JP6072386B1 - 機器管理システム及び機器管理方法 - Google Patents

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Abstract

構成機器の作動状態を検知する検知装置とこの構成機器の位置情報との対応付けを容易に行うことができる機器管理システム等を提供する。設備を構成する少なくとも一部の構成機器の作動状態を管理する管理装置を有する機器管理システムは、複数の検知手段、複数の記憶手段、取得手段を備える。複数の検知手段は、一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の状態情報を検知し、状態情報及び識別情報を管理装置に送信する。複数の記憶手段は、一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の位置情報を記憶する。取得手段は、記憶手段から位置情報を取得し、検知手段に送信する。検知手段は、取得手段から受信した位置情報を識別情報とともに管理装置に送信し、管理装置は、検知手段から受信した識別情報と位置情報とを対応付けて記憶し、また検知手段から受信した識別情報と状態情報とを対応付けて記憶する。【選択図】図1

Description

この発明は、プラントなどの設備を構成する少なくとも一部の構成機器の作動状態を管理する機器管理システム等に関する。
発電所、オイル製造装置、精油所、ガスプラント及び化学プラントなどの設備は、スチームトラップなどの複数の構成機器で形成されている。このような設備には、構成機器の作動状態を管理する機器管理システムが採用されている(例えば、特許文献1参照)。
機器管理システムでは、例えば、センサを有する検知装置がスチームトラップのそれぞれに配置され、各センサによって検知された温度等の状態情報が、ネットワークを介して検知装置から管理装置に送信される。そして、管理装置では、受信した状態情報が管理されるほか、受信した状態情報などからスチームトラップの状態(正常、異常など)が判定される。
管理装置では、上述した状態情報や判定結果等とスチームトラップの位置情報とが対応付けて管理されている。作業者は、異常判定されたスチームトラップを位置情報から特定して交換等のメンテナンスを行う。そのため、新たに検知装置を配置して初期設定する時などに、管理装置において検知装置(識別情報)とスチームトラップ(位置情報)とが対応付けられる。
特開2010−146186号公報
上述した機器管理システムの構成では、管理装置において検知装置(識別情報)と構成機器(位置情報)との対応付けの作業が必要であるが、構成機器の数が多い場合には作業が非常に煩雑となり、また作業に多くの時間を要することとなる。例えば、上述のようなプラントでは、数万個のスチームトラップが配置される場合も多い。また、検知装置を配置する前に、各スチームトラップと検知装置との組み合わせを決めておき、この組み合わせの情報を管理装置に登録することも考えられるが、その後に数万個にも及ぶスチームトラップに対して組み合わせ通りに検知装置を配置するのは非常に煩雑な作業となる。また、組み合わせを誤ってしまう虞もある。
この発明は、構成機器の作動状態を検知する検知装置とこの構成機器の位置情報との対応付けを容易に行うことができる機器管理システム及びこの機器管理システムの機器管理方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の側面によって提供される、設備を構成する少なくとも一部の構成機器の作動状態を管理する管理装置を有する機器管理システムは、複数の検知手段、複数の記憶手段、取得手段を備える。複数の検知手段は、前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の状態情報を検知し、該状態情報及び識別情報を前記管理装置に送信する。複数の記憶手段は、前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の位置情報を記憶する。取得手段は、前記記憶手段から位置情報を取得し、前記検知手段に送信する。また、検知手段は、前記取得手段から受信した位置情報を前記識別情報とともに前記管理装置に送信し、管理装置は、前記検知手段から受信した識別情報と位置情報とを対応付けて記憶し、また該検知手段から受信した前記識別情報と前記状態情報とを対応付けて記憶する。
前記記憶手段は、RFIDタグであり、前記取得手段は、RFIDリーダであってもよい。
前記RFIDリーダは、前記複数の検知手段のそれぞれに含まれていてもよい。
前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の記憶手段が記憶している内容を更新する更新手段を、さらに備え、前記記憶手段は、配置された構成機器に対する前記管理装置での前記識別情報と前記位置情報との対応付け状況を記憶し、前記更新手段は、配置された構成機器の検知手段の指示に応じて前記記憶手段の対応付け状況を更新するようにしてもよい。
前記一部の構成機器は、前記設備内において発生するドレンを排出するスチームトラップであり、前記検知手段は、前記状態情報として、前記スチームトラップの温度又は振動を検知するようにしてもよい。
本発明の第2の側面によって提供される、設備を構成する少なくとも一部の構成機器の状態情報を検知手段から受信して、該一部の構成機器の作動状態を管理する管理装置を有する機器管理システムの機器管理方法は、通信可能な取得手段が前記一部の構成機器のそれぞれに配置された記憶手段から各構成機器の位置情報を取得する工程と、前記一部の構成機器のそれぞれに配置された前記検知手段が、対応する構成機器の位置情報を前記取得手段から受信し、該位置情報を該検知手段の識別情報とともに前記管理装置に送信する工程と、前記管理装置が、前記検知手段の識別情報と該検知手段に対応する構成機器の位置情報とを対応付けて記憶し、また該検知手段から受信した前記識別情報と前記状態情報とを対応付けて記憶する工程と、を含む。
この発明によれば、構成機器に配置された記憶手段にこの構成機器の位置情報が記憶され、この位置情報が取得手段を介して検知手段によって取得される。そして、検知手段の識別情報及び位置情報が、検知手段から管理装置に送信される。管理装置では、受信した検知手段の識別情報と位置情報とが対応付けて記憶される。このように位置情報が記憶された記憶手段を構成機器に配置しておき、通信機能を有する検知手段が位置情報を取得して管理装置に送信することで、管理装置において検知手段と構成機器の位置情報とを容易に対応付けることができる。
本願に係る機器管理システムの一実施例であるトラップ管理システムの構成を示す図である。 トラップ管理システムを構成する検知装置のブロック図である。 トラップ管理システムを構成する管理装置のブロック図である。 管理装置のデータベースに記憶された状態情報テーブルの一例を示す図である。 状態情報テーブルの状態情報の詳細な構成の一例を示す図である。 設備におけるトラップの配置位置を示す配置マップ画像の一例を示す図である。 検知装置の新規登録処理を示すフローチャートである。 本願に係る機器管理システムの一実施例であるトラップ管理システムの構成を示す図である。
図面を参照してこの発明の実施形態である機器管理システム及び機器管理システムの機器管理方法について説明する。以下、本発明に係る機器管理システムの一実施例として、蒸気プラント設備(プロセスシステム)に用いられるスチームトラップの作動状態を管理するトラップ管理システムについて説明する。なお、本発明の構成は、各実施例に限定されるものではない。また、以下で説明する各種フローを構成する各種処理の順序は、処理内容に矛盾等が生じない範囲で順不同である。
第1 トラップ管理システム100のハードウェア構成
トラップ管理システム100について、図1を用いて説明する。トラップ管理システム100は、蒸気プラント設備に分散配備される多数のスチームトラップ(以下、トラップという)Tの作動状態を、無線通信を用いて管理する。トラップ管理システム100は、検知装置(検知手段)110、管理装置120、通信中継装置(中継器)130、及び、RFIDタグ(記憶手段)140を有している。
また、トラップ管理システム100では、トラップTの状態情報を検知する検知装置110と検知対象のトラップTの位置情報(ロケーションデータ)との管理装置120における対応付けが、RFID(Radio Frequency Identification)タグ140及びRFIDリーダ/ライタ116(図2参照)等を用いて行われる。詳細は後述する。
管理装置120は、検知装置110が検知した状態情報の送信を要求する送信要求情報を通信中継装置130に送信し、通信中継装置130から、検知装置110からの状態情報を取得する。そして、データベース123(図3参照)において各トラップTの状態情報を管理し、その作動状態を判断する。また、管理装置120は、例えば、図6に示すような各トラップTの配置位置を示すプラントの配置マップ画像50の情報をディスプレイ(不図示)表示用に生成する。
通信中継装置130は、状態情報の送信を要求するための同報送信要求情報を、自身と直接的に通信できる検知装置110の全てに対して送信する。なお、通信中継装置130は、一般的な構成であるため詳細な説明は省略する。
検知装置110は、設備内の各トラップTに設置される。検知装置110は、トラップTの状態情報を検知(測定)する。状態情報としては、例えば、トラップTの温度及び超音波(振動)である。検知装置110は、通信中継装置130から同報送信要求情報を取得すると、検知した状態情報を装置IDとともに通信中継装置130に送信する。装置IDは、検知装置110のそれぞれに付与された固有の識別情報である。
RFIDタグ140は、EEPROMなどのメモリ(不図示)を有し、各トラップTの外周面に配置される。RFIDタグ140は、配置されたトラップTの位置情報をメモリに記憶し、同じトラップTに配置された検知装置110のRFIDリーダ/ライタ116(図2参照)からの送信要求に対して位置情報を送信する。なお、RFIDタグ140は、一般的な構成であるため詳細な説明は省略する。
第2 検知装置110のハードウェア構成
図2は、検知装置110のブロック図である。検知装置110は、制御部111、通信制御部112、メモリ113、超音波受信センサ114、温度センサ115、及び、RFIDリーダ/ライタ(取得手段/更新手段)116を有する。制御部111は、CPU、ROM、メモリ等から構成され、ROMに記憶されたプログラム及びデータ等に基づいて装置全体の動作を制御する。例えば、超音波受信センサ114及び温度センサ115から受信した超音波(振動)及び温度の状態情報(数値)をメモリ113に記憶する。そして、装置ID及び状態情報を、同報送信要求情報に応じて、通信制御部112及び通信中継装置130を介して管理装置120に送信する。なお、検知装置110は、内蔵するリチウム電池などのバッテリー電源(不図示)によって駆動する。また、状態情報としては、振動、温度以外の情報であってもよい。
通信制御部112は、無線通信回路を有し、無線ローカル・エリア・ネットワーク及び複数の通信中継装置130を含む通信ネットワークに接続され、通信中継装置130への接続によって無線ローカル・エリア・ネットワークに接続される管理装置120との通信を制御する。メモリ113は、例えばEEPROMであり、検知装置110の装置ID及び状態情報などを記憶する。
超音波受信センサ114及び温度センサ115は、トラップTのケーシングの超音波(振動)及び温度を検知して、制御部111に送信する。RFIDリーダ/ライタ116は、制御部111の指示に基づいて、RFIDタグ140と近距離の無線通信を行って、RFIDタグ140から位置情報を取得する。そして、位置情報を制御部111に送信する。また、RFIDリーダ/ライタ116は、制御部111の指示に基づいて、後述する登録完了情報をRFIDタグ140のメモリに書き込む。なお、RFIDリーダ/ライタ116は、一般的な構成であるので詳細な説明は省略する。また、RFIDリーダ/ライタ116は、検知装置110とは別体であってもよく、検知装置110と通信接続可能な状態でトラップTに配置するようにしてもよい。
第3 管理装置120のハードウェア構成
図3は、管理装置120のブロック図である。管理装置120は、制御部121、通信制御部122、データベース123を有する。制御部121は、CPU、ROM、メモリ等から構成され、ROMに記憶されたプログラム及びデータ等に基づいて装置全体の動作を制御する。例えば、上述したように送信要求情報を通信中継装置130に送信し、受信した各トラップTの状態情報をデータベース123で記憶(管理)する。
通信制御部122は、無線通信回路を有し、無線ローカル・エリア・ネットワークおよび複数の通信中継装置130を含む通信ネットワークに接続され、通信中継装置130への接続によって無線ローカル・エリア・ネットワークに接続される複数の検知装置110との通信を制御する。データベース123は、図4に示すような複数のトラップTのそれぞれの状態情報、位置情報を記憶する。
図4は、管理装置120のデータベース123に記憶された状態情報テーブルの一例を示す図である。状態情報テーブルには、トラップT毎の状態情報、判定結果、位置情報等が検知装置110の装置IDに対応付けて登録されている。状態情報は、図5に示すように、作動状態の種別、状態値、状態値の取得時刻が対応付けて登録されている。図5は、状態情報テーブルの状態情報の詳細な構成の一例を示す図である。
判定結果は、管理装置120が、状態情報に基づいて各トラップTの作動状態を判定した結果である。例えば、正常、漏れ、休止を特定する数値情報である。漏れは、トラップTから蒸気漏れが発生しているとの判定結果を示す。休止は、トラップTが休止状態にあるとの判定結果を示す。位置情報は、各トラップTが配置されている位置を特定するための情報である。位置情報は、例えば、図6に示す配置マップ画像50での各トラップTの位置を特定する座標情報である。
図6は、設備におけるトラップTの配置位置を示す配置マップ画像50の一例を示す図である。配置マップ画像50には、トラップTのアイコン画像TTなどが含まれている。このアイコン画像TTの位置が、トラップTが配置されている場所を示す。管理装置120は、上述のトラップTの位置座標に基づいて配置マップ画像50を生成する。また、図示しないが、アイコン画像TT付近には、判定結果などの情報もテキスト表示される。
例えば、作業者は、端末装置(不図示)から管理装置120にアクセスし、図6に示すような配置マップ画像50の情報を管理装置120から受信し、端末装置のディスプレイに表示させる。そして、配置マップ画像50を参照しつつ、漏れ判定されているトラップTの所在地に移動することができる。なお、配置マップ画像50の生成については、一般的な構成であるため詳細な説明は省略する。
第4 検知装置110の初期設定
トラップ管理システム100では、検知装置110をトラップTに配置した際に検知装置110の初期設定が行われる。初期設定は、例えば、ネットワークID、セキュリティーキー等の管理装置120及び通信中継装置130との無線通信を開始するための設定である。上記設定を、例えば、作業者が端末装置を用いて無線通信で検知装置110にアクセスして行う。
また、初期設定が完了した後、検知装置110によって新規登録処理が開始される。新規登録処理は、検知装置110が配置されたトラップTの位置情報と、検知装置110の装置IDとを、管理装置120の状態情報テーブル(データベース123)に対応づけて記憶(新規登録)するための処理である。具体的には、トラップTの位置情報と装置IDを含む登録要求が検知装置110から管理装置120に送信され、データベース123に登録される。その後、管理装置120から検知装置110に登録完了情報が送信される。
また、検知装置110は、登録完了情報を受信した後、RFIDタグ140のメモリに登録完了情報を書き込む。その後、同報送信要求に応じた状態情報の送信が開始される。なお、RFIDタグ140は、検知装置110が配置されるまでにトラップTに配置され、メモリに位置情報が記憶されていればよい。
第5 トラップ管理システム100の動作
図7は、検知装置110の新規登録処理を示すフローチャートである。この処理は、検知装置110において通信中継装置130等との通信セッションが確立(初期設定が完了)後、新規登録処理が完了していないことを契機として、制御部111によって開始される。なお、新規登録処理が完了しているか否かは、例えば、メモリ113内の登録完了情報の有無に基づいて判断される。
制御部111は、RFIDリーダ/ライタ116にRFIDタグ140から位置情報を取得させる(ステップS10)。次に、制御部111は、装置ID及び位置情報を含む登録要求を、通信中継装置130を介して、管理装置120に送信する(ステップS11)。その後、管理装置120から登録完了情報を受信する(ステップS12:YES)まで待機する。
管理装置120の制御部121は、登録要求を受信すると(ステップS20:YES)、データベース123に装置IDと位置情報とを対応付けて登録する(ステップS21)。具体的には、受信した装置IDに対応付けた状態情報、判定結果、位置情報を状態情報テーブルに追加する。そして、制御部121は、登録完了情報を、登録要求を送信してきた検知装置110に通信中継装置130を介して送信し(ステップS22)、ステップS20の処理に戻る。
検知装置110の制御部111は、登録完了情報を受信すると(ステップS12:YES)、登録完了処理を行う(ステップS13)。具体的には、メモリ113に登録完了情報を記憶させる。さらに、RFIDリーダ/ライタ116からRFIDタグ140のメモリに登録完了情報を書き込ませる。
以上のように、記憶手段(RFIDタグ140)に記憶された構成機器(トラップT)の位置情報が取得手段(RFIDリーダ/ライタ116)を介して検知手段(検知装置110)によって取得され、検知装置110の識別情報(装置ID)及び位置情報が検知装置110から管理装置120に送信される。そして、管理装置120によって装置IDと位置情報とが対応付けて記憶される。このように位置情報が記憶されたRFIDタグ140を構成機器に配置しておき、通信機能を有する検知装置110が位置情報を取得して管理装置120に送信(登録要求)することで、管理装置120において検知装置110とトラップTの位置情報とを容易に対応付けることができる。
なお、上述の実施例では、図7のステップS13の登録完了処理において、RFIDタグ140に登録完了情報を書き込んでいるが、書き込まなくてもよい。この場合、RFIDリーダ/ライタ116のライタ機能は不要であるので、RFIDリーダ/ライタ116に代えてRFIDリーダを用いてもよい。
また、上述の実施例では、RFIDタグ140に書き込まれた登録完了情報は消去されずに維持されるが、検知装置110がトラップTから取り外される場合には消去するようにしてもよい。例えば、作業者が、検知装置110を取り外す前に、無線通信により端末装置から検知装置110に消去要求を送信する。そして、検知装置110が、受信した消去要求に基づいてRFIDタグ140の登録完了情報を消去する。これにより、RFIDタグ140を未登録の状態(初期状態)に戻すことができる。
この実施例は、検知装置にRFIDリーダ/ライタが含まれていない構成において前述の実施例1と異なる。この異なる構成について図8を用いて説明する。その他の構成については実施例1と同様であるため説明は省略する。
図8は、トラップ管理システム200の一部の構成を示す図である。トラップ管理システム200は、検知装置210、RFIDリーダ機器216、及び、RFIDタグ140等を有している。検知装置210は、RFIDリーダ/ライタを備えておらず、RFIDタグ140の位置情報をRFIDリーダ機器216から無線通信により受信する。RFIDリーダ機器216は、他の装置と無線通信可能な可搬型であり、RFIDタグ140のリーダ機能を有している。また、RFIDリーダ機器216は、可搬型であるので、検知装置210及びRFIDタグ140の配置分だけ設ける必要はなく、少なくとも1つあればよい。なお、RFIDリーダ機器216は、一般的な構成であるため詳細な説明は省略する。また、この実施例では、RFIDタグ140への登録完了情報の書き込みは行わない。
例えば、作業者は、検知装置210の初期設定後に、RFIDリーダ機器216を操作してRFIDタグ140から位置情報を取得し、検知装置210に送信する。検知装置210は、RFIDリーダ機器216から位置情報を受信したことを契機として、新規登録処理を実行する。すなわち、この実施例では、図7に示すステップS10の処理及びステップS13の処理でのRFIDタグ140への書き込み処理を除いた新規登録処理が行われる。
このように検知装置210とRFIDリーダ機器216とを別体とすることで、検知装置210のコストアップを抑制することができる。
なお、この実施例では、RFIDリーダ機器216から検知装置210に位置情報が直接に送信されるが、別の端末装置が位置情報を送信してもよい。例えば、RFIDリーダ機器216から初期設定を行うための端末装置に位置情報を送信し、初期設定時に端末装置が検知装置210に位置情報を送信するようにしてもよい。
また、この実施例では、RFIDタグ140への登録完了情報の書き込みを行っていないが、実施例1と同様に書き込みを行うようにしてもよい。この場合、RFIDリーダ機器216に代えて、RFIDリーダ/ライタ機器を使用すればよい。また、この場合、検知装置210がトラップTから取り外される際、実施例1と同様にRFIDタグ140に書き込まれた登録完了情報を、RFIDリーダ/ライタ機器を用いて消去するようにしてもよい。
[他の実施例]
上述の各実施例では、RFIDタグにトラップの位置情報が記憶されていたが、位置情報を読み出し可能であれば、いずれの記憶手段を用いてもよい。例えば、位置情報を示すQRコード(登録商標)が印刷された紙媒体であってもよい。この場合、QRコードリーダを用いて位置情報を読み取り、検知装置に送信する。あるいは、検知装置にQRコードリーダを内蔵してもよい。この場合、QRコードリーダの読取部(撮像部)が、紙媒体に対向するように紙媒体及び検知装置の配置位置を調整すればよい。さらに、記憶手段としてGPS受信機やUSBメモリを用いてもよい。
また、上述の各実施例のRFIDタグに記憶されている位置情報は、マップの座標情報であるが、トラップの位置を特定できる情報であれば、特にこれに限定されるものではない。例えば、経度及び緯度や、トラップの識別情報であってもよい。なお、トラップの識別情報の場合には、トラップの識別情報と位置情報とが対応付けられた情報を予め用意しておけばよい。
上述の各実施例では、トラップを管理するトラップ管理システムについて説明したが、設備を構成する複数の構成機器の少なくとも一部の構成機器を管理する機器管理システムであれば、本発明を適用できる。例えば、構成機器としては、熱交換器やボイラーなどがある。
100、200 トラップ管理システム(機器管理システム)
110、210 検知装置
116 RFIDリーダ/ライタ
120 管理装置
140 RFIDタグ
216 RFIDリーダ機器
T トラップ

Claims (6)

  1. 設備を構成する少なくとも一部の構成機器の作動状態を管理する管理装置を有する機器管理システムであって、
    前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の状態情報を検知し、該状態情報及び識別情報を前記管理装置に送信する複数の検知手段と、
    前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の位置情報を記憶する複数の記憶手段と、
    前記記憶手段から位置情報を取得し、該記憶手段が配置された構成機器に配置されている検知手段に送信する取得手段と、を備え、
    前記検知手段は、前記取得手段から受信した位置情報を前記識別情報とともに前記管理装置に送信する機器管理システム。
  2. 前記記憶手段は、RFIDタグであり、
    前記取得手段は、RFIDリーダである請求項1に記載の機器管理システム。
  3. 前記RFIDリーダは、前記複数の検知手段のそれぞれに含まれる請求項2に記載の機器管理システム。
  4. 前記一部の構成機器のそれぞれに配置され、配置された構成機器の記憶手段が記憶している内容を更新する更新手段を、さらに備え、
    前記記憶手段は、配置された構成機器に対する前記管理装置での前記識別情報と前記位置情報との対応付け状況を記憶し、
    前記更新手段は、配置された構成機器の検知手段の指示に応じて前記記憶手段の対応付け状況を更新する請求項1〜3のいずれかに記載の機器管理システム。
  5. 前記一部の構成機器は、前記設備内において発生するドレンを排出するスチームトラップであり、
    前記検知手段は、前記状態情報として、前記スチームトラップの温度又は振動を検知する請求項1〜4のいずれかに記載の機器管理システム。
  6. 設備を構成する少なくとも一部の構成機器の状態情報を検知手段から受信して、該一部の構成機器の作動状態を管理する管理装置を有する機器管理システムの機器管理方法であって、
    通信可能な取得手段が前記一部の構成機器のそれぞれに配置された記憶手段から、該記憶手段が配置されている構成機器の位置情報を取得する工程と、
    前記一部の構成機器のそれぞれに配置された前記検知手段が、対応する構成機器の位置情報を前記取得手段から受信し、該位置情報を該検知手段の識別情報とともに前記管理装置に送信する工程と、を含む機器管理システムの機器管理方法。
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