JPH11272980A - 無線式アナログセンシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池寿命を損なうことなく、確実にデータを
離れた場所に送信でき、診断対象設備の稼働状況を考慮
して正確な診断を行うことができる無線式アナログセン
シング装置を提供する。 【解決手段】 予め定めた時間間隔毎に稼働して、診断
対象設備から発生する時定数が短いアナログ信号を検出
し、該アナログ信号を信号処理して無線送信を行う検出
手段（検出ユニット１０）と、検出手段から送信されて
くる診断信号を受信し、前記診断対象設備の稼働状況に
基づいて、診断対象設備における異常の発生を診断する
診断手段（判定ユニット３０、診断ユニット４０）とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、診断対象設備の異
常を遠隔診断するための無線式アナログセンシング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、診断対象設備の異常を遠隔診
断するための無線式アナログセンシング装置が種々提案
されている。例えば、特開平５−１２８３８７号公報に
は、無線により温度や煙濃度等のアナログ検出信号を無
線送信して、火災の発生等の異常を監視するための無線
式アナログ感知器が開示されている。

【０００３】この無線式アナログ感知器は、煙濃度や温
度等を検出するための複数のアナログセンサを配設し、
各アナログセンサでは、出力されるアナログ信号を一定
周期毎にサンプリングして蓄積し、出力されるアナログ
信号に所定値以上の変化が生じた場合に、蓄積していた
アナログ信号を中継親機を介して受信機に無線送信する
ようにしたものである。また、アナログ信号の無線送信
に際して、各アナログセンサと中継親機との間で送受信
を行い、予め設定した複数のチャンネルの中から空きチ
ャンネルを探し出した後、当該空きチャンネルに対応し
た周波数で無線送信を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の無線式アナログ感知器は、時定数が大きいアナ
ログ信号である煙濃度や温度変化を検出するための装置
であり、これをそのまま時定数が小さいアナログ信号で
ある振動等の検出に応用することはできない。すなわ
ち、振動等の時定数が小さいアナログ信号の異常を診断
する場合には、センサによるアナログ信号の測定時間と
送信時間に要する時間遅れを補正することを考慮する必
要がある。また、アナログ信号の無線送信時には、空き
チャンネルを探し出すために中継親機との間で送受信を
行う必要があり、センサの電源としている電池の消耗を
促進してしまう。

【０００５】本発明は、上述した事情に鑑み提案された
もので、電池寿命を損なうことなく、確実にデータを離
れた場所に送信でき、診断対象設備の稼働状況を考慮し
て正確な診断を行うことができる無線式アナログセンシ
ング装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するため、以下の特徴点を備えている。請求項１
記載の発明に係る無線式アナログセンシング装置は、予
め定めた時間間隔毎に稼働して、診断対象設備から発生
する時定数が小さいアナログ信号を検出し、該アナログ
信号を信号処理して無線送信を行う検出手段と、前記検
出手段から送信されてくる診断信号を受信し、前記診断
対象設備の稼働状況に基づいて、前記診断対象設備にお
ける異常の発生を診断する診断手段とを備えたことを特
徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の発明に係る無線式アナログ
センシング装置は、請求項１記載の発明の特徴点に加え
て、前記診断手段において異常が発生していると診断し
た場合に、警報を発生する警報発生手段を備えたことを
特徴とするものである。

【０００８】請求項３記載の発明に係る無線式アナログ
センシング装置は、請求項１または請求項２記載の発明
の特徴点に加えて、前記検出手段は、前記診断対象設備
から発生する時定数が小さいアナログ信号を検出するセ
ンサと、該センサで検出したアナログ信号を異常診断用
に加工処理する信号処理手段と、該信号処理手段で加工
処理した診断信号を無線送信する無線送信手段と、前記
センサ、前記信号処理手段、前記無線送信手段の稼働を
周期的に起動させる時計手段とを備え、前記診断手段
は、前記検出手段からの診断信号を受信する無線受信手
段と、前記診断信号の測定時間および送信時間に要する
時間差を補正するとともに前記診断対象設備の稼働状況
に基づいて、前記診断信号の診断条件を判定する診断条
件判定手段と、該診断条件判定手段による判定に基づい
て診断対象設備における異常発生の有無を判定する診断
異常判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項４記載の発明に係る無線式アナログ
センシング装置は、請求項１から請求項３のいずれか１
項記載の発明の特徴点に加えて、前記検出手段を複数の
診断対象設備に対してそれぞれ設けて検出手段群とし、
該検出手段群を構成する各検出手段は、それぞれ異なる
時間に稼働することを特徴とするものである。

【００１０】請求項５記載の発明に係る無線式アナログ
センシング装置は、請求項４記載の発明の特徴点に加え
て、前記検出手段群を複数群設けるとともに、各検出手
段群毎に、それぞれ異なる周波数を用いて無線送信を行
うことを特徴とするものである。

【００１１】請求項６記載の発明に係る無線式アナログ
センシング装置は、請求項１から請求項５のいずれか１
項記載の発明の特徴点に加えて、前記診断手段におい
て、前記検出手段から予め定めた時間間隔毎に診断信号
が送信されてこない場合に、前記検出手段に異常が発生
したと診断することを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態の一例を説明する。図１，２は、本発明に係
る無線式アナログセンシング装置を示すもので、図１
は、概略ブロック図、図２は、概略構成図である。本発
明に係る無線式アナログセンシング装置は、例えば、診
断対象設備である減速機、集塵機ブロア、モータ、油圧
ポンプ等の軸受・歯車の劣化、損耗、ガタ及び回転体の
アンバランス等を遠隔診断するための装置である。

【００１３】この無線式アナログセンシング装置は、図
１，２に示すように、複数の診断対象設備毎にそれぞれ
設置した検出ユニット１０と、この検出ユニット１０か
ら送信されてくる無線信号を受信する受信ユニット２０
と、この受信ユニット２０により受信した診断信号と、
診断対象設備の稼働状況に基づいて診断条件の判定を行
う判定ユニット３０と、判定ユニット３０からの信号に
基づいて診断対象設備における異常の発生を診断する診
断ユニット４０とにより構成されている。

【００１４】上記検出ユニット１０が、予め定めた時間
間隔毎に稼働して、診断対象設備から発生する時定数が
小さいアナログ信号を検出し、このアナログ信号を信号
処理して無線送信を行う検出手段として機能し、上記受
信ユニット２０、判定ユニット３０、診断ユニット４０
が、検出手段から送信されてくる診断信号を受信し、診
断対象設備の稼働状況に基づいて、診断対象設備におけ
る異常の発生を診断する診断手段として機能し、上記診
断ユニット４０の一部が、診断手段において異常が発生
していると診断した場合に、警報を発生する警報手段と
して機能する。

【００１５】上記検出ユニット１０は、図１に示すよう
に、診断対象設備から発生する時定数が小さいアナログ
信号を検出するセンサ１１と、センサ１１で検出したア
ナログ信号を異常診断用に加工処理する信号処理手段１
２と、信号処理後の診断情報を記憶する記憶手段１３
と、記憶手段１３に記憶した診断信号を無線送信する無
線送信手段１４と、検出ユニット１０の稼働を周期的に
起動させる時計手段１５と、検出ユニット１０に固有の
アドレスを記録するアドレス記録手段１６と、電源を供
給する電池１７と、検出ユニット１０の電池電圧を測定
する電池電圧測定手段１８とを備えている。

【００１６】上記センサ１１は、時定数の小さいアナロ
グ信号である振動等を検出するためのセンサで、例え
ば、５０ｐＣ／Ｇのセンサ感度を有している。また、上
記無線送信手段１４は、２００ｍ程度の送信距離を確保
できることが好ましい。この検出ユニット１０では、時
計手段１５により所定時間、例えば２０分毎に診断対象
設備のセンシングを行う。診断対象設備における測定ポ
イントは、例えば原料搬送用のベルトコンベアの場合、
ヘッドプーリ軸受、ヘッドスナッププーリ軸受、テンシ
ョンガイドプーリ軸受、テンションウエイトプーリ軸
受、減速機出力軸軸受等であり、各測定ポイント毎に検
出ユニット１０が配置される。

【００１７】各検出ユニット１０では、信号処理手段１
２により、センサ１１により検出したアナログ信号を、
３Ｈｚ〜１ｋＨｚの低周波数（Ｌｏ）成分と、３Ｈｚ〜
１０ｋＨｚの中間周波数（Ｍｄ）成分と、１０Ｈｚ〜４
０ｋＨｚの高周波数（Ｈｉ）成分とに分離し、絶対値処
理、包絡線処理を施した後、平均値およびピーク値を診
断信号として受信ユニット２０に送信する。なお、この
診断信号には、アドレス記録手段１６に記録された検出
ユニット１０に固有のアドレスと、電池電圧測定手段１
８により測定された電池電圧のデータが含まれる。

【００１８】上記受信ユニット２０は、図１に示すよう
に、検出ユニット１０からの診断信号を受信する無線受
信手段２１と、判定ユニット３０との間で通信を行うた
めの通信手段２２とを備えている。この受信ユニット２
０では、無線受信手段２１により検出ユニット１０から
の診断信号を受信し、通信手段２２により受信した診断
信号を判定ユニット３０に送信する。

【００１９】上記判定ユニット３０は、図１に示すよう
に、受信ユニット２０との間で通信を行うための通信手
段３１と、各診断対象設備からの稼働状況に関する条件
信号を記録する記録手段３２と、記録手段３２に記録し
た情報を再生する再生手段３３と、再生手段３３により
再生した診断対象設備の稼働状況に基づいて、診断信号
の測定時間および送信時間に要する時間差を補正して診
断条件を判定する診断条件判定手段３４と、検出ユニッ
ト１０のセンサ１１の異常を判定するセンサ異常判定手
段３５と、検出ユニット１０の電池切れを判定する電池
切れ判定手段３６と、診断ユニット４０との間で通信を
行うための通信手段３７と、時間情報を提供する時計手
段３８とを備えている。

【００２０】この判定ユニット３０では、検出ユニット
１０から診断信号が送信されてくると、記録手段３２に
記録された当該診断信号に対応する診断対象設備の条件
信号を再生手段３３により再生する。次に、診断条件判
定手段３４により、当該診断対象設備の稼働状況に基づ
いて、診断信号の測定時間および送信時間に要する時間
差を補正して、診断条件を判定する。

【００２１】すなわち、各診断対象設備では、診断対象
設備が運転中で負荷がかかっている場合と、運転休止中
で負荷がかかっていない場合とでは、採取するアナログ
信号に大きな違いがあり、診断対象設備の異常を検出す
るためには、診断対象設備が通常の運転状態にある必要
がある。そこで、診断信号が判定ユニット３０に到達し
た時点で、当該診断信号を測定するために要した時間お
よび当該診断信号を送信するために要した時間を補正し
て、当該診断信号に対応する診断対象設備の稼働状況を
判断する。例えば、当該診断対象設備が運転中、あるい
は原料搬送中である場合に、有効な診断が行えるものと
判定する。このように、診断条件判定手段３４による判
定を行うことにより、より正確な診断を行うことができ
る。

【００２２】センサ異常判定手段３５では、各検出ユニ
ット１０から所定の時間間隔で診断信号が送信されてこ
ない場合に、診断信号が送信されてこなかった検出ユニ
ット１０に故障が発生したものと判定する。すなわち、
センサ１１が潰れてしまったり、アンテナが折れてしま
った場合には、その検出ユニット１０からは診断信号が
送信されてこないので、そのような検出ユニット１０が
発見された場合には、検出ユニット１０が故障したもの
と判定するのである。

【００２３】なお、検出ユニット１０の故障と判定する
場合に、診断信号が１回でも送信されてこなかった場合
に検出ユニット１０の故障と判定してもよいが、他の外
乱の影響を考慮して、診断信号が所定の回数送信されて
こなかった場合に検出ユニット１０の故障と判定しても
よい。電池切れ判定手段３７では、検出ユニット１０の
電池電圧測定手段１８による測定結果が所定電圧以下で
あった場合に、当該検出ユニット１０の電池１７が消耗
しているものと判定する。

【００２４】上記診断ユニット４０は、診断異常判定手
段および警報発生手段として機能する装置で、例えば、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置、表示装置、キ
ーボード等を備えたコンピュータシステムにより構成さ
れる。この診断ユニット４０は、図１に示すように、判
定ユニット３０との間で通信を行うための通信手段４１
を備えており、ＲＯＭ等に記憶したプログラムに基づい
てＣＰＵが動作することにより、診断対象設備における
異常発生の有無を判定するとともに（図１中、診断異常
判定ブロックとして示す）、診断異常判定の結果を診断
管理データ４２として外部記憶装置等に記憶する。

【００２５】また、診断異常判定の結果が異常であった
場合、センサ異常判定手段３５によりセンサ１１の異常
と判定した場合、電池切れ判定手段３６により電池１７
の異常と判定した場合には、表示装置に警報表示を表示
したり、スピーカから警報音を発生したりする（図１
中、警報出力ブロックとして示す）。なお、受信ユニッ
ト２０の通信手段２２と判定ユニット３０との通信手段
３１の間は、例えば、ＲＳ４８６規格等の信号線により
接続されている。また、判定ユニット３０の通信手段３
７と診断ユニット４０の通信手段４１との間は、イーサ
ネット等のＬＡＮにより接続されている。

【００２６】図２に示すように、検出ユニット１０は、
複数の診断対象設備に対してそれぞれ設けられており、
例えば、１６個の検出ユニット１０により１つの検出手
段群Ｇ１、Ｇ２を構成している。また、この検出手段群
Ｇ１、Ｇ２を構成する各検出ユニット１０は、それぞれ
異なる時間に稼働して、センサ１１によるアナログ信号
の採取と、診断信号の送信を行っている。したがって、
１つの検出手段群Ｇ１またはＧ２では、それぞれ同一の
周波数を用いて無線通信を行うことができる。

【００２７】さらに、図２に示すように、本実施の形態
では、検出手段群Ｇ１、Ｇ２が複数設けられている。こ
のように、複数の検出手段群Ｇ１、Ｇ２を設けた場合に
は、各検出手段群Ｇ１、Ｇ２毎に、それぞれ異なる周波
数を用いて無線送信を行うようにする。したがって、各
検出手段群Ｇ１、Ｇ２の間で混信が発生することがな
く、各診断対象設備からの診断信号を正確かつ確実に無
線送信することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上記した構成を有するので、
以下に示すような効果を奏する。請求項１記載の発明に
よれば、検出手段により診断対象設備から発生する時定
数が小さいアナログ信号を予め定めた時間間隔毎に検出
し、このアナログ信号を信号処理した後、診断手段に対
して無線送信し、診断手段では、診断対象設備の稼働状
況に基づいて、前記診断対象設備における異常の発生を
診断している。

【００２９】すなわち、診断対象設備の異常診断は所定
間隔毎に行われるので、異常診断を行っていない場合に
は、時計機能のみを作動させるだけでよい。したがっ
て、常時診断対象設備を監視する場合と比較して、電池
寿命を飛躍的に延ばすことができ、メンテナンス性を向
上させることができる。また、無線を用いて信号を送信
しているので、配線作業が不要となり、特に遠隔に分散
した診断対象設備に応用した場合に設備費用を低減する
ことができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、警報発生手
段により、診断対象設備の異常を警告することができ
る。したがって、診断対象設備の異常発生時に迅速な対
応を行うことができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、診断信号が
診断手段に到達した時点で、当該診断信号を測定するた
めに要した時間および当該診断信号を送信するために要
した時間を補正して、当該診断信号に対応する診断対象
設備の稼働状況を判断している。したがって、診断対象
設備におけるデータ採取時における診断が可能となり、
より信頼性の高い診断を行うことができる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、複数の検出
手段を設けて、各検出手段がそれぞれ異なる時間に稼働
するようにしている。したがって、複数の検出手段を設
けた場合であっても、診断信号の送信時間を重複させる
ことなく時間分散させているので、同一エリア内におい
て同一周波数を有する複数個の検出手段の情報を管理す
ることができる。

【００３３】請求項５記載の発明によれば、検出手段群
を複数群設けて、各検出手段群毎に、それぞれ異なる周
波数を用いて無線送信を行うようにしている。したがっ
て、各検出手段群の間で混信が発生することがなく、各
診断対象設備からの診断信号を正確かつ確実に無線送信
することができる。

【００３４】請求項６記載の発明によれば、検出手段か
ら予め定めた時間間隔毎に診断信号が送信されてこない
場合に、検出手段に異常が発生したと診断している。し
たがって、別途特別な診断設備を設けることなく、検出
手段の異常発生を速やかに認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線式アナログセンシング装置の
概略ブロック図である。

【図２】図１に示す無線式アナログセンシング装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

１０ 検出ユニット １１ センサ １２ 信号処理手段 １３ 記憶手段 １４ 無線送信手段 １５ 時計手段 １６ アドレス記録手段 １７ 電池 １８ 電池電圧測定手段 ２０ 受信ユニット ２１ 無線受信手段 ２２ 通信手段 ３０ 判定ユニット ３１ 通信手段 ３２ 記録手段 ３３ 再生手段 ３４ 診断条件判定手段 ３５ センサ異常判定手段 ３６ 電池切れ判定手段 ３７ 電池切れ判定手段 ３８ 時計手段 ４０ 診断ユニット ４１ 通信手段 ４２ 診断管理データ Ｇ１、Ｇ２ 検出手段群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 9/00 ３１１ Ｈ０４Ｑ 9/00 ３１１Ｋ ３１１Ｗ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 診断対象設備の異常を遠隔診断するため
   の無線式アナログセンシング装置であって、 予め定めた時間間隔毎に稼働して、前記診断対象設備か
   ら発生する時定数が小さいアナログ信号を検出し、該ア
   ナログ信号を信号処理して無線送信を行う検出手段と、 前記検出手段から送信されてくる診断信号を受信し、前
   記診断対象設備の稼働状況に基づいて、前記診断対象設
   備における異常の発生を診断する診断手段と、を備えた
   ことを特徴とする無線式アナログセンシング装置。
2. 【請求項２】前記診断手段において異常が発生している
   と診断した場合に、警報を発生する警報発生手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の無線式アナログセン
   シング装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記診断対象設備から
   発生する時定数が小さいアナログ信号を検出するセンサ
   と、該センサで検出したアナログ信号を異常診断用に加
   工処理する信号処理手段と、該信号処理手段で加工処理
   した診断信号を無線送信する無線送信手段と、前記セン
   サ、前記信号処理手段、前記無線送信手段の稼働を周期
   的に起動させる時計手段とを備え、 前記診断手段は、前記検出手段からの診断信号を受信す
   る無線受信手段と、前記診断信号の測定時間および送信
   時間に要する時間差を補正するとともに前記診断対象設
   備の稼働状況に基づいて、前記診断信号の診断条件を判
   定する診断条件判定手段と、該診断条件判定手段による
   判定に基づいて診断対象設備における異常発生の有無を
   判定する診断異常判定手段とを備えたことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の無線式アナログセンシン
   グ装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段を複数の診断対象設備に対
   してそれぞれ設けて検出手段群とし、該検出手段群を構
   成する各検出手段は、それぞれ異なる時間に稼働するこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記
   載の無線式アナログセンシング装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段群を複数群設けるととも
   に、各検出手段群毎に、それぞれ異なる周波数を用いて
   無線送信を行うことを特徴とする請求項４記載の無線式
   アナログセンシング装置。
6. 【請求項６】 前記診断手段において、前記検出手段か
   ら予め定めた時間間隔毎に診断信号が送信されてこない
   場合に、前記検出手段に異常が発生したと診断すること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載
   の無線式アナログセンシング装置。