(57)【要約】【課題】信号変換装置を効率的に検査することのできる信号変換装置の検査システムを提供することを目的とする。【解決手段】信号発生器２は、検査用入力信号を被検査体である信号変換装置１０に出力する。ここで、検査用入力信号は、例えば、周波数が連続的な値を取り、かつ、周波数が被検査体である信号変換装置１０に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する信号とされている。信号変換装置１０では、検査用入力信号に対する出力信号が生成され、この出力信号が処理装置３に出力される。処理装置３は、被検査体である信号変換装置１０からの出力信号に基づいて信号変換装置１０の異常判定を行う。【選択図】図１
2013079918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電システムに用いられるタービンの回転数を検出する回転数検出手段から出力された回転数検出信号を前記タービンを制御するタービン制御装置が認識可能な信号に変換して出力する信号変換装置の検査システムであって、
検査用入力信号を被検査体である信号変換装置に出力する信号発生手段と、
前記検査用入力信号に対する前記信号変換装置の出力信号が入力され、前記出力信号に基づいて前記信号変換装置の異常判定を行う処理手段と
を備え、
前記検査用入力信号は、周波数が連続的な値を取り、かつ、周波数が前記信号変換装置に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する信号である信号変換装置の検査システム。
【請求項２】
前記検査用入力信号は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの起動時における回転数の変化を模擬した信号とされている請求項１に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項３】
前記検査用入力信号は、周波数が前記周波数範囲の下限値から上限値へ連続的に増加する信号である請求項１または請求項２に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項４】
前記検査用入力信号の周波数が下限値から上限値へ達するまでの信号入力期間は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの起動に要する時間に設定される請求項３に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項５】
前記検査用入力信号は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの停止時における回転数の変化を模擬した信号とされている請求項１に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項６】
前記検査用入力信号は、周波数が前記周波数範囲の上限値から下限値へ連続的に低下する信号である請求項１または請求項５に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項７】
前記検査用入力信号の周波数が下限値から上限値へ達するまでの信号入力期間は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの停止に要する時間に設定される請求項６に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項８】
前記検査用入力信号は、周波数が一定の期間と、周波数が連続的に増加または連続的に減少する期間とが交互に組み合わされた信号である請求項１または請求項２または請求項５に記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項９】
前記検査用入力信号が入力され、該検査用入力信号に応じた出力信号を出力する正常品の信号変換装置を有し、
前記処理手段は、
被検査体である前記信号変換装置からの出力信号と、前記正常品の信号変換装置からの出力信号との差分を算出する演算手段と、
前記差分が予め設定されている許容範囲を超えた場合に異常と判定する判定手段と
を具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の信号変換装置の検査システム。
【請求項１０】
前記処理手段は、所定のサンプリング周期で、前記演算手段の演算結果である前記差分が許容範囲を超えた回数をカウントするカウント手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の信号変換装置の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号変換装置の検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンの制御では、タービンの回転数がパラメータの一つとして用いられることから、タービンには、回転数を検出するためのセンサ（例えば、ピックアップセンサ）が設けられている。
センサによって検出されたタービンの回転数検出信号は、例えば、ガスタービン制御装置において用いられることとなるが、センサの回転数検出信号の電圧レベル等と、ガスタービン制御装置の電圧レベル等とが異なるため、センサからの回転数検出信号をそのままガスタービン制御装置に入力させることができない。そのため、通常は、センサからの回転数検出信号をガスタービン制御装置が認識可能な信号に変換する信号変換装置を設け、この信号変換装置による変換後の回転数検出信号をガスタービン制御装置に入力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、寿命や故障等により信号変換装置を交換する必要が生じた場合や、信号変換装置が改良されることにより、既存の信号変換装置を改良された信号変換装置に交換する場合などにおいては、新たに取り付けられる信号変換装置が正常に作動するか否かを検査する必要がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、信号変換装置を効率的に検査することのできる信号変換装置の検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、発電システムに用いられるタービンの回転数を検出する回転数検出手段から出力された回転数検出信号を前記タービンを制御するタービン制御装置が認識可能な信号に変換して出力する信号変換装置の検査システムであって、検査用入力信号を被検査体である信号変換装置に出力する信号発生手段と、前記検査用入力信号に対する前記信号変換装置の出力信号が入力され、前記出力信号に基づいて前記信号変換装置の異常判定を行う処理手段とを備え、前記検査用入力信号は、周波数が連続的な値を取り、かつ、周波数が前記信号変換装置に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する信号である信号変換装置の検査システムを提供する。
【０００７】
本発明によれば、信号発生手段から検査用入力信号が被検査体である信号変換装置に出力され、信号変換装置において検査用入力信号に対応する出力信号が生成される。この出力信号は処理手段に入力され、この出力信号に基づいて信号変換装置の異常判定が行われる。この場合において、信号発生手段からは、周波数が連続的な値を取るとともに、信号変換装置に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する検査用入力信号が出力される。
このように、信号変換装置に要求される周波数範囲の周波数を全て含む信号を検査用入力信号として信号変換装置に与え、また、この信号変換装置の出力信号に基づく異常判定を処理手段に行わせることにより、人手を介すことなく、信号変換装置の検査を実施することが可能となる。
【０００８】
上記信号変換装置の検査システムにおいて、前記検査用入力信号は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの起動時における回転数の変化を模擬した信号とされていてもよい。
【０００９】
検査用入力信号をタービンの起動時における回転数変化を模擬した信号とすることにより、タービンの運転状態に沿った周波数変化に対する信号変換装置の動作を確認することが可能となる。また、検査用入力信号は、タービン制御装置から出力されるタービンの回転数指令の変化を模擬した信号であってもよいし、タービンの実回転数の変化を模擬した信号であってもよい。
【００１０】
上記信号変換装置の検査システムにおいて、前記検査用入力信号は、周波数が前記周波数範囲の下限値から上限値へ連続的に増加する信号であってもよい。また、この場合において、前記周波数が下限値から上限値へ達するまでの信号入力期間は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの起動に要する時間に設定されてもよい。
【００１１】
上記信号変換装置の検査システムにおいて、前記検査用入力信号は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの停止時における回転数の変化を模擬した信号とされていてもよい。
【００１２】
検査用入力信号をタービンの停止時における回転数変化を模擬した信号とすることにより、タービンの運転状態に沿った周波数変化に対する信号変換装置の動作を確認することが可能となる。
また、検査用入力信号は、タービン制御装置から出力されるタービンの回転数指令の変化を模擬した信号であってもよいし、タービンの実回転数の変化を模擬した信号であってもよい。
【００１３】
上記信号変換装置の検査システムにおいて、前記検査用入力信号は、周波数が前記周波数範囲の上限値から下限値へ連続的に減少する信号であってもよい。また、この場合において、前記検査用入力信号の周波数が上限値から下限値へ達するまでの信号入力期間は、前記信号変換装置が適用される前記タービンの停止に要する時間に設定されてもよい。
【００１４】
また、前記検査用入力信号は、周波数が一定の期間と、周波数が連続的に増加または連続的に減少する期間とが交互に組み合わされた信号であってもよい。
【００１５】
上記信号変換装置の検査システムは、前記検査用入力信号が入力され、該検査用入力信号に応じた出力信号を出力する正常品の信号変換装置を有し、前記処理手段は、被検査体である前記信号変換装置からの出力信号と、前記正常品の信号変換装置からの出力信号との差分を算出する演算手段と、前記差分が予め設定されている許容範囲を超えた場合に異常と判定する判定手段とを備えていてもよい。
【００１６】
このように、正常品の信号変換装置と被検査体の信号変換装置とに、同一の検査用入力信号を入力し、この検査用入力信号に対する両者の出力信号の比較により異常判定を行うこととしたので、検査の信頼性を高めることが可能となる。また、検査用入力信号の波形の変更に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【００１７】
上記信号変換装置の検査システムにおいて、前記処理手段は、所定のサンプリング周期で、前記演算手段の演算結果である前記差分が許容範囲を超えた回数をカウントするカウント手段を備えていてもよい。
【００１８】
このようにカウント手段を備えることにより、どの程度の頻度で差分が許容範囲を超えたか否かを確認することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信号変換装置を効率的に検査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】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号変換装置の検査システムの概略構成を示したブロック図である。
【図２】起動時におけるガスタービンの回転数変化の一例を示した図である。
【図３】検査用入力信号の一例を示した図である。
【図４】図１に示した処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図５】検査用入力信号の他の例を示した図である。
【図６】検査用入力信号の一例を示した図である。
【図７】検査用入力信号の一例を示した図である。
【図８】停止時におけるガスタービンの回転数変化の一例を示した図である。
【図９】検査用入力信号の一例を示した図である。
【図１０】検査用入力信号の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る信号変換装置の検査システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、ガスタービンに適用される信号変換装置を検査対象とした場合を例示して説明する。すなわち、ガスタービンの回転数を検出するセンサからの信号をガスタービンを制御する制御装置が認識可能な信号に変換して出力する信号変換装置を検査対象とした場合を例示する。なお、本発明に係る信号変換装置の検査システムは、上記ガスタービンに適用される信号変換装置の検査に限られず、例えば、蒸気タービン、風車タービン、水車タービン等、発電システムに用いられるタービンの回転数検出信号の変換に適用される信号変換装置に対して広く適用することが可能である。
【００２２】
図１は、信号変換装置の検査システムの概略構成を示したブロック図である。図１に示すように、信号変換装置の検査システム１は、信号発生器（信号発生手段）２と、処理装置（処理手段）３とを主な構成として備えている。また、被検査体である信号変換装置１０と動作比較する比較品として正常品の信号変換装置２０が用意されている。
【００２３】
信号発生器２は、検査用入力信号を生成し、この検査用入力信号を被検査体である信号変換装置１０および比較品である正常品の信号変換装置２０に出力する。
ここで、検査用入力信号は、周波数が連続的な値をとり、かつ、周波数が被検査体である信号変換装置１０に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する信号である。
【００２４】
検査用入力信号は、例えば、信号変換装置１０が適用されるガスタービンの起動時における回転数の変化を模擬した信号とされる。
例えば、起動時において、図２に示すように、回転数が連続的に増加した後に一定となり、その後、また回転数が連続的に増加するというような制御が行われるガスタービンに適用される場合には、信号発生器２は、図３に示すように、図２と同様の波形、すなわち、周波数が連続的に増加した後に一定となり、その後、また周波数が連続的に増加するというような検査用入力信号を発生させる。なお、回転数（ｒｐｍ）と周波数（Ｈｚ）とが比例関係にあることは周知のとおりである。
【００２５】
ここで、図３における検査用入力信号の周波数の下限値Ａｍｉｎ及び上限値Ａｍａｘは、例えば、ユーザが信号変換装置１０に要求する周波数範囲の下限値（例えば、０Ｈｚ）及び上限値（例えば、１０，０００Ｈｚ）にそれぞれ設定される。なお、これに代えて、信号変換装置１０が仕様で補償する周波数範囲の下限値及び上限値にそれぞれ設定されてもよい。
また、周波数が下限値から上限値へ達するまでの信号入力期間Ｔは、例えば、信号変換装置１０が適用されるガスタービンが起動に要する期間（例えば、５０分）に設定される。
【００２６】
信号発生器２において生成された検査用入力信号は、被検査体である信号変換装置１０および正常品の信号変換装置２０に入力される。
信号変換装置１０、２０は、入力された検査用入力信号をガスタービン制御装置が認識可能な信号に変換し、処理装置３へ出力する。
【００２７】
処理装置３は、信号変換装置１０，２０からの出力信号に基づいて信号変換装置１０の異常判定を行う。
具体的には、処理装置３は、図４に示すように、演算部（演算手段）３１、判定部（判定手段）３２、カウント部（カウント手段）３３、報知部３４を主な構成として備えている。
演算部３１は、被検査体である信号変換装置１０からの出力信号と、正常品である信号変換装置２０からの出力信号との差分を算出する。
判定部３２は、演算部３１の演算結果である差分が、予め設定されている許容範囲を超えた場合に異常と判定する。
カウント部３３は、所定のサンプリング周期で、演算部３１の演算結果である差分が、許容範囲を超えた回数をカウントする。
報知部３４は、判定部３２の判定結果およびカウント部３３のカウント結果をユーザに対して通知する。報知部３４の一例としては、ＬＥＤランプや液晶ディスプレイなどが挙げられる。
【００２８】
処理装置３は、例えば、ソフトウェアによって上記各部の処理を実現するような構成とされていてもよいし、ハードウェアによる処理により実現するような構成とされていてもよい。
ソフトウェアによって実現する場合、処理装置３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、及び上記各部の処理を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、ＣＰＵが記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述の各部の処理を実現させる。
【００２９】
次に、上記構成を備える信号変換装置の検査システム１の動作について説明する。
検査が開始されると、信号発生器２において図３に示すような検査用入力信号が生成され、信号変換装置１０，２０にそれぞれ入力される。
信号変換装置１０，２０は、検査用入力信号をガスタービン制御装置に適した出力信号に変換し、処理装置３に出力する。
処理装置３では、演算部３１により信号変換装置１０の出力信号と、信号変換装置２０の出力信号との差分が算出され、この差分が許容範囲内であるか否かが判定部３２により判定され、この判定結果が報知部３４からユーザに報知される。また、カウント部３３によって所定のサンプリング周期で差分が許容範囲を超えた回数がカウントされ、カウント結果が報知部３４によりユーザに報知される。
【００３０】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る信号変換装置の検査システム１によれば、信号発生器２により生成された検査用入力信号が被検査体である信号変換装置１０及び正常品の信号変換装置２０に出力され、この検査用入力信号に対応する出力信号が被検査体である信号変換装置１０及び正常品の信号変換装置２０から処理装置３に出力される。処理装置３では、信号変換装置１０，２０の出力信号が比較されることにより、信号変換装置１０が正常な作動をしているか否かが判定される。
【００３１】
この場合において、信号発生器２からは、周波数が連続的な値をとるとともに、被検査体である信号変換装置１０に要求される周波数範囲の上限値と下限値との間で変化する検査用入力信号が出力されるので、検査に必要とされる周波数範囲全てに渡って、人の手を介さずに信号変換装置１０の作動を確認することができ、効率的に検査を実施することが可能となる。
【００３２】
更に、検査用入力信号をガスタービンの起動時における回転数変化を模擬した信号とすることにより、ガスタービンの運転状態に沿った周波数変化に対する信号変換装置の動作を確認することが可能となる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、起動時におけるガスタービンの回転数変化を模擬していたが、これに代えて、以下のような検査用入力信号としてもよい。
例えば、起動時には、タービン回転数が徐々に増加するという特徴を捉えて、図５に示すように、周波数が一定の割合で連続的に増加する検査用入力信号を用いることとしてもよい。この場合においても、図３に示した検査用入力信号と同様に、周波数の下限値Ａｍｉｎ及び上限値Ａｍａｘは、信号変換装置１０に要求される周波数範囲の下限値（例えば、０Ｈｚ）及び上限値（例えば、１０，０００Ｈｚ）にそれぞれ設定する。また、検査用入力信号の信号入力期間Ｔは、信号変換装置１０が適用されるガスタービンが起動に要する期間（例えば、５０分）に設定するとよい。
【００３４】
また、図５に示すように増加率を一定とするのではなく、図６に示すように増加率を変化させることとしてもよいし、図７に示すように、周波数が一定となる期間を途中に設けることとしてもよい。
【００３５】
また、上述のように、起動時におけるガスタービンの回転数変化を模擬するのではなく、停止時におけるガスタービンの回転数変化を模擬した検査用入力信号を用いることとしてもよい。例えば、図８に示すように、停止時において回転数が徐々に低下するような制御が行われるガスタービンに適用される場合には、信号発生器２は、図９に示すように、同様の波形を描く検査用入力信号を発生させる。この場合においても、検査用入力信号の周波数の下限値Ａｍｉｎ及び上限値Ａｍａｘは、信号変換装置１０に要求される周波数範囲の下限値（例えば、０Ｈｚ）及び上限値（例えば、１０，０００Ｈｚ）にそれぞれ設定される。また、検査用入力信号の信号入力期間Ｔは、例えば、信号変換装置１０が適用されるガスタービンが停止に要する期間に設定される。
【００３６】
また、停止時には、タービン回転数が徐々に低下するという特徴を捉えて、図１０に示すように、周波数が一定の割合で連続的に低下する検査用入力信号を用いることとしてもよい。この場合においても、周波数の上限値Ａｍａｘ及び下限値Ａｍｉｎは、信号変換装置１０に要求される周波数範囲の下限値（例えば、０Ｈｚ）及び上限値（例えば、１０，０００Ｈｚ）にそれぞれ設定され、信号入力期間Ｔは、信号変換装置１０が適用されるガスタービンが停止に要する期間に設定される。
【００３７】
なお、検査用入力信号については、上述の例に限定されるものではなく、周波数が連続的な値をとり、かつ、被検査体である信号変換装置１０に要求される周波数範囲の下限値と上限値との間で変化するような信号であればよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、正常品の信号変換装置２０を用意し、この信号変換装置２０からの出力信号と被検査体の信号変換装置１０からの出力信号とを比較して検査を行う態様としたが、これに代えて、検査用入力信号に対する正常品の応答波形を予め取得して処理装置３が備える記憶部に保存しておき、検査時においては、被検査体の信号変換装置１０からの出力信号と予め記憶しておいた正常品の応答波形とを比較することによって、被検査体の信号変換装置１０の異常判定を行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  信号変換装置の検査システム
２  信号発生器
３  処理装置
１０，２０  信号変換装置
３１  演算部
３２  判定部
３３  カウント部
３４  報知部
【図１】
2013079918.tif 000003
【図２】
2013079918.tif 000004
【図３】
2013079918.tif 000005
【図４】
2013079918.tif 000006
【図５】
2013079918.tif 000007
【図６】
2013079918.tif 000008
【図７】
2013079918.tif 000009
【図８】
2013079918.tif 000010
【図９】
2013079918.tif 000011
【図１０】
2013079918.tif 000012