説明

相関表示装置

【課題】時間に対して周期的な複数データ間の相関およびその変化(トレンド)の一覧視認を容易にした相関表示装置を実現する。
【解決手段】同一時間軸上でレベル変化する第1データ,第2データ,第3データ間の相関を集約して表示する相関表示装置において、
仮想的な球の中心を原点とするx軸,y軸,z軸の3次元球座標系の前記原点より前記球の球表面までの一定距離の動径に前記第1データを対応させ、前記第2データを前記動径の前記x軸またはy軸に対する偏角に対応させると共に、前記第3データを前記動径の前記z軸に対する偏角に対応させて表示する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、同一時間軸上でレベル変化する第1データ,第2データ,第3データ間の相関を集約して表示する相関表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図5は、従来手法によるプロセスデータの表示装置の構成例を示す機能ブロック図である。機器10で発生するプロセスデータは、データ収集装置20で収集され、表示制御装置30を介して操作監視装置等が備える表示装置40に表示される。
【0003】
図6は、従来の表示手法によるプロセスデータのトレンド表示画面である。図6(A)は、グラフ表示部における2個のプロセスデータPV1およびPV2の状態量の所定時間前から現在時間までのトレンドを表示している。図6(B)は、タグ表示部における現在のプロセスデータPV1およびPV2の状態量をディジタル表示している。
【0004】
従来の表示手法によるプロセスデータの表示手法では、横軸を時刻とし、縦軸方向に複数の測定値をポイントすることにより、時間に対する各測定値のトレンド(傾向)を把握する表示が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−309937号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の表示装置では次のような問題がある。
(1)従来の表示手法では、複数の測定点の同時表示が可能ではあるが、複数データは夫々縦レベルが独立して動くため、複数データ間の相関関係が見出し難い。
(2)時系列での表記となるため、時間的に周期的な要素のあるデータについて周期間の変動が見出し難い。
(3)プロセス制御においては、配管などのロスと遅延を伴う機器に対し、周期性を持つ信号(流量など)が加わった場合、その入出力間の特に遅延(位相差)の検出は容易ではない。信号が周期性を持つ場合、単に差分を取っただけでは変化点が見出しにくい。従来手法のトレンド表示では、その視認と所定の閾値を超えたときのアラーム生成が困難である。
【0007】
本発明の目的は、時間に対して周期的な複数データ間の相関およびその変化(トレンド)の一覧視認を容易にした相関表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)同一時間軸上でレベル変化する第1データ,第2データ,第3データ間の相関を集約して表示する相関表示装置において、
仮想的な球の中心を原点とするx軸,y軸,z軸の3次元球座標系の前記原点より前記球の球表面までの一定距離の動径に前記第1データを対応させ、前記第2データを前記動径の前記x軸またはy軸に対する偏角に対応させると共に、前記第3データを前記動径の前記z軸に対する偏角に対応させて表示することを特徴とする相関表示装置。
【0009】
(2)前記動径の前記球表面上での点の大きさを、前記第1データのレベルに対応させて表示することを特徴とする(1)に記載の相関表示装置。
【0010】
(3)前記点の色を、前記第1データのステータス情報に対応させて変更させることを特徴とする(2)に記載の相関表示装置。
【0011】
(4)前記点の履歴データを常に所定個数表示することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の相関表示装置。
【0012】
(5)前記3次元球座標系を回転操作し、任意の方向からのデータ変化を観察可能としたことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の相関表示装置。
【0013】
(6)前記3次元球座標系の複数個を表示し、イベントの生じた座標系を拡大表示させることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の相関表示装置。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
(1)プロセスデータの変化を球表面上への軌跡で表示させることにより、周期性を有するデータ間の相関のトレンドを一覧視認し易くなる。
【0015】
例えば、偏角に割り当てた2つのデータが一定の相関を保ち続ければ、球表面上では同一の軌跡を通る。軌跡から外れた場合は、それらデータ間のバランスが変化していることが一瞥して視認することができる。
【0016】
(2)プロセス制御においては、一日内における気温変化、季節変化、オペレータの交代シフトなど、周期性のある要素が多く、それらについて周期毎の差が判別しやすくなる。
【0017】
(3)球面上の点の大きさを変えることにより、該当瞬時における数値を割り付けることができる。
【0018】
(4)球面上の点の表示色を、データのステータスによって変化させることにより状態を一瞥することができる(例えば、青:Good、赤:NG)。
【0019】
(5)球面上に軌跡を残す場合は、そのステータスが変化した部分のみ、軌跡の色を部分的に変え、変化箇所を分かりやすくすることも可能である。
【0020】
(6)プロセス制御においては、プロセス制御においては、配管などのロスと遅延を伴う機器に対し、周期性を持つ信号(流量など)が加わった場合、その入出力間の特に遅延(位相差)のデータ間の周期変動の監視が有効である。従来手法のトレンド表示では、その視認と所定の閾値を超えたときのアラーム生成が困難であるが、本発明の手法により視認性の向上とアラーム生成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明を適用した相関表示装置の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明による相関表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図3】本発明装置による相関表示形態の一例を示す波形図である。
【図4】本発明装置による相関表示形態の他の例を示す波形図である。
【図5】従来手法によるプロセスデータの表示装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図6】従来手法によるプロセスデータのトレンド表示画面である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明を適用した相関表示装置の一実施例を示す斜視図である。
【0023】
本発明の構成上の特徴は、同一時間軸上でレベル変化する第1データ,第2データ,第3データ間の相関を集約して表示するために、仮想的な球1の中心Oを原点とするx軸,y軸,z軸の3次元球座標系を定義する。
【0024】
原点Oより球1の球表面1aまでの一定距離rの動径2に、第1データを対応させる。更に、前記第2データを動径2のx軸またはy軸に対する偏角θに対応させる。更に、第3データを動径2のz軸に対する偏角Φに対応させて表示する。
【0025】
動径2の球表面1a上での点3の大きさを、第1データのレベルに対応させて表示してレベルを視覚的に認識可能とすると共に、この点の色を第1データのステータス情報に対応させて変更させることにより、第1データの異常監視等を容易にする。
【0026】
本発明の球座標系は3軸の3次元座標系であるが、動径2の長さは球1の半径rで一定のため、実質的には2元表示となる。動径2の球表面1aでの点3の大きさ並びに点3の色により、データを一画面上(1つのグラフ中で)で4元表示させることが可能である。
【0027】
これにより、図6に示した従来手法における2次元のトレンドグラフ表示に比べてプロセスデータ間の相関を集約し、かつ、イメージ的に理解しやすく表示できるという効果がある。
【0028】
本発明の3次元座標系においては、各データが時間に対して安定であれば、球表面1a上の1点で動かないことになる。球座標系では、通常2データしか扱えないが、球表面での点の大きさをパラメータとすることにより、同時に3データを表示することができる。
【0029】
さらに、その点の色を変えることにより(例えば、赤、黄、青など)、その値の持つステータスを表示させることも可能である。プロセス制御システムにおいては、被制御対象の工程周期や、作業者の交替勤務(シフト)などにデータが時間に対し周期的に変化する場合も多い。
【0030】
この際、周期を持つ変数(第2データ,第3データ)を偏角に割り付けることにより、時間に対する周期毎の差分が見出しやすくなる。偏角へのデータ割付方法としては、
(1)データの想定される最小値〜最大値を、−π/2〜π/2に割り付ける。
(2)測定器の最小値〜最大値を、−π/2〜π/2に割り付ける。
(3)データの許容範囲を、−π/2〜π/2に割り付ける。
等が考えられる。
【0031】
図2は、本発明による相関表示装置の構成を示す機能ブロック図である。図5に示した従来構成との差は、データ収集装置20と表示制御装置30の間に、球座標表示変換装置100と、球表面1aでの点の大きさおよび色を表示させるための図形処理装置200とを挿入した構成にある。
【0032】
図3は、本発明装置による相関表示形態の一例を示す波形図である。図4は、本発明装置による相関表示形態の他の例を示す波形図である。図3(A)および図4(A)は、3個のデータa,b,cの変化を従来手法でトレンド表示した画面を示す。
【0033】
図3(A)および図4(A)に示す3個のデータa,b,cの時間軸上の波形は、この2次元のトレンド表示では両者の差が視覚的には分からない。実際には、図3(A)のデータb,c間には周期的な位相ズレはないが、図4(A)のデータb,c間には周期的な位相ズレがわずかにあるものとする。
【0034】
図3(B)は、図3(A)の3個のデータa,b,cを本発明の手法により表示させた波形図であり、偏角θおよびΦが割り付けられたデータb,c間には周期的な位相ズレがないので、各周期の波形の軌跡は重なって、球表面上でシンプルな円の軌跡で表示される。
【0035】
図4(B)は、図4(A)の3個のデータa,b,cを本発明の手法により表示させた波形図であり、偏角θおよびΦが割り付けられたデータb,c間には周期的な位相ズレがわずかに存在するので、各周期の波形の軌跡は球表面上でわずかにずれた円の軌跡で表示され、軌跡が異なることが一見して判別できる。軌跡の表示は、点3の履歴データを常に所定個数表示することで実現することができる。
【0036】
本発明の3次元球座標系は、座標系の処理で回転操作することにより、任意の方向からのデータ変化を観察することが可能である。更に、表示装置の画面上に3次元球座標系を複数個を表示し、イベントの生じた座標系を拡大表示させることにより、イベントの発生を確認し易くすることができる。
【0037】
以上説明した実施例では、プロセスデータの相関表示の例を示したが、周期変動が問題となる一般的なデータに対して適用することにより、トレンド表示では容易に視認できない位相ずれの視認性向上に貢献することが可能である。
【符号の説明】
【0038】
1 仮想球体
2 動径
3 球表面上の点
10 機器
20 データ収集装置
30 表示制御装置
40 表示装置
100 球座標系表示変換装置
200 図形処理装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一時間軸上でレベル変化する第1データ,第2データ,第3データ間の相関を集約して表示する相関表示装置において、
仮想的な球の中心を原点とするx軸,y軸,z軸の3次元球座標系の前記原点より前記球の球表面までの一定距離の動径に前記第1データを対応させ、前記第2データを前記動径の前記x軸またはy軸に対する偏角に対応させると共に、前記第3データを前記動径の前記z軸に対する偏角に対応させて表示することを特徴とする相関表示装置。
【請求項2】
前記動径の前記球表面上での点の大きさを、前記第1データのレベルに対応させて表示することを特徴とする請求項1に記載の相関表示装置。
【請求項3】
前記点の色を、前記第1データのステータス情報に対応させて変更させることを特徴とする請求項2に記載の相関表示装置。
【請求項4】
前記点の履歴データを常に所定個数表示することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の相関表示装置。
【請求項5】
前記3次元球座標系を回転操作し、任意の方向からのデータ変化を観察可能としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の相関表示装置。
【請求項6】
前記3次元球座標系の複数個を表示し、イベントの生じた座標系を拡大表示させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の相関表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図5】
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【図6】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−45355(P2013−45355A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−183856(P2011−183856)
【出願日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【出願人】(000006507)横河電機株式会社 (4,443)
【Fターム(参考)】