JP5125857B2 - Plant diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、プラント診断装置に関する。   The present invention relates to a plant diagnostic apparatus.

例えば下記特許文献1には、プラントにおける各種プロセス量を計測するフィールド機器を診断対象とするフィールド機器診断システムが開示されている。この特許文献1に記載されているように、プラントには多数のフィールド機器が設けられるが、各フィールド機器は、フィールド通信ネットワーク(通常、フィールドバスと称する)によって相互接続されると共に当該フィールド通信ネットワークの上位系であるネットワーク(6)を介して診断機能を備えた端末装置(上位系コンピュータ)に接続されている。このようなフィールド機器診断システムでは、端末装置がネットワーク(6)及びフィールド通信ネットワーク経由で各フィールド機器から取得した情報を所定の診断アルゴリズムで処理することにより各フィールド機器の動作状態を診断する。
特開2007−293553号公報
For example, Patent Literature 1 below discloses a field device diagnosis system that targets a field device that measures various process quantities in a plant as a diagnosis target. As described in Patent Document 1, a large number of field devices are provided in a plant. Each field device is interconnected by a field communication network (usually referred to as a field bus) and the field communication network. Is connected to a terminal device (upper system computer) having a diagnosis function via a network (6) which is a higher system of the system. In such a field device diagnosis system, the terminal device diagnoses the operation state of each field device by processing information acquired from each field device via the network (6) and the field communication network with a predetermined diagnosis algorithm.
JP 2007-293553 A

ところで、上述した従来のフィールド機器診断システムには以下のような問題点がある。
(1)診断対象をフィールド機器とするものであり、プラントを構成する各種のプロセス機器を診断対象とするものではないが、プロセス機器を診断対象とする場合には、当該診断に必要なプロセス量を検出するセンサやフィールド機器を複数追加する必要があり、当該追加のセンサ、フィールド機器及び配線工事に費用が発生するためコスト高である。
(2)通常のフィールド機器に加えて上記追加のフィールド機器をフィールドバスに接続する必要があるので、フィールド通信ネットワーク及びネットワーク(6)の通信負荷が重くなる。したがって、端末装置で診断に必要な情報をタイムリーに取得することができないため、診断精度が低下する虞がある。
Incidentally, the above-described conventional field device diagnostic system has the following problems.
(1) Although the diagnosis target is a field device and not the various process devices constituting the plant, the process amount required for the diagnosis when the process device is the diagnosis target It is necessary to add a plurality of sensors and field devices for detecting the sensor, and the additional sensors, field devices, and wiring work are expensive.
(2) Since the additional field device needs to be connected to the field bus in addition to the normal field device, the communication load of the field communication network and the network (6) becomes heavy. Therefore, information necessary for diagnosis cannot be acquired in a timely manner by the terminal device, and there is a possibility that the diagnosis accuracy may be lowered.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、プラントを高精度かつ低コストで診断することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to diagnose a plant with high accuracy and low cost.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、各種プロセス量を検出する複数のセンサの検出量を無線によって取り込む無線入力部と、該センサの検出量を有線によって取り込む有線入力部とからなる入力手段と、前記入力手段をなす前記無線入力部及び前記有線入力部が取り込んだ検出量を前記プロセス量を示す測定値に変換する変換器と、フィールドバスに対応した通信機能を有し、前記変換器で変換された複数種類のプロセス量を示す前記測定値に基づいてプロセス機器の動作状態を診断し、当該診断の結果をフィールドバスを介して外部に送信する機器診断部とを具備する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution, a wireless input unit that wirelessly captures detection amounts of a plurality of sensors that detect various process amounts , and a wired wire that captures the detection amounts of the sensors by wire An input unit comprising an input unit , a converter that converts a detection amount captured by the wireless input unit and the wired input unit that form the input unit into a measurement value indicating the process amount, and a communication function that supports a fieldbus A device diagnosis unit that diagnoses an operation state of a process device based on the measurement values indicating a plurality of types of process amounts converted by the converter and transmits a result of the diagnosis to the outside via a fieldbus The method of comprising is adopted.

第2の解決手段として、上記第1の手段において、機器診断部は、フィールドバスを介して他のフィールド機器から測定値を取得し、当該他のフィールド機器の測定値を加味してプロセス機器の動作状態を診断する、という手段を採用する。 As a second solution, in the first means , the device diagnosis unit obtains a measurement value from another field device via the field bus, and takes the measurement value of the other field device into consideration. A means of diagnosing the operating state is adopted.

第3の解決手段として、上記第1または第2の手段において、変換器で変換された測定値をフィールドバスを介して外部に送信する測定値送信手段をさらに備える、という手段を採用する。 As a third solving means, a means is adopted in which the first or second means further includes a measured value transmitting means for transmitting the measured value converted by the converter to the outside via the field bus.

本発明によれば、センサの検出量を取り込んでプロセス量を示す測定値に変換した上でプロセス機器の動作状態を診断し、当該診断の結果をフィールドバスを介して外部に送信するので、つまりフィールドバスを使用することなくセンサから検出量を取り込んでプロセス量を示す測定値に変換した上でプロセス機器の診断を行うので、プロセス機器の診断によってフィールドバスの通信負荷が大幅に増大することを回避することができる。したがって、プロセス機器の診断に必要なプロセス量を示す測定値をタイムリーに取得することができるので、プロセス機器の診断精度を高精度化することができる。すなわち、プロセス機器の診断には複数のプロセス量を示す測定値が必要であり、プロセス量を示す測定値をタイムリーに取得することができない場合には、診断に使用するプロセス量の計測時間が時間的に離間するすることになり、これが原因となって診断精度が低下するが、プロセス機器の診断に必要なプロセス量を示す測定値をタイムリーに取得することができる場合には、このような診断に使用するプロセス量の計測時間が時間的に離間すること、また複数の信号が同期できないことによる診断精度の低下を回避し、高精度な診断を実現することができる。 According to the present invention, since the detection amount of the sensor is taken and converted into a measurement value indicating the process amount, the operation state of the process equipment is diagnosed, and the result of the diagnosis is transmitted to the outside via the fieldbus. The process equipment diagnosis is performed after taking the detected amount from the sensor and converting it into a measured value indicating the process quantity without using the fieldbus, so that the communication load on the fieldbus is greatly increased by the process equipment diagnosis. It can be avoided. Therefore, since the measurement value indicating the process amount necessary for the diagnosis of the process equipment can be acquired in a timely manner, the diagnosis precision of the process equipment can be increased. In other words, measurement values indicating a plurality of process quantities are required for diagnosis of a process device, and when measurement values indicating process quantities cannot be obtained in a timely manner, the measurement time of the process quantity used for diagnosis is determined. If the measurement accuracy indicating the amount of process required for diagnosis of the process equipment can be obtained in a timely manner, the diagnostic accuracy will be reduced due to the separation in time. Therefore, it is possible to avoid a decrease in diagnostic accuracy due to the time separation of the process amount used for simple diagnosis and the inability to synchronize a plurality of signals, thereby realizing a highly accurate diagnosis.

また、本発明によれば、フィールドバスを使用することなくセンサから直接検出量を取得してプロセス機器の診断を行うので、プロセス機器の診断用にフィールド機器を増設する必要がなく、よってプロセス機器を低コストで診断することができる。   In addition, according to the present invention, the process device diagnosis is performed by acquiring the detection amount directly from the sensor without using the field bus, so there is no need to add a field device for diagnosis of the process device. Can be diagnosed at low cost.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る診断伝送器D(プラント診断装置)及び診断伝送器Dを構成要素とするプラント診断システムの機能構成を示すブロック図である。このプラント診断システムは、診断伝送器D、複数の無線センサK1〜Km、複数の有線センサKn〜Kz、フィールドバスB、フィールド機器F及び制御装置C等から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of a diagnostic transmitter D (plant diagnostic apparatus) and a plant diagnostic system having the diagnostic transmitter D according to the present embodiment as components. This plant diagnostic system includes a diagnostic transmitter D, a plurality of wireless sensors K1 to Km, a plurality of wired sensors Kn to Kz, a field bus B, a field device F, a control device C, and the like.

各無線センサK1〜Km及び各有線センサKn〜Kzから先に説明すると、各無線センサK1〜Km及び各有線センサKn〜Kzは、プラントを構成する各種プロセス機器のプロセス値を検出値(電気信号)として検出し、当該検出値を診断伝送器Dに出力するセンサである。また、このような各無線センサK1〜Km及び各有線センサKn〜Kzのうち各無線センサK1〜Kmは、検出値を無線によって診断伝送器Dに出力し、各有線センサKn〜Kzは、検出値を有線(電線)を介して診断伝送器Dに出力する。   The wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz will be described first. The wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz detect the process values of various process devices constituting the plant (electrical signals). ) And outputs the detected value to the diagnostic transmitter D. Further, among the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz, the wireless sensors K1 to Km output detection values to the diagnostic transmitter D wirelessly, and the wired sensors Kn to Kz detect The value is output to the diagnostic transmitter D via a wire (electric wire).

周知のように、プラントには石油プラント、天然ガスプラント、発電プラント、各種化学プラントあるいは各種製品を製造する工場等、種々のものがあり、その種類に応じた構成を有するが、無線センサK1〜Km及び各有線センサKn〜Kzは、このようなプラントに設備された各種のプロセス機器、例えばタンク、ポンプ及び熱交換器等々に関するプロセス値、例えば温度、圧力及び流量等を検出して診断伝送器Dに出力する。なお、各無線センサK1〜Km及び各有線センサKn〜Kzには、検出値をアナログ信号として診断伝送器Dに出力するものとデジタル信号として診断伝送器Dに出力するものとがある。   As is well known, there are various types of plants, such as petroleum plants, natural gas plants, power generation plants, various chemical plants, and factories that manufacture various products. Km and each of the wired sensors Kn to Kz detect process values such as temperature, pressure, and flow rate related to various process devices such as tanks, pumps, and heat exchangers installed in such a plant. Output to D. Each of the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz includes one that outputs a detected value to the diagnostic transmitter D as an analog signal and one that outputs a detected value to the diagnostic transmitter D as a digital signal.

診断伝送器Dは、図示するように、無線入力部1、有線入力部2、変換器3、AI出力部4(測定値送信手段)、DI出力部5(測定値送信手段)、機器診断部6を備えている。診断伝送器Dを構成するこれら各構成要素のうち、無線入力部1と有線入力部2とは入力手段を構成している。無線入力部1は、無線センサK1〜Kmと無線通信することにより当該無線センサK1〜Kmの検出量を取り込んで変換器3に出力する。この無線入力部1の無線通信方式は、プラント専用の汎用通信方式として規定されたものである。   As shown in the figure, the diagnostic transmitter D includes a wireless input unit 1, a wired input unit 2, a converter 3, an AI output unit 4 (measurement value transmission unit), a DI output unit 5 (measurement value transmission unit), and a device diagnosis unit. 6 is provided. Of these components constituting the diagnostic transmitter D, the wireless input unit 1 and the wired input unit 2 constitute input means. The wireless input unit 1 wirelessly communicates with the wireless sensors K1 to Km to capture the detection amounts of the wireless sensors K1 to Km and output them to the converter 3. The wireless communication system of the wireless input unit 1 is defined as a general-purpose communication system dedicated to plants.

有線入力部2は、有線(電線)を介して各有線センサKn〜Kzの検出量(電気信号)を取り込んで変換器3に出力するものである。この有線入力部2は、、各有線センサKn〜Kzとの間に敷設された電線の一端を接続すための端子台及び検出量をバッファリングするための電子回路等から構成されている。   The wired input unit 2 takes in the detection amounts (electric signals) of the respective wired sensors Kn to Kz via a wired (electric wire) and outputs them to the converter 3. The wired input unit 2 includes a terminal block for connecting one end of a wire laid between the wired sensors Kn to Kz, an electronic circuit for buffering a detection amount, and the like.

変換器3は、上記無線入力部1及び有線入力部2から入力された各検出量をプロセス量を示す測定値に変換してAI出力部4、DI出力部5及び/あるいは機器診断部6に出力するものである。すなわち、変換器3は、アナログ信号の検出量についてはアナログ信号の測定値に変換し、デジタル信号の検出量についてはデジタル信号又はアナログ信号(例えばパルス入力、積算値等)の測定値に変換する。そして、変換器3は、アナログ信号の測定値についてはAI出力部4及び機器診断部6に出力し、デジタル信号の測定値についてはDI出力部5及び機器診断部6に出力する。   The converter 3 converts each detected amount input from the wireless input unit 1 and the wired input unit 2 into a measurement value indicating a process amount, and outputs it to the AI output unit 4, the DI output unit 5, and / or the device diagnosis unit 6. Output. That is, the converter 3 converts the detected amount of the analog signal into a measured value of the analog signal, and converts the detected amount of the digital signal into a measured value of the digital signal or the analog signal (for example, pulse input, integrated value, etc.). . Then, the converter 3 outputs the measured value of the analog signal to the AI output unit 4 and the device diagnostic unit 6, and outputs the measured value of the digital signal to the DI output unit 5 and the device diagnostic unit 6.

AI出力部4は、フィールドバスBに対応した通信機能を有し、制御装置Cからの送信要求に応じて上記変換器3から入力されたアナログ信号の測定値をフィールドバスBを介して制御装置Cに出力する機能構成要素である。DI出力部5は、上記AI出力部4と同様にフィールドバスBに対応した通信機能を有し、制御装置Cからの送信要求に応じて上記変換器3から入力されたデジタル信号の測定値をフィールドバスBを介して制御装置Cに出力する機能構成要素である。   The AI output unit 4 has a communication function corresponding to the field bus B, and the measured value of the analog signal input from the converter 3 in response to a transmission request from the control device C is transmitted via the field bus B to the control device. A functional component to be output to C. The DI output unit 5 has a communication function corresponding to the fieldbus B as in the case of the AI output unit 4, and the measured value of the digital signal input from the converter 3 in response to a transmission request from the control device C. It is a functional component that is output to the control device C via the fieldbus B.

機器診断部6は、フィールドバスBに対応した通信機能を有し、上記変換器3から入力されたアナログ信号あるいは/及びデジタル信号の各測定値あるいは/及び必要に応じてフィールドバスBを介して他のフィールド機器Fから取得した測定値に基づいてプロセス機器の動作状態を診断する機能構成要素である。また、機器診断部6は、各種測定値に基づいて得られたプロセス機器の診断の結果を制御装置Cからの送信要求に応じて又は自発的にフィールドバスBを介して制御装置Cに送信する。なお、この機器診断部6におけるプロセス機器の診断方法の詳細については後述する。   The device diagnosis unit 6 has a communication function corresponding to the field bus B, and each measured value of the analog signal and / or digital signal input from the converter 3 or / and the field bus B as necessary. It is a functional component that diagnoses the operating state of the process device based on the measurement value acquired from the other field device F. In addition, the device diagnosis unit 6 transmits the result of diagnosis of the process device obtained based on the various measurement values to the control device C via the fieldbus B in response to a transmission request from the control device C or spontaneously. . The details of the process device diagnosis method in the device diagnosis unit 6 will be described later.

フィールドバスBは、所定の標準規格に準拠した仕様のデジタル信号伝送線路であり、診断伝送器D、フィールド機器F及び制御装置Cを通信可能に相互接続する。周知のように、フィールドバスは、プラント内における計測器と制御器との間のデジタル通信用に規定されたものであり、種々の団体や企業によって規定された仕様のものが多数存在する。本実施形態におけるフィールドバスBは、このような各種仕様のフィールドバスの何れかの仕様に準拠するものであり、診断伝送器D、フィールド機器F及び制御装置C間のデジタル通信を可能とする。   The field bus B is a digital signal transmission line having specifications conforming to a predetermined standard, and interconnects the diagnostic transmitter D, the field device F, and the control device C so that they can communicate with each other. As is well known, a field bus is defined for digital communication between a measuring instrument and a controller in a plant, and there are many specifications having specifications defined by various organizations and companies. The field bus B in the present embodiment complies with any of the specifications of such various field buses, and enables digital communication among the diagnostic transmitter D, the field device F, and the control device C.

フィールド機器Fは、フィールドバスBに対応した通信機能を備える計測器であり、プラントにおける特定のプロセス量を測定し、フィールドバスBを介して診断伝送器Dや制御装置Cに送信する。図1では、1つのフィールド機器Fが記載されているが、プラント内にはこのようなフィールド機器Fが多数設けられており、診断伝送器Dや制御装置Cからの送信要求に応じて測定値を送信する。   The field device F is a measuring instrument having a communication function corresponding to the field bus B, measures a specific process amount in the plant, and transmits it to the diagnostic transmitter D and the control device C via the field bus B. In FIG. 1, one field device F is described. However, a large number of such field devices F are provided in the plant, and measured values according to transmission requests from the diagnostic transmitter D and the control device C. Send.

制御装置Cは、診断伝送器Dやフィールド機器Fから取得した各種プロセス量の測定値等に基づいてプラントの全体動作を制御する。また、制御装置Cは、診断伝送器Dから取得したプロセス機器の診断結果を上位制御装置(コンピュータ)に出力する。図示していないが、制御装置Cにはプラントの監視員が操作する上位制御装置が接続されている。制御装置Cは、診断伝送器Dから取得したプロセス機器の診断結果を上位制御装置に出力することにより、プロセス機器の動作状態をプラントの監視員に知らせる。   The control device C controls the overall operation of the plant based on measured values of various process amounts obtained from the diagnostic transmitter D and the field device F. Further, the control device C outputs the diagnosis result of the process equipment acquired from the diagnostic transmitter D to the host control device (computer). Although not shown, the control device C is connected to a host control device operated by a plant supervisor. The control device C notifies the plant monitor of the operation state of the process equipment by outputting the diagnosis result of the process equipment acquired from the diagnostic transmitter D to the host control device.

図2は、プロセス機器の1つである熱交換器X(クーラー)を診断対象とするプラント診断システムの構成例を示すブロック図である。熱交換器Xの動作状態を評価するためには伝熱係数Uを測定する必要がある。伝熱係数Uは、下式(1)に示すように伝熱量Q、対数平均温度差ΔTm及び伝熱面積A(熱交換器X固有の定数)から求められる量であり、熱交換器Xの効率を示す物理量である。また、伝熱量Q及び対数平均温度差ΔTmは、熱交換器Xに流入する一次流体と二次流体の比熱C1,C2、流量G1,G2、流入温度Tin1,Tin2及び流出温度Tout1,Tout1から下式(2)に示すように表される。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a plant diagnosis system in which a heat exchanger X (cooler) that is one of process devices is a diagnosis target. In order to evaluate the operating state of the heat exchanger X, it is necessary to measure the heat transfer coefficient U. The heat transfer coefficient U is an amount obtained from the heat transfer amount Q, the logarithm average temperature difference ΔTm and the heat transfer area A (a constant specific to the heat exchanger X) as shown in the following equation (1). It is a physical quantity indicating efficiency. Further, the heat transfer amount Q and the logarithm average temperature difference ΔTm are lower than the specific heats C1 and C2, the flow rates G1 and G2, the inflow temperatures Tin1 and Tin2 and the outflow temperatures Tout1 and Tout1 of the primary fluid and the secondary fluid flowing into the heat exchanger X. It is expressed as shown in equation (2).

Figure 0005125857
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Figure 0005125857
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図2において、符号F1は一次流体の流量G1を測定するフィールド機器、K11は一次流体の流入温度Tin1を検出する無線センサ、K21は一次流体の流出温度Tout1を検出する無線センサ、K31は二次流体の流量G2を検出する無線センサ、Kn1は二次流体の流入温度Tin2を検出する有線センサ、またKo1は二次流体の流出温度Tout2を検出する有線センサである。   In FIG. 2, symbol F1 is a field device for measuring the flow rate G1 of the primary fluid, K11 is a wireless sensor for detecting the inflow temperature Tin1 of the primary fluid, K21 is a wireless sensor for detecting the outflow temperature Tout1 of the primary fluid, and K31 is the secondary. A wireless sensor that detects the flow rate G2 of the fluid, Kn1 is a wired sensor that detects the inflow temperature Tin2 of the secondary fluid, and Ko1 is a wired sensor that detects the outflow temperature Tout2 of the secondary fluid.

診断伝送器Dの無線入力部1は、無線センサK11と無線通信することにより一次流体の流入温度Tin1の検出値を、無線センサK21と無線通信することにより一次流体の流出温度Tout1の検出値を、また無線センサK31と無線通信することにより二次流体の流量G2の検出値をそれぞれ取得する。診断伝送器Dの有線入力部2は、有線センサKn1から二次流体の流入温度Tin2の検出値を、また有線センサKo1から二次流体の流出温度Tout2の検出値をそれぞれ受け付ける。診断伝送器Dの機器診断部6は、上記フィールド機器F1の測定値、変換器3から得られる無線センサK11,K21,K31及び有線センサKn1,Ko1の各検出値に関する測定値に基づいて熱交換器Xの効率を示す伝熱係数Uを演算し、当該伝熱係数Uを診断結果として制御装置Cに出力する。   The wireless input unit 1 of the diagnostic transmitter D wirelessly communicates with the wireless sensor K11 to detect the detected value of the primary fluid inflow temperature Tin1, and wirelessly communicates with the wireless sensor K21 to detect the detected value of the primary fluid outflow temperature Tout1. In addition, the detected value of the flow rate G2 of the secondary fluid is acquired by wireless communication with the wireless sensor K31. The wired input unit 2 of the diagnostic transmitter D receives the detected value of the inflow temperature Tin2 of the secondary fluid from the wired sensor Kn1 and the detected value of the outflow temperature Tout2 of the secondary fluid from the wired sensor Ko1. The device diagnosis unit 6 of the diagnostic transmitter D exchanges heat based on the measured values of the field device F1, the measured values of the wireless sensors K11, K21, K31 and the detected values of the wired sensors Kn1, Ko1 obtained from the converter 3. The heat transfer coefficient U indicating the efficiency of the vessel X is calculated, and the heat transfer coefficient U is output to the control device C as a diagnosis result.

次に、このように構成された診断伝送器D及び当該診断伝送器Dを構成要素とするプラント診断システムの動作について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。なお、このフローチャートは、図2に示したシステム構成における診断伝送器Dの動作を示すものである。   Next, the operation of the diagnostic transmitter D configured as described above and the plant diagnostic system including the diagnostic transmitter D as a constituent element will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart shows the operation of the diagnostic transmitter D in the system configuration shown in FIG.

診断伝送器Dの機器診断部6は、フィールド機器F1から一次流体の流量G1の測定値をフィールドバスBを介して取得すると共に、無線センサK11が検出した一次流体の流入温度Tin1の測定値、無線センサK21が検出した一次流体の流出温度Tout1の測定値、無線センサK31が検出した二次流体の流量G2の測定値、有線センサKn1が検出した二次流体の流入温度Tin2の測定値、また有線センサKo1が検出した二次流体の流出温度Tout2の測定値を変換器3から取得する(ステップS1)。   The device diagnostic unit 6 of the diagnostic transmitter D acquires the measured value of the primary fluid flow rate G1 from the field device F1 via the field bus B, and also measures the measured value of the primary fluid inflow temperature Tin1 detected by the wireless sensor K11. The measured value of the primary fluid outflow temperature Tout1 detected by the wireless sensor K21, the measured value of the secondary fluid flow rate G2 detected by the wireless sensor K31, the measured value of the secondary fluid inflow temperature Tin2 detected by the wired sensor Kn1, or The measured value of the outflow temperature Tout2 of the secondary fluid detected by the wired sensor Ko1 is acquired from the converter 3 (step S1).

そして、機器診断部6は、このように取得した一次流体及び二次流体の流量G1,G2、流入温度Tin1,Tin2及び流出温度Tout1,Tout1並びに予め記憶している伝熱面積A、一次流体及び二次流体の各比熱C1,C2及び上記式(1)、(2)に基づいて伝熱係数Uを算出し(ステップS2)、この伝熱係数Uを熱交換器Xの効率を示す診断結果として制御装置Cに送信する(ステップS3)。   The device diagnostic unit 6 then obtains the flow rates G1, G2, the inflow temperatures Tin1, Tin2, the outflow temperatures Tout1, Tout1 of the primary fluid and the secondary fluid acquired in this way, the heat transfer area A, the primary fluid, The heat transfer coefficient U is calculated based on the specific heats C1 and C2 of the secondary fluid and the above formulas (1) and (2) (step S2), and this heat transfer coefficient U is used as a diagnostic result indicating the efficiency of the heat exchanger X. To the control device C (step S3).

また、AI出力部4及びDI出力部5は、変換器3から得られた測定値をフィールドバスBを介して制御装置Cに送信する(ステップS4)。すなわち、制御装置Cが要求した測定値がアナログ信号の測定値の場合、AI出力部4が当該アナログ信号の測定値を制御装置Cに送信し、制御装置Cが要求した測定値がデジタル信号の測定値の場合には、DI出力部5が当該デジタル信号の測定値を制御装置Cに送信する。   Further, the AI output unit 4 and the DI output unit 5 transmit the measurement value obtained from the converter 3 to the control device C via the field bus B (step S4). That is, when the measurement value requested by the control device C is the measurement value of the analog signal, the AI output unit 4 transmits the measurement value of the analog signal to the control device C, and the measurement value requested by the control device C is the digital signal. In the case of a measured value, the DI output unit 5 transmits the measured value of the digital signal to the control device C.

このような診断伝送器Dによれば、フィールドバスBを介することなく自らに接続された無線センサK1〜Km及び有線センサKn〜Kzの検出量を取り込んで熱交換器X等のプロセス機器の動作状態を診断し、当該診断の結果をフィールドバスBを介して制御装置Cに送信するので、プロセス機器の診断によってフィールドバスBの通信負荷が大幅に増大することに起因して診断に必要な測定値をタイムリーに取得することができないという事態を回避することが可能であり、よってプロセス機器の診断精度を高精度化することができる。   According to such a diagnostic transmitter D, the detection amount of the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz connected to itself without passing through the field bus B is taken in, and the operation of the process equipment such as the heat exchanger X is performed. Since the state is diagnosed and the result of the diagnosis is transmitted to the control device C via the fieldbus B, the measurement required for the diagnosis is caused by the fact that the communication load of the fieldbus B is greatly increased by the diagnosis of the process equipment. It is possible to avoid a situation in which the value cannot be acquired in a timely manner, and thus the diagnostic accuracy of the process equipment can be increased.

また、診断伝送器Dによれば、フィールドバスBを使用することなく無線センサK1〜Km及び有線センサKn〜Kzから検出量を直接取得してプロセス機器の診断を行うので、プロセス機器の診断用にフィールド機器Fを増設する必要がなく、よってプロセス機器を低コストで診断することができる。   Further, according to the diagnostic transmitter D, the process device diagnosis is performed by directly acquiring the detection amounts from the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz without using the field bus B. In addition, it is not necessary to add field devices F to the process devices, so that process devices can be diagnosed at low cost.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、無線センサK1〜Km及び有線センサKn〜Kzから得られたプロセス量だけではなくフィールド機器Fから得られたプロセス量をも用いて熱交換器X等のプロセス機器の診断を行うが、本願発明の趣旨からすると、フィールド機器Fから得られたプロセス量を用いることなく、無線センサK1〜Km及び有線センサKn〜Kzから得られたプロセス量のみによってプロセス機器の診断を行うことが好ましい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, not only the process amount obtained from the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz but also the process amount obtained from the field device F is used for the process equipment such as the heat exchanger X. Diagnosis is made, but from the gist of the present invention, without using the process quantity obtained from the field equipment F, the process equipment is diagnosed only by the process quantity obtained from the wireless sensors K1 to Km and the wired sensors Kn to Kz. Preferably it is done.

(2)上記実施形態では、一例として熱交換器X(クーラー)の伝熱係数Uを診断結果として計算する場合について説明したが、診断対象や診断内容はこれに限定されない。例えば、スチームヒータ(熱交換器の一種)伝熱係数、ポンプ等の回転器の振動やエネルギー収支、各プロセス機器の腐食状態あるいは/及びプラント環境の診断の一環として異常ガスの発生状況、等々をセンサの検出値に基づいて計算するようにしても良い。 (2) In the above embodiment, the case where the heat transfer coefficient U of the heat exchanger X (cooler) is calculated as a diagnosis result has been described as an example. However, the diagnosis target and diagnosis contents are not limited to this. For example, steam heater (a type of heat exchanger) heat transfer coefficient, vibrations and energy balance of rotors such as pumps, corrosion status of each process equipment and / or abnormal gas generation status as part of plant environment diagnosis, etc. You may make it calculate based on the detected value of a sensor.

(3)上記実施形態では1台の診断伝送器Dのみについて説明したが、通常のプラントは多数のプロセス機器から構成されている。したがって、プラントには、診断対象となるプロセス機器毎に診断伝送器Dが設けられることになる。但し、1台の診断伝送器Dによって複数のプロセス機器を診断するようにしても良い。
(4)上記実施形態では、無線入力部1と有線入力部2とによって入力手段を構成したが、無線入力部1あるいは有線入力部2の何れか一方を入力手段としても良い。
(5)また、測定値送信手段であるAI出力部4及びDI出力部5については、必要に応じて設けられるべき構成要素であり、削除しても良い。
(3) Although only one diagnostic transmitter D has been described in the above embodiment, a normal plant is composed of a large number of process devices. Therefore, a diagnostic transmitter D is provided in the plant for each process device to be diagnosed. However, a plurality of process devices may be diagnosed by one diagnostic transmitter D.
(4) In the above embodiment, the input unit is configured by the wireless input unit 1 and the wired input unit 2, but either the wireless input unit 1 or the wired input unit 2 may be used as the input unit.
(5) Further, the AI output unit 4 and the DI output unit 5 which are measurement value transmitting means are components to be provided as necessary, and may be deleted.

本発明の一実施形態に係わる診断伝送器D及び診断伝送器Dを構成要素とするプラント診断システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the plant diagnostic system which has the diagnostic transmitter D concerning 1 embodiment of this invention and the diagnostic transmitter D as a component. 本発明の一実施形態に係わる診断伝送器Dを用いてプロセス機器の1つである熱交換器X(クーラー)の診断を行うプラント診断システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the plant diagnostic system which diagnoses the heat exchanger X (cooler) which is one of the process apparatuses using the diagnostic transmission apparatus D concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係わる診断伝送器Dの動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the diagnostic transmission apparatus D concerning one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

D…診断伝送器(プラント診断装置)、K1〜Km,K11,K21,K31…無線センサ、Kn〜Kz,Kn1,Ko1…有線センサ、B…フィールドバス、F,F1…フィールド機器、C…制御装置、1…無線入力部、2…有線入力部、3…変換器、4…AI出力部(測定値送信手段)、5…DI出力部(測定値送信手段)、6…機器診断部、X…熱交換器(プロセス機器)   D: Diagnostic transmitter (plant diagnostic device), K1 to Km, K11, K21, K31 ... Wireless sensor, Kn to Kz, Kn1, Ko1 ... Wired sensor, B ... Fieldbus, F, F1 ... Field equipment, C ... Control Device: 1 ... wireless input unit, 2 ... wired input unit, 3 ... converter, 4 ... AI output unit (measurement value transmission means), 5 ... DI output unit (measurement value transmission unit), 6 ... device diagnosis unit, X ... Heat exchanger (process equipment)

Claims (3)

各種プロセス量を検出する複数のセンサの検出量を無線によって取り込む無線入力部と、該センサの検出量を有線によって取り込む有線入力部とからなる入力手段と、
前記入力手段をなす前記無線入力部及び前記有線入力部が取り込んだ検出量を前記プロセス量を示す測定値に変換する変換器と、
フィールドバスに対応した通信機能を有し、前記変換器で変換された複数種類のプロセス量を示す前記測定値に基づいてプロセス機器の動作状態を診断し、当該診断の結果をフィールドバスを介して外部に送信する機器診断部と
を具備することを特徴とするプラント診断装置。
An input unit including a wireless input unit that wirelessly captures the detection amounts of a plurality of sensors that detect various process amounts , and a wired input unit that captures the detection amounts of the sensors by wire ;
A converter that converts a detection amount captured by the wireless input unit and the wired input unit forming the input unit into a measurement value indicating the process amount ;
It has a communication function corresponding to the field bus, diagnoses the operating state of the process equipment based on the measured values indicating the plurality of types of process quantities converted by the converter, and sends the diagnosis result via the field bus A plant diagnostic apparatus comprising: an equipment diagnostic unit that transmits to the outside.
前記機器診断部は、フィールドバスを介して他のフィールド機器から測定値を取得し、当該他のフィールド機器の測定値を加味してプロセス機器の動作状態を診断することを特徴とする請求項1記載のプラント診断装置。The apparatus diagnosis unit acquires a measurement value from another field device via a field bus, and diagnoses an operation state of the process device in consideration of the measurement value of the other field device. The plant diagnostic apparatus as described. 前記変換器で変換された測定値をフィールドバスを介して外部に送信する測定値送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または2記載のプラント診断装置。The plant diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a measurement value transmitting unit that transmits the measurement value converted by the converter to the outside via a field bus.
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