定位器的异常诊断方法技术

本发明专利技术提供一种在过程运行中，对定位器内的EPM及气动放大器等模块进行简易并且正确的异常诊断的定位器的异常诊断方法。例如，将EPM2作为对象模块。对至EPM2的EPM驱动信号Duty以及来自EPM2的喷嘴背压Pn进行采样，根据此次的Duty（k）和上次的Duty（k-1）求出Duty（k）的变化速度vDuty（k），根据此次的Pn（k）和上次的Pn（k-1）求出Pn（k）的变化速度v?Pn（k）。而且，仅在vDuty（k）及v?Pn（k）中的哪一个都小的情况下，设权重w1（k）为1（其它情况下为0），由w1（k）为1时的Duty（k）和Pn（k）以及表示EPM2正常时的静态输入输出关系的线性近似式F1，来求出每一次采样的异常诊断指标值e1（k）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对调节阀的开度进行控制的。
技术介绍
以往，在化学设备等中，对用于其流量过程的调节阀设定位器，通过该定位器来控制调节阀的开度。该定位器包括求出来自上一级装置的阀开度设定值和从调节阀回馈的实际开度值之间的偏差，生成对应于该偏差的电信号作为控制输出的运算部；将该运算部生成的控制输出转换成气压信号的电空转换器；以及将该电空转换器所转换的气压信号放大作为放大气压信号输出到调节阀的操作器的气动放大器(例如，参见专利文献I)。图41中示出了将定位器和调节阀进行组合的系统中的输入输出信号的流程。在该图中，100是定位器；200是调节阀。定位器100包括电气模块I ;EPM (电空转换模块)2;以及气动放大器(气压放大模块)3。电气模块I将开度设定信号Iin和从调节阀200回馈的阀的开度X作为输入，生成作为控制输出的EPM驱动信号Duty。EPM2将来自电气模块I的EPM驱动信号Duty作为输入，将该EPM驱动信号Duty转换成喷嘴背压Pn。气动放大器3将来自EPM2的喷嘴背压 Pn作为输入，由该喷嘴背压Pn生成操作器压力Po。调节阀200将来自定位器100的操作器压力Po作为输入，根据该操作器压力Po对其阀的开度X进行调节。图42表示定位器100内的各模块以及调节阀200正常时的静态输入输出关系的线性近似图。图42的(a)表示电气模块I的输入输出关系(开度信号Iin与EPM驱动信号 Duty的关系)；图42的(b)表示EPM2的输入输出关系(EPM驱动信号Duty与喷嘴背压Pn 的关系);图42的(c)表不气动放大器3的输入输出关系(喷嘴背压Pn与操作器压力Po的关系)；图42的(d)表示调节阀200的输入输出关系(操作器压力Po与开度X的关系)。此外，在此例中，调节阀200是阀开度会随着空气的进入而变大的正动作型(Air To Open)。〔定位器的异常诊断〕〔EPM的异常诊断〕在定位器100中，有时会产生EPM2的喷嘴和挡板之间堵塞，或者固定节气门堵塞。 在这种情况下，喷嘴和挡板之间堵塞的异常模式与固定节气门堵塞的异常模式用作为EPM2 的输入输出信号的EPM驱动信号Duty与喷嘴背压Pn的关系如图43那样表不出来(例如， 参见专利文献2)。S卩，如果喷嘴和挡板之间堵塞，相对于表示正常时的静态输入输出关系的特性I， 喷嘴背压Pn就将朝增高的方向变化(特性I’)；如果固定节气门堵塞，喷嘴背压Pn就将朝下降的方向变化(特性I”)。在这种情况下，要得到相同的喷嘴背压Pn所需的EPM驱动信号 Duty是不同的。由于这样的特性变化，通过将EPM驱动信号Duty与喷嘴背压Pn的关系和正常时进行比较，就能够对EPM2的异常辨别其异常模式并进行诊断。〔气动放大器的异常诊断〕在定位器100中，有时会发生气动放大器3的输出空气向外部泄漏，或者从内部无法放掉输出空气的情况。在这样的情况下，输出空气向外部泄漏的异常模式与输出空气无法放掉的异常模式用作为气动放大器3的输入输出信号的喷嘴背压Pn与操作器压力Po的关系如图44那样表示出来(例如，参见专利文献2)。S卩，如果输出空气向外部泄漏，相对于表不正常时的静态输入输出关系的特性II， 操作器压力Po就会朝下降的方向变化(特性II’)；如果输出空气无法放掉，操作器压力Po 就会朝增高的方向变化(特性II”)。在这种情况下，要得到相同的操作器压力Po所需的喷嘴背压Pn是不同的。由于这样的特性变化，通过将喷嘴背压Pn与操作器压力Po的关系和正常时进行比较，就能够对气动放大器3的异常辨别其异常模式并进行诊断。现有技术文献专利文献专利文献1:日本实开昭62 - 28118号公报专利文献2 :日本特开平07 - 110003号公报专利文献3 :日本特开平07 - 77488号公报专利文献4 :日本特表2006 - 520038号公报专利文献5 :日本特表2005-538462号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在上述的中，当在过程运行之中要利用该过程运行中的数据对定位器内的EPM及气动放大器等模块进行异常诊断的时候，有时会产生无法很好地对该模块的异常进行诊断的情形。例如，设想图43所示的EPM异常的情形。在这种情况下，在过程运行当中，如果使 EPM快速动作，由于延迟的缘故，其输入输出关系将大大地偏离显示正常时的静态输入输出关系的特性(静态模式)I (参见图45)。因而，有时会被误诊断为EPM的异常。另外，设想图44所示的气动放大器异常的情形。在这种情况下，在过程运行当中， 如果使气动放大器迅速动作，由于延迟的缘故，其输入输出关系将大大地偏离显示正常时的静态输入输出关系的特性(静态模式)II (参见图46)。因而，有时会被误诊断为气动放大器的异常。此外，可以考虑做成包含了 EPM及气动放大器的延迟的动态模式，根据该做成的动态模式来进行异常诊断。然而，在这种方法中，需要编写运动方程式等(例如，参见专利文献3)，要做成高精度的动态模式就需要费过大的劳力，且运用时计算量也增多，因而无法简易地进行异常诊断。本专利技术正是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，提供一种在过程运行之中，能够简易并且正确地对定位器内的EPM及气动放大器等模块进行异常诊断的。解决问题的方法为了达成上述目的，本专利技术的，其是将对调节阀的开度进CN 102980781 A书明说3/21 页行控制的定位器内的规定模块作为对象模块，对该对象模块进行异常诊断的，其特征在于，包括对至所述对象模块的输入信号以及来自所述对象模块的输出信号定期地进行采样的步骤；求出所述采样得到的输入信号的变化速度的步骤；求出所述采样得到的输出信号的变化速度的步骤；根据预先设定的权重函数，来求出与所述输入信号的变化速度及所述输出信号的变化速度的组合相对应的权重的步骤；以及根据所述采样得到的输入信号、输出信号以及所述求出的权重，来对所述对象模块进行异常诊断的步骤。例如，在本专利技术中，将对象模块作为电空转换器(EPM)的情况下，负载信号(EPM驱动信号)作为至电空转换器的输入信号被定期地采样，喷嘴背压作为来自电空转换器的输出信号被定期地采样， 求出所采样的EPM驱动信号的变化速度和所采样的喷嘴背压的变化速度。而且，根据预先设定的权重函数，求出与EPM驱动信号的变化速度和喷嘴背压的变化速度的组合相对应的权重，根据所采样的EPM驱动信号和喷嘴背压以及所求出的权重进行电空转换器的异常诊断。例如，在本专利技术中，如果仅在EPM驱动信号的变化速度和喷嘴背压的变化速度中的哪一个都小的情况下将权重设为1，其他情况下将权重设为0，就可以用变化速度小的 EPM驱动信号和喷嘴背压来进行电空转换器的异常诊断。这样的话，就能够在过程运行当中，去除大大地偏离显示正常时静态输入输出关系的特性的数据，并进行电空转换器的异常诊断。在本专利技术中，将对象模块作为气动放大器的情况下，喷嘴背压作为至气动放大器的输入信号被定期地采样，操作器压力作为来自气动放大器的输出信号定期地采样。在这种情况下，也与上述电空转换器的情况一样，例如，如果仅在喷嘴背压的变化速度和操作器压力的变化速度中的哪一个都小的情况下将权重设为1，其他情况下将权重设为0，就可以用变化速度小的喷嘴背压和操作器压力来进行气动放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位器的异常诊断方法，其是将对调节阀的开度进行控制的定位器内的规定模块作为对象模块，对该对象模块进行异常诊断的定位器的异常诊断方法，其特征在于，包括：对至所述对象模块的输入信号以及来自所述对象模块的输出信号定期地进行采样的步骤；求出所述采样得到的输入信号的变化速度的步骤；求出所述采样得到的输出信号的变化速度的步骤；根据预先设定的权重函数，来求出与所述输入信号的变化速度及所述输出信号的变化速度的组合相对应的权重的步骤；以及根据所述采样得到的输入信号、输出信号以及所述求出的权重，来对所述对象模块进行异常诊断的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛亨，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：