CN107407933B - 管网诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管网诊断装置，通过压力计获取并存储压力测量值，在空气压缩机、终端设备和设于管道路线中途的压力计的设置位置上，将管网分割成子网络，之后生成子网络模型，并以由共用压力计的两个子网络构成的共用子网络为对象，将共用子网络的端部处的压力测量值作为计算条件，来计算并存储共用子网络内的空气的流动，以共用子网络内两个子网络所共用的压力测量点即共用压力测量点为对象，对每个子网络判断有无漏气和有无设备堵塞，利用判断结果将判断为发生漏气和发生设备堵塞的子网络显示在显示装置上。

Description

管网诊断装置

技术领域

本发明涉及对设于工厂内的空气管网的漏气、设备堵塞状态进行诊断的管网诊断装置。

背景技术

近年来，在防止全球变暖、节能法等降低耗电的潮流下，对工厂也要求削减耗电。由大气中的空气压缩而得到的压缩空气因为可以就近取用，因此广泛用作对空气工具、空气冲压机、空气制动器、喷枪等进行驱动的动力源。以下将通过压缩空气驱动的设备统称为终端设备。压缩空气由空气压缩机压缩，经设于工厂内的管网供给到终端设备。空气压缩机的耗电据称可占到工厂总耗电的20～30％，为了实现工厂的节能化，需要减少空气压缩机的耗电。

在压缩空气从压缩机经过管网供给到终端设备的过程中，由于空气管道的老化、管道接头/弯曲部产生的间隙等因素，在管网中可能会产生漏气。漏气量有时会达到工厂用气量的10～20％，为了削减空气压缩机的耗电，掌握漏气量、漏气位置并采取防泄漏对策是非常重要的。

关于这种用于掌握管网中的漏气量、漏气位置的漏气诊断装置，在专利文献1中公开了一种漏气诊断技术，其计算管网内的空气流动，通过求解使基于该计算值和测量值定义的目标函数为最小的最优化问题，来计算漏气量、漏气位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-54209号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1中，使用者输入管网中的漏气位置的候选，求解上述最优化问题来决定漏气位置。然而，使用者为了恰当地输入漏气位置的候选，要求事先掌握作为对象的管网设备的老化状况、可能产生间隙的部位等。此外，最优化问题的解法通常使用基于遗传算法等收敛计算的解法，在以大规模管网为对象的情况下，存在为了计算漏气量、漏气位置需要花费很长时间的问题。

此外，作为对管网要求的诊断项目，除了上述漏气之外还有过滤器、干燥器等设备的堵塞。因为压缩空气中混入有大气中的微粒、从空气压缩机带来的油分、管道内产生的锈等，所以出于除去这些混入成分之目的，在管网内设置有过滤器。在过滤器内部，随着时间的经过，因混入成分的附着而导致堵塞加重，压力损耗增大。此外，除过滤器之外，出于除去压缩空气中的水分之目的，还设置有干燥器。在干燥器的内部，用于吸附水分的吸附剂也随时间经过而劣化，导致压力损耗增大。由于压力损耗每增大0.1MPa空气压缩机的耗电增大7％左右，所以为了削减空气压缩机的耗电，掌握过滤器、干燥器等设备的堵塞状态是非常重要的。然而，在专利文献1公开的技术中，存在无法掌握设备堵塞状态的问题。

此外，如上所述，漏气的发生大多因空气管道的劣化而产生，设备堵塞大多因设备的老化而产生。在起因于空气管道、设备的老化的情况下，漏气的产生和设备堵塞会随着时间经过而逐渐加重，因此在合适的时机对老化加重的空气管道、设备进行维修或更换是非常重要的。然而，在专利文献1公开的技术中，也存在无法掌握空气管道、设备的老化的进展状况的问题。虽然利用现有技术(例如超声波厚度计等非破坏性检验装置)也能够诊断空气管道、设备的老化的进展状况，但在以整个管网作为对象时，存在诊断空气管道、设备的老化需要长时间的问题。

本发明鉴于以上问题而提出，其目的在于提供一种管网诊断装置，其不需要使用者输入漏气位置的候选，并且针对大规模管网也能够以较短的计算时间掌握管网内的漏气位置和设备堵塞状态。此外，本发明的目的还在于提供一种管网诊断装置，能够掌握空气管道、设备的老化的进展状况，判断空气管道、设备的维修或更换时机。

解决问题的技术手段

为实现上述目的，本发明提供一种管网诊断装置，其特征在于，包括：从设于管网内的压力计获取压力测量值的测量值获取部；存储压力测量值的测量值存储部；管网分割部，以管网为对象，在空气压缩机、终端设备和设于管网内的管道线路的中途的压力计的设置位置上，将管网分割成由其部分区域构成的子网络；子网络模型生成部，对每个子网络生成子网络模型，该子网络模型由用于计算子网络内的空气的流动的数据所构成；存储子网络模型的子网络模型存储部；压力/流量计算部，根据压力测量值和子网络模型，以共用子网络为对象，并以共用子网络的端部处的压力测量值作为计算条件来计算共用子网络内的空气的流动，输出压力测量点处的压力计算值，其中，共用子网络是由如下两个子网络构成的部分区域，该两个子网络共用设于管网内的管道线路的中途的压力计；存储压力计算值的计算值存储部；漏气/设备堵塞区域判断部，以共用子网络内的两个子网络所共用的压力测量点即共用压力测量点为对象，比较共用压力测量点处的压力测量值与压力计算值，对每个子网络判断有无漏气和设备堵塞，并输出判断结果；和漏气/设备堵塞区域显示部，其包括显示装置，使用判断结果将判断为发生漏气和发生设备堵塞的子网络显示在显示装置上。

为实现上述目的，本发明提供一种管网诊断装置，其特征在于，包括：从设于管网内的压力计获取压力测量值的测量值获取部；测量值获取时机判断部，判断当前时刻是否与测量值获取时机一致，在一致的情况下对测量值获取部输出测量值获取指令；存储压力测量值的测量值存储部；管网分割部，以管网为对象，在空气压缩机、终端设备和设于管网内的管道线路的中途的压力计的设置位置上，将管网分割为子网络；对每个子网络生成子网络模型的子网络模型生成部；存储子网络模型的子网络模型存储部；压力/流量计算部，根据压力测量值和子网络模型，以共用子网络为对象，并以共用子网络的端部处的压力测量值作为计算条件来计算共用子网络内的空气的流动，输出压力测量点处的压力计算值；存储压力计算值的计算值存储部；测量值计算值比较部，对每个子网络，针对子网络中所含的共用压力测量点，从压力测量值减去压力计算值，并且从压力测量值减去压力计算值，输出相减结果；存储比较结果历史的测量值计算值比较结果历史存储部，该比较结果历史是由子网络、子网络中所含的共用压力测量点、获取到压力测量值的时刻和相减结果关联而构成的数据；漏气/设备堵塞发展程度推算部，基于比较结果历史，对每个子网络推算漏气和设备堵塞的发展程度，输出发展程度推算结果；漏气/设备堵塞发展程度显示部，其包括显示装置，使用发展程度推算结果对每个子网络将漏气和设备堵塞的发展程度显示在显示装置上；和诊断结束判断部，其包括输入装置，在从输入装置输入了诊断结束命令的情况下结束管网诊断的处理。

发明效果

根据本发明，不需要使用者输入漏气位置的候选，并且针对大规模管网也能够以较短的计算时间掌握管网内的漏气位置和设备堵塞状态。此外，能够掌握空气管道、设备的老化的进展状况，判断空气管道、设备的维修或更换时机

附图说明

图1是本发明第一实施方式的管网诊断装置的概要结构图。

图2是本发明第一实施方式的管网的系统图。

图3是本发明第一实施方式的子网络分割的系统图。

图4的(a)、(b)、(c)是本发明第一实施方式的计算对象的共用子网络、构成共用子网络的子网络、作为计算条件使用的压力测量点、共用压力测量点的关系图。

图5是本发明第一实施方式的管网诊断的处理步骤流程。

图6是本发明第一实施方式中针对判断为发生漏气/设备堵塞的子网络在显示装置上显示的图。

图7是本发明第一实施方式中的漏气/设备堵塞区域判断过程的处理的详细流程。

图8的(a)、(b)、(c)是本发明第一实施方式中发生漏气的情况下管网内的流量变化、压力变化图。

图9是本发明第一实施方式中，在发生漏气的情况下判断漏气/设备堵塞区域的图。

图10的(a)、(b)是本发明第一实施方式中存在设备堵塞的情况下管网内的流量变化、压力变化图。

图11是本发明第一实施方式中，在存在设备堵塞的情况下判断漏气/设备堵塞区域的图。

图12是本发明第二实施方式的管网诊断装置的概要结构图。

图13是本发明第二实施方式的比较结果历史的数据结构图。

图14是本发明第二实施方式的管网诊断的处理步骤流程。

图15是本发明第二实施方式中显示漏气发生和设备堵塞的发展程度的图。

具体实施方式

以下利用附图对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

图1是本发明第一实施方式的管网诊断装置的概要结构图。

图1所示的管网诊断装置包括测量值获取部1、测量值存储部2、管网分割部3、子网络模型生成部4、子网络模型存储部5、压力/流量计算部6、计算值存储部7、漏气/设备堵塞区域判断部8和漏气/设备堵塞区域显示部9。

测量值获取部1从设置在管网内的压力计获取压力测量值101。

测量值存储部2由存储器或硬盘构成，保存由测量值获取部1获取到的压力测量值101。

管网分割部3在空气压缩机、终端设备以及设于管网内的管道线路中途的压力计的设置位置上，将管网分割成子网络。在此，子网络是以压力计设置位置为端部的部分管网区域。管网的任意区域必然属于某一子网络。

利用图2、图3说明将管网分割成子网络的具体例子。图2是管网的具体例子。该管网由空气压缩机51、终端设备52、53、过滤器54、歧管55、弯管56、管道57～61构成。压缩空气由空气压缩机51压缩，经过滤器54、歧管55、弯管56、管道57～61供给到终端设备52、53、此外，在该管网中设有压力计62～66。

对于图2的管网，通过管网分割部3在压力计62～66的设置位置上分割成图3所示的三个子网络67～69。子网络67是以压力计62、65、66为端部的部分管网区域。同样地，子网络68是以压力计63、65为端部的，子网络69是以压力计64、66为端部的部分管网区域。

子网络模型生成部4对从管网分割部3输出的每个子网络生成子网络模型102。子网络模型102中设定了用于计算子网络内的空气流动所需的数据。具体而言指的是，定义构成子网络的设备间的连接关系的数据，和定义设备属性(例如对于管道而言为管道长度、管道口径)的数据。

子网络模型存储部5由存储器或硬盘构成，保存由子网络模型生成部4生成的子网络模型102。

压力/流量计算部6根据压力测量值101、子网络模型102计算管网的部分区域内的空气的流动，并输出压力测量点处的压力计算值103。作为压力/流量计算部6的计算对象的部分区域，是共用设置在管网内的管道线路中途的压力计的两个子网络，以该部分区域的端部的压力测量值101作为计算条件(边界条件)来计算空气流动。以后，将该部分区域称为共用子网络，将部分区域内的两个子网络共用的压力测量点称为共用压力测量点。

图4是针对图2、图3所示的管网、子网络，表示作为计算对象的共用子网络、构成共用子网络的子网络、作为计算条件使用的压力测量点、共用压力测量点的关系的图。如图4的(a)、图4的(c)所示，共用子网络70由子网络67、子网络68构成，作为计算条件使用压力计62、63、66的压力测量值101。此外，压力计65为共用压力测量点。同样地，如图4的(b)、图4的(c)所示，共用子网络71由子网络67、子网络69构成，作为计算条件使用压力计62、64、65的压力测量值101，压力计66为共用压力测量点。

计算值存储部7由存储器或硬盘构成，保存压力/流量计算部6输出的压力计算值103。

漏气/设备堵塞区域判断部8对共用压力测量点处的压力测量值101与压力计算值103进行比较，对每个子网络判断有无漏气发生和设备堵塞，并输出判断结果104。针对漏气和设备堵塞的有无的判断，利用图7～图11后述。

在判断结果104中，对于各子网络设定了“有漏气发生”、“有设备堵塞”、“无漏气/设备堵塞”中的任一属性。判断结果104例如为如下所述的数据结构。

子网络1：有设备漏气发生

子网络2：有设备堵塞

……

子网络n：无漏气/设备堵塞

漏气/设备堵塞区域显示部9包括显示装置(显示屏)，利用漏气/设备堵塞区域判断部8输出的判断结果104，将判断为发生了漏气和发生了设备堵塞的子网络显示在显示装置上。

以上为管网诊断装置的结构。接着，针对管网诊断装置中的处理内容详细地进行说明。图5表示本发明第一实施方式的管网诊断的处理步骤。

作为步骤S1(测量值获取过程)，测量值获取部1通过设于管网内的压力计获取压力计测量值101。压力计测量值101通过测量值存储部2保存在存储器或硬盘中。

作为步骤S2(管网分割过程)，管网分割部3在空气压缩机、终端设备和设于管网内的管道线路中途的压力计的设置位置，将管网分割成子网络。

作为步骤3(子网络模型生成过程)，子网络模型生成部4对步骤2中由管网分割部3输出的每个子网络生成子网络模型102。子网络模型102通过子网络模型存储部5保存在存储器或硬盘中。

作为步骤4(压力/流量计算过程)，压力/流量计算部6根据压力测量值101、子网络模型102来计算共用子网络内的空气流动，并输出压力测量点处的压力计算值103。压力计算值103通过计算值存储部7保存在存储器或硬盘中。

作为步骤S5(漏气/设备堵塞区域判断过程)，漏气/设备堵塞区域判断部8对共用压力测量点处的压力测量值101与压力计算值103进行比较，对每个子网络判断有无漏气发生和设备堵塞，并输出判断结果104。针对步骤S5的处理细节，利用图7后述。

作为步骤S6(漏气/设备堵塞区域显示过程)，漏气/设备堵塞区域显示部9利用判断结果104将判断为有漏气发生和有设备堵塞的子网络显示在显示装置上。图6表示以图2所示的管网为对象，在判断为图3的子网络68中有漏气发生的情况下的显示例。显示画面上侧显示了针对子网络67～69的网络模型，突出显示了其中判断为有漏气发生的子网络68。在显示画面下侧，作为漏气发生区域显示了构成子网络68的空气管道、设备。除了图6所示的显示例之外，也可仅显示图6中的显示画面上侧或显示画面下侧。

接着，针对步骤S5(漏气/设备堵塞区域判断过程)的处理细节，利用图7进行说明。步骤S5包含步骤S51～步骤S57这7个处理过程。

作为步骤S51(判断对象子网络设定过程)，设定要进行漏气和设备堵塞的判断的子网络。以后，将该子网络称为判断对象子网络。

作为步骤S52(漏气发生判断过程)，漏气/设备堵塞区域判断部8针对判断对象子网络中所含的所有共用压力测量点，从压力计算值103中减去压力测量值101，判断该相减值是否比阈值105大。如果判断结果为“是”，则进入步骤S53(有漏气设定过程)，“否”的情况下进入步骤S54(设备堵塞判断过程)。关于阈值105，其基于压力计的测量精度设定为测量精度之数倍的值。

作为步骤S53(有漏气设定过程)，将判断对象子网络的判断结果104的属性值设定为“有漏气”。

作为步骤S54(设备堵塞判断过程)，漏气/设备堵塞区域判断部8针对判断对象子网络中所含的所有共用压力测量点，从压力测量值101中减去压力计算值103，判断该相减值是否比阈值105大。如果判断结果为“是”，则进入步骤S55(有设备堵塞设定过程)，“否”的情况下进入步骤S56(无漏气/设备堵塞判断过程)。

作为步骤S55(有设备堵塞设定过程)，将判断对象子网络的判断结果104的属性值设定为“有设备堵塞”。

作为步骤S56(无漏气/设备堵塞设定过程)，将判断对象子网络的判断结果104的属性值设定为“无漏气/设备堵塞”。

作为步骤S57(子网络判断完成确认过程)，漏气/设备堵塞区域判断部8对管网中所含的所有子网络，确认是否已完成漏气和设备堵塞的判断。如果确认结果为“否”，则返回步骤S51，如果为“是”，则进入图5所示的步骤S6(漏气/设备堵塞区域显示过程)。

以上是与步骤S5的处理细节相关的说明。接着，利用图8、图9对发生漏气情况下的步骤S51～步骤S57的处理过程的具体例子进行说明。如图8的(a)所示，针对图2所示的管网考虑管道59内部部位72处发生漏气的情况。图8的(b)是表示由空气压缩机51压缩后的压缩空气经管道57、歧管55、管道58、过滤器54、管道59到达终端设备52的流量变化的图，图8的(c)是表示压力变化的图。实线表示以图4中的共用子网络70作为计算对象而由压力/流量计算部6得到的计算值，虚线表示测量值。其中，L1为压缩机51出口，L2为歧管55出口，L3为过滤器54，L4为部位72，L5为终端设备52入口。

在实际的管网中，由于共用子网络70内发生了漏气，但压力/流量计算部6是按不发生漏气的条件计算的，因此计算值与测量值产生差异。以下针对该差异进行说明。

流量计算值按图8的(b)中的实线变化。L1～L2的流量为G1。由于在歧管55处，部分压缩空气流入管道60，因此L2～L4的流量相比G1减小，变成G2。压力/流量计算部6按部位72不发生漏气的条件进行计算，因此L4～L5的流量为与L2～L4同量的G2。另一方面，流量测量值按照图8的(b)中的虚线发生变化。由于部位72处发生漏气，因此L1～L2的流量变成比G1多的G3。在歧管55处，由于部分压缩空气流向管道60，因此L2～L4的流量相比G3减小，变成G4。进一步地，由于部位72处发生漏气，因此L4～L5的流量相比G4减小，变成G5。

管道内流通的空气的压力大致按一定变化率减小，该变化率遵循与流量平方成比例的特性，压力计算值按照图8的(c)中的实线变化。L1～L2中压力按变化率A1减小，L2～L5中按变化率A2减小。此外，由于过滤器54中产生的压损，L3处存在压力的减小。另一方面，压力测量值按照图8的(c)中的虚线变化。L1～L2中压力按变化率A3减小，L2～L4中压力按变化率A4减小，L4～L5中压力按变化率A5减小。此外，由于过滤器54中产生的压损，L3处存在压力的减小。在此，由于流量具有G3＞G1＞G4＞G2＞G5的关系，因此压力变化率为A3＞A1＞A4＞A2＞A5的关系。其结果是，在压力计65的设置点(L2)，压力计算值103为比压力测量值101大的值。

另一方面，图4中的共用子网络71内由于没有发生漏气，因此以共用子网络71作为计算对象，压力/流量计算部6得到的计算值与测量值不产生差异。其结果是，在压力计66的设置点，压力计算值103与压力测量值101为相同的值。

利用图9说明以图8(a)所示的管网作为对象，基于步骤S51～步骤S57的处理过程对漏气/设备堵塞区域进行判断的例子。图9中，针对各子网络，表示子网络中所含的共用压力测量点、共用压力测量点处的压力计算值103与压力测量值101的关系以及判断结果。作为共用压力测量点，子网络67包含压力计65和压力计66。如上所述，压力计65处的压力计算值-压力测量值＞阈值，压力计66处的压力计算值-压力测量值≤阈值，并且压力测量值-压力计算值≤阈值。其结果是，步骤S52的判断结果为“否”，并且接下来的步骤S54的判断结果也为“否”，因此在步骤S56中，针对子网络67的判断结果104的属性值被设定为“无漏气/设备堵塞”。其次，作为共用压力测量点，子网络68包含压力计65。由于针对子网络68的步骤S52的判断结果为“是”，因此在步骤S53中，针对子网络68的判断结果104的属性值被设定为“有漏气发生”。然后，作为共用压力测量点，子网络69包含压力计66。由于针对子网络69的步骤S52的判断结果为“否”，并且接下来的步骤S54的判断结果也为“否”，因此在步骤S56中，针对子网络69的判断结果104的属性值被设定为“无漏气/设备堵塞”。

以上是发生漏气的情况下的步骤S51～步骤S57的处理过程的具体例子。接着，利用图10、图11，对有设备堵塞的情况下的步骤S51～步骤S57的处理过程的具体例子进行说明。针对图2所示的管网，考虑过滤器54发生堵塞的情况。图10的(a)是表示由空气压缩机51压缩后的压缩空气经管道57、歧管55、管道58、过滤器54、管道59到达终端设备52的流量变化的图，图10的(b)是表示压力变化的图。实线表示以图4中的共用子网络70作为计算对象，由压力/流量计算部6得到的计算值，虚线表示测量值。

在实际的管网中，由于共用子网络70内的过滤器54发生堵塞，而压力/流量计算部6是按没有发生堵塞的条件计算的，因此计算值与测量值产生差异。以下针对该差异进行说明。

流量计算值按图10的(a)中的实线变化。L1～L2的流量为G1。由于在歧管55处，部分压缩空气流入管道60，因此L2～L4的流量相比G1减小，变成G2。另一方面，流量测量值按图10的(a)中的虚线发生变化。由于过滤器54的堵塞，过滤器54处的压损增大，因此L1～L2的流量变成比G1小的G3。在歧管55处，由于部分压缩空气流向管道60，因此L2～L5的流量相比G3减小，变成G4。

压力计算值按照图10的(b)中的实线变化。L1～L2中压力按变化率A1减小，L2～L5中按变化率A2减小。此外，由于过滤器54中产生的压损，L3处存在压力减小。另一方面，压力测量值按照图10的(b)中的虚线变化。L1～L2中压力按变化率A3减小，L2～L5中压力按变化率A4减小。此外，由于过滤器54中产生的压损，L3处存在压力减小。并且，过滤器54处的压力减小幅度的测量值比计算值大。在此，由于流量具有G1＞G3＞G2＞G4的关系，因此压力变化率为A1＞A3＞A2＞A4的关系。其结果是，在压力计65的设置点(L2)，压力计算值103为比压力测量值101小的值。

另一方面，图4中的共用子网络71内由于没有设备堵塞，因此以共用子网络71作为计算对象，压力/流量计算部6得到的计算值与测量值不产生差异。其结果是，在压力计66的设置点，压力计算值103与压力测量值101为相同的值。

利用图11说明以图2所示的管网中的过滤器54发生堵塞的情况作为对象，基于步骤S51～步骤S57的处理过程对漏气/设备堵塞区域进行判断的例子。图11中，针对各子网络，表示子网络中所含的共用压力测量点、共用压力测量点上的压力测量值101与压力计算值103的关系以及判断结果。作为共用压力测量点，子网络67包含压力计65和压力计66。如上所述，压力计65处的压力测量值-压力计算值＞阈值，压力计66处的压力计算值-压力测量值≤阈值，并且压力测量值-压力计算值≤阈值。其结果是，由于步骤S52的判断结果为“否”，并且接下来的步骤S54的判断结果也为“否”，因此在步骤S56中，针对子网络67的判断结果104的属性值被设定为“无漏气/设备堵塞”。其次，作为共用压力测量点，子网络68包含压力计65。由于针对子网络68的步骤S52的判断结果为“否”，而接下来的步骤S54的判断结果为“是”，因此在步骤S55中，针对子网络68的判断结果104的属性值被设定为“有设备堵塞”。然后，作为共用压力测量点，子网络69包含压力计66。由于针对子网络69的步骤S52的判断结果为“否”，并且接下来的步骤S54的判断结果也为“否”，因此在步骤S56中，针对子网络69的判断结果104的属性值被设定为“无漏气/设备堵塞”。

以上是发生设备堵塞的情况下的步骤S51～步骤S57的处理过程的具体例子。

在本实施方式中，按照图5所示的管网诊断的处理步骤来判断管网中的漏气/设备堵塞区域。不需要由使用者输入漏气位置的候选的处理，使用者不需要事先掌握作为对象的管网设备的老化状况、可能产生间隙的位置等。

此外，在本实施方式中，按照图7所示的漏气/设备堵塞区域判断处理步骤，通过比较共用压力测量点处的压力测量值与压力计算值来判断漏气/设备堵塞区域。由于不需要基于收敛计算来求解最优化问题，因此即使在以大规模管网为对象的情况下，也能够在较短的计算时间内判断漏气/设备堵塞区域。

进一步地，在专利文献1公开的技术中存在无法掌握设备堵塞状态的问题，而本实施方式中能够判断设备堵塞区域。

如上所述，在本实施方式中，无需由使用者输入漏气位置的候选，并且对于大规模的管网也能够在较短的计算时间内掌握管网内的漏气位置和设备堵塞状态。

实施例2

图12是本发明第二实施方式的管网诊断装置的概要结构图。针对与第一实施方式相同的部分，在该图中标注与已有附图相同的标记并省略说明。

本实施方式与第一实施方式不同的点如下，保存共用压力测量点处的压力测量值101与压力计算值103的比较结果的历史，基于上述历史来推算伴随时间经过的管网内的漏气和设备堵塞的进展状况，从而掌握空气管道、设备的老化的进展状况。具体地，本实施方式的管网诊断装置中，代替漏气/设备堵塞区域判断部8、漏气/设备堵塞区域显示部9，包括测量值获取时机判断部10、测量值计算值比较部11、测量值计算值比较结果历史存储部12、漏气/设备堵塞发展程度推算部13、漏气/设备堵塞发展程度显示部14和诊断结束判断部15。

测量值获取时机判断部10判断当前时刻是否与预先设定的测量值获取时机一致，在一致的情况下向测量值获取部1输出测量值获取指令。测量值获取时机被设定为为了判断漏气/设备堵塞发展程度所需的时间间隔。例如，以空气压缩机工作的时间段作为对象，设定“每天上午11点和下午3点获取测量值”这样的值。

测量值计算值比较部11按每个子网络针对子网络中所含的共用压力测量点，计算从压力测量值101减去压力计算值103的相减结果107和从压力计算值103减去压力测量值101的相减结果108并将它们输出。若令压力测量值101为PM，令压力计算值103为PA，则相减结果107ΔP1、相减结果108ΔP2通过以下公式计算。

ΔP1＝Max(PM-PA，0)……(式1)

ΔP2＝Max(PA-PM，0)……(式2)

测量值计算值比较结果历史存储部12由存储器或硬盘构成，基于测量值计算值比较部11输出的相减结果107、相减结果108，保存比较结果历史105。比较结果历史105例如为图13所示的数据结构，由子网络、共用压力测量点、测量时刻、相减结果关联起来而构成。

共用压力测量点是表示子网络中所含的共用压力测量点的数据。

测量时刻是表示获取到压力测量值101的时刻的数据。

相减结果是表示测量时刻下的相减结果107、相减结果108的数据。

漏气/设备堵塞发展程度推算部13基于比较结果历史105，按每个子网络推算漏气/设备堵塞的发展程度，输出发展程度推算结果106。若令子网络中所含的共用压力测量点数目为N，令第i个共用压力测量点的相减结果107为ΔP1_i，令漏气发生允许值为EP1，则漏气发展程度W1由以下公式计算。

W1＝Max(ΔP1_1，ΔP1_2，……，ΔP1_N)/EP1×100……(式3)

在此，漏气发生允许值EP1是这样一种值，其基于因老化导致要对空气管道进行维修、更换的时机而确定，以压力为单位。如果使EP1减小，则空气管道维修、更换的时机提前，如果增大，则时机延迟。

同样地，若令共用压力测量点的相减结果108为ΔP2_i，令设备堵塞允许值为EP2，则设备堵塞发展程度W2由以下公式计算。

W2＝Max(ΔP2_1，ΔP2_2，……，ΔP2_N)/EP2×100……(式4)

在此，设备堵塞允许值EP2是这样一种值，其基于因老化导致要对设备进行维修、更换的时机而确定，以压力为单位。如果使EP2减小，则设备维修、更换的时机提前，如果增大，则时刻延迟。

发展程度推算结果106针对各子网络设定漏气发生和设备堵塞的发展程度。发展程度推算结果106例如为如下所示的数据结构。

子网络1

测量时刻＝XX1，漏气发展程度＝0％，设备堵塞发展程度＝1％

测量时刻＝XX2，漏气发展程度＝0％，设备堵塞发展程度＝1％

……

测量时刻＝XXm，漏气发展程度＝6％，设备堵塞发展程度＝38％

子网络2

测量时刻＝XX1，漏气发展程度＝0％，设备堵塞发展程度＝0％

测量时刻＝XX2，漏气发展程度＝0％，设备堵塞发展程度＝0％

……

测量时刻＝XXm，漏气发展程度＝2％，设备堵塞发展程度＝5％

……

子网络n

测量时刻＝XX1，漏气发展程度＝0％，设备堵塞发展程度＝2％

测量时刻＝XX2，漏气发展程度＝1％，设备堵塞发展程度＝3％

……

测量时刻＝XXm，漏气发展程度＝12％，设备堵塞发展程度＝45％

漏气/设备堵塞发展程度显示部14包括显示装置(显示屏)，利用漏气/设备堵塞发展程度推算部13输出的发展程度推算结果106，对每个子网络将漏气/设备堵塞的发展程度显示在显示装置上。

诊断结束判断部15包括输入装置(键盘、鼠标等)，在通过输入装置输入了诊断结束命令的情况下，结束管网诊断的处理。

以上是本实施方式与第一实施方式的不同点，其它方面与第一实施方式相同。接着，对管网诊断装置中的处理内容详细地进行说明。图14表示本发明第二实施方式的管网诊断的处理步骤。对于与第一实施方式相同的部分，在该图中标注与已有附图相同的标记并省略说明。

本实施方式的处理步骤与第一实施方式的处理步骤的不同点为，代替步骤S5、步骤S6的过程，包含步骤S7～步骤S11的处理过程。

作为步骤S7(测量值获取时机判断过程)，测量值获取时机判断部10判断当前时刻是否与预先设定的测量值获取时机一致。如果判断结果为“是”，则进入步骤S1(测量值获取过程)，如果为“否”，则继续步骤S7的处理。

作为步骤S8(测量值计算值比较过程)，测量值计算值比较部11按每个子网络针对子网络中所含的共用压力测量点，从压力测量值101减去压力计算值103并且从压力测量值103减去压力计算值101，输出相减结果107、108。相减结果107、108通过测量值计算值比较结果历史存储部12作为比较结果历史105保存在存储器或硬盘中。

作为步骤S9(漏气/设备堵塞发展程度推算过程)，漏气/设备堵塞发展程度推算部13基于比较结果历史105，对每个子网络判断漏气/设备堵塞发展程度，并输出发展程度推算结果106。

作为步骤S10(漏气/设备堵塞发展程度显示过程)，漏气/设备堵塞发展程度显示部14利用发展程度推算结果，按每个子网络将漏气发生和设备堵塞的发展程度显示在显示装置上。图15表示以图2所示的管网为对象，针对图3中每个子网络67～69显示漏气发生和设备堵塞的发展程度的例子。针对每个子网络，用曲线显示了漏气发展程度(实线)和设备堵塞发展程度(虚线)的时间推移。当发展程度达到100％时，其曲线被强调显示。使用者能够对发展程度达到100％的子网络中包含的空气管道、设备进行维修、更换，或者通过现有技术(例如超声波厚度计等非破坏性检验装置)仅以上述空气管道、设备为对象来详细地诊断老化的进展状况。

作为步骤S11(诊断结束判断过程)，诊断结束判断部15判断是否通过输入装置输入了诊断结束命令。如果判断结果为“否”，则进入步骤S7(测量值获取时机判断过程)，如果为“是”则结束处理。

以上是本实施方式的处理步骤与第一实施方式的不同点，其它方向与第一实施方式的处理步骤相同。

如上所述，本实施方式除了第一实施方式所获得的各效果之外，通过推算管网内随时间经过的漏气发生和设备堵塞的进展状况，能够掌握空气管道、设备的老化进展状况，判断空气管道、设备的维修或更换时机。

本发明的上述实施方式中，针对管网内流动的流体为经空气压缩机压缩后的压缩空气的方式进行了说明，但本发明并不限定于此，可为蒸汽、水、空调用空气、液压用油等在管网内流动的方式。

附图标记说明

1……测量值获取部

2……测量值存储部

3……管网分割部

4……子网络模型生成部

5……子网络模型存储部

6……压力/流量计算部

7……计算值存储部

8……漏气/设备堵塞区域判断部

9……漏气/设备堵塞区域显示部

10……测量值获取时机判断部

11……测量值计算值比较部

12……测量值计算值比较结果历史存储部

13……漏气/设备堵塞发展程度推算部

14……漏气/设备堵塞发展程度显示部

15……诊断结束判断部

51……空气压缩机

52、53……终端设备

54……过滤器

55……歧管

56……弯管

57～61……管道

62～66……压力计

67～69……子网络

70、71……共用子网络

101……压力测量值

102……子网络模型

103……压力计算值

104……判断结果

105……比较结果历史

106……发展程度推算结果

107……压力测量值减去压力计算值的相减结果

108……压力计算值减去压力测量值的相减结果

Claims (3)

1.一种管网诊断装置，其特征在于，包括：

从设于管网内的压力计获取压力测量值的测量值获取部；

存储所述压力测量值的测量值存储部；

管网分割部，以所述管网为对象，在流体供给设备、流体消耗设备和设于所述管网内的管道线路的中途的所述压力计的设置位置上，将所述管网分割成由其部分区域构成的子网络；

子网络模型生成部，对每个所述子网络生成子网络模型，该子网络模型由用于计算所述子网络内的流体的流动的数据所构成；

存储所述子网络模型的子网络模型存储部；

压力/流量计算部，根据所述压力测量值和所述子网络模型，以共用子网络为对象，并以所述共用子网络的端部处的所述压力测量值作为计算条件来计算所述共用子网络内的流体的流动，输出压力测量点处的压力计算值，其中，所述共用子网络是由如下两个所述子网络构成的部分区域，该两个所述子网络共用设于所述管网内的管道线路的中途的所述压力计；

存储所述压力计算值的计算值存储部；

流体泄漏/设备堵塞区域判断部，以所述共用子网络内的两个所述子网络所共用的压力测量点即共用压力测量点为对象，比较所述共用压力测量点处的所述压力测量值与所述压力计算值，对每个所述子网络判断有无流体泄漏和设备堵塞，并输出判断结果；和

流体泄漏/设备堵塞区域显示部，其包括显示装置，使用所述判断结果将判断为发生流体泄漏和发生设备堵塞的所述子网络显示在所述显示装置上。

2.如权利要求1所述的管网诊断装置，其特征在于：

在所述流体泄漏/设备堵塞区域判断部对每个所述子网络判断有无流体泄漏和设备堵塞的判断过程中，

在所述子网络中所含的所有所述共用压力测量点处，所述压力计算值减去所述压力测量值得到的相减值比阈值大的情况下，判断为所述子网络中有流体泄漏，

在所述子网络中所含的所有所述共用压力测量点处，所述压力测量值减去所述压力计算值得到的相减值比阈值大的情况下，判断为所述子网络中有设备堵塞，

在所述子网络中所含的任意所述共用压力测量点处，所述压力测量值减去所述压力计算值得到的所述相减值为阈值以下、并且所述压力计算值减去所述压力测量值得到的相减值为阈值以下的情况下，判断为无流体泄漏/设备堵塞。

3.一种管网诊断装置，其特征在于，包括：

从设于管网内的压力计获取压力测量值的测量值获取部；

测量值获取时机判断部，判断当前时刻是否与测量值获取时机一致，在一致的情况下对所述测量值获取部输出测量值获取指令；

存储所述压力测量值的测量值存储部；

管网分割部，以所述管网为对象，在流体供给设备、流体消耗设备和设于所述管网内的管道线路的中途的所述压力计的设置位置上，将所述管网分割为子网络；

对每个所述子网络生成子网络模型的子网络模型生成部；

存储所述子网络模型的子网络模型存储部；

压力/流量计算部，根据所述压力测量值和所述子网络模型，以共用子网络为对象，并以所述共用子网络的端部处的所述压力测量值作为计算条件来计算所述共用子网络内的流体的流动，输出压力测量点处的压力计算值，其中，所述共用子网络是由如下两个所述子网络构成的部分区域，该两个所述子网络共用设于所述管网内的管道线路的中途的所述压力计；

存储所述压力计算值的计算值存储部；

测量值计算值比较部，对每个所述子网络，针对所述共用子网络内的两个所述子网络所共用的压力测量点即共用压力测量点，从所述压力测量值减去所述压力计算值，并且从所述压力测量值减去压力计算值，输出相减结果；

存储比较结果历史的测量值计算值比较结果历史存储部，该比较结果历史是由所述子网络、所述子网络中所含的所述共用压力测量点、获取到所述压力测量值的时刻和所述相减结果关联而构成的数据；

流体泄漏/设备堵塞发展程度推算部，基于所述比较结果历史，对每个所述子网络推算流体泄漏和设备堵塞的发展程度，输出发展程度推算结果；

流体泄漏/设备堵塞发展程度显示部，其包括显示装置，使用所述发展程度推算结果对每个所述子网络将流体泄漏和设备堵塞的发展程度显示在显示装置上；和

诊断结束判断部，其包括输入装置，在从输入装置输入了诊断结束命令的情况下结束管网诊断的处理。

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