(57)【要約】  シーケンサシステムが備えるアナログユニットのうち複数チャネル構成のアナログユニットは、前記複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号が直接入力可能であり、前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に対して適用する異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を内部メモリに設定する設定手段と、該複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に、ピーク値が前記異常判定ピーク電流値を超えた状態で前記異常ピーク電流持続時間を保持する交流電流信号が含まれているとき、異常交流電流の発生を検出する検出手段とを備えた。
2012105029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーケンサシステムが備えるアナログユニットのうち複数チャネル構成のアナログユニットが、
前記複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号が直接入力可能であり、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に対して適用する異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を内部メモリに設定する設定手段と、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に、ピーク値が前記異常判定ピーク電流値を超えた状態で前記異常ピーク電流持続時間を保持する交流電流信号が含まれているとき、異常交流電流の発生を検出する検出手段と
を備えたことを特徴するシーケンサシステムのアナログユニット。
【請求項２】
前記設定手段は、
ユーザが前記複数チャネルのそれぞれに対する前記異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を設定入力したときは、該入力された異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を前記内部メモリに記憶させる
ことを特徴する請求項１に記載のシーケンサシステムのアナログユニット。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記異常交流電流の発生を検出すると、前記内部メモリに異常交流電流の発生検出の事実を記憶させる
ことを特徴する請求項１に記載のシーケンサシステムのアナログユニット。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記異常交流電流の発生回数を検出し、前記内部メモリに記憶させる
ことを特徴する請求項１に記載のシーケンサシステムのアナログユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーケンサシステムのアナログユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シーケンサシステムには、アナログユニットにプロセスの機器が入出力する交流電流信号を取り込む構成として、機器が入出力する交流電流信号を変流器（以降、「ＣＴセンサ」と記す）を介して信号変換器に入力させてデジタル化し、アナログユニットに入力させる方式を採用するものが知られている。【０００３】
ところで、例えば、モータが駆動する機器においてギアなどの部品に消耗や摩耗が生じたため、モータにかかる負荷が変化していると、起動時に過渡的にモータ電流が増大し、大きなピーク値を有して持続する異常交流電流が発生する。【０００４】
シーケンサシステムのユーザは、シーケンサシステムが検出した機器に関する情報に基づき機器の保守管理や故障診断を行うので、シーケンサシステムでは、ユーザに提供するメンテナンス情報として、システムの起動時や機器の過負荷時に過渡的に発生する大きなピーク値を有して持続する異常交流電流の発生有無は、重要な検出対象である。また、異常交流電流の発生回数もユーザに提供すべき重要なメンテナンス情報である。これらのメンテナンス情報は、アナログユニットにおいて検出すべきものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６７５９号公報
【特許文献２】特開２００８−６１４５０号公報
【特許文献３】特開平１１−２６２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＣＴセンサにより測定された交流電流信号がデジタル化されて入力する従来のアナログユニットは、大きなピーク値を有して持続する異常交流電流の発生を検出する機能を有さず、従って、発生回数も検出できない。【０００７】
そのため、従来では、別途、ＣＴセンサにより測定された交流電流信号から大きなピーク値を有して持続する異常交流電流の発生を検出でき、従って、発生回数も検出できるシーケンサシステムを構築する必要があった。【０００８】
なお、特許文献１では、家電機器の負荷電流をＣＴセンサとＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値として取り込み、デジタル値の最大値を読み込み記憶する構成が開示されている。【０００９】
また、特許文献２では、交流電源の周期毎にモータ電流のピーク値を検出し、メモリ手段に記憶する構成が開示されている。【００１０】
さらに、特許文献３では、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）のバスに接続されたアナログ入力基板にＣＴセンサにて測定されたアナログ電流をＰＬＣに伝送する構成と、高速に電流監視ができる保護継電器をＰＬＣバスに接続した構成とが開示されている。【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号から異常交流電流の発生検出および発生回数の検出が行えるシーケンサシステムのアナログユニットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、シーケンサシステムが備えるアナログユニットのうち複数チャネル構成のアナログユニットが、前記複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号が直接入力可能であり、該複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に対し適用する異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を内部メモリに設定する設定手段と、前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に、ピーク値が前記異常判定ピーク電流値を超えた状態で前記異常ピーク電流持続時間を保持する交流電流信号が含まれているとき、異常交流電流の発生を検出する検出手段とを備えたことを特徴する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異常交流電流の発生有無を判定するデータとして、異常判定ピーク電流値と異常ピーク電流持続時間とを用意し、ＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号を異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間と比較しつつモニタするようにしたので、システムの起動時や機器の過負荷時に過渡的に発生する大きなピーク値を有して持続する異常交流電流の発生を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるシーケンサシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、複数チャネル構成のアナログユニットとＣＴセンサとの接続関係を示す図である。
【図３】図３は、異常交流電流の発生を検出する構成と動作を説明する概念図である。
【図４】図４は、異常交流電流の検出動作および発生回数の検出動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかるシーケンサシステムのアナログユニットの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例によるシーケンサシステムの全体構成を示すブロック図である。図２は、複数チャネル構成のアナログユニットとＣＴセンサとの接続関係を示す図である。
【００１７】
図１において、シーケンサシステム１は、プロセスの機器を制御するラダープログラムを実行するシーケンサ部２と、プロセスの機器からシーケンサ部２が必要とする入出力アナログ信号を取り込むアナログユニット３とを備えている。この実施例では、プロセスの機器が入出力するアナログ信号のうち交流電流信号を取り上げている。
【００１８】
すなわち、交流電流線４にはプロセスの機器が入出力する交流電流信号が流れている。そして、図１では、アナログユニット３にプロセスの機器から入出力の交流電流信号を取り込む構成として、交流電流線４に配置したＣＴセンサ５が測定した交流電流信号が接続ケーブル６を介して直接入力する構成が示されている。
【００１９】
シーケンサ部２に対してアナログユニット３は、複数個設けられており、その中に複数チャネル構成のものが含まれている。図２に示すように、複数チャネル構成のアナログユニット３は、例えば、８チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ８）構成である。各チャネルの入力ポートには、１対１に配線される交流電流線４に設置されたＣＴセンサ５が接続ケーブル６を介して接続されている。
【００２０】
図２に示す８チャネル構成のアナログユニット３は、それぞれのチャネルにおいて、ＣＴセンサ５が測定した交流電流信号から異常交流電流の発生検出とその発生回数の検出とを行い、発生検出の事実および発生回数を内部メモリ３ａに記憶保持する機能を有している。
【００２１】
以下、図３と図４を参照して具体的に説明する。図３は、異常交流電流の発生を検出する構成と動作を説明する概念図である。図４は、異常交流電流の検出動作および発生回数の検出動作を説明するフローチャートである。
【００２２】
図３において、縦軸は実効値演算による交流電流値であり、横軸はシステム起動時からの経過時間である。一定間隔で示されている黒丸●のタイミングは、ＣＴセンサ５が測定した交流電流信号から交流電流値を算出する実効値演算の終了／開始タイミングである。アナログユニット３のＣＰＵ（図示せず）は、各演算終了／開始タイミングでの算出交流電流値を繋いだ軌跡として示されている交流電流信号７を、ＣＴセンサ５が測定した交流電流信号として認識する。すなわち、交流電流信号７の振幅値である交流電流値がモニタ対象である。
【００２３】
アナログユニット３の内部メモリ３ａには、チャネル毎に、実効値演算により算出される交流電流値に対する異常判定ピーク電流値８と、交流電流信号７に対する異常ピーク電流持続時間９とが設定されている。異常判定ピーク電流値８および異常ピーク電流持続時間９は、ユーザが設定可能である。また、内部メモリ３ａには、チャネル毎に、発生検出の事実を示す検出出力フラグ１０と、検出回数を記憶する検出回数カウント部とが設けられている。
【００２４】
異常交流電流の発生検出は、各演算終了／開始タイミングにおいて、算出した交流電流値と異常判定ピーク電流値８とを比較することにより行われる。或る演算終了／開始タイミングにおいて算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８を既に超えている場合は、その差分に応じたタイミング１１において異常ピーク電流持続時間９の開始時刻をタイマーに設定してスタートさせる。その後、算出した交流電流値がタイマー時間（異常ピーク電流持続時間９）内に異常判定ピーク電流値８以下に降下すれば、タイマーをリセットする。つまり、内部メモリ３ａに用意してある対応チャネルの検出出力フラグ１０は、“０”レベル（発生検出無し）のままとする。
【００２５】
一方、図３に示すように、算出した交流電流値がタイマー時間（異常ピーク電流持続時間９）内、継続して異常判定ピーク電流値８を超える状態を保持している場合は、タイマー時間（異常ピーク電流持続時間９）の経過直前の演算終了／開始タイミング１２に応答して、検出出力フラグ１０を“０”レベル（発生検出無し）から“１”レベル（発生検出有り）に立ち上げる。そして、内部メモリ３ａに用意してある対応チャネルの検出回数カウント部に値１を設定する。
【００２６】
図３では、交流電流信号７は、演算終了／開始タイミング１２の次のタイミング以降、異常判定ピーク電流値８を下回った状態で変化している。その過程で、交流電流信号７にピーク値（算出した交流電流値）が異常ピーク電流持続時間９内、継続して異常判定ピーク電流値８を超える状態を保持している異常交流電流が発生していると、その度に、内部メモリ３ａにおける検出出力フラグ１０のセット／リセット操作と検出回数カウント部のカウント操作とが行われる。
【００２７】
アナログユニット３の内部メモリ３ａは、ユーザのソフトウェアが常時アクセスするので、ユーザは、上記のようにアナログユニット３にて検出された異常交流電流の発生を即座に認識することができる。つまり、アナログユニット３は、検出した異常交流電流の発生を即座にユーザに通知できる構成になっている。検出回数も同様にユーザのソフトウェアにて利用できるようになっている。
【００２８】
次に、図４において、アナログユニット３内のＣＰＵは、交流電流の計測指示入力を待機し（ステップＳ１）、計測指示入力があると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、算出した交流電流値をモニタし（ステップＳ２）、算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８以上か否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２９】
ステップＳ３において、算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８以下の場合（ステップＳ３：Ｎｏ）はステップＳ８に進み、計測終了指示の入力有無を調べる。一方、算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８を超えている場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）は、ステップＳ４にて、算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８を超えた状態で異常ピーク電流持続時間９を経過したか否かを判定する。
【００３０】
ステップＳ４において、算出した交流電流値が、異常ピーク電流持続時間９の経過前に異常判定ピーク電流値８を下回った場合は、異常交流電流の発生を検出しないので、否定判定（ステップＳ４：Ｎｏ）となり、検出出力フラグ１０＝“０”のままにしてステップＳ８に進み、計測終了指示の入力有無を調べる。一方、算出した交流電流値が、異常ピーク電流持続時間９の経過時において異常判定ピーク電流値８を上回っている場合は、異常交流電流の発生を検出したので、肯定判定（ステップＳ４：Ｙｅｓ）となり、ステップＳ５、ステップＳ６の処理（ユーザへの通知処理）が行われる。
【００３１】
ステップＳ５では、異常交流電流の発生検出をユーザへ通知するため内部メモリ３ａに記憶する（検出出力フラグ１０＝“１”）。ステップＳ６では、異常交流電流の発生回数をカウントし内部メモリ３ａに記憶する。そして、算出した交流電流値が異常判定ピーク電流値８を下回った（ステップＳ７：Ｙｅｓ）ことを確認し、ステップＳ８に進み、計測終了指示の入力有無を調べる。
【００３２】
計測終了指示の入力があるまで（ステップＳ８：Ｎｏ）は、ステップＳ２〜ステップＳ７の処理を繰り返し実行し、計測終了指示の入力があると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、交流電流の計測を終了する。
【００３３】
以上のように、この実施例によるシーケンサシステムのアナログユニット３は、異常交流電流の発生有無を判定するデータとして、異常判定ピーク電流値８と異常ピーク電流持続時間９とを用意し、ＣＴセンサ５が取り込んだ測定対象の交流電流信号を異常判定ピーク電流値８および異常ピーク電流持続時間９と比較しつつモニタするようにしたので、システムの起動時や機器の過負荷時に過渡的に発生する大きなピーク値を有して持続する異常交流電流の発生を検出することができ、また、その発生回数を検出することができる。
【００３４】
このとき、異常交流電流の発生を検出すると、その発生検出の事実を即座にユーザが認識できるように内部メモリ３ａに記憶させ、検出した発生回数をユーザが利用できるように内部メモリ３ａに記憶させる。
【００３５】
そして、異常交流電流の発生検出における異常判定ピーク電流値８と異常ピーク電流持続時間９は、ユーザにおいて任意に設定可能であるから、ユーザでは、自シーケンサシステムに適合させた異常交流電流の発生検出と発生回数の検出とが行える。
【００３６】
したがって、ユーザでは、測定対象機器の故障診断や、機器の保守管理を適切に行うことが可能になる。そして、機器の動作履歴を示す発生回数は内部メモリ３ａに記憶されるので、ユーザでは、ＣＴセンサ５を用いて交流電流監視を行う計装監視システムを自シーケンサシステム内に容易に構築することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかるシーケンサシステムのアナログユニットは、複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号から異常交流電流の発生検出および発生回数の検出が行えるシーケンサシステムのアナログユニットとして有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  シーケンサシステム
２  シーケンサ部
３  アナログユニット
３ａ  内部メモリ
４  交流電流線
５  変流器（ＣＴセンサ）
６  接続ケーブル
７  交流電流信号
８  異常判定ピーク電流値
９  異常ピーク電流持続時間
１０  検出出力フラグ
１１  異常ピーク電流持続時間の開始タイミング
１２  異常ピーク電流持続時間の経過直前の演算終了／開始タイミング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012105029.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーケンサシステムが備えるアナログユニットのうち複数チャネル構成のアナログユニットが、
前記複数チャネルのそれぞれにおいてＣＴセンサが取り込んだ測定対象の交流電流信号が直接入力可能であり、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に対して適用する異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を内部メモリに設定する設定手段と、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記測定対象の交流電流信号に、ピーク値が前記異常判定ピーク電流値を超えた状態で前記異常ピーク電流持続時間を保持する交流電流信号が含まれているとき、異常交流電流の発生を検出する検出手段と、
を備え、
前記設定手段は、ユーザが前記複数チャネルのそれぞれに対する前記異常判定ピーク電流値および異常ピーク電流持続時間を設定入力したときに、該入力された異常判定ピーク電流値および前記異常ピーク電流持続時間を前記内部メモリに記憶させ、
前記検出手段は、交流電流信号が前記異常判定ピーク電流値を超えた状態の継続時間が前記異常ピーク電流持続時間以上経過したタイミングで検出出力フラグを異常レベルにし、交流電流信号が前記異常判定ピーク電流値を超えてから前記異常ピーク電流持続時間内に前記異常判定ピーク電流値以下に降下したタイミングで検出出力フラグを正常レベルにする
ことを特徴するシーケンサシステムのアナログユニット。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記異常交流電流の発生を検出すると、前記内部メモリに異常交流電流の発生検出の事実を記憶させる
ことを特徴する請求項１に記載のシーケンサシステムのアナログユニット。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記複数チャネルのそれぞれにおいて前記異常交流電流の発生回数を検出し、前記内部メモリに記憶させる
ことを特徴する請求項１に記載のシーケンサシステムのアナログユニット。
【国際調査報告】
2012105029.tif 000007
2012105029.tif 000008