(57)【要約】【課題】  対象設備の状態を監視・診断するために、プラントの広範囲において使用方法が簡便で高性能な携帯型診断器と固定型信号計測器を組み合わせたオン・オフライン設備診断システムを提供する。【解決手段】本発明においては、設備の状態診断をポケットサイズの携帯型診断器で実現するために、処理アルゴリズムが複雑で、比較的長い処理時間を必要とする状態診断機能を、計算能力が高くメモリ容量が大きい計算機に持たせ、計算機の中に構築された状態診断機能により状態診断を行い、診断の結果や設備管理情報を無線通信により携帯型診断器に転送し、携帯型診断器により広範囲でのオフライン設備診断を迅速に行う。また、必要があれば、無線通信機能を有する固定型信号計測器を加えたオン・オフライン設備システムの構成も実現できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン・オフライン設備診断システムをポケットサイズの携帯型診断器および固定型診断器との組み合わせで実現し、従来の有線通信機能に加え、次のような無線通信機能を有する設備診断システムを構築するために、
無線通信機能を有する携帯可能な計測部で対象設備の信号を計測する第１ステップと、
前記計測部で計測された信号を無線通信により前記携帯型診断器または前記固定型診断器へ転送する第２ステップと、
前記携帯型診断器または前記固定型診断器が前記計測部からの信号を無線通信により受信した後、データ処理を行い、波形データや設備情報を無線通信によりサーバの計算機へ転送する第３ステップと、
前記計算機の中に前もって構築された診断機能により、前記転送された波形データを処理し、設備状態を診断する第４ステップと、
前記計算機で診断した結果や設備管理情報を無線通信により前記携帯型診断器または前記固定型診断器へ転送する第５ステップと、
前記計算機から転送された診断結果や設備管理情報を前記携帯型診断器または前記固定型診断器に表示し、または、前記固定型診断器に転送された診断結果に基づいて設備状態を前記固定型診断器の表示部やアラームで知らせる第６ステップと、
前記携帯型診断器または前記固定型診断器で対象設備の保全管理に関する情報を前記計算機に問合わせることにより得る第７ステップと、を有することを特徴とする、現場設備の診断方法と管理方法。
【請求項２】
請求項１記載の第１、２ステップにおいて、
前記計測部にあるセンサで対象設備の信号を測定する第１工程と、
前記測定された信号を無線通信により前記携帯型診断器または前記固定型診断器へ転送する第２工程と、を有することを特徴とする設備診断システムのための計測信号の無線送信手段。
【請求項３】
請求項１記載の第３ステップにおいて、
前記携帯型診断器または前記固定型診断器が前記計測部から送信された信号を受信する第１工程と、
前記受信された信号を処理して得た波形データを無線通信により前記計算機へ転送する第２工程と、を有することを特徴とする設備診断システムのための波形データの無線送信手段。
【請求項４】
請求項１記載の第４、５ステップにおいて、前記計算機は、
前記携帯型診断器または前記固定型診断器からの送信合図を受けたら、前記波形データや設備情報を無線通信により受信する第１工程と、
前記波形データや設備情報に基づき、前もって構築された診断機能により設備状態を診断する第２工程と、
前記診断処理が終わると、前記携帯型診断器または前記固定型診断器へ送信合図を送り、診断結果や設備管理情報を送信する第３工程と、を有することを特徴とする、無線通信機能を有する設備のオン・オフライン状態診断手段。
【請求項５】
請求項１記載の第６ステップにおいて、携帯型診断器の第１の受信方式として、
前記携帯型診断器が前記計算機からの送信合図を受信すると、受信可能を示すランプやメッセージなどにより受信可能モードを表示する第１段階と、
前記携帯型診断器にある受信キーを押すことにより前記計算機からの診断結果や設備管理情報を受信する第２段階と、
前記携帯型診断器が受信した診断結果や設備管理情報を表示する第３段階と、を有することを特徴とする、設備診断のための信号の無線送受信手段。
【請求項６】
請求項１記載の第６ステップにおいて、携帯型診断器の第２の受信方式として、
前記携帯型診断器が前記計算機からの送信合図を受信すると、自動的に受信モードに入ると同時に、ランプやメッセージなどにより受信有りを表示する第１段階と、
前記携帯型診断器が前記計算機からの診断結果や設備管理情報を自動的に受信してメモリに保存する第２段階と、
前記携帯型診断器が受信した診断結果や設備管理情報を表示する第３段階と、を有することを特徴とする、設備診断のための信号の無線送受信手段。
【請求項７】
請求項１記載の第７ステップにおいて、前記診断結果や設備管理情報に基づき、前記計算機とネットワークを通して対象設備のメーカや保全関係者との双方向通信により対象設備の仕様や設計データや保全データ等の情報を前記携帯型診断器または前記固定型診断器で入手する現場設備の管理手段。
【請求項８】
対象設備の信号の計測機能と前記携帯型診断器または前記固定型診断器との有・無線通信機能を有する計測部と、
有・無線通信機能とデータの保存・表示機能と簡易診断機能と情報の問合わせ機能およびデータ処理機能を有する携帯型診断器または固定型診断器と、
前記携帯型診断器または前記固定型診断器との有・無線通信機能を有し、前記携帯型診断器または前記固定型診断器から受信した波形データや情報などを前記計算機へ転送する無線中継器と、
データ処理機能とデータ保存・表示機能と設備状態の診断機能と設備状態の予測機能と設備保全・管理情報処理機能、および前記携帯型診断器または前記固定型診断器または無線中継器との有・無線通信機能を有する計算機システムと、
を備えた、対象設備の状態診断、状態予測および保全管理を行う設備診断システムであって、該設備診断システムは、請求項１記載の方法を実行することを特徴とする。
【請求項９】
対象設備の信号を取得するための計測部、処理部、データ保存用メモリ、情報入力装置、出力表示装置、有・無線通信機能を備えた、対象設備の信号計測と状態診断を行う携帯型診断装置であって、該携帯型診断装置は、請求項２、３、５、６、７記載の方法を実行できることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は設備診断およびインフラ施設診断の分野において、対象物の状態診断を行うための状態診断および状態管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は主に次のような背景技術がある。
（１）計算機のみで状態診断を行う（例えば、特許文献１）。なお、本明細書記載の「計算機」とは実用上ポケットサイズで実現しにくい情報処理装置のことである。
（２）ポケットサイズの携帯型診断器で全ての状態診断を行う（例えば、特許文献２）。
（３）携帯型診断器と計算機を有線LANにより設備診断を行う。
（４）データ採集装置と計算機を有線LANにより設備診断を行う（例えば、特許文献３）。
（５）データ採集装置と計算機を無線通信により設備診断を行うが、計算機からデータ採集装置に診断結果を送らない（例えば、特許文献４）。
【特許文献１】特開平５−２６４３９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１２９１号公報
【特許文献３】特開平５−２０５１８５号公報
【特許文献４】特開平９−３３２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の諸手法には次のような問題があった。
第（１）の方法では、複雑な信号処理や診断処理などが容易に行え、状態診断システムが比較的容易に構築できるが、携帯型（ポケットサイズ）の診断器として実現することが困難である。
第（２）の方法では、ポケットサイズの携帯型診断器は計算能力やメモリ容量などの制限により複雑な信号処理や学習処理などのために非常に時間がかかるだけでなく、高精度が要求される設備診断問題に対応できない場合が多い。
第（３）と（４）の方法では、有線LANを用いるため、有線LANの配線や端子設置のためのコストが高いのみならず、現場における広い範囲での設備診断や設備管理としての利用が不便である。
第（５）の方法では、診断の結果や設備管理情報は信号計測装置へ返送されないため、現場の設備管理者が設備状態を直ちに知ることができないだけでなく、設備管理センタから設備管理に関する情報を迅速に獲得することも困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記に述べたような問題点を解決するために、本発明においては、処理アルゴリズムが複雑で、比較的長い処理時間を必要とする状態診断機能を、計算能力が高くメモリ容量が大きい計算機に持たせ、計算機の中に構築された状態診断機能により状態診断を行い、診断の結果を無線通信により携帯型診断器に転送し、携帯型診断器を用いて迅速に状態診断や状態管理を行うことができる。また、携帯型診断器は主に対象設備の信号計測、診断結果や設備管理情報の表示および計算機への問合わせの役割を果たす。また、サーバの計算機とインターネットを介して機器メーカ等への現場状況の説明やメーカへの問い合わせに即座に対応できるので、的確で且つ効率的な対策が立案できる。よって、本発明は生産現場に使用簡便で高性能な設備診断システムを提供できる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明においては、設備の状態診断をポケットサイズの携帯型診断器で実現するために、処理アルゴリズムが複雑で、比較的長い処理時間を必要とする状態診断機能を、計算能力が高くメモリ容量が大きい計算機（サーバ）に持たせ、計算機の中に構築された状態診断機能により状態診断を行い、診断の結果や設備管理情報を無線通信により携帯型診断器に転送し、携帯型診断器を用いて迅速に状態診断を行うことができる。また、必要があれば、無線通信機能を有する固定型診断器でオンライン状態監視を行うこともできる。
携帯型診断器は主に対象設備の信号計測、診断結果や設備管理情報の表示および計算機への問合わせの役割を果たす。計算機（サーバ）は、携帯型診断器および固定型診断器から転送されてきた計測信号に基づき、設備状態の診断や異常状態の原因分析や設備状態の傾向管理や設備状態の予測などのより高度な処理を行うこともできる。また、現場の設備管理者は携帯型診断器を用いて、無線通信と計算機（サーバ）とインターネットを介して、機器メーカ等への現場状況の説明やメーカへの問合わせが即座に行えるので、的確で且つ効率的な対策が立案できる。
よって、本発明は実際の設備管理や設備診断のために使用簡便で高性能な設備診断および設備管理システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本発明のシステム構成を示す。該システムは「計測部」、「携帯型診断器」、「固定型診断器」、「無線中継器」および「計算機（サーバ）」から構成される。
計測部の役割は
（１）信号の計測
（２）計測信号を携帯型診断器または固定型診断器へ送信
である。
携帯型診断器の役割は
（１）計測部からの信号の受信
（２）計算機への信号送信
（３）対象設備と計測ポイントに関する情報の送信
（４）診断結果や設備管理情報について計算機（サーバ）への問合せ
（５）簡易診断（温度や実効値など）
（６）診断結果や設備管理情報の受信
（７）診断結果や設備管理情報の表示
である。
無線中継器の役割は信号や情報の無線送受信の中継である。
固定型診断器の役割は、オンラインで設備の状態を監視し、具体的に、
（１）計測部からの信号の受信
（２）計算機への信号送信
（３）サーバの計算機から診断結果や設備管理情報の受信
（４）診断結果や設備管理情報の受信
（５）診断結果や設備管理情報の表示
（６）計算機への問合せ
（７）設備の状態が異常と判定された時、表示ランプや音（アラーム）による知らせ
である。
計算機（サーバ）の役割は、
（１）計測信号の受信
（２）計測信号に基づく診断
（３）診断結果や設備管理情報を携帯型診断器へ送信
（４）設備状態の管理
（５）寿命予測
（６）設備保全・管理情報などに関して、ネットワークを介して社内外部との双方向通信
（７）必要に応じて、計算機内の設備保全情報データベースに基づき設備管理に関する情報を携帯型診断器へ送信
（８）他の設備管理に関する処理
である。
【０００７】
図２は携帯型診断器（受信キーあり）の処理の流れを示す。携帯型診断器の処理内容は大きく分ければ、受送信部と計測・診断・表示部に分けられる。
受送信部においては、計算機から受信があれば、受信ありの合図が示されるが、受信するか否かは受信キーが押されたか否かによって決められる。また、必要があれば、診断結果や設備管理情報について計算機への問合せが行われる。
計測・診断・表示部においては、対象設備と計測ポイントに関する情報および計測条件が携帯型診断器に入力された後、信号が計測され、メモリに保存される。また、計算処理が簡単な温度値や実効値などのパラメータが計算されて表示される。さらに、計測された信号は信号転送キーが押されたか否かによって計算機への送信か否かが決まる。
図３は図２の流れに従って、設備管理を担当する人員が携帯型診断器を用いて設備診断を行う時の操作流れを示す。
【０００８】
図４は計算機からの送信があれば、自動的に受信する場合、携帯型診断器の処理流れを示す。図４の流れでは、図２に比べて違う点は、受送信部において計算機からの送信があれば自動的に受信することにある。
図５は図４の流れに従って、設備診断を担当する人員が携帯型診断器を用いて設備診断を行う時の操作流れを示す。
【０００９】
図６は計算機の処理流れを示す。計算機には診断機能と保全情報データベースが構築されている。計算機は常に携帯型診断器からの送信があるか否かを監視する。多数の携帯型診断器あるいは固定型診断器からの送信があった場合、受信した後、送信したものに受信終了の合図を送り、受信の先着順に処理していく。また、処理結果はメモリへ保存すると共に、その結果および設備管理情報を対応の携帯型診断器あるいは固定型診断器へ送信する。必要（携帯型診断器からの問合わせ等）があれば、インターネットを介して機器メーカ等への現場状況の説明やメーカへの問合わせに即座に対応し、現場に要求された処理を随時に行い、各種の保全管理情報を現場へ発信する。
【００１０】
図７は携帯型診断器のディスプレーに表示する内容の例を示す。診断結果と設備管理情報は計算機からの送信によるもので、表示すべき内容は階層的に表示する。なお、階層の表示順番は変えてもよい。
例えば、図７に示すように、第１層では、設備の簡易診断の結果を示す。すなわち、判定基準に従って設備の状態（正常、注意および危険）を度合（或いは、可能性や確率）で表す。診断の方法は、例えば、特許文献５、６に示すような方法がある。
第２層では、準精密診断の結果を示す。すなわち、設備の状態が異常と判定された場合、異常種類を特許文献５に示すように「構造系異常（低周波数領域）」、「自励系異常（中周波数領域）」および「摩耗系異常（高周波数領域）」に分類され、それぞれの度合（或いは、可能性や確率）が表示される。
第３層では、設備の異常状態を精密に診断した結果を示し、各異常の種類を度合（或いは、可能性や確率）で表す。異常種類の同定方法は、例えば、特許文献６，７、８に示した方法が用いられる。
第４階層では、設備管理に関す情報や計算機からの指示やアドバイスなどを表示する。このように、現場の設備管理人員は対象設備の診断結果と管理情報（処置方案含み）をいちいち事務所や管理センタに帰らなくても現場で携帯型診断器を用いて知ることができる。
すなわち、設備保全管理のデータベースを有する計算機（サーバ）と結ぶことにより、
（１）当該設備の過去の診断結果や補修履歴が分かる。
（２）対象設備の取扱説明書が現場で効率よく参照できる。
（３）対象設備の予備品や消耗品リストの確認や在庫状況を確認できる。
（４）必要があれば、ネットワークを介して外部の、例えば対象設備メーカと双方向通信を行い現場の状況説明やメーカからの問い合わせに即座に対応でき、有効な対策案を効率よく立案できる。
【特許文献５】特願２００１−１０２９１号公報
【特許文献６】特許公報第３３８２２４０号
【特許文献７】ＰＣＴ−ＪＰ００−０３００６
【特許文献８】特願２００３−１０１６３
【００１１】
図８は図１に示した設備診断システムを無線通信で実現するためのハードウェアの構成を示す図である。本システムは、計測部、携帯型診断器、固定型診断器、無線信号中継器、計算機およびネットワーク機器から構成される。なお、各通信部は必要に応じて有線通信機能を付加することができる。
【００１２】
図９は携帯型診断器の回路図の一例である。図９には、１はセンサ、２はアンプ、３は通信部、４は処理部、５は結果表示器、６はデータ用メモリ（ＲＡＭ）、７は通信部、８はＤＣポート、９は通信部、１０はＣＰＵ、１１はフラッシュメモリ（ＲＯＭ）、１２は外部計算機である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のシステム構成を示すグラフである。
【図２】携帯型診断器（受信キーあり）の処理の流れを示すグラフである。
【図３】設備点検を担当する人員が携帯型診断器（受信キーあり）を用いて設備診断を行う時の操作流れを示すグラフである。
【図４】携帯型診断器（自動受信）の処理の流れを示すグラフである。
【図５】設備点検を担当する人員が携帯型診断器（自動受信）を用いて設備診断を行う時の操作流れを示すグラフである。
【図６】計算機の処理流れを示すグラフである。
【図７】携帯型診断器のディスプレーに表示する内容の例を示すグラフである。
【図８】ハードウェアの構成を示すグラフである。
【図９】携帯型診断器の回路図の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１４】
図８中の記号について、
１  計測部
２  固定型診断器
３  計算機
４  携帯型診断器
５  計測部
【００１５】
図９中の記号について、
１  センサ
２  アンプ
３  通信部
４  処理部
５  結果表示器
６  データ用メモリ（ＲＡＭ）
７  通信部
８  ＤＣポート
９  通信部
１０  ＣＰＵ
１１  フラッシュメモリ（ＲＯＭ）
１２  外部計算機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006018781.tif 000008
【図７】
2006018781.tif 000009
【図８】
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【図９】
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