JP2020071651A

JP2020071651A - 異常点検システムおよび異常点検方法

Info

Publication number: JP2020071651A
Application number: JP2018204953A
Authority: JP
Inventors: 広茂柏原; Hiroshige Kashiwabara; 西村　卓真; Takamasa Nishimura; 卓真西村; 和夫小埜; Kazuo Ono; 麗双佐々木; Reiso Sasaki; 淳平本田; Jumpei Honda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-07
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: JP6999532B2

Abstract

【課題】点検対象設備の異常を検知することができる、異常点検システムを提供すること。【解決手段】点検対象設備２から測定される物理量に基づいて点検対象設備の状態を判定する異常点検システム１は、点検対象設備の物理量を測定し、測定した物理量を解析することにより点検対象設備の状態に関して第１判定結果を作成する複数の無線子局１０と、各無線子機と通信可能に設けられ、各無線子機からの第１判定結果を解析することにより、点検対象設備の状態に関する第２判定結果を出力するデータ収集装置３０とを備え、データ収集装置は、各無線子機のうち異常を示す第１判定結果が取得された判定対象無線子局について、判定対象無線子局の所定範囲内に配置される他の所定の無線子局から取得された他の第１判定結果と判定対象装置から取得された第１判定結果とを照合することにより、第２判定結果を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、異常点検システムおよび異常点検方法に関する。

発電プラント、化学プラント、鉄鋼プラントなどの現場では、作業員が設備の稼動音を聞いて正常かどうかを判断することがある。しかし、異音を聞き分けることができるためには、経験が必要である。さらに、広い現場をあちこち歩き回って耳で点検するため、作業員の負荷も大きい。しかも近年では、熟練作業員の高齢化が進み、新たな作業員の確保も難しい。そこで、特許文献１に記載のように、監視対象物の音響データをマイクロフォンで検出し、監視対象物から離れた場所の監視処理装置へ無線伝送するシステムが提案されている。

特開２００９−２７３１１３号公報

特許文献１に記載の従来技術では、監視処理装置は、現場の監視装置から受信した音響データから周波数スペクトルを算出し、ニューラルネットワークモデルにより監視対象物の異常発生を検知する（特許文献１段落００６６）。しかし、発電所やプラントなどの現場設備では、マイクロフォンが監視対象物以外の周囲の音まで検出してしまうため、監視対象物で生じる異音のみを検知する事は難しい。

また、プラントの現場設備にいわゆる後付けでセンサ装置を設置する場合、有線の電源を得ることが難しい。したがって、センサ装置は内蔵電池を動力源として作動するため、消費電力の大きい処理を実行すると、すぐに電池が切れてしまい、電池交換の頻度が高くなり、使い勝手が低い。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、消費電力を低減しつつ、点検対象設備の異常を検知することができる異常点検システムおよび異常点検方法を提供することにある。

本発明の一つの観点に従う異常点検システムは、点検対象設備の物理量を測定し、測定した物理量を解析することにより点検対象設備の状態に関して第１判定結果を作成する複数のセンサ装置と、各センサ装置と通信可能に設けられ、各センサ装置からの第１判定結果を解析することにより、点検対象設備の状態に関する第２判定結果を出力するデータ収集装置とを備え、データ収集装置は、各センサ装置のうち異常を示す第１判定結果が取得された判定対象センサ装置について、判定対象センサ装置の所定範囲内に配置される他の所定のセンサ装置から取得された他の第１判定結果と判定対象装置から取得された第１判定結果とを照合することにより、第２判定結果を出力する。

本発明によれば、センサ装置の第１判定結果が異常を示す場合には、データ収集装置が他の所定のセンサ装置からの第１判定結果と照合するため、点検対象設備の異常の検知精度を向上させることができる。

点検対象設備および無線子局の配置図。第１実施例に係る異常点検システムの全体説明図。第１実施例に係る異常点検システムの全体の処理を示すフローチャート。第１実施例に係る無線子局の処理を示すフローチャート。無線子局の解析部の処理を示すフローチャート。無線親局の処理を示すフローチャート。データ収集装置の処理を示すフローチャート。データ収集装置の異常検知部の処理を示すフローチャート。点検対象設備の検知可能範囲の説明図。第２実施例に係る異常点検システムの全体説明図。第２実施例に係る異常点検システムの全体の処理を示すフローチャート。第２実施例に係る無線子局の処理を示すフローチャート。判定対象無線子局の第２処理および無線親局の第２処理を示すフローチャート。データ収集装置の第２処理を示すフローチャート。データのフォーマット例。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、プラントなどの現場設備で発生する音（稼働音）データを収集し、収集した音データを解析し、現場設備の状態を判定する。

なお、以下の説明では、現場に配置された複数の無線子局（センサ装置）のうち、判定対象の無線子局のことを「判定対象無線子局」と呼ぶ場合がある。「他の所定の無線子局」は、各無線子局の内の判定対象無線子局以外の無線子局であり、判定対象無線子局から所定範囲内に設置される無線子局である。「第１判定結果」は、判定対象無線子局が作成した第１判定結果である。「他の第１判定結果」は、他の所定の無線子局が作成した第１判定結果である。

本実施形態では、後述のように、無線子局１０にマイク１１を設け、一定時間ごとにマイク１１を起動させ、点検対象設備２の稼動音を収集させる。無線子局１０は、収集した稼動音データを解析し、点検対象設備２の状態を示す第１判定結果として、データ収集装置３０へ向けて送信する。データ収集装置３０は、第１判定結果が異常である場合には、他の所定の無線子局１０から取得された他の第１判定結果と照合する。他の所定の無線子局１０の他の第１判定結果も異常を示す場合には、判定対象無線子局からの第１判定結果は、点検対象設備２の周囲の環境の音（以下、環境音）による誤検出と判断することができる。これにより、点検対象設備２の周囲で一時的に発生するノイズ等の環境音による影響を低減することができるため、点検対象設備２の異常の検知精度を向上させることができる。

図１〜図９，図１５を用いて第１実施例を説明する。図１は、点検対象設備２および無線子局１０の配置図である。本実施例の異常点検システム１は、例えば、発電プラント、化学プラント、鉄鋼プラント、機械加工プラント等のプラントに適用される。

プラントには、例えば、モータ、ポンプ、コンプレッサ、タービン、ボイラ、プレスマシン、切断機、射出成形機等の音を発生させる設備２（１），２（２）が設けられている（特に区別しない場合には、設備２と示す場合がある）。それら音を発生させる設備２の少なくとも一部は、異常点検システム１による監視対象（点検対象）となる。以下、監視対象の設備２を点検対象設備２と呼ぶ。

点検対象設備２（１），２（２）の近傍には、「センサ装置」としての無線子局１０（１），１０（２）（特に区別しない場合には無線子局１０と示す場合がある）がそれぞれ設けられる。無線子局１０（１）は、点検対象設備２（１）を監視する。無線子局１０（２）は、点検対象設備２（２）を監視する。各無線子局１０は、点検対象設備２に接触して設けられてもよいし、点検対象設備２から離れて設けられてもよい。無線子局１０は、一つの点検対象設備２に複数設けられてもよい。

図２は、第１実施例に係る異常点検システム１の全体説明図である。異常点検システム１は、複数の無線子局１０と、無線親局２０と、データ収集装置３０とを有する。

無線子局１０は、点検対象設備２の「物理量」または「第１の物理量」としての稼働音を測定する装置である。無線子局１０は、測定した稼働音を解析することにより、点検対象設備２の状態に関する第１判定結果を作成する。無線子局１０は、例えば、「音センサ」の一例としてのマイク１１と、解析部１２と、無線通信部１３と、電源部１４とを備える。ここでは、センサ機能と無線通信機能とを一体化した無線子局１０を示すが、それぞれ別々に構成されたセンサ機能と無線通信機能とを接続することにより無線子局１０を形成してもよい。

マイク１１は、点検対象設備２の発する稼働音を収集し、電気信号として出力する。マイク１１の出力する電気信号は、解析部１２へ入力される。解析部１２は、マイク１１の収集した稼働音を解析して、点検対象設備２の状態に関する第１判定結果を作成する。解析部１２は、第１判定結果を無線通信部１３へ送る。

無線通信部１３は、無線親局２０を介して、データ収集装置３０と無線通信可能に接続される。無線通信部１３は、無線親局２０の無線通信部２１と無線通信することにより、解析部１２で生成された第１判定結果のパケットをデータ収集装置３０へ送信する。第１判定結果のパケット（図１５で後述）は、無線通信経路Ｌ１に示すように無線親局２０に送信され、さらに無線通信経路Ｌ２に示すように無線親局２０からデータ収集装置３０へ送信される。なお、近接する各無線子局１０間では、各無線子局１０に設けられる無線通信部１３同士が通信することで、いわゆるバケツリレー方式でパケットを転送することもできる。

図１５は、第１判定結果を含むパケットＤ１の構成例を示す。パケットＤ１は、第１判定結果（図中、稼働音データ判定結果）を格納する。パケットＤ１に宛先等を格納したヘッダ等が加えられて、無線親局２０へ送信される。

図２に戻り、電源部１４は、マイク１１，解析部１２および無線通信部１３へ内蔵電池の電力を供給する。内蔵電池の種類は問わない。電源部１４は、後述する給電制御部２２から無線通信部１３を介して制御信号を受信する。これにより、電源部１４は、電力の供給を開始または停止させる。

無線親局２０は、複数の無線子局１０と無線通信し、各無線子局１０からのパケット（第１判定結果）をデータ収集装置３０へ送信する。無線親局２０は、無線通信部２１と、給電制御部２２とを有する。なお、無線親局２０の機能をデータ収集装置３０が備えてもよい。この場合には、無線子局１０は、データ収集装置３０と直接無線通信することができる。

無線通信部２１は、無線子局１０の無線通信部１３と、データ収集装置３０の無線通信部３１とに無線通信可能に接続される。給電制御部２２は、所定のタイミングで無線子局１０を起動または停止させる制御信号を無線子局１０の電源部１４へ送信する機能である。所定のタイミングは、一定の周期でもよいし、あるいは不定でもよい。さらには、所定のタイミングは、ユーザが設定してもよい。

データ収集装置３０は、各無線子局１０と通信可能に設けられる。データ収集装置３０は、各無線子局１０から受信した第１判定結果を解析することにより、点検対象設備２の状態に関する第２判定結果を出力する。データ収集装置３０は、例えば、マイクロプロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置、入出力回路、通信回路、ユーザインターフェース装置（いずれも不図示）等を備えるコンピュータとして構成されてもよい。

データ収集装置３０は、無線通信部３１と、位置記憶部３２と、データ化部３３と、異常検知部３４と、出力部３５とを備える。無線通信部３１は、無線親局２０と通信する機能である。無線通信部３１は、無線通信部２１から受信したパケットをデータ化部３３へ送る。位置記憶部３２は、プラント内に配置された各無線子局１０の位置情報を記憶する機能である。位置記憶部３２は、各無線子局１０の位置情報をデータ化部３３へ送る。

データ化部３３は、各無線子局１０から受信した第１判定結果のパケットから第１判定結果を取り出す機能である。また、データ化部３３は、第１判定結果と、各無線子局の位置情報とを紐づけて整理する機能である。データ化部３３は、第１判定結果と位置情報とを異常検知部３４へ送る。

異常検知部３４は、各無線子局１０から受信した第１判定結果を解析し、点検対象設備２の状態に関する第２判定結果を作成する機能である。異常検知部３４は、作成した第２判定結果を出力部３５へ送る。

出力部３５は、第２判定結果を、例えば、ディスプレイ、プリンタ、音声合成装置等へ出力させる機能である。出力部３５は、異常検知部３４による第２判定結果を電子メールのような電子的手段を通じて、作業員（管理者を含む）へ通知してもよい。あるいは、出力部３５は、プラント制御システム等のような他の装置に対して、異常検知部３４による第２判定結果を通知してもよい。

図３は、第１実施例に係る異常点検システム１の全体の処理を示すフローチャートである。無線親局２０の給電制御部２２は、所定のタイミングが到来したか監視しており（Ｓ１）、所定のタイミングが到来すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、各無線子局１０の稼働を開始させる（Ｓ２）。

各無線子局１０側の処理へ移動する（Ｓ１０）。図４は、第１実施例に係る各無線子局１０の処理を示すフローチャートである。マイク１１は、電源部１４から電力が供給されることで起動する（Ｓ１１）。マイク１１は、点検対象設備２の稼働音を収集する（Ｓ１２）。マイク１１により収集されて電気信号に変換された稼働音データは、解析部１２へ入力される（Ｓ１３）。図５にて後述する解析部１２の処理（Ｓ１００）が終了後、無線通信部１３は、解析部１２の処理にて解析した第１判定結果を含むパケットを、無線通信部１３へ送る（Ｓ１４）。

図５は、無線子局１０の解析部１２の処理（Ｓ１００）を示すフローチャートである。解析部１２は、例えば、マイク１１から入力された稼働音のデータを解析する（Ｓ１０１）。解析方法は、例えば、予め設定された所定の周波数毎の音の強度を抽出し、正常時から外れた異音が発生しているか否かを判定することが挙げられる。

解析部１２は、点検対象設備２にて異音が発生しているか否かを確認する（Ｓ１０３）。点検対象設備２にて異音が発生していると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、解析部１２は、点検対象設備で異常が発生していると判定する（第１判定結果）（Ｓ１０４）。点検対象設備２の稼働音が正常であると（Ｓ１０３：ＮＯ）、解析部１２は、点検対象設備２が正常であると判定する（第１判定結果）（Ｓ１０５）。

図３に戻り、異常点検システム１の処理は、無線親局２０の処理（Ｓ２０）に移動する。図６は、無線親局２０の処理を示すフローチャートである。無線親局２０は、各無線子局１０から第１判定結果を含むパケットを受信すると（Ｓ２１）、その第１判定結果を含むパケットをデータ収集装置３０へ転送する（Ｓ２２）。第１判定結果を含むパケットのヘッダには、最終目的地であるデータ収集装置３０を特定するネットワークアドレスまたは識別情報が含まれているため、無線子局１０から送信された第１判定結果のパケットは、途中で他の装置を経由した場合でも、データ収集装置３０へ到達する。

図３に戻り、異常点検システム１の処理は、データ収集装置３０の処理（Ｓ３０）に移動する。図７は、データ収集装置３０の処理を示すフローチャートである。無線通信部３１は、無線親局２０を介して各無線子局１０から第１判定結果を含むパケットを受信する（Ｓ３１）。データ化部３３は、無線通信部３１にて受信したパケットから第１判定結果を取り出して、第１判定結果と位置情報とを紐付ける（Ｓ３２）。

データ収集装置３０の処理は、異常検知部３４の処理に移動する（Ｓ３００）。図８は、データ収集装置３０の異常検知部３４の処理を示すフローチャートである。異常検知部３４は、各無線子局１０の第１判定結果が異常を示しているか確認する（Ｓ３０１）。異常検知部３４は、ある無線子局１０の第１判定結果が異常を示していると確認すると（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、その無線子局１０を判定対象無線子局１０とする（Ｓ３０２）。

異常検知部３４は、判定対象無線子局１０の位置情報から、他の所定の無線子局を確認する（Ｓ３０３）。他の所定の無線子局は、各無線子局１０のうち判定対象無線子局１０の検知可能範囲に重なり合う検知可能範囲を有する無線子局１０であって、判定対象無線子局１０との距離が所定距離内である無線子局１０である。たとえば、図９に示すように、無線子局１０（１）の検知可能範囲３（１）と、無線子局１０（２）の検知可能範囲３（２）とは、重なり合う。無線子局１０（１）が判定対象無線子局１０である場合において、他の所定の無線子局は、無線子局１０（２）とすることができる。

異常検知部３４は、他の所定の無線子局１０の他の第１判定結果を照合する（Ｓ３０４）。異常検知部３４は、異常を示している他の第１判定結果を有する他の所定の無線子局１０が所定数以内である場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）には、点検対象設備２に異常が発生していると判定する（第２判定結果）。すなわち、他の所定の無線子局における他の第１判定結果が正常を示している場合には、異常検知部３４は、点検対象設備２に異常が発生していると判定する（第２判定結果）。

ここで、「所定数」とは、例えば０である。すなわち、一つの無線子局１０だけが異常を検知しており、他の所定の無線子局１０のいずれもが異常を検知していない場合には、異常を検知した無線子局１０の判断が正しいものと推定する。点検対象設備２の周囲で生じた一時的な強い異音により、その周辺の複数の無線子局１０が異常を検知することが考えられるため、複数の無線子局１０で異常が検知された場合には、むしろ正常であると判定する。ただし、所定数を１以上の値に設定してもよい。この場合、データ収集装置３０は、マイク１１で検知された音信号の強弱も考慮することにより、無線子局１０での異常判定が正常であるか否かを判定すればよい。

異常検知部３４は、無線子局１０の第１判定結果が正常を示していると確認する場合（Ｓ３０１：ＮＯ）には、判定対象無線子局１０が測定した異音が環境音であると判断する。また、異常を示している他の所定の無線子局１０が所定数を超えている場合（Ｓ３０４：ＮＯ）には、異音が環境音であると判断する。これにより、データ収集装置３０は、点検対象設備２が正常であると判定する（第２判定結果）（Ｓ３０６）。すなわち、他の所定の無線子局における他の第１判定結果が異常を示している場合には、異常検知部３４は、点検対象設備２が正常であると判定する（第２判定結果）。

図３に戻り、出力部３５は、異常検知部３４にて作成された第２判定結果を出力部３５で出力する（Ｓ３）。第２判定結果の出力先は、例えば、データ収集装置３０に接続されたユーザインターフェース装置（ディスプレイ、プリンタ等）、プラント管理システム等の他の装置、の少なくともいずれか一つである。無線親局２０は、各無線子局１０に停止信号を送信し、各無線子局１０を停止させる（Ｓ４）。

このように構成される本実施例によれば、データ収集装置３０は、判定対象無線子局１０の第１判定結果について、点検対象設備２の異音であるか否かの判断をすることが可能である。したがって、異常点検システム１は、点検対象設備２の異常の判定精度を向上させることができる。この結果、点検対象設備２を監視する作業員の負担を抑制することができる。また、本実施例の異常点検システム１では、環境音が発生する場所にも無線子局１０を設置する事ができ、無線子局１０を設置する自由度の向上が期待できる。

無線子局１０は、点検対象設備２に異常が発生しているか否かの第１判定結果をデータ収集装置３０へと送信することが可能である。したがって、稼働音のデータを収集装置３０へ送信することと比較して、無線子局１０は、無線通信するのに要する電力エネルギを少なくすることができる。これにより、電源部１４の内蔵電池の消耗を抑制することができる。この結果、無線子局１０の電池交換頻度を少なくし、長期間にわたって点検対象設備２を監視することができる。本実施例の異常点検システム１では、電池交換の頻度を少なくできるため、異常点検システム１の運用コストを低減できるばかりか、使い勝手が向上する。

図１０〜図１５を用いて第２実施例を説明する。第２実施例は、第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。図１０は、第２実施例に係る異常点検システム１Ａの全体説明図である。異常点検システム１Ａは、無線子局１０Ａと、無線親局２０と、データ収集装置３０Ａとを有する。なお、無線子局１０Ａおよびデータ収集装置３０Ａは、第１実施例における無線子局１０およびデータ収集装置３０と相違する。

無線子局１０Ａは、点検対象設備２の「第１物理量」としての稼働音を測定し、測定した稼働音を解析することにより、点検対象設備の状態に関する第１判定結果を作成する装置である。また、無線子局１０Ａは、点検対象設備２の「第２物理量」としての振動および温度を測定し、振動データおよび温度分布データ（以下、特に区別しない場合には、「振動温度データ」と示す場合がある）を保存する装置である。

無線子局１０Ａは、稼働音を測定するマイク１１と、解析部１２と、加速度（振動）センサ１５と、データ収集部１６と、「温度センサ」としてのＩＲ（赤外線）センサ１７と、データ収集部１８と、無線通信部１３Ａと、電源部１４Ａとを有する。加速度センサ１５およびＩＲセンサ１７は、「第２センサ」の一例である。なお、無線通信部１３Ａおよび電源部１４Ａは、第１実施例における無線通信部１３および電源部１４と相違する。

加速度センサ１５は、点検対象設備２の発する振動を収集し、電気信号として出力する。加速度センサ１５の出力する電気信号は、データ収集部１６へ入力される。データ収集部１６は、加速度センサ１５で測定した振動データを保存する機能である。また、データ収集部１６は、後述する異常検知部３４Ａから要求された場合、振動データを無線通信部１３Ａに送信する。

ＩＲセンサ１７は、点検対象設備２の発する温度を収集し、電気信号として出力する。ＩＲセンサ１７の出力する電気信号は、データ収集部１８へ入力される。データ収集部１８は、ＩＲセンサ１７で測定した温度分布データを保存する機能である。また、データ収集部１８は、後述する異常検知部３４Ａから要求された場合、温度分布データを無線通信部１３Ａへ送信する。なお、「温度センサ」は、ＩＲセンサに限らず、例えば、サーミスタ、熱電対、白金側温抵抗体（Ｐｔ１００）等が挙げられる。

無線通信部１３Ａは、解析部１２で生成された第１判定結果を含むパケットをデータ収集装置３０Ａへ送信する機能である。また、無線通信部１３Ａは、データ収集部１６で保存された振動データを含むパケットをデータ収集装置３０Ａへ送信する機能である。また、無線通信部１３Ａは、データ収集部１８で保存された温度分布データを含むパケットをデータ収集装置３０Ａへ送信する機能である。

図１５は、パケットＤ２，Ｄ３，Ｄ４の構成例を示す。パケットＤ２は、加速度センサで測定した振動データを格納する。パケットＤ３は、ＩＲセンサで測定した温度分布データを格納する。パケットＤ２、Ｄ３に宛先等を格納したヘッダ等が加えられて、無線親局２０へ送信される。なお、送信するパケットは、パケットＤ２の振動データと、パケットＤ３の温度分布データとをまとめたパケットＤ４としてもよい。

図１０に戻り、電源部１４Ａは、マイク１１、解析部１２、無線通信部１３Ａ、加速度センサ１５、データ収集部１６、ＩＲ（赤外線）センサ１７およびデータ収集部１８へ内蔵電池の電力を供給する。内蔵電池の種類は問わない。電源部１４Ａは、給電制御部２２から無線通信部１３Ａを介して制御信号を受信することで、電力の供給を開始または停止する。

データ収集装置３０Ａは、各無線子局１０Ａと通信可能に設けられる。また、データ収集装置３０Ａは、各無線子局１０Ａから受信した第１判定結果を解析することにより、点検対象設備２の状態に関する第２判定結果を作成する機能である。また、データ収集装置３０Ａは、第２判定結果が異常を示す場合に、判定対象無線子局１０Ａの振動温度データを解析することで、第３判定結果を出力する機能である。データ収集装置３０Ａは、例えば、マイクロプロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置、入出力回路、通信回路、ユーザインターフェース装置（いずれも不図示）等を備えるコンピュータとして構成されてもよい。

データ収集装置３０Ａは、無線通信部３１と、位置記憶部３２と、データ化部３３Ａと、異常検知部３４Ａと、出力部３５とを有する。なお、データ化部３３Ａおよび異常検知部３４Ａは、第１実施例におけるデータ化部３３および異常検知部３４と相違する。

データ化部３３Ａは、各無線子局１０Ａから受信した第１判定結果のパケットから第１判定結果を取り出す機能である。まら、データ化部３３Ａは、第１判定結果と、各無線子局１０Ａの位置情報とを紐付ける機能である。また、データ化部３３Ａは、各無線子局１０Ａから受信した振動データおよび温度分布データのパケットから振動温度データを取り出して復元する機能である。データ化部３３Ａは、第１判定結果と、振動温度データとを異常検知部３４Ａに送信する。

異常検知部３４Ａは、無線子局１０Ａから受信した第１判定結果を解析し、点検対象設備２の状態に関する第２判定結果を作成する機能である。また、異常検知部３４Ａは、第２判定結果が異常を示す場合に、判定対象無線子局１０Ａの振動温度データを解析することで、第３判定結果を作成する機能である。異常検知部３４Ａは、無線通信部３１を介してデータ収集部１６，１８と通信することができる。異常検知部３４Ａは、出力部３５へ第３判定結果を送信する。

図１１は、第２実施例に係る異常点検システム１Ａの全体の処理を示すフローチャートである。図１１の無線子局１０Ａの処理におけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ２０，Ｓ３０は、図４の説明にて述べた無線子局１０の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

無線子局１０Ａが起動した（Ｓ２）後に、異常点検システム１Ａの処理は、無線子局１０Ａの処理に移動する（Ｓ１０Ａ）。図１２は、第２実施例に係る無線子局１０Ａの処理を示すフローチャートである。図１２の無線子局１０Ａの処理におけるステップＳ１３，Ｓ１００，Ｓ１４は、図４にて説明した無線子局１０の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

マイク１１，加速度センサ１５およびＩＲセンサ１７は、電源部１４Ａが入ることで起動する（Ｓ１１Ａ）。マイク１１は、点検対象設備２の稼働音を収集する。また、加速度センサ１５は、点検対象設備２の振動を収集する。また、ＩＲセンサ１７は、点検対象設備２の温度を収集する（Ｓ１２Ａ）。加速度センサ１５により収集されて電気信号に変換された振動データは、データ収集部１６で保存される。また、ＩＲセンサ１７により収集されて電気信号に変換された温度分布データは、データ収集部１８で保存される（Ｓ１５）。

図１１に戻り、無線親局２０の処理Ｓ２０およびデータ収集装置３０Ａの処理Ｓ３０を行うことで、データ収集装置３０Ａは、点検対象設備２の異常を判定する（第２判定結果）。第２判定結果が異常を示す場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、異常検知部３４Ａは、無線通信部３１を介して、判定対象無線子局１０Ａのデータ収集部１６，１８へと振動温度データの要求をする（Ｓ６）。第２判定結果が正常を示す場合（Ｓ５：ＮＯ）には、無線親局２０は、各無線子局１０Ａを停止させる（Ｓ４）。

異常点検システム１Ａの処理は、判定対象無線子局１０の第２処理へと移動する（Ｓ４０）。図１３は、判定対象無線子局１０Ａの第２処理および無線親局２０の第２処理を示すフローチャートである。判定対象無線子局１０Ａは、データ収集装置３０Ａから送信された振動温度データの要求信号を受信する（Ｓ４１）。データ収集部１６，１８は、無線通信部１３へ振動温度データを含むパケットを送る（Ｓ４２）。

異常点検システム１Ａの処理は、無線親局２０の処理に移動する（Ｓ５０）。無線親局２０は、判定対象無線子局１０Ａから振動温度データを含むパケットを取得する（Ｓ５１）。無線親局２０は、振動温度データを含むパケットをデータ収集装置３０Ａへ転送する（Ｓ５２）。振動温度データを含むパケットのヘッダには、最終目的地であるデータ収集装置３０Ａを特定するネットワークアドレスまたは識別情報が含まれているため、判定対象無線子局１０Ａから送信された振動温度データのパケットは、途中で他の装置を経由した場合でも、データ収集装置３０Ａへ到達する。

図１１に戻り、異常点検システム１Ａの処理は、データ収集装置３０Ａの第２処理へと移動する（Ｓ６０）。図１４は、データ収集装置３０Ａの第２処理を示すフローチャートである。無線通信部３１は、無線親局２０から振動温度データを含むパケットを受信する（Ｓ６１）。データ化部は、受信したパケットから振動温度データを取り出して復元する（Ｓ６２）。

異常検知部３４Ａは、振動温度データを解析する（Ｓ６３）。解析方法は、例えば、判定対象無線子局１０Ａが測定した振動データと、正常時における振動データとを照合する。これにより、解析方法は、正常時から外れる異常な振動が点検対象設備２で発生しているか否かを判定することが挙げられる。また、解析方法は、例えば、判定対象無線子局１０Ａが測定した温度分布データと、正常時における温度分布データとを照合する。これにより、解析方法は、正常時の温度から外れる異常な温度が点検対象設備２で発生しているか否かを判定することが挙げられる。

異常検知部３４Ａは、点検対象設備２で異常が発生しているか否かを確認する（Ｓ６４）。振動温度データの解析結果が異常を示す場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）には、異常検知部３４Ａは、点検対象設備２に異常が発生していると判定する（第３判定結果）（Ｓ６５）。また、振動温度データの解析結果が正常値を示した場合（Ｓ６４：ＮＯ）には、異常検知部３４Ａは、無線子局１０にて測定された異音が環境音であると判断する。これにより、異常検知部３４Ａは、点検対象設備２が正常であると判定する（第３判定結果）（Ｓ６６）。出力部３５は、その第３判定結果を出力する（Ｓ６７）。図１１に戻り、無線親局２０は、各無線子局１０Ａに停止信号を送信し、各無線子局１０Ａを停止させる（Ｓ４）。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例における異常点検システム１Ａは、稼働音データ、振動データおよび温度分布データ等の複数の物理量を用いて、第３判定結果を作成する。これにより、異常点検システム１Ａは、点検対象設備２の異常を検知する精度をさらに向上させることができる。

なお、データ収集装置３０は、いわゆるクラウドサービスまたはオンプレミスのいずれでも実現できる。クラウドサービスの場合、ネットワーク上のデータ収集装置３０は、各地のプラントに分散されたセンサネットワークシステム（無線子局１０と無線親局２０の構成）を監視することができる。オンプレミスで運用する場合、データ収集装置３０は、センサネットワークシステムと同じプラント内に設置される。異音点検システムをクラウドサービスとして実現する場合、異なる事業者により運営される複数のプラントの設備状態を管理することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。上述の実施形態において、添付図面に図示した構成例に限定されない。本発明の目的を達成する範囲内で、実施形態の構成や処理方法は適宜変更することが可能である。

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれる。さらに特許請求の範囲に記載された構成は、特許請求の範囲で明示している組合せ以外にも組み合わせることができる。

１，１Ａ異常点検システム
２（１），２（２），２，２Ａ点検対象設備
１０（１），１０（２），１０，１０Ａ無線子機
２０無線親機
３０，３０Ａデータ収集装置

Claims

点検対象設備から測定される物理量に基づいて前記点検対象設備の状態を判定する異常点検システムであって、
前記点検対象設備の物理量を測定し、前記測定した物理量を解析することにより前記点検対象設備の状態に関して第１判定結果を作成する複数のセンサ装置と、
前記各センサ装置と通信可能に設けられ、前記各センサ装置からの前記第１判定結果を解析することにより、前記点検対象設備の状態に関する第２判定結果を出力するデータ収集装置とを備え、
前記データ収集装置は、前記各センサ装置のうち異常を示す第１判定結果が取得された判定対象センサ装置について、前記判定対象センサ装置の所定範囲内に配置される他の所定のセンサ装置から取得された他の第１判定結果と前記判定対象センサ装置から取得された前記第１判定結果とを照合することにより、前記第２判定結果を出力する、
異常点検システム。
前記他の所定のセンサ装置は、前記各センサ装置のうち前記判定対象センサ装置の検知可能範囲に重なり合う検知可能範囲を有するセンサ装置であって、前記判定対象センサ装置との距離が所定距離内であるセンサ装置である、
請求項１に記載の異常点検システム。
前記各センサ装置は、第１の物理量を測定する第１センサと、前記第１の物理量とは異なる第２の物理量を測定する少なくとも１つの第２センサとを有し、
前記各センサ装置は、前記第１センサが測定した第１の物理量を解析することにより前記点検対象設備の状態に関する第１判定結果を前記データ収集装置へ送信し、
前記データ収集装置は、前記各センサ装置のうち異常を示す第１判定結果が取得された判定対象センサ装置について、前記判定対象センサ装置の所定範囲内に配置される他の所定のセンサ装置から取得された他の第１判定結果と前記判定対象センサ装置から取得された前記第１判定結果とを照合し、
前記データ収集装置は、前記判定対象センサ装置から取得された前記第１判定結果と前記他の所定のセンサ装置から取得された前記他の第１判定結果との照合結果に基づいて、前記第１判定結果を肯定した場合には、前記判定対象センサ装置の有する第２センサから、前記第２の物理量に関するデータを取得する、
請求項１に記載の異常点検システム。
前記第１センサは、音センサであり、
前記第２センサは、加速度センサまたは温度センサの少なくともいずれか一つである、
請求項３に記載の異常点検システム。
前記各センサ装置は、内蔵電池により動作する、
請求項１に記載の異常点検システム。
前記各センサ装置は、無線親局を介して、前記データ収集装置と無線通信可能に接続される、
請求項１に記載の異常点検システム。
点検対象設備から測定される物理量に基づいて前記点検対象設備の状態を判定する異常点検方法であって、
前記点検対象設備の物理量を測定し、前記測定した物理量を解析する複数のセンサ装置から、前記点検対象設備の状態についての第１判定結果をデータ収集装置へ送信させ、
前記データ収集装置は、前記各センサ装置のうち異常を示す第１判定結果が取得された判定対象センサ装置について、前記判定対象センサ装置の所定範囲内に配置される他の所定のセンサ装置から取得された他の第１判定結果と前記判定対象センサ装置から取得された前記第１判定結果とを照合することにより、第２判定結果を出力する、異常点検方法。