特開 2022-183666 バルブメンテナンス支援装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022183666

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】バルブメンテナンス支援装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20221206BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091106

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅人

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 史明

(72)【発明者】

【氏名】小山 晋一

【テーマコード（参考）】

3C223

【Ｆターム（参考）】

3C223AA05

3C223BA01

3C223CC01

3C223DD01

3C223FF03

3C223FF04

3C223FF13

3C223FF15

3C223FF24

3C223FF35

3C223FF45

3C223GG01

(57)【要約】

【課題】バルブのメンテナンスの作業効率を向上させる。
【解決手段】バルブメンテナンス支援装置は、開度指令値が定常状態になったバルブの実開度値で、定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出する定常データ抽出部５と、診断用データに定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定するハンチング判定部６と、ハンチング状態が生じていると判定された場合にハンチング速度とハンチング上下動幅に基づいてグランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定するフリクション判定部７と、フリクションが弱過ぎるか否かを判定するフリクション判定部８と、フリクションが強過ぎる又は弱過ぎると判定されたバルブのＩＤをグランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示する判定結果提示部９を備えている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブに与えられた開度指令値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶するように構成された開度指令値記憶部と、
バルブの実開度値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶するように構成された開度計測値記憶部と、
前記開度指令値記憶部に記憶された開度指令値のうち同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値のデータを探索し、与えられた開度指令値が前記定常状態になったバルブの実開度値で、かつ前記定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出するように構成された定常データ抽出部と、
前記診断用データに前記定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定するように構成されたハンチング判定部と、
前記ハンチング状態が生じているバルブのグランドパッキンに不具合があるか否かを判定するように構成されたフリクション判定部と、
前記グランドパッキンに不具合ありと判定されたバルブのＩＤを提示するように構成された判定結果提示部とを備えることを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。

【請求項2】

請求項１記載のバルブメンテナンス支援装置において、
前記フリクション判定部は、前記ハンチング判定部が前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定し、
前記判定結果提示部は、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定されたバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示することを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。

【請求項3】

請求項２記載のバルブメンテナンス支援装置において、
前記フリクション判定部は、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第１の規定値より大きい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定することを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。

【請求項4】

請求項１記載のバルブメンテナンス支援装置において、
前記フリクション判定部は、前記ハンチング判定部が前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定し、
前記判定結果提示部は、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定されたバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示することを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。

【請求項5】

請求項４記載のバルブメンテナンス支援装置において、
前記フリクション判定部は、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第２の規定値より小さい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定することを特徴とするバルブメンテナンス支援装置。

【請求項6】

バルブに与えられた開度指令値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する第１のステップと、
バルブの実開度値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する第２のステップと、
前記第１のステップで記憶した開度指令値のうち同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値のデータを探索し、与えられた開度指令値が前記定常状態になったバルブの実開度値で、かつ前記定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出する第３のステップと、
前記診断用データに前記定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定する第４のステップと、
前記ハンチング状態が生じているバルブのグランドパッキンに不具合があるか否かを判定する第５のステップと、
前記グランドパッキンに不具合ありと判定したバルブのＩＤを提示する第６のステップとを含むことを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。

【請求項7】

請求項６記載のバルブメンテナンス支援方法において、
前記第５のステップは、前記第４のステップで前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定するステップを含み、
前記第６のステップは、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定したバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示するステップを含むことを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。

【請求項8】

請求項７記載のバルブメンテナンス支援方法において、
前記第５のステップは、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第１の規定値より大きい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定するステップを含むことを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。

【請求項9】

請求項６記載のバルブメンテナンス支援方法において、
前記第５のステップは、前記第４のステップで前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定するステップを含み、
前記第６のステップは、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定したバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示するステップを含むことを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。

【請求項10】

請求項９記載のバルブメンテナンス支援方法において、
前記第５のステップは、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第２の規定値より小さい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定するステップを含むことを特徴とするバルブメンテナンス支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、メンテナンス作業を支援する技術に係り、特にグランドパッキンを備えたバルブのメンテナンス作業を支援するバルブメンテナンス支援装置および方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、石油化学プラントなどで使用されるバルブ（例えば図７のコントロールバルブ）は、特に安全性に留意する必要があり、ゆえに定期的なメンテナンスが行なわれる。図７に示すバルブ１００は、バルブ本体１０１と、ポジショナ１０２と、操作器１０３とを備えている。操作器１０３は、ポジショナ１０２から供給される空気出力圧Ｐｏに応じて弁軸（ステム）１０４を上下動させて、バルブの開度（弁体１０５とシートリング１０６との間の隙間）を調節する。すなわち、流体の流れを調節する。

【0003】

ポジショナ１０２は、弁軸１０４に連結されたフィードバックレバー１０７の回転角度位置から弁軸１０４のリフト位置、すなわちバルブの実開度を検出し、この検出した実開度と設定開度との差に応じた空気出力圧Ｐｏを操作器１０３へ供給する。
弁軸１０４を摺動可能に保持するグランド部１０８には、弁箱１１０内の流体が弁箱１１０の上部に設けられたボンネット１１１と弁軸１０４との隙間から漏れることを防止するため、ボンネット１１１の内壁と弁軸１０４との隙間にグランドパッキン１０９が設けられている。

【0004】

図７に示したようなバルブ１００が設置されているプラントにおいてバルブのメンテナンス作業効率を改善するために、バルブのハンチング状態を判定する技術（特許文献１参照）が提案されている。

【0005】

特許文献１に開示されたバルブメンテナンス支援装置は、所定時間ＴＸにおけるバルブへの開度指令値の変動量の累積値を変動量累積値Ａ、所定時間ＴＸにおけるバルブの実開度値の変動量の累積値を摺動量累積値Ｂとして算出し、変動量累積値Ａと摺動量累積値Ｂとの差を判定指標として算出し、判定指標が閾値を超えているときにバルブがハンチング状態にあると判定するものである。また、特許文献１に開示されたバルブメンテナンス支援装置は、バルブがハンチング状態にあると判定した場合に、バルブの開度を制御する制御装置の制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ）をハンチングが生じ難い側に修正する。ＰＩＤパラメータを自動修正することで、ハンチング状態を解消できる。

【0006】

特許文献１に開示された技術は、ＰＩＤパラメータの調整ミスやバルブの特性変化によって、ＰＩＤパラメータの設定が適切でないケースを想定している。しかしながら、バルブのハンチングの原因はＰＩＤパラメータの設定の不適切さだけとは限らないので、特許文献１に開示された技術では、バルブのハンチングを解消できない可能性があった。

【0007】

石油化学プラントなどでは多数のバルブが使用される。例えば図８の例では、バルブ１００－Ａ，１００－Ｍが流路１１４－１に配設され、バルブ１００－Ｃが流路１１４－３に配設されている。１１５－Ａ，１１５－Ｃ，１１５－Ｍは流量計測器、１１６はタンク、１１７は圧力発信器である。このように、多数のバルブが使用されているプラントなどでは、メンテナンス作業の効率について、さらなる改善が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１５－１１４９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、制御パラメータの設定の不適切さに起因しないバルブのハンチングに対応することができ、バルブのメンテナンスの作業効率を向上させることができるバルブメンテナンス支援装置および方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のバルブメンテナンス支援装置は、バルブに与えられた開度指令値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶するように構成された開度指令値記憶部と、バルブの実開度値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶するように構成された開度計測値記憶部と、前記開度指令値記憶部に記憶された開度指令値のうち同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値のデータを探索し、与えられた開度指令値が前記定常状態になったバルブの実開度値で、かつ前記定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出するように構成された定常データ抽出部と、前記診断用データに前記定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定するように構成されたハンチング判定部と、前記ハンチング状態が生じているバルブのグランドパッキンに不具合があるか否かを判定するように構成されたフリクション判定部と、前記グランドパッキンに不具合ありと判定されたバルブのＩＤを提示するように構成された判定結果提示部とを備えることを特徴とするものである。

【0011】

また、本発明のバルブメンテナンス支援装置の１構成例において、前記フリクション判定部は、前記ハンチング判定部が前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定し、前記判定結果提示部は、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定されたバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示することを特徴とするものである。
また、本発明のバルブメンテナンス支援装置の１構成例において、前記フリクション判定部は、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第１の規定値より大きい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定することを特徴とするものである。

【0012】

また、本発明のバルブメンテナンス支援装置の１構成例において、前記フリクション判定部は、前記ハンチング判定部が前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定し、前記判定結果提示部は、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定されたバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示することを特徴とするものである。
また、本発明のバルブメンテナンス支援装置の１構成例において、前記フリクション判定部は、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第２の規定値より小さい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定することを特徴とするものである。

【0013】

また、本発明のバルブメンテナンス支援方法は、バルブに与えられた開度指令値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する第１のステップと、バルブの実開度値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する第２のステップと、前記第１のステップで記憶した開度指令値のうち同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値のデータを探索し、与えられた開度指令値が前記定常状態になったバルブの実開度値で、かつ前記定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出する第３のステップと、前記診断用データに前記定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定する第４のステップと、前記ハンチング状態が生じているバルブのグランドパッキンに不具合があるか否かを判定する第５のステップと、前記グランドパッキンに不具合ありと判定したバルブのＩＤを提示する第６のステップとを含むことを特徴とするものである。

【0014】

また、本発明のバルブメンテナンス支援方法の１構成例において、前記第５のステップは、前記第４のステップで前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定するステップを含み、前記第６のステップは、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定したバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のバルブメンテナンス支援方法の１構成例において、前記第５のステップは、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第１の規定値より大きい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが強過ぎると判定するステップを含むことを特徴とするものである。

【0015】

また、本発明のバルブメンテナンス支援方法の１構成例において、前記第５のステップは、前記第４のステップで前記診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいて前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定するステップを含み、前記第６のステップは、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定したバルブのＩＤを、前記グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のバルブメンテナンス支援方法の１構成例において、前記第５のステップは、前記ハンチング速度と前記ハンチング上下動幅との比が第２の規定値より小さい場合に、前記グランドパッキンのフリクションが弱過ぎると判定するステップを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ハンチング状態が生じているバルブのグランドパッキンに不具合があるか否かを判定することにより、グランドパッキンの不具合を検知することができ、作業担当者がメンテナンス候補のバルブを選定する作業を支援することができる。その結果、本発明では、制御パラメータの設定の不適切さに起因しないバルブのハンチングに対応することができ、バルブのメンテナンスの作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の第１の実施例に係るバルブメンテナンス支援装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施例に係るバルブメンテナンス支援装置の動作を説明するフローチャートである。

【図3】図３は、本発明の第１の実施例に係るバルブメンテナンス支援装置の動作を説明するフローチャートである。

【図4】図４は、診断用データの略一定周期のハンチング状態の例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の第２の実施例に係るプラントとその機器管理システムの構成を示す図である。

【図6】図６は、本発明の第１、第２の実施例に係るバルブメンテナンス支援装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。

【図7】図７は、コントロールバルブの１例を示す図である。

【図8】図８は、プラントのタンクに使用される複数のバルブの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［発明の原理］
発明者は、グランドパッキンのフリクションが強いと、バルブのハンチング現象が発生することに加え、グランドパッキンのフリクションを弱め過ぎても、ハンチング現象が発生することを突き止めた。

【0019】

以下、グランドパッキンのフリクションに関係するハンチング現象について詳細に説明する。ここでは、バルブの各部の符号として図７の符号を用いて説明する。バルブ開度を自動調節するポジショナ１０２の代表的な例とも言える力平衡式ポジショナでは、感度（Ｐ動作）に関わる機構がカムやバネなどの機械部品によって構成されているため、ポジショナの感度が固定されていることになる。したがって、ポジショナ１０２の動作の調整作業としては、フィードバックレバー１０７の状態と空気出力圧Ｐｏの状態をゼロ・スパン調整で実施するなど、機械的な調整作業になる。

【0020】

ポジショナ１０２の調整作業は上記のような作業内容であるため、グランドパッキン１０９のフリクションが強い場合、開度指令値に対して弁軸１０４が動かない状態（スティック）が一時的に発生する。この場合、ポジショナ１０２は、操作器１０３への空気出力圧Ｐｏを上昇させることになる（逆作動弁の場合）。そして、空気出力圧Ｐｏがフリクションを超えた時に、弁軸１０４がスリップする。弁軸１０４のスリップにより、フィードバックされる開度計測値が開度指令値に対して行き過ぎると、ポジショナ１０２は空気出力圧Ｐｏを下降させる。そして、空気出力圧Ｐｏがフリクションを超えた時に、弁軸１０４がスリップしてしまう。

【0021】

このように、グランドパッキン１０９のフリクションが強い場合、スティックとスリップを繰り返してハンチングが発生する。したがって、グランドパッキン１０９のフリクションを弱めることで弁軸１０４のスティックをなくし、開度指令値に対して弁軸１０４を円滑に動かせるようになり、結果としてハンチングを取り除くことができる。すなわち、グランドパッキン１０９のフリクションが強いことが原因でハンチングが発生していると判定できれば、ハンチングを解決する調整をオペレータが実施できる。

【0022】

一方、例えばハンチングを解決する調整作業により、グランドパッキン１０９のフリクションを弱め過ぎたとする。この場合も、ポジショナ１０２の感度とフリクションのレベルが不一致になった状態であり、弁軸１０４が円滑に動き過ぎることになり、別な性質のハンチングが発生することになる。

【0023】

したがって、グランドパッキン１０９のフリクションを適度に強めることで、ハンチングを取り除くことができる。すなわち、グランドパッキン１０９のフリクションが弱いことが原因でハンチングが発生していると判定できれば、ハンチングを解決する調整をオペレータが実施できる。

【0024】

発明者は、以上のようにそれぞれのハンチングの発生のメカニズムを分析した。そして、グランドパッキン１０９のフリクションが強い場合と弱い場合のハンチングを識別する指標を見出した。具体的には、ハンチングの幅とハンチングの速度の関係が、識別するための指標になる。

【0025】

グランドパッキン１０９のフリクションが強いと弁軸１０４の推進力に対して静止摩擦力が強く働くため、弁軸１０４が動き難くなり、静止摩擦力を超えるのに必要な推進力に一旦上昇する。静止摩擦力を超えると、動摩擦力へと下降するが、上昇した推進力があるので弁軸１０４は急峻な動きになる。これにより、ハンチングの幅と比較してハンチングの速度（数回のハンチング上下動における最大速度）は大きめになる。

【0026】

一方、グランドパッキン１０９のフリクションが弱いと弁軸１０４が動き易くなり過ぎるので、フィードバック制御における制御対象のハイゲイン化と同様の力関係（バランス）に陥るため、滑らかな上下動のハンチングになる。これにより、ハンチングの幅と比較してハンチングの速度（数回のハンチング上下動における最大速度）は小さめになる。

【0027】

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るバルブメンテナンス支援装置の構成を示すブロック図である。以下の実施例では、説明を簡潔にするため、バルブのＩＤ（識別情報）の事例などは、実際のプラントで利用されるものよりも単純なものとする。

【0028】

バルブメンテナンス支援装置は、メンテナンスの候補となり得る複数のバルブのＩＤを予め記憶するバルブＩＤ記憶部１と、バルブに与えられた開度指令値とバルブの実開度値とを取得する開度取得部２と、開度指令値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する開度指令値記憶部３と、実開度値のデータとデータの送信元のバルブのＩＤとを対応付けて記憶する開度計測値記憶部４と、開度指令値記憶部３に記憶された開度指令値のうち同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値のデータを探索し、与えられた開度指令値が定常状態になったバルブの実開度値で、かつ定常状態の開度指令値に対応する時間帯の実開度値を診断用データとして抽出する定常データ抽出部５と、診断用データに定常状態の開度指令値を挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定するハンチング判定部６と、ハンチング判定部６が診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいてグランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定するフリクション判定部７と、ハンチング判定部６が診断用データにハンチング状態が生じていると判定した場合に、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいてグランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定するフリクション判定部８と、グランドパッキンのフリクションが強過ぎるまたは弱過ぎると判定されたバルブのＩＤを、グランドパッキンに不具合があるバルブのＩＤとして提示（表示）する判定結果提示部９とを備えている。

【0029】

図２、図３は本実施例のバルブメンテナンス支援装置の動作を説明するフローチャートである。本実施例では、例えばプラント内にバルブが２６個あるとして、これら２６個のバルブにそれぞれ“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”，・・・，“Ｍ”，・・・，“Ｘ”，“Ｙ”，“Ｚ”という固有のＩＤが予め割り当てられているものとする。本実施例では、特にバルブＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”のバルブが特定の定期プラントメンテナンスにおいて最優先のメンテナンス対象として選定されているバルブで、このＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”がバルブＩＤ記憶部１に予め記憶されているものとする。

【0030】

各バルブに使用されているポジショナ（図７の１０２）は、上位装置から与えられる開度指令値ＳＰ（ステム位置指令値）とバルブの実開度値ＰＶ（ステム位置計測値）との差に応じた空気圧を操作器（図７の１０３）へ供給する。

【0031】

開度取得部２は、バルブＩＤ記憶部１にバルブＩＤが登録されているバルブについて、各バルブのポジショナから開度指令値ＳＰと実開度値ＰＶのデータを取得する（図２ステップＳ１００）。

【0032】

開度取得部２は、開度指令値ＳＰのデータとデータの送信元のバルブのＩＤとデータの受信時刻の情報とを対応付けて開度指令値記憶部３に格納する（図２ステップＳ１０１）。また、開度取得部２は、実開度値ＰＶのデータとデータの送信元のバルブのＩＤとデータの受信時刻の情報とを対応付けて開度計測値記憶部４に格納する（図２ステップＳ１０２）。

【0033】

バルブのＩＤは、バルブのポジショナが開度指令値ＳＰと実開度値ＰＶのデータに付加して送信したバルブＩＤを開度取得部２で取得すればよい。時刻の情報は、バルブのポジショナ側で付加してもよいし、開度取得部２が付加してもよい。

【0034】

こうして、ステップＳ１００～Ｓ１０２の処理を繰り返すことにより、開度指令値ＳＰと実開度値ＰＶのそれぞれの時系列データが開度指令値記憶部３、開度計測値記憶部４に蓄積される。

【0035】

次に、定常データ抽出部５は、開度指令値記憶部３に記憶された開度指令値ＳＰのうち、同一のバルブについて略一定値を継続的に指示している定常状態の開度指令値ＳＰのデータを探索する（図３ステップＳ１０３）。そして、定常データ抽出部５は、開度計測値記憶部４に記憶された実開度値ＰＶのうち、与えられた開度指令値ＳＰが定常状態になったバルブ（同一ＩＤのバルブ）の実開度値ＰＶで、かつ定常状態の開度指令値ＳＰに対応する時間帯の実開度値ＰＶを診断用データとして抽出する（図３ステップＳ１０４）。

【0036】

開度指令値ＳＰが略一定値を継続的に指示している定常状態とは、例えば基準値ＳＰｒｅｆ（例えば直近の平均値）に対して開度指令値ＳＰがＳＰｒｅｆ±α（αは許容幅）の範囲内にある状態が所定時間Ｔｃｏｎｓｔ以上継続することを言う。定常状態の開度指令値ＳＰに対応する時間帯の実開度値ＰＶとは、開度指令値ＳＰの定常状態の開始時刻から、定常状態の終了後に所定時間Ｔｄが経過した時刻までの実開度値ＰＶのことを言う。開度指令値ＳＰに対してバルブには応答の遅れがある。この応答の遅れを考慮した時間を上記の所定時間Ｔｄとして設定すればよい。ただし、本実施例の定常状態の検出方法および診断用データの抽出方法は１例であって、他の方法を採用してもよいことは言うまでもない。

【0037】

ハンチング判定部６は、定常状態の開度指令値ＳＰに関して抽出された診断用データに、定常状態の開度指令値ＳＰを挟んで略一定の周期で上下動するハンチング状態が生じているか否かを判定する（図３ステップＳ１０５）。

【0038】

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は診断用データ（実開度値ＰＶ）の略一定周期のハンチング状態の例を示す図である。図４（Ａ）はグランドパッキンのフリクションが強い場合のハンチングの例、図４（Ｂ）はグランドパッキンのフリクションが弱い場合のハンチングの例を示している。

【0039】

ハンチング判定部６は、診断用データが予め規定された上下動閾値を超える上下動幅で変化しているときに診断用データが上下動していると判定すればよい。また、ハンチング判定部６は、診断用データの上下動ピーク（極大・極小）間の時間変動率が予め規定された変動率閾値の範囲内のときに略一定の周期であると判定すればよい。本実施例のハンチング検出方法は１例であって、他の方法を採用してもよいことは言うまでもない。

【0040】

フリクション判定部７は、ハンチング判定部６が診断用データに略一定周期のハンチング状態が生じていると判定した場合（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいてグランドパッキンのフリクションが強過ぎるか否かを判定する（図３ステップＳ１０６）。

【0041】

具体的には、フリクション判定部７は、ハンチング速度ΔＨ＿ｍａｘ（ハンチング上下動で検出される診断用データの変化の最大速度）とハンチング上下動幅Ｈ（数回のハンチング上下動幅の代表値）との比ΔＨ＿ｍａｘ／Ｈが第１の規定値Ｔ１より大きい場合に（ΔＨ＿ｍａｘ／Ｈ＞Ｔ１）、グランドパッキンのフリクションが強過ぎる（グランドパッキンを締め付け過ぎている）と判定する。ハンチング上下動幅（極大値と極小値との差）の代表値としては、例えば数回のハンチング上下動幅の平均値がある。

【0042】

一方、フリクション判定部８は、ハンチング判定部６が診断用データに略一定周期のハンチング状態が生じていると判定した場合（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、ハンチング速度とハンチング上下動幅とに基づいてグランドパッキンのフリクションが弱過ぎるか否かを判定する（図３ステップＳ１０７）。

【0043】

具体的には、フリクション判定部８は、ハンチング速度ΔＨ＿ｍａｘとハンチング上下動幅Ｈ（数回のハンチング上下動幅の代表値）との比ΔＨ＿ｍａｘ／Ｈが第２の規定値Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）より小さい場合に（ΔＨ＿ｍａｘ／Ｈ＜Ｔ２）、グランドパッキンのフリクションが弱過ぎる（グランドパッキンを緩め過ぎている）と判定する。

【0044】

判定結果提示部９は、バルブＩＤ記憶部１にバルブＩＤが登録されているバルブのうち、グランドパッキンに不具合あり（フリクションが強過ぎまたは弱過ぎ）と判定されたバルブのＩＤを不具合の内容（強過ぎまたは弱過ぎ）と共に作業担当者に対して提示する（図３ステップＳ１０８）。

【0045】

ただし、判定結果提示部９は、バルブＩＤ記憶部１にバルブＩＤが登録されている全てのバルブについて、「グランドパッキンのフリクションが強過ぎる」、「グランドパッキンのフリクションが弱過ぎる」、「グランドパッキンの不具合なし」のいずれかの情報を提示（表示）するようにしてもよい。この場合、作業担当者（オペレータ）は、グランドパッキンの判定を行なった結果として不具合が無かったバルブについても、バルブＩＤを確認できる。

【0046】

こうして、図３のステップＳ１００～Ｓ１０８の処理が定期的に行なわれる。なお、フリクション判定部７とフリクション判定部８のいずれかの処理を省略し、いずれか一方の実施した判定結果を提示（表示）するようにしてもよい。

【0047】

本実施例では、バルブのハンチング現象を監視することで、グランドパッキンの不具合を検知することができ、作業担当者がメンテナンス候補のバルブを選定する作業を支援することができる。

【0048】

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、第１の実施例の実装例を説明するものである。図５はプラントとその機器管理システムの構成を示す図であり、図８と同一の構成には同一の符号を付してある。

【0049】

石油、化学系のプラントの機器管理システムには、プラントの各機器を制御・管理する管理装置１０が設けられている。第１の実施例で説明したバルブＩＤ記憶部１と開度取得部２と開度指令値記憶部３と開度計測値記憶部４については、プラント固有の膨大な情報を扱うので、管理装置１０に実装されることが好ましい。

【0050】

一方、定常データ抽出部５とハンチング判定部６とフリクション判定部７，８と判定結果提示部９とは、原則的にバルブのメンテナンス要否判断時のみ必要な処理を提供するものである。また、メンテナンス実施者（メンテナンス受託企業の作業担当者）は、プラントオーナ企業から委託されてプラントのメンテナンスを実施するのが一般的である。したがって、不特定多数のプラントを対象にすることを想定して、メンテナンス受託企業の作業担当者（オペレータ）が持ち歩く携帯型のコンピュータ１１に、定常データ抽出部５とハンチング判定部６とフリクション判定部７，８と判定結果提示部９とを実装することが好ましい。

【0051】

プラントの管理装置１０とコンピュータ１１とは、メンテナンス作業実施時にイーサネット（登録商標）などの通信機能を利用して一時的に接続される。
オペレータがコンピュータ１１上のアプリケーションソフトウエアを起動すると、コンピュータ１１のＣＰＵ（Central Processing Unit）は、メモリに格納されたプログラムに従って処理を実行し、定常データ抽出部５とハンチング判定部６とフリクション判定部７，８と判定結果提示部９としての機能を実現する。

【0052】

判定結果提示部９は、管理装置１０上のバルブＩＤ記憶部１からバルブＩＤを読み込むと共に、フリクション判定部７，８の判定結果を読み込み、判定結果をコンピュータ１１のディスプレイに表示する（図３ステップＳ１０８）。

【0053】

オペレータは、表示されたバルブＩＤに基づき、特にグランドパッキンの点検に留意すべきバルブを確認する。オペレータは、表示された事項を確認した後で、コンピュータ１１と管理装置１０との接続を解除する。
こうして、第１の実施例で説明したバルブメンテナンス支援装置を実際のプラントに適用することができる。

【0054】

第１、第２の実施例で説明したバルブメンテナンス支援装置は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図６に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）３０２とを備えている。Ｉ／Ｆ３０２には、例えばバルブ、管理装置、ディスプレイ等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明のバルブメンテナンス支援方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施例で説明した処理を実行する。
なお、第２の実施例に示したようにバルブメンテナンス支援装置を管理装置１０とコンピュータ１１に分けて実装する場合には、これらの各々を図６のような構成で実現すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、バルブメンテナンス作業を支援する技術に適用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１…バルブＩＤ記憶部、２…開度取得部、３…開度指令値記憶部、４…開度計測値記憶部、５…定常データ抽出部、６…ハンチング判定部、７，８…フリクション判定部、９…判定結果提示部、１０…管理装置、１１…コンピュータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】