JP2004102693A - 自己位置登録型センサ、およびプラント監視装置、ならびに自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラントの運転状況を把握するためのデータを高密度に計測し、そのための管理を容易にする。
【解決手段】プラント監視装置に接続される自己位置登録型センサは、センサ本体２１と、自身にあらかじめ割り振られた識別子と、センサ本体２１により計測されるセンサ計測情報とを記録する情報記録部２２と、自身の現在位置情報を計測する位置情報計測部２３と、情報記録部２２に記録された識別子とセンサ計測情報、ならびに位置情報計測部２３によって計測された現在位置情報とをプラント監視装置へ送信すると共に、プラント監視装置からセンサ本体２１によるセンサ計測情報に基づき生成される制御情報を受信する無線送受信部２４で構成される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線によりプラント監視装置に接続される自己位置登録型センサ、およびプラント監視装置、ならびに自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラントを高度に運転管理するためには、その運転状況を把握するためのデータを高密度に計測する必要がある。
これに対し、従来は、プラントの運転上主要な機器にのみ監視診断用のセンサを設け、センサ信号を中央のコンピュータか設置された監視制御室等に送り、機器の健全性を監視診断していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１５２９１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、例えば、火力プラントにおいて、配管毎にその状態を決め細かく管理することはできず、トラブル後の原因解析が困難であった。
また、熱電対等センサを高密度に配置した場合、中央の監視制御室まで敷設されるケーブル本数が増え、ケーブル敷設ルートの確保、コスト、信頼性の観点から好ましくない。更に、センサ設置点の位置登録を行う必要があり、従来は手動入力していたため、面倒であり、作業者の負担になっていた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、それぞれ固有のＩＤを持ち、設置点となる現在位置情報を認識して自動登録する、例えば無線タグと一体化したセンサを用い、通信によりその計測情報を中央の監視制御室に送信することにより、プラントの運転状況を把握するためのデータを高密度に計測し、そのための管理を容易にした、自己位置登録型センサ、およびプラント監視装置、ならびに自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明は、無線によりプラント監視装置に接続される自己位置登録型センサであって、センサ本体と、自身にあらかじめ割り振られた識別子と前記センサ本体により計測されるセンサ計測情報とを記録する情報記録手段と、自身の現在位置情報を計測する位置情報計測手段と、前記情報記録手段に記録された識別子とセンサ計測情報、ならびに前記位置計測手段によって計測された現在位置情報とを前記プラント監視装置へ送信すると共に、前記プラント監視装置から前記センサ本体によるセンサ計測情報に基づき生成される制御情報を受信する無線送受信手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、無線送受信手段を介し、自己位置登録型センサ装置とプラント監視装置間で、情報記録手段に記録された識別子とセンサ計測情報、ならびに位置計測手段によって計測された現在位置情報を、また、センサ本体によるセンサ計測情報に基づき生成される制御情報を双方向で通信することにより、設置点の登録を不要とし、かつ、プラントの運転状況を的確に把握できる。
【０００８】
また、本発明において、前記センサ本体によって計測されたセンサ情報によっては、前記プラント監視装置から移動のための位置情報を含む再測定指示を受信し、そのための移動を制御する制御手段、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、制御手段が、センサ本体によって計測されたセンサ情報によっては、プラント監視装置から移動のための位置情報を含む再測定指示を受信し、そのための移動を制御することで、流体内で動くセンサ情報を監視することができる。
【０００９】
上記した課題を解決するために本発明は、センサ本体により計測されるセンサ計測情報とその現在位置情報をあらかじめ個別に割り付けられた識別子と共に無線送信する自己位置登録型センサが接続されるプラント監視装置であって、前記自己位置登録型センサから送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報とを前記識別子に関連付けて登録するセンサ情報登録手段と、前記送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、前記自己位置登録型センサに対して無線送信する制御情報送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、制御情報送信手段が、送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、自己位置登録型センサに対して無線送信することにより、自己位置登録型センサをその制御情報によってコントロールすることができ、例えば、計測データが所定の値を越えたときに、詳細データの取得や未だ測定していない項目の測定等、プラントの運転状態監視のためのきめ細かな指示を行い、また、そのためのデータ収集が可能となる。
【００１１】
また、本発明において、前記送信される自己位置登録型センサの現在位置情報と、前記自己位置登録型センサの取り付け位置が登録されたプラント図面とを照合することにより前記自己位置登録型センサの取り付け位置を認識するセンサ位置認識手段、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、センサ位置認識手段が、送信される自己位置登録型センサの現在位置情報と、自己位置登録型センサの取り付け位置が登録されたプラント図面とを照合することにより自己位置登録型センサの取り付け位置を認識することにより、自己位置登録型センサが、例えば、どこの配管のどの位置に配置されているかを明確に知ることができる。
【００１２】
また、本発明において、プラント内で位置が動く対象機器に取り付けられた前記自己位置登録型センサから、その識別子と現在位置情報、ならびにそのときのセンサ計測情報をリアルタイムに受信することにより、前記センサ計測情報が得られた前記対象機器における自己位置登録型センサの現在位置を特定することを特徴とする。
本発明によれば、例えば、制御棒等、プラント内で位置が動く対象機器に自己位置登録型センサを取り付けても、その現在位置をリアルタイムに送信することで、対象機器がどの位置に存在するときにどの計測情報が得られたかを認識することができる。
【００１３】
上記した課題を解決するために本発明は、センサ本体により計測されるセンサ計測情報とその現在位置情報をあらかじめ個別に割り付けられた識別子と共にプラント監視装置に無線送信する自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法であって、前記自己位置登録型センサから送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報とを前記識別子に関連付けて登録し、前記送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、前記自己位置登録型センサに対して無線送信してプラントを監視すること、を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が採用されるプラントの全体構成図の一例を示す。図１において、１は、例えば、火力プラントであり、ボイラ内外に監視対象機器２が多数あって、それぞれに、例えば、印刷技術を駆使して作られるフィルム型の自己位置登録型センサが貼付され、あるいは取り付けられているものとする。３は、プラント監視装置であり、各監視対象機器２に貼付され、あるいは取り付けられている自己位置登録型センサとは無線により接続されている。
図２に自己位置登録型センサの内部構成が、図３にプラント監視装置の内部構成が機能展開され示されている。
【００１５】
図２において、本発明の自己位置登録型センサは、センサ本体２１と、情報記録部２２と、位置情報計測部２３と、無線送受信部２４と、制御部２５で構成され、内部バス２６を介して共通接続される。
センサ本体２１は、温度計測、振動計測、騒音、変位、電流、ガス濃度等、各種状態情報を計測する機能を持つ。また、情報記録部２２は、自己位置登録型センサ個々にあらかじめ割り振られた識別子（ＩＤ）と、センサ本体２１により計測されるセンサ情報とを記録する機能を持つ。
【００１６】
位置情報計測部２３は、自己位置登録型センサ自身の現在位置情報を計測する機能を持ち、近傍に設置された、あるいはプラント監視装置３が持つ少なくとも２本のアンテナを介して得られる信号から測定するか、もしくはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ・Ｓｙｓｔｅｍ）センサを内蔵するかのいずれかとする。また、無線送受信部２４は、情報記録部２２に記録されたＩＤとセンサ計測情報、ならびに位置情報計測部２３によって計測された現在位置情報とをプラント監視装置３へ送信すると共に、プラント監視装置３からセンサ本体２１によるセンサ計測情報に基づき生成される制御情報を受信する機能を持つ。これらは、いずれも自己位置登録型センサが持つアンテナ２７を介して送受信される。
なお、制御部２５は、センサ本体２１によって計測されるセンサ計測情報によっては、プラント監視装置３から移動のための位置情報を含む再測定指示を受信し、そのための移動を制御する機能を持つ。
【００１７】
図３において、本発明のプラント監視装置３は、中央監視部３０と、センサ情報登録部３１と、制御情報送信部３２と、センサ位置認識部３３と、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ・Ａｉｄｅｄ・Ｄｅｓｉｇｎ）データ部３４と、外部接続される表示モニタ４で構成される。
中央監視部３０は、プラント監視装置３の制御中枢となって、センサ情報登録部３１と、制御情報送信部３２と、センサ位置認識部３３のそれぞれが接続される。センサ情報登録部３１は、自己位置登録型センサから送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報とをＩＤに関連付けて登録する機能を持ち、制御情報送信部３２は、送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、自己位置登録型センサに対して無線送信する機能を持つ。
ここで、制御情報とは、センサ計測情報がある閾値を越えたときに詳しいデータ要求や未だ測定していない項目に対する測定要求等である。
【００１８】
一方、センサ位置認識部３３は、送信される自己位置登録型センサの現在位置情報と、自己位置登録型センサの取り付け位置があらかじめ登録されたプラント図面（ＣＡＤデータ部３４に格納）とを照合することにより自己位置登録型センサの取り付け位置を認識する機能を持つ。
表示モニタ４は、中央監視部３０により生成される情報を表示し、あるいは警告を発生する機能を持つ。
【００１９】
図４は、本発明の自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法を説明するために引用したフローチャートである。
以下、図４に示すフローチャートを参照しながら、図２、図３に示す自己位置登録型センサおよびプラント監視装置の動作について詳細に説明する。
まず、プラント監視装置３は、プラント１における各対象機器２に貼付もしくは取り付けられた自己位置登録型センサに対し、通信により測定準備指示、もしくは計測指示を発行する（Ｓ４１）。ここでは、時間あたりのデータ点数等の設定が行なわれる。自己位置登録型センサのそれぞれは、ＩＤおよびセンサ計測情報ならびに現在位置情報をプラント装置３へ、無線送受信部２４を介して送信し、プラント監視装置３では、センサ情報登録部３１がその情報を登録する（Ｓ４２）。
なお、これらの送信データは、同時に送られることはなく、あらかじめ定められたシーケンスに従い順次送信されることとする。
【００２０】
プラント監視装置３では、更に、センサ位置認識部３３が、自己位置登録型センサにより送信された現在位置情報に基づき、ＣＡＤデータ部３４にあらかじめ格納されたプラント図面と照合することにより、取り付け位置を認識することができる（Ｓ４３）。
一方、制御情報送信部３２は、センサ計測情報を監視しており（Ｓ４４）、正常範囲にある場合はそのデータを記録するのみとするが、異常が検知された場合（異常１）は、詳しいデータ要求や、未だ測定していない項目に対する測定要求に関する制御情報を新たに生成し、対象となるＩＤを持つ自己位置登録型センサへ送信してその応答を待ち（Ｓ４５）、応答を得た後、Ｓ４２以降の処理を繰り返す。また、更なる異常が検知された場合は（異常２）、表示モニタ４に警告表示を行ってトラブル対応処理を促がし（Ｓ４６）、対象機器２の復旧を待ち、復旧後、Ｓ４２以降の処理を繰り返す。
【００２１】
なお、トラブル解析を容易にするため、取得データの記録を、現在より所定時間前までは高密度で、それより以前は移動平均等をとって間引いて記録することが考えられる。異常発生をトリガにして高密度でデータを記録し、これにより通常時は低密度のトレンドデータを取得することで効率的に、トラブル解析を行なうことができる。
また、自己位置登録型センサが流体内で移動することも考えられる。この場合、自己位置登録型センサは、プラント監視装置３に対してリアルタイムでＩＤと自身の現在位置情報、およびセンサ計測情報を送信する。このことにより、プラント監視装置３の制御情報送信部３２は、そのセンサ計測情報によっては、位置を指定して再測定を行なう、あるいは詳細測定指示のための制御情報を生成し、対象のＩＤを持つ自己位置登録型センサに送信する。
これを、無線送受信部２４を介して受信した自己位置登録型センサでは、制御部２５が、その位置に従う移動他を制御する。更に、センサ計測情報が所定の閾値を越えたときに、プラント管理装置３が自己位置登録型センサに対して詳細なデータ取得要求や、未だ測定していない項目の測定要求等を実行するための制御情報を生成し、送信することも考えられる。
【００２２】
また、プラント内で、例えば、制御棒等、位置が動く対象機器２に自己位置登録型センサを取り付けることが考えられるが、この場合、その現在位置情報をリアルタイムに送信すれば、対象機器２がどの位置でどのセンサ計測情報が得られたかを認識することができる。
【００２３】
以上説明のように本発明は、それぞれ固有のＩＤを持ち、設置点となる現在位置情報を認識して自動登録する、例えば、無線タグと一体化したセンサを用いて自己位置登録型センサとし、通信によりそのセンサ計測情報をプラント監視装置へ送信することによりプラントの運転状況を把握することができる。
なお、図３に示すセンサ情報登録部３１、制御情報送信部３２、センサ位置認識部３３のそれぞれで実行される手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明のプラント監視装置が実現されるものとする。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００２４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のシステムやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００２５】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００２６】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、プラント監視装置に一括登録した自己位置登録型センサをプラントの各所に貼付もしくは取り付けるだけで、そのセンサ位置登録およびセンサ計測情報の収集が簡単にできる。また、多点計測を行なうことが実現でき、このことにより、高密度でデータ収集が可能となり、異常発生時の原因究明のための効率が向上する。
なお、本発明の自己位置登録型センサは、無線によってプラント監視装置と情報交換を行うためケーブルを必要とせず、従って、ケーブル敷設ルートの確保は不要となり、管理が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用されるプラントの全体構成図の一例を示す図である。
【図２】図１に示す自己位置登録型センサの内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すプラント監視装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図４】本発明の自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法を説明するために引用したフローチャートである。
【符号の説明】
１…プラント、２…監視対象機器、３…プラント監視装置、２１…センサ本体、２２…情報記録部、２３…位置情報計測部、２４…無線送受信部、２５…制御部、３０…中央監視部、３１…センサ情報登録部、３２…制御情報送信部、３３…センサ位置認識部、３４…ＣＡＤデータ部

Claims (6)

1. 無線によりプラント監視装置に接続される自己位置登録型センサであって、
   センサ本体と、
   自身にあらかじめ割り振られた識別子と、前記センサ本体により計測されるセンサ計測情報とを記録する情報記録手段と、
   自身の現在位置情報を計測する位置情報計測手段と、
   前記情報記録手段に記録された識別子とセンサ計測情報、ならびに前記位置情報計測手段によって計測された現在位置情報とを前記プラント監視装置へ送信すると共に、前記プラント監視装置から前記センサ本体によるセンサ計測情報に基づき生成される制御情報を受信する無線送受信手段と、
   を備えることを特徴とする自己位置登録型センサ。
2. 前記センサ本体によって計測されるセンサ計測情報によっては、前記プラント監視装置から移動のための位置情報を含む再測定指示を受信し、そのための移動を制御する制御手段、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の自己位置登録型センサ。
3. センサ本体により計測されるセンサ計測情報とその現在位置情報をあらかじめ個別に割り付けられた識別子と共に無線送信する自己位置登録型センサが接続されるプラント監視装置であって、
   前記自己位置登録型センサから送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報とを前記識別子に関連付けて登録するセンサ情報登録手段と、
   前記送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、前記自己位置登録型センサに対して無線送信する制御情報送信手段と、
   を備えることを特徴とするプラント監視装置。
4. 前記送信される自己位置登録型センサの現在位置情報と、前記自己位置登録型センサの取り付け位置が登録されたプラント図面とを照合することにより前記自己位置登録型センサの取り付け位置を認識するセンサ位置認識手段、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のプラント監視装置。
5. プラント内で位置が動く対象機器に取り付けられた前記自己位置登録型センサから、その識別子と現在位置情報、ならびにそのときのセンサ計測情報をリアルタイムに受信することにより、前記センサ計測情報が得られた前記対象機器における自己位置登録型センサの現在位置を特定することを特徴とする請求項３または４に記載のプラント監視装置。
6. センサ本体により計測されるセンサ計測情報とその現在位置情報をあらかじめ個別に割り付けられた識別子と共にプラント監視装置に無線送信する自己位置登録型センサを用いたプラント監視方法であって、
   前記自己位置登録型センサから送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報とを前記識別子に関連付けて登録し、
   前記送信されるセンサ計測情報とその現在位置情報によっては制御情報を生成し、前記自己位置登録型センサに対して無線送信してプラントを監視すること、
   を特徴とするプラント監視方法。

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