WO2016147696A1 - 配管ネットワーク診断装置 - Google Patents

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WO2016147696A1
WO2016147696A1 PCT/JP2016/051763 JP2016051763W WO2016147696A1 WO 2016147696 A1 WO2016147696 A1 WO 2016147696A1 JP 2016051763 W JP2016051763 W JP 2016051763W WO 2016147696 A1 WO2016147696 A1 WO 2016147696A1
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WO
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pressure
value
subnetwork
network
sub
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PCT/JP2016/051763
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English (en)
French (fr)
Inventor
矢敷　達朗
雅萍 劉
幸徳 片桐
久功 松本
Original Assignee
株式会社 日立産機システム
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2807—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
    • G01M3/2815—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes using pressure measurements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a piping network diagnostic apparatus for diagnosing air leakage and equipment clogging in an air piping network provided in a factory.
  • air leakage may occur in the piping network due to aging deterioration of the air piping, gaps in the pipe joints / curves, etc. .
  • the amount of air leakage may reach 10 to 20% of the factory air consumption.
  • Patent Document 1 calculates the air flow in the pipe network and is defined from the calculated value and the measured value.
  • An air leak diagnosis technique for calculating an air leak amount and a leak position by solving an optimization problem that minimizes an objective function is disclosed.
  • Patent Document 1 a user inputs air leak position candidates in a piping network, and determines the air leak position by solving the optimization problem described above.
  • the user in order for the user to appropriately input air leak position candidates, it is required to know in advance the state of deterioration of the target piping network equipment, the location where a gap may occur, and the like.
  • the solution based on convergence calculation such as genetic algorithm is usually used to solve the optimization problem.
  • the amount of air leakage and the position of leakage are calculated. There was a problem that the time of.
  • Diagnostic items required for the piping network include clogged devices such as filters and dryers in addition to the above air leakage. Since the compressed air is mixed with fine particles in the atmosphere, oil from the air compressor, rust generated in the pipe, etc., a filter is installed in the pipe network for the purpose of removing these mixed components. Inside the filter, clogging progresses with the adhering components as time passes, and the pressure loss increases. In addition to the filter, a dryer is installed for the purpose of removing moisture in the compressed air. Even within the dryer, the adsorbent that adsorbs moisture deteriorates over time, and the pressure loss increases. When the pressure loss increases by 0.1 MPa, the power consumption of the air compressor increases by about 7%. Therefore, it is important to grasp the clogged state of equipment such as filters and dryers in order to reduce the power consumption of the air compressor. is there. However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the device clogged state cannot be grasped.
  • Patent Document 1 has a problem in that it is impossible to grasp the progress of aged deterioration of air piping / equipment. Although it is possible to diagnose the progress of aged deterioration of air piping / equipment using existing technology (for example, non-destructive inspection equipment such as ultrasonic thickness gauges), There is a problem that it takes a lot of time to diagnose aging degradation.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, does not require input of air leak position candidates by the user, and has a short calculation time even for a large-scale pipe network, and the air leak position in the pipe network, It is another object of the present invention to provide a piping network diagnostic apparatus that can grasp the state of equipment clogging. It is another object of the present invention to provide a piping network diagnostic apparatus that can grasp the progress of aged deterioration of air piping and equipment and determine the repair or replacement timing of the air piping and equipment.
  • the present invention provides a measurement value acquisition unit that acquires a pressure measurement value from a pressure gauge installed in a piping network, a measurement value storage unit that stores the pressure measurement value, and a piping network.
  • a piping network dividing unit that divides a piping network into sub-networks that are partial areas at an installation position of an air compressor, a terminal device, and a pressure gauge installed in the middle of a piping route in the piping network;
  • a subnetwork model generation unit that generates a subnetwork model including data for calculating the air flow in the subnetwork, a subnetwork model storage unit that stores the subnetwork model, and a pressure From the measured value and sub-network model, the route of the piping route in the piping network
  • the shared sub-network which is a partial area composed of two sub-networks that share the pressure gauges installed in the Pressure / flow rate calculation unit that calculates the flow of pressure and outputs the pressure calculation value
  • a measured value acquisition unit that acquires a pressure measurement value from a pressure gauge installed in a piping network, and whether the current time coincides with the measurement value acquisition timing. If it matches, the measurement value acquisition unit for the measurement value acquisition unit, a measurement value acquisition timing determination unit that issues a measurement value acquisition command, a measurement value storage unit that stores the pressure measurement value, and the piping network, Piping network dividing unit that divides the piping network into sub-networks at the installation positions of air compressors, end devices, and pressure gauges installed in the middle of the piping route in the piping network, and sub-network models for each sub-network A subnetwork model generation unit to generate, a subnetwork model storage unit to store the subnetwork model, and a pressure From the measured values and subnetwork model, for the shared subnetwork, calculate the air flow in the shared subnetwork using the pressure measurement value at the end of the shared subnetwork as the calculation condition, and calculate the pressure calculation value at the pressure measurement point
  • the measured value / calculated value comparison unit that subtracts the calculated pressure value from the measured pressure value and outputs the subtraction result, the subnetwork, the shared pressure measurement point included in the subnetwork, and the time when the measured pressure value was acquired
  • the measured value / calculated value comparison result history storage unit for storing the comparison result history, which is data configured by associating the subtraction result, and the comparison result
  • each subnetwork has an air leak occurrence / device clogging progress display section that displays the progress of air leak occurrence and device clogging on the display device, and an input device.
  • a piping network diagnostic device including a diagnosis completion determination unit that terminates piping network diagnostic processing when input.
  • the present invention it is possible to grasp the air leakage position in the piping network and the device clogging state in a short calculation time even for a large-scale piping network without requiring the user to input air leakage position candidates. . Furthermore, it is possible to grasp the progress of aging deterioration of the air piping / equipment and determine the replacement timing of the air piping / equipment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a piping network diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a system diagram of a piping network according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a system diagram of subnetwork division according to the first embodiment of the present invention.
  • (a) (b) (c) Relationship between the calculation target shared subnetwork, the subnetwork constituting the shared subnetwork, the pressure measurement point used as the calculation condition, and the shared pressure measurement point according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. It is a processing procedure flow of the piping network diagnosis which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a piping network diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the piping network diagnosis apparatus shown in FIG. 1 includes a measured value acquisition unit 1, a measured value storage unit 2, a piping network division unit 3, a sub network model generation unit 4, a sub network model storage unit 5, a pressure / flow rate calculation unit 6, A calculated value storage unit 7, an air leakage occurrence / device clogging region determination unit 8, and an air leakage occurrence / device clogging region display unit 9 are provided.
  • the measurement value acquisition unit 1 acquires the pressure measurement value 101 from a pressure gauge installed in the piping network.
  • the measurement value storage unit 2 is composed of a memory and a hard disk, and stores the pressure measurement value 101 acquired by the measurement value acquisition unit 1.
  • the piping network dividing unit 3 divides the piping network into sub-networks at the installation positions of the air compressor, the terminal device, and the pressure gauge installed in the piping path in the piping network.
  • the sub-network is a partial area of the piping network with the pressure gauge installation position as an end. Any area of the piping network always belongs to one of the sub-networks.
  • FIG. 2 is a specific example of a piping network.
  • This piping network includes an air compressor 51, end devices 52 and 53, a filter 54, a branch 55, an elbow 56, and pipings 57 to 61.
  • the compressed air is compressed by the air compressor 51 and supplied to the end devices 52 and 53 via the filter 54, the branch 55, the elbow 56, and the pipes 57 to 61.
  • pressure gauges 62 to 66 are installed in this piping network.
  • the sub-network 67 is a partial area of the piping network with the pressure gauges 62, 65, and 66 as ends.
  • the sub-network 68 is a partial area of the piping network with the pressure gauges 63 and 65 and the sub-network 69 being the pressure gauges 64 and 66, respectively.
  • the sub-network model generating unit 4 generates a sub-network model 102 for each sub-network output from the piping network dividing unit 3.
  • data necessary for calculating the air flow in the subnetwork is set. Specifically, it is data that defines the connection relationship between the devices constituting the sub-network and data that defines the attributes of the devices (for example, piping length, piping diameter, etc. for piping).
  • the sub network model storage unit 5 includes a memory and a hard disk, and stores the sub network model 102 generated by the sub network model generation unit 4.
  • the pressure / flow rate calculation unit 6 calculates the air flow in the partial region of the piping network from the pressure measurement value 101 and the subnetwork model 102, and outputs the pressure calculation value 103 at the pressure measurement point.
  • the partial area to be calculated by the pressure / flow rate calculation unit 6 is two sub-networks sharing a pressure gauge installed in the middle of the piping route in the piping network, and the pressure measurement value at the end of this partial area
  • the air flow is calculated using 101 as a calculation condition (boundary condition).
  • this partial area is called a shared subnetwork, and a pressure measurement point shared by two subnetworks in the partial area is called a shared pressure measurement point.
  • FIG. 4 shows the common sub-network to be calculated, the sub-network constituting the common sub-network, the pressure measurement point used as the calculation condition, and the common pressure measurement point for the piping network and sub-network shown in FIGS. It is a figure showing a relationship.
  • the shared sub-network 70 includes a sub-network 67 and a sub-network 68, and the pressure measurement values 101 of the pressure gauges 62, 63, and 66 are used as calculation conditions.
  • the pressure gauge 65 becomes a shared pressure measurement point.
  • FIGS. 4 shows the common sub-network to be calculated, the sub-network constituting the common sub-network, the pressure measurement point used as the calculation condition, and the common pressure measurement point for the piping network and sub-network shown in FIGS. It is a figure showing a relationship.
  • the shared sub-network 70 includes a sub-network 67 and a sub-network 68, and the pressure measurement values 101 of the pressure gauges 62, 63,
  • the shared sub-network 71 includes a sub-network 67 and a sub-network 69, and the pressure measurement values 101 of the pressure gauges 62, 64, and 65 are used as calculation conditions. , And the pressure gauge 66 becomes a common pressure measurement point.
  • the calculated value storage unit 7 includes a memory and a hard disk, and stores the calculated pressure value 103 output from the pressure / flow rate calculation unit 6.
  • the air leakage occurrence / device clogging area determination unit 8 compares the pressure measurement value 101 and the pressure calculation value 103 at the common pressure measurement point, determines the occurrence of air leakage and device clogging for each subnetwork, and determines the determination result 104. Is output. Details of the occurrence of air leakage and the determination of whether or not the device is clogged will be described later with reference to FIGS.
  • any attribute of “air leak occurrence present”, “device clogged”, “air leak occurrence / device clogged” is set for each sub-network.
  • the determination result 104 has the following data structure, for example.
  • Subnetwork 1 Device leakage occurred
  • Subnetwork 2 Device clogged:
  • Subnetwork n No air leakage or clogging
  • the air leakage occurrence / device clogging area display unit 9 includes a display device (display). Using the determination result 104 output from the air leakage occurrence / device clogging area determination unit 8, air leakage occurrence and device clogging are detected. The subnetwork determined to have occurred is displayed on the display device.
  • FIG. 5 shows a processing procedure for piping network diagnosis according to the first embodiment of the present invention.
  • step S1 the measurement value acquisition part 1 acquires the pressure measurement value 101 from the pressure gauge installed in the piping network.
  • the measured pressure value 101 is stored in a memory or a hard disk by the measured value storage unit 2.
  • step S2 piping network dividing process
  • the piping network dividing unit 3 subdivides the piping network at the installation position of the air compressor, the terminal device, and the pressure gauge installed in the piping path in the piping network. Divide into
  • step S3 subnetwork model generation process
  • the subnetwork model generation unit 4 generates a subnetwork model 102 for each subnetwork output from the piping network division unit 3 in step 2.
  • the subnetwork model 102 is stored in a memory or a hard disk by the subnetwork model storage unit 5.
  • step S4 pressure / flow rate calculation process
  • the pressure / flow rate calculation unit 6 calculates the air flow in the shared subnetwork from the pressure measurement value 101 and the subnetwork model 102, and calculates the pressure calculation value 103 at the pressure measurement point. Is output.
  • the calculated pressure value 103 is stored in a memory or a hard disk by the calculated value storage unit 7.
  • step S5 air leakage occurrence / device clogging region determination process
  • the air leakage occurrence / device clogging region determination unit 8 compares the pressure measurement value 101 and the pressure calculation value 103 at the shared pressure measurement point, and for each subnetwork, The occurrence of air leakage and the presence or absence of equipment clogging are determined, and a determination result 104 is output. Details of the processing in step S5 will be described later with reference to FIG.
  • step S6 air leakage occurrence / device clogging area display process
  • the air leakage occurrence / device clogging area display unit 9 uses the determination result 104 to select the subnetwork determined to have air leakage and equipment clogging. Display on the display device.
  • FIG. 6 shows a display example for the case where it is determined that air leakage has occurred in the sub-network 68 in FIG. 3 for the piping network shown in FIG.
  • On the upper side of the display screen sub-network models for the sub-networks 67 to 69 are displayed, and the sub-network 68 determined to have air leakage is highlighted.
  • air pipes / devices constituting the sub-network 68 are displayed as an air leakage occurrence area.
  • only the upper side of the display screen in FIG. 6 or only the lower side of the display screen may be displayed.
  • Step S5 includes seven processes of steps S51 to S57.
  • step S51 determination target subnetwork setting process
  • a subnetwork for determining the occurrence of air leakage and clogging of devices is set.
  • this subnetwork is referred to as a determination target subnetwork.
  • step S52 air leakage occurrence determination process
  • the air leakage occurrence / device clogging area determination unit 8 calculates the pressure calculation value 103 from the pressure measurement value 101 to all the shared pressure measurement points included in the determination target subnetwork. Subtraction is performed, and it is determined whether or not the subtraction value is larger than the threshold value 105. If the determination result is Yes, the process proceeds to step S53 (air leakage presence setting process), and if No, the process proceeds to step S54 (device clogging determination process).
  • the threshold 105 is set to a value that is several times the measurement accuracy based on the measurement accuracy of the pressure gauge.
  • step S53 air leakage presence setting process
  • the attribute value of the determination result 104 for the determination target subnetwork is set to “air leakage present”.
  • step S54 the air leakage occurrence / device clogging region determination unit 8 subtracts the pressure measurement value 101 from the pressure calculation value 103 for all the shared pressure measurement points included in the determination target subnetwork. Whether the subtraction value is larger than the threshold value 105 is determined. If the determination result is Yes, the process proceeds to step S55 (device clogged setting process), and if No, the process proceeds to step S56 (air leakage occurrence / device clogging non-setting process).
  • step S55 (device clogged setting process) the attribute value of the determination result 104 for the determination target subnetwork is set to “device clogged”.
  • step S56 air leakage occurrence / device clogging non-setting process
  • the attribute value of the determination result 104 for the determination target subnetwork is set to “air leakage occurrence / device clogging no”.
  • step S57 subnetwork determination completion confirmation process
  • the air leakage occurrence / device clogging area determination unit 8 completed the determination of air leakage occurrence and device clogging for all the subnetworks included in the piping network? Confirm whether or not. If the confirmation result is No, the process returns to step S51, and if Yes, the process proceeds to step S6 (air leak occurrence / device clogging area display process) shown in FIG.
  • FIG. 8B is a diagram showing a change in the flow rate of the compressor air compressed by the air compressor 51 through the pipe 57, the branch 55, the pipe 58, the filter 54, and the pipe 59 to the terminal device 52.
  • FIG. 8C is a diagram showing the pressure change.
  • a solid line indicates a calculated value obtained by the pressure / flow rate calculation unit 6 with the shared sub-network 70 in FIG.
  • L1 is an outlet of the compressor 51
  • L2 is an outlet of the branch 55
  • L3 is a filter 54
  • L4 is a portion 72
  • L5 is an inlet of the end device 52.
  • the flow rate calculation value changes with the solid line in Fig. 8 (b).
  • the flow rate at L1 and L2 is G1. Since a part of the compressed air flows into the pipe 60 at the branch 55, the flow rates at L2 to L4 decrease from G1 to G2. Since the pressure / flow rate calculation unit 6 performs calculation under the condition that no air leakage occurs at the portion 72, the flow rate at L4 to L5 is the same amount of G2 as L2 to L4.
  • the flow rate measurement value changes with a dotted line in FIG. Since air leaks at the portion 72, the flow rate at L1 and L2 is G3, which is greater than G1. Since a part of the compressed air flows into the pipe 60 at the branch 55, the flow rate at L2 to L4 decreases from G3 to G4. Further, since air leaks at the portion 72, the flow rates at L4 to L5 are reduced from G4 to G5.
  • the pressure of the air flowing in the pipe decreases with a substantially constant rate of change, and the calculated rate of change changes with the solid line in FIG. 8C according to the characteristic that the rate of change is proportional to the square of the flow rate.
  • the pressure decreases at a change rate A1
  • the pressure decreases at a change rate A2.
  • the pressure decreases due to the pressure loss generated in the filter 54.
  • the pressure measurement value changes with a dotted line in FIG. From L1 to L2, the pressure decreases at a change rate A3, from L2 to L4 decreases at a change rate A4, and from L4 to L5 decreases at a change rate A5.
  • the pressure decreases due to the pressure loss generated in the filter 54.
  • the pressure change rate has a relationship of A3> A1> A4> A2> A5.
  • the pressure calculation value 103 is larger than the pressure measurement value 101 at the installation point (L2) of the pressure gauge 65.
  • FIG. 9 shows, for each subnetwork, the shared pressure measurement points included in the subnetwork, the relationship between the pressure calculation value 103 and the pressure measurement value 101 at the shared pressure measurement point, and the determination result.
  • the sub-network 67 includes a pressure gauge 65 and a pressure gauge 66 as shared pressure measurement points. As described above, in the pressure gauge 65, the calculated pressure value ⁇ the measured pressure value> the threshold value, and in the pressure gauge 66, the calculated pressure value ⁇ the measured pressure value ⁇ the threshold value and the measured pressure value ⁇ the calculated pressure value ⁇ the threshold value.
  • step S52 the determination result of step S52 is No, and the determination result of subsequent step S54 is also No. Therefore, in step S56, the attribute value of the determination result 104 for the subnetwork 67 is “no air leaks / no equipment clogging”.
  • the sub-network 68 includes a pressure gauge 65 as a shared pressure measurement point. Since the determination result in step S52 for the subnetwork 68 is Yes, the determination result 1 for the subnetwork 68 in step S53. The attribute value of 04 is set to “air leakage occurred”.
  • the sub-network 69 includes a pressure gauge 66 as a shared pressure measurement point.
  • step S52 for the subnetwork 69 Since the determination result of step S52 for the subnetwork 69 is No and the determination result of the subsequent step S54 is also No, the attribute value of the determination result 104 for the subnetwork 69 in step S56 is “no air leak / no equipment clogging”. "Is set.
  • FIG. 10A is a diagram showing a change in the flow rate of the compressor air compressed by the air compressor 51 through the pipe 57, the branch 55, the pipe 58, the filter 54, and the pipe 59 to the terminal device 52.
  • FIG. 10B is a diagram showing the pressure change.
  • a solid line indicates a calculated value obtained by the pressure / flow rate calculation unit 6 with the shared sub-network 70 in FIG. 4 as a calculation target, and a dotted line indicates a measured value.
  • the filter 54 in the shared sub-network 70 is clogged.
  • the pressure / flow rate calculation unit 6 calculates under the condition that there is no clogging, there is a difference between the calculated value and the measured value. Below, the difference is demonstrated.
  • the calculated flow rate changes with the solid line in Fig. 10 (a).
  • the flow rate at L1 and L2 is G1. Since a part of the compressed air flows into the pipe 60 at the branch 55, the flow rate at L2 to L5 decreases from G1 to G2.
  • the flow rate measurement value changes with a dotted line in FIG. Since the pressure loss in the filter 54 increases due to the clogging of the filter 54, the flow rate in L1 and L2 is G3 which is smaller than G1. Since a part of the compressed air flows into the pipe 60 at the branch 55, the flow rates at L2 to L5 are reduced from G3 to G4.
  • the calculated pressure value changes with the solid line in FIG. In L1 to L2, the pressure decreases at a change rate A1, and in L2 to L5, the pressure decreases at a change rate A2. In L3, the pressure decreases due to the pressure loss generated in the filter 54. On the other hand, the pressure measurement value changes with a dotted line in FIG. From L1 to L2, the pressure decreases at a change rate A3, and from L2 to L5, the pressure decreases at a change rate A4. In L3, the pressure decreases due to the pressure loss generated in the filter 54. The measured pressure value is greater than the calculated value for the pressure reduction range at the filter 54.
  • the pressure change rate has a relationship of A1> A3> A2> A4.
  • the pressure calculation value 103 is smaller than the pressure measurement value 101 at the installation point (L 2) of the pressure gauge 65.
  • FIG. 11 shows, for each subnetwork, the shared pressure measurement points included in the subnetwork, the relationship between the pressure measurement values 101 and the pressure calculation values 103 at the shared pressure measurement points, and the determination results.
  • the sub-network 67 includes a pressure gauge 65 and a pressure gauge 66 as shared pressure measurement points.
  • the sub-network 68 includes a pressure gauge 65 as a shared pressure measurement point.
  • step S52 for the subnetwork 68 Since the determination result of step S52 for the subnetwork 68 is No and the determination result of subsequent step S54 is Yes, the attribute value of the determination result 104 for the subnetwork 68 is set to “device clogged” in step S55.
  • the sub-network 69 includes a pressure gauge 66 as a shared pressure measurement point. Since the determination result of step S52 for the subnetwork 69 is No and the determination result of the subsequent step S54 is also No, the attribute value of the determination result 104 for the subnetwork 69 in step S56 is “no air leak / no equipment clogging”. "Is set.
  • an air leak occurrence / device clogging region in the piping network is determined in accordance with the processing procedure of the piping network diagnosis shown in FIG.
  • the user does not need to input air leak position candidates, and it is not necessary to know in advance the status of aging degradation of piping network equipment targeted by the user, places where gaps may occur, and the like.
  • the air leak occurrence / device clogging region is determined by comparing the pressure measurement value and the pressure calculation value at the common pressure measurement point according to the air leak occurrence / device clogging region determination processing procedure shown in FIG. To do. Since it is not necessary to solve the optimization problem based on the convergence calculation, it is possible to determine the air leak occurrence / device clogging region in a short calculation time even when targeting a large-scale piping network.
  • Patent Document 1 has a problem that the device clogged state cannot be grasped, but in this embodiment, it is possible to determine a device clogged region.
  • the user does not need to input air leak position candidates, and in a short calculation time even for a large-scale pipe network, the air leak position in the pipe network and the equipment clogged state Can be grasped.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a piping network diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the previous drawings, and the description thereof is omitted.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a history of comparison results between the pressure measurement value 101 and the pressure calculation value 103 at the shared pressure measurement point is saved, and the time elapses based on the history. It is the point of grasping the progress of aged deterioration of air piping and equipment by estimating the progress of air leakage and equipment clogging in the accompanying piping network.
  • the piping network diagnosis apparatus uses a measurement value acquisition timing determination unit 10, a measurement value instead of the air leakage generation / device clogging region determination unit 8 and the air leakage generation / device clogging region display unit 9.
  • a value / calculated value comparison unit 11, a measured value / calculated value comparison result history storage unit 12, an air leak occurrence / device clogging progress estimation unit 13, an air leak occurrence / device clogging progress display unit 14, and a diagnosis end determination unit 15. Prepare.
  • the measurement value acquisition timing determination unit 10 determines whether or not the current time is coincident with a preset measurement value acquisition timing. If they coincide, the measurement value acquisition command is sent to the measurement value acquisition unit 1. Put out.
  • the measurement value acquisition timing is set to a time interval necessary for determining the occurrence of air leakage / clogging of equipment. For example, for a time zone in which the air compressor is operating, a value such as “acquire measurement values every day at 11 am and 3 pm” is set.
  • the measured value / calculated value comparison unit 11 subtracts the pressure calculation value 103 from the pressure measurement value 101 and the pressure calculation value 103 from the pressure calculation value 103 for the shared pressure measurement point included in the subnetwork.
  • the subtraction result 108 of the value 101 is calculated and output.
  • the pressure measurement value 101 is PM and the pressure calculation value 103 is PA
  • the subtraction result 107 ⁇ P1 and the subtraction result 108 ⁇ P2 are calculated by the following equations.
  • ⁇ P1 Max (PM ⁇ PA, 0) (Formula 1)
  • ⁇ P2 Max (PA ⁇ PM, 0) (Formula 2)
  • the measured value / calculated value comparison result history storage unit 12 is composed of a memory or a hard disk. Based on the subtraction result 107 and the subtraction result 108 output from the measured value / calculated value comparison unit 11, the comparison result history 105 is stored.
  • the comparison result history 105 has a data configuration as shown in FIG. 13, for example, and is configured by associating the subnetwork, the shared pressure measurement point, the measurement time, and the subtraction result.
  • the shared pressure measurement point is data indicating the shared pressure measurement point included in the sub-network.
  • the measurement time is data indicating the time when the pressure measurement value 101 is acquired.
  • the subtraction result is data indicating the subtraction result 107 and the subtraction result 108 at the measurement time.
  • the air leak occurrence / device clogging progress estimation unit 13 estimates the progress of air leak occurrence and device clogging for each sub-network based on the comparison result history 105 and outputs the progress estimation result 106. Assuming that the number of shared pressure measurement points included in the sub-network is N, the subtraction result 107 for the i-th shared pressure measurement point is ⁇ P1_i, and the allowable air leak occurrence value is EP1, the air leak occurrence progress W1 is calculated from the following equation. .
  • the allowable air leakage occurrence value EP1 is a value in units of pressure, which is determined according to the timing of repairing / replacement of the air piping due to deterioration over time.
  • EP1 is reduced, the timing for repairing and replacing the air pipe is advanced, and when it is increased, the timing is delayed.
  • the device clogging progress W2 is calculated by the following equation.
  • W2 Max ( ⁇ P2_1, ⁇ P2_2,..., ⁇ P2_N) / EP2 ⁇ 100 (Equation 4)
  • EP2 is a value in units of pressure, which is determined according to the timing at which the device is repaired or replaced due to deterioration over time. When EP2 is reduced, the timing for repairing / replacement of equipment is advanced, and when EP2 is increased, the timing is delayed.
  • the progress degree estimation result 106 has the following data structure, for example.
  • the air leakage occurrence / device clogging progress display unit 14 includes a display device, and uses the progress estimation result 106 output from the air leakage occurrence / device clogging progress estimation unit 13 for each sub-network. The progress of air leakage and device clogging is displayed on the display device.
  • the diagnosis end determination unit 15 includes an input device (keyboard, mouse, etc.), and when a diagnosis end command is input from the input device, the piping network diagnosis processing ends.
  • FIG. 14 shows a processing procedure for piping network diagnosis according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the previous drawings, and the description thereof is omitted.
  • the processing procedure of the present embodiment is different from the processing procedure of the first embodiment in that the processing procedure of steps S7 to S11 is included instead of the procedure of steps S5 and S6.
  • step S7 the measurement value acquisition timing determination unit 10 determines whether or not the current time coincides with a preset measurement value acquisition timing. If the determination result is Yes, the process proceeds to step S1 (measurement value acquisition process), and if No, the process of step S7 is continued.
  • step S8 the measured value / calculated value comparison unit 11 performs the pressure calculated value 103 from the pressure measured value 101 to the shared pressure measuring point included in the sub network for each sub network. Is subtracted, and the calculated pressure value 101 is subtracted from the pressure measurement value 103, and the subtraction results 107 and 108 are output.
  • the subtraction results 107 and 108 are stored in the memory or hard disk as the comparison result history 105 by the measured value / calculated value comparison result history storage unit 12.
  • step S9 air leakage occurrence / device clogging progress estimation process
  • the air leakage occurrence / device clogging progress estimation unit 13 generates air leakage and device clogging for each sub-network based on the comparison result history 105.
  • the degree of progress is determined, and the progress degree estimation result 106 is output.
  • step S10 air leak occurrence / device clogging progress display process
  • the air leak occurrence / device clogging progress display unit 14 uses the progress estimation result 106 to generate air leaks and device clogging for each subnetwork. Is displayed on the display device.
  • FIG. 15 shows an example in which the occurrence of air leakage and the progress of device clogging are displayed for each of the sub-networks 67 to 69 in FIG. 3 for the piping network shown in FIG.
  • the time transition of the air leakage occurrence progress solid line
  • the device clogging progress dotted line
  • the user repairs or replaces the air piping / equipment constituting the sub-network that has reached 100%, or uses existing technology (for example, a non-destructive inspection device such as an ultrasonic thickness gauge). It is possible to make a detailed diagnosis of the progress of aging degradation only for air pipes and equipment.
  • step S11 diagnosis end determination process
  • the diagnosis end determination unit 15 determines whether or not a diagnosis end command is input from the input device. If the determination result is No, the process proceeds to step S7 (measurement value acquisition timing determination process), and if Yes, the process ends.
  • the occurrence of air leakage in the piping network and the progress of device clogging with the passage of time are estimated, so that the aging of the air piping / devices It is possible to grasp the progress of deterioration and determine the repair or replacement timing of air piping and equipment.
  • the present invention is not limited to this, and the inside of the piping network is Steam, water, air for air conditioning, hydraulic oil, etc. may flow.

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Abstract

　圧力計にて圧力計測値を取得・記憶し、空気圧縮機、末端機器、および配管経路の途中に設置されている圧力計の設置位置において、配管ネットワークをサブネットワークに分割した後、サブネットワークモデルを生成し、圧力計を共有する２つのサブネットワークで構成される共有サブネットワークを対象に、共有サブネットワークの端部における圧力計測値を計算条件として、共有サブネットワーク内の空気の流れを計算・記憶し、共有サブネットワーク内の２つのサブネットワークが共有する圧力計測点である共有圧力計測点を対象に、共有圧力計測点における圧力計測値と圧力計算値を比較し、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まり有無を判定し、判定結果を用いて、空気漏れ発生、および機器詰まりが発生していると判定されたサブネットワークを表示装置に表示する配管ネットワーク診断装置を提供する。

Description

配管ネットワーク診断装置
　本発明は、工場内に設けられた空気配管ネットワークの空気漏れ、機器詰まり状態を診断する配管ネットワーク診断装置に関する
　近年、地球温暖化防止、省エネ法といった消費電力削減の流れのなかで、工場に対しても消費電力を削減することが求められている。大気中の空気を圧縮した圧縮空気は、身近に利用出来るため、空気工具、空気プレス、空気ブレーキ、スプレーガン等を駆動するための動力源として幅広く用いられている。以降、圧縮空気にて駆動する機器を総称して末端機器と呼ぶ。圧縮空気は空気圧縮機によって圧縮され、工場内に設けられた配管ネットワークを経由して、末端機器に供給される。空気圧縮機の消費電力は、工場全体消費電力の２０～３０％を占めるといわれており、工場の省エネ化のために空気圧縮機の消費電力を削減する必要がある。
　圧縮空気が圧縮機から配管ネットワークを通って末端機器に供給される過程において、空気配管の経年劣化、配管継手・曲部に生じる隙間等が原因となり、配管ネットワーク中で空気漏れが生じることがある。空気漏れ量は、工場空気使用量の１０～２０％に達する場合があり、空気圧縮機の消費電力削減には、空気漏れ量、漏れ位置を把握し、漏れ防止対策をとることが重要となる。
　このような配管ネットワーク中の空気漏れ量、漏れ位置を把握するための空気漏れ診断装置に関し、特許文献１では、配管ネットワーク内の空気の流れを計算し、この計算値と計測値から定義される目的関数が最小となる最適化問題を解くことにより、空気漏れ量、漏れ位置を計算する空気漏れ診断技術が開示されている。
特開２０１１－５４２０９号公報
　特許文献１では、利用者が配管ネットワークにおける空気漏れ位置候補を入力し、上述した最適化問題を解くことにより、空気漏れ位置を決定している。しかしながら、利用者が空気漏れ位置の候補を適切に入力するためには、対象とする配管ネットワーク設備の経年劣化の状況、隙間が生じ得る箇所等を事前に把握しておくことが要求される。また、最適化問題の解法には、遺伝的アルゴリズム等の収束計算に基づく解法が用いられることが通常であり、大規模な配管ネットワークを対象とする場合、空気漏れ量、漏れ位置を計算するための時間が長くなるという問題があった。
　また、配管ネットワークに対して要求される診断項目として、上述の空気漏れの他に、フィルタ、ドライヤ等の機器詰まりがある。圧縮空気には、大気中の微粒子、空気圧縮機から出るオイル分、配管内に発生するサビ等が混入するため、これらの混入成分を除去する目的で配管ネットワーク内にフィルタが設置される。フィルタ内部では、時間経過ともに混入成分の付着により目詰まりが進行し、圧力損失が増大していく。また、フィルタ以外に、圧縮空気中の水分を除去する目的でドライヤが設置される。ドライヤ内部でも、時間経過ともに水分を吸着する吸着剤が劣化し、圧力損失が増大していく。圧力損失が０．１ＭＰａ増大すると、空気圧縮機の消費電力は７％程度増加してしまうため、空気圧縮機の消費電力削減には、フィルタ、ドライヤ等の機器詰まり状態を把握することが重要である。しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、機器詰まり状態を把握できないという問題があった。
　また、上述の通り、空気漏れ発生は空気配管の劣化、機器詰まりは機器の経年劣化が原因となって発生することが多い。空気配管・機器の経年劣化が原因となる場合、空気漏れ発生および機器詰まりは、時間経過とともに徐々に進んでいくため、適切なタイミングで経年劣化が進んだ空気配管・機器を補修あるいは交換することが重要である。しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を把握できないという課題もあった。既存技術（例えば、超音波厚み計等の非破壊検査装置）により、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を診断することも可能であるが、配管ネットワーク全体を対象として、空気配管・機器の経年劣化を診断するには多大な時間を必要とするという問題があった。
　本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、利用者による空気漏れ位置候補の入力を必要とせず、かつ大規模な配管ネットワークに対しても短い計算時間で、配管ネットワーク内の空気漏れ位置、および機器詰まり状態を把握できる配管ネットワーク診断装置を提供することを目的とする。さらに、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を把握し、空気配管・機器の補修あるいは交換タイミングを判断できる配管ネットワーク診断装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値を取得する計測値取得部と、圧力計測値を記憶する計測値記憶部と、配管ネットワークを対象として、空気圧縮機、末端機器、および配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計の設置位置において、配管ネットワークを、その部分領域であるサブネットワークに分割する配管ネットワーク分割部と、サブネットワークごとに、サブネットワーク内の空気の流れを計算するためのデータで構成されるサブネットワークモデルを生成するサブネットワークモデル生成部と、サブネットワークモデルを記憶するサブネットワークモデル記憶部と、圧力計測値とサブネットワークモデルより、配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計を共有する２つのサブネットワークで構成される部分領域である共有サブネットワークを対象に、共有サブネットワークの端部における圧力計測値を計算条件として、共有サブネットワーク内の空気の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値を出力する圧力・流量計算部と、圧力計算値を記憶する計算値記憶部と、共有サブネットワーク内の２つのサブネットワークが共有する圧力計測点である共有圧力計測点を対象に、共有圧力計測点における圧力計測値と圧力計算値を比較し、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まり有無を判定し、判定結果を出力する空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部と、表示装置を備え、判定結果を用いて、空気漏れ発生、および機器詰まりが発生していると判定されたサブネットワークを表示装置に表示する空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部とを備えたことを特徴とする配管ネットワーク診断装置を提供する。
　また、上記目的を達成するために、本発明は、配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値を取得する計測値取得部と、現在時刻が、計測値取得タイミングと一致しているか否かを判定し、一致する場合は計測値取得部に対して、計測値取得指令を出す計測値取得タイミング判定部と、圧力計測値を記憶する計測値記憶部と、配管ネットワークを対象として、空気圧縮機、末端機器、および配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計の設置位置において、配管ネットワークをサブネットワークに分割する配管ネットワーク分割部と、サブネットワークごとにサブネットワークモデルを生成するサブネットワークモデル生成部と、サブネットワークモデルを記憶するサブネットワークモデル記憶部と、圧力計測値とサブネットワークモデルより、共有サブネットワークを対象に、共有サブネットワークの端部における圧力計測値を計算条件として、共有サブネットワーク内の空気の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値を出力する圧力・流量計算部と、圧力計算値を記憶する計算値記憶部と、サブネットワークごとに、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点に対して、圧力計測値から圧力計算値を減算するとともに、圧力計測値から圧力計算値を減算し、減算結果を出力する計測値・計算値比較部と、サブネットワークと、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点と、圧力計測値が取得された時刻と、減算結果とを対応づけて構成されるデータである比較結果履歴を記憶する計測値・計算値比較結果履歴記憶部と、比較結果履歴をもとに、サブネットワークごとに、空気漏れ発生および機器詰まりの進行度を推定し、進行度推定結果を出力する空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部と、表示装置を備え、進行度推定結果を用いて、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まりの進行度を表示装置に表示する空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示部と、入力装置を備え、入力装置より診断終了命令が入力された場合、配管ネットワーク診断の処理を終了する診断終了判定部とを備えたことを特徴とする配管ネットワーク診断装置を提供する。
　本発明によれば、利用者による空気漏れ位置候補の入力を必要とせず、かつ大規模な配管ネットワークに対しても短い計算時間で、配管ネットワーク内の空気漏れ位置、および機器詰まり状態を把握できる。さらに、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を把握し、空気配管・機器の交換タイミングを判断できる。
本発明の第1の実施の形態に係る配管ネットワーク診断装置の概略構成図である。 本発明の第1の実施の形態に係る配管ネットワークの系統図である。 本発明の第1の実施の形態に係るサブネットワーク分割の系統図である。 (a)(b)(c)本発明の第1の実施の形態に係る計算対象の共有サブネットワーク、共有サブネットワークを構成するサブネットワーク、計算条件として用いる圧力計測点、共有圧力計測点の関係図である。 本発明の第１の実施の形態に係る配管ネットワーク診断の処理手順フローである。 本発明の第１の実施の形態に係る空気漏れ発生・機器詰まりが発生していると判断されたサブネットワークに対する表示装置の表示図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空気漏れ発生・機器詰まり領域判定過程の処理の詳細フローである。 (a)(b)(c)本発明の第１の実施の形態に係る空気漏れが発生しているケースでの、配管ネットワーク内の流量変化、圧力変化図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空気漏れが発生しているケースでの、空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定図である。 (a)(b)本発明の第１の実施の形態に係る機器詰まりが有るケースでの、配管ネットワーク内の流量変化、圧力変化図である。 本発明の第１の実施の形態に係る機器詰まりが有るケースでの、空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定図である。 本発明の第２の実施の形態に係る配管ネットワーク診断装置の概略構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る比較結果履歴のデータ構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る配管ネットワーク診断の処理手順フローである。 本発明の第２の実施の形態に係る空気漏れ発生及び機器詰まりの進行度の表示図である。
　以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
　図１は本発明の第１の実施の形態に係る配管ネットワーク診断装置の概略構成図である。
　図１に示した配管ネットワーク診断装置は、計測値取得部１、計測値記憶部２、配管ネットワーク分割部３、サブネットワークモデル生成部４、サブネットワークモデル記憶部５、圧力・流量計算部６、計算値記憶部７、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８、空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部９を備えている。
　計測値取得部１は、配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値１０１を取得する。
　計測値記憶部２は、メモリやハードディスクで構成されており、計測値取得部１で取得した圧力計測値１０１を格納する。
　配管ネットワーク分割部３は、空気圧縮機、末端機器、および配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計の設置位置において、配管ネットワークをサブネットワークに分割する。ここで、サブネットワークとは、圧力計設置位置を端部とする、配管ネットワークの部分領域である。配管ネットワークの任意の領域は、必ずいずれか一つのサブネットワークに属する。
　図２、図３を用いて、配管ネットワークをサブネットワークに分割する具体例を説明する。図２は、配管ネットワークの具体例である。この配管ネットワークは、空気圧縮機５１、末端機器５２、５３、フィルタ５４、分岐５５、エルボ５６、配管５７～６１にて構成される。圧縮空気は空気圧縮機５１によって圧縮され、フィルタ５４、分岐５５、エルボ５６、配管５７～６１を経由して末端機器５２、５３に供給される。また、この配管ネットワークには、圧力計６２～６６が設置されている。
　図２の配管ネットワークは、配管ネットワーク分割部３により、圧力計６２～６６の設置位置において、図３に示す３つのサブネットワーク６７～６９に分割される。サブネットワーク６７は圧力計６２、６５、６６を端部とする、配管ネットワークの部分領域である。同様にして、サブネットワーク６８は圧力計６３、６５、サブネットワーク６９は圧力計６４、６６を端部とする、配管ネットワークの部分領域である。
　サブネットワークモデル生成部４は、配管ネットワーク分割部３から出力されるサブネットワークごとに、サブネットワークモデル１０２を生成する。サブネットワークモデル１０２には、サブネットワーク内の空気の流れを計算するために必要となるデータが設定される。具体的には、サブネットワークを構成する機器間の接続関係を定義するデータと、機器の属性（例えば、配管に対しては配管長さ、配管口径等）を定義するデータである。
　サブネットワークモデル記憶部５は、メモリやハードディスクで構成されており、サブネットワークモデル生成部４で生成したサブネットワークモデル１０２を格納する。
　圧力・流量計算部６は、圧力計測値１０１、サブネットワークモデル１０２より、配管ネットワークの部分領域内の空気の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値１０３を出力する。圧力・流量計算部６が計算対象とする部分領域は、配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計を共有する２つのサブネットワークであり、この部分領域の端部における圧力計測値１０１を計算条件（境界条件）として、空気の流れを計算する。以降、この部分領域を共有サブネットワークと呼び、部分領域内の２つのサブネットワークが共有する圧力計測点を共有圧力計測点と呼ぶ。
　図４は、図２、図３で示した配管ネットワーク、サブネットワークに対して、計算対象の共有サブネットワーク、共有サブネットワークを構成するサブネットワーク、計算条件として用いる圧力計測点、共有圧力計測点の関係を表す図である。図４（ａ）、図４（ｃ）に示すように、共有サブネットワーク７０はサブネットワーク６７、サブネットワーク６８から構成され、計算条件として圧力計６２、６３、６６の圧力計測値１０１を用いる。また、圧力計６５が共有圧力計測点となる。同様に、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、共有サブネットワーク７１はサブネットワーク６７、サブネットワーク６９から構成され、計算条件として圧力計６２、６４、６５の圧力計測値１０１を用い、圧力計６６が共有圧力計測点となる。
　計算値記憶部７は、メモリやハードディスクで構成されており、圧力・流量計算部６が出力した圧力計算値１０３を格納する。
　空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８は、共有圧力計測点における圧力計測値１０１と圧力計算値１０３を比較し、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まり有無を判定し、判定結果１０４を出力する。空気漏れ発生、および機器詰まり有無判定の詳細については図７～図１１を用いて後述する。
　判定結果１０４は、各サブネットワークに対して、“空気漏れ発生有”、“機器詰まり有”、”空気漏れ発生・機器詰まり無“のいずれかの属性が設定される。判定結果１０４は、例えば次のようなデータ構成となっている。
　　サブネットワーク１：機器漏れ発生有
　　サブネットワーク２：機器詰まり有
　　　　:
　　サブネットワークｎ：空気漏れ発生・機器詰まり無
　空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部９は、表示装置（ディスプレイ）を備えており、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８が出力した判定結果１０４を用いて、空気漏れ発生、および機器詰まりが発生していると判定されたサブネットワークを表示装置に表示する。
　以上が、配管ネットワーク診断装置の構成である。次に、配管ネットワーク診断装置における処理の内容を詳細に説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る配管ネットワーク診断の処理手順を示す。
　ステップＳ１（計測値取得過程）として、計測値取得部１は、配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値１０１を取得する。圧力計測値１０１は、計測値記憶部２により、メモリやハードディスクに格納される。
　ステップＳ２（配管ネットワーク分割過程）として、配管ネットワーク分割部３は、空気圧縮機、末端機器、および配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている圧力計の設置位置において、配管ネットワークをサブネットワークに分割する。
　ステップＳ３（サブネットワークモデル生成過程）として、サブネットワークモデル生成部４は、ステップ２にて配管ネットワーク分割部３から出力されるサブネットワークごとに、サブネットワークモデル１０２を生成する。サブネットワークモデル１０２は、サブネットワークモデル記憶部５により、メモリやハードディスクに格納される。
　ステップＳ４（圧力・流量計算過程）として、圧力・流量計算部６は、圧力計測値１０１、サブネットワークモデル１０２より、共有サブネットワーク内の空気の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値１０３を出力する。圧力計算値１０３は、計算値記憶部７により、メモリやハードディスクに格納される。
　ステップＳ５（空気漏れ発生・機器詰まり領域判定過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８は、共有圧力計測点における圧力計測値１０１と圧力計算値１０３を比較し、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まり有無を判定し、判定結果１０４を出力する。ステップＳ５の処理の詳細については、図７を用いて後述する。
　ステップＳ６（空気漏れ発生・機器詰まり領域表示過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部９は、判定結果１０４を用いて、空気漏れ発生、および機器詰まりが有ると判定されたサブネットワークを表示装置に表示する。図６は、図２に示す配管ネットワークを対象として、図３中のサブネットワーク６８において空気漏れ発生有と判定されたケースに対する表示例を示している。表示画面上側には、サブネットワーク６７～６９に対するサブネットワークモデルが表示され、そのうち空気漏れ発生有と判定されたサブネットワーク６８が強調表示されている。表示画面下側には、空気漏れ発生領域として、サブネットワーク６８を構成する空気配管・機器が表示されている。図６に示した表示例の他に、図６中の表示画面上側のみ、あるいは表示画面下側のみが表示されていてもよい。
　次に、ステップＳ５（空気漏れ発生・機器詰まり領域判定過程）の処理の詳細について、図７を用いて説明する。ステップＳ５は、ステップＳ５１～ステップＳ５７の７つの処理過程を含む。
　ステップＳ５１（判定対象サブネットワーク設定過程）として、空気漏れ発生、および機器詰まりを判定するサブネットワークを設定する。以降、このサブネットワークを判定対象サブネットワークと呼ぶ。
　ステップＳ５２（空気漏れ発生判定過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８は、判定対象サブネットワークに含まれる全ての共有圧力計測点に対して、圧力計測値１０１から圧力計算値１０３を減算し、その減算値が閾値１０５より大きいか否かを判定する。判定結果がYesならばステップＳ５３（空気漏れ有設定過程）に進み、Noの場合
は、ステップＳ５４（機器詰まり判定過程）へ進む。閾値１０５は、圧力計の計測精度に基づいて、計測精度の数倍程度の値に設定される。
　ステップＳ５３（空気漏れ有設定過程）として、判定対象サブネットワークに対する判定結果１０４の属性値を“空気漏れ有”とする。
　ステップＳ５４（機器詰まり判定過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８は、判定対象サブネットワークに含まれる全ての共有圧力計測点に対して、圧力計算値１０３から圧力計測値１０１を減算し、その減算値が閾値１０５より大きいか否かを判定する。判定結果がYesならばステップＳ５５（機器詰まり有設定過程）に進み、Noの場合は、ステップＳ５６（空気漏れ発生・機器詰まり無設定過程）へ進む。
　ステップＳ５５（機器詰まり有設定過程）として、判定対象サブネットワークに対する判定結果１０４の属性値を“機器詰まり有”とする。
　ステップＳ５６（空気漏れ発生・機器詰まり無設定過程）として、判定対象サブネットワークに対する判定結果１０４の属性値を“空気漏れ発生・機器詰まり無”とする。
　ステップＳ５７（サブネットワーク判定完了確認過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８は、配管ネットワークに含まる全てのサブネットワークに対して、空気漏れ発生、および機器詰まりの判定を完了したか否かを確認する。確認結果がNoならばステップＳ５１に戻り、Yesならば図５に示したステップＳ６（空気漏れ発生・機器詰まり領域表示過程）に進む。
　以上が、ステップＳ５の処理の詳細に関する説明である。次に、図８、図９を用いて、空気漏れが発生しているケースでのステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程の具体例を説明する。図２に示した配管ネットワークに対して、図８（ａ）に示すように、配管５９内部の部位７２で空気漏れが発生しているケースを考える。図８（ｂ）は、空気圧縮機５１で圧縮された圧縮機空気が配管５７、分岐５５、配管５８、フィルタ５４、配管５９を経て、末端機器５２に至るまでの流量変化を示す図であり、図８（ｃ）は圧力変化を示す図である。実線は、図４中の共有サブネットワーク７０を計算対象として、圧力・流量計算部６により得られる計算値を示し、点線は計測値を示す。また、Ｌ１は圧縮機５１出口、Ｌ２は分岐５５出口、Ｌ３はフィルタ５４、Ｌ４は部位７２、Ｌ５は末端機器５２入口である。
　実際の配管ネットワークでは、共有サブネットワーク７０内で空気漏れが発生しているが、圧力・流量計算部６は空気漏れが発生しない条件で計算するため、計算値と計測値では差異が生じる。以下では、その差異について説明する。
　流量計算値は図８（ｂ）中の実線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２での流量はＧ１である。分岐５５にて圧縮空気の一部は配管６０に流れるため、Ｌ２～Ｌ４での流量はＧ１より減少しＧ２となる。圧力・流量計算部６は、部位７２にて空気漏れが発生しない条件で計算するため、Ｌ４～Ｌ５での流量はＬ２～Ｌ４と同量のＧ２となる。一方、流量計測値は図８（ｂ）中の点線にて変化する。部位７２にて空気漏れが発生するため、Ｌ１～Ｌ２での流量はＧ１より多いＧ３となる。分岐５５にて圧縮空気の一部は配管６０に流れるため、Ｌ２～Ｌ４での流量はＧ３より減少しＧ４となる。さらに、部位７２にて空気が漏れるため、Ｌ４～Ｌ５での流量はＧ４より減少しＧ５となる。
　配管内を流れる空気の圧力は、概ね一定の変化率で減少し、その変化率は流量の２乗に比例するという特性に従い、圧力計算値は図８（ｃ）中の実線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２では圧力は変化率Ａ１で減少し、Ｌ２～Ｌ５では変化率Ａ２で減少する。また、Ｌ３ではフィルタ５４で発生する圧損のため圧力が減少する。一方、圧力計測値は図８（ｃ）中の点線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２で圧力は変化率Ａ３で減少し、Ｌ２～Ｌ４では変化率Ａ４で減少し、Ｌ４～Ｌ５では変化率Ａ５で減少する。また、Ｌ３ではフィルタ５４で発生する圧損のため圧力が減少する。ここで、流量に対して、Ｇ３＞Ｇ１＞Ｇ４＞Ｇ２＞Ｇ５という関係があるため、圧力変化率はＡ３＞Ａ１＞Ａ４＞Ａ２＞Ａ５という関係となる。その結果、圧力計６５の設置点（Ｌ２）において、圧力計算値１０３は圧力計測値１０１よりも大きい値をとる。
　一方で、図４中の共有サブネットワーク７１内では空気漏れが発生していないため、共有サブネットワーク７１を計算対象として、圧力・流量計算部６により得られる計算値と計測値に差異は生じない。その結果、圧力計６６の設置点において、力計算値１０３と圧力計測値１０１は同じ値をとる。
　図９を用いて、図８（ａ）に示す配管ネットワークを対象として、ステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程に基づいて、空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定した例を説明する。図９には、各サブネットワークに対して、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点、共有圧力計測点での圧力計算値１０３と圧力計測値１０１の関係、判定結果が示されている。サブネットワーク６７は、共有圧力計測点として圧力計６５と圧力計６６を含む。上述したように、圧力計６５では、圧力計算値―圧力計測値＞閾値であり、圧力計６６では、圧力計算値―圧力計測値≦閾値、かつ圧力計測値―圧力計算値≦閾値である。その結果、ステップＳ５２の判定結果はNoであり、続くステップＳ５４の判定結果もNoとなるため、ステップＳ５６にてサブネットワーク６７に対する判定結果１０４の属性値は、“空気漏れ発生・機器詰まり無”に設定される。次に、サブネットワーク６８は、共有圧力計測点として圧力計６５を含む。サブネットワーク６８に対するステップＳ５２の判定結果はYesであるため、ステップＳ５３にてサブネットワーク６８に対する判定結果１
０４の属性値は、“空気漏れ発生有”に設定される。次に、サブネットワーク６９は、共有圧力計測点として圧力計６６を含む。サブネットワーク６９に対するステップＳ５２の判定結果はNoであり、続くステップＳ５４の判定結果もNoとなるため、ステップＳ５６にてサブネットワーク６９に対する判定結果１０４の属性値は、“空気漏れ発生・機器詰まり無”に設定される。
　以上が、空気漏れが発生しているケースでのステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程の具体例である。次に、図１０、図１１を用いて、機器詰まりが有るケースでのステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程の具体例を説明する。図２に示した配管ネットワークに対して、フィルタ５４で詰まりが有るケースを考える。図１０（ａ）は、空気圧縮機５１で圧縮された圧縮機空気が配管５７、分岐５５、配管５８、フィルタ５４、配管５９を経て、末端機器５２に至るまでの流量変化を示す図であり、図１０（ｂ）は圧力変化を示す図である。実線は、図４中の共有サブネットワーク７０を計算対象として、圧力・流量計算部６により得られる計算値を示し、点線は計測値を示す。
　実際の配管ネットワークでは、共有サブネットワーク７０内のフィルタ５４で詰まりが有るが、圧力・流量計算部６は詰まりがない条件で計算するため、計算値と計測値では差異が生じる。以下では、その差異について説明する。
　流量計算値は図１０（ａ）中の実線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２での流量はＧ１である。分岐５５にて圧縮空気の一部は配管６０に流れるため、Ｌ２～Ｌ５での流量はＧ１より減少しＧ２となる。一方、流量計測値は図１０（ａ）中の点線にて変化する。フィルタ５４の詰まりにより、フィルタ５４での圧損が増加するため、Ｌ１～Ｌ２での流量はＧ１より少ないＧ３となる。分岐５５にて圧縮空気の一部は配管６０に流れるため、Ｌ２～Ｌ５での流量はＧ３より減少しＧ４となる。
　圧力計算値は図１０（ｂ）中の実線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２では圧力は変化率Ａ１で減少し、Ｌ２～Ｌ５では変化率Ａ２で減少する。また、Ｌ３ではフィルタ５４で発生する圧損のため圧力が減少する。一方、圧力計測値は図１０（ｂ）中の点線にて変化する。Ｌ１～Ｌ２で圧力は変化率Ａ３で減少し、Ｌ２～Ｌ５では変化率Ａ４で減少する。また、Ｌ３ではフィルタ５４で発生する圧損のため圧力が減少する。フィルタ５４での圧力減少幅は、計算値より計測値の方が大きい。ここで、流量に対して、Ｇ１＞Ｇ３＞Ｇ２＞Ｇ４という関係があるため、圧力変化率はＡ１＞Ａ３＞Ａ２＞Ａ４という関係となる。その結果、圧力計６５の設置点（Ｌ２）において、圧力計算値１０３は圧力計測値１０１よりも小さい値をとる。
　一方で、図４中の共有サブネットワーク７１内では機器詰まりが無いため、共有サブネットワーク７１を計算対象として、圧力・流量計算部６により得られる計算値と計測値に差異は生じない。その結果、圧力計６６の設置点において、圧力計算値１０３と圧力計測値１０１は同じ値をとる。
　図１１を用いて、図２に示す配管ネットワーク中のフィルタ５４で詰まりが有るケースを対象として、ステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程に基づいて、空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定した例を説明する。図１１には、各サブネットワークに対して、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点、共有圧力計測点での圧力計測値１０１と圧力計算値１０３の関係、判定結果が示されている。サブネットワーク６７は、共有圧力計測点として圧力計６５と圧力計６６を含む。上述したように、圧力計６５では、圧力計測値―圧力計算値＞閾値であり、圧力計６６では、圧力計算値―圧力計測値≦閾値、かつ圧力計測値―圧力計算値≦閾値である。その結果、ステップＳ５２の判定結果はNoであり、続くステップＳ５４の判定結果もNoとなるため、ステップＳ５６にてサブネットワーク６７に対する判定結果１０４の属性値は、“空気漏れ発生・機器詰まり無”に設定される。次に、サブネットワーク６８は、共有圧力計測点として圧力計６５を含む。サブネットワーク６８に対するステップＳ５２の判定結果はNoであり、続くステップＳ５４の判定結果はYesであるため、ステップＳ５５にてサブネットワーク６８に対する判定結果１０４の属性値は、“機器詰まり有”に設定される。次に、サブネットワーク６９は、共有圧力計測点として圧力計６６を含む。サブネットワーク６９に対するステップＳ５２の判定結果はNoであり、続くステップＳ５４の判定結果もNoとなるため、ステップＳ５６にてサブネットワーク６９に対する判定結果１０４の属性値は、“空気漏れ発生・機器詰まり無”に設定される。
　以上が、機器詰まりが有るケースでのステップＳ５１～ステップＳ５７の処理過程の具体例である。
　本実施形態では、図５に示した配管ネットワーク診断の処理手順に従って、配管ネットワークにおける空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定する。利用者による空気漏れ位置候補の入力処理は不用であり、利用者が対象とする配管ネットワーク設備の経年劣化の状況、隙間が生じ得る箇所等を事前に把握する必要はない。
　また、本実施形態では、図７に示した空気漏れ発生・機器詰まり領域判定処理手順に従って、共有圧力計測点における圧力計測値と圧力計算値を比較することにより空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定する。収束計算に基づいて最適化問題を解く必要はないため、大規模な配管ネットワークを対象とする場合でも、短い計算時間で空気漏れ発生・機器詰まり領域を判定することが可能である。
　さらに、特許文献１で開示されている技術では、機器詰まり状態を把握できないという課題があったが、本実施形態では、機器詰まり領域を判定することが可能である。
　上述の通り、本実施形態では、利用者による空気漏れ位置候補の入力を必要とせず、かつ大規模な配管ネットワークに対しても短い計算時間で、配管ネットワーク内の空気漏れ位置、および機器詰まり状態を把握できる。
　図１２は本発明の第２の実施の形態に係る配管ネットワーク診断装置の概略構成図である。第１の実施の形態と同様の部分については同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、共有圧力計測点における圧力計測値１０１と圧力計算値１０３の比較結果の履歴を保存し、上記履歴をもとに、時間経過にともなう配管ネットワーク内の空気漏れ発生および機器詰まりの進行状況を推定することで、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を把握する点である。具体的には、本実施の形態における配管ネットワーク診断装置は、空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部８、空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部９の代わりに、計測値取得タイミング判定部１０、計測値・計算値比較部１１、計測値・計算値比較結果履歴記憶部１２、空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部１３、空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示部１４、診断終了判定部１５を備える。
　　計測値取得タイミング判定部１０は、現在時刻が、あらかじめ設定されている計測値取得タイミングと一致しているか否かを判定し、一致する場合は計測値取得部１に対して、計測値取得指令を出す。計測値取得タイミングは、空気漏れ発生・機器詰まり進行度を判定する上で必要となる時間間隔が設定される。例えば、空気圧縮機が稼働している時間帯を対象として、“毎日午前１１時および午後３時に計測値取得”、といった値を設定す
る。
　計測値・計算値比較部１１は、サブネットワークごとに、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点に対して、圧力計測値１０１から圧力計算値１０３の減算結果１０７と、圧力計算値１０３から圧力計測値１０１の減算結果１０８を計算し、出力する。圧力計測値１０１をＰＭ、圧力計算値１０３をＰＡとすると、減算結果１０７ΔＰ１、減算結果１０８ΔＰ２は以下の式より計算される。
　ΔＰ１＝Max(ＰＭ－ＰＡ, ０)・・・（式１）
　ΔＰ２＝Max(ＰＡ－ＰＭ, ０)・・・（式２）
　計測値・計算値比較結果履歴記憶部１２は、メモリやハードディスクで構成されており、計測値・計算値比較部１１にて出力される減算結果１０７、減算結果１０８をもとに、比較結果履歴１０５を格納する。比較結果履歴１０５は、例えば図１３に示すようなデータ構成となっており、サブネットワーク、共有圧力計測点、計測時刻、減算結果とを対応づけて構成される。
　共有圧力計測点は、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点を示すデータである。
　計測時刻は、圧力計測値１０１が取得された時刻を示すデータである。
　減算結果は、計測時刻における減算結果１０７、減算結果１０８を示すデータである。
　空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部１３は、比較結果履歴１０５をもとに、サブネットワークごとに、空気漏れ発生および機器詰まりの進行度を推定し、進行度推定結果１０６を出力する。サブネットワークに含まれる共有圧力計測点数をＮ、ｉ番目の共有圧力計測点に対する減算結果１０７をΔＰ１_ｉ、空気漏れ発生許容値をＥＰ１とすると、空気漏れ発生進行度Ｗ１は以下の式より計算される。
　Ｗ１=Max(ΔＰ１_１，ΔＰ１_２，…，ΔＰ１_Ｎ)/ＥＰ１×１００・・・（式３）
ここで、空気漏れ発生許容値ＥＰ１は、経年劣化により空気配管を補修・交換するタイミングに応じて定める、圧力を単位とする値である。ＥＰ１を小さくすると、空気配管補修・交換のタイミングは早くなり、大きくするとタイミングは遅くなる。
　同様にして、共有圧力計測点に対する減算結果１０８をΔＰ２_ｉ、機器詰まり許容値をＥＰ２とすると、機器詰まり進行度Ｗ２は以下の式より計算される。
　Ｗ２=Max(ΔＰ２_１，ΔＰ２_２，…，ΔＰ２_Ｎ)/ＥＰ２×１００・・・（式４）
ここで、機器詰まり許容値ＥＰ２は、経年劣化により機器を補修・交換するタイミングに応じて定める、圧力を単位とする値である。ＥＰ２を小さくすると、機器補修・交換のタイミングは早くなり、大きくするとタイミングは遅くなる。
　進行度推定結果１０６は、各サブネットワークに対して、空気漏れ発生および機器詰まりの進行度が設定される。進行度推定結果１０６は、例えば次のようなデータ構成となっている。
サブネットワーク１
計測時刻＝ＸＸ１、空気漏れ発生進行度＝　０％、機器詰まり進行度＝　１％
計測時刻＝ＸＸ２、空気漏れ発生進行度＝　０％、機器詰まり進行度＝　１％
　　:
計測時刻＝ＸＸｍ、空気漏れ発生進行度＝　６％、機器詰まり進行度＝３８％
サブネットワーク２
計測時刻＝ＸＸ１、空気漏れ発生進行度＝　０％、機器詰まり進行度＝　０％
計測時刻＝ＸＸ２、空気漏れ発生進行度＝　０％、機器詰まり進行度＝　０％
　　:
計測時刻＝ＸＸｍ、空気漏れ発生進行度＝　２％、機器詰まり進行度＝　５％
　　:
サブネットワークｎ
計測時刻＝ＸＸ１、空気漏れ発生進行度＝　０％、機器詰まり進行度＝　２％
計測時刻＝ＸＸ２、空気漏れ発生進行度＝　１％、機器詰まり進行度＝　３％
　　:
計測時刻＝ＸＸｍ、空気漏れ発生進行度＝１２％、機器詰まり進行度＝４５％
　空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示部１４は、表示装置（ディスプレイ）を備えており、空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部１３が出力した進行度推定結果１０６を用いて、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まりの進行度を表示装置に表示する。
　診断終了判定部１５は、入力装置（キーボート、マウスなど）を備えており、入力装置より診断終了命令が入力された場合、配管ネットワーク診断の処理を終了する。
　以上が、本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点であり、その他の点は第１の実施の形態と同様である。次に、配管ネットワーク診断装置における処理の内容を詳細に説明する。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る配管ネットワーク診断の処理手順を示す。第１の実施の形態と同様の部分については同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
　本実施の形態の処理手順が第１の実施の形態の処理手順と相違する点は、ステップＳ５、ステップＳ６の過程の代わりに、ステップＳ７～ステップＳ１１の処理過程を含む点である。
　ステップＳ７（計測値取得タイミング判定過程）として、計測値取得タイミング判定部１０は、現在時刻が、あらかじめ設定されている計測値取得タイミングと一致しているか否かを判定する。判定結果がYesならば、ステップＳ１（計測値取得過程）に進み、Noならば、ステップＳ７の処理を継続する。
　ステップＳ８（計測値・計算値比較過程）として、計測値・計算値比較部１１は、サブネットワークごとに、サブネットワークに含まれる共有圧力計測点に対して、圧力計測値１０１から圧力計算値１０３を減算するとともに、圧力計測値１０３から圧力計算値１０１を減算し、減算結果１０７、１０８を出力する。減算結果１０７、１０８は、計測値・計算値比較結果履歴記憶部１２により、比較結果履歴１０５としてメモリやハードディスクに格納される。
　ステップＳ９（空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部１３は、比較結果履歴１０５をもとに、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まり進行度を判定し、進行度推定結果１０６を出力する。
　ステップＳ１０（空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示過程）として、空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示部１４は、進行度推定結果１０６を用いて、サブネットワークごとに、空気漏れ発生、および機器詰まりの進行度を表示装置に表示する。図１５は、図２に示す配管ネットワークを対象として、図３中のサブネットワーク６７～６９ごとに空気漏れ発生、および機器詰まりの進行度を表示した例を示している。サブネットワークごとに、空気漏れ発生進行度（実線）、および機器詰まり進行度（点線）の時間推移がグラフ表示される。進行度が１００％に達している場合は、そのグラフが強調表示されている。利用者は、進行度が１００％に達しているサブネットワークを構成する空気配管・機器を補修・交換するか、あるいは既存の技術（例えば、超音波厚み計等の非破壊検査装置）により、上記の空気配管・機器のみを対象として経年劣化の進行状況を詳細に診断することが可能である。
　ステップＳ１１（診断終了判定過程）として、診断終了判定部１５は、入力装置より診断終了命令が入力されたか否かを判定する。判定結果がNoならば、ステップＳ７（計測値取得タイミング判定過程）に進み、Yesならば処理を終了する。
　以上が、本実施の形態の処理手順が第１の実施の形態と相違する点であり、その他の点は第１の実施の形態の処理手順と同様である。
　上述の通り、本実施形態では第１実施形態で得られる各効果に加えて、時間経過にともなう配管ネットワーク内の空気漏れ発生および機器詰まりの進行状況を推定することで、空気配管・機器の経年劣化の進行状況を把握し、空気配管・機器の補修あるいは交換タイミングを判断できる。
　本発明における上記実施の形態では、配管ネットワーク内に流れる流体が、空気圧縮機により圧縮された圧縮空気である形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、配管ネットワーク内を蒸気、水、空調用空気、油圧用の油等が流れる形態としてよい。
１　　　　　　　　　計測値取得部
２　　　　　　　　　計測値記憶部
３　　　　　　　　　配管ネットワーク分割部
４　　　　　　　　　サブネットワークモデル生成部
５　　　　　　　　　サブネットワークモデル記憶部
６　　　　　　　　　圧力・流量計算部、
７　　　　　　　　　計算値記憶部
８　　　　　　　　　空気漏れ発生・機器詰まり領域判定部
９　　　　　　　　　空気漏れ発生・機器詰まり領域表示部
１０　　　　　　　　計測値取得タイミング判定部
１１　　　　　　　　計測値・計算値比較部
１２　　　　　　　　計測値・計算値比較結果履歴記憶部
１３　　　　　　　　空気漏れ発生・機器詰まり進行度推定部
１４　　　　　　　　空気漏れ発生・機器詰まり進行度表示部
１５　　　　　　　　診断終了判定部
５１　　　　　　　　空気圧縮機、
５２、５３　　　　　末端機器
５４　　　　　　　　フィルタ
５５　　　　　　　　分岐
５６　　　　　　　　エルボ
５７～６１　　　　　配管
６２～６６　　　　　圧力計
６７～６９　　　　　サブネットワーク
７０、７１　　　　　共有サブネットワーク
１０１　　　　　　　圧力計測値
１０２　　　　　　　サブネットワークモデル
１０３　　　　　　　圧力計算値
１０４　　　　　　　判定結果
１０５　　　　　　　比較結果履歴
１０６　　　　　　　進行度推定結果
１０７　　　　　　　圧力計測値から圧力計算値の減算結果
１０８　　　　　　　圧力計算値から圧力計測値の減算結果

Claims (3)

  1. 　配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値を取得する計測値取得部と、
    　前記圧力計測値を記憶する計測値記憶部と、
    　前記配管ネットワークを対象として、流体供給機器、流体消費機器、および前記配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている前記圧力計の設置位置において、前記配管ネットワークを、その部分領域であるサブネットワークに分割する配管ネットワーク分割部と、
    　前記サブネットワークごとに、前記サブネットワーク内の流体の流れを計算するためのデータで構成されるサブネットワークモデルを生成するサブネットワークモデル生成部と、
    　前記サブネットワークモデルを記憶するサブネットワークモデル記憶部と、
    　前記圧力計測値と前記サブネットワークモデルより、前記配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている前記圧力計を共有する２つの前記サブネットワークで構成される部分領域である共有サブネットワークを対象に、前記共有サブネットワークの端部における前記圧力計測値を計算条件として、前記共有サブネットワーク内の流体の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値を出力する圧力・流量計算部と、
    　前記圧力計算値を記憶する計算値記憶部と、
    　前記共有サブネットワーク内の２つの前記サブネットワークが共有する圧力計測点である共有圧力計測点を対象に、前記共有圧力計測点における前記圧力計測値と前記圧力計算値を比較し、前記サブネットワークごとに、流体漏れ発生、および機器詰まり有無を判定し、判定結果を出力する流体漏れ発生・機器詰まり領域判定部と、
    　表示装置を備え、前記判定結果を用いて、流体漏れ発生、および機器詰まりが発生していると判定された前記サブネットワークを前記表示装置に表示する流体漏れ発生・機器詰まり領域表示部と
    　を備えたことを特徴とする配管ネットワーク診断装置。
  2. 　前記流体漏れ発生・機器詰まり領域判定部の前記サブネットワークごとの流体漏れ発生、および機器詰まり有無の判定過程は、
    　前記サブネットワークに含まれる全ての前記共有圧力計測点に対して、前記圧力計測値から前記圧力計算値を減算した減算値が閾値より大きい場合は、前記サブネットワークにて流体漏れ発生有と判断し、
    　前記サブネットワークに含まれる全ての前記共有圧力計測点に対して、前記圧力計算値から前記圧力計測値を減算した減算値が閾値より大きい場合は、前記サブネットワークにて機器詰まり有と判断し、
    　前記サブネットワークに含まれるいずれかの前記共有圧力計測点に対して、前記圧力計測値から前記圧力計算値を減算した前記減算値が閾値以下となり、かつ前記圧力計算値から前記圧力計測値を減算した前記減算値が閾値以下となる場合は、前記サブネットワークにて流体漏れ発生・機器詰まり無と判断することでなされる
    　ことを特徴とする請求項１記載の配管ネットワーク診断装置。
  3. 　配管ネットワーク内に設置されている圧力計より圧力計測値を取得する計測値取得部と、
    　現在時刻が、計測値取得タイミングと一致しているか否かを判定し、一致する場合は前記計測値取得部に対して、計測値取得指令を出す計測値取得タイミング判定部と、
    　前記圧力計測値を記憶する計測値記憶部と、
    　前記配管ネットワークを対象として、流体供給機器、流体消費機器、および前記配管ネットワーク内の配管経路の途中に設置されている前記圧力計の設置位置において、前記配管ネットワークを、サブネットワークに分割する配管ネットワーク分割部と、
    　前記サブネットワークごとに、サブネットワークモデルを生成するサブネットワークモデル生成部と、
    　前記サブネットワークモデルを記憶するサブネットワークモデル記憶部と、
    　前記圧力計測値と前記サブネットワークモデルより、共有サブネットワークを対象に、前記共有サブネットワークの端部における前記圧力計測値を計算条件として、前記共有サブネットワーク内の流体の流れを計算し、圧力計測点における圧力計算値を出力する圧力・流量計算部と、
    　前記圧力計算値を記憶する計算値記憶部と、
    　前記サブネットワークごとに、前記サブネットワークに含まれる前記共有圧力計測点に対して、前記圧力計測値から前記圧力計算値を減算するとともに、前記圧力計測値から圧力計算値を減算し、減算結果を出力する計測値・計算値比較部と、
    　前記サブネットワークと、前記サブネットワークに含まれる前記共有圧力計測点と、前記圧力計測値が取得された時刻と、前記減算結果とを対応づけて構成されるデータである比較結果履歴を記憶する計測値・計算値比較結果履歴記憶部と、
    　前記比較結果履歴をもとに、前記サブネットワークごとに、流体漏れ発生および機器詰まりの進行度を推定し、進行度推定結果を出力する流体漏れ発生・機器詰まり進行度推定部と、
    　表示装置を備え、前記進行度推定結果を用いて、前記サブネットワークごとに、流体漏れ発生、および機器詰まりの進行度を表示装置に表示する流体漏れ発生・機器詰まり進行度表示部と、
    　入力装置を備え、入力装置より診断終了命令が入力された場合、配管ネットワーク診断の処理を終了する診断終了判定部と
    　を備えたことを特徴とする配管ネットワーク診断装置。
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