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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rauschquellenüberwachungsvorrichtung und auf ein Rauschquellenüberwachungsverfahren zum Überwachen von Rauschquellen für Rauschen, das in einer Steuervorrichtung erzeugt wird, die eine industrielle Maschine steuert.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-276222 beschreibt ein Protokollierungsgerät, das den Betriebszustand einer Überwachungszieleinrichtung (Produktionslinie, Produktionsausrüstung etc.) mit einer Kamera abbildet, um die erfassten Bilddaten zu speichern und das gespeicherte Ergebnis auf einem Display anzuzeigen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgrund der Operation der oben beschriebenen Überwachungszieleinrichtung kann hierbei ein Rauschen von wenigstens einem Teil der Einrichtung ausgestrahlt und zu einer Steuervorrichtung, die industrielle Maschinen in der Umgebung der Überwachungszieleinrichtung steuert, übertragen und dort generiert werden.
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Das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-276222 beschriebene Protokolliergerät hat aber das Problem, dass es der Bedienperson keine Informationen anbieten kann, um die Rauschquelle des Rauschens, das in der Steuervorrichtung generiert wird, zu beurteilen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rauschquellenüberwachungsvorrichtung und ein Rauschquellenüberwachungsverfahren vorzuschlagen, die eine Bedienperson mit Informationen zur Beurteilung einer Rauschquelle des Rauschens, das in einer Steuervorrichtung zur Steuerung einer industriellen Maschine generiert wird, zu versorgen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Rauschquellenüberwachungsvorrichtung eine Abbildungseinheit. die dazu ausgestaltet ist, ein Bild mehrerer Schalteinheiten zu erfassen, die dazu ausgestaltet sind, Antriebseinheiten zum Antreiben mehrerer Vorrichtungen ein- und auszuschalten, wobei die Antriebseinheiten um eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer industriellen Maschine angeordnet sind, wobei sich die mehreren Vorrichtungen von der industriellen Maschine unterscheiden, eine Ereigniszeiterfassungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, eine Rauschereigniszeit eines Rauschens, das in der Steuervorrichtung auftritt, zu erfassen, eine Schaltzeiterkennungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, einen Ein/Aus-Schaltzeitpunkt für jede der mehreren Schalteinheiten auf der Basis des von der Abbildungseinheit erfassten Bildes zu erkennen, eine Korrelationsberechnungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, für jede der Schalteinheiten den Korrelationsgrad zwischen dem Auftreten des Rauschereignisses und dem Ein/Ausschalten der Schalteinheit auf der Basis der Rauschereigniszeit und des Ein/Aus-Schaltzeitpunkts jeder der mehreren Schalteinheiten zu berechnen, und eine Displaysteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, eine Displayeinheit dazu zu veranlassen, Informationen anzuzeigen, die den Korrelationsgrad für jede der Schalteinheiten angeben.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Rauschquellenüberwachungsverfahren einen Abbildungsschritt zum Erfassen eines Bildes mehrerer Schalteinheiten, die dazu ausgestaltet sind, Antriebseinheiten zum Antreiben mehrerer Vorrichtungen ein- und auszuschalten, wobei die Antriebseinheiten um eine Steuervorrichtung zum Steuern einer industriellen Maschine angeordnet sind, wobei sich die mehreren Vorrichtungen von der industriellen Maschine unterscheiden, einen Ereigniszeitpunkterfassungsschritt zum Erfassen eines Rauschereigniszeitpunkts eines Rauschens, das in der Steuervorrichtung auftritt, einen Schaltzeitpunkterkennungsschritt zum Erkennen eines Ein/Aus-Schaltzeitpunkts für jede der mehreren Schalteinheiten auf der Basis des in dem Abbildungsschritt erfassten Bildes, einen Korrelationsberechnungsschritt zum Berechnen des Korrelationsgrades zwischen dem Auftreten des Rauschens und dem Ein/Aus-Schalten der Schalteinheit für jede der Schalteinheiten auf der Basis des Rauschereigniszeitpunkts und des Ein/Aus-Schaltzeitpunkts jeder der mehreren Schalteinheiten, und einen Displaysteuerschritt, um zu bewirken, dass Informationen, die den Korrelationsgrad für jede der Schalteinheiten angeben, auf einer Displayeinheit angezeigt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Bedienperson mit Informationen zu versorgen, um eine Rauschquelle von Rauschen, das in einer Steuervorrichtung zum Steuern einer industriellen Maschine erzeugt wird, zu beurteilen.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das schematisch den Aufbau einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung und anderer Elemente gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 2 ist ein Steuerblockdiagramm einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 3A ist eine Tabelle, die die Präsenz oder Abwesenheit der Betätigung jeder Schalteinheit zu jedem Rauschereigniszeitpunkt zeigt,
- 3B ist ein Diagramm, das auf einer Zeitachse zehn Rauschereigniszeitpunkte, zehn Zeitperioden und zehn Schaltereignisse jeweils für eine n-te Schalteinheit in einer k-ten Zeitperiode darstellt,
- 4 ist ein Fließdiagramm, das einen Rauschquellenüberwachungsprozess 1 darstellt,
- 5 ist ein Steuerblockdiagramm einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung gemäß Modifikation 1,
- 6 ist ein Steuerblockdiagramm einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung gemäß Modifikation 2,
- 7 ist ein Fließdiagramm, das einen Rauschquellenüberwachungsprozess 2 darstellt,
- 8 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Schaltanlage gemäß Modifikation 3 zeigt, und
- 9 ist ein Diagramm, das schematisch den Aufbau einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung und anderer Elemente gemäß Modifikation 16 zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung und das Rauschquellenüberwachungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert.
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[Ausführungsform]
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1 zeigt schematisch den Aufbau einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 und anderer Elemente als einem Beispiel einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die Rauschquellen überwacht, die in einer Steuervorrichtung 22 zur Steuerung einer industriellen Maschine oder eines Roboters 20 Rauschen erzeugt. Details der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 werden später beschrieben.
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Mehrere (bspw. fünf) Antriebseinheiten 14 (erste Antriebseinheit 14a, zweite Antriebseinheit 14b, dritte Antriebseinheit 14c, vierte Antriebseinheit 14d, fünfte Antriebseinheit 14e) sind um den Roboter 20 und die Steuervorrichtung 22 angeordnet. Jede Antriebseinheit 14 ist eine Antriebsquelle für eine Vorrichtung, wie bspw. ein Förderband. Jede Antriebseinheit 14 wird über eine Schaltanlage 16 nach Bedarf an eine erste Stromzufuhr 18 angeschlossen. Jede Antriebseinheit 14 kann ein Motor, ein Elektromagnet oder dergleichen sein, in den bspw. eine Spule integriert ist.
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Die Schaltanlage 16 umfasst mehrere (bspw. fünf) Schalteinheiten 17, die mehreren (bspw. fünf) Antriebseinheiten 14 zugeordnet sind und jeweils die Verbindung/Trennung zwischen der zugeordneten Antriebseinheit 14 und der ersten Stromquelle 18 schalten. Hierbei wird die der ersten Antriebseinheit 14a zugeordnete Schalteinheit 17 als eine erste Schalteinheit 17a bezeichnet, die der zweiten Antriebseinheit 14b zugeordnete Schalteinheit 14 wird als eine zweite Schalteinheit 17b zugeordnet, die der dritten Antriebseinheit 14c zugeordnete Schalteinheit 17 wird als eine dritte Schalteinheit 17c bezeichnet, die der vierten Antriebseinheit 14d zugeordnete Schalteinheit 17 wird als eine vierte Schalteinheit 17d bezeichnet, und die der fünften Antriebseinheit 14e zugeordnete Schalteinheit 17 wird als eine fünfte Schalteinheit 17e bezeichnet.
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Jede Schalteinheit 17 umfasst ein Gehäuse 13, einen Schalter, bspw. ein Relais, einen Schütz oder dergleichen, der in dem Gehäuse 13 aufgenommen ist, und einen Hebel 28, der in einem an der Vorderwand (der Wand an der Vorderseite in 1) des Gehäuses 13 ausgebildeten Ausschnitt angeordnet ist. Der Schalter hat einen festen Kontakt und einen beweglichen Kontakt, der sich durch die Magnetkraft eines Elektromagneten bewegt. Der Hebel 28 bewegt sich in dem Ausschnitt entsprechend der Bewegung des beweglichen Kontakts auf und ab. Hierbei zeigt in der Zeichnung gemäß 1 der schwarze Teil in dem Ausschnitt jeder Schalteinheit 17 den Hebel 28. Wenn der Hebel 28 der Schalteinheiten 17 in dem Ausschnitt an der oberen Position angeordnet ist, ist der dem Hebel 28 zugeordnete Schalter eingeschaltet. Wenn der Hebel 28 der jeweiligen Schalteinheit 17 an der unteren Position in dem Ausschnitt angeordnet ist, ist der dem Hebel 28 zugeordnete Schalter ausgeschaltet.
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Hierbei wird das Gehäuse 13 der ersten Schalteinheit 17a als ein erstes Gehäuse 13a bezeichnet, das Gehäuse 13 der zweiten Schalteinheit 17b wird als ein zweites Gehäuse 13b bezeichnet, das Gehäuse 13 der dritten Schalteinheit 17c wird als ein drittes Gehäuse 13c bezeichnet, das Gehäuse 13 der vierten Schalteinheit 17d wird als ein viertes Gehäuse 13d bezeichnet, und das Gehäuse 13 der fünften Schalteinheit 17e wird als ein fünftes Gehäuse 13e bezeichnet. Der Schalter der ersten Schalteinheit 17a wird als ein erster Schalter bezeichnet, der Schalter der zweiten Schalteinheit 17b wird als ein zweiter Schalter bezeichnet, der Schalter der dritten Schalteinheit 17c wird als ein dritter Schalter bezeichnet, der Schalter der vierten Schalteinheit 17d wird als ein vierter Schalter bezeichnet, und der Schalter der fünften Schalteinheit 17e wird als ein fünfter Schalter bezeichnet. Der Hebel 28 der ersten Schalteinheit 17a wird als ein erster Hebel 28a bezeichnet, der Hebel 28 der zweiten Schalteinheit 17b wird als ein zweiter Hebel 28b bezeichnet, und der Hebel 28 der dritten Schalteinheit 17c wird als ein dritter Hebel 28c bezeichnet, der Hebel 28 der vierten Schalteinheit 17d wird als ein vierter Hebel 28d bezeichnet, und der Hebel 28 der fünften Schalteinheit 17e wird als ein fünfter Hebel 28e bezeichnet.
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Der feste oder der bewegliche Kontakt jedes Schalters ist über ein Stromkabel 21 mit der ersten Stromzufuhr 18 verbunden, und der jeweils andere Kontakt ist über ein Antriebskabel 23 mit der Antriebseinheit 14 verbunden. Im Einzelnen ist der feste oder der bewegliche Kontakt des Schalters über ein erstes Stromkabel 21 a mit der ersten Stromzufuhr 18 verbunden, und der jeweils andere ist über ein erstes Antriebskabel 23a mit der ersten Antriebseinheit 14a verbunden. Der feste oder der bewegliche Kontakt des zweiten Schalters ist über ein zweites Stromkabel 21b mit der ersten Stromzufuhr 18 verbunden, und der andere ist über ein zweites Antriebskabel 23b mit der zweiten Antriebseinheit 14b verbunden. Der feste oder der bewegliche Kontakt des dritten Schalters ist über ein drittes Stromkabel 21c mit der ersten Stromquelle 13 verbunden, und der andere ist über ein drittes Antriebskabel 23c mit der dritten Antriebseinheit 14c verbunden. Der feste oder der bewegliche Kontakt des vierten Schalters ist über ein viertes Stromkabel 21d mit der ersten Stromzufuhr 18 verbunden, und der andere ist über ein viertes Antriebskabel 23d mit der vierten Antriebseinheit 14d verbunden. Der feste oder der bewegliche Kontakt des fünften Schalters ist über ein fünftes Stromkabel 21 e mit der ersten Stromquelle 18 verbunden, und der andere ist über ein fünftes Antriebskabel 23e mit der fünften Antriebseinheit 14e verbunden.
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Wenn alle Schalteinheiten 17 ausgeschaltet sind, sind die der Schalteinheit 17 zugeordnete Antriebseinheit 14 und die erste Stromzufuhr 18 voneinander getrennt. Wenn die Schalteinheiten 17 jeweils aus dem Aus-Zustand eingeschaltet werden, werden die der Schalteinheit 17 zugeordnete Antriebseinheit und die erste Stromquelle 18 miteinander in Verbindung gebracht.
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Der Zeitpunkt, zu dem die jeweilige Schalteinheit 17 ein- und ausgeschaltet wird, wird vorab auf der Basis eines Steuerprogramms für den Betrieb der mehreren Antriebseinheiten 14 festgelegt. Bspw. werden die Schalteinheiten 17 durch eine PLC (programmierbare logische Steuerung) angetrieben.
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Der Roboter 20 ist ein Industrieroboter mit mehreren beweglichen Gelenken, die bspw. durch Motoren angetrieben werden, und ist über ein Steuerkabel 25 mit der Steuervorrichtung 22 verbunden.
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Die Steuervorrichtung 22 ist über ein Stromzufuhrkabel 27 mit einer zweiten Stromzufuhr 24 (Wechselstromzufuhr) verbunden. Die Steuervorrichtung 22 umfasst eine Signalerzeugungsschaltung zur Erzeugung eines Steuersignals entsprechend dem Steuerprogramm zum Betreiben des Roboters 20, einen nicht dargestellten Wandler zum Konvertieren des Wechselstroms (elektrischer Wechselstrom) von der zweiten Stromzufuhr 24 in Gleichstrom (elektrischen Gleichstrom), und eine Stromausgangsschaltung, die den Gleichstrom von dem Wandler zu den Motoren des Roboters 20 zu Zeitpunkten, die dem Steuersignal entsprechen, ausgibt. Die Steuervorrichtung 22 wird bspw. durch eine CPU (Zentraleinheit) oder eine FPGA (Feldprogrammierbare Gatteranordnung) realisiert.
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Ein Oszilloskop 26 ist an die Steuervorrichtung 22 angeschlossen, beobachtet den Spannungsschwingungsverlauf des Steuersignals und zeigt das Beobachtungsergebnis (Spannungsschwingungsverlauf) auf dem Bildschirm an.
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Wenn sich ein Anschlusszustand (d.h. Verbindungen oder Trennungen) zwischen der ersten Stromquelle 18 und der n-ten Antriebseinheit 14 (n = 1 bis 5) entsprechend dem EIN oder AUS der n-ten Schalteinheit 17 (n = 1 bis 5) ändert, kann hierbei ein Fall auftreten, bei dem von wenigstens einer der n-ten Schalteinheit 17, der n-ten Antriebseinheit, des n-ten Antriebskabels 28 (n = 1 bis 5), das die n-te Schalteinheit 17 mit der n-ten Antriebseinheit 14 verbindet, und dem n-ten Stromkabel 21 (n = 1 bis 5), das die n-te Schalteinheit 17 mit der ersten Stromquelle 18 verbindet, ein Strahlungsrauschen auftritt. Wenn bspw. die n-te Schalteinheit 17 aus dem Ein-Zustand ausgeschaltet wird, kann die überschüssige Energie, die in der Spule der der Schalteinheit 17 zugeordneten n-ten Antriebseinheit 14 gespeichert ist, nirgendwo hin, so dass wahrscheinlich ein Strahlungsrauschen auftritt. Wenn dieses Strahlungsrauschen auf die Steuervorrichtung 22 übertragen wird, wird der Schwingungsverlauf des Steuersignals gestört und der normale Betrieb des Roboters 20 wird behindert.
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Um damit umzugehen, überwacht die Steuervorrichtung 20 den Schwingungsverlauf (Wellenform) des erzeugten Steuersignals, und wenn sie feststellt, dass der Schwingungsverlauf des Steuersignals gestört ist und dass das Steuersignal durch das Strahlungsrauschen beeinträchtigt wird, so dass der Normalbetrieb behindert wird, entscheidet die Steuervorrichtung, dass ein Fehler vorliegt, und stoppt den Betrieb des Roboters 20. Es bedarf keiner Erwähnung, dass es Fälle geben kann, bei denen ein anderes Rauschen als das Strahlungsrauschen (bspw. ein Leitungsrauschen) sich in das Steuersignal mischt, hier wird aber auf das „Strahlungsrauschen“ fokussiert und dieses beschrieben. Nun wird ein elektrisches System, das die erste Schalteinheit 17a, die erste Antriebseinheit 14a und die erste Stromzufuhr 18 umfasst, als ein erstes elektrisches System bezeichnet. Ein elektrisches System, das die zweite Schalteinheit 17b, die zweite Antriebseinheit 14b und die erste Stromzufuhr 18 umfasst, wird als ein zweites elektrisches System bezeichnet. Ein elektrisches System, das die dritte Schalteinheit 17c, die dritte Antriebseinheit 14c, die dritte Antriebseinheit 14c und die erste Stromzufuhr 18 umfasst, wird als ein drittes elektrisches System bezeichnet. Ein elektrisches System, das die vierte Schalteinheit 17d, die vierte Antriebseinheit 14d und die erste Stromzufuhr 18 umfasst, wird als ein viertes elektrisches System bezeichnet. Ein elektrisches System, das die fünfte Schalteinheit 17e, die fünfte Antriebseinheit 14e und die erste Stromzufuhr 18 umfasst, wird als ein fünftes elektrisches System bezeichnet.
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Um den Betrieb des Roboters 20, der gestoppt wurde, wieder aufzunehmen, muss eine Bedienperson OP abschätzen, aus welchem der ersten bis fünften elektrischen Systeme sich die Strahlungsrauschquelle (Rauschquelle) ableitet, und Maßnahmen ergreifen, um die Strahlung des Strahlungsrauschens zu verhindern (bspw. durch Einsetzen einer elektromagnetischen Abschirmung) oder den Einfluss des Strahlungsrauschens zu verringern (bspw. durch Änderung der Kabelführung des Steuerkabels 24, wenigstens eines Antriebskabels 23, wenigstens eines Stromkabels 21 etc.) für das identifizierte elektrische System.
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Um mit der obigen Situation umzugehen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entwickelt, um die Bedienperson OP in die Lage zu versetzen, die Erzeugungsquelle des Strahlungsrauschens zu ermitteln.
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Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 kann bspw. durch ein Smartphone SP realisiert werden, wie es in 1 gezeigt ist. Bspw. umfasst die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 wie in 2 gezeigt eine Kamera 30 (Abbildungseinheit), ein Display 32 (Anzeigeeinheit), ein Touchpanel 33 (Eingabeeinheit), eine Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34, eine Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36, eine Korrelationsberechnungseinheit 38 und eine Displaysteuereinheit 40. Hierbei sind die Kamera 30 und das Display 32 solche, wie sie standardmäßig an dem Smartphone SP vorgesehen sind. Die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34, die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36, die Korrelationsberechnungseinheit 38 und die Displaysteuereinheit 40 werden durch einen Computer implementiert, der bspw. eine Zentraleinheit (CPU) enthält, die in das Smartphone SP integriert ist. Wenn die Bedienperson OP den „Rauschquellenüberwachungsmodus“ aktiviert, der eine der Anwendungen der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 (Smartphone SP) darstellt, beginnt der Betrieb der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10.
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Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 wird durch eine Bedienperson OP so gehalten, dass die Kamera 30 den Betriebszustand der mehreren Hebel 28 auf der Schaltanlage 16 erfassen kann, d.h. den Betriebszustand der mehreren Schalteinheiten 17. Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 muss nicht durch die Bedienperson OP gehalten werden, sondern kann auch durch ein Haltewerkzeug, wie einen Ständer oder ein Dreibein, getragen werden. Wenn die Tür des Kastengehäuses der Schaltanlage 16 nicht transparent ist, kann die Bedienperson OP die Tür öffnen, um die mehreren Schalteinheiten 17 zugänglich zu machen, so dass die Kamera 30 den Betriebszustand der mehreren Schalteinheiten 17 aufnehmen kann. Wenn die Tür des Kastengehäuses der Schaltanlage 16 transparent ist, kann die Bedienperson OP den Betriebszustand der mehreren Schalteinheiten 17 durch die Kamera 30 abbilden, während die Tür geschlossen ist.
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Wenn die Bedienperson OP die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 so hält, dass die mehreren Hebel 28 in den Sichtbereich der Kamera 30 kommen, und die Bedienperson dann den Rauschquellenüberwachungsmodus in dem Smartphone SP auswählt, beginnt die Kamera 30 die Bildaufnahme. Hierdurch erfasst die Kamera 30 den Betriebszustand der mehreren Hebel 28 als ein Video (Bewegungsbild). Dann sendet die Kamera 30 Daten des aufgenommenen Videos, Einzelbild für Einzelbild, zu der Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 über eine nicht dargestellte Bildeingabeschnittstelle.
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Die Bedienperson OP überprüft den Bildschirm des Oszilloskops 26, wobei sie die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 so hält, wie es oben beschrieben wurde. Wenn die Bedienperson feststellt, dass in der Steuervorrichtung 22 ein Strahlungsrauschen aufgetreten ist (wenn festgestellt wird, dass der auf dem Bildschirm des Oszilloskops 26 dargestellten Spannungsschwingungsverlauf gestört ist (bspw. tritt in dem Spannungsschwingungsverlauf eine Hochfrequenzstrahlung auf), tippt die Bedienperson auf den Bildschirm des Touchpanels 33. Zu diesem Zeitpunkt generiert das Touchpanel 33 ein Tippsignal entsprechend dem Tippen und überträgt das Tippsignal zu der Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36.
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Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 erfasst den Ereigniszeitpunkt eines Strahlungsrauschens, das in der Steuervorrichtung 22 generiert wird (nachfolgend auch als „Rauschereigniszeitpunkt NT) gezeichnet. Im Einzelnen erfasst die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 den Zeitpunkt (den Moment, zu dem auf den Bildschirm des Touchpanels 33 getippt wird) der Erzeugung des Tippsignals auf dem Touchpanel 33 als den Rauschereigniszeitpunkt NT und sendet das erhaltene Ergebnis an die Korrelationsberechnungseinheit 38. Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 überträgt außerdem jedes Mal, wenn der Rauschereigniszeitpunkt NT erfasst wird, ein Erfassungssignal an die Korrelationsberechnungseinheit 38. Die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 erkennt den Ein-/Aus-Schaltzeitpunkt ST jedes der mehreren Schalteinheiten 17 auf der Basis des von der Kamera 30 aufgenommenen Bildes. Im Einzelnen vergleicht die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 Daten des von der Kamera 30 aufgenommenen Bildes für jedes Einzelbild von einem zum nächsten, um dadurch den Ein/Aus-Schaltzeitpunkt ST für jede der mehreren Schalteinheiten 17 zu erkennen, und sendet dann den Schaltzeitpunk ST jeder Schalteinheit 17 an die Korrelationsberechnungseinheit 38. Im Einzelnen sendet die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 den Schaltzeitpunk ST jeder Schalteinheit 17 sowie Informationen, die die Schalteinheit 17 bezeichnen, an die Korrelationsberechnungseinheit 38.
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Die Korrelationsberechnungseinheit 38 berechnet auf der Basis des Ereigniszeitpunkts des Strahlungsrauschens (Rauschereigniszeitpunkt NT) und des Schaltzeitpunkts ST für jede der mehreren Schalteinheiten 17 den Korrelationsgrad zwischen der Erzeugung (Auftreten) eines Strahlungsrausches und dem Ein/Aus-Schalten (Schalten) jeder Schalteinheit 17. Im Einzelnen bestimmt die Korrelationsberechnungseinheit 38, dass eine Schalteinheit 17, die in einem Zeitraum (festgelegte Zeit) TZ, die einen Rauschereigniszeitpunkt NT enthält, ein-/aus- (Ein oder Aus) geschaltet wurde, eine Korrelation zu der Erzeugung des Strahlungsrauschens hat, und berechnet den Korrelationsgrad so, dass der Korrelationsgrad für eine Schalteinheit 17 höher wird, wenn die Anzahl, mit der eine Korrelation für die Schalteinheit 17 festgestellt wurde, größer wird. Genauer gesagt identifiziert die Korrelationsberechnungseinheit 38 die Schalteinheit 17, die innerhalb des Zeitraums TZ geschaltet wurde, der an dem Rauschereigniszeitpunkt NT zentriert ist. Somit identifiziert die Korrelationsberechnungseinheit 38 die Schalteinheit 17, die mit dem Auftreten eines Strahlungsrauschens korreliert, durch Feststellung der Präsenz oder Abwesenheit des Betriebes jeder Schalteinheit 17 in dem Zeitraum TZ, d.h. ob der Schaltvorgang innerhalb des Zeitraum TZ für jede Schalteinheit durchgeführt wurde. Auf der Basis der Anzahl der Erfassung des Rauschereigniszeitpunkts NT durch die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 (die Zahl der Empfangsvorgänge des Erfassungssignals) und des Erkennungsergebnisses der Schaltzeiterkennungseinheit 34 für jeden Rauschereigniszeitpunkt NT (der Präsenz oder Abwesenheit des Betriebes aller Schalteinheiten 17 für jeden Rauschereigniszeitpunkt NT) berechnet dann die Korrelationsberechnungseinheit 38 den Korrelationsgrad zwischen dem Ein/Aus-Schalten jeder Schalteinheit 17 und dem Auftreten des Strahlungsrauschens und überträgt das Berechnungsergebnis an die Displaysteuereinheit 40. Hierbei muss das Zentrum des Zeitraums TZ nicht notwendigerweise mit dem Rauschereigniszeitpunkt NT übereinstimmen und kann zu dem Rauschereigniszeitpunkt NT versetzt sein.
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Von den ersten bis fünften elektrischen Systemen ist es bei einem elektrischen System, dem eine Schalteinheit 17 mit einem höheren Korrelationsgrad zugeordnet ist, wahrscheinlicher, dass es sich um eine Erzeugungsquelle des Strahlungsrauschens handelt.
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Als nächstes wird ein spezielles Berechnungsverfahren für den Korrelationsgrad beschrieben.
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Als ein Beispiel zeigt 3A die Präsenz oder Abwesenheit des Betriebes der Schalteinheiten 17 in allen Zeiträumen TZ, die entsprechende Rauschereigniszeitpunkte NT enthalten, wenn die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 zehn Rauschereigniszeitpunkte NT erfasst. 3B zeigt auf der Zeitachse die zehn Rauschereigniszeitpunkte NT, die diesen zugeordneten zehn Zeiträume TZ und Schaltzeitpunkte STni (i= a, b, c ...), die jeweils einen Schaltzeitpunkt einer n-ten Schalteinheit 17 in dem k-ten Zeitraum (k ist wenigstens eins von 1 bis 10) bezeichnen. Die zehn Zeiträume TZ umfassen einen ersten Zeitraum TZ1, einen zweiten Zeitraum TZ2, einen dritten Zeitraum TZ3, einen vierten Zeitraum TZ4, einen fünften Zeitraum TZ5, einen sechsten Zeitraum TZ6, einen siebten Zeitraum TZ7, einen achten Zeitraum TZ8, einen neunten Zeitraum TZ9 und einen zehnten Zeitraum TZ10. Hierbei ist die zeitliche Länge des ersten Zeitraums TZ1 bis zu dem zehnten Zeitraum TZ10 konstant (identisch). Die zehn Rauschereigniszeitpunkte NT umfassen den Rauschereigniszeitpunkt NT1, den Rauschereigniszeitpunkt NT2, den Rauschereigniszeitpunkt NT3, den Rauschereigniszeitpunkt NT4, den Rauschereigniszeitpunkt NT5, den Rauschereigniszeitpunkt NT6, den Rauschereigniszeitpunkt NT7, den Rauschereigniszeitpunkt NT8, den Rauschereigniszeitpunkt NT9 und den Rauschereigniszeitpunkt NT10.
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Wie sich aus 3B ergibt, enthält der erste Zeitraum TZ1 keine Schaltzeitpunkte ST der Schalteinheiten 17. Der zweite Zeitraum TZ2 enthält einen Schaltzeitpunkt ST2a der zweiten Schalteinheit 17b. Der dritte Zeitraum TZ3 enthält einen Schaltzeitpunkt ST5a der fünten Schalteinheit 17e. Der vierte Zeitraum TZ4 enthält einen Schaltzeitpunkt ST2b der zweiten Schalteinheit 17b. Der fünfte Zeitraum TZ5 enthält einen Schaltzeitpunkt ST5b der fünften Schalteinheit 17e. Der sechste Zeitraum TZ6 enthält einen Schaltzeitpunkt ST1 a der ersten Schalteinheit 17a. Der siebte Schaltzeitpunkt TZ7 enthält einen Schaltzeitpunkt ST5c der fünften Schalteinheit 17e. Der achte Zeitraum TZ8 enthält einen Schaltzeitpunkt ST5d der fünften Schalteinheit 17e. Der neunte Zeitraum TZ9 enthält einen Schaltzeitpunkt ST2c der zweiten Schalteinheit 17b. Der zehnte Zeitraum TZ10 enthält einen Schaltzeitpunkt ST5e der fünften Schalteinheit 17e.
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In 3A bezeichnet „präsent“, dass der Zeitraum TZ einen Schaltzeitpunkt ST einer Schalteinheit 17 enthält, d.h. dass „die Schalteinheit 17 betätigt wurde (der Schaltzeitpunkt der Schalteinheit 17 aufgetreten ist)“ und „kein“ bezeichnet, dass der Zeitraum TZ keinen Schaltzeitpunkt ST einer Schalteinheit 17 enthält, d.h., dass „die Schalteinheit 17 nicht betätigt wurde (das Schaltereignis der Schalteinheit 17 nicht aufgetreten ist)“. In 3A definiert das Verhältnis der Anzahl von „präsent“ zu der Anzahl von Zeiträumen TZ (hier 10) für jede Schalteinheit 17 den „Korrelationsgrad (Grad der Korrelation)“.
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Bspw. ist der Korrelationsgrad der ersten Schalteinheit 17a gleich 1/10, der Korrelationsgrad der zweiten Schalteinheit 17b ist 3/10, der Korrelationsgrad der dritten Schalteinheit 17c ist 0, der der vierten Schalteinheit 17d ist 0 und der der fünften Schalteinheit 17e ist 1/2. Nachfolgend wird die Gesamtzahl von „präsent“ in jede Schalteinheit 17 in 3A auch als „rauschkorrelierter Betriebszähler“ bezeichnet. Hierbei bezeichnet der „rauschkorrelierte Betriebszähler / die Anzahl der Rauschereigniszeitpunkterfassungen“ für jede Schalteinheit 17 den „Korrelationsgrad“ für jede Schalteinheit 17. Das obige Berechnungsverfahren für den Korrelationsgrad ist ein Beispiel und kann nach Bedarf geändert werden.
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Die Displaysteuereinheit 40 sorgt dafür, dass das Display 32 Informationen anzeigt, die den Korrelationsgrad angeben, der durch die Korrelationsberechnungseinheit 38 berechnet wurde. Im Einzelnen veranlasst die Displaysteuereinheit 40 das Display 32, die mehreren Schalteinheiten 17 so anzuzeigen, dass wenigstens eine Schalteinheit 17 eingefärbt ist. Hierbei ändert die Displaysteuereinheit 40 die Farbe, die den Schalteinheiten 17 überlagert werden soll, entsprechend dem Korrelationsgrad jeder Schalteinheit 17. Bspw. ändert die Displaysteuereinheit 40 die Farbe so, dass die Schalteinheit 17 mit einem höheren Korrelationsgrad unterscheidbar wird (dunkler oder bunt, vergleiche die teilweise vergrößerte extrahierte Ansicht des Displays 32 in 1). Hierbei bedeutet „dunkle Farbe“ eine „dunklere Schattierung“ der gleichen Farbe. Die „bunte Farbe“ bezeichnet lebendige Farben unabhängig davon, ob es die gleichen oder unterschiedliche Farben sind. Bspw. kann die Displaysteuereinheit 40 ähnliche Farben (bspw. Dunkelrot, Hellrot, dunkles Pink, helles Pink und dergleichen) entsprechend dem Korrelationsgrad für die mehreren Schalteinheiten 17 anzeigen. Als weiteres Beispiel kann die Displaysteuereinheit 40 unterschiedliche Farben (bspw. Rot, Blau, Gelb, Grün, Schwarz etc.) mit unterschiedlichem Farbton entsprechend dem Korrelationsgrad für die mehreren Schalteinheiten 17 anzeigen.
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Im Fall der 3A und 3B wird die fünfte Schalteinheit 17e mit dem höchsten Korrelationsgrad am dunkelsten eingefärbt, die zweite Schalteinheit 17b mit dem zweithöchsten Korrelationsgrad wird mit der zweitdunkelsten Farbe eingefärbt, und die erste Schalteinheit 17a mit dem dritthöchsten Korrelationsgrad wird mit dem drittdunkelsten Farbton eingefärbt. Hierbei werden auf die dritte Schalteinheit 17c oder die vierte Schalteinheit 17d, deren Korrelationsgrad gleich null ist, keine Farbe überlagert.
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Als nächstes wird mit Bezug auf das Fließdiagramm gemäß 4 ein Rauschquellenüberwachungsprozess 1, der durch die so konfigurierte Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 implementiert wird, beschrieben. Hierbei wird der Rauschquellenüberwachungsprozess 1 gestartet, wenn die Bedienperson OP einen „Rauschquellenüberwachungsmodus“ 1 in der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 startet, und wird beendet, wenn die Bedienperson den Modus beendet. Der Rauschquellenüberwachungsprozess 1 kann automatisch beendet werden, wenn ein festgelegter Zeitraum nach der Aktivierung des Rauschquellenüberwachungsmodus 1 durch die Bedienperson OP verstrichen ist oder wenn die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 in einer solchen Stellung oder einer solchen Position verblieben ist, dass die mehreren Schalteinheiten 17 für einen festgelegten Zeitraum oder mehr aus dem Sichtbereich (Fotografiergebiet) der Kamera 30 herausfallen. In dem ersten Schritt S1 erfasst die Kamera 30 ein Bild des Betriebszustandes der mehreren Schalteinheiten 17.
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Im Einzelnen wählt die Bedienperson OP den „Rauschquellenüberwachungsmodus 1“ in der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 aus, wobei sie die Vorrichtung 10 so hält, dass die Kamera 30 ein Bild des Betriebszustandes der mehreren Schalteinheiten 17 aufnehmen kann. Wenn der Rauschquellenüberwachungsmodus 1 aktiviert wird, beginnt die Kamera 30 das Aufnehmen des Bildes.
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In dem nächsten Schritt S2 bestimmt die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36, ob die Bedienperson OP einen Befehl gegeben hat oder nicht. Im Einzelnen bestimmt die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36, ob die Bedienperson OP auf den Bildschirm der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 16 (den Bildschirm des Smartphones SP) getippt hat oder nicht. Die Bedienperson OP überwacht den Bildschirm des Oszilloskops 26 und berührt das Touchpanel 33, wenn festgestellt wird, dass ein Strahlungsrauschen aufgetreten ist. Zu diesem Zeitpunkt generiert das Touchpanel 33 ein Tippsignal und sendet dieses an die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36. Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 bestimmt, dass der Bildschirm des Smartphones SP angetippt wurde, wenn es das Tippsignal von dem Touchpanel 33 empfängt. Wenn die Bestimmung in Schritt S2 bestätigt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S3. Wenn die Bestimmung in Schritt S2 verneint wird, wird die gleiche Bestimmung fortgeführt (d.h. bleibt in einem Wartemodus).
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In Schritt S3 erfasst die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 den Zeitpunkt, zu dem die Bedienperson OP den Befehl gibt (den Zeitpunkt, wenn das Tippsignal durch das Touchpanel 33 generiert wurde), in Schritt S2 als einen Zeitpunkt (Rauschereigniszeitpunkt NT), zu dem ein Strahlungsrauschen in der Steuervorrichtung 22 aufgetreten ist. Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 sendet den erfassten Rauschereigniszeitpunkt NT an die Korrelationsberechnungseinheit 38.
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In dem nächsten Schritt S4 erkennt die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 den Ein/Aus-Schaltzeitpunkt ST jeder Schalteinheit 17 und sendet den Schaltzeitpunkt ST an die Korrelationsberechnungseinheit 38.
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In dem nächsten Schritt S5 identifiziert die Korrelationsberechnungseinheit 38 die n-te Schalteinheit 17 (n = 1 bis 5) die in dem Zeitraum TZ betätigt wurde, der den erfassten Rauschereigniszeitpunkt NT enthält.
In dem nächsten Schritt S6 erhöht die Korrelationsberechnungseinheit 38 den rauschkorrelierten Betriebszähler der n-ten Schalteinheit 17 um +1. Hierbei ist der Anfangswert des rauschkorrelierten Operationszählers gleich null.
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In dem nächsten Schritt S7 bestimmt die Korrelationsberechnungseinheit 38, ob der Prozess abgeschlossen werden soll. Die Feststellung wird hierbei bestätigt, wenn die Bedienperson OP eine Prozedur (Operation) zur Beendigung des „Rauschquellenüberwachungsmodus 1“ in der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 durchführt. Wenn bestimmt wird, dass der Prozess zu beenden ist, initialisiert die Korrelationsberechnungseinheit 38 den rauschkorrelierten Operationszähler (stellt ihn auf 0). Wenn die Bestimmung in Schritt S7 bestätigt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S7. Wenn die Bestimmung in Schritt S7 negativ ist, kehrt der Prozess zurück zu Schritt S2.
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In Schritt S8 berechnet die Korrelationsberechnungseinheit 38 den Korrelationsgrad für jede Schalteinheit 17. Im Einzelnen berechnet die Korrelationsberechnungseinheit 38 das Verhältnis des rauschkorrelierten Operationszählers zu der Anzahl der Erfassungen des Rauschereigniszeitpunkts NT für jede Schalteinheit 17 als den Korrelationsgrad der Schalteinheit 17.
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In Schritt S9 sorgt die Displaysteuereinheit 40 dafür, dass das Display 32 die mehreren Schalteinheiten 17 anzeigt, wobei auf wenigstens eine Schalteinheit 17 entsprechend dem Korrelationsgrad eine Farbe überlagert wird. Im Einzelnen überlagert die Displaysteuereinheit 40 dunklere oder buntere Farben auf die Schalteinheiten 17 mit einem höheren Korrelationsgrad. Wenn Schritt S9 durchgeführt wird, wird der Operationsfluss beendet.
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[Modifikationen]
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Der Aufbau der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10, der für die obige Ausführungsform beschrieben wurde, kann nach Bedarf geändert werden.
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(Modifikation 1)
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Bei der obigen Ausführungsform wird das Touchpanel 33 als eine Eingabeeinheit für die Bedienperson OP verwendet, um das Auftreten von Strahlungsrauschen einzugeben (anzuzeigen). Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Wie bei einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10A gemäß Modifikation 1, die in 5 gezeigt ist, kann bspw. ein Mikrofon 42 verwendet werden. Im Einzelnen beobachtet die Bedienperson OP, die die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10A (Smartphone SP) so hält, dass die Kamera 30 das Bild der mehreren Schalteinheiten 17 aufnehmen kann, den Bildschirm des Oszilloskops 26 und macht ein Geräusch durch Händeklatschen oder durch Sprachlaute, wenn die Bedienperson das Auftreten eines Strahlungsrauschens erkennt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Geräusch (einschließlich Sprache) in das Mikrofon 42 eingegeben und in ein Signal umgewandelt. Dann wird das Signal über eine Toneingabeschnittstelle (nicht dargestellt) zu der Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 gesandt. Die nachfolgende Verarbeitung ist die gleiche wie bei der obigen Ausführungsform. Das Mikrofon 42 kann bspw. eines sein, das als Standardausrüstung des Smartphone SP vorgesehen ist.
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(Modifikation 2)
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Bei der obigen Ausführungsform und Modifikation 1 veranlasst die Bedienperson OP die Eingabeeinheit, ein Signal zu generieren und das Signal an die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 zu senden, wenn die Bedienperson OP den Bildschirm des Oszilloskops 26 betrachtet und feststellt, dass ein Strahlungsrauschen aufgetreten ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Bei einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10B gemäß Modifikation 2, die in 6 gezeigt ist, ist bspw. das Oszilloskop 26, das den Spannungsschwingungsverlauf (Wellenform) des Steuersignals erfasst, an eine Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44 so angeschlossen, dass es den Spannungsschwingungsverlauf an die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44 ausgibt. Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44 analysiert den Spannungsschwingungsverlauf, der von dem Oszilloskop 26 ausgegeben wird, und bestimmt, ob ein Strahlungsrauschen aufgetreten ist. Wenn bestimmt wird, dass ein Strahlungsrauschen aufgetreten ist (wenn der Spannungsschwingungsverlauf gestört ist), erfasst die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44 den Zeitpunkt der Bestimmung als einen Rauschereigniszeitpunkt NT.
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Ein Rauschquellenüberwachungsprozess 2, der durch die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10B implementiert wird, wird mit Bezug auf das Fließdiagramm gemäß 7 beschrieben. Der Rauschquellenüberwachungsprozess 2 wird gestartet, wenn die Bedienperson P einen „Rauschquellenüberwachungsmodus 2“ in der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10B aktiviert. Die Schritte S21, S24, S25, S26, S27, S28 und S29 in 7 sind jeweils die gleichen wie die Schritte S1, S4, S5, S6, S7, S8 bzw. S9 in 4, so dass lediglich die Schritte S22 und S23 beschrieben werden.
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In Schritt S22 bestimmt die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44, ob eine Störung des Spannungsschwingungsverlaufs des Steuersignals von dem Oszilloskops 26 aufgetreten ist oder nicht. Wenn die Bestimmung in Schritt S22 bestätigt wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S23. Wenn die Bestimmung in Schritt S22 negativ ist, wird die gleiche Bestimmung nochmals durchgeführt.
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In Schritt S23 erfasst die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 44 den Zeitpunkt, zu dem eine Störung des Spannungsschwingungsverlaufs aufgetreten ist, als den Rauschereigniszeitpunkt NT und sendet das erhaltene Ergebnis an die Korrelationsberechnungseinheit 38.
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Der Aufbau der Schaltanlage 16 bei der obigen Ausführungsform und bei allen Modifikationen kann nach Bedarf geändert werden.
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(Modifikation 3)
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Wie bei einer in 8 gezeigten Schalttafel 16A gemäß Modifikation 3 können anstelle der mehreren (bspw. fünf) Hebel 28 mehrere (bspw. fünf) Lichtquellen 46 (eine erste Lichtquelle 46a für die erste Schalteinheit, eine zweite Lichtquelle 46b für die zweite Schalteinheit, eine dritte Lichtquelle 46c für die dritte Schalteinheit, eine vierte Lichtquelle 46d für die vierte Schalteinheit, eine fünfte Lichtquelle 46e für die fünfte Schalteinheit), die entsprechend dem Ein/Aus-Zustand des zugeordneten Schalters zwischen einem EIN und einem AUS-Zustand umschalten, verwendet werden. Wenn eine Schalteinheit eingeschaltet ist, wird hierbei die Lichtquelle 46, die der Schalteinheit zugeordnet ist, eingeschaltet (die eingeschaltete Lichtquelle 46 wird auf der Schalttafel 16A durch einen Umriss (weiß) dargestellt), während dann, wenn eine Schalteinheit aus ist, die Lichtquelle 46, die der Schalteinheit zugeordnet ist, ausgeschaltet wird (die ausgeschaltete Lichtquelle 46 wird auf der Schalttafel 16A in 8 ausgefüllt (schwarz) dargestellt). In diesem Fall analysiert die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34, das von der Kamera 30 aufgenommene Bild und erkennt die Ein/Aus-Schaltzeitpunkte ST jeder Lichtquelle 46, um den Schaltzeitpunkt ST der die Lichtquelle 46 enthaltenden Schalteinheit zu bestimmen. Die Displaysteuereinheit 40 zeigt das erfasste Bild der mehreren (bspw. fünf) Lichtquellen 46 an und überlagert eine Farbe auf wenigstens eine der Schalteinheiten. Im Einzelnen überlagert die Displaysteuereinheit 40 bspw. die am stärksten unterschiedliche Farbe (die dunkelste Farbe oder die bunteste Farbe) auf die fünfte Schalteinheit mit dem höchsten Korrelationsgrad, überlagert die am zweitstärksten unterschiedliche Farbe (die zweitdunkelste oder die zweitbunteste) auf die zweite Schalteinheit mit dem zweithöchsten Korrelationsgrad und überlagert die am drittstärksten unterschiedliche Farbe (die drittdunkelste oder die drittbunteste) auf die erste Schalteinheit mit dem dritthöchsten Korrelationsgrad (vgl. die vergrößerte Teilansicht des Displays 32 in 8). Die Displaysteuereinheit 40 überlagert keine Farben auf die dritte Schalteinheit oder die vierte Schalteinheit, deren Korrelationsgrad gleich null ist. Für die Lichtquellen 46 kann bspw. eine LED (Licht emittierende Diode) verwendet werden.
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(Modifikation 4)
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Auf der Schalttafel können mehrere Gruppen (bspw. fünf Gruppen) von Hebeln 28 und Lichtquellen verwendet werden, wobei in jeder Gruppe der Hebel und die Lichtquelle gleichzeitig synchron mit dem Ein/Aus-Schalten des zugeordneten Schalters ein/ausgeschaltet werden. Wenn ein Schalter an ist, wird insbesondere der Hebel 28, der dem Schalter zugeordnet ist, eingeschaltet, und die dem Schalter zugeordnete Lichtquelle wird beleuchtet. Wenn ein Schalter aus ist, wird der dem Schalter zugeordnete Hebel 28 ausgeschaltet und die dem Schalter zugeordnete Lichtquelle wird ausgeschaltet. Die Displaysteuereinheit 40 zeigt das aufgenommene Bild der mehreren (bspw. fünf) Hebel 28 und der mehreren (bspw. 5) Lichtquellen und belagert eine Farbe auf wenigstens eine der Schalteinheiten. Das Farbüberlagerungsverfahren ist das gleiche wie bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen. Bspw. kann als Lichtquelle eine LED (Licht emittierende Diode) verwendet werden.
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(Modifikation 5)
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Es bedarf keiner Erwähnung, dass die Zahl der Schalteinheiten 17 auf der Schalttafel 16 nach Bedarf entsprechend der Zahl der verwendeten Antriebseinheiten 14 geändert werden kann.
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(Modifikation 6)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen werden die Rauschquellenüberwachungsvorrichtungen 10, 10A und 10B durch ein Smartphone SP realisiert, sie können aber auch durch ein Tablet mit einer Kamera realisiert werden.
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(Modifikation 7)
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Auch wenn bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen der Roboter 20 als eine industrielle Maschine verwendet wird, sollte die vorliegende Erfindung nicht hierauf eingeschränkt sein. Bspw. können beliebige andere industrielle Maschinen, wie eine Drehmaschine, eine Pressmaschine, eine elektrische Drahterodiermaschine, eine Spritzgussmaschine, eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück mit Hilfe eines Werkzeugs bearbeitet, und dergleichen verwendet werden, solange es sich um eine durch eine Steuervorrichtung 22 gesteuerte industrielle Maschine handelt.
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(Modifikation 8)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen überlagert die Displaysteuereinheit 40 keine Farben auf Schalteinheiten 17, die Schaltern mit einem Korrelationsgrad von null zugeordnet sind. Sie kann aber auch eine unverdächtige Farbe (bspw. weiß) hierauf überlagern.
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(Modifikation 9)
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Auch wenn bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen mehrere Farben (einschließlich achromatischer Farben) als Information zur Anzeige des Korrelationsgrades verwendet werden, sollte die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt sein. Als Information zur Anzeige des Korrelationsgrades können bspw. auch mehrere Worte wie „höchster“, „hoch“, „mittel“, „niedrig“ und „niedrigster“, mehrere Zahlen wie „1“, „2“, „3“, „4“ und „5“ oder mehrere Buchstaben wie „A“, „B“, „C“, „D“ und „E“ verwendet werden. Außerdem kann die den Korrelationsgrad bezeichnete Information auch selbst der numerische Wert sein.
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(Modifikation 10)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen wird der Hebel 28 und/oder die Lichtquelle 46, die gemeinsam mit der Betätigung des Schalters ein/ausgeschaltet werden, verwendet. Es ist aber bspw. auch möglich, einen Druckschalter zu verwenden, der sich zwischen einer vorstehenden Position und einer nicht vorstehenden Position (bspw. einer zurückgezogenen Position) bewegt. In diesem Fall ist es notwendig, das Bild mit der Kamera 30 von einer Seite (bspw. der oberen Seite, der unteren Seite, der rechten Seite, der linken Seite etc. des Druckschalters) aufzunehmen. Dies ermöglicht es, den Unterschied zwischen der vorstehenden Position und der nicht vorstehenden Position des Druckschalters zu bestimmen. In diesem Fall analysiert die Schaltzeitpunkterkennungseinheit 34 das durch die Kamera 30 aufgenommene Bild und erkennt den Schaltzeitpunkt ST des Vorstehens/nicht Vorstehens jedes Druckschalters, um dadurch den Schaltzeitpunkt ST der Schalteinheit, die den Druckschalter enthält, zu bestimmen.
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(Modifikation 11)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen berechnet die Korrelationsberechnungseinheit 38 den Korrelationsgrad für alles Strahlungsrauschen, das in der Steuervorrichtung 22 generiert wird. Der Korrelationsgrad des in der Steuervorrichtung 22 generierten Strahlungsrauschens kann aber auch lediglich für das Strahlungsrauschen berechnet werden, das einen Schwellenwert übersteigt. In diesem Fall kann ein Strahlungsrauschen, das das Steuersignal nicht beeinträchtigt, als Berechnungsobjekt für den Korrelationsgrad ausgeschlossen werden. Außerdem können mehrere Schwellenwerte eingestellt werden, um es der Bedienperson (OP) zu ermöglichen, wahlweise einen der mehreren Schwellenwerte auszuwählen. In diesem Fall kann die Bedienperson (OP) Strahlungsrauschen, welches das Steuersignal nicht beeinträchtigt, in Abhängigkeit von der Situation auslaufen lassen (phase out).
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(Modifikation 12)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen wird das Steuersignal mithilfe des Oszilloskops 26 beobachtet, und die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 oder 44 erfasst den Zeitpunkt, zu dem in dem Steuersignal eine Störung auftritt, als den Rauschereigniszeitpunkt NT. Die Erfindung sollte jedoch nicht hierauf beschränkt sein. Beispielsweise kann das Referenzpotential der Steuervorrichtung 22 mithilfe des Oszilloskops 26 beobachtet werden, und die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit 36 oder 44 kann den Zeitpunkt als den Rauschereigniszeitpunkt NT erfassen, an dem eine Störung des Referenzpotentials auftritt.
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(Modifikation 13)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen führt die Korrelationsberechnungseinheit 38 eine Berechnung durch, sodass dann, wenn das Verhältnis der Anzahl, mit welcher für eine Schalteinheit bestimmt wurde, dass eine Korrelation mit dem Auftreten von Strahlungsrauschen vorliegt (nachfolgend als „die Zahl der Korrelationsbeurteilungen“), zu der Anzahl des Auftretens von Strahlungsrauschen größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit höher wird.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die Korrelationsberechnungseinheit 38 die Berechnungen so durchführen, dass dann, wenn das Verhältnis der Zahl der Korrelationsbeurteilungen für eine Schalteinheit zu der Zahl der Operationen (der Zahl der Operationen während des Rauschquellenübergangsprozesses 1 oder 2) größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit höher wird. In diesem Fall muss die Schaltpunktzeiterkennungseinheit 34 die Zahl der Operationen (die Zahl der Schaltvorgänge) jeder Schalteinheit zählen und das Zählergebnis an die Korrelationsberechnungseinheit 38 senden. Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen nimmt der Korrelationsgrad der mehreren Schalteinheiten den gleichen Wert an, wenn es mehrere Schalteinheiten mit der gleichen Zahl von Korrelationsbeurteilungen gibt, auch wenn sie unterschiedliche Zahlen von Operationen aufweisen. Es sei beispielsweise angenommen, dass ein Strahlungsrauschen fünfmal aufgetreten ist und dass die Schalteinheit A 10-mal betätigt wurde und eine Korrelationsbeurteilung hat, während die Schalteinheit B 20-mal betätigt wurde und eine Korrelationsbeurteilung hat. In diesem Fall ist der Korrelationsgrad für die Schalteinheiten A und B jeweils 1/5. Da aber bei dieser Modifikation der Korrelationsgrad als die Zahl von Korrelationsbeurteilungen/Zahl von Operationen definiert ist, ergibt sich für die Schalteinheit A ein Korrelationsgrad von 1/10, während der Korrelationsgrad für die Schalteinheit B sich zu 1/20 ergibt. Das heißt, bei dieser Modifikation kann sich die Zahl der Operationen in dem Korrelationsgrad widerspiegeln.
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(Modifikation 14)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen werden alle Antriebseinheiten 14 über eine der Antriebseinheit 14 zugeordnete Schalteinheit mit der ersten Stromzufuhr 18 passend verbunden. Es können aber auch die Antriebseinheiten 14 und ein Element oder eine Gruppe von Elementen, die mit der ersten Stromzufuhr 18 verbunden sind, über eine der Antriebseinheit 14 zugeordnete Schalteinheit in geeigneter Weise angeschlossen werden.
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(Modifikation 15)
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Bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen bestimmt die Korrelationsberechnungseinheit 38, ob ein Schalzeitpunkt ST in den mehreren Zeiträumen TZ, die jeweils unterschiedliche Rauschereigniszeitpunkte NT enthalten, enthalten ist oder nicht. Die Erfindung sollte aber nicht hierauf beschränkt sein. Der Punkt ist, dass die Korrelationsberechnungseinheit 38 ein Paar eines Rauschereigniszeitpunkts NT und eines Schaltzeitpunkts ST einer Schalteinheit innerhalb eines festgelegten Zeitraumes detektieren kann. Beispielsweise kann das Paar detektiert werden, indem bestimmt wird, ob ein Rauschereigniszeitpunkt NT in allen der mehreren vorbestimmten Zeiträume TZ, die jeweils unterschiedliche Schaltzeitpunkte ST der Schalteinheiten enthalten, enthalten ist oder nicht.
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(Modifikation 16)
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Auch wenn bei der obigen Ausführungsform und den Modifikationen die Rauschquelle als ein anderes Element als der Roboter 20 angenommen wird, kann auch die Betätigung des Roboters 20 manchmal eine Rauschquelle für das Steuersignal des Roboters 20 werden. 9 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 gemäß Modifikation 16 zeigt. In 9 ist der Konfiguration gemäß 1 eine Managementvorrichtung 50 hinzugefügt. Die Managementvorrichtung 50 ist eine Vorrichtung, die Daten kommunizieren kann, beispielsweise ein Personal Computer. Die Managementvorrichtung 15 kann mit der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 und der Steuervorrichtung 22 kommunizieren. Die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 erfasst die Betriebsinformationen des Roboters 20 von der Steuervorrichtung 22 über die Managementvorrichtung 50. Die Betriebsinformation des Roboters 20 besteht in zeitsequenziellen Daten, die anzeigen, welche Bewegungsart der Roboter 20 durchführt. Spezielle Beispiele der Betriebsinformation des Roboters 20 umfassen die Positionen aller beweglichen Gelenke, die die Haltung und die Position des Roboters 20 zu jedem Zeitpunkt spezifizieren, die Ausführungsabschnitte in dem Steuerprogramm des Roboters 20, das durch die Steuervorrichtung 22 durchgeführt wird, zu jedem Zeitpunkt und dergleichen. Die Korrelationsberechnungseinheit 38 der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung 10 berechnet auf der Basis des Ereigniszeitpunkts eines Strahlungsrauschens (Rauschereigniszeitpunkt NT) und der Betriebsinformation des Roboters 20 einen Korrelationsgrad zwischen dem Ereignis des Strahlungsrauschens und der Operation des Roboters 20. Die Displaysteuereinheit 40 sorgt dafür, dass das Display 32 die Informationen, die den berechneten Korrelationsgrad darstellen, auf einem Bildschirm (nicht dargestellt) anzeigt, der dem in 9 angezeigten Bildschirm nachfolgt.
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(Modifikation 17)
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Die Modifikationen 1 bis 16 können in beliebiger Weise kombiniert werden, solang hierdurch keine technischen Widersprüche auftreten.
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[Erfindungen, die sich aus den Ausführungsformen und den Modifikationen 1 bis 17 ergeben]
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[Erste Erfindung]
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Der erste Aspekt der Erfindung besteht in der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung (10) mit einer Bildeinheit (30), die dazu ausgestaltet ist, ein Bild von mehreren Schalteinheiten (17) aufzunehmen, die dazu ausgestaltet sind, Antriebseinheiten (14) zum Antreiben mehrerer Vorrichtungen ein- und auszuschalten, wobei die Antriebseinheiten um eine Steuervorrichtung (22) zur Steuerung einer industriellen Maschine (20) angeordnet sind, wobei sich die mehreren Vorrichtungen von der industriellen Maschine (20) unterscheiden, einer Ereigniszeitpunkterfassungseinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, einen Rauschereigniszeitpunkt eines Rauschens, das in der Steuervorrichtung (22) auftritt, zu erfassen, einer Schaltzeitpunkterkennungseinheit (34), die dazu ausgestaltet ist, einen Ein-/Ausschaltzeitpunkt (ST) jeder der mehreren Schalteinheiten (17) auf der Basis des Bildes zu erkennen, das durch die Bildeinheit (30) aufgenommen wurde, einer Korrelationsberechnungseinheit (38), die dazu ausgestaltet ist, für jede der Schalteinheiten (17) den Korrelationsgrad zwischen dem Auftreten des Rauschens und dem Ein-/Ausschalten der Schalteinheit (17) auf der Basis des Rauschereigniszeitpunkts und des Ein-/Ausschaltzeitpunkts (ST) jeder der mehreren Schalteinheiten (17) zu berechnen, und einer Displaysteuereinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, eine Displayeinheit (32) dazu zu veranlassen, Informationen anzuzeigen, die den Korrelationsgrad für jede der Schalteinheiten (17) angeben.
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Hierdurch werden Informationen, die den Korrelationsgrad zwischen der Erzeugung des Rauschens und dem Ein-/Ausschalten der Schalteinheiten (17) angeben, auf der Anzeigeeinheit (32) angezeigt.
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Gemäß der ersten Erfindung ist es somit möglich, die Bedienperson (OP) mit Informationen zum Abschätzen der Rauschquelle des Rauschens, das in der Steuervorrichtung (22), die die industrielle Maschine (20) steuert, generiert wird, zu versorgen.
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Die Korrelationsberechnungseinheit (38) kann dazu ausgestaltet sein, zu bestimmen, dass die Schalteinheit (17), die in einer festgelegten Zeit (TZ), welche den Rauschereigniszeitpunkt enthält, ein-/ausgeschaltet wurde, eine Korrelation zu dem Auftreten des Rauschens aufweist, und den Korrelationsgrad für jede der mehreren Schalteinheiten (17) so zu berechnen, dass dann, wenn die Anzahl, mit welcher für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Auch wenn es eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Rauschereigniszeitpunkt erfasst wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem eine Schalteinheit (17) ein-/ausgeschaltet wurde, gibt, ist es hierdurch möglich, das Auftreten einer Fehlbeurteilung, dass es keine Korrelation zwischen der Schalteinheit (17) und dem Auftreten des Rauschens gibt, zu vermeiden.
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Die Korrelationsberechnungseinheit (38) kann dazu ausgestaltet sein, den Korrelationsgrad so zu berechnen, dass dann, wenn die Anzahl, mit der für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, größer wird, der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Dies ermöglicht es der Korrelationsberechnungseinheit (38), den relativen Korrelationsgrad der mehreren Schalteinheiten (17) einfach zu berechnen.
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Die Korrelationsberechnungseinheit (38) kann dazu ausgestaltet sein, den Korrelationsgrad so zu berechnen, dass dann, wenn das Verhältnis der Anzahl, mit der für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, zu der Zahl der Operationen der Schalteinheit größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Dies ermöglicht es der Korrelationsberechnungseinheit (38), die Zahl der Operationen jeder Schalteinheit (17) in dem Korrelationsgrad der Schalteinheit (17) widerzuspiegeln.
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Ein mit der Steuervorrichtung (22) verbundenes Oszilloskop (26) kann an die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung (10) angeschlossen sein, und die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit (36) kann einen durch das Oszilloskop (26) detektierten Schwingungsverlaufsdaten analysieren und den Rauschereigniszeitpunkt erfassen. Dadurch muss die Bedienperson (OP) den Bildschirm des Oszilloskops (26) nicht überwachen und muss auch nicht den Rauschereigniszeitpunkt (das heißt den Zeitpunkt der Erzeugung des Rauschens) eingeben.
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Die Ereigniszeitpunkterfassungseinheit (36) kann dazu ausgestaltet sein, den durch eine Bedienperson (OP) befohlenen Zeitpunkt als den Rauschereigniszeitpunkt zu erfassen. Dies macht es unnötig, das Oszilloskop (26) an die Rauschquellenüberwachungsvorrichtung (10) anzuschließen, und ermöglicht es, die Verarbeitungslast der Rauschquellenüberwachungsvorrichtung (10) zu verringern.
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Die Korrelationsberechnungseinheit (38) kann dazu ausgestaltet sein, den Korrelationsgrad lediglich für Rauschen zu berechnen, das einen Schwellenwert überschreitet. Dies ermöglicht es, von den Korrelationsberechnungsobjekten das Rauschen, das die Steuerung der industriellen Maschine (20) nicht beeinträchtigt, durch die Steuervorrichtung (22) auszuschließen.
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Die Displaysteuereinheit (40) kann dazu ausgestaltet sein, das von der Bildeinheit (30) aufgenommene Bild anzuzeigen und Informationen, die den Korrelationsgrad angeben, auf wenigstens einer der Schalteinheiten (17) in dem Bild zu überlagern. Dadurch kann die Bedienperson (OP) einfach den Korrelationsgrad für alle Schalteinheiten (17) erkennen, indem sie das angezeigte Bild betrachtet.
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Die den Korrelationsgrad angebende Information kann eine Farbe sein, wobei die Displaysteuereinheit (40) dazu ausgestaltet sein kann, die Farbe in Abhängigkeit von dem Korrelationsgrad zu ändern. Hierdurch ist es möglich, das Niveau des Korrelationsgrades für jede Schalteinheit (17) klar zu erkennen.
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[Zweite Erfindung]
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Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Rauschquellenüberwachungsverfahren mit einem Abbildungsschritt zum Aufnehmen eines Bildes einer Mehrzahl von Schalteinheiten (17), die dazu ausgestaltet sind, Antriebseinheiten (14) zum Antreiben mehrerer Vorrichtungen ein- und auszuschalten, wobei die Antriebseinheiten um eine Steuervorrichtung (22) zum Steuern einer industriellen Maschine (20) angeordnet sind, wobei die mehreren Vorrichtungen sich von der industriellen Maschine (20) unterscheiden, einem Ereigniszeitpunkterfassungsschritt zur Erfassung eines Rauschereigniszeitpunkts, zu dem in der Steuervorrichtung (22) ein Rauschen auftritt, einem Schaltzeitpunkterkennungsschritt zum Erkennen eines Ein-/Ausschaltzeitpunkts (ST) für jede der mehreren Schalteinheiten (17) auf der Basis des in dem Abbildungsschritt aufgenommen Bildes, einem Korrelationsberechnungsschritt zum Berechnen eines Korrelationsgrades zwischen dem Auftreten des Rauschens und dem Ein-/Ausschalten der Schalteinheit (17) für jede der Schalteinheiten (17) auf der Basis des Rauschereigniszeitpunkts und des Ein-/Ausschaltzeitpunkts (ST) jeder der mehreren Schalteinheiten (17), und einem Displaysteuerungsschritt, in dem eine Displayeinheit (32) dazu veranlasst wird, Informationen anzuzeigen, die den Korrelationsgrad für jede der Schalteinheiten (17) angeben.
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Hierdurch werden Informationen, die den Korrelationsgrad zwischen der Erzeugung des Rauschens und dem Ein-/Ausschalten jeder Schalteinheit (17) angeben, auf der Anzeigeeinheit (32) angezeigt.
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Gemäß der zweiten Erfindung ist es somit möglich, die Bedienperson (OP) mit Informationen zum Abschätzen der Rauschquelle des in der Steuervorrichtung (22), die die industrielle Maschine (20) steuert, generierten Rauschens zu versorgen.
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Der Korrelationsberechnungsschritt kann bestimmen, dass die Schalteinheit (17), die in einer festgelegten Zeit (TZ), welche den Rauschereigniszeitpunkt enthält, ein-/ausgeschaltet wurde, eine Korrelation zu dem Auftreten des Rauschens hat, und den Korrelationsgrad für jede der mehreren Schalteinheiten (17) so berechnen, dass dann, wenn die Anzahl, mit der für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Auch wenn es eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Rauschereigniszeitpunkt erfasst wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem die Schalteinheit (17) ein-/ausgeschaltet wurde, gibt, ist es hierdurch möglich, das Auftreten einer Fehlbeurteilung, wonach keine Korrelation zwischen der Schalteinheit (17) und dem Auftreten des Rauschens bestand, zu verhindern.
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Der Korrelationsberechnungsschritt kann den Korrelationsgrad so berechnen, dass dann, wenn die Anzahl, mit welcher für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Dadurch kann in dem Korrelationsberechnungsschritt der relative Korrelationsgrad der mehreren Schalteinheiten (17) berechnet werden.
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Der Korrelationsberechnungsschritt kann den Korrelationsgrad so berechnen, dass dann, wenn das Verhältnis der Anzahl, mit der für eine Schalteinheit (17) bestimmt wurde, dass die Korrelation vorliegt, zu der Zahl der Betätigung der Schalteinheit größer wird, auch der Korrelationsgrad für die Schalteinheit (17) höher wird. Dadurch kann sich in dem Korrelationsberechnungsschritt die Zahl der Betätigungen jeder Schalteinheit (17) in dem Korrelationsgrad der Schalteinheit (17) widerspiegeln.
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Der Displaysteuerschritt kann dazu ausgestaltet sein, das in dem Abbildungsschritt aufgenommene Bild anzuzeigen und Informationen, die den Korrelationsgrad angeben, auf wenigstens eine der Schalteinheiten (17) in dem Bild zu überlagern. Dadurch kann die Bedienperson (OP) den Korrelationsgrad für jede Schalteinheit (17) einfach erkennen, indem sie das angezeigte Bild betrachtet.
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Die Information, die den Korrelationsgrad angibt, kann durch eine Farbe repräsentiert werden, und der Anzeigesteuerschritt kann die Farbe entsprechend dem Korrelationsgrad ändern. Hierdurch ist es möglich, das Niveau des Korrelationsgrades für jede Schalteinheit (17) klar zu erkennen.
