(57)【要約】【課題】簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を精度よく検出できるようにする。【解決手段】偏差の絶対値が減少しているか否かを第１の判定手段１６で判定し、その判定結果に基づいて、偏差の絶対値が減少していない期間を計測手段１７で計測し、その計測結果に基づいて、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを、第３の判定手段１８で判定し、また、偏差が閾値を越えているか否かを第２の判定手段１９で判定し、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときに、異常判定手段２０で異常と判定するものである。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、
前記偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、異常であると判定することを特徴とする異常検出方法。
【請求項２】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、
前記偏差が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、異常であると判定することを特徴とする異常検出方法。
【請求項３】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、
前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定ステップと、
前記偏差の絶対値が減少していないときに、その減少していない期間を計測する計測ステップと、
計測された期間が、一定期間を越えたか否かを判定する第３の判定ステップと、　前記計測された期間が前記一定期間を越え、かつ、前記偏差が前記閾値を越えているときに、異常と判定する異常判定ステップと、
を備えることを特徴とする異常検出方法。
【請求項４】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、
前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定ステップと、
前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態であるときに、その期間を計測する計測ステップと、
計測された期間が、一定期間を越えたときに異常と判定する異常判定ステップと、
を備えることを特徴とする異常検出方法。
【請求項５】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する装置であって、
前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、
前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第１の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段と、
前記第２および前記第３の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする異常検出装置。
【請求項６】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する装置であって、
前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、
前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第１および第２の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態である期間を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測結果に基づいて、計測された期間が一定期間を越えたときに、異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする異常検出装置。
【請求項７】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段と、
前記偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、制御ループの異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする温度調節器。
【請求項８】
制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段と、
前記偏差が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、制御ループの異常であると判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする温度調節器。
【請求項９】
前記異常判定手段は、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段とを備え、前記第２および前記第３の判定手段の判定結果に基づいて、判定を行なう請求項７記載の温度調節器。
【請求項１０】
前記異常判定手段は、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１および第２の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態である期間を計測する計測手段とを備え、前記計測手段の計測結果に基づいて、判定を行なう請求項８記載の温度調節器。
【請求項１１】
前記制御ループがＰＩＤ制御ループであって、前記制御手段がＰＩＤ制御を行なうものであり、前記閾値を、オートチューニング動作によって得られる比例帯に基づいて決定するとともに、前記一定期間を、オートチューニング動作によって得られるむだ時間、積分時間または微分時間に基づいて決定する決定手段を備える請求項
７ないし１０のいずれかに記載の温度調節器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御ループの異常、例えば、断線や短絡などの異常を検出する異常検出方法、異常検出装置及び温度調節器に関し、更に詳しくは、温度制御などの制御ループにおける断線や短絡などの異常を検出するのに好適な異常検出方法、異常検出装置および温度調節器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、温度制御システムは、例えば、図２５に示されるように、加熱炉などの制御対象１の温度を、温度センサ２で検出して温度調節器３’に入力し、温度調節器３’では、設定温度（目標値）と検出温度とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行なって操作信号を、ＳＳＲ４に出力し、ヒータ５へのＡＣ電源６による通電を制御して制御対象１の温度を、設定温度になるように制御するものである。
【０００３】
温度調節器３’は、温度センサ２からの入力が与えられるセンサ入力回路７と、Ａ／Ｄ変換回路８と、ソフト処理によるフィルタ９と、ＰＩＤ演算等を行なう制御部１０と、Ｄ／Ａ変換回路１１と、出力回路１２とを備えている。
【０００４】
かかる温度制御システムにおいて、ヒータ５や温度センサ２の断線あるいはＳＳＲ４の短絡などの制御ループの異常を検出するには、検出すべき各箇所に電流センサをそれぞれ取り付けて電流を検出する必要があり、構成が複雑になるとともに、高価になってしまう。
【０００５】
そこで、電流センサ等を設けることなく、ヒータ断線等の異常を検知する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図２６は、この特許文献１の制御ループ系を示すブロック図である。
【０００７】
制御対象５３からの測定値ＰＶは、偏差回路５７および異常検知回路５５に入力され、演算回路５９は、偏差回路５７からの設定値ＳＶと測定値ＰＶとの偏差に基づいて、ＰＩＤ演算を行って操作量ＭＶを、制御対象５３および異常検知回路５５に与える。
【０００８】
異常検知回路５５では、入力された操作量ＭＶおよび測定値ＰＶに基づいて、制御ループ系の異常を検知するものである。
【０００９】
すなわち、この制御ループ系の異常検知装置は、所定の異常検知測定時間を一定周期でカウントするカウンタ手段と、制御対象からの測定値と所定の設定値に基づき制御対象に対する操作量を演算して制御対象へ出力する演算手段と、この演算手段からの操作量が０％以下もしくは１００％以上であるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段における判定結果が前記操作量が０％以下もしくは１００％以上であり、かつ前記カウント手段がカウントアップしたときに前記制御対象からの測定値が前記カウント開始前の測定値に対して所定の基準値の範囲を越えるか否かによって異常を判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段において、前記測定値が前記カウント開始前の測定値に対して所定の基準値の範囲を越えないときに前記制御対象の制御ループ系の異常を指示する指示信号を出力する異常指示手段とを具備している。
【００１０】
かかる構成では、操作量が０％以下もしくは１００％以上になった時点から所定時間をカウントし、その所定時間毎に測定値の変化量を検知してその変化量が所定の基準温度範囲を越えるか否かを判定して異常を検知する構成となっている。
【００１１】
例えば、操作量１００％で設定温度までヒータで加熱している正常な状態においては、所定時間毎に、所定の基準温度範囲を越えて測定値が上昇するけれども、ヒータが断線すると、所定の基準温度範囲を越えて測定値が上昇できないので、ヒータ断線の異常を検知できるものである。
【００１２】
【特許文献１】
特許第２５５２１７７号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来例では、操作量が０％以下もしくは１００％以上の状態が継続しなければ、異常を検知することができず、したがって、操作量が、０％を越えて１００％未満の範囲にある状態においては、異常を検知することができず、高精度の制御が要求される用途では、異常検知が遅れてしまうことになる。
【００１４】
また、上述の従来例では、設定温度が操作量１００％に対応するような場合、すなわち、定常状態における操作量が１００％である場合、例えば、操作量１００％で設定温度３００℃に整定しているような状態では、正常であるにも拘わらず、操作量が１００％であって、所定の基準温度範囲を越えて温度が上昇しないので、異常であると誤判定してしまうといった難点がある。
【００１５】
本発明は、以上のような点に鑑みて為されたものであって、簡単な構成で、かつ低コストで、しかも、精度よく断線や短絡等の制御ループの異常を検知できるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１７】
すなわち、本発明の異常検出方法は、制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、前記偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、あるいは、前記偏差が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、異常であると判定するものである。
【００１８】
ここで、制御対象からフィードバックされる観測量とは、制御対象の状態、例えば、温度状態や圧力状態などを検出する検出部から制御手段にフィードバックされる信号をいう。この観測量には、検出部と制御手段との間に設けられたフィルタなどによって処理された信号を含み、例えば、検出部としての温度センサで検出された検出温度に基づいて、推定した推定温度の信号などを含むものである。
【００１９】
また、目標値は、制御量の望ましい値であり、目標値フィルタが設けられる場合には、目標値フィルタを通過した目標値をいう。
【００２０】
偏差とは、観測量と目標値との差をいう。また、閾値は、正側の閾値と負側の閾値との両方ある方が好ましく、また、等しい値であるのが好ましい。偏差が減少していないとは、偏差の絶対値が減少していない、すなわち、観測量が目標値に近づいていないことをいうものである。
【００２１】
また、偏差が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態とは、偏差が減少していないという条件と偏差が閾値を越えているという条件の二つの条件が満たされた状態をいう。
【００２２】
ここで、センサなどの検出部からフィードバックされる観測量は、センサノイズなどの外乱によって微小な変動（振動）を生じる場合があるので、観測量と目標値との差である偏差も同様に変動（振動）する場合がある。したがって、偏差が減少していない状態には、前記微小な変動（振動）による偏差の瞬間的な減少も含むようにするのが好ましい。
【００２３】
例えば、偏差の微小な変動（振動）による影響を受けないように、フィルタ手段によって前記変動（振動）を除去したり、あるいは、或る検出幅を設定し、偏差が前記検出幅内にあるときには、偏差が変化していない、すなわち、偏差が減少していないと判定するのが好ましい。
【００２４】
本発明によると、偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときに、異常であると判定し、あるいは、偏差が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、異常であると判定するので、従来の電流センサなどを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を検出できることになる。しかも、操作量でなく、偏差に基づいて異常を検知するので、操作量の場合に比べて、より自然に異常を検知でき、さらに、閾値等の設定によって異常を精度高く検知できる。
【００２５】
また、本発明の異常検出方法は、制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する方法であって、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定ステップと、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定ステップと、前記偏差の絶対値が減少していないときに、その減少していない期間を計測する計測ステップと、計測された期間が、一定期間を越えたか否かを判定する第３の判定ステップと、前記計測された期間が前記一定期間を越え、かつ、前記偏差が前記閾値を越えているときに、異常と判定する異常判定ステップとを備えており、あるいは、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定ステップと、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定ステップと、前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態であるときに、その期間を計測する計測ステップと、計測された期間が、一定期間を越えたときに異常と判定する異常判定ステップとを備えている。
【００２６】
本発明によると、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときに、異常であると判定し、あるいは、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が、一定期間継続したときに、異常であると判定するので、従来の電流センサなどを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を検出できることになる。しかも、操作量でなく、偏差に基づいて異常を検知するので、操作量の場合に比べて、より自然に異常を検知でき、さらに、閾値等の設定によって異常を精度高く検知できる。
【００２７】
本発明の異常検出装置は、制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段を含む制御ループの異常を検出する装置であって、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段と、前記第２および前記第３の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、異常と判定する異常判定手段とを備えており、あるいは、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１および第２の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態である期間を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、計測された期間が一定期間を越えたときに、異常と判定する異常判定手段とを備えている。
【００２８】
上述のように、センサなどの検出部からフィードバックされる観測量は、センサノイズなどの外乱によって微小な変動（振動）を生じる場合があるので、観測量と目標値との差である偏差も同様に変動（振動）する場合がある。したがって、偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段は、上述の変動を除去するようなフィルタ手段を設けたり、あるいは、或る検出幅を設定し、偏差が前記検出幅内にあるときには、偏差が減少していないと判定するようにしてもよい。
【００２９】
本発明によると、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときに、異常であると判定し、あるいは、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間継続したときに、異常であると判定するので、従来の電流センサなどを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を検出できることになる。しかも、操作量でなく、偏差に基づいて異常を検知するので、操作量の場合に比べて、より自然に異常を検知でき、さらに、閾値等の設定によって異常を精度高く検知できる。
【００３０】
本発明の温度調節器は、制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段と、前記偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、制御ループの異常であると判定する異常判定手段とを備えている。
【００３１】
この異常判定手段は、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段とを備え、前記第２および前記第３の判定手段の判定結果に基づいて、判定を行なうのが好ましい。
【００３２】
本発明によると、偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときに、異常であると判定するので、従来の電流センサなどを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を検出できることになる。しかも、操作量でなく、偏差に基づいて異常を検知するので、操作量の場合に比べて、より自然に異常を検知でき、さらに、閾値等の設定によって異常を精度高く検知できる。
【００３３】
また、本発明の温度調節器は、制御対象からフィードバックされる観測量と目標値との偏差に基づいて、前記制御対象に対する操作量を出力する制御手段と、前記偏差が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、制御ループの異常であると判定する異常判定手段とを備えている。
【００３４】
この異常判定手段は、前記偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段と、前記偏差が閾値を越えているか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１および第２の判定手段の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態である期間を計測する計測手段とを備え、前記計測手段の計測結果に基づいて、判定を行なうのが好ましい。
【００３５】
本発明によると、偏差が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、異常であると判定するので、従来の電流センサなどを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストで制御ループの異常を検出できることになる。しかも、操作量でなく、偏差に基づいて異常を検知するので、操作量の場合に比べて、より自然に異常を検知でき、さらに、閾値等の設定によって異常を精度高く検知できる。
【００３６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記制御ループがＰＩＤ制御ループであって、前記制御手段がＰＩＤ制御を行なうものであり、前記閾値を、オートチューニング動作によって得られる比例帯に基づいて決定するとともに、前記一定期間を、オートチューニング動作によって得られるむだ時間、積分時間または微分時間に基づいて決定する決定手段を備えている。
【００３７】
この実施態様によると、オートチューニングを行なうことによって、異常検出に必要な閾値などが自動的に決定されることになる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の温度調節器を備える温度制御システムの構成図であり、上述の図２５に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４０】
この温度制御システムにおいては、加熱炉などの制御対象１の温度を、温度センサ２で検出して温度調節器３に入力し、温度調節器３では、目標値（設定温度）と検出温度（観測量）とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行なって操作信号（操作量）を、ＳＳＲ４に出力し、ヒータ５へのＡＣ電源６による通電を制御して制御対象１の温度を、目標値になるように制御するものである。
【００４１】
温度調節器３は、図２に示されるように、その正面には、現在温度および設定温度等を表示する表示部６０と、アップキー６１、ダウンキー６２およびモードキー６３等を備えている。
【００４２】
この温度調節器３は、図１に示されるように、温度センサ２からのフィードバック入力が与えられるセンサ入力回路７と、Ａ／Ｄ変換回路８と、ソフト処理によるフィルタ９と、ＰＩＤ演算等を行なう制御部（制御手段）１０と、Ｄ／Ａ変換回路１１と、出力回路１２とを備えており、以上の構成は、基本的に従来例と同様である。
【００４３】
この実施の形態の温度調節器３は、電流センサなどを設けることなく、簡単な構成で、かつ低コストで断線や短絡などの温度制御ループの異常を精度よく検出できるように、本発明の異常検出装置１３を内蔵している。この異常検出装置１３、上述の制御部１０およびフィルタ９は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
【００４４】
異常検出装置１３は、異常検出部１４と異常警報部１５とを備えている。異常検出部１４は、図３に示されるように、目標値（設定温度）から観測される制御量（検出温度）を差し引いた偏差の絶対値が減少しているか否か、すなわち、検出温度が設定温度に近づいているか否かを判定する第１の判定手段１６と、偏差が予め定められた正または負の閾値を越えたか否かを判定する第２の判定手段１９と、第１の判定手段１６の判定結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段１７と、計測手段１７の計測結果に基づいて、前記偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段１８と、第２および第３の判定手段１９，１８の判定結果に基づいて、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、偏差が前記閾値を越えているときに、異常と判定する異常判定手段２０とを備えており、この異常判定手段２０による異常判定出力が異常警報部１５に与えられ、異常警報部１５は、外部に警報信号を出力するようになっている。なお、この警報信号に基づいて、温度調節器３において、警報表示等を行なってもよいのは勿論である。
【００４５】
図４は、偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段１６の構成を示す図である。
【００４６】
この図４では、例えば、少なくとも２サンプリング時間以上前の偏差Ｅｏｌｄと現在の偏差Ｅｎｏｗについて、ＥｏｌｄとＥｎｏｗとが同符号であって、かつ、Ｅｎｏｗの絶対値からＥｏｌｄの絶対値を差し引いた値が、既定値以上である場合に、偏差の絶対値が減少していないと判定するものである。
【００４７】
このため、図４に示されるように、目標値から観測制御量を差し引いた現在の偏差Ｅｎｏｗの絶対値を、絶対値回路２１でとる一方、遅延回路２２で遅延された少なくとも２サンプリング時間以上前の偏差Ｅｏｌｄの絶対値を、絶対値回路２３でとり、絶対値の差分を算出し、比較器２４で既定値、例えば、「０」と比較し、既定値以上であるときには、ハイレベルの出力を、既定値未満であるときには、ローレベルの出力を、アンド回路２５に与える。
【００４８】
また符号判定回路２６において、偏差Ｅｏｌｄと偏差Ｅｎｏｗとの符号を判定し、同符号であるときには、ハイレベルの出力を、異符号であるときには、ローレベルの出力を、アンド回路２５に与える。
【００４９】
これによって、アンド回路２５は、偏差Ｅｏｌｄと偏差Ｅｎｏｗとが同符号であって、かつ、絶対値の差分が、既定値以上である場合に、偏差の絶対値が減少していないとするハイレベルの判定出力を与えるものである。
【００５０】
なお、この第１の判定手段１６におけるサンプリング周期は、制御対象の特性などに応じて偏差が減少しているか否かを判定できる周期に設定され、例えば、数秒あるいは数分程度であってもよい。
【００５１】
図５は、第１の判定手段１６の他の構成を示す図である。この図５では、偏差の絶対値を、ローパスフィルタ２７に入力し、ローパスフィルタ２７の出力値の差分値または微分値が既定値以上であるときに、偏差の絶対値が減少していないと判定するものである。
【００５２】
このため、図５に示されるように、目標値から観測制御量を差し引いた偏差の絶対値を、絶対値回路２８でとってローパスフィルタ２７に入力し、ローパスフィルタ２７の出力と、遅延回路２９で遅延された少なくとも２サンプリング時間以上前のローパスフィルタ２７の出力の差分を算出し、比較器３０で既定値と比較し、既定値以上であるときには、偏差の絶対値が減少していないとするハイレベルの出力を与えるものである。
【００５３】
この図５では、ローパスフィルタ２７によってノイズを除去することができるので、ノイズによる誤動作を防止することができ、サンプリング周期も図４の構成に比べて短く、例えば、０．１秒や０．５秒程度に設定してもよい。
【００５４】
また、第１の判定手段１６の更に他の構成として、ノイズによる誤動作を防止するために、ノイズによる変動幅よりもやや広い検出幅を設定し、偏差の絶対値の変化が、前記検出幅内にあるときには、偏差の絶対値は変化していない（偏差が一定）状態、すなわち、偏差の絶対値が減少していない状態であると判定するようにしてもよい。
【００５５】
図６は、以上のような構成を有する異常検出装置の異常検出動作のフローチャートである。
【００５６】
先ず、計測手段１７を構成するタイマカウントをリセットし（ステップｎ１）、偏差の絶対値が減少中であるか否かを上述のようにして判定し（ステップｎ２）、減少中であるときには、ステップｎ１に戻る。偏差の絶対値が減少中でないときには、タイマカウントを行って計測し（ステップｎ３）、カウント値が、一定期間に対応する閾値以上になったか否かを判定し（ステップｎ４）、閾値以上でないときには、ステップｎ２に戻る。ステップｎ４において、カウント値が、一定期間に対応する閾値以上になったときには、偏差が正または負の閾値以上であるか否かを判定し（ステップｎ５）、閾値以上でないときには、ステップｎ２に戻る。ステップｎ５において、偏差が閾値以上であるとき、すなわち、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、偏差が閾値を越えているときには、制御ループの異常であると判定して異常警報を出力して終了する（ステップｎ６）。なお、ステップｎ５において、偏差が閾値以上でないときには、ステップｎ１に戻るようにしてもよい。
【００５７】
この実施の形態では、偏差の閾値は、オートチューニング動作によって得られる比例帯に既定値、例えば、「１」を乗じた値として決定し、また、前記一定期間は、同じくオートチューニング動作によって得られるむだ時間に既定値、例えば、「２」を乗じた値として決定する。
【００５８】
したがって、この実施の形態によれば、ＰＩＤ定数を求めるためのオートチューニング動作を従来と同様に行うことによって、自動的に、閾値および一定期間が決定されることになる。
【００５９】
なお、本発明の他の実施の形態として、むだ時間に代えて、積分時間または微分時間に基づいて、前記一定期間を決定してもよく、また、前記閾値および前記一定期間を、上述のキー６１〜６３による設定操作によって入力できるようにしてもよく、さらに、前記閾値および前記一定期間の決定を、比例帯およびむだ時間等に基づくことなく行なってもよい。
【００６０】
次に、この実施の形態の動作を図７〜図１２に示されるシュミレーションのタイムチャートに基づいて、詳細に説明する。
【００６１】
先ず、図７は、正常時の動作を示すものであり、同図（ａ）は、目標値（実線）、真の制御量（破線）、操作量（一点鎖線）および外乱操作量（二点鎖線）を示し、同図（ｂ）は、目標値（実線）、観測される制御量（破線）を示し、同図（ｃ）は、偏差が予め定められた正または負の閾値を越えたか否かを判定する第２の判定手段１９の判定出力（一点鎖線）を示し、同図（ｄ）は、偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段としてのタイマカウンタのカウント値（実線）および偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したか否かを判定する第３の判定手段１８の判定出力（二点鎖線）を示し、同図（ｅ）は、異常判定手段２０の異常判定出力（実線）をそれぞれ示している。なお、縦軸の温度は、０℃が常温に対応している。また、このタイムチャートは、１秒１サンプリングのデータの例を示しており、出力がややなだらかに変化している。
【００６２】
先ず、立ち上がりの時点においては、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が目標値から大きく離れているので、偏差は、閾値を越えており、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力されるが、観測制御量が目標値に近づいて偏差が閾値内になると、判定出力の出力が停止される。
【００６３】
また、観測制御量が、目標値に達して該目標値を中心に振動するこによって、同図（ｄ）に示されるように、偏差の絶対値が減少していないとして、タイマカウンタが計測を行なうが、この計測値が、上述の一定期間に達する前に、偏差の絶対値が減少していない状態が解消されてタイマカウンタがリセットされ、第３の判定手段１８の判定出力は、出力されない。したがって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力は、出力されない。
【００６４】
図８は、大きな外乱が印加された場合の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【００６５】
外乱が印加されるまでの動作は、上述の正常時の場合と同様である。同図（ａ）の二点鎖線で示される外乱操作量が印加されると、同図（ｂ）に示されるように、目標値に整定している観測制御量が目標値から外れて偏差が閾値以上となり、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。
【００６６】
また、観測制御量が目標値から外れるにつれて、すなわち、偏差が増大するにつれて、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したとする第３の判定手段１８の判定出力が出力される。このとき、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力も出力されており、これによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続し、かつ、偏差が閾値を越えているとして、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力が出力されることになる。
【００６７】
このように、大きな外乱を異常として検知できることになる。この例では、大きな外乱の場合には、異常であるとして異常判定出力を出力するようにしたけれども、上述の閾値、一定時間あるいは既定値などの選択によって、比較的小さな外乱は、検知しないようにしてもよい。
【００６８】
図９は、上述のＳＳＲの短絡時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【００６９】
ＳＳＲが短絡するまでの動作は、上述の正常時の場合と同様である。
【００７０】
ＳＳＲが短絡すると、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が上昇して偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したとする第３の判定手段１８の判定出力が出力される。このとき、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力も出力されており、これによって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力が出力されることになる。
【００７１】
図１０は、ヒータ断線時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【００７２】
ヒータが断線するまでの動作は、上述の正常時の場合と同様である。ヒータが断線すると、同図（ａ）に示されるように、操作量が印加されなくなり、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が低下して偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したとする第３の判定手段１８の判定出力が出力される。このとき、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力も出力されており、これによって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力が出力されることになる。
【００７３】
図１１は、センサ断線時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。なお、同図（ａ）においては、真の制御量（破線）および操作量（一点鎖線）は、０．０で重なっている。
【００７４】
センサが断線すると、同図（ａ）に示されるように、真の制御量は、常温であるにも拘わらず、センサ入力（観測制御量）としては、同図（ｂ）に示されるように、非常に高い温度となり、このため、操作量は、同図（ａ）に示されるように０となる。
【００７５】
また、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が目標値が大きく外れて偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したとする第３の判定手段１８の判定出力が出力される。このとき、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力も出力されており、これによって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力が出力されることになる。
【００７６】
図１２は、センサ短絡時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【００７７】
センサが短絡すると、同図（ｂ）に示されるように、制御対象の温度ではなく、周囲の常温付近の温度が観測制御量として入力されるので、同図（ａ）に示されるように、操作量および真の制御量は上昇することになる。
【００７８】
また、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量は、目標値から外れるので、偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない期間が一定期間以上継続したとする第３の判定手段１８の判定出力が出力される。このとき、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力も出力されており、これによって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力が出力されることになる。
【００７９】
以上のように、ヒータ断線、ＳＳＲ短絡、センサ短絡、センサ断線等の異常を、電流センサ等を設けることなく、精度よく検出することができる。
【００８０】
なお、本発明は、ヒータ断線、ＳＳＲ短絡、センサ短絡、センサ断線等に限らず、偏差が減少しないという現象を引き起こす全ての異常について検出することができ、例えば、ヒータ電源の停電、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器の故障、センサ入力回路の異常、出力回路の異常、ヒータ能力を超える大きな外乱などを異常として検出できることになる。
【００８１】
また、上述の図２６の従来例では、定常状態における操作量が１００％である場合、例えば、操作量１００％で設定温度３００℃に整定しているような状態では、正常であるにも拘わらず、操作量が１００％であって、所定の基準温度範囲を越えて温度が上昇しないので、異常であると誤判定してしまうといった難点がある。
【００８２】
これに対して、この実施の形態では、操作量１００％で目標温度に整定しているような場合には、偏差の絶対値は減少していないけれども、偏差が閾値を越えていないので、異常であると誤検出することもない。
【００８３】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の他の実施の形態の温度調節器の異常検出部１４−１の構成図であり、上述の図３に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００８４】
上述の実施の形態では、第３の判定手段１８の判定出力である第１の条件信号と第２の判定手段１９の判定出力である第２の条件信号とのアンド条件を満足したときに、異常判定手段２０で異常と判定して異常判定信号を出力していた。
【００８５】
これに対して、この実施の形態では、上述の実施の形態１と同様の判定を行って異常検知を行えるのみならず、従来、公知の警報信号、例えば、検出温度が予め設定されている上限温度を越えたときに上限信号生成部６６から出力される上限警報信号、検出温度が予め定めた下限温度を下回ったときに下限警報信号生成部６７から出力される下限警報信号、偏差が予め定めた範囲を外れたときに偏差警報信号生成部６８から出力される偏差警報信号を、ユーザが、キー操作によって条件信号として選択設定することにより、選択手段６４によって、それら選択された条件信号が、異常判定手段としてのアンド回路２０−１に与えられ、選択されたすべての条件信号が満たされたときに、異常判定信号を出力するものである。
【００８６】
このような条件信号の選択設定は、操作マニュアル等を参照して、上述の各種キー６１〜６３の操作によって、モードを選択し、所望の条件信号を選択することにより行われる。
【００８７】
なお、本発明の他の実施の形態として、異常判定手段では、アンド条件以外の、例えば、オア条件などを選択設定できるようにしてもよい。
【００８８】
これによって、ユーザが必要に応じて条件信号を組み合わせて異常を検知することができる。
【００８９】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の更に他の実施の形態の温度制御システムの構成図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９０】
この実施の形態の温度調節器３−１は、異常検出部１４および異常警報部１５に代えて条件信号生成部６５を備えている。
【００９１】
この条件信号生成部６５は、図１５示されるように、上述の第３の判定手段１８の判定出力である第１の条件信号、第２の判定手段１９の判定出力である第２の条件信号、各警報信号生成部６６〜６８から出力される警報信号である、上限警報信号、下限警報信号、偏差警報信号を生成して出力端子６９から条件信号としてプログラマブルコントローラ７０に出力するものである。
【００９２】
異常検出は、これらの条件信号が与えられるプログラマブルコントローラ７０の異常検出部７１によって行われる。この異常検出部７１の動作は、プログラマブルコントローラ７０によって設定され、上述の実施の形態１と同様にして行われる。
【００９３】
なお、プログラマブルコントローラ７０に代えてパソコンを用いて異常判定を行うようにしてもよいし、リレーを組み合わせて異常判定出力を取り出すようにしてもよい。
【００９４】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の他の実施の形態の異常検出部の機能ブロック図であり、上述の図３に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９５】
この実施の形態の異常検出部１４−２は、目標値（設定温度）から観測される制御量（検出温度）を差し引いた偏差の絶対値が減少しているか否か、すなわち、検出温度が設定温度に近づいているか否かを判定する第１の判定手段１６と、偏差が予め定められた正または負の閾値を越えたか否かを判定する第２の判定手段１９と、第１，第２の判定手段１６，１９の判定結果に基づいて、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間を計測する計測手段１７−１と、計測手段１７−１の計測結果に基づいて、計測された期間が、一定期間以上継続したときに、異常と判定する異常判定手段２０−２とを備えている。
【００９６】
第１，第２の判定手段１６，１９は、上述の実施の形態１と同様である。
【００９７】
図１７は、この実施の形態の異常検出動作のフローチャートであり、上述の図６に対応するものである。
【００９８】
先ず、計測手段１７−１を構成するタイマカウントをリセットし（ステップｎ１）、偏差の絶対値が減少中であるか否かを判定し（ステップｎ２）、減少中であるときには、ステップｎ１に戻る。偏差の絶対値が減少中でないときには、偏差が正または負の閾値以上であるか否かを判定し（ステップｎ３）、閾値以上でないときには、ステップｎ１に戻る。
【００９９】
偏差が閾値以上であるときには、タイマカウントを行って計測し（ステップｎ４）、カウント値が、一定期間に対応する閾値以上になったか否かを判定し（ステップｎ５）、閾値以上でないときには、ステップｎ１に戻る。ステップｎ５において、カウント値が、一定期間に対応する閾値以上になったときには、すなわち、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したときには、制御ループの異常であると判定して異常警報を出力して終了する（ステップｎ６）。
【０１００】
次に、この実施の形態の動作を図１８〜図２３に示されるシュミレーションのタイムチャートに基づいて、詳細に説明する。
【０１０１】
先ず、図１８は、正常時の動作を示すものであり、同図（ａ）は、目標値（実線）、真の制御量（破線）および操作量（一点鎖線）を示し、同図（ｂ）は、目標値（実線）、観測される制御量（破線）を示し、同図（ｃ）は、偏差が予め定められた正または負の閾値を越えたか否かを判定する第２の判定手段１９の判定出力（一点鎖線）を示し、同図（ｄ）は、偏差の絶対値が減少しているか否かを判定する第１の判定手段１６の判定出力（二点鎖線）を示すとともに、偏差が閾値を越え、かつ、偏差の絶対値が減少していない期間を計測する計測手段としてのタイマカウンタのカウント値（実線）を示し、同図（ｅ）は、異常判定手段２０の異常判定出力（実線）をそれぞれ示している。
【０１０２】
先ず、立ち上がりの時点においては、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が目標値から大きく離れているので、偏差は、閾値を越えており、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。
【０１０３】
また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力が出力される。
【０１０４】
第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間、すなわち、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間を、同図（ｄ）の実線で示されるようにタイマカウンタが計測を行なうが、この計測値が、上述の一定期間に達する前に、偏差の絶対値が減少していない状態が解消され、これによって、タイマカウンタがリセットされる。したがって、同図（ｅ）に示されるように、異常判定出力は、出力されない。
【０１０５】
観測制御量が目標値に近づいて偏差が閾値内になると、第２の判定手段１９の判定出力は、出力されない。また、観測制御量が、目標値に達して該目標値を中心に振動することによって、同図（ｄ）に示されるように、偏差の絶対値が減少していないので、第１の判定手段１６の判定出力が出力されるが、このとき、第２の判定手段１９の判定出力が出力されていないので、タイマカウンタは計測を行なわず、異常判定出力が、出力されることはない。
【０１０６】
図１９は、大きな外乱が印加された場合の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。なお、同図（ａ）において、二点鎖線は外乱操作量を示している。
【０１０７】
外乱が印加されるまでの動作は、正常時の場合と同様である。次に、同図（ａ）の二点鎖線で示される外乱操作量が印加されると、同図（ｂ）に示されるように、目標値に整定している観測制御量が目標値から外れて偏差が閾値以上となり、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。
【０１０８】
また、観測制御量が目標値から外れるにつれて、すなわち、偏差が増大するにつれて、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力が出力され、第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間を、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したとする異常判定出力が、同図（ｅ）に示されるように出力されることになる。
【０１０９】
図２０は、ＳＳＲの短絡時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【０１１０】
ＳＳＲが短絡するまでの動作は、正常時の場合と同様である。ＳＳＲが短絡すると、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が上昇して偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力も出力される。これによって、第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間を、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したとする異常判定出力が、同図（ｅ）に示されるように出力されることになる。
【０１１１】
図２１は、ヒータ断線時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【０１１２】
ヒータが断線するまでの動作は、正常時の場合と同様である。ヒータが断線すると、同図（ａ）に示されるように、操作量が印加されなくなり、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が低下して偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力も出力される。これによって、第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間を、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したとする異常判定出力が、同図（ｅ）に示されるように出力されることになる。
【０１１３】
図２２は、センサ断線時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【０１１４】
なお、同図（ａ）においては、真の制御量（破線）および操作量（一点鎖線）は、０．０で重なっている。
【０１１５】
センサが断線すると、同図（ａ）に示されるように、真の制御量は、常温であるにも拘わらず、センサ入力（観測制御量）としては、同図（ｂ）に示されるように、非常に高い温度となり、このため、操作量は、同図（ａ）に示されるように０となる。
【０１１６】
また、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量が目標値が大きく外れて偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力も出力される。これによって、第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間を、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したとする異常判定出力が、同図（ｅ）に示されるように出力されることになる。
【０１１７】
図２３は、センサ短絡時の動作を示すものであり、同図（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応するものである。
【０１１８】
センサが短絡すると、同図（ｂ）に示されるように、制御対象の温度ではなく、周囲の常温付近の温度が観測制御量として入力されるので、同図（ａ）に示されるように、操作量および真の制御量は上昇することになる。
【０１１９】
また、同図（ｂ）に示されるように、観測制御量は、目標値から外れるので、偏差が閾値を越え、同図（ｃ）に示されるように、第２の判定手段１９の判定出力が出力される。また、偏差の絶対値が減少していないので、同図（ｄ）の二点鎖線で示されるように、第１の判定手段１６の判定出力も出力される。これによって、第１，第２の判定手段１６，１９の判定出力が共に出力されている期間を、同図（ｄ）の実線で示されるように、タイマカウンタが計測を行い、この計測値が、一定期間を越えることによって、偏差の絶対値が減少していない状態であって、かつ、偏差が閾値を越えている状態である期間が一定期間以上継続したとする異常判定出力が、同図（ｅ）に示されるように出力されることになる。
【０１２０】
以上のようにして、ヒータ断線、ＳＳＲ短絡、センサ短絡、センサ断線等の異常を、電流センサ等を設けることなく、精度よく検出することができる。
【０１２１】
また、上述の実施の形態１と同様に、操作量１００％で目標温度に整定しているような場合に、異常であると誤検出することもない。
【０１２２】
（実施の形態５）
図２４は、本発明の他の実施の形態の温度制御システムの構成図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１２３】
この実施の形態では、温度調節器３−２は、目標値および制御量を、外部に出力する出力端子を備えており、異常検出装置１３−１は、この温度調節器３−２からの目標値および制御量に基づいて、上述の実施の形態１，４と同様にして異常を検知するものである。
【０１２４】
すなわち、異常検出装置１３−１は、上述の実施の形態１，４の異常検出装置１３と同様に、異常検出部１４と異常警報部１５とを備えており、同様にして異常を検知するものである。
【０１２５】
この実施の形態では、温度調節器３−２から異常検出装置１３−１に対して、目標値および制御量を出力するようにしたけれども、偏差を出力するようにしてもよく、あるいは、目標値のみを出力し、検出温度は、センサ２から取り込むようにしてもよい。
【０１２６】
（その他の実施の形態）
上述の各実施の形態では、偏差そのものを用いて異常を検知したけれども、本発明の他の実施の形態として、例えば、偏差に比例ゲインなどの定数を乗算した量、偏差を積分した量、あるいは、偏差の絶対値を微分した量などを用いて異常を検知するようにしてもよい。この場合、例えば、偏差を積分した量では、その増加割合が減少しないことが、偏差が減少しないと同じであり、また、偏差の絶対値を微分した量では、それが０以上であることが、偏差が減少しないと同じである。
【０１２７】
上述の各実施の形態では、温度制御ループの異常検出に適用して説明したけれども、本発明は、温度制御に限らず、圧力、流量、液位、位置、速度、回転数などの様々な制御ループの異常検出に適用してもよい。
【０１２８】
なお、偏差は、観測される制御量（フィードバック値）から目標値を差し引いたものとしてもよい。
【０１２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、偏差が減少していない状態が一定期間継続し、かつ、前記偏差が閾値を越えているときに、あるいは、偏差が減少していない状態であって、かつ、前記偏差が閾値を越えている状態が、一定期間継続したときに、異常であると判定するので、偏差が減少しないという現象を引き起こす様々な異常、例えば、ヒータ断線、センサの断線、センサの短絡等の異常を、電流センサ等を設けることなく、簡単な構成で、かつ低コストで検出できることになる。しかも、操作量を用いて異常を検知する従来例に比べて、高精度な異常検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る方法を適用した温度制御システムの概略構成図である。
【図２】図１の温度調節器の正面図である。
【図３】図１の異常検出部の機能ブロック図である。
【図４】図３の第１の判定手段の構成図である。
【図５】第１の判定手段の他の構成図である。
【図６】図１の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図７】正常時のタイムチャートである。
【図８】大きな外乱が印加されたときのタイムチャートである。
【図９】ＳＳＲ短絡時のタイムチャートである。
【図１０】ヒータ断線時のタイムチャートである。
【図１１】センサ断線時のタイムチャートである。
【図１２】センサ短絡時のタイムチャートである。
【図１３】本発明の他の実施の形態の異常検出部の構成図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る温度制御システムの構成図である。
【図１５】図１４の条件信号生成部の構成図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態の異常検出部の機能ブロック図である。
【図１７】図１６の実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１８】正常時のタイムチャートである。
【図１９】大きな外乱が印加されたときのタイムチャートである。
【図２０】ＳＳＲ短絡時のタイムチャートである。
【図２１】ヒータ断線時のタイムチャートである。
【図２２】センサ断線時のタイムチャートである。
【図２３】センサ短絡時のタイムチャートである。
【図２４】本発明の他の実施の形態に係る温度制御システムの構成図である。
【図２５】従来例の概略構成図である。
【図２６】他の従来例の制御ループ系のブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　制御対象
２　　　　　　　　　　　　　温度センサ
３，３−１，３−２　　　　温度調節器
４　　　　　　　　　　　　ＳＳＲ
５　　　　　　　　　　　　ヒータ
６　　　　　　　　　　　　温度センサ
１３，１３−１　　　　　　異常検出装置
１４，１４−１　　　　　　異常検出部
１６　　　　　　　　　　　第１の判定手段
１８　　　　　　　　　　　第３の判定手段
１９　　　　　　　　　　　第２の判定手段
２０，２０−１，２０−２　異常判定手段
【図１】
2004070932.tif 000003
【図２】
2004070932.tif 000004
【図３】
2004070932.tif 000005
【図４】
2004070932.tif 000006
【図５】
2004070932.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004070932.tif 000009
【図８】
2004070932.tif 000010
【図９】
2004070932.tif 000011
【図１０】
2004070932.tif 000012
【図１１】
2004070932.tif 000013
【図１２】
2004070932.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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