산업별 어플리케이션

통합 계측 소프트웨어 IS8000

개요

모터・인버터 평가 시험에서는 시험실 내의 파형 측정기(오실로스코프, 스코프코더)와 파워 아날라이저의 계측기를 이용하여 데이터 수집을 실시하고 있는 경우가 있습니다. 시험 연구원은 실제로 계측기 사용에 익숙하여 파형 측정기의 샘플링 레이트, 메모리 길이, T/div, 필터, 평균 등의 설정을 변경하여 실제 화면 표시와 측정 조건을 비교하면서 측정을 하고 있습니다. 또한 파워 아날라이저도 마찬가지로 입력 측의 DC전압・전류・전력 및 출력측의 3상 전압・전류・전력, 주파수, 역률, 인버터 효율, 모터 효율 등 측정하고 싶은 파워 아날라이저의 데이터를 결정해서 데이터 갱신 주기, 주기 검출용 필터, 파형 표시 등의 설정을 변경한 후 측정을 하고 있습니다.

과제

시험실에서 파형 측정기 및 파워 아날라이저는 제품 사용에 익숙한 연구원이 조작을 하지만 실제로 모터・인버터를 가동 시켰을 때는 위험하직 때문에 시험실에 들어가서 직접 사용할 수 없는 경우가 많이 있습니다. 측정 전에 설정한 설정 조건에서는 실제로 측정했을 때 설정이 잘못된 부분이 의외로 많이 있습니다.
이러한 경우에는 시험실에 다시 들어가기 위해 일단 모터・인버터나 주변 장치의 전원을 차단하고 안정성을 확보한 후에 파형 측정기와 파워 아날라이저의 설치장소로 이동하여 파형 표시 설정이나 수치 설정을 바꾸게 되며 몇 분 정도 시간이 걸리기도 합니다. 그 결과 가동・정지를 반복하게 되어 작업 효율이 낮아지게 됩니다.

한편, 통신을 통해 PC 소프트웨어를 사용 할 경우 데이터 수집은 간단하게 할 수 있지만 PC 소프트웨어는 오실로스코프와 파워 아날라이저에서는 별개의 소프트웨어를 사용해야 하는 경우가 많이 있습니다. 따라서 각각의 소프트웨어를 기동해 계측기를 조작하지 않으면 안됩니다. 일반적으로 오실로스코프는 파형 측정 설정 항목이 많고 파워 아날라이저에서는 수치 측정 설정 항목이 많기 때문에 조작 방법이 각각 다릅니다.
게다가 오실로스코프 본체, 파워 아날라이저 본체 설정 방법과 PC 소프트웨어의 설정 방법이 다른 경우가 많이 있습니다. 따라서 연구원은 제품 본체 조작과 PC 소프트웨어의 조작성 차이가 많기 때문에 PC조작 시 설정에 시간이 많이 걸리는 등 작업 효율이 낮아지게 됩니다.

IS8000의 솔루션

     ■ 온라인 모니터링을 통한 데이터 확인 및 조작

 

IS8000의 제안

1. 온라인 모니터링을 통한 데이터 확인 및 조작
온라인 모니터링 조작은 통신을 통해 계측기를 PC에서 원격 조정을 할 수 있습니다.
스코프코더 DL950 또는 파워 아날라이저 WT5000 본체의 터치 스크린(제어 화면)이 PC 화면에 표시됩니다. 계측기 본체와 멀리 떨어진 장소에 있는 PC에서 설정을 자유롭게 변경할 수 있고 측정 파형이나 파워 아날라이저 데이터도 확인할 수 있습니다. 따라서 제품 본체와 다른 소프트웨어의 조작을 새롭게 기억할 필요가 없습니다.*
2대를 접속하였을 대도 동시에 2화면을 PC에서 표시할 수 있습니다. 설정에 문제가 없으면 그 후 파형 데이터와 파워 아날라이저의 데이터를 수집할 수 있습니다. 
제어실에서 떨어진 장소에 있는 DL950의 파형을 PC에서 확인할 수 있기 때문에 시험실과 제어실을 왕복하면서 파형 데이터의 저장이나 설정 조건 변경등을 하지 않아도 되어 효율 적인 데이터 수집이 가능합니다. 
*본체의 터치 스크린 조작과 일부 기능만 가능, 하드키 조작은 제외합니다.

그림1　DL950 원격 제어 화면(2대 표시 가능)

그림 2  WT5000의 원격 제어 화면(2대 표시 가능)

2. DL 소프트웨어와 WT 소프트웨어의 통합
오실로스코프와 파워 아날라이저의 소프트웨어는 별도의 소프트웨어로 데이터를 수집하기 때문에 일반적으로 파형 형식이 다릅니다. 이번에 새로 개발한 통합측정소프트웨어 IS8000은 파형 데이터와 파워 아날라이저의 동기 측정이라는 측정 요구에 맞추어 하나의 통합측정 소프트웨어로 사용할 수 있습니다. 데이터 수집 소프트웨어를 통합함으로써 오실로스코프와 파워 아날라이저의 설정 방법을 가능한 한 동일한 방법으로 하고 있습니다. 지금까지 별도로 측정하고 저장했던 방법에 비해 파일 정리나 관리 업무를 대폭 삭감하는 것이 가능해집니다.

그림 3　파형 채널과 전력 데이터의 표시 및 저장 설정

그림 4　DL950과 WT5000의 복합 측정 데이터 표시 예

3. IEEE1588 규격*의 WT / DL 시각 동기 표시
파형 측정기의 파형 연산 기능을 사용하여 전력값을 측정하고 검증하는 경우가 있지만 측정 파형과 고정밀로 측정한 전력값을 동시에 구할 수는 없습니다. IS8000 통합 측정 소프트웨어는 IEEE1588 시각 동기화를 통해 DL950과 WT5000을 동시에 연결*함으로써 동기화 측정이 쉽게 가능합니다. DL950과 WT5000의 동기 오차는 약 10us*입니다. DL950으로 취득할 수 있는 샘플링 20MS/s의 8채널 연속 파형 데어터와 함께 WT5000의 전력 측정 데이터를 PC의 동일 시간축 상에 표시할 수 있습니다. 따라서 파워 아날라이저 데이터는 파형 데이터와 함께 시계열의 트렌드 표시를 할 수 있으므로 미묘한 전력 변동을 확이할 수 있습니다.
예를 들어 실제로 발생하고 있는 전력 변동으로부터 이상 파형 데이터를 확인해 문제를 발견하는 것도 가능합니다. 
* IEEE1588 규격 : 네트워크 상에서 연결되는 기기 간의 시각 동기화에 사용되는 고정밀 시간 프로토콜(PTP) 
　PTP=Precision Time Protocol
* DL950 IEEE1588 마스터 기능(시각 동기화) (/C40 옵션) 필요
* DL950 2대의 IEEE1588 동기 오차는 ±150ns
* DL950 10Gbps 이더넷 (/C60 옵션) 필요
* 2대의 동기 측정은 IS8000 동기 옵션 (/SY1) 필요

그림 5　파형과 전력의 동기 측정(오프라인 분석)
 

그림 6　DL / WT의 온라인 표시 예

4. 링크 파일 / 분할 파일을 통한 데이터 관리
IS8000은 측정한 데이터를 하나의 링크 파일로 관리 할 수 있습니다. 기존과 같이 따로 측정한 파형 데이터의 파일과 전력 데이터 파일을 링크시키기 위해 동일한 이름을 붙여 저장하는 또는 측정 데이터마다 폴더를 만들어서 그 안에 파형 파일과 전력 데이터 파일을 넣어 관리하는 등의 작업은 불필요합니다. IS8000을 사용해 동시에 측정함으로써 파형 데이터도 전력 데이터도 하나의 통합 파일로 관리할 수 있습니다. 
또한 편리한 파일 분할 기능도 있습니다. 파일을 분할하는 시간이나 크기를 설정함으로써 분할 파일을 만들면서 전체 시간의 데이터 파일을 하나로 관리할 수 있습니다. 측정 중 분석을 하고 싶은 경우 분할 버튼을 누르는 것으로 파일을 분할시켜 분석할 수도 있습니다. 예를 들어 24시간 측정을 하고 있을 때 1시간 마다 파일 분할 시간을 설정하면 측정하면서 1시간마다의 데이터를 분석할 수 있습니다. 측정 종료 후에는 분할 파일만으로는 취급하기 어렵기 때문에 하나의 링크 파일로 관리할 수 있습니다.

그림 7　링크 파일과 분할 파일의 통합 이미지

그림 8　링크 파일 표시 예 (화면 좌측)

5. 정확도가 보장된 신뢰성 높은 전력 데이터 활용
파형 측정기 안에 파워 아날라이저 데이터를 연산하는 기능을 탑재하는 기기가 늘고 있습니다. 과도적인 현상에 있어서도 데이터의 동시성을 확보할 수 있기 때문에 파형 측정기로 전력 연산을 할 수 있는 것은 매우 편리하지만 조심해야 할 점이 있습니다. 그것은 국가 표준으로 연결된 파워 아날라이저의 전력 데이터의 확실도 보증입니다. 
파형 측정기는 전압 프로브, 전류 프로브를 사용하여 고대역・고샘플링으로 측정 신호의 모양을 보다 정확하게 측정하는 것이 주요 목적입니다. 따라서 파형 측정기를 사용하여 전력 연산한 결과는 파워 아날라이저로 측정한 데이터와 달리 확도 보증이 없어 신회성에 대해서는 신중하게 검증할 필요가 있습니다.  한편 YOKOGAWA 파워 아날라이저는 국가 표준과 연결되는 측정 표준을 높은 정밀도로 확립・유지하고 있으며 파워 아날라이저의 전압, 전류, 유효 전력 등에서 신뢰성이 높은 데이터를 제공하고 있습니다.
통합 측정 소프트웨어 IS8000은 전력 트레이서빌리티*가 있는 WT5000에 의한 전력 측정과 함께 DL950으로 최대  20MS/s,  8ch의 데이터 전송을 가능하게 해 신뢰성 높은 파워 아날라이저의 데이터와 파형 데이터를 동일 시간축 상에서 동시에 표시할 수 있습니다.
*전력의 트레이서빌리티：고정밀도 파워 아날라이저 WT5000의 성능을 지지하는 교정 기술에 대해서
「고정밀 파워 아날라이저를 지원하는 YOKOGAWA의 전력 교정 기술」

그림 9　파워 아날라이저의 트레이서빌리티의 체계도

표 1　전력 데이터의 교정 성적표의 예(일부 발췌)

6. 파형과 파워 아날라이저 데이터를 사용하여 자동 레포트 작성
자동 레포트 작성 옵션(/RP1)을 사용하면 PC에서 레포트를 작성하고 출력할 수 있습니다. 레포트 구성은 레포트 작성 마법사 기능을 사용해서 레이아웃 설정(이미지 표시 포함)을 할 수 있으며 쉽게 레포트를 작성할 수 있습니다. 스코프코더 DL950 또는 파워 아날라이저 WT5000으로 측정 및 저장한 파일을 기초로 측정 조건, 파형 출력이나 측정 결과 등을 선택하여 레포트를 PDF나 엑셀로 출력할 수 있습니다.

그림 10　레포트 작성 중 이미지 삽입 예
 

*이미지는 실제의 제품과 일부 다를 수 있습니다.
*본 어플리케이션 사양은 측정 채널수난 측정 조건 등에 따라 제한 될 수 있습니다. 자세한 사항은 문의 부탁 드립니다.