JP2021006953A - 設備状態監視装置及び設備状態監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線センサを用いず、また配線工事に多くの費用をかけずに安価に広い敷地内の設備の状態を、カメラ装置で直接検知できない設備の状態を含めて適切に監視することができる設備状態監視装置及び設備状態監視方法を提供する。【解決手段】設備状態監視装置１は、監視対象の少なくとも１つの設備１０に少なくとも１つ設置されて各設備１０の状態を検知する設備状態検知センサ１２と、設備状態検知センサ１２に接続されて設備１０の外部に露出する状態で設置され、設備状態検知センサ１２で検知された各設備１０の状態に応じて発光する少なくとも１つの発光体１３と、発光体１３を撮像するカメラ装置１４とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ベルトコンベア等の設備の状態を監視する設備状態監視装置及び設備状態監視方法に関する。

例えば、製鉄所における原料ヤードでは、鉄鉱石などの原料の搬送は基本的にはベルトコンベアによって行われる。
ここで、ベルトコンベアの異常には、例えばベルトの損傷に起因する穴あきや縦裂きなどのベルト自体の形状不良、電動機、減速機、プーリ等の故障、及びローラーの回転不良などがある。このようなベルトコンベアの異常は、製鉄所での安定生産に直接影響を与えるため、ベルトコンベアの点検管理は非常に重要である。
しかしながら、原料ヤードでは、広い敷地に多数のベルトコンベアが設置され、ベルトコンベアの基数が数十台から数百台、その総延長距離が数十ｋｍから数百ｋｍに達する場合もあり、各ベルトコンベアを人が個別に点検することは困難である。そこで、ベルトコンベアにセンサを取り付けてベルトコンベアの状態を自動で効率的に監視することが求められている。

従来、このベルトコンベア等の設備の状態を監視する設備状態監視装置としては、その設備の振動を検知する振動センサ、設備の音を検知する音響センサ、設備の温度を検知する温度センサ等を当該設備に設置し、振動センサ等を有線でデータ収集装置まで延線し、データ収集装置からデータ解析用コンピュータまで無線または有線で接続するものが一般的に知られている。この設備状態監視装置では、振動センサ等からのデータをデータ解析用コンピュータで解析して異常・正常の判定を行い、設備の保全に活用されている。

また、従来のベルトコンベア等の設備の状態を監視する別の設備状態監視装置としては、その設備の振動を検知する振動センサ、設備の音を検知する音響センサ、設備の温度を検知する温度センサ等を無線センサで構成して当該設備に設置し、無線センサからのデータを無線でデータ収集装置まで送信し、さらにデータ収集装置からデータ解析用コンピュータまで無線または有線で接続してデータをデータ解析用コンピュータに転送し、データ解析用コンピュータでデータを解析して異常・正常の判定を行うようにするものが知られている。

特許文献１には、無線センサを利用したプラント設備診断システムが開示されている。特許文献１に示すプラント設備診断システムは、１台以上のセンサモジュールと、状態診断装置とを備えている。センサモジュールのそれぞれは、状態検知センサと、データ記憶部と、データ読出部と、送信データ選択部と、無線通信部とを備えている。送信データ選択部は、状態診断装置が、プラント設備が正常状態にあることを診断していて選択指令を送信していないときは、データ変換部の出力を送信データとして選択し、状態診断装置からの選択指令を受信するとデータ読出部の出力を送信データとして選択するようになっている。
これにより、センサモジュールの消費電力を低減し、バッテリの寿命を延ばしながら、適切にプラント設備の異常の予兆を検知することができる。

また、特許文献２には、無線センサを利用した遠隔監視システムが開示されている。特許文献２に示す遠隔監視システムは、監視対象の情報を受ける一つあるいは複数のセンサ及び無線通信装置を備えた監視装置を複数台監視点に配備し、各監視装置毎にその監視装置の駆動源としてバッテリを備え、ホスト側の無線通信装置から命令を監視装置に出し、その命令に応じて監視装置はセンサで検出した情報をホスト側に送る無線通信回線が存在し、各監視装置は隣接する監視装置との間で命令やセンサの検出情報を無線通信装置で中継しながらホスト側にあるいはホスト側から監視装置側へ送るものである。
これにより、遠隔通信回線や給電線のための工事が簡単で、容易に多くの監視装置を設置できる遠隔監視システムを提供できる。

更に、特許文献３には、カメラ装置を利用した監視システムが開示されている。特許文献３に示す監視システムは、複数のカメラ装置がネットワークを介してサーバと接続する監視システムにおいて、カメラ装置が、イメージセンサ部と、測定部とを有し、測定部が、イメージセンサ部で取得した画像データを複数の領域に区分し、各領域の輝度信号平均値と輝度信号平均値の変化から映像異常を検知し、カメラ装置は、測定部が映像異常を検知した時にサーバに映像異常検知情報を送信するものである。
これにより、目視確認に依らずに、多数のカメラ装置の映像異常を効率的に検出することができる。

特開２０１８−１０１３６９号公報 特開平１０−２２７４００号公報 国際公開第２０１５/１８２７５１号

しかしながら、これら従来の設備状態監視装置にあっては、次の問題点があった。
即ち、振動センサ等を監視対象の設備に設置し、振動センサ等を有線でデータ収集装置まで延線し、データ収集装置からデータ解析用コンピュータまで無線または有線で接続するものについては、原料ヤード等の広い敷地内のベルトコンベア等の設備にセンサを設置する場合、配線工事が高額となり、敷地内の限られた設備にしかセンサを設置できないという問題があった。

また、振動センサ等を無線センサで構成して当該設備に設置し、無線センサからのデータを無線でデータ収集装置まで送信し、さらにデータ収集装置からデータ解析用コンピュータまで無線または有線で接続してデータをデータ解析用コンピュータに転送するものについては、特許文献１及び特許文献２に示す無線センサを利用するものを含めて、無線センサのデータ転送頻度を上げれば上げるほど、無線伝送に電力を要してしまう。このため、バッテリ寿命が短くなるため、バッテリ交換を頻繁に行うか、データ転送頻度を下げる必要があった。

更に、特許文献３に示す監視システムの場合、監視対象が人物等の動体や外灯等の静止体であり、カメラで直接検知できない設備の状態、例えば、ベルトコンベアに使用する電動機の電流値、当該ベルトコンベアに使用する軸受の振動状態等を監視することができなかった。
従って、本発明はこれら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、無線センサを用いず、また配線工事に多くの費用をかけずに安価に広い敷地内の設備の状態を、カメラ装置で直接検知できない設備の状態を含めて適切に監視することができる設備状態監視装置及び設備状態監視方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る設備状態監視装置は、監視対象の少なくとも１つの設備に少なくとも１つ設置されて各設備の状態を検知する設備状態検知センサと、該設備状態検知センサに接続されて前記設備の外部に露出する状態で設置され、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する少なくとも１つの発光体と、発光体を撮像するカメラ装置と、を備えていることを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る設備状態監視方法は、監視対象の少なくとも１つの設備に少なくとも１つ設置された設備状態検知センサで各設備の状態を検知する設備状態検知ステップと、前記設備状態検知センサに接続されて前記設備の外部に露出する状態で設置された少なくとも１つの発光体が、前記設備状態検知ステップで検知された各設備の状態に応じて発光する発光体発光ステップと、発光体をカメラ装置で撮像する撮像ステップと、を含むことを要旨とする。

本発明に係る設備状態監視装置及び設備状態監視方法によれば、無線センサを用いず、また配線工事に多くの費用をかけずに安価に広い敷地内の設備の状態を、カメラ装置で直接検知できない設備の状態を含めて適切に監視することができる設備状態監視装置及び設備状態監視方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る設備状態監視装置の概略構成図である。 図１に示す設備状態監視装置を構成する設備としてのベルトコンベアの軸受に設置された設備状態検知センサ及び発光体を示す模式図である。 図１に示す設備状態監視装置を構成するカメラ装置によって設備状態検知センサ及び発光体がズームアップされている状態を示す模式図である。 図１に示す設備状態監視装置における処理の流れを説明するためのフローチャートである。 画像解析装置の実行プロセスである図４に示すステップＳ４（画像解析ステップ）の処理の詳細を示すフローチャートである。 設備状態検知センサ及び発光体の設置の仕方を変えた第１変形例を示す模式図である。 設備状態検知センサ及び発光体の設置の仕方を変えた第２変形例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。実施形態は、製鉄所における原料ヤードに設置されたベルトコンベアの軸受の状態を監視する例である。
なお、図面は模式的なものであり、各要素の寸法関係、各要素の比率等は、現実的なものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
先ず、図１には、本発明の一実施形態に係る設備状態監視装置の概略構成が示されている。設備状態監視装置１は、監視対象となる複数のベルトコンベア（図示せず）の複数の軸受１０の各々に設置された複数の設備状態検知センサ１２を備えている。監視対象となる軸受１０を有するベルトコンベアは、広い敷地（例えば、縦１ｋｍ×横１ｋｍ程度）の原料ヤードＡに設置された全てのベルトコンベアである。各軸受１０は、図１及び図２に示すように、ベルトコンベアのフレーム１１に設けられている。そして、各軸受１０に１つの設備状態検知センサ１２が設置されている。

各設備状態検知センサ１２は、軸受１０の状態を検知するものであり、例えば、軸受１０の振動（加速度）を検出する振動センサ、軸受１０の音（音圧）を検出する音響センサ、軸受１０５の温度を検出する温度センサなどが例示される。また、監視対象が電動機などの場合には、設備状態検知センサ１２は、電動機の電流値を検出する電流センサとしてもよい。以下、本実施形態では、設備状態検知センサ１２として振動センサを用いた例について説明する。

また、設備状態監視装置１は、図１及び図２に示すように、各設備状態検知センサ１２に接続されて軸受１０の外部に露出する状態で設置された複数の発光体１３を備えている。各発光体１３は、各軸受１０の外部に露出するように設置されているので、後に述べるカメラ装置１４によって各発光体１３を容易に撮像することができる。軸受１０がベルトコンベアの下の方にあって発光体１３がベルトコンベアの影に隠れて外部に露出せず、カメラ装置１４で各発光体１３を撮像するのが困難な場合には、各発光体１３をベルトコンベアの上方に設置するようにして各発光体１３をカメラ装置１４で容易に撮像できるようにする。
そして、各発光体１３は、各設備状態検知センサ１２で検知された各軸受１０の状態に応じて発光する。各発光体１３の発光状態は、各設備状態検知センサ１２で検知された各軸受１０の状態で決まる。軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、発光体１３毎に決定され、全ての発光体１３で同じであってもよいし、異なっていても良い。

本実施形態では、各発光体１３は、赤色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを駆動する駆動回路で構成され、赤色ＬＥＤが各設備状態検知センサ１２としての振動センサで検知された軸受１０の振動状態（加速度状態）状態に応じて発光する間隔（赤色ＬＥＤが発光しない場合、赤色ＬＥＤが常時点灯する場合も含む）を変えるように駆動回路は制御する。そして、軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３で同じとしてある。例えば、設備状態検知センサ１２としての振動センサで検出される加速度に閾値を設定しておく。そして、振動センサで検出される加速度がその閾値より大きい場合には、駆動回路は軸受１０の設備状態が異常状態として発光体１３を赤色に点灯させる。また、検出される加速度が閾値の例えば８０％を超える場合には、駆動回路は軸受１０の状態が注意状態にあるとして発光体１３を赤色で点滅させる。さらに、検出される加速度が閾値の例えば８０％以下の場合には、駆動回路は軸受１０の状態が正常状態にあるとして発光体１３を点灯させないように制御する。この発光体１３の発光の仕方は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３で同じである。

なお、各発光体１３の駆動回路は、各設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて赤色ＬＥＤが発光する間隔を変えるに際し、点灯時間、点滅時間、点滅間隔などを設備状態に応じ適宜変更することができる。
また、発光体１３は、赤色ＬＥＤで構成されているが、設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて発光する色を変えるようにしてもよい。この場合、例えば、発光体１３を、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び駆動回路で構成する。そして、設備状態検知センサ１２としての振動センサで検出される加速度がその閾値より大きい場合には、駆動回路は軸受１０の状態が異常状態として赤色ＬＥＤを点灯させる。また、検出される加速度が閾値の例えば８０％を超える場合には、駆動回路は軸受１０の状態が注意状態にあるとして緑色ＬＥＤを点灯させる。さらに、検出される加速度が閾値の例えば８０％以下の場合には、駆動回路は軸受１０の状態が正常状態にあるとして青色ＬＥＤを点灯させるか、あるいは赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤのいずれも点灯させないように制御することができる。

また、各発光体１３は、各設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて発光する間隔を変えることと、設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて発光する色を変えることとを組み合わせるようにしても良い。
また、設備状態監視装置１は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３の各々を撮像するカメラ装置１４を備えている。カメラ装置１４は、高解像度のＣＣＤカメラで構成された遠隔カメラであり、その視野Ｂ内における複数の発光体１３の各々を、常時、撮像する。カメラ装置１４は、原料ヤードＡの全体を見渡せる監視塔などに設置され、原料ヤードＡ全体の全ての発光体１３を撮像するために、その原料ヤードＡの広さに応じ視野Ｂ内で全ての発光体１３が収まれば１台でもよく、視野Ｂ内に全ての発光体１３が収まらなければ、複数台設置する。

このカメラ装置１４は、図１における矢印Ｘで示す左右方向及び矢印Ｙで示す上下方向に首を振ることが可能なように首振り機構を備えている。カメラ装置１４が首振り機構を備えていることにより、広域の撮像が可能となるため、原料ヤードＡ内におけるカメラ装置１４の設置数を少なくすることができる。
また、カメラ装置１４は、図３に示すように、ズームアップ機能を有し、遠方にある軸受１０でも画面を拡大し、発光体１３の状態及び軸受け１０の外観を作業者が確認することができる。

また、設備状態監視装置１は、カメラ装置１４で撮像された撮像画像を解析し、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定する画像解析装置１５を備えている。
画像解析装置１５は、後述する各機能をコンピュータソフトウェア上でプログラムを実行することで実現するための演算処理機能を有するコンピュータシステムである。そして、このコンピュータシステムは、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ等を備えて構成され、ＲＯＭ等に予め記憶された各種専用のプログラムを実行することにより、後述する各機能をソフトウェア上で実現する。

画像解析装置１５は、カメラ装置１４に有線又は無線で接続されており、例えば、事務管理室などに設置され、図１に示すように、カメラ装置１４で撮像された撮像画像を取得する画像取得部１６と、画像取得部１６で取得された撮像画像を解析して各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定する設備状態判定部１７とを備えている。
画像取得部１６は、カメラ装置１４が撮像した、原料ヤードＡにおける複数の全てのベルトコンベアに設けられた全ての軸受１０に設置された全ての発光体１３の各々の撮像画像を取得する。

設備状態判定部１７は、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定する。軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、発光体１３毎に決定されているので、設備状態判定部１７は、原料ヤードＡにおけるどの発光体１３が軸受１０の状態に応じてどんな発光の仕方をするかを把握しており、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定することができる。
本実施形態では、軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３で同じであり、軸受１０の状態が正常状態の場合には発光体１３は点灯せず、軸受１０の状態が注意状態の場合には発光体１３は点滅し、軸受１０の状態が異常状態の場合には発光体１３は常時点灯する。このため、設備状態判定部１７は、発光体１３が点灯していない場合には軸受１０が正常状態と判定し、発光体１３が点滅している場合には軸受１０が注意状態にあると判定し、発光体１３が点灯している場合には軸受１０が異常状態にあると判定する。

また、設備状態監視装置１は、図１に示すように、撮像画像における各発光体１３の位置を、カメラ装置の角度、ズーム率及び画面の位置により予め記憶した記憶部１９と、記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準となった各発光体１３の位置とが合致しているか否かを判定する発光体位置判定部１８とを備えている。
発光体位置判定部１８による発光体１３の位置の判定は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３の位置につき、個々に行う。

撮像画像における各発光体１３の位置を、カメラ装置の角度、ズーム率及び画面の位置により予め記憶した記憶部１９で記憶しておくと、原料ヤードＡにおけるどの軸受１０の発光体１３であるかを認識することができる。
そして、発光体位置判定部１８によって記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準となった各発光体１３の位置とが合致していると判定されると、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態と認定される。つまり、原料ヤードＡにおける特定の軸受１０の状態を認識することができ、特定の軸受１０の異常を認識することができる。設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が正常状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が正常状態とされる。また、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が注意状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が注意状態とされる。更に、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が異常状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が異常状態とされる。

一方、発光体位置判定部１８によって記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準（設備状態判定部１７で判定基準となったもの）となった各発光体１３の位置とが合致していないと判定されると、当該軸受１０以外に取り付けられている発光体１３が発光していることになり、外乱と認識される。
また、設備状態監視装置１は、設備状態判定結果出力部２０を備えている。設備状態判定結果出力部２０は、発光体位置判定部１８によって記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準となった各発光体１３の位置とが合致していると判定した場合には、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態として、発光体１３の位置とともに、後述する表示装置２１に出力する。つまり、発光体１３の位置と、発光体１３が取り付けられている各軸受１０が正常状態か、注意状態か、異常状態かが表示装置２１に出力される。

一方、設備状態判定結果出力部２０は、発光体位置判定部１８によって記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準となった各発光体１３の位置とが合致していないと判定した場合には、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が発光体１３が取り付けられている各軸受１０以外の設備の状態で外乱として、表示装置２１に出力する。
また、設備状態監視装置１は、表示装置２１を備えている。表示装置２１は、画像解析装置１５に接続されたディスプレイ等で構成されている。表示装置２１は、設備状態判定結果出力部２０からの出力を表示する。なお、設備状態判定結果出力部２０からの出力において、各軸受１０の状態が異常状態や注意状態の場合には、警報装置（図示せず）によって警報を鳴らすようにしてもよい。

次に、設備状態監視装置１における処理の流れを図４及び図５に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、原料ヤードＡにおける複数の全ての設備の状態、ここでは、全てのベルトコンベアに設けられた全ての軸受１０の状態を監視するに際し、ステップＳ１において、各軸受１０に設置された各設備状態検知センサ１２が各軸受１０の状態を検知する（設備状態検知ステップ）。ここで、設備状態検知センサ１２は、振動センサであり、軸受１０の振動（加速度）を検出する。

次いで、ステップＳ２において、各設備状態検知センサ１２に接続された各発光体１３が、設備状態検知ステップで検知された各軸受１０の状態に応じて発光する（発光体発光ステップ）。本実施形態では、設備状態検知センサ１２としての振動センサで検出される加速度に閾値を設定しておく。そして、振動センサで検出される加速度がその閾値より大きい場合には、駆動回路は軸受１０の設備状態が異常状態として発光体１３を赤色に点灯させる。また、検出される加速度が閾値の例えば８０％を超える場合には、駆動回路は軸受１０の状態が注意状態にあるとして発光体１３を赤色で点滅させる。更に、検出される加速度が閾値の例えば８０％以下の場合には、駆動回路は軸受１０の状態が正常状態にあるとして発光体１３を点灯させないように制御する。

次いで、ステップＳ３において、原料ヤードＡにおける複数の全てのベルトコンベアに設けられた全ての軸受１０に設置された全ての発光体１３の各々をカメラ装置１４が撮像する（撮像ステップ）。
ここで、カメラ装置１４は、図１における矢印Ｘで示す左右方向及び矢印Ｙで示す上下方向に首を振ることが可能なように首振り機構を備えており、必要に応じ、左右方向、上下方向に首を振って原料ヤードＡにおける全ての発光体１３を撮像する。また、カメラ装置１４が１台で足りない場合には、複数台のカメラ装置１４で原料ヤードＡにおける全ての発光体１３を撮像する。

また、カメラ装置１４は、ズームアップ機能を有するので、必要に応じ、作業者が確認するために軸受１０及び発光体１３の画面を拡大する。
ここで、各発光体１３は、前述したように、各軸受１０の外部に露出するように設置されているので、カメラ装置１４によって各発光体１３を撮像することができる。また、軸受１０がベルトコンベアの下の方にあって発光体１３がベルトコンベアの影に隠れて外部に露出せず、カメラ装置１４で各発光体１３を撮像するのが困難な場合には、各発光体１３をベルトコンベアの上方に設置するようにして各発光体１３をカメラ装置１４で撮像できるようにする。
次いで、ステップＳ４において、画像解析装置１５が、撮像ステップで撮像された撮像画像を解析し、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定する（画像解析ステップ）。

この画像解析ステップの処理の詳細について、図５を参照して説明する。
画像解析ステップでは、先ず、ステップＳ４１において、画像解析装置１５の画像取得部１６は、ステップＳ３において、カメラ装置１４が撮像した、原料ヤードＡにおける複数の全てのベルトコンベアに設けられた全ての軸受１０に設置された全ての発光体１３の各々の撮像画像を取得する（撮像画像取得ステップ）。
次いで、ステップＳ４２において、画像解析装置１５の設備状態判定部１７は、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定する（設備状態判定ステップ）。
軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、発光体１３毎に決定されているので、設備状態判定部１７は、原料ヤードＡにおけるどの発光体１３が軸受１０の状態に応じてどんな発光の仕方をするかを把握しており、各発光体１３の発光状態から各軸受１０の状態を判定することができる。

本実施形態では、軸受１０の状態に応じた発光体１３毎の発光の仕方は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３で同じであり、軸受１０の状態が正常状態の場合には発光体１３は点灯せず、軸受１０の状態が注意状態の場合には発光体１３は点滅し、軸受１０の状態が異常状態の場合には発光体１３は常時点灯する。このため、設備状態判定部１７は、発光体１３が点灯していない場合には軸受１０が正常状態と判定し、発光体１３が点滅している場合には軸受１０が注意状態にあると判定し、発光体１３が点灯している場合には軸受１０が異常状態にあると判定する。

次いで、ステップ４３において、画像解析装置１５の発光体位置判定部１８は、記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準（ステップＳ４２において判定基準となったもの）となった各発光体１３の位置とが合致しているか否かを判定する（発光体位置判定ステップ）。
記憶部１９には、撮像画像における各発光体１３の位置が、カメラ装置１４の角度、ズーム率及び画面の位置により予め記憶されている。
そして、ステップＳ１４による判定結果がＹＥＳの場合、即ち、記憶部１９で予め記憶された撮像画像における各発光体１３の位置と各軸受１０の状態の判定基準となった各発光体１３の位置とが合致している場合、ステップＳ４４に移行し、判定結果がＮｏの場合、ステップＳ４５に移行する。

ステップＳ４４では、画像解析装置１５の設備状態判定結果出力部２０は、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態として、発光体１３の位置とともに、表示装置２１に出力する。設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が正常状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が正常状態とされ、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が注意状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が注意状態とされ、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が異常状態の場合、発光体１３が取り付けられている各軸受１０の状態が異常状態とされる。これにより、作業者は、表示装置２１を参照することで、原料ヤードＡにおける特定の軸受１０の状態を認識することができ、特定の軸受１０の異常状態を認識することができる。

一方、ステップＳ４５では、画像解析装置１５の設備状態判定結果出力部２０は、設備状態判定部１７で判定された各軸受１０の状態が発光体１３が取り付けられている各軸受１０以外の設備の状態で外乱として、表示装置２１に出力する。
これにより、画像解析ステップが終了する。
そして、ステップ５において、表示装置２１は、設備状態判定結果出力部２０からの出力を表示する（判定結果表示ステップ）。
これにより、設備状態監視装置１における処理が終了する。

このように、本実施形態に係る設備状態監視装置１及び設備状態監視方法によれば、少なくとも１つの軸受（設備）１０の各々に少なくとも１つ設置された少なくとも１つの設備状態検知センサ１２が、監視対象の各軸受１０の状態を検知する（ステップＳ１：設備状態検知ステップ）。そして、当該設備状態監視装置１及び設備状態監視方法によれば、設備状態検知センサ１２の各々に接続されて軸受（設備）１０の各々の外部に露出する状態で設置された少なくとも１つの発光体１３が、設備状態検知センサ１２の各々で検知された各軸受（設備）１０の状態に応じて発光する（ステップＳ２：発光体発光ステップ）。また、当該設備状態監視装置１及び設備状態監視方法によれば、カメラ装置１４が各発光体１３を撮像し（ステップＳ３：撮像ステップ）、画像解析装置１５が、カメラ装置１４で撮像された撮像画像を解析し、各発光体１３の発光状態から各軸受（設備）１０の状態を判定する（ステップＳ４：画像解析ステップ）。
これにより、無線センサを用いず、また配線工事に多くの費用をかけずに安価に広い原料ヤードＡ内の軸受１０の状態を、カメラ装置１４で検知できない軸受１０の状態を含めてその状態を適切に監視することができる。

ここで、設備状態検知センサ１２が、監視対象の軸受１０の状態を検知し、発光体１３が、設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて発光し、カメラ装置１４が発光体１３を撮像し、画像解析装置１５が、カメラ装置１４で撮像された撮像画像を解析して発光体１３の発光状態から軸受１０の状態を判定する。このため、設備状態検知センサ１２を無線センサで構成して検知信号を無線で伝送する必要はない。また、カメラ装置１４が設備状態検知センサ１２で検知された軸受１０の状態に応じて発光する発光体１３を撮像するので、設備状態検知センサ１２からカメラ装置１４まで有線で接続する必要はなく、配線工事が安価となる。また、カメラ装置１４で検知できない軸受１０の状態、即ち軸受の振動状態を適切に監視することができる。
また、発光体１３は、軸受（設備）１０の外部に露出する状態で設置されているので、カメラ装置１４によって各発光体１３を容易に撮像することができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
監視対象となる設備は、本実施形態では軸受１０としてあるが、軸受１０に限定されず、ベルトコンベアのプーリ等の他の設備であったり、ベルトコンベアではない他の設備であってもよい。
また、設備状態検知センサ１２は、本実施形態では、振動センサとしてあるが、これに限定されず、前述したように、設備の音（音圧）を検出する音響センサ、設備の温度を検出する温度センサ、また、監視対象が電動機などの場合には、電動機の電流値を検出する電流センサなどとしてもよい。

また、設備の状態に応じた発光体１３の発光の仕方は、原料ヤードＡにおける全ての発光体１３で同じであるが、必ずしも同じにする必要はなく、適宜変えるようにしても良い。
また、設備の状態に応じた発光体１３の発光の仕方は、本実施形態では、発光する間隔を変えているが（発光体１３が発光しない場合、発光体１３が常時点灯する場合も含む）、これに限定されず、前述したように、設備状態検知センサ１２の各々で検知された各設備の状態に応じて発光する色を変えたりしてもよい。また、各設備状態検知センサ１２で検知された設備の状態に応じて発光する間隔を変えることと、設備状態検知センサ１２で検知された設備の状態に応じて発光する色を変えることとを組み合わせるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、設備としての軸受１０に１つの設備状態検知センサ１２を設置してあるが、図６に示すように、設備に２つの設備状態検知センサ１２を設置したり、あるいはそれ以上の数の設備状態検知センサ１２を設置するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、１つの設備状態検知センサ１２に１つの発光体１３が接続されているが、図７に示すように、２つの異なる設備の各々に設置された２つの設備状態検知センサ１２に対して１つの発光体１３を接続するようにしてもよいし、あるいはそれ以上の設備状態検知センサ１２に対して１つの発光体１３を接続するようにしてもよい。この場合、発光体１３において、異なる設備状態検知センサ１２間で発光状態を異ならせるようにすればよい。

また、設備状態検知センサ１２及び発光体１３が正常に作動していることを定期的に確認するため、特定の時間に正常状態を示す点灯または点滅方法を予め決めておくことで、設備状態検知センサ１２及び発光体１３の故障も確認することが可能である。
また、設備状態検知センサ１２及び発光体１３をバッテリで作動させる場合でも、カメラ装置１４の撮像可能範囲に発光体１３の画像がある状態で短時間に発光するようにすれば、消費電力を極めて少なくすることも可能である。

１ 設備状態監視装置
１０ 軸受（設備）
１１ フレーム
１２ 設備状態検知センサ
１３ 発光体
１４ カメラ装置
１５ 画像解析装置
１６ 画像取得部
１７ 設備状態判定部
１８ 発光体位置判定部
１９ 記憶部
２０ 設備状態判定結果出力部
２１ 表示装置
Ａ 原料ヤード
Ｂ 視野

Claims (14)

1. 監視対象の少なくとも１つの設備に少なくとも１つ設置されて各設備の状態を検知する設備状態検知センサと、
   該設備状態検知センサに接続されて前記設備の外部に露出する状態で設置され、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する少なくとも１つの発光体と、
   発光体を撮像するカメラ装置と、
   を備えていることを特徴とする設備状態監視装置。
2. 前記カメラ装置で撮像された撮像画像を解析し、発光体の発光状態から各設備の状態を判定する画像解析装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の設備状態監視装置。
3. 前記画像解析装置は、前記撮像画像における発光体の位置を予め記憶しておき、予め記憶された前記撮像画像における発光体の位置と各設備の状態の判定基準となった発光体の位置とが合致しているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の設備状態監視装置。
4. 発光体は、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する色を変えることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の設備状態監視装置。
5. 発光体は、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する間隔を変えることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の設備状態監視装置。
6. 前記カメラ装置は、首振り機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の設備状態監視装置。
7. 前記カメラ装置は、ズームアップ機能を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の設備状態監視装置。
8. 監視対象の少なくとも１つの設備に少なくとも１つ設置された設備状態検知センサで各設備の状態を検知する設備状態検知ステップと、
   前記設備状態検知センサに接続されて前記設備の外部に露出する状態で設置された少なくとも１つの発光体が、前記設備状態検知ステップで検知された各設備の状態に応じて発光する発光体発光ステップと、
   発光体をカメラ装置で撮像する撮像ステップと、
   を含むことを特徴とする設備状態監視方法。
9. 前記撮像ステップで撮像された撮像画像を解析し、発光体の発光状態から各設備の状態を判定する画像解析ステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の設備状態監視方法。
10. 前記画像解析ステップは、前記撮像画像における発光体の位置を予め記憶しておき、予め記憶された前記撮像画像における発光体の位置と各設備の状態の判定基準となった発光体の位置とが合致しているか否かを判定する発光体位置判定ステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の設備状態監視方法。
11. 発光体は、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する色を変えることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載の設備状態監視方法。
12. 発光体は、前記設備状態検知センサで検知された各設備の状態に応じて発光する間隔を変えることを特徴とする請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載の設備状態監視方法。
13. 前記カメラ装置は、首振り機構を備えていることを特徴とする請求項８乃至１２のうちいずれか一項に記載の設備状態監視方法。
14. 前記カメラ装置は、ズームアップ機能を備えていることを特徴とする請求項８乃至１３のうちいずれか一項に記載の設備状態監視方法。

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