(57)【要約】【課題】故障診断機能付きセンサを用いず、システムを停止させることなく故障診断を行うプロセス制御システムを提供する。【解決手段】実施形態に係るプロセス制御システムは、センサからの出力であるセンサ信号を入力する入力部と、前記センサと前記入力部との間に設けられ、前記センサ信号を模擬する疑似センサ信号を生成する疑似センサ部と、を含む入力回路と、前記センサまたは前記疑似センサ部のいずれかを選択し、前記センサを選択した場合には、前記センサ信号を入力し、前記疑似センサ部を選択した場合に、前記入力部の異常の有無を判定する制御装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサからの出力であるセンサ信号を入力する入力部と、前記センサと前記入力部との間に設けられ、前記センサ出力を模擬する疑似センサ出力を生成する疑似センサ部と、を含む入力回路と、
前記センサまたは前記疑似センサ部のいずれかを選択し、前記センサを選択した場合には、前記センサ信号を入力し、前記疑似センサ部を選択した場合に、前記入力部の異常の有無を判定する制御装置と、
を備えたプロセス制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、入力された前記センサ信号にもとづいて、前記疑似センサ部を駆動することによって前記入力部の異常の有無を判定する請求項１記載のプロセス制御システム。
【請求項３】
前記センサ信号は、開または閉を表す２値のデータを有し、
前記制御装置は、
前記センサが開に対応するデータを出力した場合には、閉に対応するデータによって前記疑似センサ部を駆動し、
前記センサが閉に対応するデータを出力した場合には、開に対応するデータによって前記疑似センサ部を駆動する請求項２記載のプロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プロセス制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサを入力とするプロセス制御システムにおいては、センサの使用数量は膨大である。一方、センサから供給される信号の不具合は、システム全体に影響を及ぼす場合があり、センサやその入力系統の故障判定は、システムの安定運用のために重要である。
【０００３】
センサに限らず、ＣＰＵ等を冗長化したプロセス制御システムにおいても、問題なく冗長化できているか否かを適時にチェックすることもシステムの安定運用のためには、重要である。
【０００４】
これらのセンサ等の故障判定には、いくつかの技術が知られている。その１つにセンサ自体に故障診断機能をもたせる技術がある。この場合には、専用の試験回路をセンサ側にもたせて、外部から試験信号を与え、その入出力を確認することによって故障診断を行うことができる。
【０００５】
上述の技術では、センサ試験用の配線が増加するので、これを抑えるために入力回路直近にＣＰＵを設け、センサ状態信号と異常信号を伝送ネットワークを用いてまとめてメインＣＰＵに入力する（特許文献１）。
【０００６】
その他には、故障が発生した際、入力回路を故障診断モードに切り替える技術が知られている（特許文献２）。この故障診断モードでは、内部半導体スイッチによりセンサからの入力は切り離され、入力回路のもつ試験信号出力回路へと接続される。入力と試験信号を比較することで入力回路の故障診断ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−９７３９６号公報
【特許文献２】特開２００２−８２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
工場の製造ラインは制御システムによって自動制御されており、高い生産性をもっていることが一般的である。自動制御のためには制御用コンピュータを中心に各種センサやアクチュエータ、保護システム等が機能的につながっている必要があり、どれか１つでも故障・欠損すると自動制御による運転が不能になる。重要設備等に関しては、その運転不能を防ぐために二重化なども一般的だが、システムの二重化は単純にセンサおよび入力回路のコストが倍になることになり、入力点数が増えることによって制御システムとしても負荷が上がる。制御システムの中でも数としてはセンサが桁違いに多く、センサの故障診断に関しては研究が行われ、製品化がなされている。
【０００９】
図２は、一般的なプロセス制御システム２００におけるセンサ入力の一例である。製造ラインに取り付けられたセンサ１０は外線１２によって制御盤内にある入力回路２２０へと入力される。入力回路２２０内ではフォトカプラ３１により電気的に絶縁され、制御装置２４０へとセンサ状態が取り込まれる。
【００１０】
図３は、図２で説明したセンサ入力処理のタイミングチャートである。センサ１０の状態は、サンプリング周期Ｔｓ［ｓｅｃ］毎にスキャンされ、入力バッファ２４１にその状態が保持される。入力バッファ２４１への保持を確実にするために入力遅れＴｄ１［ｓｅｃ］を経て、入力バッファ２４１に保持された信号を制御部２４１への状態入力へコピーし、入力処理Ｔｐ［ｓｅｃ］を経て、制御部２４１へと状態が入力される。この一連の動作をスキャン毎に行うのが入力回路２２０と制御装置２４０の役割である。なお、制御装置２４０への状態入力は入力処理中以外に信号が規定されておらず（Ｖｏｉｄ状態）、入力処理が終わり、次の入力処理が始まるチャート内の斜線部は入力回路としては暇な(自由な)時間である。
【００１１】
図４は、故障診断機能付きセンサ３１０を用いたプロセス制御システム３００の一例である。故障診断機能付きセンサ３１０の検出部であるセンサ１０および入力回路２２０は通常と変わらないが、センサ１０とともに試験用コイル３１０ａがパッケージングされている。試験用コイル３１０ａには故障診断出力回路３６０を介して制御装置３４０の制御部３４２から供給されるテスト信号によって励磁される。試験用コイル３１０ａが励磁されると検出部であるセンサ１０は強制的に開閉される。制御部３４２からのテスト信号と制御部３４２への入力を比較することによって、センサ１０、外線１２および入出力回路の健全性の確認が可能である。
【００１２】
本構成は実際にセンサの検出部を直接開閉してシステムに入力テストが可能なため、健全性の確認という点では大きなメリットがあるとされている。しかしながら、下記のようなデメリットがある。
【００１３】
（１）センサパッケージ内に試験用コイルを内蔵させる必要があり、センサ単体のコストが上がる。
（２）試験用コイルのために専用の出力回路が追加で必要となる。
（３）試験用コイルのために外線接続が２倍になる。
（４）テスト信号から入力信号の比較で一致しなかったとき、故障だということは確認できるが、出力回路、外線、センサ本体、入力回路のどこで故障が発生しているか不明である。
【００１４】
上述した通り、センサの数は桁違いに多く、センサのコスト、外線の追加、専用の出力回路追加は望ましくない。また、センサ入力１つでも不健全だと自動制御が不能になるため、故障発生時に発生場所を迅速に特定することが求められる。
【００１５】
上記の問題を解決しようとする技術が、特許文献１のシーケンス制御システムの故障診断装置である。故障診断機能付きセンサの配線増加を少なくするために、複数のセンサ入力と故障信号をまとめてＣＰＵで伝送するという手法である。伝送されるデータにセンサ番号と故障信号を乗せることによって故障原因特定を早めることができる。
【００１６】
しかしながら、この手法だとセンサから入力回路までの外線の本数は減らすことができないし、複数のセンサの中から異常が発生したセンサは特定できても、出力回路、外線、センサ本体、入力回路のどこで故障したのかの特定は不可能である。
【００１７】
特許文献２の入出力回路系の故障診断回路は、センサの入力異常がどこで発生したのかを特定するための手法である。通常モード時は図２のような通常の入力システムと変わらないが、故障が発生したときに故障診断モードへと切り替える。故障診断モードでは入出力回路の外部端は切り離され、制御システム内で発生させるテスト信号で故障診断を行う。故障診断モードで健全と判断された場合、入力回路よりも内部側は健全であり、故障原因が外線もしくはセンサ本体にあることが特定可能となる。
【００１８】
故障診断機能付きセンサを使うことなく故障診断が可能なことはメリットであるが、故障診断モードにおいて、入出力端を外部と切り離すことから当然ながら運転中に診断はできず、あくまでも故障発生後にその原因を特定するのに寄与するだけである。
【００１９】
本発明に係る実施形態は、故障診断機能付きセンサを用いず、システムを停止させることなく故障診断を行うプロセス制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
実施形態に係るプロセス制御システムは、センサからの出力であるセンサ信号を入力する入力部と、前記センサと前記入力部との間に設けられ、前記センサ信号を模擬する疑似センサ信号を生成する疑似センサ部と、を含む入力回路と、前記センサまたは前記疑似センサ部のいずれかを選択し、前記センサを選択した場合には、前記センサ信号を入力し、前記疑似センサ部を選択した場合に、前記入力部の異常の有無を判定する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本実施形態では、センサと入力部との間に設けられてセンサ信号を模擬する疑似センサ信号を生成する疑似センサ部を含む入力回路と、センサを選択しないときに疑似センサ部を選択して入力部の異常を判定する制御装置を備えるので、別に故障診断回路を設けることなく、かつ、システム全体を停止させることなく、入力回路の故障診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るプロセス制御システムを例示するブロック図である。
【図２】従来のプロセス制御システムの一部を例示するブロック図である。
【図３】従来のプロセス制御システムの動作を説明するためのタイミングチャートの例である。
【図４】従来のプロセス制御システムの一部を例示するブロック図である。
【図５】実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのタイミングチャートの例である。
【図６】実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
【００２４】
図１は、実施形態に係るプロセス制御システムを例示するブロック図である。
図１に示すように、本実施形態のプロセス制御システム１００は、入力回路２０と、制御装置４０と、を備える。入力回路２０は、入力端子２１ａ，２１ｂを介して、センサ１０に電気的に接続されている。センサ１０と入力回路２０の入力端子２１ａ，２１ｂ間は、導線からなる外線１２によって電気的に接続される。
【００２５】
入力回路２０は、制御装置４０に接続されている。入力回路２０は、図示しない入力モジュール内に１つ以上設けられている。入力モジュールに複数の入力回路２０が設けられている場合には、制御装置４０から送出される制御信号にもとづいて複数の入力回路２０のうちから１つを選択して制御装置４０と接続される。
【００２６】
入力回路２０は、電源端子２１ｃ，２１ｄを介して、電源装置５０に接続されている。入力回路２０は、電源装置５０から電力を供給されて動作する。なお、図示しないが、制御装置４０も電源装置５０からの電力供給によって動作する。入力モジュールに複数の入力回路２０が設けられている場合には、たとえば１つの電源装置５０からすべての入力回路２０に電力が供給される。
【００２７】
プロセス制御システム１００は、センサ１０からの信号を入力回路２０に入力して、入力回路２０では、適切な電気信号に変換して、変換された電気信号を制御装置４０に供給する。制御装置４０は、供給されたデータを含む電気信号を適切に判断して、たとえばプログラムにしたがって、処理を進める。
【００２８】
プロセス制御システム１００は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller、ＰＬＣ）である。プロセス制御システム１００は、図示しない出力モジュールをさらに備え、プログラムにしたがって、出力モジュールによってアクチュエータ等を駆動する。
【００２９】
実施形態のプロセス制御システム１００の構成について詳細に説明する。
入力回路２０は、入力部３０と疑似センサ部３２とを含む。疑似センサ部３２は、センサ１０と入力部３０との間に接続されている。
【００３０】
入力部３０は、この例では、フォトカプラ３１を含む。フォトカプラ３１の発光素子は、電源装置５０に直列に接続されており、電源装置５０によって駆動される。フォトカプラ３１の受光素子が制御装置４０に接続されている。入力部３０は、フォトカプラに限らず、他の回路要素、たとえばアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器等を含んでもよい。なお、この例では、過電流が流れた場合等に入力回路２０や電源装置５０を保護するためにヒューズＦが設けられている。
【００３１】
疑似センサ部３２は、２つのスイッチ３２ａ，３２ｂを含む。スイッチ３２ａは、フォトカプラ３１と電源装置５０との直列回路の両端に接続されている。スイッチ３２ａが閉じると、センサ１０が開いていても電源装置５０からフォトカプラ３１に電力が供給される。スイッチ３２ｂは、入力部３０とセンサ１０との間で直列に接続されている。スイッチ３２ｂが開くと、センサ１０が閉じていても、電源装置５０からフォトカプラ３１への電力が遮断される。
【００３２】
スイッチ３２ａ，３２ｂは、制御装置４０からの制御信号によって開閉される。プロセス制御システム１００が通常に動作しているときには、スイッチ３２ａは開放され、スイッチ３２ｂは閉じている。センサの故障診断時には、制御装置４０からの制御信号に応じてスイッチ３２ａ，３２ｂは開閉する。
【００３３】
スイッチ３２ａ，３２ｂは、好ましくは、半導体スイッチである。スイッチ３２ａ，３２ｂは、たとえば光ＭＯＳＦＥＴを用いた半導体リレーを用いてもよい。スイッチ３２ａ，３２ｂとして半導体スイッチを用いることによって、故障診断のための期間を短縮することを可能にするとともに、疑似センサ部３２の実装面積を削減することが可能になる。
【００３４】
制御装置４０は、入力バッファ４１と制御部４２とを含む。入力バッファ４１は、入力部３０から出力されるデータを含む電気信号を一時的に保持する。入力バッファ４１は、たとえば制御部４２が生成するサンプリング周期Ｔｓの最初のタイミングで取り込まれたデータを保持し、サンプリング周期Ｔｓの最後のタイミングで、保持されたデータをリセットする。入力バッファ４１のデータは、制御装置４０によってセット、リセットが制御される。
【００３５】
制御部４２は、たとえばＣＰＵである。制御部４２は、記憶部（図示せず）を含んでいてもよい。制御部４２は、外部の記憶装置に接続されていてもよい。制御部４２は、記憶部や記憶装置に格納されたプログラムの各ステップにしたがって動作する。制御部４２は、センサ１０のデータを取り込んで適切な処理を行うとともに、入力回路２０の故障診断のための処理を実行する。
【００３６】
実施形態のプロセス制御システム１００の動作について説明する。
図５は、実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのタイミングチャートの例である。
実施形態のプロセス制御システム１００では、サンプリング周期Ｔｓの開始付近でセンサ１０のデータを取り込んで、入力バッファ４１に保持し、保持されたデータにもとづいて制御部４２がプログラムにしたがう処理を実行する。実施形態では、そのサンプリング周期Ｔｓの処理時間以外の期間（Ｖｏｉｄ期間）において、入力部３０の故障診断を行う。
【００３７】
図５では、一点鎖線で囲んだ期間において、故障診断を行うことが示されている。制御装置４０へのセンサ信号入力は、各サンプリング周期Ｔｓの開始時間ｔ１，ｔ２，…から（Ｔｄ１＋Ｔｐ）の期間では、通常の入力処理が実行される。ここで、Ｔｄ１［ｓｅｃ］は入力遅れ時間であり、Ｔｐ［ｓｅｃ］は入力処理のための期間である。通常の処理については、入力処理Ｔｐ［ｓｅｃ］中に行われるため、上述した従来のプロセス制御システム２００等における動作と同様である。
【００３８】
入力回路２０の故障診断処理は、入力処理後、試験信号遅れ時間Ｔｄ２［ｓｅｃ］を経て、試験信号処理をＴｔ１［ｓｅｃ］またはＴｔ２［ｓｅｃ］の期間で行う。試験信号処理期間Ｔｔ１［ｓｅｃ］は、スイッチ３２ａの開閉による処理期間である。試験信号処理期間Ｔｔ２［ｓｅｃ］は、スイッチ３２ｂの開閉による処理期間である。これらの期間は、同じであってもよいし、異なる期間を設定してもよい。
【００３９】
動作について、タイミングチャートにしたがって、より詳細に説明する。時刻ｔ１から始まるサンプリング周期Ｔｓにおいては、センサ１０の状態が「閉」から「開」に変化する。入力バッファ４１には、Ｔｄ１＋Ｔｐの期間におけるデータが保持される。つまり、時刻ｔ１における入力バッファ４１のデータは、センサ１０が「閉」であるとのデータである。なお、通常の動作によって、センサ１０の状態のデータを取り込む場合には、疑似センサ部３２のスイッチ３２ａは開いており、スイッチ３２ｂは閉じるように、制御部４２によって制御されている。
【００４０】
時刻ｔ２〜ｔ３に対応するサンプリング周期Ｔｓでは、センサ１０の状態は、全期間を通じて「開」であり、入力バッファ４１には、センサ１０が「開」であるとのデータが保持される。
【００４１】
時刻ｔ４に対応するサンプリング周期Ｔｓでは、センサ１０の状態は、「開」から「閉」に変化する。入力処理の期間（Ｔｄ１＋Ｔｐ）では、センサ１０の状態は「開」なので、入力バッファ４１には、センサ１０は「開」であるとのデータが保持される。
【００４２】
時刻ｔ５に対応するサンプリング周期Ｔｓでは、入力処理の期間（Ｔｄ１＋Ｔｐ）ではセンサ１０の状態が「閉」なので、入力バッファ４１には、センサ１０は「閉」であるとのデータが保持される。
【００４３】
入力処理の期間によって入力バッファ４１に保持されたデータは、制御部４２に取り込まれて、たとえばプログラムにしたがう処理がなされる。
【００４４】
故障診断の手順について説明する。時刻ｔ１に対応するサンプリング期間Ｔｓでは、センサ１０の状態が「閉」であるとのデータが制御部４２に取り込まれている。制御部４２は、センサ１０の状態が「閉」であるとのデータにもとづいて、疑似センサ部３２のための制御信号を生成する。制御部４２は、センサ１０の状態が「閉」である場合には、スイッチ３２ａを開いた後、閉じているスイッチ３２ｂを開くように制御信号を疑似センサ部３２に送出する。
【００４５】
スイッチ３２ａを開いた状態で、スイッチ３２ｂを開くと、入力バッファ４１には、センサ１０の状態が「開」となったのと同じデータが保持される。制御部４２は、通常の動作によって取り込まれたデータと、故障診断によって取り込まれたデータとを比較することによって、「閉」のデータが「開」のデータに変化することを検出することができる。入力部３０に不具合（たとえばフォトカプラがオープン不良等）がある場合には、スイッチ３２ａを開いた状態で、スイッチ３２ｂを開いても、データの変化を検出することができない。したがって、入力回路２０の故障を検出することができる。
【００４６】
時刻ｔ２〜ｔ４にそれぞれ対応するサンプリング期間Ｔｓでは、通常の動作によるセンサ１０の状態は、「開」であり、制御部４２は、スイッチ３２ａを閉じて、スイッチ３２ｂを開くように制御信号を疑似センサ部３２に送出する。
【００４７】
スイッチ３２ｂを閉じた状態で、スイッチ３２ａを閉じると、入力バッファ４１には、センサ１０の状態が「閉」のデータに変化する。入力回路２０に断線等の故障が生じている場合には、入力バッファ４１に取り込めるデータは、「閉」とすることができないので、入力回路２０の故障を検出することができる。
【００４８】
時刻ｔ５に対応するサンプリング周期Ｔｓについては、時刻ｔ１に対応するサンプリング周期Ｔｓと同じ動作をする。
【００４９】
図６は、実施形態のプロセス制御システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。
実施形態のプロセス制御システム１００の一連の動作について、図６のフローチャートにしたがって説明する。図６の破線の枠内の処理が故障診断のための処理を示している。
【００５０】
図６に示すように、ステップＳ１において、制御部４２は、サンプリングのスキャンを開始する。この例では、サンプリング周期Ｔｓは、スキャン毎に一定の定周期スキャンであるが、スキャン毎、あるいはいくつかのスキャン毎にサンプリング周期を異なるように設定してもよい。
【００５１】
ステップＳ２，Ｓ３において、制御部４２は、入力遅れを考慮した入力処理期間（Ｔｄ１＋Ｔｐ）の間にセンサ１０からのデータを取り込む。
【００５２】
ステップＳ４，Ｓ５において、制御部４２は、故障診断のための試験信号遅れ時間Ｔｄ２を考慮して、取り込んだセンサ１０の状態のデータを判定する。
【００５３】
ステップＳ５では、このスキャンタイミングで取り込んだセンサ１０の状態のデータが「開」であった場合には、制御部４２は次のステップＳ６に処理を遷移させる。センサ１０の状態のデータが「閉」であった場合には、制御部４２は他のステップＳ１２に処理を遷移させる。
【００５４】
ステップＳ６において、制御部４２は、疑似センサ部３２のスイッチ３２ａを閉じる。なお、スイッチ３２ｂは閉じたままでもよいし、スイッチ３２ａの閉鎖に応じて開いてもよい。
【００５５】
ステップＳ７において、制御部４２は、スイッチ３２ａを閉じたことによって取り込まれたデータが「開」であるか「閉」であるかを判定する。「閉」である場合には、制御部４２は、故障診断のための試験信号処理の終了を待って（ステップＳ９およびＡＮＤロジック）次のステップＳ１０へ処理を遷移させる。
【００５６】
ステップＳ１０において、制御部４２は、スイッチ３２ａを開く。
【００５７】
ステップＳ１１において、制御部４２は、次のサンプリングのためのスキャンを待機し、ステップＳ１に戻る。
【００５８】
ステップＳ７で、データが「開」であった場合には、ステップＳ８において、制御部４２は、入力回路２０に異常がある旨の警報を生成する。制御装置４０は、入力回路異常をたとえばコンソールのモニタ等に表示する。
【００５９】
ステップＳ８の異常処理については、センサ１０が検出する対象の重要度に応じて、異なる処理を実行するようにしてもよい。たとえば、センサ信号の欠落がシステム全体のパフォーマンスに影響するような場合には、そのセンサ１０および入力回路２０を含む入出力系の稼働を停止したり、冗長系統に運用を切り替えたり等の割り込み処理を実行することもできる。
【００６０】
この例では、異常処理を実行した後、処理をステップＳ１０に遷移させてスイッチ３２ａを開く。
【００６１】
ステップＳ５で、そのスキャンにおけるセンサ１０の状態が「閉」であった場合には、ステップＳ１２において、制御部４２は、スイッチ３２ｂを開放する。
【００６２】
ステップＳ１２において、制御部４２は、疑似センサ部３２のスイッチ３２ｂを開く。なお、スイッチ３２ａは開いたままとする。
【００６３】
ステップＳ１３において、制御部４２は、スイッチ３２ｂを開いたことによって取り込まれたデータが「開」であるか「閉」であるかを判定する。「開」である場合には、制御部４２は、故障診断のための試験信号処理の終了を待って（ステップＳ１４およびＡＮＤロジック）次のステップＳ１６へ処理を遷移させる。
【００６４】
ステップＳ１６において、制御部４２は、スイッチ３２ｂを閉じる。
【００６５】
ステップＳ１３で、データが「閉」であった場合には、ステップＳ１５において、制御部４２は、入力回路２０に異常がある旨の警報を生成する。制御装置４０は、入力回路異常をたとえばコンソールのモニタ等に表示する。なお、異常処理については、ステップＳ８の場合と同様に任意に設定することができる。
【００６６】
異常処理の終了後、制御部４２は、処理をステップＳ１１に遷移させる。
【００６７】
このようにして、入力回路２０のＶｏｉｄ状態の期間に、入力回路２０の故障診断を行うことができる。
【００６８】
本実施形態のプロセス制御システムの効果について説明する。
本実施形態のプロセス制御システム１００では、入力回路２０が疑似センサ部３２を含んでいる。制御装置４０が通常のセンサ信号データを取り込むタイミングとは別のＶｏｉｄ状態の期間に、制御装置４０によって疑似センサ部３２を制御することによって、入力回路２０に故障があるか否かを検出することができる。そのため、故障診断機能付きのセンサを用いず、プロセス制御システム１００の通常の運用を停止させることなく、適時、入力回路２０の故障有無を検出することができる。故障診断の期間Ｔｘ［ｓｅｃ］は、上述のタイミングによって決定される。すなわち、Ｔｘは、以下の期間が確保されれば、故障診断を行うことができる。
【００６９】
Ｔｘ＝Ｔｓ−（Ｔｄ１＋Ｔｐ＋Ｔｄ２＋Ｔｔ１）
または、
Ｔｘ＝Ｔｓ−（Ｔｄ１＋Ｔｐ＋Ｔｄ２＋Ｔｔ２）
【００７０】
本実施形態のプロセス制御システム１００では、上述したように、故障診断機能付きセンサを用いる必要がないので、故障診断のための外線の引き回し等を行う必要がなく、設備施工が容易になる。また、多くの外線の引き回しによる誤配線等の事故を生じる可能性も少なくすることができる。
【００７１】
本実施形態のプロセス制御システム１００では、センサ１０と入力回路２０との間に疑似センサ部３２を有している。疑似センサ部３２のスイッチ３２ａ，３２ｂの開閉を疑似的に行うので、異常を検出した場合には、異常検出箇所が入力回路２０であることを特定することができ、故障原因調査や修理等の時間を短縮することができる。
【００７２】
上述の例では、オンオフの２値をとるセンサへの適用について説明をしたが、３値以上の多値のセンサやアナログ出力のセンサについても容易に適用することができる。
【００７３】
また、センサの入力回路に限らず、冗長化ＣＰＵシステムにおける切替スイッチの故障診断等にも容易に適用することができる。
【００７４】
以上説明した実施形態によれば、故障診断機能付きセンサを用いず、システムを停止させることなく故障診断を行うプロセス制御システムを実現することができる。
【００７５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  センサ、１２  外線、２０  入力回路、３０  入力部、３１  フォトカプラ、３２  疑似センサ部、３２ａ，３２ｂ  スイッチ、４０  制御装置、４１  入力バッファ、４２  制御部、５０  電源装置、１００  プロセス制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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