JP2021025534A - バルブ異常検出装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明のバルブ異常検出装置の1構成例において、前記異常判定部は、前記指標値が前記規定値を下回る顕著な低下を検出するように構成された低下値検出部と、前記指標値の顕著な低下の発生回数を数えるように構成された低下回数計数部と、規定時間における前記指標値の顕著な低下の発生回数が閾値を超えた場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定するように構成された回数判定部とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明のバルブ異常検出装置の1構成例は、前記バルブに異常が発生した可能性があることをオペレータに対して通知するように構成された異常発生通知部をさらに備えることを特徴とするものである。
発明者は、バルブの実装について、特殊な配線工事をせずとも、HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信技術などにより、DCS(Distributed Control System)入力と実開度なども捉えられるように進化したことに着眼した。すなわち、特許文献1に開示された技術よりもリアルタイムに近い形で、偏差を観測することは可能であり、統計的なデータ分析という意味は抑制されることになるが、ダイナミクス(動特性あるいは時系列の挙動特性)を分析対象とすることは可能である。
発明者は、このような摩擦力数値の頻繁な低下を単に通信異常として扱うのではなく、バルブ自体の異常現象として扱えることを、鋭意研究により突き止めた。すなわち、安定時の操作器空気圧力のふらつきにより摩擦力を検知する中でバルブの異常現象を検知できることになり、従来よりもリアルタイムに近い形でバルブの異常を検知できる。
以下、本発明の第1の実施例について図面を参照して説明する。本発明では、通信により例えばDCSと接続された空気作動式のバルブを異常検知の対象とする。
バルブの摺動部の摩擦力の指標値としては、バルブ開度を大きくしていく際に必要になる操作器出力空気の圧力と、バルブ開度を小さくしていく際に必要になる操作器出力空気の圧力を、バルブ開度に応じて求めたときに、同一の開度において前者と後者で生じる圧力差などがある。
安定時検出部3は、開度取得部1によって取得されたバルブ開度の値が略一定の安定開度状態を検出する(図3ステップS102)。なお、DCSから取得したバルブ開度が通信ノイズなどにより微小量変化する程度の場合も安定開度状態と判定することが望ましい。そこで、安定時検出部3は、バルブ開度の取得周期毎の変化量が最小規定値以内である状態が規定の継続時間以上継続している場合に、安定開度状態と判定する。例えば図4の例では、バルブ開度Aが略一定の3つの時間帯t1,t2,t3でそれぞれ安定開度状態となる。
こうして、本実施例では、スティックスリップのようなバルブの不具合を従来よりもリアルタイムに近い時間で検知することが可能となる。
第1の実施例では、摩擦力の指標値FIの顕著な低下の頻度を判定する方法として、n個の時間差TDの平均値を用いているが、規定された時間内での指標値FIの顕著な低下の発生回数に基づいて判定するようにしてもよい。
低下回数計数部10は、低下値検出部5によって摩擦力の指標値FIの顕著な低下が検出されたときに、顕著な低下の発生回数Nを1増やす(図9ステップS112)。発生回数Nの初期値は0である。
判定終了後、回数判定部8aは、低下回数計数部10の計数値を0に初期化する(図9ステップS117)。
こうして、本実施例では、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
Claims (8)
- バルブの開度の値を取得するように構成された開度取得部と、
ポジショナから前記バルブの操作器に供給される操作器空気の圧力値を取得するように構成された圧力取得部と、
前記開度取得部によって取得されたバルブ開度の値が略一定となる安定開度状態を検出するように構成された安定時検出部と、
前記安定開度状態における前記操作器空気の最大圧力値と最小圧力値との差を、前記バルブの摺動部の摩擦力を示す指標値として検出するように構成された摩擦力検出部と、
前記指標値が規定値を下回る低下の発生頻度が異常な頻度の場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定するように構成された異常判定部とを備えることを特徴とするバルブ異常検出装置。 - 請求項1記載のバルブ異常検出装置において、
前記異常判定部は、
前記指標値が前記規定値を下回る顕著な低下を検出するように構成された低下値検出部と、
前記低下値検出部によって前記指標値の顕著な低下が検出されたときに、この顕著な低下の発生時点と前回の顕著な低下の発生時点との時間差を算出するように構成された低下時間差算出部と、
前記低下時間差算出部によって算出された時間差を記憶するように構成された低下時間差記憶部と、
規定の個数の前記時間差の平均値が閾値未満の場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定するように構成された時間差判定部とから構成されることを特徴とするバルブ異常検出装置。 - 請求項1記載のバルブ異常検出装置において、
前記異常判定部は、
前記指標値が前記規定値を下回る顕著な低下を検出するように構成された低下値検出部と、
前記指標値の顕著な低下の発生回数を数えるように構成された低下回数計数部と、
規定時間における前記指標値の顕著な低下の発生回数が閾値を超えた場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定するように構成された回数判定部とから構成されることを特徴とするバルブ異常検出装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のバルブ異常検出装置において、
前記バルブに異常が発生した可能性があることをオペレータに対して通知するように構成された異常発生通知部をさらに備えることを特徴とするバルブ異常検出装置。 - バルブの開度の値を取得する第1のステップと、
ポジショナから前記バルブの操作器に供給される操作器空気の圧力値を取得する第2のステップと、
前記第1のステップで取得したバルブ開度の値が略一定となる安定開度状態を検出する第3のステップと、
前記安定開度状態における前記操作器空気の最大圧力値と最小圧力値との差を、前記バルブの摺動部の摩擦力を示す指標値として検出する第4のステップと、
前記指標値が規定値を下回る低下の発生頻度が異常な頻度の場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定する第5のステップとを含むことを特徴とするバルブ異常検出方法。 - 請求項5記載のバルブ異常検出方法において、
前記第5のステップは、
前記指標値が前記規定値を下回る顕著な低下を検出する第6のステップと、
前記第6のステップで前記指標値の顕著な低下を検出したときに、この顕著な低下の発生時点と前回の顕著な低下の発生時点との時間差を算出して記憶する第7のステップと、
規定の個数の前記時間差の平均値が閾値未満の場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定する第8のステップとを含むことを特徴とするバルブ異常検出方法。 - 請求項5記載のバルブ異常検出方法において、
前記第5のステップは、
前記指標値が前記規定値を下回る顕著な低下を検出する第6のステップと、
前記指標値の顕著な低下の発生回数を数える第7のステップと、
規定時間における前記指標値の顕著な低下の発生回数が閾値を超えた場合に、前記バルブに異常が発生した可能性があると判定する第8のステップとを含むことを特徴とするバルブ異常検出方法。 - 請求項5乃至7のいずれか1項に記載のバルブ異常検出方法において、
前記バルブに異常が発生した可能性があることをオペレータに対して通知する第9のステップをさらに含むことを特徴とするバルブ異常検出方法。
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