JP2020007920A - Device and method for detecting abnormality of liquid pump - Google Patents

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Masashi Nakano
正志 中野
田中 雅人
Masahito Tanaka
雅人 田中
伊勢谷 順一
Junichi Iseya
順一 伊勢谷
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Abstract

To simplify a constitution required for detecting abnormality of a liquid pump.SOLUTION: An abnormality detection device comprises a reference setting value storage part 5 for pre-storing a reference flow rate setting value of a flow rate feedback control to control a valve 3, so that a flow rate measurement value of liquid emitted from a liquid pump 1 is equal to a flow rate setting value, a setting state detection part 6 for determining whether the flow rate measurement value is set in a tolerance mainly including the reference flow rate setting value when the flow rate setting value is the reference flow rate setting value, and a pulsation diagnosis part 7 for determining whether the liquid pump 1 is normal based on the flow rate measurement value under a setting state when it is determined that the flow rate measurement value is in the setting state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液体ポンプの故障診断を行なう異常検出装置および方法に関するものである。   The present invention relates to an abnormality detection device and method for performing a failure diagnosis of a liquid pump.

液圧ポンプから流出する作動油の圧力の脈動周波数を解析し、液圧ポンプの単位時間当たりの回転数を検出し、検出された回転数と脈動周波数の解析結果とを用いて、液圧ポンプの回転周波数の成分を抽出し、抽出された液圧ポンプの回転周波数の成分が正常値か否かを判定することにより、液圧ポンプの異常を検出する方法が開示されている(特許文献1)。   Analyze the pulsation frequency of the pressure of the hydraulic oil flowing out of the hydraulic pump, detect the number of rotations of the hydraulic pump per unit time, and use the detected rotation number and the analysis result of the pulsation frequency to calculate the hydraulic pump Patent Document 1 discloses a method of detecting an abnormality of a hydraulic pump by extracting a component of the rotational frequency of the hydraulic pump and determining whether or not the extracted component of the rotational frequency of the hydraulic pump is a normal value. ).

さらに、液圧ポンプから流出する油の圧力値と油の圧力値が検出された際の液圧ポンプ2の回転位相とを検出し、検出された油の圧力値と液圧ポンプの回転位相との関係をモデル化することにより脈動波形を抽出し、液圧ポンプの回転速度のばらつきの影響を受けることなく、液圧ポンプの故障診断を行なう方法が開示されている(特許文献2)。   Further, the pressure value of the oil flowing out of the hydraulic pump and the rotation phase of the hydraulic pump 2 when the pressure value of the oil is detected are detected, and the detected pressure value of the oil, the rotation phase of the hydraulic pump, A method is disclosed in which a pulsation waveform is extracted by modeling the relationship (1), and a failure diagnosis of the hydraulic pump is performed without being affected by variations in the rotation speed of the hydraulic pump (Patent Document 2).

特許文献1、特許文献2に開示された技術では、専門性の高い手順や機能を要するため、想定どおりに故障診断できないときに、対応できるオペレータが限定されるという問題があった。したがって、より簡素化された劣化診断技術が必要とされており、改善が求められている。   The techniques disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 require highly specialized procedures and functions, and therefore have a problem that operators who can respond when failure diagnosis cannot be performed as expected are limited. Therefore, there is a need for a more simplified deterioration diagnosis technique, and improvements are required.

特開2013−170509号公報JP 2013-170509 A 特開2016−053308号公報JP-A-2006-053308

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液体ポンプの異常検出に必要な構成を簡素化することができる異常検出装置および方法を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide an abnormality detection device and method that can simplify a configuration necessary for detecting an abnormality in a liquid pump.

本発明の液体ポンプの異常検出装置は、液体ポンプから吐出される液体の流量計測値が流量設定値と一致するようにバルブを制御する流量フィードバック制御の基準流量設定値を予め記憶するように構成された基準設定値記憶部と、前記流量設定値が前記基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定するように構成された整定状態検出部と、前記流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定するように構成された診断部とを備えることを特徴とするものである。   The abnormality detection device for a liquid pump according to the present invention is configured to previously store a reference flow rate set value for flow rate feedback control for controlling a valve so that a flow rate measured value of a liquid discharged from a liquid pump matches a flow rate set value. And determining whether the measured flow rate is settled within an allowable error range around the reference flow rate set value when the flow rate set value is the reference flow rate set value. And a setting state detecting unit configured as described above, and when the flow rate measurement value is determined to be in a settling state, is configured to determine whether the liquid pump is normal based on the flow rate measurement value in the setting state. And a diagnostic unit.

また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例において、前記基準設定値記憶部は、前記基準流量設定値と共に、前記バルブの開度の基準範囲を予め記憶し、前記整定状態検出部は、前記流量設定値が前記基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲内のときに、前記流量計測値が整定状態と判定することを特徴とするものである。
また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例において、前記診断部は、前記整定状態の流量計測値の時系列データと、前記液体ポンプが正常な状態で前記基準流量設定値で整定している場合の過去の流量計測値の時系列データであるテンプレートとに基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定することを特徴とするものである。
また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例において、前記診断部は、前記整定状態の流量計測値の時系列データと、前記液体ポンプが正常な状態で前記基準流量設定値で整定していて、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲内の場合の過去の流量計測値の時系列データであるテンプレートとに基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定することを特徴とするものである。
In one configuration example of the abnormality detection device for a liquid pump according to the present invention, the reference set value storage unit stores in advance a reference range of the valve opening degree together with the reference flow rate set value, and the set state detection unit. When the flow rate set value is the reference flow rate set value, the flow rate measured value is within an allowable error range around the reference flow rate set value, and the valve opening is within the reference range. , Wherein the flow measurement value is determined to be in a set state.
In one configuration example of the liquid pump abnormality detection device according to the present invention, the diagnosis unit sets the time-series data of the flow measurement value in the set state and the reference flow set value in a normal state of the liquid pump. In this case, it is determined whether or not the liquid pump is normal based on a template that is time-series data of past flow measurement values.
In one configuration example of the liquid pump abnormality detection device according to the present invention, the diagnosis unit sets the time-series data of the flow measurement value in the set state and the reference flow set value in a normal state of the liquid pump. And determining whether the liquid pump is normal based on a template that is time-series data of past flow measurement values when the valve opening is within the reference range. Things.

また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例は、オペレータあるいは上位機器から、流量誤差の発生を許容する暫定調整モードに切り替えるよう指示があったときに、前記流量計測値を前記流量設定値と一致させる通常モードから前記暫定調整モードに診断モードを切り替えるように構成されたモード設定部と、診断モードが前記暫定調整モードに切り替わったときに、前記流量設定値が前記基準流量設定値で、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内であり、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲から外れているときに、前記流量設定値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内にあることを前提条件として、前記流量設定値を、前記バルブの開度が前記基準範囲に近づく方向に変更するように構成された流量設定値変更部と、オペレータあるいは上位機器から前記暫定調整モードを解除するよう指示があったとき、あるいは前記流量設定値を変更するよう指示があったときに、前記診断モードを前記通常モードに切り替えるように構成されたモード解除部とをさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例は、予め規定されたタイミングになったときに、前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差を検出するよう前記整定状態検出部に対して指示を出すように構成された実行管理部と、前記整定状態検出部によって検出された、前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差の履歴を提示するように構成された履歴情報提示部と、前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差の絶対値が規定量以上になったときに、アラームを出力するように構成されたアラーム出力部とをさらに備えることを特徴とするものである。
One configuration example of the abnormality detection device for a liquid pump according to the present invention is configured such that when an operator or a higher-level device instructs to switch to a provisional adjustment mode that allows the occurrence of a flow rate error, the flow rate measurement value is changed to the flow rate. A mode setting unit configured to switch the diagnostic mode from the normal mode to the set value to the tentative adjustment mode, and when the diagnostic mode is switched to the tentative adjustment mode, the flow rate set value is the reference flow set value. When the flow rate measurement value is within an allowable error range around the reference flow rate set value and the opening of the valve is out of the reference range, the flow rate set value is the reference flow rate set value. Assuming that the flow rate is within an allowable error range around the center, the flow rate set value is changed in a direction in which the valve opening approaches the reference range. When the flow rate set value change unit and the operator or a higher-level device are instructed to cancel the provisional adjustment mode, or when instructed to change the flow rate set value, the diagnostic mode is set to A mode release unit configured to switch to the normal mode.
Further, one configuration example of the abnormality detection device for a liquid pump of the present invention is configured such that when a predetermined timing is reached, the set state detection unit is configured to detect a deviation of the flow measurement value from the flow setting value. An execution management unit configured to issue an instruction, and a history information presenting unit configured to present a history of a deviation of the flow rate measurement value from the flow rate setting value detected by the settling state detection unit. An alarm output unit configured to output an alarm when an absolute value of a deviation of the flow rate measurement value from the flow rate setting value becomes equal to or greater than a specified amount.

また、本発明の液体ポンプの異常検出装置の1構成例において、前記診断部は、前記整定状態の流量計測値の時系列データを取得するように構成された流量計測値取得部と、前記テンプレートを予め記憶するように構成されたテンプレート記憶部と、前記流量計測値取得部によって取得された流量計測値の所定の脈動のタイミングと前記テンプレートとして記憶されている流量計測値の脈動のタイミングとが一致するように、前記流量計測値取得部によって取得された流量計測値の時系列データの時刻を前記テンプレートと合わせるタイミング調整を行なうように構成されたタイミング調整部と、前記テンプレートとして記憶されている流量計測値の時系列データから前記タイミング調整後の流量計測値の時系列データを同一の時刻毎に減算するように構成された減算処理部と、この減算処理部の減算結果の絶対値を累積した値を算出するように構成された累積処理部と、この累積処理部によって算出された累積値が閾値を超えた場合に、前記液体ポンプに異常が発生していると判定するように構成された判定部とを備えることを特徴とするものである。   In one configuration example of the liquid pump abnormality detection device of the present invention, the diagnostic unit includes a flow rate measurement value acquisition unit configured to acquire time-series data of the flow rate measurement value in the set state, and the template The template storage unit configured to store in advance, the timing of the predetermined pulsation of the flow measurement value acquired by the flow measurement acquisition unit and the timing of the pulsation of the flow measurement value stored as the template A timing adjustment unit configured to perform a timing adjustment to match the time of the time-series data of the flow rate measurement value acquired by the flow rate measurement value acquisition unit with the template so as to match, and is stored as the template. The time series data of the flow measurement value after the timing adjustment is subtracted from the time series data of the flow measurement value at the same time. A subtraction processing unit configured to calculate a value obtained by accumulating the absolute value of the subtraction result of the subtraction processing unit; and a threshold value calculated by the accumulation processing unit. And a determination unit configured to determine that an abnormality has occurred in the liquid pump when the value exceeds the threshold value.

また、本発明の液体ポンプの異常検出方法は、液体ポンプから吐出される液体の流量計測値が流量設定値と一致するようにバルブを制御する流量フィードバック制御系において、前記流量設定値が基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定する第1のステップと、前記流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定する第2のステップとを含むことを特徴とするものである。   Further, the abnormality detection method for a liquid pump according to the present invention may further include a flow rate feedback control system that controls a valve so that a flow rate measurement value of the liquid discharged from the liquid pump matches the flow rate setting value. At the set value, a first step of determining whether the flow rate measurement value is settled within an allowable error range around the reference flow rate set value, and the flow rate measurement value is determined to be in a settling state. And a second step of determining whether the liquid pump is normal based on the measured flow rate value in the set state.

本発明によれば、流量設定値が基準流量設定値のときに、流量計測値が基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定し、流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、液体ポンプが正常かどうかを判定することにより、液体ポンプの異常検出に必要な構成を簡素化することができる。   According to the present invention, when the flow rate set value is the reference flow rate set value, it is determined whether the flow rate measured value is set within an allowable error range centered on the reference flow rate set value, and the flow rate measured value is settled. When it is determined that the liquid pump is normal based on the flow rate measurement value in the set state, it is possible to simplify the configuration necessary for detecting the abnormality of the liquid pump.

図1は、本発明の第1の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid pump abnormality detection device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the liquid pump abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention. 図3は、液体ポンプが正常な状態の場合の流量計測値の時系列データを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing time-series data of flow rate measurement values when the liquid pump is in a normal state. 図4は、異常な脈動が発生しているときの流量計測値の時系列データの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of time-series data of a flow rate measurement value when abnormal pulsation occurs. 図5は、本発明の第1の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の脈動診断部の構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the pulsation diagnosis unit of the liquid pump abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の脈動診断部の診断処理を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a diagnosis process of the pulsation diagnosis unit of the liquid pump abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention. 図7は、テンプレートとして登録されている流量計測値の時系列データからタイミング調整後の流量計測値の時系列データを減算した例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the time-series data of the flow measurement value after the timing adjustment is subtracted from the time-series data of the flow measurement value registered as the template. 図8は、流量計測値の減算結果の絶対値を累積した例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the absolute values of the subtraction results of the flow measurement values are accumulated. 図9は、異常な脈動が発生しているときの流量計測値の時系列データの別の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the time-series data of the flow measurement value when abnormal pulsation occurs. 図10は、テンプレートとして登録されている流量計測値の時系列データからタイミング調整後の流量計測値の時系列データを減算した別の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example in which the time-series data of the flow measurement value after the timing adjustment is subtracted from the time-series data of the flow measurement value registered as the template. 図11は、流量計測値の減算結果の絶対値を累積した別の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating another example in which the absolute values of the subtraction results of the flow measurement values are accumulated. 図12は、本発明の第2の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the liquid pump abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第2の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の流量設定値変更部と診断実行モード設定部と診断実行モード解除部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating operations of a flow rate set value changing unit, a diagnosis execution mode setting unit, and a diagnosis execution mode canceling unit of the liquid pump abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention. 図14は、本発明の第3の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the liquid pump abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention. 図15は、本発明の第3の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の実行管理部と履歴情報提示部とアラーム出力部の動作を説明するフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating operations of the execution management unit, the history information presentation unit, and the alarm output unit of the liquid pump abnormality detection device according to the third embodiment of the present invention. 図16は、本発明の第1〜第3の実施例に係る液体ポンプの異常検出装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of a computer that realizes the liquid pump abnormality detection device according to the first to third embodiments of the present invention.

[発明の原理1]
発明者は、ポンプの回転速度について再現性のよい状態を診断対象として限定することで、回転速度のばらつきの影響の低減を簡素化できることに着眼した。具体的には、フィードバック制御によって管理されている状態を診断対象として利用できる。
[Principle 1 of the invention]
The inventor has focused on the fact that limiting the state of good reproducibility of the rotational speed of the pump as a diagnosis target can simplify the reduction of the influence of the rotational speed variation. Specifically, a state managed by feedback control can be used as a diagnosis target.

ポンプ圧力はフィードバック制御の対象になることはなく、流量が制御対象になるので、流量安定時に診断を実行するのが好ましい。この場合、回転速度のばらつきの影響を低減させるためのモデル化の作業ステップや特に高度な演算部などは不要になるので、診断に必要な構成を簡素化できる。例えば流量フィードバック制御の、予め特定された基準状態(基準流量設定値)近傍で流量が安定している状態を抽出し、その状態において脈動を評価する。流量フィードバック制御のバルブ開度も、基準状態の条件として取り込むと、さらに好適である。   The pump pressure is not subject to feedback control, and the flow rate is the control target. Therefore, it is preferable to execute diagnosis when the flow rate is stable. In this case, a modeling operation step for reducing the influence of the variation in the rotational speed and a particularly sophisticated arithmetic unit are not required, so that the configuration required for diagnosis can be simplified. For example, a state in which the flow rate is stable near a predetermined reference state (reference flow rate set value) of the flow rate feedback control is extracted, and pulsation is evaluated in that state. It is further preferable that the valve opening degree of the flow rate feedback control is also taken in as the condition of the reference state.

[発明の原理2]
バルブ開度も基準状態の条件として取り込む場合において、流量が基準範囲に対して余裕があり、かつバルブ開度が基準範囲から外れるときには、バルブ開度が基準範囲に近づくように流量設定値を基準範囲のぎりぎりに暫定調整し、診断を実行する。これにより、再現性が得られ易くなる。
[Principle 2 of the invention]
When the valve opening is taken in as a condition of the reference state, if the flow rate has a margin with respect to the reference range and the valve opening is out of the reference range, the flow setting value is set so that the valve opening approaches the reference range. Provisionally adjust to the end of the range and execute diagnosis. Thereby, reproducibility is easily obtained.

[発明の原理3]
定期的にポンプの劣化診断を実行し、診断結果を例えば上位側機器に送信し、診断結果を上位側機器でモニタリングすることにより、ポンプの状態変化(異常発生など)を検出することが期待できる。
[Principle 3 of the invention]
By periodically performing deterioration diagnosis of the pump, transmitting the diagnosis result to, for example, a higher-level device, and monitoring the diagnosis result with the higher-level device, it can be expected to detect a change in the state of the pump (such as occurrence of an abnormality). .

[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例は、上記の発明の原理1に対応する実施例である。図1は本実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図である。液体ポンプの異常検出装置は、液体ポンプ1から吐出される液体の流量を計測する流量計2と、液体の流量を調節するバルブ3と、液体の流量計測値が流量設定値と一致するようにバルブ3を制御する流量フィードバック制御を行なう流量フィードバック制御部4と、流量フィードバック制御の基準流量設定値を予め記憶する基準設定値記憶部5と、流量設定値が基準流量設定値のときに、流量計測値が基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定する整定状態検出部6と、流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、液体ポンプが1が正常かどうかを判定する脈動診断部7とを備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment corresponding to the principle 1 of the invention described above. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid pump abnormality detection device according to the present embodiment. The abnormality detection device for the liquid pump includes a flow meter 2 for measuring a flow rate of the liquid discharged from the liquid pump 1, a valve 3 for adjusting the flow rate of the liquid, and a flow rate measurement value of the liquid so as to match the flow rate set value. A flow rate feedback control unit 4 for performing a flow rate feedback control for controlling the valve 3; a reference set value storage unit 5 for previously storing a reference flow set value for the flow rate feedback control; A settling state detector 6 that determines whether the measured value is settled within an allowable error range centered on the reference flow rate set value, and a flow measurement in this settled state when the flow rate measured value is determined to be settled. The liquid pump includes a pulsation diagnostic unit 7 that determines whether the liquid pump 1 is normal based on the value.

図2は本実施例の液体ポンプの異常検出装置の動作を説明するフローチャートである。流量計2とバルブ3と流量フィードバック制御部4とは、流量フィードバック制御系を構成している。流量フィードバック制御部4は、流量計2によって計測された流量計測値PVと流量設定値SPとに基づく流量フィードバック制御を行う。具体的には、流量フィードバック制御部4は、流量計測値PVと流量設定値SPとが一致するようにバルブ3を制御する。   FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the liquid pump abnormality detection device according to the present embodiment. The flow meter 2, the valve 3, and the flow rate feedback control section 4 constitute a flow rate feedback control system. The flow rate feedback control unit 4 performs flow rate feedback control based on the flow rate measurement value PV measured by the flow meter 2 and the flow rate set value SP. Specifically, the flow rate feedback control unit 4 controls the valve 3 so that the flow rate measurement value PV matches the flow rate set value SP.

基準設定値記憶部5には、流量フィードバック制御の基準流量設定値SPrefが予め登録されている。基準流量設定値SPrefは、基準流量制御の実稼働中に頻繁に設定される流量設定値であることが好ましい。また、脈動が大きくなっても、脈動による流量が計測レンジを超えないように、計測レンジに対して余裕のある流量設定値であることが好ましい。
整定状態検出部6は、オペレータあるいは図示しない上位機器から指定されている現在の流量設定値SPが基準流量設定値SPrefで、かつ一定の整定判定時間中に流量計測値PVが基準流量設定値SPrefを中心とする所定の許容誤差範囲(SPref±α、αは偏差)内に入っている時間の割合が予め規定された時間率閾値以上のときに、流量計測値PVが整定状態と判定する(図2ステップS100においてYES)。
In the reference set value storage unit 5, a reference flow set value SPref of the flow rate feedback control is registered in advance. It is preferable that the reference flow set value SPref is a flow set value frequently set during the actual operation of the reference flow control. Further, it is preferable that the flow rate set value has a margin with respect to the measurement range so that the flow rate due to the pulsation does not exceed the measurement range even if the pulsation increases.
The settling state detection unit 6 determines that the current flow set value SP specified by the operator or a higher-level device (not shown) is the reference flow set value SPref, and that the flow measurement value PV is set to the reference flow set value SPref during a fixed settling determination time. When the ratio of time within a predetermined allowable error range (SPref ± α, α is a deviation) centered at or above a predetermined time rate threshold or more, the flow measurement value PV is determined to be in a settling state ( (YES in step S100 in FIG. 2).

脈動診断部7は、流量計測値PVが整定状態と判定されたときに、この整定中の流量計測値PVの時系列データを抽出し(図2ステップS101)、抽出した流量計測値PVの時系列データと、液体ポンプ1が正常な状態で基準流量設定値SPrefで流量計測値PVが整定している場合の過去の流量計測値PVの時系列データであるテンプレートとに基づいて、液体ポンプ1が正常かどうかを診断する(図2ステップS102)。   When the flow measurement value PV is determined to be in a settling state, the pulsation diagnosis unit 7 extracts time-series data of the flow measurement value PV during the setting (step S101 in FIG. 2). Based on the series data and the template which is the time series data of the past flow measurement value PV when the flow measurement value PV is settled at the reference flow setting value SPref in a normal state of the liquid pump 1, the liquid pump 1 Is diagnosed as normal (step S102 in FIG. 2).

異常検出装置は、液体ポンプ1の運転中に、以上のような診断動作を例えばオペレータから動作停止の指示があるまで繰り返し行なう。
次に、脈動診断部7による診断方法の具体例を図3、図4、図7〜図11を用いて説明する。図3、図4、図7〜図11は、いずれも、理解を容易にするために、流量計測値PVに現れる脈動を極端に表現したものである。以下の例は、あくまでも診断方法の1例であり、本発明は以下の方法に限定されるものではない。
The abnormality detection device repeatedly performs the above-described diagnostic operation during the operation of the liquid pump 1 until, for example, the operator gives an instruction to stop the operation.
Next, a specific example of a diagnosis method by the pulsation diagnosis unit 7 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 7 to 11. 3, 4, and 7 to 11 extremely express pulsation appearing in the flow rate measurement value PV for easy understanding. The following example is merely an example of a diagnostic method, and the present invention is not limited to the following method.

図3は、脈動診断部7にテンプレートとして予め登録されている、液体ポンプ1が正常な状態の場合の過去の流量計測値PVの時系列データを示す図である。図3の例では、基準流量設定値SPref=15.0mL/min.で流量計測値PVが整定している場合の時系列データを示している。   FIG. 3 is a diagram showing time-series data of past flow measurement values PV when the liquid pump 1 is in a normal state, which is registered in advance in the pulsation diagnosis unit 7 as a template. In the example of FIG. 3, the reference flow rate set value SPref = 15.0 mL / min. 5 shows time-series data when the flow measurement value PV is settled.

[診断例1]
図4は、異常な脈動が発生しているときの流量計測値PVの時系列データの例を示す図である。図4の例は、流量計測値PVに脈動が発生している周期が図3と異なっている例である。
[Diagnostic example 1]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of time-series data of the flow measurement value PV when abnormal pulsation occurs. The example of FIG. 4 is an example in which the cycle in which pulsation occurs in the flow measurement value PV is different from that of FIG.

図5は脈動診断部7の構成例を示すブロック図、図6は脈動診断部7のステップS102の診断処理の詳細を説明するフローチャートである。脈動診断部7は、整定状態の流量計測値の時系列データを取得する流量計測値取得部70と、テンプレートを予め記憶するテンプレート記憶部71と、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの所定の脈動のタイミングとテンプレートとして記憶されている流量計測値PVの脈動のタイミングとが一致するように、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの時系列データの時刻をテンプレートと合わせるタイミング調整を行なうタイミング調整部72と、テンプレートとして記憶されている流量計測値PVの時系列データからタイミング調整後の流量計測値PVの時系列データを同一の時刻毎に減算する減算処理部73と、減算処理部73の減算結果の絶対値を累積した値を算出する累積処理部74と、判定のための閾値を予め記憶する閾値記憶部75と、累積処理部74によって算出された累積値が閾値を超えた場合に、液体ポンプ1に異常が発生していると判定する判定部76とから構成される。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the pulsation diagnosis unit 7, and FIG. 6 is a flowchart illustrating details of the diagnosis processing in step S <b> 102 of the pulsation diagnosis unit 7. The pulsation diagnosis unit 7 includes a flow measurement value acquisition unit 70 that acquires time-series data of flow measurement values in a set state, a template storage unit 71 that stores templates in advance, and a flow measurement measurement that is acquired by the flow measurement value acquisition unit 70. The time of the time series data of the flow measurement value PV acquired by the flow measurement value acquisition unit 70 so that the predetermined pulsation timing of the value PV matches the pulsation timing of the flow measurement value PV stored as a template. And a timing adjustment unit 72 for adjusting the timing of matching the flow rate with the template, and subtracting the time series data of the flow rate measurement value PV after the timing adjustment from the time series data of the flow rate measurement value PV stored as the template at the same time. A processing unit 73; an accumulation processing unit 74 for calculating a value obtained by accumulating the absolute value of the subtraction result of the subtraction processing unit 73; From a threshold storage unit 75 that stores in advance a threshold value for the threshold value, and a determination unit 76 that determines that an abnormality has occurred in the liquid pump 1 when the cumulative value calculated by the cumulative processing unit 74 exceeds the threshold value. Be composed.

まず、脈動診断部7の流量計測値取得部70は、上記のとおり、流量計測値PVが整定状態と判定されたときに、この整定中の流量計測値PVの時系列データを取得する(ステップS101)。   First, as described above, when the flow measurement value PV is determined to be in a settling state, the flow measurement value obtaining unit 70 of the pulsation diagnosis unit 7 obtains time-series data of the flow measurement value PV during the setting (step S101).

次に、脈動診断部7のタイミング調整部72は、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの所定の脈動のタイミングとテンプレート記憶部71にテンプレートとして予め登録されている流量計測値PVの脈動のタイミングとが一致するように、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの時系列データを時間軸に沿ってずらした上でテンプレートと時刻を合わせるタイミング調整を行なう(図6ステップS200)。   Next, the timing adjustment unit 72 of the pulsation diagnosis unit 7 determines the predetermined pulsation timing of the flow measurement value PV acquired by the flow measurement acquisition unit 70 and the flow measurement value registered in advance in the template storage unit 71 as a template. After adjusting the time series data of the flow rate measurement value PV acquired by the flow rate measurement value acquisition section 70 along the time axis so as to match the pulsation timing of the PV, the timing adjustment is performed to match the time with the template ( FIG. 6 step S200).

このようなタイミング調整を実際に行なうためには、タイミング調整部72は、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの所定の脈動(例えば取得された時系列データにおいて最初に出現した脈動)のピークのタイミングを検出し、このピークのタイミングがテンプレートとして予め登録されている流量計測値PVの脈動のピークのタイミングと一致するように、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの時系列データを時間軸にそってずらすようにすればよい。   In order to actually perform such a timing adjustment, the timing adjustment unit 72 performs a predetermined pulsation of the flow measurement value PV acquired by the flow measurement acquisition unit 70 (for example, the first pulsation appears in the acquired time-series data). (Pulsation) peak timing is detected, and the flow rate measurement value acquired by the flow rate measurement value acquisition unit 70 is set such that the timing of this peak coincides with the timing of the pulsation peak of the flow rate measurement value PV registered in advance as a template. The time series data of the value PV may be shifted along the time axis.

そして、タイミング調整部72は、テンプレートの開始時刻(診断期間の開始時刻)0sec.からテンプレートの終了時刻(診断期間の終了時刻)200sec.まで同期するように、流量計測値取得部70によって取得された流量計測値PVの時系列データの時刻情報をテンプレートに合わせる。
上記の図4の例では、図3に示したテンプレートと同じ時刻20sec.で流量計測値PVに最初の脈動が現れるようにタイミング調整した後の時系列データを示している。
Then, the timing adjustment unit 72 sets the start time of the template (start time of the diagnosis period) to 0 sec. From the end time of the template (end time of the diagnosis period) to 200 sec. The time information of the time series data of the flow measurement value PV acquired by the flow measurement value acquisition unit 70 is adjusted to the template so as to synchronize with the template.
In the example of FIG. 4 described above, the time 20 sec. 5 shows time-series data after the timing is adjusted so that the first pulsation appears in the flow measurement value PV.

続いて、脈動診断部7の減算処理部73は、テンプレートとして予め登録されている流量計測値PVの時系列データからタイミング調整後の流量計測値PVの時系列データを同一の時刻毎に減算する(図6ステップS201)。
図7は、テンプレートとして登録されている流量計測値PVの時系列データからタイミング調整後の流量計測値PVの時系列データを減算した結果、すなわち図3の時系列データから図4の時系列データを減算した結果を示している。
Subsequently, the subtraction processing unit 73 of the pulsation diagnosis unit 7 subtracts the time series data of the flow measurement value PV after the timing adjustment from the time series data of the flow measurement value PV registered in advance as a template at the same time. (Step S201 in FIG. 6).
FIG. 7 shows a result obtained by subtracting the time series data of the flow rate measurement value PV after the timing adjustment from the time series data of the flow rate measurement value PV registered as a template, that is, the time series data of FIG. 4 from the time series data of FIG. Shows the result obtained by subtracting.

次に、脈動診断部7の累積処理部74は、テンプレートの開始時刻(診断期間の開始時刻)0sec.からテンプレートの終了時刻(診断期間の終了時刻)200sec.まで、減算処理部73の減算結果の絶対値を累積した値を算出する(図6ステップS202)。図8は、図7に示した減算結果の絶対値を累積した値を示している。   Next, the accumulation processing unit 74 of the pulsation diagnosis unit 7 determines that the start time of the template (start time of the diagnosis period) is 0 sec. From the end time of the template (end time of the diagnosis period) to 200 sec. Until then, a value obtained by accumulating the absolute value of the subtraction result of the subtraction processing unit 73 is calculated (step S202 in FIG. 6). FIG. 8 shows a value obtained by accumulating the absolute values of the subtraction results shown in FIG.

脈動診断部7の判定部76は、0sec.から200sec.までの診断期間中に、累積処理部74によって算出された累積値が閾値記憶部75に予め登録された閾値(例えば35.0mL/min.)を超えた場合(図6ステップS203においてYES)、液体ポンプ1に異常が発生していると判定し(図6ステップS204)、診断期間中の累積値が閾値以下の場合(ステップS203においてNO)、液体ポンプ1は正常であると判定する(図6ステップS205)。図8の例では、診断期間の途中で累積値が閾値35.0mL/min.を超えるため、液体ポンプ1に異常が発生していると判定される。以上で、脈動診断部7の処理が終了する。   The determination unit 76 of the pulsation diagnosis unit 7 determines 0 sec. From 200 sec. If the cumulative value calculated by the cumulative processing unit 74 exceeds the threshold value (for example, 35.0 mL / min.) Registered in the threshold value storage unit 75 during the diagnosis period up to (YES in step S203 in FIG. 6), It is determined that an abnormality has occurred in the liquid pump 1 (step S204 in FIG. 6), and if the cumulative value during the diagnosis period is equal to or smaller than the threshold (NO in step S203), it is determined that the liquid pump 1 is normal (FIG. 6). 6 steps S205). In the example of FIG. 8, the accumulated value becomes equal to the threshold value of 35.0 mL / min. Therefore, it is determined that an abnormality has occurred in the liquid pump 1. Thus, the process of the pulsation diagnosis unit 7 ends.

[診断例2]
次に、別の診断例について説明する。図9は、異常な脈動が発生しているときの流量計測値PVの時系列データの別の例を示す図である。図9の例は、脈動の発生する大きさが図3と異なっている例である。
[Diagnosis example 2]
Next, another diagnostic example will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the time-series data of the flow measurement value PV when abnormal pulsation occurs. The example of FIG. 9 is an example in which the magnitude of occurrence of pulsation is different from that of FIG.

脈動診断部7のタイミング調整部72は、上記で説明したタイミング調整を行なう(図6ステップS200)。図9の例は、図3に示したテンプレートと同じ時刻20sec.で流量計測値PVに最初の脈動が現れるようにタイミング調整した後の時系列データを示している。   The timing adjustment unit 72 of the pulsation diagnosis unit 7 performs the timing adjustment described above (Step S200 in FIG. 6). The example of FIG. 9 is the same as the template shown in FIG. 5 shows time-series data after the timing is adjusted so that the first pulsation appears in the flow measurement value PV.

続いて、脈動診断部7の減算処理部73は、上記で説明した減算処理を行なう(図6ステップS201)。図10は、テンプレートとして登録されている流量計測値PVの時系列データからタイミング調整後の流量計測値PVの時系列データを減算した結果、すなわち図3の時系列データから図9の時系列データを減算した結果を示している。   Subsequently, the subtraction processing unit 73 of the pulsation diagnosis unit 7 performs the above-described subtraction processing (Step S201 in FIG. 6). FIG. 10 shows the result of subtracting the time series data of the flow rate measurement value PV after the timing adjustment from the time series data of the flow rate measurement value PV registered as a template, that is, the time series data of FIG. 9 from the time series data of FIG. Shows the result obtained by subtracting.

脈動診断部7の累積処理部74は、上記で説明した累積処理を行なう(図6ステップS202)。図11は、図10に示した減算結果の絶対値を累積した値を示している。
脈動診断部7の判定部76は、上記で説明した判定処理を行なう(図6ステップS203〜S205)。図11の例では、診断期間の終了時刻付近で累積値が閾値35.0mL/min.を超えるため、液体ポンプ1に異常が発生していると判定される。以上で、脈動診断部7の処理が終了する。
The accumulation processing unit 74 of the pulsation diagnosis unit 7 performs the accumulation processing described above (Step S202 in FIG. 6). FIG. 11 shows a value obtained by accumulating the absolute values of the subtraction results shown in FIG.
The determination unit 76 of the pulsation diagnosis unit 7 performs the determination process described above (steps S203 to S205 in FIG. 6). In the example of FIG. 11, the accumulated value is close to the threshold 35.0 mL / min. Therefore, it is determined that an abnormality has occurred in the liquid pump 1. Thus, the process of the pulsation diagnosis unit 7 ends.

こうして、本実施例では、液体ポンプ1の異常検出に必要な構成を簡素化することができる。液体ポンプから吐出される液体の圧力の脈動周波数を時間軸で解析する場合、圧力を検出する際の液体ポンプの回転速度が常に一定でなければ、圧力の脈動と時間軸との関係にずれが生じてしまう。特許文献2に開示された技術では、このような液体ポンプの回転速度のばらつきの影響を回避するために、液体の圧力値と液体ポンプの回転位相との関係をモデル化しているが、モデル化に伴って装置の構成が複雑になる。一方、本実施例では、このようなモデル化が不要になるので、異常検出に必要な構成を簡素化できる。   Thus, in the present embodiment, the configuration necessary for detecting the abnormality of the liquid pump 1 can be simplified. When analyzing the pulsation frequency of the pressure of the liquid discharged from the liquid pump on the time axis, if the rotation speed of the liquid pump when detecting the pressure is not always constant, the relationship between the pulsation of the pressure and the time axis will be different. Will happen. In the technique disclosed in Patent Literature 2, the relationship between the pressure value of the liquid and the rotation phase of the liquid pump is modeled in order to avoid the influence of such a variation in the rotation speed of the liquid pump. Accordingly, the configuration of the device becomes complicated. On the other hand, in the present embodiment, since such modeling is not necessary, the configuration required for abnormality detection can be simplified.

なお、上記の診断例1、2では、基準流量設定値SPref=15.0mL/min.で流量計測値PVが整定している場合に、液体ポンプ1の回転状態が正常なテンプレートを作成したときとほぼ同等の状態に再現されていることを前提にしている。より好ましくは、バルブ3の開度が基準範囲(例えば、開度35%〜40%)にあるか否かも、整定状態検出の指標として採用するべきである。   In the diagnostic examples 1 and 2, the reference flow rate set value SPref = 15.0 mL / min. It is assumed that when the flow measurement value PV is settled, the rotational state of the liquid pump 1 is reproduced in a state substantially equivalent to that when a normal template is created. More preferably, whether or not the opening degree of the valve 3 is within a reference range (for example, the opening degree of 35% to 40%) should also be adopted as the index for detecting the set state.

すなわち、整定状態検出部6は、現在の流量設定値SPが基準流量設定値SPrefで、一定の整定判定時間中に流量計測値PVが基準流量設定値SPrefを中心とする所定の許容誤差範囲内に入っている時間の割合が予め規定された時間率閾値以上であり、かつこの整定判定時間中にバルブ3の開度が基準範囲内に入っている時間の割合が時間率閾値以上のときに、流量計測値PVが整定状態と判定すればよい(ステップS100においてYES)。バルブ開度の基準範囲は、基準設定値記憶部5に予め登録しておくようにすればよい。また、テンプレートについては、液体ポンプ1が正常な状態で基準流量設定値SPrefで流量計測値PVが整定していて、同時にバルブ3の開度が基準範囲内の場合の流量計測値PVの時系列データを、テンプレートとすればよい。   That is, the settling state detection unit 6 determines that the current flow set value SP is the reference flow set value SPref, and the flow measured value PV is within a predetermined allowable error range around the reference flow set value SPref during a fixed settling determination time. When the ratio of the time during which the valve 3 is within the reference range is equal to or more than the predetermined time rate threshold and the opening degree of the valve 3 is within the reference range during the settling determination time, It is sufficient that the flow measurement value PV is determined to be in the set state (YES in step S100). The reference range of the valve opening may be registered in the reference set value storage unit 5 in advance. As for the template, the flow rate measurement value PV is settled at the reference flow rate setting value SPref when the liquid pump 1 is in a normal state, and at the same time, the time series of the flow rate measurement value PV when the opening degree of the valve 3 is within the reference range. Data may be used as a template.

[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例は、上記の発明の原理2に対応する実施例である。図12は本実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の異常検出装置は、流量計2と、バルブ3と、流量フィードバック制御部4と、基準設定値記憶部5と、整定状態検出部6と、脈動診断部7と、診断モードが暫定調整モードに切り替わったときに、流量設定値SPが基準流量設定値SPrefで、流量計測値PVが基準流量設定値SPrefを中心とする許容誤差範囲内であり、かつバルブ3の開度が基準範囲から外れているときに、流量設定値SPが基準流量設定値SPrefを中心とする許容誤差範囲内にあることを前提条件として、流量設定値SPを、バルブ3の開度が基準範囲に近づく方向に変更する流量設定値変更部8と、オペレータあるいは上位機器から暫定調整モードに切り替えるよう指示があったときに、通常モードから暫定調整モードに診断モードを切り替える診断実行モード設定部9と、オペレータあるいは上位機器から暫定調整モードを解除するよう指示があったとき、あるいは流量設定値SPを変更するよう指示があったときに、診断モードを通常モードに切り替える診断実行モード解除部10とを備えている。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment corresponding to the above-described principle 2 of the invention. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a liquid pump abnormality detection device according to the present embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The abnormality detection device according to the present embodiment includes a flowmeter 2, a valve 3, a flow rate feedback control unit 4, a reference set value storage unit 5, a settling state detection unit 6, a pulsation diagnosis unit 7, and a tentative diagnosis mode. When the mode is switched to the adjustment mode, the flow rate setting value SP is the reference flow rate setting value SPref, the flow rate measurement value PV is within an allowable error range around the reference flow rate setting value SPref, and the opening of the valve 3 is in the reference range. When the flow rate setting value SP deviates from the reference flow rate setting value SPref, the flow rate setting value SP is set in a direction in which the opening degree of the valve 3 approaches the reference range. The diagnostic mode is switched from the normal mode to the temporary adjustment mode when there is an instruction from the operator or a higher-level device to switch to the temporary adjustment mode and the flow rate set value changing unit 8 that changes the diagnostic mode to the temporary adjustment mode. The diagnosis for switching the diagnostic mode to the normal mode when the disconnection execution mode setting unit 9 and an instruction from the operator or the host device to release the provisional adjustment mode, or when an instruction to change the flow rate set value SP is issued. An execution mode release unit 10 is provided.

図13は流量設定値変更部8と診断実行モード設定部9と診断実行モード解除部10の動作を説明するフローチャートである。
診断実行モード設定部9は、オペレータあるいは図示しない上位機器から、流量誤差の発生を許容する暫定調整モードに切り替えるよう指示があったときに(図13ステップS300においてYES)、流量誤差の発生を抑える通常モードから暫定調整モードに診断モードを切り替える(図13ステップS301)。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operations of the flow rate set value changing unit 8, the diagnosis execution mode setting unit 9, and the diagnosis execution mode canceling unit 10.
The diagnosis execution mode setting unit 9 suppresses the occurrence of the flow error when the operator or a higher-level device (not shown) instructs to switch to the provisional adjustment mode that allows the occurrence of the flow error (YES in step S300 in FIG. 13). The diagnostic mode is switched from the normal mode to the temporary adjustment mode (step S301 in FIG. 13).

なお、通常モードとは、第1の実施例で説明した動作を行なうモードであり、オペレータあるいは上位機器から指定されている流量設定値SPに従って流量フィードバック制御が実施されている状態で液体ポンプ1の診断を行なうモードである。   The normal mode is a mode in which the operation described in the first embodiment is performed. In the normal mode, the flow rate of the liquid pump 1 is controlled in a state where the flow rate feedback control is performed according to the flow rate set value SP specified by an operator or a higher-level device. This is a mode for performing diagnosis.

流量設定値変更部8は、診断モードが暫定調整モードに切り替わったときに、オペレータあるいは上位機器から指定されている現在の流量設定値SPが基準流量設定値SPrefで(図13ステップS302においてYES)、流量計測値PVが基準流量設定値SPrefを中心とする所定の許容誤差範囲(SPref±α)内であり(図13ステップS303においてYES)、かつバルブ3の開度が基準範囲から外れているときに(図13ステップS304においてYES)、流量設定値SPが基準流量設定値SPrefを中心とする許容誤差範囲(SPref±α)内にあることを前提条件として、流量設定値SPを、バルブ3の開度が基準範囲に近づく方向に所定幅だけ変更する(図13ステップS305)。   When the diagnostic mode is switched to the provisional adjustment mode, the flow rate setting value changing unit 8 sets the current flow rate setting value SP designated by the operator or the host device to the reference flow rate setting value SPref (YES in step S302 in FIG. 13). , The flow measurement value PV is within a predetermined allowable error range (SPref ± α) centered on the reference flow setting value SPref (YES in step S303 in FIG. 13), and the opening of the valve 3 is out of the reference range. At this time (YES in step S304 in FIG. 13), the flow set value SP is set to the valve 3 on the premise that the flow set value SP is within an allowable error range (SPref ± α) centered on the reference flow set value SPref. Is changed by a predetermined width in a direction in which the opening degree approaches the reference range (step S305 in FIG. 13).

こうして、オペレータあるいは上位機器から指定された基準流量設定値SPrefを中心とする許容誤差範囲(SPref±α)内にあることを前提条件として、バルブ3の開度が基準範囲に近づく方向に流量設定値SPを変更していく。このように、流量設定値SPを暫定的に調整することで、バルブ3の開度を基準範囲に近づけることができ、テンプレートが得られたときの状況に近づけることができるので、より適切な診断を実行することができる。   In this manner, the flow rate is set in the direction in which the opening of the valve 3 approaches the reference range, assuming that the value is within the allowable error range (SPref ± α) centered on the reference flow rate set value SPref specified by the operator or the host device. Change the value SP. As described above, by temporarily adjusting the flow rate set value SP, the opening degree of the valve 3 can be made closer to the reference range, and can be made closer to the situation at the time when the template was obtained. Can be performed.

次に、診断実行モード解除部10は、オペレータあるいは上位機器から暫定調整モードを解除するよう指示があったとき、あるいは流量設定値SPを変更するよう指示があったときに(図13ステップS306においてYES)、診断モードを通常モードに切り替える(図13ステップS307)。   Next, the diagnosis execution mode release unit 10 receives an instruction from the operator or the host device to release the provisional adjustment mode, or an instruction to change the flow rate set value SP (see step S306 in FIG. 13). YES), the diagnostic mode is switched to the normal mode (step S307 in FIG. 13).

流量設定値変更部8は、オペレータあるいは上位機器から暫定調整モードを解除するよう指示があり、ステップS305の処理で流量設定値SPを変更していた場合には、流量設定値SPを変更前の基準流量設定値SPrefに戻す(図13ステップS308)。また、流量設定値変更部8は、流量設定値SPを変更するよう指示があった場合には、流量設定値SPをオペレータあるいは上位機器から指定された値に変更する(ステップS308)。   The flow rate setting value changing unit 8 receives an instruction from the operator or the host device to release the temporary adjustment mode, and if the flow rate setting value SP has been changed in the process of step S305, the flow rate setting value SP before the change is changed. Return to the reference flow rate set value SPref (step S308 in FIG. 13). In addition, when instructed to change the flow rate set value SP, the flow rate set value changing unit 8 changes the flow rate set value SP to a value specified by the operator or a higher-level device (step S308).

以下に、本実施例の暫定調整方法の例を示す。ただし、あくまでも暫定調整方法の1例であり、以下の方法に限られない。
例えば、基準流量設定値SPrefが15.0mL/min.であり、バルブ3の開度が基準範囲が35%〜40%であるとする。また、基準流量設定値SPref近傍の許容誤差範囲(SPref±α)が14.5mL/min.〜15.5mL/min.であるとする(すなわち、α=0.5mL/min.)。
Hereinafter, an example of the provisional adjustment method of the present embodiment will be described. However, this is merely an example of the provisional adjustment method, and is not limited to the following method.
For example, when the reference flow rate set value SPref is 15.0 mL / min. It is assumed that the reference range of the opening degree of the valve 3 is 35% to 40%. The allowable error range (SPref ± α) near the reference flow rate set value SPref is 14.5 mL / min. ~ 15.5 mL / min. (That is, α = 0.5 mL / min.).

上記の前提において、流量設定値SP=SPref=15.0mL/min.に対し、脈動の影響を受けてないときの流量計測値PVが15.0mL/min.になっていて、バルブ3の開度が概ね32%であったとする。暫定調整モードに切り替わると、意図的に流量誤差を発生させてよいモードとなるので、流量設定値変更部8は、バルブ3の開度が基準範囲に近づくように(バルブ3の開度が大きくなるように)、流量設定値SPを例えば15.3mL/min.に暫定的に変更する。これに伴いバルブ3の開度が35%になれば、基準範囲内となるので、より適切な脈動診断が実行できる。   Based on the above assumption, the flow rate set value SP = SPref = 15.0 mL / min. In contrast, the flow measurement value PV when not affected by the pulsation is 15.0 mL / min. It is assumed that the opening degree of the valve 3 is approximately 32%. When the mode is switched to the provisional adjustment mode, the mode becomes a mode in which a flow error may be intentionally generated. Therefore, the flow rate setting value changing unit 8 sets the opening of the valve 3 close to the reference range (when the opening of the valve 3 is large). ), The flow rate set value SP is set to, for example, 15.3 mL / min. Temporarily change to Accordingly, if the opening of the valve 3 becomes 35%, it is within the reference range, so that more appropriate pulsation diagnosis can be executed.

[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例について説明する。本実施例は、上記の発明の原理3に対応する実施例である。図14は本実施例に係る液体ポンプの異常検出装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の異常検出装置は、流量計2と、バルブ3と、流量フィードバック制御部4と、基準設定値記憶部5と、整定状態検出部6と、脈動診断部7と、予め規定されたタイミングになったときに、流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差を検出するよう整定状態検出部6に対して指示を出す実行管理部11と、整定状態検出部6によって検出された、流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差の履歴を提示する履歴情報提示部12と、流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差の絶対値が規定量以上になったときに、アラームを出力するアラーム出力部13とを備えている。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment corresponding to the third principle of the present invention. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a liquid pump abnormality detection device according to the present embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The abnormality detection device according to the present embodiment includes a flow meter 2, a valve 3, a flow rate feedback control unit 4, a reference set value storage unit 5, a settling state detection unit 6, a pulsation diagnosis unit 7, and a predefined. When the timing comes, the execution management unit 11 instructs the settling state detection unit 6 to detect the deviation of the flow measurement value PV from the flow set value SP, and the flow rate detected by the settling state detection unit 6 A history information presenting unit 12 for presenting the history of the deviation of the flow measurement value PV from the set value SP, and outputting an alarm when the absolute value of the deviation of the flow measurement value PV from the flow set value SP becomes equal to or greater than a specified amount. An alarm output unit 13 is provided.

図15は実行管理部11と履歴情報提示部12とアラーム出力部13の動作を説明するフローチャートである。
実行管理部11は、予め規定されたタイミングになったときに(図15ステップS400においてYES)、整定状態検出、すなわち流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差を検出するよう整定状態検出部6に対して指示を出す(図15ステップS401)。
FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of the execution management unit 11, the history information presentation unit 12, and the alarm output unit 13.
When a predetermined timing is reached (YES in step S400 in FIG. 15), the execution management unit 11 detects the settling state, that is, the settling state detection unit 6 so as to detect a deviation of the flow measurement value PV from the flow set value SP. (Step S401 in FIG. 15).

履歴情報提示部12は、整定状態検出部6によって検出された、流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差の履歴をオペレータに対して提示する(図15ステップS402)。   The history information presentation unit 12 presents the history of the deviation of the flow measurement value PV from the flow set value SP detected by the settling state detection unit 6 to the operator (Step S402 in FIG. 15).

アラーム出力部13は、流量設定値SPに対する流量計測値PVの偏差の絶対値が規定量以上になったときに(図15ステップS403においてYES)、アラームを出力する(図15ステップS404)。アラームの出力方法としては、例えばアラーム発生を知らせるメッセージを表示したり、LEDなどを点灯させたり、アラーム発生を知らせる情報を上位機器に送信したりする等の方法がある。   The alarm output unit 13 outputs an alarm when the absolute value of the deviation of the flow measurement value PV with respect to the flow set value SP is equal to or larger than a specified amount (YES in step S403 in FIG. 15) (step S404 in FIG. 15). Examples of the alarm output method include a method of displaying a message indicating the occurrence of an alarm, turning on an LED or the like, and transmitting information notifying the occurrence of an alarm to a higher-level device.

こうして、例えばオペレータから動作終了の指示があるまで(図15ステップS405においてYES)、ステップS401〜S404の処理が定期的に行われる。
なお、本実施例では、実行管理部11と履歴情報提示部12とアラーム出力部13とを第1の実施例に適用した例で説明しているが、第2の実施例に適用するようにしてもよい。
In this manner, the processing of steps S401 to S404 is performed periodically until, for example, an instruction to end the operation is given by the operator (YES in step S405 in FIG. 15).
In the present embodiment, the execution management unit 11, the history information presenting unit 12, and the alarm output unit 13 have been described as being applied to the first embodiment. However, the present embodiment is applied to the second embodiment. You may.

第1〜第3の実施例の異常検出装置のうち少なくとも基準設定値記憶部5と整定状態検出部6と脈動診断部7と流量設定値変更部8と診断実行モード設定部9と診断実行モード解除部10と実行管理部11と履歴情報提示部12とアラーム出力部13とは、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。   Among the abnormality detection apparatuses of the first to third embodiments, at least the reference set value storage unit 5, the settling state detection unit 6, the pulsation diagnosis unit 7, the flow set value change unit 8, the diagnosis execution mode setting unit 9, and the diagnosis execution mode The release unit 10, the execution management unit 11, the history information presentation unit 12, and the alarm output unit 13 are realized by a computer having a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. can do.

このコンピュータの構成例を図16に示す。コンピュータは、CPU200と、記憶装置201と、インターフェース装置(以下、I/Fと略する)202とを備えている。I/F202には、流量計2と流量フィードバック制御部4とが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の異常検出方法を実現させるためのプログラムは記憶装置201に格納される。CPU200は、記憶装置201に格納されたプログラムに従って第1〜第3の実施例で説明した処理を実行する。また、流量フィードバック制御部4(コントローラ)についても、周知のとおりコンピュータとプログラムによって実現することができる。   FIG. 16 shows a configuration example of this computer. The computer includes a CPU 200, a storage device 201, and an interface device (hereinafter, abbreviated as I / F) 202. The flow meter 2 and the flow rate feedback control unit 4 are connected to the I / F 202. In such a computer, a program for implementing the abnormality detection method of the present invention is stored in the storage device 201. The CPU 200 executes the processing described in the first to third embodiments according to the program stored in the storage device 201. Also, the flow rate feedback control unit 4 (controller) can be realized by a computer and a program as is well known.

本発明は、液体ポンプの故障診断を行なう技術に適用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a technology for performing a failure diagnosis of a liquid pump.

1…液体ポンプ、2…流量計、3…バルブ、4…流量フィードバック制御部、5…基準設定値記憶部、6…整定状態検出部、7…脈動診断部、8…流量設定値変更部、9…診断実行モード設定部、10…診断実行モード解除部、11…実行管理部、12…履歴情報提示部、13…アラーム出力部、70…流量計測値取得部、71…テンプレート記憶部、72…タイミング調整部、73…減算処理部、74…累積処理部、75…閾値記憶部、76…判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid pump, 2 ... Flow meter, 3 ... Valve, 4 ... Flow rate feedback control part, 5 ... Reference set value storage part, 6 ... Settling state detection part, 7 ... Pulsation diagnosis part, 8 ... Flow set value change part, 9: diagnosis execution mode setting unit, 10: diagnosis execution mode release unit, 11: execution management unit, 12: history information presentation unit, 13: alarm output unit, 70: flow rate measurement value acquisition unit, 71: template storage unit, 72 ... Timing adjuster 73, Subtractor 74, Accumulator 75, Threshold storage 76, Judgment

Claims (8)

液体ポンプから吐出される液体の流量計測値が流量設定値と一致するようにバルブを制御する流量フィードバック制御の基準流量設定値を予め記憶するように構成された基準設定値記憶部と、
前記流量設定値が前記基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定するように構成された整定状態検出部と、
前記流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定するように構成された診断部とを備えることを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
A reference set value storage unit configured to previously store a reference flow set value of the flow rate feedback control for controlling the valve so that the flow rate measured value of the liquid discharged from the liquid pump matches the flow set value,
When the flow rate setting value is the reference flow rate setting value, a settling state detection unit configured to determine whether the flow rate measurement value is settled within an allowable error range around the reference flow rate setting value. When,
A diagnostic unit configured to determine whether the liquid pump is normal based on the flow measurement value in the set state when the flow measurement value is determined to be in the set state. Liquid pump abnormality detector.
請求項1記載の液体ポンプの異常検出装置において、
前記基準設定値記憶部は、前記基準流量設定値と共に、前記バルブの開度の基準範囲を予め記憶し、
前記整定状態検出部は、前記流量設定値が前記基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲内のときに、前記流量計測値が整定状態と判定することを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The abnormality detection device for a liquid pump according to claim 1,
The reference set value storage unit stores, in advance, the reference flow rate set value and a reference range of the valve opening degree,
The settling state detection unit is configured such that, when the flow rate set value is the reference flow rate set value, the flow rate measured value is within an allowable error range centered on the reference flow rate set value, and the opening degree of the valve is equal to the reference flow rate set value. An abnormality detection device for a liquid pump, wherein the flow rate measurement value is determined to be in a set state when the flow rate is within the range.
請求項1記載の液体ポンプの異常検出装置において、
前記診断部は、前記整定状態の流量計測値の時系列データと、前記液体ポンプが正常な状態で前記基準流量設定値で整定している場合の過去の流量計測値の時系列データであるテンプレートとに基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定することを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The abnormality detection device for a liquid pump according to claim 1,
The diagnostic unit is a template that is time-series data of the flow measurement value in the settling state and time-series data of the past flow measurement value when the liquid pump is settled at the reference flow setting value in a normal state. And determining whether the liquid pump is normal on the basis of the above.
請求項2記載の液体ポンプの異常検出装置において、
前記診断部は、前記整定状態の流量計測値の時系列データと、前記液体ポンプが正常な状態で前記基準流量設定値で整定していて、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲内の場合の過去の流量計測値の時系列データであるテンプレートとに基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定することを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The abnormality detecting device for a liquid pump according to claim 2,
The diagnostic unit, when the time series data of the flow rate measurement value in the settling state, the liquid pump is settled at the reference flow rate set value in a normal state, and the opening of the valve is within the reference range An abnormality detection device for the liquid pump, which determines whether or not the liquid pump is normal based on a template which is time-series data of past flow measurement values.
請求項2または4記載の液体ポンプの異常検出装置において、
オペレータあるいは上位機器から、流量誤差の発生を許容する暫定調整モードに切り替えるよう指示があったときに、前記流量計測値を前記流量設定値と一致させる通常モードから前記暫定調整モードに診断モードを切り替えるように構成されたモード設定部と、
診断モードが前記暫定調整モードに切り替わったときに、前記流量設定値が前記基準流量設定値で、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内であり、かつ前記バルブの開度が前記基準範囲から外れているときに、前記流量設定値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内にあることを前提条件として、前記流量設定値を、前記バルブの開度が前記基準範囲に近づく方向に変更するように構成された流量設定値変更部と、
オペレータあるいは上位機器から前記暫定調整モードを解除するよう指示があったとき、あるいは前記流量設定値を変更するよう指示があったときに、前記診断モードを前記通常モードに切り替えるように構成されたモード解除部とをさらに備えることを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The abnormality detection device for a liquid pump according to claim 2 or 4,
When the operator or a higher-level device instructs to switch to the provisional adjustment mode allowing the flow error, the diagnostic mode is switched from the normal mode in which the flow measurement value matches the flow setting value to the provisional adjustment mode. A mode setting unit configured as follows,
When the diagnostic mode is switched to the provisional adjustment mode, the flow rate set value is the reference flow rate set value, the flow rate measured value is within an allowable error range around the reference flow rate set value, and the valve When the opening degree is out of the reference range, the flow rate setting value is set on the premise that the flow rate setting value is within an allowable error range centered on the reference flow rate setting value. A flow set value changing unit configured to change in a direction approaching the reference range,
A mode configured to switch the diagnostic mode to the normal mode when instructed by an operator or a higher-level device to cancel the provisional adjustment mode, or when instructed to change the flow rate set value An abnormality detection device for a liquid pump, further comprising a release unit.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体ポンプの異常検出装置において、
予め規定されたタイミングになったときに、前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差を検出するよう前記整定状態検出部に対して指示を出すように構成された実行管理部と、
前記整定状態検出部によって検出された、前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差の履歴を提示するように構成された履歴情報提示部と、
前記流量設定値に対する前記流量計測値の偏差の絶対値が規定量以上になったときに、アラームを出力するように構成されたアラーム出力部とをさらに備えることを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The liquid pump abnormality detection device according to any one of claims 1 to 5,
When a predetermined timing is reached, an execution management unit configured to issue an instruction to the settling state detection unit to detect a deviation of the flow measurement value from the flow setting value,
A history information presenting unit configured to present a history of a deviation of the flow rate measurement value from the flow rate set value, detected by the settling state detection unit,
An abnormality output unit configured to output an alarm when an absolute value of a deviation of the flow rate measurement value from the flow rate set value is equal to or greater than a specified amount. apparatus.
請求項3または4記載の液体ポンプの異常検出装置において、
前記診断部は、
前記整定状態の流量計測値の時系列データを取得するように構成された流量計測値取得部と、
前記テンプレートを予め記憶するように構成されたテンプレート記憶部と、
前記流量計測値取得部によって取得された流量計測値の所定の脈動のタイミングと前記テンプレートとして記憶されている流量計測値の脈動のタイミングとが一致するように、前記流量計測値取得部によって取得された流量計測値の時系列データの時刻を前記テンプレートと合わせるタイミング調整を行なうように構成されたタイミング調整部と、
前記テンプレートとして記憶されている流量計測値の時系列データから前記タイミング調整後の流量計測値の時系列データを同一の時刻毎に減算するように構成された減算処理部と、
この減算処理部の減算結果の絶対値を累積した値を算出するように構成された累積処理部と、
この累積処理部によって算出された累積値が閾値を超えた場合に、前記液体ポンプに異常が発生していると判定するように構成された判定部とを備えることを特徴とする液体ポンプの異常検出装置。
The abnormality detection device for a liquid pump according to claim 3 or 4,
The diagnostic unit includes:
A flow rate measurement value acquisition unit configured to obtain time-series data of the flow rate measurement value in the settling state,
A template storage unit configured to store the template in advance,
The flow measurement value acquired by the flow measurement value acquisition unit so that the predetermined pulsation timing of the flow measurement value acquired by the flow measurement value acquisition unit matches the pulsation timing of the flow measurement value stored as the template. A timing adjustment unit configured to perform timing adjustment to match the time of the time-series data of the measured flow rate value with the template,
A subtraction processing unit configured to subtract the time-series data of the flow measurement value after the timing adjustment from the time-series data of the flow measurement value stored as the template at each same time,
An accumulation processing unit configured to calculate a value obtained by accumulating the absolute value of the subtraction result of the subtraction processing unit;
A determination unit configured to determine that an abnormality has occurred in the liquid pump when the accumulated value calculated by the accumulation processing unit exceeds a threshold value. Detection device.
液体ポンプから吐出される液体の流量計測値が流量設定値と一致するようにバルブを制御する流量フィードバック制御系において、前記流量設定値が基準流量設定値のときに、前記流量計測値が前記基準流量設定値を中心とする許容誤差範囲内で整定しているかどうかを判定する第1のステップと、
前記流量計測値が整定状態と判定されたときに、この整定状態の流量計測値に基づいて、前記液体ポンプが正常かどうかを判定する第2のステップとを含むことを特徴とする液体ポンプの異常検出方法。
In a flow rate feedback control system that controls a valve so that a flow rate measurement value of a liquid discharged from a liquid pump matches a flow rate setting value, when the flow rate setting value is a reference flow rate setting value, the flow rate measurement value is equal to the reference flow rate value. A first step of determining whether the flow rate is set within an allowable error range centered on the flow rate set value;
A second step of determining whether the liquid pump is normal based on the flow rate measurement value in the settled state when the flow rate measurement value is determined to be in a settling state. Anomaly detection method.
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