JP2020119393A - 監視装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1のように、機器ごとに識別情報保持体を設け、機器別に指示計の指示値の読み取りを行う場合、多種かつ多数な機器に対してそれぞれ識別情報を付与し、さらに識別情報保持体を設置するという作業が必要であり、その作業に係る費用が高額となる。また、収集される情報量も膨大となるため、収集した情報を蓄積、解析するための費用も掛かるという問題がある。
すなわち、本発明は、以下の監視装置である。
この特徴によれば、従来の発電プラントや水処理プラントの監視のように、設備や機器ごとに情報を得ることなく、複数の設備及び/又は機器を有する発電プラントや水処理プラント内の空間における臭気と熱と音に係る情報を検出することによる監視を可能とし、監視に係る大幅なコスト減と異常の早期検知が可能な監視を実施することができる。
この特徴によれば、作業員が現場に行く点検回数を増やすことなく、管理者が対象空間の状態に係る情報を容易に取得することが可能となる。
この特徴によれば、外部端末装置からの入力を介し、管理者が必要とする情報を効率的に得ることが可能となり、監視の効率化を図ることが可能となる。
なお、実施態様に記載する監視装置については、本発明に係る監視装置を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
発電プラントは、電気エネルギーを得ることのできる設備であればよく、特に限定されない。例えば、火力発電、水力発電、再生可能エネルギーによる発電、バイオマスを用いた発電などが挙げられる。
水処理プラントは、水に対する処理を行う設備であればよく、特に限定されない。例えば、浄水場、下水処理場、排水・廃水を処理する排水・廃水処理施設などが挙げられる。
なお、実施態様に記載する対象空間については、本発明に係る監視装置を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
図1は、本発明の第1の実施態様における監視装置の構造を示す概略説明図である。
本発明の第1の実施態様の監視装置1aは、図1に示すように、対象空間100に設置され、検出部2を有するものである。なお、図1において、一点鎖線で示された矢印は、制御又は入力可能に接続されていることを示す。
例えば、対象空間100が屋内などの閉空間である場合、天井部や壁面に監視装置1aを設けるものとすることが挙げられる。このとき、天井部中央に設けることで、対象空間100全体の情報を得るものとしてもよく、空調などによって一定の空気の流れが生じている対象空間100内においては、天井部近傍や壁面近傍における空気の流れを考慮し、空気の循環が生じている箇所に監視装置1aを設置するものとしてもよい。
また、例えば、対象空間100が天井部や壁面を有しない屋外などの開空間である場合や、天井部や壁面に監視装置1aを設置することが困難である閉空間である場合、対象空間100の地面から一定の高さを有する架台を設け、架台の上に監視装置1aを設置することが挙げられる。これにより、対象空間100が開空間、閉空間のいずれであっても、監視装置1aを設置することが可能となる。
なお、対象空間100の広さによっては、監視装置1aを複数台設けることで、対象空間100全体の情報が得られる状態とすることが好ましい。この場合、例えば、同一平面上に複数の監視装置1aを設けるものや、設置する高さが異なる状態で複数の監視装置1aを設けるものとすることが挙げられる。
また、検出部2は、臭気検出部21、熱検出部22、音検出部23の検出結果を外部に出力する検出結果出力部24を備えている。
検出対象となる臭気は、特に限定されないが、対象空間100内で異常時に発生することが想定される臭気を対象とすることが好ましい。例えば、対象空間100が下水処理場などの水処理プラントである場合、被処理水である下水に含まれるアンモニアや硫黄系化合物に由来する臭気成分が挙げられる。また、対象空間100が火力発電やバイオマス発電などの発電プラントである場合、燃料やタービンの潤滑油等に用いられる炭化水素系化合物に由来する臭気成分が挙げられる。
検出対象となる熱は、特に限定されないが、例えば、対象空間100内の気温(室温)や、局所的に発生する熱を対象とすることが挙げられる。特に、対象空間100が多数の機器を備えるプラント(水処理プラントや発電プラント)である場合、熱源となり得るものが多く存在する。したがって、対象空間100全体の気温や、機器又は配管などの局所的な過熱状態を検出対象とすることが好ましい。
検出対象となる音は、特に限定されないが、対象空間100内で異常時に発生することが想定される音を対象とすることが好ましい。なお、検出対象となる音は、人間が聞くことのできる音だけではなく、振動、超音波なども含むものである。例えば、対象空間100がポンプや撹拌機などの回転機器を備える場合、回転異常に基づく異音(超音波を含む)及び異常振動が挙げられる。また、対象空間100が配管を備える場合、液体や気体のリークによる異音(超音波を含む)が挙げられる。その他には、対象空間100内での部品の落下や変形に伴う異音などが挙げられる。
例えば、対象空間100内にある機器101a〜101cや機器101a〜101cを接続している配管等は、それぞれの機能や構造によって、臭気、熱、音のうち、異常時に変化するパラメータ及びパラメータの変化の程度が異なる。したがって、3つのパラメータがそれぞれどのように変化したのかについての情報を得ることによって、対象空間100内で生じている事象についての予測が容易となり、迅速な異常検知を行うことが可能となる。
具体的な例としては、例えば、対象空間100が発電プラントであり、ボイラ、タービンを備える場合、臭気や音の検出結果よりも熱の検出結果に大幅な変化があれば、ボイラの加熱部に係る異常が予測される。また、臭気、熱及び音の検出結果の変化の程度から、ボイラ内の撹拌部の異常であるのか、タービンの回転異常であるのか、あるいは配管の異常であるのか等を区別して予測することができる。また、例えば、対象空間100が水処理プラントであり、下水や排水・廃水の原水貯留槽や輸送配管を備える場合、熱や音の検出結果よりも臭気の検出結果に大幅な変化があれば、原水貯留槽自体あるいは原水貯留槽に近い輸送配管の異常が予測される。また、臭気、熱及び音の検出結果の変化の程度から、他の処理槽あるいは輸送配管についての異常を予測することができる。
以下、検出結果として出力する情報に応じた検出結果出力部24の実施態様の例について、図2及び図3を用いて説明する。
対象空間100内において、通常時には臭気、局所的な熱、音のいずれも検出されず、熱検出部22として気温(室温)計を用いない場合、各検出部21〜23のいずれかにおいて何らかの検出結果が出た時点で、対象空間100内で異常が発生していると判断される。この場合、検出結果出力部24によって、各検出部21〜23のいずれかで検出があったことを出力することで、管理者に異常を知らせることが可能となる。
検出結果出力部24からの出力手段としては、例えば、図2に示すように、警告灯や表示ランプの点灯、又は警告音やメッセージの発信を行う警告部25を介して外部に異常を知らせるものや、データの送受信が可能な情報通信手段26を介して外部端末装置3(中央監視室のパーソナルコンピュータや管理者が携帯する端末等)に情報を通達するものが挙げられる。なお、作業員が現場に行く点検回数を減らすという観点からは、情報通信手段26を介して外部端末装置3に情報を通達することが好ましい。
このとき、検出結果出力部24からの出力は、各検出部21〜23の検出の有無に係る情報のみでよいため、検出結果の解析を行う必要がなく、迅速な異常検知を可能とする監視を行うことができる。
例えば、検出結果出力部24からの出力を受信する外部端末装置3において、出力表示をパターン化し、パターンに応じて対象空間100内で生じている事象について予測可能とすることが挙げられる。具体的な例としては、対象空間100に加熱装置を備える場合において、検出結果出力部24からの出力として、臭気及び音に係る検出がなく(×)、熱に係る検出がある(○)という情報を外部端末装置3が受信した際、外部端末装置3上で「×○×」と表示し、これが対象空間100内の加熱装置の異常が予測される旨の情報であることを直接的あるいは間接的に示すことが挙げられる。なお、対象空間100内で生じている事象についての情報を直接的に示す場合は、外部端末装置3上に、出力表示パターンに応じた対象空間100内の事象についての情報を示すものであってもよく、出力表示パターンに応じて対象空間100内の事象についての情報に自動的に変換されるものであってもよい。また、対象空間100内で生じている事象についての情報を間接的に示す場合は、別途一覧表を作成し、この表と出力表示パターンを管理者が照会するものであってもよい。これにより、監視装置1aにおいて検出結果の解析を行うことなく、対象空間100内の異常に係る内容についての予測を管理者に通達することが可能となる。 なお、他の例としては、後述するように、解析部27及び判断部28を介し、各検出部21〜23の検出結果と、対象空間100内で生じている事象についての情報とを照会し、検出結果出力部24からの出力として、予測される対象空間100内の事象の内容について併せて出力するものとしてもよい。具体的な例としては、対象空間100に加熱装置を備える場合において、臭気及び音に係る検出がなく、熱に係る検出があるものについて、解析部27内のデータベース27aの情報に基づき、加熱装置の異常が予測される旨の情報を併せて出力することが挙げられる。これにより、対象空間100内で生じている事象について精度の高い予測結果を管理者に通達することが可能となる。
対象空間100内において、通常時においても、臭気、音が発生しており、熱検出部22として気温(室温)計を用いる場合、各検出部21〜23において検出結果が出ただけでは、対象空間100内で異常が発生しているかどうかの判断は困難である。この場合、検出結果出力部24において、各検出部21〜23において測定された測定データに係る情報を出力し、解析を行う必要がある。
図3に示すように、検出結果出力部24は、解析部27と判断部28を備えるものである。
判断部28は、解析部27の解析結果に基づき、対象空間100内における異常の有無を判断し、判断結果を出力するものである。
解析部27及び判断部28は、例えば、数値、画像データの比較に必要なプログラムをCPU等のプロセッサにより実行する計算装置である。
以下、解析部27及び判断部28で行う解析及び判断の内容について例示する。
データベース27aで保管する情報としては、臭気、熱、音に係る検出の組み合わせによって予測される対象空間100内で生じている事象についての情報を含むものとしてもよい。これにより、検出結果出力部24から得られる情報と、対象空間100内で生じている事象についての予測に係る情報とを照らし合わせ、対象空間100内の異常の内容に係る判断を行うことができる。
データベース27aは、デジタルデータの保管を行うためのROMや、情報を外部から入力するための入力手段を有することが好ましい。これにより、データベース27a内の情報の保管、更新が容易となり、解析部27における作業性が向上する。
なお、判断結果の出力手段については特に限定されない。例えば、上述した警告部25や情報通信手段26により行うものが挙げられる。
なお、検出結果出力部24から出力される検出結果の内容と、解析部27及び判断部28における解析及び判断の内容について、外部から選択及び指示に係る入力を行うことができる指示入力手段29を設け、上述した検出結果の内容に係る情報と解析及び判断の内容に係る情報を管理者の判断によって切り替えて出力するものとしてもよい。指示入力手段29としては、出力する情報の内容を選択可能とするものであればよく、特に限定されない。例えば、図3に示すように、外部端末装置3からの入力に基づく制御が可能であり、出力する情報の内容を選択可能とする情報通信機能を有するものや、出力する情報の内容を選択するための入力手段(ボタン、キーボード、タッチパネル等)を筐体20に直接設けるものとしてもよい。なお、作業者が現場に行く点検回数を減らすという観点から、指示入力手段29は、外部端末装置3からの入力に基づき制御可能なものとすることが好ましい。また、情報通信手段26に、指示入力手段29の機能を兼用させるものとしてもよい。
例えば、通常時に音は発生するが、臭気及び局所的な熱が発生しない対象空間100において、臭気検出部21と熱検出部22に設けた検出結果出力部24からは検出の有無に係る情報の出力を行い、音検出部23に設けた検出結果出力部24からは測定データの出力を行い、解析部27及び判断部28を介して判断結果の出力を行うものとすることが挙げられる。これにより、解析が必要な情報と解析が不要な情報を分けて出力することが可能となり、異常の検知に係る精度及び判断結果の出力速度を向上させることが可能となる。なお、複数の検出結果出力部24を設けた場合に、全ての検出結果出力部24に解析部27及び判断部28を備え、上述した指示入力手段29により、解析部27及び判断部28を介した出力を行うか否かについて管理者の判断によって切り替えるものとしてもよい。
図4は、本発明の第2の実施態様における監視装置を示す概略説明図である。
第2の実施態様に係る監視装置1bは、図4に示すように、第1の実施態様に係る監視装置1aにおいて、臭気検出部21、熱検出部22、音検出部23ごとに筐体20a〜20cを設けるものである。なお、第1の実施態様の構造と同じものについては、説明を省略する。
対象空間100内で、臭気、熱、音を検出する際に、それぞれのパラメータを検出するための最適な設置箇所が常に同一とは限らない。したがって、各検出部21〜23ごとに独立した筐体20a〜20cとすることで、対象空間100内でそれぞれのパラメータ検出に最適な箇所ごとに各検出部21〜23を設置するものである。
筐体20a〜20cは、各検出部21〜23の設置を容易とするとともに、各検出部21〜23の保護部材を兼ねるものである。したがって、各検出部21〜23の設置箇所や設置環境に応じて、筐体20a〜20cを省略するものとしてもよい。
例えば、対象空間100の検出対象である臭気がアンモニア等の空気より軽い気体であった場合、臭気検出部21は対象空間100内の上方(天井部等)に設けることが挙げられる。一方、対象空間100の検出対象である臭気が硫化水素、メチルメルカプタン等の空気より重い気体であった場合、臭気検出部21は対象空間100内の下方(地面近傍等)に設けることが挙げられる。
また、熱検出部22は、対象空間100内で、熱源となりやすい機器(図4における機器101a)や配管等が集まっている箇所のように、異常発生時において熱に係る検出が予測される箇所の近傍に設けることが挙げられる。
また、音検出部23は、対象空間100内で、回転機器や屈曲した配管等が集まっている箇所(図4における機器101bと機器101cの接続配管)のように、異常発生時において音に係る検出が予測される箇所の近傍に設けることが挙げられる。
これにより、各検出部21〜23が検出対象とするパラメータごとに最適な設置箇所で検出を行うことができ、対象空間100内の異常を検知する精度を向上させることが可能となる。
移動可能な構造体は、手動で移動させるものであってもよく、外部からのコントロールによって移動させるものであってもよい。また、あらかじめ設定した移動経路に沿って自動で移動するものとしてもよい。移動経路を設定する場合、移動可能な構造体は常時巡回しながら検出を行うようにしてもよく、所定時間ごとに移動、停止、検出の動作を繰り返すものであってもよい。
また、移動可能な構造体は、対象空間内の天井部、壁面又は地面に設けられたガイドレールに沿って移動するものであってもよく、上下左右方向に飛行移動が可能なものであってもよい。
これにより、対象空間内の情報を幅広い箇所で取得することが可能になるとともに、特に重点的に監視を行う必要が生じた箇所に対しても速やかな対応が可能となる。
Claims (4)
- 対象空間の監視を行う監視装置であって、
前記対象空間の臭気と熱と音を検出する検出部を備えたことを特徴とする、監視装置。 - 前記対象空間は、複数の設備及び/又は機器が設置された発電プラント又は水処理プラント内における空間であることを特徴とする、請求項1に記載の監視装置。
- 前記検出部の検出結果に係る情報を外部端末装置に送信する情報通信手段を備えたことを特徴とする、請求項1又は2に記載の監視装置。
- 前記検出部の検出結果に係る情報のうち、情報として外部出力する内容を選択する指示入力手段を設け、
前記指示入力手段は外部端末装置によって制御可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の監視装置。
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