故障检测系统以及故障检测方法
【专利摘要】一种故障检测系统以及故障检测方法，其强化对装置控制层次的控制状态本身直接进行处理的FD/FP功能。故障检测系统具有：基于设定值SP和控制量PV计算操作量MV的操作量计算部；存储稳定判定幅度的稳定判定幅度存储部；测量执行控制动作的状态的经过时间的经过时间测量部；测量设定值SP和控制量PV的差位于稳定判定幅度以内的稳定时间的稳定时间测量部；根据经过时间和稳定时间计算设定值稳定时间率的稳定时间率计算部；存储设定值稳定时间率的稳定时间率存储部；在接收到重置信号时，或者在设定值稳定时间率的登记后，将经过时间和稳定时间重置为零的重置部；以及在设定值稳定时间率低于阈值时输出警报的警报输出部。
【专利说明】故障检测系统以及故障检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够对与控制的稳定相关的故障进行检测和预测的故障检测系统以及故障检测方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造装置中，EES (设备工程系统(Equipment Engineering System))正向实用阶段过渡。EES是用数据来对半导体制造装置是否正常地发挥功能进行检查，使装置的可靠性、生产效率提高的系统。EES的主要目的是以装置本身为对象的故障检测(FD:Fault Detect1n)、故障预测(FP:Fault Predict1n)(参照非专利文献 I)。
[0003]FD/FP中有装置控制层次、模块层次、子系统层次、I/O设备层次这样的层次化的掌握方法。装置控制层次的FD/FP是基于由主机或操作人员所指示的处理条件，对装置的功能是否在装置规格的允许范围内动作进行监视/检测的FD/FP。模块层次的FD/FP是对由设备或者子系统构成的模块是否能按指示值执行处理进行监视/检测的FD/FP。子系统层次的FD/FP是对由如执行反馈控制那样的多台设备构成的复合系统是否基于若干参数设定稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。I/O设备层次的FD/FP是对构成装置的传感器、执行器是否按设计值稳定地动作进行监视/检测的FD/FP。这样，I/O设备层次的主体是传感器及执行器。
[0004]关于执行器的FD/FP，对于用(0，1)位串的数据(执行器数据)就可以完成的顺序控制性的动作，尤其可以说已处于实用阶段。
[0005]另一方面，关于传感器的FD/FP，温度、压力、流量等过程量则成为对象数据。关于这些数据，不能说以msec.层次保存全部数据是合理的。因此，提出有对于装置进行管理的每个处理单位、或者每一定期间对传感器的数据进行代表值化，并对代表值化了的值进行检查的EES对应的基板处理装置(参见专利文献I)等。所谓代表值是指最大值、最小值、平均值等。如果利用这些代表值能够实现FD/FP的话，则与对所有的数据进行监视的情形相比，可以大幅度地减少通信量、必要存储量等，因此是高效的。
[0006]作为利用了代表值的FD/FP，已知的有因劣化而引起的加热器线材断线的FP、因过电流而引起的加热器线材断线的FD等。在加热器劣化的情况下，加热器的电阻值(非过程量)的平均值将慢慢地上升，因此如果将加热器的电阻值的平均值作为代表值进行检查的话，就能够预测因劣化而引起的加热器线材断线。又，在因过电流而引起加热器线材断线的情况下，加热器的电阻值的最大值突发性地上升，因此如果将加热器的电阻值的最大值作为代表值进行检查的话，就能够检测出因过电流而引起的加热器线材断线。
[0007]在此，对于相当于子系统的控制回路(执行PID控制等的控制器层次)，提出有像专利文献2那样的故障检测方法。专利文献2中揭示的技术具有控制单元，该控制单元在供水泵的控制目标变化了的情况下，在根据目标变化量的绝对值推定的控制的稳定时间与实际观测到的稳定时间的差超过了预先设定的阈值时，输出产生了控制异常的信号。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献I日本特开2010-219460号公报
[0011]专利文献2日本特开2008-052508号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献I “关于装置层次的装置功能的性能确认的说明书(装置 > ?^ ^ O装置機能O性能確認(二関+ 3解説書)”，社团法人电子信息技术产业协会，2005年3月23
曰
【发明内容】
[0014]发明要解决的课题
[0015]如上所述，如果是非过程量的话，就能够进行FD/FP的实用化。然而，关于过程量，存在很少能仅用简单的代表值实现非过程量的情况下的FD/FP，无法充分实现FD/FP功能这一问题点。因为EES的装置内分散配置是为提高EES的整体效率的有效的安装方法，所以要求以装置控制层次进一步强化对最重要的控制状态本身直接进行处理的FD/FP功能。
[0016]根据专利文献2所揭示的技术，虽然根据目标变化量的绝对值推定控制的稳定时间，但是由于运转中的正常的外部干扰等的影响，难以进行稳定时间的预测。这种技术仅能在像控制供水泵的情况那样的、根据目标变化量的绝对值推定控制的稳定时间的情况下，即能够预先充分地把握控制对象的特性的情况下进行利用。在利用简易的通用的控制器时，希望即使在不能预先把握控制对象的特性的情况下，也能够实现用于检测与控制的稳定相关的不适当的状态的功能。
[0017]本发明正是为了解决上述问题而做出的，目的在于提供一种能够强化对装置控制层次上的控制状态(与稳定相关的适当/不适当状态)本身进行直接处理的FD/FP功能的故障检测系统以及故障检测方法。换言之，本发明提供以装置控制层次可以内置也可以外装的简易型的FD/FP相关功能。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]本发明的故障检测系统的特征在于，具有:操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ;稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；以及重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。
[0020]又，本发明的故障检测系统的一个构成例的特征在于，还具有:稳定判定幅度候选存储单元，所述稳定判定幅度候选存储单元预先存储相互不同的多个稳定判定幅度候选；以及稳定判定幅度调整单元，所述稳定判定幅度调整单元在所述稳定判定幅度未确定时，选择出赋予所述稳定时间率计算单元对每个所述稳定判定幅度候选计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择出的稳定判定幅度候选确定为所述稳定判定幅度并登记在所述稳定判定幅度存储单元中，所述稳定时间测量单元在所述稳定判定幅度未确定时，对每个所述稳定判定幅度候选测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度候选以内的稳定时间，所述稳定时间率计算单元在所述稳定判定幅度未确定时，对于每个所述稳定判定幅度候选，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度候选的稳定时间计算出所述设定值稳定时间率。
[0021]又，本发明的故障检测系统的一个构成例的特征在于，还具有警报输出单元，所述警报输出单元在存储于所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率低于预先规定的阈值时，输出警报。
[0022]又，本发明的故障检测系统的特征在于，具有:操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ;稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储；经过时间测量单元,所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，对于每个所述稳定判定幅度，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度的稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零；以及复合判定单元，在相对于与所述多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率，与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率的比率低于预先规定的基准阈值时，所述复合判定单元输出示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报。
[0023]又，本发明的故障检测系统的一个构成例的特征在于，还具有:稳定时间率取得单元，所述稳定时间率取得单元以预先规定的间隔取得保持在所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率；重置信号发送单元，所述重置信号发送单元在所述设定值稳定时间率的取得后将所述重置信号发送至所述重置单元；稳定时间率历史存储单元，所述稳定时间率历史存储单元对由所述稳定时间率取得单元取得的设定值稳定时间率进行存储；以及判定单元，所述判定单元在最新的设定值稳定时间率相对于存储在该稳定时间率历史存储单元中的过去的任意的设定值稳定时间率的下降量超过了预先规定的阈值时，输出警报。
[0024]又，本发明的故障检测方法的特征在于，包括:操作量计算步骤，基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ;经过时间测量步骤，对执行所述操作量计算步骤的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量步骤，参照对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储的稳定判定幅度存储单元，测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算步骤，在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率并向稳定时间率存储单元登记；以及重置步骤，在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。
[0025]又，本发明的故障检测方法的特征在于，包括:操作量计算步骤，基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ;经过时间测量步骤，对执行所述操作量计算步骤的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量步骤，参照对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储的稳定判定幅度存储单元，对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算步骤，在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，对于每个所述稳定判定幅度，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度的稳定时间计算出设定值稳定时间率并向稳定时间率存储单元登记；重置步骤，在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零；以及复合判定步骤，在相对于与所述多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率,与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率的比率低于预先规定的基准阈值时，输出示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，通过设置稳定判定幅度存储单元、经过时间测量单元、稳定时间测量单元、稳定时间率计算单元以及稳定时间率存储单元，能够强化对装置控制层次上的控制状态本身直接进行处理的FD/FP功能，对与控制的稳定相关的故障进行检测和预测。
[0028]又，在本发明中，通过设置稳定判定幅度候选存储单元和稳定判定幅度调整单元，就不需要预先存储庞大的时间序列数据，推断出成为适度的设定值稳定时间率的稳定判定幅度那样的烦杂的步骤。
[0029]又，在本发明中，通过设置警报输出单元，能够以控制器层次实现与设定值稳定时间率相关的简易的警报功能。
[0030]又，在本发明中，通过设置稳定判定幅度存储单元、经过时间测量单元、稳定时间测量单元、稳定时间率计算单元、稳定时间率存储单元和复合判定单元，能够以控制器层次实现连伴随着设定值变更的过渡状态的产生也考虑到的、与设定值稳定时间率相关的简易的警报功能，与伴随着设定值变更的过渡状态的关联性的诊断也成为可能。
[0031]又，在本发明中，通过设置稳定时间率取得单元、稳定时间率历史存储单元和判定单元，能够实现更高级的控制状态检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是示出本发明的第一实施形态所涉及的故障检测系统的结构的框图。
[0033]图2是示出本发明的第一实施形态中稳定判定幅度未决定的情况下的故障检测系统的动作的流程图。
[0034]图3是示出本发明的第一实施形态中稳定判定幅度未决定的情况下的故障检测系统的动作例的图。
[0035]图4是示出本发明的第一实施形态中稳定判定幅度决定的情况下的故障检测系统的动作的流程图。
[0036]图5是示出本发明的第一实施形态中稳定判定幅度决定的情况下的故障检测系统的动作例的图。
[0037]图6是示出本发明的第二实施形态所涉及的故障检测系统的结构的框图。
[0038]图7是示出本发明的第二实施形态所涉及的故障检测系统的动作的流程图。
[0039]图8是示出本发明的第二实施形态所涉及的故障检测系统的动作例的图。
[0040]图9是示出本发明的第三实施形态所涉及的故障检测系统的结构的框图。
[0041]图10是示出本发明的第三实施形态涉及的加热装置的结构的框图。
[0042]图11是示出本发明的第三实施形态所涉及的故障检测系统的动作的流程图。
[0043]图12是示出本发明的第三实施形态的设定值稳定时间率的记录例的图。
【具体实施方式】
[0044][发明原理I]
[0045]一般的装置的运转中的正常的外部干扰是指，例如是电子基板的回流焊炉的话，存在特定的工件以一定的速度被投入输送机，该工件以一定的速度通过炉内时的降温外部干扰等。因此，发明人着眼于，如果在一定的较长期间(上述的回流焊炉的例子的话，为将I批次的工件全部处理的时间)内，检测出控制量PV进入设定值附近的稳定判定幅度的时间的比例(设定值稳定时间率)的话，则能够大致确保再现性的状态为正常的状态。
[0046]并且发明人想到，与每隔一定期间的管理功能(例如重置功能)并用，检测出设定值稳定时间率的话，则能够作为如下的检测功能来利用:该检测功能是对PID参数的变更的失误、测量控制量PV的传感器的不适当状态等控制状态本身进行直接处理的功能。由于作为信息量不会变得庞大，因此不限于设定值稳定时间率，也能安装在简易型的控制器层次。控制器作为信息检测功能形成FD/FP功能的一部分。并且，用上位层次的PC等对该设定值稳定时间率进行加工、进行警报发报和信息分析结果的提示的结构是现实的。但是，如果是简易性的警报功能的话，就也能安装于控制器。
[0047][发明原理2]
[0048]优选对于应管理的稳定判定幅度进行自动调整或者变更提案的结构。即，在初始的正常的控制状态下，如果将稳定判定幅度设得过大，则即使控制状态劣化，设定值稳定时间率也不会劣化。相反地，在初始的正常的控制状态下，如果将稳定判定幅度设得过小，则通常仅处于控制状态劣化了的状态下。
[0049]具体来说，在初始状态下，设定多个稳定判定幅度，对各个稳定判定幅度计算出设定值稳定时间率，从多个稳定判定幅度中选择出赋予适度的设定值稳定时间率的稳定判定幅度。这样一来，无需进行预先存储庞大的时间序列数据，推断出成为适度的设定值稳定时间率的稳定判定幅度这样的步骤。
[0050][发明原理3]
[0051]经常利用多个稳定判定幅度的多个设定值稳定时间率也是有效的。例如，与伴随着设定值变更的过渡状态的关联性的诊断也成为可能。具体来说，也能够进行以下判断:如果在稳定判定幅度为土l°c的情况下设定值稳定时间率较低，在稳定判定幅度为±2°C的情况下设定值稳定时间率较高的话，则频繁进行±2°C以上的设定值变更，稳定判定幅度为±1°C的情况下的设定值稳定时间率由于伴随着该频繁的设定值变更的过渡状态而被损害的可能性就较低。相反地，也能够进行以下判断:如果在稳定判定幅度为±1°C的情况下设定值稳定时间率较低，在稳定判定幅度为±2°C的情况下设定值稳定时间率也较低的话，则频繁进行±2°C以上的设定值变更，稳定判定幅度为土1°C的情况下的设定值稳定时间率由于伴随着该频繁的设定值变更的过渡状态而被损害的可能性就较高。
[0052][第一实施形态]
[0053]以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。图1是示出本发明的第一实施形态所涉及的故障检测系统的结构的框图。本实施形态是对应于上述发明原理1、发明原理2的例子。在此，对以简易型的控制器(温度调节计)实现故障检测系统的例子进行说明。本实施形态的故障检测系统由以往设置于温度调节计的作为一般性结构的温度调节计控制功能部1、和作为本实施形态的特征结构的FD/FP功能部2构成。
[0054]温度调节计控制功能部I具有:从温度调节计外部输入设定值SP的设定值输入部10、从未图示的计测仪器输入控制量PV的控制量输入部11、基于设定值SP和控制量PV计算操作量MV的操作量计算部12、以及将操作量MV输出至温度调节计外部的操作量输出部13。
[0055]FD/FP功能部2具有；稳定判定幅度候选存储部20，其对相互不同的多个稳定判定幅度候选进行预先存储；稳定判定幅度存储部21，其对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储；经过时间测量部22，其对执行操作量计算部12的控制动作的状态的经过时间进行测量；稳定时间测量部23，其在稳定判定幅度未确定时，对于每个稳定判定幅度候补，测量稳定幅度测量设定值SP和控制量PV的差位于稳定判定幅度候选以内的稳定时间，在稳定判定幅度确定时，测量设定值SP和控制量PV的差位于稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算部24，其在稳定判定幅度未确定时，对于每个稳定判定幅度候选，根据经过时间和与稳定判定幅度候选对应的稳定时间计算出设定值稳定时间率，在稳定判定幅度确定时，根据经过时间和稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定判定幅度调整部25，其在稳定判定幅度未确定时，选择出赋予稳定时间率计算部24对每个稳定判定幅度候选计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择的稳定判定幅度候选确定为稳定判定幅度，并登记在稳定判定幅度存储部21中；稳定时间率存储部26，其对设定值稳定时间率进行存储；重置部27，其在从外部接收到重置信号时，或者在向稳定时间率存储部26的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的经过时间和稳定时间重置为零；以及警报输出部28，其在存储于稳定时间率存储部26中的设定值稳定时间率低于预先规定的阈值时，将警报输出至温度调节计外部。
[0056]下面，参照图2?图5对本实施形态的故障检测系统的动作进行说明。图2、图4是示出故障检测系统的动作的流程图，图3、图5是示出故障检测系统的动作例的图。图3、图5的横轴是时间，纵轴是控制量PV(温度)。在此，令设定值SP为温度设定值，令控制量PV为温度测量值，对收集例如加热装置的温度控制中的数据的情况进行说明。
[0057]首先，使用图2、图3，对作为FD/FP功能而利用的稳定判定幅度未确定的情况下的动作进行说明。
[0058]在初始状态，通过从外部接收到重置信号，FD/FP功能部2的重置部27将经过时间测量部22所测量的经过时间TX和稳定时间测量部23所测量的稳定时间TS1、TS2、TS3重置为0(图2的步骤S100)。
[0059]温度调节计的控制动作一旦启动，温度调节计控制功能部I的操作量计算部12就根据周知的控制运算算法，计算出操作量MV，以使得从设定值输入部10输入的设定值SP和从控制量输入部11输入的控制量PV—致(图2的步骤S101)。作为控制运算算法，例如有PID。
[0060]操作量输出部13将由操作量计算部12计算出的操作量MV输出给控制对象(图2的步骤S102)。在控制对象例如是热处理炉的情况下，将电力供给至热处理炉的加热器的功率调整器就成为操作量MV的实际的输出对象。
[0061]经过时间测量部22在温度调节计的控制动作启动时，按下式那样对执行控制动作的状态的经过时间TX进行更新(图2的步骤S103)。
[0062]TX — TX+dT...(I)
[0063]dT是控制周期。这样，能够对控制动作开始后的经过时间TX进行测量。
[0064]从设定值输入部10输入的设定值SP和从控制量输入部11输入的控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度候选存储部20中的稳定判定幅度候选a 1(例如α1 = ΓΟ以内的话(图2的步骤S104中:是)，稳定时间测量部23按下式那样更新与稳定判定幅度候选a I对应的稳定时间TSl (图2的步骤S105)。
[0065]IFI SP-PVI ( a I THEN TSl — TSl+dT...(2)
[0066]设定值SP和控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度候选存储部20中的稳定判定幅度候选a 2(例如a 2 = 2°C )以内的话(图2的步骤S106中:是)，稳定时间测量部23按下式那样更新与稳定判定幅度候选a 2对应的稳定时间TS2 (图2的步骤S107)。
[0067]IFI SP-PVI 彡 a 2 THEN TS2 — TS2+dT...(3)
[0068]又，设定值SP和控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度候选存储部20中的稳定判定幅度候选a 3 (例如a 3 = 3°C )以内的话(图2的步骤S108中:是)，稳定时间测量部23按下式那样更新与稳定判定幅度候选a 3对应的稳定时间TS3 (图2的步骤S109)。
[0069]IFI SP-PVI 彡 a 3 THEN TS3 — TS3+dT...(4)
[0070]这样，如图3所示，稳定时间TS1、TS2、TS3被测量。另外，如果设定值SP和控制量PV的差的绝对值超过了稳定判定幅度候选a 1，则稳定时间TSl的更新暂时停止，但如图3所明确示出的那样，如果设定值SP和控制量PV的差的绝对值变为稳定判定幅度候选a I以下的话，则稳定时间TSl的更新重新进行。对于稳定时间TS2、TS3也是同样。
[0071]稳定时间率计算部24在经过时间TX达到预先规定的基准经过时间TR时(图2的步骤SllO中:是)，对各个稳定时间TS1、TS2、TS3分别计算出设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3(图2的步骤S111)。
[0072]RSl (% ) = (TS1/TX) XlO0...(5)
[0073]RS2(% ) = (TS2/TX) XlO0...(6)
[0074]RS3(% ) = (TS3/TX) XlO0...(7)
[0075]如图3所示，如果稳定判定幅度候选为a I < a 2 < a 3的话，则变为TSl ( TS2 ( TS3 的关系、和 RSl ( RS2 ( RS3 的关系。
[0076]稳定判定幅度调整部25选择出赋予稳定时间率计算部24所计算出的设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3中的最适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择了的稳定判定幅度候选确定为稳定判定幅度Ct并登记在稳定判定幅度存储部21中(图2的步骤S112)。最适当的设定值稳定时间率是指，例如最接近预先规定的指标时间率RX (例如50% )的设定值稳定时间率。
[0077]每个控制周期dT地重复执行以上那样的步骤SlOl?S112的处理，直到例如根据来自操作者的指令使FD/FP功能部2的动作结束，或者直到稳定判定幅度α确定为止(图2的步骤SI 13中:是)。
[0078]利用图2的处理，例如预先存储庞大的时间序列数据，推断出成为适度的设定值稳定时间率的稳定判定幅度那样夸张的步骤(对温度调节计安装困难)就变得不需要了。
[0079]其次,使用图4、图5,对作为FD/FP功能而利用的稳定判定幅度α确定的情况下的动作进行说明。
[0080]在初始状态，通过从外部接收到重置信号，重置部27将经过时间测量部22所测量的经过时间TX和稳定时间测量部23所测量的稳定时间TS重置为O (图4的步骤S200)。
[0081]图4的步骤S201、S202、S203分别与图2的步骤S101、S102、S103相同，因此省略其说明。
[0082]稳定判定幅度α (例如a = 2°C )已经确定的情况下，若在从设定值输入部10输入的设定值SP和从控制量输入部11输入的控制量PV的差的绝对值位于登记在稳定判定幅度存储部21中的稳定判定幅度α以内的话(图4的步骤S204中:是)，稳定时间测量部23按下式那样更新与稳定判定幅度α对应的稳定时间TS (图4的步骤S205)。
[0083]IFI SP-PVI ( a THEN TS — TS+dT...(8)
[0084]这样，如图5所示，稳定时间TS被测量。另外，如果设定值SP和控制量PV的差的绝对值超过稳定判定幅度α的话，则稳定时间TS的更新暂时停止，但如图5所明确示出的那样，如果设定值SP和控制量PV的差的绝对值变为稳定判定幅度α以下，则稳定时间TS的更新重新进行。
[0085]稳定时间率计算部24在经过时间TX达到预先规定的基准经过时间TR时(图4的步骤S206中:是)，按下式那样计算出设定值稳定时间率RS (图4的步骤S207)。
[0086]RS(% ) = (TS/TX) XlO0...(9)
[0087]稳定时间率计算部24将计算出的设定值稳定时间率RS登记在稳定时间率存储部26中(图4的步骤S208)。
[0088]警报输出部28在登记于稳定时间率存储部26中的最新的设定值稳定时间率RS低于预先规定的阈值TH时(图4的步骤S209中:是)，将警报输出至温度调节计外部(图4的步骤S210)。作为警报的输出形态，例如有向上位层次的PC等输出警报信号等。作为阈值TH的简易的规定方法，有将在上次的基准经过时间段中计算出的设定值稳定时间率RS作为阈值TH、或将该设定值稳定时间率RS的80%的值作为阈值TH之类的基于实绩的规定方法。
[0089]在设定值稳定时间率RS的登记后，稳定时间率存储部26对重置部27输出重置信号，使经过时间TX和稳定时间TS重置为O (图4的步骤S211)。
[0090]每个控制周期dT地重复执行以上那样的步骤S201?S211的处理，直到例如根据来自操作者的指令使FD/FP功能部2的动作结束(图4的步骤S212中:是)。利用图4的处理，能够以控制器层次(温度调节计)持续与设定值稳定时间率相关的简易的警报功能。
[0091][第二实施形态]
[0092]接下来，关于本发明的第二实施形态进行说明。图6是示出本发明的第二实施形态所涉及的故障检测系统的结构的框图，对与图1相同的结构赋予相同的符号。本实施形态是对应于上述发明原理1、发明原理3的例子。在本实施形态中，也对以简易型的控制器(温度调节计)实现故障检测系统的例子进行说明。本实施形态的故障检测系统由温度调节计控制功能部I和FD/FP功能部2a构成。
[0093]温度调节计控制功能部I的结构如在第一实施形态中所说明的那样。FD/FP功能部2a具有:稳定判定幅度存储部21a,其对用于故障检测的、相互不同的多个稳定判定幅度进行存储；经过时间测量部22 ;稳定时间测量部23a，其对每个稳定判定幅度测量设定值SP和控制量PV的差位于稳定判定幅度以内的稳定时间；稳定时间率计算部24a，其对于每个稳定判定幅度，根据经过时间和对应于稳定判定幅度的稳定时间计算出设定值稳定时间率；稳定时间率存储部26a，其存储对每个稳定判定幅度计算出的设定值稳定时间率；重置部27 ;以及复合判定部29，在相对于与多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率，与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率的比率低于预先规定的基准阈值时，复合判定部29将示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报输出至温度调节计外部。
[0094]下面，参照图7、图8对本实施形态的故障检测系统的动作进行说明。图7是示出故障检测系统的动作的流程图，图8是示出故障检测系统的动作例的图。图8的横轴是时间，纵轴是控制量PV (温度)。
[0095]在初始状态，通过从外部接收到重置信号，重置部27将经过时间测量部22所测量的经过时间TX和稳定时间测量部23a所测量的稳定时间TS1、TS2、TS3重置为0(图7的步骤 S300)。
[0096]图7的步骤S301、S302、S303分别与图2的步骤S101、S102、S103相同，因此省略其说明。
[0097]从设定值输入部10输入的设定值SP和从控制量输入部11输入的控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度存储部21a中的稳定判定幅度β I (例如β I =1°C)以内的话(图7的步骤S304中:是)，稳定时间测量部23a按下式那样更新与稳定判定幅度β I对应的稳定时间TSl (图7的步骤S305)。
[0098]IFI SP-PVI ( β I THEN TSl — TSl+dT...(10)
[0099]设定值SP和控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度存储部21a中的稳定判定幅度β 2(例如β 2 = 2°C )以内的话(图7的步骤S306中:是)，稳定时间测量部23a按下式那样更新与稳定判定幅度β 2对应的稳定时间TS2(图7的步骤S307)。
[0100]IFI SP-PV 彡 β2 THEN TS2 一 TS2+dT...(11)
[0101]设定值SP和控制量PV的差的绝对值位于预先登记在稳定判定幅度存储部21a中的稳定判定幅度β 3(例如β 3 = 3°C )以内的话(图7的步骤S308中:是)，稳定时间测量部23a按下式那样更新与稳定判定幅度β 3对应的稳定时间TS3(图7的步骤S309)。
[0102]IFI SP-PVI 彡 β3 THEN TS3 一 TS3+dT...(12)
[0103]这样，如图8所示，稳定时间TS1、TS2、TS3被测量。接下来，稳定时间率计算部24a在经过时间TX达到了预先规定的基准经过时间TR时(图7的步骤S310中:是)，按式(5)?式(7)那样对各个稳定时间TS1、TS2、TS3分别计算出设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3 (图7的步骤S311)。如图8所示，如果稳定判定幅度为β I < β 2 < β 3的话，则变为TSl ( TS2 ( TS3 的关系、和 RSl ( RS2 ( RS3 的关系。
[0104]稳定时间率计算部24a将计算出的设定值稳定时间率RSl、RS2、RS3登记在稳定时间率存储部26中(图7的步骤S312)。
[0105]复合判定部29按下式那样计算出较小稳定判定幅度β I所对应的设定值稳定时间率RSl相对于较大稳定判定幅度β 2所对应的设定值稳定时间率RS2的比率RRl (图7的步骤S313)，在该比率RRl低于预先规定的基准阈值TRl时(图7的步骤S314中:是)，将示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报输出至温度调节计外部(图7的步骤S315)。
[0106]RRl (% ) = (RS1/RS2) X 100...(13)
[0107]复合判定部29按下式那样计算出较小稳定判定幅度β 2所对应的设定值稳定时间率RS2相对于较大稳定判定幅度β 3所对应的设定值稳定时间率RS3的比率RR2(图7的步骤S316)，在该比率RR2低于预先规定的基准阈值TR2时(图7的步骤S317中:是)，将示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报输出至温度调节计外部(图7的步骤S318)。
[0108]RR2(% ) = (RS2/RS3) X 100...(14)
[0109]作为警报的输出形态，例如有向上位层次的PC等输出警报信号等。在设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3的登记后，稳定时间率存储部26a对重置部27输出重置信号，使经过时间TX和稳定时间TS1、TS2、TS3重置为0(图7的步骤S319)。
[0110]每个控制周期dT地重复执行以上那样的步骤S301?S319的处理，直到例如根据来自操作者的指令使FD/FP功能部2a的动作结束(图7的步骤S320中:是)。
[0111]利用图7的处理，能够以控制器层次(温度调节计)持续连过渡状态的产生也考虑到的、与设定值稳定时间率相关的简易的警报功能。另外，该情况下的过渡状态是指，伴随着例如变更幅度为±2°C或±3°C以上的设定值SP的变更的过渡状态等。
[0112][第三实施形态]
[0113]接下来，对本发明的第三实施形态进行说明。本实施形态示出在加热装置的温度控制系统中应用了第一实施形态的故障检测系统的情况下的例子。图9是示出本实施形态的故障检测系统的结构的框图，对与图1相同的结构赋予相同的符号。本实施形态的故障检测系统由温度调节计控制功能部1、FD/FP功能部2以及FD/FP功能部3构成。
[0114]温度调节计控制功能部I和FD/FP功能部2的结构以及动作如在第一实施形态中所说明的那样。另外，在本实施形态中，由于使用稳定判定幅度α确定后的设定值稳定时间率RS，因此在图9的例子中，在FD/FP功能部2的结构中仅记载图4的处理所需要的结构，省略关于图2的处理所需要的结构的记载。
[0115]FD/FP功能部3具有:稳定时间率取得部30，其以预先规定的间隔取得保持在FD/FP功能部2的稳定时间率存储部26中的设定值稳定时间率RS ;重置信号发送部31，其在设定值稳定时间率RS的取得后将重置信号发送至重置部27 ;稳定时间率历史存储部32，其对稳定时间率取得部30所取得的设定值稳定时间率RS进行存储；以及判定部33，其在最新的设定值稳定时间率相对于存储于稳定时间率历史存储部32的过去的任意的设定值稳定时间率的下降量超过预先规定的阈值Tx时，输出示出向控制的稳定性被损害的状态推移的危险性的警报。
[0116]图10是示出成为本实施形态的应用对象的加热装置的结构的框图。加热装置由以下部分构成:对作为处理对象的被加热物进行加热的加热室100 ;电热器101 ;对加热室100内的温度进行测量的温度传感器102 ;对加热室100内的温度进行控制的温度调节计103 ;功率调整器104 ;供电电路105 ;以及对加热装置整体进行控制的PLC(可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)) 106。
[0117]温度调节计103计算出使温度传感器102测量到的温度PV与温度设定值SP —致的操作量MV。功率调整器104决定与操作量MV相对应的功率，通过供电电路105将该决定了的功率供给至电热器101。这样，温度调节计103就对加热室100内的被加热物的温度进行控制。
[0118]图9的温度调节计控制功能部I和FD/FP功能部2被安装在温度调节计103中，FD/FP功能部3被安装在由比温度调节计103更上位层次的PC等构成的PLC106中。
[0119]下面，参照图11对本实施形态的故障检测系统的FD/FP功能部3的动作进行说明。
[0120]稳定时间率取得部30取得保持在FD/FP功能部2的稳定时间率存储部26中的设定值稳定时间率RS (图11的步骤S400)。
[0121]取得设定值稳定时间率RS后，稳定时间率取得部30对重置信号发送部31发出发送重置信号的指令。根据该指令，重置信号发送部31将重置信号发送给FD/FP功能部2的重置部27(图11的步骤S401)。重置部27的动作如在第一实施形态中所说明的那样。
[0122]稳定时间率历史存储部32对由稳定时间率取得部30所取得的设定值稳定时间率RS进行存储(图11的步骤S402)。
[0123]判定部33在比较稳定时间率取得部30所取得的最新的设定值稳定时间率RS和存储于稳定时间率历史存储部32中的过去的任意的设定值稳定时间率RS时，在最新的设定值稳定时间率RS比过去的设定值稳定时间率RS低，且最新的设定值稳定时间率RS相对于过去的设定值稳定时间率RS的下降量超过了预先规定的阈值Tx的情况下(图11的步骤S403)，输出示出向控制的稳定性被损害的状态推移的危险性的警报X(图11的步骤S404)。作为警报X的输出形态，例如有LED的发亮、消息的显示以及声音输出等。
[0124]每一定周期地重复执行以上那样的步骤S400?S404的处理，直到例如根据来自操作者的指令使FD/FP功能部3的动作结束(图11的步骤S405中:是)。该FD/FP功能部3的动作周期被设定为比温度调节计控制功能部I以及FD/FP功能部2的控制周期dT长的值。
[0125][控制状态检测例]
[0126]在此，对将本实施形态的故障检测系统应用到了图10所示的加热装置的温度控制系统中的情况进行说明。在利用了加热装置的生产过程中，根据对象产品的不同有各种各样的温度变更，稳定工序也是各种各样的，但是稳定模式是有限的，设为在一周之中以平均的频率执行大致标准的稳定模式。因此，将FD/FP功能部3的动作周期设为一周。阈值设为Tx = 20%。如图12所示那样将每一周的设定值稳定时间率RS记录在稳定时间率历史存储部32中。
[0127]如图12所明确示出的那样，由于在第28周示出了设定值稳定时间率RS相对于第3周的设定值稳定时间率RS超过阈值Tx = 20%的下降部分(84% -63% = 21 % )，因此输出警报X。
[0128]如上所述，根据本实施形态，能够与第一实施形态相比进行更高级的控制状态检测。根据本实施形态，生产过程管理者能够识别向控制的稳定性被损害的状态推移的危险性，并采取一些处理。
[0129]另外，在本实施形态中，将FD/FP功能部3应用到第一实施形态中，但是当然也可以将FD/FP功能部3应用到第二实施形态中。在将FD/FP功能部3应用到第二实施形态中的情况下，稳定时间率取得部30从稳定时间率存储部26a取得设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3，在设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3的取得后，重置信号发送部31发送重置信号，稳定时间率历史存储部32对设定值稳定时间率RS1、RS2、RS3进行存储即可。并且，判定部33在最新的设定值稳定时间率RSl相对于过去的任意的设定值稳定时间率RSl的下降量超过了预先规定的阈值Txl的情况下输出警报,在最新的设定值稳定时间率RS2相对于过去的任意的设定值稳定时间率RS2的下降量超过了预先规定的阈值Tx2的情况下输出警报，在最新的设定值稳定时间率RS3相对于过去的任意的设定值稳定时间率RS3的下降量超过了预先规定的阈值Τχ3的情况下输出警报即可。
[0130]另外，在【背景技术】中以EES的装置内分散配置为课题进行了提出，但是第一?第三实施形态不限于EES，在建筑物的空调控制、化学工艺设备等中运用的装置控制层次也在对象范围内。
[0131]第一?第三实施形态中说明的故障检测系统可以通过具备CPU(中央处理单元(Central Processing Unit))、存储装置及界面的计算机和对这些硬件资源进行控制的程序来实现。CPU根据存储装置存储的程序执行以第一?第三实施方式说明的处理。另外，如上述说明的那样，在故障检测系统分散配置于多个装置中的情况下，各装置的CPU根据存放于各自装置的存储装置的程序来执行处理即可。
[0132]产业上的可利用性
[0133]本发明能够适用于对与控制的稳定相关的故障进行检测和预测的技术。
[0134]符号说明
[0135]1:温度调节计控制功能部，2、2a、3:FD/FP功能部，10:设定值输入部，11:控制量输入部，12:操作量计算部，13:操作量输出部，20:稳定判定幅度候选存储部，21、21a:稳定判定幅度存储部，22:经过时间测量部，23、23a:稳定时间测量部，24、24a:稳定时间率计算部，25:稳定判定幅度调整部，26、26a:稳定时间率存储部，27:重置部，28:警报输出部，29:复合判定部，30:稳定时间率取得部，31:重置信号发送部，32:稳定时间率历史存储部，33:判定部。
【权利要求】
1.一种故障检测系统，其特征在于，具有: 操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ； 稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储； 经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量； 稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间； 稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率； 稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；以及 重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。
2.如权利要求1所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有: 稳定判定幅度候选存储单元，所述稳定判定幅度候选存储单元预先存储相互不同的多个稳定判定幅度候选；以及 稳定判定幅度调整单元，所述稳定判定幅度调整单元在所述稳定判定幅度未确定时，选择出赋予所述稳定时间率计算单元对每个所述稳定判定幅度候选计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择出的稳定判定幅度候选确定为所述稳定判定幅度并登记在所述稳定判定幅度存储单元中， 所述稳定时间测量单元在所述稳定判定幅度未确定时，对每个所述稳定判定幅度候选测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度候选以内的稳定时间，所述稳定时间率计算单元在所述稳定判定幅度未确定时，对于每个所述稳定判定幅度候选，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度候选的稳定时间计算出所述设定值稳定时间率。
3.如权利要求1或2所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有: 警报输出单元，所述警报输出单元在存储于所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率低于预先规定的阈值时，输出警报。
4.一种故障检测系统，其特征在于，具有: 操作量计算单元，所述操作量计算单元基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ； 稳定判定幅度存储单元，所述稳定判定幅度存储单元对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储； 经过时间测量单元，所述经过时间测量单元对执行所述操作量计算单元的控制动作的状态的经过时间进行测量； 稳定时间测量单元，所述稳定时间测量单元对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间； 稳定时间率计算单元，所述稳定时间率计算单元在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，对于每个所述稳定判定幅度，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度的稳定时间计算出设定值稳定时间率； 稳定时间率存储单元，所述稳定时间率存储单元对所述设定值稳定时间率进行存储；重置单元，所述重置单元在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零；以及 复合判定单元，在相对于与所述多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率，与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率的比率低于预先规定的基准阈值时，所述复合判定单元输出示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报。
5.如权利要求1至4中的任意一项所记载的故障检测系统，其特征在于，还具有: 稳定时间率取得单元，所述稳定时间率取得单元以预先规定的间隔取得保持在所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率； 重置信号发送单元，所述重置信号发送单元在所述设定值稳定时间率的取得后将所述重置信号发送至所述重置单元； 稳定时间率历史存储单元，所述稳定时间率历史存储单元对由所述稳定时间率取得单元取得的设定值稳定时间率进行存储；以及 判定单元，所述判定单元在最新的设定值稳定时间率相对于存储在该稳定时间率历史存储单元中的过去的任意的设定值稳定时间率的下降量超过了预先规定的阈值时，输出警报。
6.一种故障检测方法，其特征在于，包括: 操作量计算步骤，基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ； 经过时间测量步骤，对执行所述操作量计算步骤的控制动作的状态的经过时间进行测量; 稳定时间测量步骤，参照对用于故障检测的稳定判定幅度进行存储的稳定判定幅度存储单元，测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间； 稳定时间率计算步骤，在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，根据所述经过时间和所述稳定时间计算出设定值稳定时间率并向稳定时间率存储单元登记；以及重置步骤，在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零。
7.如权利要求6所记载的故障检测方法，其特征在于， 在所述稳定时间测量步骤中，在所述稳定判定幅度未确定时，参照对相互不同的多个稳定判定幅度候选进行预先存储的稳定判定幅度候选存储单元，对每个所述稳定判定幅度候选测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度候选以内的稳定时间， 在所述稳定时间率计算步骤中，在所述稳定判定幅度未确定时，对于每个所述稳定判定幅度候选，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度候选的稳定时间计算出所述设定值稳定时间率， 所述故障检测方法还包括稳定判定幅度调整步骤，在所述稳定判定幅度未确定时，选择出赋予在所述稳定时间率计算步骤中对每个所述稳定判定幅度计算出的设定值稳定时间率中的适当的设定值稳定时间率的稳定判定幅度候选，将该选择出的稳定判定幅度候选确定为所述稳定判定幅度并登记在所述稳定判定幅度存储单元中。
8.如权利要求6或7所记载的故障检测方法，其特征在于，还包括 警报输出步骤，在存储于所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率低于预先规定的阈值时，输出警报。
9.一种故障检测方法，其特征在于，包括: 操作量计算步骤，基于设定值SP和控制量PV计算并输出操作量MV ； 经过时间测量步骤，对执行所述操作量计算步骤的控制动作的状态的经过时间进行测量; 稳定时间测量步骤，参照对用于故障检测的相互不同的多个稳定判定幅度进行存储的稳定判定幅度存储单元，对每个稳定判定幅度测量所述设定值SP和所述控制量PV的差位于所述稳定判定幅度以内的稳定时间； 稳定时间率计算步骤，在所述经过时间达到预先规定的基准经过时间时，对于每个所述稳定判定幅度，根据所述经过时间和对应于所述稳定判定幅度的稳定时间计算出设定值稳定时间率并向稳定时间率存储单元登记； 重置步骤，在从外部接收到重置信号时，或者在向所述稳定时间率存储单元的设定值稳定时间率的登记后，将测量中的所述经过时间和所述稳定时间重置为零；以及 复合判定步骤，在相对于与所述多个稳定判定幅度中的一个稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率，与比该稳定判定幅度小的其他稳定判定幅度对应的设定值稳定时间率的比率低于预先规定的基准阈值时，输出示出过渡状态的产生较少、且稳定状态被损害的可能性高的状况的警报。
10.如权利要求6至9中的任意一项所记载的故障检测方法，其特征在于，还包括: 稳定时间率取得步骤，以预先规定的间隔取得保持在所述稳定时间率存储单元中的设定值稳定时间率； 重置信号发送步骤，在所述设定值稳定时间率的取得后发送所述重置信号； 稳定时间率历史存储步骤，将在所述稳定时间率取得步骤中取得的设定值稳定时间率存储在稳定时间率历史存储单元中；以及 判定步骤，在最新的设定值稳定时间率相对于存储在所述稳定时间率历史存储单元中的过去的任意的设定值稳定时间率的下降量超过预先规定的阈值时，输出警报。
【文档编号】G05B23/02GK104516346SQ201410514087
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2013年10月1日
【发明者】田中雅人 申请人:阿自倍尔株式会社