(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された設定値および制御量に基づき算出した操作量を出力することにより設備を制御する複数の制御装置と、
前記制御装置での前記制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集装置と、
一定の時刻確認周期で時刻確認信号を前記各制御装置へ一斉送信する支援装置と
を備え、
前記制御装置は、前記時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力し、
前記時刻確認データは、前記制御装置での定常制御状態において前記操作量として出力されない特異値からなる
ことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の制御システムにおいて、
前記支援装置は、前記時刻確認信号として、前記操作量が前記特異値となるよう、前記制御装置における設定パラメータの変更を指示する信号を送信することを特徴とする制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の制御システムにおいて、
前記時刻確認信号は、前記制御装置での前記操作量に対するリミット処理に用いる操作量下限値または操作量上限値の変更を指示する信号からなり、
前記制御装置は、前記時刻確認信号を受信した際、前記時刻確認信号に応じて操作量下限値または操作量上限値を変更することにより、前記操作量に代えて前記特異値からなる前記時刻確認データを強制的に出力する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項４】
入力された設定値および制御量から算出した操作量を出力することにより設備を制御する複数の制御装置と、これら制御装置での制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集装置とを備える制御システムで用いられる支援装置であって、
前記制御装置に関する制御データを互いに同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力させるための時刻確認信号を、一定の時刻確認周期で前記各制御装置へ一斉送信し、
前記時刻確認データは、前記制御装置での定常制御状態において前記操作量として出力されない特異値からなる
ことを特徴とする支援装置。
【請求項５】
同一制御システムで複数用いられて、入力された設定値および制御量から算出した操作量を出力することにより設備を制御するとともに、当該制御に関する操作量を含む制御データがデータ収集装置により時系列データとして順次収集される制御装置であって、
一定の時刻確認周期で支援装置から各制御装置へ一斉送信された時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力し、
前記時刻確認データは、前記制御装置での定常制御状態において前記操作量として出力されない特異値からなる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
複数の制御装置が、入力された設定値および制御量に基づき算出した操作量を出力することにより設備を制御する制御ステップと、
データ収集装置が、前記制御装置での前記制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集ステップと、
支援装置が、一定の時刻確認周期で時刻確認信号を前記各制御装置へ一斉送信する支援ステップと
を備え、
前記制御ステップは、前記時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力し、
前記時刻確認データは、前記制御装置での定常制御状態において前記操作量として出力されない特異値からなる
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御装置から収集した時系列データ間における時刻確認を支援するための支援技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造装置では、ＥＥＳ（Equipment Engineering System）が実用段階へと移行してきている。その主な目的は、装置自体を対象とする不具合検知ＦＤ（Fault Detection）や，不具合予知ＦＰ（Fault Prediction）である（非特許文献１など参照）。これらＦＤ／ＦＰには、装置コントロールレベル，モジュールレベル，サブシステム，Ｉ／Ｏデバイスレベルという階層化の捉え方がある。そして、Ｉ／Ｏデバイスレベルの主体は、センサやアクチュエータである。
【０００３】
これらＩ／Ｏデバイスレベルのうち、アクチュエータに関しては、ビット列（０，１）のデータ（アクチュエータデータ）で済むシーケンス制御的な動作については、特に実用段階にあると言える。
一方、センサに関しては、温度，圧力，流量などのプロセス量が対象データになる。これらについては、ミリ秒レベルで全てのデータを保存するのが合理的とは言えない。
【０００４】
このような技術的背景において、代表値化する演算モジュールとチェックするチェックモジュールとを備えたＥＥＳ対応の基板処理装置（特許文献１）などが提案されている。代表値とは最大値，最小値，平均値などであり、これらによりＦＤ／ＦＰが実現できれば、通信量，必要メモリ量などを大幅に削減できるので効率的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１９４６０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書」、半導体生産技術専門委員会、社団法人 電子情報技術産業協会、2005-3-23
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
代表値を利用したＦＤ／ＦＰとしては、下記のようなものが知られている。
劣化によるヒータ断線予知
：ヒータ抵抗値（非プロセス量）の平均値が徐々に上昇
過電流によるヒータ断線検知
：ヒータ抵抗値の最大値が突発的に上昇
【０００８】
しかしながら、プロセス量の単純な代表値化のみでは、ＦＤ／ＦＰが成り立つものは少ない。そこで、多くのセンサで計測されるデータ、特に時系列データ間の関連性（連動性）を利用して、ＦＤ／ＦＰを実施することが、広く普及してきている。
その場合、データの種類あるいはＦＤ／ＦＰの目的によっては、複数の時系列データ間の精密な時刻同期が求められるケースがある。一方、データ収集の構成によっては、いわゆるビッグデータを扱うコンピュータ上で時刻同期の処理ができなくなるケースもある。すなわち、時刻確認したタイムスタンプを付加することが困難な場合、少なくともデータ収集後にデータ取得した時点の確認はできない。ゆえに、時刻同期の確認について、改善が求められている。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、複数の制御装置から収集した時系列データ間における時刻同期確認（時刻同期確認対応復元）を支援できる支援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】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明にかかる制御システムは、入力された設定値および制御量に基づき算出した操作量を出力することにより設備を制御する複数の制御装置と、前記制御装置での前記制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集装置と、一定の時刻確認周期で時刻確認信号を前記各制御装置へ一斉送信する支援装置とを備え、前記制御装置は、前記時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明にかかる上記制御システムの一構成例は、前記時刻確認データが、前記制御装置での定常制御状態において前記操作量として出力されない特異値からなるものである。
【００１２】
また、本発明にかかる上記制御システムの一構成例は、前記支援装置が、前記時刻確認信号として、前記操作量が前記特異値となるよう、前記制御装置における設定パラメータの変更を指示する信号を送信するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記制御システムの一構成例は、前記時刻確認信号が、前記制御装置での前記操作量に対するリミット処理に用いる操作量下限値または操作量上限値の変更を指示する信号からなり、前記制御装置は、前記時刻確認信号を受信した際、前記時刻確認信号に応じて操作量下限値または操作量上限値を変更することにより、前記操作量に代えて前記特異値からなる前記時刻確認データを強制的に出力するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明にかかる支援装置は、入力された設定値および制御量から算出した操作量を出力することにより設備を制御する複数の制御装置と、これら制御装置での制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集装置とを備える制御システムで用いられる支援装置であって、前記制御装置に関する制御データを互いに同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力させるための時刻確認信号を、一定の時刻確認周期で前記各制御装置へ一斉送信するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明にかかる制御装置は、同一制御システムで複数用いられて、入力された設定値および制御量から算出した操作量を出力することにより設備を制御するとともに、当該制御に関する操作量を含む制御データがデータ収集装置により時系列データとして順次収集される制御装置であって、一定の時刻確認周期で支援装置から各制御装置へ一斉送信された時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明にかかる制御方法は、複数の制御装置が、入力された設定値および制御量に基づき算出した操作量を出力することにより設備を制御する制御ステップと、データ収集装置が、前記制御装置での前記制御に用いた前記操作量を含む制御データを、時系列データとして順次収集するデータ収集ステップと、支援装置が、一定の時刻確認周期で時刻確認信号を前記各制御装置へ一斉送信する支援ステップとを備え、前記制御ステップは、前記時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、前記制御に関する１制御周期分だけ前記操作量として強制的に出力するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各制御装置から並列的に収集した時系列データに、操作量として時刻確認周期で時刻確認データが記録されることになる。したがって、この時刻確認データが同時刻を示すことを基準にして、容易かつ精密に各時系列データの時刻同期の確認を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態にかかる制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態にかかる制御システムの適用例を示す説明図である。
【図３】従来のデータ収集例である。
【図４】本発明を適用したデータ収集例である。
【図５】図４に関する時間差補正例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［発明の原理１］
まず、本発明の原理１について説明する。
温度や圧力などのプロセス系の制御対象では、1回の制御周期の間に関連するデータが変動する範囲やタイミングは限られている。特に一瞬変動してすぐに元に復帰する現象は、皆無に近いと言ってよいことに着眼した。
そして、データ収集時以前に、あり得ない急激な変動を一瞬（例えば1制御周期分の短時間）だけ入れることで、これをデータ収集後の擬似的な時刻確認データ（意図的な異常数値）として利用できることに想到した。すなわち、複数の時系列データに対して時刻確認データを同期して入れることで、時刻同期を確認することが可能になる。なお、このようなスパイクノイズ的な変動は、データ収集後にメジアンフィルタで除去できるので、扱いも容易になる。
【００２０】
［発明の原理２］
続いて、本発明の原理２について説明する。
例えばＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御系において扱われる代表的な時系列データは、設定値ＳＰ，制御量ＰＶ，操作量ＭＶである。これらのうち設定値ＳＰ，制御量ＰＶはＰＩＤ演算の前段のデータになるので、仮にこれらに擬似的な時刻確認データ（意図的な異常数値）を入れるようにすると、信号経路次第ではＰＩＤ演算に乱れが生じることになる。つまり、信号経路とデータ記憶経路を分ける配慮が、ＰＩＤ制御ユーザの負担として生じることになる。
【００２１】
このように考えると、操作量ＭＶはＰＩＤ演算の後段になるので、制御対象の周波数特性では追従できない高周波の異常値であれば、制御への影響は生じない。さらに、あらゆるＰＩＤ演算の形態に対しても、ＰＩＤ演算の内部変数に影響を与えない方法として、ＰＩＤ演算自体の後段側にある操作量ＭＶの上下限処理を利用するのが好ましいことに着眼した。そして、複数の制御ループに対して、操作量上下限値を上位側から同時に短時間だけ強制変更する処理に想到した。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［制御システム］
まず、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる制御システム１について説明する。この制御システム１は、前述した発明の原理１および２に対応する実施例である。図１は、本実施の形態にかかる制御システムの構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態にかかる制御システムの適用例を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す制御システム１は、各種の設備５０をＰＩＤなどのプロセス制御に基づき制御するシステムであり、複数の制御装置１０と、これら制御装置１０ごとに設けられたデータ収集装置２０と、これら制御装置１０およびデータ収集装置２０に共有の機能である支援装置３０とから構成されている。
【００２４】
なお、ここでは、発明の理解を容易とするため、データ収集装置２０を制御装置１０ごとに設けた場合を例として説明するが、１つのデータ収集装置２０で、複数の制御装置１０からの制御データを収集してもよく、このデータ収集装置２０の機能を、サーバなどの上位装置（図示せず）に搭載してもよい。
また、支援装置３０については、いずれか１つの制御装置１０に実装して、他の制御装置１０へ時刻確認信号を送信するようにしてもよく、上記１つのデータ収集装置２０さらには上位装置に実装して、各制御装置１０へ時刻確認信号を送信するようにしてもよい。
【００２５】
図２には、制御システム１が適用される設備５０の例として、半導体製造装置で用いられる加熱装置に適用した場合が示されており、制御装置１０として、炉Ｆの内部温度を調整する温調計が用いられている。炉Ｆの内部には、複数のヒータＨが配置されており、これらヒータＨごとに、制御装置（温調計）１０、電力調整器ＰＣ、温度センサＳ、およびデータ収集装置２０が設けられている。
【００２６】
制御装置（温調計）１０は、一定の制御周期で、予め操作入力されて内部記憶部（図示せず）に登録されている設定値ＳＰと、温度センサＳで検出された炉Ｆの内部温度からなる制御量ＰＶとから操作量ＭＶを新たに算出し、電力調整器ＰＣは、制御装置１０からの操作量ＭＶに基づきヒータＨに供給する電力を調整することにより、ヒータＨ近傍の炉内温度を制御する。
一方、データ収集装置２０は、対応する制御装置１０での制御に関する、設定値ＳＰ、制御量ＰＶ、および操作量ＭＶなどの制御データ（制御パラメータ）を、時系列データとして順次収集する。
【００２７】
本発明は、このような制御システム１において、支援装置３０から一定の時刻確認周期で送信される時刻確認信号に基づいて、各制御装置１０から互いの制御装置１０に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、１制御周期分だけ操作量ＭＶとして強制的に出力するようにしたものである。これにより、各データ収集装置２０で、それぞれ対応する制御装置１０から並列的に収集した時系列データには、操作量ＭＶとして時刻確認周期で時刻確認データが記録される。したがって、この時刻確認データが同時刻を示すことを基準にして、容易かつ精密に各時系列データの時刻同期の確認を行うことができる。
【００２８】
次に、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる制御システム１の構成について詳細に説明する。
【００２９】
［制御装置］
まず、制御装置１０の構成について説明する。制御装置１０には、主な機能部として、設定値取得部１１、制御量入力部１２、操作量算出部１３、時刻確認受信部１４、リミット処理部１５、および操作量出力部１６が設けられている。
【００３０】
設定値取得部１１は、予め操作入力されて内部記憶部（図示せず）に登録されている設定値ＳＰを取得する機能を有している。この際、操作入力ではなく上位装置から設定値ＳＰが設定される場合には、上位装置から指示された設定値ＳＰを取得して内部記憶部に登録する。
制御量入力部１２は、設備５０で検出された、当該制御装置１０と対応する制御量ＰＶを入力する機能を有している。
【００３１】
操作量算出部１３は、例えばＰＩＤ制御などの制御用アルゴリズムに基づいて、一定の制御周期で、設定値取得部１１で取得した設定値ＳＰと、制御量入力部１２で入力した制御量ＰＶとから、新たな操作量ＭＶを順次算出する機能を有している。
時刻確認受信部１４は、支援装置３０から送信される時刻確認信号を待ち受け、受信した時刻確認信号をリミット処理部１５へ出力する機能を有している。
【００３２】
リミット処理部１５は、操作量算出部１３で算出された操作量ＭＶを、予め設定されている操作量下限値ＯＬと操作量上限値ＯＨとからなる限定範囲内に修正するリミット処理を行う機能と、時刻確認受信部１４での時刻確認信号の受信に応じて、操作量下限値ＯＬまたは操作量上限値ＯＨを、当該時刻確認信号の受信時と対応する１制御周期分だけ、当該時刻確認信号で指示された時刻確認用リミット値を一時的に採用し、時刻確認信号の受信がない場合には、通常の制御用リミット値を採用する機能とを有している。
【００３３】
操作量出力部１６は、リミット処理部１５でリミット処理された操作量ＭＶを、設備５０のうち、当該制御装置１０と対応する電力調整器ＰＣへ出力する機能とを有している。
【００３４】
［データ収集装置］
次に、データ収集装置２０の構成について説明する。データ収集装置２０には、主な機能部として、設定値取得部２１、制御量取得部２２、操作量取得部２３、およびデータ記憶部２４が設けられている。
【００３５】
設定値取得部２１は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０から設定値ＳＰを取得する機能を有している。
制御量取得部２２は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０に対して設備５０から入力された制御量ＰＶを取得する機能を有している。
【００３６】
操作量取得部２３は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０から設備５０に対して出力された操作量ＭＶを取得する機能を有している。
データ記憶部２４は、同一の制御周期において、設定値取得部２１、制御量取得部２２、および操作量取得部２３でそれぞれ取得した、設定値ＳＰ、制御量ＰＶ、および操作量ＭＶからなる制御データの組を、制御周期毎の時系列データとして順次記憶する機能を有している。
【００３７】
［支援装置］
次に、支援装置３０の構成について説明する。支援装置３０には、主な機能部として、制御周期計数部３１および時刻確認送信部３２が設けられている。
制御周期計数部３１は、制御装置１０で用いる制御周期を計数する機能を有している。
時刻確認送信部３２は、制御周期計数部３１での計数結果により時刻確認周期の到来が確認された時点で時刻確認信号を、各制御装置１０へ一斉送信する機能を有している。
【００３８】
本実施の形態では、時刻確認周期が制御周期の規定数Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍に相当しているものとし、制御周期計数部３１では、規定のクロック信号に基づき制御周期が生成され、この制御周期の計数結果がＮ回になった時点で、時刻確認周期が到来したと確認されることになる。
時刻確認信号は、制御装置１０から出力される操作量ＭＶを、定常制御状態には操作量ＭＶとして出力されない特異値への変更を指示するための信号であり、例えば、制御装置１０での操作量ＭＶに対するリミット処理に用いる操作量下限値ＯＬまたは操作量上限値ＯＨに対する設定変更を指示する信号が用いられる。
【００３９】
［制御システムの動作］
次に、本実施の形態にかかる制御システム１の動作について詳細に説明する。
【００４０】
［制御装置］
まず、制御装置１０の動作について説明する。制御装置１０は、予め設定されている制御周期ごとに、以下の処理を実行する。
【００４１】
まず、設定値取得部１１は、予め操作入力により登録されている内部記憶部から設定値ＳＰを取得する。また、制御量入力部１２は、設備５０で検出された、当該制御装置１０と対応する制御量ＰＶを入力する。
この後、操作量算出部１３は、設定値取得部１１で取得した設定値ＳＰと、制御量入力部１２で入力した制御量ＰＶとに基づいて、新たな操作量ＭＶを算出する。
【００４２】
次に、リミット処理部１５は、操作量算出部１３で算出された新たな操作量ＭＶに対して、通常の制御に用いる制御用リミット値として予め設定されている操作量下限値ＯＬと操作量上限値ＯＨとの範囲内に修正するリミット処理を行う。
この後、操作量出力部１６は、リミット処理部１５でリミット処理された操作量ＭＶを、設備５０へ出力し、一連の処理を終了する。
【００４３】
一方、時刻確認受信部１４は、支援装置３０から送信される時刻確認信号を待ち受けており、時刻確認信号の受信に応じて当該時刻確認信号をリミット処理部１５へ出力する。
リミット処理部１５は、時刻確認受信部１４で時刻確認信号が受信された場合、操作量下限値ＯＬまたは操作量上限値ＯＨを、当該時刻確認信号の受信時と対応する１制御周期分だけ、当該時刻確認信号で指示された時刻確認用リミット値を一時的に採用し、時刻確認信号の受信がない場合には、元の制御用リミット値を採用する。
【００４４】
リミット処理では、入力された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬを下回る場合、操作量ＭＶとして操作量下限値ＯＬが出力され、入力された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨを上回る場合には、操作量ＭＶとして操作量上限値ＯＨが出力される。これら操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨは、通常、予め設定されている操作量ＭＶのレンジに対する百分率で設定され、一般的な温度制御系では、操作量下限値ＯＬが０％近傍に、操作量上限値ＯＨが１００％近傍に、それぞれ設定される。
【００４５】
ＰＩＤ制御が継続している定常制御状態では、操作量ＭＶが１００％より十分に低い９０％以下になるケースがほとんどであるため、操作量上限値ＯＨを１制御周期のみ０％に設定変更すると、操作量ＭＶが強制的に特異値である０％までリミット処理されて、操作量ＭＶにスパイクノイズ的な変動が生じることになる。
また、ＰＩＤ制御が継続している定常制御状態では、操作量ＭＶが０％より十分に高い１０％以上になるケースがほとんどであるため、操作量下限値ＯＬを１制御周期のみ１００％とすると、操作量ＭＶが強制的に特異値である１００％までリミット処理されて、操作量ＭＶにスパイクノイズ的な変動が生じることになる。
【００４６】
これにより、支援装置３０からの時刻確認信号ごとに、すなわち時刻確認周期ごとに、制御装置１０での定常制御状態には操作量ＭＶとして出力されない特異値が出力されることになる。したがって、各データ収集装置２０で、それぞれ対応する制御装置１０から並列的に収集した時系列データには、操作量ＭＶとして時刻確認周期で時刻確認データが記録される。このため、この時刻確認データが同時刻を示すことを基準にして、容易かつ精密に各時系列データの時刻同期の確認を行うことができる。
【００４７】
［データ収集装置］
次に、データ収集装置２０の動作について説明する。データ収集装置２０は、予め設定されている制御周期ごとに、以下の処理を実行する。
【００４８】
まず、設定値取得部２１は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０とデータ通信を行うことにより、当該制御装置１０から設定値ＳＰを取得する機能を有している。
制御量取得部２２は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０に対して設備５０から入力された制御量ＰＶを取得する機能を有している。この際、設備５０から制御装置１０への信号線を分岐して制御量ＰＶを取得してもよく、制御装置１０とデータ通信を行うことにより制御量ＰＶを取得してもよい。
【００４９】
操作量取得部２３は、当該データ収集装置２０と対応する制御装置１０から設備５０に対して出力された操作量ＭＶを取得する機能を有している。この際、制御装置１０から設備５０への信号線を分岐して操作量ＭＶを取得してもよく、制御装置１０とデータ通信を行うことにより操作量ＭＶを取得してもよい。
データ記憶部２４は、同一の制御周期において、設定値取得部２１、制御量取得部２２、および操作量取得部２３でそれぞれ取得した、設定値ＳＰ、制御量ＰＶ、および操作量ＭＶからなる制御データの組を、制御周期毎の時系列データとして順次記憶する。
【００５０】
［支援装置］
次に、支援装置３０の動作について説明する。支援装置３０は、常時、以下の処理を実行する。
【００５１】
まず、制御周期計数部３１は、内部で発生させた規定のクロック信号に基づいて制御装置１０で用いる制御周期を生成し、この制御周期を計数する。
時刻確認送信部３２は、制御周期計数部３１での計数結果が規定数Ｎとなり、時刻確認周期の到来が確認された時点で、時刻確認信号を各制御装置１０へ一斉送信する。この際、制御周期計数部３１は、時刻確認信号として、例えば操作量上限値ＯＨを０％に設定変更する指示や、操作量下限値ＯＬを１００％に設定変更する指示を送信する。
【００５２】
これにより、各制御装置１０のリミット処理部１５で用いる操作量上限値ＯＨまたは操作量下限値ＯＬが、当該時刻確認信号の受信時と対応する１制御周期分だけ、制御用リミット値から時刻確認用リミット値へ一時的に変更され、時刻確認周期ごとに、制御装置１０での定常制御状態には操作量ＭＶとして出力されない特異値が出力されることになる。
したがって、各データ収集装置２０で、それぞれ対応する制御装置１０から並列的に収集した時系列データには、操作量ＭＶとして時刻確認周期で時刻確認データが記録される。このため、この時刻確認データが同時刻を示すことを基準にして、容易かつ精密に各時系列データの時刻同期の確認を行うことができる。
【００５３】
図３は、従来のデータ収集例である。ここでは、３つの制御装置から収集した設定値ＳＰ、制御量ＰＶ、および操作量ＭＶからなる時系列データがグラフで示されている。従来のデータ収集では、３つの時系列データを時間軸上で同期させるための基準が存在していないため、例えば収集時刻を基準として時系列データ間の時刻確認を行うものとなっていた。このため、収集時刻に時間差がある場合には、それぞれの時系列データの真の同時刻に時間差が生じていても、オペレータなどのデータ確認者はこの時間差を認識できない。したがって、ＦＤ／ＦＰに必要となる精密な時刻同期の確認を行うことができない。
【００５４】
図４は、本発明を適用したデータ収集例である。ここでは、時刻確認信号として、操作量下限値ＯＬを１００％に設定変更する信号を送信した例が示されており、予め規定されたタイミング、すなわち時刻確認周期からなる真の同時刻ごとに、各時系列データの操作量ＭＶが１００％となるスパイク状の時刻確認データが含まれている。
【００５５】
したがって、これら時刻確認データを基準として３つの時系列データの時間差を補正することができる。図５は、図４に関する時間差補正例である。これにより、収集時刻に時間差があり、それぞれの時系列データの真の同時刻に時間差が生じていても、オペレータなどのデータ確認者は容易にこの時間差を認識でき、ＦＤ／ＦＰに必要となる精密な時刻同期の確認を行うことができる。なお、時系列データの時間差補正については、データ確認者が手作業で行ってもよく、自動的に実施してもよい。また、時刻確認データについては、画面表示時や外部装置へデータ転送する際、メジアンフィルタなどにより自動的に除去するようにしてもよい。
【００５６】
［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、支援装置３０が一定の時刻確認周期で時刻確認信号を各制御装置１０へ一斉送信し、これら制御装置１０は、時刻確認信号を受信した際、互いの制御装置１０に関する制御データを同期させるための時刻確認データを、１制御周期分だけ操作量として強制的に出力するようにしたものである。
【００５７】
これにより、各データ収集装置２０で、それぞれ対応する制御装置１０から並列的に収集した時系列データには、操作量ＭＶとして時刻確認周期で時刻確認データが記録されることになる。したがって、この時刻確認データが同時刻を示すことを基準にして、容易かつ精密に各時系列データの時刻同期の確認を行うことが可能となる。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、時刻確認データは、操作量ＭＶをスパイク状に変動させるものとなるため、データ確認者が時系列データ上で容易に認識できるとともに、時系列データの利用時にメジアンフィルタ等で容易に除去できるため扱いも容易になる。
【００５９】
また、時刻確認データを、ＰＩＤ演算の前段データとなる設定値ＳＰや制御量ＰＶに挿入した場合、信号経路次第ではＰＩＤ演算に乱れが生じることになるため、信号経路とデータ記憶経路を分ける配慮が、ＰＩＤ制御ユーザの負担として生じることになる。本実施の形態によれば、時刻確認データは、ＰＩＤ演算の後段の操作量ＭＶに挿入するようにしたので、ＰＩＤ演算への影響を容易に回避できる。なお、操作量ＭＶに挿入された時刻確認データは制御対象へ出力されるものの、通常、制御装置における１制御周期分であれば、制御対象の周波数特性では追従できない高周波の特異値となるため、制御への影響は十分無視できる程度である。
【００６０】
また、本実施の形態において、時刻確認データとして、制御装置１０での定常制御状態において操作量ＭＶとして出力されない特異値を用いるようにしてもよい。これにより、収集した時系列データの操作量ＭＶから時刻確認データを容易に見分けることができる。
【００６１】
また、本実施の形態において、支援装置３０が、時刻確認信号として、操作量ＭＶが特異値となるよう、制御装置１０における設定パラメータの変更を指示する信号を送信するようにしてもよい。より具体的には、時刻確認信号を、制御装置１０での操作量ＭＶに対するリミット処理に用いる操作量下限値ＯＬまたは操作量上限値ＯＨの変更を指示する信号とし、制御装置１０が、時刻確認信号を受信した際、当該時刻確認信号に応じて操作量下限ＯＬ値または操作量上限値ＯＨを変更することにより、操作量ＭＶに代えて特異値からなる時刻確認データを強制的に出力するようにしてもよい。
【００６２】
これにより、制御装置１０に予め搭載されている設定変更機能を利用して、具体的には、リミッタ処理に用いるリミッタ値の変更という設定変更機能を利用して、時刻確認周期で時刻確認データを出力することができ、制御装置１０の構成を大幅に変更することなく、本発明を適用でき、本発明の導入コストを抑制することが可能となる。
【００６３】
［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】
【００６４】
１…制御システム、１０…制御装置、１１…設定値取得部、１２…制御量入力部、１３…操作量算出部、１４…時刻確認受信部、１５…リミット処理部、１６…操作量出力部、２０…データ収集装置、２１…設定値取得部、２２…制御量取得部、２３…操作量取得部、２４…データ記憶部、３０…支援装置、３１…制御周期計数部、３２…時刻確認送信部、５０…設備、ＳＰ…設定値、ＰＶ…制御量、ＭＶ…操作量、ＯＬ…操作量下限値、ＯＨ…操作量上限値。
【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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