特許 6800072 劣化診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6800072

(24)【登録日】2020年11月26日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】劣化診断方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/00 20060101AFI20201207BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20201207BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/00 320Z

   G01R31/28 Z

   G05B23/02 302S

   H05B3/00 310C

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-70252(P2017-70252)

(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2018-174046(P2018-174046A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2019年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】平山 博文

(72)【発明者】

【氏名】本橋 勇人

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１７８１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４３５３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／００

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

劣化診断対象の加熱装置を構成するヒータの正常時の特性を示す基準線を用意する第１工程と、
前記ヒータの劣化診断のための許容範囲を設定する第２工程と、
前記ヒータを制御するための制御値を取得する第３工程と、
前記第３工程で取得された制御値に従って前記ヒータに供給される電流を測定して測定値を取得する第４工程と、
前記測定値が前記許容範囲を超えると前記加熱装置が劣化したものと判定する第５工程と
を備え、
前記第１工程では、正常時の前記ヒータにおける制御値と対応する電流との関係を示すヒータ特性を近似線化して前記基準線を作成し、
前記第２工程では、前記基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から前記許容範囲を設定し、
前記第１工程では、前記ヒータ特性における制御値の最小値および制御値の最大値に設定点を設定し、設定した設定点を接続する直線による近似線を作成し、
前記近似線と前記ヒータ特性を示す曲線との間の前記ヒータ特性の方が小さい領域と前記ヒータ特性の方が大きい領域との各々において最大偏差を求め、
求めた２つの最大偏差が所定の許容偏差より小さい場合、前記近似線を前記基準線とし、
いずれかの最大偏差が前記許容偏差より大きい場合、
前記ヒータ特性の前記２つの最大偏差となる箇所に新たに設定点を設定し、新たに設定した設定点と既に設定してある設定点とにおいて隣り合う設定点どうしを直線で接続した新たな近似線を作成する近似線作成工程と、新たな近似線と前記ヒータ特性を示す曲線との間の前記ヒータ特性の方が小さい領域と前記ヒータ特性の方が大きい領域との各々において新たな最大偏差を求める最大偏差探索工程とを、求めた新たな最大偏差が前記許容偏差より小さくなるまで繰り返すことで、前記近似線を前記基準線とする
ことを特徴とする劣化診断方法。

【請求項2】

請求項１記載の劣化診断方法において、
前記第２工程では、前記制御値が大きい値ほど前記許容範囲を広く設定することを特徴とする劣化診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒータを備える加熱装置の劣化を診断する劣化診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工業プロセスにおいては、材料を加熱するプロセスが多数存在する。このような加熱のプロセスにおいては、一般に、電熱器（ヒータ）が用いられている。また、電熱器の動作制御においては、温度調節計が用いられている。温度調節計は、熱電対や測温抵抗体などの温度センサを用い、ヒータが加熱している処理対象（監視対象）の温度を計測している。計測した温度は、温度調節計において数値表示される。

【0003】

また、温度調節計では、検出した温度（ＰＶ値）と設定温度（ＳＰ値）とに従って、制御出力（ＭＶ値）を求める。求められた制御出力は、電力調整器などによるヒータ操作器に出力される。ヒータ操作器では、商用電源からの１００Ｖの駆動電流を上記制御出力に応じて制御してヒータに出力する。このようにして制御されるヒータの加熱により、処理対象の温度を制御する。また、温度調節計は、異常検出機能を備え、監視対象となる処理対象の異常温度、温度センサの異常などを検出し、検出した異常事象をイベント情報として外部出力し、警報（アラーム）表示する。例えば、温度を数値表示する表示器で、警報表示を行う。

【0004】

また、温度調節計においては、ヒータの断線などのヒータ自体の異常を検出している（特許文献１，２参照）。例えば、ヒータに印加している電流・電圧を測定して実効値電力を求め、電流と電圧の関係からさらに抵抗値を求め、求めた抵抗値の変化、変化の度合いの違いからヒータの劣化を判断する（特許文献１参照）。また、制御出力と電流値の実測測定点をテーブル化したデータを用い、ヒータ劣化を判断する（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第２６８３８５１号公報

【特許文献2】特許第３９８８９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した技術では、まず、ヒータに流れる電流とヒータに印加される電圧の測定が必要となる。また、上述した技術では、抵抗値など異常診断のためのパラメータの算出が煩雑である。また、上述した技術では、抵抗値の時間変化を調べるために、経過時間などの測定に時間を要するという問題があった。このように、上述した技術では、異常の判断に至るまでに煩雑な計算と測定が必要であった。

【0007】

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より簡便により迅速にヒータの異常が判断できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る劣化診断方法は、劣化診断対象の加熱装置を構成するヒータの正常時の特性を示す基準線を用意する第１工程と、ヒータの劣化診断のための許容範囲を設定する第２工程と、ヒータを制御するための制御値を取得する第３工程と、第３工程で取得された制御値に従ってヒータに供給される電流を測定して測定値を取得する第４工程と、測定値が許容範囲を超えると加熱装置が劣化したものと判定する第５工程とを備え、第１工程では、正常時のヒータにおける制御値と対応する電流との関係を示すヒータ特性を近似線化して基準線を作成し、第２工程では、基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から許容範囲を設定する。

【0009】

上記劣化診断方法において、第１工程では、ヒータ特性における制御値の最小値および制御値の最大値に設定点を設定し、設定した設定点を接続する直線による近似線を作成し、近似線とヒータ特性を示す曲線との間のヒータ特性の方が小さい領域とヒータ特性の方が大きい領域との各々において最大偏差を求め、求めた２つの最大偏差が所定の許容偏差より小さい場合、近似線を基準線とし、いずれかの最大偏差が許容偏差より大きい場合、ヒータ特性の２つの最大偏差となる箇所に新たに設定点を設定し、新たに設定した設定点と既に設定してある設定点とにおいて隣り合う設定点どうしを直線で接続した新たな近似線を作成する近似線作成工程と、新たな近似線とヒータ特性を示す曲線との間のヒータ特性の方が小さい領域とヒータ特性の方が大きい領域との各々において新たな最大偏差を求める最大偏差探索工程とを、求めた新たな最大偏差が許容偏差より小さくなるまで繰り返すことで、近似線を基準線とする。

【0010】

上記劣化診断方法において、第１工程では、正常時のヒータにおいて、制御値の最小・最大の範囲内で複数の制御値を設定して設定した各制御値においてヒータ電流値を実測し、実測の結果得られた各制御値と各ヒータ電流値とによる複数の設定点を用い、隣り合う設定点を直線で接続した折れ線を作成し、作成した折れ線をヒータ特性を折れ線近似した基準線とする。

【0011】

上記劣化診断方法において、第２工程では、制御値が大きい値ほど許容範囲を広く設定するとよい。

【0012】

本発明に係る劣化診断装置は、劣化診断対象の加熱装置を構成するヒータの劣化診断のための許容範囲を記憶する基準記憶部と、ヒータを制御するための制御値を取得するように構成された制御値取得部と、制御値取得部で取得された制御値に従ってヒータに供給される電流を測定して測定値を取得するように構成された電流測定部と、電流測定部で取得された測定値が許容範囲を超えると加熱装置が劣化したものと判定するように構成された劣化判定部とを備え、許容範囲は、ヒータの正常時の特性を示す基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から設定されたものであり、基準線は、正常時のヒータにおける制御値と対応する電流との関係を示すヒータ特性を近似線化したものである。

【0013】

上記劣化診断装置において、許容範囲は、制御値が大きい値ほど広く設定されているとよい。

【0014】

上記劣化診断装置において、基準線、許容範囲、および制御値取得部で取得された制御値と電流測定部で取得された測定値とによる測定点が、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に配置されたグラフが表示されるように構成された表示部を備えるようにしてもよい。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したことにより、本発明によれば、より簡便により迅速にヒータの異常が判断できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の実施の形態における劣化診断装置の構成を示す構成図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態における劣化診断方法を説明するフローチャートである。

【図3】図３は、基準線の用意について説明するためのフローチャートである。

【図4】図４は、ヒータ特性を制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上の曲線で示した状態を示す説明図である。

【図5】図５は、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に示したヒータ特性に対する基準線および許容幅を示す説明図である。

【図6】図６は、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に示したヒータ特性に対する２つの設定点による基準線および許容幅を示す説明図である。

【図7】図７は、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に示したヒータ特性に対する２つの設定点による基準線および許容幅を示す説明図である。

【図8】図８は、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に示したヒータ特性に対する４つの設定点による基準線および許容幅を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における劣化診断装置１００の構成を示す構成図である。この劣化診断装置１００は、基準記憶部１０１、制御値取得部１０２、電流測定部１０３、劣化判定部１０４を備える。劣化診断装置１００は、ヒータ１１１および操作部１１２からなる加熱装置の劣化を診断する。

【0018】

基準記憶部１０１は、ヒータ１１１および操作部１１２の劣化診断のための許容範囲（正常範囲）を記憶する。許容範囲は、劣化診断対象の加熱装置を構成するヒータ１１１の正常時の特性を示す基準線を元に設定されている。この基準線も、基準記憶部１０１に記憶されている。

【0019】

制御値取得部１０２は、制御部１１３が出力するヒータ１１１（加熱装置）を制御するための制御値を取得する。上記制御値は、温度測定部１１４で測定された測定値と設定されている設定値とから、制御部１１３によって算出され、操作部１１２へ出力される。制御部１１３は、例えば温度調節計である。操作部１１２は、例えばよく知られた電力調整器から構成されている。操作部１１２が、上記制御値により商用の電源から得られる１００Ｖの駆動電流を制御し、ヒータ１１１による加熱動作を制御する。この制御により、ヒータ１１１を流れる電流値が決定される。制御値取得部１０２は、制御部１１３から出力する上述した制御値を取得する機能部である（特許文献１参照）。

【0020】

電流測定部１０３は、ヒータ１１１に供給される電流を測定する。例えば、電流測定部１０３は、測定値として実効電流値を取得する。電流測定部１０３は、例えば、よく知られたカレントトランスから構成されている。実施の形態において、電流測定部１０３は、温度調節計である制御部１１３における警報出力に用いられる。この場合、電流測定部１０３は、ヒータ１１１への駆動電流値を検出して制御部１１３へ出力し、制御部１１３は予め設定された警報レベルとその検出値を比較し、検出値が警報レベルを超えたとき、加熱温度の異常を示す警報信号を出力するようになっている。なお、測定値は、平均電流値でもよい。

【0021】

劣化判定部１０４は、電流測定部１０３で取得された測定値が許容範囲を超えると、ヒータ１１１または操作部１１２（加熱装置）が劣化したものと判定する。例えば、劣化判定部１０４は、測定値を取得した時に制御値取得部１０２で取得された制御値における下側許容値と上側許容値の範囲を、測定値が越えていたことによりヒータ１１１または操作部１１２の劣化を判断する。許容範囲を超えた場合、ヒータ１１１の劣化に限らず、操作部１１２における劣化や故障も判定できる。ヒータ１１１に異常がない場合であっても操作部１１２の不調によっても、ヒータ１１１に供給される電流が異常となる場合もある。

【0022】

また、基準線、許容範囲、および制御値取得部１０２で取得された制御値と電流測定部１０３で取得された測定値とによる測定点が、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上に配置されたグラフが、表示部１０５に表示される。

【0023】

ここで、基準線は、制御部１１３が出力する制御値と、この制御値に対応する正常時のヒータ１１１における電流との関係を示すヒータ特性を近似線化したものである。基準線は、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標上で、１つ以上の線分（１次式）から構成されるものである。

【0024】

例えば、正常時のヒータ１１１のヒータ特性を測定し、測定したヒータ特性から折れ線近似により基準線を求めればよい。得られたヒータ特性の曲線上に所定の条件で所定数の設定点（折れ点）を設け、設けた設定点を直線（線分）で接続することで基準線とすればよい。また、所定数の測定点で、正常時のヒータ１１１における制御値に対する電流を測定（実測）して電流値（ヒータ電流値）を取得し、所定数の制御値と電流値とによる設定点を設定し、隣り合う設定点を直線で接続することで基準線とすればよい。

【0025】

また、許容範囲は、基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から設定（構成）されたものである。基準線における制御値に対する電流値の上側許容値による上側許容値線と、基準線における制御値に対する電流値の下側許容値による下側許容値線との間の範囲が、ヒータ１１１または操作部１１２を正常と見なすことができる許容範囲となる。

【0026】

次に、本発明の実施の形態における劣化診断装置１００の動作例（劣化診断方法）について、図２のフローチャートを用いて説明する。

【0027】

まず、ステップＳ２０１で、正常時のヒータ１１１における制御値と対応する電流との関係（ヒータ特性）を折れ線近似して基準線を作成（用意）して基準記憶部１０１に記憶する［第１工程］。次に、ステップＳ２０２で、ヒータ劣化診断のための許容範囲を設定して基準記憶部１０１に記憶する［第２工程］。許容範囲は、基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から設定する。許容範囲は、判定対象となるヒータや操作部（加熱装置）に合わせて適宜に設定すればよい。ここで、制御値が大きい値ほど許容範囲を広く設定するとよい。一般に制御値が小さいほど電流値の取りうる範囲は小さくなる。したがって、制御値が小さい範囲では、異常と判定する幅も狭くし、制御値が大きい範囲では異常と判定する幅を広くするとよい。

【0028】

次に、ステップＳ２０３で、劣化判定部１０４が、判定の開始を判断する。例えば、判定を実施する指示の入力を受け付けることで判断する。また、例えば、判定周期時間が設定され、判定周期時間の経過により、判定の開始としてもよい。

【0029】

判定の開始を判断すると（ステップＳ２０３のｙｅｓ）、ステップＳ２０４で、制御値取得部１０２が、ヒータ１１１を制御するための制御値を制御部１１３から取得する［第３工程］。次に、ステップＳ２０５で、電流測定部１０３が、制御値取得部１０２で取得された制御値に従ってヒータ１１１に供給される電流を測定して測定値を取得する［第４工程］。

【0030】

次に、ステップＳ２０６で、劣化判定部１０４が、電流測定部１０３で取得された測定値が許容範囲を超えたかどうかを判断する。測定値が許容範囲を超えている場合、劣化判定部１０４は、ヒータ１１１が劣化したものと判定する。

【0031】

ここで、ヒータ１１１の特性上、ヒータ１１１の動作開始時には、制御に対する遅れが発生する。従って、このような応答遅れが発生している状態においては、測定値が許容範囲を超える場合もある。また、瞬時的なノイズなどにより測定値が許容範囲を超える場合もある。従って、第３工程と第４工程とを複数回繰り返し、測定値が許容範囲を越えている状態が、所定の遅延時間（例えば３０ｍｓ）内で解消された場合、許容範囲を超えていないものと判定するとよい。

【0032】

劣化判定部１０４は、ヒータ１１１が劣化したものと判定すると（ステップＳ２０６のｙｅｓ）、ステップＳ２０７で、この状態を通知する。例えば、表示部１０５に、警報を表示することで、ユーザに対してヒータ１１１の劣化判定を通知する。

【0033】

次に、ステップＳ２０１における基準線の用意（作成）について、図３のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２１１で、正常時のヒータ１１１に与えられた異なる制御値に対するヒータ１１１に供給された電流を測定することで、ヒータ特性を取得する。このヒータ特性として、例えば、図４に示すように、制御値および測定値を軸とする２次元の平面上に示される曲線４０１が取得される。

【0034】

次に、ステップＳ２１２で、得られたヒータ特性の曲線上で、一定の間隔で設定点を設定する。両端の設定点以外の設定点は、近似する折れ線における折れ点となる。例えば、図５に示すように、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標における曲線４０１の上に、黒丸で示す９個の設定点を設定する。なお、少なくとも、制御値の最小値と、制御値の最大値には、各々設定点を設定する。次に、隣り合う２つの設定点を直線で互いに接続することで、基準線を作成する。例えば、図５に示すように、９個の設定点を順に接続して基準線５０１を作成する。基準線５０１は、８個の線分から構成されたものとなる。

【0035】

以上のように作成した基準線５０１に対し、上側許容値線５０２、下側許容値線５０３を設定し、上側許容値線５０２、下側許容値線５０３で挾まれた領域を許容範囲とする。上側許容値線５０２、下側許容値線５０３も、複数の直線（線分）から構成されたものとなる。

【0036】

なお、劣化診断装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）と主記憶装置と外部記憶装置とネットワーク接続装置となどを備えたコンピュータ機器である。コンピュータ機器である劣化診断装置１００は、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させるようにしてもよい。

【0037】

ところで、基準線を作成するための設定点は、次に示すように設定してもよい。まず、図６に示すように、制御値および測定値を軸とする２次元平面の座標において、ヒータ特性を示す曲線４０１における制御値の最小値および最大値に対応して設定点を配置し、これらを接続する近似線６０１を設定する。また、近似線６０１に対し、所定の上側許容値線６０２および下側許容値線６０３を設定する。上側許容値線６０２と下側許容値線６０３とに挾まれた領域が、許容範囲の候補となる。

【0038】

上述したように２つの設定点により近似線６０１を決定し、許容範囲の候補を設定した状態で、曲線４０１が許容範囲の候補内に収まり、近似線６０１と曲線４０１との最大偏差が、予め設定されている許容偏差より小さいことを判断する。曲線４０１が許容範囲内に収まり、最大偏差が許容偏差より小さい場合、近似線６０１を基準線とする。図６に示した例では、曲線４０１が許容範囲を超える領域が発生している。従って、この場合、図７に示すように、近似線６０１に対し、測定値の負の方向に曲線４０１と偏差が最大値となる箇所６１１、測定値の制の方向に曲線４０１と偏差が最大値となる箇所６１２を求める［最大偏差探索工程］。

【0039】

次に、求めた箇所６１１における曲線４０１上、および箇所６１２における曲線４０１上に新たな設定点を追加する。次に、図８に示すように、追加したことにより４つとなった制御点を接続する新たな近似線６０１ａを設定する［近似線作成工程］。また、新たな近似線６０１ａに対し、所定の上側許容値線６０２ａおよび下側許容値線６０３ａを設定する。

【0040】

このようにして得られた上側許容値線６０２ａおよび下側許容値線６０３ａによる許容範囲に曲線４０１が収まり、近似線６０１ａと曲線４０１との最大偏差が許容偏差より小さくなっていることを確認する。図８に示した状態では、曲線４０１が許容範囲に収まり、近似線６０１ａと曲線４０１との最大偏差が許容偏差より小さいので、近似線６０１ａを基準線とする。

【0041】

上述した基準線の作成方法によれば、最大偏差を適宜に設定することで、実用的な劣化判定が可能な許容範囲を、設定点をむだに増やすことなく設定することができる。なお、許容偏差の設定条件により、許容範囲との比較をすることなく、許容偏差との最大偏差との比較だけで近似曲線を決定することができる。

【0042】

また、次に示すように基準線を作成してもよい。まず、正常時のヒータにおいて、制御値の最小・最大の範囲内で、複数の制御値を設定し、設定した各制御値においてヒータ電流値を測定する。例えば、制御値を０〜１００％の範囲で１０％幅で変化させ、各制御値においてヒータ電流値を測定する。この測定の結果得られた各制御値と各ヒータ電流値とによる複数の設定点を用い、隣り合う設定点を直線で接続した折れ線を、ヒータ特性を折れ線近似した基準線とする。

【0043】

以上に説明したように、本発明は、まず、正常時のヒータにおける制御値と対応する電流との関係を示すヒータ特性を折れ線近似して基準線を作成する。次に、基準線における制御値に対する電流値の上側許容値および下側許容値から許容範囲を設定する。このように作成した、許容範囲を用い、測定値が許容範囲を超えるとヒータが劣化したものと判定するようにした。この結果、本発明によれば、大きな記憶部を必要とするなど装置規模を大きくすることなくより簡便により迅速にヒータの異常が判断できるようになる。

【0044】

上記発明によれば、折れ線近似した基準線を用いて許容範囲を設定するので、許容範囲として保持するデータ量を非常に少なくすることができる。基準線は、直線（１次式）の組み合わせで構成されるため、許容範囲も直線（１次式）の組み合わせで構成されることになり、データ量が非常に少ない。また、折れ線近似した基準線を元にした許容範囲を用いるので、許容範囲は制御値が取り得る範囲で連続した判定基準となる。このため、本発明によれば、テーブル参照などの場合と異なり、劣化判定時に補間などをする必要が無い。また、ヒータに流れる電流値を測定すればよいので、電圧を測定する必要が無く、また抵抗値をわざわざ求める必要が無い。

【0045】

また、異常の判定は、周期的に取得するヒータ電流値の瞬時値を用いればよく、判定のために、時間的な変化の傾向を求める必要が無く、判定が迅速に実施できる。

【0046】

ところで、次に示すように判定をしてもよい。例えば、許容範囲の設定を広げることで、大きな異常となったときだけ異常と判定するようにしてもよい。また、許容範囲の設定（基準線からの差）を複数段階に分けて判断してもよい。例えば、１段階目は劣化の可能性があると判断する。２段階目は、劣化が進んだ可能性があると判断する。３段階目は、劣化が確実である判断する。これ以上は、故障や断線と判断する。

【0047】

また、どのような制御値に対してもヒータ電流測定値が常時ほぼ０であった場合、ヒータの断線（もしくは電力調整機の故障、その他加熱に関わる装置の完全な故障）として判定してもよい。

【0048】

また、判定に遅延時間を設定する場合、瞬時値の異常が一定の回数以上連続して発生したら、はじめて劣化が確実であると判定してもよい。または、測定値が０に近ければ断線と判定してもよい。これにより、許容範囲を狭くしても正確な判断が可能となる。また、正常範囲から外れる幅によって、異常の進行度を判断することができる。

【0049】

また、時間比例出力やオンオフ制御の場合、制御部の出力はオンまたはオフのいずれかになる。この場合、オン時の電流値だけを測定すれば、この測定値が、許容範囲から低下し、また高くなった場合に、ヒータの劣化や装置の異常、短絡の可能性を判定してもよい。

【0050】

また、ＰＩＤ制御による制御値は０〜１００％の連続値であるが、時間比例出力の場合はオンとオフの時間的な割合で操作量（制御値）を表すため、オン時の電流のみが測定される。従って、この場合、中間的な電流値が発生すれば、正常値からの差の程度によって劣化や故障と判断することができる。また、オンオフ制御の場合も、出力としてはオンとオフしかないため、時間比例出力のときと同様に扱うことができる。なお、オンオフ制御では、過渡状態が発生するため、この過渡状態を誤って異常と判断しないように、オン・オフの切り替わりから一定時間は判定を行わないようにすればよい。

【0051】

一方、オンとオフの時間が短い場合に、異常値となっていた場合でも測定がなされず、また、測定されていても、判定に遅延を設定している場合、遅延時間が経過する前にオンオフが切り替わり、結果的に判定することができない状態となる。

【0052】

これに対し、例えば、オン状態での異常が連続していた場合は、オンオフが切り替わっても、遅延を判定するために測定される経過時間を初期化せずに積算する。正常値が現れたときだけ、測定された経過時間をリセットすればよい。

【0053】

また、ヒータ電流値を測定して判定するが、計装上は供給電力の低下や、電力調整機（操作部）の不調により、測定値が許容範囲を超える場合もある。従って、異常と判断されてからヒータを正常品に交換しても、異常の判定が解消しない場合、ヒータ以外の部位に問題があることがわかる。このように、本発明は、いわゆるループ診断として利用することが可能である。

【0054】

また、基準値生成部を設け、基準線を自動生成するようにしてもよい。基準値生成部は、まず、設定されている制御値幅で制御値を変化させて制御部より出力させる。例えば、制御値幅は、１０％とすればよい。また、基準値生成部は、各制御値出力に対応してヒータ電流値を取得し、各制御値と各ヒータ電流値とによる複数の設定点を設定する。次に、基準値生成部は、隣り合う設定点を直線で接続した折れ線を、ヒータ特性を折れ線近似した基準線とする。基準値生成部は、例えば、装置に設けられた指示ボタンの押下などによるユーザによる指示入力を受け付けて、上述した動作を開始して基準線を生成する。このようにして生成した基準線を元に許容範囲を設定すればよい。

【0055】

ヒータ電流値の特性として、制御値０％付近の特性において、直線性が極めて低い場合がある。この対策として、制御値を０％から１００％の間で測定点を設定する際に１％刻みで変化させてデータを取得し、電流値が０％から立ち上がった部分のみ制御値２％刻みの設定点データとし、１０％以上の部分は制御値１５％刻みでの設定点データとしてもよい。また測定は１％刻みで取得し、設定点データとして設定する際に、できるだけ演算誤差が少なくなるよう手動で設定点の数を設定してもよい。

【0056】

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

【符号の説明】

【0057】

１０１…基準記憶部、１０２…制御値取得部、１０３…電流測定部、１０４…劣化判定部、１０５…表示部、１１１…ヒータ、１１２…操作部、１１３…制御部、１１４…温度測定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】