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公開番号2025122923
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018675
出願日2024-02-09
発明の名称機器稼働状況検知方法、システム、および、プログラム
出願人西松建設株式会社
代理人弁理士法人井上国際特許商標事務所,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 13/00 20060101AFI20250815BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】機器の稼働状態に異常が発生次第、警告を発することができる機器稼働状況検知方法及び様々な測定対象の交流電線の径や電圧に対応し、センサにおける演算処理部の演算処理内容を変更する必要のない機器稼働状況検知方法を提供する。
【解決手段】三相又は単相三線の交流電源により駆動される1つ又は複数の機器の稼働状況を検知するための、1つまたは複数のセンサ装置と、1つまたは複数のゲートウェイと、サーバと、を備える機器稼働状況検知システムであって、機器稼働状況検知を、センサ装置のセンサ部の各々の第1の制御部と、ゲートウェイの各々の第2の制御部と、サーバの第3の制御部と、によってそれぞれ処理する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
三相または単相三線の交流電源により駆動される１つまたは複数の機器の稼働状況を検知するための機器稼働状況検知システム、における機器稼働状況検知方法であって、
前記機器稼働状況検知システムは、
１つまたは複数のセンサ装置と、１つまたは複数のゲートウェイと、サーバと、を備え、
前記センサ装置の各々は、
無給電センサであって、
各々、１つの変流器と、１つのセンサ部と、から構成され、
前記変流器の各々は、
前記機器の各々を駆動する前記三相または単相三線の交流電線の、各々の三線を一度に挟んで、１つずつ繋がり、
前記センサ部の各々は、
前記変流器の１つと対となり、
整流器とＩＶ変換器とを有する検出回路部と、無線発信部と、前記無線発信部を制御しデータ出力する第１の制御部と、を備え、
前記検出回路部は、
前記変流器からの出力電流が入力され、前記整流器において前記出力電流が直流電流とされ、前記ＩＶ変換器において前記直流電流が電圧値化されて前記第１の制御部へ測定電圧値として出力され、
前記ゲートウェイの各々は、
特定の１つの前記センサ装置、または、特定の複数の前記センサ装置、と、関連付け手段により関連付けられており、
無線受信部と、センサ装置情報蓄積部と、第１のネットワーク送受信部と、前記無線受信部と前記センサ装置情報蓄積部と前記第１のネットワーク送受信部とを制御しデータ入出力する第２の制御部と、を備え、
前記サーバは、
データ入力部と、送信情報蓄積部と、第２のネットワーク送受信部と、前記データ入力部と前記送信情報蓄積部と前記第２のネットワーク送受信部とを制御しデータ入出力する第３の制御部と、を備え、
前記機器稼働状況検知方法は、
前記サーバの前記第３の制御部が、前記データ入力部により、前記センサ装置のセンサ装置シリアル番号と前記センサ装置シリアル番号に対する変流器センサ部特性情報とが入力されたと判断した場合に、前記第２のネットワーク送受信部からネットワーク上に、前記センサ装置シリアル番号と前記変流器センサ部特性情報とをセンサ装置情報として予め送信する、第１のステップと、
前記ゲートウェイの各々において、前記第２の制御部が、前記第１のネットワーク送受信部から、自己の前記ゲートウェイに前記関連付け手段により関係付けられた前記センサ装置シリアル番号、を含む前記センサ装置情報を受信したと判断した場合に、前記センサ装置情報を前記センサ装置情報蓄積部に予め蓄積する、第２のステップと、
前記センサ装置の前記センサ部の各々において、前記第１の制御部が、前記測定電圧値を前記無線発信部へ出力することで、前記第１の制御部の起動時１回のみ、または、前記第１の制御部の起動中一定間隔で、前記センサ部の前記無線発信部から、前記測定電圧値と前記センサ装置の前記センサ装置シリアル番号とを、発信情報として発信する、第３のステップと、
前記ゲートウェイの各々において、前記第２の制御部が、前記無線受信部から、自己の前記ゲートウェイに前記関連付け手段により関係付けられた前記センサ装置シリアル番号を含む前記発信情報を受信したと判断した場合に、前記第２の制御部が、前記発信情報の内の前記センサ装置シリアル番号に該当する、前記センサ装置情報蓄積部における前記センサ装置情報の内の前記変流器センサ部特性情報と、前記発信情報の内の前記測定電圧値とから、前記変流器への入力である測定入力電流値を算出し、前記センサ装置シリアル番号と、前記測定入力電流値とを、送信情報として、前記第１のネットワーク送受信部から前記ネットワーク上に送信する、第４のステップと、
前記サーバの前記第３の制御部が、前記第２のネットワーク送受信部から前記送信情報を受信したと判断した場合に、前記送信情報蓄積部に前記送信情報を蓄積する、第５のステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
請求項１に記載の機器稼働状況検知方法であって、さらに、
前記機器稼働状況検知システムにおいて、
前記センサ部の前記無線発信部と前記ゲートウェイの前記無線受信部との間の無線通信方式の内の少なくとも１つがＬｏＲａである、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の機器稼働状況検知方法を実施するように構成されることを特徴とする機器稼働状況検知システム。
【請求項４】
請求項１または２に記載の機器稼働状況検知方法を実施することを特徴とするプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相または単相三線の交流電源により駆動される機器の機器稼働状況検知システムにおける、機器稼働状況検知方法に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
変流器による発電（電磁誘導による誘導電流）を利用し、無給電（無電力）によって、対象機器を駆動する電流や電力変化を検知して、機器の異常を無人で監視するシステムがある。例えば、トンネル坑内の複数個所に設置・稼働中の水中ポンプの稼働状況を「いつでも・どこでも」リアルタイムに確認することができる水中ポンプ監視システムなどである（非特許文献１参照）。
しかしこのようなシステムを用いて電力センサ―で電流を計測する場合、単相または三相の一本の交流電線のみをクランプで挟んで発電を行うのが通常である。そのため、機器が停止しているか稼働しているかしか判らず、例えば交流電線の漏電等で、機器が停止してから初めて警告を行うなどの対応となり、対応が遅れる可能性があった。
また、測定目的の変流器への入力電流や入力電力による電圧を算出するのは、変流器につなげた測定回路の演算処理部である。しかし、交流電線の径（キャブタイヤケーブルの径）や電圧に応じて変流器や測定回路を変更した場合、これらの特性に応じて測定回路の演算処理部の演算処理内容を変更する必要がある。よって、様々な交流電線などに対応するには手間とコストがかかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
「水中ポンプ監視システム「Ｎｅｗｔ」の開発」、山本悟著、西松建設技報ＶＯＬ．４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこれらの問題点に鑑み、機器の稼働状態に異常が発生次第、警告を発することができる、機器稼働状況検知システムと、その機器稼働状況検知方法を提供することを目的とする。また、様々な測定対象の交流電線の径や電圧に対応するために、センサにおける演算処理部の演算処理内容を変更する必要のない機器稼働状況検知システムと、その機器稼働状況検知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】
【０００５】
本発明による機器稼働状況検知方法は、三相または単相三線の交流電源により駆動される１つまたは複数の機器の稼働状況を検知するための機器稼働状況検知システム、における機器稼働状況検知方法であって、機器稼働状況検知システムは、１つまたは複数のセンサ装置と、１つまたは複数のゲートウェイと、サーバと、を備え、センサ装置の各々は、無給電センサであって、各々、１つの変流器と、１つのセンサ部と、から構成され、変流器の各々は、機器の各々を駆動する三相または単相三線の交流電線の、各々の三線を一度に挟んで、１つずつ繋がり、センサ部の各々は、変流器の１つと対となり、整流器とＩＶ変換器とを有する検出回路部と、無線発信部と、無線発信部を制御しデータ出力する第１の制御部と、を備え、検出回路部は、変流器からの出力電流が入力され、整流器において出力電流が直流電流とされ、ＩＶ変換器において直流電流が電圧値化されて第１の制御部へ測定電圧値として出力され、ゲートウェイの各々は、特定の１つのセンサ装置、または、特定の複数のセンサ装置、と、関連付け手段により関連付けられており、無線受信部と、センサ装置情報蓄積部と、第１のネットワーク送受信部と、無線受信部とセンサ装置情報蓄積部と第１のネットワーク送受信部とを制御しデータ入出力する第２の制御部と、を備え、サーバは、データ入力部と、送信情報蓄積部と、第２のネットワーク送受信部と、データ入力部と送信情報蓄積部と第２のネットワーク送受信部とを制御しデータ入出力する第３の制御部と、を備え、機器稼働状況検知方法は、サーバの第３の制御部が、データ入力部により、センサ装置のセンサ装置シリアル番号とセンサ装置シリアル番号に対する変流器センサ部特性情報とが入力されたと判断した場合に、第２のネットワーク送受信部からネットワーク上に、センサ装置シリアル番号と変流器センサ部特性情報とをセンサ装置情報として予め送信する、第１のステップと、ゲートウェイの各々において、第２の制御部が、第１のネットワーク送受信部から、自己のゲートウェイに関連付け手段により関係付けられたセンサ装置シリアル番号、を含むネットワーク上のセンサ装置情報を受信したと判断した場合に、センサ装置情報をセンサ装置情報蓄積部に予め蓄積する、第２のステップと、センサ装置のセンサ部の各々において、第１の制御部が、測定電圧値を無線発信部へ出力することで、第１の制御部の起動時１回のみ、または、第１の制御部の起動中一定間隔で、センサ部の無線発信部から、測定電圧値とセンサ装置のセンサ装置シリアル番号とを、発信情報として発信する、第３のステップと、ゲートウェイの各々において、第２の制御部が、無線受信部から、自己のゲートウェイに関連付け手段により関係付けられたセンサ装置シリアル番号、を含む発信情報を受信したと判断した場合に、第２の制御部が、発信情報の内のセンサ装置シリアル番号に該当する、センサ装置情報蓄積部におけるセンサ装置情報の内の変流器センサ部特性情報と、発信情報の内の測定電圧値とから、変流器への入力である測定入力電流値を算出し、センサ装置シリアル番号と、測定入力電流値とを、送信情報として、第１のネットワーク送受信からネットワーク上に送信する、第４のステップと、サーバの第３の制御部が、第２のネットワーク送受信部からネットワーク上の送信情報を受信したと判断した場合に、送信情報蓄積部に送信情報を蓄積する、第５のステップと、を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の機器稼働状況検知方法は、変流器において機器の各々を駆動する三相または単相三線の交流電線の、各々の三線を一度に挟んで計測をおこなう。そのため、機器の稼働状態に異常が発生次第、警告を発することができる機器稼働状況検知方法を実現できるという効果を奏する。また、本発明の機器稼働状況検知方法は、ゲートウェイにおいて、関連付けられたセンサ装置の特性を用いて測定入力電流値を算出する。そのため、様々な測定対象の交流電線の径や電圧に対応し、センサにおける演算処理部の演算処理内容を変更する必要のない機器稼働状況検知方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施例における機器稼働状況検知方法を実施するように構成される機器稼働状況検知システムを示すブロック図である。
第１の実施例における、機器稼働状況検知方法の内の第１のステップを示すフローチャート図である。
第１の実施例における、機器稼働状況検知方法の内の第２のステップを示すフローチャート図である。
第１の実施例における、機器稼働状況検知方法の内の第３のステップを示すフローチャート図である。
第１の実施例における、機器稼働状況検知方法の内の第４のステップを示すフローチャート図である。
第１の実施例における、機器稼働状況検知方法の内の第５のステップを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明による機器稼働状況検知方法の実施例を説明する。
[用語の定義]
本発明における「単相三線の交流電源により駆動される機器」とは、単相三線の交流電源の電線の内、Ｎ相以外の二線（Ｒ相とＴ相）により電圧を取り出して駆動される機器、のことであると定義する。
本発明における「機器稼働状況検知システム」とは、ＩｏＴによる無人監視により、目的機器の稼働状況を検知するためのシステムの事であると定義する。
本発明における「無給電センサ」とは、外部電力（外部電力から充電される充電池や交換式の電池を含む）に依らずに作動・検知が可能なセンサ（本発明におけるセンサ装置）のことであると定義する。
本発明における「ＬｏＲａ」とは、ＬｏｎｇＲａｎｇｅ（長距離）の略称であって、変調方式にチャープ変調、拡散方式にスペクトラム拡散方式を使用した無線通信方式のことである。また、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａ）の一種であって、省電力かつ長距離での無線通信が可能な無線通信方式である。
本発明における「測定入力電流値」とは、変流器への入力電流である交流電流の最大値または実効値のことであると定義する。
【実施例】
【０００９】
本方法は、三相または単相三線の交流電源により駆動される１つまたは複数の機器Ｄの稼働状況を検知するための機器稼働状況検知システム１、における機器稼働状況検知方法である。
【００１０】
[本システムの構成]
以下に、本機器稼働状況検知方法を実施するように構成される機器稼働状況検知システム１の構成を示す。
図１は、本実施例における機器稼働状況検知方法を実施するように構成される機器稼働状況検知システム１のブロック図を示している。
機器稼働状況検知システム１は、１つまたは複数のセンサ装置２と、１つまたは複数のゲートウェイ３と、サーバ４と、を備える。ここで、図１に示す通り、１つのゲートウェイ３には、１つまたは複数のセンサ装置２が関連し、他の１つのゲートウェイ３には、他の、１つまたは複数のセンサ装置２が関連する。
（【００１１】以降は省略されています）

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