JP6530913B2 - 機器作動状態管理システム、機器作動状態管理装置、及び、機器作動状態管理プログラム - Google Patents
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Description
本願は、機器から作動状態を取得し、取得した作動状態から機器の作動状態を判断する機器作動状態管理システムに関し、特に、作動状態に加えて画像を用いて機器の作動状態を判断するものに関する。
機器作動状態管理システムを用いるプラント等のプロセスシステムでは、スチームトラップ等のプロセスシステム構成機器が多数存在する。これらプロセスシステム構成機器の作動状態を管理するための従来のプロセスシステム構成機器作動状態管理システムについて、図１８に示すプラント内機器の監視装置を用いて説明する。可視カメラ１では監視対象４５の可視画像を撮像する。また、赤外線カメラ２では監視対象４５の熱画像を撮像する。演算部４では撮像した画像を用い、差分処理や二値化処理などの演算を行い、可視画像及び熱画像から流体漏洩に伴う異常を二値画像として検出する。異常判定部６ではこの二値画像同士の面積を比較することにより、異常の種別を判定する。
これにより、画像を用いたプラント内機器の監視装置において流体漏洩に伴う異常種別の自動判定が可能となる
プラント内機器の監視装置では、まず、可視カメラで撮像した監視対象の可視画
像を差分処理することにより、異常を二値画像として検出し、その二値画像の面積を求める。次に、赤外線カメラで撮像した監視対象の熱画像を差分処理することにより、異常を二値画像として検出し、その二値画像の面積を求める。さらに、この求めた二値画像同士を比較し、異常事象の種別を判定する。異常事象の種別の判定では、熱画像から求めた面積が大きい場合は発熱性の異常（蒸気漏れなど）であるとし、可視画像から求めた面積が大きい場合はその他の異常（水漏れなど）であるとする。このような手法により、流体漏洩に伴う異常種別の自動判定を実施する。（以上、特許文献１参照）。
像を差分処理することにより、異常を二値画像として検出し、その二値画像の面積を求める。次に、赤外線カメラで撮像した監視対象の熱画像を差分処理することにより、異常を二値画像として検出し、その二値画像の面積を求める。さらに、この求めた二値画像同士を比較し、異常事象の種別を判定する。異常事象の種別の判定では、熱画像から求めた面積が大きい場合は発熱性の異常（蒸気漏れなど）であるとし、可視画像から求めた面積が大きい場合はその他の異常（水漏れなど）であるとする。このような手法により、流体漏洩に伴う異常種別の自動判定を実施する。（以上、特許文献１参照）。
前述のプラント内機器の監視装置には、以下に示すような改善すべき点がある。前述のプラント内機器の監視装置では、可視画像と、熱画像の２種類を用いて、流体漏洩に伴う異常種別を自動判定する。つまり、前述のプラント内機器の監視装置では、画像を用いた流体漏洩に伴う異常種別の自動判定を行っているのみである。このため、画像から判断できない流体漏洩に伴う異常種別の判定はできず、必ずしも信頼性が高いとはいえない、という改善すべき点がある。
本願は、段階的に複数の判断方法によって、機器の作動状態を判断できる機器作動状態管理システムを提供することを目的とする。
本願における課題を解決するための手段及び効果を以下に示す。
本願に係る機器作動状態管理システムは、機器の作動状態を作動状態取得条件に従って取得する機器作動状態提供装置、及び、前記作動状態を前記機器作動状態提供装置から取得する機器作動状態管理装置を有する機器作動状態管理システムであって、前記機器作動状態管理装置は、前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を状態判断基礎画像情報として取得する状態判断基礎画像取得手段、前記状態判断基礎画像情報から、所定の前記機器を、前記状態判断基礎画像における前記機器の配置位置を特定する配置位置情報を用いて、特定する機器特定手段、特定した前記機器の前記作動状態取得条件を変更する作動状態取得条件変更情報を生成する作動状態取得条件変更情報生成手段、前記作動状態取得条件変更情報を、特定した前記機器に対して送信する作動状態取得条件変更情報送信手段、を有し、前記機器作動状態提供装置は、前記作動状態取得条件変更情報を受信する作動状態取得条件変更情報受信手段、前記作動状態取得条件変更情報を受信すると、自身の前記作動状態取得条件情報の値を変更する作動状態取得条件変更手段、を有する。
これにより、作動状態を用いた判断と、画像を用いた判断とを併用することができ、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。また、作動状態を用いて判断する前に、画像を用いて判断し、その結果に基づいて、作動状態の取得条件を変更するので、画像を用いた判断において問題があると判断した特定の機器について作動状態を取得するため、効率よく、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。
本願に係る機器作動状態管理装置は、機器の作動状態を記憶した取得条件に従って取得する作動状態提供装置から、前記作動状態を取得する機器作動状態管理装置であって、前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を取得する画像取得手段、前記状態判断基礎画像から、前記機器の配置位置を特定する機器特定手段、特定した前記機器についての前記取得条件を変更する取得条件変更情報を生成する変更情報生成手段、を有する。
これにより、作動状態を用いた判断と、画像を用いた判断とを併用することができ、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。また、作動状態を用いて判断する前に、画像を用いて判断し、その結果に基づいて、作動状態の取得条件を変更するので、画像を用いた判断において問題があると判断した特定の機器について作動状態を取得するため、効率よく、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。
本願に係る機器作動状態管理装置では、前記画像取得手段は、前記状態判断基礎画像として温度分布画像を取得し、前記機器特定手段は、前記温度分布画像を用いて前記前記機器の配置位置を特定すること、を特徴とする。
これにより、画像における温度分布を用いて、容易に、機器の作動状態を判断できる。
本願に係る機器作動状態管理装置では、前記画像取得手段は、前記温度分布画像として赤外線画像を取得すること、を特徴とする。
これにより、容易に、また、安価に、機器の作動状態を判断できる。
本願に係る機器作動状態管理プログラムは、コンピュータを、機器の作動状態を取得条件に従って取得する機器作動状態提供装置から、前記作動状態を取得する機器作動状態管理装置として機能させる機器作動状態管理プログラムであって、前記コンピュータを、前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を取得する画像取得手段、前記状態判断基礎画像から、前記機器の配置位置を特定する機器特定手段、特定した前記機器の前記取得条件を変更する取得条件変更情報を生成する取得条件変更情報生成手段、として機能させる。
これにより、作動状態を用いた判断と、画像を用いた判断とを併用することができ、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。また、作動状態を用いて判断する前に、画像を用いて判断し、その結果に基づいて、作動状態の取得条件を変更するので、画像を用いた判断において問題があると判断した特定の機器について作動状態を取得するため、効率よく、信頼性高く機器の作動状態を判断できる。
ここで、特許請求の範囲における構成要素と、実施例における構成要素との対応関係を示す。特許請求の範囲における「機器作動状態管理システム」は、実施例における「トラップ作動状態管理システム１００」に対応する。また、特許請求の範囲における「機器作動状態提供装置」は、実施例における「トラップ作動状態提供装置１１０」に対応する。また、特許請求の範囲における「機器作動状態管理装置」は、実施例における「トラップ作動状態管理装置１２０」に対応する。
また、特許請求の範囲における「画像取得手段」は、実施例における「ＣＰＵ１２０ａ」、「メモリ１２０ｂ」、「無線通信回路１２０ｈ」、に、特許請求の範囲における「機器特定手段」は、実施例における「ＣＰＵ１２０ａ」、「メモリ１２０ｂ」、「ＨＤＤ１２０ｃ」に、特許請求の範囲における「取得条件変更情報生成手段」は、実施例における「ＣＰＵ１２０ａ」、「メモリ１２０ｂ」に、それぞれに対応する。また、特許請求の範囲における「取得条件変更手段」は、実施例における「ＣＰＵ１１０ａ」、「メモリ１１０ｂ」に対応する。
以下、本願に係る対象情報管理システムの実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。本願に係る機器作動状態管理システムの一実施例として、プロセスシステムである蒸気システムに用いられるスチームトラップの作動状態を提供するトラップ作動状態管理システムについて説明する。
第１ トラップ作動状態管理システム１００のハードウェア構成
トラップ作動状態管理システム１００について、図１を用いて説明する。トラップ作動状態管理システム１００は、工場やプラント等に形成されるプロセスシステムに分散配備される多数のスチームトラップＴの作動状態を、無線通信を用いて管理するシステムである。トラップ作動状態管理システム１００は、トラップ作動状態提供装置１１０、トラップ作動状態管理装置１２０、及び、赤外線画像取得装置１３０を有している。
トラップ作動状態管理システム１００について、図１を用いて説明する。トラップ作動状態管理システム１００は、工場やプラント等に形成されるプロセスシステムに分散配備される多数のスチームトラップＴの作動状態を、無線通信を用いて管理するシステムである。トラップ作動状態管理システム１００は、トラップ作動状態提供装置１１０、トラップ作動状態管理装置１２０、及び、赤外線画像取得装置１３０を有している。
トラップ作動状態提供装置１１０は、プロセスシステムを構成する各スチームトラップＴに設置される。トラップ作動状態提供装置１１０は、スチームトラップＴの作動状態を作動情報取得条件に従って取得し、取得した作動状態を作動状態情報としてトラップ作動状態管理装置１２０に提供する。
トラップ作動状態管理装置１２０は、トラップ作動状態提供装置１１０からスチームトラップＴの作動状態情報を取得し、取得した作動状態情報から各スチームトラップＴの作動状態情報を管理し、その作動状態を判断する。また、トラップ作動状態管理装置１２０は、赤外線画像取得装置１３０から、スチームトラップＴが配置されている蒸気システムの所定領域の赤外線画像情報を取得し、取得した赤外線画像情報から、トラップ作動状態提供装置１１０の作動状態を判断する。トラップ作動状態管理装置１２０は、赤外線画像から判断したスチームトラップＴの作動状態を用いて、トラップ作動状態提供装置１１０の作動情報取得条件を変更する。
これにより、赤外線画像情報を用いて判断したスチームトラップＴの作動状態に応じて、トラップ作動状態提供装置１１０の作動状態取得条件である作動状態の取得間隔時間を短くできる。つまり、一次的に、簡易な判断方法によってスチームトラップＴの作動状態を判断し、二次的に、特定のスチームトラップＴについての作動状態の取得方法を変更できるため、効率よく、また、信頼性高くスチームトラップＴの作動状態を判断し、管理できる。
第２ トラップ作動状態提供装置１１０の構成
１．トラップ作動状態提供装置１１０外観構成
トラップ作動状態提供装置１１０の外観構成について、図２を用いて説明する。トラップ作動状態提供装置１１０は、センサ部Ｐ１０１、電装部品配置部Ｐ１０３、及び、中間軸部Ｐ１０５を有している。
１．トラップ作動状態提供装置１１０外観構成
トラップ作動状態提供装置１１０の外観構成について、図２を用いて説明する。トラップ作動状態提供装置１１０は、センサ部Ｐ１０１、電装部品配置部Ｐ１０３、及び、中間軸部Ｐ１０５を有している。
センサ部Ｐ１０１は、スチームトラップＴの作動状態を、各種センサを用いて、電気信号として検出する。センサ部Ｐ１０１は、内部に、スチームトラップＴの作動状態、例えば、振動や温度、を検出する振動センサ、温度センサ等、各種のセンサを有している。なお、センサ部Ｐ１０１の詳細な構造については記載を省略する。
電装部品配置部Ｐ１０３は、センサ部Ｐ１０１で検出した作動状態に関する電気信号を増幅し、作動状態情報として、他の通信機器に提供するための無線通信回路１１０ｈをはじめとする各種回路を有している。なお、電装部品配置部Ｐ１０３に配置されるトラップ作動状態提供装置１１０のハードウェア構成については後述する。
中間軸部Ｐ１０５は、円筒状のフレキシブルパイプ１１６、及び、フレキシブルパイプ１１６の内部に配置されるケーブル（図示せず）を有している。なお、フレキシブルパイプ１１６の内部に配置されるケーブルは、電装部品配置部Ｐ１０３が有する電装部品とセンサ部Ｐ１０１が有するセンサとを電気的に接続する。また、中間軸部Ｐ１０５のフレキシブルパイプ１１６は、センサ部Ｐ１０１、電装部品配置部Ｐ１０３、それぞれと、下部袋ナットＮ１０１、上部袋ナットＮ１０３を用いて、接続される。
なお、図３に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０は、所定の固定装置ＨＦを用いて、スチームトラップＴに固定される。トラップ作動状態提供装置１１０をスチームトラップＴに固定する際には、センサ部Ｐ１０１の先端Ｆが、スチームトラップＴの例えば入口部に接するように固定する。これにより、スチームトラップＴは、先端Ｆを介して、各種センサから、スチームトラップＴの作動状態を取得する。
２．トラップ作動状態提供装置１１０のハードウェア構成
次に、図２に示すトラップ作動状態提供装置１１０の電装部品配置部Ｐ１０３の内部に配置される電装部品のハードウェア構成について図４を用いて説明する。
次に、図２に示すトラップ作動状態提供装置１１０の電装部品配置部Ｐ１０３の内部に配置される電装部品のハードウェア構成について図４を用いて説明する。
図４に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０は、ＣＰＵ１１０ａ、メモリ１１０ｂ、無線通信回路１１０ｈ、及び、センサ通信回路１１０ｉを有している。
ＣＰＵ１１０ａは、メモリ１１０ｂに記録されているオペレーティング・システム（ＯＳ）、トラップ作動状態情報提供プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ１１０ｂは、ＣＰＵ１１０ａに対して作業領域を提供する。また、メモリ１１０ｂは、オペレーティング・システム（ＯＳ）、トラップ作動状態情報提供プログラム等その他のアプリケーションのプログラム、及び、作動状態情報（図７参照）、作動状態取得条件情報（図８参照）、システム構成機器ＩＤ等の各種データを記録保持する。なお、各種データについては後述する。
無線通信回路１１０ｈは、無線通信によって、トラップ作動状態管理装置１２０等の外部の通信機器とのデータの送受信を行う。センサ通信回路１１０ｉは、トラップ作動状態提供装置１１０に配置されている温度センサ、振動センサ等の各種センサと接続され、各種センサからスチームトラップＴの作動状態情報を取得する。
第３ トラップ作動状態管理装置１２０のハードウェア構成
トラップ作動状態管理装置１２０のハードウェア構成について図５を用いて説明する。 図５に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０は、ＣＰＵ１２０ａ、メモリ１２０ｂ、ハードディスクドライブ１２０ｃ（以下、ＨＤＤ１２０ｃとする）、キーボード１２０ｄ、マウス１２０ｅ、ディスプレイ１２０ｆ、光学式ドライブ１２０ｇ、無線通信回路１２０ｈ、及び、計時回路１２０ｊを有している。
トラップ作動状態管理装置１２０のハードウェア構成について図５を用いて説明する。 図５に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０は、ＣＰＵ１２０ａ、メモリ１２０ｂ、ハードディスクドライブ１２０ｃ（以下、ＨＤＤ１２０ｃとする）、キーボード１２０ｄ、マウス１２０ｅ、ディスプレイ１２０ｆ、光学式ドライブ１２０ｇ、無線通信回路１２０ｈ、及び、計時回路１２０ｊを有している。
ＣＰＵ１２０ａは、ＨＤＤ１２０ｃに記録されているオペレーティング・システム（ＯＳ）、トラップ作動状態情報管理プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ１２０ｂは、ＣＰＵ１２０ａに対して作業領域を提供する。ＨＤＤ１２０ｃは、オペレーティング・システム（ＯＳ）、トラップ作動状態情報管理プログラム等その他のアプリケーションのプログラムや、作動状態情報データベース（以降、作動状態情報ＤＢとする：図１１参照）、作動状態送信要求予定情報（図９参照）、及び、トラップ配置位置情報（図１０参照）、システム構成機器ＩＤ等の各種データを、記録保持する。なお、各種データについては後述する。
キーボード１２０ｄ、マウス１２０ｅは、外部からの命令を受け付ける。ディスプレイ１２０ｆは、ユーザーインターフェイス等の画像を表示する。光学式ドライブ１２０ｇは、トラップ作動状態情報管理サーバプログラムが記録されている光学式メディア１２０ｐ（図示せず）からトラップ作動状態情報管理プログラムを読み取り、また、他の光学式メディアからその他のアプリケーションのプログラムを読み取る等、光学式メディアからのデータの読み取りを行う。無線通信回路１２０ｈは、無線通信によって、トラップ作動状態提供装置１１０等の外部の通信機器とのデータの送受信を行う。計時回路１２０ｊは、所定のクロックを発生し、トラップ作動状態管理装置１２０の基準となる時刻を刻む。
第４ 赤外線画像取得装置１３０のハードウェア構成
赤外線画像取得装置１３０は、予め、蒸気システムの全部、又は、一部を含む赤外線画像を取得できる場所に、固定的に設置される。赤外線画像取得装置１３０のハードウェア構成について図６を用いて説明する。赤外線画像取得装置１３０は、ＣＰＵ１３０ａ、メモリ１３０ｂ、赤外線カメラユニット１３０ｃ、及び、無線通信回路１３０ｈを有している。
赤外線画像取得装置１３０は、予め、蒸気システムの全部、又は、一部を含む赤外線画像を取得できる場所に、固定的に設置される。赤外線画像取得装置１３０のハードウェア構成について図６を用いて説明する。赤外線画像取得装置１３０は、ＣＰＵ１３０ａ、メモリ１３０ｂ、赤外線カメラユニット１３０ｃ、及び、無線通信回路１３０ｈを有している。
ＣＰＵ１３０ａは、メモリ１３０ｂに記録されているオペレーティング・システム（ＯＳ）、赤外背画像取得プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ１３０ｂは、ＣＰＵ１３０ａに対して作業領域を提供する。また、メモリ１３０ｂは、赤外線カメラユニット１３０ｃから取得した赤外線画像を、作動状態判断基礎画像として、記憶保持する。さらに、メモリ１３０ｂは、オペレーティング・システム（ＯＳ）、赤外線画像取得プログラム等その他のアプリケーションのプログラム、及び、ＯＳ、赤外線画像取得プログラム等プログラムの動作に必要な各種データを記録保持する。無線通信回路１３０ｈは、無線通信によって、トラップ作動状態管理装置１２０との間で、状態判断基礎画像情報等のデータを送受信する。
第５ データ
トラップ作動状態管理システム１００で用いる主なデータについて、図７〜図１０を用いて説明する。
トラップ作動状態管理システム１００で用いる主なデータについて、図７〜図１０を用いて説明する。
１．作動状態情報
作動状態情報は、所定時刻におけるスチームトラップＴの作動状態、例えば、温度や振動、を示す情報である。作動状態情報は、各種センサを介してトラップ作動状態提供装置１１０によって取得され、メモリ１１０ｂに記憶保持される。
作動状態情報は、所定時刻におけるスチームトラップＴの作動状態、例えば、温度や振動、を示す情報である。作動状態情報は、各種センサを介してトラップ作動状態提供装置１１０によって取得され、メモリ１１０ｂに記憶保持される。
作動状態情報のデータ構造を図７に示す。作動状態情報は、作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、及び、作動状態値取得時刻記述領域を有している。作動状態種別記述領域には、作動状態の種別が記述される。作動状態値記述領域には、作動状態を取得する際に使用するセンサのセンサ値が記述される。作動状態値取得時刻記述領域には、作動状態値を取得した時に計時回路１１０ｊが示す時刻が記述される。
２．作動状態取得条件情報
作動状態取得条件情報は、トラップ作動状態提供装置１１０がスチームトラップＴから作動状態を取得する際の条件を示す情報である。作動状態取得条件情報は、予め、トラップ作動状態提供装置１１０のメモリ１１０ｂに記憶保持されている。
作動状態取得条件情報は、トラップ作動状態提供装置１１０がスチームトラップＴから作動状態を取得する際の条件を示す情報である。作動状態取得条件情報は、予め、トラップ作動状態提供装置１１０のメモリ１１０ｂに記憶保持されている。
作動状態取得条件情報のデータ構造を図８に示す。作動状態取得条件情報は、作動状態種別記述領域、通常作動条件記述領域、及び、調整作動状態取得条件記述領域を有している。作動状態種別記述領域には、作動状態を取得するセンサの種別が記述される。通常作動状態取得条件記述領域には、通常動作期間におけるセンサ値の取得条件である取得間隔時間が記述される。通常動作期間とは、対象となるスチームトラップに対して、トラップ作動状態管理装置１２０から、作動状態取得条件変更情報を取得してから、作動状態取得条件変更解除情報を取得するまでの期間（以下、作動状態取得条件変更期間）を除く期間、つまり、一般的に、対象となるスチームトラップＴが正常に動作していると推測できる期間をいう。調整作動状態取得条件記述領域には、作動状態取得条件変更期間において、作動状態を取得する際に適用する条件である取得間隔時間が記述される。
３．作動状態送信要求予定情報
作動状態送信要求予定情報は、トラップ作動状態管理装置１２０が、トラップ作動状態提供装置１１０に対して、スチームトラップＴの作動状態情報の送信を要求する作動状態送信要求時刻が記述されている情報である。作動状態送信要求予定情報は、予めトラップ作動状態管理装置１２０のＨＤＤ１２０ｃに記憶保持される。
作動状態送信要求予定情報は、トラップ作動状態管理装置１２０が、トラップ作動状態提供装置１１０に対して、スチームトラップＴの作動状態情報の送信を要求する作動状態送信要求時刻が記述されている情報である。作動状態送信要求予定情報は、予めトラップ作動状態管理装置１２０のＨＤＤ１２０ｃに記憶保持される。
作動状態送信要求予定情報のデータ構造を図９に示す。作動状態送信要求予定情報は、システム構成機器ＩＤ記述領域、及び、作動状態送信要求時刻記述領域を有している。システム構成機器ＩＤ記述領域には、トラップ作動状態提供装置１１０の作動状態を一意に特定するシステム構成機器ＩＤが記述される。作動状態送信要求時刻記述領域には、トラップ作動状態提供装置１１０に対して作動状態送信要求情報を送信する時刻が記述される。
４．トラップ配置位置情報
トラップ配置位置情報は、赤外線カメラユニット１３０ｃが撮像する領域に配置されているスチームトラップＴの撮像する赤外線画像における位置を示す情報である。トラップ配置位置情報は、トラップ作動状態管理装置１２０のメモリ１２０ｂに、予め、記憶保持されている。
トラップ配置位置情報は、赤外線カメラユニット１３０ｃが撮像する領域に配置されているスチームトラップＴの撮像する赤外線画像における位置を示す情報である。トラップ配置位置情報は、トラップ作動状態管理装置１２０のメモリ１２０ｂに、予め、記憶保持されている。
トラップ配置位置情報のデータ構造を図１０に示す。トラップ配置位置情報は、システム構成機器ＩＤ記述領域、及び、配置位置記述領域を有している。システム構成機器ＩＤ記述領域には、赤外線画像に含まれるスチームトラップＴを一意に特定するシステム構成機器ＩＤが記述される。配置位置情報記述領域には、赤外線画像におけるスチームトラップＴの配置位置が記述される。
５．作動状態情報ＤＢ
作動状態情報ＤＢは、ネットワークに属するスチームトラップＴの作動状態を蓄積した情報である。作動状態情報ＤＢは、各トラップ作動状態提供装置１１０を介して取得したスチームトラップＴの作動状態に基づき、トラップ作動状態管理装置１２０によって生成され、ＨＤＤ１２０ｃに記憶保持される。
作動状態情報ＤＢは、ネットワークに属するスチームトラップＴの作動状態を蓄積した情報である。作動状態情報ＤＢは、各トラップ作動状態提供装置１１０を介して取得したスチームトラップＴの作動状態に基づき、トラップ作動状態管理装置１２０によって生成され、ＨＤＤ１２０ｃに記憶保持される。
作動状態情報ＤＢのデータ構造を図１１に示す。作動状態情報ＤＢは、システム構成機器ＩＤ記述領域、作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域、及び、受信時刻記述領域を有している。システム構成機器ＩＤ記述領域には、作動状態情報を取得したプロセスシステム構成機器を一に特定するシステム構成機器ＩＤが記述される。作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域には、それぞれ、取得した作動状態情報（図８参照）の作動状態種別記述領域、作動状態値記述領域、作動状態値取得時刻記述領域の各値が記述される。受信時刻記述領域には、作動状態情報を受信した時に計時回路１２０ｊが示す時刻が記述される。
６．作動状態判断基礎画像情報
作動状態判断基礎画像情報とは、赤外線カメラユニット１３０ｃが取得する赤外線画像に関する情報である。図１２に示すように、赤外線カメラユニット１３０ｃが取得する赤外線画像では、温度の変化が、輝度として現れる。例えば、温度が他の位置よりも高い位置Ｐ１は、他の位置よりも高い輝度として現れる。また、輝度の値から、その位置の温度を特定することができる。なお、赤外線カメラユニット１３０ｃは固定配置されるため、赤外線画像には、蒸気システムの同じ領域が、常時、写ることになる。
作動状態判断基礎画像情報とは、赤外線カメラユニット１３０ｃが取得する赤外線画像に関する情報である。図１２に示すように、赤外線カメラユニット１３０ｃが取得する赤外線画像では、温度の変化が、輝度として現れる。例えば、温度が他の位置よりも高い位置Ｐ１は、他の位置よりも高い輝度として現れる。また、輝度の値から、その位置の温度を特定することができる。なお、赤外線カメラユニット１３０ｃは固定配置されるため、赤外線画像には、蒸気システムの同じ領域が、常時、写ることになる。
第６ トラップ作動状態管理システム１００の動作
トラップ作動状態管理システム１００の動作について、図１３〜図１６に示すフローチャートを用いて説明する。トラップ作動状態管理システム１００は、スチームトラップＴの作動状態情報を送受信する作動状態情報送受信処理、及び、トラップ作動状態提供装置１１０における作動状態取得条件を調整する作動状態取得条件変更処理を有している。
トラップ作動状態管理システム１００の動作について、図１３〜図１６に示すフローチャートを用いて説明する。トラップ作動状態管理システム１００は、スチームトラップＴの作動状態情報を送受信する作動状態情報送受信処理、及び、トラップ作動状態提供装置１１０における作動状態取得条件を調整する作動状態取得条件変更処理を有している。
１．作動状態取得処理
トラップ作動状態管理システム１００における作動状態情報送受信処理について、図１３に示すトラップ作動状態管理装置１２０の動作を示すフローチャート、及び、図１４に示すトラップ作動状態提供装置１１０の動作を示すフローチャートを用いて、以下に説明する。
トラップ作動状態管理システム１００における作動状態情報送受信処理について、図１３に示すトラップ作動状態管理装置１２０の動作を示すフローチャート、及び、図１４に示すトラップ作動状態提供装置１１０の動作を示すフローチャートを用いて、以下に説明する。
（１）トラップ作動状態管理装置１２０の動作
図１３に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０のＣＰＵ１２０ａは、計時回路１２０ｊから現在時刻を取得し、取得した現在時刻が作動状態送信要求予定情報（図９参照）の作動状態送信要求時刻記述領域に存在する時刻であるか否かを判断する（Ｓ１５０１）。ＣＰＵ１２０ａは、現在時刻が、作動状態送信要求予定情報の作動状態送信要求時刻記述領域に存在する時刻であると判断すると、作動状態送信要求予定情報において、取得した現在時刻に対応するシステム構成機器ＩＤ記述領域に記述されているシステム構成機器ＩＤを取得する（Ｓ１５０３）。
図１３に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０のＣＰＵ１２０ａは、計時回路１２０ｊから現在時刻を取得し、取得した現在時刻が作動状態送信要求予定情報（図９参照）の作動状態送信要求時刻記述領域に存在する時刻であるか否かを判断する（Ｓ１５０１）。ＣＰＵ１２０ａは、現在時刻が、作動状態送信要求予定情報の作動状態送信要求時刻記述領域に存在する時刻であると判断すると、作動状態送信要求予定情報において、取得した現在時刻に対応するシステム構成機器ＩＤ記述領域に記述されているシステム構成機器ＩＤを取得する（Ｓ１５０３）。
ＣＰＵ１２０ａは、作動状態送信要求情報（図１０参照）を生成する（Ｓ１５０５）。作動状態送信要求情報は、トラップ作動状態管理装置１２０からトラップ作動状態提供装置１１０に対して、作動状態情報を送信するよう要求する情報である。ＣＰＵ１２０ａは、生成した作動状態送信要求情報を、ステップＳ１５０３で取得したシステム構成機器ＩＤのトラップ作動状態提供装置１１０に対して、送信する（Ｓ１５０７）。
ＣＰＵ１２０ａは、作動状態送信要求情報を送信したトラップ作動状態提供装置１１０から作動状態情報（図７参照）を受信したと判断すると（Ｓ１５０９）、受信した作動状態情報に基づき、システム構成機器ＩＤ記述領域に記述されているシステム構成機器ＩＤ、作動状態値取得時刻記述領域に記述されている作動状態取得時刻、作動状態種別記述領域に記述されている作動状態種別、及び、作動状態値記述領域に記述されている作動状態値を関連付けて、作動状態情報の受信時刻とともに作動状態情報ＤＢ（図１１参照）に記述する（Ｓ１５１１）。ＣＰＵ１２０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１５１１）、ステップＳ１５０１〜ステップＳ１５１１までの処理を繰り返す。
（２）トラップ作動状態提供装置１１０の動作
図１４に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０のＣＰＵ１１０ａは、メモリ１１０ｂに記憶保持している作動状態取得条件情報（図８参照）を取得する（Ｓ１６０１）。ＣＰＵ１１０ａは、計時回路１１０ｊでの計時を開始し（Ｓ１６０３）、計時回路１１０ｊで計時した時間が、その時点で適用される、作動状態取得条件情報の通常作動状態取得条件記述領域の取得間隔時間、又は、調整作動状態取得条件記述領域の取得間隔時間になると（Ｓ１６０５）、各種センサから、センサ通信回路１１０ｉを介して、センサ値を取得する（Ｓ１６０７）。ＣＰＵ１１０ａは、取得したセンサ値を取得時間と関連付けて、作動状態情報（図７参照）としてメモリ１１０ｂに記憶保持する（Ｓ１６０９）。ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１６１１）、ステップＳ１６０１〜ステップＳ１６０９までの処理を繰り返す。
（２）トラップ作動状態提供装置１１０の動作
図１４に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０のＣＰＵ１１０ａは、メモリ１１０ｂに記憶保持している作動状態取得条件情報（図８参照）を取得する（Ｓ１６０１）。ＣＰＵ１１０ａは、計時回路１１０ｊでの計時を開始し（Ｓ１６０３）、計時回路１１０ｊで計時した時間が、その時点で適用される、作動状態取得条件情報の通常作動状態取得条件記述領域の取得間隔時間、又は、調整作動状態取得条件記述領域の取得間隔時間になると（Ｓ１６０５）、各種センサから、センサ通信回路１１０ｉを介して、センサ値を取得する（Ｓ１６０７）。ＣＰＵ１１０ａは、取得したセンサ値を取得時間と関連付けて、作動状態情報（図７参照）としてメモリ１１０ｂに記憶保持する（Ｓ１６０９）。ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１６１１）、ステップＳ１６０１〜ステップＳ１６０９までの処理を繰り返す。
一方、ＣＰＵ１１０ａは、作動状態要求情報を取得すると（Ｓ１６２１）、メモリ１１０ｂに記憶保持している作動状態情報をメモリ１１０ｂから取得する（Ｓ１６２３）。ＣＰＵ１１０ａは、無線通信回路１１０ｈを介して、取得した作動状態情報を、トラップ作動状態管理装置１２０に送信する（Ｓ１６２５）。ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１６２７）、ステップＳ１６２１〜ステップＳ１６２５までの処理を繰り返す。
２．作動状態取得条件変更処理
トラップ作動状態管理システム１００における作動状態取得条件変更処理について、図１５に示す赤外線画像取得装置１３０の動作を示すフローチャート、図１６に示すトラップ作動状態管理装置１２０の動作を示すフローチャート、及び、図１７に示すトラップ作動状態提供装置１１０の動作を示すフローチャートを用いて、以下に説明する。
トラップ作動状態管理システム１００における作動状態取得条件変更処理について、図１５に示す赤外線画像取得装置１３０の動作を示すフローチャート、図１６に示すトラップ作動状態管理装置１２０の動作を示すフローチャート、及び、図１７に示すトラップ作動状態提供装置１１０の動作を示すフローチャートを用いて、以下に説明する。
（１）赤外線画像取得装置１３０の動作
図１５に示すように、赤外線画像取得装置１３０の制御回路１３０ａは、計時回路１３０ｊにより計測している時間が予め定められている画像取得間隔時間になると（Ｓ１７０１）、赤外線カメラ１３０ｃを介して、赤外線画像を取得する（Ｓ１７０３）。制御回路１３０ａは、取得した赤外線画像を状態判断基礎画像情報としてメモリ１３０ｂに記憶保持する（Ｓ１７０５）。制御回路１３０ａは、取得した状態判断基礎画像情報を、無線通信回路１３０ｈを介して、トラップ作動状態管理装置１２０へ送信する（Ｓ１７０７）。制御回路１３０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１７０９）、ステップＳ１７０１〜ステップＳ１７０７までの処理を繰り返す。
図１５に示すように、赤外線画像取得装置１３０の制御回路１３０ａは、計時回路１３０ｊにより計測している時間が予め定められている画像取得間隔時間になると（Ｓ１７０１）、赤外線カメラ１３０ｃを介して、赤外線画像を取得する（Ｓ１７０３）。制御回路１３０ａは、取得した赤外線画像を状態判断基礎画像情報としてメモリ１３０ｂに記憶保持する（Ｓ１７０５）。制御回路１３０ａは、取得した状態判断基礎画像情報を、無線通信回路１３０ｈを介して、トラップ作動状態管理装置１２０へ送信する（Ｓ１７０７）。制御回路１３０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１７０９）、ステップＳ１７０１〜ステップＳ１７０７までの処理を繰り返す。
（２）トラップ作動状態管理装置１２０の動作
図１６に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０のＣＰＵ１２０ａは、赤外線画像取得装置１３０から状態判断基礎画像情報を取得すると（Ｓ１８０１）、状態判断基礎画像情報の赤外線画像において、周囲に比して温度が変化している位置を温度変化位置として特定する（Ｓ１８０３）。ここでは、赤外線画像から、周囲の輝度と比較して、輝度の高い場所、及び、輝度の低い位置を温度変化位置として特定する。なお、周囲の輝度としては、例えば、取得した赤外線画像に基づき算出した平均輝度を用いる。また、ＣＰＵ１２０ａは、取得した赤外線画像から、温度変化位置における温度を特定する（Ｓ１８０５）。赤外線画像における所定位置の温度特定については、所定位置の輝度から算出することができる。
図１６に示すように、トラップ作動状態管理装置１２０のＣＰＵ１２０ａは、赤外線画像取得装置１３０から状態判断基礎画像情報を取得すると（Ｓ１８０１）、状態判断基礎画像情報の赤外線画像において、周囲に比して温度が変化している位置を温度変化位置として特定する（Ｓ１８０３）。ここでは、赤外線画像から、周囲の輝度と比較して、輝度の高い場所、及び、輝度の低い位置を温度変化位置として特定する。なお、周囲の輝度としては、例えば、取得した赤外線画像に基づき算出した平均輝度を用いる。また、ＣＰＵ１２０ａは、取得した赤外線画像から、温度変化位置における温度を特定する（Ｓ１８０５）。赤外線画像における所定位置の温度特定については、所定位置の輝度から算出することができる。
ＣＰＵ１２０ａは、トラップ配置位置情報（図１０参照）を用いて、トラップ位置情報の位置情報記述領域の値と、温度変化位置とを比較し、温度変化位置に対応するスチームトラップＴを温度変化スチームトラップとして特定する（Ｓ１８０７）。ＣＰＵ１２０ａは、温度変化位置、温度変化位置における温度、及び、温度変化スチームトラップのシステム構成機器ＩＤに、画像取得時間を関連付けて、作動状態判断情報として、メモリ１１０ｂに記憶保持する（Ｓ１８０９）。
ＣＰＵ１２０ａは、メモリ１１０ｂに記憶保持している作動状態判断情報から、温度変化スチームトラップに関するものを取得し、所定時間における温度変化を算出し、所定以上の温度上昇、又は、下降が生じている場合に（Ｓ１８１１）、温度変化スチームトラップに対して、作動状態取得条件変更情報を送信する（Ｓ１８１３）。作動状態取得条件変更情報は、温度変化スチームトラップに対して、作動状態を取得する際の条件を変更するように指示する情報である。ＣＰＵ１２０ａは、作動状態取得条件変更情報を送信した温度変化スチームトラップと作動状態取得条件変更情報の送信時間とを関連付けて、作動状態取得条件変更スチームトラップ情報として、メモリ１１０ｂに記憶保持する（１８１５）。
さらに、ＣＰＵ１２０ａは、作動状態取得条件変更スチームトラップ情報に対応する温度変化スチームトラップの配置位置の温度を、取得した赤外線画像から特定する（Ｓ１８１７）。ＣＰＵ１２０ａは、温度変化スチームトラップの配置位置の温度が、周囲に比して変わらないと判断すると（Ｓ１８１９）、対応する温度変化スチームトラップに対して、作動状態取得条件変更解除情報を送信する（Ｓ１８２１）。ＣＰＵ１２０ａは、作動状態取得条件変更解除情報を送信した温度変化スチームトラップに対応する作動状態取得条件変更スチームトラップ情報をメモリ１１０ｂから削除する（Ｓ１８２３）。ＣＰＵ１２０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１８２５）、ステップＳ１８０１〜ステップＳ１８２３までの処理を繰り返す。
（３）トラップ作動状態提供装置１１０の動作
図１７に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０のＣＰＵ１１０ａは、作動状態取得条件変更情報を取得すると（Ｓ１９０１）、作動状態を取得する条件を、作動状態取得条件情報の通常作動条件記述領域の値から、調整作動状態取得条件記述領域の値に変更する（Ｓ１９０３）。ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１９０５）、ステップＳ１９０１、Ｓ１９３７の処理を繰り返す。
図１７に示すように、トラップ作動状態提供装置１１０のＣＰＵ１１０ａは、作動状態取得条件変更情報を取得すると（Ｓ１９０１）、作動状態を取得する条件を、作動状態取得条件情報の通常作動条件記述領域の値から、調整作動状態取得条件記述領域の値に変更する（Ｓ１９０３）。ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１９０５）、ステップＳ１９０１、Ｓ１９３７の処理を繰り返す。
また、ＣＰＵ１１０ａは、作動状態取得条件変更解除情報を取得すると（Ｓ１９０７）、作動状態を取得する条件を、作動状態取得条件情報の調整作動状態取得条件記述領域の値から、通常作動状態取得条件記述領域の値に変更する（Ｓ１９０９）。
ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１９１１）、ステップＳ１９０７、Ｓ１９０９の処理を繰り返す。
ＣＰＵ１１０ａは、動作が終了するまで（Ｓ１９１１）、ステップＳ１９０７、Ｓ１９０９の処理を繰り返す。
［他の実施例］
（１）プロセスシステム構成機器：前述の実施例１においては、プロセスシステム構成機器としてスチームトラップＴを示したが、プロセスシステム構成機器であれば、例示のものに限定されない。例えば、図１に示す減圧弁Ｇ、バルブＶであってもよい。さらに、ポンプ、セパレータ、フィルタ等の各種流体制御機器であってもよい。これにより、トラップ作動状態提供装置１１０、２１０を用いて、スチームトラップＴ以外の機器の作動状態を監視することもできる。
（１）プロセスシステム構成機器：前述の実施例１においては、プロセスシステム構成機器としてスチームトラップＴを示したが、プロセスシステム構成機器であれば、例示のものに限定されない。例えば、図１に示す減圧弁Ｇ、バルブＶであってもよい。さらに、ポンプ、セパレータ、フィルタ等の各種流体制御機器であってもよい。これにより、トラップ作動状態提供装置１１０、２１０を用いて、スチームトラップＴ以外の機器の作動状態を監視することもできる。
（２）赤外線画像：前述の実施例１においては、赤外線画像取得装置１３０を介して取得する赤外線画像を用いて、トラップ作動状態提供装置１１０が設置されるスチームトラップＴの作動状態を判断したが、温度分布によって、スチームトラップＴの作動状態を判断できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、サーモグラフィカメラを用いて取得するサーモグラフィ画像を用いて、スチームトラップＴの作動状態を判断するようにしてもよい。
また、スチームトラップＴの作動状態を判断できるものであれば、赤外線画像のように温度分布を表示する画像以外の画像を用いるようにしてもよい。例えば、通常の可視画像を用いて、スチームトラップＴからスチームが発生しているか否かを判断することによって、対応するスチームトラップＴの作動状態を判断するようにしてもよい。
（３）各プログラムのフローチャート：前述の実施例１においては、トラップ作動状態管理システム１００では、図１３〜図１６に示すフローチャートに従って各処理が実行されるとしたが、各処理の機能・目的を達成できるものであれば、例示のものに限定されない。
（４）各データの構造：前述の実施例１においては、トラップ作動状態管理システム１００では、図８〜図１４に示すデータを用いて各処理が実行されるとしたが、各処理の機能・目的を達成できるものであれば、例示のものに限定されない。
（５）画像におけるスチームトラップの位置：前述の実施例１においては、赤外線画像におけるスチームトラップＴの位置をトラップ配置位置情報に基づき判断したが、スチームトラップＴの位置を判断できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、緯度、経度、及び、配置高さのような実際のスチームトラップＴの配置位置を示す実配置位置情報と、赤外線画像の取得方向、取得領域とから、赤外線画像における各スチームトラップＴの位置を、適時、算出するようにしてもよい。この場合、トラップ作動状態提供装置１１０が実配置位置情報を記憶保持するようにしてもよい。また、トラップ作動状態管理装置１２０が実配置位置情報を記憶保持し、適時、トラップ作動状態提供装置１１０に提供するようにしてもよい。
本願に係る機器作動状態管理システムは、例えば、蒸気プラントにおいてスチームトラップの作動状態を管理するトラップ作動状態管理システムに利用することができる。
１００ トラップ作動状態管理システム
１１０ トラップ作動状態提供装置
Ｐ１０１ センサ部
Ｐ１０３ 電装部品配置部
Ｐ１０５ 中間軸部
１１０ａ ＣＰＵ
１１０ｂ メモリ
１１０ｈ 無線通信回路
１１０ｉ センサ通信回路
１１０ｊ 計時回路
１２０ トラップ作動状態管理装置
１２０ａ ＣＰＵ
１２０ｂ メモリ
１２０ｃ ハードディスクドライブ
１２０ｄ キーボード
１２０ｅ マウス
１２０ｆ ディスプレイ
１２０ｇ 光学式ドライブ
１２０ｈ 無線通信回路
１２０ｊ 計時回路
１２０ｐ 光学式メディア
１３０ 赤外線画像取得装置
１３０ａ ＣＰＵ
１３０ｂ メモリ
１３０ｃ 赤外線カメラユニット
１３０ｈ 無線通信回路
Ｔ スチームトラップ
Ｇ 減圧弁
Ｖ バルブ
１１０ トラップ作動状態提供装置
Ｐ１０１ センサ部
Ｐ１０３ 電装部品配置部
Ｐ１０５ 中間軸部
１１０ａ ＣＰＵ
１１０ｂ メモリ
１１０ｈ 無線通信回路
１１０ｉ センサ通信回路
１１０ｊ 計時回路
１２０ トラップ作動状態管理装置
１２０ａ ＣＰＵ
１２０ｂ メモリ
１２０ｃ ハードディスクドライブ
１２０ｄ キーボード
１２０ｅ マウス
１２０ｆ ディスプレイ
１２０ｇ 光学式ドライブ
１２０ｈ 無線通信回路
１２０ｊ 計時回路
１２０ｐ 光学式メディア
１３０ 赤外線画像取得装置
１３０ａ ＣＰＵ
１３０ｂ メモリ
１３０ｃ 赤外線カメラユニット
１３０ｈ 無線通信回路
Ｔ スチームトラップ
Ｇ 減圧弁
Ｖ バルブ
Claims (5)
- 記憶した取得条件に従って機器の作動状態を取得する機器作動状態提供装置、及び、前記機器作動状態提供装置から前記作動状態を取得する機器作動状態管理装置、を有する機器作動状態管理システムであって、
前記機器作動状態管理装置は、
前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を取得する画像取得手段、
前記状態判断基礎画像から判定される前記機器の作動状態に基づいて前記取得条件の変更対象となる前記機器を特定する機器特定手段、
特定した前記機器についての前記取得条件を変更するための取得条件変更情報を生成する変更情報生成手段、
を有し、
前記機器作動状態提供装置は、
前記取得条件変更情報に基づいて、記憶した前記取得条件を変更する取得条件変更手段、
を有する機器作動状態管理システム。 - 機器の作動状態を記憶した取得条件に従って取得する機器作動状態提供装置から、前記作動状態を取得する機器作動状態管理装置であって、
前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を取得する画像取得手段、
前記状態判断基礎画像から判定される前記機器の作動状態に基づいて前記取得条件の変更対象となる前記機器を特定する機器特定手段、
特定した前記機器についての前記取得条件を変更するための取得条件変更情報を生成する変更情報生成手段、
を有する機器作動状態管理装置。 - 請求項２に係る機器作動状態管理装置において、
前記画像取得手段は、前記状態判断基礎画像として温度分布画像を取得し、
前記機器特定手段は、前記温度分布画像から判定される前記機器の作動状態に基づいて前記取得条件の変更対象となる前記機器を特定すること、
を特徴とする機器作動状態管理装置。 - 請求項３に係る機器作動状態管理装置において、
前記画像取得手段は、前記温度分布画像として赤外線画像を取得すること、
を特徴とする機器作動状態管理装置。 - コンピュータを、機器の作動状態を取得条件に従って取得する機器作動状態提供装置から、前記作動状態を取得する機器作動状態管理装置として機能させる機器作動状態管理プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記機器を含む画像である状態判断基礎画像を取得する画像取得手段、
前記状態判断基礎画像から判定される前記機器の作動状態に基づいて前記取得条件の変更対象となる前記機器を特定する機器特定手段、
特定した前記機器の前記取得条件を変更するための取得条件変更情報を生成する取得条件変更情報生成手段、
として機能させる機器作動状態管理プログラム。
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| JP2015000594A JP6530913B2 (ja) | 2015-01-06 | 2015-01-06 | 機器作動状態管理システム、機器作動状態管理装置、及び、機器作動状態管理プログラム |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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