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公開番号2025063394
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172535
出願日2023-10-04
発明の名称状態量監視システム及びその運用方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類G05B 23/02 20060101AFI20250409BHJP(制御;調整)
要約【課題】バッテリ駆動型の無線センサの消費電力を低減可能な状態量監視システムを提供する。
【解決手段】プラントに配置された複数の機器の状態量を監視するための状態量監視システムであって、複数の機器の各々に設けられ、機器の第1状態量をセンシングするように構成されたバッテリ駆動型の無線センサと、複数の無線センサの各々について、無線センサによって機器の第1状態量をセンシングする時刻、周期及び期間の少なくとも1つを含む情報であるセンシング計画を出力可能に構成された管理装置と、複数の無線センサの各々についてのセンシング計画を管理装置から取得し、無線センサ毎のセンシング計画をセンシング計画に対応する無線センサに送信するように構成された携帯端末と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プラントに配置された複数の機器の状態量を監視するための状態量監視システムであって、
前記複数の機器の各々に設けられ、前記機器の第１状態量をセンシングするように構成されたバッテリ駆動型の無線センサと、
複数の前記無線センサの各々について、前記無線センサによって前記機器の第１状態量をセンシングする時刻、周期及び期間の少なくとも１つを含む情報であるセンシング計画を出力可能に構成された管理装置と、
携帯端末と、
を備え、
前記複数の無線センサの各々によってセンシングした前記第１状態量のデータが前記携帯端末を経由して前記管理装置に送信され、前記管理装置から出力された前記複数の無線センサの各々についての前記センシング計画が前記携帯端末を経由して前記センシング計画に対応する前記無線センサに送信される、状態量監視システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記無線センサは、前記機器のセンシングを行わずに待機するスタンバイモードを実行可能に構成され、
前記無線センサは、前記スタンバイモードにおいて、前記携帯端末に前記無線センサの存在を知らせる信号を発信するとともに、前記携帯端末から前記センシング計画を示す情報を受信できる状態を定期的に繰り返すように構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項３】
前記無線センサは、前記機器のセンシング及び信号の発信を行わないスリープモードを実行可能に構成され、
前記無線センサは、前記スリープモードにおいて、前記携帯端末から前記センシング計画を示す情報を受信可能に構成された、請求項２に記載の状態量監視システム。
【請求項４】
前記無線センサは、前記機器のセンシング並びに信号の発信及び受信を行わないディープスリープモードを実行可能に構成された、請求項３に記載の状態量監視システム。
【請求項５】
前記管理装置は、前記複数の機器のうちの少なくとも１つの機器の運転計画の変更に応じて、前記管理装置から出力する前記センシング計画を変更可能に構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項６】
前記管理装置は、前記複数の機器のうちの少なくとも１つの機器の故障リスクの変化に応じて、前記管理装置から出力する前記センシング計画を変更可能に構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項７】
前記複数の機器の何れかである対象機器の起動を制御するように構成された制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記対象機器を起動するための起動信号を前記対象機器に送信するとともに、前記対象機器を起動してから前記対象機器が定常状態に至るまでの過渡状態の期間における前記対象機器に対する前記無線センサのセンシングの周期を短くする指令を前記無線センサに送信するように構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項８】
前記複数の機器の何れかである対象機器の起動を制御するように構成された制御装置と、
前記制御装置から前記複数の機器の何れかである対象機器に流れる電流を計測する電流センサと、
を更に備え、
前記制御装置は、前記電流センサによって計測した前記電流の値が閾値を上回った場合に、前記対象機器を起動してから前記対象機器が定常状態に至るまでの過渡状態の期間における前記対象機器に対する前記無線センサのセンシングの周期を短くする指令を前記無線センサに送信するように構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項９】
前記管理装置は、前記管理装置から出力する前記センシング計画について、前記複数の機器の各々の重要度に応じて、前記複数の機器の各々に対する前記無線センサのセンシングの周期を変更可能に構成された、請求項１に記載の状態量監視システム。
【請求項１０】
前記複数の機器の何れかである対象機器の第２状態量であって、前記無線センサによってセンシングする前記第１状態量とは異なる第２状態量をセンシングする第１センサを更に備え、
前記無線センサは、前記機器のセンシング並びに信号の発信及び受信を行わないディープスリープモードを実行可能に構成され、
前記無線センサは、前記第１センサによってセンシングした前記対象機器の前記第２状態量が閾値を超えていない場合には前記ディープスリープモードを実行し、
前記第１センサによってセンシングした前記対象機器の前記第２状態量が閾値を超えた場合に、前記無線センサが前記対象機器の前記第１状態量のセンシングを開始する、請求項１に記載の状態量監視システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、状態量監視システム及びその運用方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
火力発電所等のプラントでは、プラント内の機器に備え付けられた各種センサ（例えば振動、温度、圧力又は流量等を計測するセンサ）からの情報に基づいて機器の状態監視や異常検知を行うことがある。例えば特許文献１には、プラント内で間欠的に稼動する機器に関して廉価かつ確実に軸振動を計測できる計測システムが開示されている。このシステムは、複数の間欠運転機器のそれぞれに設置された複数の超音波センサと、超音波センサの中の１個を超音波送受信装置に選択的に接続する切替器とを具備しており、この切替器は、間欠運転機器の起動信号の発生に基づいて、超音波送受信装置と起動信号が送られた間欠運転機器に設置されている超音波センサとを接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４７６１９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、プラントにおいて経済的な理由等から電源ケーブルの追加敷設が困難な場所等に設けられた機器に対して、バッテリ駆動型の無線センサを設けて、無線センサによって機器の状態量を計測することを検討している。無線センサのバッテリの残量が過度に少なくなると機器の状態量を無線センサで適切に計測できなくなる懸念があるため、無線センサの消費電力を低減することが重要となる。
【０００５】
この点に関し、特許文献１に記載のシステムは、機器を起動するための起動電流によってセンサが動作する構成であり、バッテリ駆動型の無線センサの消費電力を低減するための知見は特許文献１には開示されていない。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、プラントの機器の状態量をバッテリ駆動型の無線センサを用いて計測する状態量監視システムについて、無線センサの消費電力を低減可能な状態量監視システムおよびその運用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る状態量監視システムは、
プラントに配置された複数の機器の状態量を監視するための状態量監視システムであって、
前記複数の機器の各々に設けられ、前記機器の第１状態量をセンシングするように構成されたバッテリ駆動型の無線センサと、
複数の前記無線センサの各々について、前記無線センサによって前記機器の第１状態量をセンシングする時刻、周期及び期間の少なくとも１つを含む情報であるセンシング計画を出力可能に構成された管理装置と、
前記複数の無線センサの各々についての前記センシング計画を前記管理装置から取得し、前記無線センサ毎の前記センシング計画を前記センシング計画に対応する前記無線センサに送信するように構成された携帯端末と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、プラントの機器の状態量をバッテリ駆動型の無線センサを用いて計測する状態量監視システムについて、無線センサの消費電力を低減可能な状態量監視システムおよびその運用方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る状態量監視システム２の全体構成の一例を示す図である。
管理装置８を使ってセンシング計画を策定する方法の一例を示すフローチャートである。
最適化前のセンシング計画の一例を示す図である。
最適化後のセンシング計画の一例を示す図である。
図１に示した状態量監視システム２の運用方法の一例として無線センサ６のセンシング計画の変更方法の一例を示すフローチャートである。
複数の機器４（機器Ａ～機器Ｃ）の運転計画の変更前におけるセンシング計画の一例を示す図である。
複数の機器４（機器Ａ～機器Ｃ）の運転計画の変更後におけるセンシング計画の一例を示している。
状態量監視システム２の運用方法の一例として対象機器４の故障リスクの変化に伴うセンシング計画の変更方法の一例を示すフローチャートである。
対象機器４の故障リスクの変化要因と故障リスクの増減とセンシング周期との関係の一例を示す図である。
一実施形態に係る状態量監視システム２の全体構成の他の一例を示す図である。
過渡状態と定常状態におけるセンシング周期の違いを説明するための図である。
一実施形態に係る状態量監視システム２の全体構成の他の一例を示す図である。
図１に示した状態量監視システム２の運用方法の一例として無線センサ６のセンシング計画の変更方法の他の一例を示すフローチャートである。
機器４の状態量の時間変化と第１閾値と第２閾値との関係を示す図である。
図１に示した状態量監視システム２の運用方法の一例として無線センサ６のセンシング計画の変更方法の他の一例を示す図である。
一実施形態に係る状態量監視システム２の全体構成の他の一例を示す図である。
センサ９と無線センサ６との使い分けを説明するためのフローチャートである。
第２状態量の時間変化と第３閾値等との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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