JP3380906B2

JP3380906B2 - 負荷状態監視方法

Info

Publication number: JP3380906B2
Application number: JP00692196A
Authority: JP
Inventors: 浩志益満
Original assignee: 日本電気エンジニアリング株式会社
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JPH09196987A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機などの負荷
の状態を監視する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機などの負荷の状態を監視する場
合、従来は、負荷の電力値を計測するとともに、電力計
測値を、予め設定された電力上限値および電力下限値と
比較することにより負荷が起動状態にあるか、通常動作
状態にあるか、あるいは停止状態にあるかを判別してい
た。例えば、特開昭５９−５０７１１号公報には、セン
サで計測した電力計測値を増幅器で所定のレベルに調整
した後、比較器で比較することで負荷状態の監視を行う
技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の負荷状態監視装置では、負荷が電動機、例えば電力用
モータ等である場合、起動時の電力が過大になり、これ
が正常運転時における電力上限値を上回るために異常状
態と判断され、警報が出力される場合があった。この場
合、負荷の保護回路である負荷電流遮断回路が動作し、
出力トランジスタの負荷電流を実質的に遮断する。この
ため、誤警報が出力されたり、負荷電流遮断回路が動作
した間の負荷電力値は、実測値と異なった値になるとい
う問題があった。

【０００４】本発明の課題は、負荷の起動時や瞬断時の
状態を簡便に検出して精度の高い負荷の状態監視を行う
方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明が提供する負荷状
態監視方法は、負荷の電力値を検出するとともに、この
検出値とあらかじめ定めた電力上下限値とを比較して前
記負荷の通電状態を表す状態検出フラグに変換する過程
と、前記通電状態の変化を検出するとともに該変化時点
からの時間経過情報を所定のタイマフラグに変換する過
程と、前記状態検出フラグおよびタイマフラグの組合せ
パターンから前記負荷の実際の通電状態を判別する過程
と、を有することを特徴とする。この方法では、負荷の
実際の状態をサンプルデータである状態検出フラグとタ
イマフラグに置き換え、これらのフラグの組合せパター
ンから負荷状態を判別するようにしている。

【０００６】より具体的な態様として、状態検出フラグ
が、（１）電力上限値を上回った電力値が検出されたと
きに「ＯＮ」し、前記電力上限値を下回った電力値が検
出されたとき、又は前記上限値を上回った電力値が検出
されたときから前記負荷の起動状態時における電力値が
収束する一定の時間が経過するときまでのいずれか早い
ときに「ＯＦＦ」する起動検出フラグと、（２）電力下
限値を下回った値が検出されたときに「ＯＮ」し、前記
電力下限値を上回った電力値が検出されたとき、又は前
記電力下限値を下回った電力値が検出されたときから負
荷の瞬断時における電力値が収束する一定の時間が経過
するときまでのいずれか早いときに［ＯＦＦ」する停止
検出フラグであり、前記タイマフラグが、（１）前記起
動検出フラグが「ＯＮ」したときから一定の時間が経過
したときに「ＯＦＦ」する起動検出タイマフラグと、
（２）前記停止検出フラグが「ＯＮ」したときから一定
の時間が経過したときに「ＯＦＦ」する停止検出タイマ
フラグであるとき、前記起動検出フラグと起動検出タイ
マフラグ、または前記停止検出フラグと停止検出タイマ
フラグの組合せパターンを前記負荷の実際の通電状態と
対応付けることを特徴とする。

【０００７】この場合、前記起動検出フラグまたは前記
停止検出フラグが「ＯＮ」したときから「ＯＦＦ」する
ときまでの時間を計測して出力することが望ましい。

【０００８】以上の方法の実施に適した本発明の負荷状
態監視装置は、負荷の電力値を周期的に検出する手段
と、検出した電力値と予め定められた電力上下限値とを
比較する手段と、前記比較の結果から前記負荷の現在の
通電状態を表す状態検出フラグを設定するとともに、該
通電状態が変化したときから一定時間作動するタイマフ
ラグを前記検出した電力値との関係において設定する手
段と、を有し、前記状態検出フラグおよびタイマフラグ
の組合せパターンを前記負荷の実際の通電状態と対応付
けることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態である
負荷状態監視装置のブロック図であり、電動機を負荷と
した場合の例を示すものである。

【００１０】この負荷状態監視装置は、アナログデータ
入力部１と、アナログデータ入力部１からの入力データ
についての所要の判断または処理を行う判断処理部２
と、判断処理部２の結果を一定周期で出力するための定
周期転送部３と、負荷状態を判別する負荷状態判別部４
と、負荷状態判別部４の出力に基づいて負荷状態の表示
あるいは警報の出力を行う状態表示／警報出力部５とか
ら構成される。

【００１１】電動機における実際の電力値は、アナログ
信号としてアナログデータ入力部１へ入力される。アナ
ログデータ入力部１では、アナログ信号を所定の周期で
サンプリングしてサンプルデータに変換し、判断処理部
２へ常時送り出す。ここで、本発明の特徴の一つは、電
力値の変化を負荷状態の変化と捉え、該負荷状態の変化
をフラグの状態変化（該フラグを状態検出フラグとい
い、そのフラグのＯＮ、ＯＦＦ）に変換すること、及
び、該負荷状態の変化時から所定の時点まで、例えば、
起動電流（電力）が発生してから収束するまでの時間
と、それ以降の時間とをフラグの状態変化（該フラグを
タイマフラグといい、そのフラグのＯＮ、ＯＦＦ）に置
き換えるところにある。

【００１２】即ち、負荷が起動した場合の電力は一時的
に過大になるが、この電力値は通常時の電力上限値を上
回る。そこで、このこときの電力を検出したときに起動
状態と判別し、その状態であることを示す起動検出フラ
グを「ＯＮ」にする。また、起動電流（電力）が収束す
るまでの間は、起動検出タイマフラグＴ２を「ＯＮ」に
する。判断処理部２は、かかる負荷状態の変化を検出
し、検出した負荷状態の変化を各種のフラグ状態の変化
に変換する。

【００１３】判断処理部２で処理された各種フラグは、
定周期転送部３により一定周期で負荷状態判別部４に転
送される。負荷状態判別部４では、かかるフラグの組み
合わせにより実際の負荷状態を判別する。図２は、本実
施形態で使用するフラグの種類を示したものである。

【００１４】図２を参照すると、本実施形態では、状態
変化フラグとして、運転中フラグＦ１、起動検出フラグ
Ｆ２、停止検出フラグＦ３、上限異常フラグＦ４、下限
異常フラグＦ５の５種類を用いる。また、ある負荷状態
に変化したときから所定の時間作動するタイマフラグと
して、起動検出タイマフラグＴ２、停止検出タイマフラ
グＴ３、上限異常確認タイマフラグＴ４、下限異常確認
タイマフラグＴ５の４種類を用いる。なお、Ｔ１は負荷
における電力検出周期の起動時間である。

【００１５】図３は、これらのフラグの組み合わせによ
る表示出力、警報出力の例を示すものである。図３に示
すとおり、起動電流（電力）が発生したときは、運転中
フラグＦ１と起動検出フラグＦ２、及び起動検出タイマ
フラグＴ２が「ＯＮ」となる。この場合の表示出力は、
「起動電流発生中」となり、負荷異常状態ではないの
で、警報は出力されない。

【００１６】停止検出フラグＦ３のみが「ＯＮ」である
ときは、「停止中」が表示出力される。停止検出フラグ
Ｆ３が「ＯＮ」、停止検出タイマフラグＴ３が「ＯＮ」
であるときは、いわゆる瞬断が発生し、その過渡的状態
が収束していない状態なので、「瞬断検出中」を出力す
る。また、異常状態とは判断できないため、警報は出力
されない。

【００１７】運転中フラグＦ１のみ「ＯＮ」であるとき
は、「通常運転中」が表示出力される。運転中フラグＦ
１と上限異常確認タイマフラグＴ４が「ＯＮ」であると
きは、「上限異常確認中」が表示出力される。上限異常
を確認しているため、警報は出力されない。上限異常確
認タイマフラグＴ４が「ＯＦＦ」し、運転中フラグＦ１
と上限異常フラグＦ４が「ＯＮ」のときは「上限異常」
が警報とともに表示出力される。

【００１８】運転中フラグＦ１と下限異常確認タイマフ
ラグＴ５が「ＯＮ」であるときは、「下限異常確認中」
が表示出力される。運転中フラグＦ１と下限異常フラグ
Ｆ５が「ＯＮ」であるときは、「下限異常」と警報が表
示出力される。

【００１９】次に、上記説明した各種フラグの「Ｏ
Ｎ」、「ＯＦＦ」のフラグ設定フローチャートを図４お
よび図５に示す。図４を参照すると、まず、現在の負荷
状態を判別する上で不適当なサンプルデータ、例えばサ
ンプルデータ”０”は、データの欠測として、アナログ
データ入力部１で除外される。それ以外のサンプルデー
夕Ｘは、判断処理部２の処理へ進む（Ｓ１）。このフラ
グ設定フローチャートで、サンプルデータＸは、図７に
示す電動機の停止範囲Ａ（本発明では、サンプルデータ
をディジタル値に変更しているためＡは無名数）と比較
され、電動機の状態（運転中か停止中）を識別する（Ｓ
２）。

【００２０】サンプルデータＸが停止範囲Ａを上回って
いれば、運転中フラグＦ１、起動検出フラグＦ２を「Ｏ
Ｎ」にセットする（Ｓ３、Ｓ４）。以下、「ＯＮ」セッ
トを単にセットと称する。一方、停止範囲Ａを下回って
いれば、Ｆ１を「ＯＦＦ」にリセットし（以下、「ＯＦ
Ｆ」のリセットを単にリセットと称する）、停止検出フ
ラグＦ３をセットする（Ｓ５、Ｓ６）。

【００２１】次に、起動検出フラグＦ２が「ＯＮ」か否
か判断し（Ｓ７）、「ＯＮ」である場合は起動検出タイ
マフラグＴ２をセットする（Ｓ８）。なお、起動検出タ
イマフラグＴ２は、「ＯＮ」したときから一定の時間
（通常は、起動時の起動電流が通常負荷電流値に収束す
る時間ｔ２となる。但し、時間ｔ２は任意に設定可能）
経過時に「ＯＦＦ」する。ここで、サンプルデータＸが
電力上限値Ｃを上回っている時間ｔ（ｔ＜ｔ２）の検出
を行う（Ｓ１０、Ｓ１３）。また、ｔ２経過した時点、
または、サンプルデータＸが電力上限値Ｃ以下に収まっ
た時点で、起動検出タイマフラグＴ２と起動検出フラグ
Ｆ２をリセットする（Ｓ１１、Ｓ１２）。

【００２２】Ｓ７において、起動検出フラグＦ２が「Ｏ
Ｎ」でない場合、例えば瞬断直後の状態を検出した場合
は、停止検出フラグＦ３が「ＯＮ」かどうかを判定し
（Ｓ１４）、ＯＮであれば停止検出タイマフラグＴ３
（停止検出タイマフラグＴ３は、負荷電流値が瞬間的に
停止範囲Ａを下回っている時間ｔ３がセットされてい
る。但し、時間ｔ３は任意に設定可能）をセットし（Ｓ
１５）、サンプルデータが下限値Ｂを下回っている時間
ｔ（ｔ＜ｔ３）を検出してその時間を出力する（Ｓ１
７、Ｓ２０）。時間ｔ３が経過した時点で（Ｓ１６）停
止検出タイマフラグＴ３と停止検出フラグＦ３をリセッ
ト、またはサンプルデータが電力下限値Ｂを上回った時
点で停止検出タイマフラグＴ３と停止検出フラグＦ３を
リセットする（Ｓ１８、Ｓ１９）。

【００２３】図５を参照し、上限値異常の状態検出は、
Ｓ２１でサンプルデータＸと電力上限値Ｃとを比較し
て、サンプルデータＸが電力上限値Ｃを上回っていれ
ば、上限異常確認タイマフラグＴ４が「ＯＮ」か否かを
判定する（Ｓ２２）。そして「ＯＮ」でなければ上限異
常確認タイマフラグＴ４をセットする（Ｓ２３）。上限
異常確認タイマフラグＴ４は、負荷電流値が確実に電力
上限値Ｃをオーバーしたことを確認できる時間ｔ４がセ
ットされている。但し、ｔ４は任意にセットできる。

【００２４】上限異常確認タイマフラグＴ４が「ＯＦ
Ｆ」のとき、すなわちタイムアップしたときは（Ｓ２
４）、サンプルデータと電力上限値Ｃとを比較し（Ｓ２
５）、電力上限値Ｃを上回っているときは、上限異常フ
ラグＦ４をセットする（Ｓ２６）。下回っているとき
は、Ｓ２７に移行する。

【００２５】Ｓ２１でサンプルデータが電力上限値Ｃを
下回っているときは、更に電力下限値Ｂと比較し（Ｓ２
７）、電力下限値Ｂを上回っているときは、上限異常確
認タイマフラグＴ４、下限異常確認タイマフラグＴ５、
上限異常フラグＦ４、下限異常フラグＦ５をリセット
（Ｓ２８、Ｓ２９）する。

【００２６】Ｓ２７において、サンプルデータが下限設
定値Ｂを下回っているときは、下限異常確認タイマフラ
グＴ５が「ＯＮ」か否かを判定し（Ｓ３０）、「ＯＮ」
でなければ下限異常確認タイマフラグＴ５をセットする
（Ｓ３１）。そして、下限異常確認タイマフラグＴ５が
「ＯＦＦ」したとき（Ｓ３２）、再度電力下限値Ｂと比
較し（Ｓ３３）、下回っているときは下限異常フラグＦ
５をセット（Ｓ３４）、上回っていればＳ２８に移行す
る。なお、Ｓ３０で下限異常確認タイマフラグＴ５が起
動している場合にはＳ３２に移行する。

【００２７】図６は、定周期設定ブロック図を示したも
のである。まず、負荷出力のサンプリング周期、あるい
は負荷状態の表示出力の周期の設定を定周期設定部１０
０で行う。設定された周期の起動を定周期起動部２００
で行う。フラグ／タイマ値転送周期設定部３００は、定
周期設定部２００で設定された周期を分周等した周期で
判断処理部２からのフラグ状態を負荷状態判別部４に転
送する周期を設定する。

【００２８】図７は、横軸に時間軸、縦軸にサンプルデ
ータ値（無名数）とし、これに負荷出力状態と停止範囲
Ａ、電力下限値Ｂ、電力上限値Ｃを例示的に示したもの
である。また、起動電流検出時から起動時の過渡状態が
収束するまでの時間ｔ２、ｔ２経過時から上限異常を確
認するに十分な時間ｔ４、瞬断時から瞬断時の負荷の電
力値が収束するまでの時間ｔ３、下限異常を確認するに
十分な時間ｔ５等を負荷出力との関係で示している。

【００２９】図７に示すとおり、例えば、電力上限値Ｃ
を超えてサンプルデータＸが検出されても、時間ｔ２お
よびｔ４経過時において電力上限値Ｃを上回っていなけ
れば上限値異常とは判定されない。また、時間ｔ２内に
出力値が電力上限値Ｃを下回れば、その間の時間が出力
される。また、同様に、時間ｔ３およびｔ５経過時にお
いて電力下限値Ｂを下回っていなければ下限異常とは判
定されない。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、状態検出フラグとタイマフラグとの組合せパ
ターンから実際の負荷状態が判るため、瞬断時や異常電
力発生時においても負荷状態を正しく監視することがで
きる。また、各フラグの設定条件を変えることにより、
負荷状態の監視条件を自由に設定できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である負荷状態監視装置の
ブロック図。

【図２】本実施形態によるフラグ／タイマの設定例を示
す説明図。

【図３】本実施形態による負荷状態判別表の説明図。

【図４】本実施形態のフラグ設定フローチャート。

【図５】本実施形態のフラグ設定フローチャート
（続）。

【図６】本発明の定周期設定ブロック図。

【図７】負荷出力の状態変化を示す説明図。

【符号の説明】

１アナログデータ入力部２判断処理部３定周期転送部４負荷状態判別部５状態表示／警報出力部６フラグ／タイマ値設定部１００定周期設定部２００定周期起動部３００フラグ／タイマ転送周期設定部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷の電力値を検出するとともに、この
検出値とあらかじめ定めた電力上下限値とを比較して、
（１）予め定めた電力上限値を上回った電力値が検出さ
れたときに「ＯＮ」し、前記電力上限値を下回った電力
値が検出されたとき、又は前記電力上限値を上回った電
力値が検出されたときから前記負荷の起動状態時におけ
る電力値が収束する一定の時間が経過するときまでのい
ずれか早いときに「ＯＦＦ」する起動検出フラグと、
（２）予め定めた電力下限値を下回った電力値が検出さ
れたときに「ＯＮ」し、前記電力下限値を上回った電力
値が検出されたとき、又は前記電力下限値を下回った電
力値が検出されたときから負荷の瞬断時における電力値
が収束する一定の時間が経過するときまでのいずれか早
いときに「ＯＦＦ」する停止検出フラグと、に前記負荷
の通電状態を変換する過程と、前記通電状態の変化を検出するとともに該変化時点から
の時間経過情報を、（１）前記起動検出フラグが「Ｏ
Ｎ」したときから一定の時間経過したときに「ＯＦＦ」
する起動検出タイマフラグと、（２）前記停止検出フラ
グが「ＯＮ」したときから一定の時間経過したときに
「ＯＦＦ」する停止検出タイマフラグと、に変換する過
程と、前記起動検出フラグと起動検出タイマフラグ、または前
記停止検出フラグと停止検出タイマフラグの組合せパタ
ーンから前記負荷の実際の通電状態を判別する過程と、を有することを特徴とする負荷状態監視方法。
【請求項２】前記起動検出フラグまたは前記停止検出
フラグが「ＯＮ」したときから「ＯＦＦ」するときまで
の時間を計測して出力することを特徴とする請求項１記
載の負荷状態監視方法。