JP7195890B2 - 配線経路検出システム、配線経路検出装置、配線経路探査装置、配線経路検出方法および配線経路探査方法 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、配線経路検出システム、配線経路検出装置、配線経路探査装置、配線経路検出方法および配線経路探査方法に関する。

石油化学プラント、発電プラントなどを建設したり、改修したりするときには、数十～数百ｍもの長さの配線用の線材を、多数、計画に従って正確に敷設する必要がある。この目的のために、複数の配線それぞれに識別情報を表示したカードを用いる方法が知られている。しかしながら、この方法によっても、配線用の線材の敷設後に、目視以外の手段によって配線が計画通りに敷設されているか否かを確認することはできない。

また、引用文献１などには、配線内に電気信号を発信するとともに、配線の敷設経路に電気信号を検知して電気信号検知有無情報と識別データとを送信する受信器を複数個設け、これら受信器からの電気信号検知有無情報と識別データとを、通信回線を介してあるいは無線で送信して配線の経路を検出することが提案されている。しかしながら、この方法は、通信回線および無線通信設備の設置が必要であり、これらの設備の設置が困難な箇所には適用できない。

また、プラントの改修のための作業現場などにおいて、既存の装置に敷設済みの多数の配線のいずれかを任意に選択し、選択した配線の途中から、この配線が計画通りに敷設されているか否かを、改めて確認する必要が生じることがある。しかしながら、引用文献１などに開示された方法は、このような用途に適さない。

２００５－２０８８６６号公報 ２０１０－２６８５４０号公報 ２００４－２５２８５１号公報

本発明の実施の形態は上述した背景からなされ、多くの配線を長い距離にわたって敷設するときに、実際に敷設された配線の経路を容易に知ること、または、これらの配線が計画通りの経路を通って敷設されていることを容易に確認することを課題とする。また、本発明の実施の形態は、配線を任意に選択し、選択した配線の途中から、この配線の経路を容易に探査することを課題とする。

上記課題を解決するために、実施形態にかかる配線経路検出システムは、１つ以上の無線識別装置と、識別信号収集装置と、経路検出装置とを備える。無線識別装置は、配線設備に沿って設けられ、無線の起動信号の受信に応じて配線設備において固有の識別子を無線で送信する。識別信号収集装置は、無線識別装置への起動信号を、配線の金属部分に供給して無線識別装置に無線で送信し、送信された起動信号の受信に応じて無線識別装置から無線で送信された固有の識別子を配線の金属部分を介して受信して収集する。経路検出装置は、無線識別装置の配線設備における位置を記憶すると、収集された無線識別装置の識別子と、記憶された無線識別装置の配線設備における位置とに基づいて、経路検出の対象の配線の配線設備における経路を検出する。

実施形態にかかる配線経路検出システムが適応されるプラントシステムを例示する図。 配線設備が備えるトレイ群中におけるトレイの構成を例示する図。 配線設備が備えるトレイ群の構成を例示する図。 プラントシステムにおけるケーブルの経路を検出する第１の経路検出装置の構成を例示する図。 経路検出装置の構成要素をソフトウェア的に実現するコンピュータの構成を例示する図。 プラントシステムにおいて検出されたある１本のケーブルの配線経路を示す画像を例示する図 ＲＦＩＤがトレイに設けられた給電線から電力を受けて動作する構成を例示する図。 ＲＦＩＤがトレイに設けられた電源装置から給電線を介して電力を受けて動作する構成を示す図。 第２の経路検出装置の構成を示す図。 第３の経路検出装置の第１の構成を示す図。 第３の経路検出装置の第２の構成を示す図。 経路探査装置の構成を示す図。 経路探査装置の最も簡単な構成を示す図。

［第１の実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、第１の実施形態を説明する。なお、以下の記載および各図において、実質的に同じ構成要素には同じ符号が付される。また、以下の記載および各図において、複数あり得る構成要素の符号に付された添字は、適宜、省略される（例えば、「トレイ２０－ｉ－１～２０－ｉ―ｊ～２０－ｉ－ｎ（図３参照）」のうちの１つ以上が、特定されずに示されるときには、適宜、「トレイ２０」と記される）。

図１に例示されるプラントシステム１は、実施例にかかる配線経路検出が適応される製造用のプラントである。プラントシステム１においては、データセンタ、制御棟、製造棟および発電棟の各階に配置されたコンピュータなどの装置（不図示）同士が、棟内の配線用ダクト、棟外の配線用トラフおよび配線用溝の中に設けられた配線設備２を介して配線用の線材により相互に接続される。なお、以下、「配線用の線材」は「ケーブル」と記される。

配線設備２は、ケーブルトレイ（以下、単に「トレイ」と記す）、電線管、電線管分岐箱、ケーブル載置棚、電線吊り具など、ケーブルを収容する設備、載置する設備、吊下げる設備およびこれらの組み合わせなど、ケーブルを敷設するための設備全てを含む。

以下、配線設備２を構成するトレイ群２４－ｉを説明する。図２，図３に示されるように、配線設備２は、互いに接続されたｍ（ｍ≧２）個のトレイ群２４－ｉ（ｍ≧ｉ≧１）を備える。トレイ群２４それぞれは、配線設備２の経路の形状に適合するように適宜、直線、Ｔ字、Ｌ字または十字に形成される。

トレイ群２４－１，２４－２，・・・，２４－ｉ，・・・２４－ｎは相互に結合されて配線設備２を構成する。トレイ群２４－ｉは、必要とされる段数（ｎ；ｎ≧１）のトレイ２０－ｉ－１～２０－ｉ－ｎを備える。トレイ群２４－ｉにおいて、トレイ２０－ｉ－１～２０－ｉ－ｎは、ケーブル３の延伸方向と垂直に積み重ねられる。トレイ２０－ｉ－１～２０－ｉ－ｎそれぞれは、１本以上のケーブル３を保持する。

なお、図２，図３に示されるように、トレイ２０－i－ｊの形状は、このトレイ２０－i－ｊを含むトレイ群２４－ｉの形状と同じである。また、ケーブル３は、トレイ群２４の両端または途中に適宜、設けられる開口部（不図示）から引き出され、プラントシステム１に含まれる各棟の各装置に接続される。

トレイ２０の材料は、金属、電波吸収塗料が塗布された合成樹脂などであり、トレイ２０は電波信号を遮蔽する。つまり、トレイ群２４が複数のトレイ２０が積み重ねられた構成を採るときには、異なるトレイ２０それぞれに保持されるケーブル３同士の間では、電波信号は遮蔽される。

他の形態の配線設備の場合も、配線設備が重合または隣接する場合、後述するＲＦＩＤ２２の配置位置との関係を考慮して、各配線設備間には必要に応じて電波遮蔽手段が設けられる。ケーブル３を保持するトレイ２０の底面のケーブル３の延伸方向と直角な幅は例えば３０～６０ｃｍ程度であり、底面から垂直方向に設けられる側面の高さは例えば１０ｃｍ程度である。

トレイ２０それぞれにおいて、配線経路検出のために有効な位置には、無線識別装置として、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７（図２を参照）が取り付けられる。ＲＦＩＤ２２それぞれには、図１に示されたプラントシステム１において固有な識別子（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）が付される。ＲＦＩＤ２２それぞれは、外部からの起動信号の電力を受けて動作し、起動信号を受信すると、この識別子を含む応答信号を電波信号として送信する。

この応答信号の到達距離は、トレイ２０の幅長程度である。各ＲＦＩＤ２２からの応答信号の周波数および送信のタイミングは、予め決められた範囲内で、送信のたびにランダムに決められる。このように応答信号の周波数などが決められる理由は、起動信号の送信側において、１回以上の起動信号の送信により、全てのＲＦＩＤ２２から返された応答信号に含まれる識別子を確実に識別可能とするためである。

図４は、図２，図３に示されたプラントシステム１におけるケーブル３の経路を検出する第１の経路検出装置４の構成を示す図である。図４に示されるように、経路検出装置４は、配線設備２を構成するトレイ群２４－ｉに含まれるトレイ２０－ｉ－ｊ（ｎ≧ｊ≧１）それぞれに取り付けられたＲＦＩＤ２２を起動信号により付勢し、ＲＦＩＤ２２それぞれから返される応答信号を受信して識別するために必要な構成要素を含む。

つまり、経路検出装置４は、検出制御装置４００、ＲＦＩＤ読取装置４０２、ＩＤ検出装置４０４、経路検出装置４０６、位置データベース（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ；ＤＢ）４０８、経路表示装置４１０および配線計画ＤＢ４１２を含む。なお、図４においては、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７が取り付けられた直線型のトレイ２０－ｉ－ｊが例示される。

図４に示された経路検出装置４の各構成要素は、ＲＦＩＤ読取装置４０２の起動信号の送信のための増幅器（不図示）など、その性質上、ハードウェアによらなければ実現できない部分を除いて、適宜、ハードウェア的にもソフトウェア的にも実現され得る。

図５は、図４に示された経路検出装置４の構成要素をソフトウェア的に実現するコンピュータ１４の構成を例示する図である。図５に示されるように、コンピュータ１４は、バス１４０を介して相互にデータを入出力可能に接続され、情報処理、情報入力、情報出力およびハードウェアとの間のデータの入出力を行うために必要とされる構成要素を備える。

つまり、コンピュータ１４は、演算処理回路１４２と、ＲＯＭ１４４と、ＲＡＭ１４６と、入力インターフェース（ＩＦ）１４８と、入力装置１５０と、出力ＩＦ１５２と、出力装置１５４と、入出力回路（Ｉ／Ｏ）１５６と、記録装置１５８とを備える。

演算処理回路１４２は、ＣＰＵおよびその周辺回路を有する。ＲＯＭ１４４およびＲＡＭ１４６は、プログラムの実行および演算処理に必要とされるデータを記憶する。入力装置１５０は、キーボード、マウスおよびタッチパネルなど（不図示）を有する。入力ＩＦ１４８は、入力装置１５０へのユーザの操作を受け入れる。

出力装置１５４は、ディスプレイ装置、プリンタ装置およびＵＳＢ－ＩＦなど（不図示）を有する。出力ＩＦ１５２は、出力装置１５４への情報の表示およびデータの出力を行う。Ｉ／Ｏ１５６は、経路検出装置４のハードウェア的な部分との間のデータの入出力を行う。

記録装置１５８は、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、フラッシュメモリなどの不揮発性の記録媒体１６０との間でデータの記録および再生を行う。

図４に示された経路検出装置４の構成要素の内、検出制御装置４００は、ＲＦＩＤ読取装置４０２およびＩＤ検出装置４０４を制御して、プラントシステム１におけるケーブル３それぞれについて全てのＲＦＩＤ２２の識別子を検出するために必要な処理を行わせる。なお、検出制御装置４００は、このＲＦＩＤ読取装置４０２およびＩＤ検出装置４０４への制御を、図５に示された入力装置１５０へのユーザの操作に応じて、例えば、１本のケーブル３ごとに、または複数本のケーブル３について同時に行う。

このような制御は、配線設備２の中への新規または追加的な敷設のたびに行われる。また、この制御を、既設であって敷設経路が未確認のケーブル３についても行うことができる。ＲＦＩＤ読取装置４０２は、ケーブル３からＲＦＩＤ２２に起動信号を送信し、この起動信号の送信に応じてＲＦＩＤ２２それぞれから返された応答信号を、ケーブル３を介して受信して、ＩＤ検出装置４０４に出力する。

なお、ケーブル３が、シールドなしのメタリック（金属製）ケーブルであるときには、ＲＦＩＤ読取装置４０２は、ケーブル３自体を介して起動信号を送信し、応答信号を受信する。ケーブル３が、外皮シールド付きメタリックケーブルまたは同軸ケーブルであるときには、ＲＦＩＤ読取装置４０２は、ケーブル３に含まれるシールド部分を介して起動信号を送信し、応答信号を受信する。また、ケーブル３が、光ケーブルであるときには、ＲＦＩＤ読取装置４０２は、敷設のために光ケーブルに付された金属製のテンションケーブルを介して起動信号を送信し、応答信号を受信する。

ＩＤ検出装置４０４は、ＲＦＩＤ読取装置４０２から入力された応答信号から、ＲＦＩＤ２２それぞれの識別子を検出し、検出制御装置４００および経路検出装置４０６に出力する。なお、検出制御装置４００は、１本のケーブル３について全てのＲＦＩＤ２２からの識別子を検出するために、新たなＲＦＩＤ２２の識別子が検出されなくなるまで、識別子の検出のための制御を、予め決められた時間間隔をおいて繰り返し行う。検出制御装置４００は、１本のケーブル３について、新たなＲＦＩＤ２２の識別子が検出されなくなったと判断すると、ＩＤ検出装置４０４を制御して、検出されたＲＦＩＤ２２の識別子の全てを経路検出装置４０６に出力させる。

位置ＤＢ４０８は、ＲＦＩＤ２２それぞれの識別子と、トレイ２０－ｉ－ｊの配線設備２における位置を示す位置情報と、図２，図３に示されたトレイ２０－ｉ－ｊのプラントシステム１および配線設備２における位置を示す位置情報とを対応づけて記憶する。これらの情報は、ケーブル３の経路検出に先立って、位置ＤＢ４０８に記憶される。位置ＤＢ４０８に記憶されたこれらの情報は、ケーブル３の配線経路検出が行われるたびに、経路検出装置４０６に出力される。

経路検出装置４０６は、ＩＤ検出装置４０４から入力された１本のケーブル３についての全てのＲＦＩＤ２２の識別子に対応する位置情報に基づいて、このケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における経路を検出し、経路表示装置４１０に出力する。つまり、経路検出装置４０６は、ＩＤ検出装置４０４から入力された１本のケーブル３についての全ての識別子に対応するトレイ２０－ｉ－ｊの位置情報を、その添字ｉが連続するようにソートする。経路検出装置４０６は、このソートの結果として得られ、連続した位置を示す位置情報の集合を、このケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における配線経路情報として検出する。

配線計画ＤＢ４１２は、経路検出装置４によるケーブル３の経路検出処理が行われる以前にプラントシステム１の施工者により決められたケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における配線経路を示す計画配線経路情報を記憶する。この計画配線経路情報には、ケーブル３それぞれを示す識別子と、このケーブル３が配置されるトレイ２０－ｉ－ｊの全ておよびそのプラントシステム１および配線設備２における位置情報とが対応づけられて含まれる。配線計画ＤＢ４１２は、記憶された計画配線経路情報を、経路表示装置４１０に出力する。

図６は、図１に示されたプラントシステム１において検出されたある１本のケーブル３の配線経路を示す画像を例示する図である。なお、図６には、ケーブル３がデータセンタの３階から制御棟の４階まで敷設される場合が示される。経路表示装置４１０は、経路検出装置４０６から入力されたケーブル３の配線経路情報を、図６において太い線で示されるように、経路検出装置４のユーザにとって把握しやすい画像にして出力装置１５４に表示する。

また、経路表示装置４１０は、経路検出装置４０６から入力されたケーブル３の配線経路情報と、配線計画ＤＢ４１２から入力された計画配線経路情報とを比較し、これらの配線経路情報に不一致が生じている位置を、図６に示されるようにＸ印を付して出力装置１５４に重ねて表示する。なお、図６において、不一致が生じている位置Ｘには、「不一致」という用語が付されている。

さらに、経路表示装置４１０は、経路検出装置４のユーザによる入力装置１５０への不一致の位置を指定する操作に応じて、指定された不一致の位置を示す不一致情報（不図示）を出力装置１５４に表示する。この不一致情報には、不一致が生じているトレイ２０－ｉ－ｊの識別情報およびそのプラントシステム１および配線設備２における位置を示す情報が含まれる。

以下、図１に示されたプラントシステム１における図２，図３に示されたＲＦＩＤ２２が取り付けられたトレイ２０と、図４，図５に示された経路検出装置４とを用いた配線経路検出の全体的な処理を説明する。まず、プラントシステム１の施工者は、配線設備２に含まれる複数のトレイ２０の底面を用いて１本または複数本のケーブル３を新規または追加で敷設する。さらに、経路検出装置４のユーザは、新規または追加のケーブル３が敷設されるたびに、ケーブル３またはその金属部分に経路検出装置４のＲＦＩＤ読取装置４０２を接続し、コンピュータ１４の入力装置１５０に配線経路の検出のための操作を行う。また、必要に応じて、敷設済で経路未確認のケーブル３についても配線経路の検出のための操作を行う。

ユーザがこの操作を行うと、検出制御装置４００は、ＲＦＩＤ読取装置４０２を制御し、トレイ２０に設けられたＲＦＩＤ２２への起動信号を送信させる。ＲＦＩＤ２２は、ＲＦＩＤ読取装置４０２からケーブル３を介して起動信号を受信すると、応答信号を送信する。つまり、実際にケーブル３が敷設された経路に取り付けられたＲＦＩＤ２２のみが起動し、応答信号を送信する。

ＲＦＩＤ読取装置４０２は、ケーブル３を介してＲＦＩＤ２２からの応答信号を受信し、ＩＤ検出装置４０４に出力する。ＩＤ検出装置４０４は、ＲＦＩＤ読取装置４０２から入力された受信信号からＲＦＩＤ２２それぞれの識別子を検出し、コンピュータ１４のＲＡＭ１４６に記憶し、さらに、検出制御装置４００に出力する。

検出制御装置４００は、ＩＤ検出装置４０４により新たなＲＦＩＤ２２の識別子が検出されなくなるまで、ＲＦＩＤ読取装置４０２およびＩＤ検出装置４０４を制御してＲＦＩＤ２２の識別子を検出させる。検出制御装置４００は、ＩＤ検出装置４０４により新たなＲＦＩＤ２２の識別子が検出されなくなると、ＩＤ検出装置４０４を制御して、検出された全てのＲＦＩＤ２２の識別子を経路検出装置４０６に出力させる。

経路検出装置４０６は、位置ＤＢ４０８から入力された識別子の全てに対応するトレイ２０の配線設備２における位置を示す位置情報を処理して、ケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における配線経路情報を生成し、経路表示装置４１０に出力する。

経路表示装置４１０は、位置ＤＢ４０８から入力された位置情報と経路検出装置４０６から入力された配線経路情報とを処理し、図６に示されたように、敷設されたケーブル３の配線経路を示す画像を出力装置１５４に表示してユーザに示す。また、経路表示装置４１０は、配線計画ＤＢ４１２から入力されたケーブル３の計画配線経路情報と、経路検出装置４０６から入力された配線経路情報とを比較し、配線設備２において、これらの配線経路情報に不一致が生じる位置を検出する。さらに、経路表示装置４１０は、配線経路情報に不一致が生じる位置を、配線経路を示す画像に重ねて示す。

ユーザが出力装置１５４に表示された不一致の位置を指定する操作を、入力装置１５０に行うと、経路表示装置４１０は、指定された不一致の位置に対応するケーブル３の識別子と、ケーブル３がいずれのトレイ２０に設置されたかとを示す不一致情報を生成する。さらに、経路表示装置４１０は、生成された不一致情報を、配線経路を示す画像において、指定された不一致の位置に対応づけて表示する。

ここで説明された配線経路検出方法が、ケーブル３が１本ずつ新規または追加で配線設備２の中に加えられるたびに実施されると、プラントシステム１における全てのケーブル３それぞれの配線経路およびその敷設前の計画との不一致の位置とその不一致情報とが得られる。ケーブル３の配線経路の検出が終了するたびに、あるいは、全てのケーブル３の配線経路の検出が終了した後で、配線経路およびその敷設前の計画に不一致が生じたケーブル３は、施工者により計画通りの配線経路をたどるように改修される。

以上説明した配線経路検出方法によれば、ケーブル３の実際の敷設経路を、また、ケーブル３が敷設前の計画通りの正しい配線経路を通って敷設されたか否かを、施工者の目視によらず、正確に、しかも信頼性高く確認できる。従って、ケーブル３の計画に従わない誤った経路を通った敷設の放置が防止される。同様に、ケーブル３が計画通りに敷設されていないときには、施工者は、ケーブル３を、計画に従った正しい経路を通るように、確実に敷設しなおせる。

［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態を説明する。図７は、ＲＦＩＤ２２（図２など）が、トレイ２８－ｉ－ｊに設けられた給電線２６から電力を受けて動作する構成を示す図である。配線設備２を構成するトレイ群２４－ｉ（図３）において、トレイ２８－ｉ－ｊは、トレイ２０－ｉ－ｊと置換され得る。

図７に示されるように、トレイ２８－ｉ－ｊは、トレイ２０－ｉ－ｊに、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７と電源装置（不図示）とを接続する給電線２６を加えた構成をとる。トレイ２８－ｉ－ｊにおいて、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７は、ケーブル３を介してＲＦＩＤ読取装置４０２から受信された起動信号自体の電力の代わりに、トレイ２０に設けられた給電線２６を介して電源装置から供給された電力により動作する。

従って、トレイ２８－ｉ－ｊによれば、経路検出装置４がケーブル３に出力する起動信号の電力は、トレイ２０－ｉ－ｊが配線設備２において用いられるときに比べて大幅に少なくされ得る。

［第３の実施形態］
以下、第３の実施形態を説明する。図８は、ＲＦＩＤ２２（図２など）が、トレイ３０－ｉ－ｊに設けられた電源装置３２から給電線２６を介して電力を受けて動作する構成を示す図である。配線設備２を構成するトレイ群２４－ｉ（図３）において、トレイ３０－ｉ－ｊは、トレイ２０－ｉ－ｊと置換され得る。

図８に示されるように、トレイ３０－ｉ－ｊは、トレイ２０－ｉ－ｊに、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７それぞれに対応付けて電源装置３２を追加し、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７それぞれと電源装置３２それぞれとが、給電線２６を介して接続された構成をとる。

電源装置３２は、一次電池、二次電池、および、光、放射線、化学物質または空気流など、トレイ３０－ｉ－ｊの周囲の環境から得られるエネルギーから発電する発電装置のいずれかである。トレイ３０－ｉ－ｊにおいて、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７の動作のために必要とされる電力は、電源装置３２から給電線２６を介して供給される。

従って、トレイ３０－ｉ－ｊによれば、トレイ２８－ｉ－ｊ（図７）によってと同様に、経路検出装置４がケーブル３に出力する起動信号の電力は、トレイ２０－ｉ－ｊが配線設備２において用いられるときに比べて大幅に少なくされ得る。

また、配線設備２のトレイ群２４－ｉがトレイ２８－ｉ－ｊにより構成されるときには、複数のトレイ２８－ｉ－ｊ，２８－ｉ’－ｊ’（例えば、ｉ≠ｉ’，ｊ≠ｊ’）の間で給電線２６を引き回す必要がない。従って、トレイ３０－ｉ－ｊを含むトレイ群２４－ｉの配線設備２への設置は、トレイ２８－ｉ－ｊを含むトレイ群２４－ｉの配線設備２への設置よりも容易である。

なお、トレイ３０－ｉ－ｊにおいて、電源装置３２は、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７それぞれに対応付けられて設けられる必要はなく、例えば、ＲＦＩＤ２２－ｉ－ｊ－１～２２－ｉ－ｊ－７が、１つの電源装置３２を共有してもよい。

［第４の実施形態］
以下、第４の実施形態を説明する。図９は、第２の経路検出装置５の構成を示す図である。経路検出装置５は、図４に示された経路検出装置４のＲＦＩＤ読取装置４０２に、クランプインターフェース（クランプＩＦ）５００、クランプ５０２および結合ケーブル５０４が接続された構成をとる。経路検出装置５は、例えば、トレイ３０－ｉ－ｊを含むトレイ群２４－ｉから構成される配線設備２においてケーブル３の経路を検出するために用いられる。

クランプＩＦ５００は、結合ケーブル５０４を介してクランプ５０２に、ＲＦＩＤ読取装置４０２からの起動信号を出力する。また、クランプＩＦ５００は、結合ケーブル５０４を介してクランプ５０２から応答信号を受信する。クランプ５０２は、例えば、クランプメータのセンサとして用いられるクランプと同様な構成をとり、多数のケーブル３の任意のいずれかと起動信号および応答信号を伝送可能に結合される。結合ケーブル５０４は、クランプＩＦ５００とクランプ５０２との間で、起動信号および応答信号を伝送可能に接続する。

クランプ５０２は、プラントシステム１（図１）の改修のための作業現場などにおいて、既存の配線設備２を構成するトレイ３０－ｉ－ｊに敷設済みの多数のケーブル３のうち、経路検出装置５のユーザにより任意に選択されるいずれかと、起動信号の送信および応答信号の受信が可能なように、任意のタイミングで結合される。

経路検出装置５のＲＦＩＤ読取装置４０２（図４）は、クランプＩＦ５００、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に起動信号を送信する。また、ＲＦＩＤ読取装置４０２は、この起動信号の送信に応じてＲＦＩＤ２２それぞれから返された応答信号を、ケーブル３からクランプＩＦ５００、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介して受信して、ＩＤ検出装置４０４に出力する。

以上説明した経路検出装置５におけるように、ＲＦＩＤ読取装置４０２が、クランプＩＦ５００、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介して任意のケーブル３に結合されると、このケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における経路が検出され得る。

なお、経路検出装置５は、トレイ２０－ｉ－ｊ，２８－ｉ－ｊ（図２，図７）から構成される配線設備２におけるケーブル３の経路を検出することもできる。クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してクランプＩＦ５００からの起動信号がケーブル３に送信されるときには、起動信号の電力の全てがケーブル３に伝送されるとは限らない。

従って、経路検出装置５がトレイ２０－ｉ－ｊから構成される配線設備２に対して用いられるときには、トレイ２８－ｉ－ｊ，３０－ｉ－ｊから構成される配線設備２に対して用いられるときよりも、クランプＩＦ５００から送信される起動信号の電力は大きくされる必要がある。

［第５の実施形態］
以下、第５の実施形態を説明する。図１０は、第３の経路検出装置６の第１の構成を示す図である。図１０に示された経路検出装置６は、図４に示された経路検出装置４のＲＦＩＤ読取装置４０２に、クランプ５０２、結合ケーブル５０４，６０４、起動信号送信装置６００、結合部材６０２－ｉ－ｊおよび応答信号受信装置６０６が接続された構成をとる。経路検出装置６は、例えば、トレイ３０－ｉ－ｊを含むトレイ群２４－ｉから構成される配線設備２におけるケーブル３の経路の検出のために用いられる。

起動信号送信装置６００は、経路検出装置５（図９）のクランプＩＦ５００の機能のうち、起動信号の送信を、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に送信する機能を実現する。応答信号受信装置６０６は、経路検出装置５のクランプＩＦ５００の機能のうち、ケーブル３から応答信号を結合部材６０２－ｉ－ｊおよび結合ケーブル６０４を介して受信する機能を実現する。

経路検出装置６のクランプ５０２および結合ケーブル５０４は、起動信号のケーブル３への送信のみに用いられ、起動信号送信装置６００からの起動信号をケーブル３に送信する。結合部材６０２－ｉ－ｊは、例えば、クランプ５０２と同様なクランプ、応答信号を受信するためのアンテナまたはコイルである。

結合部材６０２－ｉ－ｊがアンテナまたはコイルのときには、結合部材６０２－ｉ－ｊは、トレイ３０－ｉ－ｊにおいて、ケーブル３からの応答信号が届く位置に取り付けられ、応答信号を受信可能なようにケーブル３に結合される。結合部材６０２－ｉ－ｊは、ケーブル３から受信した応答信号を、結合ケーブル６０４を介して応答信号受信装置６０６に出力する。

経路検出装置６のＲＦＩＤ読取装置４０２（図４）は、起動信号送信装置６００、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に起動信号を送信する。また、ＲＦＩＤ読取装置４０２は、この起動信号の送信に応じてＲＦＩＤ２２それぞれから返された応答信号を、ケーブル３から結合部材６０２、結合ケーブル６０４および応答信号受信装置６０６を介して受信して、ＩＤ検出装置４０４に出力する。

以上説明した経路検出装置６におけるように、経路検出装置４を、クランプ５０２、結合ケーブル５０４，６０４、起動信号送信装置６００、結合部材６０２および応答信号受信装置６０６を介して任意のケーブル３に結合しても、このケーブル３のプラントシステム１および配線設備２における経路が検出され得る。

なお、経路検出装置６も、経路検出装置５と同様に、トレイ２０－ｉ－ｊ，２８－ｉ－ｊ（図２，図７）から構成される配線設備２におけるケーブル３の経路を検出できる。このように、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に起動信号を送信し、結合部材６０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３から応答信号を受信するようにすると、経路検出装置６は、様々な作業現場におけるケーブル３の経路の検出に、柔軟に対応できる。

［第６の実施形態］
以下、第６の実施形態を説明する。図１１は、第３の経路検出装置６の第２の構成を示す図である。図１１に示された経路検出装置６は、応答信号受信装置６０６に、複数の結合部材６０２－ｉ－ｊ，６０２－ｉ’－ｊ’（例えば、ｉ≠ｉ，ｊ≠ｊ’）それぞれが、結合ケーブル６０４それぞれを介して接続された構成をとる。

経路検出装置６のＲＦＩＤ読取装置４０２は、例えば、一定の周期で繰り返し、起動信号を起動信号送信装置６００に出力する。起動信号送信装置６００は、ＲＦＩＤ読取装置４０２からの起動信号を、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に送信する。

応答信号受信装置６０６は、ＲＦＩＤ読取装置４０２が、起動信号を起動信号送信装置６００に出力するたびに、結合部材６０２－ｉ－ｊ，６０２－ｉ’－ｊ’および結合ケーブル６０４を介して交互に受信し、ＲＦＩＤ読取装置４０２に出力する。

なお、応答信号受信装置６０６の動作を適切に変更することにより、３組以上の結合部材６０２および結合ケーブル６０４が応答信号受信装置６０６に接続され得る。これにより、経路検出装置６は、様々な作業現場におけるケーブル３の経路の検出に、さらに柔軟に対応できる。

［第７の実施形態］
以下、第７の実施形態を説明する。図１２は、経路探査装置７の構成を示す図である。経路探査装置７は、例えば、トレイ３０－ｉ－ｊを含むトレイ群２４－ｉから構成される配線設備２におけるケーブル３の経路の探査のために用いられる。

図１２に示されるように、経路探査装置７は、クランプ５０２、結合ケーブル５０４、複数の結合部材６０２、複数の結合ケーブル６０４（図９～図１１）、探査信号送信装置７０、探査信号受信装置７２および表示装置７４から構成される。

クランプ５０２は結合ケーブル５０４を介して探査信号送信装置７０に接続され、複数の結合部材６０２それぞれは、複数の結合ケーブル６０４それぞれを介して探査信号受信装置７２に接続される。表示装置７４は探査信号受信装置７２に接続される。なお、図１２において、多数のケーブル３を示す点線に重ねられた実線の部分は、クランプ５０２と結合されたケーブル３の経路を示す。

探査信号送信装置７０は、探査が始められると、予め決められた周波数の探査信号を、クランプ５０２および結合ケーブル５０４を介してケーブル３に、連続して送信する。

探査信号受信装置７２には、複数の結合部材６０２それぞれの配線設備２における位置と、複数の結合部材６０２それぞれを介したケーブル３からの探査信号の受信のタイミングとを対応付ける情報が、探査が始められる前に記憶される。探査が始められると、探査信号受信装置７２は、予め決められた時間間隔ごとに複数の結合部材６０２について予め決められた順番で、ケーブル３から結合部材６０２および結合ケーブル６０４を介して、探査信号を繰り返し受信する。

探査信号受信装置７２は、探査信号を受信した結合部材６０２が取り付けられたトレイ３０に敷設された多数のケーブル３のいずれかが、クランプ５０２と結合されていると判断する。探査信号受信装置７２は、探査が始められる前に記憶された情報に基づいて、探査信号を受信した結合部材６０２が取り付けられたトレイ３０の配線設備２における位置を連結する。これにより、探査信号受信装置７２は、図６に例示されたように、クランプ５０２と結合されたケーブル３の配線経路を得る。

探査信号受信装置７２は、このように得られたケーブル３の配線経路を示す情報を、表示装置７４に出力する。表示装置７４は、探査信号受信装置７２から入力された情報を表示し、ケーブル３の配線経路を、経路探査装置７のユーザに示す。

経路探査装置７により、ユーザは、経路検出装置４，５，６（図４，図９，図１０，図１１）によってと同様に、ケーブル３の配線経路を知ることができる。経路検出装置４，５，６のいずれかと経路探査装置７とを併用することにより、ユーザは、経路検出装置４，５，６のいずれかのみを用いてケーブル３の配線経路を検出する場合と比べて、より信頼性高くケーブル３の配線経路を把握できる。

なお、経路探査装置７は、トレイ２０，２８（図２，図７）から構成される配線設備２におけるケーブル３の経路も探査できる。また、経路探査装置７は、ＲＦＩＤ２２が取り付けられていないトレイから構成される配線設備におけるケーブルの探査にも用いられ得る。

［第８の実施形態］
以下、第８の実施形態を説明する。図１３は、経路探査装置７の最も簡単な構成を示す図である。経路探査装置７は、１つのクランプ５０２、１つの結合部材６０２および１つの結合ケーブル６０４のみを備える。図１３に示された構成において、探査信号受信装置７２は、表示装置７４に、ケーブル３から結合部材６０２および結合ケーブル６０４を介して探査信号が受信されたか否かのみを表示させる。

図１３に示された構成の経路探査装置７のユーザは、改修作業などの作業現場において、経路探査の対象としたいケーブル３に、クランプ５０２を結合させ、このクランプ５０２を、結合ケーブル５０４を介して探査信号送信装置７０に接続する。さらに、ユーザは、クランプ５０２に結合されたケーブル３が敷設されたトレイ３０以外のトレイ３０に、結合部材６０２を取り付け、結合ケーブル６０４を介して探査信号受信装置７２に接続する。

以上の作業を行うと、クランプ５０２と結合されたケーブル３が、結合部材６０２が取り付けられたトレイ３０を通っているときには、表示装置７４に探査信号が受信されたことが表示される。一方、クランプ５０２と結合されたケーブル３が、結合部材６０２が取り付けられたトレイ３０を通っていないときには、表示装置７４に探査信号が受信されたことは表示さない。

図１３に示された構成の経路探査装置７は、改修作業などの作業現場における簡易なケーブル３の経路探査に適している。つまり、図１３に示された構成の経路探査装置７は、例えば、ケーブル３と結合されたクランプ５０２が存在するトレイ３０の近傍のトレイ３０に、クランプ５０２と結合されたケーブル３が通っているか否かを判断する作業に適している。このような作業において、結合部材６０２を所望のトレイ３０の間で移動させて取り付け、結合ケーブル６０４を介して探査信号受信装置７２に接続することにより、ユーザは、クランプ５０２と結合されたケーブル３が、いずれのトレイ３０を通っているか否かを追うことができる。

以下、以上説明した実施形態の具体例および変形例を説明する。プラントシステム１は、複数の配線設備２を含み得る。また、トレイ２０，２８，３０の底面に配置されるケーブル３の数は、例えば、１０程度から２００～３００程度である。図２においてはトレイ２０がそれぞれ７個のＲＦＩＤ２２を有し、図４などにおいてはトレイ２０，２８，３０それぞれが６個のＲＦＩＤ２２を有する場合が例示されているが、１個のトレイ２０，２８，３０におけるＲＦＩＤ２２の数は任意である。

さらに、トレイ２０，２８，３０それぞれに、起動信号および応答信号、または、探査信号の他のトレイ２０，２８，３０への漏洩を防止可能な蓋がかぶせられてもよい。実施形態に示された応答信号の到達距離、周波数および送信のタイミングなどの具体的な数値は例示であって、プラントシステム１および経路検出装置４の構成に応じて適宜、変更され得る。

また、無線識別装置としてＲＦＩＤ２２が用いられる実施形態が説明されたが、実施形態において用いられる無線識別装置はＲＦＩＤ２２に限定されない。例えば、無線識別装置が送信および受信する信号、および、探査信号として、ＲＦＩＤ２２に関して規格化された周波数帯以外の周波数（例えば２０ｋＨｚ以下の可聴周波数帯域）の信号を送信および受信する装置を用いることも可能である。

また、ＲＦＩＤ２２は、配線（ケーブル）との間で信号の送信および受信に好適な場所に取付けられればよく、配線設備２自体に取付けられても、配線設備２以外に取付けられてもよい。

さらにまた、本発明において、金属部分を含む配線とは、ケーブルが芯線として金属部分を有するケーブル、外皮シールド付きメタリックケーブル、同軸ケーブルおよび金属製のテンションケーブル付光ケーブルの他、配線の長さ方向に連続的に金属部分を有するケーブルの全てを含む。

以上、本発明の実施の形態が説明されたが、この実施の形態は、例として提示され、発明の範囲の限定を意図していない。実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更が行われ得る。実施の形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ プラントシステム、２ 配線設備、３ ケーブル、１４ コンピュータ、１５０ 入力装置、１５４ 出力装置、２０，２８，３０ トレイ、２２ ＲＦＩＤ、２４ トレイ群、２６ 給電線、３２ 電源装置、４，５，６ 経路検出装置、７ 経路探査装置、４００ 検出制御装置、４００ 検出制御装置、４０２ ＲＦＩＤ読取装置、４０４ ＩＤ検出装置、４０６ 経路検出装置、４０８ 位置ＤＢ、４１０ 経路表示装置、４１２ 配線計画ＤＢ、５００ クランプＩＦ、５０２ クランプ、５０４，６０４ 結合ケーブル、６００ 起動信号送信装置、６０２ 結合部材、６０６ 応答信号受信装置、７０ 探査信号送信装置、７２ 探査信号受信装置、７４ 表示装置

Claims (16)

1. 金属部分を含む１つ以上の配線が敷設される配線設備における前記配線の経路を検出する配線経路検出システムであって、
   前記配線設備に沿って設けられ、それぞれ無線の起動信号の受信に応じて前記配線設備において固有の識別子を無線で送信する１つ以上の無線識別装置と、
   前記無線識別装置への前記起動信号を、前記配線の金属部分に供給して前記無線識別装置それぞれに無線で送信し、前記送信された起動信号の受信に応じて前記無線識別装置それぞれから無線で送信された前記固有の識別子を前記配線の金属部分を介して受信して収集する識別信号収集装置と、
   前記無線識別装置の前記配線設備における位置を記憶する位置記憶装置と、
   収集された前記無線識別装置の識別子と、記憶された前記無線識別装置それぞれの前記配線設備における位置とに基づいて、経路検出の対象の前記配線の前記配線設備における経路を検出する経路検出装置と、
   を備える配線経路検出システム。
2. 金属部分を含む１つ以上の配線が敷設される配線設備における前記配線の経路を検出する配線経路検出装置であって、前記配線設備に沿って、それぞれ無線の起動信号の受信に応じて前記配線設備において固有の識別子を無線で送信する１つ以上の無線識別装置が設けられ、
   前記無線識別装置への前記起動信号を、前記配線の金属部分に供給して前記無線識別装置それぞれに無線で送信し、前記送信された起動信号の受信に応じて前記無線識別装置それぞれから無線で送信された前記固有の識別子を前記配線の金属部分を介して受信して収集する識別信号収集装置と、
   前記無線識別装置の前記配線設備における位置を記憶する位置記憶装置と、
   収集された前記無線識別装置の識別子と、記憶された前記無線識別装置それぞれの前記配線設備における位置とに基づいて、経路検出の対象の前記配線の前記配線設備における経路を検出する経路検出装置と、
   を備える配線経路検出装置。
3. 前記配線は複数であり、
   複数の前記配線いずれかの金属部分と結合する結合装置
   をさらに備え、
   前記識別信号収集装置は、前記結合装置を介して、前記配線の金属部分に前記起動信号を供給し、前記配線の金属部分から前記無線識別装置の識別子を受信する
   請求項２に記載の配線経路検出装置。
4. 前記配線は複数であり、
   複数の前記配線いずれかの金属部分と結合する第１の結合装置と、
   複数の前記配線の１つ以上の金属部分と結合する第２の結合装置と、
   をさらに備え、
   前記識別信号収集装置は、
   前記第１の結合装置を介して、前記配線の金属部分に前記起動信号を送信する送信装置と、
   前記第２の結合装置を介して、前記無線識別装置の識別子を受信する受信装置と、
   を備える
   請求項２に記載の配線経路検出装置。
5. 前記配線設備は、前記起動信号および前記固有の識別子を示す無線信号が外側へ漏洩することを防ぐ材料で形成される
   請求項２～４のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
6. 複数の前記配線設備は収容容器であって、前記収容容器は、前記収容容器それぞれに収容された配線の延伸方向と垂直の方向に、必要とされる数、積み重ねられる
   請求項５に記載の配線経路検出装置。
7. 前記配線の前記配線設備における経路の計画を記憶する配線計画記憶装置
   をさらに備え、
   前記経路検出装置は、前記記憶された前記配線の前記配線設備における経路の計画と、検出された前記配線の前記配線設備における経路との差違をさらに検出する
   請求項２～６のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
8. 前記配線設備に設けられ前記無線識別装置に電源を供給する電源配線を
   さらに備える請求項２～７のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
9. 前記配線の金属部分は、前記配線を構成する金属の線材である
   請求項２～８のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
10. 前記配線の金属部分は、前記配線として用いられる同軸ケーブルの金属製の外皮である
    請求項２～８のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
11. 前記配線の金属部分は、前記配線として用いられる光ケーブルの金属製のテンションケーブルである
    請求項２～８のいずれか１項に記載の配線経路検出装置。
12. 金属部分を含む１つ以上の配線が敷設される配線設備における前記配線の経路を検出する配線経路検出方法であって、
    前記配線設備に沿って、それぞれ固有の識別子を有し、無線の起動信号の送信に応じて無線で識別子を送信する無線識別装置を配置し、
    前記起動信号を、前記配線の金属部分に供給して前記無線識別装置それぞれに無線で送信し、前記送信された起動信号の受信に応じて無線で送信された前記固有の識別子を前記配線の金属部分を介して受信して収集し、
    前記無線識別装置の前記配線設備における位置を記憶し、
    収集された識別子と、前記収集された識別子それぞれに対応する前記配線設備における前記無線識別装置の位置とに基づいて、経路検出の対象の前記配線の前記配線設備における経路を検出する
    配線経路検出方法。
13. 経路が確認されていない既設の前記配線について、または、前記配線設備において追加された前記配線について行われる
    請求項１２に記載の配線経路検出方法。
14. それぞれ金属部分を含む複数の配線が敷設される配線設備における複数の前記配線のいずれかの金属部分と結合する第１の結合装置と、
    前記配線設備に互いに離間して設けられ、複数の前記配線の１つ以上の金属部分と結合する複数の第２の結合装置と、
    前記第１の結合装置に接続され、前記第１の結合装置を介して、前記第１の結合装置と結合された前記配線を探査する探査信号を供給し、前記第１の結合装置に結合された前記配線の経路に、供給された前記探査信号を送信する送信装置と、
    予め前記第２の結合装置それぞれの前記配線設備における位置と前記探査信号の受信タイミングとを対応付けた情報を記憶しており、前記第２の結合装置それぞれに接続され、前記第２の結合装置を介して送信された前記探査信号を受信し、受信したタイミングと前記第２の結合装置それぞれの前記配線設備における位置とを対応付ける受信装置と、
    前記受信装置が対応付けた複数の前記第２の結合装置それぞれの位置を示す情報に基づいて前記第１の結合装置と前記第２の結合装置とを結ぶ経路を探査する探査装置と、
    を備える配線経路探査装置。
15. それぞれ金属部分を含む複数の配線が敷設される配線設備における複数の前記配線のいずれかの金属部分と結合する第１の結合装置と、
    前記配線設備に互いに離間して設けられ、複数の前記配線の１つ以上の金属部分と結合する複数の第２の結合装置と、
    前記第１の結合装置に接続され、前記第１の結合装置を介して、前記第１の結合装置と結合された前記配線の経路を探査する探査信号を供給し、前記第１の結合装置に結合された前記配線に、供給された前記探査信号を送信する送信装置と、
    予め前記第２の結合装置それぞれの前記配線設備における位置と前記探査信号の受信タイミングとを対応付けた情報を記憶しており、前記第２の結合装置それぞれに接続され、前記第２の結合装置を介して送信された前記探査信号を受信し、受信したタイミングと前記第２の結合装置それぞれの前記配線設備における位置とを対応付ける受信装置と、
    前記受信装置が対応付けた前記第２の結合装置それぞれの前記配線設備における位置を示す情報に基づいて前記配線の経路を表示する表示装置と、
    を備える配線経路探査装置。
16. それぞれ金属部分を含む複数の配線が敷設される配線設備における複数の前記配線のいずれかの金属部分に、第1の結合装置を結合して前記配線の経路を探査する探査信号を供給し、
    前記探査信号が供給された前記配線の経路に、供給された前記探査信号を送信させ、
    前記配線設備の一の箇所で複数の前記配線の１つ以上の金属部分と第２の結合装置とを結合して、送信された前記探査信号を受信し、
    前記第２の結合装置を前記一の箇所から前記配線設備の他の箇所に移動させ、移動した箇所で複数の前記配線の1つ以上の金属部分と結合して、送信された前記探査信号を受信し、
    前記探査信号が受信されたときに、前記探査信号を受信したことを表示する、
    配線経路探査方法。

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