(57)【要約】【課題】プラントの運転中においてもプロセス信号を監視するとともにＡＤ変換回路を校正する。【解決手段】警報設定器１は、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８とを備えている。第１信号処理回路７および第２信号処理回路８は、入力信号が表すアナログ値をデジタル値に変換して、そのデジタル値を出力するＡＤ変換回路９と、ＡＤ変換回路９からのデジタル値が予め設定された設定デジタル値範囲内にない場合に出力信号４０を出力する設定値比較回路１０とを有する。校正器２は、校正処理において第１信号処理回路７と第２信号処理回路８とを切り替え、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正する。校正器２が一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正しているときに、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との他方の信号処理回路はプロセス信号４を監視する。【選択図】図１
2013236254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が表すアナログ値をデジタル値に変換して、そのデジタル値を出力するＡＤ変換回路と、前記ＡＤ変換回路からのデジタル値が予め設定された設定デジタル値範囲内にない場合に出力信号を出力する設定値比較回路とをそれぞれ有する第１および第２信号処理回路を備える警報設定器と、
前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路とを切り替え、前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路との一方の信号処理回路の前記ＡＤ変換回路を校正する校正器と、
を具備し、
前記校正器が前記一方の信号処理回路の前記ＡＤ変換回路を校正しているときに、前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路との他方の信号処理回路は、プロセス信号を前記入力信号として入力し、前記プロセス信号を監視することを特徴とするプロセス信号監視装置。
【請求項２】
前記警報設定器は、
前記第１信号処理回路を校正するための第１回路切替信号に応じて、前記プロセス信号の理想的なアナログ値の入力範囲から値が設定される直線性確認用校正信号を前記入力信号として前記第１信号処理回路に出力し、前記プロセス信号を前記入力信号として前記第２信号処理回路に出力する入力切替回路と、
前記第２信号処理回路の前記設定値比較回路から前記出力信号が出力されている場合に前記出力信号を警報信号として出力し、前記第１回路切替信号に応じて、前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換回路からのデジタル値をＡＤ変換信号として出力する出力切替装置と、をさらに備え、
前記校正器は、
前記第１回路切替信号を出力する信号処理回路切替器と、
前記直線性確認用校正信号を前記入力切替回路に出力する校正信号出力装置と、
前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換信号を入力し、前記直線性確認用校正信号の値に対する前記ＡＤ変換信号のデジタル値と理想的なデジタル値との差分値が予め設定された設定誤差範囲内にあるか否かを判定する校正制御器と、
前記第１信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にない場合、前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換回路のゲインドリフトを校正するゲイン調整装置と、
前記第１信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にない場合、前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換回路のオフセットドリフトを校正するオフセット調整装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項３】
前記第１信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にない場合、
前記校正信号出力装置は、前記プロセス信号の理想的なアナログ値の入力範囲のうちの中間値である中間アナログ値を表すオフセット調整用校正信号を出力し、
前記オフセット調整装置は、前記オフセット調整用校正信号の前記中間アナログ値に対する前記ＡＤ変換信号のデジタル値が理想的なデジタル値の出力範囲のうちの中間値である理想中間デジタル値になるように、前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換回路のオフセットドリフトを校正し、
前記校正信号出力装置は、前記プロセス信号の理想的なアナログ値の入力範囲のうちの最大値である最大アナログ値を表すゲイン調整用校正信号を出力し、
前記ゲイン調整装置は、前記ゲイン調整用校正信号の前記最大アナログ値に対する前記ＡＤ変換信号のデジタル値が理想的なデジタル値の出力範囲のうちの上限値である理想上限デジタル値になるように、前記第１信号処理回路の前記ＡＤ変換回路のゲインドリフトを校正する、
ことを特徴とする請求項２に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項４】
前記信号処理回路切替器は、前記第１信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にある場合、前記第２信号処理回路を校正するための第２回路切替信号を出力し、
前記入力切替回路は、前記第２回路切替信号に応じて、前記直線性確認用校正信号を前記入力信号として前記第２信号処理回路に出力し、前記プロセス信号を前記入力信号として前記第１信号処理回路に出力し、
前記出力切替装置は、前記第１信号処理回路の前記設定値比較回路から前記出力信号が出力されている場合に前記出力信号を前記警報信号として出力し、前記第２回路切替信号に応じて、前記第２信号処理回路の前記ＡＤ変換回路からのデジタル値を前記ＡＤ変換信号として出力し、
前記校正信号出力装置は、前記直線性確認用校正信号を前記入力切替回路に出力し、
前記校正制御器は、前記第２信号処理回路の前記ＡＤ変換信号を入力し、前記直線性確認用校正信号の値に対する前記ＡＤ変換信号のデジタル値と理想的なデジタル値との差分値が前記設定誤差範囲内にあるか否かを判定し、
前記オフセット調整装置およびゲイン調整装置は、前記第２信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にない場合、前記第２信号処理回路の前記ＡＤ変換回路のオフセットドリフトおよびゲインドリフトをそれぞれ校正する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項５】
前記校正器は、１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記警報設定器のうちの１つの警報設定器と前記校正器とを接続する警報設定器切替器をさらに備え、
前記警報設定器切替器は、ｊ番目（ｊは１≦ｊ≦（ｎ−１）を満たす整数）の前記警報設定器と前記校正器とを接続し、ｊ番目の前記警報設定器の前記第１および第２信号処理回路に対する差分値が前記設定誤差範囲内にある場合、（ｊ＋１）番目の前記警報設定器と前記校正器とを接続する、
ことを特徴とする請求項４に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項６】
前記校正器は、前記警報設定器の校正が終了した旨を表す校正情報を伝送する伝送装置をさらに備え、
前記伝送装置からの前記校正情報を時系列に登録する校正情報データベースと、
前記校正情報データベースに登録された前記校正情報を時系列に表示する表示装置と、
をさらに具備することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項７】
前記入力切替回路は、前記信号処理回路切替器が前記第１および第２回路切替信号を出力していない場合、前記プロセス信号を前記入力信号として前記第１および第２信号処理回路に出力し、
前記出力切替装置は、
入力される信号のうちの少なくとも一方の信号のレベルが前記第１レベルである場合に前記警報信号を出力する２入力のＡＮＤ回路と、
前記信号処理回路切替器が前記第１および第２回路切替信号を出力していない場合、前記第１および第２信号処理回路の出力を前記ＡＮＤ回路に出力し、前記信号処理回路切替器が前記第１および第２回路切替信号のうちの一方の回路切替信号を出力している場合、前記一方の回路切替信号に応じて、前記第１および第２信号処理回路のうちの一方の信号処理回路の出力を前記ＡＮＤ回路に出力し、前記第１および第２信号処理回路のうちの他方の信号処理回路の出力の代わりに、その信号レベルが前記出力信号の信号レベルとは異なる模擬信号を前記一方の回路切替信号に応じて前記ＡＮＤ回路に出力する出力切替回路と、
を備えることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項８】
前記出力切替装置は、
前記信号処理回路切替器が前記第１および第２回路切替信号のうちの一方の回路切替信号を出力している場合、前記一方の回路切替信号に応じて、前記第１および第２信号処理回路のうちの一方の信号処理回路の出力を前記警報信号として出力するセレクタ回路、
を備えることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項９】
前記警報設定器および前記校正器は制御盤に設置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のプロセス信号監視装置。
【請求項１０】
前記警報設定器は制御盤に設置され、
前記校正器は、前記警報設定器とは異なる場所に保管され、前記警報設定器を校正するときに前記制御盤上の前記警報設定器に接続される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のプロセス信号監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラントのプロセス信号を監視するプロセス信号監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所のようなプラントにおいて、一般に、現場に設置されるセンサより得られるプロセス信号を監視し、その値が事前に設定された値に対して上回ったり下回ったりする変化があった場合に警報信号を出力することで、プラントを安全な状態にするための保護動作を実施している。
【０００３】
この保護動作を実施するために警報設定器が使用されている。プラントにおいては監視する箇所は複数存在することから、現場に設置されるセンサも複数存在する。そのセンサの数に応じて警報設定器も複数設置される。
【０００４】
ここで、一般的な警報設定器について説明する。
【０００５】
警報設定器は、プラント機器のセンサからフィルタを介して入力されるプロセス信号を監視する。プロセス信号をフィルタに通すことで、プロセス信号がノイズ等により突発的に変化したときの警報設定器の内部の動作を抑制している。
【０００６】
このプロセス信号はアナログ値を表し、ＡＤ変換回路に供給される。ＡＤ変換回路は、プロセス信号が表すアナログ値をデジタル値に変換し、そのデジタル値を設定値比較回路に出力する。設定値比較回路は、そのデジタル値が予め設定された設定デジタル値範囲内にない場合（具体的には、デジタル値が予め設定された設定デジタル値を上回っていた場合、もしくは下回っていた場合）に警報信号を出力する。
【０００７】
警報設定器が接続されている機器は、警報信号によりインターロック動作を開始する。
【０００８】
ところが、警報設定器で用いられているＡＤ変換回路は、警報設定器が置かれている環境の温度変化などの経年劣化により、プロセス信号をＡＤ変換する過程において、ゲインドリフトやオフセットドリフト等のドリフト要素が現れるようになる。
【０００９】
図１０は、アナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性の例である。
【００１０】
ＡＤ変換特性は、ＡＤ変換回路に入力されるプロセス信号のアナログ値が増加するにつれて、ＡＤ変換回路から出力されるデジタル値が増加し、アナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲とをプロットしたときに、その関係は直線により表される。
【００１１】
ドリフト要素のうちのゲインドリフトとは、入力されるアナログ値が、アナログ値の入力範囲の最大値、すなわち、フルスケール（ＦＳ）に達する前にデジタル値ＡＤＧの出力範囲のうちの上限値に達してしまうことを意味する。これにより、図１０に示されるように、デジタル値ＡＤＧの出力範囲は、理想的なデジタル値ＲＥＦの出力範囲に対して、ずれてしまう。また、ゲインドリフトとは、入力されるアナログ値がＦＳに達してもデジタル値の出力範囲のうちの上限値に達しないことも意味する。
【００１２】
ドリフト要素のうちのオフセットドリフトとは、ＡＤ変換特性が表す直線がシフトしてしまうことを意味する。これにより、図１０に示されるように、ＡＤ変換特性のデジタル値ＡＤＯは、理想的なデジタル値ＲＥＦに対して、ずれてしまう。
【００１３】
警報設定器において、このようなドリフト要素が存在する場合、プロセス信号のアナログ値をＡＤ変換したデジタル値と設定デジタル値との比較が正しく行われず、誤った警報出力が起きる可能性がある。このため、定期的にＡＤ変換回路の調整を行ってドリフト要素を抑制し、ＡＤ変換回路に入力されるプロセス信号のアナログ値とＡＤ変換回路から出力されるデジタル値とが正しい傾きの比例関係をもってＡＤ変換されている状態を維持する必要がある。
【００１４】
そこで、プラントの定期検査中において、警報設定器のＡＤ変換回路の校正が行われる。この場合、ＡＤ変換回路には、プロセス信号の代わりに、直線性確認用校正信号が供給される。直線性確認用校正信号は、プロセス信号の理想的なアナログ値の入力範囲から値（たとえば“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”）が設定される。ＡＤ変換回路は、直線性確認用校正信号が表すアナログ値をデジタル値に変換する。
【００１５】
そこで、直線性確認用校正信号の値に対するデジタル値と理想的なデジタル値との差分値が予め設定された設定誤差範囲内にない場合、警報設定器のＡＤ変換回路のゲインドリフトおよびオフセットドリフトを校正する作業が行われる。
【００１６】
また、警報設定器の校正については、校正作業の負荷低減を目的とした技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平４−３１５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述のように、警報設定器のＡＤ変換回路の校正はプラントの定期検査中に行われていた。そのため、プラントの運転中にドリフト要素が存在するようになった場合、次の定期検査の時期までプロセス信号のアナログ値をＡＤ変換したデジタル値と設定デジタル値との比較が正しく行われない可能性がある。
【００１９】
本発明が解決しようとする課題は、プラントの運転中においてもＡＤ変換回路を校正するとともにプロセス信号を監視することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
実施形態のプロセス信号監視装置は、入力信号が表すアナログ値をデジタル値に変換して、そのデジタル値を出力するＡＤ変換回路と、前記ＡＤ変換回路からのデジタル値が予め設定された設定デジタル値範囲内にない場合に出力信号を出力する設定値比較回路とをそれぞれ有する第１および第２信号処理回路を備える警報設定器と、前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路とを切り替え、前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路との一方の信号処理回路の前記ＡＤ変換回路を校正する校正器と、を具備し、前記校正器が前記一方の信号処理回路の前記ＡＤ変換回路を校正しているときに、前記第１信号処理回路と前記第２信号処理回路との他方の信号処理回路は、プロセス信号を前記入力信号として入力し、前記プロセス信号を監視することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態によれば、ＡＤ変換回路と設定値比較回路とを有する信号処理回路を警報設定器に設け、その信号処理回路を第１信号処理回路および第２信号処理回路として多重化し、校正処理において第１信号処理回路と第２信号処理回路とを切り替えることにより、プラントの運転中においても、第１信号処理回路と第２信号処理回路との一方の信号処理回路のＡＤ変換回路を校正するとともに、第１信号処理回路と第２信号処理回路との他方の信号処理回路がプロセス信号を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図２の校正処理におけるアナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性である。
【図３Ｂ】図２の校正処理におけるアナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性である。
【図３Ｃ】図２の校正処理におけるアナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性である。
【図３Ｄ】図２の校正処理におけるアナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性である。
【図４】第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。
【図８】第４の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第５の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】アナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るプロセス信号監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置は、警報設定器１と、校正器２とを具備している。警報設定器１はプラント機器のセンサ３に接続されている。校正器２は警報設定器１に接続されている。警報設定器１および校正器２は制御盤３０に設置されていて、センサ３は制御盤３０の外に設置されている。
【００２６】
警報設定器１は、センサ３から出力されるプロセス信号４を監視する。その警報設定器１は、フィルタ５と、入力切替回路６と、第１信号処理回路７と、第２信号処理回路８と、模擬信号電源１４と、出力切替装置３６と、を具備している。
【００２７】
入力切替回路６は、第１入力切替スイッチ６ａおよび第２入力切替スイッチ６ｂを備えている。
【００２８】
第１信号処理回路７および第２信号処理回路８は、ＡＤ変換回路９と設定値比較回路１０とを備えている。
【００２９】
ＡＤ変換回路９は、入力信号が表すアナログ値をデジタル値に変換し、そのデジタル値を設定値比較回路１０に出力する。
【００３０】
設定値比較回路１０は、設定デジタル値を保持するメモリ１０ａを有している。設定デジタル値は予め設定されている。
【００３１】
設定値比較回路１０は、ＡＤ変換回路９からのデジタル値が設定デジタル値範囲内にない場合（具体的には、デジタル値が設定デジタル値を上回っていた場合、もしくは下回っていた場合）に、出力信号４０の値“０”を出力する。
【００３２】
一方、設定値比較回路１０は、ＡＤ変換回路９からのデジタル値が設定デジタル値範囲内にある場合に、出力信号４０の値“１”を出力する。
【００３３】
模擬信号電源１４は、駆動側の第１電極と、アース１５に接地された第２電極とを備え、駆動側から模擬信号を出力する。模擬信号の信号レベルは、出力信号４０の値“０”の信号レベルとは異なるハイレベルであり、模擬信号の値は“１”に設定されている。
【００３４】
出力切替装置３６は、出力切替回路１３とＡＮＤ回路１６とを備えている。
【００３５】
出力切替回路１３は、第１出力切替スイッチ１３ａ、第２出力切替スイッチ１３ｂおよび第３出力切替スイッチ１３ｃを備えている。
【００３６】
ＡＮＤ回路１６は、２入力のＡＮＤ回路であり、出力切替回路１３から出力される第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の出力信号４０を入力する。ＡＮＤ回路１６は、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の出力信号４０のうちの少なくとも一方の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”を警報信号として出力する。
【００３７】
校正器２は、警報設定器１の校正を行う。その校正器２は、信号処理回路切替器２０と、校正制御器２２と、校正開始信号入力スイッチ２８と、校正信号出力装置３７と、ゲイン調整装置３８と、オフセット調整装置３９とを具備している。
【００３８】
校正開始信号入力スイッチ２８は、校正器２に内蔵または外付けされている。
【００３９】
信号処理回路切替器２０は信号処理回路カウント値ｍをカウントするカウンタ（図示しない）を有している。初期時において、信号処理回路カウント値ｍは“０”に設定される。
【００４０】
校正信号出力装置３７は、校正切替回路１８と、校正信号発生器２１とを備えている。
【００４１】
ゲイン調整装置３８は、ゲイン調整器２４と、ゲイン調整切替回路２６とを備えている。オフセット調整装置３９は、オフセット調整器２５と、オフセット調整切替回路２７とを備えている。
【００４２】
校正制御器２２は、プロセス信号４の理想的なアナログ値の入力範囲“０〜５［Ｖ］”と、その値に対する理想的なデジタル値の出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”と、設定誤差範囲（例えば±０．２％以内）とを保持するメモリ２２ａを有している。プロセス信号４の理想的なアナログ値の入力範囲“０〜５［Ｖ］”、理想的なデジタル値の出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”、および、設定誤差範囲は予め設定されている。
【００４３】
ここで、ＡＤ変換回路９は、その機能として、ユニポーラで１２ｂｉｔの分解能と、誤差が±０．２％ＦＳ（フルスケール）の精度とを有し、アナログ値の入力範囲が“０〜５［Ｖ］”である場合にデジタル値の出力範囲として“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”に変換するものとする。たとえば、ＡＤ変換回路９が１Ｖのアナログ値を入力し、±０．２％ＦＳの誤差を考慮した場合、ＡＤ変換回路９から出力されるデジタル値は８１１〜８２７ｄｉｇｉｔに対応する。
【００４４】
第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作について説明する。第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置は、通常処理、または、校正処理を実施する。
【００４５】
通常処理では、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８がプロセス信号４を監視する。
【００４６】
校正処理は校正処理時校正動作と校正処理時監視動作とを含み、校正処理時校正動作および校正処理時監視動作は同時に行われる。校正処理時校正動作では、校正器２が第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正する。校正処理時監視動作では、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の他方の信号処理回路がプロセス信号４を監視する。
【００４７】
（通常処理）
まず、通常処理について図１を参照して説明する。
【００４８】
通常処理では、校正器２から後述の回路切替信号１９が出力されない。
【００４９】
警報設定器１において、入力切替回路６は、校正器２から後述の回路切替信号１９が出力されない場合、第１入力切替スイッチ６ａによりフィルタ５と第１信号処理回路７とを接続し、第２入力切替スイッチ６ｂによりフィルタ５と第２信号処理回路８とを接続する。また、出力切替回路１３は、校正器２から後述の回路切替信号１９が出力されない場合、第１出力切替スイッチ１３ａにより第１信号処理回路７の設定値比較回路１０の出力側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続し、第２出力切替スイッチ１３ｂにより第２信号処理回路８の設定値比較回路１０の出力側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続する。
【００５０】
この場合、入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａおよび第２入力切替スイッチ６ｂは、それぞれ、センサ３からフィルタ５を介して供給されるプロセス信号４を第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に出力する。第１信号処理回路７および第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９は、プロセス信号４が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。
【００５１】
出力切替回路１３の第１出力切替スイッチ１３ａおよび第２出力切替スイッチ１３ｂは、それぞれ、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の設定値比較回路１０から出力される出力信号４０をＡＮＤ回路１６に出力する。ＡＮＤ回路１６は、出力切替回路１３から出力される第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の出力信号４０のうちの少なくとも一方の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”を警報信号として出力する。
【００５２】
（校正処理）
次に、校正処理について図２を参照して説明する。
【００５３】
図２は、第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。
【００５４】
校正処理では、校正器２から回路切替信号１９が出力される。
【００５５】
ここで、回路切替信号１９の信号レベルがロウレベル“Ｌ”である場合を第１回路切替信号１９“Ｌ”と称し、回路切替信号１９の信号レベルがハイレベル“Ｈ”である場合を第２回路切替信号１９“Ｈ”と称する。第１回路切替信号１９“Ｌ”は、第１信号処理回路７を校正するための信号であり、第２回路切替信号１９“Ｈ”は、第２信号処理回路８を校正するための信号である。
【００５６】
まず、校正開始信号入力スイッチ２８が操作された場合に校正処理が開始する。この場合、校正制御器２２は、第１校正開始信号を信号処理回路切替器２０に出力する。信号処理回路切替器２０は、校正制御器２２から出力された第１校正開始信号に応じて、信号処理回路カウント値ｍを“１”とする（ステップＳ１）。
【００５７】
次に、信号処理回路カウント値ｍが“１”である場合、１番目の信号処理回路として第１信号処理回路７が選択される。この場合、信号処理回路切替器２０は、回路切替信号１９として第１回路切替信号１９“Ｌ”を校正切替回路１８とゲイン調整装置３８とオフセット調整装置３９とに出力するとともに、警報設定器１の入力切替回路６および出力切替回路１３に出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
警報設定器１において、入力切替回路６は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、第１入力切替スイッチ６ａにより校正器２と第１信号処理回路７とを接続し、第２入力切替スイッチ６ｂによりフィルタ５と第２信号処理回路８とを接続する。また、出力切替回路１３は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、第１出力切替スイッチ１３ａにより模擬信号電源１４の駆動側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続し、第２出力切替スイッチ１３ｂにより第２信号処理回路８の設定値比較回路１０の出力側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続し、第３出力切替スイッチ１３ｃにより第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９の出力側と校正器２の校正制御器２２とを接続する。
【００５９】
校正器２において、校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、校正信号発生器２１の出力側と入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａとを接続する。ゲイン調整切替回路２６は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、ゲイン調整器２４の出力側と第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９とを接続する。オフセット調整切替回路２７は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、オフセット調整器２５の出力側と第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９とを接続する。
【００６０】
校正処理では、ステップＳ２以降において、校正処理時校正動作と校正処理時監視動作とが行われる。
【００６１】
まず、校正処理時監視動作について説明する（図示省略）。
【００６２】
警報設定器１において、入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂは、センサ３からフィルタ５を介して供給されるプロセス信号４を入力信号として第２信号処理回路８に出力する。第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９は、プロセス信号４が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第２信号処理回路８の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。
【００６３】
出力切替回路１３の第１出力切替スイッチ１３ａは、模擬信号電源１４から出力される模擬信号の値“１”をＡＮＤ回路１６に出力する。これにより、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９の校正時において、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０から出力される出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”の代わりに模擬信号の値“１”をＡＮＤ回路１６に出力することにより、警報信号が誤って出力されることを防止する。
【００６４】
また、出力切替回路１３の第２出力切替スイッチ１３ｂは、第２信号処理回路８の設定値比較回路１０から出力される出力信号４０をＡＮＤ回路１６に出力する。ＡＮＤ回路１６は、出力切替回路１３から出力される第２信号処理回路８の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”を警報信号として出力する。
【００６５】
次に、校正処理時校正動作について図２および図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。
【００６６】
図３Ａ〜図３Ｄは、アナログ値の入力範囲とデジタル値の出力範囲との関係を示すＡＤ変換特性である。
【００６７】
校正処理時校正動作は、校正処理時直線性確認動作と、校正処理時オフセット調整動作と、校正処理時ゲイン調整動作とを含んでいる。
【００６８】
最初に、校正制御器２２は、校正処理時直線性確認動作を実行する（ステップＳ３）。
【００６９】
まず、校正制御器２２は、信号処理回路切替器２０にアクセスし、信号処理回路切替器２０の信号処理回路カウント値ｍが“１”であることを確認した後に、直線性確認指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【００７０】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力された直線性確認指示信号に応じて、直線性確認用校正信号１７ａを出力する。直線性確認用校正信号１７ａの値は、プロセス信号４の理想的なアナログ値の入力範囲“０〜５［Ｖ］”から設定される。たとえば直線性確認用校正信号１７ａの値にそれぞれ“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”が設定されている場合、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”がこの順番に所定間隔により出力される。
【００７１】
校正切替回路１８は、校正信号発生器２１から出力される直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。
【００７２】
警報設定器１では、入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａは、校正切替回路１８から出力される直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を入力信号として第１信号処理回路７に出力する。第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９は、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【００７３】
校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力し、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値と理想的なデジタル値との差分値が設定誤差範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００７４】
ここで、第１信号処理回路７に対する差分値が設定誤差範囲内にない場合（ステップＳ４−ＹＥＳ）、校正制御器２２は、以下の手順により、校正処理時オフセット調整動作（ステップＳ５）と校正処理時ゲイン調整動作（ステップＳ６）とを実行する。
【００７５】
校正処理時オフセット調整動作（ステップＳ５）において、まず、校正制御器２２は、オフセット調整指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【００７６】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力されたオフセット調整指示信号に応じて、オフセット調整用校正信号１７ｂを出力する。オフセット調整用校正信号１７ｂの値は、プロセス信号４の理想的なアナログ値の入力範囲“０〜５［Ｖ］”のうちの中間値である中間アナログ値“２．５［Ｖ］”を表している。
【００７７】
校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、校正信号発生器２１から出力されるオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。
【００７８】
警報設定器１では、入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａは、校正切替回路１８から出力されるオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を入力信号として第１信号処理回路７に出力する。第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９は、オフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【００７９】
校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、オフセット調整用校正信号１７ｂの中間アナログ値“２．５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ０（図３Ａ参照）が、理想的なデジタル値ＲＥＦの出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”のうちの中間値である理想中間デジタル値ＡＤＣ１“２０４８［ｄｉｇｉｔ］”（図３Ｂ参照）になるように、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のオフセットドリフトを校正する。
【００８０】
具体的には、校正制御器２２は、オフセット調整信号４２ａをオフセット調整器２５に出力する。オフセット調整信号４２ａは、オフセット調整用校正信号１７ｂの中間アナログ値“２．５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ０を、理想的なデジタル値ＲＥＦの出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”の理想中間デジタル値ＡＤＣ１“２０４８［ｄｉｇｉｔ］”にシフトするための値を表している。オフセット調整器２５は、オフセット調整信号４２ａが表す値により、オフセット調整切替回路２７を介して、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のオフセットドリフトを校正する。
【００８１】
校正処理時ゲイン調整動作（ステップＳ６）において、まず、校正制御器２２は、ゲイン調整指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【００８２】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力されたゲイン調整指示信号に応じて、ゲイン調整用校正信号１７ｃを出力する。ゲイン調整用校正信号１７ｃの値は、プロセス信号４の理想的なアナログ値の入力範囲“０〜５［Ｖ］”のうちの最大値である最大アナログ値“５．０［Ｖ］”を表している。
【００８３】
校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、校正信号発生器２１から出力されるゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。
【００８４】
警報設定器１では、入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａは、校正切替回路１８から出力されるゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を入力信号として第１信号処理回路７に出力する。第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９は、ゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【００８５】
校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、ゲイン調整用校正信号１７ｃの最大アナログ値“５．０［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ１（図３Ｂ参照）が、理想的なデジタル値ＲＥＦの出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”のうちの上限値である理想上限デジタル値ＡＤＣ２“４０９６［ｄｉｇｉｔ］”（図３Ｃ参照）になるように、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のゲインドリフトを校正する。
【００８６】
具体的には、校正制御器２２は、ゲイン調整信号４１ａをゲイン調整器２４に出力する。ゲイン調整信号４１ａは、ゲイン調整用校正信号１７ｃの最大アナログ値“５．０［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ１を、理想的なデジタル値ＲＥＦの出力範囲“０〜４０９６［ｄｉｇｉｔ］”の理想上限デジタル値ＡＤＣ２“４０９６［ｄｉｇｉｔ］”に調整するための値を表している。ゲイン調整器２４は、ゲイン調整信号４１ａが表す値により、ゲイン調整切替回路２６を介して、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のゲインドリフトを校正する。
【００８７】
その後、校正制御器２２は、再度、校正処理時直線性確認動作（ステップＳ３）を実行する。
【００８８】
ステップＳ３において、校正制御器２２は直線性確認指示信号を出力し、校正信号発生器２１は直線性確認指示信号に応じて直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を出力する。校正切替回路１８は直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。
【００８９】
ステップＳ４において、校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力し、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ２（図３Ｄ参照）と理想的なデジタル値との差分値が設定誤差範囲内にあるか否かを判定する。
【００９０】
ここで、第１信号処理回路７に対する差分値が設定誤差範囲内にない場合（ステップＳ４−ＹＥＳ）、校正制御器２２は、再度、校正処理時オフセット調整動作および校正処理時ゲイン調整動作（ステップＳ５およびＳ６）を実行する。
【００９１】
ステップＳ５において、校正制御器２２はオフセット調整指示信号を出力し、校正信号発生器２１はオフセット調整指示信号に応じてオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を出力する。校正切替回路１８は第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じてオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、オフセット調整用校正信号１７ｂの中間アナログ値“２．５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ２（図３Ｄ参照）が、理想中間デジタル値“２０４８［ｄｉｇｉｔ］”になるように、オフセット調整信号４２ａを出力する。オフセット調整器２５は、オフセット調整信号４２ａが表す値により、オフセット調整切替回路２７を介して、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のオフセットドリフトを校正する。
【００９２】
ステップＳ６において、校正制御器２２はゲイン調整指示信号を出力し、校正信号発生器２１はゲイン調整指示信号に応じてゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を出力する。校正切替回路１８は第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じてゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａに出力する。校正制御器２２は、警報設定器１の第１信号処理回路７におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、ゲイン調整用校正信号１７ｃの最大アナログ値“５．０［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ２が、理想上限デジタル値ＡＤＣ２“４０９６［ｄｉｇｉｔ］”になるように、ゲイン調整信号４１ａを出力する。ゲイン調整信号４１ａは、ゲイン調整信号４１ａが表す値により、ゲイン調整切替回路２６を介して、第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９のゲインドリフトを校正する。
【００９３】
その後、校正制御器２２は、再度、校正処理時直線性確認動作（ステップＳ３）を実行する。その結果、第１信号処理回路７に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ４−ＮＯ）、校正制御器２２は、信号処理回路切替器２０にアクセスし、信号処理回路切替器２０の信号処理回路カウント値ｍが“１”であることを確認した後に、第２校正開始信号を信号処理回路切替器２０に出力する。信号処理回路切替器２０は、校正制御器２２から出力された第２校正開始信号に応じて、信号処理回路カウント値ｍを“２”とする（ステップＳ７−ＮＯ、Ｓ８）。
【００９４】
次に、信号処理回路カウント値ｍが“２”である場合、ステップＳ２において、２番目の信号処理回路として第２信号処理回路８が選択される。この場合、信号処理回路切替器２０は、回路切替信号１９として第２回路切替信号１９“Ｈ”を校正切替回路１８とゲイン調整装置３８とオフセット調整装置３９とに出力するとともに、警報設定器１の入力切替回路６および出力切替回路１３に出力する。
【００９５】
警報設定器１において、入力切替回路６は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、第１入力切替スイッチ６ａによりフィルタ５と第１信号処理回路７とを接続し、第２入力切替スイッチ６ｂにより校正器２と第２信号処理回路８とを接続する。また、出力切替回路１３は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、第１出力切替スイッチ１３ａにより第１信号処理回路７の設定値比較回路１０の出力側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続し、第２出力切替スイッチ１３ｂにより模擬信号電源１４の駆動側とＡＮＤ回路１６の入力側とを接続し、第３出力切替スイッチ１３ｃにより第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９の出力側と校正器２の校正制御器２２とを接続する。
【００９６】
校正器２において、校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、校正信号発生器２１の出力側と入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂとを接続する。ゲイン調整切替回路２６は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、ゲイン調整器２４の出力側と第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９とを接続する。オフセット調整切替回路２７は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、オフセット調整器２５の出力側と第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９とを接続する。
【００９７】
この場合、第１信号処理回路７による校正処理時監視動作が行われ、ステップＳ３〜Ｓ６において、第２信号処理回路８に対する校正処理時校正動作が行われる。
【００９８】
まず、校正処理時監視動作について説明する（図示省略）。
【００９９】
警報設定器１において、入力切替回路６の第１入力切替スイッチ６ａは、センサ３からフィルタ５を介して供給されるプロセス信号４を入力信号として第１信号処理回路７に出力する。第１信号処理回路７のＡＤ変換回路９は、プロセス信号４が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。
【０１００】
出力切替回路１３の第２出力切替スイッチ１３ｂは、模擬信号電源１４から出力される模擬信号の値“１”をＡＮＤ回路１６に出力する。
【０１０１】
出力切替回路１３の第１出力切替スイッチ１３ａは、第１信号処理回路７の設定値比較回路１０から出力される出力信号４０をＡＮＤ回路１６に出力する。ＡＮＤ回路１６は、出力切替回路１３から出力される第１信号処理回路７の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”を警報信号として出力する。
【０１０２】
次に、校正処理時校正動作（校正処理時直線性確認動作、校正処理時オフセット調整動作、校正処理時ゲイン調整動作）について図２および図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。
【０１０３】
校正処理時直線性確認動作（ステップＳ３）において、校正制御器２２は、信号処理回路切替器２０にアクセスし、信号処理回路切替器２０の信号処理回路カウント値ｍが“２”であることを確認した後に、直線性確認指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【０１０４】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力された直線性確認指示信号に応じて、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を出力する。
【０１０５】
校正切替回路１８は、校正信号発生器２１から出力される直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂに出力する。
【０１０６】
警報設定器１では、入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂは、校正切替回路１８から出力される直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”を入力信号として第２信号処理回路８に出力する。第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９は、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第２信号処理回路８の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【０１０７】
ステップＳ４において、校正制御器２２は、警報設定器１の第２信号処理回路８におけるＡＤ変換信号２３を入力し、直線性確認用校正信号１７ａの値“１［Ｖ］”、“２［Ｖ］”、“３［Ｖ］”、“４［Ｖ］”、“５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値と理想的なデジタル値との差分値が設定誤差範囲内にあるか否かを判定する。
【０１０８】
ここで、第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にない場合（ステップＳ４−ＹＥＳ）、校正制御器２２は、校正処理時オフセット調整動作（ステップＳ５）と校正処理時ゲイン調整動作（ステップＳ６）とを実行する。
【０１０９】
校正処理時オフセット調整動作（ステップＳ５）において、まず、校正制御器２２は、オフセット調整指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【０１１０】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力されたオフセット調整指示信号に応じて、オフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を出力する。
【０１１１】
校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、校正信号発生器２１から出力されるオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂに出力する。
【０１１２】
警報設定器１では、入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂは、校正切替回路１８から出力されるオフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”を入力信号として第２信号処理回路８に出力する。第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９は、オフセット調整用校正信号１７ｂの値“２．５［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第２信号処理回路８の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【０１１３】
校正制御器２２は、警報設定器１の第２信号処理回路８におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、オフセット調整用校正信号１７ｂの中間アナログ値“２．５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値が理想中間デジタル値ＡＤＣ１“２０４８［ｄｉｇｉｔ］”になるように、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９のオフセットドリフトを校正する。
【０１１４】
具体的には、校正制御器２２は、オフセット調整信号４２ｂをオフセット調整器２５に出力する。オフセット調整信号４２ｂは、オフセット調整用校正信号１７ｂの中間アナログ値“２．５［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値を理想中間デジタル値ＡＤＣ１“２０４８［ｄｉｇｉｔ］”にシフトするための値を表している。オフセット調整器２５は、オフセット調整信号４２ｂが表す値により、オフセット調整切替回路２７を介して、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９のオフセットドリフトを校正する。
【０１１５】
校正処理時ゲイン調整動作（ステップＳ６）において、まず、校正制御器２２は、ゲイン調整指示信号を校正信号発生器２１に出力する。
【０１１６】
校正信号発生器２１は、校正制御器２２から出力されたゲイン調整指示信号に応じて、ゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を出力する。
【０１１７】
校正切替回路１８は、信号処理回路切替器２０から出力された第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、校正信号発生器２１から出力されるゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を警報設定器１の入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂに出力する。
【０１１８】
警報設定器１では、入力切替回路６の第２入力切替スイッチ６ｂは、校正切替回路１８から出力されるゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”を入力信号として第２信号処理回路８に出力する。第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９は、ゲイン調整用校正信号１７ｃの値“５．０［Ｖ］”が表すアナログ値をデジタル値に変換し、第２信号処理回路８の設定値比較回路１０は、そのデジタル値と設定デジタル値とを比較し、その比較結果に基づいて出力信号４０を出力する。出力切替回路１３の第３出力切替スイッチ１３ｃは、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９に変換されたデジタル値をＡＤ変換信号２３として校正器２の校正制御器２２に出力する。
【０１１９】
校正制御器２２は、警報設定器１の第２信号処理回路８におけるＡＤ変換信号２３を入力する。校正制御器２２は、ゲイン調整用校正信号１７ｃの最大アナログ値“５．０［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値が理想上限デジタル値ＡＤＣ２“４０９６［ｄｉｇｉｔ］”になるように、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９のゲインドリフトを校正する。
【０１２０】
具体的には、校正制御器２２は、ゲイン調整信号４１ｂをゲイン調整器２４に出力する。ゲイン調整信号４１ｂは、ゲイン調整用校正信号１７ｃの最大アナログ値“５．０［Ｖ］”に対するＡＤ変換信号２３のデジタル値ＡＤＣ１を理想上限デジタル値ＡＤＣ２“４０９６［ｄｉｇｉｔ］”に調整するための値を表している。ゲイン調整器２４は、ゲイン調整信号４１ｂが表す値により、ゲイン調整切替回路２６を介して、第２信号処理回路８のＡＤ変換回路９のゲインドリフトを校正する。
【０１２１】
校正制御器２２は、再度、校正処理時直線性確認動作（ステップＳ３）を実行した結果、第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ４−ＮＯ）、校正制御器２２は、信号処理回路切替器２０にアクセスし、信号処理回路切替器２０の信号処理回路カウント値ｍが“２”であることを確認した後に、校正終了信号を信号処理回路切替器２０に出力する。信号処理回路切替器２０は、校正制御器２２から出力された校正終了信号に応じて、信号処理回路カウント値ｍを“０”とする（ステップＳ７−ＹＥＳ）。
【０１２２】
以上の説明により、第１の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、ＡＤ変換回路９と設定値比較回路１０とを有する信号処理回路を警報設定器１に設け、その信号処理回路を第１信号処理回路７および第２信号処理回路８として多重化し、校正処理において第１信号処理回路７と第２信号処理回路８とを切り替えることにより、プラントの運転中においても、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正するとともに、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との他方の信号処理回路がプロセス信号４を監視することができる。
【０１２３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態について、第１の実施形態からの変更点のみ説明する。
【０１２４】
図４は、第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【０１２５】
第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置は、１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までのｎ個の警報設定器１と、校正器２とを具備している。ｎ個の警報設定器１はそれぞれプラント機器のセンサ３に接続されている。校正器２はｎ個の警報設定器１に接続されている。ｎ個の警報設定器１および校正器２は制御盤３０に設置されていて、ｎ個のセンサ３は制御盤３０の外に設置されている。
【０１２６】
校正器２は、第１の実施形態における校正器２の構成に対して、警報設定器切替器２９をさらに備えている。
【０１２７】
警報設定器切替器２９は、ｊ番目（ｊは１≦ｊ≦（ｎ−１）を満たす整数）の警報設定器１と校正器２とを接続し、ｊ番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合、（ｊ＋１）番目の警報設定器１と校正器２とを接続する。警報設定器切替器２９は、ｎ番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合、ｎ個の警報設定器１の校正を終了する。
【０１２８】
このように、警報設定器切替器２９は、１番目からｎ番目までの警報設定器１のうちの１つの警報設定器１と校正器２とを接続する。この警報設定器切替器２９は警報設定器カウント値ｎをカウントするカウンタ（図示しない）を有している。初期時において、警報設定器カウント値ｎは“０”に設定される。
【０１２９】
図５は、第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。ここで、簡潔に説明するために、警報設定器１の個数は３であるものとする。
【０１３０】
警報設定器切替器２９は、校正開始信号入力スイッチ２８からの校正開始信号に応じて、警報設定器カウント値ｎを“１”にする（ステップＳ１１）。
【０１３１】
警報設定器カウント値ｎが“１”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、１番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１３２】
１番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、１番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“２”にする（ステップＳ１４）。
【０１３３】
警報設定器カウント値ｎが“２”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、２番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１３４】
２番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、２番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“３”にする（ステップＳ１４）。
【０１３５】
警報設定器カウント値ｎが“３”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、３番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１３６】
３番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、３番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“４”にする（ステップＳ１４）。
【０１３７】
警報設定器カウント値ｎが“４”である場合（ステップＳ１２−ＹＥＳ）、警報設定器切替器２９は、ｎ個の警報設定器１の校正を終了する。
【０１３８】
以上の説明により、第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、複数の警報設定器１に対して、校正処理において第１信号処理回路７と第２信号処理回路８とを切り替えることにより、プラントの運転中においても、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正するとともに、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との他方の信号処理回路がプロセス信号４を監視することができる。
【０１３９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態について、第２の実施形態からの変更点のみ説明する。
【０１４０】
図６は、第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【０１４１】
第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置は、第２の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成に対して、プロセス計算機３３をさらに具備している。
【０１４２】
校正器２は、第２の実施形態における校正器２の構成に対して、伝送装置３１をさらに備えている。伝送装置３１は、プラントネットワーク回線３２を介してプロセス計算機３３に接続されている。
【０１４３】
プロセス計算機３３は、コンピュータであり、記憶装置（図示しない）と、ＣＰＵ（図示しない）と、表示装置３５とを備えている。記憶装置にはコンピュータプログラムが格納されている。ＣＰＵは、コンピュータプログラムを記憶装置から読み出して実行し、その実行結果を表示装置３５に表示する。記憶装置は校正情報データベース３４を有している。
【０１４４】
校正器２の伝送装置３１は、警報設定器１の校正が終了した旨を表す校正情報を伝送する。プロセス計算機３３は、伝送装置３１からの校正情報を時系列に校正情報データベース３４に登録し、校正情報データベース３４に登録された校正情報を時系列に表示装置３５に表示する。
【０１４５】
図７は、第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置の動作として校正処理を示すフローチャートである。ここで、簡潔に説明するために、警報設定器１の個数は３であるものとする。
【０１４６】
警報設定器切替器２９は、校正開始信号入力スイッチ２８からの校正開始信号に応じて、警報設定器カウント値ｎを“１”にする（ステップＳ１１）。
【０１４７】
警報設定器カウント値ｎが“１”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、１番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１４８】
１番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、１番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、伝送装置３１は、１番目の警報設定器１の校正が終了した旨を表す第１校正情報を伝送し（ステップＳ２１）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“２”にする（ステップＳ１４）。
【０１４９】
ここで、第１校正情報は、１番目の警報設定器１を識別するための識別子を含んでいる。プロセス計算機３３は、伝送装置３１からの第１校正情報とその第１校正情報を受信したときの受信時刻とを校正情報データベース３４に登録する。このとき、プロセス計算機３３は、校正情報データベース３４に登録された第１校正情報とその受信時刻とを表示装置３５に表示する。
【０１５０】
警報設定器カウント値ｎが“２”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、２番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１５１】
２番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、２番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、伝送装置３１は、２番目の警報設定器１の校正が終了した旨を表す第２校正情報を伝送し（ステップＳ２１）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“３”にする（ステップＳ１４）。
【０１５２】
ここで、第２校正情報は、２番目の警報設定器１を識別するための識別子を含んでいる。プロセス計算機３３は、伝送装置３１からの第２校正情報とその第２校正情報を受信したときの受信時刻とを校正情報データベース３４に登録する。このとき、プロセス計算機３３は、校正情報データベース３４に登録された第１および第２校正情報とその受信時刻とを時系列で表示装置３５に表示する。
【０１５３】
警報設定器カウント値ｎが“３”である場合（ステップＳ１２−ＮＯ）、警報設定器切替器２９は、３番目の警報設定器１と校正器２とを接続する（ステップＳ１３）。
【０１５４】
３番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対して校正処理が行われる（ステップＳ１〜Ｓ８）。その結果、３番目の警報設定器１の第１信号処理回路７および第２信号処理回路８に対する差分値が設定誤差範囲内にある場合（ステップＳ７−ＹＥＳ）、伝送装置３１は、３番目の警報設定器１の校正が終了した旨を表す第３校正情報を伝送し（ステップＳ２１）、警報設定器切替器２９は、警報設定器カウント値ｎを“４”にする（ステップＳ１４）。
【０１５５】
ここで、第３校正情報は、３番目の警報設定器１を識別するための識別子を含んでいる。プロセス計算機３３は、伝送装置３１からの第３校正情報とその第３校正情報を受信したときの受信時刻とを校正情報データベース３４に登録する。このとき、プロセス計算機３３は、校正情報データベース３４に登録された第１〜第３校正情報とその受信時刻とを時系列で表示装置３５に表示する。
【０１５６】
警報設定器カウント値ｎが“４”である場合（ステップＳ１２−ＹＥＳ）、警報設定器切替器２９は、ｎ個の警報設定器１の校正を終了する。
【０１５７】
以上の手順により、第３の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、校正した警報設定器１の識別子をプラントネットワーク回線３２を用いて出力することにより、たとえば、プラントのプロセス計算機３３の校正情報データベース３４に格納しておき、中央操作室の表示装置３５で作業者あるいは運転員が警報設定器１の校正情報と校正作業を実施した時間を過去にさかのぼって確認することができる。
【０１５８】
［第４の実施形態］
第４の実施形態について、第１〜第３の実施形態からの変更点のみ説明する。
【０１５９】
図８は、第４の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【０１６０】
警報設定器１の出力切替装置３６は、第１〜第３の実施形態におけるＡＮＤ回路１６に代えて、セレクタ回路４３を備えている。
【０１６１】
セレクタ回路４３は、２入力のセレクタ回路である。
【０１６２】
信号処理回路切替器２０が第１回路切替信号１９“Ｌ”を出力している場合、セレクタ回路４３は、その第１回路切替信号１９“Ｌ”に応じて、出力切替回路１３から出力される第１信号処理回路７の出力信号４０を入力する。第１信号処理回路７の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”が警報信号としてセレクタ回路４３から出力される。
【０１６３】
信号処理回路切替器２０が第２回路切替信号１９“Ｈ”を出力している場合、セレクタ回路４３は、その第２回路切替信号１９“Ｈ”に応じて、出力切替回路１３から出力される第２信号処理回路８の出力信号４０を入力する。第２信号処理回路８の出力信号４０の値が“０”である場合に、その出力信号４０の値“０”が警報信号としてセレクタ回路４３から出力される。
【０１６４】
このように、セレクタ回路４３は、回路切替信号１９に応じて、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との出力を切り替える。
【０１６５】
このため、第４の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、前述の通常処理を実行しないで、前述の校正処理のみを実行する。すなわち、校正処理において、校正処理時校正動作および校正処理時監視動作は同時に行い、校正処理時校正動作では、校正器２が第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の一方の信号処理回路のＡＤ変換回路９を校正し、校正処理時監視動作では、第１信号処理回路７および第２信号処理回路８の他方の信号処理回路がプロセス信号４を監視する。
【０１６６】
以上の説明により、第４の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、プラントの運転中において、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との一方の信号処理回路が故障した場合、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８とを切り替えることにより、第１信号処理回路７と第２信号処理回路８との他方の信号処理回路によりプロセス信号４のアナログ値の監視を継続することができる。
【０１６７】
［第５の実施形態］
第５の実施形態について、第２〜第４の実施形態からの変更点のみ説明する。
【０１６８】
図９は、第５の実施形態に係るプロセス信号監視装置の構成を示すブロック図である。
【０１６９】
第５の実施形態に係るプロセス信号監視装置において、ｎ個の警報設定器１は制御盤３０に設置されていて、ｎ個のセンサ３は制御盤３０の外に設置されている。校正器２は、ｎ個の警報設定器１とは異なる場所に保管されていて、警報設定器１を校正するときに制御盤３０上のｎ個の警報設定器１に接続される。
【０１７０】
以上の説明により、第５の実施形態に係るプロセス信号監視装置では、校正器２を制御盤３０とは独立した可搬型にすることで、任意の場所より校正作業を行うことができる。たとえば、異なる場所に警報設定器１が設置されているような環境においても校正器２を移動して校正作業を実施できるために、校正器２を複数用意する必要がない。
【０１７１】
［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】
【０１７２】
１  …  警報設定器
２  …  校正器
３  …  センサ
４  …  プロセス信号
５  …  フィルタ
６  …  入力切替回路
６ａ  …  第１入力切替スイッチ
６ｂ  …  第２入力切替スイッチ
７  …  第１信号処理回路
８  …  第２信号処理回路
９  …  ＡＤ変換回路
１０  …  設定値比較回路
１０ａ  …  メモリ
１３  …  出力切替回路
１３ａ  …  第１出力切替スイッチ
１３ｂ  …  第２出力切替スイッチ
１３ｃ  …  第３出力切替スイッチ
１４  …  模擬信号電源
１５  …  アース
１６  …  ＡＮＤ回路
１７ａ…  直線性確認用校正信号
１７ｂ  …  オフセット調整用校正信号
１７ｃ  …  ゲイン調整用校正信号
１８  …  校正切替回路
１９  …  回路切替信号
２０  …  信号処理回路切替器
２１  …  校正信号発生器
２２  …  校正制御器
２２ａ  …  メモリ
２３  …  ＡＤ変換信号
２４  …  ゲイン調整器
２５  …  オフセット調整器
２６  …  ゲイン調整切替回路
２７  …  オフセット調整切替回路
２８  …  校正開始信号入力スイッチ
２９  …  警報設定器切替器
３０  …  制御盤
３１  …  伝送装置
３２  …  プラントネットワーク回線
３３  …  プロセス計算機
３４  …  校正情報データベース
３５  …  表示装置
３６  …  出力切替装置
３７  …  校正信号出力装置
３８  …  ゲイン調整装置
３９  …  オフセット調整装置
４０  …  出力信号
４１ａ  …  ゲイン調整信号
４１ｂ  …  ゲイン調整信号
４２ａ  …  オフセット調整信号
４２ｂ  …  オフセット調整信号
４３  …  セレクタ回路
【図１】
2013236254.tif 000003
【図２】
2013236254.tif 000004
【図３Ａ】
2013236254.tif 000005
【図３Ｂ】
2013236254.tif 000006
【図３Ｃ】
2013236254.tif 000007
【図３Ｄ】
2013236254.tif 000008
【図４】
2013236254.tif 000009
【図５】
2013236254.tif 000010
【図６】
2013236254.tif 000011
【図７】
2013236254.tif 000012
【図８】
2013236254.tif 000013
【図９】
2013236254.tif 000014
【図１０】
2013236254.tif 000015