JP2014134999A - Valve diagnosis apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ポジショナを介してその弁開度が制御されるバルブの正常異常を診断するバルブ診断装置に関するものである。 The present invention relates to a valve diagnostic device for diagnosing normality / abnormality of a valve whose valve opening degree is controlled via a positioner.
従来より、化学プラント等においては、その流量プロセスに用いられるバルブ(調節弁)に対してポジショナを設け、このポジショナによってバルブの弁開度を制御するようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a chemical plant or the like, a positioner is provided for a valve (control valve) used in the flow rate process, and the valve opening degree of the valve is controlled by this positioner.
図10に特許文献1に示されたポジショナとバルブとを組み合わせたシステムにおけるバルブ診断システム(オフライン診断システム)の構成を示す。同図において、101はポジショナ、102はバルブ(調節弁)、103は上位側アプリケーションであり、上位側アプリケーション103とポジショナ101とは通信線路104を介して接続されている。
FIG. 10 shows a configuration of a valve diagnosis system (offline diagnosis system) in a system in which a positioner and a valve disclosed in
このバルブ診断システムにおいて、上位側アプリケーション103は、データ分析装置を備え、ポジショナ101へステップ入力を与え、このステップ入力に応答して変化するバルブ102の弁開度を示すデータをステップ応答として取得し、このステップ応答から総合評価指数DfO(Deviation from First Order Characteristic)を演算する。
In this valve diagnosis system, the
この総合評価指数DfOは、本来、バルブ+ポジショナのステップ応答として、理想の応答特性は1次遅れ特性であると定義し、測定したステップ応答の波形がどれくらい、理想である1次遅れの応答波形と比べて歪んでいるのかを計算した値である。 The comprehensive evaluation index Df O is inherently a step response of valve + positioner, defined as the response characteristics of the ideal is primary delay characteristic, how much the waveform of the measured step response, the response of the first-order lag is ideal This is a value calculated as to whether or not the waveform is distorted.
総合評価指数DfOの具体的な算出式は、特許文献1に記載されているのでここでは省略するが、この総合評価指数DfOの値が大きいと、それだけ理想の波形から離れていることになるので、応答特性の評価は低くなる。逆に、総合評価指数DfOの値が小さいと、それだけ理想の波形に近いので、応答特性の評価は高くなる。特許文献1に示されたバルブ診断システムではこの総合評価指数DfOの値からバルブ102の正常異常を判断する。
Specific calculation formula for total evaluation index Df O, since it is described in
上述したように、特許文献1に示されたバルブ診断システムでは、理想の応答特性を1次遅れ特性と定義し、取得したステップ応答から総合評価指数DfOを算出するようにしている。しかしながら、実際のプラントではバルブのサイズや流体の種類など様々な要因によって理想の応答特性になるとは限らず、総合評価指数DfOを用いたからといって適切なバルブ診断が行えるとは限らない。また、総合評価指数DfOの算出式が複雑であり、総合評価指数DfOの算出に時間を要する。
As described above, in the valve diagnosis system disclosed in
なお、特許文献1には、取得したステップ応答から無駄時間Td(ステップ入力後、ステップ幅の10%に達するまでの時間)、時定数Tc(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の63.2%に達するまでの時間(遅れ時間T63))、整定時間Tss(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の±1%以内になるまでの時間)、オーバーシュート(ステップ幅をフルスパンとしたオーバーシュート量(単位:%FS))、アンダーシュート(ステップ幅をフルスパンとしたアンダーシュート量(単位:%FS))などの動特性指標値を求めることについて記載されている。
In
このステップ応答から求められる無駄時間Td、時定数Tc、整定時間Tssなどの動特性指標値を利用すれば、この動特性指標値の変化からバルブ102の正常異常を判断することが可能であると考えられる。しかしながら、特許文献1にも記載されているように(段落〔0040〕の記載参照)、動特性指標値が多く、動特性の評価の妥当性を判断し難く、どの動特性指標値に注目すればよいか分からない。例えば、時定数Tcが正常範囲から外れていても、無駄時間Tdや整定時間Tssが正常である場合もあり、無駄時間Tdが正常範囲から外れていても、時定数Tcや整定時間Tssが正常である場合もあり、無駄時間Td、時定数Tc、整定時間Tssなどの1つの動特性指標値の変化をみただけでは、バルブ102の正常異常を正確に判断することは難しい。
If dynamic characteristic index values such as dead time Td, time constant Tc, and settling time Tss obtained from this step response are used, it is possible to determine whether the
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単かつ正確に、バルブの正常異常を判断することが可能なバルブ診断装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a valve diagnostic apparatus that can easily and accurately determine whether a valve is normal or abnormal. .
このような目的を達成するために、本発明に係るバルブ診断装置は、ポジショナを介してその弁開度が制御されるバルブの正常異常を診断するバルブ診断装置において、ポジショナへステップ入力を与え、このステップ入力に応答して変化するバルブの弁開度を示すデータをステップ応答として取得させるステップ応答取得手段と、取得されたステップ応答より得られる複数の動特性指標値を代表する代表指標値を求める代表指標値算出手段と、バルブの正常動作状態で求められた代表指標値を基準代表指標値として記憶する基準代表指標値記憶手段と、バルブの診断動作状態で求められた代表指標値を診断対象指標値とし、この診断対象指標値と基準代表指標値とを比較し、その比較結果に基づいてバルブの正常異常を判断する正常異常判断手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the valve diagnostic apparatus according to the present invention provides a step input to the positioner in the valve diagnostic apparatus for diagnosing normality of a valve whose valve opening degree is controlled via the positioner, Step response acquisition means for acquiring data indicating the valve opening degree of the valve that changes in response to the step input as a step response, and representative index values representing a plurality of dynamic characteristic index values obtained from the acquired step responses. Representative index value calculation means to be obtained, reference representative index value storage means for storing the representative index value obtained in the normal operation state of the valve as a reference representative index value, and diagnosis of the representative index value obtained in the diagnosis operation state of the valve The target index value is compared with the diagnostic target index value and the reference representative index value, and the normal / abnormal judgment is performed based on the comparison result. Characterized in that it comprises a means.
この発明において、ステップ応答取得手段は、ポジショナへステップ入力を与え、このステップ入力に応答して変化するバルブの弁開度を示すデータをステップ応答として取得させる。代表指標値算出手段は、取得されたステップ応答より得られる複数の動特性指標値を代表する代表指標値を求める。例えば、取得したステップ応答より得られる無駄時間Tdと遅れ時間T86(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の86.5%に達するまでの時間)との比(Td/T86)を比率型指標値として求め、この比率型指標値(Td/T86)を代表指標値としたり、取得したステップ応答より得られる無駄時間Tdと整定時間Tss(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の±1%以内になるまでの時間)との比(Td/Tss)を比率型指標値として求め、この比率型指標値(Td/Tss)を代表指標値としたりする。なお、取得したステップ応答より得られる複数の動特性指標値をベクトル化し、このベクトル化した動特性指標値の和(ベクトル和)を代表指標値とするなどしてもよい。すなわち、本発明では、ステップ応答より得られる複数の動特性指標値を集約した指標値として代表指標値を求め、この代表指標値でステップ応答の波形全体の動きを表現させるものとする。 In this invention, the step response acquisition means gives a step input to the positioner and acquires data indicating the valve opening of the valve that changes in response to the step input as a step response. The representative index value calculating means obtains a representative index value representing a plurality of dynamic characteristic index values obtained from the acquired step response. For example, a ratio (Td / T86) between the dead time Td obtained from the acquired step response and the delay time T86 (time until the step response reaches 86.5% of the step width after step input) is a ratio type index value. This ratio type index value (Td / T86) is used as a representative index value, or the dead time Td and settling time Tss obtained from the acquired step response (after step input, the step response is within ± 1% of the step width) The ratio (Td / Tss) with respect to the time to become is determined as a ratio index value, and the ratio index value (Td / Tss) is used as a representative index value. A plurality of dynamic characteristic index values obtained from the acquired step response may be vectorized, and the sum (vector sum) of the vectorized dynamic characteristic index values may be used as a representative index value. That is, in the present invention, a representative index value is obtained as an index value obtained by integrating a plurality of dynamic characteristic index values obtained from a step response, and the movement of the entire waveform of the step response is expressed by this representative index value.
そして、本発明では、バルブの正常動作状態で求められた代表指標値を基準代表指標値として記憶させておき、バルブの診断動作状態で求められた代表指標値を診断対象指標値とし、この診断対象指標値と基準代表指標値とを比較し、その比較結果に基づいてバルブの正常異常を判断する。例えば、バルブの稼働当初の代表指標値を基準代表指標値とし、バルブの診断動作(ステップ応答検査)を行う毎に、診断対象指標値の基準代表指標値に対する相対誤差を求め、この相対誤差が予め定められた閾値を超えた場合に、バルブを異常と判断する。 In the present invention, the representative index value obtained in the normal operation state of the valve is stored as the reference representative index value, and the representative index value obtained in the diagnosis operation state of the valve is used as the diagnosis target index value. The target index value and the reference representative index value are compared, and normality / abnormality of the valve is determined based on the comparison result. For example, the representative index value at the initial operation of the valve is set as the reference representative index value, and each time the valve diagnosis operation (step response inspection) is performed, the relative error of the diagnosis target index value with respect to the reference representative index value is obtained. When a predetermined threshold value is exceeded, it is determined that the valve is abnormal.
本発明によれば、ステップ応答の波形全体の動きを表現する代表指標値を用いることにより、また、バルブの正常動作状態で求められた代表指標値を基準代表指標値とし、この基準代表指標値とバルブの診断動作状態で求められた代表指標値(診断対象指標値)とを比較することにより、ステップ応答の波形の変化を確実に捉えて、簡単かつ正確に、バルブの正常異常の判断を行うことが可能となる。 According to the present invention, the representative index value representing the movement of the entire waveform of the step response is used, and the representative index value obtained in the normal operation state of the valve is set as the reference representative index value. And the representative index value (diagnostic target index value) obtained in the diagnostic operation state of the valve, the change in the waveform of the step response is surely captured, and the normality of the valve can be judged easily and accurately. Can be done.
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明に係るバルブ診断装置の一実施の形態を用いたバルブ診断システム(オフライン診断システム)の要部を示す図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main part of a valve diagnosis system (offline diagnosis system) using an embodiment of a valve diagnosis apparatus according to the present invention.
図1において、1はポジショナ、2はバルブ(調節弁)、3は機器管理システム、4はコントローラであり、機器管理システム3とコントローラ4とは双方向の通信ライン5を介して接続され、コントローラ4とポジショナ1とは4〜20mAの2線の伝送路6を介して接続されている。
In FIG. 1, 1 is a positioner, 2 is a valve (control valve), 3 is a device management system, 4 is a controller, and the
このバルブ診断システムにおいて、機器管理システム3は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能としてバルブ診断機能を有している。この機器管理システム3が本発明でいうバルブ診断装置に相当する。
In this valve diagnosis system, the
〔バルブ稼働当初〕
図2は機器管理システム3で行われるバルブ2の稼働当初の動作を示すフローチャートである。機器管理システム3は、バルブ2の稼働当初、すなわちバルブ2が設置されたプラントの稼働当初、オペレータからの指示にしたがって、ステップ応答検査の実施命令をコントローラ4へ送る(ステップS101)。この例では、最も単純な例として、バルブ2に対する0%から75%への開度設定信号(1ステップのステップ入力)をステップ応答検査の実施命令(SP)としてコントローラ4へ送るものとする。
[Initial operation of valve]
FIG. 2 is a flowchart showing the initial operation of the
コントローラ4は、機器管理システム3からのステップ入力を受信し、その受信したステップ入力を4〜20mAの電流信号に変換してポジショナ1へ送る。ポジショナ1は、この4〜20mAの電流信号として送られてくるステップ入力を空気圧信号に変換し、この変換した空気圧信号をバルブ2の操作器2−1へ与えて、バルブ2の弁開度を制御する。この弁開度の制御中、バルブ2の弁開度(実開度)は、ポジショナ1にフィードバックされる。これにより、ポジショナ1において、ステップ入力に応答して変化するバルブ2の弁開度を示すデータがステップ応答として得られる。
The
図3に、ポジショナ1へのステップ入力と、バルブ2から得られるステップ応答を示す。図3に示すステップ状の波形I(記録時間(横軸)−入力信号(SP値〔%〕)(縦軸))がステップ入力であり、この波形Iに対して遅れて変化している波形II(記録時間(横軸)−弁開度(PV値〔%〕)(縦軸))がステップ応答である。
FIG. 3 shows the step input to the
ポジショナ1は、バルブ2から得られたステップ応答から無駄時間Td(ステップ入力後、ステップ幅の10%に達するまでの時間)と、遅れ時間T86(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の86.5%に達するまでの時間)と、整定時間Tss(ステップ入力後、ステップ応答がステップ幅の±1%以内になるまでの時間)とを動特性指標値として取得し、この取得した動特性指標値(Td、T86、Tss)とステップ入力およびステップ応答のデータを検査結果データとしてコントローラ4へ送る。このコントローラ4への検査結果データの送信はHART(Highway Addressable Remote Transducer)通信によって行われる。コントローラ4は、ポジショナ1から送られてきた検査結果データを機器管理システム3へ送る。
The
機器管理システム3は、コントローラ4から送られてきた検査結果データを取り込み(ステップS102)、この検査結果データから無駄時間Tdを初期の無駄時間Td0として取得し(ステップS103)、遅れ時間T86を初期の遅れ時間T860として取得し(ステップS104)、この取得した初期の無駄時間Td0と遅れ時間T860との比をα0=Td0/T860として求め(ステップS105)、この求めた比α0を基準代表指標値としてメモリM1に記憶する(ステップS106)。
すなわち、機器管理システム3は、バルブ2の稼働当初の無駄時間Td0と遅れ時間T860との比Td0/T860として求められる比率型指標値α0をバルブ2の正常動作状態で求められた代表指標値とし、この正常動作状態で求められた代表指標値を基準代表指標値としてメモリM1に記憶する。なお、機器管理システム3は、コントローラ4から送られてきた検査結果データを検査結果履歴としてCSVファイル形式で保存する。
That is, the
〔バルブのオフライン診断〕
図4は機器管理システム3で行われるバルブ2のオフライン診断時の動作を示すフローチャートである。機器管理システム3は、バルブ2のオフライン診断時、オペレータからの指示にしたがって、ステップ応答検査の実施命令をコントローラ4へ送る(ステップS201)。この例においても、最も単純な例として、バルブ2に対する0%から75%への開度設定信号(1ステップのステップ入力)をステップ応答検査の実施命令(SP)としてコントローラ4へ送るものとする。
[Valve offline diagnosis]
FIG. 4 is a flowchart showing an operation at the time of offline diagnosis of the
コントローラ4は、機器管理システム3からのステップ入力を受信し、その受信したステップ入力を4〜20mAの電流信号に変換してポジショナ1へ送る。ポジショナ1は、この4〜20mAの電流信号として送られてくるステップ入力を空気圧信号に変換し、この変換した空気圧信号をバルブ2の操作器2−1へ与えて、バルブ2の弁開度を制御する。この弁開度の制御中、バルブ2の弁開度(実開度)は、ポジショナ1にフィードバックされる。これにより、ポジショナ1において、ステップ入力に応答して変化するバルブ2の弁開度を示すデータがステップ応答として得られる。
The
ポジショナ1は、バルブ2から得られたステップ応答から無駄時間Tdと遅れ時間T86と整定時間Tssを動特性指標値として求め、この求めた動特性指標値(Td、T86、Tss)とステップ入力およびステップ応答のデータを検査結果データとしてコントローラ4へ送る。コントローラ4は、ポジショナ1から送られてきた検査結果データを機器管理システム3へ送る。
The
機器管理システム3は、コントローラ4から送られてきた検査結果データを取り込み(ステップS202)、この検査結果データから無駄時間Tdを今回診断時の無駄時間TdNとして取得し(ステップS203)、遅れ時間T86を今回診断時の遅れ時間T86Nとして取得し(ステップS204)、この取得した今回診断時の無駄時間TdNと遅れ時間T86Nとの比をαN=TdN/T86Nとして求める(ステップS205)。すなわち、バルブ2の今回診断時の無駄時間TdNと遅れ時間T86Nとの比TdN/T86Nとして求められる比率型指標値αNをバルブ2の今回の診断動作状態で求められた代表指標値とし、この診断動作状態で求められた代表指標値を診断対象指標値とする。
The
そして、機器管理システム3は、メモリM1に格納されている基準代表指標値(正常動作状態で求められた代表指標値)α0を読み出し(ステップS206)、ステップS205で求めた診断対象指標値(今回の診断動作状態で求められた代表指標値)αNの基準代表指標値α0に対する相対誤差εRNを算出する(ステップS207)。この例では、相対誤差εRNをεRN=|(αN×100/α0)−100|として算出するが、εRN=|αN−α0|/α0)として算出するようにしてもよい。
The
そして、機器管理システム3は、ステップS207で算出した相対誤差εRNと予め定められている閾値εRthとを比較し、相対誤差εRNが閾値εRthを超えていれば(ステップS208のYES)、バルブ2は異常であると判断し(ステップS209)、相対誤差εRNが閾値εRthを超えていなければ(ステップS208のNO)、バルブ2は正常であると判断する(ステップS210)。
The
この実施の形態では、相対誤差εRNに対する閾値εRthを20%としている。したがって、この実施の形態では、図5に示すように、基準代表指標値α0に対する診断対象指標値αNの正負方向への相対誤差が±20%の範囲(許容範囲)に入っていれば、バルブ2は正常と判断され、±20%の範囲(許容範囲)から外れていれば、バルブ2は異常と判断される。なお、この相対誤差の許容範囲は±20%に限られるものではなく、+20%のみ、−20%のみなどとするようにしてもよい。
In this embodiment, there is a threshold εRth to 20% of relative error .epsilon.R N. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, if the relative error in the positive / negative direction of the diagnosis target index value α N with respect to the reference representative index value α 0 is within ± 20% (allowable range). The
以上説明したように、本実施の形態では、バルブ2の稼働当初のステップ応答から無駄時間Td0と遅れ時間T860とを求め、この無駄時間Td0と遅れ時間T860との比α0を基準代表指標値として記憶させておき、バルブ2の診断動作状態で求められた無駄時間TdNと遅れ時間T86Nとの比αNを診断対象指標値とし、この診断対象指標値αNと基準代表指標値α0との比較結果に基づいてバルブ2の正常異常を判断する。
As described above, in this embodiment, the dead time Td 0 and the delay time T86 0 are obtained from the step response at the beginning of the operation of the
このバルブ2の正常異常の判断動作において、α=Td/T86として求められる比率型指標値は、ステップ応答より得られる複数の動特性指標値を集約した指標値であり、ステップ応答の波形全体の動きを表現するものである。本実施の形態では、このステップ応答の波形全体の動きを表現する比率型指標値αを代表指標値として用いることにより、また、バルブ2の稼働当初のステップ応答から求められた代表指標値α0(バルブ2の正常状態で求められた代表指標値α0)を基準代表指標値とし、この基準代表指標値α0とバルブの診断動作状態で求められた代表指標値(診断対象指標値)αNとを比較することにより、ステップ応答の波形の変化を確実に捉えて、簡単かつ正確に、バルブ2の正常異常の判断が行われるものとなる。
In this normal / abnormal judgment operation of the
図6に機器管理システム3の要部の機能ブロック図を示す。機器管理システム3は、ポジショナ1へコントローラ4を介してステップ入力を与え、このステップ入力に応答して変化するバルブ2の弁開度を示すデータをステップ応答として取得させるステップ応答取得部3−1と、取得されたステップ応答より得られる複数の動特性指標値を代表する代表指標値として比率型指標値α=Td/T86を求める代表指標値算出部3−2と、バルブ2の稼働当初の代表指標値(正常動作状態で求められた代表指標値)α0を基準代表指標値として記憶する基準代表指標値記憶部3−3と、バルブ2の診断動作状態で求められた代表指標値αNを診断対象指標値とし、この診断対象指標値αNと基準代表指標値記憶部3−3に記憶されている基準代表指標値α0とを比較し、その比較結果に基づいてバルブ2の正常異常を判断する正常異常判断部3−4とを備えている。
FIG. 6 shows a functional block diagram of the main part of the
なお、上述した実施の形態では、無駄時間Tdと遅れ時間T86との比α(α=Td/T86)を代表指標値として用いるようにしたが、無駄時間Tdと整定時間Tssとの比β(β=Td/Tss)を代表指標値として用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the ratio α (α = Td / T86) between the dead time Td and the delay time T86 is used as the representative index value. However, the ratio β of the dead time Td and the settling time Tss ( β = Td / Tss) may be used as the representative index value.
また、上述した実施の形態では、バルブ2から得られたステップ応答から無駄時間Tdと遅れ時間T86と整定時間Tssを動特性指標値として取得するようにしたが、遅れ時間T63(時定数Tc)、遅れ時間T98、オーバシュート(%FS)、アンダーシュート(%FS)なども動特性指標値として取得するようにしてもよい。図7にステップ応答における無駄時間Td、遅れ時間T63、T86、T98、整定時間Tss、オーバシュート、アンダーシュートを示し、図8に無駄時間Td、遅れ時間T63、T86、T98、整定時間Tss、オーバシュート、アンダーシュートの内容を示す。
In the above-described embodiment, the dead time Td, the delay time T86, and the settling time Tss are acquired as the dynamic characteristic index values from the step response obtained from the
無駄時間Td、遅れ時間T63、T86、T98、整定時間Tss、オーバシュート、アンダーシュートなどを動特性指標値として取得するようにした場合、無駄時間Tdと遅れ時間T98との比γ(γ=Td/T98)を代表指標値として用いるようにしたり、整定時間Tssと遅れ時間T86との比σ(σ=Tss/T86)を代表指標値として用いるようにしたりするなど、動特性指標値の組み合わせは種々考えられる。また、取得した複数の動特性指標値をベクトル化し、このベクトル化した動特性指標値の和(ベクトル和)を代表指標値として用いるなどしてもよい。 When the dead time Td, delay times T63, T86, T98, settling time Tss, overshoot, undershoot, etc. are acquired as dynamic characteristic index values, the ratio γ (γ = Td) between the dead time Td and the delay time T98. / T98) is used as the representative index value, or the ratio σ (σ = Tss / T86) of the settling time Tss and the delay time T86 is used as the representative index value. There are various possibilities. Also, a plurality of obtained dynamic characteristic index values may be vectorized, and the sum (vector sum) of the vectorized dynamic characteristic index values may be used as the representative index value.
また、上述した実施の形態では、ステップ応答から得た動特性指標値(Td、T86、Tss)とステップ入力およびステップ応答のデータを検査結果データとしてポジショナ1からコントローラ4を介して機器管理システム3に送るようにしているが、ステップ応答から得た動特性指標値(Td、T86、Tss)のみを機器管理システム3へ送るようにしてもよい。また、ポジショナ1において動特性指標値(Td、T86、Tss)を得るのではなく、機器管理システム3において送られてきたステップ応答のデータから動特性指標値(Td、T86、Tss)を得るようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the dynamic characteristic index values (Td, T86, Tss) obtained from the step response and the step input and step response data are used as inspection result data from the
また、上述した実施の形態では、機器管理システム3にバルブ診断機能を持たせるようにしたが、コントローラ4にバルブ診断機能を持たせるようにしてもよく、ポジショナ1にバルブ診断機能を持たせるようにしてもよい。コントローラ4にバルブ診断機能を持たせた場合、コントローラ4に本発明でいうバルブ診断装置が搭載されていることになる。ポジショナ1にバルブ診断機能を持たせた場合、ポジショナ1に本発明でいうバルブ診断装置が搭載されていることになる。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、最も単純な例として、0%から75%への開度設定信号(1ステップのステップ入力)をステップ応答検査の実施命令としたが、図9に示すように、階段状に変化する開度設定信号(複数ステップのステップ入力)をステップ応答検査の実施命令とするようにしてもよい。この場合、例えば、バルブ2の診断動作(ステップ応答検査)を行う毎に、各ステップの診断対象指標値αN=TdN/T86Nを求め、各ステップの基準代表指標値α0=Td0/T860に対する相対誤差εRNを求め、全てのステップにおいて相対誤差εRNがεRthを超えていない場合に、バルブ2を正常であると判断するようにする。
In the embodiment described above, as the simplest example, the opening setting signal from 0% to 75% (step input of one step) is used as the execution instruction of the step response inspection, but as shown in FIG. An opening setting signal (step input of a plurality of steps) that changes stepwise may be used as an execution command for the step response inspection. In this case, for example, each time the diagnostic operation (step response inspection) of the
また、上述した実施の形態では、バルブ2の稼働当初の無駄時間Td0と遅れ時間T860との比α0を基準代表指標値として記憶させるようにしたが、代表指標値算出部3−2によって求められた代表指標値αNの中から、バルブ2の正常動作状態で求められた代表指標値を選択するようにし、この選択された複数の代表指標値αNの平均値を基準代表指標値α0として記憶させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the ratio α 0 between the dead time Td 0 at the beginning of the operation of the
また、上述した実施の形態では、ポジショナ1をバルブ2との一体型としているが、分離型のポジショナであってもよい。また、ポジショナ1とコントローラ4との間の通信は、HART通信に限られるものではなく、フィールドバス通信等であってもよい。
In the above-described embodiment, the
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.
1…ポジショナ、2…バルブ(調節弁)、2−1…操作器、3…機器管理システム、3−1…ステップ応答取得部、3−2…代表指標値算出部、3−3…基準代表指標値記憶部、3−4…正常異常判断部、4…コントローラ、5…通信ライン、6…伝送路。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ポジショナへステップ入力を与え、このステップ入力に応答して変化する前記バルブの弁開度を示すデータをステップ応答として取得させるステップ応答取得手段と、
前記取得されたステップ応答より得られる複数の動特性指標値を代表する代表指標値を求める代表指標値算出手段と、
前記バルブの正常動作状態で求められた前記代表指標値を基準代表指標値として記憶する基準代表指標値記憶手段と、
前記バルブの診断動作状態で求められた前記代表指標値を診断対象指標値とし、この診断対象指標値と前記基準代表指標値とを比較し、その比較結果に基づいて前記バルブの正常異常を判断する正常異常判断手段と
を備えることを特徴とするバルブ診断装置。 In a valve diagnostic device for diagnosing normality of a valve whose valve opening degree is controlled via a positioner,
Step response acquisition means for giving a step input to the positioner and acquiring data indicating the valve opening of the valve that changes in response to the step input as a step response;
Representative index value calculating means for obtaining a representative index value representing a plurality of dynamic characteristic index values obtained from the acquired step response;
Reference representative index value storage means for storing the representative index value obtained in a normal operation state of the valve as a reference representative index value;
The representative index value obtained in the diagnostic operation state of the valve is used as a diagnostic target index value, the diagnostic target index value is compared with the reference representative index value, and normality / abnormality of the valve is determined based on the comparison result. And a normal / abnormal judgment means.
前記代表指標値算出手段は、
前記ステップ応答より得られる複数の動特性指標値のうち所定の動作特性指標値を組み合わせてその比率を求めた比率型指標値を前記代表指標値として求める
ことを特徴とするバルブ診断装置。 The valve diagnostic device according to claim 1,
The representative index value calculation means includes:
A valve-type diagnostic apparatus characterized in that a ratio-type index value obtained by combining predetermined operating characteristic index values among a plurality of dynamic characteristic index values obtained from the step response and determining a ratio thereof is determined as the representative index value.
前記基準代表指標値記憶手段は、
前記バルブの稼働当初の前記代表指標値を基準代表指標値として記憶する
ことを特徴とするバルブ診断装置。 In the valve diagnostic device according to claim 1 or 2,
The reference representative index value storage means includes
The valve diagnostic apparatus characterized in that the representative index value at the time of operation of the valve is stored as a reference representative index value.
前記基準代表指標値記憶手段は、
前記代表指標値算出手段によって求められた代表指標値のうち前記バルブの正常動作状態で求められた代表指標値として選択された複数の代表指標値の平均値を基準代表指標値として記憶する
ことを特徴とするバルブ診断装置。 In the valve diagnostic device according to claim 1 or 2,
The reference representative index value storage means includes
Storing, as a reference representative index value, an average value of a plurality of representative index values selected as a representative index value obtained in a normal operation state of the valve among the representative index values obtained by the representative index value calculating means. A characteristic valve diagnostic device.
前記正常異常判断手段は、
前記診断対象指標値の前記基準代表指標値に対する相対誤差を求め、この相対誤差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記バルブを異常と判断する
ことを特徴とするバルブ診断装置。 In the valve diagnostic device according to any one of claims 1 to 4,
The normal / abnormal judgment means comprises:
A valve diagnosis device characterized by obtaining a relative error of the diagnosis target index value with respect to the reference representative index value, and determining that the valve is abnormal when the relative error exceeds a predetermined threshold value.
前記代表指標値算出手段は、
前記ステップ応答より得られる無駄時間Tdと、前記ステップ入力を与えた後、前記ステップ応答がステップ幅の86.5%に達するまでの時間T86との比であるTd/T86を前記代表指標値として求める
ことを特徴とするバルブ診断装置。 In the valve diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The representative index value calculation means includes:
Td / T86, which is the ratio between the dead time Td obtained from the step response and the time T86 until the step response reaches 86.5% of the step width after giving the step input, is used as the representative index value. What is required is a valve diagnostic device.
前記代表指標値算出手段は、
前記ステップ応答より得られる無駄時間Tdと、前記ステップ入力を与えた後、前記ステップ応答がステップ幅の±1%以内になるまでの整定時間Tssとの比であるTd/Tssを前記代表指標値として求める
ことを特徴とするバルブ診断装置。 In the valve diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The representative index value calculation means includes:
Td / Tss, which is a ratio between the dead time Td obtained from the step response and the settling time Tss until the step response is within ± 1% of the step width after giving the step input, is the representative index value. A valve diagnostic device characterized by obtaining as follows.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013003281A JP2014134999A (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Valve diagnosis apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016162024A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | アズビル株式会社 | Flow rate control system |
JP2017173879A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 横河電機株式会社 | Instrument diagnosis device, instrument diagnosis method, and instrument diagnosis program |
KR101920922B1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-11-26 | 한국남부발전 주식회사 | Apparatus for diagnosing pneumatic control valve and method thereof |
-
2013
- 2013-01-11 JP JP2013003281A patent/JP2014134999A/en active Pending
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JP2017173879A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 横河電機株式会社 | Instrument diagnosis device, instrument diagnosis method, and instrument diagnosis program |
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