目指せ!電気主任技術者~解説ノート~

第一種電気主任技術者の免状保有者がまとめた電気主任技術者試験の解説ノートです。

情報処理

IEC 61850

IEC 61850 とは,保護制御・自動化システムを対象とした国際規格である。 IEC 61850 が制定された当初*1は,変電所構内のみを適用対象としていたが,現在は電力流通分野全体に拡張されている。 システムの相互運用性確保を目的とし,保護制御・自動化システ…

スマートメータ

本稿ではスマートメータについて説明する。 ランキング参加中電気主任技術者 スマートメータの概要 スマートメータから取得可能な情報 計測管理データ 計測データ スマートメータの通信方式 B/NET 伝送システム MODBUS RTU プロトコルを利用した通信 無線通…

遠隔監視制御装置

電力系統や産業プラントなどの大規模システムにおいて,遠方から伝送路を介して,多数の制御所を監視制御する遠隔監視制御装置が利用されている。 このような装置の伝送符号方式には,伝送制御手順の種類によって,サイクリック手順と,HDLC (High level Dat…

暗号化技術

電気設備の監視制御装置などにインターネットが利用されつつあるが,電気設備のみならず現代のネットワーク社会において,暗号化技術が重要な役割を果たしている。 暗号化には,主に二つの機能があり,情報を「秘匿(守秘)機能」により保護するだけでなく,…

潮流調整と潮流計算

本稿では,電力潮流の調整と電力潮流の計算について説明する。 潮流調整(power flow control) 電力潮流は,需要変動に応じて調整する供給力の変動により時々刻々変化している。 電力潮流を適正に調整することにより,電力設備の過負荷防止や安定度向上等の…

通信ネットワークにおけるデータ伝送制御の同期制御方式

電力システムなどの大規模システムにおいては,多数のコンピュータが高速で大容量の通信回線によって接続され,膨大なデータを伝送・交換しながらその大規模システム全体を制御・運用している。 データ通信の伝送制御としては,コンピュータと端末装置や周辺…

インターネット上のサーバー機能

インターネットは,ネットワークの一部が故障してもさまざまなルートで情報が送れるように構成されている。 この技術をもとに,アメリカ国防総省が開発した ARPANET の運用が 1969 年に開始されている。 ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network…

IP ネットワーク

電力用通信網では,従来の専用線通信網に加え,IP(Internet Protocol)によってデータの送受信を実現する IP ネットワークの導入が進んできている。 IP は,ネットワーク機器の IP アドレスを基にして,複数のネットワークをつなぎ,相互に通信可能にするプ…

ディジタルフィルタ

アナログ信号にフィルタを作用させて周波数選択を行う場合,演算増幅器などを用いてアナログ信号のままで行うこともできるが,アナログ信号を量子化した後,ディジタル演算により行うこともできる。 一般にアナログフィルタに対してディジタルフィルタは,特…

画像データの圧縮技術

施設の遠隔監視やセキュリティの確保などの場面で,ディジタル画像の保存や伝送が行われている。 画像データは情報量が多く,保存や伝送に適するようデータを圧縮し,記憶容量を削減する必要がある。 2 値画像のデータ圧縮方法としてランレングス符号化があ…

プログラム開発のプロジェクト管理

プログラム開発のプロジェクト管理手法として,作業展開構造(WBS)を利用する方法がある。 これはプロジェクトを構成する作業を分解し,構造化したもので,その作業単位をワークパッケージという。 作業展開構造を詳細なレベルとすることで,リスク要因が明…

通信ネットワークの形態

通信機能を有する分散制御機器やプロセス制御コンピュータが,生産設備制御に多用され,これら機器間の情報を伝送する通信ネットワークが重要となってくる。 これら通信ネットワークの物理的な形態は,基本的に以下の五つに大別される。 スター形 制御の中心…

データベース

データベースを論理データモデルで分類すると,階層型データベース,ネットワーク型データベース,リレーショナル型データベースに分類される。 前者の二つのベータベースでは,レコードを親子に分け,レコードの親子関係が,それぞれ 1:n,m:n となっており…

計算機システムの信頼性

コンピュータシステムは期待された性能を安定に発揮することを求められており,その基準となる信頼性,可用性,保守容易性を RAS と称している。 近年では,データを破壊から守る保全性や部外者のアクセスを制限する機密性も加えた RASIS と呼ばれる場合もあ…

電子計算機の主記憶及び補助記憶装置

記憶装置とは,コンピュータの構成要素の一つで,データやプログラムの保存・記憶を行うための装置。 レジスタやキャッシュメモリなど CPU*1 内部の半導体メモリ,メインメモリ(主記憶装置/RAM*2),ストレージ(外部記憶装置/補助記憶装置)などに分類され…

文字コード

コンピュータで用いられる文字コードについて述べる。 EUC コード EUC(Extended Unix Code)コードとは,UNIX の国際化対応のために体系化されたコードであり,漢字も表現できる。 Unicode 米国のベンダによるコンソーシアムが提唱した 2 バイトコードで,I…

コンピュータシステムの性能

コンピュータシステムは,その用途に合わせて構成されるので,単純にその処理性能を比較することはできないが,マイクロプロセッサの処理性能を比較するための基準としては,下式で求められる処理時間が用いられる。 処理時間 = クロックサイクルタイム × CP…

電子計算機の固定磁気ディスク装置

電子計算機の補助記憶装置として,固定磁気ディスク装置は広く使用されている。 データは,表面に磁性体を塗ったアルミニウムやガラス製のプラッタと呼ばれる磁気ディスクを磁化させ,その磁化の方向で 0 と 1 の情報として記録される。 Western Digital ウ…

D-A 変換回路

計算機などの出力信号であるディジタル信号をアナログ信号に変換する回路は D-A 変換回路と呼ばれ,求められる変換の精度や変換時間などに応じて,さまざまな方式が採用される。 $R-2R$ ラダー形は代表的な D-A 変換回路であり,二進数の各ビットに対して抵…

伝送信号の変調方式

音声信号などのアナログ信号,コンピュータからのディジタル信号などの原信号を伝送路に適した波形に変換する操作を変調(modulation)と呼ぶ。 低周波電圧信号を変調信号(modulation signal),高周波電圧を搬送波(carrier),変調された信号を変調波(mo…

プロセッサ高速化のためのアーキテクチャ

RISC(Reduced Instruction Set Computer)は,機能の単純な機械命令でかつ命令種別を削減してハードウェア量を少なくすることを目的とし,処理を行うための命令数は多くなるものの動作周波数の向上が図れるコンピュータアーキテクチャである。 この方式は 1…

ソフトウェア開発におけるプログラムテスト方法

ソフトウェア開発には,いくつかのプロセスモデルがある。 要求定義,設計,実装(プログラミング),テストなどの工程を上流工程から下流工程へ逐次的に遂行していくウォータフォールモデルにおいて,開発者のプログラムテストは,システムの最も小さな構成…

ネットワーク通信における LAN 中継機器

ネットワーク内には,端末となるコンピュータの他に,通信回線を延長したり制御したりするための各種中継機器が用いられている。 コンピュータネットワークの LAN(Local Area Network)機器は,OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの各層に対応…

マイクロコンピュータのプログラム言語

マイクロコンピュータのプログラム命令は,メモリから命令レジスタに読み込まれた後,命令デコーダで解読されて制御回路へ伝達される。 このようなマイクロコンピュータが直接理解できるプログラム命令は,2 進数で記述された機械語である。機械語を扱うとき…

オペレーティングシステム

タスク管理 オペレーティングシステムは,複数のタスクに対して,優先度に基づき CPU やメモリ,通信インターフェースなどのハードウェア資源を効率的に割り当て,システム全体の遊び時間を少なくすることでスループットを高めている。 このように,タスクを…

アナログ-ディジタル変換

アナログ信号をコンピュータで利用するには,アナログ-ディジタル変換(analog-to-digital conversion,略して A-D 変換)によりディジタル信号に変換する必要がある。 連続したアナログ信号を適当な時間間隔で区切り,断続的な信号とすることを標本化とい…