JP6085862B2

JP6085862B2 - マルチ・コンディション・モニターを用いた状態監視方法および状態監視装置システム

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Publication number: JP6085862B2
Application number: JP2012237223A
Authority: JP
Inventors: 陳山　鵬; 鵬陳山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: JP2014078209A; CN103558955B; CN103558955A

Description

本考案は設備や施設などの状態監視・診断の分野において、複数の監視対象の状態を一括して監視・管理を効率的に行う状態監視システムに関するものである。

従来は監視用のモニター画面（たとえば、計算機のディスプレー）上に数多くの監視対象の状態を同時に効率よく監視・表示するのと同時に、それぞれの対象物の情報の管理・検索・登録・編集・確認を行う有効な手法が乏しい。この点については特に関連性のある過去の関連文献は、たとえば、［特許文献１、２、３、４、５］である。
特許公表２００５−５３４２１０特許公開２０１２−５３７５９特許公開２０１２−２２６３４特許公開２０１０−２０８４２６特許公開２００７−１２８３９０

状態監視用のモニター画面（たとえば、計算機のディスプレー）上になるべく数多くの監視対象の状態を同時に表示し、監視対象の情報登録・管理・検索・確認を行う有効な手法を提供する。

上記に述べたような問題点を解決するために、本考案では、複数の監視対象（１）に対して、信号採取器（２）を用いて状態監視用の信号を採取し、態監視用の信号を用いて状態監視・診断器（３）の状態監視・診断プログラムを実行し、状態監視・診断プログラムによる状態診断の結果を、マルチ・コンディション・モニター（Ｍｕｌｔｉ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＭｏｎｉｔｏｒ，ＭＣＭ）（５）の機能を有するディスプレー（４）の上に表示する。前記マルチ・コンディション・モニターにおいては、なるべく多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の状態を一つのモニター画面（たとえば、計算機のディスプレー）上に同時に監視できるようにすると共に、監視対象の情報の登録・確認・編集などが容易に行えるように工夫する。

本考案においては、数多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の状態監視・管理を効率よく行い、監視対象（監視ポイント）の情報登録・編集、状態情報の確認・表示が容易に行える。よって、本考案は実際の設備や施設などの状態監視・診断のために、高効率な状態監視システムを提供できる。

本考案の状態監視システムの構成図である。本考案のマルチ・コンディション・モニターの構成を示すグラフである。本考案のマルチ・コンディション・モニターの構成要素である「監視対象アイコン」（６）、「情報アイコン」（７）、「状態アイコン」（８）を示すグラフである。本考案の状態診断の流れ図である。状態診断用の特徴パラメータの絶対値のグラフと状態判定基準を示すグラフである。状態診断用の特徴パラメータの絶対値の急上昇と継続上昇との例を示すグラフである。本考案の具体例を示すグラフである。カーソルで「情報アイコン」（７）をクリックしたときに表示される設備情報の例を示すグラフである。カーソルで「状態アイコン」（８）をクリックしたときに表示される設備点検・診断情報の例を示すグラフである。

図１には本考案の状態監視システムの構成図を示す。複数の監視対象（１）に対して、信号採取器（２）を用いて状態監視用の信号を採取し、態監視用の信号を用いて状態監視・診断器（３）の状態監視・診断プログラムを実行し、状態監視・診断プログラムによる状態診断の結果を、マルチ・コンディション・モニターの機能を有するディスプレー（４）の上に表示する。

図２には本考案のマルチ・コンディション・モニター（ＭＣＭ）（５）の構成を示す。マルチ・コンディション・モニター（５）は複数の「監視対象アイコン」（６）から構成され、監視対象（あるいは、監視ポイント）毎に「監視対象アイコン」（６）に対応させることができる。また、監視対象（あるいは、監視ポイント）が多い場合、複数のＭＣＭを切替えで表示することができる。

カーソルを「監視対象アイコン」（６）に置くと、その「監視対象アイコン」（６）に登録されている必要な情報（場所や対象名など）は画面のある個所に表示される。図２の例では画面の上方（１０）に表示されている。あるいは、新たなウィンドウを用いて表示する。図２の例では吹き出し（１１）を用いて表示している。

図３のように、「監視対象アイコン」（６）は「情報アイコン」（７）と「状態アイコン」（８）から構成される。監視対象（あるいは、監視ポイント）毎に「監視対象アイコン」（６）を設けることができる。なお、「監視対象アイコン」（６）の中に複数の「情報アイコン」（７）と「状態アイコン」（８）を設けることもでき、また、「情報アイコン」（７）と「状態アイコン」（８）を結合して設けることもでき、さらに「監視対象アイコン」（６）と「情報アイコン」（７）と「状態アイコン」（８）を結合して設けることもできる。

「情報アイコン」（７）に監視対象（あるいは、監視ポイント）の必要な情報が登録されており、「情報アイコン」（７）をカーソル（９）でクリックすると、監視対象（監視ポイント）の必要な情報（設置場所や仕様など）を確認・登録・編集することができる。

「状態アイコン」（８）は色の種類（例えば、赤：緊急、橙：危険、黄：注意、青：異常、緑：正常、等々）、あるいは色の濃淡（例えば、白：正常、やや濃い色：異常、濃い色：注意、黒：危険、等々）、あるいは文字（例えば、正常、異常、注意、危険、緊急、等々）で監視対象（監視ポイント）の状態を表示する。「状態アイコン」（８）をクリックすると詳細な点検・診断情報などの画面を表示することができ、その状態が判定された根拠を詳細に調べることができる。

図４は状態診断方法の流れを示し、その手順は以下ように説明する。

ステップＡ：状態判定基準を点検診断の準備（測定点の決定、測定または点検周期の決定、特徴パラメータの決定など）を行い、図５のように、状態判定用の特徴パラメータの絶対値の状態判定基準を「正常の限界値＜注意の閾値＜危険の閾値」のように設定する。

診断用の特徴パラメータは監視対象の状態を反映するものであり、監視対象によって違うが、たとえば、回転機械設備診断の分野では振動信号の実効値、歪度、尖度などが使用される。その絶対値の判定基準は以下のように設定される。

「正常の限界値」：監視対象の状態が正常であれば、特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」を超えるのは確率的に低い。

「注意の閾値」：監視対象の状態が中度な異常状態時に、特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上かつ「危険の閾値」以下になる可能性は確率的に高い。

「危険の閾値」：監視対象の状態が重度な異常状態時に、特徴パラメータの絶対値が「危険の閾値」を超える可能性は確率的に高い。

ステップＢ：信号測定または点検を行い、必要なときに診断報告書や状態傾向管理グラフを作成して出力する。

ステップＣ：状態監視・診断プログラムを実行し、信号採取器（２）で収集した信号を用いて、特徴パラメータの絶対値を計算し、下記の手順に従って状態判定を行う。

（ａ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以下であれば、監視対象の状態を正常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に正常状態（たとえば、「正常」）と示し、ステップＢへ戻る。

（ｂ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇でなく然も継続上昇でなければ、監視対象の状態を軽度な異常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に軽度な異常状態（たいとえば、「異常」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻る。

なお、急上昇とは図６に示すように、特徴パラメータの絶対値が前回までの上昇傾向と比べ明らかに急に上昇することである。急上昇は、監視対象によって上昇の程度が違うので、一概に数値的に定義することが困難であるが、前回までの傾向と比べて決定することが必要である。

また、継続上昇とは図６に示すように、特徴パラメータの絶対値が３回以上継続的に上昇することである。

（ｃ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇でなく然も継続上昇であれば、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に中度な異常状態（たとえば、「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻る。

（ｄ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇であれば、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に中度な異常状態（たとえば、「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻る。

（ｅ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇でなく然も注意の閾値超過後、継続上昇でなければ、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に中度な異常状態（たとえば、「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点または測定の検周期短縮を検討してステップＢへ戻る。

（ｆ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇でなく然も注意の閾値超過後、継続上昇であれば、監視対象の状態を重度な異常状態と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に重度な異常状態（たとえば、「危険」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、監視強化のために点検周期短縮を検討し、即時に措置を取るか否かを決定してステップＢへ戻る。

（ｇ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇であれば、監視対象の状態を緊急に措置を取らなければならない重度な異常と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に緊急に措置を取らなければならない重度な異常（たとえば、「危険」または「停止」）と示し、即時の措置を取ってステップＢへ戻る。

（ｈ）前記特徴パラメータの絶対値が「危険の閾値」以上であれば、監視対象の状態を緊急に措置を取らなければならない重度な異常と判定し、状態診断の結果をディスプレー（４）上に緊急に措置を取らなければならない重度な異常（たとえば、「危険」または「停止」）と示し、即時の措置を取ってステップＢへ戻る。

図７に本考案の具体例を示す。図７の場合は、３つの監視対象（Ａ，Ｂ，Ｃ）（１）にそれぞれの測定点Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ４があり、信号採取器（Ａ，Ｂ，Ｃ）（２）によりこれらの測定点から採取した信号を状態監視・診断器（３）へ送り、状態監視・診断器（３）により図４の状態診断の流れに従って診断した結果をマルチ・コンディション・モニター機能を有するディスプレー（４）へ表示している。

図７のマルチ・コンディション・モニター（５）の構成と機能は以下の通りである。
設備群別のＭＣＭを選択でき、選択したＭＣＭは画面に表示される。ＭＣＭの選択（１２）、表示（１３）、修正（１４）、登録（１５）および削除（１６）などもできる。

情報アイコン（７）に英数字が表示されているならば、その箇所に既に対象の設備が登録されている事を表す。この情報アイコン（７）をクリックすると、図８に示すように、登録されている設備情報（２２）の確認・編集・変更などを行うことができる。

状態アイコン（８）は設備の状態を色（あるいは色の濃淡、あるいは文字）で表している。たとえば、正常：緑（１７）、異常：青（１８）、注意：黄（１９）、危険：橙（２０）、緊急：赤（２１）である。状態アイコン（７）をカーソル（９）でクリックすると、図９に示すように、その状態判定の根拠である設備点検・診断情報（２３）が詳細に表示される。

カーソル（９）が置かれている監視対象アイコン（６）に登録されている情報（設置場所や名称など）が画面の上部（１０）に表示される。

本考案のマルチ・コンディション・モニターの主な特徴は、
（ａ）一つの画面で多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の状態を監視できる。
（ｂ）一つの画面で多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の情報（場所や仕様）の確認ができる。
（ｃ）一つの画面で多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の情報（場所や仕様）の登録・変更ができる。
（ｄ）多くの監視対象（あるいは、監視ポイント）の状態監視・管理を容易に行える。
よって、産業上の利用は十分可能である。

１：監視対象、２：信号採集器、３：状態監視・診断器、４：状態監視用のディスプレー、５：マルチ・コンディション・モニター、６：監視対象アイコン、７：情報アイコン、８：状態アイコン、９：カーソル、１０：カーソルが置かれている監視対象アイコンに登録されている情報（マルチ・コンディション・モニター画面上）、１１：カーソルが置かれている監視対象アイコンに登録されている情報（吹き出し）、１２：ＭＣＭ選択窓、１３：ＭＣＭ表示アイコン、１４：ＭＣＭ修正アイコン、１５：ＭＣＭ登録アイコン、１６：ＭＣＭ削除アイコン、１７：正常状態の状態アイコンの色を示す見本、１８：異常状態の状態アイコンの色を示す見本、１９：注意状態の状態アイコンの色を示す見本、２０：危険状態の状態アイコンの色を示す見本、２１：緊急状態の状態アイコンの色を示す見本、２２：設備仕様書の例、２３：設備診断結果の例。

Claims

複数の設備や施設などのような監視対象の状態を監視・診断するための状態監視システムであって、
複数の監視対象（１）から状態監視用の信号を採取するための信号採取器（２）と、
前記状態監視用の信号を用いて状態監視・診断プログラムを実行し、状態診断を行う状態監視・診断器（３）と、
前記状態監視・診断プログラムによる状態診断の結果を表示したりするための一つ以上のディスプレー（４）とから構成されることを特徴とする状態監視システムであって、対象物の状態を診断する手順としては、
ステップＡ：状態判定基準について点検・診断の準備（測定点の決定、測定または点検周期の決定、特徴パラメータの決定など）を行い、状態判定用の特徴パラメータの絶対値の状態判定基準を「正常の限界値＜注意の閾値＜危険の閾値」のように設定すること、
ステップＢ：信号測定または点検を行い、必要なときに診断報告書や状態傾向管理グラフを作成して出力すること、
ステップＣ：前記状態監視・診断プログラムを実行し、前記信号採取器（２）で採集した信号を用いて、前記特徴パラメータの絶対値を計算し、下記の手順に従って状態判定を行うこと、
（ａ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以下であれば、監視対象の状態を正常状態と判定し、ディスプレー（４）で正常状態（または「正常」）と示し、ステップＢへ戻ること、
（ｂ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇でなく然も継続上昇でなければ、監視対象の状態を軽度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で軽度な異常状態（または「異常」）と示し、必要なときに異常種類を同定する精密診断を行い、状態判定基準を見直してステップＢへ戻ること、
（ｃ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇でなく然も継続上昇であれば、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で中度な異常状態（または「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻ること、
（ｄ）前記特徴パラメータの絶対値が「正常の限界値」以上然も「注意の閾値」以下然も急上昇であれば、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で中度な異常状態（または「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻ること、
（ｅ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇でなく然も注意の閾値超過後、継続上昇でなければ、監視対象の状態を中度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で中度な異常状態（または「注意」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、点検または測定の周期短縮を検討してステップＢへ戻ること、
（ｆ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇でなく然も注意の閾値超過後、継続上昇であれば、監視対象の状態を重度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で重度な異常状態（または「危険」）と示し、異常種類を同定する精密診断を行い、監視強化のために点検周期短縮を検討し、即時に措置を取るか否かを決定してステップＢへ戻ること、
（ｇ）前記特徴パラメータの絶対値が「注意の閾値」以上然も「危険の閾値」以下然も急上昇であれば、監視対象の状態を緊急に措置を取らなければならない重度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で緊急に措置を取らなければならない重度な異常状態（または「緊急」または「停止」）と示し、即時の措置を取ってステップＢへ戻ること、
（ｈ）前記特徴パラメータの絶対値が「危険の閾値」以上であれば、監視対象の状態を緊急に措置を取らなければならない重度な異常状態と判定し、ディスプレー（４）で緊急に措置を取らなければならない重度な異常状態（または「緊急」または「停止」）と示し、即時の措置を取ってステップＢへ戻ること、
を特徴とする状態監視・診断方法。
請求項１に記載の状態監視システムにおけるディスプレー（４）には、下記のマルチ・コンディション・モニター（５）（Ｍｕｌｔｉ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＭｏｎｉｔｏｒ，ＭＣＭ）を少なくとも一つ以上有することを特徴とする設備診断システム。
マルチ・コンディション・モニター（５）（Ｍｕｌｔｉ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＭｏｎｉｔｏｒ，ＭＣＭ）：
前記ディスプレー（４）の一つの画面上に複数の監視対象（１）の状態や情報を同時に表示して監視・管理するために、下記「情報アイコン」（７）と下記「状態アイコン」（８）を含む下記「監視対象アイコン」（６）を前記ディスプレー（４）の一つの画面上に複数並べて配置することにより構成されるものである。
「監視対象アイコン」（６）：
状態監視したい監視対象に対応することと、
下記「情報アイコン」（７）と下記「状態アイコン」（８）とのうち少なくとも一つを含むこと、あるいは下記「情報アイコン」（７）と下記「状態アイコン」（８）とを結合して設けること、あるいは「監視対象アイコン」（６）と下記「情報アイコン」（７）と下記「状態アイコン」（８）を結合して設けることと、
常用な形状を矩形と円形として任意の好む形状のアイコンに設計できることと、
を特徴とする前記マルチ・コンディション・モニター（５）上の監視対象アイコン（６）。
「情報アイコン」（７）：
監視対象に関する情報を登録・表示するためのものであり、「情報アイコン」（７）をカーソル（９）でクリックすると、監視対象に関する情報（場所や仕様など）を確認・登録・編集することができ、「情報アイコン」（７）の形状はデザイナーの好みにより任意の好む形状にすることでき、常用な形状が矩形と円形であることを特徴とする前記「監視対象アイコン」（６）に含まれる「情報アイコン」（７）。
「状態アイコン」（８）：
監視対象の状態の種類を色の種類あるいは色の濃淡あるいは文字あるいは点滅で表示するためのものであり、「状態アイコン」（８）をカーソル（９）でクリックすると、詳細な点検・診断情報などの画面を表示することができ、その状態判定の根拠を詳細に調べることができ、「状態アイコン」（７）の形状はデザイナーの好みにより任意の好む形状にすることでき、常用な形状が矩形と円形であることを特徴とする前記「監視対象アイコン」（６）に含まれる「状態アイコン」（８）。