JP2007172435A

JP2007172435A - 静止形保護制御装置

Info

Publication number: JP2007172435A
Application number: JP2005371357A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Oda; 重遠尾田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05
Also published as: KR100848990B1; KR20070068247A

Abstract

【課題】静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行える静止形保護制御装置を提供する。
【解決手段】静止形保護制御装置本体１００を構成する部品１１〜１３に設けられ要素識別情報をデータとして記録したＩＣタグ２を備え、ＩＣタグ２の記録データを取得することによりＩＣタグ２から取得したＩＣタグ２の記録データによって静止形保護制御装置本体１００を構成する部品１１〜１３を識別しこれら部品１１〜１３を管理するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、静止形保護制御装置、特に、電力用保護制御装置など事前に近い将来の部品不良を排除する必要のある高信頼性が要求される製品に搭載された部品の管理に関する。

従来の製品を構成する部品管理においてＩＣタグ（メモリー機能を有するＩＣチップと無線通信用アンテナを組み込んで、ＩＣチップメモリーにリーダライター端末器により情報を書き込んだり読み出したりできる小型タグ（荷札）を称する）を応用した例では、製品出荷時あるいは定期検査などで代理店入庫時に製品に取り付けているＩＣタグ情報を読み出し、交換時期の来ている部品の検索を容易にすることで点検を効率的に行う目的で部品管理が行われている（例えば、特許文献１参照）。
あるいは、部品の履歴管理として稼動状況とＩＣタグ上に記録された部品情報を収集し、部品のストレス状況を管理して交換時期予測などを示す部品履歴管理が行われる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３３４１３４号公報（第３頁、図１）特開２００５−５００２２号公報（第７−８頁、図２）

従来の部品管理システムでは、ＩＣタグを部品に取り付けて、製品組立時の部品の未取り付けなどの工場出荷点検や、定期検査時での部品稼動記録情報とＩＣタグ上の部品情報により部品の使用履歴管理を実施し部品の交換時期の予測を正しくすることを目的とする。前者においては、製品組立時に使用部品管理と出荷試験を実行すること、後者においては、半導体などで構成された静止形機器（例えば電力用保護リレー）など動力を要しないものについては使用記録情報に応じた部品交換ではなく、出荷後の経年的な部品劣化を考慮することで部品交換情報として目的が達成できる。つまり、製品出荷時の製品管理で対応できるとしてＩＣタグを特別必要とはしない状況であった。

しかし、前記静止形機器については、大量のＩＣを含む半導体を使用するので半導体部品の例えばロット不良などの際には、現在不具合なく使用されている機器に対しても水平展開と称して今後の部品不良発生を事前に防ぐ目的で交換が必要となる場合がある。現在、このような交換は工場内で管理された部品データにより管理されているが、部品数が膨大で全ての汎用ＩＣ部品まで管理するのは非常に労力を要する課題となっている。しかも、工場出荷後もユーザが当初の設置場所を変更、或いは、個別の部品不良などで装置の交換や、部品の交換などが行われることもあり、そのたびに装置に対する工場部品データを更新する必要があり、管理が難しく、漏れの可能性があるという欠点があった。
また、寿命部品に対しては、使用環境に拘わらず、一律稼動後一定期間後を目安としての交換を推奨している状況であるので、使用環境で寿命に影響がある場合、実質上余裕を持った交換とならざるを得ない状況である。例えば、寿命部品として代表的な電解コンデンサの場合には使用環境として温度の影響が大きく、温度の高い場合には寿命が短く、低い場合には比較的長いといわれているので現状は一律環境温度が高い場合を想定して交換を推奨しているが、これは環境温度が低い場合には無駄な交換を強いることになる。
さらに、部品によっては精度のばらつきを補正して装置としての精度を確保する必要のある部品もあるが、その部品不良時には精度のばらつきが不良部品と交換部品で一致しないため、その補正値の更新のため、装置全体の交換となり、不具合修理に費用と時間がかかることになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行える静止形保護制御装置を提供しようとするものである。

この発明に係る静止形保護制御装置では、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられ要素識別情報を記録した記録素子と、前記記録素子の記録データを取得するデータ収集手段とを備え、前記データ収集手段により前記記録素子から取得した前記記録素子の要素識別情報によって前記部分要素を識別し前記部分要素を管理する管理手段を設けたものである。

この発明によれば、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行える静止形保護制御装置を提供することができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２について説明する。図１は実施の形態１における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。この静止形保護制御装置はＩＣタグによる部品履歴表示機能を具備している。図２は実施の形態１における静止形保護制御装置の詳細構成を示すブロック図である。

図１において、静止形保護装置本体１００は、部品１１〜１３からなる部品（１）〜（Ｎ）の部品群により構成されている。ＩＣタグ２は静止形保護装置本体１００の部分要素としての部品（１）〜（Ｎ）の部品群を構成する部品１１〜１３にそれぞれ貼り付けられている。ＩＣタグ２は認識番号からなる部分要素識別情報を記録する記録素子して構成されているものである。
そして、静止形保護装置本体１００には、データ収集手段１４が設けられており、このデータ収集手段１４は、ＩＣタグ２から部品情報を読むＩＣタグリーダを制御し、リードデータ処理を行う。静止形保護装置本体１００に設けられた通信手段１５はＩＣタグリーダからのデータ収集手段１４の情報を外部へ送信する。
通信手段１５は、装置外部の通信回線網１６を介してパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）１７に接続されている。ＰＣ１７はＩＣタグ２からデータ収集手段１４により収集されたデータを取得し解析する。
ＩＣタグ２には部品或いは部品モジュール構成部品素子の製造番号（ロット番号）などの部品製造情報を示す部品認識番号が記憶されており、前記は工場内部品管理情報とリンクさせて管理させる。つまり、ＩＣタグ２の認識番号から使用部品素子の製造番号が把握でき、部品素子ロット不良発生時にはその部品素子が搭載されている認識番号が工場ＰＣ上にてリストアップできるように構成される。ＰＣ１７でこのような管理がされるもので、ＰＣ１７は部品（１）〜（Ｎ）に設けられたＩＣタグ２のそれぞれの部品認識番号によって部品（１）〜（Ｎ）を管理し、部品の交換等による部品変更の履歴を記録しするものであり、ＰＣ１７に備えられた表示装置により部品履歴を表示することができる。

静止形保護装置本体１００は、送電系統のデジタル保護リレー等としての機能遂行するものであって、ＣＰＵおよびＲＡＭ，ＲＯＭ，不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などのメモリならびにインターフェイス等によって構成される。
静止形保護装置本体１００には、図２に示されるように、電力系統からの電圧，電流入力からなるアナログ入力を入力トランス部２０を介して受けるアナログ入力回路３０と、アナログ入力回路３０によりＡ／Ｄ変換されるデジタル量を演算するＣＰＵ回路４０と、デジタル入力／出力回路５０とを備えている。
静止形保護装置本体１００の部品を構成する入力トランス部２０の入力トランス２１〜２３およびアナログ入力回路３０は図１における部品１１〜１３に相当するものであり、それぞれＩＣタグ２が設けられている。
そして、静止形保護装置本体１００には整定・表示部（図示せず）が設けられ、静止形保護装置本体１００はアナログデジタル変換部および外部機器入力部・出力部や伝送部との入出力動作を行う。

このように構成された静止形保護制御装置においては、まず、部品１１〜１３を構成するＩＣなどの不具合が発見され、それがロット不良として過去納入品に遡って正常運転中の製品に対して交換が必要となった場合、次のような処理が行われる。
（１）まず、ＰＣ１７から通信回路網１６を介して静止形保護装置本体１００へロット部品対象部品素子が搭載された部品の認識番号リストを送信し、静止形保護装置本体１００は通信手段１５で受ける。
（２）部品の認識番号リストを通信手段１５で受けた後、データ収集手段１４で各部品１１〜１３から認識番号を受信する。
（３）データ収集手段１４では各部品上のＩＣタグ２から受けた認識番号が通信手段１５でＰＣ１７から受信した対象認識番号リストに一致しているかを確認する。
（４）前記確認結果を通信手段１５を経由してＰＣ１７へ送信する。
このように処理することで静止型保護制御装置本体１００がロット不良対象かどうかが判断できる。

なお、上記手順では、ロット不良対象認識番号をＰＣ１７から静止型保護制御装置本体１００側へ送信して静止型保護制御装置本体１００で対象か否かを判定してその結果をＰＣ１７側で纏めるように構成したが、ＰＣ１７から部品認識番号を静止型保護制御装置本体１００側へ要求して、静止型保護制御装置本体１００側が認識番号をＰＣ１７側へ送信し、ＰＣ１７側で対象か否かの判定する手順でも同様の効果が得られる。

この発明による実施の形態１によれば、静止形保護制御装置本体１００を構成する部品（１），部品（２），…，部品（Ｎ）で構成される部品群としての部品１１〜１３からなる部分要素に設けられ部品認識番号等の要素識別情報をデータとして記録したＩＣタグ２からなる記録素子と、前記静止形保護制御装置本体１００に設けられたデータ収集手段１４を備え、前記データ収集手段１４により前記ＩＣタグ２からなる記録素子の記録データを取得し前記ＩＣタグ２からなる記録素子から取得した前記ＩＣタグ２からなる記録素子の記録データを通信手段１５により通信回路網１６を介して前記前記静止形保護制御装置本体１００から導出しＰＣ１７からなる管理手段によって演算処理し識別管理するようにしたので、静止形保護制御装置本体に設けられたデータ収集手段によって静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられた記録素子の要素識別データを収集することにより、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行える静止形保護制御装置を提供することができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３について説明する。図３は実施の形態２における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１では、データ収集手段を装置内に収納させることで通信回線を介してロット不良対象品のチェックを実施したが、この実施の形態２では、図３のようにデータ収集機能を装置から切り離したことが特徴である。

非接触によるデータ収集機能を有するデータ収集手段１４は静止形保護装置本体１００と別体に設けられており、このデータ収集手段１４は、ＩＣタグ２から部品情報を読むＩＣタグリーダを静止形保護装置本体１００の外部から制御し、リードデータ処理を行う。
データ収集手段１４はＰＣ１７に接続されている。ＰＣ１７はＩＣタグ２からデータ収集手段１４により収集されたデータを取得し解析する。

この場合の動作について説明する。
（１）ＰＣ１７からデータ収集手段１４へ装置部品群の認識番号送信の要求を出す。
（２）データ収集手段１４では部品１１〜１３上のＩＣタグ２について認識番号を受信し、順次認識番号をＰＣ１７へ送信する。
（３）上記各部品群の認識番号リストをＰＣ１７で読み取りロット不良対象部品リストとの一致確認をする。
このようにロット不良部品対象部品が静止形保護装置本体１００に存在しているかどうかの確認ができる。

このようにＩＣタグリーダー回路を持つデータ収集手段１４を装置外部にすると、データ収集手段１４を他の静止形保護装置本体１００にも転用できデータ収集作業を円滑に行うことができるとともに、静止形保護装置本体１００のコストアップを抑えることができるメリットがある。

この発明による実施の形態２によれば、静止形保護制御装置本体１００を構成する部品（１），部品（２），…，部品（Ｎ）で構成される部品群としての部品１１〜１３からなる部分要素に設けられ部品認識番号等の要素識別情報をデータとして記録したＩＣタグ２からなる記録素子と、前記静止形保護制御装置本体１００と別体に設けられたデータ収集手段１４を備え、前記データ収集手段１４により前記ＩＣタグ２からなる記録素子の記録データを取得し前記ＩＣタグ２からなる記録素子から取得した前記ＩＣタグ２からなる記録素子の記録データを前記前記静止形保護制御装置本体１００から導出しＰＣ１７によって演算処理するようにしたので、静止形保護制御装置本体と別体に設けられたデータ収集手段によって静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられた記録素子の要素識別データを収集することにより、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行えるとともにデータ収集手段１４を他の静止形保護装置本体１００にも転用できデータ収集作業を円滑に行うことができる低コストの静止形保護制御装置を提供することができる。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４について説明する。図４は実施の形態３における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１および実施の形態２ではロット不良による装置改修の水平展開時の改修漏れを防ぐ目的でＩＣタグを使用したが、この実施の形態３では、使用環境センサー（例えば温度センサー）を備え、使用環境から寿命部品に対する交換時期を出力することが特徴である。

図４において、静止形保護装置本体１００には、データ収集手段１４が設けられており、このデータ収集手段１４は、ＩＣタグ２から部品情報を読むＩＣタグリーダを制御し、リードデータ処理を行う。静止形保護装置本体１００に設けられた通信手段１５はＩＣタグリーダからのデータ収集手段１４の情報を外部へ送信する。
通信手段１５は、静止形保護装置本体１００外部の通信回線網１６を介してＰＣ１７に接続されている。ＰＣ１７はＩＣタグ２からデータ収集手段１４により収集されたデータを取得し解析する。
また、静止形保護装置本体１００には、温度センサーなどの環境センサー１８が設けられ、環境センサー１８により検出される温度等の環境条件に基づきデータ収集手段１４によって部品使用時間から交換時期を推測する。

動作について管理対象となる部品が電解コンデンサの例を説明する。この場合、ＩＣタグ２には、前記認識番号以外に使用されている電解コンデンサの寿命情報が記録される必要がある。
（１）電解コンデンサの寿命は一般にアレニウスの法則（温度が１０℃上昇すると寿命が１/２、温度が１０℃低下すれば寿命は２倍になる）に従うといわれている。
（２）上記から静止形保護装置本体１００内の温度が温度センサー１８で測定され、その情報とＩＣタグ２上の電解コンデンサ寿命情報からデータ収集手段１４に具備された演算機能により推定寿命を計算し、電解コンデンサの交換時期を推測演算する。
（３）その推測値による部品交換時期の一定期間前に通信手段１５と通信回線網１６を介してＰＣ１７へ自動的に伝達される。

このように、装置からの部品交換時期出力に使用する部品情報をＩＣタグ２に記録することでより正確な寿命部品の交換が可能となる。

この発明による実施の形態３によれば、前記静止形保護制御装置本体１００を構成する部品（１），部品（２），…，部品（Ｎ）で構成される部品群としての部品１１〜１３からなる部分要素に設けられ要素識別情報と環境条件に対応する寿命情報データを記録したＩＣタグ２からなる記録素子と、前記静止形保護制御装置本体１００に設けられ前記ＩＣタグ２からなる記録素子に記録された記録データを取得するデータ収集手段１４と、前記静止形保護制御装置本体１００に設けられ前記静止形保護制御装置本体１００の環境条件を検出する温度センサ１８等からなる環境条件検出手段とを備え、前記データ収集手段１４は前記ＩＣタグ２からなる記録素子から取得した寿命情報データに基づき温度センサ１８等からなる環境条件検出手段により検出された環境条件から前記部品１１〜１３からなる部分要素の寿命を予測し交換時期を検知するようにしたので、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられた記録素子の要素識別データを収集することにより、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行えるとともに、部分要素の寿命を予測し交換時期を的確に把握できる静止形保護制御装置を提供することができる。

実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図５について説明する。図５は実施の形態４における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までのいずれかにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態１から実施の形態３まででは、部品不良発生前に予防的に不具合発生確率の高い部品を選定する目的でＩＣタグを使用したが、この実施の形態４では、精度補償の必要な部品交換の場合に装置全体を交換する必要がなく、不具合部品だけの交換が可能な手段を提供しようとするものである。
図５では、具体的な例として静止形保護制御装置本体１００の入力トランス部品の交換について説明する。
図５において、静止形保護制御装置本体１００には、入力トランス部２０，アナログ入力回路３０，ＣＰＵ回路部４０およびデジタル入力／出力回路（ＤＩＯ回路）５０を備えている。
入力トランス部２０は保護装置１００に入力する電流電圧を絶縁して装置内の適切な電圧レベルに変換する。２１〜２３は前記入力トランス部２０内の入力トランスを示す。
アナログ入力回路３０は、入力トランス２１〜２３の出力を受け、デジタル演算を実行するための各チャンネルのアナログフィルター回路３１〜３３，マルチプレクサ３４およびＡＤ変換素子３５を有している。
マルチプレクサ３４は、複数チャネルのデータをＡＤ変換するＡＤ素子３５へ順次切替して入力させる。ＡＤ素子３５はＡＤ変換器で構成される。

この中で、部品精度にバラツキを生じる可能性のあるものとしては入力トランス２１〜２３，アナログフィルター回路３１〜３３，ＡＤ変換素子３５であり、これらの部品精度は装置出荷試験段階で、一定の電流・電圧入力を印加してＣＰＵ回路４１での入力データ計測値が規定値になるように入力チャンネル毎に補正値を求め、それをメモリー回路４２に記録しておくことで、運用時には前記補正データを使用して、ＣＰＵ回路４１上で補正処理を実施している。
従って、これらの部品素子の異常時には入力トランス部２０，アナログ入力回路３０，ＣＰＵ回路部４０は切り離しての交換はできず（例えば、入力トランス部２０の部品補正をメモリー回路４２のデータを使用して実行しているため）装置一括の交換となる場合が多いのが従来である。

実施の形態４の動作について入力トランス２０を交換する場合について説明する。
（１）入力トランス部２０の各チャンネルの入力トランスの誤差データを各入力トランス２１〜２３上のＩＣタグ２上に記録しておく。
（２）また、アナログ入力回路３０のアナログフィルター回路３１〜３３からＡＤ変換素子３５までの誤差データもアナログ入力回路３０のＩＣタグ２上に記録する。
（３）入力トランス部２０を交換後、上記誤差データをＩＣタグ２からデータ収集手段１４で読み出す。それらのデータをＰＣ１７に取り込み誤差計算をして補正値を割り出す。
（４）その補正値をＰＣ１７からメモリー回路４２で収納する。

このように部品交換時にＩＣタグ２に記録された部品誤差情報から補正値を割り出しリレーメモリー回路４２へ書き込むことで新補正値へ切り替えることができる。

この発明による実施の形態４によれば、前記静止形保護制御装置本体１００を構成する部品（１），部品（２），…，部品（Ｎ）で構成される部品群としての部品１１〜１３からなる部分要素に設けられ要素識別情報と誤差管理データを記録したＩＣタグ２からなる記録素子を備え、前記ＩＣタグ２からなる記録素子に記録された記録データをデータ収集手段１４により取得し、前記部品１１〜１３からなる部分要素へ入力された所定の入力に応じて導出される電気量を前記データ収集手段１４により前記ＩＣタグ２からなる記録素子から取得された前記誤差管理データに基づいて補正するＰＣ１７からなる補正手段を設けたので、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられた記録素子の要素識別データを収集することにより、静止形保護制御装置本体を構成する部分要素の識別情報を把握し管理を的確に行えるとともに、部分要素の特性に応じて補正値を的確に設定できる静止形保護制御装置を提供することができる。

この発明の活用例としては、静止形保護制御装置など不具合発生を未然に防ぐ必要のある装置を対象として、部品ロット不良がある場合の当該部品ロットに属した部品の交換を容易にするものである。

この発明による実施の形態１における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。この発明による実施の形態１における静止形保護制御装置の詳細構成を示すブロック図である。この発明による実施の形態２における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。この発明による実施の形態３における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。この発明による実施の形態４における静止形保護制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ＩＣタグ、１１部品（１）、１２部品（２）、１３部品（Ｎ）、１４データ収集手段、１５通信手段、１６通信回路網、１７ＰＣ、１８環境（温度など）センサー、２０入力トランス部、２１〜２３入力トランス、３０アナログ入力回路、３１〜３３アナログフィルター回路、３４マルチプレクサ、３５ＡＤ変換素子、４０ＣＰＵ回路、４１ＣＰＵ、４２メモリー回路、５０デジタル入力／出力回路、１００静止形保護制御装置本体。

Claims

静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられ要素識別情報を記録した記録素子と、前記記録素子の記録データを取得するデータ収集手段とを備え、前記データ収集手段により前記記録素子から取得した前記記録素子の要素識別情報によって前記部分要素を識別し前記部分要素を管理する管理手段を設けたことを特徴とする静止形保護制御装置。
前記静止形保護制御装置本体に設けられたデータ収集手段と、前記データ収集手段により前記記録素子から取得した前記記録素子の要素識別情報を前記静止形保護制御装置本体から導出する通信手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の静止形保護制御装置。
前記静止形保護制御装置本体と別体に設けられたデータ収集手段と、前記データ収集手段により取得した前記記録素子の要素識別情報によって前記部分要素を識別し前記部分要素を管理する管理手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の静止形保護制御装置。
前記静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられ要素識別情報と環境条件に対応する寿命情報データを記録した記録素子と、前記静止形保護制御装置本体に設けられ前記記録素子に記録された前記要素識別情報および前記寿命情報データ記録データを取得するデータ収集手段と、前記静止形保護制御装置本体に設けられ前記静止形保護制御装置本体の環境条件を検出する環境条件検出手段とを備え、前記データ収集手段は前記記録素子から取得した寿命情報データに基づき環境条件検出手段により検出された環境条件から前記部分要素の寿命を予測し交換時期を検知するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静止形保護制御装置。
前記静止形保護制御装置本体を構成する部分要素に設けられ要素識別情報と誤差管理データを記録した記録素子を備え、前記記録素子に記録された記録データをデータ収集手段により取得し、前記部分要素へ入力された所定の入力に応じて導出される電気量を前記データ収集手段により前記記録素子から取得された前記誤差管理データに基づいて補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の静止形保護制御装置。