JP2017219926A - Sensor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の測定対象に個々に取り付けられたセンサ子機を含むセンサシステムに関する。 The present invention relates to a sensor system including sensor slave units individually attached to a plurality of measurement objects.
従来、親機と子機との間の無線ネットワークを利用したセンサデータ収集システムが知られている(例えば特許文献1参照)。この種のセンサデータ収集システムを工場等の製造現場に適用した場合、例えば、複数のライン設備各々の状態検出を行う複数のセンサ子機と、これら複数のセンサ子機との間で通信を行う親機とが含まれ、親機と無線接続された管理装置(サーバ)を介して各ライン設備が一元的に集中管理される。 Conventionally, a sensor data collection system using a wireless network between a parent device and a child device is known (see, for example, Patent Document 1). When this type of sensor data collection system is applied to a manufacturing site such as a factory, for example, communication is performed between a plurality of sensor slave units that detect the state of each of a plurality of line facilities and the plurality of sensor slave units. Each line facility is centrally managed through a management device (server) wirelessly connected to the parent device.
上述したセンサデータ収集システムにおいては、一部のライン設備に異常が認められた場合、当該異常がセンサ子機、親機及び管理装置を介してオペレータやメンテナンス会社に通知される。このように複数のセンサ子機の出力に基づく個々のライン設備の状態は管理装置を介して一元的に管理されており、しかもその管理者は通常、現場とは異なる場所に待機していることが多いことから、一部のライン設備に異常が発生したときに当該異常に対する対応が遅れるおそれがある。特に緊急度の高い異常事態等が発生したときには、迅速な対応をとることができない。 In the sensor data collection system described above, when an abnormality is recognized in a part of the line equipment, the abnormality is notified to the operator or the maintenance company via the sensor slave unit, the master unit, and the management device. In this way, the state of individual line facilities based on the outputs of multiple sensor slave units is managed centrally via a management device, and the manager is usually waiting at a location different from the site. Therefore, when an abnormality occurs in some line facilities, there is a risk that the response to the abnormality will be delayed. In particular, when an abnormal situation with a high degree of urgency occurs, it is impossible to take a quick response.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、機器の異常等に迅速に対応することができるセンサシステムを提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a sensor system capable of quickly responding to an abnormality of a device.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る通信システムは、複数のセンサ子機と、親機と、判定部とを具備する。
上記複数のセンサ子機は、複数の測定対象に個々に取り付けられる。上記複数のセンサ子機は、測定対象の状態量を検出するセンサ部と、上記センサ部の出力であるセンサ信号を送信する通信部と、上記センサ信号が異常と判定されたときに作動する警報器とをそれぞれ有する。
上記親機は、上記複数のセンサ子機から送信される上記センサ信号を各々受信し、上記センサ信号を管理装置へ送信する。
上記判定部は、上記複数のセンサ子機及び上記親機の少なくとも1つに設けられ、上記センサ信号に基づいて測定対象の異常の有無を判定する。
In order to achieve the above object, a communication system according to an aspect of the present invention includes a plurality of sensor slave units, a master unit, and a determination unit.
The plurality of sensor slave units are individually attached to a plurality of measurement objects. The plurality of sensor slave units include a sensor unit that detects a state quantity to be measured, a communication unit that transmits a sensor signal that is an output of the sensor unit, and an alarm that is activated when the sensor signal is determined to be abnormal. Each with a container.
The master unit receives the sensor signals transmitted from the plurality of sensor slave units, and transmits the sensor signals to the management device.
The determination unit is provided in at least one of the plurality of sensor slave units and the master unit, and determines whether there is an abnormality in the measurement target based on the sensor signal.
上記センサシステムにおいては、複数の子機又は親機において測定対象の異常を判定し、異常に係るセンサ子機の警報器を作動させることで異常を報知することができるため、当該センサ子機に対する迅速な対応が可能となる。 In the above sensor system, it is possible to determine an abnormality of a measurement target in a plurality of slave units or a master unit, and to notify the abnormality by operating an alarm device of the sensor slave unit related to the abnormality. Rapid response is possible.
上記判定部は、上記複数のセンサ子機各々に設けられ、上記センサ信号に基づいて上記測定対象の異常を判定した場合に当該測定対象に取り付けられたセンサ子機の上記警報器を作動させてもよい。
これにより、各センサ子機で異常の有無の自己診断が可能となり、異常発生時は迅速に警報を発することが可能となる。
The determination unit is provided in each of the plurality of sensor slave units, and activates the alarm unit of the sensor slave unit attached to the measurement target when the abnormality of the measurement target is determined based on the sensor signal. Also good.
As a result, each sensor slave unit can self-diagnose whether there is an abnormality, and can quickly issue an alarm when an abnormality occurs.
上記複数のセンサ子機は、第1のセンサ子機と、第2のセンサ子機と、第3のセンサ子機とを含んでいてもよい。
上記第1のセンサ子機は、第1の測定対象の状態量を検出する第1のセンサ部と、上記第1のセンサ部の出力である第1のセンサ信号を送信する第1の通信部とを有する。
上記第2のセンサ子機は、第2の測定対象の状態量を検出する第2のセンサ部と、上記第2のセンサ部の出力である第2のセンサ信号を送信する第2の通信部とを有する。
上記第3のセンサ子機は、第3の測定対象の状態量を検出する第3のセンサ部と、上記第1及び第2の通信部と通信可能に構成され、上記第1及び第2のセンサ信号を受信し上記第1及び第2のセンサ信号と上記第3のセンサ部の出力である第3のセンサ信号とを上記親機へ送信する第3の通信部と、上記第1〜第3のセンサ信号を相互に比較することで上記第1〜第3の測定対象の異常の有無を判定する制御部とを有する。
これにより、センサ信号が他のセンサ子機よりも大きく逸脱しているセンサ子機を迅速に検出することができる。
The plurality of sensor slave units may include a first sensor slave unit, a second sensor slave unit, and a third sensor slave unit.
The first sensor slave unit includes a first sensor unit that detects a state quantity of a first measurement target, and a first communication unit that transmits a first sensor signal that is an output of the first sensor unit. And have.
The second sensor slave unit includes a second sensor unit that detects a state quantity of the second measurement target, and a second communication unit that transmits a second sensor signal that is an output of the second sensor unit. And have.
The third sensor slave unit is configured to be communicable with a third sensor unit that detects a state quantity of a third measurement target, and the first and second communication units, and the first and second sensor units are configured to communicate with each other. A third communication unit which receives a sensor signal and transmits the first and second sensor signals and a third sensor signal which is an output of the third sensor unit to the base unit; And a control unit that determines whether the first to third measurement objects are abnormal by comparing the three sensor signals with each other.
Thereby, it is possible to quickly detect a sensor slave unit in which the sensor signal deviates greatly from other sensor slave units.
上記第1のセンサ子機と上記第2のセンサ子機とは相互に通信可能に構成され、上記第3のセンサ子機は、上記第2のセンサ子機を介して上記第1及び第2のセンサ信号を受信するように構成されてもよい。
これにより、第1のセンサ子機と第3のセンサ子機との間の通信状況が悪い場合でも、センサ信号の授受が可能となる。
The first sensor slave unit and the second sensor slave unit are configured to be able to communicate with each other, and the third sensor slave unit includes the first and second sensors via the second sensor slave unit. May be configured to receive the sensor signal.
Thereby, even when the communication state between the first sensor slave unit and the third sensor slave unit is poor, the sensor signal can be exchanged.
上記制御部は、上記第1〜第3のセンサ信号のうち異常を示すセンサ信号の異常レベルを判定するように構成されてもよい。
これにより、異常レベルに応じた警報を発することが可能となる。
The control unit may be configured to determine an abnormal level of a sensor signal indicating abnormality among the first to third sensor signals.
Thereby, it is possible to issue an alarm according to the abnormal level.
この場合、上記第3のセンサ子機は、異常に係るセンサ子機に対して、上記異常を示すセンサ信号の異常レベルが高いほど高い送信頻度でのセンサ信号の送信を要求するように構成されてもよい。 In this case, the third sensor slave unit is configured to request the sensor slave unit related to the abnormality to transmit the sensor signal at a higher transmission frequency as the abnormality level of the sensor signal indicating the abnormality is higher. May be.
検出すべき測定対象の状態量は特に限定されず、例えば、上記複数のセンサ子機は、測定対象の温度又は振動に関連する状態量を検出するように構成される。 The state quantity of the measurement target to be detected is not particularly limited. For example, the plurality of sensor slave units are configured to detect a state quantity related to the temperature or vibration of the measurement target.
本発明によれば、機器の異常等に迅速に対応することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly cope with an abnormality of a device.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの概略構成図である。本実施形態では工場等の製造ラインへの上記センサシステムの適用例について説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sensor system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an application example of the sensor system to a production line such as a factory will be described.
[全体構成]
本実施形態のセンサシステム100は、複数のセンサ子機10を含むセンサネットワーク10Nと、親機20とを有する。センサシステム100は、センサネットワーク10Nと親機20との間を中継する複数の中継機30をさらに有してもよい。中継機30は必要に応じて省略されてもよく、この場合はセンサネットワーク10Nと親機20との間の通信が直接的に行われる。
[overall structure]
The
複数のセンサ子機10は、測定対象である複数のライン設備F1〜F5に個々に取り付けられ、当該設備の運転状態を個別に検出する。ここでは、センサ子機10及び設備F1〜F5の数が5台の場合を例に挙げて説明するが、センサ子機10及び設備の台数はこれに限定されない。なお以下の説明では、設備F1〜F5に取り付けられるセンサ子機10をそれぞれセンサ子機11〜15とも称するが、個別に説明する場合を除いては、センサ子機11〜15をセンサ子機10と総称する。
The plurality of
設備F1〜F5としては、例えば製品の試験装置や検査装置が挙げられるが、勿論これに限られず、組立装置や加工装置等であってもよい。また、設備F1〜F5はいずれも同一の種類の設備とされるが、これに限られず、異なる種類の設備が含まれてもよい。また、センサ子機10によって検出される設備F1〜F5の状態としては、設備F1〜F5の動作の異常時に外形的に現れる事象、例えば振動や温度、騒音、発光等が挙げられる。
Examples of the facilities F1 to F5 include a product testing device and an inspection device, but are not limited thereto, and may be an assembly device, a processing device, or the like. In addition, the facilities F1 to F5 are all the same type of facility, but are not limited to this, and different types of facilities may be included. The state of the equipment F1 to F5 detected by the
複数のセンサ子機10は、センサ部101、通信部102、警報器103、内部バッテリ(図示略)等をそれぞれ有する通信装置で構成される。
The plurality of
センサ部101は、例えば、設備F1〜F5の温度や振動等に関連する状態量を検出するセンサで構成される。具体的には、温度センサ、加速度センサ等が用いられる。本実施形態においてセンサ部101は、温度センサ及び加速度センサを含むが、これに限られず、測定対象の種類や測定内容等に応じて少なくとも1つのセンサを含んでいればよい。
The
通信部102は、隣接する複数のセンサ子機10又は親機20(中継機30)との間において無線で情報を送受信することが可能なアンテナ、通信回路等を含む。通信部102は、所定の頻度(例えば数秒〜数十分に1回)でセンサ部101の出力であるセンサ信号を送信する。上記所定の頻度は、可変に制御可能であってもよい。センサ信号には、センサ子機11〜15に個別に付与された機器情報(ID)、検出時刻、送信時刻等が含まれる。通信方式は特に限定されず、「Wi-Fi(登録商標)」、「Bluetooth(登録商標)」などの数百MHzから数GHz帯を利用した近距離無線通信やNFC(Near Field Communication)等の近接無線通信が採用されてもよい。
The
警報器103は、設備F1〜F5の異常を工場内の作業者に報知するためのものであり、LED(Light Emitting Diode)等の表示ランプを備えた表示等や警報音を鳴動させるブザー、警報マークを表示するディスプレイ等で構成される。警報器103は、警報レベル(異常レベル)に応じて異なる警報を出力することが可能に構成されてもよい。警報器103は、センサ部11の出力に基づいて設備の異常を判定されたときに送信される異常信号を受けて作動するように構成される。さらに各センサ子機10は、異常レベルが所定以上の場合、作業者によることなく、運転している測定対象を強制的に停止させる機能を有していてもよい。
The
図1の例において親機20は、センサネットワーク10Nから中継機30を介して各センサ子機10のセンサ部11のセンサ信号を受信する。親機20は、中継機30との間において無線で情報を送受信することが可能なアンテナ、通信回路等を含む。通信方式は特に限定されず、典型的には、上述した通信部102と同様の通信方式が採用される。
In the example of FIG. 1, the
親機20はさらに、管理装置40と通信可能に構成される。親機20は、中継機30を介して受信した各センサ子機10のセンサ信号を含む検出信号を管理装置40へ送信する。親機20と管理装置40との通信方式は特に限定されず、上述した通信部102と同様の通信方式であってもよいし、インターネットを介して接続されてもよい。
The
管理装置40は、親機20と通信可能に構成され、親機20から送信される上記検出信号を受信し、処理し、蓄積する。管理装置40は、製造ラインを管理する管理サーバとして構成され、工場内における管理室あるいはメンテナンス会社に設置される。管理装置40は、複数のセンサ子機10を介して検出される各設備F1〜F5の異常の有無を個別に判定し、いずれかの設備に異常が認められた場合は、管理者へ当該設備の停止あるいは点検を促す情報をモニタへ表示する等の所定の警告処理を実行する。
The
[センサネットワーク]
次に、センサネットワーク10Nの詳細について説明する。
[Sensor network]
Next, details of the
上述のようにセンサネットワーク10Nは、複数のセンサ子機10を含み、これら複数のセンサ子機10間で通信が可能に構成される。センサネットワーク10Nは、一のセンサ子機(第1のセンサ子機)から送信されるセンサ信号(第1のセンサ信号)が隣接する他のセンサ子機(第2のセンサ子機)によって受信され、当該第2のセンサ子機のセンサ信号(第2のセンサ信号)が第1のセンサ信号とともに、当該第2のセンサ子機に隣接する更に他のセンサ子機(第3のセンサ子機)へ送信されるように構成される。第3のセンサ子機は、自身のセンサ信号(第3のセンサ信号)と第1及び第2のセンサ信号とを含む検出信号を親機20(中継機30)へ送信するとともに、第1〜第3のセンサ信号を相互に比較して各設備の異常の有無を判定するように構成される。
As described above, the
本実施形態においてセンサネットワーク10Nは、図1に示すように5台のセンサ子機11〜15で構成される。各センサ子機11〜15は、上記所定の頻度で各々のセンサ部101の出力(センサ信号11s〜15s)を送信するように構成される。
In this embodiment, the
例えばセンサ子機11は、自身のセンサ信号11sを隣接する他のセンサ子機12,13,14のうちの1つに送信する。センサ子機11の送信先は、固定されてもよいし、固定されなくてもよい。典型的には、センサ子機11から見て通信環境が最もよいセンサ子機が送信時ごとに選択される。このうちセンサ子機14にセンサ信号11sを送信する場合において、センサ子機11は、他のセンサ子機12,13のセンサ信号12s,13sの少なくとも1つを受信しているときは、自身のセンサ信号11sだけでなく当該他のセンサ信号12s,13sもともにセンサ子機14へ送信するように構成される。
For example, the
センサ子機12も同様に、自身のセンサ信号12sを隣接する他のセンサ子機11,13,15のうちの1つに送信する。このうちセンサ子機15にセンサ信号12sを送信する場合において、センサ子機12は、他のセンサ子機11,13のセンサ信号11s,13sの少なくとも1つを受信しているときは、自身のセンサ信号12sだけでなく当該他のセンサ信号11s,13sもともにセンサ子機15へ送信するように構成される。これにより、例えば、センサ子機11,13とセンサ子機15との間の通信状況が悪い場合でも、これらセンサ子機との間でセンサ信号11s,13sの授受が可能となる。
Similarly, the
センサ子機13も同様に、自身のセンサ信号13sを隣接する他のセンサ子機11,12,14,15のうちの1つに送信する。このうちセンサ子機14,15のいずれかにセンサ信号13sを送信する場合において、センサ子機13は、他のセンサ子機11,12のセンサ信号11s,12sの少なくとも1つを受信しているときは、自身のセンサ信号13sだけでなく当該他のセンサ信号11s,12sもともにセンサ子機14,15へ送信するように構成される。
Similarly, the
以上のように、センサ子機11〜13は、「第1のセンサ子機」あるいは「第2のセンサ子機」として機能する。
As described above, the
図2は、センサ子機11〜13のハードウェア構成を示すブロック図である。センサ子機11〜13は典型的には同一の構成を有し、同図に示すように、CPU(Central Processing Unit)210、ROM(Read Only Memory)220、RAM(Random Access Memory)230等を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the
CPU210は、各種演算処理を行いながら、センサ子機11〜13の各ブロックを統括的に制御する。CPU210は、判定部211を有する。
The
各センサ子機11〜13の判定部211は、自身のセンサ信号11s〜13sに基づいて測定対象(設備F1〜F3)の異常の有無を各々判定するように構成される。
The
判定部211においてセンサ信号が異常と判定されたセンサ子機は、自身の警報器103を作動させる。警報器103の作動により、異常に係る設備の周辺で作業する作業者に対して当該設備の異常を報知することが可能となる。
The sensor slave unit in which the sensor signal is determined to be abnormal in the
本実施形態ではセンサ信号として、測定対象の加速度情報(振動情報)及び温度情報が含まれ、これら加速度情報及び温度情報に基づき異常の有無を判定する。具体的に、判定部211は、設備の加速度及び温度の少なくとも一方が各々について設定された所定値を超える場合は何等かの異常があると判定する。上記所定値は、測定対象が異常に陥ったときの状態を示す値であってもよいし、異常に陥る直前の状態を表す値であってもよい。
In the present embodiment, acceleration information (vibration information) and temperature information to be measured are included as sensor signals, and the presence or absence of abnormality is determined based on these acceleration information and temperature information. Specifically, the
なお判定基準となるセンサ信号は、加速度や温度に関する情報だけでなく、例えば内部バッテリの残量に関する情報等が含まれてもよい。 Note that the sensor signal serving as a determination criterion may include not only information on acceleration and temperature but also information on the remaining amount of the internal battery, for example.
ROM220は、CPU210に実行させるOS(Operating System)、プログラムや各種パラメータなどのファームウェアが固定的に記憶されている不揮発性のメモリで構成される。RAM230は、CPU210の作業領域等として用いられ、OS、実行中の各種アプリケーション、処理中の各種データを一時的に保持する。
The
ROM220には、判定部211において実行されるセンサ信号の異常判定処理や警報器103を作動させる駆動信号の生成処理等に必要なプログラムが格納される。RAM230には、検出した自身のセンサ信号や受信した他のセンサ機器のセンサ信号が、異常判定用あるいは送信用として一時的に記憶されてもよい。
The
続いて、センサ子機14,15について説明する。
Next, the
センサ子機14,15は、自身のセンサ信号14s,15sを親機20(中継機30)へ送信する。上述のようにセンサ子機11〜13のセンサ信号11s〜13sは、センサ子機14,15のいずれかに送信される。そこでセンサ子機14,15は、自身のセンサ信号14s,15sだけでなく、他のセンサ子機11〜13のセンサ信号11s〜13sもともに親機20(中継機30)へ送信するように構成される。すなわちセンサ子機14,15は、センサ信号11s〜15sを含む検出信号を親機20へ送信する「第3のセンサ子機」として機能する
The
なおセンサ子機14,15は、相互に通信可能に構成されているため、センサ子機14,15のいずれか一方のみから親機20(中継機30)へセンサ信号を送信するように構成されてもよい。例えばセンサ子機14の送信時において親機20(中継機30)との通信環境が良好でない場合等には、センサ子機15を介してセンサ子機14のセンサ信号14s等を親機20(中継機30)へ送信するようにしてもよい。
Since the
図3は、センサ子機14,15のハードウェア構成を示すブロック図である。センサ子機14,15は、センサ子機11〜13と同様な構成を有し、CPU(Central Processing Unit)310、ROM(Read Only Memory)320、RAM(Random Access Memory)330等を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the
CPU310は、各種演算処理を行いながら、センサ子機14,15の各ブロックを統括的に制御する制御部として機能する。CPU310は、判定部311と、信号生成部312とを有する。
The
判定部311は、センサ子機11〜13における判定部211と同様に、自身のセンサ信号14s,15sに基づいて測定対象(設備F4,F5)の異常の有無を各々判定するように構成される。
Similar to the
判定部311は、さらに、受信した他のセンサ信号11s〜13s及び自身のセンサ信号14s,15sを相互に比較することで、設備F1〜F5の異常の有無を判定するように構成される。
各センサ子機11〜15は、自己のセンサ信号しか検出することができないため、他のセンサ子機のセンサ信号と比較することができない。そこで本実施形態では、複数のセンサ信号を受信するセンサ子機14,15に、自身のセンサ信号が他のセンサ信号に対してどの程度相違するのか、あるいは、どの程度逸脱しているかを相対的に判断する判定部311が設けられている。これにより、全センサ信号11s〜15sをより客観的に評価することが可能となるとともに、異常を示すセンサ子機(設備)の特定が容易となる。
The
Since each of the
例えば、センサ子機11〜13のセンサ信号11s〜13sをセンサ子機14が受信したとき、センサ子機14(CPU310)は、自身のセンサ信号14sを含むすべてのセンサ信号11s〜14sを親機20(中継機30)へ送信するとともに、これらセンサ信号11s〜14sを相互に比較し、所定の異常値を示すデータを含むセンサ信号の有無を判定するように構成される。センサ信号11s〜13sをセンサ子機15が受信したときも、上述と同様の処理がセンサ子機15において実行される。
For example, when the
なおセンサ子機14,15は、センサ11s〜13sのすべてを受信しなかったときにおいても、受信したいずれかのセンサ信号を自身のセンサ信号14s,15sと比較して、異常の有無を判定するように構成される。また、センサ子機14,15のうち一方がセンサ信号11s〜13sのいずれをも受信しなかったとき(他方がセンサ信号11s〜13sのすべてを受信したとき)、当該一方のセンサ子機は、自身のセンサ信号を他方のセンサ子機へ送信する。これにより当該他方のセンサ子機において、当該一方のセンサ子機のセンサ信号についての異常の有無の判定が実施可能となる。
Even if the
上述のように本実施形態では、センサ信号として設備の加速度情報(振動情報)及び温度情報が含まれ、これら加速度情報及び温度情報のセンサ子機11〜15間での相対比較に基づき異常の有無が判定される。判定基準となるセンサ信号は、加速度や温度に関する情報だけでなく、例えば内部バッテリの残量に関する情報等が含まれてもよい。これにより、例えば異常値を示すセンサ信号が設備の動作異常によるものであるか、あるいはセンサ子機自体の異常によるものであるかの峻別が可能となる。 As described above, in the present embodiment, the acceleration information (vibration information) of the equipment and the temperature information are included as sensor signals, and whether or not there is an abnormality based on a relative comparison between the acceleration information and the temperature information between the sensor slave units 11-15. Is determined. The sensor signal serving as a determination reference may include not only information related to acceleration and temperature, but also information related to the remaining amount of the internal battery, for example. Thereby, for example, it is possible to distinguish whether a sensor signal indicating an abnormal value is due to an abnormal operation of the equipment or an abnormality of the sensor slave unit itself.
判定部311は、センサ信号11s〜15sのうち異常を示すセンサ信号の異常レベルを判定するように構成されてもよい。この場合、異常レベルの判定には少なくとも2以上の閾値が設定され、異常判定されたセンサ信号がどのレベルにあるか(例えば、緊急な対応を必要としない軽度の異常であるか、緊急な対応を必要とする重度の異常であるか)が判定される。なお、このような処理は、上述した各センサ子機11〜15での独自の自己診断処理において実行されてもよい。
The
信号生成部312は、判定部311においてセンサ信号11s〜15sのセンサ信号のうち少なくとも1つが異常と判定されたとき、異常に係るセンサ子機を特定する異常信号を生成するように構成される。
When the
センサ子機14,15は、信号生成部312で生成された異常信号を、当該異常と判定されたセンサ信号を送信したセンサ部101を有するセンサ子機へ送信するように構成される。異常信号は、当該異常に係るセンサ子機へ直接送信されてもよいし、他のセンサ子機を中継して送信されてもよい。また、判定部311において異常レベルが判定された場合は、その異常レベルに関連する情報を含む異常信号が送信される。なお、異常に係るセンサ子機は、センサ子機11〜13のいずれかである場合に限られず、異常判定を行う当該センサ子機14,15である場合も含まれる。
The
異常信号を受信したセンサ子機は、自身の警報器103を作動させる。異常信号に異常レベル情報が含まれる場合、警報器103は、当該異常レベルに応じた警報を出力する。警報器103の作動により、異常に係る設備の周辺で作業する作業者に対して当該設備の異常を報知することが可能となる。
The sensor slave unit that has received the abnormal signal activates its
さらに信号生成部312は、異常レベルに応じて、異常に係るセンサ子機へセンサ信号の送信頻度を高くする要求を含む信号が含まれてもよい。例えば、信号生成部312は、異常を示すセンサ信号の異常レベルが高いほど高い送信頻度でセンサ信号を送信する指令を含む異常信号を生成する。センサ子機14,15は、異常に係るセンサ子機に関して、センサ信号の異常レベルが高いほど高い送信頻度で親機20へ検出信号を送信する。これにより、異常に係るセンサ子機に関するデータをより多く取得することができる。
Furthermore, the
通信部102は、センサ子機11〜13からのセンサ信号の受信、センサ子機14,15間におけるセンサ信号の送受信、親機20(中継機30)に対するセンサ信号の送信、異常に係るセンサ子機への異常信号の送信等を行う。
The
ROM320は、CPU310に実行させるOS(Operating System)、プログラムや各種パラメータなどのファームウェアが固定的に記憶されている不揮発性のメモリで構成される。RAM330は、CPU310の作業量領域等として用いられ、OS、実行中の各種アプリケーション、処理中の各種データを一時的に保持する。
The
ROM320には、判定部311において実行されるセンサ信号の異常判定処理や信号生成部212において実行される異常信号の生成処理、警報器103を作動させる駆動信号の生成処理等に必要なプログラが格納される。RAM330には、検出した自身のセンサ信号や受信した他のセンサ機器のセンサ信号が、異常判定用あるいは送信用として一時的に記憶されてもよい。
The
[通信システムの動作]
本実施形態のセンサシステム100の詳細について、センサシステム100の典型的な動作と併せて説明する。
[Operation of communication system]
Details of the
(基本フロー)
図4は、センサ子機11〜15の典型的な動作を説明するフローチャートである。
(Basic flow)
FIG. 4 is a flowchart for explaining typical operations of the
センサ子機11〜15は、各々のセンサ部101のセンサ信号11s〜15sを取得する(ステップ101)。各センサ子機11〜15のCPU210,310は、取得したセンサ信号(加速度情報、温度情報)を所定値(G,T)と比較し、所定値以上の場合は異常と判定して自身の警報器103を作動させる(ステップ102〜104)。
The
例えば、ベアリングその他の各種摺動部品の経時劣化等による振動の増加、過負荷や潤滑不足等による温度の上昇が、各センサ子機11〜15において個別に診断される。そして、異常値を示す出力が認められた場合は、警報器103が作動する。
For example, an increase in vibration due to deterioration with time of bearings and other various sliding parts, and an increase in temperature due to overload and insufficient lubrication are individually diagnosed in each sensor slave unit 11-15. And when the output which shows an abnormal value is recognized, the
次に、センサ子機11〜15は、異常判定の結果に関係なく、取得したセンサ信号(データ)を送信する(ステップ105)。このうちセンサ信号11s〜13sについてはセンサ子機14,15のいずれかを経由して、センサ信号14s,15sとともに親機20へ送信される。
Next, the
一方、センサ子機14,15は、各センサ信号11s〜15sを相互に比較してこれらの異常の有無を判定する。この判定は、典型的には、親機20への送信待ち時間、設備の停止時等に実行される。CPU310は、センサ信号11s〜15sの中に異常値を示すセンサ信号や、他のセンサ信号から逸脱しているデータを含むセンサ信号があると判定したとき、異常信号を生成して当該異常に係るセンサ子機へ送信する。異常信号を受信したセンサ子機は、異常レベルに応じた警報を出力して、現場の作業者へ対応を促す。異常レベルが重度の場合、当該センサ子機が取り付けられた設備の運転が停止される。
On the other hand, the
センサ子機14,15は、異常値を示すセンサ子機を発見したとき、その異常レベルに応じて、当該異常に係るセンサ子機に対する警報態様、送信間隔等の変更要求を異常信号に含めることができる。
When the
具体的には、設備F1〜F5の運転状態が正常である場合、各センサ子機11〜15は、例えば5分に1回の頻度でセンサ信号を取得し、その異常判定を実行する。
判定の結果、緊急度が比較的低い異常レベル1(検出加速度:2.5ガル(0.0025G、震度2相当)以上、検出温度:40℃以上)である場合、警報としてLEDを点灯させ、送信頻度を3分に1回に上げる。
異常レベル2(検出加速度:8.0ガル(0.008G、震度3相当)以上、検出温度:50℃以上)の場合、LEDによる点灯に加えてブザーを鳴動させ、送信頻度を1分に1回に上げる。
異常レベル3(検出加速度:25ガル(0.025G、震度4相当)以上、検出温度:60℃以上)の場合、センサ子機で設備を強制的に停止させ、LED及びブザーを作動させ、送信頻度を30秒に1回に上げる。
異常レベル4(検出加速度:80ガル(0.08G、震度5相当)以上、検出温度:65℃以上)の場合、センサ子機で設備を強制的に停止させ、LED及びブザーを作動させ、送信頻度を10秒に1回に上げる。
Specifically, when the operation states of the facilities F1 to F5 are normal, each
As a result of judgment, if the emergency level is relatively low, abnormal level 1 (detection acceleration: 2.5 gal (0.0025G, seismic intensity 2 equivalent) or higher, detection temperature: 40 ° C or higher), the LED is turned on as an alarm, and the transmission frequency is set Raise to once every 3 minutes.
In case of abnormal level 2 (detection acceleration: 8.0 gal (0.008G, seismic intensity 3 equivalent) or higher, detection temperature: 50 ° C or higher), in addition to lighting with LED, buzzer sounds and transmission frequency is increased to once per minute .
In the case of abnormal level 3 (detection acceleration: 25 gal (0.025G, seismic intensity 4 equivalent) or more, detection temperature: 60 ° C or more), the equipment is forcibly stopped by the sensor slave unit, the LED and buzzer are activated, and the transmission frequency To once every 30 seconds.
In case of abnormal level 4 (detection acceleration: 80 gal (0.08G, seismic intensity 5 equivalent) or more, detection temperature: 65 ° C or more), the equipment is forcibly stopped by the sensor slave unit, the LED and buzzer are operated, and the transmission frequency Increase to once every 10 seconds.
図5は、管理装置40の典型的な動作を説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a typical operation of the
管理装置40は、親機20から各センサ子機11〜15のセンサ信号11s〜15sを受信する(ステップ201)。管理装置40は、受信したセンサ信号11s〜15sを時系列的に蓄積し、異常の有無を判定する(ステップ202)。データに異常が認められると、管理装置40は、所定のモニタ等へ当該異常を表示して管理者へ注意を促す(ステップ204)。
The
以上のように本実施形態によれば、各設備F1〜F5の運転状態の異常がセンサ子機11〜15において一時的に判断されるように構成されているため、異常値を示す出力が認められた場合は警報器103を介して現場にいる作業者に対して即座に点検を促し、迅速な対応をとらせることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the abnormality in the operation state of each of the facilities F1 to F5 is temporarily determined in the
また、各センサ子機11〜15による上述の自己診断機能に加えて、センサ子機間におけるセンサ信号11s〜15sの相互比較を行うようにしているため、センサ子機11〜15自体の異常判定やバッテリ残量の確認等も可能となり、センサネットワーク10Nにおける自律的な異常監視を実現することができる。
Further, in addition to the above self-diagnosis function by each sensor slave unit 11-15, since the sensor signals 11s-15s between the sensor slave units are compared with each other, abnormality determination of the sensor slave units 11-15 itself is performed. It is also possible to check the remaining battery level, etc., and to realize autonomous abnormality monitoring in the
[その他の実施形態]
上述の実施形態では、センサ子機11〜15に、各設備F1〜F5の状態量の異常判定を行うように構成されたが、各センサ子機11〜15のセンサ信号11s〜15sを受信する親機20が、これらセンサ信号11s〜15sに基づいて異常の有無を判定するように構成されてもよい。
この場合、各センサ子機11〜15の構成の簡素化を図ることができるとともに、異常判定に要する電力の消費を削減することができるため、内蔵バッテリの長寿命化を図ることができる。このような構成においても、管理装置40によらずに、センサシステム100において自律的な異常監視を実現することができる。
[Other Embodiments]
In above-mentioned embodiment, although it comprised so that the sensor subunit | mobile_unit 11-15 performed abnormality determination of the state quantity of each installation F1-F5, the sensor signal 11s-15s of each sensor subunit | mobile_unit 11-15 is received. The
In this case, the configuration of each of the
また以上の実施形態では、設備F1〜F5の異常の有無にかかわりなく、各センサ子機11〜15のセンサ信号11s〜15sがすべて親機20(管理装置40)へ送信されるように構成されたが、設備F1〜F5が正常なときは親機20へ最小限の情報のみが送信され、異常判定がなされたときは当該異常に係る設備に関する詳細な情報が親機20(管理装置40)へ送信されるように構成されてもよい。
これにより、センサネットワーク10Nと親機20との間の通信負荷を軽減することができる。
例えば、正常時には、1時間に1回の頻度で親機20へセンサ信号11s〜15sを送信し、送信待ちの時間でセンサ信号11s〜15sの自己診断及び相互比較を実行し、異常時には都度センサ信号11s〜15sを親機20へ送信するように構成される。
Moreover, in the above embodiment, it is comprised so that all the sensor signals 11s-15s of each sensor subunit | mobile_unit 11-15 may be transmitted to the main | base station 20 (management apparatus 40) irrespective of the presence or absence of abnormality of the installation F1-F5. However, when the facilities F1 to F5 are normal, only the minimum information is transmitted to the
Thereby, the communication load between the
For example, when normal, the sensor signals 11s to 15s are transmitted to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, Of course, a various change can be added.
例えば以上の各実施形態では、工場に設置された複数のライン設備の状態監視に本発明のセンサシステムを適用した例について説明したが、測定対象はこれに限られず、オフィス内の照明装置や空調装置等であってもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the sensor system of the present invention is applied to the state monitoring of a plurality of line facilities installed in a factory has been described. It may be a device or the like.
また以上の実施形態では、各センサ子機11〜15は、電力源に内部バッテリが用いられたが、これに加えて、太陽発電や振動発電等の自己発電可能な環境発電デバイス(エナジーハーベスト)を備えていてもよい。この場合、センサ子機14,15におけるセンサ信号の相互比較によってバッテリ残圧が著しく低下したセンサ子機に対して、内部バッテリから環境発電デバイスへの電力源の切り替えを要求することが可能となる。これにより、内部バッテリの消耗を防ぎ、内部バッテリの交換時期をすべてのセンサ子機で同一にすることができる。
あるいは、内部バッテリを省略して、各センサ子機の電力源に環境発電デバイスが用いられてもよい。
In the above embodiment, each of the
Or an internal battery may be abbreviate | omitted and an energy harvesting device may be used for the electric power source of each sensor subunit | mobile_unit.
さらに以上の実施形態では、センサ子機11〜13がすべて判定部211を有する例を説明したが、センサ子機14,15におけるセンサ信号11s〜15sの相互比較によってセンサ信号11s〜13sの異常の有無を判定することができるため、センサ子機11〜13のいずれか1つ、2つ又は全部は判定部211を備えていなくてもよい。
Furthermore, although the above embodiment demonstrated the example in which the sensor subunit | mobile_units 11-13 all have the
10(11〜15)…センサ子機
10N…センサネットワーク
20…親機
30…中継機
40…管理装置
100…センサシステム
101…センサ部
102…通信部
103…警報器
211,311…判定部
310…制御部
F1〜F5…測定対象(ライン設備)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (11-15) ... Sensor subunit | mobile_unit 10N ...
Claims (7)
前記複数のセンサ子機から送信される前記センサ信号を各々受信し、前記センサ信号を管理装置へ送信する親機と、
前記複数のセンサ子機及び前記親機の少なくとも1つに設けられ、前記センサ信号に基づいて測定対象の異常の有無を判定する判定部と
を具備するセンサシステム。 A sensor unit that detects a state quantity of a measurement target, a communication unit that transmits a sensor signal that is an output of the sensor unit, and an alarm that is activated when the sensor signal is determined to be abnormal, Multiple sensor slave units individually attached to the measurement target,
A master unit that receives each of the sensor signals transmitted from the plurality of sensor slave units and transmits the sensor signal to a management device;
A sensor system comprising: a determination unit that is provided in at least one of the plurality of sensor slave units and the master unit and determines whether there is an abnormality in the measurement target based on the sensor signal.
前記判定部は、前記複数のセンサ子機各々に設けられ、前記センサ信号に基づいて前記測定対象の異常を判定した場合に当該測定対象に取り付けられたセンサ子機の前記警報器を作動させる
センサシステム。 The sensor system according to claim 1,
The determination unit is provided in each of the plurality of sensor slave units, and activates the alarm device of the sensor slave unit attached to the measurement target when the abnormality of the measurement target is determined based on the sensor signal. system.
前記複数のセンサ子機は、
第1の測定対象の状態量を検出する第1のセンサ部と、前記第1のセンサ部の出力である第1のセンサ信号を送信する第1の通信部とを有する第1のセンサ子機と、
第2の測定対象の状態量を検出する第2のセンサ部と、前記第2のセンサ部の出力である第2のセンサ信号を送信する第2の通信部とを有する第2のセンサ子機と、
第3の測定対象の状態量を検出する第3のセンサ部と、前記第1及び第2の通信部と通信可能に構成され、前記第1及び第2のセンサ信号を受信し前記第1及び第2のセンサ信号と前記第3のセンサ部の出力である第3のセンサ信号とを前記親機へ送信する第3の通信部と、前記第1〜第3のセンサ信号を相互に比較することで前記第1〜第3の測定対象の異常の有無を判定する制御部とを有する第3のセンサ子機と、を含む
センサシステム。 The sensor system according to claim 1 or 2,
The plurality of sensor slave units are:
A first sensor slave unit having a first sensor unit that detects a state quantity of a first measurement target and a first communication unit that transmits a first sensor signal that is an output of the first sensor unit When,
A second sensor slave unit having a second sensor unit that detects a state quantity of a second measurement target and a second communication unit that transmits a second sensor signal that is an output of the second sensor unit When,
A third sensor unit that detects a state quantity of a third measurement object, and the first and second communication units are configured to be communicable, receive the first and second sensor signals, and A third communication unit that transmits a second sensor signal and a third sensor signal that is an output of the third sensor unit to the parent device and the first to third sensor signals are compared with each other. And a third sensor slave unit having a control unit that determines whether there is an abnormality in the first to third measurement objects.
前記第1のセンサ子機と前記第2のセンサ子機とは相互に通信可能に構成され、
前記第3のセンサ子機は、前記第2のセンサ子機を介して前記第1及び第2のセンサ信号を受信する
センサシステム。 The sensor system according to claim 3,
The first sensor slave unit and the second sensor slave unit are configured to be able to communicate with each other,
The third sensor slave unit receives the first and second sensor signals via the second sensor slave unit.
前記制御部は、前記第1〜第3のセンサ信号のうち異常を示すセンサ信号の異常レベルを判定する
センサシステム。 The sensor system according to claim 3 or 4,
The said control part determines the abnormal level of the sensor signal which shows abnormality among the said 1st-3rd sensor signals.
前記第3のセンサ子機は、異常に係るセンサ子機に対して、前記異常を示すセンサ信号の異常レベルが高いほど高い送信頻度でのセンサ信号の送信を要求する
センサシステム。 The sensor system according to claim 5,
The third sensor slave unit requests the sensor slave unit related to abnormality to transmit sensor signals at a higher transmission frequency as the abnormality level of the sensor signal indicating the abnormality is higher.
前記複数のセンサ子機は、測定対象の温度又は振動に関連する状態量を検出する
センサシステム。 The sensor system according to any one of claims 1 to 6,
The plurality of sensor slave units detect a state quantity related to temperature or vibration of a measurement target.
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JP2020003951A (en) * | 2018-06-26 | 2020-01-09 | 川本電産株式会社 | Communication device |
US11073815B2 (en) | 2018-03-26 | 2021-07-27 | Fanuc Corporation | Collection device, collection method, and collection program that transmit partial data belonging to state data and matching a first condition set in advance |
CN113711282A (en) * | 2019-04-26 | 2021-11-26 | 索尼集团公司 | Data processing system, data processing method, program, sensor device, and receiving device |
-
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