JP7334495B2 - Abnormality detection device, abnormality detection method, and abnormality detection program - Google Patents
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Description
本発明は、異常検出装置、異常検出方法、および異常検出プログラムに関する。 The present invention relates to an abnormality detection device, an abnormality detection method, and an abnormality detection program.
工業製品の製造ラインでは、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置が利用されている。当該製造ラインにおけるエアライン上の高圧機器の上流に増圧装置を導入することにより、エアラインの他の部分を低圧に保ったまま高圧機器に高圧の流体を供給することができる。 In manufacturing lines for industrial products, a pressure booster is used to boost the pressure of a fluid supplied from upstream and supply it downstream. By introducing a pressure booster upstream of the high-pressure equipment on the air line in the production line, it is possible to supply high-pressure fluid to the high-pressure equipment while maintaining the rest of the air line at a low pressure.
図7は、増圧装置を含む製造ラインの一例を模式的に示す図である。図7に示す製造ラインは、コンプレッサ101から0.3MPaの圧力で気体(例えばエア)が送り出されているエアライン102を有する。エアライン102は、複数に分岐しており、分岐したそれぞれには、0.3MPa以下の圧力を要する機器が接続されている。エアライン102の分岐ラインの一つには、エアタンクおよび増圧装置100が介在しており、その下流側には、より高い圧力(例えば0.6MPa)を要する機器103が接続されている。増圧装置100は、分岐ラインにおいてエアタンクよりも上流側に接続されている。増圧装置100は、上流から供給された0.3MPaの気体を0.6MPaに増圧して下流に供給する。0.6MPaに増圧された高圧ガスは、エアタンクを介して機器103に供給され、機器103の作動に使用される。
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a production line including a pressure booster. The production line shown in FIG. 7 has an
図8は、増圧装置100の断面を模式的に示す図である。増圧装置100は、パッキン110を有する増圧弁111を備えており、増圧装置100の上流から供給された気体を、増圧弁111によって加圧(増圧)する。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross section of the
当該製造ラインにおいて増圧装置を利用する技術については、増圧装置の下流側における気体の圧力が上流側における気体の圧力よりも低い場合に、増圧装置を回避して増圧装置の上流側と下流側とを接続するバイパス通路を開く技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Regarding the technology of using a pressure booster in the production line, when the gas pressure on the downstream side of the pressure booster is lower than the gas pressure on the upstream side, the pressure booster is avoided and the pressure on the upstream side of the pressure booster is reduced. There is known a technique for opening a bypass passage that connects a downstream side and a downstream side (see, for example, Patent Document 1).
前述した製造ラインにおいて、増圧装置100に異常が発生することがある。たとえば、増圧装置100においてパッキン110の摩耗が進行していくと、増圧装置100の内部で気体のリークが発生し、気体の増圧が不十分になることがある。このような異常が増圧装置100で発生すると、前述のエアラインに接続され、供給される気体の圧力によって駆動する機器の動作不良が発生することがあり、それにより製造ラインにおける生産が中断することがある。しかしながら、増圧装置100の異常を検出する技術は知られていない。このため、増圧装置の異常を検出する有効な技術が求められている。
In the production line described above, an abnormality may occur in the
本発明の一態様は、増圧装置の下流側の流量または上流側の圧力の変動に関わらず増圧装置の異常を検出することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to detect an abnormality in a pressure intensifier regardless of fluctuations in the flow rate on the downstream side of the pressure intensifier or the pressure on the upstream side of the pressure intensifier.
本発明の一側面に係る異常検出装置は、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の少なくとも前記上流における前記流体の第一流量および前記下流における前記流体の第二流量を取得する取得部と、前記第一流量および前記第二流量の関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出する異常検出部と、を備える。 An abnormality detection device according to one aspect of the present invention is a pressure booster that increases the pressure of a fluid supplied from upstream and supplies it downstream, at least at the first flow rate of the fluid upstream and the second flow rate of the fluid at the downstream and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the pressure booster based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate.
上記一側面に係る異常検出方法は、上流から供給された流体を増圧して下流に供給する増圧装置の少なくとも前記上流における前記流体の第一流量および前記下流における前記流体の第二流量を取得する取得工程と、前記第一流量および前記第二流量の関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出する異常検出工程と、を包含する。 The abnormality detection method according to the above aspect obtains at least a first flow rate of the fluid upstream and a second flow rate of the fluid downstream of a pressure booster that increases the pressure of the fluid supplied from upstream and supplies it to the downstream. and an abnormality detection step of detecting an abnormality in the pressure booster based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate.
上記一側面に係る異常検出プログラムは前記異常検出装置としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラムであって、前記取得部および前記異常検出部としてコンピュータを機能させる。 The abnormality detection program according to the one aspect is an abnormality detection program for causing a computer to function as the abnormality detection device, and causes the computer to function as the acquisition unit and the abnormality detection unit.
増圧装置の異常は、通常、増圧装置の下流側における流体から検出され得る。この場合、上流側の流体の供給に異常がある場合、当該異常が下流側への流体の供給に反映され、増圧装置の異常と判定されることがある。上記構成では、増圧装置の下流側における流体の第二流量のみならず、上流側における流体の第一流量と第二流量との関係に基づいて増圧装置の異常が検出される。よって、上記構成によれば、増圧装置の上流側の圧力の変動に関わらず増圧装置の異常を検出することが可能となる。 An intensifier malfunction can usually be detected from the fluid downstream of the intensifier. In this case, if there is an abnormality in the supply of fluid on the upstream side, the abnormality may be reflected in the supply of fluid on the downstream side, and may be determined to be an abnormality in the pressure booster. In the above configuration, an abnormality in the pressure intensifying device is detected based not only on the second flow rate of the fluid on the downstream side of the pressure intensifying device, but also on the relationship between the first flow rate and the second flow rate of the fluid on the upstream side. Therefore, according to the above configuration, it is possible to detect an abnormality in the pressure increasing device regardless of fluctuations in the pressure on the upstream side of the pressure increasing device.
また、第一流量および第二流量は、増圧装置の下流における流体の使用量のみならず、増圧装置に並列して接続される他の機器における流体の使用量にも応じて決まる。増圧装置の異常によって第二流量が変動した場合に、増圧装置の異常は、第二流量に対応する第一流量に対する第二流量のずれとして検出される。よって、上記構成によれば、増圧装置の下流側の流量の変動にも関わらず増圧装置の異常を検出することが可能となる。 Also, the first flow rate and the second flow rate are determined not only by the amount of fluid used downstream of the pressure booster, but also by the amount of fluid used by other devices connected in parallel to the pressure booster. When the second flow rate fluctuates due to an abnormality in the pressure intensifier, the abnormality in the pressure intensifier is detected as a deviation of the second flow rate from the first flow rate corresponding to the second flow rate. Therefore, according to the above configuration, it is possible to detect an abnormality in the pressure intensifier regardless of fluctuations in the flow rate on the downstream side of the pressure intensifier.
上記一側面に係る異常検出装置において、前記異常検出部は、前記第一流量に対する前記第二流量の比に基づいて前記増圧装置の異常を検出してもよい。当該構成によれば、第一流量に対する第二流量の比の閾値を所定の値に設定することが可能であるので、増圧装置の異常を簡易に検出する観点からより一層効果的である。 In the abnormality detection device according to the one aspect described above, the abnormality detection section may detect the abnormality of the pressure increasing device based on a ratio of the second flow rate to the first flow rate. According to this configuration, the threshold value of the ratio of the second flow rate to the first flow rate can be set to a predetermined value, which is more effective from the viewpoint of easily detecting an abnormality in the pressure booster.
あるいは、上記一側面に係る異常検出装置において、前記異常検出部は、前記第一流量が所定範囲にあるときの、前記第一流量と前記第二流量との関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出してもよい。当該構成によれば、増圧装置の異常による第二流量の変化がより顕著になる第一流量の範囲を所定範囲とすることにより、このような所定範囲において第一流量と第二流量との関係に基づいて増圧装置の異常を検出することが可能となる。よって、当該構成は、増圧装置の異常を正確に検出する観点からより一層効果的である。 Alternatively, in the abnormality detection device according to the above aspect, the abnormality detection unit detects the pressure in the pressure increase device based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate when the first flow rate is within a predetermined range. Anomalies may be detected. According to this configuration, by setting the range of the first flow rate in which the change in the second flow rate due to the abnormality of the pressure intensifier becomes more remarkable as the predetermined range, the difference between the first flow rate and the second flow rate in such a predetermined range. Abnormalities in the pressure booster can be detected based on the relationship. Therefore, this configuration is much more effective from the viewpoint of accurately detecting an abnormality in the pressure booster.
上記一側面に係る異常検出装置において、前記取得部は、前記上流における前記流体の第一圧力および前記下流における前記流体の第二圧力をさらに取得し、前記異常検出部は、前記第一流量、前記第一圧力、前記第二流量および前記第二圧力の関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出してもよい。当該構成によれば、増圧装置の異常の検出において、増圧後の流体の状態を、第一流量および第二流量のみで増圧後の流体の状態を表現する場合に比べて、より正確に表現することが可能である。よって、上記構成は、増圧装置の異常を精密に検出する観点からより一層効果的である。 In the abnormality detection device according to the above aspect, the acquisition unit further acquires the first pressure of the fluid upstream and the second pressure of the fluid downstream, and the abnormality detection unit further acquires the first flow rate, An abnormality of the pressure booster may be detected based on the relationship between the first pressure, the second flow rate and the second pressure. According to this configuration, in detecting an abnormality in the pressure intensifying device, the state of the fluid after pressure increase is more accurate than when the state of the fluid after pressure increase is represented only by the first flow rate and the second flow rate. can be expressed as Therefore, the above configuration is much more effective from the viewpoint of precisely detecting an abnormality in the pressure booster.
上記一側面に係る異常検出装置において、前記異常検出部は、前記第一圧力に対する前記第二圧力の比が所定範囲にあるときの、前記第一圧力に対する前記第二圧力の比と前記第一流量に対する前記第二流量の比との関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出してもよい。当該構成によれば、上記の二つの比の直線相関の関係に基づいて増圧装置の異常を検出することが可能となり、増圧装置の異常を精密かつ簡易に行う観点からより一層効果的である。 In the abnormality detection device according to the above aspect, the abnormality detection unit detects the ratio of the second pressure to the first pressure and the first pressure to the first pressure when the ratio of the second pressure to the first pressure is within a predetermined range. Abnormalities in the pressure booster may be detected based on the relationship between the ratio of the second flow rate to the flow rate. According to this configuration, it is possible to detect an abnormality in the pressure intensifying device based on the linear correlation relationship between the two ratios, which is more effective from the viewpoint of accurately and simply detecting an abnormality in the pressure intensifying device. be.
上記一側面に係る異常検出装置において、前記所定範囲は、(前記第二圧力/前記第一圧力)が1よりも大きく、かつ前記増圧装置による前記流体の最大圧力比未満の範囲であってもよい。当該構成によれば、増圧装置の異常を早期に発見する観点からより効果的である。 In the abnormality detection device according to the above aspect, the predetermined range is a range in which (the second pressure/the first pressure) is greater than 1 and is less than the maximum pressure ratio of the fluid by the pressure booster. good too. This configuration is more effective from the viewpoint of early discovery of an abnormality in the pressure booster.
あるいは、上記一側面に係る異常検出装置において、前記異常検出部は、前記第一圧力に対する前記第一流量の比が所定範囲にあるときの、前記第一圧力に対する前記第一流量の比と前記第二圧力に対する前記第二流量の比との関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出してもよい。当該構成によれば、増圧装置の正常時における流体の状態を、流量および圧力を用いて所定の式で表現することが可能となり、当該式を利用して異常の判定を行うことが可能である。よって、上記構成は、増圧装置の異常を正確かつ精密に検出する観点からより一層効果的である。 Alternatively, in the abnormality detection device according to the above aspect, the abnormality detection unit detects the ratio of the first flow rate to the first pressure and the Abnormalities in the pressure booster may be detected based on a relationship between the ratio of the second flow rate to the second pressure. According to this configuration, it is possible to express the state of the fluid when the pressure intensifying device is normal by using a predetermined formula using the flow rate and the pressure, and it is possible to determine abnormality using the formula. be. Therefore, the above configuration is much more effective from the viewpoint of accurately and precisely detecting an abnormality in the pressure booster.
本発明の一態様によれば、増圧装置の下流側の流量または上流側の圧力の変動に関わらず増圧装置の異常を検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, it is possible to detect an abnormality in a pressure intensifying device regardless of fluctuations in the flow rate on the downstream side of the pressure intensifying device or the pressure on the upstream side of the pressure intensifying device.
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment (hereinafter also referred to as "this embodiment") according to one aspect of the present invention will be described based on the drawings.
〔実施形態1〕
§1 適用例
本実施形態に係る異常検出装置は、例えば、流体を増圧する増圧装置と、増圧された流体を利用して作動する装置とを有する流体利用システムに適用することができる。当該流体利用システムの例には、前述した製造ラインが含まれるが、それに限定されない。
[Embodiment 1]
§1 Application Example The abnormality detection device according to the present embodiment can be applied, for example, to a fluid utilization system having a pressure booster that boosts the pressure of fluid and a device that operates using the pressurized fluid. Examples of such fluid utilization systems include, but are not limited to, the manufacturing lines described above.
本実施形態に係る異常検出装置は、上記流体利用システムに適用することにより、増圧装置の異常を検出することができる。ここで、本明細書において「異常」とは、増圧装置によって、増圧装置に供給された気体の圧力を所定値まで増大させることができない状態のことをさす。より具体的には、当該異常とは、例えば、増圧装置における気体の漏れ(いわゆるエアリーク)であり、その原因の例には、増圧装置に具備されている増圧弁に設けられた摺動ピストンのパッキンの劣化(例えば摩耗)が含まれる。以下の実施形態では、増圧装置の異常を、具体的に増圧装置における流体のリークとして説明する。 By applying the abnormality detection device according to the present embodiment to the above-described fluid utilization system, it is possible to detect an abnormality in the pressure increasing device. Here, in this specification, the term "abnormality" refers to a state in which the pressure of the gas supplied to the pressure booster cannot be increased to a predetermined value by the pressure booster. More specifically, the abnormality is, for example, a gas leak (so-called air leak) in the pressure booster, and an example of the cause is a slide provided in the pressure booster valve provided in the pressure booster. Deterioration (e.g. wear) of piston packings is included. In the following embodiments, an abnormality in the pressure booster will be specifically described as a fluid leak in the pressure booster.
増圧装置が増圧する流体は、例えば気体であり、本実施形態では、利用の容易性の観点から、空気とする。 The fluid whose pressure is increased by the pressure increasing device is, for example, gas, and in the present embodiment, air is used from the viewpoint of ease of use.
また、以下の実施形態において、増圧装置を境にして、増圧装置に対して空気を供給する側のことを増圧装置の上流側とも言い、増圧装置が空気を排出する側のことを増圧装置の下流側とも言う。また、増圧装置の上流側における空気の流量を第一流量(Q1)、下流側における空気の流量を第二流量(Q2)とも言い、増圧装置の上流側における空気の圧力を第一圧力(P1)、下流側における空気の圧力を第二圧力(P2)とも言う。 Further, in the following embodiments, the side of the pressure intensifier that supplies air to the pressure intensifier is also referred to as the upstream side of the pressure intensifier, and the side from which the pressure intensifier discharges air. is also called the downstream side of the pressure booster. The air flow rate on the upstream side of the pressure booster is also called the first flow rate (Q1), the air flow rate on the downstream side is called the second flow rate (Q2), and the air pressure on the upstream side of the pressure booster is called the first pressure. (P1), the pressure of the air on the downstream side is also called the second pressure (P2).
なお、流体利用システムにおいて、通常、第一流量および第二流量は、いずれも、主に増圧装置の下流側で流体を使用する機器での流体の使用量に応じて決まる。このような使用量の変動の中でも、第一流量および第一圧力、ならびに、第二流量および第二圧力は、いずれもある程度の範囲で変動する。よって、第一流量、第一圧力、第二流量および第二圧力のいずれも、通常、増圧器1が一定の条件で運転していても一定とはならず、ある程度の幅で変動する。
Note that in the fluid utilization system, both the first flow rate and the second flow rate are usually determined mainly according to the amount of fluid used in equipment that uses the fluid on the downstream side of the pressure booster. Among such fluctuations in usage amount, the first flow rate and first pressure, and the second flow rate and second pressure all fluctuate within a certain range. Therefore, none of the first flow rate, the first pressure, the second flow rate, and the second pressure is usually constant even when the
以下、本実施形態における異常検出について、より詳しく説明する。以下、本実施形態における異常検出装置と、それが適用される流体利用システムとを合わせて「異常検出システム」とも言う。 Abnormality detection in this embodiment will be described in more detail below. Hereinafter, the abnormality detection device in this embodiment and the fluid utilization system to which it is applied are collectively referred to as an "abnormality detection system."
本実施形態では、第一流量および第二流量の関係に基づいて増圧装置の異常を検出する。異常を検出する基礎となる「第一流量および第二流量の関係」とは、第一流量を用いて第二流量を表現可能な関係であればよく、例えば、第一流量を含む所定範囲における第一流量と第二流量との関係であってもよいし、第一流量と第二流量との比を含む関係であってもよい。 In this embodiment, an abnormality in the pressure booster is detected based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate. The "relationship between the first flow rate and the second flow rate", which is the basis for detecting an abnormality, may be any relationship that can express the second flow rate using the first flow rate, for example, in a predetermined range including the first flow rate It may be the relationship between the first flow rate and the second flow rate, or the relationship including the ratio between the first flow rate and the second flow rate.
§2 構成例
図1は、本発明の実施形態1に係る異常検出装置の適用場面(すなわち異常検出システム)の一例を模式的に示す図である。異常検出システム10は、図1に示されるように、増圧器1(増圧装置)と、第一流量センサ21と、第二流量センサ22と、制御装置3(異常検出装置)と、モニタ4と、下流構成5とを具備する。増圧器1の上流には、例えば、コンプレッサとそれに接続された分岐管とが配置され、当該分岐管の一つが増圧器1に接続されている。
§2 Configuration Example FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an application scene (that is, an abnormality detection system) of the abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention. The
増圧器1は、上流から供給された空気の圧力を増大させて下流に供給することができる従来周知の増圧器の構成を採用することができる。増圧器1の下流側には、配管が接続されており、当該配管には、増圧器1によって増圧された空気を使用する機器が接続されている。
The
本実施形態1においては、増圧器1の下流に接続されている機器として、下流構成5を備える。
In
下流構成5は、増圧器1側から、エアタンク51と、レギュレータ52と、電磁弁53と、エア使用機器54とをこの順で有する。エアタンク51は、増圧器1が所望の圧力まで増圧した空気(以下、増圧された空気のことを「高圧空気」とも言う)を収容する。レギュレータ52は、エアタンク51からエア使用機器54へ供給される高圧空気の圧力を調整する。電磁弁53は、レギュレータ52とエア使用機器54とを接続する高圧空気の流路を、例えば制御部33からの信号に応じて連通し、または遮断する。エアタンク51、レギュレータ52、および電磁弁53は、それぞれ、従来周知の構成を採用することができる。
The
エア使用機器54は、高圧空気を使用する機器であり、例えば、高圧空気により作動する機器である。エア使用機器54の例には、エアシリンダおよびエアチャックが含まれる。
The air-using
下流構成5は、上記の構成に限定されず、高圧空気が供給され得る構成であればよく、例えば、エア使用機器54のみで構成されてもよいし、上記の構成以外の他の構成をさらに含んでいてもよい。
The
異常検出システム10において、第一流量センサ21は、増圧器1の上流側に配置されており、第二流量センサ22は、増圧器1の下流側に配置されている。第一流量センサ21は、増圧器1に供給される空気の流量を測定する。第二流量センサ22は、増圧器1から排出された、増圧された空気の流量を測定する。
In the
第一流量センサ21は、通常、増圧器1の上流側近傍に配置されるが、第一流量センサ21の位置は、増圧器1に流入する空気の流量を実質的に検出可能な範囲において適宜に決められてよい。同様に、第二流量センサ22は、通常、増圧器1の下流側近傍に配置されるが、第二流量センサ22の位置は、増圧器1で増圧された空気の流量を実質的に検出可能な範囲において適宜に決められてよい。たとえば、第一流量センサ21の位置は、増圧器1の上流側において、配管によって増圧器1に直列に接続されている、空気の流量を変化させる他の機器、または、分岐管、までの当該配管におけるいかなる位置であってもよい。また、第二流量センサ22の位置は、増圧器1の下流側において、配管によって増圧器1に直列に接続されている当該他の機器または分岐管までの当該配管におけるいかなる位置であってもよい。
The first
第一流量センサ21および第二流量センサ22には、流体利用システムで使用する流体(本実施形態では空気)の流量を検出可能な公知の流量センサを用いることができる。第一流量センサ21および第二流量センサ22は、空気の流量を検出可能であれば、同じセンサであってもよいし、異なるセンサであってもよい。第一流量センサ21および第二流量センサ22は、空気の流量を常時検出する装置であってもよいし、所定の時間間隔または所定の操作を受け付けた場合に気体の流量を検出する装置であってもよい。第一流量センサ21および第二流量センサ22は、それぞれ、制御装置3に接続されており、第一流量センサ21および第二流量センサ22が測定した流量の測定値(流量値)は、制御装置3に出力される。
For the
制御装置3は、例えば、PLC(プログラマブルロジックコントローラー)であり、データ取得部31(取得部)と、異常検出部32と、制御部33とを有する。
The
データ取得部31は、第一流量センサ21および第二流量センサ22が出力した流量値を取得する。第一流量センサ21が取得した流量値は、前述した第一流量であり、第二流量センサ22が取得した流量値は、前述した第二流量である。
The
異常検出部32は、データ取得部31が取得した第一流量および第二流量の関係に基づいて、増圧器1の異常(増圧器1内部での高圧空気のリーク)を検出する。異常検出部32による高圧空気のリークを検出する方法については、後に具体的に説明する。
The
また、異常検出部32は、検出結果を示す信号を出力する。出力された信号は、制御部33と、モニタ4とに入力される。
Also, the
制御部33は、異常検出部32の出力信号に基づいて、下流構成5の電磁弁53を制御してもよい。たとえば、増圧器1での高圧空気のリークが検出された場合には、制御部33は、電磁弁53を閉じる。これにより、エア使用機器54への高圧空気の供給が停止し、高圧空気の圧力不足によるエア使用機器54の動作不良が防止される。
The
モニタ4は、異常検出部32の出力信号に基づいて、増圧器1での高圧空気のリークが検出されたか否かを表示させる。モニタ4に表示された結果は、流体利用システムの管理者などのユーザが確認することができる。表示方法は、増圧器1の異常を表示可能な方法であればよく、従来周知の方法を採用することができる。
The
§3 動作例
[異常を検出するロジックの説明]
以下に、異常検出システム10が異常を検出するロジックを説明する。図2は、増圧器1における第一流量(Q1(L/分))が所定範囲にあるときの第一流量と第二流量(Q2(L/分))との関係の一例を示す図である。
§3 Operation example [Description of logic for detecting anomalies]
The logic by which the
図2のグラフは、増圧器1で増圧した空気をエアタンク51に収容する際の第一流量および第二流量の挙動の一部を示している。増圧器1から高圧空気がエアタンク51に供給されるにつれて、第二流量は少なくなり、それに伴って第一流量も少なくなる。よって、増圧器1からエアタンク51への高圧空気の供給過程では、図2のグラフの右上から左下に向けて、第一流量に応じた第二流量がプロットされる。増圧器1による空気の増圧運転では、例えば、第一流量は、200L/分から0L/分まで変動し、第二流量は、120L/分から0L/分まで変動するとする。図2では、その一部として、第一流量が150L/分から0L/分の範囲を示している。
The graph of FIG. 2 shows part of the behavior of the first flow rate and the second flow rate when the air pressure-increased by the
図2のグラフにおいて、実線は、リークがない場合の第一流量と第二流量との関係を示している。実線は、増圧器1が正常に運転しているモデルを表している。当該モデルのことを「リークなし」とも言う。
In the graph of FIG. 2, the solid line indicates the relationship between the first flow rate and the second flow rate when there is no leak. A solid line represents a model in which the
図2中の実線に示されるように、リークなしのモデルでは、第一流量と第二流量とは高い直線相関性を有している。図2中の破線で表す直線は、基準式で表される直線である。当該直線は、図2中の実線(リークなし)にその下側で実質的に接する直線である。基準式は、例えば、第二流量を目的変数とし第一流量を説明変数とする単回帰分析により求められる一次関数式で表される直線と平行な直線を表す。 As indicated by the solid line in FIG. 2, in the leak-free model, the first flow rate and the second flow rate have a high linear correlation. A straight line represented by a dashed line in FIG. 2 is a straight line represented by the reference formula. The straight line is a straight line that substantially touches the solid line (no leak) in FIG. 2 at its lower side. The reference formula represents, for example, a straight line parallel to a straight line represented by a linear function formula obtained by simple regression analysis with the second flow rate as the objective variable and the first flow rate as the explanatory variable.
図2中の破線は、例えば、異常検出システム10において、予め、正常に運転する増圧器1の第一流量および第二流量を測定し、その測定値の直線相関性が高い所定範囲において単回帰分析による一次関数式を求める。そして、当該一次関数式が表す直線を、図2において実線(リークなし)に下側から接する位置に平行移動させる。平行移動後の直線を式で表すことにより、上記基準式が得られる。 For example, the broken line in FIG. Find the linear function formula by analysis. Then, the straight line represented by the linear function is translated to a position contacting the solid line (no leak) in FIG. 2 from below. By expressing the straight line after the translation by an equation, the above reference equation is obtained.
一点鎖線および二点鎖線は、いずれもリークがある場合の第一流量と第二流量との関係を示している。一点鎖線は、増圧器1における軽度のリーク(例えばL1量のリーク)のモデルを表しており、例えば、増圧器1とエアタンク51との間の配管に介在する三方弁を外部に対して所定の開度で開けた場合の第一流量における第二流量をプロットすることで表される。一点鎖線で表されるリークのモデルのことを「リーク1」とも言う。
A one-dot chain line and a two-dot chain line both indicate the relationship between the first flow rate and the second flow rate when there is a leak. A one-dot chain line represents a model of a slight leak (for example, a leak of the amount of L1) in the
二点鎖線は、増圧器1における重度のリーク(例えば2×L1量のリーク)のモデルを表しており、例えば、当該三方弁を外部に対してより大きな開度で開けた場合の第一流量における第二流量をプロットすることにより表される。二点鎖線で表されるリークのモデルのことを「リーク2」とも言う。
The two-dot chain line represents a model of a severe leak in the pressure intensifier 1 (for example, a leak of 2 × L1 amount). is represented by plotting the second flow rate at The leak model represented by the two-dot chain line is also called “
増圧器1における高圧空気のリークは、通常、増圧器1の下流側(エアタンク51)の圧力が高まるほどに多くなる。図2におけるリークなし、リーク1およびリーク2の対比から明らかなように、リークが多いほど、リークがない場合に対する第一流量および第二流量の個々の差は大きくなる傾向にある。
Leakage of high-pressure air in the
一方で、図2中の破線は、図2に示す範囲において、正常に運転する増圧器1の第二流量の下限値を実質的に示している。他方で、前述したように、増圧器1でリークがある場合の第二流量の差は、リーク量が多い程、リークがない場合に対してより大きくなる。したがって、図2に示す所定範囲(例えば0~150L/分)では、図2中の破線は、増圧器1でのリークが発生しているか否かの境界になり得る。よって、前述の基準式に第一流量を代入して求められる第二流量の算出値は、リークの有無の判定における閾値になり得る。このような閾値に基づいてリークの有無を検出することにより、増圧器1のリークを正確かつ簡易に検出することが可能となる。
On the other hand, the dashed line in FIG. 2 substantially indicates the lower limit value of the second flow rate of the
[異常検出方法例]
本実施形態において、異常検出方法は、例えば以下のようにして実行される。図2の破線で示される基準式は、異常検出システム10において利用可能であり、例えば、不図示の記憶部に記憶されているものとする。
[Example of anomaly detection method]
In this embodiment, the abnormality detection method is executed, for example, as follows. The reference formula indicated by the dashed line in FIG. 2 can be used in the
データ取得部31は、第一流量センサ21から第一流量を、第二流量センサ22から第二流量をそれぞれ取得する。
The
異常検出部32は、第一流量を前述の基準式に代入して第二流量の算出値を算出して閾値を取得する。そして、第二流量の実測値が閾値未満であるか否かを判定する。
The
第二流量の実測値が閾値以上であると判定した場合には、異常検出部32は、増圧器1でのリークを検出せず、制御装置3は、リーク検出の処理を終了する。
When determining that the measured value of the second flow rate is equal to or greater than the threshold, the
第二流量の実測値が閾値未満であると判定した場合では、異常検出部32は、増圧器1でのリークを知らせる信号をモニタ4および制御部33に送信する。モニタ4は、当該信号を受け付けて、増圧器1でのリークが検出された旨を表示する。これにより、ユーザに増圧器1の交換または点検を促すことができる。
If it is determined that the measured value of the second flow rate is less than the threshold, the
[作用効果]
前述したように、第一流量および第二流量は、異常検出システム10における増圧器1の通常の運転によっても多少の幅で変動する。第一流量および第二流量は、特にエア使用機器54でのエアの使用量の変動によって変動する。このため、第二流量のみで増圧器1のリークを判定しようとする場合では、エア使用機器54の通常運転により変動した流量に基づいて、リークが発生していないにも関わらずリークを検出する可能性がある。
[Effect]
As described above, the first flow rate and the second flow rate also fluctuate within a certain range due to normal operation of the
しかしながら、本実施形態では、異常検出部32は、第一流量の所定範囲において、第一流量および第二流量の関係に基づいて増圧器1における高圧空気のリークを検出する。第一流量の所定範囲においては、リークがない場合の第一流量と第二流量との関係と、リークが発生したときの第一流量と第二流量との関係とに明らかな差が生じる。第一流量の所定範囲とは、第一流量でこのような差が検出される範囲において適宜に決めることができ、例えば、増圧器1の運転開始時の第二流量の1/2以下の範囲、とすることができる。
However, in this embodiment, the
したがって、リークの誤検出を防止することができる。よって、第一流量の圧力の変動、または、エア使用機器54による高圧空気の要求量の変動に関わらず増圧器1のリークを正確に検出することができる。また、このような正確なリークの検出を、二つの流量センサという簡易な構成により実施することができる。
Therefore, erroneous detection of leakage can be prevented. Therefore, regardless of fluctuations in the pressure of the first flow rate or fluctuations in the amount of high-pressure air demanded by the air-using
また、本実施形態によれば、増圧器1の異常による製造ラインにおける不具合が生じて製造ラインが停止する前に、その原因である増圧器1の異常を検知することができる。このため、上記のような製造ラインの停止による損失を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to detect an abnormality in the
さらに、本実施形態によれば、増圧器1の通常の使用時の状態から増圧器1のリークを検出することから、異常検出システム10における増圧器1の管理を「状態監視保全」によって行うことが可能である。よって、増圧器1を「定期保全(時間計画(基準)保全)」により管理する場合に比べて、増圧器1の管理における点検工数を削減することができる。また、状態監視保全により増圧器1を管理することができることから、増圧器1におけるリークの検出に応じて増圧器1を適切に修理することができる。その結果、増圧器1をより長く使用することが可能となる。
Furthermore, according to the present embodiment, leakage of the
なお、上記における「第一流量および第二流量の関係」は、第一流量を参照して第二流量を表現可能な関係であればよい。本実施形態では、異常検出部32は、第一流量が0~150L/分の範囲にあるときの第一流量と第二流量との直線相関の関係に基づいて、増圧器1のリークを検出する。この構成は、増圧器1における高圧空気のリークを簡易かつ正確に検出する観点からより一層効果的である。
It should be noted that the "relationship between the first flow rate and the second flow rate" in the above may be any relationship that allows the second flow rate to be expressed with reference to the first flow rate. In this embodiment, the
§4 変形例
本実施形態は、本実施形態の効果が得られる範囲において、適宜に改良または変形を含んでもよい。
§4 Modifications This embodiment may include improvements or modifications as appropriate within the scope in which the effects of this embodiment can be obtained.
たとえば、基準式は、図2中の実線以下の任意の位置を通る直線を表す式とすることができる。前述したように、第一流量および第二流量は、増圧器1が正常に作動している場合でも変動する。このような変動幅を考慮して、基準式で表される直線を図2中の実線よりも、より離れた位置に設定してもよい。この場合、増圧器1でのリークの検出における精度のさらなる向上が期待される。
For example, the reference formula can be a formula representing a straight line passing through any position below the solid line in FIG. As described above, the first flow rate and the second flow rate fluctuate even when the
また、前述の所定範囲外においても、前述の基準式に基づいて増圧器1のリークを検出してもよい。この検出方法では、増圧器1の破損、あるいは、増圧器1とその下流側の配管との接続部における高圧空気の多量の漏出など、増圧器1の下流側で多量のリークを伴う大きな異常も検出可能となることが期待される。
Further, even outside the above-described predetermined range, leakage from the
さらに、異常検出システムは、警報装置をさらに含み、異常検出部32がリークを検知した場合に、警報装置から警報を発生させてもよい。この構成は、流体利用システムの管理者に迅速かつ確実にリークを通報する観点からより一層効果的である。また、警報装置を有する場合では、制御装置3は電磁弁53を閉じなくてもよい。この場合、製造ラインにおける製品の生産を止めずに、増圧器1の異常を管理者に迅速に通報することが可能となる。
Furthermore, the abnormality detection system may further include an alarm device, and the alarm device may issue an alarm when the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態の構成は、異常検出のロジックが異なる以外は、前述した実施形態1と実質的に同じである。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. The configuration of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, except that the logic for detecting an abnormality is different.
[異常を検出するロジックの説明]
図3は、本実施形態の増圧器1における増圧運転時間と第一流量に対する第二流量の比(Q2/Q1)との関係の一例を示す図である。図3は、前述したリークなし、リーク1およびリーク2のそれぞれのモデルについて、増圧器1の増圧運転の経過時間に応じて、Q2/Q1をプロットした図である。図3中、増圧器1の運転直後から500秒までの範囲で、リークなしは白抜きのひし形、リーク1は白抜きの丸、リーク2はバツ印でプロットされている。
[Description of logic for detecting anomalies]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the pressure increasing operation time and the ratio (Q2/Q1) of the second flow rate to the first flow rate in the
図3に示されるように、Q2/Q1は、リークがない場合では、実質的に横ばいに分布する。リーク1、リーク2でも、Q2/Q1は、約250秒まではリークがない場合と同じく横ばいに分布するが、250秒以降では明らかに増加する。この増加は、顕著であり、例えば二次関数的に増加している。
As shown in FIG. 3, Q2/Q1 is distributed substantially flat in the absence of leakage. For both
図3中の破線は、リークなしにおけるQ2/Q1の最高のプロットに接する直線である。すなわち、リークなしにおけるQ2/Q1の最高値よりもわずかに高い数値を表している。図3中の破線を表す式は、本実施形態における基準式である。当該基準式は、実施形態1と同様に、異常検出システム10における増圧器1の正常運転時の測定値を予め取得し、それに基づいて設定することができる。
The dashed line in FIG. 3 is a straight line tangent to the highest plot of Q2/Q1 with no leakage. That is, it represents a slightly higher value than the maximum value of Q2/Q1 without leakage. The formula represented by the dashed line in FIG. 3 is the reference formula in this embodiment. As in the first embodiment, the reference formula can be set based on previously obtained measured values of the
図3に示されるように、リーク1およびリーク2におけるQ2/Q1は、例えば350秒から500秒の範囲では、基準式よりも上である。よって、当該基準式のQ2/Q1(例えばQ2/Q1=17)は、350秒から500秒の範囲において、リークの有無を示す閾値になり得る。
As shown in FIG. 3, Q2/Q1 for
[異常検出方法例]
本実施形態において、異常検出方法は、例えば以下のようにして実行される。本実施形態において、第一流量および第二流量の取得は、前述の実施形態1と同じである。
[Example of anomaly detection method]
In this embodiment, the abnormality detection method is executed, for example, as follows. In this embodiment, acquisition of the first flow rate and the second flow rate is the same as in the first embodiment described above.
異常検出部32は、データ取得部31が取得したQ1およびQ2の実測値からQ2/Q1を算出し、実測値によるQ2/Q1が、図3中の破線で示されるQ2/Q1の閾値を超えるか否かを判定する。実測値によるQ2/Q1が閾値以下である場合には、異常検出部32は、リークを検知せず、制御装置3は、異常検知の処理を終了する。
The
実測値によるQ2/Q1が閾値を超えると判定した場合では、異常検出部32は、増圧器1でのリークを知らせる信号をモニタ4および制御部33に送信する。以後、制御部33による電磁弁53の操作およびモニタ4でのリーク検出の表示は、実施形態1と同じである。
When it is determined that Q2/Q1 based on actual measurements exceeds the threshold,
[作用効果]
本実施形態では、異常検出部32はQ2/Q1に基づいて増圧器1のリークを検出する。このように、本実施形態においても、実施形態1と同様に、異常検出部32は、第一流量および第二流量の関係に基づいて増圧器1における高圧空気のリークの異常を検出する。本実施形態では、増圧器1による増圧運転が進むにつれて、リークを簡易に、かつより正確に検知することができる。また、増圧器1の破損あるいは下流側の配管との接続不良などの多量のリークを常時検知することが期待される。
[Effect]
In this embodiment, the
[変形例]
本実施形態は、本実施形態の効果が得られる範囲において、適宜に改良または変形を含んでもよい。たとえば、本実施形態において、増圧器1の正常な運転におけるQ2/Q1の最大値に基づいて閾値となる基準式を設定したが、これに限定されない。たとえば、基準式は、増圧器1の運転経過時間と、リークなしのQ2/Q1の実質的な最大値との関係を近似的に表す式であってもよい。この基準式の例には、直線関係を表す一次関数式、および、二次関数式、が含まれる。このように基準式を設定することにより、本実施形態におけるリーク検知の精度がさらに向上することが期待される。
[Modification]
The present embodiment may include improvements or modifications as appropriate within the scope in which the effects of the present embodiment can be obtained. For example, in the present embodiment, the reference expression for the threshold value is set based on the maximum value of Q2/Q1 during normal operation of the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[異常検出システムの構成例]
図4は、本実施形態に係る異常検出装置の適用場面(異常検出システム)の一例を模式的に示す図である。図4に示されるように、異常検出システム10aは、増圧器1の上流側に第一圧力センサ23を、下流側に第二圧力センサ24をさらに有する以外は、前述した異常検出システム10と同じ構成を有している。第一圧力センサ23は、増圧器1に供給される気体の圧力を測定する。第二圧力センサ24は、増圧器1から排出された、増圧された気体の圧力を測定する。
[Configuration example of anomaly detection system]
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of an application scene (abnormality detection system) of the abnormality detection device according to this embodiment. As shown in FIG. 4, the
第一圧力センサ23は、通常、増圧器1の上流側近傍に配置されるが、第一圧力センサ23の位置は、増圧器1に流入する空気の圧力を実質的に検出可能な範囲において適宜に決められてよい。同様に、第二圧力センサ24は、通常、増圧器1の下流側近傍に配置されるが、第二圧力センサ24の位置は、増圧器1で増圧された気体の圧力を実質的に検出可能な範囲において適宜に決められてよい。たとえば、第一圧力センサ23の位置は、増圧器1の上流側において、配管によって増圧器1に直列に接続されている、空気の圧力を変化させる他の機器または分岐管までの当該配管におけるいかなる位置であってもよい。また、第二圧力センサ24の位置は、増圧器1の下流側において、配管によって増圧器1に直列に接続されている当該他の機器または分岐管までの当該配管におけるいかなる位置であってもよい。
The
第一圧力センサ23および第二圧力センサ24には、流体利用システムで使用する流体(本実施形態では空気)の圧力を検出可能な公知の圧力センサを用いることができる。第一圧力センサ23および第二圧力センサ24は、空気の圧力を検出可能であれば、同じセンサであってもよいし、異なるセンサであってもよい。第一圧力センサ23および第二圧力センサ24は、気体の圧力を常時検出する装置であってもよいし、所定の時間間隔または所定の操作を受け付けた場合に気体の圧力を検出する装置であってもよい。第一圧力センサ23および第二圧力センサ24は、それぞれ、制御装置3に接続されており、第一圧力センサ23および第二圧力センサ24が測定した圧力の測定値(圧力値)は、制御装置3に出力される。第一圧力センサ23の測定値は第一圧力であり、第二圧力センサ24の測定値は第二圧力である。
For the
[異常を検出するロジックの説明]
図5は、本実施形態における増圧器1について、第一圧力に対する第一流量の比(Q1/P1)が所定範囲にあるときの、Q1/P1と第二圧力に対する第二流量の比(Q2/P2)との関係の一例を示す図である。図2のグラフと同じ理由により、増圧器1からエアタンク51への高圧空気の供給過程では、図5のグラフの右上から左下に向けて、Q1/P1に応じたQ2/P2がプロットされる。また、図2と同様に、図5中の実線はリークがない場合を、一点鎖線はリーク1の場合を、そして二点鎖線はリーク2の場合をそれぞれ表している。なお、Q1/P1およびQ2/P2の単位は、いずれも「×10-3L/(分・Pa)」である。
[Description of logic for detecting anomalies]
FIG. 5 shows the ratio of Q1/P1 and the second flow rate to the second pressure (Q2 /P2). For the same reason as in the graph of FIG. 2, Q2/P2 corresponding to Q1/P1 is plotted from the upper right to the lower left of the graph of FIG. As in FIG. 2, the solid line in FIG. 5 indicates the case of no leak, the one-dot chain line indicates the case of
増圧器1による空気の増圧運転において、Q1/P1は、例えば0.5から0まで変動し、Q2/P2は、例えば0.25から0まで変動する。図5では、その一部として、Q1/P1が0.4から0の範囲を示している。
In the operation of increasing the pressure of air by the
図5において、リークがない場合(実線)、リーク1(一点鎖線)およびリーク2(二点鎖線)のいずれにおいても、Q2/P2は、Q1/P1の増加に伴って二次関数的に増加している。よって、図5に示す範囲において、Q1/P1とQ2/P2との関係は、適当な二次関数式で近似的に表すことができる。 In FIG. 5, Q2/P2 increases quadratically with increasing Q1/P1 in the case of no leak (solid line), leak 1 (one-dot chain line), and leak 2 (two-dot chain line). are doing. Therefore, in the range shown in FIG. 5, the relationship between Q1/P1 and Q2/P2 can be approximately represented by an appropriate quadratic function.
図5中の破線は、基準式で表される曲線である。当該曲線は、図5に示す範囲において、実線(リークなし)にその下側で接する曲線である。当該基準式は、例えば、図5の実線に近似する曲線を図5において平行移動させた曲線を表す二次関数式である。当該基準式は、例えば、以下の方法により得られる。すなわち、異常検出システム10aにおける増圧器1の正常運転時の測定値を予め取得し、Q2/P2およびQ1/P1をそれぞれ算出し、Q2/P2を目的変数としQ1/P1を説明変数とする二次回帰処理により二次関数式を取得する。そして、当該二次関数式で表される曲線を図5において実線に下側から接する位置に平行移動させ、平行移動させた後の当該曲線を式で表す。上記基準式から算出されるQ2/P2は、リーク検知における閾値になり得る。
A dashed line in FIG. 5 is a curve represented by the reference formula. This curve is a curve that touches the solid line (no leak) at its lower side in the range shown in FIG. The reference formula is, for example, a quadratic function formula representing a curve obtained by translating a curve approximating the solid line in FIG. 5 in FIG. The reference formula is obtained, for example, by the following method. That is, a measurement value during normal operation of the
[異常検出方法例]
本実施形態において、異常検出方法は、例えば以下のようにして実行される。本実施形態において、第一流量および第二流量の取得は、前述の実施形態1と同じである。
[Example of anomaly detection method]
In this embodiment, the abnormality detection method is executed, for example, as follows. In this embodiment, acquisition of the first flow rate and the second flow rate is the same as in the first embodiment described above.
データ取得部31は、第一流量Q1、第二流量Q2に加えて、第一圧力センサ23から第一圧力P1を、第二圧力センサ24から第二圧力P2をそれぞれ取得する。
The
異常検出部32は、Q1、P1、Q2およびP2の関係に基づいて増圧器1のリークを検出する。当該関係は、P1、P2またはQ1を参照してQ2を表現可能な関係であればよく、例えば、異常検出部32は、データ取得部31が取得した実測値に基づいてQ1/P1およびQ2/P2をそれぞれ算出する。そして、異常検出部32は、実測値に基づくQ1/P1を前述の基準式に代入してQ2/P2の閾値を算出す。そして、異常検出部32は、実測値に基づくQ2/P2が上記閾値を超えるか否かを判定してリークを検知する。
実測値に基づくQ2/P2が閾値を超えていると判定した場合には、異常検出部32は、リークを検知せず、制御装置3は、異常検知の処理を終了する。
When it is determined that Q2/P2 based on the measured value exceeds the threshold, the
実測値に基づくQ2/P2が閾値未満であると判定した場合では、異常検出部32は、増圧器1でのリークを知らせる信号をモニタ4および制御部33に送信する。以後、制御部33による電磁弁53の操作およびモニタ4でのリーク検出の表示は、実施形態1と同じである。
When it is determined that Q2/P2 based on the actual measurement value is less than the threshold, the
[作用効果]
本実施形態では、データ取得部31は、Q1およびQ2に加えてP1およびP2をさらに取得する。そして、異常検出部32は、Q1、P1、Q2およびP2の関係に基づいて増圧器1のリークを検出する。この構成によれば、Q1およびQ2の関係のうち、P1およびP2をさらに含む当該関係に基づいて増圧器1のリークが検出される。このように、リークの検出の基礎となる関係に、流量のみならず圧力を含むことから、実施形態1、2のように流量のみを変数とする場合に比べて、増圧器1における高圧空気の状態をより正確に表現することが可能である。よって、リークの検出をより精密に行う観点からより効果的である。
[Effect]
In this embodiment, the
特に、本実施形態では、異常検出部32は、Q1/P1が前述の所定範囲(例えば図5に示す0~0.4)にあるときのQ1/P1とQ2/P2との二次関数的な曲線相関の関係に基づいて増圧器1のリークを検出する。Q1/P1とQ2/P2との関係で増圧器1に係る空気の状態を表現することにより、リークがない場合の高圧空気の状態を、高い相関性を有する二次関数式で表現することができる。よって、リークがない状態から導出した基準式によってリークの有無をより正確に判別することが可能である。したがって、本実施形態は、さらに、正確にリークを検出する観点からより一層効果的である。
In particular, in the present embodiment, the
[変形例]
本実施形態は、本実施形態の効果が得られる範囲において、適宜に改良または変形を含んでもよい。たとえば、本実施形態において、基準式を二次関数式で表したが、基準式は、二以上の一次関数式の組み合わせであってもよい。たとえば、図5のグラフであれば、Q1/P1の所定範囲を、0~0.3と0.3~0.4との二つの範囲に分け、それぞれの範囲において、リークなしの場合の単回帰処理によって一次関数式を導出し、実施形態1と同様にしてこれらの一次関数式から閾値となり得る基準式を適宜に設定してもよい。このように、基準式を複数の範囲に応じた複数の式で設定することによれば、増圧器1において第二流量および第二気圧がより複雑に変動する場合であっても、より適切な閾値に基づいてリークを検出することが可能となることが期待される。
[Modification]
The present embodiment may include improvements or modifications as appropriate within the scope in which the effects of the present embodiment can be obtained. For example, in the present embodiment, the reference formula is expressed as a quadratic function formula, but the reference formula may be a combination of two or more linear function formulas. For example, in the graph of FIG. 5, the predetermined range of Q1/P1 is divided into two ranges of 0 to 0.3 and 0.3 to 0.4. A linear function formula may be derived by regression processing, and a reference formula that can serve as a threshold value may be appropriately set from these linear function formulas in the same manner as in the first embodiment. In this way, by setting the reference formula with a plurality of formulas corresponding to a plurality of ranges, even when the second flow rate and the second atmospheric pressure fluctuate more complicatedly in the
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態の構成は、異常検出のロジックが異なる以外は、前述した実施形態3と実質的に同じである。
[Embodiment 4]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. The configuration of this embodiment is substantially the same as that of the above-described third embodiment, except that the logic for detecting anomalies is different.
[異常を検出するロジックの説明]
図6は、本実施形態における増圧器1について、第一圧力に対する第二圧力の比(P2/P1)が所定範囲にあるときの、P2/P1と第一流量に対する第二流量の比(Q2/Q1)との関係の一例を示す図である。図2と同様に、図6中の実線はリークがない場合を、一点鎖線はリーク1の場合を、そして二点鎖線はリーク2の場合をそれぞれ表している。図6において、P2/P1の範囲は0.9から2.0である。
[Description of logic for detecting anomalies]
FIG. 6 shows the
P2/P1の最大値は、増圧器1の最大圧力比である。本実施形態では、増圧器の1の最大圧力比は2.0とする。すなわち、増圧器1は、増圧器1に供給される空気の圧力を2.0倍まで高めることができる装置である。
The maximum value of P2/P1 is the maximum pressure ratio of
図6に示されるように、リークなし(実線)の場合では、P2/P1が1.9より大きい場合では、最大圧力比のごく近傍で大きく落ち込んでいるが、当該実線が大きく落ち込む前では、直線的にわずかに減少している。また、リーク1(一点鎖線)の場合では、P2/P1が1.9までは直線的に、かつリークなしの場合よりも大きく減少しており、P2/P1が1.85より大きい場合では大きく落ち込んでいる。リーク2(二点鎖線)の場合では、P2/P1が1.9までは直線的に、かつリーク1の場合よりもさらに大きく減少しており、P2/P1が1.8より大きい場合では大きく落ち込んでいる。
As shown in FIG. 6, in the case of no leak (solid line), when P2/P1 is greater than 1.9, there is a large drop in the vicinity of the maximum pressure ratio. It decreases linearly and slightly. Further, in the case of leak 1 (one-dot chain line), the decrease is linear up to P2/P1 of 1.9 and more than in the case of no leak, and when P2/P1 is greater than 1.85, the decrease is large. Are depressed. In the case of leak 2 (double-dot chain line), it decreases linearly up to P2/P1 of 1.9 and more significantly than in the case of
図6に示されるように、リークなし、リーク1およびリーク2は、P2/P1が所定範囲において、それぞれの傾きが異なるが、いずれも高い直線相関性を有している。本実施形態における所定範囲は、リークなしとリークありとのモデル間で上記のような相関性が現われる範囲において適宜に決めることができる。たとえば、本実施形態では、上記の所定範囲は、P2/P1で、1よりも大きく、かつ増圧器1の最大圧力比(2.0)未満の範囲から適宜に決めてよい。たとえば、上記の所定範囲の上限は、上記モデル間での相関性を高める観点から、最大圧力比の0.98倍、あるいは、最大圧力比の0.95倍などの、最大圧力比未満の適当な値に設定することができる。本実施形態では、例えば図6中の点線で示す範囲、すなわちP2/P1が1.05と1.85(最大圧力比の0.925倍)との間の範囲、とする。
As shown in FIG. 6, no leak,
図6中、破線は、本実施形態における基準式を表している。当該基準式は、図6の実線に対して下側で実質的に接する直線を表す式である。基準式が表す直線は、例えば、上記所定範囲におけるリークなしの場合(実線)のP2/P1とQ2/Q1との単回帰処理による一次関数式が表す直線と平行である。当該基準式から算出されるQ2/Q1は、リークなしの場合のQ2/Q1における実質的な下限を表し、リーク検出における閾値になり得る。当該基準式は、実施形態1と同様に、異常検出システム10aにおける増圧器1の正常運転時の測定値を予め取得し、それに基づいて設定することができる。
In FIG. 6, the dashed line represents the reference formula in this embodiment. The reference formula is a formula representing a straight line substantially in contact with the solid line in FIG. 6 on the lower side. The straight line represented by the reference formula is, for example, parallel to the straight line represented by the linear function formula obtained by simple regression processing of P2/P1 and Q2/Q1 when there is no leakage within the predetermined range (solid line). Q2/Q1 calculated from the reference equation represents a substantial lower limit of Q2/Q1 when there is no leak, and can be a threshold value for leak detection. Similar to the first embodiment, the reference expression can be set based on previously obtained measured values of the
[異常検出方法例]
本実施形態において、異常検出方法は、例えば以下のようにして実行される。本実施形態において、第一流量および第二流量ならびに第一圧力および第二圧力の取得は、前述の実施形態3と同じである。
[Example of anomaly detection method]
In this embodiment, the abnormality detection method is executed, for example, as follows. In this embodiment, obtaining the first and second flow rates and the first and second pressures is the same as in the third embodiment described above.
異常検出部32は、データ取得部31が取得した実測値に基づいてP2/P1およびQ2/Q1をそれぞれ算出する。そして、異常検出部32は、実測値に基づくP2/P1を前述の基準式に代入してQ2/Q1の閾値を算出す。そして、異常検出部32は、実測値に基づくQ2/Q1が上記閾値未満か否かを判定する。
The
実測値に基づくQ2/Q1が閾値以上と判定した場合には、異常検出部32は、リークを検知せず、制御装置3は、異常検知の処理を終了する。実測値に基づくQ2/Q1が閾値未満と判定した場合では、異常検出部32は、増圧器1でのリークを知らせる信号をモニタ4および制御部33に送信する。以後、制御部33による電磁弁53の操作およびモニタ4でのリーク検出の表示は、実施形態1と同じである。
When it is determined that Q2/Q1 based on the actual measurement value is equal to or greater than the threshold, the
[作用効果]
本実施形態では、異常検出部32は、P2/P1が所定範囲にあるときのP2/P1とQ2/Q1との直線相関の関係に基づいて増圧器1のリークを検出する。この構成によれば、一次関数式を利用して増圧器1におけるリークの有無を検出することが可能であるので、リークのより精密な検出をより簡易に行う観点から効果的である。
[Effect]
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、例えば増圧器1による空気の最大圧力比は2.0であり、また上記の所定範囲は1よりも大きく、かつ増圧器1の最大圧力比(2.0)未満の範囲、例えば1.05~1.85である。すなわち、増圧器1による増圧において、第二圧力が第一圧力程度まで増圧される頃から、上記の精密なリークの検出が可能となる。よって、本実施形態では、増圧器1のリークを早期に発見する観点からより効果的である。
Further, in this embodiment, for example, the maximum pressure ratio of air by the
[変形例]
本実施形態は、本実施形態の効果が得られる範囲において、適宜に改良または変形を含んでもよい。たとえば、本実施形態において、所定範囲は、より高い範囲であってもよい。たとえば、所定範囲の下限は、P2/P1で1.4以上であってもよい。当該下限をより高めることにより、増圧器1の正常運転における第一圧力および第二圧力の変動をリークとして検出する可能性をより低くすることができ、リークの検出の精度がより一層高められることが期待される。
[Modification]
The present embodiment may include improvements or modifications as appropriate within the scope in which the effects of the present embodiment can be obtained. For example, in this embodiment, the predetermined range may be a higher range. For example, the lower limit of the predetermined range may be P2/P1 equal to or greater than 1.4. By increasing the lower limit, it is possible to reduce the possibility of detecting fluctuations in the first pressure and the second pressure during normal operation of the
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置3の制御ブロック(特にデータ取得部31、異常検出部32および制御部33)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The control blocks of the control device 3 (especially the
後者の場合、制御装置3は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。
In the latter case, the
上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。 As the recording medium, a "non-temporary tangible medium" such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. In addition, a RAM (Random Access Memory) for developing the above program may be further provided.
また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 Also, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. Note that one aspect of the present invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
1 増圧器(増圧装置)
3 制御装置(異常検出装置)
4 モニタ
5 下流構成
10、10a 異常検出システム
21 第一流量センサ
22 第二流量センサ
23 第一圧力センサ
24 第二圧力センサ
31 データ取得部(取得部)
32 異常検出部
33 制御部
51 エアタンク
52 レギュレータ
53 電磁弁
54 エア使用機器
100 増圧装置
101 コンプレッサ
102 エアライン
103 機器
110 パッキン
111 増圧弁
1 pressure booster (pressure booster)
3 Control device (abnormality detection device)
4
32
Claims (9)
前記第一流量および前記第二流量の関係に基づいて前記増圧装置における前記流体の漏れの異常を検出する異常検出部と、を備える、異常検出装置。 an obtaining unit that obtains at least a first flow rate of the fluid upstream and a second flow rate of the fluid downstream of a pressure booster that increases the pressure of the fluid supplied from upstream and supplies it downstream;
an abnormality detection unit configured to detect an abnormality of leakage of the fluid in the pressure increasing device based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate.
前記異常検出部は、前記第一流量、前記第一圧力、前記第二流量および前記第二圧力の関係に基づいて前記増圧装置の異常を検出する、請求項1に記載の異常検出装置。 the acquisition unit further acquires a first pressure of the fluid upstream and a second pressure of the fluid downstream;
2. The abnormality detection device according to claim 1, wherein said abnormality detection section detects abnormality of said pressure booster based on a relationship between said first flow rate, said first pressure, said second flow rate and said second pressure.
前記第一流量および前記第二流量の関係に基づいて前記増圧装置における前記流体の漏れの異常を検出する異常検出工程と、を包含する、異常検出方法。 an acquiring step of acquiring at least a first flow rate of the fluid upstream and a second flow rate of the fluid downstream of a pressure booster that boosts the pressure of the fluid supplied from upstream and supplies it downstream;
an abnormality detection step of detecting an abnormality of leakage of the fluid in the pressure booster based on the relationship between the first flow rate and the second flow rate.
前記取得部および前記異常検出部としてコンピュータを機能させるための異常検出プログラム。 An abnormality detection program for causing a computer to function as the abnormality detection device according to claim 1,
An anomaly detection program for causing a computer to function as the acquisition unit and the anomaly detection unit.
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