CN115127801A - 阀健全性诊断系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阀健全性诊断系统及方法，使比较多个设备的阀的健全性指标成为可能。阀健全性诊断系统具备：获取诊断对象的阀的规格信息的阀规格信息获取部(1)、按照每个阀的规格存储正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标的基准阀健全性指标存储部(4)、获取诊断对象的阀的动作数据的阀数据获取部(2)、根据诊断对象的阀的动作数据计算健全性指标的健全性指标计算部(3)、从基准阀健全性指标存储部(4)中获取与诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的基准阀健全性指标的基准阀健全性指标提取部(5)、和比较诊断对象的阀的健全性指标和基准阀健全性指标来判定诊断对象的阀的健全性的诊断判定部(6)。

Description

阀健全性诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于诊断阀健全性的阀健全性诊断系统及方法。
背景技术
作为诊断阀的健全性的系统的例子，有专利文献1所公开的技术。在专利文献1所公开的技术中，收集过程设备内的阀的数据来决定阀的整体的健全性参数值，通过比较多个阀的整体的健全性参数值来决定诊断对象的阀的相对的健全性指标，根据健全性指标来诊断阀的健全性。
但是，在专利文献1所公开的技术中，是在同一过程设备内比较阀的动作结果。通过比较多个设备中工作的阀的动作结果，能够进行更可靠的健全性诊断，但在专利文献1所公开的技术中，只能在同一过程设备内比较阀的动作结果，需要改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/080867号
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够比较多个设备的阀的健全性指标的阀健全性诊断系统及方法。
解决问题的技术手段
本发明的阀健全性诊断系统的特征在于，包括：阀规格信息获取部，其获取诊断对象的阀的规格信息；基准阀健全性指标存储部，其按照每个阀的规格预先存储正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标；阀数据获取部，其获取所述诊断对象的阀的动作数据；健全性指标计算部，其根据所述诊断对象的阀的动作数据计算健全性指标；基准阀健全性指标提取部，其在所述基准阀健全性指标存储部中存储有与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，获取该基准阀健全性指标；以及诊断判定部，其通过将由所述健全性指标计算部计算出的所述诊断对象的阀的健全性指标和由所述基准阀健全性指标提取部获取到的所述基准阀健全性指标进行比较，来判定所述诊断对象的阀的健全性。
另外，本发明的阀健全性诊断系统的1构成例的特征在于，还具备输出所述诊断判定部的判定结果的判定结果输出部。
另外，本发明的阀健全性诊断系统的1构成例的特征在于，还具备基准阀健全性指标登记部，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，该基准阀健全性指标登记部将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
另外，在本发明的阀健全性诊断系统的1构成例中，其特征在于，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，所述基准阀健全性指标登记部根据来自用户的登记指示，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
另外，本发明的阀健全性诊断方法的特征在于，包括：第一步骤，获取诊断对象的阀的规格信息；第二步骤，获取所述诊断对象的阀的动作数据；第三步骤，根据所述诊断对象的阀的动作数据计算健全性指标；第四步骤，参照按照每个阀的规格预先存储正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标的基准阀健全性指标存储部，在所述基准阀健全性指标存储部中存储有与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，获取该基准阀健全性指标；以及第五步骤，通过比较在所述第三步骤中计算出的所述诊断对象的阀的健全性指标和在所述第四步骤中获取到的所述基准阀健全性指标，来判定所述诊断对象的阀的健全性。
另外，本发明的阀健全性诊断方法的1构成例的特征在于，还包括输出所述第五步骤的判定结果的第六步骤。
另外，本发明的阀健全性诊断方法的1构成例的特征在于，还包括第七步骤，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
另外，在本发明的阀健全性诊断方法的1构成例中，其特征在于，所述第七步骤中，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，根据来自用户的登记指示，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
发明的效果
根据本发明，由于比较规格大致一致的多个阀的健全性指标，因此不限于同一过程设备内，能够比较以类似的规格运转的多个设备的阀的健全性指标，能够进行更可靠的阀的健全性诊断。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的阀健全性诊断系统的构成的框图。
图2是表示本发明的实施例的阀健全性诊断系统和其他系统的连接例的图。
图3是说明本发明的实施例的阀健全性诊断系统的动作的流程图。
图4是说明由本发明的实施例的阀健全性诊断系统的诊断判定部进行的判定例的图。
图5是表示实现本发明的实施例的阀健全性诊断系统的计算机的构成例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是表示本发明的实施例的阀健全性诊断系统的构成的框图。阀健全性诊断系统100具备阀规格信息获取部1、阀数据获取部2、健全性指标计算部3、基准阀健全性指标存储部4、基准阀健全性指标提取部5、诊断判定部6、阀规格信息提示部7、健全性指标提示部8、判定结果输出部9和基准阀健全性指标登记部10。
图2是表示本实施例的阀健全性诊断系统100和其他系统的连接例的图。本实施例的阀健全性诊断系统100和设备管理系统200-1～200-3等其他系统之间，例如可以通过HART(Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道)通信或现场总线(Foundation Fieldbus)相互通信。
各设备管理系统2000-1～200-3分别管理多个阀201，存储各阀201的规格信息，并且收集各阀201的动作数据。
图3是说明本实施例的阀健全性诊断系统100的动作的流程图。
首先，阀规格信息获取部1从设备管理系统200-1～200-3收集诊断对象的阀201的规格信息(图3步骤S100)。作为规格的信息，例如有阀201的形式(球形阀、球阀、闸阀、蝶阀等)、口径、使用的过程流体、使用压力、使用温度、控制控制方法(比例控制、ON/OFF控制)的信息等。
阀规格信息提示部7显示诊断对象的阀201的规格信息(图3步骤S101)。
阀数据获取部2从设备管理系统200-1～200-3获取诊断对象的阀201的动作数据(图3步骤S102)。作为动作数据，例如有开度设定值、实际开度值、EPM(电空变换器)驱动信号、控制阀的定位器的内部温度和操作器的输出气压等。众所周知，定位器将与控制指令值(设定开度)对应的驱动信号输出到EPM，EPM将驱动信号变换为气压输出到操作器，操作器驱动阀。
接着，健全性指标计算部3根据由阀数据获取部2收集的诊断对象的阀2O1的动作数据来计算健全性指标(图3步骤S1O3)。作为健全性指标，例如有粘滑指标、开度设定值与实际开度值的偏差、滑动距离累计值、阀轴的最大动作速度和零点开度差等。
健全性指标计算部3根据每隔一定时间测定的实际开度值的差分来计算阀轴速度，计算阀轴速度的绝对值的平均值也就是第一状态量X和阀轴速度的均方根也就是第二状态量Y，将第二状态量Y除以第一状态量X后的值作为粘滑指标来计算。这样的粘滑指标的计算方法例如在日本专利第3254624号公报中公开。
滑动距离累计值是阀轴的动作距离量的累计值。阀轴的动作距离量可以根据实际开度值算出。阀轴的动作速度可以根据每隔一定时间的实际开度值的差分来计算。零点开度差是阀的零点调整时的零点与全闭时的实际零点的开度差。
另外，在本实施例中，说明了在阀健全性诊断系统100的内部设置阀数据获取部2和健全性指标计算部3的例子，但不限于此，也可以是在设备管理系统200-1～200-3侧具有阀数据获取部2和健全性指标计算部3的构成。作为这样的构成的例子，有控制阀的定位器来收集阀的动作数据而算出健全性指标的例子。
健全性指标提示部8显示由健全性指标计算部3计算出的诊断对象的阀201的健全性指标(图3步骤S104)。由于健全性指标每隔一定时间进行计算，所以例如健全性指标按时间序列进行图表显示。
接着，基准阀健全性指标存储部4按每个阀的规格将正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标而预先存储。关于该基准阀健全性指标的登记方法在后面叙述。
基准阀健全性指标提取部5判定在基准阀健全性指标存储部4中是否存储有与阀规格信息获取部1在步骤S100中收集到的信息所表示的诊断对象的阀201的规格大致一致的阀规格的基准阀健全性指标(图3步骤S105)。如上所述，作为阀的规格信息，有形式、口径、过程流体、使用压力、使用温度、控制控制方法的信息等。为了判定规格是否大致一致，可以按照阀的类型(形式、口径)针对过程流体、使用压力、使用温度、控制控制方法预先确定规格视为大致一致的范围的规定。
基准阀健全性指标提取部5在基准阀健全性指标存储部4中存储有与诊断对象的阀201的规格大致一致的阀规格的基准阀健全性指标的情况下(步骤S105中“是”)，从基准阀健全性指标存储部4获取该基准阀健全性指标(图3步骤S106)。
接着，诊断判定部6判定由健全性指标计算部3计算出的诊断对象的阀201的健全性指标与由基准阀健全性指标提取部5获取得到的基准阀健全性指标之间是否存在差异(图3步骤S107)。
在诊断对象的阀201的健全性指标在基准阀健全性指标的范围内的情况下(在步骤S107中“否”)，诊断判定部6将诊断对象的阀201判定为健全的阀(图3步骤S108)。另外，在诊断对象的阀201的健全性指标在基准阀健全性指标的范围外的情况下(在步骤SI07中“是”)，诊断判定部6判定为诊断对象的阀201发生了异常(图3的步骤S109)。
如上所述，作为健全性指标，例如有粘滑指标、开度设定值与实际开度值的偏差、滑动距离累计值、阀轴的最大动作速度、零点开度差等多种健全性指标时，对每个健全性指标的种类进行步骤S107的比较，在诊断对象的阀201的至少一种健全性指标在基准阀健全性指标的范围外时，判定为诊断对象的阀201发生了异常即可。
判定结果输出部9输出诊断判定部6的判定结果(图3步骤S110)。作为输出方法，有判定结果的显示、或表示判定结果的信息向外部的发送等。
图4是说明诊断判定部6的判定例的图。在此，假设A、C、D的阀的健全性指标的时间序列数据被登记为基准阀健全性指标。每个阀的规格是不同的。另外，横轴的时间是例如以诊断开始时为基准的相对时间，横轴的时刻根据阀而不同。
在此，如图4所示，得到与阀D大致一致的规格的阀B的健全性指标的数据。由于阀B的健全性指标脱离阀D的健全性指标的范围，所以判定为阀B发生了异常。
另一方面，在基准阀健全性指标存储部4中没有存储与诊断对象的阀201的规格大致一致的阀规格的基准阀健全性指标的情况下(步骤S105中“否”)，基准阀健全性指标登记部1O向阀健全性诊断系统100的用户询问是否将由健全性指标计算部3计算出的诊断对象的阀2O1的健全性指标登记为基准阀健全性指标(图3步骤S111)。
用户例如观察所显示的规格信息和健全性指标的数据，在判断为诊断对象的阀201似乎正常情况下，指示作为基准阀健全性指标进行登记。
在有来自用户的登记指示的情况下(步骤S111中“是”)，基准阀健全性指标登记部10将诊断对象的阀201的健全性指标作为基准阀健全性指标，与诊断对象的阀201的规格信息一起登记到基准阀健全性指标存储部4中(图3步骤S112)。
阀健全性诊断系统100每隔一定时间进行以上那样的图3的处理。
如上所述，在本实施例中，比较规格大致一致的多个阀的健全性指标，将从基准阀健全性指标脱离的阀判定为异常动作的阀，所以不限于同一过程设备内，能够比较以类似的规格运转的多个设备的阀的健全性指标，能够进行更可靠的阀的健全性诊断。
另外，不需要在每次诊断时收集诊断对象的阀的规格信息。例如，在对各阀分配了固有的识别号码(阀ID)的情况下，如果将阀ID和阀的规格信息进行一次获取并登记在基准阀健全性指标存储部4中，则以后仅通过获取阀ID就能够识别诊断对象的阀，能够从基准阀健全性指标存储部4中获取诊断对象的阀的规格信息。
另外，在本实施例中，仅在基准阀健全性指标存储部4中未存储与诊断对象的阀的规格大致一致的阀规格的基准阀健全性指标的情况下，根据来自用户的指示，将诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标而登记在基准阀健全性指标存储部4中，但也可以将在步骤S108中判定为健全的阀的健全性指标登记为基准阀健全性指标。
例如在步骤S108中判定为诊断对象的阀为健全的阀的情况下，基准阀健全性指标登记部10向用户询问是否将诊断对象的阀的健全性指标登记为基准阀健全性指标，在有来自用户的登记的指示的情况下，将诊断对象的阀的健全性指标与该阀的规格信息一起追加登记到基准阀健全性指标存储部4中。由此，能够增加相同或大致一致的规格的基准阀健全性指标的样本数据数。
在本实施例中说明的阀健全性诊断系统也可以通过云计算来实现，可以通过至少具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储装置以及接口的计算机、和控制这些硬件资源的程序来实现。图5表示该计算机的构成例。
计算机包括CPU300、存储装置301和接口装置(I/F)302。在I/F302上连接阀规格信息提示部7、健全性指标提示部8以及判定结果输出部9的硬件、设备管理系统200-1～200-3等。用于实现本发明的阀健全性诊断方法的程序被存储在存储装置301中。CPU300按照存储在存储装置301中的程序执行本实施例中说明的处理。
工业可用性
本发明可应用于诊断阀健全性的技术。
符号说明
1…阀规格信息获取部、2…阀数据获取部、3…健全性指标计算部、4…基准阀健全性指标存储部、5…基准阀健全性指标提取部、6…诊断判定部、7…阀规格信息提示部、8…健全性指标提示部、9…判定结果输出部、10…基准阀健全性指标登记部、100…阀健全性诊断系统、200-1～200-3…设备管理系统、201…阀。

Claims (8)

1.一种阀健全性诊断系统，其特征在于，包括：
阀规格信息获取部，其获取诊断对象的阀的规格信息；
基准阀健全性指标存储部，其按照每个阀的规格预先存储正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标；
阀数据获取部，其获取所述诊断对象的阀的动作数据；
健全性指标计算部，其根据所述诊断对象的阀的动作数据计算健全性指标；
基准阀健全性指标提取部，其在所述基准阀健全性指标存储部中存储有与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，获取该基准阀健全性指标；以及
诊断判定部，其通过将由所述健全性指标计算部计算出的所述诊断对象的阀的健全性指标和由所述基准阀健全性指标提取部获取到的所述基准阀健全性指标进行比较，来判定所述诊断对象的阀的健全性。
2.根据权利要求1所述的阀健全性诊断系统，其特征在于，
还具备判定结果输出部，该判定结果输出部输出所述诊断判定部的判定结果。
3.根据权利要求1或2所述的阀健全性诊断系统，其特征在于，
还具备基准阀健全性指标登记部，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，该基准阀健全性指标登记部将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
4.根据权利要求3所述的阀健全性诊断系统，其特征在于，
在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，所述基准阀健全性指标登记部根据来自用户的登记指示，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
5.一种阀健全性诊断方法，其特征在于，包括：
第一步骤，获取诊断对象的阀的规格信息；
第二步骤，获取所述诊断对象的阀的动作数据；
第三步骤，根据所述诊断对象的阀的动作数据计算健全性指标；
第四步骤，参照按照每个阀的规格预先存储正常的动作状态的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标的基准阀健全性指标存储部，在所述基准阀健全性指标存储部中存储有与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，获取该基准阀健全性指标；以及
第五步骤，通过比较在所述第三步骤中计算出的所述诊断对象的阀的健全性指标和在所述第四步骤中获取到的所述基准阀健全性指标，来判定所述诊断对象的阀的健全性。
6.根据权利要求5所述的阀健全性诊断方法，其特征在于，
还包括输出所述第五步骤的判定结果的第六步骤。
7.根据权利要求5或6所述的阀健全性诊断方法，其特征在于，
还包括第七步骤，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
8.根据权利要求7所述的阀健全性诊断方法，其特征在于，
所述第七步骤中，在所述基准阀健全性指标存储部中没有存储与所述诊断对象的阀的规格大致一致的规格的阀的所述基准阀健全性指标的情况下，根据来自用户的登记指示，将所述诊断对象的阀的健全性指标作为基准阀健全性指标，与所述诊断对象的阀的规格信息一起登记在所述基准阀健全性指标存储部中。
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