(57)【要約】【課題】無線タグを使用してプラントを監視する運転員の負担軽減をはかると共に、プラントとしての信頼性の向上をはかる。【解決手段】プラント１の任意の箇所に設置されたセンサを含む１以上の監視装置２を介して得られる計測情報を用いてプラント１の監視を行うプラント監視システムであって、電力を無線で供給して通信により情報収集を行う情報収集端末装置３と、情報収集端末装置３を携帯する運転員の移動に伴い、情報収集端末装置３から電力供給を受けることによって順次起動され、センサを介して得られる計測情報を情報収集端末装置３へ無線送信する１以上の監視装置２を備えることを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004127161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの任意の箇所に設置されたセンサを含む１以上の監視装置を介して得られる計測情報を用いてプラントの監視を行うプラント監視システムであって、
電力を無線で供給して通信により情報収集を行う情報収集端末装置と、
前記情報収集端末装置を携帯する運転員の移動に伴い、前記情報収集端末装置から電力供給を受けることによって順次起動され、前記センサを介して得られる計測情報を前記情報収集端末装置へ無線送信する１以上の監視装置を備えることを特徴とするプラント監視システム。
【請求項２】
前記監視装置は、
前記センサによる計測情報の他に、設置された箇所のそれぞれにユニークに付された識別子を無線送信することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視システム。
【請求項３】
前記情報収集端末装置は、
前記１以上の監視装置からセンサによる計測情報と識別子を受信してその属性を取り込み、タイムスタンプを付加して順次上位装置へ転送することを特徴とする請求項２に記載のプラント監視システム。
【請求項４】
前記監視装置は、前記センサに実装される無線タグとし、前記情報収集端末装置は、電力を供給する電波発信機を備えた運転員が着用するウェアラブルコンピュータとすることを特徴とする請求項１に記載のプラント監視システム。
【請求項５】
プラントの任意の箇所に設置されたセンサを含む１以上の監視装置を介して得られる計測情報を用いてプラントの監視を行うプラント監視方法であって、
運転員が携帯する情報収集端末装置から無線による電力供給を受けることによって起動され、前記センサを介して得られる計測情報を前記情報収集端末装置へ無線送信する工程と、
運転員の移動に伴い電波の届く範囲に位置する前記１以上の監視装置から順次その計測情報を取り込み、上位装置へ転送してプラントを監視する工程と、
を有することを特徴とするプラント監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントの任意の箇所に設置されたセンサを含む監視装置を介して得られる計測情報を用いてプラントの監視を行う、プラント監視システムおよびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力等の大規模なプラントにおいて、従来、プラントの随所に設けられる各計器は、主要なもののみ中央操作室まで信号線で引出し、その値が監視され、その他一般の計器については運転員が定期的に巡回してその値を記録していた。
【０００３】
一方、ＲＦ−ＩＤ（無線周波数確認）技術を利用し、配管の漏水検知を行う監視システムが提案されている（特許文献１参照）。ＲＦ−ＩＤ技術とは、所定周波数の電波によってコイルに誘導起電力を発生させ、その電力をデータ送受信部へ供給することにより信号の送受信を行わせる技術であり、無線タグとして実装され、電源を必要としないことが特徴となる。
このＲＦ−ＩＤ技術を応用して監視を行うシステムは、上記した漏水検知の分野以外にも、温度、湿度、ガス濃度、振動等に関するセンサの検知情報を外部から非接触で読み取り監視する火力プラントへの適用も考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２９１１８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の火力等、大規模なプラントにおいて、主要計器については中央操作室まで信号線が引き廻されるため、プラントの規模が大きくなるにつれ配線が複雑になり、そのためのスペースの確保を要する。また、一般の計器については、運転員が定期的に巡回して計測値を記録する必要があったため手間がかかっていた。更に、一般の計器については中央操作室までその計測値が伝わるまでにタイムラグを生じ、その間の異常発生が致命的になる危険性も孕んでいる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記したＲＦ−ＩＤ技術をプラント監視に適用して、プラントの随所に実装されるセンサを含む監視装置を介して得られる計測情報を情報収集端末装置へ無線送信し、運転員の移動に伴い電波の届く範囲に位置する１以上の監視装置から順次その計測情報を取り込み、上位装置へ転送してプラントを監視する構成とすることにより、運転員の負担軽減をはかると共に、プラントとしての信頼性の向上をはかった、プラント監視システムおよびその方法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】
上記した課題を解決するために本発明は、プラントの任意の箇所に設置されたセンサを含む１以上の監視装置を介して得られる計測情報を用いてプラントの監視を行うプラント監視システムであって、電力を無線で供給して通信により情報収集を行う情報収集端末装置と、前記情報収集端末を携帯する運転員の移動に伴い、前記情報収集端末装置から電力供給を受けることによって順次起動され、前記センサを介して得られる計測情報を前記情報収集端末装置へ無線送信する１以上の監視装置を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、監視装置が、情報収集端末装置を携帯する運転員の移動に伴い、情報収集端末装置から電力供給を受けることによって順次起動され、センサを介して得られる計測情報を情報収集端末装置へ無線送信することで、運転員は巡回記録の手間から解放され、中央操作室ではリアルタイムにその計測値を得ることができるため、信頼性の向上をはかったプラント監視システムを提供することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記監視装置は、前記センサによる計測情報の他に、設置された箇所のそれぞれにユニークに付された識別子を無線送信することを特徴とする。
本発明によれば、監視装置は、計測情報と識別子により、プラントのＣＡＤ図面と照合することにより、設置場所を特定することができ、異常発生の際に迅速な対応が可能となる。
【００１０】
また、本発明において、前記情報収集端末装置は、前記１以上の監視装置からセンサによる計測情報と識別子を受信してその属性を取り込み、タイムスタンプを付加して順次上位装置へ転送することを特徴とする。
本発明によれば、中央操作室に設置される上位装置は、プラントの随所に設置されるセンサ毎の計測情報、ならびに計測時の時間情報を順次リアルタイムに得ることができるため、プラントの統合管理が可能になる。
【００１１】
また、本発明において、前記監視装置は、前記センサに実装される無線タグとし、前記情報収集端末装置は、電力を供給する電波発信機を備えた運転員が着用するウェアラブルコンピュータとすることを特徴とする。
本発明によれば、ウェアラブルコンピュータを着用した運転員が巡回移動するだけでセンサに実装される無線タグから順次計測情報を得、上位装置へ転送することができるため、その間の操作が自動化され、運転員の負担が大幅に軽減される。
【００１２】
上記した課題を解決するために本発明は、プラントの任意の箇所に設置されたセンサを含む１以上の監視装置を介して得られる計測情報を用いてプラントの監視を行うプラント監視方法であって、運転員が携帯する情報収集端末装置から無線による電力供給を受けることによって起動され、前記センサを介して得られる計測情報を前記情報収集端末装置へ無線送信する工程と、運転員の移動に伴い電波の届く範囲に位置する前記１以上の監視装置から順次その計測情報を取り込み、上位装置へ転送してプラントを監視する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、情報収集端末装置を携帯する運転員の移動に伴い、監視装置が情報収集端末装置から電力供給を受けることによって順次起動され、センサを介して得られる計測情報を情報収集端末装置へ無線送信することで、運転員は巡回記録の手間が省け、中央操作室ではリアルタイムにその計測値を得ることができるため、信頼性の向上がはかれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプラント監視システムのシステム構成を説明するために引用した図である。
図１において、１はプラント、およびプラント内に設置される監視対象機器である。プラント１内には、温度、圧力、ガス濃度等を計測する各種センサ類が実装されている。２は、監視装置であり、センサが接続された無線タグで構成される。３は、運転員が携帯する情報収集端末であり、移動に伴い電波の届く範囲も動くため、その電波の届く範囲に位置する監視装置２のみスリープ状態から起動され、情報収集端末装置３との間で通信のためのリンクが設定される。
情報収集端末装置３は、ここでは運転員が着用するウェアラブルコンピュータとし、運転員の移動に伴い監視装置２を経由して取込まれるセンサＩＤならびにセンサ計測値を取り込み、構内回線（ＬＡＮ）、あるいは無線等の有線／無線を問わない通信網４を介して集中操作室にある上位装置５に送信してその診断を促す構成とする。
【００１５】
図２は、図１に示す監視装置２の内部構成を、図３は図１に示す情報収集端末装置３の内部構成を示すブロック図である。
監視装置２は、ＣＰＵ２１を制御中枢とし、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路２２、ＩＤメモリ２３、無線送受信回路２４が内部バス２５に共通接続されて構成される。Ａ／Ｄ変換回路２２は、センサを介して取込まれる計測値をディジタルデータに変換してＣＰＵ２１へ供給するために用いられる。ＩＤメモリ２３には、あらかじめセンサＩＤが記録され、このセンサＩＤをチェックすることにより、センサの属性を知ることができ、更に、中央操作室で持つプラント１のＣＡＤ図面との比較によりそのセンサの設置場所も知ることができる。
無線送受信回路２４は、情報収集端末装置３から電力を供給されたときに、ＡＤ変換回路２２を介して取込まれるセンサ計測値、およびＩＤメモリ２３に登録されてあるセンサ属性とを情報収集端末装置３へ無線送信する。
【００１６】
情報収集端末装置３は、ＣＰＵ３１を制御中枢とし、主記憶部３２、無線送受信回路３３、タイマＬＳＩ３４、上位装置インタフェース３５のそれぞれが内部バス３６を介して共通接続されることにより構成される。
ＣＰＵ３１は、主記憶部３２に格納されたプログラムに従い各部を制御し、ここでは、無線送受信回路３３を介して電磁波を供給し、その移動に伴いスリープ状態にある監視装置２をスリープ状態からスタンバイモードに遷移させ、その監視装置２との間で通信のためのリンクを確立する。そして、その監視装置２からＩＤならびにセンサ計測値を取り込み、それら情報にタイマＬＳＩ３４によって計時されるるタイムスタンプを付し、上位装置インタフェース３５を介して集中操作室の上位装置へ送信する。
なお、上位装置インタフェース３５は、情報収集端末装置３が上位装置５とＬＡＮ接続される場合は、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が実装される。
【００１７】
図４は、本発明のプラント監視システムの動作を説明するために引用した図であり、監視装置２、情報収集端末装置３、上位装置５間のやりとりを時系列的に示したシーケンス図である。
以下、図４を参照しながら、図１、図２に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
【００１８】
まず、運転員は、情報収集端末装置３がウェアラブルコンピュータとして実装された、例えばベストを作業着の上に着込み、プラント１内を巡回監視する。上記したように、プラント１内には至るところにセンサ類が実装されており、このセンサが接続される監視装置２は、情報収集端末装置３が近づくことにより電力が供給される。すなわち、運転員の移動に伴い、情報収集端末装置３から発せられる電波がその送受信圏内に位置する監視装置２にのみ、電力（ここでは電磁波とする）が供給される。
監視装置２は電力が供給されることにより、スリープモードからスタンバイモードに遷移し、センサによる計測値を送信することができる。ここでは、最初に、監視装置＃０が起動されたものとし（Ｓ４０１）、このとき、センサ＃０による計測値の他に、そのセンサにユニークに付されたセンサＩＤ（＃０）も送信する（Ｓ４０２）。
これらデータを受信した情報収集端末装置３は、タイマＬＳＩ３４によって計時され、生成されるタイムスタンプを付し、上位装置５に対して通信網４を介し、有線あるいは無線送信する（Ｓ４０３）。
【００１９】
上位装置５は、これら受信データからプラント１内の設置場所およびセンサの属性を得て診断を行う。そして、その診断結果を情報収集端末装置３へ返し（Ｓ４０４）、正常であれば、次のセンサによる監視を要求し、異常が発見された場合は再計測等の指示を与える。ここでは、センサ（＃０）による監視は正常と判断されたとする。
運転員は、センサ（＃０）による監視が清浄と判断されたことにより、プラント１内を移動し、次に位置するセンサ（＃１）の設置場所に近づいたとする。ここで、情報収集端末装置３は、監視装置２（＃１）に電力を供給し（Ｓ４０５）、監視装置２との間で通信リンクが確立され、監視装置２からセンサ（＃１）による計測値およびそのＩＤが送信される（Ｓ４０６）。
【００２０】
これらデータを受信した情報収集端末装置３は、タイマＬＳＩ３４によって計時され生成されるタイムスタンプを付して上位装置５へ送信するが（Ｓ４０７）、上位装置５は、その診断結果として異常を検知したとする（Ｓ４０８）。これを受けた情報収集端末装置３は、該当する監視装置２（＃１）との間で通信を行い、センサ＃１を介して再計測等の措置を行う（Ｓ４０９）。そして、再度センサ（＃１）による計測が行われ（Ｓ４１０）、ＩＤ、タイムスタンプと共に再送信される（Ｓ４１１）。
ここで、上位装置５により正常と判断された場合には次に位置するセンサ（＃２）の監視に移るが（Ｓ４１２）、再度異常が検出された場合には、異常回復のための措置を実行するために、情報収集端末装置３と上位装置５との間で更なるデータ交換が行われる。場合によっては、専門員を派遣して該当箇所の修理、該当機器の交換等の措置が取られる。
以上の動作を繰り返すことにより、プラント１内の監視が行われる。
【００２１】
図５は、情報収集端末装置の動作を説明するために引用したフローチャートであり、具体的には、情報収集端末装置が実行するプログラムの処理手順が示されている。
情報収集端末装置３は、無線送受信回路３３を介して電磁波を送信しており、運転員の移動に伴いその送受信可能な圏内も移動する。そこでその電波の送受信圏内に位置する監視装置２のみがスリープモードからスタンバイモードに移行し、その監視装置２からのみ接続されたセンサによる計測値およびセンサＩＤを取込むことができる（Ｓ５１、Ｓ５２）。
そして、タイムスタンプを付加して上位装置５へ送信し（Ｓ５３）、その診断結果を待つ。上位装置５による診断結果を受信し（Ｓ５４）、その診断診断結果が正常であれば（Ｓ５５Ｎｏ）、プラント１内を移動してＳ５１移行の処理を繰り返して次に位置する監視装置に電力を供給してそのセンサ計測値を取り込み、異常であれば（Ｓ５５Ｙｅｓ）、再度同じ監視装置２を介してセンサ計測値を取り込み（Ｓ５６）、Ｓ５３移行の処理を繰り返す。
【００２２】
以上説明のように本発明は、ＲＦ−ＩＤ技術をプラント監視に適用して、プラントの随所に実装されるセンサを含む監視装置を介して得られる計測情報を情報収集端末へ無線送信し、運転員の移動に伴い電波の届く範囲に位置する１以上の監視装置から順次その計測情報を取り込み、上位装置へ転送してプラントを監視する構成とすることにより、運転員の負担軽減をはかると共に、プラントとしての信頼性の向上をはかったものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、監視装置が、情報収集端末を携帯する運転員の移動に伴い、情報収集端末から電力供給を受けることによって順次起動され、センサを介して得られる計測情報を情報収集端末へ無線送信することで、運転員は巡回記録の手間から解放され、中央操作室ではリアルタイムにその計測値を得ることができるため、信頼性の向上をはかったプラント監視システムを提供できる。また、監視装置は、計測情報と識別子により、プラントのＣＡＤ図面と照合することにより、設置場所を特定することができ、異常発生の際に迅速な対応が可能となる。
【００２４】
更に、本発明によれば、中央操作室に設置される上位装置は、プラントの随所に設置されるセンサ毎の計測情報、ならびに計測時の時間情報を順次リアルタイムに得ることができるため、プラントの統合管理を可能とし、また、ウェアラブルコンピュータを着用した運転員が巡回移動するだけでセンサに実装される無線タグから順次計測情報を得、上位装置へ転送することができめため、その間の操作が自動化され、運転員の負担が大幅に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラント監視システムのシステム構成を説明するために引用した図である。
【図２】図１に示す監視装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す情報収集端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明実施形態の動作を説明するために引用したシーケンス図である。
【図５】本発明実施形態の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【符号の説明】
１…プラント、２…監視装置、３…情報収集端末装置、４…通信網、５…上位装置、２１…ＣＰＵ、２２…Ａ／Ｄ変換回路、２３…ＩＤメモリ、２４…無線送受信回路、２５…内部バス、３１…ＣＰＵ、３２…主記憶部、３３…無線送受信回路、３４…タイマＬＳＩ、３５…上位装置インタフェース、３６…内部バス
【図１】
2004127161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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