专利名称：工厂监视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工厂监视系统。
背景技术：
工厂控制装置在综合有与现场设备进行输入/输出的I/O盘、计算来自I/O的信息进行阀的开/关等控制的CPU盘、由操作人员对工厂整体进行监视与运行控制的操作控制台之间往来的信息的网络中应用无线IAN。这种技术例如可从特开2000-244990号等之中了解到。
在应用无线LAN的工厂远程控制中，在从CPU到其他装置的网络部分可置换为无线形式，但由于必须使用高频电磁波，有可能导致工厂设备的误操作，故不能用于可能会发生误操作设备的场所。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供能预防误操作的工厂监视系统。
为了实现上述目的，本发明的结构具有检测工厂状态输出检测信号的检测器；输入检测信号的接口单元；从接口单元接收信号于第一显示装置上显示有关工厂状态的信息的运算处理装置；第二显示装置；于建筑物的导电性结构体、导电性流体供给管或导电性供电管上感应高频电流的装置；以及以被感应体用作传播路径而产生电磁场的装置；而对于传送到接口单元的工厂状态信号则利用上述发生的电磁场发送给上述第二显示装置，在此第二显示装置上则显示有关工厂状态的信息。
按以上所述，根据本发明能安全可靠地构建工厂监视系统。
图1是渐消失(エバネセント)通信概要图。
图2是过程控制系统的概略结构图。
图3是I/O单元的详图。
图4是系统设置时的结构图。
图5是第二实施例的系统的概略结构图。
图6示明适用于火力发电厂的例子。
图中各标号的意义如下10，CPU单元；11，I/O单元；12，接口电缆；13，操作控制台；14，激励器中枢；15，警报窗显示装置；16，监视用CRT；17，警报窗；18，控制网络；19，渐消失通信用户话机；20，笔记本电脑；21，渐逝通信单元；22，便携式终端；32，维修用CRT。
具体实施形式下面参看
本发明的实施形式。
首先说明本实施形式中所用的渐消失通信技术(采用渐消失模式的通信技术)，然后说明应用此种渐消失通信构成网络的实施形式(适用于自动探针的例子)。
渐消失通信技术是在用于无线通信线路空中传播的高频电场的模式中采用渐消失模式的通信技术。所谓渐消失模式，例如是采用由金属表面围成的波导管形状，使用由尺寸所确定的截止效率以下的高频波，通过沿管长方向按指数函数形式衰减的高频电场传播电能的模式。现有技术中许多波导管，传播沿波导管纵向相位变化且振幅作周期变化的行波。另一方面，渐消失模式由于不会引起相位变化而具有能获得振幅单调下降的稳定电场的特点。渐消失通信技术是把建筑物当作波导管而于建筑物内部形成渐消失模式。
渐消失模式的形成是按下述方式进行。
(1)将高频电流通入建筑物，通入的高频电流感应墙壁内的钢筋、电线管等。
(2)高频电流以建筑物内电连接的钢筋、电线管等作为馈电路，将能量传到各房间的墙壁。
(3)然后，围成房间的墙壁通过以下两种物理现象而于室内形成渐消失模式。
(a)用作为波导的注入面，在与壁面垂直的方向上形成指数衰减的渐消失波。
(b)于电导体的表面上形成与介电体接触的“双层表面波传输线”，介电体中沿壁面平行的方向的高频电流作为行波传播，形成从介电体表面朝向室内的壁面上垂直方向中作指数函数衰减的渐消失波。
上述(3)中(a)的电磁波的行为属于是波导管截止频率以下的渐消失模式，在“The Feynman Lectures on Physics Vol.III，Chapter3“Wave Guide，Feynman，Leighton and Sands，Addison-WesleyPublishing Company(1965)”中对此作了解释。上述(3)中(b)的电磁波的行为属于来自电导电与介电体组合成的表面波传输线的渐消失波。这在“稻垣直树著的“电气·电子学生的电磁波工学”，丸善(1980)中有其说明。”下面参看图1较具体地说明渐消失波的通信原理。图1概示渐消失波通信技术的具体原理。
建筑物1是钢筋等构件2的机械结合物，构件2也成为电连的结构。在建筑物1的壁内、地板、顶棚间或是房间内则配置有水管3、电线管/电缆托架管4等金属性部件。接入点(总台)由用于对建筑物构件2、水管3、电线管/电缆托架管4等导电体注入高频电流而于建筑物各房间内形成渐消失模式的电场的电能注入器5(以下称为激励器)以及用于进行数据/控制信号与电能间相互变化的中枢6构成。中枢6通过有线或无线的网络系统7与建筑物1之内或之外未图示的通信系统或服务器连接。这样，在导电体内感应高频电流，作为传播线路传播而产生电磁场，在渐消失通信中即利用这种产生的电磁场进行通信。
在建筑物1内，用户(子台)是作为与渐消失模式的无线电场进行能量交换的无线(探头)8相连接的终端9设置。图1的终端9在与网络系统7相连接的未图示的通信系统或服务器之间进行数据交换。
激励器5在上位概念中相当于“电能注入器”，中枢6在上位概念中相当于“变换器”。这种渐消失通信技术例如通过应用短波段附近的高频波，能在建筑物1内获得天线电场强度而可对遮断了视线的各个房间内进行通信。此外，通过在建筑物固有截止频率以下应用，由于无线电场不会漏泄到建筑物1的外部，就能对各个建筑物确立独立的通信环境。
下面以用于过程控制装置的例子来说明上述的渐消失通信技术。图2概示过程控制装置的结构。CPU单元10(或称作运算处理部/处理装置，以下同此)与I/O单元11(或称作接口单元，以下同此)经接口电缆12连接，从现场输入的信号由CPU单元10处理。CPU单元10与控制网络18连接，而在控制网络18上的操作控制台13(或称作显示装置/第一显示装置，以下相同)，也能监视CPU单元10发送来的现场信息。I/O单元11具有渐消失通信单元21。此渐消失通信单元21具有图1中用户话机的天线(探头)8与终端9的功能。由此，在通过接口12将现场输入的数据发送给CPU的同时，也通过渐消失通信单元21发送。渐消失通信能通过0.5-54MHz的低频无线电波，相对于最大至10km2范围内的建筑物形成电磁场，而在形成的电磁场内可由无线电波进行数据通信。此外，这种电磁场不波及1m以上的建筑构件，根据这一渐消失通信的特色，对于这种监视系统的建设，只需增设激励器与子机模块，就能有利于廉价和容易地构成所述系统。
图3是I/O单元11的详细说明图。输入的来自现场的数据，经串行变换，一方面经接口电缆发送给CPU单元，用于通常的控制。另一方面，此数据由渐消失通信单元发送，能在通过激励器形成的包围整个建筑物的电磁场内进行通信。
由渐消失通信单元发送的数据可与渐消失通信总台即激励器中枢14(相当于图1中的激励器5与中枢6)通信。激励器中枢14上连接有警报窗显示装置15(包含下述的监视用CRT16，称作显示装置/第二显示装置，以下相同)以及监视用CRT16，通过来自I/O单元通信的数据进行各警报窗的显示、现场输入信号的显示。由激励器中枢14输入的信息与输入I/O单元11的信息相同，因此警报窗17的显示，监视用CRT16的显示不通过CPU单元10与控制网络18进行。这样，信号的放大、对警报窗17的电缆铺设以及对监视用CRT16的控制网络18的连接都不需要，而能廉价地构成系统。再者，即使CPU单元10、控制网络18有异常，也可从现场直接输入警报窗17来进行警报监视。此时，同样能进行监视用CRT的显示。
为了能在整个建筑物内进行通信，即使是警报窗17、监视用CRT16处于房间以外，只要是在同一建筑物内，也能由渐消失通信用户话机19(具有图1中天线(探头)8与终端9的功能)以及与之相连接的笔记本电脑20来实施警报监视工厂监视。与渐消失通信用户话机19连接的也有可能是便携式终端22等(具有图1中天线(探头)8与终端9的功能)，此时操作人员只需要移动同时进行监视即可。
图4示明工厂控制装置设置时的结构。由于即使在未布设控制网络的状态下也能只由I/O单元31和维修用CRT32实施输出试验，故能在布设CPU单元与控制网络的同时进行输入/输出试验，而可缩短工厂控制装置设置时的工程。
下面说明第二实施例，在第二实施例中只说明与第一实施例不同的部分。其他部分则与第一实施例的相同。第一实施例中，激励器未设在渐消失通信极21一侧而是设在警报窗显示装置15一侧，在第二实施例中，代替渐消失通信单元21而设置激励器40，且沿警报显示装置15一侧设置子机42。
下面例示将上述工厂监视系统用于火力发电厂的情形。图6中，具有成为负荷控制对象的燃烧器31与压缩机41以及涡轮机33的燃气涡轮机构成单轴式的发电机35。来自LNG槽的燃料通过燃料流量调节阀34调节，与来自压缩机41的空气一齐供给燃烧器31，借助此燃烧气体于涡轮机33中产生转矩。涡轮机33排出的废气体由废热回收锅炉进行热回收，通过烟囱将废气排出。经压缩机41供给燃烧器31的空气通过IGV阀36输入。在燃气涡轮机的控制中，压缩器41在额定速度下通常成为恒定的负荷，因而IGV阀也取恒定的开度。另一方面，由燃气涡轮机控制装置40的负荷控制信号控制燃料流量阀34，进行燃料供给量的控制。一般，燃料流量阀的响应性要比IGV阀高出1位数以上。此外，在发电机35所具备的发电功率传感器37、轴速度传感器38、涡轮机33中具备的废气温度传感器39分别进行检测，而将检测信号传送给燃气涡轮机控制装置40。
图2中I/O单元11的第一单元、第二单元、第三单元分别接收发电功率传感器37、轴速度传感器38、废气温度传感器39传送来的信息。此I/O单元11的信息传送给CPU单元10。另一方面，CPU单元10根据传送来的信息，将用于控制燃料流量调节阀34和IGV阀36的控制信号分别经过各相应的I/O单元11传送。
权利要求
1.一种工厂监视系统，具有检测工厂状态输出检测信号的检测器；输入上述检测信号的接口单元；从上述接口单元接收信号，在第一显示装置上显示有关工厂状态的信息的运算处理装置；第二显示装置；在建筑物的导电性结构体、导电性流体供给管或导电性供电管上感应高频电流的装置；以及以上述被感应体用作传播路径而产生电磁场的装置；将传送到上述接口单元的工厂状态信号利用上述电磁场发送给上述第二显示装置，在上述第二显示装置上显示有关工厂状态的信息。
2.权利要求1中的工厂监视系统，其特征在于，将上述接口单元的输入信息不通过上述运算处理装置而传送给上述第二显示装置。
3.权利要求2中的工厂监视系统，其特征在于，此系统构成为当上述运算处理装置异常时，能将上述检测信号不通过上述运算处理装置而发送。
4.权利要求1中的工厂监视系统，其特征在于，上述接口单元构成为能进行输入/输出试验。
全文摘要
本发明的工厂监视系统的目的在于，即令控制装置异常时，也能将输入控制装置的来自现场的信息简便地在其他装置上进行显示。为此将渐消失通信单元发送的数据与渐消失通信总局的激励器中枢(14)通信。在激励器中枢(14)上连接有警报显示装置(15)和监视用CRT(16)，由与I/O单元通信的数据进行各警报窗的显示及现场输入信号的显示。由激励器中枢14输入的信息与输入I/O单元(11)的信息相同。由此，警报窗(17)的显示、监视用CRT16的显示可不通过CPU单元(10)和控制网络(18)进行。本发明能够廉价地构成只对控制装置进行输入而省除信号放大，电缆铺设的简易的警报、监视系统。
文档编号H04B17/00GK1467937SQ0312223
公开日2004年1月14日 申请日期2003年4月23日 优先权日2002年6月28日
发明者永井克典, 高橋正衛, 杉坂弘志, , 志 申请人:株式会社日立制作所