JPH02307033A - Abnormality diagnostic device for motor-driven valve - Google Patents
Abnormality diagnostic device for motor-driven valveInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、弁およびその駆動装置を分解することなく
これらの保守・点検及び運転中に診断を行うことができ
る電動弁の異常診断装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an abnormality diagnosis device for electric valves that can perform maintenance, inspection, and diagnosis during operation of the valve and its driving device without disassembling the valve and its driving device. .
現在、電動弁の点検は、稼働時間や稼働回数等の物理的
条件または過去の実績などによって適正な点検周期を設
定し、計画的に弁の分解検査を行い所期の成果を得てい
る。しかしながら、このような点検方法では、弁の分解
時及び調整時に人為的な不備が発生するおそれが大きい
、また弁の不必要な部分まで分解をしなければならず、
多くの弁を対象とする場合は作業労力が激増したり、熟
練作業者を確保することが困難である等、多くの問題点
を有していた。Currently, when inspecting electric valves, an appropriate inspection cycle is set based on physical conditions such as operation time and number of operations, or past performance, and the valve is disassembled and inspected in a planned manner to obtain the desired results. However, with this inspection method, there is a high risk of human error occurring during disassembly and adjustment of the valve, and unnecessary parts of the valve must be disassembled.
When targeting many valves, there were many problems such as a drastic increase in work effort and difficulty in securing skilled workers.
ところで手作業による点検に代えて電動弁の異常を自動
的に検出し、上記問題点を解決するための監視装置につ
いても最近は種々開発されている。Recently, various monitoring devices have been developed to automatically detect abnormalities in electric valves instead of manual inspection and solve the above-mentioned problems.
これらは内部流体の漏洩、弁の開度、弁棒ねし部の磨耗
、或いは弁開閉装置のトルク等を個別に検知し、各部の
異常を判定するものである。These systems individually detect leakage of internal fluid, opening degree of the valve, wear of the valve stem, torque of the valve opening/closing device, etc., and determine abnormalities in each part.
しかしながら電動弁の異常箇所を個別に検知する装置で
は、特に弁全体をチェックする必要のある定期点検では
時間がかかり過ぎる。また判定結果も個別に得ることが
できるだけなので、これらを総合して弁体の情況を判断
するにはやはり相当の熟練を要する。更にこれらの装置
を組み合わせることもあるが、単に構造として組み合わ
せたのみで装置全体が複雑且つ大掛かりになるばかりで
なく、やはり判定結果は個別的に提供されるので異常の
兆候と異常箇所の特定化を行った有効な総合判断をする
ことはできない。However, a device that individually detects abnormalities in motor-operated valves takes too much time, especially for periodic inspections that require checking the entire valve. Further, since the judgment results can only be obtained individually, it still requires considerable skill to judge the situation of the valve body by integrating these results. Furthermore, these devices may be combined, but simply combining them in terms of structure not only makes the entire device complex and large-scale, but also the judgment results are provided individually, making it difficult to identify signs of abnormality and the location of the abnormality. It is not possible to make a valid comprehensive judgment.
本発明は、定期点検または運転中に電動弁全体における
異常の兆候と異常箇所の特定化を行い、総合的に弁の点
検範囲の限定及び異常部品の取替え時期を判断し、しか
も熟練を要することなく操作できる異常診断装置を提供
することを目的とする。The present invention identifies signs of abnormality and abnormal locations in the entire electric valve during periodic inspection or operation, comprehensively limits the scope of inspection of the valve, and determines when to replace abnormal parts, and requires skill. The purpose of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device that can be operated without any trouble.
そこで本発明は、電動駆動装置の各部位に取り付けられ
た複数のセンサ・スイッチ等からなる検出装置と、これ
らの検出装置から出力される検知信号を集録し、所定の
伝送信号に変換するデータ集録装置と、該集録装置に接
続され、予め設定された診断項目の基準値及び診断記録
の集積を人力し、診断項目毎にこの基準値と上記診断デ
ータを比較して故障モード及び劣化モードを表示する演
算処理装置とからなる電動弁の異常診断装置を提供する
ことにより、上述した課題を解決したものである。Therefore, the present invention provides a detection device consisting of a plurality of sensors, switches, etc. attached to each part of an electric drive device, and a data acquisition system that collects detection signals output from these detection devices and converts them into predetermined transmission signals. The system is connected to the device and the acquisition device, manually collects reference values and diagnostic records for preset diagnostic items, compares the reference values with the above diagnostic data for each diagnostic item, and displays failure modes and deterioration modes. The above-mentioned problems have been solved by providing an abnormality diagnosis device for an electrically operated valve, which includes an arithmetic processing unit.
更に、上記構成の異常診断装置に絶縁抵抗診断機構を、
また弁口ツタ機構と併用した駆動装置の出力校正診断機
構を、更にリミットスイッチ自動調整機構をそれぞれ付
加した手段をも用いた。Furthermore, an insulation resistance diagnosis mechanism is added to the abnormality diagnosis device having the above configuration.
In addition, a means was used in which an output calibration diagnosis mechanism for the drive device was used in combination with the valve opening mechanism, and an automatic limit switch adjustment mechanism was added.
電動駆動装置各部位の動作を検出装置によって検知信号
に変換してこの信号をデータ集録装置を介して演算処理
装置に入力し、ここで診断項目毎に予め設定された基準
値及び診断記録の集積とを比較演算して故障モード及び
劣化モードを表示するという作用を奏する。The operation of each part of the electric drive device is converted into a detection signal by the detection device, and this signal is input to the arithmetic processing device via the data acquisition device, where preset reference values and diagnostic records for each diagnosis item are accumulated. The function is to display the failure mode and deterioration mode by comparing and calculating the
また絶縁抵抗の診断は、駆動装置をＯＦＦにした状態で
行う、駆動装置の出力校正診断は弁部材を傷めることな
く弁に作用する締め付は力（スラスト力）とトルクスイ
ッチの回転変位量との相関を求めておくことにより、通
常の診断ではトルクスイッチの回転変位量から締め付は
量を算定する。Diagnosis of insulation resistance is performed with the drive device turned off.Diagnosis of output calibration of the drive device is performed based on the force (thrust force) and rotational displacement of the torque switch. In normal diagnosis, the amount of tightening can be calculated from the amount of rotational displacement of the torque switch by determining the correlation between the two.
更に弁分解後のリミットスイッチの調整を簡単にｊテえ
るという作用もまた奏する。Furthermore, the limit switch can be easily adjusted after the valve is disassembled.
以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて更に
具体的に述べると、１は弁（図示せず）の開閉を行う電
動駆動装置であって、下述する各部位２〜８にセンサ・
スイッチ類からなる検出装置を取り付けたものである。Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail based on the embodiment shown in the drawings. Reference numeral 1 denotes an electric drive device that opens and closes a valve (not shown), and each part 2 to 8 described below Sensor/
It is equipped with a detection device consisting of switches.
即ち、被測定電線２にクランプ式電流センサを、弁棒カ
バー３に弁の昇降量を測定するワイヤ一式エンコーダ等
の弁リフトセンサを、制御室４内の一側に固体音を計測
する圧電式加速度ピックアップ等の振動加速度センサを
、トルクスイッチシャフト５に締め付は力を検知するポ
テンショメータ等のトルクスイッチ回転変位センサを、
ギャード及びトルクバイパススイッチ端子６にギャード
スイッチ及びトルクバイパススイッチの各ＯＮ、ＯＦＦ
を検知する電気回路センサを、また所定のトルク値で開
閉するトルクスイッチ７にはその接点のＯＮ、ＯＦＦを
検知する電気回路センサを取り付けたものである。更に
上記駆動装置のモータ端子８には絶縁抵抗値を計るモー
タ絶縁計測器を、ハウジングカバー９には駆動装置の出
力校正を行うためにロードセルを取り付けた弁棒ロツタ
機構を設置してなるものである。That is, a clamp-type current sensor is attached to the electric wire to be measured 2, a valve lift sensor such as a wire set encoder is attached to the valve stem cover 3, and a piezoelectric type to measure solid sound is attached to one side of the control room 4. A vibration acceleration sensor such as an acceleration pickup is attached to the torque switch shaft 5, and a torque switch rotational displacement sensor such as a potentiometer that detects force is attached to the torque switch shaft 5.
Guard switch and torque bypass switch terminal 6 is used to turn on and off the guard switch and torque bypass switch.
The torque switch 7, which opens and closes at a predetermined torque value, is equipped with an electric circuit sensor that detects the ON and OFF states of its contacts. Furthermore, a motor insulation measuring device for measuring insulation resistance is installed at the motor terminal 8 of the drive device, and a valve stem rotator mechanism with a load cell attached to the housing cover 9 is installed to calibrate the output of the drive device. be.
次にｌＯはデータ集録装置で、上記検出装置の各検知信
号を診断データとして一時的に収録する機能と、上記信
号を下述する演算処理装置に伝送するためにＡ／Ｄ （
アアナログ／デジタル）変換する機能を備えたものであ
る。１１は演算処理装置を示し、上記データ集録装置Ｉ
Ｏに接続され、現場での診断結果（故障モード）を表示
する機能と、現場にて採取した診断データを記憶手段に
収録し、これらの診断データ及び過去の診断データの集
積を基に弁の点検範囲の限定及び異常部品の取替え時期
を総合的に診断する機能と、第２図のブロック図に示し
た現場診断システム、弁ロック機構、駆動装置の出力校
正診断機構、絶縁抵抗診断ｍ楕およびリミットスイッチ
自動調整機構の制御と作業手順を表示する機能を有する
ものである。Next, IO is a data acquisition device, which has the function of temporarily recording each detection signal of the above-mentioned detection device as diagnostic data, and the A/D (
It is equipped with a function to convert (analog/digital). 11 indicates an arithmetic processing unit, and the data acquisition device I
It has the function of displaying on-site diagnostic results (failure mode) and recording the diagnostic data collected on-site in the storage means, and based on this diagnostic data and the accumulation of past diagnostic data, the valve is It has a function to limit the inspection range and comprehensively diagnose when to replace abnormal parts, as well as an on-site diagnosis system, a valve lock mechanism, a drive unit output calibration diagnosis mechanism, an insulation resistance diagnosis system, and an on-site diagnosis system shown in the block diagram of Figure 2. It has the function of controlling the limit switch automatic adjustment mechanism and displaying the work procedure.
尚、図中１２は手動ハンドル、１３は上記各検出装置へ
の配線を巻回収納する信号ドラムを示す。In the figure, reference numeral 12 indicates a manual handle, and reference numeral 13 indicates a signal drum for winding and storing the wiring to each of the above-mentioned detection devices.
次に、上記センサ・スイッチ等からなる検出装置によっ
て弁機能および電動駆動装置のどのような異常を診断す
るかについて述べる。Next, a description will be given of what kind of abnormality in the valve function and the electric drive device is diagnosed by the detection device consisting of the above-mentioned sensor, switch, etc.
（ａ）「弁操作所要時間」は、アクチュエータがモータ
駆動信号を受けて弁棒の移動が停止するまでの時間とし
て求められるため、第３図の弁操作所要時間診断情報に
示すように、弁棒の移動量とモータ電流の情報によって
診断する。またこの情報を基にした弁操作所要時間の診
断処理の手順を第４図に示す診断制御フローチャートに
基づいて述べると、先ず弁の開閉作動に伴って弁棒を移
動させるためにモータ電流量が増大する０次にクランプ
式電流センサで弁起動時の時間へ を測定し、また並行
してワイヤ一式エンコーダ等の弁リフトセンサによって
弁棒の移動量から弁停止時の時間Ｂ を測定する。これ
らの時間を基に弁の開から閉、閉から開の所要時間Ｃを
求める（Ｃ＝Ａ −８）。更に上記所要時間Ｃと規定
値との比較を行い、その範囲内であれば正常として、ま
た規定値の範囲外であれば異常と判断し、それぞれディ
スプレイに診断表示される。この診断によって満足する
状態であればそのまま終了し、再度診断し直す必要があ
る場合は開閉作動へフィードバックする。(a) The "valve operation time required" is determined as the time from when the actuator receives the motor drive signal until the valve stem stops moving, so as shown in the valve operation time required diagnostic information in Figure 3, Diagnosis is made based on the amount of rod movement and motor current information. Furthermore, the procedure for diagnosing the time required for valve operation based on this information will be described based on the diagnostic control flowchart shown in Figure 4. First, the amount of motor current is increased to move the valve stem as the valve opens and closes. An increasing zero-order clamp-type current sensor measures the time B when the valve starts, and in parallel, a valve lift sensor such as a wire set encoder measures the time B when the valve stops from the amount of movement of the valve stem. Based on these times, the required time C from opening to closing and from closing to opening of the valve is determined (C=A-8). Furthermore, the above-mentioned required time C is compared with a specified value, and if it is within the range, it is determined to be normal, and if it is outside the specified value range, it is determined to be abnormal, and a diagnosis is displayed on the display. If the condition is satisfied with this diagnosis, the process ends, and if it is necessary to diagnose again, feedback is provided to the opening/closing operation.
尚、弁操作所要時間はモータ、アクチュエータ及びバル
ブ部品の劣化が総合された遅れとなって表れるため、個
々の診断で良好と評価されても所要時間が満足しなけれ
ば、プラント運転システムとしては不適合となる。Note that the time required for valve operation is a delay caused by the overall deterioration of the motor, actuator, and valve parts, so if the required time is not satisfied even if the individual diagnosis is rated as good, the plant operation system is unsuitable. becomes.
山）「弁棒の曲がり」診断については、弁棒の曲がり部
が弁棒ガイド部と接触して弁操作力量が開閉途中で増減
する事象を検知して異常箇所の異常兆候の把握と特定化
を行う。ここで用いるセンサはトルクスイッチ回転変位
センサと弁リフトセンサである。トルクスイッチ回転変
位センサでは、予めこのトルクスイッチ回転変位センサ
と駆動装置の締め付は力の関係を求めた相関データ（回
帰式）を演算処理装置に入力させ、この記憶手段を基に
トルクスイッチの回転変位量を締め付は力に換算する。Regarding the diagnosis of "bent valve stem", we detect the phenomenon in which the bent part of the valve stem comes into contact with the valve stem guide part and the amount of valve operation force increases or decreases during opening/closing, and identifies and identifies the abnormality signs of the abnormal location. I do. The sensors used here are a torque switch rotational displacement sensor and a valve lift sensor. In the torque switch rotational displacement sensor, the correlation data (regression formula) that calculates the relationship between the tightening forces of the torque switch rotational displacement sensor and the drive device is input into the processing unit in advance, and the torque switch is calculated based on this storage means. The amount of rotational displacement is converted into tightening force.
また弁リフトセンサでは弁棒とセンサの回転検出部にワ
イヤを延設し、弁棒の移動量を回転数に変換し、これを
検知信号としてデータ集録装置に出力する。ここで同時
に検出集録したデータはデータ集録装置でデジタル信号
に変換して演算処理装置に入力し、予めこの演算処理装
置に入力されている診断アルゴリズム（弁操作力量が開
閉途中で増減する事象）と比較して「弁棒の曲がり」の
故障モードに関する診断結果をディスプレイに表示する
。In addition, in the valve lift sensor, a wire is extended between the valve stem and the rotation detecting part of the sensor, converting the amount of movement of the valve stem into a rotational speed, and outputting this as a detection signal to a data acquisition device. The data detected and acquired at the same time is converted into a digital signal by a data acquisition device and input to a processing unit, and the diagnostic algorithm (events in which the valve operating force increases or decreases during opening/closing) that has been input into this processing unit in advance is used. A comparison is made and the diagnostic results regarding the failure mode of "bent valve stem" are displayed on the display.
而して上述した「弁棒の曲がり」の診断においては第５
図に示したように、弁の作動途中でスラスト力（摺動抵
抗）が増減するので、開閉トルクバイパススイッチＯＦ
Ｆ区間内のスラストの変化と、弁棒の移動量（弁棒の曲
がり箇所特定のため）を情報として診断することができ
る。Therefore, in the diagnosis of the above-mentioned "bent valve stem", the fifth
As shown in the figure, the thrust force (sliding resistance) increases and decreases during valve operation, so the opening/closing torque bypass switch OF
Diagnosis can be performed using information on the change in thrust within section F and the amount of movement of the valve stem (to identify the bending point of the valve stem).
次にこの情報と同図に示したしきい値（許容値）を基に
して弁の曲がり診断の手順を第６図のフローチャートに
従って述べる。先ず弁が開側または閉側へ作動すると同
時に、トルクスイッチ回転変位センサ、開閉トルクハイ
パスス３インチ及び弁リフトセンサが作動し、それぞれ
がスラスト力、開閉トルクバイパススイッチのＯＮ。Next, the procedure for diagnosing valve bending will be described based on this information and the threshold value (tolerable value) shown in the same figure, according to the flowchart in FIG. First, when the valve operates to the open or close side, the torque switch rotational displacement sensor, opening/closing torque high pass 3 inch, and valve lift sensor operate, and the thrust force and opening/closing torque bypass switch are turned on, respectively.
ＯＦＦ信号及び弁棒の移動量を測定する０次にこの測定
点が開側及び閉側のトルクバイパススイッチのＯＦＦの
途中にあるかを確認した後、上記スラスト力の測定値と
しきい値を比較すると同時に、この時点で上記弁棒の移
動量測定値を確認する。更に上記スラスト力の測定値が
しきい値よりも小さい場合は正常であり、上記測定値が
しきい値よりも大きい場合はパツキンの締め過ぎと判断
され、また上記スラスト力の増減位置を算定することに
よって弁棒の曲がり箇所を特定する０次に上記各診断を
ディスプレイに表示し、この診断が満足するものであれ
ば診断を終了し、再度診断し直す必要がある場合は弁の
開閉作動へフィードバックする。Measure the OFF signal and the amount of movement of the valve stem.Next, after confirming that this measurement point is in the middle of the OFF of the opening side and closing side torque bypass switches, compare the above measured value of thrust force with the threshold value. At the same time, check the measured value of the amount of movement of the valve stem at this point. Furthermore, if the measured value of the thrust force is smaller than the threshold value, it is normal, and if the measured value is larger than the threshold value, it is determined that the seal is over-tightened, and the position where the thrust force increases or decreases is calculated. Next, each of the above diagnoses is displayed on the display, and if the diagnosis is satisfactory, the diagnosis is finished, and if it is necessary to diagnose again, the valve is opened/closed. give feedback.
（Ｃ１弁体の落ち込み（全閉停止位置）は、弁棒の移動
量から検出可能であるため、手動ハンドルによってバン
クシートから弁体着座までの弁リフトと弁体着座時のリ
フトのゼロ点を確認しておき（これは弁体の落ち込みだ
けでなく上述するギャード停止位置、トルク停止位置及
びトルクバイパス位置の判定基準のゼロ点となる）、次
に上記弁リフトセンサで弁体・弁座の磨耗を、またモー
タ電流センサ、弁リフトセンサ、トルクスイッチ回転変
位センサ、トルクスイッチで慣性過大による弁体の突っ
込み量を測定して「弁体の落ち込み」を診断する。更に
詳述すると、弁リフトセンサに例えばエンコーダを使用
し、弁棒の移動をセンサ検出部の回転に変換してこの回
転量を検知信号としてデータ集録装置に出力する。この
検知信号をデジタル信号に変換して演算処理装置に入力
し、予めこの演算処理装置に入力されている基準値と比
較して「弁体・弁座の磨耗」の故障モードを検知し、そ
の旨ディスプレイに表示する。また上述したトルクスイ
ッチ回転変位センサで計測した締め付は力、電流センサ
によって計測されたモータ電流及びトルクスイッチの開
閉信号の各検知信号をデジタル変換した後、予め入力さ
れているそれらの基準値（定格電流値）とを演算処理袋
！１１で比較し、「慣性過大による弁体の突込み」が認
められた場合は、その旨ディスプレイに表示し、上記故
障モードの表示とを勘案して弁体の落ち込みの有無を診
断することができる。(The depression of the C1 valve (fully closed stop position) can be detected from the amount of movement of the valve stem, so use the manual handle to measure the zero point of the valve lift from the bank seat to the valve body seating and the lift when the valve body is seated. (This is the zero point for judging not only the depression of the valve body but also the guard stop position, torque stop position, and torque bypass position mentioned above.) Next, use the valve lift sensor mentioned above to check the position of the valve body and valve seat. Diagnose "valve disc depression" by measuring wear and the amount of valve disc protrusion due to excessive inertia using the motor current sensor, valve lift sensor, torque switch rotational displacement sensor, and torque switch. For example, an encoder is used as the sensor, and the movement of the valve stem is converted into rotation of the sensor detection section, and this amount of rotation is output as a detection signal to the data acquisition device.This detection signal is converted to a digital signal and sent to the arithmetic processing device. This input is compared with the reference value previously input to this arithmetic processing unit, and the failure mode of "valve body/valve seat wear" is detected and displayed on the display.In addition, the torque switch rotation displacement sensor mentioned above is detected. The tightening measured by digitally converts the force, motor current measured by a current sensor, and torque switch open/close signal, and then calculates and processes these values with the pre-input reference value (rated current value). If it is found that "valve body is pushed in due to excessive inertia" by comparing with bag! I can do it.
（ｄ）［グランドパツキンの適正締め付けＪの診断は、
先ず、駆動装置ｌで閉弁作動させた後、トルクスイッチ
回転変位センサでグランドパツキンの摺動抵抗を初期デ
ータとして採取し、再起動時の漏洩を防止するため、規
定のトルクでグランドパツキンの増締めを行う０次にト
ルクスイッチ回転変位センサで増締め後のグランドパツ
キンの摺動抵抗データを採取し、このデータを予め演算
処理装置に入力されている計画摺動トルクまた上記初期
データと比較して弁操作力量の適正を判定すると共に、
振動加速度センサによってパツキンの締め過ぎにより発
生する弁棒の異常音の有無を確認することにより行う。(d) [Diagnosis of proper tightening of gland packing J:
First, after closing the valve using the drive device l, the torque switch rotation displacement sensor collects the sliding resistance of the gland packing as initial data, and in order to prevent leakage when restarting, increase the gland packing with a specified torque. After tightening, the torque switch rotational displacement sensor collects the sliding resistance data of the gland packing after retightening, and compares this data with the planned sliding torque that has been input into the arithmetic processing device in advance and the above initial data. In addition to determining the appropriateness of the valve operating force,
This is done by using a vibration acceleration sensor to check for abnormal valve stem noises caused by over-tightening of the seal.
（ｅｌ ｒ ｌ−ルク停止位置」の診断は、弁す“フト
センサ及びトルクスイッチによって停止位置の不適正を
、またモータ電流センサ、弁リフトセンサ、トルクスイ
ッチ回転変位センサ、トルクスイッチのＯＮ、 ＯＦＦ
信号で必要トルクの不適正を確認して行う。Diagnosis of the valve stop position is performed by checking whether the stop position is incorrect using the valve foot sensor and torque switch, and checking whether the motor current sensor, valve lift sensor, torque switch rotational displacement sensor, and torque switch are turned on or off.
Check if the required torque is inappropriate using the signal.
（ｆ）「ギャード停止位置」の診断は、弁リフトセンサ
とギヤートリミツトスインチで停止位置の不適正を、ま
た弁リフトセンサ、トルクスイッチ回転変位センサ、ギ
ヤートリミツトＯＮ、ＯＦＦスインチで弁棒にグランド
パツキン摺動抵抗以上のトルクが作用していないかどう
かを検出することにより行う。(f) Diagnosis of the "Gard Stop Position" uses the valve lift sensor and gear limit switch to check for inappropriate stop positions, and the valve lift sensor, torque switch rotational displacement sensor, and gear limit ON/OFF switch to check the ground seal on the valve stem. This is done by detecting whether a torque greater than the sliding resistance is being applied.
（ｇ） Ｉ−ルクバイパススイソチは、弁の開閉操作時
に発生するハンマーブロー効果の影響から、トルクスイ
ッチを保護するためのものであって、弁リフトセンサ、
振動加速度センサ及びトルクバイパスリミットスイッチ
のＯＮ、 ＯＦＦ信号で開成いは閉側の適正位置でトル
クバイパスが作用しているかどうかを確認することによ
り「トルクバイパススイッチの位置」を診断する。(g) The I-lux bypass switch is to protect the torque switch from the impact of the hammer blow effect that occurs when opening and closing the valve, and the valve lift sensor,
Diagnose the "position of the torque bypass switch" by checking whether the torque bypass is working at the appropriate open or closed position using the ON and OFF signals of the vibration acceleration sensor and torque bypass limit switch.
（ｈ）「ロックナツトの緩み」を診断する場合は、ウオ
ームホイルがハンマーブロー構成を介してステムナツト
を回転させた後に、ステムナフトがロックナンドの緩み
量だけ移動してロックナツトに衝突するので、弁リフト
センサ、振動加速度センサ及び時間センサで弁棒操作の
開始時間の遅れ、弁棒移動前後に衝撃音が２回（１回が
正常）発生するのを検知することにより行う。(h) When diagnosing a "loose lock nut", the valve lift sensor must This is done by using a vibration acceleration sensor and a time sensor to detect the delay in the start time of valve stem operation and the occurrence of impact noise twice (one time is normal) before and after the valve stem movement.
１１）ｒＷ動面歯車びベアリングの焼付けや表面荒れ」
の診断は、電流センサと振動加速度センサでモータの出
力変動と異音の発生を検知することにより行う。11) Seizure and surface roughness of rW driving surface gear and bearing
Diagnosis is performed by detecting motor output fluctuations and abnormal noise using a current sensor and vibration acceleration sensor.
（ｊ）トルクスイッチ回転変位センサでトルクスプリン
グの撓みが増加しているかどうかを検知して「トルクス
プリング固定ナンドの緩み」を診断する一方、トルクス
プリングのへたり （スプリングの撓みとトルクの関係
）或いは破損を検知して「トルクスプリング」自体の診
断を行う。(j) Torque switch rotational displacement sensor detects whether the deflection of the torque spring is increasing and diagnoses "looseness of the torque spring fixing NAND", while also detecting torque spring fatigue (relationship between spring deflection and torque) Alternatively, damage is detected and the "torque spring" itself is diagnosed.
即ち、ハウジングカバー取付はボルト孔を利用してロー
ドセルを取り付けた弁棒ロツタ機構に弁棒先端部を接触
させる。次に電動駆動装置にて開弁操作を行い、トルク
スイッチ回転変位センサと駆動装置の締め付方をロード
セルによって採取したデータを演算処理装置に入力した
相関データと比較してトルクスプリングの撓みと発生荷
重の関係（トルクスプリングのへたり量）を求める。That is, when attaching the housing cover, the tip of the valve stem is brought into contact with the valve stem rotor mechanism to which the load cell is attached using the bolt hole. Next, the electric drive device opens the valve, and the data collected by the torque switch rotational displacement sensor and the load cell about how the drive device is tightened is compared with the correlation data input to the processing device to determine the torque spring deflection and occurrence. Find the load relationship (the amount of torque spring set).
尚、トルクスイッチ回転変位センサとロードセルによる
締め付は力の関係から求めた相関データ（回帰式）は、
一度求めればその後の診断ではトルクスイッチの回転変
位を検知するだけで締め付は力が算定できるため、診断
毎に弁棒ロック機構を取り付ける必要がなく、簡単な操
作で診断が実施できる。The correlation data (regression formula) obtained from the force relationship for tightening by the torque switch rotational displacement sensor and load cell is as follows:
Once determined, the tightening force can be calculated in subsequent diagnoses simply by detecting the rotational displacement of the torque switch, so there is no need to install a valve stem locking mechanism for each diagnosis, and diagnosis can be performed with simple operations.
（ｋ）「ステムナツトの磨耗」診断は、ステムナフトが
始動した後に弁棒が始動するまでの遅れ時間が長くなる
ため、弁棒操作の開始時間の遅れが大きくなるのを弁リ
フトセンサ、振動加速度センサ及び時間センサでウオー
ムホイルの回転開始衝撃音と弁棒の移動開始までの時間
を算定して行う。(k) Diagnosis of "stem nut wear" is based on the valve lift sensor, vibration acceleration sensor, etc. A time sensor is used to calculate the time between the impact sound of the worm wheel starting rotation and the start of movement of the valve stem.
（１）「モータ操作の電磁開閉スイッチ」の健全性を診
断する場合は、電磁開閉スイッチがアクチェエータから
の停止信号をうけてモータを停止するものであるから、
モータ電流センサ及びリミットスイッチまたはトルクス
イッチによってモータ停止信号を検出してモータ停止か
らモータ電流遮断までの遅れ時間を算定することで診断
できる。(1) When diagnosing the health of the "electromagnetic open/close switch for motor operation," since the electromagnetic open/close switch stops the motor upon receiving a stop signal from the actuator,
Diagnosis can be performed by detecting a motor stop signal using a motor current sensor and a limit switch or torque switch and calculating the delay time from motor stop to motor current cutoff.
（−「全開・全閉位置リミットスイッチの設定」の診断
は、それらのリミットスイッチが開または閉側の弁棒の
移動量をウオームの回転数を制御しているため、弁リフ
トセンサ、トルクスイッチ回転変位センサ等でスイッチ
の作動位置と弁棒の移動量を確認することにより行える
。(-Diagnosis of "Full open/full close position limit switch setting" is based on the valve lift sensor, torque switch, and This can be done by checking the operating position of the switch and the amount of movement of the valve stem using a rotational displacement sensor, etc.
（ｎ）「ギヤの磨耗」は、異音の発生とモータ駆動から
弁棒駆動までの遅れ時間が長くなるため、固体音及び操
作時間を振動加速度センサ、時間センサで計測すること
により診断する。(n) "Gear wear" causes abnormal noise and increases the delay time from motor drive to valve stem drive, so it is diagnosed by measuring solid sound and operation time with a vibration acceleration sensor and a time sensor.
（０）「モータビニオンの焼付け」は、モータが拘束さ
れて・モータ電流が上昇するのに対して相対信号として
表れるスラスト力は上昇しないので、モータ電流とスラ
スト力を電流センサとトルクスイッチ回転変位センサで
求めて診断する。(0) "Motor pinion seizure" occurs when the motor is restrained and the motor current increases, but the thrust force that appears as a relative signal does not increase. Find and diagnose.
（ｐ）「開閉トルクの過大」は、スラスト力の過大及び
相対的信号としてモータ電流に表れるので、この両者を
電流センサ、トルクスイッチ回転変位センサで検出して
許容値と比較することにより診断する。(p) "Excessive opening/closing torque" appears in the motor current as an excessive thrust force and a relative signal, so it is diagnosed by detecting both with a current sensor and a torque switch rotation displacement sensor and comparing them with allowable values. .
（９）「シール面の荒れ」は、シール面の摺動抵抗の増
加を引き起こすので、弁始動時のスラスト力が増加した
後、通常作動時のスラスト力まで減少する。このため弁
リフトセンサ、トルクスイッチ回転変位センサで弁棒の
移動量とスラスト力を求めることにより診断する。(9) "Roughness of the sealing surface" causes an increase in the sliding resistance of the sealing surface, so after the thrust force increases when the valve is started, it decreases to the thrust force during normal operation. For this reason, diagnosis is performed by determining the amount of valve stem movement and thrust force using a valve lift sensor and torque switch rotational displacement sensor.
（ｒ）「モータ性能の劣化」は、モータ電流の上昇とし
て表れるが、モータ電流と相対的信号として得られるス
ラスト力は上昇しないため、両者の関係を電流センサと
トルクスイッチ回転変位センサで求めることにより診断
するのである。(r) "Deterioration of motor performance" appears as an increase in motor current, but since the thrust force obtained as a relative signal to the motor current does not increase, the relationship between the two must be determined using a current sensor and a torque switch rotation displacement sensor. Diagnosis is made by
上述した各診断に基づいて、弁及び駆動装置の動作テス
トデータ程度の診断結果をプリント出力（現場診断シス
テム）した後、上記診断項目に対する不適合箇所の検出
を行うと共に、診断記録の作成とデータの評価を行い、
これらのデータを記憶部に入力した上、必要なデータを
プリントアウトし、或いは現場より持ち出したデータを
基に弁及び電動駆動装置ｌの機能について劣化傾向の把
握も含めた総合的な判断を行う（総合判断システム）。Based on each of the above-mentioned diagnoses, after printing out the diagnosis results (on-site diagnosis system) equivalent to the operation test data of the valve and drive device, we detect non-conformities with the above-mentioned diagnosis items, create diagnostic records, and process the data. Evaluate and
After inputting this data into the storage unit, we print out the necessary data or make a comprehensive judgment on the function of the valve and electric drive unit l, including understanding deterioration trends, based on the data taken out from the site. (Comprehensive judgment system).
他方、第２図中の絶縁抵抗診断機構は、モータ絶縁計測
器で各端子と接地間の絶縁抵抗を計測するのであるが、
駆動装置の電源をＯＦＦ状態で測定するので、単体機構
として取り扱うようにしたものである。On the other hand, the insulation resistance diagnosis mechanism shown in Figure 2 measures the insulation resistance between each terminal and ground using a motor insulation measuring instrument.
Since the measurement is performed with the drive device powered off, it is treated as a single mechanism.
次に駆動装置の出力校正（トルクスイッチ設定値の校正
）機構について述べると、トルクスイッチの設定値は、
弁操作に対して最適値としているが、トルクスイッチ設
定ビスの緩み、トルクスプリングの劣化等によってトル
クスイッチ設定値が変化する可能性があるため、毎定期
点検時の診断は不要であるが、成る期間毎にトルクスイ
ッチ設定値が適正な値であるかどうかの診断を行う必要
がある。このトルクスイッチ設定値の校正は弁に加えら
れるスラスト力、駆動装置の出力を検出するトルクスプ
リングの変位（トルクスイッチの変位）及びトルクスイ
ッチの動作点情報の関係（第７図参照）から可能である
。Next, we will talk about the output calibration (calibration of torque switch setting value) mechanism of the drive device.The torque switch setting value is
Although the optimum value is set for valve operation, the torque switch setting value may change due to loosening of the torque switch setting screw, deterioration of the torque spring, etc., so diagnosis at every periodic inspection is not necessary. It is necessary to diagnose whether the torque switch setting value is an appropriate value for each period. This torque switch setting value can be calibrated based on the relationship between the thrust force applied to the valve, the displacement of the torque spring that detects the output of the drive device (displacement of the torque switch), and the operating point information of the torque switch (see Figure 7). be.
これらのトルクスイッチ設定値の校正診断を第８図に示
すフローチャートに基づいて述べると、先ずロードセル
をセントして弁棒をロックした後弁棒を開作動させれば
、これに伴ってロードセル、トルクスイッチ回転変位セ
ンサ及び電気回路（トルクスイッチ信号）センサが動作
し、これらのセンサによって弁棒のスラスト力とトルク
スイッチ変位との関係を測定する。またこのトルクスイ
ッチ変位の情報からスラスト力を求める基本データとし
て別途、格納しておく。一方、上記スラスト力とトルク
スイッチ変位との関係測定値に基づいてトルクスイッチ
動作点のスラスト力Ｄ を算定し、このスラスト力０
を予め設定された許容値と比較して許容値以内であれば
正常、範囲外ならば異常（設定不良）とそれぞれ診断す
る。この診断結果に満足の場合はそのまま終了し、また
診断し直す場合は弁棒のロックまでフィードバックして
やる。Calibration diagnosis of these torque switch setting values is described based on the flowchart shown in Figure 8. First, the load cell is centered, the valve stem is locked, and then the valve stem is opened. A switch rotational displacement sensor and an electric circuit (torque switch signal) sensor are operated and measure the relationship between valve stem thrust force and torque switch displacement. Additionally, this torque switch displacement information is stored separately as basic data for calculating the thrust force. On the other hand, the thrust force D at the torque switch operating point is calculated based on the measured value of the relationship between the thrust force and the torque switch displacement, and this thrust force 0
is compared with a preset tolerance value, and if it is within the tolerance value, it is diagnosed as normal, and if it is outside the range, it is diagnosed as abnormal (defective setting). If you are satisfied with the diagnosis result, the process will end, and if you want to re-diagnose it, feedback will be provided to lock the valve stem.
また弁棒ロック機構は、ギャード停止弁の駆動装置１の
出力校正診断を行う際に、開弁操作の途中でハウジング
カバー取付はボルト孔を利用し、ロードセルを介して弁
棒のロックを行うものである。In addition, the valve stem locking mechanism locks the valve stem via a load cell by using a bolt hole to attach the housing cover during the valve opening operation when performing output calibration diagnosis of the drive device 1 of the guard stop valve. It is.
尚、トルクスイッチ回転変位センサとロードセルによる
締め付は力の関係から求めた相関データは、一度初期診
断で求めれば、その後の診断ではトルクスイッチ回転変
位の検知のみで締め付は力が算定できる。このため弁棒
ロック機構は、診断毎に弁に取り付ける必要がない。Note that once the correlation data obtained from the relationship between the torque switch rotational displacement sensor and the load cell tightening force is obtained in the initial diagnosis, the tightening force can be calculated in subsequent diagnoses only by detecting the torque switch rotational displacement. Therefore, it is not necessary to attach the valve stem locking mechanism to the valve for each diagnosis.
この他、リミットスイッチ自動調整機構は、弁を分解し
た場合、基本的にはリミットスイッチを分解前の調整位
置に戻す必要があり、この時、本装置の診断データを使
用することとなるため、この調整システムを単体機構と
して本発明の機能に加えている。In addition, when the limit switch automatic adjustment mechanism is used, when the valve is disassembled, it is basically necessary to return the limit switch to the adjustment position before disassembly, and at this time, the diagnostic data of this device is used. This adjustment system is added to the functionality of the present invention as a standalone mechanism.
尚、本発明の異常診断装置を使用して行う点検は、例え
ば第９図に示した診断工程など種々考えられる。It should be noted that various inspections may be performed using the abnormality diagnosis apparatus of the present invention, such as the diagnosis process shown in FIG. 9, for example.
以上述べたように本発明の電動弁異常診断装置は、弁及
び駆動装置を分解することなくこれらの ４゜機能の健
全性及び劣化の傾向を診断することができるため、電動
弁の不必要な部分まで分解する手間がなくなって最適な
分解検査が行えることや、異常部品の取替え時期の把握
が行える等、補修の合理化が図れる。As described above, the electric valve abnormality diagnosis device of the present invention can diagnose the health and deterioration tendency of these 4° functions without disassembling the valve and drive device. Repairs can be streamlined by eliminating the need to disassemble each part, allowing optimal disassembly and inspection, and knowing when to replace abnormal parts.
また本装置を電動弁の分解ヰ★査完了後、再び弁の最終
確認診断として用いることにより、弁の分解・調整時に
おける人為的ミスの発生を確実に阻止して弁の信転性を
大幅に向上することができる。In addition, by using this device again for the final confirmation diagnosis of the valve after completing the disassembly inspection of the electric valve, it will reliably prevent the occurrence of human error during disassembly and adjustment of the valve, greatly improving the reliability of the valve. can be improved.
しかも本装置は熟練を要することなく操作できて弁のメ
ンテナンス技術の向上も期待し得るのである。Furthermore, this device can be operated without requiring any skill and can be expected to improve valve maintenance techniques.
この他、本発明の診断装置は検出装置をケースに収納し
、また演算処理装置としてラフブトツブ型パソコンを利
用することにより、これらを電動弁の設置されている現
場に持ち込んで診断できるため、弁を取り外す必要がな
く点検作業が間車かつ迅速に行える等、優れた効果が期
待できるのである。In addition, the diagnostic device of the present invention houses the detection device in a case and uses a rough-button type personal computer as the arithmetic processing device, so that it can be brought to the site where the electric valve is installed and diagnosed. Excellent effects can be expected, such as the fact that there is no need to remove it, and inspection work can be done quickly and quickly.
図面の簡単な説明
第１図は本装置の接続状態を示す斜視図、第２図はその
ブロック図、第３図は弁操作所要時間の診断情報図、第
４図はそのフローチャート、第５図は弁の曲がり診断情
報、第６図はそのフローチャート、第７図は駆動装置の
出力校正診断情報、第８図はそのフローチャート、第９
図は診断工程を示すブロック図である。Brief description of the drawings Figure 1 is a perspective view showing the connection state of this device, Figure 2 is its block diagram, Figure 3 is a diagnosis information diagram of the time required for valve operation, Figure 4 is its flowchart, and Figure 5 6 shows the valve bending diagnostic information, FIG. 6 shows the flowchart, FIG. 7 shows the drive device output calibration diagnostic information, FIG. 8 shows the flowchart, and FIG.
The figure is a block diagram showing the diagnostic process.
尚、図中１・・・電動駆動装置、２・・・被測定電線、
３・・・弁棒カバー、４・・・制御室、５・・・トルク
スイッチシャフト、６・・・トルクバイパススイッチ端
子、７・・・トルクスイッチ、８・・・モータ端子、９
・・・ハウジングカバー、ｌＯ・・・データ集１！装置
、１１・・・演算処理装置、１２・・・手動ハンドル、
１３・・・信号ドラム。In addition, in the figure 1... electric drive device, 2... electric wire to be measured,
3... Valve stem cover, 4... Control room, 5... Torque switch shaft, 6... Torque bypass switch terminal, 7... Torque switch, 8... Motor terminal, 9
...Housing cover, lO...Data collection 1! Device, 11... Arithmetic processing unit, 12... Manual handle,
13...Signal drum.
以 上
特許出願人 東亜バルブ株式会社
代理人 弁理士 小 原 和 夫 外１名第１図
第 ２ 図 １ｚ−・呼引障積１３・・→フＩ
号Ｆ９Ｌ
第３図
第４図
）鳥タスイッチ動作
第７図
（本装置通用時の初回に実施）
賀
１９図Patent applicant: Toa Valve Co., Ltd. Patent attorney Kazuo Ohara and one other person Figure 1 Figure 2
No. F9L Fig. 3 Fig. 4) Bird switch operation Fig. 7 (Performed the first time when this device is in use) Fig. 19
Claims (1)
サ・スイッチ等からなる検出装置と、これらの検出装置
から出力される検知信号を集録し、所定の伝送信号に変
換するデータ集録装置と、該集録装置に接続され、予め
設定された診断項目の基準値及び診断記録の集積を入力
し、診断項目毎にこれらの基準値と上記診断データとを
比較して故障モード及び劣化モードを表示する演算処理
装置とからなることを特徴とする電動弁の異常診断装置
。 ２、演算処理装置に絶縁抵抗診断機構を接続した１項記
載の電動弁の異常診断装置。 ３、データ集録装置に弁ロック機構を併設した駆動装置
の出力校正機構を接続した１項または２項記載の電動弁
の異常診断装置。 ４、演算処理装置にリミットスイッチ自動調整機構を接
続した１項、２項または３項記載の電動弁の異常診断装
置。[Claims] 1. A detection device consisting of a plurality of sensors, switches, etc. attached to each part of the electric drive device, and detection signals output from these detection devices are collected and converted into predetermined transmission signals. A data acquisition device is connected to the data acquisition device, and the standard values of preset diagnostic items and the accumulated diagnostic records are input, and these standard values are compared with the above diagnostic data for each diagnostic item to determine the failure mode. and an arithmetic processing unit that displays a deterioration mode. 2. The electric valve abnormality diagnosis device according to item 1, wherein an insulation resistance diagnosis mechanism is connected to the arithmetic processing unit. 3. The electric valve abnormality diagnosis device according to item 1 or 2, wherein the data acquisition device is connected to an output calibration mechanism of a drive device that is also equipped with a valve lock mechanism. 4. The electric valve abnormality diagnosis device according to item 1, 2, or 3, wherein an automatic limit switch adjustment mechanism is connected to the arithmetic processing unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1128561A JP2602799B2 (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Motor valve abnormality diagnosis device |
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| JP2602799B2 JP2602799B2 (en) | 1997-04-23 |
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ID=14987809
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