JPH1139034A - データロギング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定対象機器の稼働状況に応じて、要求され
るタイミングで、かつ要求される測定データを即時に中
央の監視センター送り出すことができる、いわゆるイン
テリジェントで、可搬性に優れたデータロギング装置を
提供すること。 【解決手段】 データロギング装置２０は、データ入力
部２１で収集された測定データを格納するデータ格納部
２２と、前記データ格納部２２の測定データを評価する
評価手段２３と、前記格納された測定データを移動体通
信回線３に送出するデータ伝送処理部２５と、前記評価
手段２３による評価結果に応じて前記データ伝送処理部
２５による測定データ送出のためのトリガー信号を生成
する送出トリガー部２４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサーから送ら
れた測定データを収集するデータ入力部と、前記データ
入力で収集された測定データを格納するデータ格納部
と、前記データ格納部に格納された測定データを伝送路
に送出するデータ伝送処理部とを備えたデータロギング
装置、特に測定現場に持ち運ばれて使用される携帯型デ
ータロギング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラント設備などに配備され、温度、圧
力、流量などの物理量が測定される対象となる機器に対
する測定データは、データロギング装置に逐次蓄積され
る。このようなデータロギング装置は、通常、所定ポイ
ントに固定配置されているので、測定データは、時報、
日報又は月報、あるいは緊急報として印刷出力された
り、フロッピーディスクなどの記憶媒体に記録されたり
して、中央の監視センターに持ち込まれたり、あるいは
通信ケーブルを介して直接中央の監視センター送り込ま
れたりして、そこで種々のデータ処理が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな機器の測定において、必要とする測定ポイントは往
々にして任意の多数の箇所となること、及び測定対象機
器の稼働状況によって測定データの重要度や中央の監視
センターが要求するタイミングがことなることを考える
と、従来の定置式で、単なる測定データの蓄積と吐き出
しを行うデータロギング装置では、そのような要望を満
足させることができない。本発明の目的は、測定対象機
器の稼働状況に応じて、要求されるタイミングで、かつ
要求される測定データを即時に中央の監視センター送り
出すことができる、いわゆるインテリジェントで、可搬
性に優れたデータロギング装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるデータロギング装置は、センサーから
送られた測定データを収集するデータ入力部と、前記デ
ータ入力部で収集された測定データを格納するデータ格
納部と、前記データ格納部の測定データを評価する評価
手段と、前記データ格納部に格納された測定データを移
動体通信回線に送出するデータ伝送処理部と、前記評価
手段による評価結果に応じて前記データ伝送処理部によ
る測定データ送出のためのトリガー信号を生成する送出
トリガー部とを備えている。

【０００５】この構成では、一旦蓄積された測定データ
は、従来のように単純に吐き出されるのではなく、蓄積
されている測定データを評価し、その評価結果に基づい
て測定データを中央の監視センターに送り出すかどうか
を判定して、必要な場合のみ送り出すといった、インテ
リジェントな測定データの吐き出しを行う。これによ
り、設備異常の早期発見や異常予知のためのデータ伝送
を効率的に行うことが可能となった。さらに、測定デー
タの中央の監視センターへの伝送に移動体通信回線を用
いていることから、このデータロギング装置の持ち歩き
の自由度（モービリティ）が向上し、どのような現場に
も持ち込める携帯型データロギング装置への道を開い
た。

【０００６】本発明の好適な実施形態として、前記評価
手段が測定データが所定レベルに達したことを判定する
しきい値判定部を備え、前記送出トリガー部が測定デー
タの所定レベルへの到達に基づいて前記トリガー信号を
生成するならば、測定対象機器に対する測定値が前もっ
て設定された警戒レベルに達した段階で、それまでに蓄
積された測定データを、中央の監視センターに送り出す
ことができる。これにより、監視センターは、異常が生
じる可能性がある設備に関する測定データを、遅れのな
いタイミングでチェックすることができ、設備の早期発
見の信頼性を向上させることができる。

【０００７】さらに別な実施形態として、前記評価手段
が測定データの履歴から測定データの予測を行う測定デ
ータ予測部を備えるとともに、前記送出トリガー部は予
測データの所定レベルへの到達に基づいて前記トリガー
信号を生成することも好ましいことであり、この場合、
データロギング装置自体が測定値の予測を行い、その予
測された測定値が所定のレベルに達した段階で、それま
でに蓄積された測定データを、中央の監視センターに送
り出すことができる。これにより、設備異常の早期のチ
ェッキングが可能となり、伝送負荷を高めるような監視
センターへの測定データの垂れ流しを行うことなしに、
さらに設備の早期発見の信頼性を向上させることができ
る。

【０００８】また、プラント設備などの各種機器には、
それぞれ異常を報知する警報信号が出力されるように構
成されたものが多いが、このような測定対象機器に関す
る警報信号が入力されるスイッチング信号入力部をデー
タロギング装置に備え、前記送出トリガー部が前記警報
信号の入力に基づいて前記トリガー信号を生成してもよ
い。これにより、中央の監視センターは、警報が出され
た機器の直前までの測定データを直ちに受け取ることが
でき、警報に至る原因の調査を迅速に行うことができ
る。

【０００９】さらに別な実施形態として、前記送出トリ
ガー部が前記移動体通信回線を介して接続されるセンタ
ーコンピュータからの要求に基づいて前記トリガー信号
を生成するように構成されるならば、中央の監視センタ
ーは、任意の気になる機器の測定データを適時に取り込
むことができ、ある障害によって影響を受けうる機器
や、その障害の原因となるうる機器の直近の測定データ
を任意に取り込むことにより、信頼性の高いプラント監
視を行うことができる。

【００１０】さらに前記データ伝送処理部と前記移動体
通信回線のための移動体通信端末との間でのデータ転送
のためにＩｒＤＡ（Infra-red Data Associationによっ
て規格された光通信インターフェース）に基づく光通信
ポートが備えられるならば、例えば比較的高い電圧を用
いるＲＳ２３２Ｃなどのインターフェースを用いるよ
り、プラント設備やガス工事現場での使用を考慮する
と、防爆性の観点から利点が大きい。また、前記移動体
通信端末に対する自動発信、自動着信機能が備えられる
ことにより、上述したインテリジェントな測定データの
監視センターへの送り出しが昼夜を問わず完全に無人で
行われるシステムが確立する。

【００１１】上記のようなことを考慮して、本発明の好
適な実施形態では、移動体通信回線としてＰＨＳ（パー
ソナル・ハンディフォン・システム）回線を採用するこ
とが特に提案されている。ＰＨＳでは、ＰＨＳ端末と基
地局との間で、３２ｋｂｐｓ（キロビット／秒）のデー
タをディジタルで送受信でき、基地局と接続される構内
回線も高速のディジタル回線を使用することで、完全に
ディジタルでセンターコンピュータとＰＨＳ端末、結果
的には測定手段との間をデータ通信することが可能とな
り、データ転送の高速化と高信頼性が得られる。また、
ＰＨＳ端末の送信出力が小さいため（１０ミリワット程
度）、電池への負担が小さく、重量を抑えることができ
るので、保守点検作業員が携帯しても、重量的、スペー
ス的問題が生じない。ＰＨＳ端末の送信出力が小さいこ
とは、プラント事業所内における電波障害問題に関して
も利点をもつ。もちろん、ＰＨＳ端末の送信出力が小さ
いことは、１つの基地局がもつカバーエリアが小さいこ
とになるが、事業所内においては、基地局の設置場所は
実質的には任意に選ぶことが可能であり、最も効果的な
分布で基地局を配置することができるし、ＰＨＳの基地
局の設置費用は他の移動体通信に比べ安価である。ま
た、ＰＨＳ端末に事業所内回線用と公衆回線用との切り
換え機能を備えておけば、事業者から出た工事現場にお
いても付近の基地局を通じて監視センターと接続するこ
とが可能である。本発明によるその他の特徴及び利点
は、以下図面を用いた実施例の説明により明らかになる
だろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による移動体通信を用いた
インテリジェントな携帯型データロギング装置２０を用
いたプラント設備監視の１つの実施の形態を示すブロッ
ク図が図１に示されている。図１に示されているよう
に、プラント設備の中央監視センター１に構築された構
内コンピュータネットワーク（以下単に社内ＬＡＮ=Loc
al AreaNetworkと称する）１０につながれているセンタ
ーコンピュータ１１を中核とする設備監視システム５
と、プラント設備の測定対象機器２に関する測定値をセ
ンサー２０ａを介して収集するデータロギング装置２０
との間はＰＨＳ回線３によって双方向通信可能に接続可
能となっている。このために、データロギング装置２０
にはＰＨＳ端末３０が赤外線インターフェース（例えば
ＩｒＤＡインターフェース）で接続可能となっている。
センサー２０ａとしては、測定対象機器２に応じて、圧
力センサーや温度センサーや振動センサーなどが用いら
れる。さらに、測定対象機器２のローカルな監視制御盤
２ａから発せられる警報信号などのスイッチ信号もデー
タロギング装置２０に入力される。

【００１３】データロギング装置２０は、図２に示され
ているように、センサー２０ａから送られてくる測定デ
ータを受け取るデータ入力部２１と、このデータ入力部
２１から送られた測定データを一時的に格納するデータ
格納部２２と、このデータ格納部２２にアクセスして測
定データの評価を行う評価手段２３と、この評価手段２
３の評価結果によってはデータ格納部２２に格納されて
いる測定データを中央の監視センター１に伝送するよう
にデータ伝送処理部２５に伝送のためのトリガー信号を
与える送出トリガー部２４とを備えている。

【００１４】センサー２０ａは、基本的には、アナログ
信号を生成するので、データ入力部２１にはアナログ信
号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２１ａが備
えられている。なお、センサー２０ａから測定データを
取り込むための、いわゆるサンプリング周期は評価手段
２３に備えられたサンプリング変更部２３ａによって変
更可能となっており、短い時間間隔での測定値の変動を
知りたい場合には、サンプリング周期を短く設定し、長
い時間間隔での測定値の変動を知るだけでよい場合に
は、サンプリング周期は長く設定する。

【００１５】データ伝送処理装置２５で、伝送準備処理
がなされた測定データは、この実施の形態では、ＰＨＳ
端末３０を用いてＰＨＳ回線３を介して監視センター１
へ伝送されるため、ＰＨＳ制御手段２６が備えられてお
り、ＰＨＳ端末３０との間はＩｒＤＡ規格に基づいた光
通信ポート２７ａとを通じて赤外線通信で行われる。Ｐ
ＨＳ端末３０とデータロギング装置２０との接続が非接
触で行われるため、防爆対策上好都合である。データロ
ギング装置２０と監視センター１との交信を自動的に行
うため、データ伝送処理装置２５には、自動発信部２６
ａと自動受信部２６ｂが設けられている。もう１つのシ
リアルポート２７ｂは、現場で直接データ解析などを行
う目的でパソコンに測定データを転送するために、用意
されている。

【００１６】データロギング装置２０をインテリジェン
トなものとするため、さらに、評価手段２３には、読み
込んだ測定データから今後検出される測定データを予測
する測定データ予測部２３ｂや、予め設定されたしきい
値と与えられた測定データの値とを比較するしきい値判
定部２３ｃが設けられている。

【００１７】前述したデータ入力部２１、データ格納部
２２、評価手段２３、送出トリガー部２４、データ伝送
処理部２６は、種々の機能をプログラムによって作り出
すＣＰＵを中核としたコンピュータと周辺デバイスによ
って、つまりソフトウエア又はハードウエアの形で構成
されている。それゆえ、図２で示されたブロック図は、
本発明に説明に関係する要素だけを取り出して示されて
いるので、完全なデータロギング装置２０のブロック図
を示しているものではなく、本発明の容易な理解のため
の機能ブロック図である。

【００１８】携帯型情報端末２０の通信部として機能す
るＰＨＳ端末３０はデータロギング装置２０とセットに
されて、保守点検作業員によって、測定対象機器の近く
に運ばれ、設置される。収集された測定データを監視セ
ンター１に伝送する間、ＰＨＳ端末３０は、ＰＨＳ回線
３を介してセンターコンピュータ１１とつながれ双方向
のデータ通信状態となっているとともに、赤外線通信ポ
ート２７ａを介してデータロギング装置２０と接続状態
となっている。

【００１９】監視システム５は、さらに社内ＬＡＮ１０
により接続されている測定データのためのデータベース
サーバ１２や故障診断サーバ１３などの各種サーバ、及
び検査担当者用のクライアント端末を備えており、デー
タロギング装置２０から送られてきた測定データを詳し
く診断する。この社内ＬＡＮ１０は、さらに、図示され
ていないが、別地域の社内ＬＡＮともＩＳＤＮ（Integr
ated Services Digital Network)回線を介して接続され
ており、全社的なＷＡＮ（Wide Area Network=広域ネッ
トワーク）を形成している。

【００２０】監視システム５とデータロギング装置２０
のＰＨＳ回線３による接続のため、社内ＬＡＮ１０は、
さらにルータ６を介してＰＨＳ制御装置３１と接続して
いる。ＰＨＳ制御装置３１はＰＨＳ回線３を構成する基
地局３２と構内ディジタル回線３３を介して接続されて
いるとともに、構内電話交換機７とも接続されている。
つまり、ＰＨＳ制御装置３１は、ＰＨＳ端末３０から基
地局３２と構内ディジタル回線３３を介して送られてき
た信号が電話音声であれば構内電話交換機７へスイッチ
し、送られていた信号がデータ通信であれば社内ＬＡＮ
１０にスイッチする。構内電話交換機７や社内ＬＡＮ１
０から送られてきた信号は、いずれにしても基地局３２
を介して宛先のＰＨＳ端末３０に送る。基地局３２のサ
ービスエリアは数百メートルであるので、全ての検査ポ
イントをカバーすべく、基地局３２が分布配置されてい
る。構内電話交換機７は、公衆回線と社内電話網に接続
されているので、ＰＨＳ端末３０はデータロギング装置
２０から取り外して、外線電話や社内電話と通話するこ
とも可能である。

【００２１】上述のように構成されるデータロギング装
置２０は次のように動作する。保守点検員によって現場
に持ち込まれたデータロギング装置２０は適当な場所に
設置され、測定対象機器２に装着されたセンサー２０ａ
と接続される。さらに、ローカル制御監視盤２ａの警報
出力とも適当なケーブルで接続される。しきい値判定部
２３ｃが用いるしきい値は測定対象機器２に応じて異な
るので、該当測定対象機器２のタグ番号入力に基づいて
自動的に設定してもよいし、手動で行ってもよい。この
値は、図示されていなかった液晶表示部で確認すること
ができる。センサー２０ａによって検出された測定デー
タは、データ入力部２１のＡ／Ｄ変換器２１ａによって
ディジタル化されて、データ格納部２２に順次格納され
ていくが、通常では、図３から理解できるように、比較
的長いサンプリング周期：Ｔ1で測定データが収集され
る。図３において、実線で描かれている曲線は、センサ
ー２０ａからのアナログの検出信号を表しており、その
曲線上の黒丸は、周期：Ｔ1でサンプリングされてデー
タ格納部２２に格納された測定データがもつ測定値を表
している。このように、順次格納されていく測定データ
は、しきい値判定部２３ｃで第１警戒レベルに対応する
第１しきい値：ＴＨ1と比較されており、もし測定値が
第１しきい値：ＴＨ1を越えた場合、警戒レベルに達し
たと判断し、より厳しい警戒を行うため、サンプリング
変更部２３ａがサンプリング周期をＴ1から短いサンプ
リング周期：Ｔ2に変更する。これにより、センサー２
０ａからの検出信号より短い時間間隔：Ｔ2で取り込ま
れて、データ格納部２２に順次格納される。

【００２２】同時に、測定データ予測部２３ｂがデータ
格納部２２に順次格納された最新の測定データを元にし
て今後の測定データ、つまり測定対象機器２に対する測
定値を予測する。例えば、図３の白抜き丸で示されてい
るような予測値が算定される。これらの予測値もまた、
しきい値判定部２３ｃで第２警戒レベルに対応する第２
しきい値：ＴＨ2と比較され、もし予測値が第２しきい
値：ＴＨ2を越えた場合、中央の監視センター１でより
詳細な分析を行うため、送出トリガー部２４は送出トリ
ガーを生成してデータ伝送処理部２５に送る。データ伝
送処理部２５はデータ格納部２２に格納された測定デー
タを伝送フォーマットに変換し、光通信ポート２７ａを
介してＰＨＳ端末３０に転送する。その際、自動発信部
２６ａは、ＰＨＳ端末３０をオフフックし、予め設定さ
れた監視センター１の電話番号をＰＨＳ回線３に送出
し、センターコンピュータ１１との接続を行い、変換さ
れた測定データを送り出した後ＰＨＳ端末３０をオンフ
ックし、回線の接続を切る役割を果たす。これにより、
設備異常の早期発見が効率的に実現する。なお、センタ
ーコンピュータ１１に送られた測定データには、長いサ
ンプリング周期で取り込まれたものと、その後の短いサ
ンプリング周期で取り込まれたものとが含まれている
が、前者のデータは今後の機器の動向予測に用いられ、
後者のデータは現状の機器制御の基礎データとして用い
られる。

【００２３】このデータロギング装置２０は、上述し
た、予測値が警戒レベルに達したことで、測定データを
センターコンピュータ１１に送り出すモードだけではな
く、他のモードも備えている。他の１つのモードでは、
測定対象機器２のローカル監視制御盤２ａの警報出力と
スイッチング信号入力部２８を接続しておき、警報を受
け取った段階で送出トリガー部２４は送出トリガーを生
成してデータ伝送処理部２５に送り、前述したように、
データ伝送処理部２５はデータ格納部２２に格納された
測定データをセンターコンピュータ１１に伝送する。

【００２４】さらには、前もって設定された基準レベル
を越える測定データが検出された段階で、送出トリガー
部２４は送出トリガーを生成してデータ伝送処理部２５
に送り、データ格納部２２に格納された測定データをセ
ンターコンピュータ１１に伝送するモードも提供され
る。監視センター１が設備の全体的な分析において特定
の設備機器の測定データが必要となることがある。この
ようなケースに備え、このデータロギング装置２０のさ
らに別なモードでは、自動受信部２６ｂは監視センター
１からの呼出信号の着信があったときはＰＨＳ端末３０
をオフフックし、伝送内容が測定データの送信要求であ
れば、送出トリガー部２４に信号を送る。これにより、
送出トリガー部２４は送出トリガーを生成してデータ伝
送処理部２５に送り、前述したように、測定データはセ
ンターコンピュータ１１に伝送される。

【００２５】もちろん、ここでは詳しい説明をしない
が、送出トリガー部２４が自己クロックを用いて、定時
刻で送出トリガーを生成し、測定データの定時刻伝送を
行うモードもある。データロギング装置２０の上述した
動作モードは、任意に選択可能であるし、必要に応じ
て、複数のモードを同時に働かせることも可能である。
これまで述べた実施の形態では、移動体通信としてＰＨ
Ｓが採用されていたが、本発明がＰＨＳとの組み合わせ
に限定されているわけではなく、他の携帯電話システム
や、ＭＣＡなどの無線システムと組み合わせることもも
ちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデータロギング装置を用いたプラ
ント設備監視システムの概略ブロック図

【図２】本発明によるデータロギング装置の機能を説明
するための機能ブロック図

【図３】本発明における測定データの取り込み周期の変
更と測定データの予測値を説明する説明図

【符号の説明】

２ 検査対象機器 ３ ＰＨＳ回線 ２０ データロギング装置 ２０ａ センサー ２１ データ入力部 ２２ データ格納部 ２３ 評価手段 ２３ａ サンプリング変更部 ２３ｂ 測定データ予測部 ２３ｃ しきい値判定部 ２４ 送出トリガー部 ２５ データ伝送処理部 ２６ ＰＨＳ制御手段 ３０ ＰＨＳ端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 大 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 稲垣 幸彦 大阪府大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉電気株式会社内 (72)発明者 石田 芳明 大阪府大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉電気株式会社内 (72)発明者 藤田 典俊 大阪府大阪市淀川区三国本町１丁目９番９ 号 アイデックシステムズ株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサーから送られた測定データを収集
   するデータ入力部と、前記データ入力部で収集された測
   定データを格納するデータ格納部と、前記データ格納部
   の測定データを評価する評価手段と、前記データ格納部
   に格納された測定データを移動体通信回線に送出するデ
   ータ伝送処理部と、前記評価手段による評価結果に応じ
   て前記データ伝送処理部による測定データ送出のための
   トリガー信号を生成する送出トリガー部とを備えたデー
   タロギング装置。
2. 【請求項２】 前記評価手段は測定データが所定レベル
   に達したことを判定するしきい値判定部を備えており、
   前記送出トリガー部は測定データの所定レベルへの到達
   に基づいて前記トリガー信号を生成する請求項１に記載
   のデータロギング装置。
3. 【請求項３】 前記評価手段は測定データの履歴から測
   定データの予測を行う測定データ予測部を備えており、
   前記送出トリガー部は予測データの所定レベルへの到達
   に基づいて前記トリガー信号を生成する請求項１又は２
   に記載のデータロギング装置。
4. 【請求項４】 測定対象機器に関する警報信号を入力す
   るスイッチング信号入力部が備えられ、前記送出トリガ
   ー部は前記警報信号の入力に基づいて前記トリガー信号
   を生成する請求項１〜３のいずれか１項に記載のデータ
   ロギング装置。
5. 【請求項５】 前記送出トリガー部は前記移動体通信回
   線を介して接続されるセンターコンピュータからの要求
   に基づいて前記トリガー信号を生成する請求項１〜４の
   いずれか１項に記載のデータロギング装置。
6. 【請求項６】 アナログ信号である前記測定データをデ
   ィジタル化するために前記データ入力部はＡ／Ｄ変換器
   を備えており、前記評価手段の評価結果に応じて前記Ａ
   ／Ｄ変換器は前記測定データに対するサンプリング周期
   を変更する請求項１〜５のいずれか１項に記載のデータ
   ロギング装置。
7. 【請求項７】 前記データ伝送処理部と前記移動体通信
   回線のための移動体通信端末との間でのデータ転送のた
   めにＩｒＤＡに基づく光通信ポートが備えられている請
   求項１〜６のいずれか１項に記載のデータロギング装
   置。。
8. 【請求項８】 前記移動体通信端末に対する自動発信、
   自動着信機能が備えられている請求項７記載のデータロ
   ギング装置。
9. 【請求項９】 前記移動体通信回線がＰＨＳ回線である
   ことを特徴とする請求項７又は８に項に記載のデータロ
   ギング装置