JP2019087003A - Valve maintenance support device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁体に結合された弁軸の外周を取り囲むように設けられた蛇腹状のベローズ（ベローズシール）を備えたベローズ弁のメンテナンス作業を支援するバルブメンテナンス支援装置および方法に関する。 The present invention relates to a valve maintenance support device and method for assisting maintenance work of a bellows valve provided with a bellows-like bellows (bellows seal) provided so as to surround the outer periphery of a valve stem coupled to a valve body.
従来より、石油、化学系のプラントなどで使用されるバルブは、特に安全性に留意する必要があり、このため定期的なメンテナンスが行われる。図１２に、石油、化学系のプラントなどで使用されるバルブ（コントロールバルブ）の一例を示す。 Heretofore, valves used in petroleum, chemical plants, etc. have to be particularly careful about safety, and therefore, regular maintenance is performed. FIG. 12 shows an example of a valve (control valve) used in an oil, chemical plant or the like.
このバルブ１００は、バルブ本体１０１と、ポジショナ１０２と、操作器１０３とを備えている。操作器１０３は、スプリング形ダイヤフラム構造とされており、ポジショナ１０２から供給される空気圧Ｐｏに応じてダイヤフラム（操作器のダイヤフラム）１０３ａをスプリング１０３ｂの力に抗して変位させることにより、弁軸（ステム）１０４を上下動させて、バルブの開度（弁体１０５とシートリング１０６との間の隙間）を調節する。すなわち、流体の流れを調節する。 The valve 100 includes a valve body 101, a positioner 102, and an operating device 103. The actuator 103 has a spring-type diaphragm structure, and the valve shaft (displacement of the diaphragm (the diaphragm of the operator) 103a against the force of the spring 103b according to the air pressure Po supplied from the positioner 102. The stem 104 is moved up and down to adjust the opening of the valve (the gap between the valve body 105 and the seat ring 106). That is, it regulates the flow of fluid.
ポジショナ１０２は、弁軸１０４に連結されたフィードバックレバー１０７の回転角度位置から弁軸１０４のリフト位置、すなわちバルブの実開度を検出し、この検出した実開度と設定開度との差に応じた空気圧Ｐｏを操作器１０３へ供給する。 The positioner 102 detects the lift position of the valve shaft 104 from the rotational angle position of the feedback lever 107 connected to the valve shaft 104, that is, the actual opening of the valve, and determines the difference between the detected actual opening and the set opening. The corresponding air pressure Po is supplied to the operating device 103.
このバルブ１００において、弁体１０５に結合された弁軸１０４の外周には、流体の外部漏れを防止するために、蛇腹状のベローズ（ベローズシール）１０８が設けられている。このベローズ１０８は、耐食性を有する金属材料からなり、バルブ本体１０１に連結された下フランジ１０９内に、弁軸１０４の外周を取り囲むように設けられている。 In the valve 100, a bellows-like bellows (bellows seal) 108 is provided on the outer periphery of the valve shaft 104 coupled to the valve body 105 in order to prevent the external leakage of the fluid. The bellows 108 is made of a metal material having corrosion resistance, and is provided in the lower flange 109 connected to the valve body 101 so as to surround the outer periphery of the valve shaft 104.
下フランジ１０９内において、ベローズ１０８は、弁軸１０４に嵌装されたベローズリング１１１と下フランジ１０９と上フランジ１１０との間に挟まれたベローズフランジ１１２との間に支持されている。上フランジ１１０内には、流体の外部漏れをさらに防止するために、弁軸１０４の外周面と上フランジ１１０の内周面との間にグランドパッキン１１３が設けられている。 In the lower flange 109, the bellows 108 is supported between a bellows ring 111 fitted to the valve stem 104 and a bellows flange 112 sandwiched between the lower flange 109 and the upper flange 110. In the upper flange 110, a gland packing 113 is provided between the outer peripheral surface of the valve stem 104 and the inner peripheral surface of the upper flange 110 in order to further prevent the external leakage of fluid.
このような蛇腹状のベローズ１０８を備えたバルブ１００をベローズ弁と呼んでいる（例えば、特許文献１参照）。以下、ベローズ弁を符号ＶＢで示し、他の形式のバルブ１００と区別する。以下の説明において、バルブ１００という場合には、ベローズ弁ＶＢを含むバルブのことを指す。 The valve 100 provided with such a bellows-like bellows 108 is called a bellows valve (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, the bellows valve is indicated by the symbol VB to distinguish it from other types of valves 100. In the following description, the term “valve 100” refers to a valve including the bellows valve VB.
なお、バルブ１００には、逆作動操作器を用いる場合と、正作動操作器を用いる場合とがある。逆作動操作器は、図１２に示したベローズ弁ＶＢのように、スプリングの力でバルブの開度を閉方向に付勢する。正作動操作器は、逆に、スプリングの力でバルブの開度を開方向に付勢する。また、図１２に示したベローズ弁ＶＢでは、空気圧によって操作器１０３を作動させているが、油圧によって操作器１０３を作動させるタイプもある。 The valve 100 may be either a reverse operation actuator or a forward operation actuator. Like the bellows valve VB shown in FIG. 12, the reverse operation actuator biases the opening degree of the valve in the closing direction by the force of the spring. On the contrary, the forward acting actuator biases the opening degree of the valve in the opening direction by the force of the spring. Moreover, in the bellows valve VB shown in FIG. 12, although the operating device 103 is operated by air pressure, there also exists a type which operates the operating device 103 by oil pressure.
このようなバルブが設置されているプラントなどでは、多数のバルブを効率良くメンテナンスする必要があり、そのメンテナンス作業の効率を改善するために、バルブスティックスリップ検出（例えば、特許文献２参照）、バルブハンチング検出（例えば、特許文献３参照）、バルブスケール付着検出（例えば、特許文献４参照）などの手法が提案されている。 In a plant where such valves are installed, it is necessary to efficiently maintain a large number of valves, and in order to improve the efficiency of the maintenance work, valve stick slip detection (see, for example, Patent Document 2), valves Methods such as hunting detection (see, for example, Patent Document 3) and valve scale adhesion detection (see, for example, Patent Document 4) have been proposed.
しかしながら、安全性やメンテナンス作業の効率については、完全とか十分とか言える上限は無い。石油、化学系のプラントなどでは多数のバルブが使用されるので、メンテナンス作業の効率については、さらなる改善が求められている。 However, there is no upper limit for safety or efficiency of maintenance work. Since a large number of valves are used in petroleum and chemical plants, etc., the efficiency of maintenance work needs to be further improved.
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、特に、ベローズ弁を扱う場合について、バルブのメンテナンス作業の効率を改善することができるバルブメンテナンス支援装置および方法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 maintenance support device capable of improving the efficiency of valve maintenance work particularly when handling a bellows valve. And to provide a way.
このような目的を達成するために本発明は、弁体（１０５）に結合された弁軸（１０４）の外周を取り囲むように設けられた蛇腹状のベローズ（１０８）を備えたベローズ弁（ＶＢ）のメンテナンス作業を支援するバルブメンテナンス支援装置（２００）であって、ベローズ弁の開度を計測する開度計測部（２１）から送信されてくる開度計測値データ（Ｄ１）およびベローズ弁を駆動する操作器（１０３）に供給される流体圧力（Ｐｏ）を計測する圧力計測部（２２）から送信されてくる圧力計測値データ（Ｄ２）を記憶する計測値データ記憶部（１）と、計測値データ記憶部に記憶されている開度計測値データおよび圧力計測値データに基づいてベローズ弁の最大摩擦力に関する情報をベローズ弁の診断指標（Ｆ）として算出する診断指標算出部（３）と、診断指標算出部によって算出されたベローズ弁の診断指標を提示する診断指標提示部（４）とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is directed to a bellows valve (VB) provided with a bellows-like bellows (108) provided so as to surround the outer periphery of a valve stem (104) coupled to the valve body (105). The valve maintenance support device (200) for supporting the maintenance work of step b), the opening measurement value data (D1) and the bellows valve transmitted from the opening measurement unit (21) for measuring the opening of the bellows valve; A measurement value data storage unit (1) for storing pressure measurement value data (D2) transmitted from a pressure measurement unit (22) for measuring a fluid pressure (Po) supplied to the operating device (103) to be driven; A diagnostic finger that calculates information on the maximum frictional force of the bellows valve as a diagnostic index (F) of the bellows valve based on the opening degree measurement value data and the pressure measurement value data stored in the measurement value data storage unit Calculating section (3), characterized in that it comprises a diagnostic index presenting unit for presenting a diagnostic indicator of bellows valve calculated by the diagnostic index calculation unit (4).
この発明において、計測値データ記憶部には、開度計測部からの開度計測値データおよび圧力計測部からの圧力計測値データが記憶される。診断指標算出部は、計測値データ記憶部に記憶されている開度計測値データおよび圧力計測値データに基づいて、ベローズ弁の最大摩擦力に関する情報をベローズ弁の診断指標として算出する。 In the present invention, the measurement value data storage unit stores the opening measurement value data from the opening measurement unit and the pressure measurement value data from the pressure measurement unit. The diagnostic index calculation unit calculates information on the maximum frictional force of the bellows valve as a diagnostic index of the bellows valve based on the opening degree measurement value data and the pressure measurement value data stored in the measurement value data storage unit.
ベローズ弁において、一部が裂けるなどの破断がベローズに生じると（ベローズに孔が開くと）、ベローズを歪ませる力が減少する。このベローズを歪ませる力の減少は、ベローズ弁の最大摩擦力（弁軸との間に生じる最大摩擦力）の減少として現れ、算出されるベローズ弁の診断指標が小さくなる。この算出されたベローズ弁の診断指標は、ベローズの破断の疑いの有無を知らせる指標として、オペレータに提示される。 In the bellows valve, when a break such as a partial tear occurs in the bellows (if the hole is opened in the bellows), the force that distorts the bellows is reduced. The reduction in the force that distorts the bellows appears as a reduction in the maximum friction force of the bellows valve (the maximum friction force generated with the valve stem), which reduces the calculated diagnostic index of the bellows valve. The calculated diagnostic index of the bellows valve is presented to the operator as an index indicating whether or not the bellows is suspected to be broken.
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, constituent elements on the drawing corresponding to constituent elements of the invention are indicated by reference numerals in parentheses.
以上説明したように、本発明によれば、開度計測値データおよび圧力計測値データに基づいて、ベローズ弁の最大摩擦力に関する情報がベローズ弁の診断指標として算出され、この算出されたベローズ弁の診断指標がベローズの破断の疑いの有無を知らせる指標としてオペレータに提示されるものとなり、特に、ベローズ弁を扱う場合について、バルブのメンテナンス作業の効率を改善することができるようになる。 As described above, according to the present invention, the information on the maximum frictional force of the bellows valve is calculated as a diagnostic index of the bellows valve based on the opening degree measurement value data and the pressure measurement value data, and the calculated bellows valve The diagnostic index of the present invention is presented to the operator as an index indicating the presence or absence of suspicion of the rupture of the bellows, and it is possible to improve the efficiency of the maintenance work of the valve especially when dealing with the bellows valve.
〔発明の原理〕
発明者は、ベローズ（ベローズシール）を利用するベローズ弁の場合、一部が裂けるなどの破断がベローズに生じると（ベローズに孔が開くと）、ベローズを歪ませる力が減少することに着眼した。
[Principle of the invention]
The inventor noted that in the case of a bellows valve using a bellows (bellows seal), if a fracture such as a partial tear occurs in the bellows (if the hole is opened in the bellows), the force for distorting the bellows decreases. .
すなわち、正常なベローズにおけるベローズ全体を歪ませるために必要な力に対し、破断が生じている場合、破断箇所については適正な弾性変形をさせるための力が不要になるので、ベローズを歪ませるために必要なトータルの力が減少する。例えば、ベローズが圧縮バネのように歪む場合、破断により生じた開口部分で弾性変形をさせるための力が不要となる。 That is, when a break occurs with respect to the force required to distort the entire bellows in a normal bellows, the force for causing an appropriate elastic deformation at the broken portion is not necessary, and the bellows is distorted. The total power needed for the For example, when the bellows is distorted like a compression spring, the force for causing elastic deformation at the opening resulting from breakage is unnecessary.
図１に破断が生じていない場合のベローズの圧縮前と圧縮後の状態を模式化して示す。図１（ａ）は圧縮前、図１（ｂ）は圧縮後のベローズの状態を示す。ベローズに破断が生じていない場合、全ての折り曲げ箇所に断線変形の力が必要である。 FIG. 1 schematically shows the bellows before and after compression when no breakage occurs. 1 (a) shows the state of the bellows before compression, and FIG. 1 (b) shows the state of the bellows after compression. If no breakage occurs in the bellows, a force of breaking deformation is required at all the bending points.
図２に破断が生じている場合のベローズの圧縮前と圧縮後の状態を模式化して示す。ベローズに破断が生じると、破断（分離）した箇所（開口部分）では弾性変形をさせるための力が不要となり、ベローズを歪ませる力が減少する。 FIG. 2 schematically shows the bellows before and after compression in the case where breakage has occurred. If a break occurs in the bellows, a force for causing elastic deformation is not necessary at the broken part (opening part), and the force for distorting the bellows is reduced.
このベローズを歪ませる力の減少は、ベローズの取付状態を考慮すれば、ベローズ弁の最大摩擦力（弁軸との間に生じる最大摩擦力）の減少として現れる。発明者は、このベローズ弁の最大摩擦力に関する情報をベローズ弁の診断指標としてオペレータに提示することで、ベローズに破断の疑いがあるか否かを推定できるようになることに想到した。これにより、特に、ベローズ弁を扱う場合について、バルブのメンテナンス作業の効率を改善することができるようになる。 The reduction of the force that distorts the bellows appears as a reduction of the maximum friction force of the bellows valve (the maximum friction force generated between it and the valve stem), considering the mounting state of the bellows. The inventor has conceived that it is possible to estimate whether or not the bellows is suspected of breakage by presenting the information on the maximum frictional force of the bellows valve to the operator as a diagnostic index of the bellows valve. This makes it possible to improve the efficiency of the maintenance operation of the valve, especially when dealing with the bellows valve.
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図３は本発明の実施の形態１に係るバルブメンテナンス支援装置の要部の構成を示すブロック図である。ここでは、説明を簡潔にするため、バルブのＩＤ（識別情報）の事例などは、実際のプラントで利用されるものよりもシンプルなものにする。
First Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the main part of the valve maintenance support device according to the first embodiment of the present invention. Here, in order to simplify the description, cases of valve ID (identification information) etc. are made simpler than those used in a real plant.
本実施の形態のバルブメンテナンス支援装置２００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、計測値データ記憶部１と、バルブＩＤ記憶部２と、診断指標算出部３と、診断指標提示部４と、判定部５と、閾値記憶部６と、判定結果提示部７とを備えている。 The valve maintenance support device 200 of the present embodiment is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program for realizing various functions in cooperation with the hardware, and a measurement value data storage unit 1; A valve ID storage unit 2, a diagnosis index calculation unit 3, a diagnosis index presentation unit 4, a determination unit 5, a threshold storage unit 6, and a determination result presentation unit 7 are provided.
このバルブメンテナンス支援装置２００において、計測値データ記憶部１には、プラントで使用されているバルブ１００の開度計測部２１から送信されてくる開度計測値データＤ１および圧力計測部２２から送信されてくる圧力計測値データＤ２が記憶される。 In the valve maintenance support device 200, the measured value data storage unit 1 is transmitted from the opening measurement value data D1 transmitted from the opening measurement unit 21 of the valve 100 used in the plant and the pressure measurement unit 22. The coming pressure measurement value data D2 is stored.
すなわち、プラントで使用されているバルブ１００は、そのバルブの開度θを計測する開度計測部２１と、そのバルブの操作器に供給される空気圧Ｐｏを計測する圧力計測部２２とを備えている。開度計測部２１は、計測したバルブの開度θを開度計測値データＤ１としてバルブメンテナンス支援装置２００へ送信し、圧力計測部２２は計測した空気圧Ｐｏを圧力計測値データＤ２としてバルブメンテナンス支援装置２００へ送信する。 That is, the valve 100 used in the plant includes an opening degree measuring unit 21 that measures the opening degree θ of the valve, and a pressure measuring unit 22 that measures the air pressure Po supplied to the operating device of the valve. There is. The opening degree measurement unit 21 transmits the measured opening degree θ of the valve as the opening degree measurement value data D1 to the valve maintenance support device 200, and the pressure measurement unit 22 supports the valve maintenance as the measured air pressure Po as pressure measurement value data D2. Send to device 200.
バルブメンテナンス支援装置２００は、図４にそのフローチャートを示すように、開度計測部２１からの開度計測値データＤ１を受信すると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、その受信した開度計測値データＤ１を計測値データ記憶部１に記憶させ（ステップＳ１０２）、圧力計測部２２からの圧力計測値データＤ２を受信すると（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、その受信した圧力計測値データＤ２を計測値データ記憶部１に記憶させる（ステップＳ１０４）。 When the valve maintenance support device 200 receives the opening measurement value data D1 from the opening measurement unit 21 (YES in step S101), the valve maintenance support device 200 receives the opening measurement value data D1. When the pressure measurement value data D2 from the pressure measurement unit 22 is received (YES in step S103), the received pressure measurement value data D2 is stored in the measurement value data storage unit 1 (step S102). (Step S104).
図５にバルブ１００の操作器を逆作動操作器とした場合の１回の上下動におけるバルブの開度θ（開度計測値データＤ１）および空気圧Ｐｏ（圧力計測値データＤ２）の変化を例示し、図６にバルブ１００の操作器を正作動操作器とした場合の１回の上下動におけるバルブの開度θ（開度計測値データＤ１）および空気圧Ｐｏ（圧力計測値データＤ２）の変化を例示する。 FIG. 5 exemplifies changes in the valve opening degree θ (opening measurement value data D1) and air pressure Po (pressure measurement value data D2) in one vertical movement when the operating device of the valve 100 is a reverse operation operating device. 6, changes in the valve opening degree θ (opening degree measurement value data D1) and air pressure Po (pressure measurement value data D2) in one vertical movement when the operation unit of the valve 100 is a positive operation operator. To illustrate.
なお、本実施の形態において、計測値データ記憶部１には、バルブ１００の開度計測部２１および圧力計測部２２から開度計測値データＤ１および圧力計測値データＤ２が周期的に送信され、時系列データとして蓄積されて行くものとする。 In the present embodiment, the measured value data storage unit 1 periodically transmits the measured opening degree data D1 and the measured pressure data D2 from the opening degree measurement unit 21 and the pressure measurement unit 22 of the valve 100, respectively. It shall be accumulated as time series data.
また、本実施の形態において、プラントにはベローズ弁ＶＢ（図１２）を含むバルブ１００が多数設置されており、これらのバルブ１００（１００−１〜１００−Ｎ）からの開度計測値データＤ１（Ｄ１1〜Ｄ１N）および圧力計測値データＤ２（Ｄ２1〜Ｄ２N）が、そのバルブのＩＤと対応づけて計測値データ記憶部１に蓄積されて行くものとする。 Further, in the present embodiment, a large number of valves 100 including a bellows valve VB (FIG. 12) are installed in the plant, and opening degree measurement value data D1 from these valves 100 (100-1 to 100-N) are provided. It is assumed that (D1 1 to D1 N ) and pressure measurement value data D2 (D2 1 to D2 N ) are stored in the measurement value data storage unit 1 in association with the ID of the valve.
以下、図７に示すフローチャートを参照しながら、このバルブメンテナンス支援装置２００の動作について各部の機能を交えながら具体的に説明する。 Hereinafter, the operation of the valve maintenance support device 200 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG.
オペレータは、プラントに設置されているバルブ１００−１〜１００−Ｎを計測対象とし、この計測対象のバルブ１００−１〜１００−Ｎの中からメンテナンスの候補のバルブを定め、このメンテナンスの候補のバルブを登録する（ステップＳ２０１）。 The operator measures the valves 100-1 to 100-N installed in the plant, determines the maintenance candidate valve from the valves 100-1 to 100-N to be measured, and selects the maintenance candidate. The valve is registered (step S201).
この場合、メンテナンスの候補のバルブとして登録されたバルブのＩＤ（以下、バルブＩＤとも呼ぶ。）が、バルブメンテナンス支援装置２００のバルブＩＤ記憶部２に記憶される。 In this case, the ID of the valve registered as a candidate for maintenance (hereinafter also referred to as a valve ID) is stored in the valve ID storage unit 2 of the valve maintenance support device 200.
例えば、プラント内にバルブ１００が２６個あるとして、これら２６個のバルブ１００にそれぞれ“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”，・・・，“Ｍ”，・・・，“Ｘ”，“Ｙ”，“Ｚ”という固有のＩＤが予め割り当てられているものとする。バルブＡ，Ｍ，Ｃをメンテナンスの候補のバルブと定めた場合、オペレータはバルブＩＤとして“Ａ”，“Ｍ”，“Ｃ”を入力する。 For example, assuming that there are 26 valves 100 in the plant, these 26 valves 100 respectively have "A", "B", "C", ..., "M", ..., "X", " It is assumed that unique IDs "Y" and "Z" are assigned in advance. When the valves A, M and C are determined as maintenance candidate valves, the operator inputs "A", "M" and "C" as the valve ID.
本実施の形態では、バルブＡ，Ｍ，Ｃが図１２に示されたようなベローズ弁ＶＢであるものとし、特定の定期プラントメンテナンスにおいて最優先のメンテナンス対象として選定されるものと仮定する。以下、バルブＡ，Ｍ，Ｃをベローズ弁Ａ，Ｍ，Ｃとも呼ぶ。 In the present embodiment, it is assumed that the valves A, M and C are the bellows valve VB as shown in FIG. 12 and are selected as the maintenance object of top priority in a specific periodic plant maintenance. Hereinafter, the valves A, M, C are also referred to as bellows valves A, M, C.
図８はメンテナンス対象のプラントのバルブ配置の一例を示すイメージ図である。本実施の形態では、バルブＩＤ“Ａ”，“Ｍ”のバルブ１００−Ａ（ベローズ弁Ａ），１００−Ｍ（ベローズ弁Ｍ）が流路ＩＤ“１”の流路１１−１に配設され、バルブＩＤ“Ｃ”のバルブ１００−Ｃ（ベローズ弁Ｃ）が流路ＩＤ“３”の流路１１−３に配設されているものとする。 FIG. 8 is an image diagram showing an example of the valve arrangement of the plant to be maintained. In the present embodiment, the valves 100-A (bellows valve A) and 100-M (bellows valve M) of the valves ID "A" and "M" are disposed in the flow passage 11-1 of the flow passage ID "1". It is assumed that the valve 100-C (bellows valve C) of the valve ID "C" is disposed in the flow passage 11-3 of the flow passage ID "3".
図８における１２−Ａ，１２−Ｃ，１２−Ｍは流量計測器、１３はタンク、１４は圧力発信器である。なお、図８では、バルブＩＤが“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”以外のバルブについては記載を省略している。 In FIG. 8, 12-A, 12-C, 12-M are flow rate measuring devices, 13 is a tank, 14 is a pressure transmitter. In addition, in FIG. 8, description is abbreviate | omitted about valve | bulb ID other than "A", "C", and "M".
診断指標算出部３は、診断指標の算出指示があると（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、バルブＩＤ記憶部２に記憶されているメンテナンスの候補のバルブのＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”を読み出し（ステップＳ２０３）、この読み出したバルブＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”と対応づけて計測値データ記憶部１に記憶されている開度計測値データＤ１および圧力計測値データＤ２を読み出す（ステップＳ２０４）。 When the diagnostic index calculation unit 3 receives a diagnostic index calculation instruction (YES in step S202), the ID "A", "C", "M" of the maintenance candidate valve stored in the valve ID storage unit 2 Are read out (step S203), and the opening degree measurement value data D1 and the pressure measurement value data D2 stored in the measurement value data storage unit 1 in association with the read valve IDs "A", "C" and "M". Are read out (step S204).
そして、診断指標算出部３は、計測値データ記憶部１から読み出した開度計測値データＤ１および圧力計測値データＤ２に基づいて、ベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍの最大摩擦力（弁軸との間に生じる最大摩擦力）に関する情報をベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍの診断指標Ｆ（ＦA，ＦC，ＦM）として算出する（ステップＳ２０５）。 Then, based on the opening degree measurement value data D1 and the pressure measurement value data D2 read from the measurement value data storage unit 1, the diagnosis index calculation unit 3 calculates the maximum friction force of the bellows valves A, C, M (with the valve shaft Information on the maximum frictional force occurring between the two is calculated as a diagnostic index F (F A , F C , F M ) of the bellows valve A, C, M (step S205).
図９に、時間の経過に伴うベローズ弁の最大摩擦力の変化を示す。診断指標算出部３は、同一の開度における、ベローズ弁の開度を大きくして行く際に必要な操作器に供給される空気圧Ｐｏと、ベローズ弁の開度を小さくして行く際に必要な操作器に供給される空気圧Ｐｏとの圧力差を最大摩擦力に関する情報として求め、この最大摩擦力に関する情報をベローズ弁の診断指標Ｆとする。例えば、直前の２４時間を診断対象期間とし、この診断対象期間内の最大摩擦力に関する情報を現在の最大摩擦力に関する情報として求め、この現在の最大摩擦力に関する情報をベローズ弁の診断指標Ｆとする。 FIG. 9 shows the change in the maximum frictional force of the bellows valve over time. The diagnostic index calculation unit 3 is required to reduce the air pressure Po supplied to the operating device necessary for increasing the opening degree of the bellows valve at the same opening degree and the opening degree of the bellows valve. The pressure difference with the air pressure Po supplied to the controller is obtained as information on the maximum frictional force, and the information on the maximum frictional force is used as the diagnostic index F of the bellows valve. For example, the last 24 hours is a diagnosis target period, information on the maximum friction force in the diagnosis target period is obtained as information on the current maximum friction force, and information on the current maximum friction force is used as the diagnostic index F of the bellows valve Do.
診断指標算出部３で算出された診断指標Ｆ（ＦA，ＦC，ＦM）は診断指標提示部４へ送られる。診断指標提示部４は、診断指標算出部３からの診断指標Ｆをメンテナンス候補のバルブ（ベローズ弁）の診断指標として、すなわちベローズの破断の疑いの有無を知らせる指標として、オペレータに提示する（ステップＳ２０６）。 The diagnostic index F (F A , F C , F M ) calculated by the diagnostic index calculation unit 3 is sent to the diagnostic index presentation unit 4. The diagnostic index presenting unit 4 presents the diagnostic index F from the diagnostic index calculating unit 3 to the operator as a diagnostic index of the valve (bellows valve) of the maintenance candidate, that is, as an index notifying the presence or absence of the rupture of the bellows (step S206).
例えば、図１０に診断指標の提示領域を＃１として示すように、メンテナンスの候補のバルブであるベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍに対応づけて、すなわちメンテナンスの候補のバルブのＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”に対応づけて、診断指標算出部３で算出された診断指標ＦA，ＦC，ＦMの数値をディスプレイに表示する。 For example, as shown in FIG. 10 as the presentation area of the diagnostic index as # 1, it corresponds to the bellows valves A, C, and M which are maintenance candidate valves, that is, ID “A”, “ID” of maintenance candidate valves The numerical values of the diagnostic indices F A , F C and F M calculated by the diagnostic index calculation unit 3 are displayed on the display in association with C ′ ′ and “M”.
この際、図１０に診断対象部分の提示領域を＃２として示すように、診断指標の提示領域＃１に提示（表示）されている診断指標ＦA，ＦC，ＦMがベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍに装着されているベローズの状態を対象としていることを提示（表示）するようにすれば、ベローズのメンテナンスの必要性についての知識が乏しいオペレータに対して、ベローズへの着目の必要性を定量的に示すことになるので、ベローズのチェック漏れが発生する危険性を低減することができる。 Under the present circumstances, as the presentation area of a diagnostic object part is shown as # 2 in FIG. 10, the diagnostic indices F A , F C , F M presented (displayed) in the diagnostic index presentation area # 1 are bellows valve If it is shown (displayed) that the condition of the bellows mounted on C and M is targeted, it is necessary to pay attention to the bellows for the operator who has little knowledge about the necessity of maintenance of the bellows. Therefore, the risk of bellows check leakage can be reduced.
診断指標算出部３で算出された診断指標Ｆ（ＦA，ＦC，ＦM）は判定部５へも送られる。閾値記憶部６には、診断指標Ｆに対する正常範囲の下限値が診断指標閾値Ｆｔｈとして記憶されている。 The diagnostic index F (F A , F C , F M ) calculated by the diagnostic index calculation unit 3 is also sent to the determination unit 5. The threshold storage unit 6 stores the lower limit value of the normal range with respect to the diagnostic index F as a diagnostic index threshold Fth.
判定部５は、診断指標算出部３から診断指標Ｆが送られてくると、閾値記憶部６に記憶されている診断指標閾値Ｆｔｈを読み出し（ステップＳ２０７）、診断指標算出部３からの診断指標Ｆを診断指標閾値Ｆｔｈと比較する（ステップＳ２０８）。この場合、診断指標算出部３からの診断指標ＦA，ＦC，ＦMのそれぞれについて診断指標閾値Ｆｔｈと比較する。 When the diagnostic index F is sent from the diagnostic index calculation unit 3, the determination unit 5 reads the diagnostic index threshold Fth stored in the threshold storage unit 6 (step S207), and the diagnostic index from the diagnostic index calculation unit 3 F is compared with the diagnostic index threshold Fth (step S208). In this case, each of the diagnostic indices F A , F C and F M from the diagnostic index calculation unit 3 is compared with the diagnostic index threshold Fth.
ここで、判定部５は、診断指標算出部３からの診断指標Ｆが診断指標閾値Ｆｔｈ以下であった場合（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、そのバルブ（ベローズ弁）をメンテナンスが必要なバルブであると判定する（ステップＳ２０９）。例えば、診断指標ＦA，ＦC，ＦMの内、診断指標ＦMが診断指標閾値Ｆｔｈ以下であった場合、ベローズ弁Ｍをメンテナンスが必要なバルブであると判定する。判定部５は、この判定結果を判定結果提示部７へ送る。 Here, if the diagnostic index F from the diagnostic index calculation section 3 is equal to or lower than the diagnostic index threshold Fth (YES in step S208), the determination section 5 determines that the valve (bellows valve) needs maintenance. It determines (step S209). For example, when the diagnostic index F M is less than or equal to the diagnostic index threshold Fth among the diagnostic indices F A , F C , and F M , it is determined that the bellows valve M is a valve requiring maintenance. The determination unit 5 sends the determination result to the determination result presentation unit 7.
判定結果提示部７は、判定部５からの判定結果をオペレータに提示する（ステップＳ２１０）。例えば、メンテナンスの候補のバルブであるベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍのうちベローズ弁Ｍがメンテナンスが必要なバルブと判定された場合、図１０に示された診断指標の提示領域＃１において、ベローズに破断が生じている疑いがあるバルブとして、ベローズ弁ＭのバルブＩＤおよび診断指標ＦMを赤色で表示する。この場合、ベローズ弁Ａ，ＣのバルブＩＤおよび診断指標ＦA，ＦCについては、黒色で表示される。この際、診断指標の提示領域＃１に、判定の際に用いた診断指標閾値Ｆｔｈを表示するようにしてもよい。 The determination result presentation unit 7 presents the determination result from the determination unit 5 to the operator (step S210). For example, when it is determined that the bellows valve M is a valve requiring maintenance among the bellows valves A, C, and M which are candidate valves for maintenance, the bellows is displayed in the diagnosis index presentation region # 1 shown in FIG. The valve ID of the bellows valve M and the diagnostic index F M are displayed in red as a valve that is suspected of being broken. In this case, the valve IDs of the bellows valves A and C and the diagnostic indexes F A and F C are displayed in black. At this time, the diagnostic index threshold Fth used in the determination may be displayed in the diagnostic index presentation area # 1.
なお、この実施の形態では、メンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍ）の診断指標やメンテナンスが必要なバルブであるか否かの判定結果をディスプレイに表示するようにしたが、プリンタなどで打ち出してもよく、音声で知らせるようにしたりしてもよい。 In this embodiment, although the diagnostic index of the valve (bellows valve A, C, M) as a candidate for maintenance and the determination result as to whether the valve requires maintenance or not are displayed on the display It may be launched by means of voice, etc.
また、この実施の形態では、診断指標算出部３において、メンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁Ａ，Ｃ，Ｍ）についてのみ診断指標Ｆを算出するようにしたが、計測対象のバルブの全て（バルブＡ〜Ｚ）について診断指標Ｆを算出するようにしてもよい。 Further, in this embodiment, the diagnosis index F is calculated only for the valves (bellows valves A, C, and M) of maintenance candidates in the diagnosis index calculation unit 3, but all the valves to be measured (valves The diagnostic index F may be calculated for A to Z).
この場合、診断指標提示部４において、計測対象の全てのバルブのバルブＩＤと診断指標Ｆとを対応づけて、例えば、メンテナンスの候補のバルブについては青色で、メンテナンスの候補でないバルブについては黒色で、メンテナンスが必要と判定されたバルブについては赤色でというように、それぞれを区別して表示させるようにする。 In this case, in the diagnostic index presenting unit 4, the valve IDs of all the valves to be measured are associated with the diagnostic index F, for example, blue for candidate valves for maintenance and black for valves not for maintenance. The valves determined to be in need of maintenance are displayed in red, such as in red.
また、診断指標閾値Ｆｔｈは、どの程度の破断を問題にするかに依存し、ベローズの破断により生じる危険度とメンテナンスコストとのトレードオフなどに応じて適宜決定すればよい。また、破断が生じていないと想定される摺動距離累積値が小さいとき（初期状態）の摩擦力に基づいて、診断指標閾値Ｆｔｈを決定してもよい。 Further, the diagnostic index threshold Fth depends on how much breakage is a problem, and may be appropriately determined according to the trade-off between the risk caused by the breakage of the bellows and the maintenance cost. Further, the diagnostic index threshold Fth may be determined based on the frictional force when the sliding distance accumulated value assumed to be non-breaking is small (initial state).
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２に係るバルブメンテナンス支援装置について説明する。実施の形態２は、実施の形態１の実装例を説明するものである。図１１はプラントとその機器管理システムの構成を示す図であり、図８と同一の構成には同一の符号を付してある。
Second Embodiment
Next, a valve maintenance support device according to a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment describes an implementation example of the first embodiment. FIG. 11 is a diagram showing the construction of a plant and its equipment management system, and the same reference numerals are given to the same construction as FIG.
石油、化学系のプラントには、そのプラントの各機器を制御・管理する機器管理システム８が設けられている。実施の形態１で説明した計測値データ記憶部１，バルブＩＤ記憶部２、診断指標算出部３、判定部５、閾値記憶部６については、プラント固有の膨大な情報を扱うので、機器管理システム８側に実装されることが好ましい。 An oil and chemical plant is provided with an equipment management system 8 for controlling and managing each equipment of the plant. As the measured value data storage unit 1, the valve ID storage unit 2, the diagnostic index calculation unit 3, the determination unit 5, and the threshold storage unit 6 described in the first embodiment handle huge information unique to a plant, the device management system It is preferable to be implemented on the 8 side.
一方、診断指標提示部４、判定結果提示部７については、原則的にバルブのメンテナンス判断時に特に必要な処理を提供するものである。また、メンテナンス実施者（メンテナンス受託企業の作業担当者）は、プラントオーナ企業から委託されてプラントのメンテナンスを実施するのが一般的である。したがって、不特定多数のプラントを対象にすることを想定して、メンテナンス受託企業の作業担当者（オペレータ）が持ち歩く携帯型のコンピュータ９に、診断指標提示部４と判定結果提示部７とを実装することが好ましい。 On the other hand, the diagnostic index presenting unit 4 and the determination result presenting unit 7 provide, in principle, the processing particularly necessary for the maintenance judgment of the valve. In addition, a maintenance person (worker in charge of a maintenance contractor company) is generally commissioned by a plant owner company to carry out maintenance of the plant. Therefore, assuming that a large number of unspecified plants are targeted, the diagnostic index presentation unit 4 and the judgment result presentation unit 7 are implemented in a portable computer 9 carried by a worker (operator) of a maintenance contractor's company. It is preferable to do.
コンピュータ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとインタフェースとを備えている。プラントの機器管理システム８とコンピュータ９とは、メンテナンス作業実施時にイーサネット（登録商標）などの通信機能を利用して一時的に接続される。 The computer 9 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an interface. The equipment management system 8 of the plant and the computer 9 are temporarily connected using a communication function such as Ethernet (registered trademark) when performing maintenance work.
オペレータがコンピュータ９上のアプリケーションソフトウエアを起動すると、コンピュータ９のＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムに従って処理を実行し、機器管理システム８に診断指標の算出指示を送り、機器管理システム８に登録されているメンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁）について、その診断指標の算出およびメンテナンスが必要か否かの判定を行わせる。この機器管理システム８で算出されたメンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁）の診断指標およびメンテナンスが必要か否かの判定結果はコンピュータ９のディスプレイに表示される。 When the operator starts the application software on the computer 9, the CPU of the computer 9 executes processing in accordance with the program stored in the memory, sends an instruction to calculate the diagnostic index to the device management system 8, and registers it in the device management system 8. For the valve (bellows valve) that is a candidate for maintenance being performed, calculation of the diagnostic index and determination as to whether or not maintenance is necessary are performed. The diagnostic index of the valve (bellows valve) of the candidate for maintenance calculated by the device management system 8 and the determination result as to whether or not maintenance is necessary are displayed on the display of the computer 9.
なお、この例では、機器管理システム８に既にメンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁）が登録されているものとしているが、このメンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁）の登録や変更はコンピュータ９よりオペレータが行うことも可能である。 In this example, the valve (bellows valve) as a candidate for maintenance is already registered in the device management system 8. However, registration or change of the valve (bellows valve) as a candidate for maintenance is performed by the operator from the computer 9. Is also possible.
オペレータは、コンピュータ９のディスプレイに表示されたメンテナンスの候補のバルブ（ベローズ弁）の診断指標およびメンテナンスが必要か否かの判定結果に基づき、特にベローズの点検に留意すべきバルブ（ベローズ弁）を確認する。確認したら、オペレータは、コンピュータ９と機器管理システム８との接続を解除する。 The operator should pay particular attention to the check of the bellows (bellows valve) based on the diagnostic index of the candidate valve for maintenance (bellows valve) displayed on the display of the computer 9 and the judgment result of whether maintenance is necessary or not. Check. After confirmation, the operator disconnects the connection between the computer 9 and the device management system 8.
このようにして、実施の形態１で説明したバルブメンテナンス支援装置２００を実際のプラントに適用することができる。 In this way, the valve maintenance support device 200 described in the first embodiment can be applied to an actual plant.
〔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]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. 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…計測値データ記憶部、２…バルブＩＤ記憶部、３…診断指標算出部、４…診断指標提示部、５…判定部、６…閾値記憶部、７…判定結果提示部、２１…開度計測部、２２…圧力計測部、１００（１００−１〜１００−Ｎ）…バルブ、１０１…バルブ本体、１０２…ポジショナ、１０３…操作器、１０４…弁軸、１０５…弁体、１０８…ベローズ、ＶＢ…ベローズ弁、２００…バルブメンテナンス支援装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... measurement value data storage part, 2 ... valve ID storage part, 3 ... diagnostic index calculation part, 4 ... diagnostic index presentation part, 5 ... determination part, 6 ... threshold storage part, 7 ... determination result presentation part, 21 ... open Degree measurement unit, 22: Pressure measurement unit, 100 (100-1 to 100-N): valve, 101: valve body, 102: positioner, 103: controller, 104: valve shaft, 105: valve body, 108: bellows , VB: Bellows valve, 200: Valve maintenance support device.
Claims (6)
前記ベローズ弁の開度を計測する開度計測部から送信されてくる開度計測値データおよび前記ベローズ弁を駆動する操作器に供給される流体圧力を計測する圧力計測部から送信されてくる圧力計測値データを記憶する計測値データ記憶部と、
前記計測値データ記憶部に記憶されている前記開度計測値データおよび前記圧力計測値データに基づいて前記ベローズ弁の最大摩擦力に関する情報を前記ベローズ弁の診断指標として算出する診断指標算出部と、
前記診断指標算出部によって算出された前記ベローズ弁の診断指標を提示する診断指標提示部と
を備えることを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。 A valve maintenance support device for supporting maintenance work of a bellows valve provided with a bellows-like bellows provided so as to surround an outer periphery of a valve shaft coupled to a valve body,
Pressure measurement unit that measures the opening degree measurement value data transmitted from the opening degree measurement unit that measures the opening degree of the bellows valve and the pressure measurement unit that measures the fluid pressure supplied to the controller that drives the bellows valve A measurement value data storage unit that stores measurement value data;
A diagnostic index calculation unit that calculates, as a diagnostic index of the bellows valve, information on the maximum frictional force of the bellows valve based on the opening degree measurement value data and the pressure measurement value data stored in the measurement value data storage unit; ,
And a diagnostic index presentation unit for presenting the diagnostic index of the bellows valve calculated by the diagnostic index calculation unit.
前記診断指標に対する正常範囲の下限値を診断指標閾値として記憶する閾値記憶部と、
前記診断指標算出部によって算出された前記ベローズ弁の診断指標が前記診断指標閾値以下であった場合に、そのベローズ弁をメンテナンスが必要なバルブであると判定する判定部と、
前記判定部によってメンテナンスが必要と判定されたベローズ弁を提示する判定結果提示部と
を備えることを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。 In the valve maintenance support device according to claim 1,
A threshold storage unit that stores the lower limit value of the normal range for the diagnostic index as a diagnostic index threshold value;
A determination unit that determines that the bellows valve needs maintenance when the diagnostic index of the bellows valve calculated by the diagnostic index calculation unit is less than or equal to the diagnostic index threshold value;
A determination result presentation unit that presents a bellows valve determined to require maintenance by the determination unit;
前記診断指標算出部は、
同一の開度における、前記ベローズ弁の開度を大きくして行く際に必要な前記操作器に供給される流体圧力と、前記ベローズ弁の開度を小さくして行く際に必要な前記操作器に供給される流体圧力との圧力差を前記ベローズ弁の最大摩擦力に関する情報として、前記ベローズ弁の診断指標を算出する
ことを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。 In the valve maintenance support device according to claim 1 or 2,
The diagnostic index calculation unit
The fluid pressure supplied to the operating device required to increase the opening of the bellows valve at the same opening, and the operating device required to decrease the opening of the bellows valve A valve maintenance support device, wherein a diagnostic index of the bellows valve is calculated by using a pressure difference between the fluid pressure supplied to the valve and the maximum frictional force of the bellows valve.
前記診断指標提示部は、
前記ベローズ弁の診断指標と合わせて、この診断指標がそのベローズ弁に装着されているベローズの状態を対象としていることを提示する
ことを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。 In the valve maintenance support device according to any one of claims 1 to 3,
The diagnostic index presenting unit
A valve maintenance supporting device characterized in that, together with a diagnostic index of the bellows valve, the diagnostic index targets the state of the bellows attached to the bellows valve.
メンテナンスの候補のバルブとして登録されたベローズ弁の識別情報を記憶するバルブ識別情報記憶部を備え、
前記計測値データ記憶部は、
前記メンテナンスの候補のバルブを含む複数のバルブを計測対象とし、この計測対象のバルブ毎にそのバルブの識別情報と対応づけて、前記開度計測値データおよび前記圧力計測値データを記憶し、
前記診断指標算出部は、
前記バルブ識別情報記憶部に記憶されている前記メンテナンスの候補のバルブの識別情報を読み出し、この読み出した識別情報と対応づけて前記計測値データ記憶部に記憶されている前記開度計測値データおよび前記圧力計測値データに基づいて、前記メンテナンスの候補のバルブ毎に前記診断指標を算出する
ことを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。 In the valve maintenance support device according to any one of claims 1 to 4,
A valve identification information storage unit for storing identification information of bellows valves registered as candidate valves for maintenance;
The measurement value data storage unit
A plurality of valves including the valve candidate for maintenance is set as a measurement target, and each of the measurement target valves is associated with identification information of the valve, and the opening degree measurement value data and the pressure measurement value data are stored.
The diagnostic index calculation unit
The valve identification information of the maintenance candidate stored in the valve identification information storage unit is read out, and the opening degree measurement value data stored in the measurement value data storage unit in association with the read identification information; A valve maintenance support device, wherein the diagnostic index is calculated for each candidate valve for the maintenance based on the pressure measurement value data.
前記ベローズ弁の開度を計測する開度計測部から送信されてくる開度計測値データおよび前記ベローズ弁を駆動する操作器に供給される流体圧力を計測する圧力計測部から送信されてくる圧力計測値データを計測値データ記憶部に記憶させる計測値データ記憶ステップと、
前記計測値データ記憶部に記憶されている前記開度計測値データおよび前記圧力計測値データに基づいて前記ベローズ弁の最大摩擦力に関する情報を前記ベローズ弁の診断指標として算出する診断指標算出ステップと、
前記診断指標算出ステップによって算出された前記ベローズ弁の診断指標を提示する診断指標提示ステップと
を備えることを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。 A valve maintenance support method for supporting maintenance work of a bellows valve provided with a bellows-like bellows provided so as to surround an outer periphery of a valve shaft coupled to a valve body,
Pressure measurement unit that measures the opening degree measurement value data transmitted from the opening degree measurement unit that measures the opening degree of the bellows valve and the pressure measurement unit that measures the fluid pressure supplied to the controller that drives the bellows valve A measurement value data storage step of storing measurement value data in a measurement value data storage unit;
A diagnostic index calculating step of calculating, as a diagnostic index of the bellows valve, information on the maximum frictional force of the bellows valve based on the opening degree measured value data and the pressure measured value data stored in the measured value data storage unit; ,
And a diagnostic index presenting step for presenting the diagnostic index of the bellows valve calculated in the diagnostic index calculating step.
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