JP5229577B2

JP5229577B2 - 計測システム

Info

Publication number: JP5229577B2
Application number: JP2009150574A
Authority: JP
Inventors: 伸二鈴木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP2011008474A

Description

本発明は、計測機器に対して時刻設定を行うことなく、計測機器にＧＰＳ受信装置を設けずに、計測機器の計測データの時刻合わせが行える計測システムに関するものである。

複数の計測機器から計測データをコンピュータにより収集する場合、時刻を合わせる必要がある。そのため、複数の計測機器に対して、コンピュータが計測開始前に時刻の設定を行うか（下記引用文献１等）、複数の計測機器がそれぞれＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）により時刻合わせを行っていた（下記特許文献２，３等）。

複数の計測機器に対して、コンピュータが計測開始前に時刻の設定を行う場合、時刻設定時の通信経路による遅延により、複数の計測機器に同時に設定しても同じ時刻に設定できなかった。

また、複数の計測機器がそれぞれＧＰＳにより時刻合わせを行う場合、ＧＰＳ受信装置が必要になってしまう。また、複数の計測機器がＧＰＳ受信環境になければならない。

特開２００６−８５６８０号公報特開２００５−３２２１１６号公報特開２００４−１１８２７６号公報

そこで、本発明の目的は、計測機器に対して時刻設定を行うことなく、計測機器にＧＰＳ受信装置を設けずに、計測機器の計測データの時刻合わせが行える計測機器システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
外部信号を計測し、計測時刻を含む計測データを出力すると共に、時刻要求に応じて計測機器時刻を出力する計測機器と、
この計測機器に時刻要求を行い、この時刻要求を行った要求時刻、計測機器時刻を受信した受信時刻により、計測機器時刻に対応する対応時刻を生成し、この対応時刻と計測機器時刻からなる同期情報の組を、少なくとも２組生成する同期情報生成部と、
この同期情報生成部の同期情報により、前記計測機器の計測時刻を補正した補正時刻を求め、補正時刻に変更する時刻補正部と
を備え、
前記時刻補正部は、前記計測機器時刻、前記計測時刻の比と、前記対応時刻、前記補正時刻の比とにより、補正時刻を求めることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記同期情報生成部は、要求時刻と受信時刻の中間時刻を対応時刻とすることを特徴とするものである。

本発明によれば、同期情報生成部が計測機器時刻と対応時刻とからなる同期情報の組を生成し、この同期情報の組から時刻補正部が計測時刻を補正時刻に補正するので、計測機器に対して時刻設定を行うことなく、計測機器にＧＰＳ受信装置を設けずに、計測機器の計測データの時刻合わせを行うことができる。

本発明の一実施例を示した構成図である。図１に示す装置の同期情報生成部２１の動作を示したフローチャートである。図１に示す装置の動作を説明するタイミングチャートである。本発明の他の実施例を示した構成図である。図４に示す装置の動作を示しタイミングチャートである。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。

図１において、２以上の計測機器１は、外部信号を計測し、計測時刻を含む計測データを出力すると共に、時刻要求に応じて計測機器時刻を出力する。コンピュータ２は、２以上の計測機器１が接続され、同期情報生成部２１、同期情報記憶部２２、測定データ記憶部２３、時刻補正部２４を有する。同期情報生成部２１は、計測機器１ごとに時刻要求を行い、この時刻要求を行った要求時刻、計測機器時刻を受信した受信時刻により、計測機器時刻に対応する対応時刻を生成し、この対応時刻と計測機器時刻からなる同期情報の組を、計測機器１ごとに少なくとも２組生成する。同期情報記憶部２２は、同期情報生成部２１の同期情報を記憶する。計測データ記憶部２３は、計測機器１の計測データを記憶する。時刻補正部２４は、同期情報記憶部２２の同期情報により、計測データ記憶部２３の計測時刻を補正した補正時刻を求め、計測データ記憶部２３の計測時刻を補正時刻に変更する。ここで、通常、同期情報生成部２１、時刻補正部２４は、制御部により構成され、同期情報記憶部２２、測定データ記憶部２３は別々の構成で示したが、１つの記憶部でもよい。

このような装置の動作を以下に説明する。図２は図１に示す装置の同期情報生成部２１の動作を示したフローチャートで、図３は図１に示す装置の動作を説明するタイミングチャートである。ここでは、説明を簡単にするために、計測機器１が１つとして説明する。計測機器１が複数の場合は、同期情報が計測機器１ごとに生成される。

コンピュータ２の同期情報生成部２１が、要求時刻Ｔｐｓに、計測機器１に時刻要求を行う。この時刻要求を受けて、各計測機器１は現在の計測機器時刻Ｔｒ１をコンピュータ２に返信する。この返信を受けたときの時刻を、コンピュータ２の同期時刻生成部２１は受信時刻Ｔｐｅとする（Ｓ１）。次に、同期時刻生成部２１は、要求時刻Ｔｐｓ、受信時刻Ｔｐｅの中間時刻を、計測機器時刻Ｔｒ１に対応するコンピュータ２側の対応時刻Ｔｐ１とする。つまり、Ｔｐ１＝Ｔｐｓ＋（（Ｔｐｅ−Ｔｐｓ）／２）で求める（Ｓ２）。そして、同期情報生成部２１は、計測機器時刻Ｔｒ１、対応時刻Ｔｐ１を組として、同期情報記憶部２２に格納する（Ｓ３）。同様に、同期情報生成部２１は、計測機器１に時刻要求を行い（Ｓ１）、計測機器時刻Ｔｒ２、対応時刻Ｔｐ２の組を生成し（Ｓ２）、同期情報記憶部２２に格納する（Ｓ３）。このような動作を繰り返し、複数の同期情報の組を作成する。

一方、計測機器１は、外部信号を計測し、計測時刻Ｔｒｍ１，Ｔｒｍ２，・・・を含む計測データを作成する。そして、計測機器１は、計測データをコンピュータ２に出力し、コンピュータ２は、計測データ記憶部２３に格納する。

そして、時刻補正部２４は、同期情報記憶部２２から計測機器時刻Ｔｒ１，Ｔｒ２、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ２を読み出すと共に、計測データ記憶部２３から計測時刻Ｔｒｍ１，Ｔｒｍ２，・・・を読み出す。これらの時刻により、時刻補正部２４は、計測機器時刻Ｔｒ１，Ｔｒ２、計測時刻Ｔｒｍ１，Ｔｒｍ２，・・・の比と、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ２、補正時刻Ｔｐｍ１，Ｔｐｍ２，・・・の比とにより、補正時刻Ｔｐｍ１，Ｔｐｍ２，・・・を求める。

つまり、計測機器時刻Ｔｒ１，Ｔｒ２、計測時刻Ｔｒｍ１の比と、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ２、補正時刻Ｔｐｍ１の比とを求めると、以下のようになる。
（Ｔｒｍ１−Ｔｒ１）／（Ｔｒ２−Ｔｒ１）
＝（Ｔｐｍ１−Ｔｐ１）／（Ｔｐ２−Ｔｐ１）

従って、補正時刻Ｔｐｍ１は以下のようになる。
Ｔｐｍ１＝Ｔｐ１＋（Ｔｒｍ１−Ｔｒ１）・（Ｔｐ２−Ｔｐ１）／（Ｔｒ２−Ｔｒ１）

また、計測機器時刻Ｔｒ１，Ｔｒ２、計測時刻Ｔｒｍ２の比と、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ２、補正時刻Ｔｐｍ２の比とを求めると、以下のようになる。
（Ｔｒｍ２−Ｔｒ１）／（Ｔｒ２−Ｔｒ１）
＝（Ｔｐｍ２−Ｔｐ１）／（Ｔｐ２−Ｔｐ１）

従って、補正時刻Ｔｐｍ２は以下のようになる。
Ｔｐｍ２＝Ｔｐ１＋（Ｔｒｍ２−Ｔｒ１）・（Ｔｐ２−Ｔｐ１）／（Ｔｒ２−Ｔｒ１）

このような動作を繰り返し、時刻補正部２４は、計測データ記憶部２３の計測時刻を補正時刻に変更する。そして、コンピュータ２は、計測データ記憶部２３の補正時刻を含む計測データを図示しない表示部に表示を行う。

このように、同期情報生成部２１が計測機器時刻と対応時刻とからなる同期情報の組を生成し、この同期情報の組から時刻補正部２４が計測時刻を補正時刻に補正するので、複数の計測機器１に対して時刻設定を行うことなく、計測機器１ごとにＧＰＳ受信装置を設けずに、複数の計測機器１の計測データの時刻合わせを行うことができる。

次に、他の実施例を、図４を用いて説明する。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略し、コンピュータ２の内部構成も同様なので、図示を省略する。

図４において、計測機器３は、外部信号を計測し、計測時刻を含む計測データを出力すると共に、時刻要求に応じて計測機器時刻を出力する。コンピュータ４は、計測機器３が接続され、同期情報生成部４１、同期情報記憶部４２、測定データ記憶部４３、時刻補正部４４を有する。同期情報生成部４１は、コンピュータ２、計測機器３に時刻要求を行い、この時刻要求を行った要求時刻、コンピュータ時刻、計測機器時刻を受信した受信時刻により、コンピュータ時刻、計測機器時刻に対応する対応時刻を生成し、この対応時刻とコンピュータ時刻からなる同期情報の組と対応時刻と計測時刻とからなる同期情報の組を、コンピュータ２、計測機器３ごとに少なくとも２組生成する。同期情報記憶部４２は、同期情報生成部４１の同期情報を記憶する。計測データ記憶部４３は、計測機器３の計測データを記憶する。時刻補正部４４は、同期情報記憶部４２の同期情報により、計測データ記憶部４３の計測時刻を補正した補正時刻を求め、計測データ記憶部４３の計測時刻を補正時刻に変更する。

このような装置の動作を以下に説明する。図５は図４に示す装置の動作を示しタイミングチャートである。ここで、計測機器１とコンピュータ２の動作は、図１に示した装置と同様なので説明を省略する。また、同期情報生成部４１の動作は図２に示すフローチャートと同じなので、図２を用いて説明する。

コンピュータ４の同期情報生成部４１が、要求時刻に、コンピュータ２に時刻要求を行う。この時刻要求を受けて、計測機器２は現在のコンピュータ時刻Ｔｐ１１をコンピュータ４に返信する。この返信を受けたときの時刻を、コンピュータ４の同期時刻生成部４１は受信時刻とする（Ｓ１）。次に、同期時刻生成部２１は、要求時刻、受信時刻の中間時刻を、コンピュータ時刻Ｔｐ１１に対応するコンピュータ４側の対応時刻Ｔｐ２ｐ１１とする（Ｓ２）。そして、同期情報生成部４１は、コンピュータ時刻Ｔｐ１１、対応時刻Ｔｐ２ｐ１１を組として、同期情報記憶部４２に格納する（Ｓ３）。

また、コンピュータ４の同期情報生成部４１が、要求時刻に、計測機器３に時刻要求を行う。この時刻要求を受けて、計測機器３は現在の計測機器時刻Ｔｒ３１をコンピュータ２に返信する。この返信を受けたときの時刻を、コンピュータ４の同期時刻生成部４１は受信時刻とする（Ｓ１）。次に、同期時刻生成部４１は、要求時刻、受信時刻の中間時刻を、計測機器時刻Ｔｒ３１に対応するコンピュータ４側の対応時刻Ｔｐ２ｒ３１とする（Ｓ２）。そして、同期情報生成部４１は、計測機器時刻Ｔｒ３１、対応時刻Ｔｐ２ｒ３１を組として、同期情報記憶部４２に格納する（Ｓ３）。

同様に、同期情報生成部４１は、コンピュータ２、計測機器３に時刻要求を行い（Ｓ１）、コンピュータ時刻Ｔｐ１２、対応時刻Ｔｐ２ｐ１２の組と、計測機器時刻Ｔｒ３２、対応時刻Ｔｐ２ｒ３２の組とを生成し（Ｓ２）、同期情報記憶部４２に格納する。このような動作を繰り返し、複数の同期情報の組を作成する（Ｓ３）。

一方、計測機器３は、外部信号を計測し、計測時刻Ｔｒ３ｍ１，・・・を含む計測データを作成する。そして、計測機器３は、計測データをコンピュータ４に出力し、コンピュータ４は、計測データ記憶部４３に格納する。

そして、時刻補正部４４は、同期情報記憶部４２から計測機器時刻Ｔｒ３１，Ｔｒ３２、対応時刻Ｔｐ２ｒ３１，Ｔｐ２ｒ３２を読み出すと共に、計測データ記憶部４３から計測時刻Ｔｒ３ｍ１，・・・を読み出す。これらの時刻により、時刻補正部４４は、計測機器時刻Ｔｒ３１，Ｔｒ３２、計測時刻Ｔｒ３ｍ１，・・・の比と、対応時刻Ｔｐ２ｒ３１，Ｔｐ２ｒ３２、補正時刻Ｔｐ２ｍ１，・・・の比とにより、補正時刻Ｔｐ２ｍ１，・・・を求める。

つまり、計測機器時刻Ｔｒ３１，Ｔｒ３２、計測時刻Ｔｒ３ｍ１，・・・の比と、対応時刻Ｔｐ２ｒ３１，Ｔｐ２ｒ３２、補正時刻Ｔｐ２ｍ１，・・・の比とを求めると、以下のようになる。
（Ｔｒ３ｍ１−Ｔｒ３１）／（Ｔｒ３２−Ｔｒ３１）
＝（Ｔｐ２ｍ１−Ｔｐ２ｒ３１）／（Ｔｐ２ｒ３２−Ｔｐ２ｒ３１）

従って、補正時刻Ｔｐ３ｍ１は以下のようになる。
Ｔｐ２ｍ１＝Ｔｐ２ｒ３１＋（Ｔｒ３ｍ１−Ｔｒ３１）・（Ｔｐ２ｒ３２−Ｔｐ２ｒ３１）／（Ｔｒ３２−Ｔｒ３１）

次に、時刻補正部４４は、同期情報記憶部４２からコンピュータ時刻Ｔｐ１１，Ｔｐ１２、対応時刻Ｔｐ２ｐ１１，Ｔｐ２ｐ１２を読み出す。これらの時刻により、時刻補正部４４は、コンピュータ時刻Ｔｐ１１，Ｔｐ１２、補正時刻Ｔｐ２ｍ１，・・・の比と、対応時刻Ｔｐ２ｐ１１，Ｔｐ２ｐ１２、補正時刻Ｔｐ１ｍ１，・・・の比とにより、補正時刻Ｔｐ１ｍ１，・・・を求める。

つまり、コンピュータ時刻Ｔｐ１１，Ｔｐ１２、補正時刻Ｔｐ２ｍ１の比と、対応時刻Ｔｐ２ｐ１１，Ｔｐ２ｐ１２、補正時刻Ｔｐ１ｍ１の比とを求めると、以下のようになる。
（Ｔｐ２ｍ１−Ｔｐ２ｐ１１）／（Ｔｐ２ｐ１２−Ｔｐ２ｐ１１）
＝（Ｔｐ１ｍ１−Ｔｐ１１）／（Ｔｐ１２−Ｔｐ１１）

従って、補正時刻Ｔｐ１ｍ１は以下のようになる。
Ｔｐ１ｍ１＝Ｔｐ１１＋（Ｔｐ２ｍ１−Ｔｐ２ｐ１１）・（Ｔｐ１２−Ｔｐ１１）／（Ｔｐ２ｐ１２−Ｔｐ２ｐ１１）

このような動作を繰り返し、時刻補正部４４は、計測データ記憶部４３の計測時刻をコンピュータ２に対応する補正時刻に変更する。そして、コンピュータ４は、計測データ記憶部４３の補正時刻を含む計測データを図示しない表示部に表示を行う。

このように、同期情報生成部４１が、コンピュータ時刻、対応時刻からなる同期情報の組と、計測機器時刻、対応時刻からなる同期情報の組とを生成し、この同期情報の組から時刻補正部４４が計測時刻を補正時刻に補正するので、計測機器３に対してコンピュータ２の時刻に合わせることができ、複数の計測機器１と計測機器３の計測データの時刻合わせを行うことができる。つまり、異なるコンピュータ間で管理された計測データでも、計測データを同期させて表示させることができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、図１に示されるコンピュータ２を計測機器として、他の計測機器と時刻合わせを行う構成にしてもよい。つまり、他の計測機器１は１つでもよい。

また、同期情報記憶部２２，４２、計測データ記憶部２３，４３を設けた構成を示したが、同期情報生成部２１，４１が時刻補正部２４，４４に直接同期情報を与える構成でもよい。また、時刻補正部２４，４４が計測機器１，３から計測データを直接入力し、補正を行う構成でもよい。

そして、時刻補正部２４は、２組の同期情報により、補正時刻を求める構成を示したが、複数の組の同期情報の２組ごとにより、補正時刻を求め、平均値を求め、補正時刻の精度を高くする構成にしてもよい。つまり、図３に示される補正時刻Ｔｐｍ１を次のように求める。時刻補正部２４が、計測時刻Ｔｒ１，Ｔｒ２、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ２の同期情報により下記式のように求め、補正時刻Ｔｐｍ１ａとする。次に、時刻補正部２４は、計測時刻Ｔｒ１，Ｔｒ３、対応時刻Ｔｐ１，Ｔｐ３の同期情報により下記式のように求め、補正時刻Ｔｐｍ１ｂとする。そして、時刻補正部２４は、補正時刻Ｔｐｍ１ａ，Ｔｐｍ１ｂの平均値をとったものを、補正時刻Ｔｐｍ１（＝（Ｔｐｍ１ａ＋Ｔｐｍ１ｂ）／２）とする。

Ｔｐｍ１ａ
＝Ｔｐ１＋（Ｔｒｍ１−Ｔｒ１）・（Ｔｐ２−Ｔｐ１）／（Ｔｒ２−Ｔｒ１）
Ｔｐｍ１ｂ
＝Ｔｐ１＋（Ｔｒｍ１−Ｔｒ１）・（Ｔｐ３−Ｔｐ１）／（Ｔｒ３−Ｔｒ１）

さらに、図４に示す装置では、コンピュータ２が計測機器１の計測データの表示を行い、コンピュータ４が計測機器３の計測データの表示を行う構成を示したが、コンピュータ２，３のどちらか一方が、計測機器１，３の計測データを表示させる構成でもよい。

この場合、コンピュータ２にコンピュータ２の時刻を基準に表示させる場合には、コンピュータ２は、計測データ記憶部４３の補正時刻を含む計測データをコンピュータ４から受け取り、各計測データの表示を行う。あるいは、コンピュータ２は、同期情報記憶部４２の同期情報、計測データ記憶部４３の計測時刻を含む計測データを、コンピュータ４から受け取り、コンピュータ２の時刻補正部により、コンピュータ２の時刻を基準とした補正時刻を求めてもよい。

また、コンピュータ４にコンピュータ２の時刻を基準に表示させる場合には、コンピュータ４は、図１に示す装置で示したように、補正時刻を含む計測データをコンピュータ２から受け取り、各計測データの表示を行う。

また、コンピュータ４にコンピュータ４の時刻を基準に表示させる場合には、コンピュータ４は、図１に示す装置で示したように、補正時刻を含む計測データをコンピュータ２から受け取り、この補正時刻をコンピュータ４の時刻に再び補正し、計測機器３の計測データの計測時刻もコンピュータ４の時刻に補正して、各計測データを表示させてもよい。

要するに、計測データをコンピュータ２，４のどちらの時刻を基準に合わせるかの違いであって、時刻を補正した計測データをどちらのコンピュータ２，４に表示させてもよい。

１，３計測機器
２，４コンピュータ
２１，４１同期情報生成部
２４，４４時刻補正部

Claims

外部信号を計測し、計測時刻を含む計測データを出力すると共に、時刻要求に応じて計測機器時刻を出力する計測機器と、
この計測機器に時刻要求を行い、この時刻要求を行った要求時刻、計測機器時刻を受信した受信時刻により、計測機器時刻に対応する対応時刻を生成し、この対応時刻と計測機器時刻からなる同期情報の組を、少なくとも２組生成する同期情報生成部と、
この同期情報生成部の同期情報により、前記計測機器の計測時刻を補正した補正時刻を求め、補正時刻に変更する時刻補正部と
を備え、
前記時刻補正部は、前記計測機器時刻、前記計測時刻の比と、前記対応時刻、前記補正時刻の比とにより、補正時刻を求めることを特徴とする計測システム。
前記同期情報生成部は、要求時刻と受信時刻の中間時刻を対応時刻とすることを特徴とする請求項１記載の計測システム。