JP4160315B2 - ポンプ装置の管理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は設備機器、例えば小規模建築内に設置されたポンプや送風機のように人手をかけて管理することが難しい設備機器の管理に好適な設備機器の管理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば建築設備内に設置されたポンプや送風機等の設備機器、特に小規模集合住宅のポンプや送風機等の設備機器は正しく管理されていることがまれであった。そのためこれらの機器のメンテナンス、リサイクル、省エネルギーを行なう場合に適切な対策処置を施すのが困難であった。例えば、機器の故障発生等でサービス員が現場に行っても、当該機器がどのような状況であるか、例えばメカニカルシールの交換はどれくらいの頻度で行なわれていたのか、給水装置の圧力タンクの空気補給が行なわれていたのか等の情報が得がたく、対応が難しい状況であった。
【０００３】
また、ポンプがリサイクル工場に戻って来た時、機器について情報が欠落していると、どのような再製処置を施したら、より有効且つ効率的な再製処理となるのか見極めることが困難であった。また、設備の省エネルギー計画を立てる際にも、設備機器の過去の運転状況が正しく把握できないため適正な省エネルギー計画を立てることが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特に小規模集合住宅のポンプや送風機等の設備機器の過去の運転状況等の情報が容易に収集でき、機器のメンテナンス、リサイクル、省エネルギーを行なう場合に適切な対策処置を施すのに好適な設備機器の管理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するため手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ポンプ装置の機側に設けられ、該ポンプ装置の運転状況を記憶し、記憶されたデータを当該ポンプ装置をネットワークを通じてホストコンピュータに伝送する機側管理子機を備え、機側管理子機から定期的に送られてくるデータを蓄積すると共に、該機側管理子機を備えたポンプ装置の詳細なデータを記憶しているデータベースと、そのデータベースをネットワークからアクセス可能に開示しているホストコンピュータからなるポンプ装置の管理装置であって、機側管理子機は、運転状況として少なくとも動力線に設けられた電流センサーからの電流信号を取り込んで、一時記憶する運転状況データ集計記憶手段と、該運転状況データ集計記憶手段に記憶されているデータを当該ポンプ装置を識別するＩＤ信号と共にホストコンピュータに伝送するデータ伝送手段を備え、運転状況データ集計記憶手段に取り込まれるデータは時系列データとしてではない、電流値もしくは電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転したかという運転時間のデータであることを特徴とするポンプ装置の管理装置にある。
【０００６】
上記のように、機側管理子機から運転状況データ集計記憶手段に記憶されているデータを当該ポンプ装置を識別するＩＤ信号と共に定期的にネットワークを通じてホストコンピュータに伝送し、該ホストコンピュータ側では該機側管理子機から定期的に送られてくるデータをＩＤ毎に蓄積すると共に、そのＩＤのポンプ装置の詳細なデータを記憶しているデータベースと、そのデータベースをネットワークからアクセス可能に開示しているので、該データベースにアクセスすることにより当該ＩＤのポンプ装置の過去の運転状況等、機器のメンテナンス、リサイクル、省エネルギーの対策に必要な情報が用意に収集できる。また、運転状況データ集計記憶手段に取り込まれるデータは、時系列データとしてではない、電流値もしくは電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転していたかという運転時間のデータであるので、データを時系列データとして取り込まず電流値や電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転していたかという運転時間を把握することが可能となり、１センサーからのデータの記憶領域をさらに小さくし、有効なデータを得ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポンプ装置の管理装置において、電流センサーで電流を検出した回数を運転回数として運転状況データ集計記憶手段に記憶することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のポンプ装置の管理装置において、機側管理子機、及び電流センサーは、動力線が接続される端子板と共に収納ボックス内に設置され、電流センサーは端子板間の接続線に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ装置の管理装置において、前記運転状況データ集計記憶手段で集計するデータは、前記ポンプ装置の吸込圧力及び吐出圧力のデータであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のポンプ装置の管理装置において、運転状況データ集計記憶手段で集計するデータは、モータの温度、該モータの振動、ポンプの振動、該ポンプの回転数のいずれか１つ又は２つ以上であることを特徴とする。
【００１２】
上記のように運転状況データ集計記憶手段で、ポンプ駆動用の電流及び電圧値、ポンプ吸込圧力及び吐出圧力を集計し、定期的にホストコンピュータに伝送し、データベースに記憶しているので、例えば故障等で現場に向うサービスマンがネット上でこのデータベースにアクセスし、当該ポンプの経歴を調べたり運転情報を把握し、故障等に対して適切に処置を施すことができる。また、ポンプ駆動用の電流及び電圧値に比べ、取り付けているポンプの容量に大きな余裕がある場合、データの実績からより容量の小さいポンプに交換するなどの省エネルギーの計画を立てることにも役立つ。また、ポンプ吸込圧力と吐出圧力の差とポンプ運転周波数のデータからポンプ吐出水量を演算することができるから、これによりポンプ装置の据付当初予想された水量より実績として充分小さい水量で運転していることがわかれば、ポンプをより小容量のものに変更したり、回転数を下げて消費動力を減らす省エネルギー計画をたてることにも利用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る設備機器の管理装置のシステム構成を示す図である。本管理装置は、ポンプ装置の管理装置のシステム構成を示す。図において、１はポンプであり、該ポンプ１はモータ２によって駆動されるようになっている。該モータ２には、動力線３及びインバータ４を介しポンプ駆動用電力を供給するようになっている。モータ２を起動してポンプ１を駆動すると、吸込配管５に吸い込まれた水は吐出配管６を通って目的位置に送水される。
【００１４】
動力線３を介してモータ２に供給される電圧、電流はそれぞれ電圧センサー９、電流センサー１０で検出され、機側管理子機１１に送られる。また、吸込配管５の吸込圧力、吐出配管６の吐出圧力はそれぞれ吸込側圧力センサー７、吐出側圧力センサー８で検出され、機側管理子機１１に送られる。機側管理子機１１は入出力装置（Ｉ／Ｏ）１２、ＣＰＵ１３、メモリ１４、データ送受信手段１５を具備する。
【００１５】
機側管理子機１１のＣＰＵ１３は、所定の周期で電圧センサー９、電流センサー１０で検出された電圧値、電流値をデータとして供給された時間（検出時間）と共にメモリ１４に記憶し、更に電圧値と電流値から積算電力を演算しメモリ１４に記憶する。また、ＣＰＵ１３は吸込側圧力センサー７及び吐出側圧力センサー８で検出され吸込圧力、吐出圧力を時間（検出時間）と共にメモリ１４に記憶する。ここで電流センサー１０が電流を検出している時間はポンプ１が運転されていた運転時間となり、また電流を検出した回数のカウント値はポンプ１の運転回数となる。
【００１６】
また、図示は省略するが，モータ２に温度センサーを取り付け、モータ温度を検出し、該検出温度を機側管理子機１１に取り込み、メモリ１４に記憶するようにしてもよい。また、ポンプ１やモータ２の振動を振動センサーで検出し、メモリ１４に記憶してもよい。更にインバータ４からモータ２に供給される電力周波数からポンプ１の回転数を検出し、その検出時間と共にメモリ１４に記憶するようにしてもよい。また、メモリ１４には当該ポンプ装置のＩＤデータも記憶されている。
【００１７】
１６はホストコンピュータであり、上記構成の機側管理子機１１は該ホストコンピュータ１６が管理する複数のポンプ装置毎に設けられている。ホストコンピュータ１６は、定期的に無線等によりネットワークを介して各機側管理子機１１を呼出す。各機側管理子機１１のＣＰＵ１３はその呼出しに応じて、メモリ１４に記憶されているデータを当該ポンプを識別するＩＤと共にデータ送受信手段１５からネットワークを通じてホストコンピュータ１６に伝送する。
【００１８】
ホストコンピュータ１６側のデータベースにはネットワーク接続された各ポンプ装置のＩＤ（識別番号）とそのポンプ装置の様々なデータが記憶されている。ＩＤに関連して記憶されているデータは、ネットワークを通じて定期的に機側管理子機１１から伝送されてくるポンプ装置の上記運転データはもとより、ポンプ装置の製造年月日、構造図、据付場所等のデータ、更にはサービス員がネットワーク上から書き込むメンテナンス履歴データ等がある。これらのデータは、上記ポンプ装置のＩＤにより特定された場所に記憶され、必要に応じて読出し、メンテナンスやリサイクル、省エネルギーの計画に利用する。
【００１９】
データベースをウエブ上に公開しておけば、例えば、現場に向うサービスマンがネットワーク上でこのデータベースにアクセスし、現場のポンプ装置の経歴を調べたり、運転状況の情報を得ることができる。これは、管理装置システムのデータベースに蓄積されている直接情報であり、現場でポンプ装置を管理している管理者から口伝で得られた感覚的情報よりも信頼性が高いため、適切なメンテナンスのために有用である。
【００２０】
なお、上記データベースの全面公開が不適当であれば、パスワードなどにより、情報へのアクセスを制限することもできる。
【００２１】
また、例えば、電流値や圧力（吸込圧力、吐出圧力）のデータに比べて、取り付けてあるポンプ１の容量に大きな余裕があるような場合、データの実績からより容量の小さいポンプ１やモータ２に交換する等の省エネルギーの計画を立てることもできる。
【００２２】
また、ポンプ１の吸込側圧力と吐出側圧力の差とポンプ１の運転周波数のデータからポンプ１の吐出水量を演算することができるから、これによりポンプ装置が据付当初予想された水量より実績として充分小さい水量で運転していることがわかれば、ポンプ１をより小容量のものに変更したり、インバータ等で回転数を下げて消費動力を減らす省エネルギー計画を立てることにも利用できる。また、消費積算電力値から、省エネルギー管理にも役立ち、また、定期的にホストコンピュータ１６にデータを転送するようにしているため、機側管理子機１１のメモリ１４の容量が少なくて済むため、機側管理子機１１を安価に構成することが可能となる。
【００２３】
図２は本発明に係る管理装置を設置した実際のイメージを示す図である。制御盤１７とポンプ１及びモータ２の間に機側管理子機１１を収納するモニタリング収納ボックス１８を設置し、制御盤１７から動力線３を該モニタリング収納ボックス１８を経由してインバータ４（図１参照）を収納した周波数コントローラ１９に配線し、該周波数コントローラ１９からの動力線３をモータ２へ配線している。
【００２４】
モニタリング収納ボックス１８内には、図１の機側管理子機１１が収納され、制御盤１７からの３相の動力線３は端子板１８−１に接続され、端子板１８−２にはモータ２への３相の動力線３が接続されている。端子板１８−１と端子板１８−２は３本の接続線１８−３で接続されている。そのうちの２本の接続線１８−３に電流センサー１０が接続され、その検出出力は２本の出力線１０−１を介して機側管理子機１１に入力されるようになっている。端子板１８−２には電圧センサー９として３本の検出線９−１が接続され、機側管理子機１１に３相の電圧を入力している。
【００２５】
吸込配管５に設けられた吸込側圧力センサー７の検出出力及び吐出配管６に設けられた吐出側圧力センサー８の出力はそれぞれ出力線２０及び出力線２１を介して伝送され機側管理子機１１に入力される。また、周波数コントローラ１９内にはインバータ４（図１参照）が収納され、モータ２に供給する駆動用電力周波数の周波数を制御している。
【００２６】
上記のように制御盤１７とモータ２の間に収納するモニタリング収納ボックス１８を設置し、該モニタリング収納ボックス１８内に機側管理子機１１を収納するので、既存の制御盤１７を改造することなく、ポンプ装置に機側管理子機１１を設置できる。また、モニタリング収納ボックス１８内には、データ送受信手段１５が収納され、機側管理子機１１に収集された各種データを無線でホストコンピュータ１６（図１参照）に伝送できるようになっている。
【００２７】
なお、上記例ではホストコンピュータ１６としてノート型パソコンを用いているが、ノート型パソコンに限定されるものではなく、規模に応じて、管理センターの大容量のメモリを備えたコンピュータとしてもよい。また、ネットワーク接続は必要に応じて中間に中継機等を必要とする場合もある。
【００２８】
なお、機側管理子機１１は、回路を集積していくことでより小型化が可能であり、例えば図３に示すように、機側管理子機１１の主要部をカード状の基板３０に収納し、該基板３０に温度センサー３５を設け、該カード状の基板３０をモータ２のケーシングに搭載（接触）し、モータ２の温度を検出できるようにする。モータ２に供給される駆動用電流は電流センサー３１で検出し、信号線３２及び信号線３３を介して機側管理子機１１に入力できるようにしてもよい。なお、３４は信号線３２と信号線３３を接続するためのコネクタである。また、電流センサー３１は、部品３１ａがヒンジ機構３１ｂにより開閉自在となっており、該部品３１ａを開閉して簡単に動力線３に装着できる。
【００２９】
上記のように機側管理子機１１はホストコンピュータ１６からのデータ要求の着信に応じてデータを送信する。例えばデータの収集のしかたとしては、１分間に１回測定しそのデータから１時間毎に集計し、最大値、最小値、平均値を算出し、１日分強のデータをメモリ１４に蓄積しておき、ホストコンピュータ１６からの１日１回のデータ要求に応答してデータを伝送することにより、メモリ１４に記憶しておくデータ量を少なくできる。
【００３０】
また、データを時系列データとして取り込まず電流値や電力値をあるレンジ領域に５分割し、どのレンジでどれだけの時間運転していたかという運転時間を把握するようにすれば、１センサーからのデータの記憶領域をさらに小さくし、有効なデータを得ることができる。
【００３１】
なお、上記例では設備機器としてポンプ装置を管理する例を挙げたが、本発明に係る管理装置で管理する設備機器はこれに限定されるものではなく、ファン等の回転機器等に広く利用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００３３】
機側管理子機で集計記憶したデータを定期的にホストコンピュータに伝送し、機側管理子機から定期的に送られてくるデータをデータベースにＩＤ毎に蓄積すると共に、データベースをネットワークからアクセス可能に開示しているので、データベースにアクセスすることにより、ポンプ装置の過去の運転状況等、機器のメンテナンス、リサイクル、省エネルギーの対策に必要な情報が容易に収集でき、適切なメンテナンス処置、リサイクル処置、省エネルギー計画等を行なうことが可能となる。
【００３４】
運転状況データ集計記憶手段に取り込まれるデータは、時系列データとしてではない、電流値もしくは電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転していたかという運転時間のデータであるので、データを時系列データとして取り込まず電流値や電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転していたかという運転時間を把握することが可能となり、１センサーからのデータの記憶領域をさらに小さくし、有効なデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る設備機器の管理装置のシステム構成を示す図である。
【図２】 本発明に係る設備機器の管理装置の設置イメージを示す図である。
【図３】 本発明に係る設備機器の管理装置のシステム構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ポンプ
２ モータ
３ 動力線
４ インバータ
５ 吸込配管
６ 吐出配管
７ 吸込側圧力センサー
８ 吐出側圧力センサー
９ 電圧センサー
１０ 電流センサー
１１ 機側管理子機
１２ 入出力装置
１３ ＣＰＵ
１４ メモリ
１５ データ送受信手段
１６ ホストコンピュータ
１７ 制御盤
１８ モニタリング収納ボックス
１９ 周波数コントローラ
２０ 出力線
２１ 出力線
３０ 基板
３１ 電流センサー
３２ 信号線
３３ 信号線
３４ コネクタ
３５ 温度センサー

Claims (5)

1. ポンプ装置の機側に設けられ、該ポンプ装置の運転状況を記憶し、記憶されたデータを当該ポンプ装置をネットワークを通じてホストコンピュータに伝送する機側管理子機を備え、
   前記機側管理子機から定期的に送られてくるデータを蓄積すると共に、該機側管理子機を備えたポンプ装置の詳細なデータを記憶しているデータベースと、そのデータベースをネットワークからアクセス可能に開示しているホストコンピュータからなるポンプ装置の管理装置であって、
   前記機側管理子機は、前記運転状況として少なくとも動力線に設けられた電流センサーからの電流信号を取り込んで、一時記憶する運転状況データ集計記憶手段と、該運転状況データ集計記憶手段に記憶されているデータを当該ポンプ装置を識別するＩＤ信号と共に前記ホストコンピュータに伝送するデータ伝送手段を備え、
   前記運転状況データ集計記憶手段に取り込まれるデータは時系列データとしてではない、電流値もしくは電力値をあるレンジ領域に複数分割し、どのレンジ領域でどれだけの時間運転したかという運転時間のデータであることを特徴とするポンプ装置の管理装置。
2. 請求項１に記載のポンプ装置の管理装置において、
   前記電流センサーで電流を検出した回数を運転回数として前記運転状況データ集計記憶手段に記憶することを特徴とするポンプ装置の管理装置。
3. 請求項２に記載のポンプ装置の管理装置において、
   前記機側管理子機、及び前記電流センサーは、前記動力線が接続される端子板と共に収納ボックス内に設置され、前記電流センサーは前記端子板間の接続線に設けられていることを特徴とするポンプ装置の管理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ装置の管理装置において、
   前記運転状況データ集計記憶手段で集計するデータは、前記ポンプ装置の吸込圧力及び吐出圧力のデータであることを特徴とするポンプ装置の管理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のポンプ装置の管理装置において、
   前記運転状況データ集計記憶手段で集計するデータは、モータの温度、該モータの振動、ポンプの振動、該ポンプの回転数のいずれか１つ又は２つ以上であることを特徴とするポンプ装置の管理装置。

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