JP2000088599A - 置針値取得装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、時限を有して瞬間的な変動値に拘
束されない置針値を、計測データ自体から精度よく取得
することができる。 【解決手段】 一定周期でデータをサンプリングするデ
ータサンプリング手段（１１）と、データサンプリング
手段により新たなデータがサンプリングされた場合に、
その新たなデータ以前にサンプリングされたデータに基
づいて演算されたデータ平均演算値と当該新たなデータ
とを一定比率で加算平均して、新たなデータ平均演算値
を算出するデータ平均化演算手段（１２）と、新たなデ
ータ平均演算値が、所定時点以降の各データ平均演算値
における最大値である場合には、これを置針値とするデ
ータ最大値抽出手段（１３）と、置針値を格納するデー
タ更新格納手段（１４）とを備えた置針値取得装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は置針値取得装置及
び記録媒体、更に詳しくはプラントの遠方監視等におい
ても置針メータと同様な置針値を取得できる部分に特徴
がある置針値取得装置及び記録媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように、置針をメータに設け
て、最大値や最小値等の特徴的な測定値をメータ上に置
針表示として残すことができる各種の置針メータがあ
る。各種の置針メータの中でも、メータ瞬間最大値ある
いは最小値を置針値とするのではなく、例えば所定期間
内の最大値に対応して置針値を得たいときでも、一定の
時限をもってメータ最大値に追従させて置針値とするも
のがある。

【０００３】ここでいう時限とは、メータ値が一定値を
取ったときに、置針値がそのメータ値の例えば９５％に
達する時間などと定義される。したがって、メータ値が
瞬間的に大きな値を取ってもその保持時間が短ければ当
該メータ値は置針値の上昇に大きく寄与することはな
い。ある程度長時間にわたって大きなメータ値が保持さ
れれば置針値はそのメータ値に追従するのである。本明
細書でいう置針値とは、上記時限設定に従って自己の値
より大きなメータ値に追従し、かつリセットされるまで
はその値を保持するものをいう。すなわちリセットされ
るまでの一種の最大値（ただし時限に拘束される）を示
すものである。

【０００４】このような置針メータとして例えば最大需
要電流計がある。最大需要電流計は工場やビル等の電力
需要の大きな施設において、デマンド計測監視等に用い
られるものであり、例えば２分，５分，１０分又は１５
分といった時限設定が可能である。この最大需要電流計
を例にとって従来の置針メータの動作を説明する。

【０００５】図５は従来の置針メータにおける置針値の
変化を示す図である。この最大需要電流計は、監視員が
１時間毎にメータから置針値を確認し、その置針をリセ
ットするものである。

【０００６】ここで、例えばｐｍ１：００に置針をリセ
ットすると、置針値はメータ値に向って少しづつ上昇す
る。ｐｍ１：００〜２：００ではメータ値が緩やかに変
化し、最大値に達してからその後、値が降下している。
このような場合には置針値もメータ値に徐々に追従し、
メータ値の下降線とのクロス時点で最大値となり、その
まま置針は当該位置に残されて置針値は保持される。こ
れが当該時間帯の最大置針値となる。監視員は、この置
針値を記録してｐｍ２：００にて置針をリセットする。
次に時間帯ｐｍ２：００〜３：００では瞬間的には大き
なメータ値を取るものの、その値は置針が追従できるほ
ど十分な時間保持されないため、最大置針値は前時間帯
ほど大きな値とならない。以上は最大需要電流計を例に
とって説明したが、置針メータは各種プラントにおける
計測用やビル監視用等、種々の分野で用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように置針メータ
は瞬間的な変動値に拘束されることなく、一定期間の実
質的な最大値を取得するのに便利であるが、これをプラ
ントの遠方監視等に利用する場合には次のような問題が
生じる。

【０００８】すなわち置針は置針メータ自体に取り付け
られたものであるため、プラントの監視（計測）におい
ては過去の発生最大値を示す置針指針値の取得をするに
は現場でメータを直読以外に方法が無い。

【０００９】しかし、置針指針値を現場まで見に行き、
また置針のリセットも現場で行うしかないが、その手間
は極めて大きなものである。これでは遠方監視をしてる
意味が没却される。例えば１日の最大値を管理する場
合、毎日現場にて直読データを記録し、置き針値をリセ
ットする必要がある。また、１時間の最大値を管理する
場合には上記の作業を１時間毎に行わなければならな
い。

【００１０】一方、置針メータ自体の内部構造を改良
し、置針値を取り出す仕組みを作ることは不可能ではな
い。しかし、このような改造を施したのでは置針メータ
自体の価格が上昇するし、既に現場に設置されている大
量の置針メータをすべて取り替えるのはその労力費用を
考えれば非現実的である。

【００１１】そこで、置針メータから置針値を取得する
のではなく、もとのセンサからのプロセス値を用いて置
針値に代えることが考えられる。例えばセンサにより一
定周期毎にサンプルしている瞬時計測データから、その
最大値を抽出して置針値とするのである。

【００１２】しかし、このようなやり方では例えばモー
タ起動時に生じるラッシュ電流やその他の瞬間的な極大
値を除去できない場合があり、上記した意味での置針値
を取得するのは困難である。

【００１３】図６は瞬時計測データから置針値を作成す
る場合の例を示す図である。同図ではデータサンプリン
グ毎に計測値が最大値と比較され、計測値が最大値を越
えていればその値を新たな最大値とする。そして、この
最大値を置針値するものである。しかし、この方法では
図示されるようにラッシュ電流等による極大値を計測値
として取り込んでしまうとその値が置針値となってしま
う。これでは時限が考慮され、これにより瞬間的な変動
値に拘束されない意味での最大値である図５のような置
針値を得ることはできない。

【００１４】例えば図６に示す方法を用いて図５に示す
電流値変化に対する置針値を求めると、ｐｍ２：００〜
３：００の時間帯では置針値として極大値そのものを取
り込んでしまい、実際の置針値とは全く異なる値とな
る。

【００１５】このように従来の方法では、たとえ計測デ
ータから置針値を算出しても、その算出値が現場の置針
値とは一致せず精度面で問題がある。本発明は、このよ
うな実情を考慮してなされたもので、時限を有して瞬間
的な変動値に拘束されない置針値を、計測データ自体等
から精度よく取得することを可能とした置針値取得装置
及び記録媒体を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、データから置針値を取
得する置針値取得装置についてなされたものである。こ
のためにまず、データサンプリング手段により、一定周
期でデータがサンプリングされる。

【００１７】次に、データサンプリング手段により新た
なデータがサンプリングされた場合に、データ平均化演
算手段によって、その新たなデータ以前にサンプリング
されたデータに基づいて演算されたデータ平均演算値と
当該新たなデータとが一定比率で加算平均される。そし
てこの結果が新たなデータ平均演算値として算出され
る。

【００１８】ここで、データ平均演算値と新たなデータ
とによって、新たなデータ平均演算値が算出されるた
め、新たなデータが瞬間的な変動値、ピーク値、ノイズ
等であった場合にも、その影響は一定のものとなる。つ
まり、この影響をどの程度のものとするかが上記一定比
率で決まる。この一定比率は、サンプリングデータへの
追従性をよくすることと瞬間的な変動値の影響を少なく
することとのバランスを考慮して決定される。両者はト
レードオフの関係にあるからである。

【００１９】次に、新たなデータ平均演算値が、所定時
点以降の各データ平均演算値における最大値である場合
には、データ最大値抽出手段によって、当該新たなデー
タ平均演算値が置針値として抽出される。

【００２０】この抽出された置針値はデータ更新格納手
段に格納される。したがって、時限を有して瞬間的な変
動値に拘束されない置針値が、データ自体から精度よく
取得することができる。

【００２１】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明をコンピュータに実現させるためのプ
ログラムを格納した記録媒体である。コンピュータに、
本発明に係る記録媒体に格納されたプログラムを読み取
らせることによって、請求項１に係る置針値取得装置が
構成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の実施の形態に係る置針値取
得装置を適用した遠方監視装置の全体構成例を示す図で
ある。

【００２３】この遠方監視装置では、現場プラント１に
各種センサ２が設けられ、センサ２からの計測データが
置針メータ３で表示されるとともにシーケンサ４にて処
理される。さらにシーケンサ４から計測データが現場プ
ラント１から遠方にある中央監視室５の監視コンピュー
タ６に伝送され、ＣＲＴ７やプリンタ８に出力されるよ
うになっている。ここで、シーケンサ４は、ＣＰＵ９や
メモリ等の各種計算機要素を備え、ＡＩ（アナログイン
タフェース）モジュール１０から取得されたセンサ情報
をＡ／Ｄ変換し（図示せず）、各種処理を制御プログラ
ムに従って実行可能に構成されている。

【００２４】本実施形態の置針値取得装置は、この遠方
監視装置に組み込まれたものであり、その主要部がシー
ケンサ４に設けられるものである。図２は本実施形態の
置針値取得装置の構成例を示すブロック図である。

【００２５】この置針取得装置は、シーケンサ４上のデ
ータサンプリング部１１，データ平均化演算部１２，デ
ータ最大値抽出部１３及びデータ更新格納部１４と、監
視コンピュータ６上の時限設定部１５，データリセット
要求部１６及び置針値取出部１７とから構成されてい
る。これらの各部１１〜１７は、シーケンサ４又は監視
コンピュータ６において、その制御プログラムに従うＣ
ＰＵやメモリ等によって実現される機能実現手段であ
る。

【００２６】まずシーケンサ４におけるデータサンプリ
ング部１１は、センサ２から一定周期毎にデータサンプ
リングを行うアナログ信号計測による測定値（プロセス
バリュー；瞬時値）監視を行う。またデジタル値に変換
された計測データをデータ平均化演算部１２に出力す
る。

【００２７】データ平均化演算部１２は、サンプリング
周期毎の計測データの変化量を一定の係数ｆｔ（一種の
フィルタ）を用いた（１）式により平滑化し、計測デー
タを平均化する。この係数ｆｔは置針メータにおける時
限に対応するものである。

【００２８】 ＰＶ＝ＰＶ_n-1 ×ｆｔ＋ＰＶ_n ×（１−ｆｔ） …（１） ここで、ＰＶ ：データ平均演算結果値 ＰＶ_n-1 ：前回データ平均演算結果値 ＰＶ_n ：今回サンプリング値 ｆｔ ：係数（０＜ｆｔ＜１）とする。

【００２９】データ最大値抽出部１３は、置針値が格納
されているデータ更新格納部１４内の格納データと、デ
ータ平均化演算部１２により平均化された値と比較す
る。その結果、格納データよりも（１）式のデータ平均
演算結果値の方が大きければ、その値を新たな置針値と
してデータ更新格納部１４に格納する。

【００３０】データ更新格納部１４には、（１）式で求
まったデータ平均演算結果値のうちの最大値が置針値と
して格納される。なお、このデータ更新格納部１４は監
視コンピュータからの指令に基づき、一定時間毎もしく
は任意のタイミングでリセットされる。

【００３１】次に、監視コンピュータ６上の時限設定部
１５は、入力装置１９からの設定入力により上記係数ｆ
ｔが設定されるようになっており、その設定された係数
ｆｔをデータ平均化演算部１２に対して設定する。

【００３２】データリセット要求部１６は、入力装置１
９からの周期設定入力により、置針値リセット周期が設
定され、この設定された一定時間毎にデータ更新格納部
１４における置針値をリセットする。また、入力装置１
９からの任意リセット指令入力に従って、データ更新格
納部１４内の置針値を任意のタイミングでリセットす
る。なお、データリセット要求部１６は、一定時間毎も
しくは任意のタイミングいずれの場合でも、置針値をリ
セットする際にはその旨を置針値取出部１７に通知し、
さらに当該置針値取出部１７から置針値取出し終了通知
を受けてからリセットを実行する。

【００３３】置針値取出部１７は、データ更新格納部１
４がリセットされる直前に、データリセット要求部１６
から通知を受け、この通知されたタイミングでデータ更
新格納部１４から置針値を取出し、表示出力若しくはプ
リントアウトする。置針値取得部１７は、置針値を取り
出したらその旨をデータリセット要求部１０に通知す
る。

【００３４】次に、以上のように構成された本実施形態
における置針値取得装置の動作について説明する。ま
ず、置針値取得装置の最初起動の際に、中央監視室５の
入力装置１９から、時限設定部１５に時限に対応する係
数ｆｔが設定され、データリセット要求部１６に置針値
取出・リセット周期が設定される。時限設定部１５はこ
の設定値に基づき、現場プラント１のシーケンサ側にお
けるデータ平均化演算部１２の係数ｆｔを設定する。こ
の設定は初期設定であり、以降、設定に対応した時限で
置針値が算出され、その周期で置針値取出しリセットが
行われる。

【００３５】図３は計測データがステップ状に変化した
とき、係数ｆｔに対応して置針値が追従する様子を示す
図である。（１）式からして、計測データをステップ状
に変化させると、係数ｆｔによって置針値は同図に示す
ような挙動となる。つまり係数ｆｔが０であれば、置針
値は計測データＰＶそのものになるし、係数ｆｔが１で
あれば、置針値は全く変化しない。上記係数ｆｔは、こ
の間の値に設定される。発明者の検討によれば、ｆｔ＝
０．９５としたときには、従来技術で説明した時限設定
２分の場合にほぼ相当する。この係数ｆｔを適宜調整す
ることで、５分，１０分又は１５分といった時限設定も
可能である。

【００３６】さて、このような設定が行われた後は、現
場プラント１において、センサ２からのプロセス値が取
得される度に置針値が算出される。まず、データサンプ
リング部１１により一定周期毎に瞬時プロセス値が今回
サンプリング値ＰＶ_n としてサンプリングされる。この
サンプリングされたデータＰＶ_n がデータ平均化演算部
１２では（１）式のフィルタリング処理により前回デー
タ平均演算結果値ＰＶ_n-1 を用いて平滑化される。この
処理で平均化され、不必要なピーク値が削除されたデー
タ平均演算結果値ＰＶが置針値の候補となる。

【００３７】次に、最大値抽出部１３によりこの平均化
されたデータの中から最大値が抽出される。具体的には
データ更新格納部１４内の置針値と今回算出されたデー
タ平均演算結果値ＰＶとが比較され、値の大きい方が新
しい置針値としてデータ更新格納部１４に格納される。

【００３８】一方、中央監視室側では、図示しない時計
手段からの時間に基づきデータリセット要求部１６にて
設定周期が満了するごとに置針値取得、リセット動作が
開始される。

【００３９】すなわちデータリセット要求部１６からの
通知を受けた置針値取出部１７によりデータ更新格納部
１４から置針値が取り出され、その旨がデータリセット
要求部１６に通知される。この通知を受けたデータリセ
ット要求部１６によりデータ更新格納部１４の置針値が
０（ゼロ）リセットされる。

【００４０】こうして取り出された置針値はＣＲＴ表示
され、あるいはプリンタ８から出力されて、現場プラン
ト１〜中央監視室５間における置き針値の遠方表示が実
現されることになる。したがって、置針値を得るために
監視員が現場プラント１に出向くことは全く不要とな
る。

【００４１】上述したように、本発明の実施の形態に係
る置針値取得装置は、データサンプリング部１１でサン
プリングした計測データをデータ平均化演算部１２で係
数ｆｔを用いて平均化し、その結果が置針値となるかを
データ最大値抽出部１３が判断して置針値をデータ更新
格納部１４に格納するようにしたので、時限を有して瞬
間的な変動値に拘束されない置針値を、計測データ自体
から精度よく取得することができる。

【００４２】すなわち、瞬間的な変動値、一時的なピー
ク値あるいはノイズ等の影響を適切に排除して、センサ
の計測データから従来の置針メータと同様な置針値を取
得することができる。したがって、従来の方法のよう
に、各計測データの中の最大値を置針値とすることで、
例えば瞬間的な変動値そのものを置針値として置針メー
タと全く異なる値を算出するような問題点が解決され
る。

【００４３】また、時限設定部１５，データリセット要
求部１６及び置針値取得部１７を設け、データ平均化演
算部１２に対する係数ｆｔの設定を中央監視室１から行
えるようにし、さらに置針値の取得及びリセットも中央
監視室１から行うことができるようにしたので、従来現
場でしかできなかった置き針値の監視及びリセットを遠
方から実施することできる。また、リセット機能を監視
コンピュータ１の内蔵時計で毎正時に自動実施できるの
で、遠方の中央管理室１から容易に１時間毎の最大値
（置針値）管理を行うことができる。

【００４４】例えば実施形態を配電盤等の電流計測に適
用すると、現場側の最大需要電流計の置針値が擬似的に
遠方においても表示可能となる。なお、本実施形態で
は、置針値取得装置を遠方監視装置における置針値表示
機能に適用する場合で説明したが、本発明の適用はこれ
に限られるものではない。例えばデータ平均化演算部１
２を通さないサンプルデータをも直接ＣＲＴ等に表示す
れば、置針値監視を従来の瞬時値監視やトレンドグラフ
監視との組み合わせを行うこともできる。

【００４５】また、本発明は遠方監視装置やプラント類
のみに適用されるものではなく、従来、置針メータを使
用していた至る所に適用することができる。例えば置針
値取得装置で取得したデータを負荷率、需要率、及び不
等率の計算等の用途に使用することができる。

【００４６】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。また、実施形態に記載した
手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることがで
きるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁
気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスク
等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体
メモリ等の記憶媒体に格納し、また通信媒体により伝送
して頒布することもできる。なお、媒体側に格納される
プログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段
（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含
む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含むも
のである。本装置を実現する計算機は、記憶媒体に記録
されたプログラムを読み込み、また場合により設定プロ
グラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウ
エア手段によって動作が制御されることにより上述した
処理を実行する。

【００４７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、時
限を有して瞬間的な変動値に拘束されない置針値を、計
測データ自体から精度よく取得することができる置針値
取得装置及び記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る置針値取得装置を適
用した遠方監視装置の全体構成例を示す図。

【図２】同実施形態の置針値取得装置の構成例を示すブ
ロック図。

【図３】計測データがステップ状に変化したとき、係数
ｆｔに対応して置針値が追従する様子を示す図。

【図４】置針メータの例を示す図。

【図５】従来の置針メータにおける置針値の変化を示す
図。

【図６】瞬時計測データから置針値を作成する場合の例
を示す図。

【符号の説明】

１…現場プラント ２…センサ ３…置針メータ ４…シーケンサ ５…中央監視室 ６…監視コンピュータ ７…ＣＲＴ ８…プリンタ ９…ＣＰＵ １０…ＡＩモジュール １１…データサンプリング部 １２…データ平均化演算部 １３…データ最大値抽出部 １４…データ更新格納部 １５…時限設定部 １６…データリセット要求部 １７…置針値取出部 １９…入力装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定周期でデータをサンプリングするデ
   ータサンプリング手段と、 前記データサンプリング手段により新たなデータがサン
   プリングされた場合に、その新たなデータ以前にサンプ
   リングされたデータに基づいて演算されたデータ平均演
   算値と当該新たなデータとを一定比率で加算平均して、
   新たなデータ平均演算値を算出するデータ平均化演算手
   段と、 前記新たなデータ平均演算値が、所定時点以降の各デー
   タ平均演算値における最大値である場合には、これを置
   針値とするデータ最大値抽出手段と、 前記置針値を格納するデータ更新格納手段とを備えたこ
   とを特徴とする置針値取得装置。
2. 【請求項２】 一定周期でデータをサンプリングするデ
   ータサンプリング手段と、 前記データサンプリング手段により新たなデータがサン
   プリングされた場合に、その新たなデータ以前にサンプ
   リングされたデータに基づいて演算されたデータ平均演
   算値と当該新たなデータとを一定比率で加算平均して、
   新たなデータ平均演算値を算出するデータ平均化演算手
   段と、 前記新たなデータ平均演算値が、所定時点以降の各デー
   タ平均演算値における最大値である場合には、これを置
   針値とするデータ最大値抽出手段と、 前記置針値を格納するデータ更新格納手段としてコンピ
   ュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピ
   ュータ読み取り可能な記録媒体。