JP5088542B2

JP5088542B2 - データ処理装置

Info

Publication number: JP5088542B2
Application number: JP2007158329A
Authority: JP
Inventors: 修伊東
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: JP2008310619A

Description

本発明は、複数の測定器とネットワークを介して接続され、前記測定器それぞれが測定した測定データで演算を行なうデータ処理装置に関し、詳しくは、通信プログラムを作成する知識が無くとも、ネットワーク経由で測定中の複数台の測定器から測定データを取得してデータ処理（測定データ間の演算）を行なうことができるデータ処理装置に関するものである。

自動車、燃料電池、モータ、インバータ等の性能試験を行なう場合、測定点数が非常に多く１台の測定器（例えば、電力計）ではエレメント数が足りない。このような場合、複数台の測定器を用いて測定を行ない、各測定器からの測定データをデータ処理用のパソコンに集めてデータ処理し、電力、インピーダンス、変換効率等を求める。なお、１個のエレメントには、電圧用の測定回路と電流用の測定回路とが内蔵され、電圧と電流とを同期を図って測定して電力も求める。そして、１台の測定器には複数のエレメント（例えば、４個）が実装される（例えば、特許文献１参照）。

図５は、複数台の測定器を用いて測定してデータ処理を行なう場合の従来の動作を示したフローチャートである。

各測定器で所定の測定を行なって測定データを収集し（Ｓ１０）、各測定器での測定データをファイルに変換して持ち運び可能な記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリ等）に保存する（Ｓ１１）。そして、記憶媒体に保存した全ファイルをパソコン内のハードディスクにコピーし（Ｓ１２）、表計算ソフトで演算に必要なファイルを開き、必要な測定データを抜き出して演算を行なってデータ処理する（Ｓ１３）。

図６は、複数台の測定器とパソコンとをネットワークで接続し、各測定器からの測定データのデータ処理を行なう場合の従来の動作を示したフローチャートである（例えば、特許文献２参照）。

ユーザが専用の通信プログラム（測定器と通信を行って測定データを送信させるためのプログラム）を作成する（Ｓ２０）。一方、各測定器が測定データを収集する（Ｓ２１）。そして、パソコン上でプログラムを実行させて各測定器に測定データをパソコンに送信させ（Ｓ２２）、パソコンで受信した測定データをファイルに変換してパソコン内のハードディスクにコピーする（Ｓ２３）。さらに、表計算ソフトで演算に必要なファイルを開き、さらに必要な測定データを抜き出して演算を行なってデータ処理する（Ｓ２４）。

特開２００６−０９８１１１号公報特開平０５−１１８８８６号公報

測定対象の測定点数が多くとも、このように複数台の測定器を用いて測定を行なって各測定器の測定データをパソコンに集めることで所望の演算を行なってデータ処理することができる。

各測定器の測定データを記憶媒体に保存してパソコンにコピーする場合、測定器１台１台順番に記憶媒体を取り付けて測定データを記憶媒体に保存する必要がある。電力計等での一般的な測定周期は、数百［ｍｓ］〜数［ｓ］であるが、この測定周期で各測定器の測定データをパソコンにコピーすることは不可能であり、測定や試験を行ないつつデータ処理を行なうことができなかった。そのため、測定中にデータ処理を行なって測定データやデータ処理結果を確認することが困難であり、作業効率が悪いという問題があった。

一方、通信によって測定データをパソコンに転送する場合、各測定器が測定データを収集するごとに測定データをパソコンに転送でき、ほぼリアルタイムに測定データのデータ処理が行なえる。例えば、測定周期５００［ｍｓ］程度であれば、十分な余裕をもって測定周期と同じ５００［ｍｓ］周期で測定データをパソコンに送受信できる。

しかしながら、専用の通信プログラムの作成には、まず、汎用のプログラム言語（例えば、Ｃ言語等）そのものの理解が必要であり、プログラム言語に関する専門知識が必要になるという問題があった。

また、測定器の操作パネルを直接操作するのと異なり、測定器専用のコマンドを測定器に送信する必要があり、例えば、測定データをパソコン側に送信させるだけのコマンド（例えば、”Num:Value?”）であっても、製造メーカごとにコマンドの書式が異なり同一の製造メーカであっても機種によって異なる。そのため、コマンドに関する専門知識が必要になるという問題もあった。

さらに、パソコンと測定器とを通信させるためのプロトコルの理解が必要であり、これに関する専門知識も必要となる。通常は通信インターフェース用の関数、いわゆる制御用ＡＰＩ（Application Programming Interface）が通信インターフェースの製造メーカから提供されるが、これらのＡＰＩ（例えば、ＧＰＩＢの場合、”iopen()”，”iwrite()”等）は、汎用のプログラム言語にデフォルトで用意されているものとは異なる。そのため、各ＡＰＩに関する専門知識が必要になるという問題もあった。

従って、測定器と通信して測定データを取得してデータ処理を行なう場合、通信プログラム作成に時間とコストがかかるという問題があった。

そこで本発明の目的は、通信プログラムを作成する知識が無くとも、ネットワーク経由で測定中の複数台の測定器から測定データを取得してデータ処理（測定データ間の演算）を行なうことができるデータ処理装置を実現することにある。

請求項１記載の発明は、複数の測定器とネットワークを介して接続され、前記測定器それぞれが測定した測定データで演算を行なうデータ処理装置において、
前記演算を行なうための演算式を入力する入力部と、
この入力部の演算式で指定された測定器に前記測定データの送信を行なわせる通信プログラムを生成する生成部と、
前記ネットワークに接続されている測定器の機種、前記ネットワークの通信インターフェースの種別を記憶する第１のメモリと、
各測定器ごとのコマンドを格納する第２のメモリと、
前記ネットワークの通信インターフェースごとのＡＰＩを格納する第３のメモリと
を有し、前記生成部は、
前記演算式と前記第１のメモリとを参照し、送信を行なわせる測定器の機種、通信インターフェースを解析する解析部と、
この解析部の解析結果に基づいて、前記第２のメモリから前記測定器の機種に対応したコマンドを読み出すコマンド生成部と、
前記解析部の解析結果に基づいて、前記第３のメモリから前記通信インターフェースに対応したＡＰＩを読み出し、前記コマンド生成部のコマンドと組み合わせ前記通信プログラムを生成するプログラム生成部と
を有することを特徴とするものである。

本発明によれば以下の効果がある。
生成部が、入力部で入力された演算式において指定された測定器に測定データの送信を行なわせる通信プログラムを生成する。これにより、ユーザは、演算式を入力するだけでよく、ユーザに通信プログラムを作成する知識が無くとも、測定中の状態で複数台の測定器から測定データをネットワーク経由で取得してデータ処理（演算式で指定された測定データ同士の演算）を行なうことができる。従って、測定中であってもデータ処理結果の確認を直ちにでき、作業効率が向上する。また、専用の通信プログラムを開発するコストと時間を抑えることができる。

以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施例を示した構成図である。
図１において、測定器Ｍａ〜Ｍｄは、予め設定された測定条件（測定レンジ、測定周期等）で被測定対象の測定を行ない、設定された測定周期で測定データを繰り返し取得する。パソコンＰＣは、データ処理装置であり、汎用の信号線（例えば、ＧＰ−ＩＢケーブル）１００を介して複数の測定器Ｍａ〜Ｍｄと通信を行なってデータの授受を行なう。また、測定器Ｍａ〜Ｍｄのそれぞれは、ネットワーク１００とは別の専用線２００で接続され、各測定器Ｍａ〜Ｍｄ間で同期を図って測定を行なう。

パソコンＰＣは、メモリ１０〜１３、入力部１４、演算式の解析部１５、コマンド生成部１６、プログラム生成部１７、実行部１８、演算部１９、通信部２０を有する。

第１のメモリ１０は、測定器情報用のデータベースであり、ネットワーク１００に接続される測定器Ｍａ〜Ｍｄ個々の情報（例えば、ネットワークに接続される測定器の機種名、これらの測定器に内蔵されるエレメント数、各エレメントの測定条件等）、信号線１００の通信インターフェースの種別等が格納される。

第２のメモリ１１は、コマンド用のデータベースであり、各測定器それぞれの通信コマンド（例えば、指定したエレメントの測定データを送信させるコマンド等）が格納される。

第３のメモリ１２は、通信用ＡＰＩのデータベースであり、通信インターフェースを制御するＡＰＩが格納される（ＧＰＩＢの製造メーカごとに提供される固有のＡＰＩ）。

第４のメモリ１３は、測定データ、演算結果のデータ処理結果等のファイルを格納する。なお、メモリ１０〜１３は、図１では別々に図示してるが物理的に同一のメモリであってもく、例えば、パソコンのハードディスク等でもよい。

入力部１４は、キーボードやマウス等であり、ユーザによってデータ処理用の演算式が入力される。

解析部１５は、メモリ１０の測定器に関する情報を参照し、入力部１４の演算式の解析を行なう。

コマンド生成部１６は、解析結果に基づいて、メモリ１１から制御対象の測定器に対応したコマンド（測定データを送信させるコマンド）を読み出す。

プログラム生成部１７は、コマンド生成部１６のコマンドが入力され、解析部１５の解析結果に基づいて通信インターフェースに対応した通信用ＡＰＩを読み出し、コマンドと組み合わせ、測定データをパソコンＰＣに送信させるための通信プログラムを作成する。

ここで、解析部１５、コマンド生成部１６、プログラム生成部１７で、特許請求の範囲の生成部を構成する。

実行部１８は、通信プログラムを実行し、通信部２０を介して各測定器Ｍａ〜Ｍｄにコマンドを送信して測定データを取得し、取得した測定データをメモリ１３にファイルとして格納する。

演算部１９は、実行部１８からの指示に従って、メモリ１３からファイルを読み出し、解析部１５の解析した演算式で測定データの演算を行ない、演算結果をメモリ１３に格納する。

通信部２０は、実行部１８からの指示に従って測定器Ｍａ〜Ｍｄと通信を行なってデータの授受を行なう。

このような装置の動作を説明する。
測定を開始する前にパソコンＰＣ、測定器Ｍａ〜ＭｄをＧＰＩＢ１００で接続する。また、測定器Ｍａ〜Ｍｄのそれぞれを測定対象の測定点に接続して、測定条件（測定周期（例えば、５００［ｍｓ］）、測定レンジ等）を設定し、測定を開始させる。各測定器Ｍａ〜Ｍｄが、専用線２００で同期信号を授受して同期を図って所定の測定周期で繰り返し測定を行なって、測定データ（例えば、電流、電圧、電力等）を時系列に収集する。

そして、メモリ１０の測定器情報用データベース１０に測定器Ｍａ〜Ｍｄの機種（型式）、測定条件、通信インターフェースの情報等を格納する。通信インターフェースの情報としては、信号線１００の種類、この信号線（例えば、ＧＰＩＢ）１００に対応した通信部２０のメーカ名等、測定器Ｍａ〜Ｍｄの識別情報（例えば、ＧＰＩＢアドレス）等である。これらを設定することにより初期設定が終了する。

なお、測定精度や確度の異なる測定器Ｍａ〜Ｍｄで測定した測定データを用いて演算を行なった場合、測定精度や確度が最も低い機種の影響を受けるので、測定器Ｍａ〜Ｍｄは同一のメーカの同一機種のものにするとよい。

ここで、図２は、図１に示す装置の動作を説明したフローチャートである。また、図３は、測定器Ｍａで測定される測定データの一例を示した図である。図３において、測定器Ｍａは、３個のエレメントが内蔵され、各エレメントでは、電流、電圧が測定され、電力が求められる。１番目のエレメントの電流、電圧、電力それぞれの測定データを”Ｅ１ａ”、”Ｅ１ｕ”、”Ｅ１ｗ”とし、２番目のエレメントの電流、電圧、電力それぞれの測定データを”Ｅ２ａ”、”Ｅ２ｕ”、”Ｅ２ｗ”としている。３番目も同様である。

入力部１４から演算式（図２中のユーザ定義式１、２）が入力される。例えば、ユーザ定義式１は、電力［Ｗ］の加算値を求めるものであり、ユーザ定義式２は、効率［％］を求めるものである。ここで、接続される測定器Ｍａ〜Ｍｄ、エレメント、データ種別（電流、電圧、電力等）の指定は、解析部１５が、メモリ１０の情報を表示させ、ユーザがこれらから選択して演算子器を入力できるようにしてもよい（Ｓ３０）。

解析部１５が、演算部１９での演算を容易とするため逆ポーランド変換を行ないつつ、演算式に記述される測定データそれぞれを抽出し、この測定データに対応する測定器Ｍａ〜Ｍｄおよびエレメント番号を解析する。例えば、定義式１では、測定器Ｍａのエレメント１の電力の測定データＥ１ｗと、測定器Ｍｂのエレメント２の電力の測定データＥ２ｗが必要と解析する。また、解析部１５が、メモリ１０のデータベースから、測定器Ｍａ〜Ｍｄそれぞれの機種情報、測定器Ｍａ〜Ｍｄとの通信インターフェースの種別を読み出す（Ｓ３１）。

そして、コマンド生成部１６が、解析部１５からの測定器Ｍａ〜Ｍｄの機種情報に基づいて、この測定器の機種に対応したコマンド（測定データを送信させるコマンド）を、メモリ１１のデータベースから読み出す（Ｓ３２）。

さらに、プログラム生成部１７が、解析部１５からの通信インターフェースの情報に基づいて、この通信インターフェースに対応したＡＰＩをメモリ１２のデータベースから読み出し（Ｓ３３）、コマンド生成部１６のコマンドと組み合わせ、通信プログラムを生成する（Ｓ３４）。

そして、実行部１８が、プログラム生成部１７のプログラムを実行し、通信部２０を介して各測定器Ｍａ〜Ｍｂにコマンドを送信する。このコマンドを受信した各測定器Ｍａ〜Ｍｄが最新の測定データをパソコンに返送する（Ｓ３６）

そして、実行部１８が、通信部２０を介して各測定器Ｍａ〜Ｍｄからの測定データを受信する。また、受信した測定データをファイルに変換してメモリ１３に格納する。なお、新たに取得した測定データは既に存在するファイルに追加していく（Ｓ３７）。

そして、演算部１９が、実行部１８から測定データを受信した旨の信号によって、解析部１５で逆ポーランド変換された演算式の実行を行なう。すなわち、演算式に従ってメモリ１３のファイルを開き、このファイル中の測定データを用いて演算を行なう。演算後、演算結果や測定データを表示部（図示せず）に表示したり、演算結果をファイルに変換してメモリ１３に格納する（Ｓ３９）。

測定を続ける場合、測定器Ｍａ〜Ｍｄの測定周期に基づいて、または、ポーリングを行なって測定器Ｍａ〜Ｍｄから新たな測定データを収集した旨のデータを受けた後、測定データを送信させるコマンドの送信、測定データの受信、演算等を行なう（Ｓ４０、Ｓ３６〜Ｓ３９）。測定を終了する場合、プログラムの実行をやめてデータ処理を終了する（Ｓ４０）。

ここで、図４は、演算結果のファイルのデータ例を示した図である。各測定時間ごとの測定データで演算されたユーザ定義式１、２それぞれの演算結果が格納される。

このように、入力部１４から演算式を入力し、生成部（解析部１５、コマンド生成部１６、プログラム生成部１７）が、入力部１４で入力された演算式において指定された測定器Ｍａ〜Ｍｄに測定データの送信を行なわせる通信プログラムを生成する。これにより、ユーザは演算式を入力するだけでよく、ユーザに通信プログラムを作成する知識が無くとも、ネットワーク１００経由で測定中の複数台の測定器Ｍａ〜Ｍｄから測定データを取得してデータ処理（演算式で指定された測定データ同士の演算）を行なうことができる。従って、測定中であってもデータ処理結果の確認を直ちにでき、作業効率が向上する。また、専用の通信プログラムを開発するコストと時間を抑えることができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
（１）測定器Ｍａ〜Ｍｄの一例として電力計を用いる構成を示したが、どのような測定器でもよく、例えば、デジタルオシロスコープ、スペクトラムアナライザ、マルチメータ等でもよい。

（２）パソコンに測定器を４台接続する構成を示したが、何台接続してもよく、信号線もＧＩＰＢケーブルでなくどのようなものでもよく、有線の代わりに無線を用いてもよい。

本発明の一実施例を示した構成図である。図１に示す装置の動作を説明したフローチャートである。図１に示す測定器Ｍａの測定データの一例を示した図である。図１に示すパソコンＰＣの演算結果の一例を示した図である。従来のデータ処理装置の動作の一例を説明したフローチャートである。従来のデータ処理装置の動作のその他の一例を説明したフローチャートである。

符号の説明

１０〜１３メモリ
１４入力部
１５解析部
１６コマンド生成部
１７プログラム生成部
１００汎用の信号線（ＧＰＩＢケーブル）
Ｍａ〜Ｍｄ測定器

Claims

複数の測定器とネットワークを介して接続され、前記測定器それぞれが測定した測定データで演算を行なうデータ処理装置において、
前記演算を行なうための演算式を入力する入力部と、
この入力部の演算式で指定された測定器に前記測定データの送信を行なわせる通信プログラムを生成する生成部と、
前記ネットワークに接続されている測定器の機種、前記ネットワークの通信インターフェースの種別を記憶する第１のメモリと、
各測定器ごとのコマンドを格納する第２のメモリと、
前記ネットワークの通信インターフェースごとのＡＰＩを格納する第３のメモリと
を有し、前記生成部は、
前記演算式と前記第１のメモリとを参照し、送信を行なわせる測定器の機種、通信インターフェースを解析する解析部と、
この解析部の解析結果に基づいて、前記第２のメモリから前記測定器の機種に対応したコマンドを読み出すコマンド生成部と、
前記解析部の解析結果に基づいて、前記第３のメモリから前記通信インターフェースに対応したＡＰＩを読み出し、前記コマンド生成部のコマンドと組み合わせ前記通信プログラムを生成するプログラム生成部と
を有することを特徴とするデータ処理装置。