JP2001074799A - 異常検出装置 - Google Patents
異常検出装置Info
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- JP2001074799A JP2001074799A JP25100399A JP25100399A JP2001074799A JP 2001074799 A JP2001074799 A JP 2001074799A JP 25100399 A JP25100399 A JP 25100399A JP 25100399 A JP25100399 A JP 25100399A JP 2001074799 A JP2001074799 A JP 2001074799A
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- Japan
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- signal waveform
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号波形の変化を絶対値や瞬時値から検出す
るのでは、信号波形が周期や周波数含有成分で不安定な
場合に検出が困難となる。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換ブロック１１は入力信号波形
のサンプリングデータを求め、このデータ列から高速フ
ーリエ変換ブロック１２で周波数スペクトルを求め、こ
の周波数スペクトルをメモリブロック１４で一定時間前
の周波数スペクトルとして一時記憶しておき、高速フー
リエ変換ブロックからの周波数スペクトルとメモリブロ
ックの周波数スペクトルとを比較ブロック１５で比較
し、その周波数成分の分布と大きさの差異から信号波形
の変化を検出する。また、メモリブロック１３は一定期
間のサンプリングデータ列を一時記憶しておき、比較ブ
ロックが信号変化を検出した時点の前後のサンプリング
データ列をメモリブロック１３から得て異常診断のため
のデータとする。
るのでは、信号波形が周期や周波数含有成分で不安定な
場合に検出が困難となる。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換ブロック１１は入力信号波形
のサンプリングデータを求め、このデータ列から高速フ
ーリエ変換ブロック１２で周波数スペクトルを求め、こ
の周波数スペクトルをメモリブロック１４で一定時間前
の周波数スペクトルとして一時記憶しておき、高速フー
リエ変換ブロックからの周波数スペクトルとメモリブロ
ックの周波数スペクトルとを比較ブロック１５で比較
し、その周波数成分の分布と大きさの差異から信号波形
の変化を検出する。また、メモリブロック１３は一定期
間のサンプリングデータ列を一時記憶しておき、比較ブ
ロックが信号変化を検出した時点の前後のサンプリング
データ列をメモリブロック１３から得て異常診断のため
のデータとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周期的な電気信号
の変化から装置やシステムの異常を検出する異常検出装
置に関する。
の変化から装置やシステムの異常を検出する異常検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の保護継電システムやプラント
の監視システムでは、各監視対象部位の状態をアナログ
信号又はディジタル信号として収集・監視し、これら信
号に規定範囲や規定レベルを越えた変化があるときにシ
ステムや装置の一部または全部の異常として検出する。
さらに、異常原因を診断・追求するための情報として利
用する場合には変化前後の信号を波形情報として記録し
ておく。
の監視システムでは、各監視対象部位の状態をアナログ
信号又はディジタル信号として収集・監視し、これら信
号に規定範囲や規定レベルを越えた変化があるときにシ
ステムや装置の一部または全部の異常として検出する。
さらに、異常原因を診断・追求するための情報として利
用する場合には変化前後の信号を波形情報として記録し
ておく。
【０００３】従来、周期的な電気信号の変化を検出する
方法は、図３に示すように、信号波形を一定周期でサン
プリングし、一定時間前の値Ａ1と現在の値Ａ2をその絶
対値で比較し、その絶対値差｜Ａ1−Ａ2｜が一定値Ｋを
越えたときに異常として検出する方法がある。また、波
形記録は、異常検出時点でトリガーをかけ、トリガーの
前後の波形を記録する。
方法は、図３に示すように、信号波形を一定周期でサン
プリングし、一定時間前の値Ａ1と現在の値Ａ2をその絶
対値で比較し、その絶対値差｜Ａ1−Ａ2｜が一定値Ｋを
越えたときに異常として検出する方法がある。また、波
形記録は、異常検出時点でトリガーをかけ、トリガーの
前後の波形を記録する。
【０００４】また、絶対値の変化として現れにくい波形
の場合には、図４に示すように、位相も加えたベクトル
的な変化で検出するため、サンプリングされた瞬時値ａ
2をその一定時間前の瞬時値ａ1と比較する方法がある。
の場合には、図４に示すように、位相も加えたベクトル
的な変化で検出するため、サンプリングされた瞬時値ａ
2をその一定時間前の瞬時値ａ1と比較する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の絶対値による検
出方法は、絶対値の変化が小さい現象にはその検出が困
難で適用できない。
出方法は、絶対値の変化が小さい現象にはその検出が困
難で適用できない。
【０００６】また、瞬時値のベクトル的変化による検出
方法は、信号波形の前後で比較する周期がほとんど変化
しないことが条件になる。すなわち、商用電源の周波数
信号など、信号波形の周期が一定のものに限られる。
方法は、信号波形の前後で比較する周期がほとんど変化
しないことが条件になる。すなわち、商用電源の周波数
信号など、信号波形の周期が一定のものに限られる。
【０００７】しかし、監視対象部位の信号波形は、異常
ではないが周期が変化する場合がある。例えば、電力系
統の負荷変化により信号波形の含有高調波成分が変化す
る場合に起きる。また、電気機器の機械的な振動波形が
負荷の変動により変化する場合に起きる。また、小電源
と大容量電源の連系時の系統動揺によって周波数変動が
起きる。
ではないが周期が変化する場合がある。例えば、電力系
統の負荷変化により信号波形の含有高調波成分が変化す
る場合に起きる。また、電気機器の機械的な振動波形が
負荷の変動により変化する場合に起きる。また、小電源
と大容量電源の連系時の系統動揺によって周波数変動が
起きる。
【０００８】このように、従来の異常検出方法は、適用
できる信号波形が限られ、周期や周波数含有成分で不安
定な信号波形の異常検出は困難であった。
できる信号波形が限られ、周期や周波数含有成分で不安
定な信号波形の異常検出は困難であった。
【０００９】本発明の目的は、周期や周波数含有成分で
不安定な信号波形の変化を確実に検出ができる異常検出
装置を提供することにある。
不安定な信号波形の変化を確実に検出ができる異常検出
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、信号波形の周波数スペクトルを求め、一定
時間前後の周波数スペクトルの周波数成分の分布とその
大きさの比較によって信号波形の変化を検出し、装置や
システムの異常を検出、さらに信号波形の変化時点の前
後のサンプリングデータを記録して異常診断に供するよ
うにしたもので、以下の構成を特徴とする。
決するため、信号波形の周波数スペクトルを求め、一定
時間前後の周波数スペクトルの周波数成分の分布とその
大きさの比較によって信号波形の変化を検出し、装置や
システムの異常を検出、さらに信号波形の変化時点の前
後のサンプリングデータを記録して異常診断に供するよ
うにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１１】周期または周波数含有成分で不安定な検出
信号波形の変化から装置またはシステムの異常を検出す
る装置であって、前記信号波形のサンプリングデータを
求めるＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から得る
一定周期のサンプリングデータ列の周波数スペクトルを
求める演算手段と、前記演算手段から得る周波数スペク
トルを一定時間前の周波数スペクトルとして一時記憶す
るメモリ手段と、前記演算手段から得る前記信号波形の
周波数スペクトルと前記メモリ手段に記憶する一定時間
前の周波数スペクトルとを比較し、その周波数成分の分
布と大きさの差異から前記信号波形の変化を検出する比
較手段とを備えたことを特徴とする。
信号波形の変化から装置またはシステムの異常を検出す
る装置であって、前記信号波形のサンプリングデータを
求めるＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から得る
一定周期のサンプリングデータ列の周波数スペクトルを
求める演算手段と、前記演算手段から得る周波数スペク
トルを一定時間前の周波数スペクトルとして一時記憶す
るメモリ手段と、前記演算手段から得る前記信号波形の
周波数スペクトルと前記メモリ手段に記憶する一定時間
前の周波数スペクトルとを比較し、その周波数成分の分
布と大きさの差異から前記信号波形の変化を検出する比
較手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】また、前記Ａ／Ｄ変換手段から得る一定期
間のサンプリングデータ列を一時記憶する第２のメモリ
手段を設け、前記比較手段が信号波形の変化を検出した
時点の前後のサンプリングデータ列を前記第２のメモリ
手段から得て記録する記録手段とを備えたことを特徴と
する。
間のサンプリングデータ列を一時記憶する第２のメモリ
手段を設け、前記比較手段が信号波形の変化を検出した
時点の前後のサンプリングデータ列を前記第２のメモリ
手段から得て記録する記録手段とを備えたことを特徴と
する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施形態を示す
装置構成図である。１〜３は、各種監視部位の状態を電
気信号で検出するセンサであり、例えば振動検出セン
サ、電流変成器、電圧変成器である。
装置構成図である。１〜３は、各種監視部位の状態を電
気信号で検出するセンサであり、例えば振動検出セン
サ、電流変成器、電圧変成器である。
【００１４】Ａ／Ｄ変換器４は、各センサ１〜３からの
アナログ信号を切り替えて入力し、サンプリング周期で
ディジタル信号に順次変換する。メモリ５と演算部６お
よびインタフェース７は、コンピュータ構成で示すが、
ハードウェア構成とすることができる。
アナログ信号を切り替えて入力し、サンプリング周期で
ディジタル信号に順次変換する。メモリ５と演算部６お
よびインタフェース７は、コンピュータ構成で示すが、
ハードウェア構成とすることができる。
【００１５】メモリ５は、演算部６の演算に必要なデー
タ及びプログラムを保存する他に、Ａ／Ｄ変換器４から
取り込んだ信号波形の一定期間のサンプリングデータを
記憶・更新するのに供される。
タ及びプログラムを保存する他に、Ａ／Ｄ変換器４から
取り込んだ信号波形の一定期間のサンプリングデータを
記憶・更新するのに供される。
【００１６】演算部６は、Ａ／Ｄ変換器４から取り込む
サンプリングデータについて周波数スペクトル（周波数
成分の分布と大きさ）を求めるもので、例えばＦＦＴ
（高速フーリエ変換）演算を行い、演算結果はメモリ５
に一時保存する。
サンプリングデータについて周波数スペクトル（周波数
成分の分布と大きさ）を求めるもので、例えばＦＦＴ
（高速フーリエ変換）演算を行い、演算結果はメモリ５
に一時保存する。
【００１７】また、演算部６は、メモリ５に保存する一
定時間前の周波数スペクトルと、Ａ／Ｄ変換器４から取
り込んだサンプリングデータから得られた現在の周波数
スペクトルとを比較し、周波数スペクトルから信号波形
の変化が一定値を越えたか否かを判定する。
定時間前の周波数スペクトルと、Ａ／Ｄ変換器４から取
り込んだサンプリングデータから得られた現在の周波数
スペクトルとを比較し、周波数スペクトルから信号波形
の変化が一定値を越えたか否かを判定する。
【００１８】演算部６は、信号波形が異常であると判定
したとき、インタフェース７を通して外部に異常検出出
力を転送すると共に、判定をトリガーとしてメモリ５に
保存された異常検出時の信号波形のデータを記録装置８
に転送する。記録装置８は、信号波形のデータをディジ
タルデータとして記録、またはアナログ信号波形に変換
して記録する。
したとき、インタフェース７を通して外部に異常検出出
力を転送すると共に、判定をトリガーとしてメモリ５に
保存された異常検出時の信号波形のデータを記録装置８
に転送する。記録装置８は、信号波形のデータをディジ
タルデータとして記録、またはアナログ信号波形に変換
して記録する。
【００１９】図１は、図２の装置構成による異常検出処
理をブロック構成で示すものである。センサにより入力
される信号波形は、フィルタ処理も含むＡ／Ｄ変換ブロ
ック１１によりノイズ成分の除去後にサンプリングデー
タ列として取り込む。
理をブロック構成で示すものである。センサにより入力
される信号波形は、フィルタ処理も含むＡ／Ｄ変換ブロ
ック１１によりノイズ成分の除去後にサンプリングデー
タ列として取り込む。
【００２０】高速フーリエ変換ブロック１２は、Ａ／Ｄ
変換ブロック１１からの一定期間のサンプリングデータ
列について、フーリエ変換で周波数スペクトルを求め
る。
変換ブロック１１からの一定期間のサンプリングデータ
列について、フーリエ変換で周波数スペクトルを求め
る。
【００２１】これに並行して、メモリブロック１３は、
周波数スペクトルを求めるのに供した一定期間のサンプ
リングデータ列よりも長い周期（数倍の周期）でサンプ
リングデータ列を順次記憶・更新しておく。
周波数スペクトルを求めるのに供した一定期間のサンプ
リングデータ列よりも長い周期（数倍の周期）でサンプ
リングデータ列を順次記憶・更新しておく。
【００２２】メモリブロック１４は、高速フーリエ変換
ブロック１２で変換した周波数スペクトルを一時保存す
る。
ブロック１２で変換した周波数スペクトルを一時保存す
る。
【００２３】比較ブロック１５は、メモリブロック１４
に記憶する一定時間前の周波数スペクトルと、高速フー
リエ変換ブロック１２に得る現在の周波数スペクトルと
を比較し、その周波数成分の分布と大きさに差異が生じ
たか否かを判定する。また、比較ブロック１５は、差異
が生じた場合、異常検出出力を発生すると共に、メモリ
ブロック１３に保存するサンプリングデータ列を異常検
出時点前後の波形として出力するトリガー指令をメモリ
ブロック１３に与える。
に記憶する一定時間前の周波数スペクトルと、高速フー
リエ変換ブロック１２に得る現在の周波数スペクトルと
を比較し、その周波数成分の分布と大きさに差異が生じ
たか否かを判定する。また、比較ブロック１５は、差異
が生じた場合、異常検出出力を発生すると共に、メモリ
ブロック１３に保存するサンプリングデータ列を異常検
出時点前後の波形として出力するトリガー指令をメモリ
ブロック１３に与える。
【００２４】したがって、異常検出時には、検出出力と
その前後を含む信号波形を出力することができる。これ
ら信号は、前記の記録装置８等によって記録される。
その前後を含む信号波形を出力することができる。これ
ら信号は、前記の記録装置８等によって記録される。
【００２５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、信号波
形の周波数スペクトルを求め、一定時間前後の周波数ス
ペクトルの周波数成分の分布とその大きさの比較によっ
て信号波形の変化を検出するようにしたため、信号波形
が周期や周波数含有成分で不安定な場合にもその変化を
確実に検出して装置やシステムの異常検出が確実にな
る。
形の周波数スペクトルを求め、一定時間前後の周波数ス
ペクトルの周波数成分の分布とその大きさの比較によっ
て信号波形の変化を検出するようにしたため、信号波形
が周期や周波数含有成分で不安定な場合にもその変化を
確実に検出して装置やシステムの異常検出が確実にな
る。
【００２６】また、信号波形の変化時点の前後のサンプ
リングデータを記憶しておくことにより、信号波形の変
化時点のデータを異常診断に利用することができる。
リングデータを記憶しておくことにより、信号波形の変
化時点のデータを異常診断に利用することができる。
【図１】本発明の実施形態における異常検出のブロック
構成図。
構成図。
【図２】本発明の実施形態を示す異常検出装置の構成
図。
図。
【図３】従来の絶対値による異常検出方法を示す波形
図。
図。
【図４】従来の瞬時値による異常検出方法を示す波形
図。
図。
１、２、３…センサ ４…Ａ／Ｄ変換器 ５…メモリ ６…演算部 ７…インタフェース ８…記録装置 １１…Ａ／Ｄ変換ブロック １２…高速フーリエ変換ブロック １３、１４…メモリブロック １５…比較ブロック
Claims (2)
- 【請求項１】 周期または周波数含有成分で不安定な検
出信号波形の変化から装置またはシステムの異常を検出
する装置であって、 前記信号波形のサンプリングデータを求めるＡ／Ｄ変換
手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段から得る一定周期のサンプリングデ
ータ列の周波数スペクトルを求める演算手段と、 前記演算手段から得る周波数スペクトルを一定時間前の
周波数スペクトルとして一時記憶するメモリ手段と、 前記演算手段から得る前記信号波形の周波数スペクトル
と前記メモリ手段に記憶する一定時間前の周波数スペク
トルとを比較し、その周波数成分の分布と大きさの差異
から前記信号波形の変化を検出する比較手段と、を備え
たことを特徴とする異常検出装置。 - 【請求項２】 前記Ａ／Ｄ変換手段から得る一定期間の
サンプリングデータ列を一時記憶する第２のメモリ手段
を設け、前記比較手段が信号波形の変化を検出した時点
の前後のサンプリングデータ列を前記第２のメモリ手段
から得て記録する記録手段とを備えたことを特徴とする
請求項１に記載の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25100399A JP2001074799A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25100399A JP2001074799A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074799A true JP2001074799A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17216206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25100399A Pending JP2001074799A (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001074799A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004529362A (ja) * | 2001-05-30 | 2004-09-24 | レオポルト・コスタール・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト | 整流する直流電動機の電機子信号中に含まれている電流リプルの周波数を測定する方法 |
| GB2576309A (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-19 | Green Running Ltd | Systems and methods for condition monitoring |
| CN112432501A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-02 | 山东省科学院能源研究所 | 一种中频炉综合保护系统及方法 |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25100399A patent/JP2001074799A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004529362A (ja) * | 2001-05-30 | 2004-09-24 | レオポルト・コスタール・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト | 整流する直流電動機の電機子信号中に含まれている電流リプルの周波数を測定する方法 |
| GB2576309A (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-19 | Green Running Ltd | Systems and methods for condition monitoring |
| CN112432501A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-03-02 | 山东省科学院能源研究所 | 一种中频炉综合保护系统及方法 |
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