CN107888649A - 故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

故障检测装置(16)与网络(21)连接，与将控制对象设备模型化而成的对象及该对象的特性相关的信息即服务信息在该网络(21)中流通。故障检测装置(16)具有服务信息接收部(38)、警报消息提取部(42)以及名称确认部(44)。服务信息接收部(38)接收服务信息。警报消息提取部(42)提取接收到的服务信息中的包含警报通知的服务信息。名称确认部(44)将对包含警报通知的服务信息附加的发送方对象标识符作为发送目的地，请求对象名称、以及当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称。由此，能够构建轻负荷的故障检测***。

Description

故障检测装置
技术领域
本发明涉及能够检测楼宇的机器设备的故障的故障检测装置。
背景技术
以往，已知有进行楼宇的机器设备和电力的管理的楼宇/能源管理***(BEMS：Building and Energy Management System)。在BEMS中，根据例如由美国供暖制冷空调工程师学会(ASHRAE)制定的BACnet(Building Automation and Control networking：楼宇自动化与控制网络化)协议，在各种控制装置(网络装置)之间进行通信。
通常，在将BEMS适用于规定的建筑物时采用分散控制***。即，按照空调设备、照明设备、防灾设备等的设备组类别设置下位控制装置(B-BC：BACnet BuildingController)。进而由上位控制装置(B-OWS：BACnet Operator Workstation)管理和操作各下位控制装置。
在设备组与上位控制装置的设置者(供销商)不同的情况下，例如A公司进行空调设备的构建、B公司进行上位控制装置的构建等，有时该设备组的下位控制装置与上位控制装置之间的信息(服务信息)交换变得困难。例如，有时未从下位控制装置提供上位控制装置请求的信息的一部分、或从下位控制装置输出的消息由于协议的差异等而难以分析。
因此，例如在日本特开2016-1384号公报中，在连接上位控制装置(管理装置)和下位控制装置(网关装置)的网络(第1网络)与连接下位控制装置和其属下的设备组的网络(第2网络)之间设置网络分析辅助装置。网络分析辅助装置存储有电文内容定义表和对象定义表，参照该表分析第2网络上传输的电文。
另外，在日本特开2014-153827号公报中，在产生了下位控制装置与上位控制装置的通信故障时，参照蓄积有通信故障的原因信息的数据库确定通信故障的原因。
另外，在日本特开2012-215925号公报中，针对下位控制装置取得处于该下位控制装置属下的设备的全部对象ID，并且取得各对象ID的全部特性信息。
然而，为了掌握高层楼宇等机器设备的数目庞大的建筑物中的全部设备的全部状态，需要容量庞大的存储装置。另外，为了掌握时刻变化的各设备的状态，需要进行数目庞大的点检查。进而，在建筑物内的设备更新时，随之还需要更新存储装置。这样的全点管理***在圈定了建筑物的管理项目的情况下，例如在仅圈定于故障检测的情况下，成为所谓的苛刻技术要求(over spec)，要求构建负荷更轻的***。
发明内容
本发明涉及与网络连接的故障检测装置，与将控制对象设备模型化而成的对象及该对象的特性相关的信息即服务信息在该网络中流通。该故障检测装置具有接收部、提取部以及确认部。接收部接收服务信息。提取部提取接收到的所述服务信息中的包含警报通知的服务信息。确认部将对所述包含警报通知的服务信息附加的发送方对象标识符作为发送目的地，请求对象名称、以及当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称。
根据本发明，专门提取在网络中流通的服务信息中的包含警报通知的服务信息。进而，通过向该服务信息的发送方询问警报的详情(对象名称、以及当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称)，不需要预先具备主数据等，能够构建负荷更轻的故障检测***。
另外，在与设置于建筑物的设备对应的对象中，跨越多个机器设备设定故障警报对象和异常警报对象等与警报通知对应的多个对象。但是，在从建筑物完成后随着老化而拆除的期间，即使对一次也没有进行过警报通知的牢固的设备，例如在法令上也设定与警报通知对应的对象。鉴于这样的施工实务，在本发明中，不预先对全部的故障警报对象和异常警报对象取入并存储与故障警报对象和异常警报对象对应的对象设备名称和故障/异常内容等的主数据，而是针对实际发出了警报通知的对象随时询问其具体内容。这样，能够构建轻负荷的故障检测***。
另外，在上述发明中，也可以是，当所述包含警报通知的服务信息不包含所述发送方对象的所述当前值特性，而且在所述包含警报通知的服务信息发出后所述发送方对象发出的服务信息也不包含所述当前值特性的情况下，所述确认部向所述发送方对象请求所述当前值特性。
这样，通过可靠地取得当前值特性，能够正确地掌握警报通知的对象机器的状态。
另外，在上述发明中，也可以是，故障检测装置具有合成部和发送部。合成部生成对从所述发送方对象接收到的所述对象名称附加设置有自身的建筑物的识别信息而成的控制对象设备居所名称。发送部将所述控制对象设备居所名称、所述当前值特性以及所述当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称，发送给设置在与所述建筑物不同的建筑物内的管理服务器。
例如，在构建跨越多个建筑物监视设备有无故障的多栋故障检测***时，存在对象名称(机器设备名称)等在建筑物之间重复的情况(例如“2层南侧空调地板”等)。因此，通过对对象名称附加设置有故障检测装置的建筑物ID，可避免机器设备名称的重复。
根据本发明，能够构建轻负荷的故障检测***。
附图说明
图1是例示本实施方式的多栋故障检测***的图。
图2是例示单栋楼宇的电力管理***的图。
图3是例示单栋楼宇的电力管理***的上位网络与管理楼宇的网络的图。
图4是例示本实施方式的故障检测装置的硬件结构的图。
图5是例示本实施方式的故障检测装置的功能单元的图。
图6是示出本实施方式的故障检测流程的图。
标号说明
10建筑物；12网络线路；14管理楼宇；16故障检测装置；18管理服务器；20上位控制装置；21BACnet网络；22下位控制装置；28机器设备；30传感器；38服务信息接收部；40二进制输入提取部；42警报消息提取部；44名称确认部；46名称接收部；48警报信息合成部；50警报信息发送部。
具体实施方式
在图1中例示出本实施方式的多栋故障检测***。多栋故障检测***包含多个建筑物(楼宇)10A、10B、10C…和管理楼宇14。在各建筑物10A、10B、10C…设有故障检测装置16(网关)，从该故障检测装置16经由互联网等网络线路12向管理楼宇14的管理服务器18发送故障信息。
以往，通常在楼宇/能源管理***(BEMS)的运用中，管理员常驻在各个建筑物10A、10B、10C…中，以便应对设备的故障警报和异常警报。与此相对，通过构建图1所示的多栋故障检测***，可实现建筑物10A、10B、10C…的省人化。
例如，在故障警报和异常警报的发报次数相对减少的夜间，使管理员仅在管理楼宇14留守，在建筑物10A、10B、10C…中将管理员设为不在。并且，假设在管理服务器18接收到故障警报和异常警报时，管理楼宇14的管理员前往故障警报和异常警报的发报方设备。或者，在建筑物10A、10B、10C…的管理员打盹时，管理楼宇14的管理员监视各建筑物10A、10B、10C…有无故障/异常。即，代行一部分监视业务。
在图2中例示出建筑物10单栋的楼宇/能源管理***(BEMS)的概要。在该***中包含上位控制装置20(B-OWS：BACnet Operator Workstation)、下位控制装置22(B-BC：BACnet Building Controller)、故障检测装置16(网关、G/W)、直接数字控制器24(DDC)、远程工作站26(RS)、机器设备28、传感器30以及操作板32。
在楼宇/能源管理***(BEMS)中，按照设备的类型(照明、空调、防盗等)将机器设备分组，各设备组处于一台下位控制装置22的属下(成为控制对象)。在图2所示的例子中，设置下位控制装置22A作为照明设备组23的控制装置，设置下位控制装置22B作为空调设备组25的控制装置。
下位控制装置22A、22B和上位控制装置20能够通过依据BACnet(BuildingAutomation and Control networking)协议的网络21(BACnet网络)相互通信。BACnet协议由美国供暖制冷空调工程师学会(ASHRAE)的标准135-2012或者其ISO标准ISO16484-5详细规定，因而下面适当省略说明。另外，下位控制装置22A、22B和其属下的机器设备28、传感器30以及操作板32等，能够通过LonWorks(Local Operating Network for Works)等网络或设置了该设备的供销商规格的网络进行通信。
上位控制装置20(B-OWS)主要进行画面显示和设定操作。例如，通过中央监视终端的浏览器软件等对***整体的管理信息进行一元管理。
下位控制装置22(B-BC)主要承担控制功能，与远程工作站26(RS)和直接数字控制器24(DDC)协作管理各种计测点的点数据和调度控制等。另外，下位控制装置22还具备作为网关的功能，介于与其属下的机器设备的通信协议(例如LonWorks)和与上位控制装置20的通信协议(BACnet)之间。
远程工作站26和直接数字控制器24控制与调度控制对应的机器的起动/停止。另外，接收来自下位控制装置22的发停指令等，执行对控制对象设备的停止操作(电力供给的切断和阀门的全闭等)。并且，将各种传感器30的检测值发送给下位控制装置22。
在图3中示出建筑物10中的BACnet的网络21以及故障检测装置16与管理服务器18的网络线路12的概要。如上所述，上位控制装置20、下位控制装置22A、22B以及故障检测装置16在依据BACnet协议的网络21上进行信号通信。故障检测装置16和管理服务器18经由互联网等未依据BACnet协议的网络线路12与管理服务器18连接。故障检测装置16具有作为网关的功能，连接BACnet协议和未依据BACnet协议的协议。
在BACnet协议中，建筑物的机器设备28、传感器30、操作板32等控制对象设备被模型化成对象，该对象被抽象化成物和功能等。对对象附加被称作property的特性。
例如，对一台空调机设定运转/停止对象、警报信号对象、运转模式(制冷/制热/送风)对象、进气温度计测值对象、室内温度设定值对象、紧急停止对象等多个对象。进而对各对象附加特性。
本实施例的故障检测装置16专门负责警报通知，因而在下述表1中示出二进制输入对象型(BI)的特性组，该特性组示出与警报通知关联的故障警报/异常警报和接通/断开信息等的2值信息。另外，Object_Identifier、Object_Type的数据例的数字(70、984000)表示实例，是识别相同类型的对象彼此的识别编号。另外，在数据例的列中，如{A,B,C}那样被括在大括号里的参数表示可选择用逗号分开的任意参数。
【表1】
在BACnet协议中，将对象和特性的读出、写入、通知请求等对对象和特性的操作称作“服务”。在BACnet协议中，作为服务规定有5类36种标准服务，例如包含对特定对象的服务请求(Request，Req)和来自特定对象的响应(Request，Rep)。对各服务规定有被称作服务要素的构成服务的参数列表(形式)。例如，在下述表2中示出以不要求来自发送目的地的接收确认的形式，通知发生事件的Unconfirmed Event Notification服务的服务要素。
【表2】
另外，如后所述，故障检测装置16接收在BACnet的网络21上流通的服务信息(与对象及其特性有关的操作信息)，对于特定的(包含警报通知的)服务信息，向该服务信息的发送方询问各种特性。作为这样的询问服务，例如执行具有下述表3那样的服务要素的ReadProperty Multiple服务。
【表3】
参数名称 请求(Req)/响应(Rsp)
List of Read Access Specifications 请求
List of Read Access results 响应(成功的情况)
Error Type 响应(失败的情况)
作为表3的参数的List of Read Access Specifications的详细情况在下述表4中示出。
【表4】
表2～表4所示的服务信息以被称作APDU(Application Protocol Data Unit：应用协议数据单位)的消息为单位在网络21上流通。在故障检测装置16中设有解释APDU消息的解码器(未图示)。APDU的结构依据ISO9545等，解释的方法是已知的。
如后所述，故障检测装置16与网络21连接，从在该网络21上流通的服务信息中提取特定的机器设备28等的故障信息，将其详细情况发送给管理服务器18。
在图4中例示出故障检测装置16的硬件结构。故障检测装置16例如由计算机构成，具有CPU 34、存储器36以及与外部设备之间的输入输出接口37。通过CPU 34执行存储器36中存储的或者CD-ROM等存储介质中存储的故障检测程序，故障检测装置16作为图5所示的各功能部发挥作用。
参照图5，故障检测装置16具有服务信息接收部38、二进制输入提取部40、警报消息提取部42、名称确认部44、名称接收部46、警报信息合成部48以及警报信息发送部50。
服务信息接收部38接收在网络21中流通的服务信息。另外，在故障检测装置16未被网络21内的上位控制装置20和下位控制装置22识别出的情况下，服务信息接收部38能够接收的服务信息基本上是不确定发送目的地的同时发报通信(广播通信)。或者，也可以是，将具有端口映射(mirroring)功能的交换集线器连接在上位控制装置20与其节点27(参照图3)之间，接收将上位控制装置20设为单一发送目的地的单播通信的服务信息。
二进制输入提取部40与服务信息接收部38连接，从服务信息接收部38接收服务信息。二进制输入提取部40参照服务信息的参数中的Event Object Identifier(参照表2)，提取该参数(不包含实例的对象参数)是二进制输入(Binary Input)的服务信息。
警报消息提取部42与二进制输入提取部40连接，接收Event Object Identifier是二进制输入的服务信息。警报消息提取部42参照接收到的服务信息的参数中的NotifyType，提取该参数是ALARM(警报通知)的服务信息。
另外，除了上述的Unconfirmed Event Notification服务以外，还存在多个服务信息即服务要素的参数包含Event Object Identifier(或者也可以仅是ObjectIdentifier)和Notify Type的服务。具体地讲，可举出Confirmed Event Notification服务要素和Get Event Information服务要素等。这些服务要素的详细情况在ASHRAE标准135-2012中已有规定，因而在此省略说明。上述的服务信息能够由二进制输入提取部40和警报消息提取部42进行提取。
名称确认部44与警报消息提取部42连接，接收Event Object Identifier＝Binary Input且Notify Type＝ALARM的服务信息的Object_Identifier(包含对象标识符、实例)。例如，在表2的例子中，名称确认部44接收“BINARY_INPUT，984000”或者“device，70”等设备唯一的对象标识符。
名称确认部44将Object_Identifier＝BINARY_INPUT，984000(也可以是device，70)的对象设为发送目的地(接收方)，发送Read Property Multiple服务请求(Req)(表3)。具体地讲，请求读出Object_Identifier＝BINARY_INPUT，984000的Object_Name(对象名称)、Active_Text(异常值的名称)、Inactive_Text(正常值的名称)的各特性。
另外，有时提取出的服务信息不包含表示对象的当前值是Active还是Inactive的Present_Value特性(当前值特性)。例如，表2所示的Unconfirmed Event Notification服务的服务要素不包含Present_Value特性。在这种情况下，有时从Object_Identifier＝BINARY_INPUT，984000的对象，(以广播方式)发送通告特性值已变化的Unconfirmed COVNotification服务，通过取得其中的Present_Value特性，能够得到对象的当前值(Active/Inactive)。
另外，当在Unconfirmed Event Notification服务后从发送方对象发送的服务信息也不包含Present_Value特性的情况下，名称确认部44在进行Read Property Multiple服务请求时，除了Object_Name、Active_Text、Inactive_Text特性以外，还可以请求读出Present_Value特性。
名称接收部46接收针对名称确认部44发送的Read Property Multiple服务请求的、来自BINARY_INPUT，984000(或者device，70)的对象的Read Property Multiple服务响应(RSp)。
警报信息合成部48与警报消息提取部42和名称接收部46连接。从警报消息提取部42接收Event Object Identifier＝Binary Input且Notify Type＝ALARM的服务信息。从名称接收部46接收Read Property Multiple服务响应中包含的Object_Name、Active_Text、Inactive_Text特性。
警报信息合成部48生成对包含警报通知的服务信息的发送方对象的Object_Name特性(例如2层北侧空调机故障警报信号)附加设置有故障检测装置16的建筑物的识别信息(例如A楼宇)而成的控制对象设备居所名称(例如A楼宇2层北侧空调机故障警报信号)。
警报信息发送部50与警报信息合成部48连接。警报信息发送部50向管理服务器18发送包含警报通知的服务信息的发送方对象的控制对象设备居所名称、Present_Value(例如Active)、Active_Text(例如“风扇旋转速度异常”)以及Inactive_Text(例如“风扇正常旋转”)这4个信息。
另外，Active_Text(例如“风扇旋转速度异常”)以及Inactive_Text(例如“风扇正常旋转”)是成对的关系，因而只要任意一方是表示异常的特性，则显然另一方是表示正常的特性。因此，也可以向管理服务器18发送Active_Text(例如“风扇旋转速度异常”)和Inactive_Text(例如“风扇正常旋转”)中的至少一方。
在图6中例示出本实施方式的故障检测装置16的故障检测流程。在服务信息接收部38接收到在网络21上流通的服务信息时，本流程起动。服务信息接收部38接收到的服务信息被发送给二进制输入提取部40。二进制输入提取部40参照接收到的服务信息的ObjectIdentifier或者Event Object Identifier，判定其值是否是Binary Input(S10)。
在Object Identifier和Event Object Identifier的值都不是Binary Input的情况下，本流程结束。另一方面，在Object Identifier或者Event Object Identifier的值是Binary Input的情况下，将服务信息发送给警报消息提取部42。
警报消息提取部42参照接收到的服务信息的Notify Type，判定其值是否是ALARM(警报通知)(S12)。在不是ALARM的情况下，本流程结束。在是ALARM的情况下，将作为参数包含ALARM的服务信息的Object_Identifier(包含对象标识符、实例)发送给名称确认部44。并且，将该服务信息发送给警报信息合成部48。
名称确认部44输出将从警报消息提取部42发送的Object_Identifier作为发送目的地(接收方)的Read Property Multiple服务(S14)。此时，询问对象特性包含Object_Name(对象名称)、Active_Text(异常值名称)以及Inactive_Text(正常值名称)。另外，如上所述，也可以适当地将Present_Value特性包含在询问对象中。
名称接收部46在接收到Read Property Multiple服务的回答时，将接收到的特性发送给警报信息合成部48。警报信息合成部48生成对Object_Name(例如2层北侧空调机故障警报信号)附加设置有故障检测装置16自身的建筑物的识别信息(例如A楼宇)而成的控制对象设备居所名称(例如A楼宇2层北侧空调机故障警报信号)。
然后，警报信息发送部50向管理楼宇14的管理服务器18(多栋管理***)发送控制对象设备居所名称、Present_Value、Active_Text以及Inactive_Text这4个信息(S18)。
由管理服务器18接收到的数据例如是“对象机器及信号：A楼宇2层北侧空调机故障警报信号，当前值：Active，Active名称：风扇旋转速度异常，Inactive名称：风扇旋转正常”。管理楼宇的管理员在视觉确认该消息后，根据Active名称备齐修复所需的工具前往设置有对象机器的建筑物。

Claims (3)

1.一种与网络连接的故障检测装置，与将控制对象设备模型化而成的对象及该对象的特性相关的信息即服务信息在该网络中流通，其特征在于，所述故障检测装置具有：
接收部，其接收所述服务信息；
提取部，其提取接收到的所述服务信息中的包含警报通知的服务信息；以及
确认部，其将对所述包含警报通知的服务信息附加的发送方对象标识符作为发送目的地，请求对象名称、以及当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称。
2.根据权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，
当所述包含警报通知的服务信息不包含发送方对象的所述当前值特性，而且在所述包含警报通知的服务信息发出后所述发送方对象发出的服务信息也不包含所述当前值特性的情况下，所述确认部向所述发送方对象请求所述当前值特性。
3.根据权利要求1或2所述的故障检测装置，其特征在于，
所述故障检测装置具有：
合成部，其生成对从所述发送方对象接收到的所述对象名称附加设置有自身的建筑物的识别信息而成的控制对象设备居所名称；以及
发送部，其将所述控制对象设备居所名称、所述当前值特性以及所述当前值特性能够取的正常值和异常值中的至少一方的名称，发送给设置在与所述建筑物不同的建筑物内的管理服务器。
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