JP5239246B2

JP5239246B2 - パラメータ設定装置

Info

Publication number: JP5239246B2
Application number: JP2007197471A
Authority: JP
Inventors: 章雄伊藤; 義英鈴木; 綾子力石
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP2009031200A

Description

本発明は、パラメータ設定装置に係り、特に流量算出装置に対するパラメータを設定するパラメータ設定装置に関する。

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。この流量算出装置は、例えば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、流体の温度等を上記の検出値として取り込む。また、流量算出装置は、パラメータ設定装置としてのパーソナルコンピュータ等と接続されており、パーソナルコンピュータで設定されたパラメータが上記の外部からのパラメータとして入力される。

パーソナルコンピュータで設定されるパラメータは、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と、それ以外のパラメータである汎用パラメータとの二種類に大別される。上記の流量パラメータとしては、例えば流量算出装置が設置された流路をなす配管の径を測定したときの温度を示す管径測定温度（ＴＤｒ値）及びその温度単位が挙げられ、上記の汎用パラメータとしては、例えば温度測定の上限値を示すＵＲＶ値（Upper Range Value 値）及びその温度単位（以下、共通温度単位という）が挙げられる。

ここで、上記の流量パラメータは、ユーザによって入力されて人間が理解しやすいデータであるユーザデータということができる。また、上記の汎用パラメータは流量算出装置で汎用的に使用されるパラメータであるため、汎用パラメータに含まれる共通温度単位は、流量算出装置で汎用的に使用される温度単位であるということができる。尚、ユーザがパーソナルコンピュータに対して流量パラメータを入力する際の指定に応じて、流量パラメータに含まれる温度単位と汎用パラメータに含まれる共通温度単位が一致することもあれば相違することもある。

パーソナルコンピュータで設定された流量パラメータ及び汎用パラメータは、それぞれ個別に流量算出装置に対して直接送信されて流量算出装置にダウンロードされる。そして、流量パラメータに関する単位（例えば、温度単位）と汎用パラメータに関する単位（例えば、共通温度単位）が相違する場合には、流量パラメータに含まれる値（例えば、管径測定温度）が汎用パラメータに関する単位（例えば、共通温度単位）で規定される値に変換された上で質量流量等を算出するために用いられる。尚、従来の流量算出装置及びパラメータ設定装置の詳細については、例えば以下の非特許文献１を参照されたい。
伊藤章雄、他５名，横河技報Ｖｏｌ．５０Ｎｏ．２（２００６），マルチバリアブル伝送器ＥＪＸ９１０

ところで、近年においては、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。かかるＦＤＴ／ＤＴＭ技術では、今までメーカ毎に異なっていた通信処理部と計測器との間の通信規格を統一することによって汎用性を持たせている。

しかしながら、ＦＤＴ／ＤＴＭ技術を用いて汎用性を持たせると、パーソナルコンピュータから流量算出装置等に対して直接パラメータを書き込むことができなくなり、例えば従来使用していた流量パラメータを流量算出装置に対して直接送信することはできなくなる。このため、従来のように汎用パラメータに関する単位以外の単位が用いられる流量パラメータを設定し、この流量パラメータを流量算出装置内において汎用パラメータに関する単位で規定される値に変換させるといったことができなくなり、利便性が極めて悪化するという問題が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、汎用性を持たせた場合であっても、ユーザの所望の単位でパラメータを取り扱うことができるパラメータ設定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のパラメータ設定装置は、外部から入力されるパラメータ（Ｐ１，Ｐ２）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する流量算出装置（１００）に対して、前記パラメータを設定するパラメータ設定装置（１）において、前記流量算出装置で汎用的に使用される第１単位で記述されて前記流量を算出するための演算式に用いられない汎用パラメータである第１パラメータを設定する第１パラメータ設定部（３）と、前記第１単位とは異なる第２単位で記述されて前記流量を算出するための演算式に用いられる流量パラメータである第２パラメータを、前記第１単位で記述された第２パラメータに変換する単位変換部（２２ｂ）を有し、当該単位変換部で変換された第２パラメータを設定する第２パラメータ設定部（２）と、前記第１パラメータ設定部で設定された前記第１パラメータ及び前記第２パラメータ設定部で設定された前記第２パラメータの各々を記憶する記憶部（４）と、前記記憶部に記憶された前記第１パラメータ及び前記第２パラメータを前記流量算出装置に出力する通信処理部（５）とを備えており、前記記憶部が、前記第１単位を示す単位情報を前記第１パラメータに含めて記憶し、前記単位変換部が、前記記憶部に記憶された前記単位情報を読み出して前記第２パラメータの変換を行うことを特徴としている。
この発明によると、流量算出装置で汎用的に使用される第１単位で記述された第１パラメータは第１パラメータ設定部で設定されて記憶部に記憶され、上記の第１単位とは異なる第２単位（ユーザの所望の単位）で記述された第２パラメータは単位変換部において第１単位で記述された第２パラメータに変換された上で第２パラメータ設定部で設定されて記憶部に記憶され、記憶部に記憶された第１パラメータ及び第２パラメータは通信処理部によって流量算出装置に出力される。
また、本発明のパラメータ設定装置は、前記流量が、質量流量であることを特徴としている。
更に、本発明のパラメータ設定装置は、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している。

本発明によれば、流量算出装置で汎用的に使用される第１単位とは異なる第２単位で記述された第２パラメータを、単位変換部において第１単位で記述された第２パラメータに変換した上で第２パラメータ設定部で設定し、その後に通信処理部が流量算出装置に出力しているため、汎用性を持たせた場合であっても、ユーザは所望の単位（第２単位）でパラメータを取り扱うことができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置と、パラメータ設定装置によりパラメータ設定が行われる流量算出装置とを示す図である。図１に示す通り、本実施形態のパラメータ設定装置１は、流量算出装置としてのマルチバリアブル伝送器１００とオフライン接続され、必要に応じて各種データの送受信を行う。以下の説明では、まずパラメータ設定装置１の構成について詳細に説明し、次いでマルチバリアブル伝送器１００の構成について詳細に説明し、最後にこれらの動作について説明する。

図２は、パラメータ設定装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示す通り、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（第２パラメータ設定部）、汎用パラメータ設定部３（第１パラメータ設定部）、オフラインデータベース４（記憶部）、及び通信処理部５を備えている。尚、パラメータ設定装置１は、ＣＰＵ（中央処理装置）並びに各種プログラム及びデータを格納するメモリ等を備えるコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ））で実現可能である。パラメータ設定装置１がコンピュータで実現される場合には、上記の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、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。

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とを備えており、流量パラメータ（第２パラメータ）の設定を行う。ここで、流量パラメータとは、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（後述する（１）式を参照）に用いられるパラメータである。この流量パラメータとしては、例えばマルチバリアブル伝送器１００が設置された流路をなす配管２００（図１参照）の径を測定したときの温度を示す管径測定温度（ＴＤｒ値）Ｐ１１及びその温度単位（ＴＤｒ温度単位）Ｐ１２が挙げられる。以下の説明では、流量パラメータがＴＤｒ値Ｐ１１とＴＤｒ温度単位Ｐ１２とからなる場合を例に挙げて説明する。尚、流量パラメータは、ユーザによって入力されて人間が理解しやすいデータ（ユーザデータ）であるため、上記のＴＤｒ温度単位Ｐ１２としては例えば「℃」，「°Ｆ」，「Ｋ（ケルビン）」が用いられる。

流量パラメータ設定エディタ２１は、流量パラメータ（ＴＤｒ値Ｐ１１及びＴＤｒ温度単位Ｐ１２）の入力・編集等を行うためのものである。尚、本実施形態のパラメータ設定装置１ではＧＵＩ（Graphical User Interface）が実現されており、流量パラメータ設定エディタ２１は、ＧＵＩに対するユーザの操作に応じて流量パラメータの入力・編集を行う。

流量パラメータ読み書き部２２は、入力バッファ２２ａ、単位変換部２２ｂ、及び出力バッファ２２ｃを備えており、流量パラメータ設定エディタ２１で入力された流量パラメータを読み出して変換した後にオフラインデータベース４に書き込む。入力バッファ２２ａは、流量パラメータ設定エディタ２１から読み出された流量パラメータ（ＴＤｒ値Ｐ１１及びＴＤｒ温度単位Ｐ１２）及びオフラインデータベース４から読み出された汎用パラメータＰ２に含まれる共通温度単位Ｐ２２を一時的に記憶する。単位変換部２２ｂは、入力バッファ２２ａに一時的に記憶されたＴＤｒ温度単位Ｐ１２で記述されているＴＤｒ値Ｐ１１を、共通温度単位Ｐ２２で記述されたＴＤｒ値（変換後ＴＤｒ値）Ｐ３１に変換する。出力バッファ２２ｃは、単位変換部２２ｂで変換された変換後ＴＤｒ値Ｐ３１を一時的に記憶する。この変換後ＴＤｒ値Ｐ３１がオフラインデータベース４に記憶され、これにより流量パラメータの設定が行われる。

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とを備えており、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（第１パラメータ）を編集・設定するためのものである。ここで、汎用パラメータとは、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（後述する（１）式を参照）に用いられないパラメータである。この汎用パラメータとしては、例えば温度測定の上限値を示すＵＲＶ値Ｐ２１及びその温度単位である共通温度単位Ｐ２２が挙げられる。以下の説明では、汎用パラメータがＵＲＶ値Ｐ２１と共通温度単位Ｐ２２からなる場合を例に挙げて説明する。尚、汎用パラメータは、マルチバリアブル伝送器１００において汎用的に使用される共通温度単位Ｐ２２で記述される。この共通温度単位としては、例えば「Ｋ」や「℃」，「°Ｆ」が挙げられる。

汎用パラメータ設定エディタ３１は、汎用パラメータ（ＵＲＶ値Ｐ２１及び共通温度単位Ｐ２２）の入力・編集等を行うためのものである。上述した流量パラメータ設定エディタ２１と同様に、汎用パラメータ設定エディタ３１は、ＧＵＩに対するユーザの操作に応じて汎用パラメータの入力・編集を行う。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オフラインデータベース４に記憶させ、これにより汎用パラメータＰ２の設定が行われる。

オフラインデータベース４は、流量パラメータ設定部２で設定された変換後ＴＤｒ値Ｐ３１を流量演算パラメータＰ１として記憶するとともに、汎用パラメータ設定部３で設定された汎用パラメータＰ２を記憶する。通信処理部５は、ダウンロード装置５１及びアップロード装置５２を備えており、マルチバリアブル伝送器１００とオフライン接続により通信を行うものである。具体的には、オフラインデータベース４に記憶された流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２をダウンロード装置５１により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。また、マルチバリアブル伝送器１００から、流量パラメータ及び汎用パラメータをアップロード装置５２によりアップロード（取得）する。尚、通信処理部５は、例えばユーザがＧＵＩに対してダウンロード又はアップロードの指示を行った場合に、ダウンロード処理又はアップロード処理を行う。

次に、マルチバリアブル伝送器１００の構成について詳細に説明する。図１に示す通り、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：図示省略）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。また、図２に示す通り、パラメータ設定装置１からダウンロードされる流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２を受信するためのコマンドパケット受信部１０１を備えている。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（流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２）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、以下の（１）式に示す演算式を用いて質量流量を算出する。尚、以下の（１）式において、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、ρ１は流体密度である。

尚、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、以上説明した構成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詳細に説明する。図３，図４は、本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置によるパラメータの設定手順の一例を示すフローチャートである。尚、マルチバリアブル伝送器１００に対するパラメータ設定作業は、ユーザがＧＵＩに対して所定の操作を行うことにより開始される。

パラメータ設定作業が開始されると、ユーザは汎用パラメータ設定エディタ３１を操作して、汎用パラメータであるＵＲＶ値Ｐ２１の編集又は入力を行う（ステップＳ１１）。尚、ＵＲＶ値Ｐ２１の編集又は入力とともに、ＵＲＶ値Ｐ２１の温度単位である共通温度単位Ｐ２２も設定される。汎用パラメータ設定エディタ３１で編集又は入力された汎用パラメータ（ＵＲＶ値Ｐ２１及び共通温度単位Ｐ２２）は、汎用パラメータ読み書き部３２に入力されて、オフラインデータベース４に汎用パラメータＰ２として書き込まれる（ステップＳ１２）。

次に、ユーザは流量パラメータ設定エディタ２１を操作して、流量パラメータであるＴＤｒ値Ｐ１１の編集又は入力を行う（ステップＳ１３）。尚、ＴＤｒ値Ｐ１１の編集又は入力とともに、ＴＤｒ値Ｐ１１の温度単位であるＴＤｒ温度単位Ｐ１２の編集・入力も可能である。流量パラメータ設定エディタ２１での流量パラメータ（ＴＤｒ値Ｐ１１及びＴＤｒ温度単位Ｐ１２）の編集・入力処理が終了すると、流量パラメータの読み書き処理が行われる（ステップＳ１４）。

流量パラメータの読み書き処理が開始されると、図４に示す通り、流量パラメータの書き込み要求がなされ、ステップＳ１３で編集・入力された流量パラメータ（ＴＤｒ値Ｐ１１，ＴＤｒ温度単位Ｐ１２）が入力バッファ２２ａに書き込まれる（ステップＳ２１）。次に、流量パラメータ読み書き部２２は、オフラインデータベース４に記憶されている汎用パラメータＰ２に含まれる共通温度単位Ｐ２２を読み出して入力バッファに取り込む（ステップＳ２２）。

流量パラメータ（ＴＤｒ値Ｐ１１，ＴＤｒ温度単位Ｐ１２）及び共通温度単位Ｐ２２の入力バッファ２２ａへの取り込みが完了すると、単位変換部２２ｂは、入力バッファ２２ａに取り込まれたＴＤｒ値Ｐ１１（ＴＤｒ温度単位Ｐ１２で記述されている）を、共通温度単位Ｐ２２で記述されたＴＤｒ値（変換後ＴＤｒ値）Ｐ３１に変換する（ステップＳ２３）。変換された変換後ＴＤｒ値Ｐ３１は、出力バッファ２２ｃに一時的に記憶され、その後にオフラインデータベース４に流量演算パラメータＰ１として書き込まれる（ステップＳ２４）。

以上の処理が終了し、例えばユーザがＧＵＩに対してダウンロードの指示を行うと、通信処理部５のダウンロード装置５１がオフラインデータベース４に記憶された流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２を読み出してマルチバリアブル伝送器１００に送信する。これにより、パラメータ設定装置１で設定された流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２がマルチバリアブル伝送器１００にダウンロード（入力）される（ステップＳ１５）。以上の説明した処理（ステップＳ１１〜Ｓ１５、ステップＳ２１〜Ｓ２４）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。尚、マルチバリアブル伝送器１００は、ダウンロード（入力）された流量演算パラメータＰ１及び汎用パラメータＰ２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。

以上説明した通り、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の流量パラメータ読み書き部２２が単位変換部２２ｂを備えており、この単位変換部２２ｂによってＴＤｒ温度単位Ｐ１２で記述されたＴＤｒ値Ｐ１１が、共通温度単位Ｐ２２で記述された変換後ＴＤｒ値Ｐ３１に変換される。このため、本実施形態のパラメータ設定装置１は、ＦＤＴ／ＤＴＭ技術を用いて汎用性を有していても、ユーザは所望の単位でパラメータを取り扱うことができる。この結果として、従来よりもユーザの利便性が低下することはなく、従来と同様の操作でパラメータの設定を行うことができる。

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オフラインデータベース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、流量パラメータ及び汎用パラメータ等がアップロード（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に設定された流量パラメータ及び汎用パラメータ等をマルチバリアブル伝送器１００からアップロードし、パラメータが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もできる。

以上、本発明の実施形態によるパラメータ設定装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、流量パラメータがＴＤｒ値Ｐ１１とＴＤｒ温度単位Ｐ１２とからなり、汎用パラメータがＵＲＶ値Ｐ２１と共通温度単位Ｐ２２とからなる場合について説明したが、本発明は任意の流量パラメータ及び汎用パラメータにも適用することができる。

また、上記実施形態においては、パラメータ設定装置１が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である場合を例に挙げて説明した。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において用いられる演算式は前述した（１）式に示したものに限られる訳ではなく他の演算式を用いても良い。更に、上記実施形態では、配管２００内に設置される絞り機構としてオリフィスを例に挙げて説明したが、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が設けられている場合にも本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置と、パラメータ設定装置によりパラメータ設定が行われる流量算出装置とを示す図である。パラメータ設定装置１の機能構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置によるパラメータの設定手順の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態によるパラメータ設定装置によるパラメータの設定手順の一例を示す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
３汎用パラメータ設定部
４オフラインデータベース
５通信処理部
２２ｂ単位変換部
１００マルチバリアブル伝送器
Ｐ１流量演算パラメータ
Ｐ２汎用パラメータ

Claims

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する流量算出装置に対して、前記パラメータを設定するパラメータ設定装置において、
前記流量算出装置で汎用的に使用される第１単位で記述されて前記流量を算出するための演算式に用いられない汎用パラメータである第１パラメータを設定する第１パラメータ設定部と、
前記第１単位とは異なる第２単位で記述されて前記流量を算出するための演算式に用いられる流量パラメータである第２パラメータを、前記第１単位で記述された第２パラメータに変換する単位変換部を有し、当該単位変換部で変換された第２パラメータを設定する第２パラメータ設定部と、
前記第１パラメータ設定部で設定された前記第１パラメータ及び前記第２パラメータ設定部で設定された前記第２パラメータの各々を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記第１パラメータ及び前記第２パラメータを前記流量算出装置に出力する通信処理部と
を備えており、
前記記憶部は、前記第１単位を示す単位情報を前記第１パラメータに含めて記憶し、
前記単位変換部は、前記記憶部に記憶された前記単位情報を読み出して前記第２パラメータの変換を行う
ことを特徴とするパラメータ設定装置。
前記流量は、質量流量であ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。
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又は請求項２記載のパラメータ設定装置。