JP2019028607A - 工場安全停止システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害の規模や緊急度に応じたレベルで安全に機械設備を停止することを可能とする工場安全停止システムを提供すること。【解決手段】本発明の工場安全停止システム１は、施設に設置した複数の機械設備の稼動状態を管理する稼動管理ＰＬＣ２０を備え、稼動管理ＰＬＣ２０は、災害を検出可能な災害検出器３０から災害に係る情報を取得可能であり、災害の災害レベルと複数の機械設備のそれぞれに係る運転停止条件との関係が設定された停止基準テーブルを予め記憶しており、停止基準テーブルと災害検出器３０から取得した災害に係る情報に含まれる災害の災害レベルとに基づいて複数の機械設備の停止パターンを決定する停止パターン決定部２１と、決定した停止パターンに従って前記複数の機械設備を停止する機械設備停止制御部２２とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、食品工場、農業施設等に特化した災害のレベルや緊急度に応じて機械設備を安全に停止するための工場安全停止システムに関する。

従来、工場や農業施設等のような複数の機械設備が設置された施設において、地震や水害などの災害が発生した際には、該施設で作業している作業者が各機械設備の稼働状況と災害の規模や緊急度を考慮して、各機械設備の稼動を停止するか否かの決定を行い、該決定に従って各機械設備を順次停止する操作を行っていた。

災害時の設備の運転停止を支援する従来技術として、例えば特許文献１には、エリア別、レベル別に感震器信号を判別し、揺れの大きいエリアだけのガスの供給を停止する発明が開示されている。また、特許文献２には、地震の発生を検出した時にＳ波が到達する前に、必要な場合だけ施設の稼動を停止することができるように判別する発明が開示されている。更に、特許文献３には、各工場の設備毎に被害発生予測を行い、設備毎に稼動・停止を判断する発明が開示されている。

特許第４１５９７７２号公報 特許第４９１４６５８号公報 特許第５２５１６５０号公報

しかしながら、工場や農業施設等のような複数の機械設備が設置された施設において、各機械設備が稼働している最中にこれら機械設備を停止した場合、当該機械設備で処理されている製品の品質が低下し、場合によっては処理中の製品が売り物になる品質を維持することができずに廃棄しなければならなくなる場合もある。一般に、地震等の災害が発生した場合には、作業中の作業者の安全等を考慮して機械設備を停止させることが望ましいが、災害の規模があまり大きくない場合や緊急度が低い場合には、各機械設備で現在行っている処理が完了するまで機械を停止しなくても作業者に危険が及ばない場合もある。しかしながら、このような判断は災害に直面している現場で作業している作業者が冷静に判断することは難しい。また、上記した特許文献１〜３に開示される技術は、災害の到来を判断の基準としているものであり、災害の規模や緊急度に応じて機械設備の制御を行うものではない。

そこで本発明の目的は、災害の規模や緊急度に応じたレベルで安全に機械設備を停止することを可能とする工場安全停止システムを提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、災害発生時における当該災害の災害レベルに応じて施設に設置した複数の機械設備を停止するか否かを管理する工場安全停止システムであって、前記施設に設置した前記複数の機械設備の稼動状態を管理する稼動管理ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備え、前記稼動管理ＰＬＣは、前記災害を検出可能な災害検出器から前記災害に係る情報を取得可能であり、前記災害の災害レベルと前記複数の機械設備のそれぞれに係る運転停止に係る条件とが関連付けられて設定された停止基準テーブルを予め記憶しており、前記停止基準テーブルと前記災害検出器から取得した前記災害に係る情報に含まれる前記災害の災害レベルとに基づいて前記複数の機械設備の停止パターンを決定する停止パターン決定部と、前記停止パターンに従って前記複数の機械設備を停止する機械設備停止制御部とを備える、という技術的手段を講じた。

請求項２記載の発明は、停止パターン決定部において、災害に係る情報に基づいて緊急度を算出し、算出した緊急度と、停止基準テーブル及び災害レベルに基づいて、複数の機械設備の停止パターンを決定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、複数の稼動管理ＰＬＣが取得した災害に係る情報を収集して管理するシステム管理サーバを更に備え、前記システム管理サーバは、複数の稼動管理ＰＬＣの内の一つの稼動管理ＰＬＣから収集した災害に係る情報を他の稼動管理ＰＬＣに送信することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、施設に設置した複数の機械設備の稼動状態を管理する稼動管理ＰＬＣであって、災害を検出可能な災害検出器から前記災害に係る情報を取得可能であり、前記災害の災害レベルと前記複数の機械設備のそれぞれに係る運転停止条件との関係が設定された停止基準テーブルを予め記憶しており、前記停止基準テーブルと前記災害検出器から取得した前記災害に係る情報に含まれる前記災害の災害レベルとに基づいて前記複数の機械設備の停止パターンを決定する停止パターン決定部と、前記停止パターンに従って前記複数の機械設備を停止する機械設備停止制御部とを備えることを特徴とする。

本発明により、食品工場や農場施設等において、地震や水害などの災害の規模や緊急度に応じて、災害の規模が小さい場合には製品の品質等を考慮した機械設備の停止を行い、災害の規模が大きい場合や緊急度が高い場合には、工場で作業している作業者の危険を考慮して各機械設備を緊急停止する、といったような、状況を考慮した機械設備の停止制御を行うことが可能となる。

一実施形態の工場安全停止システムの構成を示すブロック図である。 一実施形態による設備管理ＰＬＣの構成を示すブロック図である。 一実施形態による地震に係る停止基準テーブルの例を示す図である。 一実施形態による水害に係る停止基準テーブルの例を示す図である。 一実施形態による停止パターンの例を示す図である。 他の実施形態による停止パターンの例を示す図である。

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態による工場安全停止システムの構成を示すブロック図である。図１に示す実施形態では、本発明の工場安全停止システム１により、精米工場に設置した機械設備を管理する例を示している。

図１に示すように工場安全停止システム１は、精米工場２の建屋内に設置された玄米を貯蔵する玄米タンク３，計量機４，一時貯留機５、精米機６、シフタ７、色彩選別機８、計量機９、精米された白米を貯蔵する白米タンク１０などの機械設備と、それぞれの機械設備が備える稼動センサが検出した各機械設備の稼動状態を取得して一元管理する稼動管理ＰＬＣ２０を備える。稼動管理ＰＬＣ２０と各機械設備とは、有線／無線の通信ライン４０で接続され、稼動管理ＰＬＣ２０は、該通信ライン４０を介した通信により各機械設備の稼動状態を取得し、また、各機械設備に対して稼動の開始や停止などの稼動状態を変更する指令をすることが可能となっている。

また、稼動管理ＰＬＣ２０は、サービスセンター６０に設置されたシステム管理サーバ６１とインターネットなどの広域ネットワーク５０を介して接続され、システム管理サーバ６１において精米工場２に設置されている各機械設備の稼動状態を一元管理することができるように構成されている。サービスセンター６０は、精米工場２に設置される機械設備のメンテナンス等のための施設であり、例えば、機械設備を提供するメーカの本社、支店、営業所などが想定される。そして、サービスセンター６０に設けられたシステム管理サーバ６１は、精米工場２や他の施設に設置された稼動管理ＰＬＣ２０から収集した各機械設備の稼働状態に係る情報を解析し、異常な状態にある機械設備に係る情報を管理者に対して提示するなど、各機械設備のメンテナンス等の支援を行う。

稼動管理ＰＬＣ２０には、地震を検出するための地震検出器３０Ａや、水害による冠水を検出するための冠水検出器３０Ｂなどのような、災害の発生状況を検出するための災害検出器３０が接続されており、稼動管理ＰＬＣ２０は、災害検出器が災害の発生を検出した際に、当該災害に係る情報を取得できるように構成されている。災害検出器３０は、災害に係る情報として、少なくとも災害の規模を示す災害レベルを検出可能であることが望ましく、更に、災害が検出されてから当該災害の被害を精米工場２が受けるまでの時間に係る緊急度を決定するために必要な情報（災害が検出された時刻、災害が検出された位置など）を検出可能であってもよい。災害検出器３０の１つである地震検出器３０Ａの例としては、例えば、設置位置における揺れの大きさを検出する地震監視用振動検出器や、感震センサなどが挙げられる。地震検出器３０Ａの他の例としては、気象庁などが通知する緊急地震速報を受信する装置などを利用することも可能である。災害検出器３０の１つである冠水検出器３０Ｂの例としては、例えば、設置位置における水位を検出する冠水センサなどが挙げられる。稼動管理ＰＬＣ２０は、災害検出器３０との間を入出力インタフェース等を介して接続しても良いし、通信ライン４０を介して接続するようにしても良い。また、災害検出器３０を機械設備に接続し、稼働管理ＰＬＣ２０は当該機械設備を介して災害検出器３０が検出した災害に係る情報を取得するようにしても良い。更に、稼動管理ＰＬＣ２０は、災害検出器３０から入力された災害に係る情報を、サービスセンター６０に設置されたシステム管理サーバ６１との間で送受信するようにしても良い。この場合、稼動管理ＰＬＣ２０は、他の稼動管理ＰＬＣ２０がシステム管理サーバ６１に対して送信した災害に係る情報を受信し、自分が管理している機械設備の停止制御に活用するようにしても良い。

図２は、本実施形態による設備管理ＰＬＣの構成を示すブロック図である。図２に示すように、設備管理ＰＬＣ２０は、停止パターン決定部２１、機械設備停止制御部２２を備え、また、ユーザにより予め設定された停止基準テーブルを記憶する停止基準テーブル記憶部２３を備える。

停止パターン決定部２１は、地震検出器３０Ａ、冠水検出器３０Ｂなどにより例示される災害検出器３０から取得した災害に係る情報と、停止基準テーブル記憶部２３に記憶された停止基準テーブルとに基づいて、各機械設備の停止パターンを決定する。停止基準テーブルには、災害レベルと関連付けて更に予め定められた停止時間を設定するようにしても良い。停止基準テーブルは、精米工場２で作業をしている作業者が必要に応じて設定できるようにしても良い。図３は、災害が地震である場合における停止基準テーブルの例を示す図である。図３に例示されるように、停止基準テーブルには少なくとも災害の規模を示す災害レベルと、それぞれの災害レベルにおける各機械設備の運転停止に係る条件とが関連付けられて設定されている。図３に示す例では、例えば、災害レベルが震度５弱以上（そして、震度６弱未満）においては、精米に係るＦＡシステムは、精米工程に対して設けた地震時停止時間に達するまでに精米工程は自動乃至手動で停止するようにし、その他の工程については即時停止するように運転停止に係る条件が設定されている（図３の災害レベル欄、停止手順の概要欄、運転停止方法欄等を参照）。また、図４は、災害が水害である場合における停止基準テーブルの例を示す図である。図４に示す例では、例えば、災害レベルが水位１０〜３０ｃｍにおいては、精米に係るＦＡシステムは、各工程に対して設けた水害時停止時間に達するまで各工程を主導で停止するように運転停止に係る条件が設定されている（図４の災害レベル欄、停止手順の概要欄、運転停止方法欄等を参照）。

停止パターン決定部２１は、災害検出器３０から取得した災害に係る情報に基づいて災害レベルを特定し、特定した災害レベルに基づいて停止基準テーブルを参照することにより運転停止に係る条件を取得する。そして、停止パターン決定部２１は、取得した運転停止に係る条件に基づいて各機械設備の停止パターンを決定する。停止パターン決定部２１は、運転停止に係る条件に基づいて予め定めた所定のルール（運転停止の対象となる機械設備の運転停止時の依存関係や、運転停止に掛かる時間等）に従って、各機械設備の停止パターンを決定するようにしても良い。停止パターン決定部２１は、災害が検出された時点から予め設定された停止時間までの間に機械設備の運転を停止するように停止パターンを決定するようにしても良い。また、停止パターン決定部２１は、災害検出器３０から災害が検出されてから当該災害の被害を精米工場２が受けるまでの時間に係る緊急度を決定するために必要な情報（災害が検出された時刻、災害が検出された位置など）を取得した場合には、当該情報に基づいて災害の被害を精米工場２が受けるまでの時間を算出（例えば、災害検出器３０により災害が検出された位置、及び精米工場２の現在位置から、災害が検出された位置からの距離を割り出し、地震波の速度と災害が検出された時刻、現在時刻から災害の被害を精米工場２が受けるまでの時間を算出できる）し、算出した時間を停止時間とした停止パターンを決定するようにしても良い。また、停止パターン決定部２１は、災害検出器３０から取得された情報に基づいて停止時間（災害の被害を精米工場２が受けるまでの時間）を算出した際に、算出した停止時間が予め定めた所定の余裕時間（作業者の手動操作等により機械設備を停止させるまでの通常の時間）よりも短い場合には、一部乃至全ての機械設備を自動停止する停止パターンを決定するようにしても良い。

図５は、停止パターン決定部２１が作成する停止パターンの例を示す図である。図５に示す例では、例えば災害のレベルが震度２以上（地震安全停止レベル１）である場合、停止基準テーブルを参照すると「ＦＡシステムの現在稼動している稼動データ完了後一旦停止し、次予約データは実行確認を必要とする。」とされているので、現在稼動している計量機４、一時貯留機５、精米機６、シフタ７、色彩選別機８、計量機９、白米タンク１０については停止することなく動作を継続し、玄米タンク３からの原料の供給を一時停止する停止パターンとする。運転停止方法については停止基準テーブルによれば「手動停止」とされているので、この停止パターンでは玄米タンク３を停止するように作業者に対してアラートを上げるようにする。また、例えば災害レベルが震度４以上（地震安全停止レベル２）である場合、停止基準テーブルを参照すると「ＦＡシステムの各工程に地震時停止時間を設けその時間に達すると工程が停止する。」とされているので、玄米タンク３からの原料の供給を一時停止し、ライン上の米が各機械設備に残らないように機械設備を順次停止する停止パターンとする。運転停止方法については停止基準テーブルによれば「手動停止」とされているので、この停止パターンでは各機械設備を順次停止するように作業者に対してアラートを上げるようにする。更に、例えば災害レベルが震度６弱以上（地震安全停止レベル４）である場合、停止基準テーブルを参照すると「即停止」とされているので、ライン上に米が残ったままで各機械設備を一斉に停止する停止パターンとする。運転停止方法については停止基準テーブルによれば「自動停止」とされているので、この停止パターンでは設備管理ＰＬＣ２０から直接指令することにより各機械設備を停止する。

機械設備停止制御部２２は、停止パターン決定部２１が決定した停止パターンに従って、各機械設備の稼動を停止する。機械設備停止制御部２２は、停止パターンにおいて、作業者に機械設備を停止するアラートを上げるようにされている場合には、警報やランプの点灯／点滅、画面に対する表示により停止対象となる機械設備を停止するよう作業者にアラートを上げる。また、機械設備停止制御部２２は、停止パターンにおいて、機械設備を自動的に停止するようにされている場合には、停止対象となる機械設備に対して直接停止信号等を出力することにより、または、各機械設備に対して電力を供給する電力供給路に設けられたブレーカーを意図的にトリップさせることにより、当該機械設備を自動的に停止する。なお、機械設備停止制御部２２は、停止パターンにおいて、作業者に機械設備を停止するアラートを上げるようにされている場合であっても、停止時間までに作業者が機械設備を停止しない場合には、停止対象となる機械設備に対して直接停止信号等を出力することにより当該機械設備を自動的に停止するようにしても良い。

なお、機械設備停止制御部２２により停止された各機械設備は、作業者が順次操作して再稼動するようにしても良いが、例えば、設備管理ＰＬＣ２０に復旧ボタン等を設け、該復旧ボタン等を操作することにより一斉に再稼動できるようにしても良い。

以上のように、地震や水害などの災害の発生が検出された際に、検出された災害の規模や災害の到達時間に基づいて稼動管理ＰＬＣ２０において工場に設置された各機械設備の停止パターンを決定し、決定した停止パターンに応じて各機械設備を停止することができるようになるため、災害の規模が小さい場合には製品の品質等を考慮した機械設備の停止を行い、災害の規模が大きい場合や緊急度が高い場合には、工場で作業している作業者の危険を考慮して各機械設備を緊急停止する、といったような、状況を考慮した機械設備の停止制御を行うことができるようになる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記した実施形態では、精米工場における機械設備を例として説明したが、例えば、籾摺工場、カントリーエレベーター、ライスセンター、炊飯工場等のその他の施設においても機械設備の稼動状態を管理することが可能である。図７は、籾摺工場の場合の停止パターンの例を示す図である。図７に示すように、各機械設備の稼動状態を把握できるようなプラントに対して、本発明の工場安全停止システムは効果的である。

また、各機械設備の災害における破損実績などを予め収集しておき、これに基づいて停止基準テーブルに対して災害発生時の機械設備の停止順序などを定義しておくことにより、災害によって破損しやすい機械設備を優先的に停止させる停止パターンが決定できるようにしても良い。この時、災害が地震である場合に振動機械を優先的に停止する停止順序としたり、災害が水害である場合に水に弱い機械設備を優先的に停止する停止順序としたりすることも可能である。

１ 工場安全停止システム
２ 精米工場
３ 玄米タンク
４ 計量機
５ 一時貯留機
６ 精米機
７ シフタ
８ 色彩選別機
９ 計量機
１０ 白米タンク
２１ 停止パターン決定部
２２ 機械設備停止制御部
２３ 停止基準テーブル記憶部
３０ 災害検出器
３０Ａ 地震検出器
３０Ｂ 冠水検出器
４０ 通信ライン
５０ 広域ネットワーク
６０ サービスセンター
６１ システム管理サーバ

Claims (4)

1. 災害の発生時における当該災害の災害レベルに応じて施設に設置した複数の機械設備を停止するか否かを管理する工場安全停止システムであって、前記施設に設置した前記複数の機械設備の稼動状態を管理する稼動管理ＰＬＣを備え、前記稼動管理ＰＬＣは、前記災害を検出可能な災害検出器から前記災害に係る情報を取得可能であり、前記災害の災害レベルと前記複数の機械設備のそれぞれに係る運転停止条件との関係が設定された停止基準テーブルを予め記憶しており、前記停止基準テーブルと前記災害検出器から取得した前記災害に係る情報に含まれる前記災害の災害レベルとに基づいて前記複数の機械設備の停止パターンを決定する停止パターン決定部と、前記停止パターンに従って前記複数の機械設備を停止する機械設備停止制御部とを備える、
   工場安全停止システム。
2. 前記停止パターン決定部は、前記災害に係る情報に基づいて緊急度を算出し、算出した緊急度と、前記停止基準テーブル及び前記災害レベルに基づいて、前記複数の機械設備の停止パターンを決定する、
   請求項１に記載の工場安全停止システム。
3. 複数の前記稼動管理ＰＬＣが取得した前記災害に係る情報を収集して管理するシステム管理サーバを更に備え、前記システム管理サーバは、複数の稼動管理ＰＬＣの内の一つの稼動管理ＰＬＣから収集した災害に係る情報を他の稼動管理ＰＬＣに送信する、
   請求項１または２に記載の工場安全停止システム。
4. 施設に設置した複数の機械設備の稼動状態を管理する稼動管理ＰＬＣであって、災害を検出可能な災害検出器から前記災害に係る情報を取得可能であり、前記災害の災害レベルと前記複数の機械設備のそれぞれに係る運転停止条件との関係が設定された停止基準テーブルを予め記憶しており、前記停止基準テーブルと前記災害検出器から取得した前記災害に係る情報に含まれる前記災害の災害レベルとに基づいて前記複数の機械設備の停止パターンを決定する停止パターン決定部と、前記停止パターンに従って前記複数の機械設備を停止する機械設備停止制御部とを備える、
   稼動管理ＰＬＣ。

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