JP3180890B2 - 調節弁の遠隔監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば都市ガス供給系
統のガバナ等の調節弁の遠隔監視装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス供給用のガバナにおける現行の
巡視点検業務は、保安規定に基づき７日毎に漏洩検査、
圧力記録紙回収等を目的に実施しており、このためガバ
ナを収納したガバナ室には、一次側圧力、二次側圧力及
びガバナ開度を記録する記録計が設置されている。記録
計は、計測データを記録紙に記録するもので、記録され
たデータは回収し、持ち帰ってホストコンピュータ等で
一括処理する。

【０００３】一方、多数個所に設置されたガバナを共通
のセンタ監視装置において遠隔監視する試みがある。例
えば、その試みとしては、センタ監視装置との通信手段
を備えたデータ収集装置を各ガバナに設置し、データ収
集装置により収集した各ガバナの監視用計測データを通
信回線によりセンタ監視装置に送信して、センタ監視装
置においてデータを収集して記録及び異常等の判定を行
う方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の方式では、ガバ
ナをリアルタイムで監視することができず、データ回収
後の処理も非常に面倒であり、上記巡視点検は欠かせな
い。

【０００５】また後者の方式では、センタ監視装置に収
集されるデータが膨大になり、異常判定等の演算処理等
も膨大なものとなってハードウエア及びソフトウエアの
両面において実際的ではない。従って本発明は、このよ
うな課題を解決すると共に、調節弁の異常を合理的に検
出することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、調節弁のデータ収集現場に設置した
現場処理装置と、多数の現場処理装置と通信回線を介し
て接続した共通のセンタ監視装置とから構成し、現場処
理装置には、監視用データ収集手段と、可搬不揮発性記
録媒体に対するデータの読み書き手段と、データの異常
監視手段と、通信回線による通信手段を構成すると共
に、調節弁の、作動圧力と弁開度の対応関係及び弁開度
と流量の対応関係を、調節弁の１次圧力と２次圧力との
関係を含めて記憶する対応関係記憶手段を構成し、可搬
不揮発性記録手段には、逐次のデータを記録して、各測
定項目の、同一時刻のそれまでの適宜期間分の平均値と
標準 偏差を実績データとして集積する構成とすると共
に、異常監視手段は、各測定データと実績データとの比
較により、測定データの異常を検出する構成とし、監視
用データ収集手段により測定した、調節弁の１次圧力、
２次圧力、弁開度及び流量から、上記作動圧力と弁開度
の対応関係及び弁開度と流量の対応関係を導出し、これ
を対応関係記憶手段に記憶されている対応関係と比較し
てずれを検出し、所定以上のずれにより調節弁の異常を
判定する構成とし、調節弁の異常を判定した時点のデー
タは、可搬不揮発性記録手段に記録する実績データから
除外する構成とした調節弁の遠隔監視装置を提案する。

【０００７】そして本発明では、上記構成において可搬
不揮発性記録手段はＩＣメモリカードとすることを提案
する。

【０００８】

【作用】調節弁のデータ収集現場における監視用の各種
機器からのデータ、即ち調節弁の１次圧力、２次圧力、
弁開度及び流量のデータは、現場処理装置のデータ収集
手段により常時間欠的に収集され、読み書き手段により
可搬不揮発性記録媒体に逐次、記録される。可搬不揮発
性記録媒体には、逐次の上記データと共に同一時刻のそ
れまでのデータを統計的に処理したデータ、例えば各計
測機器による各測定項目の、同一時刻のそれまでの適宜
期間分の平均値と標準偏差等を実績データとして記録す
る。

【０００９】上述の逐次のデータは異常監視手段により
常時監視され、異常判定手段によりデータの異常の判定
と共に、調節弁の異常の判定を行う。即ち、各種機器か
らのデータ中、調節弁の１次圧力、２次圧力、弁開度及
び流量から、作動圧力と弁開度の対応関係及び弁開度と
流量の対応関係を導出し、これらの対応関係を対応関係
記憶手段に記憶されている対応関係と比較してずれを検
出し、ずれが著しく大きい場合には調節弁の異常と判定
する。そして異常と判定した時点の前後のデータを保存
する。一方、対応関係のずれが著しくない場合には、調
節弁は正常として、データ自体の異常判定を行い、異常
と判定したら異常と判定した時点の前後のデータを保存
する。

【００１０】そしてこれらの異常と判定された場合には
通信手段によりセンタ監視装置を発呼して異常の判定結
果をセンタ監視装置に送信する。従って、センタ監視装
置では、計測機器等のデータを自体で収集して処理する
ことなく各データ収集現場の異常の発生を検出すること
ができ、このためのシステム資源を低減することができ
ると共に、熟練を必要とせずに迅速な対応措置が可能と
なる。

【００１１】しかしながら、センタ監視装置において必
要ならば、異常を通報してきた現場処理装置の通信手段
に可搬不揮発性記録手段のデータの送信要求を発するこ
とにより、可搬不揮発性記録手段に記憶されたデータを
得ることができ、このデータを異常の分析及び判定に効
率的に利用することができる。

【００１２】可搬不揮発性記録手段は、ＩＣメモリカー
ド等とすることにより、例えば１年間等の長期に渡って
のデータを蓄積可能とすることができる。この可搬不揮
発性記録媒体は、記録容量としての期間を越えた場合に
は、新しいデータを順次記録する際、最も古いデータを
順次消去することにより、常時、現在から所定期間、例
えば１年間のデータを保持することができる。または所
定期間経過後に現場処理装置から回収してパソコン等で
処理を行うことができる。また可搬不揮発性記録媒体に
記録されたデータは、所定期間経過前にも、必要に応じ
てデータ収集現場において可搬性の端末機器により読み
出して処理したり、あるいは通信回線を介してセンタ装
置に読出して処理することができる。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例を図１〜図４につき説明
する。図１は本発明の全体構成を概略的に示すもので、
符号１（１a，１b，…，１n）は都市ガス供給系統の適
所に設置したガバナ室であり、これらのガバナ室１内に
はガバナ本体２と共に、ガバナ本体２の開度計、ガバナ
本体２の一次側、二次側の圧力センサ、流量計、ガス検
知器等の計測機器群や、ガバナ遮断検出センサ、ＳＩセ
ンサ異常検出センサ等の異常検知機器群等の監視用の各
種機器（図示省略）を設置していて、ガバナ監視用のデ
ータ収集現場となっている。そしてこれらの各種機器か
らのデータを収集して処理する現場処理装置３はガバナ
室１外に設置している。

【００１４】符号４は複数の個所のガバナ本体２の動作
等を監視する共通のセンタ監視装置であり、このセンタ
監視装置４と各データ収集現場の現場処理装置３とを通
信回線５を介して接続して遠隔監視装置を構成してい
る。通信回線５は公衆回線、専用回線、無線回線を単独
で、又は組み合わせて適用するもので、センタ監視装置
４と各現場処理装置３にはこれらの通信回線に応じた通
信手段を構成する。

【００１５】図２はマイクロコンピュータ応用装置等に
より構成する現場処理装置３の構成の一例を示すブロッ
ク図であり、現場処理装置３に接続している符号６ａは
ガバナ本体２の開度計、ガバナ本体２の一次側及び二次
側の圧力センサ、流量計、ガス検知器等の計測機器群を
示し、これらは計測データをアナログ量で出力する構成
である。また符号６ｂはガバナ遮断検出センサ、ＳＩセ
ンサ異常検出センサ等の異常検知機器群を示すもので、
これらは接点出力である。尚、図２において、上述した
各構成要素中の、データ収集手段Ａ、異常監視手段Ｂ、
通信手段Ｃに対応するブロック群は図中に２点鎖線で囲
んで示している。

【００１６】現場処理装置３には、上記計測機器群６ａ
と異常検知機器群６ｂを接続する入力手段７ａ，７ｂを
構成している。即ち、符号７ａは計測データ入力手段で
あり、これはアナログ前処理回路、Ａ／Ｄ変換器、レベ
ル変換器等から構成し、各計測機器のアナログデータを
所定のデジタル信号に変換する機能を持たせるように構
成している。また符号７ｂは異常検知データ入力手段で
あり、これはレベル変換回路等から構成している。

【００１７】各データ入力手段７ａ，７ｂにより所定の
デジタル信号に変換されるデータは、以降の処理を行う
ためにデータ読込手段８により、適宜の記憶領域に一時
的に読み込む。データ読込手段８は、各データ入力手段
７ａ，７ｂを制御して適宜時間毎、例えば０．５秒毎に
間欠的にデータをＲＡＭ等の所定の一時記憶領域に転送
する機能により構成することができる。

【００１８】データ読込手段８に読み込んだ計測機器群
６ａのデータは、生データのまま、または適宜演算処理
等を行って所定時間毎に記録媒体読み書き手段１２を介
してＩＣメモリカード等の可搬不揮発性記録媒体１３に
経時的に記録すると共に、それまでの適宜期間分、例え
ば１年分の各項目の各時刻における統計量、例えば平均
値と標準偏差等の形で実績データとして記録する。この
ように実績データとして記録するデータは、正常なデー
タのみとし、調節弁等の異常又はデータ自体の異常が判
定されたデータは除外する。この可搬不揮発性記録媒体
１３へのデータの記録間隔は、可搬不揮発性記録媒体１
３の容量とデータの連続記録期間とを勘案して決定し、
実施例においては上記サンプリング時間よりも長い時
間、例えば１分毎としている。尚、記録間隔はデータの
項目毎に異ならせることもできる。

【００１９】データ読込手段８により間欠的に読み込ま
れるデータのうち、計測機器群６ａのデータは、データ
処理手段９により設定値や上記実績データとの比較や補
正その他の演算が行われ、その結果としての警報発生等
の処理が行われ、次いで異常判定手段１０により異常の
判定が行われる。即ち、計測機器群６ａからのガバナ本
体２の一次側、二次側圧力、ガバナ本体２の開度、流
量、ガス濃度等のデータは、データ読込手段８により、
例えば０．５秒のサンプリング時間毎に読み込まれ、デ
ータ処理手段９、予め設定された夫々上下限値と比較
して上下限以外を検出する監視、可搬不揮発性記録媒
体に記録された実績データと比較したずれを検出する監
視、対応関係記憶手段に記憶された、ガバナ本体２の
１次圧力と２次圧力との関係を含めた作動圧力と弁開度
の対応関係及び弁開度と流量の対応関係に上記測定デー
タを当てはめて、対応関係のずれを検出する監視が行わ
れる。尚、これらの監視においては、隣接サンプリング
時点間のデータの差の演算や流量の圧力補正、またはデ
ータの時間別加重平均処理等の適宜の演算を行うことが
できる。対応関係記憶手段はＰＲＯＭやバッテリーバッ
クアップしたＳＲＡＭ等を利用することができ、また上
記対応関係は、予めの測定で得られるデータ群や、ガバ
ナ本体２の動作原理等から導くことができ、これらの対
応関係を、式やテーブル等の形で対応関係記憶手段に記
憶する。

【００２０】以上のデータ及びガバナ本体２等の異常監
視を行った結果、異常を検出した場合には、データ処理
手段９は異常判定手段１０に警報出力と所定のデータ出
力を発すると共に、該当データを、その前後のデータと
共に経過データとして経過データ記憶手段１１に記憶す
る。この経過データ記憶手段１１は、例えばバッテリー
バックアップされたＳＲＡＭ等のように不揮発性の記憶
手段により構成する。

【００２１】符号１０は異常判定手段であり、この異常
判定手段１０は、データ処理手段９からの警報並びに対
応データと、データ読込手段８を介して得られる異常検
知機器群６ｂからの異常検知出力を監視して異常の判定
を行う。即ち、異常判定手段１０はデータ処理手段９が
警報を発した場合や、異常検知機器群６ｂが異常検知出
力を発した場合には、所定の手順で異常対応処理を行
う。異常対応処理は、異常の判定、異常の重要度分類処
理及び異常の重要度に対応する処理、通信管理手段１４
への出力等を含む。

【００２２】即ち、異常判定手段１０は、データ処理手
段９が警報を発した場合には、異常データの内容、即
ち、異常が上記、、のいずれの監視により検出さ
れたかの情報から、異常がプロセスの異常か、ガバナ本
体２の異常か、計測機器群６ａの異常かを判定する。

【００２３】異常判定手段１３は、以上のように異常の
発生を判定すると共に、異常の内容を、例えば最重
要、重要、緊急性あまりなし、緊急性なしの４段
階等の重要度に分類処理し、これらの内容を通信管理手
段１４に出力する。

【００２４】通信管理手段１４は、異常の重要度がの
場合には、割込み処理として、現在動作中の他の処理を
中断して異常対応処理を行う。の場合には優先処理と
して、現在動作中の処理終了後、他の処理に優先して異
常対応処理を行う。の場合には通常処理として、これ
に優先する他の処理の終了後に異常対応処理を行う。
の場合は、明らかに機器の故障と分かる重要でない異常
の場合で、この場合には優先度の低い処理として異常対
応処理を行う。

【００２５】符号１５は通信管理手段１４により管理す
る通信制御手段であり、１５ａは専用・無線回線用通信
制御手段、１５ｂは公衆回線用通信制御手段、１５ｃは
シリアル通信用通信制御手段である。通信制御手段１５
ａは専用・無線回線用通信モデム１６ａを介して無線通
信機器１７に接続すると共に、通信機器制御手段１８、
制御出力手段１９を介して無線通信機器１７の起動制御
を行う構成としている。また通信制御手段１５ｂは公衆
通信モデム１６ｂを介して公衆回線２０に接続してい
る。また通信制御手段１５ｃはモデムレス・シリアルイ
ンタフェース１６ｃに接続しており、この送受信手段１
６ｃには可搬端末機器を接続可能に構成している。

【００２６】図３はセンタ監視装置の基本的構成をブロ
ック図として示すもので、このセンタ監視装置４は、現
場処理装置３の通信手段Ｃに対応する通信手段Ｄと監視
手段２１と表示手段２２、警報手段２３、操作入力手段
２４を備えている。そして通信手段Ｄとしては、現場処
理装置３と同様に、無線機器２５に対応する専用・無線
回線用通信制御手段２６ａ，専用・無線回線用通信モデ
ム２７ａ並びに公衆回線２０に対応する専用・無線回線
用通信制御手段２６ｂ、公衆通信モデム２７ｂを構成し
ている。

【００２７】以上の構成においてガバナ室１の機器にセ
ンタ監視装置４に通報すべき異常が発生した場合、通信
管理手段１４は異常判定手段１３からの判定出力を受
け、通信制御手段１５を選択してセンタ監視装置４を発
呼する。

【００２８】例えば通信回線５として公衆回線１８を利
用する場合には、通信管理手段１４は通信制御手段１５
ｂを選択し、送受信手段１６ｂを介してセンタ監視装置
４を発呼して回線接続を行う。次いで現場処理装置３の
通信管理手段１４とセンタ監視装置４の監視手段２１は
相互の確認を行ってデータリンクを確立した後、まず現
場処理装置３側からセンタ監視装置４に、異常判定手段
１０により判定した異常の内容のデータを送信する。

【００２９】センタ監視装置４では、監視手段２３は現
場処理装置３から送信された異常の内容のデータを表示
手段２２に表示すると共に、必要に応じて警報手段２３
により警報を発生する。このようにセンタ監視装置４で
は、データ収集現場の機器の生のデータを処理すること
なく異常の発生とその内容を検出することができ、迅速
な対応が可能となる。

【００３０】またセンタ監視装置４では、必要に応じて
各データ収集現場の機器の生のデータを収集することが
できる。即ち、センタ監視装置４において生のデータが
必要な場合には、操作入力手段２４からの入力等によ
り、センタ監視装置４の監視手段２１から現場処理装置
３の通信管理手段１４にデータ送信要求を送出すると、
通信管理手段１４はデータ送信要求の内容に応じて記録
媒体読み書き手段１２を介して可搬不揮発性記録媒体１
３をアクセスして所定のデータを読み取り、これをセン
タ監視装置４側に送信する。このようにセンタ監視装置
４側では必要に応じて各データ収集現場の機器の生のデ
ータを収集して分析を行うことができる。また上述した
ように経過データの一時記憶手段１１を構成している場
合には、この一時記憶手段１１のデータも、必要に応じ
てセンタ監視装置４に送信可能とするように構成するこ
とができる。

【００３１】以上の如くして所定の処理が完了したら、
センタ監視装置４又は現場処理装置３のいずれか一方が
データリンクを終結し、回線を開放して異常対応処理を
終了する。

【００３２】可搬不揮発性記録媒体１３は例えば上記デ
ータを１年間以上に渡って記録可能な容量とし、例え
ば、この記録期間を越えた場合には、新しいデータを順
次記録する際、最も古いデータを順次消去することによ
り、常時、現在から所定期間、即ち、１年間のデータを
保持することができる。又は１年毎に現場処理装置３か
ら回収し、持ち帰ってパソコン等でデータの分析を行う
ことができる。また必要に応じてモデムレス・シリアル
インタフェース１６ｃに可搬端末機器２８を接続して、
シリアル通信用通信制御手段１５ｃを介して通信管理手
段１４にデータ送信要求を送出することにより、可搬不
揮発性記録媒体１３に記録されたデータを可搬端末機器
２８に読出して処理することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、以下の
ような効果がある。現場記録紙方式のような短期間毎
の回収業務が不要となる。現場記録紙方式の場合に必
要な入力作業をすることなく、データを直接コンピュー
タ処理することができる。センタ監視装置の処理負荷
が小さく、ハードウエアとソフトウエアのいずれも膨大
とならない。センタ監視装置における操作は簡素であ
るため熟練者が不要となる。プロセスや機器の異常の
他、調節弁自体の異常を識別して簡単に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の全体構成を概略的に示すブロック図
である。

【図２】 本発明に係る現場処理装置の基本構成の一例
を示すブロック図である。

【図３】 本発明に係るセンタ監視装置の基本構成の一
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ａ データ収集手段 Ｂ 異常監視手段 Ｃ 通信手段 Ｄ 通信手段 １ ガバナ室 ２ ガバナ本体 ３ 現場処理装置 ４ センタ監視装置 ５ 通信回線 ６ａ 計測機器群 ６ｂ 異常検知機器群 ７ａ 計測データ入力手段 ７ｂ 異常検知データ入力手段 ８ データ読込手段 ９ データ処理手段 １０ 異常判定手段 １１ 経過データ記憶手段 １２ 記録媒体読み書き手段 １３ 可搬不揮発性記録媒体 １４ 通信管理手段 １５ａ，２６ａ 専用・無線回線用通信制御手段 １５ｂ，２６ｂ 公衆回線用通信制御手段 １５ｃ シリアル通信用通信制御手段 １６ａ，２７ａ 専用・無線回線用通信モデム １６ｂ，２７ｂ 公衆通信モデム １６ｃ モデムレス・シリアルインタフ
ェース １７ 無線通信機器 １８ 通信機器制御手段 １９ 制御出力手段 ２０ 公衆回線 ２１ 監視手段 ２２ 表示手段 ２３ 警報手段 ２４ 操作入力手段 ２５ 無線機器 ２８ 可搬端末機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04Q 9/00 - 9/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調節弁のデータ収集現場に設置した現場
   処理装置と、多数の現場処理装置と通信回線を介して接
   続した共通のセンタ監視装置とから構成し、現場処理装
   置には、監視用データ収集手段と、可搬不揮発性記録媒
   体に対するデータの読み書き手段と、データの異常監視
   手段と、通信回線による通信手段を構成すると共に、調
   節弁の、作動圧力と弁開度の対応関係及び弁開度と流量
   の対応関係を、調節弁の１次圧力と２次圧力との関係を
   含めて記憶する対応関係記憶手段を構成し、可搬不揮発
   性記録手段には、逐次のデータを記録して、各測定項目
   の、同一時刻のそれまでの適宜期間分の平均値と標準偏
   差を実績データとして集積する構成とすると共に、異常
   監視手段は、各測定データと実績データとの比較によ
   り、測定データの異常を検出する構成とし、監視用デー
   タ収集手段により測定した、調節弁の１次圧力、２次圧
   力、弁開度及び流量から、上記作動圧力と弁開度の対応
   関係及び弁開度と流量の対応関係を導出し、これを対応
   関係記憶手段に記憶されている対応関係と比較してずれ
   を検出し、所定以上のずれにより調節弁の異常を判定す
   る構成とし、調節弁の異常を判定した時点のデータは、
   可搬不揮発性記録手段に記録する実績データから除外す
   ることを特徴とする調節弁の遠隔監視装置
2. 【請求項２】 可搬不揮発性記録手段はＩＣメモリカー
   ドであることを特徴とする請求項１記載の遠隔監視装置