特許 7417376 バルブメンテナンス支援装置および支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-10

(45)【発行日】2024-01-18

(54)【発明の名称】バルブメンテナンス支援装置および支援方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20240111BHJP

   F16K 37/00 20060101ALI20240111BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 302R

F16K37/00 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019140895

(22)【出願日】2019-07-31

(65)【公開番号】P2021026268

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２２９０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５１３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８７００２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／００－２３／０２

Ｆ１６Ｋ ３７／００

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５

Ｇ０５Ｄ ７／００－ ７／０６

Ｇ０５Ｄ １６／００－１６／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

整定値としての開度が全開／全閉の二位置であり、ボールバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブのいずれかの構造からなるＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた開度センサから開度計測値データを取得するように構成された開度取得部と、
前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの操作器に供給される操作器空気の圧力計測値データを前記ＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた圧力センサから取得するように構成された圧力取得部と、
前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを記憶するように構成された第１の記憶部と、
前記第１の記憶部に記憶された圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブが全閉で整定している状態において前記操作器空気の圧力が、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブを全開に移行させるために変化する立ち上がり時点から、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの全閉で整定している開度が動き出す立ち上がり時点までの不感帯時間を、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブ本体の診断指標として算出するように構成された診断指標算出部と、
この診断指標算出部によって算出された診断指標の数値を提示するように構成された診断指標提示部と、
前記診断指標を予め規定された閾値と比較するように構成された判定部と、
この判定部の判定結果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、
メンテナンスの候補となり得るＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤを予め記憶するように構成された第２の記憶部をさらに備え、
前記第１の記憶部は、前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを送信元のＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤと共に記憶し、
前記診断指標算出部は、前記第２の記憶部にＩＤが記憶されているＯＮ－ＯＦＦバルブについて前記診断指標を算出し、
前記判定結果提示部は、前記診断指標が前記閾値以上と判定されたＯＮ－ＯＦＦバルブについて、このバルブのＩＤと前記閾値以上の数値とを通常と異なる形式で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、
前記診断指標提示部は、ＯＮ－ＯＦＦバルブを診断対象としていることを伝える情報を、前記診断指標の数値と共に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4】

整定値としての開度が全開／全閉の二位置であり、ボールバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブのいずれかの構造からなるＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた開度センサから開度計測値データを取得する第１のステップと、
前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの操作器に供給される操作器空気の圧力計測値データを前記ＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた圧力センサから取得する第２のステップと、
前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを記憶する第３のステップと、
前記圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブが全閉で整定している状態において前記操作器空気の圧力が、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブを全開に移行させるために変化する立ち上がり時点から、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの全閉で整定している開度が動き出す立ち上がり時点までの不感帯時間を、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブ本体の診断指標として算出する第４のステップと、
前記診断指標の数値を提示する第５のステップと、
前記診断指標を予め規定された閾値と比較する第６のステップと、
前記第６のステップの判定結果を提示する第７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5】

請求項４記載のバルブメンテナンス支援方法において、
前記第３のステップは、前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを送信元のＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤと共に記憶するステップを含み、
前記第４のステップは、メンテナンスの候補となり得るＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤを予め記憶している記憶部を参照し、この記憶部にＩＤが記憶されているＯＮ－ＯＦＦバルブについて前記診断指標を算出するステップを含み、
前記第７のステップは、前記診断指標が前記閾値以上と判定されたＯＮ－ＯＦＦバルブについて、このバルブのＩＤと前記閾値以上の数値とを通常と異なる形式で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6】

請求項５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、ＯＮ－ＯＦＦバルブを診断対象としていることを伝える情報を、前記診断指標の数値と共に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。

【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ＯＮ－ＯＦＦバルブのメンテナンスの効率的な作業のための支援を実現するバルブメンテナンス支援装置および支援方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

石油化学プラントなどで使用されるバルブ（例えば図１３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１３に示すコントロールバルブは、流体の流れる通路を開閉するバルブ本体１００と、入力電気信号を空気圧に変換するポジショナ１０１と、ポジショナ１０１から供給される空気圧に応じてバルブ本体１００を操作する操作器１０２とから構成される。

【0003】

図１３に示したようなバルブが多数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、バルブの摺動部分におけるスティックスリップの発生を検出する技術（特許文献１参照）、バルブのハンチング状態を判定する技術（特許文献２参照）、バルブへのスケールの付着を検出する技術（特許文献３参照）などが提案されている。

【0004】

一方、開度を連続的に変化させることが可能なコントロールバルブとは別の種類のバルブとして、開度を全開／全閉の二位置しか取ることができないＯＮ－ＯＦＦバルブがあり、例えばボールバルブやバタフライバルブやゲートバルブがある。図１４に示すＯＮ－ＯＦＦバルブ２００は、ボールバルブを用いたものであり、弁体であるボール２０１をボールシートと呼ばれるシートリング２０２で挟み込む構造であり、ステム（弁棒）２０３を操作器２０４によって９０度回転させることで、バルブを開いたり閉めたりすることができる。また、種類によっては、９０度以外のものもある。

【0005】

ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００の大半は、図１５に示すように計装されており、電磁弁２０５を介してＯＮ－ＯＦＦバルブ２００の操作器２０４に操作器空気が供給されるようになっている。ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００の開状態はリミットスイッチ２０６によって検出され、閉状態はリミットスイッチ２０７によって検出される。このように、リミットスイッチ２０６，２０７を用いたアンサーバックは、閉状態または開状態の２状態のみを表しており、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００の開閉の動作過程はアンサーバックに反映されない。すなわち、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００のアンサーバック機能は、異常時に警報を発報するだけであり、警報が発生した時に既に緊急の異常状態であれば、処置が手遅れになる。

【0006】

安全性や作業効率については、完全とか十分とか言える上限は無く、安全性、作業効率の更なる向上が求められている。特に、石油化学プラントなどでは、例えば図１６に示すように複数のバルブ２００－Ａ，２００－Ｃ，２００－Ｍが使用される。したがって、バルブメンテナンスの作業効率については、更なる改善が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第３２５４６２４号公報

【文献】特開２０１５－１１４９４２号公報

【文献】特開２０１５－１１４９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＯＮ－ＯＦＦ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支援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】

【0009】

本発明のバルブメンテナンス支援装置は、整定値としての開度が全開／全閉の二位置であり、ボールバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブのいずれかの構造からなるＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた開度センサから開度計測値データを取得するように構成された開度取得部と、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの操作器に供給される操作器空気の圧力計測値データを前記ＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた圧力センサから取得するように構成された圧力取得部と、前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを記憶するように構成された第１の記憶部と、前記第１の記憶部に記憶された圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブが全閉で整定している状態において前記操作器空気の圧力が、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブを全開に移行させるために変化する立ち上がり時点から、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの全閉で整定している開度が動き出す立ち上がり時点までの不感帯時間を、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブ本体の診断指標として算出するように構成された診断指標算出部と、この診断指標算出部によって算出された診断指標の数値を提示するように構成された診断指標提示部と、前記診断指標を予め規定された閾値と比較するように構成された判定部と、この判定部の判定結果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。

【0010】

また、本発明のバルブメンテナンス支援装置の１構成例は、メンテナンスの候補となり得るＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤを予め記憶するように構成された第２の記憶部をさらに備え、前記第１の記憶部は、前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを送信元のＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤと共に記憶し、前記診断指標算出部は、前記第２の記憶部にＩＤが記憶されているＯＮ－ＯＦＦバルブについて前記診断指標を算出し、前記判定結果提示部は、前記診断指標が前記閾値以上と判定されたＯＮ－ＯＦＦバルブについて、このバルブのＩＤと前記閾値以上の数値とを通常と異なる形式で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、前記診断指標提示部は、ＯＮ－ＯＦＦバルブを診断対象としていることを伝える情報を、前記診断指標の数値と共に提示す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方法は、整定値としての開度が全開／全閉の二位置であり、ボールバルブ、バタフライバルブ、ゲートバルブのいずれかの構造からなるＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた開度センサから開度計測値データを取得する第１のステップと、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの操作器に供給される操作器空気の圧力計測値データを前記ＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた圧力センサから取得する第２のステップと、前記開度計測値データと前記圧力計測値データとを記憶する第３のステップと、前記圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブが全閉で整定している状態において前記操作器空気の圧力が、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブを全開に移行させるために変化する立ち上がり時点から、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブの全閉で整定している開度が動き出す立ち上がり時点までの不感帯時間を、前記ＯＮ－ＯＦＦバルブ本体の診断指標として算出する第４のステップと、前記診断指標の数値を提示する第５のステップと、前記診断指標を予め規定された閾値と比較する第６のステップと、前記第６のステップの判定結果を提示する第７のステップとを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、操作器空気の圧力が変化してからＯＮ－ＯＦＦバルブの開度が変化するまでの不感帯時間を、ＯＮ－ＯＦＦバルブの診断指標として算出し、診断指標の数値を提示することにより、ＯＮ－ＯＦＦバルブの動き出しの不感帯時間の大きさの変化を捉えることができ、オペレータがメンテナンス候補のＯＮ－ＯＦＦ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、ＯＮ－ＯＦＦ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】

【0013】

【図1】図１は、本発明のＯＮ－ＯＦＦバルブの計装図である。

【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構成を示すブロック図である。

【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、本発明の第１の実施例に係るＯＮ－ＯＦＦバルブの構造の１例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施例に係るＯＮ－ＯＦＦバルブの開度センサの構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施例に係るＯＮ－ＯＦＦバルブの圧力センサの構成を示すブロック図である。

【図7】図７は、バルブ開度の立ち上がり時点の導出方法を説明する図である。

【図8】図８は、ＯＮ－ＯＦＦバルブの正常な動作のシミュレーション結果を示す図である。

【図9】図９は、ＯＮ－ＯＦＦバルブの異常な動作のシミュレーション結果を示す図である。

【図10】図１０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診断指標提示部と判定結果提示部とによる診断指標の提示例を示す図である。

【図11】図１１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12】図１２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13】図１３は、コントロールバルブの１例を示す図である。

【図14】図１４は、ＯＮ－ＯＦＦバルブの１例を示す図である。

【図15】図１５は、従来のＯＮ－ＯＦＦバルブの計装図である。

【図16】図１６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】

【0014】

［発明の原理］
石油化学プラントなどで使用されるバルブでは、プラント全体でのコンプレッサの使用状況などの事情により、供給される操作器空気圧力が制御指令（電磁弁への電気信号など）に対してばらつくのはむしろ当然であるため、制御指令と操作器空気圧力変化との間の時間がばらつくのは異常とは限らない。つまり、制御指令に対するＯＮ－ＯＦＦバルブの動き出しの不感帯（電気信号とＯＮ－ＯＦＦバルブの開度の時間差）に基づいて、ＯＮ－ＯＦＦバルブの不具合を判定することはできない。

【0015】

発明者は、ＯＮ－ＯＦＦバルブの大半は電磁弁を利用して操作器空気圧力を供給する単純な構造であるため、ＯＮ－ＯＦＦバルブの不具合の予兆も単純な形で現れる点に着眼した。そして、主にＯＮ－ＯＦＦバルブの摺動部に粘度性が高く、粒子が大きい物（スケール）が付着することでＯＮ－ＯＦＦバルブの作動速度が低下することを突き止めた。また、ＯＮ－ＯＦＦバルブのシール部品（グランドパッキンやガスケット）が摩耗して、本来の摩擦力を失うことにより、通常より早い速度でＯＮ－ＯＦＦバルブが作動してしまうこと（例えば内弁の食い込みによる弁開時のジャンピングの発生）を突き止めた。そして、操作器への圧力変化、特に動き出しの不感帯時間の大きさの変化が、ＯＮ－ＯＦＦバルブの不具合（基準トルク以上または基準トルク以下の力で作動させている）と相関することを、発明者は鋭意研究により突き止めた。

【0016】

本発明では、図１に示すように、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａに圧力センサ２０８を設け、電磁弁２０５を介して操作器２０４に供給される操作器空気の圧力値を検出できるようにすると共に、弁開閉動作（ストローク）を検知できる開度センサをＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａに設ける。これにより、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの操作器２０４への圧力変化とＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの開度の変化とを検出することができ、操作器空気圧力変化に対するＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの動き出しの不感帯時間を求めることができる。そして、不感帯時間を基にＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの不具合を推定することができる。なお、リミットスイッチ２０７を簡易的な開度センサとして扱い、リミットスイッチ２０７によって閉状態ではなくなった時点を検出して、これをＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａのバルブ開度の立ち上がり時点として代用してもよい。ただし、弁開閉動作（ストローク）を検知できる開度センサを設ける場合の方が、不感帯時間を高い精度で求めることができる。

【0017】

［第１の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照して説明する。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構成を示すブロック図である。本実施例は、開閉動作の動き出しの不感帯時間（圧力－開度の時間差）の大きさからＯＮ－ＯＦＦバルブの挙動を検知する例である。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。

【0018】

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ＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤ（識別情報）を予め記憶するバルブＩＤ記憶部１と、ＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた開度センサから開度計測値データを取得する開度取得部２と、ＯＮ－ＯＦＦバルブの操作器に供給される操作器空気の圧力計測値データをＯＮ－ＯＦＦバルブに設けられた圧力センサから取得する圧力取得部３と、開度計測値データと圧力計測値データとを送信元のＯＮ－ＯＦＦバルブのＩＤと共に記憶する記憶部４と、記憶部４に記憶された圧力計測値データと開度計測値データとに基づいて、操作器空気の圧力が変化してからＯＮ－ＯＦＦバルブの開度が変化するまでの不感帯時間を、ＯＮ－ＯＦＦバルブの診断指標として算出する診断指標算出部５と、診断指標算出部５によって算出された診断指標の数値を提示する診断指標提示部６と、診断指標を予め規定された閾値と比較する判定部７と、判定部７の判定結果を提示し、診断指標が閾値以上と判定されたＯＮ－ＯＦＦバルブについては、このバルブのＩＤと閾値以上の数値とを通常と異なる形式で提示する判定結果提示部８とを備えている。

【0019】

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。特に、バルブＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”のバルブが電磁弁を利用しているＯＮ－ＯＦＦ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。

【0020】

バルブＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”の各ＯＮ－ＯＦＦバルブには、図１で説明した圧力センサ２０８と共に開度センサが設けられ、バルブ開度を連続的に計測できるようになっている。図４は、本実施例のＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの構造の１例を示す図であり、図１４に示したＯＮ－ＯＦＦバルブ２００に開度センサ２０９を追加したものである。なお、図４では、圧力センサ２０８の記載を省略している。開度センサ２０９の追加位置については、図４の位置に限られるものではなく、バルブ開度が計測できる位置であればよい。

【0021】

図５は開度センサ２０９の構成を示すブロック図である。開度センサ２０９は、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａのステム（弁棒）２０３の回転角度を連続的に検出することにより、バルブ開度を連続的に計測する開度計測部２１０と、開度センサ２０９が取り付けられたＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａに固有のバルブＩＤを記憶するバルブＩＤ記憶部２１１と、バルブメンテナンス支援装置に対して開度計測値データとバルブＩＤとを周期的に送信する送信部２１２とを備えている。

【0022】

送信部２１２は、バルブＩＤ記憶部２１１に記憶されているバルブＩＤを、開度計測値データに付加して送信する。なお、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの開度を連続的に取得する必要があるので、開度計測値データの計測・送信周期は、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの開閉所要時間の生じ得る最小値よりも短いことが必要である。

【0023】

図６は圧力センサ２０８の構成を示すブロック図である。圧力センサ２０８は、電磁弁２０５を介してＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの操作器２０４に供給される操作器空気の圧力値を連続的に検出する圧力計測部２１３と、圧力センサ２０８が取り付けられたＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａに固有のバルブＩＤを記憶するバルブＩＤ記憶部２１４と、バルブメンテナンス支援装置に対して圧力計測値データとバルブＩＤとを周期的に送信する送信部２１５とを備えている。開度計測値データの場合と同様に、圧力計測値データの計測・送信周期は、ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの開閉所要時間の生じ得る最小値よりも短いことが必要である。

【0024】

バルブメンテナンス支援装置の開度取得部２は、各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの開度センサ２０９から開度計測値データを受信し（図３ステップＳ１００）、受信した開度計測値データとこの開度計測値データに付加されていたバルブＩＤと開度計測値データの受信時刻とを記憶部４に格納する（図３ステップＳ１０１）。

【0025】

一方、バルブメンテナンス支援装置の圧力取得部３は、各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの圧力センサ２０８から圧力計測値データを受信し（図３ステップＳ１０２）、受信した圧力計測値データとこの圧力計測値データに付加されていたバルブＩＤと圧力計測値データの受信時刻とを記憶部４に格納する（図３ステップＳ１０３）。

【0026】

上記のように、バルブ開度と操作器空気圧力とは周期的に計測される。したがって、開度取得部２はステップＳ１００，Ｓ１０１の処理を周期的に実施し、圧力取得部３はステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理を周期的に実施する。
なお、本実施例では、開度計測値データと圧力計測値データとを個別に送信しているが、圧力センサ２０８と開度センサ２０９の送信部を統合して、開度計測値データと圧力計測値データとを纏めて送信するようにしてもよいことは言うまでもない。

【0027】

次に、バルブメンテナンス支援装置の診断指標算出部５は、バルブＩＤ記憶部１にバルブＩＤが登録されている、メンテナンスの候補となり得る各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａについて、記憶部４に記憶された開度計測値データに基づいてバルブ開度の立ち上がり時点を求める（図３ステップＳ１０４）。また、診断指標算出部５は、メンテナンスの候補となり得る各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａについて、記憶部４に記憶された圧力計測値データに基づいて操作器空気圧力の立ち上がり時点を求める（図３ステップＳ１０５）。

【0028】

上記のとおり、記憶部４には、時系列に得られた開度計測値データとバルブＩＤと開度計測値データの受信時刻とが記憶されているので、バルブ開度の立ち上がり時点を求めることが可能である。図７はバルブ開度の立ち上がり時点の導出方法を説明する図である。開度計測値データとその受信時刻とから、例えば図７のようなバルブ開度変化曲線が得られたとする。診断指標算出部５は、バルブ開度Ａが整定値Ａｃｏｎｔに対して規定開度幅以上大きく変化したときに、その変化の傾きが最大となったバルブ開度変化曲線上の点を求め、この点の接線Ｌ２と整定値Ａｃｏｎｔの延長線Ｌ１とが交わる時点を、バルブ開度Ａの立ち上がり時点ｔａとすればよい。

【0029】

同様に、記憶部４には、時系列に得られた圧力計測値データとバルブＩＤと圧力計測値データの受信時刻とが記憶されている。診断指標算出部５は、操作器空気圧力Ｐがその整定値に対して規定圧力幅以上大きく変化したときに、その変化の傾きが最大となった操作器空気圧力変化曲線上の点を求め、この点の接線と整定値の延長線とが交わる時点を、操作器空気圧力Ｐの立ち上がり時点ｔｐとすればよい。

【0030】

そして、診断指標算出部５は、操作器空気圧力Ｐの立ち上がり時点ｔｐとバルブ開度Ａの立ち上がり時点ｔａとの時間差（不感帯時間）ｔａ－ｔｐを、診断指標Ｔｘとして算出する（図３ステップＳ１０６）。

【0031】

バルブメンテナンス支援装置の診断指標提示部６は、診断指標算出部５によって算出された各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの診断指標Ｔｘの数値をオペレータに対して提示する（図３ステップＳ１０７）。このとき、診断指標提示部６は、メンテナンスの候補となり得るＯＮ－ＯＦＦバルブを診断対象としていることを伝える情報を、診断指標Ｔｘの数値と共に提示する。

【0032】

本実施例では、このような提示によって、ＯＮ－ＯＦＦバルブのメンテナンスの必要性についての知識が乏しいオペレータに対して、ＯＮ－ＯＦＦバルブへの着目の必要性を定量的に示すことになるので、ＯＮ－ＯＦＦバルブのチェック漏れが発生する危険性を低減できる。

【0033】

一方、バルブメンテナンス支援装置の判定部７は、バルブＩＤ記憶部１にバルブＩＤが登録されている各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの診断指標Ｔｘが予め規定された閾値ＴＨ以上か否かをＯＮ－ＯＦＦバルブ毎に判定する（図３ステップＳ１０８）。

【0034】

バルブメンテナンス支援装置の判定結果提示部８は、判定部７の判定結果をオペレータに対して提示する（図３ステップＳ１０９）。具体的には、判定結果提示部８は、診断指標Ｔｘが閾値以上と判定されたＯＮ－ＯＦＦバルブについて、このバルブのＩＤと閾値以上の数値とを通常と異なる形式（例えば赤色で表示）で表示すればよい。
こうして、図３のステップＳ１００～Ｓ１０９の処理が定期的に、あるいはオペレータから診断実行の指示があったときに行われる。

【0035】

図８はＯＮ－ＯＦＦバルブの正常な動作のシミュレーション結果を示す図、図９はＯＮ－ＯＦＦバルブの異常な動作のシミュレーション結果を示す図である。ここでは、操作器空気圧力Ｐを、とり得る最大値を１００％としたときの百分率で表している。図８の正常な例では、診断指標Ｔｘ＝１０ｍｓｅｃ．（０．０１ｓｅｃ．）であるのに対し、図９の例では、診断指標Ｔｘ＝３０ｍｓｅｃ．（０．０３ｓｅｃ．）となっており、ＯＮ－ＯＦＦバルブの作動速度が低下している。

【0036】

なお、図８、図９のｔ０は、制御指令（電磁弁２０５への電気信号など）の入力時点を示している。図８、図９の例は、制御指令の入力時点ｔ０と操作器空気圧力Ｐの立ち上がり時点ｔｐとの時間差がばらつく例とした。これにより、図８と図９では、制御指令に対するＯＮ－ＯＦＦバルブの動き出しの不感帯時間（ｔａ－ｔ０）は同一になっている。

【0037】

図１０は診断指標提示部６と判定結果提示部８とによる診断指標の提示例を示す図である。図１０の例では、診断指標提示部６が表示する画面６０の領域６００に、バルブＩＤ“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”の各バルブの診断指標Ｔｘが表示されている。診断指標提示部６は、ＯＮ－ＯＦＦバルブを診断対象としていることを伝える情報を、画面６０の領域６０１に表示している。また、診断指標提示部６は、予め用意されている画像データを用いて、図１０に示すように診断対象のＯＮ－ＯＦＦバルブが配設されている箇所の配管計装図６０２を画面６０に表示するようにしてもよい。

【0038】

本実施例では、閾値ＴＨを例えば２０ｍｓｅｃ．としている。図１０の例では、バルブＩＤ“Ｍ”のＯＮ－ＯＦＦバルブの診断指標が３０ｍｓｅｃ．である。このため、判定結果提示部８は、診断指標の数値とバルブＩＤとを、他のＯＮ－ＯＦＦバルブの診断指標と異なる色（図１０の例では黒地に白）で表示している。

【0039】

こうして、本実施例では、ＯＮ－ＯＦＦバルブの動き出しの不感帯時間（操作器空気圧力の立ち上がり時点とバルブ開度の立ち上がり時点との時間差）の大きさの変化を捉えることができ、オペレータがメンテナンス候補のＯＮ－ＯＦＦバルブを選定する作業を支援することができる。

【0040】

［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１１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る。本実施例では、バルブＩＤ“Ａ”，“Ｍ”のＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａ－Ａ，２００ａ－Ｍが流路１１－１に配設され、バルブＩＤ“Ｃ”のＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａ－Ｃが流路１１－３に配設されているものとする。図１１における１２－Ａ，１２－Ｃ，１２－Ｍは流量計測器、１３はタンク、１４は圧力発信器である。なお、図１１では、バルブＩＤが“Ａ”，“Ｃ”，“Ｍ”以外のバルブについては記載を省略している。

【0041】

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１５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と圧力取得部３と記憶部４と診断指標算出部５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１５に実装されることが好ましい。

【0042】

一方、診断指標提示部６と判定部７と判定結果提示部８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１６に、診断指標提示部６と判定部７と判定結果提示部８とを実装することが好ましい。

【0043】

プラントの管理装置１５とコンピュータ１６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１６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１６のＣＰＵ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、診断指標提示部６と判定部７と判定結果提示部８としての機能を実現する。

【0044】

診断指標提示部６は、管理装置１５上のバルブＩＤ記憶部１からバルブＩＤを読み込むと共に、診断指標算出部５によって算出された各ＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａの診断指標を読み込み、コンピュータ１６のディスプレイに表示する（図３ステップＳ１０７）。また、判定結果提示部８は、判定部７の判定結果をコンピュータ１６のディスプレイに表示する（図３ステップＳ１０９）。

【0045】

オペレータは、表示されたバルブＩＤと診断指標と判定結果に基づき、特に留意すべきＯＮ－ＯＦＦバルブ２００ａ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１６と管理装置１５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。

【0046】

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（Central Processing Unit）、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１２に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）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１５とコンピュータ１６に分けて実装する場合には、これらの各々を図１２のような構成で実現すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0047】

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】

【0048】

１，２１１，２１４…バルブＩＤ記憶部、２…開度取得部、３…圧力取得部、４…記憶部、５…診断指標算出部、６…診断指標提示部、７…判定部、８…判定結果提示部、１１－１，１１－３…流路、１２－Ａ，１２－Ｃ，１２－Ｍ…流量計測器、１３…タンク、１４…圧力発信器、１５…管理装置、１６…コンピュータ、２００ａ…ＯＮ－ＯＦＦバルブ、２０８…圧力センサ、２０９…開度センサ、２１０…開度計測部、２１２，２１５…送信部、２１３…圧力計測部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】