JP7034602B2 - 温度調節計 - Google Patents

Description

本発明は、例えば加熱装置や冷却装置、空調機等に使用される温度調節計に関するものである。

温度調節計には待機機能を備えるものがある。待機機能とは、電源投入時や設定値変更時に、待機状態が解除されるまで（例えば測定値が設定値に達するまで）は許容範囲外の測定値を異常として扱わない、というものである。

例えば図１５は温度調節計の電源投入時の待機機能を説明する図である。図１５の例では、時刻ｔ０で温度調節計の電源が投入され温度制御が開始されたときに、時刻ｔ１までは待機状態となっている。このため、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで測定値ＰＶ（温度）が許容範囲から外れていても、異常として検出されることはない。図１５の例では、時刻ｔ１において測定値ＰＶが設定値ＳＰに対して設定される許容範囲内に入って待機状態が解除された後、時刻ｔ２において測定値ＰＶが許容範囲外になったときに異常として検出される。

図１６は温度調節計の設定値変更時の待機機能を説明する図である。図１６の例では、時刻ｔ３において設定値がＳＰ＝ＳＰＡからＳＰ＝ＳＰＢに変更され、測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに対して設定される許容範囲Ｂ内に入る時刻ｔ４まで待機状態となっている。このため、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで測定値ＰＶが許容範囲Ｂから外れていても、異常として検出されることはない。図１６の例では、時刻ｔ４において待機状態が解除された後、時刻ｔ５において測定値ＰＶが許容範囲Ｂから外れたときに異常として検出される。

しかしながら、待機機能の性質上、待機状態のときに断線などの異常検出を適切に行い難いという課題があった。例えば図１７の例では、図１６の例と同様に時刻ｔ３において設定値がＳＰ＝ＳＰＡからＳＰ＝ＳＰＢに変更されているが、時刻ｔ６において断線等の異常が発生したために、測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに追従せずに低下している。測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに対して設定される許容範囲Ｂ内に入らないため、待機状態のままとなり、異常を検出することができない。

このような課題に対して、特許文献１に開示された温度調節装置では、制御開始からの時間を計時するタイマがタイムアップしたときに、温度センサの測定値が設定値の変動許容範囲内にないと判定した場合には異常と判定して警報信号を出力するようにしている。例えば図１８の例では、図１７の例と同様に時刻ｔ３において設定値がＳＰ＝ＳＰＡからＳＰ＝ＳＰＢに変更され、時刻ｔ６において断線等の異常が発生している。このとき、時刻ｔ３から待機状態となるが、所定のタイムアウト時間が経過した時刻ｔ７において待機状態が解除され、待機状態が解除されたときに測定値ＰＶが許容範囲Ｂから外れているために異常として検出される。

また、特許文献２に開示された表示装置では、測定値と合わせて待機中であることを表示するようにしている。これにより、許容範囲外の測定値を異常検出しない理由が、待機状態によるものであることを明示する。

しかしながら、特許文献１に開示された温度調節装置では、異常検出は可能であるが、タイムアウト時間の設定によっては即応性を欠くという課題があった。つまり、特許文献１に開示された温度調節装置では、大きな設定値変更が生じたときには、測定値に異常がない場合でも、タイムアウト時間までに測定値が許容範囲内に到達できない場合があるので、異常と誤認する虞がある。このような誤認を避けようとしてタイムアウト時間を過剰にとると、本当の異常状態が生じても直ちに検出できないことになる。
また、特許文献２に開示された表示装置では、ユーザの混乱を防ぐことはできるが、待機状態のときの異常を検出することはできない。

特開平１１－００７３２６号公報 特開２０１６－０３８７６１号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、温度制御開始時や設定値変更時などの待機状態であっても、即応性のある異常検出が可能な温度調節計を提供することを目的とする。

本発明の温度調節計は、温度センサによって測定される測定値と設定値とに基づいて制御対象への操作量を算出するように構成された制御部と、所定の事象が発生したときの待機状態において前記測定値が前記待機状態の許容範囲を外れたときに異常と判定し、前記事象の発生前後の通常状態において前記測定値が前記通常状態の許容範囲を外れたときに異常と判定するように構成された異常検出部と、前記事象が発生したときに、このときの前記設定値に基づいて前記待機状態の後の前記通常状態の許容範囲を設定すると共に、この設定した許容範囲の上限値および下限値のうち前記設定値に追従して前記測定値が近づく第１の側にある値を、前記待機状態の許容範囲の上限値および下限値のうち前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の下限値および上限値のうち前記第１の側と反対側の第２の側にある値、前記事象が発生したときの前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差および前記事象が発生したときの前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和のいずれかを、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とするように構成された許容範囲設定部とを備え、前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差または和と、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値との比較結果から、前記測定値が前記設定値に近づいている場合に、前記差または和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とするものである。

また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記異常検出部は、前記事象の発生に応じて前記許容範囲設定部によって設定された前記通常状態の許容範囲の内に前記測定値が入ったとき、または前記測定値が前記設定値に達したときに、前記待機状態を解除して前記通常状態とすることを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記異常検出部によって異常と判定されたときに警報を発するように構成された警報出力部をさらに備えることを特徴とするものである。

また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記事象は、前記制御部による温度制御の開始であり、前記許容範囲設定部は、前記温度制御が開始されたときの前記測定値が前記設定値よりも低い場合に、この測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とし、前記温度制御の開始に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記事象は、前記設定値の増加する方向への変更であり、前記許容範囲設定部は、前記設定値の変更に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差が、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値よりも大きい場合に、前記差を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とするものである。

また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記事象は、前記制御部による温度制御の開始であり、前記許容範囲設定部は、前記温度制御が開始されたときの前記測定値が前記設定値よりも高い場合に、この測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とし、前記温度制御の開始に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記事象は、前記設定値の減少する方向への変更であり、前記許容範囲設定部は、前記設定値の変更に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和が、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値よりも小さい場合に、前記和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とするものである。
また、本発明の温度調節計の１構成例において、前記異常検出部は、前記事象が発生した後で前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値の更新が一定時間以上なかったときに異常と判定することを特徴とするものである。

本発明によれば、所定の事象が発生したときに、このときの設定値に基づいて待機状態の後の通常状態の許容範囲を設定すると共に、この設定した許容範囲の上限値および下限値のうち設定値に追従して測定値が近づく第１の側にある値を、待機状態の許容範囲の上限値および下限値のうち第１の側の限界値とし、第１の側と反対側の第２の側にある値、事象が発生したときの測定値と通常状態の最新の許容範囲の幅との差および事象が発生したときの測定値と通常状態の最新の許容範囲の幅との和のいずれかを、待機状態の許容範囲の第２の側の限界値とすることにより、温度制御開始時や設定値変更時などの待機状態であっても、即応性のある異常検出が可能となる。

図１は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の異常検出部と警報出力部の動作を説明するフローチャートである。 図３は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の許容範囲設定部の動作を説明するフローチャートである。 図４は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の動作例を説明する図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の別の動作例を説明する図である。 図６は、本発明の第１の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の別の動作例を説明する図である。 図７は、本発明の第２の実施例に係る温度調節計の異常検出部と警報出力部の動作を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第２の実施例に係る温度調節計の許容範囲設定部の動作を説明するフローチャートである。 図９は、本発明の第２の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の動作例を説明する図である。 図１０は、本発明の第２の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の別の動作例を説明する図である。 図１１は、本発明の第２の実施例に係る温度調節計の異常検出部と許容範囲設定部と警報出力部の別の動作例を説明する図である。 図１２は、本発明の第３の実施例に係る温度調節計の異常検出部と警報出力部の動作を説明するフローチャートである。 図１３は、本発明の第４の実施例に係る温度調節計の異常検出部と警報出力部の動作を説明するフローチャートである。 図１４は、本発明の第６の実施例に係る温度調節計の構成を示すブロック図である。 図１５は、従来の温度調節計の温度制御時の待機機能を説明する図である。 図１６は、従来の温度調節計の設定値変更時の待機機能を説明する図である。 図１７は、従来の温度調節計の待機機能の問題点を説明する図である。 図１８は、特許文献１に開示された温度調節装置の動作を説明する図である。

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例では、温度制御の開始を所定の事象とする場合について説明する。また、本発明では、設定値ＳＰに追従して測定値ＰＶが近づく側を第１の側、前記第１の側と反対の側を第２の側と呼ぶ。

図１は本実施例に係る温度調節計の構成を示すブロック図である。温度調節計は、制御部１と、測定値ＰＶの異常を検出する異常検出部２と、通常状態および待機状態の測定値ＰＶの許容範囲を設定する許容範囲設定部３と、異常検出部２によって異常と判定されたときに警報を発する警報出力部４とを備えている。

制御部１は、図示しない温度センサによって測定される、制御対象の測定値ＰＶ（温度）が設定値ＳＰ（温度設定値）と一致するように操作量ＭＶを算出する。操作量ＭＶは、例えば加熱装置や冷却装置、空調機等の制御対象に出力される。制御部１の制御演算アルゴリズムとしては、例えばＰＩＤがある。このような制御部１の温度制御動作は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

図２は異常検出部２と警報出力部４の動作を説明するフローチャート、図３は許容範囲設定部３の動作を説明するフローチャート、図４は異常検出部２と許容範囲設定部３と警報出力部４の動作を説明する図である。
異常検出部２は、温度調節計の電源が投入され、制御部１による温度制御が開始されると、異常検出機能を待機状態とする（図２ステップＳ１００）。

許容範囲設定部３は、温度調節計の電源が投入され、制御部１による温度制御が開始されると、例えばオペレータによって設定される設定値ＳＰ（温度設定値）を中心とする所定の範囲を、待機状態の後の通常状態の許容範囲Ｂとして設定する（図３ステップＳ２００）。

続いて、許容範囲設定部３は、現在の測定値ＰＶが設定値ＳＰよりも低い場合（図３ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、現在の測定値ＰＶと通常状態の最新の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの差ＰＶ－ＢＷを待機状態の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗとし（図３ステップＳ２０２）、通常状態の許容範囲Ｂの上限値を待機状態の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈとする（図３ステップＳ２０３）。例えば図４の例では、時刻ｔ０で温度制御が開始され、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈ（第１の側の限界値）と下限値Ｃｌｏｗ（第２の側の限界値）とが設定される。

待機状態において、異常検出部２は、測定値ＰＶが許容範囲Ｃ内かどうかを判定する（図２ステップＳ１０１）。異常検出部２は、測定値ＰＶが許容範囲Ｃ内であれば正常と判定し（図２ステップＳ１０２）、測定値ＰＶが許容範囲Ｃを外れている場合には異常と判定する（図２ステップＳ１０３）。警報出力部４は、異常検出部２によって異常が検出された場合、警報を発する（図２ステップＳ１０４）。警報出力の方法としては、例えば異常検出メッセージの表示、ＬＥＤの点灯、音声出力などがある。

図４の例では、時刻ｔ０以降の待機状態において測定値ＰＶが許容範囲Ｃ内であるため、警報出力部４から警報が出力されることはない。異常検出部２は、後述のように測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入るまで、ステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理を一定時間毎に行う。

次に、許容範囲設定部３は、待機状態において測定値ＰＶと通常状態の最新の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの差ＰＶ－ＢＷと、待機状態の現在の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗとを比較し（図３ステップＳ２０４）、測定値ＰＶと通常状態の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの差ＰＶ－ＢＷが待機状態の現在の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗよりも大きい場合には、ＰＶ－ＢＷを許容範囲Ｃの新たな下限値Ｃｌｏｗとして許容範囲Ｃを更新する（図３ステップＳ２０５）。許容範囲設定部３は、測定値ＰＶと通常状態の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの差ＰＶ－ＢＷが待機状態の現在の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗ以下の場合には、現在の下限値Ｃｌｏｗを維持する。許容範囲設定部３は、後述のように通常状態になるまで、ステップＳ２０４，Ｓ２０５の処理を一定時間毎に行う。

こうして、測定値ＰＶが設定値ＳＰに近づく場合に、許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗを上昇させる。図４の例では、制御部１による温度制御によって測定値ＰＶが設定値ＳＰに向かって上昇し、ＰＶ－ＢＷが許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗよりも大きいために、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗが更新され、下限値Ｃｌｏｗが上昇している。

一方、異常検出部２は、待機状態において測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入ったかどうかを判定する（図２ステップＳ１０５）。異常検出部２は、測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入った場合、待機状態を解除し、異常検出機能を通常状態とする（図２ステップＳ１０６）。異常検出部２は、測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂから外れている場合、待機状態を維持する。

許容範囲設定部３は、通常状態になった時点で（図３ステップＳ２０６においてＹＥＳ）、待機状態の許容範囲Ｃの設定を解除し（図３ステップＳ２０７）、処理を終了する。図４の例では、時刻ｔ１１の時点で許容範囲Ｃの設定が解除され、通常状態の許容範囲Ｂのみが有効となる。

異常検出部２は、通常状態において測定値ＰＶが許容範囲Ｂ内かどうかを判定する（図２ステップＳ１０７）。異常検出部２は、測定値ＰＶが許容範囲Ｂ内であれば正常と判定し（図２ステップＳ１０８）、測定値ＰＶが許容範囲Ｂを外れている場合には異常と判定する（図２ステップＳ１０９）。警報出力部４は、異常検出部２によって異常が検出された場合、警報を発する（図２ステップＳ１１０）。異常検出部２は、制御部１による温度制御が終了するまで（図２ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、ステップＳ１０７～Ｓ１１０の処理を一定時間毎に行う。

以上のように、本実施例では、待機状態への移行時に測定値ＰＶに対する許容範囲を通常状態の許容範囲よりも広げておき、測定値ＰＶの変化に追従して許容範囲Ｃを狭めていく。これにより、測定値ＰＶに応じた許容範囲Ｃで判定ができるので、待機状態でも即応性のある異常検出が可能となる。例えば図５の例では、時刻ｔ１２の時点で断線等の異常が発生したために、測定値ＰＶが設定値ＳＰに追従せずに低下している。これにより、時刻ｔ１３において測定値ＰＶが許容範囲Ｃから外れ、異常として検出される。

次に、温度制御の開始時に測定値ＰＶが設定値ＳＰよりも高い場合の許容範囲設定部３の動作について説明する。
許容範囲設定部３は、温度調節計の電源が投入され、制御部１による温度制御が開始されたときに、現在の測定値ＰＶが設定値ＳＰよりも高い場合（図３ステップＳ２０１においてＮＯ）、通常状態の許容範囲Ｂの下限値を待機状態の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗとし（図３ステップＳ２０８）、現在の測定値ＰＶと通常状態の最新の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの和ＰＶ＋ＢＷを待機状態の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈとする（図３ステップＳ２０９）。例えば図６の例では、時刻ｔ０で温度制御が開始され、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈ（第２の側の限界値）と下限値Ｃｌｏｗ（第１の側の限界値）とが設定される。

次に、許容範囲設定部３は、待機状態において測定値ＰＶと通常状態の最新の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの和ＰＶ＋ＢＷと、待機状態の現在の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈとを比較し（図３ステップＳ２１０）、測定値ＰＶと通常状態の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの和ＰＶ＋ＢＷが待機状態の現在の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈよりも小さい場合には、ＰＶ＋ＢＷを許容範囲Ｃの新たな上限値Ｃｈｉｇｈとして許容範囲Ｃを更新する（図３ステップＳ２１１）。許容範囲設定部３は、測定値ＰＶと通常状態の許容範囲Ｂの幅ＢＷとの和ＰＶ＋ＢＷが待機状態の現在の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈ以上の場合には、現在の上限値Ｃｈｉｇｈを維持する。許容範囲設定部３は、通常状態になるまで、ステップＳ２１０，Ｓ２１１の処理を一定時間毎に行う。

こうして、測定値ＰＶが設定値ＳＰに近づく場合に、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈを下降させる。図６の例では、制御部１による温度制御によって測定値ＰＶが設定値ＳＰに向かって下降し、ＰＶ＋ＢＷが許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈよりも小さいために、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈが更新され、上限値Ｃｈｉｇｈが下降している。

そして、許容範囲設定部３は、通常状態になった時点で（図３ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、待機状態の許容範囲Ｃの設定を解除し（図３ステップＳ２１３）、処理を終了する。図６の例では、時刻ｔ１５の時点で許容範囲Ｃの設定が解除され、通常状態の許容範囲Ｂのみが有効となる。
異常検出部２の動作は、温度制御の開始時に測定値ＰＶが設定値ＳＰよりも低い場合の動作と同じである。

こうして、温度制御の開始時に測定値ＰＶが設定値ＳＰよりも高い場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
なお、異常検出部２は、待機状態において測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入ったときに待機状態を解除しているが（ステップＳ１０５）、待機状態において測定値ＰＶが設定値ＳＰに達したときに待機状態を解除するようにしてもよい。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、設定値ＳＰの変更を所定の事象とする場合について説明する。本実施例においても、温度調節計の構成は第１の実施例と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。
図７は異常検出部２と警報出力部４の動作を説明するフローチャート、図８は許容範囲設定部３の動作を説明するフローチャート、図９は異常検出部２と許容範囲設定部３と警報出力部４の動作を説明する図である。

異常検出部２は、例えばオペレータによって設定値ＳＰが変更されると、異常検出機能を待機状態とする（図７ステップＳ３００）。

許容範囲設定部３は、設定値ＳＰが変更されると、この変更後の設定値ＳＰを中心とする所定の範囲を通常状態の変更後の許容範囲Ｂとして設定する（図８ステップＳ４００）。続いて、許容範囲設定部３は、設定値ＳＰが増加する方向に変更された場合（図８ステップＳ４０１においてＹＥＳ）、通常状態の直前の許容範囲Ａ（変更前の設定値ＳＰを中心とする所定の範囲）の下限値を待機状態の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗとし（図８ステップＳ４０２）、通常状態の最新の許容範囲Ｂの上限値を待機状態の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈとする（図８ステップＳ４０３）。

通常状態の直前の許容範囲Ａの下限値は、第１の側と反対側の第２の側にある値である。例えば図９の例では、時刻ｔ１６において設定値がＳＰ＝ＳＰＡからＳＰ＝ＳＰＢに変更され、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈ（第１の側の限界値）と下限値Ｃｌｏｗ（第２の側の限界値）とが設定される。なお、通常状態の許容範囲Ａの幅と許容範囲Ｂの幅は通常同一である。

異常検出部２のステップＳ３０１～Ｓ３０４の処理は図２のステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理と同じなので、説明は省略する。異常検出部２は、測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入るまで、あるいは測定値ＰＶが変更後の設定値ＳＰ＝ＳＰＢに達するまで、ステップＳ３０１～Ｓ３０４の処理を一定時間毎に行う。図９の例では、時刻ｔ１６以降の待機状態において測定値ＰＶが許容範囲Ｃ内であるため、警報が出力されることはない。

次に、許容範囲設定部３のステップＳ４０４，Ｓ４０５の処理は図３のステップＳ２０４，Ｓ２０５の処理と同じなので、説明は省略する。許容範囲設定部３は、通常状態になるまで、ステップＳ４０４，Ｓ４０５の処理を一定時間毎に行う。

こうして、測定値ＰＶが設定値ＳＰに近づく場合に、許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗを上昇させる。図９の例では、制御部１による温度制御によって測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに向かって上昇し、時刻ｔ１７においてＰＶ－ＢＷが許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗよりも大きくなったために、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗが更新され、下限値Ｃｌｏｗが上昇している。

異常検出部２は、待機状態において測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂ内に入った場合、待機状態を解除し、異常検出機能を通常状態とする（図７ステップＳ３０６）。異常検出部２は、測定値ＰＶが通常状態の許容範囲Ｂから外れている場合、待機状態を維持する。第１の実施例で説明したとおり、異常検出部２は、待機状態において測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに達したときに待機状態を解除するようにしてもよい。

許容範囲設定部３は、通常状態になった時点で（図８ステップＳ４０６においてＹＥＳ）、待機状態の許容範囲Ｃの設定を解除し（図８ステップＳ４０７）、処理を終了する。図９の例では、時刻ｔ１８の時点で許容範囲Ｃの設定が解除され、通常状態の許容範囲Ｂのみが有効となる。

異常検出部２のステップＳ３０７～Ｓ３１０の処理は図２のステップＳ１０７～Ｓ１１０の処理と同じなので、説明は省略する。異常検出部２は、制御部１による温度制御が終了するまで（図７ステップＳ３１１においてＹＥＳ）、ステップＳ３０７～Ｓ３１０の処理を一定時間毎に行う。

こうして、本実施例では、設定値ＳＰの変更時に測定値ＰＶに対する許容範囲を通常状態の許容範囲よりも広げておき、測定値ＰＶの変化に追従して許容範囲Ｃを狭めていく。これにより、測定値ＰＶに応じた許容範囲Ｃで判定ができるので、待機状態でも即応性のある異常検出が可能となる。例えば図１０の例では、時刻ｔ１９の時点で断線等の異常が発生したために、測定値ＰＶが設定値ＳＰに追従せずに低下している。これにより、時刻ｔ２０において測定値ＰＶが許容範囲Ｃから外れ、異常として検出される。

次に、設定値ＳＰが減少する方向に変更された場合の許容範囲設定部３の動作について説明する。
許容範囲設定部３は、設定値ＳＰが減少する方向に変更された場合（図８ステップＳ４０１においてＮＯ）、通常状態の最新の許容範囲Ｂの下限値を待機状態の許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗとし（図８ステップＳ４０８）、通常状態の直前の許容範囲Ａの上限値を待機状態の許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈとする（図８ステップＳ４０９）。

通常状態の直前の許容範囲Ａの上限値は、第１の側と反対側の第２の側にある値である。例えば図１１の例では、時刻ｔ２１において設定値がＳＰ＝ＳＰＡからＳＰ＝ＳＰＢに変更され、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈ（第２の側の限界値）と下限値Ｃｌｏｗ（第１の側の限界値）とが設定される。

許容範囲設定部３のステップＳ４１０，Ｓ４１１の処理は図３のステップＳ２１０，Ｓ２１１の処理と同じなので、説明は省略する。許容範囲設定部３は、通常状態になるまで、ステップＳ４１０，Ｓ４１１の処理を一定時間毎に行う。

こうして、測定値ＰＶが設定値ＳＰに近づく場合に、許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈを下降させる。図１１の例では、制御部１による温度制御によって測定値ＰＶが設定値ＳＰ＝ＳＰＢに向かって下降し、時刻ｔ２２においてＰＶ＋ＢＷが許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈよりも小さくなったために、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃの上限値Ｃｈｉｇｈが更新され、上限値Ｃｈｉｇｈが下降している。

そして、許容範囲設定部３は、通常状態になった時点で（図８ステップＳ４１２においてＹＥＳ）、待機状態の許容範囲Ｃの設定を解除し（図８ステップＳ４１３）、処理を終了する。図１１の例では、時刻ｔ２３の時点で許容範囲Ｃの設定が解除され、通常状態の許容範囲Ｂのみが有効となる。
異常検出部２の動作は、設定値ＳＰが増加する方向に変更された場合の動作と同じである。

こうして、設定値ＳＰが減少する方向に変更された場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。

［第３の実施例］
第１の実施例では、待機状態において測定値ＰＶが許容範囲Ｃを外れたとき、または通常状態において測定値ＰＶが許容範囲Ｂを外れたときに異常と判定するが、待機状態において許容範囲Ｃの設定後に許容範囲Ｃの更新が一定時間以上なかったときに異常と判定するようにしてもよい。

本実施例を第１の実施例に適用した場合の異常検出部２の動作を図１２に示す。異常検出部２は、待機状態において許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃが設定されてから一定時間以上、許容範囲Ｃの第２の側の限界値（下限値Ｃｌｏｗまたは上限値Ｃｈｉｇｈ）が変更されず、許容範囲Ｃの更新がない場合（図１２ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、異常と判定する（図１２ステップＳ１１３）。警報出力部４は、異常検出部２によって異常が検出された場合、警報を発する（図１２ステップＳ１１４）。

異常検出部２は、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃが設定されてからの経過時間が一定時間に達していない場合、または許容範囲Ｃが設定されてから一定時間内に許容範囲Ｃの下限値Ｃｌｏｗまたは上限値Ｃｈｉｇｈが変更され、許容範囲Ｃが更新された場合（ステップＳ１１２においてＮＯ）、正常と判定する（図１２ステップＳ１１５）。他の動作は第１の実施例で説明したとおりである。

［第４の実施例］
同様に、第２の実施例において許容範囲Ｃの設定後に許容範囲Ｃの更新が一定時間以上なかったときに異常と判定するようにしてもよい。
本実施例を第２の実施例に適用した場合の異常検出部２の動作を図１３に示す。異常検出部２は、待機状態において許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃが設定されてから一定時間以上、許容範囲Ｃの第２の側の限界値（下限値Ｃｌｏｗまたは上限値Ｃｈｉｇｈ）が変更されず、許容範囲Ｃの更新がない場合（図１３ステップＳ３１２においてＹＥＳ）、異常と判定する（図１３ステップＳ３１３）。警報出力部４は、異常検出部２によって異常が検出された場合、警報を発する（図１３ステップＳ３１４）。

異常検出部２は、許容範囲設定部３によって許容範囲Ｃが設定されてからの経過時間が一定時間に達していない場合、または許容範囲Ｃが設定されてから一定時間内に許容範囲Ｃが更新された場合（ステップＳ３１２においてＮＯ）、正常と判定する（図１３ステップＳ３１５）。他の動作は第２の実施例で説明したとおりである。

［第５の実施例］
なお、第１～第４の実施例の温度調節計において、異常検出部２は、待機状態に入ったときからの経過時間が所定のタイムアウト時間に達したときに、待機状態を解除して通常状態にするようにしてもよい。

［第６の実施例］
また、図１４に示すように温度調節計に表示部５を設け、待機状態における許容範囲Ｃおよび通常状態における許容範囲Ａ，Ｂを測定値ＰＶ、設定値ＳＰと共に表示部５にグラフ表示させるようにしてもよい。これにより、異常検出の状況をオペレータに知らせることができる。

第１～第６の実施例で説明した温度調節計は、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６の実施例で説明した処理を実行する。

本発明は、温度調節計に適用することができる。

１…制御部、２…異常検出部、３…許容範囲設定部、４…警報出力部、５…表示部。

Claims (10)

1. 温度センサによって測定される測定値と設定値とに基づいて制御対象への操作量を算出するように構成された制御部と、
   所定の事象が発生したときの待機状態において前記測定値が前記待機状態の許容範囲を外れたときに異常と判定し、前記事象の発生前後の通常状態において前記測定値が前記通常状態の許容範囲を外れたときに異常と判定するように構成された異常検出部と、
   前記事象が発生したときに、このときの前記設定値に基づいて前記待機状態の後の前記通常状態の許容範囲を設定すると共に、この設定した許容範囲の上限値および下限値のうち前記設定値に追従して前記測定値が近づく第１の側にある値を、前記待機状態の許容範囲の上限値および下限値のうち前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の下限値および上限値のうち前記第１の側と反対側の第２の側にある値、前記事象が発生したときの前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差および前記事象が発生したときの前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和のいずれかを、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とするように構成された許容範囲設定部とを備え、
   前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差または和と、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値との比較結果から、前記測定値が前記設定値に近づいている場合に、前記差または和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とする温度調節計。
2. 請求項１記載の温度調節計において、
   前記異常検出部は、前記事象の発生に応じて前記許容範囲設定部によって設定された前記通常状態の許容範囲の内に前記測定値が入ったとき、または前記測定値が前記設定値に達したときに、前記待機状態を解除して前記通常状態とすることを特徴とする温度調節計。
3. 請求項１または２記載の温度調節計において、
   前記異常検出部によって異常と判定されたときに警報を発するように構成された警報出力部をさらに備えることを特徴とする温度調節計。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度調節計において、
   前記事象は、前記制御部による温度制御の開始であり、
   前記許容範囲設定部は、前記温度制御が開始されたときの前記測定値が前記設定値よりも低い場合に、この測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とし、前記温度制御の開始に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とすることを特徴とする温度調節計。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度調節計において、
   前記事象は、前記設定値の増加する方向への変更であり、
   前記許容範囲設定部は、前記設定値の変更に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とすることを特徴とする温度調節計。
6. 請求項４または５記載の温度調節計において、
   前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との差が、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値よりも大きい場合に、前記差を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とする温度調節計。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度調節計において、
   前記事象は、前記制御部による温度制御の開始であり、
   前記許容範囲設定部は、前記温度制御が開始されたときの前記測定値が前記設定値よりも高い場合に、この測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とし、前記温度制御の開始に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とすることを特徴とする温度調節計。
8. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度調節計において、
   前記事象は、前記設定値の減少する方向への変更であり、
   前記許容範囲設定部は、前記設定値の変更に応じて設定した前記通常状態の最新の許容範囲の下限値を前記待機状態の許容範囲の前記第１の側の限界値とし、前記通常状態の直前の許容範囲の上限値を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値とすることを特徴とする温度調節計。
9. 請求項７または８記載の温度調節計において、
   前記許容範囲設定部は、前記待機状態において前記測定値と前記通常状態の最新の許容範囲の幅との和が、前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値よりも小さい場合に、前記和を前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の新たな限界値として更新することを特徴とする温度調節計。
10. 請求項６または９記載の温度調節計において、
    前記異常検出部は、前記事象が発生した後で前記待機状態の許容範囲の前記第２の側の限界値の更新が一定時間以上なかったときに異常と判定することを特徴とする温度調節計。

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