JP2020118167A

JP2020118167A - 監視装置

Info

Publication number: JP2020118167A
Application number: JP2019007095A
Authority: JP
Inventors: 充昭舛井; Mitsuaki Masui
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-08-06

Abstract

【課題】従来の油圧計や油面計を交換することなく、装置の状況を検査可能な監視装置を提供すること。【解決手段】監視装置１は、集油装置２００の油面計２０１、圧油装置１００の油圧計１０１、並びに集油装置２００及び圧油装置１００の間に配置されるアンローダ３００の動作状態を示す動作表示部３０１をそれぞれ撮像する撮像部１０と、油面計２０１及び油圧計１０１に示されている数値を認識する数値認識部２３と、アンローダ３００の動作の１サイクルにおける、油面計２０１及び油圧計１０１のそれぞれの最大値及び最小値に基づいて、数値の変化率を算出する変化率算出部２５と、撮像された画像に含まれるアンローダ３００の動作状態に基づいて、アンローダ３００の少なくともアンロード動作中の動作時間間隔を算出する動作時間算出部２６と、算出された変化率及び動作時間間隔の少なくとも１つの異常を判断する判断部２７とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、監視装置に関する。

水力発電所において、圧油装置や集油装置が設けられている。圧油装置や集油装置は、例えば、水車のガイドベーンや発電機を油圧制御するために用いられる。このような圧油装置と集油装置との間には、集油装置から圧油装置に油を補給するポンプが設けられる。そして、圧油装置、集油装置、及びポンプは、作業員の定期的な巡視により保守管理されている。

圧油装置、集油装置、及びポンプの保守管理では、ポンプのオンロード時間間隔及びアンロード時間間隔を合わせた時間を１サイクルとして、データの測定が実施される。データの測定は、例えば、圧油装置の圧油タンクの油圧、集油装置の油面等について、オンロード時及びアンロード時に実施される。

ところで、オンロード開始時間において時刻、油圧、油面等を計測する場合であって、アンロード時間間隔が非常に長い場合、作業員は、次のオンロードの開始まで長時間待機する必要がある。そこで、保守管理を自動化した圧油装置制御システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２０２４２３号公報

特許文献１では、無線通信可能な圧油センサ及び油面センサを用いて油圧値や油面値を取得している。これにより、作業員が巡視せずとも油圧値や油面値を自動的に取得することができる。また、特許文献１では、オンロード時間の油圧値や油面値等の変化に基づいてポンプの良否を判定している。このように、自動的に油圧値や油面値を自動的に取得できるのは好適である。より好適には、従来の油圧計や油面計を交換することなく、装置の状況を検査できるのが好ましい。

本発明は、従来の油圧計や油面計を交換することなく、装置の状況を検査可能な監視装置を提供することを目的とする。

本発明は、集油装置及び圧油装置の状態を監視する監視装置であって、前記集油装置の油面計、前記圧油装置の油圧計、並びに前記集油装置及び前記圧油装置の間に配置されるアンローダの動作状態を示す動作表示部をそれぞれ撮像する撮像部と、撮像された画像に含まれる前記油面計及び前記油圧計に示されている数値を認識する数値認識部と、前記アンローダの動作の１サイクルにおける、前記油面計及び前記油圧計のそれぞれの最大値及び最小値に基づいて、数値の変化率を算出する変化率算出部と、算出された変化率及び動作時間間隔の少なくとも１つの異常を判断する判断部と、を備える監視装置に関する。

また、監視装置は、前記判断部が異常と判断した場合に、外部に異常の発生を報知する報知部をさらに備えるのが好ましい。

また、前記判断部は、算出された変化率が所定の値を超える場合に、変化率を異常と判断するのが好ましい。

また、前記判断部は、算出された動作時間間隔が所定の間隔よりも短い場合に、動作時間間隔を異常と判断するのが好ましい。

また、前記判断部は、算出された動作時間間隔が以前のサイクルの平均よりも所定以上短い場合に、動作時間間隔を異常と判断するのが好ましい。

また、前記動作時間算出部は、前記アンローダの動作中の間隔をオンロード時間間隔とするとともに、前記アンローダの不動作中の間隔をアンロード時間間隔として、前記アンローダの動作中及び不動作中の和を１サイクルとして、１サイクルの動作時間間隔を算出し、前記変化率算出部は、オンロード時間間隔の間の前記油圧計に示されている数値の最小値を前記圧油装置の油圧の最小値とするとともに、アンロード時間間隔の間の前記油圧計に示されている数値の最大値を前記圧油装置の油圧の最大値として油圧の変化率を算出するのが好ましい。

また、前記変化率算出部は、オンロード時間間隔の間の前記油面計に示されている数値の最大値を前記集油装置の油面の最大値とするととともに、アンロード時間間隔の間の前記油面計に示されている数値の最小値を油面の最小値として油面の変化率を算出するのが好ましい。

本発明によれば、従来の油圧計や油面計を交換することなく、装置の状況を検査可能な監視装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る監視装置の圧油装置等との配置関係を示す概略図である。一実施形態の監視装置を示すブロック図である。一実施形態の監視装置によって撮像される油圧計を示す概略平面図である。一実施形態の監視装置によって撮像される油面計を示す概略平面図である。一実施形態の監視装置によって撮像されるアンローダを示す概略平面図である。一実施形態の監視装置によって算出される時刻と油圧の変化率との関係を示す概略図である。一実施形態の監視装置の動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る監視装置１について、図１から図７を参照して説明する。
まず、監視装置１によって監視される圧油装置１００及び集油装置２００について説明する。

圧油装置１００及び集油装置２００は、例えば、水力発電所に設置される。圧油装置１００及び集油装置２００は、例えば、油圧を用いて、水車（図示せず）のガイドベーン（図示せず）等の対象機器を動作させる。圧油装置１００及び集油装置２００は、ポンプＰ及びアンローダ３００が配置された第１ラインＬ１を用いて接続される。また、圧油装置１００及び集油装置２００は、例えば、第１ラインＬ１とは別に、ドレンバルブＤが配置された第２ラインＬ２で接続される。

圧油装置１００には、対象機器を動作させるための所定の油圧の油が蓄積される。集油装置２００には、圧油装置１００に供給される油が蓄積される。圧油装置１００の油圧が所定以下に低下した場合、アンローダ３００は、第１ラインＬ１の接続先を集油装置２００及び圧油装置１００に切り替える。ポンプＰの動作により、所定の圧力の油が集油装置２００から圧油装置１００に供給される（以下、アンローダ３００の「オンロード動作」という）。一方、圧油装置１００の圧力が所定以上に上昇した場合、アンローダ３００は、第１ラインＬ１の接続先を集油装置２００に戻るように切り替える。ポンプＰの動作により、油は、集油装置２００から第１ラインＬ１を通り、集油装置２００に戻る。（以下、アンローダ３００の「アンロード動作」という）。

ところで、圧油装置１００に蓄積されている油は、第２ラインＬ２を通って集油装置２００に徐々に流れる。これにより、アンロード動作中において、圧油装置１００の圧力は、徐々に低下していく。圧油装置１００の圧力が所定以下に低下すると、アンローダ３００はアンロード動作から再度オンロード動作に切り替わる。これにより、油は、再度、集油装置２００から圧油装置１００に供給される。以下、オンロード動作及びアンロード動作が繰り返される。以下の実施形態において、１回のオンロード動作と１回のアンロード動作とを合わせて、アンローダ３００の動作の１サイクルとして説明する。

圧油装置１００に漏油が発生している場合、圧油装置１００内の油圧は、通常時よりも急激に低下する。そして、１サイクルの時間は、徐々に短くなる。また、集油装置２００に漏油が発生している場合、油面の最大値及び最小値は、徐々に低下する。以下の実施形態に係る監視装置１は、このような異常を検知する装置である。監視装置１は、例えば、圧油装置１００に取り付けられた油圧計、集油装置２００の油面計、及びアンローダ３００の動作を示す動作表示部３０１を撮像することで、異常を検知する。

次に、本実施形態に係る監視装置１を説明する。
監視装置１は、集油装置２００及び圧油装置１００の状態を監視する。監視装置１は、例えば、図１に示すように、圧油装置１００の油圧計、集油装置２００の油面計、及びアンローダ３００の動作表示部３０１を撮像可能に配置される。監視装置１は、油圧計１０１、油面計２０１、及び動作表示部３０１を撮像することで、圧油装置１００及び集油装置２００の異常を検知する。本実施形態に係る監視装置１は、図２に示すように、撮像部１０と、計時部２１と、動作判定部２２と、数値認識部２３と、数値格納部２４と、変化率算出部２５と、動作時間算出部２６と、判断部２７と、報知部２８と、を備える。本実施形態において、数値認識部２３と、動作判定部２２と、計時部２１と、数値格納部２４と、変化率算出部２５と、動作時間算出部２６と、判断部２７と、報知部２８と、は、例えば、電子計算機等の処理端末２０が動作することで実現される。

撮像部１０は、例えば、カメラである。本実施形態において、撮像部１０は、３つ配置される。撮像部１０のそれぞれは、処理端末２０に接続される。撮像部１０のそれぞれは、集油装置２００の油面計２０１、圧油装置１００の油圧計１０１、並びに集油装置２００及び圧油装置１００の間に配置されるアンローダ３００の動作状態を示す動作表示部３０１をそれぞれ撮像する。撮像部１０は、例えば、図３から図５のそれぞれに示すような、油圧計１０１、油面計２０１、及び動作表示部３０１を撮像する。

計時部２１は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。計時部２１は、時刻を計時する。
動作判定部２２は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。動作判定部２２は、撮像された画像に含まれる動作表示部３０１の点灯状態を判定することで、アンローダ３００の動作状態を判別する。動作判定部２２は、例えば、動作表示部３０１が点灯しているときに、オンロードの状態と判断する。一方、動作判定部２２は、動作表示部３０１が消灯しているときに、アンロードの状態と判断する。動作判定部２２は、オンロードに変化したオンロード開始時刻及びオフロードに変化したオフロード開始時刻を計時部２１から取得する。動作判定部２２は、オンロード開始時刻及びアンロード開始時刻を出力する。

数値認識部２３は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。数値認識部２３は、撮像された画像に含まれる油面計２０１及び油圧計１０１に示されている数値を認識する。数値認識部２３は、例えば、アナログの油面計２０１及び油圧計１０１の針の位置を認識することで、圧油装置１００の油圧の数値と、集油装置２００の油面の数値とを認識する。また、数値認識部２３は、動作判定部２２によって判定されたオンロード開始時刻、アンロード開始時刻、及び現在時刻に、認識した油圧の数値と、認識した油面の数値とを関連付ける。

数値格納部２４は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。数値格納部２４は、数値認識部２３によって関連付けられた、時刻及び数値を数値情報として格納する。

変化率算出部２５は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。変化率算出部２５は、油面計２０１及び油圧計１０１のそれぞれの数値の変化率を算出する。変化率算出部２５は、例えば、図６に示すように、アンローダ３００の動作の１サイクルにおける、油面計２０１及び油圧計１０１のそれぞれの最大値及び最小値に基づいて、時間に対する数値の変化率を算出する。変化率算出部２５は、例えば、１サイクルごとに、オンロード動作中の油圧の変化率と、アンロード動作中の油圧の変化率とを算出する。また、変化率算出部２５は、例えば、例えば、１サイクルごとに、オンロード動作中の油面の変化率と、アンロード動作中の油面の変化率とを算出する。

動作時間算出部２６は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。動作時間算出部２６は、撮像された画像に含まれるアンローダ３００の動作状態に基づいて、アンローダ３００の少なくともアンロード動作中の動作時間間隔を算出する。本実施形態において、動作時間算出部２６は、数値格納部２４に格納されている数値情報を読み出して動作時間を算出する。動作時間算出部２６は、例えば、アンロード開示時刻を始点、次のサイクルのオンロード開始時刻を終点としてアンロード動作中の動作時間間隔（以下、アンロード動作時間ともいう）を算出する。

判断部２７は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。判断部２７は、算出された変化率及び動作時間間隔の少なくとも１つの異常を判断する。判断部２７は、例えば、図６に示すように、油圧の変化率の傾きが所定の値よりも大きくなった場合に、異常と判断する。また、判断部２７は、例えば、油面の変化率の傾きが所定の値よりも大きくなった場合に、異常と判断する。そして、判断部２７は、算出された動作時間間隔が所定の間隔よりも短い場合に、動作時間間隔を異常と判断する。判断部２７は、算出された動作時間間隔が以前のサイクルにおけるアンロード動作時間の平均よりも所定以上短い場合に、動作時間間隔を異常と判断する。例えば、判断部２７は、１サイクルについて、直前の３サイクルの間のアンロード動作時間の平均よりも所定以上短い場合に動作時間間隔を異常と判断する。判断部２７は、例えば、１サイクルについて、直前の３サイクルの間のアンロード動作時間の平均よりも２０％以上短い場合に動作時間間隔を異常と判断する。

報知部２８は、例えば、処理端末２０のＣＰＵの動作により実現される。報知部２８は、判断部２７が異常と判断した場合に、外部に異常の発生を報知する。報知部２８は、例えば、表示装置（図示せず）の画面上に異常を報知する表示をすることで、外部に異常を報知する。

次に、監視装置１の動作について、図７を参照して説明する。
まず、撮像部１０が油面計２０１、油圧計１０１、及びアンローダ３００の動作表示部３０１のそれぞれを撮像する（ステップＳ１）。次いで、数値認識部２３は、撮像された画像に含まれる油面計２０１及び油圧計１０１が示す数値を認識する（ステップＳ２）。数値認識部２３は、例えば、油面計２０１及び油圧計１０１の針の位置に基づいて、油面計２０１及び油圧計１０１の数値を認識する。

次いで、動作判定部２２は、アンローダ３００の動作表示部３０１が点灯しているか否かを判断する（ステップＳ３）。アンローダ３００の動作表示部３０１が点灯している場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ４に進む。一方、アンローダ３００の動作表示部３０１が点灯していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理は、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４において、動作判定部２２は、アンローダ３００の動作状態をオンロード動作中と判別する。動作判定部２２は、計時部２１から時刻を取得する。動作判定部２２は、取得した時刻と、判定結果（オンロード動作中であること）を数値認識部２３に送る。処理は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、動作判定部２２は、アンローダ３００の動作状態をアンロード動作中と判別する。動作判定部２２は、計時部２１から時刻を取得する。動作判定部２２は、取得した時刻と、判定結果（アンロード動作中であること）を数値認識部２３に送る。処理は、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、数値認識部２３は、認識した数値と、時刻と、判定結果とを関連付けた数値情報を数値格納部２４に格納する。

次いで、点検を開始するか否かが判断される（ステップＳ７）。点検が開始される場合、処理は、ステップＳ８へと進む。一方、点検が開始されない場合、処理は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ８において、動作時間算出部２６は、アンロード動作中の時間間隔を算出する。動作時間算出部２６は、数値格納部２４に格納されている数値情報を読み出す。動作時間算出部２６は、例えば、１サイクル内において、アンロードの開始時刻と、アンロードの終了時刻（次のサイクルのオンロードの開始時刻）との間の時間間隔をアンロード動作中の動作時間間隔として算出する。また、例えば、動作時間算出部２６は、オンロードの開始時刻と、アンロードの開始時刻との間の時間間隔をオンロード動作中の動作時間間隔として算出する。

次いで、変化率算出部２５は、アンロード動作中の油面及び油圧の最大値及び最小値を決定する（ステップＳ９）。変化率算出部２５は、例えば、関連付けられた情報のうち、１サイクル内において、油面及び油圧の最大値及び最小値を決定する。次いで、変化率算出部２５は、決定した最大値及び最小値に基づいて、油面及び油圧の変化率を算出する（ステップＳ１０）。

次いで、判断部２７は、動作時間間隔及び変化率に異常があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。判断部２７は、例えば、動作時間間隔が所定のしきい値よりも短いか否かを判断する。また、例えば、判断部２７は、動作時間間隔が、以前のサイクルのアンロード時間間隔の平均値よりも所定の割合以上短いか否かを判断する。また、例えば、判断部２７は、油面及び油圧の変化率が所定の変化率よりも大きい（傾きが大きい）か否かを判断する。判断部２７が異常有りと判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１２に進む。一方、判断部２７が異常なしと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１２において、報知部２８は、異常の発生を報知する。報知部２８は、例えば、表示装置に異常の発生を表示させることで、異常の発生を報知する。次いで、監視を終了するか否かが判断される（ステップＳ１３）。終了する場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、本フローによる処理は終了する。一方、終了しない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

以上の本実施形態の監視装置１によれば、以下の効果を奏する。
（１）集油装置２００の油面計２０１、圧油装置１００の油圧計１０１、並びに集油装置２００及び圧油装置１００の間に配置されるアンローダ３００の動作状態を示す動作表示部３０１をそれぞれ撮像する撮像部１０と、撮像された画像に含まれる油面計２０１及び油圧計１０１に示されている数値を認識する数値認識部２３と、アンローダ３００の動作の１サイクルにおける、油面計２０１及び油圧計１０１のそれぞれの最大値及び最小値に基づいて、数値の変化率を算出する変化率算出部２５と、撮像された画像に含まれるアンローダ３００の動作状態に基づいて、アンローダ３００の少なくともアンロード動作中の動作時間間隔を算出する動作時間算出部２６と、算出された変化率及び動作時間間隔の少なくとも１つの異常を判断する判断部２７と、を含み構成した。これにより、従来の油面計２０１及び油面計２０１に適用しつつ、圧油装置１００及び集油装置２００の異常を判断することができる。したがって、コストの増加を抑制しつつ、作業員の負担を軽減することができる。

（２）判断部２７が異常と判断した場合に、外部に異常の発生を報知する報知部２８をさらに含み構成した。これにより、作業員は、異常の発生を容易に認知することができる。

（３）判断部２７は、算出された変化率が所定の値を超える場合に、変化率を異常と判断するようにした。これにより、漏油等の発生を容易に検知することができる。

（４）判断部２７は、算出された動作時間間隔が所定の間隔よりも短い場合に、動作時間間隔を異常と判断するようにした。このようにすることでも、漏油等の発生を容易に検知することができる。

（５）判断部２７は、算出された動作時間間隔が以前のサイクルの平均よりも所定以上短い場合に、動作時間間隔を異常と判断するようにした。これにより、多面的に異常の有無を検知することができる。例えば、漏油量が多くなく、検知に迷いが発生する場合であっても、漏油の有無の判断の正確性を向上することができる。

以上、本発明の監視装置の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、動作時間算出部２６が、アンローダ３００の動作中の間隔をオンロード時間間隔とするとともに、アンローダ３００の不動作中の間隔をアンロード時間間隔として、アンローダ３００の１サイクルの動作時間間隔を算出するようにしてもよい。また、変化率算出部２５は、オンロード時間間隔の間の油圧計１０１に示されている数値の最小値を圧油装置１００の圧力の最小値とするとともに、アンロード時間間隔の間の油圧計１０１に示されている数値の最大値を圧油装置１００の圧力の最大値として圧力の変化率を算出するようにしてもよい。また、変化率算出部２５が、オンロード時間間隔の間の油面計２０１に示されている数値の最大値を集油装置２００の油面の最大値とするととともに、アンロード時間間隔の間の油面計２０１に示されている数値の最小値を油面の最小値として油面の変化率を算出してもよい。これにより、アンローダ３００の動作と、油面及び油圧の最大値及び最大値への到達時刻とのタイムラグを加味して、最大値及び最小値を取得することができる。したがって、より精度の高い判断をすることができる。

また、上記実施形態において、判断部２７は、アンロード動作中の異常を検知するようにしたが、これに制限されない。判断部２７は、オンロード動作中の異常についても同様に検知するようにしてもよい。これにより、アンローダ３００から圧油装置１００の間の第１ラインＬ１で漏油が発生している場合等について、より容易に異常を検知することができる。

１監視装置
１０撮像部
２３数値認識部
２５変化率算出部
２６動作時間算出部
２７判断部
１００圧油装置
１０１油圧計
２００集油装置
２０１油面計
３００アンローダ
３０１動作表示部

Claims

集油装置及び圧油装置の状態を監視する監視装置であって、
前記集油装置の油面計、前記圧油装置の油圧計、並びに前記集油装置及び前記圧油装置の間に配置されるアンローダの動作状態を示す動作表示部をそれぞれ撮像する撮像部と、
撮像された画像に含まれる前記油面計及び前記油圧計に示されている数値を認識する数値認識部と、
前記アンローダの動作の１サイクルにおける、前記油面計及び前記油圧計のそれぞれの最大値及び最小値に基づいて、数値の変化率を算出する変化率算出部と、
撮像された画像に含まれる前記アンローダの動作状態に基づいて、前記アンローダの少なくともアンロード動作中の動作時間間隔を算出する動作時間算出部と、
算出された変化率及び動作時間間隔の少なくとも１つの異常を判断する判断部と、
を備える監視装置。
前記判断部が異常と判断した場合に、外部に異常の発生を報知する報知部をさらに備える請求項１に記載の監視装置。
前記判断部は、算出された変化率が所定の値を超える場合に、変化率を異常と判断する請求項１又は２に記載の監視装置。
前記判断部は、算出された動作時間間隔が所定の間隔よりも短い場合に、動作時間間隔を異常と判断する請求項１から３のいずれかに記載の監視装置。
前記判断部は、算出された動作時間間隔が以前のサイクルの平均よりも所定以上短い場合に、動作時間間隔を異常と判断する請求項１から４のいずれかに記載の監視装置。
前記動作時間算出部は、前記アンローダの動作中の間隔をオンロード時間間隔とするとともに、前記アンローダの不動作中の間隔をアンロード時間間隔として、前記アンローダの動作中及び不動作中の和を１サイクルとして、１サイクルの動作時間間隔を算出し、
前記変化率算出部は、オンロード時間間隔の間の前記油圧計に示されている数値の最小値を前記圧油装置の油圧の最小値とするとともに、アンロード時間間隔の間の前記油圧計に示されている数値の最大値を前記圧油装置の油圧の最大値として油圧の変化率を算出する請求項１から５のいずれかに記載の監視装置。
前記変化率算出部は、オンロード時間間隔の間の前記油面計に示されている数値の最大値を前記集油装置の油面の最大値とするととともに、アンロード時間間隔の間の前記油面計に示されている数値の最小値を油面の最小値として油面の変化率を算出する請求項６に記載の監視装置。