JP2007044569A

JP2007044569A - 遠心分離機

Info

Publication number: JP2007044569A
Application number: JP2005228438A
Authority: JP
Inventors: Koichi Akatsu; 幸一赤津
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】顧客の修理依頼に対して、連絡を受けたサービスマンは、顧客へ出向くまでにタイムラグが発生していた。また、遠心分離機の異常発生信号の発生頻度が少ない不具合の場合の不具合対策には多くの時間が必要でありまた困難な場合が多かった。さらに、顧客納入の遠心分離機とメーカの遠隔監視サーバ間の通信に関してインターネットを介して遠隔監視を行う場合、顧客施設用構内ＬＡＮサーバはファイアフォールを構築してあるため、そのファイアフォールは顧客納入の遠心分離機とメーカの遠隔監視サーバ間の通信を不可能にしていた。
【解決手段】制御コントローラ２に接続される無線電話端末３によって無線電話通信網４を介して遠隔監視サーバ７と通信する手段と、遠隔監視サーバ７は無線電話通信網４を介して遠心分離機１を遠隔監視する手段を設けた遠心分離機により達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠隔監視機能を備えた遠心分離機に関するものである。

遠心分離機は、一般的に試料を収納したロータを顧客希望の回転数、温度等に制御しながら回転させて試料を遠心分離する。従来の遠心分離機は、遠心分離機の待機中及び運転中に異常が発生すると、その異常を示す異常発生信号を遠心分離機機に備えてあるパネル表示部に表示する。顧客はその異常発生信号と遠心分離機の運転状態を電話などで遠心分離機メーカに連絡し修理を依頼していた。しかしながら、連絡を受けた遠心機メーカのサービスマンは、顧客へ出向くまでにタイムラグが発生し敏速な対応ができていなかった。

また、近年の遠心分離機は、中央演算処理装置とプログラムを格納した記憶装置と運転状態を表示するパネル表示部など多くの装置を備えているので、遠心分離機の制御内容が複雑化しており、サービスマンがその場で修理することを困難にしている。例えば、コントローラの内部でその構成部品となるＩＣやトランジスタ等に破損があり遠心分離機の運転に支障がある場合は、コントローラを交換する必要がある。特に、遠心分離機の異常発生信号の発生頻度が少ない不具合の場合、発生頻度が少ないためサービスマンでは不具合動作の確認が困難でありコントローラの修理をより一層困難にしている。そのため、サービスマンは遠心分離機の記憶装置に格納されている異常発生信号来歴情報を、遠心分離機の設計者や品質保証部門に連絡して異常発生信号発生の不具合対策を依頼していたが、異常発生信号来歴情報のみの限られた情報による不具合対策には多くの時間が必要でありまた困難な場合が多かった。

そのため、近年では、敏速なアフターサービスを目的に顧客納入の遠心分離機に接続可能な情報取得装置と情報を分析するための情報分析装置から構成される保守システムの通信にインターネットを介して行う遠隔保守システムが提案されている（例えば、特許文献１）。また、有線の電話回線を使用する方式が提案されている。

特開２０００−２４６１４７

しかしながら、インターネット方式の場合、顧客施設構内ＬＡＮサーバは、外部からの不正アクセスを防止すること、及びＬＡＮサーバやクライアント・パーソナルコンピュータなどの情報機器内部からの情報漏洩を防ぐことを目的のシステムとしてファイアフォールが構築してあるため、そのファイアフォールは顧客納入の遠心分離機とメーカの遠隔監視サーバ間の通信を不可能にしていた。一方、有線の電話回線方式の場合、顧客設備の電話回線を借用する必要があり、また遠心分離機までの電話回線の引込み工事が必要であった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、敏速で的確な保守作業を促し、顧客に対する信頼性向上とメンテナンスコストの低減を図ることができる遠心分離機を提供することである。

上記目的は、駆動装置でロータを回転させることによりロータに収納されている試料の分離を行う遠心分離機において、遠心分離機は制御コントローラを備え、制御コントローラに接続される無線電話端末によって無線電話通信網を介して遠隔監視サーバと通信する手段と、遠隔監視サーバは無線電話通信網を介して遠心分離機を遠隔監視する手段を設けることにより達成される。

本発明によれば、遠心分離機に異常が発生した時の情報を瞬時に無線通信によって遠心分離機メーカへ送信することができ、また運転情報が無線通信によってリアルタイムにメーカで把握可能になるため、遠心分離機の異常に対する処置を早期に対応可能になり、敏速で的確な保守作業を促し、顧客に対する信頼性向上とメンテナンスコストの低減を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態となる回路構成を図１及び図２を用いて詳細に説明する。

本発明の具体的な実施の形態となる図１に示すブロック図において、１は遠心分離機の本体であり、２は遠心分離機の運転や通信を制御するコントローラである。３は遠隔監視サーバ７と遠心分離機１を無線通信させるための無線電話端末であり、３１は無線電話端末３の電波を送受信するためのアンテナである。無線電話端末３とアンテナ３１を内設した遠心分離機１は、無線通信によって無線電話通信網４、専用線５及び中継装置６を介して遠隔監視サーバ７と遠心分離機１の運転情報、例えば回転数、温度や、異常発生信号などの送受信を行うことができる。具体的には、無線電話通信網４はＮＴＴ社のパケット通信サービス「Ｄｏｐａ（商品名：ドゥーパ）」であり、専用線５はＮＴＴ社の専用線であり、無線電話端末３はＮＴＴ社のパケット通信サービスＤｏｐａ用の無線電話端末である。

本発明の具体的な実施の形態における遠心分離機１の構成を図２に示す。図２において、コントローラ２は、中央演算処理装置２０、記憶装置２１、駆動制御装置２２、パネル表示装置２３、キー入力装置２４、温度制御装置２５、通信装置２６などから構成される。中央演算処理装置２０は、記憶装置２１に格納されたプログラム内容を読み出してそのプログラムに従い、遠心分離機１のロータ２２２の回転、回転数や温度等の運転情報のパネルへの表示、ロータ２２２の温度制御及び外部との通信などを制御する。記憶装置２１は、中央演算処理装置２０の制御プログラムと中央演算処理装置２０の制御データ、例えばロータ２２２の温度制御データや最高回転数データなどを格納する。駆動制御装置２２は、中央演算処理装置２０の指令によりロータ２２２を加速、整定、減速させるために駆動部２２１の動作を制御する。パネル表示装置２３は、中央演算処理装置２０の指令によりキー入力部２４１から入力されたロータ２２２の設定回転数や設定温度、及び中央演算処理装置２０が認識したロータ２２２の実回転数や制御温度などの情報をパネル表示部２３１に表示させる。キー入力装置２４は、キー入力部２４１から入力されたロータ２２２の設定回転数や設定温度などの情報を中央演算処理装置２０に認識させる。温度制御装置２５は、キー入力部２４１から入力されたロータ２２２の設定温度に従い中央演算処理装置２０の指令により冷凍機２５１を制御する。通信装置２６は、中央演算処理装置２０と無線電話端末３間の通信情報を制御する。

ロータ２２２は、遠心分離するための試料を収納し、分離する試料により大きさや最高回転数が異なる数種類から選択でき着脱可能である。駆動部２２１は、駆動制御装置２２の指令によりシャフトを介してロータ２２２を回転させる。パネル表示部２３１は、パネル表示装置２３の指令によりロータ２２２の設定回転数や設定温度、及びロータ２２２の実回転数や制御温度などの情報を表示する７セグメントやＬＣＤ液晶表示装置などである。キー入力部２４１は、ロータ２２２の設定回転数や設定温度などの情報を入力するスイッチなどである。冷凍機２５１は、ロータ２２２がキー入力部２４１から入力された設定温度になるように温度制御装置２５の指令により、駆動部２２１からの発熱やロータ２２２の風損による発熱を冷却してロータ２２２の温度を制御する。

遠心分離機１は、キー入力部２４１から設定回転速度や設定温度などの情報を入力し、スタートスイッチ（図示せず）を押すと、中央演算処理装置２０はキー入力装置２４を介して入力された情報を認識し、パネル表示装置２３を介してパネル表示部２３１にそれらの情報及び、実際の回転数や制御温度などの情報を表示する。そして、駆動制御装置２２を介して駆動部２２１を駆動しロータ２２２が回転することにより試料を遠心分離する。

次に、本発明の実施の形態における遠心分離機１に異常が発生した場合の遠隔監視処理（異常発生信号情報の送信）について、図３及び図５を用いて説明する。

遠心分離機１と遠隔監視サーバ７間の通信を開始すると、遠心分離機１の中央演算処理装置２０は、運転情報送信指示判断処理Ｓ１０及び異常発生信号判断処理Ｓ１１において、無線電話端末３を介して遠隔監視サーバ７からの運転情報送信指示、及び遠心分離機１の異常発生信号を監視する。運転情報送信指示判断処理Ｓ１０において遠隔監視サーバ７から運転情報送信指示ありと判断した場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、図４に示す運転情報送信処理を実行する。一方、運転情報送信指示判断処理Ｓ１０において運転情報送信指示なしと判断した場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、中央演算処理装置２０は異常発生信号判断処理Ｓ１１において遠心分離機１の異常発生信号を監視する。遠心分離機１の異常発生信号の発生を中央演算処理装置２０が認識した場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、中央演算処理装置２０は通信装置２６、無線電話端末３を介して遠隔監視サーバ７と通信し、遠隔監視サーバ７に対して遠心分離機情報送信処理Ｓ１２、遠心分離機調整値送信処理Ｓ１３、異常発生信号情報送信処理Ｓ１４を順次実行する。

遠心分離機情報送信処理Ｓ１２は、遠心分離機情報Ｓ１２１を無線電話端末３の通信を介して遠隔監視サーバ７に送信する処理である。遠心分離機情報Ｓ１２１において、Ｓ１２１ａは遠心分離機１の機種毎に決められている機種コード、Ｓ１２１ｂは遠心分離機１の製品毎に決められているシリアルＮｏ（製造番号）、Ｓ１２１ｃは記憶装置２１に格納されているプログラム来歴である。遠心分離機調整値送信処理Ｓ１３は、遠心分離機調整値情報Ｓ１３１を無線電話端末３の通信を介して遠隔監視サーバ７に送信する処理である。遠心分離機調整値情報Ｓ１３１において、Ｓ１３１ａは駆動部２２１に電圧印加しロータ２２２の回転の駆動源となる駆動制御装置２２のコンデンサ電圧、Ｓ１３１ｂはロータ２２２を回転させるために駆動部２２１から上方に伸びているシャフトと距離センサ間の測定調整値である。ここで、距離センサは遠心分離機１内にシャフトと対向しシャフトと予め決められた距離で設けられており、シャフトとの距離を計測するものである。異常発生信号情報送信処理Ｓ１４は、異常発生信号情報Ｓ１４１を無線電話端末３の通信を介して遠隔監視サーバ７に送信する処理である。異常発生信号情報Ｓ１４１において、Ｓ１４１ａは異常発生時の西暦年月日時間を示す異常発生日時情報、Ｓ１４１ｂは異常発生時に発生する信号であって異常発生箇所毎に分類された異常発生コードＮｏ．であって、例えば駆動部２２１に関係する異常であればＥ２０、Ｓ１４１ｃは異常発生時の要因であって、例えば駆動部２２１に電圧印加する駆動制御装置２２のコンデンサ電圧が異常に上昇して過電圧検出回路が動作した場合の過電圧検出、Ｓ１４１ｄは異常発生時に使用していたロータＮｏ．（形名）、Ｓ１４１ｅは異常発生時の遠心分離機１の待機状態、加速状態、整定状態、減速状態などを示す運転状態である。

一方、遠隔監視サーバ７は、常に遠心分離機１から異常発生信号を受信したか否かを無線電話通信網４、専用線５及び中継装置６を介して監視している（Ｓ２０）。遠隔監視サーバ７は、遠心分離機１からの異常発生信号情報Ｓ１４１を受信すると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、異常発生信号情報確認処理Ｓ２１において受信情報すなわち異常発生信号情報Ｓ１４１の全ての内容を正常に受信できたか否かを確認する。異常発生信号情報正常判断処理Ｓ２２において正常に受信できたと判断した場合、すなわち異常発生信号情報Ｓ１４１の全ての内容を正常に受信できた場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、遠心分離機１に対して異常発生信号通信終了指示Ｓ２４を送信して通信を終了させる。異常発生信号情報が正常に受信できなかったと判断した場合、すなわち異常発生信号情報Ｓ１４１の全て又は一部の内容が正確に受信できなかった場合は（Ｓ２２：ＮＯ）、遠心分離機１に対して異常発生信号再送信指示Ｓ２３を送信する。

遠心分離機１は、異常発生信号情報送信処理Ｓ１４を実行した後、遠隔監視サーバ７から異常発生信号通信終了指示Ｓ２４あるいは異常発生信号再送信指示Ｓ２３を受信するまで待機する。遠隔監視サーバ７から異常発生信号通信終了指示Ｓ２４あるいは異常発生信号再送信指示Ｓ２３を受信すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、データ送信正常判断処理Ｓ１６を実行する。データ送信正常判断処理Ｓ１６において、遠心分離機１の中央演算処理装置２０は異常発生信号再送信指示Ｓ２３を受信すると、遠隔監視サーバ７が正常に異常発生信号Ｓ１４１を受信できなかったと判断し（Ｓ１６：ＮＯ）、遠心分離機１の中央演算処理装置２０は、再度、遠心分離機情報送信処理Ｓ１２、遠心分離機調整値送信処理Ｓ１３、異常発生信号情報送信処理Ｓ１４を実行する。一方、遠隔監視サーバ７から異常発生信号通信終了指示Ｓ２４を受信すると、遠隔監視サーバ７が正常に異常発生信号Ｓ１４１を受信できたと判断し（Ｓ１６：ＹＥＳ）、遠隔監視サーバ７との通信を終了する。

次に、本発明の実施の形態における遠心分離機１に異常が発生し、遠隔監視サーバ７から遠心分離機１の運転情報の要求があった場合の遠隔監視処理（運転情報の送信）について、図４及び図５を用いて説明する。

遠隔監視サーバ７のオペレータが、遠心分離機１の異常発生信号情報Ｓ１４１を受信してさらに、異常発生信号情報Ｓ１４１から異常発生の原因を解析するため遠心分離機１の詳細な運転情報を必要と判断した場合は、遠隔監視サーバ７は遠心分離機１に対して運転情報送信指示Ｓ４０により中継装置６、専用線５及び無線電話通信網４を介して運転情報送信指示データＳ４０１を送信する。

運転情報送信指示データＳ４０1において、Ｓ４０１ａは遠心分離機１の待機状態、加速状態、整定状態、減速状態などの運転状態、Ｓ４０１ｂはロータ２２２の回転数であり、遠隔監視サーバ７のオペレータが異常発生原因を解析するために必要な運転条件となる。その後、遠隔監視サーバ７は、遠心分離機１から運転情報を受信するまで運転情報受信判断処理Ｓ４１を実行する。

一方、遠心分離機１の中央演算処理装置２０は、遠隔監視サーバ７からの運転情報送信指示Ｓ４０をアンテナ３１、無線電話端末３及び通信手段２６を介して受信すると、図３の運転情報送信指示判断処理Ｓ１０において運転情報送信指示ありと判断し（Ｓ１０：ＮＯ）、図４に示す処理を行う。すなわち、遠隔監視サーバ７から要求された運転情報送信指示データＳ４０1に示す運転状態Ｓ４０１ａ及び回転数Ｓ４０１ｂと、遠心分離機１の実際の運転状態及び回転数とが一致するか否かを運転条件一致判断処理Ｓ３０にて判断する。ここで、回転数Ｓ４０１ｂの指示は、所定の回転数又はある範囲の回転数の条件に対応している。すなわち、遠隔監視サーバ７からの要求が１０，０００ｒｐｍで整定状態の場合、遠心分離機１が所定の回転数１０，０００ｒｐｍで整定状態であれば運転条件は一致することになるが、遠心分離機１が８，０００ｒｐｍで整定状態の場合には一致しないので、運転条件一致判断処理Ｓ３０から進むことができない。そこで、要求された回転数１０，０００ｒｐｍに対してある範囲、例えば８，０００ｒｐｍ〜１２，０００ｒｐｍの範囲を持たせることで、運転条件が一致しているものとみなしている。

遠隔監視サーバ７からの運転情報送信指示データＳ４０1の運転条件と遠心分離機１の運転条件とが一致した場合は（Ｓ３０：ＹＥＳ）、運転情報保存処理Ｓ３１を実行する。運転情報保存処理Ｓ３１は、運転情報送信指示データＳ４０1の運転条件時において、駆動制御装置２２の入力電圧値や入力電流値、ロータ２２２の温度などを計測するセンサ（図示せず）からの信号からなる運転情報を中央演算処理装置２０が記憶装置２１に一時保存する処理である。運転情報を保存した後、遠心分離機１は遠隔監視サーバ７に対して遠心分離機情報送信処理Ｓ１２及び運転情報送信処理Ｓ３２を実行する。ここで、遠心分離機情報送信処理Ｓ１２を再び実行するのは、遠隔監視サーバ７は複数の遠心分離機と通信可能なため、各遠心分離機の情報を正確に把握するためである。

遠心分離機情送信処理Ｓ１２は、上記したように、遠心分離機情報Ｓ１２１を無線電話端末３の通信を介して遠隔監視サーバ７に送信する処理である。運転情報送信処理Ｓ３２は、運転情報Ｓ３１０を無線電話端末３の通信を介して遠隔監視サーバ７に送信する処理である。運転情報Ｓ３１０を送信した後、遠心分離機１は受信信号判断処理Ｓ３３において遠隔監視サーバ７からの信号を受信するまで待機する。

運転情報Ｓ３１０において、Ｓ３１０ａは運転情報Ｓ３１０を測定した時の西暦年月日時間を示す運転日時情報、Ｓ３１０ｂは運転情報Ｓ３１０を測定した時の遠心分離機１の待機状態、加速状態、整定状態、減速状態などを示す運転状態、Ｓ３１０ｃは運転情報Ｓ３１０を測定した時のロータ２２２の実回転数である。Ｓ３１０ｄは駆動部２２１を構成するモータに流れるモータ電流値（ＩＭ．Ｕ）、Ｓ３１０ｅは駆動制御装置２２の入力電流値（ＡＣ．Ａ）、Ｓ３１０ｆは駆動制御装置２２の入力電圧値（ＡＣ．Ｖ）、Ｓ３１０ｇは駆動部２２１に電圧印加しロータ２２２を回転するための駆動源となる駆動制御装置２２のコンデンサ電圧値（ＤＣ．Ｖ）である。Ｓ３０１ｈはロータ２２２の温度を遠心分離機１に設けた温度センサ（図示せず）により検出した温度検出値（ＴＥＭＰ）、Ｓ３１０ｉはロータ２２２を回転させるためのシャフトと距離センサ間の回転時に発生する振れ幅（ＩＭＢ）である。

遠隔監視サーバ７は、遠心分離機情報送信処理Ｓ１２及び運転情報送信処理Ｓ３２により遠心分離機１から遠心分離機情報Ｓ１２１及び運転情報Ｓ３１０を受信すると（Ｓ４１：ＹＥＳ）、運転情報Ｓ３１０を正常に受信できたか否かを運転情報正常確認処理Ｓ４２にて確認する。その後、運転情報正常判断処理Ｓ４３において、遠心分離機１から受信した運転情報Ｓ３１０が正常と判断した場合、すなわち運転情報Ｓ３１０の全ての内容を正確に受信できた場合は（Ｓ４３：ＹＥＳ）、遠隔監視サーバ７は遠心分離機１との通信を終了するため、遠心分離機１に対して運転情報送信終了指示Ｓ４５を送信する。一方、運転情報Ｓ３１０が正常でないと判断した場合、すなわち運転情報Ｓ３１０の全て又は一部の内容が正確に受信できなかった場合は（Ｓ４３：ＮＯ）、遠隔監視サーバ７は遠心分離機１に対して運転情報再送信指示Ｓ４４を送信する。

遠心分離機１は、運転情報再送信指示Ｓ４４あるいは運転情報送信終了指示Ｓ４５を受信すると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、データ送信正常判断処理Ｓ３４を実行する。データ送信正常判断処理Ｓ３４において、データ送信が正常でない場合、すなわち遠隔監視サーバ７から運転情報再送信指示Ｓ４４を受信した場合は（Ｓ３４：ＮＯ）、再度、遠心分離機１は遠隔監視サーバ７に対して遠心分離機情報送信処理Ｓ１２及び運転情報送信処理Ｓ３２を実行する。一方、データ送信が正常の場合、すなわち運転情報送信終了指示Ｓ４５を受信した場合は（Ｓ３４：ＹＥＳ）、遠隔監視サーバ７との通信を終了させる。

以上の実施の形態より明らかにされるように、遠心分離機に異常が発生した時の情報を瞬時に無線通信によって遠心分離機メーカへ送信することができ、また運転情報が無線通信によってリアルタイムにメーカで把握可能になるため、遠心分離機の異常に対する処置を早期に対応可能になり、敏速で的確な保守作業を促し、顧客に対する信頼性向上とメンテナンスコストの低減を図ることができる。

本発明の具体的な実施の形態を示すブロック図遠心分離機内部の詳細ブロック図遠心分離機と遠隔監視サーバ間の異常発生時の異常発生信号通信フローチャ−ト遠心分離機と遠隔監視サーバ間の異常発生時の運転情報通信フローチャ−ト遠心分離機及び遠隔監視サーバの送受信データを示す図

符号の説明

１：遠心分離機、２：コントローラ、２０：中央演算処理装置、２１：記憶装置、２２：駆動制御装置、２２１：駆動部、２２２：ロータ、２３：パネル表示装置、２３１：パネル表示部、２４：キー入力装置、２４１：キー入力部、２５：温度制御装置、２５１：冷凍機、２６：通信装置、３：無線電話端末、３１：無線電話端末用アンテナ、４：無線電話通信網、５：専用線、６：中継装置、７：遠隔監視サーバ

Claims

駆動装置でロータを回転させることにより該ロータに収納されている試料の分離を行う遠心分離機において、
前記遠心分離機は制御コントローラを備え、該制御コントローラに接続される無線電話端末によって無線電話通信網を介して遠隔監視サーバと通信する手段と、前記遠隔監視サーバは無線電話通信網を介して前記遠心分離機を遠隔監視する手段を設けたことを特徴とする遠心分離機。
前記制御コントローラは少なくとも中央演算処理装置と記憶装置と駆動制御装置と表示装置と通信装置とを有することを特徴する請求項１記載の遠心分離機
前記遠心分離機は待機中及び運転中に発生した異常発生信号を前記遠隔監視サーバに送信する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。
前記遠隔監視サーバは前記遠心分離機より異常発生信号を受信した時に、所定の運転情報を前記遠心分離機に要求する手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の遠心分離機。
前記遠心分離機は前記遠隔監視サーバから運転情報の要求信号を受信した時、前記遠心分離機は要求信号の指示する運転情報を前記遠隔監視サーバに送信する手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の遠心分離機。