JP3912599B2

JP3912599B2 - Explosion-proof terminal equipment

Info

Publication number: JP3912599B2
Application number: JP2003184303A
Authority: JP
Inventors: 敏長谷川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005020929A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防爆型端末機器に関するものであり、詳しくはプラントの制御、監視を行うプロセス制御システムにおいて、特に石油化学工場等の爆発性雰囲気を生成する恐れのある現場環境での操作、監視、点検、保全などの業務の効率化を図るための防爆手段を具現化できる防爆型端末機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場やプラントの省人化に対応し、現場作業の効率化を図る手段として、ＰＤＡ（Personal Digital Assistanc）等のモバイル携帯機器とＩＴ技術を利用した現場作業支援システムの導入が期待されている。
図８は、携帯端末を利用した制御システムと防爆エリアにおける端末の様子を示したものであり、制御用通信バス１１１に接続されたＦＣＳ（Field Cotrol System）等の制御手段１１２に、通信制御装置１１３を接続して携帯端末１１４を様々に制御する構成とし、危険領域の端末１１５には、制御する信号等を電気信号から光信号に変換して制御する構成にして、防爆エリアで使用する防爆規格適合端末として採用する。
【０００３】
しかし、危険場所で電気機器を使用する場合には、労働安全衛生法で定められた“電気機械器具防爆構造規格”の型式検定（略称：労検防爆）に合格した機器でなければ使用することはできない。
ここで、“危険場所”とは、図９に示すように、危険雰囲気の存在する時間及び頻度に応じて、０種場所、１種場所、２種場所に分類され（産業安全研究所技術指針）、危険ガスを生成又は取扱う各工場やプラントの安全管理責任者によって定められるものである。
このような危険場所での電気機器の使用可否をみると、電気機器が非防爆品である場合には、２種場所、１種場所、０種場所での使用はできず、労検防爆本安品であれば、非危険場所でも、２種場所、１種場所、０種場所での使用が認められている。
【０００４】
防爆構造規格には、耐圧防爆、内圧防爆、本質安全防爆などの技術的要求事項があるが、モバイル機器の場合、携帯性の観点から耐圧防爆、内圧防爆に比べ小型、軽量化の比較的容易な本質安全防爆規格への適合が必要になる。
本質安全防爆規格は、電気回路の動作電圧や電流を制限することにより、危険雰囲気で着火する電気エネルギーレベルを本質的に抑制する防爆構造規格である。
また、機器の回路故障時まで同様の要求をしている。
そのため、電圧制限や電流制限を目的とした部品は、冗長化する必要があり、回路規模の増大や部品点数の増加による機器の寸法、重量の増大及び製品コストを上げる原因となっている。
そのため、本質安全防爆規格適合モバイル機器が市場に普及していない状況にある。
【０００５】
一方、米国や欧州では２種場所（異常時にのみ危険雰囲気が生成される可能性ある場所）相当に適用する規格として、ＤｉｖｉｓｉｏｎIIやＴｙｐｅＮがある。
これらの規格は、機器の正常動作状態においてのみ、一定の防爆性能を要求している。そのため、本質安全防爆規格のように故障時まで考慮した機器設計をする必要がなく、回路構成やコストの面でモバイル機器への適用も比較的容易であることから、汎用ＰＤＡでＤｉｖｉｓｉｏｎIIに適合している製品もある。
【０００６】
又、非防爆機器を使用した防爆対策に関する先行技術として、危険場所における簡易防爆システム（特開２０００−０５９９８５号公報）がある。この技術は、非危険場所の商用電源またはバックアップ電源から隔壁を介して、危険場所に設置された電気機器用の電源回路に接続される構造になっており、非防爆の携帯機器への防爆対策としては適用することができないものである。
【０００７】
さて、非防爆電気機器を使用するとしても、図１０に示すように、先ず危険場所区分では、ガス検知器１２１で危険雰囲気が生成されていないことを確認した後に、非防爆電気機器１２２を使用することが従来から採用されている手法である。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−０５９９８５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した危険場所の認定は、プラントまたは工場の安全管理責任者の判断で危険雰囲気の生成部位からの距離や発生頻度、停滞時間に応じて０，１，２種場所の区分がされている。この区分は物理的に固定的なものであり、安全重視の観点からやや過剰な管理体制となっている場合が多く、一般に工場やプラントの広域に渡り危険場所が設定されている。そのため、構内の非危険場所エリアは狭く、現場作業用のモバイル機器として非防爆品を使用する場合もある限られた狭い範囲での使用となることから実用的ではない。そのため、現場作業用のモバイル機器としては防爆規格適合品が重要な要求事項になっている。
【００１０】
しかし、防爆規格適合機器は重量、寸法、コスト、操作性の面で技術的課題も多く、現状では安価で高機能な防爆モバイル機器が市場にない。そのため、化学プラント等の危険雰囲気を生成する環境においては現場支援システムの導入に踏み切れず、現場作業の業務効率改善が進んでいないという問題があった。
【００１１】
一方、モバイル機器メーカーにおいても防爆規格適合製品の開発に当たっては防爆構造設計及び、規格適合評価の長期化により、最新技術に追従した製品開発が難しく、市場投入時には既に製品が陳腐化することが懸念されている。そのため、投資効果の観点から防爆機器市場に参入するメーカーも少なく、より防爆モバイル機器市場が低迷する悪循環の状況となっている。
【００１２】
これらの背景から、現状の工場やプラントでは、主に２種場所において安全管理責任者の判断、承認により、非防爆機器とガス検知機を同時に携帯し、作業実施の都度、作業現場に危険性雰囲気が生成されていないかをガス検知器で予め確認して非防爆機器を使用する場合がある。しかし、この場合、２つの機器を同時に携帯して広い工場構内を移動する必要があり、更に各々の機器を作業場所の移動のたびに個別に操作する必要があるため、現場作業員の移動や操作に際しての負担が大きいという問題があった。具体的には、以下のような問題が挙げられる。
（ａ）ガス検知器と非防爆機器を別々に携帯して移動する場合の重量的な負担。（ｂ）移動時の非防爆機器の電源の切り忘れによる安全確保上の問題。
（ｃ）ガス検知器の検出レベルに対する作業者の危険雰囲気の生成状態に関する認識の誤りや確認不備等による安全性確保上の問題。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するために、工場の現場作業者の移動や機器操作の負担を軽減し、効率的な作業環境を提供し、危険場所での高い安全性を確保し、安価に実現できることを目的とした防爆型端末機器を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る防爆型端末機器は、次に示す構成にすることである。
【００１５】
（１）防爆型端末機器は、非防爆機器で使用されるバッテリーを備えたガス検知機能付き防爆型電源ユニットと、該ガス検知機能付き防爆型電源ユニットが備えるバッテリーから電源の供給を受ける非防爆機器と、からなり、前記ガス検知機能付き防爆型電源ユニットは、前記バッテリーと前記非防爆機器との接続を自動でＯＮ／ＯＦＦする自動電源スイッチ、及び危険雰囲気が発生している状態を検知するガスセンサーに基づいて前記自動電源スイッチを制御する自動電源スイッチ制御手段を備え、該自動電源スイッチ制御手段は、危険雰囲気が一定以上の濃度である場合に前記自動電源スイッチをＯＦＦし、危険雰囲気が一定以下の濃度であり、かつその状態が一定時間以上継続している場合に前記自動電源スイッチをＯＮすることを特徴とする。
（２）前記ガス検知機能付き防爆型電源ユニットは、前記バッテリーと前記非防爆機器との接続を手動でＯＮ／ＯＦＦする手動電源スイッチを備えていることを特徴とする（１）記載の防爆型端末機器。
【００１６】
（３）前記ガス検知機能付き防爆型電源ユニットは、前記非防爆機器と通信するＩ／Ｆ回路部を備え、前記非防爆機器の有するプラントのプロセス工程情報と、前記ガスセンサーによる危険雰囲気情報から危険雰囲気の発生予報をすることを特徴とする（１）又は（２）に記載の防爆型端末機器。
【００１７】
このように、防爆型端末機器においては、非防爆機器で使用するバッテリーを別のユニットにおき、このユニットで危険雰囲気を検出するようにし、危険雰囲気であるときにはバッテリーからの電源供給を遮断させることで非防爆機器の所在が例え危険雰囲気の領域にあるとしてもその危険性を自動的に検知して火花による爆発を未然に防止することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る防爆型端末機器の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明に係る第１の実施形態の防爆型端末機器は、１種場所、２種場所等の危険雰囲気が生成される危険場所で、安全に非防爆機器を使用可能にするために、ガス検知器と非防爆機器を機能的に一体化させ、危険雰囲気を検知すると非防爆機器の電源を自動的にＯＦＦする動作を有している。即ち、非防爆機器の動作電圧や動作電流による電気エネルギーや機器の動作温度による危険雰囲気に着火し爆発に至ることを防ぐものである。
【００２１】
このような機能を備えた防爆型端末機器１０は、図１に示すように、非防爆機器２１で使用されるバッテリー１２を備えたガス検知機能付き防爆型電源ユニット１１と、このガス検知機能付き防爆型電源ユニット１１が備えるバッテリー１２に接続して電源の供給を行う非防爆機器２１とからなる。
【００２２】
ガス検知機能付き防爆型電源ユニット１１は、非防爆機器用電源、所謂、バッテリー１２を備え、このバッテリー１２に直列に手動電源ＳＷ１３、自動電源ＳＷ１４を接続し、その自動電源ＳＷ１４を介して電源出力ポート１５ａ、１５ｂが非防爆機器２１に接続されている。
自動電源ＳＷ１４は、ガスセンサー１６の検出により開閉するスイッチであり、ガスセンサー１６からの信号を受信して制御する自動電源ＳＷ制御回路１７を備えた構成になっている。請求範囲でいう電源を遮断制御する手段は、自動電源ＳＷ制御回路１７である。
【００２３】
非防爆機器２１は、危険場所に携帯して現場作業を実施するために使用される非防爆モバイル端末である。
【００２４】
このような構成からなる防爆型端末機器において、ガス検知機能付防爆電源ユニット１１は、電源出力ポート１５ａ、１５ｂにより、非防爆機器２１に接続される。そして、バッテリー１２の電気エネルギーを自動電源ＳＷ１４、手動電源ＳＷ１３のＯＮ条件の場合のみ電源出力ポート１５ａ、１５ｂから非防爆機器２１に電源を供給される構造になっている。
【００２５】
このような構成からなる防爆型端末機器は、図２に示すように、危険雰囲気の領域に入ると、防爆型端末機器１０の非防爆機器２１への電源供給は自動的にＯＦＦされる。即ち、非危険場所では、防爆型端末機器１０の非防爆機器２１への電源供給は円滑に行われるが、危険雰囲気の領域に入るとガスセンサー１６がその危険領域であることを検出して、自動電源ＳＷ１４をＯＦＦにすることで、非防爆機器２１への電源の供給が遮断される。
【００２６】
次に、この防爆型端末機器の動作について、図３に示すフローチャートを参照して以下説明する。
【００２７】
先ず、ガス検知機能付き防爆電源ユニット１２と非防爆機器２１を接続し、ガス検知機能付き防爆電源ユニット１２の手動電源ＳＷ１３をＯＮする。
このとき、ガスセンサー１６が可燃性気体の濃度を測定し、ある一定以下の濃度である場合（可燃性気体検知信号ＯＦＦ）でかつ、自動電源ＳＷ制御回路１７の出力条件（一定時間以上可燃性気体検知信号がＯＦＦの場合：危険ガスが生成されていない状態）を満足するときに、自動電源ＳＷ１４がＯＮ状態となる。
そして、バッテリー１２の電気エネルギーが電源出力ポート１５ａ、１５ｂを介して非防爆機器２１に供給され、非防爆機器２１のモバイル機器への電源供給が可能になる。この状態で非防爆機器２１のモバイル機器は使用可能になる。
【００２８】
次に、非防爆機器２１が動作状態でガスセンサー１６がある一定以上の可燃性気体の濃度を検知すると、可燃性気体検知信号がＯＮになり、自動電源ＳＷ制御回路１７の出力は直ちにＯＦＦ状態となる。
そして、自動電源ＳＷ１４はＯＮ状態からＯＦＦ状態になり、その結果、電源出力ポート１５ａ、１５ｂから非防爆機器２１に供給されるバッテリー１２の電源が断たれるため、非防爆機器２１はＯＦＦし、動作を停止する（ステップＳＴ１１）。そのため、非防爆機器２１の動作電圧、動作電流、動作時温度等の要因で危険雰囲気に着火し爆発することを避けることができる。
【００２９】
更に、この状態でガスセンサー１６が可燃性気体検知信号をＯＦＦした状態に復帰しても、可燃性気体の無効時間がある一定時間（実施例においては１０分間）継続しないと自動電源ＳＷ制御回路１７の出力は再びＯＮ状態にならない（ステップＳＴ１２、ＳＴ１３）。これは、ある一定時間以上危険雰囲気が生成されていない条件で自動電源ＳＷ１４をＯＮする機能により、安全性を高めている。
【００３０】
そして、一定時間以上の危険ガス無効時間であるときには、自動電源ＳＷ１３をＯＮに制御することでバッテリー１２からの電源を供給できるようにする（ステップＳＴ１４）。
【００３１】
ステップＳＴ１２において、ガスセンサーで危険ガスを検知しているときには自動電源ＳＷ１４をＯＦＦに制御して、危険ガスが発生しているかを監視する（ステップＳＴ１５）。
【００３２】
また、非防爆機器２１を使用しない場合には自動電源ＳＷ１４に直列に接続された手動電源ＳＷ１３により、非防爆機器２１への電源供給を断ち、無駄なバッテリーエネルギーの消費を抑えることができる。
【００３３】
このように、２種場所におけるガス検知器と非防爆品の併用による運用について、本発明の防爆型端末機器を導入することにより、携帯性、操作性、機能性、安全性に優れた、現場作業支援ツールを提供することが可能になる。
【００３４】
又、これまで異常時のみ危険雰囲気が生成される２種場所においては、通常時の危険雰囲気が生成されていない状況においても基本的には”電気機械器具防爆構造規格”の型式検定に合格した”検定合格証”が機器に貼付されていなければ使用することはできなかった。そのため、工場内の広い範囲に渡って、機能的に制限された、重たく携帯性の悪い防爆機器を使用するしかなかった。しかし、本発明の防爆型端末機器１０はガス検知器と非防爆機器を組み合わせることで、労検防爆品に比べ、安価で、機能的に優れた防爆システムを実現することができる。そして工場内の広い範囲を占める従来の２種場所での使用を可能（工場内安全管理者の許可必要）にし、現場作業効率を向上させることができる。現場作業者は非防爆機器の携帯に際して従来のように、危険場所区分を意識することなく安心して作業現場を移動や保全作業等を行うことができる。
【００３５】
従来の固定的な危険場所の設定に対して安全管理する方法に対し、危険ガスを検知して機器の電源を自動的に遮断する機能により実質的安全管理が可能となる。実際の現場では非危険場所と危険場所の境界がしっかりと明示されていない場合もあることから、非防爆機器２１を携帯したまま危険場所に侵入してしまう場合も有り、実質的な安全管理の面で問題があったが、本発明の防爆型端末機器１０では危険ガスを検出するとモバイル機器は自動的に電源ＯＦＦすることから実質的な保全管理の観点からも有効である。
【００３６】
更に、非防爆機器２１として汎用ＰＤＡやタブレットＰＣとガス検知器を組み合せることにより、最新技術に追従した安価な簡易型防爆モバイル機器を実現可能である。汎用モバイル機器を利用するため、機種変更へも柔軟に対応でき、現場支援ツールのバーションアップ等に機敏に追従できる。
即ち、作業効率と安全性を両立しかつ安価に実現できる防爆型端末機器を提供することが可能になる。
【００３７】
次に、本発明に係る第２の実施形態の防爆型端末機器について、図面を参照して説明する。
【００３８】
第２の実施形態の防爆型端末機器は、非防爆機器のバッテリーをガス検知機能付き防爆型電源ユニットに設けることに加えて、非防爆機器と通信する機能を付加させたことで、ユニットの状態（正常、異常、自己診断結果）、情報（危険ガス検知データ）、警報などを非防爆機器の表示画面で確認することができる。
【００３９】
その構成は、図４に示すように、非防爆機器で使用されるバッテリーを備えたガス検知機能付き防爆型電源ユニット１１Ａと、このガス検知機能付き防爆型電源ユニット１２Ａが備えるバッテリーに接続して電源の供給を行う非防爆機器２１Ａとからなる。
【００４０】
ガス検知機能付き防爆型電源ユニット１１Ａは、非防爆機器用電源、所謂、バッテリー１２を備え、このバッテリー１２に直列に手動電源ＳＷ１３、バッテリー電圧/電流監視部１８、自動電源ＳＷ１４を接続し、その自動電源ＳＷ１４を介して電源出力ポート１５ａ、１５ｂが非防爆機器２１Ａに接続されている。
又、ガスセンサー１６は非防爆機器２１Ａと通信するＩ／Ｆ回路部１９に接続され、Ｉ／Ｆ回路部１９を介して非防爆機器２１Ａと通信ポート２０を介して通信を行う構成になっている。
自動電源ＳＷ１４は、ガスセンサー１６の検出により開閉するスイッチであり、ガスセンサー１６からの信号を受信して制御する自動電源ＳＷ制御回路１７を備えた構成になっている。
【００４１】
自動電源ＳＷ制御回路１７は、ガスセンサー１６からの検知信号、バッテリー温度監視部２２からの監視信号、バッテリー電圧／電流監視部１８からの監視信号に基づいて自動電源ＳＷ１４をＯＮ／ＯＦＦ制御するもので、その情報はＩ／Ｆ回路部１９に伝達される構成になっている。
【００４２】
非防爆機器２１Ａは、危険場所に携帯して現場作業を実施するために使用される非防爆モバイル端末であり、ユニット１２Ａに備えてあるバッテリー１２から電源が供給され、且つ管理ソフトウェアが内蔵されており、Ｉ／Ｆ回路部１９に繋がっている通信ポート２０を介して、様々なデータが更新され、表示画面上に表示される構成になっている。
【００４３】
このような構成からなる防爆型端末機器において、非防爆機器２１Ａとガス検知機能付き防爆型電源ユニット１２Ａ間でデータ転送を行うことにより、ガス検知機能付き防爆型電源ユニット１２Ａの状態（正常、異常、自己診断結果）、情報（危険ガス検知データ）、警報などを非防爆機器２１Ａの表示画面で確認することができる。
例えば、前回値とのガス濃度や発生時間帯などの差分情報やトレンドを表示したり、プラントの工程や時間帯におけるガス濃度のフィールドデータをデータベース化して、危険場所管理の品質を向上させることが期待できる。また、ガス検知器本体についても、従来品に対し、より高度な機能をもったインテリジェントなガス検知器を実現することも可能となる。
【００４４】
又、本願発明において、ガスセンサー１６とバッテリー１２の構成を分離させることにより、ガスセンサー１６の種類や非防爆機器２１Ａに応じた電源（バッテリー）と組み合わせて使用できるため、より汎用性の高い製品を実現できる。
【００４５】
また、変形例として、位置情報を取得するＧＰＳを備えた構成にすると、例えば、現場作業場所（位置）の危険ガスの発生状態をマッピングすることができる。このデータをもとに、従来の危険場所区分をより、実質的で精度の高い区分、及び安全管理が可能になる。
【００４６】
更に、非防爆機器２１ＡにＰＡＳ(プロセス制御システム)情報等のプラントのプロセス工程に関する情報をもたせることにより、危険雰囲気を発生させる工程にあるかどうかなどを事前に知る事が可能となり、ガスセンサー１６による危険雰囲気検知と合わせて、危険雰囲気の発生予報を事前に発報することもできる。
【００４７】
更なる変形例として、ガスセンサー１６の部分を現場据置き型にして、無線ＬＡＮやＰＨＳ回線により非防爆機器２１Ａと接続して非防爆機器２１Ａ自体の軽量化を図ることが可能になる。また、この構成の場合、現場据置き型のガスセンサーを複数の非防爆機器２１Ａで共用することになり、非防爆機器２１Ａの軽量化、携帯性を向上することもできる。
【００４８】
次に、本発明に係る第３の実施形態の防爆型端末機器について、図面を参照して説明する。
【００４９】
第３の実施形態の防爆型携帯端末機器は、図５に示すように、操作端末機器を内部に収容することができる密封構造の容器３１に、外部からの保護ガス３４を送入する保護ガス送入口３２と、容器３１内部の保護ガスを排出する保護ガス送出口３３とを備えたものであり、これは、保護ガス送入口３２から送り込まれた保護ガス３４により容器３１内部の圧力を一定以上に保ち、外部の危険ガスの侵入を防止する内圧防爆構造にしたものである。
【００５０】
この保護ガス送入口３２には、外部の保護ガス送出装置３５に接続され、容器３１内部の圧力を高めるために不燃性の保護ガス３４を注入する。
【００５１】
保護ガス送出口３３は容器３１内部の保護ガス３４を排出する穴であり、容器３１の内圧を高めるため保護ガス送入口３２に対し、極小さな穴寸法で形成されている。
【００５２】
そして、この容器３１には、入出力処理装置３６の表示出力を透過させる画面透過性を有する面３７と、入力位置検出装置３８からの検出光を通過させる光路透過性を有する面３９、４０と、無線通信部４１の電波を通過させる電磁波透過性を有する面４２とを備えた構成になっている。
画面透過性とは、端末機器の入出力処理装置３６の表示出力部４３の表示画面を透過して見ることができる性質を有するものであり、光路透過性とは入力位置検出装置３８の発光部４４からの入力検出光を透過することができる性質を有するものであり、電磁波透過性は無線通信部４１からの送信／受信電波を透過する性質を有するものである。
【００５３】
そして、この入力位置検出装置３８からの検出光を通過させる光路透過性を有する面３９、４０は、容器３１の頂部の凹部４６位置に設けられ、検出光が光路透過性を有する面３９を通過して凹部位置にある遮蔽部材（実施例の場合人の指）４５による入力位置を光学的に検出し、その検出した入力情報を入出力処理装置３６に伝える構成になっている。
【００５４】
入力位置検出装置３８は、入力位置検出光が遮断されたか否かを検出し入力位置を検出する光学方式を備えたもので、入力位置検出光を出す発光部４４を備え、光路透過性の面３９、４０に対峙した状態で配置されている。この発光部４４からの光が光路透過性の面３９を通過して、凹部４６の反対側にある入力位置検出光を受け取る受光部４７で受光される。
【００５５】
入出力処理装置３６は、非防爆の携帯端末であり、入力位置検出装置３８からの入力位置情報を取得する入力部４８と、入力部４８からの情報を演算処理し、表示出力部４３や無線通信部４１に情報を伝える処理部４９と、入出力処理装置３６の操作者に対して表示出力する表示出力部４３と、処理部４９で処理されたデータを電磁波を媒体にして送信或いは情報の受信を行う無線通信部４１とからなる。この表示出力部４３が容器３１の画面透過性を有する面３７に対峙した状態で配置され、無線通信部４１が電磁波透過性の面４２に対峙した状態で配置されている。
【００５６】
このような構成からなる防爆型端末機器においては、先ず、保護ガス送出装置３５から容器３１へ保護ガスを送り込み、容器３１内の内圧を外部より高め、容器３１外部の危険ガスが容器３１内部に侵入しないような内圧防爆構造を形成する。容器３１内部には入出力処置装置３６と入力位置検出装置３８が収納されており、入出力処理装置３６に表示される内容を容器３１の外部から画面透過性を有する面３７を介して透過して操作者は見ることができる。
ここで、入出力処理装置３６の表示出力部４３に入力要求を与える内容が表示された場合、操作者は、入力要求に対する応答を判断して表示画面から選択した応答ボタン等の表示部位の位置を容器３１の外部から入出力処理装置３６の表示出力部４３に向かって触れる。すると、入力位置検出装置３８は、操作者が入力要求に対して触れた入出力処理装置３６の表示出力部４３の位置を検出するために容器３１内部から光路透過性を有する面３９、４０を介して容器３１外部に検出光を走査することにより入力位置情報を検知する。
そして、入力位置情報を入出力処理装置３６に伝える。入出力処理装置３６は入力部４８を介して処理部４９で所望の演算処理を実行し、表示出力部４３や無線通信部４１に情報を送り、操作端末としての機能を実現する。
【００５７】
このように、本発明の防爆型端末機器は、安価で容易に入手できる汎用的な携帯端末を入出力処理装置３６として使用し、本発明の容器３１に収納することにより、安価でかつ操作性の優れた入力手段を具備した、内圧防爆構造の携帯型操作端末装置を提供することが可能となる。そのため、これまで可燃性雰囲気の存在する化学工場等の危険場所での巡視、点検、保守等の現場の保全作業の効率改善を安価に実現することが可能になる。
【００５８】
また、本質安全防爆構造の機器の場合、市場の技術動向に追従した製品を提供するには労検防爆への適合手続きに要する時間や開発、防爆規格適合申請手続きなどのコストがかかることから、非常に困難である。しかし、本発明の場合、入力処置装置として汎用製品を利用するため、市場の端末機器の技術動向に素早くかつ安価に追従することが可能であり、保守性に優れた現場作業支援用の防爆型操作端末を容易にかつ継続的に提供することができるのである。
【００５９】
次に、本発明に係る第４の実施形態の防爆型端末機器について、図面を参照して説明する。
【００６０】
本発明に係る第４の実施形態の防爆型端末機器は、内圧を高めて密封式構造の強化プラスチック容器内に光学式タッチパネルを備えた端末機器を収納した構造の防爆型端末機器である。この防爆型端末機器は、図６及び図７に示すように、操作端末機器を内部に収容することができる密封構造の強化プラスチック容器５１に、外部からの保護ガスを送入する保護ガス送入口５２と、強化プラスチック容器５１内部の保護ガス５３を排出する保護ガス送出口５４とを備えたものである。
これは、保護ガス送入口５２から送り込まれた保護ガス５３により強化プラスチック容器５１内部の圧力を一定以上に保ち、外部の危険ガスの侵入を防止する内圧防爆構造にしたものである。
【００６１】
この保護ガス送入口５２には、携帯型保護ガスボンベ５５に接続され、強化プラスチック容器５１内部の圧力を高めるために不燃性の保護ガス５３を注入する。
【００６２】
保護ガス送出口５４は強化プラスチック容器５１内部の保護ガス５３を排出する穴であり、強化プラスチック容器５１の内圧を高めるため保護ガス送入口５２に対し、極小さな穴寸法で形成されている。
【００６３】
そして、この強化プラスチック容器５１には、非防爆品であるタブレットＰＣ５８のタブレットＰＣ表示部５９の表示出力を透過させる画面透過性を有する面５５と、タッチパネル発光部６０からの検出光を通過させる光路透過性を有する面５６、５７と、を備えた構成になっている。
【００６４】
画面透過性とは、タブレットＰＣ５８のタブレットＰＣ表示部５９の光学式タッチパネル６１を透過して見ることができる性質を有するものであり、光路透過性とはタッチパネル発光部６０からの入力検出光を透過することができる性質を有するものである。
【００６５】
この強化プラスチック容器５１内には、画面透過性を有する面５５に備えた光学式タッチパネル６１、光路透過性を有する面５６にタッチパネル発光部６０、反対側の光路透過性を有する面５７にタッチパネル受光部６１、タッチパネル発光部６０に接続されたタッチパネルＩ／Ｆ回路６２、タッチパネルＩ／Ｆ回路６２に接続されタッチパネルインターフェースドライバ及びタッチパネルの操作を制御するアプリケーションソフトウェアを備えたタブレットＰＣ５８、内圧測定回路や電源、電源遮断回路からなる内圧防爆構造適合回路６３を備えた構造になっている。
【００６６】
そして、このタッチパネル発光部６０からの検出光を通過させる光路透過性を有する面５６、５７は、強化プラスチック容器５１の頂部の凹部位置に設けられ、検出光が光路透過性を有する面５６を通過して凹部位置にある遮蔽部材（例えば、指）による入力位置を光学的に検出し、その検出した入力情報をタッチパネルＩ／Ｆ回路６２を介してタブレットＰＣ５８に伝える構成になっている。
【００６７】
タッチパネル発光部６０及びタッチパネルＩ／Ｆ回路６２は、入力位置検出光が遮断されたか否かを検出し入力位置検出する光学方式を備えたもので、タッチパネル発光部６０が光路透過性を有する面５６に対峙した状態で配置されている。このタッチパネル発光部６０からの光が光路透過性を有する面５６を通過して、凹部の反対側にあるタッチパネル受光部６１で受光される。
【００６８】
このような構成の防爆型端末機器は、密閉構造の強化プラスチック容器５１内は携帯型保護ガスボンベ５５に封入された空気、窒素、炭酸ガス等の保護ガス５３が強化プラスチック容器５１内に送入され、強化プラスチック容器５１内の圧力を外気より高めることにより、外気の可燃性気体が強化プラスチック容器５１内に侵入することを防止する内圧防爆構をしている。
そして、この強化プラスチック容器５１内は、内圧防爆構造に適合するための内圧測定回路や電源遮断回路などの内圧防爆構造上要求される内圧防爆構造適合回路６３と非防爆品のタブレットＰＣ５８と光学式タッチパネル６１とタッチパネルＩ／Ｆ回路６２が収納されている。保護ガス送入口５２には携帯型保護ガスボンベ５５から容器５１内に送出されるガス圧を調節するバルブが設けられている。
【００６９】
強化プラスチック容器５１内に収納された、タブレットＰＣ５８の表示画面は強化プラスチック容器５１の画面透過性を有する面５５から透過して表示内容を見ることができる構造になっている。また、強化プラスチック容器５１内に収納された光学式タッチパネル６１は、タッチパネル発光部６０からの赤外線等のタッチ位置検出用スキャン信号がタッチパネルの横方向（X軸）、縦方向（Y軸）に順次出力（スキャン）され、タブレットＰＣ表示部５９上を通り、対向するタッチパネル受光部６１に入力される。
このとき、操作者がこのタッチ位置検出用スキャン信号を遮る位置にタッチした場合、光学式タッチパネル６１はタッチされた位置信号（Ｘ、Ｙの座標信号）をタッチパネルＩ／Ｆ回路６２に出力する。タッチパネルＩ／Ｆ回路６２はタッチ位置信号をタブレットＰＣ５８の通信ポート（例えば、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）に応じて通信プロトコルに変換する。
プロトコル変換された信号は、タブレットＰＣ５８に入力され、タブレットＰＣ５８内のインターフェースドライバーを介して、タブレットＰＣ５８の表示画面上のタッチ位置を認識するとともに、タッチ位置に応じた応答動作を実行するアプリケーションソフトが駆動して、タッチした位置に応答する操作がなされる。
【００７０】
このようにして、保護ガス５３で加圧した強化プラスチック容器５１内に携帯端末機器であるタブレットＰＣ５８を装備した構成にし、入力手段であるタッチパネル操作はＸＹ方向からの光線の遮蔽状態で検出するようにしたことで、容器５１内部は保護ガス５３を充満させた密封状態にでき、危険雰囲気領域においても爆発性ガスによる影響を遮蔽した状態で操作できる。
【００７１】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明における防爆型端末機器は、非防爆機器で使用するバッテリーを別のユニットにおき、このユニットで危険雰囲気を検出するようにし、危険雰囲気であるときにはバッテリーからの電源供給を遮断させることで非防爆機器の所在が例え危険雰囲気の領域にあるとしてもその危険性を自動的に検知して火花による爆発を未然に防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の防爆型端末機器を略示的に示した構成図である。
【図２】防爆型端末機器の危険雰囲気における電源の状態を示した説明図である。
【図３】防爆型端末機器の動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２の実施形態の防爆型端末機器を略示的に示した構成図である。
【図５】本発明に係る第３の実施形態の防爆型端末機器を略示的に示した構成図である。
【図６】本発明に係る第４の実施形態の防爆型端末機器を略示的に示した構成図である。
【図７】図６の側面からみた側面図である。
【図８】従来技術における防爆制御システムと防爆エリアを示した説明図である。
【図９】従来技術における危険場所区分と端末機器（電気機器）の使用範囲を示した説明図である。
【図１０】従来技術におけるガス検知器と非防爆機器を併用した利用形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０防爆型端末機器
１１、１１Ａガス検知機能付防爆型電源ユニット
１２バッテリー
１６ガスセンサー
１７自動電源ＳＷ制御回路
２１、２１Ａ非防爆機器
３１容器
３２、５２保護ガス送入口
３３、５４保護ガス送出口
３４、５３保護ガス
３５保護ガス送出装置
３６入出力処理装置
３７画面透過性を有する面
３８入力位置検出装置
３９光路透過性を有する面
４０光路透過性を有する面
４１無線通信部
４２電磁波透過性を有する面
４４発光部
４６凹部
４７受光部
４８入力部
４９処理部
５６光路透過性を有する面
５７光路透過性を有する面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an explosion-proof terminal device, and more particularly, in a process control system for controlling and monitoring a plant, particularly in a field environment that may generate an explosive atmosphere such as a petrochemical factory, The present invention relates to an explosion-proof terminal device capable of realizing explosion-proof means for improving the efficiency of operations such as inspection and maintenance.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has been expected to introduce on-site work support systems using mobile portable devices such as PDA (Personal Digital Assistanc) and IT technology as a means of improving the efficiency of on-site work in response to labor saving in factories and plants. Yes.
FIG. 8 shows a control system using a portable terminal and the state of the terminal in the explosion-proof area. The communication control device 112 is connected to the control means 112 such as an FCS (Field Control System) connected to the control communication bus 111. 113 is configured to control the portable terminal 114 in various ways, and the terminal 115 in the dangerous area is configured to control by converting a signal to be controlled from an electric signal to an optical signal to be used in an explosion-proof area. Adopt as a standard-compliant terminal.
[0003]
However, when using electrical equipment in hazardous locations, use equipment that has passed the type certification (abbreviation: labor inspection explosion-proof) of the “Electrical Equipment Explosion-proof Structural Standard” stipulated by the Industrial Safety and Health Act. I can't.
Here, as shown in FIG. 9, “hazardous place” is classified into 0 place, 1 place and 2 place according to the time and frequency of existence of dangerous atmosphere (Technical Guidelines for Industrial Safety Research Institute). ), Defined by the safety manager of each factory or plant that produces or handles hazardous gases.
As for the availability of electrical equipment in such hazardous locations, if the electrical equipment is non-explosion-proof, it cannot be used in 2 types, 1 type, or 0 type locations. If it is cheap, it can be used in two, one, and zero locations even in non-hazardous locations.
[0004]
Explosion-proof structural standards have technical requirements such as explosion-proof, internal pressure-proof, and intrinsically safe explosion-proof, but mobile devices are relatively easy to make compact and lightweight compared to pressure-proof and internal pressure-proof from the viewpoint of portability. It is necessary to comply with the intrinsically safe explosion-proof standard.
The intrinsically safe explosion-proof standard is an explosion-proof structural standard that essentially suppresses the electrical energy level that ignites in a hazardous atmosphere by limiting the operating voltage and current of the electrical circuit.
The same request is made until the circuit failure of the equipment.
For this reason, it is necessary to make redundant components for voltage limitation and current limitation, which causes an increase in the size and weight of equipment due to an increase in circuit scale and an increase in the number of components, and an increase in product cost.
As a result, mobile devices that comply with intrinsically safe explosion-proof standards are not widely used in the market.
[0005]
On the other hand, in the United States and Europe, there are Division II and Type N as standards applicable to two places (places where a dangerous atmosphere may be generated only when there is an abnormality).
These standards require a certain explosion-proof performance only in the normal operating state of the equipment. For this reason, it is not necessary to design equipment considering the time of failure unlike the intrinsically safe explosion-proof standard, and it is relatively easy to apply to mobile devices in terms of circuit configuration and cost, so it is compatible with Division II with a general-purpose PDA. There are also products.
[0006]
Further, as a prior art related to an explosion-proof measure using a non-explosion-proof device, there is a simple explosion-proof system (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-059985) in a dangerous place. This technology is structured to be connected to a power circuit for electrical equipment installed in a hazardous area via a bulkhead from a commercial power supply or backup power supply in a non-hazardous area, and is designed to prevent explosions in non-explosion-proof portable devices. Cannot be applied.
[0007]
Even if a non-explosion-proof electrical device is used, as shown in FIG. 10, first, in the dangerous place classification, after confirming that no dangerous atmosphere is generated by the gas detector 121, the non-explosion-proof electrical device 122 is used. This is a technique conventionally employed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-059985 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the recognition of hazardous locations described in the prior art is based on the classification of 0, 1, and 2 locations according to the distance from the generation site of the hazardous atmosphere, the frequency of occurrence, and the stagnation time at the discretion of the plant or factory safety manager. Has been. This classification is physically fixed and often has a slightly excessive management system from the viewpoint of safety. In general, dangerous places are set over a wide area of factories and plants. For this reason, the non-hazardous area on the premises is narrow, and it is not practical because it is used in a limited narrow range where a non-explosion-proof product may be used as a mobile device for field work. For this reason, explosion-proof compliant products are an important requirement for mobile devices for field work.
[0010]
However, explosion-proof standard-compliant equipment has many technical problems in terms of weight, dimensions, cost, and operability, and there is currently no inexpensive and highly functional explosion-proof mobile equipment on the market. For this reason, there has been a problem that in an environment that generates a dangerous atmosphere such as a chemical plant, it is not possible to complete the introduction of a field support system, and the work efficiency of field work is not progressing.
[0011]
On the other hand, even in the development of explosion-proof standards-compliant products, mobile device manufacturers are difficult to develop products that follow the latest technology due to the design of explosion-proof structures and the extension of standards-compliant evaluation, and there is a concern that the products will become obsolete when they are put on the market. Has been. For this reason, there are few manufacturers entering the explosion-proof equipment market from the viewpoint of investment effects, and the explosion-proof mobile equipment market is in a vicious cycle.
[0012]
From these backgrounds, in current factories and plants, non-explosion-proof devices and gas detectors are carried at the same time, based on the judgment and approval of the safety manager, mainly at two types of locations. In some cases, a non-explosion-proof device is used after confirming in advance with a gas detector whether an atmosphere is generated. However, in this case, it is necessary to carry two devices at the same time and move through a large factory premises, and each device must be operated individually each time the work site is moved. There was a problem that the burden on operation was large. Specifically, there are the following problems.
(A) Heavy burden when carrying separately the gas detector and non-explosion-proof device. (B) Problems in ensuring safety due to forgetting to turn off the power of the non-explosion-proof equipment during movement.
(C) Problems related to ensuring safety due to misrecognition or lack of confirmation regarding the generation state of the dangerous atmosphere of the operator with respect to the detection level of the gas detector.
[0013]
Therefore, in order to solve the above problems, the object of the present invention is to reduce the burden of movement and equipment operation of factory workers, provide an efficient work environment, and ensure high safety in hazardous areas. The object is to provide an explosion-proof terminal device that can be realized at low cost.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an explosion-proof terminal device according to the present invention is configured as follows.
[0015]
(1) An explosion-proof terminal device includes an explosion-proof power supply unit with a gas detection function provided with a battery used in a non-explosion-proof device, and a battery provided in the explosion-proof power supply unit with the gas detection functionFromIt consists of non-explosion-proof equipment that receives power supply,The explosion-proof power supply unit with a gas detection function is based on an automatic power switch that automatically turns on / off the connection between the battery and the non-explosion-proof device, and a gas sensor that detects a state where a dangerous atmosphere is generated. Automatic power switch control means for controlling the automatic power switch, and the automatic power switch control means turns off the automatic power switch when the dangerous atmosphere has a certain concentration or more, and the dangerous atmosphere has a certain concentration or less. The automatic power switch is turned on when the state continues for a predetermined time or more.
(2)The explosion-proof terminal device according to (1), wherein the explosion-proof power supply unit with a gas detection function includes a manual power switch for manually turning on / off the connection between the battery and the non-explosion-proof device.
[0016]
(3) The explosion-proof power supply unit with a gas detection function includes an I / F circuit unit that communicates with the non-explosion-proof device, and is based on process process information of a plant included in the non-explosion-proof device and dangerous atmosphere information by the gas sensor. The explosion-proof terminal device according to (1) or (2), wherein the generation of a dangerous atmosphere is predicted.
[0017]
In this way, in explosion-proof terminal equipment, the battery used for non-explosion-proof equipment is placed in a separate unit so that this unit detects the dangerous atmosphere, and when it is in a dangerous atmosphere, the power supply from the battery should be shut off. Even if the location of the non-explosion-proof device is in a dangerous atmosphere area, it is possible to automatically detect the danger and prevent an explosion due to a spark.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of an explosion-proof terminal device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
The explosion-proof terminal device according to the first embodiment of the present invention is a gas detection device that can safely use a non-explosion-proof device in a dangerous place where a dangerous atmosphere such as one kind place and two kinds place is generated. The instrument and the non-explosion-proof device are functionally integrated, and when a dangerous atmosphere is detected, the power of the non-explosion-proof device is automatically turned off. That is, it prevents ignition by igniting a dangerous atmosphere due to the electric energy or operating temperature of the non-explosion-proof device and the operating temperature of the device.
[0021]
As shown in FIG. 1, an explosion-proof terminal device 10 having such a function includes an explosion-proof power supply unit 11 having a gas detection function including a battery 12 used in a non-explosion-proof device 21, and this gas detection function. The non-explosion-proof device 21 is connected to the battery 12 included in the explosion-proof power supply unit 11 and supplies power.
[0022]
The explosion-proof power supply unit 11 with a gas detection function includes a power source for non-explosion-proof equipment, a so-called battery 12, and a manual power supply SW13 and an automatic power supply SW14 are connected in series to the battery 12, and power is output via the automatic power supply SW14. Ports 15 a and 15 b are connected to the non-explosion-proof device 21.
The automatic power supply SW14 is a switch that opens and closes upon detection of the gas sensor 16, and includes an automatic power supply SW control circuit 17 that receives and controls a signal from the gas sensor 16. The means for shutting down the power supply in the claims is the automatic power supply SW control circuit 17.
[0023]
The non-explosion-proof device 21 is a non-explosion-proof mobile terminal that is used for carrying out field work by carrying it in a hazardous area.
[0024]
In the explosion-proof terminal device having such a configuration, the explosion-proof power supply unit 11 with the gas detection function is connected to the non-explosion-proof device 21 through the power output ports 15a and 15b. The battery 12 has a structure in which power is supplied to the non-explosion-proof device 21 from the power output ports 15a and 15b only when the automatic power SW14 and the manual power SW13 are turned on.
[0025]
As shown in FIG. 2, when the explosion-proof terminal device having such a configuration enters a dangerous atmosphere area, the power supply to the non-explosion-proof device 21 of the explosion-proof terminal device 10 is automatically turned off. That is, in the non-hazardous area, the power supply to the non-explosion-proof device 21 of the explosion-proof terminal device 10 is smoothly performed, but when entering the dangerous atmosphere area, the gas sensor 16 detects that the dangerous area, By turning off the automatic power supply SW14, the supply of power to the non-explosion-proof device 21 is interrupted.
[0026]
Next, the operation of this explosion-proof terminal device will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
[0027]
First, the explosion-proof power supply unit 12 with the gas detection function and the non-explosion-proof device 21 are connected, and the manual power supply SW13 of the explosion-proof power supply unit 12 with the gas detection function is turned on.
At this time, the gas sensor 16 measures the concentration of the flammable gas. When the concentration is lower than a certain level (the flammable gas detection signal is OFF), the output condition of the automatic power switch control circuit 17 (the flammability for a certain time or more). When the gas detection signal is OFF: the state in which no dangerous gas is generated), the automatic power supply SW14 is turned on.
Then, the electric energy of the battery 12 is supplied to the non-explosion-proof device 21 through the power output ports 15a and 15b, and the power supply to the mobile device of the non-explosion-proof device 21 becomes possible. In this state, the mobile device of the non-explosion-proof device 21 can be used.
[0028]
Next, when the non-explosion-proof device 21 is in an operating state and the gas sensor 16 detects a concentration of combustible gas above a certain level, the combustible gas detection signal is turned on, and the output of the automatic power switch control circuit 17 is immediately turned off. It becomes.
Then, the automatic power SW 14 changes from the ON state to the OFF state. As a result, the power of the battery 12 supplied to the non-explosion-proof device 21 from the power output ports 15a and 15b is cut off. The operation is stopped (step ST11). Therefore, it is possible to avoid the ignition and explosion of the hazardous atmosphere due to factors such as the operating voltage, operating current, and operating temperature of the non-explosion-proof device 21.
[0029]
Further, even if the gas sensor 16 returns to the state in which the combustible gas detection signal is turned OFF in this state, the automatic power SW control circuit must be continued unless the ineffective time of the combustible gas is constant for a certain time (in the embodiment, 10 minutes). The output of 17 is not turned ON again (steps ST12 and ST13). This enhances safety by the function of turning on the automatic power supply SW14 under the condition that no dangerous atmosphere has been generated for a certain period of time.
[0030]
When the dangerous gas invalid time is longer than a certain time, the power from the battery 12 can be supplied by controlling the automatic power supply SW13 to ON (step ST14).
[0031]
In step ST12, when the dangerous gas is detected by the gas sensor, the automatic power source SW14 is controlled to be OFF to monitor whether dangerous gas is generated (step ST15).
[0032]
In addition, when the non-explosion-proof device 21 is not used, the manual power supply SW13 connected in series with the automatic power supply SW14 can be used to cut off the power supply to the non-explosion-proof device 21 and suppress consumption of useless battery energy.
[0033]
In this way, with the introduction of the explosion-proof terminal device of the present invention for the operation by the combined use of the gas detector and the non-explosion-proof product in two kinds of places, it is excellent in portability, operability, functionality and safety. Work support tools can be provided.
[0034]
In addition, in the two places where a dangerous atmosphere is generated only at the time of abnormality so far, even in the situation where a normal dangerous atmosphere is not generated, basically passed the type certification of “Electrical machinery appliance explosion-proof structure standard”. It could not be used unless a “certification certificate” was affixed to the device. For this reason, there was no choice but to use heavy and poorly portable explosion-proof devices that were functionally restricted over a wide area in the factory. However, the explosion-proof terminal device 10 according to the present invention can realize an explosion-proof system that is inexpensive and functionally superior to the industrial inspection explosion-proof product by combining a gas detector and a non-explosion-proof device. Then, it can be used at two conventional locations that occupy a wide area in the factory (requires permission from a safety manager in the factory), and the work efficiency at the site can be improved. When a non-explosion-proof device is carried, the field worker can move around the work site or perform maintenance work without worrying about the dangerous place classification.
[0035]
In contrast to the conventional method of safety management with respect to the setting of a fixed dangerous place, the substantial safety management can be performed by the function of detecting dangerous gas and automatically shutting off the power supply of the device. Since the boundary between the non-hazardous area and the hazardous area may not be clearly indicated in the actual site, the non-explosion-proof device 21 may be carried into the hazardous area while being carried. However, the explosion-proof terminal device 10 of the present invention is effective from the standpoint of substantial maintenance management because the mobile device automatically turns off when a dangerous gas is detected.
[0036]
Furthermore, by combining a general-purpose PDA or tablet PC with a gas detector as the non-explosion-proof device 21, an inexpensive simple explosion-proof mobile device that follows the latest technology can be realized. Because it uses a general-purpose mobile device, it can flexibly respond to model changes and can quickly follow up the version of the on-site support tool.
That is, it is possible to provide an explosion-proof terminal device that achieves both work efficiency and safety and can be realized at low cost.
[0037]
Next, an explosion-proof terminal device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
The explosion-proof terminal device according to the second embodiment has a function of communicating with non-explosion-proof devices in addition to providing a battery of non-explosion-proof devices in an explosion-proof power supply unit with a gas detection function. (Normal, abnormal, self-diagnosis results), information (dangerous gas detection data), alarms, etc. can be confirmed on the display screen of non-explosion-proof equipment.
[0039]
As shown in FIG. 4, the structure is connected to an explosion-proof power supply unit 11A with a gas detection function equipped with a battery used in a non-explosion-proof device and a battery provided in the explosion-proof power supply unit 12A with a gas detection function. It comprises a non-explosion-proof device 21A that supplies power.
[0040]
The explosion-proof power supply unit 11A with a gas detection function includes a power source for non-explosion-proof equipment, a so-called battery 12, and a manual power supply SW13, a battery voltage / current monitoring unit 18, and an automatic power supply SW14 are connected in series to the battery 12. The power output ports 15a and 15b are connected to the non-explosion-proof device 21A via the automatic power supply SW14.
The gas sensor 16 is connected to an I / F circuit unit 19 that communicates with the non-explosion-proof device 21 </ b> A, and communicates with the non-explosion-proof device 21 </ b> A via the communication port 20 via the I / F circuit unit 19. Yes.
The automatic power supply SW14 is a switch that opens and closes upon detection of the gas sensor 16, and includes an automatic power supply SW control circuit 17 that receives and controls a signal from the gas sensor 16.
[0041]
The automatic power supply SW control circuit 17 performs ON / OFF control of the automatic power supply SW14 based on the detection signal from the gas sensor 16, the monitoring signal from the battery temperature monitoring unit 22, and the monitoring signal from the battery voltage / current monitoring unit 18. The information is transmitted to the I / F circuit unit 19.
[0042]
The non-explosion-proof device 21A is a non-explosion-proof mobile terminal that is used for carrying out field work by carrying it in a hazardous area, is supplied with power from the battery 12 provided in the unit 12A, and has built-in management software. Thus, various data are updated and displayed on the display screen via the communication port 20 connected to the I / F circuit unit 19.
[0043]
In the explosion-proof terminal device having such a configuration, the state (normal, abnormal) of the explosion-proof power supply unit 12A with the gas detection function is obtained by transferring data between the non-explosion-proof device 21A and the explosion-proof power supply unit 12A with the gas detection function. Self-diagnosis results), information (dangerous gas detection data), alarms, etc. can be confirmed on the display screen of the non-explosion-proof device 21A.
For example, it is possible to improve the quality of hazardous location management by displaying difference information and trends such as gas concentration and occurrence time zone from the previous value, or making database of gas concentration field data in the plant process and time zone. I can expect. In addition, with respect to the gas detector body, it is also possible to realize an intelligent gas detector having a more advanced function than the conventional product.
[0044]
In the present invention, by separating the configuration of the gas sensor 16 and the battery 12, it can be used in combination with a power source (battery) according to the type of the gas sensor 16 and the non-explosion-proof device 21A, so that the product is more versatile. Can be realized.
[0045]
In addition, as a modification, if a configuration including a GPS that acquires position information is used, for example, the generation state of a dangerous gas at a work site (position) can be mapped. Based on this data, it becomes possible to perform a more practical and accurate classification and safety management from the conventional dangerous place classification.
[0046]
Furthermore, by providing the non-explosion-proof device 21A with information on the process steps of the plant such as PAS (process control system) information, it is possible to know in advance whether or not the process is in the process of generating a dangerous atmosphere. Along with the detection of the dangerous atmosphere by, the generation of the dangerous atmosphere can also be reported in advance.
[0047]
As a further modification, it is possible to reduce the weight of the non-explosion-proof device 21A by connecting the non-explosion-proof device 21A to the non-explosion-proof device 21A through a wireless LAN or PHS line. In the case of this configuration, the on-site stationary gas sensor is shared by the plurality of non-explosion-proof devices 21A, and the non-explosion-proof device 21A can be reduced in weight and portability.
[0048]
Next, an explosion-proof terminal device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0049]
As shown in FIG. 5, the explosion-proof portable terminal device according to the third embodiment is a protective gas that sends a protective gas 34 from the outside to a sealed container 31 that can accommodate the operation terminal device inside. The inlet 32 and the protective gas outlet 33 for discharging the protective gas inside the container 31 are provided. This is because the protective gas 34 sent from the protective gas inlet 32 keeps the pressure inside the container 31 constant. This is an internal pressure explosion-proof structure that keeps the above and prevents the entry of external hazardous gases.
[0050]
The protective gas inlet 32 is connected to an external protective gas delivery device 35 and injects a nonflammable protective gas 34 in order to increase the pressure inside the container 31.
[0051]
The protective gas outlet 33 is a hole for discharging the protective gas 34 inside the container 31, and is formed with a very small hole size with respect to the protective gas inlet 32 in order to increase the internal pressure of the container 31.
[0052]
The container 31 has a surface 37 having screen transparency for transmitting the display output of the input / output processing device 36, and surfaces 39, 40 having optical path permeability for allowing detection light from the input position detection device 38 to pass therethrough. And a surface 42 having electromagnetic wave permeability that allows radio waves of the wireless communication unit 41 to pass therethrough.
The screen transparency has the property of being able to see through the display screen of the display output unit 43 of the input / output processing device 36 of the terminal device, and the optical path transparency is the light emitting unit of the input position detection device 38. 44 has the property of transmitting input detection light from 44, and the electromagnetic wave transmission property has the property of transmitting transmission / reception radio waves from the wireless communication unit 41.
[0053]
The surfaces 39 and 40 having optical path transparency that allow the detection light from the input position detection device 38 to pass therethrough are provided at the position of the concave portion 46 at the top of the container 31, and the detection light passes through the surface 39 having optical path transparency. Thus, the input position by the shielding member 45 (human finger in the embodiment) at the concave position is optically detected, and the detected input information is transmitted to the input / output processing device 36.
[0054]
The input position detection device 38 includes an optical system that detects whether or not the input position detection light is blocked and detects the input position. The input position detection device 38 includes a light emitting unit 44 that emits the input position detection light. 39 and 40 are arranged facing each other. The light from the light emitting unit 44 passes through the light path transmissive surface 39 and is received by the light receiving unit 47 that receives the input position detection light on the opposite side of the recess 46.
[0055]
The input / output processing device 36 is a non-explosion-proof portable terminal, and an input unit 48 that acquires the input position information from the input position detection device 38 and the information from the input unit 48 are arithmetically processed, and the display output unit 43 and wireless A processing unit 49 that conveys information to the communication unit 41, a display output unit 43 that displays and outputs information to an operator of the input / output processing device 36, and data processed by the processing unit 49 is transmitted using electromagnetic waves as a medium. And a wireless communication unit 41 that performs reception. The display output unit 43 is disposed in a state facing the surface 37 having the screen transparency of the container 31, and the wireless communication unit 41 is disposed in a state facing the electromagnetic wave transmissive surface 42.
[0056]
In the explosion-proof terminal device having such a configuration, first, the protective gas is sent from the protective gas delivery device 35 to the container 31, the internal pressure in the container 31 is increased from the outside, and dangerous gas outside the container 31 enters the container 31. An internal pressure explosion-proof structure that does not invade is formed. An input / output treatment device 36 and an input position detection device 38 are accommodated inside the container 31, and the contents displayed on the input / output processing device 36 are transmitted from the outside of the container 31 through a surface 37 having screen transparency. The operator can see.
Here, when the content that gives the input request is displayed on the display output unit 43 of the input / output processing device 36, the operator determines the response to the input request and the position of the display part such as the response button selected from the display screen. Is touched from the outside of the container 31 toward the display output unit 43 of the input / output processing device 36. Then, the input position detection device 38 has surfaces 39 and 40 having optical path transparency from the inside of the container 31 in order to detect the position of the display output unit 43 of the input / output processing device 36 touched by the operator in response to the input request. The input position information is detected by scanning the outside of the container 31 with detection light.
Then, the input position information is transmitted to the input / output processing device 36. The input / output processing device 36 executes a desired calculation process in the processing unit 49 via the input unit 48 and sends information to the display output unit 43 and the wireless communication unit 41 to realize a function as an operation terminal.
[0057]
As described above, the explosion-proof terminal device of the present invention is inexpensive and easy to use by using a general-purpose portable terminal that is inexpensive and easily available as the input / output processing device 36 and housed in the container 31 of the present invention. It is possible to provide a portable operation terminal device having an internal pressure explosion-proof structure, which is provided with an excellent input means. For this reason, it is possible to improve the efficiency of on-site maintenance work such as patrol, inspection, and maintenance in a dangerous place such as a chemical factory where a flammable atmosphere has existed so far.
[0058]
In addition, in the case of intrinsically safe equipment, it takes time to develop and follow the procedure for conformity with the labor inspection and explosion, and the application procedure for conformity to the explosion proof standard. It is very difficult. However, in the case of the present invention, since a general-purpose product is used as an input treatment device, it is possible to quickly and inexpensively follow the technical trend of terminal equipment in the market, and an explosion-proof type for field work support with excellent maintainability. The operation terminal can be provided easily and continuously.
[0059]
Next, an explosion-proof terminal device according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[0060]
The explosion-proof terminal device according to the fourth embodiment of the present invention is an explosion-proof terminal device having a structure in which a terminal device including an optical touch panel is housed in a reinforced plastic container having a sealed structure by increasing the internal pressure. As shown in FIGS. 6 and 7, this explosion-proof terminal device has a protective gas inlet for supplying a protective gas from the outside to a reinforced plastic container 51 having a sealed structure capable of accommodating the operation terminal device inside. 52 and a protective gas delivery port 54 for discharging the protective gas 53 inside the reinforced plastic container 51.
This is an internal pressure explosion-proof structure that keeps the pressure inside the reinforced plastic container 51 above a certain level by the protective gas 53 sent from the protective gas inlet 52 and prevents the entry of external dangerous gas.
[0061]
This protective gas inlet 52 is connected to a portable protective gas cylinder 55 and injects a nonflammable protective gas 53 in order to increase the pressure inside the reinforced plastic container 51.
[0062]
The protective gas outlet 54 is a hole for discharging the protective gas 53 inside the reinforced plastic container 51 and is formed with a very small hole size with respect to the protective gas inlet 52 in order to increase the internal pressure of the reinforced plastic container 51.
[0063]
And in this reinforced plastic container 51, the surface 55 which has the screen transparency which permeate | transmits the display output of the tablet PC display part 59 of tablet PC58 which is non-explosion-proof goods, and the optical path which allows the detection light from the touchscreen light emission part 60 to pass through It has the structure provided with the surfaces 56 and 57 which have permeability | transmittance.
[0064]
The screen transparency has the property of being able to see through the optical touch panel 61 of the tablet PC display unit 59 of the tablet PC 58, and the optical path transparency is the transmission of the input detection light from the touch panel light emitting unit 60. It has the property that can be done.
[0065]
In this reinforced plastic container 51, an optical touch panel 61 provided on a surface 55 having screen transparency, a touch panel light emitting unit 60 on a surface 56 having optical path transparency, and a touch panel receiving light on a surface 57 having optical path transparency on the opposite side. Unit 61, touch panel I / F circuit 62 connected to touch panel light emitting unit 60, tablet PC 58 connected to touch panel I / F circuit 62 and provided with application software for controlling the operation of the touch panel interface driver and the touch panel, an internal pressure measuring circuit and a power source The internal pressure explosion-proof structure adapting circuit 63 composed of a power cut-off circuit is provided.
[0066]
And the surfaces 56 and 57 which have the optical path permeability which allow the detection light from this touch panel light emission part 60 to pass are provided in the recessed part position of the top part of the reinforced plastic container 51, and detection light passes the surface 56 which has an optical path transparency. Thus, an input position by a shielding member (for example, a finger) at the concave portion is optically detected, and the detected input information is transmitted to the tablet PC 58 via the touch panel I / F circuit 62.
[0067]
The touch panel light emitting unit 60 and the touch panel I / F circuit 62 are provided with an optical system for detecting whether or not the input position detection light is blocked and detecting the input position, and the touch panel light emitting unit 60 has an optical path transparency 56. It is arranged in a state facing to. The light from the touch panel light emitting unit 60 passes through the surface 56 having optical path transparency and is received by the touch panel light receiving unit 61 on the opposite side of the recess.
[0068]
In the explosion-proof terminal device having such a configuration, a protective gas 53 such as air, nitrogen, carbon dioxide gas sealed in a portable protective gas cylinder 55 is sent into the reinforced plastic container 51 in the sealed reinforced plastic container 51. The internal pressure explosion-proof structure prevents the inflammable gas from entering the reinforced plastic container 51 by increasing the pressure in the reinforced plastic container 51 from the outside air.
In the reinforced plastic container 51, an internal pressure explosion-proof structure compatible circuit 63 required for an internal pressure explosion-proof structure such as an internal pressure measurement circuit and a power cut-off circuit for conforming to the internal pressure explosion-proof structure, a non-explosion-proof tablet PC 58, and an optical type are provided. A touch panel 61 and a touch panel I / F circuit 62 are accommodated. The protective gas inlet 52 is provided with a valve for adjusting the gas pressure delivered from the portable protective gas cylinder 55 into the container 51.
[0069]
The display screen of the tablet PC 58 housed in the reinforced plastic container 51 has a structure that allows the display contents to be seen through the surface 55 of the reinforced plastic container 51 having screen transparency. Further, the optical touch panel 61 housed in the reinforced plastic container 51 has a touch position detection scan signal such as infrared rays from the touch panel light emitting unit 60 sequentially in the horizontal direction (X axis) and vertical direction (Y axis) of the touch panel. It is output (scanned), passes through the tablet PC display unit 59, and is input to the opposing touch panel light receiving unit 61.
At this time, when the operator touches a position that blocks the touch position detection scan signal, the optical touch panel 61 outputs the touched position signal (X and Y coordinate signals) to the touch panel I / F circuit 62. The touch panel I / F circuit 62 converts the touch position signal into a communication protocol according to a communication port (for example, RS232C, USB, etc.) of the tablet PC 58.
The protocol-converted signal is input to the tablet PC 58, and the application software that recognizes the touch position on the display screen of the tablet PC 58 via the interface driver in the tablet PC 58 and executes a response operation according to the touch position. An operation of driving and responding to the touched position is performed.
[0070]
In this way, the tablet PC 58, which is a portable terminal device, is provided in the reinforced plastic container 51 pressurized with the protective gas 53, and the touch panel operation, which is an input means, is detected by the shielding state of light rays from the XY directions. By doing so, the inside of the container 51 can be in a sealed state filled with the protective gas 53, and can be operated in a dangerous atmosphere region while shielding the influence of the explosive gas.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, in the explosion-proof terminal device according to the present invention, the battery used in the non-explosion-proof device is placed in another unit so that the dangerous atmosphere is detected by this unit. By blocking the non-explosion-proof device, even if the location of the non-explosion-proof device is in a dangerous atmosphere area, the danger is automatically detected to prevent an explosion due to a spark.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an explosion-proof terminal device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of a power supply in a hazardous atmosphere of an explosion-proof terminal device.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the explosion-proof terminal device.
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing an explosion-proof terminal device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing an explosion-proof terminal device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing an explosion-proof terminal device according to a fourth embodiment of the present invention.
7 is a side view seen from the side of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an explosion-proof control system and an explosion-proof area in the prior art.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a dangerous place classification and a usage range of a terminal device (electrical device) in the prior art.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a usage form in which a gas detector and a non-explosion-proof device are used in the related art.
[Explanation of symbols]
10 Explosion-proof terminal equipment
11, 11A Explosion-proof power supply unit with gas detection function
12 battery
16 Gas sensor
17 Automatic power switch control circuit
21, 21A Non-explosion-proof equipment
31 containers
32, 52 Protective gas inlet
33, 54 Protective gas outlet
34, 53 Protective gas
35 Protective gas delivery device
36 I / O processing unit
37 Surface with screen transparency
38 Input position detector
39 Surface with optical path transparency
40 Surface with optical path transparency
41 Wireless communication unit
42 Surface with electromagnetic wave transmission
44 Light emitter
46 recess
47 Receiver
48 Input section
49 Processor
56 Optically transparent surface
57 Surface with optical path transparency

Claims

An explosion-proof power supply unit with a gas detection function equipped with a battery used in a non-explosion-proof device, and a non-explosion-proof device that receives power from the battery of the explosion-proof power supply unit with the gas detection function,
The explosion-proof power supply unit with a gas detection function is based on an automatic power switch that automatically turns ON / OFF the connection between the battery and the non-explosion-proof device, and a gas sensor that detects a state where a dangerous atmosphere is generated. Provided with automatic power switch control means for controlling the automatic power switch,
The automatic power switch control means turns off the automatic power switch when the dangerous atmosphere has a certain concentration or more, and when the dangerous atmosphere has a certain concentration or less and the state continues for a certain time or more. An explosion-proof terminal device, wherein the automatic power switch is turned on.

2. The explosion-proof terminal device according to claim 1, wherein the explosion-proof power supply unit with a gas detection function includes a manual power switch for manually turning on / off the connection between the battery and the non-explosion-proof device.

The explosion-proof power supply unit with a gas detection function includes an I / F circuit unit that communicates with the non-explosion-proof device,
The explosion-proof terminal device according to claim 1 or 2, wherein a generation prediction of a dangerous atmosphere is made from process process information of a plant possessed by the non-explosion-proof device and dangerous atmosphere information by the gas sensor.