JP2006331250A - データ収集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワークとの親和性が高く、保守対象機器に対する高品質の保守管理作業が効率よく行えるデータ収集装置を提供すること。
【解決手段】 物理量測定機能を備え、ネットワークを介してサポートセンターと接続できるように構成されたデータ収集装置であって、
前記物理量測定データに音声データと画像データの少なくともいずれかを関連付けて記録するデータ記録手段と、
前記サポートセンターとの間でこれら各種データの送受を行うデータ通信手段と、
これら送受されるデータを再生表示する出力手段、
を設けたことを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワークとの親和性が高く、ビル設備や制御プラントなどを構成する各種機器の保守管理サービスに好適なデータ収集装置に関するものである。

例えばビル設備の保守管理にあたり、特開２００１−２６５８２３(特許文献１)や特開２００２−２８７８１９(特許文献２)に開示されているように、移動・携帯型のデータ収集装置を用いることが提案されている。

特許文献１では、複数種類の計測データを時刻データとともに収集して一元管理し、パソコンで多様な解析を行うシステム構成が開示されている。

特許文献２では、複数種類の計測データを効率よく収集して解析精度を高め、収集したデータを遠隔地に伝送し、間欠運転型機器について効率的な運転データ収集を行い、収集したデータをインターネットを介してモニタあるいは監視するシステム構成が開示されている。

特開２００１−２６５８２３

特開２００２−２８７８１９

図４は、制御プラントを構成している各種機器の保守管理作業における従来のシステム構成例図である。保守作業者は、インターネット１に接続できるように構成されたデータ収集装置２を携帯して保守対象機器３が設置されている制御プラント４の現場に出向く。このとき、保守作業者は、保守対象機器３の配線図、保守対象機器の設置図、保守対象機器の操作説明書などの文書紙ファイル５や、これら文書が電子ファイル化され格納された記録メディアとこれら電子ファイル化された文書を記録メディアから読み出し閲覧するためのパソコン６なども携帯することが多い。また、携帯電話７も携帯する。

インターネット１には、データ収集装置２が収集して転送する保守対象機器３に関連する測定データを格納するデータセンター８や、保守対象機器３のユーザーや保守作業者をサポートするサポートセンター９も接続されている。

図５は、従来のデータ収集装置２の一例を示すブロック図である。従来のデータ収集装置２は、所定の保守管理作業に必要な各種操作を実行するための操作部１０、操作に関連した情報や保守対象機器３に関連する現在・過去の測定データを数値やグラフで表示する表示部１１、保守対象機器３に関連する各種入力信号を測定して測定データに変換する信号入力部１２、信号入力部１２が変換した測定データを格納するデータ格納部１３、インターネット１を介してデータセンター８との通信を行う通信インタフェース１４、データ格納部１３のデータを転送格納する外部メモリ１５、データ収集装置２全体の動作を総括的に管理するＣＰＵ１６などで構成されている。

例えば、保守管理作業として現場に設置されている3台の保守対象機器A,B,Cの電源電圧を測定確認する場合、作業者は、まず現場の装置設置図面から保守対象機器A,B,Cを特定し、効率よく測定を行うための作業経路(例えばB→C→A)を決定する。続いて、保守対象機器ごとに電源電圧を測定できる端子が異なる場合があるので、必要に応じて保守対象機器A,B,Cそれぞれの配線図から、該当する測定端子を読み取り確認する。そして、実際に保守対象機器A,B,Cごとに電源電圧を測定してそれらの測定結果を記録し、それらの測定値が許容範囲か否かの判断を行う。測定値が許容範囲から外れた異常値を示している場合にはその原因を特定解明し、調整可能範囲であれば正常電圧になるように調整を行い、修理可能な場合には部品交換などの必要な処置を行う。

しかし、このような保守管理作業にあたり、作業経験が浅い作業者やその現場が初めてなどの場合には、データ収集装置２の表示部１１に表示されるこれら保守対象機器３の現場設置図面や配線図だけに基づいて十分な作業を行うことは困難な場合がある。

また、保守作業によっては、保守対象機器３の現場状況を記録しておかなければならない場合もあることから、カメラも携帯しなければならない。

さらに、現場に出向いた保守作業者がデータ収集装置２の操作間違いの有無を確認するためには、自分が現場で行ったデータ収集装置２の操作手順を思い出しながら電話７でサポートセンター９の管理担当者に伝達しなければならず、かなりの工数がかかるとともに伝達すべき操作手順を間違えてしまうおそれもある。

本発明は、これらの問題に着目したものであり、その目的は、ネットワークとの親和性が高く、保守対象機器に対する高品質の保守管理作業が効率よく行えるデータ収集装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１の発明は、
物理量測定機能を備え、ネットワークを介してサポートセンターと接続できるように構成されたデータ収集装置であって、
前記物理量測定データに音声データと画像データの少なくともいずれかを関連付けて記録するデータ記録手段と、
前記サポートセンターとの間でこれら各種データの送受を行うデータ通信手段と、
これら送受されるデータを再生表示する出力手段、
を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
前記サポートセンターは、保守対象機器やデータ収集装置の配線図、設置図、操作説明書、バージョンアップ情報、機器を廃棄する場合の有害物質情報を含む各種管理データの少なくともいずれかを格納する機器管理データ格納手段を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
機器の操作履歴を記録する操作履歴記録手段、
が設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載のデータ収集装置において、
前記サポートセンターは、受信した機器の操作履歴データに基づきその機器の操作を再現することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１記載のデータ収集装置において、
作業の進捗管理データを格納する作業進捗管理データ格納手段、
が設けられていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５記載のデータ収集装置において、
前記サポートセンターを介して互いに他のデータ収集装置の作業進捗管理データを共有することを特徴とする。

これらにより、ネットワークとの親和性が高く、保守対象機器に対する高品質の保守管理作業が効率よく行えるデータ収集装置が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を詳細に説明する。図１は制御プラントを構成している各種機器の保守管理作業における本発明のシステム構成例図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。

保守作業者は、インターネット１に接続できるように構成されたデータ収集装置１７を携帯して保守対象機器３が設置されている制御プラント４の現場に出向く。このとき、保守作業者は、保守対象機器３の配線図、設置図、操作説明書などの文書紙ファイルや、これら文書が電子ファイル化され格納された記録メディアとこれら電子ファイル化された文書を記録メディアから読み出し閲覧する手段としてのパソコンは携帯しない。パケット通信用に携帯電話７は携帯する。

データ収集装置１７には、作業現場の画像データを撮影入力するためのウェブカメラ１８、音声データを入力するためのマイク１９および音声データを再生するためのスピーカー２０も、保守対象機器３の状況に応じて接続される。

インターネット１には、携帯電話７でパケット通信を行うためのプロバイダ２１、保守対象機器３のユーザーや保守作業者をサポートするサポートセンター２２が接続されている。

サポートセンター２２には、保守対象機器３やデータ収集装置１７の配線図、設置図、操作説明書、バージョンアップ情報、機器を廃棄する場合の有害物質情報などの各種文書類が電子ファイル化された管理データを格納する機器管理データ格納部２３、保守対象機器３の測定データを格納する保守対象機器測定データ格納部２４、データ収集装置１７毎の保守作業の進捗管理データを格納する保守作業進捗管理データ格納部２５、データ収集装置１７と同一の機器２６、パソコン２７などが設けられている。サポートセンター２２には、現場に出向いている保守管理作業者を支援するための管理担当者が常駐している。

図２は、データ収集装置１７の具体例を示すブロック図である。データ収集装置１７には、所定の保守管理作業に必要なデータ収集装置１７や保守対象機器３の各種操作を実行するための操作部２８、データ収集装置１７や保守対象機器３の操作に関連した情報や保守対象機器３に関連する現在・過去の測定データを数値やグラフで表示する表示部２９、保守対象機器３に関連する電圧、電流、温度、圧力、振動などの各種物理量に関連した測定信号を測定データに変換する信号入力部３０、信号入力部３０に着脱可能に接続される各種物理量に関連した測定信号を出力する測定ユニット３１、信号入力部３０が変換した測定データを格納するデータ格納部３２、インターネットをはじめとする各種のネットワークを介して外部と通信を行う各種の通信インタフェース３３、データ格納部３２のデータを転送格納する各種の外部メモリ３４、インターネットとの接続を制御するインターネット制御部３５、データ収集装置１７の内部における時刻関連の処理を行う時刻データ処理部３６、データ収集装置１７全体の動作を総括的に管理するＣＰＵ３７などで構成されている。

操作部２８は、測定条件の設定や表示選択切換などを行う各種のスイッチやボタンなどが設けられた操作パネル部２８ａ、マウス２８ｂ、データ収集装置１７の操作履歴データの書きこみ読み出しを制御する操作履歴データ制御部２８ｃ、データ収集装置１７や保守対象機器３に設定する測定条件やパラメータなどの各種データの書きこみ読み出しを制御する機器設定データ制御部２８ｄ、データ収集装置１７を用いて行う保守管理作業に関連したデータの書きこみ読み出しを制御する作業データ制御部２８ｅ、保守対象機器３に関連した配線図、設置図、操作説明書などの電子化された管理データ情報をサポートセンター２２の機器管理データ格納部２３からダウンロードするように制御する機器情報ダウンロード制御部２８ｆなどで構成されている。

出力部２９は、液晶などの表示器２９ａ、表示器２９ａにウェブカメラ１８やサポートセンター２２からダウンロードする動画情報を表示するように制御する動画表示制御部２９ｂ、保守対象機器３に関連する電子化された配線図、設置図、操作説明書などの管理データ情報、現在・過去の測定データの数値やグラフ、電子メールなどを表示するように制御する静止画表示制御部２９ｃ、スピーカー２０を駆動する音声出力制御部２９ｄなどで構成されている。

信号入力部３０は、アナログ測定信号入力部３０ａ、デジタル測定信号入力部３０ｂ、音声信号入力部３０ｃ、画像信号入力部３０ｄなどで構成されている。

各種測定ユニット３１としては、電力測定ユニット３１ａ、温度測定ユニット３１ｂ、圧力測定ユニット３１ｃ、振動測定ユニット３１ｄなどの各種物理量測定ユニットが着脱可能に接続される。

データ格納部３２は、測定データ格納部３２ａ、音声データ格納部３２ｂ、画像データ格納部３２ｃ、機器操作履歴データ格納部３２ｄ、機器設定データ格納部３２ｅ、作業データ格納部３２f、ヘルプ表示データ格納部３２ｇ、ダウンロードデータ格納部３２hなどで構成されている。

通信インタフェース３３は、ＬＡＮインタフェース３３ａ、ＵＳＢインタフェース３３ｂ、ＲＳ２３２インタフェース３３ｃ、ＲＳ４８５インタフェース３３ｄ、モバイルデータ通信インタフェース３２ｅなどで構成されている。

外部メモリ３４としては、カード型メモリ３４ａ、ハードディスク３４ｂ、磁気ディスク３４ｃ、光ディスク３４ｄなどが用いられる。

インターネット制御部３５は、ＳＮＴＰ時刻制御部３５ａ、電子メール送信部３５ｂ、ウェブサーバー部３３ｃなどで構成されている。

時刻データ処理部３６は、ＧＰＳ受信部３６ａ、データ収集装置１７内部の時刻データを管理する時刻データ管理部３６ｂ、データ格納部３２に格納する各種データに時刻データを付加する時刻データ付加部３３ｃなどで構成されている。

図３はデータ収集装置１７の具体例を示す外観構成図であり、図２と対応する部分には同一の符号を付けている。データ収集装置１７は、図３に示すように、本体３８と、本体３８の前面部の一方辺に着脱可能に取り付けられる測定ユニットに対応した端子ケース３９とで構成されている。

本体３８の前面部の一辺近傍には、端子ケース３９の取付部３８ａが形成されている。この取付部３８ａの両端には、端子ケース３９の両端に嵌め合い端子ケース３９を固定するための突起片３８ｂを有する固定部材３８ｃが回動可能に取り付けられている。取付部３８ａの中央部分には、端子ケース３９に収納されている端子板３９ａを電気的に接続し機械的に結合するためのコネクタ３８ｄが設けられている。

端子ケース３９の上部には開閉可能に蓋３９ｂがヒンジを介して取り付けられている。端子ケース３９の一方の辺面３９ｃは配線の引き込み接続口として開口されている。端子ケース３９の両端には、固定部材３８ｃの突起片３８ｂが嵌め合う係合部３９ｄが設けられている。

本体３８の前面部の上部には表示器２９ａが設けられ、下部には操作パネル部２８ａが設けられている。

本体３８の端子ケース３９の取付部３８ａと対向する側面には、各種メモリカードのスロット、ＬＡＮ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５、ＵＳＢの各種通信用端子、トリガ端子、ＡＣアダプタ端子、電源スイッチなどが配置されている。

本体３８の底面には、端子板のねじを操作するためのドライバの収納部や、装置駆動用バッテリーの収納部が設けられている。

なお、端子ケース３９が装着された状態で、前面部を除く本体３８の外周には、必要に応じて、耐衝撃性を高めるための図示しない着脱可能なラバーブーツが装着される。

これら本体３８および端子ケース３９は、JEM（社団法人日本電機工業会標準規格）のＩＰ４１に準拠した防塵・防滴対応構造として構成されている。

このように構成されたデータ収集装置１７を用いて行う保守管理作業の動作手順を説明する。

保守管理作業の対象となる保守対象機器３を特定する保守対象機器３に固有の識別情報を知らされた保守管理作業者は、現場に出向く前にデータ収集装置１７の操作部２８を操作してインターネット１を介してサポートセンター２２に接続し、所定の個人認証手順を終えた後、保守対象機器３に固有のその識別情報を入力する。

サポートセンター２２は、保守対象機器３に固有の識別情報を受信確認すると、保守管理作業者に対して機器管理データ格納部２３へのアクセスを許可する。そして、その固有の識別情報が割り当てられている保守対象機器３が設置されている事業所周辺を示す地図およびその事業所構内における保守対象機器３の具体的な配置見取り図などの画像データをインターネット１を介してデータ収集装置１７に送信する。なお地図画像データには事業所を明示する識別子（アイコン）を付加し、配置見取り図には保守対象機器３を明示する識別子（アイコン）を付加する。

データ収集装置１７は、サポートセンター２２から送信されたこれらの画像データを受信すると、機器情報ダウンロード制御部２８ｆの制御に基づき、表示器２９ａに表示するとともに、必要に応じて画像データ格納部３２ｃに格納する。

これにより、保守管理作業者は、指定された保守管理作業の対象となる保守対象機器３の設置現場をデータ収集装置１７の表示画面から正確に把握理解でき、多数の機器が配置されている設置現場でも間違えることなく迅速に目的の保守対象機器３に到達できる。なお、例えば保守対象機器３にそれぞれに割り当てられている固有の識別情報が書き込まれた無線タグを取り付けておき、現場で作業開始前にその無線タグに書き込まれている識別情報を保守管理作業者がデータ収集装置１７に読み取らせて一致していることを確認することにより、誤認を防止できる。

サポートセンター２２は、保守対象機器３やデータ収集装置１７に固有の識別情報と保守対象機器３が設置されている事業所周辺を示す地図およびその事業所構内における保守対象機器３の具体的な配置見取り図、さらには機器のバージョンアップ情報、機器を廃棄する場合の有害物質情報なども関連させて一元管理している。したがって、保守管理作業者は、常に保守対象機器３やデータ収集装置１７に関する最新情報を得ることができる。

現場において保守管理作業者がデータ収集装置１７を操作して保守管理作業を開始すると、一連のデータ収集装置１７の操作履歴はすべて、操作履歴データ制御部２８ｃの制御に基づき、機器操作履歴データ格納部３２ｄに格納される。

一連のデータ収集装置１７の設定データはすべて、また保守対象機器３に対する設定データも必要に応じて、機器設定データ制御部２８ｄの制御に基づき、機器設定データ格納部３２ｅに格納される。

さらに、データ収集装置１７を用いて行う保守対象機器３に対する保守管理作業の経過状況は、作業データ制御部２８ｅの制御に基づき、保守対象機器３に応じて予め設定されている作業項目が完了する毎に逐次作業データ格納部３２fに格納される。この作業データ格納部３２fに格納される保守対象機器３に対する保守管理作業の経過状況データは、サポートセンター２２の保守作業進捗管理データ格納部２５にもデータ収集装置１７毎に転送格納される。

データ収集装置１７の各種測定ユニット３１は、保守対象機器３の保守管理に関連した電力、温度、圧力、振動などの物理量の測定を行い、信号入力部３０に入力する。

信号入力部３０には、各種測定ユニット３１から入力されるアナログ測定信号やデジタル測定信号の他、ウェブカメラ１８から出力される画像信号、マイク１９から出力される音声信号も入力されていて、これらはすべて測定データとして変換処理される。

これらの測定データには、時刻データ付加部３３ｃの制御に基づき時刻データが付加され、測定データ格納部３２ａに格納される。ここで、時刻データは、時刻データ管理部３６ｂの管理に基づき、ＳＮＴＰ時刻制御部３５ａやＧＰＳ受信部３６ａから得られる時刻データにより、高精度が維持されている。

これらの測定結果は、用途に応じてリスト化やグラフ化され、静止画表示制御部２９ｃの制御に基づき表示器２９ａに表示される。また、測定結果は、テキストデータや添付ファイルとして電子メール送信部３５ｂの制御に基づき所定の宛先に送信される。測定結果画面は、必要に応じてウェブサーバー部３３ｃの制御に基づきウェブ化されてインターネット１上に公開される。

ウェブカメラ１８の画像信号およびマイク１９の音声信号は、例えば保守対象機器３が機械的な動作を伴うものである場合には、測定ユニット３１による測定データと同期させて記録することにより、画像信号と音声信号および測定データのいずれかに異常が認められた場合に、その現象が発生した時刻を含む前後の他の信号をも参照することができ、単一信号のみで原因解析を行う場合に比べてより的確な判断が期待できる。

ウェブカメラ１８は、現場に出向いた保守管理作業者が保守対象機器３やデータ収集装置１７の操作に習熟していない場合、それらの操作状態の画像をサポートセンター２２に送信して管理担当者にモニタしてもらうことで、操作について適切な指示を受けることができる。

マイク１９は、保守管理作業中に保守管理作業者が気づいた現象などを音声で記録する音声メモとしても活用できる。

現場に出向いている保守管理作業者は、ヘルプ表示データ格納部３２ｇに格納されている情報を表示器２９ａに表示させることにより、データ収集装置１７の一般的な操作について、必要に応じてその都度確認できる。

保守対象機器３やデータ収集装置１７の回路図や保守管理作業用説明書、バージョンアップ情報、機器を廃棄する場合の有害物質情報などを確認したい場合には、インターネット１を介してサポートセンター２２にアクセスしてダウンロードすることにより表示器２９ａに表示させることができ、効率よく作業が行える。

保守対象機器３に保守管理に関連する一連の測定データを収集したものの期待していた結果が得られず、現場の保守管理作業者では対応しかねる場合、サポートセンター２２に常駐している管理担当者に指示を仰ぐことができる。

管理担当者は、現場の保守管理作業者に対し、測定データ格納部３２ａに格納されている測定データ、音声データ格納部３２ｂに格納されている音声データ、画像データ格納部３２ｃに格納されている画像データ、機器操作履歴データ格納部３２ｄに格納されている機器操作履歴データ、機器設定データ格納部３２ｅに格納されている機器設定データのうちから、解析に必要と判断する少なくともいずれかのデータをインターネット１を介して送信するように指示する。例えばデータ収集装置１７の操作ミスが推測される場合には、送信されてきた操作履歴データをサポートセンター２２のデータ収集装置２６に反映させることによりどの段階で操作ミスがあったかを再現確認でき、保守管理作業者に対して具体的な助言指導を行うことができる。

保守対象機器３が多数設置されている保守管理作業の現場の場合には、それぞれがデータ収集装置１７を携帯する複数の作業者がチームを組んで現場に入り、分担して同時並行作業を行うことも考えられる。このような場合、サポートセンター２２の保守作業進捗管理データ格納部２５にアクセスすることによりデータ収集装置１７毎の保守作業の進捗状況が確認でき、必要に応じて現場の実情を反映させながら作業分担の見直しを行うことにより、チームとしての作業効率を高めることもできる。

データ収集装置１７と外部との通信は、ＬＡＮインタフェース３３ａを介したインターネット１に限定されるものではなく、用途に応じてＲＳ２３２インタフェース３３ｃやＲＳ４８５インタフェース３３ｄのシリアル通信ネットワークを用いてもよいし、モバイルデータ通信インタフェース３２ｅを用いてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ネットワークとの親和性が高く、保守対象機器に対する高品質の保守管理作業が効率よく行えるデータ収集装置を実現できる。
また、本発明によれば、必要に応じて測定データと音声データと画像データを同期させることができ、保守対象機器３についての分析・解析精度を高められる。

本発明のシステム構成例図である。 データ収集装置１７の具体例を示すブロック図である。 データ収集装置１７の具体例を示す外観構成図である。 従来のシステム構成例図である。 従来のデータ収集装置２の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ インターネット
３ 保守対象機器
４ 制御プラント
９ 開口部
１７ データ収集装置
２２ サポートセンター

Claims (6)

1. 物理量測定機能を備え、ネットワークを介してサポートセンターと接続できるように構成されたデータ収集装置であって、
   前記物理量測定データに音声データと画像データの少なくともいずれかを関連付けて記録するデータ記録手段と、
   前記サポートセンターとの間でこれら各種データの送受を行うデータ通信手段と、
   これら送受されるデータを再生表示する出力手段、
   を設けたことを特徴とするデータ収集装置。
2. 前記サポートセンターは、保守対象機器やデータ収集装置の配線図、設置図、操作説明書、バージョンアップ情報、機器を廃棄する場合の有害物質情報を含む各種管理データの少なくともいずれかを格納する機器管理データ格納手段を有することを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
3. 機器の操作履歴を記録する操作履歴記録手段、
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
4. 前記サポートセンターは、受信した機器の操作履歴データに基づきその機器の操作を再現することを特徴とする請求項３記載のデータ収集装置。
5. 作業の進捗管理データを格納する作業進捗管理データ格納手段、が設けられていることを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。
6. 前記サポートセンターを介して互いに他のデータ収集装置の作業進捗管理データを共有することを特徴とする請求項５記載のデータ収集装置。

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