JPH09292310A - 電動弁単体試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動弁調整のための電動弁単体試験を効率よ
く行う。 【解決手段】 上面に取手１０４、下面にキャスター１
０５を有する収納ボックス１０６内に電動弁１の運転・
監視制御回路を収納し、収納ボックス１０６の側面に電
動弁１を運転操作するための操作スイッチ５および電動
弁１の状態を監視するための状態表示灯６、開度指示計
７、電流計１０７等の監視機器を取り付け、電動弁１に
着脱可能に接続される接続ケーブル１０１と、現場に配
置されている三相電源の電源端子箱１０２に接続される
電源ケーブル１０３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所等のプ
ラントに使用される電動弁の単体試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、例えば火力発電所等
のプラントの現場のプロセス配管に取付けられる電動弁
１は、制御ケーブル２によって電動弁１を運転制御する
制御回路を有するコントロールセンタ３に接続され、さ
らにコントロールセンタ３は制御ケーブル４によって電
動弁１を操作するための操作スイッチ５、電動弁１の開
閉状態を表示する状態表示灯６および電動弁１の開度を
示す開度指示計７等を有する中央盤８に接続される。

【０００３】このように、電動弁１とコントロールセン
タ３およびコントロールセンタ３と中央盤８がそれぞれ
制御ケーブル２、４によって接続されることによって、
通常中央制御室に設置される中央盤８から現場の電動弁
１が操作可能となる。

【０００４】図１０は、上記電動弁１、コントロールセ
ンタ３および中央盤８によって構成される電動弁操作装
置の詳細な回路構成例を示すものである。

【０００５】３相電源１１は、配線用遮断器（ＭＣＣ
Ｂ：molded case circuit breaker ）１２を通って電動
弁開側回転用コンタクタ（以下、８８Ｏという。）のａ
接点１３ａおよび閉側回転用コンタクタ（以下、８８Ｃ
という。）のａ接点１４ａに接続され、ついで過負荷継
電器（４９と表記する。）１５を通ってケーブル２によ
って電動弁１の電動機１６に接続される。

【０００６】また、ＭＣＣＢ１２の出力側には制御電源
用補助変圧器１７が接続され、この補助変圧器１７で作
られた制御電源は、ヒューズ１８並びに過負荷継電器
（４９）のｂ接点１５ｂを介して８８Ｏ１３、８８Ｃ１
４に供給される。

【０００７】８８Ｏ１３にはその動作条件として、電動
弁１が全開以外のときオンするリミットスイッチ（以
下、３３ＨＢという。）１９、電動弁１の開側動作中に
つまりによる過大トルクを検出するリミットスイッチ
（以下、３３ＴＯという。）のｂ接点２０ｂ、および操
作スイッチ５の開操作接点が直列に接続されている。し
たがって、３３ＨＢ１９がオンでかつ３３ＴＯのｂ接点
２０ｂがオンのとき、すなわち電動弁１が全開でなくか
つ開側動作の過大トルクが発生していないとき、操作ス
イッチ５を開操作することにより、８８Ｏ１３が動作
し、操作スイッチ５と並列に入っている８８Ｏのａ接点
１３ａがオンとなってホールド回路が形成されると同時
に、電動機１６が開側へ回転する。

【０００８】電動弁１が全開まで動作すると、３３ＨＢ
１９がオフとなることにより、８８Ｏ１３が復帰して電
動機１６も停止する。

【０００９】８８Ｃ１４にはその動作条件として、電動
弁１が全閉以外のときオンするリミットスイッチ（以
下、３３ＬＡという。）２１、電動弁１の閉側動作中に
つまりによる過大トルクを検出するリミットスイッチ
（以下、３３ＴＣという。）のｂ接点２２ｂ、および操
作スイッチ５の閉操作接点が直列に接続されている。し
たがって、３３ＬＡ２１がオンでかつ３３ＴＣのｂ接点
２２ｂがオンのとき、すなわち電動弁１が全閉でなくか
つ閉側動作の過大トルクが発生していないとき、操作ス
イッチ５を閉操作することにより、８８Ｃ１４が動作
し、操作スイッチ５と並列に入っている８８Ｃのａ接点
１４ａがオンとなってホールド回路が形成されると同時
に、電動機１６が閉側へ回転する。

【００１０】電動弁１が全閉まで動作すると、３３ＬＡ
２１がオフとなり、８８Ｃ１４が復帰して電動機１６も
停止する。

【００１１】電動弁１が開または閉動作中に弁のつまり
が発生すると、８８Ｏ１３、８８Ｃ１４にシリーズに入
っている３３ＴＯのｂ接点２０ｂまたは３３ＴＣのｂ接
点２２ｂがオフして電動機１６が停止するとともに、３
３ＴＯのａ接点２０ａまたは３３ＴＣのａ接点２２ａが
オンしてトルク異常表示灯（Ｏランプ）６ｏが点灯す
る。電動弁１の位置表示は、３３ＨＢ１９がオンのとき
（電動弁１が全開以外のとき）閉表示灯（Ｇランプ）６
ｇを点灯させ、３３ＬＡがオンのとき（電動弁１が全閉
以外のとき）開表示灯（Ｒランプ）６ｒを点灯させるこ
とにより、電動弁１が全開、全閉、中間のどの位置にあ
るかを表示する。

【００１２】また、電動弁１は、全開でオンするリミッ
トスイッチ（以下、３３ＨＡという。）２３および電動
弁１が全閉でオンするリミットスイッチ（以下、３３Ｌ
Ｂという。）２４を有し、コントロールセンタ３内の他
の回路で使用される。

【００１３】さらに、電動弁１の開閉状態を詳細に表示
するために、電動弁開度状態により抵抗値が変わる可変
抵抗器２５とこの可変抵抗器２５の抵抗値の変化を電流
の変化に変換する開度変換器２６を設けて、その出力に
より開度指示計８を動作させている。

【００１４】このような電動弁１を調整するために、従
来は中央盤８と現場の電動弁１にそれぞれ試験員を配置
し、試験員の間で電話で連絡をとりながら電動弁１の各
種調整試験を行っていた。

【００１５】また、この他に電動弁の試験を行う方法と
して、中央盤８の操作スイッチ５や状態表示灯６等にか
かる操作機器および監視機器のみを可搬型ボックスに収
納し現場の電動弁１の近くで調整する可搬型電動弁操作
装置の技術が開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】プラント建設時には、
図１１に示すような電動弁試験を行う必要があり、電動
弁が数 100台あるような火力発電プラント等において
は、電動弁１の現地調整試験はプラントの試運転工程に
おいて非常に長い期間にわたり、全体工程を左右するウ
エイトを持っている。さらに電動弁１の試験は、図９に
おいて中央盤８とコントロールセンタ３が設置されて制
御ケーブル２、４を布設してからでないと試験できな
い。また、上記従来技術の可搬型電動弁操作装置を使用
しても、制御ケーブル２を布設してからでないと試験で
きない。そのため、電動弁１の試験が一定期間に集中
し、プラントの試運転工程をキープするために現地試験
員は非常に苦労していた。

【００１７】本発明は、かかる点に対処してなされたも
ので、電動弁の単体試験をコントロールセンタのケーブ
ル布設前の段階で容易に行うことのできる電動弁単体試
験装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電動弁
単体試験装置は、電動弁の開／閉操作を行う操作手段
と、操作手段による開／閉操作要求により電動弁を運転
制御する制御回路と、電動弁の動作状態を監視する監視
手段と、操作手段、制御回路および監視手段を搭載する
移動可能な収納ボックスと、この収納ボックス内の制御
回路を電動弁に着脱可能に接続する接続手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１９】これにより、持運び可能な電動弁単体試験
装置により、電動弁の単体試験を現場だけで制御ケーブ
ル布設する前に実施することができ、事前に電動弁を容
易に調整することができる。

【００２０】請求項２の発明は、上記電動弁単体試験装
置において、制御回路および監視手段からのプロセス量
データを入力し電動弁の単体試験データを作成するプロ
セス量データ保存装置を備えたことを特徴とする。

【００２１】請求項３の発明は、上記プロセス量データ
保存装置が収納ボックス内に収納されることを特徴とす
る。

【００２２】これにより、電動弁の単体試験ごとにその
データを保存することができ、そのまま電動弁試験デー
タとして使用できるため、試験時間を短縮することがで
きるとともにデータ整理が容易になる。

【００２３】請求項４の発明は、請求項１の電動弁単体
試験装置において、テストスイッチ操作によるテスト開
始要求により制御回路を制御して電動弁の単体試験を自
動的に行うシーケンス制御装置と、このシーケンス制御
装置の起動により制御回路および監視手段からのプロセ
ス量データを入力し電動弁の単体試験データを自動的に
作成するプロセス量データ保存装置とを備えたことを特
徴とする。

【００２４】請求項５の発明は、上記シーケンス制御装
置およびプロセス量データ保存装置が収納ボックス内に
設置されることを特徴とする。

【００２５】これにより、試験員はテストスイッチをオ
ンするのみで自動で電動弁の開側、閉側の動作試験を実
施すると同時に単体試験データも収集することができ、
試験時間をさらに短縮することができるとともにデータ
整理が容易になる。

【００２６】請求項６の発明は、上記電動弁単体試験装
置において、収納ボックス内に単相交流から電動機駆動
用の３相交流を発生する手段を備えたことを特徴とす
る。

【００２７】これにより、プラント内のいたるところに
配置されている単相ＡＣ 100Ｖ電源で電動弁単体試験装
置を動かすことができるので、電動機用の特殊電源の準
備が不要となり、より一層電動弁単体試験が容易にな
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。なお、全体を通して同一部分には
同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施の形態の電動
弁単体試験装置１００の外観を示すもので、電動弁単体
試験装置１００は電動弁１に着脱可能に接続される接続
ケーブル１０１と、現場に配置されている三相電源の電
源端子箱１０２に接続される電源ケーブル１０３と、電
動弁１を運転および監視制御する制御回路を収納し上面
に取手１０４を下面にキャスター１０５を有する収納ボ
ックス１０６と、収納ボックス１０６の側面に取り付け
られ電動弁１を開／閉操作するための操作スイッチ５、
および電動弁１の状態を監視するための状態表示灯６、
開度指示計７、電流計１０７等の監視機器とで構成され
る。

【００３０】この実施の形態では、電流計１０７により
電動機電流を観測できるようにしている。また、電動弁
単体試験装置１００の主要部を収容する収納ボックス１
０６にキャスター１０５と取手１０４を設けて可搬形と
し、現場に散在する電動弁１の近くに持運んで電動弁試
験を実施できるようにしている。

【００３１】図２は、上記実施の形態の詳細な回路を示
すものである。図２に示すように、電動弁単体試験装置
１００の収納ボックス１０６の中には図１０に示すコン
トロールセンタ３と中央盤８に収納された電動弁１台分
の制御回路および監視機器が収納されている。この収納
ボックス１０６に収容された電動弁単体試験装置１００
を接続ケーブル１０１で電動弁１に接続することによ
り、電動弁単体試験回路が形成される。

【００３２】この電動弁単体試験装置１００では、電動
機主回路に計器用変流器（ＣＴ）１１０と電流計１１１
が接続されることにより、電動機電流の測定、監視が可
能となっている。また、電動機主回路のＡＣ制御電源に
直流電源装置１１２を接続することにより、開度指示計
７のＤＣ電源を得ることが可能となっている。

【００３３】本実施の形態の電動弁単体試験装置１００
によれば、上記構成を有することにより、電動弁１をコ
ントロールセンタ３に接続する前に電動弁１の単体試験
を現場だけで事前に実施することができ、プラントの試
運転工程において大きなウエイトを占めていた多数の電
動弁１の調整試験を効率よく迅速に行うことができる。

【００３４】図３は、本発明の第２の実施の形態の電動
弁単体試験装置１００の回路構成を示すもので、図２に
示す第１の実施の形態の回路構成と異なる点は、トルク
異常表示灯（Ｏランプ）６ｏと並列に補助リレー１１
３、閉表示灯（Ｇランプ）６ｇと並列に補助リレー１１
４、開表示灯（Ｒランプ）６ｒと並列に補助リレー１１
５を設け、マイクロプロセッサーを使用したプロセス量
データ保存装置１１６を設置して、プロセス量データ保
存装置１１６に電動機電流＊Ａ、電動弁開度信号＊Ｂの
アナログデータと、８８Ｏのａ接点１３ａ、８８Ｃのａ
接点１４ａ、３３ＴＯまたは３３ＴＣの補助リレーａ接
点１１３ａ、３３ＨＢの補助リレーａ接点１１４ａ、３
３ＬＡの補助リレーａ接点１１５ａ、３３ＨＡ２２（デ
ータ＊Ｃ）、および３３ＬＢ２３（データ＊Ｄ）の接点
データを入力するよう構成していることである。

【００３５】図４にプロセス量データ保存装置１１６の
構成を示す。図４において、接点入力はＤ／Ｄ変換器１
２０、アナログ入力はアナログフィルタ１２１およびＡ
／Ｄ変換器１２２を経由して演算部１２３で起動電流お
よび定格電流等の算出を行ってからデータ保存部１２４
へ取り込まれる。取り込まれたデータは、機能選択入力
部１２５にて表示選択することによりデータ表示部１２
６で表示され、機能選択入力部１２５にてプリンタ選択
することによりプリンタ制御部１２７からプリンタ１２
８に出力される。

【００３６】図５は、プロセス量データ保存装置１１６
からプリンターを介して出力される電動弁１の単体試験
記録の一例を示している。

【００３７】図５において、電動弁１の開動作時間（全
閉から全開までの時間）は８８Ｏのａ接点１３ａのオン
時間のカウント値とし、閉動作時間（全開から全閉まで
の時間）は８８Ｃのａ接点１４ａのオン時間のカウント
値とする。

【００３８】起動電流は電流計１１１で検出される電動
機電流のピーク値とし、定格電流は８８Ｏのａ接点１３
ａまたは８８Ｃのａ接点１４ａがオンしてから一定時間
後の電動機電流にて判定する。

【００３９】３３ＨＡ、３３ＨＢ、３３ＬＢ、３３Ｌ
Ａ、３３ＴＯ／３３ＴＣの各リミットスイッチの動作位
置は、それぞれの接点入力を電動弁開度信号入力と対応
させて電動弁１の全閉区間（ 0％以下）および全開区間
（ 100％以上）を設けた 0〜 100％の開度目盛りに応じ
て表示することにより判定される。

【００４０】以上のことから、本実施の形態によれば、
電動弁１の全開、全閉の動作時間、起動電流、定格電流
の値および３３ＨＡ、３３ＨＢ、３３ＬＢ、３３ＬＡ、
３３ＴＣ／３３ＴＯの各リミットスイッチの調整具合が
一目で判るようになり、電動弁１の調整試験および試験
データの整理に要する時間を大幅に短縮することができ
る。また、電動弁単体試験結果のデータ保存や電動弁調
整状態の解析も可能となる。

【００４１】図６は、本発明の第３の実施の形態の電動
弁単体試験装置１００の回路構成を示すもので、図３に
示す第２の実施の形態と異なる点は、操作スイッチ５と
は別にテストスイッチ１３０を設け、マイクロプロセッ
サを使用したシーケンス制御装置１３１を設置している
ことである。

【００４２】このシーケンス制御装置１３１は、３３Ｈ
Ｂの補助リレーａ接点１１４ａ、３３ＬＡの補助リレー
ａ接点１１５ａおよびテストスイッチ１３０の条件を入
力し、電動弁制御回路に開指令１３１ｏおよひ閉指令１
３１ｃを出力する。

【００４３】シーケンス制御装置１３１の内部ソフトロ
ジックのフローチャートの１例を図７に示す。テストス
イッチ１３０のオン入力が入ると（ステップ２００）、
開指令１３１ｏを出力し、８８Ｏ１３を動作させる（ス
テップ２０１）。電動弁１の全開は３３ＨＢ１９がオフ
することにより検出する（ステップ２０２）。全開まで
いくと、次に閉指令１３１ｃを出力し、８８Ｃ１４を動
作させる（ステップ２０３）。全閉を３３ＬＡ２１がオ
フすることにより検出して（ステップ２０４）、一連の
動作は終了する。

【００４４】このように、テストスイッチ１３０をオン
操作することにより、シーケンス制御装置１３１から自
動的に電動弁１の開操作指令および閉操作指令が電動弁
制御回路に出力され、全閉から全開さらに全開から全閉
までの一連の電動弁単体試験を自動的に行うことができ
る。

【００４５】また、プロセス量データ保存装置１１６
は、テストスイッチ１３０の条件を入力し、テストスイ
ッチ１３０オンにより各種プロセス量データを入力する
よう構成される。これにより、プロセス量データ保存装
置１１６はシーケンス制御装置１３１に連動して、電動
弁１の開操作および閉操作の一連の試験データを自動的
に収集することができる。

【００４６】上記の説明からも明らかなように、本実施
の形態によれば、テストスイッチにより自動的に電動弁
の試験を行うことができ、試験時間のスピードアップを
図ることができる。

【００４７】図８は、本発明の第４の実施の形態の電動
弁単体試験装置１００の回路構成を示すもので、図２に
示す第１の実施の形態と異なる点は、電動機１６の電源
回路に、単相ＡＣ 100Ｖ用コンセント１４０と、単相Ａ
Ｃ 100Ｖを一旦直流に変換する整流装置１４１と、整流
装置１４１で変換された直流を電動機１６を駆動できる
３相交流に変換する３相交流発生装置１４３を設けたこ
とである。

【００４８】このように構成することにより、どこにで
もある単相ＡＣ 100Ｖ電源を使用することができるた
め、特殊な電動機用３相交流電源を別途準備する必要が
なくなり、トータルの電動弁試験時間を低減するでき
る。

【００４９】なお、この実施の形態は、第１の実施の形
態の電源回路を変更したものであったが、これに限らず
第２および第３の実施の形態の電源回路を本実施の形態
のように変更することもできる。

【００５０】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、電動
弁の制御回路および監視機器を一つの収納ボックス内に
搭載した持ち運び可能な電動弁単体試験装置を用いるこ
とにより、プラント建設時の電動弁単体試験を本設の電
動弁操作装置が構成される前に、現場で事前に行うこと
ができる。

【００５１】また、本発明によれば、電動弁の制御およ
び監視制御機能に加えて、試験データを処理し保存する
機能や自動的に一連の電動弁試験を実行する機能を組み
合わせることにより、電動弁単体試験時間を大幅に短縮
することができ、もってプラントの試運転工程の短縮を
図り、現地調整員の負担をさらに軽減することができ
る。

【００５２】また本発明の電動弁単体試験装置は、プラ
ント建設時だけでなく、定期点検の主回路停電時におけ
る電動弁リミットスイッチ調整時にも使用することがで
き、建設時の試験データとの比較により、電動弁リミッ
トスイッチのずれの解析を容易に行うことができ、プラ
ントの安全運転の向上に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電動弁単体試験装
置の外観を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の電動弁単体試験装
置を示す回路図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の電動弁単体試験装
置を示す回路図である。

【図４】図３に示すプロセス量データ保存装置１１６の
構成例を示すブロック図である。

【図５】プロセス量データ保存装置１１６からプリンタ
ーを介して出力される電動弁単体試験記録の一例を示す
図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態の電動弁単体試験装
置を示す回路図である。

【図７】図６に示すシーケンス制御装置１３１の処理を
示すフローチャートである。

【図８】本発明の第４の実施の形態の電動弁単体試験装
置を示す回路図である。

【図９】プラントにおける電動弁操作装置を概略的に示
す図である。

【図１０】電動弁操作装置を示す回路図である。

【図１１】電動弁試験内容を示す図である。

【符号の説明】

１………電動弁 ２、４………制御ケーブル ５………操作スイッチ ６………状態表示灯 ７………開度指示計 １２………配線用遮断器（ＭＣＣＢ） １３………電動弁開側回転用コンタクタ（８８Ｏ） １３ａ……電動弁開側回転用コンタクタのａ接点 １４………電動弁閉側回転用コンタクタ（８８Ｃ） １４ａ……電動弁閉側回転用コンタクタのａ接点 １５………過負荷継電器（４９） １６………電動機 １７………補助変圧器 １８………ヒューズ １９………電動弁全開以外でオンするリミットスイッチ
（３３ＨＢ） ２０………開側動作時の過大トルクを検出するリミット
スイッチ（３３ＴＯ） ２１………電動弁全閉以外でオンするリミットスイッチ
（３３ＬＡ） ２２………閉側動作時の過大トルクを検出するリミット
スイッチ（３３ＴＣ） ２３………電動弁全開でオンするリミットスイッチ（３
３ＨＡ） ２４………電動弁全閉でオンするリミットスイッチ（３
３ＬＢ） ２５………可変抵抗器 ２６………開度変換器、 １００………電動弁単体試験装置 １０１………接続ケーブル １０２………電源端子箱 １０３………電源ケーブル １０４………取手 １０５………キャスター １０６………収納ボックス １０７………電流計 １１１………計器用変流器（ＣＴ） １１２………直流電源装置 １１３、１１４、１１５………補助リレー １１６………プロセス量データ保存装置 １３０………テストスイッチ １３１………シーケンス制御装置 １４０………単相ＡＣ 100Ｖ用コンセント、 １４１………整流装置 １４２………３相交流発生装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動弁の開／閉操作を行う操作手段と、
   操作手段による開／閉操作要求により前記電動弁を運転
   制御する制御回路と、前記電動弁の動作状態を監視する
   監視手段と、前記操作手段、制御回路および監視手段を
   搭載する移動可能な収納ボックスと、この収納ボックス
   内の制御回路を前記電動弁に着脱可能に接続する接続手
   段とを備えたことを特徴とする電動弁単体試験装置。
2. 【請求項２】 前記制御回路および監視手段からのプロ
   セス量データを入力し前記電動弁の単体試験データを作
   成するプロセス量データ保存装置を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の電動弁単体試験装置。
3. 【請求項３】 前記プロセス量データ保存装置を前記収
   納ボックス内に設置することを特徴とする請求項２記載
   の電動弁単体試験装置。
4. 【請求項４】 テストスイッチ操作によるテスト開始要
   求により前記制御回路を制御して前記電動弁の単体試験
   を自動的に行うシーケンス制御装置と、このシーケンス
   制御装置の起動により前記制御回路および監視手段から
   のプロセス量データを入力し前記電動弁の単体試験デー
   タを自動的に作成するプロセス量データ保存装置とを備
   えたことを特徴とする請求項１記載の電動弁単体試験装
   置。
5. 【請求項５】 前記シーケンス制御装置およびプロセス
   量データ保存装置を前記収納ボックス内に設置すること
   を特徴とする請求項４記載の電動弁単体試験装置。
6. 【請求項６】 前記収納ボックス内に単相交流から電動
   機駆動用の３相交流を発生する手段を備えたことを特徴
   とする請求項１記載の電動弁単体試験装置。