JP2020009184A - Abnormality detection method and abnormality detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電盤等の電気設備における異常を検知し、電気設備の動作停止等の不具合の発生、及び、火災等の重大事故の発生を未然に防止することができる異常検知方法及び異常検知システムに関する。 The present invention detects an abnormality in electrical equipment such as a switchboard, and detects an abnormality such as a stoppage of operation of the electrical equipment, and an abnormality detection method and an abnormality detection system capable of preventing a serious accident such as a fire from occurring. About.
配電盤等の電気設備は、屋外に配置される、直射日光が当たる場所に配置される等、劣悪な環境に設置されることがあり、設置されてから同じ環境で長期間使用される。配電盤等の電気設備に異常が発生すると、電力の供給先の全ての機器に影響が生じることになる。また、異常の発生は、火災等の重大事故にもつながる可能性がある。したがって、電気設備における異常の発生を事前に検知するために、温度等の監視装置を設けることが行なわれている。 Electrical equipment such as a switchboard may be installed in a poor environment such as being installed outdoors or in a place exposed to direct sunlight, and is used for a long time in the same environment after installation. When an abnormality occurs in an electrical facility such as a switchboard, all devices to which power is supplied are affected. Further, occurrence of an abnormality may lead to a serious accident such as a fire. Therefore, in order to detect the occurrence of an abnormality in the electrical equipment in advance, a monitoring device for monitoring the temperature or the like is provided.
例えば、下記特許文献1には、過熱が想定される場所に、不燃性の匂い発生物質を封入した匂い発生部品と、過熱発生時に匂い発生物質から放散する匂い物質を検出する匂いセンサとを設置し、過熱を検知する技術が開示されている。
For example, in
また、下記特許文献2には、電気設備又はその設置空間に関して、異常の有無を的確に補足して通報する技術が開示されている。具体的には、設備異常警報方法では、光ファイバ式温度測定手段により測定され、時系列に記憶された温度データから、それぞれの温度データの一定時間間隔の平均値、標準偏差値からなる標準パターンを作成し、温度測定値が標準パターンから外れたときに温度異常と判定する。
Further,
しかし、特許文献1では、匂い発生部品を設置した場所しか過熱を検知できず、匂い発生部品の設置及び交換のたびに停電作業が必要になる問題がある。
However, in
また、屋外設置される電気設備等では、外部環境(日照、風雨等)のために標準パターンそのものに日毎の変動が大きく発生するので、そのような場合には、特許文献2では正しい異常検知ができない問題がある。 Further, in electrical equipment and the like installed outdoors, the standard pattern itself largely fluctuates daily due to the external environment (sunshine, wind and rain, etc.). There is a problem that cannot be done.
したがって、本発明は、電気設備(電気機器を含む)の設置場所における環境変化等、外部環境による影響を受けることなく電気設備の異常を精度よく検知することができる異常検知方法及び異常検知システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an abnormality detection method and an abnormality detection system that can accurately detect an abnormality of an electric facility without being affected by an external environment such as an environmental change in a place where the electric facility (including electric equipment) is installed. The purpose is to provide.
本発明の第1の局面に係る異常検知方法は、電気設備に配置された複数のセンサのそれぞれから、同じタイミングで測定された測定データを取得する第1ステップと、取得された複数の測定データから代表値を決定する第2ステップと、複数の測定データのそれぞれから代表値を減算し、差分データを算出する第3ステップと、第1ステップ、第2ステップ及び第3ステップを所定期間繰返し実行することにより得られた差分データを用いて、センサ毎に、移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を算出する第4ステップと、算出された移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を、所定のしきい値と比較することにより、電気設備における異常の発生の有無を判定する第5ステップとを含む。 An abnormality detection method according to a first aspect of the present invention includes a first step of acquiring measurement data measured at the same timing from each of a plurality of sensors arranged in electrical equipment, and a plurality of acquired measurement data. A second step of determining a representative value from a plurality of measurement data, a third step of subtracting a representative value from each of the plurality of measurement data to calculate difference data, and repeatedly executing the first, second, and third steps for a predetermined period of time. A fourth step of calculating at least one of a moving average value and a moving standard deviation value for each sensor using the difference data obtained by performing the calculation, and at least one of the calculated moving average value and the moving standard deviation value. , A fifth step of determining whether or not an abnormality has occurred in the electrical equipment by comparing with a predetermined threshold value.
このように、各センサの測定値と代表値との差分を用いることにより、外部環境(風雨、日照等)の影響をキャンセル又は軽減することができる。移動平均値及び移動標準偏差値により異常発生の有無を評価することにより、差分の短期的な時間変化又は周期的な時間変化(例えば、1日毎、1週間毎の時間変化)をもキャンセル又は軽減することができる。したがって、外部環境による影響を受けることなく電気設備の異常を精度よく検知することができる。 As described above, by using the difference between the measured value of each sensor and the representative value, the influence of the external environment (wind, rain, sunshine, etc.) can be canceled or reduced. By evaluating the presence or absence of an abnormality based on the moving average value and the moving standard deviation value, a short-term temporal change or a periodic temporal change (for example, a daily time change or a weekly time change) can be canceled or reduced. can do. Therefore, it is possible to accurately detect the abnormality of the electric equipment without being affected by the external environment.
好ましくは、第4ステップにおいて、移動平均値及び移動標準偏差値を算出し、上記の異常検知方法は、移動平均値及び移動標準偏差値から、差分データの乖離値を算出するステップと、乖離値の絶対値を所定のしきい値と比較することにより、電気設備における異常の発生の有無を判定するステップとをさらに含み、Lを所定の定数とし、複数のセンサのうちi番目のセンサの差分データをBiとし、差分データBiよりも前に算出された差分データを最新の差分データとして含む所定期間内の差分データを用いて算出された移動平均値をAVBimとし、差分データBiよりも前に算出された差分データを最新の差分データとして含む所定期間内の差分データを用いて算出された移動標準偏差値をσBimとして、差分データBiの乖離値Qiは、(AVBim−L・σBim)≦Bi≦(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=0であり、(AVBim−L・σBim)>Biであれば、Qi=Bi−(AVBim−L・σBim)であり、Bi>(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=Bi−(AVBim+L・σBim)である。 Preferably, in the fourth step, a moving average value and a moving standard deviation value are calculated, and in the abnormality detection method, a divergence value of difference data is calculated from the moving average value and the moving standard deviation value; Determining the presence or absence of an abnormality in the electrical equipment by comparing the absolute value of the current value with a predetermined threshold value, wherein L is a predetermined constant, and the difference between the i-th sensor among the plurality of sensors is determined. The data is Bi, the moving average value calculated using the difference data within a predetermined period including the difference data calculated before the difference data Bi as the latest difference data is set as AVBim, and the moving average value is set before the difference data Bi. The deviation of the difference data Bi is defined as σBim, where the moving standard deviation calculated using the difference data within a predetermined period including the calculated difference data as the latest difference data is σBim. Qi is Qi = 0 if (AVBim−L · σBim) ≦ Bi ≦ (AVBim + L · σBim), and Qi = Bi− (AVBim−L · if AVBim−L · σBim)> Bi. σBim), and if Bi> (AVBim + L · σBim), then Qi = Bi− (AVBim + L · σBim).
これにより、急激な変化を伴う電気設備の異常の可能性を検知することができる。 As a result, it is possible to detect the possibility of an abnormality in the electrical equipment accompanied by a sudden change.
より好ましくは、所定期間は、7日間の自然数倍の期間である。 More preferably, the predetermined period is a period that is a natural number multiple of 7 days.
これにより、土曜日及び日曜日に休業する工場等の電気設備に関して、差分データに含まれる1週間毎の定期的な傾向をキャンセルすることができるので、電気設備の異常をより精度よく検知することができる。 This makes it possible to cancel a weekly trend included in the difference data with respect to the electrical equipment such as a factory that is closed on Saturday and Sunday, so that the abnormality of the electrical equipment can be detected with higher accuracy. .
さらに好ましくは、センサは、温度センサであり、電気設備への複数のセンサの配置位置の高さは、相互に同じである。 More preferably, the sensor is a temperature sensor, and the height of the arrangement position of the plurality of sensors on the electric equipment is the same as each other.
これにより、各温度センサに対する外部環境の影響(日照の影響等)が同様になるので、電気設備の異常を検知することが容易になる。 Thus, the influence of the external environment (such as the influence of sunlight) on each temperature sensor becomes the same, so that it is easy to detect the abnormality of the electric equipment.
好ましくは、電気設備が複数の電気機器から構成され、温度センサの測定データのうち、温度制御装置を備えている電気機器に配置された温度センサの測定データを除外して、代表値を決定する。 Preferably, the electrical equipment is composed of a plurality of electrical devices, and among the measurement data of the temperature sensor, the representative value is determined by excluding the measurement data of the temperature sensor arranged in the electrical device having the temperature control device. .
これにより、より適切に代表値を決定することができ、異常の検出精度をすることができる。 Thereby, the representative value can be determined more appropriately, and the detection accuracy of the abnormality can be improved.
本発明の第2の局面に係る異常検知システムは、電気設備に配置された複数のセンサと、複数のセンサのそれぞれから測定データを同じタイミングで所定期間取得するデータ収集装置と、データ収集部により取得された測定データを解析する解析装置とを含む。解析装置は、同じタイミングで測定された複数の測定データから代表値を決定し、同じタイミングで測定された複数の測定データのそれぞれから代表値を減算して差分データを算出し、所定期間に取得された差分データを用いて、センサ毎に、移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を算出し、算出された移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を、所定のしきい値と比較することにより、電気設備における異常の発生の有無を判定する。 An abnormality detection system according to a second aspect of the present invention includes a plurality of sensors arranged in electrical equipment, a data collection device that acquires measurement data from each of the plurality of sensors at the same timing for a predetermined period, and a data collection unit. An analysis device for analyzing the acquired measurement data. The analyzer determines a representative value from a plurality of measurement data measured at the same timing, subtracts a representative value from each of the plurality of measurement data measured at the same timing, calculates difference data, and obtains the difference data during a predetermined period. Using the calculated difference data, at least one of a moving average value and a moving standard deviation value is calculated for each sensor, and at least one of the calculated moving average value and the moving standard deviation value is compared with a predetermined threshold value. By doing so, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the electrical equipment.
これにより、外部環境による影響を受けることなく電気設備の異常を精度よく検知することができる。 Thereby, the abnormality of the electric equipment can be accurately detected without being affected by the external environment.
複数のセンサのそれぞれは、測定データをデータ収集装置に送信するための無線通信機能を有する。 Each of the plurality of sensors has a wireless communication function for transmitting measurement data to the data collection device.
これにより、既設の電気設備に容易に(条件によっては停電させることなく)、温度センサを設置することができる。 Thereby, the temperature sensor can be easily installed in the existing electric equipment (without power failure depending on conditions).
本発明によれば、外部環境による影響を受けることなく電気設備の異常を精度よく検知することができる。また、乖離値を用いることにより、急激な変化を伴う電気設備の異常(過熱等)の可能性を検知することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality of an electrical equipment can be detected accurately, without being influenced by an external environment. Further, by using the divergence value, it is possible to detect the possibility of an abnormality (such as overheating) of the electric equipment accompanied by a rapid change.
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
(異常検知システムの構成)
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る異常検知システム100は、第1配電盤120〜第5配電盤128のそれぞれに配置された第1温度センサ110〜第5温度センサ118と、データ収集装置130と、解析装置132とを含む。第1配電盤120〜第5配電盤128は、同種の配電盤又は類似する配電盤であり、連結され並べて設置された複数の配電盤(以下、列盤ともいう)である。第1温度センサ110〜第5温度センサ118は、第1配電盤120〜第5配電盤128の表面上部のほぼ同じ位置(ほぼ同じ高さ)に配置されている。
(Configuration of abnormality detection system)
With reference to FIG. 1, an
図2を参照して、第1温度センサ110は、制御部140、記憶部142、通信部144、タイマ146、バス148、センサ素子150及びA/D変換部152を含む。制御部140は、第1温度センサ110を構成する各部を制御し、例えばCPU(Central Processing Unit)、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)等である。記憶部142は、データを記憶し、例えば、書換可能な不揮発性半導体メモリである。通信部144は、外部と通信するための無線通信モジュールである。タイマ146は、制御部140からの要求を受けて、制御部140に現在時刻を表す情報(以下、単に現在時刻という)を伝送する。センサ素子150は、温度を測定するための素子であり、センサ素子150が検出した温度に応じたアナログ信号を出力する。センサ素子150は、例えば測温抵抗体、熱電対等である。A/D変換部152は、所定のタイミングで、センサ素子150から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換して出力する。A/D変換部152から出力されるデジタルデータ(温度の測定データ)は、記憶部142に時系列に記憶される。各部間でのデータ交換は、バス148を介して行なわれる。各部への電力供給は、電池を内蔵することにより、又は、各配電盤に設けられているサービスコンセントによりなされる。
Referring to FIG. 2,
第2温度センサ112〜第5温度センサ118も第1温度センサ110と同様に構成されている。なお、第1温度センサ110〜第5温度センサ118の通信部は、それぞれを一意に区別するための情報(通信アドレス等)を持っている。また、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれが有するタイマの時刻は、後述する解析装置132が有するタイマの時刻とそろっている(同時刻)とする。なお、同時刻(時刻がそろっている)とは、完全に同一時刻であることを意味するだけでなく、所定の許容範囲内で一致している場合をも含む意味である。
The second to
図3を参照して、データ収集装置130及び解析装置132の構成を示す。データ収集装置130は、制御部160、記憶部162、通信部164及びバス166を含む。制御部160は、データ収集装置130を構成する各部を制御し、例えばCPU、マイコン等である。記憶部162は、データを記憶し、例えば、書換可能な不揮発性半導体メモリである。通信部164は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118及び解析装置132と通信するための通信モジュールである。通信部164は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118と通信するために無線通信機能を有する。データ収集装置130は、解析装置132と通信するために有線通信機能(例えば、LAN、USB、GPIB、RS−232C等)を有する。データ収集装置130を構成する各部間でのデータ交換は、バス166を介して行なわれる。
Referring to FIG. 3, the configurations of
解析装置132は、制御部170、記憶部172、通信部174、タイマ176、表示部178、操作部180及びバス182を含む。制御部170は、解析装置132を構成する各部を制御し、例えばCPUである。記憶部172は、データを記憶し、例えば、書換可能な不揮発性半導体メモリである。通信部174は、データ収集装置130と通信するための有線通信モジュールである。タイマ176は、制御部170からの要求を受けて、制御部170に現在時刻を伝送する。表示部178は、視覚情報(テキスト、画像等)を表示する。表示部178は、例えば、液晶ディスプレイパネル等の表示パネルと、表示パネルの各画素を駆動する駆動回路とを備えている。操作部180は、解析装置132に対する指示を入力するためのものであり、例えば、キーボードである。解析装置132を構成する各部間でのデータ交換は、バス182を介して行なわれる。解析装置132は、例えばコンピュータであってもよい。また、データ収集130、又は、データ収集装置130及び解析装置132は、例えばシーケンサーであってもよい。
The
(異常検知システムの動作)
以下では、複数の温度センサの代表として第1温度センサ110に関して説明する。第2温度センサ112〜第5温度センサ118も第1温度センサ110と同様に動作する。
(温度センサの動作)
(Operation of the abnormality detection system)
Hereinafter, the
(Operation of temperature sensor)
第1温度センサ110は、一定の時間間隔でセンサ素子150により測定した温度データ(以下、測定データともいう)を、データ収集装置130に送信する。第1温度センサ110のこの機能は、制御部140が、記憶部142に記憶された所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。具体的には、制御部140は、タイマ146から現在時刻を取得し、温度を測定する時刻(以下、測定タイミングともいう)になったか否かを判定し、測定タイミングになったと判定すれは、A/D変換部152を制御して、A/D変換部152に入力されているアナログ信号(センサ素子150の測定信号)をデジタルデータに変換して、記憶部142に記憶する。続いて、制御部140は、記憶部142から測定データを読出し、通信部144を介してデータ収集装置130に送信する。
The
例えば、第1温度センサ110に、1時間毎に第1配電盤120の表面温度を測定して送信させる場合には、測定タイミングの情報として、測定の開始時刻と測定間隔(例えば60分)とを、予め記憶部142に記憶しておけばよい。制御部140は、記憶部142から測定タイミングの情報を読出し、タイマ146により現在時刻を参照して、上記の処理を実現することができる。
For example, when the
ここでは、第1温度センサ110〜第5温度センサ118は、同じ測定タイミングが設定されているとする。上記したように、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のタイマの時刻がそろっているので、第1温度センサ110〜第5温度センサ118からは、同じタイミングで、それぞれ第1配電盤120〜第5配電盤128の表面温度の測定データが送信される。なお、「同じタイミング」とは、「同時刻」に関して上記したことから明らかなように、完全に同一タイミングであることを意味するだけでなく、所定の許容範囲内で一致している場合をも含む意味である。
(データ収集装置の動作)
Here, it is assumed that the same measurement timing is set for the first to
(Operation of data collection device)
データ収集装置130は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118から送信される測定データを受信し、それらを解析装置132に送信する。データ収集装置130のこの機能は、制御部160が、記憶部162に記憶された所定のプログラムを読出して実行することにより実現される。具体的には、制御部160は、通信部164を制御して、第1温度センサ110〜第5温度センサ118から送信される測定データを受信したか否かを繰返し判定する。第1温度センサ110〜第5温度センサ118のいずれかから測定データを受信した場合、受信した測定データを、その送信元の温度センサが特定できるように記憶部162に記憶する。例えば、受信した測定データと送信元の送信アドレスとを対応させて記憶する。また、上記したように、第1温度センサ110〜第5温度センサ118からは、同時刻に測定が行なわれ、測定データが送信されるので、制御部160は、同時刻に測定された測定データを対応させて記憶部162に記憶する。
The
データ収集装置130は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118の全てから測定データを受信するまで、上記の処理を繰返す。第1温度センサ110〜第5温度センサ118の全てから測定データを受信すると、データ収集装置130は、受信した測定データを記憶部162から読出して、通信部164を介して解析装置132に送信する。このとき、データ収集装置130は、各測定データがどの温度センサで測定したデータであるかが分かるような形式で、解析装置132に送信する。例えば、測定データと、送信元の温度センサを特定するための情報(送信アドレス、ID等)とを対応させて送信する。測定データの個数が決まっているので、送信する順序、又は、1つのパケットに複数の測定データを含む場合には、パケット内の順序を、送信元の温度センサを特定するための情報として利用してもよい。例えば、第1温度センサ110〜第5温度センサ118の順で、対応する測定データを送信すればよい。
(解析装置の動作)
The
(Operation of the analyzer)
解析装置132は、データ収集装置130から第1温度センサ110〜第5温度センサ118の測定データを受信し、受信した測定データを、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれについて時系列に記憶部172に記憶する(過去に受信し、記憶している測定データに追加する)。解析装置132は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれに関して、後述する解析処理を実行できるだけの数の測定データが記憶部172に記憶されると、解析処理を実行する。解析装置132は、解析結果に基づいて、第1配電盤120〜第5配電盤128のいずれかにおいて、異常が発生しているか否か、又は異常が発生する予兆があるか否かを判定する。
The
解析装置132は、例えば、図4に示す処理を実行する。図4の各処理は、制御部170が、所定のプログラムを記憶部172から読出して実行することにより実現される。
The
ステップ300において、制御部170は、通信部174により解析装置132から測定データを受信したか否を判定する。受信したと判定された場合、制御はステップ302に移行する。そうでなければ、ステップ300の処理が繰返される。
In
ステップ302において、制御部170は、受信した測定データを記憶部172に記憶する。上記したように、解析装置132からは、複数の測定データがそれぞれ第1温度センサ110〜第5温度センサ118のいずれに対応するかが分かるように送信されるので、制御部170は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれに関して、時系列に測定データを記憶部172に記憶することができる。
In
ステップ304において、制御部170は、解析を実行するか否かを判定する。これは、最初に解析を実行するタイミングを判定するためのものである。ステップ304は、新しい測定データを受信する度に繰返し実行され、1度解析処理を実行すると判定された場合、その後にステップ304が実行されると、解析を実行すると判定される。判定の基準は任意に設定することができる。例えば、各温度センサの測定データが所定数以上、記憶部172に記憶されていれば、解析を実行すると判定する。また、測定データを最初に受信してから所定の時間が経過していれば、解析を実行すると判定してもよい。なお、所定のフラグを記憶部172の所定領域に確保し、一度解析を実行すると判定された場合、そのフラグをオンさせて(例えば、フラグに初期値とは別の値をセットする)、その後は、フラグの値(オン)に基づき、常に解析を実行すると判定してもよい。
In
ステップ306において、制御部170は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれの測定データに関して、同じタイミングで測定された1組の測定データを記憶部172から読出し、それらの代表値を決定し、決定した代表値を記憶部172に記憶する。ここで、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれの測定データをAijで表す。iは1〜5の整数であり、それぞれ第1温度センサ110〜第5温度センサ118を表す。jは、収集された順序を表す正の整数である。また、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれに関して、所定期間Tの間に、等時間間隔にn個の測定データが収集されるとする。所定期間Tのn個の測定データを、後述する移動平均値等の算出対象とする。
In
例えば、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれの測定データAij(i=1〜5、j=1〜n)に関して、代表値RjをRj=(ΣiAij)/5により算出する。Σiは、i=1〜5に関してAij(jは同じ値)の和を取る演算子を意味する。即ち、Rj(j=1〜n)は、同じタイミングで測定された5つの測定データの平均値である。なお、代表値は、同じタイミングで測定された5つの測定データを全て用いた平均値に限らない。一部の測定データを用いて算出した平均値を代表値としてもよい。
For example, for each measurement data Aij (i = 1 to 5, j = 1 to n) of the
なお、最初にステップ306が実行されるときには、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれn個の測定データ(合計5×n)について、代表値Rj(j=1〜n)を算出する。その後は、ステップ300で新たな測定データを受信する度に、ステップ306が実行され、過去の測定データに関しては、既に代表値を算出済み(記憶部172に記憶済み)であるので、新たに受信した5つの測定データを用いて代表値を算出し、記憶部172に記憶する。後述する、ステップ308〜314の処理に関しても同様である。最初に実行される場合には、第1温度センサ110〜第5温度センサ118の合計5×nの測定データについて処理が実行されるが、その後、ステップ300で新たな測定データを受信する度に実行される場合には、新たに受信した5つの測定データを用いて必要な処理が実行され、既に算出済みの結果は、記憶部172から読出して使用される。
When
ステップ308において、制御部170は、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれの測定データに関して、所定期間Tの測定データを記憶部172から読出し、それらについて代表値と比較した差分を算出し、算出結果(差分データ)を記憶部172に記憶する。具体的には、測定データAijから、対応する代表値Rjを減算して、差分Bijとする(Bij=Aij−Rj(i=1〜5、j=1〜n))。これにより、第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれに関して、n個の差分データが記憶部172に記憶される。
In
ステップ310において、制御部170は、所定期間T内の差分データを記憶部172から読出し、それらに関して移動平均値AVを算出し、算出結果(移動平均値)を記憶部172に記憶する。具体的には、i番目の温度センサに関して、n個の差分データBij(j=1〜n)の平均値を算出する。ステップ310は、ステップ308で新たに差分データが得られる度に、対象データを変更しつつ実行される。図5に、i番目の温度センサの測定データから得られる差分データを示す。図5の横軸は時刻を表し、縦軸は差分データを表している。差分データを模式的に破線で示す。実際の差分データはデジタルデータであり、図5において、一部を黒丸で示している。図5に示した差分データに関して、移動平均は、平均値を算出する対象データ(所定期間T内のデータ)をシフトしながら、平均値を算出する処理を繰返すことで得られる。例えば、時刻t1〜t3の間(期間T)のn個の差分データの平均値を算出し、次に新たな差分データ(時刻t4における差分データBik)が算出されると、時刻t2〜t4の間(期間T)のn個の差分データの平均値を算出する。所定期間Tをウィンドウ期間ともいう。
In
ステップ312において、制御部170は、ステップ310と同様に、所定期間T内の差分データを記憶部172から読出し、それらに関して移動標準偏差値σを算出し、算出結果(移動標準偏差値)を記憶部172に記憶する。具体的には、i番目の温度センサに関して、n個の差分データBij(j=1〜n)の標準偏差値を算出する。ステップ312の処理も、ステップ310と同様に、ステップ308で新たに差分データが得られる度に、繰返し実行される。
In
ステップ314において、制御部170は、乖離値を算出するか否かを判定する。後述するように、乖離値は、現在の差分データが、通常値から乖離している程度を表すものであり、直近の移動平均値と直近の移動標準偏差値を用いて決定する。「直近」とは、乖離値を算出する対象である差分データを含まず、その1つ前の差分データまでの連続するn個の差分データを用いて算出された値を意味する。例えば、図5を参照して、差分データBikの乖離値は、時刻t2〜t4の間の差分データではなく、時刻t1〜t3の間の差分データを用いて算出された移動平均値及び移動標準偏差値を用いて決定される。したがって、ステップ314が最初に実行されるときには、直近の移動平均値及び直近の移動標準偏差値が存在せず、乖離値を算出しないと判定され、制御はステップ318に移行する。ステップ314が2回目以降に実行される場合には、乖離値を算出すると判定され、制御はステップ316に移行する。
In
ステップ316において、制御部170は、最新の測定データAi(i=1〜5)から得られた最新の差分データBi(Bi=Ai−R(RはA1〜A5の代表値))、直近の移動平均値AVBim(mは移動平均値の算出回数)、直近の移動標準偏差値σBim(mは移動標準偏差値の算出回数)を記憶部172から読出し、Lを所定の定数として、次の規則にしたがって、差分データBiの乖離値Qiを算出し、算出結果(乖離値)を記憶部172に記憶する。
(AVBim−L・σBim)≦Bi≦(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=0とする。Qi=0は、Biが正常範囲にあることを意味する。
(AVBim−L・σBim)>Biであれば、Qi=Bi−(AVBim−L・σBim)とする。
Bi>(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=Bi−(AVBim+L・σBim)とする。
なお、Lの値は任意であり、適宜設定され得るが、L=2〜3であることが好ましい。
In
If (AVBim−L · σBim) ≦ Bi ≦ (AVBim + L · σBim), then Qi = 0. Qi = 0 means that Bi is in the normal range.
If (AVBim−L · σBim)> Bi, then Qi = Bi− (AVBim−L · σBim).
If Bi> (AVBim + L · σBim), Qi = Bi− (AVBim + L · σBim).
Note that the value of L is arbitrary and can be set as appropriate, but it is preferable that L = 2 to 3.
ステップ318において、制御部170は、ステップ310、312及び316のそれぞれで算出した、移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値の少なくとも1つが、それぞれに対して設定された所定値(以下、しきい値という)よりも大きいか否かを判定する。しきい値は、例えば、初期値又は通常値に一定値を加算した値である。移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値(絶対値)の少なくとも1つが、しきい値よりも大きいと判定された場合、制御はステップ320に移行する。そうでなければ、制御はステップ322に移行する。なお、移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値のそれぞれに対して設定されるしきい値は、異常の発生をどの程度の精度で予測するか(誤検知の可能性をできるだけ低くするのか、より安全性を重視するのか等)に応じて、適宜される。
In
ステップ320において、制御部170は、異常を表すメッセージを提示する。例えば、制御部170は、表示部178に所定のメッセージを含む画像を表示する。例えば、移動平均値がしきい値を超えていれば、対応する配電盤に異常熱源が存在する(又はその可能性がある)旨のメッセージを提示する。移動標準偏差がしきい値を超えていれば、対応する配電盤に断続的な異常熱源が存在する(又はその可能性がある)旨のメッセージを提示する。乖離値がしきい値を超えていれば、対応する配電盤に過熱に関する異常が発生している(又はその可能性がある)旨のメッセージを提示する。
In
ステップ322において、制御部170は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示は、例えば操作部180が操作されることにより成される。終了の指示を受けたと判定された場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ300に戻り、制御部170は、上記の処理を繰返す。
In
以上により、異常検知システム100は、列盤における温度異常を精度よく検知することができる。即ち、複数の配電盤の温度データの平均値を代表値とし、各温度センサの測定値と代表値との差分を用いることにより、外部環境(風雨、日照等)の影響をキャンセル又は軽減することができる。また、移動平均値及び移動標準偏差値により、差分の短期的な時間変化又は周期的な時間変化(例えば、1日毎、1週間毎の時間変化)をもキャンセル又は軽減することができ、異常発生の有無を精度よく判定することができる。
As described above, the
移動平均値及び移動標準偏差値のそれぞれの時間変化(以下、トレンドともいう)を確認し、初期値又は通常値に対して一定量の増加があったときに、異常と判定することにより、配電盤等の電気設備が徐々に劣化することによる異常の予兆の有無を適切に検知することができる。移動平均値及び移動標準偏差値のトレンドに、顕著な変化がなければ、電気設備の健全性が確保されている可能性が高いと判断できる。 By checking the time change (hereinafter also referred to as trend) of each of the moving average value and the moving standard deviation value, when there is a certain amount of increase from the initial value or the normal value, it is determined that the power distribution panel is abnormal. It is possible to appropriately detect the presence or absence of a sign of abnormality due to the gradual deterioration of the electrical equipment. If there is no significant change in the trends of the moving average value and the moving standard deviation value, it can be determined that there is a high possibility that the soundness of the electrical equipment is secured.
さらに、上記のように算出した乖離値を用いることにより、急激な温度変化を伴う電気設備の異常(過熱等)の可能性を検知することができる。 Further, by using the divergence value calculated as described above, it is possible to detect the possibility of an abnormality (such as overheating) of the electrical equipment accompanied by a rapid temperature change.
上記のように、無線通信機能を有する温度センサを使用することにより、既設の電気設備に容易に(条件によっては停電させることなく)、温度センサを設置することができる。 As described above, by using the temperature sensor having the wireless communication function, the temperature sensor can be easily installed in the existing electrical equipment (without power interruption depending on conditions).
(変形例)
上記では、複数の配電盤のそれぞれに1つの温度センサを配置する場合を説明したが、これに限定されない。各盤に、複数の温度センサを配置してもよい。また、列盤を構成する一部の配電盤に温度センサを配置しなくてもよい。例えば、ほぼ同じ条件と考えることができる複数の配電盤を、1つの温度センサで代表して温度測定する場合がある。そのような場合には、各温度センサの測定データについて重み付けをして代表値を決定することが好ましい。
(Modification)
In the above, the case where one temperature sensor is arranged in each of a plurality of switchboards has been described, but the present invention is not limited to this. A plurality of temperature sensors may be arranged on each panel. Further, it is not necessary to dispose the temperature sensor on some of the switchboards constituting the row board. For example, there is a case where a plurality of switchboards, which can be considered to have almost the same condition, measure the temperature with one temperature sensor as a representative. In such a case, it is preferable to determine the representative value by weighting the measurement data of each temperature sensor.
例えば、図6は、図1に示した第1温度センサ110〜第5温度センサ118が配置された第1配電盤120〜第5配電盤128の構成に、第6配電盤202及び第7配電盤204が追加された構成を示す。第6配電盤202には第6温度センサ200が配置されているが、第7配電盤204には温度センサが配置されていない。このような場合、各温度センサの測定データをAi(i=1〜6)とすれば、代表値Rを、R=(A1+A2+A3+A4+A5+2・A6)/7 により算出すればよい。第1温度センサ110〜第2温度センサ112の測定データの重みが“1”であり、第6配電盤202に配置された第6温度センサ200の測定データの重みは“2”である。
For example, FIG. 6 illustrates a configuration in which the
なお、列盤に配置する温度センサの総数は任意であるが、5以上であることが好ましい。温度センサの総数が少ないと、特定の盤の温度異常による測定データの異常が、代表値に大きく影響するので、他の盤の差分データにも影響し易くなる。温度センサの総数が5以上であれば、そのような影響を抑制できる。 The total number of temperature sensors arranged on the row board is arbitrary, but is preferably 5 or more. When the total number of the temperature sensors is small, the abnormality of the measurement data due to the temperature abnormality of a specific board greatly affects the representative value, and thus the difference data of other boards is easily affected. If the total number of temperature sensors is 5 or more, such an influence can be suppressed.
また、列盤のうち、特定の盤にのみクーラー等の温度制御装置が配置されていることがある。そのような特定の盤の温度トレンドは、他の盤の温度トレンドと大きく異なる可能性がある。したがって、そのような盤の測定データは、代表値を決定するためのデータとして使用しないことが好ましい。 In addition, a temperature control device such as a cooler may be arranged only on a specific board of the row boards. The temperature trend of such a particular board can be significantly different from the temperature trends of other boards. Therefore, it is preferable that measurement data of such a board is not used as data for determining a representative value.
上記では5台の配電盤により構成される列盤を示したが、これに限定されない。4台以下又は6台以上の配電盤により構成されてもよい。列盤を構成する要素は配電盤に限定されない。配電盤以外の電気設備であってもよい。 In the above description, a row board composed of five switchboards is shown, but the present invention is not limited to this. It may be composed of four or less or six or more switchboards. Elements constituting the train board are not limited to the switchboard. Electrical equipment other than the switchboard may be used.
また、同種又は類似する電気設備を並列させた列盤に限定されない。近接して配置される複数の電気設備であってもよい。さらには、1つの電気設備に複数の温度センサが配置されたものであってもよい。 Further, the present invention is not limited to the side panel in which the same or similar electric facilities are arranged in parallel. It may be a plurality of electric facilities arranged in close proximity. Further, a plurality of temperature sensors may be arranged in one electric facility.
上記では、温度センサにより、温度異常を検知する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、温度センサに代えて、又は温度センサに加えて、温度センサ以外のセンサ(例えば、湿度センサ、加速度センサ等)を列盤に配置し、それらの測定データを用いて上記したように移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値を算出して、列盤における異常を検知してもよい。なお、加速度センサを使用する場合、加速度センサの出力データ(加速度)自体を解析対象としても、加速度から算出した振動頻度(例えば、一定期間における所定値以上の加速度の発生期間の割合(%))等を解析対象としてもよい。 In the above, the case where temperature abnormality is detected by the temperature sensor has been described, but the present invention is not limited to this. For example, instead of or in addition to the temperature sensor, a sensor other than the temperature sensor (for example, a humidity sensor, an acceleration sensor, etc.) is arranged on the train, and the moving average is obtained using the measurement data as described above. A value, a moving standard deviation value, and a deviation value may be calculated to detect an abnormality in the train. When the acceleration sensor is used, even if the output data (acceleration) of the acceleration sensor itself is to be analyzed, the vibration frequency calculated from the acceleration (for example, a ratio (%) of an occurrence period of an acceleration of a predetermined value or more in a certain period) May be the analysis target.
上記では、各温度センサが各配電盤の表面上部に配置され、各温度センサの取付け位置の高さがほぼ等しい場合を説明したが、各温度センサの取付け位置は任意である。なお、温度センサを配電盤の上部に配置することにより、配電盤内の過熱等の温度異常を検知することが容易になる。また、各温度センサをほぼ同じ高さに配置することにより、周囲環境(日照等)の各温度センサへの影響を揃えることができ、配電盤内の温度異常の検知がより容易になる。 In the above, the case where each temperature sensor is arranged on the upper surface of each switchboard and the height of the mounting position of each temperature sensor is substantially equal has been described, but the mounting position of each temperature sensor is arbitrary. By arranging the temperature sensor above the switchboard, it becomes easy to detect a temperature abnormality such as overheating in the switchboard. In addition, by arranging the temperature sensors at substantially the same height, the influence of the surrounding environment (sunshine or the like) on the temperature sensors can be made uniform, and it becomes easier to detect a temperature abnormality in the switchboard.
上記では、移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値を全て算出する場合を説明したが、これに限定されない。移動平均値、移動標準偏差値、及び乖離値の少なくとも1つを算出し、算出値としきい値とを比較することにより、異常を検知することができる。 In the above, the case where the moving average value, the moving standard deviation value, and the deviation value are all calculated has been described, but the present invention is not limited to this. An abnormality can be detected by calculating at least one of a moving average value, a moving standard deviation value, and a deviation value, and comparing the calculated value with a threshold value.
上記では、解析装置130における移動平均値AVBim及び移動標準偏差値σBimの算出は、測定データの受信毎に実施しているが、そうでなくてもよい。一定期間測定データを記憶した後、まとめて実施してもよく、例えば、1日毎に実施し、算出された移動平均値AVBim及び移動標準偏差値σBimに基づき、次の日の乖離値Qiを算出する方式でもよい。このようにすることにより、算出に必要とするCPU等の負担を減らすことができる。
In the above description, the calculation of the moving average value AVBim and the moving standard deviation value σBim in the
上記では、データ収集装置130と解析装置132との間の通信が有線通信である場合を説明したが、これに限定されない。データ収集装置130と解析装置132との間の通信は無線通信であってもよい。さらには、解析装置132が無線通信機能を有し、第1温度センサ110〜第5温度センサ118と直接通信し、データ収集装置130によるデータ収集の機能を実行するように構成してもよい。
In the above, the case where the communication between the
温度センサとデータ収集装置の間の通信は、有線通信であってもよい。その場合、データ収集装置を列盤に装着する、又は、列盤の近傍に配置し、データ収集装置から解析装置には、無線通信によりデータを送信してもよい。また、データ収集装置と解析装置との間が遠距離であれば、有線の場合、例えば、RS422、RS485等の長距離伝送可能な通信方式を使用すればよい。 Communication between the temperature sensor and the data collection device may be wire communication. In that case, the data collection device may be mounted on the row board or arranged near the row board, and data may be transmitted from the data collection apparatus to the analysis apparatus by wireless communication. If the distance between the data collection device and the analysis device is long, in the case of a wired connection, a communication method capable of long-distance transmission such as RS422 and RS485 may be used.
上記では、第1温度センサ110〜第5温度センサ118が、温度を測定する度に測定データを送信する場合を説明したが、これに限定されない。複数回の測定データを記憶しておき、まとめてデータ収集装置130に送信してもよい。第1温度センサ110〜第5温度センサ118のそれぞれの測定タイミングは同じであるので、複数のデータをまとめて送信する場合には、送信される複数のデータ間の測定順序が、データ収集装置130において分かるようになっていれば、同じタイミングで測定された第1温度センサ110〜第5温度センサ118の測定データを用いて代表値を決定することができる。
In the above, the case where the
上記では、各温度センサがタイマと記憶部とを持ち、一定間隔でデータ収集装置130に測定データを送付しているが、そうでなくてもよい。例えば、データ収集装置130がタイマを持ち、一定間隔(例えば1時間毎)で各温度センサと通信して(例えば、各温度センサに測定データの送信を要求して)温度の現在値を取得し、データ収集装置130の記憶部162にデータロギング(時系列データとして記憶)してもよい。
In the above description, each temperature sensor has a timer and a storage unit, and sends the measurement data to the
また、上記では、データ収集装置130と解析装置132との通信については直接通信する方式としているが、そうでなくてもよい。例えば、収集した測定データを、携帯電話等の電波又はインターネットを介して、所定のデータサーバ又はクラウドに保管しておき、当該データサーバ又はクラウドのデータを解析装置132が読出してデータ解析を実施してもよい。
Further, in the above description, the communication between the
上記では、メッセージを表示部178に提示する場合を説明したが、これに限定されない。音響(音声を含む)又はLEDの点灯等により提示してもよく、さらには、中央監視盤等の遠隔装置への表示又は電子メール送付等により、異常の発生を提示してもよい。
The case where the message is presented on the
以下に実験結果を示し、本発明の有効性を示す。図1と同様に、屋内に設置された5台の電気設備で構成された列盤の各盤に温度センサを配置して、温度測定を行なった。測定された温度データを、上記したように解析した結果を図7〜9に示す。図7及び図8において、左端の「No.」の列に示した(1)〜(5)は、図1の第1温度センサ110〜第5温度センサ118と同様に配置された温度センタに対応する。図9は、図7の(1)の測定データを用いて解析及びシミューションした結果を示す。
The experimental results are shown below, and the effectiveness of the present invention is shown. In the same manner as in FIG. 1, a temperature sensor was arranged on each panel of a row panel composed of five electric facilities installed indoors, and the temperature was measured. The results of analyzing the measured temperature data as described above are shown in FIGS. 7 and 8, (1) to (5) shown in the column of “No.” at the left end are located at the temperature centers arranged similarly to the
図7において、「温度 A1〜A3」の列のグラフは、温度センサの実測値を示す。縦軸は温度であり、横軸は日である。1時間毎、第6温度センサ200日以上の期間、温度測定を行なった。「差分の移動平均 AVB1〜AVB3」の列のグラフは、「温度 A1〜A3」のそれぞれの測定データを用いて、上記のように、5つの測定データの平均値を代表値として算出した差分データを用いて算出した移動平均値を示す。移動平均値の算出には、ウィンドウ期間を2週間(14日間)とし、連続する336(=14×24)個のデータを使用した。「差分の移動標準偏差 σB1〜σB3」の列のグラフは、移動平均値を算出した同じ差分データ(2週間分のデータ)を用いて算出した移動標準偏差値を示す。図8に関しても同様である。 In FIG. 7, the graph in the column of “Temperatures A1 to A3” shows the actually measured values of the temperature sensor. The vertical axis is temperature, and the horizontal axis is days. The temperature was measured every hour for a period of 200 days or more of the sixth temperature sensor. The graph in the column of “moving average of difference AVB1 to AVB3” is the difference data obtained by using the respective measurement data of “temperatures A1 to A3” and calculating the average value of the five measurement data as a representative value as described above. Shows the moving average value calculated using. For calculating the moving average, the window period was set to two weeks (14 days), and 336 (= 14 × 24) consecutive data were used. The graphs in the column of “moving standard deviation of difference σB1 to σB3” show the moving standard deviation calculated using the same difference data (data for two weeks) for which the moving average has been calculated. The same applies to FIG.
図7及び図8から分かるように、実際に測定された温度データは、いずれの温度センサに関しても約20度の変化(季節変化)があるが、移動平均値は、いずれの温度センサに関してもほぼ一定の値になっている。図9を参照して後述するが、差分データにおいては、季節による長期的な温度変化はキャンセルされるが、日々の比較的大きい温度変化は残存している。それに対して、移動平均値においては、日々の温度変化がキャンセル又は軽減されている。盤内の異常過熱等がなければ、移動平均値はほぼ一定の値になる。移動標準偏差値においても、日々の温度変化がキャンセル又は軽減されている。移動標準偏差値は、移動平均値に対して通常発生する温度のバラツキを示す指標であり、盤内の異常過熱等がなければ、その変化は比較的小さい。通常時の移動平均値及び移動標準偏差値のトレンドを観測して、異常発熱に関するそれぞれのしきい値を適切に設定することができる。 As can be seen from FIGS. 7 and 8, the actually measured temperature data has a change (seasonal change) of about 20 degrees for any temperature sensor, but the moving average value is almost the same for any temperature sensor. It has a constant value. As will be described later with reference to FIG. 9, in the difference data, a long-term temperature change due to the season is canceled, but a relatively large daily temperature change remains. On the other hand, in the moving average value, the daily temperature change is canceled or reduced. If there is no abnormal overheating in the panel, the moving average value is almost constant. Even in the moving standard deviation value, the daily temperature change is canceled or reduced. The moving standard deviation value is an index indicating the temperature variation that normally occurs with respect to the moving average value, and its change is relatively small unless there is abnormal overheating or the like in the panel. By observing the trends of the moving average value and the moving standard deviation value during normal times, it is possible to appropriately set the respective threshold values for abnormal heat generation.
図9に示したグラフの縦軸及び横軸は、図7と同じである。図9の最上段のグラフは、5つの温度センサの測定データの平均値を代表値として、図7の左上のグラフ((1)の温度センサの測定データ)に示した測定データから算出した差分データを示す。上記したように、差分データにおいては、季節による長期的な温度変化はキャンセルされるが、日々の比較的大きい温度変化は残存している。 The vertical and horizontal axes of the graph shown in FIG. 9 are the same as those in FIG. The uppermost graph in FIG. 9 shows the difference calculated from the measurement data shown in the upper left graph of FIG. 7 (the measurement data of the temperature sensor in (1)) using the average value of the measurement data of the five temperature sensors as the representative value. Show data. As described above, in the difference data, a long-term temperature change due to the season is canceled, but a relatively large daily temperature change remains.
図9の上から2段目及び3段目のグラフは、図7の最上段の中央及び右端のグラフと同じものである。図9の上から4段目及び5段目のグラフは、異常発熱の発生を模したシミュレーション結果を示す。具体的には、測定開始から数えて操作部180日〜第6温度センサ200日の間(図9において矢印で示す期間)の測定データ(A1)のそれぞれに、異常発熱の発生を想定して3℃を加算した。そのデータを用いて、上記と同様に移動平均値及び移動標準偏差値を算出した結果が、それぞれ図9の上から4段目及び5段目のグラフである。移動表平均値を示す上から2段目のグラフと4段目のグラフとの比較から分かるように、3℃を加算した期間において、移動表平均値に明らかな変化が発生している。同様に、移動標準偏差値を示す上から3段目のグラフと5段目のグラフとの比較から分かるように、3℃を加算した期間において、移動標準偏差値に明らかな変化が発生している。このように、屋内に設置された列盤に関して、各盤の表面温度の測定データから算出した移動平均値及び移動標準偏差値により、温度異常の発生を明確に検知することができる。
The graphs at the second and third rows from the top in FIG. 9 are the same as the graphs at the center and right end at the top of FIG. The fourth and fifth graphs from the top in FIG. 9 show simulation results simulating the occurrence of abnormal heat generation. Specifically, it is assumed that abnormal heat generation occurs in each of the measurement data (A1) between the
屋外に設置された列盤の各盤に温度センサを配置して、実施例1と同様に温度測定を行ない、測定データを解析した。実施例1と異なり、列盤は7台の盤で構成されている。1時間毎、約500日近い期間、温度測定を行なった。結果を、図10〜12に示す。 A temperature sensor was arranged on each of the row boards installed outdoors, temperature was measured in the same manner as in Example 1, and measured data was analyzed. Unlike the first embodiment, the row board is composed of seven boards. The temperature was measured every hour for a period of about 500 days. The results are shown in FIGS.
図10〜12に示した各グラフは、温度センサの数が異なるが、図7〜9と同様である。移動平均値及び移動標準偏差を算出するためのウィンドウ期間は、実施例1と同じ2週間である。図10及び図11から分かるように、実際に測定された温度データは、いずれの温度センサに関しても約20度以上の変化(1日の変化及び季節変化)があるが、移動平均値は、いずれの温度センサに関してもほぼ一定の値になっている。図12を参照して後述するが、実施例1と同様に、差分データにおいては、季節による長期的な温度変化はキャンセルされるが、日々の比較的大きい温度変化は残存している。それに対して、移動平均値においては、日々の温度変化がキャンセル又は軽減されている。移動標準偏差値においても、日々の温度変化がキャンセル又は軽減されている。 Each graph shown in FIGS. 10 to 12 is the same as FIGS. The window period for calculating the moving average value and the moving standard deviation is two weeks as in the first embodiment. As can be seen from FIGS. 10 and 11, the actually measured temperature data has a change of about 20 degrees or more (daily change and seasonal change) for any of the temperature sensors. The temperature sensor has a substantially constant value. As will be described later with reference to FIG. 12, similarly to the first embodiment, in the difference data, a long-term temperature change due to the season is canceled, but a relatively large daily temperature change remains. On the other hand, in the moving average value, the daily temperature change is canceled or reduced. Even in the moving standard deviation value, the daily temperature change is canceled or reduced.
図12に示したグラフの縦軸及び横軸は、図10と同じである。図12の最上段のグラフは、7つの温度センサの測定データの平均値を代表値として、図10の左端列の上から2段目のグラフ((2)の温度センサの測定データ)に示した測定データから算出した差分データを示す。上記したように、差分データにおいては、季節による長期的な温度変化はキャンセルされるが、日々の比較的大きい温度変化は残存している。 The vertical and horizontal axes of the graph shown in FIG. 12 are the same as those in FIG. The uppermost graph in FIG. 12 shows the average value of the measurement data of the seven temperature sensors as a representative value, as shown in the second graph from the top in the leftmost column of FIG. 10 (the measurement data of the temperature sensor in (2)). 9 shows difference data calculated from the measured data. As described above, in the difference data, a long-term temperature change due to the season is canceled, but a relatively large daily temperature change remains.
図12の上から2段目及び3段目のグラフは、図10の上から2段目の中央及び右端のグラフと同じものである。図12の上から4段目及び5段目のグラフは、異常発熱の発生を模したシミュレーション結果を示す。具体的には、測定開始から数えて450日以降の間(図12において矢印で示す期間)の測定データ(A2)のそれぞれに、異常発熱の発生を想定して3℃を加算した。そのデータを用いて、上記と同様に移動平均値及び移動標準偏差値を算出した結果が、それぞれ図12の上から4段目及び5段目のグラフである。移動表平均値を示す上から2段目のグラフと4段目のグラフとの比較から分かるように、3℃を加算した期間において、移動表平均値に明らかな変化が発生している。同様に、移動標準偏差値を示す上から3段目のグラフと5段目のグラフとの比較から分かるように、3℃を加算した期間において、移動標準偏差値に明らかな変化が発生している。このように、屋外に設置された列盤に関しても、各盤の表面温度の測定データから算出した移動平均値及び移動標準偏差値により、温度異常の発生を明確に検知することができる。 The graphs at the second and third rows from the top in FIG. 12 are the same as the graphs at the center and right end of the second row from the top in FIG. The fourth and fifth graphs from the top in FIG. 12 show simulation results simulating the occurrence of abnormal heat generation. Specifically, 3 ° C. was added to each of the measurement data (A2) for 450 days or more counted from the start of the measurement (the period indicated by the arrow in FIG. 12) assuming the occurrence of abnormal heat generation. The results of calculating the moving average value and the moving standard deviation value using the data in the same manner as described above are the graphs in the fourth and fifth rows from the top in FIG. 12, respectively. As can be seen from a comparison between the second graph and the fourth graph showing the moving table average value, a clear change occurs in the moving table average value in the period in which 3 ° C. is added. Similarly, as can be seen from a comparison between the third graph and the fifth graph from the top showing the moving standard deviation value, in the period in which 3 ° C. is added, a clear change occurs in the moving standard deviation value. I have. As described above, even for a row board installed outdoors, the occurrence of temperature abnormality can be clearly detected by the moving average value and the moving standard deviation value calculated from the measurement data of the surface temperature of each board.
なお、上記では、測定周期を1時間とし、移動平均値及び移動標準偏差値を算出するためのウィンドウ期間を2週間(14日)としたが、これに限定されない。測定周期は、1時間よりも短い周期又は長い周期であってもよい。また、ウィンドウ期間が、14日間よりも短い期間又は長い期間であってもよい。 In the above description, the measurement period is one hour, and the window period for calculating the moving average value and the moving standard deviation value is two weeks (14 days). However, the present invention is not limited to this. The measurement cycle may be shorter or longer than one hour. Further, the window period may be a period shorter or longer than 14 days.
土曜日及び日曜日に休業する工場等の電気設備であれば、差分データには、1週間毎の定期的な傾向が表れる場合が多いので、その影響をキャンセルするためには、ウィンドウ期間を7日間(1週間)の自然数倍(正の整数倍)の期間とすることが好ましい。また、屋外に配置された列盤に関しては、日照等の周囲環境の影響により、移動標準偏差値のバラツキが大きくなる傾向にある。そのような場合には、ウィンドウ期間を比較的長く(例えば、21日間又は28日間)することにより、判定が容易になる。 In the case of electrical facilities such as factories that are closed on Saturday and Sunday, the difference data often shows a regular trend every week. Therefore, in order to cancel the influence, a window period of 7 days ( It is preferable that the period be a natural number (a positive integer multiple) of one week). In addition, with regard to a row board arranged outdoors, the dispersion of the movement standard deviation value tends to increase due to the influence of the surrounding environment such as sunshine. In such a case, making the window period relatively long (for example, 21 days or 28 days) facilitates the determination.
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。 As described above, the present invention has been described by describing the embodiment. However, the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. The scope of the present invention is shown by each claim of the claims, in consideration of the description of the detailed description of the invention, and all changes within the meaning and range equivalent to the language described therein are described. Including.
100 異常検知システム
110 第1温度センサ
112 第2温度センサ
114 第3温度センサ
116 第4温度センサ
118 第5温度センサ
120 第1配電盤
122 第2配電盤
124 第3配電盤
126 第4配電盤
128 第5配電盤
130 データ収集装置
132 解析装置
140、160、170 制御部
142、162、172 記憶部
144、164、174 通信部
146、176 タイマ
148、166、182 バス
150 センサ素子
152 A/D変換部
178 表示部
180 操作部
200 第6温度センサ
202 第6配電盤
204 第7配電盤
100
Claims (5)
取得された複数の前記測定データから代表値を決定する第2ステップと、
複数の前記測定データのそれぞれから前記代表値を減算し、差分データを算出する第3ステップと、
前記第1ステップ、前記第2ステップ及び前記第3ステップを所定期間繰返し実行することにより得られた前記差分データを用いて、前記センサ毎に、移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を算出する第4ステップと、
算出された前記移動平均値及び前記移動標準偏差値の少なくとも一方を、所定のしきい値と比較することにより、前記電気設備における異常の発生の有無を判定する第5ステップとを含むことを特徴とする、異常検知方法。 A first step of acquiring measurement data measured at the same timing from each of the plurality of sensors arranged in the electrical equipment;
A second step of determining a representative value from the plurality of acquired measurement data;
A third step of subtracting the representative value from each of the plurality of measurement data to calculate difference data;
Using the difference data obtained by repeatedly executing the first step, the second step, and the third step for a predetermined period, at least one of a moving average value and a moving standard deviation value is calculated for each sensor. A fourth step to
A step of comparing at least one of the calculated moving average value and the moving standard deviation value with a predetermined threshold value to determine whether an abnormality has occurred in the electrical equipment. Abnormality detection method.
前記移動平均値及び前記移動標準偏差値から、前記差分データの乖離値を算出するステップと、
前記乖離値の絶対値を所定のしきい値と比較することにより、前記電気設備における異常の発生の有無を判定するステップとをさらに含み、
Lを所定の定数とし、複数の前記センサのうちi番目のセンサの差分データをBiとし、前記差分データBiよりも前に算出された差分データを最新の差分データとして含む前記所定期間内の差分データを用いて算出された移動平均値をAVBimとし、前記差分データBiよりも前に算出された差分データを最新の差分データとして含む前記所定期間内の差分データを用いて算出された移動標準偏差値をσBimとして、前記差分データBiの乖離値Qiは、
(AVBim−L・σBim)≦Bi≦(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=0であり、
(AVBim−L・σBim)>Biであれば、Qi=Bi−(AVBim−L・σBim)であり、
Bi>(AVBim+L・σBim)であれば、Qi=Bi−(AVBim+L・σBim)であることを特徴とする、請求項1に記載の異常検知方法。 In the fourth step, the moving average value and the moving standard deviation value are calculated,
From the moving average value and the moving standard deviation value, calculating a deviation value of the difference data,
Comparing the absolute value of the divergence value with a predetermined threshold value to determine whether an abnormality has occurred in the electrical equipment,
L is a predetermined constant, the difference data of the i-th sensor among the plurality of sensors is Bi, and the difference within the predetermined period includes the difference data calculated before the difference data Bi as the latest difference data. The moving average calculated using the data is defined as AVBim, and the moving standard deviation calculated using the difference data within the predetermined period including the difference data calculated before the difference data Bi as the latest difference data. Assuming that the value is σBim, the deviation value Qi of the difference data Bi is
If (AVBim−L · σBim) ≦ Bi ≦ (AVBim + L · σBim), then Qi = 0,
If (AVBim−L · σBim)> Bi, then Qi = Bi− (AVBim−L · σBim), and
2. The abnormality detection method according to claim 1, wherein if Bi> (AVBim + L · σBim), Qi = Bi− (AVBim + L · σBim).
前記電気設備への複数の前記センサの配置位置の高さは、相互に同じであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の異常検知方法。 The sensor is a temperature sensor,
The abnormality detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heights of the arrangement positions of the plurality of sensors on the electrical equipment are the same as each other.
複数の前記センサのそれぞれから測定データを同じタイミングで所定期間取得するデータ収集手段と、
前記データ収集手段により取得された前記測定データを解析する解析手段とを含み、
前記解析手段は、
同じタイミングで測定された複数の前記測定データから代表値を決定し、同じタイミングで測定された複数の前記測定データのそれぞれから前記代表値を減算して差分データを算出し、
前記所定期間に取得された前記差分データを用いて、前記センサ毎に、移動平均値及び移動標準偏差値の少なくとも一方を算出し、
算出された前記移動平均値及び前記移動標準偏差値の少なくとも一方を、所定のしきい値と比較することにより、前記電気設備における異常の発生の有無を判定することを特徴とする、異常検知システム。 A plurality of sensors located in the electrical installation,
Data collection means for acquiring measurement data from each of the plurality of sensors at the same timing for a predetermined period,
Analysis means for analyzing the measurement data obtained by the data collection means,
The analysis means,
Determine a representative value from the plurality of measurement data measured at the same timing, calculate the difference data by subtracting the representative value from each of the plurality of measurement data measured at the same timing,
Using the difference data obtained in the predetermined period, for each of the sensors, calculate at least one of a moving average value and a moving standard deviation value,
An abnormality detection system that determines whether or not an abnormality has occurred in the electrical equipment by comparing at least one of the calculated moving average value and the calculated moving standard deviation value with a predetermined threshold value. .
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