JP2007188425A - Control method and controller for sensor terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ端末の制御方法および制御装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor terminal control method and a control apparatus.
水処理設備や空調設備を始めとする産業プラントには、ポンプやファン等の回転機器が用いられている。この回転機器に故障が発生すると産業プラントを停止させなくてはならないので、回転機器の異常診断を定期的に行っている。この異常診断は、回転機器の音や振動、温度等を作業員が測定することで行っている。 Rotating devices such as pumps and fans are used in industrial plants such as water treatment facilities and air conditioning facilities. When a failure occurs in the rotating equipment, the industrial plant must be stopped, and abnormality diagnosis of the rotating equipment is performed periodically. This abnormality diagnosis is performed by the operator measuring the sound, vibration, temperature, etc. of the rotating equipment.
また一部では、作業員の省力化や回転機器の遠隔監視のため、オンラインモニタリングが導入されている。例えば、特許文献1に開示された設備診断システムは、センサや電源、無線送受信回路等を備えたセンサネット端末と、センサネット端末から無線送信されたデータを入力して制御情報DBに格納するシステム制御装置とを備えた構成である。そして設備診断システムは、センサネット端末をポンプのケーシングに貼り付けてケーシングのひずみを測定し、このひずみデータをシステム制御装置に無線送信し、システム制御装置でひずみデータを処理してポンプの振動数を検出し、ポンプの劣化を示す低周波の振動数が検出された場合にメンテナンスが必要になったと判断して、画面上に警告を表示するものである。なお、この診断システムに用いられるセンサネット端末は、ひずみデータを送信するためにt秒間通信すると、通信する電力を充電するためにしばらく休み、またひずみデータを送信するためにt秒間通信するという動作を繰り返す。
前述した回転機器を始めとする様々な機器に異常診断用のセンサ端末を取り付けた場合では、センサ端末に搭載される電池の寿命が尽きてしまうと異常診断を行えなくなってしまう。このため全てのセンサ端末の電池寿命を管理しなくてはならないが、1つの産業プラント当たりに必要なセンサ端末数はとても多いので、この管理をするのはとても大変なことになる。またセンサ端末に搭載される電池を太陽電池にしたり、振動発電素子に置き換えたりすることも考えられるが、センサ端末のコストが高くなるとともに、技術的な問題を生じることになる。
本発明は、センサ端末を動作させる電池の長寿命化を図るセンサ端末の制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
When a sensor terminal for abnormality diagnosis is attached to various devices such as the rotating device described above, abnormality diagnosis cannot be performed when the battery mounted on the sensor terminal is exhausted. For this reason, it is necessary to manage the battery life of all sensor terminals. However, since the number of sensor terminals required per industrial plant is very large, it is very difficult to manage this. Although it is conceivable to replace the battery mounted on the sensor terminal with a solar battery or replace it with a vibration power generation element, the cost of the sensor terminal increases and a technical problem arises.
An object of this invention is to provide the control method and control apparatus of a sensor terminal which aim at the lifetime extension of the battery which operates a sensor terminal.
本発明に係るセンサ端末の制御方法は、次の特徴を有している。すなわちセンサ端末が機器(測定対象機器)に取り付けられており、このセンサ端末によって前記機器の物理量が測定される。この機器の累積稼働時間は、前記機器の故障確率の安定期およびこの安定期の前後にある故障確率の高い時期の複数の段階に分割することができる。そしてセンサ端末の測定周期は、前記安定期と故障確率が高い時期とでそれぞれ設定されており、故障確率が高い時期の測定周期が安定期よりも短い測定周期に設定されている。なお故障確率が高い時期の前記測定周期は、予め求められている。 The sensor terminal control method according to the present invention has the following features. That is, a sensor terminal is attached to a device (measurement target device), and a physical quantity of the device is measured by the sensor terminal. The cumulative operating time of the device can be divided into a plurality of stages, a stable period of the failure probability of the device and a period of high failure probability before and after the stable period. The measurement period of the sensor terminal is set for each of the stable period and the period when the failure probability is high, and the measurement period when the failure probability is high is set to a measurement period shorter than the stable period. Note that the measurement period when the failure probability is high is obtained in advance.
また本発明に係るセンサ端末の制御方法は、センサ端末が取り付けられた測定対象機器の累積稼働時間を、測定対象機器の初期の故障確率が高い時期、この後の故障確率の安定期およびこの安定期後における故障確率が高い時期の各段階に分割し、累積稼動時間を分割した段階と、センサ端末で得られた測定データの値と予め設定されたしきい値との大小関係と判断して、予め求めたセンサ端末の測定周期を前記各段階に設定する、ことを特徴としている。 Further, the control method of the sensor terminal according to the present invention includes the cumulative operation time of the measurement target device to which the sensor terminal is attached, the time when the initial failure probability of the measurement target device is high, the subsequent stable period of the failure probability, and the stable It is divided into each stage with a high probability of failure after the period, and the cumulative operating time is divided into the magnitude relationship between the value of the measurement data obtained by the sensor terminal and the preset threshold value. The measurement period of the sensor terminal obtained in advance is set at each stage.
また本発明に係るセンサ端末の制御装置は、次の特徴を有している。すなわちセンサ端末の制御装置は、測定対象機器に取り付けられたセンサ端末と、このセンサ端末と通信接続するサーバとを備えている。そしてセンサ端末は、測定対象機器の物理量を測定するセンサと、電力を供給する電池と、サーバからの測定要求を受信するとともに物理量の測定データをサーバに送信する通信回路とを備えている。またサーバは、センサ端末に測定要求を送信するとともに、センサ端末から送られた物理量の測定データを受信する通信処理部と、測定対象機器の累積稼働時間および通信処理部を介して入力した測定データの大きさを判断してセンサ端末の測定周期を決定し、センサ端末に測定実行および測定データの送信を求める測定要求を測定周期で通信処理部に出力する決定部とを備えている。 The sensor terminal control apparatus according to the present invention has the following characteristics. That is, the control device for the sensor terminal includes a sensor terminal attached to the measurement target device and a server for communication connection with the sensor terminal. The sensor terminal includes a sensor that measures a physical quantity of the measurement target device, a battery that supplies power, and a communication circuit that receives a measurement request from the server and transmits measurement data of the physical quantity to the server. The server transmits a measurement request to the sensor terminal and receives the measurement data of the physical quantity transmitted from the sensor terminal, and the measurement data input via the accumulated operation time of the measurement target device and the communication processing unit. And a determination unit that determines a measurement cycle of the sensor terminal and outputs a measurement request to the sensor terminal for measurement execution and transmission of measurement data to the communication processing unit at the measurement cycle.
センサ端末の制御方法および制御装置によれば、測定対象機器の累積稼働時間に応じて測定周期を変えているので、センサ端末に搭載されている電池の有効利用を図ることができ、電池の長寿命化を図ることができる。またセンサ端末で測定した物理量(測定データ)がしきい値よりも大きくなった場合には、これらの値の大小関係を判断して測定周期を変えている。このためセンサ端末に搭載されている電池の有効利用を図ることができる。また測定対象機器の寿命に合わせて電池の長寿命化を図ることができるので、作業員がセンサ端末の電池寿命を管理する手間を省くことができる。さらにセンサ端末に搭載される電池を太陽電池にしたり振動発電素子にしたりする必要がないので、センサ端末のコストが高くなる等の課題を生じることがない。 According to the control method and control device for the sensor terminal, the measurement cycle is changed according to the accumulated operating time of the measurement target device, so that the battery mounted on the sensor terminal can be effectively used, and the battery length Life can be extended. When the physical quantity (measurement data) measured by the sensor terminal becomes larger than the threshold value, the measurement cycle is changed by determining the magnitude relationship between these values. For this reason, the battery mounted in the sensor terminal can be effectively used. In addition, since the battery life can be extended in accordance with the life of the measurement target device, it is possible to save labor for the operator to manage the battery life of the sensor terminal. Furthermore, since the battery mounted on the sensor terminal does not need to be a solar battery or a vibration power generation element, problems such as an increase in the cost of the sensor terminal do not occur.
以下に、本発明に係るセンサ端末の制御方法および制御装置の最良の実施形態について説明する。図1はセンサ端末の制御装置の概略ブロック図である。センサ端末12の制御装置10は、サーバ30と複数のセンサ端末12を有している。センサ端末12は、産業プラントに用いられる様々な機器の異常を診断するために、これらの機器(測定対象機器)に取り付けられて様々な測定を行うものである。そしてセンサ端末12は、センサ14、アンテナ16を備えた通信回路18、制御部20および電池22を有している。
In the following, the best embodiment of the control method and control apparatus of the sensor terminal according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram of a control device for a sensor terminal. The control device 10 for the
センサ14は、測定対象機器についての物理量を測定して、この測定結果(測定データ)を出力するものである。この物理量は、例えば測定対象機器の振動、温度、加速度、周波数等である。またアンテナ16を備えた通信回路18は、センサ14で測定したデータ(測定データ)をサーバ30に無線送信するとともに、サーバ30から送られてきた測定要求を受信するものである。制御部20は、通信回路18やセンサ14の動作を制御するものである。そして制御部20は、サーバ30から送信されてきた測定要求に応じてセンサ14を動作させることができる。また電池22は、制御部20や通信回路18、センサ14に電力を供給するものである。なおセンサ14による測定は、サーバ30から送信されてきた測定要求に応じてセンサ14を間欠的に動作させて行えばよい。そしてセンサ14を間欠動作させた場合は間欠的に電力を消費するので、連続動作する場合に比べて電池22の消耗を遅くすることができる。
The
またサーバ30は、決定部32と通信処理部40を備えている。決定部32は、センサ端末12が取り付けられている測定対象機器の累積稼働時間や、センサ端末12で測定したデータ(測定データ)に応じてセンサ14の測定周期を決定するものである。この決定部32は、演算手段38、記憶手段36および測定周期決定手段34を有している。演算手段38は、入力された諸条件に基づいてセンサ端末12の測定周期を求めるものである。また記憶手段36は、演算手段38で求められた測定周期を保存するものである。さらに測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から、測定対象機器の累積稼動時間や測定データに応じて測定周期を決定するものである。
The server 30 includes a determination unit 32 and a
また通信処理部40には、アンテナ42を備えたルーター44が複数接続されている。そして通信処理部40は、センサ端末12から送信されてきた測定データをアンテナ42とルーター44を介して入力し、決定部32に出力するものである。また通信処理部40は、測定対象機器の物理量をセンサ端末12で測定をして、この測定データを送ることを命ずる測定要求をルーター44とアンテナ42を介してセンサ端末12に無線送信するものである。
A plurality of
次に、制御装置10の動作(センサ端末12の制御方法)について説明する。図2は測定対象機器の故障確率と、この機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。測定対象機器の故障確率とこの機器の累積稼働時間との関係は、測定対象機器の故障確率の推移を示すバスタブ曲線となる。このバスタブ曲線は、測定対象機器の初期不良が多く発生した後に、故障確率が低く安定し、その後に測定対象機器の故障が多く発生することを示している。すなわちバスタブ曲線は、累積稼働時間が零からt1までの間は故障確率が高く、累積稼働時間がt1からt2までの間は故障確率が低く安定した時期(安定期)となり、累積稼働時間がt2からt3の間は故障確率が再び増加した不安定期となることを示している。なお累積稼働時間t3は、センサ端末12に搭載された電池22の予想寿命である。
Next, the operation of the control device 10 (method for controlling the sensor terminal 12) will be described. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the failure probability of the device to be measured and the cumulative operating time of this device. The relationship between the failure probability of the measurement target device and the cumulative operating time of the device becomes a bathtub curve indicating the transition of the failure probability of the measurement target device. This bathtub curve shows that the failure probability is low and stable after many initial failures of the measurement target device occur, and thereafter many failures of the measurement target device occur. In other words, the bathtub curve has a high failure probability during the cumulative operation time from zero to t1, a low failure probability during the cumulative operation time from t1 to t2 (stable period), and the cumulative operation time t2. From t to t3, it is shown that the unstable period in which the failure probability increases again. The cumulative operation time t3 is the expected life of the
図3はセンサ端末の測定周期および電池交換を決定するフローである。まずサーバ30の演算手段38に前記諸条件として、各々のセンサ端末12が取り付けられる測定対象機器、安定期(累積稼働時間がt1からt2までの間)における測定周期T1、電池寿命から推定されるセンサ端末12の測定可能回数N,安全係数wおよびしきい値Pを入力する。なお測定対象機器の故障確率と累積稼働時間t1,t2,t3とは予め対応付けられている。そして演算手段38は、これらの諸条件に基づいて累積稼動時間が零からt1までの間、t2からt3までの間の測定周期を求めるとともに、測定データYがしきい値Pを超えた場合の測定周期を求める。そして記憶手段36は、これらの測定周期を保存する。
FIG. 3 is a flow for determining the measurement cycle of the sensor terminal and battery replacement. First, as the above conditions, the calculation means 38 of the server 30 is estimated from the measurement target device to which each
そして測定対象機器の運転を開始する。このときサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間のカウントを開始する。そしてサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間tが安定期に到達したか否か、すなわちt<t1の判断を行う(S100)。そして累積稼働時間tがt1に到達していないYesの場合、サーバ30の測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中からこの累積稼働時間に応じた測定周期T2を選択し(S110)、この測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に送信する。センサ端末12は、この測定要求を受信すると測定対象機器の物理量、例えば測定対象機器の振動を測定し、これの測定データYをサーバ30に出力する。
Then, the operation of the measurement target device is started. At this time, the server 30 starts counting the cumulative operation time of the measurement target device. Then, the server 30 determines whether or not the accumulated operation time t of the measurement target device has reached the stable period, that is, t <t1 (S100). If the cumulative operating time t does not reach t1, the measurement
これに対しS100の判断において、測定対象機器の累積稼働時間tがt1を超えているNoの場合、サーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間tが不安定期に到達したか否か、すなわちt<t2の判断を行う(S120)。そしてS120の判断において、累積稼働時間tがt2に到達していないYesの場合、サーバ30は、センサ端末12から送られてくる測定データYの値が予め設定されているしきい値Pを超えているか否かを判断する(S130)。このS130の判断において、測定データYがしきい値Pを超えていないNoの場合、サーバ30の測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T1を選択し(S140)、この測定周期T1毎に測定要求をセンサ端末12に送信する。またS130の判断において、測定データYがしきい値Pを超えているYesの場合、サーバ30の測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2または測定周期T3を選択し(S150)、この測定周期T2または測定周期T3で測定要求をセンサ端末12に送信する。なお測定周期T1は、測定周期T2,T3よりも長い周期である。
On the other hand, in the determination of S100, when the accumulated operation time t of the measurement target device exceeds No, the server 30 determines whether or not the cumulative operation time t of the measurement target device has reached an unstable period, that is, t. <T2 is determined (S120). If it is determined in S120 that the accumulated operating time t has not reached t2, the server 30 causes the value of the measurement data Y sent from the
またS120の判断において、累積稼働時間tがt2に到達しているNoの場合、サーバ30は、累積稼働時間tが予想される電池寿命t3以上になっているか、またはセンサ端末12のセンシング回数が安全係数wを考慮したセンサ端末12の測定可能回数N’(N’=測定可能回数N×安全係数w)以上になっているか判断する(S160)。なお、このS160は、センサ端末12に搭載される電池22の交換時期を判断するものである。すなわち電池22の交換は測定対象機器のメンテナンスと同時に行うことが望ましいので、測定データYがしきい値Pを超えることがなければ測定対象機器のメンテナンスと同時に電池交換を行えるように測定周期が設定されている。ところが測定対象機器の累積稼働時間がt1からt2の間(安定期)において測定データYがしきい値Pを超えた場合、電池寿命は予め想定されていた電池寿命t3よりも短くなる。このためサーバ30にセンサ端末12のセンシング回数をカウントするカウンタ(不図示)を設けておき、これが測定可能回数N’を超えると測定対象機器の状態にかかわらず電池22の交換を行うためにS160の判断を行っている。
If the cumulative operating time t reaches No in the determination of S120, the server 30 determines that the cumulative operating time t is equal to or longer than the expected battery life t3, or the number of times the
そしてS160の判断の結果、累積稼働時間tがt3以上になっている、またはセンシング回数が測定可能回数N’以上になっているYesの場合、サーバ30は、センサ端末12の電池22の交換を促す警告を発する(S170)。なお、この警告は、例えばサーバ30に設けられている表示手段(不図示)に警告表示をするものであればよく、またサーバ30に設けられているスピーカー(不図示)から音や声等による警告を発するものであればよい。
If the accumulated operating time t is equal to or greater than t3 as a result of the determination in S160 or the number of sensing times is equal to or greater than the measurable number N ', the server 30 replaces the
これに対しS160の判断の結果、累積稼働時間tが電池寿命t3未満、またはセンシング回数が測定可能回数N’未満のNoの場合、サーバ30は、累積稼働時間が安定期の終わる前(t2以前)において、測定データYがしきい値Pを超えたことがあったか否かを判断する(S180)。このS180の判断の結果、測定データYがしきい値Pを超えたことがあるYesの場合、サーバ30の測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2またはT4を選択し(S190)、この測定周期T2またはT4でセンサ端末12に測定要求を送信する。なお測定周期T1は、測定周期T4よりも長い周期である。またS180の判断の結果、測定データYがしきい値Pを超えたことがないNoの場合、サーバ30の測定周期決定手段34は、記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2を選択し(S200)、この測定周期T2でセンサ端末12に測定要求を送信する。
On the other hand, as a result of the determination in S160, if the accumulated operation time t is less than the battery life t3 or the number of sensing times is less than the measurable number N ′, the server 30 before the end of the stable period (before t2) ), It is determined whether or not the measurement data Y has exceeded the threshold value P (S180). As a result of the determination in S180, when the measurement data Y has exceeded the threshold value P, the measurement
次に、前述した制御装置10の動作(センサ端末12の制御方法)の具体例について説明する。まず第1の具体例について説明する。図4は第1の具体例を説明する測定対象機器の故障確率および測定データと、測定対象機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。なお図4では、実線で示すバスタブ曲線が測定対象機器の故障確率を示し、破線がセンサ端末12で測定されたデータ(測定データ)を示している。
Next, a specific example of the operation of the control device 10 described above (control method of the sensor terminal 12) will be described. First, a first specific example will be described. FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the failure probability and measurement data of the measurement target device and the cumulative operation time of the measurement target device, explaining the first specific example. In FIG. 4, the bathtub curve indicated by a solid line indicates the failure probability of the measurement target device, and the broken line indicates data (measurement data) measured by the
まずサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間が零からt1の間であれば、図3に示されるS100,S110のフローに基づいて、測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に出力する。センサ端末12は、この測定要求を受信するたびに測定対象機器の物理量を測定して、この測定データをサーバ30に送信する。なお測定周期T2は、前記諸条件に基づいて数式1から求められる。
そしてサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間がt1からt2の間の安定期であれば、S120〜S150のフローに基づいて、測定周期T1で測定要求をセンサ端末12に出力する。なお図4に示される場合では、安定期において測定データYはしきい値Pを超えていないので測定周期T1のままである。そしてサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間がt2からt3の間の不安定期であれば、S160〜S200のフローに基づいて、測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に出力する。なおセンサ端末12のセンシング回数は、安全係数wを考慮した測定可能回数N’以上になっていない。
And if the accumulation operation time of a measuring object apparatus is the stable period between t1 and t2, the server 30 will output a measurement request | requirement to the
次に、第2の具体例について説明する。図5は第2の具体例を説明する測定対象機器の故障確率および測定データと、測定対象機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。なお図5では、実線が測定対象機器の故障確率を示し、破線が測定データを示している。まずサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間が零からt1の間であれば、図3に示されるS100,S110のフローに基づいて、測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に出力する。センサ端末12は、この測定要求を受信するたびに測定対象機器の物理量を測定して、この測定データをサーバ30に送信する。そしてサーバ30は、累積稼働時間がt1からt2の間の安定期であれば、S120〜S150のフローに基づいて、測定周期T1で測定要求をセンサ端末12に出力する。
Next, a second specific example will be described. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the failure probability and measurement data of the measurement target device, and the cumulative operation time of the measurement target device, explaining the second specific example. In FIG. 5, the solid line indicates the failure probability of the measurement target device, and the broken line indicates the measurement data. First, if the accumulated operating time of the measurement target device is between zero and t1, the server 30 outputs a measurement request to the
この図5に示される場合では、安定期において測定データYはしきい値Pを超えるので、しきい値Pを超えた測定データYを受信したサーバ30は、測定周期決定手段34によって記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2および測定周期T3のいずれか一方を選択決定し、測定周期T1を測定周期T2または測定周期T3に変更する。
In the case shown in FIG. 5, since the measurement data Y exceeds the threshold value P in the stable period, the server 30 that has received the measurement data Y exceeding the threshold value P uses the measurement
この測定周期T3は、前記諸条件に基づいて数式2から求められる。
次に、第3の具体例について説明する。図6は第3の具体例を説明する測定対象機器の故障確率および測定データと、測定対象機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。なお図6では、実線が測定対象機器の故障確率を示し、破線が測定データを示している。まずサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間が零からt1の間であれば、図3に示されるS100,S110のフローに基づいて、測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に出力する。センサ端末12は、この測定要求を受信するたびに測定対象機器の物理量を測定して、この測定データをサーバ30に送信する。
Next, a third specific example will be described. FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the failure probability and measurement data of the measurement target device and the cumulative operation time of the measurement target device, explaining a third specific example. In FIG. 6, the solid line indicates the failure probability of the measurement target device, and the broken line indicates the measurement data. First, if the accumulated operating time of the measurement target device is between zero and t1, the server 30 outputs a measurement request to the
そしてサーバ30は、累積稼働時間がt1からt2の間の安定期であれば、S120〜S150のフローに基づいて、測定周期T1で測定要求をセンサ端末12に出力する。この図6に示される場合では、図5に示される場合と同様に、安定期において測定データYがしきい値Pを超えるので、しきい値Pを超えた測定データYを受信したサーバ30は、測定周期決定手段34によって記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2および測定周期T3のいずれか一方を選択決定し、測定周期T1を測定周期T2または測定周期T3に変更する。そしてサーバ30は、累積稼働時間がt2からt3の間の不安定期であれば、S160〜S200のフローに基づいて、測定周期T2または測定周期T4で測定要求をセンサ端末12に出力する。
And if the accumulation operation time is the stable period between t1 and t2, the server 30 will output a measurement request | requirement to the
次に、第4の具体例について説明する。図7は第4の具体例を説明する測定対象機器の故障確率および測定データと、測定対象機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。なお図7では、実線が測定対象機器の故障確率を示し、破線が測定データを示している。まずサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間が零からt1の間であれば、図3に示されるS100,S110のフローに基づいて、測定周期T2で測定要求をセンサ端末12に出力する。センサ端末12は、この測定要求を受信するたびに測定対象機器の物理量を測定して、この測定データをサーバ30に送信する。
Next, a fourth specific example will be described. FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between the failure probability and measurement data of the measurement target device, and the cumulative operation time of the measurement target device, explaining a fourth specific example. In FIG. 7, the solid line indicates the failure probability of the measurement target device, and the broken line indicates the measurement data. First, if the accumulated operating time of the measurement target device is between zero and t1, the server 30 outputs a measurement request to the
そしてサーバ30は、累積稼働時間がt1からt2の間の安定期であれば、S120〜S150のフローに基づいて、測定周期T1で測定要求をセンサ端末12に出力する。この図7に示される場合では、安定期において測定データYがしきい値Pを一度超え、その後しきい値Pを下回る。このため、しきい値Pを超えた測定データYを受信したサーバ30は、測定周期決定手段34によって記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T2および測定周期T3のいずれか一方を選択決定し、測定周期T1を測定周期T2または測定周期T3に変更する。そしてサーバ30は、測定周期T2または測定周期T3で測定要求をセンサ端末12に出力する。また、しきい値Pを下回った測定データYを受信したサーバ30は、測定周期決定手段34によって記憶手段36に保存されている複数の測定周期の中から測定周期T1を選択決定し、測定周期T2または測定周期T3を測定周期T1に変更する。そしてサーバ30は、測定周期T1で測定要求をセンサ端末12に出力する。
And if the accumulation operation time is the stable period between t1 and t2, the server 30 will output a measurement request | requirement to the
そしてサーバ30は、累積稼働時間がt2からt3の間の不安定期であれば、S160〜S200のフローに基づいて、測定周期T2または測定周期T4で測定要求をセンサ端末12に出力する。この測定周期T4は、前記諸条件に基づいて数式3から求められる。
このようなセンサ端末12の制御方法および制御装置10によれば、測定対象機器の故障確率に応じて測定周期を変えているので、センサ端末12に搭載されている電池22の有効利用を図ることができ、電池22の長寿命化を図ることができる。またセンサ端末12で測定した物理量(測定データ)が、予め設定されているしきい値よりも大きくなった場合には、これらの値の大小関係を判断して測定周期を変えている。このためセンサ端末12に搭載されている電池22の有効利用を図ることができ、電池22の長寿命化を図ることができる。
According to such a control method and control device 10 for the
またサーバ30は、測定対象機器の累積稼働時間をカウントするとともに、センサ端末12のセンシング回数をカウントしているので、センサ端末12に搭載された電池22の寿命が尽きる前に警告を発することができる。これにより測定対象機器の異常診断が行えなくなるのを防止でき、また作業員がセンサ端末12の電池寿命を管理する手間を省くことができる。
In addition, the server 30 counts the cumulative operation time of the measurement target device and counts the number of sensings of the
またセンサ端末12に搭載される電池22を太陽電池にしたり振動発電素子にしたりする必要がないので、センサ端末12のコストが高くなる等の課題を生じることがない。
Further, since the
なお測定周期の決定方法は、前述した形態に限定されることはない。図8は変形例を説明する測定対象機器の故障確率と、測定対象機器の累積稼働時間との関係を示すグラフである。この変形例に係る測定周期の決定方法は、測定対象機器の故障確率に反比例するように測定周期を設定している。すなわち故障確率が高ければ測定周期が短くなり、故障確率が低ければ測定周期が長くなる。また故障確率が一定ならば測定周期も一定になる。具体的には、故障確率をXとすると、測定周期T5は数式4から求められる。
以下に、前述した実施形態の具体的な実施例について説明する。この実施例で説明するセンサ端末12は、無線認識(RFID)通信を約10万回行うことができるものである。そして設計期待寿命15年の測定対象機器(給気ファン)にセンサ端末12を取り付けた場合、累積稼働時間にかかわらず均等な測定間隔を割り当てた従来技術では、18回/日の頻度で測定および通信を行うと15年でセンサ端末12の電池22の寿命が尽きる。
A specific example of the above-described embodiment will be described below. The
これに対し本実施例では、安全係数を考慮して5万回のセンサ端末12の使用を想定するとともに、測定対象機器(給気ファン)の統計的な故障データからバスタブ曲線の累積稼働時間をt1=1年、t2=13年、t3=15年として、累積稼働時間に応じて測定および通信の間隔(測定周期)を以下のように初期設定する。すなわち累積稼働時間が零からt1の間の測定周期を54回/日、累積稼働時間がt1からt2までの間の測定周期を1回/日、累積稼働時間がt2からt3までの間の測定周期を34回/日に設定する。
In contrast, in the present embodiment, it is assumed that the
これにより測定対象機器の故障頻度の高い期間、すなわち累積稼働時間が零からt1の間およびt2からt3の間では、従来技術のように均等な測定周期を割り当てた場合に比べて本実施例の場合の方が測定および通信の頻度を多くすることができ、信頼性を向上することができる。 Thereby, in the period when the failure frequency of the measurement target device is high, that is, the cumulative operation time is between zero and t1, and between t2 and t3, compared to the case of assigning an equal measurement period as in the prior art, In the case, the frequency of measurement and communication can be increased, and the reliability can be improved.
また測定対象機器の累積稼働時間がt1からt2の間において測定データの値が徐々に増加し、しきい値Pを超過した場合、その超過した時点t2’(例えば、累積稼働時間が11年)からt2までの間の測定および通信の間隔(測定周期T3)は、T3=(t2−t2’)/5万回から求められ、測定周期が68回/日となる。これにより測定データの値がしきい値を超過した時点から累積稼働時間がt2までが7.6年以内であれば、従来技術のように均等な測定周期を割り当てた場合に比べて本実施例の場合の方が測定および通信の頻度を多くすることができ、信頼性を向上することができる。 In addition, when the value of the measurement data gradually increases during the period between t1 and t2 of the measurement target device and exceeds the threshold value P, the point in time t2 ′ (for example, the cumulative operation time is 11 years). To t2 between measurement and communication (measurement cycle T3) is obtained from T3 = (t2−t2 ′) / 50,000 times, and the measurement cycle is 68 times / day. As a result, if the cumulative operation time from the time when the value of the measurement data exceeds the threshold to t2 is within 7.6 years, this embodiment is compared with the case where an equal measurement period is assigned as in the prior art. In this case, the frequency of measurement and communication can be increased, and the reliability can be improved.
10………制御装置、12………センサ端末、14………センサ、18………通信回路、30………サーバ、32………決定部、40………通信処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Control apparatus, 12 ......... Sensor terminal, 14 ......... Sensor, 18 ......... Communication circuit, 30 ......... Server, 32 ......... Determining part, 40 ......... Communication processing part.
Claims (3)
前記安定期における前記センサ端末の測定周期を設定するとともに、前記安定期における前記測定周期よりも短い測定周期を予め求めて、この短い測定周期を故障確率の高い時期に設定する、
ことを特徴とするセンサ端末の制御方法。 The cumulative operating time of a device to which a sensor terminal is attached and the physical quantity is measured by this sensor terminal is divided into a plurality of stages of a stable period of failure probability of the device and a high probability of failure before and after the stable period. ,
In addition to setting the measurement period of the sensor terminal in the stable period, obtaining a measurement period shorter than the measurement period in the stable period in advance, and setting this short measurement period to a time with a high probability of failure,
A control method for a sensor terminal.
前記累積稼動時間を分割した段階と、前記センサ端末で得られた測定データの値と予め設定されたしきい値との大小関係と判断して、予め求めた前記センサ端末の測定周期を前記各段階に設定する、
ことを特徴とするセンサ端末の制御方法。 The cumulative operating time of the measurement target device to which the sensor terminal is attached is divided into the following stages: a time when the initial failure probability of the measurement target device is high, a stable period of the subsequent failure probability, and a high probability of failure after this stable period Divided into
The step of dividing the cumulative operating time and the magnitude relationship between the value of the measurement data obtained at the sensor terminal and a preset threshold value are determined, and the measurement cycle of the sensor terminal obtained in advance is determined as Set to stage,
A control method for a sensor terminal.
前記センサ端末は、前記測定対象機器の物理量を測定するセンサと、電力を供給する電池と、前記サーバからの測定要求を受信するとともに前記物理量の測定データを前記サーバに送信する通信回路とを備え、
前記サーバは、前記センサ端末に測定要求を送信するとともに、前記センサ端末から送られた前記物理量の測定データを受信する通信処理部と、前記測定対象機器の累積稼働時間および前記通信処理部を介して入力した前記測定データの大きさを判断して前記センサ端末の測定周期を決定し、前記センサ端末に測定実行および前記測定データの送信を求める前記測定要求を前記測定周期で前記通信処理部に出力する決定部とを備えた、
ことを特徴とするセンサ端末の制御装置。 A sensor terminal control device comprising a sensor terminal attached to a measurement target device and a server that is connected to communicate with the sensor terminal,
The sensor terminal includes a sensor that measures a physical quantity of the measurement target device, a battery that supplies power, and a communication circuit that receives a measurement request from the server and transmits measurement data of the physical quantity to the server. ,
The server transmits a measurement request to the sensor terminal and receives the measurement data of the physical quantity sent from the sensor terminal, the accumulated operating time of the measurement target device, and the communication processing unit. Determining the measurement period of the sensor terminal by determining the size of the measurement data input in response to the measurement request to the sensor terminal for measurement execution and transmission of the measurement data to the communication processing unit in the measurement period A determination unit for outputting,
The control apparatus of the sensor terminal characterized by the above-mentioned.
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