JP2003036115A - Method and device for diagnosing equipment - Google Patents

Method and device for diagnosing equipment

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JP2003036115A
JP2003036115A JP2001225553A JP2001225553A JP2003036115A JP 2003036115 A JP2003036115 A JP 2003036115A JP 2001225553 A JP2001225553 A JP 2001225553A JP 2001225553 A JP2001225553 A JP 2001225553A JP 2003036115 A JP2003036115 A JP 2003036115A
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JP
Japan
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signal
acceleration
speed
calculation unit
valve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001225553A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoji Saito
洋二 齋藤
Akira Inoue
晃 井上
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that complicated statistical processing is needed to detect a stick slip phenomenon and hardly performed by a CPU with low processing capability used for field equipment or takes too long time to actualize. SOLUTION: The quantity of a signal of a valve opening extent, etc., which is proportional to a speed or acceleration is found and this signal is compared with a reference signal of a set point of a valve to diagnose the operation of equipment. The complicated statistical processing becomes unnecessary and even the CPU with low processing capability can take the diagnosis at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス制御分野
にあって、フィールド機器等の診断を行う方法およびそ
の装置に関し、特にコントロールバルブのスティックス
リップ現象の診断に用いて好適な機器の診断方法および
その装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing field devices and the like in the field of process control, and particularly to a method and device for diagnosing stick-slip phenomenon of a control valve. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】フィールド機器には、プロセス工業用の
センサやアクチュエータ機器、即ち、伝送器や流量計、
バルブポジショナ等がある。このようなフィールド機器
は、プロセス工業用の通信プロトコルであるファウンデ
ーションフィールドバス(Fundation Fieldbus)、プロフ
ァイバス(PROFIBUS)、HART、BRAIN等により、
上位側システムと通信を行って設定値等を受け取り、ま
た自己診断の結果等を上位側システムに通知する。この
上位側システムには、インターフェイス装置やさらにそ
の上位のコンピュータ等がある。
2. Description of the Related Art Field devices include sensor and actuator devices for the process industry, that is, transmitters and flow meters,
There is a valve positioner etc. Such field devices are based on the communication protocol for process industry, such as Foundation Fieldbus, PROFIBUS, HART, BRAIN, etc.
It communicates with the host system to receive the set values and the like, and also notifies the host system of the result of self-diagnosis. The higher-level system includes an interface device and a higher-level computer.

【0003】さて、フィールド機器の1種であるコント
ロールバルブの動作機能不全の原因の1つとして、ステ
ィックスリップ現象がある。スティックスリップ現象
は、付着と滑りとを繰り返す現象であり、この現象の度
合いが大きくなるとバルブを制御するポジショナはバル
ブ制御が困難になり、発振(リミットサイクル)が発生
する。
The stick-slip phenomenon is one of the causes of the malfunction of the control valve, which is one type of field device. The stick-slip phenomenon is a phenomenon in which sticking and slipping are repeated, and when the degree of this phenomenon increases, it becomes difficult for the positioner that controls the valve to control the valve, and oscillation (limit cycle) occurs.

【0004】上位側システムと通信ができるインテリジ
ェントポジショナでは、スティックスリップ現象が発生
するとゲインを下げたり、積分に不感帯を持たせること
で発振を止めることは可能であるが、その分バルブの分
解能が低下するという欠点がある。
In the intelligent positioner capable of communicating with the host system, it is possible to stop the oscillation by lowering the gain or giving a dead zone to the integration when the stick-slip phenomenon occurs, but the resolution of the valve is reduced accordingly. There is a drawback that

【0005】例えば、特開平10−47313号公報に
は、統計処理を行ってスティクスリップ現象の発生を検
出する装置の発明が記載されている。以下、この公報記
載の発明の概要を図7に基づいて説明する。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-47313 discloses an invention of an apparatus for detecting the occurrence of the stick-slip phenomenon by performing statistical processing. The outline of the invention described in this publication will be described below with reference to FIG.

【0006】図7において、変位検出部5でバルブの摺
動の相対変位を検出し、1階微分演算部61でその速度
成分を演算し、2階微分演算部7で加速度成分を演算す
る。これらの微分演算は、所定の期間の速度あるいは加
速度の2乗和をそれらの値として出力する。
In FIG. 7, the displacement detecting unit 5 detects the relative displacement of sliding of the valve, the first-order differential calculating unit 61 calculates the velocity component thereof, and the second-order differential calculating unit 7 calculates the acceleration component. These differential operations output the square sum of velocity or acceleration for a predetermined period as their value.

【0007】特性記憶部62には、摺動が正常である場
合の速度と加速度の関係、例えば加速度は、速度の1次
式で表される等の関係が格納されている。2階微分値推
定部63は、1階微分演算部61が演算した速度成分と
特性記憶部62に格納された関係式とから加速度成分を
推定して出力する。
The characteristic storage unit 62 stores the relationship between the speed and the acceleration when the sliding is normal, for example, the acceleration is expressed by a linear expression of the speed. The second-order differential value estimation unit 63 estimates and outputs the acceleration component from the velocity component calculated by the first-order differential calculation unit 61 and the relational expression stored in the characteristic storage unit 62.

【0008】診断演算部8は、2階微分演算部7が演算
した加速度成分と2階微分値推定部63が推定した正常
時の加速度成分を比較して、スティックスリップ現象が
発生していないかを診断する。このようにすることによ
り、正常な状態と現在の状態を数量で比較することがで
きるので、正確な診断を行うことができる。
The diagnostic calculation unit 8 compares the acceleration component calculated by the second-order differential calculation unit 7 with the acceleration component in the normal state estimated by the second-order differential value estimation unit 63 to determine whether the stick-slip phenomenon has occurred. To diagnose. By doing so, the normal state and the current state can be compared in quantity, so that an accurate diagnosis can be performed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスティックスリップの検出装置には、次のような課
題があった。
However, such a stick-slip detection device has the following problems.

【0010】前述したように、バルブの摺動変位の速度
成分(1階微分成分)、加速度成分(2階微分成分)を
求めるためには2乗和などの統計的処理が必要になり、
数値演算に時間がかかるという課題があった。
As described above, in order to obtain the velocity component (first differential component) and acceleration component (second differential component) of the sliding displacement of the valve, statistical processing such as sum of squares is required.
There was a problem that it took time to perform numerical calculation.

【0011】一般にバルブポジショナなどのフィールド
機器の消費電力は、本質安全防爆など種々の制限により
数mAから十数mA程度に抑えなければならない。従っ
て、フィールド機器に搭載するマイクロプロセッサは消
費電力が小さい、演算速度の低いものを使わざるを得な
い。そのため、複雑な数値演算を行うことが困難であ
り、無理に行ったとしても応答性等で実用性が乏しくな
るという課題もあった。
Generally, the power consumption of a field device such as a valve positioner must be suppressed to about several mA to several tens of mA due to various restrictions such as intrinsic safety. Therefore, the microprocessor mounted on the field device must use a low power consumption and low calculation speed. Therefore, it is difficult to perform a complicated numerical operation, and even if it is forcibly performed, there is a problem that the practicality is poor due to responsiveness and the like.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、機器が
正常に動作しているかどうかを診断する機器の診断方法
であって、診断する機器に関連する信号の速度または加
速度に比例する信号とこの機器に関連する基準信号とを
比較演算して、前記機器が正常に動作しているかどうか
を診断するようにしたものである。簡単な処理で診断で
きる。
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is a method for diagnosing a device for diagnosing whether the device is operating normally. , A signal proportional to the speed or acceleration of a signal related to the device to be diagnosed and a reference signal related to this device are compared and calculated to diagnose whether or not the device is operating normally. . It can be diagnosed with simple processing.

【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記基準信号が変化してから所定の時間の
間、前記速度または加速度信号と所定の閾値とのレベル
を比較することにより診断を行うようにしたものであ
る。簡単に診断できる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the level of the velocity or acceleration signal is compared with a predetermined threshold value for a predetermined time after the reference signal is changed. The diagnosis is made. Easy to diagnose.

【0014】請求項3記載の発明は、機器が正常に動作
しているかを診断する機器の診断装置であって、前記機
器に関連する信号が入力されこの信号の速度または加速
度に比例する信号を演算して出力する演算部1を有し、
この演算部1の出力に基づいて前記機器の診断を行うよ
うにしたものである。簡単に診断できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a device diagnostic device for diagnosing whether the device is operating normally, wherein a signal related to the device is input, and a signal proportional to the speed or acceleration of this signal is sent. It has a computing unit 1 for computing and outputting,
The device is diagnosed on the basis of the output of the arithmetic unit 1. Easy to diagnose.

【0015】請求項4記載の発明は、機器が正常に動作
しているかを診断する機器の診断装置であって、この機
器に関連する信号の速度または加速度に比例する信号お
よび前記機器に関連する基準信号が入力される比較演算
部2を有し、この比較演算部2によって前記速度または
加速度に比例する信号と前記基準信号とを比較演算し
て、前記機器が正常に動作しているかどうかを診断する
ようにしたものである。処理能力の低いCPUでも診断
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device diagnostic device for diagnosing whether the device is operating normally, which relates to a signal proportional to the velocity or acceleration of a signal related to the device and the device. It has a comparison calculation unit 2 to which a reference signal is input, and the comparison calculation unit 2 compares and calculates a signal proportional to the speed or acceleration and the reference signal to determine whether the device is operating normally. It was made to diagnose. Diagnosis is possible even with a CPU with low processing capacity.

【0016】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、前記機器に関連する信号が入力され、この
信号から速度または加速度に比例する信号を演算する演
算部1を具備し、この演算部1の出力を比較演算部2に
入力するようにしたものである。簡単に診断できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a signal relating to the device is input, and a calculation unit 1 for calculating a signal proportional to velocity or acceleration from the signal is provided. The output of the calculation unit 1 is input to the comparison calculation unit 2. Easy to diagnose.

【0017】請求項6記載の発明は、請求項3ないし請
求項5記載の発明において、通信手段を具備し、前記機
器に関連する信号または前記基準信号のうち少なくとも
1つをこの通信手段から入力するようにしたものであ
る。柔軟な診断条件を設定できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the third to fifth aspects, a communication means is provided, and at least one of the signal related to the device or the reference signal is input from the communication means. It is something that is done. Flexible diagnostic conditions can be set.

【0018】請求項7記載の発明は、バルブの開度信号
またはこのバルブへの出力圧力信号が入力されその信号
の速度または加速度に比例する信号を演算する演算部1
と、この演算部1の出力及び前記バルブの設定信号に関
連する信号が入力される比較演算部2とを有し、この比
較演算部2は前記速度または加速度に比例する信号と前
記設定信号に関連する信号とを比較演算して、前記バル
ブにスティックスリップが発生しているかどうかを診断
するようにしたものである。複雑な統計処理が不要にな
る。
According to a seventh aspect of the present invention, a calculation unit 1 for inputting a valve opening signal or an output pressure signal to the valve and calculating a signal proportional to the speed or acceleration of the signal.
And a comparison calculation unit 2 to which an output of the calculation unit 1 and a signal related to the setting signal of the valve are input. The comparison calculation unit 2 includes a signal proportional to the speed or acceleration and the setting signal. By comparing and calculating with a related signal, whether or not stick slip has occurred in the valve is diagnosed. No need for complicated statistical processing.

【0019】請求項8記載の発明は、請求項3ないし請
求項7記載の発明において、前記基準信号が変化してか
ら所定の時間の間、前記速度または加速度信号と所定の
閾値とのレベルを比較することにより診断を行うように
したものである。簡単に診断できる。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 3 to 7, wherein the level of the velocity or acceleration signal and a predetermined threshold value is maintained for a predetermined time after the reference signal is changed. The diagnosis is made by comparison. Easy to diagnose.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1に変位信号を入力して速度または
加速度を出力する演算部の構成を示す。この図1におい
て、X0はバルブ開度信号等の変位信号、1はこの変位信
号X0が入力される演算部である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a calculation unit that inputs a displacement signal and outputs a velocity or an acceleration. In FIG. 1, X0 is a displacement signal such as a valve opening signal, and 1 is an arithmetic unit to which the displacement signal X0 is input.

【0021】演算部1は、入力された変位信号X0から速
度または加速度に比例した信号を演算して、信号Y0とし
て出力する。これらの演算は通常デジタル信号処理によ
り行われる。デジタル信号処理の場合、速度に比例した
信号を求める演算は、前回変位信号と今回変位信号の差
を演算するだけであるので、簡単に行うことができる。
加速度に比例する信号は、前回の速度信号と、今回の速
度信号の差を求めれば得られるので、これも簡単に求め
ることができる。
The computing unit 1 computes a signal proportional to velocity or acceleration from the input displacement signal X0 and outputs it as a signal Y0. These calculations are usually performed by digital signal processing. In the case of digital signal processing, the calculation for obtaining the signal proportional to the speed can be easily performed because only the difference between the previous displacement signal and the current displacement signal is calculated.
Since the signal proportional to the acceleration can be obtained by calculating the difference between the previous speed signal and the current speed signal, this can also be calculated easily.

【0022】図2に比較演算部の構成を示す。図2にお
いて、X1-1は、例えばバルブ開度の変化速度信号あるい
は加速度信号であり、X1-2はバルブへのセットポイント
信号等の基準信号である。2はこれらX1-1,X1-2信号が
入力される比較演算部である。
FIG. 2 shows the configuration of the comparison calculation unit. In FIG. 2, X1-1 is, for example, a change rate signal or acceleration signal of the valve opening degree, and X1-2 is a reference signal such as a set point signal to the valve. Reference numeral 2 is a comparison operation unit to which these X1-1 and X1-2 signals are input.

【0023】比較演算部2は、基準信号X1-2を基準とし
て信号X1-1との比較演算を行い、結果を信号Y1として出
力する。信号Y1はそれを受ける機器によってアラーム発
信信号、ディスクリート信号、数値信号またはこれらを
組み合わせた信号として出力される。
The comparison operation section 2 performs comparison operation with the signal X1-1 with reference to the reference signal X1-2 and outputs the result as a signal Y1. The signal Y1 is output as an alarm signal, a discrete signal, a numerical signal, or a combination of these signals by a device that receives the signal.

【0024】図3に演算部1と比較演算部2を組み合わ
せた構成を示す。尚、図1,図2と同じ要素には同一符
号を付し、その詳しい説明は省略する。X2-1はバルブ開
度等の変位信号である。演算部1はこの変位信号X2-1か
ら変位の速度あるいは加速度に比例した信号を演算し
て、信号Y2-1として出力する。
FIG. 3 shows a configuration in which the arithmetic unit 1 and the comparison arithmetic unit 2 are combined. The same elements as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. X2-1 is a displacement signal such as valve opening. The computing unit 1 computes a signal proportional to the velocity or acceleration of displacement from this displacement signal X2-1 and outputs it as a signal Y2-1.

【0025】演算部1の出力Y2-1は比較演算部2に入力
される。この比較演算部2には、バルブのセットポイン
ト等の基準信号X2-2が入力される。比較演算部2は、基
準信号X2-2を基準として比較演算を行い、その結果を信
号Y2-2として出力する。
The output Y2-1 of the calculation unit 1 is input to the comparison calculation unit 2. A reference signal X2-2 such as a valve set point is input to the comparison calculation unit 2. The comparison calculation unit 2 performs a comparison calculation using the reference signal X2-2 as a reference, and outputs the result as a signal Y2-2.

【0026】図4に、比較演算部2の動作の一例を示
す。図4において、X2-2はバルブのセットポイント、X2
-1はバルブの開度信号である。時刻t1でセットポイント
X2-2が立ち上がると、少し遅れてバルブ開度信号X2-1が
変化を始める。Y2-1はバルブ開度の速度信号であり、バ
ルブ開度が変化している間はゼロでない一定値になる。
FIG. 4 shows an example of the operation of the comparison calculation section 2. In Figure 4, X2-2 is the valve set point, X2
-1 is a valve opening signal. Set point at time t1
When X2-2 rises, the valve opening signal X2-1 starts changing with a slight delay. Y2-1 is a speed signal of the valve opening, which is a non-zero constant value while the valve opening is changing.

【0027】Ythは診断のための閾値である。比較演算
部2は、予め定められた時間Tの間バルブ開度の速度信
号Y2-1と閾値Ythを比較する。即ち、基準信号X2-2は時
間の基準(始点)として用いられる。バルブ開度速度信
号Y2-1は時間Tの間でゼロでない値のときに閾値Ythを越
えているので、正常に動作していると判断される。
Yth is a threshold for diagnosis. The comparison calculation unit 2 compares the speed signal Y2-1 of the valve opening degree with the threshold value Yth for a predetermined time T. That is, the reference signal X2-2 is used as a time reference (starting point). Since the valve opening speed signal Y2-1 exceeds the threshold value Yth when the value is not zero during the time T, it is determined that the valve opening speed signal Y2-1 is operating normally.

【0028】図4のX2-1'はバルブ開度の速度信号の別
の例である。この場合はバルブに異常が発生したために
バルブの変位速度が遅くなっている。そのため、それに
対応するバルブ開度の速度信号Y2-1'は閾値Ythより小さ
くなる。そのため異常であると診断される。
X2-1 'in FIG. 4 is another example of the speed signal of the valve opening. In this case, the valve displacement speed is slowed because an abnormality has occurred in the valve. Therefore, the corresponding valve opening speed signal Y2-1 ′ becomes smaller than the threshold value Yth. Therefore, it is diagnosed as abnormal.

【0029】図5にスティックスリップが発生した例を
示す。図5において、X2-2はバルブのセットポイントで
あり、時刻t2で立ち上がっている。そのため、少し遅れ
てバルブ開度信号X2-1が一定速度で変化する。Y2-1はバ
ルブ開度の速度信号であり、バルブ開度信号が変化して
いる間、ゼロでない一定値を示す。Yth'はスティックス
リップ診断のための閾値である。
FIG. 5 shows an example in which stick slip has occurred. In FIG. 5, X2-2 is the set point of the valve, which rises at time t2. Therefore, the valve opening signal X2-1 changes at a constant speed with a slight delay. Y2-1 is a valve signal of the valve opening, and shows a constant value that is not zero while the valve opening signal is changing. Yth 'is a threshold for stick-slip diagnosis.

【0030】基準信号X2-2が立ち上がってから所定の時
間Tの間、速度信号Y2-1と閾値Yth'と比較する。この場
合も基準信号X2-2は時間基準として用いられる。バルブ
開度の速度信号Y2-1はこの閾値Yth'より小さいので、正
常であると判断される。
During a predetermined time T after the reference signal X2-2 rises, the speed signal Y2-1 is compared with the threshold value Yth '. Also in this case, the reference signal X2-2 is used as a time reference. Since the valve opening speed signal Y2-1 is smaller than this threshold value Yth ', it is determined to be normal.

【0031】X2-1'はスティックスリップが発生したと
きのバルブ開度信号であり、立ち上がりが大きく、かつ
不規則な動きを示している。Y2-1'はバルブ開度の速度
信号である。比較演算部2は時間Tの間バルブ開度速度
信号Y2-1'と閾値Yth'を比較する。時刻t3で、速度信号Y
2-1'が閾値Yth'を越えているので、スティックスリップ
は発生したと診断される。
X2-1 'is a valve opening signal when stick-slip occurs, and has a large rise and shows irregular movement. Y2-1 'is the speed signal of the valve opening. The comparison calculation unit 2 compares the valve opening speed signal Y2-1 ′ with the threshold value Yth ′ during the time T. At time t3, speed signal Y
Since 2-1 'exceeds the threshold value Yth', it is diagnosed that stick-slip has occurred.

【0032】このように、被演算入力信号としてバルブ
の開度を、基準入力信号としてバルブのセットポイント
信号を用いることにより、簡単な比較演算でバルブの応
答が異常に遅くなる現象や、バルブがスティックスリッ
プによって急激に応答する異常現象を検出することがで
きる。
As described above, by using the valve opening as the input signal to be operated and the valve set point signal as the reference input signal, the phenomenon that the valve response becomes abnormally slow by simple comparison operation and An abnormal phenomenon that responds rapidly by stick-slip can be detected.

【0033】なお、この実施例ではバルブ開度信号につ
いて説明したが、これに限られるものではなく、被演算
入力信号X2-1と基準信号X2-2は任意の組み合わせのもの
を用いることができる。
Although the valve opening signal has been described in this embodiment, the present invention is not limited to this, and the input signal X2-1 and the reference signal X2-2 may be in any combination. .

【0034】例えば、ポジショナを中心に考えると、バ
ルブ開度信号、バルブへの出力圧力信号、ポジショナへ
のセットポイント信号を組み合わせることができる。ま
た、上位システムやフィールド機器に内蔵したプロセス
コントローラを中心に考えると、流量値、圧力値、温度
値、液位レベル値、コントローラへのセットポイント、
コントローラの出力信号、バルブ開度信号、出力圧力信
号を組み合わせることができる。
For example, considering the positioner as the center, a valve opening signal, an output pressure signal to the valve, and a set point signal to the positioner can be combined. Also, focusing on the process controller built into the host system or field equipment, the flow rate value, pressure value, temperature value, liquid level value, set point to the controller,
The controller output signal, valve opening signal, and output pressure signal can be combined.

【0035】さらに、演算機能がファンデーションフィ
ールドバス(Fundation Fieldbus)の規格に従ったファン
クションブロックとして実装されている場合は、フィー
ルドバス上にある他の機器のファンクションブロックの
出力値、自機内で測定したバルブ開度、出力圧力信号な
どのプロセス値を組み合わせて選択できるので、より柔
軟な診断条件を設定することができる。
Furthermore, when the arithmetic function is implemented as a function block conforming to the Foundation Fieldbus standard, the output value of the function block of another device on the fieldbus was measured in-house. Since process values such as valve opening and output pressure signal can be selected in combination, more flexible diagnostic conditions can be set.

【0036】図6はフィールドバスを含むシステムにお
ける実施例を示したものである。図6において、3はフ
ィールドバス、4はこのフィールドバス3に接続されて
いるプロセスコントローラである。このプロセスコント
ローラ4は、バルブ開度等のプロセス値を測定し、コン
トロール信号を出力する。
FIG. 6 shows an embodiment in a system including a field bus. In FIG. 6, 3 is a field bus and 4 is a process controller connected to the field bus 3. The process controller 4 measures a process value such as a valve opening degree and outputs a control signal.

【0037】41は図3と同様構成の診断装置であり、
プロセスコントローラ4が測定したバルブ開度およびフ
ィールドバス3に繋がっている他のファンクションブロ
ックからの信号が、フィールドバス3を介して入力され
る。診断装置41はこれらの入力値に基づいて機器の診
断を行い、結果を出力する。
Reference numeral 41 is a diagnostic device having the same configuration as in FIG.
A valve opening measured by the process controller 4 and a signal from another function block connected to the fieldbus 3 are input via the fieldbus 3. The diagnostic device 41 diagnoses the device based on these input values and outputs the result.

【0038】このような構成では、オープンなファンク
ションブロックを提供することにより、マルチベンダー
で機器を組み合わせて最適なプロセス診断やバルブ診断
を行うことができる。
In such a configuration, by providing an open function block, it is possible to combine the devices in multiple vendors and perform optimum process diagnosis and valve diagnosis.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項1記
載の発明によれば、機器が正常に動作しているかどうか
を診断する機器の診断方法であって、診断する機器に関
連する信号の速度または加速度に比例する信号とこの機
器に関連する基準信号とを比較演算して、前記機器が正
常に動作しているかどうかを診断するようにした。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be expected. According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for diagnosing whether or not a device is operating normally, which is related to a signal proportional to the speed or acceleration of a signal related to the device to be diagnosed and the device. By comparing and calculating with the reference signal, the device diagnoses whether or not the device is operating normally.

【0040】入力値を比較するだけで診断することがで
きるので、複雑な統計処理が不要になり、高速で診断す
ることができるという効果がある。また、処理能力が小
さいCPUでも高速で診断できるという効果もある。
Since the diagnosis can be made only by comparing the input values, there is an effect that complicated statistical processing is unnecessary and the diagnosis can be performed at high speed. Further, there is an effect that even a CPU having a small processing capacity can be diagnosed at high speed.

【0041】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明において、基準信号が変化してから所定の時間
の間、速度または加速度に比例する信号と閾値とを比較
するようにした。レベルの比較だけで診断できるので、
高速かつ簡単に診断することができるという効果があ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the signal proportional to the velocity or the acceleration is compared with the threshold value for a predetermined time after the reference signal is changed. . Because you can diagnose only by comparing the levels,
There is an effect that diagnosis can be performed quickly and easily.

【0042】請求項3記載の発明によれば、機器が正常
に動作しているかを診断する機器の診断装置であって、
前記機器に関連する信号が入力されこの信号の速度また
は加速度に比例する信号を演算して出力する演算部1を
有し、この演算部1の出力に基づいて前記機器の診断を
行うようにした。
According to the third aspect of the present invention, there is provided a device diagnostic device for diagnosing whether the device is operating normally,
A signal related to the device is input, and a calculation unit 1 that calculates and outputs a signal proportional to the speed or acceleration of the signal is provided, and the device is diagnosed based on the output of the calculation unit 1. .

【0043】速度または加速度は差分計算を行うことで
求めることができるので、高速に診断することができる
という効果がある。また、複雑な統計処理が不要になる
ので、処理能力が低いCPUでも診断することができる
という効果もある。
Since the velocity or the acceleration can be obtained by performing the difference calculation, there is an effect that the diagnosis can be performed at a high speed. Further, since complicated statistical processing is unnecessary, it is possible to diagnose even a CPU having a low processing capacity.

【0044】請求項4記載の発明によれば、機器が正常
に動作しているかを診断する機器の診断装置であって、
この機器に関連する信号の速度または加速度に比例する
信号および前記機器に関連する基準信号が入力される比
較演算部2を有し、この比較演算部2によって前記速度
または加速度に比例する信号と前記基準信号とを比較演
算して、前記機器が正常に動作しているかどうかを診断
するようにした。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a device diagnostic device for diagnosing whether the device is operating normally,
It has a comparison operation part 2 to which a signal proportional to the speed or acceleration of a signal related to this device and a reference signal related to the device are input, and this comparison operation part 2 and a signal proportional to the speed or acceleration A comparison operation is performed with a reference signal to diagnose whether the device is operating normally.

【0045】入力値を比較するだけで診断することがで
き、複雑な統計処置が不要になるので、高速で診断でき
るという効果がある。また、処理能力が低いCPUでも
診断することができるので、消費電力が少ないCPUを
使用でき、本質安全防爆などを簡単に実現することがで
きるという効果もある。
Since the diagnosis can be made only by comparing the input values and complicated statistical treatment is not required, there is an effect that the diagnosis can be performed at high speed. Further, since it is possible to diagnose even a CPU having a low processing capacity, it is possible to use a CPU with low power consumption, and it is possible to easily realize intrinsically safe explosion-proof.

【0046】請求項5記載の発明によれば、請求項4記
載の発明において、前記機器に関連する信号が入力さ
れ、この信号から速度または加速度に比例する信号を演
算する演算部1を具備し、この演算部1の出力を前記比
較演算部2に入力するようにした。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a signal relating to the equipment is input, and the arithmetic unit 1 for calculating a signal proportional to velocity or acceleration from this signal is provided. The output of the calculation unit 1 is input to the comparison calculation unit 2.

【0047】速度成分または加速度成分を演算すること
により、より簡便に診断することができるという効果が
ある。また、速度・加速度は差分計算によって求めるこ
とができるので、処理能力の低いCPUを用いることが
できるという効果もある。
By calculating the velocity component or the acceleration component, there is an effect that diagnosis can be performed more easily. Further, since the speed / acceleration can be obtained by the difference calculation, there is an effect that a CPU having low processing capability can be used.

【0048】請求項6記載の発明は、請求項3ないし請
求項5記載の発明において、通信手段を具備し、前記機
器に関連する信号または前記基準信号のうち少なくとも
1つをこの通信手段から入力するようにした。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 3 to 5, further comprising communication means for inputting at least one of a signal related to the device or the reference signal from the communication means. I decided to do it.

【0049】フィールドバスで繋がった遠隔地のプロセ
ス値などを用いて診断することができるので、より柔軟
に診断条件を設定することができるという効果がある。
Since it is possible to make a diagnosis by using the process value of a remote place connected by the field bus, there is an effect that the diagnosis condition can be set more flexibly.

【0050】請求項7記載の発明によれば、バルブの開
度信号またはこのバルブへの出力圧力信号が入力されそ
の信号の速度または加速度に比例する信号を演算する演
算部1と、この演算部1の出力及び前記バルブの設定信
号に関連する信号が入力される比較演算部2とを有し、
この比較演算部2は前記速度または加速度に比例する信
号と前記設定信号に関連する信号とを比較演算して、前
記バルブにスティックスリップが発生しているかどうか
を診断するようにした。
According to the seventh aspect of the present invention, the arithmetic unit 1 for inputting the valve opening signal or the output pressure signal to the valve and calculating a signal proportional to the speed or acceleration of the signal, and the arithmetic unit. 1 and a comparison calculation unit 2 to which a signal related to the valve setting signal is input,
The comparison calculation unit 2 compares the signal proportional to the speed or acceleration and the signal related to the setting signal to diagnose whether or not stick slip has occurred in the valve.

【0051】統計処理など複雑な処理を用いることなく
バルブのスティックスリップ現象を診断することができ
るので、高速に診断することができるという効果があ
る。また、処理能力が低いCPUでも診断することがで
きるので、消費電力が小さいCPUを使用でき、フィー
ルド機器に必須な本質安全防爆などを簡単に実現するこ
とができるという効果もある。
Since the stick-slip phenomenon of the valve can be diagnosed without using complicated processing such as statistical processing, there is an effect that the diagnosis can be performed at high speed. Further, since it is possible to make a diagnosis even with a CPU having a low processing capacity, it is possible to use a CPU with low power consumption, and it is possible to easily realize the intrinsically safe explosion-proof required for field devices.

【0052】請求項8記載の発明によれば、請求項3な
いし請求項7記載の発明において、基準信号が変化して
から所定の時間の間、速度または加速度に比例する信号
と閾値とのレベルを比較するようにした。レベルの比較
だけで診断することができるので、簡単かつ高速に診断
できるという効果がある。
According to the invention described in claim 8, in the invention described in claims 3 to 7, the level of the signal proportional to the velocity or acceleration and the level of the threshold value for a predetermined time after the change of the reference signal. I tried to compare. Since the diagnosis can be made only by comparing the levels, there is an effect that the diagnosis can be easily and quickly performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図5】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】従来のスティックスリップ検出装置の構成図で
ある。
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional stick-slip detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算部 2 比較演算部 3 フィールドバス 4 プロセスコントローラ 41 診断装置 1 computing unit 2 Comparison calculation part 3 fieldbus 4 Process controller 41 Diagnostic device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G024 AA01 AA18 BA02 BA11 CA09 DA09 DA11 FA02 FA03 3H082 AA01 CC01 DA11 DA48 DB26 5H223 AA01 BB01 BB05 CC01 EE05 FF02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G024 AA01 AA18 BA02 BA11 CA09                       DA09 DA11 FA02 FA03                 3H082 AA01 CC01 DA11 DA48 DB26                 5H223 AA01 BB01 BB05 CC01 EE05                       FF02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】機器が正常に動作しているかどうかを診断
する機器の診断方法において、 診断する機器に関連する信号の速度または加速度に比例
する信号と前記機器に関連する基準信号とを比較演算し
て、前記機器が正常に動作しているかどうかを診断する
ようにしたことを特徴とする機器の診断方法。
1. A method for diagnosing a device for diagnosing whether the device is operating normally, in which a signal proportional to the speed or acceleration of a signal related to the device to be diagnosed and a reference signal related to the device are compared and calculated. Then, a method for diagnosing a device is characterized in that whether or not the device is operating normally is diagnosed.
【請求項2】前記診断は、前記基準信号が変化してから
所定の時間の間、前記速度または加速度信号と所定の閾
値とのレベルを比較することにより行うことを特徴とす
る請求項1記載の機器の診断方法。
2. The diagnosis is performed by comparing the level of the velocity or acceleration signal with a predetermined threshold value for a predetermined time after the reference signal has changed. How to diagnose equipment.
【請求項3】機器が正常に動作しているかを診断する機
器の診断装置において、 前記機器に関連する信号が入力されこの信号の速度また
は加速度に比例する信号を演算して出力する演算部を有
し、この演算部の出力に基づいて前記機器の診断を行う
ようにしたことを特徴とする機器の診断装置。
3. A device diagnostic device for diagnosing whether or not a device is operating normally, comprising a computing section for receiving a signal related to the device and computing and outputting a signal proportional to the speed or acceleration of the signal. A diagnostic device for a device, characterized in that the device is diagnosed on the basis of the output of the arithmetic unit.
【請求項4】機器が正常に動作しているかを診断する機
器の診断装置において、 前記機器に関連する信号の速度または加速度に比例する
信号および前記機器に関連する基準信号が入力される比
較演算部を有し、この比較演算部によって前記速度また
は加速度に比例する信号と前記基準信号とを比較演算し
て、前記機器が正常に動作しているかどうかを診断する
ようにしたことを特徴とする機器の診断装置。
4. A diagnostic apparatus for a device for diagnosing whether the device is operating normally, wherein a comparison operation in which a signal proportional to the velocity or acceleration of a signal related to the device and a reference signal related to the device are input. And comparing the signal proportional to the speed or acceleration with the reference signal by the comparison calculation unit to diagnose whether or not the device is operating normally. Equipment diagnostic equipment.
【請求項5】前記機器に関連する信号が入力され、この
信号から速度または加速度に比例する信号を演算する演
算部を具備し、この演算部の出力を前記比較演算部に入
力するようにしたことを特徴とする請求項4記載の機器
の診断装置。
5. A signal relating to the device is input, and a calculation unit for calculating a signal proportional to velocity or acceleration from the signal is provided, and the output of the calculation unit is input to the comparison calculation unit. The diagnostic device for equipment according to claim 4, wherein
【請求項6】通信手段を具備し、前記機器に関連する信
号または前記基準信号のうち少なくとも1つをこの通信
手段から入力するようにしたことを特徴とする請求項3
ないし請求項5記載の機器の診断装置。
6. A communication means is provided, and at least one of the signal related to the device or the reference signal is inputted from the communication means.
A diagnostic device for a device according to claim 5.
【請求項7】バルブの開度信号またはこのバルブへの出
力圧力信号が入力されその信号の速度または加速度に比
例する信号を演算する演算部と、この演算部の出力及び
前記バルブの設定信号に関連する信号が入力される比較
演算部とを有し、この比較演算部は前記速度または加速
度に比例する信号と前記設定信号に関連する信号とを比
較演算して、前記バルブにスティックスリップが発生し
ているかどうかを診断するようにしたことを特徴とする
機器の診断装置。
7. An arithmetic unit for inputting a valve opening signal or an output pressure signal to the valve to calculate a signal proportional to the speed or acceleration of the signal, and an output of the arithmetic unit and a setting signal of the valve. A comparison calculation unit to which a related signal is input, the comparison calculation unit compares and calculates a signal proportional to the speed or acceleration and a signal related to the setting signal, and a stick slip occurs in the valve. A diagnostic device for equipment, which is characterized in that it is adapted to diagnose whether or not it is operating.
【請求項8】前記診断は、前記基準信号が変化してから
所定の時間の間、前記速度または加速度信号と所定の閾
値とのレベルを比較することにより行うことを特徴とす
る請求項3記載ないし請求項7記載の機器の診断装置。
8. The diagnosis is performed by comparing the level of the velocity or acceleration signal with a predetermined threshold value for a predetermined time after the reference signal has changed. A diagnostic device for a device according to claim 7.
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