JP4829532B2 - 詰まり診断機能付き圧力伝送器及び圧力伝送器の詰まり診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラントからの導圧管の詰まりを診断する、詰まり診断機能付き圧力伝送器及び圧力伝送器の詰まり診断方法に関し、特に、振動式であって、差圧及び静圧を測定し伝送する詰まり診断機能付き圧力伝送器及び圧力伝送器の詰まり診断方法に関する。

従来の詰まり診断機能付き圧力伝送器は、圧力の揺動の分散に基づいて導圧管の詰まりを診断するものもある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
例えば、圧力伝送器である差圧・圧力伝送器において、差圧信号または静圧信号の揺動
に係る統計演算を実施して導圧管の詰まりを診断する。

以下に図３に基づいて本発明を詳細に説明する。図３は、従来の詰まり診断機能付き圧力伝送器を示す構成図である。同図において、詰まり診断機能付き圧力伝送器は、差圧伝送器４と管路閉塞検出装置５とを備える。

また、プラントの流体が流れる管路１の途中にオリフィス２が設置される。オリフィス２の高圧側の圧力と低圧側の圧力とは、導圧管３１及び導圧管３２を介して、差圧伝送器４及び管路閉塞検出装置５に伝達される。さらに、管路閉塞検出装置５は、分散演算部５２と判定部５４とを備える。また、分散演算部５２は揺動演算部５２１と２乗和演算部５２２とを備える。

このように構成された図３の従来例の動作を説明する。差圧伝送器４は、導圧管３１及び導圧管３２からの圧力に基づき、差圧信号と静圧信号とを生成する。

また、分散演算部５２は、導圧管３１及び導圧管３２からの圧力に基づき、それぞれの揺動の演算及び分散の演算である、統計演算を実施する。そして、判定部５４は、その統計演算の結果から、導圧管３１と導圧管３２とに詰まりがあるかどうかを判定する。具体的には、圧力の揺動の分散が所定の値よりも小さいときは、導圧管３１または導圧管３２が詰まっていると診断する。

こうして、図３の従来例は、圧力を測定し伝送する。また、図３の従来例は、詰まりが有ると診断したときは、アラームを生成し、伝送する。

そして、図３の従来例における詰まり診断は、オリフィス２に流れる流量の影響を受ける。

特許第３１２９１２１号公報 特開２００４−１３２８１７公報

しかしながら、従来の詰まり診断機能付き圧力伝送器は、プラントが点検・補修等で停止しているとき、導圧管の詰まり診断の機能が不要なアラームを発生するという課題がある。

詳しくは、プラントが点検・補修等で停止しているとき、流体が流れず、その乱流による揺動が小さくなる。このため、導圧管３１及び導圧管３２が詰まっていないにもかかわらず、判定部５４は、導圧管が詰まっていると誤診し、アラームを生成する場合がある。

本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、誤診がない詰まり診断機能付き圧力伝送器及び圧力伝送器の詰まり診断方法を簡便に提供することにある。

このような目的を達成する本発明は、次の通りである。
（１）プラントからの導圧管の圧力が入力されるセンサと、前記センサが生成する電気信号から圧力値を演算する圧力演算部と、前記圧力値の平均値及び揺動の分散を演算する統計演算部と、前記統計演算部の演算結果に基づき前記導圧管の詰まりを診断する詰まり判定部とを備えた詰まり診断機能付き圧力伝送器において、前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する演算結果格納部と、前記プラントが正常動作しているときに前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する基準データ格納部と、前記演算結果格納部に格納された圧力値の平均値と前記基準データ格納部に格納された圧力値の平均値とに基づいて診断不可の判定をする診断可否判定部と、前記診断不可のときに、前記詰まり判定部の判定結果を無効にする無効判定処理部とを備えることを特徴とする詰まり診断機能付き圧力伝送器。
（２）前記プラントが停止したときにプラント停止の判定をするプラント稼動判定部を備え、前記無効判定処理部は、前記プラント停止のときに前記詰まり判定部の判定結果を無効にすることを特徴とする（１）記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
（３）前記プラント稼動判定部は、前記圧力値の平均値に基づいて前記プラントの稼動状態を判定することを特徴とする（２）記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
（４）前記プラント稼動判定部は、前記基準データ格納部に格納された値と前記演算結果格納部に格納された値とに基づき前記プラントの稼動状態を判定することを特徴とする（３）記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
（５）プラントからの導圧管の圧力が入力されるセンサと、前記センサが生成する電気信号から圧力値を演算する圧力演算部と、前記圧力値の平均値及び揺動の分散を演算する統計演算部と、前記統計演算部の演算結果に基づき前記導圧管の詰まりを診断する詰まり判定部とを備えた詰まり診断機能付き圧力伝送器の詰まり診断方法において、前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する演算結果格納部に格納された圧力値の平均値と、前記プラントが正常動作しているときに前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する基準データ格納部に格納された圧力値の平均値とに基づいて、診断不可かどうか判定するステップ、前記診断不可のときに前記詰まり判定部の判定結果を無効にするステップ、を備えることを特徴とする圧力伝送器の詰まり診断方法。

本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、誤診がない詰まり診断機能付き圧力伝送器及び圧力伝送器の詰まり診断方法を簡便に提供できる。

以下に図１に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。

図１の実施例の特徴は、診断可否判定部６９とプラント稼動判定部６８とに係る構成にある。

同図において、プラントの流体が流れる管路１の途中にオリフィス２が設置される。オリフィス２の高圧側の圧力と低圧側の圧力とは、導圧管３を介して、圧力伝送器６に伝達される。

圧力伝送器６の内部を詳しく説明する。センサ６１には、プラントからの導圧管３の圧力が入力される。そして、センサ６１は電気信号を生成する。具体的には、例えば、センサ６１は、２つの振動式のセンサで形成され、圧力と相関のある２つの周波数の信号を生成する。

圧力演算部６２は、センサ６１が生成した電気信号から、圧力値を演算する。具体的には、例えば、圧力演算部６２は、２つの周波数の信号から、静圧信号と差圧信号とを生成する。このようにして、図１の実施例は、プラントの圧力を測定し、伝送する。

また、統計演算部６３は、圧力演算部６２が生成した静圧信号の揺動の分散を演算し、また、圧力演算部６２が生成した差圧信号の揺動の分散を演算する。さらにまた、統計演算部６３は、差圧信号の平均値を演算する。こうして、統計演算部６３は、圧力値に係る統計演算を実施する。

さらに、閾値設定部６４は、基準データ格納部６５、演算結果格納部６６、詰まり判定部６７、プラント稼動判定部６８、診断要否判定部６９、アラーム処理部６Ａの処理に係るおのおのの閾値を設定し、格納する。

また、基準データ格納部６５は、所定のプラントの状態における統計演算部６３の演算結果を格納し、所定の間保持する。具体的には、図１の実施例の点検・補修等の直後に、プラントが正常動作しているときの統計演算部６３の演算結果を、基準データとして、長期間保管する。

さらに、演算結果格納部６６は、統計演算部６３の演算結果を格納する。そして、演算結果格納部６６は、詰まりの診断の周期毎に更新される。

また、詰まり診断部６７は、演算結果格納部６６に格納された値に基づき導圧管３の詰まりを診断する。具体的には、静圧信号の揺動の分散、差圧信号の揺動の分散に相当する値が、所定の閾値よりも小さいときに、詰まり診断部６７は“導圧管詰まり”の判定を出力する。

さらに、プラント稼動判定部６８は、プラントの稼動状態を判定する。詳しくは、プラントが停止したときに、プラント稼動判定部６８は“プラント停止”の判定を出力する。さらにまた、プラント稼動判定部６８は、例えば、基準データ格納部６５に格納された値と、演算結果格納部６６に格納された値とに基づきプラントの稼動状態を判定する。

また、プラント稼動判定部６８は、圧力値の平均値に基づいてプラントの稼動状態を判定する。詳しくは、圧力演算部６２が生成した差圧信号の平均値が所定の値よりも小さいときは、“プラント停止”の判定を出力する。

さらに、診断可否判定部６９は、演算結果格納部６６に格納された値が所定の値よりも小さいときに“診断不可”の判定を出力する。また、診断可否判定部６９は、例えば、基準データ格納部６５に格納された値と、演算結果格納部６６に格納された値とに基づき、診断可能かどうかを判定する。

また、アラーム処理部６Ａは、診断可否判定部６９の判定が“診断不可”のときに、詰まり診断部６７の判定結果“導圧管詰まり”を無効にする。さらに、アラーム処理部６Ａは、プラント稼動判定部６８の判定が“プラント停止” のときに、詰まり診断部６７の判定結果“導圧管詰まり”を無効にする。

このように構成される図１の実施例の動作について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一処理方法を示すフローチャートである。

第１に、閾値の設定をするステップＳ１を実行する。詳しくは、閾値設定部６４は、基準データ格納部６５、演算結果格納部６６、詰まり判定部６７、プラント稼動判定部６８、診断要否判定部６９、アラーム処理部６Ａの処理に係るおのおのの閾値を設定し、格納する。

具体的には、診断可否判定部６９の判定に係る下限値Ｄｍｉｎｉを設定し、プラント稼動判定部６８の判定に係る差圧上限倍率ＫＨ及び差圧下限倍率ＫＬを設定し、詰まり診断部６７の判定に係る差圧揺動上限ＤＨ、差圧揺動下限ＤＬ、静圧揺動上限ＳＨ、静圧揺動下限ＳＬその他を設定する。

第２に、所定の前記プラントの状態における統計演算部６３の演算結果を基準データ格納部に格納する基準データを格納するステップＳ２を実行する。詳しくは、基準データ格納部６５は、図１の実施例の点検・補修等の直後に、プラントが正常動作しているときの統計演算部６３の演算結果を、基準データとして、長期間保管する。

具体的には、基準データ格納部６５は、差圧平均値Ａｖｄｐ、差圧揺動２乗平均値Ｖｄｐｓ，静圧揺動２乗平均値Ｖｙｓその他を基準データとして格納する。なお、このような、基準データは、絶対基準がない揺動の大小の比較等において、有効である。

第３に、演算結果格納部６６に格納された値に基づいて、診断不可かどうか判定するステップＳ３を実行する。詳しくは、診断可否判定部６９は、演算結果格納部６６に格納された値が下限値Ｄｍｉｎｉよりも小さいときに“診断不可”の判定を出力する。

そして、診断可否判定部６９の判定が診断不可のときは、アラーム処理部６Ａはアラーム１を生成し、伝送する。また、診断可否判定部６９の判定が診断不可のときはステップＳ３を繰り返す。こうして、診断可否判定部６９の判定が診断不可のとき、詰まり判定部６７の判定結果が無効になる。さらに、診断可否判定部６９の判定が診断可能のときは、ステップ４に移行する。

第４に、前記基準データ格納部に格納された値と演算結果格納部に格納された値とに基づきプラント停止かどうか判定するステップＳ４を実行する。詳しくは、プラント稼動判定部６８は、例えば、基準データ格納部６５に格納された値と演算結果格納部６６に格納された値とに基づきプラント停止かどうか判定する。また、プラント稼動判定部６８は、圧力演算部６２が生成した差圧信号の平均値が差圧上限倍率ＫＨと差圧下限倍率ＫＬとの間にないときは、“プラント停止”の判定を出力する。

そして、プラント稼動判定部６８の判定がプラント停止のときは、アラーム処理部６Ａはアラーム２を生成し、伝送する。また、プラント稼動判定部６８の判定がプラント停止のときはステップＳ３に戻る。こうして、プラント稼動判定部６８の判定がプラント停止のとき、詰まり判定部６７の判定結果が無効になる。さらに、プラント稼動判定部６８の判定がプラント稼動のときは、ステップ５に移行する。

第５に、詰まりを判定するステップＳ５を実行する。詳しくは、詰まり診断部６７は、演算結果格納部６６に格納された値に基づき導圧管３の詰まりを診断する。また、静圧信号の揺動の分散、差圧信号の揺動の分散に相当する値が、差圧揺動下限ＤＬ、静圧揺動下限ＳＬ所定の閾値よりも小さいときに、詰まり診断部６７は“導圧管詰まり”の判定を出力する。

そして、詰まり診断部６７の判定が詰まり有りのときは、アラーム処理部６Ａはアラーム３を生成し、伝送する。こうして、診断可否判定部６９の判定が診断可能のとき、かつ、プラント稼動判定部６８の判定がプラント稼動のとき、詰まり判定部６７の判定結果が有効になる。また、その後、ステップ３に移行する。

以上のことにより、図１及び図２の実施例によれば、センサでの圧力の揺動の分散が小さくなる状態について、プラントが点検・補修等で停止していることが原因であるのか、または、プラントからの導圧管の詰まりが原因であるのかを区別できる。

また、上述の実施例は、圧力値の平均値に基づいてプラントの稼動状態を判定したが、これとは別に、外部のプラントからの通信信号によって、プラントの稼動状態を判定するようにしても同等の構成となり、同等の作用効果がある。

さらに、本発明は、上述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲でさらに多くの変更及び変形を含むものである。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の一処理方法を示すフローチャートである。 従来の詰まり診断機能付き圧力伝送器を示す構成図である。

符号の説明

３ 導圧管
６ 圧力伝送器
６１ センサ
６２ 圧力値演算部
６３ 統計演算部
６４ 閾値設定部
６５ 基準データ格納部
６６ 演算結果格納部
６７ 詰まり判定部
６８ プラント稼動判定部
６９ 診断可否判定部
６Ａ アラーム処理部
Ｓ１ 閾値の設定をするステップ
Ｓ２ 基準データを格納するステップ
Ｓ３ 診断可能かどうか判定するステップ
Ｓ４ プラントの稼動を判定するステップ
Ｓ５ 詰まりを判定するステップ

Claims (5)

1. プラントからの導圧管の圧力が入力されるセンサと、前記センサが生成する電気信号から圧力値を演算する圧力演算部と、前記圧力値の平均値及び揺動の分散を演算する統計演算部と、前記統計演算部の演算結果に基づき前記導圧管の詰まりを診断する詰まり判定部とを備えた詰まり診断機能付き圧力伝送器において、
   前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する演算結果格納部と、
   前記プラントが正常動作しているときに前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する基準データ格納部と、
   前記演算結果格納部に格納された圧力値の平均値と前記基準データ格納部に格納された圧力値の平均値とに基づいて診断不可の判定をする診断可否判定部と、
   前記診断不可のときに、前記詰まり判定部の判定結果を無効にする無効判定処理部と
   を備えることを特徴とする詰まり診断機能付き圧力伝送器。
2. 前記プラントが停止したときにプラント停止の判定をするプラント稼動判定部を備え、
   前記無効判定処理部は、前記プラント停止のときに前記詰まり判定部の判定結果を無効にする
   ことを特徴とする請求項１記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
3. 前記プラント稼動判定部は、前記圧力値の平均値に基づいて前記プラントの稼動状態を判定することを特徴とする請求項２記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
4. 前記プラント稼動判定部は、前記基準データ格納部に格納された値と前記演算結果格納部に格納された値とに基づき前記プラントの稼動状態を判定する
   ことを特徴とする請求項３記載の詰まり診断機能付き圧力伝送器。
5. プラントからの導圧管の圧力が入力されるセンサと、前記センサが生成する電気信号から圧力値を演算する圧力演算部と、前記圧力値の平均値及び揺動の分散を演算する統計演算部と、前記統計演算部の演算結果に基づき前記導圧管の詰まりを診断する詰まり判定部とを備えた詰まり診断機能付き圧力伝送器の詰まり診断方法において、
   前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する演算結果格納部に格納された圧力値の平均値と、前記プラントが正常動作しているときに前記統計演算部によって演算された演算結果を格納する基準データ格納部に格納された圧力値の平均値とに基づいて、診断不可かどうか判定するステップ、
   前記診断不可のときに前記詰まり判定部の判定結果を無効にするステップ、
   を備えることを特徴とする圧力伝送器の詰まり診断方法。

Images