JP7000800B2 - Detection device, detection method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、検知装置、検知方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a detection device, a detection method, and a program.

液体を吸込みおよび吐出するポンプは、当該液体が気化してしまうことによってキャビテーションが発生することがある。従来、ポンプの吐出圧力を周波数解析することにより、このようなキャビテーションの発生を検知する技術が知られていた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開昭64-45975号公報
Pumps that suck in and discharge liquids may experience cavitation due to the vaporization of the liquid. Conventionally, a technique for detecting the occurrence of such cavitation by frequency analysis of the discharge pressure of a pump has been known (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-45975

しかしながら、特許文献1の技術では、周波数解析の演算処理が大きな負担となってしまうことがある。例えば、数百から数千以上の多数のポンプを備えるプラントにおいて、各ポンプのキャビテーションを処理する場合もあり得ることから、少ない演算処理で効率よくキャビテーションを検知する技術が望まれる。 However, in the technique of Patent Document 1, the arithmetic processing of frequency analysis may become a heavy burden. For example, in a plant equipped with a large number of pumps of several hundreds to several thousand or more, cavitation of each pump may be processed. Therefore, a technique for efficiently detecting cavitation with a small amount of arithmetic processing is desired.

本発明の第1の態様においては、ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する吐出圧力取得部と、検出対象期間中の吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、ポンプのキャビテーション発生を検知する検知部とを備える検知装置、検知方法、およびプログラムを提供する。 In the first aspect of the present invention, the cavitation of the pump is generated based on the discharge pressure acquisition unit that acquires the discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump and the fluctuation amount of the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period. Provided is a detection device, a detection method, and a program including a detection unit for detecting the above.

本発明の第2の態様においては、ポンプの吸込圧力を示す吸込圧力データを取得する吸込圧力取得部と、ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する吐出圧力取得部と、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、吐出圧力データに基づいてポンプにキャビテーションが発生しているか否かを検知する検知部とを備える検知装置、検知方法、およびプログラムを提供する。 In the second aspect of the present invention, the suction pressure acquisition unit that acquires the suction pressure data indicating the suction pressure of the pump, the discharge pressure acquisition unit that acquires the discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump, and the suction pressure data Provided are a detection device, a detection method, and a program including a detection unit for detecting whether or not cavitation has occurred in the pump based on discharge pressure data according to a threshold value or less.

本発明の第3の態様においては、ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する吐出圧力取得部と、検出対象期間中の吐出圧力データおよび検出対象期間以前の吐出圧力データの差に基づいて、ポンプのキャビテーション発生を検知する検知部とを備える検知装置、検知方法、およびプログラムを提供する。 In the third aspect of the present invention, based on the difference between the discharge pressure acquisition unit that acquires the discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump, the discharge pressure data during the detection target period, and the discharge pressure data before the detection target period. , A detection device, a detection method, and a program including a detection unit for detecting the occurrence of cavitation of a pump.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The outline of the above invention does not list all the necessary features of the present invention. A subcombination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る検知装置100が設けられたプラント10の構成例を示す。A configuration example of the plant 10 provided with the detection device 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る検知装置100が取得する吸込圧力データおよび吐出圧力データの一例を示す。An example of the suction pressure data and the discharge pressure data acquired by the detection device 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る検知装置100の構成例を示す。A configuration example of the detection device 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る検知装置100の動作フローの一例を示す。An example of the operation flow of the detection device 100 according to this embodiment is shown. 本実施形態における変動量算出部160が算出する吐出圧力データの変動量の一例を示す。An example of the fluctuation amount of the discharge pressure data calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 in this embodiment is shown. 本実施形態に係る検知装置100の変形例を示す。A modification of the detection device 100 according to the present embodiment is shown. 本発明の複数の態様が具現化されうるコンピュータ1200の構成例を示す。A configuration example of a computer 1200 in which a plurality of aspects of the present invention can be embodied is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention to which the claims are made. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.

図1は、本実施形態に係る検知装置100が設けられたプラント10の構成例を示す。プラント10は、ポンプにより機器等に液体を供給しつつ、当該機器を制御するシステムである。プラント10は、工場施設、機械装置、生産装置、および発電装置等の少なくとも一部であってよい。プラント10は、機器20と、液体源30と、ポンプ40と、吸込圧力計50と、吐出圧力計60と、制御システム70とを備える。なお、プラント10は、機器20、液体源30、ポンプ40、吸込圧力計50、吐出圧力計60、および検知装置100の少なくとも一部を、複数備えてもよい。 FIG. 1 shows a configuration example of a plant 10 provided with a detection device 100 according to the present embodiment. The plant 10 is a system that controls the equipment while supplying the liquid to the equipment or the like by a pump. The plant 10 may be at least a part of a factory facility, a mechanical device, a production device, a power generation device, and the like. The plant 10 includes equipment 20, a liquid source 30, a pump 40, a suction pressure gauge 50, a discharge pressure gauge 60, and a control system 70. The plant 10 may include at least a plurality of equipment 20, a liquid source 30, a pump 40, a suction pressure gauge 50, a discharge pressure gauge 60, and a detection device 100.

機器20は、プラント10の制御対象である。機器20は、工場設備、機械装置、生産装置、発電装置、および貯蔵装置等の少なくとも一部でよい。機器20は、水、オイル、燃料、冷媒、または薬品等の液体の供給を受けて、当該液体を用いた処理動作を行う装置を備えてよい。機器20は、複数の装置を備えてよい。 The equipment 20 is the control target of the plant 10. The equipment 20 may be at least a part of factory equipment, mechanical equipment, production equipment, power generation equipment, storage equipment and the like. The device 20 may include a device that receives a liquid such as water, oil, fuel, a refrigerant, or a chemical and performs a processing operation using the liquid. The device 20 may include a plurality of devices.

液体源30は、機器20に供給される液体を貯蔵または供給する。液体源30は、液体を保存、貯蔵、および圧力維持するタンク等でよい。また、液体源30は、地下水および油田といった資源が蓄積または埋蔵された地域に設けられた井戸または油井等でよい。また、液体源30は、河川、池、湖、およびダム等であってもよい。また、液体源30は、他のポンプによって供給される液体が貯蔵されたタンクであってもよい。また、液体源30は、タンク等に接続された配管であってもよい。 The liquid source 30 stores or supplies the liquid supplied to the device 20. The liquid source 30 may be a tank or the like that stores, stores, and maintains the pressure of the liquid. Further, the liquid source 30 may be a well or an oil well provided in an area where resources such as groundwater and an oil field are accumulated or buried. Further, the liquid source 30 may be a river, a pond, a lake, a dam, or the like. Further, the liquid source 30 may be a tank in which a liquid supplied by another pump is stored. Further, the liquid source 30 may be a pipe connected to a tank or the like.

ポンプ40は、液体源30の液体を機器20に供給する。ポンプ40は、液体源30および機器20の間を、バルブおよび配管等を用いて接続されている。図1は、配管内部の液体の移動方向の例を液体源30から機器20への矢印で示す。ポンプ40は、羽根形状の回転子(インペラ)等を有する渦巻ポンプでよい。また、ポンプ40は、ディフューザポンプ、カスケードポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ、およびクロスフローポンプ等でもよい。ポンプ40は、プラント10において複数配置されてよい。 The pump 40 supplies the liquid of the liquid source 30 to the device 20. The pump 40 is connected between the liquid source 30 and the device 20 by using a valve, a pipe, or the like. FIG. 1 shows an example of the direction of movement of the liquid inside the pipe by an arrow from the liquid source 30 to the device 20. The pump 40 may be a centrifugal pump having a blade-shaped rotor (impeller) or the like. Further, the pump 40 may be a diffuser pump, a cascade pump, an axial flow pump, a mixed flow pump, a cross flow pump, or the like. A plurality of pumps 40 may be arranged in the plant 10.

吸込圧力計50は、液体源30およびポンプ40の間に設けられ、ポンプ40の吸込圧力を測定する。吐出圧力計60は、機器20およびポンプ40の間に設けられ、ポンプ40の吐出圧力を測定する。吸込圧力計50および吐出圧力計60は、例えば、差圧式流量計または圧力伝送器等である。吸込圧力計50および吐出圧力計60は、ポンプ40の動作を検出するセンサとして機能してよい。吸込圧力計50および吐出圧力計60は、ポンプ40毎に設けられてよい。図1は、液体源30、ポンプ40、吸込圧力計50、および吐出圧力計60が1つずつプラント10に設けられた例を示す。なお、吸込圧力計50および吐出圧力計60の少なくとも一方は、プラント10の制御に用いられてもよい。 The suction pressure gauge 50 is provided between the liquid source 30 and the pump 40, and measures the suction pressure of the pump 40. The discharge pressure gauge 60 is provided between the device 20 and the pump 40, and measures the discharge pressure of the pump 40. The suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 are, for example, a differential pressure type flow meter or a pressure transmitter. The suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 may function as sensors for detecting the operation of the pump 40. The suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 may be provided for each pump 40. FIG. 1 shows an example in which a liquid source 30, a pump 40, a suction pressure gauge 50, and a discharge pressure gauge 60 are provided in the plant 10 one by one. At least one of the suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 may be used for controlling the plant 10.

制御システム70は、プラント内に設けられたセンサ等の測定器の測定結果に基づき、機器20およびポンプ40等の一部または全部を制御する。また、制御システム70は、プラント内に設けられた配管等に設けられたバルブを制御してよい。例えば、制御システム70は、機器20の動作を測定した測定データ、ならびに、プラント10内で取り扱う液体等の流体の圧力、温度、流量、および貯蔵量等の測定データに基づき、機器20、ポンプ40、およびバルブ等の動作を制御および/または監視する。 The control system 70 controls a part or all of the equipment 20 and the pump 40 based on the measurement results of measuring instruments such as sensors provided in the plant. Further, the control system 70 may control a valve provided in a pipe or the like provided in the plant. For example, the control system 70 is based on the measurement data measuring the operation of the device 20 and the measurement data such as the pressure, temperature, flow rate, and storage amount of the fluid such as a liquid handled in the plant 10, the device 20 and the pump 40. , And control and / or monitor the operation of valves, etc.

制御システム70は、機器20等と無線および/または有線の通信機器を介して接続され、機器20等から離間された位置に配置されてよい。制御システム70は、分散制御システム(DCS:Distributed Control System)、およびSCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)システムといった、自動操業システムおよび/または保守システムとして構築されてよい。この場合、制御システム70は、数Hzから数kHz程度の周波数で、各部と制御データおよび測定データをやり取りしてよい。 The control system 70 may be connected to the device 20 or the like via a wireless and / or wired communication device, and may be arranged at a position separated from the device 20 or the like. The control system 70 may be constructed as an automated operation system and / or a maintenance system such as a distributed control system (DCS) and a SCADA (Supervision Control And Data Acquisition) system. In this case, the control system 70 may exchange control data and measurement data with each unit at a frequency of about several Hz to several kHz.

以上のプラント10は、ポンプ40を含めて、機器20の制御、保守、および管理等を実行可能であることが望ましい。例えば、ポンプ40は、キャビテーション等が発生することがあり、騒音の原因およびポンプ40の劣化および/または破壊に至ることもある。プラント10は、ポンプ40の動作を監視して、このような不安定な動作の発生をできる限り抑制すべく、制御、保守、および管理等を実行できることが望ましい。 It is desirable that the above plant 10 can control, maintain, and manage the equipment 20 including the pump 40. For example, the pump 40 may cause cavitation and the like, which may cause noise and cause deterioration and / or destruction of the pump 40. It is desirable that the plant 10 can monitor the operation of the pump 40 and perform control, maintenance, management and the like in order to suppress the occurrence of such unstable operation as much as possible.

このようなポンプ40の動作を監視すべく、吐出圧力計60から取得される吐出圧力データに対してフーリエ変換等の数値処理を実行し、周波数軸上での異常を検出することで、ポンプ40のキャビテーションを検知することが知られている。しかしながら、吐出圧力データに特定の周波数または特定の周波数帯の明確な変動特性が発生するまでポンプ40の不安定な動作が進行しなければ、周波数軸上において異常を検出することは困難である。即ち、キャビテーションの発生から検知までに時間差が生じてしまい、キャビテーションに対応することが困難になってしまうことがあった。 In order to monitor the operation of the pump 40, numerical processing such as Fourier transform is executed on the discharge pressure data acquired from the discharge pressure gauge 60, and an abnormality on the frequency axis is detected to detect the abnormality of the pump 40. It is known to detect cavitation. However, it is difficult to detect an abnormality on the frequency axis unless the unstable operation of the pump 40 progresses until a clear fluctuation characteristic of a specific frequency or a specific frequency band occurs in the discharge pressure data. That is, there may be a time lag between the occurrence of cavitation and the detection, making it difficult to deal with cavitation.

また、図1に示すようなプラント10は、数百から数千以上のポンプ40を備える大規模な制御システムとなることがあり、ポンプ40毎に数値処理をそれぞれ実行する処理回路を設けることは、コストが高くなってしまう。また、プラント10は、数Hzから数kHz程度の周波数で各部と通信するので、データの蓄積、数値処理、および結果の解析等を高速に実行することは困難であった。したがって、このようなプラント10において、コストの上昇を防止しつつ、キャビテーションをリアルタイムで検出すること、更にはキャビテーションの発生を予報することが望まれていた。 Further, the plant 10 as shown in FIG. 1 may be a large-scale control system equipped with hundreds to thousands or more of pumps 40, and each pump 40 may be provided with a processing circuit for executing numerical processing. , The cost will be high. Further, since the plant 10 communicates with each part at a frequency of about several Hz to several kHz, it is difficult to execute data storage, numerical processing, analysis of results, and the like at high speed. Therefore, in such a plant 10, it has been desired to detect cavitation in real time and to predict the occurrence of cavitation while preventing an increase in cost.

そこで、検知装置100は、このようなプラント10に設けられ、吐出圧力データの時間的な変動に基づき、キャビテーションをリアルタイムで検出する。検知装置100は、既存のプラント10等に適用可能に構成され、吐出圧力データ等を取得してキャビテーションを検出可能である。なお、検知装置100は、制御システム70に含まれてよい。また、検知装置100は、プラント10内に設けられたセンサ等の測定器に含まれてもよい。図1は、検知装置100が制御システム70に含まれる例を示す。まず、検知装置100が取得する吸込圧力データおよび吐出圧力データについて説明する。 Therefore, the detection device 100 is provided in such a plant 10 and detects cavitation in real time based on the temporal fluctuation of the discharge pressure data. The detection device 100 is configured to be applicable to an existing plant 10 or the like, and can acquire discharge pressure data or the like to detect cavitation. The detection device 100 may be included in the control system 70. Further, the detection device 100 may be included in a measuring instrument such as a sensor provided in the plant 10. FIG. 1 shows an example in which the detection device 100 is included in the control system 70. First, the suction pressure data and the discharge pressure data acquired by the detection device 100 will be described.

図2は、本実施形態に係る検知装置100が取得する吸込圧力データおよび吐出圧力データの一例を示す。図2の横軸は時間を示し、縦軸は吸込圧力および吐出圧力を示す。図2は、吸込圧力データおよび吐出圧力データを略同一の時間スケールで示すことで、略同一の時間経過に対応する各測定データの変化を示す例である。なお、吸込圧力データは、吸込圧力計50の測定結果の一例であり、吐出圧力データは、吐出圧力計60の測定結果の一例である。 FIG. 2 shows an example of suction pressure data and discharge pressure data acquired by the detection device 100 according to the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 2 indicates time, and the vertical axis indicates suction pressure and discharge pressure. FIG. 2 is an example showing changes in each measurement data corresponding to substantially the same time lapse by showing the suction pressure data and the discharge pressure data on substantially the same time scale. The suction pressure data is an example of the measurement result of the suction pressure gauge 50, and the discharge pressure data is an example of the measurement result of the discharge pressure gauge 60.

吸込圧力データは、ポンプ40の動作に伴い、大気圧よりも低い圧力(負圧)になる場合がある。図2は、吸込圧力データが時刻t以降において大気圧よりも低い圧力に漸減する例を示す。このように、吸込圧力が大気圧よりも低くなると、ポンプ40が機器20に供給する液体の圧力が飽和蒸気圧以下となり、当該液体が気化することによりキャビテーションが発生することがある。 The suction pressure data may become a pressure lower than the atmospheric pressure (negative pressure) as the pump 40 operates. FIG. 2 shows an example in which the suction pressure data gradually decreases to a pressure lower than the atmospheric pressure after time t0 . As described above, when the suction pressure becomes lower than the atmospheric pressure, the pressure of the liquid supplied by the pump 40 to the device 20 becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure, and cavitation may occur due to the vaporization of the liquid.

なお、図2に示すように、吸込圧力データにノイズ成分が重畳している場合、時刻tよりも前に当該吸込圧力データが大気圧よりも低い圧力となることがある。そこで、検知装置100は、吸込圧力データを平均化、平滑化、ノイズ除去、および/または高周波除去といったフィルタリング処理を実行することが望ましい。また、吸込圧力計50および吐出圧力計60が、このようなフィルタリング処理を実行したデータを供給してもよい。 As shown in FIG. 2, when a noise component is superimposed on the suction pressure data, the suction pressure data may have a pressure lower than the atmospheric pressure before the time t 0 . Therefore, it is desirable that the detection device 100 execute filtering processing such as averaging, smoothing, noise removal, and / or high frequency removal of suction pressure data. Further, the suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 may supply the data obtained by performing such a filtering process.

吐出圧力データは、吸込圧力データの漸減に対応して漸減する。図2は、吸込圧力データの時間経過に伴う漸減が継続し、時刻t程度から吐出圧力データに不安定な変動が発生した例を示す。なお、時刻t以降の吐出圧力データは、不安定な変動が発生して振動し、振幅値が徐々に大きくなってはいるものの、特定の周波数または特定の周波数帯域の明確な振動が発生してはいない状態である。即ち、例えば、時刻tから時刻t+Tの間の期間Tの吐出圧力データをフーリエ変換しても、特定の周波数帯域の振幅強度が他の帯域と比較して差異が発生する周波数特性にはならない場合もあるため、検知装置100にロバストさも求められている。 The discharge pressure data is gradually reduced in accordance with the gradual decrease of the suction pressure data. FIG. 2 shows an example in which the suction pressure data continues to gradually decrease with the passage of time, and unstable fluctuations occur in the discharge pressure data from about time tun . It should be noted that the discharge pressure data after the time t n vibrates due to unstable fluctuations, and although the amplitude value gradually increases, clear vibrations of a specific frequency or a specific frequency band occur. It is not in a state of being. That is, for example, even if the discharge pressure data of the period T between the time t n and the time t n + T is Fourier transformed, the amplitude intensity of a specific frequency band has a frequency characteristic in which a difference occurs as compared with other bands. In some cases, the detection device 100 is also required to be robust.

したがって、吐出圧力データを周波数軸に変換する場合、図2に示す時間範囲よりも時間が更に経過して明確な周波数信号が発生するまでは、キャビテーションを検知することができない。そこで、本実施形態に係る検知装置100は、キャビテーションの発生を、図2に示すような時間波形に基づいて、図2に示す時間範囲において検出可能とする。このような検知装置100について、次に説明する。 Therefore, when the discharge pressure data is converted into the frequency axis, cavitation cannot be detected until a clear frequency signal is generated after a lapse of time beyond the time range shown in FIG. Therefore, the detection device 100 according to the present embodiment can detect the occurrence of cavitation in the time range shown in FIG. 2 based on the time waveform as shown in FIG. Such a detection device 100 will be described below.

図3は、本実施形態に係る検知装置100の構成例を示す。図3は、検知装置100が吸込圧力データおよび吐出圧力データに基づき、ポンプ40に発生するキャビテーションを検知する構成例を示す。なお、検知装置100は、吸込圧力計50、吐出圧力計60、および制御システム70と、有線または無線等でそれぞれ接続されてよい。検知装置100は、ネットワーク等を介してこれらと接続されてもよい。検知装置100は、吐出圧力取得部110と、吸込圧力取得部120と、検知部130とを備える。 FIG. 3 shows a configuration example of the detection device 100 according to the present embodiment. FIG. 3 shows a configuration example in which the detection device 100 detects cavitation generated in the pump 40 based on the suction pressure data and the discharge pressure data. The detection device 100 may be connected to the suction pressure gauge 50, the discharge pressure gauge 60, and the control system 70 by wire or wirelessly, respectively. The detection device 100 may be connected to these via a network or the like. The detection device 100 includes a discharge pressure acquisition unit 110, a suction pressure acquisition unit 120, and a detection unit 130.

吐出圧力取得部110は、ポンプ40の吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する。吐出圧力取得部110は、吐出圧力計60に接続され、吐出圧力データを吐出圧力計60から受け取ってよい。また、吐出圧力データが外部のデータベース等に記憶されている場合、吐出圧力取得部110は、当該データベース等にアクセスして吐出圧力データを取得してよい。また、吐出圧力取得部110は、制御システム70から吐出圧力データを取得してもよい。吐出圧力取得部110は、取得した吐出圧力データを検知部130に供給する。 The discharge pressure acquisition unit 110 acquires discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump 40. The discharge pressure acquisition unit 110 may be connected to the discharge pressure gauge 60 and receive discharge pressure data from the discharge pressure gauge 60. When the discharge pressure data is stored in an external database or the like, the discharge pressure acquisition unit 110 may access the database or the like to acquire the discharge pressure data. Further, the discharge pressure acquisition unit 110 may acquire discharge pressure data from the control system 70. The discharge pressure acquisition unit 110 supplies the acquired discharge pressure data to the detection unit 130.

吸込圧力取得部120は、ポンプ40の吸込圧力を示す吸込圧力データを取得する。吸込圧力取得部120は、吸込圧力計50に接続され、吸込圧力データを吸込圧力計50から受け取ってよい。また、吸込圧力データがデータベース等に記憶されている場合、吸込圧力取得部120は、当該データベース等にアクセスして吸込圧力データを取得してよい。また、吸込圧力取得部120は、制御システム70から吸込圧力データを取得してもよい。吸込圧力取得部120は、取得した吸込圧力データを検知部130に供給する。 The suction pressure acquisition unit 120 acquires suction pressure data indicating the suction pressure of the pump 40. The suction pressure acquisition unit 120 may be connected to the suction pressure gauge 50 and receive suction pressure data from the suction pressure gauge 50. When the suction pressure data is stored in a database or the like, the suction pressure acquisition unit 120 may access the database or the like to acquire the suction pressure data. Further, the suction pressure acquisition unit 120 may acquire suction pressure data from the control system 70. The suction pressure acquisition unit 120 supplies the acquired suction pressure data to the detection unit 130.

検知部130は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、吐出圧力データに基づいてポンプ40にキャビテーションが発生しているか否かを検知する。検知部130は、例えば、検出対象期間中の吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、ポンプ40のキャビテーション発生を検知する。検知部130は、記憶部140と、比較部150と、変動量算出部160と、判定部170とを有する。 The detection unit 130 detects whether or not cavitation has occurred in the pump 40 based on the discharge pressure data according to the suction pressure data becoming equal to or less than the threshold value. The detection unit 130 detects the occurrence of cavitation in the pump 40, for example, based on the amount of fluctuation of the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period. The detection unit 130 includes a storage unit 140, a comparison unit 150, a fluctuation amount calculation unit 160, and a determination unit 170.

記憶部140は、吸込圧力データおよび吐出圧力データを記憶する。また、記憶部140は、当該検知装置100が処理するデータを記憶可能でよい。記憶部140は、検知装置100が検知結果を生成する過程で算出する(または利用する)中間データ、算出結果、およびパラメータ等をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部140は、検知装置100内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してよい。記憶部140は、一例として、比較部150の要求に応じて、記憶した吸込圧力データを当該比較部150に供給する。 The storage unit 140 stores suction pressure data and discharge pressure data. Further, the storage unit 140 may be able to store the data processed by the detection device 100. The storage unit 140 may store intermediate data, calculation results, parameters, and the like calculated (or used) in the process of generating the detection result by the detection device 100. Further, the storage unit 140 may supply the stored data to the request source in response to the request of each unit in the detection device 100. As an example, the storage unit 140 supplies the stored suction pressure data to the comparison unit 150 in response to the request of the comparison unit 150.

比較部150は、吸込圧力データと予め定められた閾値とを比較する。閾値は、例えば、大気圧に対応する圧力データ値でよい。比較部150は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、当該比較結果を変動量算出部160に通知する。即ち、比較部150は、吸込圧力データが正圧を示す値から負圧を示す値へと変化したことを、変動量算出部160に通知してよい。 The comparison unit 150 compares the suction pressure data with a predetermined threshold value. The threshold value may be, for example, a pressure data value corresponding to atmospheric pressure. The comparison unit 150 notifies the fluctuation amount calculation unit 160 of the comparison result when the suction pressure data becomes equal to or less than the threshold value. That is, the comparison unit 150 may notify the fluctuation amount calculation unit 160 that the suction pressure data has changed from the value indicating the positive pressure to the value indicating the negative pressure.

変動量算出部160は、検出対象期間中の吐出圧力データの変動量を算出する。変動量算出部160は、例えば、比較部150からの通知に応じて、記憶部140から吐出圧力データを読み出し、吐出圧力データの変動量を算出する。変動量算出部160は、基準圧力データを設定し、当該基準圧力データおよび吐出圧力データの差から、吐出圧力データの変動量を算出してよい。ここで、変動量算出部160は、例えば、検出対象期間より以前に吐出圧力取得部110によって取得された吐出圧力データを基準圧力データとして使用する。変動量算出部160は、算出した変動量を判定部170に供給する。 The fluctuation amount calculation unit 160 calculates the fluctuation amount of the discharge pressure data during the detection target period. For example, the fluctuation amount calculation unit 160 reads the discharge pressure data from the storage unit 140 in response to the notification from the comparison unit 150, and calculates the fluctuation amount of the discharge pressure data. The fluctuation amount calculation unit 160 may set the reference pressure data and calculate the fluctuation amount of the discharge pressure data from the difference between the reference pressure data and the discharge pressure data. Here, the fluctuation amount calculation unit 160 uses, for example, the discharge pressure data acquired by the discharge pressure acquisition unit 110 before the detection target period as the reference pressure data. The fluctuation amount calculation unit 160 supplies the calculated fluctuation amount to the determination unit 170.

判定部170は、変動量算出部160が算出した変動量が基準変動量以上となったことを条件として、ポンプ40にキャビテーションが発生したと判定する。判定部170は、キャビテーションの発生を判定したことに応じて、当該判定結果を制御システム70に通知する。 The determination unit 170 determines that cavitation has occurred in the pump 40 on condition that the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 is equal to or greater than the reference fluctuation amount. The determination unit 170 notifies the control system 70 of the determination result in response to the determination of the occurrence of cavitation.

以上のように、本実施形態に係る検知装置100は、吐出圧力データの変動量に基づき、キャビテーションの発生を検知する。このような検知装置100のより具体的な動作について、次に説明する。図4は、本実施形態に係る検知装置100の動作フローの一例を示す。検知装置100は、図4に示す動作フローを実行して、キャビテーションの発生を検知する。 As described above, the detection device 100 according to the present embodiment detects the occurrence of cavitation based on the fluctuation amount of the discharge pressure data. A more specific operation of such a detection device 100 will be described below. FIG. 4 shows an example of the operation flow of the detection device 100 according to the present embodiment. The detection device 100 executes the operation flow shown in FIG. 4 to detect the occurrence of cavitation.

まず、検知装置100は、吐出圧力データおよび吸込圧力データを取得する(S410)。即ち、吐出圧力取得部110は吐出圧力データを取得し、吸込圧力取得部120は吸込圧力データを取得する。吐出圧力取得部110および吸込圧力取得部120は、取得した圧力データをそれぞれ記憶部140に記憶してよい。吐出圧力取得部110および吸込圧力取得部120は、吸込圧力計50および吐出圧力計60が圧力データをそれぞれサンプリングする毎に圧力データを取得してよく、これに代えて、予め定められたサンプリング数毎にまとめて取得してもよい。 First, the detection device 100 acquires the discharge pressure data and the suction pressure data (S410). That is, the discharge pressure acquisition unit 110 acquires the discharge pressure data, and the suction pressure acquisition unit 120 acquires the suction pressure data. The discharge pressure acquisition unit 110 and the suction pressure acquisition unit 120 may store the acquired pressure data in the storage unit 140, respectively. The discharge pressure acquisition unit 110 and the suction pressure acquisition unit 120 may acquire pressure data each time the suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 sample pressure data, respectively, and instead of this, a predetermined number of samplings may be obtained. You may acquire them all at once.

次に、比較部150は、吸込圧力データと閾値とを比較する(S420)。比較部150は、例えば、吸込圧力データが閾値を超える場合(S420:No)、キャビテーションの傾向は検知されないと判断する。この場合、検知装置100は、S410に戻り、次の時刻にサンプリングされた吐出圧力データおよび吸込圧力データを取得する。 Next, the comparison unit 150 compares the suction pressure data with the threshold value (S420). For example, when the suction pressure data exceeds the threshold value (S420: No), the comparison unit 150 determines that the tendency of cavitation is not detected. In this case, the detection device 100 returns to S410 and acquires the discharge pressure data and the suction pressure data sampled at the next time.

なお、吸込圧力取得部120は、次の時刻の吸込圧力データを取得して記憶部140に記憶する場合、過去の時刻の吸込圧力データを消去してよい。この場合、吸込圧力取得部120は、記憶部140に記憶された直前の時刻の吸込圧力データに、次の時刻の吸込圧力データを上書きしてよい。 When the suction pressure acquisition unit 120 acquires the suction pressure data at the next time and stores it in the storage unit 140, the suction pressure data at the past time may be erased. In this case, the suction pressure acquisition unit 120 may overwrite the suction pressure data at the time immediately before stored in the storage unit 140 with the suction pressure data at the next time.

また、吐出圧力取得部110は、予め定められた期間Tよりも前の時刻の吐出圧力データを消去してよい。一例として、吐出圧力取得部110は、次の時刻がtk+1の場合、時刻t-Tよりも前の吐出圧力データを消去する。この場合、吐出圧力取得部110は、記憶部140に記憶された時刻t-Tよりも前の時刻の吐出圧力データに、次の時刻tk+1の吐出圧力データを上書きしてよい。このように、記憶部140は、時刻tの圧力データを取得した場合、時刻tにおける吸込圧力データおよび吐出圧力データと、時刻tよりも期間Tだけ前の時刻t-Tから時刻tまでの間に取得された吐出圧力データとを、少なくとも記憶する。 Further, the discharge pressure acquisition unit 110 may erase the discharge pressure data at a time before the predetermined period T. As an example, when the next time is tk + 1 , the discharge pressure acquisition unit 110 erases the discharge pressure data before the time tk −T . In this case, the discharge pressure acquisition unit 110 may overwrite the discharge pressure data stored in the storage unit 140 at a time before the time tk + T with the discharge pressure data at the next time tk + 1 . In this way, when the storage unit 140 acquires the pressure data at the time tk, the suction pressure data and the discharge pressure data at the time tk and the time tk -T before the time tk by the period T are timed . At least the discharge pressure data acquired up to tk is stored.

吐出圧力取得部110、吸込圧力取得部120、および比較部150は、吸込圧力データが閾値以下となるまで、圧力データの取得と吸込圧力データおよび閾値の比較とを繰り返す。そして、吸込圧力データが閾値以下となった場合(S420:Yes)、比較部150は、キャビテーションの傾向に移行しつつあると判断して、比較結果を変動量算出部160に通知する。ここで、閾値は大気圧に対応する圧力データ値であり、比較部150は、図2に示すように、時刻tにおける吸込圧力データが閾値以下となったことを変動量算出部160に通知する例を説明する。 The discharge pressure acquisition unit 110, the suction pressure acquisition unit 120, and the comparison unit 150 repeat the acquisition of the pressure data and the comparison of the suction pressure data and the threshold value until the suction pressure data becomes equal to or less than the threshold value. Then, when the suction pressure data becomes equal to or less than the threshold value (S420: Yes), the comparison unit 150 determines that the tendency is shifting to the cavitation tendency, and notifies the comparison result to the fluctuation amount calculation unit 160. Here, the threshold value is a pressure data value corresponding to the atmospheric pressure, and the comparison unit 150 notifies the fluctuation amount calculation unit 160 that the suction pressure data at time t 0 is equal to or less than the threshold value, as shown in FIG. An example of doing so will be described.

次に、変動量算出部160は、基準圧力データを設定する(S430)。ここで、時刻tより期間Tだけ前の時刻をt-Tとする。変動量算出部160は、例えば、時刻t-Tから時刻tまでの間に取得された吐出圧力データを記憶部140から読み出して、基準圧力データとして設定する。即ち、変動量算出部160は、吸込圧力データが閾値を超える値から閾値以下の値へと変化するタイミングtに対応して取得された吐出圧力データを含むデータを、基準圧力データとして使用する。本例においては、変動量算出部160が、当該タイミングtよりも予め定められた期間Tだけ過去のタイミングt-Tから当該タイミングtまでの間に取得された吐出圧力データを、基準圧力データとして使用する例を説明する。 Next, the fluctuation amount calculation unit 160 sets the reference pressure data (S430). Here, let t 0 -T be the time before the time t 0 by the period T. The fluctuation amount calculation unit 160 reads, for example, the discharge pressure data acquired between the time t 0 -T and the time t 0 from the storage unit 140 and sets it as the reference pressure data. That is, the fluctuation amount calculation unit 160 uses the data including the discharge pressure data acquired corresponding to the timing t 0 when the suction pressure data changes from the value exceeding the threshold value to the value below the threshold value as the reference pressure data. .. In this example, the fluctuation amount calculation unit 160 uses the discharge pressure data acquired from the past timing t 0 -T to the timing t 0 by a predetermined period T from the timing t 0 as a reference. An example of using it as pressure data will be described.

変動量算出部160は、設定した基準圧力データを記憶部140に記憶してよい。なお、変動量算出部160は、記憶部140に過去の基準圧力データが記憶されている場合、新たに設定した基準圧力データを上書きしてよい。 The fluctuation amount calculation unit 160 may store the set reference pressure data in the storage unit 140. When the past reference pressure data is stored in the storage unit 140, the fluctuation amount calculation unit 160 may overwrite the newly set reference pressure data.

次に、検知装置100は、次のサンプリング時刻の吐出圧力データおよび吸込圧力データを取得する(S440)。即ち、吐出圧力取得部110は吐出圧力データを取得し、吸込圧力取得部120は吸込圧力データを取得する。なお、吐出圧力取得部110および吸込圧力取得部120は、時刻tを経過した直後の場合、期間Tが経過する時刻t+Tまで、圧力データの取得を継続させてよい。 Next, the detection device 100 acquires the discharge pressure data and the suction pressure data at the next sampling time (S440). That is, the discharge pressure acquisition unit 110 acquires the discharge pressure data, and the suction pressure acquisition unit 120 acquires the suction pressure data. If the discharge pressure acquisition unit 110 and the suction pressure acquisition unit 120 have just passed the time t 0 , the discharge pressure acquisition unit 110 and the suction pressure acquisition unit 120 may continue to acquire the pressure data until the time t 0 + T when the period T elapses.

次に、比較部150は、吸込圧力データと閾値とを比較する(S450)。検知装置100は、吸込圧力データが閾値を超える比較結果の場合(S450:Yes)、キャビテーションの傾向から通常動作の状態に戻ったと判断して、S410に戻ってよい。この場合、比較部150は、基準圧力データの情報を記憶部140から消去してよい。 Next, the comparison unit 150 compares the suction pressure data with the threshold value (S450). When the suction pressure data exceeds the threshold value (S450: Yes), the detection device 100 may determine that the normal operation state has been restored due to the tendency of cavitation, and may return to S410. In this case, the comparison unit 150 may erase the information of the reference pressure data from the storage unit 140.

なお、比較部150がS450において比較する閾値は、S420において用いる閾値とは異なる閾値を用いることが望ましい。例えば、S420において用いる閾値を第1閾値とした場合、S450において用いる第2閾値は、第1閾値よりも予め定められた値だけ大きい閾値である。即ち、比較部150は、吸込圧力データに重畳するノイズ等の影響を低減すべく、ヒステリシスを有する比較を実行してよい。一例として、第2閾値は、第1閾値に、許容できるノイズ等の大きさを加えた値である。 It is desirable that the threshold value compared by the comparison unit 150 in S450 is different from the threshold value used in S420. For example, when the threshold value used in S420 is the first threshold value, the second threshold value used in S450 is a threshold value larger than the first threshold value by a predetermined value. That is, the comparison unit 150 may execute the comparison having hysteresis in order to reduce the influence of noise and the like superimposed on the suction pressure data. As an example, the second threshold value is a value obtained by adding an acceptable noise or the like to the first threshold value.

比較部150は、吸込圧力データが閾値以下の場合(S450:No)、キャビテーションの傾向が継続していると判断して、変動量算出部160に通知してよい。次に、変動量算出部160は、吐出圧力データの変動量を算出する(S460)。変動量算出部160は、S440において吐出圧力取得部110が取得した吐出圧力データの最新の検出タイミングtよりも予め定められた期間Tだけさかのぼった過去のタイミングt-Tから、当該タイミングtまでの期間を、検出対象期間とする。なお、吐出圧力取得部110が、時刻t+Tまで圧力データの取得を継続させた場合、変動量算出部160は、時刻tから時刻t+Tまでの期間を検出対象期間としてよい。 When the suction pressure data is equal to or less than the threshold value (S450: No), the comparison unit 150 may determine that the tendency of cavitation is continuing and notify the fluctuation amount calculation unit 160. Next, the fluctuation amount calculation unit 160 calculates the fluctuation amount of the discharge pressure data (S460). The fluctuation amount calculation unit 160 is the timing t from the past timing t2 - T that goes back by a predetermined period T from the latest detection timing t2 of the discharge pressure data acquired by the discharge pressure acquisition unit 110 in S440. The period up to 2 is the detection target period. When the discharge pressure acquisition unit 110 continues to acquire the pressure data until the time t 0 + T, the fluctuation amount calculation unit 160 may set the period from the time t 0 to the time t 0 + T as the detection target period.

そして、変動量算出部160は、検出対象期間中の吐出圧力データと基準圧力データとの差を変動量として算出する。このように、変動量算出部160は、検出対象期間中の吐出圧力データと、検出対象期間と同じ時間長Tの基準圧力データとの差を変動量として算出してよい。変動量算出部160は、例えば、吐出圧力データおよび基準圧力データの時間軸を相対的にシフトして、時刻毎に対応する吐出圧力データおよび基準圧力データの差分を算出する。 Then, the fluctuation amount calculation unit 160 calculates the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period as the fluctuation amount. In this way, the fluctuation amount calculation unit 160 may calculate the difference between the discharge pressure data during the detection target period and the reference pressure data having the same time length T as the detection target period as the fluctuation amount. The fluctuation amount calculation unit 160, for example, relatively shifts the time axes of the discharge pressure data and the reference pressure data, and calculates the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data corresponding to each time.

変動量算出部160は、吐出圧力データおよび基準圧力データの差分を合計(積分)した値を、変動量としてよい。また、変動量算出部160は、吐出圧力データおよび基準圧力データの差分の絶対値を合計した値を、変動量としてよい。検出対象期間の吐出圧力データの変化が生じないか、または比較的少ない場合、変動量算出部160が算出する変動量は、ノイズの積算値の差分程度の値となる。例えば、図2における時刻tから時刻t+Tの検出対象期間は、キャビテーションの発生が認められるほど吐出圧力データに変化が生じていない。即ち、当該検出対象期間の吐出圧力データと、時刻t-Tから時刻tの基準圧力データとの差分は、ノイズ程度となる。 The fluctuation amount calculation unit 160 may use a value obtained by summing (integrating) the differences between the discharge pressure data and the reference pressure data as the fluctuation amount. Further, the fluctuation amount calculation unit 160 may use a value obtained by summing up the absolute values of the differences between the discharge pressure data and the reference pressure data as the fluctuation amount. When the change in the discharge pressure data during the detection target period does not occur or is relatively small, the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 is a value of about the difference between the integrated noise values. For example, in the detection target period from the time tm to the time tm + T in FIG. 2, the discharge pressure data does not change so much that the occurrence of cavitation is recognized. That is, the difference between the discharge pressure data in the detection target period and the reference pressure data from time t 0 to time t 0 is about noise.

次に、判定部170は、変動量算出部160が算出した変動量と基準変動量とを比較する(S470)。ここで、基準変動量は、検出すべき吐出圧力データの変動量に応じて、予め定められてよい。また、基準変動量は、吐出圧力データに許容されるノイズの値を、期間Tの間のサンプリング数だけ積算した値程度の値でもよい。一例として、時刻tから時刻t+Tの検出対象期間のように、変動量が基準変動量未満の場合(S470:No)、検知装置100は、S440に戻り、次の時刻の吐出圧力データおよび吸込圧力データを取得する。 Next, the determination unit 170 compares the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 with the reference fluctuation amount (S470). Here, the reference fluctuation amount may be predetermined according to the fluctuation amount of the discharge pressure data to be detected. Further, the reference fluctuation amount may be a value of about the value obtained by integrating the noise values allowed in the discharge pressure data by the number of samplings during the period T. As an example, when the fluctuation amount is less than the reference fluctuation amount (S470: No) as in the detection target period from the time tm to the time tm + T, the detection device 100 returns to S440 and the discharge pressure data at the next time. And acquire suction pressure data.

吐出圧力取得部110、吸込圧力取得部120、および検知部130は、次の対象期間の吐出圧力データの変動量と基準変動量とを比較する。なお、次の対象期間は、圧力データの次のサンプリングタイミングよりも期間Tだけ過去にさかのぼったタイミングから、当該サンプリングタイミングの間の期間でよい。即ち、次の対象期間は、前回の対象期間と比較して、1回のサンプリングタイミングだけずれた期間でよい。 The discharge pressure acquisition unit 110, the suction pressure acquisition unit 120, and the detection unit 130 compare the fluctuation amount of the discharge pressure data and the reference fluctuation amount in the next target period. The next target period may be a period between the timing that goes back by the period T from the next sampling timing of the pressure data to the sampling timing. That is, the next target period may be a period deviated by one sampling timing as compared with the previous target period.

これに代えて、次の対象期間は、前回の対象期間と比較して、N回のサンプリングタイミングだけずれた期間でもよい(Nは2以上の整数)。この場合、S440において、吐出圧力取得部110および吸込圧力取得部120は、圧力データをN回サンプリングした結果を取得する。なお、N回のサンプリングを実行する期間は、期間Tよりも短い期間であることが望ましい。 Instead, the next target period may be a period shifted by N sampling timings from the previous target period (N is an integer of 2 or more). In this case, in S440, the discharge pressure acquisition unit 110 and the suction pressure acquisition unit 120 acquire the result of sampling the pressure data N times. It is desirable that the period for executing N samplings is shorter than the period T.

吐出圧力取得部110、吸込圧力取得部120、および検知部130は、次の対象期間の吐出圧力データの変動量が、基準変動量以上となるまで(またはS450においてYesの判定となるまで)、S440からS470の動作を繰り返す。そして、吐出圧力データの変動量が、基準変動量以上となった場合(S470:Yes)、判定部170は、キャビテーションが発生したと判定する(S480)。 The discharge pressure acquisition unit 110, the suction pressure acquisition unit 120, and the detection unit 130 until the fluctuation amount of the discharge pressure data in the next target period becomes equal to or more than the reference fluctuation amount (or until the determination of Yes in S450). The operation of S440 to S470 is repeated. Then, when the fluctuation amount of the discharge pressure data becomes equal to or more than the reference fluctuation amount (S470: Yes), the determination unit 170 determines that cavitation has occurred (S480).

例えば、図2における時刻tから時刻t+Tの検出対象期間は、キャビテーションの発生が認められるほど吐出圧力データに変化が生じているので、吐出圧力データの変動量は、基準変動量以上となる。この場合、判定部170は、キャビテーションの発生と判定して、制御システム70に通知する。以上のように、本実施形態に係る変動量算出部160は、吸込圧力データが正圧を示す値から負圧を示す値へと変化するタイミングの直前における検出対象期間と同じ時間長Tの吐出圧力データを、ポンプ40の正常動作中のデータである基準圧力データとして使用する。このような基準圧力データおよび対象期間の吐出圧力データに基づく吐出圧力データの変動量について、次に説明する。 For example, during the detection target period from time t n to time t n + T in FIG. 2, the discharge pressure data changes so that the occurrence of cavitation is recognized, so that the fluctuation amount of the discharge pressure data is equal to or more than the reference fluctuation amount. Become. In this case, the determination unit 170 determines that cavitation has occurred and notifies the control system 70. As described above, the fluctuation amount calculation unit 160 according to the present embodiment discharges T having the same time length T as the detection target period immediately before the timing when the suction pressure data changes from the value indicating the positive pressure to the value indicating the negative pressure. The pressure data is used as the reference pressure data which is the data during the normal operation of the pump 40. The fluctuation amount of the discharge pressure data based on the reference pressure data and the discharge pressure data of the target period will be described below.

図5は、本実施形態における変動量算出部160が算出する吐出圧力データの変動量の一例を示す。図5は、横軸が時間を示し、縦軸が吐出圧力を示す。図5は、変動量算出部160が、吐出圧力データおよび基準圧力データの時間軸を相対的にシフトした例を示す。即ち、図5は、吐出圧力データおよび基準圧力データの開始タイミングを時刻t01に、終了タイミングを時刻t02にそれぞれ合わせた例を示す。なお、時刻t02は、時刻t01から時間Tだけ経過した時刻である。 FIG. 5 shows an example of the fluctuation amount of the discharge pressure data calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 in the present embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents discharge pressure. FIG. 5 shows an example in which the fluctuation amount calculation unit 160 relatively shifts the time axes of the discharge pressure data and the reference pressure data. That is, FIG. 5 shows an example in which the start timing of the discharge pressure data and the reference pressure data is set to the time t 01 and the end timing is set to the time t 02 . The time t 02 is a time when only the time T has elapsed from the time t 01 .

ここで、変動量算出部160は、吐出圧力データおよび基準圧力データのオフセットを調節してよい。変動量算出部160は、例えば、基準圧力データを検出対象期間中の吐出圧力データに対して相対的にシフトさせて、基準圧力データの平均値を検出対象期間中の吐出圧力データの平均値に一致させてよい。また、変動量算出部160は、ハイパスフィルタ等のフィルタリング処理をして、直流成分を除去してもよい。また、吸込圧力計50および吐出圧力計60が、フィルタリング処理を実行したデータを供給してもよい。 Here, the fluctuation amount calculation unit 160 may adjust the offset of the discharge pressure data and the reference pressure data. For example, the fluctuation amount calculation unit 160 shifts the reference pressure data relative to the discharge pressure data during the detection target period, and sets the average value of the reference pressure data to the average value of the discharge pressure data during the detection target period. May match. Further, the fluctuation amount calculation unit 160 may perform a filtering process such as a high-pass filter to remove the DC component. Further, the suction pressure gauge 50 and the discharge pressure gauge 60 may supply the data obtained by performing the filtering process.

変動量算出部160は、平均値を一致させた検出対象期間中の吐出圧力データと基準圧力データとの差を変動量として算出してよい。図5において、斜線で示した領域が、吐出圧力データおよび基準圧力データの差分の例である。図5に示すように、検出対象期間の吐出圧力データに変化が生じるキャビテーションの初期段階においても、吐出圧力データおよび基準圧力データの差分には、ノイズよりも大きな差異が発生することがある。 The fluctuation amount calculation unit 160 may calculate the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period in which the average values are matched as the fluctuation amount. In FIG. 5, the shaded area is an example of the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data. As shown in FIG. 5, even in the initial stage of cavitation in which the discharge pressure data during the detection target period changes, the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data may be larger than the noise.

即ち、特定の周波数または周波数帯域の明確な振動が発生する以前であっても、本実施形態に係る検知装置100は、吐出圧力データの時間波形を用いることで、キャビテーションの発生を検知することができる。なお、正常な動作状態のプラント10から取得する圧力データであっても、脈動することがある。例えば、ポンプ40に流れる液体が混合物の場合、混合比が変化したことに応じて、圧力データに脈動が生じることがある。また、プラント10の環境変動等によっても、圧力データに脈動が生じることがある。このように、正常な状態の圧力データであっても、ある程度の範囲の振れ幅を有することがあるので、本実施形態のように、基準圧力データの期間を検出対象期間の期間Tと略同一とすることにより、当該振れ幅の影響を低減させることができる。 That is, the detection device 100 according to the present embodiment can detect the occurrence of cavitation by using the time waveform of the discharge pressure data even before the occurrence of clear vibration of a specific frequency or frequency band. can. Even the pressure data acquired from the plant 10 in the normal operating state may pulsate. For example, if the liquid flowing through the pump 40 is a mixture, pulsations may occur in the pressure data as the mixing ratio changes. In addition, pulsation may occur in the pressure data due to environmental changes in the plant 10. As described above, even the pressure data in the normal state may have a fluctuation range in a certain range. Therefore, as in the present embodiment, the period of the reference pressure data is substantially the same as the period T of the detection target period. By doing so, the influence of the swing width can be reduced.

また、検知装置100は、フーリエ変換等の数値処理を実行しないので、複雑な回路および高性能なCPU等を用いずに、低コストで実現することができる。また、検知装置100は、過去の不要なデータを削除しつつ、次のデータを順次比較するので、データの記憶容量を低減させることができる。 Further, since the detection device 100 does not execute numerical processing such as Fourier transform, it can be realized at low cost without using a complicated circuit, a high-performance CPU, or the like. Further, since the detection device 100 sequentially compares the next data while deleting unnecessary data in the past, the storage capacity of the data can be reduced.

なお、図5で説明したように、本実施形態に係る検知装置100は、同一の時間長の基準圧力データおよび吐出圧力データの時間波形を比較する例を説明したが、これに限定されることはない。検知装置100は、対象期間の吐出圧力データの時間波形より短い時間長の基準圧力データを用いてよい。この場合、変動量算出部160は、基準圧力データの平均値と、対象期間の吐出圧力データの個々のデータとの差分をそれぞれ算出してよい。 As described with reference to FIG. 5, the detection device 100 according to the present embodiment has described an example of comparing the time waveforms of the reference pressure data and the discharge pressure data having the same time length, but the present invention is limited to this. There is no. The detection device 100 may use the reference pressure data having a time length shorter than the time waveform of the discharge pressure data in the target period. In this case, the fluctuation amount calculation unit 160 may calculate the difference between the average value of the reference pressure data and the individual data of the discharge pressure data in the target period.

また、変動量算出部160は、吸込圧力データが閾値を超える値から閾値以下の値へと変化するタイミングtに対応して取得された1つの吐出圧力データを、基準圧力データとして使用してもよい。即ち、変動量算出部160は、吸込圧力データが正圧を示す値から負圧を示す値へと変化するタイミングに対応して取得された吐出圧力データを、基準圧力データとして使用してよい。この場合、変動量算出部160は、1サンプルの基準圧力データと、対象期間の吐出圧力データの個々のデータとの差分をそれぞれ算出してよい。 Further, the fluctuation amount calculation unit 160 uses one discharge pressure data acquired corresponding to the timing t 0 when the suction pressure data changes from a value exceeding the threshold value to a value below the threshold value as reference pressure data. May be good. That is, the fluctuation amount calculation unit 160 may use the discharge pressure data acquired corresponding to the timing at which the suction pressure data changes from the value indicating the positive pressure to the value indicating the negative pressure as the reference pressure data. In this case, the fluctuation amount calculation unit 160 may calculate the difference between the reference pressure data of one sample and the individual data of the discharge pressure data in the target period.

以上のように、検知装置100は、吸込圧力データが閾値を超える値から閾値以下の値へと変化するタイミングtにより近い期間または時刻等の吐出圧力データを、基準圧力データとして使用することが望ましい。これにより、基準圧力データおよび検出対象期間の吐出圧力データの間の時間差を、より短い時間にすることができる。即ち、圧力データに脈動が生じたとしても、基準圧力データおよび検出対象期間の吐出圧力データに発生する変動の振れ幅を同程度にすることができ、当該脈動の影響を低減できる。 As described above, the detection device 100 may use the discharge pressure data such as the period or time closer to the timing t 0 when the suction pressure data changes from the value exceeding the threshold value to the value below the threshold value as the reference pressure data. desirable. As a result, the time difference between the reference pressure data and the discharge pressure data during the detection target period can be made shorter. That is, even if a pulsation occurs in the pressure data, the fluctuation range of the fluctuation generated in the reference pressure data and the discharge pressure data during the detection target period can be made the same, and the influence of the pulsation can be reduced.

以上の本実施形態に係る検知装置100は、キャビテーションの発生を検知できることを説明したが、これに限定されることはない。検知装置100は、更に、キャビテーションの発生を予報してもよい。また、検知装置100は、ポンプ40の保守および管理の情報を提供してもよい。このような検知装置100について、次に説明する。 Although it has been described that the detection device 100 according to the above embodiment can detect the occurrence of cavitation, the present invention is not limited to this. The detection device 100 may further predict the occurrence of cavitation. Further, the detection device 100 may provide information on maintenance and management of the pump 40. Such a detection device 100 will be described below.

図6は、本実施形態に係る検知装置100の変形例を示す。本変形例の検知装置100において、図3に示された本実施形態に係る検知装置100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例の検知装置100は、検知部130が予報部210と、変動量蓄積部220と、保守管理部230とを更に有する。 FIG. 6 shows a modified example of the detection device 100 according to the present embodiment. In the detection device 100 of this modification, the same reference numerals are given to those substantially the same as the operation of the detection device 100 according to the present embodiment shown in FIG. 3, and the description thereof will be omitted. In the detection device 100 of this modification, the detection unit 130 further includes a forecast unit 210, a fluctuation amount storage unit 220, and a maintenance management unit 230.

予報部210は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、ポンプ40のキャビテーション発生を予報する。この場合、比較部150は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、当該比較結果を変動量算出部160および予報部210に通知する。予報部210は、例えば、吸込圧力データが正圧を示す値から負圧を示す値へと変化したことに応じて、キャビテーションの発生を予報する。 The forecast unit 210 predicts the occurrence of cavitation of the pump 40 according to the suction pressure data becoming equal to or less than the threshold value. In this case, the comparison unit 150 notifies the fluctuation amount calculation unit 160 and the forecast unit 210 of the comparison result when the suction pressure data becomes equal to or less than the threshold value. For example, the forecasting unit 210 predicts the occurrence of cavitation in response to the change of the suction pressure data from the value indicating the positive pressure to the value indicating the negative pressure.

図2で説明したように、キャビテーションの発生の前に、吸込圧力データは、負圧へと漸減する。したがって、予報部210は、吸込圧力データの値が負圧へ変化したか否かに応じて、将来のキャビテーション発生を予報することができる。これにより、制御システム70は、キャビテーションの発生を防止する制御、および、キャビテーションに対する制御の準備等を、キャビテーションの発生前に予め実行することができる。したがって、制御システム70は、キャビテーションの発生を低減させることができ、また、キャビテーションが発生しても、速やかに対応することができるようになった。 As described in FIG. 2, the suction pressure data taper off to negative pressure prior to the occurrence of cavitation. Therefore, the forecasting unit 210 can predict the occurrence of cavitation in the future depending on whether or not the value of the suction pressure data has changed to a negative pressure. As a result, the control system 70 can perform control for preventing the occurrence of cavitation, preparation for control for cavitation, and the like in advance before the occurrence of cavitation. Therefore, the control system 70 can reduce the occurrence of cavitation, and can promptly respond to the occurrence of cavitation.

なお、本実施形態において、閾値を大気圧に対応する値とする例を説明したが、これに限定されることはない。ポンプ40の種類、特性、個体差、および制御システム70の設計等に応じて、キャビテーションの傾向にあると判断すべき吸込圧力データの値がそれぞれ異なることがあるので、当該閾値は、これらに対応して予め定められてよい。また、比較部150は、変動量算出部160に通知するか否かを判断する場合に用いる閾値と、予報部210に通知するか否かを判断する場合に用いる閾値とを、異なる閾値にしてもよい。 In the present embodiment, an example in which the threshold value is set to a value corresponding to the atmospheric pressure has been described, but the present invention is not limited to this. Depending on the type, characteristics, individual differences of the pump 40, the design of the control system 70, etc., the values of the suction pressure data that should be judged to be prone to cavitation may differ, so the threshold value corresponds to these. It may be predetermined. Further, the comparison unit 150 sets different threshold values for the threshold value used when determining whether or not to notify the fluctuation amount calculation unit 160 and the threshold value used when determining whether or not to notify the forecast unit 210. May be good.

変動量蓄積部220は、吐出圧力データの変動量の累積値を算出する。変動量蓄積部220は、変動量算出部160が算出した変動量を受け取って、累積値を算出してよい。また、変動量蓄積部220は、キャビテーションの発生毎に、累積値を算出してよい。また、変動量蓄積部220は、キャビテーションの発生回数および継続時間等も計数してよい。変動量蓄積部220は、蓄積したキャビテーションの情報を、記憶部140に記憶してよい。 The fluctuation amount storage unit 220 calculates the cumulative value of the fluctuation amount of the discharge pressure data. The fluctuation amount storage unit 220 may receive the fluctuation amount calculated by the fluctuation amount calculation unit 160 and calculate the cumulative value. Further, the variable amount accumulating unit 220 may calculate a cumulative value for each occurrence of cavitation. In addition, the fluctuation amount accumulating unit 220 may also count the number of occurrences of cavitation, the duration, and the like. The variable amount storage unit 220 may store the accumulated cavitation information in the storage unit 140.

保守管理部230は、吐出圧力データの変動量の累積値、キャビテーションの発生回数、および/または、キャビテーションの継続時間等に基づいて、ポンプ40の保守時期および交換時期の少なくとも一方を判断する。ポンプ40で発生するキャビテーションは、ポンプ40にダメージを与えるので、当該ポンプ40の寿命に影響を及ぼすことが考えられる。吐出圧力データの変動量は、キャビテーションの振動の振幅強度に対応するので、ポンプ40が受けたダメージの指標として利用することができる。したがって、吐出圧力データの変動量を蓄積して記録することにより、ポンプ40の点検タイミングおよび交換タイミングを判断することができる。 The maintenance management unit 230 determines at least one of the maintenance time and the replacement time of the pump 40 based on the cumulative value of the fluctuation amount of the discharge pressure data, the number of occurrences of cavitation, and / or the duration of cavitation. Since the cavitation generated in the pump 40 damages the pump 40, it is considered that the life of the pump 40 is affected. Since the fluctuation amount of the discharge pressure data corresponds to the amplitude intensity of the vibration of the cavitation, it can be used as an index of the damage received by the pump 40. Therefore, by accumulating and recording the fluctuation amount of the discharge pressure data, it is possible to determine the inspection timing and the replacement timing of the pump 40.

保守管理部230は、例えば、吐出圧力データの変動量の累積値と予め定められた閾値等を比較することにより、ポンプ40の点検タイミングおよび交換タイミングを判断する。保守管理部230は、累積値が閾値以上となったことに応じて、制御システム70に、点検タイミングおよび/または交換タイミングを通知してよい。なお、保守管理部230は、点検タイミングを判断する閾値と、交換タイミングを判断する閾値とを、異なる値に設定してよい。また、保守管理部230は、実際に発生したポンプ40の故障、および寿命等のデータに基づき、当該閾値を予め定めてよい。 The maintenance management unit 230 determines the inspection timing and the replacement timing of the pump 40, for example, by comparing the cumulative value of the fluctuation amount of the discharge pressure data with a predetermined threshold value or the like. The maintenance management unit 230 may notify the control system 70 of the inspection timing and / or the replacement timing according to the cumulative value exceeding the threshold value. The maintenance management unit 230 may set the threshold value for determining the inspection timing and the threshold value for determining the replacement timing to different values. Further, the maintenance management unit 230 may set the threshold value in advance based on the data such as the failure of the pump 40 and the life of the pump 40 that actually occurred.

以上のように、変形例に係る検知装置100は、キャビテーションの検知に加えて、キャビテーションの予報およびポンプ40の保守と管理を低コストで実行することができる。なお、検知装置100は、キャビテーションの予報だけを実行してもよく、また、ポンプ40の保守および管理だけを実行してもよい。 As described above, the detection device 100 according to the modified example can perform cavitation forecasting and maintenance and management of the pump 40 at low cost in addition to detecting cavitation. The detection device 100 may execute only the forecast of cavitation, or may execute only the maintenance and management of the pump 40.

以上の本実施形態に係る検知装置100は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、吐出圧力データの変動量の算出を開始する例を説明した。これにより、検知装置100は、吸込圧力データが正常な範囲では、無駄な計算等を省くことができ、消費電力が増加することを防止できる。また、検知装置100は、計算量を低減させることができるので、制御システム70に実装しても、制御システム70の負荷として影響を及ぼすことを防止できる。また、検知装置100を、プラント10内に設けられたセンサ等の測定器に含めても、これらの動作の負荷として影響を及ぼすことを防止できる。また、検知装置100は、吸込圧力データが正常な範囲においては、キャビテーションの検出を実行しないので、ノイズ等による誤検出の頻度を低減させることができる。 The above-mentioned example of the detection device 100 according to the present embodiment has been described in which the calculation of the fluctuation amount of the discharge pressure data is started in response to the suction pressure data becoming equal to or less than the threshold value. As a result, the detection device 100 can omit unnecessary calculations and the like in the range where the suction pressure data is normal, and can prevent the power consumption from increasing. Further, since the detection device 100 can reduce the amount of calculation, even if it is mounted on the control system 70, it can be prevented from being affected as a load of the control system 70. Further, even if the detection device 100 is included in a measuring instrument such as a sensor provided in the plant 10, it is possible to prevent the detection device 100 from being affected as a load of these operations. Further, since the detection device 100 does not detect cavitation in the range where the suction pressure data is normal, the frequency of erroneous detection due to noise or the like can be reduced.

なお、このような低消費電力化および誤検出の頻度の低減を考慮した場合、検知装置100は、時間波形の比較に限定されるものでもない。例えば、検知装置100は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、吐出圧力データの周波数解析を実行してもよい。この場合、変動量算出部160は、吐出圧力データをフーリエ変換してよい。また、判定部170は、吐出圧力データの周波数特性において、特定の波長または特定の帯域に異常が発生しているか否かを判定してよい。判定部170は、例えば、特定の波長または特定の帯域に対する予め定められた閾値を用い、異常の発生を判定する。このように、検知装置100は、キャビテーションの傾向がある場合に周波数解析を開始するので、計算量を低減することができる。 In consideration of such low power consumption and reduction of the frequency of erroneous detection, the detection device 100 is not limited to the comparison of time waveforms. For example, the detection device 100 may execute frequency analysis of the discharge pressure data according to the suction pressure data becoming equal to or less than the threshold value. In this case, the fluctuation amount calculation unit 160 may perform a Fourier transform on the discharge pressure data. Further, the determination unit 170 may determine whether or not an abnormality has occurred in a specific wavelength or a specific band in the frequency characteristics of the discharge pressure data. The determination unit 170 determines the occurrence of an abnormality using, for example, a predetermined threshold value for a specific wavelength or a specific band. As described above, the detection device 100 starts the frequency analysis when there is a tendency of cavitation, so that the amount of calculation can be reduced.

このように、検知部130が周波数解析を実行する場合、図4に示す動作フローを次のように変更してよい。S430において、変動量算出部160は、吸込圧力データが閾値以下となったことに応じて、基準圧力データの周波数特性を設定する。即ち、時刻t-Tから時刻tまでの間に取得された吐出圧力データを記憶部140から読み出して、フーリエ変換(一例としてFFT)を実行して、基準データとして設定する。 In this way, when the detection unit 130 executes the frequency analysis, the operation flow shown in FIG. 4 may be changed as follows. In S430, the fluctuation amount calculation unit 160 sets the frequency characteristic of the reference pressure data according to the suction pressure data becoming equal to or less than the threshold value. That is, the discharge pressure data acquired between the time t 0 -T and the time t 0 is read from the storage unit 140, the Fourier transform (FFT as an example) is executed, and the data is set as the reference data.

また、S460において、変動量算出部160は、キャビテーションの傾向が継続していると判断された場合、検出対象期間の吐出圧力データの周波数特性を算出する。そして、変動量算出部160は、検出対象期間の周波数特性と基準データとの周波数軸上における差分を算出する。これにより、S470において、判定部170は、差分の周波数特性の特定の波長または特定の帯域が、閾値を超えたか否かに応じて、異常の発生を判定できる。 Further, in S460, when it is determined that the tendency of cavitation continues, the fluctuation amount calculation unit 160 calculates the frequency characteristic of the discharge pressure data in the detection target period. Then, the fluctuation amount calculation unit 160 calculates the difference between the frequency characteristic of the detection target period and the reference data on the frequency axis. Thereby, in S470, the determination unit 170 can determine the occurrence of an abnormality depending on whether or not a specific wavelength or a specific band of the frequency characteristic of the difference exceeds the threshold value.

これに代えて、図4に示す動作フローを次のように変更してもよい。S460において、変動量算出部160は、検出対象期間中の吐出圧力データと基準圧力データとの差の波形データを周波数変換する。これにより、S470において、判定部170は、差分の周波数特性の特定の波長または特定の帯域が、閾値を超えたか否かに応じて、異常の発生を判定できる。 Instead of this, the operation flow shown in FIG. 4 may be changed as follows. In S460, the fluctuation amount calculation unit 160 frequency-converts the waveform data of the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period. Thereby, in S470, the determination unit 170 can determine the occurrence of an abnormality depending on whether or not a specific wavelength or a specific band of the frequency characteristic of the difference exceeds the threshold value.

以上の本実施形態に係る検知装置100が吸込圧力データおよび吐出圧力データを用いてキャビテーションを検知することを説明したが、これに限定されることはない。プラント10の消費電力等に余裕がある場合等は、吸込圧力データが正常な範囲においても、このような吐出圧力データの変動量の算出を継続させてもよい。即ち、検知装置100は、吐出圧力データのみを用いてキャビテーションを検知してもよい。 Although it has been described that the detection device 100 according to the above embodiment detects cavitation by using the suction pressure data and the discharge pressure data, the present invention is not limited to this. If there is a margin in the power consumption of the plant 10, the calculation of the fluctuation amount of the discharge pressure data may be continued even in the range where the suction pressure data is normal. That is, the detection device 100 may detect cavitation using only the discharge pressure data.

例えば、検知装置100は、吸込圧力データの変化とは無関係に、吐出圧力データの変動量の算出を実行してよい。この場合、検知装置100は、吸込圧力取得部120および比較部150はなくてもよい。この場合、検知部130は、検出対象期間中の吐出圧力データの変動量に基づいて、ポンプ40のキャビテーション発生を検知する。検知部130は、例えば、ポンプ40および/または検知装置100の動作が開始した場合に取得される吐出圧力データを、基準圧力データとして使用する。 For example, the detection device 100 may execute the calculation of the fluctuation amount of the discharge pressure data regardless of the change of the suction pressure data. In this case, the detection device 100 may not have the suction pressure acquisition unit 120 and the comparison unit 150. In this case, the detection unit 130 detects the occurrence of cavitation in the pump 40 based on the amount of fluctuation of the discharge pressure data during the detection target period. The detection unit 130 uses, for example, the discharge pressure data acquired when the operation of the pump 40 and / or the detection device 100 starts, as the reference pressure data.

また、検知部130は、予めポンプ40が正常動作している場合に取得した吐出圧力データを、基準圧力データとして使用してよい。また、検知部130は、設計値および経験値等といった予め定められた値を、基準圧力データとして使用してもよい。 Further, the detection unit 130 may use the discharge pressure data acquired in advance when the pump 40 is operating normally as the reference pressure data. Further, the detection unit 130 may use predetermined values such as a design value and an empirical value as reference pressure data.

このように、検知装置100が、吸込圧力データの変化とは無関係に、吐出圧力データの変動量の算出を実行する場合、図4に示す動作フローを次のように変更してよい。即ち、吸込圧力データに関するS420、S450の動作を実行しない。また、S410およびS440の圧力データの取得は、吐出圧力取得部110が吐出圧力データを取得するだけでよい。これにより、検知装置100は、吐出圧力データの時間波形に基づいて、キャビテーションの発生を検出することができる。 As described above, when the detection device 100 calculates the fluctuation amount of the discharge pressure data regardless of the change of the suction pressure data, the operation flow shown in FIG. 4 may be changed as follows. That is, the operations of S420 and S450 regarding the suction pressure data are not executed. Further, in order to acquire the pressure data of S410 and S440, the discharge pressure acquisition unit 110 only needs to acquire the discharge pressure data. As a result, the detection device 100 can detect the occurrence of cavitation based on the time waveform of the discharge pressure data.

このように、検知部130は、検出対象期間中の吐出圧力データおよび検出対象期間以前の吐出圧力データの差に基づいて、ポンプのキャビテーション発生を検知してもよい。なお、この場合において、検知部130は、例えば、検出対象期間中の吐出圧力データおよび検出対象期間の直前の吐出圧力データの差に基づいて、ポンプのキャビテーション発生を検知してもよい。 In this way, the detection unit 130 may detect the occurrence of cavitation in the pump based on the difference between the discharge pressure data during the detection target period and the discharge pressure data before the detection target period. In this case, the detection unit 130 may detect the occurrence of pump cavitation, for example, based on the difference between the discharge pressure data during the detection target period and the discharge pressure data immediately before the detection target period.

吐出圧力データの変動量は、キャビテーションが発生から徐々に大きくなって悪化するので、時間的に前後する吐出圧力データを比較することにより、検知装置100は、キャビテーションの発生を検知することができる。この場合、図4に示す動作フローを更に次のように変更してよい。即ち、S470において、変動量が基準変動量未満の場合(S470:No)、S440に代えてS430に戻り、対象期間の吐出圧力データを基準圧力データとしてから、次の対象期間の吐出圧力データを取得する(S440)。 Since the fluctuation amount of the discharge pressure data gradually increases and deteriorates after the occurrence of cavitation, the detection device 100 can detect the occurrence of cavitation by comparing the discharge pressure data before and after the time. In this case, the operation flow shown in FIG. 4 may be further changed as follows. That is, in S470, when the fluctuation amount is less than the reference fluctuation amount (S470: No), the process returns to S430 instead of S440, the discharge pressure data in the target period is used as the reference pressure data, and then the discharge pressure data in the next target period is used. Acquire (S440).

これにより、検知装置100は、吸込圧力データを用いずに、時間的に前後する吐出圧力データを比較して、キャビテーションの発生を検知することができる。即ち、検知装置100は、より簡易な構成でキャビテーションの発生を検知できる。また、検知装置100は、リアルタイムのキャビテーションの変化を検知できる。 As a result, the detection device 100 can detect the occurrence of cavitation by comparing the discharge pressure data before and after the time without using the suction pressure data. That is, the detection device 100 can detect the occurrence of cavitation with a simpler configuration. Further, the detection device 100 can detect a change in cavitation in real time.

なお、このようなリアルタイムのキャビテーションの変化の検知を考慮した場合、検知装置100は、時間波形の差と基準変動量との比較でキャビテーションの発生を検知することに限定されるものではない。例えば、検知装置100は、検出対象期間中の吐出圧力データおよび検出対象期間以前の吐出圧力データの差を周波数変換して、キャビテーションを検知してもよい。 Considering the detection of such a change in cavitation in real time, the detection device 100 is not limited to detecting the occurrence of cavitation by comparing the difference in time waveform with the reference fluctuation amount. For example, the detection device 100 may detect cavitation by frequency-converting the difference between the discharge pressure data during the detection target period and the discharge pressure data before the detection target period.

この場合、変動量算出部160は、検出対象期間の吐出圧力データおよび基準圧力データの差分を算出してから、当該差分をフーリエ変換してよい。判定部170は、変動量算出部160が算出した周波数特性において、特定の波長または特定の帯域に異常が発生しているか否かを判定してよい。判定部170は、例えば、特定の波長または特定の帯域に対する予め定められた閾値を用い、異常の発生を判定する。当該動作は、S460およびS470をさらに変更することで実現できる。 In this case, the fluctuation amount calculation unit 160 may calculate the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data in the detection target period, and then Fourier transform the difference. The determination unit 170 may determine whether or not an abnormality has occurred in a specific wavelength or a specific band in the frequency characteristics calculated by the fluctuation amount calculation unit 160. The determination unit 170 determines the occurrence of an abnormality using, for example, a predetermined threshold value for a specific wavelength or a specific band. This operation can be realized by further modifying S460 and S470.

以上の本実施形態に係る検知装置100は、吸込圧力計50および吐出圧力計60といった圧力計から圧力データを取得する例を説明した。これに加えて、検知装置100は、吸込圧力計50および/または吐出圧力計60から圧力計の障害情報等を取得してもよい。圧力計に故障等が発生している場合、キャビテーションの発生を正確に検知することは困難なので、検知装置100は、圧力計の障害情報等を取得した場合、キャビテーションの検知を実行しなくてよい。これに代えて、検知装置100は、キャビテーションの検知結果に当該障害情報を加えて、制御システム70に通知してもよい。 The above-mentioned detection device 100 according to the present embodiment has described an example of acquiring pressure data from a pressure gauge such as a suction pressure gauge 50 and a discharge pressure gauge 60. In addition to this, the detection device 100 may acquire failure information of the pressure gauge and the like from the suction pressure gauge 50 and / or the discharge pressure gauge 60. Since it is difficult to accurately detect the occurrence of cavitation when a failure or the like has occurred in the pressure gauge, the detection device 100 does not have to execute the detection of cavitation when the failure information or the like of the pressure gauge is acquired. .. Instead, the detection device 100 may add the failure information to the cavitation detection result and notify the control system 70.

以上の本実施形態に係る検知装置100は、プラント10に設けられる例を説明した。なお、プラント10は、液体を移送させるポンプ40を利用したシステムの一例であり、検知装置100が設けられるシステムはプラント10に限定されることはない。液体を移送するポンプ40であれば、キャビテーションが発生し得るので、当該ポンプ40を用いるシステム、装置、機器、および使用現場等において、検知装置100を設けてキャビテーションを検知してよい。 The example in which the detection device 100 according to the present embodiment is provided in the plant 10 has been described. The plant 10 is an example of a system using a pump 40 for transferring a liquid, and the system provided with the detection device 100 is not limited to the plant 10. Since cavitation can occur in a pump 40 that transfers a liquid, a detection device 100 may be provided in a system, an apparatus, an apparatus, a site of use, or the like in which the pump 40 is used to detect cavitation.

図7は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ1200の構成例を示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の1又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。 FIG. 7 shows a configuration example of a computer 1200 in which a plurality of aspects of the present invention can be embodied in whole or in part. The program installed on the computer 1200 causes the computer 1200 to function as an operation associated with the device according to an embodiment of the present invention or as one or more "parts" of the device, or the operation or the one or more "parts". A unit can be run and / or a computer 1200 can be run a process according to an embodiment of the invention or a step in the process. Such a program may be executed by the CPU 1212 to cause the computer 1200 to perform a specific operation associated with some or all of the blocks of the flowcharts and block diagrams described herein.

本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、グラフィックコントローラ1216、及びディスプレイデバイス1218を含み、これらはホストコントローラ1210によって相互に接続される。コンピュータ1200はまた、通信インターフェース1222、ハードディスクドライブ1224、DVD-ROMドライブ1226、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続される。コンピュータはまた、ROM1230及びキーボード1242のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続される。 The computer 1200 according to this embodiment includes a CPU 1212, a RAM 1214, a graphic controller 1216, and a display device 1218, which are interconnected by a host controller 1210. The computer 1200 also includes input / output units such as a communication interface 1222, a hard disk drive 1224, a DVD-ROM drive 1226, and an IC card drive, which are connected to the host controller 1210 via the input / output controller 1220. The computer also includes legacy input / output units such as the ROM 1230 and keyboard 1242, which are connected to the input / output controller 1220 via the input / output chip 1240.

CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ1216自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示させる。 The CPU 1212 operates according to the programs stored in the ROM 1230 and the RAM 1214, thereby controlling each unit. The graphic controller 1216 acquires image data generated by the CPU 1212 in a frame buffer or the like provided in the RAM 1214 or the graphic controller 1216 itself, and displays the image data on the display device 1218.

通信インターフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVD-ROMドライブ1226は、プログラム又はデータをDVD-ROM1201から読み取り、ハードディスクドライブ1224にRAM1214を介してプログラム又はデータを提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。 The communication interface 1222 communicates with other electronic devices via the network. The hard disk drive 1224 stores programs and data used by the CPU 1212 in the computer 1200. The DVD-ROM drive 1226 reads the program or data from the DVD-ROM 1201 and provides the program or data to the hard disk drive 1224 via the RAM 1214. The IC card drive reads the program and data from the IC card and / or writes the program and data to the IC card.

ROM1230は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。 The ROM 1230 internally stores a boot program or the like executed by the computer 1200 at the time of activation, and / or a program depending on the hardware of the computer 1200. The input / output chip 1240 may also connect various input / output units to the input / output controller 1220 via a parallel port, a serial port, a keyboard port, a mouse port, and the like.

プログラムが、DVD-ROM1201又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。 The program is provided by a computer-readable storage medium such as a DVD-ROM 1201 or an IC card. The program is read from a computer-readable storage medium, installed in a hard disk drive 1224, RAM1214, or ROM1230, which is also an example of a computer-readable storage medium, and executed by the CPU 1212. The information processing described in these programs is read by the computer 1200 and provides a link between the program and the various types of hardware resources described above. The device or method may be configured to implement the operation or processing of information in accordance with the use of the computer 1200.

例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、ハードディスクドライブ1224、DVD-ROM1201、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。 For example, when communication is executed between the computer 1200 and an external device, the CPU 1212 executes a communication program loaded in the RAM 1214, and performs communication processing on the communication interface 1222 based on the processing described in the communication program. You may order. Under the control of the CPU 1212, the communication interface 1222 reads and reads transmission data stored in a transmission buffer area provided in a recording medium such as a RAM 1214, a hard disk drive 1224, a DVD-ROM 1201, or an IC card. The data is transmitted to the network, or the received data received from the network is written to the reception buffer area or the like provided on the recording medium.

また、CPU1212は、ハードディスクドライブ1224、DVD-ROMドライブ1226(DVD-ROM1201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。 Further, the CPU 1212 makes the RAM 1214 read all or necessary parts of the file or the database stored in the external recording medium such as the hard disk drive 1224, the DVD-ROM drive 1226 (DVD-ROM1201), and the IC card. Various types of processing may be performed on the data on the RAM 1214. The CPU 1212 may then write back the processed data to an external recording medium.

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。 Various types of information, such as various types of programs, data, tables, and databases, may be stored on recording media for information processing. The CPU 1212 describes various types of operations, information processing, conditional judgment, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval described in various parts of the present disclosure with respect to the data read from the RAM 1214. Various types of processing may be performed, including / replacement, etc., and the results are written back to the RAM 1214. Further, the CPU 1212 may search for information in a file, database, or the like in the recording medium. For example, when a plurality of entries each having an attribute value of the first attribute associated with the attribute value of the second attribute are stored in the recording medium, the CPU 1212 is the first of the plurality of entries. The attribute value of the attribute of is searched for the entry that matches the specified condition, the attribute value of the second attribute stored in the entry is read, and the attribute value of the second attribute is changed to the first attribute that satisfies the predetermined condition. You may get the attribute value of the associated second attribute.

以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ1200にネットワークを介して提供する。 The program or software module according to the above description may be stored on a computer 1200 or in a computer-readable storage medium near the computer 1200. Further, a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a dedicated communication network or a server system connected to the Internet can be used as a computer-readable storage medium, whereby the program can be sent to the computer 1200 via the network. offer.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that the form with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operation, procedure, step, and step in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, specification, and drawings is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are explained using "first", "next", etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.

10 プラント、20 機器、30 液体源、40 ポンプ、50 吸込圧力計、60 吐出圧力計、70 制御システム、100 検知装置、110 吐出圧力取得部、120 吸込圧力取得部、130 検知部、140 記憶部、150 比較部、160 変動量算出部、170 判定部、210 予報部、220 変動量蓄積部、230 保守管理部、1200 コンピュータ、1201 DVD-ROM、1210 ホストコントローラ、1212 CPU、1214 RAM、1216 グラフィックコントローラ、1218 ディスプレイデバイス、1220 入出力コントローラ、1222 通信インターフェース、1224 ハードディスクドライブ、1226 DVD-ROMドライブ、1230 ROM、1240 入出力チップ、1242 キーボード 10 plants, 20 equipment, 30 liquid sources, 40 pumps, 50 suction pressure gauges, 60 discharge pressure gauges, 70 control systems, 100 detectors, 110 discharge pressure acquisition units, 120 suction pressure acquisition units, 130 detector units, 140 storage units. , 150 comparison unit, 160 fluctuation amount calculation unit, 170 judgment unit, 210 forecast unit, 220 fluctuation amount storage unit, 230 maintenance management unit, 1200 computer, 1201 DVD-ROM, 1210 host controller, 1212 CPU, 1214 RAM, 1216 graphic Controller, 1218 display device, 1220 I / O controller, 1222 communication interface, 1224 hard disk drive, 1226 DVD-ROM drive, 1230 ROM, 1240 I / O chip, 1242 keyboard

Claims (8)

ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する吐出圧力取得部と、
前記ポンプの吸込圧力を示す吸込圧力データを取得する吸込圧力取得部と、
検出対象期間中の前記吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、前記ポンプのキャビテーション発生を検知する検知部と
を備え
前記検知部は、
前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと基準圧力データとの差を前記変動量として算出する変動量算出部と、
算出した前記変動量が基準変動量以上となったことを条件として、前記ポンプにキャビテーションが発生したと判定する判定部と
を有し、
前記変動量算出部は、前記吸込圧力データが閾値を超える値から前記閾値以下の値へと変化するタイミングに対応して取得された、前記検出対象期間より以前の前記吐出圧力データを前記基準圧力データとして使用する、検知装置。
A discharge pressure acquisition unit that acquires discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump,
A suction pressure acquisition unit that acquires suction pressure data indicating the suction pressure of the pump, and a suction pressure acquisition unit.
A detection unit that detects the occurrence of cavitation in the pump based on the amount of fluctuation in the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period .
Equipped with
The detector is
A fluctuation amount calculation unit that calculates the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period as the fluctuation amount,
A determination unit that determines that cavitation has occurred in the pump, provided that the calculated fluctuation amount is equal to or greater than the reference fluctuation amount.
Have,
The fluctuation amount calculation unit uses the discharge pressure data before the detection target period, which is acquired corresponding to the timing when the suction pressure data changes from a value exceeding the threshold value to a value below the threshold value, as the reference pressure. A detection device used as data .
前記変動量算出部は、前記吸込圧力データが正圧を示す値から負圧を示す値へと変化するタイミングに対応して取得された前記吐出圧力データを前記基準圧力データとして使用する請求項に記載の検知装置。 Claim 1 uses the discharge pressure data acquired corresponding to the timing at which the suction pressure data changes from a value indicating a positive pressure to a value indicating a negative pressure as the reference pressure data. The detection device described in. 前記変動量算出部は、前記タイミングの直前における前記検出対象期間の同じ時間長の吐出圧力データを前記基準圧力データとして使用する請求項1または2に記載の検知装置。 The detection device according to claim 1 or 2 , wherein the fluctuation amount calculation unit uses discharge pressure data having the same time length in the detection target period immediately before the timing as the reference pressure data. ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得する吐出圧力取得部と、
検出対象期間中の前記吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、前記ポンプのキャビテーション発生を検知する検知部と
を備え
前記検知部は、
前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと基準圧力データとの差を前記変動量として算出する変動量算出部と、
算出した前記変動量が基準変動量以上となったことを条件として、前記ポンプにキャビテーションが発生したと判定する判定部と
を有し、
前記変動量算出部は、
前記基準圧力データを前記検出対象期間中の前記吐出圧力データに対して相対的にシフトさせて、前記基準圧力データの平均値を前記検出対象期間中の前記吐出圧力データの平均値に一致させ、
平均値を一致させた前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと前記基準圧力データとの差を前記変動量として算出する
検知装置。
A discharge pressure acquisition unit that acquires discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump,
A detection unit that detects the occurrence of cavitation in the pump based on the amount of fluctuation in the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period .
Equipped with
The detector is
A fluctuation amount calculation unit that calculates the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period as the fluctuation amount,
A determination unit that determines that cavitation has occurred in the pump, provided that the calculated fluctuation amount is equal to or greater than the reference fluctuation amount.
Have,
The fluctuation amount calculation unit is
The reference pressure data is shifted relative to the discharge pressure data during the detection target period, and the average value of the reference pressure data is matched with the average value of the discharge pressure data during the detection target period.
The difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period in which the average values are matched is calculated as the fluctuation amount.
Detection device.
前記変動量の累積値を算出する変動量累積部と、
前記変動量の累積値に基づいて、前記ポンプの保守時期および交換時期の少なくとも一方を判断する保守管理部を更に備える請求項1からのいずれか一項に記載の検知装置。
The fluctuation amount accumulation part that calculates the cumulative value of the fluctuation amount, and
The detection device according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a maintenance management unit for determining at least one of a maintenance time and a replacement time of the pump based on the cumulative value of the fluctuation amount.
ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得することと、
前記ポンプの吸込圧力を示す吸込圧力データを取得することと、
検出対象期間中の前記吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、前記ポンプのキャビテーション発生を検知することと
を備え
前記検知することは、
前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと基準圧力データとの差を前記変動量として算出することと、
算出した前記変動量が基準変動量以上となったことを条件として、前記ポンプにキャビテーションが発生したと判定することと
を有し、
前記変動量を算出することは、前記吸込圧力データが閾値を超える値から前記閾値以下の値へと変化するタイミングに対応して取得された、前記検出対象期間より以前の前記吐出圧力データを前記基準圧力データとして使用する検知方法。
Acquiring discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump,
Acquiring suction pressure data indicating the suction pressure of the pump and
It is provided with detecting the occurrence of cavitation of the pump based on the fluctuation amount of the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period .
The detection is
The difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period is calculated as the fluctuation amount, and
It is determined that cavitation has occurred in the pump on condition that the calculated fluctuation amount is equal to or more than the reference fluctuation amount.
Have,
To calculate the fluctuation amount, the discharge pressure data before the detection target period, which is acquired corresponding to the timing when the suction pressure data changes from a value exceeding the threshold value to a value below the threshold value, is used. Detection method used as reference pressure data .
ポンプの吐出圧力を示す吐出圧力データを取得することと、
検出対象期間中の前記吐出圧力データの時間波形の変動量に基づいて、前記ポンプのキャビテーション発生を検知することと
を備え
前記検知することは、
前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと基準圧力データとの差を前記変動量として算出することと、
算出した前記変動量が基準変動量以上となったことを条件として、前記ポンプにキャビテーションが発生したと判定することと
を有し、
前記変動量を算出することは、
前記基準圧力データを前記検出対象期間中の前記吐出圧力データに対して相対的にシフトさせて、前記基準圧力データの平均値を前記検出対象期間中の前記吐出圧力データの平均値に一致させ、
平均値を一致させた前記検出対象期間中の前記吐出圧力データと前記基準圧力データとの差を前記変動量として算出する検知方法。
Acquiring discharge pressure data indicating the discharge pressure of the pump,
It is provided with detecting the occurrence of cavitation of the pump based on the fluctuation amount of the time waveform of the discharge pressure data during the detection target period .
The detection is
The difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period is calculated as the fluctuation amount, and
It is determined that cavitation has occurred in the pump on condition that the calculated fluctuation amount is equal to or more than the reference fluctuation amount.
Have,
To calculate the fluctuation amount
The reference pressure data is shifted relative to the discharge pressure data during the detection target period, and the average value of the reference pressure data is matched with the average value of the discharge pressure data during the detection target period.
A detection method for calculating the difference between the discharge pressure data and the reference pressure data during the detection target period in which the average values are matched as the fluctuation amount .
コンピュータを、請求項1からのいずれか一項に記載の検知装置として機能させるプログラム。 A program that causes a computer to function as the detection device according to any one of claims 1 to 5 .
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