JP3767718B2

JP3767718B2 - トレンドグラフ表示装置

Info

Publication number: JP3767718B2
Application number: JP27250597A
Authority: JP
Inventors: 孝純田倉
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: JPH11108702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレンドグラフ表示装置に関し、特にサンプリング周期の異なるトレンドグラフを高速で視認性良く表示することが可能なトレンドグラフ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分散制御装置等では制御管理下のプラント等でサンプリングされたデータに基づきトレンドグラフを表示装置等に表示させていた。
【０００３】
同一画面に複数のトレンドグラフを表示させる場合、基本的に従来のトレンドグラフ表示装置は同一サンプリング周期のトレンドグラフを、例えば、図７に示すように表示させていた。
【０００４】
一方、サンプリング周期の異なる複数のトレンドグラフを同一画面上に表示させるとサンプリング周期の長いトレンドグラフの変化がスムーズな変化として識別できなくなる。
【０００５】
例えば、図８に示すように図８中”イ”に示すトレンドグラフよりもサンプリング周期の長い図８中”ロ”に示すトレンドグラフは変化がスムーズなものとして識別しにくくなる。
【０００６】
そこで、従来のトレンドグラフ表示装置では長いサンプリング周期の間をスプライン補間してスムーズな変化として表示していた。
【０００７】
図９はこのようなスプライン補間を行う従来のトレンド表示装置の一例を示す構成ブロック図である。
【０００８】
図９において１は制御回路、２は表示回路、３は記憶回路、４はスプライン補間回路、１００はプラント等でサンプリングされたデータ信号である。また、制御回路１及びスプライン補間回路４は制御手段５０を構成している。
【０００９】
データ信号１００は制御回路１に接続され、制御回路１の入出力は記憶回路３及びスプライン補間回路４に相互に接続され、制御回路１の制御出力は表示回路２に接続される。
【００１０】
ここで、図９に示す従来例の動作を図１０を用いて説明する。図１０は制御手段５０での動作を説明するフロー図である。
【００１１】
図１０（ａ）において制御手段５０はトレンドグラフの表示が終了か否かを判断して、もし、トレンドグラフの表示終了であれば処理を終了する。
【００１２】
一方、表示終了でなけれ図１０（ｂ）において制御手段５０はサンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であるかどうかを判断する。
【００１３】
図１０（ｂ）においてサンプリング周期が長周期でなければ図１０（ｃ）において制御手段５０は通常の直線プロットを行い図１０（ａ）の処理に戻る。
【００１４】
例えば、制御種手段５０は、図１０中”イ”に示すようにサンプリング周期毎のデータである図１０中”ロ”、”ハ”及び”ニ”等を直線で結んで表示する。
【００１５】
また、図１０（ｂ）においてサンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば図１０（ｄ）において制御手段５０はスプライン補間処理を行い、図１０（ｅ）においてスプライン曲線のプロットを行い図１０（ａ）の処理に戻る。
【００１６】
例えば、制御手段５０は、図１０中”ホ”に示すようにサンプリング周期毎のデータである図１０中”ヘ”、”ト”及び”チ”の間をスプライン曲線で結んで表示する。
【００１７】
また、図１０中”ホ”に示すトレンドグラフのサンプリング周期は図１０中”イ”に示すトレンドグラフの３倍としている。
【００１８】
ここで、スプライン補間とは補間する前後の数周期のデータ信号に基づき直線近似した曲線を演算処理して、長いサンプリング周期間を直線近似した前記曲線で結ぶことによりスムーズな変化を実現するものである。
【００１９】
この結果、サンプリング周期の異なる複数のトレンドグラフを同一画面上に表示させた場合であっても長いサンプリング周期の間をスプライン補間することによりスムーズな変化として表示することが可能になる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スプライン補間では補間する前後の数周期のデータ信号に基づき直線近似した曲線を演算処理するため、単純な直線プロットと比較して処理時間が長くなり高速でトレンドグラフを更新する場合にはその処理時間が問題になる。
従って本発明が解決しようとする課題は、サンプリング周期の異なるトレンドグラフを高速で視認性良く表示することが可能なトレンドグラフ表示装置を実現することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明の第１では、
トレンドグラフ表示装置において、
トレンドグラフを表示する表示回路と、
前記表示回路を制御すると共にサンプリングされたデータ信号を取り込み、サンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば、サンプリング周期間のデータの変化に基づき直線の線幅を制御して前記トレンドグラフをプロットする制御手段と
を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
このような課題を達成するために、本発明の第２では、
本発明の第１において、
前記制御手段が
前記線幅を演算する線幅演算回路と、
この線幅演算回路の演算した前記線幅の直線で前記トレンドグラフをプロットする制御回路とから構成されることを特徴とするものである。
【００２３】
このような課題を達成するために、本発明の第３では、
本発明の第１において、
サンプリング周期間のデータの変化が急峻な場合に前記線幅を広くして、サンプリング周期間のデータの変化の少ない場合には前記線幅を狭くすることを特徴とするものである。
【００２４】
このような課題を達成するために、本発明の第４では、
本発明の第１において、
サンプリング周期間のデータの変化が急峻な場合に前記線幅を狭くして、サンプリング周期間のデータの変化の少ない場合には前記線幅を広くすることを特徴とするものである。
【００２５】
このような課題を達成するために、本発明の第５では、
本発明の第１乃至第４において、
分散制御装置の表示装置として用いることを特徴とするものである。
【００２６】
このような課題を達成するために、本発明の第６では、
本発明の第１乃至第４において、
波形表示装置の表示装置として用いることを特徴とするものである。
【００２７】
このような課題を達成するために、本発明の第７では、
本発明の第６において、
前記波形表示装置がオシロスコープであることを特徴とするものである。
【００２８】
このような課題を達成するために、本発明の第８では、
本発明の第１乃至第４において、
波形記録装置の表示装置として用いることを特徴とするものである。
【００２９】
このような課題を達成するために、本発明の第９では、
本発明の第８において、
前記波形表示装置がレコーダであることを特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るトレンドグラフ表示装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【００３１】
図１において１，２，３及び１００は図９と同一符号を付してあり、５は線幅演算回路である。また、１及び５は制御手段５１を構成している。
【００３２】
データ信号１００は制御回路１に接続され、制御回路１の入出力は記憶回路３及び線幅演算回路５に相互に接続され、制御回路１の制御出力は表示回路２に接続される。
【００３３】
ここで、図１に示す実施例の動作を図２を用いて説明する。図２は制御手段５１での動作を説明するフロー図である。
【００３４】
図２（ａ）において制御手段５１はトレンドグラフの表示が終了か否かを判断して、もし、トレンドグラフの表示終了であれば処理を終了する。
【００３５】
一方、表示終了でなけれ図２（ｂ）において制御手段５１はサンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であるかどうかを判断する。
【００３６】
図２（ｂ）においてサンプリング周期が長周期でなければ図２（ｃ）において制御手段５１は通常の直線プロットを行い図２（ａ）の処理に戻る。
【００３７】
例えば、制御手段５１は、図２中”イ”に示すようにサンプリング周期毎のデータである図２中”ロ”、”ハ”及び”ニ”等を直線で結んで表示する。
【００３８】
また、図２（ｂ）においてサンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば図２（ｄ）において制御手段５１はプロットする線幅を演算し、図２（ｅ）においてデータ間を前記線幅を有する直線でプロットして図２（ａ）の処理に戻る。
【００３９】
例えば、制御手段５１は、図２中”ホ”に示すようにサンプリング周期毎のデータである図２中”ヘ”及び”ト”の間を図２中”チ”に示す前記線幅を有する直線で結んで表示する。
【００４０】
また、図２中”ホ”に示すトレンドグラフのサンプリング周期は図２中”イ”に示すトレンドグラフの３倍としている。
【００４１】
ここで、さらに、前記線幅の演算方法等を図３及び図４を用いて詳細に説明する。図３は線幅を有する直線でプロットした具体例を示す説明図、図４は線幅の演算方法を説明する説明図である。
【００４２】
図３（Ａ）に示すようにトレンドグラフは図３中”イ”、”ロ”及び”ハ”等に示すような平行四辺形が順次つながった構成となっており、図３中”ニ”、”ホ”及び”ヘ”等に示す辺は長さが同一であり、且つ、それぞれは互いに平行である。
【００４３】
また、図３中”ニ”、”ホ”及び”ヘ”等に示す辺の角度は図３（Ｂ）に示すように水平方向に対して、例えば、”１５７．５度（＝７π／８）”若しくは”−２２．５度（＝−π／８）”の角度だけ傾けてある。
【００４４】
このため、このような平行四辺形で図３中”ト”、”チ”及び”リ”等に示すサンプリング周期毎のデータを結ぶ場合には図３中”ヌ”及び”ル”等に示す線幅が変化する。
【００４５】
図３（Ａ）から分かるように図３中”ニ”、”ホ”及び”ヘ”等に示す辺の角度を水平方向に対して、例えば、”１５７．５度（＝７π／８）”傾けるとデータの変化が急峻な場合に線幅が広くなり、データの変化が少ない場合には線幅は狭くなる傾向になる。言い換えれば、データの変化が急峻な部分が強調表示されることになる。
【００４６】
したがって、線幅演算回路５はサンプリング周期毎のデータから前記線幅を演算して制御回路１に出力し、制御回路１はこの線幅を有する平行四辺形をプロットする。
【００４７】
例えば、図３中”ニ”、”ホ”及び”ヘ”等に示す辺の長さを”ａ”、水平方向に対する角度を”α”、図３中”ヌ”及び”ル”等に示す線幅を”Ｗ”、図３中”ト”、”チ”及び”リ”等に示すサンプリング周期毎のデータ間を結ぶ角度を”β”とすると、図４から明らかなように、
(Ｗ／２)／(ａ／２)＝cos(π／２−θ−β) （１）
となる。
【００４８】
ここで、図４から”θ＝π−α”であり、前述のように”α＝７π／８”とすれば式（１）は、

となる。
【００４９】
式（２）からサンプリング周期毎のデータ間を結ぶ角度が”β＝３π／８”の場合に、線幅は”Ｗ＝ａ”となり最大になる。
【００５０】
例えば、図５はこのような線幅補間を用いたトレンドグラフの一例を示す特性曲線図であり、図５（Ａ）は線幅補間なし、図５（Ｂ）は線幅補間がある場合のトレンドグラフである。また、図５中”イ”及び”ハ”のサンプリング周期は図５中”ロ”及び”ニ”のサンプリング周期の８倍としている。
【００５１】
このように、線幅補間を用いることにより、図５中”ホ”に示すデータの変化が急峻な部分の線幅は広くなり、図５中”ヘ”に示すデータの変化が少ない部分の線幅は狭くなる傾向になり、サンプリング周期の異なるトレンドグラフであっても視認性良くなる。
【００５２】
また、前記線幅内には前述のスプライン曲線がほぼ包含されるので、トレンドグラフ傾向も大局的にとらえることが可能になる。
【００５３】
さらに、従来のスプライン補間のように直線近似した曲線を演算する複雑な処理ではなく、式（２）に示すように単に線幅を演算するだけなので演算処理時間が短くなる。
【００５４】
この結果、サンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば、サンプリング周期間のデータの変化に基づき直線の線幅を制御してトレンドグラフをプロットする線幅補間を用いることにより、サンプリング周期の異なるトレンドグラフを高速で視認性良く表示することが可能になる。
【００５５】
なお、図３では図３中”ニ”、”ホ”及び”ヘ”等に示す辺の角度を水平方向に対して”１５７．５度（＝７π／８）”傾けたが、この角度を変えることによりデータ変化が少ない場合を強調表示することも可能である。
【００５６】
例えば、図６は線幅を有する直線でプロットした他の具体例を示す説明図であり、図６（Ａ）に示すように辺の長さが同一で互いに平行である辺の水平方向に対する前記角度を”６７．５度（＝３π／８）”若しくは”−１１２．５度（＝５π／８）”とすると、図６（Ｂ）に示すようなトレンドグラフになる。
【００５７】
図６（ｂ）から分かるように前記角度を”６７．５度（＝３π／８）”とすると図６中”イ”に示すデータの変化が急峻な部分の線幅は狭くなり、図６中”ロ”に示すデータの変化が少ない部分の線幅は広くなる傾向になる。すなわち、データの変化が少ない部分、言い換えれば安定部分が強調表示されることになる。
【００５８】
この場合線幅”Ｗ’”は式（２）から”α＝３π／８”として、

となる。
【００５９】
式（３）からサンプリング周期毎のデータ間を結ぶ角度が”β＝−π／８”の場合に、線幅は”Ｗ’＝ａ”となり最大になる。
【００６０】
また、辺の長さが同一で互いに平行である辺の水平方向に対する角度は前述の具体例に限定される訳ではなく、トレンドグラフに要求される仕様に応じて適宜調整することが可能である。
【００６１】
また、上述の説明では分散制御装置を例に取って説明したが、分散制御装置に限らずオシロスコープ等の波形表示装置やレコーダ等の波形記録装置の波形情報を表示する装置であれば何れにも適用することが可能である。
【００６２】
また、図１においては説明の簡単のために制御回路１と線幅演算回路５とを分離して表示したが、勿論、１つの制御回路内で両者の機能を実現しても構わない。
【００６３】
また、図１においては記憶回路３を例示したが、トレンドグラフを保存する必要がない場合は記憶回路３は必須な構成要素とはならない。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
サンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば、サンプリング周期間のデータの変化に基づき直線の線幅を制御してトレンドグラフをプロットする線幅補間を用いることにより、サンプリング周期の異なるトレンドグラフを高速で視認性良く表示することが可能なトレンドグラフ表示装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトレンドグラフ表示装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】制御手段での動作を説明するフロー図である。
【図３】線幅を有する直線でプロットした具体例を示す説明図である。
【図４】線幅の演算方法を説明する説明図である。
【図５】トレンドグラフの一例を示す特性曲線図である。
【図６】線幅を有する直線でプロットした他の具体例を示す説明図である。
【図７】同一サンプリング周期のトレンドグラフを示す特性曲線図である。
【図８】同一画面上に表示させたサンプリング周期の異なる複数のトレンドグラフを示す特性曲線図である。
【図９】従来のトレンド表示装置の一例を示す構成ブロック図である。
【図１０】制御手段での動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１制御回路
２表示回路
３記憶回路
４スプライン補間回路
５線幅演算回路
５０，５１制御手段
１００データ信号

Claims

トレンドグラフ表示装置において、
トレンドグラフを表示する表示回路と、
前記表示回路を制御すると共にサンプリングされたデータ信号を取り込み、サンプリング周期が基準となるサンプリング周期よりも長周期であれば、サンプリング周期間のデータの変化に基づき直線の線幅を制御して前記トレンドグラフをプロットする制御手段と
を備えたことを特徴とするトレンドグラフ表示装置。
前記制御手段が
前記線幅を演算する線幅演算回路と、
この線幅演算回路の演算した前記線幅の直線で前記トレンドグラフをプロットする制御回路とから構成されることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１記載のトレンドグラフ表示装置。
サンプリング周期間のデータの変化が急峻な場合に前記線幅を広くして、サンプリング周期間のデータの変化の少ない場合には前記線幅を狭くすることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１記載のトレンドグラフ表示装置。
サンプリング周期間のデータの変化が急峻な場合に前記線幅を狭くして、サンプリング周期間のデータの変化の少ない場合には前記線幅を広くすることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１記載のトレンドグラフ表示装置。
分散制御装置の表示装置として用いることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１乃至請求項４記載のトレンドグラフ表示装置。
波形表示装置の表示装置として用いることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１乃至請求項４記載のトレンドグラフ表示装置。
前記波形表示装置がオシロスコープであることを特徴とする
特許請求の範囲請求項６記載のトレンドグラフ表示装置。
波形記録装置の表示装置として用いることを特徴とする
特許請求の範囲請求項１乃至請求項４記載のトレンドグラフ表示装置。
前記波形表示装置がレコーダであることを特徴とする
特許請求の範囲請求項８記載のトレンドグラフ表示装置。