JP2015215725A

JP2015215725A - 設備管理システム

Info

Publication number: JP2015215725A
Application number: JP2014097606A
Authority: JP
Inventors: 福江　晋; Susumu Fukue; 晋福江
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-05-09
Also published as: JP6409325B2

Abstract

【課題】定期的なセンサの校正を容易に行えるようにすることで、収集・蓄積するデータの正確性を維持することの可能な設備管理システムを提供する。【解決手段】設備管理システム１は、校正センサで計測した校正用データを収集・蓄積する校正用データ蓄積手段７と、管理対象の該装置の状況または該装置における水の状況を設置済の生データ測定センサ３で計測した生データを収集・蓄積する生データ蓄積手段６と、生データを補正するための補正パラメータを演算する補正パラメータ演算処理手段９と、補正パラメータ演算処理手段９により得られた補正パラメータを用いて生データを補正する補正処理手段１１と、この補正データを蓄積する校正結果データ蓄積手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、水処理設備の稼働状態を管理センタにおいて集中管理するに適した設備管理システムに関し、特に水処理設備を構成する装置の状況を計測する各種センサの校正が容易な設備管理システムに関する。

水処理設備、例えば冷却水系またはボイラ系の水処理設備においては、処理水に含まれる各種の不純物によって、その配管内にスライムやスケールが発生したり、処理水中の塩イオン濃度が上昇したりすることがある。そこで従来から水処理設備の稼働状況に応じて、適宜、その水処理対象水系にスケール除去剤等の水処理薬剤を注入（薬注）することが行われている。また水処理設備に組み込んだ各種センサにより求められる水質等の情報に従って、その薬注を自動制御することも行われている。

またこのような水処理設備の稼働状態をモニタするべく、上述したようにして求められた水質の情報や設備機器の動作（制御）状態を示す情報を、その水処理設備の操作部（制御盤）に設けられた表示装置にて表示することも行われている。

例えば、特許文献１には、被処理物に所定の処理を施す設備、例えば冷却水系またはボイラ水系からなる水処理設備と、この設備の稼働状態を管理する管理センタとからなり、前記管理センタにおいて前記設備の稼働状態を示す情報を収集して該設備の稼働状態を監視する（稼働状態監視手段）と共に、前記設備から採取された処理水等の被処理物の分析結果を入手して前記設備の稼働状態を解析し（稼働状態解析手段）、さらに上記監視および解析により求められた前記設備の稼働状態とデータベースに予め蓄積された参照情報に従って前記設備を稼働するに有用な情報を作成して前記設備側に提供する（情報提示手段）設備管理システムが開示されている。

また、特許文献２には、特許文献１に開示されているような設備管理システムにおいて、水処理設備のセンシングにより得られる計測結果を通信回線を通して、管理センタに送信・蓄積させるものであって、通信回線異常が起こっても、データの欠落を起こさないデータ収集装置が開示されている。

特許３６２４９４１号公報特開２００７−８７１１７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された設備管理システムのように水処理設備の水処理状況をセンサで計測し、この計測したデータを収集・蓄積するシステムにおいては、センサまたはデータ収集に使用しているデータ収集機器類（ＡＤ（アナログ−デジタル）変換機やアイソレータ-・ディストリビュータ等）が劣化するなどの性能変化を起こし、計測データが実際の値から徐々に外れていくことがある。この対策として、センサやデータ収集機器類のパラメータ調整による校正作業を現場で実施しているのが現状であるが、校正操作はセンサ・機器によって異なるため、複雑で難しい作業が必要となるため、校正間違いや未校正状態が続き、正確な設備管理ができないことがある、という問題がある。

本発明は、かかる課題を解決して、定期的なセンサの校正を容易に行えるようにすることで収集・蓄積するデータの正確性を維持することの可能な設備管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の装置からなる水処理設備の前記装置の状況または前記装置における水の状況をそれぞれ該装置に適した既設のセンサで計測し、該既設のセンサの計測結果に基づき通信回線を介して集中管理する水処理設備管理システムであって、管理対象の装置の状況または前記装置における水の状況をそれぞれ該装置に適した校正済みのセンサで計測した校正用データを収集・蓄積する校正用データ蓄積手段と、前記既設のセンサで計測した生データを収集・蓄積する生データ蓄積手段と、これら校正用データと生データとから、生データを補正するための補正パラメータを演算する補正パラメータ演算処理手段と、前記補正パラメータ演算処理手段により得られた補正パラメータを用いて前記生データを補正する補正処理手段と、前記補正処理手段により補正された補正データを蓄積する校正結果データ蓄積手段とを備えたことを特徴とする設備管理システムを提供する（発明１）。

かかる発明（発明１）によれば、まず、複数の装置からなる水処理設備の各装置の状況または該装置における水の状況は、それぞれこれらの装置に設置された既設のセンサにより計測され、この生データがデータ収集機器類を経由して通信回線を介して水処理設備管理システムの生データ蓄積手段に継続的に蓄積されている。そして、このセンサあるいはこのセンサのデータを収集するデータ収集機器類は、長期間の使用により劣化するなどの性能変化を起こし、計測データが実際の値から徐々に外れていくことがある。そこで、定期的にメンテナンス作業者が水処理設備を訪問して、管理対象の装置の状況または該装置における水の状況をあらかじめ校正したセンサで既設のセンサとともに計測し、この計測した校正用データを、通信回線を介して水処理設備管理システムの校正用データ蓄積手段に蓄積する。このようにして校正用データを収集したら、補正パラメータ演算処理手段により、これら校正用データの値と生データの値とから、生データを補正するための補正パラメータを演算する。そうしたら、この補正パラメータを用いて補正処理手段により、測定していた生データを補正するとともに、この補正データを補正データ積手段に蓄積して以後この補正パラメータにより補正した値を各装置または該装置における水の状況とすることで、簡単に水処理設備に設置されたセンサを校正して正確なデータに基づいて、水処理設備管理を管理することができる。

上記発明（発明１）においては、前記水処理設備は、冷却水系またはボイラ水系における水処理設備、純水・超純水製造装置または排水処理装置である（発明２）。

かかる発明（発明２）によれば、これらの水処理設備を正確に制御することができる。

さらに、上記発明（発明１、２）においては、前記補正パラメータの演算処理が、最小二乗法による２次関数の近似によるものであるのが好ましい（発明３）。

かかる発明（発明３）によれば、最小二乗法による２次関数の近似を用いることで出力信号が大きくなるにしたがって誤差が大きくなるケースにも適合することができる。

本発明の設備管理システムによれば、複数の装置からなる水処理設備の各装置または該装置における水の状況を計測する既設のセンサを、あらかじめ校正したセンサで同じ水処理設備の各装置の水の状況または該装置における水の状況を並行して計測した校正データと生データとに基づいて補正しているので、水処理設備の装置に設置された既存のセンサを簡単に校正することができ、正確なデータに基づいて、水処理設備管理を管理することができる。

本発明の一実施形態に係る設備管理システムを示す概略図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る設備管理システムについて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る設備管理システムを示す概略図である。図１において、１は水処理設備管理システムとしての管理センタであり、２は複数の装置からなる管理対象となる水処理設備であり、Ｈはメンテナンス等の作業員である。本実施形態では、水処理設備２を構成する装置には、各装置の状況またはこれらの装置における水の状況を計測する収集計器としての生データ測定センサ３があらかじめ設置されており、この生データ測定センサ３の時系列の計測結果（生データ）は、小型ＰＣなどのデータ収集機器類４から通信回線を介して、水処理設備が設けられた現場とは異なる場所に設けられた管理センタ１において管理するように構成される。また、作業員Ｈはあらかじめ校正しておいた校正計器としての校正センサ５を持参しており、この校正センサ５の時系列の計測結果（校正用データ）もデータ収集機器類４から通信回線を介して、管理センタ１において管理するように構成される。

この管理センタ１は、前述した生データを収集・蓄積する生データ蓄積手段６及び校正用データを収集・蓄積する校正用データ蓄積手段７を有する運転データベース８と、これら校正用データと生データとの時系列の値から生データを補正するための補正パラメータを演算する補正パラメータ演算処理手段９と、この補正パラメータ演算処理手段９により得られた補正パラメータ群１０を用いて生データを補正する補正処理手段１１と、この補正処理手段１１により補正された補正データ（校正結果データ）を蓄積する校正結果データ蓄積手段１２を有する指標データベース１３とを備える。なお、この校正結果データ蓄積手段１２の蓄積データは、水処理設備の近傍に設けられたモニタ１４に生データ測定センサの検出結果として表示される。なお、１５は水処理設備の各装置における生データ測定センサ及び校正センサの関連付け情報やデータ収集期間を設定するための校正用基本情報蓄積手段である。

なお、本実施形態における水処理設備とは、ボイラ、冷却水における水処理、各種工場で用いられる純水・超純水を製造する装置、各種工場が排出する排水を放流（下水／河川）できるレベルにまで浄化する装置等を含む。また、監視対象となる水処理設備２を構成する複数の装置としては、特に制限はなく、軟化装置、除鉄装置、ＲＯ膜装置などの膜処理装置、イオン交換装置など種々の装置に適用可能である。

次に、上述した設備管理システムを用いた水処理設備の管理方法について以下説明する。

（生データの計測・収集・蓄積）
前提条件として、複数の装置からなる水処理設備２の各装置の状況または該装置における水の状況は、それぞれこれらの装置に設置された生データ測定センサ３により計測されている。この生データ測定センサで計測された生データはデータ収集機器類４から通信回線を介して管理センタ１に送信され、運転データベース８の生データ蓄積手段６に時系列で継続的に蓄積されている。このデータ収集機器類４でのデータ収集・蓄積方法としては、通信回線の不良があってもデータ欠落しない方法が好ましく、例えば、特開２００７−８７１１７号公報に記載された方法を適用することができる。この生データ測定センサ３は、長期間の使用により劣化するなどの性能変化を起こし、計測データが実際の値から徐々に外れていくことがある。

（校正データの計測・収集・蓄積）
そこで、定期的にメンテナンス作業員Ｈが水処理設備２を訪問して、生データ測定センサ３と同じ条件で装置の状況または該装置における水の状況を検査する。具体的には、作業員Ｈは、あらかじめ校正されている校正センサ５を持参しており、この校正センサ５で管理対象の装置の状況または該装置における水の状況を生データ測定センサ３と同じ条件で計測し、この計測した校正用データをデータ収集機器類４から通信回線を介して管理センタ１に送信し、運転データベース８の校正用データ蓄積手段７に時系列で蓄積する。

（生データの解析）
このようにして校正用データを収集したら、携帯情報端末（ＰＤＡ）などにより、校正用基本情報蓄積手段１５から校正用基本情報として、監視対象となる校正用データの期間、校正対象のデータ項目番号（タグ番号）、構成対象を指定する。続いて、補正パラメータ演算処理手段９を起動して、校正用データの値と生データの値とから、生データを補正するための補正パラメータの演算処理を開始する。

この補正パラメータ演算処理手段９における補正パラメータ演算処理は、校正用データの集合をＹ、生データの集合をＸとした時に、校正用データの蓄積開始時刻ｔ１の時の校正用データをｙ１、生データをｘ１、時刻ｔ２の時のデータをそれぞれｙ２、ｘ２、・・・・ｔｉの時のデータをｙｉ、ｘｉ、・・・・・校正用データの蓄積終了時刻ｔｎの時のデータをｙｎ、ｘｎとしたときのｙｉ=ｆ（ｘｉ）となる関数ｆを求めることにより行えばよい。ここで、上記関数ｆを求める計算方法は特に限定されないが、出力信号が大きくなるにつれ誤差が大きくなるケースにも適合できることから、２次関数ｆ（ｘ）＝ａ１＋ａ２ｘ＋ａ３ｘ^２の式により演算するのが好ましい。

上述した２次関数の近似は、最小二乗法を適用することができる。具体的には下記式１を用いて、パラメータａ１、ａ２及びａ３を求めればよい。

（生データの補正と情報提供）
上記補正パラメータ演算処理によって求められたパラメータａ１、ａ２及びａ３は、計測項目ごとに記憶し、補正を行うか否かの切替判断用データも計測項目ごとに記憶できるようにする。そうしたらこの補正パラメータを用いて補正処理手段１１により、測定していた生データを補正するとともに、新たに蓄積されたデータ群１０を指標データベース１３の校正結果データ蓄積手段１５へ転送する。転送の際、補正を行うか否か切替判断用データを確認し、補正を行う場合は、携帯情報端末（ＰＤＡ）などにより補正実行の指示を出し、補正パラメータと上記関数を用いて補正データを求め、結果を指標データベース１３に記憶させる。そして、それ以降の指標計算や帳票への記憶、及びモニタ１４へのＷｅｂ画面の出力はすべて指標データベース１３に記憶させた補正データに基づき行えばよい。なお、生データ測定センサ３の計測結果と校正センサ５の計測結果との差がほとんどない場合には、携帯情報端末（ＰＤＡ）などにより補正を実行しない指示を出せばよい。このような生データ測定センサ３の校正は、例えば月に１回など定期的に行えばよい。

このようにして、簡単に水処理設備に設置されたセンサを校正して正確なデータに基づいて、水処理設備管理を管理することができる。

以上本実施形態について、図１を参照して説明してきたが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、管理センタ１が管理する水処理設備２を構成する水処理装置については、異なる種類の複数の装置にそれぞれ最適なセンサを適用することで、複数の装置を同時に管理することができる。そして管理センタ１は、これらの水処理設備２からそれぞれ通信回線を介してその状況をモニタ１４などで稼働情報を示す情報を収集しながら、水処理設備２の各装置の稼働状態を個別に、あるいは総合的に管理することができる。

本発明の設備管理システムにより、簡単な操作で水処理設備の装置に設置された既設のセンサを校正して水処理設備管理を管理することができ、精度よく水処理設備を管理することの可能な水処理設備の管理システムを提供することが可能となる。

１…管理センタ（水処理設備管理システム）
２…水処理設備
３…生データ測定センサ
４…データ収集機器類
５…校正センサ
６…生データ蓄積手段
７…校正用データ蓄積手段
８…運転データベース
９…補正パラメータ演算処理手段
１０…補正パラメータ群
１１…補正処理手段
１２…校正結果データ蓄積手段
１３…指標データベース
１４…モニタ
１５…校正用基本情報蓄積手段

Claims

複数の装置からなる水処理設備の前記装置の状況または前記装置における水の状況をそれぞれ該装置に適した既設のセンサで計測し、該既設のセンサの計測結果に基づき通信回線を介して集中管理する水処理設備管理システムであって、
管理対象の装置の状況または前記装置における水の状況をそれぞれ該装置に適した校正済みのセンサで計測した校正用データを収集・蓄積する校正用データ蓄積手段と、
前記既設のセンサで計測した生データを収集・蓄積する生データ蓄積手段と、
これら校正用データと生データとから、生データを補正するための補正パラメータを演算する補正パラメータ演算処理手段と、
前記補正パラメータ演算処理手段により得られた補正パラメータを用いて前記生データを補正する補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された補正データを蓄積する校正結果データ蓄積手段と
を備えたことを特徴とする設備管理システム。
前記水処理設備が、冷却水系またはボイラ水系における水処理設備、純水・超純水製造装置または排水処理装置であることを特徴とする請求項１に記載の設備管理システム。
前記補正パラメータの演算処理が、最小二乗法による２次関数の近似によるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の設備管理システム。