JP2016077062A - 保護継電器の交換支援装置およびその交換支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリアル等の通信回線を備えておらず、設定された整定値やラダープログラムを通信データとして外部に出力できない保護継電器においても、継電器の整定値の設定作業の自動化をおこない、信頼度の向上や作業時間の短縮が可能な交換支援装置を提供する。【解決手段】既設の保護継電器の表示パネルに表示された設定情報の画面情報を画面単位に順次取得する画像取得部１２と、画面情報の画像を画面単位に文字認識する文字認識部１５と、文字認識部で認識した認識文字列を画面間で比較し、画面間で認識文字列に相違があったときに、画面情報の認識文字列から設定情報の項目名と設定内容を抽出するデータ文字列抽出部１７と、設定情報の項目名と設定内容を新設の保護継電器に出力する設定値出力部２０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、受変電に設けられる保護継電器等の保守交換を支援する装置に関する。

受変電には、過電流、過電圧、不足電圧、地絡過電流、地絡過電圧等の計測・保護をおこなう保護継電器が接続されている。これらの保護継電器は、系統内で発生した短絡故障や地絡故障等を検出し、他所への故障による影響の波及を抑えるために、故障回路を系統から切り離すよう遮断器に制御信号を送出して、電気設備を保護している。
例えば、過電流保護継電器は、変流器（CT：current transformer）を介して入力された線路の電流値により、線路の短絡や過負荷による過電流の状態を検出して、遮断器による回路の切り離しを判断している。

この保護継電器は、変流器等から電気量を入力する入力変換部、アナログ量をディジタル量に変換するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部、Ａ／Ｄ変換されたディジタル量を用いて演算およびシーケンス処理をおこなう演算処理部、トリップ指令や表示・警報信号等を出力する入出力部、リレー整定値等の設定や装置の動作状態を設定する操作部、計測状態を表示する表示部等の各機能部から構成されている。そして、リレー整定値やＣＴ比・ＰＴ比等の設定値が、内部メモリに収納されている。また、制御シーケンスもラダープログラムとして記憶している。

保護継電器のなかには、複数の系統を監視できるものや、上記の複数の計測・保護機能を備えたものや、複数種の時限特性を設定できるものもある。これらの保護継電器では、保護機能動作のために多数の整定値やプログラムを設定する必要があるが、保護継電器の交換作業等で作業者が新設の保護継電器の操作パネルから再設定をおこなう場合には、設定抜けや誤設定の発生、設定工数の増大の問題が生じる。

このため、保護継電器に外部装置に接続するシリアル等の通信回線を設け、通信回線に接続された監視装置から、整定値等の設定データやプログラムを一括して読取り・書き込みをおこなう技術がある（例えば、特許文献１を参照）。この技術によれば、整定値の設定が掛かる時間を大幅に短縮でき、また、誤設定や設定漏れもなくなるので、作業品質の向上も図ることができる。

特開２００４−０７２８４０公報

しかし、既存の保護継電器には、シリアル等の通信回線を備えておらず、外部とのインターフェイスがないものも多くある。これらの保護継電器を交換する場合には、現在稼働中の保護継電器の整定値やラダープログラムを保護継電器の表示画面に表示し、これを作業者が転記して、保守交換する新設の保護継電器の操作パネルから手動で設定をおこなっている。
手動による誤設定をなくすことは困難であり、また、作業時間の短縮も難しい。保護継電器の交換作業中は、電力系統の保護機能が無くなるため、電力設備の使用を停止する必要がある。このため、保護継電器の交換時間は短時間であることが望ましい。

本発明の目的は、シリアル等の通信回線を備えておらず、設定された整定値やラダープログラムを通信データとして外部に出力できない保護継電器においても、継電器の整定値の設定作業の自動化をおこない、信頼度の向上や作業時間の短縮が可能な交換支援装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の保護継電器の保守交換を支援する交換支援装置は、既設の保護継電器の表示パネルに表示された設定情報の画面情報を画面単位に順次取得する画像取得部と、前記画面情報の画像を画面単位に文字認識する文字認識部と、前記文字認識部で認識した認識文字列を画面間で比較し、画面間で前記認識文字列に相違があったときに、画面情報の認識文字列から設定情報の項目名と設定内容を抽出するデータ文字列抽出部と、前記設定情報の項目名と設定内容を新設の保護継電器に出力する設定値出力部と、を備えるようにした。

また、本発明の保護継電器の保守交換の際の設定情報の移行を支援する交換支援方法は、既設の保護継電器の表示パネルに表示された設定情報の画面情報を画面単位に順次取得し、取得した画面情報を文字認識し、取得した画面間で設定情報の認識文字列を比較し、取得した画面間で前記認識文字列に相違があったときに、前記画面情報の認識文字列から設定情報の種別を検出するとともに、設定情報の項目名と設定内容を抽出し、前記設定情報の種別と前記抽出した項目名と設定内容を新設の保護継電器に設定するようにした。

他の観点では、本発明の保護継電器の保守交換の際の設定情報の移行を支援する交換支援方法は、既設の保護継電器の設定情報の種別を表わす文字列と前記種別ごとの設定項目名を表わす文字列と設定内容を表わす文字列が、文字を格子状に配置されて表示されている、設定情報の画面情報を画面単位に順次取得し、取得した画面情報を文字認識処理して画面情報の文字列を取得し、取得・文字認識した画面間で、前記画面情報の文字列の第１の文字列位置に相違があった場合に、前記画面情報の文字列から設定情報の種別を検出し、取得・文字認識した画面間で、前記画面情報の文字列の、前記設定情報の種別ごとに定義された第２の文字列位置の文字列に相違があった場合に、前記画面情報の文字列から設定項目名と設定内容を抽出し、前記設定情報の種別と前記抽出した設定項目名と設定内容を新設の保護継電器に設定するようにした。

本発明によれば、シリアル等の通信回線を備えていない既設の保護継電器においても、交換作業の信頼度の向上や作業時間の短縮が可能となる。

交換支援装置を適用するシステムの概念図である。 交換支援装置の構成をしめす図である。 保護継電器の表示画面の構成をしめす図である。 ラダープログラムの表示パターン例をしめす図である。 パラメータの表示パターン例をしめす図である。 Ｒｙ整定値の表示パターン例をしめす図である。 ＰＣＴ比の表示パターン例をしめす図である。 ラダープログラムの読取り処理フロー図である。 パラメータ値の読取り処理フロー図である。 Ｒｙ整定値の読取り処理フロー図である。 ＰＣＴ比の読取り処理フロー図である。 ルールのテーブル構成をしめす図である。 交換支援装置を適用する他のシステムの概念図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施例の交換支援装置１が適用される保護継電器の交換作業の概要をしめす図である。

実施例の交換支援装置１には、カメラ２が接続されて、稼働中の既設の保護継電器３の表示パネル５に表示される整定値・計測条件（ＰＴ比、ＣＴ比等）・ラダープログラム等の表示内容を撮影し、撮影した画面情報を解析して文字認識をおこない、既設の保護継電器３の整定値・計測条件・ラダープログラム等の設定情報を取得する。
取得された保護継電器３の設定情報は、保護継電器３と交換する新設の保護継電器４の設定情報に変換されて、通信回線を介して転送されるか、また、ＵＳＢメモリ等のリム-バルメディアに設定情報を記録され、保護継電器４に読み込まれる。

ここで、実施例の保護継電器３の機能の概要を説明する。
保護継電器３は、受電用、変圧器保護用、フィーダ用、母線用に使用され、ＰＣＴ入力に接続される計測用のＣＴ（変流器）やＶＴ（変圧器）により、線路の電流値や電圧値が入力されている。保護継電器３にはマイクロコンピュータが搭載され、ＰＣＴ入力からの電流値や電圧値を基に、電流・電圧・有効電力・無効電力・力率・周波数・零相電流・零相電圧等の計測をおこなう。また、ＰＣＴ入力からの電流値や電圧値を基に、瞬時過電流・過電流・地絡過電流・地絡方向・地絡過電圧・不足電圧・過電圧・電圧・比率差動の保護処理をおこない、トリップ信号を出力する。保護処理は、ラダープログラムにより制御され、使用者が仕様に合わせて設計することができる。

上記の計測や保護機能の動作のために、保護継電器３は、各種保護リレーの動作値や時限を設定するリレー整定値と、ＰＴ比、ＣＴ比を設定する計測条件と、装置の使用方法、ＰＣＴの結線、計測表示の有無、保護リレー動作の有無等を設定するパラメータの設定をおこなう。
リレー整定値・計測条件・パラメータ・ラダープログラムの設定情報は、不揮発性メモリに保存されている。
保護継電器４は、保護継電器３の代替装置のため、少なくとも上記の機能をもち、特性の差は、保護継電器４の設定情報を生成する際に、補正される。

保護継電器３の整定値・計測条件（ＰＴ比、ＣＴ比等）・パラメータ・ラダープログラム等の設定情報は、保護継電器３の稼働中でも、操作ボタン６の押下により、表示パネル５にテキスト表示される。図４〜７に表示の一例を示す（詳細は後述する）。
保護継電器３の設定情報は多くの項目をもち（例えば、１００項目程度）、作業者の操作ボタン６の押下により、ひとつの項目ごとに表示パネル５に表示される。実施例の交換支援装置１は、カメラ２により、保護継電器３の表示パネル５の表示内容を撮影し、撮影した表示内容を画像処理して文字認識をおこない、複数の設定情報を抽出する。

上記のとおり、交換支援装置１はカメラ２で撮影した画面情報を基に、保護継電器３の設定情報を抽出しているため、表示パネル５とカメラ２の位置関係を固定して、鮮明な画像を撮影できることが望ましい。これを実現するために、カメラ２を表示パネル５の前に固定する取り付け治具（図示せず）を設けてもよい。さらに、表示パネル５が反射式液晶表示装置の場合には、取り付け治具に照明手段を設けるようにしてもよい。

上記のようにして、現地にて、既設の保護継電器３の整定値・計測条件（ＰＴ比、ＣＴ比等）・パラメータ・ラダープログラム等の設定情報を読取り、保護継電器３を交換した後に、新設の保護継電器４に読み取った設定情報を通信回線を介して書き込むか、または、ＵＳＢメモリ等のリム-バルメディアに読み取った設定情報を記録し、新設の保護継電器４に読み込ませる。
また、現地で既設の保護継電器３から設定情報を読取り、工場で新設する保護継電器４に書き込み作業をおこない、設定済の保護継電器４を現地に搬入して交換作業をおこなうようにする。
これにより、既設の保護継電器３を、同じ機能をもつ新設の保護継電器４に交換できる。
実施例の交換支援装置１の詳細を説明する前に、実施例の交換支援装置１の他の構成を説明する。

図１３は、交換支援装置を適用する他のシステムの概念図である。
詳しくは、図１に示した交換支援装置１を、タブレット９と、データ変換用ＰＣ１０と、前記タブレット９とデータ変換用ＰＣ１０との間のデータ交換をおこなうリム-バルメディアとから構成するようにしている。
ここで、前記タブレット９には、カメラ２が外部接続され、稼働中の既設の保護継電器３の表示パネル５を撮像する。または、タブレット９に内蔵されるカメラを使用してもよい。

カメラ２またはタブレット９の内蔵カメラで撮像された表示パネル５の撮像情報を基に、詳細の後述する手順により既設の保護継電器３の設定情報が取得される。前記の取得された設定情報は、メモリカード２２に記憶され、データ変換ＰＣ１０に伝送される。
データ変換ＰＣ１０では、メモリーカード２２の既設の保護継電器３の設定情報が、新設の保護継電器３の設定情報に変換され、新設の保護継電器３に書き込まれる。
以下の説明の交換支援装置１には、上記のタブレット９が含まれているものとする。

図２に実施例の交換支援装置１の構成をしめす。
交換支援装置１は、カメラ入力部１１で、保護継電器３の表示パネル５の表示画像を撮影するカメラ２の映像信号が入力される。入力された表示パネル５の映像信号は、画像取得部１２で、保護継電器３の設定情報を抽出処理するのに適したフレームレートに間引き処理される。具体的には、後述する文字認識・抽出性能に応じて、１０フレーム／秒程度の時系列画像が生成される。

また、詳細を後述するが、画像取得部１２は、データ文字列抽出部１７からのキャプチャ指示に応じて、文字列抽出したフレームに対応する表示パネル５の画像を取得画像記録部１４に記録するとともに、カメラ画像表示部１３に出力する。カメラ画像表示部１３は、この画像を交換支援装置１の表示部７（図１参照）に表示する。

文字認識部１５は、表示パネル５の間引きされた時系列画像のフレームごとに、文字認識処理をおこない、表示パネル５に表示されている全ての文字列を認識する。
また、文字認識部１５は、データ文字列抽出部１７からのキャプチャ指示に応じて、認識した文字を認識文字列表示部１６に出力する。認識文字列表示部１６は、このフレームの認識文字列を交換支援装置１の表示部７に表示する。

交換支援装置１の表示部７には、データ文字列抽出部１７からのキャプチャ指示に応じて、文字認識した認識文字列と、認識したときの表示パネル５の画像が並列表示される。これにより、文字認識の正誤を目視判定できる。作業者は、目視チェック後、操作ボタン６を押下して、つぎの設定情報の表示をおこなうようにする。
文字認識部１５は、表示パネル５に表示される文字（例えば、英数字・カナの使用文字）に限定して解析をおこなうことで、認識率を向上させることができる。しかし、表示パネル５の故障等によるドット抜けが生じている場合には認識率が低下することがある。上記のように、表示パネル５の画像と認識文字列を並列表示して、認識文字を修正できるようにすれば、設定情報の移行作業の信頼度が向上する。

データ文字列抽出部１７は、フレーム間の認識文字列の変化を検出し、保護継電器３の表示パネル５の設定情報の表示に変化があったことを認識する。これは、作業者が、保護継電器３の操作ボタン６を押下して設定情報の項目を変更したことを検出することにひとしい。つまり、交換支援装置１は、設定情報の項目の変更を自動的に検出することができる。

上記に替えて、保護継電器３の表示パネル５の設定情報の表示を変えるたびに、交換支援装置１に設けた設定情報の取得ボタン（シャッターボタン）を押下して撮像をおこない、撮像画像を文字認識して設定情報を取得してもよいことは言うまでもない。

また、データ文字列抽出部１７は、後述する抽出ルールに基づいて、保護継電器３の表示パネル５の表示内容に対応する認識文字列から、保護継電器３の整定値・計測条件（ＰＴ比、ＣＴ比等）・ラダープログラム等の設定情報を抽出する。抽出した設定情報は、抽出文字列記録部１８に記憶するとともに、フォーマット変換部１９に出力する。

フォーマット変換部１９は、抽出した既設の保護継電器３の設定情報を、新設の保護継電器４の設定情報のフォーマットに変換して、設定値出力部２０に出力する。
設定値出力部２０は、通信回線を介して、変換された設定情報を新設の保護継電器４に転送するか、また、保護継電器４の読み込み媒体であるＵＳＢメモリ等のリムーバルメディアに設定情報を記録する。
操作部２１は、上記の各部を制御を指示する操作部であり、マウス、キーボード、タッチパネル等のヒューマンインターフェイスデバイスを含む。

上記では、交換支援装置１の外部にカメラ２を設ける構成を示したが、交換支援装置１にカメラ２を内蔵する構成であってもよい。
また、ビデオカメラにより既設の保護継電器３の表示パネル５を動画撮影し、カメラ２の替わりにビデオカメラを交換支援装置１に接続することもできる。この場合には、現地でなくても、既設の保護継電器の整定値・計測条件（ＰＴ比、ＣＴ比等）・パラメータ・ラダープログラム等の設定情報を取得することができる。

上記の文字認識部１５やデータ文字列抽出部１７やフォーマット変換部１９等の機能部は、交換支援装置１に搭載するマイクロコンピュータのプログラムにより、実現することができる。マイクロコンピュータで実行される処理の概要は、後述する図８〜図１１のフロー図によりしめされる。

図３は、保護継電器３の表示パネル５の表示の概略をしめす図である。表示パネル５は、液晶方式のドットマトリックス表示デバイスから成り、例えば、図３にしめすように、固定ピッチの文字を、４行・２０文字分表示することができる。なお、図３の８０個の四角枠は、文字の表示領域を表わすガイドであり、実際に表示されるものではない。

つぎに、図４〜図７に、保護継電器３の設定情報の表示例をしめす。図４（ａ）（ｂ）はラダープログラムの表示パターン例をしめす図であり、図５はパラメータの表示パターン例をしめす図であり、図６はＲｙ整定値の表示パターン例をしめす図であり、図７はＰＣＴ比の表示パターン例をしめす図である。以下、表示パターンの内容を順に説明する。

図４（ａ）に示した表示パターンは、ラダープログラムの１ステップの内容を表示するもので、操作ボタン６（図１参照）の押下により、図４（ｂ）にしめすつぎのステップに遷移する。
図４（ａ）や図４（ｂ）にしめすラダープログラムの表示パターンは、つぎのように構成される。

文字領域４１（1行目の１〜７文字目）には、表示内容がラダープログラムであることを表わす「ＰＲＯＧＲＡＭ」の文字列が表示される。表示するラダープログラムのステップの内容は、文字領域４２（２行目）に表わされる。文字領域４３（1行目の１３〜２０文字目）には、当該表示内容のプログラムの位置を示す「ＳＴＥＰ：」の文字列と、３ケタのステップ番号が表示される。文字領域４４（４行目の１８〜２０文字目）には、ラダープログラムの全ステップ数が表わされる。
その他、４行目には、オペレーションナンバーを表わす「Ｅ００」（エラー無し）と、操作ボタン６のシフト状態をしめす「ＬＯＷ」と、装置の動作モードをしめす「ＲＵＮ」の文字列が表示されている。

上述のとおり図４（ｂ）は、図４（ａ）で表示したステップのつぎのステップの内容を表示している。したがって、文字領域４１と文字領域４４には同じ内容が表示され、文字領域４２と文字領域４３は、異なる表示内容となっている。
具体的には、文字領域４３が、図４（ａ）では「ＳＴＥＰ：００１」となっているが、つぎのステップの表示である図４（ｂ）では、「ＳＴＥＰ：００２」となっている。

データ文字列抽出部１７は、文字領域４１の「ＰＲＯＧＲＡＭ」の文字列を認識して、表示内容がラダープログラムの表示であることを認識する。そして、文字領域４３のステップのシーケンス番号により、表示内容の変化を判定し、文字領域４２によりラダープログラムのステップ内容の文字列抽出をおこなう。
文字領域４３のステップのシーケンス番号が、文字列領域４４で認識される全ステップ数に一致したときに、全ステップが表示されたことを認識する。

また、文字領域４３のステップのシーケンス番号により、表示内容の変化を判定したときに、キャプチャ指示を画像取得部１２と文字認識部１５に通知する。より詳細な処理フローは後述する。

図５にしめすパラメータの表示パターンでは、保護継電器３に設定される複数のパラメータのうちのひとつを表示する。そして、操作ボタン６（図１参照）の押下により、他のパラメータの内容を表示する。
このとき、文字領域５１（1行目の１〜６文字目）に、表示内容がパラメータの表示であることを表わす「パラメータ」の文字列が表示され、文字領域５２と文字領域５３（２行目）に、パラメータの内容が表示される。
パラメータの内容が表示される領域は、パラメータの項目番号（パラメータ番号）が表示される文字領域５２（1〜４文字目）と、その項目の設定値であるパメータ値が表示される文字領域５３（５〜２０文字目）に分けられる。
その他、４行目には、オペレーションナンバーを表わす「Ｅ００」（エラー無し）と、操作ボタン６のシフト状態をしめす「ＬＯＷ」と、装置の動作モードをしめす「ＲＵＮ」の文字列が表示されている。

データ文字列抽出部１７は、文字領域５１の「パラメータ」の文字列を認識して、表示内容がパラメータの表示であることを認識する。そして、文字領域５２のパラメータの項目番号（パラメータ番号）により、表示内容の変化を判定し、文字領域５２と文字領域５３により、パラメータ項目とその値の文字列抽出をおこなう。
また、文字領域５２のパラメータの項目番号（パラメータ番号）の表示内容の変化を判定したときに、キャプチャ指示を画像取得部１２と文字認識部１５に通知する。より詳細な処理フローは後述する。

図６にしめすＲｙ整定値の表示パターンでは、保護継電器３の複数の整定値のうちのひとつを表示する。そして、操作ボタン６（図１参照）の押下により、他の整定値の内容を表示する。
この際、文字領域６１（1行目の１〜８文字目）に、表示内容がＲｙ整定値の表示であることを表わす「リレーセイテイチ」の文字列が表示され、文字領域６２（1行目の１０〜１５文字目）にフィーダー名（配電線名）が表示され、文字領域６３（1行目の１７〜２０文字目）と文字領域６４（２行目の１〜１３文字目）に動作電流の整定値を意味する要素項目名が表示され、文字領域６５（２行目の１４〜２０文字目）に整定値の内容が表示される。
その他、４行目には、オペレーションナンバーを表わす「Ｅ００」（エラー無し）と、操作ボタン６のシフト状態をしめす「ＬＯＷ」と、装置の動作モードをしめす「ＲＵＮ」の文字列が表示されている。

データ文字列抽出部１７は、文字領域６１の「リレーセイテイチ」の文字列を認識して、表示内容がＲｙ整定値の表示であることを認識する。そして、文字領域６２または文字領域６３や文字領域６４のフィーダ名と要素項目名により、表示内容の変化を判定し、文字領域６２と文字領域６３と文字領域６４と文字領域６５によりＲｙ整定値の要素項目名とその値の文字列抽出をおこなう。
また、文字領域６２または文字領域６３または文字領域６４の表示内容の変化を判定したときに、キャプチャ指示を画像取得部１２と文字認識部１５に通知する。より詳細な処理フローは後述する。

なお、図６の表示パターンは、上記の動作電流整定値の設定以外に、動作時間倍率、限時特性、時間整定、電圧整定、感度角、低下時間、整定比率等のＲｙ整定値の表示にも適用される。

図７にしめすＰＣＴ比の表示パターンでは、保護継電器３の計測条件である複数のＰＴ比やＣＴ比等の設定値をうちのひとつ表示する。そして、操作ボタン６（図１参照）の押下により、他の設定値の内容を表示する。
この際、文字領域７１（1行目の１〜６文字目）に、表示内容がＰＴ比やＣＴ比等の計測条件の設定値の表示であることを表わす「ＰＴ・ＣＴヒ」の文字列が表示される。
そして、文字領域７２（1行目の１０〜１５文字目）にフィーダー名（配電線名）が表示され、文字領域７３（1行目の１７〜２０文字目）と文字領域７４（２行目の１〜１３文字目）には、ＣＴ比等の計測条件の分類を表わす要素項目名が表示され、文字領域７５（２行目の１４〜２０文字目）にその設定値（ＣＴ比）が表示される。また、文字領域７６（３行目の１１〜２０文字目）には、計測条件の概要が表示される。
その他、４行目には、オペレーションナンバーを表わす「Ｅ００」（エラー無し）と、操作ボタン６のシフト状態をしめす「ＬＯＷ」と、装置の動作モードをしめす「ＲＵＮ」の文字列が表示されている。

データ文字列抽出部１７は、文字領域７１の「ＰＴ・ＣＴヒ」の文字列を認識して、表示内容が計測条件の設定値の表示であること認識する。そして、文字領域７２または文字領域７３または文字領域７４のフィーダ名と要素項目名により、表示内容の変化を判定し、文字領域７２と文字領域７３と文字領域７４と文字領域７５により計測条件の要素項目名とその値の文字列抽出をおこなう。
また、文字領域７２または文字領域７３または文字領域７４の表示内容の変化を判定したときに、キャプチャ指示を画像取得部１２と文字認識部１５に通知する。より詳細な処理フローは後述する。

なお、図７の表示パターンは、上記のＣＴ（変流）比の設定以外に、ＰＴ（変圧）比、ＺＣＴ（零相変流）補正値、ＧＰＴ（接地変圧）比等の計測条件の表示にも適用される。

図４〜図７に示した保護継電器３の表示パターンの配置は、一例であって、他の配置であってもよいが、所定の表示ルールで、整定値・計測条件・パラメータ・ラダープログラム等の設定情報のひとつひとつが順次表示される必要がある。交換支援装置１は、表示ルールに対応する抽出ルールを記憶しており、抽出ルールに基づいて設定情報の読み取りをおこなう。

保守交換支援装置１は、保守交換をおこなう保護継電器３のモデル毎に設定情報の表示位置を記録した抽出ルールテーブルを記憶部（図示せず）を備えようにしてもよい。この場合には、読み取りの開始時に、モデル名を入力して、抽出ルールテーブルの選択をおこなう。

つぎに、図４〜図７の表示パターンから設定情報を読取る処理のフローを説明する。
図８は、図４に表示パターンを示した保護継電器３のラダープログラムを読取る処理のフローをしめす図である。
まず、カメラ２により、既設の保護継電器３の表示パネル５を撮影して画面情報を取得する（Ｓ１０１）。つぎに、取得した画面情報を解析して、所定領域サイズ（４行２０文字）の文字認識をおこなう（Ｓ１０２）。このとき、表示パネル５には、等幅フォントを使用して固定ピッチに文字が、４行・２０文字分表示されている。

文字認識処理は、既知の認識技術により処理をおこなう。この際、既設の保護継電器３で表示される文字（例えば、英字、カナの一部の文字）に限定して文字認識をおこなうようにしてもよい。これにより、文字認識率の向上や認識処理の負荷軽減を図ることができる。

Ｓ１０１とＳ１０２のステップは、所定周期におこなわれ、前回撮影・認識した表示パネル５の全体の認識文字列と、今回の認識文字列を比較し（Ｓ１０３）、表示パネル５の表示領域の全体で文字列が同一であれば、Ｓ１０１にもどる（Ｓ１０３の同一）。文字列が一部でも相違していれば、つぎのつぎのステップ（Ｓ１０４）に進む（Ｓ１０３の相違）。
これにより、作業者が既設の保護継電器３の操作ボタン６を押下したときの表示パネル５の表示内容の変化を検出する。つぎに、文字列の配置状態と表示内容を判定して、設定情報の項目要素の読取りをおこなう。

Ｓ１０４では、文字領域４１（図４（ａ）参照）が前回撮影・認識した画面情報の認識文字列と相違しているか否かを判定し、相違していた場合にはＳ１０５に進む（Ｓ１０４のＹｅｓ）。Ｓ１０５では、相違文字が「ＰＲＧＲＡＭ」であるか否かを判定し、Ｙｅｓであれば、保護継電器３の表示パネル５に表示されている表示内容が、ラダープログラムであると判断して、以降の処理の抽出モードをラダープログラムの処理に設定する（Ｓ１０６）。そして、ラダープログラムのステップ内容の読取りに進む（ラベルＡ）。
Ｓ１０５で、相違文字が「ＰＲＧＲＡＭ」でなければ、他の表示種別の処理をおこなう（Ｓ１０７）。
Ｓ１０４で、文字領域４１が同一（Ｓ１０４のＮｏ）であればＳ１０８に進む。

Ｓ１０８では、読取り処理の抽出モードがラダープログラムであるか否かを判定し、ラダープログラムの抽出モードでない場合（Ｓ１０８のＮｏ）であれば、処理異常（Ｅｒｒｏｒ）とする。
Ｓ１０８で、読取り処理の抽出モードがラダープログラムであれば（Ｓ１０８のＹｅｓ）、Ｓ１０９に進み、プログラムステップの読取りをおこなう。
また、Ｓ１０８は、Ｓ１０４がＮｏの場合にも、処理が遷移する。この遷移は、ラダープログラムのステップ表示を続けておこなう場合に、生じる。

まず、文字領域４３が相違するか否かを判定し（Ｓ１０９）、相違していれば（Ｓ１０９のＹｅｓ）、文字領域４３に「ＳＴＥＰ：」の文字が含まれるか否かを判定する（Ｓ１１０）。文字領域４３が同一の場合（Ｓ１０９のＮｏ）、または、文字領域４３に「ＳＴＥＰ：」が含まれない場合（Ｓ１１０のＮｏ）には、現在の表示内容はラダープログラムでないものとして、異常処理する（Ｅｒｒｏｒ）。

Ｓ１０９とＳ１１０で、文字領域４３の表示内容が前回と異なり（Ｓ１０９のＹｅｓ）、かつ、文字領域４３に「ＳＴＥＰ：」の文字が含まれる場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）には、ラダープログラムの抽出モードとして、つぎの処理をおこなう。

まず、画像取得部１２とデータ認識部１５にキャプチャ指示を出力する（Ｓ１１１）。これにより、ラダープログラムを読取り処理する時の、保護継電器３の表示パネル５の表示内容を撮影した画面情報を処理履歴として取得画像記録部１４に記録するとともに、撮影した画面情報とそれを文字認識した結果を、カメラ画像表示部１３と認識文字列表示部１６に出力して、目視確認をおこなえるようにする。

つぎに、読取り項目の識別子として、文字領域４３からステップ番号を抽出する（Ｓ１１２）。そして、文字領域４４から最終ステップ番号を抽出し（Ｓ１１３）、文字領域４３のステップ番号が最終ステップ番号以下であるか判定する（Ｓ１１４）。
これにより、文字認識したステップ番号の検証をおこなう。
また、Ｓ１１２とＳ１１３の最終ステップ番号のチェックのほかに、ステップ番号の更新状態（１づづ更新等）を検証するようにしてもよい。

Ｓ１１４で、文字領域４３のステップ番号が、文字領域４４の最終ステップ番号より大きい場合（Ｓ１１４のＮｏ）には、ステップ番号の文字認識異常の可能性があり、異常処理する（Ｅｒｒｏｒ）。
Ｓ１１４で、ステップ番号が最終ステップ番号以下であれば（Ｓ１１４のＹｅｓ）、文字領域４２からプログラムステップの内容を抽出する（Ｓ１１５）。

上記の処理を繰り返しおこなうことで、交換支援装置１が、保護継電器３の表示パネル５に1ステップづつ表示されるラダープログラムを取得することができる。
作業者は、保護継電器３を操作して表示パネル５にラダープログラムをステップ表示させれば、交換支援装置１が自動的にプログラムを取得するので、データ移行の信頼性と操作の容易性を向上することができる。

図９は、図５に表示パターンを示した保護継電器３のパラメータを読取る処理フローをしめす図である。
図９のＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３は、図８のＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３と同じ処理であるため、ここでは説明を省略する。

Ｓ２０４では、文字領域５１（図５参照）が前回撮影・認識した画面情報の認識文字列と相違しているか判定し、相違していた場合にはＳ２０５に進む（Ｓ２０４のＹｅｓ）。Ｓ２０５では、相違文字が「パラメータ」であるか否かを判定し、Ｙｅｓであれば、保護継電器３の表示パネル５に表示されている表示内容が、パラメータ設定値であると判断して、以降の処理の抽出モードをパラメータ値の処理に設定する（Ｓ２０６）。そして、パラメータ内容の読取りに進む（ラベルＢ）。
Ｓ２０５で、相違文字が「パラメータ」でなければ、他の表示種別の処理をおこなう（Ｓ２０５のＮｏ）。
Ｓ２０４で、文字領域５１が同一（Ｓ２０４のＮｏ）であればＳ２０７に進む。この遷移は、パラメータ値の他の項目要素を継続して表示しているときに生じる。

Ｓ２０７では、読取り処理の抽出モードがパラメータ値であるか否かを判定し、パラメータ設定値の抽出モードでない場合（Ｓ２０７のＮｏ）であれば、処理異常（Ｅｒｒｏｒ）とする。
Ｓ２０７で、読取り処理の抽出モードがパラメータ値であれば（Ｓ２０７のＹｅｓ）、Ｓ２０８に進む。

つぎに、文字領域５２が相違するか否かを判定する（Ｓ２０８）。文字領域５２が同一の場合（Ｓ２０８のＮｏ）、現在の表示内容はパラメータ値でないものとして、異常処理する（Ｅｒｒｏｒ）。
Ｓ２０８で、文字領域５２の表示内容が前回と異なる場合（Ｓ２０８のＹｅｓ）には、パラメータ値の抽出モードとして、パラメータ設定項目番号とパラメータ値の読取りをおこなう。

まず、画像取得部１２とデータ認識部１５にキャプチャ指示を出力する（Ｓ２０９）。これにより、パラメータ値を読取り処理する時の、保護継電器３の表示パネル５の表示内容を撮影した画面情報を処理履歴として取得画像記録部１４に記録するとともに、撮影した画面情報とそれを文字認識した結果を、カメラ画像表示部１３と認識文字列表示部１６に出力して、目視確認をおこなえるようにする。

つぎに、読取り項目の識別子として、文字領域５２からパラメータ項目番号を抽出する（Ｓ２１０）。そして、文字領域５３からパラメータ値を抽出する（Ｓ２１１）。

上記の処理を繰り返しおこなうことで、交換支援装置１は、保護継電器３の表示パネル５に1項目づつ表示するパラメータ設定値を取得することができる。
作業者は、保護継電器３を操作して表示パネル５にパラメータ設定値を一項目づつ表示させれば、交換支援装置１が自動的にパラメータ項目番号とパラメータ値を取得するので、データ移行の信頼性と操作の容易性を向上することができる。

図１０は、図６に表示パターンを示した保護継電器３のＲｙ整定値を読取る処理フローをしめす図である。
図１０のＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３は、図８のＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３と同じ処理であるため、ここでは説明を省略する。

Ｓ３０４では、文字領域６１（図６参照）が前回撮影・認識した画面情報の認識文字列と相違しているか判定し、相違していた場合にはＳ３０５に進む（Ｓ３０４のＹｅｓ）。
Ｓ３０５では、相違文字が「リレーセイテイチ」であるか否かを判定し、Ｙｅｓであれば、保護継電器３の表示パネル５に表示されている表示内容が、Ｒｙ整定値であると判断して、以降の処理の抽出モードをＲｙ整定値の処理に設定する（Ｓ３０６）。そして、整定値の内容の読取りに進む。
Ｓ３０５で、相違文字が「リレーセイテイチ」でなければ、他の表示種別の処理をおこなう。
Ｓ３０４で、文字領域６１が同一（Ｓ３０４のＮｏ）であればＳ３０７に進む。この遷移は、Ｒｙ整定値の他の項目要素を継続して表示しているときに生じる。

Ｓ３０７では、読取り処理の抽出モードがＲｙ整定値であるか否かを判定し、Ｒｙ整定値の抽出モードでない場合（Ｓ３０７のＮｏ）であれば、処理異常（Ｅｒｒｏｒ）とする。
Ｓ３０７で、読取り処理の抽出モードがＲｙ整定値であれば（Ｓ３０７のＹｅｓ）、Ｓ３０８に進む。

Ｓ３０８では、文字領域６２の表示内容が前回と異なるか否かを判定して、Ｒｙ整定値の項目識別子のひとつであるフィーダ名の表示内容の変化を判定する。
フィーダ名の変化がなければ（Ｓ３０８のＮｏ）、Ｓ３０９に進み、文字領域６３のＲｙ要素名の変化を判定する（Ｓ３０９）。
Ｓ３０９では、Ｒｙ要素名の表示に変化がなければ（Ｓ３０９のＮｏ）、Ｓ３１０に進み、文字領域６４のＲｙ要素名の変化を判定する（Ｓ３１０）。

上記のとおり、Ｓ３０８とＳ３０９とＳ３１０で、文字領域６２と文字領域６３と文字領域６４のそれぞれの表示内容の変化の有無を判定し、文字領域６２、６３、６４で前回の表示内容と同一だった場合（Ｓ３０８のＮｏかつＳ３０９のＮｏかつＳ３１０のＮｏ）には、現在の表示内容はＲｙ整定値でないものとして、異常処理する（Ｅｒｒｏｒ）。
Ｓ３０８とＳ３０９とＳ３１０で、文字領域６２と文字領域６３と文字領域６４の少なくてもひとつの文字領域が、前回の表示内容と相違があった場合（Ｓ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３１０のいずれかでＹｅｓ）には、Ｓ３１１に進む。

Ｓ３１１では、画像取得部１２とデータ認識部１５にキャプチャ指示を出力する。これにより、Ｒｙ整定値を読取り処理する時の、保護継電器３の表示パネル５の表示内容を撮影した画面情報を処理履歴として取得画像記録部１４に記録するとともに、撮影した画面情報とそれを文字認識した結果を、カメラ画像表示部１３と認識文字列表示部１６に出力して、目視確認をおこなえるようにする。

つぎに、読取り項目の識別子として、文字領域６２と文字領域６３と文字領域６４とからパラメータ項目番号を抽出する（Ｓ３１２）。そして、文字領域６５から整定値を抽出する（Ｓ３１３）。

上記の処理を繰り返しおこなうことで、交換支援装置１が、保護継電器３の表示パネル５に1項目づつ表示するＲｙ整定値を取得することができる。
作業者は、保護継電器３を操作して表示パネル５にＲｙ整定値を一項目づつ表示させれば、交換支援装置１が自動的に整定値の項目番号と整定値を取得するので、データ移行の信頼性と操作の容易性を向上することができる。

図１１は、図７に表示パターンを示した保護継電器３のＰＣＴ比を読取る処理フローをしめす図である。
図７と図６の表示パターンから明らかなように、両者は、類似する表示パターンとなっている。このため、図１１の処理フローは、読取る文字領域が異なるが図１０の処理と同じ処理内容となっている。このため、ここでは説明を省略する。

図８〜図１１のフロー図から明らかなように、表示パネル５の１行１文字目から始まる文字領域４１、５１、６１、７１の表示内容で、表示内容の種別（ラダープログラム、パラメータ、Ｒｙ整定値、ＰＣＴ比）の判定おこない、それぞれの種別に応じて、異なる表示位置に表示される項目識別子・設定値を読取る処理をおこなう。
上記の処理を容易におこなうために、図１２にしめす読取りルールを作成して処理をおこなうとよい。

図１２の読取りルールは、文字列の配置情報と種別を表わす文字列の対応関係をしめす第1のルールテーブルと、表示内容の種別ごとに設けられた、文字列の配置情報とその項目識別子・設定値の内容をしめす第２のルールテーブルからなる。ここで、文字列の配置情報は、［先頭文字の行：先頭文字の文字位置］−［後尾文字の行：後尾文字の文字位置］のように定義する。

データ文字列抽出部１７は、第1のルールテーブルを参照して、文字認識した表示パネル５の画面情報が満たす文字列の配置情報と種別を表わす文字列の組み合わせを求めて、表示内容の種別を特定する。つぎに、第２のルールテーブルを参照して、文字列の配置情報に従い、文字列の抽出をおこない、読取り項目名とその設定値を取得する。

実施例の交換支援装置１が、複数モデルの保護継電器３の交換を支援する場合には、保護継電器３のモデルごとに、第１と第２のルールテーブルをもち、読取り作業に先立ち、既設の保護継電器３のモデルを指定して、第１と第２のルールテーブルを選択する。

上記の処理により、取得した既設の保護継電器３の設定情報は、フォーマット変換部１９で、新設の保護継電器４の設定情報の入力フォーマットに変換する。
例えば、一行ごとに設定項目が定義され、固定長の設定情報が書き込まれたテキスト形式の設定ファイルを、保護継電器４に入力または読み込ませる場合には、項目ごとに取得した設定情報を、保護継電器４の設定ファイルの対応する行に書き込むようにする。

フォーマット変換部１９で変換された設定情報は、設定値出力部２０を介して、新設の保護継電器４に移行される。より具体的には、交換支援装置１の設定値出力部２０は、シリアル等の通信回線やＵＳＢメモリ等のリム-バルメディアに設定情報を出力する。そして、保護継電器４は、通信回線やリム-バルメディアを介して、設定ファイルを読み込み、保護継電器３と同機能の動作を実現する。
上述のようにして、交換支援装置１は、既設の保護継電器の設定情報を容易に読取ることができ、既設の保護継電器３を新設の保護継電器４に代替交換できる。

上記に保護継電器の実施例について記載したが、保護継電器に限定されず、表示パネルに設定情報を表示できる他の制御装置にも適用できる

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

１１ カメラ入力部
１２ 画像取得部
１３ カメラ画像表示部
１４ 取得画像記録部
１５ 文字認識部
１６ 認識文字列表示部
１７ データ文字列抽出部
１８ 抽出文字列記録部
１９ フォーマット変換部
２０ 設定値出力部
２１ 操作部

Claims (10)

1. 保護継電器の保守交換を支援する交換支援装置において、
   既設の保護継電器の表示パネルに表示された設定情報の画面情報を画面単位に順次取得する画像取得部と、
   前記画面情報の画像を画面単位に文字認識する文字認識部と、
   前記文字認識部で認識した認識文字列を画面間で比較し、画面間で前記認識文字列に相違があったときに、画面情報の認識文字列から設定情報の項目名と設定内容を抽出するデータ文字列抽出部と、
   前記設定情報の項目名と設定内容を新設の保護継電器に出力する設定値出力部と、
   を備えたことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
2. 請求項１に記載の交換支援装置において、さらに、
   前記画面情報を表示する画面情報表示部と、
   前記認識文字列を表示する認識文字列表示部と、を備え、
   前記データ文字列抽出部は、画面情報の認識文字列から設定情報の項目名と設定内容を抽出する際に、文字列抽出をおこなう認識文字列と前記認識文字列に対応する画面情報の保存を指示するキャプチャ指示を前記画像取得部と前記文字認識部に通知し、
   前記画像取得部は、前記キャプチャ指示に基づいて、前記文字列抽出をおこなう認識文字列に対応する画面情報を前記画面情報表示部に出力し、
   前記文字認識部は、前記キャプチャ指示に基づいて、前記文字列抽出をおこなう認識文字列を前記認識文字列表示部に出力し、
   前記画面情報と対応する画面情報の認識文字列を並列表示する
   ことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
3. 請求項２に記載の交換支援装置において、さらに、
   前記キャプチャ指示に基づいて、前記文字列抽出をおこなう認識文字列に対応する画面情報を記録する取得画像記録部と、
   前記データ文字列抽出部で抽出された設定情報の項目名と設定内容を記録する抽出文字列記録部と、
   を備えたことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の交換支援装置において、
   前記画面情報は、文字が固定ピッチで２次元配置された情報であり、
   前記認識文字列は、前記画面情報の文字数とおなじ文字配置をもつ
   ことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
5. 請求項４に記載の交換支援装置において、さらに、
   前記保護継電器の設定情報の種別名を表わす文字列の配置情報を前記種別名ごとに記録する第1のルールテーブルと、
   前記設定情報の種別ごとに、設定情報の項目名を表わす文字列の配置情報と設定情報の内容を表わす文字列の配置情報の対応を記録する第２のルールテーブルとを記録するルールテーブル記憶部と
   を備えたことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の交換支援装置において、さらに、
   前記データ文字列抽出部で抽出された設定情報を、新設の保護継電器の設定情報の形式に変換するフォーマット変換部
   を備えたことを特徴とする保護継電器の交換支援装置。
7. 保護継電器の保守交換の際の設定情報の移行を支援する交換支援方法であって、
   既設の保護継電器の表示パネルに表示された設定情報の画面情報を画面単位に順次取得し、
   取得した画面情報を文字認識し、
   取得した画面間で設定情報の認識文字列を比較し、
   取得した画面間で前記認識文字列に相違があったときに、前記画面情報の認識文字列から設定情報の種別を検出するとともに、設定情報の項目名と設定内容を抽出し、
   前記設定情報の種別と前記抽出した項目名と設定内容を新設の保護継電器に設定する
   ことを特徴とする交換支援方法。
8. 請求項７に記載の交換支援方法において、さらに、
   前記取得した画面間で前記認識文字列に相違があったときに、前記設定情報の画面情報と前記設定情報の認識文字列を並列表示する
   ことを特徴とする交換支援方法。
9. 保護継電器の保守交換の際の設定情報の移行を支援する交換支援方法であって、
   既設の保護継電器の設定情報の種別を表わす文字列と前記種別ごとの設定項目名を表わす文字列と設定内容を表わす文字列が、文字を格子状に配置されて表示されている、設定情報の画面情報を画面単位に順次取得し、
   取得した画面情報を文字認識処理して画面情報の文字列を取得し、
   取得・文字認識した画面間で、前記画面情報の文字列の第１の文字列位置に相違があった場合に、前記画面情報の文字列から設定情報の種別を検出し、
   取得・文字認識した画面間で、前記画面情報の文字列の、前記設定情報の種別ごとに定義された第２の文字列位置の文字列に相違があった場合に、前記画面情報の文字列から設定項目名と設定内容を抽出し、
   前記設定情報の種別と前記抽出した設定項目名と設定内容を新設の保護継電器に設定する
   ことを特徴とする交換支援方法。
10. 請求項７から９のいづれかに記載の交換支援方法において、
    前記画面情報を文字認識は、既設の保護継電器の設定情報の表示で使用される文字に限定して認識処理をおこなう
    ことを特徴とする交換支援方法。

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