JP7013217B2

JP7013217B2 - 工業炉の遠隔監視システム

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Publication number: JP7013217B2
Application number: JP2017229086A
Authority: JP
Inventors: 大樹峰行; 克宏新家; 亘剛星山
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: JP2019100572A

Description

本発明は、工業炉の遠隔監視システムおよび情報処理方法に関する。

従来、各種の工業炉が知られている。工業炉には、ガス等の燃料を燃焼させて炎を発生させるバーナと、火炎の有無を検出するための火炎検出器とが備えられている。このような火炎検出器は、バーナの燃焼状態を監視するために工業炉で利用される。

たとえば、特開平６－３３７１１０号公報（特許文献１）には、このような工業炉の一種として、回転式蓄熱バーナを備えた工業炉が開示されている。特許文献１の工業炉では、回転式蓄熱バーナの酸化剤ダクトに連通された酸化剤通路と排ガスダクトに連通された排ガス通路とを相互に連通するバイパス通路が設けられている。この工業炉では、このバイパス通路およびガス通路に遮断弁がそれぞれ取付けられており、バーナ監視手段からの信号により、バイパス通路側の遮断弁と排ガス通路側の遮断弁との開閉が制御される。

特開平６－３３７１１０号公報

このような工業炉においては、火炎検出器が誤動作によって火炎があるのに火炎がないと検知すると、バーナへのガスの供給を停止する。この場合には、失火状態となるため、工業炉における生産性が低下する。

しかしながら、従来においては、火炎検出器の出力をリアルタイムで遠隔監視することは行われていなかった。

本願発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、火炎検出器の出力をリアルタイムで遠隔監視することによって、工業炉の生産性の向上を図ることが可能な工業炉の遠隔監視システムおよび情報処理方法を提供することにある。

本発明のある局面に従うと、工業炉の遠隔監視システムは、工業炉と、工業炉と通信可能なサーバ装置とを備える。工業炉は、工業炉を制御するコントローラと、火炎を発生する第１のバーナと、火炎の状態に基づく第１のフレーム電圧を出力する第１の火炎検出器とを含む。コントローラは、第１のフレーム電圧の電圧値をサーバ装置に送信する。サーバ装置は、第１のフレーム電圧の電圧値に基づいて、第１の火炎検出器に異常が発生しているか否かを判断する。サーバ装置は、異常が発生していると判断すると、予め定められた情報処理装置に対して異常の発生を通知する。

上記の発明によれば、工業炉の生産性の向上を図ることが可能となる。

工業炉の遠隔監視システムの概略構成図である。各センサと操作盤との接続関係を表した図である。工業炉の内部構成を説明するための図である。フレーム電圧の時間的変化の例を示した図である。遠隔監視システムにおけるデータの送受信を説明するための図である。遠隔監視システムにおいて実行される処理の流れを表したシーケンス図である。サーバ装置において実行される処理の流れを表したフロー図である。サーバ装置の機能的構成を表したブロック図である。操作盤および携帯端末装置で表示される警告情報を表した図である。全ての工業炉についてのエネルギー管理画面を表した図である。１つの工業炉についての監視画面を表した図である。１つのバーナについての監視画面を表した図である。異常の発生および復帰のログ情報を表した図である。複数のバーナにおけるガス量と給気温度と排気温度との時間的な遷移を表した図である。サーバ装置のハードウェア構成の典型例を表した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態に係る工業炉の遠隔監視システムについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜Ａ．システム構成＞
図１は、工業炉の遠隔監視システムの概略構成図である。

図１を参照して、遠隔監視システム１は、工業炉１００と、サーバ装置２００と、携帯端末装置８００とを備える。

工業炉１００とサーバ装置２００とは、ネットワーク９００を介して通信可能に接続されている。サーバ装置２００は、ネットワーク９００とは異なる通信回線（たとえば、基地局を介した回線）によって、携帯端末装置８００と通信可能に接続される。また、サーバ装置２００は、ディスプレイ２６８を有する。

本例では、サーバ装置２００の管理者（管理会社）は、工業炉１００の所有者（利用者）と異なっている。たとえば、サーバ装置２００は電力会社によって運営され、工業炉１００は製造メーカによって利用される。本例では、サーバ装置２００の管理者によって、工業炉１００の利用者に対して各種のサービスが提供される。

なお、図１では、説明の便宜上、１つの工業炉１００がサーバ装置２００と通信可能に接続されている例を挙げているが、複数の工業炉１００がサーバ装置２００と通信可能に接続されていてもよい。

工業炉１００は、複数のバーナ１０６と、複数の火炎検出器１０１と、複数のガス流量センサ１０２と、複数の排気ガス温度計１０３と、複数の酸素濃度計１０４と、給気温度計１０５と、操作盤１６０とを備えている。なお、操作盤１６０は、本発明の「コントローラ」の一例である。

たとえば、図１の例では、工業炉１００は、前面と裏面との各々に８個のバーナ１０６（合計１６個のバーナ）を有する。火炎検出器１０１と、ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４とは、典型的には、各バーナ１０６に対応して設けられている。

火炎検出器１０１と、ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４と、給気温度計１０５とは、操作盤１６０に通信可能に接続されている。

操作盤１６０は、ディスプレイにタッチパネルが重畳されたタッチスクリーン１６３を有する。操作盤１６０は、工業炉１００の動作を制御する制御部と、サーバ装置２００と通信するための通信部とを有する（図５参照）。

火炎検出器１０１は、典型的には、挿入式の火炎検出器である。詳細については後述するが、火炎検出器１０１は、フレーム電圧（「フレームロッド電圧」とも称する）を検出する。

ガス流量センサ１０２は、バーナ１０６に供給されているガスの流量を測定し、測定結果をリアルタイムで操作盤１６０に送信する。排気ガス温度計１０３は、工業炉１００の内部の排気ガスの温度を測定し、測定結果をリアルタイムで操作盤１６０に送信する。

酸素濃度計１０４は、工業炉１００の内部の排気ガスの酸素濃度を測定し、測定結果をリアルタイムで操作盤１６０に送信する。給気温度計１０５は、工業炉１００の内部に供給される空気の温度を測定し、測定結果を操作盤１６０に送信する。

以下では、工業炉１００の内部を図１の左から順に４つのゾーンに区分し、各々のゾーンを、「ゾーン＃１」、「ゾーン＃２」、「ゾーン＃３」、「ゾーン＃４」と称する（図１１参照）。各ゾーンは、4つのバーナ１０６を含む。詳しくは、各ゾーンには、前面の２個のバーナ１０６と、当該各バーナ１０６に対向する位置にある裏面の２個のバーナ１０６とが含まれる。

なお、以下では、火炎検出器１０１と、ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４と、給気温度計１０５との各々を、説明の便宜上、単に「センサ」と称する場合がある。

また、以下では、説明の便宜上、「ゾーン＃１」の４個のバーナ１０６の各々を、「バーナ＃１－１Ａ」、「バーナ＃１－１Ｂ」、「バーナ＃１－２Ａ」、「バーナ＃１－２Ｂ」と称する（図１１参照）。さらに、「ゾーン＃２」の４個のバーナ１０６の各々を、「バーナ＃２－１Ａ」、「バーナ＃２－１Ｂ」、「バーナ＃２－２Ａ」、「バーナ＃２－２Ｂ」と称する。

また、「ゾーン＃３」の４個のバーナ１０６の各々を、「バーナ＃３－１Ａ」、「バーナ＃３－１Ｂ」、「バーナ＃３－２Ａ」、「バーナ＃３－２Ｂ」と称する。さらに、「ゾーン＃４」の４個のバーナ１０６の各々を、「バーナ＃４－１Ａ」、「バーナ＃４－１Ｂ」、「バーナ＃４－２Ａ」、「バーナ＃４－２Ｂ」と称する。

図２は、各センサと操作盤１６０との接続関係を表した図である。
図２を参照して、工業炉１００は、ゾーン＃１用センサ１１０と、ゾーン＃２用センサ１２０と、ゾーン＃３用センサ１３０と、ゾーン＃４用センサ１４０と、給気温度計１０５と、操作盤１６０とを備える。

ゾーン＃１用センサ１１０は、バーナ＃１－１Ａ用センサ１１１と、バーナ＃１－１Ｂ用センサ１１２と、バーナ＃１－２Ａ用センサ１１３と、バーナ＃１－２Ｂ用センサ１１４とを含む。ゾーン＃２用センサ１２０は、バーナ＃２－１Ａ用センサ１２１と、バーナ＃２－１Ｂ用センサ１２２と、バーナ＃２－２Ａ用センサ１２３と、バーナ＃２－２Ｂ用センサ１２４とを含む。

ゾーン＃３用センサ１３０は、バーナ＃３－１Ａ用センサ１３１と、バーナ＃３－１Ｂ用センサ１３２と、バーナ＃３－２Ａ用センサ１３３と、バーナ＃３－２Ｂ用センサ１３４とを含む。ゾーン＃４用センサ１４０は、バーナ＃４－１Ａ用センサ１４１と、バーナ＃４－１Ｂ用センサ１４２と、バーナ＃４－２Ａ用センサ１４３と、バーナ＃４－２Ｂ用センサ１４４とを含む。

ゾーン＃１用センサ１１０と、ゾーン＃２用センサ１２０と、ゾーン＃３用センサ１３０と、ゾーン＃４用センサ１４０とは、同様のセンサ構成を有する。センサ構成について、ゾーン＃１用センサ１１０を例に挙げて説明すると、以下のとおりである。

バーナ＃１－１Ａ用センサ１１１は、火炎検出器１０１と、ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４とを含む。同様に、バーナ＃１－１Ｂ用センサ１１２、バーナ＃１－２Ａ用センサ１１３、およびバーナ＃１－２Ｂ用センサ１１４の各々も、火炎検出器１０１と、ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４とを含む。

工業炉１００においては、１６個の火炎検出器１０１による測定結果と、１６個のガス流量センサ１０２による測定結果と、１６個の排気ガス温度計１０３による測定結果と、１６個の酸素濃度計１０４による測定結果とが、操作盤１６０にリアルタイムで送られる。また、給気温度計１０５により測定結果が、操作盤１６０にリアルタイムで送られる。

＜Ｂ．フレーム電圧＞
図３は、工業炉１００の内部構成を説明するための図である。

図３を参照して、工業炉１００は、火炎検出器１０１と、バーナ１０６と、遮断弁１０７と、操作盤１６０とを備える。火炎検出器１０１は、ロッド１０１１，１０１４と、碍子１０１２と、制御器１０１３とを有する。

ロッド１０１１は、碍子１０１２を介して制御器１０１３に接続されている。ロッド１０１４は、碍子を介さずに制御器１０１３に接続されている。制御器１０１３は、遮断弁１０７と、操作盤１６０とに接続されている。

遮断弁１０７が開状態である場合、バーナ１０６には、遮断弁１０７を介してガス（典型的には、都市ガス）が供給される。この場合、バーナ１０６は、火炎１９９を発生する。なお、遮断弁が閉状態である場合には、バーナ１０６にはガスが供給されない。

火炎検出器１０１は、火炎１９９内に発生するフレーム電圧を、２つのロッド１０１１，１０１４を用いて検出する。具体的には、制御器１０１３によって、フレーム電圧が測定される。さらに、制御器１０１３は、フレーム電圧の電圧値を、リアルタイムで操作盤１６０に送る。

なお、ロッド１０１１の先端部１０１５が、火炎１９９の先端部に位置するようにロッド１０１１が設置され、かつ、ロッド１０１４の先端部１０１６が火炎１９９の根元部に位置するようにロッド１０１４が設置されている。ロッド１０１１，１０１４の配置と、碍子１０１２の配置と、制御器１０１３の配置は、従来の火炎検出器と同様である。

ところで、工業炉１００の運転中に失火状態となってフレーム電圧が低下すると、制御器１０１３は、遮断弁１０７の状態を開状態から閉状態にする制御を実行する。これにより、失火状態でバーナ１０６にガスが供給されることを防止できる。

その一方、火炎１９９が正常に発生している場合であっても、碍子１０１２の劣化（絶縁劣化）等により火炎検出器１０１の劣化が生じると、フレーム電圧は低下する。この場合にも、制御器１０１３は、遮断弁１０７の状態を開状態から閉状態へと遷移させる。それゆえ、火炎１９９が正常に発生しているにもかかわらず、バーナ１０６へのガスの供給が停止してしまう。その結果、バーナ１０６が失火状態となってしまう。

図４は、フレーム電圧の時間的変化の例を示した図である。
図４を参照して、たとえば碍子１０１２の絶縁劣化によって時刻ｔ１にてフレーム電圧が閾値Ｔｈ１以下（すなわち、Ｔｈ１≧フレーム電圧）になると、制御器１０１３は、遮断弁１０７の状態を開状態から閉状態にする。つまり、制御器１０１３は、失火状態となったと判断し、バーナ１０６へのガスの供給を停止する。さらに、碍子１０１２の絶縁が一時的に回復し、時刻ｔ２にてフレーム電圧が閾値Ｔｈ１よりも高くなると（すなわち、フレーム電圧＞Ｔｈ１）、制御器１０１３は、遮断弁１０７の状態を閉状態から開状態にする。つまり、制御器１０１３は、燃焼状態となったと判断し、バーナ１０６へのガスの供給を再開する。この場合、時刻ｔ１～ｔ２までの間は、バーナ１０６に異常がなくても、バーナ１０６は失火状態となる。なお、閾値Ｔｈ２（ただし、Ｔｈ２＞Ｔｈ１）については、後述する。

このように、火炎検出器１０１が劣化すると、工業炉１００の生産性が低下してしまう。それゆえ、火炎検出器１０１の劣化を事前に検知することができれば、生産性の低下を防ぐことができる。つまり、生産歩留まりを解消できる。

そこで、遠隔監視システム１においては、予防保全の観点からサーバ装置２００がフレーム電圧の電圧値を監視することにより、工業炉１００の生産性の向上を図る。

＜Ｃ．フレーム電圧の監視に基づく警告処理＞
遠隔監視システム１は、フレーム電圧に基づき、各火炎検出器１０１の劣化状態を監視する。遠隔監視システム１は、火炎検出器１０１の劣化の発生を検知すると、工業炉１００のユーザに対して警告情報を報知する。

図５は、遠隔監視システム１におけるデータの送受信を説明するための図である。
図５を参照して、工業炉１００の操作盤１６０は、制御部１６１と、通信部１６２と、タッチスクリーン１６３とを備える。

制御部１６１には、各火炎検出器１０１からフレーム電圧の電圧値が入力される。これらの電圧値は、通信部１６２によって、リアルタイムにサーバ装置２００に送信される。

サーバ装置２００は、フレーム電圧の電圧値に基づいて、各火炎検出器１０１の劣化の有無を判断する。サーバ装置２００は、劣化している火炎検出器１０１の存在を検出すると、工業炉１００のユーザに警告情報を報知する。

第１の報知例として、サーバ装置２００は、工業炉１００の操作盤１６０に警告情報を送信する。この場合、制御部１６１は、タッチスクリーン１６３に警告情報を表示する。あるいは、制御部１６１は、図示しないスピーカから警告情報を音声出力する。なお、制御部１６１は、上記表示と上記音声出力とを行ってもよい。

第２の報知例として、サーバ装置２００は、たとえば電子メールを利用して、携帯端末装置８００に警告情報を送信する。この場合、携帯端末装置８００は、ディスプレイ８０１（図１参照）に警告情報を表示する。あるいは、携帯端末装置８００は、図示しないスピーカから警告情報を音声出力する。なお、携帯端末装置８００は、上記表示と上記音声出力とを行ってもよい。

第３の報知例として、サーバ装置２００は、操作盤１６０および携帯端末装置８００に警告情報を送信する。

このように、サーバ装置２００が、警告情報を工業炉１００のユーザに通知することにより、当該ユーザは、失火状態となる前に、火炎検出器１０１に異常が発生していることを知ることができる。つまり、工業炉１００のユーザは、火炎検出器１０１のメンテナンスが必要であることにいち早く気付くことができる。

なお、本例では、操作盤１６０に通信部１６２が内蔵されている構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。通信部１６２は、操作盤１６０に外付けされる態様で設置されてもよい。また、制御部１６１は、通信部１６２からリクエスト（要求信号を受信したこと）に基づき通信部１６２に測定結果を送る構成であってもよい。つまり、通信部１６２が測定結果のサーバ装置２００への送信を主体的に制御する構成であってもよい。測定結果を工業炉１００からサーバ装置２００へ送信する際の実装形態は、特に限定されるものではない。

また、工業炉１００の予防保全のためには、フレーム電圧だけではなく、ガス流量センサ１０２による測定結果、排気ガス温度計１０３による測定結果、酸素濃度計１０４による測定結果、および給気温度計１０５による測定結果の少なくとも１つを利用できる。

さらに、サーバ装置２００は、フレーム電圧だけではなく、ガス流量センサ１０２による測定結果、排気ガス温度計１０３による測定結果、酸素濃度計１０４による測定結果、および給気温度計１０５による測定結果を利用して、工業炉１００における各種の異常の発生の有無を監視できる。

＜Ｄ．制御構造＞
図６は、遠隔監視システム１において実行される処理の流れを表したシーケンス図である。

図６を参照して、シーケンスＳＱ１にて、工業炉１００の操作盤１６０は、各センサによる測定結果をサーバ装置２００に送信する。シーケンスＳＱ２において、サーバ装置２００は、各測定結果に基づき、工業炉１００の良否判定を行う。ある局面においては、サーバ装置２００は、上述したように、各火炎検出器１０１が測定したフレーム電圧に基づき、各火炎検出器１０１の良否を判定する。

サーバ装置２００は、良否判定が否の場合、シーケンスＳＱ３において、警告情報を操作盤１６０に送信する。なお、警告情報の送信先は、上述したように、操作盤１６０に限定されるものではなく、サーバ装置２００において予め登録されている携帯端末装置８００であってもよい。シーケンスＳＱ４において、操作盤１６０は警告情報を表示する。

なお、少なくともシーケンスＳＱ１の処理は周期的に実行される。また、シーケンスＳＱ１の処理が実行されると、シーケンスＳＱ２の処理も行われる。

図７は、サーバ装置２００において実行される処理の流れを表したフロー図である。当該フロー図は、フレーム電圧に着目した処理を説明したものである。

図７を参照して、ステップＳ１において、サーバ装置２００は、複数の火炎検出器１０１の各々によって検出されたフレーム電圧の電圧値を取得する。ステップＳ２において、サーバ装置２００は、少なくとも１つのフレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ２以下（すなわち、Ｔｈ２≧フレーム電圧）であるか否かを判定する。なお、閾値Ｔｈ２は、上述したように、失火状態と判断される閾値Ｔｈ１よりも値が大きい。

サーバ装置２００は、全てのフレーム電圧が閾値Ｔｈ２よりも高い（すなわち、フレーム電圧＞Ｔｈ２）と判定した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理をステップＳ１に進める。サーバ装置２００は、少なくとも１つのフレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ２以下であると判定すると、ステップＳ３において、警告情報を送信する。サーバ装置２００は、操作盤１６０および携帯端末装置８００の少なくとも一方に警告情報を送信する。

ステップＳ４において、フレーム電圧と、火炎検出器１０１以外の各種のセンサ（ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４と、給気温度計１０５）の測定結果（データ）とを参考に、サーバ装置２００の運営者が、火炎検出器１０１の不具合を含めた原因の究明が可能か否かを判断する。

原因究明が可能であると判断されると（ステップＳ４においてＹＥＳ）、ステップＳ５において、サーバ装置２００の管理者は、工業炉１００のユーザに対して対策の提案を行う。原因究明が不可能であると判断されると（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ６において、サーバ装置２００の管理者が現場で調査を行う。

＜Ｄ．サーバ装置２００の機能的構成＞
図８は、サーバ装置２００の機能的構成を表したブロック図である。

図８を参照して、サーバ装置２００は、制御部２０１と、記憶部２０２と、通信ＩＦ（Interface）部２０３と、表示部２０４とを備えている。

制御部２０１は、データ取得部２１１と、データ処理部２１２と、表示制御部２１３と、通知処理部２１４とを有する。データ処理部２１２は、異常判定部２１２１を有する。

通信ＩＦ部２０３は、工業炉１００の操作盤１６０および携帯端末装置８００との間で通信を行なうためのインターフェイスである。

制御部２０１は、サーバ装置２００の動作を制御する。
データ取得部２１１は、フレーム電圧の電圧値と、ガス流量と、排気ガス温度と、酸素濃度と、給気温度とを、通信ＩＦ部２０３を介して、操作盤１６０から取得する。電圧値と、ガス流量と、排気ガス温度と、排気ガスの酸素濃度と、給気温度との各データは、いずれかのセンサによる測定結果であるかを判別可能とするため、センサの識別情報が関連付けられている。

データ処理部２１２は、データ取得部２１１によって取得された各種のデータを時系列で記憶部２０２に格納する。

異常判定部２１２１は、フレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ２以下であるか否かを、火炎検出器１０１毎に判断する。異常判定部２１２１は、少なくとも１つのフレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ２以下であると判断した場合、当該電圧値を検出した火炎検出器１０１を特定する情報を含めた警告情報を生成する。たとえば、異常判定部２１２１は、生成した警告情報を、通信ＩＦ部２０３を介して、たとえば操作盤１６０および携帯端末装置８００に送信する。

表示制御部２１３は、工業炉１００の監視のため、取得した各種のデータを表示部２０４に表示させる。表示（監視画面）の詳細については、後述する。なお、表示部２０４は、図１のディスプレイ２６８に相当する。

図９は、操作盤１６０および携帯端末装置８００で表示される警告情報を表した図である。

図９を参照して、操作盤１６０および携帯端末装置８００は、警告情報をサーバ装置２００から受信すると、警告情報に基づいた表示を行う。警告情報は、不良個所を特定する情報を含む。たとえば、警告情報として、フレーム電圧が低下している火炎検出器１０１が取り付けられたバーナ１０６の番号等が表示される。

＜Ｅ．小括＞
遠隔監視システム１で行われる各種の処理のうちフレーム電圧に関する処理を小括すれば、以下のとおりである。

（１）以上のように、遠隔監視システム１は、工業炉１００と、工業炉１００と通信可能なサーバ装置２００とを備える。工業炉１００は、工業炉１００を制御する操作盤１６０と、火炎を発生する第１のバーナ（たとえば、バーナ＃１－１Ａ用のバーナ１０６）と、火炎の状態に基づく第１のフレーム電圧を出力する第１の火炎検出器（火炎検出器１０１）とを含む。

操作盤１６０は、第１のフレーム電圧の電圧値をサーバ装置２００に送信する。サーバ装置２００は、第１のフレーム電圧の電圧値に基づいて、第１の火炎検出器に異常が発生しているか否かを判断する。本例の場合、サーバ装置２００は、閾値Ｔｈ２を利用して、第１の火炎検出器に異常が発生しているか否かを判断する。サーバ装置２００は、異常が発生していると判断すると、予め定められた情報処理装置（操作盤１６０，携帯端末装置８００）に対して異常の発生を通知する。

このような構成によれば、工業炉１００に設置された第１の火炎検出器の出力（劣化傾向）をリアルタイムで遠隔監視することができる。

また、フレーム電圧が閾値Ｔｈ１以下となる前に、サーバ装置２００が工業炉１００のユーザの情報処理装置に異常の発生を通知することにより、当該ユーザは、失火状態となる前に、第１の火炎検出器に異常が発生していることを知ることができる。

このように、工業炉１００のユーザは、火炎検出器１０１のメンテナンスが必要であることにいち早く気付くことができる。それゆえ、遠隔監視システム１によれば、工業炉１００の生産性の向上を図ることが可能となる。

（２）工業炉１００は、火炎を発生する第２のバーナ（たとえば、バーナ＃１－１Ｂ用のバーナ１０６）と、第２のバーナにより発生した火炎の状態に基づく第２のフレーム電圧を出力する第２の火炎検出器（火炎検出器１０１）とをさらに含む。操作盤１６０は、第２のフレーム電圧の電圧値をサーバ装置２００に送信する。

サーバ装置２００は、第２のフレーム電圧の電圧値に基づいて、第２の火炎検出器に異常が発生しているか否かを判断する。サーバ装置２００は、第１の火炎検出器および第２の火炎検出器のうちの少なくとも一方で異常が発生している場合、異常の発生とともに、異常が発生している火炎検知器を特定するための情報を、情報処理装置（操作盤１６０，携帯端末装置８００）に対して通知する。

このような構成によれば、工業炉１００に設置された第１の火炎検出器および第２の火炎検出器の出力をリアルタイムで遠隔監視することができる。また、異常の発生が、第１の火炎検出器および第２の火炎検出器で生じているのかを容易に把握することできる。

＜Ｆ．サーバ装置２００のユーザインターフェイス＞
サーバ装置２００の表示部２０４（図８）に表示される画面例について説明する。なお、画面に含まれる各データは、データ処理部２１２によって生成される。さらに表示制御部２１３によって、これデータを含む画面が表示部２０４に表示される。

詳しくは、３台の工業炉１００がサーバ装置２００と通信可能に接続されている場合を例に挙げて説明する。以下では、説明の便宜上、３つの工業炉１００の名称（識別情報）を、「ＡＡＡ」、「ＢＢＢ」、「ＣＣＣ」とも称する。

ただし、各工業炉１００の製造メーカおよび型式は同一でなくてもよい。センサ数、バーナ数等は、３つの工業炉１００で同じでなくてもよい。

図１０は、全ての工業炉１００についてのエネルギー管理画面を表した図である。
図１０を参照して、サーバ装置２００は、３つの工業炉１００のガス使用量を表した画面２３１をディスプレイ２６８に表示する。サーバ装置２００は、たとえば、指定された日における１時間毎のガス使用量を、棒グラフおよび表を用いて、工業炉１００別に表示する。また、サーバ装置２００は、３つの工業炉１００における、１日のガス使用量の割合を円グラフで表示する。

また、サーバ装置２００は、日付けの指定を受け付けることにより、指定された日のガス使用量のデータを表示する。また、サーバ装置２００は、比較対象となる日付けの指定をさらに受け付けることにより、指定された２つの日のガス使用量のデータを画面に表示させる。

サーバ装置２００は、時間毎（たとえば、１時間毎）のガス使用量のデータのみならず、日別、曜日別、月別、年別のガス使用量のデータも表示可能である。具体的には、ユーザが、画面２３１に表示されているオブジェクトを選択することにより、サーバ装置２００は、選択されたオブジェクトに対応するデータをディスプレイ２６８に表示する。

サーバ装置２００が上記のような画面を表示することにより、サーバ装置２００の管理者は、複数の工業炉１００で使用されているガスの量を工業炉１００毎に、視覚的に把握することができる。

図１１は、１つの工業炉１００についての監視画面を表した図である。
図１１を参照して、サーバ装置２００は、ユーザによって選択された工業炉１００の監視画面２３２を表示する。監視画面２３２は、各ゾーン＃１，＃２，＃３，＃４における温度と、各バーナ１０６に対応付けて設けられた各センサによる測定結果（フレーム電圧、ガス量、給気温度、排気温度）と、運転時間の情報と、１時間あたりのガス使用量（合計ガス使用量）と、ガス使用量の積算値（積算ガス量）とを含む。

サーバ装置２００は、各ゾーン＃１，＃２，＃３，＃４における温度と、各バーナ１０６に対応付けて設けられた各センサによる測定結果と、運転時間の情報とを、各バーナ１０６を模式的に表したオブジェクト（バーナの絵）の傍に表示する。

サーバ装置２００が上記のような画面を表示することにより、サーバ装置２００の管理者は、１つの工業炉１００の運転状態を視覚的に把握することが可能となる。

図１２は、１つのバーナ１０６についての監視画面を表した図である。
図１２を参照して、サーバ装置２００は、選択されたバーナ１０６のガス量、給気温度、排気温度、フレーム電圧の遷移をグラフで表した監視画面２３３を、ディスプレイ２６８に表示する。なお、サーバ装置２００は、日付けの指定を受け付けることにより、指定された日のデータ（グラフ）を表示する。

サーバ装置２００が上記のような画面を表示することにより、サーバ装置２００の管理者は、各バーナ１０６の状態遷移を視覚的に把握することが可能となる。また、管理者は、フレーム電圧の遷移を確認することにより、火炎検出器１０１の劣化傾向の有無も判断可能となる。

図１３は、異常の発生および復帰のログ情報を表した図である。
図１３を参照して、サーバ装置２００は、時系列にしたがって管理番号と日時と警告内容とを対応付けた画面２３４を、ディスプレイ２６８に表示する。画面２３４は、たとえば、フレーム電圧の異常が発生した火炎検出器１０１の識別情報と、当該以上の発生時刻および復帰時刻を含む。なお、サーバ装置２００は、異常の原因が一意に特定できなかった場合には、「総合異常」と表示する。

サーバ装置２００が上記のような画面を表示することにより、サーバ装置２００の管理者は、工業炉１００における異常を判断できる。また、管理者は、フレーム電圧の異常に気付くこともできる。このため、火炎検出器１０１をメンテナンスすることにより、火炎の状態が正常であるのに失火状態と判断してしまうことを防止できる。

なお、図１０～１３に示した画面２３１～２３４の表示内容を１つの画面で表示するように、サーバ装置２００を構成してもよい。また、画面２３１～２３４の表示内容を１つの画面で表示するのか、個別に表示するのかをユーザが選択可能となるように、サーバ装置２００を構成することが好ましい。

図１４は、複数のバーナ１０６におけるガス量と給気温度と排気温度との時間的な遷移を表した図である。

図１４を参照して、サーバ装置２００は、現在時刻を“０”として、複数のバーナ１０６におけるガス量と給気温度と排気温度との遷移をグラフ表示した画面２３５をディスプレイ２６８に表示する。サーバ装置２００は、工業炉１００の操作盤１６０から各センサの測定結果を取得する度に、グラフを更新する。つまり、サーバ装置２００は、表示画面をリアルタイムで更新する。

サーバ装置２００が上記のような画面を表示することにより、サーバ装置２００の管理者は、複数のバーナ１０６の状態遷移を視覚的に把握可能となる。

なお、サーバ装置２００は、上記の画面２３１～２３４以外の画面を表示可能である。たとえば、サーバ装置２００は、横軸を時間軸とした各種のグラフを含む監視画面を表示できる。具体的には、サーバ装置２００は、点火信号と排気ガスの酸素濃度との遷移を表したグラフを含む監視画面を表示できる。また、サーバ装置２００は、排気ガス温度と、炉内温度と、給気温度との遷移を表したグラフを含む監視画面を表示できる。さらに、図４に示したように、閾値Ｔｈ１または閾値Ｔｈ２とフレーム電圧の遷移とを表したグラフを含む監視画面を表示できる。また、サーバ装置２００は、炉内温度とガス消費量との遷移を表したグラフを含む監視画面を表示できる。

＜Ｇ．サーバ装置２００のハードウェア構成＞
図１５は、サーバ装置２００のハードウェア構成の典型例を表した図である。

図１５を参照して、サーバ装置２００は、主たる構成要素として、プログラムを実行するプロセッサ２６１と、データを不揮発的に格納するＲＯＭ２６２と、プロセッサ２６１によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は入力装置を介して入力されたデータを揮発的に格納するＲＡＭ２６３と、データを不揮発的に格納するＨＤＤ２６４と、通信ＩＦ（Interface）２６５と、操作キー２６６と、電源回路２６７と、ディスプレイ２６８とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、通信ＩＦ２６５は、他の機器と間における通信を行うためのインターフェイスである。

サーバ装置２００における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサ２６１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ＨＤＤ２６４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ２６５等を介してダウンロードされた後、ＨＤＤ２６４に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ２６１によってＨＤＤ２６４から読み出され、ＲＡＭ２６３に実行可能なプログラムの形式で格納される。プロセッサ２６１は、そのプログラムを実行する。

同図に示されるサーバ装置２００を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、ＲＡＭ２６３、ＨＤＤ２６４、記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、サーバ装置２００の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、図８に示した制御部２０１は、典型的には、プロセッサ２６１がＨＤＤ２６４等に格納されたプログラムを実行することにより、実現される。

＜Ｈ．利点＞
（１）サーバ装置２００において工業炉１００を遠隔監視することにより得られる利点をまとめると、以下のとおりである。

（i）生産性向上（生産歩留まりの解消）
サーバ装置２００の管理者は、フレーム電圧の測定により火炎検出器１０１の劣化傾向を判断できる。また、管理者は、図１３に示した総合異常により火炎検出器１０１以外で異常が発生していることも判断できる。さらに、管理者は、各センサの測定結果に基づき、異常の履歴、傾向も判断できる。これにより、工業炉１００の不具合による生産歩留まりを解消することができる。つまり、工業炉１００における生産性を向上させることができる。

（ii）メンテナンスコストの削減
各バーナ１０６の運転時間（燃焼時間）を管理することにより、サーバ装置２００の管理者は、適切なメンテナンスタイミングを知ることができる。それゆえ、一定期間が経過したことを条件にバーナ１０６のメンテナンスを行う構成よりも、メンテナンスコストを抑えることができる。

（iii）燃焼状態の最適化（省エネルギー）
ガス流量センサ１０２と、排気ガス温度計１０３と、酸素濃度計１０４と、給気温度計１０５とからの出力（測定結果）を利用することにより、熱収支、熱効率を高めるための処置をとることもできる。

（２）サーバ装置２００が、警告情報を情報処理装置（操作盤１６０，携帯端末装置８００）に送信することによって、工業炉１００のユーザはいち早く、火炎検出器１０１の劣化が進行していることを知ることができる。それゆえ、この場合においても、生産歩留まりの解消（生産性向上）を図ることができる。

＜Ｉ．変形例＞
（１）上記においては、火炎検出器１０１がフレーム電圧を検出する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。フレーム電圧の代わりに、フレーム電流を検出するように火炎検出器１０１を構成してもよい。

（２）上記においては、挿入式の火炎検出器１０１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。挿入式の火炎検出器１０１の代わりに、光学式の火炎検出器を用いてもよい。この場合、操作盤１６０の制御部１６１は、光電効果によって当該火炎検出器で生じた放電電流の電流値を、サーバ装置２００に対して送信すればよい。

（３）上記においては、フレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ２以下となったときに、サーバ装置２００が異常の発生を情報処理装置に通知する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。フレーム電圧の電圧値が閾値Ｔｈ１以下となったときに、異常の発生を情報処理装置に通知するように、サーバ装置２００を構成してもよい。あるいは、フレーム電圧が閾値Ｔｈ２以下となったとき、および閾値Ｔｈ１以下となったときに、異常の発生を情報処理装置に通知するように、サーバ装置２００を構成してもよい。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１遠隔監視システム、１００工業炉、１０１火炎検出器、１０２ガス流量センサ、１０３排気ガス温度計、１０４酸素濃度計、１０５給気温度計、１０６バーナ、１０７遮断弁、１６０操作盤、１６１制御部、１６２通信部、１６３タッチスクリーン、１９９火炎、２００サーバ装置、２０１制御部、２０２記憶部、２０３通信ＩＦ部、２０４表示部、２１１データ取得部、２１２データ処理部、２１３表示制御部、２１４通知処理部、２６８，８０１ディスプレイ、８００携帯端末装置、９００ネットワーク、１０１１，１０１４ロッド、１０１２碍子、１０１３制御器、１０１５，１０１６先端部、２１２１異常判定部。

Claims

工業炉と、
前記工業炉と通信可能なサーバ装置とを備え、
前記工業炉は、
前記工業炉を制御するコントローラと、
火炎を発生する第１のバーナと、
前記火炎の状態に基づく第１のフレーム電圧を検出する第１のロッドと第２のロッドとを有し、かつ、検出された前記第１のフレーム電圧を出力する第１の火炎検出器とを含み、
前記第１のロッドと前記第２のロッドとは、位置固定されており、
前記コントローラは、前記第１のバーナが燃焼しているときに検出された前記第１のフレーム電圧の電圧値を前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置は、
前記第１のフレーム電圧の電圧値に基づいて、前記第１の火炎検出器に劣化による異常が発生しているか否かを判断し、
前記異常が発生していると判断すると、予め定められた情報処理装置に対して異常の発生を通知する、工業炉の遠隔監視システム。
前記工業炉は、
火炎を発生する第２のバーナと、
前記第２のバーナにより発生した火炎の状態に基づく第２のフレーム電圧を出力する第２の火炎検出器とをさらに含み、
前記コントローラは、前記第２のフレーム電圧の電圧値を前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置は、
前記第２のフレーム電圧の電圧値に基づいて、前記第２の火炎検出器に異常が発生しているか否かを判断し、
前記第１の火炎検出器および前記第２の火炎検出器のうちの少なくとも一方で異常が発生している場合、前記異常の発生とともに、前記異常が発生している火炎検知器を特定するための情報を、前記情報処理装置に対して通知する、請求項１に記載の工業炉の遠隔監視システム。
前記サーバ装置は、
ディスプレイを備え、
前記第１のフレーム電圧の電圧値と、前記第２のフレーム電圧の電圧値とを、前記ディスプレイに表示させる、請求項２に記載の工業炉の遠隔監視システム。
前記工業炉は、前記コントローラを有する操作盤をさらに含み、
前記情報処理装置は、前記操作盤である、請求項１から３のいずれか１項に記載の工業炉の遠隔監視システム。
前記情報処理装置は、携帯端末であって、
前記通知は、電子メールである、請求項１から３のいずれか１項に記載の工業炉の遠隔監視システム。
前記工業炉は、ガス流量センサ、排気ガス温度計、酸素濃度計、および給気温度計のうちの少なくとも１つの計測器をさらに備え、
前記ガス流量センサは、前記第１のバーナに供給されているガスの流量を測定し、かつ、測定結果を前記コントローラに送信し、
前記排気ガス温度計は、前記工業炉の内部の排ガスの温度を測定し、かつ、測定結果を前記コントローラに送信し、
前記酸素濃度計は、前記工業炉の内部の排ガスの酸素濃度を測定し、かつ、測定結果を前記コントローラに送信し、
前記給気温度計は、前記工業炉の内部に供給される空気の温度を測定し、かつ、測定結果を前記コントローラに送信し、
前記コントローラは、前記第１のフレーム電圧の電圧値とともに、前記計測器による計測結果を前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置は、ディスプレイを有し、かつ、前記第１のフレーム電圧の電圧値の時間変化と、前記計測結果の時間変化とを前記ディスプレイに表示する、請求項１または２に記載の工業炉の遠隔監視システム。
各々が位置固定された２つのフレームロッドを有する火炎検出器が、工業炉に設置されたバーナによって発生する火炎の状態に基づくフレーム電圧を検出するステップと、
前記バーナが燃焼しているときに検出された前記フレーム電圧の電圧値を、前記工業炉のコントローラがサーバ装置に対して送信するステップと、
前記サーバ装置が前記フレーム電圧に基づいて前記火炎検出器で劣化による異常が発生していると判断したことに基づき、前記サーバ装置が前記異常の発生を予め定められた機器に対して通知するステップとを備える、情報処理方法。