JP7381375B2 - 操作量確認システム - Google Patents

Description

本発明は、操作量確認システムに関するものである。

従来より、遠隔地にある設備の運転管理を目的として、各種設備の動作状態や操作量に係る情報を取得する手段が用いられている。このような手段としては、例えば、設備に設けられたメーターなどの計器類の読み取りを行う装置によるものが知られている。

例えば、特許文献１には、アナログメーターの指針指示値をイメージセンサーで撮影する撮影手段と、撮影画像から指針指示値を自動的に数値化して読み取る手段と、読み取った指針指示値を他装置に伝送する手段を備える装置が記載されている。また、特許文献１には、読み取り対象のメーターの指針が所定の間隔で回転した画像をパターンとして作成し、このパターンと入力画像とを照らし合わせることで、メーターの指針指示値の読み取りを行うことが記載されている。

特開２００３－２２３６９３号公報

特許文献１に記載されるように、メーターの読み取りにおいてパターンを必要とする場合、あらかじめ多数のパターンを設定する必要があるという課題がある。また、メーター読み取りの都度、パターンを作成する場合、パターン作成のための処理時間がかかるという課題がある。

また、設備の中には、メーターのような計器類が設けられていないものも存在する。このため、計器類のない設備における動作状態や操作量を把握するには、作業者が現地に行って確認する必要があり、把握までに時間がかかること及び人件費のコストがかかるという問題がある。また、計器類のない設備に対し、運転管理のために新たにメーターやセンサーなどの計器類を設けると、計器類自体のコストに加え、計器類の設置にかかるコストが増大するという問題がある。

特に、設備内におけるバルブやゲート等、開状態と閉状態の区別、あるいは開度に係る状態を把握することができればいいという機器のように、動作状態や操作量に係る情報が比較的単純な機器に関しては、機器の動作状態や操作量について、新たな計器類を設けるといったコストをかけずに、遠隔地からでも簡便に把握することが求められる。

本発明の課題は、監視対象の動作状態や操作量について、遠隔地からでも容易に把握することができる操作量確認システムを提供することである。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、監視対象の動作状態や操作量を把握するために、対象の操作に係る動きを操作量として直接示す操作量表示部を設け、操作量表示部を撮影して表示することで、新たな計器類を設けることなく遠隔地からでも動作状態や操作量を容易に把握することが可能となることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の操作量確認システムである。

上記課題を解決するための本発明の操作量確認システムは、監視対象の操作に係る動きを操作量として直接示す操作量表示部と、操作量表示部を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された情報を表示する表示部と、を備えるという特徴を有する。

本発明の操作量確認システムによれば、監視対象の動き自体を操作量として示すことで、計器類を設けることなく監視対象の操作量及び動作状態を把握することが可能となる。また、この操作量を撮影して表示することで、遠隔地からでも監視対象の操作量及び動作状態を容易に把握することが可能となる。

また、本発明の操作量確認システムの一実施態様としては、操作量表示部は、監視対象の操作に伴い、操作量を指示する操作量指示部と、操作量の大きさを示す目盛りを有する操作量指標部と、からなるという特徴を有する。
この特徴によれば、監視対象の動きを容易に操作量として示すことができる。また、操作量及び操作量の変動を視覚的に把握することができるため、操作量を数値変換する装置が不要であり、システムの構成を簡素化することができる。

また、本発明の操作量確認システムの一実施態様としては、操作量指標部は、撮影部による撮影に対応した撮影用目盛りと、目視に対応した目視用目盛りと、を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、撮影用と目視用、それぞれに応じた目盛りを設けることで、撮影部の配置によって、撮影部による視野と目視による視野が異なる場合においても、監視対象の操作量及び動作状態を精度よく把握することが可能となる。

また、本発明の操作量確認システムの一実施態様としては、監視対象は、被処理水の流入量を調整するゲート部であるという特徴を有する。
この特徴によれば、被処理水の流入状態と、ゲート部の開度状態を同時に把握することができる。これにより、監視に係る作業効率を向上させることが可能となる。

本発明によれば、監視対象の動作状態や操作量について、遠隔地からでも容易に把握することができる操作量確認システムを提供することができる。

本発明の第１の実施態様に係る操作量確認システムの概略説明図である。 本発明の第２の実施態様に係る操作量確認システムの概略説明図である。 本発明の第２の実施態様に係る操作量確認システムの撮影部から、監視対象を見たときの概略説明図（斜視図）である。 本発明の第３の実施態様に係る操作量確認システムの概略説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る操作量確認システムの実施態様を詳細に説明する。なお、実施態様に記載する操作量確認システムについては、本発明に係る操作量確認システムを説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。

本発明の操作量確認システムは、プラントの運転管理に好適に使用される。本発明の操作量確認システムを適用するプラントは特に限定されず、例えば、発電プラント、焼却プラント、化学プラント、排水処理プラントなどが挙げられる。
また、本発明の操作量確認システムは、プラント内に設けられるバルブやゲート等、開状態と閉状態の区別、あるいは開度に係る状態を把握することができればいいという機器のように、動作状態や操作量に係る情報が比較的単純な機器に対して好適に使用される。これにより、コストをかけずに動作状態や操作量を容易に把握することが可能となる。
なお、以下の実施態様においては、操作量を確認する対象として、主に被処理水の流入量を調整するゲート部を例示したが、これに限定されるものではない。

〔第１の実施態様〕
図１は、本発明の第１の実施態様における操作量確認システム１Ａを示す概略説明図である。
本実施態様に係る操作量確認システム１Ａは、図１に示すように、監視対象１００である被処理水Ｗの流入量を調整するゲート部１０に対し、操作量を示す操作量表示部２０と、操作量表示部２０を撮影する撮影部３０と、撮影部３０で撮影された情報を表示する表示部４０とを備えるものである。

本実施態様における監視対象１００であるゲート部１０は、被処理水Ｗの流入量を調整するためのものであり、例えば、下水ポンプ場において、下水道管路から流入する被処理水Ｗの流入量を調整する際に用いられるものなどが挙げられる。
下水ポンプ場におけるゲート部は、通常全開状態にあり、必要に応じて現場作業者が手動で開閉操作している。また、一般的な開度表示としては、全開か全閉、あるいはその中間の開度を示すものしかなく、実際にどの程度の開度なのかを把握することは困難である。また、ゲート部の下方部は被処理水Ｗ中に水没しているため、画像による遠隔監視によりゲート部の開度を直接把握することは困難である。また、仮にゲート部の開度確認のために現場に作業者を派遣しても、手動操作のため、実際に操作した作業者を含め、正確な開度を把握できないという問題がある。
一方、本実施態様における操作量確認システム１Ａにより、ゲート部１０の操作に係る動きを基に操作量を把握することが可能となるため、遠隔監視においても操作量を把握することが容易となる。

本実施態様における監視対象１００であるゲート部１０は、図１に示すように、被処理水Ｗの流路１１上に設けられた流入ゲート１２と、流入ゲート１２を上下移動させるためのゲートシャフト１３を備えている。また、ゲート部１０は、ゲートシャフト１３を上下させる駆動機構を備えている（不図示）。本実施態様におけるゲート部１０の駆動機構は、主に作業者による手動式によるものが挙げられる。例えば、作業者がボタン押下やハンドルの回転などの操作を行っている時間分、ゲートシャフト１３が駆動するように機能するものなどが挙げられる。

ゲート部１０では、ゲートシャフト１３の上下駆動に併せて流入ゲート１２が上下する。これにより、流路１１に流入する被処理水Ｗの流入量を調整することが可能となる。一方、ゲート部１０の駆動機構が手動式からなる場合、作業者の操作量（操作時間）から流入ゲート１２の開度を正確に把握することは困難である。したがって、作業者の操作量（操作時間）以外の指標により、流入ゲート１２の開度を把握する必要がある。

操作量表示部２０は、監視対象１００の操作に係る動きを操作量として直接示すものである。より具体的には、操作量表示部２は、監視対象１００を操作した際において、監視対象１００自身の動きを直接操作量として把握するためのものである。

操作量表示部２０としては、監視対象１００の操作に係る動きを操作量として示すために、監視対象１００の操作に伴い、操作量を指示する操作量指示部２１と、操作量の大きさを示す目盛りを有する操作量指標部２２からなるものが挙げられる。

操作量指示部２１は、監視対象１００を操作した際に、監視対象１００の操作に連動し、操作量を指示するものである。
図１に示すように、操作量指示部２１は、監視対象１００であるゲート部１０におけるゲートシャフト１３上に設けられており、ゲート部１０を操作した際、すなわちゲートシャフト１３の上下駆動に応じて、操作量指示部２１も上下移動するようになっている。

操作量指示部２１としては、監視対象１００の操作に伴い、操作量が指示できるものであればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、図１には、操作量指示部２１として、矢印が描かれた板状部材を用い、この板状部材をゲートシャフト１３に固定するものを示している。これにより、操作量指示部２１を簡易な構造とし、監視対象１００に取り付ける際に容易に取り付けを行うことができる。このとき、板状部材としては、プラスチック板やプラスチックシートのように、軽量かつ耐水性に優れるものが好ましい。これにより、監視対象１００への取り付けが容易であるとともに、監視対象１００の駆動を阻害することがなく、かつ劣化による交換頻度が少ないという効果を奏する。

操作量指示部２１の構造としては、図１に示すものに限定されるものではない。例えば、ゲートシャフト１３に直角に交差するように、直線状の棒状部材を直接設けることが挙げられる。このとき、ゲートシャフト１３の配色と異なる色で棒状部材を彩色することが好ましい。これにより、後述する表示部４０で表示させたときに、操作量指示部２１の位置が判別しやすくなり、監視対象１００の操作量の把握が容易となる。
また、他の例としては、操作量指示部２１として、先端が三角や丸などの形状を有する棒状部材とすることが挙げられる。これにより、表示部４０を介して表示させたときに、先端形状から操作量指示部２１の位置を容易に判別することができる。

操作量指標部２２は、操作量の大きさを示す目盛りを有するものである。
操作量指標部２２は、図１に示すように、監視対象１００の操作量の大きさに相当する目盛り線及び数値が、操作量指示部２１が指し示すことができる位置に配置されている。
操作量指標部２２は、操作量指示部２１が指し示すことができるように配置されるものであればよい。例えば、目盛り線及び数値を記入したボードを操作量指示部２１の近傍に配置するものや、操作量指示部２１の近傍にある壁面に対し、目盛り線及び数値を直接記入するもの、あるいは目盛り線及び数値を記入したシート部材や板状部材ボードを貼り付けるもの等が挙げられる。

操作量指標部２２における目盛り線の間隔については、操作量の変動分に対応するものとすることができればよい。
例えば、監視対象１００の操作量として、流入ゲート１２の開度０％のときに操作量指示部２１が指し示す位置を開度０％の目盛りの位置として把握する。同様に開度１００％の目盛りの位置を把握し、開度０％と開度１００％の間を適宜等分して目盛りを付与するものとすることが挙げられる。これにより、操作量指標部２２における目盛り線の間隔を容易に決定することが可能となる。
また、他の例としては、あらかじめ監視対象１００の操作に伴う動きから、操作量の変動に対応する間隔を確認し、これに基づき目盛り線の間隔を定めることが挙げられる。これにより、監視対象１００の操作に伴う動きと操作量の変動の関係性を一旦正確に把握することで、その後の監視に係る作業の精度を向上させることが可能となる。

操作量表示部２０では、操作量指示部２１が操作量指標部２２の目盛りを指し示すことで、監視対象１００の操作に係る動きが操作量として示される。これにより、監視対象１００に新たに計器類を設けることなく、簡易な部材を備えることで、監視対象１００の操作量を示すことが可能となる。

撮影部３０は、操作量表示部２０を撮影するためのものである。
撮影部３０としては、操作量表示部２０を撮影し、撮影した画像を表示部４０に送信することができるものであればよい。また、撮影する画像は、静止画であってもよく、動画であってもよい。したがって、撮影部３０としては、静止画及び／又は動画を撮影することができる画像取得装置として公知のものを用いることができる。より具体的には、静止画／動画撮影用に用いられる汎用カメラ、ＣＣＤカメラ、無線通信機能を備えたネットワークカメラなどが挙げられる。

撮影部３０で撮影する画像の種類及び撮影部３０の機能は、撮影部３０の設置環境に応じて選択するものとしてもよい。例えば、監視対象１００の近傍に既に電源や信号ケーブルが敷設されている場合、撮影部３０は信号ケーブルを介して画像を表示部４０に送信することができる。このため、カメラの機能としては画像送信機能を有するものであればよく、無線通信機能は不要となる。また、常時電力供給を受けることができるため、動画撮影を安定して行うことが可能となる。一方、監視対象１００の近傍に電源や信号ケーブルが敷設されていない場合、バッテリー式のネットワークカメラを用いることが好ましい。これにより、電源や信号ケーブルを新たに敷設することなく、操作量表示部２０の撮影が可能となる。

また、後述する表示部４０からの入力を受け、撮影部３が起動するようにしてもよい。これにより、撮影部３を常時起動する必要がなく、消費電力を抑制することが可能となる。

撮影部３は、状況に応じて静止画撮影と動画撮影を切り換えるものとしてもよい。これにより、監視対象１００の監視を強化する必要がある場合には、動画として操作量表示部２０を撮影することができる。また、監視対象１００の周辺環境が安定している場合には、静止画による撮影あるいは撮影中止とすることで、消費電力を抑制することができる。

撮影部３０は、操作量表示部２０の撮影環境を向上させるための手段を備えるものとしてもよい。例えば、光源を設けることや、遠隔操作により撮影部３０のズームやピント調整を可能とすることなどが挙げられる。これにより、操作量表示部２０をより明瞭に撮影することが可能となり、監視対象１００の操作量の把握が容易となる。

また、監視対象１００が被処理水Ｗの流入量を調整するゲート部１０である場合、撮影部３０は、ゲート部１０に流入する被処理水Ｗ側も撮影できるように配置されることが好ましい。これにより、本実施態様における操作量確認システム１Ａにより、被処理水Ｗの流入状態と、ゲート部１０の開度状態を同時に把握することができ、監視に係る作業効率を向上させることが可能となる。

表示部４０は、撮影部３０で撮影された画像情報を表示させるものである。これにより、監視対象１００及び撮影部３０から離れた場所においても、監視対象１００の操作量を把握することが可能となる。
表示部４０は、図１に示すように、監視対象１００を含む設備全体の運転管理に係る判断を主として行う管理者が在室する監視室Ｒ内に設けることが好ましい。また、管理者は、表示部４０に表示された内容に基づき、作業者を現場に派遣するか否かについての判断を行うものとしてもよい。これにより、管理者が監視対象１００の操作量を把握することが容易となり、運転管理に係る判断及び対応を速やかに行うことが可能となる。

表示部４０は、撮影部３０で撮影された画像情報を受信し、表示することができるものであればよく、例えば、モニターのほか、スマートフォンやタブレット端末のように携行可能な通信端末等が挙げられる。特に、撮影部３０としてネットワークカメラを用いることで、インターネットに接続可能な通信端末であれば、表示部４０として用いることができる。これにより、携行可能な通信端末を表示部４０とすることができるため、管理者及び作業者はどこからでも監視対象１００の操作量を把握することが可能となる。

表示部４０に表示される画像情報は、１枚の画像のみでもよく、複数の画像を時系列に沿って並べるものとしてもよい。また、表示部４０に、画像切替手段４１を設け、管理者あるいは作業者が必要に応じて画像を切り替えるものとしてもよい。画像切替手段４１としては、表示部４０で表示される画像情報を適宜切り替えることができるものであればよく、例えば、スイッチャーや切替機と呼ばれる外部コントローラを設けることや、表示部４０がタッチパネル画面を有し、表示部４０上に表示された画像あるいは画像に係る情報を直接選択することで画像を切り替える機能を表示部４０内に設けることなどが挙げられる。これにより、運転管理に必要な情報を効果的に取得することが可能となる。

また、表示部４０に、撮影部３０の遠隔操作を行うための入力手段４２を設け、これにより撮影部３０の操作を行うものとしてもよい。入力手段４２としては、撮影部３０の遠隔操作が可能なものであればよく、例えば、ネットワークを介して撮影部３０の遠隔操作を行う外部コントローラを設けることや、表示部４０がタッチパネル画面を有し、表示部４０上に表示された情報を直接選択することで撮影部３０の遠隔操作を行う機能を表示部４０内に設けることなどが挙げられる。これにより、撮影部３０の起動や、撮影部３０の撮影内容について、表示部４０の表示を見ながら遠隔操作でコントロールすることが可能となり、現場に作業者を派遣することなく、撮影部３０の消費電力の削減や、撮影部３０で撮影する画像の種類の選択及び画像の明瞭化を行うことが可能となる。

以上のように、本実施態様における操作量確認システム１Ａは、監視対象の動き自体を操作量として示すことで、計器類を設けることなく監視対象の操作量及び動作状態を把握することが可能となる。また、この操作量を撮影して表示することで、遠隔地からでも監視対象の操作量及び動作状態を容易に把握することが可能となる。

〔第２の実施態様〕
図２は、本発明の第２の実施態様における操作量確認システム１Ｂを示す概略説明図である。
第２の実施態様に係るシステム１Ｂは、図２に示すように、第１の実施態様に係る操作量確認システム１Ａにおいて、操作量指標部２２が、撮影部３０による撮影に対応した撮影用目盛り２２ａと、目視に対応した目視用目盛り２２ｂを備えるものである。なお、第１の実施態様の構造と同じものについては、説明を省略する。

撮影部３０は、監視対象１００や周辺設備の配置等により、現場作業者と同じ視点で撮影ができないことがある。このとき、操作量表示部４０を現場作業者の視点で構成すると、撮影部３０で撮影された画像では、操作量指示部２１によって指し示される操作量指標部２２の目盛りの位置が、本来の操作量の位置とは異なるものになるおそれがある。
このため、本実施態様における操作量確認システム１Ｂでは、操作量指標部２２として、現場作業者の目線に応じたものと、撮影部３０による撮影方向に応じたものというふうに、２種類の目盛りを設けるものとする。これにより、撮影部３０による視野と目視による視野が異なる場合においても、監視対象１００の操作量及び動作状態を精度よく把握することを可能とする。

本実施態様における操作量指標部２２は、撮影部３０による撮影に対応した撮影用目盛り２２ａと、目視に対応した目視用目盛り２２ｂを備えるものであればよい。例えば、それぞれの目盛り２２ａ及び２２ｂの構造は、第１の実施態様における操作量指標部２２と同様の構造とすることができる。また、それぞれの目盛り２２ａ及び２２ｂの目盛り線の間隔は、第１の実施態様における操作量指標部２２と同様に設定することができる。

図３は、撮影部３０側から監視対象１００を見たときの概略説明図（斜視図）である。図３では、撮影部３０は監視対象１００のゲート部１０を上方から見降ろすように配置されたものについて示している。
図３に示すように、撮影部３０では、ゲート部１０の貯留部１４において貯留された被処理水Ｗの流入状態を把握することができるとともに、ゲートシャフト１３に設けられた操作量指示部２１と、操作量指標部２２の撮影用目盛り２２ａから、流入ゲート１２の開度を把握することができる。
一方、現地作業者は、地面に水平な位置から、ゲートシャフト１３に設けられた操作量指示部２１及び操作量指標部２２の目視用目盛り２２ｂを読み取り、流入ゲート１２の開度を把握することができる。

以上のように、本実施態様における操作量確認システム１Ｂは、撮影用と目視用、それぞれに応じた目盛りを設けることで、撮影部の配置によって、撮影部による視野と目視による視野が異なる場合においても、監視対象の操作量及び動作状態を精度よく把握することが可能となる。

〔第３の実施態様〕
図４は、本発明の第３の実施態様における操作量確認システム１Ｃを示す概略説明図である。
第３の実施態様に係る操作量確認システム１Ｃは、図４に示すように、第１の実施態様に係る操作量確認システム１Ａにおいて、監視対象１００をゲート部１０に代えてバルブ１５としたものである。なお、第１の実施態様の構造と同じものについては、説明を省略する。

本実施態様における操作量確認システム１Ｃは、監視対象１００を、ハンドル１６と回転軸１７を備えるバルブ１５としたものである。
バルブ１５は、ハンドル１６の回転角度（開度）に応じてバルブ１５が接続された配管内を通過する流体等の流量が調整されるものが好ましく、例えば、バタフライバルブと呼ばれるものが挙げられる。

図４に示すように、本実施態様におけるバルブ１５は、ハンドル１６が水平方向にあるときを開度０％とし、回転軸１７を支点にして９０度回転させたものを開度１００％としている。また、開度０％から開度１００％の間を結ぶ円弧を等分し、目盛り線を設けることで、操作量指標部２２を形成することができる。
また、図４に示すように、ハンドル１６の先端に矢印の図形を設けることで、操作量指示部２１を形成する。
これにより、ハンドル１６の操作に係る動きに応じて、操作量指示部２１が操作量指標部２２の目盛りを指し示し、バルブ１５の操作量を把握することが可能となる。

以上のように、本実施態様における操作量確認システム１Ｃにおいては、監視対象１００の操作に係る動きが回転方向となるものについても、操作量を容易に把握することが可能となる。

なお、上述した実施態様は操作量確認システムの一例を示すものである。本発明に係る操作量確認システムは、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る操作量確認システムを変形してもよい。

例えば、本実施態様の操作量確認システムにおいて、撮影部３０は、現場作業者が起動のＯＮ／ＯＦＦに係る操作をするものとしてもよい。これにより、監視対象１００の操作量を把握するタイミングについて、現場作業者の判断に基づくものとすることができる。また、これにより、管理者は、現場作業者が必要と判断したタイミングで監視対象１００の情報を得ることができるため、運転管理における判断及び対応を速やかに行うことが可能となる。

本発明の操作量確認システムは、プラントの運転管理において利用されるものである。特に、遠隔地における監視対象の動作状態や操作量を、新たな計器類を設けることなく把握する手段として好適に利用される。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 操作量確認システム、１００ 監視対象、１０ ゲート部、１１ 流路、１２ 流入ゲート、１３ ゲートシャフト、１４ 貯留部、１５ バルブ、１６ ハンドル、１７ 回転軸、２０ 操作量表示部、２１ 操作量指示部、２２ 操作量指標部、３０ 撮影部、４０ 表示部、４１ 画像切替手段、４２ 入力手段、Ｒ 管理室、Ｗ 被処理水

Claims (4)

1. 監視対象の操作に係る動きを操作量として直接示す操作量表示部と、
   前記操作量表示部を撮影する撮影部と、
   前記撮影部で撮影された情報を表示する表示部と、を備え、
   前記操作量表示部は、
   操作量の大きさを示す撮影用目盛りと目視用目盛りとを有する操作量指標部と、
   監視対象の操作に伴い、前記撮影用目盛りと前記目視用目盛りとを指示する操作量指示部と、を含むことを特徴とする操作量確認システム。
2. 前記撮影用目盛りと前記目視用目盛りとは、前記監視対象の操作に係る動き方向に対して異なる位置に備えられることを特徴とする、請求項１に記載の操作量確認システム。
3. 前記監視対象は、被処理水の流入量を調整するゲート部であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の操作量確認システム。
4. 前記ゲート部は、前記被処理水の流路上に設けられた流入ゲートと、前記流入ゲートを上下移動させるためのゲートシャフトを有し、
   前記操作量指示部は、前記ゲートシャフトに設けられることを特徴とする請求項３に記載の操作量確認システム。