JP5333845B2 - エネルギー管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、フィールド機器のエネルギー消費データを収集し、所定周期で与えられるトリガのタイミングで所定期間のエネルギーフローを演算して結果を表示するエネルギー管理システムに関するものである。
プラント等の設備毎に消費エネルギーを計測して集計するエネルギー管理システムは、特許文献１等で周知である。エネルギー管理システムにおいて、エネルギーフロー演算、警報判定、生産原単位等の処理時間を要するものに関しては、バッググラウンドにて演算させる仕組みも周知である。
図４は、従来のエネルギー管理システムの構成例を示す機能ブロック図である。エネルギーデータ管理部１０は、データ収集手段１１を利用し、供給源装置２１、フィールドメータ２２〜２ｎ等のフィールド機器の電力使用量等の結果値を定周期で取得し、データ保持手段１２に蓄積を行う。
データ保持手段１２で蓄積されたデータは、自動締め手段１３が時、日、月の単位で、締め処理を行い、エネルギーフロー演算手段３０へ、時締めトリガＴ１、日締めトリガＴ２、月締めトリガＴ３を発行する。自動締め手段１３は、例えば、1:01〜2:00までに収集したデータに対して平均、差分、加算等の演算を行い、2:00のレコードにデータを登録する。
エネルギーフロー演算手段３０は、時、日、月の各締めトリガを受け付けると、データ保持手段１２にアクセスし、フィールド機器データの読み込みを行い、エネルギーフロー演算を実行し、エネルギーデータ管理部１０内のエネルギーフロー演算保持手段１４に書き込み保存する。
エネルギーフロー演算保持手段１４に保存されたデータは、結果表示部４０に渡されて表示されると共に、外部インターフェース１５を介して外部ＰＣ５０に送信され、所定のアプリケーションプログラム等で利用される。
図５は、エネルギーフロー演算の実施例を示す機能ブロック図である。エネルギーフロー演算は、CO2換算計算手段３０Ａ、COP換算計算手段３０Ｂ、一次熱量換算計算手段３０Ｃ、変動係数，按分計算手段３０Ｄを備え、データ保持手段１２より使用量データを入力して所定のエネルギーフロー演算を行い、エネルギーフロー演算保持手段１４に書き込む。
特開２００９−５９２９５号公報
従来のエネルギー管理システムのバッググラウンド処理は、次のような問題がある。
（１）バッググラウンド処理で行うものは、エネルギーフロー演算のみと限定されているため、エネルギーデータ管理部１０とエネルギーフロー演算手段３０は、１：１の関係となり、この仕組みの中に他のバッググラウンド処理を導入しようとしても、機能追加作業を行うことは困難である。
（２）また、機能追加されるバッググラウンド処理は、エネルギーフロー演算が完了していないと動作できない等の依存関係があり、それら依存関係も考慮して、処理しなければならないので、現行システムでは対応が難しい。
エネルギーフロー及びその結果を利用する他のバックグラウンド演算処理は、時、日、月等の締めタイミングに合わせ、処理間で依存関係があり、それらを互いにスケジューリングしなければならないので、現行システムでは対応が難しい。
本発明の目的は、締めトリガを受けて複数のバッググラウンド処理を管理し、各バッググランド処理の依存関係を考慮しながら演算処理のシーケンスを実行可能なエネルギー管理システムを実現することにある。
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）フィールド機器のエネルギー消費データを収集し、所定周期で与えられるトリガのタイミングで所定期間のエネルギーフローを演算して結果を表示するエネルギー管理システムにおいて、
収集された前記データを保存すると共に前記トリガを発生するデータ保持手段、エネルギーフロー演算の結果を保持するエネルギーフロー演算保持手段、エネルギーフロー以外のバックグラウンド演算の結果を保持するバックグラウンド演算保持手段を有するエネルギーデータ管理部と、
受け付けられた前記トリガに基づき、トリガ別実行順定義ファイルを参照し、前記エネルギーフロー演算並びに前記バックグラウンド演算の実行順情報を取得して演算実行要求を発生するスケジュール管理部と、
前記演算実行要求に基づき、前記データ保持手段からデータを読み込んで前記エネルギーフロー演算並びにこのエネルギーフロー演算結果を利用する前記バックグラウンド演算を実行し、夫々の演算結果を前記エネルギーフロー演算保持手段及び前記バックグラウンド演算保持手段に出力する演算処理部と、
を備えたことを特徴とするエネルギー管理システム。
（２）前記演算処理部は、エネルギーフロー演算手段に加えて、警報判定手段、自動要因解析手段、生産原単位演算手段、トップテン演算手段の少なくともいずれかを備えることを特徴とする（１）に記載のエネルギー管理システム。
（３）前記スケジュール管理部は、前記エネルギーデータ管理部より受け付ける前記トリガの他、任意に周期設定可能なトリガを生成するタイマー手段を備えることを特徴とする（１）または（２）に記載のエネルギー管理システム。
（４）前記スケジュール管理部は、前記トリガ別実行順定義ファイルの内容を更新するユーザメンテナンス手段を備えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
（５）前記トリガ別実行順定義ファイルは、分と時、時と日、日と月毎のトリガに基づくバックグラウンド演算の中で、並列実行が可能な処理を定義する情報を備えることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
（６）前記データ保持手段は、自動締め手段により所定周期のトリガを生成して前記スケジュール管理部に送信することを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
（７）前記エネルギーフロー演算保持手段及び前記バックグラウンド演算保持手段より演算結果データを取得して表示する、結果表示部または外部ＰＣの少なくともいずれかを備えることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）エネルギーデータ管理部１００からの締めトリガは、スケジュール管理部２００が取得して、トリガ毎に指定されるバックグラウンド演算の処理順を決定して演算実行要求を演算処理部３００に出力することで、複数のバックグラウンド演算のシーケンス処理を実行することが可能となる。
（２）スケジュール管理部２００が、タイマー手段２０４を備えて独自のトリガを発行することができることにより、エネルギーデータ管理部１００からの締めトリガトリガ以外のタイミングでも、複数のバックグランド演算を実行することが可能となる。
（３）スケジュール管理部２００は、トリガ別の実行順情報を有することで、締めトリガ別に、各バックグランド演算間の依存関係も考慮し実行することが可能となる。
（４）トリガ別だけでなく、トリガ毎の依存関係も考慮することで、実行可能な並行処理により、単純なシーケンシャル実行よりも、短い時間でのバッググランド演算処理が可能となる。
（５）トリガ別の実行順情報は、トリガ別実行順定義ファイル２０３でユーザが定義することにより、より柔軟なシステム構成をとることが可能となり、バッググランド演算が増えても柔軟に対応が可能となる。
（６）各種バックグラウンド演算は、エネルギーデータ管理部に影響されることなく各トリガ毎に異なるバックグラウンド演算のカスタマイズが可能となる。
（７）バッググランド演算が増える、または動作依存関係が変更になっても定義情報をトリガ別実行順定義ファイルの定義のみで追加、変更が可能となる。
本発明を適用したエネルギー管理システムの一実施例を示す機能ブロック図である。 トリガ別実行順定義ファイルの内容とメンテナンス手段の構成例を示す機能ブロック図である。 バックグラウンド演算処理部の処理シーケンスの例を示す機能ブロック図である。 従来のエネルギー管理システムの構成例を示す機能ブロック図である。 エネルギーフロー演算の実施例を示す機能ブロック図である。
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用したエネルギー管理システムの一実施例を示す機能ブロック図である。図４で説明した従来システムと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
エネルギーデータ管理部１００において、データ収集部１０１、データ保持手段１０２、自動締め手段１０３、エネルギーフロー演算保持手段１０４、外部インターフェース１０５の要素は、図４で説明したエネルギーデータ管理部１０の要素１１乃至１５と同一機能である。本発明で追加された構成要素は、バックグラウンド演算保持手段１０６である。
スケジュール管理部２００において、トリガ受付手段２０１は、エネルギーデータ管理部１００のデータ保持手段１０２からの時締めトリガＴ１、日締めトリガＴ２、月締めトリガＴ３を受け付けて、トリガ別情報管理手段２０２に渡す。
トリガ別情報管理手段２０２は、トリガ別実行順定義ファイル２０３を参照し、この定義ファイルに記述されているトリガの種別毎のバックグラウンド演算項目を決定し、演算実行要求をバックグラウンド演算処理部３００に発信する。
スケジュール管理部２００は、タイマー手段２０４を備え、トリガ別情報管理手段２０２は、このタイマー手段２０４は、自動締めによるトリガＴ１、Ｔ２、Ｔ３以外の、任意に設定した周期のトリガを取得することができる。
タイマー手段２０４は、自動締めによるトリガとは別のタイミングで、各バッググランド演算処理を呼び出す必要がある場合に利用する。例えば、１分、１０分毎に定周期にて実行する必要がある場合には、１分、１０分のトリガを自動発行してトリガ別情報管理手段２０２に伝達することで、自動締めトリガとは別のタイミング同期でバックグラウンド演算を実行することが可能となる。
バックグラウンド演算処理部３００は、図４で示したエネルギーフロー演算手段３０と同一機能のエネルギーフロー演算手段３０１に加えて、エネルギーフロー以外のバックグラウンド演算を実行するための、警報判定手段３０２、自動要因解析手段３０３、生産原単位演算手段３０４、トップテン演算手段３０５を備える。
エネルギーフロー演算手段３０１は、図４と同様にデータ保持手段１０２からフィールド機器データを読み込み、その演算結果をエネルギーフロー演算保持手段１０４に出力する。
エネルギーフロー演算保持手段１０４に保持されているエネルギーフロー演算手段３０１の演算結果を直接または間接的に利用する、警報判定手段３０２、自動要因解析手段３０３、生産原単位演算手段３０４、トップテン演算手段３０５は、夫々の演算結果をエネルギーデータ管理部１００に新設したバックグラウンド演算保持手段１０６に出力する。
次に、本発明で追加されるバックグラウンド演算の前提条件について説明する。警報判定手段３０２は、エネルギーフロー演算手段３０１が、エネルギーフロー演算保持手段１０４に書き込んだCO2等のデータを利用し、その数値が一定内の数値でなければ、警報を発行する機能である。そのため、警報判定手段３０２は、エネルギーフロー演算手段３０１が演算完了していないと動作できない。
自動要因解析手段３０３は、警報判定手段３０２が判定した警報情報を元に、それがどういう起因で起きたのかを、解析し情報出力を行う。そのため、自動要因解析手段３０３は、警報判定手段３０２が判定完了していないと動作できない。
生産原単位演算手段３０４は、MES等の生産実績より、各ロットのCO2等の使用量を算出するものである。（カーボンフットプリント算出）そのためには、MES等からの情報のほかに、エネルギーフロー演算手段３０１が、エネルギーフロー演算保持手段１０４に書き込んだCO2等のデータを取得し、ロット毎に、どの工程ではCO2をどのぐらい使った。等の算出を行い、ロットトータルでのCO2量を算出する。
そのため、生産原単位演算手段３０４は、エネルギーフロー演算手段３０１が演算完了していないと動作できない。また、生産原単位演算手段３０４は、分、時毎の結果データしか必要としない。これは、ロット毎の情報であるため、日、月の情報は粒度が大きいためである。
トップテン演算手段３０５は、あらかじめ決められたフロア、工程等毎に、エネルギーフロー演算手段３０１が算出した結果を用い、1日、1月毎のランキングを算出する機構である。
そのため、トップテン演算手段３０５は、エネルギーフロー演算手段３０１が演算完了していないと動作できない。また、トップテン演算手段３０５は、日、月毎の結果データしか必要としない。これは、分、時毎の演算では、ばらつきが大きいためである。
図２は、トリガ別実行順定義ファイルの内容とメンテナンス手段の構成例を示す機能ブロック図である。トリガ別実行順定義ファイル２０３は、１分、１０分、時、日、月、のトリガを取得したときの演算処理の項目と処理順が記述されている。
１分及び１０分トリガでは、エネルギーフロー演算の実行のみが指定される。時トリガでは、エネルギーフロー演算に加えて、警報判定、自動要因解析、生産原単位演算が指定される。日トリガ及び月トリガでは、エネルギーフロー演算に加えて、警報判定、自動要因解析、トップテン演算が指定される。
トリガ別情報管理手段２０２は、トリガ受付手段２０１からの時締めトリガＴ１、日締めトリガＴ２，月締めトリガＴ３及びタイマー手段２０４からの１分トリガ、１０分トリガを取得すると、トリガ別実行順定義ファイル２０３に記述された定義に従い、バックグラウンド演算手段３００内の指定演算手段に対して演算実行要求を発信する。
スケジュール管理部２００は、トリガ別実行順定義ファイル２０３の内容を更新するユーザメンテナンス手段２０５を備える。トリガ別実行順定義ファイル２０３の内容をユーザが定義することにより、より柔軟なシステム構成をとることが可能となり、バッググランド演算が増えても柔軟に対応が可能となる。
図３は、バックグラウンド演算処理部の処理シーケンスの例を示す機能ブロック図であり、図２に示すトリガ別実行順定義ファイル２０３に記述された定義に従い実行されるバックグラウンド演算手段３００による処理シーケンスを示している。
図３（Ａ）は、１分及び１０分毎のトリガによる実行要求に基づくシーケンスを示し、エネルギーフロー演算手段の処理（イ）が実行される。図３（Ｂ）は、時毎のトリガに基づく実行要求のシーケンスを示し、エネルギーフロー演算手段の処理（イ）に加えて警報判定手段の処理（ロ）、自動要因解析手段の処理（ハ）、生産原単位演算手段の処理（二）が実行される。
図３（Ｃ）及び（Ｄ）は日毎のトリガ及び月毎のトリガによる実行要求に基づくシーケンスを示し、エネルギーフロー演算手段の処理（イ）に加えて警報判定手段の処理（ロ）、自動要因解析手段の処理（ハ）、トップテン演算手段の処理（ホ）が実行される。
前述のように、各バックグランド演算は、依存関係があり、
・エネルギーフロー演算が終わらないと、警報判定ができない。
・警報判定が終わらないと、自動要因解析ができない。
・エネルギーフロー演算が終わらないと、生産原単位演算ができない。
という関係があるため、図３に示すシーケンシャル動作が必須となる。
このように、トリガ別情報管理手段２０２は、複数のバックグラウンド処理をシーケンシャルに実行することで同期を保つことが可能となる。しかしながら、２４時の時点では、エネルギーデータベース管理部１００からは、「時締めトリガ」と同時に、「日締めトリガ」も来ることとなる。
このとき、トリガ別情報管理手段２０２は、「時毎の実行要求」と「日毎の実行要求」の同時作業を行わなければならない。しかしながら、以下の依存関係がある。
・エネルギーフロー演算は、時毎の演算が完了しないと、日毎の演算は行えない。
・時、日毎のエネルギーフロー演算が終われば、その後のバックグランド演算は、並列実行が可能である。
そこで、トリガ別実行順定義ファイル２０３では、分と時、時と日、日と月等の関係の中で、並列実行可能か否かを定義する情報も付加することで、依存関係のないバッググランド演算に関しては、並列実行を可能とすることができる。このことで、バッググランド演算が単純にシーケンシャル実行よりも短い時間で演算が可能となる。
２１，２２，…２ｎ フィールド機器
４０ 結果表示部
５０ 外部ＰＣ
１００ エネルギーデータ管理部
１０１ データ収集手段
１０２ データ保持手段
１０３ 自動締め手段
１０４ エネルギーフロー演算保持手段
１０５ 外部インターフェース
１０６ バックグラウンド演算保持手段
２００ スケジュール管理部
２０１ トリガ受付手段
２０２ トリガ別情報管理手段
２０３ トリガ別実行順定義ファイル
２０４ タイマー手段
３００ バックグラウンド演算処理部
３０１ エネルギーフロー演算手段
３０２ 警報判定手段
３０３ 自動要因解析手段
３０４ 生産原単位演算手段
３０５ トップテン演算手段

Claims (7)

  1. フィールド機器のエネルギー消費データを収集し、所定周期で与えられるトリガのタイミングで所定期間のエネルギーフローを演算して結果を表示するエネルギー管理システムにおいて、
    収集された前記データを保存すると共に前記トリガを発生するデータ保持手段、エネルギーフロー演算の結果を保持するエネルギーフロー演算保持手段、エネルギーフロー以外のバックグラウンド演算の結果を保持するバックグラウンド演算保持手段を有するエネルギーデータ管理部と、
    受け付けられた前記トリガに基づき、トリガ別実行順定義ファイルを参照し、前記エネルギーフロー演算並びに前記バックグラウンド演算の実行順情報を取得して演算実行要求を発生するスケジュール管理部と、
    前記演算実行要求に基づき、前記データ保持手段からデータを読み込んで前記エネルギーフロー演算並びにこのエネルギーフロー演算結果を利用する前記バックグラウンド演算を実行し、夫々の演算結果を前記エネルギーフロー演算保持手段及び前記バックグラウンド演算保持手段に出力する演算処理部と、
    を備えたことを特徴とするエネルギー管理システム。
  2. 前記演算処理部は、エネルギーフロー演算手段に加えて、警報判定手段、自動要因解析手段、生産原単位演算手段、トップテン演算手段の少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
  3. 前記スケジュール管理部は、前記エネルギーデータ管理部より受け付ける前記トリガの他、任意に周期設定可能なトリガを生成するタイマー手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエネルギー管理システム。
  4. 前記スケジュール管理部は、前記トリガ別実行順定義ファイルの内容を更新するユーザメンテナンス手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  5. 前記トリガ別実行順定義ファイルは、分と時、時と日、日と月毎のトリガに基づくバックグラウンド演算の中で、並列実行が可能な処理を定義する情報を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  6. 前記データ保持手段は、自動締め手段により所定周期のトリガを生成して前記スケジュール管理部に送信することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  7. 前記エネルギーフロー演算保持手段及び前記バックグラウンド演算保持手段より演算結果データを取得して表示する、結果表示部または外部ＰＣの少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
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