JPH01174870A

JPH01174870A - 冷凍機診断装置

Info

Publication number: JPH01174870A
Application number: JP33470287A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sato; 昭一佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ビルや工場等に冷熱量を供給する冷凍機の診
断装置に係わり、特に推論を実行して冷凍機の異常を診
断する冷凍機診断装置に関する。

（従来の技術）従来、冷凍機の診断は、冷凍機の所要とする各所に圧力
計や流量計等を取付け、定期点検または巡視点検時、監
視員が遠隔地の冷凍機の場所まで出向いてそれらの圧力
計や流量計の指示値を読取り、予め定めた規定値との関
係から異常の有無を判断している。

（発明が解決しようとする問題点）従って、以上のような診断方法を採用した場合、冷凍機
の部品９機器、システムの異常は監視員が巡視点検等で
現場に出向いて計器を見ない限り発見することができず
、その間に異常動作が引金となって様々な事故を誘発し
ひいてはｍ大１Ｇ故につながる危険性があった。冷凍機
を監視する監視呂は、異常有無の判断に際し過去の経験
を踏まえながら決定するためにそれ相当な熟練者でない
と判断できない場合が多い。また、冷凍機を動作させて
冷熱はを供給する場合には熱源設備が必要となってくる
が、小さなビルにそれぞれ独立した熱源設備を設置する
には余りにもコストがかかり過ぎる問題があった。

本発明は１−記実情に鑑みてなされたもので、冷凍機の
異常状態を迅速、かつ、確実に診断し得、冷凍機の安定
動作およびメンテナンスの効率を高め得る冷凍機診断装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するだめの手段）本発明による冷凍機診断装置は、冷凍機の所望箇所に設
けられ診断に必要な信号を計測するセンサ群と、これら
センサ群から信号を収集すると共にその収集された信号
の中から必要な信号を用いてエンタルピを算出しこのエ
ンタルピに基づいて前記冷凍機の特性座標を算出しグラ
フ表示する運転特性表示手段と、少なくとも前記収集デ
ータを用いて知識ベースに基づいて冷凍機の動作状態を
推論し異常があれば前記運転特性表示手段によって表示
されたグラフ上にその異常状態を表示する診断推論手段
とを備えたものである。

（作用）従って、本発明は以上のような手段とすることにより、
冷凍機の所ワ！箇所に設けられたセンサ群から診断に必
要な信号を収集すると共にその収集された信号の中から
必要な信号を用いてエンタルピを算出しこのエンタルピ
に基づいて前記冷凍機の特性座標を算出しこの運転特性
および冷凍機設計時の特性等を表示装置にグラフ表示し
、少なくとも前記収集データを用いて知識ベースに基づ
いて冷凍機の動作状態を推論し異常があれば前記運転特
性表示手段によって表示されたグラフ上にその異常状態
を表示し、冷凍機が遠隔地に設置されている場合でもセ
ンター側に居ながらにして冷凍機の動作状態を迅速に把
握できる。

（実施例）以下、本発明装置の実施例について説明する。

第１図は本発明に係わる冷凍機診断装置の一実施例を示
す概略構成図であって、これは冷凍機が設置されるロー
カルエリア側Ａと、このローカルエリア側Ａの冷凍機の
動作を診断するセンターエリア側Ｂとに分けられる。

このローカルエリア側Ａは、冷凍機装置１１、データの
入出力機能をもったプロセス人出力装置１２、記憶装置
およびＣＰＵ等を備え、プロセス人出力装置１２から送
られてくる冷凍機装置１１の運転状態、故障等のデジタ
ル信号ＤＩ、冷媒の圧力および温度等のアナログ信号Ａ
Ｉおよび圧縮機の電力に等のパルス信号ＡＰＩ等を受け
て伝送に適するデータ形態に変換し、かつ、センターエ
リア側Ｂからの指令である冷凍機、ポンプ等の運転指令
を行うリレー信号ＲＯおよび温度設定用パルス信号ＰＯ
をプロセス人出力装置１２へ送出する中央演算処理装置
１３、前記センターエリア側Ｂとの間でデータの伝送を
行うモデム１４等で構成されている。

一方、センターエリア側Ｂは、ローカルエリア側Ａとの
間でデータの伝送を行うモデム２１、前記冷凍機、ポン
プ等の運転指令用信号ＲＯ，ＰＯに相当する信号を出力
し、その他種々の演算制御例えば冷凍機のエンタルピ算
出、このエンタルピから特性座標の算出、この特性圧（
票の算出結果からモリエル線図等の状態線図を表示する
制御、更には冷凍機の診断推論等を行う中央演算処理装
置２２および冷凍機のモリエル線図、成績線図等の状態
線図を表示するＣＲ７表示装置２３等で構成されている
。

前記センターエリア側Ｂの中央演算処理装置２２は、特
に冷凍機の診断推論手段に関し第２図のような機能を備
えている。すなわち、中央演算処理装置２２は、プロセ
スデータ収集機能２２１、保全データ収集機能２２２、
各冷凍サイクル毎の故障診断機能２２３および総合判定
機能２２４等で構成されている。プロセスデータ収集機
能２２１は、リアルタイムにプロセスデータＡｌ。

ＤＩ、ＡＰＩ等を収集しプロセスに関するデータを１記
憶するプロセスデータベース２２５の内容を逐次更新す
る機能を持っている。

前記保全データ収集機能２２２は、保全データベース２
２６を有し、この保全データベース２２６に対しプロセ
スデータ収集機能２２１による収集データを加工して得
られた運転時間、冷凍機効率、冷熱量使用量等の保全デ
ータの更新、運転履歴および故障履歴等のデータを収集
記憶する。

前記故障診断機能２２３は、各冷凍サイクル毎に存在し
、かつ、固定知識ベース２２７Ａと可変知識ベース２２
７Ｂとを持っている。この固定知識ベース２２７Ａには
例えば起動条件の様に一度冷凍機か納入されるとそれ以
降に何ら変化しない知識が格納されている。可変知識ベ
ース２２７Ｂには例えばブロアの油温などの様に潤滑油
の寿命により判定値の変化する知識が格納されており、
知識ベースを更新するか否かは故障診断機能２２３内に
ある条件更新判定機能により決定されて更新される。２
２８は知識ベースエディタであって、これは各知識ベー
ス２２７Ａ、２２７Ｂの内容を自由に参照でき、かつ、
その知識ベースを修正、追加および削除する機能をもっ
ている。このことは運転実績に基づく運転員の経験を反
映させることができる。

前記総合判定機能２２４は、各サイクル毎の故障診断機
能２２３で得られた推定原因に基づいて判断し最終診断
を行う機能を持っている。

次に、第３図は第１図に示す冷凍機装置１１のうち例え
ばターボ冷凍機装置について具体的に示した構成図であ
る。本装置は、ターボ冷凍機装置の各冷凍サイクルであ
る凝縮工程Ｋｌ、膨脹工程に２．蒸発工程に３および圧
縮工程に４の特性を診断するものであり、その場合には
前述したように前記信号ＤＩ、ＡＩ、ＡＰＩ、ＲＯおよ
びＰＯ等が必要となってくるので、専らこれらの信号と
の関係で説明する。すなわち、凝縮器３１を含む凝縮工
程Ｋｌ、膨脹膨脹２を含む膨脂工程Ｋ　２　。

蒸発器３３を含む蒸発工程に３．圧縮器３４を含む圧縮
工程に４の所要とする箇所にＡｌ１１定目的に応じたセ
ンサが設置され、例えば冷媒圧力４１．冷媒温度４２お
よび冷媒湿度４３等のプロセス値としてのアナログ信号
ＡＩを計測する。また、圧縮器３４に増速装置３５を介
して接続される電動機３６からは運転状態信号４４．故
障信号４５等のデジタル信号ＤＩが得られ、その他、電
動機３６から消費型カゴ信号４６等のパルス化信号ＡＰ
Ｉが得られる。

一方、センターエリア側Ｂから送られてくる運転指令と
してのリレー信号ＲＯは電動機３６に与えられ、またパ
ルス信号ＰＯは蒸発器３３に対し蒸発器内循環冷水出口
温度設定信号として与えられる様になっている。

次に、本装置の動作について第４図を参照して説明する
。先ず、ローカルエリア側Ａの中央演算処理装置１３は
、センターエリア側Ｂの中央演算処理装置２２からの指
令を受けて、あるいは自らのシーケンスプログラムによ
り定めた一定周期ごとに、サーボ冷凍機装置の信号ＤＩ
、ＡＩ。

ＡＰＩをプロセス人出力装置１２を介して取込んで伝送
に適する信号形態に変換し、モデム１４で変調してセン
ターエリア側Ｂの中央演算処理装置２２へ送出する。ま
た、ローカルエリア側Ａの中央演算処理装置１３はセン
ターエリア側Ｂの中央演算処理装置２２から送られてく
る信号ＲＯ。

ＰＯを電動機３６および蒸発器３３に導入する。

しかして、ｆｉターエリア側Ｂの中央演算処理装置２２
は、ローカルエリア側Ａの中央演算処理装置１３から伝
送されてくる信号に基づいて第３図に示すような運転特
性表示手段および診断推論手段を実行する。先ず、運転
特性表示り段は、開始指令を受けて冷媒の温度信号４２
．冷媒の湿度信号４３に基づいてステップＳ１に示すよ
うにエンタルピＩＲ（ＫＣＡＬ／Ｋｇ）を算出する。

ＩＲ−０，２４ＴＲ＋　（５９７，３＋０．４４ＴＲ）
　＊Ｘ　　　（１）Ｘ＝　（０，［ｉ６＊Ｘｓ＊ＲＩＩ
）　／ｌ　（１−Ｒｌｌ）　＊Ｘｓ　＋　０．８２２　
）　＝１２）ここで、ＴＲは冷媒温度（”　Ｃ）　、Ｘ
は冷媒絶対湿度（Ｋｇ／Ｋｇ’　）　、ＲＨは冷媒相対
湿度（％）、Ｘｓは飽和絶対湿度（Ｋｇ／Ｋｇ’）であ
る。なお、中央演算処理装置２２には例えば０．０°Ｃ
から６０．０°Ｃまでについて０．１°Ｃきざみで飽和
絶対湿度を記憶する飽和絶対湿度テーブルが用意され、
測定冷媒温度Ｔ″Ｃに相当するテーブル部分の飽和絶対
湿度を読出すことにより、上式のエンタルピＩＲを算出
する。次に、ステップＳ２ではエンタルピＩＲに基づい
て特性座標を算出する。すなわち、冷媒圧力信号４１と
上記エンタルピＩＲを用いて、座標Ｘ軸は冷媒圧力信号
４１のＸ軸最人値に対する割合配合、座標Ｙ軸はエンタ
ルピＩＲのＹ軸最大値に対する割合配合を求める。しか
る後、中央演算処理装置２２はステップＳ３において記
憶装置に記憶されている冷凍機設計時の特性データを読
出し、表示装置２３に例えば空色にてグラフ表示する。

従って、グラフ表示から冷凍機の正常特性を判断できる
。次に、ステップＳ４に移行し、ここでステップＳ２に
て取得した冷凍機運転時の特性を表示装置２３に白色に
てグラフ表示する。この場合には冷凍機の運転特性を判
断できる。

次に、ステップＳ５において診断推論手段を実行する。

この診断推論手段は、前述した第２図に示すように故障
診断機能２２３においてプロセスデータ収集機能２２１
で収集されたデータおよび保全データ収集機能２２２に
よって得られた保全データ、運転履歴および故障履歴デ
ータ等を取込んで各固定知識ベース２２７Ａおよび可変
知識ベース２２７Ｂのルールに基づいて推論を行って故
障診断を行い、かつ、総合判定機能２２４で最終的な判
断を行う。例えば第５図に示す■−■間の線より冷凍圧
力が低ければその低い所を例えば赤色表示に変化させる
と共に固定知識ベース２７７Ａおよび可変知識ベース２
２７Ｂにより、冷媒が不足しているとか冷水管が汚れて
いるとか油が混入しているとか負荷が少ない等の診断を
する。また、■−■間の線から冷媒圧力が高ければその
高い所を例えば赤色で変化させると共に固定知識ベース
２２７Ａおよび可変知識ベース２２７Ｂにより、不凝縮
ガスが混入しているとか冷却管が汚れているとか冷却水
量が不足しているとが、あるいは冷却水温が高い等の診
断を行う。

以上のようにして診断推論を行った後、ステップＳ６に
おいて異常時の処理ガイダンスを表示装置２３に表示す
る。このとき、例えば推論の結果異常である場合にはグ
ラフ上の左上に異常マークだけを表示し、オペレータが
その異常マークを選択したときにどのような処置をすれ
ばよいかをガイダンスに対し回答する形式を採ってもよ
い。

従って、以上のような実施例の構成によれば、遠隔地に
設置された冷凍機から必要なデータを収集し、この収集
データおよび保全データ等を用いて知識ベースに基づい
て診断推論を行い冷凍機の異常を診断すると共に冷凍機
の動作状態の特性を表示装置２３にグラフ表示するので
、どの冷凍サイクル工程において異常が発生しているの
が容易に把握でき、かつ、その状況に対応した処置方法
をガイダンスの会話形式で間合せできるのでスムーズに
異常に対する処置を５１４じることかできる。

また、診断そのものは設備のｒ防保全に大きな効果があ
り、新たに得られた故障データ等は知識ベースに反映で
きるのでより正確な診断結果が得られる。

なお、」二記実施例では冷凍機１台の場合について説明
したが、複数台の冷凍機をｑする場合でも同様に適用で
きることは言うまでもない。また、冷凍機以外の設備で
あっても同様に適用できる。

その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、遠隔地に設置され
た冷凍機から必要なデータを収集し、この収集データお
よび保全データ等を用いて知識ベースに基づいて診断推
論を行い冷凍機の動作状態を診断すると共に冷凍機のモ
リエル線図等の状態線図をＣＲ７表示装置にグラフ表示
するので、冷凍機の異常状態を遠隔地で確実に診断で゛
き、冷凍機の安定動作およびメンテナンスの効率を向上
できるとともに知識ベースをを効に活用することにより
種々の状況を判断しながら優れた診断結果を得ることが
でき、ひいては冷凍機異常時には冷却熱量需要家への悪
影響を最小限に抑えることができる冷凍機診断装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係わる冷凍機診断装置の
一実施例を説明するために示したもので、第１図は装置
全体の概略構成図、第２図は第１図に示すセンターエリ
アの中央演算処理装置の診断推論部分の機能構成図、第
３図は第１図の冷凍機の具体的な冷凍サイクル構成図、
第４図は本発明装置の動作を説明する流れ図、第５図は
冷凍機の状態線図の表示例を示す図である。Ａ・・・ローカルエリア側、Ｂ・・・センターエリア側
、１１・・・冷凍機装置、１１２２・・・中央演算処理
装置、２２１・・・プロセスデータ収集機能、２２２・
・・保全データ収集機能、２２３・・・故障診断機能、
２２４・・・総合判定機能、２２５・・・プロセスデー
タベース、２２６・・・保全データベース、２２７Ａ・
・・固定知識ベース、２２７Ｂ・・・可変知識ベース、
２２８・・・知識ベースエディタ。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

冷凍機の所望箇所に設けられ診断に必要な信号を計測す
るセンサ群と、これらセンサ群から信号を収集すると共
にその収集された信号の中から必要な信号を用いてエン
タルピを算出しこのエンタルピに基づいて前記冷凍機の
特性座標を算出しグラフ表示する運転特性表示手段と、
少なくとも前記収集データを用いて知識ベースに基づい
て冷凍機の動作状態を推論し異常があれば前記運転特性
表示手段によって表示されたグラフ上にその異常状態を
表示する診断推論手段とを備えたことを特徴とする冷凍
機診断装置。