特許 7374011 エッジコンピュータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】エッジコンピュータ

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20231027BHJP

   F04B 49/10 20060101ALI20231027BHJP

   F04B 51/00 20060101ALI20231027BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20231027BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

F04B49/06 311

F04B49/06 321B

F04B49/10 311

F04B51/00

F04D15/00 D

F04D15/00 Z

G05B23/02 T

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020021693

(22)【出願日】2020-02-12

(65)【公開番号】P2021127710

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】田村 拡海

(72)【発明者】

【氏名】駒井 正和

(72)【発明者】

【氏名】関口 孝志

(72)【発明者】

【氏名】畑林 希美

【審査官】丹治 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８４８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５５２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９７６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４９２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２３４８２６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／００－５１／００

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ装置の状態を監視するエッジコンピュータであって、
前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、
前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、
を備え、
ポンプ装置を識別するポンプ装置識別情報と、当該ポンプ装置の状態を表す物理量である状態値データが関連付けられて記憶されているストレージを備え、
前記プロセッサは、前記通信部がユーザ端末から状態値のデータ要求を受信した場合、他のエッジコンピュータに状態値データを要求し、当該要求に応じて前記他のエッジコンピュータが送信した状態値データを受信し、受信した状態値データと前記ストレージに保存されている状態値データとを含む状態値データを前記ユーザ端末へ送信する
エッジコンピュータ。

【請求項2】

ポンプ装置の状態を監視するエッジコンピュータであって、
前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、
前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、
を備え、
ポンプ装置を識別するポンプ装置識別情報と、当該ポンプ装置の状態を表す物理量である状態値データが関連付けられて記憶されているストレージを備え、
前記プロセッサは、他のエッジコンピュータから、当該他のエッジコンピュータが通信可能なポンプ装置のポンプ装置識別情報を受信した場合、前記ストレージを参照して、当該ポンプ装置識別情報と重複しないポンプ装置識別情報に関連付けられて前記ストレージに蓄積されている状態値データを前記他のエッジコンピュータへ送信する
エッジコンピュータ。

【請求項3】

ポンプ装置の状態を監視するエッジコンピュータであって、
前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、
前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、他のエッジコンピュータに対して、当該他のエッジコンピュータのストレージに蓄積されている状態値データに関連付けられたポンプ装置識別情報を要求し、要求に応じて前記他のエッジコンピュータから送信されたポンプ装置識別情報を受信し、当該受信したポンプ装置識別情報のうち、自身の前記ストレージに蓄積されていないポンプ装置識別情報の状態値データを当該他のエッジコンピュータへ要求する
エッジコンピュータ。

【請求項4】

ポンプ装置の状態を監視するエッジコンピュータであって、
前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、
前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、
を備え、
制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合、前記プロセッサは、吐出圧力または吐出流量が基準値より下がった場合、前記制御盤が設けられている第２のポンプの運転周波数を上げるよう指令する指令信号を、前記制御盤が設けられている前記第２のポンプの制御盤へ、前記通信部から送信させる
エッジコンピュータ。

【請求項5】

ポンプ装置の状態を監視するエッジコンピュータであって、
前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、
前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、
を備え、
制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合であって、前記制御盤が設けられている第２のポンプの制御盤から応答がない場合、且つ前記制御盤が設けられている第２のポンプのインバータの出力電流もしくは吐出圧力が所定の範囲内の場合、前記制御盤が設けられていない第１のポンプを継続するよう指令する指令信号を、当該第１のポンプを駆動する電動機もしくは当該第２のポンプを駆動する第２の電動機を可変速制御するインバータへ前記通信部から送信させる
エッジコンピュータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ装置の状態を監視するエッジシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の給水ユニットは、センサで建物内の末端の圧力を検出し、建物内の末端の圧力に必要な圧力の水を安定して供給するようにポンプを運転制御する方法がある。その際に例えば特許文献１では、遠隔センサ間にて通信を行い、他の遠隔センサを介して、センサの検出結果を給水装置へ送信するマルチホップ機能を備えることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１８３６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ポンプを設置している施設、あるいはポンプ設置施設が存在する地域において、稼働中のポンプの状態の情報を取得し、管理者に通知するという要求が増えている。上記の課題を解決する方法として、一つまたは複数のポンプやそれに設置されたセンサと中央の監視機器などでネットワークを構築し、中央の監視機器でデータの取得と各種計算を実施する機器またはシステムが考えられる。

【0005】

しかし、ポンプの設置場所が建物の地下室である場合や、ポンプ室の壁が厚い場合、中央の監視機器（例えばクラウド、集中管理システムまたはサーバ）がポンプ設置場所から遠いなど、ポンプ設置環境によっては、中央の監視機器までネットワークを直接構築できないことがある。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、中央の監視機器までネットワークを直接構築できない場合であっても、一つまたは複数のポンプを監視または制御することを可能とするエッジシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様に係るエッジシステムは、ポンプ装置の状態を監視するエッジシステムであって、前記ポンプ装置の制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部と、前記通信部が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／または前記ポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じた前記ポンプの制御を実行するプロセッサと、を備える。

【0008】

この構成によれば、中央の監視機器までネットワークを直接構築できない場合であっても、エッジシステムが一つまたは複数のポンプを監視または制御することができる。

【0009】

本発明の第２の態様に係るエッジシステムは、第１の態様に係るエッジシステムであって、ポンプ装置を識別するポンプ装置識別情報と、当該ポンプ装置の状態を表す物理量である状態値データが関連付けられて記憶されているストレージを備え、前記プロセッサは、前記通信部がユーザ端末から状態値のデータ要求を受信した場合、他のエッジシステムに状態値データを要求し、当該要求に応じて前記他のエッジシステムが送信した状態値データを受信し、受信した状態値データと前記ストレージに保存されている状態値データとを含む状態値データを前記ユーザ端末へ送信する。

【0010】

この構成によれば、各エッジシステムが管理しているポンプ装置の状態値を、まとめてユーザ端末へ送信することができるので、ユーザ端末には、各エッジシステムが管理しているポンプ装置の状態値がまとめて表示される。これにより、ユーザは、ポンプ装置それぞれを容易に一括管理することができる。

【0011】

本発明の第３の態様に係るエッジシステムは、第１または２の態様に係るエッジシステムであって、ポンプ装置を識別するポンプ装置識別情報と、当該ポンプ装置の状態を表す物理量である状態値データが関連付けられて記憶されているストレージを備え、前記プロセッサは、他のエッジシステムから、当該他のエッジシステムが通信可能なポンプ装置のポンプ装置識別情報を受信した場合、前記ストレージを参照して、当該ポンプ装置識別情報と重複しないポンプ装置識別情報に関連付けられて前記ストレージに蓄積されている状態値データを前記他のエッジシステムへ送信する。

【0012】

この構成によれば、エッジシステムは、蓄積されていないポンプ装置の状態値データを受信して蓄積することができる。

【0013】

本発明の第４の態様に係るエッジシステムは、第１から３のいずれかの態様に係るエッジシステムであって、前記エッジシステムの前記プロセッサは、他のエッジシステムに対して、当該他のエッジシステムのストレージに蓄積されている状態値データに関連付けられたポンプ装置識別情報を要求し、要求に応じて前記他のエッジシステムから送信されたポンプ装置識別情報を受信し、当該受信したポンプ装置識別情報のうち、自身の前記ストレージに蓄積されていないポンプ装置識別情報の状態値データを当該他のエッジシステムへ要求する。

【0014】

この構成によれば、エッジシステムは、蓄積されていないポンプ装置の状態値データを受信して蓄積することができる。

【0015】

本発明の第５の態様に係るエッジシステムは、第１から４のいずれかの態様に係るエッジシステムであって、制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合、前記プロセッサは、吐出圧力または吐出流量が基準値より下がった場合、前記制御盤が設けられている第２のポンプの運転周波数を上げるよう指令する指令信号を、前記制御盤が設けられている前記第２のポンプの制御盤へ、前記通信部から送信させる。

【0016】

この構成によれば、吐出圧力または吐出流量が少なくなっても、第２のポンプの運転周波数を上げることで、吐出圧力または吐出流量を補うことができる。

【0017】

本発明の第６の態様に係るエッジシステムは、第１から５のいずれかの態様に係るエッジシステムであって、制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合であって、前記制御盤が設けられている第２のポンプの制御盤から応答がない場合、且つ前記制御盤が設けられている第２のポンプのインバータの出力電流もしくは吐出圧力が所定の範囲内の場合、前記制御盤が設けられていない第１のポンプを継続するよう指令する指令信号を、当該第１のポンプを駆動する電動機もしくは当該第２のポンプを駆動する第２の電動機を可変速制御するインバータへ前記通信部から送信させる。

【0018】

この構成によれば、第２のポンプの制御盤が通信不能になった場合において、第２のポンプのインバータの出力電流もしくは吐出圧力が所定の範囲内である場合、第２のポンプ自体は正常に動作しているものとみなして、第１のポンプの運転も継続させる。これにより、送水を正常に継続しつつ、この間に、第２のポンプの制御盤の通信部を点検して修理をすることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様によれば、中央の監視機器までネットワークを直接構築できない場合であっても、エッジシステムが一つまたは複数のポンプを監視または制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。

【図2】各実施形態に係るポンプ装置の構成の一例を示す概略構成図である。

【図3】各実施形態に係るエッジコンピュータの構成の一例を示す概略構成図である。

【図4】エッジコンピュータ１－１のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。

【図5】エッジコンピュータ１－１のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。

【図6】エッジコンピュータ１－２のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。

【図7】エッジコンピュータ１－２のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。

【図8】エッジコンピュータ１－３のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。

【図9】エッジコンピュータ１－３のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。

【図10】第２の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。

【図11】第３の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。

【図12】第４の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0022】

各実施形態に係る情報処理システムでは、エッジコンピュータを、ポンプに搭載したセンサや通信機能を有した制御装置（例えば制御盤）またはポンプ装置とネットワークを構築できる場所に設置し、各センサと通信をする。あるいはエッジコンピュータは、直接接続されたセンサや通信機能を有した制御装置、ポンプ装置から信号を検出する。これにより、各測定値、データ、制御状態などの情報を収集する。

【0023】

また、検出した複数個、複数種のデータを解析することで現在のポンプの状態をより詳細に判断することができる。例えば、エッジコンピュータは、エッジコンピュータに接続した電流センサと圧力センサ、あるいは流量センサの変化量を比較することで、ポンプの状態を判断する。エッジコンピュータは例えば、電流が大きくなるものの、圧力及び流量が著しく減少した場合、ポンプ羽根車やモータの固着などの異常と判断できる。

【0024】

また、クラウドやサーバに接続できる環境であれば、エッジコンピュータは、エッジコンピュータで収集したデータを送信することもでき、エッジコンピュータで解析した結果とさらにクラウドやサーバでより詳細に解析した結果をユーザは確認することもできる。クラウドやサーバの有無にかかわらず、エッジコンピュータは、インバータなどの制御機能を搭載したポンプ装置に制御信号を送信することもできる。

【0025】

図１は、第１の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。図１に示すように、情報処理システム１０１は、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３と、ポンプ装置２－１、…、２－９と、情報処理装置の一例であるサーバ９とを備える。サーバ９は、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３と通信線で接続されている。

【0026】

ポンプ装置２－１、２－２、２－３は、エッジコンピュータ１－１に通信線で接続されており、エッジコンピュータ１－１と通信可能である。ポンプ装置２－４、２－５、２－６は、エッジコンピュータ１－２に通信線で接続されており、エッジコンピュータ１－２と通信可能である。ポンプ装置２－７、２－８、２－９は、エッジコンピュータ１－３に通信線で接続されており、エッジコンピュータ１－３と通信可能である。以下、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３を総称してエッジコンピュータ１と呼ぶことがあり、ポンプ装置２－１、…、２－９を総称してポンプ装置２と呼ぶことがある。

【0027】

図２は、各実施形態に係るポンプ装置の構成の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、ポンプ装置２は例えば、受水槽（図示せず）に連通する配管１０を介して当該受水槽に接続されているポンプ３と、モータとその外表面に設置されているインバータとが一体となったインバータ一体型モータ８とを備える。インバータ一体型モータ８は、ポンプ３を駆動する電動機４と、電動機４の回転周波数を制御し電動機４を駆動するインバータ５と、インバータ５を冷却するためのファン６とを備える。ポンプ装置２は更にインバータ５を制御する制御部の一例である制御盤７を備える。なお、モータの中にインバータを内蔵させる形態もある。

【0028】

ポンプ３の吐出側には、吐出管２０が接続されており、ポンプ３により受水槽（図示せず）内の水道水が住宅等の末端の需要先に供給されるようになっている。吐出管２０にはチェッキ弁２２およびセンサ２３の一つとしてフロースイッチ２４がそれぞれ設けられており、フロースイッチ２４の出力信号は制御盤７に入力される。なお、チェッキ弁２２はポンプ３が停止した場合に吐出側から吸込側に水が逆流することを防止するための逆流防止弁であり、フロースイッチ２４は吐出管２０内の水量が少なくなったことを検出するためのものである。

【0029】

吐出管２０には一例として、センサ２３の一つとして、ポンプ３の吐出圧力を検出する圧力センサ２６が設置されており、この圧力センサ２６の出力信号は制御盤７に入力されている。

【0030】

また、吐出管２０には圧力タンク２８が接続されており、フロースイッチ２４により水量が少なくなったことが検出された場合には、ポンプ３の締切運転を防止するために、ポンプ３を停止する。このポンプ３を停止する前に、一度ポンプ３を加速して、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ３の運転を停止してもよい。

【0031】

制御盤７は、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３のいずれかと通信可能な通信部７１と、通信部７１を制御するプロセッサ７２とを有する。通信部７１は、フロースイッチ２４の出力信号、及び圧力センサ２６からの出力信号を受信する。そして、通信部７１は、通信可能なエッジコンピュータ１－１、１－２または１－３へ、これらの出力信号を送信する。これにより、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３は、吐出圧力、吐出流量を蓄積することができる。

【0032】

通信部７１は、インバータ５の通信部５１と通信可能であり、インバータ５の通信部５１へ制御信号を送信する。これにより、インバータ５の出力電流、出力周波数（すなわちポンプの運転周波数）を制御することができる。通信部７１は、通信可能なエッジコンピュータ１－１、１－２または１－３へ、インバータ５の出力電流を送信する。これにより、エッジコンピュータ１－１、１－２、１－３は、インバータ５の出力電流を蓄積することができる。

【0033】

図３は、各実施形態に係るエッジコンピュータの構成の一例を示す概略構成図である。図３に示すように、エッジコンピュータ１は、ストレージ１１と、一時的にデータを格納するメモリ１２と、通信部１３と、プロセッサ１４とを備える。
ストレージ１１には、ポンプ装置を識別するポンプ装置識別情報（ここでは一例としてポンプＩＤ）と、当該ポンプ装置の状態を表す物理量である状態値データが関連付けられて記憶されている。ここで、当該ポンプ装置の状態を表す物理量（例えば、吐出圧力、吐出流量、インバータ５の出力電流）である状態値データは、対応するポンプ装置それぞれから受信したデータである。

【0034】

通信部１３は、ポンプの制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する。この通信は、有線であっても無線であってもよい。
プロセッサ１４は例えば、通信部１３が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／またはポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じたポンプの制御を実行する。

【0035】

本実施形態では、一例としてポンプ装置２－１～２－３が第１のグループに属し、ポンプ装置２－４～２－６が第２のグループに属し、ポンプ装置２－４～２－９が第３のグループに属する。
エッジコンピュータ１－１のプロセッサ１４は、第１のグループに属するポンプ装置２－１～２－３の運転データを収集し、蓄積し、分析し、対応する診断結果を出力し、診断結果に応じた制御方法を実行してもよい。
エッジコンピュータ１－２のプロセッサ１４は、第２のグループに属するポンプ装置２－４～２－６の運転データを収集し、蓄積し、分析し、対応する診断結果を出力し、診断結果に応じた制御方法を実行してもよい。
エッジコンピュータ１－３のプロセッサ１４は、第３のグループに属するポンプ装置２－７～２－９の運転データを収集し、蓄積し、分析して、対応する診断結果を出力し、診断結果に応じた制御方法を実行してもよい。

【0036】

例えば、ポンプに設けられた振動センサ（図示せず）が検出した振動値が閾値を超える場合、エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、ベアリングの摩耗を推定してもよい。

【0037】

グループ内の機器（例えば、制御盤、センサ、エッジ基板、コントローラ、ユーザ端末（スマートフォン・ＰＣ・タブレットなど）内アプリケーション）はそれぞれ相互に接続を維持するための通信と、データ収集やポンプ制御を実施するための通信を行う機能を備える。各接続機器とは、無線・有線問わず任意の方式で通信を行う。

【0038】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、ポンプ用の制御盤、ドライバ、またはコントローラといった、ポンプの運転を制御するポンプ制御機器ともネットワークを構築し、ポンプ制御機器に対して通信する機能を備える。

【0039】

上位機器からポンプに対する指令を、ネットワークを経由してエッジコンピュータ１－１～１－３に送り、エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、エッジコンピュータ１－１～１－３に接続している対象のポンプ制御機器に対して指令を送る機能を備える。

【0040】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、各種センサが固有情報を保有している場合はそれを取得または参照し、センサの識別を行ってもよい。エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、自身が保持または記録した各データを任意のタイミングで計算し、残りのポンプの寿命及び／または状態値の傾向と予測値を算出してもよい。

【0041】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、ポンプに設置した各種センサ、通信機器を搭載した制御盤またはポンプ装置から情報を取得し管理者側の機器に送信してもよい。

【0042】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、各種センサ・制御盤・ポンプ装置から取得したデータを解析し、設置・稼働中のポンプの状態を適切に診断してもよい。

【0043】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、各種センサ・制御盤・ポンプ装置から取得したデータを解析し、設置・稼働中のポンプの寿命を推定してもよい。

【0044】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、各種センサ・制御盤・ポンプ装置からの取得データ、解析データ、稼働状況などのデータを適切に記録してもよい。

【0045】

エッジコンピュータ１－１～１－３と各種センサ・制御盤・ポンプ装置でネットワークを作成する。Bluetooth（登録商標）やWi-Fi、LPWA（Low Power Wide Area）などといった無線通信やLAN、PLC（Power Line Communication）のような有線通信などネットワーク構築のための通信方式は問わない。

【0046】

エッジコンピュータ１－１～１－３と各種センサ・制御盤・ポンプ装置で構築したネットワークにより、施設内・地域内で情報を整理、ユーザが任意の端末で施設内・地域内のポンプの情報を確認・収集できる。

【0047】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、複数種のセンサから収集したデータを組み合わせて解析する機能を有する為、より詳細な解析を可能とする。

【0048】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、各種センサからのデータを一定期間保持するため、ユーザが確認したい任意の期間のデータをクラウドやサーバを介さずに確認することができる。

【0049】

エッジコンピュータ１－１～１－３と各種センサでネットワークを生成する為、クラウドやサーバなどと通信できない環境下でもネットワーク範囲内のポンプの情報を確認・収集できる。

【0050】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、通信が届く範囲であればポンプ装置や給水装置の制御盤だけではなくポンプが接続されている配電盤などの中に設置しても良い。

【0051】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、各種センサ・制御盤・給水装置と無線にて接続できる範囲に設置するが、それができない場合は、ＰＬＣで通信させてもよい。

【0052】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、状態検出機能を有したポンプ（例えば、センサ付ポンプ）などとも通信し、ネットワークを構築し、各種データの収集・解析・通知・記録を実施してもよい。これにより、エッジコンピュータ１－１～１－３は、個々のポンプのデータを整理する機能を有するため、ユーザは煩雑な情報を見ることなしにポンプの状態を確認できる。

【0053】

エッジコンピュータ１－１～１－３によって構築されるネットワーク範囲は問わないため、施設・地域問わず機器が設置された場所のポンプの情報は同地域・施設内の管理場所で確認することができる。

【0054】

エッジコンピュータ１－１～１－３とポンプのコントローラまたは制御盤などを接続することで、エッジコンピュータ１－１～１－３を経由したポンプ制御が可能となる。

【0055】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、前述の推定寿命または診断結果から、ポンプを稼働できる時間範囲で制御してもよい。

【0056】

図４は、エッジコンピュータ１－１のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。図４に示すように、センサマスタテーブルＭ１には、ポンプ装置ＩＤが１～３すなわちポンプ装置２－１～２－３までについて、ポンプ装置ＩＤ、センサを識別するセンサ識別情報であるセンサＩＤ、センサ種別、センシング対象の組のレコードが保存されている。

【0057】

図５は、エッジコンピュータ１－１のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。図５において、ポンプ装置ＩＤ＝１の状態値データテーブルＴ２－１は、ポンプ装置２－１の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝１の状態値データテーブルＴ２－１において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００１のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００２のセンサデータ、ポンプ装置２－１のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0058】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝２の状態値データテーブルＴ２－２は、ポンプ装置２－２の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝２の状態値データテーブルＴ２－２において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００３のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００４のセンサデータ、ポンプ装置２－２のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0059】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝３の状態値データテーブルＴ２－３は、ポンプ装置２－３の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝３の状態値データテーブルＴ２－３において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００５のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００６のセンサデータ、ポンプ装置２－３のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。センサＩＤ＝Ｓ０００２、Ｓ０００４、Ｓ０００６のセンサデータは、フロースイッチ２４の出力信号のデータであり、流量として例えばハイレベルＨ（流量無し）とローレベルＬ（流量あり）の値を取る。

【0060】

例えば状態値データテーブルＴ２－１、Ｔ２－３の一行目のレコードのデータは、流量がないにもかかわらずインバータの出力電流値が存在する為、ポンプあるいはモータ等の固着あるいは固着を要因とする回転不良と判断できるため、プロセッサ１４は例えば診断結果を「異常」とし、その異常内容を「回転体固着・不良」として、診断結果と異常内容を出力する。そして、プロセッサ１４は、状態値データテーブルＴ２－１、Ｔ２－３の一行目のレコードに、当該診断結果と当該異常内容を格納する。ここでストレージ１１には、予め診断基準が記憶されており、プロセッサ１４は例えば、一つ以上のセンサデータ（例えばフロースイッチ２４の出力信号とインバータの出力電流値との組）を診断基準と比較して、異常か否か判定してもよく、異常の場合は異常内容を判定してもよく、診断結果及び／または異常内容を出力してもよい。ここで、診断基準は例えば、フロースイッチ２４の出力信号のデータがハイレベル（流量なし）にもかかわらずインバータの出力電流値が存在する場合、診断結果を「異常」とし異常内容を「回転体固着・不良」とするというものである。

【0061】

図６は、エッジコンピュータ１－２のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。図６に示すように、センサマスタテーブルＭ２には、ポンプ装置ＩＤが４～６すなわちポンプ装置２－４～２－６までについて、ポンプ装置ＩＤ、センサを識別するセンサ識別情報であるセンサＩＤ、センサ種別、センシング対象の組のレコードが保存されている。

【0062】

図７は、エッジコンピュータ１－２のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。図７において、ポンプ装置ＩＤ＝４の状態値データテーブルＴ２－４は、ポンプ装置２－４の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝４の状態値データテーブルＴ２－４において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００７のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００８のセンサデータ、ポンプ装置２－４のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0063】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝５の状態値データテーブルＴ２－５は、ポンプ装置２－５の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝５の状態値データテーブルＴ２－５において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ０００９のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１０のセンサデータ、ポンプ装置２－５のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0064】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝６の状態値データテーブルＴ２－６は、ポンプ装置２－６の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝６の状態値データテーブルＴ２－６において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１１のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１２のセンサデータ、ポンプ装置２－６のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。センサＩＤ＝Ｓ０００８、Ｓ００１０、Ｓ００１２のセンサデータは、フロースイッチ２４の出力信号のデータであり、流量として例えばハイレベルＨ（流量無し）とローレベルＬ（流量有り）の値を取る。

【0065】

前記データテーブルのうちＴ２－５は、流量がないにもかかわらずインバータの出力電流値が存在する為、ポンプあるいはモータ等の固着あるいは固着を要因とする回転不良と判断できるため、プロセッサ１４は例えば診断結果の内容と異常状態を出力する。

【0066】

図８は、エッジコンピュータ１－３のストレージに記憶されているセンサマスタテーブルの一例である。図８に示すように、センサマスタテーブルＭ３には、ポンプ装置ＩＤが７～９すなわちポンプ装置２－７～２－９までについて、ポンプ装置ＩＤ、センサを識別するセンサ識別情報であるセンサＩＤ、センサ種別、センシング対象の組のレコードが保存されている。

【0067】

図９は、エッジコンピュータ１－３のストレージに記憶されている状態値データテーブルの一例である。図９において、ポンプ装置ＩＤ＝７の状態値データテーブルＴ２－７は、ポンプ装置２－７の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝７の状態値データテーブルＴ２－７において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１３のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１４のセンサデータ、ポンプ装置２－７のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0068】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝８の状態値データテーブルＴ２－８は、ポンプ装置２－８の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝８の状態値データテーブルＴ２－８において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１５のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１６のセンサデータ、ポンプ装置２－８のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。

【0069】

同様に、ポンプ装置ＩＤ＝９の状態値データテーブルＴ２－９は、ポンプ装置２－９の状態値データが格納されているテーブルである。ポンプ装置ＩＤ＝９の状態値データテーブルＴ２－９において、時刻、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１７のセンサデータ、当該時刻におけるセンサＩＤ＝Ｓ００１８のセンサデータ、ポンプ装置２－９のインバータ５の出力電流値のデータ、これらのデータからプロセッサ１４によって診断された診断結果、当該診断結果が異常な場合のその異常内容の組のレコードが蓄積されている。センサＩＤ＝Ｓ００１４、Ｓ００１６、Ｓ００１８のセンサデータは、フロースイッチ２４の出力信号のデータであり、流量として例えばハイレベルＨ（流量無し）とローレベルＬ（流量有り）の値を取る。

【0070】

前記データテーブルのうちＴ２－７、Ｔ２－９は、流量がないにもかかわらずインバータの出力電流値が存在する為、ポンプあるいはモータ等の固着あるいは固着を要因とする回転不良と判断できるため、プロセッサ１４は例えば診断結果の内容と異常状態を出力する。

【0071】

前記までのデータテーブル、状態値データテーブルは電流・圧力・フロースイッチのものであるが、振動センサや温度センサによる検出・診断など、接続しているセンサの種類を問わず用いることが出来る。

【0072】

例えば、エッジコンピュータ１－１のプロセッサ１４は、他のエッジコンピュータ１－２から、当該他のエッジコンピュータ１－２が通信可能なポンプ装置のポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝４、５、６）を受信した場合、エッジコンピュータ１－１のストレージ１１を参照して、当該ポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝４、５、６）と重複しないポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝１、２、３）に関連付けられてエッジコンピュータ１－１のストレージ１１に蓄積されている状態値データを、他のエッジコンピュータ１－２へ送信する。これにより、エッジコンピュータ１－２は、蓄積されていないポンプ装置（ここではポンプＩＤ＝１、２、３）の状態値データを受信して蓄積することができる。

【0073】

なお、上記の処理に替えて、エッジコンピュータ１－２のプロセッサは、他のエッジコンピュータ１－１に対して、当該他のエッジコンピュータのストレージに蓄積されている状態値データに関連付けられたポンプ装置識別情報を要求し、要求に応じて他のエッジコンピュータ１－１から送信されたポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝１、２、３）を受信し、当該受信したポンプ装置識別情報のうち、自身の前記ストレージに蓄積されていないポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝１、２、３）の状態値データを当該他のエッジコンピュータ１－１へ要求してもよい。これにより、エッジコンピュータ１－２は、蓄積されていないポンプ装置（ここではポンプＩＤ＝１、２、３）の状態値データを受信して蓄積することができる。

【0074】

その後に、エッジコンピュータ１－２のプロセッサ１４は、他のエッジコンピュータ１－３から、当該他のエッジコンピュータ１－３が通信可能なポンプ装置のポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝７、８、９）を受信した場合、エッジコンピュータ１－１のストレージ１１を参照して、当該ポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝７、８、９）と重複しないポンプ装置識別情報（ここではポンプＩＤ＝１、２、３、４、５、６）に関連付けられてエッジコンピュータ１－２のストレージ１１に蓄積されている状態値データを、他のエッジコンピュータ１－３へ送信する。これにより、エッジコンピュータ１－３は、蓄積されていないポンプ装置（ここではポンプＩＤ＝１、２、３、４、５、６）の状態値データを受信して蓄積することができる。

【0075】

以上、第１の実施形態に係る情報処理システム１０１は、ポンプ装置の状態を監視する情報処理システムであって、少なくとも一つのエッジコンピュータを備える。エッジコンピュータ１－１～１－３は、ポンプの制御盤、ドライバもしくはコントローラ、ポンプ装置の構成要素及びセンサのうちの少なくとも一つと通信する通信部１３と、通信部１３が受信したデータを予め定められた評価ルールに適用して、ポンプ装置の構成要素の異常の推定、及び／またはポンプ装置の診断結果の生成、及び／または当該診断結果に応じたポンプの制御を実行するプロセッサ１４と、を備える。

【0076】

この構成により、中央の監視機器までネットワークを直接構築できない場合であっても、エッジコンピュータ１－１～１－３が複数のポンプを監視または制御することができる。

【0077】

＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態について説明する。図１０は第２の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。図１０に示すように、第２の実施形態に係る情報処理システム１０２では、第１の実施形態に係る情報処理システム１０１とはネットワーク形態が異なり、サーバが削除された構成になっている。

【0078】

＜第３の実施形態＞
続いて第３の実施形態について説明する。図１１は第３の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。図１１に示すように、第３の実施形態に係る情報処理システム１０３では、第１の実施形態に係る情報処理システム１０１とはネットワーク形態が異なり、ユーザ端末３０が追加された構成になっている。

【0079】

エッジコンピュータ１－１～１－３が、測定値、解析結果を、さらに保持または蓄積しておくことで、ユーザが任意のユーザ端末でエッジコンピュータと通信することで保持したデータを確認することができる。この通信は例えば、Bluetooth（登録商標）やNFCなど、通信方式は問わない。

【0080】

さらに、エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、有線または無線によりサーバ（もしくはクラウドなどの集中管理できるシステム）へ送り、全体の状況把握と分析して、対応する診断結果を出力し、診断結果などの情報をユーザまたはサービス員が使用するユーザ端末３０へ送信してもよい。これにより、ユーザまたはサービス員へ、診断結果などの情報を提示するようにしてもよい。

【0081】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、センサからの取得データを保持または記録しておき、ユーザが使用するユーザ端末からの指示によりデータを提供してもよい。

【0082】

その際、例えば、エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、通信部１３がユーザ端末３０から状態値のデータ要求を受信した場合、他のエッジコンピュータに状態値データを要求し、当該要求に応じて他のエッジコンピュータが送信した状態値データを受信し、受信した状態値データとストレージに保存されている状態値データとを含む状態値データをユーザ端末３０へ送信する。

【0083】

この構成により、各エッジコンピュータが管理しているポンプ装置の状態値を、まとめてユーザ端末へ送信することができるので、ユーザ端末には、各エッジコンピュータが管理しているポンプ装置の状態値がまとめて表示される。これにより、ユーザは、ポンプ装置それぞれを容易に一括管理することができる。

【0084】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、ユーザが使用するユーザ端末３０から送信されたポンプ制御信号を対象ポンプに通知する。これにより、遠隔地からのエッジコンピュータ１－１～１－３を経由したポンプ制御が可能となる。

【0085】

＜第４の実施形態＞
続いて第４の実施形態について説明する。図１２は第４の実施形態に係る情報処理システムの概略構成図である。図１２に示すように、第４の実施形態に係る情報処理システム１０４では、第３の実施形態に係る情報処理システム１０３とはネットワーク形態が異なり、サーバが削除された構成になっている。

【0086】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、センサからのデータを収集及び／または解析することで、ポンプ装置からクラウドやサーバに直接接続できるネットワークを構築できなくとも、センサの情報を蓄積及び／または解析した結果をユーザ端末に送信することができる。これにより、ユーザに解析した結果を通知することができる。

【0087】

エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、センサからの取得データを保持または記録しておき、ユーザが使用するユーザ端末からの指示によりデータを提供してもよい。

【0088】

エッジコンピュータ１－１～１－３は、ユーザが使用するユーザ端末３０から送信されたポンプ制御信号を対象ポンプに通知する。これにより、遠隔地からのエッジコンピュータ１－１～１－３を経由したポンプ制御が可能となる。

【0089】

なお、各実施形態に係る情報処理システムにおいて、制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合、エッジコンピュータ１－１～１－３のプロセッサ１４は、吐出圧力または吐出流量が基準値より下がった場合、制御盤７が設けられている第２のポンプの運転周波数を上げるよう指令する指令信号を、制御盤７が設けられている第２のポンプの制御盤へ、エッジコンピュータ１－１～１－３の通信部１３から送信させる。これにより、吐出圧力または吐出流量が少なくなっても、第２のポンプの運転周波数を上げることで、吐出圧力または吐出流量を補うことができる。

【0090】

なお、各実施形態に係る情報処理システムにおいて、制御盤が設けられていない第１のポンプと、制御盤が設けられている第２のポンプが混在している場合であって、制御盤７が設けられている第２のポンプの制御盤から応答がない場合、且つ制御盤が設けられている第２のポンプのインバータの出力電流もしくは吐出圧力が所定の範囲内の場合、制御盤が設けられていない第１のポンプを継続するよう指令する指令信号を、当該第１のポンプを駆動する電動機もしくは当該第２の電動機を可変速制御するインバータへ、エッジコンピュータ１－１～１－３の通信部１３から送信させる。この構成により、第２のポンプの制御盤が通信不能になった場合において、第２のポンプのインバータの出力電流もしくは吐出圧力が所定の範囲内である場合、第２のポンプ自体は正常に動作しているものとみなして、第１のポンプの運転も継続させる。これにより、送水を正常に継続しつつ、この間に、第２のポンプの制御盤の通信部を点検して修理をすることができる。

【0091】

なお、各実施形態に係る情報処理システムにおいて、１つの配管系統に複数のポンプが混在している場合であって、各ポンプに接続されているセンサからの検出された異常値あるいはその検出値から推定したポンプ・モータの寿命に近づいているポンプが存在する場合、同系統内の各ポンプの運転頻度の切替や、そのポンプを停止させ他のポンプの運転を継続させる。これにより寿命に近づいているポンプの延命措置や交換までの猶予を持たせると同時に送水を正常に継続することができる。

【0092】

なお、第１及び第３の実施形態においてサーバ９は、クラウドなどの集中管理システムで代替されてもよい。また各実施形態において一例としてエッジコンピュータが３台であるものとして説明したがこれに限らず、２台以下であっても、４台以上であってもよい。また各実施形態において一例としてポンプ装置が９台であるもとして説明したがこれに限らず、８台以下であっても、１０台以上であってもよい。なお、各実施形態におけるエッジコンピュータそれぞれを、一つもしくは複数の情報処理装置を含むエッジシステムで構成してもよい。

【0093】

以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0094】

１ エッジコンピュータ
１０ 配管
１０１、１０２、１０３、１０４ 情報処理システム
１１ ストレージ
１２ メモリ
１３ 通信部
１４ プロセッサ
２０ 吐出管
２２ チェッキ弁
２３ センサ
２４ フロースイッチ
２６ 圧力センサ
２８ 圧力タンク
３０ ユーザ端末
４ 電動機
５ インバータ
５１ 通信部
７ 制御盤
７１ 通信部
７２ プロセッサ
８ インバータ一体型モータ
９ サーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】