JP2008039733A - パラメータ設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応可能とする。
【解決手段】流量算出装置１００に対して、上記パラメータを入力するパラメータ設定装置であって、上記簡易算出モードあるいは上記詳細算出モードのいずれかのモードを設定してモード設定信号出力するモード設定部２３及び上記モード設定信号に基づいて上記パラメータを選別して出力するパラメータ選別部２２を有するパラメータ設定部２１と、上記パラメータ設定部２１から入力される上記パラメータ及び上記モード設定信号に基づくモードフラグを記憶する記憶部４と、該記憶部４に記憶された上記パラメータ及び上記モードフラグを上記流量算出装置１００に入力する通信処理部５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、パラメータ設定装置に関するものであり、特に、流量算出装置に対してパラメータを入力するパラメータ設定装置に関するものである。

流量計の一種に、外部から入力されたパラメータ及び自らが取得した検出値に基づいて流体の質量流量を算出して出力する流量算出装置がある。
このような流量算出装置では、自らが備えるセンサによって、流路に設置された絞り機構等の抵抗体の上流側と下流側との差圧や、流体の温度等が検出値として取り込まれる。一方、上記パラメータは、外部のPersonal Computer等（パラメータ設定装置）から入力されることによって設定される。そして、このようなパラメータは、質量流量（流量）を算出するための演算式に用いられるパラメータである流量パラメータ（例えば、流路径や絞り機構の内径等）と、それ以外のパラメータである汎用パラメータ（例えば、レンジや表示単位等）との二種類のパラメータによって構成されている。

また、流量算出装置においては、簡易的な設定によって簡便に質量流量を算出する簡易算出モードと詳細な設定によって精密に質量流量を算出する詳細算出モードを有しているものがある。このような流量算出装置にパラメータを入力するＰＣ上においては、簡易算出モードにおいて用いられる流量パラメータと、詳細算出モードにおいて用いられる流量パラメータとが、別々のエディタによって設定される。流量算出装置側のメモリ容量と演算処理能力は限られており、両方のモードの流量パラメータ全てを流量算出装置に入力することは難しい。このため、ＰＣの通信処理部が、いずれかのモードが選択されているかを判別し、各エディタにおいて入力された流量パラメータから、選択されたモードに応じた流量パラメータを選別して流量算出装置に入力している。
伊藤章雄、他５名，横河技報 Ｖｏｌ．５０ Ｎｏ．２（２００６），マルチバリアブル伝送器ＥＪＸ９１０

ところで、近年は、システムに設置される複数の計測器（流量計測装置等）と上位の制御システム（ＰＣ等）との間で、メーカを問わず管理及び設定が可能なＦＤＴ（Field Device Tool）／ＤＴＭ（Device Type Manager）技術が提案されている。このようなＦＤＴ／ＤＴＭ技術では、今までメーカごとに異なっていた通信処理部と計測器間の通信規格を規格化することによって、汎用性を持たせている。

ところが、上述のような簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置に流量パラメータを入力する場合には、通信処理部において、いずれかのモードが選択されているかを判別し、モードに応じた流量パラメータを選択的に流量計測装置に入力している。よって、簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置をＦＤＴ／ＤＴＭ技術を用いたシステムに接続した場合には、通信処理部がモードを判別する機能を有さないためにモードに応じた流量パラメータを選択的に流量算出装置に入力することができなくなる。
このため、簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応可能とする技術が要望されている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、外部から入力されるパラメータ及び自らが取得した検出値に基づいて流体の流量を算出して出力し、かつ、上記流量を簡易的に算出する簡易算出モードと上記流量を詳細に算出する詳細算出モードとを有する流量算出装置に対して、上記パラメータを入力するパラメータ設定装置であって、上記簡易算出モードあるいは上記詳細算出モードのいずれかのモードを設定してモード設定信号出力するモード設定部及び上記モード設定信号に基づいて上記パラメータを選別して出力するパラメータ選別部を有するパラメータ設定部と、上記パラメータ設定部から入力される上記パラメータ及び上記モード設定信号に基づくモードフラグを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された上記パラメータ及び上記モードフラグを上記流量算出装置に入力する通信処理部と、を有することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、パラメータ設定部のパラメータ設定部が、モード設定信号及びこのモード設定信号に基づいて選別したパラメータを出力し、この出力結果が記憶部に記憶される。そして、記憶部に記憶されたパラメータ及びモード設定信号が通信処理部を介して流量算出装置に入力される。

また、本発明においては、上記パラメータ設定部が、上記簡易算出モードにて用いられる上記パラメータを設定する簡易パラメータ設定部と、上記詳細算出モードにて用いられる上記パラメータを設定する詳細パラメータ設定部と、を有するという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記パラメータと異なる第２のパラメータを設定して出力する第２パラメータ設定部を備え、上記記憶部が、上記パラメータ設定部から入力される上記パラメータ及び上記モード設定信号、上記第２パラメータ設定部から入力される上記第２のパラメータを記憶し、上記通信処理部が、該記憶部に記憶された上記パラメータ、第２のパラメータ及び上記モードフラグを上記流量算出装置に入力するという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記パラメータが、上記流量を算出するための演算式に用いられるパラメータである流量パラメータであり、上記第２のパラメータが、上記流量を算出するための演算式に用いられないパラメータである汎用パラメータであるという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記流量算出装置から上記通信処理部を介して所定データが取得可能であるという構成を採用することができる。

また、本発明においては、上記流量は質量流量であるという構成を採用することができる。

本発明によれば、パラメータ設定部のパラメータ選別部が、モード設定信号及びこのモード設定信号に基づいて選別したパラメータを出力し、この出力結果が記憶部に記憶される。そして、記憶部に記憶されたパラメータ及びモード設定信号が通信処理部を介して流量算出装置に入力される。このため、通信処理部において、モード判別及びパラメータ選別を行う必要がなくなる。よって、簡易算出モードと詳細算出モードとを有する流量算出装置をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応可能とすることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るパラメータ設定装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能とするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のパラメータ設定装置１と、マルチバリアブル伝送器１００（流量算出装置）とを示す概念図である。パラメータ設定装置１とマルチバリアブル伝送器１００とは、オフライン接続されており、必要に応じて各種データの送受信を行う。

図２は、本実施形態のパラメータ設定装置１の機能構成を示したブロック図である。この図に示すように、本実施形態のパラメータ設定装置１は、流量パラメータ設定部２（パラメータ設定部）と、汎用パラメータ設定部３（第２パラメータ設定部）と、記憶部４と、通信処理部５とを備えている。なお、パラメータ設定装置１は、内部にＣＰＵ（演算装置）と各種プログラム及びデータを格納するメモリを備えている。流量パラメータ設定部２及び汎用パラメータ設定部３は、上記ＣＰＵ及びメモリに格納されたプログラム及びデータによって実現される機能構成である。なお、例えば、パラメータ設定装置１としては、汎用のＰＣ（Personal Computer）を用いることができる。

流量パラメータ設定部２は、流量パラメータ設定エディタ２１と、流量パラメータ読み書き部２２（パラメータ選別部）とによって構成されている。

流量パラメータ設定エディタ２１は、モード設定エディタ２３と、簡易パラメータ設定エディタ２４（簡易パラメータ設定部）と、詳細パラメータ設定エディタ２５（詳細パラメータ設定部）とに分かれている。
モード設定エディタ２３は、マルチバリアブル伝送器１００において簡易的に質量流量を算出する簡易算出モードと、マルチバリアブル伝送器１００において詳細に質量流量を算出する詳細算出モードとのいずれかのモードを設定するものであり、設定されたモードを示すモード設定信号を出力する。
簡易パラメータ設定エディタ２４は、上記簡易算出モードにおいてマルチバリアブル伝送器１００において用いられる流量パラメータを設定するためのものである。
詳細パラメータ設定エディタ２５は、上記詳細算出モードにおいてマルチバリアブル伝送器１００において用いられる流量パラメータを設定するためのものである。

なお、流量パラメータ（パラメータ）とは、マルチバリアブル伝送器１００において流体の質量流量を算出するための演算式（後に説明する式（１）を参照）に用いられる（必要となる）パラメータである。例えば、流量パラメータとしては、流体が流れる配管径や、配管途中に設置された絞り機構の内径等が挙げられる。
また、流量パラメータ及びモードは、例えば、本実施形態のパラメータが備える表示部において、操作者がＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて入力することによって設定される。

流量パラメータ読み書き部２２は、モード設定エディタ２３から入力されるモード設定信号に基づいて、簡易パラメータ設定エディタ２４及び詳細パラメータ設定エディタ２５から読み出した流量パラメータを選別して記憶部４に書き込むものである。また、流量パラメータ読み書き部２２は、モード設定エディタ２３から入力されたモード設定信号に基づいたモードフラグも、記憶部４に書き込む。すなわち、流量パラメータ読み書き部２２は、モード設定信号に基づいて流量パラメータを選別して出力するとともに、モード設定信号も出力する。

汎用パラメータ設定部３は、汎用パラメータ設定エディタ３１と、汎用パラメータ読み書き部３２とによって構成されている。
汎用パラメータ設定エディタ３１は、マルチバリアブル伝送器１００において用いられる汎用パラメータを設定するためのものである。
汎用パラメータ読み書き部３２は、汎用パラメータ設定エディタ３１から読み出した汎用パラメータを記憶部４に書き込む（出力する）ものである。
なお、汎用パラメータ（第２のパラメータ）とは、マルチバリアブル伝送器１００において流体の質量流量を算出するための演算式（後に説明する式（１）を参照）に用いられないパラメータである。例えば、汎用パラメータとしては、レンジや表示単位等が挙げられる。
また、汎用パラメータは、上記流量パラメータ及びモードと同様に、例えば、本実施形態のパラメータが備える表示部において、操作者がＧＵＩを用いて入力することによって設定される。

記憶部４は、流量パラメータ設定部２によって書き込まれた流量パラメータ及びモードフラグと、汎用パラメータ設定部３によって書き込まれた汎用パラメータとを一時的に記憶するものである。

通信処理部５は、マルチバリアブル伝送器１００とオフライン接続されており、記憶部４に記憶された流量パラメータ、汎用パラメータ及びモードフラグを一括してマルチバリアブル伝送器１００にダウンロード（入力）するものである。
また、本実施形態のパラメータ設定装置１においては、通信処理部５を介して、マルチバリアブル伝送器１００から、流量パラメータ、汎用パラメータ及びモードフラグがアップロード（取得）可能とされている。
なお、例えば、通信処理部５は、本実施形態のパラメータ設定装置１が備える表示部において、操作者がＧＵＩを用いてダウンロードあるいはアップロードの指示が入力された場合に、ダウンロード処理あるいはアップロード処理を行う。

図１に戻り、マルチバリアブル伝送器１００は、流体Ｘが流れる配管２００に設置されるものであり、配管２００内に設置されたオリフィス（絞り機構）の上下流の差圧、オリフィスの上流側圧力（静圧）、及び流体の温度を取得するセンサを備えている。
そして、マルチバリアブル伝送器１００は、外部から（パラメータ設定装置１）から入力されるパラメータ（流量パラメータ及び汎用パラメータ）及び自らが上記センサによって取得した検出値に基づいて、配管２００を流れる流体Ｘの質量流量を算出して出力する。

マルチバリアブル伝送器１００は、下式（１）に示す演算式を用いて質量流量を算出している。なお、下式（１）において、Ｑ_ｍは質量流量、Ｃは流出係数、βはベータ比（ｄ／Ｄ）、ｄはオリフィス内径、Ｄは配管内径、εはガス膨張補正係数、ΔＰは差圧、ρ_１は流体密度を示している。

そして、マルチバリアブル伝送器１００は、上記式（１）のパラメータを固定値として扱って質量流量を算出する簡易算出モードと、上記式（１）のパラメータをリアルタイムに演算して質量流量を算出する詳細算出モードとを有している。すなわち、簡易算出モードは簡易的な設定によって簡便に質量流量を算出するモードであり、詳細算出モードは詳細な設定によって精密に質量流量を算出するモードである。
詳細算出モードでは、流出係数（Ｃ）については変動するセンサからの検出値からレイノルズ数補正を行い、ガス膨張補正係数（ε）については気体の断熱膨張による影響の補正を行い、流体密度（ρ_１）については静圧及び温度から密度補正を行う。これによって、誤差が１％以内という高い精度で質量流量の算出が可能となっている。

なお、マルチバリアブル伝送器１００は、流体Ｘの質量流量の他、センサによって取得した差圧、静圧及び温度を出力する。

次に、上述のように構成された本実施形態のパラメータ設定装置１を用いてマルチバリアブル伝送器１００にパラメータを設定する作業手順について、図３〜図６のフローチャートを参照して説明する。

図３のフローチャートに示すように、マルチバリアブル伝送器１００へのパラメータ設定作業は、記憶部４への流量パラメータの書き込み処理（ステップＳ１）と、記憶部４への汎用パラメータの書き込み処理（ステップＳ２）と、流量パラメータ及び汎用パラメータのダウンロード処理（ステップＳ３）とによって行われる。

図４のフローチャートを参照して、記憶部４への流量パラメータ書き込み処理（ステップＳ１）について説明する。
まず、流量パラメータ書き込み部２２は、モード設定エディタ２３から入力されたモード設定信号に基づいてモードフラグを記憶部４に書き込む（ステップＳ１１）。
続いて、流量パラメータ書き込み部２２は、モード設定信号に基づいて、簡易算出モードであるか詳細算出モードであるかを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２の結果、簡易算出モードである場合には、流量パラメータ書き込み部２２は、簡易パラメータ設定エディタ２４及び詳細パラメータ設定エディタ２５において設定された流量パラメータのうち、簡易算出モードに用いられる流量パラメータ（すなわち簡易パラメータ設定エディタ２４において設定された流量パラメータ）を選別して記憶部４に書き込む（ステップＳ１３）。
また、ステップＳ１２の結果、詳細算出モードである場合には、流量パラメータ書き込み部２２は、簡易パラメータ設定エディタ２４及び詳細パラメータ設定エディタ２５において設定された流量パラメータのうち、詳細算出モードに用いられる流量パラメータ（すなわち詳細パラメータ設定エディタ２４において設定された流量パラメータ）を選別して記憶部４に書き込む（ステップＳ１４）。
以上のステップＳ１３あるいはステップＳ１４を行うことによって、記憶部４への流量パラメータ書き込み処理が終了する。

次に、図５のフローチャートに示すように、記憶部４への汎用パラメータ書き込み処理（ステップＳ２）においては、汎用パラメータ書き込み部３２が、汎用パラメータ設定エディタ３１において設定された汎用パラメータを記憶部４に書き込む（ステップＳ２１）。
そして、ステップＳ２１を行うことによって、記憶部４への汎用パラメータ書き込み処理が終了する。

次に、図６のフローチャートに示すように、流量パラメータ及び汎用パラメータのダウンロード処理（ステップＳ３）においては、通信処理部５が、記憶部４に記憶されたモードフラグをマルチバリアブル伝送器１００に入力し（ステップＳ３１）、記憶部４に記憶された流量パラメータをマルチバリアブル伝送器１００に入力し（ステップＳ３２）、記憶部４に記憶された汎用パラメータをマルチバリアブル伝送器１００に入力する（ステップＳ３３）。すなわち、記憶部４に記憶された流量パラメータ、汎用パラメータ及びモードフラグがマルチバリアブル伝送器１００にミラーリングされる。
そして、ステップＳ３１〜ステップＳ３３を行うことによって、流量パラメータ及び汎用パラメータのダウンロード処理が終了する。

そして、以上の工程（ステップＳ１〜ステップＳ３）によって、マルチバリアブル伝送器１００へのパラメータ設定作業が終了する。
なお、マルチバリアブル伝送器１００は、ステップＳ３１において入力されたモードフラグに応じたモードで、ステップＳ３２及びステップＳ３３において入力された流量パラメータ及び汎用パラメータに基づいて配管２００を流れる流体Ｘの質量流量を算出して出力する。

このような本実施形態のパラメータ設定装置１によれば、流量パラメータ設定部２の流量パラメータ書き込み部２２が、モード設定部２３から入力されるモード設定信号に基づいて選別した流量パラメータを記憶部４に書き込む。そして、記憶部４に記憶された流量パラメータが、通信処理部５を介してマルチバリアブル伝送器１００にミラーリングされる。このため、通信処理部５において、モード判別及び流量パラメータの選別を行う必要がない。よって、本実施形態のパラメータ設定装置１によれば、簡易算出モードと詳細算出モードとを有するマルチバリアブル伝送器１００をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応させることが可能となる。

また、本実施形態のパラメータ設定装置１によれば、流量パラメータ設定エディタ２１が、簡易パラメータ設定エディタ２４と詳細パラメータ設定エディタ２５とを有している。このため、簡易算出モードに用いられる流量パラメータと、詳細算出モードに用いられる流量パラメータとを別々のエディタを用いて設定することができるため、操作性が良い。しかしながら、本発明においては、必ずしも、簡易パラメータ設定エディタ２４と詳細パラメータ設定エディタ２５を有している必要はなく、単一のパラメータ設定エディタにおいて、簡易算出モードに用いられる流量パラメータと、詳細算出モードに用いられる流量パラメータとの両方を設定可能な構成としても良い。このような場合であっても、流量パラメータ書き込み部２２が、モード設定部２３から入力されるモード設定信号に基づいて流量パラメータを選別して記憶部４に書き込むため、通信処理部５において、モード判別及び流量パラメータの選別を行う必要がなく、マルチバリアブル伝送器１００をＦＤＴ／ＤＴＭ技術に対応させることが可能となる。

また、本実施形態のパラメータ設定装置１によれば、汎用パラメータを設定して出力する汎用パラメータ設定部３を備えており、この汎用パラメータ設定部３（汎用パラメータ設定エディタ３１）において設定された汎用パラメータが一旦記憶部４に記憶された後に、流量パラメータとともにマルチバリアブル伝送器１００にダウンロードされる。このため、流量パラメータのダウンロード処理と汎用パラメータのダウンロード処理とを一括して行うことが可能となり、操作性が向上する。

また、本実施形態のパラメータ設定装置１によれば、通信処理部５を介して、マルチバリアブル伝送器１００から、流量パラメータ、汎用パラメータ及びモードフラグがアップロード（取得）可能とされている。このため、例えば、マルチバリアブル伝送器１００から、設定された流量パラメータ、汎用パラメータ及びモードフラグをアップロードして、確実に設定されているか否かの確認作業や他の伝送器へのパラメータのコピー等を行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係るパラメータ設定装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明を、質量流量を算出するマルチバリアブル伝送器１００に対して流量パラメータを設定するものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、体積流量を算出する流量算出装置に対してパラメータを設定可能なパラメータ設定装置に適用することもできる。

また、上記マルチバリアブル伝送器１００において用いた演算式（１）は、一例であって、他の演算式を用いても良い。

また、上記実施形態においては、配管２００内に設置される絞り機構としてオリフィスを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、絞り機構としてノズルやベンチュリ管を用いることも可能である。

本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置と、マルチバリアブル伝送器とを示した図である。 本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置の機能構成を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置によるパラメータ設定作業について説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置によるパラメータ設定作業について説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置によるパラメータ設定作業について説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態であるパラメータ設定装置によるパラメータ設定作業について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１……パラメータ設定装置、２……流量パラメータ設定部（パラメータ設定部）、２１……流量パラメータ設定エディタ、２２……流量パラメータ書き込み部（パラメータ選別部）、２３……モード設定エディタ（モード設定部）、２４……簡易パラメータ設定エディタ（簡易パラメータ設定部）、２５……詳細パラメータ設定エディタ（詳細パラメータ設定部）、３……汎用パラメータ設定部（第２パラメータ設定部）、３１……汎用パラメータ設定エディタ、３２……汎用パラメータ書き込み部、４……記憶部、５……通信処理部、１００……マルチバリアブル伝送器（流量算出装置）、２００……配管、Ｘ……流体

Claims (6)

1. 外部から入力されるパラメータ及び自らが取得した検出値に基づいて流体の流量を算出して出力し、かつ、前記流量を簡易的に算出する簡易算出モードと前記流量を詳細に算出する詳細算出モードとを有する流量算出装置に対して、前記パラメータを入力するパラメータ設定装置であって、
   前記簡易算出モードあるいは前記詳細算出モードのいずれかのモードを設定してモード設定信号出力するモード設定部及び前記モード設定信号に基づいて前記パラメータを選別して出力するパラメータ選別部を有するパラメータ設定部と、
   前記パラメータ設定部から入力される前記パラメータ及び前記モード設定信号に基づくモードフラグを記憶する記憶部と、
   該記憶部に記憶された前記パラメータ及び前記モードフラグを前記流量算出装置に入力する通信処理部と、
   を有することを特徴とするパラメータ設定装置。
2. 前記パラメータ設定部は、
   前記簡易算出モードにて用いられる前記パラメータを設定する簡易パラメータ設定部と、
   前記詳細算出モードにて用いられる前記パラメータを設定する詳細パラメータ設定部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のパラメータ設定装置。
3. 前記パラメータと異なる第２のパラメータを設定して出力する第２パラメータ設定部を備え、
   前記記憶部は、前記パラメータ設定部から入力される前記パラメータ及び前記モード設定信号、前記第２パラメータ設定部から入力される前記第２のパラメータを記憶し、
   前記通信処理部は、該記憶部に記憶された前記パラメータ、第２のパラメータ及び前記モードフラグを前記流量算出装置に入力する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のパラメータ設定装置。
4. 前記パラメータが、前記流量を算出するための演算式に用いられるパラメータである流量パラメータであり、
   前記第２のパラメータが、前記流量を算出するための演算式に用いられないパラメータである汎用パラメータである
   ことを特徴とする請求項３に記載のパラメータ設定装置。
5. 前記流量算出装置から前記通信処理部を介して所定データが取得可能であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のパラメータ設定装置。
6. 前記流量は質量流量であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のパラメータ設定装置。
   
   

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