(57)【要約】【課題】ユーザにとって使い勝手のよい、水処理システムのシミュレーション方法等を提供する。【解決手段】制御手段１２が、水処理システムの各装置を、前記水処理システムの処理フロー図の構成要素であるアイコンとして表示手段３０に表示し、入力手段２０の操作によって選択された第１のアイコンを、入力手段２０の操作に応じて移動させ、前記第１のアイコンが第２のアイコンに重なっている状態で前記選択の操作が解除された場合、前記第１のアイコンから前記第２のアイコンに向かう処理水の流路を設定し、設定後の水処理システムのシミュレーションを実行する。【選択図】図１
2017000966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御手段が、水処理システムの各装置を、前記水処理システムの処理フロー図の構成要素であるアイコンとして表示手段に表示し、入力手段の操作によって選択された第１のアイコンを、前記入力手段の操作に応じて移動させ、前記第１のアイコンが第２のアイコンに重なっている状態で前記選択の操作が解除された場合、前記第１のアイコンから前記第２のアイコンに向かう処理水の流路を設定し、設定後の水処理システムのシミュレーションを実行すること
を特徴とする水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項２】
前記制御手段は、前記水処理システムに供給される原水の流量・水質・温度・水圧、及び前記装置の性能を示すパラメータのうち少なくとも一つが、前記入力手段の操作によって連続的に変更されるたびにシミュレーションを繰り返し、前記シミュレーションの結果を前記処理フロー図に表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項３】
前記制御手段は、前記水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目をシミュレーションによって算出し、前記項目の数値を前記処理フロー図の流路に沿って表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項４】
前記制御手段は、前記処理フロー図の流路における処理水の流量に対応する太さで、当該流路を表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項５】
前記制御手段は、前記処理フロー図の流路における処理水の水質を示す数値に対応する線種及び／又は色で、当該流路を表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項６】
前記制御手段は、シミュレーションの結果として、前記水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つを一覧表として表示し、前記入力手段の操作によって、前記処理フロー図の装置及び流路を含む要素のうち１つが選択された場合、当該要素と、当該要素に接続されている他の要素と、を前記処理フロー図及び前記一覧表において目立つように表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項７】
前記制御手段は、シミュレーションの結果として、前記水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つを一覧表として表示し、前記入力手段の操作によって、前記一覧表の欄が選択された場合、当該欄を目立つように表示するとともに、前記処理フロー図において、当該欄に対応する流路と、当該流路に接続されている装置と、を目立つように表示すること
を特徴とする請求項１に記載の水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項８】
水処理システムの各装置の各時刻における制御指令値が、入力手段の操作によって入力された場合、制御手段が、前記制御指令値に基づいて前記水処理システムのシミュレーションを実行し、前記水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目を算出し、前記水処理システムの処理フロー図の流路を、前記項目の数値の経時的変化を示すように、前記数値に対応する形態で表示手段に動画として表示すること
を特徴とする水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項９】
水処理システムの装置と、前記水処理システムの流路と、当該流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目の目標値と、が入力手段の操作によって入力された場合、制御手段が、前記流路における前記項目が前記目標値となるように、シミュレーションを繰り返して前記装置の制御ゲインを調整し、調整後の制御ゲインを表示手段に表示すること
を特徴とする水処理システムのシミュレーション方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の水処理システムのシミュレーション方法を、コンピュータである前記制御手段に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムのシミュレーション方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海水淡水化システムや浄水システムといった「水処理システム」の需要が高まっている。水処理システムの設計段階では、所望の流量・水質の処理水が得られるように、また、各装置における流量・水質等が許容範囲で収まるように、コンピュータを用いて事前にシミュレーションが行われる。このような水処理システムのシミュレーションに関する技術として、例えば、以下に示すものが知られている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、水処理システムの処理フロー図の作成、初期値の設定、水収支の計算、熱収支の計算、物質収支の計算、及び各ユニットの設計計算を順次行うシミュレーション装置について記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、模擬対象となる設備の能力情報及び管路データを用いて、上水又は下水の運用を模擬する運用シミュレーション装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８８４５７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水処理システムの処理フロー図は、装置等を示すアイコンを入力手段の操作によって画面上で配置し、さらに、流路を設定するという手順で作成されることが多い。
前記した「流路」は、特許文献１，２に記載の技術において、以下の手順で設定される。すなわち、（１）入力手段の操作によって、ユーザが、流路の上流側に接続される装置を選択し、（２）流路の下流側に接続される別の装置を選択し、（３）流路として設定する。つまり、特許文献１，２に記載の技術では、水処理システムの流路を設定するたびに、前記した（１）〜（３）の手順を繰り返すことになるため、処理フロー図の作成に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献１，２に記載の技術では、水処理システムのシミュレーションの結果（例えば、各装置における流量）を数値としてユーザが確認できるものの、水処理システム全体の状態を視覚的に把握しにくいという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、ユーザにとって使い勝手のよい、水処理システムのシミュレーション方法等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、入力手段の操作によって選択された第１のアイコンが第２のアイコンに重なっている状態で前記選択の操作が解除された場合、前記第１のアイコンから前記第２のアイコンに向かう処理水の流路を設定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目を算出し、前記水処理システムの処理フロー図の流路を、前記項目の数値の経時的変化を示すように、前記数値に対応する形態で表示手段に動画として表示することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、水処理システムの装置と、前記水処理システムの流路と、当該流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目の目標値と、が入力手段の操作によって入力された場合、制御手段が、前記流路における前記項目が前記目標値となるように、シミュレーションを繰り返して前記装置の制御ゲインを調整し、調整後の制御ゲインを表示手段に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザにとって使い勝手のよい、水処理システムのシミュレーション方法等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水処理システムのシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置の機能ブロック図である。
【図２】（ａ）は高圧ポンプ、ブースタポンプ等に関する装置データベースの説明図であり、（ｂ）は逆浸透装置に関する装置データベースの説明図であり、（ｃ）は流路データベースの説明図である。
【図３】水処理システムの設計画面の表示例である。
【図４】水処理システムの新たな流路を設定する処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）はアイコンの選択操作の説明図であり、（ｂ）はアイコンの移動中の説明図であり、（ｃ）はアイコンの選択操作の解除の説明図であり、（ｄ）は新たな流路の設定に関する説明図である。
【図６】原水の流量等の変更に基づく水処理システムのシミュレーションの処理を示すフローチャートである。
【図７】処理フロー図及び一覧表の説明図である。
【図８】（ａ）は処理水の流量が最も大きい流路を示す矢印の太さ、及び、処理水の流量が最も小さい流路を示す矢印の太さに関する説明図であり、（ｂ）は処理水の流量と、流路を示す矢印の太さと、の関係を示す説明図である。
【図９】処理フロー図及び一覧表におけるハイライト表示の処理を示すフローチャートである。
【図１０】処理フロー図及び一覧表におけるハイライト表示の処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る水処理システムのシミュレーション方法における制御指令値の入力画面の表示例である。
【図１２】制御指令値に基づくシミュレーションの処理を示すフローチャートである。
【図１３】各時刻における流量制御弁の開度指令値、高圧ポンプの回転速度指令値、ブースタポンプの回転速度指令値と、それに基づくシミュレーション結果と、を示す説明図である。
【図１４】シミュレーションの結果を動画として表示する処理を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は経過時間ｔ＝０のときの状態を示す処理フロー図であり、（ｂ）は経過時間ｔ＝２００のときの状態を示す処理フロー図である。
【図１６】各流路における処理水の流量の経時的変化を示すグラフである。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る水処理システムのシミュレーション方法における制御ゲインの設定対象、及び、流路における流量の目標値の入力画面である。
【図１８】水処理システムの装置の制御ゲインを調整する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、一例として、海水淡水化を行う水処理システムを、シミュレーション装置１０（図１参照）を用いて設計する場合について説明する。
【００１５】
≪第１実施形態≫
＜シミュレーション装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係る水処理システムのシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置１０の機能ブロック図である。シミュレーション装置１０は、入力手段２０の操作に応じて、水処理システムの装置や流路を設定したり（つまり、水処理システムを設計したり）、水処理システムのシミュレーションを行って、その結果を表示手段３０に表示したりする装置である。
【００１６】
図１に示す入力手段２０は、例えば、ポインティングデバイス（マウス）やキーボードであり、表示手段３０は、例えば、ディスプレイである。
【００１７】
図１に示すように、シミュレーション装置１０は、記憶手段１１と、制御手段１２と、を備えている。
記憶手段１１は、図示はしないが、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含んで構成される。ＲＯＭには、制御手段１２のプログラムが格納されている。ＲＡＭは、前記したプログラムが展開されるアクセスメモリである。ＨＤＤには、装置データベース１１１及び流路データベース１１２が格納されている。
【００１８】
装置データベース１１１は、水処理システムの構成要素の候補となる装置（高圧ポンプ、ブースタポンプ、逆浸透装置等：図２（ａ）、（ｂ）参照）の特性や、これらの装置をアイコンとして表示手段３０に表示するための画像情報を含むデータベースである。
流路データベース１１２は、水処理システムの流路（図２（ｃ）参照）の特性や、流路と装置との接続関係を示す情報を含むデータベースである。
【００１９】
図２（ａ）は、高圧ポンプ、ブースタポンプ等に関する装置データベース１１１の説明図である。
装置データベース１１１には、例えば、高圧ポンプの識別情報ＨＨＨ１と、高圧ポンプの特性（例えば、吸込圧力と吐出圧力との関係）を示す数式ｙH＝ｆ（ｘH）と、数式に含まれるパラメータの許容範囲（ｘ１H≦ｘH≦ｘ２H）と、高圧ポンプをアイコン「ＨＰＰ」（図３参照）として表示するための画像情報Ｈと、が格納されている。なお、破線枠で囲んだ「上流側の流路」及び「下流側の流路」の各識別情報は、入力手段２０の操作によって、高圧ポンプの上流側・下流側の流路が設定されたときに追加される（流路の情報が紐付けられる）。なお、ブースタポンプ等についても同様である。
【００２０】
図２（ｂ）は、逆浸透装置に関する装置データベース１１１の説明図である。
図２（ｂ）では、後記する処理フロー図Ｆ１（図７参照）において、２つの逆浸透装置「ＲＯ１」、「ＲＯ２」が設定される場合を示している。それぞれの逆浸透装置「ＲＯ１」、「ＲＯ２」には、異なる識別情報ＲＲＲ１，ＲＲＲ２が付与されている。
図２（ｂ）に示すように、一方の逆浸透装置の識別情報ＲＲＲ１と、この逆浸透装置の特性（透過水の回収率、脱塩率等）を示す数式ｙR＝ｈ（ｘR）と、数式に含まれるパラメータの許容範囲（ｘ１R≦ｘR≦ｘ２R）と、逆浸透装置をアイコン「ＲＯ１」（図７参照）として表示するための画像情報Ｒと、が格納されている。なお、破線枠で囲んだ「上流側の流路」、「透過水流路」、及び「濃縮水流路」の各識別情報は、入力手段２０の操作によって各流路が設定されたときに追加される（流路の情報が紐付けられる）。他方の逆浸透装置（識別情報：ＲＲＲ２）についても同様である。
【００２１】
図２（ｃ）は、流路データベース１１２の説明図である。
例えば、高圧ポンプ（識別情報：ＨＨＨ１）から逆浸透装置（識別情報：ＲＲＲ１）に向かう処理水の流路２が、入力手段２０の操作によって設定された場合、この流路２の識別情報ＮＮＮ２と、流路２の特性（例えば、圧力損失）を示す数式ｙ2＝ｋ（ｘ2）と、流路２の上流側の装置の識別情報ＨＨＨ１と、下流側の装置の識別情報ＲＲＲ１と、一覧表の列番号と、が新たに設定される。なお、「一覧表の列番号」については後記する。
【００２２】
図３は、水処理システムの設計画面の表示例である。
図３に示す候補表示エリアＥは、水処理システムの構成要素の候補となる装置等のアイコンを表示するためのエリアである。図２では、高圧ポンプ（ＨＰＰ）、ブースタポンプ（ＢＰ）、逆浸透装置（ＲＯ）、及び流量調整弁（Ｖａｌｖｅ）に対応するアイコンの他に、原水アイコン「Ｉｎｌｅｔ」、透過水アイコン「Ｏｕｔｌｅｔ」、及び濃縮水アイコン「Ｂｒｉｎｅ」が表示されている。
【００２３】
前記した原水アイコン「Ｉｎｌｅｔ」は、水処理システムに供給される原水（海水）を示すアイコンである。透過水アイコン「Ｏｕｔｌｅｔ」は、逆浸透装置の膜を透過した透過水を示すアイコンである。濃縮水アイコン「Ｂｒｉｎｅ」は、逆浸透装置の膜を透過しなかった、塩分濃度の高い濃縮水を示すアイコンである。なお、前記した透過水・濃縮水は、水処理システムの装置で処理された「処理水」に含まれる。以下では、装置（高圧ポンプ、逆浸透装置等）のアイコン、原水アイコン、透過水アイコン、及び濃縮水アイコンを、まとめて「アイコン」と記載する。
【００２４】
図３に示す設計エリアＦは、水処理システムの処理フロー図Ｆ１（図７参照）や、後記する一覧表Ｆ２（図７参照）を表示するためのエリアである。なお、「処理フロー図」とは、水処理システムの装置をアイコンとして表示するとともに、各装置を接続する流路を、処理水が流れる向きを示す矢印として表示した図である。
【００２５】
図３に示す設計エリアＦに複数のアイコンが配置され、各アイコンが流路を介して接続されることで、処理フロー図が作成される（つまり、水処理システムが設計される）。具体的に説明すると、入力手段２０（図１参照）の操作によって、候補表示エリアＥからアイコンが選択され、選択されたアイコンが設計エリアＦに配置される（図３のカーソルＣを参照）。さらに、入力手段２０の操作によって、水処理システムの流路が設定される。なお、流路の設定方法については後記する。
【００２６】
再び、図１に戻って説明を続ける。制御手段１２は、記憶手段１１のＲＯＭ（図示せず）に格納されたプログラムがＲＡＭ（図示せず）に展開され、ＣＰＵ（Central Processing Unit：図示せず）がプログラムを実行することで、その機能が具現化される。図１に示すように、制御手段１２は、処理フロー設定部１２１と、収支計算部１２２と、及び表示制御部１２３と、を備えている。
【００２７】
処理フロー設定部１２１は、入力手段２０の操作に応じて、水処理システムの装置・流路の設定を行う機能を有している。前記した「装置・流路の設定」には、装置データベース１１１の情報と、流路データベース１１２の情報と、を紐付ける処理と、表示手段３０に処理フロー図Ｆ１（図７参照）や一覧表Ｆ２（図７参照）を表示する処理と、が含まれる。
【００２８】
収支計算部１２２は、水処理システムの装置・流路における処理水の流量や、処理水に含まれる蒸発残留物の濃度等に関する収支計算を行う。すなわち、収支計算部１２２は、装置データベース１１１（図２（ａ）、（ｂ）参照）及び流路データベース１１２（図２（ｃ）参照）に格納されている各数式と、装置・流路の接続関係（図２（ａ）、（ｂ）の破線枠、及び図２（ｃ）参照）と、に基づいて、処理水の流量等を計算し、水処理システムのシミュレーションを実行する。収支計算部１２２による収支計算の結果は、表示制御部１２３に出力される。
【００２９】
表示制御部１２３は、入力手段２０の操作に応じて、処理フロー図のアイコンや流路を表示手段３０に表示したり、収支計算部１２２の計算結果を表示手段３０に表示したりする機能を有している。なお、表示制御部１２３が実行する処理については後記する。
【００３０】
＜シミュレーション装置の動作＞
図４は、水処理システムの新たな流路を設定する処理を示すフローチャートである。なお、図４の「ＳＴＡＲＴ」時には、表示手段３０の設計エリアＦ（図３参照）に、少なくとも２つのアイコンが配置されているものとする。
【００３１】
ステップＳ１０１において制御手段１２は、設計エリアＦ（図３参照）に表示されているアイコンのうち一つが、入力手段２０の操作によって選択されたか否かを判定する。
【００３２】
図５（ａ）は、流路の設定に関する説明図である。図５（ａ）に示す例では、処理フロー図の構成要素として、３つのアイコン「Ｉｎｌｅｔ」、「ＨＰＰ」、「ＲＯ１」と、流路１と、が既に設定されている。以下では、高圧ポンプのアイコン「ＨＰＰ」から、逆浸透装置のアイコン「ＲＯ１」に向かう流路を新たに設定する場合について説明する。
【００３３】
前記したステップＳ１０１の具体例を説明すると、図５（ａ）に示すように、アイコン「ＨＰＰ」にカーソルＣが重なった状態でポインティングデバイス（入力手段２０：図１参照）のボタンが押された場合、制御手段１２は、このアイコン「ＨＰＰ」が選択されたと判定し（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理に進む。なお、図４のフローチャートでは省略したが、制御手段１２は、ステップＳ１０１の選択時におけるアイコン「ＨＰＰ」の画面上の位置（座標）を記憶する。
一方、ステップＳ１０１において、いずれのアイコンも選択されていない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３４】
ステップＳ１０２において制御手段１２は、ステップＳ１０１で選択されたアイコン「ＨＰＰ」（第１のアイコン）を、入力手段２０の操作に応じて、表示制御部１２３（図１参照）によって移動させる。例えば、図５（ｂ）に示すように、ポインティングデバイスによってドラッグ操作がなされた場合、制御手段１２は、このドラッグ操作に応じてアイコン「ＨＰＰ」を画面上で移動させる。
【００３５】
このとき、制御手段１２は、アイコン「ＨＰＰ」に接続された流路１を示す矢印も、アイコン「ＨＰＰ」との接続関係が維持されるように画面上で移動させる。ちなみに、図５（ｂ）では、アイコン「ＨＰＰ」の元の位置を破線で示しているが、アイコン「ＨＰＰ」の移動後の位置をユーザが把握できれば足りるため、ドラッグ操作中、アイコン「ＨＰＰ」の元の位置を表示する必要は特にない。
【００３６】
図４のステップＳ１０３において制御手段１２は、ステップＳ１０２において移動したアイコン「ＨＰＰ」が、画面上で別のアイコン（第２のアイコン）に重なっているか否かを判定する。例えば、図５（ｃ）に示すように、アイコン「ＨＰＰ」が別のアイコン「ＲＯ１」に重なっている場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御手段１２の処理はステップＳ１０４に進む。
一方、ステップＳ１０３において、アイコン「ＨＰＰ」が別のアイコンに重なっていない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御手段１２の処理はステップＳ１０２に進む。
【００３７】
ステップＳ１０４において制御手段１２は、ステップＳ１０１の選択の操作が解除されたか否かを判定する。例えば、図５（ｃ）に示すように、それまで押されていたポインティングデバイスのボタンが離された場合、制御手段１２は、アイコン「ＨＰＰ」の選択の操作が解除されたと判定し（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５の処理に進む。一方、ステップＳ１０４において選択の操作が解除されていない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、制御手段１２の処理はステップＳ１０２に進む。
【００３８】
ステップＳ１０５において制御手段１２は、高圧ポンプのアイコン「ＨＰＰ」から、逆浸透装置のアイコン「ＲＯ１」に向かう処理水の流路を設定する。前記したように、「流路を設定する」という処理には、流路に関するデータの紐付けと、表示手段３０における新たな流路の表示と、が含まれる。
【００３９】
流路に関するデータの紐付けについて説明すると、制御手段１２は、処理フロー設定部１２１（図１参照）によって、高圧ポンプの下流側の流路（図２（ａ）参照）、及び、逆浸透装置（識別情報ＲＲＲ１）の上流側の流路（図２（ｂ）参照）として、新たな流路２の識別情報ＮＮＮ２を装置データベース１１１に付加する。また、制御手段１２は、流路２の上流側の装置として高圧ポンプの識別情報ＨＨＨ１を流路データベース１１２に付加するともに（図２（ｃ）参照）、流路２の下流側の装置として逆浸透装置の識別情報ＲＲＲ１を流路データベース１１２に付加する（同図参照）。
【００４０】
新たな流路の表示について図５（ｄ）を例に説明すると、制御手段１２は、アイコン「ＨＰＰ」から別のアイコン「ＲＯ１」に向かう処理水の流路２を、表示制御部１２３（図１参照）によって、矢印として表示する。このとき、制御手段１２は、ステップＳ１０１の選択時の位置にアイコン「ＨＰＰ」を表示する。これによって、アイコン「ＨＰＰ」から別のアイコン「ＲＯ１」に向かう新たな流路２が設定された（つまり、アイコン「ＨＰＰ」の単なる移動ではない）ことをユーザが理解しやすくなる。また、ポインティングデバイスを用いたドラッグ・アンド・ドロップの操作によって（図５（ａ）〜（ｄ）参照）、新たな流路２を簡単に設定できる。
ステップＳ１０５の処理を行った後、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４１】
また、図４に示す一連の処理中、制御手段１２は、収支計算部１２２（図１参照）によって、所定周期で水処理システムのシミュレーションを実行する。なお、新たな流路の設定や（Ｓ１０５）、画面上の「シミュレーション開始」のボタン（図示せず）の選択操作を、シミュレーションを開始するトリガにしてもよい。
次に、入力手段２０の操作によって原水の流量等が変更された場合のシミュレーションについて説明する。
【００４２】
図６は、原水の流量等の変更に基づく水処理システムのシミュレーションの処理を示すフローチャートである。なお、図６に示す「ＳＴＡＲＴ」時には、図４のフローチャートで説明した一連の処理によって、少なくとも２つの装置（アイコン）と、これらを接続する流路と、を備える水処理システムのシミュレーションが既に行われているものとする。
【００４３】
ステップＳ２０１において制御手段１２は、入力手段２０の操作によって、原水の流量等が変更されたか否かを判定する。つまり、制御手段１２は、水処理システムに供給される原水の流量・水質（例えば、蒸発残留物の濃度）・温度・水圧、及び装置の性能を示すパラメータのうち少なくとも一つが変更されたか否かを判定する。前記した「装置の性能を示すパラメータ」とは、例えば、逆浸透装置における透過水の回収率や、不純物の除去率である。
以下では、一例として、入力手段２０の操作によって原水の流量を連続的に変更し、そのシミュレーション結果を表示する場合について説明する。
【００４４】
図７は、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２の説明図である。図７に示す例では、流路の矢印付近に、その識別番号１，２，…，６が表示され、各装置・各流路における流量Ｑ、及び蒸発残留物の濃度ＴＤＳ（Total Dissolved Solids）の計算結果が表示されている。なお、図７では、候補表示エリアＥ（図３参照）を省略している。また、図７に示す例では、逆浸透装置「ＲＯ１」、「ＲＯ２」によって２段階で逆浸透処理を行うとともに、逆浸透装置「ＲＯ２」の逆浸透膜を透過しなかった濃縮水（原水よりも濃度ＴＤＳが低い濃縮水）を、高圧ポンプ「ＨＰＰ」の吸入側に戻すように水処理システムが構成されている。
【００４５】
図７に示す数値変更エリアＦ１１は、原水の流量を連続的に変更するためのエリアであり、入力手段２０の所定の操作によって表示される。そして、入力手段２０によって、数値変更エリアＦ１１の操作バーＧをスライドすることで、原水の流量を連続的に変更（増減）できるようになっている。なお、原水の水質・温度・水圧も同様にして変更可能であり、また、逆浸透装置「ＲＯ１」、「ＲＯ２」の回収率等も変更可能である。
【００４６】
図６のステップＳ２０１において原水の流量等が変更された場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ２０２に進む。一方、原水の流量等が変更されていない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４７】
ステップＳ２０２において制御手段１２は、ステップＳ２０１で変更した原水の流量等を読み込んでシミュレーションを実行し、各装置・各流路における処理水の流量等を再計算する。例えば、図７に示す操作バーＧのスライドによって、原水の流量Ｑが１０００［ｍ３／ｈ］から１０１２［ｍ３／ｈ］に変更された場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、制御手段１２は、装置データベース１１１及び流路データベース１１２に格納されている各数式に基づき（図２参照）、各装置・各流路における処理水の流量Ｑと、蒸発残留物の濃度ＴＤＳと、を再計算する。
【００４８】
ステップＳ２０３において制御手段１２は、再計算した結果を表示する。なお、ステップＳ２０３の詳細については後記する。このように、入力手段２０の操作によって流量等が連続的に変更されるたびに再計算を行うことで、ユーザは、各装置に流入する処理水の流量・水質や、透過水「Ｏｕｔｌｅｔ」の流量・水質を目視で確認できる。言い換えると、ユーザは、入力手段２０によって流量等を連続的に変更しながら、透過水の流量・水質が所望の範囲で収まっているかを確認し、原水の流量等を調整できる。したがって、所望の透過水（つまり、結果）が得られるように原水の流量等（つまり、原因）を変更するという「逆問題」を解く必要がなくなるため、水処理システムの設計に要する作業負担を従来よりも大幅に軽減できる。
【００４９】
ステップＳ２０３の処理を行った後、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る。なお、図６に示す一連の処理は、所定周期で繰り返される。
【００５０】
次に、ステップＳ２０３の「表示」の方法について詳細に説明する。
制御手段１２は、図７に示すように、各装置に流入する処理水の流量Ｑと、処理水に含まれる蒸発残留物の濃度ＴＤＳと、をアイコンの中（又は、その周囲）に、数値として表示する。
【００５１】
また、制御手段１２は、図７に示すように、各流路における処理水の流量Ｑと、蒸発残留物の濃度ＴＤＳと、を流路の矢印に沿って、数値として表示する。これによって、例えば、処理水が合流する箇所（複数の流路が接続されている箇所）の上流側・下流側の流量等についても、ユーザは容易に把握できる。したがって、ユーザは、各流路における流量等を考慮して、配管の径や材質を選定できる。
【００５２】
次に、処理フロー図Ｆ１における流路の太さ及び線種について説明する。
図８（ａ）は、処理水の流量が最も大きい流路を示す矢印の太さ、及び、処理水の流量が最も小さい流路を示す矢印の太さに関する説明図である。
制御手段１２は、シミュレーションの結果として、処理水の流量が最も大きい流路（最大流量ＱMaxとなる流路２：図７参照）の矢印を、例えば、１０ピクセルの太さで表示する。また、制御手段１２は、処理水の流量が最も小さい流路（つまり、最小流量Ｑminとなる流路５：図７参照）の矢印を、例えば、１ピクセルの太さで表示する。なお、図８（ａ）に示す情報は、予め記憶手段１１（図１参照）に格納されている。
【００５３】
図８（ｂ）は、処理水の流量と、流路を示す矢印の太さと、の関係を示す説明図である。図８（ｂ）に示す説明図の横軸は、流路における処理水の流量であり、縦軸は、流路を示す矢印の太さである。制御手段１２は、シミュレーションの結果として得られる最大流量ＱMax・最小流量Ｑminに基づき、図８（ｂ）に示す点Ａ（ＱMax，１０）と点Ｂ（Ｑmin，１）とを結ぶ線分の関数を求める。そして、シミュレーション装置１０は、この関数に基づいて、それぞれの流路を示す矢印の太さ（ピクセル数）を求める。このように、処理水の流量に対応する太さで流路を表示することで、各流路における流量の大小関係の把握が容易になる。
ちなみに、処理水の流量がゼロである流路については、流路の矢印を残すために、例えば、１ピクセルの太さで流路が表示される（図８（ｂ）参照）。
【００５４】
また、制御手段１２は、シミュレーションを行うことで、各流路における蒸発残留物の濃度ＴＤＳを計算し、流路を示す矢印を、その流路における蒸発残留物の濃度ＴＤＳに対応する線種で表示する。その一例を挙げると、制御手段１２は、各流路における蒸発残留物の濃度ＴＤＳをそれぞれ計算し、最低濃度ＴＤＳminから最高濃度ＴＤＳMaxまでの範囲を複数（例えば、４つ）の濃度範囲に分割する。そして、制御手段１２は、それぞれの流路について、蒸発残留物の濃度ＴＤＳが属する濃度範囲を特定し、この濃度範囲に対応する線種（実線、破線等）で、矢印として表示手段３０に表示する。
【００５５】
図７に示す例では、蒸発残留物の濃度ＴＤＳが比較的高い流路１，２，３は、実線で表示されている（流路２，３については、後記するハイライト表示）。また、蒸発残留物の濃度ＴＤＳが比較的低い流路４，５，６は、破線で表示されている（流路４については、後記するハイライト表示）。これによって、ユーザは、それぞれの流路における蒸発残留物の濃度ＴＤＳの大小関係を一目で把握できる。
【００５６】
ちなみに、水質を示す項目は一つとは限らず、処理水に含まれる特定の物質（例えば、ナトリウム）に着目して、各物質の濃度をシミュレーションによって求めることもできる。このような場合、例えば、プルダウン操作によって、物質の選択画面を表示し、選択された物質に対応する色で各流路を表示するようにしてもよい。
【００５７】
次に、処理水の流量・水質等に関する一覧表Ｆ２（図７参照）について説明する。シミュレーション装置１０は、前記した処理フロー図Ｆ１の他に、水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つを一覧表として表示する。図７に示す一覧表Ｆ２には、各流路における流量Ｑと、蒸発残留物の濃度ＴＤＳ（水質）と、流量比と、除去率と、が表示されている。
例えば、逆浸透装置「ＲＯ１」から透過水が流出する流路４、及び、濃縮水が流出する流路３については、逆浸透装置「ＲＯ１」の上流側の流路２を流れる原水の流量を１００[％]として、前記した流量比が計算される（流路５，６の流量比についても同様）。
また、逆浸透装置「ＲＯ１」における不純物の除去率が、この逆浸透装置「ＲＯ１」から透過水が流出する流路４に対応付けて表示される（逆浸透装置「ＲＯ２」に接続されている流路６についても同様）。
【００５８】
なお、各流路と一覧表Ｆ２の列番号との対応関係は、流路データベース１１２（図２（ｃ）参照）の「一覧表の列番号」によって与えられる。例えば、図７に示す一覧表Ｆ２の３列目には、流路３における処理水の流量Ｑ＝４００［ｍ３／ｈ］と、蒸発残留物の濃度ＴＤＳ＝７５０４８［ｍｇ／ｌ］と、流量比＝３３．３［％］と、が表示されている。このような一覧表Ｆ２を表示することで、各流路に関する項目数（図７では、４項目）が多い場合でも、各流路にどのような水質の処理水がどれだけ流れるのかを、ユーザは容易に把握できる。
【００５９】
次に、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２のハイライト表示について説明する。
シミュレーション装置１０は、入力手段２０の操作によって、水処理システムの装置及び流路を含む要素のうち１つが選択された場合、この要素に接続されている他の要素を、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２において目立つようにハイライト表示する機能を有している。
ここで「ハイライト表示」とは、例えば、処理フロー図Ｆ１のアイコンや流路の矢印を明るめの色で（つまり、明度を高くして）表示したり、一覧表Ｆ２の特定の列を、他とは異なる色で目立つように表示したりすることを意味している。なお、アイコン等の周りを背景色とは異なる色で表示したり、アイコン等を点滅したりことも「ハイライト表示」に含まれる。
【００６０】
図９は、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２におけるハイライト表示の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１において制御手段１２は、処理フロー図Ｆ１（図７参照）として設計された水処理システムのシミュレーションを実行する。
ステップＳ３０２において制御手段１２は、シミュレーションの結果を表示する。つまり、制御手段１２は、図７を用いて説明したように、各装置に流入する処理水の流量・水質や、各流路における処理水の流量・水質等を、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２に表示する。
【００６１】
ステップＳ３０３において制御手段１２は、入力手段２０の操作によって、処理フロー図Ｆ１に表示された複数のアイコンのうち一つが選択されたか否かを判定する。アイコンのうち一つが選択された場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ３０４に進む。一方、いずれのアイコンも選択されていない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は、図１０のステップＳ３０６に進む。
【００６２】
ステップＳ３０４において制御手段１２は、処理フロー図Ｆ１において、ステップＳ３０３で選択されたアイコンをハイライト表示するとともに、このアイコン（装置）に接続された流路をハイライト表示する。これによって、選択されたアイコンのみならず、このアイコンに接続された流路も目立つため、各流路における流量や水質を把握しやすくなる。
【００６３】
ステップＳ３０５において制御手段１２は、一覧表Ｆ２のうち、ステップＳ３０３で選択されたアイコンに接続されている流路の列をハイライト表示する。例えば、図７に示すように、逆浸透装置のアイコン「ＲＯ１」が選択された場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、制御手段１２は、この逆浸透装置に接続された流路２，３，４を処理フロー図Ｆ１においてハイライト表示するとともに（Ｓ３０４）、一覧表Ｆ２の２，３，４列目をハイライト表示する（Ｓ３０５）。これによって、ユーザが着目している逆浸透装置「ＲＯ１」について、この逆浸透装置「ＲＯ１」に流れ込む処理水の流量・水質と、この逆浸透装置「ＲＯ１」から流れ出す処理水の流量・水質と、を確認しやすくなる。また、処理フロー図Ｆ１でハイライト表示された流路と、一覧表Ｆ２でハイライト表示された列（流路）と、の対応関係も把握しやすくなる。
【００６４】
次に、図１０のステップＳ３０６において制御手段１２は、入力手段２０の操作によって、処理フロー図Ｆ１に表示された流路のうち一つが選択されたか否かを判定する。流路のうち一つが選択された場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ３０７に進む。一方、いずれの流路も選択されていない場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）、制御手段１２の処理はステップＳ３０９に進む。
【００６５】
ステップＳ３０７において制御手段１２は、ステップＳ３０６で選択された流路をハイライト表示するとともに、この流路に接続されたアイコン（装置）をハイライト表示する。
ステップＳ３０８において制御手段１２は、一覧表Ｆ２において、ステップＳ３０６で選択された流路に対応する列をハイライト表示する。このように、入力手段２０の操作によって選択された流路を、処理フロー図Ｆ１及び一覧表Ｆ２においてハイライト表示することで、この流路における処理水の流量等をユーザが把握しやすくなる。
【００６６】
ステップＳ３０９において制御手段１２は、入力手段２０の操作によって、一覧表Ｆ２の列（欄）が選択されたか否かを判定する。一覧表Ｆ２の列が選択された場合（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ３１０に進む。一方、一覧表Ｆ２のいずれの列も選択されていない場合（Ｓ３０９：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６７】
ステップＳ３１０において制御手段１２は、ステップＳ３０９で選択された列をハイライト表示する。
ステップＳ３１１において制御手段１２は、処理フロー図Ｆ１において、ステップＳ３０９で選択された列に対応する流路をハイライト表示するとともに、この流路に接続されたアイコンをハイライト表示する。これによって、選択された流路における処理水の流量等をユーザが把握しやすくなる。
ステップＳ３１１の処理を行った後、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６８】
＜効果＞
本実施形態によれば、ドラッグ・アンド・ドロップの簡単な操作で処理フロー図Ｆ１の流路を簡単に設定できる（図５参照）。したがって、前記した特許文献１，２のように、（１）流路の上流側に接続される装置の選択、（２）流路の下流側に接続される装置の選択、（３）流路の設定、という手順を要する場合と比べて、処理フロー図Ｆ１の作成に要する負担を軽減できる。
【００６９】
また、入力手段２０の操作によって連続的に変更される原水の流量等に基づいて、シミュレーションが繰り返され、その結果が表示手段３０に表示される（図７参照）。したがって、前記したように、ユーザが逆問題を解く必要がなくなるため、水処理システムの設計に要する作業負担を従来よりも大幅に軽減できる。
【００７０】
また、処理水の流量Ｑに対応する太さで流路が表示されるとともに、処理水に含まれる蒸発残留物の濃度ＴＤＳに対応する線種で流路が表示される。つまり、シミュレーションの結果を線の太さや線種として視覚的に把握できるため、数値のみを表示する従来技術と比べて、水処理システムの設計作業が行いやすくなる。
【００７１】
また、例えば、入力手段２０の操作によって装置等のアイコンが選択された場合、処理フロー図において、この装置に接続された流路や、一覧表Ｆ２の列がハイライト表示される（図７参照）。したがって、ユーザが着目している装置のみならず、この装置に接続された流路における流量・水質も把握しやすくなる。
【００７２】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、水処理システムの起動後における流量等を処理フロー図Ｆ１の動画として表示したり、各流路における処理水の流量等を時系列のグラフとして表示したりする点が第１実施形態と異なっている。なお、シミュレーション装置１０の構成（図１参照）は、第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００７３】
シミュレーション装置１０（図１参照）が備える制御手段１２は、水処理システムの各装置の各時刻における制御指令値が入力された場合、この制御指令値に基づいて水処理システムのシミュレーションを実行する機能を有している。まず、「制御指令値」の入力について説明する。
【００７４】
図１１は、制御指令値の入力画面の表示例である。なお、第２実施形態では、第１実施形態で例示した構成（図７参照）に加えて、流量調整弁「Ｖａｌｖｅ」（図１５参照）、及びブースタポンプ「ＢＰ」（図１５参照）を備える水処理システムの処理フロー図が、既に設計されているものとする。
図１１に示す「ｓｔｅｐＩＤ」は、運転開始時をｓｔｅｐＩＤ＝１として、各装置の運転状態（流量調整弁の開度指令値等）、及び、その運転状態が継続する運転時間に付される識別番号である。
「運転時間」は、流量調整弁の開度指令値、高圧ポンプの回転速度指令値、及びブースタポンプの回転速度指令値を所定の大きさで維持する時間であり、入力手段２０の操作によって設定される。
「経過時間」は、水処理システムの起動時からの経過時間であり、前記したｓｔｅｐＩＤと、運転時間と、に基づいて求められる。
【００７５】
「流量調整弁の開度指令値」、「高圧ポンプの回転速度指令値」、及び「ブースタポンプの回転速度指令値」は、ユーザによる入力手段２０の操作によって入力される。例えば、経過時間ｔ＝１５１〜２５０［ｓ］（ｓｔｅｐＩＤ＝４）の時間帯では、流量制御弁の開度が１００％（全開）、高圧ポンプの回転速度が２０００［ｓ-1］、ブースタポンプの回転速度が１０００［ｓ-1］に設定されている。
【００７６】
図１２は、制御指令値に基づくシミュレーションの処理を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１において制御手段１２は、入力手段２０の操作によって、各装置への制御指令値の入力が完了したか否かを判定する。制御指令値の入力が完了した場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ４０２に進む。具体的には、図１１に示すｓｔｅｐＩＤ＝１〜９のそれぞれについて、流量調整弁、高圧ポンプ、及びブースタポンプの制御指令値が入力され、さらに、画面上の完了ボタン（図示せず）がクリックされた場合、制御手段１２は、制御指令値の入力が完了したと判定する（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）。
一方、制御指令値の入力が完了していない場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００７７】
ステップＳ４０２において制御手段１２は、制御指令値を補間する。例えば、経過時間ｔ＝ｋ１における高圧ポンプの回転速度指令値がｐ１であり、経過時間ｔ＝ｋ１＋ｋ２における高圧ポンプの回転速度指令値がｐ２であったとすると、制御手段１２は、線形補間に基づいて、経過時間ｔ＝ｋ（ｋ１＋１≦ｋ≦ｋ１＋ｋ２−１）における回転速度ｐを、ｐ＝ｐ１＋（ｐ２−ｐ１）／ｋ２に設定する。つまり、制御手段１２は、高圧ポンプの回転速度が時系列順で線形的に変化するように、高圧ポンプの回転速度指令値を設定する。なお、他の時間帯についても同様であり、また、流量制御弁の開度やブースタポンプの回転速度についても同様である。
【００７８】
ステップＳ４０３において制御手段１２は、シミュレーションを実行する。つまり、制御手段１２は、ステップＳ４０１において設定した制御指令値に基づいてシミュレーションを実行し、各時刻における各流路の流量等を算出する。
【００７９】
図１３は、各時刻における流量制御弁の開度指令値、高圧ポンプの回転速度指令値、ブースタポンプの回転速度指令値と、それに基づくシミュレーション結果と、を示す説明図である。なお、図１３では、図１１に示す経過時間ｔ＝１〜６０１［ｓ］のうち、その一部である経過時間０〜７［ｓ］の状態を示している。図１３の２〜４行目に示す各装置の制御指令値は、前記したように、線形補間に基づいて設定される（Ｓ４０２）。
シミュレーションの結果として得られるのは、例えば、各時刻における処理水の流量Ｑ１，Ｑ２，…である。なお、流量Ｑ１は、流路１（図１５参照）における処理水の流量である（流量Ｑ２，…についても同様）。
【００８０】
図１２のステップＳ４０４において制御手段１２は、シミュレーションの結果を表示し、処理を終了する（ＥＮＤ）。次に、ステップＳ４０４の表示について詳細に説明する。
【００８１】
（１．動画として表示）
図１４は、シミュレーションの結果を動画として表示する処理を示すフローチャートである。図１４に示す一連の処理は、例えば、入力手段２０の操作によって、動画表示の開始ボタン（図示せず）をクリックすることで開始される。
【００８２】
ステップＳ４０４１において制御手段１２は、経過時間ｔ＝０とする。
ステップＳ４０４２において制御手段１２は、ステップＳ４０４１で特定した経過時間ｔ＝０（つまり、起動時）におけるシミュレーション結果を記憶手段１１（図１参照）から読み出す。図１２に示す例では、経過時間ｔ＝０において、高圧ポンプ及びブースタポンプがいずれも停止しているため、流量Ｑ１＝０，Ｑ２＝０，…になっている。
【００８３】
ステップＳ４０４３において制御手段１２は、ステップＳ４０４２で読み出した流量に基づいて、処理フロー図Ｆ１の流路を表示する。つまり、制御手段１２は、第１実施形態で説明したように（図７参照）、処理水の流量が大きいほど、流路を太い矢印で表示する。
【００８４】
図１５（ａ）は、経過時間ｔ＝０のときの状態を示す処理フロー図である。なお、図１５（ａ）では、各アイコンや各流路に表示される流量Ｑの数値を省略している（図１５（ｂ）も同様）。
経過時間ｔ＝０では、各流路における処理水の流量Ｑ１，Ｑ２，…がゼロであるため（図１３参照）、制御手段１２は、例えば、１ピクセルの太さで各流路を表示する（図８（ｂ）参照）。
【００８５】
図１４のステップＳ４０４４において制御手段１２は、経過時間ｔが所定値Ｎに達したか否かを判定する。前記したＮは、シミュレーションにおいて水処理システムを起動してから停止するまでの経過時間である。本実施形態では、所定値Ｎ＝６０１（図１１のｓｔｅｐＩＤ＝９を参照）に設定される。
ステップＳ４０４４において経過時間ｔが所定値Ｎよりも小さい場合（Ｓ４０４４：Ｎｏ）、制御手段１２の処理はステップＳ４０４５に進む。
【００８６】
ステップＳ４０４５において制御手段１２は、経過時間ｔの値をインクリメントし、ステップＳ４０４２の処理に進む。そして、前回から１秒後のシミュレーション結果が読み出され（Ｓ４０４２）、読み出された情報が処理フロー図に反映される（Ｓ４０４３）。
【００８７】
図１５（ｂ）は、経過時間ｔ＝２００のときの状態を示す処理フロー図である。
経過時間ｔ＝２００では、高圧ポンプ及びブースタポンプが駆動中であり（図１１参照）、処理水の流量が比較的大きい流路１，２が、太めの矢印で表示されている。このように、制御手段１２は、流量の大きさに対応する形態（太さ）で、流量の経時的変化を示すように、処理フロー図の流路を動画として表示する。これによって、各流路の流量の時々刻々の変化が、流路を示す矢印の太さの変化として動画（アニメーション）で表示される。したがって、ユーザは、水処理システムの起動から停止に至るまでの流量の変化を容易に把握できる。
【００８８】
図１４のステップＳ４０４４において経過時間ｔの値が所定値Ｎに達した場合（Ｓ４０４４：Ｙｅｓ）、制御手段１２は処理を終了する（ＥＮＤ）。
なお、入力手段２０の操作によって移動可能な操作バー（図示せず）を表示手段３０に表示し、この操作バーの画面上の位置に対応する経過時刻ｔのシミュレーション結果を、制御手段１２によって表示するようにしてもよい。
【００８９】
（２．グラフとして表示）
図１６は、各流路における処理水の流量の経時的変化を示すグラフである。
図１６の横軸は、シミュレーションにおける水処理システムの起動時からの経過時間ｔである。図１６の縦軸は、シミュレーションの結果として得られる各流路の流量である。
入力手段２０の操作によって、各流路における処理水の流量を時系列的なグラフとして表示する指令が入力された場合、制御手段１２は、次の処理（Ｓ４０４：図１２参照）を実行する。すなわち、制御手段１２は、経過時間ｔ＝０，１，２，…のそれぞれについて、流路１における処理水の流量Ｑ１を記憶手段１１から読み出し、表示手段３０にグラフとして表示する。同様にして、制御手段１２は、他の流路２〜９についても各時刻における流量Ｑ２〜Ｑ９を求め、グラフとして表示する。
【００９０】
なお、各流路をユーザが見分けやすいように、グラフの線を異なる色で表示することが望ましい。
【００９１】
＜効果＞
本実施形態によれば、制御手段１２が、各流路における処理水の流量の経時的変化を、処理フロー図上で動画として表示したり（図１５参照）、グラフとして表示したりする（図１６参照）。これによって、ユーザは、水処理システムの起動から停止に至るまでの状態を容易に把握できる。また、一部の装置が停止し他の装置が稼動している場合や、一部の装置が故障した場合等を想定して、ユーザが各装置の制御指令値を適宜変更し、シミュレーションの結果に基づいて水処理システムを設計できる。
【００９２】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、入力手段２０の操作によって選択された流路に所定流量（又は、所定の水質）の処理水が流れるように、水処理システムの装置の制御ゲインを調整する点が第１実施形態と異なっている。なお、シミュレーション装置１０の構成（図１参照）は、第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００９３】
図１７は、制御ゲインの設定対象、及び、流路における流量の目標値の入力画面である。なお、図１７は、網掛部分の欄に、流路３における処理水の流量Ｑ３の目標値（Ｑ３＝５０［ｍ3／ｈ］）が入力されている点と、制御ゲインの計算結果である比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、及び微分ゲインＫdが表示されている点と、が第２実施形態の図１１と異なっている。なお、それ以外については、図１１と同様である。この流量Ｑ３の目標値の入力について、以下で説明する。
【００９４】
図１８は、水処理システムの装置の制御ゲインを調整する処理を示すフローチャートである。なお、図１８の「ＳＴＡＲＴ」時において、図１７の入力画面には、各装置の制御指令値（高圧ポンプの回転速度指令値等）が入力されているものとする。また、「ＳＴＡＲＴ」時において、図１７の網掛部分の欄に、ｓｔｅｐＩＤ＝５における高圧ポンプの回転速度指令値が入力されていてもよいし、また、この網掛部分が空欄であってもよい。
【００９５】
ステップＳ５０１において制御手段１２は、水処理システムの装置のうち少なくとも一つ（つまり、制御ゲインの設定対象となる装置）が、入力手段２０の操作によって選択されたか否かを判定する。つまり、制御手段１２は、図１７で示す範囲Ｕの各欄のうち、少なくとも一つが選択されたか否かを判定する。
【００９６】
いずれの装置も選択されていない場合（Ｓ５０１：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。一方、水処理システムの装置のうち少なくとも一つが選択された場合（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ５０２に進む。図１７に示す例では、制御ゲインの設定対象として高圧ポンプが選択されている（網掛部分を参照）。
【００９７】
ちなみに、図１７では、ｓｔｅｐＩＤ＝５と、高圧ポンプの回転速度指令値と、によって特定される欄（網掛部分）を選択する例を示したが、ｓｔｅｐＩＤの選択は必須ではない。例えば、図１７の入力画面に代えて、流量調整弁、高圧ポンプ、及びブースタポンプのうち一つ又は複数の装置をユーザが選択し（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、残りの装置を所定の制御指令値で維持するようにしてもよい。
【００９８】
図１８のステップＳ５０２において制御手段１２は、流路における処理水の流量等の目標値が入力されたか否かを判定する。つまり、制御手段１２は、処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目の目標値が入力されたか否かを判定する。
【００９９】
流路における処理水の流量等の目標値が入力されていない場合（Ｓ５０２：Ｎｏ）、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。一方、流路における処理水の流量等の目標値が入力された場合（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、制御手段１２の処理はステップＳ５０３に進む。図１７に示す例では、高圧ポンプの回転速度指令値の欄にＱ３＝５０と入力されている。これは、流路３における処理水の流量Ｑ３が目標値５０［ｍ3／ｈ］となるように、高圧ポンプの回転速度指令値の制御ゲインを計算せよ、という指令である。このような制御ゲインとして、例えば、ＰＩＤ制御に用いる比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、及び微分ゲインＫdが挙げられる。
【０１００】
ステップＳ５０３において制御手段１２は、シミュレーションに基づいて、ステップＳ５０１で選択された装置の制御ゲインを計算（調整）する。以下では、一例として、ジーグラ・ニコルスの限界感度法に基づいて、ＰＩＤ制御の制御ゲインを計算する方法について説明する。
【０１０１】
ＰＩＤ制御における比例ゲインをＫpとし、この比例ゲインＫpを用いて、積分ゲインＫi＝Ｋp／Ｔiと表し、微分ゲインＫd＝Ｋp・Ｔdと表す。ステップＳ５０３において制御手段１２は、まず、高圧ポンプのＰＩＤ制御に用いる制御ゲインをＫp＝１、Ｔi＝∞、Ｔd＝０に設定する。つまり、制御手段１２は、高圧ポンプがＰ制御を行うようにし、流路３における処理水の流量Ｑ３＝５０［ｍ3／ｈ］を目標値として、水処理システムのシミュレーションを実行する。
【０１０２】
次に、制御手段１２は、繰り返し行うシミュレーションにおいて、比例ゲインＫpをゼロから徐々に大きくし、流路３における処理水の流量Ｑ３が一定振幅で振動を持続する（安定限界）ところで比例ゲインＫpの増加を止める。制御手段１２は、この安定限界における比例ゲインをＫu（限界感度）とし、流量の振動周期をＰuとする。
【０１０３】
そして、制御手段１２は、前記した限界感度Ｋuと、振動周期Ｐuと、以下の表１に示す情報と、に基づいて制御ゲインを設定する。例えば、限界感度Ｋu＝１０、振動周期Ｐu＝１であったとすると、制御手段１２は、比例ゲインＫp＝６、積分ゲインＫi＝Ｋp／Ｔi＝１２、微分ゲインＫd＝Ｋp・Ｔd＝０．７５に設定する。なお、表１に示す情報は、予め記憶手段１１（図１参照）に格納されている。また、ＰＩ制御又はＰ制御に基づいて高圧ポンプの制御を行う場合についても、同様にして制御ゲインを設定できる。
【０１０４】
【表１】
2017000966.tif 000003
【０１０５】
また、ステップＳ５０１において複数の装置が選択されることもある。この場合、ステップＳ５０３において制御手段１２は、前記した限界感度法に基づき、ステップＳ５０１で選択された装置のそれぞれについて、シミュレーションに基づいて制御ゲインを計算（調整）する。
ステップＳ５０３において制御ゲインを計算した後、制御手段１２の処理はステップＳ５０４に進む。
【０１０６】
ステップＳ５０４において制御手段１２は、ステップＳ５０３で計算した制御ゲインを表示する。例えば、制御手段１２は、図１７に示すように、ステップＳ５０１で選択された装置である高圧ポンプの比例ゲインＫp、積分ゲインＫi、及び微分ゲインＫdを表示手段３０に表示する。これによってユーザは、流路３に流量Ｑ３＝５０［ｍ3／ｈ］の処理水を流すために、高圧ポンプの制御ゲインをどのように設定すればよいかを、水処理システムの実機の試運転を行う前に把握できる。
ステップＳ５０４において制御ゲインを表示した後、制御手段１２の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
【０１０７】
＜効果＞
本実施形態によれば、図１７に示す入力画面の表の中から少なくとも一つ欄を選択し（つまり、制御ゲインの設定対象となる装置を選択し）、流路における流量等の目標値を当該欄に入力する、という簡単な操作で、装置の制御ゲインを計算できる。そして、水処理システムの実機を試運転する際の制御ゲインを、シミュレーションに基づいて設定できる。したがって、試運転時にユーザが試行錯誤を繰り返しながら制御ゲインを設定する場合と比較して、ユーザの負担を大幅に軽減できる。
【０１０８】
≪変形例≫
以上、本発明に係る水処理システムのシミュレーション方法について各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第１実施形態では、ユーザがポインティングデバイス（入力手段２０：図１参照）を操作して、処理フロー図のアイコンをドラッグ・アンド・ドロップ（図５参照）することで新たな流路を設定する場合について説明したが、これに限らない。例えば、キーボード（入力手段２０：図１参照）の操作によって選択された第１のアイコンが第２のアイコンに重なっている状態で、前記した選択の操作が解除された場合、第１のアイコンから第２のアイコンに向かう流路を設定するようにしてもよい。
【０１０９】
また、各実施形態では、制御手段１２がシミュレーションを実行して、処理水の流量と、蒸発残留物の濃度と、を計算する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、各装置・流路について、処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つをシミュレーションによって計算するようにしてもよい。また、水質として、浮遊物質（Suspended Solids）の濃度を計算してもよい。
【０１１０】
また、第１実施形態では、処理フロー図の流路における蒸発残留物の濃度（つまり、処理水の水質を示す数値）に対応する線種で、各流路を表示する場合について説明したが、これに限らない。例えば、処理水の水質を示す数値が高いほど、明度が低い色（つまり、暗い色で）流路を表示してもよい。また、処理水の水質を示す数値に対応する線種及び色で、各流路を表示してもよい。
また、第１実施形態では、装置データベース１１１（図２（ａ）、（ｂ）参照）に、その装置の特性を示す数式が格納される場合について説明したが、これに限らない。例えば、数式に代えて、又は、数式に加えて、装置の特性を示す化学式を装置データベース１１１に格納してもよい。
【０１１１】
また、第２実施形態では、各時刻における流量を算出し、流量の大きさに対応する太さの矢印で流路１〜９（図１５参照）を表示する処理について説明したが、これに限らない。すなわち、水処理システムの各流路における処理水の流量・水質・温度・水圧のうち少なくとも一つの項目を算出し、水処理システムの処理フロー図の流路を、前記項目の数値の経時的変化を示すように、前記数値に対応する形態（太さ、線種等）で表示手段３０に動画として表示するようにしてもよい。
【０１１２】
また、第３実施形態では、水処理システムの装置の制御ゲインを、ジーグラ・ニコルスの限界感度法に基づいて計算する場合について説明したが、これに限らない。例えば、水処理システムの装置の制御ゲインを、ジーグラ・ニコルスのステップ応答法に基づいて計算（調整）してもよいし、また、ＣＨＲ法に基づいて計算（調整）してもよい。
【０１１３】
また、各実施形態では、処理フロー図において、流路を矢印として表示する場合について説明したが、これに限らない。例えば、流路を単なる線として表示してもよい。
【０１１４】
また、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。
例えば、第１実施形態で説明した方法（図４参照）で作成された処理フロー図に基づいてシミュレーションを実行し、第２実施形態で説明した方法で動画（図１５参照）やグラフ（図１６参照）を表示するようにしてもよい。
また、第１実施形態で説明した方法（図４参照）で処理フロー図を作成するとともに、各装置の各時刻における制御指令値を入力し、さらに、第３実施形態で説明したように（図１８参照）、特定の流路における流量等の目標値に基づいて装置の制御ゲインを計算するようにしてもよい。
【０１１５】
また、各実施形態は、シミュレーション装置１０を用いて設計される「水処理システム」が、海水淡水化システムである場合について説明したが、これに限らない。例えば、浄水システム、下水処理システム、排水処理システム等の「水処理システム」の設計にも、各実施形態を適用できる。
【０１１６】
また、シミュレーション装置１０（図１参照）の構成は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することによって、前記した構成をソフトウェアで実現してもよい。また、各機能を実現するプログラム、テープ、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【０１１７】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０    シミュレーション装置
１１    記憶手段
１１１  装置データベース
１１２  流路データベース
１２    制御手段
１２１  処理フロー設定部
１２２  収支計算部
１２３  表示制御部
２０    入力手段
３０    表示手段
Ｆ１  処理フロー図
Ｆ２  一覧表
【図１】
2017000966.tif 000004
【図２】
2017000966.tif 000005
【図３】
2017000966.tif 000006
【図４】
2017000966.tif 000007
【図５】
2017000966.tif 000008
【図６】
2017000966.tif 000009
【図７】
2017000966.tif 000010
【図８】
2017000966.tif 000011
【図９】
2017000966.tif 000012
【図１０】
2017000966.tif 000013
【図１１】
2017000966.tif 000014
【図１２】
2017000966.tif 000015
【図１３】
2017000966.tif 000016
【図１４】
2017000966.tif 000017
【図１５】
2017000966.tif 000018
【図１６】
2017000966.tif 000019
【図１７】
2017000966.tif 000020
【図１８】
2017000966.tif 000021