JPH0575577U - コントロールバルブ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラントの重大事故につながるコントロール
バルブの動作異常を迅速に検出できるようにする。 【構成】 コントロールバルブ固有の流量特性があらか
じめ設定され、操作信号に対する疑似流量信号を出力す
る出力／入力変換手段と、出力／入力変換手段に調節計
の操作信号を与える回路手段と、少なくとも流量信号と
出力／入力変換手段から出力される疑似流量信号とを入
力し、両者の差が所定の値以上の場合、コントロールバ
ルブが異常であることを示すアラーム信号を出力する比
較モニター手段とを設けて構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流量の調節に用いられるコントロールバルブの監視装置に関し、更 に詳しくは、コントロールバルブの動作異常を迅速に検出することができるよう にしたコントロールバルブ監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、流量の制御を行うような流量制御システムでは、管路にコントロー ルバルブを配置すると共に、その管路を流れる流量を検出するための流量センサ を設置し、流量センサからの信号があらかじめ設定された流量設定値ＳＶになる ようにコントロールバルブへの操作信号ＭＶを制御するような構成となっている 。 この様な構成の流量制御システムにおいては、例えば、流量センサからの信 号ＰＶの上下限値の監視、流量信号ＰＶと流量設定値ＳＶとの偏差の上限監視、 コントロールバルブへ送出する操作出力ＭＶの上下限値の監視等が行われる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、これらの各信号の監視は、制御対象であるプロセスの異常を発見す る場合に適しているが、制御機器、例えばコントロールバルブ自体の動作異常を 検出するという観点で見ると、監視している信号がいずれも２次的な結果を示す ものであるために、コントロールバルブの動作異常などの不具合を迅速に発見す ることができないという課題があった。

【０００４】 本考案は、この様な点に鑑みてなされたものであって、コントロールバルブ自 体の動作異常を迅速に発見することができるコントロールバルブ監視装置を提供 することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この様な目的を達成する本考案は、 流量信号を入力すると共にそれに基づいて所定の制御演算を行い、演算結果を コントロールバルブに操作信号として出力する調節計を含む流量制御システムに おいて、 前記コントロールバルブ固有の流量特性があらかじめ設定され、操作信号に対 する疑似流量信号を出力する出力／入力変換手段と、 この出力／入力変換手段に前記調節計の操作信号を与える回路手段と、 少なくとも前記流量信号と前記出力／入力変換手段から出力される疑似流量信 号とを入力し、両者の差が所定の値以上の場合前記コントロールバルブが異常で あることを示すアラーム信号を出力する比較モニター手段と を設けたことを特徴とするコントロールバルブの監視装置である。

【０００６】

【作用】

出力／入力変換手段には、使用しているコントロールバルブの操作信号と流量 との関係を示す折線テーブルが用意されていて、実際にコントロールバルブに出 力される操作信号が与えられ、疑似的な流量信号をいち早く出力する。

【０００７】 比較モニター手段は、実際の流量信号と、出力／入力変換手段から出力される 疑似流量信号とを入力し、その差が一定の時間経過しても所定の値以上に小さく ならない場合、コントロールバルブ自身の動作が異常であるとするアラーム信号 を出力する。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、１は管 路２に設置した流量センサで、例えば、電磁流量計、オリフィス流量計、渦式の 流量計等が用いられる。３は流量センサ１からの流量信号ＰＶを入力すると共に 、それに基づいて例えばＰＩＤ制御演算を行い、演算結果を操作信号ＭＶとして 出力する流量調節計、４は管路２に設置したコントロールバルブで、調節計３か らの操作信号ＭＶが与えられている。流量センサ１、調節計３、コントロールバ ルブ４で形成されるループは、流量制御系を形成している。

【０００９】 調節計３において、３１は入力処理回路で流量センサ１からの信号ＰＶをディ ジタル信号に変換したり、フィルタ処理をしたりする回路となっている。３２は 流量信号（プロセス信号）ＰＶと流量の目標値（設定値）ＳＶとの偏差を演算す る演算回路、３３は偏差に対してＰＩＤ制御演算を行う制御演算回路、３４は演 算結果をアナログ信号に変換する等の出力処理を行う回路である。これらの各回 路は、いずれも公知の回路で構成されている。

【００１０】 ５は管路２に設置したコントロールバルブ４の固有の流量特性があらかじめ設 定された折線テーブルを有し、操作信号ＭＶに対する疑似流量信号ＰＶＧをこの 折線テーブルに基づいて算出し、出力する出力／入力変換手段、６は出力／入力 変換手段５に調節計の操作信号ＭＶを与える回路手段、７は入力処理回路３１か ら出力される実流量信号ＰＶと、出力／入力変換手段５から出力される疑似流量 信号ＰＶＧと、出力処理回路３４からの操作信号ＭＶとを入力し、例えば、実流 量信号ＰＶと疑似流量信号ＰＶＧとの差（ＰＶ−ＰＶＧ）が所定の値以上の場合 、コントロールバルブ４が異常であることを示すアラーム信号を出力する比較モ ニター手段である。

【００１１】 図２は、出力／入力変換手段５に設けられているコントロールバルブ４の固有 の流量特性を示す折線テーブルの一例を示す図である。横軸（Ｘ軸）に操作信号 ＭＶ、縦軸（Ｙ軸）に疑似流量信号ＰＶＧがとってあり、両者の関係が管路２に 設置されるコントロールバルブ４に対応してあらかじめ設定されている。そして 、特定の操作信号ＭＶが与えられると、この特性上で対応する疑似流量信号ＰＶ Ｇが出力されるように構成してある。

【００１２】 このように構成した装置の動作を、コントロールバルブ４の動作異常を検出す る場合の動作と、コントロールバルブの洩れを検出する場合の動作とに分けて説 明すれば、以下の通りである。

【００１３】 （コントロールバルブ４の動作異常を検出する場合の動作） 図３は、この場合の動作を示すフローチャートである。 はじめに、調節計３からの操作信号ＭＶがある範囲内で、一定の時間以上継続 したか、すなわち、制御状態が比較的安定した状態にあるか判断し（ステップ１ １）、安定していれば、次に、出力／入力変換手段５は、折線テーブルを参照し そこに与えられている操作信号ＭＶに対応する疑似流量信号ＰＶＧを出力する（ ステップ１２）。

【００１４】 比較モニター手段７は、調節計３からの実流量信号ＰＶと、出力／入力変換手 段５から出力された疑似流量信号ＰＶＧとの差（ＰＶ−ＰＶＧ）が、あらかじめ 設定した所定の値より大きいか判断する（ステップ１３）。すなわち、コントロ ールバルブ４の動作が正常であれば、一定の時間経過した後では、実際の流量信 号ＰＶと、疑似流量信号ＰＶＧとの値はほぼ等しいはずである。従って、このス テップ１３において、差（ＰＶ−ＰＶＧ）があらかじめ設定した所定の値より大 きいと判断された場合、比較モニター手段７は、コントロールバルブ４の動作が 異常であることを示すアラーム信号を出力する（ステップ１４）。その後、リセ ット信号が入力されるまで待って、ステップ１１に戻る。

【００１５】 （コントロールバルブの洩れを検出する場合の動作） 図４は、この場合の動作を示すフローチャートである。 はじめに、調節計３からの操作信号ＭＶを一定の時間継続して「０％」に絞り 、その後、実際の流量信号ＰＶが所定の値以上であるか（ＰＶ≧設定所定値）判 断する（ステップ２１，２２）。すなわち、コントロールバルブ４への操作信号 ＭＶを「０％」に絞ると、コントロールバルブ４の動作が正常であって、洩れが ないものとすれば、実流量信号ＰＶは０％になるはずである。従って、ステップ ２２において、ＰＶ≧設定所定値であれば、比較モニター手段７は、コントロー ルバルブ４に洩れがあるとするアラーム信号を出力する（ステップ２３）。その 後、リセット信号が入力されるまで待って、ステップ２１に戻る。

【００１６】 なお、この実施例では、出力／入力変換手段５や比較モニター手段７を、調節 計３と別のブロックで示しているが、これらの各手段は、いずれも調節計を構成 している例えはマイクロプロセッサを利用して実現されるものでよい。また、コ ントロールバルブの洩れを検出する場合の動作は、必ずしも必要でない。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案は、出力／入力変換手段からは、流量セン サから出力される実際の流量信号ＰＶに比べて早く疑似流量信号が出力されるも のであり、比較モニター手段は、この疑似流量信号と実際の流量信号とに基づい て、コントロールバルブの動作異常をいち早く判断できるように構成したもので ある。

【００１８】 従って、本考案によれば、プラントの重大事故につながるコントロールバルブ の動作異常を迅速に検出でき、信頼性の高い流量制御システムを構築することが 可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】出力／入力変換手段に設けられているコントロ
ールバルブの固有の流量特性を示す折線テーブルの一例
を示す図である。

【図３】コントロールバルブの動作異常を検出する場合
の動作を示すフローチャートである。

【図４】コントロールバルブの洩れを検出する場合の動
作の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 流量センサ ２ 管路 ３ 流量調節計 ４ コントロールバルブ ５ 出力／入力変換手段 ６ 操作信号を与える回路手段 ７ 比較モニター手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流量信号を入力すると共にそれに基づい
   て所定の制御演算を行い、演算結果をコントロールバル
   ブに操作信号として出力する調節計を含む流量制御シス
   テムにおいて、 前記コントロールバルブ固有の流量特性があらかじめ設
   定され、操作信号に対する疑似流量信号を出力する出力
   ／入力変換手段と、 この出力／入力変換手段に前記調節計の操作信号を与え
   る回路手段と、 少なくとも前記流量信号と前記出力／入力変換手段から
   出力される疑似流量信号とを入力し、両者の差が所定の
   値以上の場合前記コントロールバルブが異常であること
   を示すアラーム信号を出力する比較モニター手段とを設
   けたことを特徴とするコントロールバルブ監視装置。