JPH0138251B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0138251B2 JPH0138251B2 JP57173636A JP17363682A JPH0138251B2 JP H0138251 B2 JPH0138251 B2 JP H0138251B2 JP 57173636 A JP57173636 A JP 57173636A JP 17363682 A JP17363682 A JP 17363682A JP H0138251 B2 JPH0138251 B2 JP H0138251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectrum
- microcomputer system
- diagnosis
- rotating machine
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転機械特に公共性の高いLNGプラ
ント等大型プラントに於ける回転機械の回転機械
診断方法に関する。
ント等大型プラントに於ける回転機械の回転機械
診断方法に関する。
LNGプラント等大型のプラントや設備の中に
占める回転機械の比率は非常に高く、その役割も
重要である。これらの回転機械に異常や故障が生
じた場合に経済的損失は当然のことながら、事故
が拡大すると大きな社会的問題に発展する。例え
ばLNGプラントは都市ガス、冷熱発電設備等の
供給源として使用されるため、タンクよりLNG
を圧送するLNGポンプに故障が生じるとユーザ
側に大きな損失を与えると共に一般需要者にも被
害を及ぼすことになる。
占める回転機械の比率は非常に高く、その役割も
重要である。これらの回転機械に異常や故障が生
じた場合に経済的損失は当然のことながら、事故
が拡大すると大きな社会的問題に発展する。例え
ばLNGプラントは都市ガス、冷熱発電設備等の
供給源として使用されるため、タンクよりLNG
を圧送するLNGポンプに故障が生じるとユーザ
側に大きな損失を与えると共に一般需要者にも被
害を及ぼすことになる。
我国に於ける機械診断技術は新幹線が開業し、
公害、汚染の問題が大きくクローズアツプされ始
めた1950〜60年代より本格的な取組みが始まつた
が、未だにその判断基準が一般化されていないの
が現状である。
公害、汚染の問題が大きくクローズアツプされ始
めた1950〜60年代より本格的な取組みが始まつた
が、未だにその判断基準が一般化されていないの
が現状である。
本発明は斯かる実情を背景になされたもので、
プラント等に於ける回転機械の故障予知技術を確
立し、プラントの信頼性を向上せしめると共に保
全コストの低減、保全技術の均質化を目的とする
ものである。
プラント等に於ける回転機械の故障予知技術を確
立し、プラントの信頼性を向上せしめると共に保
全コストの低減、保全技術の均質化を目的とする
ものである。
以下図面を参照しつつ本発明の実施例を説明す
る。
る。
本発明の機械診断方法を実施するについて、回
転機械の適宜位置に加速度検出器を取付け、該検
出器からの信号に基づき、マイクロコンピユータ
システム等によつてある時点での所定の周波数領
域に於ける振動スピクトルを作成し、更に該スペ
クトルを記憶すると共にモニタテレビ等所要の表
示装置に表示できる様にする。
転機械の適宜位置に加速度検出器を取付け、該検
出器からの信号に基づき、マイクロコンピユータ
システム等によつてある時点での所定の周波数領
域に於ける振動スピクトルを作成し、更に該スペ
クトルを記憶すると共にモニタテレビ等所要の表
示装置に表示できる様にする。
所定の周波数領域に於けるｎ番目のスペクトル
にｎの添字を付せば、 ｎ番目の加速度スペクトルはα（ｎ） ｎ番目の速度スペクトルはυ（ｎ） ｎ番目の振幅スペクトルはｘ（ｎ） ｎ番目の角速度はω（ｎ） ｎ番目の振動数は（ｎ） で表わせ、 スペクトル幅はΔ サンプリング周波数はs サンプリングしたデータの数はNs で表わせ、上記各スペクトルの関係は下記の通り
となる。
にｎの添字を付せば、 ｎ番目の加速度スペクトルはα（ｎ） ｎ番目の速度スペクトルはυ（ｎ） ｎ番目の振幅スペクトルはｘ（ｎ） ｎ番目の角速度はω（ｎ） ｎ番目の振動数は（ｎ） で表わせ、 スペクトル幅はΔ サンプリング周波数はs サンプリングしたデータの数はNs で表わせ、上記各スペクトルの関係は下記の通り
となる。
υ（ｎ）＝α（ｎ）／ω（ｎ）
ｘ（ｎ）＝υ（ｎ）／ω（ｎ）＝α（ｎ）／ω（
ｎ）2 ω（ｎ）＝2π（ｎ） （ｎ）＝ｎ・Δ Δ＝（s／２）／（Ns／２） 以下は回転機械の速度が30000rpm＝500rps程
度の比較的低い周波数領域に於ける故障診断を振
動スペクトルを用いて行う場合について説明す
る。
ｎ）2 ω（ｎ）＝2π（ｎ） （ｎ）＝ｎ・Δ Δ＝（s／２）／（Ns／２） 以下は回転機械の速度が30000rpm＝500rps程
度の比較的低い周波数領域に於ける故障診断を振
動スペクトルを用いて行う場合について説明す
る。
ここで比較的低い周波数域で診断し得る故障原
因としては、軸の曲り、ポンプのインペラのこす
れ、割れ、回転体の偏心等が考えられる。
因としては、軸の曲り、ポンプのインペラのこす
れ、割れ、回転体の偏心等が考えられる。
前記周波数領域に於いて、基本波成分のみにつ
いて分析するとし、サンプリングデータ数を1024
点、スペクトルの全幅を500Hz、サンプリング周
波数を1KHzの条件で分析すれば全スペクトル数
は512本（ｎ＝１〜512）、スペクトル幅
（1000／２）／（1024／２）≒0.98Hzとなる。
いて分析するとし、サンプリングデータ数を1024
点、スペクトルの全幅を500Hz、サンプリング周
波数を1KHzの条件で分析すれば全スペクトル数
は512本（ｎ＝１〜512）、スペクトル幅
（1000／２）／（1024／２）≒0.98Hzとなる。
第１図は横軸に振振数（最大500Hz）縦軸に振
幅値（μｍ）をとり、上記条件で得られる回転機
械の振動スペクトル（ｘ）の分布を示すものであ
る。
幅値（μｍ）をとり、上記条件で得られる回転機
械の振動スペクトル（ｘ）の分布を示すものであ
る。
先ずマイクロコンピユータシステムに過去の実
績、実験等で求めた一定の振動レベルD1、D2な
る基準を設定入力する。この振動レベルD1、D2
は例えばD1＝50μｍ、D2＝75μｍとし、振動スペ
クトル（ｘ）の所定問波数範囲全域に亘るサンプ
リング値がD1とD2の間にあるときは注意、D2を
越えるときは異常と判定する。
績、実験等で求めた一定の振動レベルD1、D2な
る基準を設定入力する。この振動レベルD1、D2
は例えばD1＝50μｍ、D2＝75μｍとし、振動スペ
クトル（ｘ）の所定問波数範囲全域に亘るサンプ
リング値がD1とD2の間にあるときは注意、D2を
越えるときは異常と判定する。
次に、診断を行う間隔を決めておき、所定期間
経過毎に前記周波数範囲に於ける振幅スペクトル
（ｘ）を作成して、振動レベルD1、D2を表示する
線と同時に表示装置に表示する。
経過毎に前記周波数範囲に於ける振幅スペクトル
（ｘ）を作成して、振動レベルD1、D2を表示する
線と同時に表示装置に表示する。
この表示により、診断時点での回転機械の振動
状態が直ちに判別できる。
状態が直ちに判別できる。
然して、ある診断時での振幅スペクトルが第１
図に示す様に振動レベルD2を越え異常領域に突
入している場合は故障或は重大な支障があるとし
て、所要の保守を行う。
図に示す様に振動レベルD2を越え異常領域に突
入している場合は故障或は重大な支障があるとし
て、所要の保守を行う。
斯かる振幅スペクトルの表示で故障診断を行う
場合、異常領域に突入している振幅スペクトルの
振動数は容易に続取れるので、故障箇所の判別も
容易に行える。
場合、異常領域に突入している振幅スペクトルの
振動数は容易に続取れるので、故障箇所の判別も
容易に行える。
欠陥が発生すると該欠陥は経時的に成長して故
障に到ると考えられ、ある診断時点での振動レベ
ルD1を越え注意領域に突入している場合は、診
断期間を短縮し故障時期を確実に把握する。
障に到ると考えられ、ある診断時点での振動レベ
ルD1を越え注意領域に突入している場合は、診
断期間を短縮し故障時期を確実に把握する。
尚、上記実施例では診断の指標として振幅スペ
クトル（ｘ）を選択したが、加速スペクトル
（α）、速度スペクトル（υ）を選択しても同様な
手法で故障診断を行い得ることは勿論である。
クトル（ｘ）を選択したが、加速スペクトル
（α）、速度スペクトル（υ）を選択しても同様な
手法で故障診断を行い得ることは勿論である。
第２図は本発明を実施するのに好ましい装置の
ブロツク図であり、以下該装置について略述す
る。
ブロツク図であり、以下該装置について略述す
る。
図中１は加速度を検出する為のセンサ、２はセ
ンサ１からのアナログ信号（加速度）をＡ／Ｄ変
換器３がデジタル信号に変換する際のエリアシン
グ誤差を減少させる為のローパスフイルタであ
り、Ａ／Ｄ変換器３によつてデジタル化された信
号はマスターマイクロコンピユータシステム４に
入力される。マスターマイクロコンピユータシス
テム４には診断条件設定器５を接続して診断の間
隔及び振動レベルD1、D2を設定入力すると共に
演算プロセツサ６、メインメモリ７、補助メモリ
８、診断表示部９、警報装置１０をマスターマイ
クロコンピユータシステム４に接続する。
ンサ１からのアナログ信号（加速度）をＡ／Ｄ変
換器３がデジタル信号に変換する際のエリアシン
グ誤差を減少させる為のローパスフイルタであ
り、Ａ／Ｄ変換器３によつてデジタル化された信
号はマスターマイクロコンピユータシステム４に
入力される。マスターマイクロコンピユータシス
テム４には診断条件設定器５を接続して診断の間
隔及び振動レベルD1、D2を設定入力すると共に
演算プロセツサ６、メインメモリ７、補助メモリ
８、診断表示部９、警報装置１０をマスターマイ
クロコンピユータシステム４に接続する。
マスターマイクロコンピユータシステム４は
Ａ／Ｄ変換器３からの信号の特徴を抽出するアベ
レージング演算、アンダフロー、オーバフローを
防止する桁数調整演算等を行なつた後に、メイン
メモリ７、演算プロセツサ６、補助メモリ８と共
に周波数分析（FFT）を行ない時間軸の信号を
周波数軸上の振動スペクトルに変換する。ここ
で、演算プロセツサ６は周波数分析に於けるバタ
フライ演算（掛算、加算）、スペクトルを求める
平方根の演算を行う。前記補助メモリ８にはマイ
クロプロセツサ及びメインメモリ７、演算プロセ
ツサ６のプログラムを補助するオペレーテイング
システムが収納されていると共に演算結果（振幅
スペクトル）が記憶収納される。マスターマイク
ロコンピユータシステム４は該演算結果を前記診
断条件設定器５で入力された診断条件に従つて診
断表示部９に表示し、必要に応じ警報装置１０を
駆動すると共に表示、警報及び自動停止システム
の起動用信号１７を出力する。
Ａ／Ｄ変換器３からの信号の特徴を抽出するアベ
レージング演算、アンダフロー、オーバフローを
防止する桁数調整演算等を行なつた後に、メイン
メモリ７、演算プロセツサ６、補助メモリ８と共
に周波数分析（FFT）を行ない時間軸の信号を
周波数軸上の振動スペクトルに変換する。ここ
で、演算プロセツサ６は周波数分析に於けるバタ
フライ演算（掛算、加算）、スペクトルを求める
平方根の演算を行う。前記補助メモリ８にはマイ
クロプロセツサ及びメインメモリ７、演算プロセ
ツサ６のプログラムを補助するオペレーテイング
システムが収納されていると共に演算結果（振幅
スペクトル）が記憶収納される。マスターマイク
ロコンピユータシステム４は該演算結果を前記診
断条件設定器５で入力された診断条件に従つて診
断表示部９に表示し、必要に応じ警報装置１０を
駆動すると共に表示、警報及び自動停止システム
の起動用信号１７を出力する。
又、マスターマイクロコンピユータシステム４
は半導体リレー１１を介して電源１２に接続して
おり、所要の時期（診断時期）のみ通電駆動され
る様になつている。
は半導体リレー１１を介して電源１２に接続して
おり、所要の時期（診断時期）のみ通電駆動され
る様になつている。
１３はスプレーマイクロコンピユータシステム
であり、前記マスターマイクロコンピユータシス
テム４に接続され、又該スプレーマイクロコンピ
ユータシステム１３にはメモリ１４及び時計１５
が接続され、更にスレーブマイクロコンピユータ
システム１３及び時計１５には電源１２に接続さ
れたバツテリバツクアツプ回路１６が接続されて
いる。
であり、前記マスターマイクロコンピユータシス
テム４に接続され、又該スプレーマイクロコンピ
ユータシステム１３にはメモリ１４及び時計１５
が接続され、更にスレーブマイクロコンピユータ
システム１３及び時計１５には電源１２に接続さ
れたバツテリバツクアツプ回路１６が接続されて
いる。
スレーブマイクロコンピユータシステム１３は
バツテリバツクアツプ回路１６によつて停電対策
が施され常時作動しており、時計１５によつて計
られた結果を基にマスターマイクロコンピユータ
システム４からの診断条件により、適宜時に半導
体リレー１１を駆動させ診断間隔の制御を行い、
又診断終了後の停電に備えて必要なデータを記憶
して格納し、半導体リレー１１を介して診断終了
後にマスターマイクロコンピユータ４を停止させ
更に次の診断30分前に起動させる様になつてい
る。
バツテリバツクアツプ回路１６によつて停電対策
が施され常時作動しており、時計１５によつて計
られた結果を基にマスターマイクロコンピユータ
システム４からの診断条件により、適宜時に半導
体リレー１１を駆動させ診断間隔の制御を行い、
又診断終了後の停電に備えて必要なデータを記憶
して格納し、半導体リレー１１を介して診断終了
後にマスターマイクロコンピユータ４を停止させ
更に次の診断30分前に起動させる様になつてい
る。
以上述べた如く本発明によれば、周波数分析
（FFT）により、所定周波数範囲全域に亘つて十
分細かい周波数の選択が可能となり、回転機械の
異常の有無を名部品単位で推定でき、回転機械の
故障診断技術の確立をなし得ると共に故障時期を
確実に把握し得て、プラントの信頼性を増大する
と共に経済的損失を著しく低減することができ
る。
（FFT）により、所定周波数範囲全域に亘つて十
分細かい周波数の選択が可能となり、回転機械の
異常の有無を名部品単位で推定でき、回転機械の
故障診断技術の確立をなし得ると共に故障時期を
確実に把握し得て、プラントの信頼性を増大する
と共に経済的損失を著しく低減することができ
る。
第１図は本発明の故障診断の指標の一つである
振幅スペクトルの線図、第２図は本発明を実施す
るに好ましい装置のブロツク図である。 １はセンサ、４はマスターマイクロコンピユー
タシステム、９は診断表示部、１３はスレーブマ
イクロコンピユータシステムを示す。
振幅スペクトルの線図、第２図は本発明を実施す
るに好ましい装置のブロツク図である。 １はセンサ、４はマスターマイクロコンピユー
タシステム、９は診断表示部、１３はスレーブマ
イクロコンピユータシステムを示す。
Claims (1)
- １ 回転機械の加速度を検出し、該検出結果を基
に周波数分析を行つて所要期間毎に所定周波数範
囲での加速度スペクトル、速度スペクトル、振幅
スペクトルの少なくとも一を作成し、所定周波数
範囲全域に亘る小さい周波数間隔で設定された各
サンプリング点に於いて、実験的、経験的に求め
た振動レベルに対し、前記スペクトルが越えたか
否かを判定して回転機械の異常判定を行う回転機
械の診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173636A JPS5963526A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57173636A JPS5963526A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963526A JPS5963526A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0138251B2 true JPH0138251B2 (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=15964276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57173636A Granted JPS5963526A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 回転機械の診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963526A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643919B2 (ja) * | 1988-08-05 | 1994-06-08 | 株式会社新潟鐵工所 | 局面推定方法および故障診断装置 |
| PL1753093T3 (pl) * | 2005-08-12 | 2009-01-30 | 3M Innovative Properties Co | Łącznik telekomunikacyjny |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624528A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-09 | Hitachi Ltd | Detector for abnormality of bearing |
| JPS5690220A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-22 | Hitachi Ltd | Abnormal oscillation diagnostic device |
-
1982
- 1982-10-01 JP JP57173636A patent/JPS5963526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5963526A (ja) | 1984-04-11 |
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