(57)【要約】【課題】プラント機器の運転中にプロセス入出力装置の健全性について検証し、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示する。【解決手段】参照信号読取器２０は、読取要求に応じて、プラント機器２からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を出力する。プロセス入出力装置１０は、読取要求に応じて、プラント機器２からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号が表すアナログ値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値に変換し、デジタル値を表すデジタル信号を出力する。診断装置３０は、読取要求を出力し、参照信号読取器２０からのアナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出し、プロセス入出力装置１０からのデジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差を算出し、誤差が基準範囲内にあるか否かを表す判定結果を生成し、誤差と判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置３４に出力する。【選択図】図１
2013168859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器と、
前記プラント機器に接続され、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを備えたプロセス入出力制御装置と、
を具備し、
前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、
前記プロセス入出力装置は、
前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、
を具備し、
前記診断装置は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、
前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力装置診断システム。
【請求項２】
前記精度判定部は、さらに、前記誤差が、前記下限値よりも大きい予測警報下限値から、前記上限値よりも小さい予測警報上限値までの予測基準範囲内にあるか否かを判定して前記判定結果を生成し、
前記判定結果が前記基準範囲内情報を表している場合に、前記基準範囲内情報は、
前記誤差が前記予測警報下限値よりも大きく、前記予測警報上限値よりも小さいことを示す予測範囲内情報と、
前記誤差が前記予測警報上限値以上であり、前記上限値よりも小さいことを示す予測範囲内上限逸脱情報と、
前記誤差が前記下限値よりも大きく、前記予測警報下限値以下であることを示す予測範囲内下限逸脱情報と、
のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、さらに、前記予測範囲内下限逸脱情報と、前記予測範囲内情報と、前記予測範囲内上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項３】
前記診断情報は、さらに、前記デジタル信号と、前記アナログ信号と、前記基準デジタル値とを含む、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項４】
時刻を表す時刻情報を前記プロセス入出力装置および前記診断装置に出力する時刻同期装置、
をさらに具備し、
前記参照信号読取器は前記プロセス入出力装置に対して信号を読み取る周期が異なり、
前記参照信号読取器は、前記読取要求に応じて、第１の周期毎に、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力し、
前記プロセス入力部は、前記読取要求に応じて、第２の周期毎に、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をＡ／Ｄ変換により前記デジタル値に変換し、
前記プロセス出力部は、前記デジタル値を表す前記デジタル信号と前記時刻同期装置から出力される前記時刻情報である第１時刻情報とを含むプロセス入出力信号を前記診断装置に出力し、
前記診断装置の前記取得部は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記プロセス入出力信号を受け取り、
前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取ったときに、前記アナログ信号と前記時刻同期装置から出力される前記時刻情報である第２時刻情報とを含む参照信号を生成し、
前記参照信号の前記第２時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第１時刻情報が表す時刻とが所定時間内で一致した場合に、
前記診断装置の前記精度判定部は、前記基準デジタル値および前記誤差を算出して前記判定結果を生成する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項５】
前記所定時間は、前記第１の周期と前記第２の周期との最小公倍数を表す時間である、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項６】
前記参照信号の前記第２時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第１時刻情報が表す時刻とが前記所定時間内に一致しない場合に、
前記診断装置の前記取得部は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器の一方に出力し、前記所定時間よりも短く、かつ、前記読取要求を出力するタイミングをずらすためのスリープ時間が経過したときに、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器の他方に出力する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項７】
前記参照信号の前記第２時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第１時刻情報が表す時刻とが前記所定時間内に一致しない場合に、
前記診断装置の前記取得部は、再度、前記読取要求を出力して前記アナログ信号および前記プロセス入出力信号を受け取り、
前記参照信号の前記第２時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第１時刻情報が表す時刻とが所定回数連続して一致しない場合に、
前記診断装置の前記出力制御部は、時刻の同期ができない旨を表す同期異常情報を前記出力装置に出力する、
ことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項８】
前記参照信号読取器の実行時間および前記参照信号読取器から前記診断装置への配線による信号の遅延時間を足した時間を第１の遅延時間とし、
前記プロセス入出力装置の実行時間および前記プロセス入出力装置から前記診断装置への配線による信号の遅延時間を足した時間を第２の遅延時間としたとき、
前記プロセス入出力装置、前記参照信号読取器および前記診断装置は、前記第１の遅延時間と前記第２の遅延時間とが一致するように設けられている、
ことを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項９】
前記診断装置は、
過去の判定結果が随時格納された診断結果データベースと、
前記診断結果データベースに格納された前記過去の判定結果と前記精度判定部により生成された前記判定結果との標準偏差値を算出し、前記標準偏差値が予め設定された設定値を超えるか否かを表す予測診断結果を生成する予測診断部と、
前記精度判定部により生成された前記判定結果を前記過去の判定結果として前記診断結果データベースに格納する書込部と、
をさらに具備し、
前記診断情報は、さらに、前記予測診断結果を含む、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項１０】
前記出力装置は、表示装置、印刷装置、および、音を出力する警報装置のうちの少なくとも１つの装置であり、
前記出力装置が前記表示装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を文字表記にして前記表示装置に表示し、
前記出力装置が前記印刷装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を文字表記にして前記印刷装置に印刷し、
前記出力装置が前記警報装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を音声にして前記警報装置から出力する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項１１】
前記出力装置が前記表示装置または前記印刷装置であるときに、前記精度判定部により生成された前記判定結果が、前記誤差が前記基準範囲内にないことを表している場合、
前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報に含まれる前記判定結果の表記に対して、前記誤差が前記基準範囲内にないことを表す結果異常情報をさらに表記する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項１２】
前記診断装置は、前記デジタル値に対する前記誤差分の補正値を前記プロセス入出力装置に出力する補正指示部、をさらに具備し、
前記プロセス入出力装置は、自動補正部、をさらに具備し、
前記プロセス入力部は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をＡ／Ｄ変換により前記デジタル値に変換して、
前記自動補正部は、前記診断装置の前記補正指示部から出力された前記補正値に基づいて前記デジタル値を補正し、
前記プロセス出力部は、前記デジタル値を表す前記デジタル信号を前記診断装置に出力する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のプロセス入出力装置診断システム。
【請求項１３】
アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続されたプロセス入出力制御装置であって、
参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを具備し、
前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、
前記プロセス入出力装置は、
前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、
を具備し、
前記診断装置は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、
前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力制御装置。
【請求項１４】
アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続され、プロセス入出力装置と参照信号読取器と診断装置とを具備するプロセス入出力制御装置が前記プロセス入出力装置を診断する方法であって、
前記参照信号読取器が、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力するステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するステップと、
前記診断装置が、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取るステップと、
前記診断装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成するステップと、
前記診断装置が、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力するステップと、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力装置診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プロセス入出力装置診断システム、プロセス入出力制御装置、および、プロセス入出力装置診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所におけるプラント機器は、十数ヶ月の運転期間と数ヶ月の定期検査期間によって運用されている。定期検査期間では、運転期間で運転されたプラント機器を停止させ、プラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を目的として数多くの項目の検査が行われる。
【０００３】
運転期間では、運転中のプラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を検証する必要がある。この検証のために、プラント機器を監視するプラント監視装置が設けられる。プラント監視装置は原子力発電所内に設けられる必要がなく、ネットワーク網を介して遠隔地に設けられる。これにより、作業員は遠隔地からプラント監視装置によりプラント機器を監視することができる。
【０００４】
プラント監視装置がネットワーク網により受信する信号として、プラント機器から出力されるアナログ信号ではなく、デジタル信号であることが好ましい。そのため、プラント機器とプラント監視装置との間には、プラント機器から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するプロセス入出力装置が設けられる。
【０００５】
プラント監視装置は、プロセス入出力装置から出力されるデジタル信号に基づいてプラント機器を監視し、作業員は、その監視結果により、運転中のプラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を検証する。したがって、これらを検証するには、プロセス入出力装置が正しくＡ／Ｄ変換を行っているか否かについて、すなわち、プロセス入出力装置の健全性についても検証する必要がある。
【０００６】
特許文献１に記載された技術では、メインマイコンがアナログ値をＡ／Ｄ変換により第１のデジタル値に変換し、サブマイコンが上記アナログ値をＡ／Ｄ変換により第２のデジタル値に変換し、第１のデジタル値と第２のデジタル値との差分が基準範囲内にあるか否かでプロセス入出力装置の健全性を確認している。特許文献２には、センサなどが断線しているか否かを時間により判定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３００４６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のプロセス入出力装置診断システムでは、プロセス入出力装置の停止時デジタル値と基準デジタル値との誤差が基準範囲内にあるか否かを確認することにより、プロセス入出力装置の健全性について検証することができる。しかし、従来のプロセス入出力装置診断システムでは、プロセス入出力装置の健全性について検証するときに、プラント機器を停止させてしまう。このため、運転期間においてプラント機器が運転中であるときのプロセス入出力装置の健全性について検証されていない。
【０００９】
運転期間において、プラント機器の運転が長期化された場合は、プロセス入出力装置の運転も長期化される。そのため、プロセス入出力装置の停止時デジタル値と基準デジタル値との誤差が基準範囲内にあるが、その誤差が限りなく逸脱に近い場合も考えられる。この場合、運転期間にプラント機器を運転させた直後に、上記誤差が逸脱してしまう可能性がある。すなわち、プロセス入出力装置の精度が落ちてしまう。したがって、プロセス入出力装置について早期に対応できるように、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することが望まれる。
【００１０】
プロセス入出力装置の精度が落ちた場合、プロセス入出力装置から出力されるデジタル信号は正しいデジタル値を表さなくなる。この場合、プラント監視装置は、プロセス入出力装置から正しいデジタル信号を受け取れない。したがって、そのデジタル信号により作業員がプラント機器の操作を行う場合に、誤操作の原因になる可能性がある。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、プラント機器の運転中にプロセス入出力装置の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器と、前記プラント機器に接続され、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを備えたプロセス入出力制御装置と、を具備し、前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、前記プロセス入出力装置は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、を具備し、前記診断装置は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。
【００１３】
また、実施形態のプロセス入出力制御装置は、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続された装置であって、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを具備し、前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、前記プロセス入出力装置は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、を具備し、前記診断装置は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。
【００１４】
また、実施形態のプロセス入出力装置診断方法は、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続され、プロセス入出力装置と参照信号読取器と診断装置とを具備するプロセス入出力制御装置が前記プロセス入出力装置を診断する方法であって、前記参照信号読取器が、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力するステップと、前記プロセス入出力装置が、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るステップと、前記プロセス入出力装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換するステップと、前記プロセス入出力装置が、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するステップと、前記診断装置が、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取るステップと、前記診断装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成するステップと、前記診断装置が、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力するステップと、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラント機器の運転中にプロセス入出力装置の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】基準範囲内情報、上限逸脱情報、および、下限逸脱情報を示す図である。
【図４】基準範囲内情報（予測範囲内情報、予測範囲内上限逸脱情報、および、予測範囲内下限逸脱情報）と上限逸脱情報と下限逸脱情報とを示す図である。
【図５】第２実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【図６】参照信号読取器の実行時間および配線による信号の遅延時間と、プロセス入出力装置の実行時間および配線による信号の遅延時間とを示す図である。
【図７】第２実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】参照信号読取器とプロセス入出力装置との信号の読み取り周期を示す図である。
【図９】図７の再送処理（ステップＳ３０）の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図７の再送処理（ステップＳ３０）の詳細を示すフローチャートであって、図９とは異なる例を示している。
【図１１】第３実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】第３実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の予測診断処理（ステップＳ４０）を示すフローチャートである。
【図１４】第４実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の出力処理（ステップＳ５０）を示すフローチャートである。
【図１６】診断情報に付与される特殊記号の例を示す図である。
【図１７】第５実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【図１８】第５実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【図１９】アナログ値のレンジが１〜５［Ｖ］であり、デジタル値（デジタル変換値）のレンジが０〜４０００であるときのリニア特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るプロセス入出力装置診断システムの実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【００１９】
第１実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、プラント機器２と、プロセス入出力制御装置１と、プラント監視装置３と、を具備している。プラント監視装置３は、ネットワーク網を介してプロセス入出力制御装置１に接続されている。
【００２０】
プラント機器２は、アナログ値を表すアナログ信号を出力する。プロセス入出力制御装置１は、プラント機器２から出力されたアナログ信号に基づいて、デジタル値を表すデジタル信号を出力する。
【００２１】
プラント監視装置３は、プロセス入出力制御装置１から出力されたデジタル信号を受け取り、デジタル信号が表すデジタル値に基づいてプラント機器２を監視する。プラント機器２の監視としては、プラント機器２が動作しているか否か、あるいは、デジタル値が定められた範囲内であるか否かなどが挙げられる。また、プラント監視装置３は、デジタル値を表示する表示装置を備え、作業員は、その表示装置に表示されたデジタル値によりプラント機器２を監視してもよい。
【００２２】
プロセス入出力制御装置１は、プロセス入力分配器４と、参照信号読取器２０と、プロセス入出力装置１０と、診断装置３０と、を具備している。
【００２３】
プロセス入力分配器４は、プラント機器２とプロセス入出力装置１０および参照信号読取器２０とを接続し、プラント機器２から出力されたアナログ信号をプロセス入出力装置１０と参照信号読取器２０とに出力する。プロセス入力分配器４は、プロセス入出力制御装置１の外に設けられてもよいし、内部に設けられてもよい。
【００２４】
診断装置３０は、プロセス入出力装置１０と参照信号読取器２０とに接続され、プロセス入出力装置１０を診断する。
【００２５】
プロセス入出力装置１０は、プロセス入力部１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、プロセス出力部１３と、を具備している。プロセス入出力装置１０の各構成要素の動作については後述する。
【００２６】
プロセス入出力装置１０の各構成要素は、ハードウェアまたはソフトウェアにより構成されている。たとえば、プロセス入出力装置１０の各構成要素がソフトウェアである場合、第１実施形態に係るプログラマブルコントローラシステムは、さらに、第１のコンピュータを具備する。第１のコンピュータは、第１のコンピュータプログラムが格納された記憶部と、第１のコンピュータプログラムを記憶部から読み出して実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とを備えている。第１のコンピュータプログラムは、後述するプロセス入出力装置１０の各構成要素の機能を実現する。
【００２７】
診断装置３０は、取得部３１と、精度判定部３２と、出力制御部３３と、出力装置３４と、を具備している。診断装置３０の各構成要素の動作については後述する。
【００２８】
診断装置３０の各構成要素は、ハードウェアまたはソフトウェアにより構成されている。たとえば、診断装置３０の各構成要素がソフトウェアである場合、第１実施形態に係るプログラマブルコントローラシステムは、さらに、第２のコンピュータを具備する。第２のコンピュータは、第２のコンピュータプログラムが格納された記憶部と、第２のコンピュータプログラムを記憶部から読み出して実行するＣＰＵとを備えている。第２のコンピュータプログラムは、後述する診断装置３０の各構成要素の機能を実現する。
【００２９】
図２は、第１実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【００３０】
診断装置３０の取得部３１は、読取要求をプロセス入出力装置１０および参照信号読取器２０に出力する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００３１】
参照信号読取器２０は、読取要求に応じて、プラント機器２からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置３０に出力する（ステップＳ３）。
【００３２】
プロセス入出力装置１０のプロセス入力部１１は、読取要求に応じて、プラント機器２からのアナログ信号を読み取る（ステップＳ４）。このとき、Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号が表すアナログ値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換によりデジタル値に変換する（ステップＳ５）。プロセス出力部１３は、デジタル値を表すデジタル信号を診断装置３０とプラント監視装置３とに出力する（ステップＳ６）。
【００３３】
診断装置３０の取得部３１は、参照信号読取器２０からアナログ信号を受け取り（ステップＳ７）、プロセス入出力装置１０からデジタル信号を受け取る（ステップＳ８）。
【００３４】
診断装置３０の精度判定部３２は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出する（ステップＳ９）。
【００３５】
次に、精度判定部３２は、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ［％］”を算出する（ステップＳ１０）。次に、精度判定部３２は、誤差“γ”が基準範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００３６】
基準範囲とは、予め設定された下限値“−α［％］”から、予め設定された上限値“＋α［％］”までの範囲である。ステップＳ１１において、精度判定部３２は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にあるか否かを表す判定結果を生成する。この判定結果は、基準範囲内情報と、上限逸脱情報と、下限逸脱情報と、のいずれかを表している。
【００３７】
図３は、基準範囲内情報と上限逸脱情報と下限逸脱情報とを示す図である。
【００３８】
基準範囲内情報は、誤差“γ”が下限値“−α”よりも大きく、上限値“＋α”よりも小さいことを示している（“−α＜γ＜＋α”）。
【００３９】
上限逸脱情報は、誤差“γ”が上限値“＋α”以上であることを示している（“＋α≦γ”）。
【００４０】
下限逸脱情報は、誤差“γ”が下限値“−α”以下であることを示している（“γ≦−α”）。
【００４１】
診断装置３０の出力制御部３３は、診断情報を出力装置３４に出力する（ステップＳ１２）。その診断情報は、デジタル信号と、アナログ信号と、基準デジタル値と、誤差“γ”と、判定結果と、判定基準情報と、を含んでいる。判定基準情報は、下限逸脱情報“γ≦−α”と、基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”と、上限逸脱情報“＋α≦γ”と、を含んでいる。出力装置３４が表示装置である場合に、出力制御部３３は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
【００４２】
図１９は、アナログ値のレンジが１〜５［Ｖ］であり、デジタル値（デジタル変換値）のレンジが０〜４０００であるときのリニア特性を示すグラフである。誤差“γ”は｛（デジタル変換値−基準デジタル値）÷基準デジタル値×１００｝で求まる。
【００４３】
いま、参照信号読取器２０からのアナログ信号が表すアナログ値が２［Ｖ］であり、プロセス入出力装置１０からのデジタル信号が表すデジタル値は１０２５であるものとする。リニア特性によれば、アナログ値が２［Ｖ］であるとき、基準デジタル値は１０００である。このため、その誤差“γ”は｛（１０２５−１０００）÷１０００×１００｝により２．５％となる。ここで、“α”が“３”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合でも、その誤差“γ”が限りなく逸脱に近いことを確認することができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、診断装置３０が出力装置３４に上述の診断情報を出力することにより、その診断情報が作業員に提示される。このとき、診断情報には、誤差“γ”や判定結果の他に、判定基準情報（下限逸脱情報“γ≦−α”、基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”、および、上限逸脱情報“＋α≦γ”）が含まれている。このため、作業員は、出力装置３４に出力される判定基準情報を参照することにより、プロセス入出力装置１０のデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合でも、その誤差“γ”が限りなく逸脱に近いか否かを確認することができる。したがって、作業員は、プロセス入出力装置１０の精度が落ちる前に、プロセス入出力装置１０について早期に対応することができる。このように、本実施形態によれば、プロセス入出力装置１０の精度を詳細に作業員に提示することができる。
【００４５】
本実施形態では、プラント機器２を停止させずにプロセス入出力装置１０の健全性について検証している。そのため、本実施形態によれば、プラント機器２の運転中にプロセス入出力装置１０の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置１０の精度を詳細に作業員に提示することができる。
【００４６】
また、本実施形態において、診断装置３０の精度判定部３２による判定基準を上述の基準範囲“−α＜γ＜＋α”内としているが、その判定基準を厳しくすることもできる。その場合、精度判定部３２は、さらに、誤差“γ”が予測基準範囲内にあるか否かを判定する。
【００４７】
予測基準範囲とは、下限値“−α［％］”よりも大きい予測警報下限値“−α＋β［％］”から、上限値“＋α［％］”よりも小さい予測警報上限値“＋α−β［％］”までの範囲である。ここで、“β”は“α”よりも小さい。ステップＳ１１において、精度判定部３２は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にあるか否かを判定する。誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合、精度判定部３２は、誤差“γ”が予測基準範囲“−α＋β＜γ＜＋α−β”内にあるか否かを判定し、判定結果を生成する。この判定結果は、予測範囲内情報と、予測範囲内上限逸脱情報と、予測範囲内下限逸脱情報と、のいずれかを表している。
【００４８】
図４は、基準範囲内情報（予測範囲内情報、予測範囲内上限逸脱情報、および、予測範囲内下限逸脱情報）と上限逸脱情報と下限逸脱情報とを示す図である。
【００４９】
予測範囲内情報は、誤差“γ”が予測警報下限値“−α＋β”よりも大きく、予測警報上限値“＋α−β”よりも小さいことを示している（“−α＋β＜γ＜＋α−β”）。予測範囲内上限逸脱情報は、誤差“γ”が予測警報上限値“＋α−β”以上であり、上限値“＋α”よりも小さいことを示している（“＋α−β≦γ＜＋α”）。予測範囲内下限逸脱情報は、誤差“γ”が下限値“−α”よりも大きく、予測警報下限値“−α＋β”以下であることを示している（“−α＜γ≦−α＋β”）。
【００５０】
そこで、判定結果が基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”を表している場合に、その基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”は、予測範囲内情報“−α＋β＜γ＜＋α−β”と、予測範囲内上限逸脱情報“＋α−β≦γ＜＋α”と、予測範囲内下限逸脱情報“−α＜γ≦−α＋β”と、のいずれかを表している。この場合、ステップＳ１１において、診断情報の判定基準情報は、さらに、予測範囲内下限逸脱情報“−α＜γ≦−α＋β”と、予測範囲内情報“−α＋β＜γ＜＋α−β”と、予測範囲内上限逸脱情報“＋α−β≦γ＜＋α”と、を含んでいる。
【００５１】
いま、参照信号読取器２０からのアナログ信号が表すアナログ値が２［Ｖ］であり、プロセス入出力装置１０からのデジタル信号が表すデジタル値は１０２５であるものとする。図１９に示されるリニア特性によれば、アナログ値が２［Ｖ］であるとき、基準デジタル値は１０００である。このため、その誤差“γ”は｛（１０２５−１０００）÷１０００×１００｝により２．５％となる。ここで、“α”が“３”と設定され、“β”が“１”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“＋α−β≦γ＜＋α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、診断情報には、誤差“γ”や判定結果の他に、判定基準情報（下限逸脱情報“γ≦−α”、基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”、上限逸脱情報“＋α≦γ”）が含まれ、基準範囲内情報“−α＜γ＜＋α”は、予測範囲内下限逸脱情報“−α＜γ≦−α＋β”、予測範囲内情報“−α＋β＜γ＜＋α−β”、および、予測範囲内上限逸脱情報“＋α−β≦γ＜＋α”を含んでいる。このため、作業員は、出力装置３４に出力される判定基準情報を参照することにより、プロセス入出力装置１０のデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“−α＜γ≦−α＋β”や“＋α−β≦γ＜＋α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。したがって、作業員は、プロセス入出力装置１０の精度が落ちる前に、プロセス入出力装置１０について早期に対応することができる。このように、本実施形態によれば、プラント機器２の運転中にプロセス入出力装置１０の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置１０の精度を詳細に作業員に提示することができる。
【００５３】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第１実施形態に対して、診断装置３０が参照信号読取器２０とプロセス入出力装置１０との信号の読み取り周期を考慮することが異なる。
【００５４】
図５は、第２実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【００５５】
第２実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、さらに、時刻同期装置５を具備している。
【００５６】
時刻同期装置５は、時刻を表す時刻情報をプロセス入出力装置１０および診断装置３０に出力する。時刻同期装置５は、プロセス入出力制御装置１の外に設けられてもよいし、内部に設けられてもよい。
【００５７】
参照信号読取器２０は、たとえば市販のものであり、プロセス入出力装置１０に対して信号を読み取る周期が異なる。参照信号読取器２０の信号の読み取り周期は、第１の周期Ｔａである。プロセス入出力装置１０の信号の読み取り周期は、第１の周期Ｔａよりも短い第２の周期Ｔｂである。
【００５８】
図６は、参照信号読取器２０の実行時間および配線による信号の遅延時間と、プロセス入出力装置１０の実行時間および配線による信号の遅延時間とを示す図である。
【００５９】
参照信号読取器２０の実行時間Ｔ１１および参照信号読取器２０から診断装置３０への配線による信号の遅延時間Ｔ１２を足した時間を第１の遅延時間Ｔ１０（Ｔ１１＋Ｔ１２＝Ｔ１０）とする。また、プロセス入出力装置１０の実行時間Ｔ２１およびプロセス入出力装置１０から診断装置３０への配線による信号の遅延時間Ｔ２２を足した時間を第２の遅延時間Ｔ２０（Ｔ２１＋Ｔ２２＝Ｔ２０）とする。この場合、プロセス入出力装置１０、参照信号読取器２０および診断装置３０は、第１の遅延時間Ｔ１０と第２の遅延時間Ｔ２０とが一致するように（Ｔ１０＝Ｔ２０）、プロセス入出力制御装置１に設けられている。これにより、実行時間や配線による遅延を相殺することができる。
【００６０】
図７は、第２実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。図８は、参照信号読取器２０とプロセス入出力装置１０との信号の読み取り周期を示す図である。
【００６１】
診断装置３０の取得部３１は、読取要求をプロセス入出力装置１０および参照信号読取器２０に出力する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００６２】
参照信号読取器２０は、読取要求に応じて、第１の周期Ｔａ毎に（ステップＳ２１−ＹＥＳ）、プラント機器２からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置３０に出力する（ステップＳ３）。
【００６３】
プロセス入出力装置１０のプロセス入力部１１は、読取要求に応じて、第２の周期Ｔｂ毎に（ステップＳ２２−ＹＥＳ）、プラント機器２からのアナログ信号を読み取る（ステップＳ４）。このとき、Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号が表すアナログ値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値に変換する（ステップＳ５）。プロセス出力部１３は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置５から出力される時刻情報である第１時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置３０とプラント監視装置３とに出力する（ステップＳ２３）。
【００６４】
診断装置３０の取得部３１は、参照信号読取器２０からアナログ信号を受け取り（ステップＳ７）、プロセス入出力装置１０からデジタル信号を受け取る（ステップＳ８）。取得部３１は、参照信号読取器２０からアナログ信号を受け取ったときに、アナログ信号と時刻同期装置５から出力される時刻情報である第２時刻情報とを含む参照信号を生成する（ステップＳ２４）。
【００６５】
ここで、参照信号の第２時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第１時刻情報が表す時刻は、所定時間内で一致する（ステップＳ２５−ＹＥＳ）。たとえば、所定時間とは、第１の周期Ｔａと第２の周期Ｔｂとの最小公倍数を表す時間である。図８に示されるように、第１の周期Ｔａを１５０ｍｓとし、第２の周期Ｔｂを２０ｍｓとした場合では、最小公倍数を表す時間は３００ｍｓである。このため、所定時間は３００ｍｓということになる。
【００６６】
この場合に、診断装置３０の精度判定部３２は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出する（ステップＳ９）。次に、精度判定部３２は、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ［％］”を算出する（ステップＳ１０）。
【００６７】
次に、精度判定部３２は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にあるか否かを判定して判定結果を生成する。誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合には、精度判定部３２は、さらに、誤差“γ”が予測範囲内情報“−α＋β＜γ＜＋α−β”内にあるか否かを判定して判定結果を生成する（ステップＳ１１）。
【００６８】
診断装置３０の出力制御部３３は、診断情報を出力装置３４に出力する（ステップＳ１２）。出力装置３４が表示装置である場合に、出力制御部３３は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
【００６９】
一方、参照信号の第２時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第１時刻情報が表す時刻は、所定時間内で一致しない場合（ステップＳ２５−ＮＯ）、診断装置３０は、再送処理に移行する（ステップＳ３０）。
【００７０】
図９は、図７の再送処理（ステップＳ３０）の詳細を示すフローチャートである。
【００７１】
参照信号の第２時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第１時刻情報が表す時刻との不一致が所定回数（Ｎ回；Ｎは２以上の整数）連続していない場合（ステップＳ３１−ＮＯ）は、診断装置３０の取得部３１は、読取要求をプロセス入出力装置１０に出力し（ステップＳ３２）、スリープ時間が経過したときに（ステップＳ３３−ＹＥＳ）、読取要求を参照信号読取器２０に出力する（ステップＳ３４）。スリープ時間は、所定時間よりも短く、かつ、読取要求を出力するタイミングをずらすための時間である。このように、取得部３１は、再度、読取要求を出力する。スリープ時間は、取得部３１が読取要求を出力する毎に異なる。
【００７２】
このときに、参照信号読取器２０は、読取要求に応じて、第１の周期Ｔａ毎に（ステップＳ２１−ＹＥＳ）、プラント機器２からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置３０に出力する（ステップＳ３）。
【００７３】
プロセス入出力装置１０のプロセス入力部１１は、読取要求に応じて、第２の周期Ｔｂ毎に（ステップＳ２２−ＹＥＳ）、プラント機器２からのアナログ信号を読み取る（ステップＳ４）。Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号が表すアナログ値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値に変換する（ステップＳ５）。プロセス出力部１３は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置５から出力される時刻情報である第１時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置３０とプラント監視装置３とに出力する（ステップＳ２３）。
【００７４】
このように、診断装置３０の取得部３１は、再度、アナログ信号およびプロセス入出力信号を受け取り（ステップＳ７、Ｓ８）、アナログ信号と時刻同期装置５から出力される時刻情報である第２時刻情報とを含む参照信号を生成する（ステップＳ２４）。
【００７５】
ここで、参照信号の第２時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第１時刻情報が表す時刻とが一致する場合（ステップＳ２５−ＹＥＳ）に、診断装置３０の精度判定部３２は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出し、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ［％］”を算出し、判定結果を生成する（ステップＳ９〜Ｓ１１）。診断装置３０の出力制御部３３は、判定結果を含む診断情報を出力装置３４に出力する（ステップＳ１２）。
【００７６】
一方、参照信号の第２時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第１時刻情報が表す時刻とが所定回数（Ｎ回）連続して一致しない場合（ステップＳ３１−ＹＥＳ）に、診断装置３０の出力制御部３３は、時刻の同期ができない旨を表す同期異常情報を出力装置３４に出力する（ステップＳ３５）。出力装置３４が表示装置である場合に、出力制御部３３は、同期異常情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
【００７７】
図１０に示されるように、ステップＳ３２とステップＳ３４は入れ替えてもよい。すなわち、診断装置３０の取得部３１は、読取要求を参照信号読取器２０に出力し（ステップＳ３４）、スリープ時間が経過したときに（ステップＳ３３−ＹＥＳ）、読取要求をプロセス入出力装置１０に出力してもよい（ステップＳ３２）。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、診断装置３０が参照信号読取器２０とプロセス入出力装置１０との信号の読み取り周期を考慮することにより、第１実施形態に対して誤差“γ”の算出や判定結果の精度を向上させることができる。
【００７９】
［第３実施形態］
第３実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第２実施形態に対して、診断装置３０が過去の判定結果を用いて標準偏差値により予測診断を行うことが異なる。
【００８０】
図１１は、第３実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【００８１】
診断装置３０は、さらに、診断結果データベース３５と、予測診断部３６と、書込部３７と、を具備している。
【００８２】
診断結果データベース３５には、過去の判定結果が随時格納され、さらに、過去の判定結果が格納されたときの格納日時が格納されている。
【００８３】
図１２は、第３実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【００８４】
診断装置３０の予測診断部３６は、ステップＳ１１の後に予測診断処理（ステップＳ４０）を行う。
【００８５】
図１３は、図１２の予測診断処理（ステップＳ４０）を示すフローチャートである。
【００８６】
診断装置３０の予測診断部３６は、診断結果データベース３５に格納された過去の判定結果と精度判定部３２により生成された判定結果との標準偏差値“α１”を算出する（ステップＳ４１）。予測診断部３６は、標準偏差値“α１”が予め設定された設定値“α２”を超えるか否かを表す予測診断結果を生成する（ステップＳ４２）。
【００８７】
診断装置３０の書込部３７は、精度判定部３２により生成された判定結果および日時をそれぞれ過去の判定結果および格納日時として診断結果データベース３５に格納する（ステップＳ４３）。
【００８８】
診断装置３０の出力制御部３３は、診断情報を出力装置３４に出力する（ステップＳ１２）。診断情報は、さらに、予測診断結果を含んでいる。出力装置３４が表示装置である場合に、出力制御部３３は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、診断装置３０が過去の判定結果を用いて標準偏差値により予測診断を行うことにより、第１および第２実施形態の効果を実現する上に、プラント機器２を長期間運転したときのプロセス入出力装置１０の故障時期を予測することができる。
【００９０】
［第４実施形態］
第４実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第３実施形態に対して、診断装置３０が診断情報を出力する形式が異なる。
【００９１】
出力装置３４は、表示装置、印刷装置、および、音を出力する警報装置のうちの少なくとも１つの装置である。
【００９２】
図１４は、第４実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【００９３】
診断装置３０の出力制御部３３は、予測診断処理（ステップＳ４０）の後に出力処理（ステップＳ５０）を行う。
【００９４】
図１５は、図１４の出力処理（ステップＳ５０）を示すフローチャートである。図１６は、診断情報に付与される特殊記号の例を示す図である。
【００９５】
診断装置３０の出力制御部３３は、出力装置３４が表示装置である場合に（ステップＳ５１−ＹＥＳ）、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する（ステップＳ５２）。ここで、精度判定部３２により生成された判定結果が、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にないことを表している場合では、出力制御部３３は、診断情報に含まれる判定結果の文字表記に対して、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にないことを表す結果異常情報をさらに表記する。たとえば、結果異常情報としては“＊（アスタリスク）”などの特殊記号が挙げられ、判定結果の文字表記の近くに付与される。
【００９６】
次に、出力制御部３３は、出力装置３４が印刷装置である場合に（ステップＳ５３−ＹＥＳ）、診断情報の内容を文字表記にして印刷装置に印刷する（ステップＳ５４）。ここで、精度判定部３２により生成された判定結果が、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にないことを表している場合では、出力制御部３３は、診断情報に含まれる判定結果の文字表記に対して結果異常情報“＊”をさらに表記する。
【００９７】
次に、出力制御部３３は、出力装置３４が警報装置である場合に（ステップＳ５５−ＹＥＳ）、診断情報の内容を音声にして警報装置から出力する（ステップＳ５６）。
【００９８】
このように、本実施形態によれば、診断装置３０が診断情報を出力する形式に汎用性があり、診断情報の内容を文字表記にする場合に結果異常情報“＊”をさらに表記することにより、第１〜第３実施形態の効果を実現する上に、利便性が向上する。
【００９９】
［第５実施形態］
第５実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第４実施形態に対して、診断装置３０がデジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置１０にフィードバックすることが異なる。
【０１００】
図１７は、第５実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
【０１０１】
診断装置３０は、さらに、補正指示部３８を具備している。
【０１０２】
プロセス入出力装置１０は、さらに、自動補正部１４を具備している。
【０１０３】
図１８は、第５実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。
【０１０４】
ステップＳ１１の後に、補正指示部３８は、デジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置１０に出力する（ステップＳ６１）。このとき、書込部３７は、精度判定部３２により生成された判定結果、日時および補正値をそれぞれ過去の判定結果、格納日時および過去の補正値として診断結果データベース３５に格納する。
【０１０５】
プロセス入出力装置１０のプロセス入力部１１は、読取要求に応じて、第２の周期Ｔｂ毎に（ステップＳ２２−ＹＥＳ）、プラント機器２からのアナログ信号を読み取る（ステップＳ４）。このとき、Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ信号が表すアナログ値をＡ／Ｄ変換によりデジタル値に変換する（ステップＳ５）。自動補正部１４は、診断装置３０の補正指示部３８から出力された補正値に基づいてデジタル値を補正する（ステップＳ６２）。プロセス出力部１３は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置５から出力される時刻情報である第１時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置３０とプラント監視装置３とに出力する（ステップＳ２３）。その後、ステップＳ８以降が行われる。
【０１０６】
いま、参照信号読取器２０からのアナログ信号が表すアナログ値が２［Ｖ］であり、プロセス入出力装置１０からのデジタル信号が表すデジタル値は１０２５であるものとする。図１９に示されるリニア特性によれば、アナログ値が２［Ｖ］であるとき、基準デジタル値は１０００である。このため、その誤差“γ”は｛（１０２５−１０００）÷１０００×１００｝により２．５％となる。ここで、“α”が“３”と設定され、“β”が“１”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α＜γ＜＋α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“＋α−β≦γ＜＋α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。さらに、診断装置３０が誤差“γ”分の補正値として“−２．５［％］”をプロセス入出力装置１０にフィードバックし、プロセス入出力装置１０は補正値“−２．５［％］”に基づいてデジタル値を補正する。
【０１０７】
このように、本実施形態によれば、診断装置３０がデジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置１０にフィードバックすることにより、第１〜第４実施形態の効果を実現する上に、プラント機器２の運転中におけるプロセス入出力装置１０の健全性がさらに向上する。本実施形態は、精度判定部３２により判定結果が生成されたときに、誤差“γ”が限りなく逸脱に近い場合に有効である。さらに、誤差“γ”が逸脱した場合に特に有効である。
【０１０８】
［他の実施形態］
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、その他の様々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、また各実施形態の特徴を組み合わせることができる。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とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  …  プロセス入出力制御装置
２  …  プラント機器
３  …  プラント監視装置
４  …  プロセス入力分配器
５  …  時刻同期装置
１０  …  プロセス入出力装置
１１  …  プロセス入力部
１２  …  Ａ／Ｄ変換部
１３  …  プロセス出力部
１４  …  自動補正部
２０  …  参照信号読取器
３０  …  診断装置
３１  …  取得部
３２  …  精度判定部
３３  …  出力制御部
３４  …  出力装置
３５  …  診断結果データベース
３６  …  予測診断部
３７  …  書込部
３８  …  補正指示部
【図１】
2013168859.tif 000003
【図２】
2013168859.tif 000004
【図３】
2013168859.tif 000005
【図４】
2013168859.tif 000006
【図５】
2013168859.tif 000007
【図６】
2013168859.tif 000008
【図７】
2013168859.tif 000009
【図８】
2013168859.tif 000010
【図９】
2013168859.tif 000011
【図１０】
2013168859.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【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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