JP6348859B2 - Flow control system - Google Patents

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Description

この発明は、配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムに関するものである。   The present invention relates to a flow rate control system that controls the flow rate of a fluid flowing through a pipe.

従来より、化学プラント等においては、その配管(プロセス配管)を通過する流体(プロセス流体)の流量を規制するバルブ(調節弁)に対してポジショナを設け、このポジショナによってバルブの開度を制御するようにしている。このポジショナは、バルブの実開度を検出し、上位の制御装置(コントローラ)から送られてくる開度指示値にバルブの実開度が一致するようにバルブの開度制御を行う。   Conventionally, in a chemical plant or the like, a positioner is provided for a valve (control valve) that regulates the flow rate of a fluid (process fluid) passing through the pipe (process pipe), and the opening degree of the valve is controlled by the positioner. I am doing so. This positioner detects the actual opening degree of the valve and controls the opening degree of the valve so that the actual opening degree of the valve coincides with the opening degree instruction value sent from the host controller (controller).

図9にポジショナを用いた一般的な流量制御システムを示す。同図において、1はプロセス配管、2はプロセス配管1を通過するプロセス流体の流量を規制するバルブ、3はプロセス配管1を通過するプロセス流体の実流量(質量流量や体積流量)を測定する流量計、4はコントローラ、5はバルブ2に付設されたポジショナ、6は上位システムである。   FIG. 9 shows a general flow control system using a positioner. In the figure, 1 is a process pipe, 2 is a valve for regulating the flow rate of the process fluid passing through the process pipe 1, and 3 is a flow rate for measuring an actual flow rate (mass flow rate or volume flow rate) of the process fluid passing through the process pipe 1. A total of 4 is a controller, 5 is a positioner attached to the valve 2, and 6 is a host system.

この流量制御システムにおいて、上位システム6は、コントローラ4へ流量指示値_SPを与える。コントローラ4は、流量計3によって測定されたプロセス流体の実流量_PVと上位システム6から送られてくる流量指示値_SPとを比較して、両者を一致させるために必要なバルブ2の開度を開度指示値θ_SPとして求める。コントローラ4によって求められた開度指示値θ_SPはポジショナ5へ送られる。ポジショナ5は、バルブ2の実開度θ_PVを検出し、コントローラ4から送られてくる開度指示値θ_SPにバルブ2の実開度θ_PVが一致するようにバルブ2の開度制御を行う。 In the flow control system, the host system 6 provides a flow indicator value Q _SP to the controller 4. The controller 4 compares the flow rate instruction value Q _SP sent from the actual flow rate Q _PV and host system 6 of the process liquid measured by the flow meter 3, the opening of the valve 2 required to match both The degree is obtained as the opening degree instruction value θ_SP. The opening instruction value θ_SP obtained by the controller 4 is sent to the positioner 5. The positioner 5 detects the actual opening θ_PV of the valve 2 and controls the opening of the valve 2 so that the actual opening θ_PV of the valve 2 matches the opening instruction value θ_SP sent from the controller 4.

特許第3007587号公報Japanese Patent No. 3007587

しかしながら、このような流量制御システムでは、コントローラ4の流量制御系が不適切に動作すると、コントローラ4からの開度指示値θ_SPがポジショナ5の開度制御系に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、コントローラ4の流量制御系の管理について改善が求められていた。   However, in such a flow rate control system, if the flow rate control system of the controller 4 operates improperly, the opening degree instruction value θ_SP from the controller 4 may adversely affect the opening degree control system of the positioner 5. For this reason, the improvement of management of the flow rate control system of the controller 4 has been demanded.

なお、特許文献1には、バルブを駆動する電動アクチュエータの動作にハンチングが生じたことを判定することのできるバルブ用ポジショナが示されている。この特許文献1に示されたバルブ用ポジショナは、電動アクチュエータの制御過程で、電動アクチュエータの動作角度が設定値を中心として所定範囲内で振動的に変化するハンチングが生じたことを判定するハンチング判定手段を備えている。   Patent Document 1 discloses a valve positioner that can determine that hunting has occurred in the operation of an electric actuator that drives a valve. The valve positioner disclosed in Patent Document 1 is a hunting determination that determines, during the control process of an electric actuator, that hunting in which the operating angle of the electric actuator changes in a predetermined range centered on a set value has occurred. Means.

しかしながら、この特許文献1に示されたバルブ用ポジショナは、ポジショナの開度制御系の不健全性によるハンチング現象を検出するものであり、コントローラの流量制御系の不健全性に着目したものではない。   However, the valve positioner disclosed in Patent Document 1 detects a hunting phenomenon due to the unsoundness of the positioner opening control system, and does not focus on the unsoundness of the flow control system of the controller. .

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、コントローラの流量制御系の不健全性の管理について改善することが可能な流量制御システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a flow rate control system capable of improving the management of unhealthyness of a flow rate control system of a controller. It is in.

このような目的を達成するために本発明は、配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要なバルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、バルブの実開度を検出し、コントローラから送られてくる開度指示値にバルブの実開度が一致するようにバルブの開度制御を行うポジショナと、開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention measures the actual flow rate of a fluid passing through a pipe and a valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe in a flow control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the pipe. Compare the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter and the flow rate instruction value sent from the upper level, and obtain the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value A controller, a positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches the opening instruction value sent from the controller, and the opening instruction value and the valve At least one of the actual opening is acquired at a predetermined sampling cycle, and the control is performed from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within the predetermined period acquired at the predetermined sampling cycle. Characterized in that it comprises a management index calculating unit for obtaining the indication of the unsoundness potential of the flow control system of over La as a management indicator.

本発明において、管理指標演算部は、開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める。この場合、管理指標演算部は、所定期間内のサンプリング周期毎の開度指示値の変化量の積算値とバルブの実開度の変化量の積算値との比(後述する管理指標Ajに相当)を管理指標として求めたり、所定期間内のサンプリング周期毎のバルブの実開度の変化量の積算値とバルブの実開度の初期値と最終値との差の絶対値との比(後述する管理指標Bjに相当)を管理指標として求めたり、所定期間内のサンプリング周期毎の開度指示値の変化量の積算値と開度指示値の初期値と最終値との差の絶対値との比(後述する管理指標Cjに相当)を管理指標として求めたり、所定期間内のサンプリング周期毎のバルブの実開度と開度指示値との差の絶対値の積算値(後述する管理指標Djに相当)を管理指標として求めたりする。 In the present invention, the management index calculation unit acquires at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve at a predetermined sampling period, and the opening instruction value and the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period. An index indicating the possibility of unhealthyness of the flow control system of the controller is obtained as a management index from at least one of the actual opening degrees. In this case, the management index calculation unit is a ratio of an integrated value of the change amount of the opening instruction value for each sampling cycle within a predetermined period and an integrated value of the change amount of the actual opening of the valve (corresponding to a management index Aj described later). ) As a management index, or the ratio between the integrated value of the change amount of the actual opening of the valve and the absolute value of the difference between the initial value and the final value of the actual opening of the valve for each sampling period within a predetermined period (described later) Or the absolute value of the difference between the integrated value of the change amount of the opening instruction value and the initial value and the final value of the opening instruction value for each sampling period within a predetermined period. Ratio (corresponding to a management index Cj described later) as a management index, or an integrated value of the absolute value of the difference between the actual opening of the valve and the opening instruction value for each sampling period within a predetermined period (a management index described later) Or equivalent to Dj) as a management index.

本発明において、管理指標演算部によって求められた管理指標と予め定められた閾値とを比較し、管理指標が閾値を超えた場合、アラームを発報するようにしてもよく、所定期間毎のその所定期間内の開度指示値の平均値と管理指標とを記録するようにし、所定期間毎の開度指示値と管理指標との関係と管理指標に対する閾値とを補助情報として出力するようにしたり、所定期間毎のその所定期間内の開度指示値の最小値および最大値と管理指標とを記録するようにし、所定期間毎の開度指示値の最小値および最大値と管理指標との関係と管理指標に対する閾値とを補助情報として出力するようにしたりしてもよい。   In the present invention, the management index obtained by the management index calculation unit is compared with a predetermined threshold, and when the management index exceeds the threshold, an alarm may be issued. The average value of the opening instruction value within the predetermined period and the management index are recorded, and the relationship between the opening instruction value and the management index for each predetermined period and the threshold value for the management index are output as auxiliary information. The minimum and maximum values of the opening instruction value within the predetermined period for each predetermined period and the management index are recorded, and the relationship between the minimum and maximum values of the opening instruction value for each predetermined period and the management index And a threshold for the management index may be output as auxiliary information.

本発明によれば、開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求めるようにしたので、この管理指標を閾値と比較してアラームを発報するなどして、コントローラの流量制御系の不健全性の管理について改善することが可能となる。   According to the present invention, at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period. Since an index indicating the possibility of unhealthyness of the controller's flow control system is obtained as a management index from at least one of the above, an alarm is issued by comparing the management index with a threshold value, etc. It becomes possible to improve management of unsoundness of the flow control system.

本発明に係る流量制御システムの一実施の形態の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of one Embodiment of the flow control system which concerns on this invention. この流量制御システムの要部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the principal part of this flow control system. 流量指示値が変更された場合の通常の応答を示す図である。It is a figure which shows the normal response when the flow rate instruction value is changed. 流量指示値が変更された場合の不適切な応答を示す図である。It is a figure which shows the inappropriate response when a flow rate instruction | indication value is changed. 実施の形態2の流量制御システムの要部の機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram of a main part of a flow rate control system according to a second embodiment. 実施の形態2の流量制御システムにおける補助情報の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the auxiliary information in the flow control system of Embodiment 2. 実施の形態3の流量制御システムの要部の機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram of a main part of a flow rate control system according to a third embodiment. 実施の形態3の流量制御システムにおける補助情報の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the auxiliary information in the flow control system of Embodiment 3. ポジショナを用いた一般的な流量制御システムを示す図である。It is a figure which shows the general flow control system using a positioner.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施の形態の説明に入る前に、本発明の技術思想(重要な着眼点)について、簡単に説明しておく。本願の発明者は、流量制御系のアクチュエータとしてバルブ(調節弁)が利用される場合、流量制御のフィードバック制御が振動的に開度指示値を与えると、開度指示値に開度が追従する際に、無駄なUターン追従(後述)が発生し得るという問題点を見出した。そして、無駄なUターン追従を管理対象とすることに着眼し、この現象を反映する指標として管理指標を計算し、モニタリングすることで、流量制御系の不健全性の可能性を知ることができることに想到した。以下に説明する実施の形態は、このような技術思想に基づいており、本発明を実現する具体的な例を示すものである。   Prior to the description of the embodiments, the technical idea (important points of focus) of the present invention will be briefly described. When the valve (control valve) is used as an actuator of the flow control system, the inventor of the present application follows the opening instruction value when the feedback control of the flow control gives the opening instruction value in vibration. In this case, a problem was found that useless U-turn tracking (described later) may occur. And, it is possible to know the possibility of unhealthy flow control system by focusing on useless U-turn tracking as a management target, calculating and monitoring a management index as an index reflecting this phenomenon I came up with it. The embodiments described below are based on such a technical idea and show specific examples for realizing the present invention.

〔実施の形態1〕
図1は本発明に係る流量制御システムの一実施の形態の要部を示す図であり、図9と同一符号は図9を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。図2はこの流量制御システム(実施の形態1の流量制御システム)の要部の機能ブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an embodiment of a flow rate control system according to the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. The description is omitted. FIG. 2 is a functional block diagram of the main part of the flow control system (the flow control system of the first embodiment).

本実施の形態において、コントローラ4は開度指示決定部41を備え、ポジショナ5は開度制御部51と開度検出部52と管理指標演算部53と管理指標送信部54とを備え、上位システム6は流量指示設定部61と管理指標受信部62とアラーム発報部63と表示部64とを備えている。   In the present embodiment, the controller 4 includes an opening degree instruction determination unit 41, and the positioner 5 includes an opening degree control unit 51, an opening degree detection unit 52, a management index calculation unit 53, and a management index transmission unit 54. 6 includes a flow rate instruction setting unit 61, a management index receiving unit 62, an alarm notification unit 63, and a display unit 64.

このコントローラ4、ポジショナ5、上位システム6における各部の処理動作は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。具体的には、コンピュータにプログラムがインストールされ、このインストールされたプログラムに従うCPUの処理動作として実現される。   The processing operation of each unit in the controller 4, the positioner 5, and the host system 6 is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program that realizes various functions in cooperation with these hardware. Specifically, the program is installed in the computer, and the processing operation of the CPU according to the installed program is realized.

上位システム6において、流量指示設定部61は、コントローラ4へ流量指示値_SPを送る。コントローラ4において、開度指示決定部41は、上位システム6から送られてくる流量指示値_SPと流量計3によって測定されたプロセス流体の実流量_PVとを比較し、両者を一致させるために必要なバルブ2の開度を開度指示値θ_SPとして求め、この求めた開度指示値θ_SPをポジショナ5へ送る。 In the host system 6, flow indicator setting unit 61 sends the flow indicator value Q _SP to the controller 4. In the controller 4, position indicator determining unit 41 compares the actual flow rate Q _PV process liquid measured by the flow rate instruction value Q _SP and flow meter 3 sent from the host system 6, to match both The required opening degree of the valve 2 is obtained as an opening degree instruction value θ_SP, and the obtained opening degree instruction value θ_SP is sent to the positioner 5.

ポジショナ5において、開度検出部52はバルブ2の実開度θ_PVを検出し、開度制御部51はコントローラ4から送られてくる開度指示値θ_SPと開度検出部52が検出するバルブ2の実開度θ_PVとが一致するようにバルブ2の開度制御を行う。これにより、プロセス配管1を流れるプロセス流体の流量が上位システム6からの流量指示値_SPに合わせ込まれる。 In the positioner 5, the opening detector 52 detects the actual opening θ_PV of the valve 2, and the opening controller 51 detects the opening instruction value θ_SP sent from the controller 4 and the valve 2 detected by the opening detector 52. The opening degree of the valve 2 is controlled so that the actual opening degree θ_PV coincides with the actual opening degree θ_PV. Thus, the flow rate of the process fluid flowing through the process lines 1 are incorporated fit flow indicator value Q _SP from the host system 6.

ポジショナ5において、管理指標演算部53は、コントローラ4からの開度指示値θ_SPおよび開度検出部52が検出するバルブ2の実開度θ_PVを所定のサンプリング周期Δt(例えば、Δt=50ms)で取得し、このサンプリング周期Δtで取得した所定期間T(例えば、T=20s)内の開度指示値θ_SPおよびバルブ2の実開度θ_PVから、コントローラ4の流量制御系の不健全性の可能性を示す指標として管理指標Ajを所定期間T毎に求める。   In the positioner 5, the management index calculation unit 53 calculates the opening instruction value θ_SP from the controller 4 and the actual opening θ_PV of the valve 2 detected by the opening detection unit 52 at a predetermined sampling period Δt (for example, Δt = 50 ms). The possibility that the flow rate control system of the controller 4 is unhealthy from the opening instruction value θ_SP and the actual opening θ_PV of the valve 2 within a predetermined period T (for example, T = 20 s) acquired at the sampling period Δt. A management index Aj is obtained for each predetermined period T as an index indicating.

ポジショナ5において、管理指標送信部54は、管理指標演算部53が求めた管理指標Ajを上位システム6へデジタル通信で送信する。管理指標Ajについては後述する。   In the positioner 5, the management index transmission unit 54 transmits the management index Aj obtained by the management index calculation unit 53 to the upper system 6 by digital communication. The management index Aj will be described later.

上位システム6において、管理指標受信部62は、ポジショナ5から送られてくる管理指標Ajを受信する。上位システム6において、アラーム発報部63は、管理指標受信部62が受信した管理指標Ajと予め定められている閾値Athとを比較し、管理指標Ajが閾値Athを超えた場合、アラームを発報する。このアラームは表示部64に送られる。表示部64はアラーム発報部63からのアラームを画面上でオペレータに通知する。なお、ブザーなどの鳴動音で、アラームをオペレータに通知するようにしてもよい。   In the host system 6, the management index receiving unit 62 receives the management index Aj sent from the positioner 5. In the host system 6, the alarm reporting unit 63 compares the management index Aj received by the management index receiving unit 62 with a predetermined threshold Ath, and issues an alarm if the management index Aj exceeds the threshold Ath. I will inform you. This alarm is sent to the display unit 64. The display unit 64 notifies the operator of an alarm from the alarm notification unit 63 on the screen. Note that an alarm may be notified to the operator by a ringing sound such as a buzzer.

〔管理指標Ajについて〕
この流量制御システムでは、上位システム6からの流量指示値_SPが変更されると、それに従ってコントローラ4が開度指示値θ_SPを変更し、ポジショナ5へ送信する。この場合、通常は、図3に示すような応答が得られる。
[About management index Aj]
The flow rate control system, the flow rate instruction value Q _SP from the host system 6 is changed, accordingly the controller 4 changes the opening degree instruction value Shita_SP, transmitted to the positioner 5. In this case, a response as shown in FIG. 3 is usually obtained.

図3は横軸に時間を、縦軸に開度をとり、開度指示値θ_SPと実開度θ_PVの時系列変化をプロットしたものである。開度指示値θ_SPの変化50%→55%に追従して、実開度θ_PVはムダ時間や応答遅れを伴って追従する。応答の様子はバルブ2の大きさなどによって異なる。   FIG. 3 plots time series changes of the opening instruction value θ_SP and the actual opening θ_PV, with time on the horizontal axis and opening on the vertical axis. Following the change 50% → 55% of the opening instruction value θ_SP, the actual opening θ_PV follows with waste time and response delay. The state of response varies depending on the size of the valve 2 and the like.

図4に不適切な応答を示す。この例では、開度指示値θ_SPが50%から一度60%になって、2秒後に55%に変化している。この場合、実開度θ_PVが一度60%に向かって制御され、55%を超えた後、再び55%へ制御されている。このような追従をUターン追従と呼ぶ。   FIG. 4 shows an inappropriate response. In this example, the opening degree instruction value θ_SP is once changed from 50% to 60% and changed to 55% after 2 seconds. In this case, the actual opening θ_PV is once controlled toward 60%, exceeds 55%, and then is controlled again to 55%. Such tracking is called U-turn tracking.

バルブ2には摺動部分が多くあり、摺動距離の積算値をメンテナンスの指標として採用することが一般的に行われている。多く動くとそれだけ故障確率が高くなるので、摺動距離の積算値が大きくなれば、メンテナンスの優先度を高くするなどする。   The valve 2 has many sliding portions, and generally adopting an integrated value of the sliding distance as an index for maintenance. The greater the number of movements, the higher the probability of failure. Therefore, if the integrated value of the sliding distance increases, the priority of maintenance is increased.

図4に示した不適切な応答では、摺動距離の積算値が大きくなる傾向がある。何らかの原因で開度指示値θ_SPが一度大きくなった後、狙いの開度指示値θ_SP(55%)へ落ち着いており、追従した実開度θ_PVが余計に動いていることが分かる。   In the inappropriate response shown in FIG. 4, the integrated value of the sliding distance tends to increase. After the opening instruction value θ_SP has once increased for some reason, it has settled to the target opening instruction value θ_SP (55%), and it can be seen that the actual opening θ_PV that has been followed has moved excessively.

本実施の形態では、図4に示したような現象の結果を反映する指標として、管理指標Ajを使用する。すなわち、開度指示値θ_SPと実開度θ_PVに基づいた指標を計算し、モニタリングすることで、コントローラ4の流量制御系の不健全性の可能性を知るようにする。   In the present embodiment, the management index Aj is used as an index reflecting the result of the phenomenon shown in FIG. That is, by calculating and monitoring an index based on the opening degree instruction value θ_SP and the actual opening degree θ_PV, the possibility of unsoundness of the flow rate control system of the controller 4 is known.

この管理指標Ajは、下記に示す(1)式によって求める。
Aj=ΣΔθ_SPi÷ΣΔθ_PVi ・・・・(1)
This management index Aj is obtained by the following equation (1).
Aj = ΣΔθ_SPi ÷ ΣΔθ_PVi (1)

この(1)式において、Δθ_SPi=|θ_SPi−θ_SPi-1|、Δθ_PVi=|θ_PVi−θ_PVi-1|、θ_SPi,θ_PViの添字のiは開度指示値および実開度のサンプル(サンプリング周期Δt毎のサンプル)、Ajの添字jは管理指標のサンプル(所定周期T毎のサンプル)、ΣΔθ_SPiは所定期間T内のΔθ_SPiの積算値、ΣΔθ_PViは所定期間T内のΔθ_PViの積算値を示す。 In this equation (1), the subscript i of Δθ_SPi = | θ_SPi−θ_SPi −1 |, Δθ_PVi = | θ_PVi−θ_PVi −1 | The subscript j of Aj is a management index sample (sample for each predetermined period T), ΣΔθ_SPi is an integrated value of Δθ_SPi within a predetermined period T, and ΣΔθ_PVi is an integrated value of Δθ_PVi within a predetermined period T.

この(1)式で示される管理指標Ajは、所定期間T内のサンプリング周期Δt毎の開度指示値θ_SPiの変化量Δθ_SPiの積算値ΣΔθ_SPiとバルブ2の実開度θ_PViの変化量Δθ_PViの積算値ΣΔθ_PViとの比を示している。   The management index Aj expressed by the equation (1) is an integration of the integrated value ΣΔθ_SPi of the change amount Δθ_SPi of the opening instruction value θ_SPi and the change amount Δθ_PVi of the actual opening θ_PVi of the valve 2 for each sampling period Δt within the predetermined period T. The ratio with the value ΣΔθ_PVi is shown.

開度指示値θ_SPが実開度θ_PVに比べて余分に動いていると、管理指標Ajが大きくなり、無駄なUターン追従の結果であると推測できる。この管理指標Ajをモニタリングすることによって、コントローラ4の流量制御系に不健全性がある可能性を知ることができる。   If the opening instruction value θ_SP moves more than the actual opening θ_PV, the management index Aj becomes large, and it can be estimated that this is a result of useless U-turn tracking. By monitoring this management index Aj, it is possible to know the possibility that the flow rate control system of the controller 4 is unhealthy.

例えば、図3に示した通常の応答時の管理指標AjはAj=1.00となるのに対し、図4に示した不適切な応答時のAjはAj=1.23となる(iは50msごとサンプル、jは20sごとサンプルの場合)。   For example, the management index Aj at the normal response shown in FIG. 3 is Aj = 1.00, whereas Aj at the inappropriate response shown in FIG. 4 is Aj = 1.23 (i is Samples every 50 ms, j is every 20 s).

正常な開度指示値θ_SPであれば管理指標Ajは1.00に近く、管理指標Ajが1.00から大きくなるにつれて、コントローラ4の流量制御系の不健全性が原因でバルブ2の摺動距離が無駄に大きくなっている可能性が高い。   If the opening degree instruction value θ_SP is normal, the management index Aj is close to 1.00, and as the management index Aj increases from 1.00, the sliding of the valve 2 due to the unhealthyness of the flow control system of the controller 4 There is a high possibility that the distance is unnecessarily large.

そこで、本実施の形態の流量制御システムでは、ポジショナ5に設けた管理指標演算部53で所定期間Tが経過する毎に管理指標Ajを求め、この所定期間T毎の管理指標Ajを上位システム6でモニタリングし、管理指標Ajが閾値Athを超えた場合に自動的にアラームを発報することで、コントローラ4の流量制御系の不健全性の管理を実現する。   Therefore, in the flow rate control system according to the present embodiment, the management index Aj is obtained every time the predetermined period T elapses in the management index calculation unit 53 provided in the positioner 5, and the management index Aj for each predetermined period T is obtained from the upper system 6. Monitoring is performed, and when the management index Aj exceeds the threshold value Ath, an alarm is automatically issued, thereby realizing unhealthy management of the flow control system of the controller 4.

なお、管理指標Ajを求める際の積算時間は、すなわち管理指標演算部53での所定期間T(所定期間T内のサンプル数I)は、以下の(1),(2)のような方針で決定する。
(1)制御目的の時定数に応じて定める(例:温調対象の時定数より十分に短いこと)。
※通常の温度設定値変更に伴う開度指示値θ_SPの変更は不健全とは言えない。
(2)バルブの作動速度(全閉→全開にかかる時間)に応じて決める(例:バルブの作動速度より十分に長いこと)。
※実開度θ_PVの動作よりは十分長くないと管理指標の意味がない。
The accumulated time for obtaining the management index Aj, that is, the predetermined period T (the number of samples I within the predetermined period T) in the management index calculation unit 53 is based on the following policies (1) and (2). decide.
(1) It is determined according to the time constant for the purpose of control (eg, it is sufficiently shorter than the time constant for temperature control).
* The change of the opening command value θ_SP accompanying the normal temperature setting value change is not unhealthy.
(2) It is determined according to the valve operating speed (the time required from fully closed to fully open) (eg, sufficiently longer than the valve operating speed).
* The management index is meaningless unless it is sufficiently longer than the actual opening θ_PV.

〔管理指標のバリエーション〕
上述した実施の形態では、コントローラ4の流量制御系の不健全性の可能性を示す指標として上記(1)式で示される管理指標Ajを求めるようにしたが、同様の管理指標としては他にも色々なものが考えられる。
[Variations of management indicators]
In the above-described embodiment, the management index Aj represented by the above equation (1) is obtained as an index indicating the possibility of unhealthyness of the flow rate control system of the controller 4, but other similar management indices are available. There are various things.

〔管理指標Bj:所定期間(積算時間)Tにおけるθ_PVの初期値と最終値も利用する〕
例えば、最終的に到達したい値への最端経路と実際に通った経路(絶対値の積算値)との差を評価するものとして、下記の(2)式で示される管理指標Bjを用いる。
[Management index Bj: Initial value and final value of θ_PV in a predetermined period (integrated time) T are also used]
For example, the management index Bj expressed by the following equation (2) is used to evaluate the difference between the endmost route to the value that is finally desired to be reached and the route that has actually passed (the absolute value integrated value).

Bj=ΣΔθ_PVi÷(|θ_PVi_Ij−θ_PVi_Ej|) ・・・・(2)
この(2)式において、θ_PVi_Ijはサンプルjの始めの時刻のθ_PVの値〔%〕、θ_PVi_Ejはサンプルjの最後の時刻のθ_PVの値〔%〕を示す。
Bj = ΣΔθ_PVi ÷ (| θ_PVi_Ij−θ_PVi_Ej |) (2)
In the equation (2), θ_PVi_Ij represents the value [%] of θ_PV at the start time of the sample j, and θ_PVi_Ej represents the value [%] of θ_PV at the last time of the sample j.

上記(2)式で示される管理指標Bjは、所定期間T内のサンプリング周期Δt毎のバルブ2の実開度θ_PViの変化量Δθ_PViの積算値ΣΔθ_PViとバルブ2の実開度θ_PViの初期値θ_PVi_Ijと最終値θ_PVi_Ejとの差の絶対値|θ_PVi_Ij−θ_PVi_Ej|との比を示している。   The management index Bj represented by the above equation (2) is obtained by integrating the integrated value ΣΔθ_PVi of the change amount Δθ_PVi of the actual opening θ_PVi of the valve 2 and the initial value θ_PVi_Ij of the actual opening θ_PVi of the valve 2 for each sampling period Δt within the predetermined period T. And the absolute value | θ_PVi_Ij−θ_PVi_Ej | of the difference between the final value θ_PVi_Ej and the final value θ_PVi_Ej.

管理指標Bjが1より大きい場合、θ_PVがその最終値へ向かう最短経路に比べて無駄な経路を通っていることになる。所定期間(積算時間)Tがθ_PVの応答速度よりも十分に大きければ、コントローラ4の流量制御系の不健全性が原因で、バルブ2の摺動距離が無駄に増加している可能性を示唆することができる。   When the management index Bj is greater than 1, θ_PV is passing through a useless route compared to the shortest route toward the final value. If the predetermined period (integrated time) T is sufficiently larger than the response speed of θ_PV, it is suggested that the sliding distance of the valve 2 may be increased unnecessarily due to the unsoundness of the flow control system of the controller 4. can do.

〔管理指標Cj:所定期間(積算時間)Tにおけるθ_SPの初期値と最終値も利用する〕
管理指標Bjと同様、最終的に到達したい値への最端経路と実際に通った経路(絶対値の積算値)の差を評価するものとして、下記の(3)式で示される管理指標Cjを用いる。
[Management index Cj: Initial value and final value of θ_SP in a predetermined period (integrated time) T are also used]
Similar to the management index Bj, the management index Cj represented by the following equation (3) is used to evaluate the difference between the most extreme path to the value to be finally reached and the actual path (the integrated value of the absolute value). Is used.

Cj=ΣΔθ_SPi÷(|θ_SPi_Ij−θ_SPi_Ej|) ・・・・(3)
この(3)式において、θ_SPi_Ijはサンプルjの始めの時刻のθ_SPの値〔%〕、θ_SPi_Ejはサンプルjの最後の時刻のθ_SPの値〔%〕を示す。
Cj = ΣΔθ_SPi ÷ (| θ_SPi_Ij−θ_SPi_Ej |) (3)
In the equation (3), θ_SPi_Ij represents the value [%] of θ_SP at the start time of the sample j, and θ_SPi_Ej represents the value [%] of θ_SP at the last time of the sample j.

上記(3)式で示される管理指標Cjは、所定期間T内のサンプリング周期Δt毎の開度指示値θ_SPiの変化量Δθ_SPiの積算値ΣΔθ_SPiと開度指示値θ_SPiの初期値θ_SPi_Ijと最終値θ_SPi_Ejとの差の絶対値|θ_SPi_Ij−θ_SPi_Ej|との比を示している。   The management index Cj expressed by the above equation (3) includes the integrated value ΣΔθ_SPi of the change amount Δθ_SPi of the opening instruction value θ_SPi and the initial value θ_SPi_Ij and the final value θ_SPi_Ej of the opening instruction value θ_SPi for each sampling period Δt within the predetermined period T. And the absolute value | θ_SPi_Ij−θ_SPi_Ej |.

管理指標Cjが1より大きい場合、θ_SPがその最終値へ向かう最短経路に比べて無駄な経路を通っている傾向を示している。但し、上位システム6の制御機能の結果、そのようなθ_SPの変化を要求している可能性があるという点で、管理指標Bjとは特徴が異なり、利用には注意が必要である。   When the management index Cj is larger than 1, it indicates that θ_SP tends to pass a useless route compared to the shortest route toward the final value. However, it is different from the management index Bj in that there is a possibility that such a change in θ_SP may be requested as a result of the control function of the host system 6, and attention should be paid to its use.

〔管理指標Dj:θ_PViとθ_SPiとの差も利用する〕
バルブ2の実開度θ_PViと開度指示値θ_SPiとの差をEi=θ_PVi−θ_SPiとした場合、|Ei|の積算値が大きな場合、無駄な開度指示値θ_SPのUターンに伴い、実開度θ_PViも無駄な動きをしている可能性が高い。そこで、この|Ei|の積算値に着目し、下記の(4)式で示される管理指標Djを用いる。
[Management index Dj: The difference between θ_PVi and θ_SPi is also used]
When the difference between the actual opening θ_PVi of the valve 2 and the opening instruction value θ_SPi is Ei = θ_PVi−θ_SPi, if the integrated value of | Ei | is large, the actual opening degree instruction value θ_SP is accompanied by a U-turn. There is a high possibility that the opening θ_PVi is also moving in vain. Therefore, paying attention to the integrated value of | Ei |, the management index Dj expressed by the following equation (4) is used.

Dj=Σ|Ei| ・・・・(4)
この(4)式において、Σ|Ei|は所定期間T内の|Ei|の積算値を示す。
Dj = Σ | Ei | (4)
In this equation (4), Σ | Ei | represents an integrated value of | Ei | within a predetermined period T.

上記(4)式で示される管理指標Djは、所定期間T内のサンプリング周期Δt毎のバルブ2の実開度θ_PViと開度指示値θ_SPiとの差の絶対値|Ei|の積算値を示している。   The management index Dj expressed by the above equation (4) indicates the integrated value of the absolute value | Ei | of the difference between the actual opening θ_PVi of the valve 2 and the opening instruction value θ_SPi for each sampling period Δt within the predetermined period T. ing.

バルブ2の実開度θ_PViは開度指示値θ_SPiから遅れるため、管理指標Djはある程度の大きさを持つ管理指標である。絶対値の評価はできないが、管理指標Djの時系列変化から相対的にコントローラ4の流量制御系の不健全性の可能性を示す指標になり得る。例えば、同じ開度付近の制御が続いているにも拘わらず、管理指標Djが大きくなる傾向にある場合など、コントローラ4の流量制御系に不健全性がある可能性が高い。   Since the actual opening θ_PVi of the valve 2 is delayed from the opening instruction value θ_SPi, the management index Dj is a management index having a certain size. Although the absolute value cannot be evaluated, it can be an index indicating the possibility of unsoundness of the flow control system of the controller 4 relative to the time series change of the management index Dj. For example, there is a high possibility that the flow rate control system of the controller 4 is unhealthy when, for example, the management index Dj tends to increase despite the control around the same opening degree.

〔実施の形態2〕
図5に実施の形態2の流量制御システムの要部の機能ブロック図を示す。
[Embodiment 2]
FIG. 5 shows a functional block diagram of the main part of the flow control system of the second embodiment.

実施の形態2の流量制御システムにおいて、ポジショナ5は、開度制御部51,開度検出部52,管理指標演算部53,管理指標送信部54に加え、所定期間T毎にその所定期間T内の開度指示値θ_SPの平均値(開度指示平均値)Mean_θ_SPjを算出する開度指示平均値算出部55を備えている。   In the flow rate control system according to the second embodiment, the positioner 5 includes an opening degree control unit 51, an opening degree detection unit 52, a management index calculation unit 53, and a management index transmission unit 54, and within a predetermined period T every predetermined period T. Is provided with an opening instruction average value calculation unit 55 for calculating an average value (opening instruction average value) Mean_θ_SPj.

このポジショナ5において、管理指標送信部54は、管理指標演算部53からの所定期間T毎の管理指標Ajに加え、開度指示平均値算出部55からの所定期間T毎の開度指示平均値Mean_θ_SPjを対として上位システム6へ送信する。   In this positioner 5, the management index transmission unit 54 includes an opening instruction average value for each predetermined period T from the opening instruction average value calculation unit 55 in addition to the management index Aj for each predetermined period T from the management index calculation unit 53. Mean_θ_SPj is transmitted to the host system 6 as a pair.

また、実施の形態2の流量制御システムにおいて、上位システム6は、流量指示設定部61,管理指標受信部62,アラーム発報部63,表示部64に加え、ポジショナ5から送られてくる所定期間T毎の管理指標Ajと開度指示平均値Mean_θ_SPjとの対を記録する記録部65を備えている。   In the flow rate control system according to the second embodiment, the host system 6 includes a predetermined period sent from the positioner 5 in addition to the flow rate instruction setting unit 61, the management index receiving unit 62, the alarm reporting unit 63, and the display unit 64. A recording unit 65 that records a pair of the management index Aj and the opening instruction average value Mean_θ_SPj for each T is provided.

この上位システム6において、管理指標受信部62は、ポジショナ5から送られてくる所定期間T毎の管理指標Ajと開度指示平均値Mean_θ_SPjとの対を受信し、管理指標Ajをアラーム発報部63に送る一方、管理指標Ajと開度指示平均値Mean_θ_SPjとの対を記録部65に送る。   In the host system 6, the management index receiving unit 62 receives a pair of the management index Aj and the opening instruction average value Mean_θ_SPj for each predetermined period T sent from the positioner 5, and sends the management index Aj to the alarm reporting unit. On the other hand, a pair of the management index Aj and the opening instruction average value Mean_θ_SPj is sent to the recording unit 65.

また、この上位システム6において、表示部64は、記録部65に記録されている所定期間T毎の開度指示平均値Mean_θ_SPjと管理指標Ajとの関係と管理指標Ajに対する閾値Athとを補助情報として表示する。   In the host system 6, the display unit 64 also displays auxiliary information on the relationship between the opening instruction average value Mean_θ_SPj and the management index Aj for each predetermined period T recorded in the recording unit 65 and the threshold value Ath for the management index Aj. Display as.

図6に表示部64における補助情報の表示例を示す。この例では、横軸をMean_θ_SPjとし、縦軸をAjとし、所定期間T毎の開度指示平均値Mean_θ_SPjと管理指標Ajとの対を示す交点を黒丸で示すことによって、所定期間T毎の開度指示平均値Mean_θ_SPjと管理指標Ajとの対を閾値Athと合わせてグラフ中にプロットしている。   FIG. 6 shows a display example of auxiliary information on the display unit 64. In this example, the horizontal axis is Mean_θ_SPj, the vertical axis is Aj, and the intersection indicating the pair of the opening instruction average value Mean_θ_SPj and the management index Aj for each predetermined period T is indicated by a black circle, so that the opening for each predetermined period T is indicated. A pair of the degree instruction average value Mean_θ_SPj and the management index Aj is plotted in the graph together with the threshold value Ath.

この表示例からも分かるように、管理指標Ajが閾値Athを超えている時のバルブ2の開度が明らかであるので、コントローラ4の流量制御系の不健全性を検証するための有用な補助情報となっている。   As can be seen from this display example, since the opening degree of the valve 2 when the management index Aj exceeds the threshold value Ath is clear, useful assistance for verifying unhealthyness of the flow rate control system of the controller 4 It is information.

〔実施の形態3〕
図7に実施の形態3の流量制御システムの要部の機能ブロック図を示す。
[Embodiment 3]
FIG. 7 shows a functional block diagram of the main part of the flow control system of the third embodiment.

実施の形態3の流量制御システムにおいて、ポジショナ5は、開度制御部51,開度検出部52,管理指標演算部53,管理指標送信部54に加え、所定期間T毎にその所定期間T内の開度指示値θ_SPの中から最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjを抽出する最小値最大値抽出部56を備えている。   In the flow rate control system of the third embodiment, the positioner 5 includes an opening degree control unit 51, an opening degree detection unit 52, a management index calculation unit 53, and a management index transmission unit 54, and within a predetermined period T every predetermined period T. Is provided with a minimum value maximum value extraction unit 56 for extracting a minimum value Min_θ_SPj and a maximum value Max_θ_SPj from the opening degree instruction value θ_SP.

このポジショナ5において、管理指標送信部54は、管理指標演算部53からの所定期間T毎の管理指標Ajに加え、最小値最大値抽出部56からの所定期間T毎の最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjを対として上位システム6へ送信する。   In the positioner 5, the management index transmission unit 54 includes the minimum value Min_θ_SPj and the maximum value for each predetermined period T from the minimum value / maximum value extraction unit 56 in addition to the management index Aj for each predetermined period T from the management index calculation unit 53. Max_θ_SPj is transmitted as a pair to the host system 6.

また、実施の形態2の流量制御システムにおいて、上位システム6は、流量指示設定部61,管理指標受信部62,アラーム発報部63,表示部64に加え、ポジショナ5から送られてくる所定期間T毎の管理指標Ajと最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjとの対を記録する記録部65を備えている。   In the flow rate control system according to the second embodiment, the host system 6 includes a predetermined period sent from the positioner 5 in addition to the flow rate instruction setting unit 61, the management index receiving unit 62, the alarm reporting unit 63, and the display unit 64. A recording unit 65 that records a pair of the management index Aj for each T, the minimum value Min_θ_SPj, and the maximum value Max_θ_SPj is provided.

この上位システム6において、管理指標受信部62は、ポジショナ5から送られてくる所定期間T毎の管理指標Ajと最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjとの対を受信し、管理指標Ajをアラーム発報部63に送る一方、管理指標Ajと最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjとの対を記録部65に送る。   In the host system 6, the management index receiving unit 62 receives a pair of the management index Aj, the minimum value Min_θ_SPj, and the maximum value Max_θ_SPj for each predetermined period T sent from the positioner 5, and issues an alarm notification of the management index Aj. Meanwhile, a pair of the management index Aj, the minimum value Min_θ_SPj, and the maximum value Max_θ_SPj is sent to the recording unit 65.

また、表示部64は、記録部65に記録されている所定期間T毎の最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjと管理指標Ajとの関係と管理指標Ajに対する閾値Athとを補助情報として表示する。   Further, the display unit 64 displays the relationship between the minimum value Min_θ_SPj and the maximum value Max_θ_SPj for each predetermined period T recorded in the recording unit 65 and the management index Aj and the threshold value Ath for the management index Aj as auxiliary information.

図8に表示部64における補助情報の表示例を示す。この例では、横軸をMin/Max_θ_SPjとし、縦軸をAjとし、所定期間T毎の最小値Min_θ_SPjと最大値Max_θ_SPjとを横軸のスケールに沿ってバーで結び、その最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjと対として送られてきた管理指標Ajの位置へ配置することによって、所定期間T毎の最小値Min_θ_SPjおよび最大値Max_θ_SPjと管理指標Ajとの対を閾値Athと合わせてグラフ中にプロットしている。   FIG. 8 shows a display example of auxiliary information on the display unit 64. In this example, the horizontal axis is Min / Max_θ_SPj, the vertical axis is Aj, the minimum value Min_θ_SPj and the maximum value Max_θ_SPj for each predetermined period T are connected by a bar along the horizontal axis, and the minimum value Min_θ_SPj and the maximum value are connected. By arranging at the position of the management index Aj sent as a pair with Max_θ_SPj, a pair of the minimum value Min_θ_SPj and the maximum value Max_θ_SPj and the management index Aj for each predetermined period T is plotted in the graph together with the threshold value Ath. Yes.

この表示例からも分かるように、管理指標Ajが閾値Athを超えている時の開度指示値θ_SPの位置とその上下限が明らかであるので、コントローラ4の流量制御系の不健全性を検証するための有用な補助情報となっている。そのほか、類似の統計量(中央値、25%線、75%線)も有用な補助情報となり得る。   As can be seen from this display example, the position of the opening instruction value θ_SP when the management index Aj exceeds the threshold value Ath and its upper and lower limits are clear, so the unsoundness of the flow rate control system of the controller 4 is verified. It is useful auxiliary information to do. In addition, similar statistics (median, 25% line, 75% line) can be useful auxiliary information.

なお、上述した実施の形態2や3では、表示部64が本発明でいう補助情報出力部に相当する構成となるが、表示部64に表示させたような補助情報をレポートとしてプリントアウトするなどしてもよい。この場合、プリンタが補助情報出力部に相当する構成となる。   In the second and third embodiments described above, the display unit 64 corresponds to the auxiliary information output unit in the present invention. However, the auxiliary information displayed on the display unit 64 is printed out as a report. May be. In this case, the printer corresponds to the auxiliary information output unit.

また、上述した実施の形態では、管理指標演算部53をポジショナ5へ設けるようにしたが、上位システム6に設けるようにしてもよい。また、逆に、アラーム発報部63や記録部65をポジショナ5に設けるようにしたりしてもよく、各種の変形が自在である。   In the above-described embodiment, the management index calculation unit 53 is provided in the positioner 5, but it may be provided in the host system 6. On the contrary, the alarm notification unit 63 and the recording unit 65 may be provided in the positioner 5, and various modifications are possible.

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

1…プロセス配管、2…バルブ、3…流量計、4…コントローラ、5…ポジショナ、6…上位システム、41…開度指示決定部、51…開度制御部、52…開度検出部、53…管理指標演算部、54…管理指標送信部、55…開度指示平均値算出部、56…最小値最大値抽出部、61…流量指示設定部、62…管理指標受信部、63…アラーム発報部、64…表示部、65…記録部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Process piping, 2 ... Valve, 3 ... Flow meter, 4 ... Controller, 5 ... Positioner, 6 ... Host system, 41 ... Opening direction determination part, 51 ... Opening control part, 52 ... Opening degree detection part, 53 ... management index calculation unit, 54 ... management index transmission unit, 55 ... opening instruction average value calculation unit, 56 ... minimum value / maximum value extraction unit, 61 ... flow rate instruction setting unit, 62 ... management index reception unit, 63 ... alarm generation Information section, 64 ... display section, 65 ... recording section.

Claims (7)

配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部とを備え、
前記管理指標演算部は、
前記所定期間内の前記サンプリング周期毎の前記開度指示値の変化量の積算値と前記バルブの実開度の変化量の積算値との比を前記管理指標として求める
ことを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index ,
The management index calculation unit
A flow rate control characterized in that a ratio between an integrated value of the change amount of the opening instruction value and an integrated value of the change amount of the actual opening of the valve for each sampling period within the predetermined period is obtained as the management index. system.
配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部とを備え、
前記管理指標演算部は、
前記所定期間内の前記サンプリング周期毎の前記バルブの実開度の変化量の積算値と前記バルブの実開度の初期値と最終値との差の絶対値との比を前記管理指標として求める
ことを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index,
The management index calculation unit
A ratio between the integrated value of the change amount of the actual opening of the valve and the absolute value of the difference between the initial value and the final value of the actual opening of the valve for each sampling period within the predetermined period is obtained as the management index. A flow control system characterized by that.
配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部とを備え、
前記管理指標演算部は、
前記所定期間内の前記サンプリング周期毎の前記開度指示値の変化量の積算値と前記開度指示値の初期値と最終値との差の絶対値との比を前記管理指標として求める
ことを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index,
The management index calculation unit
Obtaining a ratio between the integrated value of the change amount of the opening instruction value for each sampling period within the predetermined period and the absolute value of the difference between the initial value and the final value of the opening instruction value as the management index. Characteristic flow control system.
配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部とを備え、
前記管理指標演算部は、
前記所定期間内の前記サンプリング周期毎の前記バルブの実開度と前記開度指示値との差の絶対値の積算値を前記管理指標として求める
ことを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index,
The management index calculation unit
A flow rate control system characterized in that an integrated value of an absolute value of a difference between an actual opening degree of the valve and the opening degree instruction value for each sampling period within the predetermined period is obtained as the management index .
請求項1〜4の何れか1項に記載された流量制御システムにおいて、
前記管理指標演算部によって求められた管理指標と予め定められた閾値とを比較し、前記管理指標が前記閾値を超えた場合、アラームを発報するアラーム発報部
を備えることを特徴とする流量制御システム。
In the flow control system according to any one of claims 1 to 4 ,
An alarm notification unit that compares the management index obtained by the management index calculation unit with a predetermined threshold and issues an alarm when the management index exceeds the threshold
Flow control system, characterized in that it comprises a.
配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部と、
前記所定期間毎のその所定期間内の前記開度指示値の平均値と前記管理指標とを記録する記録部と、
前記記録部に記録されている前記所定期間毎の開度指示値の平均値と管理指標との関係と前記管理指標に対する閾値とを補助情報として出力する補助情報出力部と
を備えることを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index;
A recording unit that records an average value of the opening instruction value and the management index within the predetermined period for each predetermined period;
An auxiliary information output unit that outputs, as auxiliary information, a relationship between an average value of opening instruction values recorded in the recording unit for each predetermined period and a management index, and a threshold value for the management index ; To flow control system.
配管を流れる流体の流量を制御する流量制御システムにおいて、
前記配管を通過する流体の流量を規制するバルブと、
前記配管を通過する流体の実流量を測定する流量計と、
前記流量計によって測定された流体の実流量と上位から送られてくる流量指示値とを比較して、両者を一致させるために必要な前記バルブの開度を開度指示値として求めるコントローラと、
前記バルブの実開度を検出し、前記コントローラから送られてくる開度指示値に前記バルブの実開度が一致するように前記バルブの開度制御を行うポジショナと、
前記開度指示値および前記バルブの実開度の少なくとも一方を所定のサンプリング周期で取得し、この所定のサンプリング周期で取得した所定期間内の開度指示値およびバルブの実開度の少なくとも一方から、前記コントローラの流量制御系の不健全性の可能性を示す指標を管理指標として求める管理指標演算部と、
前記所定期間毎のその所定期間内の前記開度指示値の最小値および最大値と前記管理指標とを記録する記録部と、
前記記録部に記録されている前記所定期間毎の開度指示値の最小値および最大値と管理指標との関係と前記管理指標に対する閾値とを補助情報として出力する補助情報出力部と
を備えることを特徴とする流量制御システム。
In the flow rate control system that controls the flow rate of the fluid flowing through the piping,
A valve for regulating the flow rate of the fluid passing through the pipe;
A flow meter for measuring the actual flow rate of the fluid passing through the pipe;
A controller that compares the actual flow rate of the fluid measured by the flow meter with the flow rate instruction value sent from the host, and obtains the opening degree of the valve necessary to match the two as the opening degree instruction value;
A positioner that detects the actual opening of the valve and controls the opening of the valve so that the actual opening of the valve matches an opening instruction value sent from the controller;
At least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve is acquired at a predetermined sampling period, and from at least one of the opening instruction value and the actual opening of the valve within a predetermined period acquired at the predetermined sampling period A management index calculation unit for obtaining an index indicating the possibility of unhealthy flow rate control system of the controller as a management index;
A recording unit for recording the minimum value and the maximum value of the opening instruction value within the predetermined period and the management index for each predetermined period;
An auxiliary information output unit that outputs, as auxiliary information, the relationship between the minimum and maximum values of the opening instruction values recorded in the recording unit for each predetermined period and the management index and the threshold value for the management index. A flow control system characterized by
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