JP2007279914A5 - - Google Patents

Description

配線接続管理システム

本発明は、大型発電所、製鉄所、化学プラントなどの工場施設、及び鉄道、大型建築物で機器を運転する各種動力やセンサーと配電盤等を接続する配線作業に於いて、ＩＣタグを活用して配線接続管理を行うシステムに関する。

特許文献１には、ケーブルの端末や中間部にＩＣタグを取り付け、認識を容易にすることが述べられている。

又、特許文献２には、建物の床や壁などに埋め込まれたケーブルがケーブル本体とケーブル両端に取り付けられたコネクターで構成され、そのケーブル本体の両端にＩＣタグを取り付け、そのＩＣタグ情報を読み取ることで、壁などに埋め込まれていても他端のケーブルがどれに繋がっているかを把握することも述べられている。

又、特許文献３では、ケーブルの両先端に雄雌のコネクターの様な接続端子を確認する為、雄、雌それぞれにＩＣタグを取り付け、情報読み取り装置でＩＣタグの接続端子ＩＤを読み取り、接続状態情報として記憶させる。再接続時、ＩＣタグから接続端子ＩＤ情報を読み取り、接続が正しいか判断する事が述べられている。

特開２００３−２０３５２７号公報 特開２００５−２２８６８９号公報 特開２００６−４９０２２号公報

大型の工場での機器を運転する各種動力やセンサーと図１、２に示す配電盤１７等を接続する配線作業に於いては、１本のケーブル１１の中に複数本のおのおのが被覆された芯線７を有する多芯ケーブルが使われている。この芯線７はそれぞれの相手機器の所定の端子に接続しなければならないので、それぞれの芯線７にはケーブル線番を持つことが必要となる。現在このケーブル線番を正確に設定し、図示と違わないケーブル接続に多くの時間を必要としている。

その理由は、ケーブル結線作業で作業ミスを発生させない為である。設備を建設し、試運転する時、ケーブル接続に間違いが有ると、電気を通す（通電）前に発見して、間違いを直さないと、モーターが逆に回転したり、装置が破損したりする恐れがある。

従来は電気を通す（通電）前に配線を完了した芯線７の接続１箇所毎に、微弱な電流を流して、導通により、図面に指示された所定の接続がなされているのを確認している。作業の確認の為に多くの時間を必要とする。

又、何万本もあるケーブルの接続が、工事全体の作業量の中でどの程度完了したか、日々正確に把握して作業進度を把握する必要があるが、作業が細かく、見えないので正確な作業進度を把握することが困難であった。

大規模な施設建設現場において、多くの現地作業員を雇用して建設を行うのであるが、作業者それぞれの作業に対する熟練度に差が出る。このような差は、作業品質低下に繋がるが、同じ作業者が繰り返し、同じミスを発生させることが多い。作業ミス防止の為、労働者管理、報告が必要であるが、どの作業を、どの作業者が担当したか、試運転段階になって把握することは困難で、改善することは難しい。

本発明では、離れた場所にある機器と配電盤間配線や電気室内の配電盤間配線に於いて、ケーブル１１内の芯線が正確に接続された事を、専用のＩＣタグを利用して、芯線７に取り付けたタグ情報をＩＣタグリーダーで読み取り、作業の正確さを判断する事を目的とする。

前記目的には、次の手段により解決できる。

複数の芯線を有する多芯ケーブルの両端に固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置し、更に全ての前記芯線の両端にも固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置した多芯ケーブルを用いた配電盤間をつなぐ結線作業に於いて、前記配電盤内に配置された端子台に前記芯線を接続する前に、前記ＩＣタグが有する固有ＩＤ情報を読み取り、読み取った前記固有ＩＤ情報を設計時指定されたケーブル線番と関連付けを行う。

複数の芯線を有する多芯ケーブルの両端に固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置し、更に全ての前記芯線の両端にも固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置した多芯ケーブルを用いた配電盤間をつなぐ結線作業に於いて、前記配電盤内に配置された端子台に前記芯線を接続した後に、ＩＣタグリーダーで前記芯線に取り付けたＩＣタグの有する固有ＩＤ情報を順次読み取り、前記固有ＩＤ情報からケーブル線番へ変換し、記憶された設計情報データーベースと前記ケーブル線番を対比して、前記芯線の前記端子台への接続の正誤を判断する

配線接続管理システムに於いて、前記ＩＣタグを配置したケーブルＩＣタグは楕円形状の管体を有し、前記芯線に沿わすことが可能な弾性体機能を有する。

配線接続管理システムに於いて、前記ＩＣタグの有する固有ＩＤを読み取るＩＣタグリーダーは図面情報データーベースを有し、ＩＣタグリーダー内で前記芯線の前記端子台への接続の正誤を判断し、表示する機能を有する。

配線接続管理システムに於いて、前記芯線の前記端子台への接続の完了情報、正誤情報から配線工事の工事進度管理、工事品質管理に活用する。

作業者が、ケーブル結線作業完了ごとに芯線に取り付けられたＩＣタグを読み取り、図面のケーブル線番と比較し、ケーブル接続の正、誤を確認することが可能となるため、作業の正確さが大きく向上する。

検査員の再確認が不要となる為、作業全体のコスト、作業期間短縮が可能となる。

作業完了ごとに、情報を作業管理センターに伝達するので、日々の作業進度などを正確に管理することが出来る。

図２に示すように、一般に工場などの設備に電力を供給し、制御信号を伝達する為に配電盤１７が用いられている。この配電盤１７にはケーブル１１と接続する為の多数の端子台６を有する。この端子台６に図面に指示された端子台６のＩＤを認識するため固有のＩＤを有するＩＣタグが取り付けられている。この端子台６に取り付けられたＩＣタグを端子台ＩＣタグ１４と称する。

次に、工場などの各場所に設置された動力装置１８やセンサーなどの機器から接続されたケーブル１１が多数配電盤１７などに配線される。これらの動力装置１８と配電盤１７とは、通常相当離れた場所に設置されているので、ケーブル１１両端を同時に確認しながら結線作業をすることが困難になる。又、配線作業を少しでも軽減するため、１本のケーブル１１の中に多数の芯線７を持つ多芯ケーブル１１で接続することが多い。

一般に多芯ケーブル１１の中に含まれる複数の芯線７は目的の端子台に正しく接続されるように、芯線７の被覆色が色分けされている。又、結線作業を行う為に、作業者がどの多芯ケーブル１１のどの芯線７を端子台６のどこの場所に接続すればよいか、指示された図面を準備している。

この図面には、更に芯線７毎に芯線７ＩＤを認識するためのケーブル線番が表示されている。このケーブル線番をそれぞれの芯線７両端にケーブル表面の色を基にして取り付ける。今まではこのケーブル線番を表示するため、芯線７に穴の開いた短い円管を挿入していた。この円管を通称、線番カラー１０と称する。図１のように、この線番カラー１０の表面に数字文字が印刷されていて、三桁のケーブル線番の場合３種類の数字の印刷された線番カラー１０を挿入し、ケーブル線番を線番カラー１０表面の番号で確認出来るようにしていた。

この線番カラー１０の代わりに、芯線７に取り付ける固有ＩＤを記憶したＩＣタグ３が埋め込まれているタグをケーブルＩＣタグ２と称する。ケーブルＩＣタグ２の穴を利用し芯線７をそれぞれに挿入する。ケーブル１１両端にも、図１３に示すように、ＩＣタグ３を付けた主ケーブルＩＣタグ１９を取り付ける。

図１０に示すように、隣の芯線７のケーブルＩＣタグ２からの電波を間違って読み取るのを避けるため、ケーブルＩＣタグ２は近距離の電波発信能力を有する２．４５ＧＨｚ帯などの指向性の強いＩＣタグ３が埋め込まれているのが望ましい。その為、２．４５ＧＨｚ帯などの指向性が強く、近距離型ＩＣタグ３の場合、ＩＣタグリーダー１５とＩＣタグ３が対面出来るように、常にＩＣタグ３は正面を向いて、位置決め出来るようにしなければならない。その為、ケーブルＩＣタグ２の内径側に軽い弾性力を持たせ、芯線７を外側からホールド出来る機能を持たせると良い。図１０では、ケーブルＩＣタグ２にゴム性の材質で作られた、楕円形状の管体がより偏平に戻る力を用いて芯線７外形をホールドする構造を有している。

このような構造を有することにより、芯線７外形とケーブルＩＣタグ２内径間に多少の寸法差があっても、同じ形状のケーブルＩＣタグ２を使用することが出来る。今まで使用されている線番カラー１０のように、芯線７外形と線番カラー１０内径間に隙間があると、ケーブルＩＣタグ２が容易に回転してしまい、ＩＣタグ３の位置が不一致となり、ＩＣタグリーダー１５で容易に読み込みが出来ない恐れがある。ケーブル７外周への小さな押し付け力を確保するのに、楕円形状の管体がより偏平に戻る力を用いる手段を述べたが、それ以外の手段でも同じような機能を持たせることが出来る。

図６に示すように、配電盤側から機器側までケーブル１１を敷設後、ケーブル１１を適当な長さに切断する。次に、多芯ケーブル１１の被覆を剥がし、芯線７を１本１本分離し、ＩＣタグ２が取り付けられているケーブルＩＣタグ２に芯線７を挿入する。

更に芯線７表面の被覆を剥離する作業を行った後、芯線７の両端に端子台６に接続するための結線端子４を圧着取り付ける。ケーブルＩＣタグ２に取り付けられたＩＣタグ３には、外部から書き込むことが出来ない電子回路を有し、製造時点で固有のＩＤが書き込まれている。このＩＣタグ３に記録された番号を固有ＩＤと称する。

１本のケーブルの結線端子４取り付け全て終了後、ケーブルＩＣタグ２に取り付けられたＩＣタグ３の固有ＩＤと設計時指定されたケーブル線番の関連付けを行う。ＩＣタグ３の中に記憶された固有ＩＤは唯一無二のＩＤとするため、桁数の多い番号となっている。その為、ケーブル線番に使用することが出来ない。配線の結線作業にＩＣタグ３を使用する場合、ケーブル線番とＩＣタグ３の固有ＩＤの関連付けが必要になる。

ＩＣタグ３の固有ＩＤを読み込ませるため、ＩＤ読み込み装置１を用いる。ＩＤ読み込み装置１はケーブル１１の両端に同時に配置し、ケーブル１１両端のＩＣタグ３の固有ＩＤを同時に読み込めるようにする。その為に、ＩＤ読み込み装置１は少なくとも２本以上の芯線７に取り付けられた結線端子４を図３に示すように挟み込み、図５に示すように、微弱電流を電源９から芯線７に通電し、電流計等８で通電を検知し、２本の芯線７が正しく選択されていることを確認する。通電が確認出来ない場合は、ＩＤ読み込み装置１にセットした芯線７が両端で異なることを示す。

２本の芯線７の中で、１本を基準ケーブルとする。基準ケーブルは、ケーブル内の芯線７全数のＩＣタグ３が有する固有ＩＤを読み込み終了まで取り外さない。基準ケーブルにはケーブル１１へのノイズを防止するためにケーブル１１の中に組み込まれているシールド線や電力ケーブルではアース線などを用いても良い。

図３に示すように、ケーブル１１の通電を確認するためには、離れた場所にあるケーブル１１の両端に、同時にＩＤ読み込み装置１を取り付ける。ＩＤ読み込み装置１のデータをパーソナルコンピューター１６に送信できるＩＤ入力、送信機５を両方のＩＤ読み込み装置１に接続する。

２本の芯線７に通電が確認された後、ケーブル１１の両端に取り付けたＩＤ読み込み装置１で同時に、ケーブル両端のＩＣタグ３の固有ＩＤを読み取る。ＩＤ入力、送信機５に芯線７の被覆色から判断し、ケーブル線番を入力し、読み取ったＩＣタグ３の固有ＩＤとケーブル線番をＩＤ入力、送信機５と情報送信機１６−１を用いて、無線送信する。ＩＣタグ３の固有ＩＤとケーブル線番の関連付けをパーソナルコンピューター１６に記憶する。この作業は離れた場所で行うので、無線等の通信手段を持つ作業者が、ケーブル１１の両端で連絡を取り合いながら作業を行う。パーソナルコンピューター１６への固有ＩＤの送信は、無線方式に限定するものではない。

この作業を芯線７全てで行う。

次に、図示指示に従って芯線７の被覆色を参考に、芯線７に取り付けられた結線端子４を所定の端子台６の場所にネジ等で締結する。

図８のように、１つの端子台６の接続が完了した後、端子台６のケーブルの接続状態を確認するため、端子台ＩＣタグ１４をＩＣタグリーダー１５で読み取り後、芯線７に取り付けたＩＣタグ３の固有ＩＤをＩＣタグリーダー１５で順次、読み出し、端子台６の結線位置情報と一緒にパーソナルコンピューター１６に情報送信機１６−１を用いて無線送信する。端子台６及び芯線７に取り付けたＩＣタグ３の固有ＩＤから端子台ＩＤ、ケーブル線番に変換する。

端子台ＩＣタグ１４からの情報で、端子台６に関係した結線情報をパーソナルコンピューター１６内に記憶された図面情報データから引き出す。ＩＣタグリーダー１５で読み取ったケーブル線番とパーソナルコンピューター１６に記憶されている各端子台６の図面情報データと突き合わせする。図面情報データと読み取ったケーブル線番の突き合せにより、結線作業の正、誤を判断することが出来る。この際、各作業者に電子ＩＤを持たせ、その作業者の電子ＩＤも端子台６の作業完了ごとに、ＩＣタグリーダー１５で読み取り、同時に送信すれば誰がどの端子台６の作業を行ったか正確に記録に残すことが可能となる。

ＩＣタグリーダー１５にモバイル型の記録媒体を活用して、設計の結線図面指示データを入力可能としてあれば、ＩＣタグリーダー１５内で作業の合否を判断して、表示することも可能となる。又は、パーソナルコンピューター１６にＩＣタグリーダー１５を接続して、パーソナルコンピューター１６の記憶する図面情報データをＩＣタグリーダー１５に入力することも可能である。

端子台６へケーブル結線完了後、作業の視覚的仕上がり状態を記録に残すために、ＩＣタグリーダー１５にデジタル写真を撮影する機能を付加しておけば、接続のケーブルの作業の視覚的な判断情報を端子台６ごとに記録として残すことが可能となる。

ケーブル１１の両端は離れた場所にあるので、作業者間で無線等にて連絡しながら作業を行うが、間違を発生させやすい。それを防ぐ為に、図１３に示すように、ケーブル１１を延線した時に、ケーブル１１両端にＩＣタグ３を付けた主ケーブルＩＣタグ１９を取り付け、ケーブル１１の固有ＩＤをＩＣタグリーダー１５で読み取り、パーソナルコンピューター１６に送る。この固有ＩＤと主ケーブル線番を関連付ける。
次に、ＩＤ読み込み装置１に結線端子４を取り付ける際、作業者間で連絡をしながら、芯線７の被覆色により判断し、セットするが、これをより分り安くする為、ＩＤ読み込み装置１にセットする芯線７の被覆色を指示する為、液晶表示画面などで出来た表示器２０をＩＤ読み込み装置１内に付ける。

作業の流れは、主ケーブルＩＣタグ１９の固有ＩＤをＩＣタグリーダー１５で読み取り、固有ＩＤ情報をケーブル線番に関連付ける。芯線７の配線被覆色をパーソナルコンピューター１６で設計情報から読み出し、読みだした設計情報を用いてＩＤ読み込み装置１にセットする芯線７の被覆色を表示器２０画面に同じ色彩で表示する。この表示は芯線７の両端に配置したＩＤ読み込み装置１で同時に行い、作業者は表示器２０画面の色を確認するだけで、芯線７をセットすることになり、作業者間での連絡ミスなどによる、結線端子４セット間違いを低減出来る。

実施例では、芯線７の被覆色を液晶表示画面などを用いて表示することを述べたが、屋外作業などで液晶表示画面は見づらい場合も有るので、被覆色の色毎に数字の番号を初めに決め、番号で表示することも、同じ効果を出すことが出来る。

盤内側のケーブルの端子台６との接続部に、図１１に示すようにケーブルＩＣタグ２が取り付けられている場合は、ケーブル結線終了後に、盤内側のケーブルに取り付けられたケーブルＩＣタグ２−１と盤外側の芯線７に取り付けられたケーブルＩＣタグ２−２を交互に、ＩＣタグリーダー１５で固有ＩＤを読み取り、その情報をパーソナルコンピューター１６に送信することにより、結線作業の正、誤を判断することが出来る。又、芯線７の結線作業時に、作業者がその場で盤内側のケーブルに取り付けられたケーブルＩＣタグ２−１と盤外側のケーブル７に取り付けられたケーブルＩＣタグ２−２を交互に、ＩＣタグリーダー１５で読み取り確認を行えば、１本１本確認しながらケーブル結線作業を進めることも可能である。

盤内側のケーブルに取り付けられたケーブルＩＣタグ２−１の固有ＩＤをＩＣタグリーダー１５で読取後、盤外側のケーブル７のどの芯線７を接続すべきか、ＩＣタグリーダー１５から音声ガイダンスなどで、芯線７の被覆色を指定し、作業指示することも可能となる。

端子台６を介して、芯線７を接続するケースに付いて以上述べて来たが、大型の機器内部で、図１０のように、多芯ケーブル１１とセンサーなどの装置からの芯線７を直接結線することがある。この場合は、結線する両方の芯線７にケーブルＩＣタグ２を取り付け、接続完了後、ＩＣタグリーダー１５で両方の固有ＩＤ情報を読み取る。読み取った固有ＩＤからケーブル線番へパーソナルコンピューター１６で関連付ける。このケーブル線番情報から設計データと比較判定し、接続の正、誤を作業者に連絡することが出来る。

このように、端子台６ごとの接続情報をパーソナルコンピューター１６に残しておいて、配線作業全体の作業進度を把握するデータとして活用が可能である。配線工事の作業進度管理は、大きくケーブル１１を延線する作業と配線を接続する作業（結線作業）に分けることが出来る。延線する作業はケーブル１１の消化量などからかなり正確に作業進度を把握することが出来るが、結線作業は作業内容が細かなことと作業場所が点在している為、把握が大変困難である。

設計段階で、結線作業の総数は算出することが可能である。ケーブルＩＣタグ２の結線完了情報を日々入手することが可能となるため、日々の結線作業の進行状況の把握と全作業量から判断した工事完成度なども正確に把握が可能となる。

結線作業完了後、端子台６毎に情報を伝達するため作業結果と図面指示に違いが有る場合、不合格になり不具合箇所を確認し、再度結線作業を行うことになる。このようなことが、複数回発生しているかどうか作業者毎にデータを集積することが可能となり、作業者の熟練を把握することが出来る。このような作業者個人の技量判定のデータを用いて、再教育などの要否判断が可能となる。又作業者ごとの作業出来高も、同じように積算可能となる。

以上離れた場所でのケーブル接続のケースを述べて来たが、例えば、同じ場所に配置された盤１７や機器間を繋ぐ場合には、配線作業を行う前にケーブルを切断し、ケーブル７両端に結線端子４の圧着を実施することが多い。配電盤１７や操作盤内の配線作業でも同じように作業している。

この場合も、前に述べた内容と同じで、芯線７両端にＩＤ読み込み装置１を取り付け、ケーブルＩＣタグ２のＩＣタグ３の固有ＩＤとケーブル線番を関係付けることが出来る。

以上の説明では、金属導体を使用したケーブルを対象として実施例を説明してきたが、近年通信の分野では光ファイバーケーブルを使用する場合が増えてきている。光ファイバーケーブルでも、１本のケーブル１１に多くの芯線を被覆した芯線７で構成されている。この場合も、ケーブル同士の接続に接続間違いを防ぐため図９のように、芯線７の両端にＩＣタグ３を持つケーブルＩＣタグ２を取り付けることで、同じような効果を期待することが出来る。その際、ＩＤ読み込み装置１には光でケーブルの導通を確認できる機構を設ける必要がある。

従来技術による、端子台へのケーブル結線の一例を示す図。 配電盤等の内部と端子台、及びケーブルの結線状態の一例を示す図。 ＩＤ読み込み装置を用いて、ケーブルＩＣタグへの書込みの一例を示す正面図。 ＩＤ読み込み装置を用いて、ケーブルＩＣタグへの書込みの一例を示す平面図。 両端のケーブルＩＣタグが同じケーブルに取り付けられていることを確認する一例を示す図。 無線ＩＣタグを用いたケーブル結線管理システムの構成図。 ＩＣタグリーダーを用いて、ケーブルＩＣタグ情報の読み込みの一例を示す図。 図７に示した端子台のＡ−Ａ矢視図。 端子台部の芯線とケーブルＩＣタグのＢ−Ｂ断面図。 端子台を用いず、芯線どうしを直接結線した一例を示す図。 端子台部で盤内側のケーブルにもケーブルＩＣタグを取り付けた一例を示す図。 ケーブルＩＣタグを用いた、ケーブル結線作業の作業フローチャート。 表示器を有するＩＤ読み込み装置の一例を示す正面図。

１・・・・・ＩＤ読み込み装置
１−１・・・書込み器
２・・・・・ケーブルＩＣタグ
３・・・・・ＩＣタグ
４・・・・・結線端子
５・・・・・ＩＤ入力、送信機
６・・・・・端子台
７・・・・・芯線
８・・・・・電流計等
９・・・・・電源
１０・・・・・線番カラー
１１・・・・・ケーブル
１４・・・・・端子台ＩＣタグ
１５・・・・・ＩＣタグリーダー
１６・・・・・作業管理センター
１６−１・・・情報送信機
１７・・・・・配電盤
１８・・・・・動力装置
１９・・・・・主ケーブルＩＣタグ
２０・・・・・表示器

Claims (5)

1. 複数の芯線を有する多芯ケーブルの両端に固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置し、更に全ての前記芯線の両端にも固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置した多芯ケーブルを用いた配電盤間をつなぐ結線作業に於いて、前記配電盤内に配置された端子台に前記芯線を接続する前に、前記ＩＣタグが有する固有ＩＤ情報を読み取り、読み取った前記固有ＩＤ情報を設計時指定されたケーブル線番と関連付けを行うことを特徴とする配線接続管理システム
2. 複数の芯線を有する多芯ケーブルの両端に固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置し、更に全ての前記芯線の両端にも固有ＩＤ情報を有するＩＣタグを配置した多芯ケーブルを用いた配電盤間をつなぐ結線作業に於いて、前記配電盤内に配置された端子台に前記芯線を接続した後に、ＩＣタグリーダーで前記芯線に取り付けたＩＣタグの有する固有ＩＤ情報を順次読み取り、前記固有ＩＤ情報からケーブル線番へ変換し、記憶された設計情報データーベースと前記ケーブル線番を対比して、前記芯線の前記端子台への接続の正誤を判断することを特徴とする配線接続管理システム
3. 請求項１、２記載の配線接続管理システムに於いて、前記ＩＣタグを配置したケーブルＩＣタグは楕円形状の管体を有し、前記芯線に沿わすことが可能な弾性体機能を有することを特徴とする配線接続管理システム。
4. 請求項２記載の配線接続管理システムに於いて、前記ＩＣタグの有する固有ＩＤを読み取るＩＣタグリーダーは図面情報データーベースを有し、ＩＣタグリーダー内で前記芯線の前記端子台への接続の正誤を判断し、表示する機能を有することを特徴とする配線接続管理システム。
5. 請求項２記載の配線接続管理システムに於いて、前記芯線の前記端子台への接続の完了情報、正誤情報から配線工事の工事進度管理、工事品質管理に活用することを特徴とする配線接続管理システム。