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公開番号2020197921
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201210
出願番号2019103799
出願日20190603
発明の名称状態収集システム
出願人日本精機株式会社
代理人
主分類G05B 23/02 20060101AFI20201113BHJP(制御;調整)
要約【課題】検出装置の測定周期を設備の状態に応じて容易に変更する状態収集システムを提供する。
【解決手段】状態収集システムは、検出装置10と、通信端末40と、データ記憶カード60と、監視装置2と、を備え、検出装置10は、物理量を測定する検出部と所定の情報を非接触で記憶可能なタグ部を有し、データ記憶カード60は、前記情報を格納し、かつ、通信端末40と非接触で通信可能に構成され、通信端末40は、データ記憶カード60から読み取った前記情報を検出装置10のタグ部に非接触で記憶させることが可能なタグ制御部を有し、検出装置10は、監視装置2に前記情報を送信し、監視装置2は、前記情報に基づいて検出装置10に測定周期変更コマンドを送信する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
検出装置と、通信端末と、データ記憶カードと、監視装置と、を備え、
前記検出装置は、物理量を測定する検出部と所定の情報を非接触で記憶可能なタグ部を有し、
前記データ記憶カードは、前記情報を格納し、且つ前記通信端末と非接触で通信可能に構成され、
前記通信端末は、前記データ記憶カードから読み取った前記情報を前記検出装置の前記タグ部に非接触で記憶させることが可能なタグ制御部を有し、
前記検出装置は、前記監視装置に前記情報を送信し、
前記監視装置は、前記情報に基づいて前記検出装置に測定周期変更コマンドを送信する、
状態収集システム。
続きを表示(約 550 文字)【請求項2】
前記情報は、前記検出装置の動作を変更させる動作設定情報を含む、
請求項1に記載の状態収集システム。
【請求項3】
前記情報は、前記検出装置が設置された機器及び/又は設備の設備状態情報を含む、
請求項1に記載の状態収集システム。
【請求項4】
前記監視装置は、前記設備状態情報と測定周期の対応表を記憶可能であり、前記情報と前記対応表から前記測定周期変更コマンドを生成する、
請求項3に記載の状態収集システム。
【請求項5】
前記監視装置は、ネットワーク構築装置によって構成され、
前記ネットワーク構築装置は、前記検出装置とネットワークを構築する、
請求項1から4のいずれか1つに記載の状態収集システム。
【請求項6】
前記監視装置は、ネットワーク構築装置とデータ蓄積装置によって構成され、
前記ネットワーク構築装置は、前記検出装置とネットワークを構築し、前記データ蓄積装置と通信可能に構成され、
前記データ蓄積装置は、前記ネットワーク構築装置を介して前記検出装置に前記測定周期変更コマンドを送信する、
請求項1から4のいずれか1つに記載の状態収集システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、状態収集システムに関する。
続きを表示(約 6,700 文字)【背景技術】
【0002】
プラントに設置されるスチームトラップ、モータやポンプ等の機器や設備の監視のため、定期的に物理量を検出することが行われる。例えば、特許文献1には、プラント機器に取り付けられてそのプラント機器の監視を行う監視用センサが、管理サーバと広域ネットワークを介して接続されているメインテナンス支援システムが開示されている。特許文献1に開示されているメインテナンス支援システムでは、定期的に、監視用センサが検出したプラント機器に応じた温度、振動、回転数等の物理量を含む測定データが、無線通信で管理サーバに送信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2006−209594号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなシステムにおいて、監視用センサは、設備の状態に応じて物理量の測定周期を変更することが望ましい。例えば、設備状態が異常状態に近い場合は測定周期を短くする、設備状態が停止している場合は測定周期を長くする或いは停止する等である。
しかしながら、特許文献1に記載のメインテナンス支援システムの監視用センサは、予め定義された周期毎に物理量の測定を行うという課題があった。
【0005】
本発明の1つの目的は、検出装置の測定周期を設備の状態に応じて容易に変更する状態収集システムを提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る状態収集システムは、検出装置と、通信端末と、監視装置と、データ蓄積装置と、を備え、
前記検出装置は、物理量を測定する検出部と所定の情報を非接触で記憶可能なタグ部を有し、
前記データ記憶カードは、前記情報を格納し、且つ前記通信端末と非接触で通信可能に構成され、
前記通信端末は、前記データ記憶カードから読み取った前記情報を前記検出装置の前記タグ部に非接触で記憶させることが可能なタグ制御部を有し、
前記検出装置は、前記監視装置に前記情報を送信し、
前記監視装置は、前記情報に基づいて前記検出装置に測定周期変更コマンドを送信する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、検出装置の測定周期を設備の状態に応じて容易に変更する状態収集システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明の状態収集システムの全体構成の例を示す図である。
図1に示される状態収集システムの各構成要素の内部構造の例を示す図である。
図1に示されるネットワーク構築装置が記憶するネットワーク構築情報及び図1に示されるデータ蓄積装置が記憶する機器情報のデータ構造の例を示す図である。
図1に示されるデータ記憶カードの例を示す図である。
図1に示される状態収集システムの第1の態様における検出装置の測定周期変更のシーケンス図である。
図1に示される状態収集システムの第1の態様におけるデータ構造を示す図である。
図1に示される状態収集システムの第2の態様における検出装置の測定周期変更のシーケンス図である。
図1に示される状態収集システムの第2の態様におけるデータ構造を示す図である。
図1に示される状態収集システムの第3の態様における検出装置の測定周期変更のシーケンス図である。
図1に示される状態収集システムの第3の態様におけるデータ構造を示す図である。
図1に示される状態収集システムの第4の態様における検出装置の測定周期変更のシーケンス図である。
図1に示される状態収集システムの第4の態様におけるデータ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【0010】
図1に示されるように、状態収集システム1は、検出装置10と通信端末40とデータ記憶カード60と監視装置2を備える。監視装置2は、検出装置10とネットワークを構築するネットワーク構築装置20、検出装置10の検出値を蓄積するデータ蓄積装置30によって構成される。検出装置10は、複数個備えられ、各検出装置10は、図示されていないプラント内に配置される複数の機器のうち対応する機器に取り付けられる。複数の検出装置10は、ネットワーク構築装置20が構築する例えば無線LAN(Local Area Network)及びZigBee(登録商標)等の規格を用いた無線センサネットワーク(WSN: Wireless Sensor Network)に接続することができる。WSNは、いわゆるメッシュ型ネットワークであることが好ましい。すなわち、複数の検出装置10がネットワーク構築装置20と接続し、各検出装置10(例えば検出装置10A)は、それ自身が隣接する他の1または複数の検出装置10(例えば検出装置10B及び検出装置10C)とも接続することが好ましい。また、通信端末40は、検出装置10への情報の記憶及び情報の取得に用いる。ネットワーク構築装置20から距離が離れていること等によってWSNと直接接続できない検出装置10(例えば検出装置10C)が存在するときは、状態収集システム1は中継器50を更に備えて、WSNの接続可能範囲を補間してもよい。
【0011】
図1に示される例では、3個の検出装置10A,10B,10Cがネットワーク構築装置20によって構築されるWSNに接続されるように示されているが、WSNに接続される検出装置10は、4個以上であってもよく、1又は2個であってもよい。また、実際の状態収集システム1では、複数のネットワーク構築装置(図1のネットワーク構築装置20及び図示されていない他の1又は複数のネットワーク構築装置)が備えられている。図示されていない他の1又は複数のネットワーク構築装置には、図1と同様に、図示されていない複数の検出装置が接続されている。したがって、監視装置2は、1個のデータ構築装置と複数のネットワーク構築装置によって構成されてもよい。
【0012】
ネットワーク構築装置20は、通信ネットワークを利用可能に構成されている。通信ネットワークは、3G回線またはLTE(Long Term Evolution)回線等のモバイルネットワークや、有線LANや無線LAN等のローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク(WAN: Wide Area Network)等が存在する。以下、「3G回線またはLTE回線等のモバイルネットワーク」を「3G/LTE」とも呼ぶ。ネットワーク構築装置20は、通信ネットワークを通じてデータ蓄積装置30と通信可能に構成されている。
【0013】
図2には、図1に示される状態収集システム1の各構成要素の内部構成の例が示される。図2に示される検出装置10は、制御部11、検出部12、ネットワーク接続部13、記憶部14、報知部15及びタグ部18を有する。また、検出装置10は、図示されていない電源ケーブル等で電力を供給することが困難な場所に取り付けられることが想定されるため、更にバッテリ16を有していることが好ましい。検出装置10は、例えば制御部11、検出部12、ネットワーク接続部13、記憶部14、報知部15、及びタグ部18の少なくとも1つに対して、電源ケーブルまたはバッテリ16からの電力の供給を制御する電源制御部17を更に有してもよい。
【0014】
検出装置10の制御部11は、回路で構成され、前記回路は、プロセッサ(例えば中央処理装置(CPU: Central Processing Unit))、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA: Field-Programmable Gate Array)などの少なくとも1つの半導体集積回路を含み、検出装置10の機能の全部または一部を実行可能である。
【0015】
検出装置10の検出部12は、検出装置10が取り付けられた機器の物理量を周期的に検出する。ここで、機器とは、例えばスチームトラップ、回転機等のプラント機器や工場の製造設備等であり、物理量とは、例えば機器の温度、振動、加速度、湿度、圧力、ph(ペーハー)等の検出値である。
【0016】
検出装置10のネットワーク接続部13は、ネットワーク構築装置20によって構築されるWSNに接続可能に構成されている。
【0017】
検出装置10の記憶部14は、例えば磁気記憶装置やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリからなり、検出装置10を特定する特定情報である、例えばセンサIDが記憶されている。
【0018】
検出装置10の報知部15は、例えばLED、ブザー等であって、制御部11の制御によって起動または停止する。
【0019】
検出装置10のバッテリ16は、検出装置10が電源オン状態であるときに、少なくとも制御部11に対して電力を供給する。検出部12、ネットワーク接続部13、記憶部14、報知部15、及びタグ部18に対する電力の供給は、制御部11によって制御されてもよく、電源制御部17によって制御されてもよい。
検出装置10の電源制御部17は、例えばリレーシーケンスまたはトランジスタ等のスイッチング素子等を有する、自己保持回路を備える。
【0020】
検出装置10のタグ部18は、タグIC18−1及びタグアンテナ18−2を有する、例えばNFC(Near Field Communication)に用いられるRF(Radio Frequency)タグである。タグ部18は、後述する通信端末40が、非接触で情報をタグIC18−1に例えば書き込むことによって記憶させることができ、且つ、このタグIC18−1に非接触で記憶されている情報を例えば読み込むことによって取得することができるように構成されている。検出装置10は、タグ部18へ情報が格納された場合に、ネットワークへの参加や自身の動作設定、情報のネットワーク構築装置20への送信などの所定の動作を行う。なお、タグ部18は、タグIC18−1に記憶された情報を記憶部14に記憶させてもよく、記憶部14からタグIC18−1に情報を読み出してもよい。
【0021】
図2に示されるネットワーク構築装置20は、制御部21、通信部22、記憶部23、ネットワーク構築部24を有する。
【0022】
ネットワーク構築装置20の制御部21は、回路で構成され、前記回路は、プロセッサ(例えば中央処理装置(CPU: Central Processing Unit))、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA: Field-Programmable Gate Array)などの少なくとも1つの半導体集積回路を含み、ネットワーク構築装置20の機能の全部または一部を実行可能である。
【0023】
ネットワーク構築装置20の通信部22は、例えば3G/LTEを利用可能に構成されている。ネットワーク構築装置20が通信部22を有することによって、ネットワーク構築装置20は3G/LTEを通じてデータ蓄積装置30と通信可能に構成されている。
【0024】
ネットワーク構築装置20の記憶部23は、例えば磁気記憶装置やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリからなり、後述するネットワーク構築情報を記憶可能である。
【0025】
ネットワーク構築装置20のネットワーク構築部24は、WSNを構築可能である。ネットワーク構築装置20が構築するWSNは、特定のネットワーク構築装置20によって構築されたWSNであることを特定するネットワーク構築情報、例えばネットワークIDが与えられている。ネットワーク構築装置20がネットワーク構築部24を有することによって、ネットワーク構築装置20はWSNを通じて検出装置10と通信可能に構成されている。ネットワーク構築情報(データ001)は、例えばネットワークID、このネットワークIDで特定されるWSNに接続されている検出装置10のセンサID及びこれらの検出装置10のWSNへの接続状態のリストを含む。ネットワークIDで特定されるWSNに中継器50が接続されているときは、ネットワーク構築情報(データ001)は、中継器ID及び中継器のWSNへの接続状態を更に含んでもよい。
【0026】
図2に示されるデータ蓄積装置30は、制御部31、通信部32及びデータ蓄積部33を有する。
【0027】
データ蓄積装置30の制御部31は、回路で構成され、前記回路は、プロセッサ(例えば中央処理装置(CPU: Central Processing Unit))、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA: Field-Programmable Gate Array)などの少なくとも1つの半導体集積回路を含み、データ蓄積装置30の機能の全部または一部を実行可能である。
【0028】
データ蓄積装置30の通信部32は、例えば3G/LTEを利用可能に構成され、ネットワーク構築装置20と通信可能に構成されている。
【0029】
データ蓄積装置30のデータ蓄積部33は、磁気記録媒体やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成され、制御部31と一体であってもよい。データ蓄積部33は、例えば図3に示されている機器情報(データ002)を記憶する。機器情報(データ002)は、例えば複数のネットワークID、各ネットワークIDで特定されるWSNに接続されている検出装置10のセンサID(特定情報)、検出装置10の接続状態、検出装置10の種別情報、検出装置10の動作条件、機器の状態、検出装置10が検出する検出値(物理量)、作業者ID及び作業内容を含む。検出装置10の種別情報は検出部12の種別、例えば振動センサや温度センサ等の状態収集システム1用のセンサ及び一定の仕様を満たした汎用センサ(市販されているセンサ)を含む。検出装置10の動作条件は、例えば検出装置10の検出部12の検出開始時刻や検出周期を含む。また、中継器50が接続されているWSNが存在するときは、中継器ID、これらのWSNへの接続状態及び中継器の取付情報を更に含んでもよい。なお、機器情報(データ002)には、ネットワーク構築情報(データ001)の全ての項目が含まれている。
【0030】
通信端末40は、制御部41、タグ制御部42、記憶部43、発光部44、ブザー45、バッテリ46を有する。また、通信端末40は、バッテリ46からの電力の供給を制御する電源制御部47を更に有してもよい。通信端末40は、情報の取得をタグ制御部42のみで行い、作業者が入力操作を行うためのタッチパネル式のディスプレイのような表示部及び入力部を備えない。
(【0031】以降は省略されています)

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