JPWO2020183646A1 - 流体供給システム、経路決定装置、経路決定プログラム及び経路決定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ループ形状の供給経路では使用しない設備に関わる経路も供給経路に含まれるため、使用しない設備に関わる経路の配管の体積分の圧縮空気の供給、もしく使用しない設備に関わる経路の配管のリーク分を見越した圧縮空気供給が必要であった。このため、圧縮空気及びエネルギーのロスの課題があった。
しかし、特許文献1では、メッシュ型の給気経路から、圧縮空気を供給する供給経路を、稼働する設備の数に応じて形成することはできなかった。
制御によって開閉可能な複数の電磁弁を含む複数の弁と、複数の配管とを有し、前記複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで前記複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路と、
前記複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続された、前記流体を利用する複数の利用設備と、
前記複数の利用設備の少なくともいずれかの前記利用設備へ前記流体を供給するための経路であり前記メッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定する経路決定部と、前記メッシュ配管回路の有する前記複数の電磁弁の少なくともいずれかの電磁弁を制御することにより、前記供給経路を形成する弁制御部とを有する経路決定装置と
を備える。
(2)以下では流体として圧縮空気を用いて、流体供給システム1000を説明する。しかし、流体は圧縮空気に限らず、圧縮空気以外の不活性ガス気体または二酸化炭素のような気体でもよい。また流体は液体でもよい。また、流体は紛体でもよい。
(3)以下では設備データベース112B及び配管データベース113Bが登場するが、これらは設備DB112B、配管DB113Bと表記する。またデータベースはDBと表記する。
(4)以下では圧力センサの計測した圧力データをセンサデータと表記する。
(5)以下では弁と記載したときは、特に断らない限り開閉の制御可能な電磁弁である。電磁弁は開閉弁である。
(6)以下では、インタフェースはIFと表記する。
図1から図19を参照して、実施の形態1の経路決定装置100を説明する。
図1は、流体供給システム1000の構成を示す。図1で実線は圧縮空気の流れを示し、破線はデータの流れを示す。流体供給システム1000は、経路決定装置100、立案部210、投入司令部220、生産実行システム230、圧縮機制御装置240、工場700を備えている。工場700は、複数の圧縮機710、複数の弁720、レシーバータンク730、弁740及びメッシュ配管回路800を有する。
電磁弁は、図1の弁Aのように、複数のサブバルブを有する。開閉の制御は、サブバルブごとに可能である。弁Aではサブバルブ1,2及びサブバルブ3のそれぞれが、独立して制御可能である。
メッシュ配管回路800は、複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入する。流体を利用する複数の利用設備が、複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続されている。
経路決定部である配管管理部113は、メッシュ配管回路800を対象として、複数の利用設備の少なくともいずれかの利用設備へ流体を供給するための経路でありメッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定する。弁制御部120は、メッシュ配管回路800を対象として、メッシュ配管回路800の有する複数の弁の少なくともいずれかの弁を制御することにより、供給経路を形成する。以下に経路決定装置100を具体的に説明する。
(1)解析部110は、圧縮空気の供給に関する解析を行う。
(2)計算指示部111は、設備管理部112と配管管理部113に、計算を指示する。
(3)設備管理部112は、設備の消費する圧縮空気を管理する。
(4)設備計算部112Aは、設備の使用する圧縮空気の消費量を計算する。
(5)配管管理部113は、配管における圧縮空気の消費量を管理する。
「配管における圧縮空気の消費量」とは、配管における圧縮空気(流体)の漏れ量である。
(6)配管計算部113Aは、配管経路の決定、配管経路における圧縮空気の漏れ量の計算のような処理を実行する。
(7)弁制御部120は、弁を制御すると共に、弁の開閉状態を記憶する。
(2)投入司令部220は、図11で後述する生産投入司令221を出力する。
(3)生産実行システム230は、製品の生産を実行する
(4)圧縮機制御装置240は、圧縮機710を制御する。
(5)生産設備810は、製品を生産する。
(6)弁801は、制御を受けて開閉する弁である。
(7)配管802には、圧縮空気が流れる。
(8)圧力センサ803は、配管に存在する圧縮空気の圧力を検出する。
配管管理部113は経路決定部である。計算指示部111、設備管理部112、配管管理部113及び弁制御部120の機能は、経路決定プログラム101により実現される。
図5の左上の図は、メッシュ配管回路800の比較例の、ループ型配管である。ループ型の配管では、設備Aから設備Dのうち設備Cのみ稼働(ON)し、設備A,B,Dが停止(OFF)の場合でも、ループ型配管の全域に圧縮空気を供給する必要がある。このため、停止している設備A,B,Dのための経路にも圧縮空気が流れるため、この部分の圧縮空気の漏れが生じる。
一方、実施の形態1のメッシュ配管回路800では以下のようである。
図5の左下の図は、メッシュ配管回路800を模式的に示す。メッシュ配管回路800は16箇所の弁Vが配管802で接続されている。図5の左下の図は設備Aから設備Dのすべてが停止している。
図5の右上の図は、設備Cが稼働を開始した状態を示している。図5の右上の図では、弁V1の弁V2方向が開、弁V2の弁V3方向が開、弁V3の弁V4方向が開とされて、実線で示す供給経路が形成されている。この場合、図5の左上のループ型配管に対して、破線で示す部分には圧縮空気が供給されないため、ループ型配管に対して圧縮空気の漏れが少ない。
図5の右下の図は、設備B、C、Dが稼働している状態を示す。右下の図では、右上の状態に加え、弁V4の弁V5方向が開、弁V5の弁V6方向が開、弁V5の弁V10方向が開、弁V6の弁V7方向が開、弁V7の弁V8方向が開、弁V8の弁V9方向が開となったため、実線で示す圧縮空気の供給経路が形成された。図5の右下の図でも、メッシュ配管回路800のうち破線の配管は使用されない。よって、ループ型配管に対して圧縮空気の漏れが少ない。
図6、図7は、経路決定装置100の動作を説明するシーケンスである。図6、図7を参照して、経路決定装置100の動作を説明する。経路決定装置100の動作は、経路決定方法に相当する。また、経路決定装置100の動作は、経路決定プログラムの処理に相当する。
図8は、設備DB112Bの一例を示す。
図9は、配管DB113Bの一例を示す。設備DB112Bから説明する。
表の各列は上の表と同じであるので説明は省略する。
ステップS21において、立案部210が、生産投入211を立案する。立案部210は立案した生産投入211を投入司令部220へ送信する。
図10は、生産投入211の一例を示す。左の列から順に、生産される製品の品番、大日程の生産数、中日程の生産数及び小日程の生産数(個数)を示す。大日程は、1月に、品番「AA001M」の製品が1000個生産されるべきことを示す。中日程は、1月の第1週に、品番「AA001M」の製品が250個生産されるべきことを示す。小日程は、1月4日9時から10時に品番「AA001M」の製品が30個生産されるべきこと、1月4日10時から11時に品番「AA001M」の製品が33個生産されるべきこと、1月4日11時から12時に品番「AA001M」の製品が33個生産されるべきことを示す。
ステップS22において、投入司令部220は、立案部210から受信した生産投入211から生産投入司令221を生成し、生成した生産投入司令221を、計算指示部111と生産実行システム230へ送信する。
図11は、投入司令部220が生成する生産投入司令221の一例を示す。
なお、図10に示す生産投入211とは、いつ、どの行程で、製品を何個処理するかという情報である。
図11に示す生産投入司令221とは、いつ、どの装置が、何の処理をするかという情報である。生産投入司令221は、設備稼働情報と工程情報を含む。設備稼働情報を説明する。
左の列は、設備が稼働する日時を示す。中央の列は、稼働する設備を示す。右側の列は、レシピを示す。レシピとは工程の具体的な内容である。
工程情報を説明する。工程情報は、左から順に、製品の品番、工程1から工程4を示す。各工程はレシピを具体化した内容である。
ステップS22−1では、計算指示部111が計算指示1を生成する。ステップS22−1において、計算指示部111は、生産投入司令221に基づき計算指示1を生成し、計算指示1を設備管理部112に送信する。
ステップS23−1において、計算指示部111は、設備管理部112から計算結果1を受信する。
ステップS22−2において、計算指示部111は、計算結果1を用いて計算指示2を生成し、計算指示2を配管管理部113に送信する。
ステップS23−2において、計算指示部111は、計算結果2を配管管理部113から受信する。
消費量情報は計算結果1である。漏れ量情報は配管DB113Bの持つデータである。
図12は、計算指示部111の処理内容を示す。図12を参照して計算指示部111の処理を説明する。
(1)計算指示部111は、投入司令部220から受け取った生産投入司令221を入力データとして使って、設備管理部112に、計算指示1として、設備の時間に対応する動作の情報を与える(ステップS22−1)。
計算指示部111は、図12に示す生産投入司令221を使用して、計算指示1を生成する。
計算指示部111は、生産投入司令221から、9:00に洗浄機1号機が純水洗浄を行い、9:00に洗浄機2号機が純水洗浄を行うと解釈する。
計算指示部111は、解釈に基づき、計算指示1として、洗浄機1号機及び洗浄機2号機の圧縮空気消費量を計算せよという指示を生成し、計算指示1を設備管理部112に送信する。
(2)計算指示部111は、設備管理部112から、計算結果1として、時間に対応した、設備の消費量情報を受け取る(ステップS23−1)。具体的には、計算指示部111は、計算結果1として、設備管理部112から、洗浄機1号機及び洗浄機2号機の圧縮空気消費量を受信する。この計算結果1は、圧縮機群の制御情報としても使用される。
(3)計算指示部111は、投入司令部220から受け取った生産投入司令221と、設備管理部112の計算結果1とを使って、計算指示2として、配管管理部113に圧縮空気の時間に対応する必要量の情報を与える(ステップS22−2)。
図12の例では、計算指示部111は、計算指示2として、洗浄機1号機及び洗浄機2号機への圧縮空気の供給経路の候補を決定せよという指示と、各候補の消費量(漏れ量)を計算せよという指示とを生成する。
(4)この例では、計算指示部111は、計算結果2として、配管管理部113から、洗浄機1号機及び洗浄機2を稼働させる際の複数の供給経路と、それぞれの供給経路の圧縮空気消費量を受け取る(ステップS23−2)。
この圧縮空気の消費量は圧縮機群の制御情報としても使用される。
ステップS23−1では、設備計算部112Aが、計算結果1を生成する。ステップS23−1では、設備計算部112Aが、計算指示部111からの計算指示1に応答した計算を実行する。
図13は、設備計算部112Aが計算結果1を生成する具体的な処理を示す。図13に示すように、計算指示1は、[設備の圧縮空気消費量を計算せよ]という指示と、生産投入司令221とを含む。設備計算部112Aは、計算指示1を受信した場合、生産投入司令221から、9:00に洗浄機1号機が純水洗浄を実施し、9:00に洗浄機2号機が純水洗浄を実施すると解釈する。設備計算部112Aは、設備DB112Bを参照して、各設備810の圧縮空気の消費量を計算することができる。
つまり設備計算部112Aは、計算指示部111から生産投入司令221を含む計算指示1を受信した場合、図13に示すように、設備DB112Bに記載の消費量等のデータを用いて、設備の圧縮空気の消費量を計算する。図13では、設備計算部112Aは、洗浄機1号機及び洗浄機2号機の圧縮空気の消費量として以下を計算する。9:00から2分、洗浄機1号機が2.0m3を消費する。9:00から2分、洗浄機2号機が2.0m3を消費する。設備計算部112Aは、これらの消費量を計算結果1として計算指示部111へ送信する。
図14は、配管計算部113Aが、計算結果2を生成する具体的な処理を示す。計算指示部111は、図12で述べた生産投入司令221及び図13で述べた計算結果1を用いて、計算指示2を生成して配管計算部113Aへ送信する。図14に示すように、計算指示2は、[設備への圧縮空気供給経路の候補と、消費量(漏れ量)を計算せよ]という指示と、計算結果1とを含む。
ステップS23−2において、配管計算部113Aは、計算結果1と配管DB113Bのデータとを参照して、計算結果2を生成する。
図14では、
(a)配管計算部113Aは、計算指示2に基づき、9:00から2分、洗浄機1号機が圧縮空気を2.0m3消費し、9:00から2分、洗浄機2号機が圧縮空気を2.0m3消費すると解釈する。つまり、配管計算部113Aは、9:00から9:02まで、洗浄機1号機及び洗浄機2号機が、それぞれ、圧縮空気を2.0m3消費すると解釈する。
(b)次に、配管計算部113Aは、メッシュ配管情報880を参照し、9:00から9:02において、圧縮空気を洗浄機1号機に供給する複数の経路と、圧縮空気を洗浄機2号機に供給する複数の経路を計算する。経路の計算は、メッシュ配管情報880の有するメッシュ配管回路800のデータから数学的に計算できる。
配管計算部113Aは、洗浄機1号機の複数の経路を対象として、計算結果1に含まれる洗浄機1号機の圧縮空気の使用量と、配管DB113Bの消費量の列のうち、洗浄機2号機について計算した複数の経路を構成する「種類」の消費量のデータとを用いて、以下のように、各径路における圧縮空気の消費量を計算する。配管計算部113Aは、洗浄機1号機の各径路の圧縮空気の消費量として、ブランチ、ノード、弁のような、経路を構成する「種類」の消費量から、各経路の圧縮空気の漏れ量を計算する。
同様に、配管計算部113Aは、洗浄機2号機の複数の経路を対象として、計算結果1に含まれる洗浄機2号機の圧縮空気の使用量と、配管DB113Bの消費量の列のうち、洗浄機2号機について計算した複数の経路を構成する「種類」の消費量のデータとを用いて、以下のように、各径路における圧縮空気の消費量を計算する。配管計算部113Aは、洗浄機2号機の各径路の圧縮空気の消費量として、ブランチ、ノード、弁のような、経路を構成する「種類」の消費量から、各経路の圧縮空気の漏れ量を計算する。
(c)配管計算部113Aは、(b)の計算結果により、洗浄機1号機については経路A→B→Cを決定し、洗浄機2号機については経路A→B→D→E→Cを決定したものとする。なお、以下に示す経路A→B→Cは、例えば図1でのA→B→Cの経路であり、洗浄機1号機は図1の設備810aである。また、以下に示す経路A→B→D→E→Cは、例えば図1でのA→B→D→E→Cの経路であり、洗浄機2号機は図1の設備810bである。経路A→B→C及び経路A→B→D→E→Cの経路が形成される場合、弁Aのサブバルブ1が開であり、弁Bのサブバルブ1,2,3が開であり、弁Cのサブバルブ4が開であり、弁Dのサブバルブ1,2が開であり及び弁Eのサブバルブ2,3が開である。計算結果2は、図14に示すように、以下の(1)(2)を含む。
(1)9:00から2分間、経路A→B→Cで、洗浄機1号機に圧縮空気を供給しなさい。配管消費量は0.1m3/秒である。
(2)9:00から2分間、経路A→B→D→E→Cで、洗浄機2号機に圧縮空気を供給しなさい。配管消費量は0.1m3/秒である。
ステップS24において、計算指示部111は、設備管理部112の計算結果1,配管管理部113の計算結果2、及び生産投入司令221に基づき、圧縮空気の供給経路781、圧縮空気消費量782、及び運転するべき圧縮機710の台数783を含む情報を、決定結果780として生成する。
圧縮空気の供給経路781は、計算結果2からわかる。圧縮空気消費量782は、設備による圧縮空気の消費量と、配管による圧縮空気の消費量との和である。設備による圧縮空気の消費量は計算結果1からわかり、配管による圧縮空気の消費量は計算結果2からわかる。
圧縮空気のリーク量であるので計算結果2からわかる。運転するべき圧縮機710の台数783は、以下のようである。計算指示部111は、圧縮機710の仕様データを参照し、計算結果1及び計算結果2から台数783を求めることができる。圧縮機710の仕様データは補助記憶装置30に格納されている。
計算指示部111は、供給経路781を送信する。計算指示部111は、経路決定に必要な計算を指示し、計算により決定した経路を送信する経路送信部である。具体的には、ステップS25−1において、計算指示部111は、ステップS24の決定結果780を、生産実行システム230に送信する。
生産実行システム230は、投入司令部220から受信した「生産投入司令221」(ステップS22)と、計算指示部111から受信した「決定結果780」(ステップS25−1)とに基づいて、制御指令711生成し、圧縮機制御装置240に送信する(ステップS25−2)。生産実行システム230は、決定結果780に含まれる圧縮空気消費量782と、投入司令部220から送信される生産投入司令221とから、制御指令711を生成できる。制御指令711は、該当する圧縮機の稼働率を制御する情報である。
ステップS25−3において、圧縮機制御装置240は、生産実行システム230から制御指令711を受信し、制御指令711に従って、該当する圧縮機の稼働率を制御する。
ステップS26−1において、生産実行システム230は、計算指示部111から受信した決定結果780に基づいて、弁制御指令401を弁制御部120に送信する。弁制御指令401は、供給経路781そのものでも良い。
つまり、供給経路781のデータフォーマットが、メッシュ配管回路800において供給経路781を形成する複数の弁の開閉情報である場合、弁制御指令401は供給経路781のデータでよい。
ステップS26−2において、弁制御部120は、弁制御指令401に基づき、該当する弁の開閉を制御する。
ステップS27において、弁制御部120は、弁の開閉状態を記憶する。弁制御部120は弁の開閉状態を補助記憶装置30に格納する。
以下図7を参照して、ステップS28以降を説明する。図7に示すように、各圧力センサが、センサデータを、圧縮機制御装置240、設備管理部112、配管管理部113へ送信する。
ステップS29において、生産実行システム230が、該当する生産設備810を制御する。
ステップS30において、生産実行システム230から制御された生産設備810は、状態データを、生産実行システム230、設備管理部112、配管管理部113へ送信する。状態データとは、指令のとおりに動作したという応答データである。
ステップS31において、設備管理部112,配管管理部113は、センサデータ、各設備の状態データを収集し、設備DB112B、配管DB113Bの更新に利用することができる。
図15において、初期状態は、すべての弁Vは全て閉であり圧縮機は全て停止である。
弁制御部120は弁V50を開にする。
(2)設備Aの稼働に合わせ、弁制御部120は、配管Bへ供給する弁V99を開にする。
(3)設備Cの稼働に合わせ、弁制御部120は配管B4へ供給する弁V2を開にし、配管B6へ供給する弁V5を開にする。
(4)設備Eの稼働に合わせ、圧縮機制御装置240が圧縮機Bを稼働させる。
弁制御部120は、弁V60を開にし、配管B8へ供給する弁V4を開にし、配管B11へ供給する弁V7を開にする。
(5)設備Cの停止に合わせ、弁制御部120は配管B9へ供給する弁V5を開、配管B11へ供給する弁V8を開、弁V4、配管B6へ供給する弁V5を閉にする。
(6)設備Fの稼働に合わせ、弁制御部120は配管B12へ供給する弁V8を開にする。
(7)全設備の停止に合わせ、弁制御部120は弁V8を閉、弁V5を閉、弁V2を閉、弁V99を閉、弁V50を閉、弁V60を閉とする。圧縮機制御装置240は、圧縮機Aと圧縮機Bを停止する。
(1)従来技術では、ループ配管における供給経路での圧縮空気のリークを許容しつつ、圧縮機の稼働制御により省エネルギー化を行っていた。しかし流体供給システム1000では、メッシュ配管回路800の備える弁の開閉を制御することで、メッシュ配管回路800の一部分としての供給経路を形成する。
よって、本来使用しない配管の体積分への圧縮空気供給の削減及び圧縮空気の供給経路の最小化によるリーク削減が可能になる。
(2)流体供給システム1000によれば、メッシュ配管回路800により供給経路を最小化することができ、要求される圧縮空気量を従来よりも削減することができるため、圧縮機の稼働率を低減することが可能となるので、従来は達成できなかった省エネルギー化を図ることができる。
図16、図17を参照して、実施の形態1の変形例を説明する。
図16は、変形例における経路決定装置100のハードウェア構成を示す。変形例の経路決定装置100は、弁801の状態である弁状態情報131を記憶している弁状態記憶部130を備えている。弁状態記憶部130は、補助記憶装置30で実現される。
図17は、弁状態記憶部130が格納する弁状態情報131を示す。
また、V(1)は、サブバルブであるV(1)1及びV(1)2を有し、V(2)は、サブバルブであるV(2)1、V(2)2及びV(2)3を有し、V(3)は、サブバルブであるV(3)1、V(3)2及びV(3)3を有する。
図18は、配管計算部113Aが、弁状態情報131も参照して、供給経路を決定することを説明する図であり図14に対応する。図18に示す弁状態情報131では、弁の列におけるA1,A2,...は、図1のメッシュ配管回路800のA,B,C,D,Eの位置の弁のサブバルブを示す。図1にはサブバルブを示す1,2,3を記載している。
図18の弁状態情報131では、サブバルブB1とサブバルブD2が閉固定である。この場合は、配管計算部113Aは、供給経路を決定する際に、サブバルブB1とサブバルブD2とを使用する供給経路を採用しない。よって、配管計算部113Aは、図14で述べた経路A→B→D→E→Cは採用しない。図18の例では、配管計算部113Aは、洗浄機2号機の経路として経路A→B→C→Eを採用する。
実施の形態1の変形例では、供給経路の決定の際に弁状態情報131を使用することで、配管計算部113Aは、弁が閉固定のため採用できない供給経路をすぐに判定できる。よって、配管計算部113Aは迅速に供給経路を決定することができる。
図4の経路決定装置100では、経路決定装置100の機能がソフトウェアで実現されるが、経路決定装置100の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図19は、経路決定装置100の機能がハードウェアで実現される構成を示す。図19の電子回路90は、計算指示部111、設備管理部112及び配管管理部113、主記憶装置20、補助記憶装置30、入力IF40、出力IF50及び通信IF60の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路90は、信号線91に接続している。電子回路90は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field−Programmable Gate Arrayの略語である。経路決定装置100の構成要素の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。また、経路決定装置100の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
プロセッサ10と電子回路90の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。経路決定装置100において、計算指示部111、設備管理部112及び配管管理部113の機能がプロセッシングサーキットリにより実現されてもよい。あるいは、計算指示部111、設備管理部112及び配管管理部113、主記憶装置20、補助記憶装置30、入力IF40、出力IF50及び通信IF60の機能が、プロセッシングサーキットリにより実現されてもよい。
図20から図22を参照して実施の形態2を説明する。実施の形態2では、実施の形態1で説明した経路決定装置100が、配管における圧縮空気の漏れを診断する診断装置として機能する実施形態である。実施の形態2の診断システムの構成は、実施の形態1の流体供給システム1000と同じである。
実施の形態2の診断装置の機能ブロック図及びハードウェア構成は、実施の形態1の経路決定装置100と同じである。
実施の形態2では、流体供給システム1000が診断システム900に代わり、経路決定装置100が診断装置901に代わり、経路決定プログラムが診断プログラム902に代わる。診断システム900、診断装置901及び診断プログラム902の符号を図1から図4に記載している。
診断部である配管計算部113Aは、流体が閉じ込められた配管に配置された圧力センサからセンサデータを取得し、取得したセンサデータと、基準データとを比較することにより、流体が閉じ込められた配管の流体漏れを診断する。以下に具体的に説明する。
具体的にはメッシュ配管回路800は以下のようである。メッシュ配管回路800は、ノードN1からノードN9の位置に、弁V1から弁V9が配置されている。各弁は配管B1から配管B12で接続されている。配管ごとに圧力センサが配置されている。配管B1から配管B12に、圧力センサS1から圧力センサS12が配置されている。配管B1には設備Aが接続し、配管B2には設備Bが接続し、配管B6には設備Cが接続し、配管B7には設備Dが接続し、配管B11には設備Eが接続し、配管B12には設備Fが接続している。
図15ではすべての配管に圧力センサが配置されている。すべての配管に圧力センサが配置されることが望ましいが、圧力センサは少なくともいずれかの配管に配置されればよい。
(2)ステップS43において、配管B4に配置された圧力センサS4は、センサデータを配管計算部113Aに送信する。
(3)弁制御部120は、メッシュ配管回路800に対して複数の弁の少なくともいずれかの弁を制御することで、圧力センサが配置され両端に電磁弁の接続された配管に流体を流入させると共に配管の両端の電磁弁を閉に維持して配管に流体を閉じ込める。具体的には以下のようである。ステップS44において、弁制御部120は弁V2を閉じる。
配管B4が孤立する。
(4)ステップS45において、圧力センサS4は、孤立状態にある配管B4のセンサデータを配管計算部113Aに送信する。
(5)診断部である配管計算部113Aは、流体が閉じ込められた配管に配置された圧力センサからセンサデータを取得し、取得したセンサデータと、基準データとを比較することにより流体が閉じ込められた配管の流体漏れを診断する。具体的には以下のようである。ステップS46において、配管計算部113Aは、孤立状態のセンサS4のセンサデータを、リークを判定するための基準データと比較し、配管B4のリーク診断を行う。データは例えば図9に示す消費量である。リーク診断として、配管計算部113Aは、センサデータを図9に示す配管の消費量に換算し、図9の消費量を基準データとして用いて診断する。
(6)ステップS47において、配管計算部113Aは、診断の結果、配管B4でリーク発生と判定した場合、配管DB113Bに配管B4の消費量を99m3/秒と記録する。
図21は、配管計算部113Aが、配管DB113Bに配管B4の消費量を記録する動作を示す。
配管B4でリーク発生が発生しない場合、配管B4の圧縮空気の消費量は、0.01m3/秒である。配管計算部113Aは、配管B4でリーク発生と判定した場合、図21に示すように、配管B4の圧縮空気の消費量を、0.01m3/秒から99m3/秒へ更新する。
99m3/秒の意味は、リーク発生が発生しない場合の消費量である0.01m3/秒に対して、実際には無限大に等しい極端に大きい値の意味である。0.01m3/秒に対して極端に大きい値であれば、どのような値でもよい。
(7)診断部である配管計算部113Aは、メリーク発生と診断した配管を含む供給経路を採用しない。
具体的には以下のようである。以下の動作は、実施の形態1の経路決定装置100も同様の動作である。
ステップS48において、経路決定装置100の配管計算部113Aは、実施の形態1で述べたように供給経路の採用を決定する。配管計算部113Aは、採用しようとする供給経路を選択する。その際、配管計算部113Aは、選択された供給経路に含まれる複数の配管の合計の圧縮空気の消費量を、配管DB113Bの有する圧縮空気の消費量を参照して計算する。例えば、選択された供給経路に3本の配管が含まれ、どの配管も圧縮空気の消費量が0.01m3/秒とする。その場合、3本の配管の合計の圧縮空気の消費量は、0.03m3/秒である。また、仮に供給経路に1000本の配管が含まれているとしても、合計の消費量は、0.01m3/秒の1000倍の10m3/秒である。
一方、選択された供給経路に、リーク発生と判定された配管が1つでも含まれる場合、供給経路の圧縮空気の消費量の合計は、99m3/秒を超える。配管計算部113Aは、供給経路の圧縮空気の消費量の合計が99m3/秒を超える場合、その供給経路を採用しない。つまり、配管計算部113Aは、その供給経路を計算結果2に含めない。
図22を参照して、実施の形態2の変形例の経路決定装置100を説明する。変形例の経路決定装置100のハードウェア構成は、実施の形態1の図16と同一である。変形例の経路決定装置100は、配管計算部113Aが弁状態情報131を自動作成する点が特徴である。実施の形態1の変形例の経路決定装置100は、自動作成された弁状態情報131を使用して供給経路を計算することができる。
図22は、変形例の配管計算部113Aが弁状態情報131を作成する動作を示す。
一方、配管計算部113Aは、ステップS46で、配管B4でリーク発生なしと判定した場合、サブバルブであるV2−2と、V5−1の閉固定の値を0に設定する。
以上により、弁状態情報131が自動的に生成される。また、上記の動作を適宜実施することで、診断装置901は弁状態情報131を自動で更新することができる。
(1)従来技術では、圧力センサにより、固定された圧縮空気の供給経路におけるリーク箇所を特定していたが、圧縮空気を消費する設備の稼働状況により、リーク判定誤差が避けられなかった。
しかし、実施の形態2の診断システム900によれば、メッシュ配管回路800において、新たに隔離もしくは新たに拡張されたノードの圧力変化を、正常時の圧力データと比較することで特定することができる。
(2)また、診断システム900によれば、メッシュ配管回路800において、圧縮空気の供給経路を動的に変更できるので、診断によってリークが発見された配管を迂回したリークの少ない供給経路を提供できる。
図14は、配管計算部113Aが、計算結果2を生成する具体的な処理を示す。計算指示部111は、図12で述べた生産投入司令221及び図13で述べた計算結果1を用いて、計算指示2を生成して配管計算部113Aへ送信する。図14に示すように、計算指示2は、[設備への圧縮空気供給経路の候補と、消費量(漏れ量)を計算せよ]という指示と、計算結果1とを含む。
ステップS23−2において、配管計算部113Aは、計算結果1と配管DB113Bのデータとを参照して、計算結果2を生成する。
図14では、
(a)配管計算部113Aは、計算指示2に基づき、9:00から2分、洗浄機1号機が圧縮空気を2.0m3消費し、9:00から2分、洗浄機2号機が圧縮空気を2.0m3消費すると解釈する。つまり、配管計算部113Aは、9:00から9:02まで、洗浄機1号機及び洗浄機2号機が、それぞれ、圧縮空気を2.0m3消費すると解釈する。
(b)次に、配管計算部113Aは、メッシュ配管情報880を参照し、9:00から9:02において、圧縮空気を洗浄機1号機に供給する複数の経路と、圧縮空気を洗浄機2号機に供給する複数の経路を計算する。経路の計算は、メッシュ配管情報880の有するメッシュ配管回路800のデータから数学的に計算できる。
配管計算部113Aは、洗浄機1号機の複数の経路を対象として、計算結果1に含まれる洗浄機1号機の圧縮空気の使用量と、配管DB113Bの消費量の列のうち、洗浄機1号機について計算した複数の経路を構成する「種類」の消費量のデータとを用いて、以下のように、各径路における圧縮空気の消費量を計算する。配管計算部113Aは、洗浄機1号機の各径路の圧縮空気の消費量として、ブランチ、ノード、弁のような、経路を構成する「種類」の消費量から、各経路の圧縮空気の漏れ量を計算する。
同様に、配管計算部113Aは、洗浄機2号機の複数の経路を対象として、計算結果1に含まれる洗浄機2号機の圧縮空気の使用量と、配管DB113Bの消費量の列のうち、洗浄機2号機について計算した複数の経路を構成する「種類」の消費量のデータとを用いて、以下のように、各径路における圧縮空気の消費量を計算する。配管計算部113Aは、洗浄機2号機の各径路の圧縮空気の消費量として、ブランチ、ノード、弁のような、経路を構成する「種類」の消費量から、各経路の圧縮空気の漏れ量を計算する。
(c)配管計算部113Aは、(b)の計算結果により、洗浄機1号機については経路A→B→Cを決定し、洗浄機2号機については経路A→B→D→E→Cを決定したものとする。なお、以下に示す経路A→B→Cは、例えば図1でのA→B→Cの経路であり、洗浄機1号機は図1の設備810aである。また、以下に示す経路A→B→D→E→Cは、例えば図1でのA→B→D→E→Cの経路であり、洗浄機2号機は図1の設備810bである。経路A→B→C及び経路A→B→D→E→Cの経路が形成される場合、弁Aのサブバルブ1が開であり、弁Bのサブバルブ1,2,3が開であり、弁Cのサブバルブ4が開であり、弁Dのサブバルブ1,2が開であり及び弁Eのサブバルブ2,3が開である。計算結果2は、図14に示すように、以下の(1)(2)を含む。
(1)9:00から2分間、経路A→B→Cで、洗浄機1号機に圧縮空気を供給しなさい。配管消費量は0.1m3/秒である。
(2)9:00から2分間、経路A→B→D→E→Cで、洗浄機2号機に圧縮空気を供給しなさい。配管消費量は0.1m3/秒である。
Claims (8)
- 制御によって開閉可能な複数の電磁弁を含む複数の弁と、複数の配管とを有し、前記複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで前記複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路と、
前記複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続された、前記流体を利用する複数の利用設備と、
前記複数の利用設備の少なくともいずれかの前記利用設備へ前記流体を供給するための経路であり前記メッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定する経路決定部と、前記メッシュ配管回路の有する前記複数の電磁弁の少なくともいずれかの電磁弁を制御することにより、前記供給経路を形成する弁制御部とを有する経路決定装置と
を備える流体供給システム。 - 前記経路決定部は、
前記流体を利用する前記利用設備が前記流体を消費する予測消費量を示す消費量情報と、前記複数の配管の各配管における前記流体の漏れ量及び前記複数の電磁弁を含む前記複数の弁の各弁における前記流体の漏れ量を含む漏れ量情報とを参照することにより、前記供給経路を決定する請求項1に記載の流体供給システム。 - 前記流体は、
液体と気体とのいずれかである請求項1または請求項2に記載の流体供給システム。 - 前記流体は圧縮空気である請求項3に記載の流体供給システム。
- 制御によって開閉可能な複数の電子弁を含む複数の弁と、複数の配管とを有し、前記複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで前記複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路を対象として、前記複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続された、前記流体を利用する複数の利用設備の少なくともいずれかの前記利用設備へ前記流体を供給するための経路であり前記メッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定する経路決定部と、
前記供給経路を送信する経路送信部と
を備える経路決定装置。 - 前記経路決定部は、
前記流体を利用する前記利用設備が前記流体を消費する予測消費量を示す消費量情報と、前記複数の配管の各配管における前記流体の漏れ量及び前記複数の電子弁を含む前記複数の弁の各弁における前記流体の漏れ量を含む漏れ量情報とを参照することにより、前記供給経路を決定する請求項5に記載の経路決定装置。 - コンピュータに、
制御によって開閉可能な複数の電子弁を含む複数の弁と、複数の配管とを有し、前記複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで前記複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路を対象として、前記複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続された、前記流体を利用する複数の利用設備の少なくともいずれかの前記利用設備へ前記流体を供給するための経路であり前記メッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定する経路決定処理、
前記供給経路を送信する経路送信処理
を実行させる経路決定プログラム。 - コンピュータが、
制御によって開閉可能な複数の電子弁を含む複数の弁と、複数の配管とを有し、前記複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで前記複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路を対象として、前記複数の配管のうちの異なる配管のそれぞれに接続された、前記流体を利用する複数の利用設備の少なくともいずれかの前記利用設備へ前記流体を供給するための経路であり前記メッシュ配管回路の一部をなす経路である供給経路を決定し、
前記供給経路を送信する経路決定方法。
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