TW201842429A - 劣化診斷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的劣化診斷裝置能夠更簡便且更迅速地判斷加熱器的異常。
電流測定部(103)測定供給至加熱器(111)的電流，控制值取得部(102)取得控制部(113)所輸出的用於控制加熱器(111)的控制值。曲線圖顯示控制部(106)將曲線圖顯示在顯示部(108)上，該曲線圖藉由將由選擇部(105)選擇的成對的控制值和測定值所確定的點配置在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上而成。此外，範圍顯示控制部(107)將儲存在基準儲存部(101)中的容許範圍重疊於在顯示部(108)上顯示的曲線圖而進行顯示。

Description

劣化診斷裝置
本發明涉及一種對具備加熱器的加熱裝置的劣化進行診斷的劣化診斷裝置。
在工業製程中，存在大量對材料進行加熱的製程。在這樣的加熱的製程中，一般使用電熱器(加熱器)。另外，在電熱器的動作控制中，使用溫度調節計。溫度調節計使用熱電偶、測溫電阻體等溫度感測器來測量加熱器進行加熱的處理物件(監視物件)的溫度。測量出的溫度在溫度調節計中進行數值顯示。
另外，在溫度調節計中，依照檢測出的溫度(PV值)和設定溫度(SP值)，求出控制輸出(MV值)。將所求出的控制輸出輸出到基於電力調整器等的加熱器操作器。在加熱器操作器中，根據上述控制輸出而控制來自商用電源的100V的驅動電流，並輸出到加熱器。藉由這樣控制的加熱器的加熱來控制處理物件的溫度。另外，溫度調節計具備異常檢測功能，並檢測作為監視物件的處理物件的異常溫度、溫度感測器的異常等，將檢測出的異常現象作為事件資訊而輸出到外部，從而進行警報(警告)顯示。例如在對溫度進行數值顯示的顯示器上進行警報顯示。
另外，在溫度調節計中，檢測加熱器的斷線等加熱器自身的異常(參照專利文獻1、2)。例如，測定施加到加熱器的電流/電壓而求出有效值 電力，並根據電流與電壓的關係而進一步地求出電阻值，根據所求出的電阻值的變化、變化的程度的差異來判斷加熱器的劣化(參照專利文獻1)。另外，使用將控制輸出和電流值的實測測定點表格化而得的資料來判斷加熱器劣化(參照專利文獻2)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利第2683851號公報
專利文獻2：日本專利第3988942號公報
然而，在上述技術中，首先，需要測定流到加熱器的電流以及施加到加熱器的電壓。另外，在上述技術中，電阻值等用於異常診斷的參數的計算繁瑣。另外，在上述技術中，存在為了調查電阻值的時間變化，經過時間等的測定需要時間這樣的問題。這樣，在上述技術中，直至異常的判斷為止，需要繁瑣的計算以及測定。
本發明是為了解除上述問題點而完成的，其目的在於能夠更簡便且更迅速地判斷加熱器的異常。
本發明的劣化診斷裝置具備：第1儲存部，其儲存用於進行作為劣化診斷物件的加熱裝置的劣化判定的容許範圍，前述容許範圍根據基準線上的相對於控制值的電流值的上側容許值以及下側容許值而設定，前述基準線表示構成加熱裝置的加熱器的正常時的特性；控制值取得部，其構成為取得用於 控制加熱器的控制值；電流測定部，其構成為測定按照由控制值取得部取得的控制值而供給至加熱器的電流以取得測定值；第2儲存部，其以時間序列儲存由控制值取得部取得的控制值和由電流測定部測定的測定值的對；選擇部，其構成為從第2儲存部中選擇與接受到的選擇指示對應的成對的控制值以及測定值；第1顯示控制部，其構成為在顯示部上顯示曲線圖，前述曲線圖藉由將由選擇部選擇的成對的控制值和測定值所確定的點配置在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上而成；以及第2顯示控制部，其構成為將儲存在第1儲存部中的容許範圍重疊於在顯示部上顯示的曲線圖而進行顯示。
在上述劣化診斷裝置中，第1儲存部儲存基準線，第2顯示控制部構成為將基準線重疊於在顯示部上顯示的曲線圖而進行顯示。
在上述劣化診斷裝置中，具備：偏差計算部，其構成為求出由選擇部選擇的成對的控制值和測定值相對於基準線的偏差；以及第3顯示控制部，其構成為將由偏差計算部計算出的偏差的點配置在以時間以及偏差為軸的二維平面座標上，並與儲存在第1儲存部中的容許範圍一起顯示在顯示部上。
在上述劣化診斷裝置中，具備偏差計算部，其構成為求出由選擇部選擇的成對的控制值和測定值相對於基準線的偏差，藉由第1顯示控制部，將由選擇部選擇的成對的控制值和測定值所確定的點描繪成與由偏差計算部求出的偏差的大小相應的形態的點，並在此基礎上，在顯示部上顯示將該點配置在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上的曲線圖。
在上述劣化診斷裝置中，基準線為對加熱器特性進行了折線逼近後的基準線即可，前述加熱器特性表示正常時的加熱器的控制值與對應的電流的關係。
基於以上說明，根據本發明，可以得到能夠更簡便且更迅速地 判斷加熱器的異常這樣的優異的效果。
100‧‧‧劣化診斷裝置
101‧‧‧基準儲存部(第1儲存部)
102‧‧‧控制值取得部
103‧‧‧電流測定部
104‧‧‧測定儲存部(第2儲存部)
105‧‧‧選擇部
106‧‧‧曲線圖顯示控制部(第1顯示控制部)
107‧‧‧範圍顯示控制部(第2顯示控制部)
108‧‧‧顯示部
111‧‧‧加熱器
112‧‧‧操作部
113‧‧‧控制部
114‧‧‧溫度測定部
圖1是示出本發明的實施方式1中的劣化診斷裝置100的構成的構成圖。
圖2是示出曲線圖顯示控制部106的顯示例的說明圖。
圖3是示出本發明的實施方式2中的劣化診斷裝置100a的構成的構成圖。
圖4是示出偏差顯示控制部302的顯示例的說明圖。
圖5是示出曲線圖顯示控制部106的其他顯示例的說明圖。
下面參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
〔實施方式1〕
首先，使用圖1對本發明的實施方式1進行說明。圖1是示出本發明的實施方式1中的劣化診斷裝置100的構成的構成圖。該劣化診斷裝置100具備：基準儲存部(第1儲存部)101、控制值取得部102、電流測定部103、測定儲存部(第2儲存部)104、選擇部105、曲線圖顯示控制部(第1顯示控制部)106、範圍顯示控制部(第2顯示控制部)107以及顯示部108。劣化診斷裝置100能夠進行由加熱器111以及操作部112構成的加熱裝置的、由使用者進行的劣化診斷。劣化診斷裝置100是對由使用者進行的加熱裝置的劣化判定進行輔助的裝置。
基準儲存部101儲存用於加熱器111以及操作部112的劣化診斷的容許範圍(正常範圍)。容許範圍是根據正常時按照給予操作部112(加熱裝置)的控制值而供給至加熱器111的電流值的上側容許值以及下側容許值而設 定的。容許範圍被用於加熱器111以及操作部112(加熱裝置)的、由使用者進行的劣化判定中。在此，控制值越大，則將容許範圍設定得越寬為佳。一般來說，控制值越小，電流值的可取範圍就變得越小。因此，在控制值較小的範圍內，將判定為異常的幅寬也設定得較窄，在控制值較大的範圍內，將判定為異常的幅寬也設定得較寬為佳。
例如，使用加熱器特性製作基準線，前述加熱器特性表示對加熱器111給予的連續變化的控制值和與該控制值對應的正常時的加熱器111中的電流的變化的關係。也可以將加熱器特性本身作為基準線。此外，也可以對加熱器特性進行折線逼近以作為基準線。此外，也可以藉由基於離散變化的控制值以及與該控制值對應的正常時的加熱器111中的離散變化的電流值的折線逼近來製作基準線。
根據該基準線上的相對於控制值的電流值的上側容許值以及下側容許值來設定容許範圍即可。將基於基準線上的相對於控制值的電流值的上側容許值而得的上側容許值線、與基於基準線上的相對於控制值的電流值的下側容許值而得的下側容許值線之間的範圍作為能夠將加熱器111或者操作部112視作正常的容許範圍。基準儲存部101也可以對用於容許範圍的設定的基準線進行儲存。
控制值取得部102取得控制部113所輸出的用於控制加熱器111(加熱裝置)的控制值。根據溫度測定部114測定出的測定值和所設定的設定值，控制部113算出上述控制值並向操作部112輸出。控制部113例如為溫度調節計。操作部112例如由公知的電力調整器構成。操作部112根據上述控制值來控制從商用電源得到的100V的驅動電流，從而控制加熱器111的加熱動作。藉由該控制來確定流過加熱器111的電流值。控制值取得部102是取得從控制部113輸出的上述控制值的功能部(參照專利文獻1)。
電流測定部103測定被供給至加熱器111的電流。例如，電流測定部103取得有效電流值作為測定值。電流測定部103例如由公知的電流互感器構成。在實施方式中，電流測定部103被用於作為溫度調節計的控制部113中的警報輸出。在該情形下，電流測定部103檢測流向加熱器111的驅動電流值並向控制部113輸出，控制部113將該檢測值與預先設定的警報級別進行比較，在檢測值超過了警報級別時，輸出表示加熱溫度異常的警報信號。另外，測定值也可以是平均電流值。
測定儲存部104以時間序列儲存由控制值取得部102取得的控制值與由電流測定部103測定的測定值的對。換言之，測定儲存部104將按規定的間隔以時間序列測定的測定值與測定該測定值時的控制值相關聯地儲存。例如，在按5分鐘的間隔測定電流值的情形下，就將控制值與測定值的對以5分鐘的間隔儲存至測定儲存部104。此外，在每1天將按5分鐘的間隔測定的1天的量的控制值的平均值與測定值的平均值的對儲存至測定儲存部104。此外，測定儲存部104將控制值與測定值的對和測定的日期的資訊相關聯地儲存。
選擇部105從測定儲存部104中選擇與接受的選擇指示對應的成對的控制值以及測定值。例如，當接受期間而作為選擇指示時，就選擇關聯有被指示的期間的日期資訊的控制值與測定值的對。
曲線圖顯示控制部106將曲線圖顯示在顯示部108上，該曲線圖藉由將由選擇部105選擇的成對的控制值與測定值所確定的點配置在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上而成。此外，範圍顯示控制部107將基準儲存部101中儲存的容許範圍重疊於在顯示部108上顯示的曲線圖而進行顯示。
例如，如圖2所示，藉由曲線圖顯示控制部106在二維平面座標上顯示基於所選擇的控制值與測定值的點201而成的曲線圖。此外，曲線圖顯示控制部106根據控制值與測定值的對中的日期資訊，按照日期從過去到現在 的順序對點201標注數位而進行顯示。例如，在圖2中，每1天的控制值的平均值與測定值的平均值的對顯示有8天的量。
此外，藉由範圍顯示控制部107，將由下側容許值線211和上側容許值線212構成的容許範圍重疊於基於點201而成的曲線圖而進行顯示。在基準儲存部101儲存了基準線的情形下，範圍顯示控制部107將基準線213與容許範圍一起顯示。
在上述的曲線圖的顯示中，顯示內最新的點201a超出了容許範圍的下側容許值線211，因此能夠判斷為發生了劣化。此外，標注了“7”的點雖然在容許範圍內，但相對於基準線213的偏差較大。能夠判斷出自該狀態起正在進行某種程度的劣化，於是能夠判斷出需要進行預防保全的處理。
如以上所說明的那樣，根據實施方式1，能夠更簡便且更迅速地判斷加熱器的異常。
〔實施方式2〕
接著，使用圖3對本發明的實施方式2進行說明。圖3是示出本發明的實施方式2中的劣化診斷裝置100a的構成的構成圖。該劣化診斷裝置100a具備：基準儲存部(第1儲存部)101、控制值取得部102、電流測定部103、測定儲存部104、選擇部105、曲線圖顯示控制部(第1顯示控制部)106、範圍顯示控制部(第2顯示控制部)107以及顯示部108。這些構成與前述的實施方式1相同。
在實施方式2中，新具備偏差計算部301和偏差顯示控制部(第3顯示控制部)302。
偏差計算部301求出由選擇部105選擇的成對的控制值和測定值相對於基準線的偏差。
偏差顯示控制部302將由偏差計算部301計算出的偏差的點配置在以時間以及偏差為軸的二維平面座標上並與基準儲存部101中儲存的容許範 圍一起顯示在顯示部108上。例如如圖4所示那樣，偏差顯示控制部302將基於所選擇的測定值的偏差的點401而成的曲線圖顯示在被顯示於顯示部108上的二維平面座標上。在該例中，以日期為橫軸。
此外，偏差顯示控制部302將由下側容許值線411和上側容許值線412構成的容許範圍重疊於基於點401而成的曲線圖上而進行顯示。
在上述的曲線圖的顯示中，顯示內為最新的第8天的點401a超出了容許範圍的下側容許值線411，因此能夠判斷為發生了劣化。此外，第7天的點雖然在容許範圍內，但偏差較大。能夠判斷出自該狀態起正在進行某種程度的劣化，於是能夠判斷出需要進行預防保全的處理。
另外，在實施方式2的構成中，也能夠在顯示部108上利用圖5所示那樣的其他曲線圖來進行顯示。雖圖5與圖2一樣在以控制值為橫軸、以測定值為縱軸的二維平面座標上配置所選擇的控制值與測定值的點，但將各點的大小描繪為與藉由偏差計算部301計算出的偏差相應的大小(偏差越大則越大)而進行顯示。另外，在圖5中示出了每1天的控制值的平均值與測定值的平均值的對顯示有7天的量的例子。在此，相對於基準線213的偏差越大，就用越大的圓來表示。例如，點201b在容許範圍之外，相對於基準線213的偏差最大，因此用最大的圓來表示。
若這樣進行顯示，則監視者就能夠在確認各點的控制值與測定值的同時，還直觀地掌握該點的偏差，從而能夠容易地把握劣化的進展。另外，除了將點的大小描繪為與偏差相應的大小以外，還可以以與偏差相應的配色(色調)來進行描繪，總之描繪成與偏差相應的形態的點即可。
如以上所說明的那樣，根據實施方式2，能夠更簡便且更迅速地判斷加熱器的異常。
如以上所說明的那樣，在本發明中，在顯示部上顯示將由選擇 部選擇的成對的控制值與測定值所確定的點配置在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上而成的曲線圖，並將容許範圍重疊於該曲線圖上而進行顯示。其結果是，根據本發明，使用者能夠藉由對顯示進行目視而迅速地進行劣化的判斷，從而就能夠更簡便且更迅速地判斷加熱器的異常。
在此，關於基準線進行更詳細的說明。作為基準線，也可以使用對加熱器特性進行了折線逼近後的基準線。進行了折線逼近後的基準線在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上由1個以上的線段(一次方程式)構成。藉由這樣使用進行了折線逼近後的基準線來設定容許範圍，能夠極大地減少作為容許範圍而保持的資料量。基準線由直線(一次方程式)的組合構成，因此容許範圍也由直線(一次方程式)的組合構成，從而資料量極少。
例如，測定正常時的加熱器的加熱器特性，利用折線逼近，根據所測定的加熱器特性求出基準線即可。以規定的條件在所得到的加熱器特性的曲線上設置規定數量的設定點(拐點)，並用直線(線段)將所設置的設定點連接從而作為基準線即可。此外，在規定數量的測定點處測定正常時的加熱器(加熱裝置)的相對於控制值的電流以取得電流值，並設定規定數量的基於控制值和電流值的設定點，以直線將相鄰的設定點連接從而作為基準線即可。
在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上的曲線上設定9個設定點。另外，至少在控制值的最小值和控制值的最大值處設定各個設定點。接著，用直線將相鄰的2個設定點相互連接，從而製作基準線。例如，依次將9個設定點連接來製作基準線。基準線由8個線段構成。
此外，用於製作基準線的設定點也可以如以下所示那樣設定。首先，在以控制值以及測定值為軸的二維平面座標上，與表示加熱器特性的曲線上的控制值的最小值以及最大值對應地配置設定點，並設定將它們連接的第一逼近線。此外，對於第一逼近線設定規定的上側容許值線以及下側容許值 線。被上側容許值線和下側容許值線夾持的區域就成為容許範圍的候選。
在如上述那樣利用2個設定點來確定第一逼近線並設定了容許範圍的候選的狀態下，判斷曲線落在容許範圍的候選內且第一逼近線與曲線的最大偏差小於預先設定的容許偏差的情況。在曲線落在容許範圍內且最大偏差小於容許偏差的情形下，將第一逼近線作為基準線。
另一方面，在產生了曲線超出容許範圍的區域的情形下，對於第一逼近線求出在測定值的負方向上與曲線的偏差為最大值的位置以及在測定值的正方向上與曲線的偏差為最大值的位置。
接著，在求出的2個位置處的曲線上增加新的設定點。接著，設定將藉由增加而成為4個的控制點連接的新的第二逼近線。此外，對於新的第二逼近線設定規定的上側容許值線以及下側容許值線。
確認到曲線落在基於這樣得到的上側容許值線以及下側容許值線而形成的容許範圍內且第二逼近線與曲線的最大偏差小於容許偏差的情況。例如，由於在該階段曲線落在容許範圍內且第二逼近線與曲線的最大偏差小於容許偏差，因此將第二逼近線作為基準線。
根據上述的基準線的製作方法，藉由適當地設定最大偏差，能夠不無謂地增加設定點而設定能進行實用的劣化判定的容許範圍。另外，利用容許偏差的設定條件，能夠不與容許範圍進行比較而僅利用容許偏差與最大偏差的比較來確定逼近曲線。
此外，也可以如下述那樣製作基準線。首先，對於正常時的加熱器(加熱裝置)，在控制值的最小/最大的範圍內設定複數個控制值，並在所設定的各控制值處測定加熱器電流值。例如使控制值在0~100%的範圍內以10%的幅寬變化，並在各控制值處測定加熱器電流值。作為該測定的結果，使用基於得到的各控制值與各加熱器電流值的複數個設定點，將用直線連接相鄰的 設定點而成的折線作為對加熱器特性進行折線逼近後的基準線。
另外，本發明不限定於以上說明的實施方式，在本發明的技術思想內，能夠由在本領域具有通常知識者實施大量的變形以及組合是顯而易見的。

Claims (5)

  1. 一種劣化診斷裝置，其特徵在於，具備：第1儲存部，其儲存用於進行作為劣化診斷物件的加熱裝置的劣化判定的容許範圍，前述容許範圍根據基準線上的相對於控制值的電流值的上側容許值以及下側容許值而設定，前述基準線表示構成前述加熱裝置的加熱器的正常時的特性；控制值取得部，其構成為取得用於控制前述加熱器的控制值；電流測定部，其構成為測定按照由前述控制值取得部取得的控制值而供給至前述加熱器的電流以取得測定值；第2儲存部，其以時間序列儲存由前述控制值取得部取得的控制值和由前述電流測定部測定的測定值的對；選擇部，其構成為從前述第2儲存部中選擇與接受到的選擇指示對應的成對的控制值以及測定值；第1顯示控制部，其構成為在顯示部上顯示曲線圖，前述曲線圖藉由將由前述選擇部選擇的成對的控制值和測定值所確定的點配置在以前述控制值以及前述測定值為軸的二維平面座標上而成；以及第2顯示控制部，其構成為將儲存在前述第1儲存部中的容許範圍重疊於在前述顯示部上顯示的前述曲線圖而進行顯示。
  2. 如請求項1所述之劣化診斷裝置，其中，前述第1儲存部儲存前述基準線，前述第2顯示控制部構成為將前述基準線重疊於在前述顯示部上顯示的前述曲線圖而進行顯示。
  3. 如請求項1或2所述之劣化診斷裝置，其具備：偏差計算部，其構成為求出由前述選擇部選擇的成對的控制值和測定值相 對於前述基準線的偏差；以及第3顯示控制部，其構成為將由前述偏差計算部計算出的偏差的點配置在以時間以及偏差為軸的二維平面座標上，並與儲存在前述第1儲存部中的容許範圍一起顯示在前述顯示部上。
  4. 如請求項1或2所述之劣化診斷裝置，其中，具備偏差計算部，其構成為求出由前述選擇部選擇的成對的控制值和測定值相對於前述基準線的偏差，藉由前述第1顯示控制部，將由前述選擇部選擇的成對的控制值和測定值所確定的點描繪成與由前述偏差計算部求出的偏差的大小相應的形態的點，並在此基礎上，在前述顯示部上顯示將該點配置在以前述控制值以及前述測定值為軸的二維平面座標上的曲線圖。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之劣化診斷裝置，其中，前述基準線是對加熱器特性進行了折線逼近後的基準線，前述加熱器特性表示正常時的前述加熱器的控制值與對應的電流的關係。
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