JP6802025B2 - Valve operation monitoring method and valve operation abnormality sign detection method - Google Patents

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Description

本発明は、バルブ動作のモニタリング方法、及びバルブ動作異常予兆検知方法に関するものである。特に、本発明によるバルブ動作異常予兆検知方法は、本発明のバルブ動作のモニタリング方法を利用したバルブの異常予兆検知方法に関するものである。 The present invention relates to a valve operation monitoring method and a valve operation abnormality sign detection method. In particular, the valve operation abnormality sign detection method according to the present invention relates to a valve abnormality sign detection method using the valve operation monitoring method of the present invention.

浄水場等に備えられる水処理プラント設備は、多数の装置が相互に連関して動作することで水処理機能を実現している。当然、これらの相互に連動する多数の装置のうちの一つに異常が生じた場合であっても、プラント設備全体が正常に機能しなくなる虞がある。そこで、実際にプラント設備の機能に異常が発生したか否かという点を診断することに加えて、異常発生つながりうる異常予兆の発生の有無を判定する技術が開発されている。 Water treatment plant equipment installed in water purification plants and the like realizes a water treatment function by operating a large number of devices in conjunction with each other. Of course, even if an abnormality occurs in one of these many devices that are interlocked with each other, there is a risk that the entire plant equipment will not function normally. Therefore, in addition to diagnosing whether or not an abnormality has actually occurred in the function of the plant equipment, a technique for determining the presence or absence of an abnormality sign that may lead to the occurrence of an abnormality has been developed.

例えば、従来、プラント設備に備えられた装置の異常予兆を診断する際のデータとして、バルブが開放動作を開始してから、バルブが完全に開いた状態になるまでの時間を用いることが記載されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, conventionally, as data for diagnosing an abnormality sign of a device provided in a plant facility, it is described that the time from the start of the valve opening operation to the fully open state of the valve is used. (See, for example, Patent Document 1).

特開2003−131729号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-131729

ここで、現在稼働している一般的な浄水場のプラント設備に含まれるバルブについては、かかるプラント設備を稼働させるための既存の制御システム上では、開閉動作がモニタリングされていない。モニタリングのための具体的な方途としては、実際に作業員が現場で一つ一つのバルブの開閉動作をウォッチングすることが想定される。しかし、このようなモニタリング方法を実現するには、当然、膨大な時間と労力がかかる。
また、特許文献1には、バルブ開放動作をモニタリングするための具体的な方途については明らかにされていない。
Here, regarding the valves included in the plant equipment of a general water purification plant currently in operation, the opening / closing operation is not monitored on the existing control system for operating the plant equipment. As a concrete method for monitoring, it is assumed that the worker actually watches the opening and closing operation of each valve at the site. However, it naturally takes a huge amount of time and effort to realize such a monitoring method.
Further, Patent Document 1 does not clarify a specific method for monitoring the valve opening operation.

そこで、本願発明は、プラント設備に含まれるバルブの動作を容易かつ高精度でモニタリング可能なモニタリング方法を提供することを目的とする。
また、本願発明は、プラント設備に備えられたバルブの動作の異常予兆を容易かつ高精度で検知することができる、バルブ動作異常予兆検知方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a monitoring method capable of monitoring the operation of a valve included in a plant facility easily and with high accuracy.
Another object of the present invention is to provide a valve operation abnormality sign detection method capable of easily and highly accurately detecting an abnormality sign of valve operation provided in a plant facility.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、磁気センサを含むモニタリング装置をプラント設備に含まれるバルブに対して取り付けて、各バルブの動作に関するデータを取得することで、プラント設備の運転を止めることなく、プラント設備内のバルブの動作を高精度でモニタリングすることが可能となることを見出し、本願発明を完成させた。 The present inventor has conducted diligent studies for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventor attaches a monitoring device including a magnetic sensor to the valves included in the plant equipment and acquires data on the operation of each valve, so that the operation of the plant equipment is not stopped. We have found that it is possible to monitor the operation of the valve with high accuracy, and completed the present invention.

すなわち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、バルブを含むプラント設備におけるバルブ動作のモニタリング方法であって、磁気センサにより、前記バルブが閉状態である場合と開状態である場合とで異なる値を出力するセンシング工程と、前記磁気センサの出力値に基づいて、前記バルブが閉状態から開状態になるまでの時間データ、及び/又は、開状態から閉状態になるまでの時間データをそれぞれ取得して蓄積する、データ蓄積工程とを含む、ことを特徴とする。このような本発明によるバルブ動作のモニタリング方法は、プラントに含まれるバルブの開閉状態をセンシングする磁気センサの出力値に基づいて、バルブの動作に関する時間データを取得して蓄積する。従って、本発明のバルブ動作のモニタリング方法によれば、プラント設備に含まれるバルブの動作を容易かつ高精度にモニタリングすることができる。 That is, the present invention aims to solve the above problems advantageously, and the valve operation monitoring method of the present invention is a valve operation monitoring method in a plant facility including a valve, and uses a magnetic sensor. , Time data from the closed state to the open state of the valve based on the sensing process that outputs different values depending on whether the valve is in the closed state and the open state and the output value of the magnetic sensor. And / Or, it is characterized by including a data accumulation step of acquiring and accumulating time data from an open state to a closed state, respectively. In such a valve operation monitoring method according to the present invention, time data related to valve operation is acquired and accumulated based on an output value of a magnetic sensor that senses the open / closed state of the valve included in the plant. Therefore, according to the valve operation monitoring method of the present invention, the operation of the valve included in the plant equipment can be easily and highly accurately monitored.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法は、上記モニタリング方法の前記データ蓄積工程にて蓄積された時間データを、縦軸を時間データ、横軸をデータ番号とした二次元座標空間上でプロットするプロット工程を含むことを特徴とする。このように、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法にて、所定の二次元座標空間上にバルブ動作に関する時間データをプロットすることで、バルブ動作の異常予兆を容易かつ高精度で検知することができる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the valve operation abnormality sign detection method of the present invention uses the time data accumulated in the data storage step of the monitoring method. It is characterized by including a plotting process of plotting on a two-dimensional coordinate space with the vertical axis representing time data and the horizontal axis representing data numbers. As described above, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, by plotting the time data related to the valve operation on a predetermined two-dimensional coordinate space, it is possible to detect the valve operation abnormality sign easily and with high accuracy. it can.

また、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法は、前記プロット工程で得たプロット上にて、複数のデータ点を1本又は複数本の直線で直線近似する直線近似工程を含むことが好ましい。かかる直線近似工程によって得られた1本又は複数本の直線を利用すれば、バルブ動作の変動パターンを容易に検出することができるので、バルブ動作の異常予兆を一層容易に検知することができる。 Further, the valve operation abnormality sign detection method of the present invention preferably includes a straight line approximation step of linearly approximating a plurality of data points with one or a plurality of straight lines on the plot obtained in the plotting step. By using one or a plurality of straight lines obtained by the straight line approximation step, the fluctuation pattern of the valve operation can be easily detected, so that the abnormality sign of the valve operation can be detected more easily.

さらに、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法において、前記直線近似工程にて得られた1本又は複数本の直線のうち、縦軸切片の値の絶対値が最大又は最小である少なくとも1本の直線について、バッファ領域を設定するバッファ設定工程と、前記バッファ設定工程で設定したバッファ領域と、新たに取得された1又は複数のデータ点との位置関係に基づいて、異常予兆を検出し、そして通知する異常予兆通知工程と、を含むことが好ましい。このようなバルブ動作異常予兆検知方法により、バルブ動作の異常予兆を一層容易に検知することができる。 Further, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, at least one of the one or a plurality of straight lines obtained in the linear approximation step, in which the absolute value of the vertical intercept value is the maximum or minimum. For a straight line, an abnormality sign is detected based on the positional relationship between the buffer setting step for setting the buffer area, the buffer area set in the buffer setting step, and one or more newly acquired data points, and then It is preferable to include an abnormality sign notification step for notifying. By such a valve operation abnormality sign detection method, it is possible to more easily detect an abnormality sign of valve operation.

さらに、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法において、前記バッファ設定工程において、縦軸切片の値の絶対値が最大である直線について、最大バッファ領域を設定し、前記異常予兆通知工程において、前記最大バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が大きいデータ点が存在する場合に、異常予兆として検出及び通知する、ことが好ましい。このようなバルブ動作異常予兆検知方法により、バルブの開閉時間が長くなる故障の予兆を容易に検知することができる。 Further, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, the maximum buffer area is set for the straight line having the maximum absolute value of the vertical intercept in the buffer setting step, and the maximum is set in the abnormality sign notification step. When there is a data point whose vertical coordinate value is larger than the buffer area, it is preferable to detect and notify it as an abnormality sign. By such a valve operation abnormality sign detection method, it is possible to easily detect a sign of failure in which the valve opening / closing time becomes long.

さらに、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法において、前記バッファ設定工程において、縦軸切片の値の絶対値が最小である直線について、最小バッファ領域を設定し、前記異常予兆通知工程において、前記最小バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が小さいデータ点が存在する場合に、異常予兆として検出及び通知する、ことが好ましい。このようなバルブ動作異常予兆検知方法により、バルブの開閉時間が短くなる故障の予兆を容易に検知することができる。 Further, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, the minimum buffer area is set for the straight line in which the absolute value of the vertical intercept value is the minimum in the buffer setting step, and the minimum buffer area is set in the abnormality sign notification step. When there is a data point whose vertical coordinate value is smaller than the buffer area, it is preferable to detect and notify it as an abnormality sign. By such a valve operation abnormality sign detection method, it is possible to easily detect a sign of failure in which the valve opening / closing time is shortened.

さらに、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法において、前記プロット工程にて、さらに、新たに取得された一つ又は複数のデータ点もプロットし、前記直線近似工程にて、最小二乗法により、前記二次元座標空間上の全データ点を対象として1本又は複数本の直線による直線近似を行うとともに、該直線近似により得られた各直線について決定係数値を算出し、前記直線近似工程で得られた1つ又は複数の前記決定係数値のうちの最小値が、所定の閾値以下となった場合に異常予兆として通知する、異常予兆通知工程と、を含むことが好ましい。このようなバルブ動作異常予兆検知方法により、バルブ動作の異常予兆検知精度を一層向上させることができる。 Further, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, one or a plurality of newly acquired data points are also plotted in the plotting step, and the linear approximation step is performed by the minimum square method. A straight line approximation is performed by one or a plurality of straight lines for all data points on the two-dimensional coordinate space, and a determination coefficient value is calculated for each straight line obtained by the straight line approximation, which is obtained in the straight line approximation step. It is preferable to include an abnormality sign notification step of notifying as an abnormality sign when the minimum value of the one or a plurality of the determination coefficient values becomes equal to or less than a predetermined threshold value. By such a valve operation abnormality sign detection method, the accuracy of valve operation abnormality sign detection can be further improved.

本発明のバルブ動作のモニタリング方法によれば、プラント設備に含まれるバルブの動作を容易かつ高精度にモニタリングすることができる。
本発明のバルブ動作異常予兆検知方法によれば、プラント設備に備えられたバルブのバルブ動作の異常予兆を、容易かつ高精度に検知することができる。
According to the valve operation monitoring method of the present invention, the operation of the valve included in the plant equipment can be monitored easily and with high accuracy.
According to the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, it is possible to easily and highly accurately detect a valve operation abnormality sign of a valve provided in a plant facility.

本発明に従うバルブ動作のモニタリング方法を実施するためのモニタリング装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the monitoring device for carrying out the monitoring method of a valve operation according to this invention. 本発明に従うバルブ動作のモニタリング方法により取得しうるバルブ動作の時間データの一例(閉状態〜開状態)を示すプロットである。It is a plot which shows an example (closed state to open state) of the time data of a valve operation which can be acquired by the valve operation monitoring method according to this invention. 本発明に従うバルブ動作のモニタリング方法により取得しうるバルブ動作の時間データの一例(開状態〜閉状態)を示すプロットである。It is a plot which shows an example (open state-closed state) of the time data of a valve operation which can be acquired by the valve operation monitoring method according to this invention.

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。本発明のバルブ動作のモニタリング方法及びバルブ動作異常予兆検知方法は、特に限定されることなく、例えば、浄水場、化学工場、及び下水処理場等に設置された各種プラント設備に対して、適用することができる。特に、本発明のバルブ動作のモニタリング方法及びバルブ動作異常予兆検知方法は、浄水場等に設置される水処理プラント設備に含まれる複数のバルブを、好適なモニタリング対象及び動作異常予兆検知対象とすることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The valve operation monitoring method and the valve operation abnormality sign detection method of the present invention are not particularly limited, and are applied to, for example, various plant facilities installed in water purification plants, chemical plants, sewage treatment plants, and the like. be able to. In particular, the valve operation monitoring method and the valve operation abnormality sign detection method of the present invention make a plurality of valves included in the water treatment plant equipment installed in a water purification plant or the like suitable monitoring targets and operation abnormality sign detection targets. be able to.

ここで、稼働中の各種プラント設備に備えられた制御装置は、プラント設備の目的とする処理に関する各種データは蓄積するが、かかる処理に際して、プラント設備の各構成部に対して送ったコマンド等に関するデータを含むプラント設備自体の保守に関するデータを蓄積する機能は有していないことが一般的である。従って、例えば、プラント設備に含まれるバルブのそれぞれが、何回開閉したか、各開閉にどの位のデータを要したか、ということ等については、現在稼働している一般的なプラント設備については蓄積されていないというのが現状である。しかし、稼働中のプラント設備を停止させて、プラント設備に含まれる制御装置のソフトウエアを入れ替えるためには、かかるプラントが行っていた処理を別の手段により代替させる必要があり、非常に手間がかかる。そこで、本発明者らは、稼働中のプラント設備の運転を停止することなく、さらには、稼働中のプラント設備に既に含まれる制御装置には手を入れることなく、プラント設備に含まれるバルブの開閉に関する時間データを取得することを目的として、本発明を完成させた。 Here, the control device provided in the various plant equipments in operation accumulates various data related to the target processing of the plant equipment, but in the case of such processing, the commands and the like sent to each component of the plant equipment are related. Generally, it does not have a function to accumulate data related to maintenance of the plant equipment itself including data. Therefore, for example, how many times each valve included in the plant equipment was opened and closed, how much data was required for each opening and closing, etc., for general plant equipment currently in operation The current situation is that it has not been accumulated. However, in order to stop the operating plant equipment and replace the software of the control device included in the plant equipment, it is necessary to replace the processing performed by the plant by another means, which is extremely troublesome. It takes. Therefore, the present inventors have not stopped the operation of the plant equipment in operation, and further, without modifying the control device already included in the plant equipment in operation, the valves included in the plant equipment. The present invention has been completed for the purpose of acquiring time data regarding opening and closing.

(バルブ動作のモニタリング装置)
図1は、本発明に従うバルブ動作のモニタリング方法を実施するためのモニタリング装置の一例の概略構成を示す平面図である。モニタリング装置10は、磁気センサ1、開位置磁石2A及び閉位置磁石2B、並びに制御装置3により構成されうる。さらに、モニタリング装置1は、任意で記録計4を有する。そして、モニタリング装置10は、磁気センサ1により、バルブ5に備えられた開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bにより生じる磁場を検出し、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bのそれぞれに起因する磁場を検出した際に、異なる値を出力するセンシング工程を実施する。このようにして、モニタリング装置10は、バルブ5が開状態から閉状態へとシフトするまでに要する時間、及びバルブ5が閉状態から開状態へとシフトするまでに要する時間を計測することができる。
(Valve operation monitoring device)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an example of a monitoring device for carrying out a valve operation monitoring method according to the present invention. The monitoring device 10 may be composed of a magnetic sensor 1, an open position magnet 2A and a closed position magnet 2B, and a control device 3. Further, the monitoring device 1 optionally has a recorder 4. Then, the monitoring device 10 detects the magnetic field generated by the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B provided in the valve 5 by the magnetic sensor 1, and detects the magnetic field generated by each of the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B. A sensing step that outputs different values when detected is performed. In this way, the monitoring device 10 can measure the time required for the valve 5 to shift from the open state to the closed state and the time required for the valve 5 to shift from the closed state to the open state. ..

磁気センサ1は、バルブ5が取り付けられた配管6に対して、アダプタ等の任意の取り付け部材を介して、或いは接着部材等を介して取り付けられうる。磁気センサ1は、バルブ5が閉状態である場合とバルブ5が開状態である場合とで異なる値を出力する。磁気センサ1は、例えば、ホールセンサにより実装されうる。そして、磁気センサ1は、バルブ5が完全に開状態となった場合にバルブ5に備えられた開位置磁石2Aから発せられる磁場の強さが所定値以上となる位置であって、バルブ5が閉状態となった場合にバルブ5に備えられた閉位置磁石2Bから発せられる磁場の強さが所定値以上となる位置に配置されうる。 The magnetic sensor 1 can be attached to the pipe 6 to which the valve 5 is attached via an arbitrary attachment member such as an adapter, or via an adhesive member or the like. The magnetic sensor 1 outputs different values depending on whether the valve 5 is in the closed state or the valve 5 is in the open state. The magnetic sensor 1 can be mounted, for example, by a Hall sensor. The magnetic sensor 1 is located at a position where the strength of the magnetic field emitted from the open position magnet 2A provided in the valve 5 becomes equal to or higher than a predetermined value when the valve 5 is completely opened. It can be arranged at a position where the strength of the magnetic field emitted from the closed position magnet 2B provided in the valve 5 becomes a predetermined value or more when the valve 5 is in the closed state.

バルブ5は、特に限定されることなく、流体の流路を開閉することができる可動部を有する限りにおいて既存のあらゆるバルブでありうる。図1上、バルブ5として、可動部としてのハンドルホイールを図示する。かかるハンドルホイールは、ステム7を軸として回転運動する。そして、バルブ5は、開状態と閉状態とでハンドルホイールの向きが変化する限りにおいて特に限定されることなく、ボール弁、ゲート弁、バタフライ弁、及びダイヤフラム弁等の既存のあらゆるバルブでありうる。また、バルブの開閉のための駆動機構は、特に限定されることなく、空気圧式の駆動機構でありうる。そして、駆動機構が空気圧式である場合には、駆動機構に備えられたピストンに用いられるパッキンの劣化に起因して、バルブの開閉に異常が生じることがある。このような場合、例えば、劣化したパッキンの交換、或いは、パッキンに対してグリースを塗ることにより、バルブ開閉を正常化することが可能である。 The valve 5 can be any existing valve without particular limitation, as long as it has a movable part capable of opening and closing the flow path of the fluid. On FIG. 1, a handle wheel as a movable portion is illustrated as a valve 5. The handle wheel rotates around the stem 7. The valve 5 is not particularly limited as long as the direction of the handle wheel changes between the open state and the closed state, and may be any existing valve such as a ball valve, a gate valve, a butterfly valve, and a diaphragm valve. .. Further, the drive mechanism for opening and closing the valve is not particularly limited, and may be a pneumatic drive mechanism. When the drive mechanism is a pneumatic type, an abnormality may occur in the opening and closing of the valve due to deterioration of the packing used for the piston provided in the drive mechanism. In such a case, it is possible to normalize valve opening and closing by, for example, replacing the deteriorated packing or applying grease to the packing.

開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは、それぞれ磁場を生成する。図1に示すように、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは、ステム7を中心として90°離間して配置されうる。好ましくは、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは異なる磁場を生成する。より好ましくは、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは、磁場の向きが異なる。例えば、開位置磁石2A及び閉位置磁石2BをS極及びN極を備える磁石によりそれぞれ形成して、ステム7を中心として、一方の磁石はS極が外側に、他方の磁石はN極が外側になるように配向させて、バルブ5に対して取り付けることができる。かかる配置によれば、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bにより発せられる各磁場の方向が異なることとなる。よって、バルブ5が開状態にあるか閉状態にあるかに応じて、磁気センサ1により異なる向きの磁場が検出される。よって、磁気センサ1は、バルブ5が開状態にあるか、或いは閉状態にあるかということを検知することができる。なお、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは、特に限定されることなく、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、及びアルニコ磁石等の既存の様々な磁石で構成することができる。磁力が強く低コストであることから、ネオジム磁石を好適に用いることができる。 The open position magnet 2A and the closed position magnet 2B generate a magnetic field, respectively. As shown in FIG. 1, the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B can be arranged 90 ° apart from each other with respect to the stem 7. Preferably, the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B generate different magnetic fields. More preferably, the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B have different directions of magnetic fields. For example, an open position magnet 2A and a closed position magnet 2B are formed by magnets having S pole and N pole, respectively, and one magnet has the S pole on the outside and the other magnet has the N pole on the outside, centering on the stem 7. It can be oriented so as to be attached to the valve 5. According to such an arrangement, the directions of the magnetic fields generated by the open position magnet 2A and the closed position magnet 2B are different. Therefore, the magnetic sensor 1 detects magnetic fields in different directions depending on whether the valve 5 is in the open state or the closed state. Therefore, the magnetic sensor 1 can detect whether the valve 5 is in the open state or the closed state. The open-position magnet 2A and the closed-position magnet 2B are not particularly limited, and may be composed of various existing magnets such as neodymium magnets, samarium-cobalt magnets, ferrite magnets, and alnico magnets. Since the magnetic force is strong and the cost is low, neodymium magnets can be preferably used.

制御装置3は、有線或いは無線で、磁気センサ1と接続されうる。なお、制御装置3と磁気センサ1とが無線接続されている場合には、磁気センサ1及び制御装置3は通信部を有しうる。そして、制御装置3は、例えば、記憶部、演算部、及び周辺回路を有しうるマイコンにより実装されうる。具体的には、記憶部はメモリにより構成されうる。また、演算部は、CPU(Central Processing Unit)により構成されうる。制御装置3は、演算部により、記憶部に格納されたプログラムを読みだして、プログラム内容に沿う演算を実行しうる。かかるプログラムは、例えば、磁気センサ1が開位置磁石2Aから発せられた磁場を検出した時点から閉位置磁石2Bにより生成された磁場を検出した時点までの時間を計算するためのプログラムでありうる。 The control device 3 may be connected to the magnetic sensor 1 by wire or wirelessly. When the control device 3 and the magnetic sensor 1 are wirelessly connected, the magnetic sensor 1 and the control device 3 may have a communication unit. Then, the control device 3 can be implemented by, for example, a microcomputer that can have a storage unit, a calculation unit, and peripheral circuits. Specifically, the storage unit may be composed of a memory. Further, the arithmetic unit may be configured by a CPU (Central Processing Unit). The control device 3 can read the program stored in the storage unit by the calculation unit and execute the calculation according to the program contents. Such a program may be, for example, a program for calculating the time from the time when the magnetic sensor 1 detects the magnetic field emitted from the open position magnet 2A to the time when the magnetic field generated by the closed position magnet 2B is detected.

記録計4は、有線或いは無線で、磁気センサ1と接続されうる。なお、記録計4と磁気センサ1とが無線接続されている場合には、磁気センサ1及び制御装置3は通信部を有しうる。そして、記録計4は、例えば、磁気センサ1により計測された時間データを記録するデータロガーでありうる。かかるデータロガーは、特に限定されることなく、揮発性メモリ又は不揮発性メモリにより構成されうる。好ましくは、記録計4は、不揮発性メモリにより構成されうる。不揮発性メモリであれば、通電を停止した後であっても取得したデータを保持可能であるため、再度通電してモニタリングを再開する場合に蓄積したデータを用いたモニタリングが可能となる。なお、図1では、記録計4を制御装置3とは別個の装置として図示した。しかし、必要に応じて、制御装置3が、データロギング機能を実現しうる回路を含んで構成されていても良い。 The recorder 4 can be connected to the magnetic sensor 1 by wire or wirelessly. When the recorder 4 and the magnetic sensor 1 are wirelessly connected, the magnetic sensor 1 and the control device 3 may have a communication unit. Then, the recorder 4 can be, for example, a data logger that records the time data measured by the magnetic sensor 1. Such a data logger may be composed of a volatile memory or a non-volatile memory without particular limitation. Preferably, the recorder 4 may be configured with a non-volatile memory. Since the non-volatile memory can retain the acquired data even after the energization is stopped, it is possible to perform monitoring using the accumulated data when the energization is re-energized and the monitoring is restarted. In FIG. 1, the recorder 4 is shown as a device separate from the control device 3. However, if necessary, the control device 3 may be configured to include a circuit capable of realizing a data logging function.

ここで、水処理プラント等のプラント設備は、その特性上、モニタリング用の機器を取り付けるための改造のため等の目的であっても、運転を停止することが難しい。このため、稼働中のプラント設備について、運転を停止することなく、簡単にバルブ動作をモニタリングすることが重要である。この点、上述したような各構成部を備えるモニタリング装置は、既存のプラント設備への適用が容易である。例えば、磁気センサ1及び制御装置3は、共に、安価且つ小型の装置により実装可能であるとともに、プラント設備に対して外付けして設置することができる。また、開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bは、それ自体安価且つ軽量であり、さらに、対象とするプラント設備の配管が金属製である場合には、何らの取り付け部材や接着部材を介することなく、磁力により配管6に対して直接取り付けることができる。よって、モニタリング装置10を構成するこれらの構成部は、全て、既存の稼働中のプラント設備に対して、容易に外付け可能である。 Here, due to the characteristics of plant equipment such as a water treatment plant, it is difficult to stop the operation even for the purpose of remodeling for attaching monitoring equipment. For this reason, it is important to easily monitor the valve operation of operating plant equipment without stopping the operation. In this respect, the monitoring device provided with each component as described above can be easily applied to the existing plant equipment. For example, both the magnetic sensor 1 and the control device 3 can be mounted by an inexpensive and small device, and can be installed externally to the plant equipment. Further, the open-position magnet 2A and the closed-position magnet 2B are inexpensive and lightweight in themselves, and when the piping of the target plant equipment is made of metal, no mounting member or adhesive member is used. , It can be directly attached to the pipe 6 by magnetic force. Therefore, all of these components constituting the monitoring device 10 can be easily externally attached to the existing operating plant equipment.

なお、ここまで、図1を参照して本発明のバルブ動作のモニタリング方法を実施可能なモニタリング装置10の概略構造の一例について説明してきた。しかし、本発明のバルブ動作のモニタリング方法を実施可能なモニタリング装置の構成は、図1にて具体的に示した構成に限定されない。例えば、図1では、モニタリング装置10は一つの磁気センサ1と、ステム7を中心として90°離間して各1つの開位置磁石2A及び閉位置磁石2Bを有し、バルブの「開閉」に関する時間データを記録する装置として図示した。しかし、本発明のバルブ動作のモニタリング方法を実施可能なモニタリング装置が、2つ以上の磁気センサ及び3つ以上の磁石を備え、これらの磁石及びセンサにより、バルブによる流体流路の分岐の切り替えを検出可能に構成することももちろん可能である。このとき、各磁石は、相互に、ステム7を中心として90°未満の角度で相互に離間して配置されうる。このとき、磁気センサも任意の間隔で配置することができる。 Up to this point, an example of a schematic structure of the monitoring device 10 capable of carrying out the valve operation monitoring method of the present invention has been described with reference to FIG. However, the configuration of the monitoring device capable of implementing the valve operation monitoring method of the present invention is not limited to the configuration specifically shown in FIG. For example, in FIG. 1, the monitoring device 10 has one magnetic sensor 1 and one open-position magnet 2A and one closed-position magnet 2B 90 ° apart from the stem 7 and time for "opening and closing" the valve. It is illustrated as a device for recording data. However, a monitoring device capable of implementing the valve operation monitoring method of the present invention includes two or more magnetic sensors and three or more magnets, and these magnets and sensors switch the branching of the fluid flow path by the valve. Of course, it can be configured to be detectable. At this time, the magnets may be arranged apart from each other at an angle of less than 90 ° about the stem 7. At this time, the magnetic sensors can also be arranged at arbitrary intervals.

また、モニタリング装置が、多数(M個)の磁石を有していても良い。この場合、多数の磁石は、ステム7を中心として、外側に配置される面がS極のものと、N極のものとがランダムに配置されるように、バルブに対して取り付けられうる。そして、モニタリング装置が、かかる多数の磁石により生成される各磁場を検出するための多数(N個)の磁気センサを有していても良い。このとき、Mは3以上、Nは2以上の自然数であり、またM>Nでありうる。かかる多数の磁石及び磁気センサを備えるモニタリング装置によれば、バルブの「開閉」のみならず、「開度」や「分岐」等も検出することができる。例えば、バルブの全周にわたり10°おきに配置された多数の磁石と、9個の磁気センサとを備えるモニタリング装置について、具体例を挙げて説明する。磁石が、バルブが設けられた配管内を流れる流体の流れ方向を上に見て12時の位置を0°として、時計回りに、S(0°)S(10°)N(20°)N(30°)N(40°)S(50°)N(60°)S(70°)S(80°)N(90°)N(100°)N(110°)N(120°)S(130°)N(140°)S(150°)S(160°、以下略)SNNNNN・・・という配置であり、9個の磁気センサが、上記12時の位置を中心の5つ目のセンサとして、左右に4個ずつ配置されているとする。この場合に、9個の磁気センサにより「SSNNNNSNS」という磁石の配列が検出されれば、110°の位置に配置された磁石が上記12時の位置に来ていることが分かる。 Further, the monitoring device may have a large number (M) of magnets. In this case, a large number of magnets can be attached to the bulb so that the S-pole and the N-pole are randomly arranged on the outer surface of the stem 7 as the center. Then, the monitoring device may have a large number (N) of magnetic sensors for detecting each magnetic field generated by such a large number of magnets. At this time, M is a natural number of 3 or more, N is a natural number of 2 or more, and M> N can be satisfied. According to the monitoring device provided with such a large number of magnets and magnetic sensors, it is possible to detect not only "opening and closing" of the valve but also "opening" and "branching". For example, a monitoring device including a large number of magnets arranged at intervals of 10 ° over the entire circumference of the valve and nine magnetic sensors will be described with specific examples. S (0 °) S (10 °) N (20 °) N in the clockwise direction, with the 12 o'clock position as 0 ° when the magnet looks up at the flow direction of the fluid flowing in the pipe provided with the valve. (30 °) N (40 °) S (50 °) N (60 °) S (70 °) S (80 °) N (90 °) N (100 °) N (110 °) N (120 °) S (130 °) N (140 °) S (150 °) S (160 °, abbreviated below) SNNNNNN ... The nine magnetic sensors are the fifth centered at the 12 o'clock position. It is assumed that four sensors are arranged on each side. In this case, if the arrangement of the magnets "SSNNNNSNS" is detected by the nine magnetic sensors, it can be seen that the magnets arranged at the 110 ° position are at the 12 o'clock position.

さらに図1では、1つの磁気センサ及び2つの磁石に対して1つの制御装置が備えられた装置として図示した。しかし、1つの演算性能の高い制御装置が、複数の磁気センサと有線又は無線で接続されていても良い。この場合、かかる1つの高性能な制御装置が複数の磁気センサにより取得されたデータを処理することができる。 Further, in FIG. 1, it is illustrated as a device provided with one control device for one magnetic sensor and two magnets. However, one control device having high computing performance may be connected to a plurality of magnetic sensors by wire or wirelessly. In this case, one such high-performance control device can process the data acquired by the plurality of magnetic sensors.

(バルブ動作のモニタリング方法)
本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、複数のバルブを含むプラント設備におけるバルブ動作のモニタリング方法である。本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、上述したようなモニタリング装置を用いて実施することできる。そして、本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、磁気センサにより、バルブが閉状態である場合と開状態である場合とで異なる値を出力するセンシング工程と、磁気センサの出力値に基づいて、バルブが閉状態から開状態になるまでの時間データ、及び/又は、開状態から閉状態になるまでの時間データをそれぞれ取得して蓄積する、データ蓄積工程とを含む。以下、図1に示すモニタリング装置を用いて、水処理プラントに本発明のモニタリング方法を適用したものとして、具体的に説明する。
(Valve operation monitoring method)
The valve operation monitoring method of the present invention is a valve operation monitoring method in a plant facility including a plurality of valves. The valve operation monitoring method of the present invention can be carried out using the monitoring device as described above. The valve operation monitoring method of the present invention is based on a sensing process in which a magnetic sensor outputs different values depending on whether the valve is in the closed state or the open state, and a valve based on the output value of the magnetic sensor. Includes a data storage step of acquiring and accumulating time data from the closed state to the open state and / or time data from the open state to the closed state, respectively. Hereinafter, the monitoring device of the present invention will be specifically described as being applied to a water treatment plant by using the monitoring device shown in FIG.

<取り付け工程>
本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、センシング工程及びデータ蓄積工程に加えて、任意で、磁気センサ1を含むモニタリング装置10をプラント設備に含まれるバルブ5に対して取り付ける取り付け工程を含みうる。もちろん、かかる取り付け工程は、既存のプラント設備を改造する際、或いは、モニタリング装置を交換する際に行えばよい。そして、一度取り付け工程を行えば、その後の任意の期間にわたって、上述したセンシング工程及びデータ蓄積工程、並びに後述する各種工程等を繰り返し実施することができる。
<Installation process>
The valve operation monitoring method of the present invention may optionally include an attachment step of attaching the monitoring device 10 including the magnetic sensor 1 to the valve 5 included in the plant equipment, in addition to the sensing step and the data storage step. Of course, such an installation process may be performed when modifying existing plant equipment or when replacing a monitoring device. Then, once the mounting step is performed, the above-mentioned sensing step and data storage step, and various steps described later can be repeatedly carried out over an arbitrary period thereafter.

そして、モニタリング装置10のような簡易な構成のモニタリング装置は、プラント設備への設置が容易であり、設置に際して、プラント設備の運転を停止することを要さない。さらに、本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、過度に複雑なデータ処理を伴わない。このため、本発明のモニタリング方法は、演算装置として入手容易な一般的な演算装置を使用することが可能である。よって、本発明のバルブ動作のモニタリング方法は、既存のプラント設備に対する適用性に優れる。 A monitoring device having a simple configuration such as the monitoring device 10 can be easily installed in the plant equipment, and it is not necessary to stop the operation of the plant equipment at the time of installation. Moreover, the valve operation monitoring method of the present invention does not involve overly complex data processing. Therefore, in the monitoring method of the present invention, it is possible to use a general arithmetic unit that is easily available as an arithmetic unit. Therefore, the valve operation monitoring method of the present invention is excellent in applicability to existing plant equipment.

<センシング工程>
センシング工程では、磁気センサ1により、バルブ5が閉状態である場合と開状態である場合とで異なる値を出力する。
<Sensing process>
In the sensing step, the magnetic sensor 1 outputs different values depending on whether the valve 5 is in the closed state or the open state.

<データ蓄積工程>
ここで、データ蓄積工程は、図1を参照して説明した上述したような制御部3或いは記録計4により実現されうる。より具体的には、制御部3或いは記録計4は、有線又は無線接続を介して磁気センサ1から出力値を受信して、不揮発性メモリに記憶する。
<Data storage process>
Here, the data storage step can be realized by the control unit 3 or the recorder 4 as described above with reference to FIG. More specifically, the control unit 3 or the recorder 4 receives the output value from the magnetic sensor 1 via a wired or wireless connection and stores it in the non-volatile memory.

データ蓄積工程において、各バルブに備えられた磁気センサ1の出力値に基づいて、各バルブの開閉に要する時間のデータを取得することで、バルブの動作を高精度でモニタリングすることができる。より具体的には、開位置磁石2AがS極、閉位置磁石2BがN極である場合には、制御部3又は記録計4は、磁気センサ1がS極から発せられる磁場の強度が所定の閾値以上であることを検出してから、N極から発せられる磁場の強度が所定の閾値以上であることを検出するまでにかかる時間をバルブが開放する際に要した時間として蓄積する。磁気センサ1による磁場の変化がこの逆であった場合には、制御部3又は記録計4は、バルブが閉じる際に要した時間を蓄積する。 In the data storage process, the operation of the valve can be monitored with high accuracy by acquiring the data of the time required for opening and closing each valve based on the output value of the magnetic sensor 1 provided in each valve. More specifically, when the open position magnet 2A has an S pole and the closed position magnet 2B has an N pole, the control unit 3 or the recorder 4 determines the strength of the magnetic field emitted from the S pole by the magnetic sensor 1. The time required to detect that the strength of the magnetic field emitted from the N pole is equal to or greater than a predetermined threshold value is accumulated as the time required for the valve to open. When the change in the magnetic field by the magnetic sensor 1 is the opposite, the control unit 3 or the recorder 4 accumulates the time required for the valve to close.

例えば、モニタリング装置10によるデータの取得は、所定のデータ取得期間にわたって連続的に実施することができる。例えば、一つのデータ取得期間を30秒間とした場合には、モニタリング装置10は、その30秒間以内にバルブの開動作及び/又は閉動作が何回生じたか、及び生じた各開動作及び/又は各閉動作の時間を記録計4に記録する。なお、記録計4は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを有し、揮発性メモリに各開動作及び各閉動作を記録し、30秒間のデータ取得期間が終了した時点でその期間内に記録した全て開動作のうちの最大時間、及びその期間内に記録した全て閉動作のうちの最大時間を不揮発性メモリに記憶するように構成されていても良い。そして、このようなモニタリング方法を用いた簡易的な異常予兆検知方法では、かかる最大時間が更新された場合に、異常予兆として検出し、通知することができる。 For example, data acquisition by the monitoring device 10 can be continuously performed over a predetermined data acquisition period. For example, when one data acquisition period is 30 seconds, the monitoring device 10 determines how many times the valve opening and / or closing operations occur within the 30 seconds, and each opening operation and / or the occurrence. The time of each closing operation is recorded in the recorder 4. The recorder 4 has a volatile memory and a non-volatile memory, records each open operation and each closed operation in the volatile memory, and records within that period when the 30-second data acquisition period ends. The maximum time of all open operations and the maximum time of all closed operations recorded within that period may be stored in the non-volatile memory. Then, in the simple abnormality sign detection method using such a monitoring method, when the maximum time required is updated, it can be detected and notified as an abnormality sign.

このようなデータ蓄積工程は、上述したような取り付け工程の後の一定期間にわたって実施することができる。データ蓄積工程を実施する時間は、本発明によるモニタリング方法を適用するプラントの運転態様に従って任意に決定することができる。そして、かかるデータ蓄積工程を実施して、バルブの開閉に関する時間データを所定量以上蓄積してから、後述するバルブ動作異常予兆検知方法に活用することで、異常予兆精度を顕著に向上させることができる。 Such a data storage step can be carried out for a certain period of time after the mounting step as described above. The time to carry out the data accumulation step can be arbitrarily determined according to the operating mode of the plant to which the monitoring method according to the present invention is applied. Then, by carrying out such a data storage process, accumulating time data related to opening and closing of the valve by a predetermined amount or more, and then utilizing it in the valve operation abnormality sign detection method described later, the abnormality sign accuracy can be remarkably improved. it can.

(バルブ動作異常予兆検知方法)
本発明のバルブ動作異常予兆検知方法は、上述したデータ蓄積工程にて蓄積された時間データを、縦軸を時間データ、横軸をデータ番号とした二次元座標空間上でプロットするプロット工程を含む。さらに、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法は、プロットした時間データを解析するための各種解析工程として、直線近似工程やバッファ設定工程を含みうる。そして、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法は、これらの各種解析工程の結果を受けて異常予兆を通知する異常予兆通知工程を含みうる。以下、各工程について説明する。
(Valve operation abnormality sign detection method)
The valve operation abnormality sign detection method of the present invention includes a plotting step of plotting the time data accumulated in the above-mentioned data storage step on a two-dimensional coordinate space with the vertical axis as the time data and the horizontal axis as the data number. .. Further, the valve operation abnormality sign detection method of the present invention may include a linear approximation step and a buffer setting step as various analysis steps for analyzing the plotted time data. Then, the valve operation abnormality sign detection method of the present invention may include an abnormality sign notification step of notifying the abnormality sign by receiving the results of these various analysis steps. Hereinafter, each step will be described.

<プロット工程>
プロット工程では、データ蓄積工程にて蓄積されたバルブ開閉に関する時間データをプロットして、図2A及び図2Bに示すようなプロットを得る。より具体的には、バルブ開閉に要した時間を縦軸に、取得されたデータ点のデータ番号を横軸に設定して、プロットする。ここで、「データ点のデータ番号」とは、モニタリング装置10により取得されたバルブ開閉に関する時間データを、取得した時系列に沿って並べた際のデータ番号である。ここで、図2Aに示すプロットでは、縦軸をマイナス値として示し、図2Bに示すプロットでは、縦軸をプラス値として示す。これは、本例にて、開動作に要する時間と、閉動作に要する時間とを明確に区別可能とするためにこのような表記としたにすぎず、実際に要した時間は、図2Aについては縦軸の絶対値に相当する時間である。
<Plot process>
In the plotting step, the time data related to valve opening and closing accumulated in the data accumulating step is plotted to obtain plots as shown in FIGS. 2A and 2B. More specifically, the time required for opening and closing the valve is set on the vertical axis, and the data number of the acquired data point is set on the horizontal axis for plotting. Here, the "data point data number" is a data number when the time data related to valve opening / closing acquired by the monitoring device 10 is arranged in the acquired time series. Here, in the plot shown in FIG. 2A, the vertical axis is shown as a negative value, and in the plot shown in FIG. 2B, the vertical axis is shown as a positive value. This is just such a notation in this example in order to make it possible to clearly distinguish between the time required for the opening operation and the time required for the closing operation, and the actual time required is shown in FIG. 2A. Is the time corresponding to the absolute value on the vertical axis.

ここで、図2Aを参照すると、バルブの開動作、即ち、バルブが閉状態から開状態になるまでに要する時間は、大まかに3つのグループに層別しうることがわかる。また、図2Bを参照すると、バルブの閉動作、即ち、バルブが開状態から閉状態になるまでに要する時間は、大まかに2つのグループに層別しうることが分かる。バルブの開閉動作に要する時間がこれらのような傾向をとることの原因は明らかでないが、可能性のある原因としては、バルブが設置された配管内での水圧パターンの変動が挙げられる。従って、バルブの設置環境に応じて、得られたデータが層別されうるグループの数は変動しうる。 Here, referring to FIG. 2A, it can be seen that the opening operation of the valve, that is, the time required from the closed state to the open state of the valve can be roughly stratified into three groups. Further, referring to FIG. 2B, it can be seen that the valve closing operation, that is, the time required for the valve to change from the open state to the closed state can be roughly stratified into two groups. The cause of the tendency of the time required for opening and closing the valve to take such a tendency is not clear, but a possible cause is fluctuation of the water pressure pattern in the pipe in which the valve is installed. Therefore, the number of groups in which the obtained data can be stratified can vary depending on the valve installation environment.

バルブに異常が生じる可能性が高くなった時には、そのようなバルブの設置環境に応じた水圧パターンの変動の範疇からは外れたデータが取得されると考えられる。かかる状況を上記図2Aに例示したパターンにあてはめて説明すると、以下の通りになる。例えば、図2Aに例示した3つのグループのうちでもっとも縦軸の絶対値が大きいデータグループよりも、更に絶対値が大きいデータ点が新たに取得された場合には、バルブの開動作又は閉動作に要する時間が長くなったことを意味する。反対に、図2Aに例示した3つのグループのうちでもっとも縦軸の絶対値が小さいデータグループよりも絶対値が更に小さいデータ点が新たに取得された場合には、バルブの開閉動作に要する時間が短くなったことを意味する。そして、バルブの開閉動作に要する時間が変化したことの原因が、バルブが設置された配管内の水圧の変化ではなく、バルブ自体にある場合には、バルブの可動機構に異常が生じる虞があることを意味する。よって、本発明者らは、これらのデータ傾向から、以下に詳述するような、各種解析工程が、異常予兆の検出に有益でありうることを見出した。以下、2パターンの解析工程の流れについて具体的に説明する。 When there is a high possibility that an abnormality will occur in a valve, it is considered that data that is out of the category of fluctuation of the water pressure pattern according to the installation environment of such a valve will be acquired. An explanation of this situation by applying it to the pattern illustrated in FIG. 2A is as follows. For example, when a data point having a larger absolute value than the data group having the largest absolute value on the vertical axis among the three groups illustrated in FIG. 2A is newly acquired, the valve opens or closes. It means that the time required for is longer. On the contrary, when a new data point having a smaller absolute value than the data group having the smallest absolute value on the vertical axis among the three groups illustrated in FIG. 2A is newly acquired, the time required for the valve opening / closing operation is obtained. Means that has become shorter. If the cause of the change in the time required for opening and closing the valve is not the change in water pressure in the pipe in which the valve is installed but the valve itself, there is a risk that an abnormality will occur in the valve's movable mechanism. Means that. Therefore, from these data trends, the present inventors have found that various analysis steps as described in detail below can be useful for detecting signs of abnormality. Hereinafter, the flow of the analysis process of the two patterns will be specifically described.

<解析パターン1>
[直線近似工程]
直線近似工程では、プロット工程で得たプロット上にて、複数のデータ点を1本又は複数本の直線で直線近似する。直線近似の具体的な方法としては特に限定されることなく、最小二乗法や主成分分析法を用いることができる。本発明に係るバルブ動作異常予兆検知方法にて、上記特定の二次元座標空間上にプロットした時間データに対して、直線近似工程を行うことで、異常予兆検知の対象とするバルブの動作パターンを正確に把握することができるので、バルブ動作の異常予兆を一層容易に検出することができる。
<Analysis pattern 1>
[Linear approximation process]
In the straight line approximation step, a plurality of data points are linearly approximated by one or a plurality of straight lines on the plot obtained in the plotting step. The specific method of linear approximation is not particularly limited, and a least squares method or a principal component analysis method can be used. In the valve operation abnormality sign detection method according to the present invention, the operation pattern of the valve targeted for abnormality sign detection is obtained by performing a linear approximation step on the time data plotted on the specific two-dimensional coordinate space. Since it can be accurately grasped, it is possible to more easily detect an abnormality sign of valve operation.

[バッファ設定工程]
バッファ設定工程では、直線近似工程にて得られた1本又は複数本の直線のうち、縦軸切片の値の絶対値が最大又は最小である少なくとも1本の直線について、バッファ領域を設定する。バッファ領域の幅は、直線近似工程で得られた複数本の直線の相互間の距離や、時間データのばらつきに応じて、任意に決定することができる。バッファ設定工程では、例えば、縦軸切片の値の絶対値が最大である直線について、最大バッファ領域を設定することができる。或いは、バッファ設定工程では、例えば、縦軸切片の値の絶対値が最小である直線について、最小バッファ領域を設定することができる。このようなバッファ設定工程を実施することで、新たに得られたデータ点が異常予兆に相当するか否かを容易に判定することができるようになり、結果的に、異常予兆の検知が容易となる。
[Buffer setting process]
In the buffer setting step, the buffer area is set for at least one straight line having the maximum or minimum absolute value of the vertical intercept value among the one or a plurality of straight lines obtained in the straight line approximation step. The width of the buffer area can be arbitrarily determined according to the distance between the plurality of straight lines obtained in the straight line approximation step and the variation in time data. In the buffer setting step, for example, the maximum buffer area can be set for the straight line having the maximum absolute value of the value of the vertical intercept. Alternatively, in the buffer setting step, for example, the minimum buffer area can be set for the straight line having the minimum absolute value of the value of the vertical intercept. By carrying out such a buffer setting process, it becomes possible to easily determine whether or not the newly obtained data points correspond to an abnormality sign, and as a result, it is easy to detect the abnormality sign. It becomes.

なお、バッファ設定工程では、上述したような最大バッファ領域及び最小バッファ領域だけではなく、例えば、プロット工程にて図2Aに示すようなプロットが得られている場合には、縦軸切片の値の絶対値が最大値と最小値の間に入る値である直線についても、第3バッファ領域を設定することができる。そして、例えば、最大バッファ領域、最小バッファ領域に加えて、第3バッファ領域も設定した場合には、後述の異常予兆検知工程にて、新たに取得された1又は複数のデータ点が、何れのバッファ領域にも属さない場合に、バルブ動作異常予兆が生じたと判定し、異常予兆として検出及び通知することができる。 In the buffer setting step, not only the maximum buffer area and the minimum buffer area as described above, but also, for example, when a plot as shown in FIG. 2A is obtained in the plotting step, the value of the vertical intercept is The third buffer area can also be set for a straight line whose absolute value falls between the maximum value and the minimum value. Then, for example, when the third buffer area is set in addition to the maximum buffer area and the minimum buffer area, one or a plurality of data points newly acquired in the abnormality sign detection step described later are any of them. If it does not belong to the buffer area, it can be determined that a valve operation abnormality sign has occurred, and it can be detected and notified as an abnormality sign.

[異常予兆通知工程]
そして、異常予兆通知工程では、バッファ設定工程で設定したバッファ領域と、新たに取得された1又は複数のデータ点との位置関係に基づいて、異常予兆を検出し、そして通知する。より具体的には、最大バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が大きいデータ点が存在する場合には、異常予兆として検出及び通知しうる。これにより、バルブの可動機構の動きが悪くなり、バルブ開閉に係る動きが鈍くなるような態様の故障の予兆の検出精度を向上させることができる。或いは、最小バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が小さいデータ点が存在する場合に、異常予兆として検出及び通知しうる。これにより、バルブの可動機構が緩み、過剰に高速にバルブが切り替わるような態様の故障の予兆の検出精度を向上させることができる。
[Abnormal sign notification process]
Then, in the abnormality sign notification step, the abnormality sign is detected and notified based on the positional relationship between the buffer area set in the buffer setting step and one or a plurality of newly acquired data points. More specifically, when there is a data point whose vertical coordinate value has an absolute value larger than that of the maximum buffer area, it can be detected and notified as an abnormality sign. As a result, it is possible to improve the accuracy of detecting a sign of failure in a mode in which the movement of the valve movable mechanism becomes poor and the movement related to valve opening / closing becomes slow. Alternatively, when there is a data point whose vertical coordinate value has an absolute value smaller than that of the minimum buffer area, it can be detected and notified as an abnormality sign. As a result, the movable mechanism of the valve is loosened, and the accuracy of detecting a sign of failure in such a manner that the valve is switched at an excessively high speed can be improved.

さらに、バッファ領域と新たに取得されたデータ点との位置関係に基づいて異常予兆を検出するにあたり、例えば、バッファ領域の輪郭とデータ点との間の最短距離を計測することで、異常の程度を判定することができる。このように、異常予兆の有無に加えて、生じた異常予兆の程度の情報を取得することで、生じうる異常の大きさを予測し、必要とされる措置がどのようなものであるかの判断に生かすことができる。 Furthermore, when detecting an abnormality sign based on the positional relationship between the buffer area and the newly acquired data point, for example, by measuring the shortest distance between the contour of the buffer area and the data point, the degree of abnormality Can be determined. In this way, by acquiring information on the degree of abnormal signs that have occurred in addition to the presence or absence of abnormal signs, the magnitude of possible abnormalities can be predicted and what kind of measures are required. It can be used for judgment.

そして、異常予兆の通知方法としては特に限定されることなく、バルブ付近に設置したランプを点灯させる、或いはバルブとは別途の場所に設けられた電光掲示板等に異常予兆が検知されたバルブのIDを表示する等の明示的な通知方法が挙げられる。 The method of notifying the abnormality sign is not particularly limited, and the ID of the bulb in which the abnormality sign is detected is turned on by turning on the lamp installed near the bulb or on an electric bulletin board or the like provided in a place different from the bulb. There is an explicit notification method such as displaying.

なお、通知された異常予兆の情報を参照した作業員らは、かかる異常予兆情報に基づいて、任意で措置をすることができる。例えば、作業員らは、バルブの可動機構を駆動するための駆動機構に備えられたパッキン等の部品をメンテナンスし、或いは交換することで、異常発生を阻止又は遅延させることができる。 In addition, the workers who referred to the notified abnormality sign information can take arbitrary measures based on the abnormality sign information. For example, workers can prevent or delay the occurrence of an abnormality by maintaining or replacing parts such as packing provided in the drive mechanism for driving the movable mechanism of the valve.

<解析パターン2>
解析パターン2では、まず、プロット工程にて、データ蓄積工程にて蓄積された時間データに加えて、さらに、新たに取得された一つ又は複数のデータ点も同じ座標空間上にプロットする。そして、直線近似工程にて、特に、直線近似方法として最小二乗法を採用する。かかる最小二乗法による直線近似により、二次元座標空間上の全データ点を対象として1本又は複数本の直線による直線近似を行うとともに、該直線近似により得られた各直線について決定係数値を算出する。そして、異常予兆通知工程にて、直線近似工程で得られた1つ又は複数の決定係数値のうちの最小値が、所定の閾値以下となった場合に異常予兆として通知する。かかる異常予兆検知方法によれば、既に取得済みの複数のデータ点により得られているバルブ開閉パターンから外れたデータ点が取得された場合に、異常予兆として検出することができるため、一層高精度にバルブ動作の異常予兆を検出することができる。
<Analysis pattern 2>
In the analysis pattern 2, first, in the plotting step, in addition to the time data accumulated in the data accumulating step, one or more newly acquired data points are also plotted on the same coordinate space. Then, in the straight line approximation step, the least squares method is particularly adopted as the straight line approximation method. By the straight line approximation by the minimum square method, the straight line approximation by one or a plurality of straight lines is performed for all the data points in the two-dimensional coordinate space, and the determination coefficient value is calculated for each straight line obtained by the straight line approximation. To do. Then, in the abnormality sign notification step, when the minimum value of one or a plurality of determination coefficient values obtained in the linear approximation step becomes equal to or less than a predetermined threshold value, the abnormality sign is notified. According to such an abnormality sign detection method, when a data point deviating from the valve opening / closing pattern obtained by a plurality of already acquired data points is acquired, it can be detected as an abnormality sign, so that the accuracy is higher. It is possible to detect abnormal signs of valve operation.

さらに、このような、解析パターン2に係る解析は、必要に応じて、解析パターン1と並行して実行することが可能である。解析パターン1及び2を並行実施する場合には、異常予兆通知工程では、解析パターン1又は2で異常予兆が検知された場合に異常予兆として通知する。この場合、異常予兆通知頻度は高くなるが、その分、当然、異常予兆を看過するリスクは低減することはできる。 Further, such an analysis related to the analysis pattern 2 can be executed in parallel with the analysis pattern 1 as needed. When the analysis patterns 1 and 2 are executed in parallel, in the abnormality sign notification step, when the abnormality sign is detected in the analysis pattern 1 or 2, the abnormality sign is notified as an abnormality sign. In this case, the frequency of notification of abnormal signs increases, but the risk of overlooking the abnormal signs can be reduced accordingly.

なお、ここまで、上述した各工程は、プラント設備に含まれる複数のバルブの一つ一つに備えられた制御装置により実施されてもよいし、各バルブに備えられた磁気センサにより取得されたデータを一括して処理可能な演算機能を有する、演算装置により実施されても良い。かかる演算装置は、特に限定されることなく、例えば、サーバを通じて各種データを取得可能なPC(Personal Computer)等でありうる。 Up to this point, each of the above-mentioned steps may be carried out by a control device provided in each of a plurality of valves included in the plant equipment, or may be acquired by a magnetic sensor provided in each valve. It may be performed by an arithmetic unit having an arithmetic function capable of processing data collectively. Such an arithmetic unit is not particularly limited, and may be, for example, a PC (Personal Computer) capable of acquiring various data through a server.

また、本発明のバルブ動作異常予兆検知方法においては、特に限定されることなく、異常予兆通知工程にて異常予兆が検出された回数のデータを蓄積し、異常予兆を通知する際に、直近で生じた異常予兆が、そのバルブについて何度目の異常予兆であるかという情報を併せて通知しても良い。これにより、例えば、異常予兆が検出されたバルブの劣化の程度等を把握することが可能となる。さらには、異常予兆通知工程において、前回異常予兆を検出してからの経過時間を併せて通知しても良い。このような情報を、例えば、異常予兆が検知されたバルブについて必要な措置の緊急性や程度等の判断に活かすことができる。 Further, in the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, without particular limitation, when the data of the number of times the abnormality sign is detected in the abnormality sign notification step is accumulated and the abnormality sign is notified, the latest Information on how many times the abnormality sign that has occurred is the abnormality sign of the valve may also be notified. This makes it possible to grasp, for example, the degree of deterioration of the valve in which a sign of abnormality is detected. Further, in the abnormality sign notification step, the elapsed time from the previous detection of the abnormality sign may also be notified. Such information can be utilized, for example, in determining the urgency and degree of necessary measures for a valve in which a sign of abnormality is detected.

本発明のバルブ動作のモニタリング方法によれば、プラント設備に含まれるバルブの動作を容易かつ高精度にモニタリングすることができる。
本発明のバルブ動作異常予兆検知方法によれば、プラント設備に備えられたバルブの動作の異常予兆を、容易かつ高精度に検知することができる。
According to the valve operation monitoring method of the present invention, the operation of the valve included in the plant equipment can be monitored easily and with high accuracy.
According to the valve operation abnormality sign detection method of the present invention, the valve operation abnormality sign detection method provided in the plant equipment can be detected easily and with high accuracy.

1 磁気センサ
2A 開位置磁石
2B 閉位置磁石
3 制御装置
4 記録計
5 バルブ
6 配管
7 ステム
10 モニタリング装置
1 Magnetic sensor 2A Open position magnet 2B Closed position magnet 3 Control device 4 Recorder 5 Valve 6 Piping 7 Stem 10 Monitoring device

Claims (4)

バルブを含むプラント設備におけるバルブ動作のモニタリング方法であって、
磁気センサにより、前記バルブが閉状態である場合と開状態である場合とで異なる値を出力するセンシング工程と、
前記磁気センサの出力値に基づいて、前記バルブが閉状態から開状態になるまでの時間データ、及び/又は、開状態から閉状態になるまでの時間データをそれぞれ取得して蓄積する、データ蓄積工程と、
前記データ蓄積工程にて蓄積された時間データを、縦軸を時間データ、横軸をデータ番号とした二次元座標空間上でプロットするプロット工程と、
前記プロット工程で得たプロット上にて、複数のデータ点を1本又は複数本の直線で直線近似する直線近似工程と、を含み、さらに、
前記プロット工程にて、さらに、新たに取得された一つ又は複数のデータ点もプロットし、
前記直線近似工程にて、最小二乗法により、前記二次元座標空間上の全データ点を対象として1本又は複数本の直線による直線近似を行うとともに、該直線近似により得られた各直線について決定係数値を算出し、
前記直線近似工程で得られた1つ又は複数の前記決定係数値のうちの最小値が、所定の閾値以下となった場合に異常予兆として通知する、異常予兆通知工程と、を含む、
バルブ動作のモニタリング方法。
A method for monitoring valve operation in plant equipment including valves.
A sensing process in which a magnetic sensor outputs different values depending on whether the valve is in the closed state or the open state.
Data accumulation that acquires and accumulates time data from the closed state to the open state and / or time data from the open state to the closed state based on the output value of the magnetic sensor. Process and
A plotting process in which the time data accumulated in the data storage process is plotted on a two-dimensional coordinate space with the vertical axis representing the time data and the horizontal axis representing the data number.
A linear approximation step of linearly approximating a plurality of data points with one or a plurality of straight lines on the plot obtained in the plotting step is included, and further.
In the plotting step, one or more newly acquired data points are also plotted.
In the straight line approximation step, a straight line approximation is performed by one or a plurality of straight lines for all data points in the two-dimensional coordinate space by the least squares method, and each straight line obtained by the straight line approximation is determined. Calculate the coefficient value and
Includes an abnormality sign notification step of notifying as an abnormality sign when the minimum value of one or a plurality of the determination coefficient values obtained in the linear approximation step becomes equal to or less than a predetermined threshold value.
How to monitor valve operation.
前記直線近似工程にて得られた1本又は複数本の直線のうち、縦軸切片の値の絶対値が最大又は最小である少なくとも1本の直線について、バッファ領域を設定するバッファ設定工程と、
前記バッファ設定工程で設定したバッファ領域と、新たに取得された1又は複数のデータ点との位置関係に基づいて、異常予兆を検出し、そして通知する異常予兆通知工程と、を含む、請求項に記載のバルブ動作異常予兆検知方法。
A buffer setting step of setting a buffer area for at least one straight line having the maximum or minimum absolute value of the vertical intercept value among the one or a plurality of straight lines obtained in the straight line approximation step.
The claim includes an abnormality sign notification step of detecting and notifying an abnormality sign based on the positional relationship between the buffer area set in the buffer setting step and one or a plurality of newly acquired data points. valve operation abnormality warning detection method according to 1.
前記バッファ設定工程において、縦軸切片の値の絶対値が最大である直線について、最大バッファ領域を設定し、
前記異常予兆通知工程において、前記最大バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が大きいデータ点が存在する場合に、異常予兆として検出及び通知する、
ことを含む、請求項に記載のバルブ動作異常予兆検知方法。
In the buffer setting step, the maximum buffer area is set for the straight line having the maximum absolute value of the vertical intercept value.
In the abnormality sign notification step, when there is a data point whose vertical coordinate value has an absolute value larger than that of the maximum buffer area, it is detected and notified as an abnormality sign.
The valve operation abnormality sign detection method according to claim 2 , which includes the above.
前記バッファ設定工程において、縦軸切片の値の絶対値が最小である直線について、最小バッファ領域を設定し、
前記異常予兆通知工程において、前記最小バッファ領域よりも縦軸座標値の絶対値が小さいデータ点が存在する場合に、異常予兆として検出及び通知する、
ことを含む、請求項2又は3に記載のバルブ動作異常予兆検知方法。
In the buffer setting step, the minimum buffer area is set for the straight line having the minimum absolute value of the vertical intercept value.
In the abnormality sign notification step, when there is a data point whose vertical coordinate value has an absolute value smaller than that of the minimum buffer area, it is detected and notified as an abnormality sign.
The valve operation abnormality sign detection method according to claim 2 or 3 , which includes the above.
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3219116B2 (en) * 1993-12-27 2001-10-15 横河電機株式会社 Error diagnosis method
JP4220370B2 (en) * 2003-12-17 2009-02-04 株式会社四国総合研究所 Electric valve diagnosis method and electric valve diagnosis device
JP5064326B2 (en) * 2008-08-04 2012-10-31 株式会社クボタ Valve controller for petrochemical plant
JP5337853B2 (en) * 2011-09-12 2013-11-06 株式会社日立製作所 Power plant diagnostic device and power plant diagnostic method
JP2014013198A (en) * 2012-07-04 2014-01-23 Denso Corp Flow rate inspection apparatus and flow rate inspection method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220138256A (en) 2021-04-05 2022-10-12 디엘이앤씨 주식회사 Switch including device for detecting operation status

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