JP2014085915A - 建物空調診断のエンジニアリング装置およびエンジニアリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】計装図情報を用いて、診断パラメータ一覧におけるパラメータの取捨選択を自動で行なう。
【解決手段】
熱源および空調対象にかかる計装図情報（少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つ）のメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータ・テンプレートとを備える建物の空調診断のエンジニアリング方法において、
前記計装図情報にかかるメタデータを設定して、
レジストリを呼び出し前記メタデータに関する派生キーワードを得て、
得られた派生キーワードと部分一致する診断パラメータをテンプレートで要否を選択して診断パラメータリストを完成させる。

【選択図】 図５

Description

本発明は、建物の計装図情報をもとに空調機器に関する診断パラメータを生成する作業を支援するためのエンジニアリング装置及びエンジニアリング方法に関する。

通常、ビル、工場及びプラント等の建築物の制御設備に関する計装図は、ＣＡＤ（
Computer Aided Design ）システムによって作成される。そして、現実の制御設備において、このようにして作成された計装図に従った制御を実行するためには、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管理ポイントが定義されている。ここで、計装図とは、計装機器の配置や接続系統を示す設計図である。また、計装機器とは、制御設備に含まれる各種センサ、各種センサの検出信号に基づいて制御される制御バルブ等の被制御機器、各種センサ及び被制御機器に対する監視又は制御を実行するコントローラ等の総称である。

診断用のパラメータに対応した実際の管理ポイント（管理ポイント）データを定めることになるが、これは設備に属する被空調空間における計測点に対応する物理的な計測データに相当するものである。各系統の空調設備の計装内容、ポイント情報の有無を踏まえて、これらのポイント情報を設備診断ロジックに紐付ける必要があるが、膨大な量のポイントから１つ１つ間違いなく抽出する必要がある。従来は、計測・発停ポイント一覧等に記載の系統名称・ポイント種別・工業単位などから操作者が目視でフィルタリングし、目的の管理ポイントを選択していた。

特許文献１では、このような管理ポイントデータを生成する作業を支援するために、計装図データに含まれる描画オブジェクトと管理ポイントデータに含まれる管理ポイントレコードとの対応関係が記述された描画オブジェクト属性データを記憶する事例データベース形式の属性データ記憶部を備えて、現在案件の計装図データにかかる語彙(キーワード)によって事例データベース形式の属性データ記憶部を検索して、最も近い事例から管理ポイントレコードを含む現在案件の管理ポイントデータを生成する管理ポイントデータ生成システムが提案されている。
また、特許文献２では、近年の省エネルギーに対する意識の高まりに応じて、設備の運転操作や運転状態を監視する設備監視システム（ＢＡＳ）やエネルギー消費状況を見える化するエネルギー管理システム（ＢＥＭＳ）において、設備機器の故障原因をルールベースで診断する空調機器故障装置の導入が進められている。

特許公開２００８−１９２００９号公報 特許第４８７３９８５号公報

しかし、先行技術文献のように事例データベースから検索するには、その語彙（キーワード）の選択が難しい。あまり緻密に語彙を設定するとヒットしないし、緩く設定すると関連する事例が多く出てきてしまって収拾が付かなくなり、却って時間がかかる。ルールベース診断においても同様である。

そこで、空調計装工事の性質が反映される計装図情報(設備形態、制御方法、設備機器の仕様)を利用して、管理ポイント設定の作業を支援するべく、その前段階である建物空調にかかる診断パラメータの取捨選択を自動で行なうことを、発明の目的とする。

本発明は、熱源および空調対象にかかる計装図情報の少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つのメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータ・テンプレートとを備える建物空調診断のエンジニアリング装置において、
前記計装図情報にかかるメタデータを設定するメタデータ設定部と、レジストリを呼び出し前記計装図情報に関する派生キーワードを得る派生キーワード抽出部と、得られた派生キーワードと部分一致する診断パラメータをテンプレートで選択して診断パラメータリストを完成させる診断パラメータの要否判定部とからなるエンジニアリング装置である。

また本発明は、熱源および空調対象にかかる計装図情報の少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つのメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータ・テンプレートとを備える建物空調診断のエンジニアリング方法において、
前記計装図情報にかかるメタデータを設定するステップと、レジストリを呼び出し前記計装図情報に関する派生キーワードを得るステップと、得られた派生キーワードと部分一致する診断パラメータをテンプレートで選択して診断パラメータリストを完成させるステップとからなるエンジニアリング方法であり、
さらに、診断パラメータの側からレジストリを逆引きする方法もある。

このように、計装図情報を用いて、診断パラメータ全体から設定すべき診断パラメータを選択・表示することで、エンジニアリング担当者は表示された診断パラメータに対するポイント設定作業に専念できるので、効率良く作業できる。すなわち、複雑な事例データベースを用意することなく、空調設備にかかる計装図情報をメタデータに落として設定するだけで、予め用意したレジストリにより派生キーワードを生成し、そして診断パラメータの要否を現在案件について設定することができるので、容易に診断パラメータリストを完成させることができ、効果は大きい。

本発明にかかる空調制御システム全体図 図１に示す空調機の機能を示す図 本発明のエンジニアリング装置のブロック構成図 本発明にかかるレジストリの概略図 本発明のエンジニアリング方法のフロー図 本発明のメタデータ設定例 本発明の診断パラメータ・テンプレート設定例 本発明の診断パラメータと管理ポイント例

本発明の実施の形態に係る建物空調の制御システム全体を図１に示す。
ここでの運転制御装置１０は、所定の空調空間Ｓの温度を調整する空調設備に設けられるものである。図１はセントラル方式の空調設備の概略構成を示すものであって、１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は送風ファン（送風装置）やフィルタ、熱交換コイル、加湿器等を含む空調機（ＡＨＵ；Ａｉｒ
Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｕｎｉｔ） である。
これらの各空調機１（１ａ，１ｂ，１ｃ）
は、基本的には図２ に例示するように空調空間Ｓから吸い込んだ空気（還気）と外気との混合気を熱交換コイル（熱交換器）１ｘ を介して温度調整し、温度調整した空気を冷風（または温風）として前記空調空間Ｓに吹き出す（給気）ことで前記空調空間Ｓの温度（室温）
を調整する。尚、上記熱交換器１ｘ は、外部の熱源１ｙから供給される所定温度の熱媒体（ 例えば冷水や温水） と前記空調空間Ｓ からの還気（空気）との間で熱交換し、該空気の温度を調整する役割を担う。全熱交換器などの種々タイプがある。

そして前記各空調機１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、前記空調空間Ｓ
に設けられたセンサ３ （３ａ，３ｂ，３ｃ） により検出される温度等の室内環境情報に従って、コントローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ） によりそれぞれその作動が制御される。具体的にはコントローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は上記熱交換コイルに流れる冷水や温水の流量を調整して温度制御を実行する。尚、ここではセントラル方式の空調設備を例に説明するが、パッケージ方式の空調設備に対しても同様に適用することができる。また図中７
は前記空調空間Ｓ を含む建屋の外（ 屋外） の外気温度を計測する温度センサを示している。更にここでは三系統の空調空間を並列に設けた例を示しているが、その系統数は特に限定されるものではない。ところで、大規模施設の空調設備や工場の熱交換設備用の冷温水搬送システムにかかるセントラル方式では、冷温水発生器などの熱源システムの一次系、熱源システムと各フロアの空調設備を結ぶ二次系とに冷温水循環系が分けられる。それぞれの系で水を循環させるためにポンプが使われ、一次ポンプ、二次ポンプと呼ばれる（図外）。

上述した空調設備の運転をオンオフ制御する運転制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されるものであって、基本的には温度監視機能１１、タイマ１２、間欠運転制御機能１３、設備診断機能１４などを備える。温度監視機能１１は、前述したセンサ３
により検出される空調空間Ｓ の温度が予め設定された管理温度範囲にあるか否かを監視すると共に、前記センサ７により検出される外気温度を監視する役割を担う。タイマ１２は間欠運転制御機能１３を実行するために周期を計時するもの等である。設備診断機能１４は、本発明で得られた診断パラメータに関する管理ポイントを監視して、空調設備の異常をランタイムに検知するものである。
本発明のエンジニアリング装置１００は運転制御装置１０および各機器と通信で接続されるものであるが、実装上は運転制御装置１０に組み込まれるか、Ｗｅｂサーバなどの形式で分担構成されるかなどは任意である。

さて、本発明のエンジニアリング装置１００の本質的な構成を図３で説明する。ＰＣ、サーバ等のコンピュータで構成されるので入力部１０１、出力部１０２を備える。それらにはそれぞれ、キーボード／マウス等のポインティングデバイス、およびディスプレイ／ファイル形式の出力デバイスがつながれる。入力部から入力設定された項目はメタデータ設定部１１０に接続される。ここで、メタデータとは、データのためのデータであり抽象化された概念で規定されたものである。具体的には、建物空調の「設備形態」、「制御方法」、「設備機器」のうちいずれかのメタデータである。選択ボタンなどで入力されたメタデータは適宜メタデータ２０１にファイル形式で格納される。

次に、レジストリ２００について説明する。レジストリとは広義にはコンピュータ機器の内部ファイルで設定情報の意義を持ち、そこで各種データの持つ意味づけが定義された対応表に相当する。本発明では、上記のメタデータ(１個)とそれから派生したキーワード（Ｎ個、Ｎは１以上の数）の対応表の形式を呈する。具体例は、図４に示すように、列Ｃ１は整理のためのカテゴリーであるが、Ｃ２がメタデータ、Ｃ３がそれに対応する派生キーワードが列挙される列である。例えば、行列欄：Ｒ３Ｃ２でメタデータ「ツーポンプシステム」、対応する行列欄：Ｒ３Ｃ３で派生キーワード「一次ポンプ」「二次ポンプ」「吐出圧」「末端差圧」が列挙されている（複数の派生キーワードはデリミタにより区切られる）。
派生キーワード抽出部１２０が、設定されたメタデータに対応する派生キーワードを、レジストリ２００を参照して得ることができる。

続いて、診断パラメータの要否判定部１３０は、派生キーワード抽出部１２０と連携して、診断パラメータのテンプレートに定義されている診断パラメータの一つ一つが派生キーワードと一致するものか否かで、当該診断パラメータが本空調設備において、診断パラメータとして存在すべきかどうかを判定する。その旨の「要否」をマークされたテンプレートはその後に完成リスト２０２となる。そして、出力部に表示されたり、運転制御装置１０にファイルが送信されたりして、設備診断機能用途に使用されるわけである。なお、本テンプレートの要否はデフォルト「否（Ｎｕｌｌ）」であるので、該当するものがないものは「否」のままである。
さらに、物理的な管理ポイントデータの定義を、完成リスト２０２を基に、手動、または自動的に設定する管理ポイントデータ設定部３００はここに位置づけられる。

次に、図５では本発明にかかるエンジニアリング方法のフローを示す。まず、はじめにエンジニアリングのカテゴリー別に、メタデータの設定を行なうのが通例である（図中Ｓ１０〜Ｓ１２）。ただし、必ずしも全てのカテゴリーについて一括で実行されなくともよい。

続いて、設定されたメタデータについて、派生キーワードを抽出するステップが実行される（Ｓ２０）。もちろんここでは、先のレジストリ２００が参照される。

次に、その派生キーワード（Ｎ個）について、診断パラメータのテンプレートの項目との部分一致が試みられて、一致すれば「要」、一致しなければ「否」として、その診断パラメータのテンプレートに「要否」がマークされる（Ｓ３０）．すべての実行後、診断パラメータリストが完成する（Ｓ３１）。
また、オプションとして、管理ポイントデータの設定ステップが最後に設けられている（Ｓ４０）。

なお、上記フロー及び説明はメタデータの設定を起点とした流れであるが、逆に、診断パラメータのテンプレートの項目を元にして、レジストリを逆引きして、該パラメータに部分一致した派生キーワードを持つメタデータが設定されているかどうかで、該パラメータの要否をフィードバックして判定することも可能である（フローの詳細については省略する）。

次に、具体的な操作例により本発明の動作を説明する。
図６に、メタデータの設定画面の例を示す。図６Ａには熱源システムにかかる項目、図６Ｂには熱源搬送にかかる項目、さらに、図６Ｃには空調システムを空調空間ごとに分けた系統の項目が示されている。図６Ｃ内で示す系統で、６Ｃ１は１階（ＡＨＵ−１…）であり、６Ｃ２は２階（ＡＨＵ−２…）の入力様式を表す。
このような設定画面（および次図７の診断パラメータの配置も）の設計はシステムの仕様に従い任意である。基本的には、設備形態、制御方法、設備機器のカテゴリーについて設定することには違いはない。

この例では、メタデータは「設備形態」は「ワンポンプシステム」が選択された。
系統１階で「設備機器」には「全熱交換器」であるが、「給気ファンインバータ」はない。また。このうち、設定があるものについて、レジストリを参照すれば、該当派生キーワードは、「一次ポンプ」と「全熱交換器」となる。
その結果、冷水負荷系統の診断パラメータのテンプレート図７Ａ中では、
メタデータ「ツーポンプシステム」の派生キーワードは存在しないため、「二次ポンプ」、「吐出圧」、および「末端差圧」を冠する診断パラメータは「否」のままである。
１階系統にかかる診断パラメータのテンプレート図７Ｂ中では、
全熱交換器（運転／停止）が「要」となるが、一方、「給気ファンインバータ」派生キーワードは存在しないので、同診断パラメータ図７Ｂ内で、給気ファンインバータは「否」のままである。

以上のようにして本発明の成果として、診断パラメータのテンプレート上に要否がマークされて診断パラメータリストが完成する。このあと、管理ポイントデータ設定機能を実行することで、図８に示すように、完成した診断パラメータリストに物理的な計測ポイントおよびポイント名称などが右側に付加されて一覧表が作成できる。図示したように、診断「否」のパラメータ行は色を変えるか、あるいは削除するなどして、診断業務にとってのノイズを除去できる。

建物空調では、計測・発停ポイントの情報を用いて制御システムを構築している。空調制御システムの正常な動作、適正な運転を自動評価することを目的とする設備診断システムでは、これらの診断ポイント情報を用いる。設定された計装図情報（メタデータ）を用いて、診断パラメータ全体の中から、対象系統で通常計測すると思われる診断パラメータを選択し、設定すべき診断パラメータとして表示することでエンジニアリング作業の効率化が図れる。

Claims (3)

1. 熱源および空調対象にかかる計装図情報の少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つのメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータのテンプレートとを備える建物空調診断のエンジニアリング装置において、
   前記計装図情報にかかる前記メタデータを設定するメタデータ設定部と、
   前記レジストリを呼び出し前記計装図情報に関する派生キーワードを得る派生キーワード抽出部と、
   得られた派生キーワードと部分一致する前記診断パラメータを前記テンプレートで選択して診断パラメータリストを完成させる診断パラメータの要否判定部とからなるエンジニアリング装置。
2. 熱源および空調対象にかかる計装図情報の少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つのメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータのテンプレートとを備える建物空調診断のエンジニアリング方法において、
   前記計装図情報にかかる前記メタデータを設定するステップと、
   前記レジストリを呼び出し前記計装図情報に関する派生キーワードを得るステップと、
   得られた派生キーワードと部分一致する前記診断パラメータを前記テンプレートで選択して診断パラメータリストを完成させるステップとからなるエンジニアリング方法。
3. 熱源および空調対象にかかる計装図情報の少なくとも、設備形態、制御方法、設備機器のうちいずれか一つのメタデータと、このメタデータと派生キーワードとの関連を定義されたレジストリと、診断パラメータを一覧にした診断パラメータのテンプレートとを備える建物空調診断のエンジニアリング方法において、
   前記計装図情報にかかる前記メタデータを設定するステップと、
   前記レジストリを呼び出し前記計装図情報に関する派生キーワードを得るステップと、
   前記診断パラメータを前記テンプレートから選択して、この診断パラメータと部分位置一致する前記派生キーワードを見つけるステップと、
   その派生キーワードを備える前期メタデータを逆引きするステップと、
   そのメタデータが設定されたものか否かで診断パラメータリストを完成させるステップとからなるエンジニアリング方法。

Images