得られた操作量に基づいて操作端を駆動することにより、前記操作端の動作位置を自動制御する調節計であって、
   前記操作端のエンコーダから出力された検出信号に基づいて、一定時間ごとに前記操作量に応じた前記操作端の動作位置を示す実測フィードバック値を算出する実測フィードバック値算出部と、
   前記実測フィードバック値より前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値に基づいて、前記実測フィードバック値と対応する推定フィードバック値を算出する推定フィードバック値算出部と、
   劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、前記動作位置が予め指定された開始位置から停止位置まで一定速度で変位するよう、前記操作端を駆動制御する駆動制御部と、
   個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されるセグメント表示部と、
   前記開始位置から前記停止位置までの駆動の間に得られた前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値のうち、前記実測フィードバック値が異常である異常区間を検出し、前記セグメント表示部のうち前記異常区間と対応する表示セグメントを、前記異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示する表示制御部と
   を備え、
   前記表示制御部は、前記異常区間を判定する際、前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値との偏差を、予め設定されている許容範囲の範囲外に段階的に設定されている複数の異常範囲と比較し、前記偏差が前記異常範囲のいずれかに含まれる場合には、前記異常区間と対応する表示セグメントを当該異常範囲に個別の表示態様で識別して表示することを特徴とする調節計。
2. 請求項１に記載の調節計において、
   前記セグメント表示部は、線状に並べて配置された複数の表示セグメントで構成され、これら表示セグメントは、当該表示セグメントの配置位置に応じて、前記操作端の全動作区間を分割して設けられた複数の部分動作区間のいずれかに対応付けられていることを特徴とする調節計。
3. 請求項１に記載の調節計において、
   前記セグメント表示部は、複数の表示セグメントを任意に点消灯することにより任意の数字、文字、または記号などのシンボルを表示する複数のセグメント表示器で構成され、各セグメント表示器により、前記表示制御部から出力された前記異常区間を示すシンボルを前記表示態様で表示することを特徴とする調節計。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の調節計において、
   前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値との偏差が、予め設定されている許容範囲の範囲内である場合には、前記実測フィードバック値を前記操作量の調整に用いる調整フィードバック値として選択し、前記偏差が前記許容範囲の範囲外である場合には前記推定フィードバック値を前記調整フィードバック値として選択するフィードバック値選択部をさらに備えることを特徴とする調節計。
5. 予め設定された設定値と制御対象から検出した制御量とから算出し、得られた操作量に基づいて操作端を駆動することにより、前記操作端の動作位置を自動制御する調節計であって、
   実測フィードバック値算出部が、前記操作端のエンコーダから出力された検出信号に基づいて、一定時間ごとに前記操作量に応じた前記操作端の動作位置を示す実測フィードバック値を算出するフィードバック値算出ステップと、
   推定フィードバック値算出部が、前記実測フィードバック値より前に算出した劣化の影響を含まない実測フィードバック値に基づいて、前記実測フィードバック値と対応する推定フィードバック値を算出する推定フィードバック値算出ステップと、
   駆動制御部が、劣化位置の検出を指示する指示操作に応じて、前記動作位置が予め指定された開始位置から停止位置まで一定速度で変位するよう、前記操作端を駆動制御する駆動制御ステップと、
   表示制御部が、前記開始位置から前記停止位置までの駆動の間に得られた前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値のうち、前記実測フィードバック値が異常である異常区間を検出し、個別に点灯制御可能な複数の表示セグメントで構成されるセグメント表示部のうち、前記異常区間と対応する表示セグメントを、前記異常区間以外の区間に対応する表示セグメントとは異なる表示態様で、識別して表示し、前記異常区間を判定する際、前記実測フィードバック値と前記推定フィードバック値との偏差を、予め設定されている許容範囲の範囲外に段階的に設定されている複数の異常範囲と比較し、前記偏差が前記異常範囲のいずれかに含まれる場合には、前記異常区間と対応する表示セグメントを当該異常範囲に個別の表示態様で識別して表示する表示制御ステップと
   を備えることを特徴とする劣化位置検出方法。

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