JP5699751B2

JP5699751B2 - ペーパレスレコーダ、および同レコーダを用いた列車運行状態表示システムならびに鋼板のプロフィール管理システム

Info

Publication number: JP5699751B2
Application number: JP2011078746A
Authority: JP
Inventors: 芳野　康裕; 康裕芳野
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012211884A

Description

本発明は、物理量を一定の測定周期でサンプリングしてデジタル値に変換し、記憶されるデジタル値を描画位置に変換して画面に表示する、ペーパレスレコーダ、および同レコーダを用いた列車運行状態表示システム、ならびに同レコーダを用いた鋼板のプロフィール管理システムに関する。

温度や圧力等の物理量を測定し、その測定結果を記録紙に連続的に記録するチャートレコーダが知られている（例えば、特許文献１参照）。ところが、チャートレコーダは、紙送り機構等の機械部品が多く、経時変化による記録動作の不安定化、或いは、記録ペンや記録紙等の消耗部品が無くなると記録が中断し、連続測定性が損なわれてしまうといった問題があった。また、測定結果をコンピュータ処理したい場合は記録紙上の記録結果を改めてデジタルデータとして読み取って入力しなければならず、現実的でない。

そこで、記録紙の代わりに液晶（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display
Device）等の表示器を用いたペーパレスレコーダが実用化されている。ペーパレスレコーダは、表示器を記録紙に見立てて測定信号の変化の状況をグラフで表示するように構成されたものである。例えば、図４にその内部構成が示されている。

図４によれば、まず、測定回路４１が、電圧や温度等のアナログ入力値を測定周期用クロック４３により一定周期でサンプリングすることによってデジタル値（以下、測定値という）に変換する。そして、制御部４２は、パルス検出回路４４が外部入力パルスの信号変化を検出する毎にその測定値を記憶回路４５に記録する。続いて、制御部４２は、トレンド波形生成部４６を制御することにより、トレンド波形生成部４６が、記憶回路４５に記録された測定値を読み出し、その測定値を表示部４７の画面の描画位置に変換し、得られるトレンド波形を表示部４７に表示する。このように、制御部４２は、アナログ量をデジタル値に変換して記憶回路４５に記録し、この記憶回路４５に記録された測定値を読み出し、測定時間の経過に伴う変化の状態を表示部４７上にスクロールして表示する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１２５４１９号公報特開２００３−１４９００８号公報

ところで、上記したチャートレコーダは、測定周期が１０［Ｈｚ］程度であるにもかかわらず、紙送り分解能が０．０５［ｍｍ］のように細かいため、紙送りのための外部パルス信号（記録周期）として最大で８００［Ｈｚ］の速度が求められていた。これに対し、ペーパレスレコーダでは、記録周期を測定周期より早くすることはできないため、紙送りに使用される外部入力パルス信号を使用してサンプリングした場合にその測定値を記録することができない。したがって、外部入力パルスによる紙送り機能を使用しているチャートレコーダをペーパレスレコーダに切り替えることが困難であった。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、紙送りに使用される外部入力パルスを使用してサンプリングしても測定値を記録することができるペーパレスレコーダ、および同レコーダを用いて列車運行経路における任意の地点のアナログ量を測定してリアルタイムに表示する列車運行状態表示システム、ならびに同レコーダを用いて鋼板製造のプロフィール管理を行う鋼板のプロフィール管理システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、物理量を一定の測定周期でサンプリングしてデジタル値に変換して記憶部に記憶し、測定時間の経過に伴う前記デジタル値の変化の状態を表示部に表示するペーパレスレコーダであって、外部入力パルスの数を積算して前記測定周期毎に検出し、検出したパルス数が予め設定された分周回数に到達した時点で前記デジタル値を前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶した前記デジタル値を読み出して前記表示部の描画位置に変換し、トレンド波形の形態でスクロール表示する制御部、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、制御部が、外部入力パルスの数を積算して測定周期毎に検出し、検出した外部入力パルスが予め設定された分周回数に到達した時点でデジタル値を記憶して表示部の描画位置に変換してトレンド波形を表示する。このため、外部入力パルスを用いて紙送りを行うチャートレコーダの機能をペーパレスレコーダの外部サンプリング機能として置き換えることが出来、ペーパレス化を実現できる。また、測定時間の経過に伴うデジタル値の変化の様子が表示画面上にトレンド波形の形態でリアルタイムに反映されるため使い勝手が向上する。

本発明において、前記制御部は、前記表示部に前記デジタル値をトレンド波形の形態でスクロール表示するにあたり、予め設定される前記外部入力パルスの１パルスあたりの物理量を単位に表示区画を設定して表示することを特徴とする。本発明によれば、制御部が、予め設定される外部入力パルスの１パルスあたりの物理量を単位に時間軸を割り付けるため、ユーザはカウント値を物理量に変換しながら視認する必要が無くなる。このため、一層、使い勝手が向上する。

本発明の列車運行状態表示システムは、前記したペーパレスレコーダを用い、運行経路の任意の地点で測定される前記物理量を、予め設定される前記外部入力パルスの１パルスあたりの距離を単位に表示区画を設定してリアルタイムに表示することを特徴とする。本発明によれば、ペーパレスレコーダを列車運行管理に用いることで、運行管理者は、運行経路上の任意の地点で観測される物理量をリアルタイムに認識でき、これを運行経路上の異常値等の監視に用いることで列車のタイムリーな運行管理が可能である。

本発明の鋼板のプロフィール管理システムは、前記したペーパレスレコーダを用い、鋼板の任意の位置で測定される前記物理量を、予め設定される前記外部パルスの１パルスあたりの長さを単位としてリアルタイムにトレンド表示するとともに、ロット番号のデータを識別するための情報を記憶することを特徴とする。本発明によれば、管理者は、鋼板の任意の位置で観測できる物理量をリアルタイムに認識できるとともに、記憶したデータの検索・管理を容易に行なうことができるようになる。

本発明によれば、紙送りに使用される外部入力パルスを使用してサンプリングしても測定値を記録することができるペーパレスレコーダ、および同レコーダを用いて列車運行経路における任意の地点のアナログ量を測定してリアルタイムに表示する列車運行状態表示システム、ならびに同レコーダを用いて鋼板製造のプロフィール管理を行う鋼板のプロフィール管理システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るペーパレスレコーダの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るペーパレスレコーダの動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るペーパレスレコーダにより生成される画面構成の一例を示す図である。従来のペーパレスレコーダの構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態（以下、単に本実施形態という）について詳細に説明する。

（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係るペーパレスレコーダの構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係るペーパレスレコーダ１は、測定回路１１と、制御部１２と、測定周期用クロック１３と、パルス検出回路１４と、記憶部１５と、トレンド波形生成部１６と、表示部１７と、パルス積算回路２１と、パルス分周回路２２と、パラメータ設定部２３と、により構成される。

図１に示す従来のペーパレスレコーダとの構成上の差異は、従来のこの種ペーパレスレコーダが標準で持つ構成１１〜１７に、パルス積算回路２１と、パルス分周回路２２と、パラメータ設定部２３とを付加したことにある。

パルス積算回路２１は、パルス検出回路１４で検出される外部入力パルスの信号変化の回数を積算してバス１０経由で制御部１２へ出力する。パルス分周回路２２は、外部入力パルスを予め設定された分周回数にしたがい分周し、バス１０経由で制御部１２へ出力する。なお、このパルス積算回路２１は、制御部１２がパルス入力端子の変化をソフトウェアにより高速に検出できれは省略してもよい。

パラメータ設定部２３は、ユーザにより予め設定される、外部入力パルスの分周回数と、表示部１７の１表示区画あたりのパルス数とからなるパラメータを取り込み、バス１０経由で制御部１２へ出力する。本実施形態では、外部入力パルスの分周回数を２０カウントとし、１表示区画あたりのパルス数を４０パルス（１パルスあたり０．１２５ｍ移動するものとすれば４０パルスで５ｍ移動）として以下に説明する。ユーザは、測定に先立ち、これらパラメータを、不図示のスイッチ等を操作することにより設定入力する。

制御部１２は、パラメータ設定部２３を介して取り込まれるパラメータと、パルス積算回路２１により積算されるパルス数と、パルス分周回路２２により分周されたパルスにしたがい、外部入力パルスの数を積算して測定周期毎に検出し、検出されたパルス数が、予め設定された分周回数に到達した時点でデジタル値を記憶部１５に記憶し、記憶部１５に記憶されたデジタル値を読み出して表示部１７の描画位置に変換し、トレンド波形の形態でスクロール表示する。

（実施例の動作）
図２は、本実施形態に係るペーパレスレコーダ１の動作を示すフローチャートである。以下、図２のフローチャートを参照しながら、図１に示す本実施形態に係るペーパレスレコーダ１の動作について詳細に説明する。

測定動作に先立ち、制御部１２は、パルス分周回数と１表示区画あたりのパルス数をパラメータ設定部２３から取り込む（ステップＳ１０１）。続いて、物理量の測定動作が開始され、電圧や温度等のアナログ入力値が測定回路１１により取り込まれ（ステップＳ１０２）、測定周期用クロック１３にしたがう一定周期間隔（ステップＳ１０３“ＹＥＳ”）にデジタル値（以下、測定値という）に変換される（ステップＳ１０４）。ここで得られる測定値はバス１０経由で制御部１２に出力される。

一方、外部入力パルスが到来すると（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、その外部入力パルスはパルス分周回路２２で分周され、その信号変化がパルス検出回路１４で検出され、更に、パルス積算回路２１で積算される（ステップＳ１０６）。制御部１２は、パルス積算回路２１積算されたパルスカウント値を測定周期ごとに検出し、予めパラメータで設定された分周回数α＝２０に達した時点で（ステップＳ１０７“ＹＥＳ”）、測定値を記憶部１５に記憶する（ステップＳ１０８）。

続いて、制御部１２は、トレンド波形作成部１６を起動する。トレンド波形生成部１６は、記憶部１５から読み出される測定値を描画位置に変換し（ステップＳ１０９）、表示部１７にトレンド波形の形態で表示する（ステップＳ１１０）。トレンド波形生成部１６は、このトレント波形を生成するにあたり、パラメータ設定部２３により予め設定されたパラメータにしたがい、１表示区画あたり、０．１２５ｍ×４０パルス＝５ｍとして時間軸の数値を表示する。同時に、この時間軸に沿って測定値を描画していくことにより表示データを生成し、記憶部１５または外付けの画像メモリに、都度、書き込む。

続いて、表示部１７は、記憶部１５または画像メモリに描画され、外部入力パルスが分周回数α＝２０に達する毎に都度更新される表示データを、自身の表示タイミングに同期して読み出し、画面上にトレンド波形として時間経過とともにスクロール表示する。

図３に、本実施形態に係るペーパレスレコーダ１によって生成され、表示される画面構成の一例が示されている。図３に示されるように、表示部１７の画面上には、５ｍ／ｄｉｖ（Ｆ）で示す１区画あたりのパルス数を時間軸単位としたトレンド波形（Ｄ）が、時間軸Ｃ方向にスクロール表示されている。ここで、ｄｉｖとは１表示区画を示す。なお、図３において、Ａは測定ポイント、Ｂは振幅目盛、Ｅは、現在時刻、Ｇは、チャンネル毎の瞬間振幅値、のそれぞれを示す。

図３にＦで示されるように、本実施形態に係るペーパレスレコーダ１では、外部入力パルスのカウント値を物理量に変換するために１パルスあたりの物理量（ここでは距離）を設定できるようにしている。ここでは、トレンド表示の時間軸を、予め設定された物理量で表示することにより、ユーザはカウント値を物理量に変換しながら視認する手間が不要になる。

（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係るペーパレスレコーダ１によれば、制御部１２が、外部入力パルスの数を積算して測定周期毎に検出し、検出した外部入力パルスが予め設定された分周回数に到達した時点でデジタル値を記憶して表示部１７の描画位置に変換してトレンド波形を表示する。このため、外部入力パルスを用いて紙送りを行うチャートレコーダの機能をペーパレスレコーダの外部サンプリング機能として置き換えることが出来、ペーパレス化を実現できる。

また、測定時間の経過に伴うデジタル値の変化の様子が表示画面上にトレンド波形の形態でリアルタイムに反映されるため、使い勝手が向上する。更に、制御部１２が、予め設定される外部入力パルスの１パルスあたりの物理量を単位に時間軸を割り付けて表示するため、ユーザはカウント値を物理量に変換しながら視認する必要が無くなり、ユーザの負担が軽減されるとともに一層使い勝手が増す。

なお、外部入力パルスのカウント値を物理量に変換するための設定を、測定値と共に測定データファイルに記憶しておくことで、ＰＣ（Personal Computer）上のソフトウェアでも同様に時間軸を物理量で表示することができるようになる。また、テキスト形式で画面に表示する場合や、テキスト形式でファイルに測定値を格納する場合に、時間軸方向の値を物理値で表示、あるいは格納してもよい。

（列車運行状態表示システム）
なお、本実施形態に係るペーパレスレコーダ１を列車運行状態表示システムに適用して列車の運行管理を行うことも可能である。すなわち、駅間を走行する列車は必ず加減速を伴うため、一定周期でサンプリングして物理量を測定すると、場所によって移動量が異なるため、時間軸を正確に距離で表現することができない。そこで、１ｍ移動するために必要なパルス数を場所毎に設定することで、列車の速度に依存しない物理量の取り込みが可能になり、物理量の異常値を監視することによる列車の運行管理が可能になる。

このため、本実施形態に係る列車運行状態表示システムによれば、上記したペーパレスレコーダ１を用いることで、運行経路の任意の地点で測定されるアナログ入力値の変化の様子がデジタル値に変換され、予め設定される外部入力パルスの１パルスあたりの距離を単位に表示区画が設定される表示部１７上にリアルタイムに表示される。この列車運行状態表示システムによれば、ペーパレスレコーダ１を列車運行管理に用いることで、運行管理者は、運行経路上の任意の地点で観測される物理量をリアルタイムに認識できる。したがって、これを運行経路上の異常値等の監視に用いることで列車のタイムリーな運行管理が実現できる。

（鋼板のプロフィール管理システム）
また、本実施形態に係るペーパレスレコーダを鋼板のプロフィール管理に用いることも可能である。すなわち、鋼板製造時にはコイル巻き取りのスピードが変化するため、一定周期でサンプリングして物理量を測定すると、時間軸を正確に長さで表現することができない。そこで、１ｃｍ巻き取るために必要なパルス数を設定することで、コイル巻き取りのスピードに依存しない物理量の取り込みが可能になり、物理量の変化を監視することによる、鋼板のプロフィール管理が可能になる。

なお、記録したデータがともに、鋼板のロット番号等の情報を記憶しておき、ペーパレスレコーダの画面、およびＰＣ上のソフトウェアで、記憶したデータをロット番号の指定により検索しやすくすることも可能である。

以上、本実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またそのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１・・ペーパレスレコーダ、１０・・バス、１１・・測定回路、１２・・制御部、１３・・測定周期用クロック、１４・・パルス検出回路、１５・・記憶部、１６・・トレンド波形生成部、１７・・表示部、２１・・パルス積算回路、２２・・パルス分周回路、２３・・パラメータ設定部

Claims

物理量を一定の測定周期でサンプリングしてデジタル値に変換して記憶部に記憶し、測定時間の経過に伴う前記デジタル値の変化の状態を表示部に表示する、ペーパレスレコーダであって、
測定周期用クロックと、
前記測定周期用クロックに従う前記測定周期より早い周期の外部入力パルスの数を積算して前記測定周期毎に検出し、検出したパルス数が予め設定された分周回数に到達した時点で前記デジタル値を前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶した前記デジタル値を読み出して前記表示部の描画位置に変換し、トレンド波形の形態でスクロール表示する制御部と、
を備えたことを特徴とするペーパレスレコーダ。
前記制御部は、
前記表示部に前記デジタル値をトレンド波形の形態でスクロール表示するにあたり、予め設定される前記外部入力パルスの１パルスあたりの物理量を単位に表示区画を設定して表示することを特徴とする請求項１記載のペーパレスレコーダ。
前記請求項１または２記載のペーパレスレコーダを用い、運行経路の任意の地点で測定される前記物理量を、予め設定される前記外部入力パルスの１パルスあたりの距離を単位に表示区画を設定してリアルタイムに表示することを特徴とする列車運行状態表示システム。
前記請求項１または請求項２記載のペーパレスレコーダを用い、鋼板の任意の位置で測定される前記物理量を、予め設定される前記外部入力パルスの１パルスあたりの長さを単位としてリアルタイムにトレンド表示するとともに、ロット番号のデータを識別するための情報を記憶することを特徴とする鋼板のプロフィール管理システム。