(57)【要約】実際の負荷電流を設定ターゲット電流値として容易に記憶し、瞬時負荷電流値との変化割合を表示し監視できる負荷電流監視装置を得る。電流検出回路１２で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路１３、セットキーの動作に基づいて電流検出回路１２で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路１１、記憶回路１１で記憶された設定ターゲット電流値と電流検出回路１２で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を出力する論理演算回路１０、及び論理演算回路１０による変化割合を表示する表示回路１５を備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象となる負荷電流を検出する電流検出回路、
前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、
前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、
前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を出力する論理演算回路、
及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備え、
設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を表示するようにした負荷電流監視装置。
【請求項２】
監視対象となる負荷電流を検出する電流検出回路、
前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、
前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、
前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、
及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備え、
負荷電流の異常状態を表示するようにした負荷電流監視装置。
【請求項３】
前記論理演算回路は、前記異常信号の回数を積算し、前記表示回路に前記異常信号の回数を表示させるようにした請求項２記載の負荷電流監視装置。
【請求項４】
負荷を切替えるときは、負荷の切替えに応じて設定ターゲット電流値をそれぞれ設定するようにした請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の負荷電流監視装置。
【請求項５】
設定ターゲット電流値として負荷電流の平均値を用いるようにした請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の負荷電流監視装置。
【請求項６】
監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、
前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、
前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、
前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を出力する論理演算回路、
及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備え、
設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を表示するようにした負荷電力監視装置。
【請求項７】
監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、
前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、
前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、
前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、
及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備え、
負荷電力の異常状態を表示するようにした負荷電力監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モーター等の負荷電流（又は負荷電力）を監視する負荷電流監視装置（又は負荷電力監視装置）に関し、設定時の実際の負荷電流値（又は負荷電力値）を設定ターゲット電流値（又は設定ターゲット電力値）として記憶し、設定ターゲット電流値（又は設定ターゲット電力値）と瞬時負荷電流値（又は瞬時負荷電力値）とを比較監視するものに係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気系統の引き込み主回路に接続されたモータとそのモータで駆動される機械設備において、プラントを管理しているメンテナンス員は、設備の安定した状態を管理する為に、設備の安定状態時の負荷電流値（設定ターゲット電流値）を表示したシール等を電流計測器の横に貼り付けていることが多い。メンテナンス員は巡回点検時に安定時に表示された設定ターゲット電流値と現在の瞬時負荷電流値が一致しているかどうかを確認している。なお、参考技術文献としては特許文献１がある。【０００３】
しかし、従来の装置では、負荷が多くなり、監視対象となる負荷電流が多くなるに従って、それらの作業と確認には非常に労力を要し、個々の負荷の瞬時負荷電流値を監視することは、限定されたメンテナンス員では実質上不可能となるため、監視できていないのが実情である。その結果、プラントに軽微な異常が発生していても、見過ごされ重要異常時に初めて異常が発覚し、場合によってはプラント連続運転に支障をきたす場合が発生するという問題点があった。【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８９５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、実際の負荷電流（又は負荷電力）を設定ターゲット電流値（又は設定ターゲット電力値）として容易に記憶し、瞬時負荷電流値（又は瞬時負荷電力値）との変化割合を表示する負荷電流監視装置（又は負荷電力監視装置）を得ることを目的とする。
また、実際の負荷電流（又は負荷電力）を設定ターゲット電流値（又は設定ターゲット電力値）として容易に記憶し、瞬時負荷電流値（又は瞬時負荷電力値）との変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに表示する負荷電流監視装置（又は負荷電力監視装置）を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる負荷電流監視装置は、監視対象となる負荷電流を検出する電流検出回路、前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備え、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を表示するものである。【０００７】
また、この発明に係わる負荷電流監視装置は、監視対象となる負荷電流を検出する電流検出回路、前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備え、負荷電流の異常状態を表示するものである。【０００８】
また、この発明に係わる負荷電力監視装置は、監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備え、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を表示するものである。【０００９】
さらに、この発明に係わる負荷電力監視装置は、監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備え、負荷電力の異常状態を表示するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の負荷電流監視装置によれば、電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による変化割合を表示する表示回路を備えたので、実際の負荷電流を設定ターゲット電流値として容易に記憶し、瞬時負荷電流値との変化割合を表示し監視できる。【００１１】
また、この発明の負荷電流監視装置によれば、電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路で検出される負荷電流を設定ターゲット電流値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電流値と前記電流検出回路で検出される瞬時負荷電流値とを比較演算し、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備えたので、実際の負荷電流を設定ターゲット電流値として容易に記憶し、瞬時負荷電流値との変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常状態を表示し監視できる。【００１２】
また、この発明の負荷電力監視装置によれば、電流検出回路と電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備えたので、実際の負荷電力を設定ターゲット電力値として容易に記憶し、瞬時負荷電力値との変化割合を表示し監視できる。【００１３】
さらに、この発明の負荷電力監視装置によれば、監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備えたので、実際の負荷電力を設定ターゲット電力値として容易に記憶し、瞬時負荷電力値との変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常状態を表示し監視できる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における負荷電流監視装置を示す構成回路図である。
【図２】実施の形態１の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。
【図３】実施の形態１の負荷電流監視装置における表示回路の画面例を示す図である。
【図４】実施の形態２の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。
【図５】実施の形態３の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。
【図６】実施の形態４の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における負荷電流監視装置を示す構成回路図で、主に閉鎖配電盤であるコントロールセンタで使用されるものである。図において、電力系統から引き込まれた主回路１には、配線用遮断器２、電磁接触器３、主回路１の負荷電流を検出する計器用変成器４、主回路１の零相電流を検出する零相変流器５が設けられ、さらに、負荷であるモータ６が接続され、モータ１により機械設備が運転駆動される。電圧検出回路８は計器用変圧器９に接続され、主回路１の電圧を検出し所定の信号に変換し論理演算回路１０と記憶回路１１に出力する。電流検出回路１２は計器用変成器４に接続され、主回路１の負荷電流を検出し所定の信号に変換し、論理演算回路１０と記憶回路１１に出力する。電流検出回路１２はさらに零相変流器５に接続され、主回路１の地絡故障電流を検出し所定の信号に変換し論理演算回路１０に出力する。【００１６】
設定回路１３は、記憶回路１１に接続され、セットキーを有し、そのセットキーを押す（例えば長押しする）ことによって、その時点での主回路１の実際の負荷電流を記憶回路１１に記憶保持させる。又は、設定回路１３のセットキーを押すことによって、記憶させたい電流値をセットキーを介して入力することによって記憶させたい電流値を記憶回路１１に記憶保持させるようにしてもよい。伝送入出力回路１４は外部の伝送バスからの識別符号付トリガー信号（例えばトリガー１，トリガー２，トリガー３，トリガー４等）を受け入れ、これを論理演算回路１０に入力する。論理演算回路１０は識別符号付トリガー信号を受信すると、記憶回路１１に対して一定タイムラグ後の主回路１の実際の負荷電流を識別符号と共に記憶回路１１に記憶させる。さらに伝送入出力回路１４は論理演算回路１０からの信号を外部へ出力する。【００１７】
表示回路１５は論理演算回路１０に接続され、負荷電流,異常状態や警告等を表示する
。駆動回路１６は論理演算回路１０に接続され、計器用変成器４や零相変流器５からの電流検出信号の演算による出力により電磁接触器３を開閉する。外部出力回路１７は論理演算回路１０からの異常状態や警告等を外部に出力する。【００１８】
操作用変圧器２２が主回路１に接続されている。変圧器２２の二次巻線２３の出力電圧は配線２４に印加される。配線２４には電磁接触器３のコイル２５、補助接点２６、起動操作スイッチ２７、及び停止操作スイッチ２８の各一端が接続され、各他端は制御回路２１の操作信号出力回路２９、及び操作信号入力端子３０,３１，３２に接続される。さらに、モータ６の逆転操作スイッチを設けておくこともできる。制御回路２１の電源は変圧器２２の三次巻線３３から供給されている。制御回路２１は起動操作スイッチ２７からの起動信号及び停止操作スイッチ２８からの停止信号を受けて電磁接触器３のコイル２５の電流を通電遮断する。これにより電磁接触器３の開閉を行う。また、制御回路２１は計器用変成器４や零相変流器５からの電流検出信号に基づく論理演算回路１０の出力により駆動回路１６を介して電磁接触器３を開放し、モータ６の過負荷保護や地絡保護を行う。【００１９】
図２は実施の形態１の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図で、負荷であるモータ６を起動し機械設備７を運転駆動した場合の時間経過に対する実際の負荷電流の変化を示している。負荷電流は起動時に平常時より大でかつ変動する。そのため、起動電流キャンセル時間ｔ１を過ぎて、安定時期に到達した後、希望する時点（例えばプラントシステムが最も安定している状態だとメンテナンス員が判断した点）で設定回路１３が有するセットキーを例えば長押しして、その時点ｔｇで電流検出回路１２より得られた実際の負荷電流を記憶回路１１に設定ターゲット電流値Ｔａとして記憶する。【００２０】
論理演算回路１０は、その設定ターゲット電流値Ｔａを呼び出すと共に、電流検出回路１２から、時々刻々と変化する負荷電流を信号即ち瞬時負荷電流値Ｔａｘ（Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔａ４---）として得る。論理演算回路１０では、式（１）によって
、設定ターゲット電流値Ｔａに対する瞬時負荷電流値Ｔａｘの変化割合（％）を得ている。
｛（Ｔａｘ−Ｔａ）／Ｔａ｝×１００％＝Ｗａ        （１）
これにより設定ターゲット電流値からのバラツキ｛変化割合（％）｝、又は、その継続性による負荷の安定度を監視できる。【００２１】
図３は実施の形態１の負荷電流監視装置における表示回路の画面例を示す図である。画面は、モータ６の正転（ＦＷＤ）時の瞬時負荷電流値（Ａ）４１を示すと共に、設定ターゲット電流値Ｔａに対する瞬時負荷電流値Ｔａｘの変化割合Ｗａ（％）４２を表している。さらに、例えば、振れ幅定格１０％を基準に、アナログバーグラフ（analog  bar  graph）表示している。図では１２％までのアナログバーグラフ４３で、現在の７％を７個の目盛り４４で表示している。【００２２】
このようにして、実施の形態１の負荷電流監視装置では、セットキーを押すことによりその時点の負荷電流を設定ターゲット電流値として容易に記憶でき、設定ターゲット電流値に対する瞬時負荷電流値の変化割合（％）を表示するので、負荷電流値の変化割合を常に監視できる。【００２３】
実施の形態２．
図４は実施の形態２の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。論理演算回路１０には、設定ターゲット電流値Ｔａに対する瞬時負荷電流値Ｔａｘの所定の変化割合（±Ｂ％）を設定し、設定ゾーンＺとする。さらに、論理演算回路１０は、設定ターゲット電流値Ｔａに対する瞬時負荷電流値Ｔａｘが所定の変化割合以上で、それが所定時間ｔ２以上継続したときは異常信号を出力する。出力された異常信号は表示回路１５に異常表示され、負荷電流が異常であることを表示する。【００２４】
また、論理演算回路１０において、前記異常信号を発生する回数を積算し、その積算値を表示回路１５で表示させるようにすれば、前記異常信号の回数がどの程度であるかによって、負荷の安定度を監視することができる。【００２５】
実施の形態３．
図５は実施の形態３の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。負荷が切り替わる場合又はサイクル負荷変動がある場合、設定ターゲット電流値を複数設定することが可能である。負荷変動の切替えタイミングは、トリガ電圧入力３４ａ,３４ｂ,３４ｃ,３４ｄ、又は伝送入出力回路１４を介して外部から識別符号付トリガ信号（トリガ１，トリガ２，トリガ３，トリガ４，トリガ１，---）として入力させると、論理演算回路１０は、識別符号付トリガ信号毎に一定タイムラグ後の負荷電流を識別符号付設定ターゲット電流値として記録回路１１に記録する。以後は繰り返される識別符号付トリガ信号に対しては、先に記録された識別符号付設定ターゲット電流値を呼び出して瞬時負荷電流値と比較演算する。比較演算は実施の形態１及び実施の形態２と同様である。【００２６】
実施の形態４．
図６は実施の形態４の負荷電流監視装置における動作を説明する波形図である。負荷電流を計測するに当たって、平均化処理機能を持たせることによって、脈動する負荷電流に対しても精度を上げることができる。時刻ｔｇ１〜ｔｇ２の時間Ｔｍにより検出される負荷電流を平均化処理し、その値によって、設定ターゲット電流値Ｔａを設定する。設定されたターゲット電流値Ｔａと瞬時負荷電流値との比較演算は実施の形態１〜実施の形態３と同様である。【００２７】
実施の形態５．
また、実施の形態１〜実施の形態４において、負荷電流に電圧検出回路８で検出された電圧を乗算して電力とすることにより、負荷電力を設定ターゲット電力値として、瞬時負荷電力値と比較演算することにより、負荷電力値を監視できる。なお、電流検出回路と電圧検出回路から電力を検出しているが、両回路は電力検出回路と等価である。【００２８】
実施の形態５の構成は次のとおりである。
負荷電力監視装置は、監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記変化割合を表示する表示回路を備え、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合を表示するものである。【００２９】
また、負荷電力監視装置は、監視対象となる負荷電力を検出する電流検出回路と電圧検出回路、前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として設定したいときに動作させるセットキーを有する設定回路、前記セットキーの動作に基づいて前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される負荷電力を設定ターゲット電力値として記憶する記憶回路、前記記憶回路で記憶された設定ターゲット電力値と前記電流検出回路と前記電圧検出回路で検出される瞬時負荷電力値とを比較演算し、設定ターゲット電力値に対する瞬時負荷電力値の変化割合が所定値以上の状態が所定時間以上継続するときに異常信号を出力する論理演算回路、及び前記論理演算回路による前記異常信号を表示する表示回路を備え、負荷電力の異常状態を表示するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2009101711.tif 000010
2009101711.tif 000011
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