(57)【要約】【課題】流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認する。【解決手段】本開示に係る流量計管理装置１０は、流体の流量を計測する流量計による物理空間上流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する流量設定パラメータ算出部１１と、算出された流量設定パラメータを、物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計２３に適用する流量設定パラメータダウンロード部２１と、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用されたサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成する流量演算値生成部２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する流量設定パラメータ算出部と、
前記流量設定パラメータ算出部により算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する流量設定パラメータ適用部と、
所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する流量演算値生成部と、を備えることを特徴とする流量計管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流量計管理装置において、
前記流量設定パラメータ適用部による前記流量設定パラメータの適用先を、前記物理空間上流量計と前記サイバー空間上流量計とで切り替える接続先切替部をさらに備え
前記流量設定パラメータ適用部は、前記流量設定パラメータの適用先が前記物理空間上流量計に切り替えられると、前記流量設定パラメータ算出部により算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計に適用し、
前記流量演算値生成部は、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記物理空間上流量計による流量演算値を生成することを特徴とする流量計管理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流量計管理装置において、
前記物理空間上流量計は、差圧式流量計であり、
前記流量設定パラメータ算出部は、前記流体の物性に関する流体物性情報と、前記流量演算のための規格化された演算式に関する差圧流量演算規格情報とに基づき、前記流量設定パラメータを算出することを特徴とする流量計管理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の流量計管理装置において、
前記物理空間上流量計は、渦流量計であり、
前記流量設定パラメータ算出部は、前記流体の物性に関する流体物性情報に基づき、前記流量設定パラメータを算出することを特徴とする流量計管理装置。
【請求項５】
流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を確認するための流量計管理装置における流量計管理方法であって、
前記流量設定パラメータを算出するステップと、
前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用するステップと、
所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成するステップと、を含むことを特徴とする流量計管理方法。
【請求項６】
コンピュータに、
流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する処理と、
前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する処理と、
所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する処理と、前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する処理と、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流量計管理装置、流量計管理方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントなどでの流量制御などを行うために、配管を流れる流体の流量を計測する流量計が用いられる。このような流量計の中には、予め設定された流量演算に用いられるパラメータ（以下、「流量設定パラメータ」と称する）および流体に係る検出値に基づき、流量演算値を生成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０３１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の流量計は、化学プラントなどに設置して、流量の計測を開始する前に、予め設定された流量設定パラメータが妥当であるか否かを確認する場合がある。この場合、流量計が設置された後での作業者等による確認が困難なことがある。このため、流量設定パラメータを用いた流量演算により流量演算値を生成する流量計においては、流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認できることが求められる。
【０００５】
上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認することできる流量計管理装置、流量計管理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
幾つかの実施形態に係る流量計管理装置は、流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する流量設定パラメータ算出部と、前記流量設定パラメータ算出部により算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する流量設定パラメータ適用部と、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する流量演算値生成部と、を備える。
このような構成を有する流量計管理装置によれば、流量計が現場に設置される前に、また、流量計を購入する前のプラントの設計時などに、流量設定パラメータをサイバー空間上流量計に適用して、目標流量値と一致するか否かを確認することで、流量設定パラメータの妥当性を容易に確認することができる。このように、プラントの設計時などに、妥当性が確認された流量設定パラメータを準備することができれば、プラントの稼働時にプラントに設置される流量計にまとめて妥当性が確認された流量設定パラメータを適用することで、短時間かつスムーズにプラントの稼働を開始することができる。
【０００７】
一実施形態において、流量計管理装置は、前記流量設定パラメータ適用部による前記流量設定パラメータの適用先を、前記物理空間上流量計と前記サイバー空間上流量計とで切り替える接続先切替部をさらに備え、前記流量設定パラメータ適用部は、前記流量設定パラメータの適用先が前記物理空間上流量計に切り替えられると、前記流量設定パラメータ算出部により算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計に適用し、前記流量演算値生成部は、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記物理空間上流量計による流量演算値を生成する。
このような構成により、サイバー空間上において妥当性が確認された流量設定パラメータについて、物理空間上の流量計においても、妥当性の確認を行うことができる。
【０００８】
一実施形態において、前記物理空間上流量計は、差圧式流量計であり、前記流量設定パラメータ算出部は、前記流体の物性に関する流体物性情報と、前記流量演算のための規格化された演算式に関する差圧流量演算規格情報とに基づき、前記流量設定パラメータを算出する。
このような構成により、差圧式流量計に対する流量演算パラメータを算出することができる。
【０００９】
一実施形態において、前記物理空間上流量計は、渦流量計であり、前記流量設定パラメータ算出部は、前記流体の物性に関する流体物性情報に基づき、前記流量設定パラメータを算出する。
このような構成により、渦流量計に対する流量演算パラメータを算出することができる。
【００１０】
幾つかの実施形態に係る流量計管理方法は、流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を確認するための流量計管理装置における流量計管理方法であって、前記流量設定パラメータを算出するステップと、前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用するステップと、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成するステップと、を含む。
このような構成を有するシミュレーション方法によれば、流量計が現場に設置される前に、また、流量計を購入する前のプラントの設計時などに、流量設定パラメータをサイバー空間上流量計に適用して、目標流量値と一致するか否かを確認することで、流量設定パラメータの妥当性を容易に確認することができる。このように、プラントの設計時などに、妥当性が確認された流量設定パラメータを準備することができれば、プラントの稼働時にプラントに設置される流量計にまとめて妥当性が確認された流量設定パラメータを適用することで、短時間かつスムーズにプラントの稼働を開始することができる。
【００１１】
幾つかの実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する処理と、前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する処理と、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する処理と、を実行させる。
このような構成を有するプログラムによれば、流量計が現場に設置される前に、また、流量計を購入する前のプラントの設計時などに、流量設定パラメータをサイバー空間上流量計に適用して、目標流量値と一致するか否かを確認することで、流量設定パラメータの妥当性を容易に確認することができる。このように、プラントの設計時などに、妥当性が確認された流量設定パラメータを準備することができれば、プラントの稼働時にプラントに設置される流量計にまとめて妥当性が確認された流量設定パラメータを適用することで、短時間かつスムーズにプラントの稼働を開始することができる。
【００１２】
幾つかの実施形態に係る記録媒体は、流体の流量を計測する物理空間上流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する処理と、前記算出された流量設定パラメータを、前記物理空間上流量計による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計に適用する処理と、所定の入力信号に対する、前記流量設定パラメータが適用された前記サイバー空間上流量計による流量演算値を生成する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムを記録する。
このような構成を有する記録媒体によれば、流量計が現場に設置される前に、また、流量計を購入する前のプラントの設計時などに、流量設定パラメータをサイバー空間上流量計に適用して、目標流量値と一致するか否かを確認することで、流量設定パラメータの妥当性を容易に確認することができる。このように、プラントの設計時などに、妥当性が確認された流量設定パラメータを準備することができれば、プラントの稼働時にプラントに設置される流量計にまとめて妥当性が確認された流量設定パラメータを適用することで、短時間かつスムーズにプラントの稼働を開始することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本開示に係る流量計管理装置、流量計管理方法、プログラムおよび記録媒体によれば、流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の一実施形態に係る流量計管理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す流量計管理装置における流量計管理方法について説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す流量計管理装置の実装例を示す図である。
【図４】従来の流量計管理装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図中、同一符号は、同一または同等の構成要素を示している。
【００１６】
本開示に係る流量計管理装置は、プラントなどに設置される、流体の流量を計測する流量計を管理するためのものである。例えば、本実施形態に係る流量計管理装置は、流量計に設定され、流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を確認するためのものである。また、本実施形態に係る流量計管理装置は、例えば、流量計による流量演算値のモニタリングを行ってもよい。上述した流量計としては、例えば、流体の流路に設けられたオリフィスなどの絞り機構の上流側と下流側との間の圧力差（差圧）から流量を演算する差圧式流量計、および、流体に生じるカルマン渦を検出して流量を演算する渦流量計などがある。上述した流量計が設置されるプラントは、例えば、化学プラントなどの工業プラント、ガス田および油田などの井戸元あるいはその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力などの発電を管理制御するプラント、太陽光あるいは風力などの環境発電を管理制御するプラント、および、上下水、ダムなどを管理制御するプラントなどである。
【００１７】
まず比較のために、従来の流量計管理装置１００について、図４を参照して説明する。
【００１８】
図４に示す流量計管理装置１００は、流量設定パラメータ算出部１１と、流量設定パラメータダウンロード部１２と、流量演算値生成部１３とを備える。流量計管理装置１００は、ＣＰＵ（中央処理装置）ならびに各種プログラムおよびデータを格納するメモリなどを備えるコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ））で実現可能である。流量計管理装置１００がコンピュータで実現される場合には、上記の流量設定パラメータ算出部１１、流量設定パラメータダウンロード部１２および流量演算値生成部１３は、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより実現される。
【００１９】
流量設定パラメータ算出部１１は、流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータを算出する。具体的には、流量設定パラメータ算出部１１は、流量計において流量演算に用いられる流量演算近似式の係数を算出する。流量設定パラメータ算出部１１は、流量計が差圧式流量計である場合には、流量の計測対象の流体の物性に関する流体物性情報と、流量演算のための規格化された演算式に関する差圧流量演算規格情報とに基づき、流量設定パラメータを算出する。また、流量設定パラメータ算出部１１は、流量計が渦流量計である場合には、流体物性情報に基づき、流量設定パラメータを算出する。流量設定パラメータ算出部１１は、算出した流量設定パラメータを流量設定パラメータダウンロード部１２に出力する。なお、流体物性情報は、例えば、流体の密度を示す情報である。また、流体物性情報は、例えば、流体物性の種類を示す情報である。また、流体物性情報は、例えば、流体が天然ガスである場合には、流体物性の種類の他に、天然ガスの成分を示す情報である。
【００２０】
流量設定パラメータダウンロード部１２は、流量設定パラメータ算出部１１により算出された流量設定パラメータを、流量設定パラメータが設定される物理空間上の流量計（以下、「物理空間上流量計」と称する）１にダウンロード（適用）する。なお、物理空間とは、物体が実際に存在し得る空間、または実際に現象が起こり得る空間である。すなわち、物理空間上流量計１とは、実際に存在する流量計を指す。流量設定パラメータダウンロード部１２は、例えば、オフライン接続により物理空間上流量計１と通信を行い、流量設定パラメータを物理空間上流量計１にダウンロードする。
【００２１】
流量演算値生成部１３は、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用された物理空間上流量計１による流量演算値を生成する。具体的には、流量演算値生成部１３は、流量設定パラメータが適用された物理空間上流量計１に所定の入力信号を模擬的に入力する。その入力に応じて、物理空間上流量計１により流量演算のシミュレーションが行われる。流量演算値生成部１３は、その流量演算により得られた流量演算値（模擬流量演算値）を出力する。流量設定パラメータを設定する作業者は、流量演算のシミュレーションの結果に基づき、流量設定パラメータの妥当性を確認することができる。流量設定パラメータの妥当性を確認は、例えば、シミュレーションにより得られた流量演算値と、一般的な流量演算式に基づいて計算される流量設計条件書（サイジングシート）との比較により行うことができる。
【００２２】
なお、流量演算値生成部１３は、流量計（物理空間上流量計１）の計測結果を取得し、その計測結果を用いて、流量演算に関する多種類の結果を生成してもよい。
【００２３】
図４に示す流量計管理装置１００においては、流量設定パラメータの妥当性の確認のために、物理空間上の機器（物理空間上流量計１）が使用される。そのため、流量計が実際にプラントに設置されてからでないと、流量設定パラメータの妥当性を確認するための作業を行うことができない。また、流量計が実際にプラントに設置されているため、例えば、流量設定パラメータを設定するためのコントローラと、流量計とを直接接続する必要がある場合には、作業者は、作業性の悪い現場での作業となり、流量設定パラメータの妥当性を簡易に確認することは困難である。また、図４に示す流量計管理装置１００においては、流量計の購入前などの実際の流量計を用いた確認ができないプラントの設計時において、流量設定パラメータの妥当性を簡易に確認することは困難である。
【００２４】
なお、汎用の流量演算シミュレーションツールが存在する。しかしながら、このような流量演算シミュレーションツールは、物理空間上の機器に対応するものではない。また、このような流量演算シミュレーションツールは、一般的な流量演算値の算出にとどまり、流量設定パラメータの妥当性の確認用途に用いることは困難である。そのため、従来は、図４に示す流量計管理装置１００のように、物理空間上の流量計１を用いる必要があり、その結果、流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認することが困難であった。
【００２５】
次に、本開示の一実施形態に係る流量計管理装置１０について説明する。図１は、本実施形態に係る流量計管理装置１０の概略構成を示す図である。図１において、図４と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
図１に示す流量計管理装置１０は、流量設定パラメータ算出部１１と、流量設定パラメータダウンロード部２１と、接続先切替部２２と、サイバー空間上流量計２３と、流量演算値生成部２４とを備える。すなわち、本実施形態に係る流量計管理装置１０は、図４に示す流量計管理装置１００と比較して、流量設定パラメータダウンロード部１２を流量設定パラメータダウンロード部２１に変更した点と、流量演算値生成部１３を流量演算値生成部２４に変更した点と、接続先切替部２２およびサイバー空間上流量計２３を追加した点が異なる。流量計管理装置１０において、流量設定パラメータダウンロード部２１は、流量設定パラメータ適用部として機能する。
【００２７】
流量計管理装置１０は、ＣＰＵならびに各種プログラムおよびデータを格納するメモリなどを備えるコンピュータで実現可能である。流量計管理装置１０がコンピュータで実現される場合には、上記の流量設定パラメータ算出部１１、流量設定パラメータダウンロード部２１、接続先切替部２２、サイバー空間上流量計２３および流量演算値生成部２４は、メモリに格納された本開示の一実施形態に係るプログラム（流量設定ソフトウェア）をＣＰＵが読み出して実行することにより実現される。
【００２８】
流量設定パラメータダウンロード部２１は、流量設定パラメータ算出部１１により算出された流量設定パラメータを、物理空間上流量計１、あるいは、物理空間上流量計１による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計２３にダウンロード（適用）する。なお、サイバー空間とは、コンピュータ上の仮想的空間である。したがって、サイバー空間上流量計２３は、流量計管理装置１０が実装されるコンピュータ上で仮想的に構築された流量計である。
【００２９】
接続先切替部２２は、流量設定パラメータダウンロード部２１の接続先を、物理空間上流量計１とサイバー空間上流量計２３との間で切り替える。流量設定パラメータダウンロード部２１と接続されることで、その接続先である物理空間上流量計１あるいはサイバー空間上流量計２３に、流量設定パラメータがダウンロード（適用）される。すなわち、接続先切替部２２は、流量設定パラメータダウンロード部２１による流量設定パラメータの適用先を、物理空間上流量計１とサイバー空間上流量計２３とで切り替える。流量設定パラメータダウンロード部２１は、流量設定パラメータの適用先が物理空間上流量計１に切り替えられると、流量設定パラメータを物理空間上流量計１に適用し、流量設定パラメータの適用先がサイバー空間上流量計２３に切り替えられると、サイバー空間上流量計２３に適用する。なお、接続先切替部２２による接続先の切り替えは、作業者の指示に基づき行われる。
【００３０】
流量演算値生成部２４は、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用された、物理空間上流量計１あるいはサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成する。具体的には、流量演算値生成部２４は、流量設定パラメータが適用されたサイバー空間上流量計２３に所定の入力信号を模擬的に入力して、サイバー空間上流量計２３に構築された流量演算式によって流量演算のシミュレーションを行い、シミュレーションによって算出された流量演算値を生成する。また、流量演算値生成部２４は、図４を参照して説明した流量演算値生成部１３と同様にして、流量演算値を生成する。流量演算値生成部２４は、物理空間上流量計１が差圧式流量計である場合には、入力信号として差圧、静圧および温度を入力し、流量演算のシミュレーションを行う。また、流量演算値生成部２４は、物理空間上流量計１が渦流量計である場合には、入力信号として体積流量を入力し、流量演算のシミュレーションを行う。
【００３１】
流量設定パラメータを設定する作業者は、このシミュレーション結果に基づき、流量設定パラメータの妥当性を確認することができる。流量設定パラメータの妥当性を確認は、例えば、シミュレーションにより得られた流量演算値と、一般的な流量演算式に基づいて計算される流量設計条件書（サイジングシート）との比較により行うことができる。そして、作業者は、サイバー空間上で妥当性が確認された流量設定パラメータを、動作確認のために、物理空間上流量計１に適用してシミュレーションを行うことで、物理空間上でも流量設定パラメータの妥当性を確認することができる。なお、流量演算値生成部２４は、流量計（物理空間上流量計１）の計測結果を取得し、その計測結果を用いて、流量演算に関する多種類の結果を生成してもよい。
【００３２】
上述したように、サイバー空間上流量計２３は、流量計管理装置１０が実装されたコンピュータ上で仮想的に構築された流量計である。したがって、サイバー空間上での流量設定パラメータの妥当性の確認は、流量計（物理空間上流量計１）が設置される現場ではなく、流量計管理装置１０が実装されたコンピュータが設置された、作業環境のよいオフィスなどで行うことができる。また、流量計のプラントへの設置後、プラントの稼働前までという限られた時間で、流量設定パラメータの妥当性の確認の作業を行う必要が無くなり、流量計のプラントへの設置前の任意の段階で、流量設定パラメータの妥当性の確認のための作業を行うことができる。そのため、実際の流量計を用いた作業時間が減少し、プラントの稼働前の作業を大幅に削減することができる。
【００３３】
また、流量計管理装置１０によれば、サイバー空間上流量計２３を用いた流量演算により流量設定パラメータの妥当性の確認を行うため、プラントの構築前の設計段階で、配管サイズおよび流体条件などのアプリケーション条件の変更に伴うプラントの設計確認が可能となる。そのため、プラントの設計作業を効率化することができる。
【００３４】
また、流量計管理装置１０によれば、サイバー空間上流量計２３による流量演算の結果と、物理空間上流量計１による流量演算の結果とを比較することで、プラントの稼働時などに、物理空間上の機器の故障診断が可能となる。通常、特定のポイントでの流量値でのみ、基準流量の確認が行われる。一方、本実施形態に係る流量計管理装置１０においては、種々の流量条件での参照データが、サイバー空間上流量計２３による流量演算から得られるので、故障の予知診断などのきめ細やかな診断が可能となる。そのため、プラントの稼働率を向上させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る流量計管理装置１０における流量計管理方法について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図２においては、サイバー空間上流量計２３を用いた流量計管理方法について説明する。したがって、流量設定パラメータダウンロード部２１の接続先は、サイバー空間上流量計２３であるとして説明する。
【００３６】
まず、流量設定パラメータ算出部１１は、流量設定パラメータを算出する（ステップＳ１１）。
【００３７】
次に、流量設定パラメータダウンロード部２１は、流量設定パラメータ算出部１１により算出された流量設定パラメータをサイバー空間上流量計２３にダウンロード（適用）する（ステップＳ１２）。
【００３８】
次に、流量演算値生成部２４は、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用されたサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成する（ステップＳ１３）。
【００３９】
すなわち、本実施形態に係る流量計管理装置１０における流量計管理方法は、流量設定パラメータ算出部１１が、流量設定パラメータを算出するステップと、流量設定パラメータダウンロード部２１が、算出された流量設定パラメータをサイバー空間上流量計２３に適用するステップと、流量演算値生成部２４が、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用されたサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成するステップと、を含む。
【００４０】
なお、上述したように、流量計管理装置１０は、本開示の一実施形態に係るプログラムである流量設定ソフトウェアをＣＰＵが読み出して実行することによりコンピュータ上で実現される。ここで、流量設定ソフトウェアは、ＦＤＴ（Field Device Tool）技術を用いたＤＴＭ（Device Type Manager）として構築してもよい。ＦＤＴとは、通信バスおよび通信プロトコルの種類に依存せずに機器管理装置と流量計などのフィールド機器との間でデータ交換を行うためのオープンなインターフェイス仕様である。また、ＤＴＭとは、フィールド機器に対して実際に通信、設定、診断等を行うアプリケーションをいう。
【００４１】
こうすることで、様々なベンダの製品を組み合わせたマルチベンダのシステム上においても、本実施形態に係る流量計管理装置１０を使用することができる。
【００４２】
また、ＦＤＴ  ２．０（２０１２年）で規定されているクライアントサーバ機能を利用し、流量設定ソフトウェアの機能をサーバ装置上で実現してもよい。すなわち、本実施形態に係る流量計管理装置１０は、図３に示すように、ネットワーク２上のサーバ装置３に実装されてもよい。この場合、流量計管理装置１０は、ネットワークを介して接続され、クライアント機能を備えるクライアント端末４から、流量設定パラメータの妥当性の確認に必要な情報の入力を受け付け、その入力された情報に基づき、流量設定パラメータの妥当性の確認を行う。なお、ＦＤＴ  ２．０の詳細は、例えば、以下の参考文献に記載されているため、詳細な説明は省略する。
参考文献１：" Flow Configuration Software implemented on FDT2 standard", Akio Ito, Chan Sin Wai, Proceedings of the SICE Annual Conference 2017, September 19-22, 2017
【００４３】
こうすることで、スマートフォンなどの携帯端末にクライアント機能を実装すれば、任意の場所で、流量設定パラメータの妥当性の確認を行うことができる。また、上述したＦＤＴ  ２．０で規定されているサーバ機能と、ＯＰＣ  ＵＡ（Object Linking and Embedding for Process Control Unified Architecture）の連携機能とを活用し、サイバー空間上流量計２３による流量演算値と物理空間上流量計１による流量演算値とをクラウドあるいはエッジなどの上位ホストに統合することで、上位ホスト側でＡＩ（Artificial Intelligence）などを活用した流量計の細かな診断が可能となる。その結果、プラントの稼働率を向上させることができる。ＯＰＣ  ＵＡとは、マルチベンダ間あるいは異なるＯＳ（Operating System）間に跨ってデータ交換を可能にするデータ交換標準である。
【００４４】
また、本実施形態に係る流量計管理装置１０をサーバ装置３上で構成する場合、流量演算値生成部２４は、流量計（物理空間上流量計１）の計測結果を取得し、その計測結果を用いて、流量演算に関する多種類の結果を生成してもよい。流量演算に関する多種類の結果としては、例えば、瞬時流量値、積算流量値、過去の一定期間の積算流量値、プロセスの差圧・静圧・温度、オリフィスの口径、流出係数、膨張補正係数、レイノルズ数、密度、圧縮係数および粘度などがある。また、流量演算値生成部２４は、流量演算に関する多種類の結果を、その生成時刻と共に記録してもよい。この場合、流量演算値生成部２４は、例えば、定周期あるいは任意のタイミングにおけるトリガに基づき記録する。
【００４５】
また、本実施形態に係る流量計管理装置１０は、流量演算値生成部２４により生成された流量演算に関する多種類の結果を時系列的に記録したログを生成してもよい。また、本実施形態に係る流量計管理装置１０は、クライアント機能を有するクライアント端末４からの要求に応じて、ネットワーク２を介して、上記のログへのアクセスを可能としてもよい。
【００４６】
近年、例えば、天然ガスなどの流体の流量取引などが行われており、このような流量取引においては、上述したような流量演算に関する多種類の結果を、長期間保持し、適宜アクセス可能であることが求められている。
【００４７】
従来、流量計による流量演算の結果は、スタンドアロンＰＣに取り込まれ、機器の動作確認などに用いられるのが一般的であった。このような管理用途では、流量取引の用途に対応することができなかった。流量取引の用途のためには、スタンドアロンＰＣに取り込まれた流量演算に関する多種類の結果を、ネットワーク経由で上位機器に送信するといった処理が必要となっていた。一方、流量計などのフィールド機器を制御する、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、ＲＴＵ（Remote Terminal Unit）などのコントローラを取引用途に用いる場合、コントローラは 、流量演算に関する多種類の結果を長期間保持し、適宜アクセスすることも可能である。しかしながら、このような機能をコントローラに設けることは、計装コストの増加を招いてしまう。
【００４８】
そこで、上述したように、サーバ装置３上に構成された流量計管理装置１０において、流量演算に関する多種類の結果を保持し、適宜アクセス可能とすることで、計装コストの増加を抑制しつつ、流量演算に関する多種類の結果の保持および参照が可能となる。また、クライアント機能を有する、スマートフォンなどの携帯端末によるアクセスが可能となるので、作業現場などにおいても携帯端末を介して流量演算に関する多種類の結果を参照することができるようになり、作業効率を向上させることができる。
【００４９】
このように本実施形態においては、流量計管理装置１０は、流量設定パラメータを算出する流量設定パラメータ算出部１１と、流量設定パラメータ算出部１１により算出された流量設定パラメータを、物理空間上流量計１による流量演算をサイバー空間上で模擬したサイバー空間上流量計２３に適用する流量設定パラメータダウンロード部２１と、所定の入力信号に対する、流量設定パラメータが適用されたサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成する流量演算値生成部２４とを備える。
【００５０】
このように、流量設定パラメータを適用したサイバー空間上流量計２３による流量演算値を生成することで、流量計が現場に設置される前に、また、流量計を購入する前のプラントの設計時などに、流量設定パラメータをサイバー空間上流量計に適用して、目標流量値と一致するか否かを確認することで、流量設定パラメータの妥当性を容易に確認することができる。このように、プラントの設計時などに、妥当性が確認された流量設定パラメータを準備することができれば、プラントの稼働時にプラントに設置される流量計にまとめて妥当性が確認された流量設定パラメータを適用することで、短時間かつスムーズにプラントの稼働を開始することができる。なお、流量設定パラメータの妥当性を確認は、例えば、シミュレーションにより得られた流量演算値と、一般的な流量演算式に基づいて計算される流量設計条件書（サイジングシート）との比較により行うことができる。また、流量計のプラントへの設置後、プラントの稼働前までという限られた時間で、流量設定パラメータの妥当性の確認の作業を行う必要が無くなり、流量計のプラントへの設置前の任意の段階で、流量設定パラメータの妥当性の確認のための作業を行うことができる。そのため、流量計による流量演算に用いられる流量設定パラメータの妥当性を流量計の設置前に簡易に確認することができる。
【００５１】
なお、一般に、流量設定パラメータは、他の汎用パラメータとは異なり、パラメータの値を作業者が確認するだけでは、流量設定パラメータが設定された状態での流量演算値が正しいか否かを確認することが困難である。以下では、その理由について、流量計が差圧式流量計である場合を例として説明する。
【００５２】
差圧式流量計の流量演算式は、以下の式（１）で表される。
【００５３】
【数１】
2020030061.tif 000003
・・・式（１）
【００５４】
ここで、Ｑｍは質量流量であり、Ｃは流出係数であり、βは絞り口径比であり、εは気体膨張補正係数であり、ｄは絞り口径であり、ΔＰは差圧であり、ρは流体の密度である
。
【００５５】
汎用パラメータとしては、単位およびレンジなどがある。このような汎用パラメータが、プラント設計時のフィールド機器（流量計）に対する設定通りか否かは、作業者がパラメータを目視するなどして確認することができる。
【００５６】
一方、上述したような流量設定パラメータは、流量演算規格の種類、流量プライマリ機器および配管の寸法、材質などのパラメータであり、上述した式（１）では、流差圧ΔＰ
にかかる流出係数Ｃ、絞り口径比β、気体膨張補正係数ε、絞り口径ｄおよび流体の密度ρである。
【００５７】
このような流量設定パラメータは、プラントの設計時のフィールド機器（流量計）に対する設定通りか否かは、作業者がパラメータを目視するなどして確認することができる。しかしながら、実際のプラントの配管を流れる流体の流量の値が設計通りかを作業者が目視などで確認することはできない。プラントの配管を流れる流体の流量値が設計通りかを確認するためには、流量計で模擬信号を与えて、流量設定パラメータに基づく流量演算を行い、流量演算値を演算する必要がある。この場合、従来は、実際の流量計（物理空間上流量計１）を用いて流量演算を行うことで、設計に基づく流量設定パラメータが妥当であるか否かの確認が行われていた。そのため、実際の流量計が必要となり、プラントを設計し、実際の流量計を購入するなどして取得した後、プラントの稼働前の限られた時間内で流量設定パラメータの妥当性の確認を行う必要が合った。この場合、流量設定パラメータの妥当性の確認を行うための時間を確保するために、プラントの稼働が遅れるなどのリスクがあった。また、流量設定パラメータの妥当性の確認をリモートで行うことができれば、作業性の悪い現場での作業を行う必要はなくなるが、流量計の取得後、プラントの稼働前の限られた時間で確認を行う必要があるという制約は存在する。
【００５８】
一方、本開示のように、サイバー空間上流量計２３を用いて流量演算値を生成することで、上記ような時間的、場所的な制約はなくなり、プラントの設計から稼働までの作業の効率化を図ることができる。
【００５９】
以上、流量計管理装置１０について説明したが、流量計管理装置１０として機能させるために、コンピュータを好適に用いることが可能である。そのようなコンピュータは、流量計管理装置１０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。
【００６０】
また、プログラムは、コンピュータが読取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
【００６１】
本開示は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した開示の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１    流量計（物理空間上流量計）
２    ネットワーク
３    サーバ装置
４    クライアント端末
１０    流量計管理装置
１１    流量設定パラメータ算出部
１２，２１    流量設定パラメータダウンロード部
１３，２４    流量演算値生成部
２２    接続先切替部
２３    サイバー空間上流量計
【図１】
2020030061.tif 000004
【図２】
2020030061.tif 000005
【図３】
2020030061.tif 000006
【図４】
2020030061.tif 000007