特許 7382812 ポンプ設備の制御盤監視システム、制御盤

(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】2023-11-09

(45)【発行日】2023-11-17

(54)【発明の名称】ポンプ設備の制御盤監視システム、制御盤

(51)【国際特許分類】

   G01J 5/00 20220101AFI20231110BHJP

   G01J 5/10 20060101ALI20231110BHJP

   G01J 5/48 20220101ALI20231110BHJP

   E03F 5/22 20060101ALI20231110BHJP

【ＦＩ】

G01J5/00 101Z

G01J5/10 C

G01J5/48 A

E03F5/22

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019220843

(22)【出願日】2019-12-06

(65)【公開番号】P2021089245

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-07-29

(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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】佐野 貴紀

(72)【発明者】

【氏名】小林 精司

【審査官】平田 佳規

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－３１５９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２６２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１６８２７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０５０７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５７３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０８１９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ ５／００ － Ｇ０１Ｊ ５／９０

Ｇ０１Ｎ ２５／００ － Ｇ０１Ｎ ２５／７２

Ｇ０１Ｒ ３１／００ － Ｇ０１Ｒ ３１／０１

Ｈ０１Ｈ ４５／００ － Ｈ０１Ｈ ４５／１４

Ｈ０１Ｈ ５０／００ － Ｈ０１Ｈ ５０／９２

Ｈ０２Ｂ ３／００

Ｅ０３Ｆ ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ設備と、
前記ポンプ設備を制御する制御盤と、
前記制御盤を監視する監視装置と、を備え、
前記制御盤は、複数の継電器を備えており、
前記監視装置は、
前記継電器の温度を計測するための非接触式温度計測装置と、
前記非接触式温度計測装置を移動させ、当該非接触式温度計測装置を前記複数の継電器の一つずつと対向させる移動装置と、
前記非接触式温度計測装置の移動及び計測を、前記ポンプ設備の運転シーケンスに基づく前記複数の継電器の励磁または消磁の動作タイミングに連動させる、運転時監視モードを有する動作司令部と、を備え、
前記複数の継電器の少なくとも一部は、前記ポンプ設備の運動シーケンスに基づく励磁順に並んでおり、
前記動作司令部は、前記運転時監視モードにおいて、前記励磁順に、前記非接触式温度計測装置を移動させる、ことを特徴とするポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項2】

前記動作司令部は、前記運転時監視モードにおいて、計測対象の前記継電器が励磁する前に、予め、当該継電器と対向する位置に前記非接触式温度計測装置を移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項3】

前記動作司令部は、前記非接触式温度計測装置を移動させ、常時励磁している前記継電器の温度を巡回して計測する常時監視モードを有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項4】

前記複数の継電器は、複数の列を成しており、
前記複数の列ごとに、前記非接触式温度計測装置及び前記移動装置が設けられている、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項5】

前記非接触式温度計測装置及び前記移動装置は、前記複数の継電器を収容する前記制御盤の筐体の開閉扉の内側に設けられている、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項6】

前記非接触式温度計測装置は、赤外線カメラであって、
前記複数の継電器の少なくとも一部は、前記赤外線カメラに対する焦点距離を揃えるスペーサを備えている、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【請求項7】

前記複数の継電器のそれぞれの間に、遮熱板が設けられている、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のポンプ設備の制御盤監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ設備の制御盤監視システム、制御盤に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ポンプ設備として、例えば、大雨等に湛水防除の目的で稼働するポンプ機場が知られている。このようなポンプ機場では、洪水時において確実な稼働が必要であり、設備全体の健全性を確認することが必要不可欠である。特に、ポンプ機場の制御盤は、設備全体の制御（コントロール）を担う重要な盤であり、制御の中核を担う継電器が異常を起こした場合、設備全体の機能停止につながるリスクがある。このため、従来から制御盤の定期的な点検が行われているが、制御盤の扉を開いて複数の継電器を点検する作業は、非常に手間と時間がかかり、大きな負担になっていた。

【0003】

下記特許文献１には、点検作業者の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図った電力機器の温度監視装置が開示されている。温度監視装置は、監視対象を撮影する可視画像撮像装置と、監視対象の温度を計測する赤外線受光装置と、撮影時に監視対象領域を照明するランプと、を備えている。温度監視装置は、配電盤のケースの扉に着脱可能に取り付けられており、監視対象の温度が所定の閾値を越えたときに警報を発し、ＬＡＮあるいはピアツーピアで通信をして、扉を開けずに点検作業者が携帯する携帯端末装置に計測結果を送信することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実用新案登録第３２１０７０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記温度監視装置は、配電盤のケースの扉に取り付けられ、定位置から、ある程度の広い範囲で監視対象の温度を計測している。したがって、この温度監視装置による温度の計測精度は低く、上述した継電器の瞬間的な温度計測には向かない、という問題があった。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、継電器の瞬間的な温度計測を精度よく行うと共に、制御盤の点検作業の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図ったポンプ設備の制御盤監視システム、制御盤の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るポンプ設備の制御盤監視システムは、ポンプ設備と、前記ポンプ設備を制御する制御盤と、前記制御盤を監視する監視装置と、を備え、前記制御盤は、複数の継電器を備えており、前記監視装置は、前記継電器の温度を計測するための非接触式温度計測装置と、前記非接触式温度計測装置を移動させ、当該非接触式温度計測装置を前記複数の継電器の一つずつと対向させる移動装置と、前記非接触式温度計測装置の移動及び計測を、前記ポンプ設備の運転シーケンスに基づく前記複数の継電器の励磁または消磁の動作タイミングに連動させる、運転時監視モードを有する動作司令部と、を備えている。

【0008】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記動作司令部は、前記運転時監視モードにおいて、計測対象の前記継電器が励磁する前に、予め、当該継電器と対向する位置に前記非接触式温度計測装置を移動させてもよい。

【0009】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記複数の継電器の少なくとも一部は、前記ポンプ設備の運動シーケンスに基づく励磁順に並んでおり、前記動作司令部は、前記運転時監視モードにおいて、前記励磁順に、前記非接触式温度計測装置を移動させてもよい。

【0010】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記動作司令部は、前記非接触式温度計測装置を移動させ、常時励磁している前記継電器の温度を巡回して計測する常時監視モードを有してもよい。

【0011】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記複数の継電器は、複数の列を成しており、前記複数の列ごとに、前記非接触式温度計測装置及び前記移動装置が設けられていてもよい。

【0012】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記非接触式温度計測装置及び前記移動装置は、前記複数の継電器を収容する前記制御盤の筐体の開閉扉の内側に設けられていてもよい。

【0013】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記非接触式温度計測装置は、赤外線カメラであって、前記複数の継電器の少なくとも一部は、前記赤外線カメラに対する焦点距離を揃えるスペーサを備えていてもよい。

【0014】

上記ポンプ設備の制御盤監視システムにおいて、前記複数の継電器のそれぞれの間に、遮熱板が設けられていてもよい。

【0015】

本発明の一態様に係る制御盤は、複数の継電器を備えており、前記複数の継電器のそれぞれの間に、遮熱板が設けられている。

【発明の効果】

【0016】

上記本発明の態様によれば、継電器の瞬間的な温度計測を精度よく行うと共に、制御盤の点検作業の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係るポンプ設備の全体構成図である。

【図2】一実施形態に係る立軸ポンプの始動時のポンプ設備の運動シーケンスを説明するブロック図である。

【図3】一実施形態に係る立軸ポンプの始動時のポンプ設備の運動シーケンスを説明するブロック図である。

【図4】一実施形態に係る立軸ポンプの停止時のポンプ設備の運動シーケンスを説明するブロック図である。

【図5】一実施形態に係る立軸ポンプの非常停止時のポンプ設備の運動シーケンスを説明するブロック図である。

【図6】一実施形態に係るポンプ設備を制御する制御盤の正面図である。

【図7】図６に示す制御盤の開閉扉を締めたときの継電器と赤外線カメラとの位置関係を示す平断面図である。

【図8】一実施形態に係るポンプ設備の制御盤監視システムの機能ブロック図である。

【図9】一実施形態に係る動作司令部の運転時監視モードを説明するフロー図である。

【図10】一実施形態に係る運転時監視モードでの赤外線カメラの動きを説明する平断面図である。

【図11】一実施形態に係る継電器の並びの一例を示す平断面図である。

【図12】一実施形態に係る動作司令部の常時監視モードの一例を説明するフロー図である。

【図13】一実施形態に係る常時監視モードでの赤外線カメラの動きを説明する平断面図である。

【図14】一実施形態に係る動作司令部の常時監視モードの一例を説明するフロー図である。

【図15】一実施形態に係る遮熱板を設けた場合に計測対象の継電器が受ける熱の影響を示した熱解析の模式図である。

【図16】一実施形態に係る比較例として遮熱板を設けない場合に計測対象の継電器が受ける熱の影響を示した熱解析の模式図である。

【図17】一実施形態の変形例に係るポンプ設備を制御する制御盤の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明の適用例として、大雨時等に湛水防除の目的で稼働するポンプ設備（排水機場）において、当該ポンプ設備を制御する制御盤の制御盤監視システムについて例示する。

【0019】

図１は、一実施形態に係るポンプ設備１の全体構成図である。
図１に示すポンプ設備１は、立軸ポンプ１０（主ポンプ）と、複数台の補機２０と、を備えている。ポンプ設備１は、立軸ポンプ１０（１号機）のほか、図示しない２号機（ないし３号機）の立軸ポンプを備えている。なお、ポンプ設備１は、立軸ポンプ１０の代わりに、横軸ポンプを備えていても構わない。

【0020】

立軸ポンプ１０は、鉛直下方に延びる下端の吸込口１０ａが吸込水槽２内に配置されている。立軸ポンプ１０は、鉛直方向に延びる図示しないポンプ軸を備え、該ポンプ軸の下端に図示しない羽根車が固定されている。ポンプ軸の上端は、減速機５と接続されている。減速機５は、回転機４の回転軸４ａに連結され、回転軸４ａの回転を所定の減速比で減速してポンプ軸に伝達する。なお、回転機４は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関からなり、消音器４ｂが接続されている。

【0021】

回転機４の駆動によって減速機５を介してポンプ軸が回転すると、吸込水槽２内で羽根車が回転し、吸込口１０ａを介して吸込水槽２内の水が揚水される。揚水された水は、立軸ポンプ１０の上端に接続された吐出し管１１を介して図示しない吐出水槽に吐出される。なお、吐出し管１１には、吐出し弁１２が設けられている。また、吸込水槽２には、水位を計測する水位計２ａが設けられている。

【0022】

ポンプ設備１は、立軸ポンプ１０を稼働させる補機２０として、潤滑油ポンプ２１、燃料移送ポンプ２２、空気圧縮機２３、冷却水ポンプ２４、及び潤滑水ポンプ２５を備えている。潤滑油ポンプ２１は、減速機５に接続された潤滑油循環冷却管３０に設けられている。この潤滑油循環冷却管３０には、さらに圧力スイッチ３１及びクーラー３２が設けられている。潤滑油ポンプ２１は、潤滑油循環冷却管３０で潤滑油を循環冷却しながら、減速機５に潤滑油を供給する。

【0023】

燃料移送ポンプ２２は、回転機４に接続された燃料移送管４０に設けられている。この燃料移送管４０は、貯油槽４１及び燃料小出槽４２と接続されている。燃料小出槽４２には、燃料の水位を計測する水位計４２ａが設けられている。燃料移送ポンプ２２は、水位計４２ａの結果に基づいて、貯油槽４１内の燃料（重油）を汲み上げ、燃料小出槽４２に移送する。そして、燃料小出槽４２から回転機４に燃料が供給される。

【0024】

空気圧縮機２３は、回転機４に接続された空気供給管５０に設けられている。この空気供給管５０は、空気槽５１と接続されている。この空気槽５１には、圧力を計測する圧力計５１ａが設けられている。また、空気供給管５０には、始動電磁弁５２が設けられている。空気圧縮機２３は、圧力計５１ａの結果に基づいて、圧縮空気を空気槽５１に充気する。そして、始動電磁弁５２を開くと、空気槽５１から回転機４に圧縮空気（始動用空気）が供給される。

【0025】

冷却水ポンプ２４は、回転機４及びクーラー３２に接続された冷却水供給管６０に設けられている。冷却水ポンプ２４は、冷却水槽６１内の冷却水を汲み上げる。冷却水槽６１には、水位を計測する水位計６１ａが設けられている。また、冷却水供給管６０には、冷却水電磁弁６２が設けられている。この冷却水供給管６０は、冷却水電磁弁６２より下流側において、回転機４に接続された第１配管６０Ａと、クーラー３２に接続された第２配管６０Ｂとに分岐している。そして、冷却水電磁弁６２を開くと、回転機４及びクーラー３２に冷却水が供給される。

【0026】

回転機４に供給された冷却水は、第３配管６０Ｃから排水管６０Ｅを介して冷却水槽６１に回収され、または排水される。また、クーラー３２に供給された冷却水は、第４配管６０Ｄから排水管６０Ｅを介して冷却水槽６１に回収され、または排水される。これら第３配管６０Ｃ及び第４配管６０Ｄには、それぞれフロー／リレースイッチ６３が設けられている。

【0027】

潤滑水ポンプ２５は、立軸ポンプ１０の図示しない軸受や軸封部に接続された潤滑水供給管７０に設けられている。潤滑水ポンプ２５は、潤滑水槽７１の冷却水を汲み上げる。潤滑水槽７１には、水位を計測する水位計７１ａが設けられている。また、潤滑水供給管７０には、潤滑水電磁弁７２及びフロー／リレースイッチ７３が設けられている。そして、潤滑水電磁弁７２を開くと、立軸ポンプ１０に潤滑水が供給される。

【0028】

続いて、上記ポンプ設備１の主な運動シーケンスについて、いくつか説明する。

【0029】

図２及び図３は、一実施形態に係る立軸ポンプ１０の始動時のポンプ設備１の運動シーケンスを説明するブロック図である。
図２に示すように、ポンプ設備１においては始動時において、切替スイッチ（ＣＯＳ）によって、現場（排水機場）での立軸ポンプ１０の単独運転と、図示しない中央管理室での立軸ポンプ１０の連動運転とに切り替えることができる。なお、以下の説明では、立軸ポンプ１０の連動運転を例示する。

【0030】

立軸ポンプ１０の連動運転では、各種の始動条件が満たされると、始動準備完了（ステップＳ１）となる。なお、始動条件には、吸込水槽２の水位正常（水位計２ａの結果）、冷却水槽６１の水位正常（水位計６１ａの結果）、潤滑水槽７１の水位正常（水位計７１ａの結果）、燃料小出槽４２の油面正常（水位計４２ａの結果）、空気槽５１の圧力正常（圧力計５１ａの結果）、吐出し弁１２が全閉、保護継電器が動作していない、冷却水ポンプ２４が「連動」になっている、潤滑水ポンプ２５が「連動」になっている、などが含まれている。これら始動条件が満たされ、始動の操作スイッチ（ＣＳ）が入ると、ポンプ設備１が始動（ステップＳ２）する。

【0031】

ポンプ設備１が始動すると、冷却水電磁弁６２が開き（ステップＳ３）、冷却水ポンプ２４が始動する（ステップＳ４）。冷却水ポンプ２４が始動すると、冷却水供給管６０のフロー／リレースイッチ６３が動作し（ステップＳ５）、タイマのカウントが開始される（ステップＳ６）。また、ポンプ設備１が始動すると、潤滑水電磁弁７２が開き（ステップＳ７）、潤滑水ポンプ２５が始動する（ステップＳ８）。潤滑水ポンプ２５が始動すると、潤滑水供給管７０のフロー／リレースイッチ７３が動作し（ステップＳ９）、タイマのカウントが開始される（ステップＳ１０）。

【0032】

また、ポンプ設備１が始動すると、潤滑油ポンプ２１が始動し（ステップＳ１１）、潤滑油循環冷却管３０の圧力スイッチ３１が動作する（ステップＳ１２）。
上述したステップＳ３～ステップＳ６のシーケンス、ステップＳ７～ステップＳ１０のシーケンス、及びステップＳ１１～ステップＳ１２のシーケンスは、並列で行われる。これら並列のシーケンスが完了すると、始動渋滞タイマが「ＯＮ」になる（ステップＳ１３）。

【0033】

次に、図３に示すシーケンスに続き、始動電磁弁５２が開いて（ステップＳ１４）、回転機４（エンジン）が始動する（ステップＳ１５）。回転機４が始動し、回転機４の低速度スイッチが動作すると（ステップＳ１６）、その後は回転機４が自動で吸気するため、役目を終えた始動電磁弁５２を閉じる（ステップＳ１７）。これにより、立軸ポンプ１０の運転が開始される（ステップＳ１８）。また、タイマのカウントが開始される（ステップＳ１９）。

【0034】

そうすると、ステップＳ１３で「ＯＮ」となっていた始動渋滞タイマが「ＯＦＦ」になる（ステップＳ２０）。また、上述した切替スイッチ（ＣＯＳ）が「連動」の場合は、吐出し弁１２が開いて（ステップＳ２１）、吐出し弁１２が全開になる（ステップＳ２２）。なお、切替スイッチ（ＣＯＳ）が「単独」の場合は、吐出し弁１２用の操作スイッチ（ＣＳ）を入れると、吐出し弁１２が開き（ステップＳ２１）、吐出し弁１２が全開になる（ステップＳ２２）。また、保護回路が形成されると共に（ステップＳ２３）、潤滑油ポンプ２１が停止する（ステップＳ２４）。
以上が、立軸ポンプ１０の始動時のポンプ設備１の運動シーケンスである。

【0035】

図４は、一実施形態に係る立軸ポンプ１０の停止時のポンプ設備１の運動シーケンスを説明するブロック図である。
図４に示すように、ポンプ設備１においては停止時において、切替スイッチ（ＣＯＳ）によって、現場（排水機場）での立軸ポンプ１０の単独運転と、図示しない中央管理室での立軸ポンプ１０の連動運転とに切り替えることができる。なお、以下の説明でも、立軸ポンプ１０の連動運転を例示する。

【0036】

停止の操作スイッチ（ＣＳ）が入ると、先ず、吐出し弁１２が閉じると共に（ステップＳ３０）、潤滑油ポンプ２１が始動する（ステップＳ３１）。次に、吐出し弁１２が全閉になる（ステップＳ３２）。吐出し弁１２が全閉になると、図示しない停止電磁弁が開き（ステップＳ３３）、回転機４（エンジン）が停止する（ステップＳ３４）。また、タイマのカウントが開始され（ステップＳ３５）、停止電磁弁が閉まる（ステップＳ３６）。

【0037】

また、上述したステップＳ３３～ステップＳ３６のシーケンスと並列で、別のタイマのカウントが開始され（ステップＳ３７）、冷却水電磁弁６２が閉まり（ステップＳ３８）、冷却水ポンプ２４が停止する（ステップＳ３９）。また、潤滑水電磁弁７２が閉まり（ステップＳ４０）、潤滑水ポンプ２５が停止する（ステップＳ４１）。さらに、潤滑油ポンプ２１が停止する（ステップＳ４２）。
以上が、立軸ポンプ１０の停止時のポンプ設備１の運動シーケンスである。

【0038】

図５は、一実施形態に係る立軸ポンプ１０の非常停止時のポンプ設備１の運動シーケンスを説明するブロック図である。
図５に示すように、ポンプ設備１においては、非常停止の操作スイッチ（ＣＳ）が入る、若しくは、ステップＳ２３で形成した保護回路のリレーが動作すると、非常停止の運動シーケンスが実行される。

【0039】

非常停止の運動シーケンスでは、先ず、吐出し弁１２が閉じ（ステップＳ５０）、その後、吐出し弁１２が全閉になる（ステップＳ５１）。また、図示しない停止電磁弁が開き（ステップＳ５２）、回転機４（エンジン）が停止する（ステップＳ５３）。また、タイマのカウントが開始され（ステップＳ５４）、停止電磁弁が閉まる（ステップＳ５５）。

【0040】

また、上述したステップＳ５０～Ｓ５１及びステップＳ５２～Ｓ５５のシーケンスと並列で、別のタイマのカウントが開始され（ステップＳ５６）、冷却水電磁弁６２が閉まり（ステップＳ５６）、冷却水ポンプ２４が停止する（ステップＳ５７）。また、潤滑水電磁弁７２が閉まり（ステップＳ５８）、潤滑水ポンプ２５が停止する（ステップＳ５９）。さらに、潤滑油ポンプ２１が停止する（ステップＳ６０）。
以上が、立軸ポンプ１０の非常停止時のポンプ設備１の運動シーケンスである。

【0041】

なお、ポンプ設備１の運動シーケンスには、上述した立軸ポンプ１０（主ポンプ）と連動しない、補機２０の動作も含まれる。例えば、燃料移送ポンプ２２は、水位計４２ａによって燃料小出槽４２の水位が低位レベルになったことを検知したら自動で始動し、燃料小出槽４２の水位が高位レベルになったら自動で停止する。また、例えば、空気圧縮機２３は、圧力計５１ａによって空気槽５１の圧力が低位レベルになったことを検知したら自動で始動し、空気槽５１の圧力が高位レベルになったら自動で停止する。

【0042】

続いて、上述したポンプ設備１を制御する制御盤１００の構成、及び、制御盤１００を監視するポンプ設備１の制御盤監視システム２００の構成について説明する。
図６は、一実施形態に係るポンプ設備１を制御する制御盤１００の正面図である。図７は、図６に示す制御盤１００の開閉扉１０２を締めたときの継電器１１０と赤外線カメラ１３１との位置関係を示す平断面図である。図８は、一実施形態に係るポンプ設備１の制御盤監視システム２００の機能ブロック図である。

【0043】

図６に示すように、ポンプ設備１の制御盤１００は、継電器１１０を含む各種制御機器を収容する筐体１０１を備えている。筐体１０１は、矩形の箱状に形成され、正面に開閉扉１０２が設けられている。筐体１０１の内部には、収容棚１０３が設けられている。収容棚１０３には、複数の棚１０４が設けられ、各棚１０４に各種制御機器が水平方向に列を成して収容されている。なお、図６（以下の図でも同様）では、監視対象となる継電器１１０が、各棚１０４に５個ずつ収納されているが、継電器１１０の個数は限定されるものではない。また、継電器１１０には、補助継電器（所謂リレー）が含まれる。

【0044】

開閉扉１０２の内側には、監視装置１３０が取り付けられている。監視装置１３０は、継電器１１０の温度を計測するための赤外線カメラ１３１（非接触式温度計測装置）と、赤外線カメラ１３１を移動させ、当該赤外線カメラ１３１を複数の継電器１１０の一つずつと対向させる移動装置１３２と、図８に示すように、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を制御する制御装置１３３と、を備えている。赤外線カメラ１３１としては、図７に示すように、開閉扉１０２を閉じたときに、継電器１１０と隙間をあけて対向できる小型のカメラが好ましい。また、移動装置１３２としては、赤外線カメラ１３１を棚１０４の端から端まで移動させることができるレール付きのモータスライダーを例示することができる。

【0045】

図６に示すように、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２は、筐体１０１の開閉扉１０２の内側に設けられている。また、上述したように、複数の継電器１１０は、各棚１０４に対応して複数の列を成している。このため、本実施形態では、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２が、継電器１１０の各列に対応して複数設けられている。なお、移動装置１３２は、水平方向のみならず、鉛直方向にも赤外線カメラ１３１を移動させる構成であっても構わない。この場合は、一台の赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２で、継電器１１０の全体を監視できる。

【0046】

図７に示すように、複数の継電器１１０には、サイズの異なる複数種の継電器１１０Ａ，１１０Ｂが含まれている。本実施形態では、複数の継電器１１０の少なくとも一部（小型の継電器１１０Ａ）が、赤外線カメラ１３１に対する焦点距離Ｌを揃えるスペーサ１１１を備えている。スペーサ１１１は、赤外線カメラ１３１に対向する継電器１１０Ａの端面１１０ａを、継電器１１０Ｂの端面１１０ａと同じ位置に揃える。これにより、赤外線カメラ１３１の温度計測の精度を向上させることができる。

【0047】

また、図７に示すように、複数の継電器１１０のそれぞれの間には、遮熱板１２０が設けられている。遮熱板１２０は、継電器１１０の左右両側面を覆うと共に、継電器１１０の端面１１０ａよりも前側（赤外線カメラ１３１側）まで突出している。遮熱板１２０としては、アルミ板を例示することができる。なお、アルミ板の表面を鏡面加工し、赤外線の反射率を向上させてもよい。また、遮熱板１２０としては、隣り合う継電器１１０の間の熱の影響を遮断ないし抑制できるものであれば、その材料は問わない。

【0048】

図８に示すように、制御装置１３３は、動作司令部１３４と、データ収集・解析部１３５と、通知部１３６、とを備えている。制御装置１３３は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）から構成されている。この制御装置１３３は、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２と同様に、制御盤１００の筐体１０１の内部に設けられていてもよいし、制御盤１００の外部（例えば中央管理室など）から遠隔で赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２を制御しても構わない。

【0049】

動作司令部１３４は、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２を制御するものであり、後述する運転時監視モードと、常時監視モードと、を備えている。データ収集・解析部１３５は、これら監視モードで計測した継電器１１０の温度データを収集し、その温度の変化を解析することにより、継電器１１０の異常及びその異常の予兆を検知する。通知部１３６は、継電器１１０の異常及びその異常の予兆を検知した場合、その検知結果を管理者に通知する。通知部１３６は、例えば、中央管理室での盤面表示（モニター表示）、メール、警報などを行う。

【0050】

図９は、一実施形態に係る動作司令部１３４の運転時監視モードを説明するフロー図である。図１０は、一実施形態に係る運転時監視モードでの赤外線カメラ１３１の動きを説明する平断面図である。
図９に示す運転時監視モードでは、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、ポンプ設備１の運転シーケンスに基づく複数の継電器１１０の励磁または消磁の動作タイミングに連動させる。なお、継電器１１０の励磁または消磁の動作タイミングは、上述した図２に示す通りであり、また、上述した図３～図５においても同様である。これらの動作タイミングは、図８に示すように、制御盤１００から動作司令部１３４に入力される。

【0051】

図９に示すように、立軸ポンプ１０（主ポンプ）の運転指令が入力されると（ステップＳ１００）、自動で運転時監視モードに切り替わる（ステップＳ１０１）。なお、制御盤１００側（立軸ポンプ１０側）では、上述した図２に示すように運転シーケンスが実行される（ステップＳ１）。動作司令部１３４は、上述したポンプ設備１の運転シーケンスに基づき、赤外線カメラ１３１を移動させる（ステップＳ１０２）。

【0052】

具体的に、動作司令部１３４は、図１０（ａ）に示すように、計測対象の継電器１１０が励磁する前に、予め、当該継電器１１０と対向する位置（プリセット１）に赤外線カメラ１３１を移動させる。そして、プリセット１にて赤外線カメラ１３１が温度計測を開始する（ステップＳ１０３）。赤外線カメラ１３１は、図１０（ａ）に示す継電器１１０の消磁状態から、図１０（ｂ）に示す継電器１１０の励磁状態までの温度変化を計測する。

【0053】

なお、制御盤１００側では、上述したポンプ設備１の運転シーケンスに基づき、ステップＳ１０４、Ｓ１０５に示すように、次々と継電器１１０が励磁していくので、当該継電器１１０の温度計測が完了したら（ステップＳ１０６）、次の計測対象の継電器１１０が励磁する前に、予め、当該継電器１１０と対向する位置（プリセット２）に赤外線カメラ１３１を移動させる（ステップＳ１０７）。そして、同様に、プリセット２にて赤外線カメラ１３１が温度計測を開始する（ステップＳ１０８）。これを継電器Ｎ（Ｎは自然数）まで繰り返し、且つ、立軸ポンプ１０の始動が完了したら（図３に示すステップＳ２２）、当該運転時監視モードが終了する。

【0054】

なお、この運転時監視モードにおいて、赤外線カメラ１３１による継電器１１０の温度計測をより効率的に行うために、図１１に示す構成を採用してもよい。

【0055】

図１１は、一実施形態に係る継電器１１０の並びの一例を示す平断面図である。
図１１に示すように、制御盤１００の筐体１０１の内部に収容された複数の継電器１１０の少なくとも一部は、上述したポンプ設備１の運動シーケンスに基づく励磁順に並んでいるとよい。そして、動作司令部１３４は、上述した運転時監視モードにおいて、上記励磁順に、赤外線カメラ１３１を移動させる。これにより、赤外線カメラ１３１の移動量（往復移動）を少なくし、効率的に継電器１１０の温度計測を行える。

【0056】

なお、ここでいう「複数の継電器１１０の少なくとも一部」とは、例えば、図２に示すステップＳ３～Ｓ５において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ７～Ｓ９において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ１１～Ｓ１２において順に励磁される継電器１１０群、図３に示すステップＳ１４～Ｓ１７において順に励磁される継電器１１０群などを例示することができる。これらの継電器１１０は、励磁順に並び、且つ、並列のシーケンスは、図６に示す収容棚１０３において別の棚１０４にそれぞれ列を成しているとよい。

【0057】

また、上述した運転時監視モードは、立軸ポンプ１０の始動時だけでなく、上述した立軸ポンプ１０の停止時、及び非常停止時の運動シーケンスでも同様に実行できる。
なお、停止時において、上述した「複数の継電器１１０の少なくとも一部」とは、例えば、図４に示すステップＳ３０、Ｓ３２において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ３３、Ｓ３４において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ３８、Ｓ３９において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ４０、Ｓ４１において順に励磁される継電器１１０群などを例示することができる。これらの継電器１１０は、励磁順に並び、且つ、並列のシーケンスは、図６に示す収容棚１０３において別の棚１０４にそれぞれ列を成しているとよい。

【0058】

また、非常停止時において、上述した「複数の継電器１１０の少なくとも一部」とは、例えば、図５に示すステップＳ５０、Ｓ５１において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ５２、Ｓ５３において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ５６、Ｓ５７において順に励磁される継電器１１０群、同図に示すステップＳ５８、Ｓ５９において順に励磁される継電器１１０群などを例示することができる。これらの継電器１１０は、励磁順に並び、且つ、並列のシーケンスは、図６に示す収容棚１０３において別の棚１０４にそれぞれ列を成しているとよい。

【0059】

図１２は、一実施形態に係る動作司令部１３４の常時監視モードの一例を説明するフロー図である。図１３は、一実施形態に係る常時監視モードでの赤外線カメラ１３１の動きを説明する説明図である。
図１２に示す常時監視モードは、立軸ポンプ１０の始動完了後に切り替わる監視モードであって、赤外線カメラ１３１を移動させ、常時励磁している継電器１１０の温度を巡回して計測する。

【0060】

図１２に示すように、立軸ポンプ１０の始動が完了すると（ステップＳ２２）、自動で常時監視モードに切り替わる（ステップＳ１１０）。常時監視モードに切り替わると、タイマのカウントが開始され（ステップＳ１１１）、継電器１１０の巡回計測が開始される（ステップＳ１１２）。この巡回計測では、立軸ポンプ１０の始動完了後に、常時励磁している継電器１１０（例えば、図２のステップＳ１及び図３のステップＳ２０にて消磁する継電器１１０を除いた、励磁状態の継電器１１０）が計測対象になる。

【0061】

巡回計測では、図１３（ａ）に示すように、常時励磁している継電器１１０の温度を計測する（ステップＳ１１３）。計測が完了したら、タイマのカウントが開始され（ステップＳ１１４）、図１３（ｂ）に示すように移動し、常時励磁している次の継電器１１０の温度計測を開始する。常時監視モードでは、この巡回計測を繰り返しており、立軸ポンプ１０の停止指令が入ったら終了となる。

【0062】

図１４は、一実施形態に係る動作司令部１３４の常時監視モードの一例を説明するフロー図である。
図１４に示す常時監視モードは、立軸ポンプ１０の停止後に継電器１１０を定期的に監視する監視モードである。なお、この常時監視モードでも、上述した立軸ポンプ１０の始動完了後の常時監視モードと同様に、赤外線カメラ１３１を移動させ、常時励磁している継電器１１０の巡回計測を行う。

【0063】

図１４に示すように、立軸ポンプ１０が停止すると（ステップＳ１２０）、自動で常時監視モードに切り替わる、若しくは、手動で常時監視モードに切り替えてもよい（ステップＳ１２１）。常時監視モードに切り替わると、タイマのカウントが開始され（ステップＳ１２２）、常時励磁している継電器１１０の巡回計測が開始される（ステップＳ１２３）。この巡回計測では、立軸ポンプ１０の停止後に、常時励磁している継電器１１０（例えば、図２に示すステップＳ１で消磁する継電器１１０など）が計測対象になる。

【0064】

巡回計測では、図１３（ａ）と同じように、常時励磁している継電器１１０の温度を計測する。そして、タイマのカウントが開始され（ステップＳ１２４）、図１３（ｂ）に示すように移動し、常時励磁している次の継電器１１０の温度計測を開始する。立軸ポンプ１０の停止時の常時監視モードでは、この巡回計測を繰り返しており、立軸ポンプ１０の始動指令、若しくは、タイマないし手動で常時監視モードが切られたら終了となる。

【0065】

上述したように、本実施形態のポンプ設備１の制御盤監視システム２００によれば、ポンプ設備１と、ポンプ設備１を制御する制御盤１００と、制御盤１００を監視する監視装置１３０と、を備え、制御盤１００は、複数の継電器１１０を備えており、監視装置１３０は、継電器１１０の温度を計測するための赤外線カメラ１３１と、赤外線カメラ１３１を移動させ、当該赤外線カメラ１３１を複数の継電器１１０の一つずつと対向させる移動装置１３２と、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、ポンプ設備１の運転シーケンスに基づく複数の継電器１１０の励磁または消磁の動作タイミングに連動させる、運転時監視モードを有する動作司令部１３４と、を備えている。

【0066】

この構成によれば、図１０に示すように、赤外線カメラ１３１を移動させ、当該赤外線カメラ１３１を複数の継電器１１０の一つずつと対向させて温度計測を行うため、従来のような広角で温度計測を行うよりも継電器１１０の温度の計測精度が高くなる。また、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、図９に示すように、ポンプ設備１の運転シーケンスに基づく複数の継電器１１０の励磁または消磁の動作タイミングに連動させるため、継電器１１０の瞬間的な温度変化を正確に捉えることができる。
したがって、本実施形態によれば、継電器１１０の瞬間的な温度計測を精度よく行うと共に、制御盤１００の点検作業の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図ることができる。

【0067】

また、本実施形態では、動作司令部１３４は、図９及び図１０に示すように、運転時監視モードにおいて、計測対象の継電器１１０が励磁する前に、予め、当該継電器１１０と対向する位置に赤外線カメラ１３１を移動させるので、継電器１１０の消磁状態から励磁状態までの温度変化を計測することができる。これにより、継電器１１０の異常及び異常の予兆の検知精度を向上させることができる。

【0068】

また、本実施形態では、複数の継電器１１０の少なくとも一部は、図１１に示すように、ポンプ設備１の運動シーケンスに基づく励磁順に並んでおり、動作司令部１３４は、運転時監視モードにおいて、上記励磁順に、赤外線カメラ１３１を移動させるので、赤外線カメラ１３１の移動量（往復移動）を少なくし、効率的に継電器１１０の温度計測を行えるようになる。

【0069】

また、本実施形態では、動作司令部１３４は、図１２に示すように、赤外線カメラ１３１を移動させ、常時励磁している継電器１１０の温度を巡回して計測する常時監視モードを有しているので、立軸ポンプ１０が始動した後、あるいは立軸ポンプ１０が停止した後の定常状態においても、励磁している継電器１１０を常時監視できる。

【0070】

また、本実施形態では、図６に示すように、複数の継電器１１０は、複数の列を成しており、複数の列ごとに、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２が設けられているので、ポンプ設備１の運動シーケンスの少なくとも一部が並列に流れている場合であっても、複数台の赤外線カメラ１３１で継電器１１０の瞬間的な温度変化を正確に捉えることができる。また、この構成によれば、１台の赤外線カメラ１３１で継電器１１０の温度計測を行うよりも、赤外線カメラ１３１の１台当たりに移動量を少なくすることができる。

【0071】

また、本実施形態では、同図に示すように、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２は、複数の継電器１１０を収容する制御盤１００の筐体１０１の開閉扉１０２の内側に設けられているので、開閉扉１０２を開ければ、継電器１１０の正面から赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２を移動させることができる。このため、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２が邪魔にならず、管理者が開閉扉１０２を開けて故障した継電器１１０（または故障する前段階の継電器１１０）を容易に交換することができる。

【0072】

また、本実施形態では、図７に示すように、複数の継電器１１０の少なくとも一部は、赤外線カメラ１３１に対する焦点距離Ｌを揃えるスペーサ１１１を備えているので、赤外線カメラ１３１の温度計測の精度を高めることができる。なお、赤外線カメラ１３１がオートフォーカス機能を備えている場合、焦点距離Ｌを揃えなくても温度計測は可能であるが、焦点距離Ｌが一定であればオートフォーカスに要する時間を短縮若しくは削減できるので、赤外線カメラ１３１の計測時間を短縮し、素早く移動させることができる。また、小型の赤外線カメラ１３１の場合、焦点を合わせる機能が低い場合があるので、このような場合に、複数の継電器１１０の高さをスペーサ１１１で揃えるとよい。

【0073】

また、本実施形態では、同図に示すように、複数の継電器１１０のそれぞれの間に、遮熱板１２０が設けられているので、隣の継電器１１０からの熱の影響を受けずに、計測対象の継電器１１０の温度を計測できるので、計測対象ごとの計測精度が向上する。特に、継電器１１０がミニチュアリレーの場合、互いに近接して配置され、隣の熱の影響を受け易いため、このように遮熱板１２０を設けるとよい。

【0074】

図１５は、一実施形態に係る遮熱板１２０を設けた場合に計測対象の継電器１１０Ｃが受ける熱の影響を示した熱解析の模式図である。図１６は、比較例として遮熱板１２０を設けない場合に計測対象の継電器１１０Ｃが受ける熱の影響を示した熱解析の模式図である。計測対象の継電器１１０Ｃは、電流を流しても励磁しない故障した継電器を例示する。対して、継電器１１０Ｃの周囲の継電器１１０は、励磁状態である。
この状態で、遮熱板１２０が無い場合、図１６に示すように、計測対象の継電器１１０Ｃが、周囲の継電器１１０の熱の影響を受け、あたかも励磁しているかのように熱せられる。これでは、継電器１１０Ｃが異常であるか検知することが困難になる。
一方で、図１５に示すように、遮熱板１２０が有る場合、計測対象の継電器１１０Ｃが受ける周囲の継電器１１０からの熱が緩和され、継電器１１０Ｃの温度が低温であることが分かる。このため、継電器１１０Ｃが異常であるか否かを検知することが容易になる。

【0075】

このように、上記構成の制御盤１００によれば、複数の継電器１１０を備えており、複数の継電器１１０のそれぞれの間に、遮熱板１２０が設けられているので、仮に、人手による定期的な点検であっても、継電器１１０の温度計測を精度よく行えるので、制御盤１００の点検作業の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図ることができる。

【0076】

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

【0077】

例えば、上記実施形態では、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、継電器１１０が励磁する動作タイミングに連動させる形態について例示したが、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、継電器１１０が消磁する動作タイミング（例えば、図２のステップＳ１及び図３のステップＳ２０にて消磁する継電器１１０）に連動させる形態であっても構わない。

【0078】

例えば、上記実施形態では、赤外線カメラ１３１の移動及び計測を、立軸ポンプ１０の始動、停止、または非常停止の運動シーケンスに連動させる形態について例示したが、立軸ポンプ１０と連動しない、補機２０の動作に連動させても構わない。例えば、燃料移送ポンプ２２は、水位計４２ａによって燃料小出槽４２の水位が低位レベルになったことを検知したら自動で始動し、燃料小出槽４２の水位が高位レベルになったら自動で停止するので、水位計４２ａから燃料移送ポンプ２２の動作タイミングを読み取り、燃料移送ポンプ２２の始動時に励磁する継電器１１０が励磁する前に、予め、当該継電器１１０と対向する位置に赤外線カメラ１３１を移動させることも可能である。また、空気圧縮機２３においても、燃料移送ポンプ２２と同様に動作するので、空気圧縮機２３の始動時に励磁する継電器１１０の温度計測も可能である。

【0079】

例えば、上記実施形態では、図６に示すように、赤外線カメラ１３１及び移動装置１３２が、継電器１１０の各列に対応して複数設けられている構成を例示したが、図１７に示す構成であっても構わない。図１７に示す移動装置１３２のレールは、公知のライディング・ダクトレール構造となっており、継電器１１０の各列に対応した各レールの端部が上下で接続されている。この構成によれば、１台の赤外線カメラ１３１で上述した温度計測を行えると共に、レールを介して赤外線カメラ１３１に無線で電源を供給、及び、データの送受信を行える。

【0080】

例えば、上記実施形態では、非接触式温度計測装置として赤外線カメラを例示したが、それに限らず放射温度計などの赤外線温度計も含まれる。

【0081】

例えば、上記実施形態では、ポンプ設備として排水機場を例示したが、それに限らず揚水機場（渦巻ポンプ、電動機駆動）も含まれる。

【符号の説明】

【0082】

１ ポンプ設備
１００ 制御盤
１０１ 筐体
１０２ 開閉扉
１１０ 継電器
１１１ スペーサ
１２０ 遮熱板
１３０ 監視装置
１３１ 赤外線カメラ（非接触式温度計測装置）
１３２ 移動装置
１３４ 動作司令部
２００ 制御盤監視システム
Ｌ 焦点距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】