JP2003534590A

JP2003534590A - 機械を制御する方法及び機械を操作する情報システム

Info

Publication number: JP2003534590A
Application number: JP2001587161A
Authority: JP
Inventors: マーカスフルーター，
Original assignee: ウエストファリアセパレイターインダストリーゲーエムベーハー
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2001-04-07
Publication date: 2003-11-18
Also published as: WO2001090831A1; EP1282843B1; EP1282843A1; US20030093590A1; US7028226B2; DE10024412A1; CA2407566A1; DE50104547D1; NO20025521D0; ES2228866T3; CA2407566C; ATE282849T1; NO20025521L; NO337158B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、機械（２０）、特にセパレータやデカンタを制御する方法に関し、上記方法に従って上記機械における電流消費量、温度、輸送速度などの操作状態（３０〜３６）が検出され、上記検出されたデータを第１のコンピュータ（５）に収集し保管する。データを解析可能にする為に第２のコンピュータ（１０）にデータは送信される。公差域から外れている場合にエラーメッセージを生成する為に、解析には実際の状態と設定された状態との比較を伴い、上記エラーメッセージは第２のコンピュータ（１０）から周辺装置又は付加的なコンピュータの少なくとも一方へと自動的に出力される。このため、機械及び処理の適応性のある多層数学的モデルが生成される。本発明に従って、機械（２０）を操作する情報システムも提供され、ここで上記情報システムにより上記制御方法が実行可能である。機械で起こりうるエラー状態は、損傷が発生する前に上記エラー状態に介入できるよう、自動的な検出及び操作状態の中継により早期に識別される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、機械、特にセパレータやデカンタを制御する方法に関し、更に機械
を操作する情報システムに関する。上記の方法及び情報システムは、制御し監視
するセパレータや他のタイプの機械の操作状態が連続的に検出される場合に上記
機械で使用可能である。

【０００２】

【従来の技術】

製造業者から離れた所に設置された機械が故障した場合に機械を解析する為に
は、現在は通常、手操作の損傷解析を行う。上記の場合、製造業者はまず損傷報
告を受け取り、質問のリストに従って損傷の原因を検出することを望む。例えば
、外部で認識可能な構成要素の破損が検出されるかどうかがまず検査される。上
記のような破損が確定されたら、新たな起動が実施されるべきではない。パラメ
ータの検出データが解析されるので故障以前の履歴が調査され、ここで上記パラ
メータとは、トルク、回転速度、消費電力、軸受温度、振動等であり、更に、流
入量、綿状量、希釈水量、冷却水量、流入濃度、綿状濃度等の製品に特定なパラ
メータ等である。データを用いて、損傷解析が製造業者側で行われる場合、修理
工は必要な予備部品を持っていき機械の再始動の為に上記部品を直接設置できる
。

【０００３】しかし、多くの場合では、大きい雑音であろうと強い振動であろうと故障中に
発生するものは損傷解析の間に調査される為に、外部から認識可能な構成要素の
破損は検出されない。その場合は、新たな起動は推奨されない。付加的なデータ
が機械のオペレータにより保管されていない場合は、修理工は損傷を現場で判断
しなくてはならない。上記評価の後でのみ必要な予備部品を発注でき、部品の設
置後に新たな起動が可能となる。

【０００４】機械の故障中に目立つものが発生しなかった場合は、使用可能なデータの検査
後に、新たな起動が可能となる。この場合、目立つものが発生した場合に再度機
械を十分早くオフに切り換える為に機械的パラメータが観察されることがある。
目立つものが発生しない場合は、処理の製品特定パラメータが更に綿密に検査さ
れることがある。その後データは処理に精通しているエキスパートに送られなく
てはならない。問題の説明がつかない場合は、現場で問題を解決する為にエキス
パートが現場に向かわなくてはならない。

【０００５】更に、既知であるのは、損傷がある場合には、データを製造業者に送信する為
に機械のデータのあるオペレータのコンピュータが製造業者のコンピュータにリ
ンクされる。しかし、上記現行のシステムの欠点は、損傷報告が行われるのは損
傷が既に発生している場合のみだという点である。既知のシステムを用いると、
予防測定が行われない。加えて、製造業者が受信するのは、損傷がある場合に製
造業者に送信された相対的に少ないデータのみである。しかし、故障前は機械の
どの構成要素が負荷又は応力をかけられデータ傾向がどのように見えるのかを知
ることは、製造業者にとって関心があるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

ドイツ特許ＤＥ−ＡＳ２５５１８８２によると、送信器と受信器との間
でデータが連続的に交換される場合に、回転部分の回転速度を無線遠隔伝送する
システムが既知である。上記の方法が大きい機械では実際的でないのは、送信器
と受信器との接続が連続的に提供される必要があるからであり、これはほとんど
の用途における不必要な出費を意味する。

【０００７】加えて、ヨーロッパ特許ＥＰ８９１８１４Ａ２では、遠心分離機を制御
する方法とシステムが開示され、ここでは遠心分離機で検出されたパラメータが
記録され処理される。コンピュータの中央制御を用いると、遠く離れた機械の製
造業者にデータを送信することもできる。しかし、上記情報システムは製造業者
による自動監視操作には適さない。

【０００８】従って、本発明の目的は、機械を制御する方法の提供と、機械の自動的な監視
を可能にし、規定された所望の値の範囲から操作状態が外れている場合に障害メ
ッセージを自動的に発する情報システムの提供である。障害診断は、数学的処理
モデルとの比較に基づき種々の測定値を組み合わせて行われる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的は、請求項１に記載の特性を持つ機械を制御する方法と請求項７に
記載の特性を持つ情報システムとにより達成される。

【００１０】本発明に従う方法に従って、電流消費量や輸送速度などの操作状態を機械にお
いて検出し、上記検出されたデータを第１のコンピュータのデータバンクに収集
し保管する。続いて、第２のコンピュータ、望ましくは上記機械の製造業者のコ
ンピュータのメモリに上記データが送信される。そこで、データを上記機械の所
望の操作データと比較して解析する。実際の状態を検出し、上記実際の状態が所
望の状態から逸れている場合に障害メッセージを生成する。その後、上記障害メ
ッセージは上記第２のコンピュータにより自動的に出力される。上記出力は周辺
装置又は他のコンピュータの少なくとも一方に対してなされる。上記の方法に従
って、自動的連続的に機械の操作状態の監視が行われる。

【００１１】本発明に従う制御方法が基づいている認識は、処理に関係するシステム又はセ
パレータやデカンタの少なくとも一方において、特定パラメータ又はパラメータ
の組み合わせに基づいて操作のシーケンス中の特定外乱が早期に認識されること
である。例えばコンベヤスクリューの場合は、材料がドラム内で輸送されている
際に、例えば、コンベヤスクリューの回転数、電流消費量、軸受温度、輸送容量
などのパラメータが検出できる。電流消費量が増加し他のパラメータが本質的に
変わらない場合、これが示唆するのは、引き込まれる材料の粘稠性の変更又は起
こりうる目詰まりへの取り組み方である。考えられるのは、例えば、実際に目詰
まりが起きる前に機械のオペレータが対応策をとることである。万一それでも損
傷があっても、機械の製造業者へと自動的に送信されたデータにより上記機械の
製造業者が迅速に障害を解析できるのは、オペレータの機械の正常な操作状態に
ついての十分なデータを持っているからである。障害診断中に、機械タイプの多
層数学的モデル及び処理モデルの多層数学的モデルと実際のデータが比較される
。上記の状況では、多層特性には、機械のクラス（デカンタやセパレータなど）
に特定のパラメータ、処理（物質混合物の排水や濃厚化など）に特定のパラメー
タ、機械（例えば、容量の機能としての）に特定のパラメータが利用可能である
。

【００１２】オペレータの機械から製造業者への伝送間隔は、分や時間や日の単位である場
合がある。操作状態の定期的な検出により、早期にかつ迅速に反応が起こせるよ
う製造業者は操作の結論及び可能な障害状態の結論を導くことができる。更に、
操作状態の自動的な検査の場合は、障害メッセージは自動的に生成され、障害メ
ッセージは製造業者側での、例えば、音響だったり、画像だったり、その他の警
告だったりし、又は障害の指定の場合には、オペレータのコンピュータに向けら
れた機械の制御コマンドである場合がある。引き渡された機械のデータの連続的
な検出により、製造業者は機械のデータを統計的に解析し上記データを障害診断
プログラムに使用することができる。

【００１３】望ましくは、データの上記解析の際に製造業者により確定された所望の操作デ
ータが突き合わせられる。その結果、材料における差や環境の差などの機械の操
作中の特殊性が考慮される。

【００１４】本発明の他の実施の形態に従って、個々のパラメータがその重要性について重
み付けされるよう、データの解析はニューロファジィ論理の方法を用いて行われ
る。重み付けにより、機械の操作状態について更に精密な解析が行われるよう、
しばしば、個々のパラメータは他の検出されたパラメータよりも機械の操作にと
っては重要である。

【００１５】望ましくは、上記障害メッセージの上記自動出力の為にコンピュータ又は受信
者が決定され、ここで上記コンピュータ又は受信者は連続的な勤務時間である国
に位置している。多数の機械が通常は世界中に販売されているので、損傷が起き
た場合には、エキスパートは損傷を解消する為に直ちに応じられなくてはならな
い。従って、重要なのは、自動的な障害解析が明白な障害を特定しない場合には
、エキスパートが損傷解析を直ちに開始させる瞬間に障害メッセージの出力が行
われることである。エキスパートが２４時間体制で応じられる為に、上記の障害
センターはアジアとヨーロッパとアメリカとに設立される場合がある。

【００１６】本発明に従う情報システムは、本質的に機械の製造業者により利用可能に作ら
れている。上記製造業者は機械に測定装置を装備し、ここで上記測定装置は、機
械のオペレータと共に配置されているコンピュータへとデータを供給する。デー
タマッチング又はデータ伝送のうち少なくとも一方が行われるよう、ソフトウェ
アにより、コンピュータは自動的に製造業者のコンピュータに接続される。従っ
て、引き渡された機械の情報は製造業者側で束ねられ、製造業者はデータの障害
診断及び障害解析から始める。供給されたデータは更に、機械の構成に関する結
論を供給する。更に考えられるのは、コンピュータが数学的処理モデルを、現場
の、例えば製造業者の工場の第２のコンピュータから周期的にダウンロードし、
上記の処理モデルを第１の障害診断に利用することである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

以下では、添付の図面を参照する実施の形態を用いて本発明が詳細に説明され
る。

【００１８】図１は本発明に従う情報システムの略図である。例えばデカンタやセパレータ
などの機械２０（図１には図示せず）のオペレータの工場１では、測定データが
機械２０で検出され、会社１内のバスシステム２を介して受信者へ、例えば、コ
ンピュータ３や４へ送信され、上記コンピュータ３や４では処理シーケンスが視
覚化される。バスシステム２を介し、機械２０で検出されたデータはコンピュー
タ５に送信され、上記データはデータバンクに保管される。コンピュータ５では
、データは画面６により視覚化可能である。コンピュータ５は、規定の間隔で、
機械２０の製造業者のコンピュータ１０と自動的に接続する。このためルータ７
が設けられ、ここで上記ルータ７は、例えばインターネットや電話回線網や他の
ネットワーク等のネットワーク８を介して、機械の製造業者側の第２のルータ９
と接続する。コンピュータ５とコンピュータ１０の間の空間的距離は破線１２で
図示される。続いて、コンピュータ５からコンピュータ１０への自動的なデータ
伝送が行われる。

【００１９】機械２０の操作処理に精通しているエキスパート１１が、機械２０の製造業者
側のコンピュータ１０の前に座る。コンピュータ１０において、一方では、決定
されたデータにおいて標準化障害状態が検出可能である場合又は標準化障害が存
在する場合には、検出データは数学的モデルを用いて自動的に解析され、エキス
パート１１は手操作による障害診断を行う。操作状態に障害が認識されなかった
場合には、検出データは製造業者側に機械２０の操作についての結論を提供する
。

【００２０】例として、図２は、本発明に従い制御され監視されるデカンタの形をとる機械
２０を示す。デカンタにはドラム２３を駆動する主モータ２１が含まれる。主モ
ータ２１の下には、ドラム２３に配列されたスクリューの駆動装置（図示せず）
を制御する他のモータ２２が配列されている。電流消費量３０と容量３１とが主
モータ２１で検出される。電流消費量３０と、容量３１と、トルク３２とがモー
タ２２で検出される。更に、軸受温度３４と、振動力３５と、ドラムの回転数３
６と、ドラムとスクリューの回転数の差３７と、トルクとがデカンタ２０で検出
される。更に、製品温度、オイルバス温度、振動、流入量などのデータが製造シ
ーケンス自体を監視する為に検出される。更に、流入量、綿状量、希釈水量、冷
却水量、流入濃度、綿状濃度、などの製品特定のパラメータが特定の製造シーケ
ンスの操作状態を検出する為に検出される。従って図２は検出された測定状態を
例として示しているだけであり、これは実際には機械２０からは非常に多くのデ
ータが検出される為である。

【００２１】機械２０で検出されたデータはコンピュータ５で制御され保管される。一定の
間隔で、上記データは製造業者のコンピュータ１０に送信される。図３はデータ
伝送の表示面を示す。データ伝送中は、機械のタイプ（ＣＡ１０３５）と特定の
機械番号と日付入力とから構成されるファイル名４０が使用される。これにより
特定の機械に明確に対応付けることが可能になる。従って製造業者は単純な方法
で種々の機械から受信したデータを分類できる。データはファイル名４１の下に
ファイルされ、記憶量データ４４と共に日付入力４２及び４からなる。

【００２２】図４は、起こりうる障害を解析する為に製造業者のコンピュータ１０の画面に
表示された表示面を図示する。機械２０で検出された操作状態は画面の右の欄に
リストされ、この場合は例えば、回転ドラム速度５０、差動回転速度５１、軸受
温度５２、戻り油流入温度５３、振動５４が検出された。個々の検出データは図
中の時間の上方に入力され、図の左側で、拡大縮小は自由に選択可能である。カ
ーブのコースの結果で、障害診断が実行可能である。一方では、標準化障害につ
いての自動障害メッセージを生成する為にコンピュータ１０は自動的に操作状態
を解析可能である。ニューロファジィ論理の方法を用いると、システム自身が適
応性を持ち、新しい障害状態を認識できる。この場合は、エキスパート１１が短
期間で対応できるように、上記エキスパート１１に送信される障害メッセージは
ＥメールやＳＭＳや他の手段で自動的に生成可能である。従ってエキスパート１
１は、機械２０のダウンタイムが最小になるように顧客１３に直接対応できる。
上記の場合は、例えばヨーロッパが夜間の場合には、障害メッセージが日本か米
国に自動的に送信されるよう、障害メッセージはエキスパート１１の勤務時間中
にエキスパート１１へと出力される。標準化障害メッセージが生成されない場合
は、エキスパート１１は手操作による解析を行わなければならないが、処理にお
いては以前に受信した機械２０のデータを使用でき、上記データは診断の精度を
高める。

【００２３】本発明に従う情報システムはデカンタにより説明された。連続的な操作状態が
検出される場合、例えば、メモリ書き込み可能な制御機構や測定装置が他の機械
に備えられている場合は、本発明に従う情報システムを任意に上記の機械に使用
することも可能である。データの伝送は自由に選択可能な回線や伝送路を用いて
行われる。

【００２４】図５は、情報システムで使用可能な数学的モデルのブロック図である。第１の
面６０には各々の機械のタイプ、例えばデカンタの一般的な特性が含まれる。第
２の面６１、６２、６３には、種々の処理に特定かつ製品に特定のモデルが示さ
れている。第３の面には、各々の機械に関連する特性６４、６５等がファイルさ
れている。機械２０で検出されたデータは、個々の面の操作状態を解析する為に
個々の面６０〜６５等に分散される。従ってシステム自体は、処理障害、機械障
害、又は処理障害と機械障害の組み合わせに基づく障害が存在するかどうかを認
識可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う情報システムの実施の形態のブロック図である。

【図２】測定装置を有する機械の略図である。

【図３】データ伝送処理用の表示面の図である。

【図４】機械の監視及び診断用の表示面の図であり、図中右欄の独語表記の意味は次の
通り： Trommeldrehzahl：回転ドラム速度 Differenzdrehlzahl ：差動回転速度 Drehmoment ：トルク Strom：電流 Messw：測定値 Zulauf ：流入量 Lager ：軸受 Oelvor ：前進油流入 Oelrueck：戻り油流入 Getriebe：伝送 Klarphase：明瞭な位相 Menge ：量 neue Datendatei lesen：新しいデータファイルを読み込む Datum ：日付 Datensatze gelesen ：データフィールドを読み込む

【図５】多層数学的モデルのブロック図である。

【符号の説明】

５…コンピュータ、１０…コンピュータ、２０…機械、３０…電流消費量、３
１…容量、３２…トルク、３４…軸受温度、３５…振動力、３６…ドラムの回転
数。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】システム又は機械（２０）の少なくとも一方、特にデカンタ
やセパレータを制御する方法であって、上記機械（２０）における電流消費量、温度、輸送速度などの操作状態（３０
〜３６）を検出するステップと、上記検出されたデータを第１のコンピュータ（５）のデータバンクに収集し保
管するステップと、第２のコンピュータ（１０）、望ましくは上記機械（２０）の製造業者のコン
ピュータ（１０）のメモリに上記データを送信するステップと、データを解析し上記機械（２０）の数学的モデルと比較するステップと、実際の状態を検出し、上記実際の状態が上記数学的モデルから逸れている場合
に障害メッセージを生成するステップと、上記第２のコンピュータ（１０）により周辺装置又は他のコンピュータの少な
くとも一方への上記障害メッセージの自動出力を行うステップ、を含む方法。
【請求項２】上記障害メッセージの上記自動出力がＥメールで行われる請
求項１に記載の方法。
【請求項３】上記データの上記解析中に所望の操作データが適合される請
求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】ニューロファジィ論理の方法を用いて上記データの上記解析
が行われ、個々の上記パラメータ（３０〜３６）がその重要性によって重み付け
される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】上記第２のコンピュータ（１０）が制御コマンドを生成し、
上記制御コマンドは上記第１のコンピュータ（５）へと送信される請求項１乃至
４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】上記障害メッセージの上記自動出力の為に、現在日中の勤務
時間である国に位置しているコンピュータ又は受信者が決定される請求項１乃至
５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】機械（２０）、特にデカンタやセパレータの操作用情報シス
テムであって、操作状態（３０〜３６）、例えば、上記機械（２０）における電流消費量、温
度、輸送速度などの検出用測定装置と、検出されたデータをメモリに保管する為に、前記測定装置に接続された第１の
コンピュータ（５）と、上記保管されたデータを第２のコンピュータ（１０）に送信できる伝送装置（
７）と、上記操作状態（３０〜３６）に関する上記送信されたデータと数学的モデルの
確定データとを比較する解析装置と、上記操作状態が任意の値の範囲から外れている時に障害メッセージを発する出
力装置とを有する情報システム。
【請求項８】上記解析装置がデータメモリを含み、複数の障害状態が関係
する操作状態と共に適応性のある多層数学的モデルの形で上記データメモリに保
管された請求項７に記載の情報システム。
【請求項９】上記解析装置により、特定の障害状態に気づいた時、制御コ
マンドが生成可能な請求項７又は８に記載の情報システム。
【請求項１０】上記機械（２０）がデカンタやセパレータであり、上記機
械（２０）の測定装置により、例えば、電流消費量、所定の測定点での温度、ド
ラムの回転速度が検出可能な請求項７乃至９のいずれか一項に記載の情報システ
ム。