JP2008054479A - 調査システム - Google Patents

Abstract

【課題】調査対象に応じた時間で状態変化を記録するとともに関連性を持って動作する各所装置における状態変化のタイミングを対応付けすることにより、各所の装置間の影響を調査可能にして、人手の必要がなく容易に分析可能な汎用性の高い調査システムを提供すること。
【解決手段】調査対象の電力品質や起動・停止を監視して状態変化を検知したときに、その状態変化を選択設定した記録時間の長短レンジに応じて記録するとともにトリガー信号を生成する計測器１１と、ＬＡＮケーブルを複数接続してトリガー信号をやり取り可能なトリガー信号伝送ユニット１２と、を備える調査装置１０を各所に設置する調査システムであって、第２調査装置が検知した状態変化を記録するとともにトリガー信号を生成出力する一方、第１調査装置は調査期間中の電力品質を記録しつつトリガー信号の受け取りタイミングを対応付けする。
【選択図】図２

Description

本発明は、調査システムに関し、詳しくは、関連性を持つ装置機器同士の影響を各装置機器毎に応じた時間レンジで調査することができるものに関する。

従来、単独で動作などする装置よりも、個別の装置が接続されて関連性を持って動作などする装置が一般的であり、例えば、継続的な起動中の所定のタイミングに駆動命令を出力して他の装置を駆動させるシステムが構築されたり、あるいは、単純なものとしては、商用電力を受電して配電する分電盤（装置）から各所に設置されている各種の負荷装置に電力供給して稼動させることが行われている。この配電システムにあっては、分電盤から配電供給される電力品質の変化がその電力を受け取って動作する各種装置の駆動に影響があり、また、逆に各種装置における変化が配電電力の品質に影響を与える場合がある。

例えば、その配電システムにあっては、配電電力に瞬間的に電圧が低下する（停電を含む）瞬低が発生すると、その電力を受け取って動作する各種装置の処理動作が中断するなどの影響が出る可能性がある。この瞬低は、瞬間的なものであることから、電力品質の変化と、各種装置における変化とを関連付けることができずに、その各種装置の処理動作の変化が配電電力における瞬低による影響なのかを調査することができなかった。

このことから、本出願人は、配電電力における瞬低と各種装置における変化とを略同時に記録できるようにして、各所における各種装置の処理動作の変化の原因が配電電力における瞬低であるか否かを特定できるようにした調査システムを提案している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２９９０３号公報

しかしながら、このような従来の調査システムにあっては、配電電力と各所装置の瞬間的な電圧波形などの状態変化を記録するものであることから、安定した状態で電力供給を行う配電装置の状態（配電電力品質）を長時間の記録レンジで監視して記録する一方、各所装置の状態変化を確認するのに必要な短時間の記録レンジで監視して記録することができずに、それぞれを対応付けして分析などすることができなかった。

これを行う場合には、配電装置の電力品質を記録する記録員や各所装置における処理動作を記録する記録員をそれぞれ配置して、その記録が終了した後に記録データを対比して分析などすることが必要になり、人員が必要であるとともに、データの分析に時間が掛かり、また、人手によるので正確性・信頼性に欠けるという問題がある。

そこで、本発明は、調査対象に応じた時間で状態変化を記録できるようにするとともに関連性を持って動作などする各所装置における状態変化のタイミングを対応付けして記録することにより、関連性を持って個別に動作などする各所装置間の影響を調査できるようにして、汎用性が高く、人手を必要とすることなく、容易に分析などすることのできる調査システムを提供することを目的とする。また、各所装置の接続をその環境に応じて行い得るようにして、より汎用性を向上させることも目的とする。

上記課題を解決する調査システムの第１の発明は、調査対象の状態の変化を記録する記録手段をそれぞれが備える１つまたは２つ以上の第１調査装置と１つまたは２つ以上の第２調査装置を接続して複数箇所に配置する調査システムであって、第２調査装置は、調査対象を監視する監視手段と、該監視情報に基づいて対象の状態の変化を検知する検知手段と、該状態変化の検知情報に基づいてトリガー信号を生成する信号生成手段と、該トリガー信号を外部に出力する信号出力手段と、トリガー信号の生成時に状態を監視する同一または異なる対象の状態変化を記録する記録手段と、を備えるとともに、第１調査装置は、第２調査装置から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、第２調査装置の記録手段は、状態変化の記録時間として１種類のレンジを設定または２種類以上のレンジうちから選択設定可能に設計されて状態変化を記録するのに十分な記録時間のレンジが設定される一方、第１調査装置の記録手段は、状態変化の記録時間として１種類のレンジを設定または２種類以上のレンジうちから選択設定可能に設計されて調査期間中の状態変化を記録するのに十分な記録時間のレンジが設定されるとともに、第２調査装置からのトリガー信号の入力タイミングを調査対象の状態変化に対応付けして保持することを特徴とするものである。

この発明では、第２調査装置は、調査対象の状態変化が起こった（検知された）ときに、監視する状態変化あるいは異なる状態変化の記録を行うとともにトリガー信号を生成出力する一方、第１調査装置は、調査期間中における調査対象の状態変化を継続的に記録するとともに、第２調査装置からのトリガー信号の入力があったときには、そのトリガー信号の入力タイミングを記録情報（状態変化）に対応付けして保持する。したがって、人手を掛けることなく、適宜変動する装置の状態変化を必要な短時間で調査記録するとともに、その状態変化の発生タイミングを定常動作する装置の長期間に亘って調査記録する状態変化に対応付けして記録保持することができ、接続する装置間の状態変化の関連性などの分析を容易に行うことができる。

上記課題を解決する調査システムの第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記第１調査装置は、調査対象の状態を監視する監視手段と、該監視情報に基づいて対象の状態の変化を検知する検知手段と、該状態変化の検知情報に基づいてトリガー信号を生成する信号生成手段と、該トリガー信号を外部に出力する信号出力手段と、を備えるとともに、前記第２調査装置は、別個の調査装置から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、第２調査装置の記録手段が別個の調査装置からのトリガー信号の入力時に状態変化の記録を行うことを特徴とするものである。

この発明では、第１調査装置も、調査対象の状態変化が起こった（検知された）ときに、調査対象の状態変化の記録を継続するとともにトリガー信号を生成出力する一方、第２調査装置は、別個の調査装置からのトリガー信号の入力があったときには、監視する状態変化あるいは異なる状態変化の記録を行う。したがって、長期間に亘って状態変化を調査記録する第１調査装置の調査対象に状態変化が認められたときにも、適宜変動する第２調査装置の調査対象の状態変化を記録することができ、接続する装置間の影響の関連性などの分析をより詳細に行うことができる。

上記課題を解決する調査システムの第３の発明は、上記第１または第２の発明の特定事項に加え、前記第１、第２調査装置のうち少なくとも第２調査装置が、外部から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、外部からのトリガー信号の入力があったときに、トリガー信号を生成して外部に出力することを特徴とするものである。

この発明では、別個の調査装置からトリガー信号を受け取ったときに、同様にトリガー信号を外部に出力することができる。したがって、調査装置間でトリガー信号を受け渡すことができ、第１調査装置や第２調査装置の入力口が少ない場合にも複数の第２調査装置を接続することができる。また、第１調査装置も信号入力手段を備える場合には、この第１調査装置も複数接続することができ、複数種の調査対象を長期間に亘って調査記録しつつトリガー信号を受け渡すことができる。

上記課題を解決する調査システムの第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明の特定事項に加え、前記調査装置は、メタルケーブルを介する電気信号、光ケーブルを介する光信号、空中伝播する電波信号、あるいは、空中伝播する光信号によりトリガー信号を送受することを特徴とするものである。

この発明では、第１、第２調査装置同士を、メタルケーブルの場合には容易に接続してトリガー信号の電気信号を送受することができ、光ケーブルの場合には周囲のノイズを拾うことなくトリガー信号の光信号を送受することができ、電波信号や光信号を空中伝播する場合にはケーブルを敷設できない場合でもトリガー信号を送受することができ、特に、光信号に閃光を用いることにより瞬間的にトリガー信号を送受することができる。したがって、調査対象の周囲の環境に応じて有線接続または無線接続することができ、設置場所により設置できない場合を少なくすることができる。

上記課題を解決する調査システムの第５の発明は、上記第１から第４のいずれかの発明の特定事項に加え、前記トリガー信号として、調査装置を識別する識別信号を含むことを特徴とするものである。

この発明では、第１調査装置が記録する状態変化に対応付けして保持する、他の調査対象の状態変化の検知タイミングに、その状態変化を検知した調査装置の識別情報を付加することができる。したがって、第１調査装置の状態変化の記録情報から他の調査対象での状態変化の発生箇所を特定することができる。

上記課題を解決する調査システムの第６の発明は、上記第１から第５のいずれかの発明の特定事項に加え、前記監視手段は、調査対象の電気波形または動作状況等の装置状態を監視して、前記記録手段は、調査対象の電気波形または動作状況等の装置状態の変化を記録することを特徴とするものである。

この発明では、電気波形や動作状況等の状態変化を監視・記録することができる。したがって、例えば、各所装置に配電する、あるいは、配電されてきた電力品質や、各所装置の入力信号や出力信号などを監視・記録することができ、また、装置の動作を監視・記録することができる。

上記課題を解決する調査システムの第７の発明は、上記第１から第６のいずれかの発明の特定事項に加え、前記第２調査装置の記録手段は、状態変化の検知タイミングよりも前からの記録を残すことを特徴とするものである。

この発明では、例えば、第２調査装置に適宜変動する装置の状態変化を調査記録させる際には、状態変化の検知タイミングの前から状態変化を記録することができる。したがって、記録を開始したときには検知タイミング時の状態変化がなくなってしまっていても、その状態変化を確実に記録して残すことができる。

このように本発明によれば、例えば、定常動作する装置の状態変化を長期間に亘って記録することができるとともに、適宜変動する装置の状態変化を必要な短時間で記録しつつ、その状態変化の発生タイミングを対応付けして記録保持させることができ、接続する装置間における状態変化の関連性などを容易に分析することができる。したがって、人手を掛けることなく、接続する装置による影響を容易に調査して把握することができ、汎用性を向上させることができる。また、設置環境に応じて装置間をメタルケーブルや光ケーブルにより有線接続したり、あるいは、空中伝播する電波信号や光信号により無線接続することによって、より汎用性を向上させることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１３は本発明に係る調査システムの第１実施形態を示す図である。

図１は工場内に設置されている設備の一例を示す図であり、変電設備などに接続されて工場内に商用電力を分配する分電盤（受電盤や配電盤）１０１が設置されている。この分電盤１０１には、生産ライン１００における製造ライン設備１０２、制御盤１０３、１０４、シーケンサー１０５、および、表示盤１０６が接続されている。

製造ライン設備１０２は、例えば、製品を搬送するベルトコンベアや、その製品の加工・検査を行う各種装置が設置されており、分電盤１０１から配電供給される電力や、他の装置を介して中継される電力により各種動作を実行し稼動する。なお、この製造ライン設備１０２の製品の加工・検査を行う各種装置としては、例えば、コンプレッサ、圧延設備、粉砕機、溶接機、アーク炉などの強電設備とともに、各種センサ類などの弱電設備などの多種多様の設備が配置されている。

制御盤１０３、１０４は、分電盤１０１からの電力供給を受けるとともに、シーケンサー１０５などと間で各種の制御信号や検知信号等をやり取りすることにより製造ライン設備１０２の割り当て箇所を統括制御する。

シーケンサー１０５は、分電盤１０１からの電力供給を受けるとともに、制御盤１０４、１０５などから各種の制御信号や検知信号等を受け取って、製造ライン設備１０２を稼働させるための各種タイミング信号をその制御盤１０４、１０５や表示盤１０６に出力する。表示盤１０６は、シーケンサー１０５から送られてくる各種のタイミング信号を受け取って、パイロットランプの点灯／消灯／点滅や各種計器の表示などにより製造ライン設備１０２の稼働状況等を表示出力する。

この生産ライン１００には、メイン調査装置（第１調査装置）１０Ａと個別調査装置（第２調査装置）１０Ｂが設置されており、これらの調査装置１０Ａ、１０Ｂは、専用の機器として設計することもできるが、本実施形態においては、図２に示すように、市販の計測器１１に所望の機能を果たすトリガー信号伝送ユニット１２を接続して同一機能を有する装置に組み立てることにより、それぞれの設置箇所に応じて各種設定を調整して使用するように設計されている。ここで、調査装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、電池や蓄電池などのバッテリー１３を具備して分電盤１０１から電力供給を受けることなく稼働可能に設計されているとともに、無停電電源装置などを備えるＡＣアダプタ１４を介して商用電源に接続することができる。また、本実施形態では、１つのメイン調査装置１０Ａに対して個別調査装置１０Ｂを複数箇所に配設して接続しているが、メイン調査装置１０Ａも複数にしても良く、また、個別調査装置１０Ｂが一つであってもよいことは言うまでもない。

この調査装置１０の計測器１１は、複数種の波形などを記録可能にするセンサ部２７を備えて監視手段、検知手段、信号生成手段および記録手段を構成するメモリレコーダであり、例えば、図３に示すように、予め格納されている制御プログラムやパラメータに従って各種処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）２１と、その制御プログラムやパラメータを格納するともに各種処理を行う際のデータを一時記憶するワークエリアとしても機能するメインメモリ２２と、各種処理結果のデータを長期保存するとともにパーソナルコンピュータなどと共通使用することのできる着脱可能なメモリカードの補助メモリ２３と、処理済あるいは未処理の電圧波形などのデータをディスプレイなどの表示部２４ａに表示出力させる表示制御部２４と、がバス２５を介して入出力制御装置２６に接続されており、この入出力制御装置２６には、調査システムを構築する調査装置１０としての信号出力手段と信号入力手段を構成するトリガー信号伝送ユニット１２と、センサ部２７を構成するＡ／Ｄコンバータ２７ａおよびロジックプローブ２７ｂと、操作スイッチ２８と、が接続されている。

この入出力制御装置２６は、トリガー信号伝送ユニット１２、Ａ／Ｄコンバータ２７ａ、ロジックプローブ２７ｂ、および、操作スイッチ２８からの信号情報や操作情報をＣＰＵ２１などが処理可能に調整する所謂、インターフェースとして機能するように設計されており、トリガー信号伝送ユニット１２とＣＰＵ２１側との間でやり取りする後述するトリガー信号を中継する一方、Ａ／Ｄコンバータ２７ａ、ロジックプローブ２７ｂおよび操作スイッチ２８から送られてくる各種情報を受け取ってＣＰＵ２１側に受け渡す。詳細には、入出力制御装置２６には、Ａ／Ｄコンバータ２７ａがアナログ信号からデジタル信号に変換した複数チャンネル分の電圧・電流波形を入力するとともに、ロジックプローブ２７ｂが複数チャンネル分の電気信号に基づく論理結果（０／１信号）のロジック信号を入力するようになっており、操作スイッチ２８では電源のオン／オフの操作入力と共に測定対象の何を記録するのかに応じてツマミなどを操作することによりその記録時間の長短のレンジを任意に選択可能であることからその操作情報を入出力制御装置２６に入力する。

これにより、この計測器１１は、例えば、Ａ／Ｄコンバータ２７ａを介する複数箇所の交流電圧・電流波形をそのまま入力して記録することができるとともに、ロジックプローブ２７ｂを介する複数箇所のロジック信号を入力して記録することができ、測定対象の何を記録するのかに応じて操作スイッチ２８から任意に選択設定した長短の時間レンジに応じた測定記録を行いつつ、その記録時間中における各種信号を表示制御部２４が表示部２４ａに表示出力などすることができる。ここで、ＣＰＵ２１には、時刻情報（リアルタイムクロック）を把握する時計部２１ａが接続されており、Ａ／Ｄコンバータ２７ａやロジックプローブ２７ｂから受け取る各種信号に時刻情報を対応付けして表示部２４ａに表示出力などすることができる。

そして、この計測器１１は、入出力制御装置２６を介してセンサ部２７のＡ／Ｄコンバータ２７ａから受け取る電圧・電流波形が予め設定されている値を超えたり、ロジックプローブ２７ｂからロジック信号を受けるなどして測定対象の変化が認められた場合には、設定レンジで指定されている記録時間分の電圧・電流波形やロジック信号の記録などを実行するとともに、その入出力制御装置２６を介してトリガー信号伝送ユニット１２にトリガー信号を出力する。反対に、計測器１１は、入出力制御装置２６を介してトリガー信号伝送ユニット１２からトリガー信号を受け取ったときには、そのトリガー信号を受け取る前のメインメモリ２２内の信号データを保持しつつ、センサ部２７が測定する電圧・電流波形やロジック信号を設定レンジで指定の記録時間分の電圧・電流波形やロジック信号の記録などを実行するとともに、そのトリガー信号の受け取りタイミングを対応させて記録保持する。

一方、この調査装置１０のトリガー信号伝送ユニット１２は、図４に示すように、予め格納されている制御プログラムやパラメータに従って各種処理を実行するＣＰＵ３１と、その制御プログラムやパラメータを格納するともに各種処理を行う際のデータを一時記憶するワークエリアとしても機能するメインメモリ３２と、トリガー信号の送受の有無を報知する情報などをディスプレイなどの表示部３４ａに表示出力するとともにパトライト１５を点灯させる信号を出力する表示制御部３４と、がバス３５を介して入出力制御装置３６に接続されており、この入出力制御装置３６には、調査システムを構築する調査装置１０としての計測器１１と、他の調査装置１０との間でトリガー信号をやり取り可能に並列接続するＩ／Ｏ部３７ａ〜３７ｃと、の間でトリガー信号をやり取りするためのトリガー信号入出力部３９および操作スイッチ３８が接続されている。

この入出力制御装置３６は、トリガー信号入出力部３９および操作スイッチ３８からの信号情報や操作情報をＣＰＵ３１などが処理可能に調整する所謂、インターフェースとして機能するように設計されており、トリガー信号入出力部３９とＣＰＵ３１側との間でやり取りするトリガー信号を中継する一方、操作スイッチ３８から送られてくる操作情報を受け取ってＣＰＵ３１側に受け渡す。

また、トリガー信号入出力部３９は、計測器１１やＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄとの間でやり取りするトリガー信号を入出力制御装置３６（ＣＰＵ３１側）が受け取り可能に調整するインターフェースとして機能するように設計されており、計測器１１のように直接接続されている機器との間でのトリガー信号の送受を実行するとともに、遠隔地に設置されている調査装置１０との間でもトリガー信号の送受を実行する。詳細には、このトリガー信号入出力部３９は、例えば、差動入力デバイス（図１６（ａ）参照）を内蔵するＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄにＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）用のメタルケーブルを容易に接続することができるようになっており、このＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄがＬＡＮケーブルのＨｉｇｈ／Ｌｏｗ／ＣＯＭの３端子の内のＨｉｇｈ−ＣＯＭ間とＬｏｗ−ＣＯＭ間の電圧差を信号とすることにより同相の雑音を相殺・低減した差動信号を外部からのトリガー信号として受け取るとともに、そのＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄに差動信号を入力して遠隔地に設置されている調査装置１０にトリガー信号を伝送する。

要するに、入出力制御装置３６やトリガー信号入出力部３９は、計測器１１やＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄとＣＰＵ３１側の間でやり取りするトリガー信号を受け渡すとともに、操作スイッチ３８からは電源のオン／オフの操作入力と共にパトライト１５の駆動や表示部３４ａへの表示出力の要否などを選択する操作情報を受け取ってＣＰＵ３１側に受け渡す。

これにより、このトリガー信号伝送ユニット１２は、直接接続されている計測器１１の生成するトリガー信号や、Ｉ／Ｏ３７ａ〜３７ｄを介して接続されている外部の計測器１１の生成するトリガー信号を受け取ると、ＣＰＵ３１が時計部３１ａから時刻情報（リアルタイムクロック）を取得して調査対象の変化（トリガー信号の発生）を時刻情報と共に表示部３４ａに表示出力するとともにパトライト１５を点灯駆動させて報知する。これと同時に、トリガー信号伝送ユニット１２は、直接接続されている計測器１１からトリガー信号を受け取った際には、Ｉ／Ｏ３７ａ〜３７ｄを介して外部の調査装置１０にそのトリガー信号を送信する一方、そのＩ／Ｏ３７ａ〜３７ｄを介して外部の調査装置１０からトリガー信号を受け取った場合には、直接接続されている計測器１１にトリガー信号を受け渡してセンサ部２７の測定する電圧・電流波形やロジック信号の記録などを実行させるとともに、トリガー信号の受け取りタイミングの記録保持を実行させる。

具体的には、分電盤１０１の配線用遮断機（ＭＣＣＢ：Molded Case Circuit-Breaker）を介して生産ライン１００における製造ライン設備１０２、制御盤１０３、１０４、シーケンサー１０５、および、表示盤１０６などが接続されており、それぞれには、図５に示すように、誘導電動機（ＩＭ：Induction Motor）、電磁接触器（ＭＣ：Electromagnetic Contactor）、押しボタンスイッチ（ＰＢＳ：Push Button Switch）、リレー（Ｒｙ：Relay）、緑表示ランプ（ＧＬ：Green Lamp）、赤表示ランプ（ＲＬ：Red Lamp）などが接続されていたり、図６に示すように、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）が接続されている。

このような装置機器では、配線用遮断機（ＭＣＣＢ）などの各種配線からは電圧・電流のアナログ信号を検出することができ、また、押しボタンスイッチ（ＰＢＳ）のオン／オフに応じて動作するリレー（Ｒｙ）の接点出力からロジック信号を検出して生産ライン１００の各種装置の起動・停止を検知することができ、さらに、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）における運転命令（Ｄ／Ｏ）に応じたリレー（Ｒｙ）の動作を磁気センサ等により検知して生産ライン１００の各種装置を起動・停止させるロジック信号を検出してその起動・停止を検知することができ、あるいは、起動などを表示するパイロットランプ（ＧＬ／ＲＬ）の点灯・消灯などを光センサ等により検知して生産ライン１００の各種装置の起動・停止のロジック信号を検出してその起動・停止を検知することができる。

詳細には、電圧のアナログ信号は、生産ライン１００の配線や回路の接点に計測器１１を直接接続してアナログ電圧の信号波形を入力することができ、電流のアナログ信号は、生産ライン１００の配線や回路内に組み込んでもよいが、そのままの状態で検出するには、図７（ａ）に示すように、監視対象の電線Ｄをクランプ部４２ａ内に通過させるクランプ式電流センサ４２を計測器１１に接続して入力することができる。また、このクランプ式電流センサ４２を用いて微弱電流の流れる配線、例えば、デジタル信号をやり取りする配線を監視対象とする場合には、図７（ｂ）に示すように、検出効率を妨げる電磁誘導が起こらないように、その監視対象の電線Ｄをクランプ部４２ａに巻き付けるなどすればよい。

また、ロジック信号は、図８に示すように、リレーのコイルの近傍にリードスイッチ４３ａなどを設置する磁界検出センサ４３を計測器１１に接続することにより、そのコイルの磁界強度の変化を検出して入力することができる。なお、この磁界検出センサ４３は、リードスイッチ４３ａを容器４３ｂ内に収納したものであるが、リードスイッチ４３ａに限らずに、例えば、ホール手段やＭＲ手段（磁気抵抗効果手段）等でもよい。また、この磁界検出センサ４３は、図９に示すように、ＸＹＺ方向のそれぞれが検出方向になるように３つのリードスイッチ４３ａを並列接続することにより、リレーのコイルから発生する磁界の向きを確認することなく設置可能にすることもできる。

さらに、ロジック信号としては、図１０に示すように、生産ライン１００の回路におけるパイロットランプの対面位置にフォトトランジスタ４４ａなどを設置する光センサ４４を計測器１１に接続することにより、そのパイロットランプが点灯・消灯などする際の光の強度変化を検出して入力することができる。なお、光センサ４４は、円筒形状の内周面を反射面に加工した容器４４ｂ内にフォトトランジスタ４４ａを収納したものであるが、フォトトランジスタ４４ａに限らずに、他の光電変換手段を用いてもよい。また、光センサ４４は、図１１に示すように、パイロットランプとの間に光ファイバ４５が介在するように設置することにより、そのパイロットランプの光を光ファイバ４５の端部４５ａから入射して光センサ４４の光検知面に向かって出射させて、そのパイロットランプの視認性を低下させてしまわないようにすることもできる。

これにより、生産ライン１００における調査装置１０Ａ、１０Ｂは、図１２に示すように、計測器１１（ＣＰＵ２１）がサンプリング周期毎にアナログ信号（電圧値・電流値）やロジック信号を取得して（ステップＳ１）、そのサンプリングデータを補助メモリ２３内に記憶するとともに（ステップＳ２）、例えば、アナログ信号のサンプリングデータからは各種電源品質パラメータ（電圧フリッカ、高調波、電圧不平衡など）を演算して（ステップＳ３）、その演算結果を時計部２１ａの時刻情報と共にメインメモリ２２内に時系列データとして記憶する（ステップＳ４）。ここで、電源品質パラメータの電圧フリッカは、負荷の不規則な変動によって引き起こされる電力系統の電圧変動により生じる現象であり、高調波は、電力系統における電圧・電流波形の周波数成分のうち基本の５０Ｈｚや６０Ｈｚ以外の周波数成分をいい、電圧不平衡は、電力系統において各相の電圧の実効値や相間の位相角差に不平衡が発生する現象である（詳細には、電気学会技術報告第９７８号第４頁から７頁を参照）。

すなわち、予め設定されている条件に従って、例えば、個別調査装置１０Ｂの計測器１１（ＣＰＵ２１）は、高分解能で検出する短い時間の記録レンジに設定されていることにより補助メモリ２３の容量が足りなくたった場合には、最も古いデータから消去して最新のサンプリングデータを保持しつつ演算結果の時系列データをメインメモリ２２内に記憶するようにステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す一方、メイン調査装置１０Ａの計測器１１（ＣＰＵ２１）は、低分解能で検出する長い時間の記録レンジに設定されていることにより補助メモリ２３内にサンプリングデータを長時間保持することができることから、全てのサンプリングデータを保持しつつ演算結果の時系列データをメインメモリ２２内に記憶するようにステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す（ステップＳ５）。

このとき、生産ライン１００における調査装置１０Ａ、１０Ｂは、計測器１１（ＣＰＵ２１）が負荷装置の起動・停止に伴うロジック信号を取得したり、電圧波形などが設定値を超えるなどの異常発生や電源品質パラメータの異常発生が認められたときには、トリガー信号を生成するとともにトリガー信号伝送ユニット１２を介して他の調査装置１０Ａ、１０Ｂに出力するので（ステップＳ６）、この内部や外部からのトリガー信号を受け取った計測器１１（ＣＰＵ２１）は、サンプリングデータをメインメモリ２２内に記憶するとともに、そのトリガー信号の受け取りタイミング（時刻情報）やトリガー信号の種別（自機内での生成要因やトリガー信号伝送ユニット１２のＩ／Ｏチャンネル（調査装置１０の識別情報））を対応付けして記憶保持する（ステップＳ４）。また、調査装置１０のトリガー信号伝送ユニット１２は、トリガー信号を送受したときには、操作スイッチ３８の設定に従って、そのトリガー信号の受け取りタイミングとトリガー信号の種別などの情報を表示部３４ａに表示出力するとともにパトライト１５を点灯させて報知する。すなわち、メインメモリ２２が記録手段を構成している。なお、計測器１１（ＣＰＵ２１）は、監視するロジック信号の有無あるいは電圧波形などのアナログ信号や電源品質パラメータに異常発生が認められるか否かなどを監視するとともに検出・検知したその状態変化を記録するが、これに限るものではなく、監視対象と記録対象を別にしてもよく、例えば、ロジック信号の有無あるいは電圧波形などのアナログ信号の異常発生を監視して、他の箇所の電気信号波形などや別個に設置したビデオカメラなどによる映像等を記録するように設計してもよい。

この後に、個別調査装置１０Ｂの計測器１１（ＣＰＵ２１）は、メインメモリ２２内のデータ量が予め設定されている値に達したとき、もしくは設定レンジで指定されている記録時間に達したとき、計測を停止して監視状態を継続する待機状態に移行する一方、メイン調査装置１０Ａの計測器１１（ＣＰＵ２１）は、調査期間中のサンプリングデータは保持することができることから、停止することなく、例えば、分電盤１０１の電源品質などのデータの取得を継続する。

したがって、このメイン調査装置１０Ａの計測器１１は、例えば、図１３に示すように、調査期間の開始から終了までのサンプリングデータの各種評価項目（例えば、ΔＶ１０、総合電圧ひずみ率など）の径時変化に、トリガー信号の受け取りタイミングと共にそのトリガー信号を受け取ったトリガー信号伝送ユニット１２のＩ／Ｏチャンネル（トリガー信号の生成・出力箇所）を対応付けして記録することができ、このトリガー信号伝送ユニット１２のＩ／Ｏチャンネルに接続されている調査装置１０の調査対象（装置機器）を特定してその稼動状況を確認することにより、評価項目の変動要因を装置機器の稼動状況や装置機器における電源品質などに対応させて分析することができる。

このように本実施形態においては、製造ライン設備１０２の起動・停止などの状態変化（稼動状況）を必要な短時間で記録するとともに、定常動作する生産ライン１００の分電盤１０１からの電力品質を長期間に亘って記録しつつその起動・停止を対応付けして記録することができ、例えば、製造ライン設備１０２などの起動・停止が与える分電盤１０１からの電力品質の影響を容易に分析することができる。したがって、生産ライン１００の各所に人員を配置するなど人手を掛けることなく、また短時間に、分電盤１０１と製造ライン設備１０２などの関連性を容易に調査して把握することができ、調査システムの汎用性を向上させることができる。

次に、図１４〜図１６は本発明に係る調査システムの第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述実施形態と略同様に構成されているので、図面を流用しつつ同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する（以降で説明する他の実施形態においても同様）。

図１４および図１５において、調査装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）のトリガー信号伝送ユニット１２には、他の調査装置１０との間でトリガー信号をやり取り可能に接続するＩ／Ｏ部５１〜５４が準備されており、このＩ／Ｏ部５１〜５４は、それぞれ異なる伝送方式によりトリガー信号を他の調査装置１０との間でやり取りするようになっている。

Ｉ／Ｏ部５１は、図１６（ａ）に示すように、差動入力デバイス５１ａを内蔵することにより有線ユニットとして構築されてトリガー信号入出力部３９に接続されており、このＩ／Ｏ部５１は、上述実施形態と同様に、例えば、ＬＡＮ用のメタルケーブルを容易に接続してＨｉｇｈ／Ｌｏｗ／ＣＯＭの３端子を用いる差動信号を送受することにより遠隔地の調査装置１０との間でクリアなトリガー信号をやり取りすることができる。

ここで、この調査装置１０のＩ／Ｏ部５１間は、メタルケーブルにより接続されることから調査装置１０の間に後述する光や電波などを遮蔽する壁や戸や設備等の障害物が存在したとしてもトリガー信号を送受することができ、また、光や電波などが届き難くなる長距離でもメタルケーブルを敷設してトリガー信号を送受することができる。

Ｉ／Ｏ部５２は、図１６（ｂ）に示すように、光伝送デバイス５２ａを内蔵することにより有線ユニットとして構築されてトリガー信号入出力部３９に接続されており、このＩ／Ｏ部５２は、光信号を伝送可能な光ファイバを内装する光ケーブルを容易に接続して光信号を電気信号に変換し、逆に、電気信号を光信号に変換することにより遠隔地の調査装置１０との間でクリアなトリガー信号をやり取りすることができる。

ここで、この調査装置１０のＩ／Ｏ部５２間でも、Ｉ／Ｏ部５２の場合と同様に、遮蔽する障害物が存在したとしても、また、長距離でもトリガー信号を送受することができるとともに、伝送する光信号に電気的なノイズが乗ってしまうこともないので、調査装置１０の間にノイズの発生源となる設備等が存在したとしてもトリガー信号をクリアに送受することができる。

Ｉ／Ｏ部５３は、図１６（ｃ）に示すように、無線モジュール５３ａとエンコーダ・デコーダ５３ｂを内蔵することにより無線ユニットとして構築されてトリガー信号入出力部３９に接続されており、このＩ／Ｏ部５３は、無線モジュール５３ａが外部の調査装置１０から受信した電波信号をエンコーダ・デコーダ５３ｂが電気信号にデコードしてトリガー信号入出力部３９に受け渡す一方、外部の調査装置１０に伝送する電気信号を受け取ると、その電気信号をエンコーダ・デコーダ５３ｂによりエンコードして無線モジュール５３ａが外部の調査装置１０に送信することにより有線接続することなくトリガー信号をやり取りすることができる。

ここで、この調査装置１０のＩ／Ｏ部５３間は、空中伝播する電波信号によりトリガー信号を送受して有線接続する必要がないことから、メタルケーブルなどを敷設できない場合でも調査装置１０を設置して調査システムを構築することができる。

Ｉ／Ｏ部５４は、図１６（ｄ）に示すように、受光側として受光部５４ａとコンパレータ５４ｂを内蔵するとともに発光側として発光部５４ｃとストロボ発光回路５４ｄを内蔵することによりストロボユニットとして構築されてトリガー信号入出力部３９に接続されており、このＩ／Ｏ部５４は、受光部５４ａが外部の調査装置１０からの発光を受光して光電変換した電気信号をコンパレータ５４ｂがその外部の調査装置１０からの発光であることを確認した場合にトリガー信号としてトリガー信号入出力部３９に受け渡す一方、外部の調査装置１０に伝送するトリガー信号（電気信号）を受け取ると、そのトリガー信号に基づいてストロボ発光回路５４ｄが発光部５４ｃを駆動させて外部の調査装置１０に向けて発光させることにより有線接続することなくトリガー信号をやり取りすることができる。

このＩ／Ｏ部５４の受光部５４ａは、受けた光を光電変換して電気信号を出力するフォトトランジスタなどの光電変換素子を内装するとともに、このフォトトランジスタの前面側に外部からの光を集光する集光レンズ（集光ミラーでもよい）が取り付けられており、その光電変換した電気信号が周囲のバックグラウンド光の場合よりも予め設定されている強度以上である場合に、コンパレータ５４ｂがトリガー信号の受光と判断してトリガー信号入出力部３９に受け渡す。

また、Ｉ／Ｏ部５４の発光部５４ｃは、放電管に高圧電流を瞬間的に流すことにより直ちに強い光の閃光を発する、所謂、ストロボ装置により構成されて、その閃光（ストロボ光）を平行光にして出射するための集光レンズが放電管の前面に取り付けられているとともに、その放電管の背面側には閃光を前面側に向けて反射するように集光板が取り付けられており、この発光部５４ｃは、トリガー信号を伝送する相手の受光部５４ａに対面するように設置されて、その相手の調査装置１０に伝送するトリガー信号を受け取ったストロボ発光回路５４ｄにより発光制御されることにより閃光を発してその相手の受光部５４ａに受光させる。

ここで、この調査装置１０のＩ／Ｏ部５４間は、空中伝播する閃光（光信号）によりトリガー信号を送受して有線接続する必要がないことから、メタルケーブルなどを敷設できない場合でも調査装置１０を設置して調査システムを構築することができるとともに、電波信号のように伝送する閃光に外乱電波が乗ってしまうこともないので、調査装置１０の間に外乱電波の発生源となる設備等が存在したとしてもトリガー信号をクリアかつ瞬間的に送受することができる。なお、瞬間的にトリガー信号の伝送を完了する必要がない場合には、大きな光強度で発光することのできる装置を用いてもよいことは言うまでもない。

したがって、このトリガー信号伝送ユニット１２にＩ／Ｏ部５１〜５４を備える調査装置１０では、設置する箇所の環境に応じてトリガー信号を伝送する種別を選択することができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、調査システムを構築不能な環境をできるだけ少なくすることができるとともに、その環境による影響なくトリガー信号を信頼性高く伝送して電源品質などの調査を完了することができる。したがって、調査システムの汎用性を向上させることができる。

次に、図１７〜図１９は本発明に係る調査システムの第３実施形態を示す図である。
図１７において、調査装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）のトリガー信号伝送ユニット１２には、他の調査装置１０との間でそれぞれ異なる伝送方式によりトリガー信号をやり取りするＩ／Ｏ部５１〜５４と入出力制御装置３６との間にトリガー信号入出力部６１が介装されており、このトリガー信号入出力部６１は、Ｉ／Ｏ部５１〜５４を介してトリガー信号をやり取りする外部の調査装置１０を操作スイッチ３８から設定して、トリガー信号をやり取りする調査装置１０の直列接続を実現する。

具体的には、トリガー信号入出力部６１は、計測器１１の生成したトリガー信号を入出力制御装置３６から受け取ったときには、自機に割り振られている識別情報を含むトリガー信号として、例えば、調査対象の機器番号数だけ連続するトリガー信号を相手先として設定されている外部の調査装置１０にトリガー信号伝送ユニット１２（Ｉ／Ｏ部５１〜５４）を介して受け渡す一方、その相手先の外部の調査装置１０から機器番号数分の連続トリガー信号を受け取ったときには、その連続トリガー信号を入出力制御装置３６を介してＣＰＵ３１側にそのまま受け渡すとともに、他の相手先の外部の調査装置１０に向けてその連続トリガー信号をそのまま送るようになっている。すなわち、トリガー信号入出力部６１は、外部の調査装置１０からのトリガー信号の入力があったときに、トリガー信号を生成して他の外部の調査装置１０に出力する信号入力手段および信号出力手段を構成している。なお、調査対象を連続トリガー信号で識別する場合を本実施形態では説明するが、これに限るものではなく、連続する信号間の間隔を変化させて調査対象の識別パターンを増やすこともできる。

このため、例えば、図１８に示すように、メイン調査装置１０Ａおよび個別調査装置１０Ｂ１の間が見通しのよい設置環境の場合には、それぞれのストロボユニットのＩ／Ｏ部５４の受光部５４ａと発光部５４ｃとを対面させて、空中伝播させる閃光（ストロボ光）のトリガー信号を送受可能に設置する。また、そのメイン調査装置１０Ａと個別調査装置１０Ｂ２の間がノイズ発生機器Ｎのある設置環境の場合には、それぞれの有線ユニットのＩ／Ｏ部５２に光ケーブルを接続して、光信号のトリガー信号を送受可能に設置する。さらに、個別調査装置１０Ｂ３がメイン調査装置１０Ａよりも個別調査装置１０Ｂ２の近くの別の社屋に設置されている環境の場合には、それぞれの有線ユニットのＩ／Ｏ部５１にＬＡＮケーブルを接続することにより、その個別調査装置１０Ｂ２を介してメイン調査装置１０Ａとの間でトリガー信号を送受可能に設置する。これにより、メイン調査装置１０Ａと個別調査装置１０Ｂ１〜１０Ｂ３の間でトリガー信号をクリアにやり取り可能に接続することができる。

このことから、これら調査装置１０Ａ、１０Ｂは、計測器１１（ＣＰＵ２１）が負荷装置の起動・停止に伴うロジック信号を取得したり、電圧波形などが設定値を超える異常発生や電源品質パラメータの異常発生が認められたときには、図１９に示すように、調査対象の機器番号分の連続トリガー信号を生成するとともにトリガー信号伝送ユニット６１を介して他の調査装置１０Ａ、１０Ｂに出力してそのまま伝送させることができる。

この内部や外部からの連続トリガー信号を受け取った計測器１１（ＣＰＵ２１）は、サンプリングデータをメインメモリ２２内に記憶するとともに、その連続トリガー信号の受け取りタイミング（時刻情報）や連続トリガー信号の生成要因や調査対象の識別情報を対応付けして記憶保持することができ、上述実施形態のように調査装置１０を並列接続するシステム構成と同様に各種処理を行うことができる。

したがって、トリガー信号のやり取りする経路を直列に接続した調査装置１０Ａ、１０Ｂ２、１０Ｂ３においても上述実施形態と同様に全てに識別情報を有する連続トリガー信号を行き渡らせることができ、メイン調査装置１０Ａの計測器１１では、直列接続されている個別調査装置１０Ｂ３からの連続トリガー信号を受け取って、調査期間の開始から終了までのサンプリングデータの各種評価項目（例えば、ΔＶ１０、総合電圧ひずみ率など）の径時変化にトリガー信号の受け取りタイミングやそのトリガー信号の生成・出力箇所を対応付けして記録保持することができる。この結果、トリガー信号伝送ユニット１２のＩ／Ｏチャンネルに接続している装置機器を特定してその稼動状況を確認することにより、評価項目の変動要因を装置機器の稼動状況や装置機器における電源品質などに対応させて分析することができる。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、調査装置１０Ａから調査装置１０Ｂの全てにケーブルなどを引き回すことなく、近い調査装置１０Ａ、１０Ｂ同士を接続して調査システムを容易に構築することができるとともに、トリガー信号伝送ユニット１２のＩ／Ｏ部５１〜５４が足りなくなることなく調査装置１０Ａ、１０Ｂを接続することができる。したがって、調査システムの利用性を向上させることができる。

ここで、本実施形態では、調査装置１０の全てが計測器１１を備える場合を説明するが、その計測器１１を備えることなく連続トリガー信号のみを中継する中継装置を設置してもよく、また、調査装置１０を中継装置として利用して調査システムを構築してもよい。この場合にも、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、より容易に調査システムを構築・設置することができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

本発明に係る調査システムの第１実施形態を示す図であり、その調査対象の設備との配置関係を示す配置図である。 その調査装置の概略全体構成を示す概念図である。 その調査対象を監視・検知する計測器の概略構成を示すブロック図である。 その計測器の生成するトリガー信号を伝送するユニットの概略構成を示すブロック図である。 その調査対象の関係を説明する概略回路図である。 その調査対象の一部を示す概略回路図である。 その計測器に接続して調査対象を監視・検知する器具を示す図であり、（ａ）はその全体構成を示す斜視図、（ｂ）はその応用例を示す斜視図である。 その計測器に接続して調査対象を監視・検知する器具の全体構成を示す透視斜視図である。 その図８に示す器具の他の態様を示す透視斜視図である。 その計測器に接続して調査対象を監視・検知する器具の全体構成を示す透視斜視図である。 その図１０に示す器具の他の態様を示す透視斜視図である。 その調査を説明するフローチャートである。 その調査結果の一例を示す図であり、（ａ）はその調査対象の状態変化を示すグラフ、（ｂ）はその他の調査対象の稼動状況を示すグラフである。 本発明に係る調査システムの第２実施形態を示す図であり、その瞬低調査装置の概略全体構成を示す概念図である。 そのトリガー信号を伝送するユニットの概略構成を示すブロック図である。 そのユニットの要部構成を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）は異なる種別のトリガー信号を伝送するユニット構成を示すブロック図である。 本発明に係る調査システムの第３実施形態を示す図であり、そのトリガー信号を伝送するユニットの概略構成を示すブロック図である。 その調査装置の間でトリガー信号をやり取りする接続を示す配置図である。 その調査装置間でやり取りするトリガー信号を説明する関係接続図である。

符号の説明

１０……調査装置 １０Ａ……メイン調査装置 １０Ｂ……個別調査装置 １１……計測器 １２……トリガー信号伝送ユニット １３……バッテリー １４……ＡＣアダプタ １５……パトライト ２１、３１……ＣＰＵ ２１ａ、３１ａ……時計部 ２２、３２……メインメモリ ２３……補助メモリ ２４、３４……表示制御部 ２４ａ、３４ａ……表示部 ２６、３６……入出力制御装置 ２７……センサ部 ２７ａ……Ａ／Ｄコンバータ ２７ｂ……ロジックプローブ ２８、３８……操作スイッチ ３７ａ〜３７ｃ、５１〜５４……Ｉ／Ｏ部 ３９、６１……トリガー信号入出力部 ４２……クランプ式電流センサ ４３……磁界検出センサ ４３ａ……リードスイッチ ４４……光センサ ４４ａ……フォトトランジスタ ４５……光ファイバ ５１ａ……差動入力デバイス ５２ａ……光伝送デバイス ５３ｂ……エンコーダ・デコーダ ５３ａ……無線モジュール ５４ｂ……コンパレータ ５４ｄ……ストロボ発光回路 ５４ａ……受光部 ５４ｃ……発光部 １００……生産ライン １０１……分電盤 １０２……製造ライン設備 １０３、１０４……制御盤 １０５……シーケンサー １０６……表示盤 Ｎ……ノイズ発生機器

Claims (7)

1. 調査対象の状態の変化を記録する記録手段をそれぞれが備える１つまたは２つ以上の第１調査装置と１つまたは２つ以上の第２調査装置を接続して複数箇所に配置する調査システムであって、
   第２調査装置は、調査対象を監視する監視手段と、該監視情報に基づいて対象の状態の変化を検知する検知手段と、該状態変化の検知情報に基づいてトリガー信号を生成する信号生成手段と、該トリガー信号を外部に出力する信号出力手段と、トリガー信号の生成時に状態を監視する同一または異なる対象の状態変化を記録する記録手段と、を備えるとともに、
   第１調査装置は、第２調査装置から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、
   第２調査装置の記録手段は、状態変化の記録時間として１種類のレンジを設定または２種類以上のレンジうちから選択設定可能に設計されて状態変化を記録するのに十分な記録時間のレンジが設定される一方、
   第１調査装置の記録手段は、状態変化の記録時間として１種類のレンジを設定または２種類以上のレンジうちから選択設定可能に設計されて調査期間中の状態変化を記録するのに十分な記録時間のレンジが設定されるとともに、第２調査装置からのトリガー信号の入力タイミングを調査対象の状態変化に対応付けして保持することを特徴とする調査システム。
2. 前記第１調査装置は、調査対象の状態を監視する監視手段と、該監視情報に基づいて対象の状態の変化を検知する検知手段と、該状態変化の検知情報に基づいてトリガー信号を生成する信号生成手段と、該トリガー信号を外部に出力する信号出力手段と、を備えるとともに、
   前記第２調査装置は、別個の調査装置から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、
   第２調査装置の記録手段が別個の調査装置からのトリガー信号の入力時に状態変化の記録を行うことを特徴とする請求項１に記載の調査システム。
3. 前記第１、第２調査装置のうち少なくとも第２調査装置が、外部から送られてきたトリガー信号を入力する信号入力手段を備えており、
   外部からのトリガー信号の入力があったときに、トリガー信号を生成して外部に出力することを特徴とする請求項１または２に記載の調査システム。
4. 前記調査装置は、メタルケーブルを介する電気信号、光ケーブルを介する光信号、空中伝播する電波信号、あるいは、空中伝播する光信号によりトリガー信号を送受することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の調査システム。
5. 前記トリガー信号として、調査装置を識別する識別信号を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の調査システム。
6. 前記監視手段は、調査対象の電気波形または動作状況等の装置状態を監視して、
   前記記録手段は、調査対象の電気波形または動作状況等の装置状態の変化を記録することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の調査システム。
7. 前記第２調査装置の記録手段は、状態変化の検知タイミングよりも前からの記録を残すことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の調査システム。
   

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