JP6403957B2 - 測定システム、測定管理装置、測定機器、および測定方法 - Google Patents

測定システム、測定管理装置、測定機器、および測定方法 Download PDF

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Description

本発明は、測定システム、測定管理装置、測定機器、および測定方法に関する。
近年、石油石化プラントなどにおいてはＨＳＥ（Ｈｅａｌｔｈ， Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）が重要視されており、プラント内の騒音や設備不良などの異常検出の簡易化および早期原因推定によるリスク低減が課題となっている。そこで、プラント内に騒音や振動などを検出する測定機器を複数設けることによるプラント内の監視が行われるようになってきている。
例えば、測定機器の例としては、内部タイマが計時する時間情報に基づいて測定器内部で発生したイベントの発生時間を記録するものが、特許文献１に記載されている。このような測定機器をプラント内の複数箇所に設けて測定データを収集することにより、プラント内の異常を検出することができる。
特開２００５−３７２４７号公報
しかしながら、特許文献１に記載の測定機器では、測定機器ごとに内部タイマが計時するため、プラント内に設けられた複数の測定機器のそれぞれは正確な時刻を計時しているものではなく、それぞれの測定機器で測定された測定データの相関も取れない。そのため、プラント内に設けられた複数の測定機器から測定データを収集したとしても、有効に活用することができず、例えば異常が発生したことを精度よく検出できないことがあった。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、複数の測定機器のそれぞれから、有効に活用することが可能な測定データを取得することができる測定システム、測定管理装置、測定機器、および測定方法を提供する。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、測定対象内の複数の箇所のそれぞれを測定する複数の測定機器と、前記複数の測定機器のそれぞれが測定した測定データを通信ネットワークを介して取得する測定管理装置と、を備えた測定システムであって、前記複数の測定機器のそれぞれは、時刻が同期しており、該同期した時刻に基づいて測定した前記測定データを送信し、前記測定管理装置は、前記複数の測定機器のそれぞれから前記測定データを取得する測定データ取得部、を備えることを特徴とする測定システムである。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、測定管理装置が、前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器が測定を行う測定時刻に関する情報を送信する測定時刻指示部、をさらに備え、前記測定データ取得部が、前記測定時刻指示部が送信した前記測定時刻に関する情報により示される測定時刻に基づいて前記複数の測定機器のそれぞれが測定した前記測定データを、前記複数の測定機器のそれぞれから取得する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記測定時刻指示部が、前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器間で所定の時間差を設けた測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、前記測定時刻に関する情報として送信する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記測定時刻指示部が、前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器で同一の測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、前記測定時刻に関する情報として送信する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記測定管理装置が、前記複数の測定機器のそれぞれに対して共通の時刻情報を送信する同期時刻送信部、をさらに備え、前記複数の測定機器のそれぞれが、前記同期時刻送信部から送信された前記時刻情報に同期した時刻を計時する計時部を備える、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記測定管理装置が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データに基づいて、前記測定対象における特定の事象を推定する推定部、を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記推定部が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データのうち、少なくとも第１の時刻に測定された前記測定データと、前記第１の時刻より所定時間遅延した第２の時刻に測定された前記測定データとに基づいて、前記測定対象における特定の事象を推定する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記推定部が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データのうち、少なくとも同一の測定時刻に測定された複数の前記測定データに基づいて、前記測定対象における特定の事象を推定する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記測定システムにおいて、前記推定部が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データの相関に基づいて、前記測定対象における特定の事象を推定することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、測定対象内の複数の箇所のそれぞれを測定するとともに時刻が同期した複数の測定機器から、該同期した時刻に基づいて測定された測定データを通信ネットワークを介して取得する測定データ取得部、を備えることを特徴とする測定管理装置である。
また、本発明の一態様は、上記測定管理装置が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データに基づいて、前記測定対象における特定の事象を推定する推定部、を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、測定対象を測定する測定部と、外部装置から取得した時刻情報に同期した時刻を計時する計時部と、前記計時部が計時する時刻が所定の測定時刻となったときに前記測定部が測定するように制御する測定制御部と、前記測定部が測定した測定データを通信ネットワークを介して通信可能に接続される前記外部装置に対して送信する測定データ送信部と、を備えることを特徴とする測定機器である。
また、本発明の一態様は、測定対象を測定する測定方法であって、前記測定対象内の複数の箇所のそれぞれを測定するとともに時刻が同期した複数の測定機器から、該同期した時刻に基づいて測定された測定データを通信ネットワークを介して取得する、ことを特徴とする異常箇所推定方法である。
本発明によれば、複数の測定機器のそれぞれから、有効に活用することが可能な測定データを取得することができる。
本実施形態による測定システムの概略構成の一例を示す構成図である。 本実施形態による測定管理装置の概略構成の一例を示す構成図である。 本実施形態によるフィールド機器の概略構成の一例を示す構成図である。 本実施形態による測定処理の一例を示すシーケンス図である。 本実施形態による測定管理装置の動作状態を示す状態遷移図である。 本実施形態によるフィールド機器の動作状態を示す状態遷移図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
＜測定システム１００の構成＞
図１は、本実施形態による測定システム１００の概略構成の一例を示す構成図である。この測定システム１００は、プラント内を定常的に監視するために測定を行うシステムである。プラントとしては、例えば、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。また、測定システム１００は、プラント内の各種の物理量を測定するフィールド機器４０（測定機器）を備えている。フィールド機器４０は、例えば、流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器である。この図１に示す例では、測定システム１００は、フィールド機器４０として、伝送器５と、差圧伝送器６と、センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、を備えている。
図１に示すように、プラント内に配管されている管路１には、ポンプ２と、ポジショナーおよびバルブ３と、圧力、温度、流量などを測定する伝送器５と、オリフィスプレート４と、オリフィスプレート４を用いて流量測定を行う差圧伝送器６とが接続されている。
例えば、差圧伝送器６は、管路１内の圧力の揺らぎを測定し時系列データとして内部で収集する。これにより、管路１のつまりや異常を検出することが可能である。このとき、時系列データのサイズとしては、例えば、数ｋｂｙｔｅから数１０ｋｂｙｔｅのものが用いられる。
センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、マイクロフォンなどを搭載した騒音センサや管路１の振動を測定する振動センサであり、複数の周波数帯における音や振動のピーク値の測定、または時間領域や周波数領域における振動の波形データを取得する。このとき、波形データのサイズとしては、サンプリング数にもよるが、例えば、数ｋｂｙｔｅから数Ｍｂｙｔｅのものが用いられる。
ここでは、センサ１０ａ、１０ｂは、騒音センサ（以下、騒音センサ１０ａ、１０ｂとも称する）であるとし、例えば、労働環境の改善や騒音公害防止を目的として、騒音量の測定または騒音源の推定に用いられる。騒音センサ１０ａ、１０ｂは、例えば、プラント内に常時設置されている。また、センサ１０ｃは、振動センサ（以下、振動センサ１０ｃとも称する）であるとする。
騒音源としては、例えば、管路１やポンプ２などがある。管路１が騒音になる場合とは、管路１以外の騒音源からの音が管路１および管路１内の流体を伝搬してくる場合と、管路１内の流体自体の乱れ（例えば、オリフィスプレート４の下流の圧力損失やポジショナーおよびバルブ３のバルブで発生するキャビテーションなど）から騒音が発生するものがある。振動センサ１０ｃは、例えば、管路１に直接取り付けられており、管路１の振動を測定し、管路１の異常監視や傾向監視をする。なお、この図１では、振動センサ１０ｃが管路１に取り付けられている例を示しているが、振動センサ１０ｃは、他の設備や機器など（例えば、ポンプ２）に取り付けられて振動を測定してもよい。
また、測定システム１００は、測定管理装置２０を備えている。この測定管理装置２０は、通信ネットワーク７を介して、ポジショナーおよびバルブ３、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、及び振動センサ１０ｃに接続される。
通信ネットワーク７は、伝送器５及び差圧伝送器６から伝送される４−２０ｍＡの電流信号、その電流信号に重畳したデジタル信号、フィールドバス通信などのデジタル信号、またはＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓ ＨＡＲＴ（登録商標）などの工業用無線通信、などによる通信路を示している。ここでは、通信ネットワーク７は、例えば、フィールドバス通信またはＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用無線通信による通信路であるとして説明する。
測定管理装置２０は、通信ネットワーク７を介して、ポジショナーおよびバルブ３、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、及び振動センサ１０ｃと測定データや制御情報を送受信する。
なお、測定管理装置２０は、プラントを制御する中央制御装置（例えば、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）やＰＡＭ（Ｐｌａｎｔ Ａｓｓｅｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ））の一部として構成されてもよい。例えば、測定管理装置２０を含む中央制御装置が、通信ネットワーク７を介して通信可能に接続される機器と測定データや制御情報を送受信してもよいし、プロセス量の異常や機器の異常を示すアラーム情報の伝達を行ってもよい。
また、測定システム１００は、通信ネットワーク７を介して、ポジショナーおよびバルブ３、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、及び振動センサ１０ｃに接続される携帯型のハンドヘルドターミナル（ＨＨＴ：Ｈａｎｄ Ｈｅｌｄ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）またはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの機器管理ツールを備えてもよい。この機器管理ツールは、通信ネットワーク７を介して通信可能に接続される機器に対して測定レンジやタグなどの設定を行うとともに、上述の中央制御装置と同様に、通信ネットワーク７を介して通信可能に接続される機器と測定データや制御情報を送受信してもよいし、プロセス量の異常や機器の異常を示すアラーム情報の伝達を行ってもよい。
また、騒音センサ１０ａ、１０ｂまたは振動センサ１０ｃの測定データは、測定管理装置２０（または、測定管理装置２０を含む中央制御装置）とは別に、装置管理ツールや騒音モニタツールなどで収集されて傾向監視されてもよい。なお、騒音センサ１０ａ、１０ｂの他に携帯型の騒音センサを用いて、例えば１年に１度作業員が巡回して測定したデータを収集し騒音マップを作成することで、公害防止や、労働改善環境のための装置見直しや防音壁設置などに利用してもよい。
測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０（例えば、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、または振動センサ１０ｃ）のそれぞれから通信ネットワーク７を介して、連続的または断続的に圧力、温度、流量などの測定データを取得することができる。例えば、測定管理装置２０は、測定対象であるプラントの定常的な監視を目的とした場合には、数秒から数分、または数時間から数日といった周期で測定された測定データを取得してもよい。
ここで、仮に、各フィールド機器４０による測定が、それぞれ非同期で異なる時刻に行われた場合には、各フィールド機器４０の測定データの関連性や相関、時刻同期をとることは困難であるため、騒音や設備不良などの異常が発生したことを精度よく検出できないとともに、その異常が発生した箇所の推定は容易ではない。例えば、ポンプ２に異常があって騒音や管路１内の流体の乱れがある場合、騒音センサ１０ａ、１０ｂの付近のどこかで騒音が発生していることがわかるが、騒音源がどこにあるかまでは特定することが困難である。騒音センサ１０ａ、１０ｂに騒音が到達するまでの距離及び時間差がわかれば騒音源を推定することができるが、騒音センサ１０ａ、１０ｂが、仮に携帯型の騒音センサである場合には、プロセス内の位置や騒音センサ間の相対位置が定まらないため騒音源の推定は困難である。また、騒音センサ１０ａ、１０ｂが設置型の場合でも、騒音源を推定するためには、騒音センサ１０ａ、１０ｂに騒音が到達するまでの正確な時間差の情報が必要となる。また、管路１に設置された振動センサ１０ｃが振動の異常を検知したとしても、それがポンプ２の問題によるものか、振動センサ１０ｃの下流にあるバルブ３の異常振動によるものかは不明である。差圧伝送器６も同様であり、管路１内の流体の乱れ自体は検出できたとしても、それがポンプ２の問題によるものか、オリフィスプレート４の下流における異常圧力損失によるものかまでは特定することが困難である。
そこで、本実施形態の測定システム１００では、通信ネットワーク７上に接続されている複数のフィールド機器４０のそれぞれの時刻を同期させ、プラント内の複数の箇所で同一時刻の測定、またはプラント内の複数の箇所ごとに一定時間の遅延時間を持たせた測定を可能とし、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、それぞれにおいて測定された時刻（測定時刻）が同期した測定データを取得するようにした。
これにより、プラント内の複数の箇所の測定データの関連性や相関、時刻同期をとることが容易となるため、騒音や設備不良などの異常やその異常が発生した箇所などの特定の事象の推定を、高速化、高精度化、且つ簡易化することができる。
以下、本実施形態による測定システム１００の構成について詳しく説明する。
図１に示す本実施形態による測定管理装置２０は、フィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用無線による通信維持のために複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して時刻の同期を行い、測定時刻が同期した測定データを、複数のフィールド機器４０のそれぞれから通信ネットワーク７を介して取得する。また、図１に示す複数のフィールド機器４０（伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、振動センサ１０ｃ）のそれぞれは、測定管理装置２０からの時刻の同期によって同期した時刻を計時しており、同期した測定時刻に測定が可能である。
＜測定管理装置の構成＞
図２は、本実施形態による測定管理装置２０の概略構成の一例を示す構成図である。
この図２を参照して、測定管理装置２０の構成について説明する。
測定管理装置２０は、時刻情報取得部２１と、位置情報取得部２２と、通信部２３と、ユーザインターフェース部２４と、測定管理部２５と、推定部２６と、分布情報生成部２７と、機器管理部２８と、作業履歴管理部２９と、を備えている。
時刻情報取得部２１は、時刻情報を取得し、取得した時刻情報を測定管理部２５に供給する。例えば、時刻情報取得部２１は、インターネットを介して時刻情報が供給されるＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ、またはＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から受信する電波に基づいて時刻情報を取得するＧＰＳ受信ユニットなどを含んで構成される。なお、ＮＴＰサーバやＧＰＳ受信ユニットが、時刻情報取得部２１の外部に設けられている場合には、時刻情報取得部２１は、外部に設けられたＮＴＰサーバやＧＰＳ受信ユニットから通信により時刻情報を取得する。
位置情報取得部２２は、例えば、ＧＰＳ受信ユニットなどを含んで構成され、ＧＰＳ衛星から受信する電波に基づいて測定管理装置２０の位置情報を取得する。
通信部２３は、フィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用無線通信などを用いて、通信ネットワーク７に接続される各フィールド機器４０と通信を行う。
ユーザインターフェース部２４は、ユーザの操作により入力される測定開始時刻や測定開始遅延時間などの入力情報を受け付ける入力部と、測定結果、または異常やその異常が発生した箇所などの特定の事象を示す情報をユーザに通知するために表示する表示部と、を備えている。例えば、ユーザインターフェース部２４は、入力部と表示部とが一体となったタッチパネルとして構成されている。
測定管理部２５は、通信ネットワーク７に接続される各フィールド機器４０に対して測定時刻を指示し、各フィールド機器４０から測定データを取得する。なお、測定管理部２５は、フィールドバス通信またはＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用無線通信のネットワーク管理機能を有する構成としてもよい。例えば、測定管理部２５は、通信維持のために、定期的に時刻情報を通信ネットワーク７に接続される各フィールド機器４０に送信する機能を有する。
具体的には、測定管理部２５は、同期時刻送信部２５１と、測定時刻指示部２５２と、測定データ取得部２５３と、を備えている。
同期時刻送信部２５１は、各フィールド機器４０が計時する時刻が同期するように、時刻情報取得部２１から供給された時刻情報に基づいて、通信ネットワーク７に接続されるフィールド機器４０のそれぞれに対して時刻同期用の共通の時刻情報（例えば、同一の時刻情報）を送信する。
測定時刻指示部２５２は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０が測定を行う測定時刻に関する情報を、通信ネットワーク７を介して送信する。例えば、測定時刻指示部２５２は、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、または振動センサ１０ｃに対して、それぞれが測定を行う測定時刻を指示する情報を送信する。
なお、測定時刻指示部２５２は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０で同一の測定時刻に測定が行われるように指示する情報を送信してもよい。また、測定時刻指示部２５２は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０の間で所定の時間差を設けた測定時刻に測定が行われるように指示する情報を送信してもよい。
ここで、測定時刻に関する情報とは、例えば、瞬時の測定値を得る場合には、その瞬時の測定時刻を示す情報が含まれてもよいし、ある時刻から所定の時間幅での測定結果を得るためには、少なくとも測定開始時刻を示す情報が含まれてもよい。なお、所定の時間幅を示す情報は、測定時刻に関する情報に含まれてもよいし、フィールド機器４０に設定されていてもよい。
測定データ取得部２５３は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、通信ネットワーク７を介して測定データを取得する。例えば、測定データ取得部２５３は、測定時刻指示部２５２が送信した測定時刻に関する情報により示される測定時刻に基づいて複数のフィールド機器４０のそれぞれが測定した測定データを、複数のフィールド機器４０のそれぞれから取得する。
すなわち、測定データ取得部２５３は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、測定時刻が同期した測定データを取得する。
ここで、測定データ取得部２５３が取得する測定データには、騒音や振動の瞬時値、または時間領域や周波数領域における騒音や振動の波形データなどが含まれる。
推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数のフィールド機器４０が測定した測定時刻が同期した測定データに基づいて、測定対象における特定の事象を推定する。なお、測定対象における特定の事象とは、例えば、騒音や設備不良などの異常またはその異常が発生した箇所などである。例えば、推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データの関連性や相関を取ることにより、根本的な騒音源や設備の不良現象やその発生箇所、すなわち異常やその異常が発生した箇所などの特定の事象の推定を行う。
分布情報生成部２７は、プラント内の各フィールド機器４０の位置情報または位置を示す地図情報と、測定データ取得部２５３が取得した各フィールド機器４０の測定データとに基づいて、騒音や振動などの分布情報、異常箇所の分布情報などを生成する。
機器管理部２８は、プラント内の各フィールド機器４０の状態や測定データを、通信ネットワーク７を介して収集し、各フィールド機器４０の状態またはそれらの測定値に基づいて、各フィールド機器４０（例えば、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、または振動センサ１０ｃ）の状態や管路１、ポンプ２、ポジショナーおよびバルブ３、などの機器の状態を、ユーザインターフェース部２４の表示部に表示したり、データベース（不図示）に保存したりする。
作業履歴管理部２９は、分布情報生成部２７が生成した騒音や振動などの分布情報または異常箇所の分布情報により示される環境下で、作業員が何時間作業したかなどの作業履歴を記録する。
＜フィールド機器４０の構成＞
次に図３を参照して、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、振動センサ１０ｃなどのフィールド機器４０の構成について説明する。
図３は、本実施形態によるフィールド機器４０の概略構成の一例を示す構成図である。この図３では、伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、および振動センサ１０ｃの各構成が同様の構成であるものとして説明するが、これに限られるものではない。
フィールド機器４０（伝送器５、差圧伝送器６、騒音センサ１０ａ、１０ｂ、および振動センサ１０ｃ）は、通信部４１と、測定部４２と、測定制御部４３と、記憶部４４と、電源供給部４５と、位置情報取得部４６と、タイマ４７（計時部）と、を備えている。
通信部４１は、フィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａなどの工業用無線通信などを用いて、通信ネットワーク７に接続される測定管理装置２０（外部装置）と通信を行う。
測定部４２は、測定対象を測定する。例えば、測定部４２は、各フィールド機器４０の測定仕様に対応するセンサ（マイクロフォンなどの音響センサ、振動センサ、または振動式の圧力センサなど）を含んで構成される。
測定制御部４３は、測定部４２から測定結果を取得し、取得した測定結果に基づいて圧力値などのプロセス値や音量などの測定データを生成し、生成した測定データを通信部４１を介して測定管理装置２０に送信する。例えば、測定制御部４３は、測定部４２から測定結果を取得して測定データを生成する測定結果取得部４３１と、生成した測定データを通信部４１を介して送信する測定データ送信部４３２とを備えている。
また、測定制御部４３は、時刻同期部４３３と、測定時刻制御部４３４と、をさらに備えている。
時刻同期部４３３は、測定管理装置２０から送信された時刻同期用の共通の時刻情報を、通信部４１を介して取得する。そして、時刻同期部４３３は、取得した時刻情報に基づいてタイマ４７の時刻を合わせる。これにより、タイマ４７は、測定管理装置２０から取得した時刻情報に同期した時刻を計時する。
なお、タイマ４７は、時刻を計時するタイマの他に、時間を計時するタイマが含まれた構成としてもよい。また、タイマ４７は、図示するように測定制御部４３の外部に備えられてもよいが、内部に備えられてもよい。測定制御部４３は、このタイマ４７が計時する時刻や時間に基づいて、測定のタイミングを制御したり、省電力化のためにフィールド機器４０が備える各部の動作時間を制御したりする。
測定時刻制御部４３４は、測定管理装置２０から送信された測定部４２が測定する測定時刻に関する情報を、通信部４１を介して取得する。そして、測定時刻制御部４３４は、タイマ４７が計時する時刻と、取得した測定時刻とに基づいて、当該測定時刻に測定部４２が測定するように制御する。
例えば、測定時刻制御部４３４は、測定管理装置２０から通信部４１を介して測定開始時刻を取得すると、タイマ４７の計時を行い、測定開始時刻に到達したときに測定部４２に測定を行わせる。そして、測定結果取得部４３１は、測定部４２から測定結果を取得し、取得した測定結果に基づく測定データ（騒音や振動の瞬時値、または時間領域や周波数領域における騒音や振動の波形データなど）と測定時刻を示す情報とを記憶部４４に記憶させる。また、測定終了後に、測定データ送信部４３２は、通信部４１を介して測定管理装置２０に測定データを送信する。なお、測定データには、当該測定データに対応した測定時刻を示す情報が関連付けられて送信されてもよい。また、測定データには、位置情報取得部４６が取得した位置情報が含まれてもよい。
なお、測定制御部４３は、測定部４２を常時起動し測定を行わせておき、測定開始時刻に到達したときのみ測定結果を取得してもよい。
記憶部４４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）、フラッシュＲＯＭ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記録媒体またはこれらの組合せを用いて構成され、測定部４２に備えられたセンサ固有の情報、測定部４２が測定した測定結果に基づく測定データ（騒音や振動の瞬時値、または時間領域や周波数領域における騒音や振動の波形データなど）などを記憶する。
電源供給部４５は、測定制御部４３に制御されるとともに、外部電源から供給された電力、または内部に搭載された電池から供給された電力を、通信部４１と、測定部４２と、測定制御部４３と、記憶部４４と、電源供給部４５と、位置情報取得部４６と、タイマ４７と、に供給する。なお、電源供給部４５は、フィールド機器４０が備える各部に対して、測定制御部４３を介して給電してもよいし、直接的に給電してもよい。
位置情報取得部４６は、例えば、ＧＰＳ受信ユニットなどを含んで構成され、ＧＰＳ衛星から受信する電波に基づいて自身の位置情報を取得する。なお、位置情報取得部４６は、通信部４１を介して測定管理装置２０から供給される位置情報に基づいて、自身の位置情報を算出して取得してもよい。
＜通信処理の説明＞
次に、図４を参照して、フィールド機器４０と測定管理装置２０との間で通信ネットワーク７を介して行われる測定に関する通信処理について説明する。
図４は、本実施形態による測定に関する通信処理の一例を示すシーケンス図である。ここでは、測定管理装置２０がフィールド機器４０のそれぞれで同一の測定時刻に測定された測定データを取得する場合の通信処理を例として説明する。
測定管理装置２０は、ネットワーク管理のための時刻同期用の共通の時刻情報（例えば、同一の時刻情報）を、通信ネットワーク７に接続されるフィールド機器４０のそれぞれに対して定期的に送信する（ステップＳ１０１：時刻同期）。各フィールド機器４０は、取得した時刻情報に基づいてタイマ４７の時刻を合わせる。これにより、フィールド機器４０のそれぞれのタイマ４７は、測定管理装置２０から取得した時刻情報に同期した時刻を計時するようになる。
ユーザの操作により測定開始時刻を指定する入力をユーザインターフェース部２４が受け付けた場合、測定管理装置２０は、当該測定開始時刻を示す情報（当該測定時刻に測定が行われるように指示する情報）を、通信ネットワーク７に接続されるフィールド機器４０のそれぞれに送信する（ステップＳ１１０：測定開始時刻送信）。例えば、測定管理装置２０は、ユーザに指示された同一の測定開始時刻を示す情報を各フィールド機器４０に送信する。各フィールド機器４０は、測定開始時刻を示す情報を取得すると、取得した旨を測定管理装置２０に応答する（ステップＳ１２０：測定開始時刻取得応答）。
また、各フィールド機器４０は、測定開始時刻を示す情報を取得すると、フィールド機器４０のそれぞれで同期している時刻情報と、ステップＳ１２０において取得した測定開始時刻を示す情報に基づいて、タイマ４７による計時を開始させ、測定開始時刻に到達するまでの時間を計時する（ステップＳ１３０）。
タイマ４７による計時が満了して測定開始時刻に到達すると、各フィールド機器４０は、測定部４２による測定を開始し、測定結果を記憶部４４に記憶させる（ステップＳ１４０）。
次に、各フィールド機器４０の測定が終了すると、測定管理装置２０は、所定の時間が経過した後、各フィールド機器４０に対して、測定データの送信要求を示す情報を送信する（ステップＳ１５０：測定データ送信要求）。このときの所定の時間は、各フィールド機器４０において測定が終了するまでに必要な時間である。各フィールド機器４０は、測定管理装置２０から測定データの送信要求を示す情報を取得すると、測定結果に基づく測定データを測定管理装置２０に送信する（ステップＳ１６０：測定データ送信）。これにより、測定管理装置２０は、各フィールド機器４０から同一の測定時刻に測定された測定データを取得する。なお、測定管理装置２０は、測定データに測定時刻を示す情報が関連付けられた測定データを各フィールド機器４０から取得してもよい。
なお、測定データが、例えば波形データのように比較的大きなデータで、一回の通信では送りきれない場合、各フィールド機器４０は、測定データを分割し、分割した測定データを複数回に分けて送信し（すなわち、ステップＳ１６０の処理を複数回行い）、分割された測定データが測定管理装置２０で結合されるようにしてもよい。
なお、測定管理装置２０がフィールド機器４０のそれぞれで同一の測定時刻に測定された測定データを取得する場合を例として説明したが、測定管理装置２０は、それぞれのフィールド機器４０の間で所定の時間差（遅延時間）を設けた測定時刻に測定された測定データを取得してもよい。この場合、測定管理装置２０は、図４に示すステップＳ１１０の処理において、それぞれのフィールド機器４０の間で所定の時間差（遅延時間）を設けた測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、それぞれのフィールド機器４０に対して送信すればよい。また、所定の時間差（遅延時間）は、それぞれのフィールド機器４０に設定されていてもよい。その場合には、測定管理装置２０は、図４に示すステップＳ１１０の処理において基準となる測定時刻を示す情報を送信し、送信した測定時刻に対して所定の時間差（遅延時間）が加味された測定時刻に測定された測定データを、それぞれのフィールド機器４０から取得してもよい。
また、図４に示す例では、フィールド機器４０がステップＳ１１０において取得した測定開始時刻を示す情報に基づいて、タイマ４７が測定開始時刻に到達するまでの時間を計時する例を説明したが、フィールド機器４０は、測定開始時刻に到達するまでの時間の計時を行なわずに、タイマ４７の時刻が測定開始時刻と一致したと判定したときに、測定を開始してもよい。
＜測定管理装置２０及びフィールド機器４０の動作状態の説明＞
次に、上述した図４に示す通信処理における測定管理装置２０及びフィールド機器４０の動作状態について説明する。
まず、図５を参照して、測定管理装置２０の動作状態について説明する。図５は、本実施形態による測定管理装置２０の動作状態を示す状態遷移図である。
Ｓｔａｔｅ１０１は、「測定開始時刻入力待ち」の状態であって、測定管理装置２０が、ユーザの操作により測定開始時刻を指定する入力がされるのを待機している状態である。測定管理装置２０の測定管理部２５は、ネットワーク管理のための共通の時刻情報（例えば、同一の時刻情報）を通信ネットワーク７に接続されるフィールド機器４０のそれぞれに対して定期的に送信する（図４のステップＳ１０１参照）。
Ｓｔａｔｅ１０１の「測定開始時刻入力待ち」の状態において、ユーザの操作により測定開始時刻を指定する入力をユーザインターフェース部２４が受け付けた場合、測定管理部２５は、測定開始時刻を示す情報をフィールド機器４０のそれぞれに送信し（図４のステップＳ１１０参照）、フィールド機器４０のそれぞれから、測定開始時刻を示す情報を取得した旨の応答（図４のステップＳ１２０参照）を受信し、測定管理装置２０の状態がＳｔａｔｅ１０２の状態に遷移する（ステップＳＴ１１）。
Ｓｔａｔｅ１０２は、「測定終了待ち」の状態であって、測定管理装置２０が、フィールド機器４０のそれぞれの測定が終了するのを待機している状態である。測定管理部２５は、フィールド機器４０のそれぞれにおいて測定に必要な時間が経過した後、各フィールド機器４０に対して、測定データの送信要求を示す情報を送信し、（図４のステップＳ１５０参照）、測定管理装置２０の状態がＳｔａｔｅ１０３の状態に遷移する（ステップＳＴ１２）。
Ｓｔａｔｅ１０３は、「測定データ受信中」の状態であって、測定管理装置２０が、フィールド機器４０のそれぞれから送信された測定データ（図４のステップＳ１６０参照）を受信している状態である。測定管理部２５は、測定データの受信を完了して測定データを取得すると、取得した測定データを推定部２６、分布情報生成部２７、機器管理部２８、または作業履歴管理部２９に供給し、測定管理装置２０の状態がＳｔａｔｅ１０１の「測定開始時刻入力待ち」の状態に遷移する（ステップＳＴ１３）。なお、測定管理装置２０は、受信した測定データが分割されている場合には結合を行ってから供給する。
なお、Ｓｔａｔｅ１０１の「測定開始時刻入力待ち」の状態において、ユーザインターフェース部２４に対して測定開始時刻を指定する入力がない場合には、測定管理部２５は、測定開始時刻を指定する入力の有無を監視し、Ｓｔａｔｅ１０１の状態が継続される（ステップＳＴ１４）。
また、Ｓｔａｔｅ１０２の「測定終了待ち」の状態において、フィールド機器４０のそれぞれにおいて測定に必要な時間が経過していない場合には、測定管理部２５は、フィールド機器４０のそれぞれの測定時間の経過を監視し、Ｓｔａｔｅ１０２の状態が継続される（ステップＳＴ１５）。
また、Ｓｔａｔｅ１０３の「測定データ受信中」の状態において、測定データの受信が継続中の場合には、測定管理部２５は、測定データの受信を継続し、Ｓｔａｔｅ１０３の状態が継続される（ステップＳＴ１６）。
なお、測定管理装置２０が電源オフの状態から電源オンされた場合（または再起動の場合）、測定管理装置２０は、装置内の各部を起動して、Ｓｔａｔｅ１０１の「測定開始時刻入力待ち」の状態に遷移する（ステップＳＴ１７）。
次に、図６を参照して、フィールド機器４０の動作状態について説明する。図６は、本実施形態によるフィールド機器４０の動作状態を示す状態遷移図である。
Ｓｔａｔｅ２０１は、「測定開始時刻指定待ち」の状態であって、フィールド機器４０が、測定管理装置２０から測定開始時刻が指定されるのを待機している状態である。フィールド機器４０の測定制御部４３は、測定管理装置２０から送信された時刻同期用の時刻情報を定期的に取得し（図４のステップＳ１０１参照）、取得した時刻情報に基づいてタイマ４７の時刻を合わせる。
Ｓｔａｔｅ２０１において、測定制御部４３は、測定管理装置２０から送信された測定開始時刻を示す情報（図４のステップＳ１１０参照）を取得すると、取得した旨を測定管理装置２０に応答し（図４のステップＳ１２０参照）、タイマ４７の計時を開始させて（図４のステップＳ１３０参照）、フィールド機器４０の状態がＳｔａｔｅ２０２の状態に遷移する（ステップＳＴ２０）。
Ｓｔａｔｅ２０２は、「測定開始時刻待ち」の状態であって、フィールド機器４０が、測定管理装置２０から送信された測定開始時刻を示す情報により示される測定開始時刻（すなわち、指定された測定開始時刻）に到達するのを待機している状態である。測定制御部４３は、タイマ４７の計時が満了して、指定された測定開始時刻に到達すると（図４のステップＳ１４０参照）、測定部４２に測定を開始させ、フィールド機器４０の状態がＳｔａｔｅ２０３の状態に遷移する（ステップＳＴ２１）。
Ｓｔａｔｅ２０３は、「測定中」の状態であって、フィールド機器４０が、測定を行っている状態である。測定制御部４３は、測定部４２に測定を行わせるとともに、測定部４２が測定した測定結果を記憶部４４に記憶させる。測定制御部４３は、測定部４２による測定が完了し、測定管理装置２０から測定データの送信要求を示す情報（図４のステップＳ１５０参照）を取得すると、測定結果に基づく測定データの送信を開始し（図４のステップＳ１６０参照）、フィールド機器４０の状態がＳｔａｔｅ２０４の状態に遷移する（ステップＳＴ２２）。
Ｓｔａｔｅ２０４は、「測定データ送信中」の状態であって、フィールド機器４０が、測定データを測定管理装置２０に送信している状態である。測定制御部４３は、測定データの送信を完了すると、タイマ４７をクリアして、フィールド機器４０の状態がＳｔａｔｅ２０１の状態に遷移する（ステップＳＴ２３）。
なお、Ｓｔａｔｅ２０１の「測定開始時刻指定待ち」の状態において、測定管理装置２０から測定開始時刻を示す情報を取得できない場合には、測定制御部４３は、測定開始時刻を示す情報の取得の有無を監視し、Ｓｔａｔｅ２０１の状態が継続される（ステップＳＴ２４）。
また、Ｓｔａｔｅ２０２の「測定開始時刻待ち」の状態において、タイマ４７の計時が満了しておらず、指定された測定開始時刻に到達していない場合には、測定制御部４３は、タイマ４７の計時が満了するまでの間、測定を開始させないで待機し、Ｓｔａｔｅ２０２の状態が継続される（ステップＳＴ２５）。
また、Ｓｔａｔｅ２０３の「測定中」の状態において、測定部４２による測定が完了していない場合（すなわち、測定中の場合）には、測定制御部４３は、測定部４２による測定を継続し、Ｓｔａｔｅ２０３の状態が継続される（ステップＳＴ２６）。
また、Ｓｔａｔｅ２０４の「測定データ送信中」の状態において、測定データの送信が完了しておらず送信中である場合には、測定制御部４３は、測定データの送信を継続し、Ｓｔａｔｅ２０４の状態が継続される（ステップＳＴ２７）。なお、測定制御部４３は、測定データが大きくて１回の送信では送りきれない場合には、測定データを分割し、分割した測定データを複数回に分けて送信する。
なお、フィールド機器４０が電源オフの状態から電源オンされた場合（または再起動の場合）、フィールド機器４０は、装置内の各部を起動してＳｔａｔｅ２０１の「測定開始時刻指定待ち」の状態に遷移する（ステップＳＴ２８）。
＜特定の事象（異常現象及び異常箇所）の推定＞
次に、本実施形態による測定管理装置２０が行うプラント内における特定の事象（異常現象及び異常箇所）の推定処理について説明する。測定管理装置２０の推定部２６は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから取得した測定時刻が同期した測定データに基づいて、測定システム１００の測定対象となるプラント内における異常及びその発生箇所（特定の事象）を推定する。例えば、推定部２６は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから取得した測定時刻が同期した測定データの相関を取ることにより、異常及びその発生箇所を推定する。
以下に、プラント内における特定の事象（異常及びその発生箇所）の推定方法について、２つの例を説明する。
（特定の事象の推定方法の第１例）
まず、管路１内の圧力を測定する伝送器５および差圧伝送器６の測定データに基づいて、特定の事象（異常及びその発生箇所）を推定する例を説明する。
例えば、伝送器５において測定されるオリフィスプレート４の上流でのライン圧力の時間信号をｐ５（ｔ）とし、差圧伝送器６において測定されるオリフィスプレート４の下流でのライン圧力の時間信号をｐ６（ｔ）とすると、ｐ５（ｔ）とｐ６（ｔ）との相関を表す相関係数Ｃを算出する相互相関関数は、以下の数式１により与えられる。
Figure 0006403957
ここで、管路１内の流体の速度をｖとし、伝送器５の設置位置から差圧伝送器６の設置位置までの距離をＬとすると、伝送器５と差圧伝送器６との間に異常がなければ、遅延時間τ1が以下の数式２の値となる場合に相関係数Ｃが最大値をとる。
Figure 0006403957
ここで、管路１に設けられている伝送器５と差圧伝送器６との設置位置は、固定されているため既知の値とすることができる。また、管路１内の流体の速度ｖは、差圧伝送器６により測定可能であり、あらかじめ測定しておくことができる。測定管理装置２０が、伝送器５に対して時刻「Ｔ１」（第１の時刻）を測定開始時刻として指定し、差圧伝送器６に対して時刻「Ｔ１＋τ1」（第２の時刻）を測定開始時刻として指定すると、伝送器５と差圧伝送器６とから取得する測定データに基づいて数式１により求められる相関係数Ｃが最大値となれば、伝送器５と差圧伝送器６との間に異常がないことになる。
管路１のそれぞれの箇所に伝送器５および差圧伝送器６を設置することで、測定管理装置２０は、それぞれの箇所のライン圧力信号のデータ列を取得することができる。推定部２６は、取得したデータ列を相関係数Ｃの計算に用い、相関係数Ｃの値が小さければ、伝送器５と差圧伝送器６との間になんらかの異常、例えば管路１の腐食や損傷などによって管路１内の流体の流れに乱れが生じているという特定の事象を推定することができる。一般的に蒸気の流速（速度ｖ）が２０〜３０ｍ／ｓｅｃであり、伝送器５と差圧伝送器６との間の距離Ｌが２〜３ｍであれば、数式２に従って、遅延時間τ1＝０．１ｓｅｃ程度となる。一般的にフィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａの工業用無線のネットワーク管理のための時刻同期精度は０．００１ｓｅｃ程度であり、遅延時間τ1は、本実施形態による測定システム１００において指定が十分可能な値である。
なお、伝送器５及び差圧伝送器６に代えて複数の振動センサ１０ｃとした場合であっても同様に、管路１内の流体の速度または振動の配管伝搬速度の情報などが事前にあれば、その情報を「ｖ」とすることで、上述の数式１及び数式２が適用可能であり、例えば、管路１の腐食や損傷などの異常及びその発生個所の推定が可能である。
（特定の事象の推定方法の第２例）
次に、騒音センサ１０ａ、１０ｂの測定データに基づいて、騒音源（異常箇所）の方位を推定する例を説明する。
騒音センサ１０ａ、１０ｂがマイクロフォンなどを有する騒音センサであって、騒音センサ１０ａの設置位置と騒音センサ１０ｂの設置位置との間の距離をｄ、音源方位をθ、音速をｃとする。騒音センサ１０ａ、１０ｂに対する音の到来時間差をδＴとすると、音源方位θは、以下の数式３により表すことができる。
Figure 0006403957
例えば、騒音センサ１０ａで測定される音の時間信号をｐ１０ａ（ｔ）とし、騒音センサ１０ｂで測定される音の時間信号をｐ１０ｂ（ｔ）とすると、ｐ１０ａ（ｔ）とｐ１０ｂ（ｔ）との相関を表す相関係数Ｃｓを算出する相互相関関数は、以下の数式４により与えられる。
Figure 0006403957
ここで、到来時間差δＴは、相関係数Ｃｓが最大となる時間によって与えられる。そこで、測定管理装置２０から騒音センサ１０ａ、１０ｂに対して複数の測定開始時刻及び遅延時間τ1を指定し、指定した複数の測定開始時刻及び遅延時間τ1ごとに測定された測定データに基づいて推定部２６が数式４の計算を行うことにより、相関係数Ｃｓが最大となる遅延時間τ1を漸次的に求めることができる。これにより、推定部２６は、相関係数Ｃｓが最大となる遅延時間τ1を到来時間差をδＴとして、上述の数式３により音源方位θを推定することができる。
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施形態による測定システム１００は、測定対象内の複数の箇所のそれぞれを測定する複数のフィールド機器４０（測定機器の一例）と、複数のフィールド機器４０のそれぞれが測定した測定データを通信ネットワーク７を介して取得する測定管理装置２０と、を備えている。ここで、複数のフィールド機器４０のそれぞれは、時刻が同期しており、該同期した時刻に基づいて測定した測定データを送信する。また、測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから測定データを取得する測定データ取得部２５３、を備えている。
例えば、測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して共通の時刻情報を送信する同期時刻送信部２５１、をさらに備えている。そして、複数のフィールド機器４０のそれぞれは、同期時刻送信部２５１から送信された時刻情報に同期した時刻を計時するタイマ４７（計時部）を備えている。
これにより、本実施形態による測定システム１００（測定管理装置２０）は、例えば、フィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａなど工業用無線通信の通信ネットワーク７に接続されている複数のフィールド機器４０に対して通信同期を行うために送信される時刻情報を用いて、プラント内の複数個所にある複数のフィールド機器４０のそれぞれの測定時刻を同期させることができる。よって、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから測定時刻が同期した測定データを取得することができるため、これらの測定データの相関を取ることが可能となる。よって、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、有効に活用することが可能な測定データを取得することができる。
また、測定管理装置２０は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データに基づいて、測定対象における特定の事象（異常またはその異常の発生箇所）を推定する推定部２６を備えてもよい。
これにより、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから取得した測定データの相関を取ることにより、プラント内における異常やその異常が発生した箇所を推定することができる。したがって、本実施形態による測定システム１００（測定管理装置２０）は、測定対象（例えば、プラント内）における異常やその異常が発生した箇所を容易に推定することができる。
また、測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０が測定を行う測定時刻（例えば、測定開始時刻）に関する情報を送信する測定時刻指示部２５２をさらに備えている。そして、測定データ取得部２５３は、測定時刻指示部２５２が送信した測定時刻に関する情報により示される測定時刻に基づいて複数のフィールド機器４０のそれぞれが測定した測定データを、複数のフィールド機器４０のそれぞれから取得する。
これにより、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれの測定時刻を指定することができる。よって、測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、同期した任意の測定時刻に測定された測定データを取得することができる。
例えば、測定時刻指示部２５２は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０で同一の測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、測定時刻に関する情報として送信してもよい。また、測定時刻指示部２５２は、複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して、それぞれのフィールド機器４０の間で所定の時間差を設けた測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、測定時刻に関する情報として送信してもよい。
これにより、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれで同一時刻の測定を可能とすること、または、複数のフィールド機器４０のそれぞれで測定時刻に一定時間の遅延を持たせることが可能となる。
例えば、従来は、それぞれのフィールド機器４０でばらばらの測定時刻に測定された測定データを取得していたため、それぞれの測定データに測定時間の相関がなく、異常を精度よく検出できないことがあるとともに、その異常が発生した箇所を特定することが困難であった。これに対し、本実施形態の測定システム１００では、複数のフィールド機器４０のそれぞれは、通信ネットワーク７において定期的に時刻同期が行われるとともに、指定された測定時刻に従って同時、または指定した時間だけ遅延した時刻に測定を行うため、測定された測定データの相関を取ることが可能となる。
つまり、推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データの相関に基づいて、測定対象における特定の事象（異常またはその異常が発生した箇所）を推定してもよい。
このように、測定システム１００（測定管理装置２０）では、プラント内の複数の箇所の測定データの関連性や相関、時刻同期をとることが容易となるため、騒音や設備不良などの異常やその発生箇所の推定を、高速化、高精度化、且つ簡易化することができる。
具体的には、測定管理装置２０の推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データのうち、少なくとも同一の測定時刻に測定された複数の測定データに基づいて、測定対象における特定の事象（異常またはその異常が発生した箇所）を推定してもよい。また、推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データのうち、少なくとも所定の時間差がある測定時刻に測定された複数の測定データに基づいて、測定対象における特定の事象（異常またはその異常が発生した箇所）を推定してもよい。
例えば、推定部２６は、測定データ取得部２５３が取得した複数の測定データのうち、少なくとも第１の時刻（例えば、上述の「異常箇所の推定方法の第１例」で説明した時刻「Ｔ１」）に測定された測定データと、第１の時刻より所定時間遅延した第２の時刻（例えば、上述の「異常箇所の推定方法の第１例」で説明した時刻「Ｔ１＋τ1」）に測定された測定データとに基づいて、測定対象における特定の事象（異常またはその異常が発生した箇所）を推定してもよい。
これにより、測定システム１００（測定管理装置２０）は、複数のフィールド機器４０のそれぞれで同一時刻に測定された測定データ、または、複数のフィールド機器４０のそれぞれで一定時間の時間差（遅延時間）のある測定時刻に測定された測定データの相関を取ることにより、例えば、管路１の腐食や損傷などの異常やその発生箇所または騒音源の方位などを容易に推定することができる。
なお、上記実施形態では、測定管理装置２０が複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して測定時刻を指定する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、複数のフィールド機器４０のそれぞれにおいて、互いに同一の測定時刻または所定の時間差のある測定時刻が予め設定されていて、その設定された測定時刻に測定が行われてもよい。そして、測定管理装置２０は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから、測定時刻を示す情報が関連付けられた測定データを取得することにより、取得した複数の測定データ（同一の測定時刻に測定された測定データ、または所定の時間差のある測定時刻に測定された測定データ）に基づいて、異常またはその発生個所の推定を行ってもよい。
また、フィールド機器４０（測定機器の一例）は、測定対象を測定する測定部４２と、外部装置（例えば、測定管理装置２０）から取得した時刻情報に同期した時刻を計時するタイマ４７（計時部の一例）と、タイマ４７が計時する時刻が所定の測定時刻となったときに測定部４２が測定するように制御する測定制御部４３と、測定部４２が測定した測定データを通信ネットワーク７を介して通信可能に接続される外部装置（例えば、測定管理装置２０）に対して送信する測定データ送信部４３２とを備えている。ここで、所定の測定時刻とは、測定管理装置２０から送信されたフィールド機器４０が測定を行う時刻として指定された測定時刻であってもよいし、複数のフィールド機器４０のそれぞれに予め設定された同一の測定時刻または所定の時間差がある測定時刻であってもよい。
このように、フィールド機器４０は、他のフィールド機器４０と同期した測定時刻に測定を行った測定データを測定管理装置２０に対して送信することができる。よって、測定システム１００は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから測定時刻が同期した測定データに基づいて、測定対象における異常やその発生箇所を容易に推定することができる。
例えば、フィールド機器４０が、通信ネットワーク７を介して測定管理装置２０に接続される測定機器であって、タイマ４７は、測定管理装置２０から取得した時刻情報に同期した時刻を計時してもよい。測定制御部４３は、測定部４２が測定する測定時刻に関する情報を測定管理装置２０から取得するとともに、タイマ４７が計時する時刻と、取得した測定時刻に関する情報により示される測定時刻とに基づいて、当該測定時刻に測定部４２が測定するように制御してもよい。そして、測定データ送信部４３２は、測定部４２が測定した測定データを通信ネットワーク７を介して通信可能に接続される測定管理装置２０に対して送信してもよい。
これにより、フィールド機器４０は、例えば、フィールドバス通信やＩＳＡ１００．１１ａなど工業用無線通信の通信ネットワーク７に接続されている測定管理装置２０から通信同期を行うために送信される時刻情報に時刻同期することができるとともに、測定管理装置２０から指定された測定時刻に測定を行い、測定した測定データを測定管理装置２０に対して送信することができる。よって、測定システム１００は、複数のフィールド機器４０のそれぞれから測定時刻が同期した測定データに基づいて、測定対象における異常やその発生箇所を容易に推定することができる。
なお、上記実施形態で説明した、フィールド機器４０のそれぞれから測定時刻が同期した測定データを取得する測定処理は、測定システム１００において常時行われてもよいし、異常が発生した場合の異常時のみ行われるようにしてもよい。例えば、測定システム１００は、異常が発生していない通常時には、フィールド機器４０のそれぞれにおいて非同期に測定された測定データに基づいて簡易的に異常が発生しているか否かを判定して（やや精度の低い簡易判定）、異常が発生している異常時には、フィールド機器４０のそれぞれから測定時刻が同期した測定データを取得して、精度よく異常またはその発生箇所を推定してもよい（精度の高い判定（推定））。
また、上記実施形態では、測定管理装置２０が複数のフィールド機器４０のそれぞれに対して時刻同期用の時刻情報を送信して、その時刻情報に基づいてフィールド機器４０のそれぞれが時刻同期する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、測定管理装置２０および複数のフィールド機器４０のそれぞれが、インターネットを介して時刻情報が供給されるＮＴＰサーバ、またはＧＰＳ衛星から受信する電波に基づいて時刻情報を取得するＧＰＳ受信ユニットなどを含んで構成され、それぞれが供給された時刻情報または受信した時刻情報に基づいて同じ時刻を計時する構成としてもよい。また、時刻同期に用いる時刻情報は、ＮＴＰサーバに供給される時刻情報やＧＰＳ衛星から受信する時刻情報に限らず、他の時刻情報であってもよい。例えば、標準電波を放送する無線局から受信する時刻情報、テレビやラジオの放送電波に重畳された時刻情報、携帯電話の基地局からの制御信号に重畳された時刻情報、などを時刻同期に用いてもよい。
なお、上述した実施形態における測定管理装置２０が備える各部の一部または全部の機能、または、フィールド機器４０が備え各部の一部または全部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、上述の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって上述の機能を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、測定管理装置２０またはフィールド機器４０に内蔵されたコンピュータシステムであってＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態における測定管理装置２０またはフィールド機器４０の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。測定管理装置２０またはフィールド機器４０の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述の実施形態において説明した各機能は、任意に組み合わせることができる。
１ 管路、２ ポンプ、３ ポジショナーおよびバルブ、４ オリフィスプレート、５ 伝送器、６ 差圧伝送器、７ 通信ネットワーク、１０ａ、１０ｂ 騒音センサ、１０ｃ 振動センサ、２０ 測定管理装置、２１ 時刻情報取得部、２２ 位置情報取得部、２３ 通信部、２４ ユーザインターフェース部、２５ 測定管理部、２６ 推定部、２７ 分布情報生成部、２８ 機器管理部、２９ 作業履歴管理部、４０ フィールド機器（測定機器）、４１ 通信部、４２ 測定部、４３ 測定制御部、４４ 記憶部、４５ 電源供給部、４６ 位置情報取得部、４７ タイマ（計時部）、１００ 測定システム、２５１ 同期時刻送信部、２５２ 測定時刻指示部、２５３ 測定データ取得部、４３１ 測定結果取得部、４３２ 測定データ送信部、４３３ 時刻同期部、４３４ 測定時刻制御部

Claims (8)

  1. 測定対象内の複数の箇所のそれぞれを測定する複数の測定機器と、測定管理装置と、を備えた測定システムであって、
    前記測定管理装置は、
    測定対象内の複数の測定機器のそれぞれに対して共通の時刻情報を送信する同期時刻送信部と、
    前記共通の時刻情報に基づいて時刻が同期した前記複数の測定機器から、該同期した時刻に基づいて測定された測定データを通信ネットワークを介して取得する測定データ取得部と、
    前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データの相関を取ることにより、前記測定対象における異常および異常が発生した箇所の少なくとも一方を推定する推定部と、
    前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器が測定を行う測定時刻に関する情報を送信する測定時刻指示部、を備え、
    前記測定データ取得部は、前記測定時刻指示部が送信した前記測定時刻に関する情報により示される測定時刻に基づいて前記複数の測定機器のそれぞれが測定した前記測定データを、前記複数の測定機器のそれぞれから取得することを特徴とし、
    前記複数の測定機器のそれぞれは、前記共通の時刻情報に基づいて時刻が同期しており 、該同期した時刻に基づいて測定した前記測定データを前記測定管理装置に送信する、
    ことを特徴とする測定システム。
  2. 前記測定時刻指示部は、
    前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器間で所定の時間差を設けた測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、前記測定時刻に関する情報として送信する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
  3. 前記測定時刻指示部は、
    前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器で同一の測定時刻に測定が行われるように指示する情報を、前記測定時刻に関する情報として送信する、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の測定システム。
  4. 前記複数の測定機器のそれぞれは、前記同期時刻送信部から送信された前記時刻情報に同期した時刻を計時する計時部を備える、
    ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の測定システム。
  5. 前記推定部は、
    前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データのうち、少なくとも第１の時刻に測定された前記測定データと、前記第１の時刻より所定時間遅延した第２の時刻に測定された前記測定データとに基づいて、前記測定対象における異常および異常が発生した箇所の少なくとも一方を推定する、
    ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の測定システム。
  6. 前記推定部は、
    前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データのうち、少なくとも同一の測定時刻に測定された複数の前記測定データに基づいて、前記測定対象における異常および異常が発生した箇所の少なくとも一方を推定する、
    ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の測定システム。
  7. 測定対象内の複数の測定機器のそれぞれに対して共通の時刻情報を送信する同期時刻送信部と、前記共通の時刻情報に基づいて時刻が同期した前記複数の測定機器から、該同期した時刻に基づいて測定された測定データを通信ネットワークを介して取得する測定データ取得部と、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データの相関を取ることにより、前記測定対象における異常および異常が発生した箇所の少なくとも一方を推定する推定部と、を備える測定管理装置における前記複数の測定機器において、
    測定対象を測定する測定部と、
    前期測定管理装置から送信された前記時刻情報に同期した時刻を計時する計時部と、
    前記計時部が計時する時刻が所定の測定時刻となったときに前記測定部が測定するよう に制御する測定制御部と、
    前記測定部が測定した測定データを前記測定管理装置に送信する測定データ送信部と、
    を備えることを特徴とする測定機器。
  8. 測定対象を測定する測定方法であって、
    請求項１に記載の測定管理装置の同期時刻送信部が測定対象内の複数の測定機器のそれぞれに対して共通の時刻情報を送信する第１のステップと、
    請求項１に記載の測定管理装置の測定データ取得部が、前記共通の時刻情報に基づいて時刻が同期した前記複数の測定機器から、該同期した時刻に基づいて測定された測定データを通信ネットワークを介して取得する第２のステップと、
    請求項１に記載の測定管理装置の推定部が、前記測定データ取得部が取得した複数の前記測定データの相関を取ることにより、前記測定対象における異常および異常が発生した箇所の少なくとも一方を推定する第３のステップと、
    請求項１に記載の測定管理装置の測定時刻指示部が、前記複数の測定機器のそれぞれに対して、それぞれの測定機器が測定を行う測定時刻に関する情報を送信する第４のステップと、
    前記複数の測定機器のそれぞれは、前記共通の時刻情報に基づいて時刻が同期しており 、該同期した時刻に基づいて測定した前記測定データを前記測定管理装置に送信する第５のステップを含み、
    さらに、前記第２のステップは、前記測定データ取得部が、前記測定時刻指示部が送信した前記測定時刻に関する情報により示される測定時刻に基づいて前記複数の測定機器のそれぞれが測定した前記測定データを、前記複数の測定機器のそれぞれから取得する、
    ことを特徴とする測定方法。
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