JP4958936B2

JP4958936B2 - 空気調和システム診断装置

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Publication number: JP4958936B2
Application number: JP2009097286A
Authority: JP
Inventors: 丈瑠黒岩; 成憲中田; 知晃行田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: US8838416B2; EP2420751A4; JP2010249361A; US20120029874A1; CN102395834B; EP2420751A1; WO2010119609A1; CN102395834A; ES2804451T3; EP2420751B1

Description

本発明は、複数の空気調和機が冷媒配管及び汎用ネットワークによって接続されている空気調和システムにおいて、その空気調和システムの監視のために汎用ネットワークを流れている電文を取り込んで解析する空気調和システム診断装置に関するものである。

従来より、空気調和システムにおいては、正常な運転を維持及び継続できるように故障診断又は監視が実施されている。
空気調和システムの障害には、冷媒管の故障又は不適当な冷媒量による冷凍サイクルの障害、又は、ビット誤りにより空気調和機システムが正しく制御されなくなる等のネットワークの障害等が考えられる。このような障害発生時にはその障害要因及び障害箇所を速やかに特定し、修繕等の対応をとることが求められるため、その障害要因及び障害箇所を自動的に判別することのできる装置が求められる。
このような障害要因及び障害箇所を判定する方法を大別すると、冷凍サイクルの障害については
（１）冷媒温度センサー又は冷媒圧力センサー等の測定値をネットワークを介して取得し異常値を検出する方法。
また、ネットワークの障害については
（２）伝送路を流れる電気信号の波形データをサンプリング取得して異常波形を検出する方法。
が考えられる。

上記のような冷凍サイクルの故障及び障害を診断する装置として、各種センサーの設定値又は異常信号等の制御データを取り込み、さらに圧力又は温度等の最大値若しくは最小値又は日々の運転トレンドデータに基づいて故障及び障害の診断を実施する、冷凍サイクルの状態監視装置が提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
また、複数の空気調和機をイーサネット（登録商標）等の汎用ネットワークを介して集中管理機器に通信接続した空気調和システムが提案されており（例えば、特許文献３又は特許文献４参照）、さらに、この汎用ネットワークに対する診断装置も提案されている（例えば、特許文献５参照）。

特許第３４７５９１５号公報（第４−５頁、図４）特開２００８−２４９２３４号公報（第１５−１６頁、図２）特開２００５−４４３６９号公報（第９−１０頁、図１）特開２０００−３２０８８０号公報（第３頁、図１）特開２００８−１６０３５６号公報（第５−６頁、図１）

しかしながら、上記（１）のような冷凍サイクルについて障害要因及び障害箇所を判定する方法によれば、取得した測定値を冷媒特性、過去のノウハウ又はデータベースと照らし合わせることによって、冷凍サイクルの障害要因又は障害箇所を特定することができるが、実際に冷媒温度や圧力値が異常値となっているのか、センサー故障又は電文ビット誤り等のネットワークの障害によって取得した測定値が異常となっているのかを特定できないという問題があった。
したがって、従来の故障診断及び監視においては、冷凍サイクルの故障診断及び監視装置と、汎用ネットワークの故障診断及び監視装置を別個に用意する必要があり、空気調和システムに対する保守作業の効率化を妨げるという問題もあった。
また、上記（２）のようなネットワークの障害を判定する方法によれば、過去の異常波形データと、その異常要因の調査結果との関連性を蓄積したノウハウ又はデータベース等を用いることによって、電文異常の物理的な要因を特定することができる。しかし、その異常波形は人間の目には一見して判断し難いという問題があり、また、異常波形のサンプリングデータは膨大な量となるため（例えば１、ＭＨｚでサンプリングする）、常時波形データを取得し続けるということも困難であるという問題もあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、冷凍サイクルを自動解析し、さらに、その解析結果に基づいて汎用ネットワークを流れる電文の波形データを取得し自動解析することにより、冷凍サイクル及び汎用ネットワークの障害の診断及び監視を単一の装置において実現し、空気調和システムの保守作業を効率化する空気調和システム診断装置を得ることを目的とするものである。

本発明に係る空気調和システム診断装置は、冷凍サイクルを内蔵する複数の空気調和機が汎用ネットワークによって接続されて構成される空気調和システムにおいて前記汎用ネットワークに流れる電文を取り込む電文入力手段と、該電文入力手段が取り込んだ前記電文の内容を解析する電文解析手段と、該電文解析手段が解析した前記電文の内容（以下、電文情報という）に基づいて前記冷凍サイクルの状態を解析し、その解析結果である冷凍サイクル状態情報を生成する冷凍サイクル解析手段と、前記電文情報が所定の条件を満たす場合に、前記汎用ネットワークから波形データを取り込む波形入力手段と、該波形入力手段が取り込んだ前記波形データが異常であるか否か解析し、その解析結果である波形情報を生成する波形解析手段と、前記電文情報、前記冷凍サイクル状態情報及び前記波形情報を記憶する記憶手段と、前記電文情報と前記冷凍サイクル状態情報との対応関係を判定する冷媒系統判定手段と、前記記憶手段から前記電文情報を受信し、前記波形解析手段から前記波形情報を受信する同期判定手段と、を備え、該同期判定手段は、前記電文情報と前記波形情報との対応関係を判定し、前記記憶手段は、前記冷媒系統判定手段によって対応付けられた前記電文情報及び前記冷凍サイクル状態情報を組として記憶し、前記同期判定手段によって対応付けられた前記電文情報及び前記波形情報を組として記憶し、前記冷凍サイクル状態情報及び前記波形情報は、前記電文情報を介して対応付けられることを特徴とする。

本発明に係る空気調和システム診断装置によれば、冷媒系統毎の冷凍サイクル解析の結果と、その系統における波形データの解析結果とを対応付けることによって、冷凍サイクルの故障又は障害であるのか、ネットワークの障害であるのか、そのシステムの障害要因及び障害箇所を共に推定することができ、速やかに修繕等の対応をとることができ、障害を早期に解決することができる。
また、解析作業を自動で実施するため、冷凍サイクル、通信プロトコル及び伝送理論等に関する専門的な知識及び経験がなくても、システム障害の障害要因及び障害箇所の特定を容易に実施し対処することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和システム診断装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システム診断装置が実施する処理の概略を示す図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ１における動作の詳細を示すフローチャートである。冷媒系統判定テーブル１０３１を用いて、電文情報１１０１ｂを冷媒系統毎に振り分けて記憶する機能について説明する図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ２における動作の詳細を示すフローチャートである。電文情報１１０１ｂとの類似度を導出するための正常テンプレート及び異常テンプレートの例を示す図である。波形入力手段１０７が備えるプリトリガー機能を説明する図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ３における動作の詳細を示すフローチャートである。波形データの異常度合いの数値化について説明する図である。

実施の形態１．
（空気調和システム診断装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システム診断装置の構成を示すブロック図である。
空気調和システム診断装置１００の構成は、下記の（１）〜（４）の構成によって構成される。
（１）伝送路２００を流れる電文を取得して解析する構成
（２）（１）の結果に基づき冷凍サイクルを解析し、その結果に基づいて波形解析条件を生成する構成
（３）（２）の波形解析条件及び（１）の結果に基づき伝送路２００を流れる電文の波形データを取得して解析する構成
（４）（１）、（２）及び（３）の解析結果を関係付けて記憶する構成
上記の（１）〜（４）の構成は、さらに下記に示す構成要素によって構成される。

（１）伝送路２００を流れる電文を取得して解析する構成
伝送路２００を流れるパケットを取得する電文入力手段１０１、そのパケットを解析する電文解析手段１０２、及び、その解析結果を冷媒系統毎に振り分ける冷媒系統判定手段１０３から構成される。電文入力手段１０１は、パケットを取得した時刻を表す電文取得時刻をパケットに添付する電文取得時刻記録手段１０１１を有する。また、電文解析手段１０２は、パケットのプロトコル及び送信元アドレス等を導出するための電文解析ルール１０２１を有する。そして、冷媒系統判定手段１０３は、パケットのアドレスと冷媒系統を対応付ける冷媒系統判定テーブル１０３１を有する。
なお、伝送路２００は本発明の「汎用ネットワーク」に、そして、パケットは本発明の「電文」に相当するものである。

（２）（１）の結果に基づき冷凍サイクルを解析し、その結果に基づいて波形解析条件を生成する構成
電文解析手段１０２によって解析された電文情報１１０１ｂに基づいて冷凍サイクルを解析する冷凍サイクル解析手段１０４、及び、その冷凍サイクルの解析結果に基づいて後述する波形解析条件１０５２を生成する波形解析条件生成手段１０５から構成される。冷凍サイクル解析手段１０４は、各冷媒系統における冷凍サイクルの異常を判定するための冷凍サイクル解析ルール１０４１を有する。また、波形解析条件生成手段１０５は、波形解析条件１０５２を生成するための波形解析条件生成ルール１０５１を有する。

（３）（２）の波形解析条件及び（１）の結果に基づき伝送路２００を流れる電文の波形データを取得して解析する構成
電文解析手段１０２によって解析された電文情報１１０１ｂが波形解析条件１０５２を満たすか否かを判定するトリガー出力手段１０６、伝送路２００から電文の波形データを取得する波形入力手段１０７、その波形データを解析する波形解析手段１０８及びその波形データの解析結果と同期する電文解析手段１０２によって解析された電文情報１１０１ｂを検索する同期判定手段１０９から構成される。波形入力手段１０７は、波形データを取得した時刻を表す波形取得時刻を波形データに添付する波形取得時刻記録手段１０７１を有する。また、波形解析手段１０８は、波形データについてその波形の異常度合い及び異常要因等の情報を導出するための波形解析ルール１０８１を有する。そして、同期判定手段１０９は、波形データの解析結果と同期する電文解析手段１０２によって解析された電文情報１１０１ｂを検索するための同期判定ルール１０９１を有する。

（４）（１）（２）（３）の解析結果を関係付けて記憶する構成
冷媒系統情報記憶手段１１０から構成される。冷媒系統情報記憶手段１１０は、冷媒系統情報１１０１を１つ以上記憶する。
なお、冷媒系統情報記憶手段１１０は、本発明の「記憶手段」に相当するものである。

なお、電文解析手段１０２、冷媒系統判定手段１０３、冷凍サイクル解析手段１０４、波形解析条件生成手段１０５、トリガー出力手段１０６、波形入力手段１０７、波形解析手段１０８、又は、同期判定手段１０９は、回路デバイスのようなハードウェアで実現される構成でもよく、又は、マイコン又はＣＰＵのような演算装置によって実行されるソフトウェアとして実現される構成でもよい。
また、電文解析ルール１０２１、冷媒系統判定テーブル１０３１、冷凍サイクル解析ルール１０４１、波形解析条件生成ルール１０５１、波形解析ルール１０８１、又は、同期判定ルール１０９１は、ソフトウェア上に構成されたロジックで実現される構成としてもよく、又は、これと等価な回路デバイス等によって実現される構成としてもよい。
そして、冷媒系統情報記憶手段１１０は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）又はＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）のような、書込み可能な記憶装置によって構成されるものとすればよい。このとき、同一の記憶装置上に論理区画を分けて構成してもよいし、同一の記憶装置上にファイルを分けて各情報を格納するように構成してもよい。

次に、空気調和システム診断装置１００の動作説明を行う。

（空気調和システム診断装置の動作概要）
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システム診断装置が実施する処理の概略を示す図である。
空気調和システム診断装置１００の動作は、以下のステップＳ１〜ステップＳ３に大別される。以下、図２におけるこのステップＳ１〜ステップＳ３を参照しながら、本実施の形態に係る空気調和システム診断装置１００の動作の概略を説明する。

（Ｓ１）電文取得・解析ステップ
電文入力手段１０１は、伝送路２００に流れるパケットを取得する。次に、電文解析手段１０２は、そのパケットを解析し、そのパケットの解析結果を冷媒系統判定手段１０３及びトリガー出力手段１０６に通知する。そして、冷媒系統判定手段１０３は、パケットの解析結果を冷媒系統毎に振り分けて、冷媒系統情報記憶手段１１０に記憶させる。
（Ｓ２）冷凍サイクル解析ステップ
冷凍サイクル解析手段１０４は、冷媒系統情報記憶手段１１０に記憶されたパケットの解析結果に基づいて冷凍サイクルを解析し、その冷凍サイクルの解析結果を冷媒系統情報記憶手段１１０に記憶させる。そして、波形解析条件生成手段１０５は、その冷凍サイクルの解析結果に基づいて後述する波形解析条件１０５２を生成する。
（Ｓ３）波形データ解析ステップ
トリガー出力手段１０６は、電文解析手段１０２から受信したパケットの解析結果及び波形解析条件１０５２に基づいてトリガーを生成し、波形入力手段１０７に出力する。次に、波形入力手段１０７は、このトリガーを受信すると、後述するプリトリガー機能によってバッファ内に蓄積された波形データを読み出して、その波形データを波形解析手段１０８に通知する。次に、波形解析手段１０８は、受信した波形データの特徴を解析し、その波形データの解析結果を同期判定手段１０９に通知する。そして、同期判定手段１０９は、受信した波形データの解析結果と同期するパケットの解析結果を検索し、そのパケットの解析結果に対応付けて波形データの解析結果を冷媒系統情報記憶手段１１０に記憶させる。

次に、図２におけるステップＳ１〜ステップＳ３の動作の詳細を、図３〜図８を参照しながら説明する。

（空気調和システム診断装置の電文取得及び解析動作）
図３は本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ１における動作の詳細を示すフローチャートであり、図４は冷媒系統判定テーブル１０３１を用いて、電文情報１１０１ｂを冷媒系統毎に振り分けて記憶する機能について説明する図である。

（Ｓ１０１）
電文入力手段１０１は、空気調和システムが有している有線又は無線の伝送路２００に接続するためのインターフェースを備え、そのインターフェースを介して伝送路２００に接続されている複数の空気調和機が送受信するパケットを逐次取得する。

（Ｓ１０２）
電文入力手段１０１は、電文取得時刻記録手段１０１１に対し、取得したパケットにそのパケットを取得した時刻を表す電文取得時刻を取得させ、その電文取得時刻をパケットに添付し、電文取得時刻が添付されたパケットを電文解析手段１０２に通知する。
なお、この電文取得時刻は絶対時刻であってもよく、又は、パケットの取得開始からの相対時刻であってもよい。このとき、この電文取得時刻の時刻単位は、例えば、１ミリ秒程度とする。

（Ｓ１０３）
電文解析手段１０２は、電文入力手段１０１から受信した電文取得時刻が添付されたパケットについて、逐次、電文解析ルール１０２１に基づいて、そのパケットのプロトコル、送信元アドレス、送信先アドレス、コマンド、チェックサムエラーの有無及びデータ等の情報（以下、パケット詳細情報という）を導出し、このパケット詳細情報と電文取得時刻が添付されたパケットとを合わせて電文情報１１０１ｂを生成する。

（Ｓ１０４）
電文解析手段１０２は、この電文情報１１０１ｂを冷媒系統判定手段１０３及びトリガー出力手段１０６に通知する。

（Ｓ１０５）
冷媒系統判定手段１０３は、電文解析手段１０２から受信した電文情報１１０１ｂに、逐次、冷媒系統判定テーブル１０３１を用いて冷媒系統ＩＤ１１０１ａを添付する。ここで、冷媒系統判定テーブル１０３１とは、各空気調和機がいずれの冷媒系統に属しているかを電文情報１１０１ｂに基づいて判定するための、アドレスと冷媒系統ＩＤ１１０１ａとの組をレコードとして記憶しているテーブルである。例えば、図４で示されるように、電文情報１１０１ｂは送信元アドレス及び冷媒管接続先アドレス群を含有し、冷媒系統判定手段１０３は冷媒系統判定テーブル１０３１から電文解析手段１０２から受信した電文情報１１０１ｂが含む送信元アドレス又は冷媒管接続先アドレス群と組になっている冷媒系統ＩＤ１１０１ａを取得し電文情報１１０１ｂに添付する。
このとき、受信した電文情報１１０１ｂが含む送信元アドレス及び冷媒管接続先アドレス群の一部が冷媒系統判定テーブル１０３１に記憶されていない場合は、冷媒系統判定手段１０３は、既に記憶されているアドレスに対応する冷媒系統ＩＤ１１０１ａを、その記憶されていない送信元アドレス又は冷媒管接続先アドレス群のそれぞれと組合わせて新たなレコードとして冷媒系統判定テーブル１０３１に記憶する。また、受信した電文情報１１０１ｂが含む送信元アドレス及び冷媒管接続先アドレス群の全てが冷媒系統判定テーブル１０３１に記憶されていない場合は、冷媒系統判定手段１０３は、新たな冷媒系統ＩＤ１１０１ａを生成し、その記憶されていない送信元アドレス又は冷媒管接続先アドレス群のそれぞれと組合わせて新たなレコードとして冷媒系統判定テーブル１０３１に記憶する。
なお、冷媒系統ＩＤ１１０１ａは、通し番号であってもよく、又は、その冷媒系統に属している室外機のアドレスであってもよい。後者の場合は、電文情報１１０１ｂは、空気調和機の機種を特定できる情報を含んでいるものとする。

（Ｓ１０６）
冷媒系統判定手段１０３は、冷媒系統ＩＤ１１０１ａが添付された電文情報１１０１ｂを、冷媒系統情報記憶手段１１０に通知する。

（Ｓ１０７）
冷媒系統情報記憶手段１１０は、冷媒系統ＩＤ１１０１ａ毎に電文情報１１０１ｂを冷媒系統情報１１０１として記憶する。そして、冷媒系統情報記憶手段１１０は、冷媒系統判定手段１０３から冷媒系統ＩＤ１１０１ａが添付された電文情報１１０１ｂが通知される度に、受信した冷媒系統ＩＤ１１０１ａに対応する冷媒系統情報１１０１に電文情報１１０１ｂを追加して記憶する。

（空気調和システム診断装置の冷凍サイクルの解析動作）
図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ２における動作の詳細を示すフローチャートであり、図６は、電文情報１１０１ｂとの類似度を導出するための正常テンプレート及び異常テンプレートの例を示す図である。

（Ｓ２０１）
冷凍サイクル解析手段１０４は、冷媒系統情報記憶手段１１０が記憶している冷媒系統ＩＤ１１０１ａ及びそれに対応する電文情報１１０１ｂを、逐次読み出して取得する。

（Ｓ２０２）
冷凍サイクル解析手段１０４は、取得した電文情報１１０１ｂについて、逐次、冷凍サイクル解析ルール１０４１に基づいて、冷媒量過不足又は冷媒制御弁の故障等を含む冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを導出する。
ここで、冷凍サイクル解析ルール１０４１とは、ある冷媒系統に対応する空気調和機における冷凍サイクルの異常を判定するためのルールである。例えば、取得した電文情報１１０１ｂが、パケット詳細情報として冷媒温度センサー値又は冷媒圧力センサー値を含有し、冷凍サイクル解析ルール１０４１が異常閾値を有し、その冷媒温度センサー値又は冷媒圧力センサー値がその異常閾値を超えた場合に冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを「異常あり」としてもよい。

又は、冷凍サイクル解析手段１０４は、冷凍サイクル解析ルール１０４１が正常テンプレート及び異常テンプレートを有し、その正常テンプレート及び異常テンプレートと、取得した電文情報１１０１ｂとの類似度を導出し、異常テンプレートとの類似度が高い場合に冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを「異常あり」と判定してもよい。
例えば、上記の類似度について下記の方法によって導出する。冷凍サイクル解析手段１０４は、上記の正常テンプレートとして、図６で示されるような、正常テンプレート１０４１１、１０４１２及び異常テンプレート１０４１３、１０４１４等を有しているものとする。各テンプレートは、正常テンプレートであるか異常テンプレートであるかを示すテンプレート種別、判定対象となるパケットの位置を示すパケット位置、判定の基準となる基準値、及び、判定に該当した場合に加算される重みによって構成される。このとき、冷凍サイクル解析手段１０４は、取得した電文情報１１０１ｂに含有されるパケット群から、各テンプレートが有するパケット位置に該当するパケットを抽出し、その値が、各テンプレートが有する基準値と同一であるか、基準値で示される範囲に含まれるか、基準値以上であるか、又は、基準値以下であるか等の判定を実施する。そして、その判定条件を満たす場合で、かつ、そのテンプレートのテンプレート種別が正常テンプレートである場合は、正常テンプレートに係る類似度としてその重みの値を加算していく。また、テンプレート種別が異常テンプレートである場合は、異常テンプレートに係る類似度としてその重みの値を加算していく。そして、得られた正常テンプレートに係る類似度及び異常テンプレートに係る類似度に基づいて、冷凍サイクル状態情報１１０１ｃについて判定する。例えば、異常テンプレートに係る類似度が所定の閾値以上、又は、異常テンプレートに係る類似度が正常テンプレートに係る類似度よりも大きい等であれば、冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを「異常あり」と判定する。なお、上記に示した各テンプレートは例示であり、各テンプレートの構成及び各テンプレートに基づく類似度の導出方法は、上記で示したものに限定されるものではない。

又は、冷凍サイクル解析手段１０４は、冷凍サイクル解析ルール１０４１が判定時間幅を有し、取得した電文情報１１０１ｂが有する電文取得時刻を用いて、その判定時間幅に含まれる全ての電文情報１１０１ｂに対しての上記の判定結果の論理積又は論理和を導出して冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを生成してもよい。

（Ｓ２０３）
冷凍サイクル解析手段１０４は、冷媒系統ＩＤ１１０１ａ及び冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを冷媒系統情報記憶手段１１０に通知する。

（Ｓ２０４）
冷媒系統情報記憶手段１１０は、冷媒系統情報１１０１に対して受信した冷媒系統ＩＤ１１０１ａ毎に冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを記憶する。そして、冷媒系統情報記憶手段１１０は、冷凍サイクル解析手段１０４から冷媒系統ＩＤ１１０１ａ及び冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを受信する度に、受信した冷媒系統ＩＤ１１０１ａに対応する冷媒系統情報１１０１に冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを追加して記憶する。

（Ｓ２０５）
さらに、冷凍サイクル解析手段１０４は、冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを波形解析条件生成手段１０５に通知する。

（Ｓ２０６）
波形解析条件生成手段１０５は、逐次、波形解析条件生成ルール１０５１に基づいて、冷凍サイクル解析手段１０４から受信した冷凍サイクル状態情報１１０１ｃから波形解析条件１０５２を生成する。
ここで、波形解析条件１０５２とは、波形データを解析する電文を特定するための条件である。その内容は、例えば、「チェックサムエラーが有る」でもよく、「送信元アドレスが指定された値である」等でもよく、又は、上記の条件の論理積や論理和でもよい。
また、波形解析条件生成ルール１０５１の内容は、例えば、「冷媒過多と判定した冷媒系統に属するアドレスを指定値として、「送信元アドレス又は送信先アドレスが指定された値である」波形解析条件１０５２、を生成する」でもよく、「冷媒圧力が異常値と判定した冷媒系統に属するアドレスを指定値として、「送信元アドレス又は送信先アドレスが指定された値である」かつ「チェックサムエラーが有る」波形解析条件１０５２、を生成する」等でもよく、又は、上記の条件の論理積や論理和でもよい。波形解析条件生成ルール１０５１の内容をこのように設定することで、冷凍サイクルの解析結果と後述する波形データの解析結果とを対応付けることができ、空気調和システム障害要因が冷凍サイクルの異常によるものかネットワークの異常によるものかを具体的に特定することができる。さらに、冷凍サイクル解析手段１０４は、冷凍サイクル状態情報１１０１ｃに前述の電文取得時刻を添付しておき、波形解析条件生成手段１０５が、異常、又は、著しい冷凍サイクル状態の変化等の特定の冷凍サイクル状態情報１１０１ｃが頻発している時間帯をその電文取得時刻より抽出し、波形解析条件生成ルール１０５１を、「特定の冷凍サイクル状態情報１１０１ｃが頻発している時間帯について、対応する冷媒系統に属するアドレスを指定値として、「送信元アドレスが指定された値である」波形解析条件１０５２、を生成する」又は「特定の冷凍サイクル状態情報１１０１ｃが頻発している時間帯について、「その時間帯に属する電文取得時刻を有する電文情報１１０１ｂである」波形解析条件１０５２、を生成する」としてもよい。
波形解析条件生成ルール１０５１の内容をこのように設定することで、空調スケジューリングの不具合、又は、システム外からの定期的な通信ノイズ等、時間帯に依存する空気調和システムの障害要因を容易に特定することができる。

（Ｓ２０７）
波形解析条件生成手段１０５は、生成した波形解析条件１０５２をトリガー出力手段１０６に通知する。

（波形入力手段１０７のプリトリガー機能の動作）
図７は、波形入力手段１０７が備えるプリトリガー機能を説明する図である。
プリトリガー機能とは、波形入力手段１０７において波形データの取得開始の合図であるトリガー出力手段１０６からのトリガーを受信する前に、あらかじめ所定容量を有するバッファに過去の波形データを伝送路２００から取得して蓄積しておき、トリガー出力手段１０６からトリガーを受信すると、バッファから蓄積した過去の波形データを遡って取得する機能のことである。波形データに異常が生じた場合、その異常はパケットの異常となって現れるため、図２におけるステップＳ３で説明したように、トリガー出力手段１０６がその異常に基づいてトリガーを発する。このとき、波形入力手段１０７が、このトリガーを受信後、伝送路２００から波形データの取得を開始するとしたとき、図６で示されるように、波形データの取得を開始した時点で波形異常が解消していた場合には、その時点から波形データを取得しても異常な波形データは得られず、障害要因の解析を実施することができない。

このような不具合を回避するため、波形入力手段１０７は、上記のプリトリガー機能を備え、バッファの容量の範囲内で常時波形データを取得して蓄積し、トリガー出力手段１０６からトリガーを受信すると、バッファに蓄積された波形データから取得を開始する。このとき、バッファに蓄積された波形データを全て取得し尽くした後は、伝送路２００から波形データを直接取得すればよい。

このプリトリガー機能によって、トリガー出力手段１０６がトリガーを出力する前に取得した波形データを遡って取得することができるので、電文入力手段１０１によるパケットの取得と波形入力手段１０７による波形データの取得が非同期に実施されていても、後から両者の関連付けを行うことができる。

（空気調和システム診断装置の波形データの解析動作）
図８は本発明の実施の形態１に係る空気調和システムのステップＳ３における動作の詳細を示すフローチャートであり、図９は波形データの異常度合いの数値化について説明する図である。

（Ｓ３０１）
トリガー出力手段１０６は、電文解析手段１０２から電文情報１１０１ｂを受信する。

（Ｓ３０２）
トリガー出力手段１０６は、受信した電文情報１１０１ｂが、波形解析条件生成手段１０５から受信した波形解析条件１０５２を満たすか否かを判定する。この判定の結果、波形解析条件１０５２を満たす場合はステップＳ３０３へ進む。一方、満たさない場合は処理を終了する。

（Ｓ３０３）
トリガー出力手段１０６は、トリガーを生成し、波形入力手段１０７に出力する。

（Ｓ３０４）
波形入力手段１０７は、伝送路２００に接続するためのインターフェースを備え、そのインターフェースを介して、前述のプリトリガー機能によって伝送路２００に接続されている複数の空気調和機が送受信する電文の波形データを、例えば、１ＭＨｚのサンプリング周波数で逐次取得し、プリトリガー機能用のバッファに格納する。そして、波形入力手段１０７は、トリガー出力手段１０６からトリガーを受信すると、プリトリガー機能用のバッファに蓄積された波形データを取得する。なお、バッファに格納した全ての波形データを取得した後は、伝送路２００から直接波形データを取得する。
なお、上記においては、プリトリガー機能を使用する場合を説明したが、これに限られるものではなく、波形入力手段１０７は、トリガー出力手段１０６からトリガーを受信した場合、伝送路２００から直接波形データを取得する構成としてもよい。また、プリトリガー機能を使用するか否か選択できる構成としてもよい。

（Ｓ３０５）
波形入力手段１０７は、波形取得時刻記録手段１０７１に対し、取得した波形データにその波形データを取得した時刻を表す波形取得時刻を取得させ、その波形取得時刻を波形データに添付し、波形取得時刻が添付された波形データを波形解析手段１０８に通知する。
なお、この波形取得時刻は絶対時刻であってもよく、又は、波形データの取得開始からの相対時刻であってもよい。このとき、この波形取得時刻の時刻単位は、例えば、１ミリ秒程度とする。

（Ｓ３０６）
波形解析手段１０８は、波形入力手段１０７から受信した波形データについて、逐次、波形解析ルール１０８１に基づいて、その波形データの異常度合い、又は、異常要因等の情報（以下、波形データ詳細情報という）を導出し、この波形データ詳細情報と波形取得時刻が添付された波形データとを合わせて波形情報１１０１ｄを生成し、この波形情報１１０１ｄを同期判定手段１０９に通知する。
ここで、波形解析ルール１０８１とは、図８で示されるように、例えば、波形データの信号レベル、Ｄｒｏｏｐ、又は、Ｒｉｎｇｉｎｇ等の伝送する波形データを特徴付けるパラメーター毎に、その波形データの異常度合いを数値化するためのルールである。

（Ｓ３０７）
同期判定手段１０９は、同期判定ルール１０９１に基づいて、冷媒系統情報記憶手段１１０に記憶されている電文情報１１０１ｂのうち、受信した波形情報１１０１ｄに同期する電文情報１１０１ｂを検索し、同期した電文情報１１０１ｂに波形情報１１０１ｄを添付し、その波形情報１１０１ｄが添付された電文情報１１０１ｂを冷媒系統情報記憶手段１１０に通知する。
ここで、同期判定ルール１０９１における同期判定の内容は、例えば、以下の（１）〜（４）のようにすることができる。
（１）電文取得時刻と波形取得時刻との差分が閾値以下である場合に、両者が同期しているとみなす。この判定基準によれば、簡易に同期判定を実施することができるため、演算負荷が少なくてすむ。
（２）電文情報１１０１ｂが含有するパケットをアナログ変換した波形と、波形情報１１０１ｄが含有する波形データとの一致度が所定の閾値以上である場合に、両者が同期しているとみなす。この一致度の演算は、誤差の２乗平均による方法等、任意の演算手法を用いればよい。この判定基準によれば、（１）よりも厳密に一致判定を実施することができ、解析の精度が増す。
（３）波形情報１１０１ｄが含有する波形データをパケット化した信号と電文情報１１０１ｂが含有するパケットとの一致度が所定の閾値以上である場合に、両者が同期しているとみなす。この判定基準の場合も、（１）よりも厳密に一致判定を実施することができ、解析の精度が増す。
（４）上述した（１）〜（３）の条件の論理積又は論理和によって同期判定を実施する。

（Ｓ３０８）
冷媒系統情報記憶手段１１０は、同期判定手段１０９から波形情報１１０１ｄが添付された電文情報１１０１ｂを受信する度に、受信した電文情報１１０１ｂに対応する冷媒系統情報１１０１に波形情報１１０１ｄを追加して記憶する。このように、電文情報１１０１ｂと波形情報１１０１ｄとを対応付けることで、発生したネットワークにおける通信異常を容易に把握し、その障害要因を速やかに特定することができる。

なお、波形解析手段１０８によって波形情報１１０１ｄが導出された後は、その波形情報１１０１ｄに同期する電文情報１１０１ｂ、また、その電文情報１１０１ｂが属する冷媒系統についての冷凍サイクル状態情報１１０１ｃと対応づけ、その対応関係とともにディスプレイ等に出力するものとしてもよい。
また、ディスプレイ等の出力手段は、必要に応じて空気調和システム診断装置１００の本体筐体外面等に設ければよい。また、これに限らず、波形情報１１０１ｄ、それに同期する電文情報１１０１ｂ、及び、その電文情報１１０１ｂが属する冷媒系統についての冷凍サイクル状態情報１１０１ｃを、コンピュータ等に出力し、コンピュータ等上の画面で解析結果を閲覧するようにしてもよい。

（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作のように、冷媒系統毎の冷凍サイクル解析の結果と、その系統における波形データの解析結果とを対応付けて画面表示等することによって、冷凍サイクルの故障又は障害であるのか、ネットワークの障害であるのか、そのシステムの障害要因及び障害箇所を共に推定することができ、速やかに修繕等の対応をとることができ、障害を早期に解決することができる。
また、解析作業を自動で実施するため、冷凍サイクル、通信プロトコル及び伝送理論等に関する専門的な知識及び経験がなくても、システム障害の障害要因及び障害箇所の特定を容易に実施し対処することができる。
さらには、パケットの解析結果に応じてトリガーを出力し、その後から波形データの取得を開始するので、冷媒系統情報記憶手段１１０の容量を節約でき、このとき、パケットの取得と波形データの取得の間の時間差による異常波形データの取り込み漏れの可能性については、波形入力手段１０７におけるプリトリガー機能によって解決される。

実施の形態２．
本実施の形態においては、実施の形態１における構成及び動作について相違する点を中心に説明する。
実施の形態１においては、電文解析ルール１０２１及び波形解析条件１０５２は固定的に構成するものとしたが、ユーザーがこれらを設定するように構成することもできる。ただし、ユーザーが個別の通信プロトコル等の設定を実施するのは煩雑であるので、次のように構成することが好ましい。

（１）電文解析ルール１０２１
解析対象のプロトコルの選択肢を予め空気調和システム診断装置１００内のいずれかの記憶手段に記憶させておき、ユーザーに対してその選択用の画面を提供して、解析したいプロトコルを選択させる。解析対象のプロトコルの候補としては、例えば、ＴＣＰ／ＩＰのような基本的なプロトコルから、ＳＭＴＰ若しくはＨＴＴＰのようなアプリケーション層のプロトコル、又は、設備機器管理ネットワークであればＢＡＣｎｅｔ若しくはＬＯＮといった専用のプロトコル等が挙げられる。
以上のように、解析対象のプロトコルを予め指定しておくことによって、チェックサムエラーがあるか、又は、パケットのいずれの部分が送信元アドレスであるか等が容易に判別でき、パケットの解析がしやすくなる。

（２）波形解析条件１０５２
波形解析条件１０５２として、実施の形態１で説明した「チェックサムエラーが有る」や「送信元アドレスが指定された値である」といった選択肢をあらかじめ空気調和システム診断装置１００内のいずれかの記憶手段に記憶させておき、ユーザーに対して選択用の画面を提供して、波形解析条件１０５２を選択させる。
以上のように、波形解析条件を予め指定しておくことによって、ユーザーが選択した波形解析条件１０５２を満たす電文情報１１０１ｂを抽出することができるので、障害要因及び障害箇所の有無の切り分けがしやすくなる。

なお、本実施の形態においては、電文解析ルール１０２１及び波形解析条件１０５２をユーザーによって選択させる構成としたが、これに限られるものではなく、冷凍サイクル解析ルール１０４１、波形解析ルール１０８１、又は、同期判定ルール１０９１について予め選択肢を空気調和システム診断装置１００内のいずれかの記憶手段に記憶させておき、ユーザーに対してその選択用の画面を提供して、解析したいプロトコルを選択させる構成としてもよい。この場合も、障害要因及び障害箇所の有無の切り分けがしやすくなり、システムの保守作業を効率化させることができる。

本発明の活用例として、空気調和機及び照明機器を含むビル内設備管理システムの機器の運転異常解析ツールが挙げられる。空気調和機に付随する冷媒温度センサー、室内温度センサー及び冷媒圧力センサー等の出力値を解析した上で通信系統についても解析できるため、例えば空気調和機の経年劣化を初めとする不具合を早期に検出し、対処することができる。

１００空気調和システム診断装置、１０１電文入力手段、１０２電文解析手段、１０３冷媒系統判定手段、１０４冷凍サイクル解析手段、１０５波形解析条件生成手段、１０６トリガー出力手段、１０７波形入力手段、１０８波形解析手段、１０９同期判定手段、１１０冷媒系統情報記憶手段、２００伝送路、１０１１電文取得時刻記録手段、１０２１電文解析ルール、１０３１冷媒系統判定テーブル、１０４１冷凍サイクル解析ルール、１０５１波形解析条件生成ルール、１０５２波形解析条件、１０７１波形取得時刻記録手段、１０８１波形解析ルール、１０９１同期判定ルール、１１０１冷媒系統情報、１１０１ａ冷媒系統ＩＤ、１１０１ｂ電文情報、１１０１ｃ冷凍サイクル状態情報、１１０１ｄ波形情報、１０４１１、１０４１２正常テンプレート、１０４１３、１０４１４異常テンプレート。

Claims

冷凍サイクルを内蔵する複数の空気調和機が汎用ネットワークによって接続されて構成される空気調和システムにおいて前記汎用ネットワークに流れる電文を取り込む電文入力手段と、
該電文入力手段が取り込んだ前記電文の内容を解析する電文解析手段と、
該電文解析手段が解析した前記電文の内容（以下、電文情報という）に基づいて前記冷凍サイクルの状態を解析し、その解析結果である冷凍サイクル状態情報を生成する冷凍サイクル解析手段と、
前記汎用ネットワークから波形データを取り込む波形入力手段と、
該波形入力手段が取り込んだ前記波形データが異常であるか否か解析し、その解析結果である波形情報を生成する波形解析手段と、
前記電文情報、前記冷凍サイクル状態情報及び前記波形情報を記憶する記憶手段と、
前記電文情報と前記冷凍サイクル状態情報との対応関係を判定する冷媒系統判定手段と、
前記記憶手段から前記電文情報を受信し、前記波形解析手段から前記波形情報を受信する同期判定手段と、
を備え、
該同期判定手段は、前記電文情報と前記波形情報との対応関係を判定し、
前記記憶手段は、前記冷媒系統判定手段によって対応付けられた前記電文情報及び前記冷凍サイクル状態情報を組として記憶し、前記同期判定手段によって対応付けられた前記電文情報及び前記波形情報を組として記憶し、
前記冷凍サイクル状態情報及び前記波形情報は、前記電文情報を介して対応付けられる
ことを特徴とする空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段は、前記電文情報の少なくとも一部として、前記電文の送信元又は送信先である前記空気調和機を特定するための情報（以下、空気調和機データという）を導出し、
前記冷媒系統判定手段は、
前記空気調和機データ、及び、前記空気調和機が属する冷媒系統を示すＩＤ（以下、冷媒系統ＩＤという）が対応付けられたレコードを保持する冷媒系統判定テーブルを有し、
該冷媒系統判定テーブルにおいて、前記導出した空気調和機データに対応する前記冷媒系統ＩＤが存在する場合、該冷媒系統ＩＤを抽出し、
該冷媒系統ＩＤによって、前記電文情報と前記冷凍サイクル状態情報とを対応付ける
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和システム診断装置。
前記冷媒系統判定手段は、前記冷媒系統判定テーブルにおいて、前記導出した空気調和機データの一部に対応する前記冷媒系統ＩＤが存在しない場合、前記導出した空気調和機データのうち、対応する前記冷媒系統ＩＤが存在するものにおけるその冷媒系統ＩＤと、対応する前記冷媒系統ＩＤが存在しない前記導出した空気調和機データのぞれぞれとが対応付けられたレコードを新たに生成し、該レコードを前記冷媒系統判定テーブルに追加する
ことを特徴とする請求項２記載の空気調和システム診断装置。
前記冷媒系統判定手段は、前記冷媒系統判定テーブルにおいて、前記導出した空気調和機データのうち全てにおいて対応する前記冷媒系統ＩＤが存在しない場合、新たな前記冷媒系統ＩＤを生成し、その新たな前記冷媒系統ＩＤと、対応する前記冷媒系統ＩＤが存在しない前記導出した空気調和機データのそれぞれとが対応付けられたレコードを新たに生成し、該レコードを前記冷媒系統判定テーブルに追加する
ことを特徴とする請求項２記載の空気調和システム診断装置。
前記冷媒系統ＩＤは、冷媒系統に属する前記空気調和機における室外機のアドレスである
ことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文情報は、前記空気調和システムに設置されているセンサーの測定値を含み、
前記冷凍サイクル解析手段は、前記測定値が所定の異常閾値を超えた場合に、前記冷凍サイクルを異常とする前記冷凍サイクル状態情報を生成する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記冷凍サイクル解析手段は、
前記電文情報についての正常テンプレート及び異常テンプレートを有し、
前記正常テンプレート及び前記異常テンプレートと前記電文情報の一部又は全部との類似度を導出し、
前記異常テンプレートとの前記類似度が所定の閾値を超えた場合に、前記冷凍サイクルを異常とする前記冷凍サイクル状態情報を生成する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文入力手段は、取り込んだ前記電文に、該電文を取り込んだ時刻である電文取得時刻を添付し、
前記電文解析手段は、前記電文情報に前記電文取得時刻を含め、
前記冷凍サイクル解析手段は、所定の判定時間幅に含まれる前記電文取得時刻を有する前記電文情報に基づいて前記冷凍サイクルの状態を解析し、その解析結果である冷凍サイクル状態情報を生成する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段から前記電文情報を受信し、該電文情報が所定の条件（以下、波形解析条件という）を満たす場合にトリガーを前記波形入力手段に出力するトリガー出力手段を備え、
前記波形入力手段は、前記トリガーを受信した時に、前記汎用ネットワークから前記波形データの取り込みを開始する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段から前記電文情報を受信し、該電文情報が所定の条件（以下、波形解析条件という）を満たす場合にトリガーを前記波形入力手段に出力するトリガー出力手段を備え、
前記波形入力手段は、
前記波形データを一時的に記憶するバッファを備え、
前記トリガー出力手段から前記トリガーを受信する前に、前記汎用ネットワークから前記波形データを取り込んで前記バッファに記憶し、
前記トリガー出力手段から前記トリガーを受信した時に、前記バッファから前記波形データを取得する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記波形入力手段は、前記バッファに記憶されている前記波形データを全て取得した後、前記汎用ネットワークから前記波形データを取り込む
ことを特徴とする請求項１０記載の空気調和システム診断装置。
複数の前記波形解析条件を備え、
前記波形解析条件は、選択可能である
ことを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記冷凍サイクル状態情報に基づいて前記波形解析条件を生成する波形解析条件生成手段を備え、
該波形解析条件生成手段は、前記波形解析条件を前記トリガー出力手段に通知する
ことを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記波形解析条件生成手段は、前記冷凍サイクル状態情報から異常があると判明した冷媒系統に属するアドレスを送信元として有する前記電文情報である、という前記波形解析条件を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載の空気調和システム診断装置。
前記波形解析条件生成手段は、前記冷凍サイクル状態情報から異常があると判明した冷媒系統に属するアドレスを送信先として有する前記電文情報である、という前記波形解析条件を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載の空気調和システム診断装置。
前記冷凍サイクル解析手段は、前記冷凍サイクルに異常が発生する頻度の高い時間帯を抽出して該時間帯を前記冷凍サイクル状態情報に含め、
前記波形解析条件生成手段は、前記電文解析手段によって前記時間帯に取り込まれた前記電文に基づいて求められた前記電文情報である、という前記波形解析条件を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載の空気調和システム診断装置。
前記冷凍サイクル解析手段は、前記冷凍サイクルの状態が著しく変化する頻度の高い時間帯を抽出して該時間帯を前記冷凍サイクル状態情報に含め、
前記波形解析条件生成手段は、前記電文解析手段によって前記時間帯に取り込まれた前記電文に基づいて求められた前記電文情報である、という前記波形解析条件を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載の空気調和システム診断装置。
前記波形解析条件生成手段は、前記電文にチェックサムエラーが発生している前記電文情報である、という前記波形解析条件を生成する
ことを特徴とする請求項１３記載の空気調和システム診断装置。
前記波形解析手段は、前記波形データの異常を表すパラメーター毎にその異常の度合いを数値化する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文情報が、前記電文取得時刻を含んでいる場合において、
前記波形入力手段は、取り込んだ前記波形データに、該波形データを取り込んだ時刻である波形取得時刻を添付し、
前記波形解析手段は、前記波形情報に前記波形取得時刻を含め、
前記同期判定手段は、前記電文情報に含まれている前記電文取得時刻と前記波形情報に含まれている前記波形取得時刻との差分が所定の閾値以内である場合、前記電文情報及び前記波形情報が対応していると判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段は、前記電文情報を生成する場合、該電文情報に前記電文を含め、
前記波形解析手段は、前記波形情報を生成する場合、該波形情報に前記波形データを含め、
前記同期判定手段は、
前記電文情報に含まれている前記電文を前記波形データに変換し、
その変換した前記波形データと、前記波形情報に含まれている前記波形データとの一致度を所定の演算式に基づいて導出し、
前記一致度が所定の閾値以内である場合、双方が同一であると判定し、前記電文情報及び前記波形情報が対応していると判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段は、前記電文情報を生成する場合、該電文情報に前記電文を含め、
前記波形解析手段は、前記波形情報を生成する場合、該波形情報に前記波形データを含め、
前記同期判定手段は、
前記波形情報に含まれている前記波形データを前記電文に変換し、
その変換した前記電文と、前記電文情報に含まれている前記電文との一致度を所定の演算式に基づいて導出し、
前記一致度が所定の閾値以内である場合、双方が同一であると判定し、前記電文情報及び前記波形情報が対応していると判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。
前記電文解析手段が前記電文の内容を解析する際、解析対象とする該電文が属するプロトコルを選択可能とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項２２のいずれかに記載の空気調和システム診断装置。