(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ素子としての電解コンデンサを含む直流電源の出力電圧のリップル成分を抽出するリップル成分抽出手段と、前記リップル成分抽出手段により抽出されたリップル成分の実効値を求める実効値検出手段と、前記実効値検出手段により検出されたリップル成分の実効値を周期的に取り込んでその変化率を算出する変化率算出手段と、前記直流電源の周囲温度を検出する周囲温度検出手段と、前記リップル成分の実効値とその変化率及び前記周囲温度を周期的に取り込んで前記リップル成分の実効値の変化を推測し、該推測されたリップル成分の実効値が前記直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測する故障時期推測手段とを備え、
前記故障時期推測手段は、前記リップル成分の実効値の変化を傾き係数と時間との積の近似式で近似し、前記リップル成分の実効値の大きさとその変化率及び前記周囲温度をそれぞれ入力変数とするメンバーシップ関数を用いたファジイ推論に従って前記傾き係数を決定し、該決定された傾き係数を有する前記近似式により前記直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測することを特徴とする電源監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源監視装置において、
前記故障時期推定手段は、前記傾き係数の範囲を使用負荷及び使用環境条件に対応づけて変更する傾き係数変更手段と、前記ファジイ推論で用いるメンバシップ関数の適合度に対応した設定値を使用負荷及び使用環境条件に対応づけて変更する設定値変更手段とを備えてなることを特徴とする電源監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源監視装置において、
前記故障時期推定手段は、チューニング操作に応答して前記傾き係数の範囲を整定する傾き係数整定手段と、前記傾き係数整定手段の整定に従って前記傾き係数の範囲を変更する傾き係数変更手段とを備えてなることを特徴とする電源監視装置。
【請求項４】
請求項1乃至３のいずれか1項に記載の電源監視装置において、
前記故障時期推測手段の推測結果を送信する送信手段と、前記送信手段の送信による推測結果を受信して推測結果をモニタ画面に表示する表示手段とを備えてなることを特徴とする電源監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源監視装置に係り、特に、フィルタ素子としての電解コンデンサを含む直流電源の異常現象を事前に予測するに好適な電源監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アナログ回路とディジタル回路を含む制御装置、例えば、ディジタル保護制御装置などの電源として、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いたスイッチング電源が用いられている。この種のスイッチング電源は、フィルタ素子として大容量の電解コンデンサを備えており、ディジタル回路などの負荷にリップル成分の少ない直流出力を供給できるようになっている。そしてこの種のスイッチング電源を備えた装置においては、スイッチング電源の出力電圧を監視し、出力電圧が正常状態にあるときにはハイレベルで、出力電圧が警報レベルまで低下したときにはローレベルとなるパワーアベーラブル信号を出力し、さらに、スイッチング電源の出力電圧が警報レベルよりも低いリセットレベルまで低下したときにはスイッチング電源の負荷となるシステムをリセットする構成が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、スイッチング電源に用いられる電解コンデンサのドライアップ現象によりリップル成分が増加して電源電圧がリセットレベルまで低下したときにはシステムを停止する構成を採用しているため、電源が一旦故障すると、電源が復旧されるまでの間システムが停止状態にあり、この停止時間が長くなる。すなわち、従来技術では、電源が故障となる時期を事前に予測することは行なっておらず、電源が故障してから復旧作業などの対応をとっているので、電源故障時には緊急な対応となり、人的資源の有効な活用が図れない。このため電源を定期的に点検することが余儀なくされる。
【０００４】
本発明の目的は、直流電源の故障時期を事前に予測することができる電源監視装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の電源監視装置は、フィルタ素子としての電解コンデンサを含む直流電源の出力電圧のリップル成分を抽出するリップル成分抽出手段と、前記リップル成分抽出手段により抽出されたリップル成分の実効値を求める実効値検出手段と、前記実効値検出手段により検出されたリップル成分の実効値を周期的に取り込んでその変化率を算出する変化率算出手段と、前記直流電源の周囲温度を検出する周囲温度検出手段と、前記リップル成分の実効値とその変化率及び前記周囲温度を周期的に取り込んで前記リップル成分の実効値の変化を推測し、該推測されたリップル成分の実効値が前記直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測する故障時期推測手段とを備え、前記故障時期推測手段は、前記リップル成分の実効値の変化を傾き係数と時間との積の近似式で近似し、前記リップル成分の実効値の大きさとその変化率及び前記周囲温度をそれぞれ入力変数とするメンバーシップ関数を用いたファジイ推論に従って前記傾き係数を決定し、該決定された傾き係数を有する前記近似式により前記直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測することを特徴とする。
【００１５】
前記した手段によれば、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測するようにしているため、直流電源の出力レベルが異常レベルになる故障時期あるいは寿命時期を事前に予測することができ、この予測結果を基に対処することで、直流電源に接続された負荷に不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【００１６】
特に、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値と実効値の変化率及び直流電源の周囲温度を基に、リップル成分の実効値の変化を傾きと時間との積の近似式で近似し、リップル成分の実効値の大きさとその変化率及び周囲温度をそれぞれ入力変数とする複数のメンバーシップ関数を有するファジイ推論に従って傾き係数を決定し、決定された傾き係数を有する近似式により直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測するようにしているため、直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期あるいは寿命時期を事前に予測することができ、この予測結果にしたがって対処することで、直流電源に接続された負荷に不具合が生じるのを未然に防止することができる。
【００１７】
また、近似式の傾き係数の範囲を使用負荷および使用環境条件に対応づけて変更したり、メンバーシップ関数の適合度と設定値を使用負荷および使用環境条件に対応づけて変更したりすることで、使用負荷および使用環境条件に応じた故障時期を推測することができる。
【００１８】
さらに、チューニング操作により近似式の傾き係数の範囲を整定し、この整定にしたがって近似式の傾き係数の範囲を変更することで、装置や使用環境に応じたカスタマイズが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、電源監視装置を含むディジタル保護・制御装置のブロック構成図である。図１において、ディジタル保護・制御装置は、直流電源１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、アナログバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４、アナログ実効値検出器１６、複数のアナログローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８、アナログマルチプレクサ（ＭＰＸ）２０、アナログ／ディジタル変換器２２、バッファメモリ２４、電源監視回路２６、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２８、プログラムメモリ（ＲＯＭ）３０、データメモリ（ＲＡＭ）３２、時刻用のリアルタイムクロック（ＲＴＣ）３４、入出力バッファ（Ｉ／Ｏ）３６、温度変換器３８、不揮発性メモリ４０、コントローラ４２、通信回路４４、システムバス４６、フラットディスプレイ４８、キーボード５０、モデム５２を備えて構成されており、モデム５２が通信回線５６を介して上位の監視制御装置５８に接続されている。
【００２０】
直流電源１０は、フィルタ素子としての電解コンデンサを含むスイッチング電源で構成されており、ＤＣ１１０Ｖの電圧を受けて、この電圧を５Ｖ／２４Ｖに変換し、５Ｖの電圧信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１２、アナログバンドパスフィルタ１４、電源監視回路２６に出力するようになっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、５Ｖの電圧を受け、この電圧を±１５Ｖの電圧に変換し、変換した直流電圧をアナログバンドパスフィルタ１４、実効値検出器１６、アナログローパスフィルタ１８等のアナログ回路にそれぞれ出力するようになっている。すなわちＤＣ／ＤＣコンバータ１２はアナログ回路の電源として用いられている。
【００２１】
一方、マイクロコンピュータ２８などのディジタル回路には直流電源１０の出力による５Ｖの電圧が供給されている。この直流電源１０は、スイッチング電源としてスイッチング動作するため、正常時においても、スイッチング動作に伴って、図２（ａ）に示すように、スイッチング電源周波数成分としてのスイッチングノイズが約１００ｍＶ程度発生する（周期：１／ｆｓｗ）。一方、直流電源１０の異常時には、図２（ｂ）に示すように、直流電源１０の出力電圧（５Ｖ）に含まれるリップル成分Ｖｅが大きくなる。出力電圧のリップル成分Ｖｅが大きくなる主たる要因は、直流電源１０内の電解コンデンサに含まれる電解液のドライアップ現象によるコンデンサ容量の低下である。直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分Ｖｅが大きくなると、ディジタル回路に多大な悪影響を及ぼすことになる。
【００２２】
そこで、本実施形態においては、直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分Ｖｅのみをアナログバンドパスフィルタ１４で抽出し、抽出したリップル成分Ｖｅの実効値を実効値検出器１６で検出し、検出した実効値を基にマイクロコンピュータ２８において直流電源１０の出力電圧が異常レベルになる故障時期または寿命時期を推測することとしている。
【００２３】
具体的には、アナログバンドパスフィルタ１４は、直流電源１０の出力電圧（５Ｖ）を信号Ｖ１として取り込み、入力した信号Ｖ１からリップル成分Ｖｅのみを抽出し、すなわちスイッチング周波数ｆｓｗ成分以外を除去し、図２（ｃ）に示すように、信号Ｖ２をリップル成分Ｖｅとして抽出するようになっている。このアナログバンドパスフィルタ１４は、直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分Ｖｅのみを抽出し、検出に不要な直流成分を除去するリップル成分抽出手段として構成されており、アナログバンドパスフィルタ１４の伝達関数（２次）は次式によって表わされる。
【００２４】
【数１】
0003997458.tif 000002
【００２５】
ここで、Ｈ０：ゲイン、ω０：中心周波数（＝２×π×ｆ０）、Ｑ：選択度である。
【００２６】
このように、直流電源１０の出力電圧である信号Ｖ１を、アナログバンドパスフィルタ１４を通過させるのは、信号Ｖ１からスイッチング周波数成分のみを取出し、電解コンデンサのドライアップ現象を正確に検出するためである。従って、アナログバンドパスフィルタ１４の中心周波数ｆ０は直流電源１０のスイッチング周波数、例えば、１００ｋＨｚに設定されている。そして、アナログバンドパスフィルタ１４の出力信号Ｖ２はアナログ実効値検出器１６に入力されている。
【００２７】
実効値検出器１６は、信号Ｖ２を実効値に変換する実効値検出手段として構成されており、図２（ｄ）に示すように、信号Ｖ２の実効値Ｖ３として、リップル成分Ｖｅに対応した波高値Ｖｅ３の波形を得るようになっており、実効値検出器１６の検出による実効値Ｖ３の信号はアナログマルチプレクサ２０に入力されている。
【００２８】
アナログマルチプレクサ２０は、実効値検出器１６の出力信号を取り込むとともに、サンプリングによる折り返し誤差の影響を低減させるために設けられたアナログローパスフィルタ１８から電力系統の信号（５０／６０Ｈｚの信号）を順次取り込み、サンプリング周波数、例えば、４８００Ｈｚにしたがって入力信号を順番にサンプリングし、サンプリングした信号を順次アナログ／ディジタル変換器２２に出力するようになっている。アナログ／ディジタル変換器２２は、入力したアナログ信号を順次ディジタル信号に変換し、変換したディジタル信号をバッファメモリ２４に格納するようになっている。バッファメモリ２４に格納されたディジタル信号のうち実効値検出器１６の出力信号によって得られたディジタル信号は直流電源１０の出力レベルが異常レベルになる故障時期を推測するためのデータに用いられ、アナログローパスフィルタ１８の出力信号から得られたディジタル信号は電力系統を監視するためのデータとして用いられる。
【００２９】
マイクロコンピュータ２８は、プログラムメモリ３０に格納された動作プログラムおよびデータにしたがって各種の演算を行なうに際して、バッファメモリ２４、データメモリ３２、不揮発性メモリ４０に格納されたデータに基づいて電力系統に関する監視制御演算を実行したり、直流電源１０の出力電圧が異常レベルになる故障時期あるいは寿命時期を推測する演算を行ない、演算結果を入出力バッファ３６を介して出力手段としての表示装置や記録装置に出力したり、異常時にはアラーム信号を出力するようになっている。さらに、演算結果（推測結果）を、送信手段としての通信回路４４、モデム５２、通信回線５６を介して受信手段としての監視制御装置５８に送信し、監視制御装置５８のモニタ画面に直流電源１０の出力電圧が異常レベルになる故障時期に関する推測結果などを表示するようになっている。またマイクロコンピュータ２８には、電源監視回路２６からの信号が入力されており、電源監視回路２６は、直流電源１０の出力レベルが、正常時の電圧（５Ｖ）よりも１０％低下した４．５ボルトになったときに、リセット信号をマイクロコンピュータ２８に出力するようになっている。このとき、マイクロコンピュータ２８は、リセット信号に応答して各回路をリセットするようになっている。なお、直流電源１０の周囲温度を検出する周囲温度検出手段としての温度変換器３８は、直流電源１０の周囲温度を計測し、計測温度のデータを、システムバス４６を介してデータメモリ３０に転送するようになっている。
【００３０】
次に、直流電源１０の出力レベルが異常レベルになる故障時期を推測するに先立って、直流電源１０に内蔵された電解コンデンサのドライアップ現象の進行状況を推定する例を図３にしたがって説明する。
【００３１】
図３において、アラームレベルは、直流電源１０としては異常ではないが、電解コンデンサのドライアップ現象が進行し、近い将来、電源異常となることを警告するための判定レベルである。すなわちアラームレベルは直流電源１０の出力電圧のレベルが正常であって、マイクロコンピュータ２８など各種のディジタル回路を正常に運用できる状態のレベルであり、電源監視回路２６によって判定されるリセットレベル（４．５Ｖ）よりも高いレベルである。
【００３２】
直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分をアナログ実効値検出器１６の検出出力に基づいて推定するに際して、マイクロコンピュータ２８のリップル成分検出時刻を示す現時点をＴ０とし、前回の検出時刻をＴ−１とした場合、電源異常が早期に進行しないケースは、図３の一点鎖線で示すように、Ｔ−１時刻のリップル成分がＶｒ１'、Ｔ０時刻のリップル成分がＶｒ２'となる。一方、電源異常が早期に進行するケースのときには、Ｔ−１時刻のリプル成分がＶｒ１、Ｔ０時刻のリップル成分がＶｒ２とリップル成分が急激に大きくなる。電源異常が早期に進行するときのドライアップ現象としては、直流電源１０の周囲温度が高く、かつ、直流電源１０の負荷が大きいときが挙げられる。
【００３３】
さらに、電解コンデンサのドライアップ現象は、図３の近似式（ａ）〜（ｃ）に対応した直線Ａ、Ｂ、Ｃで示すように、使用環境や電解コンデンサの性能そのもの、例えば、１０５℃５０００時間品などの差により進行度が異なる。
【００３４】
ドライアップ現象の進行が著しく速いケースを示す直線Ａの場合は、アラームレベルを超えるのはＴ１時刻であり、進行が比較的速いケースを示す直線Ｂの場合は、時刻Ｔ２がアラームレベルを超える時刻であり、進行が普通のケースを示す直線Ｃの場合は、時刻Ｔ３がアラームレベルを超える時刻である。
【００３５】
直線Ａ、Ｂ、Ｃは、リップル成分の変化を直線で近似しているため、各直線Ａ、Ｂ、Ｃを表わす直線近似式（Ｖ＝α×ｔ）の傾き（傾き係数）αをそれぞれαｍａｘ、αｍｉｄ、αｍｉｎと互いに異なる値に設定することで、ドライアップ現象の進行の違いによる進行状況を推定することを可能としている。ただし、この傾きαをユニークに決定できないところに推定の難しさがある。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、この傾き（傾き係数）αを、直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分の大きさ、直流電源１０の周囲温度、リップル成分の大きさの変化率を入力条件として、ファジー推論を用いて決定することとしている。すなわち、マイクロコンピュータ２８は、故障時期推測手段として、直流電源１０の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値を、図３に示すように、傾きαと時間との積で近似した近似式（Ｖ＝α×ｔ）で表し、直流電源１０のリップル成分の実効値と周囲温度およびリップル成分の実効値の変化率に関する情報を入力変数として、近似式の傾きαを出力変数とするファジー推論にしたがって近似式の傾き（傾き係数）を算出し、この算出値と検出された実効値を基に、実効値検出時点を基準として、直流電源１０の出力電圧が異常レベルになるまでの時間を故障時期あるいは寿命時期として推測するようになっている。
【００３７】
ここで、ファジー推論におけるファジー理論は、ファジー集合論に基づいて、人間の主観が介在することにより生じるあいまいさを取り扱う理論である。なおファジー集合とは、その境界がぼやけており、その集合に属する程度をメンバーシップ関数で表わした要素の集まりのことである。このメンバーシップ関数は０から１までの値を取り、その値を集合に属する度合い（グレード）と呼ぶ。このグレードと対応させることにより表現をぼやかした表現が可能である。
【００３８】
このように、ファジー理論では、言葉の持つあいまいさをメンバーシップ関数によって定量化する点が大きな特徴である。このことにより、人間の持つ勘や経験などの知識を馴染みやすい形で扱うことができ、多数の知識の状況に応じたレベルづけによる総合判断と知識からのずれの情報を用いた類推判断が可能である。
【００３９】
ファジー推論にしたがって傾き係数αを求めるに際して、マイクロコンピュータ２８は、図４に示すように、評価演算部２８ａ、メンバーシップ関数２８ｂ、制御ルール２８ｃ、前件部２８ｄ、後件部２８ｅ、合成部（非ファジー化）２８ｆからなる要素をプログラムメモリ３０などとともに構成するようになっている。なお、評価演算部２８ａは、リップル成分の大きさやリップル成分の実効値の変化率の算出、周囲温度の計測データの取り込みを行なう演算ブロックである。
【００４０】
図４に示す構成によるファジー推論部は、図５に示す制御ルール、例えば、ルール群１〜ルール群３のうちいずれかのルール群または全てのルール群にしたがって傾き係数αを算出するようになっている。
【００４１】
具体的には、ルール群１については、入力変数として、電源リップの大きさ（リップル成分の大きさ）に対してファジー変数：大、中、小が設定され、出力変数として、傾き係数αに対してファジー変数：大、中、小が設定されている。すなわち電源リップの大きさが大、例えば、リップル成分が４００ｍＶ以上のときには傾き係数αが大、電源リップの大きさが中、例えば、２００ｍＶのときには傾き係数αは中、電源リップの大きさが小、例えば、１００ｍｖ以下のときには傾き係数αは小というルールが設定されている。
【００４２】
ルール群２については、入力変数として、電源リップの大きさに対してファジー変数：大、中、小が設定されているとともに、周囲温度の最大値に対してファジー変数：大、中、小が設定され、出力変数として、傾き係数αに対してファジー変数：大、中、小が設定されている。すなわち、電源リップの大きさが小かつ周囲温度の最大値が大のときには傾き係数αは小、電源リップの大きさが中でかつ周囲温度の最大値が中のときには傾き係数αは中、電源リップルの大きさが大でかつ周囲温度の最大値が小のときには傾き係数αは大というルールが設定されている。
【００４３】
ルール群３については、入力変数として、電源リップの大きさの変化率に対してファジー変数：大、中、小が設定され、出力変数として、傾き係数αに対してファジー変数：大、中、小が設定されている。すなわち、電源リップルの大きさの変化率が大きいときには傾き係数αは大、電源リップルの大きさの変化率が中のときには傾き係数αは中、電源リップルの大きさの変化率が小さいときには傾き係数αは小というルールが設定されている。なお、電源リップルの変化率は、今回検出された電源リップルの大きさと前回検出された電源リップルの大きさの比を表わす。
【００４４】
図６に、各入力変数と出力変数のメンバーシップ関数を示す。
【００４５】
（ａ）は、入力変数としてのリップルの大きさと適合度との関係を示すメンバーシップ関数であり、（ｂ）は、入力変数として最高周囲温度と適合度との関係を示すメンバーシップ関数であり、（ｃ）は、入力変数としのリップル成分の大きさの変化率と適合度との関係を示すメンバーシップ関数である。また（ｄ）は、出力変数としての傾き係数αと適合度との関係を示すメンバーシップ関数である。
【００４６】
次に、図５に示すルール群２と図６に示すメンバーシップ関数にしたがってファジー推論により、傾き係数αを具体的に求める方法を図７にしたがって説明する。
【００４７】
まず、実効値検出器１６の検出による電源リップル（リップル成分）の大きさが４００ｍＶ、温度変換器３８の計測による周囲温度が１５℃のときにはこれらのデータがファジー推論部に入力される。ファジー推論部は、メンバーシップ関数を用い、推論ルールの前件部２８ｄを構成している個々の項目との適合度を求める。
【００４８】
例えば、電源リップルの大きさ４００ｍＶとルール２の項目「大」との交点０．７、周囲温度１５℃とルール２の項目「低い」との交点０．５を求める。これらの数値は適合度として求められる。
【００４９】
同様に、電源リップルの大きさ４００ｍＶとルール２の項目「中」との交点として０．３、周囲温度１５℃とルール２の項目「中」との交点として０．５を求める。
【００５０】
次に、個別の推論ルールごとに前件部２８ｄの適合度を求め、後件部２８ｅの適合度を導く。この場合、ｍａｘ−ｍｉｎ法を用いる。このｍａｘ−ｍｉｎ法によると、傾き係数αが大きいというときの後件部２８ｅの適合度は小さい方の値として０．５を選択する。同様にして、傾き係数αとして中というときには、後件部２８ｅの適合度として小さい方の値である０．３を選択する。
【００５１】
次に、個別のルールごとに求められた後件部２８ｅの適合度は面積で表わされ、これら全ての面積の重心が合成部２８ｆで求められる。この重心は、最終的な結論である傾き係数αとして求められる。
【００５２】
傾き係数αが求められると、次の（２）式にしたがって電源リップルの大きさがアラームレベルに達するまでの時間、すなわち電源１０の出力電圧のレベルが異常レベルになるまでの故障時期を求めることができる。
【００５３】
Ｖ＝α×ｔ……（２）
すなわち、現時点における電源リップルの大きさ（実効値）と、傾き係数αの値を（２）式に代入し、実効値検出時点を基準として、電源リップルの大きさが図３に示すアラームレベルになるまでの時間ｔを求める。
【００５４】
傾き係数αはメンバーシップ関数の後件部２８ｅの取りうる範囲で規定が可能であるため、この範囲の選定により、種々の電解コンデンサのドライアップ現象に対応させることが可能である。すなわち、装置の信頼度クラス（超高圧から配電線クラス）、使用環境や使用条件に応じたカスタマイズが可能である。この場合、直流電源１０の使用負荷や使用環境条件をデータとして入力することで、傾き係数αの範囲を使用負荷や使用環境条件に対応づけて変更したり、ファジー推論で用いるメンバーシップ関数の適合度に対応した設定値、すなわち入力変数や出力変数を使用負荷および使用環境条件に対応づけて変更することができる。この場合マイクロコンピュータ２８は傾き係数変更手段および変更手段を構成することになる。
【００５５】
また、傾き係数αの範囲を整定値として取り込むことにより、よりユーザフレンドリなシステムを構築することができる。例えば、フラットディスプレイ４８またはキーボード５０からチューニング操作に応答して、近似式の傾き係数の範囲を整定する操作を行ない、チューニング操作にしたがった傾き係数の範囲として整定された値を不揮発性メモリ４０に一次格納し、格納された値を基に、マイクロコンピュータ２８において、チューニング操作にしたがって整定された近似式の傾き係数の範囲を変更する。この場合、マイクロコンピュータ２８は傾き係数変更手段として機能し、フラットディスプレイ４８またはキーボード５０は傾き係数整定手段を構成することになる。
【００５６】
また、故障時期に関する推測結果は、入出力バッファ３６を介して表示装置や記録装置に出力されるため、この推測結果を運転員が見ることで、故障時期を推定することもできる。
【００５７】
また、故障時期に関する推測結果は、モデム５２、通信回線５６を介して監視制御装置５８に送信されるため、上位の監視制御装置５８のモニタ画面に表示される推測結果から、遠隔地においても故障時期を把握することができる。
【００５８】
また、電源装置１０の電解コンデンサのドライアップ現象は急激には変化しないことから、以上の動作は、例えば、１日に１回程度実施すればよいため、実際の処理時間に負担がかかることはない。
【００５９】
また、前記実施形態において、制御ルール２を用いるものについて述べたが、制御ルール１または制御ルール３のみを用いて故障時期を推測したり、制御ルール１から３を全て用いて故障時期を推測することもできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測するようにしているため、直流電源の出力レベルが異常レベルになる故障時期あるいは寿命時期を事前に予測することができ、この予測結果を基に対処することで、直流電源に接続された負荷に不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【００６１】
また、本発明によれば、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測したり、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値と直流電源の周囲温度を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる時期を推測したり、また、直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値と実効値の変化率を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測したり、また、さらに直流電源の出力電圧に含まれるリップル成分の実効値と実効値の変化率および直流電源の周囲温度を基に直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期を推測したりするようにしているため、直流電源の出力電圧が異常レベルになる故障時期あるいは寿命時期を事前に予測することができ、この予測結果にしたがって対処することで、直流電源に接続された負荷に不具合が生じるのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すディジタル保護・制御装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示す装置の各部の波形を示す波形図である。
【図３】時間と電源リップルの大きさとの関係を示す特性図である。
【図４】ファジー推論部のブロック構成図である。
【図５】ファジー制御ルールの構成説明図である。
【図６】メンバーシップ関数の構成説明図である。
【図７】ファジー推論を用いて傾き係数αを求める方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  直流電源
１２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４  アナログバンドパスフィルタ
１６  アナログ実効値検出器
１８  アナログローパスフィルタ
２０  アナログマルチプレクサ
２２  アナログ／ディジタル変換器
２４  バッファメモリ
２６  電源監視回路
２８  マイクロコンピュータ
３０  プログラムメモリ
３２  データメモリ
３４  時刻用のリアルタイムクロック
３６  入出力バッファ
３８  温度変換器
４０  不揮発性メモリ
４２  コントローラ
４４  通信回路
４６  システムバス
４８  フラットディスプレイ
５０  キーボード
５２  モデム
５６  通信回線
５８  監視制御装置
【図１】
0003997458.tif 000003
【図２】
0003997458.tif 000004
【図３】
0003997458.tif 000005
【図４】
0003997458.tif 000006
【図５】
0003997458.tif 000007
【図６】
0003997458.tif 000008
【図７】
0003997458.tif 000009