KR20200024093A - 밸브 메인터넌스 지원 장치 및 지원 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 작업 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
밸브 메인터넌스 지원 장치는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브의 ID를 기억하는 밸브 ID 기억부(1)와, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 밸브의 ID와 함께 기억하는 개도 기억부(3)와, 밸브 ID 기억부(1)에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하는 진단 지표 산출부(4)와, 진단 지표의 수치를 제시하는 진단 지표 제시부(5)와, 진단 지표로서 산출된 개폐 소요 시간을 임계치와 비교하는 판정부(6)와, 판정부(6)의 판정 결과를 제시하고, 개폐 소요 시간의 수치가 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 판정 결과 제시부(7)를 구비하고 있다.

Description

밸브 메인터넌스 지원 장치 및 지원 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING MAINTENANCE OF VALVE}
본 발명은, 메인터넌스 작업을 지원하는 기술에 관한 것으로, 특히 ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 효율적인 작업을 위한 지원을 실현하는 밸브 메인터넌스 지원 장치 및 지원 방법에 관한 것이다.
석유 화학 플랜트 등에서 사용되는 밸브(예컨대 도 15의 컨트롤 밸브)는, 특히 안전성에 유의할 필요가 있기 때문에, 정기적인 메인터넌스가 행해진다. 도 15에 도시된 컨트롤 밸브는, 유체가 흐르는 통로를 개폐하는 밸브 본체(100)와, 입력 전기 신호를 공기압으로 변환하는 포지셔너(101)와, 포지셔너(101)로부터 공급되는 공기압에 따라 밸브 본체(100)를 조작하는 조작기(102)로 구성된다.
도 15에 도시된 바와 같은 밸브가 다수 설치되어 있는 플랜트에 있어서 밸브의 메인터넌스 작업 효율을 개선하기 위해, 밸브의 슬라이딩 부분에 있어서의 스틱 슬립의 발생을 검출하는 기술(특허문헌 1 참조), 밸브의 헌팅 상태를 판정하는 기술(특허문헌 2 참조), 밸브에의 스케일의 부착을 검출하는 기술(특허문헌 3 참조) 등이 제안되어 있다.
한편, 개도를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 컨트롤 밸브와는 다른 종류의 밸브로서, 개도를 완전 개방/완전 폐쇄의 두 위치밖에 취할 수 없는 ON-OFF 밸브가 있고, 예컨대 볼 밸브나 버터플라이 밸브나 게이트 밸브가 있다. 도 16에 도시된 ON-OFF 밸브는, 볼 밸브를 이용한 것으로, 밸브체인 볼(200)을 볼 시트라고 불리는 시트링(201)으로 끼우는 구조이며, 스템(밸브봉)(202)을 액추에이터(203)에 의해 90도 회전시킴으로써, 밸브를 개방하거나 폐쇄하거나 할 수 있다. 또한, 종류에 따라서는, 90도 이외의 것도 있다.
ON-OFF 밸브의 대부분은 전자 밸브를 이용하고 있고, 리미트 스위치를 이용한 앤서 백(answer back)은, 폐쇄 상태 또는 개방 상태의 두 상태만을 나타내고 있다. 이 경우, 밸브의 개폐의 동작 과정이 앤서 백에 반영되지 않는다. 즉, ON-OFF 밸브의 앤서 백 기능은, 이상시에 경보를 발보(發報)할 뿐이며, 경보가 발생했을 때에 이미 긴급의 이상 상태라면, 처치의 때를 놓치게 된다.
안전성이나 작업 효율에 대해서는, 완전하다거나 충분하다고 말할 수 있는 상한은 없고, 안전성, 작업 효율의 향상이 한층 더 요구되고 있다. 특히, 석유 화학 플랜트 등에서는, 예컨대 도 17에 도시된 바와 같이 복수의 밸브(10-A, 10-C, 10-M)가 사용된다. 따라서, 밸브 메인터넌스의 작업 효율에 대해서는, 한층 더한 개선이 요구되고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 제3254624호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 제6200309호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 제6216633호 공보
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 작업 효율을 향상시킬 수 있는 밸브 메인터넌스 지원 장치 및 지원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브의 ID를 미리 기억하도록 구성된 밸브 ID 기억부와, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하도록 구성된 개도 기억부와, 상기 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하도록 구성된 진단 지표 산출부와, 이 진단 지표 산출부에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하도록 구성된 진단 지표 제시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 1 구성예는, 상기 진단 지표로서 산출된 개폐 소요 시간을 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하도록 구성된 판정부와, 이 판정부의 판정 결과를 제시하도록 구성된 판정 결과 제시부를 더 구비하고, 상기 판정 결과 제시부는, 상기 개폐 소요 시간의 수치가 대응하는 임계치 이상으로 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 상기 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 1 구성예에 있어서, 상기 개폐 소요 시간은, 개방 동작시의 개도 0%→100%의 소요 시간과 폐쇄 동작시의 개도 100%→0%의 소요 시간 중 적어도 한쪽이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브의 ID를 미리 기억하도록 구성된 밸브 ID 기억부와, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하도록 구성된 개도 기억부와, 상기 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하도록 구성된 진단 지표 산출부와, 이 진단 지표 산출부에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하도록 구성된 진단 지표 제시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 1 구성예는, 상기 진단 지표로서 산출된 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 각각 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하도록 구성된 판정부와, 이 판정부의 판정 결과를 제시하도록 구성된 판정 결과 제시부를 더 구비하고, 상기 판정 결과 제시부는, 상기 최대 작동 속도와 최소 작동 속도의 수치 중 적어도 한쪽이 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 상기 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 1 구성예에 있어서, 상기 최대 작동 속도와 최소 작동 속도는, 개방 동작시와 폐쇄 동작시 중 적어도 한쪽의 속도이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 1 구성예에 있어서, 상기 진단 지표 제시부는, ON-OFF 밸브를 진단 대상으로 하고 있는 것을 전달하는 정보를, 상기 진단 지표의 수치와 함께 제시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 방법은, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하는 제1 단계와 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하는 제2 단계와, 이 제2 단계에서 산출한 진단 지표의 수치를 제시하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 밸브 메인터넌스 지원 방법은, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하는 제1 단계와, 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하는 제2 단계와, 이 제2 단계에서 산출한 진단 지표의 수치를 제시하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하고, 이 진단 지표의 수치를 제시함으로써, 개폐 소요 시간이 상한에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화를 포착할 수 있어, 오퍼레이터가 메인터넌스 후보의 ON-OFF 밸브를 선정하는 작업을 지원할 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하고, 이 진단 지표의 수치를 제시함으로써, 작동 속도가 상한에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화를 포착할 수 있어, 오퍼레이터가 메인터넌스 후보의 ON-OFF 밸브를 선정하는 작업을 지원할 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 동작을 설명한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 ON-OFF 밸브의 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 ON-OFF 밸브의 개도계의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 ON-OFF 밸브의 개방 동작의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 ON-OFF 밸브의 폐쇄 동작의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 진단 지표 제시부와 판정 결과 제시부에 의한 진단 지표의 제시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플랜트와 그 기기 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 동작을 설명한 흐름도이다.
도 11은 정상인 상태의 ON-OFF 밸브의 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 ON-OFF 밸브의 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도가 감소하는 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 ON-OFF 밸브의 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도가 증가하는 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1~제3 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치를 실현하는 컴퓨터의 구성예를 나타낸 블록도이다.
도 15는 컨트롤 밸브의 일례를 나타낸 도면이다.
도 16은 ON-OFF 밸브의 일례를 나타낸 도면이다.
도 17은 플랜트의 탱크에 사용되는 복수의 밸브의 예를 나타낸 도면이다.
[발명의 원리]
ON-OFF 밸브의 대부분은 전자 밸브를 이용하고 있는 단순한 구조이다. 발명자는, 이러한 단순한 구조에 의해, ON-OFF 밸브의 문제점의 예조(予兆)도 이해하기 쉬운 현상으로 나타나는 점에 착안하였다. 그리고, ON-OFF 밸브의 주로 슬라이딩부에 스케일 부착(점도성이 높은 것이나 입자가 큰 것이 슬라이딩부에 들어감)함으로써 ON-OFF 밸브의 작동 속도가 저하되는 것을 밝혀내었다. 또한, ON-OFF 밸브의 시일 부품(그라운드 패킹이나 개스킷)이 마모되어, 본래의 마찰력을 잃음으로써, ON-OFF 밸브가 통상보다도 빠른 속도로 작동해 버리는 것(예컨대 내밸브의 바이팅에 의한 밸브 개방시의 점핑의 발생)을 밝혀내었다.
그리고, 발명자는, 밸브 개폐 동작(스트로크)을 검지할 수 있는 센서를 ON-OFF 밸브에 설치하고, 개폐 동작의 기울기(혹은 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도)의 변화로부터 거동을 검지하여 제시함으로써, ON-OFF 밸브의 문제점을 추정할 수 있도록 되는 것에 상도하였다. 이것에 의해, 본 발명에서는, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 작업 효율을 개선할 수 있다.
[제1 실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 본 실시예는, 개폐 동작의 기울기로부터 ON-OFF 밸브의 거동을 검지하는 예이다. 이하의 실시예에서는, 설명을 간결하게 하기 위해, 밸브의 ID의 사례 등은, 실제의 플랜트에서 이용되는 것보다도 단순한 것으로 한다.
밸브 메인터넌스 지원 장치는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 복수의 ON-OFF 밸브의 ID(식별 정보)를 미리 기억하는 밸브 ID 기억부(1)와, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를 수신하는 수신부(2)와, ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID 와 함께 기억하는 개도 기억부(3)와, 밸브 ID 기억부(1)에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하는 진단 지표 산출부(4)와, 진단 지표 산출부(4)에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하는 진단 지표 제시부(5)와, 진단 지표로서 산출된 개폐 소요 시간을 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하는 판정부(6)와, 판정부(6)의 판정 결과를 제시하고, 개폐 소요 시간의 수치가 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서는, 이 밸브의 ID와 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 판정 결과 제시부(7)를 구비하고 있다.
도 2는 본 실시예의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 동작을 설명한 흐름도이다. 본 실시예에서는, 예컨대 플랜트 내에 밸브가 26개 있다고 하여, 이들 26개의 밸브에 각각 "A", "B", "C", …,"M", …,"X", "Y", "Z"라는 고유의 ID가 미리 할당되어 있는 것으로 한다. 특히, 밸브 ID "A", "C", "M"의 밸브가 전자 밸브를 이용하고 있는 ON-OFF 밸브이고, 이 ID "A", "C", "M"이 밸브 ID 기억부(1)에 미리 기억되어 있는 것으로 한다.
밸브 ID "A", "C", "M"의 각 ON-OFF 밸브에는, 개도계가 설치되어, 밸브 개도를 연속적으로 계측할 수 있도록 되어 있다. 도 3은 본 실시예의 ON-OFF 밸브의 구조의 일례를 나타낸 도면으로서, 도 16에 도시된 ON-OFF 밸브에 개도계(204)를 추가한 것이다. 또한, 개도계(204)의 추가 위치에 대해서는, 도 3의 위치에 한정되는 것이 아니라, 개도를 계측할 수 있는 위치이면 좋다.
도 4는 개도계(204)의 구성을 나타낸 블록도이다. 개도계(204)는, ON-OFF 밸브의 스템(밸브봉)(202)의 회전 각도를 연속적으로 검출함으로써, 밸브 개도를 연속적으로 계측하는 개도 계측부(210)와, 개도계(204)가 부착된 ON-OFF 밸브에 고유의 밸브 ID를 기억하는 밸브 ID 기억부(211)와, 밸브 메인터넌스 지원 장치에 대하여 개도 계측치 데이터와 밸브 ID를 주기적으로 송신하는 송신부(212)를 구비하고 있다.
송신부(212)는, 밸브 ID 기억부(211)에 기억되어 있는 밸브 ID를, 개도 계측치 데이터에 부가하여 송신한다. 또한, ON-OFF 밸브의 개도를 연속적으로 취득할 필요가 있기 때문에, 개도 계측치 데이터의 계측·송신 주기는, ON-OFF 밸브의 개폐 소요 시간의 생길 수 있는 최소치보다도 짧은 것이 필요하다.
밸브 메인터넌스 지원 장치의 수신부(2)는, 각 ON-OFF 밸브로부터 개도 계측치 데이터를 수신하면(도 2 단계 S100에 있어서 YES), 수신한 개도 계측치 데이터와 이 개도 계측치 데이터에 부가되어 있던 밸브 ID와 개도 계측치 데이터의 수신 시각을 개도 기억부(3)에 저장한다(도 2 단계 S101).
계속해서, 밸브 메인터넌스 지원 장치의 진단 지표 산출부(4)는, 밸브 ID 기억부(1)에 밸브 ID가 등록되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 각 ON-OFF 밸브에 대해서, 개도 기억부(3)에 기억된 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출한다(도 2 단계 S102).
본 실시예에서는, ON-OFF 밸브의 개폐 소요 시간으로서, 개도 0%→100%의 소요 시간(TOP)과, 개도 100%→0%의 소요 시간(TCL)을 산출한다. 상기한 바와 같이, 개도 기억부(3)에는, 시계열로 얻어진 개도 계측치 데이터와 밸브 ID와 개도 계측치 데이터의 수신 시각이 기억되어 있기 때문에, 개폐 소요 시간을 ON-OFF 밸브마다 및 작동 방향마다 산출하는 것이 가능하다.
밸브 메인터넌스 지원 장치의 진단 지표 제시부(5)는, 진단 지표 산출부(4)에 의해 산출된 각 ON-OFF 밸브의 진단 지표의 수치를 오퍼레이터에 대하여 제시한다(도 2 단계 S103). 이때, 진단 지표 제시부(5)는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브를 진단 대상으로 하고 있는 것을 전달하는 정보를, 진단 지표의 수치와 함께 제시한다.
본 실시예에서는, 이러한 제시에 의해, ON-OFF 밸브의 메인터넌스의 필요성에 대한 지식이 부족한 오퍼레이터에 대하여, ON-OFF 밸브에의 주목의 필요성을 정량적으로 나타내게 되기 때문에, ON-OFF 밸브의 체크 누설이 발생할 위험성을 저감할 수 있다.
한편, 밸브 메인터넌스 지원 장치의 판정부(6)는, 밸브 ID 기억부(1)에 밸브 ID가 등록되어 있는 각 ON-OFF 밸브의 진단 지표가 미리 규정된 임계치(TH) 이상인지 여부를 밸브마다 판정한다(도 2 단계 S104). 본 실시예에서는, ON-OFF 밸브의 진단 지표로서, 개도 0%→100%의 소요 시간(TOP)과 개도 100%→0%의 소요 시간(TCL) 양쪽 모두를 산출하고 있다. 판정부(6)는, 이들 양 소요 시간(TOP, TCL)의 각각을 임계치(TH)와 비교하면 좋다.
밸브 메인터넌스 지원 장치의 판정 결과 제시부(7)는, 판정부(6)의 판정 결과를 오퍼레이터에 대하여 제시한다(도 2 단계 S105). 구체적으로는, 판정 결과 제시부(7)는, 개폐 소요 시간(TOP, TCL) 중 적어도 한쪽이 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식(예컨대 적색으로 표시)으로 표시하면 좋다.
이렇게 해서, 도 2의 단계 S100~S105의 처리가 정기적으로, 혹은 오퍼레이터로부터 진단 실행의 지시가 있었을 때에 행해진다.
도 5는 ON-OFF 밸브의 개방 동작의 예를 나타낸 도면, 도 6은 ON-OFF 밸브의 폐쇄 동작의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 정상인 상태에서 OP1에 나타낸 바와 같은 개방 동작을 하고 있던 ON-OFF 밸브가, OP1→OP2→OP3과 같이 특성 변화되어, 개도 0%→100%의 소요 시간(TOP)이 점차 늦어진 예를 나타내고 있다. 도 5의 TOPmax는, ON-OFF 밸브의 개도 0%→100%의 소요 시간(TOP)의 최대 허용치를 나타내는 개방측 타이머 상한이다.
한편, 도 6은 정상인 상태에서 CL1에 나타낸 바와 같은 폐쇄 동작을 하고 있던 ON-OFF 밸브가, CL1→CL2→CL3와 같이 특성 변화되어, 개도 100%→0%의 소요 시간(TCL)이 점차 늦어진 예를 나타내고 있다. 도 6의 TCLmax는 ON-OFF 밸브의 개도 100%→0%의 소요 시간(TCL)의 최대 허용치를 나타내는 폐쇄측 타이머 상한이다.
또한, 개폐 소요 시간이 개폐 타이머 상한(TOPmax, TCLmax)에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화(조후)를 포착하기 위해, 임계치(TH)는 개폐 타이머 상한(TOPmax, TCLmax)보다도 작은 값인 것이 바람직하다.
도 7은 진단 지표 제시부(5)와 판정 결과 제시부(7)에 의한 진단 지표의 제시예를 나타낸 도면이다. 도 7의 예에서는, 진단 지표 제시부(5)가 표시하는 화면(50)의 영역(500)에, 밸브 ID "A", "C", "M"의 각 밸브의 진단 지표가 표시되어 있다. 진단 지표 제시부(5)는, ON-OFF 밸브를 진단 대상으로 하고 있는 것을 전달하는 정보를, 화면(50)의 영역(501)에 표시하고 있다. 또한, 진단 지표 제시부(5)는, 미리 준비되어 있는 화상 데이터를 이용하여, 도 7에 도시된 바와 같이 진단 대상의 ON-OFF 밸브가 설치되어 있는 개소의 배관 계장도(計裝圖)(502)를 화면(50)에 표시하도록 하여도 좋다.
본 실시예에서는, 임계치(TH)를 1.5초(상기한 TOPmax, TCLmax의 1/2의 값)로 하고 있다. 도 7의 예에서는, 밸브 ID "M"의 ON-OFF 밸브의 진단 지표 중, 개도 0%→100%의 소요 시간이 1.8초이고, 개도 100%→0%의 소요 시간이 1.7초이다. 이 때문에, 판정 결과 제시부(7)는, 이들 개폐 소요 시간의 수치와 밸브 ID를, 다른 ON-OFF 밸브의 개폐 소요 시간과 상이한 색(도 7의 예에서는 검은 바탕에 흰색)으로 표시하고 있다.
이렇게 해서, 본 실시예에서는, 개폐 소요 시간이 개폐 타이머 상한(TOPmax, TCLmax)에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화(조후)를 포착할 수 있어, 오퍼레이터가 메인터넌스 후보의 ON-OFF 밸브를 선정하는 작업을 지원할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 진단 지표로서, 개방 동작시의 개도 0%→100%의 소요 시간(TOP)과, 폐쇄 동작시의 개도 100%→0%의 소요 시간(TCL) 양쪽 모두를 산출하고 있지만, 어느 쪽인지 한쪽만을 산출하여 임계치(TH)와 비교하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 개방 동작시와 폐쇄 동작시의 임계치(TH)를 동일한 값으로 하고 있지만, 일반적으로 개방 동작시와 폐쇄 동작시에서는 ON-OFF 밸브의 작동 속도가 상이하기 때문에, 개방측 타이머 상한(TOPmax)과 폐쇄측 타이머 상한(TCLmax)도 상이한 값이 되는 경우가 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 개방 동작시와 폐쇄 동작시의 양쪽 모두의 개폐 소요 시간(TOP, TCL)을 산출하는 경우에, 개방 동작시와 폐쇄 동작시의 각각에 대해서 대응하는 임계치(TH)를 개별로 설정해 두도록 하여도 좋다.
[제2 실시예]
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는, 제1 실시예의 실장예를 설명하는 것이다. 도 8은 플랜트와 그 기기 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는, 밸브 ID "A", "M"의 ON-OFF 밸브(10-A, 10-M)가 유로(11-1)에 설치되고, 밸브 ID "C"의 ON-OFF 밸브(10-C)가 유로(11-3)에 설치되어 있는 것으로 한다. 도 8에 있어서의 도면 부호 12-A, 12-C, 12-M은 유량 계측기, 13은 탱크, 14는 압력 발신기이다. 또한, 도 8에서는, 밸브 ID가 "A", "C", "M" 이외의 밸브에 대해서는 기재를 생략하고 있다.
석유, 화학계의 플랜트의 기기 관리 시스템에는, 플랜트의 각 기기를 제어·관리하는 관리 장치(15)가 설치되어 있다. 제1 실시예에서 설명한 밸브 ID 기억부(1)와 수신부(2)와 개도 기억부(3)와 진단 지표 산출부(4)에 대해서는, 플랜트 고유의 방대한 정보를 취급하기 때문에, 관리 장치(15)에 실장되는 것이 바람직하다.
한편, 진단 지표 제시부(5)와 판정부(6)와 판정 결과 제시부(7)는, 원칙적으로 밸브의 메인터넌스 필요와 불필요 판단시에만 필요한 처리를 제공하는 것이다. 또한, 메인터넌스 실시자(메인터넌스 수탁 기업의 작업 담당자)는, 플랜트 오너 기업으로부터 위탁받아 플랜트의 메인터넌스를 실시하는 것이 일반적이다. 따라서, 불특정 다수의 플랜트를 대상으로 하는 것을 상정하여, 메인터넌스 수탁 기업의 작업 담당자(오퍼레이터)가 갖고 다니는 휴대형 컴퓨터(16)에, 진단 지표 제시부(5)와 판정부(6)와 판정 결과 제시부(7)를 실장하는 것이 바람직하다.
플랜트의 관리 장치(15)와 컴퓨터(16)는, 메인터넌스 작업 실시시에 이더넷(등록상표) 등의 통신 기능을 이용하여 일시적으로 접속된다.
오퍼레이터가 컴퓨터(16) 상의 애플리케이션 소프트웨어를 기동하면, 컴퓨터(16)의 CPU는, 메모리에 저장된 프로그램에 따라 처리를 실행하고, 진단 지표 제시부(5)와 판정부(6)와 판정 결과 제시부(7)로서의 기능을 실현한다.
진단 지표 제시부(5)는, 관리 장치(15) 상의 밸브 ID 기억부(1)로부터 밸브 ID를 판독하고, 진단 지표 산출부(4)에 의해 산출된 각 ON-OFF 밸브의 진단 지표를 판독하여, 컴퓨터(16)의 디스플레이에 표시한다(도 2 단계 S103). 또한, 판정 결과 제시부(7)는, 판정부(6)의 판정 결과를 컴퓨터(16)의 디스플레이에 표시한다(도 2 단계 S105).
오퍼레이터는, 표시된 밸브 ID와 진단 지표와 판정 결과에 기초하여, 특히 유의해야 할 ON-OFF 밸브를 확인한다. 오퍼레이터는, 표시된 사항을 확인한 후에, 컴퓨터(16)와 관리 장치(15)와의 접속을 해제한다.
이렇게 해서, 제1 실시예에서 설명한 밸브 메인터넌스 지원 장치를 실제의 플랜트에 적용할 수 있다.
[제3 실시예]
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는, 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도부터 ON-OFF 밸브의 거동을 검지하는 예이다. 도 9는 본 실시예에 따른 밸브 메인터넌스 지원 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 1과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
본 실시예의 밸브 메인터넌스 지원 장치는, 밸브 ID 기억부(1)와, 수신부(2)와, 개도 기억부(3)와, 밸브 ID 기억부(1)에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하는 진단 지표 산출부(4a)와, 진단 지표 산출부(4a)에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하는 진단 지표 제시부(5)와, 진단 지표로서 산출된 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 각각 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하는 판정부(6a)와, 판정부(6a)의 판정 결과를 제시하고, 최대 작동 속도와 최소 작동 속도의 수치 중 적어도 한쪽이 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서는, 이 밸브의 ID와 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 판정 결과 제시부(7)를 구비하고 있다.
도 10은 본 실시예의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 동작을 설명한 흐름도이다. 수신부(2)와 개도 기억부(3)의 동작(도 10 단계 S200, S201)은 제1 실시예에서 설명한 바와 같다.
다음에, 본 실시예의 밸브 메인터넌스 지원 장치의 진단 지표 산출부(4a)는, 밸브 ID 기억부(1)에 밸브 ID가 등록되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 각 ON-OFF 밸브에 대해서, 개도 기억부(3)에 기억된 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출한다(도 10 단계 S202).
본 실시예에서는, ON-OFF 밸브의 작동 속도로서, 개방 동작시의 최대 작동 속도(VOPmax)와, 개방 동작시의 최소 작동 속도(VOPmin)와, 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도(VCLmax)와, 폐쇄 동작시의 최소 작동 속도(VCLmin)를 산출한다. 상기한 바와 같이, 개도 기억부(3)에는, 시계열로 얻어진 개도 계측치 데이터와 밸브 ID와 개도 계측치 데이터의 수신 시각이 기억되어 있기 때문에, 작동 속도를 ON-OFF 밸브마다 및 작동 방향마다 산출하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 있어서, 최소 작동 속도를 검출하는 이유는, 이하와 같다. 최대 작동 속도는, 밸브의 슬라이딩 부분에 있어서의 스틱 슬립이나 밸브 개방시의 점핑을 포착해 버리기 때문에, 변화율의 정합성이 부족하다. 한편, 본 실시예와 같이, 최소 작동 속도를 검출함으로써, 스틱 슬립이나 점핑이라는 요인을 제거할 수 있어, 속도 변화의 정합성을 향상시킬 수 있다.
밸브 메인터넌스 지원 장치의 진단 지표 제시부(5)는, 진단 지표 산출부(4a)에 의해 산출된 각 ON-OFF 밸브의 진단 지표의 수치를 오퍼레이터에 대하여 제시한다(도 10 단계 S203). 제1 실시예와 마찬가지로, 진단 지표 제시부(5)는, ON-OFF 밸브를 진단 대상으로 하고 있는 것을 전달하는 정보를, 진단 지표의 수치와 함께 제시한다.
한편, 밸브 메인터넌스 지원 장치의 판정부(6a)는, 밸브 ID 기억부(1)에 밸브 ID가 등록되어 있는 각 ON-OFF 밸브의 진단 지표의 절대치가 미리 규정된 임계치 이상인지 여부를 밸브마다 판정한다(도 10 단계 S204). 본 실시예에서는, ON-OFF 밸브의 진단 지표로서, 개방 동작시의 최대 작동 속도(VOPmax)와, 개방 동작시의 최소 작동 속도(VOPmin)와, 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도(VCLmax)와, 폐쇄 동작시의 최소 작동 속도(VCLmin)를 산출하고 있다.
판정부(6a)는, 개방 동작시 및 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도(VOPmax, VCLmax)의 각각의 절대치를 대응하는 최대 작동 속도 임계치(THmax)와 비교하고, 개방 동작시 및 폐쇄 동작시의 최소 작동 속도(VOPmin, VCLmin)의 각각의 절대치를 대응하는 최소 작동 속도 임계치(THmin)와 비교하면 좋다.
또한, 작동 속도의 절대치를 임계치와 비교하는 이유는, 개도가 작아지는 방향으로 ON-OFF 밸브가 움직이는 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도(VCLmax) 및 최소 작동 속도(VCLmin)가 음의 값이 되기 때문이다.
제1 실시예와 마찬가지로, 작동 속도가 상한(최대 허용치)에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화(조후)를 포착하기 위해, 임계치(THmax)는 최대 작동 속도의 상한보다도 작은 값인 것이 바람직하고, 임계치(THmin)는 최소 작동 속도의 상한보다도 작은 값인 것이 바람직하다.
밸브 메인터넌스 지원 장치의 판정 결과 제시부(7)는, 판정부(6a)의 판정 결과를 오퍼레이터에 대하여 제시한다(도 10 단계 S205). 구체적으로는, 판정 결과 제시부(7)는, 작동 속도(VOPmax, VOPmin, VCLmax, VCLmin) 중 적어도 하나가 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식(예컨대 적색으로 표시)으로 표시하면 좋다.
이렇게 해서, 도 10의 단계 S200~S205의 처리가 정기적으로, 혹은 오퍼레이터로부터 진단 실행의 지시가 있었을 때에 행해진다.
도 11은 정상인 상태의 ON-OFF 밸브의 최대 작동 속도(VOPmax, VCLmax) 및 최소 작동 속도(VOPmin, VCLmin)의 예를 나타낸 도면, 도 12는 최대 작동 속도(VOPmax, VCLmax) 및 최소 작동 속도(VOPmin, VCLmin)가 감소하는 예를 나타낸 도면, 도 13은 최대 작동 속도(VOPmax, VCLmax) 및 최소 작동 속도(VOPmin, VCLmin)가 증가하는 예를 나타낸 도면이다.
또한, 도 11~도 13의 횡축의 시각은, 작동 속도(VOPmax, VCLmax, VOPmin, VCLmin)를 산출한 시각을 나타내고 있다.
본 실시예의 밸브 메인터넌스 지원 장치를 실제의 플랜트에 적용한 경우의 실장예는 제2 실시예와 동일하기 때문에, 설명은 생략한다.
이렇게 해서, 본 실시예에서는, 작동 속도가 상한에 이르기 전의 ON-OFF 밸브의 작동 변화(조후)를 포착할 수 있어, 오퍼레이터가 메인터넌스 후보의 ON-OFF 밸브를 선정하는 작업을 지원할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 진단 지표로서, 개방 동작시의 최대 작동 속도(VOPmax)와, 개방 동작시의 최소 작동 속도(VOPmin)와, 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도(VCLmax)와, 폐쇄 동작시의 최소 작동 속도(VCLmin)를 산출하고 있지만, 개방 동작시와 폐쇄 동작시 중 어느 쪽인지 한쪽의 속도만을 산출하여 임계치와 비교하여도 좋다.
또한, 개방 동작시와 폐쇄 동작시 양쪽 모두의 작동 속도를 산출하는 경우에, 개방 동작시의 최대 작동 속도 임계치(THmax)와 폐쇄 동작시의 최대 작동 속도 임계치(THmax)를 개별로 설정하고, 개방 동작시의 최소 작동 속도 임계치(THmin)와 폐쇄 동작시의 최소 작동 속도 임계치(THmin)를 개별로 설정해 두도록 하여도 좋다.
제1~제3 실시예에서 설명한 밸브 메인터넌스 지원 장치는, CPU(Central Processing Unit), 기억 장치 및 인터페이스를 구비한 컴퓨터와, 이들 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현할 수 있다. 이 컴퓨터의 구성예를 도 14에 나타낸다. 컴퓨터는 CPU(300)와, 기억 장치(301)와, 인터페이스 장치(이하, I/F라고 약칭함)(302)를 구비하고 있다. I/F(302)에는, 예컨대 밸브, 관리 장치, 디스플레이 등이 접속된다. 이러한 컴퓨터에 있어서, 본 발명의 지원 방법을 실현시키기 위한 프로그램은 기억 장치(301)에 저장된다. CPU(300)는, 기억 장치(301)에 저장된 프로그램에 따라 제1~제3 실시예에서 설명한 처리를 실행한다.
또한, 제2 실시예에 나타낸 바와 같이 밸브 메인터넌스 지원 장치를 관리 장치(15)와 컴퓨터(16)로 나누어 실장하는 경우에는, 이들 각각을 도 14와 같은 구성으로 실현하면 좋다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 밸브 메인터넌스 작업을 지원하는 기술에 적용할 수 있다.
1, 211 : 밸브 ID 기억부 2 : 수신부
3 : 개도 기억부 4, 4a : 진단 지표 산출부
5 : 진단 지표 제시부 6, 6a : 판정부
7 : 판정 결과 제시부 10-A, 10-C, 10-M : ON-OFF 밸브
11-1, 11-3 : 유로 12-A, 12-C, 12-M : 유량 계측기
13 : 탱크 14 : 압력 발신기
15 : 관리 장치 16 : 컴퓨터
200 : 볼 201 : 시트링
202 : 스템 203 : 액추에이터
204 : 개도계 210 : 개도 계측부
212 : 송신부

Claims (9)

  1. 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브의 ID를 미리 기억하도록 구성된 밸브 ID 기억부와,
    ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하도록 구성된 개도 기억부와,
    상기 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하도록 구성된 진단 지표 산출부와,
    이 진단 지표 산출부에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하도록 구성된 진단 지표 제시부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진단 지표로서 산출된 개폐 소요 시간을 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하도록 구성된 판정부와,
    이 판정부의 판정 결과를 제시하도록 구성된 판정 결과 제시부
    를 더 구비하고, 상기 판정 결과 제시부는, 상기 개폐 소요 시간의 수치가 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 상기 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개폐 소요 시간은, 개방 동작시의 개도 0%→100%의 소요 시간과 폐쇄 동작시의 개도 100%→0%의 소요 시간 중 적어도 한쪽인 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  4. 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브의 ID를 미리 기억하도록 구성된 밸브 ID 기억부와,
    ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하도록 구성된 개도 기억부와,
    상기 밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하도록 구성된 진단 지표 산출부와,
    이 진단 지표 산출부에 의해 산출된 진단 지표의 수치를 제시하도록 구성된 진단 지표 제시부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진단 지표로서 산출된 최대 작동 속도와 최소 작동 속도를 각각 미리 규정된 대응하는 임계치와 비교하도록 구성된 판정부와,
    이 판정부의 판정 결과를 제시하도록 구성된 판정 결과 제시부
    를 더 구비하고, 상기 판정 결과 제시부는, 상기 최대 작동 속도와 최소 작동 속도의 수치 중 적어도 한쪽이 대응하는 임계치 이상이라고 판정된 ON-OFF 밸브에 대해서, 이 밸브의 ID와 상기 임계치 이상의 수치를 통상과 상이한 형식으로 제시하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최대 작동 속도와 최소 작동 속도는, 개방 동작시와 폐쇄 동작시 중 적어도 한쪽의 속도인 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진단 지표 제시부는, ON-OFF 밸브를 진단 대상으로 하고 있는 것을 전달하는 정보를, 상기 진단 지표의 수치와 함께 제시하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 장치.
  8. ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하는 제1 단계와,
    밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 개폐 소요 시간을 진단 지표로서 산출하는 제2 단계와,
    이 제2 단계에서 산출한 진단 지표의 수치를 제시하는 제3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 방법.
  9. ON-OFF 밸브에 설치된 개도계로부터 송신된 개도 계측치 데이터를, 이 ON-OFF 밸브의 ID와 함께 기억하는 제1 단계와,
    밸브 ID 기억부에 ID가 기억되어 있는, 메인터넌스의 후보가 될 수 있는 ON-OFF 밸브에 대해서 상기 개도 계측치 데이터에 기초하여 최대 작동 속도 및 최소 작동 속도를 진단 지표로서 산출하는 제2 단계와,
    이 제2 단계에서 산출한 진단 지표의 수치를 제시하는 제3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 메인터넌스 지원 방법.
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