JP2011187022A - Abnormality monitoring system - Google Patents

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JP2011187022A JP2010054693A JP2010054693A JP2011187022A JP 2011187022 A JP2011187022 A JP 2011187022A JP 2010054693 A JP2010054693 A JP 2010054693A JP 2010054693 A JP2010054693 A JP 2010054693A JP 2011187022 A JP2011187022 A JP 2011187022A
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啓 田辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To find an abnormality of each facility of a water and sewage plant. <P>SOLUTION: This abnormality monitoring system 10 includes: an oscillating power generation element which is attached to the facility of the water and sewage plant 1 to convert the oscillation of the facility into power; a power generation power input part 110 which acquires the power from the oscillating power generation element; an abnormality determination part 121 which compares a power value of the power acquired by the power generation power input part 110 with a power value of the facility in a normal time to determine the abnormality; an abnormality reporting part 122 which reports the abnormality when the abnormality of the facility is detected by an abnormality diagnostic part 121; and a power control part 130 which inputs the power acquired from the power generation power input part 110 in the facility of the water and sewage plant 1 or stores the power in an electricity storage part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、上下水道プラントの各設備の異常を発見する異常監視システムに関する。   The present invention relates to an abnormality monitoring system that detects an abnormality of each facility of a water and sewage plant.

上下水道プラントにおいて、その各設備を適切に保守することは、ライフラインを安定して提供する点において、非常に重要である。設備を保守するために、例えば、各設備を定期的に点検する場合がある。また、上下水道プラントの中央監視制御装置において、各設備に設けられた計器類の数値を受信して、各設備を保守する場合もある。この場合、設備担当者が、異常値を示した設備に赴いて設備を点検する。上下水道プラントにおいて、発電機やポンプなどの設備は、モーターなどの動きにより、日々の運用で振動している。従って、設備担当者が、機器の音や振動を測定して、設備を点検する場合もある。   In a water and sewage plant, appropriately maintaining each facility is very important in terms of providing a stable lifeline. In order to maintain equipment, for example, each equipment may be regularly inspected. In addition, the central monitoring and control device of the water and sewage plant may receive the numerical values of the instruments provided in each facility and maintain each facility. In this case, the person in charge of the equipment visits the equipment showing the abnormal value and checks the equipment. In water and sewage plants, equipment such as generators and pumps vibrate in daily operations due to movement of motors and the like. Therefore, the person in charge of equipment may check the equipment by measuring the sound and vibration of the equipment.

ここで、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、機器にセンサ端末を取り付けて測定する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。   Here, in order to diagnose abnormalities of various devices used in the plant, there is a method of measuring by attaching a sensor terminal to the device (for example, see Patent Document 1).

特開2007−188425号公報JP 2007-188425 A

しかしながら、一般的な上下水道プラントにおいては、その機器の振動を把握するために、その設備まで赴く必要がある。上水道プラントは、河川から取水した水を浄水場で浄水し、その水を各家庭や建物に提供するので、このようなプラントにおいて用いられる機器は、広い範囲に点在する。設備担当者がその設備の振動状況を個別に調査するには、コストや時間が要してしまう場合があった。従って、設備の異常によって異常な振動が発生したとしても、その状況をいち早く把握することが困難な場合があった。   However, in a general water and sewage plant, in order to grasp the vibration of the equipment, it is necessary to go to the equipment. Since a waterworks plant purifies water taken from a river at a water purification plant and provides the water to each home or building, equipment used in such a plant is scattered in a wide range. It may be costly and time consuming for the person in charge of the facility to individually investigate the vibration status of the facility. Therefore, even if an abnormal vibration occurs due to an abnormality in equipment, it may be difficult to quickly grasp the situation.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、上下水道プラントにおいて容易に設備の異常を検知する異常監視システムを提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality monitoring system that easily detects an abnormality of equipment in a water and sewage plant.

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、上下水道プラントの各設備の異常を発見する異常監視システムに関する。本発明の特徴に係る異常監視システムは、上下水道プラントの設備に取り付けられ、当該設備の振動を電力に変換する振動発電素子と、振動発電素子から電力を取得する発電電力入力部と、発電電力入力部によって取得された電力の電力値と、設備の正常時の電力値と、を比較して、異常を判定する異常判定部と、異常診断部によって設備の異常が検知された場合、異常を発報する異常発報部とを備える。ここで、上下水道プラントの設備は、振動を生じる設備であることが好ましい。   In order to solve the above problems, a feature of the present invention relates to an abnormality monitoring system for detecting an abnormality in each facility of a water and sewage plant. An abnormality monitoring system according to a feature of the present invention is attached to a facility of a water and sewage plant, a vibration power generation element that converts vibration of the facility into electric power, a generated power input unit that acquires power from the vibration power generation element, and generated power Compare the power value of the power acquired by the input unit with the normal power value of the facility, and if an abnormality is detected by the abnormality determination unit and abnormality diagnosis unit And an abnormal reporting section for reporting. Here, it is preferable that the facility of the water and sewage plant is a facility that generates vibration.

また、発電電力入力部から取得された電力を、上下水道プラントの設備に入力し、または蓄電部に蓄積する電力制御部をさらに備えても良い。   Moreover, you may further provide the electric power control part which inputs the electric power acquired from the generated power input part into the installation of a water and sewage plant, or accumulate | stores in an electrical storage part.

本発明によれば、上下水道プラントにおいて容易に設備の異常を検知する異常監視システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality monitoring system which detects the abnormality of an installation easily in a water and sewage plant can be provided.

図1は、本発明の実施の形態に係る異常監視システムが用いられる上下水道プラントを説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a water and sewage plant in which an abnormality monitoring system according to an embodiment of the present invention is used. 図2は、本発明の実施の形態に係る上水道プラントの一部を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a part of the water supply plant according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る異常監視システムを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the abnormality monitoring system according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態に係る異常監視システムの処理を説明するフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining processing of the abnormality monitoring system according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態に係る異常監視システムにおける異常を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an abnormality in the abnormality monitoring system according to the embodiment of the present invention.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

本発明の実施の形態に係る異常監視システム10は、上下水道プラント1における異常を検知するものである。まず図1を参照して、上下水道プラント1の概要を説明する。上下水道プラント1は、主に、上水道プラント2と下水道プラント3を備える。   The abnormality monitoring system 10 according to the embodiment of the present invention detects an abnormality in the water and sewage plant 1. First, the outline of the water and sewage plant 1 will be described with reference to FIG. The water and sewage plant 1 mainly includes a water supply plant 2 and a sewage plant 3.

上水道プラント2は、飲料その他に用いる上水を、各家庭や各建物に供給するためのプラントである。上水道プラント2は、取水場21、浄水場22、ポンプ場24、配水池25および上水管路網26を備える。上水管路網26は、配水池25の上水を、各家庭、各建物等に供給するための配管である。取水場21は、河川4から水をくみ上げ、上水道プラント2に供給する。上水道プラント2において、浄水場22が、河川4からくみ上げられた水を、殺菌および消毒により浄化する。浄水場22において浄化された上水は、ポンプ場24に設置されたポンプによって、配水池25に供給され蓄積される。配水池25に蓄積された上水は、上水管路網26を介して各家庭や各建物に供給される。   The waterworks plant 2 is a plant for supplying drinking water and other drinking water to households and buildings. The water supply plant 2 includes a water intake 21, a water purification plant 22, a pumping station 24, a distribution reservoir 25, and a water supply pipe network 26. The water supply pipe network 26 is a pipe for supplying the water of the distribution reservoir 25 to each household, each building, and the like. The water intake 21 draws water from the river 4 and supplies it to the water supply plant 2. In the waterworks plant 2, the water purification plant 22 purifies the water pumped up from the river 4 by sterilization and disinfection. The clean water purified at the water purification plant 22 is supplied to and accumulated in the distribution reservoir 25 by a pump installed at the pumping plant 24. The clean water accumulated in the distribution reservoir 25 is supplied to each household and each building via the water supply network 26.

下水道プラント3は、住宅の台所・風呂場や、工場などから流れ出る汚水を浄化して、河川4に流したり、降雨や積雪などの雨水を集めて河川4に流すプラントである。下水処理場31、ポンプ場32および下水管路網33を備える。下水管路網33は、各家庭や各建物で発生した汚水や雨水を、下水処理場31に集めるための配管である。下水管路網33は、汚水を流す管路網と、雨水を流す管路網とに別れている場合もあるし、一緒になっている場合もある。ポンプ場32のポンプによって、汚水や雨水を下水処理場31に集める場合もある。   The sewage plant 3 is a plant that purifies sewage flowing from a kitchen / bathroom of a house, a factory, etc., and flows it into a river 4 or collects rainwater such as rain or snow and flows it into the river 4. A sewage treatment plant 31, a pumping plant 32, and a sewage pipe network 33 are provided. The sewage pipe network 33 is a pipe for collecting sewage and rainwater generated in each home and each building in the sewage treatment plant 31. The sewage pipe network 33 may be divided into a pipe network through which sewage flows and a pipe network through which rainwater flows, or may be together. In some cases, sewage and rainwater are collected in the sewage treatment plant 31 by the pump of the pumping plant 32.

次に図2を参照して、本発明の実施の形態に係る上水道プラント2の一部を詳述する。浄水場22は沈殿池201、ろ過池202、浄水池203およびポンプ204を備える。沈殿池201には、河川4からくみ上げられた水にポリ塩化アルミニウムなどの薬品と反応させた水が、貯められる。この反応により、河川4からくみ上げられた水に含まれる濁質などの不純物は、フロックに凝集される。フロックは、数ミリ程度の大きさである。この大きさは、沈殿池201において沈殿しやすい大きさである。沈殿池201において、投入された薬品やフロックの大部分が沈降し、汚泥として回収される。その後、ろ過池202において、沈殿池201で除去できなかった不純物を砂でろ過する。このとき、ろ過池202以降のプロセスで、漂白効果や殺菌効果のある薬品や、殺菌効果のある紫外線ランプ等により、水中の殺菌を死滅させて、浄水池203に供給する。浄水池203に蓄えられた水は、ポンプ204を介して、配水池25に供給され、配水池25からさらに各家庭や各建物に供給される。   Next, a part of the waterworks plant 2 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The water purification plant 22 includes a sedimentation basin 201, a filtration basin 202, a water purification basin 203, and a pump 204. In the sedimentation basin 201, water obtained by reacting water pumped up from the river 4 with a chemical such as polyaluminum chloride is stored. By this reaction, impurities such as turbidity contained in the water pumped up from the river 4 are aggregated into flocs. The floc is about several millimeters in size. This size is a size that tends to settle in the sedimentation basin 201. In the sedimentation basin 201, most of the charged chemicals and flocs settle and are collected as sludge. Thereafter, in the filtration basin 202, impurities that could not be removed by the sedimentation basin 201 are filtered with sand. At this time, sterilization in the water is killed by a chemical having a bleaching effect or a sterilizing effect, an ultraviolet lamp having a sterilizing effect, or the like and supplied to the water purification pond 203 in the process after the filter basin 202. The water stored in the clean water reservoir 203 is supplied to the distribution reservoir 25 via the pump 204, and is further supplied from the distribution reservoir 25 to each household and each building.

ここで、図2に示すように、浄水場22において、沈殿池201およびろ過池202は複数備え、複数の系統で水を浄化し、浄水池203に供給しても良い。また、上水システム2は、複数の配水池25を備えても良い。例えば、配水池25aから配水池25bおよび配水池25cに、ポンプ24aを用いて、浄水を供給しても良い。   Here, as shown in FIG. 2, in the water purification plant 22, a plurality of sedimentation basins 201 and filtration basins 202 may be provided, and water may be purified by a plurality of systems and supplied to the water purification basin 203. Moreover, the water supply system 2 may include a plurality of reservoirs 25. For example, purified water may be supplied from the distribution reservoir 25a to the distribution reservoir 25b and the distribution reservoir 25c using the pump 24a.

このように、上下水道プラント1は、様々な設備を備える。これらの各設備を駆動させるために、発電機や、電動機などが設けられている。さらに各設備間は、水を供給するための配管を備える。   Thus, the water and sewage plant 1 includes various facilities. In order to drive each of these facilities, a generator, an electric motor, and the like are provided. Furthermore, piping for supplying water is provided between each facility.

本発明の実施の形態に係る異常監視システム10は、このような上下水道プラント1に用いられる。異常監視システム10は、図1および図2には図示しないが、上下水道プラント1に用いられる計器類の情報を集中管理し、上下水道プラント1の異常の発生を検知する。本発明の実施の形態に係る異常監視システム10は特に、上下水道プラント1の発電機、電動機、配管など、振動が発生する設備の異常を検出する。   The abnormality monitoring system 10 according to the embodiment of the present invention is used in such a water and sewage plant 1. Although not shown in FIGS. 1 and 2, the abnormality monitoring system 10 centrally manages information on instruments used in the water and sewage plant 1 and detects the occurrence of abnormality in the water and sewage plant 1. In particular, the abnormality monitoring system 10 according to the embodiment of the present invention detects an abnormality of a facility such as a generator, an electric motor, or a pipe of the water and sewage plant 1 that generates vibration.

図3を参照して、本発明の実施の形態に係る異常監視システム10を説明する。本発明の実施の形態に係る異常監視システム10において、上下水道プラント1に設けられた設備に、振動発電素子51、52、53が設置されている。各振動発電素子51、52および53により発生された電力は、制御装置100に入力される。   With reference to FIG. 3, the abnormality monitoring system 10 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. In the abnormality monitoring system 10 according to the embodiment of the present invention, vibration power generation elements 51, 52, and 53 are installed in equipment provided in the water and sewage plant 1. The electric power generated by each of the vibration power generation elements 51, 52 and 53 is input to the control device 100.

振動発電素子は、振動により電力を発生させる素子である。振動発電素子として、圧電式、電磁誘導式、静電誘導式が挙げられる。圧電式の振動発電素子は、材料が振動によって変形する際に発生する電位差による発電するものである。電磁誘導式の振動発電素子は、振動により生じる電磁誘導により発電するものである。静電誘導式の振動発電素子は、振動により生じる静電誘導により発電するものである。本発明の実施の形態において用いられる振動発電素子は、どのような方式によって発電するかは問わない。   The vibration power generation element is an element that generates electric power by vibration. Examples of the vibration power generation element include a piezoelectric type, an electromagnetic induction type, and an electrostatic induction type. Piezoelectric vibration power generation elements generate power by a potential difference generated when a material is deformed by vibration. The electromagnetic induction type vibration power generation element generates power by electromagnetic induction caused by vibration. The electrostatic induction type vibration power generation element generates power by electrostatic induction caused by vibration. The vibration power generation element used in the embodiment of the present invention does not matter by what type of power generation.

振動発電素子51、52および53は、振動を生じる設備に設置される。図3に示す例において、振動発電素子51は、それぞれポンプ24a、204aおよび204bなどのポンプに設置される。振動発電素子52は、発電機200に設置される。振動発電素子53は、図1で説明した配管26および33などの配管に設置される。   The vibration power generation elements 51, 52, and 53 are installed in a facility that generates vibration. In the example shown in FIG. 3, the vibration power generation element 51 is installed in pumps such as the pumps 24a, 204a, and 204b. The vibration power generation element 52 is installed in the generator 200. The vibration power generation element 53 is installed in a pipe such as the pipes 26 and 33 described in FIG.

ポンプは、上下水道プラント1において、各設備間をつなぐ配管に水を供給するために用いられる。ポンプは、電動機により駆動される。図3に示す例においては、図1および図2を参照して説明したポンプ24a、204a、204b等に、振動発電素子51a、51bおよび51c等が、設置される。ポンプ24a、204aおよび204bは、電動機241a、241bおよび241cのそれぞれによって駆動される。   The pump is used in the water and sewage plant 1 to supply water to the piping connecting the facilities. The pump is driven by an electric motor. In the example shown in FIG. 3, the vibration power generation elements 51a, 51b, 51c and the like are installed in the pumps 24a, 204a, 204b and the like described with reference to FIGS. Pumps 24a, 204a and 204b are driven by electric motors 241a, 241b and 241c, respectively.

ポンプ24a、204aおよび204bが駆動すると、電動機241a、241bおよび241cと、ポンプ24a、204aおよび204bと、が振動する。これに伴い、ポンプに設置された振動発電素子51も振動する。振動発電素子51は、この振動を電力に変換して、制御装置100に入力する。図3に示す例においては、一つのポンプに一つの振動発電素子が設置されているが、一つのポンプに複数の振動発電素子を設置しても良いし、電動機にも振動発電素子を設置しても良い。上下水道プラント1が複数のポンプおよび電動機を備えている場合、それぞれの設備の異常を検出可能とするため、個々のポンプおよび電動機に振動発電素子を設置することが好ましい。   When the pumps 24a, 204a and 204b are driven, the electric motors 241a, 241b and 241c and the pumps 24a, 204a and 204b vibrate. Along with this, the vibration power generation element 51 installed in the pump also vibrates. The vibration power generation element 51 converts this vibration into electric power and inputs the electric power to the control device 100. In the example shown in FIG. 3, one vibration power generation element is installed in one pump. However, a plurality of vibration power generation elements may be installed in one pump, and a vibration power generation element is installed in an electric motor. May be. When the water and sewage plant 1 includes a plurality of pumps and electric motors, it is preferable to install a vibration power generation element in each pump and electric motor in order to be able to detect abnormality of each facility.

発電機200は、上下水道プラント1の設備で用いられる電力を発生させる。図3に示す例においては、発電機200は、図1を参照して説明した取水場21、浄水場22、ポンプ場24、下水処理場31、ポンプ場32などの水処理施設に設けられた設備に電力を供給する。   The generator 200 generates electric power used in the facilities of the water and sewage plant 1. In the example shown in FIG. 3, the generator 200 is provided in a water treatment facility such as the water intake 21, the water purification plant 22, the pumping plant 24, the sewage treatment plant 31, or the pumping plant 32 described with reference to FIG. 1. Supply power to the equipment.

発電機200が駆動すると、発電機が振動するとともに、発電機200に設置された振動発電素子52も振動する。振動発電素子52は、この振動を電力に変換して、制御装置100に入力する。図3に示す例においては、一つの発電機に一つの振動発電素子が設置されているが、一つの発電機に複数の振動発電素子を設置しても良い。上下水道プラント1が複数の発電機を備えている場合、個々の発電機に振動発電素子を設置することが好ましい。   When the generator 200 is driven, the generator vibrates and the vibration power generation element 52 installed in the generator 200 also vibrates. The vibration power generation element 52 converts this vibration into electric power and inputs it to the control device 100. In the example shown in FIG. 3, one vibration power generation element is installed in one generator, but a plurality of vibration power generation elements may be installed in one generator. When the water and sewage plant 1 includes a plurality of generators, it is preferable to install a vibration power generation element in each generator.

配管は、上下水道プラント1において、各設備間で水を供給するために用いられる。図3に示す例においては、図1を参照して説明した上水道管路網の配管26および下水道管路網33の配管33に、振動発電素子53aおよび53bがそれぞれ設置される。   The piping is used in the water and sewage plant 1 to supply water between the facilities. In the example shown in FIG. 3, the vibration power generation elements 53 a and 53 b are respectively installed in the pipe 26 of the water supply pipe network and the pipe 33 of the sewer pipe network 33 described with reference to FIG. 1.

配管26および33に水が供給されると、配管が振動する。配管そのものが振動する場合もあるし、配管に接続されたポンプ24等の振動が配管に伝わることにより配管が振動する場合もある。配管26および33の振動に伴い、配管に設置された振動発電素子53も振動する。振動発電素子53は、この振動を電力に変換して、制御装置100に入力する。一つの配管に一つの振動発電素子が設置されても良いし、複数の振動発電素子が設置されても良い。また、上下水道プラント1の各配管に、振動発電素子を設置することが好ましい。さらに、ポンプの振動をより検知しやすいように、配管上の、よりポンプに近い位置に振動発電素子を設置することが好ましい。   When water is supplied to the pipes 26 and 33, the pipe vibrates. The piping itself may vibrate, or the piping may vibrate when vibration of the pump 24 or the like connected to the piping is transmitted to the piping. As the pipes 26 and 33 vibrate, the vibration power generation element 53 installed in the pipe also vibrates. The vibration power generation element 53 converts this vibration into electric power and inputs it to the control device 100. One vibration power generation element may be installed in one pipe, or a plurality of vibration power generation elements may be installed. Moreover, it is preferable to install a vibration power generation element in each pipe of the water and sewage plant 1. Furthermore, it is preferable to install the vibration power generation element at a position closer to the pump on the pipe so that the vibration of the pump can be detected more easily.

次に、図3を参照して、本発明の異常監視システム10における制御装置100を説明する。   Next, the control device 100 in the abnormality monitoring system 10 of the present invention will be described with reference to FIG.

制御装置100は、発電電力入力部110、異常診断部120、電力制御部130およびプラント監視部190を備える。ここで、プラント監視部190は、一般的な上下水道の異常監視手段である。プラント監視部190は例えば、上下水道プラント1の各設備に設けられた計器類の数値を取得して、異常が発生したか否かを検知する。   The control device 100 includes a generated power input unit 110, an abnormality diagnosis unit 120, a power control unit 130, and a plant monitoring unit 190. Here, the plant monitoring unit 190 is a general water and sewage abnormality monitoring unit. For example, the plant monitoring unit 190 acquires the numerical values of the instruments provided in each facility of the water and sewage plant 1 and detects whether or not an abnormality has occurred.

発電電力入力部110は、上下水道プラント1の設備に設置された各振動発電素子から、電力を取得する。発電電力入力部110は、取得した電力を電力制御部130に入力する。さらに発電電力入力部110は、取得した電力を電力値に変換して、その電力の取得元の振動発電素子の識別子と、その電力値とを対応づけて、異常診断部120に入力する。   The generated power input unit 110 acquires power from each vibration power generation element installed in the facility of the water and sewage plant 1. The generated power input unit 110 inputs the acquired power to the power control unit 130. Furthermore, the generated power input unit 110 converts the acquired power into a power value, associates the identifier of the vibration power generation element from which the power is acquired, and the power value, and inputs the associated power value to the abnormality diagnosis unit 120.

異常診断部120は、異常判定部121と異常発報部122とを備える。   The abnormality diagnosis unit 120 includes an abnormality determination unit 121 and an abnormality report unit 122.

異常判定部121は、発電電力入力部110によって取得された電力の電力値と、設備の正常時の電力値と、を比較して、異常を判定する。異常判定部121は、振動発電素子の識別子ごとに判定する。従って、異常判定部121は、振動発電素子の識別子ごとに、正常時の電力値のサンプリングデータを記録している。   The abnormality determining unit 121 determines an abnormality by comparing the power value of the power acquired by the generated power input unit 110 with the power value when the facility is normal. The abnormality determination unit 121 determines for each identifier of the vibration power generation element. Therefore, the abnormality determination unit 121 records sampling data of a normal power value for each identifier of the vibration power generation element.

異常判定部121は、発電電力入力部110によって逐次取得される電力値を、サンプリングして、時間による電力値の推移を取得する。さらに異常判定部121は、正常時の電力値のサンプリングと比較して、取得された電力値のサンプリングとの差分が、閾値以上である場合、異常と判定する。   The abnormality determination unit 121 samples the power value sequentially acquired by the generated power input unit 110 and acquires the transition of the power value over time. Furthermore, the abnormality determination unit 121 determines that an abnormality has occurred when the difference between the acquired power value sampling and the acquired power value sampling is equal to or greater than a threshold value as compared with the normal power value sampling.

異常判定部121は、例えば、サンプリングした電力値の振幅と、正常時の振幅との差分が、所定の閾値より大きい場合、振幅エラーと判定する。また、異常判定部121は、サンプリングした電力値の周波数と、正常時の周波数との差分が、所定の閾値より大きい場合、周波数エラーと判定する。   For example, when the difference between the amplitude of the sampled power value and the normal amplitude is larger than a predetermined threshold, the abnormality determination unit 121 determines that the error is an amplitude error. Moreover, the abnormality determination part 121 determines with a frequency error, when the difference of the frequency of the sampled electric power value and the frequency at the time of normal is larger than a predetermined threshold value.

また、異常判定部121が、電力を元に異常を判定する場合を説明したが、電圧、電力量など、電力に関するその他の指標で異常を判定しても良い。   Moreover, although the case where the abnormality determination part 121 determines abnormality based on electric power was demonstrated, you may determine abnormality by other indices regarding electric power, such as a voltage and electric energy.

また、異常判定部121は、正常波のサンプリングを格納することなく、正常な時の、振幅や周波数の上限閾値および下限閾値のみを格納していても良い。異常判定部121は、取得した電力値が、上限閾値および下限閾値の範囲外の場合に、エラーを判断しても良い。また、所定期間の電力値の平均を算出し、その平均が上限閾値および下限閾値の範囲外の場合に、エラーを判断しても良い。   Further, the abnormality determination unit 121 may store only the upper and lower thresholds of the amplitude and frequency when normal, without storing normal wave sampling. The abnormality determination unit 121 may determine an error when the acquired power value is outside the range of the upper limit threshold and the lower limit threshold. Further, an average of power values for a predetermined period may be calculated, and an error may be determined when the average is outside the range of the upper limit threshold and the lower limit threshold.

異常発報部122は、異常判定部121から、取得された電力値が異常であると判定された場合、その旨を発報する。この発報は、制御装置100に接続された警報ランプを点す方法や、制御装置100に接続された表示装置に、異常と判定された旨と、その異常と判定された振動発電素子の識別子と、を表示する方法などが考えられる。   If the abnormality determination unit 121 determines that the acquired power value is abnormal, the abnormality notification unit 122 issues a notification to that effect. This notification includes a method of turning on an alarm lamp connected to the control device 100, an indication that the display device connected to the control device 100 is abnormal, and an identifier of the vibration power generation element determined to be abnormal. A method of displaying and is conceivable.

電力制御部130は、電力利用部131を有する。電力利用部131は、発電電力入力部110により入力された電力を、ほかの設備の動力にし、または、蓄電池等の蓄電部に蓄積する。これにより、設備の振動により生じた振動エネルギーを、電気エネルギーとして活用することができる。   The power control unit 130 includes a power usage unit 131. The power utilization unit 131 uses the power input from the generated power input unit 110 as power for other equipment or stores it in a power storage unit such as a storage battery. Thereby, the vibration energy produced by the vibration of the facility can be utilized as electric energy.

図4を参照して、本発明の実施の形態に係る異常監視方法を説明する。   With reference to FIG. 4, the abnormality monitoring method according to the embodiment of the present invention will be described.

まずステップS101において、発電電力入力部110は、振動発電素子から電力が入力されるのを待機する。電力が入力されると、ステップS102において、異常判定部121が、入力された電力の電力値をサンプリングする。   First, in step S101, the generated power input unit 110 waits for power to be input from the vibration power generation element. When power is input, abnormality determination unit 121 samples the power value of the input power in step S102.

ここで、ステップS103において異常判定部121は、電力値のサンプリングが異常であるか否かを判定する。異常判定部121は例えば、現時点から所定時間遡った電力のサンプリングを取得し、正常時のサンプリングと比較する。   Here, in step S103, the abnormality determination unit 121 determines whether or not the sampling of the power value is abnormal. The abnormality determination unit 121 acquires, for example, power sampling that is traced a predetermined time from the current time, and compares it with normal sampling.

ステップS103において異常と判断された場合、ステップS104において異常判定部121は、異常である旨を異常発報部122に入力し、異常発報部122は、異常を発報する。   If it is determined in step S103 that there is an abnormality, in step S104, the abnormality determination unit 121 inputs an abnormality to the abnormality reporting unit 122, and the abnormality reporting unit 122 reports the abnormality.

一方、ステップS103において異常と診断されなかった場合で、かつ、ステップS105においてこの処理を終了しない場合、ステップS101において、次の電力が入力されるのを待機する。   On the other hand, if no abnormality is diagnosed in step S103, and if this process is not terminated in step S105, it waits for the next power to be input in step S101.

図4に示す例においては、電力が入力されるたびに異常か否かを判断する場合について説明するが、電力の入力とは非同期に、判断されても良い。例えば1日に一度などの一定時間間隔で、異常か否かが判断されても良い。   In the example shown in FIG. 4, a case where it is determined whether or not an abnormality is made each time power is input will be described. However, the determination may be made asynchronously with respect to the input of power. For example, it may be determined whether there is an abnormality at regular time intervals such as once a day.

図5を参照して、本発明の実施の形態において、異常判定部121が異常と判断する2つのパターンを説明する。図5は、横軸を時間、縦軸を電力Pとして、所定の振動発電素子の電力のサンプリングを示している。ここで、正常波Wは、その振動発電素子が設置された設備に異常が発生しない場合の電力値がサンプリングされた波形である。この正常波Wは、設備が正常な場合に、予めサンプリングされて制御装置100内に格納される。   With reference to FIG. 5, in the embodiment of the present invention, two patterns that are determined as abnormal by the abnormality determination unit 121 will be described. FIG. 5 shows sampling of power of a predetermined vibration power generation element, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing power P. Here, the normal wave W is a waveform obtained by sampling the power value when no abnormality occurs in the facility in which the vibration power generation element is installed. The normal wave W is sampled in advance and stored in the control device 100 when the equipment is normal.

振幅エラー波W1は、正常波Wと同じ周波数を有するが、その振幅が正常波Wより大きい。振幅エラー波W1の振幅と正常波Wの振幅との差分が、所定の閾値を越える場合、異常判定部121は、振幅エラーと判断する。   The amplitude error wave W1 has the same frequency as the normal wave W, but its amplitude is larger than that of the normal wave W. When the difference between the amplitude of the amplitude error wave W1 and the amplitude of the normal wave W exceeds a predetermined threshold, the abnormality determination unit 121 determines that an amplitude error has occurred.

周波数エラー波W2は、正常波Wと同じ振幅を有するが、その周波数が正常波Wより小さい。周波数エラー波W2の周波数と正常波Wの周波数との差分が、所定の閾値を越える場合、異常判定部121は、周波数エラーと判断する。   The frequency error wave W2 has the same amplitude as the normal wave W, but its frequency is smaller than that of the normal wave W. When the difference between the frequency of the frequency error wave W2 and the frequency of the normal wave W exceeds a predetermined threshold, the abnormality determination unit 121 determines that a frequency error has occurred.

このような本発明の実施の形態に係る異常監視システムによれば、各設備に振動発電素子を設置し、設備の振動に伴って振動発電素子が振動することによって得られる電力を制御装置100が取得することにより、遠隔に設置された設備の異常を検知することができる。これにより、設備担当者が設備に赴く頻度を低減させることができ、上下水道プラントにおけるコストを削減することができる。   According to such an abnormality monitoring system according to the embodiment of the present invention, the vibration generating element is installed in each facility, and the control device 100 generates electric power obtained when the vibration generating element vibrates with the vibration of the facility. By acquiring, it is possible to detect an abnormality in the equipment installed remotely. Thereby, the frequency in which a person in charge of an installation goes to an installation can be reduced, and the cost in a water and sewage plant can be reduced.

また、振動発電素子から電力を逐次取得しサンプリングすることにより、その電力値の傾向によって異常か否かを診断できる。従って、動作エラーなどにより瞬間的に、振動発電素子から大幅に乖離した電力が取得された場合でも、適切に異常診断をすることができる。   Moreover, by acquiring and sampling electric power sequentially from a vibration power generation element, it can be diagnosed whether it is abnormal by the tendency of the electric power value. Accordingly, even when electric power that is significantly deviated from the vibration power generation element is acquired instantaneously due to an operation error or the like, an abnormality diagnosis can be appropriately performed.

また、振動発電素子から取得した電力を他の設備などに利用することにより、上下水道プラント全体で、電力を有効活用することができる。   Moreover, by using the electric power acquired from the vibration power generation element for other facilities, the electric power can be effectively used in the entire water and sewage plant.

このように、本発明の実施の形態に係る異常診断システムは、上下水道プラントにおいて容易に設備の異常を検知することができる。   As described above, the abnormality diagnosis system according to the embodiment of the present invention can easily detect an abnormality in equipment in a water and sewage plant.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
(Other embodiments)
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、既存の異常診断システムに、本発明の実施の形態に係る異常診断方法を適用しても良い。   For example, the abnormality diagnosis method according to the embodiment of the present invention may be applied to an existing abnormality diagnosis system.

本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

1 上下水道プラント
2 上水道プラント
3 下水道プラント
4 河川
10 異常監視システム
21 取水場
22 浄水場
24 ポンプ場
25 配水池
26 上水管路網
31 下水処理場
32 ポンプ場
33 下水管路網
51、52、53 振動発電素子
100 制御装置
110 発電電力入力部
120 異常診断部
121 異常判定部
122 異常発報部
130 電力制御部
131 電力利用部
190 プラント監視部
200 発電機
201 沈殿池
202 ろ過池
203 浄水池
204 ポンプ
241 電動機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water and sewage plant 2 Waterworks plant 3 Sewerage plant 4 River 10 Abnormality monitoring system 21 Water intake 22 Water purification plant 24 Pumping station 25 Reservoir 26 Water supply network 31 Sewage treatment plant 32 Pumping station 33 Sewage network 51, 52, 53 Vibration power generation element 100 Control device 110 Generated power input unit 120 Abnormality diagnosis unit 121 Abnormality determination unit 122 Abnormality reporting unit 130 Electric power control unit 131 Electric power use unit 190 Plant monitoring unit 200 Generator 201 Precipitation basin 202 Filtration basin 203 Clean water basin 204 Pump 241 Electric motor

Claims (3)

上下水道プラントの各設備の異常を発見する異常監視システムであって、
前記上下水道プラントの設備に取り付けられ、当該設備の振動を電力に変換する振動発電素子と、
前記振動発電素子から電力を取得する発電電力入力部と、
前記発電電力入力部によって取得された電力の電力値と、前記設備の正常時の電力値と、を比較して、異常を判定する異常判定部と、
前記異常診断部によって前記設備の異常が検知された場合、異常を発報する異常発報部
とを備えることを特徴とする異常監視システム。
An abnormality monitoring system for detecting abnormalities in each facility of a water and sewage plant,
A vibration power generation element that is attached to the facility of the water and sewage plant and converts the vibration of the facility into electric power,
A generated power input unit for obtaining power from the vibration power generation element;
An abnormality determination unit that compares the power value of the power acquired by the generated power input unit with the normal power value of the facility to determine abnormality,
An abnormality monitoring system comprising: an abnormality reporting unit for reporting an abnormality when the abnormality of the facility is detected by the abnormality diagnosis unit.
前記発電電力入力部から取得された電力を、前記上下水道プラントの設備に入力し、または蓄電部に蓄積する電力制御部
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の異常監視システム。
2. The abnormality monitoring system according to claim 1, further comprising: a power control unit that inputs the power acquired from the generated power input unit to the facility of the water and sewage plant or stores the power in a power storage unit.
前記上下水道プラントの設備は、振動を生じる設備である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の異常監視システム。
The abnormality monitoring system according to claim 1, wherein the facility of the water and sewage plant is a facility that generates vibration.
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