JP2021008927A

JP2021008927A - Valve diagnostic device

Info

Publication number: JP2021008927A
Application number: JP2019123532A
Authority: JP
Inventors: 英明石本; Hideaki Ishimoto
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-01-28

Abstract

To allow the start of valve diagnosis to be surely grasped by an operator in the neighborhood of a valve.SOLUTION: An acquisition part 101 acquires the opening of a valve 151 which is the target of an operation test. In the valve 151, a valve body is driven by an air pressure. A prior operation part 102 changes the opening of the valve 151 around the opening acquired by the acquisition part 101, in a range which is smaller than the full opening of the valve 151, during the set time. A test part 103 executes a valve diagnosis by the operation of the fully opened state and the fully closed state of the valve 151, after the opening change of the valve 151 by the prior operation part 102 is finished.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バルブの診断を行うバルブ診断装置に関する。 The present invention relates to a valve diagnostic device that diagnoses a valve.

調節弁やガスガバナなど、プラントにおいては様々な弁（バルブ）が用いられている。このバルブの固着などの故障を事前に検知することなどを目的として、バルブの診断が定期的に実施される（特許文献１，２参照）。この種のバルブ診断では、遠隔地からの操作によりバルブを大きく動かせるため、診断を行う前に、近隣の作業者がバルブから離れている事を確認するようにメッセージを表示部に表示して、診断を開始する作業者に注意を促していた。 Various valves (valves) are used in plants such as control valves and gas governors. Valve diagnosis is periodically performed for the purpose of detecting a failure such as sticking of the valve in advance (see Patent Documents 1 and 2). In this type of valve diagnosis, the valve can be moved significantly by remote control, so before making a diagnosis, a message is displayed on the display to confirm that a nearby worker is away from the valve. He was alerting the worker who started the diagnosis.

特開２０１０−２１８５６５号公報JP-A-2010-218565 特開２００４−１２６６８８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-126688

しかしながら、上述した技術では、診断を開始する作業者がメッセージを見落とす場合が発生するという問題があった。 However, the above-mentioned technique has a problem that the worker who starts the diagnosis may overlook the message.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、バルブ診断の開始が、バルブ近隣の作業者により確実に把握されるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to ensure that the start of valve diagnosis is grasped by an operator in the vicinity of the valve.

本発明に係るバルブ診断装置は、動作テスト対象のバルブの開度を取得するように構成された取得部と、設定されている時間の間、取得部が取得した開度を中心としてバルブの開度を変化させるように構成された事前動作部と、事前動作部によるバルブの開度変化が終了した後で、バルブの全開および全閉の動作によるバルブ診断を実施するように構成されたテスト部とを備える。 The valve diagnostic apparatus according to the present invention has an acquisition unit configured to acquire the opening degree of the valve to be tested for operation, and a valve opening centered on the opening degree acquired by the acquisition unit for a set time. A pre-moving unit configured to change the degree, and a test unit configured to perform valve diagnosis by fully opening and closing the valve after the valve opening change by the pre-acting unit is completed. And.

上記バルブ診断装置の一構成例において、事前動作部は、取得部が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側の各々に、バルブの開度を１〜１０％の範囲で変化させる。 In one configuration example of the valve diagnostic device, the pre-operation unit changes the valve opening degree in the range of 1 to 10% on each of the opening side and the closing side, centering on the opening degree acquired by the acquiring unit.

上記バルブ診断装置の一構成例において、事前動作部は、取得部が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側に、各々等しい時間でバルブの開度を変化させる。 In one configuration example of the valve diagnostic device, the pre-operation unit changes the valve opening degree on the opening side and the closing side at the same time, centering on the opening degree acquired by the acquisition unit.

上記バルブ診断装置の一構成例において、事前動作部は、取得部が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側に、各々２秒間隔でバルブの開度を変化させる。 In one configuration example of the valve diagnostic device, the pre-operation unit changes the valve opening degree at intervals of 2 seconds on the opening side and the closing side, respectively, centering on the opening degree acquired by the acquisition unit.

上記バルブ診断装置の一構成例において、バルブは、空気圧によって弁体が駆動される。 In one configuration example of the valve diagnostic device, the valve body is driven by air pressure.

上記バルブ診断装置の一構成例において、事前動作部によるバルブの開閉に伴って、弁体の空気圧による駆動の音が発生する。 In one configuration example of the valve diagnostic device, a driving sound due to the air pressure of the valve body is generated as the valve is opened and closed by the pre-operating unit.

以上説明したように、本発明によれば、バルブ診断をする前に、動作テスト対象のバルブの開度を取得し、設定されている時間の間、バルブの全開より小さい範囲で、取得した開度を中心としてバルブの開度を変化させるので、バルブ診断の開始が、バルブ近隣の作業者により確実に把握される。 As described above, according to the present invention, the opening degree of the valve to be tested for operation is acquired before the valve is diagnosed, and the acquired opening is performed within a range smaller than the fully opened valve for a set time. Since the valve opening is changed around the degree, the start of valve diagnosis is surely grasped by the operator near the valve.

図１は、本発明の実施の形態に係るバルブ診断装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a valve diagnostic device according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態に係るバルブ診断装置の動作例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the valve diagnostic device according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態に係るバルブ診断装置のハードウエア構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a hardware configuration of the valve diagnostic device according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態に係るバルブ診断装置について図１を参照して説明する。このバルブ診断装置は、取得部１０１、事前動作部１０２、テスト部１０３を備える。 Hereinafter, the valve diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This valve diagnostic device includes an acquisition unit 101, a pre-operation unit 102, and a test unit 103.

取得部１０１は、動作テスト対象のバルブ１５１の開度を取得する。バルブ１５１は、空気圧によって弁体が駆動される。バルブ１５１の開度を制御するポジショナ１５２は、プラントの各フィールド機器のメンテナンスを管理する上位システム（不図示）からポジショナ制御信号を受信し、このポジショナ制御信号が示す開度指示値に応じて、空気供給配管１５３からの空気を使用して、必要な操作器空気圧をバルブ１５１に送る。ポジショナ１５２からの操作器空気圧は、空気配管１５４を介してバルブ１５１に供給される。また、ポジショナ１５２は、開度フィードバック機構によってバルブ１５１の開度を計測する。取得部１０１は、ポジショナ１５２より、ポジショナ１５２が計測しているバルブ１５１の開度を取得する。 The acquisition unit 101 acquires the opening degree of the valve 151 to be tested for operation. The valve body of the valve 151 is driven by air pressure. The positioner 152 that controls the opening degree of the valve 151 receives a positioner control signal from a host system (not shown) that manages maintenance of each field device of the plant, and responds to the opening degree indication value indicated by the positioner control signal. The air from the air supply pipe 153 is used to send the required actuator air pressure to valve 151. The actuator air pressure from the positioner 152 is supplied to the valve 151 via the air pipe 154. Further, the positioner 152 measures the opening degree of the valve 151 by the opening degree feedback mechanism. The acquisition unit 101 acquires the opening degree of the valve 151 measured by the positioner 152 from the positioner 152.

事前動作部１０２は、設定されている時間の間、取得部１０１が取得した開度を中心としてバルブ１５１の開度を変化させる。このバルブ１５１の開度は、バルブ１５１の全開より小さい範囲とすることができる。例えば、事前動作部１０２は、取得部１０１が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側の各々に、バルブ１５１の開度を１〜１０％の範囲で変化させる。 The pre-operation unit 102 changes the opening degree of the valve 151 around the opening degree acquired by the acquisition unit 101 during the set time. The opening degree of the valve 151 can be in a range smaller than the fully opened valve 151. For example, the pre-operation unit 102 changes the opening degree of the valve 151 in the range of 1 to 10% on each of the opening side and the closing side, centering on the opening degree acquired by the acquiring unit 101.

また、事前動作部１０２は、取得部１０１が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側に、各々等しい時間でバルブ１５１の開度を変化させる。例えば、事前動作部１０２は、取得部１０１が取得した開度を中心として、開ける側および閉じる側に、各々２秒間隔でバルブ１５１の開度を変化させる。 Further, the pre-operation unit 102 changes the opening degree of the valve 151 on the opening side and the closing side with the opening degree acquired by the acquisition unit 101 at the same time. For example, the pre-operation unit 102 changes the opening degree of the valve 151 on the opening side and the closing side at intervals of 2 seconds, centering on the opening degree acquired by the acquisition unit 101.

テスト部１０３は、事前動作部１０２によるバルブ１５１の開度変化が終了した後で、バルブ１５１の全開および全閉の動作によるバルブ診断を実施する。 The test unit 103 performs valve diagnosis by fully opening and closing the valve 151 after the change in the opening degree of the valve 151 by the pre-operation unit 102 is completed.

次に、本発明の実施の形態に係るバルブ診断装置の動作例（バルブ診断方法）について、図２のフローチャートを用いて説明する。 Next, an operation example (valve diagnosis method) of the valve diagnosis device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、バルブ診断の開始の指示入力がなされると、ステップＳ１０１で、取得部１０１が、ポジショナ１５２より、ポジショナ１５２が計測しているバルブ１５１の開度を取得する。 First, when the instruction to start the valve diagnosis is input, in step S101, the acquisition unit 101 acquires the opening degree of the valve 151 measured by the positioner 152 from the positioner 152.

次に、ステップＳ１０２で、事前動作部１０２は、設定されている時間の間、バルブ１５１の全開より小さい範囲で、取得部１０１が取得した開度を中心としてバルブ１５１の開度を変化させる。この事前動作部１０２によるバルブ１５１の開度変化の指示は、例えば、事前制御信号としてポジショナ１５２に送られる。ポジショナ１５２では、受け付けた事前制御信号が示す開度指示値に応じて、空気供給配管１５３からの空気を使用して、必要な操作器空気圧をバルブ１５１に送ることで、バルブ１５１の開度を変化させる。 Next, in step S102, the pre-operation unit 102 changes the opening degree of the valve 151 around the opening degree acquired by the acquisition unit 101 within a range smaller than the fully open position of the valve 151 for a set time. The instruction for changing the opening degree of the valve 151 by the pre-moving unit 102 is sent to the positioner 152 as a pre-control signal, for example. In the positioner 152, the opening degree of the valve 151 is increased by sending the required actuator air pressure to the valve 151 by using the air from the air supply pipe 153 according to the opening degree indication value indicated by the received pre-control signal. Change.

例えば、取得された開度を中心として、取得開度−２％を１秒継続し、次いで取得開度＋２％を２秒継続することを、設定されている時間、繰り返す。例えば、ポジショナ１５２より取得された現在の開度が５０％の場合、開度４８％の１秒維持と、開度５２％の２秒維持とを繰り返す。このように開度を変化させると、開度の変化に対応してバルブ１５１に送られる操作器空気圧による音が発生する。上述したように、開度を短時間で変化させることで、短時間で間欠的に繰り返される操作器空気圧による音が発生することになる。 For example, with the acquired opening degree as the center, the acquisition opening degree-2% is continued for 1 second, and then the acquisition opening degree + 2% is continued for 2 seconds, which is repeated for a set time. For example, when the current opening degree acquired from the positioner 152 is 50%, the opening degree of 48% is maintained for 1 second and the opening degree of 52% is maintained for 2 seconds. When the opening degree is changed in this way, a sound due to the actuator air pressure sent to the valve 151 is generated in response to the change in the opening degree. As described above, by changing the opening degree in a short time, a sound due to the actuator air pressure that is intermittently repeated in a short time is generated.

次に、ステップＳ１０３で、テスト部１０３が、事前動作部１０２によるバルブ１５１の開度変化の動作が、終了したか否かを判断する。例えば、この事前動作部１０２からポジショナ１５２に送られた事前制御信号による全ての開閉動作が終了したことを、ポジショナ１５２より取得することで、事前動作部１０２によるバルブ１５１の開度変化の動作が終了したことを判断する。 Next, in step S103, the test unit 103 determines whether or not the operation of changing the opening degree of the valve 151 by the pre-operation unit 102 has been completed. For example, by acquiring from the positioner 152 that all the opening / closing operations by the pre-control signal sent from the pre-operation unit 102 to the positioner 152 have been completed, the operation of changing the opening degree of the valve 151 by the pre-operation unit 102 can be performed. Judge that it is finished.

テスト部１０３による動作の終了判断は、設定されている時間が経過するまで実施される（ステップＳ１０４）。設定されている時間内に、テスト部１０３により動作の終了判断がされると（ステップＳ１０３のｙｅｓ）、ステップＳ１０５で、テスト部１０３は、バルブ１５１の全開および全閉の動作によるバルブ１５１の診断を実施する。 The test unit 103 determines the end of the operation until the set time elapses (step S104). When the test unit 103 determines the end of the operation within the set time (yes in step S103), in step S105, the test unit 103 diagnoses the valve 151 by the operation of fully opening and closing the valve 151. To carry out.

一方、テスト部１０３による動作の終了判断が、設定されている時間が経過するまでなされない場合（ステップＳ１０４のｙｅｓ）、テスト部１０３は、診断を行わずに動作を終了する。設定されている時間内に、ポジショナ１５２に送られた事前制御信号による全ての開閉動作が終了したことが、ポジショナ１５２より取得できない場合、バルブ１５１に故障が発生しているものと判断される。この場合、バルブ診断は実施できないため、診断動作事態を中止し、例えば、バルブ故障が発生した旨を通知する警報を発令する。 On the other hand, when the test unit 103 does not determine the end of the operation until the set time elapses (yes in step S104), the test unit 103 ends the operation without performing the diagnosis. If it cannot be obtained from the positioner 152 that all the opening / closing operations by the pre-control signal sent to the positioner 152 are completed within the set time, it is determined that the valve 151 has a failure. In this case, since the valve diagnosis cannot be performed, the diagnosis operation situation is stopped, and for example, an alarm notifying that a valve failure has occurred is issued.

上述した実施の形態によれば、事前動作部１０２によるバルブ１５１の開閉に伴って、弁体の空気圧による駆動の音が発生する。この音は、近隣の作業者の聴覚によって知覚される。この音とバルブ診断との関係が、近隣の作業者に理解されていれば、バルブ１５１を視覚によって認識していなくても、バルブ診断が開始されることが、近隣の作業者に把握されるようになる。従って、実施の形態によれば、表示部にメッセージを表示する場合などに比較して、バルブ診断の開始が、近隣の作業者により確実に把握されるようになる。 According to the above-described embodiment, the sound of driving by the air pressure of the valve body is generated as the valve 151 is opened and closed by the pre-acting unit 102. This sound is perceived by the hearing of nearby workers. If the relationship between this sound and the valve diagnosis is understood by a nearby worker, the neighboring worker can understand that the valve diagnosis is started even if the valve 151 is not visually recognized. Will be. Therefore, according to the embodiment, the start of the valve diagnosis can be surely grasped by a nearby worker as compared with the case where a message is displayed on the display unit.

なお、上述した実施の形態におけるバルブ診断装置は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）３０１と主記憶装置３０２と外部記憶装置３０３とネットワーク接続装置３０４となどを備えたコンピュータ機器とし、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵ３０１が動作する（プログラムを実行する）ことで、上述した各機能が実現されるようにすることもできる。上記プログラムは、上述した実施の形態で示したバルブ診断方法をコンピュータが実行するためのプログラムである。ネットワーク接続装置３０４は、ネットワーク３０５に接続する。例えば、ポジショナとバルブ診断装置とは、ネットワーク３０５を介して接続され、バルブ診断装置からネットワーク３０５を介してポジショナに信号を送る構成とすることもできる。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させることもできる。 As shown in FIG. 3, the valve diagnostic device according to the above-described embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a main storage device 302, an external storage device 303, a network connection device 304, and the like. It is also possible to realize each of the above-mentioned functions by operating the CPU 301 (execution of the program) by the program deployed in the main storage device as a computer device provided. The above program is a program for a computer to execute the valve diagnosis method shown in the above-described embodiment. The network connection device 304 connects to the network 305. For example, the positioner and the valve diagnostic device may be connected via the network 305, and a signal may be sent from the valve diagnostic device to the positioner via the network 305. In addition, each function can be distributed to a plurality of computer devices.

また、上述した実施の形態におけるバルブ診断装置は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）により構成することも可能である。例えば、ＦＰＧＡのロジックエレメントに、記憶部、取得部１０１、自薦動作部、テスト部１０３の各々を回路として備えることで、バルブ診断装置として機能させることができる。記憶回路、取得回路、自薦動作回路、テスト回路の各々は、所定の書き込み装置を接続してＦＰＧＡに書き込むことができる。また、ＦＰＧＡに書き込まれた上記の各回路は、ＦＰＧＡに接続した書き込み装置により確認することができる。 Further, the valve diagnostic device in the above-described embodiment can also be configured by a programmable logic device (PLD) such as an FPGA (field-programmable gate array). For example, by equipping the logic element of the FPGA with each of the storage unit, the acquisition unit 101, the self-recommended operation unit, and the test unit 103 as a circuit, it can function as a valve diagnostic device. Each of the storage circuit, the acquisition circuit, the self-recommended operation circuit, and the test circuit can be written to the FPGA by connecting a predetermined writing device. Further, each of the above circuits written in the FPGA can be confirmed by a writing device connected to the FPGA.

以上に説明したように、本発明によれば、バルブ診断をする前に、動作テスト対象のバルブの開度を取得し、設定されている時間の間、バルブの全開より小さい範囲で、取得した開度を中心としてバルブの開度を変化させるようにしたので、バルブ診断の開始が、近隣の作業者により確実に把握されるようになる。 As described above, according to the present invention, the opening degree of the valve to be tested for operation is acquired before the valve is diagnosed, and is acquired within a range smaller than the fully open valve for a set time. Since the valve opening is changed around the opening, the start of the valve diagnosis can be surely grasped by a nearby worker.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications and combinations can be carried out by a person having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. That is clear.

１０１…取得部、１０２…事前動作部、１０３…テスト部、１５１…バルブ、１５２…ポジショナ、１５３…空気供給配管、１５４…空気配管。 101 ... Acquisition unit, 102 ... Pre-operation unit, 103 ... Test unit, 151 ... Valve, 152 ... Positioner, 153 ... Air supply piping, 154 ... Air piping.

Claims

An acquisition unit configured to acquire the opening degree of the valve to be tested for operation,
A pre-operation unit configured to change the opening degree of the valve around the opening degree acquired by the acquisition unit during a set time.
A valve diagnostic apparatus including a test unit configured to perform valve diagnosis by fully opening and closing the valve after the valve opening change by the pre-operating unit is completed.

In the valve diagnostic device according to claim 1,
The pre-operation unit is a valve diagnostic device that changes the opening degree of the valve on the opening side and the closing side with the opening degree acquired by the acquisition unit at the same time.

In the valve diagnostic device according to claim 2.
The pre-operation unit is a valve diagnostic device that changes the opening degree of the valve on the opening side and the closing side at intervals of 2 seconds, centering on the opening degree acquired by the acquisition unit.

In the valve diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3.
The valve is a valve diagnostic device characterized in that the valve body is driven by air pressure.

In the valve diagnostic device according to claim 4,
A valve diagnostic device, characterized in that a driving sound due to the air pressure of the valve body is generated as the valve is opened and closed by the pre-actuating unit.