(57)【要約】【課題】外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の同期運転・監視を効率的に保証し、その運転の信頼性を向上させる。【解決手段】同期管理装置１４及びパルス波形監視装置１２は、各システムクロックを生成し、且つトリガパルスを計数してパルス番号を生成する。両者のシステムクロックにずれが生じたとき、協働して後者のシステムクロックを前者のシステムクロックに一致させる。両者のパルス番号に不一致が生じたとき、両者は協働して、両者のシステムクロックが一致している状態で、後者のパルス番号を前者に一致させる。同期管理装置１４は、両者のパルス番号の一致を反復的に監視し、不一致が発生すると次回の監視期間を短くし、一致しているときは次回の監視期間を長くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスを計数してトリガパルスの発生順のパルス番号を決定するパルス番号決定手段と、前記トリガパルスに基づいてパルス運転されている機器の運転状態を表すデータを前記トリガパルスのタイミングで取り込み且つ前記パルス番号と関連させて前記の取り込まれたデータを記録するデータ記録手段とを有する運転状態記録装置を備えて、複数の前記機器の動作を監視するシステムであって、
基準時刻を発生する基準時刻発生手段と、前記外部トリガ発生器からのトリガパルスを計数してトリガパルスの発生順のパルス番号を決定するパルス番号決定手段とを有する同期管理装置を備え、
前記運転状態記録装置が、その内部時刻を発生し且つ内部時刻が基準時刻と異なるとき内部時刻を前記同期管理装置から送られた基準時刻に一致させるよう動作可能な内部時刻発生及び修正手段を備え、
前記同期管理装置は更に、内部時刻と基準時刻との一致後に、同一トリガパルス周期内における前記同期管理装置のパルス番号と前記運転状態記録装置から送られたパルス番号とを比較して、不一致の場合前記同期管理装置のパルス番号を前記運転状態記録装置に送るパルス番号比較手段を更に備え、
前記運転状態記録装置のパルス番号決定手段は、不一致のパルス番号を前記同期管理装置から送られたパルス番号に修正し、且つその修正されたパルス番号を基準にそれ以降のパルスに対してパルス番号を決定する、複数の機器の動作を監視するシステム。
【請求項２】
前記同期管理装置は更に、前記パルス番号比較手段を或る時間間隔で繰り返し起動し、前記パルス番号比較手段の結果が一致の場合には前記パルス番号比較手段を次回に前記或る間隔より長い時間間隔で起動し、一方前記結果が不一致の場合には前記パルス番号比較手段を次回に前記或る間隔より短い間隔で起動する手段を備える請求項１記載の複数の機器の動作を監視するシステム。
【請求項３】
前記データが波形データである請求項１又は２記載の複数の機器の動作を監視するシステム。
【請求項４】
前記機器の一部又は全部が、それぞれ同一の又は部分的に異なるあるいは全部異なる波形パターンを有する波形パターン・データを受け取って、その波形パターン・データに基づいてそれぞれ運転される機器であり、
前記運転状態記録装置が、前記の波形データに基づいて運転される１つ又は複数の機器に対応して設けられ、
前記同期管理装置が更に、前記波形パターン・データを発生する波形パターン・データ発生手段を備え、その波形パターン・データと、当該波形パターン・データに基づいて運転させる所望の時点を指示する所望のパルス番号とを前記運転状態記録装置に送り、
前記運転状態記録装置は更に、前記の送られた波形パターン・データを前記所望のパルス番号に対応する所望の時点に前記機器に出力し、且つ当該波形パターン・データをパルス番号と関連付けて前記データ記録手段に記録する
請求項３に記載の複数の機器の動作を監視するシステム。
【請求項５】
前記運転状態記録装置の全てに記録された機器に関する全記録データをログするログ収集計算機を更に備える請求項１から４のいずれか一項に記載の複数の機器の動作を監視するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の動作を監視するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器を含む施設、例えば、全長数kmになるような粒子加速器のように高周期短パルス（例えば、５０Ｈｚ周期でマイクロ秒からミリ秒オーダのパルス幅）運転されている大規模施設などでは、施設全体が同じタイミングのパルスで一斉に動作している。よって、施設全体のパルス毎の運転状況を確認するには、大規模ゆえに広範囲に分散設置された施設構成機器の波形データを、ある時刻の同一パルス情報として1台の上位計算機で収集し、その計算機内で波形データの整合性をとる必要がある。
【０００３】
これまで、同一パルスデータの整合性をとるためには、分散設置された計測器で計測された波形データに、ネットワーク・タイム・プロトコル（ＮＴＰ）管理されたシステムクロックの値がインデックスタグとして付けられ、そのタグを付き合わせることによって整合性をとってきた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
もしくは、各機器に確実に同期を持って分配される外部トリガ信号(パルス番号)を用いて、データを計測しその番号をタグとして管理する方法がとられてきた。より具体的には、高周期短パルス運転を行う大規模施設内の各機器に対応して波形記録装置が設けられ、これら各機器及び対応の波形記録装置には波形データ収集タイミングを規定している外部トリガ信号が送られる。波形記録装置は、機器から送られた波形データを記録すると共に、当該波形データと関連付けて、送られた外部トリガ信号の計数値をパルス番号として同時に記録する。更に、正しい計数値を有する波形記録装置で記録されたパルス番号を計算機ネットワークを用いて残りの波形記録装置に通報し、全波形記録装置の計数値を同一にしようとしていた（例えば、特許文献１、非特許文献２参照）。
【特許文献１】特願２００２−２０６５０９号公報
【非特許文献１】パンフレット「ネットワーク対応監視装置ＮＤ−ＥＷ０４」（中央電子株式会社、平成１５年７月）
【非特許文献２】榊泰直「プレレコーディング機能つきパルス波形監視装置の開発」（Proceedings of the 28th Linear Accelerator Meeting in Japan、９６〜９８頁、リニアック技術研究会、日本原子力研究所、東京大学工学院系研究科付属原子力工学研究所施設、平成１５年８月２５日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一般的に計測機器内システムクロック（各計測器の内部時刻に対応）は、機器内クロックが有するクロック精度の個体差から、時間が経過するにつれ少しずつ誤差を生じていく。例えば、1日で1秒の時刻ずれが生じるシステムクロックでは、1分間で0.69m秒のずれ、1時間で41m秒のずれを生じる。しかも、このずれ方及びずれの大きさは、各計測器の個体差から相互に無関係、即ちばらばらに生じる。
【０００６】
対象とされる高周期短パルス運転を行う大規模施設、例えば関東地区に設けられている上記の大型加速器施設では、関東地区の商用電源周波数の2倍である100pps(1秒間に100パルス)で施設が運転されることもあり、この場合は周期間隔10m秒の半分以下(5m秒)の時刻精度で、システムクロックの時刻が管理されなければ、分散設置された機器で連続的に計測されるパルス波形データなどをシステムクロックの値をタグにして比較する場合、それらシステムクロックの値が5m秒以下であることが保証されない限り、他の機器で計測されたデータと同一であるという確証が得られない。
【０００７】
よって、この時刻精度を保証する為には、1日で1秒の時刻誤差を持つ機器のシステムクロックの場合、約6分に1度時刻調整を行わねばならないことになる。
ところが、対象とされる大規模施設に分散設置される被同期管理機器は、最大で200台になることもあり、1台当たり6分に1度の時刻調整をＮＴＰサーバー1台で行う場合は、200台では2秒に1度程度、定期的にいずれかの機器のシステムクロックを補整せねばならない。したがって、システムクロックの時刻をタグにして各機器で監視されたデータの時刻同期を一致させるには、そのタグの精度を保障するための操作による負荷が無視できなかった。
【０００８】
また、各機器に確実に同期を持って分配される外部トリガ信号(パルス番号)を用いて、データを計測しその番号をタグとして管理する方法においても、加速器のような大規模施設ではその加速器構成機器動作の過程で発生する、強烈な電磁的なノイズにより信号が正確にカウントされず、全機器内でのパルス番号の一致が損なわれる場合があり、施設内機器データや動作の完全同期を保証することが困難であった。
【０００９】
ノイズの影響を受けたパルス番号を、ネットワークを介して修正することを試みても、図６で示されるように、ネットワークによる修正ではパルス番号を変更するタイミング(返信電文で返されるパルス番号はいつのものかどうか分からない)までは保証されないために、何度も修正指示電文および番号確認電文を送受信して、確率的期待値を上げることでパルス番号が修正されたかどうかを確認するしかなかった。
【００１０】
具体的に説明すると、従来のシステムでは、正しいパルス番号を有する上位のコンピュータは、普通、当該コンピュータと波形記録装置との間において時間的な保証がない通信を行う。よって、図６の修正方法が行われる場合、次のような手順で修正が行われる。コンピュータは、電文１０１で波形記録装置にそのときのパルス番号を問い合わせる。波形記録装置は、電文１０２でパルス番号が３であることをコンピュータに知らせる。コンピュータは、知らされたパルス番号３について２が正しいと判断し（図６の１０３）、修正電文１０４を波形記録装置電信する。しかしながら、その修正電文１０４を受け取るタイミングによっては、図６に示されるように、波形記録装置のパルス番号４を２に修正してしまうことがあり、波形記録装置は、電文１０５でパルス番号４を２に修正したことをコンピュータに知らせる。その結果、コンピュータは、波形記録装置のパルス番号４を２に修正した完了通知を例えばオペレータに出すことになる（図６の１０６）。一方、波形記録装置においては、次のトリガパルスが到達したときパルス番号が前の修正されたパルス番号２に基づいて３となる（図６の１０７）。このように波形記録装置が修正電文１０４を受け取るタイミングによっては、パルス番号の正しい修正が行われず、何度か再送信しながらパルス番号を確認するという非効率な修正方法を行うしかなかった。
【００１１】
本発明の課題は、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の同期運転・監視を効率的に保証し、その運転の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスを計数してトリガパルスの発生順のパルス番号を決定するパルス番号決定手段と、前記トリガパルスに基づいてパルス運転されている機器の運転状態を表すデータを前記トリガパルスのタイミングで取り込み且つ前記パルス番号と関連させて前記の取り込まれたデータを記録するデータ記録手段とを有する運転状態記録装置を備えて、複数の前記機器の動作を監視する本発明のシステムは、基準時刻を発生する基準時刻発生手段と、前記外部トリガ発生器からのトリガパルスを計数してトリガパルスの発生順のパルス番号を決定するパルス番号決定手段とを有する同期管理装置を備え、前記運転状態記録装置が、その内部時刻を発生し且つ内部時刻が基準時刻と異なるとき内部時刻を前記同期管理装置から送られた基準時刻に一致させるよう動作可能な内部時刻発生及び修正手段を備え、前記同期管理装置は更に、内部時刻と基準時刻との一致後に、同一トリガパルス周期内における前記同期管理装置のパルス番号と前記運転状態記録装置から送られたパルス番号とを比較して、不一致の場合前記同期管理装置のパルス番号を前記運転状態記録装置に送るパルス番号比較手段を更に備え、前記運転状態記録装置のパルス番号決定手段は、不一致のパルス番号を前記同期管理装置から送られたパルス番号に修正し、且つその修正されたパルス番号を基準にそれ以降のパルスに対してパルス番号を決定することを特徴とする。
【００１３】
前記同期管理装置は更に、前記パルス番号比較手段を或る時間間隔で繰り返し起動し、前記パルス番号比較手段の結果が一致の場合には前記パルス番号比較手段を次回に前記或る間隔より長い時間間隔で起動し、一方前記結果が不一致の場合には前記パルス番号比較手段を次回に前記或る間隔より短い間隔で起動する手段を備えることが好ましい。
【００１４】
前記データが波形データであることが好ましい。
本発明の一局面においては、前記機器の一部又は全部が、それぞれ同一の又は部分的に異なるあるいは全部異なる波形パターンを有する波形パターン・データを受け取って、その波形パターン・データに基づいてそれぞれ運転される機器であり、前記運転状態記録装置が、前記の波形データに基づいて運転される１つ又は複数の機器に対応して設けられ、前記同期管理装置が更に、前記波形パターン・データを発生する波形パターン・データ発生手段を備え、その波形パターン・データと、当該波形パターン・データに基づいて運転させる所望の時点を指示する所望のパルス番号とを前記運転状態記録装置に送り、前記運転状態記録装置は更に、前記の送られた波形パターン・データを前記所望のパルス番号に対応する所望の時点に前記機器に出力し、且つ当該波形パターン・データをパルス番号と関連付けて前記データ記録手段に記録し得る。
【００１５】
前記運転状態記録装置の全てに記録された機器に関する全記録データをログするログ収集計算機を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
従って、運転状態記録装置のパルス番号が同期管理装置のパルス番号とずれが生じたとき、１回の処理で確実に両者を一致させることができるので、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の同期運転・監視を効率的に保証し、その運転の信頼性を向上させることが可能になる。これは、例えば、大規模施設全域で完全に同期が取れた機器の運転・管理を行わなければならない様なとき、非常に効果的である。
【００１７】
本発明の一局面においては、同期管理装置に設けられたパルス番号比較手段を起動する手段により、パルス番号比較手段が或る時間間隔で繰り返し起動され、パルス番号比較手段の結果が一致の場合にはパルス番号比較手段が次回に上記或る間隔より長い時間間隔で起動され、一方上記結果が不一致の場合にはパルス番号比較手段が次回に上記或る間隔より短い間隔で起動される。従って、各機器内のパルス番号が修正される必要がある場合も、最適なパルス番号監視周期に自律的に調整される機能によって、最適なパルス番号監視を各機器の状態にあった周期で行うことが可能となる。同期管理装置と運転状態記録装置とがネットワークを介して接続されている構成にした場合には、同期管理装置の管理動作に伴う負荷を低減させると共に、パルス番号のために利用されるネットワーク負荷も低減、並びにネットワーク負荷の集中の回避が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。なお、図面を通して類似の参照番号は類似の構成要素を示す。
図１は、本発明の好適な一実施形態に従った、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の動作を監視するシステム（以下「機器動作監視システム」と記す。）を監視対象の複数の機器及び外部トリガ発生器と共に示すブロック図である。
【００１９】
図１を参照すると、機器動作監視システム１０は、外部トリガ発生器１００により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器１０２−１、１０２−２のパルス運転の状況を監視するため機器に対応して設けられたパルス波形監視装置１、２（１２−１、１２−２）、これらのパルス波形監視装置の相互の同期状態を管理するための１つの同期管理装置１４、及び機器動作監視システム１０を全体的に管理している上位計算機１６を備える。なお、図１においては、図面の見やすさのため、機器及びパルス波形監視装置はそれぞれ２つのみが示されているが、これらの機器及びパルス波形監視装置の数はそれぞれ２つ以上であれば任意の数であってよい。また、パルス波形監視装置は、前述の大型加速器施設のような施設であれば、機器の近くに設けるのが好ましいが、用途によっては機器から離れた位置に設けてもよく、更に、複数のパルス波形監視装置を一体に構成してもよい。
【００２０】
パルス波形監視装置１２−１、１２−２、同期管理装置１４及び上位計算機１６はイサーネット１８により相互に接続されている。なお、イサーネット１８に接続される各機器、装置等は、階層的構造による機能の制限を避けるために、階層的構造を取らずに同等に扱われることが好ましい。
【００２１】
パルス運転される機器１０２−１、１０２−２、パルス波形監視装置１２−１、１２−２、及び同期管理装置１４は、外部トリガ発生器１００が生成する運転パルストリガ（即ち外部トリガパルス）を受け取るためトリガライン１９に接続されている。
【００２２】
同期管理装置１４は、外部トリガ発生器１００が発生するトリガを計数しパルス番号として管理するパルス計数・管理部２０、外部トリガ発生器１００のトリガの周期を自動的に計測記録するパルス周期計測部２２、ＮＴＰを用いて、システム全体の基準時刻を表す基準システムクロックを発生し且つパルス波形監視装置１２−１、１２−２の内部システムクロック部（後述）と協働してネットワーク上で当該内部システムクロックを基準システムクロックに一致させるよう機能する基準システムクロック部２４、同期管理装置１４が管理すべき機器情報が記録される管理下機器情報テーブル２６、及び同期管理装置１４が管理動作を行った際の動作を記録する管理ログ部２８を備える。同期管理装置１４は、ＮＴＰを用いて自らが世界時刻（システムクロック）サーバーとして機能する。
【００２３】
パルス波形監視装置１２−１、１２−２は、それぞれ内部システムクロックを発生し、且つ同期管理装置１４の基準システムクロック部２４と協働してネットワーク上で当該内部システムクロックを基準システムクロックに一致させるよう機能する内部システムクロック部３０、外部トリガ発生器１００が発生するトリガを計数しパルス番号として管理するパルス計数・管理部３２、及びパルス運転されている機器１０２−１、１０２−２より入力されるパルス波形データを記録する入力波形データ記録部３４を備える。
【００２４】
上位計算機１６は、同期管理装置１０が動作した際の管理ログを蓄積する管理ログ部４０（蓄積内容は同期管理装置１４の管理ログ部２８の記録内容と同じ）、上位計算機１６内部のシステムクロックを同期管理装置１４の基準システムクロック部２４の基準システムクロックにネットワーク上で一致させるシステムクロック部４２、パルス波形監視装置１２−１、１２−２で収集したデータを記録する波形データ記録部４４、同期管理装置１０が管理すべき機器情報が記録された管理下機器情報テーブル４６（記録内容は機器動作監視システム１０の管理下機器情報テーブル２６の記録内容と同じ）、及び同期管理を行うための全ての設定を行うユーザー画面部４８を備える。なお、上位計算機１６は、この実施形態のように同期管理装置１４とは別であることが好ましいが、用途によっては同期管理装置１４と一体にして、重複構成要素を１つにまとめた構成にしてもよい。
【００２５】
外部トリガ発生器１００は、同期管理装置１４及びパルス波形監視装置１２−１、１２−２のそれぞれに対してトリガライン１９を介して同一パルスを送るだけでなく、大規模施設を構成するパルス運転されている機器１０２−１、１０２−２等にも同一波形をトリガライン１９により分配し、大規模施設が同一管理されたパルスで動作・監視されるようにする。
【００２６】
大規模施設は、外部トリガ発生器１００をマスタにして分配されることで、完全に施設全域のパルス同期が取られて動作・監視される。ところで、施設内で何らかのトラブルが発生した場合には、どの様な過程でトラブルが発生したか時系列で検討される必要がある。
【００２７】
この過程はパルス波形監視装置１２−１、１２−２の入力波形データ記録部３４に記録保存されているために、上位計算機１６の波形データ記録部４４に一旦集められた上で、保存波形につけられたパルス番号によるデータ間の整合性をとる。
【００２８】
ところが、パルス波形監視装置１２−１、１２−２内で一致しているはずのそれぞれのパルス番号も、前述したように、何らかの予期できないノイズにより一致しなくなることが考えられる。
【００２９】
図２は、データ収集中にパルス波形監視装置１２−１、１２−２内において、何らかのノイズの影響により両者の計数したパルス番号の値が異なる場合を示す。パルス波形監視装置１２−１、１２−２のそれぞれのパルス計数・管理部３２は外部トリガ発生器１００から到来したパルスを計数してパルス番号を記録している。パルス波形監視装置１２−１、１２−２のそれぞれの入力波形データ記録部３４は、この記録されたパルス番号と、機器１０２−１、１０２−２のそれぞれから入力され且つ当該パルス番号に対応する波形データとを互いに関連付けて記録、即ち、図２に示されるようにパルス番号をそれぞれのパルス番号領域５０−１、５０−２に、波形データをそれぞれの波形記録領域５２−１、５２−２に記録している。一方、同期管理装置１４のパルス計数・管理部２０（図１）は、外部トリガ発生器１００から到来したパルスを計数してパルス番号を記録し、そして同期管理装置１４は、パルス番号を得るためパルスを計測した時点において基準システムクロック部２４から得られる基準システムクロック、即ち基準時刻を当該パルス番号と関連付けて、即ち図２に示されるように、パルス番号を管理ログ部２８のパルス番号領域５４に且つ対応の基準時刻を管理ログ部２８の基準時刻領域５６に記録している。
【００３０】
図２に示す例では、パルス波形監視装置１２−１のパルス番号領域５０−１には、パルス番号１２番から１３５番まで記録されているが、パルス波形監視装置１２−２のパルス番号領域５０−２には、パルス番号１２番から１３２番までしか記録されていない。
【００３１】
ここで、どちらの値が正しいのか判断するために、同期管理装置１４内の管理ログ部２８に記録されているパルス番号領域５４のパルス番号がイサーネット１８を介してパルス波形監視装置１２−１、１２−２のそれぞれのパルス番号領域５０−１、５０−２に記録されているパルス番号と比較され、どちらの値が正しいのかが確認される。図２に示される例では、パルス波形監視装置１２−２のパルス番号の値が正しく、パルス波形監視装置１２−１のパルス番号の値が間違っていることが確認される。具体的には、同期管理装置１４は、イサーネット１８を介してパルス波形監視装置１２−１、１２−２のそれぞれのパルス番号領域５０−１、５０−２からそれぞれのパルス番号を読み出し、同期管理装置１４内の管理ログ部２８に記録されているパルス番号領域５４のパルス番号と比較して、同期管理装置１４のパルス番号と一致しているか否かを確認する。そして、パルス波形監視装置１２内のパルス番号が同期管理装置１４と異なる場合は、以下に説明するように、パルス波形監視装置１２のパルス番号を同期管理装置１４のそれに合わせるような手順を踏む。
【００３２】
間違っているパルス番号を有するパルス波形監視装置１２と同期管理装置１４との間でイサーネット１８を介してパルス番号を修正する本発明の好適な一実施形態による方法を図３を参照して以下に説明する。同期管理装置１４は、トリガライン１９により伝送される外部トリガパルスをパルス周期計測部２２によって常時計測する（修正動作初期準備２００）。なお、図３では関東地方の商用電力周波数である５０Hzの周期でパルスが発生させられているものとしている。また、運転されるべきパルス周期が変わり得る場合には、現在用いているパルス周期がどれであるか知る必要があるため、パルス周期計測部２２は必要であるが、固定のパルス周期のみで運転し、且つそれが既知である応用では、パルス周期計測部２２を設けなくてもよい。
【００３３】
同期管理装置１４とパルス波形監視装置１２−１間のパルス番号が異なっているかを前述のようにして調査し、修正が必要になった場合は、以下の手順で修正を行う。
まず、パルス波形監視装置の内部システムクロック部３０により発生される内部システムクロック時刻を、同期管理装置１４が管理している基準システムクロック時刻にＮＴＰにより一致させる（図３の２０１）。
【００３４】
一般的に、ＮＴＰによる時刻あわせは、ＬＡＮ内であれば1ミリ秒以下程度の精度で一致できるために、２０１の電文操作が行われた直後は、図３で示すように両者の内部時計は1ミリ秒以下で一致し、時刻修正完了通知２０２をパルス波形監視装置１２−１から同期管理装置１４に通知する。
【００３５】
通知２０２を受けた同期管理装置１４は、直ちにパルス周期計測部２２で計測された周期と照らし合わせて、ある基準システムクロック期間内でのパルス波形監視装置１２−１のパルス番号の通知を要求する。図３では、同期管理装置１４は、パルス波形監視装置１２−１のパルス番号２（なお、図３において丸で囲まれた数字はパルス番号を表す。）が確認されてから次のパルス番号３までの期間「01:10:05 082〜01:10:05 098」（パルス周期計測部２２で計測されたパルス周期、およびＮＴＰの誤差の余裕を考慮されている）でのパルス波形監視装置１２−１のパルス番号を電文２０３にて照会している。
【００３６】
パルス波形監視装置１２−１は、電文２０３に対して、その期間内のパルス番号を返答する電文２０４（パルス番号が３である情報を含む。）を同期管理装置１４に送る。
同期管理装置１４は、電文２０４を受け取ると、それを同期管理装置１４内のパルス計数・管理部２０の値と比較して、その異なりを判断する（２０５）。なお、この比較判断には、パルス計数・管理部２０の値の代わりに、管理ログ部２８のパルス番号領域５４及び基準時刻領域５６に記録されたパルス番号及び基準時刻を利用してもよい。異なりが無ければ、修正動作は停止される。
【００３７】
一方、異なりがあった場合は、同期管理装置１４は、パルス周期計測部２２で計測されたパルス周期、およびＮＴＰの誤差の余裕を考慮されているシステムクロック期間内で、確実にパルス番号を変更するように電文２０６をパルス波形監視装置１２−１に送る。
【００３８】
電文２０６によって、パルス波形監視装置１２−１は、図３の２０７において、通知されたシステムクロック期間内でパルス番号４（図３に示す２つのパルス番号４のうちの左側の４）を３に修正し、その結果を電文２０８により同期管理装置１４に返す。返された結果は、同期管理装置１４の管理ログ部２８に記録保存される（図示せず）。
【００３９】
従って、パルス波形監視装置１２−１、１２−２のパルス番号が同期管理装置１４のパルス番号とずれが生じたとき、１回の処理で確実に両者を一致させることができるので、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の同期運転・監視を効率的に保証し、その運転の信頼性を向上させることが可能になる。
【００４０】
本発明の上記実施形態を前述の高周期短パルス運転を行う大型加速器施設に適用した場合、広範囲に分散設置された多数の機器で監視・制御される高周期パルスのデータや動作を、ＮＴＰサーバー機能により各機器のシステムクロックを同期させる方法と、施設内の高周期パルス番号を統一させる方法を組み合わせて、1台の同期管理装置において効率的に管理し動作保証を向上させることができる。
【００４１】
次に、前述の実施形態の一変形として、機器１０２−１、１０２−２が、トリガパルスに加えて外部から波形を受け取って、それらに基づいて運転される機器である場合について、図１を参照して説明する。図１において、参照番号１０４は、そのような機器を表す。なお、図面の見やすさのため、機器１０４は１つしか示していないが、本発明は機器１０４は数に依存せず、機器１０２及び１０４の合計数が２以上であればよく、機器１０２のタイプの機器と機器１０４のタイプの機器の一方のみ、あるいはそれらの混在のいずれであってもよい。
【００４２】
図１において、参照番号６０は、機器１０４に与える波形データを発生するパルス波形出力装置を示す。図１においては、パルス波形出力装置６０は、機器１０４に対応し且つそれに近接して設けられている。しかしながら、本発明は、用途によっては、複数の機器１０４に対して同じパルス波形データを与えるため１つのパルス波形出力装置６０を設けてもよい。また、本発明は、用途によっては、パルス波形出力装置６０を機器１０４から離れた位置に設けてもよい。
【００４３】
機器１０４及びパルス波形出力装置６０には、機器１０２及びパルス波形監視装置１２と同様に、外部トリガ発生器１００からトリガパルスがトリガライン１９を介して送られる。パルス波形出力装置６０は、パルス波形監視装置１２と同様にイサーネット１８に接続されている。
【００４４】
同期管理装置１４は更に、パルス波形データを発生するパルス波形データ発生器（図示せず）を含み、そのパルス波形データと、そのパルス波形データに基づいて機器１０４を運転させる所望の時点を指示する所望のパルス番号又はトリガパルスと同期した起動時点指示情報をパルス波形出力装置６０に与える機能を備え得る。
【００４５】
パルス波形出力装置６０は、パルス波形監視装置１２のものと同じ内部システムクロック部３０及びパルス計数・管理部３２を有する。パルス波形出力装置６０は、同期管理装置１４からパルス波形データ及び所望のパルス番号又は起動時点指示情報を受け取り、そのパルス波形データを所望のパルス番号又は起動時点指示情報に基づいて機器１０４に与える。パルス波形出力装置６０はまた、パルス波形監視装置１２の入力波形データ記録部３４と同じ機能を有する出力波形データ記録部６２を備える。出力波形データ記録部６２は、受け取ったパルス波形データを入力波形データ記録部３４と同様にパルス番号と関連付けて記録する。パルス波形出力装置６０のパルス番号の修正方法は、前述したパルス波形監視装置１２のそれと同じであり、説明を省く。
【００４６】
上位計算機１６の波形データ記録部４４は、パルス波形監視装置１２−１、１２−２で収集したデータを記録するのと同様にしてパルス波形出力装置６０からのデータを記録する。
【００４７】
次に、本発明の別の局面に従って、パルス番号管理にかかわる作業を効率的に行うことを指向した別の実施形態を図１及び図４を参照して以下に説明する。
大規模施設の監視に用いられるパルス波形監視装置又はパルス波形出力装置あるいはこれらの両方が、２００を超える台数が分散的に置かれる場合がある。何らかの事象を同一時系列として扱うには、これら全ての台数のパルス番号を一致させねばならない。そこで、同期管理装置１０は、定期的に全てのパルス波形監視装置１２又はパルス波形出力装置６０あるいはこれら両方の現在のパルス番号が同期管理装置１４内パルス番号と一致しているかを確認する必要がある。
【００４８】
大規模施設内には電磁ノイズが大きく、そのノイズがパルス波形監視装置１２及び／又はパルス波形出力装置６０に局所的に影響するところがある。
局所的にノイズの影響がある場所に、パルス波形監視装置１２又はパルス波形出力装置６０あるいはこれら両方を設置すると、その場所に置かれたパルス波形監視装置１２又はパルス波形出力装置６０あるいはこれら両方のパルス番号が同期管理装置１４と異なる頻度が上がる。だが、ノイズの影響というものは、様々な条件によって受け方が変わるために、大規模施設の中でどこが局所的ノイズの影響が強い場所なのか、またそれがどの程度なのか定常的に把握することが難しい。
【００４９】
同期管理装置１４は、このようなノイズ環境が分からない条件下のパルス番号を同期管理せねばならず、非常に高い頻度で、管理下におかれるパルス波形監視装置１２又はパルス波形出力装置６０あるいはこれら両方のパルス番号を確認しなければならない。
【００５０】
本発明は、このような非効率な管理を図４に示される方法により解決する。
まず、上位計算機１６（図１）を用いて、管理下機器名称、パルス番号監視周期の任意の初期値(図４では１５分)を管理下機器情報テーブル４６に記述する（図４の３００参照）。この管理下機器情報テーブル４６をイサーネット６０を介して、同期管理装置１４内の管理下機器情報テーブル２６に転送する。なお、説明を簡明にするため、監視されるべき機器は全てパルス波形監視装置１２であるしている。
【００５１】
転送が完了したら、上位計算機１６より同期管理装置１４に対して同期管理の開始命令を送る。同期管理装置１４は、開始命令と同時に管理下機器情報テーブル２６の管理開始時間を記入する初期状態動作３０１を行い、管理動作を始める。
【００５２】
監視周期初期値（図４の場合１５分）が来たら、監視下に置かれる機器のパルス番号を確認３０２する。このとき、同期管理装置１４のパルス番号と管理下機器のパルス番号が全て一致していれば、異常なしとし、同期管理装置１４内の管理ログ部２８に記録する（動作３０３）。
【００５３】
異常なしの場合は、次回監視周期を緩やかにしてもかまわないという意味であるので、管理下機器情報テーブル２６の管理周期を初期値より長くなるように変更する。変更の計算方法は、「設定周期＋周期重み(情報量を加味して任意に与える)」とする。
【００５４】
図４においての「周期重み」は、極めて単純に設定周期の20％（小数点以下切捨て）としており、その値をプラス様にしている。つまり、次回監視は15+15*0.2=18分後となり、この値が管理下機器全ての次回監視周期に記載される（動作３０４）。
【００５５】
次回の監視時間がきたら、動作３０２同様に監視動作を行う。
図４においては、パルス波形監視装置１のパルス番号が図３で説明した方法により修正されたとする（動作３０５）。
【００５６】
パルス番号の修正が行われると、同期管理装置１４は、修正機器名とともに、修正時間、修正前トリガ番号、修正後トリガ番号などを同期管理装置１４内の管理ログ部２８に記録する（動作３０６）。
【００５７】
パルス番号の修正が行われた場合、動作３０４のように次回監視周期は緩やかにする方向では、パルス番号が異なる時間が長くなってしまうために、修正が行われた機器に関しては、次回監視周期を短くするよう変更する。この場合も、「設定周期＋周期重み(情報量を加味して任意に与える)」とする。
【００５８】
図４において、修正が行われた場合の「周期重み」は単純に設定周期の20％（小数点以下切捨て）とし、その値をマイナスしている。つまり、次回監視は18-18*0.2=14分後となり、この値が管理下機器情報テーブル１４の「修正が行われた機器の監視周期」に記載される（動作３０８）。
【００５９】
また、修正が行われなかった機器については、動作３０４と同様に監視周期を長くする。つまり、次回監視は18+18*0.2=21分後とし、この値を修正が行われなかった機器の次回監視周期に記録する（動作３０７）。
【００６０】
以上の動作を、管理下機器情報テーブル２６に記載される監視周期毎に繰り返し行う（動作３０９）。
したがって、上記管理動作が繰り返されることで、局所的ノイズ環境下のためにパルス番号が異なりやすいパルス波形監視装置の監視頻度は高くなり、それ以外のものは監視頻度が低くなるという管理体制が自律的に出来あがり、パルス番号管理にかかわる作業が非常に効率化される。
【００６１】
なお、本発明では、次回監視周期の変更の仕方は、前述の例に限定されず、パルス番号の一致・不一致の確認で一致しているときは次回の監視周期をその前より長く、不一致のときには次回の監視周期をその前より短くなるようにすればよく、その周期の変化の仕方等は任意である。
【００６２】
本発明の更に別の局面によれば、同期管理装置１４は、パルス波形監視装置内のパルスのパルス番号を一致させるだけでなく、多数台設置されるパルス波形出力装置６０の波形出力タイミングの同期を保障することも可能である。なお、本発明は、設置されるパルス波形出力装置６０の台数が２以上であればその数に制限されるものではない。
【００６３】
図５に、本発明の同期管理装置１０による、複数のパルス波形出力装置６０の波形パターンの変更および、そのパターンが一致したタイミングで出力される方法を１つのパルス波形出力装置６０を例にして示す。
【００６４】
同期管理装置１４は更に、前述したように、パルス波形出力装置６０にこれから出力させたい波形パターンAを発生する波形パターン・データ発生器（図示せず）を含み得る。
まず、同期管理装置１４は、トリガライン１９により伝送される外部トリガをパルス周期計測部２２によって常時計測する。なお、図５では関東地方の商用電力周波数である５０Hzの周期でパルスが発生させられているものとしている。
【００６５】
また、ＮＴＰを使った基準システムクロック部２４を動作させる。修正動作初期準備４００がこの動作にあたる。
同期管理装置１４は、波形パターン発生器からパルス波形出力装置６０に対して、これから出力させたい波形パターンAを送り、パルス波形出力装置６０は、この波形パターンＡを出力波形データ記録部６２に記録する（動作４０１）。
【００６６】
パルス波形出力装置６０は、動作４０２によってパターンA記録完了を、パターン送信相手、即ち同期管理装置１４に電文する。
同期管理装置１４は、動作４０２によって送られた電文を受ける取ると、動作４０３によりＮＴＰによる時刻修正とパルス番号の確認を行う。
【００６７】
次いで、同期管理装置１４及びパルス波形出力装置６０は、図３で説明したのと同様の方法で時刻あわせ動作４０４を行う。パルス波形出力装置６０は、パルス番号と共に時刻あわせ動作完了の電文を動作４０５で同期管理装置１４に送る。
【００６８】
同期管理装置１４は、動作４０５による電文を受け取ると、同期の取れたシステムクロック、およびパルス番号の指定により、パルス波形出力装置６０に記録された波形を出力するタイミングを与える（動作４０６）。同期管理装置１４はまた、他のパルス波形出力装置６０にも同様の動作により、他のパルス波形出力装置６０に記録された波形を出力するタイミングを与える。
【００６９】
パルス波形出力装置６０は、動作４０６による電文を受け取ると、その電文内容に従って指定時刻以降は波形パターンAを出力する。他のパルス波形出力装置６０も動作４０６による電文を受け取ると、その電文内容に従って指定時刻以降はそれに記録されている波形パターン、例えばパターンＢを出力する。パルス波形出力装置６０は、その出力結果を動作４０７で同期管理装置１４に伝える。同様に、他のパルス波形出力装置６０もその結果を同期管理装置１４に伝える。
【００７０】
したがって、図５で説明される一連の動作を複数台のパルス波形出力装置で行えば、出力パターン変更を機器に指令した後、完全に一致したタイミングでその波形を一斉出力できる。
【００７１】
なお、前述した実施形態は、５０Ｈｚ周期でマイクロ秒からミリ秒オーダのパルス幅を有する高周期短パルスを用いた大型加速器施設に適用した場合を想定して説明したが、本発明は、パルスの形態に関して特定のパルス周期並びにパルス幅に限定されるものではなく、例えば正弦波パルスでもよく、用途に適した任意のパルス形態でよい。
【００７２】
前述した実施形態では、パルス波形監視装置１２、同期管理装置１４、上位計算機１６間の通信のためイサーネット１８を用いているが、本発明は、イサーネット１８等の特定の通信回線に限定されず、用途に応じて他の任意の通信線等を使用し得る。
【００７３】
前述した実施形態では、ＮＴＰを用いているが、本発明は、ＮＴＰ等の特定の時刻合わせ技術に限定されず、例えば、屋外ではＧＰＳを用いることが可能であり、用途に応じて既存のあるいは専用の時刻合わせ技術を用い得る。
【００７４】
前述した実施形態では、監視データとして波形データの場合を説明したが、本発明は、波形データに限定されず、監視データとしては機器の運転状態を表すデータであればいずれのタイプのデータでもよい。
【００７５】
前述した実施形態では大型加速施設を想定して説明したが、本発明は、そのような施設ばかりでなく、例えば、プラグのスパークのタイミングと車両の多数の振動を同期を取って解析する等のエンジンの解析、列車のモータ解析、各列車に計測器を置いて、それらの計測器の同期を管理し、イベントを把握すること、タービン監視等、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器であれば、任意の機器に適用可能である。
【００７６】
同期を取って監視すべき信号点数が多い場合、本発明を適用して、外部トリガ発生器としてパルス的なレーザ装置、同期管理装置、及びパルス波形監視装置として機能させた計測器を用いたシステムを構成することにより非常に有効に監視することが可能である。
【００７７】
本発明は上記の実施形態に限定されること無く、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本発明の好適な一実施形態に従った、外部トリガ発生器により発生されたトリガパルスに基づいてパルス運転されている複数の機器の動作を監視する機器動作監視システムを監視対象の複数の機器及び外部トリガ発生器と共に示すブロック図である。
【図２】図２は、データ収集中にパルス波形監視装置内において、何らかのノイズの影響により両者の計数したパルス番号の値が異なる場合を説明するための図である。
【図３】図３は、間違っているパルス番号を有するパルス波形監視装置と同期管理装置との間でパルス番号を修正する本発明の好適な一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従って、同期管理装置が多数台のパルス波形監視機器のパルス番号を管理する際の監視周期の自律的修正手順を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従って、同期管理装置により、複数のパルス波形出力装置の波形パターンの変更および同期のとれた波形パターンを出力する方法を示す図である。
【図６】図６は、従来技術によるパルス番号の修正方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１０  機器動作監視システム
１２−１、１２−２  パルス波形監視装置
１４  同期管理装置
１６  上位計算機
１８  イサーネット
１９  トリガライン
２０  パルス計数・管理部
２２  パルス周期計測部
２４  基準システムクロック部
２６  管理下機器情報テーブル
２８  管理ログ部
３０  内部システムクロック部
３２  パルス計数・管理部
３４  入力波形データ記録部
４０  管理ログ部
４２  システムクロック部
４６  管理下機器情報テーブル
４８  ユーザ画面部
５０−１、５０−２  パルス番号領域
５２−１、５２−２  波形記録領域
５４  パルス番号領域
５６  基準時刻領域
１００  外部トリガ発生器
１０２−１、１０２−２  パルス運転される機器
【図１】
2005202569.tif 000003
【図２】
2005202569.tif 000004
【図３】
2005202569.tif 000005
【図４】
2005202569.tif 000006
【図５】
2005202569.tif 000007
【図６】
2005202569.tif 000008