JP4735399B2

JP4735399B2 - 液体移送装置のバルブ異常自動試験装置

Info

Publication number: JP4735399B2
Application number: JP2006125025A
Authority: JP
Inventors: 大介鶴丸
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: JP2007298075A

Description

この発明は、液体を移送する配管が網目状に結合された移送設備により接続された複数のタンク間で液体を移送する液体移送装置のバルブ異常を自動試験する液体移送装置のバルブ異常自動試験装置に関するものである。

化学工場、あるいはビール工場などの液体移送装置において、複数のタンク間で液体を移送する場合、その組み合わせは数多くあり、また、液体のタンクへの移送時には複数のバルブの制御を行うものである。そして、液体の移送時には、異物混入・流出防止のために絶対開いてはいけないバルブがあり、移送ラインに関係なく、仮に開いても異常としないバルブもある。これらバルブの開閉試験時には、移送ライン上のバルブだけでなく、周りの関連するバルブ群の開閉を行って異常となるか否かの試験を行う必要がある。

従来のバルブ異常試験においては、試験実施者により関連するバルブをすべて１点１点開閉し、異常検出するかどうかの試験を行っており多大な時間を要していた。

また、試験実施者による操作が介入する試験対象プログラムの試験を行うことができる情報処理システムとして、出力情報および入力情報を生成順序を含めて記録できるようにするとともに、記録した出力情報および入力情報を基に実際に試験実施者が操作を行うことなく試験実施者による操作が介入する試験対象プログラムの試験を自動的に実施できるようにしたプログラム試験方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２１０５８号公報（段落０００７、図１）

従来のバルブ異常試験は、試験実施者により関連するバルブをすべて１点１点開閉し、異常検出するかどうかの試験を行っているので多大な時間を要しており、また、組み合わせの多さ、バルブの多さから、バルブ異常試験は代表パターンの代表バルブのみ実施し、全パターン、全バルブの異常試験ができていないという問題点がある。

また、上記特許文献１で提案されているプログラム試験方式は、試験対象プログラムの試験を行うにあたり、制御手段へ試験手順を登録する試験実施者の操作が、異なる試験対象プログラムの都度必要である。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、移送ルート作成時に関連するバルブを開閉し、予め設定された試験対象バルブの開閉異常検出結果を試験実施者に通知することができる液体移送装置のバルブ異常自動試験装置を得ることを目的とするものである。

また、第２の目的は、試験結果を試験成績表としてプリンタ、またはファイルに自動出力することができる液体移送装置のバルブ異常自動試験装置を得ることを目的とするものである。

また、第３の目的は、作成する移送ルートに合わせて異常試験を行うバルブを変更し、異常試験を行うことができる液体移送装置のバルブ異常自動試験装置を得ることを目的とするものである。

また、第４の目的は、タンク間移送組み合わせを適宜変更し、移送制御を自動実行することができる液体移送装置のバルブ異常自動試験装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る液体移送装置のバルブ異常自動試験装置は、複数のタンクが配管により網目状に結合され、バルブの開閉により上記配管を介してタンク間で液体を移送する液体移送装置のバルブ異常自動試験装置において、予め異常試験実施者により設定された異常試験対象バルブの開閉指令によって、バルブの開閉状態を出力するバルブ出力折り返し処理部と、移送ルート作成時、該移送ルート周辺のバルブ状態を上記バルブ開閉指令に関わらず、変更するバルブ状態変更処理部と、上記バルブ状態変更処理部の出力により、上記バルブ開閉指令とバルブ状態とが一致していない開閉異常を検出する移送制御異常検出部を備えたものである。

この発明によれば、液体の移送ルート作成時に移送ルートに関与するバルブの開閉異常が確認でき、従来、移送制御時、試験実施者が複数ある試験対象バルブを手動で開閉して異常検知の有無を判断していたバルブ異常試験を自動化することにより、試験工数の削減、並びに試験ミスをなくすことができる。

以下、添付図面を参照しながらこの発明に係る液体移送装置のバルブ異常自動試験装置について、その好適な実施の形態を説明する。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、ビール製造設備におけるビール移送装置のバルブ異常自動試験装置に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１はビール工場におけるビール製造のプロセスを説明する図、図２は発酵タンク群と貯蔵タンク群との間の液体移送設備の構成例を示す図、図３はルート切替弁を説明する図である。

ビール工場におけるビール製造のプロセスは、図１に示すような製造工程の流れとなっており、その製造工程の発酵工程において、仕込み工程から発酵タンクに移送されて３ヶ月程度発酵させた後、発酵タンクから貯蔵タンクへ液体が移送され、貯蔵タンクにおいて１ヶ月程度熟成され、ろ過工程に移送されて瓶詰めされる充填プロセスに至る。

このようなビール製造設備の発酵工程では複数の発酵タンク、熟成工程では複数の貯蔵タンクが設置されており、発酵タンクと貯蔵タンクの間において、タンク毎の発酵または熟成の進行に応じて液体の移送が行われるが、その移送のために、任意の発酵タンクから任意の貯蔵タンクへ移送可能なように、発酵タンク群と貯蔵タンク群の間に複数の移送管が網目状に接続された構成の移送設備で接続されている。

発酵タンク群と貯蔵タンク群との間の液体移送設備の構成例を図２に示す。図２は発酵タンク３基、貯蔵タンク３基、移送管の部分が３本の場合を示したものである。図２において、液体移送設備は、発酵タンクＡ、Ｂ、Ｃ、貯蔵タンクＤ、Ｅ、Ｆ、発酵タンクＡ、Ｂ、Ｃ側に分岐する分岐移送管１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、発酵タンクＡ、Ｂ、Ｃ側の主移送管２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、貯蔵タンクＤ、Ｅ、Ｆの主移送管３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、貯蔵タンクＤ、Ｅ、Ｆ側の分岐移送管４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、主移送管２Ａ、２Ｂ、２Ｃと主移送管３Ａ、３Ｂ、３Ｃとの間のルート切替管５Ａ、５Ｂ、５Ｃを備えている。

また、分岐移送管１Ａ、１Ｂ、１Ｃと主移送管２Ａ、２Ｂ、２Ｃが交叉した位置、及び分岐移送管４Ａ、４Ｂ、４Ｃと主移送管３Ａ、３Ｂ、３Ｃが交叉した位置等の移送管の交叉位置には、ルート切替弁Ｖ１〜Ｖ１８が設置されている。このルート切替弁Ｖ１〜Ｖ１８は、図３に図示するように、交叉した双方の移送管に接続され、開信号で交叉した部分で双方の移送管が連通し、閉信号で交叉した移送管の相互間に流通がない状態、即ち、開信号で上下の移送管が接続し、液体はａ、ｂ、ｃ、ｄ全ての方向に流れ、閉信号で上下の移送管は独立し、液体はａまたはｂの方向にのみ流れるように流路が形成できる四方弁で構成されている。

さらに、各ルート切替弁が配置された部分の主移送管の流通状態、停止状態を制御するストップ弁Ｓ１〜Ｓ１２が配置されており、また、ルート切替管５Ａ、５Ｂ、５Ｃのそれぞれには、ルート切替管５Ａ、５Ｂ、５Ｃの流通状態、停止状態を制御するストップ弁Ｓ１３〜Ｓ１５が配置されている。これらのストップ弁Ｓ１〜Ｓ１５は、閉信号で流れを停止し、開信号で流通状態になるように構成されている。なお、液体は図示しない移送手段、例えばポンプにより各移送管内を移送される。

この構成において、移送する方向は発酵タンクＡ、Ｂ、Ｃから貯蔵タンクＤ、Ｅ、Ｆの方向であり、以下発酵タンクＡ、Ｂ、Ｃを移送元タンクＡ、Ｂ、Ｃと呼称し、貯蔵タンクＤ、Ｅ、Ｆを移送先タンクＤ、Ｅ、Ｆと呼称して説明する。

図２の矢印に示すように、移送元タンクＢから移送先タンクＤに液体を移送する場合は、ルート切替弁Ｖ５、ストップ弁Ｓ１４、ルート切替弁Ｖ１１を開状態にする。また、移送する液体が他の内容物と混ざらないようにするためには、例えば、ルート切替弁Ｖ４は絶対に開状態にしてはいけないが、ルート切替弁Ｖ７は開状態となっても移送元タンクＢから移送先タンクＤへの液体移送に関しては、混入の恐れはない。このように、異物混入・流出防止のために絶対開いてはいけないバルブがあり、移送ラインに関係なく、仮に開いても異常としないバルブもある。従って、これらバルブの開閉試験時には、移送ライン上のバルブだけでなく、周りの関連するバルブ群の開閉を行って異常となるか、ならないかの試験を行う必要がある。

次に、本実施形態の主要部を構成するバルブ異常自動試験装置について説明する。図４は、移送対象物であるビールを移送元タンクから移送先タンクへ移送する時のバルブ群の開閉異常を自動試験するバルブ異常自動試験装置の実施形態を示すブロック図である。この図において、バルブ異常自動試験装置３０は、移送制御時ルート作成判断部３１と、バルブ状態変更処理部３２と、バルブ出力折り返し処理部３３と、移送制御異常検出部３４とから構成されている。なお、移送制御異常検出部３４は表示部３５を備えている。

移送制御時ルート作成判断部３１は、移送制御ルートに従って予め試験実施者が移送制御部３６に登録した制御ステップを監視し、移送ルートが作成されたことを判断する機能部分である。ここで、制御ステップとしては、第１ステップを制御開始、第２ステップをライン作成中、第３ステップをライン作成完了、第４ステップをビール移送中、といったステップを挙げることができ、この例の場合、第３ステップのライン作成完了を検出して移送ルートが作成されたことを判断することになる。

また、バルブ状態変更処理部３２は、移送制御時ルート作成判断部３１の移送ルート作成判断指令を受けて、移送制御部３６に予め登録された複数のバルブの開閉状態を、移送制御部３６の開閉指令に関わらず変更し、変更後の状態を開閉指令としてバルブ出力折り返し処理部３３に出力する機能部分である。

バルブ出力折り返し処理部３３は、移送制御部３６から予め登録された開閉指令を受けて、バルブ開閉状態のアンサーを返す機能部分である。なお、移送制御部３６からの開閉指令が、バルブ出力折り返し処理部３３においてバルブ状態変更処理部３２により変更されていれば、その変更された状態をアンサーとして移送制御部３６に返すことになる。

このバルブ状態変更処理部３２とバルブ出力折り返し処理部３３の制御ロジックは図５に示すように構成されている。即ち、移送制御部３６からの開指令４０とバルブ状態変更処理部３２からの開指令４１が並列接続され、この移送制御部３６からの開指令４０とバルブ状態変更処理部３２からの開指令４１の並列接続に、バルブ状態変更処理部３２からの閉指令４２が直列接続される。そして、その制御ロジックの出力がバルブ状態４３として移送制御部３６に開閉状態アンサーとして出力される。

移送制御異常検出部３４は、バルブ状態変更処理部３２のバルブ開閉状態により、移送制御部３６からの指令異常を検出する機能部分で、この異常情報を表示部３５に表示するものである。

実施の形態１に係るバルブ異常自動試験装置は上記のように構成されており、次にその動作について図６のフローチャートに基づき説明する。即ち、図６はバルブ異常自動試験装置の移送制御時ルート作成判断部３１、バルブ状態変更処理部３２、移送制御異常検出部３４の制御動作のフローチャートを示す。

先ず、移送制御時ルート作成判断部３１は、移送制御部３６の制御ステップ、即ち、移送制御部３６に予め登録された制御ステップにより、移送ルートの作成が完了したと判断し、バルブ異常自動試験開始を判断する。（ＳＴ１）

次に、通常であれば、移送制御部３６が異常を検知した場合、異常処理ヘステップ移行し、移送ラインを閉めてしまうため、異常処理ヘステップ移行しないために、移送制御時ルート作成判断部３１は、移送制御部３６の異常処理機能を無効にする。（ＳＴ２）

次に、移送制御時ルート作成判断部３１は、移送制御部３６に予め登録されたバルブ、即ち、試験対象バルブの登録されたバルブ試験データのフラグを読み込む。（ＳＴ３）

次に、移送制御時ルート作成判断部３１は、指定されたすべてのバルブを開閉したかを判断し、すべてのバルブを開閉した場合はステップ１１へ移行し、移送制御部３６の異常処理機能を有効にして終了する。そうでない場合はステップ５へ移行する。（ＳＴ４）

次に、移送制御時ルート作成判断部３１は、ステップ３で読み込んだバルブの開閉状態からバルブ状態変更処理部３２に対してバルブ状態を開状態に変更処理するように指令し、バルブ状態変更処理部３２はこの指令によりバルブ状態を開状態に変更処理する。（ＳＴ５）

次に、移送制御異常検出部３４で移送制御の異常検知状態を読み込み（ＳＴ６）、表示部３５に表示する。（ＳＴ７）
ここで、試験対象である液体移送装置はバルブの開閉異常の有無を出力し、この異常の有無の出力が移送制御異常検出部３４によって取り込まれる。

次に、移送制御時ルート作成判断部３１は、ステップ３で読み込んだバルブ試験データからバルブ状態変更処理部３２に対してバルブ状態を閉状態に変更処理するように指令し、バルブ状態変更処理部３２はこの指令によりバルブ状態を閉状態に変更処理する。（ＳＴ８）

次に、ステップ６と同様に、移送制御異常検出部３４で移送制御の異常検知状態を読み込み（ＳＴ９）、表示部３５に表示する。（ＳＴ１０）

以上の動作をくり返し、すべてのバルブを開閉した場合は、ステップ１１移行し、移送制御部３６の異常処理機能を有効にして終了する。

実施の形態１に係るバルブ異常自動試験装置は上記のように動作し、移送ルート作成時に移送ルートに関与するバルブの開閉異常が確認でき、従来、移送制御時、試験実施者が複数ある試験対象バルブをその都度手動で開閉して異常検知の有無を判断していたバルブ異常試験を自動化することにより、試験工数の削減、並びに試験ミスをなくすことができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について図７により説明する。図７は実施の形態２を説明するフローチャートである。なお、バルブ異常自動試験装置の構成については、実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を省略する。

実施の形態１においては、移送制御異常検出部３４で移送制御の異常検知状態を読み込み、表示部３５に表示するのみであったが、実施の形態２では、図７のステップ７０あるいはステップ７１に示すように、試験結果を試験成績表としてファイル保存、およびプリンタ出力することができるようにしたので、試験結果のエビデンスを残せると共に、試験を無人で行うことが出来る。なお、その他の動作については実施の形態１と同様であるので、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

実施の形態３．
次に、実施の形態３について図８により説明する。図８は実施の形態３を説明するフローチャートである。なお、バルブ異常自動試験装置の構成については、実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を省略する。

実施の形態１あるいは実施の形態２においては、ステップ３において、移送ルート作成時に決められた１つのバルブパターンファイルを読み込んで、バルブ異常試験を行っていたが、実施の形態３では、図８に示すように、実施の形態１あるいは実施の形態２の動作に、移送ルート作成完了時、どのような移送ルートを作成しているかのパターンＮＯを読み込み（ＳＴ８０）、読み込んだパターンＮＯに合わせてバルブパターンファイルを読み替える処理（ＳＴ８１）を追加したことで、様々な移送パターンでのバルブ異常試験を自動で行うことができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４について図９により説明する。図９は実施の形態４を説明するフローチャートである。なお、バルブ異常自動試験装置の構成については、実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を省略する。

実施の形態４は、実施の形態３に次の動作を追加したものである。即ち、実施の形態３では、移送パターンに合わせて、試験対象のバルブを変更していたが、実施の形態４では、図９に示すように移送パターンを設定して（ＳＴ９０）、移送制御を開始させるステップ（ＳＴ９１）を設けたもので、これにより、自動で移送パターンを変更し、移送制御を開始することにより、すべての移送パターン、および、すべてのバルブの異常試験を自動で行うことが出来る。

上記各実施の形態は、この発明をビール工場における液体移送装置に適用した場合について図示説明したが、化学工場における化学薬品の移送装置など、各種の液体移送装置への適用が可能であり、この発明の技術思想の範囲内において、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。

この発明に係る液体移送装置のバルブ異常自動試験装置は、化学工場、ビール工場などにおける２つ以上のタンク群の相互間で液体を移送する設備への利用可能性がある。

この発明の実施の形態１を示す図で、ビール工場におけるビール製造のプロセスを説明する図である。この発明の実施の形態１を示す図で、発酵タンク群と貯蔵タンク群との間の液体移送設備の構成例を示す図である。図２におけるルート切替弁を説明する図である。この発明の実施の形態１の主要部を構成するバルブ異常自動試験装置について説明する図である。図４におけるバルブ状態変更部とバルブ出力折り返し処理の制御ロジックを説明する図である。この発明の実施の形態１によるバルブ異常自動試験装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２によるバルブ異常自動試験装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３によるバルブ異常自動試験装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４によるバルブ異常自動試験装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ発酵タンク
Ｄ、Ｅ、Ｆ貯蔵タンク
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ分岐移送管
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ主移送管
５Ａ、５Ｂ、５Ｃルート切替管
Ｖ１〜Ｖ１８ルート切替弁
Ｓ１〜Ｓ１５ストップ弁
３０バルブ異常自動試験装置
３１移送制御時ルート作成判断部
３２バルブ状態変更処理部
３３バルブ出力折り返し処理部
３４移送制御異常検出部
３５表示部
３６移送制御部

Claims

複数のタンクが配管により網目状に結合され、バルブの開閉により上記配管を介してタンク間で液体を移送する液体移送装置のバルブ異常自動試験装置において、
予め異常試験実施者により設定された異常試験対象バルブの開閉指令によって、バルブの開閉状態を出力するバルブ出力折り返し処理部と、
移送ルート作成時、該移送ルート周辺のバルブ状態を上記バルブ開閉指令に関わらず、変更するバルブ状態変更処理部と、
上記バルブ状態変更処理部の出力により、上記バルブ開閉指令とバルブ状態とが一致していない開閉異常を検出する移送制御異常検出部を備えたことを特徴とする液体移送装置のバルブ異常自動試験装置。
上記移送制御異常検出部により検出されたバルブ開閉指令とバルブ状態とが一致していない開閉異常を、試験成績表として出力手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置のバルブ異常自動試験装置。
移送条件により、試験するバルブを変更することができることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液体移送装置のバルブ異常自動試験装置。
上記複数のタンクにおける移送元タンク、移送先タンクを変更し、移送制御を実行することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の液体移送装置のバルブ異常自動試験装置。