JP2008286603A

JP2008286603A - 測定装置

Info

Publication number: JP2008286603A
Application number: JP2007130812A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yoneyama; 敏昭米山
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-11-27

Abstract

【課題】チャネル番号と関数係数およびチャネルグループと関数係数のそれぞれの間に従属関係が設定された測定装置を実現すること。
【解決手段】複数の測定チャネルよりなるチャネルグループの測定データに対して所定の関数式および所定の係数に基づき関数処理を行うように構成された測定装置において、チャネルグループ番号と各チャネルグループを構成するチャネル番号の対応関係と、チャネルグループごとに割り当てられた関数式および係数が所定のグループチャネルパラメータとして格納されるチャネルグループ情報格納部と、このチャネルグループ情報格納部に格納されているチャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータを読み出して所定の関数式の関数パラメータとして代入するパラメータ代入処理部とを備えたことを特徴とするもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定装置に関し、詳しくは、フィールド事象の測定信号に対して関数演算処理を行う測定装置の改良に関するものである。

複数の測定チャネルの測定信号を測定記録するように構成された記録計の一種に、測定信号に対して関数演算処理を行うように構成されたものがある。

図４は、このような従来の測定装置の一例を示すブロック図である。図４において、入力端子１０１〜１０ｎには、図示しない温度計や圧力計や差圧計などのフィールド機器による測定対象となるフィールド事象ＰＶａ〜ＰＶｎを表わすアナログ測定信号が入力される。これらフィールド事象ＰＶａ〜ＰＶｎを表わすアナログ測定信号は、測定入力部１１１〜１１ｎで適正なＡ／Ｄ変換動作が行える信号レベルに調整されて、次段のＡ／Ｄ変換器１２１〜１２ｎに入力される。

Ａ／Ｄ変換器１２１〜１２ｎの出力データは、演算処理用データとして関数処理部１３に入力される。

関数処理部１３は、設定操作入力部１４により関数式格納部１５から読み出される所定の関数式に基づく関数処理を、関数のパラメータとして指定された測定チャネルの演算処理用データと関数ごとに設定操作入力部１４により設定されて係数格納部１６に格納されている係数データを用いて実行する。関数処理部１３の処理結果データは、関数処理結果格納部１７に格納される。

関数処理結果格納部１７に格納された処理結果データは、設定操作入力部１４から入力される設定にしたがって、表示部１８に出力されて表示され、記録紙出力部１９に出力されて記録紙に記録され、外部格納部２０に出力されて図示しない外部メディアに転送格納され、外部通信部２１を介して図示しない外部装置に送信される。

ＣＰＵ２２は、これら装置を構成する各部の動作を、統括的に制御する。

ところで、このような測定装置では、設定操作入力部１４を介していくつかの測定チャネルを指定してチャネルグループを構成し、チャネルグループに対して関数処理を行うことがある。これらチャネルグループ処理にあたっては、チャネル情報格納部２３にチャネルグループ名と各チャネルグループに属する測定チャネル番号の対応関係を格納する。

関数のパラメータとして、チャネル情報格納部２３に格納されているチャネルグループも指定できる。関数処理部１３は、チャネルグループに属するチャネル番号の測定データと関数ごとに係数格納部１６に格納されている係数データを用い、関数式格納部１５から読み出される所定の関数式に基づく関数処理を実行する。その処理結果は、関数のパラメータとして直接チャネル番号を指定した場合と同様に、関数処理結果格納部１７に格納される。

はじめに、関数でチャネル番号を指定して関数処理する場合の例を示す。
関数式の表現とその展開式は、
F_A(XL,XM,XN)＝KL×[XL]＋KM×[XM]＋KN×[XN] (1)
F _A() ；関数
KL,KM,KN ；関数の係数（関数ごとに決まる値）
XL,XM,XN ；関数に指定されるチャネル番号
[XL],[XM],[XN];各チャネル番号の測定データ
ここで、測定チャネルが測定対象としているフィールド事象をPVa,PVb,PVc,PVd,PVeとする。
(1)式の測定チャネルにPVa,PVb,PVeを代入すると、
FA(PVa,PVb,PVe)＝KL×[PVa]＋KM×[PVb]＋KN×[PVe] (2)
となり、この(2)式の演算結果が関数処理結果格納部１７に格納される。

次に、チャネル番号がチャネルグループを構成し、関数でそのチャネルグループを指定して関数処理する場合の例を示す。
関数式の表現とその展開式は、
G＝{XL，XM，XN} (3)
F_B(G)＝KL_B×[XL]＋KM_B×[XM]＋KN_B×[XN] (4)
G ；XL,XM,XNのチャネルにより構成されるチャネルグループ番号
F_B（）；関数
KL_B,KM_B,KN_B ；関数の係数（関数ごとに決まる値）
XL,XM,XN ；関数に指定されるチャネル番号
[XL],[XM],[XN];各チャネル番号の値(チャネルデータ）
ここで、測定チャネルが測定対象とするフィールド事象をPVa,PVb,PVc,PVd,PVeとし、PVa,PVb,PVeでチャネルグループG_Bを構成するものとすると、
G_B＝{PVa,PVb,PVe}
F_B (G_B)＝KL_B×[PVa]＋KM_B×[PVb]＋KN_B×[PVe] (5)
となる。

このような関数処理の具体例として、被測定流体系統の温度と圧力と差圧の測定データを用いてチャネルグループを構成し、これら測定データを所定の関数式に代入してその被測定流体の流量を演算することが考えられる。１台の測定装置で３０チャネルの測定記録が行える場合には、１０のチャネルグループを構成して１０個所の流量を演算することができる。

特開平０９−３０４１１７号公報

特許文献１には、演算機能を有する記録計の構成が記載されている。

しかし、従来の測定装置における関数処理では、チャネル番号と係数およびチャネルグループと係数のそれぞれの間には従属関係がなかった。

このために、同一の関数式であっても、演算対象となるチャネル番号やチャネルグループを変えた場合には、異なる係数を持つ関数を指定したり、係数を異なる値に変更しなければならず、これら関数の指定や係数の変更に相当の作業工数を費やすことになる。

本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、チャネル番号と関数係数およびチャネルグループと関数係数のそれぞれの間に従属関係が設定された測定装置を実現することにある。

このような課題を達成する請求項１の発明は、
複数の測定チャネルよりなるチャネルグループの測定データに対して所定の関数式および所定の係数に基づき関数処理を行うように構成された測定装置において、
チャネルグループ番号と各チャネルグループを構成するチャネル番号の対応関係と、チャネルグループごとに割り当てられた関数式および係数が所定のグループチャネルパラメータとして格納されるチャネルグループ情報格納部と、
このチャネルグループ情報格納部に格納されているチャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータを読み出して所定の関数式の関数パラメータとして代入するパラメータ代入処理部とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の測定装置において、前記関数処理として、複数のフィールド事象の測定データに基づき、流量を演算することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の測定装置において、前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを測定記録する記録計であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２記載の測定装置において、前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを測定格納表示するペーパーレスレコーダであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１または請求項２記載の測定装置において、前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを収集するデータロガーであることを特徴とする。

これらにより、チャネル番号と関数係数およびチャネルグループと関数係数のそれぞれの間に従属関係が設定される。
したがって、同一の関数式を使う場合には、係数も含めてチャネルが異なるチャネルグループでもそれぞれの関数式を定義する必要はなく、同一の関数に対してチャネルグループ番号だけで管理できる

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の具体例を示すブロック図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、チャネルグループ情報格納部２４には、チャネルグループ番号と各チャネルグループを構成するチャネル番号の対応関係と、チャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータが格納されている。

チャネルグループ情報格納部２４に格納されるチャネルグループデータは、たとえば以下の式で表わすことができる。
G＝{XL，XM、XN, GKL,GKM,GKN } (6)
G；XL,XM,XNのチャネルで構成されるチャネルグループ番号
GKL,GKM,GKN；チャネルグループごとのチャネルグループパラメータ
XL,XM,XN；チャネルグループに属するチャネル番号

パラメータ代入処理部２５は、関数式格納部１５から読み出される所定の関数式の関数パラメータとして、チャネルグループ情報格納部２４に格納されているチャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータを読み出して代入する。

関数処理部１３は、パラメータ代入処理部２５によりチャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータが代入された所定の関数式に基づく関数処理を実行し、その処理結果を関数処理結果格納部１７に格納する。

図１の構成における関数処理動作について説明する。測定チャネルが測定対象とするフィールド事象ＰＶａ〜ＰＶｎを表わすアナログ測定信号は、図３と同様に、測定入力部１１１〜１１ｎで適正なＡ／Ｄ変換動作が行える信号レベルに調整されて、次段のＡ／Ｄ変換器１２１〜１２ｎに入力される。

また、関数処理部１３には、チャネル情報格納部２３からチャネルグループごとのチャネル番号データが読み出されるとともにチャネルグループ情報格納部２４から前述のような（6）式で表わされるチャネルグループパラメータから読み出され、さらに、関数式格納部１５から以下に示す関数式（7）式が読み出される。
F_B(G)＝GKL_B×[XL]＋GKM_B×[XM]＋GKN_B×[XN] (7)
F _B()；関数
KL_B,KM_B,KN_B；関数の係数
[XL],[XM],[XN];各チャネル番号の値(チャネルデータ）

フィールド事象PVa,PVb,PVeでチャネルグループG_Bが構成され、そのチャネルグループパラメータをGKa,GKb,GKeとしてこれを(6)式に代入すると、
G_B＝{ PVa,PVb,PVe, GKa,GKb,GKe } (8)
となる。

このチャネルグループパラメータをパラメータ代入処理部２５により関数の係数として代入すると、
F_B (G_B)＝GKa×[PVa]＋GKb×[PVb]＋GKe×[PVe] (9)
となり、関数処理部１３によりこの計算が実行され、処理結果データは関数処理結果格納部１７に格納される。

次に、フィールド事象PVa,PVg,PVhで構成されるチャネルグループGcに切り替わり、そのチャネルグループパラメータをGKa,GKg,GKhとすると、(6)式は、
Gc＝{ PVa,PVg,PVh, GKa,GKg,GKh } (10)
となる。

このチャネルグループパラメータをパラメータ代入処理部２５により関数の係数として代入すると、
F_B (Gc)＝GKa×[PVa]＋GKg×[PVg]＋GKh×[PVh]・・・(11)
となり、グループが切り替わると(9)式と(11)式で同一の関数F_B ()を使ってもF_B (G_B)とF_B (Gc)は異なる結果となる。

また、チャネルグループは上記G_Bと同一であるがチャネルグループパラメータがG_Bと異なりGKX,GKY,GKZとするグループGeとすると
Ge = { PVa,PVb,PVe, GKX,GKY,GKZ }・・・(12)
となる。これを(7)式に代入すると
F_B (Ge) = GKX×[PVa]＋GKY×[PVb]＋GKZ×[PVe]・・・(13)
となり、F_B (G_B)およびF_B (Gc)とは異なる計算結果となるF_B (Ge)が関数処理結果格納部１７に格納される。

図２は図１の構成における関数処理部１３の関数処理動作の流れを示すフローチャートである。
はじめに、関数式格納部１５から所望の関数処理方法に対応した関数式を読み出す(ＳＰ１）。
次に、関数でチャネルグループ情報格納部２４からチャネルグループを指定するか否かを判断する(ＳＰ２）。

関数でチャネルグループ情報格納部２４からチャネルグループを指定する場合には、チャネルグループに属するチャネル番号を関数処理用チャネル番号として指定する(ＳＰ３）。

続いて、パラメータ代入処理部２５において、チャネルグループ番号からチャネルグループパラメータデータを選択して関数係数として代入する(ＳＰ４）。
さらに、チャネル番号に基づき、該当する測定データを取得する(ＳＰ５）。

そして、関数式格納部１５から読み出された所望の関数処理方法に対応した所定の関数式に基づき、測定データと設定パラメータによる関数処理を実行する(ＳＰ６）。
関数処理結果格納部１７に、関数処理結果を格納する(ＳＰ７）。

関数でチャネルグループ情報格納部２４からチャネルグループを指定しない場合には、関数で指定しているチャネル番号を関数処理用チャネル番号として指定する(ＳＰ８）。
続いて、関数設定パラメータを係数格納部１６から読み出す(ＳＰ９）。
その後は、ステップＳＰ５以降の処理を実行する。

このような構成によれば、ある一つの関数でそのチャネルグループを指定して関数処理するのにあたり、指定するチャネルグループを変更することで、チャネルグループごとに異なる関数処理結果を得ることができる。

また、同一の関数で指定されて同一のチャネルで構成されるチャネルグループであっても、チャネルグループパラメータが異なることで異なる関数処理結果が得られる。

さらに、チャネルグループを変えることで、係数の異なる関数の管理が行える。

図３は本発明に基づき複数系統の流量を測定する場合の実施例を示すブロック図であって、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図３において、たとえば温度や差圧などのフィールド事象PVA1〜PVANを測定して流量を演算するのにあたり、流量がPVA1〜PVANに対するN元M次多項式で演算される場合には次のような関係式が成立するとする。

フィールド事象PVA1〜PVANを図３に示すようにチャネルグループGAにまとめると、このグループでは関数式(14)の係数をチャネルグループパラメータKA11,KA12,・・・,KAMNとして持つことになる。（14）式を書き換えると（15）式のようになる。

図３の他のチャネルグループGB〜GLも（14）式と同一の関数式になるが、異なるチャネルと異なる関数の係数を取るものとして式で表すとそれぞれ（16）式となる。

ここでチャネルグループは（17）式となる。

このように同一の関数式を使う複数のチャネルグループに対して、チャネルグループを変えるだけで関数式を新たに用意することなく関数処理が行える。

そして、同一の関数式ではあるものの異なるフィールド事象と異なる関数の係数となる処理に対しては、チャネルグループGA,GB,GLなどの番号を管理するだけでよい。

なお上記実施例では測定装置が記録紙上に測定信号の変化を記録するように構成された記録計の例について説明したが、これに限るものではなく、データロガーやペーパーレスレコーダにも適用できるものである。

以上説明したように、本発明によれば、同一の関数式を使うものの関数の係数が異なるチャネルグループでも同一の関数を使って関数処理でき、同一の関数式を使うなら係数も含めてチャネルが異なるチャネルグループでもそれぞれの関数式を定義するのではなく、同一の関数に対してチャネルグループ番号だけで管理できる測定装置が実現できる。

本発明の具体例を示すブロック図である。図１の動作の流れを説明するフローチャートである。本発明の他の具体例を示すブロック図である。従来の測定装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１０１〜１０ｎ入力端子
１１１〜１１ｎ測定入力部
１２１〜１２ｎＡ／Ｄ変換器
１３関数処理部
１４設定操作入力部
１５関数式格納部
１６係数格納部
１７関数処理結果格納部
１８表示部
１９記録紙出力部
２０外部格納部
２１外部通信部
２２ＣＰＵ
２３チャネル情報格納部
２４チャネルグループ情報格納部
２５パラメータ代入処理部

Claims

複数の測定チャネルよりなるチャネルグループの測定データに対して所定の関数式および所定の係数に基づき関数処理を行うように構成された測定装置において、
チャネルグループ番号と各チャネルグループを構成するチャネル番号の対応関係と、チャネルグループごとに割り当てられた関数式および係数が所定のグループチャネルパラメータとして格納されるチャネルグループ情報格納部と、
このチャネルグループ情報格納部に格納されているチャネルグループごとに割り当てられた所定のグループチャネルパラメータを読み出して所定の関数式の関数パラメータとして代入するパラメータ代入処理部とを備えたことを特徴とする測定装置。
前記関数処理として、複数のフィールド事象の測定データに基づき、流量を演算することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを測定記録する記録計であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の測定装置。
前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを収集するデータロガーであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の測定装置。
前記測定装置は、複数のフィールド事象を測定する測定チャネルの測定データを測定格納表示するペーパーレスレコーダであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の測定装置。