JPH0365618A - 周波数解析結果表示装置 - Google Patents

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） 本発明は回転機器の故障診断を行なうのに用いられる周
波数解析結果表示装置に係り、特に解析結果の重要度に
合わせて画面を分割表示するようにした周波数解析結果
表示装置に関する。

（従来の技術） 近年、各種プラントにおいては、対象となる回転機器の
故障診断を行なうために、その回転機器の状態データを
収集し、さらにこの収集された状態データを周波数解析
処理（高速フーリエ変換：ＦＦＴ）してその結果を表示
する周波数解析結果表示装置が多く用いられてきている
。

第５図は、この種の従来の周波数解析結果表示装置の構
成例を示すブロック図である。第５図において、周波数
解析結果表示装置１は、データ収集手段２と、周波数解
析手段３と、結果表示手段４と、表示画面５とから構成
されている。すなわち、データ収集手段２は、故障診断
の対象となるポンプ等の回転機器６の状態データを収集
するものであり、例えば振動データが収集される。また
、周波数解析手段３は、データ収集手段２で収集された
状態データに対して周波数解析処理を行ない、周波数成
分に分解するものである。さらに、結果表示手段４は、
周波数解析手段３での解析結果である周波数成分を座標
変換等して、ＣＲＴ表示装置等の表示画面５に表示する
ものである。

さて、このような周波数解析結果表示装置において、表
示される画面は、座＠Ｘ、Ｙに関して等間隔に目盛られ
、全周波数領域が一画面に表示されるのが一般的である
。しかしながら、故障診断においては、その対象となる
回転機器の特徴から、特定の周波数における周波数解析
結果のみで診断が行なえる場合がほとんどであり、全周
波数帯を必要としない。例えば、ポンプ等の回転機器６
の故障診断において、回転機器６の定格回転数をｎ　　
（ｒ、ｐ、ｍ）とし、Ｎ−ｎ／６０（Ｈｚ）とすると、
１／３Ｎ、１／２Ｎ、Ｎ、２ＮおよびＩＫＨｚ以上の周
波数解析結果の特徴をとらえれば、故障診断を行なうこ
とができる。

ポンプ等の回転機器６の定格回転数をｎ　−１２００（
ｒ、ｐ、ｍ）とすると、Ｎ−ｎ／６０（Ｈｚ）とすると
、１　／　３　Ｎ　−６、７（Ｈｚ　）、１／２Ｎ−１
０（Ｈｚ）　　Ｎ−２０（Ｈｚ）、２Ｎ＝４０　（Ｈｚ
）となり、周波数解析結果の表示画面５は例えば第６図
のようになる。すなわち、１／３Ｎ、１／２ＮＳＮ、２
Ｎの周波数成分はほとんど図示左側に片寄り、周波数解
析結果が非常に判断し難い状態となる。従って、この場
合従来では、必要とする周波数領域を指定し、その領域
を拡大して新たに一画面として表示するか、またはウィ
ンドウを開いてそこに表示するような方法をとっている
。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の周波数解析結果表示装置では、回
転機器の故障診断を行なおうとした場合に、初期画面で
は故障診断に必要となる周波数成分の詳細が表示されず
、拡大表示あるいはウィンドウを開く等の新たな画面操
作が必要になるという問題があった。

本発明の目的は、拡大表示あるいはウィンドウを開く等
の新たな画面操作を行なうことなく、故障診断に必要な
周波数範囲を拡大してかつ全体の状況を把握できるよう
に周波数解析結果を表示することが可能な信頼性の高い
周波数解析結果表示装置を提供することにある。

Ｃ発明の構成コ （課２題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、故障診断の対
象となる回転機器の状態データを収集するデータ収集手
段と、データ収集手段で収集された状態データに対して
周波数解析処理を行ない周波数成分に分解する周波数解
析手段と、回転機器の定格回転数に基づいて故障診断に
必要な周波数範囲を算出し、かつ当該周波数範囲と状態
データ収集時の測定レンジとを基に表示画面の分割比率
を決定する画面分割手段と、周波数解析手段での解析結
果である周波数成分を、画面分割手段で決定された分割
比率に従って表示画面に表示する結果表示手段とを備え
て構成している。

（作用） 本発明の周波数解析結果表示装置においては、故障診断
の対象となる回転機器の状態データがデータ収集手段で
収集され、この状態データに周波数解析手段で周波数解
析処理が施されて周波数成分に分解される。一方、画面
分割手段では、回転機器の定格回転数を基に故障診断に
必要な周波数゛範囲が算出され、これとデータ収集時の
測定レンジとから表示画面の分割比率が決定される。そ
して、周波数解析手段による解析結果である周波数成分
が、決定された分割比率に従って表示画面に表示される
ことになる。これにより、表示画面に表示された画面が
、既に故障診断に必要とされる周波数範囲を拡大して表
示している上に、全体の周波数解析結果の状況をも把握
することが可能となり、前述のような拡大表示あるいは
ウィンドウを開く等の新たな画面操作を行なうことが一
切不要となる。

（実施例） まず、本発明の考え方について述べる。

ポンプ等の回転機器においては、その定格回転数の次数
倍の周波数成分、およびＩＫＨｚ以上の周波数帯の特徴
をとらえることによって、故障の状態を把握することが
でき、特に次数倍の周波数成分が重要となる。すなわち
、例えば定格回転数をｎ−１２００（ｒ、ｐ、ｍ）とす
ると、１／３Ｎ次の６．７　（Ｈｚ）　　１／２Ｎ次の
１０（Ｈｚ）　　Ｎ次の２０　（Ｈｚ）　、２Ｎ次の４
０（Ｈｚ）、およびＩＫＨｚ以上に特徴が現われる（　
Ｎ　−ｎ　／　６０−１２００　／　６０−２０（Ｈｚ
））。そして、このような周波数解析結果を一画面に表
示した場合、故障診断に必要な周波数範囲は５０　（Ｈ
ｚ）以下およびＩＫＨｚ以上であり、均等スケールで表
示すると左右に極端に片寄ることになる。

そこで本発明では、故障診断に重要な定格回転数の次数
倍の周波数成分範囲を拡大し、しかも全体が把握できる
ように、画面全体を適切な比率。

あるいは任意に要求された比率にて分割表示するもので
ある。

以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明による周波数解析結果表示装置の構成
例を示すブロック図である。第１図に示すように、本実
施例の周波数解析結果表示装置７は、データ収集手段８
と、周波数解析手段９と、画面分割手段１０と、結果表
示手段１〕と、表示画面１２とから構成している。

ここで、データ収集手段８は、故障診断の対象となるポ
ンプ等の回転機器６の状態データを収集するものである
。また、周波数解析手段９は、データ収集手段８で収集
された状態データに対して周波数解析処理を行ない、周
波数成分に分解するものである。さらに、画面分割手段
１０は、回転機器６の定格回転数に基づいて故障診断に
必要な周波数範囲を算出し、かつ当該周波数範囲と上記
状態データ収集時の測定レンジとを基に、表示画面１２
の分割比率を決定するものである。さらにまた、結果表
示手段１１は、周波数解析手段９での解析結果である周
波数成分を、画面分割手段１０で決定された分割比率に
従って表示画面１２に表示するための座標変換等を行な
うものである。

表示画面１２は、画面表示を行なうものである。

次に、かかる構成の周波数解析結果表示装置の作用につ
いて、第２図に示すフロー図に従って説明する。

第１図において、データ収集手段８では、故障診断に必
要な時間幅の状態データが、回転機器６から収集される
（ステップ８４）。この場合、回転機器６の状態データ
は、回転機器６の振動データをセンサーを経由して収集
するのが一般的であり、センサーとしては加速度または
速度用センサーが使用される。第３図は、データ収集手
段８で収集された状態データ（原波形）の−例を示す図
であるが、この状態データからは故障診断の評価が行な
えないため、周波数解析手段９に導入される。そして、
周波数解析手段９においては、この収集状態データに対
して周波数解析処理が施され、収集状態データが周波数
成分に分解される（ステップＳ２）。

次に、画面分割手段１０では、回転機器６の定格回転数
ｎ　（ｒ、ｐ、ｍ）より、故障診断に必要とされる次数
倍周波数範囲１／３Ｎ、１／２Ｎ。

Ｎ、２Ｎ　（但し、Ｎ　−ｎ　／　６０　）が算出され
る（ステップＳ３）。また、この周波数範囲と上記状態
データ収集時の測定レンジとに基づいて、表示画面１２
の分割比率が決定される（ステップ８４）。すなわち、
この状態データを収集した時の測定レンジをＲ（Ｈｚ）
　　ａ’／ｂ’　−ｍを表示画面１２の分割比率とする
。但し、ここでａ゛は０〜ａ（Ｈｚ）までの画面上のス
ケール値、ｂｏはａ−Ｒ（Ｈｚ）までの画面上のスケー
ル値、ａ＞２Ｎ、Ｒ−ａ−ｂとする。例えば、ｎ−１２
００（ｒ、ｐ、ｍ）　　２Ｎ−４０（Ｈｚ）　　Ｒ−２
（ＫＨｚ）とした場合、ａは５０　（Ｈｚ）とする。こ
のａの値としては、２Ｎを含み、かつｍの比率で分割表
示した場合に、２Ｎ以下の特徴がとらえられるような２
Ｎに近い値を考える。画面分割比率は、あらかじめ設定
された値を用いる方法、あるいは外部より任意に指定し
て故障診断の際に適切な分割比の画面を表示できるよう
にする。

次に、結果表示手段１１では、周波数解析手段９での解
析結果である周波数成分が、画面分割手段１０で決定さ
れた分割比率に従って、表示画面１２に表示するために
座標変換等が行なわれ、その結果が表示画面１２に表示
されることになる。第４図は、定格回転数ｎ−１２００
（ｒ／ｐ／ｍ）　　Ｎ−１０（Ｈｚ）　　Ｒ−２（ＫＨ
ｚ）　　　ａ−５０（Ｈｚ）　　　ｂ−５０〜２０００
　（Ｈｚ）　、ａ’／ｂ’　−５の場合の分割表示例を
示す図である。

上述したように、本実施例の周波数解析結果表示装置で
は、故障診断の対象となる回転機器６の状態データをデ
ータ収集手段８で収集し、この状態データに周波数解析
手段９で周波数解析処理を施して周波数成分に分解し、
さらに画面分割手段１０で回転機器６の定格回転数ｎを
基に故障診断に必要な周波数範囲１／３Ｎ、１／２Ｎ、
Ｎ。

２Ｎ（但し、Ｎ−ｎ／６０）を算出し、これとデータ収
集時の測定レンジＲとから表示画面１２の分割比率ｍを
決定し、周波数解析手段９による解析結果である周波数
成分を、画面分割手段１０で決定された分割比率ｍに従
って表示画面１２に表示するようにしたものである。

従って、表示画面１２に表示された画面が、既に故障診
断に必要とされる周波数範囲を拡大して表示している上
に、全体の周波数解析結果の状況をも把握することが可
能となるため、従来のような拡大表示あるいはウィンド
ウを開く等の新たな画面操作を行なうことが一切不要と
なる。さらに、表示画面１２の分割比率を任意に選定で
きるため、回転機器６の故障診断に極めて有効なもので
ある。

尚、上記実施例では、表示画面１２の分割比率ｍが５で
ある場合について述べたが、これ以外の値の分割比率で
あってもよいことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、拡大表示あるいは
ウィンドウを開く等の新たな画面操作を行なうことなく
、故障診断に必要な周波数範囲を拡大してかつ全体の状
況を把握できるように周波数解析結果を表示することが
可能な極めて信頼性の高い周波数解析結果表示装置が提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による周波数解析結果表示装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は同実施例における作用を
説明するためのフロー図、第３図は同実施例における状
態データの一例を示す図、第４図は同実施例における表
示画面の一例を示す図、第５図は従来の周波数解析結果
表示装置の構成例を示すブロック図、第６図は第５図に
おける表示画面の一例を示す図である。 ７・・・周波数解析結果表示装置、８・・・データ収集
手段、９・・・周波数解析手段、１０・・・画面分割手
段、１１・・・結果表示手段、１２・・・表示画面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 故障診断の対象となる回転機器の状態データを収集する
   データ収集手段と、 前記データ収集手段で収集された状態データに対して周
   波数解析処理を行ない周波数成分に分解する周波数解析
   手段と、 前記回転機器の定格回転数に基づいて故障診断に必要な
   周波数範囲を算出し、かつ当該周波数範囲と前記状態デ
   ータ収集時の測定レンジとを基に表示画面の分割比率を
   決定する画面分割手段と、前記周波数解析手段での解析
   結果である周波数成分を、前記画面分割手段で決定され
   た分割比率に従って表示画面に表示する結果表示手段と
   、を備えて成ることを特徴とする周波数解析結果表示装
   置。