JP6833112B2 - 計装設計支援装置 - Google Patents

Description

本明細書は、計装部品と前記計装部品に接続された接続ラインとを含む基本計装図に基づいて、前記計装設備の自動制御に必要な構成を決定する計装設計を支援する計装設計支援装置を開示する。

ビルやプラント等の施設には、種々の設備が設けられている。例えば、ビルには、空調や給排水、電気、照明に関する設備が設けられている。また、プラントには、生産設備や管理設備が設けられている。ビルやプラント等の施設を設計する際には、こうした各種の設備の配置も決定しておく必要がある。

さらに、こうした施設設計を行なう際には、施設内に設けられる各種設備の状態を計測し、その計測結果に応じて設備を自動制御するための構成を決定する計装設計も行なう。計装設計は、通常、自動制御の対象となる設備（計装設備）ごとに、実施したい制御項目を決定し、さらに、この制御項目の実施に必要な部品（計装部品）を選定する。また、計装設計では、選定された計装部品と、計装設備との接続関係が分かる図、いわゆる計装図を生成する。この生成された計装図に基づいて、計装部品の設置やメンテナンスが行なわれる。

しかしながら、従来、こうした計装設計を行なうためには、設計者に豊富な経験と知識が必要であった。また、十分な経験と知識を有する設計者であっても、複数の設備について計装設計を行なうことが手間であった。

特開２００８−１９２００９号公報 特開平１１−３３８９０３号公報

ここで、こうした施設設計における設計者の負担を軽減するための技術が従来から多数提案されている。例えば、特許文献１には、管理点データを自動生成する管理点データ自動生成装置が開示されている。管理点データとは、制御設備に対する自動制御を担う中央監視制御装置に対して入力するデータのことである。この管理点データを自動生成するために、特許文献１では、複数の過去案件に関する計装図データ及び管理点データを格納する事例データベースを設けておき、この事例データベースを検索して選択した類似過去案件の計装図データ及び管理点データを取得し、この類似過去案件のデータに基づいて、現在案件の管理点データを生成する。

また、特許文献２には、Ｐ＆ＩＤデータから機器データの一覧リストを作成する技術が開示されている。Ｐ＆ＩＤデータとは、プラント用機器及び計装の系統図を示すデータであり、ＣＡＤで作成される。特許文献２では、このＰ＆ＩＤデータから、所定の図形情報、文字列情報及び線分情報を抽出し、抽出した情報に基づいて、前記Ｐ＆ＩＤデータに内在するプラント用の機器データの一覧リストを作成する。

かかる技術によれば、施設設計の負担をある程度、軽減できる。しかし、特許文献１，２は、いずれも、計装図やＰ＆ＩＤデータそのものは、設計者が作成することを前提としている。しかし、計装図の作成、特に、必要な計装部品を選定・配置決定するためには、十分な経験と多数の手間が必要であり、設計者の負担が大きかった。従来技術では、こうした計装図の作成の負担を軽減できず、結果として、計装設計における設計者の負担を十分に低減できなかった。

そこで、本明細書では、計装設計における設計者の負担を軽減できる計装設計支援装置を開示する。

本明細書で開示する計装設計支援装置は、計装設備と前記計装設備に接続された接続ラインとを含む基本計装図に基づいて、前記計装設備の自動制御に必要な構成を決定する計装設計を支援する計装設計支援装置であって、複数の制御項目と、各制御項目に対応する前記計装設備または前記計装設備の構成要素と、各制御項目の実行に必要な１以上の前記計装部品の情報である部品情報と、を互いに対応付けて記憶する制御項目データベースと、前記基本計装図が示す前記計装設備に適用可能な制御項目の１以上の候補を前記制御項目データベースを参照して抽出するとともに、抽出された前記制御項目の１以上の候補をオペレータに提示する制御項目提示部と、前記オペレータにより選択された前記制御項目に対応する前記計装部品を、前記制御項目データベースを参照して特定し、特定された前記計装部品を、前記基本計装図に付加した付加計装図を生成する付加計装図生成部と、を備えることを特徴とする。

この場合、前記部品情報は、少なくとも、前記計装部品の識別情報と、前記計装部品の電気的または機械的な接続情報と、を含み、前記付加計装図生成部は、前記接続情報に基づいて、特定された前記計装部品を、その接続状態が認識できる形態で前記基本計装図に付加してもよい。

また、この場合、前記計装設計支援装置は、空間レイアウトと、前記計装設備と、前記計装設備に接続された接続ラインと、を示す平面図に基づいて、前記基本計装図を生成してもよい。

また、この場合、さらに、前記計装設備および前記接続ラインと、前記平面図における前記計装設備および前記接続ラインを示す記号と、を対応付けて記憶するシンボルデータベースと、前記シンボルデータベースに基づいて、前記平面図に含まれる前記計装設備を抽出する設備抽出部と、前記シンボルデータベースに基づいて、前記平面図に含まれる前記接続ラインを抽出するライン抽出部と、抽出された前記計装設備および前記接続ラインを組み合わせて前記基本計装図を生成する基本計装図生成部と、を備えてもよい。

また、さらに、空間レイアウトを示す平面図に、前記付加計装図を重畳した重畳図を生成する重畳図生成部を備えてもよい。

この場合、前記重畳図生成部は、前記付加計装図を、１以上のレイヤに分けて前記平面図に重畳しており、前記１以上のレイヤのうち表示されるレイヤをオペレータが選択可能であってもよい。

また、この場合、前記重畳図は、前記付加計装図を、少なくとも制御項目単位でレイヤに分けて、前記平面図に重畳してもよい。

また、さらに、特定された前記計装部品の一覧リストを生成する部品リスト生成部を備えてもよい。

また、この場合、さらに、前記計装部品の種類ごとに、前記種類に対応する１以上の製品の識別情報と、各製品の選定条件と、を対応付けた部品データベースを備え、前記部品リスト生成部は、特定された前記計装部品の種類と、オペレータにより指定された選定条件の値と、前記部品データベースに照らし合わせて前記計装部品の製品を特定してもよい。

本明細書に開示の計装設計支援装置によれば、計装設備に適用可能な制御項目の１以上の候補が提示され、オペレータにより選択された制御項目に必要な計装部品が自動的に、特定され、基本計装図に付加される。そのため、計装設計における設計者の負担を軽減できる。

計装設計支援装置の物理構成を示すブロック図である。 計装設計支援装置の機能ブロック図である。 平面図の一例を示す図である。 基本計装図の一例を示す図である。 制御項目ＤＢの一例を示す図である。 制御項目の候補を提示した際にディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。 制御項目として「００１ 還気温度制御」を選択した際のメインウィンドウＷｍの一例を示す図である。 制御項目として「００２ 還気湿度制御」を追加選択した際のメインウィンドウＷｍの一例を示す図である。 完成された付加計装図の一例を示す図である。 重畳図の一例を示す図である。 重畳図がレイヤ分けされた場合に、ディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。 部品ＤＢの一例を示す図である。 部品リストの一例を示す図である。 平面図から基本計装図を生成する流れを示すフローチャートである。 基本計装図から付加計装図を生成する流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して計装設計支援装置１０の構成について説明する。図１は、計装設計支援装置１０の物理構成を示すブロック図である。また、図２は、計装設計支援装置１０の機能ブロック図である。

この計装設計支援装置１０は、各種施設における計装設計を支援するための装置である。ここで、計装設計とは、施設に搭載される各種設備の状態を計測して制御するための設計を意味する。かかる計装設計としては、例えば、ビルにおける空調設備に関する計装設計や、ビルにおける給排水設備に関する計装設計、産業プラントにおける各種生産設備や管理設備に関する計装設計などが含まれる。以下では、ビルにおける空調設備に関する計装設計を支援する支援装置を例に挙げて説明する。ただし、本明細書で開示する技術は、ビル空調設備に限らず、他の設備に関する計装設計支援に適用されてもよい。

計装設計支援装置１０は、物理的には、特定のプログラムに従って駆動する１以上のコンピュータで構築される。すなわち、計装設計支援装置１０は、図１に示すように、ＣＰＵ１２と、記憶装置１４と、入力装置１６と、出力装置１８と、通信インターフェース（以下「通信Ｉ／Ｆ２０」という）と、を備えており、これらが、バス２２により接続されている。

ＣＰＵ１２は、各種演算を行なう。具体的には、ＣＰＵ１２は、オペレータからの指示に従い、記憶装置１４に記憶される設計支援プログラムを読み込んで、設計支援に必要な各種演算を行なう。このＣＰＵ１２による処理の具体的内容については、後述する。

記憶装置１４は、各種データ（プログラム含む）を記憶するもので、例えば、ＲＡＭやＲＯＭといった半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等を１以上組み合わせて構成される。この記憶装置１４には、後述する計装図の生成処理や、部品リスト７０の生成処理等をＣＰＵ１２に実行させるための計装設計支援プログラムが記憶されている。また、記憶装置１４には、後述する制御項目データベース４４（以下、「データベース」は「ＤＢ」と略す）、シンボルＤＢ４２、部品ＤＢ４６を構成するデータも記憶されている。

入力装置１６は、オペレータからの操作指示およびデータ入力を受け付けるもので、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、マイク、紙にプリントアウトされた図面を読み取るスキャナ、カメラ等を１以上、組み合わせて構成される。出力装置１８は、オペレータに各種情報を出力するもので、例えば、ディスプレイ、スピーカー等を１以上、組み合わせて構成される。また、図１には図示しないが、計装設計支援装置１０は、必要な情報を、紙面に印刷して出力するプリンタを含んでもよい。通信Ｉ／Ｆ２０は、他の情報端末とデータを遣り取りする。本計装設計支援装置１０で生成された付加計装図や重畳図は、この通信Ｉ／Ｆ２０を介して、他の情報端末に送られてもよい。

なお、図１では、計装設計支援装置１０を、１台のコンピュータとして図示しているが、計装設計支援装置１０は、互いに通信可能な複数のコンピュータで構成されてもよい。したがって、例えば、計装設計支援装置１０は、メインコンピュータと、当該メインコンピュータと通信可能であるとともに作業現場においてオペレータが使用するタブレット端末と、で構成されてもよい。また、各種ＤＢは、メインコンピュータと通信可能であり、データサーバとして機能する他のコンピュータに記憶されていてもよい。

図２は、計装設計支援装置１０の機能ブロック図である。この計装設計支援装置１０は、平面図４８から基本計装図５２を生成する第一ブロックＢ１と、計装設備の自動制御に必要な計装部品を基本計装図５２に付加して付加計装図６４を生成する第二ブロックＢ２と、付加計装図６４および平面図４８を利用して更なる情報を生成する第三ブロックＢ３と、第一〜第三ブロックＢ３で参照される三つのＤＢを有する第四ブロックＢ４と、に大別される。第一〜第三ブロックＢ１〜Ｂ３の機能は、専らＣＰＵ１２で実現され、第四ブロックＢ４の機能は、専ら記憶装置１４で実現される。

ここで、平面図とは、施設（本例ではビル）の平面レイアウト図内に、計装設備および計装設備を接続するダクトおよび配管（以下、ダクトおよび配管を区別しない場合は「接続ライン」と呼ぶ）を描画した設備図のことである。設備図（平面図）としては、電気設備等を描画した電気設備図、給排水設備を描画した給排水設備図、空調設備を描画した空調設備図等があるが、本例では、空調設備に関する計装設計を行なうため、空調設備図を平面図として取り扱う。

また、計装設備とは、空間レイアウトとの位置関係が重要となる機器であって、計装設計の対象となる機器のことである。本例では、空調設備に関して計装設計を行なうため、エアハンドリングユニット（以下「ＡＨＵ」という）や、パッケージングエアコン、冷却塔、ボイラー等の空調設備が計装設備となる。こうした計装設備は、空間レイアウトとの位置関係が重要となるため、平面図に描画される。

基本計装図は、計装設備と接続ラインとの接続関係を示す図である。本例では、この基本計装図を、平面図から自動生成する。基本計装図では、必要に応じて、計装設備は、複数の構成要素に分割して描画される。例えば、ＡＨＵは、平面図では、単一の要素として描画されるが、基本計装図では、ＡＨＵは、当該ＡＨＵを構成するエアフィルタ、冷温水コイル、加湿器、ファンといった複数の要素に分割して描画される。これは、後述する計装部品と各要素との接続関係を分かりやすくするためである。

付加計装図は、基本計装図に、計装設備の自動制御に必要な１以上の計装部品を付加した図面であり、計装設備と１以上の計装部品との接続関係を示す図面である。ここで、計装部品とは、上述したとおり、計装設備を自動制御するために必要な機器であり、空間レイアウトとの位置関係は、重要ではなく、専ら、計装設備との接続関係が重要となる機器のことである。計装部品としては、例えば、制御に必要な信号を処理するプログラマブルコントローラ（以下「ＰＬＣ」という）の他、各種物理量を検知するセンサや、各部を駆動するアクチュエータ、流路を開閉するバルブ、電気信号を接続／遮断するリレーなどが含まれる。付加計装図では、こうした計装部品と、計装設備との接続関係が、ダイアグラム的に描画される。

次に、図２に示す機能ブロック図について、具体例を挙げながら説明する。図面読込部２４は、対象となる施設の平面図４８を読み込み、平面図４８を、後段の設備抽出部２６などが参照可能なデータ形式に変換する。例えば、平面図４８が、紙に印刷された形態で入力された場合、図面読込部２４は、この紙の平面図４８を読み込んでデジタルデータ化するスキャナまたはカメラを含む。また、平面図４８は、画像データやＣＡＤデータのようなデジタルデータの形態で入力されてもよく、この場合、図面読込部２４は、入力されたデジタルデータを読み込み、必要であれば、データ形式の変換を行なう。そして、図面読込部２４は、所望のデータ形式の平面図データを、ライン抽出部２８、設備抽出部２６、および、重畳図生成部３８に出力する。なお、ここでは、計装設計支援装置１０に平面図４８のみが入力されるとしているが、平面図４８とともに、各種設計条件（例えば空調方式やダクトサイズ等）も入力されてもよい。

図３は、平面図４８のイメージ図である。図３に示すように、平面図４８には、平面レイアウトを示す図形と、計装設備を示す図形（文字も含む）と、計装設備に接続されたダクトや配管を示す図形（文字も含む）と、が含まれている。なお、図３に示した平面図４８は、説明を容易にするために、通常の平面図４８に比べて大幅に単純化している。また、図３において設備を示す図形も、実際の平面図４８で用いられる図形と異なっている。

設備抽出部２６は、平面図４８から計装設備を抽出する。この抽出にあたって、設備抽出部２６は、シンボルＤＢ４２を参照する。シンボルＤＢ４２は、平面図４８において、計装設備を示す図形（以下「設備シンボル」という）および接続ラインを示す図形（以下「ラインシンボル」という）を記憶している。例えば、本例では、平面図４８において、ＡＨＵは、「ＡＨＵ」という文字を四角形で囲った図形として表される。また、平面図４８において、還気ダクトは、「ＲＡ」という文字が付された線として表される。シンボルＤＢ４２には、こうした平面図４８における計装設備を示す図形（設備シンボル）および接続ラインを示す図形（ラインシンボル）が、対応する計装設備および接続ラインの識別情報と対応づけて記憶されている。

設備抽出部２６は、画像マッチング等の手法を用いて、入力された平面図４８から、設備シンボルと一致する図形を抽出する。この抽出は、シンボルＤＢ４２に記憶されている全ての設備シンボルについて行ってもよいし、オペレータにより予め指定されたグループの設備シンボルについてだけ行なってもよい。例えば、ビルの空調設計では、比較的、初期の段階で、空調方式が決定され、空調方式により使用する可能性のある空調設備は、ある程度限定される。そこで、オペレータが空調方式を設計条件の一つとして入力した場合には、当該空調方式で使用可能性のある空調設備のみを抽出対象に限定するようにしてもよい。かかる構成とすることで、計装設計支援装置１０の演算量を低減できる。平面図４８内に、設備シンボルと一致する図形が見つかれば、設備抽出部２６は、当該設備シンボルに対応する計装設備の識別情報と、当該図形の平面図４８内での描画位置と、を接続解釈部３０に出力する。

ライン抽出部２８は、画像マッチング等の手法を用いて、平面図４８から接続ライン（ダクトおよび配管）を抽出する。この抽出にあたって、ライン抽出部２８は、シンボルＤＢ４２を参照する。平面図４８内に、ラインシンボルと一致する図形が見つかれば、設備抽出部２６は、さらに、当該ラインシンボルに接続された線を抽出していく。そして、ラインシンボルとそれに繋がる線を全て抽出できれば、設備抽出部２６は、当該ラインシンボルに対応する接続ラインの識別情報と、それに繋がる線の平面図４８内での描画位置と、を接続解釈部３０に出力する。

なお、この接続ラインの抽出についても、シンボルＤＢ４２に記憶されている全てのラインシンボルについて行ってもよいし、オペレータにより予め指定されたグループのラインシンボルについてだけ行なってもよい。また、この設備抽出およびライン抽出の際、この抽出の結果を、ディスプレイに表示し、抽出結果の良否をオペレータが確認できるようにしてもよい。例えば、ディスプレイに、平面図４８を表示するとともに、平面図４８のうち抽出した計装設備および接続ラインだけ特殊な形態で表示（例えばハイライト表示や、色違い表示、マーカー付与など）するようにしてもよい。そして、抽出結果に誤りがある場合には、オペレータが手動操作で修正できるようにしてもよい。

接続解釈部３０は、設備抽出部２６およびライン抽出部２８から入力された情報に基づいて、平面図４８に描画された計装設備と接続ラインとの接続関係を解釈する。例えば、一つの還気ダクトを示す線の終端が、ＡＨＵを示す設備シンボルに到達している場合、接続解釈部３０は、その還気ダクトは、ＡＨＵに接続されていると解釈する。こうした解釈結果は、基本計装図生成部３２に出力される。

基本計装図生成部３２は、接続解釈部３０での解釈結果に基づいて、基本計装図を生成する。基本計装図は、上述したとおり、計装設備およびこれに接続される接続ラインをダイアグラム的に表記した図である。図４は、基本計装図５２の一例を示す図である。ここで、図４から明らかなとおり、基本計装図５２では、計装設備は、計装図に適した図形で表される。すなわち、同じ計装設備であっても、平面図４８で使用される図形と、計装図で使用される図形と、は異なる場合がある。例えば、ＡＨＵは、平面図４８では、「ＡＨＵ」の文字を四角で囲った図形が用いられており、単一の要素として描画されている。一方、計装図では、ＡＨＵは、当該ＡＨＵを構成する四つの要素（エアフィルタ５４、冷温水コイル５６、加湿器５８、ファン６０）に分割されて描画される。シンボルＤＢ４２には、このように計装図で用いる設備シンボルも記録されている。基本計装図生成部３２は、このシンボルＤＢ４２を参照し、接続解釈部３０での解釈結果に応じた基本計装図５２を生成する。

なお、基本計装図５２は、予め規定された単位ごとに作成される。例えば、通常、ＡＨＵには、熱源設備（ボイラー、冷凍機、冷却塔）が接続されているが、このＡＨＵと熱源設備とは、別の基本計装図５２として作成される。ビルに設置される複数の計装設備それぞれについて、基本計装図５２が作成できれば、基本計装図生成部３２の処理は、終了となる。

基本計装図５２が生成できれば、オペレータは、生成された複数の基本計装図５２に基づいて、計装設計を行なう。計装設計支援装置１０の第二ブロックＢ２は、この計装設計を支援する。具体的には、オペレータは、生成された複数の基本計装図５２の中から、計装設計を行ないたい計装設備に対応する基本計装図５２を選択する。制御項目提示部３４は、オペレータが選択した計装設備（基本計装図５２）に対応する制御項目の候補を特定し、オペレータに提示する。制御項目とは、計装設備の自動制御の項目であり、例えば、ＡＨＵに対応する制御項目としては、還気温度を所定値に保つ還気温度制御や、還気湿度を所定値に保つ還気湿度制御、ウォーミングアップ制御中の加湿を禁止するウォーミングアップ制御等がある。

制御項目の候補を特定する際、制御項目提示部３４は、制御項目ＤＢ４４を参照する。制御項目ＤＢ４４は、各計装設備と、その計装設備に適用可能な制御項目と、その制御項目の実現に必要な計装部品と、が対応づけられて記憶されている。図５は、制御項目ＤＢ４４の一例を示すイメージ図である。図５に示すように、制御項目ＤＢ４４には、制御項目（図５の左から２列目）と、当該制御項目を実行する際の前提となる設備要素（図５の左から３列目）と、が対応づけられて記憶されている。例えば、還気温度制御は、還気ダクト（ＲＡ）と、当該還気ダクトの温度を調温する冷温水コイル５６（ＣＨＣ）がある設備でなければ実行できない。したがって、還気温度制御には、その前提要素として、還気ダクト（ＲＡ）および冷温水コイル５６（ＣＨＣ）が対応付けられている。同様に、還気湿度制御は、還気ダクト（ＲＡ）と、当該還気ダクトの湿度を調整する加湿器５８がある設備でなければ実行できない。したがって、還気湿度制御には、その前提要素として、還気ダクト（ＲＡ）および加湿器５８が対応付けられている。なお、ここでは、各制御項目と、計装設備の構成要素と、を対応付けているが、制御項目と、計装設備そのものと、を対応付けて記憶してもよい。例えば、還気温度制御および還気湿度制御に、その前提要素として「ＡＨＵ」を対応付けて記録してもよい。いずれにしても、制御項目ＤＢ４４では、一つの計装設備が選択された際に、当該計装設備に適用可能な制御項目を特定できる形式で、制御項目が記憶されている。

また、各制御項目には、当該制御項目の実現に必要な１以上の計装部品の情報である部品情報も対応付けられている。部品情報は、少なくとも、計装部品の識別情報（図５の左から４列目）と、当該計装部品の機械的および電気的な接続状態（図５の左から５列目および６列目）と、を含む。例えば、還気温度制御は、還気温度を、所望のターゲット温度に保つ制御である。この還気温度制御を行なう場合には、還気温度を計測するサーモスタット（ＴＥＤ）と、冷温水コイル５６から冷水ヘッダに送られる冷水流量を制御する電磁二方弁（ＭＶ１）と、サーモスタットの計測結果に応じて電磁二方弁の駆動を制御するＰＬＣ６６と、が必要となる。そこで制御項目ＤＢ４４には、「還気温度制御」という項目に対して、ＰＬＣ６６、電磁二方弁（ＭＶ１）、サーモスタット（ＴＥＤ）、が対応付けられて記録されている。また、制御項目ＤＢ４４には、この計装部品の機械的、電気的な接続関係も記録されている。例えば、還気温度制御に用いられるサーモスタットの場合、図５に示すように、機械的には、還気ダクト（ＲＡ）に設置され、電気的には、ＰＬＣ６６のアナログ入力（Ａｉ）に接続されることを示す情報が、制御項目ＤＢ４４に記録されている。なお、図５に示すように、制御項目ＤＢ４４においては、さらに、各制御項目に、その内容を示す説明文（図５の右から１列目）が対応づけられて記録されていてもよい。

制御項目提示部３４は、この制御項目ＤＢ４４を参照し、オペレータが選択した計装設備に対応する制御項目の候補を提示する。図６は、制御項目の候補を提示した際にディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。図６の例では、表示画面は、計装図が表示されるメインウィンドウＷｍと、制御項目の候補リスト６２が表示されるサブウィンドウＷｓと、を含む。サブウィンドウＷｓには、メインウィンドウＷｍに表示されている計装設備で選択可能な制御項目の一覧、すなわち候補リスト６２が表示されている。なお、この候補の表示順序は、採用頻度などに応じて適宜ソートされてもよい。すなわち、制御項目ＤＢ４４に、各制御項目の過去における採用回数を記録しておき、この採用回数の大きい制御項目ほど、上位に表示されるようにしてもよい。また、こうした制御項目の候補は、オペレータの希望するキーワードや、制御パラメータの種類（例えば温度、湿度など）で、絞り込みができるようにしてもよい。例えば、オペレータが、制御パラメータとして「温度」を指定した場合、「温度」を制御パラメータとする制御項目のみが候補として表示されてもよい。

付加計装図生成部３６は、オペレータにより制御項目が選択されれば、この制御項目に対応する計装部品を、制御項目ＤＢ４４を参照して特定し、基本計装図５２に付加する。例えば、オペレータにより、「００１ 還気温度制御」が選択された場合、付加計装図生成部３６は、制御項目ＤＢ４４を参照し、この制御項目に対応する計装部品を特定する。図５の例では、サーモスタット（ＴＥＤ）、電磁二方弁（ＭＶ１）、ＰＬＣが「００１ 還気温度制御」に対応する計装部品として特定される。

計装部品が特定できれば、続いて、付加計装図生成部３６は、計装部品を、基本計装図５２に付加する。このとき、付加計装図生成部３６は、制御項目ＤＢ４４を参照して、各計装部品の接続関係を特定し、この接続状態が認識できる形態で、各計装部品を追加する。図７は、ＡＨＵの計装設備に対して、制御項目として「００１ 還気温度制御」を選択した際のメインウィンドウＷｍの一例を示す図である。図７の例では、メインウィンドウＷｍには、計装設備であるＡＨＵを構成する複数の構成要素に加え、還気温度制御に必要なＰＬＣ、サーモスタット（ＴＥＤ）、電磁二方弁（ＭＶ１）がダイアグラム的に描画されている。また、制御項目ＤＢ４４に従い、サーモスタットは、機械的には、還気ダクト（ＲＡ）に配され、電気的には、ＰＬＣのアナログ入力（Ａｉ）に接続されている。また、電磁二方弁は、機械的には、冷却水ヘッドラインＣＨＲに配され、電気的には、ＰＬＣのアナログ出力（Ａｏ）に接続されている。さらに、このダイアグラムの右上には、現在、選択された制御項目の名称および説明文が表示されている。

この状態で、オペレータが、さらに、別の制御項目を追加選択すると、当該別の制御項目に対応する計装部品が、さらに、付加計装図６４に追加される。例えば、オペレータが、制御項目として「００２ 還気湿度制御」を追加選択すると、メインウィンドウＷｍは、図８に示す状態になる。図８の例では、付加計装図６４に、還気湿度制御に必要なる計装部品、すなわち、ヒュームスタット（ＨＤ）およびリレー（Ｒ）が追加描画される。なお、還気湿度制御では、ＰＬＣも必要となるが、ＰＬＣは、還気温度制御でも使用するため、一つのＰＬＣを、還気温度制御および還気湿度制御で共用する。ヒュームスタットは、制御項目ＤＢ４４に記録された接続状態に従い、機械的には還気ダクト（ＲＡ）上に配され、電気的には、ＰＬＣのデジタル入力（Ｄｉ）に接続される。また、リレーは、機械的には、加湿器５８に接続され、電気的には、ＰＬＣのデジタル出力（Ｄｏ）に接続される。

オペレータは、このように、制御項目を選択する処理を繰り返す。そして、希望する全ての制御項目が選択され、これら制御項目に対応する計装部品を計装図に付加できれば、付加計装図６４は、完成となる。図９は、完成された付加計装図６４の一例を示す図である。

重畳図生成部３８は、読み込まれた平面図４８に、付加計装図６４を重畳した重畳図６８を生成する。図１０は、重畳図６８の一例を示す図である。図１０に示す通り、付加計装図６４は、平面図４８のうち、計装設備が配置される位置に重畳されることが望ましい。なお、図１０から明らかなとおり、一般に、平面図４８に記載された計装設備のシンボルに比べて、付加計装図６４は、非常に大きい。したがって、重畳図６８では、平面図４８に記載された一部の情報が、付加計装図６４に隠れて見えなくなる。また、設計・施工の現場では、特定の制御項目に関する情報だけを参照したい場合もある。

そこで、重畳図６８においては、付加計装図６４を、１以上のレイヤに分けて平面図４８に重畳し、オペレータにより選択されたレイヤのみが表示されるようにしてもよい。例えば、一つの平面図４８に、複数の付加計装図６４が重畳される場合には、付加計装図６４ごと（計装設備ごと）に、表示／非表示が選択できるようにしてもよい。また、１つの付加計装図６４に、複数の制御項目が対応付けられている場合には、制御項目ごとに、表示／非表示を選択できるようにしてもよい。

図１１は、この場合においてディスプレイに表示される表示画面の一例を示す図である。図１１に示すように、表示画面は、重畳図６８が表示されるメインウィンドウＷｍと、ビューコントロール画面が表示されるサブウィンドウＷｓと、を含む。ビューコントロール画面（サブウィンドウＷｓ）では、一つのビルに関する重畳図６８のレイヤ構成が、階層的に表示されており、各レイヤの表示／非表示を選択できるようになっている。

より具体的には、図１１の例では、ビューコントロール画面（サブウィンドウＷｓ）には、第１層に「階数」を示すアイコンＡ１が並び、第２層に、「計装設備」を示すアイコンＡ２が並び、第３層に、「制御項目」を示すアイコンＡ３が並ぶ。「階数」を示すアイコンＡ１を一つ選択すると、メインウィンドウＷｍに当該階数に対応する平面図４８が表示されるとともに、サブウィンドウＷｓにおいて当該階数にぶら下がる「計装設備」のアイコンＡ２が展開表示される。展開表示された「計装設備」のアイコンＡ２をクリックすることで、当該計装設備に対応する付加計装図６４の表示・非表示が切り替わる。付加計装図６４の表示が指示されると、メインウィンドウＷｍにおいて当該計装設備に対応する付加計装図６４が平面図４８に重畳されて表示されるとともに、サブウィンドウＷｓにおいて当該計装設備にぶら下がる「制御項目」のアイコンＡ３が展開表示される。展開表示された「制御項目」のアイコンＡ３をクリックすることで、制御項目に対応する計装部品の表示・非表示が切り替わる。メインウィンドウＷｍでは、表示選択された制御項目で使用する計装部品のみが付加計装図６４に表示される。

次に、部品リスト生成部４０は、生成された付加計装図６４に基づいて、計装部品のリストを生成する。このとき、部品リスト生成部４０は、部品ＤＢ４６を参照して、計装部品の具体的な製品を特定する。すなわち、同じ計装部品であっても、仕様が異なる複数の製品が存在する。例えば、電磁二方弁には、バルブサイズ等の仕様が異なる複数の製品が存在する。ここで、バルブサイズは、取り付けられるダクト・配管の面積に応じて決定される。換言すれば、ダクト・配管サイズは、電磁二方弁の具体的な製品を選定するための選定条件であるといえる。

部品ＤＢ４６には、こうした製品選定のための選定条件の値と、対応する製品と、が対応づけられて記録されている。図１２は、部品ＤＢ４６の一例を示す図である。図１２に示すように、部品ＤＢ４６には、計装部品の種類ごとの選定表４７を含んでおり、各選定表４７には、製品の識別情報（例えば型番）と、選定条件の値（例えばダクトサイズの値）と、が対応付けられて記録されている。なお、選定表４７には、さらに、各製品の価格やメーカー等、見積書や発注書の作成に必要な情報が含まれてもよい。

部品リスト生成部４０は、この部品ＤＢ４６を参照して、選定条件に合致する計装部品の製品を選定する。なお、選定条件の具体的な値（例えば使用するダクトサイズの値等）は、設計条件の一つとして、予め、設計支援装置に入力しておいてもよいし、部品リスト生成のタイミングで、オペレータが入力するようにしてもよい。

生成される部品リスト７０の形式は、オペレータからの指示に応じて、適宜、変更可能である。例えば、一つのビルで使用する計装部品全てを一つの部品リスト７０にまとめてもよいし、各階ごとや、各計装設備ごとに使用する計装部品を、別々の部品リスト７０として生成してもよい。また、部品リスト７０に含まれる情報としては、使用する計装部品の一般名称の他、個数や、製品名（または製品型番）、単価等を含んでもよい。また、部品リスト７０は、オペレータの指示に応じて、適宜、絞込みや、ソートができるようにしてもよい。図１３は、部品リスト７０の一例を示す図である。図１３の例では、部品リスト７０は、計装部品の一般名称、型番、単価、個数がリスト表示されている。

次に、以上の構成の計装設計支援装置１０を用いた計装設計の流れについて図１４、図１５を参照して説明する。図１４は、平面図４８から基本計装図５２を生成する流れ、すなわち、図２の第一ブロックＢ１での処理の流れを示すフローチャートである。図１５は、基本計装図５２に基づいて付加計装図６４を生成する流れ、すなわち、図２の第二ブロックＢ２での処理の流れを示すフローチャートである。

基本計装図５２を生成する場合は、予め、空間レイアウトの中に計装設備が描画された平面図４８が生成されている。一つのビルに関連する平面図４８がＮ枚ある場合、オペレータは、このＮ枚の平面図４８を、入力装置１６を介して計装設計支援装置１０に入力する。例えば、平面図４８が、紙にプリントアウトされたものである場合、オペレータは、スキャナやカメラを用いて、平面図４８を電子データに変換させる。また、平面図４８が、計装設計支援装置１０の記憶部に記憶された電子データ（例えばＣＡＤデータや画像データ等）である場合、オペレータは、マウスやキーボードといった入力装置１６を操作して、当該電子データのファイル名を選択する。

図面読込部２４は、このＮ枚の平面図４８を読み込む（Ｓ１０）。読み込まれたＮ枚の平面図４８は、設備抽出部２６およびライン抽出部２８に送られる。また、パラメータｎの値をｎ＝１に初期化する（Ｓ１２）。この状態で、設備抽出部２６およびライン抽出部２８は、シンボルＤＢ４２を参照しながら、ｎ枚目の平面図４８から計装設備および接続ライン（ダクトまたは配管）を抽出する（Ｓ１４、Ｓ１６）。抽出結果は、接続解釈部３０に送られる。接続解釈部３０は、抽出結果に基づいて、計装設備と接続ラインとの接続関係を解釈し（Ｓ１８）、その解釈結果を、基本計装図生成部３２に送る。基本計装図生成部３２は、解釈結果に基づいて、基本計装図５２を生成する（Ｓ２０）。すなわち、計装設備を、計装図に適した図形に変換（例えば、一つの計装設備を複数要素に変換）するとともに、各計装図に接続ダクトを接続した図面を生成する。この基本計装図５２は、原則として、計装設備ごとに生成されるため、１枚の平面図４８に、ｋ個の計装設備が含まれている場合、１枚の平面図４８からｋ個の基本計装図５２が生成される。

ｎ枚目の平面図４８に基づいて基本計装図５２が生成できれば、続いて、パラメータｎが、平面図４８の枚数Ｎに達したか否かを判断する（Ｓ２２）。判断の結果、ｎ＝Ｎの場合、基本計装図５２の生成は完了となる。一方、ｎ＜Ｎの場合は、パラメータｎをインクリメント（Ｓ２４）したうえで、ステップＳ１４〜Ｓ２０を繰り返す。

なお、ここで説明した基本計装図５２の生成手順は、一例であり、必要に応じて、適宜、変更されてもよい。例えば、基本計装図５２の生成後に、生成された基本計装図５２についてオペレータによる良否判断処理や修正処理があってもよい。また、基本計装図５２は、Ｎ枚の平面図４８全てについて生成する必要はなく、オペレータが希望した平面図４８についてだけ、基本計装図５２を生成してもよい。

次に、基本計装図５２から付加計装図６４を生成する流れについて図１５を参照して説明する。基本計装図５２が生成できれば、オペレータは、計装設計したい計装設備を選択する（Ｓ２６）。計装設備がオペレータにより選択されれば、制御項目提示部３４は、制御項目ＤＢ４４を参照して、選択された計装設備に適用可能な制御項目の候補をオペレータに提示する（Ｓ２８）。そして、オペレータにより制御項目の選択がある（Ｓ３０でＹｅｓ）、あるいは、終了指示がある（Ｓ３６でＹｅｓ）まで、処理を待機する。オペレータにより制御項目が選択されれば、付加計装図生成部３６は、制御項目ＤＢ４４を参照して、当該選択された制御項目に必要な計装部品を特定する（Ｓ３２）。そして、特定された計装部品を、基本計装図５２に付加し、付加計装図６４を生成する（Ｓ３４）。そして、オペレータから終了指示があるまで、このステップＳ２８〜Ｓ３４を繰り返す。

オペレータから終了指示（Ｓ３６でＹｅｓ）があれば、現在の計装設備に関する付加計装図６４の生成を終了する。そして、次の計装設備が選択されれば、再び、ステップＳ２８〜Ｓ３４を繰り返す。一方、全ての計装設備について付加計装図６４が生成できれば（Ｓ４０でＹｅｓ）、全ての処理は終了となる。

生成された付加計装図６４は、平面図４８における、どの計装設備に対応するかを示す情報とともに記憶部に記憶される。そして、記憶された付加計装図６４は、重畳図６８の生成や、部品リスト７０の生成に利用される。

以上の説明から明らかなとおり、本明細書に開示の技術によれば、計装設備ごとに、適用可能な制御項目の候補が提示される。そのため、オペレータの経験や知識が乏しくても、計装設備に適した制御項目を適切に選択できる。また、本明細書に開示の技術によれば、オペレータにより選択された制御項目に対応する計装部品が自動的に特定され、計装図に付加される。そのため、オペレータが、部品を特定したり、当該部品の接続関係を考えたりする必要がなく、オペレータの負担を大幅に軽減できる。また、オペレータの経験や知識が乏しくても、適切な計装部品を適切な接続関係で配置できる。つまり、本明細書に開示の技術によれば、計装設計をより簡易に行なうことができる。

また、本明細書に開示の技術によれば、平面図４８から、基本計装図５２を自動的に生成する。その結果、基本計装図５２の生成に要する手間を大幅に軽減できる。さらに、本明細書の技術によれば、平面図４８と付加計装図６４とを組み合わせた重畳図６８を生成する。そのため、空間レイアウトと計装設計の内容とを同時に把握することができるため、計装部品の設置工事やメンテナンスをより簡易に行なうことができる。また、本明細書の技術によれば、計装部品のリストを自動的に生成できる。そのため、見積書や発注書、部品管理などの手間をより軽減できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、計装設計支援装置１０は、少なくとも、制御項目ＤＢ４４と、制御項目ＤＢ４４を参照して制御項目の候補を提示する制御項目提示部３４と、オペレータが選択した制御項目に対応する計装部品の特定と付加を行なう付加計装図生成部３６と、を備えるのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。したがって、基本計装図５２と、計装設計支援装置１０は、全く別の装置で生成されてもよい。また、計装設計支援装置１０は、部品リスト７０や重畳図６８を生成する機能を有さなくてもよい。また、これまでの説明では、ビル空調設備の計装設計を支援する装置だけを例に挙げて説明したが、計装設計支援装置は、他の設備の計装設計を支援してもよい。

１０ 計装設計支援装置、１２ ＣＰＵ、１４ 記憶装置、１６ 入力装置、１８ 出力装置、２０ 通信Ｉ／Ｆ、２２ バス、２４ 図面読込部、２６ 設備抽出部、２８ ライン抽出部、３０ 接続解釈部、３２ 基本計装図生成部、３４ 制御項目提示部、３６ 付加計装図生成部、３８ 重畳図生成部、４０ 部品リスト生成部、４２ シンボルＤＢ、４４ 制御項目ＤＢ、４６ 部品ＤＢ、４７ 選定表、４８ 平面図、５２ 基本計装図、５４ エアフィルタ、５６ 冷温水コイル、５８ 加湿器、６０ ファン、６２ 候補リスト、６４ 付加計装図、６８ 重畳図、７０ 部品リスト、Ａ１〜Ａ３ アイコン、Ｂ１ 第一ブロック、Ｂ２ 第二ブロック、Ｂ３ 第三ブロック、Ｂ４ 第四ブロック、Ｗｍ メインウィンドウ、Ｗｓ サブウィンドウ。

Claims (9)

1. 計装設備と前記計装設備に接続された接続ラインとを含む基本計装図に基づいて、前記計装設備の自動制御に必要な構成を決定する計装設計を支援する計装設計支援装置であって、
   複数の制御項目と、各制御項目に対応する前記計装設備または前記計装設備の構成要素と、各制御項目の実行に必要な１以上の計装部品の情報である部品情報と、を互いに対応付けて記憶する制御項目データベースと、
   前記基本計装図が示す前記計装設備に適用可能な制御項目の１以上の候補を前記制御項目データベースを参照して抽出するとともに、抽出された前記制御項目の１以上の候補をオペレータに提示する制御項目提示部と、
   前記オペレータにより選択された前記制御項目に対応する前記計装部品を前記制御項目データベースを参照して特定し、特定された前記計装部品を、前記基本計装図に付加した付加計装図を生成する付加計装図生成部と、
   を備えることを特徴とする計装設計支援装置。
2. 請求項１に記載の計装設計支援装置であって、
   前記部品情報は、少なくとも、前記計装部品の識別情報と、前記計装部品の電気的または機械的な接続情報と、を含み、
   前記付加計装図生成部は、前記接続情報に基づいて、特定された前記計装部品を、その接続状態が認識できる形態で前記基本計装図に付加する、
   ことを特徴とする計装設計支援装置。
3. 請求項１または２に記載の計装設計支援装置であって、
   前記計装設計支援装置は、空間レイアウトと、前記計装設備と、前記計装設備に接続された接続ラインと、を示す平面図に基づいて、前記基本計装図を生成する、ことを特徴とする計装設計支援装置。
4. 請求項３に記載の計装設計支援装置であって、さらに、
   前記計装設備および前記接続ラインと、前記平面図における前記計装設備および前記接続ラインを示す記号と、を対応付けて記憶するシンボルデータベースと、
   前記シンボルデータベースに基づいて、前記平面図に含まれる前記計装設備を抽出する設備抽出部と、
   前記シンボルデータベースに基づいて、前記平面図に含まれる前記接続ラインを抽出するライン抽出部と、
   抽出された前記計装設備および前記接続ラインを組み合わせて前記基本計装図を生成する基本計装図生成部と、
   を備える、ことを特徴とする計装設計支援装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の計装設計支援装置であって、さらに、
   空間レイアウトを示す平面図に、前記付加計装図を重畳した重畳図を生成する重畳図生成部を備える、ことを特徴とする計装設計支援装置。
6. 請求項５に記載の計装設計支援装置であって、
   前記重畳図生成部は、前記付加計装図を、１以上のレイヤに分けて前記平面図に重畳しており、
   前記１以上のレイヤのうち表示されるレイヤをオペレータが選択可能である、
   ことを特徴とする計装設計支援装置。
7. 請求項６に記載の計装設計支援装置であって、
   前記重畳図は、前記付加計装図を、少なくとも制御項目単位でレイヤに分けて、前記平面図に重畳する、ことを特徴とする計装設計支援装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の計装設計支援装置であって、さらに、
   特定された前記計装部品の一覧リストを生成する部品リスト生成部を備える、ことを特徴とする計装設計支援装置。
9. 請求項８に記載の計装設計支援装置であって、さらに、
   前記計装部品の種類ごとに、前記種類に対応する１以上の製品の識別情報と、各製品の選定条件と、を対応付けた部品データベースを備え、
   前記部品リスト生成部は、特定された前記計装部品の種類と、オペレータにより指定された選定条件の値と、を前記部品データベースに照らし合わせて前記計装部品の製品を特定する、
   ことを特徴とする計装設計支援装置。

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