JPH0984148A - データ収集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 データ収集作業を合理化し、既に蓄積されて
いるデータを参照して、保守員に適切な指示を伝えるこ
と、及び設備診断上必要なデータの蓄積をより容易にす
る。 【解決手段】 測定センサを含む外部装置と接続する入
出力手段１０７、表示手段１０４、操作入力手段１０
５、測定信号、ビデオ信号などの各種の信号を一時格納
する記憶手段１０３及び無線送受信手段１０６を備え、
プロセスで得られた測定値を信号変換して出力するハン
デイセンサ２を直接接続し、測定値を無線信号に変換し
て出力する１点または多点のセンサデータキャリヤと組
み合わせた携帯用リーダライタ装置５から入力する。プ
ロセス内の複数の測定値を記憶させたＬＳＩカードのカ
ードリーダ８を備え、単点または多点のセンサデータキ
ャリヤからの測定値を、リーダライタ装置と別の無線送
受信手段１０６を介して遠隔の計器室から収集する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所、石油化学
や石油精製工場などで代表される大型プロセス産業にお
いて、保守員がプロセスを巡回して随意に測定値を収集
する際にその作業を合理化する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、製鉄所や石油化学工場などの
大型プロセスを構成する各種の装置には、運転に必要な
温度、圧力、流量その他種々の計測センサや操作端を多
量に取付け、数十乃至数百メータ離れた計器室に設置し
た制御装置と接続して、遠隔制御を行っている。図７は
従来から実施されている遠隔制御装置の信号伝送の体系
を説明する図である。図中のｆ₁〜ｈ₂は各種のプロセス
に取り付けたセンサ等を例示したものである。これらの
符号が表すものは、例えばパイプラインに取り付けた流
量センサであったり、コンプレッサに取り付けた圧力セ
ンサ或いは振動やガスのセンサであったり、勿論通常の
現場指示計であったりする。ｇ₁、ｈ₁は操作端の調節弁
を示している。これらの信号の伝送方法には従来から次
のようなものがあった。即ち、計測センサｆ₁〜ｆ₃等の
検出信号はフイールドバス変換器１７により高周波統一
信号に変換してフイールドバス１８を介して制御装置１
４へ伝送する。また、計測センサｈ₂の検出信号は制御
装置１４へ通常の電線１９を用いて伝送する。このよう
な方法が通常行われている。

【０００３】しかし、前記のプロセスが異常なく稼働し
ているか、取り付けた計測センサが正常な動作をしてい
るかを保守員は絶えず巡回して点検している。この場
合、計器室の制御装置１４から得られる各種のデータ以
外にも、主として保守員の経験に基づいてプロセスを構
成する装置の局部的な音響、振動その他の各種の計測デ
ータを参照する必要が生じる。このようなデータを収集
するセンサは保守員が必要になった時だけ取り付けて使
用するか、常時取り付けている場合でも、計器室まで配
線することはなく、装置に取り付けた現場指示計でデー
タを読み取るのが普通であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、保守員が
巡回先の現場指示計からデータを読み取ったり、場合に
よっては計算処理をし、判断と共にこれらの記録をし、
必要な処置をして計器室に帰り、報告し、各種のデータ
を参照するなどして次の処置をする、といった一連の作
業が行われている。これらの作業は春夏秋冬昼夜を問わ
ず、風雨の中でも営々と続けられている。また、広大な
敷地に多数の大型プロセスを擁する大型工場では巡回中
の保守員の所在の把握は難しく、特に、事故が発生した
場合などにその位置や装置の部位、処置の方法などを的
確に通報することは極めて困難な状態である。本発明の
目的は、データを収集する作業を合理化し、既に蓄積さ
れているデータを速やかに参照して、計器室から保守員
に適切な指示を伝えられるようにし、予防保全上欠くこ
とができない設備診断データの蓄積をより容易にするこ
とができるデータ収集装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のデータ収集装置
は次の手段により構成する。 （１）現場に設置されている各設備の状態データを収集
するためのデータ収集装置であって、前記状態データを
取り込み取り出すための入出力手段と、前記状態データ
を格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された前記
状態データを送りだす共に他の機器から送られてきた無
線データを受信する無線送受信手段と、少なくとも、収
集した設備の状態データまたは他の機器から送らてきた
無線データを表示する表示手段とを備え、フリーハンド
で携帯できるように構成にしたことを特徴とするデータ
収集装置。 （２）前記入出力手段は、得られた設備の状態データを
信号変換して出力するハンデイセンサからの信号を入力
して、前記の設備の状態データを直接収集できるように
したことを特徴とする請求項１記載のデータ収集装置。 （３）前記入出力手段は、機器間固有の無線信号を使用
して、得られた設備の状態データを前記の無線信号に変
換して出力する単点センサデータキャリヤまたは、設備
の複数の状態データを前記の無線信号に変換して出力す
る多点センサデータキャリヤへ、前記の無線信号により
起動信号を送り出し、その結果送り返されてきた無線信
号を受信し変換信号を出力するリーダライタ装置から入
力することを特徴とする請求項１記載のデータ収集装
置。 （４）前記入出力手段は、複数センサの測定値を指定の
時刻に信号変換して記憶させたＬＳＩカードから読みだ
した信号を入力することを特徴とする請求項１記載のデ
ータ収集装置。 （５）無線送受信手段は遠隔の計器室との間でデータの
授受ができるように構成したことを特徴とする請求項１
記載のデータ収集装置。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図１は本発明のデータ収集装置の回路構成の一例を
示すブロック図である。２はハンデイセンサである。５
は携帯リーダライタ装置である。携帯リーダライタ装置
５を介して単点センサデータキャリヤ３（図２）または
多点センサデータキャリヤ４（図２）に対して無線（Ｗ
Ｌ）の起動信号を与え、その結果送り返されてきた無線
信号から目的の測定データを収集する。８はＬＳＩカー
ドリーダである。プロセス内の複数の測定データが記憶
されたＬＳＩカードからデータを読み出してデータ収集
装置により収集する。１０１は本データ収集装置の中央
処理装置を示す。１０２はＲＯＭ及びＲＡＭであってＲ
ＯＭは主として本装置を動作させるための基本プログラ
ムを、ＲＡＭは主として暫定的に使用するデータを格納
する。１０３は記憶手段であり測定データ、映像データ
等を記憶させるのに適した大容量、高速のものを選択す
る。１０４は表示手段である。液晶表示器やＬＥＤ表示
器等を使用する。

【０００７】１０５は本データ収集装置への入力操作手
段である。図では表示手段１０４の一部を利用したタッ
チセンサを示しているが、スイッチその他のポインテイ
ングデバイスを使用することもできる。１０６は無線送
受信手段である。データ収集装置からの送信すべき信号
により指定された周波数の電波（搬送波）を周波数変調
またはその他の方式で変調し増幅して送り出す。一方受
信した電波を復調して信号を取り出しデータ収集装置へ
送る。無線送受信手段を備えたホストコンピュータまた
は他のデータ収集装置との間で前記信号の授受を行う １０７は入出力手段である。本データ収集装置と外付す
る機器とを接続するインタフェース（ＩＦ）であり必要
に応じて次のものから構成する。１０８は操作表示器Ｉ
Ｆである。前記の表示手段１０４を接続し駆動する。１
０９は入力操作ＩＦである。前記の入力操作手段１０５
を接続する。選択した入力操作手段に適合するインタフ
ェースを使用する。１１０は通信制御ＩＦである。前記
の無線送受信手段１０６を接続しデータの転送の制御を
する。

【０００８】１１１はリーダライタＩＦである。前記の
リーダライタ８を接続しデータの転送の制御をする。１
１２はハンデイセンサＩＦである。保守員が設備へ任意
に取り付けた前記のハンデイセンサ２から測定データを
直接収集する。１１３はＬＳＩカードリーダＩＦであ
る。カードリーダ８を駆動してＬＳＩカードから記憶さ
れた測定データを本データ収集装置へ読み出す。１１４
はデータ収集装置を構成する制御バス、データバスであ
る。

【０００９】図２は本発明の実施の形態を示した構成図
である。符号は図１に記載した符号と対応する。１は図
１で説明したデータ収集装置である。外部の装置との信
号の授受は前記の入出力手段１０７を通して行う。２は
ハンデイセンサである。設備の局部の各種データを任意
に収集する音響、振動、電流その他のセンサである。通
常アナログ信号を出力する。保守員が必要になった時だ
け取り付けて使用する。３は単点センサデータキャリヤ
である。前記の携帯リーダライタ装置５から無線（Ｗ
Ｌ）の起動信号を受け、測定データを無線信号にして前
記の携帯リーダライタ装置５へ送り返す。４は多点セン
サデータキャリヤである。単点センサデータキャリヤ３
と同様に前記の携帯リーダライタ装置５から無線（Ｗ
Ｌ）の起動信号を受け、多数の測定データを無線信号に
して前記の携帯リーダライタ装置５へ送り返す。６は多
点センサデータ記憶装置である。プロセス内の複数の測
定データを指定の時刻に信号変換して、予め挿入されて
いるＬＳＩカード７に記憶させる。別途このＬＳＩカー
ド７の記憶内容を前記のＬＳＩカードリーダ８を介して
データ収集装置１へ読み出して収集する。

【００１０】図３は多点センサデータキャリヤ４及び携
帯用リーダライタ装置５の回路構成を示すブロック図で
ある。データ収集装置１からデータを収集する動作の一
例を簡単に説明する。データ収集装置１から通信ＩＦ１
１０を介して携帯リーダライタ装置５へデータ収集の指
令信号を送る（端子ｍ）。携帯リーダライタ装置５はア
ンテナ５０８を経て予め決められた起動信号５０１を多
点センサデータキャリヤ４のアンテナ４０４へ送る。通
常は搬送波の有無信号を使用することが多い。この信号
により多点センサデータキャリヤ４は自動起動回路４０
２が起動され電源４０１から各回路に電力が供給され全
体が起動する。次に多点センサデータキャリヤ４は携帯
リーダライタ装置５から送られてきた識別番号５０２と
自己の機器識別番号４０７とを照合し、合致すればその
旨を返送する。次に、多点センサデータキャリヤ４はデ
ータ収集装置１から送られてきたセンサ番号に従ってセ
ンサ入力端子Ｃ₁、Ｃ₂に接続されたセンサのデータを送
り返す。この信号は携帯リーダライタ装置５のサーキュ
レータ５０５で切り替えられて復調回路５０６を経て出
力回路５０７により必要な信号変換を加えられて端子ｍ
からデータ収集装置１へ送られ、そこでデータが収集さ
れる。制御回路５０３はデータ収集装置１からの信号を
解読して携帯リーダライタ装置５及び多点センサデータ
キャリア４の動作を制御する。

【００１１】尚多点センサデータキャリヤ４及び携帯リ
ーダライタ装置５にはそれぞれ必要な変調回路４０８及
び５０４、復調回路４０５及び５０６その他が含まれて
いるが本願発明ではその方式はどの様なものであっても
よいので省略する。以上は多点センサデータキャリヤ４
についての説明であるが、単点センサデータキャリヤ３
の場合はセンサ入力を１つとした外は同様であるので説
明は省略する。図４は本発明のデータ収集装置の実施の
形態を説明する概念図である。使用している符号は先に
説明した図１の符号と対応する。データ収集装置１をバ
ンド４１により首に掛けることによりフリーハンドにな
る。ハンデイセンサ２を操作して線路４２の電流値を測
定しているところである。（クリップオン電流計４３の
例である。）この出力信号はデータ収集装置１に入力さ
れ表示器１０４により表示される。

【００１２】図５はデータ収集装置１の表示手段１０４
の画面を示す図である。例として、（ａ）はプロセスの
中のタンクの位置や装置の部位を例示したものである。
（ｂ）は測定値等を表示する図表を、（ｃ）は測定値の
トレンドグラフを表示させたものである。必要な図柄を
適宜選択して表示させる。入力操作手段１０５として表
示手段１０４上にタッチスクリーンを例示しているが、
キースイッチ、マウスその他のポインテインテイグデバイ
スを適宜使用することができる。１０６は無線送受信手
段の主としてアンテナ部分を示す。図６は本発明のデー
タ収集装置の信号伝送の体系を説明する図である。使用
している符号は先に説明した図１の符号と対応する。デ
ータ収集装置１は人が携帯して使用し、ハンデイセンサ
２と直接接続することにより設備の任意のデータを収集
することができる。また、携帯用リーダライタ装置５を
介して、データ収集装置１から離れたところにある単点
センサデータキャリヤ３または多点センサデータキャリ
ヤ４に対して無線（ＷＬ）の起動信号を与え、その結果
送り返されてきた無線信号から目的の測定データを収集
することができる。

【００１３】一方、センサｄ₁、ｄ₂の信号は多点センサ
データ記憶装置６により複数の測定データを指定の時刻
に信号変換してＬＳＩカード７に記憶させる。別途この
ＬＳＩカード７をデータ収集装置１に接続したカードリ
ーダ８またはホストコンピュータ１３と接続したホスト
カードリーダ１１へ挿入することにより記憶内容を読み
出して前記の測定データを収集する。またデータ収集装
置１は通信線１２により接続されたホスト無線送受信手
段１０を介してホストコンピュータ１３との間で、また
は、それぞれの保守員が携帯するデータ収集装置との間
で無線信号によりデータの授受を行うことができる。ホ
ストコンピュータ１３は測定データを収集分析し、設備
の診断、維持管理上必要なデータとして蓄積する。これ
らのデータに基づいて保守員からの要求に応じて適切な
指示やデータを提供することができる。ホストコンピュ
ータ１３は上位通信線１５を介して制御装置１４その他
との間で、センサデータ、分析データ等の授受や異常通
報等設備の運転に必要な情報の交換を行う。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。 （１）本データ収集装置によれば、保守員が自らの判断
で取り付けたセンサをデータ収集装置に接続することに
より前記センサーのデータは直ちに携帯端末器に格納さ
れるし、巡回先の現場指示計を読み取るのに代えて携帯
用リーダライタ装置を用いることにより、予め取り付け
ておいたセンサデータキャリヤまたは、多点センサデー
タキャリヤに向かって起動操作をするのみで必要なデー
タがデータ収集装置に格納される。人が立ち入ることが
出来ない高所や悪環境下のデータも離れた所から容易に
データを収集することができる。 （２）装置の異常原因を調べる等の理由で、指定した時
刻のデータを収集したり、異常現象の発生の前後のデー
タを収集する必要があるときは、多点センサデータ記憶
装置により設備内の複数の測定データを指定の時刻に信
号変換して、予め挿入されているＬＳＩカード７に記憶
させる。別途このＬＳＩカード７の記憶内容をＬＳＩカ
ードリーダ８を介して前記のデータ収集装置１へ読み出
して収集する。この方法によると無人の装置で自動的に
データを収集することができる。

【００１５】（３）上記のようにして収集したデータを
無線送受信手段を介してデータ収集装置から他のデータ
収集装置やホストコンピュータに送り、他の保守員の判
断を求めたり、或いは計器室では蓄積しているデータを
参照して速やかに処置を決定して保守員に指示すること
ができる。 （４）データ収集装置のフリーハンドの装着方法は、セ
ンサの操作と携帯端末器の操作を同時に可能にするので
保守員の作業性を非常に高めるものである。 （５）従来から春夏秋冬昼夜を問わず、風雨の中でも営
々と続けられていた作業を合理化できることに加えて、
無線送受信手段を介して携帯端末器からホストコンピュ
ータに接続することにより、これにつながる前記の遠隔
制御装置の運転及び予防保全上欠くことができない設備
診断データの収集と蓄積がより容易になった。 以上のように本発明は、既存の原理や機器に改良を加え
てシステム化することにより、データの収集作業に伴う
多大な困難を克服することができたという大きい効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ収集装置の回路構成のブロック
図である。

【図２】本発明のデータ収集装置の実施の形態の一例を
示した構成図である。

【図３】多点センサデータキャリヤ及び携帯リーダライ
タ装置の回路構成を示すブロック図である。

【図４】本データ収集装置の使用形態を説明する図であ
る。

【図５】表示手段上の表示例を示す図である。

【図６】データ収集装置の信号伝送体系の説明図であ
る。

【図７】従来例を説明した制御装置の信号伝送体系の説
明図である。

【符号の説明】

１ データ収集装置 ２ ハンデイセンサ ３ 単体センサデータキャリヤ ４ 多点センサデータキャリヤ ５ 携帯リーダライタ装置 ６ 多点センサデータ記憶装置 ７ ＬＳＩカード ８ ＬＳＩカードリーダ １０ ホスト無線送受信手段 １１ ホストカードリーダ １２ 通信線 １３ ホストコンピュータ １４ 制御装置 １５ 上位通信線 １７ フイールドバス変換器 １８ フイールドバス １９ 電線 ４１ バンド ４２ 線路 ４３ クリップオン電流計 １０１ ＣＰＵ １０２ ＲＯＭ／ＲＡＭ １０３ 記憶手段 １０４ 表示手段 １０５ 入力操作手段 １０６ 無線送受信手段 １０７ 入出力手段 １０８ 操作表示器ＩＦ １０９ 入力操作ＩＦ １１０ 通信制御ＩＦ １１１ リーダライタＩＦ １１２ ハンデイセンサＩＦ １１３ ＬＳＩカードリーダＩＦ １１４ データ／制御バス ４０１ 電源 ４０２ 自動起動回路 ４０３ スイッチ ４０４ アンテナ ４０５ 復調回路 ４０６ 信号検知回路 ４０７ 機器識別番号 ４０８ 変調回路 ４０９ 外部入力回路 ５０１ 起動信号 ５０２ 識別番号 ５０３ 制御回路 ５０４ 変調回路 ５０５ サーキュレータ ５０６ 復調回路 ５０７ 出力回路 ５０８ アンテナ ａ、ｂ、ｄ₁、ｄ₂〜ｈ₁、ｈ₂ センサ番号 ＷＬ 無線信号 ＩＦ インタフェース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現場に設置されている各設備の状態データ
   を収集するためのデータ収集装置であって、前記状態デ
   ータを取り込み取り出すための入出力手段と、前記状態
   データを格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納され
   た前記状態データを送りだす共に他の機器から送られて
   きた無線データを受信する無線送受信手段と、少なくと
   も、収集した設備の状態データまたは他の機器から送ら
   てきた無線データを表示する表示手段とを備え、フリー
   ハンドで携帯できるように構成にしたことを特徴とする
   データ収集装置。
2. 【請求項２】前記入出力手段は、得られた設備の状態デ
   ータを信号変換して出力するハンデイセンサからの信号
   を入力して、前記の設備の状態データを直接収集できる
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載のデータ収集
   装置。
3. 【請求項３】前記入出力手段は、機器間固有の無線信号
   を使用して、得られた設備の状態データを前記の無線信
   号に変換して出力する単点センサデータキャリヤまた
   は、設備の複数の状態データを前記の無線信号に変換し
   て出力する多点センサデータキャリヤへ、前記の無線信
   号により起動信号を送り出し、その結果送り返されてき
   た無線信号を受信し変換信号を出力するリーダライタ装
   置から入力することを特徴とする請求項１記載のデータ
   収集装置。
4. 【請求項４】前記入出力手段は、複数センサの測定値を
   指定の時刻に信号変換して記憶させたＬＳＩカードから
   読みだした信号を入力することを特徴とする請求項１記
   載のデータ収集装置。
5. 【請求項５】無線送受信手段は遠隔の計器室との間でデ
   ータの授受ができるように構成したことを特徴とする請
   求項１記載のデータ収集装置。