JP7426495B2 - バルブシステムの診断装置、診断方法及び診断プログラム - Google Patents
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Description
本願は、2020年8月31日に日本国特許庁に出願された特願2020-145424号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断装置であって、
前記制御弁の実開度を検出するように構成された少なくとも一つの開度検出部と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の前記実開度の検出値を前記開度検出部から取得し、前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成された診断部と、
を備え、
前記診断用開度指令値は、1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する。
制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断方法であって、
1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力するステップと、
前記診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得するステップと、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするステップと、
を備える。
制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断プログラムであって、
コンピュータに、
1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力する手順と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得する手順と、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をする手順と、
を実行させるためのプログラムである。
図1は、一実施形態に係る診断装置が適用されるバルブシステムの概略構成図である。図2は、一実施形態に係るバルブシステムにおける制御弁の制御に係るブロック図である。
以下、幾つかの実施形態に係るバルブシステム10の診断方法について説明する。以下においては、上述の診断装置42を用いてバルブシステム10の診断をする場合について説明するが、幾つかの実施形態では、他の装置を用いてバルブシステム10の診断をしてもよい。また、以下に説明する手順のうち一部又は全部を手動で行ってもよい。
制御弁(20)と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁(30)と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュール(32)と、を含むバルブシステムの診断装置であって、
前記制御弁の実開度を検出するように構成された少なくとも一つの開度検出部(26)と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の前記実開度の検出値を前記開度検出部から取得し、前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成された診断部(44)と、
を備え、
前記診断用開度指令値は、1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する。
前記診断用開度指令値は、前記最小開度から前記最大開度までステップ状に増加する、又は、前記最大開度から前記最小開度までステップ状に減少する。
前記診断用開度指令値は、前記最小開度から前記最大開度までステップ状に増加した後、前記最大開度から前記最小開度までステップ状に減少する。
前記少なくとも一つのサーボモジュールは、互いに切替可能に構成された第1サーボモジュール(32A)および第2サーボモジュール(32B)を含み、
前記少なくとも一つの開度検出部は、前記診断用開度指令値が前記第1サーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度を検出するように構成された第1検出部(26A)、及び、前記診断用開度指令値が前記第2サーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度を検出するように構成された第2検出部(26B)を含み、
前記診断部は、前記第1検出部から取得される前記実開度の第1検出値、及び、前記第2検出部から取得される前記実開度の第2検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成される。
前記サーボモジュールは、準備用開度指令値に基づく前記制御信号を前記サーボ弁に与えてから、前記診断用開度指令値に基づく前記制御信号を前記サーボ弁に与えるように構成され、
前記準備用開度指令値は、前記最小開度と前記最大開度の間の範囲に亘って変化する。
前記診断部は、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答の各々に関連する1以上のパラメータに基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成される。
前記ステップ応答に関連する前記1以上のパラメータは、前記実開度の遅れ時間、オーバーシュート量、整定時間、又は、残留偏差を含む。
前記診断部は、前記ステップ応答に関連する前記1以上のパラメータと、閾値との比較に基づいて、前記バルブシステムの異常の有無を判定するように構成される。
前記診断装置は、
前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答に関連する1以上のパラメータに関する情報を、前記各段について表示するように構成された表示部(50)を備える。
前記表示部は、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する、整定後の前記実開度と、前記診断用開度指令値との関係を示すグラフを表示するように構成される。
制御弁(20)と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁(30)と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュール(32)と、を含むバルブシステム(10)の診断方法であって、
1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力するステップ(S4)と、
前記診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得するステップ(S6)と、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするステップ(S8~S22)と、
を備える。
制御弁(20)と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁(30)と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュール(32)と、を含むバルブシステム(10)の診断プログラムであって、
コンピュータに、
1以上の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力する手順と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得する手順と、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をする手順と、
を実行させるためのプログラムである。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
2 圧縮機
4 燃焼器
6 タービン
8 燃料供給ライン
10 バルブシステム
20 制御弁
22 シリンダ
24 ピストン
26 開度検出部
26A 第1検出部
26B 第2検出部
30 サーボ弁
32 サーボモジュール
32A 第1サーボモジュール
32B 第2サーボモジュール
34 制御信号生成部
40 制御部
42 診断装置
44 診断部
46 切替部
50 表示部
Claims (12)
- 制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断装置であって、
前記制御弁の実開度を検出するように構成された少なくとも一つの開度検出部と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の前記実開度の検出値を前記開度検出部から取得し、前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成された診断部と、
を備え、
前記診断用開度指令値は、1以上の規定の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化し、
前記診断部は、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答に基づいて、前記制御弁の前記最大開度と前記最小開度の間において異常が発生する開度範囲を特定するように構成された
バルブシステムの診断装置。 - 前記診断用開度指令値は、前記最小開度から前記最大開度までステップ状に増加する、又は、前記最大開度から前記最小開度までステップ状に減少する
請求項1に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記診断用開度指令値は、前記最小開度から前記最大開度までステップ状に増加した後、前記最大開度から前記最小開度までステップ状に減少する
請求項1又は2に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記少なくとも一つのサーボモジュールは、互いに切替可能に構成された第1サーボモジュールおよび第2サーボモジュールを含み、
前記少なくとも一つの開度検出部は、前記診断用開度指令値が前記第1サーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度を検出するように構成された第1検出部、及び、前記診断用開度指令値が前記第2サーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度を検出するように構成された第2検出部を含み、
前記診断部は、前記第1検出部から取得される前記実開度の第1検出値、及び、前記第2検出部から取得される前記実開度の第2検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成された
請求項1乃至3の何れか一項に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記サーボモジュールは、前記制御弁に準備動作させるための準備用開度指令値に基づく前記制御信号を前記サーボ弁に与えてから、前記診断用開度指令値に基づく前記制御信号を前記サーボ弁に与えるように構成され、
前記準備用開度指令値は、前記最小開度と前記最大開度の間の範囲に亘って変化する
請求項1乃至4の何れか一項に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記診断部は、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答の各々に関連する1以上のパラメータに基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするように構成された
請求項1乃至5の何れか一項に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記ステップ応答に関連する前記1以上のパラメータは、前記実開度の遅れ時間、オーバーシュート量、整定時間、又は、残留偏差を含む
請求項6に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記診断部は、前記ステップ応答に関連する前記1以上のパラメータと、閾値との比較に基づいて、前記バルブシステムの異常の有無を判定するように構成された
請求項6又は7に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答に関連する1以上のパラメータに関する情報を、前記各段について表示するように構成された表示部を備える
請求項1乃至8の何れか一項に記載のバルブシステムの診断装置。 - 前記表示部は、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する、整定後の前記実開度と、前記診断用開度指令値との関係を示すグラフを表示するように構成された
請求項9に記載のバルブシステムの診断装置。 - 制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断方法であって、
1以上の規定の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力するステップと、
前記診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得するステップと、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をするステップと、
を備え、
前記異常診断をするステップでは、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答に基づいて、前記制御弁の前記最大開度と前記最小開度の間において異常が発生する開度範囲を特定する
バルブシステムの診断方法。 - 制御弁と、前記制御弁を駆動するためのサーボ弁と、前記制御弁のための開度指令値に基づく制御信号を前記サーボ弁に与えるための少なくとも一つのサーボモジュールと、を含むバルブシステムの診断プログラムであって、
コンピュータに、
1以上の規定の中間開度を経て最大開度と最小開度との間で多段ステップ状に変化する診断用開度指令値を、前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力する手順と、
診断用開度指令値が前記少なくとも一つのサーボモジュールに入力されている間の前記制御弁の実開度の検出値を取得する手順と、
前記検出値に基づいて、前記バルブシステムの異常診断をする手順と、
を実行させるように構成され、
前記異常診断をする手順では、前記多段ステップ状の前記診断用開度指令値の各段のステップ入力に対する前記実開度のステップ応答に基づいて、前記制御弁の前記最大開度と前記最小開度の間において異常が発生する開度範囲を特定する
バルブシステムの診断プログラム。
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