DE19860333A1 - Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen - Google Patents
Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender MaschinenInfo
- Publication number
- DE19860333A1 DE19860333A1 DE19860333A DE19860333A DE19860333A1 DE 19860333 A1 DE19860333 A1 DE 19860333A1 DE 19860333 A DE19860333 A DE 19860333A DE 19860333 A DE19860333 A DE 19860333A DE 19860333 A1 DE19860333 A1 DE 19860333A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vibration
- model
- operating parameters
- procedure
- quantities
- 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.)
- Withdrawn
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)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen sollen die Zusammenhänge zwischen Schwingungsverhalten der Maschine und Betriebsparametern bei Reduktion des Aufwandes exakter zu bestimmen sein. Dies wird durch ein modellbasiertes Verfahren, das mehrere Schritte der Modellbildung umfaßt, erreicht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur modellbasierten
schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen.
Die Hauptaufgabe eines Verfahren zur schwingungsdiagnostischen
Überwachung des Zustandes von rotierenden Maschinen besteht
darin, möglichst ohne Betriebsunterbrechung eine Beurteilung
des aktuellen Maschinenzustandes, der Belastung der Maschine
und jeglicher Veränderungen des Maschinenzustandes zu ermögli
chen. Unter Maschinenzustand versteht man dabei die Bewertung
des technischen Zustandes der Maschine auf der Basis der Ge
samtheit der aktuellen Werte aller Schwingungsgrößen und Be
triebsparameter. Schwingungsgrößen sind alle aus den
Schwingungssignal-Zeitfunktionen ableitbaren Kenngrößen, bei
spielsweise Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit oder Spit
zenwert des drehfrequenten Schwingweganteiles. Betriebspara
meter sind beispielsweise Drehzahl, Leistung, Erregerstrom,
Temperaturen und Drücke.
Eine Beurteilung des Maschinenzustandes, bei der eine qualita
tive Aussage über den technischen Zustand der Maschine getrof
fen wird, erfolgt durch Analyse der gemessenen Schwingungs
größen unter Einbeziehung der Betriebsparameter.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift "VIBROCAM
5000, Das System zur diagnostischen Überwachung von Turboma
schinen, C081, der Carl Schenck AG" bekannt, das besonders für
den Einsatz an Dampfturbosätzen, Gasturbinen, Turbopumpen,
Turboverdichtern und Wasserkraftmaschinen geeignet ist.
Die Rotoren der genannten Maschinen bilden zusammen mit den
Lagern und dem Fundament ein komplexes Feder-Masse-System. Das
Schwingungsverhalten hängt stark vom Betriebsregime, von der
Betriebsart, dem Betriebszustand und den Aufstellungsbedingun
gen der Maschine ab, so daß für jede einzelne Meßstelle jeder
Maschine betriebsart-, betriebsregime- und betriebszustands
abhängige, individuelle Schwingungsgrößen ermittelt und zur
Beurteilung herangezogen werden müssen.
Unter Betriebsart versteht man die prinzipiell zu unterschei
denden Modi der Maschine, wie z. B. Hochlauf, Normalbetrieb und
Auslauf. Ein Betriebsregime unterscheidet innerhalb einer Be
triebsart mögliche unterschiedliche Arbeitsweisen wie z. B.
Turbinenbetrieb, Pumpenbetrieb und Phasenschieberbetrieb bei
Pumpspeichersätzen in Wasserkraftwerken. Des Betriebszustand
wird durch die Werte der signifikanten Betriebsparameter in
den Betriebsregimen charakterisiert.
Veränderungen im Schwingungsverhalten können z. B. durch Abnut
zungen und Schäden, Überlastungen und Verformungen, durch Stö
rungen in der normalen Betriebsweise und durch Einflüsse aus
dem elektrischen Netz verursacht werden. Die Ursachen von
Schwingungen werden dabei im wesentlichen nach ihren Erschei
nungsmerkmalen charakterisiert. Den höchsten Informationsge
halt haben dabei die Frequenzen der dominierenden Signalantei
le im Schwingungsspektrum und die Frequenzen der Signalantei
le, bei denen Änderungen auftreten.
Bei dem bekannten Verfahren schwingungsdiagnostischer Überwa
chung erfolgt zunächst eine Erfassung von Schwingungsgrößen
und der Betriebsparameter beim jeweiligen Betriebsregime und
Betriebszustand, sowie eine Frequenzanalyse und Bildung von
Kenngrößen, die das Schwingungsverhalten und seine Änderung
charakterisieren. Anschließend wird in einer Lernphase der
Normalbereich und das Normalverhalten der selektiven Kenngrö
ßen im Schwankungsbereich der Betriebsparameter für alle Be
triebsregime und Betriebszustände ermittelt. In dem nachfol
genden Schritt erfolgt dann ein Grenzwertvergleich der aktuel
len selektiven Kenngrößen mit den entsprechenden Kenngrößen
des Normalzustandes, so daß gegebenenfalls Alarme ausgelöst
bzw. sich anbahnende kritische Maschinenzustände rechtzeitig
signalisiert werden können.
Aus der DE 37 25 123 ist weiterhin ein Verfahren zur schwin
gungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen, ins
besondere thermischer Turbomaschinen bekannt. Bei diesem Ver
fahren werden als Schwingungsgrößen die zur Drehfrequenz har
monischen Signalanteile bei verschiedenen Zuständen erfaßt und
in einem Zeigerspeicher abgelegt. Anschließend wird in einem
Bezugswertspeicher das arithmetische Mittel für jeden Signal
anteil abgelegt. In einem Überwachungsmodul wird dann der Dif
ferenzwert zwischen aktuellem Zustand und mittlerem Bezugs
zustand ermittelt, der dann mit dem Normalbereich verglichen
wird. Zusätzlich können zum jeweiligen Meßpunkt die zugehöri
gen Betriebsparameter erfaßt werden. Mit Hilfe dieser Meßdaten
wird dann in einem Regressator eine Funktion bereitgestellt,
die den Bezugswert in Abhängigkeit von den Betriebsparametern
vorausbestimmen kann.
Aus den oben beschriebenen Verfahren zur schwingungsdiagnosti
schen Überwachung rotierender Maschinen sind die Zusammenhänge
zwischen Schwingungsverhalten der Maschine und den Betriebs
parametern nur unzureichend ermittelbar. Weiterhin sind für
die Schwingungsgrößen der unterschiedlichen Betriebsregime und
Betriebszustände eine Vielzahl von Grenzwerten vorzugeben, was
zu einer großen Datenmenge und einem erheblichen Arbeitsauf
wand führt.
Aufgrund des bekannten Standes der Technik liegt der vorlie
genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Zusammenhänge zwi
schen Schwingungsverhalten der Maschine und Betriebsparametern
bei Reduktion des Aufwandes exakter zu bestimmen, um die Über
wachung und Beurteilung des Maschinenzustandes zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur modellbasierten
schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen
wird es möglich, automatisch Abhängigkeiten der Schwingungen
von Betriebsparametern zu ermitteln und anzuzeigen. Dies führt
nicht nur zur erheblichen Reduktion der Datenmengen, die bei
der bisherigen Überwachung gespeichert werden mußten, sondern
gibt auch einen besseren Aufschluß über die Ursachen der
Schwingungen. Veränderungen des Maschinenzustandes werden bes
ser erkannt. Durch optimierte Einstellung der Betriebspara
meter kann ein schwingungsärmerer Betrieb der Maschinen er
reicht werden.
In einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens ist vor
gesehen, daß bei der Bewertung der relativen Abweichung der
Schwingungsgrößen für alle Betriebsregime und Betriebszustände
wenige oder ein einziger Kennwert vorgegeben wird. Hierdurch
wird eine drastische Reduktion der sonst nötigen Anzahl von
Grenzwerten für die Überwachung des Maschinenzustandes er
reicht.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der schwingungsdiagno
stischen Überwachung eines Pumpspeichersatzes näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Wellenstrangs ei
nes Pumpspeichersatzes mit den Meßstellen und der
Datenverarbeitungseinheit;
Fig. 2 eine Darstellung der Lernphase in einem Blockschalt
bild;
Fig. 3 eine Darstellung der Betriebsphase in einem Block
schaltbild.
In Fig. 1 ist schematisch der Wellenstrang 1 eines Pumpspeich
ersatzes mit den Meßstellen zur Schwingungsmessung dar
gestellt. Den Lagerstellen und den Meßebenen für Wellenschwin
gungsmessungen sind jeweils Aufnehmer 2, 3 zur Erfassung von
Schwingungssignalen zugeordnet. Die an den Meßstellen über die
Aufnehmer 2, 3 ermittelten Schwingungssignale werden an eine
Datenverarbeitungseinheit 4 weitergeleitet (dargestellt durch
Pfeile 5). Gleichzeitig wird vom Wellenstrang 1 mittels Refe
renzaufnehmer 3' ein Referenzsignal 3" (ein Impuls pro Ma
schinenumdrehung) abgeleitet und der Datenverarbeitungseinheit
4 zugeführt. Zusätzlich sind eine Vielzahl von Aufnehmern vor
gesehen, die die unterschiedlichen Betriebsparameter, wie bei
spielsweise Deistung, Erregerstrom, Drücke und Temperaturen,
erfassen. Die Meßsignale für die Betriebsparameter werden
ebenfalls an die Datenverarbeitungseinheit 4 weitergeleitet
(dargestellt durch Pfeile 6). In der Datenverarbeitungseinheit
4 werden aus den Schwingungssignalen 5 und gegebenenfalls aus
den Referenzsignalen 3" Schwingungsgrößen 5' ermittelt und
abgespeichert oder zwischengespeichert. Gleichzeitig werden
auch die Meßwerte für die Betriebsparameter 6' abgespeichert.
Grundlage des erfindungsgemäßen modellbasierten Verfahrens zur
schwingungsdiagnostischen Überwachung bildet zunächst die
Lernphase die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und in der
eine Modellbildung in mehreren Schritten erfolgt.
Erstes Ziel der Modellbildung ist es festzustellen, ob alle
Betriebsparameter meßtechnisch erfaßt sind, die das Schwin
gungsverhalten der Maschine entscheidend beeinflussen. Dies
läßt sich durch Vorhersage der Schwingungsgrößen alleine aus
den Betriebsparametern überprüfen. Ist es möglich, mit einer
einfachen Abbildungsvorschrift aus den Parameterwerten hinrei
chend genau auf die Schwingungsgrößen zu schließen, so sind
die gesuchten Informationen in den Daten repräsentiert. Dazu
wird der Ansatz
i = (xi)
gemacht, wobei F die Modellfunktion bezeichnet. Ein möglicher
Ansatz für F ist eine Linearkombination von i. a. nichtlinearen
Basisfunktionen. Das Modell für einen Datenpunkt der Zielgröße
yi = y(its) (ts: Abstastzeit) für einen beliebigen Zustands
vektor xi ist dann gegeben durch
wobei Xj eine Basisfunktion des Modells darstellt.
In der Lernphase werden zunächst alle gemessenen und in der
Datenverarbeitungseinheit gespeicherten Betriebsparameter 6'
einer Vorwärtsauswahl-Einheit 7 übermittelt. Weiterhin werden
die Schwingungsgrößen 5' übermittelt. Es wird zunächst von
einem linearen Vorhersagemodell ausgegangen, das die zum Zu
standsvektor χ(i) = (x1(i), x2(i), . . . xd(i)) zusammengefaßten
Betriebsparameter 6' durch Linearkombination von dessen Kompo
nenten auf die Schwingungsgrößen y(i) = (y1(i),
y2(i), . . . x1(i)); i = 1, 2, . . . N abbildet. Anschließend erfolgt
mit dem Verfahren der Vorwärts-Auswahl, das unten detailliert
beschrieben ist, eine Bewertung der schwingungsbestimmenden
Betriebsparameter auf Relevanz.
Die Auswahl der schwingungsbestimmenden Betriebsparameter wird
so zurückgeführt auf ein Modellstruktur-Bestimmungsproblem,
denn die einzelnen Betriebsparameter können als Terme eines
Modells aufgefaßt werden und mittels Termauswahlverfahren die
jenigen Terme ausgewählt werden, die zu einem optimalen Modell
führen. Nur die Betriebsparameter, die auf diese Weise als
relevant für die Vorhersage der Schwingungsgrößen erkannt wer
den, werden als Eingangsgrößen 8 einem Polynomgenerator 9 zu
geführt. In dem Polynomgenerator 9 wird ein komplexeres und
damit leistungsfähigeres Modell ermittelt. Komplexe Modelle
lassen sich durch Hinzufügen von Potenztermen und Produktter
men realisieren. Diese Modelle nennt man Polynomialmodelle.
Die Auswahl der optimalen Modellterme aus einer vorgegebenen
Obermenge ist wieder eine Form der Modellstrukturbestimmung
und erfolgt durch Vorwärtsauswahl. In der darauffolgenden
Vorwärtsauswahl-Einheit 11 wird die Struktur des Modells aus
den Schwingungsgrößen 5' und der vom Polynomgenerator 9 zur
Verfügung gestellten Basisfunktion 10 ermittelt. Anschließend
erfolgt die Bestimmung der optimalen Parameter aj durch das
Minimieren der quadratischen Modellfehlersumme:
in der darauffolgenden Least-Square Parameter Schätzungsein
heit 13 anhand der zugeführten Schwingungsgrößen 5' und der
ausgewählten Basisfunktion 12. Dies führt zu einem linearen
Gleichungssystem, dessen Lösung die gesuchten Modellparameter
14 liefert.
Die Modellstruktur-Bestimmung erfolgt mit dem im folgenden
beschriebenen Verfahren der Vorwärts-Auswahl, die in der
Vorwärtsauswahl-Einheit 7 und 11 ausgeführt wird. Zu einer
zunächst leeren Menge von Betriebsparametern wird schrittweise
diejenige Größe hinzugenommen, die den quadratischen Fehler χ2
am meisten verringert. Dadurch ergibt sich eine Rangfolge, die
angibt, welche Betriebsparameter die Schwingungsgrößen am
stärksten beeinflussen. Je mehr Betriebsparameter berücksich
tigt werden, desto kleiner wird dieser quadratische Fehler χ2.
Er bezieht sich jedoch nur auf die Daten der Lernphase (Trai
ningsdaten) und läßt keine Aussage darüber zu, wie das Modell
auf unbekannte Daten (Testdaten) reagiert. Alleine ist der
quadratische Fehler χ2 damit zur Auswahl relevanter Terme un
geeignet.
Eine notwendige Aussage liefert die Abschätzung des sogenann
ten Vorhersagefehlers mit den Testdaten. Dieser gibt an, wie
genau das trainierte Modell bei zukünftigen, unbekannten Daten
vorhersagt. Falls ausreichende Datenmengen aus der Lernphase
vorliegen, kann dies durch Aufteilung der Daten in eine Trai
ningsdatenmenge und Testdatenmenge erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anwendung einer sehr
viel effizienteren Methode, die in der Statistik bekannt ist
und mit "Cross-Validation" bezeichnet wird (B. Efron und R. J.
Tibshirani "An Introduction to the Bootstrap", Chapman and
Hall, 1993). Bei dieser Methode werden mehrere Aufteilungen in
Trainings- und Testdatenmengen vorgenommen. Eine extreme Va
riante davon ist es, die N Datenpunkte in eine Trainingsdaten
menge der Größe N-1 und eine Testdatenmenge der Größe 1 auf
zuteilen. Dieses Verfahren wird "Leave-One-Out(LOO)Cross-Vali
dation" genannt. Das Auswahlkriterium σ2 ergibt sich dann als
Durchschnitt der quadratischen Fehler bei Vorhersage der aus
gelassenen Testdatensätze.
Sei Fi(xi) die Vorhersage des i-ten Datensatzes, nachdem das
Modell mit den anderen N-1 Datensätzen trainiert wurde, dann
ergibt sich für den Testdatenfehler σ2:
Der Vorteil dieser Methode ist zum einen, daß keine Beeinflus
sung des Mittelwertes durch die Aufteilung in Trainings- und
Testdatenmenge entsteht und zum anderen, daß die gesamte
Trainings- und Testdatenmenge zum Training verwendet werden
kann.
Im Gegensatz zum quadratischen Fehler χ2, der angibt wie gut
die Modellvorhersage mit den Trainingsdaten übereinstimmt,
erhält man mit σ2 ein Maß für die Übereinstimmung bei unbekann
ten Datensätzen. Die zuvor eingeführte Fehlerfunktion χ2 nimmt
monoton mit Zunahme neuer Basisfunktionen ab und ist damit zur
Auswahl relevanter Terme ungeeignet. Der LOO-Fehler σ2 jedoch
nimmt mit Hinzunahme neuer Basisfunktionen zunächst ab und
steigt ab einer kritischen Anzahl wieder an, da der Fehler
zwischen den Datensätzen der Trainingsmenge zunimmt (Overfit
ting). Diese Eigenschaft wird zur Auswahl relevanter Terme
genutzt.
Nachdem durch die Auswahl von geeigneten Betriebsparametern in
der Vorwärtsauswahl-Einheit 7 eine Beschränkung auf einige
wenige Größen 8 erfolgte, kann mit diesen in dem Polynomgene
rator 9 eine erneute Modellbildung erfolgen, bei der ein
nichtlineares und damit leistungsfähigeres Modell zum Einsatz
kommt. Dieses Modell liefert dann die gewünschten funktionalen
Zusammenhänge zwischen Schwingungsgrößen und Betriebsparame
tern.
Bei thermischen Turbomaschinen haben häufig die beiden Termen
Wirkleistung (P(t)) und Erregerstrom (I(t)) die größte Rele
vanz.
Der allgemeine Ansatz eines Polynomialmodells der Ordnung 2
lautet:
Die Auswahl der relevanten Terme innerhalb dieses Modells er
folgt wieder mittels des bereits beschriebenen Verfahrens der
Vorwärtsauswahl in der Vorwärtsauswahl-Einheit 11 und liefert
einen kompakten, formelmäßigen Zusammenhang (wird nachfolgend
als optimiertes Modell 12 bezeichnet) zwischen Schwingungs
größen und den Betriebsparametern:
(t) = a0 + a1 P(t) + a1I(t)2
Die Ermittlung der Werte für die Modellparameter a0, a1 + a2 14
erfolgt in der Least-Square Parameter Schätzungseinheit 13.
Ist die Modellfindung und Bildung aus der Lernphase abge
schlosssen, beginnt die Betriebsphase des Verfahrens. Die Be
triebsphase ist schematisch anhand von Fig. 3 dargestellt. In
dieser werden lediglich die zuvor ausgewählten Betriebspara
meter 8 an das in der Lernphase optimierte Modell 12 überge
ben. In der Recheneinheit 15 erfolgt dann die Vorhersage der
Schwingungsgrößen nach dem oben beschriebenen Modellansatz
unter Berücksichtigung der optimalen Modellparameter 14, die
ebenfalls der Recheneinheit 15 zugeführt werden. Die vorherge
sagten Schwingungsgrößen 16 werden einer Vergleichseinheit 17
zugeführt. Weiterhin werden die aktuell gemessenen Schwin
gungsgrößen 5" der Vergleichseinheit 17 zugeführt.
Ein Vergleich der vorhergesagten Schwingungsgrößen 16 mit den
tatsächlich gemessenen Schwingungsgrößen 5" liefert zu jedem
Zeitpunkt ein Maß für die Übereinstimmung zwischen Maschine
und Modell und ist damit relevant für die Diagnose. Dabei ist
der Betrag der relativen Abweichung ein Maß für signifikante
Veränderungen des Maschinenzustandes. Dieser Wert kann als
Ausgangswert 18 der Vergleichseinheit 17 einer Grenzwertver
gleichseinheit 19 zugeführt werden werden. In der Grenzwert
vergleichseinheit erfolgt der Vergleich der selektiven Abwei
chung 18 mit den vorgegebenen Grenzwerten 20. Es kann sich
dabei um einige wenige oder nur um einen einzigen relativen
Grenzwert handeln. Überschreitet die relative Abweichung 18
die vorgegebenen Grenzwerte 20, erfolgt die Abgabe eines Si
gnals 21. Dieses kann z. B. für eine Alarmmeldung oder eine
Datenarchivierung genutzt werden.
Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren eignet sich
nun in einer weiteren Ausgestaltung dazu, Zusammenhänge an
zugeben, die in gleichartigen Betriebsphasen isoliert gelten.
Beispiele sind Vollastphasen, Schwachlastphasen oder Fehler
zustände. Dies macht es notwendig, die Datenmenge in natürli
che Klassen einzuteilen, was hier automatisiert erfolgen kann.
Dazu werden die Betriebsparameter einem Fuzzy-C-Means Cluste
ring unterzogen (M. P. Windham "Geometrical fuzzy clustering
alogorithms", Fuzzy Sets and Systems, 10; 271-279, 1983). Die
ses Verfahren führt zur Einteilung der Daten in n Klassen,
wobei n je nach Anwendungsfall geeignet vorzugeben ist. Es
erfolgt hiermit eine Segmentierung des Zeitbereichs in Segmen
te, in denen eine weitgehend stationäre Betriebsphase vor
liegt. Die Modellierung erfolgt dann im weiteren innerhalb der
Segmente und liefert die Zusammenhänge getrennt für jede Be
triebsphase. Dies hat den Vorteil, Abhängigkeiten erkennen zu
können, die lediglich in einer oder wenigen Betriebsphasen
vorliegen, und Handlungsweisen speziell für diese Betriebspha
sen (z. B. Vollastphase) ableiten zu können.
Claims (9)
1. Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen
Uberwachung rotierender Maschinen, bei dem in einer
Lernphase zunächst Schwingungsgrößen und Betriebspara
meter erfaßt und gespeichert werden und anschließend eine
Modellbildung in mehreren Schritten erfolgt, wobei zuerst
anhand eines einfachen, beispielsweise linearen Modells
die zum Zustandsvektor x(i) zusammengefaßten Betriebs
parameter durch Linearkombination von dessen Komponenten
auf die Schwingungsgrößen y(i) abgebildet werden und
durch Vergleich der gemessenen und der vorhergesagten
Schwingungsgrößen anhand des Modells zunächst überprüft
wird, ob alle schwingungsrelevanten Größen erfaßt sind,
anschließend mittels des Verfahrens der Vorwärtsauswahl
eine Bewertung der Rangfolge der Betriebsparameter auf
Relevanz erfolgt, dann mittels ausgewählten relevanten
Betriebsparametern eine Modellbildung mit einem komplexen
Modell erfolgt und dann mit dem Verfahren der Vorwärts
auswahl eine erneute Bewertung der Rangfolge der Be
triebsparameter auf Relevanz erfolgt, so daß ein funk
tionaler Zusammenhang auf Basis eines komplexen Modells
zwischen ausgewählten relevanten Betriebsparametern und
Schwingungsgrößen ableitbar ist, in einer anschließenden
Betriebsphase aktuelle Schwingungsgrößen und Betriebs
parameter erfaßt werden und durch Bewertung der relativen
Abweichung der aktuell gemessenen Schwingungsgrößen von
den vom Modell vorhergesagten Schwingungsgrößen signifi
kante Veränderungen des Maschinenzustandes feststellbar
sind.
2. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung nach
Patentanspruch 1, wobei bei dem Verfahren der Vorwärts
auswahl die Bestimmung der relevanten Betriebsparameter
durch Minimieren der quadratischen Modellfehlersumme er
folgt.
3. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung nach
Patentanspruch 1, wobei der Abbruch des Verfahrens der
Vorwärtsauswahl für die Bestimmung der relevanten Be
triebsparameter durch das Leave-One-Out - Cross-Valida
tion - oder durch andere Cross-Validation-Verfahren er
folgt.
4. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen. Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 1, wobei die si
gnifikanten Veränderungen angezeigt und bewertet, für
Alarmmeldungen, Datenspeicherungen und zur Abschaltung
der Maschine genutzt werden.
5. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 4, wobei wenn
nach einer Bewertung der signifikanten Veränderungen auf
anormale oder unzulässige Maschinenzustände geschlossen
werden kann, eine Veränderung der relevanten Betriebs
parameter auf Basis der Kenntnis der funktionalen Zusam
menhänge zwischen relevanter Betriebsparameter und vor
hergesagter Schwingungsgrößen erfolgt.
6. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 1, wobei bei der
Bewertung der relativen Abweichung für alle Maschinen
zustände wenige oder ein einziger Kennwert vorgegeben
wird.
7. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 1, wobei Daten in
stationäre Segmente unterteilt werden.
8. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 7, wobei die Un
terteilung mit Fuzzy C-Means Clustering erfolgt.
9. Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung ro
tierender Maschinen nach Patentanspruch 8, wobei für alle
stationären Segmente jeweils eine Modellbildung erfolgt,
so daß für alle stationären Segmente jeweils ein funk
tionaler Zusammenhang auf Basis eines komplexen Modells
zwischen relevanter Betriebsparameter und Schwingungs
größen ableitbar ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19860333A DE19860333A1 (de) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
AT99125687T ATE319073T1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen überwachung rotierender maschinen |
DE59913171T DE59913171D1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
EP99125687A EP1014054B1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19860333A DE19860333A1 (de) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19860333A1 true DE19860333A1 (de) | 2000-06-29 |
Family
ID=7892850
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19860333A Withdrawn DE19860333A1 (de) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
DE59913171T Expired - Fee Related DE59913171D1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59913171T Expired - Fee Related DE59913171D1 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1014054B1 (de) |
AT (1) | ATE319073T1 (de) |
DE (2) | DE19860333A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012095325A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Airbus Operations Gmbh | Function-monitored guidance system for adjusting at least one system component and method for monitoring the function of such a guidance system |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0016561D0 (en) * | 2000-07-05 | 2000-08-23 | Rolls Royce Plc | Health monitoring |
US6999884B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-02-14 | Oxford Biosignals Limited | Bearing anomaly detection and location |
DE202009006968U1 (de) * | 2009-05-14 | 2009-11-26 | Morgenbesser, Karl | Schwingungsüberwachung an einer Maschine mit rotierender Welle |
DE102013215752A1 (de) | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Robert Bosch Gmbh | Prozessoptimierung mittels regelungstechnischen Beobachters |
EP3081914B1 (de) * | 2015-04-15 | 2018-07-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Überwachung einer maschine mit einer rotierenden maschinenkomponente |
JP7163218B2 (ja) * | 2019-02-27 | 2022-10-31 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 監視装置、監視方法、軸振動判定モデルの作成方法及びプログラム |
DE102020133684A1 (de) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Voith Patent Gmbh | Zustandsüberwachung für einen Antriebsstrang |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3725123A1 (de) * | 1986-10-27 | 1988-04-28 | Inst Energieversorgung | Verfahren zur selektiven schwingungsueberwachung rotierender maschinen |
DE19754918A1 (de) * | 1996-12-10 | 1998-06-18 | Caterpillar Inc | Verbesserungen beim Komponentenmaschinentest unter Verwendung einer von einem neuralen Netzwerk verarbeiteten Schwingungsdatenanalyse |
DE19707173C1 (de) * | 1997-02-22 | 1998-07-23 | Voith Hydro Gmbh | Maschinendiagnosesystem und Verfahren zur zustandsorientierten Betriebsüberwachung einer Maschine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4243882C1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-01-05 | Baleanu Michael Alin | Verfahren und Einrichtung zur Überwachung eines technischen Prozesses |
US5408863A (en) * | 1993-04-15 | 1995-04-25 | Hughes Aircraft Company | Knock detector for internal combustion engine |
DE19803956A1 (de) * | 1998-02-03 | 1999-08-05 | Schenck Vibro Gmbh | Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen, insbesondere Pumpspeichersätzen in Wasserkraftwerken |
-
1998
- 1998-12-24 DE DE19860333A patent/DE19860333A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-12-22 DE DE59913171T patent/DE59913171D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-22 AT AT99125687T patent/ATE319073T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-12-22 EP EP99125687A patent/EP1014054B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3725123A1 (de) * | 1986-10-27 | 1988-04-28 | Inst Energieversorgung | Verfahren zur selektiven schwingungsueberwachung rotierender maschinen |
DE19754918A1 (de) * | 1996-12-10 | 1998-06-18 | Caterpillar Inc | Verbesserungen beim Komponentenmaschinentest unter Verwendung einer von einem neuralen Netzwerk verarbeiteten Schwingungsdatenanalyse |
DE19707173C1 (de) * | 1997-02-22 | 1998-07-23 | Voith Hydro Gmbh | Maschinendiagnosesystem und Verfahren zur zustandsorientierten Betriebsüberwachung einer Maschine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012095325A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Airbus Operations Gmbh | Function-monitored guidance system for adjusting at least one system component and method for monitoring the function of such a guidance system |
DE102011008561A1 (de) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Airbus Operations Gmbh | Funktionsüberwachtes Führungssystem zur Verstellung zumindest einer Systemkomponente sowie Verfahren zur Funktionsüberwachung eines solchen Führungssystems |
US9483057B2 (en) | 2011-01-14 | 2016-11-01 | Airbus Operations Gmbh | Function-monitored guidance system for adjusting at least one system component and method for monitoring the function of such a guidance system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1014054A3 (de) | 2001-05-16 |
DE59913171D1 (de) | 2006-04-27 |
EP1014054B1 (de) | 2006-03-01 |
EP1014054A2 (de) | 2000-06-28 |
ATE319073T1 (de) | 2006-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102022201761A1 (de) | Verfahren, System und Speichermedium zur automatischen Diagnose vonVorrichtungen | |
DE102016008987B4 (de) | Maschinenlernverfahren und Maschinenlernvorrichtung zum Lernen von Fehlerbedingungen, und Fehlervorhersagevorrichtung und Fehlervorhersagesystem, das die Maschinenlernvorrichtung einschließt | |
CN111459700B (zh) | 设备故障的诊断方法、诊断装置、诊断设备及存储介质 | |
EP1543394B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer mehrere systeme umfassenden technischen anlage, insbesondere einer kraftwerksanlage | |
DE102017003165A1 (de) | Maschinelle Lernvorrichtung und maschinelles Lernverfahren zum Lernen der Fehlervorhersage einer Hauptwelle oder eines Motors, der die Hauptwelle antreibt, und Fehlervorhersagevorrichtung und Fehlervorhersagesystem umfassend eine maschinelle Lernvorrichtung | |
DE102006048430A1 (de) | Verfahren zur Wartungsvorhersage einer Maschine | |
DE2622120A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur automatischen ueberwachung von anlagen | |
EP2706422B1 (de) | Verfahren zur rechnergestützten Überwachung des Betriebs eines technischen Systems, insbesondere einer elektrischen Energieerzeugungsanlage | |
DE102012106572A1 (de) | System und Verfahren zur Verwendung in Überwachungssystemen | |
DE102011102034A1 (de) | Online-Abbgleich eines prozessanalytischen Modells mit effektivem Prozessbetrieb | |
EP3538963A1 (de) | Verfahren zum betrieb eines zustandsüberwachungssystems einer schwingmaschine und zustandsüberwachungssystem | |
DE102019125587A1 (de) | Zustandsbestimmungsvorrichtung und zustandsbestimmungsverfahren | |
DE112019005467T5 (de) | System und verfahren zum erkennen und vorhersagen von mustern eines anomalen sensorverhaltens einer maschine | |
DE4406723A1 (de) | Verfahren zur Überwachung des Betriebszustands einer Maschine oder Anlage | |
DE19860333A1 (de) | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen | |
DE202023106044U1 (de) | Ein System zur Durchführung der Leistungsverschlussbewertung von Wälzelementlager | |
DE19707173C1 (de) | Maschinendiagnosesystem und Verfahren zur zustandsorientierten Betriebsüberwachung einer Maschine | |
DE102008037532A1 (de) | Automatische Detektion und Meldung von Verschleiss innerer Turbinenkomponenten | |
EP1189126B1 (de) | Verfahren zum Überwachen einer Anlage | |
EP2052451B1 (de) | Modellbasiertes verfahren zur überwachung eines energieversorgungsnetzes und system zur durchführung des verfahrens | |
DE19907454A1 (de) | Verfahren zur modellbasierten schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen | |
WO2021058526A1 (de) | Training von maschinenlernmodellen zur datengetriebenen entscheidungsfindung | |
EP3056955B1 (de) | Planungs- und Engineering-Verfahren, -Software-Tool und -System für eine prozesstechnische Anlage | |
DE102019134113A1 (de) | Datensortiervorrichtung und datensortierverfahren und überwachungs- und diagnosevorrichtung | |
DE19742448C1 (de) | Diagnosemodul zum Erstellen einer Diagnose für elektrisch ansteuerbare Systeme und Diagnoseeinrichtung zum Erstellen einer Gesamtsystemdiagnose |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BRUEEL & KJAER VIBRO GMBH, 64293 DARMSTADT, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |