JP2015056091A - 機器特性導出装置、機器特性導出方法、機器特性導出プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】設備システムの系統図に基づいて、機器特性を迅速かつ正確に導出することができる機器特性導出装置等を提供する。【解決手段】設備系統図生成部（１２０）は、設備系統における機器およびセンサの配置関係を示す系統図を生成し、機器特性算出部（１４３）は、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力するセンサを特定し、特定したセンサからの検出値に基づいて、上記機器特性値を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、機器特性導出装置、機器特性導出方法、機器特性導出プログラム、および記録媒体に関し、特に、設備システムが備えた機器の機器特性を導出する機器特性導出装置に関する。

従来、複数の機器を備えた設備系統（設備システム）では、設備系統全体における消費電力を抑制するために、各機器の機器効率を考慮して、稼働する機器が選択される。そのために、このような設備系統では、該設備系統の運用を管理する運用管理装置によって、所定時間毎に、どの機器が稼働されるかが制御されている。

上記運用管理装置の例として、冷凍機と、該冷凍機に対し冷水を供給するポンプと、冷水の流れる配管とを備えた冷暖房設備系統の運用を管理する運用管理装置を挙げることができる。上記運用管理装置は、上記設備系統を構成する冷凍機およびポンプなどの機器の機器効率を考慮して、それらの機器の稼働状態を適切に制御する。そのために、人間の手で、各機器の機器特性が導出される。

機器特性は、冷凍機の冷房能力および定格消費電力といった機器の仕様値に加えて、ある瞬間に機器で消費されている電力を表す瞬時電力値、機器に流入する冷水の流量および温度などから算出される。運用管理装置は、このように算出された機器特性に基づいて、冷暖房設備系統の運用を管理する。

なお、上記運用管理装置の他の例として、特許文献１には、情報処理装置群と、該装置群に対して給電または冷却を行う設備とからなる情報処理システムを管理する運用管理装置が記載されている。上記運用管理装置は、上記装置群の消費電力と、上記設備群の冷却電力および給電損失とを求め、求められた消費電力、給電損失、および冷却電力の総和を低減するように、上記装置群の各々に対する作業負荷の割り当てを決定する。

特開２００９−２５２０５６号公報（２００９年１０月２９日公開）

ここで、運用管理装置が、設備系統が備えた機器の機器特性を算出するようにすることが考えられる。この場合、運用管理装置は、機器の仕様値と、設備系統内に設置された各種センサから得られるセンサデータ（検出値のデータを含む）とを把握する必要がある。

しかしながら、設備系統によって、機器の構成が異なったり、あるいはセンサの設置有無が異なったりするので、機器特性を導出するために、人手による作業が必要になる。例えば、全てのセンサデータの中から、機器特性の導出に必要なセンサデータをピックアップすること、および、必要なセンサが存在しない場合にセンサの代替手段を検討することが、人間の手で行われる。なお、既設のセンサから得られるセンサデータのみでは、機器特性を導出することができない場合、機器をスケジュール運転させた状態で行う一時的な計測の結果として得られるセンサデータ、もしくは、新規に設置したセンサからのセンサデータも用いて、機器特性が導出される。このような人手による作業は、手間がかかり、またミスが発生しやすいという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、設備システムの系統図に基づいて、機器特性を迅速かつ正確に導出することができる機器特性導出装置等を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る機器特性導出装置は、複数の機器および複数のセンサを有する設備システムにおける上記機器の機器特性値を導出する機器特性導出装置であって、上記複数の機器および上記複数のセンサの配置関係を示す系統図を取得する系統図取得部と、上記複数のセンサから、複数の検出値からなる検出値群を取得する検出値群取得部と、上記系統図を解析することによって、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを１または複数特定し、上記特定センサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性値を算出する機器特性算出部とを備えている。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る機器特性導出方法は、複数の機器および複数のセンサを有する設備システムにおける上記機器の機器特性値を導出する機器特性導出装置による機器特性導出方法であって、上記複数の機器および上記複数のセンサの配置関係を示す系統図を取得する系統図取得ステップと、上記複数のセンサから、複数の検出値からなる検出値群を取得する検出値群取得ステップと、上記系統図を解析することによって、特定の機器の機器特性値を導出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを１または複数特定し、上記特定センサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性値を導出する機器特性導出ステップと、を含む。

上記の構成によれば、系統図を解析することによって、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力するセンサが特定され、特定されたセンサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性値が導出される。

このように、系統図の解析結果から、機器特性値を導出するために必要な検出値を出力するセンサが特定されるので、従来のようには、機器特性の導出に必要な検出値あるいはセンサデータが、人間の手でピックアップされる必要がない。これにより、機器特性を迅速かつ正確に導出することができる。

特に、設備システムを構成する機器およびセンサの数が多い場合、従来のように、人間の手で、特定の機器の機器特性の導出に必要な検出値あるいはセンサデータをピックアップすることは困難である。一方、上記の構成によれば、設備システムを構成する機器およびセンサの数が多い場合であっても、その設備システムの系統図を解析することによって、機器特性を迅速かつ正確に導出することができる。

また、上記機器特性算出部が、上記特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを特定できないと判定した場合に、上記特定センサとは別のセンサからの検出値に基づいて、上記機器特性値を算出する手法であって、上記複数の機器の動作を制御することによって、上記特定センサからの検出値の代替となる検出値を上記別のセンサから検出する手法を算出する判定部をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサが特定されない場合、別のセンサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性を算出することができるような手法が算出される。これにより、算出された手法を用いて、上記別のセンサの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性を算出することができる。ここで、算出された手法を用いるためには、上記別のセンサからの検出値を、上記特定センサからの検出値の代替として使用することができるように、設備システムが有する複数の機器の動作が制御される必要がある。この制御は、機器特性導出装置自体が行ってもよいし、あるいは、ユーザが行ってもよい。

また、上記判定部は、上記手法を用いて、上記特定センサからの検出値の代替となる検出値を上記別のセンサから検出するために、上記複数の機器をどのように動作させる必要があるかに関する情報を、ユーザに提示してもよい。

上記の構成によれば、上記手法を用いるためには、設備システムが有する複数の機器がどのように動作する必要があるかに関する情報が、ユーザに提示される。そのため、ユーザは、提示された情報を参照して、設備システムが有する複数の機器の動作を正しく制御することができる。

また、上記機器特性算出部が、上記特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを特定できないと判定した場合に、上記特定センサを上記設備システムに設置することをユーザに推薦する推薦部をさらに備えてもよい。

上記の構成によれば、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサが特定されない場合、該センサを設備システムに設置することが、ユーザに提案される。これにより、ユーザは、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを認知して、これを設置することができる。

本発明の各態様に係る機器特性導出装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記機器特性導出装置が備える各手段として動作させることにより上記機器特性導出装置をコンピュータにて実現させる機器特性導出プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は、ユーザが、より少ない手間で、かつ正確に、系統図におけるマッピングを行うことができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る運用管理装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す運用管理装置が備えたＤＢに蓄積されるセンサデータの一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１に示す運用管理装置の系統図生成部によって生成される系統図の例である。 図１に示す運用管理装置の系統図生成部によって生成される他の系統図の例であり、”冷凍機”を含む系統図を示す図である。 図１に示す運用管理装置の特性導出部が機器特性を導出するために算出する「規格化電力」および「規格化冷水負荷」の組をプロットしたグラフである。 図１に示す運用管理装置の系統図生成部によって生成されるさらに他の系統図の例であり、ポンプを含む系統図を示す図である。 図１に示す運用管理装置の制御部によって実行される設備データ作成処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示す運用管理装置のマッピング支援部によって実行されるマッピング支援処理の流れを示すフローチャートである。 センサから得られるデータ値の一例を示す図であり、（ａ）は、データ値を計測時刻の順番に並べたデータ列を示す図であり、（ｂ）は、横軸を計測時刻とし、縦軸をデータ値とするグラフを示す図である。 図１に示す運用管理装置の特性導出部によって実行される機器特性導出処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示す運用管理装置の推薦部が、設備系統の各機器の状態を操作するようにユーザに要求するために表示する表の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１１を参照して、詳細に説明する。

［運用管理装置１の構成］
まず、図１を用いて、本実施形態に係る運用管理装置１（運用管理システム）の構成を説明する。図１は、運用管理装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、運用管理装置１は、制御部１０（機器特性導出装置）、入力部２０、表示部３０、およびデータベース（ＤＢ）４０を備えている。

制御部１０は、運用管理装置１が備えた各部の動作を統合的に制御するものである。入力部２０は、ユーザが運用管理装置１に対する指示を入力するための周辺機器である。入力部２０は、例えばキーボードおよびマウスであってよいし、あるいは、表示部３０の画面上に配置されたタッチパネルであってもよい。表示部３０には、制御部１０によって、ユーザに提示するための情報が表示される。

ＤＢ４０には、制御部１０のセンサデータ取得部１４２（検出値群取得部）が取得したセンサデータが蓄積される。センサデータは、例えば、冷凍機の消費電力を検出する電力センサ、および、ポンプに流入する流体の量を検出する流量センサから出力される。ＤＢ４０には、センサデータのデータ値を用いて算出された設備データも蓄積される。設備データには、系統図、機器の仕様値（またはカタログ値）、機器特性、および、流量センサから得られる流量のデータ値の時間平均が含まれる。なお、センサデータおよび設備データは、運用管理装置１の外部の記憶部に、データベースとして蓄積されていてもよい。

図２に、ＤＢ４０に蓄積されるセンサデータの一例を示す。同図に示すセンサデータは、３つの列からなるテーブルの形式で表されている。一番右の列はセンサから取得した検出値群のデータ（データ値）であり、真ん中の列はセンサのＩＤであり、一番左の列はセンサからデータ値を取得した日時である。

なお、本実施形態では、設備系統内を流れる流体が冷水である例を説明するが、これ以外にも、流体は、温水であってもよいし、または、設備系統が備えた機器を冷却するための冷却水であってもよい。流体が温水または冷却水である場合、本実施形態の冷水ポンプの代わりに、温水ポンプまたは冷却水ポンプが用いられる。

［制御部１０の詳細］
次に、図１〜図５を用いて、制御部１０の詳細を説明する。図１に示すように、制御部１０は、系統図生成部１２０（系統図取得部）、マッピング支援部１３０、特性導出部１４０、および稼働機器選択部１５０を含む。

系統図生成部１２０は、機器およびセンサと、流体（本実施形態では、冷水）が流れる配管とを備えた設備系統（設備システム）の構成を模式的に示す系統図を生成して、表示する。図３の（ａ）および（ｂ）に、それぞれ、系統図生成部１２０によって生成される系統図の例を示す。あるいは、系統図生成部１２０は、系統図を外部から取得してもよい。

図３の（ａ）および（ｂ）に示す系統図は、どちらも”冷水ポンプ１”、”冷水ポンプ２”、”冷凍機１”、および”冷凍機２”を含む。両図に示す系統図において、”冷水ポンプ１”、”冷水ポンプ２”、”冷凍機１”、および”冷凍機２”を繋ぐ線は、冷水の配管を表している。

図３の（ｂ）において、”電力１”、”電力２”、”電力３”、および”電力４”は、それぞれ、”冷水ポンプ１”、”冷水ポンプ２”、”冷凍機１”、および”冷凍機２”の消費電力を検出する電力センサを表す。また、”流量１”は、配管を流れる冷水の流量を検出する流量センサである。また、”温度１”および”温度２”は、配管を流れる冷水の温度を検出する水温センサである。

マッピング支援部１３０は、系統図生成部１２０によって生成された系統図上において、センサに対応するセンサデータをユーザが確定するための支援を行う。特性導出部１４０は、センサデータのデータ値と、機器（冷凍機およびポンプ）の仕様値またはカタログ値とに基づいて、機器特性値を導出する。稼働機器選択部１５０は、特性導出部１４０によって導出された機器特性値を用いて、設備系統が備えた機器の機器効率を算出し、算出した機器効率に基づいて、設備系統が備えた機器の中から、稼働させる機器を選択する。

以下に、マッピング支援部１３０および特性導出部１４０の詳細をそれぞれ説明する。

［１．マッピング支援部１３０の詳細］
図１に示すように、マッピング支援部１３０は、データ抽出部１３１および正誤判定部１３２を含む。

データ抽出部１３１は、系統図上のいずれかのセンサを選択する操作をユーザが行ったとき、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータの中から、選択されたセンサ（選択センサ）に対応すると考えられるセンサデータ（センサデータ候補）を絞り込む。言い換えれば、選択センサに対応するセンサデータ候補の抽出を行う。

例えば、データ抽出部１３１は、センサデータのデータ名が文字列を含む場合、そのデータ名に基づいて、センサデータの絞り込みを行う。文字列のデータ名の例として、「冷水ポンプＮｏ．１電力」あるいは「冷凍機Ｎｏ．１冷水入口温度」を挙げることができる。この場合、データ抽出部１３１は、選択されたセンサの名称（センサ名）の少なくとも一部を含むデータ名を有するセンサデータを、センサデータ候補として抽出する。例えば、”電力２”センサ（図３の（ｂ）参照）が選択された場合、データ抽出部１３１は、「電力」の文字列を含むデータ名を有するセンサデータを抽出する。

なお、ＤＢ４０において、センサデータがデータ名の代わりにＩＤで管理されている場合もある。ＩＤの例として、「0001000609000000」あるいは「0001000610000000」を挙げることができる。この場合、データ抽出部１３１は、後述するように、センサデータのデータ値に基づいて、センサデータ候補の抽出を行う。

データ抽出部１３１は、上述のように抽出したセンサデータ候補のデータ名またはＩＤを強調表示する。また、データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、センサデータ候補以外の全てのセンサデータのデータ名またはＩＤを、強調はせずに表示（通常表示）する。ここで、データ抽出部１３１が、センサデータ候補以外のセンサデータのデータ名またはＩＤも表示する理由は、センサに対応する正しいセンサデータのデータ値が例外的な値となる場合があり、この場合、該センサデータがセンサデータ候補に含まれない可能性があるためである。図３の（ｂ）は、”電力２”センサのセンサデータ候補として、ｓｄ１として示すＩＤが表示される例である。このｓｄ１では、上の２つのＩＤが強調表示されており、下の３つのＩＤが通常表示されている。

なお、データ抽出部１３１によって、データ名ではなくＩＤが表示される場合、ユーザは、どのＩＤが、選択センサに対応するセンサデータのデータ名であるのかを知ることができない。そこで、ユーザは、ＩＤとデータ名の対応表等を参照することによって、表示された各センサデータのデータ名を確認する。これにより、ユーザは、表示されたセンサデータのデータ名に基づき、選択センサに対応するセンサデータを選択することができる。

以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）に、データ抽出部１３１が、センサデータのデータ値に基づいて、様々な種類の指定センサに対応するセンサデータ候補の絞り込みを行う例を説明する。

（ｉ）選択センサが、機器の消費電力を検出する電力センサである場合；
データ抽出部１３１は、まず、当該電力センサによって消費電力を検出される機器（すなわち、系統図上において、当該電力センサと関連付けられている機器）の定格消費電力をＤＢ４０から取得し、該定格消費電力に近いデータ値を有するセンサデータをＤＢ４０から抽出する。ここで、データ値が上記定格消費電力に近いとは、データ値が、上記定格消費電力の値を上限とする所定の範囲内に含まれることを意味する。次に、データ抽出部１３１は、抽出したデータ値の所定期間における平均値を算出し、算出した平均値の中から、上記定格消費電力に近い順にいくつかの平均値を抽出する。そして、抽出した平均値が得られたデータ値を有するセンサデータを、センサデータ候補とする。

なお、機器を流れる冷水の流量を検出する流量センサに対応するセンサデータの絞り込みも、電力センサに対応するセンサデータの絞り込みと同様に行うことができる。

（ｉｉ）選択センサが、冷水の温度を検出する水温センサである場合；
冷凍機の入口近傍および出口近傍の配管部分に、それぞれ水温センサ（入口温度センサ、出口温度センサ）が設置されている場合、データ抽出部１３１は、以下のようにして、上記の各水温センサに対応するセンサデータを絞り込む。

まず、データ抽出部１３１は、入口温度センサと出口温度センサとの間に存在する冷凍機が稼働しているか否かを、該冷凍機の消費電力を検出する電力センサから得られるデータ値より判定する。上記冷凍機が稼働している場合、データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、そのセンサデータのデータ値の時間平均が第１の所定値以上であるセンサデータを、入口温度センサに対応するセンサデータ候補とする。また、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、そのセンサデータのデータ値の時間平均が第２の所定値以下であるセンサデータを、出口温度センサに対応するセンサデータ候補とする。ここで、第２の所定値は、第１の所定値以下の値である。

なお、機器に入力される冷水の水圧を検出する圧力センサに対応するセンサデータの絞り込みも、水温センサに対応するセンサデータの絞り込みと同様に行うことができる。

ここで、入口温度センサと出口温度センサとの間に存在する機器が、冷凍機などの冷熱源であるならば、データ抽出部１３１は、上記の抽出方法によって、各温度センサに対応するセンサデータを正確に絞り込むことができる。その理由は、入口水温センサおよび出口温度センサが設置されている位置が、冷凍機などの冷熱源の入口近傍および出口近傍の配管部分である場合、冷熱源を通過する流体の温度は低下するので、入口水温センサが検出する流体の温度よりも、出口温度センサが検出する温度のほうが低くなるためである。

なお、冷熱源を含む設備システムは、冷凍機の他に、冷水ポンプ、および冷却水ポンプなどを備えてもよい。

一方、入口水温センサおよび出口温度センサが設置されている位置が、ボイラーなどの温熱源の入口近傍および出口近傍の配管部分である場合、温熱源を通過する流体の温度は上昇するので、入口水温センサが検出する流体の温度よりも、出口温度センサが検出する温度のほうが高くなる。この場合、データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、そのセンサデータのデータ値の時間平均が第３の所定値以下であるセンサデータを、入口温度センサに対応するセンサデータ候補とする。また、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、そのセンサデータのデータ値の時間平均が第４の所定値以上であるセンサデータを、出口温度センサに対応するセンサデータ候補とする。ここで、第４の所定値は、第３の所定値以上の値である。

なお、温熱源を含む設備システムは、ボイラーの他に、熱交換器、および温水ポンプなどを備えてもよい。

（ｉｉｉ）選択センサが、気温を検出する気温センサである場合；
データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に記憶されたセンサデータのうち、そのセンサデータのデータ値が所定の範囲に含まれるセンサデータを、気温センサに対応するセンサデータ候補とする。例えば、データ抽出部１３１は、０℃未満または１００℃以上などのデータ値を有するセンサデータはセンサデータ候補とせず、１５℃以上かつ３５℃以下などのデータ値を有するセンサデータをセンサデータ候補とする。

なお、湿度を検出する湿度センサに対応するセンサデータの絞り込みも、温度センサに対応するセンサデータの絞り込みと同様に行うことができる。

ユーザは、データ抽出部１３１によって表示されたセンサデータの中から、選択センサに対応するセンサデータを選択する。

正誤判定部１３２は、１つのセンサデータが選択される度に、選択されたセンサデータが、選択センサに対応付けられるセンサデータとして妥当であるか否かを判断し、妥当ではないと判断した場合には、妥当でないと考えられる旨のメッセージを表示する。また、正誤判定部１３２は、系統図上の全センサに対応付けるセンサデータが選択された後、各センサに対応付けられたセンサデータと、各機器の仕様値またはカタログ値とを用いて、系統図における複数の機器および複数のセンサの配置関係に誤りがないか否かを確認する。

例えば、図３の（ｂ）において、”流量１”センサから得られた流量のデータ値が、”冷水ポンプ１”および”冷水ポンプ２”を流れる冷水量の仕様値またはカタログ値の合計よりも多い場合、”冷水ポンプ１”および”冷水ポンプ２”の少なくとも一方には、仕様値を超える冷水が流れていることになる。そこで、正誤判定部１３２は、このような場合に、系統図に誤りがあると判定する。このとき、正誤判定部１３２は、例えば、「冷水ポンプ１および冷水ポンプ２以外に、”流量１”の流量センサが配置された配管と繋がった冷水ポンプが存在していないか」をユーザに確認するためのメッセージを表示する。あるいは、正誤判定部１３２は、「流量センサが、どの機器とも繋がっていない配管、言い換えれば流体のバイパス経路としての配管と繋がっていないか」をユーザに確認するためのメッセージを表示してもよい。

別の例として、系統図上では、ある配管に設置された２つの水温センサの間に機器が存在しないにもかかわらず、上記２つの水温センサから得られたセンサデータのデータ値の間に差が存在する場合、実際の設備系統では、上記２つの水温センサの間に、流体の水温を変化させる冷熱源または温熱源が存在する可能性がある。そこで、正誤判定部１３２は、このような場合に、系統図に誤りがあると判定する。このとき、正誤判定部１３２は、流体の流れにおける上流側の水温センサが検出したデータ値よりも、下流側の水温センサが検出したデータ値のほうが低い場合、「上記２つの水温センサの間に、冷熱源が設置されていないか」をユーザに確認するためのメッセージを表示部３０に表示する。

一方、正誤判定部１３２は、流体の流れにおける上流側の水温センサが検出したデータ値よりも、下流側の水温センサが検出したデータ値のほうが高い場合、「上記２つの水温センサの間に、温熱源が設置されていないか」をユーザに確認するためのメッセージを表示部３０に表示する。

［２．特性導出部１４０の詳細］
図１に示すように、特性導出部１４０は、新規センサ要否判定部１４１、センサデータ取得部１４２、および機器特性算出部１４３を含む。

新規センサ要否判定部１４１は、指示部１４１１（判定部）および推薦部１４１２を含む。指示部１４１１は、機器特性を導出するために必要なセンサデータを得るために、設備系統に新規のセンサを設置する必要があるか否か、また、設備系統のスケジュール運転によって、既設のセンサから、機器特性を導出するために必要なセンサデータが得られるか否かを判定する。設備系統のスケジュール運転によって、既設のセンサから、機器特性を導出するために必要なセンサデータが得られる場合、指示部１４１１は、設備系統に対して、スケジュール運転を実行するように指示する。あるいは、指示部１４１１は、設備系統に対するスケジュール運転の実行の指示を受け付けてもよい。例えば、指示部１４１１は、図１１に示す画面イメージを表示し、「データ収集開始」のアイコンが押下された場合、設備系統に対いて、スケジュール運転の実行の指示を行ってもよい。

一方、設備系統に新規のセンサを設置する必要がある場合、推薦部１４１２は、その旨をユーザに通知するためのメッセージを表示する。また、設備系統に新規のセンサを設置する必要はないが、既設のセンサからセンサデータを新たに収集する必要がある場合、推薦部１４１２は、その旨をユーザに通知するためのメッセージを表示するとともに、「必要なセンサデータを取得するためには、設備系統上の各機器がどのような状態となっている必要があるか」をユーザに示すための表を表示する（図１１参照）。

センサデータ取得部１４２は、設備系統上の各センサからセンサデータを取得して、取得したセンサデータをＤＢ４０に蓄積する。また、センサデータ取得部１４２は、取得したセンサデータに含まれるデータ値の時間平均を算出して、算出した平均値を、設備データとしてＤＢ４０に蓄積する。このとき、センサデータ取得部１４２は、ユーザから、算出した時間平均の修正、および、時間平均を算出するために使用しないデータ値の指定を受け付けてもよい。

あるいは、以前に取得したセンサデータのデータ値から算出された設備データがＤＢ４０に既に蓄積されていた場合、センサデータ取得部１４２は、その設備データを更新する。こうしてＤＢ４０に蓄積された設備データは、機器特性算出部１４３が機器特性を算出する際に利用される。

機器特性算出部１４３は、ＤＢ４０に蓄積されたセンサデータと、機器の仕様値またはカタログ値とを用いて、機器特性を算出する。具体的に、機器特性算出部１４３は、以下の（１）〜（２）に示すように、機器特性の算出を行う。

（１）冷凍機の機器特性の算出方法；
図４を用いて、冷凍機の機器特性（冷凍機特性）の算出方法を説明する。図４は、”冷凍機”を含むある系統図を示す図である。同図において、”流量”センサ”は、”冷凍機”に流入する冷水または冷却水の流量を検出する。また、”瞬時電力”センサは、冷水ポンプの瞬時電力を検出する。 また、”入口温度”センサは、”冷凍機”に対する冷水の入口近傍において、配管中の冷水の温度を検出する。”出口温度”センサは、”冷凍機”に対する冷水の出口近傍において、配管中の冷水の温度を検出する。

図４に示す”冷凍機”の冷凍機特性は、以下に説明する「規格化電力」および「規格化冷水負荷」を用いて算出される。

まず、「規格化冷水負荷」は、冷凍機の冷房負荷と、冷凍機の冷房能力のカタログ値とを用いて、以下の計算式によって算出される。

ここで、冷房負荷は、”入口温度”センサにより検出された水温のデータ値と、”出口温度”センサにより検出された水温のデータ値とを用いて、以下の計算式によって算出される。

なお、冷房負荷を算出するために、冷凍機に流入する流量を検出する流量センサにより検出されたデータ値（冷水流量Ｌ）が用いられる場合もある。例えば、設備系統に、「規格化冷水負荷」の算出対象である一台の冷凍機に流入する水の流量を計測することができる流量センサが設置されている場合、機器特性算出部１４３は、冷房負荷を算出するために、水温センサからのデータ値とともに、流量センサからのデータ値を用いることができる。

あるいは、設備系統に、「規格化冷水負荷」の算出対象である一台の冷凍機を含むＮ台（Ｎは複数）の冷凍機に流れる水の流量をまとめて計測する流量センサが設置されている場合、機器特性算出部１４３は、冷房負荷を算出するために、スケジュール運転中に流量センサから取得した最新の流量のデータ値の時間平均をＮで割ったものを常に用いてもよい。

また、「規格化電力」は、冷凍機の瞬間消費電力を検出する”瞬時電力”センサから得られる瞬時電力のデータ値と、冷凍機の定格消費電力のカタログ値とを用いて、以下の計算式によって算出される。

なお、
Ｌ：冷水流量（Ｌ／ｍｉｎ）
Ｔｉ：冷水入口温度（℃）
Ｔｏ：冷水出口温度（℃）
水の比重（ｋｇ／Ｌ）：０．９９８６２２
水の比熱（ｋＪ／ｋｇ／Ｋ）：４．１８６
１ｋＪ＝１／３．６Ｗｈ
である。ここで、流量Ｌとしては、上記のように、冷凍機を流れる冷水の流量のデータ値の時間平均が用いられてもよい。

機器特性算出部１４３は、上記の計算式によって、上記の各センサから得られる入口温度、出口温度、および瞬時電力のデータ値を用いて、所定時間毎に、「規格化電力」と「規格化冷水負荷」の組を算出する。そして、特性導出部１４０は、算出した「規格化電力」（＝Ｘ）と「規格化冷水負荷」（＝Ｙ）の組をＸＹ平面にプロットしていったときの近似線を求める。冷凍機特性は、その近似線の傾きおよび切片として得られる。図５に、「規格化電力」および「規格化冷水負荷」をプロットしたグラフの一例を示す。同図において、プロットされた点の近似線を表す式は、Ｙ＝０．００９４Ｘ−０．０３５１である。従って、冷凍機特性は、０．００９４（傾き）および０．０３５１（切片）となる。

（２）ポンプの機器特性の算出方法
図６を用いて、ポンプの機器特性（ポンプ特性）の算出方法を説明する。図６は、”冷水ポンプ”を含むある系統図を示す図である。同図において、”流量”センサ”は、”冷水ポンプ”に流入する冷水または冷却水の流量を検出する。また、”瞬時電力”センサは、冷水ポンプの瞬間消費電力（瞬時電力）を検出する。

図６に示す”冷水ポンプ”の瞬時電力をＰとし、該ポンプへ流入する冷水の量をＱとしたとき、該ポンプのポンプ特性は、以下の計算式によって、求められる。

なお、Ｐ／Ｑをポンプ特性としてもよいし、あるいは、Ｑ／Ｐをポンプ特性としてもよい。

［設備データ作成処理の流れ］
図７および図３の（ａ）、（ｂ）を用いて、制御部１０によって実行される設備データ作成処理の流れを説明する。図７は、設備データ作成処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、設備データ作成処理では、まず、系統図生成部１２０は、設備系統上の各機器に対応するアイコンを系統図上に配置し、さらに配置したアイコン同士を繋ぐというユーザの操作を受け付ける（Ｓ１００、図３の（ａ）参照）。なお、運用管理装置１では、アイコン同士を繋ぐ経路が、冷水の配管として認識される。

次に、系統図生成部１２０は、設備系統上の各センサに対応するアイコンを系統図上に配置するユーザの操作を受け付ける（Ｓ２００、図３の（ｂ）参照）。

続いて、系統図生成部１２０は、設備系統の各機器の仕様値またはカタログ値、および、記録しておきたいその他の情報（値、図など）を入力するユーザの操作を受け付ける（Ｓ３００、系統図取得ステップ）。系統図生成部１２０は、入力された機器の仕様値またはカタログ値、およびその他の情報を、ＤＢ４０に蓄積する。図３の（ｂ）は、”冷凍機２”の仕様値として、ｓｐ１が入力される例を示す。ＤＢ４０に蓄積された機器の仕様値またはカタログ値は、特性導出部１４０が機器特性を導出する際、およびマッピング支援部１３０がマッピングの支援を行う際に必要となる。

その後、マッピング支援部１３０は、系統図上の各センサに対応付けるセンサデータをユーザが決定することを支援するマッピング支援処理を行う（Ｓ４００）。このマッピング支援処理Ｓ４００では、マッピング支援部１３０は、さらに、系統図上における機器およびセンサの配置に誤りがあるか否かを判定し、誤りがあると判定した場合に、その旨をユーザに通知する。

最後に、特性導出部１４０は、系統図上の各機器の仕様値と、各センサに対応付けられたセンサデータとを用いて、各機器の機器特性を導出する機器特性算出処理を行う（Ｓ５００）。

以上で、設備データ作成処理は終了する。

［マッピング支援処理Ｓ４００の詳細］
次に図８を用いて、マッピング支援部１３０によって実行されるマッピング支援処理Ｓ４００の詳細を説明する。図８は、マッピング支援処理Ｓ４００の流れを示すフローチャートである。

マッピング支援処理Ｓ４００では、まず、データ抽出部１３１は、入力部２０を介して、ユーザがセンサを選択する操作を受け付ける（Ｓ４０１）。このとき、データ抽出部１３１は、まず初めに、特に電力センサのいずれかを選択する操作を受け付けてもよい。

次に、データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に蓄積されているセンサデータを取得して、それらのセンサデータのうち、ユーザに選択されたセンサ（選択センサ）のセンサデータの候補を絞り込む（Ｓ４０２）。そして、データ抽出部１３１は、ＤＢ４０に蓄積されているセンサデータのうち、絞り込んだセンサデータのみを強調表示する。また、データ抽出部１３１は、ユーザが所望する期間のデータ値を並べたデータ列、または、これらのデータ値から生成したグラフを表示してもよい。これにより、ユーザは、グラフまたはデータ列を参考にして、適切なセンサデータを選択することができる。

図９の（ａ）および（ｂ）に、データ列およびグラフの一例を示す。図９の（ａ）において、右の列は、”流量１”センサ（図３の（ｂ）参照）から得られる流量のデータ値であり、左の列は、”流量１”センサが流量を検出した計測時刻である。また、図９の（ｂ）において、横軸は上記計測時刻であり、縦軸は上記流量のデータ値である。なお、図９の（ａ）において、右の列の一番下の行は、外れ値を除いたデータ値の時間平均である。

続いて、正誤判定部１３２は、表示されたセンサデータの中から、いずれかのセンサデータを、選択センサに対応付けるセンサデータとして、ユーザが選択することを受け付ける（Ｓ４０３）。このとき、正誤判定部１３２は、１つのセンサデータが選択される度に、選択されたセンサデータが、選択センサに対応付けられるセンサデータとして妥当であるか否かを判断する。そして、妥当ではないと判断した場合には、妥当でないと考えられる旨のメッセージを表示する。

以上のＳ４０１〜Ｓ４０３の処理を繰り返すことによって、系統図上の全てのセンサに対してセンサデータが対応付けられる（Ｓ４０４）。その後、正誤判定部１３２は、センサに対応付けられたセンサデータと、機器の仕様値とが正しいと仮定して、機器およびセンサの配置に間違いがないか判定する（Ｓ４０５）。

［機器特性導出処理Ｓ５００の流れ］
次に図１０を用いて、マッピング支援部１３０および特性導出部１４０（主に、特性導出部１４０）によって実行される機器特性導出処理Ｓ５００の詳細を説明する。図１０は、機器特性導出処理Ｓ５００の流れを示すフローチャートである。

機器特性導出処理Ｓ５００では、まず、新規センサ要否判定部１４１の指示部１４１１が、冷凍機およびポンプの機器特性を導出するために必要なセンサデータがＤＢ４０内に存在しているか否かを判定する（Ｓ５０１）。機器特性を導出するために必要なセンサデータがＤＢ４０内に存在している場合（Ｓ５０１でＹｅｓ）、機器特性算出部１４３は、ＤＢ４０に蓄積されたセンサデータと、機器の仕様値またはカタログ値とを用いて、機器特性を算出する（Ｓ５０９、機器特性導出ステップ）。そして、機器特性導出処理Ｓ５００を終了する。

一方、機器特性を導出するために必要なセンサデータが存在しない場合（Ｓ５０１でＮｏ）、新規センサ要否判定部１４１の指示部１４１１は、設備系統にスケジュール運転をさせた場合に、既存のセンサから、必要なセンサデータが得られるか否かを判定する（Ｓ５０２）。

設備系統にスケジュール運転をさせた場合に、既存のセンサから、必要なセンサデータが得られる場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、新規センサ要否判定部１４１の指示部１４１１は、設備系統にスケジュール運転を開始させる（Ｓ５０３）。センサデータ取得部１４２は、設備系統のスケジュール運転が行われている間、センサからセンサデータを取得して、取得したセンサデータをＤＢ４０に蓄積する（Ｓ５０４、検出値群取得ステップ）。

その後、センサデータ取得部１４２は、取得したセンサデータに含まれるデータ値の平均値を算出して、その平均値を、設備データとしてＤＢ４０に蓄積する。あるいは、前に取得したセンサデータのデータ値から算出された設備データがＤＢ４０に既に蓄積されていた場合、その設備データを更新する（Ｓ５０５）。その後、機器特性算出部１４３は、機器特性を算出し（Ｓ５０９、機器特性導出ステップ）、機器特性導出処理Ｓ５００を終了する。

一方、設備系統がスケジュール運転をしたとしても、既存のセンサから、必要なセンサデータが得られない場合（Ｓ５０２でＮｏ）、新規センサ要否判定部１４１の推薦部１４１２は、新規センサを設備系統に設置することをユーザに推薦するためのメッセージを表示する（Ｓ５０６）。このとき、推薦部１４１２は、新規センサを設置するべき位置を、ユーザに提示してもよい（図３の（ｂ）参照）。新規センサが設置された後、新規センサ要否判定部１４１の指示部１４１１は、スケジュール運転を実行するように、設備系統に対して指示し、スケジュール運転中にセンサ（新規センサを含む）から得られるセンサデータをＤＢ４０に蓄積する。なお、ユーザは、新規センサとして、ポータブルセンサを一時的に設備系統に取り付けてもよい。センサデータ取得部１４２は、設備系統のスケジュール運転が行われている間、新規センサからセンサデータを取得して、取得したセンサデータをＤＢ４０に蓄積する（Ｓ５０７）。

続いて、マッピング支援部１３０は、前述したマッピング支援処理Ｓ４００と同様に、新規センサに対するセンサデータのマッピングを支援するマッピング支援処理を行う（Ｓ５０８）。すなわち、マッピング支援部１３０は、ＤＢ４０に蓄積されたセンサデータの中から、新規センサに対応するセンサデータをユーザが選択するための支援を行う。

［必要なセンサデータを取得する方法］
ここでは、上述した「機器特性導出処理Ｓ５００の流れ」のＳ５０３〜Ｓ５０４またはＳ５０６〜Ｓ５０７において、どのようにして必要なセンサデータが取得されるのか、一例を挙げて説明する。

図３の（ａ）および（ｂ）に示す系統図において、”冷凍機１”の機器特性を導出する場合を考える。ここで、ＤＢ４０には、”冷凍機１”の機器特性を導出するために必要なセンサデータのうち、”冷凍機１”の電力のセンサデータ、および、”冷凍機１”に流入する冷水の温度のセンサデータはあるが、”冷凍機１”に流入する冷水の量のセンサデータ（第１の未取得データ）、および、”冷凍機１”から流出する冷水の温度のセンサデータ（第２の未取得データ）はないとする。また、図３の（ｂ）に示す”流量１”センサは、既に設置されているとする。

まず、新規センサ要否判定部１４１の推薦部１４１２は、第１の未取得データを得るために、ユーザに対して、設備系統の各機器の状態を調整するように要求する。具体的には、「”冷凍機２”を停止させ、”冷凍機２”に繋がる配管のバルブを閉じて、”冷凍機１”を稼動させる」操作を行うように要求する。

図１１に、推薦部１４１２が、設備系統の各機器の状態を操作するように要求するために表示する表の一例を示す。ユーザは、この表を確認して、各機器の状態を必要に応じて変更する調整を行う。例えば、ユーザは、「作業Ｎｏ．１」のデータ収集作業を運用管理装置１に行わせる場合、”冷凍機２”の電源を切る必要があることを確認する。

ユーザが、表に示された通りに設備系統上の機器の状態を変更してから、「データ収集開始」ボタンを押すと、運用管理装置１による「作業Ｎｏ．１」の作業フローが開始される。そして、センサデータ取得部１４２によって、”流量１”センサからのセンサデータが収集される。「作業Ｎｏ．１」の作業フローが実行されている間、表には、その旨が表示される。図１１の表では、「作業Ｎｏ．１」の作業フローの欄に「データ収集中」と表示されている。なお、ユーザは、「作業Ｎｏ．１」の作業フローを中断する場合、「中断」ボタンを押下する。

このスケジュール運転が行われている間、”流量１”センサが設置された配管部分を通る冷水は、全て、”冷凍機１”に流入する。また、冷凍機１に流入する冷水は、必ず”流量１”センサが設置された配管を通過してきている。従って、”流量１”センサから得られるセンサデータのデータ値は、”冷凍機１”に流入する冷水の量に対応することになる。そのため、センサデータ取得部１４２は、“流量１”センサから、”冷凍機１”に流入する冷水の量に対応するセンサデータを取得することができる。このようにして、第１の未取得データが得られる。

センサデータ取得部１４２は、センサデータのデータ値をある程度ＤＢ４０に蓄積した後、センサデータの収集を停止し、「作業Ｎｏ．１」の作業フローは終了する。ここで、センサデータ取得部１４２は、データ値が安定するようになってから得られるいくつか（例えば、１２個）のデータ値を得るまで、センサデータの収集を継続する。図９の（ｂ）に示す例では、データ値が１３：２０ごろから安定しているので、センサデータ取得部１４２は、１３：２０の時点から始めて１２個のデータ値を収集する。なお、ユーザは、再度「データ収集開始」ボタンを押すことによって、運用管理装置１に「作業Ｎｏ．１」の作業フローをやり直させることができる。

次に、新規センサ要否判定部１４１の推薦部１４１２は、第２の未取得データを得るために、”冷凍機１”からの冷水の出口近傍に、新規で水温センサを設置することをユーザに要求する。例えば、推薦部１４１２は、図３の（ｂ）に示すように、新規で水温センサを設置することをユーザに要求するための画面イメージを表示してもよい。図３の（ｂ）では、新規で水温センサを設置すべき位置に、”新規温度３”センサのアイコンが表示されており、また、必要なセンサが温度センサであることと、その計測対象が”冷凍機１”からの流出する冷水の温度であることとが表示されている。”冷凍機１”からの冷水の出口近傍に、新規の水温センサが設置された後、センサデータ取得部１４２は、上記新規の水温センサからセンサデータを取得する。このようにして、第２の未取得データが得られる。

以上により、”冷凍機１”の機器特性を導出するために必要なセンサデータがＤＢ４０に蓄積される。その後、機器特性算出部１４３が、必要なセンサデータをＤＢ４０から取得して、”冷凍機１”の機器特性を計算する。その際、機器特性算出部１４３は、冷凍機１に流入する冷水の量として、上記スケジュール運転中に得られたデータ値を必ず使用する。

なお、上記の例において、”流量１”センサが未設置であった場合、新規センサ要否判定部１４１の推薦部１４１２は、”流量１”センサに相当する流量センサを設置することをユーザに推薦する。このとき、ユーザは、流量センサを新規で設置することが難しい場合、新規の流量センサの代わりに、ポータブル流量センサを一時的に配管に設置し、該センサによって、配管を流れる流量を検出させてもよい。なお、冷凍機およびポンプを流れる流量は、時間によってあまり変動がないので、このポータブル流量センサが配管から取り外された後であっても、該センサから得られた流量のデータ値を、「”冷凍機１”に流入する冷水の量」のデータ値として使用することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
運用管理装置１の制御ブロック（特に系統図生成部１２０、マッピング支援部１３０、および特性導出部１４０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、運用管理装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、冷暖房設備の消費電力を削減するための制御に利用することができる。

１ 運用管理装置（運用管理システム）
１０ 制御部（機器特性導出装置）
１２０ 系統図生成部（系統図取得部）
１４１１ 指示部（判定部）
１４１２ 推薦部
１４２ センサデータ取得部（検出値群取得部）
１４３ 機器特性算出部

Claims (7)

1. 複数の機器および複数のセンサを有する設備システムにおける上記機器の機器特性値を導出する機器特性導出装置であって、
   上記複数の機器および上記複数のセンサの配置関係を示す系統図を取得する系統図取得部と、
   上記複数のセンサから、複数の検出値からなる検出値群を取得する検出値群取得部と、
   上記系統図を解析することによって、特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを１または複数特定し、該特定センサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性値を算出する機器特性算出部とを備えたことを特徴とする機器特性導出装置。
2. 上記機器特性算出部が、上記特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを特定できないと判定した場合に、上記特定センサとは別のセンサからの検出値に基づいて、上記機器特性値を算出する手法であって、上記複数の機器の動作を制御することによって、上記特定センサからの検出値の代替となる検出値を上記別のセンサから検出する手法を算出する判定部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の機器特性導出装置。
3. 上記判定部は、上記手法を用いて、上記特定センサからの検出値の代替となる検出値を上記別のセンサから検出するために、上記複数の機器をどのように動作させる必要があるかに関する情報を、ユーザに提示することを特徴とする請求項２に記載の機器特性導出装置。
4. 上記機器特性算出部が、上記特定の機器の機器特性値を算出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを特定できないと判定した場合に、上記特定センサを上記設備システムに設置することをユーザに推薦する推薦部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の機器特性導出装置。
5. 請求項１に記載の機器特性導出装置としてコンピュータを機能させるための機器特性導出プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための機器特性導出プログラム。
6. 請求項５に記載の機器特性導出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
7. 複数の機器および複数のセンサを有する設備システムにおける上記機器の機器特性値を導出する機器特性導出装置による機器特性導出方法であって、
   上記複数の機器および上記複数のセンサの配置関係を示す系統図を取得する系統図取得ステップと、
   上記複数のセンサから、複数の検出値からなる検出値群を取得する検出値群取得ステップと、
   上記系統図を解析することによって、特定の機器の機器特性値を導出するために必要とされる検出値を出力する特定センサを１または複数特定し、上記特定センサからの検出値に基づいて、上記特定の機器の機器特性値を導出する機器特性導出ステップと、を含むことを特徴とする機器特性導出方法。

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