(57)【要約】【課題】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する。【解決手段】駆動制御部１５が、動作位置が予め指定された開始位置ＰＳから停止位置まで一定速度で変位するよう操作端３０を駆動して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、表示制御部２０が、得られたＦｄとＦｅのうち、Ｆｄが異常である異常区間を強調した、ＦｄとＦｅのグラフを生成して画面表示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
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強調した、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グラフを生成して画面表示する表示制御部と
を備えることを特徴とする調節計。
【請求項２】
請求項１に記載の調節計において、
前記表示制御部は、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を予め設定されている許容範囲と比較し、得られた比較結果に基づいて前記実測フィードバック値が異常か否かを判定することにより異常区間を検出することを特徴とする調節計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフのうち前記異常区間に相当する位置範囲に、線状または矩形形状の標識を表示することを特徴とする調節計。
【請求項４】
請求項１に記載の調節計において、
前記表示制御部は、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を予め設定されている異なる判定レベルの許容範囲とそれぞれ比較し、得られた比較結果に基づいて、前記判定レベルごとに前記実測フィードバック値が異常か否かを判定することを特徴とする調節計。
【請求項５】
請求項４に記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフのうち前記判定レベルのそれぞれと対応する前記異常区間に相当する位置範囲に、前記判定レベルのそれぞれと対応する線状または矩形形状の標識を表示することを特徴とする調節計。
【請求項６】
請求項１に記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフのうち前記異常区間に相当するグラフ描画領域を拡大して画面表示することを特徴とする調節計。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフとして、前記実測フィードバック値および前記推定フィードバック値の時間変化を示すグラフを生成することを特徴とする調節計。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフとして、前記動作位置への駆動に用いた前記操作量と、前記実測フィードバック値および前記推定フィードバック値との対応関係を示すグラフを生成することを特徴とする調節計。
【請求項９】
請求項１に記載の調節計において、
前記表示制御部は、前記グラフとして、前記実測フィードバック値ごとに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求め、前記実測フィードバック値と前記偏差との関係を示すグラフを生成して画面表示することを特徴とする調節計。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９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。
【請求項１１】
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用いられる劣化位置検出方法であって、
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強調した、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グラフを生成して画面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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０３３１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
前述した従来技術を適用すれば、調節計が操作端で発生した異常を検知することができる。しかしながら、仮に、異常検知に応じて調節計で、操作量ＭＶ、動作位置ＭＰ、動作位置変化率ΔＭＰ、追従偏差ＤＭを、表示画面でグラフ表示したとしても（例えば特許文献１の図３−４参照）、現場の監視員は、異常が発生した操作端の動作位置を、これらグラフ表示から直ちに認識することは難しい。
【０００７】
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るためには、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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、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強調した、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グラフを生成して画面表示する表示制御部とを備えている。
【００１０】
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と比較し、得られた比較結果に基づいて前記実測フィードバック値が異常か否かを判定することにより異常区間を検出するようにしたものである。
【００１１】
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、前記グラフのうち前記異常区間に相当する位置範囲に、線状または矩形形状の標識を表示するようにしたものである。
【００１２】
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異なる判定レベルの許容範囲とそれぞれ比較し、得られた比較結果に基づいて、前記判定レベルごとに前記実測フィードバック値が異常か否かを判定するようにしたものである。
【００１３】
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、前記グラフのうち前記判定レベルのそれぞれと対応する前記異常区間に相当する位置範囲に、前記判定レベルのそれぞれと対応する線状または矩形形状の標識を表示するようにしたものである。
【００１４】
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、前記グラフのうち前記異常区間に相当するグラフ描画領域を拡大して画面表示するようにしたものである。
【００１５】
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、前記グラフとして、前記実測フィードバック値および前記推定フィードバック値の時間変化を示すグラフを生成するようにしたものである。
【００１６】
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、前記グラフとして、前記動作位置への駆動に用いた前記操作量と、前記実測フィードバック値および前記推定フィードバック値との対応関係を示すグラフを生成するようにしたものである。
【００１７】
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、前記グラフとして、前記実測フィードバック値ごとに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求め、前記実測フィードバック値と前記偏差との関係を示すグラフを生成して画面表示するようにしたものである。
【００１８】
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許容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。
【００１９】
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用いられる劣化位置検出方法であって、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強調した、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グラフを生成して画面表示する表示制御ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実際に検出した結果を示す実測フィードバック値と劣化のない推定フィードバック値のグラフが、異常区間が強調されて操作端で画面表示される。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、調節計に設けられるＬＣＤの画面サイズも制限されるため、ＰＣのように視認性の高いわけではない。本発明によれば、グラフに含まれる異常区間の位置が強調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。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】推定フィードバック値の算出例である。
【図３】劣化位置検出処理を示すフローチャートである。
【図４】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示なし）の画面表示例である。
【図５】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：標識バー）の画面表示例である。
【図６】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：標識マーカー）の画面表示例である。
【図７】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：判定レベルごと）の画面表示例である。
【図８】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：増幅偏差）の画面表示例である。
【図９】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：対偏差）の画面表示例である。
【図１０】劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：対操作量）の画面表示例である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［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、画面表示部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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、調節計１０のパネル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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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の範囲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。
【００３５】
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を記憶部２２から読み出してグラフを生成する機能と、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し、グラフを画面表示する際、グラフのうち異常区間を強調表示する機能とを有している。
画面表示部２１は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、操作端３０の制御に関する各種データ、操作メニューや設定画面、表示制御部２０から出力されたグラフを画面表示する機能を有している。
【００３６】
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。
【００３７】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図３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３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３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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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）。
【００４０】
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）。
【００４１】
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、これらＦｄとＦｅのグラフを生成する（ステップ１０７）。
【００４２】
続いて、表示制御部２０は、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し（ステップ１０８）、グラフのうち異常区間を強調した後、グラフを画面表示部２１で画面表示する（ステップ１０９）。
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１１０）、停止位置ＰＥまで駆動していない場合には（ステップ１１０：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１１０：ＹＥＳ）、一連の劣化位置検出処理を終了する。
【００４３】
なお、ステップ１１０をステップ１０６の次に実行するように変更し、新たな実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅが所得される度にグラフ生成する代わりに、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した間に得られた全ての実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅをまとめて記憶部２２から取得してから、これらＦｄとＦｅのグラフを生成するようにしてもよい。
【００４４】
また、ステップ１０８の実測フィードバック値Ｆｄが異常であるか否か、すなわち異常区間の検出については、前述したＦＤ’の判定と同様に、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の範囲内に含まれるかどうかで判定できる。
また、ステップ１０９の強調表示については、いくつかの手法が考えられる。以下では、これら手法についてそれぞれ説明する。
【００４５】
［標識を用いた強調表示］
まず、図４および図５を参照して、標識を用いた強調表示について説明する。図４は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示なし）の画面表示例である。図５は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：標識バー）の画面表示例である。ここでは、操作端３０を全開状態（開始位置ＰＳ）から全閉状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。また、グラフとしては、横軸を時間とし、縦軸をフィードバック値とした、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の時間変化をグラフ化して、同一座標に重ねて描画したグラフが表示されている。
【００４６】
図４の画面表示例は、操作端３０の劣化の影響が少なく実測フィードバック値Ｆｄの変化が小さいため、実測フィードバック値Ｆｄの異常区間が分かりにくい。
図５の画面表示例は、グラフの描画エリア４０外側（紙面向かって右側）に、グラフの縦軸に沿って異常区間表示エリア４１が設けられており、縦軸のうち実測フィードバック値Ｆｄの異常区間に相当する位置に線（太線）状の標識バー４２が、異常区間表示エリア４１内に配置されている。これにより、画面表示部２１の大きさが小さくてグラフからは分かりにくかった異常区間の位置を容易に確認することができる。
【００４７】
図５の場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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のグラフを生成する。これと並行して、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異常区間を検出し、異常区間表示エリア４１のうち検出した異常区間に相当する位置に標識バー４２を配置する。
【００４８】
標識は、描画エリア４０の外側ではなく、描画エリア４０の内側に配置してもよい。図６は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：標識マーカー）の画面表示例である。ここでは、操作端３０を全開状態（開始位置ＰＳ）から全閉状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。また、グラフとしては、横軸を時間とし、縦軸をフィードバック値とした、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の時間変化をグラフ化して、同一座標に重ねて描画したグラフが表示されている。
【００４９】
図６（ａ）では、縦軸に線状または矩形形状の標識マーカー４３が配置されており、横軸に標識マーカー４４が配置されている。また、図６（ｂ）では、グラフの背後に矩形形状の標識マーカー４５が配置されている。
【００５０】
この場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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のグラフを生成する。これと並行して、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異常区間を検出し、描画エリア４０のうち検出した異常区間に相当する、縦軸、横軸、またはグラフ背後の位置に標識マーカー４３，４４，４５を配置する。
【００５１】
これら図５または図６に示したように、グラフのうち異常区間に相当する位置範囲に、線状または矩形形状の標識バー４２や標識マーカー４３〜４５を表示することにより、操作端３０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することができる。
【００５２】
［判定レベルごとの標識を用いた強調表示］
次に、図７を参照して、判定レベルごとに異なる標識を用いた強調表示について説明する。図７は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：判定レベルごと）の画面表示例である。ここでは、操作端３０を全開状態（開始位置ＰＳ）から全閉状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。また、グラフとしては、横軸を時間とし、縦軸をフィードバック値とした、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の時間変化をグラフ化して、同一座標に重ねて描画したグラフが表示されている。
【００５３】
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。したがって、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。これら異常区間を識別して表示するためには、異なる判定レベルでそれぞれの異常区間を検出すればよい。
具体的には、判定レベルごとに異なる許容範囲εｄを設けて、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、異常区間を検出すればよい。
【００５４】
図７では、劣化程度が軽い判定レベルＬと劣化程度が重い判定レベルＨが２つの場合が示されており、この場合には、判定レベルＬ，Ｈごとに異なる許容範囲εＨ，εＬを設けて、それぞれの異常区間を検出すればよい。
図７には、前述した図５と同様に、グラフの描画エリア４０外側に、グラフの縦軸に沿って異常区間表示エリア４１が設けられており、縦軸のうち実測フィードバック値Ｆｄの異常区間に相当する位置に線（太線）状の標識バー４６，４７が、異常区間表示エリア４１内に並べて配置されている。これらのうち、標識バー４６は判定レベルＬの異常区間の位置を示しており、標識バー４７は判定レベルＨの異常区間の位置を示している。
【００５５】
この場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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のグラフを生成する。これと並行して、ＦｄとＦｅの偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅが、判定レベルＬ，Ｈごとに、予め設定されている許容範囲εｄＬ，εｄＨ内に含まれるかどうかで異常区間を検出し、異常区間表示エリア４１のうち、検出した判定レベルＬの異常区間に相当する位置に標識バー４６を配置するとともに、検出した判定レベルＨの異常区間に相当する位置に標識バー４７を配置する。
【００５６】
これにより、操作端３０の劣化の程度ごとに、対応する異常区間の位置を容易に確認することができる。交換の要否をより的確に判断することができる。
【００５７】
［増幅偏差による強調表示］
次に、図８を参照して、増幅偏差による強調表示について説明する。図８は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：増幅偏差）の画面表示例である。ここでは、操作端３０を全開状態（開始位置ＰＳ）から全閉状態（停止位置ＰＥ）まで駆動した例が表示されている。また、グラフとしては、横軸を時間とし、縦軸をフィードバック値とした、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の時間変化をグラフ化して、同一座標に重ねて描画したグラフが表示されている。
【００５８】
この場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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のグラフを生成する。これと並行して、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異常区間を検出し、異常区間における実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅの偏差を、予め設定されている倍率（図８では５倍）で増幅した増幅偏差４８を求め、異常区間については実測フィードバック値Ｆｄに代えて増幅偏差４８を表示する。
【００５９】
これにより、操作端３０における劣化の程度が小さいため実測フィードバック値Ｆｄの変化が小さく、異常区間を確認することが難しい場合であっても、異常区間におけ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の偏差が増幅されて表示されるため、異常区間を容易に確認することができる。
ただし、増幅偏差による強調表示がなされていることを監視員が認識していないと誤解を与える可能性があるので、監視員から増幅偏差による強調表示を行うよう設定変更要求を受け付けた場合に限って増幅偏差による強調表示を行うようにすれば、監視員に誤解を与えることが避けられる。
【００６０】
［対偏差による強調表示］
次に、図９を参照して、偏差拡大による強調表示について説明する。図９は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：対偏差）の画面表示例である。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。また、グラフとしては、横軸をフィードバック値とし、縦軸を実測フィードバック値Ｆｄと推定フィードバック値Ｆｅの偏差をグラフ化したグラフが表示されている。
【００６１】
この場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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の偏差Ｄ＝Ｆｄ−Ｆｅを求め、横軸をフィードバック値とし、縦軸を偏差Ｄとしたグラフを生成する。
【００６２】
これにより、縦軸の最大目盛を偏差Ｄの振幅に合わせて選択することができ、操作端３０における劣化の程度が小さいため実測フィードバック値Ｆｄの変化が小さく、異常区間を確認することが難しい場合であっても、偏差Ｄが強調して表示されるため、異常区間を容易に確認することができる。
【００６３】
［対操作量による強調表示］
次に、図１０を参照して、偏差拡大による強調表示について説明する。図１０は、劣化位置検出結果を示すグラフ（強調表示あり：対操作量）の画面表示例である。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。また、グラフとしては、横軸が操作量を示すＭＶ値であり、縦軸がフィードバック値であり、動作位置への駆動に用いた操作量ＭＶＳと、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との対応関係をグラフ化して、同一座標に重ねて描画したグラフが表示されている。
【００６４】
この場合、表示制御部２０は、操作端３０を開始位置ＰＳから停止位置ＰＥまで駆動した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、横軸に動作位置への駆動に用いた操作量ＭＶＳからなるＭＶ値をとってグラフ化する。これと並行して、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異常区間を検出し、異常区間表示エリア４１のうち検出した異常区間に相当する位置に標識バー４２を配置する。
【００６５】
前述した図５は、横軸に時間をとって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をグラフ化したものであるが、横軸にＭＶ値をとってグラフ化したものが図１０である。これにより、横軸がＭＶ値であるため、ＭＶ値のうちどの位置で劣化が発生しているかを容易に確認することができる。なお、横軸にＭＶ値をとる手法については、図５に限定されるものではなく、図６〜図９にも同様にして適用できる。
【００６６】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、駆動制御部１５が、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するよう操作端３０を駆動し、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、表示制御部２０が、得られたＦｄとＦｅのうち、Ｆｄが異常である異常区間を強調した、ＦｄとＦｅのグラフを生成して画面表示するようにしたものである。
【００６７】
これにより、実際に検出した結果を示す実測フィードバック値Ｆｄと劣化のない推定フィードバック値Ｆｅのグラフが、異常区間が強調されて操作端３０で画面表示される。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、調節計に設けられるＬＣＤの画面サイズも例えば９２ｍｍ四方のように制限されるため、ＰＣのように視認性の高いわけではない。本実施の形態によれば、グラフに含まれる異常区間の位置が強調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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
［第２の実施の形態］
次に、図１１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１１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。
【００７１】
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１１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。
【００７２】
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。
【００７３】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図１２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１２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１２のフィードバック値選択動作を実行する。
【００７４】
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）。
【００７５】
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）。
【００７６】
［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。
【００７７】
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。
【００７８】
［第３の実施の形態］
次に、図１３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１３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。
【００７９】
本実施の形態は、図１３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。
【００８０】
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。
【００８１】
［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。
【００８２】
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。
【００８３】
［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。
【符号の説明】
【００８４】
１０…調節計、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…画面表示部、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、４０…描画エリア、４１…異常区間表示エリア、４２，４６，４７…標識バー、４３，４４，４５，４６…標識マーカー、４８…増幅偏差、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。
【図１】
2019040437.tif 000003
【図２】
2019040437.tif 000004
【図３】
2019040437.tif 000005
【図４】
2019040437.tif 000006
【図５】
2019040437.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019040437.tif 000009
【図８】
2019040437.tif 000010
【図９】
2019040437.tif 000011
【図１０】
2019040437.tif 000012
【図１１】
2019040437.tif 000013
【図１２】
2019040437.tif 000014
【図１３】
2019040437.tif 000015