WO2021070923A1 - 診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラム - Google Patents

診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラム Download PDF

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WO2021070923A1
WO2021070923A1 PCT/JP2020/038259 JP2020038259W WO2021070923A1 WO 2021070923 A1 WO2021070923 A1 WO 2021070923A1 JP 2020038259 W JP2020038259 W JP 2020038259W WO 2021070923 A1 WO2021070923 A1 WO 2021070923A1
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WO
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information
diagnosed
diagnostic
diagnosis
fluid
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Application number
PCT/JP2020/038259
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English (en)
French (fr)
Inventor
森田隆寛
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社テイエルブイ filed Critical 株式会社テイエルブイ
Priority to JP2021513346A priority Critical patent/JP7036989B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic system capable of diagnosing process equipment that controls the flow of process fluids flowing through a chemical plant, a method of operating the diagnostic system, and a diagnostic program.
  • process equipment such as on-off valves and control valves are used to control the flow of process fluids such as raw materials, intermediates, and products.
  • process equipment such as a safety valve and a rupture disc that does not circulate the process fluid in normal times but circulates the process fluid only in an emergency is also used. Since all of these process equipment are required to prevent leakage of process fluids, process equipment is generally subject to regular or non-regular inspections.
  • Patent Document 1 discloses a technique for diagnosing the pressure regulator based on the pressure on the secondary side of the pressure regulator. .. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-242909 (Patent Document 2) detects a failure or deterioration of a spring that urges the valve body toward the valve seat based on the pressure of the process fluid and the mobility of the valve. The technology is disclosed. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-54483 (Patent Document 3) discloses a technique for diagnosing an abnormality of a control valve based on a valve opening degree that is periodically sampled.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-524233 (or US Patent Application Publication No. 2014/0352408) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-242909 (or US Patent Application Publication No. 2009/0222220) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-54483 (or US Patent Application Publication No. 2013/0060523)
  • Patent Documents 1 to 3 do not disclose or are insufficient to specify the position and individual of the process device to be diagnosed in the report of the diagnosis result, the past diagnosis result should be utilized. Was not done enough in some cases.
  • the diagnostic system is a diagnostic system capable of diagnosing a process device that controls the flow of a process fluid containing at least one of raw materials, intermediates, products, and wastes distributed in a chemical plant, and is a diagnostic target.
  • a computer can execute a physical quantity measuring unit capable of measuring the physical quantity related to the diagnostic target device, which is the process device, and a diagnostic calculation process for determining the presence or absence of leakage of the process fluid in the diagnostic target device based on the physical quantity.
  • the calculation unit device identification information for identifying the diagnosis target device, diagnosis result information including information related to the physical quantity measured by the physical quantity measurement unit and the result of the diagnostic calculation process, and information related to the installation location of the diagnosis target device.
  • Installation location information including, fluid information including information related to the fluid whose distribution is controlled by the diagnosis target device, device information including information related to the model of the diagnosis target device, and the specified operating state of the diagnosis target device.
  • a storage unit that can store operation information including such information for each device to be diagnosed, the device identification information about the device to be diagnosed, the diagnosis result information, the installation location information, the fluid information, the device information, It is characterized by including a display unit capable of displaying a diagnosis result report screen including the operation information.
  • the operation method of the diagnostic system is a diagnostic system capable of diagnosing a process device that controls the flow of a process fluid containing at least one of raw materials, intermediates, products, and wastes that flow through a chemical plant. It is an operation method and is a physical quantity measurement step for acquiring a physical quantity related to the diagnostic target device which is the process device to be diagnosed, and a diagnostic calculation for determining the presence or absence of leakage of the process fluid in the diagnostic target device based on the physical quantity.
  • a calculation process that executes processing by a computer, device identification information that identifies the device to be diagnosed, diagnosis result information including information related to the physical quantity measured in the physical quantity measurement process and the result of the diagnostic calculation process, and the device to be diagnosed.
  • Installation location information including information related to the installation location, fluid information including information related to the fluid whose distribution is controlled by the diagnosis target device, device information including information related to the model of the diagnosis target device, and the diagnosis target device.
  • the diagnostic program according to the present invention is a diagnostic program capable of diagnosing a process device that controls the flow of a process fluid containing at least one of raw materials, intermediates, products, and wastes distributed in a chemical plant.
  • the calculation function that performs diagnostic calculation processing for determining the presence or absence of leakage of the process fluid in the diagnosis target device and the diagnosis target device are identified based on the physical quantity measured for the diagnosis target device that is the diagnosis target device.
  • the fluid information including the relevant information, the device information including the information related to the model of the diagnosis target device, and the operation information including the information related to the specified operating state of the diagnosis target device are stored in the storage device for each diagnosis target device.
  • the diagnostic results of the process equipment can be provided to the user in an easy-to-use manner.
  • the physical quantity measuring unit includes an ultrasonic measuring unit capable of measuring ultrasonic waves related to the device to be diagnosed and a temperature measuring unit capable of measuring the temperature of the device to be diagnosed.
  • the calculation unit has a first diagnostic calculation process for determining the presence or absence of leakage of the process fluid based on the ultrasonic waves, and a first diagnostic calculation process for determining the presence or absence of leakage of the process fluid based on the temperature. It is preferable that the second diagnostic calculation process for determining the presence or absence can be executed by a computer.
  • a more accurate diagnosis can be performed by combining the first diagnostic calculation process based on ultrasonic waves and the second diagnostic calculation process based on temperature.
  • the diagnostic system according to the present invention preferably further includes an input unit capable of updating each information stored in the storage unit.
  • the storage unit provides information on the status of repair measures for the leak of the diagnostic target device determined to have a leak of the process fluid in the diagnostic calculation process. It is preferable that the repair information including the repair information can be further stored, and the diagnosis result report screen further includes the repair information.
  • the diagnostic system according to the present invention can display the diagnosis result report screen and update the repair information, and among the information stored in the storage unit, other information of the repair information. It is preferable to further provide an administrator terminal, which cannot be updated.
  • the installation location information is position information on a plan view that specifies a position where the diagnostic target device is installed in a plan view of a plant in which the diagnosis target device is installed.
  • the piping equipment diagram of the plant in which the diagnosis target equipment is installed it is preferable to include specific information on the piping equipment diagram that identifies the diagnosis target equipment.
  • the diagnosis result report screen is a plan view portion showing the position of the diagnosis target device in the plan view based on the position information on the plan view of the diagnosis target device. And, based on the specific information on the piping device diagram relating to the diagnosis target device, it is preferable to include a piping device diagram portion that identifies and shows the diagnosis target device in the piping device diagram.
  • the diagnostic system further includes a reading unit attached to the diagnosis target device and capable of reading an identification tag capable of identifying the device identification information related to the diagnosis target device, and the calculation unit. Identifyes the device to be diagnosed based on the device identification information read by the reading unit and executes the diagnostic calculation process, and the storage unit uses the reading unit based on the result of the diagnostic calculation process. It is preferable to store the diagnosis result information related to the diagnosis target device specified by the read device identification information.
  • each process device to be diagnosed can be reliably identified.
  • the diagnostic system according to the present invention further includes an imaging unit capable of photographing the diagnostic target device, and the storage unit can further store image data related to the diagnostic target device photographed by the imaging unit. Therefore, it is preferable that the diagnosis result report screen further includes the image data related to the diagnosis target device.
  • the imaging unit can capture a thermal image of the device to be diagnosed, and the image data includes thermal image data related to the device to be diagnosed, and the diagnosis result.
  • the report screen preferably includes the thermal image data related to the device to be diagnosed.
  • the storage unit can store a plurality of diagnostic result information related to a plurality of diagnoses, and the display unit sequentially arranges the plurality of diagnostic result information. , Or it is preferable that they can be displayed in an overlapping manner.
  • the results of multiple diagnoses can be accumulated and displayed, so it is easy to grasp the change over time in the state of the device to be diagnosed.
  • the diagnostic system according to the present invention the operation method of the diagnostic system, and the embodiment of the diagnostic program will be described with reference to the drawings.
  • the diagnostic system according to the present invention is used in the diagnostic system 1 capable of diagnosing the process equipment that controls the flow of the process fluid in the chemical plant.
  • a process fluid is defined as a fluid containing at least one of raw materials, intermediates, products, and wastes distributed in a chemical plant. That is, the process fluid means a fluid related to a substance directly supplied to a reactant in the reaction step, a mixture to be separated in the separation step, or a substance directly discharged from these steps. Therefore, even fluids used in chemical plants, fluids used as auxiliary in production activities in chemical plants (instrumented air, steam, refrigerant, hydraulic oil, etc.) are not included in the category of process fluids.
  • process fluids are hydrogen, hydrogen sulfide, saturated hydrocarbons (methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, cyclopentane, etc.), unsaturated hydrocarbons (ethylene, propylene, 1-butene, etc.). , Sis-2-butene, trans-2-butene, 1-pentene, cis-2-pentene, trans-2-pentene, 2-methyl-1-butene, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, etc.), etc. Can be mentioned. However, the process fluid is not limited to the above example. Also, the process fluid may be a mixture.
  • the process equipment is defined as the equipment that controls the flow of the process fluid.
  • an on-off valve, a control valve, a safety valve, a rupture disc, and the like are applicable.
  • the on-off valve and the control valve are implemented as valves of a known type such as a globe valve, a gate valve, and a ball valve.
  • the diagnostic system 1 includes a diagnostic device 10, a management terminal 20, and a server device 30 (FIG. 1).
  • the diagnostic machine 10 includes an ultrasonic measurement unit 11 (example of a physical quantity measurement unit) capable of measuring ultrasonic waves, a temperature measurement unit 12 (example of a physical quantity measurement unit) capable of measuring temperature, and a calculation unit capable of arithmetic processing. It has a storage unit 14 capable of storing various types of information, a communication unit 15 capable of communicating with the management terminal 20, and an RFID tag reader 16 (an example of a reading unit).
  • the management terminal 20 is implemented as a tablet computer, and can store a touch panel 21 (example of a display unit and an input unit) capable of receiving input from a user and displaying information to the user, and various information. It has a storage unit 22, an arithmetic unit 23 capable of arithmetic processing, and a communication unit 24 capable of communicating with the diagnostic device 10 and the network N.
  • the server device 30 is implemented as a server-type computer, and has a storage unit 31 that can store various types of information and a communication unit 32 that can be connected to the network N.
  • the ultrasonic measuring unit 11 and the temperature measuring unit 12 are provided at the tip of the rod-shaped probe 10a (FIG. 2).
  • the ultrasonic measuring unit 11 is provided with a known ultrasonic detecting element (for example, a piezoelectric element)
  • the temperature measuring unit 12 is provided with a known temperature measuring element (for example, a thermocouple).
  • the ultrasonic wave measured by the ultrasonic wave measuring unit 11 and the temperature measured by the temperature measuring unit 12 are stored in the storage unit 14 as electronic data, respectively.
  • the storage unit 14 is implemented as a semiconductor memory (flash memory or the like).
  • the calculation unit 13 is implemented as a calculation device having a CPU as a core member, and can perform comparative calculation of ultrasonic wave and temperature data related to a plurality of measurements stored in the storage unit 14.
  • the RFID tag reader 16 can read the control number of the process device from the RFID tag attached to each process device.
  • the read control number identifies the process equipment to be inspected.
  • the communication unit 15 reads the ultrasonic waves measured by the ultrasonic measurement unit 11, the raw temperature data measured by the temperature measurement unit 12, and the arithmetic processing data arithmetically processed by the arithmetic unit 13 by the RFID tag reader 16. It can be sent to the management terminal 20 (communication unit 24) in association with the control number of the processed process device to be inspected.
  • the diagnostic device 10 also has an input button 17 capable of receiving input from the user and a liquid crystal display 18 capable of displaying information to the user (FIG. 2).
  • the liquid crystal display 18 contains ultrasonic data measured by the ultrasonic measuring unit 11, temperature data measured by the temperature measuring unit 12, results of arithmetic processing by the arithmetic unit 13, and various information necessary for diagnostic work. Is displayed.
  • the input button 17 receives an input such as an operation for switching the information displayed on the liquid crystal display 18.
  • the management terminal 20 is implemented as a tablet computer, and the touch panel 21 functions as an input / output interface for the user. Details of various information input / output via the touch panel 21 will be described later.
  • the communication unit 24 can receive various data sent from the diagnostic device 10 (communication unit 15). The received data is stored in the storage unit 22. Further, the communication unit 24 can communicate with the server device 30 (communication unit 32) via the network N and exchange various information with the server device 30. In addition, the communication unit 24 can also communicate with other computers (not shown) on the network N, and various information can be acquired from such other computers.
  • the storage unit 22 is implemented as a semiconductor memory (flash memory or the like).
  • the calculation unit 23 generates a diagnosis result report screen 40 to be displayed on the touch panel 21 based on various data and various information stored in the storage unit 22. The data and information stored in the storage unit 22 and the contents of the diagnosis result report screen 40 will be described later.
  • the server device 30 exchanges various information with the management terminal 20 (communication unit 24) via the communication unit 32, and stores various information in the storage unit 31.
  • the storage unit 31 is mounted as a large-capacity storage device such as a hard disk.
  • the server device 30 can be accessed from other terminals (not shown) of the management terminal 20, and various information stored in the storage unit 31 can be viewed from such other terminals. For example, when an inspector diagnoses a process device using the diagnostic device 10 and the management terminal 20 and stores the diagnosis result in the server device 30, the administrator of the process device can view the diagnosis result from another terminal. ..
  • the information stored in the storage unit 31 of the server device 30 has a position as master data.
  • the storage unit 22 of the management terminal 20 stores information that has not yet been stored in the storage unit 31 after being acquired, input, or the like, and information selected for use in processing on the management terminal 20. Therefore, for example, information that is infrequently displayed on the touch panel 21 is stored in the storage unit 31 and then deleted from the storage unit 22.
  • the diagnosis result report screen 40 is created for each process device to be diagnosed.
  • the diagnosis result report screen 40 serves as an input interface when the inspector inputs the diagnosis result for each process device, and the inspector, the manager, and other related persons view the diagnosis result for each process device. It functions as an output interface.
  • the diagnosis result report screen 40 includes location information 41, fluid information 42, equipment information 43, operation information 44, diagnosis result 45, repair status 46, plan view 47, piping equipment diagram 48 (P & ID 48), and location photograph 49. Is done.
  • the location information 41 includes information for identifying the location where the process equipment to be diagnosed is installed. Specifically, the control number of the process device (example of device identification information), the name of the area where the process device is installed, the name of the process in which the process device is installed, and the process device are installed. The name of the pipe, the name that identifies the location where the process equipment is installed, the hierarchy where the process equipment is installed, and the method for accessing the location where the process equipment is installed (access by foot) Types such as whether it is possible and whether it is necessary to use a step stand, etc.) (both are examples of installation location information) are included. With this information, each of the process equipment to be diagnosed is surely identified, and it assists the worker to reach the process equipment for repair work and the second and subsequent inspections.
  • the fluid information 42 includes information on the fluid distributed to the process equipment to be diagnosed. Specifically, the type of fluid flowing through the process equipment, the state of the fluid flowing through the process equipment (type of gas, liquid, etc.), the line pressure of the fluid flowing through the process equipment, and the process equipment. The back pressure of the circulating fluid is included. All of these pieces of information are information on the state of the process equipment during normal operation. From this information, it is possible to know under what conditions the process equipment is used.
  • the device information 43 includes information about the process device itself to be diagnosed. Specifically, the type of the process equipment (on-off valve, control valve, safety valve, rupture disc, etc.), the open / closed state of the process equipment during normal operation, the manufacturer and model name of the process equipment, and the setting of the process equipment. Includes pressure, as well as inlet and outlet dimensions and connection specifications for the process equipment. This information reveals the specifications of the process equipment and makes it easier to prepare for repair and replacement.
  • the operation information 44 includes information on the operation frequency of the process equipment to be diagnosed. In the example shown in FIG. 3, it is shown that the line on which the process equipment is installed is in operation and its operating time is 24 hours / day and 365 days / year. From this information, the load status of the process equipment can be estimated.
  • the diagnosis result 45 includes information on the diagnosis result of the process device to be diagnosed. Specifically, the date of diagnosis, the inspector who made the diagnosis, the judgment result by the diagnosis, the surface temperature of the inlet and outlet of the process equipment at the time of diagnosis, and the temperature difference thereof are included. The judgment result is expressed in three stages of "normal”, “confirmation required", and "leakage”.
  • the determination result of "normal” means that it can be determined by the diagnosis using the diagnostic machine 10 that the process equipment is in a normal state without any leakage.
  • the determination result of "leakage” also means that it can be determined that a leak has occurred from the process equipment by the diagnosis using the diagnostic machine 10.
  • the determination result of "confirmation required” means that the presence or absence of leakage cannot be determined from the diagnosis using the diagnostic device 10, and a more detailed inspection is required to determine the presence or absence of leakage.
  • the repair status 46 displays the repair status of the process equipment to be diagnosed.
  • the date when the process equipment was confirmed to have been repaired can be input and displayed.
  • plan view 47 a plan view of the periphery of the place where the process equipment to be diagnosed is installed is displayed.
  • the plan view displayed here is a reproduction of the layout plan of the plant owned by the business operator or the like operating the plant in which the process equipment is installed, around the place where the process equipment is installed. ..
  • a display 47a (an example of position information on the plan view) indicating the installation location of the process equipment is displayed.
  • the scale of the plan view 47 can be freely changed.
  • the plan view 47 assists the worker to reach the process equipment for repair work, the second and subsequent inspections, and the like.
  • Piping equipment diagram 48 displays a piping equipment diagram (P & ID) around the place where the process equipment to be diagnosed is installed.
  • the piping equipment diagram displayed here is a copy of the piping equipment diagram for the plant owned by the business operator, etc. that operates the plant where the process equipment is installed, around the location where the process equipment is installed. Is. Further, in the piping equipment diagram 48, a display 48a (an example of specific information on the piping equipment diagram) indicating the process equipment on the piping equipment diagram is displayed.
  • the scale of the piping equipment FIG. 48 can be freely changed. Plumbing equipment Figure 48 helps inspectors, managers, and other stakeholders understand the role of the process equipment in the process.
  • Location photograph 49 includes photographs of the process equipment to be diagnosed and its surroundings.
  • a zoom photograph 49a zoomed in on a bulb (an example of a process device) and an out photograph 49b showing the surroundings of the bulb together are displayed side by side. Further, in the zoom photograph 49a and the out photograph 49b, indicators 49c and 49d for identifying the bulb in the respective photographs are displayed.
  • Location Photo 49 assists the worker in reaching the valve for repair work, the second and subsequent inspections, and the like.
  • a thermal image can be used in place of or in addition to a normal digital image.
  • the thermal image 49f of the bulb to be diagnosed is displayed by superimposing it on a normal digital image.
  • the temperature difference is expressed on the thermal image by displaying the light color to the dark color from the high temperature part to the low temperature part, and the temperature of the valve is high due to the presence of the high temperature process fluid.
  • the primary side (left side in FIG. 4) is shown in light color and the secondary side (right side in FIG. 4) where such process fluid is absent and the temperature is low is shown in dark color.
  • the operation method of the diagnostic system 1 will be described.
  • the inspector possesses the diagnostic machine 10 and the management terminal 20 and inspects each process equipment installed in the plant one by one.
  • the case where the secondary side of the process equipment to be inspected is connected to the flare stack and therefore the secondary side of each process equipment is at atmospheric pressure will be described as an example.
  • the RFID tag reader 16 of the diagnostic device 10 first reads the RFID tag attached to the device to be diagnosed. As a result, the calculation unit 13 acquires the management number of the device to be diagnosed.
  • the acquired management number is sent to the management terminal 20.
  • the calculation unit 23 of the management terminal 20 uses the management number received from the diagnostic device 10 as a key to search whether or not the data related to the device to be diagnosed exists in the storage unit 22 of the management terminal 20.
  • the diagnosis result report screen 40 relating to the device to be diagnosed is displayed on the touch panel 21.
  • the inspector compares the items displayed on the diagnosis result report screen 40 with the installation status and usage status of the equipment to be diagnosed confirmed at the site, and inputs the correction points if there are items to be corrected.
  • the inspector determines the location information 41, the fluid information 42, the device information 43, and the information based on the location where the device to be diagnosed is installed, the piping connected to the device to be diagnosed, the information written on the name plate of the device to be diagnosed, and the like.
  • Each item of the operation information 44 is input. Further, the inspector performs an input operation for designating the position of the device to be diagnosed on the plan view 47, and arranges the indicator 47a at the designated position. Similarly, the indicator 48a is arranged on the piping device FIG. 48.
  • a zoom photograph and an out photograph of the device to be diagnosed are taken and registered as a zoom photograph 49a and an out photograph 49b, respectively.
  • a shooting device provided integrally with the management terminal 20 (example of a shooting unit, not shown) or a shooting device provided separately from the management terminal 20 (example of a shooting unit, not shown) is used. You may go there.
  • an input operation for designating the position of the device to be diagnosed is performed, and the indicators 49c and 49d are arranged. The above input operation may be performed prior to the inspection of the device to be diagnosed, or may be performed at an arbitrary time after the series of inspections is completed.
  • Each of the information input is stored in the storage unit 22 of the management terminal 20 and the storage unit 31 of the server device 30.
  • the liquid crystal display 18 displays an instruction to measure the main body of the device to be diagnosed.
  • the inspector presses the probe 10a of the diagnostic machine 10 against the main body of the device to be diagnosed to perform the inspection.
  • the ultrasonic measurement by the ultrasonic measuring unit 11 and the temperature measurement by the temperature measuring unit 12 are performed, and the calculation unit 13 acquires the measurement results of both measurements. Further, these measurement results are stored in the storage unit 14, and further stored in the storage unit 22 of the management terminal 20 and the storage unit 31 of the server device 30.
  • the calculation unit 13 performs a primary determination calculation (an example of the first diagnostic calculation process) based on the intensity of the detected ultrasonic waves (FIG. 5).
  • the calculation unit 13 compares the intensity of the ultrasonic wave (S11) measured by the ultrasonic wave measurement unit 11 with a predetermined threshold value (S12). If the intensity of the ultrasonic waves is less than the threshold value, the device to be diagnosed is determined to be in a "normal" state with no leakage. On the other hand, when the intensity of the ultrasonic wave is equal to or higher than the threshold value, the liquid crystal display 18 displays an instruction to measure the pipes (hereinafter referred to as peripheral parts) on the upstream side and the downstream side of the device to be diagnosed. To.
  • the inspector sequentially presses the probe 10a against the pipes on the upstream side and the downstream side of the device to be diagnosed, and measures the vibration and temperature of these pipes (S13).
  • the calculation unit 13 acquires the measurement result of the peripheral portion in the same manner as the measurement of the main body portion. Further, the measurement result of the peripheral portion is stored in the storage unit 14.
  • the calculation unit 13 compares the intensity of ultrasonic waves between the main body unit and the peripheral portion (S14a, S14b).
  • the intensity of the ultrasonic wave (second ultrasonic wave) in the peripheral portion is sufficiently larger than the intensity of the ultrasonic wave (first ultrasonic wave) in the main body portion (that is, the intensity of the ultrasonic wave in the peripheral portion is the ultrasonic wave in the main body portion). If the intensity of the ultrasonic waves is greater than the intensity of the sound waves and the difference is greater than or equal to a predetermined reference value), the calculation unit 13 determines that the device to be diagnosed is in a "normal" state.
  • the calculation unit 13 determines that the device to be diagnosed is in a “leakage” state. In this case, it is not considered that the cause of the ultrasonic wave detected in the main body is the disturbance, and it can be determined that the ultrasonic wave is caused by the leakage of the process fluid.
  • the state is "normal” or "leakage” based on the intensity of ultrasonic waves as in these cases, the secondary to quaternary determination described later is not executed.
  • the calculation unit 13 determines that the state of the device to be diagnosed cannot be determined by the primary determination calculation in the “confirmation required” state.
  • the measured ultrasonic wave and temperature data and the determination result are sent to the management terminal 20.
  • the management terminal 20 receives these information, and these information are stored in the storage unit 22. Further, the calculation unit 23 acquires the information, and the diagnosis result report screen 40 displays the items of the diagnosis result 45, the inlet surface temperature, the outlet surface temperature, and the temperature difference based on the received data. ..
  • the diagnostic date is entered based on the date and time the data was received.
  • the diagnostician may be input by the inspector himself, or may be automatically input by a method such as linking to the login ID of the management terminal 20.
  • the management terminal 20 appropriately sends various data stored in the storage unit 22 to the server device 30. Various data are also stored in the storage unit 31 of the server device 30.
  • the calculation unit 23 performs a secondary determination operation (example of the second diagnostic operation process) based on the detected temperature (FIG. 6).
  • the calculation unit 23 acquires the boiling point value of the process fluid from the storage unit 22 based on the input type of the process fluid (S21). If the type of process fluid has not been input, a guide prompting the input is displayed on the touch panel 21. If the storage unit 22 does not store the boiling point value of the process fluid, the boiling point value is acquired from the server device 30 or another computer via the network N.
  • the calculation unit 23 determines whether or not the process fluid is a liquid on the primary side of the device to be diagnosed in normal times based on the input state of the process fluid (type of gas, liquid, etc.). (S22).
  • the process fluid is a liquid
  • the boiling point of the process fluid obtained in S21
  • the ambient air temperature may be acquired by the temperature measuring unit 12 or may be acquired by another known method.
  • the diagnosis target is determined by the secondary determination calculation. It is determined that the device is in a "confirmation required" state in which the state of the device cannot be determined. In this case, a tertiary determination, which will be described later, is required for further determination.
  • the process fluid is liquid on the primary side of the device to be diagnosed and its boiling point is lower than the temperature, and a leak occurs in the device to be diagnosed
  • the process fluid leaked from the device to be diagnosed is released to atmospheric pressure.
  • the heat of vaporization takes away the heat around the flow path on the secondary side, so that the temperature drops on the downstream side of the device to be diagnosed. That is, based on the state of the process fluid on the primary side of the device to be diagnosed and the boiling point of the process fluid, it is possible to predict whether or not the temperature will drop due to the heat of vaporization when a leak occurs in the device to be diagnosed.
  • the calculation unit 23 compares the temperature on the downstream side of the device to be diagnosed with the temperature and air temperature on the upstream side (S24).
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is in a “leakage” state. In this case, it can be said that a clear temperature drop is observed on the downstream side (there is a temperature difference that exceeds the temperature difference range due to errors, variations, etc.), so the process fluid leaks and the temperature drop due to the heat of vaporization occurs. This is because it can be determined that it has occurred.
  • the calculation unit 23 further compares the temperature on the downstream side with the air temperature ( S25).
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is in the "normal" state. This is because if there is a leak, the temperature should drop due to the heat of vaporization as described above, so the phenomenon that the temperature on the downstream side is equal to or higher than the outside air temperature cannot be observed. is there.
  • the calculation unit 23 performs a tertiary determination calculation (an example of the second diagnostic calculation process) based on the detected temperature (FIG. 7). The calculation unit 23 compares the temperature on the upstream side of the device to be diagnosed with the ambient temperature of the device to be diagnosed at the time of diagnosis (S31).
  • the calculation unit 23 determines that the state of the device to be diagnosed cannot be determined by the tertiary determination calculation in the "confirmation required" state. In this case, a quaternary determination described later is required for further determination.
  • the calculation unit 23 compares the temperature on the downstream side with the air temperature (S32).
  • the calculation unit 23 causes the touch panel 21 to display a guide to confirm the state of the steam trace on the downstream side of the device to be diagnosed (S33).
  • the inspector confirms the state of the steam trace by visual inspection, palpation, etc. according to the guidance, and determines whether or not the installation state of the steam trace changes the temperature state on the downstream side of the device to be diagnosed. ,
  • the result is input to the touch panel 21 (S34).
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is in a “leakage” state.
  • the temperature on the upstream side is higher than the air temperature, that is, the process fluid having a temperature higher than the air temperature is circulating on the primary side of the device to be diagnosed. Therefore, if the process fluid leaks to the secondary side of the equipment to be diagnosed, the temperature of the piping on the secondary side rises. It is determined that the temperature rise is not caused by the poor installation condition of the steam trace. For the above reasons, in the above case, it is determined that the state is "leakage”.
  • the calculation unit 23 determines the state of the device to be diagnosed by the tertiary determination calculation. It is determined that the status is "confirmation required". In this case, a quaternary determination described later is required for further determination.
  • the calculation unit 23 informs the touch panel 21 that the state of the steam trace around the device to be diagnosed is confirmed.
  • Display The inspector confirms the state of the steam trace by visual inspection, palpation, etc. according to the guidance, determines whether the installation state of the steam trace changes the temperature state of the device to be diagnosed, and the result. Is input to the touch panel 21 (S36).
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is in the "normal" state.
  • the calculation unit 23 determines the device to be diagnosed by the tertiary judgment calculation. It is determined that the state is a "confirmation required" state in which the state of is cannot be determined. In this case, a quaternary determination described later is required for further determination.
  • a quaternary determination is performed (FIG. 8). First, it is confirmed whether or not there is a valve that can be opened and closed on the downstream side of the device to be diagnosed (S41). If such a valve does not exist, or if such a valve exists but the valve cannot be operated due to circumstances such as operating conditions, it is determined that the state of the device to be diagnosed cannot be determined, and the calculation unit 23 diagnoses it. Confirm the judgment that the status of the target device is "confirmation required".
  • the calculation unit 23 causes the touch panel 21 to display a guide to the effect that ultrasonic measurement of the device to be diagnosed should be performed (S42).
  • the inspector brings the probe 10a of the diagnostic device 10 into contact with the device to be diagnosed according to the guidance, and starts the ultrasonic measurement by the ultrasonic measuring unit 11.
  • the calculation unit 23 causes the touch panel 21 to display a guide to open / close the valve while continuing the ultrasonic measurement (S43, S45).
  • the inspector confirms the result of the ultrasonic measurement (S44) when the valve is closed and the ultrasonic measurement (S46) when the valve is opened.
  • the ultrasonic wave is also detected in the ultrasonic wave measurement (S42) before the valve operation is performed.
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is in a “leakage” state. If the valve on the downstream side is closed when a leak has occurred, the pressures on the primary side and the secondary side of the device to be diagnosed will eventually become the same, and the leak will not occur and ultrasonic waves will not be detected. However, when the valve is opened, a pressure difference is generated again, so that a leak occurs and the ultrasonic wave is detected again. For the above reasons, in the above case, it is determined that the state is "leakage".
  • the calculation unit 23 determines that the device to be diagnosed is ". It is determined that the state is "normal". In this case, it is determined that the ultrasonic waves (S12, S42) previously detected from the main body are due to disturbance.
  • the diagnostic results for each process device are accumulated.
  • Inspectors, plant managers, and other related parties (hereinafter referred to as viewers) have diagnosed the results of each process device on the management terminal 20, the administrator terminal for the administrator, or any other terminal.
  • the report screen 40 can be displayed to view the diagnosis results and related information of each process device. Further, the viewer can see a list of process devices in the "leakage” state, a list of process devices in the "confirmation required” state, based on the diagnosis results of the plurality of process devices stored in the storage unit 31 of the server device 30. You can browse secondary information such as counting the number of process equipment in "leakage" status for each plant area.
  • each diagnostic target device is superimposed on the plan view of the plant, and the color of each icon corresponds to the state of each diagnostic target device (“normal” is green, “confirmation required” is yellow. , “Leakage” is red) It is also possible to output the equipment distribution map.
  • repair measures such as repair and replacement are required.
  • the process equipment should be dismantled and inspected at the opportunity of shutting down the plant, and if any leakage is found, repair measures are required.
  • any viewer can input the implementation status of the repair measures to the repair status 46 of the diagnosis result report screen 40.
  • the repair measures have been completed for the process equipment diagnosed as "leakage”
  • the state of the process equipment is changed to "leakage (repaired)”.
  • the process equipment to be repaired can be identified locally by referring to the location information 41, the fluid information 42, the equipment information 43, the plan view 47, the piping equipment diagram 48, and the location photograph 49. It's easy to do.
  • the diagnostic system 1 can update the parts other than the repair status 46 of the diagnosis result report screen 40 only from the management terminal 20 for the parts other than the repair status 46, such as an administrator terminal. It is configured so that it cannot be updated from other terminals.
  • the location information 41, the fluid information 42, the equipment information 43, the operation information 44, the plan view 47, the piping equipment diagram 48, and the location photograph 49 are information that do not need to be updated in principle, and the diagnosis result 45 is the diagnostic machine. This is because the information should be updated only when it is based on the actual measurement using 10. The above configuration can prevent information that should not be updated from being accidentally updated.
  • the configuration in which the diagnostic system 1 includes the diagnostic device 10, the management terminal 20, and the server device 30 has been described as an example.
  • the ultrasonic measuring unit, the temperature measuring unit, and the arithmetic unit, and any other components may be one, two, or. It can exist as four or more constituent devices.
  • the diagnostic system according to the present invention may be configured, for example, to perform arithmetic processing by an arithmetic unit of a server device.
  • a configuration in which the arithmetic processing related to the primary determination is executed by the arithmetic unit 13 of the diagnostic machine 10 and the arithmetic processing related to the secondary to quaternary determination is executed by the arithmetic unit 23 of the management terminal 20 will be described as an example. did.
  • the allocation of which arithmetic unit performs each arithmetic processing is arbitrary.
  • the vibration of the pipes on the upstream side and the downstream side of the device to be diagnosed will be measured as an example. did.
  • the measurement of the second ultrasonic wave according to the present invention is not limited to the above mode as long as the ultrasonic wave is measured for the pipe connected to the device to be diagnosed. For example, the vibration of only one of the pipes on the upstream side and the downstream side of the device to be diagnosed may be measured.
  • the method of determining the presence or absence of leakage of the process fluid based on ultrasonic waves is not particularly limited.
  • the waveform, feature amount, average value, etc. of the ultrasonic wave can be used as the determination material.
  • the method of determining the presence or absence of leakage of the process fluid based on the temperature is not particularly limited.
  • the time-varying rate of temperature, the moving average, the maximum value or the minimum value in a predetermined period, and the like can be used as judgment materials.
  • the method for determining the presence or absence of leakage of the process fluid based on the temperature is not particularly limited. For example, when the temperature on the upstream side of the device to be diagnosed is lower than the air temperature, the phenomenon that the temperature drops on the secondary side due to the leakage of the process fluid may be utilized.
  • the diagnosis result report screen 40 shows the location information 41, the fluid information 42, the equipment information 43, the operation information 44, the diagnosis result 45, the repair status 46, the plan view 47, the piping equipment diagram 48, and the location photograph 49.
  • the configuration including is described as an example.
  • the diagnosis result report screen according to the present invention may include at least device identification information, diagnosis result information, installation location information, fluid information, device information, and operation information. ..
  • information other than those illustrated above may be included, and may include, for example, the color of the flare stack flame at the time of diagnosis, an image of the flame, and the like.
  • the diagnostic system can diagnose the process equipment installed in any manner as long as it is a process equipment that controls the flow of the process fluid.
  • the criteria for each of the primary to quaternary determinations can be arbitrarily changed based on the conditions under which the process equipment is installed. For example, if the secondary side of the process equipment has a pressure lower than the primary side and higher than the atmospheric pressure, the range of temperature drop caused by the heat of vaporization of the leaked process fluid can be small, so the judgment conditions are set in consideration of this. ..
  • the method of specifying the device identification information for identifying the device to be diagnosed is not particularly limited. For example, an inspector visually reads the device identification information written on the name plate of the device to be diagnosed. This may be a method of inputting this into the diagnostic system.
  • the present invention can be used, for example, in a diagnostic system capable of diagnosing process equipment that controls the flow of process fluids in a chemical plant.
  • Diagnostic system 10 Diagnostic machine 10a: Probe 11: Ultrasonic measurement unit 12: Temperature measurement unit 13: Calculation unit (diagnosis machine) 14: Memory unit (diagnostic machine) 15: Communication unit (diagnostic machine) 16: RFID tag reader 17: Input button 18: Liquid crystal display 20: Management terminal 21: Touch panel 22: Storage unit (management terminal) 23: Calculation unit (management terminal) 24: Communication unit (management terminal) 30: Server device 31: Storage unit (server device) 32: Communication unit (server device) N: Network 40: Diagnosis result report screen 41: Location information 42: Fluid information 43: Equipment information 44: Operation information 45: Diagnosis result 46: Repair status 47: Plan view 47a: Indicator (plan view) 48: Piping equipment diagram 48a: Indicator (Piping equipment diagram) 49: Location photo 49a: Zoom photo 49b: Out photo 49c: Displayer (zoom photo) 49d: Displayer (out photo) 49e: Alternative example of zoom photo 49f: Thermal image

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Abstract

プロセス機器を診断可能な診断システムであって、物理量測定部と、演算部と、機器を識別する機器識別情報、測定した物理量および診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報45、設置場所に係る情報を含む設置場所情報41、流体に係る情報を含む流体情報42、診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報43、および診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報44、を診断対象機器ごとに記憶可能な記憶部と、診断対象機器についての機器識別情報、診断結果情報45、設置場所情報41、流体情報42、機器情報43、および運転情報44を含む診断結果報告画面40を表示可能な表示部と、を備えることを特徴とする。

Description

診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラム
 本発明は、化学プラントを流通するプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラムに関する。
 化学プラントでは、原料、中間体、製品などのプロセス流体の流通を制御するために、開閉弁や制御弁などのプロセス機器が多数用いられている。また、併せて、安全弁や破裂板などの、平常時はプロセス流体を流通させず、非常時のみにプロセス流体を流通させるプロセス機器も用いられている。これらのプロセス機器はいずれも、プロセス流体を漏洩させないことが要求されるため、プロセス機器は一般的に、定期的または非定期的な検査を受ける。
 プロセス機器を検査する技術として、たとえば特開2016-524233号公報(特許文献1)には、圧力調整器の二次側における圧力に基づいて、当該圧力調整器を診断する技術が開示されている。また、特開2013-242909号公報(特許文献2)には、プロセス流体の圧力と弁の移動度とに基づいて、弁体を弁座に向けて付勢するばねの故障または劣化を検出する技術が開示されている。他にも、特開2013-54483号公報(特許文献3)には、定期的にサンプリングされる弁開度に基づいて調節弁の異常を診断する技術が開示されている。
特開2016-524233号公報(または米国特許出願公開第2014/0352408号明細書) 特開2013-242909号公報(または米国特許出願公開第2009/0222220号明細書) 特開2013-54483号公報(または米国特許出願公開第2013/0060523号明細書)
 化学プラントにおいては、多数のプロセス機器について定期的な診断を行い、プロセス機器群の運転状態を良好に維持することが求められる。かかる維持のためには、過去の診断結果を、保守整備作業および次回以降の診断において有効に活用することが望ましい。しかし、特許文献1~3では、診断結果の報告について、診断対象のプロセス機器の位置や個体などを特定することについて開示がないか、または不十分であるため、過去の診断結果を活用することが十分になされない場合があった。
 そこで、プロセス機器の診断結果を、利用しやすい態様で使用者に提供できる診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラムの実現が求められる。
 本発明に係る診断システムは、化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システムであって、診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器に係る物理量を測定可能な物理量測定部と、前記物理量に基づいて前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理をコンピュータにより実行可能な演算部と、前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量測定部により測定した前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶可能な記憶部と、前記診断対象機器についての前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示可能な表示部と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る診断システムの運転方法は、化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システムの運転方法であって、診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器に係る物理量を取得する物理量測定工程と、前記物理量に基づいて前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理をコンピュータにより実行する演算工程と、前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量測定工程において測定した前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶装置に記憶する記憶工程と、前記診断対象機器についての前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示装置に表示する表示工程と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明に係る診断プログラムは、化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断プログラムであって、診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器について測定した物理量に基づいて、前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理を行う演算機能と、前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶装置に記憶する記憶機能と、前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示装置に表示する表示機能と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
 これらの構成によれば、プロセス機器の診断結果を、利用しやすい態様で使用者に提供できる。
 以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記物理量測定部は、前記診断対象機器に係る超音波を測定可能な超音波測定部と、前記診断対象機器に係る温度を測定可能な温度測定部とを有し、前記演算部は、前記診断演算処理として、前記超音波に基づいて前記プロセス流体の漏れの有無を判定する第一診断演算処理と、前記温度に基づいて前記プロセス流体の漏れの有無を判定する第二診断演算処理とをコンピュータにより実行可能であることが好ましい。
 この構成によれば、超音波に基づく第一診断演算処理と、温度に基づく第二診断演算処理とを組み合わせて、より精度の高い診断を実施しうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記記憶部に記憶された各情報を更新可能な入力部をさらに備えることが好ましい。
 この構成によれば、プラント機器に係る各種情報を適宜更新できる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記記憶部は、前記診断演算処理において前記プロセス流体の漏れがあると判定された前記診断対象機器について、当該漏れに対する補修措置の状況に係る情報を含む補修情報をさらに記憶可能であり、前記診断結果報告画面は、前記補修情報をさらに含むことが好ましい。
 この構成によれば、補修が必要なプロセス機器について、その補修の状況を容易に把握しうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記診断結果報告画面の表示および前記補修情報の更新が可能であり、かつ、前記記憶部に記憶されている情報のうち前記補修情報の他の情報の更新は不可能である管理者用端末をさらに備えることが好ましい。
 この構成によれば、更新されるべきでない情報が不慮に更新されることを防ぎうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記設置場所情報は、前記診断対象機器が設置されているプラントの平面図において前記診断対象機器が設置されている位置を特定する平面図上位置情報と、前記診断対象機器が設置されているプラントの配管機器図において前記診断対象機器を特定する配管機器図上特定情報と、を含むことが好ましい。
 この構成によれば、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が診断対象機器に到達することが補助されうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記診断結果報告画面は、前記診断対象機器に係る前記平面図上位置情報に基づいて、前記平面図において前記診断対象機器の位置を示す平面図部分と、前記診断対象機器に係る前記配管機器図上特定情報に基づいて、前記配管機器図において前記診断対象機器を特定して示す配管機器図部分と、を含むことが好ましい。
 この構成によれば、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が診断対象機器に到達することが補助されうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記診断対象機器に取り付けられた、当該診断対象機器に係る前記機器識別情報を特定可能な識別タグを読取可能な読取部をさらに備え、前記演算部は、前記読取部が読み取った前記機器識別情報に基づいて前記診断対象機器を特定して前記診断演算処理を実行し、前記記憶部は、前記診断演算処理の結果に基づいて、前記読取部が読み取った前記機器識別情報により特定される前記診断対象機器に係る診断結果情報を記憶することが好ましい。
 この構成によれば、診断対象のプロセス機器の各々を確実に特定しうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記診断対象機器を撮影可能な撮影部をさらに備え、前記記憶部は、前記撮影部により撮影した前記診断対象機器に係る画像データをさらに記憶可能であり、前記診断結果報告画面は、前記診断対象機器に係る前記画像データをさらに含むことが好ましい。
 この構成によれば、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が診断対象機器に到達することが補助されうる。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記撮影部は、前記診断対象機器の熱画像を撮影可能であり、前記画像データは、前記診断対象機器に係る熱画像データを含み、前記診断結果報告画面は、前記診断対象機器に係る前記熱画像データを含むことが好ましい。
 この構成によれば、診断対象機器の温度状態を理解しやすい。
 本発明に係る診断システムは、一態様として、前記記憶部は、複数回の診断に係る複数の診断結果情報を記憶可能であり、前記表示部は、当該複数の診断結果情報を、順次、並べて、または重ねて表示できることが好ましい。
 この構成によれば、複数回の診断結果を蓄積および表示できるので、診断対象機器の状態の経時変化を把握しやすい。
 本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
本発明の実施形態に係る診断システムの構成図である。 本発明の実施形態に係る診断機の外観図である。 本発明の実施形態に係る診断結果報告画面の例である。 本発明の実施形態に係るズーム写真の代替例である。 本発明の実施形態に係る一次判定のフロー図である。 本発明の実施形態に係る二次判定のフロー図である。 本発明の実施形態に係る三次判定のフロー図である。 本発明の実施形態に係る四次判定のフロー図である。
 本発明に係る診断システム、診断システムの運転方法、および診断プログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る診断システムを、化学プラントにおいてプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システム1に用いた例について説明する。
〔用語の定義〕
 本願に係る明細書等において、プロセス流体とは、化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含む流体であると定義する。すなわち、プロセス流体とは、反応工程における反応物質や分離工程における分離対象の混合物などに対して直接に供給される物質、またはこれらの工程から直接に排出される物質に係る流体をいう。したがって、化学プラントにおいて用いられる流体であっても、化学プラントにおける生産活動において補助的に使用される流体(計装エアー、蒸気、冷媒、作動油など)は、プロセス流体の範疇に含めない。
 プロセス流体の例として、水素、硫化水素、飽和炭化水素(メタン、エタン、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンなど)、不飽和炭化水素(エチレン、プロピレン、1-ブテン、シス-2-ブテン、トランス-2-ブテン、1-ペンテン、シス-2-ペンテン、トランス-2-ペンテン、2-メチル-1-ブテンなど)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエンなど)などが挙げられる。ただし、プロセス流体は、上記の例に限定されない。また、プロセス流体は、混合物であってもよい。
 本願に係る明細書等において、プロセス機器とは、プロセス流体の流通を制御する機器であると定義する。具体的には、開閉弁、制御弁、安全弁、破裂板などが該当する。これらの例のうち、開閉弁および制御弁は、グローブ弁、ゲート弁、ボール弁などの公知の方式の弁として実装される。
〔診断システムの構成〕
 本実施形態に係る診断システム1は、診断機10と、管理端末20と、サーバ装置30とを備える(図1)。診断機10は、超音波を測定可能な超音波測定部11(物理量測定部の例)と、温度を測定可能な温度測定部12(物理量測定部の例)と、演算処理が可能な演算部13と、各種の情報を記憶可能な記憶部14と、管理端末20と通信可能な通信部15と、RFIDタグリーダ16(読取部の例)と、を有する。管理端末20は、タブレット型コンピュータとして実装されており、使用者からの入力の受付および使用者に対する情報の表示が可能なタッチパネル21(表示部および入力部の例)と、各種の情報を記憶可能な記憶部22と、演算処理が可能な演算部23と、診断機10およびネットワークNと通信可能な通信部24と、を有する。サーバ装置30は、サーバ型コンピュータとして実装されており、各種の情報を記憶可能な記憶部31と、ネットワークNに接続可能な通信部32とを有する。
 診断機10において、超音波測定部11および温度測定部12は、棒状の探針10aの先端に設けられている(図2)。この探針10aを、診断対象のプロセス機器である診断対象機器に接触させることで、超音波測定部11による超音波測定と、温度測定部12による温度測定とを同時に実施できる。超音波測定部11には公知の超音波検出素子(たとえば、圧電素子)が設けられており、温度測定部12には公知の温度測定素子(たとえば、熱電対)が設けられている。
 超音波測定部11により測定された超音波と、温度測定部12により測定された温度とは、それぞれ電子データとして、記憶部14に記憶される。記憶部14は、具体的には半導体メモリ(フラッシュメモリなど)として実装されている。演算部13は、CPUを中核部材とする演算装置として実装されており、記憶部14に記憶された複数回の測定に係る超音波および温度のデータを比較演算できる。
 RFIDタグリーダ16は、各プロセス機器に取り付けられたRFIDタグから、当該プロセス機器の管理番号を読み取ることができる。読み取られた管理番号により、検査対象のプロセス機器が特定される。
 通信部15は、超音波測定部11により測定された超音波および温度測定部12により測定された温度の生データ、および、演算部13により演算処理された演算処理データを、RFIDタグリーダ16により読み取られた検査対象のプロセス機器の管理番号と関連付けて、管理端末20(通信部24)に対して送出できる。
 診断機10は、その他、使用者からの入力を受付可能な入力ボタン17、および、使用者に対して情報を表示可能な液晶ディスプレイ18を有する(図2)。液晶ディスプレイ18には、超音波測定部11により測定された超音波および温度測定部12により測定された温度の各データ、演算部13による演算処理の結果、および診断作業に必要な種々の情報が表示される。入力ボタン17は、液晶ディスプレイ18に表示される情報を切り替える操作などの入力を受け付ける。
 前述の通り管理端末20はタブレット型コンピュータとして実装されており、タッチパネル21は使用者に対する入出力インターフェースとして機能する。タッチパネル21を介して入出力される各種情報の詳細については後述する。
 通信部24は、診断機10(通信部15)から送出された各種データを受信できる。受信したデータは、記憶部22に記憶される。また通信部24は、ネットワークNを介してサーバ装置30(通信部32)と通信し、各種の情報をサーバ装置30と交換できる。加えて、通信部24は、ネットワークN上の他のコンピュータ(不図示)とも通信可能であり、かかる他のコンピュータからも各種の情報を取得できる。
 記憶部22には、診断機10から受信した各種データに加えて、診断対象の各プロセス機器に係る各種の情報が記憶される。記憶部22は、具体的には半導体メモリ(フラッシュメモリなど)として実装されている。演算部23は、記憶部22に記憶された各種データおよび各種情報に基づいて、タッチパネル21に表示する診断結果報告画面40を生成する。記憶部22に記憶されるデータおよび情報ならびに診断結果報告画面40の内容については後述する。
 サーバ装置30は、通信部32を介して管理端末20(通信部24)と各種の情報を交換するとともに、記憶部31に各種の情報を記憶する。記憶部31は、ハードディスク等の大容量記憶装置として実装されている。サーバ装置30に対しては、管理端末20の他の端末(不図示)からもアクセスでき、記憶部31に記憶された各種の情報を、かかる他の端末からも閲覧できる。たとえば、検査員が診断機10および管理端末20を用いてプロセス機器の診断を行い、その診断結果をサーバ装置30に記憶させると、当該プロセス機器の管理者が診断結果を他の端末から閲覧できる。
 なお、診断システム1において、サーバ装置30の記憶部31に記憶された情報がマスターデータとしての位置づけを有する。管理端末20の記憶部22は、取得、入力等された後、まだ記憶部31に記憶されていない情報、および、管理端末20上での処理に用いるために選択された情報を記憶する。そのため、たとえばタッチパネル21に表示する頻度の低い情報などは、記憶部31に記憶された上で、記憶部22からは削除される。
〔診断結果報告画面の構成〕
 次に、タッチパネル21に表示される診断結果報告画面40(図3)の構成について説明する。診断結果報告画面40は、診断対象のプロセス機器ごとに作成される。診断結果報告画面40は、検査員が各プロセス機器についての診断結果を入力する際の入力インターフェースとして、かつ、検査員、管理者、およびその他の関係者が各プロセス機器についての診断結果を閲覧する際の出力インターフェースとして、機能する。診断結果報告画面40には、ロケーション情報41、流体情報42、機器情報43、運転情報44、診断結果45、補修状況46、平面図47、配管機器図48(P&ID48)、およびロケーション写真49が含まれる。
 ロケーション情報41には、診断対象のプロセス機器が設置されている場所を特定するための情報が含まれる。具体的には、当該プロセス機器の管理番号(機器識別情報の例)、当該プロセス機器が設置されているエリアの名称、当該プロセス機器が設置されているプロセスの名称、当該プロセス機器が設置されている配管の名称、当該プロセス機器が設置されている地点を特定する名称、当該プロセス機器が設置されている階層、および、当該プロセス機器が設置されている箇所にアクセスするための方法(徒歩によりアクセス可能か、脚立等を使用する必要があるか、などの種別)など(いずれも設置場所情報の例)が含まれる。これらの情報により、診断対象のプロセス機器の各々を確実に特定するとともに、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が当該プロセス機器に到達することを補助する。
 流体情報42には、診断対象のプロセス機器に流通する流体に関する情報が含まれる。具体的には、当該プロセス機器を流通する流体の種類、当該プロセス機器を流通する流体の状態(気体、液体などの種別)、当該プロセス機器を流通する流体のライン圧力、および、当該プロセス機器を流通する流体の背圧などが含まれる。なお、これらの情報はいずれも、当該プロセス機器の平常運転時の状態に関する情報である。これらの情報により、当該プロセス機器がどのような条件下で使用されているかがわかる。
 機器情報43には、診断対象のプロセス機器自身に関する情報が含まれる。具体的には、当該プロセス機器の種類(開閉弁、制御弁、安全弁、破裂板など)、当該プロセス機器の平常運転時における開閉状態、当該プロセス機器の製造元メーカーおよび型式名、当該プロセス機器の設定圧力、ならびに当該プロセス機器の入口および出口の寸法および接続仕様などが含まれる。これらの情報により、当該プロセス機器の仕様が明らかになり、修理および交換の準備がしやすくなる。
 運転情報44には、診断対象のプロセス機器の運転頻度に関する情報が含まれる。図3に示した例では、当該プロセス機器が設置されたラインが運転中であり、その稼働時間は24時間/日かつ365日/年であることが示されている。これらの情報により、当該プロセス機器の負荷状況を推定しうる。
 診断結果45(診断結果情報の例)には、診断対象のプロセス機器の診断結果に関する情報が含まれる。具体的には、診断を行った日、診断を行った検査員、診断による判定結果、ならびに診断時における当該プロセス機器の入口および出口の表面温度およびその温度差などが含まれる。判定結果は、「正常」、「要確認」、および「漏れ」の三段階で表現される。「正常」の判定結果は、診断機10を用いた診断により、当該プロセス機器から漏れが生じていない正常な状態であると断定できたことを意味する。「漏れ」の判定結果も同様に、診断機10を用いた診断により、当該プロセス機器から漏れが生じていると断定できたことを意味する。一方、「要確認」の判定結果は、診断機10を用いた診断からでは漏れの有無を断定できず、漏れの有無を判定するためにはより詳細な検査が必要であることを意味する。
 補修状況46には、診断対象のプロセス機器の補修状況が表示される。図3に示した例では、当該プロセス機器が補修されたことが確認された日付を入力および表示できるようになっている。
 平面図47には、診断対象のプロセス機器が設置された箇所の周辺の平面図が表示される。ここで表示される平面図は、当該プロセス機器が設置されたプラントを運転する事業者等が所持する当該プラントについての配置図を、当該プロセス機器が設置された箇所の周辺について複製したものである。また、平面図47には、当該プロセス機器の設置場所を表す表示子47a(平面図上位置情報の例)が表示される。なお、平面図47の縮尺は自由に変更できる。平面図47は、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が当該プロセス機器に到達することを補助する。
 配管機器図48には、診断対象のプロセス機器が設置された箇所の周辺の配管機器図(P&ID)が表示される。ここで表示される配管機器図は、当該プロセス機器が設置されたプラントを運転する事業者等が所持する当該プラントについての配管機器図を、当該プロセス機器が設置された箇所の周辺について複製したものである。また、配管機器図48には、配管機器図上における当該プロセス機器を示す表示子48a(配管機器図上特定情報の例)が表示される。なお、配管機器図48の縮尺は自由に変更できる。配管機器図48は、検査員、管理者、およびその他の関係者が、当該プロセス機器のプロセス中での役割を理解する助けとなる。
 ロケーション写真49には、診断対象のプロセス機器およびその周辺を撮影した写真が含まれる。図3に示した例では、バルブ(プロセス機器の例)にズームインしたズーム写真49aと、当該バルブの周囲を一緒に写したアウト写真49bとが並べて表示される。また、ズーム写真49aおよびアウト写真49bには、それぞれの写真中におけるバルブを特定する表示子49c、49dが表示される。ロケーション写真49は、修理作業および二回目以降の検査等のために作業員が当該バルブに到達することを補助する。
 なお、ロケーション写真49としては、通常のデジタル画像に替えて、または加えて、熱画像を使用できる。たとえば、図4に示したズーム写真の代替例49eでは、通常のデジタル画像に重ねて、診断対象のバルブの熱画像49fを表示する。この例では、高温部分から低温部分にかけて、明色から暗色に移り変わる態様で表示することによって、熱画像上で温度差を表現しており、高温のプロセス流体が存在するために温度が高いバルブの一次側(図4では左側)は明色で示され、かかるプロセス流体が存在せず温度が低い二次側(図4では右側)は暗色で示される。
〔診断システムの運転方法〕
 次に、本実施形態に係る診断システム1の運転方法について説明する。プロセス機器の診断にあたり、検査員は、診断機10および管理端末20を所持して、プラント内に設置された各プロセス機器を一つずつ検査する。なお、本実施形態では、検査対象とするプロセス機器の二次側がフレアスタックに接続されており、したがって各プロセス機器の二次側が大気圧である場合を例として説明する。
《検査の開始》
 検査員が診断対象のプロセス機器(以下、診断対象機器という。)に到達すると、まず、診断機10のRFIDタグリーダ16により、診断対象機器に取り付けられたRFIDタグを読み取る。これにより、演算部13は、診断対象機器の管理番号を取得する。
 取得された管理番号は、管理端末20に送出される。管理端末20の演算部23は、診断機10から受信した管理番号をキーとして、診断対象機器に関するデータが管理端末20の記憶部22に存在するか否かを検索する。かかるデータが存在する場合は、タッチパネル21に、診断対象機器に関する診断結果報告画面40が表示される。検査員は、診断結果報告画面40に表示された事項と、現地において確認した診断対象機器の設置状況および使用状況とを比較し、修正すべき項目があれば修正点を入力する。
 一方、診断対象機器の管理番号に対応するデータが存在しない場合は、診断対象機器の管理番号のみが入力された新規データが作成される。検査員は、診断対象機器が設置された場所、診断対象機器に接続された配管、診断対象機器の銘板に記載された情報などに基づいて、ロケーション情報41、流体情報42、機器情報43、および運転情報44の各項目を入力する。また、検査員は、平面図47上において診断対象機器の位置を指定する入力操作を行い、当該指定箇所に表示子47aを配置する。同様に、配管機器図48上に表示子48aを配置する。加えて、診断対象機器のズーム写真およびアウト写真を撮影し、それぞれズーム写真49a、アウト写真49bとして登録する。この撮影は、管理端末20と一体に設けられた撮影機器(撮影部の例、不図示)または管理端末20とは別個に設けられた撮影機器(撮影部の例、不図示)のいずれを用いて行ってもよい。また、ズーム写真49aおよびアウト写真49bにおいて、診断対象機器の位置を指定する入力操作を行い、表示子49cおよび49dを配置する。なお、以上の入力操作は、診断対象機器の検査に先立って行ってもよいし、一連の検査が終了した後の任意の時期に行ってもよい。ここで入力された各情報は、管理端末20の記憶部22およびサーバ装置30の記憶部31に記憶される。
 演算部13が診断対象機器の管理番号を取得すると、液晶ディスプレイ18に、診断対象機器の本体部の測定を行うべき旨の指示が表示される。検査員は、診断機10の探針10aを診断対象機器の本体に押し当てて検査を実施する。このとき、超音波測定部11による超音波測定と、温度測定部12による温度測定とが行われ、演算部13は両測定の測定結果を取得する。また、これらの測定結果は記憶部14に記憶され、さらに管理端末20の記憶部22およびサーバ装置30の記憶部31に記憶される。
《一次判定》
 演算部13は、検出された超音波の強度に基づく一次判定演算(第一診断演算処理の例)を行う(図5)。演算部13は、超音波測定部11により測定された超音波の強度(S11)と、所定の閾値とを比較する(S12)。超音波の強度が閾値未満である場合は、診断対象機器は漏れが生じていない「正常」の状態であると判定する。一方、超音波の強度が閾値以上である場合は、液晶ディスプレイ18に、診断対象機器の上流側および下流側の配管(以下、周辺部という。)についての測定を行うべき旨の指示が表示される。検査員は、診断対象機器の上流側および下流側の配管に探針10aを順次押し当てて、これらの配管の振動および温度を測定する(S13)。演算部13は、本体部の測定と同様に、周辺部の測定結果を取得する。また、周辺部の測定結果は、記憶部14に記憶される。
 このとき演算部13は、本体部と周辺部との超音波の強度を比較する(S14a、S14b)。ここで、周辺部の超音波(第二超音波)の強度が本体部の超音波(第一超音波)の強度より十分に大きい場合(すなわち、周辺部の超音波の強度が本体部の超音波の強度より大きく、かつ、その差が所定の基準値以上である場合)は、演算部13は、診断対象機器は「正常」の状態であると判定する。この場合、本体部において検出された超音波は、プロセス流体の漏れではなく、周辺環境で生じている振動など(以下、外乱という。)によるものだと判断できるからである。一方、本体部の超音波の強度が周辺部の超音波の強度より十分に大きいときは、演算部13は、診断対象機器は「漏れ」の状態であると判定する。この場合、本体部で検出された超音波の原因が外乱にあるとは考えられず、当該超音波がプロセス流体の漏れに起因すると判断できるからである。これらの場合のように、超音波の強度に基づいて「正常」または「漏れ」の状態であると判定できる場合は、後述する二次~四次判定は実行しない。
 なお、周辺部の超音波の強度と本体部の超音波の強度との差が小さい場合(すなわち、周辺部の超音波の強度と本体部の超音波の強度との差が上記基準値未満の場合)は、演算部13は、一次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。
 一次判定演算が終了すると、測定された超音波および温度のデータ、ならびに判定結果が、管理端末20に送出される。管理端末20はこれらの情報を受信し、これらの情報は記憶部22に記憶される。また、演算部23がこれらの情報を取得し、診断結果報告画面40には、診断結果45の判定、入口表面温度、出口表面温度、および温度差の項目が受信したデータに基づいて表示される。加えて、データを受信した日時に基づいて、診断日が入力される。なお、診断者については、検査員が自身で入力するようにしてもよいし、管理端末20のログインIDに紐付けるなどの方法により自動で入力されるようにしてもよい。
 なお、管理端末20は、記憶部22に蓄積された各種データを、適宜サーバ装置30に送出する。各種データはサーバ装置30の記憶部31にも記憶される。
《二次判定》
 一次判定演算によって「要確認」状態だと判定された場合、演算部23は、検出された温度に基づく二次判定演算(第二診断演算処理の例)を行う(図6)。演算部23は、入力されたプロセス流体の種類に基づいて、当該プロセス流体の沸点の値を記憶部22から取得する(S21)。なお、プロセス流体の種類が未入力の場合は、タッチパネル21にその入力を促す案内が表示される。また、記憶部22に当該プロセス流体の沸点の値が記憶されていない場合は、ネットワークNを介してサーバ装置30または他のコンピュータから当該沸点の値を取得する。
 次に演算部23は、入力されたプロセス流体の状態(気体、液体などの種別)に基づいて、平常時において、当該プロセス流体が診断対象機器の一次側において液体であるか否かを判定する(S22)。プロセス流体が液体である場合は、当該プロセス流体の沸点(S21で取得)と、診断時における診断対象機器の周辺気温とを比較する(S23)。かかる周辺気温は、温度測定部12により取得されてもよいし、他の公知の方法により取得されてもよい。ここで、当該プロセス流体が液体ではない(一次側において気体である場合など)、および当該プロセス流体の沸点が気温より高い、の少なくとも一方の条件を満たす場合は、二次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。この場合、さらなる判定のためには後述する三次判定を要する。
 診断対象機器の一次側においてプロセス流体が液体であり、かつ、その沸点が気温より低い場合に、診断対象機器において漏れが生じると、診断対象機器から漏れたプロセス流体が大気圧に開放されることによって、プロセス流体の急激な気化が起こる。このとき、気化熱によって二次側の流路周辺の熱が奪われるため、診断対象機器の下流側において温度が低下する。すなわち、診断対象機器の一次側におけるプロセス流体の状態と、当該プロセス流体の沸点とに基づいて、診断対象機器において漏れが生じた場合に気化熱による温度低下が生じるか否かを予測できる。この予測を前提として、演算部23は、診断対象機器の下流側の温度と、上流側の温度および気温とを比較する(S24)。ここで、下流側の温度が上流側の温度および気温の双方より5℃以上低い場合、演算部23は、診断対象機器は「漏れ」の状態であると判定する。この場合は、下流側において明らかな温度低下が見られている(誤差、ばらつき等による温度差の域を超えた温度差が存在する)といえるので、プロセス流体が漏れて気化熱による温度低下が生じていると判断できるからである。
 一方、下流側の温度と上流側の温度および気温との関係から、気化熱による温度低下が生じていると認められない場合、演算部23は、下流側の温度と気温とをさらに比較する(S25)。ここで、下流側の温度が外気温と同等または外気温より高温の場合、演算部23は、診断対象機器は「正常」の状態であると判定する。これは仮に漏れが生じている場合、上記のように気化熱による温度低下が生じるはずであるので、下流側の温度が外気温と同等または外気温より高温である現象が観測されえないためである。また、上記の「漏れ」または「正常」と判定するいずれの場合にも該当しない場合、すなわち、下流側の温度が上流側の温度および気温の双方より低いものの、その差が5℃未満の場合は、その温度差が気化熱によるものなのか、誤差、ばらつき等によるものなのかを判断できないため、二次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。この場合、さらなる判定のためには後述する四次判定を要する。
《三次判定》
 二次判定演算において、プロセス流体が液体ではない場合(一次側において気体である場合など)、および当該プロセス流体の沸点が気温より高い場合の少なくとも一方に該当し、「要確認」状態であると判定された場合、演算部23は検出された温度に基づく三次判定演算(第二診断演算処理の例)を行う(図7)。演算部23は、診断対象機器の上流側の温度と、診断時における診断対象機器の周辺気温とを比較する(S31)。ここで、上流側の温度が気温以下の場合、演算部23は、三次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。この場合、さらなる判定のためには後述する四次判定を要する。
 上流側の温度が気温より高い場合、演算部23は、下流側の温度と気温とを比較する(S32)。ここで、下流側の温度が気温より高い場合、演算部23は、診断対象機器の下流側のスチームトレースの状態を確認する旨の案内を、タッチパネル21に表示させる(S33)。検査員は、案内に従い、目視、触診などの方法により、スチームトレースの状態を確認し、スチームトレースの設置状態が、診断対象機器の下流側の温度状態に変化を与えているか否かを判断し、その結果をタッチパネル21に入力する(S34)。ここで、スチームトレースの設置状態が診断対象機器の下流側の温度状態に変化を与えていないと判断できる場合、演算部23は、診断対象機器は「漏れ」の状態であると判定する。この判定フローに進む場合、上流側の温度が気温より高いので、すなわち診断対象機器の一次側には気温より高い温度のプロセス流体が流通している。そのため、かかるプロセス流体が診断対象機器の二次側に漏れ出すと、二次側の配管の温度が上昇する。そして、かかる温度上昇は、スチームトレースの設置状態の不良に起因するものではないと判断されている。以上の理由により、上記の場合は、「漏れ」の状態であると判定される。
 一方、スチームトレースの設置状態が不良であり、下流側の温度が気温より高いことがプロセス流体の漏れによると断定できない場合は、演算部23は、三次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。この場合、さらなる判定のためには後述する四次判定を要する。
 また、上流側の温度が気温より高く、かつ、下流側の温度が気温以下である場合、演算部23は、診断対象機器の周囲のスチームトレースの状態を確認する旨の案内を、タッチパネル21に表示させる(S35)。検査員は、案内に従い、目視、触診などの方法により、スチームトレースの状態を確認し、スチームトレースの設置状態が、診断対象機器の温度状態に変化を与えているか否かを判断し、その結果をタッチパネル21に入力する(S36)。ここで、スチームトレースの設置状態が診断対象機器の温度状態に変化を与えていないと判断できる場合、演算部23は、診断対象機器は「正常」の状態であると判定する。この判定フローに進む場合、下流側の温度は気温以上なので、気温より高い温度のプロセス流体が二次側に漏れ出している状態ではないと認められる。そして、スチームトレースの設置状態は正常であり温度状態に変化を与えていないと判断されている。以上の理由により、上記の場合は、「正常」の状態であると判定される。
 一方、スチームトレースの設置状態が不良であり、下流側の温度が気温より低いことがプロセス流体の漏れがないことを保証すると断定できない場合は、演算部23は、三次判定演算によっては診断対象機器の状態を断定できない「要確認」状態であると判定する。この場合、さらなる判定のためには後述する四次判定を要する。
《四次判定》
 以上の一次~三次判定により診断対象機器の状態を断定できない場合、四次判定を実施する(図8)。まず、診断対象機器の下流側に開閉可能なバルブが存在するか否かを確認する(S41)。そのようなバルブが存在しない場合や、そのようなバルブは存在するが運転状況などの事情により当該バルブを操作できない場合は、診断対象機器の状態を断定できないことが確定し、演算部23は診断対象機器の状態を「要確認」とする判定を確定する。
 操作可能なバルブ(以下、単に「バルブ」と記載する。)が存在する場合、演算部23は、診断対象機器の超音波測定を行うべき旨の案内をタッチパネル21に表示させる(S42)。検査員は、案内に従い、診断機10の探針10aを診断対象機器に接触させて、超音波測定部11による超音波測定を開始する。次に演算部23は、超音波測定を継続しながら、バルブの開閉操作を行う旨の案内をタッチパネル21に表示させる(S43、S45)。検査員は、バルブを閉止したときの超音波測定(S44)の結果と、バルブを開放したときの超音波測定(S46)とを確認する。なお、四次判定に進んでいる場合は、本体部において超音波が検出された場合(S12)であるので、バルブ操作を行う前の超音波測定(S42)においても超音波が検出される。この超音波が、バルブを閉止したときに消失し、バルブを開放したときに再び検出される場合、演算部23は、診断対象機器は「漏れ」の状態であると判定する。漏れが生じている場合に下流側のバルブを閉止すると、やがて診断対象機器の一次側と二次側との圧力が同一になり、漏れが生じなくなって超音波が検出されなくなる。しかし、バルブを開放すると再び圧力差が生じるため漏れが生じ、超音波が再び検出される。以上の理由により、上記の場合は、「漏れ」の状態であると判定される。
 一方、バルブを閉止しても引き続き超音波が検出される場合、および、バルブ閉止後にバルブを開放しても超音波が再び検出されるようにならない場合、演算部23は、診断対象機器は「正常」の状態であると判定する。この場合、先に本体部から検出された超音波(S12、S42)は、外乱によるものであったと判断されるためである。
 以上のように、診断対象機器に係る超音波および温度の測定に基づいて、診断対象機器においてプロセス流体の漏れが生じているか否かを判定できる。判定された「正常」、「漏れ」、または「要確認」の状態は、診断対象機器の管理番号と関連付けられて、管理端末20の記憶部22およびサーバ装置30の記憶部31に記憶される。
〔診断結果の閲覧および補修措置〕
 上記の診断システム1の運転方法により、各プロセス機器についての診断結果が蓄積される。検査員、プラント管理者、およびその他の関係者(以下、閲覧者という。)は、管理端末20、管理者用の管理者用端末、またはその他の任意の端末に、各プロセス機器についての診断結果報告画面40を表示させて、各プロセス機器の診断結果および関連情報を閲覧できる。また、閲覧者は、サーバ装置30の記憶部31に記憶された複数のプロセス機器に係る診断結果に基づいて、「漏れ」状態のプロセス機器の一覧、「要確認」状態のプロセス機器の一覧、プラントのエリアごとの「漏れ」状態のプロセス機器の個数の集計、などの二次的な情報を閲覧できる。さらに、プラントの平面図上に各診断対象機器の位置示すアイコンを重ねて表示し、各アイコンの色を各診断対象機器の状態に対応した色(「正常」は緑、「要確認」は黄、「漏れ」は赤)にした機器分布図も出力可能である。
 「漏れ」の状態と診断されたプロセス機器については、修理、交換などの補修措置が必要である。また、「要確認」の状態と診断されたプロセス機器については、プラントを停止する機会に当該プロセス機器を解体して点検するべきであり、漏れが認められた場合は補修措置が必要である。本実施形態に係る診断システム1では、任意の閲覧者が、診断結果報告画面40の補修状況46に対して、補修措置の実施状況を入力できる。「漏れ」の状態と診断されたプロセス機器について、補修措置の実施が完了したことが入力されると、当該プロセス機器の状態は「漏れ(補修済)」に変更される。なお、実際の補修措置の実施にあたっては、ロケーション情報41、流体情報42、機器情報43、平面図47、配管機器図48、およびロケーション写真49を参考にすると、現地において補修対象のプロセス機器を特定しやすい。
 なお、診断システム1は、診断結果報告画面40の補修状況46以外の部分に対しては、補修状況46以外の部分に対しては管理端末20からのみ更新が可能であり、管理者用端末などの他の端末からは更新を行えないように構成されている。これは、ロケーション情報41、流体情報42、機器情報43、運転情報44、平面図47、配管機器図48、およびロケーション写真49は原則として更新する必要がない情報であり、診断結果45は診断機10を用いた実測に基づく場合にのみ更新されるべき情報であるからである。上記の構成により、更新されるべきでない情報が不慮に更新されることを防ぎうる。
〔二回目以降の検査〕
 同一のプラント機器に対する二回目以降の検査は、上記と同様に実施される。このとき、同一のプラント機器に対する複数回の診断結果が、サーバ装置30の記憶部31に蓄積される。このように、同一の診断対象機器に対する複数回の診断結果が蓄積されている場合、当該診断対象機器に対応する診断結果報告画面40をタッチパネル21に表示させると、初期状態では最新の診断結果が診断結果45として表示される。なお、過去の診断結果を閲覧することも可能である。この場合、最新の診断結果と過去の診断結果とを、順次表示する態様、並べて表示する態様、および重ねて表示する態様が選択できる。このように、同一のプラント機器に係る診断結果を定期的に蓄積すると、当該プラント機器の経時による劣化を察知しやすい。
〔その他の実施形態〕
 最後に、本発明に係る診断システム、診断システムの運転方法、診断プログラムのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
 上記の実施形態では、診断システム1が、診断機10と、管理端末20と、サーバ装置30とを備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断システムにおいて、超音波測定部、温度測定部、および演算部、ならびに他の任意の構成要素は、一つ、二つ、または四つ以上の構成機器として存在しうる。本発明に係る診断システムは、たとえば、演算処理をサーバ装置の演算部により行うように構成されうる。
 上記の実施形態では、一次判定に係る演算処理を診断機10の演算部13により実行し、二次~四次判定に係る演算処理を管理端末20の演算部23により実行する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断システムにおいて、各演算処理を行う演算部は、単一であっても複数であってもよい。また、演算部が複数である場合、各演算処理をいずれの演算部によって行うかの割当ては任意である。
 上記の実施形態では、一次判定において、診断対象機器の本体部における超音波の強度が閾値以上である場合に、診断対象機器の上流側および下流側の配管の振動を測定する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る第二超音波の測定は、診断対象機器に接続された配管について超音波の測定を行う限り、上記の態様に限定されない。たとえば、診断対象機器の上流側および下流側の一方のみの配管の振動を測定してもよい。
 上記の実施形態では、一次判定および四次判定において、検出された超音波の強度に基づいて判定を行う構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る第一診断演算処理において、超音波に基づいてプロセス流体の漏れの有無を判定する方法は特に限定されない。たとえば、超音波の強度に替えて、または加えて、超音波の波形、特徴量、平均値などを判定材料にしうる。
 上記の実施形態では、二次判定および三次判定において、診断対象機器などの温度(瞬時値)に基づいて判定を行う構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る第二診断演算処理において、温度に基づいてプロセス流体の漏れの有無を判定する方法は特に限定されない。たとえば、温度の瞬時値に替えて、または加えて、温度の時間変化率、移動平均、所定の期間における最大値または最小値などを判定材料にしうる。
 上記の実施形態では、三次判定において、気温より高い温度のプロセス流体が流通している場合において、当該プロセス流体が漏れているときは診断対象機器の二次側で温度上昇が見られる現象を利用して、漏れの有無を判定する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る第二診断演算処理において、温度に基づいてプロセス流体の漏れの有無を判定する方法は特に限定されない。たとえば、診断対象機器の上流側の温度が気温より低い場合に、プロセス流体の漏れにより二次側で温度低下が見られる現象を利用してもよい。
 上記の実施形態では、診断結果報告画面40が、ロケーション情報41、流体情報42、機器情報43、運転情報44、診断結果45、補修状況46、平面図47、配管機器図48、およびロケーション写真49を含む構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断結果報告画面は、少なくとも、機器識別情報、診断結果情報、設置場所情報、流体情報、機器情報、および運転情報を含めばよい。また、上記に例示した以外の情報を含んでもよく、たとえば、診断時におけるフレアスタックの炎の色や、当該炎の画像などを含みうる。
 上記の実施形態では、検査対象とするプロセス機器の二次側がフレアスタックに接続されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断システムは、プロセス流体の流通を制御するプロセス機器である限り、任意の態様で設置されたプロセス機器を診断しうる。なお、一次~四次判定の各判定基準は、プロセス機器が設置される条件に基づいて任意に変更されうる。たとえば、プロセス機器の二次側が、一次側より低く大気圧より高い気圧である場合、漏出したプロセス流体の気化熱により生じる温度低下の幅が小さくなりうるので、これを考慮した判定条件を設定する。
 上記の実施形態では、診断機10のRFIDタグリーダ16により診断対象機器に取り付けられたRFIDタグを読み取ることによって、診断対象機器の管理番号を特定する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る診断システムにおいて、診断対象機器を識別する機器識別情報を特定する方法は特に限定されず、たとえば検査員が診断対象機器の銘板に記載された機器識別情報を目視により読み取ってこれを診断システムに入力する方法であってもよい。
 その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
 本発明は、たとえば化学プラントにおいてプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システムに利用することができる。
 1   :診断システム
 10  :診断機
 10a :探針
 11  :超音波測定部
 12  :温度測定部
 13  :演算部(診断機)
 14  :記憶部(診断機)
 15  :通信部(診断機)
 16  :RFIDタグリーダ
 17  :入力ボタン
 18  :液晶ディスプレイ
 20  :管理端末
 21  :タッチパネル
 22  :記憶部(管理端末)
 23  :演算部(管理端末)
 24  :通信部(管理端末)
 30  :サーバ装置
 31  :記憶部(サーバ装置)
 32  :通信部(サーバ装置)
 N   :ネットワーク
 40  :診断結果報告画面
 41  :ロケーション情報
 42  :流体情報
 43  :機器情報
 44  :運転情報
 45  :診断結果
 46  :補修状況
 47  :平面図
 47a :表示子(平面図)
 48  :配管機器図
 48a :表示子(配管機器図)
 49  :ロケーション写真
 49a :ズーム写真
 49b :アウト写真
 49c :表示子(ズーム写真)
 49d :表示子(アウト写真)
 49e :ズーム写真の代替例
 49f :熱画像

Claims (13)

  1.  化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システムであって、
     診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器に係る物理量を測定可能な物理量測定部と、
     前記物理量に基づいて前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理をコンピュータにより実行可能な演算部と、
     前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量測定部により測定した前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶可能な記憶部と、
     前記診断対象機器についての前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示可能な表示部と、を備える診断システム。
  2.  前記物理量測定部は、前記診断対象機器に係る超音波を測定可能な超音波測定部と、前記診断対象機器に係る温度を測定可能な温度測定部とを有し、
     前記演算部は、前記診断演算処理として、前記超音波に基づいて前記プロセス流体の漏れの有無を判定する第一診断演算処理と、前記温度に基づいて前記プロセス流体の漏れの有無を判定する第二診断演算処理とをコンピュータにより実行可能な請求項1に記載の診断システム。
  3.  前記記憶部に記憶された各情報を更新可能な入力部をさらに備える請求項1または2に記載の診断システム。
  4.  前記記憶部は、前記診断演算処理において前記プロセス流体の漏れがあると判定された前記診断対象機器について、当該漏れに対する補修措置の状況に係る情報を含む補修情報をさらに記憶可能であり、
     前記診断結果報告画面は、前記補修情報をさらに含む請求項1~3のいずれか一項に記載の診断システム。
  5.  前記診断結果報告画面の表示および前記補修情報の更新が可能であり、かつ、前記記憶部に記憶されている情報のうち前記補修情報の他の情報の更新は不可能である管理者用端末をさらに備える請求項4に記載の診断システム。
  6.  前記設置場所情報は、
     前記診断対象機器が設置されているプラントの平面図において前記診断対象機器が設置されている位置を特定する平面図上位置情報と、
     前記診断対象機器が設置されているプラントの配管機器図において前記診断対象機器を特定する配管機器図上特定情報と、を含む請求項1~5のいずれか一項に記載の診断システム。
  7.  前記診断結果報告画面は、
     前記診断対象機器に係る前記平面図上位置情報に基づいて、前記平面図において前記診断対象機器の位置を示す平面図部分と、
     前記診断対象機器に係る前記配管機器図上特定情報に基づいて、前記配管機器図において前記診断対象機器を特定して示す配管機器図部分と、を含む請求項6に記載の診断システム。
  8.  前記診断対象機器に取り付けられた、当該診断対象機器に係る前記機器識別情報を特定可能な識別タグを読取可能な読取部をさらに備え、
     前記演算部は、前記読取部が読み取った前記機器識別情報に基づいて前記診断対象機器を特定して前記診断演算処理を実行し、
     前記記憶部は、前記診断演算処理の結果に基づいて、前記読取部が読み取った前記機器識別情報により特定される前記診断対象機器に係る診断結果情報を記憶する請求項1~7のいずれか一項に記載の診断システム。
  9.  前記診断対象機器を撮影可能な撮影部をさらに備え、
     前記記憶部は、前記撮影部により撮影した前記診断対象機器に係る画像データをさらに記憶可能であり、
     前記診断結果報告画面は、前記診断対象機器に係る前記画像データをさらに含む請求項1~8のいずれか一項に記載の診断システム。
  10.  前記撮影部は、前記診断対象機器の熱画像を撮影可能であり、
     前記画像データは、前記診断対象機器に係る熱画像データを含み、
     前記診断結果報告画面は、前記診断対象機器に係る前記熱画像データを含む請求項9に記載の診断システム。
  11.  前記記憶部は、複数回の診断に係る複数の診断結果情報を記憶可能であり、
     前記表示部は、当該複数の診断結果情報を、順次、並べて、または重ねて表示できる請求項1~10のいずれか一項に記載の診断システム。
  12.  化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断システムの運転方法であって、
     診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器に係る物理量を取得する物理量測定工程と、
     前記物理量に基づいて前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理をコンピュータにより実行する演算工程と、
     前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量測定工程において測定した前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶装置に記憶する記憶工程と、
     前記診断対象機器についての前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示装置に表示する表示工程と、を備える、診断システムの運転方法。
  13.  化学プラントを流通する原料、中間体、製品、および廃棄物の少なくとも一つを含むプロセス流体の流通を制御するプロセス機器を診断可能な診断プログラムであって、
     診断対象の前記プロセス機器である診断対象機器について測定した物理量に基づいて、前記診断対象機器における前記プロセス流体の漏れの有無を判定する診断演算処理を行う演算機能と、
     前記診断対象機器を識別する機器識別情報、前記物理量および前記診断演算処理の結果に係る情報を含む診断結果情報、前記診断対象機器の設置場所に係る情報を含む設置場所情報、前記診断対象機器により流通が制御される流体に係る情報を含む流体情報、前記診断対象機器の型式に係る情報を含む機器情報、および前記診断対象機器の規定の運転状態に係る情報を含む運転情報、を前記診断対象機器ごとに記憶装置に記憶する記憶機能と、
     前記機器識別情報、前記診断結果情報、前記設置場所情報、前記流体情報、前記機器情報、および前記運転情報を含む診断結果報告画面を表示装置に表示する表示機能と、をコンピュータに実行させる診断プログラム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331480A (ja) * 1993-05-21 1994-12-02 Hitachi Ltd 漏洩検出方法及び装置
WO2010055993A1 (ko) * 2008-11-11 2010-05-20 시스템디엔디(주) 초음파, 음향 및 온도변화를 이용한 밸브의 유체누설 측정장치 및 이를 이용한 유체누설 측정방법
WO2016056297A1 (ja) * 2014-10-07 2016-04-14 株式会社テイエルブイ 流体漏洩データの管理装置及び管理システム
JP2016126582A (ja) * 2015-01-06 2016-07-11 株式会社テイエルブイ 機器作動状態管理システム、機器作動状態管理装置、及び、機器作動状態管理プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4094704B2 (ja) * 1997-07-15 2008-06-04 株式会社テイエルブイ トラップ及びバルブの診断装置
JP2001004105A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 温度制御弁の異常判定方法
US7711500B1 (en) * 2008-10-24 2010-05-04 General Electric Company Pressure relief valve monitoring

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331480A (ja) * 1993-05-21 1994-12-02 Hitachi Ltd 漏洩検出方法及び装置
WO2010055993A1 (ko) * 2008-11-11 2010-05-20 시스템디엔디(주) 초음파, 음향 및 온도변화를 이용한 밸브의 유체누설 측정장치 및 이를 이용한 유체누설 측정방법
WO2016056297A1 (ja) * 2014-10-07 2016-04-14 株式会社テイエルブイ 流体漏洩データの管理装置及び管理システム
JP2016126582A (ja) * 2015-01-06 2016-07-11 株式会社テイエルブイ 機器作動状態管理システム、機器作動状態管理装置、及び、機器作動状態管理プログラム

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