JP2004184166A

JP2004184166A - 軸受装置用監視システムおよび軸受装置用監視方法

Info

Publication number: JP2004184166A
Application number: JP2002349913A
Authority: JP
Inventors: Kei Sato; 圭佐藤; Toshinobu Sakamoto; 利伸坂本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】軸受装置に対し解析診断装置を自由に配置可能にし、監視員の負担を軽減させることができ、軸受装置の監視を充実させることができる軸受装置用監視システムを実現する。
【解決手段】温度センサ１１が接続された無線タグ２−１とギャップセンサ１２が接続された無線タグ２−２とを軸受け１に設け、無線タグ２−１及び２−２は、各センサによる計測情報を取得して解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を受信システム４へ無線送信する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶のプロペラ軸軸受、タービン軸軸受、発電機軸軸受といった軸受装置の故障診断に良好な軸受装置用監視システム及び軸受装置用監視方法に関する。特に、船舶の軸受装置の故障診断に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に船舶には、各種の構成機器、例えばプロペラ軸の軸受けや操舵機等の状態を監視して故障診断するシステムが具備されている。従来の船舶監視システムは、例えばプロペラ軸の軸受けに、プロペラ軸と軸受けとの間隔を検出するギャップセンサと、温度センサを実装する。そして、それらセンサの出力信号を電気ケーブルにより解析診断装置（例えばパーソナルコンピュータにより実現されるもの）へ伝達する。解析診断装置は、受信したセンサ出力信号を解析して焼き付きが発生する可能性の有無を判定し、焼き付く可能性がある場合には警告メッセージを表示や音声等により出力する。この故障診断により船舶構成機器の不具合を早期に発見し、船舶の航行に支障を来たさないようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−５５６５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の船舶監視システムでは、プロペラ軸の軸受装置に実装されるセンサに対応して解析診断装置（例えばパーソナルコンピュータ）を設置するが、この解析診断装置を設置可能な場所が船舶内では限られるために、監視することができる範囲が限定されてしまう。この結果、十分な監視を行うことができないので、トラブルにより船舶の運航に悪影響を及ぼす虞がある。このため、乗員が監視不十分な箇所を点検しているが、その負担が大きく、監視システムや方法を充実させることが要望されている。
【０００５】
すなわち、従来の技術における課題は、軸受装置に対し解析診断装置を自由に配置し難く、監視員にかかる負担が軽減し難いところにある。また、センサを自由に配置し難いことから、センサの数を増やし難いところがある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、軸受装置に対し解析診断装置を自由に配置可能にし、監視員の負担を軽減させることができ、軸受装置の監視を充実させることができる軸受装置用監視システムおよび軸受装置用監視方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の軸受装置用監視システムは、軸受装置の故障診断を行う軸受装置用監視システムであって、センサが接続され、このセンサによる計測情報を取得して解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する無線タグを、前記軸受装置に設け、前記無線タグから診断情報を受信する受信手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の軸受装置用監視システムにおいては、前記軸受装置に複数の前記無線タグを設けることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の軸受装置用監視システムにおいては、前記無線タグは、他の前記無線タグとの間で無線通信する通信手段と、前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う協同解析手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の軸受装置用監視システムにおいては、前記無線タグは、前記診断結果に基づいて当該軸受装置の制御指示を送信することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の軸受装置用監視方法は、軸受装置の故障診断を行う軸受装置用監視方法であって、前記軸受装置に設けられたセンサにより所定の計測情報を取得する第１の過程と、前記軸受装置に設けられた無線タグにより前記取得した計測情報を解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する第２の過程と、前記無線送信された診断情報を受信する第３の過程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の軸受装置用監視方法においては、前記第２の過程において、他の無線タグとの間で無線通信する過程と、前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う過程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施の形態による船舶監視システムによれば、船舶を構成する各船舶構成機器の故障診断を行う船舶監視システムであって、センサが接続され、このセンサによる計測情報を取得して解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する無線タグを、前記船舶構成機器に実装し、前記無線タグから診断情報を受信する受信手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の実施の形態による船舶監視システムによれば、前記船舶構成機器に複数の前記無線タグを実装することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施の形態による船舶監視システムによれば、前記無線タグは、他の前記無線タグとの間で無線通信する通信手段と、前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う協同解析手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施の形態による船舶監視システムによれば、前記無線タグは、前記診断結果に基づいて当該船舶構成機器の制御指示を送信することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の実施の形態による船舶監視方法によれば、船舶を構成する各船舶構成機器の故障診断を行う船舶監視方法であって、前記船舶構成機器に実装されたセンサにより所定の計測情報を取得する第１の過程と、前記船舶構成機器に実装された無線タグにより前記取得した計測情報を解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する第２の過程と、前記無線送信された診断情報を受信する第３の過程とを含むことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の実施の形態による船舶監視方法によれば、前記第２の過程において、他の無線タグとの間で無線通信する過程と、前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う過程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態においては、軸受装置用監視システムの具体的な例として、船舶監視システムについて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による船舶監視システム（軸受装置用監視システム）の概略構成を示すブロック図である。この船舶監視システムは、船舶内に具備され、各船舶構成機器の状態を監視するものである。なお、図１には、説明の便宜上、プロペラ軸の軸受けの状態を監視する部分のみを図示している。
【００１９】
図１において、軸受け１には、温度センサ１１及びこの温度センサ１１が接続されている無線タグ２−１と、ギャップセンサ１２及びこのギャップセンサ１２が接続されている無線タグ２−２とが実装されている。温度センサ１１は軸受け１の温度を検出して温度情報を無線タグ２−１へ出力する。ギャップセンサ１２は、プロペラ軸（図示せず）と軸受け１との間隔を検出して間隔情報を無線タグ２−２へ出力する。無線タグ２−１，２−２（以下、特に区別しないときは「無線タグ２」と称する）は、軸受け１の状態を監視し、その故障診断を行う。
受信システム４はアンテナ３を備え、アンテナ３により各船舶構成機器に実装されている無線タグと無線通信し、各船舶構成機器の診断情報を受信する。
【００２０】
図２は、無線タグ２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、無線タグ２は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器２１、メモリ２２、無線送受信回路２３、ＣＰＵ２４のそれぞれが、バス２５に共通接続され、構成されている。Ａ／Ｄ変換器２１は、接続されるセンサの出力信号（計測情報）をデジタル化する。
メモリ２２はＣＰＵ２４で実行されるプログラムや各種データを記憶する。メモリ２２には、無線タグ２のそれぞれにユニークに付される識別子情報（タグＩＤ）が記録されている。
無線送受信回路２３は、他の無線タグ２及び受信システム４のそれぞれとデータを送受する。このデータ送信時には送信情報とともにメモリ２２のタグＩＤを無線送信する。このセンサＩＤにより、通信相手が当該無線タグ２の実装位置を特定する。
【００２１】
ＣＰＵ２４は、デジタル化された計測情報を解析し、この解析結果を診断し、この診断結果を無線送受信回路２３により無線送信する。この解析診断機能は、メモリ２２に記憶されているプログラムが実行されることにより実現される。さらに、そのプログラムは、他の無線タグ２と連携して計測情報の解析を行う協同解析機能を実現するための協同解析プログラムを含んでいる。この協同解析プログラムを実行することにより、ＣＰＵ２４は、他の無線タグ２のＣＰＵ２４と連携して計測情報を解析することができる。
【００２２】
なお、センサは、無線タグに実装されるものであってもよく、あるいは無線タグの外部に実装して該無線タグに接続されるものであってもよい。
【００２３】
また、無線タグは、プロペラ軸の軸受けや操舵機等の船舶構成機器に実装可能なように小型化されている。例えば、非接触ＩＣカード等に使用されている非接触ＩＣチップが利用可能である。
【００２４】
次に、図３を参照して、本実施形態の船舶監視システムの動作を説明する。図３は、図１に示す船舶監視システムが行う監視処理の流れを示すシーケンスチャートである。
【００２５】
先ず、無線タグ２−１及び２−２は、相互に通信コネクションを確立させる（ステップＳ１）。次いで、無線タグ２−１は、温度センサ１１により計測された軸受け１の温度情報を取得して無線タグ２−２へ送信する（ステップＳ２）。無線タグ２−２において、ＣＰＵ２４は、その温度情報の受信により協同解析プログラムを実行する（ステップＳ３）。
【００２６】
次いで、無線タグ２−２は、ギャップセンサ１２により計測されたプロペラ軸と軸受け１との間隔情報を取得する。そして、無線タグ２−２のＣＰＵ２４は、その間隔情報と無線タグ２−１から受信した温度情報の解析処理を開始し、この解析処理の一部を無線タグ２−２へ依頼する（ステップＳ４）。
【００２７】
無線タグ２−１において、ＣＰＵ２４は、その解析依頼を受けると、協同解析プログラムを実行し、解析依頼の内容に従って解析処理を行う。そして、この解析結果を無線タグ２−２へ送信する（ステップＳ６）。
【００２８】
無線タグ２−２のＣＰＵ２４は、その解析結果を受信すると、自己の解析結果と併せて、焼き付きが発生する可能性の有無を判定する（ステップＳ７）。次いで、この判定結果を受信システム４へ送信する（ステップＳ８）。
【００２９】
受信システム４は、受信した判定結果に従い、軸受け１が焼き付く可能性がある場合には警告メッセージを表示や音声等により出力する。あるいは、プロペラ軸の回転制御装置に減速するよう指示するようにしてもよい。なお、無線タグ２−２が直接、プロペラ軸の回転制御装置に減速指示を送信するようにしてもよい。
【００３０】
なお、上記実施例では、無線タグ２−２が無線タグ２−１から温度情報を取得し、無線タグ２−１へ解析を依頼し、この応答の解析結果と、自己の解析結果とを総合して軸受け１の診断を行ったが、無線タグ２−１が、無線タグ２−２から間隔情報を取得し、無線タグ２−２へ解析を依頼してこの解析結果を受け取り、双方の解析結果を総合して診断するようにしてもい。
【００３１】
上述した実施形態によれば、センサが接続された無線タグを各船舶構成機器に実装する。そして、各無線タグがセンサにより計測された計測情報を取得して解析及び診断し、この診断結果を無線送信する。これにより、従来の船舶監視システムにおける解析診断装置（パーソナルコンピュータ等）設置場所の問題は解消され、監視可能な船舶構成機器やその監視範囲が限定されないので、船舶構成機器の監視を充実させることができる。この結果、乗員の船舶構成機器の点検にかかる負担を軽減させることが可能となる。
【００３２】
さらに、複数の無線タグが連携して計測情報の解析を行うので、解析処理を分担することができ、一つの無線タグで行う処理量を削減することが可能となる。これにより、無線タグの処理能力を低く抑えることができるので、ＣＰＵの規模及びメモリ量を小さくし、無線タグの小型化を図ることが可能となる。この結果、無線タグの実装可能な船舶構成機器はさらに充実されるので、監視箇所の自由度が高まり、船舶各部の状態をきめ細かく監視することができる。これにより、乗員への負担をかけずに、船舶各部の状態を詳細に把握し、各機能を適切に維持することができるという効果が得られる。
【００３３】
また、複数の無線タグを船舶構成機器に実装するので、いずれかの無線タグが故障しても、他の無線タグが解析を行うことにより監視を継続することができる。これにより、船舶監視システムの信頼性が向上するとともに、メンテナンスの負担が軽減される。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、プロペラ軸の軸受けを監視箇所の例に挙げて説明したが、他の船舶構成機器にも同様に適用することができる。
例えば、繰返し応力等によって疲労亀裂が発生しそうな部材（例えばプロペラ軸）に、応力センサを備えた無線タグを実装する。そして、無線タグは、応力ピーク値と繰返し回数を解析して余寿命を推定し、亀裂発生の可能性が高くなった時点で受信システムへ通知し、受信システムが警告メッセージを出力する。
【００３５】
また、他の例として、操舵機に、舵トルク検出装置を備えた無線タグを実装する。そして、無線タグは、舵トルクが所定の過大値になった時点で受信システムへ通知し、受信システムが警告メッセージを出力する。
【００３６】
また、他の例として、窓ガラス付近に、小型カメラ等の障害物検出装置を備えた無線タグを実装する。そして、無線タグは、海水以外の異物が窓ガラスにぶつかる可能性有りを検出し、その異物によって窓ガラスが破損する可能性を演算により算出する。そして、この算出結果に基づいて破損の可能性有りの場合に窓ガラス防御用シャッターを閉じるようにする。あるいは、窓ガラス防御用のエアバッグを作動させる。
【００３７】
なお、本発明は、船舶構成機器以外の軸受装置にも同様に適用することができる。例えば、タービン軸軸受や発電機軸軸受などに適用可能である。
【００３８】
以上、本発明の実施形態を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、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、センサが接続された無線タグを軸受装置に設け、各無線タグがセンサにより計測された計測情報を取得して解析及び診断し、この診断結果を無線送信する。これにより、従来の船舶監視システムにおける解析診断装置（パーソナルコンピュータ等）設置場所の問題は解消され、監視可能な場所が限定されないので、軸受装置の監視を充実させることができる。この結果として監視員の軸受装置の点検にかかる負担を軽減させることが可能となる。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明によれば、複数の無線タグが軸受装置に設けられるので、いずれかの無線タグが故障しても、他の無線タグが解析を行うことにより監視を継続することができ、この結果、軸受装置用監視システムの信頼性が向上するとともに、メンテナンスの負担が軽減される。
【００４１】
また、請求項３に記載の発明によれば、複数の無線タグにより連携して計測情報の解析が行われるので、解析処理を分担することができ、一つの無線タグで行う処理量を削減することが可能となる。これにより、無線タグの処理能力を低く抑えることができるので、ＣＰＵの規模及びメモリ量を小さくし、無線タグの小型化を図ることが可能となる。この結果、無線タグの実装可能な位置はさらに充実されるので、監視箇所の自由度が高まり、軸受装置各部の状態をきめ細かく監視することができる。これにより、監視員への負担をかけずに、軸受装置各部の状態を詳細に把握し、各機能を適切に維持することができるという効果が得られる。
【００４２】
また、請求項４に記載の発明によれば、無線タグから直接に軸受装置の制御指示を行うので、システム構成を簡略化するとともに、制御の即時性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による軸受装置用監視システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】無線タグの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す軸受装置用監視システムが行う監視処理の流れを示すシーケンスチャートである。
【符号の説明】
１…軸受け、２−１，２−２…無線タグ、３…アンテナ、４…受信システム、１１…温度センサ、１２…ギャップセンサ、２１…Ａ／Ｄ変換器、２２…メモリ、２３…無線送受信回路、２４…ＣＰＵ、２５…バス

Claims

軸受装置の故障診断を行う軸受装置用監視システムであって、
センサが接続され、このセンサによる計測情報を取得して解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する無線タグを、前記軸受装置に設け、
前記無線タグから診断情報を受信する受信手段を備えたことを特徴とする軸受装置用監視システム。
前記軸受装置に複数の前記無線タグを設けることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置用監視システム。
前記無線タグは、
他の前記無線タグとの間で無線通信する通信手段と、
前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う協同解析手段と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載の軸受装置用監視システム。
前記無線タグは、前記診断結果に基づいて当該軸受装置の制御指示を送信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載の軸受装置用監視システム。
軸受装置の故障診断を行う軸受装置用監視方法であって、
前記軸受装置に設けられたセンサにより所定の計測情報を取得する第１の過程と、
前記軸受装置に設けられた無線タグにより前記取得した計測情報を解析し、この解析結果を診断し、この診断情報を無線送信する第２の過程と、
前記無線送信された診断情報を受信する第３の過程と、
を含むことを特徴とする軸受装置用監視方法。
前記第２の過程において、
他の無線タグとの間で無線通信する過程と、
前記通信相手の無線タグと連携して前記解析を行う過程と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の軸受装置用監視方法。