JP6554024B2 - Monitoring device - Google Patents

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Description

本発明は、電力監視システムに使用する監視装置(電源監視ユニット)のノイズ検出技術に関する。   The present invention relates to a noise detection technique of a monitoring apparatus (power supply monitoring unit) used in a power monitoring system.

工場内、ビル内などにおいて、電力メータや漏電の監視などを行う電力監視システムを構築する際、ネットワーク配線が必要となる。ネットワークには様々な規格があり、監視装置が対応しているネットワーク配線を行う必要がある。ネットワーク配線後、監視システムを稼働させるとノイズにより通信が出来なくなることがある。ノイズは使用する環境によって、発生タイミングや発生間隔またノイズレベルが異なるため、通信できなくなる事象がノイズが原因であると特定するには、時間と費用がかかってしまう。   Network wiring is required when constructing a power monitoring system for monitoring power meters and electric leakage in factories and buildings. There are various standards in the network, and it is necessary to perform network wiring that the monitoring device supports. After network wiring, if the monitoring system is operated, noise may prevent communication. Since the generation timing, generation interval, and noise level differ depending on the environment in which the noise is used, it takes time and money to specify that the event that prevents communication is caused by the noise.

ノイズの検出方法の技術として、特開2009−260450号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、「伝送路から伝送される通信電文と波形信号は一端記憶手段に記憶され、同期判定手段108によって取得時刻で同期をとられる。解析波形情報生成手段109は通信電文と同期された波形信号の理想波形情報記憶手段112に記憶された理想波形信号に対応する部分を解析対象である解析波形信号として抽出し、通信状態判定手段113は解析波形情報生成手段110によって抽出された解析波形信号と前記記憶手段に記憶された理想波形信号とを比較した結果に基づいて前記伝送路の通信状態を推定する。推定した結果は、解析結果表示手段114によって表示される。(要約参照)」と記載されている。   As a technique of the detection method of noise, there exists Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-260450 (patent document 1). According to Patent Document 1, "a communication telegram transmitted from a transmission line and a waveform signal are stored in one end storage means, and can be synchronized at acquisition time by synchronization determination means 108. Analysis waveform information generation means 109 is synchronized with communication telegrams. The portion corresponding to the ideal waveform signal stored in the ideal waveform information storage unit 112 of the waveform signal is extracted as an analysis waveform signal to be analyzed, and the communication state determination unit 113 is extracted by the analysis waveform information generation unit 110. The communication state of the transmission path is estimated based on the result of comparing the analysis waveform signal and the ideal waveform signal stored in the storage means, and the estimation result is displayed by the analysis result display means 114 (see summary). ) ".

特開2009−260450号公報JP 2009-260450 A

ノイズが発生すると監視システムの通信が停止してしまう。ノイズはいつ発生するか不明であり、気がついた時にはすでにノイズが消えていることもある。また、ノイズがある環境に設置しても通信が可能なレベルである場合は、ノイズの有無に気づくことが出来ないという問題があった。特許文献1記載の発明は、通信電文と波形信号を関連付けて解析するものである。関連付けする処理部は比較処理となり、処理時間と電文比較処理が必要であり処理速度に時間がかかるという問題がある。ノイズは高速であり、高速な波形を計測するには、処理を出来るだけ少なくしなければならない。また、ノイズのレベルにかかわらず同じ処理を行ってしまい、ノイズレベルが小さい場合、例えば通信への影響がないレベルのノイズであっても処理を行ってしまうという問題がある。   If noise occurs, communication of the monitoring system will stop. When noise occurs is unknown, and when it is noticed, the noise may have already disappeared. In addition, there is a problem in that it is impossible to notice the presence or absence of noise when communication is possible even when installed in an environment with noise. The invention described in Patent Document 1 analyzes communication messages and waveform signals in association with each other. The processing unit to be associated is a comparison process, which requires a processing time and a message comparison process, and there is a problem that it takes time for the processing speed. Noise is fast, and to measure fast waveforms, we need to minimize processing. In addition, the same processing is performed regardless of the noise level, and when the noise level is small, there is a problem in that processing is performed even for noise at a level that does not affect communication, for example.

本発明は、監視システム導入時にノイズがあるかどうかを判断でき、高速なノイズを短時間に精度良く検出することができる監視装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a monitoring device that can determine whether or not there is noise when introducing a monitoring system and can detect high-speed noise with high accuracy in a short time.

上記の課題を解決するために、本発明は、ノイズ検知を、フーリエ展開によって導いた値のみで判定することで、高速処理し、また、ノイズレベルによりノイズ検出処理を分散させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that noise detection is performed only by a value derived by Fourier expansion, thereby performing high-speed processing, and noise detection processing is distributed according to noise levels. .

本発明の「監視装置」の代表的な一例を挙げるならば、
ネットワークにて接続され、それぞれの機器から上位ソフトウェアでデータを収集する監視システムに用いる監視装置であって、通信電文に影響を与えないノイズを検出する第1のノイズ検出手段を備え、前記第1のノイズ検出手段は、伝送信号をフーリエ展開し、フーリエ展開の基本波成分により伝送信号を検出し、伝送信号を検出した場合に、通信電文の範囲においてフーリエ展開の各高調波成分が閾値を超えているか判定することでノイズを検出するものである。
If a typical example of the “monitoring device” of the present invention is given,
A monitoring device connected to a network and used in a monitoring system that collects data from each device with higher-order software , comprising: a first noise detecting unit that detects noise that does not affect a communication message; Noise detection means Fourier-expands the transmission signal, detects the transmission signal with the fundamental wave component of the Fourier expansion, and detects the transmission signal, each harmonic component of the Fourier expansion exceeds the threshold in the communication message range determining whether it has an shall detect the noise.

また、本発明の監視装置において、更に、通信電文が書き換わるノイズを検出する第2のノイズ検出手段を備えるのが好ましい。   In the monitoring apparatus of the present invention, it is preferable that the monitoring apparatus further includes second noise detecting means for detecting noise that rewrites a communication message.

また、本発明の監視装置において、更に、瞬間的なピークノイズを検出する第3のノイズ検出手段を備えるのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the monitoring apparatus of the present invention further includes third noise detecting means for detecting instantaneous peak noise.

本発明によれば、監視システム導入時にノイズがあるかどうかが判断でき、高速なノイズを短時間に精度よく検出することができる。また、ノイズ発生により監視システムの通信が停止したことを通知することが可能となる。   According to the present invention, it can be determined whether or not there is noise when the monitoring system is introduced, and high-speed noise can be accurately detected in a short time. In addition, it is possible to notify that the communication of the monitoring system has stopped due to the noise generation.

ノイズの種類を示した図である。It is the figure which showed the kind of noise. 本発明の実施例1の、電文へ影響を与えないノイズを検出する構成を示した図である。It is the figure which showed the structure which detects the noise which does not affect a message | telegram of Example 1 of this invention. 電文のサンプリングを示した図である。It is the figure which showed the sampling of the message | telegram. ノイズを含む伝送信号をフーリエ展開した図である。It is the figure which Fourier-expanded the transmission signal containing noise. 歪み波形を示した図である。It is the figure which showed the distortion waveform. 電文コードを示した図である。It is the figure which showed the message | telegram code. 実施例1の、電文へ影響を与えないノイズを検出するフローを示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a flow of detecting noise that does not affect a message according to the first embodiment. 実施例1の、電文へ影響を与えないノイズ検出手段のブロック構成図である。FIG. 7 is a block diagram of noise detection means which does not affect the message in the first embodiment. 本発明の実施例2の、電文へ影響を与えるノイズを検出する構成を示した図である。It is the figure which showed the structure which detects the noise which affects a message | telegram of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の、異常なピークノイズを検出する構成を示した図である。It is the figure which showed the structure which detects abnormal peak noise of Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings for explaining the embodiments, the same components are denoted by the same names and symbols, and the repeated explanation thereof is omitted.

図1に、ネットワークで発生するノイズの一例を示す。図において、符号100はノイズのない定常電文波形を示す。ノイズレベルには3つの種類がある。1つ目は、符号101で示す、通信電文に影響を与えないレベルであり、通信停止は発生しない。よって、使用者はノイズに気づくことが出来ない。しかし、設置環境は明らかに悪く、いつ通信停止が発生してもおかしくない。
2つ目は、符号102で示す、通信電文に影響を与えるノイズレベルであり、通信が停止してしまう。通信停止により使用者は異常に気づくことが出来る。符号104は、電文が書き換わる閾値を示し、閾値を超えるノイズである。
3つ目は、符号103で示す、瞬間的な大きなピークが来るノイズである。設備の動作開始や停止時にのみ発生するノイズであり、一瞬で消えてしまうため、使用者もシステム提供者もノイズの有無を確認することが出来ない。
本発明では、ノイズをこれら3つの種類に分解し、ノイズを検出する。
FIG. 1 shows an example of noise generated in the network. In the figure, reference numeral 100 indicates a steady telegram waveform without noise. There are three types of noise levels. The first one is a level indicated by reference numeral 101 which does not affect the communication message, and no communication stoppage occurs. Therefore, the user can not notice the noise. However, the installation environment is obviously bad, and it can not be overwhelmed when communication outages occur.
The second is a noise level indicated by reference numeral 102 that affects the communication message, and communication stops. By stopping the communication, the user can notice abnormality. Reference numeral 104 denotes a threshold value at which a message is rewritten, and is noise exceeding the threshold value.
The third is a noise with an instantaneous large peak indicated by reference numeral 103. This noise is generated only when the equipment starts and stops and disappears in an instant, so neither the user nor the system provider can confirm the presence or absence of noise.
In the present invention, noise is decomposed into these three types to detect noise.

図2は、通信電文に影響を与えないノイズを検出するための監視装置の構成を示している。監視装置は、RS−485ネットワークにて上位ソフトウェアに接続されている。RS−485ネットワークからの伝送信号は通信回路部201でデータ信号に変換され中央演算部203へ送られる。また、中央演算部203からのデータは、通信回路部201を介して、RS−485ネットワークから上位ソフトウェア(図示せず)へ送られる。RS−485の通信回路部201の通信線に並列に差動増幅器等の増幅回路200を設ける。増幅回路の出力はA/D変換部202でデジタル信号に変換され、中央演算部(CPU)203へ入力される。通信電文を伝送する通信回路部201と並列に増幅回路200を設けたことで、通信電文信号とは別にノイズ信号を中央演算部203へ伝送することが出来る。図において、FGは接地線を示す。   FIG. 2 shows the configuration of a monitoring apparatus for detecting noise that does not affect communication messages. The monitoring device is connected to the host software on the RS-485 network. A transmission signal from the RS-485 network is converted into a data signal by the communication circuit unit 201 and sent to the central processing unit 203. Further, data from the central processing unit 203 is sent from the RS-485 network to the upper software (not shown) via the communication circuit unit 201. An amplifier circuit 200 such as a differential amplifier is provided in parallel with the communication line of the communication circuit unit 201 of RS-485. The output of the amplifier circuit is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 202 and input to the central processing unit (CPU) 203. By providing the amplifier circuit 200 in parallel with the communication circuit unit 201 that transmits the communication message, a noise signal can be transmitted to the central processing unit 203 separately from the communication message signal. In the figure, FG indicates a ground line.

図3に、通信電文のサンプリングを示す。サンプリングは、図2のA/D変換部202で行われる。通信電文の速度は製品上9,600bps、19,200bps、38,400bpsであり、この速度よりも早い周期でサンプリングを行う。サンプリングは、各伝送速度において1周期300を32分割301とし、監視機器の通信電文が11ビットであるため、11回分302を連続して取得する。   FIG. 3 shows sampling of communication messages. The sampling is performed by the A / D converter 202 of FIG. The communication message speed is 9,600 bps, 19,200 bps, 38,400 bps on the product, and sampling is performed at a cycle faster than this speed. Sampling is performed by dividing one cycle 300 into 32 divisions 301 at each transmission rate, and the communication message of the monitoring device is 11 bits.

図4に、伝送信号とノイズの関係を示す。1次数の波形(基本波)は、伝送波形400である。この伝送波形にノイズが重畳する。ノイズは高調波であり、1次波形に対して2次、3次・・・という周波数帯401で重畳する。フーリエ展開を行うことで各次数の実効値を求めることが出来る。   FIG. 4 shows the relationship between the transmission signal and noise. The first order waveform (fundamental wave) is a transmission waveform 400. Noise is superimposed on this transmission waveform. Noise is a harmonic and is superimposed on a primary waveform in a frequency band 401 of secondary, tertiary, and so on. The effective value of each order can be determined by performing Fourier expansion.

図5に示すように、初めに32分割したサンプリングを行う。サンプリングした値を以下の式にてフーリエ展開を行う。
図5の歪み波形をy(t)500とすると三角関数で補間することができ、sin波とcos波で表される。
As shown in FIG. 5, first, the sampling divided into 32 is performed. The sampled values are subjected to Fourier expansion according to the following equation.
If the distortion waveform in FIG. 5 is y (t) 500, it can be interpolated with a trigonometric function, and is represented by a sin wave and a cos wave.

Figure 0006554024
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更に、一周期を32分割しその時の各サンプリング値をyとすると、(式1)の各フーリエ係数は以下の通り表される。 Further, assuming that one period is divided into 32 and each sampling value at that time is y x , each Fourier coefficient in (Equation 1) is expressed as follows.

Figure 0006554024
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Figure 0006554024
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上述の式から基本波だけを取り出すと以下の通りとなる。 It is as follows when only a fundamental wave is taken out from the above-mentioned formula.

Figure 0006554024
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Figure 0006554024
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Figure 0006554024
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(式5)よりa、(式6)よりbを求めることにより、下式によって32個の基本波信号のサンプリングデータvを算出する。 By obtaining a 1 from (Expression 5) and b 1 from (Expression 6), sampling data v of 32 fundamental wave signals is calculated by the following expression.

Figure 0006554024
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Figure 0006554024
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Figure 0006554024
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以上の式から求めた各次数の値を以下の式にて計算し、実効値を求める。 The value of each order obtained from the above equation is calculated by the following equation to obtain the effective value.

Figure 0006554024
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ここで基本波(1次数)の通信電文は装置固有であり、図6に示すデータが必ず存在する。この電文について上記フーリエ展開を行うと、値はVrms=5Vとなる。つまり電文の範囲かどうかは、1次数電圧=5Vで判断が可能となる。1次数電圧=5Vの箇所のみのノイズを検出する。1次数電圧=5V以外の箇所は、通信電文とは関係が無いため、この箇所はノイズ検出を行わない。こうすることで、分析処理を軽減することが出来る。 Here, the communication message of the fundamental wave (first order) is unique to the device, and the data shown in FIG. When the above-described Fourier expansion is performed on this message, the value is Vrms = 5 V. That is, it is possible to determine whether it is the range of the telegram by the 1st order voltage = 5V. Noise is detected only at the point where the 1st order voltage = 5V. Since the part other than the primary voltage = 5 V is not related to the communication telegram, noise detection is not performed on this part. This can reduce the analysis process.

電文信号において、2次数以降の実効値が全てノイズによる実効値である。電文信号は、0.4Vの閾値でデータが書き換わる。各次数のノイズ波形は、正弦波に近似できるので、ピーク値が0.4V以下つまり実効値が0.282V以下であれば、正常動作として認識することが出来る。この値を用いて定常的なノイズ検出を行う。他次数の閾値は余裕度を持たせるため、0.2Vを閾値とする。この閾値とすることで、電文との比較処理が不要となるため、検出処理を少なくすることが出来る。   In the telegram signal, all effective values after the second order are effective values due to noise. In the telegram signal, data is rewritten at a threshold of 0.4V. Since the noise waveform of each order can be approximated to a sine wave, if the peak value is 0.4 V or less, that is, the effective value is 0.282 V or less, it can be recognized as normal operation. Stationary noise detection is performed using this value. The threshold value of the other order has a margin of 0.2 V as a threshold value. By using this threshold value, it is not necessary to perform a comparison process with a message, so that the detection process can be reduced.

閾値を超えたノイズが印加された場合、監視機器のLED等の表示装置を点灯させる。このLEDはノイズが定常的に印加されていることを通知するLEDであり、通信が正常であっても、ノイズが重畳していることを使用者へ通知することが出来る。また、設置者は設置段階でノイズの重畳を認識することが出来る。   When noise exceeding the threshold is applied, the display device such as the LED of the monitoring device is turned on. This LED notifies that the noise is constantly applied, and can notify the user that the noise is superimposed even if the communication is normal. Also, the installer can recognize the superposition of noise at the installation stage.

図7に、フーリエ展開によるノイズ検出のフロー図を示す。
先ず、伝送信号のサンプリング(通信1ビット分を32分割)を行う(S701)。次に、サンプリングした値をフーリエ展開し、基本波(1次)成分および高調波(高次)成分を求める(S702)。そして、基本波成分および高調波成分の実効値を計算する(S703)。
S704で、基本波(1次)成分の実効値が5Vであるかどうかを判定し、実効値が5Vでない場合は、「通信波形なし」と判断する(S710)。
実効値が5Vの場合は、次のS705で、2次成分の実効値が0.2V以上かを判定し、0.2V以上であれば「ノイズ有り」と判定し、LEDを点灯させる。0.2Vより小さければ、次のS706で、3次成分の実効値が0.2V以上かを判定し、0.2V以上であれば「ノイズ有り」と判定する。0.2Vより小さければ、同様に、15次成分までノイズの有無を判定する(S707)。
S705〜S707の何れの場合も、ノイズ有りと判定されなかった場合は、「ノイズ無し」と判定する(S709)。
FIG. 7 shows a flow chart of noise detection by Fourier expansion.
First, the transmission signal is sampled (communication 1 bit is divided into 32) (S701). Next, the sampled value is Fourier-expanded to obtain a fundamental wave (first order) component and a harmonic (high order) component (S702). Then, the effective values of the fundamental wave component and the harmonic component are calculated (S703).
At S704, it is determined whether the effective value of the fundamental (first-order) component is 5 V. If the effective value is not 5 V, it is determined that there is no communication waveform (S710).
If the effective value is 5 V, it is determined in the next S 705 whether the effective value of the secondary component is 0.2 V or more. If it is 0.2 V or more, it is determined that "noise" is present, and the LED is turned on. If it is smaller than 0.2V, it is determined in next S706 whether the effective value of the tertiary component is 0.2V or more, and if it is 0.2V or more, it is determined that “noise is present”. If it is smaller than 0.2 V, the presence or absence of noise up to the 15th order component is similarly determined (S707).
In any case of S705 to S707, if it is not determined that there is noise, it is determined that there is no noise (S709).

図8に、電文へ影響を与えないノイズ検出手段のブロック構成図を示す。
通信電文に影響を与えないノイズ検出手段800は、サンプリング部801、フーリエ展開部802、実効値計算部803、伝送信号検出部804、ノイズ検出部805を備えている。
サンプリング部801は、図3に示される伝送信号のサンプリングを行う。フーリエ展開部802は、サンプリングした値をフーリエ展開し、図4に示される基本波(1次)成分および高調波(高次)成分を求める。実効値計算部803は、基本波(1次)成分および高調波(高次)成分のそれぞれの実効値を計算する。伝送信号検出部804は、基本波(1次)成分の実効値が5Vであるかどうかを判定し、実効値が5Vの場合は、伝送信号有りと判定して、伝送信号を検出する。ノイズ検出部805は、伝送信号検出部804が伝送信号を検出した場合、各高調波(高次)成分の実効値が閾値以上かを判定し、実効値が閾値以上の場合に、ノイズ有りと判定する。
電文へ影響を与えないノイズ検出手段800は、中央演算部(CPU)203が所定のプログラムをメモリ上にロードし、実行することにより、ソフトウェアで構成できる。また、それぞれをハードウェアで構成することもできる。
FIG. 8 shows a block diagram of noise detecting means that does not affect the message.
The noise detection unit 800 that does not affect the communication message includes a sampling unit 801, a Fourier expansion unit 802, an effective value calculation unit 803, a transmission signal detection unit 804, and a noise detection unit 805.
The sampling unit 801 samples the transmission signal shown in FIG. The Fourier expansion unit 802 Fourier-expands the sampled values to obtain a fundamental (first-order) component and a harmonic (high-order) component shown in FIG. 4. The effective value calculation unit 803 calculates effective values of the fundamental wave (first-order) component and the harmonic (high-order) component. The transmission signal detection unit 804 determines whether the effective value of the fundamental wave (first-order) component is 5 V. If the effective value is 5 V, it determines that the transmission signal is present, and detects the transmission signal. When the transmission signal detection unit 804 detects a transmission signal, the noise detection unit 805 determines whether the effective value of each harmonic (high order) component is equal to or greater than a threshold. If the effective value is equal to or greater than the threshold, noise is present judge.
The noise detection means 800 that does not affect the electronic message can be configured by software by the central processing unit (CPU) 203 loading and executing a predetermined program on the memory. Also, each can be configured by hardware.

本実施例によれば、通信電文に影響を与えないノイズを検出する構成を備えているので、通信への影響がない小さいレベルのノイズがあるかどうかを判断でき、監視システム導入時の通信停止などの原因を調べることができる。また、フーリエ展開を用い、高調波成分が閾値以上かを判断することにより、ノイズを検出するので、高速なノイズを短時間に精度良く検出することができる   According to the present embodiment, since it is configured to detect noise that does not affect the communication message, it can be determined whether there is a small level of noise that does not affect the communication, communication stop when the monitoring system is introduced The cause can be investigated. In addition, noise is detected by determining whether the harmonic component is equal to or greater than a threshold value using Fourier expansion, so that high-speed noise can be accurately detected in a short time.

実施例2は、通信電文に影響を与えないノイズを検出するための構成に加えて、通信電文の電文が書き換わるノイズ検出の構成を備える監視装置である。   The second embodiment is a monitoring device having a noise detection configuration in which a communication telegram message is rewritten in addition to a configuration for detecting noise that does not affect the communication telegram.

図9に、通信電文の電文が書き換わるノイズ検出の構成を示す。ノイズは交流であるため、交流値のみを通過する直流除去フィルタ900を設ける。フィルタ900を通ることで、電文の切り換わり部とノイズ信号のみが通過する。書き換わる値104は0.4Vであるためこの値を閾値とする。通過した信号は、正常値であれば、電文速度の周期毎に閾値を超える。電文速度は機器自身が認識している。ノイズがある場合は電文速度以外の箇所で閾値を超えるため、閾値を超える周期のみで、電文を書き換えるノイズがあるか検出することが出来る。ノイズ検出部901で、このノイズ検出を行う。ノイズを検出した場合は、割り込み回路902を介して中央演算部203へ入力する。本検出はフーリエ展開が不要であり、検出処理が少ない。データが書き換わるノイズが重畳した場合、電文書き換えの異常があったことを知らせるLEDを点灯させる。このLEDの点灯は、機器に対し特定の操作をしない限り、消灯しない。こうすることで、現在異常が発生していなくても、過去に異常なノイズが重畳したことを通知することが出来る。また、このLEDの点灯状態をネットワークを介して上位ソフトウェアに通知する。こうすることで、機器だけでなく上位ソフトウェアで全ての機器のノイズ重畳状態を把握することが出来る。また、上位ソフトウェアでは、ノイズ発生時刻を記憶することが出来る。ノイズ発生時刻と、使用者の設備稼働時間を照らし合わせることで、ノイズ発生箇所を容易に特定することが出来る。   FIG. 9 shows a configuration of noise detection in which a message of a communication message is rewritten. Since the noise is an alternating current, a direct current removal filter 900 is provided which passes only the alternating current value. By passing through the filter 900, only the switching part of the message and the noise signal are passed. Since the value 104 to be rewritten is 0.4 V, this value is used as a threshold. If the signal passed is a normal value, the threshold value is exceeded for each cycle of the telegram speed. The message speed is recognized by the device itself. If there is noise, the threshold is exceeded at locations other than the message speed, so it is possible to detect whether there is noise that rewrites the message only in a cycle exceeding the threshold. The noise detection unit 901 performs this noise detection. When noise is detected, it is input to the central processing unit 203 via the interrupt circuit 902. This detection does not require Fourier expansion, and there are few detection processes. When noise that rewrites data is superimposed, the LED that notifies that there was an error in rewriting the message is turned on. The lighting of this LED does not turn off unless a specific operation is performed on the device. By doing so, it is possible to notify that abnormal noise has been superimposed in the past even if no abnormality is currently occurring. Also, the lighting state of the LED is notified to the upper software through the network. By doing so, it is possible to grasp the noise superposition state of all devices not only by the device but also by upper software. Also, in the upper software, the noise occurrence time can be stored. By comparing the noise occurrence time with the user's equipment operation time, the noise occurrence location can be easily identified.

本実施例によれば、通信電文に影響を与えないノイズを検出するための構成に加えて、通信電文の電文が書き換わるノイズ検出の構成を備えるので、ノイズレベルにより処理を分散させることができ、ノイズを精度良く検出することができる。   According to the present embodiment, in addition to the configuration for detecting the noise that does not affect the communication message, the configuration of the noise detection for rewriting the message of the communication message is provided, so that the processing can be distributed according to the noise level. , Noise can be detected with high accuracy.

実施例3は、通信電文に影響を与えないノイズを検出するための構成に加えて、異常なピーク値のノイズが重畳した場合のノイズ検出の構成を備える監視装置である。   The third embodiment is a monitoring device including a configuration for detecting noise when noise having an abnormal peak value is superimposed in addition to a configuration for detecting noise that does not affect a communication message.

図10に、異常なピーク値のノイズが重畳した場合のノイズ検出の構成を示す。機器が異常なピーク値で故障しないように、保護回路204が設けてある。この保護回路204が動作すると、保護部品に電流が流れる。流れた電流値は全て接地へ逃がすことで保護しているが、接地へ流れた電流値をトリガに、電流検出部1001で信号を検出する。検出した信号はレベルに関係なく全て異常な信号である。この信号を検出した場合、信号保持部1002で保持し、機器のLEDを点灯させる。このLEDの点灯は、機器に対し特定の操作をしない限り、消灯しない。こうすることで、現在異常が発生していなくても、過去に異常なノイズが重畳したことを通知することが出来る。また、このLEDの点灯状態をネットワークを介して上位ソフトウェアに通知する。こうすることで、機器だけでなく上位ソフトウェアで全ての機器のノイズ重畳状態を把握することが出来る。また、上位ソフトウェアでは、ノイズ発生時刻を記憶することが出来る。ノイズ発生時刻と、使用者の設備稼働時間を照らし合わせることで、ノイズ発生箇所を容易に特定することが出来る。   FIG. 10 shows the configuration of noise detection when noise with an abnormal peak value is superimposed. A protection circuit 204 is provided to prevent the device from failing at an abnormal peak value. When the protection circuit 204 operates, current flows in the protection component. Although all the current values that flowed are protected by letting them escape to ground, the current detection unit 1001 detects signals using the current values that flowed to ground as a trigger. The detected signals are all abnormal signals regardless of the level. When this signal is detected, it is held by the signal holding unit 1002 to turn on the LED of the device. The lighting of this LED does not turn off unless a specific operation is performed on the device. By doing so, it is possible to notify that abnormal noise has been superimposed in the past even if no abnormality is currently occurring. Also, the lighting state of the LED is notified to the upper software through the network. By doing so, it is possible to grasp the noise superposition state of all devices not only by the device but also by upper software. Also, in the upper software, the noise occurrence time can be stored. By comparing the noise occurrence time with the user's equipment operation time, the noise occurrence location can be easily identified.

本実施例によれば、通信電文に影響を与えないノイズを検出するための構成に加えて、異常なピーク値のノイズが重畳した場合のノイズ検出の構成を備えるので、ノイズレベルにより処理を分散させることができ、ノイズを精度良く検出することができる。   According to the present embodiment, in addition to the configuration for detecting noise that does not affect communication telegrams, the configuration for noise detection when noise with an abnormal peak value is superimposed is provided, so processing is distributed according to the noise level. Noise can be detected with high accuracy.

なお、図10には記載していないが、図9に記載した、通信電文の電文が書き換わるノイズ検出の構成を合わせて備えるのが好ましい。   Although not described in FIG. 10, it is preferable that the configuration of noise detection described in FIG. 9 that rewrites the telegram of the communication telegram is also provided.

100 定常電文波形
101 通信電文に影響を与えないノイズレベル
102 通信電文に影響を与えるノイズレベル
103 異常なピークノイズレベル
104 閾値
200 増幅回路
201 通信回路部
202 A/D変換部
203 中央演算部
204 保護回路
300 電文速度(1周期)
301 サンプリング分割数
302 サンプリング取得回数
400 基本波(1次数)波形
401 高調波(2次数以降)波形
500 歪み波形
800 通信電文に影響を与えないノイズ検出手段
801 サンプリング部
802 フーリエ展開部
803 実効値計算部
804 伝送信号検出部
805 ノイズ検出部
900 直流除去フィルタ
901 ノイズ検出部
902 割り込み回路
1001 電流検出部
1002 信号保持部
100 Steady-state telegram waveform 101 Noise level 102 not affecting communication telegrams Noise level 103 affecting communication telegrams abnormal peak noise level 104 threshold 200 amplification circuit 201 communication circuit portion 202 A / D conversion portion 203 central processing portion 204 protection Circuit 300 Message speed (1 cycle)
301 Division number of sampling 302 Number of times of sampling acquisition 400 Basic wave (1st order) waveform 401 Harmonic (2nd order or later) waveform 500 Distortion waveform 800 Noise detection means 801 which does not affect communication message message Sampling part 802 Fourier expansion part 803 Effective value calculation Unit 804 transmission signal detection unit 805 noise detection unit 900 DC removal filter 901 noise detection unit 902 interrupt circuit 1001 current detection unit 1002 signal holding unit

Claims (8)

ネットワークにて接続され、それぞれの機器から上位ソフトウェアでデータを収集する監視システムに用いる監視装置であって、
通信電文に影響を与えないノイズを検出する第1のノイズ検出手段を備え
前記第1のノイズ検出手段は、伝送信号をフーリエ展開し、フーリエ展開の基本波成分により伝送信号を検出し、伝送信号を検出した場合に、通信電文の範囲においてフーリエ展開の各高調波成分が閾値を超えているか判定することでノイズを検出することを特徴とする監視装置。
A monitoring device that is connected to a network and used for a monitoring system that collects data from each device using host software,
A first noise detecting means for detecting noise that does not affect the communication message ;
The first noise detection means Fourier-expands the transmission signal, detects the transmission signal by the fundamental wave component of the Fourier expansion, and detects the transmission signal, each harmonic component of the Fourier expansion is within the communication message range. monitoring apparatus characterized that you detecting noise by determining whether or exceeds the threshold.
請求項に記載の監視装置において、
前記第1のノイズ検出手段は、
伝送信号をサンプリングするサンプリング部と、
サンプリングされた信号をフーリエ展開するフーリエ展開部と、
フーリエ展開された各成分の実効値を計算する実効値計算部と、
基本波成分の実効値から伝送信号を検出する伝送信号検出部と、
伝送信号を検出した場合に、高調波成分の実効値が閾値を超えているか判定することでノイズを検出するノイズ検出部と、
を有する監視装置。
In the monitoring device according to claim 1 ,
The first noise detecting means includes
A sampling unit for sampling the transmission signal;
A Fourier expansion unit for Fourier expansion of the sampled signal;
An effective value calculation unit for calculating an effective value of each component that has been subjected to Fourier expansion;
A transmission signal detector for detecting a transmission signal from the effective value of the fundamental wave component;
A noise detection unit that detects noise by determining whether the effective value of the harmonic component exceeds a threshold when a transmission signal is detected;
Having a monitoring device.
請求項に記載の監視装置において、
前記第1のノイズ検出手段で検出したノイズ状態を表示することを特徴とする監視装置。
In the monitoring device according to claim 1 ,
A monitoring apparatus for displaying a noise state detected by the first noise detecting means.
請求項1に記載の監視装置において、更に、
通信電文が書き換わるノイズを検出する第2のノイズ検出手段を備え
前記第2のノイズ検出手段は、
伝送信号の交流成分のみを通過する直流除去フィルタと、
通過した交流成分を閾値と比較することによりノイズを検出するノイズ検出部と、
を有することを特徴とする監視装置。
In the monitoring device according to claim 1, further,
A second noise detecting means for detecting noise rewritten by the communication message ;
The second noise detecting means includes
A DC removal filter that passes only the AC component of the transmission signal;
A noise detector that detects noise by comparing the passed AC component with a threshold;
Monitoring device according to claim Rukoto to have a.
請求項に記載の監視装置において、
前記第2のノイズ検出手段で検出したノイズ状態を表示することを特徴とする監視装置。
The monitoring device according to claim 4 ,
A monitoring apparatus for displaying a noise state detected by the second noise detecting means.
請求項に記載の監視装置において、更に、
瞬間的なピークノイズを検出する第3のノイズ検出手段を備え
前記第3のノイズ検出手段は、
保護回路に流れる電流を検出する電流検出部と、
電流検出部の検出したノイズ信号を保持する信号保持部と、
を有することを特徴とする監視装置。
In the monitoring device according to claim 4 , further,
And third noise detection means for detecting momentary peak noise ,
The third noise detecting means includes
A current detection unit that detects a current flowing in the protection circuit;
A signal holding unit that holds a noise signal detected by the current detection unit;
Monitoring device according to claim Rukoto to have a.
請求項に記載の監視装置において、
前記第3のノイズ検出手段で検出したノイズ状態を表示することを特徴とする監視装置。
The monitoring device according to claim 6 ,
A monitoring apparatus characterized by displaying a noise state detected by the third noise detection means.
請求項1〜の何れか1項に記載の監視装置において、
ノイズ状態を上位ソフトウェアへ通知することを特徴とする監視装置。
The monitoring device according to any one of claims 1 to 7 .
A monitoring device characterized by notifying a host software of a noise condition.
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