(57)【要約】【課題】現場設備から収集した現場設備の状態を示すデータの異常発生前後の十分なデータ量を蓄積できるテレメータ装置を得る。【解決手段】現場設備のプロセス計測データ及び現場設備の状態を示す接点信号４をデータ入力部が高速サンプリングで入力し、入力データを通信サンプリング部１８及び通信制御部１９ａにより、通信回線５を介して中央監視設備２に送信するとともに、常時格納エリア１５ａに格納する一方、データ検定部１２で、接点信号４のビット変化の有無を検定し、このビット変化をトリガーにして、常時格納エリア１５ａが満杯になった場合に、常時格納エリア１５ａに保存していたデータを大容量の退避エリア（２）１５ｄに移動して保存し、この退避エリア（２）１５ｄのデータを、中央監視設備２の要求に応じて、中央監視設備２に送信するようにした。【選択図】図１
2015099414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場設備のデータを収集し、中央監視設備に通信回線を介して定周期で送信するテレメータ装置であって、
上記現場設備のプロセス計測データ及び上記現場設備の状態を示すビットデータを上記定周期より高速の周期で入力する入力部、
この入力部により入力されたデータを格納する常時格納エリア、
この常時格納エリアが上記データで満杯になった場合に上記常時格納エリアのデータを保存する第一の退避エリア、
上記入力部に入力された上記ビットデータのビット変化を検定する検定部、
及びこの検定部により、上記ビット変化が検定された場合に、上記常時格納エリアに保存されたデータを移動し、保存する、上記第一の退避エリアより容量の大きい第二の退避エリアを備え、
上記第一の退避エリアに保存されたデータは、ユーザの操作により上記第二の退避エリアに移動され、
上記第二の退避エリアに保存されたデータは、要求に応じて上記中央監視設備に送信されることを特徴とするテレメータ装置。
【請求項２】
上記検定部は、上記プロセス計測データに特定以上の偏差が発生するかどうかを検定し、
上記検定部による検定で、上記プロセス計測データに特定以上の偏差が発生した場合に、上記常時格納エリアに保存されたデータは、第二の退避エリアに移動されることを特徴とする請求項１記載のテレメータ装置。
【請求項３】
上記検定部は、上記プロセス計測データに特定以上の偏差が発生するかどうかを検定し、
上記プロセス計測データに特定以上の偏差が発生した場合と、上記ビットデータのビット変化との組み合わせを条件として、上記常時格納エリアに保存されたデータは、第二の退避エリアに移動されることを特徴とする請求項１記載のテレメータ装置。
【請求項４】
上記第二の退避エリアのデータを保存する外部保存メディアを実装した外部保存部を備え、
ユーザの操作により、上記第二の退避エリアのデータを上記外部保存部に移動し、保存させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のテレメータ装置。
【請求項５】
無線で外部装置と通信を行う無線通信部を備え、
上記第二の退避エリアのデータを上記外部保存部に移動させるユーザの操作は、上記外部装置により行われることを特徴とする請求項４記載のテレメータ装置。
【請求項６】
無線で外部装置と通信を行う無線通信部を備え、
上記第一の退避エリアに保存されたデータを上記第二の退避エリアに移動させるユーザの操作は、上記外部装置により行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載のテレメータ装置。
【請求項７】
停電中に電源供給するバッテリーを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載のテレメータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業プラントや公共プラントの現場のデータを取得して、通信回線を使って中央監視設備に送信するテレメータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１の従来のプロセス監視システムでは、オペレータズコンソールの処理するトレンドデータ表示用のプロセス計測データの収集を、コントローラが行い、オペレータズコンソールからの要求に応じて送信するものが記載されている。
特許文献１では、コントローラが、収集したデータをＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファに、例えば６００秒のデータを蓄積する。プロセスデータに対し、上下限設定や変化率設定を行い、異常検知すると、異常検出信号により遅延タイマが起動して、ＦＩＦＯバッファの６００秒のデータは、プロセス異常の発生から一定時間後に自動的に蓄積バッファに退避されるようになっている。つまり、遅延タイマの設定によって、蓄積バッファには異常発生前後６００秒のデ−タが格納される。この異常検出については、プロセスデータに対し、上下限設定や変化率設定を行い、異常検知する。
そして、オペレータズコンソールの運転員が、対応する計器を表示してトレンドデータの表示を指令すると、蓄積バッファを選択して、異常が発生した時点の前後のトレンドグラフが表示されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−７９８５８号公報（第４〜６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプロセス監視システムでは、常時入力しているプロセス計測データを蓄積の対象とし、異常発生時にプロセス計測データをＦＩＦＯバッファと同じ量だけしか保存しないため、この保存したプロセス計測データを基にしたトレンドグラフの表示しかできないという問題があった。
また、ＦＩＦＯバッファのプロセス計測データを蓄積バッファに保存開始するトリガーを、プロセス計測データの異常検出時としているため、プロセス計測データの異常以外の条件でデータを保存することはできなかった。
また、異常発生前後の特定時間のデータを保存するため、異常発生＋特定時間内のデータしかトレンドグラフ表示できないため、事象が発生する特定時間以前のプロセス変化の詳細は不明であった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、現場設備から収集した現場設備の状態を示すデータの異常発生前後の十分なデータ量を蓄積できるテレメータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わるテレメータ装置においては、現場設備のデータを収集し、中央監視設備に通信回線を介して定周期で送信するテレメータ装置であって、現場設備のプロセス計測データ及び現場設備の状態を示すビットデータを定周期より高速の周期で入力する入力部、この入力部により入力されたデータを格納する常時格納エリア、この常時格納エリアがデータで満杯になった場合に常時格納エリアのデータを保存する第一の退避エリア、入力部に入力されたビットデータのビット変化を検定する検定部、及びこの検定部により、ビット変化が検定された場合に、常時格納エリアに保存されたデータを移動し、保存する、第一の退避エリアより容量の大きい第二の退避エリアを備え、第一の退避エリアに保存されたデータは、ユーザの操作により第二の退避エリアに移動され、第二の退避エリアに保存されたデータは、要求に応じて中央監視設備に送信されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、現場設備のデータを収集し、中央監視設備に通信回線を介して定周期で送信するテレメータ装置であって、現場設備のプロセス計測データ及び現場設備の状態を示すビットデータを定周期より高速の周期で入力する入力部、この入力部により入力されたデータを格納する常時格納エリア、この常時格納エリアがデータで満杯になった場合に常時格納エリアのデータを保存する第一の退避エリア、入力部に入力されたビットデータのビット変化を検定する検定部、及びこの検定部により、ビット変化が検定された場合に、常時格納エリアに保存されたデータを移動し、保存する、第一の退避エリアより容量の大きい第二の退避エリアを備え、第一の退避エリアに保存されたデータは、ユーザの操作により第二の退避エリアに移動され、第二の退避エリアに保存されたデータは、要求に応じて中央監視設備に送信されるので、現場設備から収集した現場設備の状態を示すビットデータの異常発生前後の十分なデータ量を蓄積し、中央監視設備での分析に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１〜実施の形態３によるテレメータ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態４によるテレメータ装置を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態５によるテレメータ装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態６によるテレメータ装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるテレメータ装置を示す構成図である。
図１において、通信回線５を介して、中央監視設備２に接続される現場側テレメータ装置１は、次のように構成されている。
プロセス計測入力部１１ａは、現場設備のプロセス計測データを電圧や電流に変換するセンサー３と接続され、プロセス計測データを高速サンプリング周期で入力し、Ａ／Ｄ変換する。故障・状態ビット入力部１１ｂは、現場の故障や状態を示すビットデータを接点出力する現場設備の接点信号４を高速サンプリング周期で入力する。プロセス計測入力部１１ａと故障・状態ビット入力部１１ｂとは、データ入力部（入力部）を構成している。
【００１０】
データ検定部１２（検定部）は、プロセス計測データ及び故障や状態を示すビットデータについて、異常の検定を行う。プロセス計測データについては上下限検定や変化率検定を行い、故障・状態ビットデータ（接点信号）については、ビットの変化を検定する。
通信サンプリング部１８は、データ検定部１２のプロセス計測データ及びビットデータを、定周期の同じタイミングでサンプリングし、組み合わせて、通信制御部１９ａにより、中央監視設備２に送信する。
通信制御部１９ａは、これらのデータを、通信回線５を介して中央監視設備２の通信制御部２０へ送る。
なお、データ入力部がプロセス計測データ及び故障や状態を示すビットデータを入力するときのサンプリング周期は、通信制御部１９ａが中央監視設備２に伝送する周期よりも大幅に高速になっている。
【００１１】
常時格納エリア１５ａは、データ検定部１２の出力側にあるデータ分岐点１３で分岐されたプロセス計測データ及び故障や状態を示すビットデータに、時刻発生部１５ｂが生成した時刻を付加して、満杯になるまで格納する。このときのデータ伝送の周期は、データ入力部の入力周期と同じ周期により行う。
退避エリア（１）１５ｃ（第一の退避エリア）は、常時格納エリア１５ａが満杯になった場合に、データを移動し、以前のデータに上書きして保存する。
【００１２】
退避エリア（２）１５ｄ（第二の退避エリア）は、データ検定部１２で、故障・状態ビット入力部１１ｂから転送されたビットデータの異常を検知した場合に、これをトリガーとして、常時格納エリア１５ａのデータを移動し、保存を行う。このため、退避エリア（２）１５ｄは、非常に大きい容量を持っている。
退避エリア（２）１５ｄに保存されているデータは、中央監視設備２のデータ送信要求操作により、中央監視設備２へデータを送信される。
また、任意操作により、退避エリア（１）１５ｃのデータを、強制的に退避エリア（２）１５ｄに移動させることも可能である。
【００１３】
中央監視設備２は、次のように構成されている。
通信制御部２０は、通信制御部１９ａと通信回線５を介して通信を行う。データ処理装置２１は、通信制御部２０によって受信されたデータを、データ表示部２２に表示し、帳票プリンタ２３による印刷を行うための処理を行う。
【００１４】
次に、動作について説明する。
現場側テレメータ装置１は、センサー３のプロセス計測データをプロセス計測入力部１１ａで、現場設備の故障や状態を示すビットデータ（接点信号４）を故障・状態ビット入力部１１ｂで、高速のサンプリング周期による取込みを行う。
取込みされたデータは、データ検定部１２により、事前に設定登録された故障・状態ビットデータ（接点信号）のビット変化があるかどうかの検定を行う。
事前に登録された故障・状態ビットデータのビット変化が無い場合は、常時格納エリア１５ａに保存し、常時格納エリア１５ａが満杯になれば、退避エリア（１）１５ｃにデータを移動させる。
このとき、前回移動し保存されていた退避エリア（１）１５ｃのデータに上書きするとともに、新たに取込したデータを常時格納エリア１５ａに保存し始める。
【００１５】
データ検定部１２の検定で、事前に設定登録された故障・状態ビットデータ（接点信号）のビット変化が発生した場合は、プロセス計測データと故障・状態ビットデータを常時格納エリア１５ａに保存し続け、常時格納エリア１５ａが満杯になれば、常時格納エリア１５ａのデータを、退避エリア（２）１５ｄに移動させ、次に取込みしたデータを常時格納エリア１５ａに保存し始める。
すなわち、ビット変化発生の前後のデータを常時格納エリア１５ａから退避エリア（２）１５ｄに保存させることができる。
退避エリア（２）１５ｄに移動し、保存されたデータは、中央監視設備２からのデータ送信要求操作により、通信制御部１９ａを経て、中央監視設備２へ送信される。
【００１６】
事前に登録された故障・状態ビットデータのビット変化の有無に係わらず、データ分岐点１３で分割されたデータは、通信サンプリング部１８と通信制御部１９ａを経由し、中央監視設備２へ常時、伝送される。
【００１７】
実施の形態１によれば、常に高速でサンプリングされたプロセス計測データと故障・状態ビットデータを、常時格納エリア１５ａに保存する動作を行っているとともに、データ検定部１２で事前に登録済みの故障・状態ビットデータのビット変化が発生した場合にはこれをトリガーとして、常時格納エリア１５ａの保存データを退避エリア（２）１５ｄに移動し、保存するようにしたので、このビット変化をトリガーとする動作を加えたことにより、地震発生後だけではなく、発生以前の流量や震度などのプロセス計測データや故障・状態ビットデータの非常に詳細な変化を保存することが可能となる。
また、この保存されたデータを中央監視設備２へ送信することにより、中央監視設備２側で事象発生以前からのデータの解析が可能となる。
【００１８】
また、センサーからのプロセス計測データや故障や状態を示すビットデータを高速の周期で入力し、退避エリア（２）１５ｄに蓄積したデータを中央監視設備２で分析できるため、通信回線を介して伝送されるデータよりも非常に短い周期のデータ変化が分析でき、より詳細に異常発生のメカニズム解析を行なうことが可能である。
さらに、データを保存するエリアを常時格納エリア１５ａのみとすると、常時格納エリア１５ａが満杯になり上書きし始めたその直後に異常が発生した場合に上書きされる以前のデータが重要になることが考えられるため、一時的にデータを別場所の退避エリア（１）１５ｃに移動させることで、次に常時格納エリア１５ａが満杯になるまでは、データを残しておくことが可能で、退避エリア（１）１５ｃと常時格納エリア１５ａのデータを取出し分析することが可能になる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１では、データ検定部１２により検定される故障・状態ビットデータのビット変化発生を、常時格納エリア１５ａから退避エリア（２）１５ｄに移すトリガーとしていたが、実施の形態２は、プロセス計測データの偏差発生をトリガーとするものである。
これにより、漏水などによる流量や圧力が急変する直前からの詳細の変化を保存可能であり、漏水などの解析をより細かく行うことができる。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態１では、故障・状態ビットデータのビット変化をトリガーとし、実施の形態２では、プロセス計測データの偏差発生をトリガーとして、常時格納エリア１５ａから退避エリア（２）１５ｄに移していたが、実施の形態３は、データ検定部１２で、実施の形態１のビット変化と実施の形態２の偏差発生を組み合わせてトリガーとするものである。
これにより、地震などの現場設備からの故障・状態ビットデータのビット変化だけでなく、地震などの外因がない漏水発生時の流量や圧力の偏差発生時にもデータを保存することが可能となる。
【００２１】
実施の形態４．
図２は、この発明の実施の形態４によるテレメータ装置を示す構成図である。
図２において、１〜５、１１ａ、１１ｂ、１２、１３、１５ａ〜１５ｄ、１９ａ、２０〜２３は図１におけるものと同一のものである。図２では、現場側テレメータ装置１に、外部メモリメディアを実装した外部保存部１６を設けるとともに、退避エリア（１）１５ｃのデータを退避エリア（２）１５ｄに移動させる機能スイッチ１７ａと、退避エリア（２）１５ｄのデータを外部保存部１６に移動し、保存させるスイッチ１７ｂを設けている。
【００２２】
実施の形態４の現場側テレメータ装置１には、退避エリア（１）１５ｃのデータを退避エリア（２）１５ｄに移動させる機能スイッチ１７ａと、退避エリア（２）１５ｄのデータを外部保存部１６に挿されたコンパクトフラッシュ（登録商標）カードやＳＤカードに移動し保存させるスイッチ１７ｂを設けている。
現場側テレメータ装置１本体のこれらのスイッチの任意操作により、外部保存部１６に実装されたコンパクトフラッシュカードやＳＤカードなどの外部メモリメディアにデータを移動させることができる。
【００２３】
実施の形態４によれば、現場側テレメータ装置１と中央監視設備２との通信回線５が異常等で中央監視設備２からのデータ要求操作や、現場側テレメータ装置１のデータを送信することができない場合でも、現場側テレメータ装置１が動作している間のデータを外部に取出すことが可能となる。
また、現場側テレメータ装置１本体にある外部保存部１６のコンパクトフラッシュカードやＳＤカードに、退避エリア（２）１５ｄのデータを移動させ、持ち帰ることにより、中央監視設備２でデータ送信した場合と同じようにデータ解析を行なうことができる。
【００２４】
実施の形態５．
図３は、この発明の実施の形態５によるテレメータ装置を示す構成図である。
図３において、１〜５、１１ａ、１１ｂ、１２、１３、１５ａ〜１５ｄ、１６、１７ａ、１７ｂ、１９ａ、２０〜２３は図２におけるものと同一のものである。図３では、現場側テレメータ装置１に無線ＬＡＮまたは赤外線による無線通信部１９ｂを設け、パソコン３０との無線通信を可能にしている。
【００２５】
実施の形態４では、現場側テレメータ装置１本体のスイッチの操作により、退避エリア（１）１５ｃのデータを退避エリア（２）１５ｄに移動させ、また、退避エリア（２）１５ｄのデータを外部保存部１６に挿されたコンパクトフラッシュカードやＳＤカードに移動し保存させるようにしたが、実施の形態５は、無線通信部１９ｂを現場側テレメータ装置１に付加することにより、現場側テレメータ装置１本体を直接操作しなくても、無線接続されたパソコン３０の操作により、データの移動や取出しを行うことが可能となる。
例えば、現場側テレメータ装置１が電柱や地下マンホール内に設置されている場合でも、現場側テレメータ装置１本体を直接触れなくてもデータを無線で受信し、取出すことができる。
ここで、無線としては、無線ＬＡＮ、特定小電力無線、小電力無線、赤外線を使った通信装置である。
【００２６】
実施の形態５によれば、現場側テレメータ装置１に無線通信部１９ｂを設け、パソコン３０と無線通信できるようにしたので、現場側テレメータ装置１本体を操作することなく、パソコン３０の操作により、データの移動や取出しを行うことができる。
【００２７】
実施の形態６．
図４は、この発明の実施の形態６によるテレメータ装置を示す構成図である。
図４において、１〜５、１１ａ、１１ｂ、１２、１３、１５ａ〜１５ｄ、１６、１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０〜２３、３０は図３におけるものと同一のものである。図４では、現場側テレメータ装置１に、停電中でも動作させるためのバッテリー１０ｂと、このバッテリー１０ｂを商用受電中に充電する整流器１０ａとを設けている。
【００２８】
実施の形態６は、実施の形態５の現場側テレメータ装置１に停電中でも動作可能なバッテリー１０ｂを装備した。
これにより、現場側テレメータ装置１は、停電が発生してもプロセス計測データや故障・状態ビットデータを取り込むことが可能となり、データの保存や取出しも可能となる。
【００２９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  現場側テレメータ装置、２  中央監視設備、３  センサー、４  接点信号、
５  通信回線、１０ａ  整流器、１０ｂ  バッテリー、１１ａ  プロセス計測入力部、
１１ｂ  故障・状態ビット入力部、１２  データ検定部、１３  データ分岐点、
１５ａ  常時格納エリア、１５ｂ  時刻発生部、１５ｃ  退避エリア（１）、
１５ｄ  退避エリア（２）、１６  外部保存部、１７ａ  機能スイッチ、１７ｂ  スイッチ、
１８  通信サンプリング部、１９ａ  通信制御部、１９ｂ  無線通信部、
２０  通信制御部、２１  データ処理装置、２２  データ表示部、２３  帳票プリンタ、３０  パソコン。
【図１】
2015099414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015099414.tif 000006