JPH08219324A

JPH08219324A - 弁の開閉状態検出装置

Info

Publication number: JPH08219324A
Application number: JP2019095A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Hayashi; 成紀林; Takeshi Sato; 雄佐藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は低コストで弁の微少な位置変化を容易
に検出することができる弁の開閉状態検出装置提供する
ことを目的とする。【構成】本発明に係る弁の開閉状態検出装置は、プラン
トに設置される手動操作弁１００において、手動操作弁
１００の開閉状態を顕著に表示するための第１治具２０
０と、前記第１治具２００により顕著に表示された弁の
開閉状態の画像化を容易にするための第２治具３００
と、前記第２治具３００により表示された弁の開閉状態
を撮影するＣＣＤカメラ１２と、前記ＣＣＤカメラ１２
から入力した画像を処理する画像処理装置１３と、前記
画像処理装置１３からの信号を入力して、弁の開閉状態
を検出する弁管理システム１４からなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの手動操作弁
等の開閉状態の検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラントに設置されている弁の開
閉状態検出方法は、物理状態を電気信号に変換するもの
である。例えば動歪測定器による中間開度を含む開度検
出や、リミットスイッチによる開閉検出等がある。

【０００３】これらの従来の方法では、検出信号を伝送
するためのケーブルを布設しなければならない。また、
プラントにおいては、ケーブルを保護する電線管も布設
する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の遠隔監
視方法によれば、検出信号伝送用のケーブル及び電線管
が必要であり、その布設には多大なコストがかかる。そ
のため、プラントの安全に関して比較的重要度の高い弁
にのみ遠隔監視が実施されている。

【０００５】しかし、プラントの安全確保の観点からは
全ての弁を遠隔監視することが望ましい。そこで、安価
な遠隔監視方法として画像処理技術を用いたシステム、
すなわち弁の開閉状態を表現する機器、例えば弁のハン
ドルの高さをカメラ等で撮影し画像処理を施すことで開
閉状態を検出するシステムの実現が望まれる。

【０００６】この方法は、従来の方法のようにケーブル
を布設する必要がない。そのためコストを低減すること
ができる。しかし、弁のハンドル等は弁の開度の変化に
伴う状態変化が小さいため、弁の開閉状態変化量の直接
監視では正確に弁開閉状態を検出することは難しく、未
だ実用化されていない。本発明はこれらの問題を解決す
ることができる装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（第１の手段）本発明に係る弁の開閉状態検出装置は、
プラントに設置される手動操作弁において、（Ａ）手動
操作弁の開閉状態を顕著に表示するための第１治具と、
（Ｂ）前記第１治具により顕著に表示された弁の開閉状
態の画像化を容易にするための第２治具と、（Ｃ）前記
第２治具により表示された弁の開閉状態を撮影するＣＣ
Ｄカメラと、（Ｄ）前記ＣＣＤカメラから入力した画像
を処理する画像処理装置と、（Ｅ）前記画像処理装置か
らの信号を入力して、弁の開閉状態を検出する弁管理シ
ステムからなることを特徴とする。（第２の手段）本発明に係る弁の開閉状態検出装置は、
第１の手段において、弁の開閉状態を顕著に表示するた
めの第１治具は、弁の開閉状態に連動して動くアーム
と、前記アームの一端を回転支持するアーム固定端とか
らなることを特徴とする。（第３の手段）本発明に係る弁の開閉状態検出装置は、
第１の手段において、弁の開閉状態の画像化を容易にす
るための第２治具は、彩色又は図柄が描かれている表示
プレートと、表示プレートの上を移動する可動片と、前
記可動片によりアームの動きを伝える指示ワイヤとから
なることを特徴とする。（第４の手段）本発明に係る弁の開閉状態検出装置は、
第１の手段において、弁の開閉状態の画像化を容易にす
るため第２治具は、弁の開閉状態を示す表示球と、アー
ムにヒンジを介して取付けられた指示棒と、指示棒を常
に垂直に保つために指示棒の下端に取付けたおもりとか
らなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明では、直接監視による画像処理では検出
することが難しい微小な状態変化を拡大する第１治具２
００と、画像処理装置で容易に処理できるように顕著に
する第２治具３００を用いる。

【０００９】これらの治具は監視対象の状態を検出し、
治具の状態を表示する。これらの治具の状態は、対象弁
の開閉状態を拡大して顕著にした後に、画像処理化を容
易にする。

【００１０】これらの治具の状態を検出する手段とし
て、画像処理装置を用いる。画像処理装置は、治具の画
像から治具の状態を検出して、弁の開閉状態を間接的に
検出する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図７に示す。（第１実施例）図１は、本発明の第１実施例に係る手動
操作弁１００とその弁に取り付けた弁の開閉状態の表示
治具の一例を示す。

【００１２】弁１００が操作されると、弁棒１が軸方向
に上下し、それに連動してアーム２がアーム固定端３を
中心とした円運動を示す。アーム２は、アームガイド４
によって動作範囲を限定されており、アーム２の動き及
び位置は、弁棒１によって一意に定まる。

【００１３】アーム２には、バネ等で張力を保たれてい
る指示ワイヤ５を取り付け、アームの位置すなわち弁の
開閉状態に対応して、図２に示す可動片６を動かす。指
示ワイヤ５は、例えば自転車のブレーキに用いられてい
るブレーキワイヤ等で実現可能である。

【００１４】可動片６は、表示プレート７に描かれてい
る彩色又は図柄の上を移動し、彩色又は図柄の見掛上の
面積を変化させる。この面積を画像処理装置で求め、弁
の開閉状態を検出する。

【００１５】また、弁や機器が複雑に配置されているプ
ラント中においては、より少ない台数のカメラ１２で表
示プレート７を監視するために、図３に示す集中パネル
８を設置する。これは、複数の弁の表示プレートを集約
するものであり、監視対象の弁から比較的近い位置に設
置する。（第２実施例）本発明の弁開閉状態表示治具の第２実施
例を図４に示す。

【００１６】アーム２の先端に取り付けてある指示棒９
は、おもり１０で常に垂直に保たれており、この上端に
表示球１１が取り付けてある。アーム２の働きは第１実
施例と同じであり、表示球１１は弁の開閉状態を顕著に
表示できる。

【００１７】上述の２つの実施例のいずれの場合も、弁
の開閉状態を顕著に表示する治具をＣＣＤカメラ（電荷
結合カメラ）１２等で撮影し、画像処理装置によって弁
の開閉状態を検出する。

【００１８】図５に弁の開閉状態検出システムの一例を
示す。ＣＣＤカメラ１２及び画像処理装置１３は監視対
象の弁の数によって複数用意するが、その数が最小限に
なるようにＣＣＤカメラ１２の向き及び倍率を制御可能
なものとする。

【００１９】ＣＣＤカメラ駆動装置１９は、コントロー
ラ２０によって制御され、首振りやズームアップによっ
て監視対象の最適な画像を得ることを目的とするもので
ある。

【００２０】ＣＣＤカメラ１２で撮影された画像は、画
像処理装置１３で処理され弁の開閉状態を検出する。図
６に画像処理のフローチャートの一例を示す。

【００２１】ステップ２１では、ＣＣＤカメラ１２で撮
影した画像を画素に分解し、画素ごとに濃度を量子化し
てディジタル画像２１を得る。ステップ２２では、ディ
ジタル画像の画質を向上差せるために濃度や幾何学的な
補正を加える。

【００２２】ステップ２３では、画像に移っている各々
の物体の輪郭を検出する。ステップ２４では、画像に映
っている各々の物体の中から表示プレートの彩色又は図
柄のパターンが一定の領域を抽出する。この領域抽出を
第１実施例について具体的に示したものが図７である。

【００２３】図７において、表示プレートが（ＡＡ）の
状態にある場合、これを画像処理するとＡ部だけを抽出
して（ＤＤ）の状態の画像を得る。同様に（ＢＢ）の状
態を画像処理するとＡ部及びＢ部を抽出して（ＥＥ）の
状態の画像を得る。

【００２４】（ＣＣ）は表示プレートの彩色又は図柄を
明確に示すために可動片６を取り除いた図である。こう
して抽出したＡ部及びＢ部の面積を求めることによって
可動片の位置、すなわち弁の開閉状態を検出することが
できる。

【００２５】こうして検出した弁の開閉状態はＬＡＮ
（ローカルエリアネットワーク）で接続されている弁の
状態管理システム１４に入力する。弁の状態管理システ
ム１４は、プラントの運転状態によって各々の弁のある
べき状態を記憶しており、弁のあるべき状態と検出した
弁の状態を比較することによって、弁のあるべき状態か
らの誤差を知り、修正操作をすることにより、プラント
の運転を支援する。検出結果は必要に応じてＣＲＴ１６
やプリンタ１７へ出力でき、また光磁気ディスク１８に
記憶することもできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。（１）本発明によれば、従来の直接監視による画像処理
技術では難しかった弁の微小な位置変化を容易に検出す
ることができる。（２）本発明によれば、ケーブル等を布設する必要がな
いため、低コストの遠隔監視装置を実現することができ
る。そのため、従来では遠隔監視されずに人間が管理し
ていた弁等にも遠隔監視装置の適用範囲を広げることが
できる。（３）そのためヒューマンエラーによる誤操作・誤確認
を防止し、プラントの安全運転に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る弁の開閉状態の表示
治具の取付図。

【図２】第１実施例に係る表示プレートを示す図。

【図３】第１実施例に係る集中パネルを示す図。

【図４】本発明の第２実施例に係る弁の開閉状態の表示
治具の取付図。

【図５】弁の開閉状態の検出システムの一例を示す図。

【図６】画像処理のフローチャートの一例を示す図。

【図７】第１実施例に係る画像処理装置の一例を示す
図。

【符号の説明】

１…弁棒、２…アーム、３…アーム固定端、４…アームガイド、５…指示ワイヤ、６…可動片、７…表示プレート、８…集中パネル、９…指示棒、１０…おもり、１１…表示球、１２…ＣＣＤカメラ、１３…画像処理装置、１４…弁の状態管理システム、１５…ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、１６…ＣＲＴ、１７…プリンタ、１８…光磁気ディスク、１９…ＣＣＤカメラ駆動装置、２０…コントローラ、１００…弁、２００…第１治具、３００…第２治具。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントに設置される手動操作弁（１０
０）において、（Ａ）手動操作弁（１００）の開閉状態
を顕著に表示するための第１治具（２００）と、（Ｂ）
前記第１治具（２００）により顕著に表示された弁の開
閉状態の画像化を容易にするための第２治具（３００）
と、（Ｃ）前記第２治具（３００）により表示された弁
の開閉状態を撮影するＣＣＤカメラ（１２）と、（Ｄ）
前記ＣＣＤカメラ（１２）から入力した画像を処理する
画像処理装置（１３）と、（Ｅ）前記画像処理装置（１
３）からの信号を入力して、弁の開閉状態を検出する弁
管理システム（１４）からなることを特徴とする弁の開
閉状態検出装置。
【請求項２】弁（１００）の開閉状態を顕著に表示す
るための第１治具（２００）は、弁（１００）の開閉状
態に連動して動くアーム（２）と、前記アーム（２）の
一端を回転支持するアーム固定端（３）とからなること
を特徴とする請求項１記載の弁の開閉状態検出装置。
【請求項３】弁の開閉状態の画像化を容易にするため
の第２治具（３００）は、彩色又は図柄が描かれている
表示プレート（７）と、表示プレート（７）の上を移動
する可動片（６）と、前記可動片（６）によりアーム
（２）の動きを伝える指示ワイヤ（５）とからなること
を特徴とする請求項１記載の弁の開閉状態検出装置。
【請求項４】弁の開閉状態の画像化を容易にするため
第２治具（３００）は、弁の開閉状態を示す表示球（１
１）と、アーム（２）にヒンジを介して取付けられた指
示棒（９）と、指示棒（９）を常に垂直に保つために指
示棒の下端に取付けたおもり（１０）とからなることを
特徴とする請求項１記載の弁の開閉状態検出装置。