DE3031812A1

DE3031812A1 - Verfahren zur diagnose der vibration einer rotationsmaschine.

Info

Publication number: DE3031812A1
Application number: DE19803031812
Authority: DE
Inventors: Nobuo Hitachiota Hitachi Kurihara; Mitsuyo Nagahashi Hitachi Nishikawa; Takechi Masafumi Hitachi Yoshitoshi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-08-24
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE3031812C2; US4352293A; JPS6312243B2; JPS5631327A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Verfahren zur Diagnose der Vibration einer Rotationsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Diagnose der Vibration einer Rotationsmaschine, deren Welle in Gleitlagern gelagert ist, und insbesondere auf ein Verfahren dieser Art, bei dem die Rotation der Welle der Rotationsmaschine zwecks Erfassung einer unüblichen Vibration der Welle kontinuierlich überwacht wird, so daß im Fall des Auftretens einer unüblichen Vibration die fehlerhaften Teile, die die unübliche Vibration verursachen, bestimmt werden können.

Die Vibrationsüberwachung der Wellen von Dampfturbinen und eines elektrischen Generators in einem Kraftwerk, wie z. B. einem ölgefeuerten Kraftwerk oder einem

130011/0768

Kernkraftwerk, nimmt einen großen Teil der Anlagenwartung ein. Fig. 1 zeigt drehbare Einheiten in einem solchen Kraftwerk. Gemäß Fig. 1 sind Wellen einer Hochdruckturbine 1, einer Zwischendruckturbine 2, einer Niederdruckturbine 3 und eines elektrischen Generators in einem Kraftwerk miteinander verbunden und in Lagern, wie z. B. den dargestellten Gleitlagern 5 bis 10, gelagert. Ein Wellenvibrationsmesser 11 ist an jedem dieser Gleitlager 5 bis 10 montiert, um die Vibration jeder der Wellen 12 zu erfassen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Vibrationsausgangssignale 101 von den einzelnen Wellenvibrationsmessern-Verden einer zentralen Schalttafel zugeführt, in der die Eingangssignale nacheinander in der Reihenfolge vom Lager 5 zum Lager 10 abgetastet werden und die erfaßten Wellenvibrationswerte auf einzelnen Meßgeräten zur überwachung des Vibrationszustandes der Wellen angezeigt und gleichzeitig von einem Aufzeichnungsgerät, wie z. B. einem Punktdruckschreiber, auf einem Registrierpapier registriert werden. Wenn die Vibrationsamplitude der Welle irgendeiner der Turbinen eine erste zulässige Grenze überschreitet, wird ein Alarmsignal erzeugt, und wenn sie eine zweite, im Vergleich mit der ersten zulässigen Grenze höhere zulässige Grenze überschreitet, werden die Turbinen zum Schutz gegen Schaden abgeschaltet. Wenn eine solche unübliche Vibration erfaßt wird, wird das erfaßte Wellenvibrationssignal 101 vom zugehörigen Vibrationsmesser 11 durch einen Verstärker 13 verstärkt, und ein verstärktes Wellenvibrationssignal 102 vom Verstärker 13 wird dann durch einen Analog-Digital-Wandler 14 in ein Wellenvibrations-Digitalsignal 103 umgewandelt. Das Wellenvibrations-Digitalsignal 103 vom Analog-Digital-Wandler 14 wird dann

130011/0768

einem Fourier-Analysator 15 zugeführt, um von diesem ein Frequenzspektrumsignal 104 abzuleiten. Dieses Frequenzspektrumsignal 104 wird zur Erfassung von Änderungen in verschiedenen Frequenzkomponenten untersucht, um so die Quelle der unüblichen Vibration zu finden. Ein solches Verfahren der Vibrationsdiagnose ist z. B. in der Zeitschrift "Energia Nucleare", Bd. 23, Nr. 5 (Mai 1976), Seiten 271-277 beschrieben.

Jedoch war dieses bekannte Verfahren aus den folgenden unter anderen Gründen für die genaue Identifizierung der Quelle unüblicher Vibration nicht befriedigend:

(1) Es ergibt sich eine Schwierigkeit beim Vergleich mit vergangenen Daten der Frequenzkompoenten.

(2) Man benötigt eine kontinuierliche Aufnahme und Aufzeichnung der Aufnahmen, um einen Trend in der Änderung der Frequenzkomponenten zu erfassen, die zu einem unbestimmten Zeitpunkt auftreten kann. Jedoch ist eine erhebliche Arbeit erforderlich, um solche Änderungen zu erfassen, deren Auftreten nicht voraussagbar sind.

(3) Der Faktor der Frequenzkomponenten allein ist

für die genaue Identifizierung der Quelle einer unüblichen Vibration in vielen Fällen nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung der erwähnten, beim bekannten Verfahren angetroffenen Schwierigkeiten ein neues und verbessertes Ver-

130011/0768

fahren zur Diagnose der Vibration einer Rotationsmaschine zu entwickeln, das es ermöglicht, eine frühe Feststellung einer unüblichen Vibration der Rotationsmaschine im Betrieb zu erreichen und die Quelle der erfaßten unüblichen Vibration genau zu identifizieren.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Diagnose der Vibration einer Rotationsmaschine, bei dem ein die Vibration einer in Gleitlagern gelagerten Welle anzeigendes Wellenvibrationssignal zur Erfassung einer unüblichen Vibration der Rotationsmaschine kontinuierlich erfaßt und einer Frequenzanalyse unterworfen wird, mit dem Kennzeichen, daß man zur Frequenzanalyse des Wellenvibrationssignals die Pegel seiner Frequenzkomponenten mit einzelnen vorbestimmten Einstellungen vergleicht, die Amplitude des Wellenvibrationssignals und die Änderungsgeschwindigkeit eines Phasensignals einer von der Wellenrotationsfrequenzkomponente abhängigen Komponente unter den Frequenzkomponenten zum Vergleich des Analysenergebnisses mit vorbestimmten Einstellungen analysiert und dadurch die Quelle der unüblichen Vibration der Rotationsmaschine auf Basis der Ergebnisse dieser Schritte identifiziert.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird die Quelle einer unüblichen Vibration einer Rotationsmaschine unter Beachtung der folgenden Tatsachen identifiziert:

(1) Die Wellenrotationsfrequenz, ihre harmonischen Komponenten und die natürlichen Frequenzkomponenten einer Rotationsmaschine sind in ihren Pegeln unterschiedlich.

130011/0768

(2) Die Änderungen des Pegel-, Phasen- oder Gesamtvibrationswertes der einzelnen Komponenten in (1) werden in eine Mehrzahl von charakteristischen Mustern, und zwar ein plötzliches Änderungsmuster, ein unregelmäßiges Änderungsmuster und ein allmähliches Änderungsmuster bei Auftragung in Abhängigkeit von der Zeit eingeteilt.

(3) Es gibt Betriebsanlagenvariablen außer der Wellenvibration. Beispielsweise gibt es Betriebsanlagenvariablen, wie z. B. eine Gehäusevibration, ölströmungsgeschwindigkeit, Dampftemperatür und Dampfdruck. (Allgemein neigen jedoch diese Betriebsanlagenvariablen zur Fluktuation in Abhängigkeit vom Anlagenbetriebszustand, auch wenn keine unübliche Vibration der Welle auftritt.)

Die Erfindung schlägt daher vor, daß die Quelle einer unüblichen Vibration der Rotationsmaschine genau identifiziert werden kann, wenn die Frequenzanalyse des Wellenvibrationssignals mit einer Analyse des Trends der Änderung des Wellenvibrationssignals kombiniert wird. Sie schlägt außerdem vor, daß die Quelle der unüblichen Vibration genauer identifiziert werden kann, wenn eine Korrelationsanalyse der Betriebsanlagenvariablen außer dem Wellenvibrationssignal zur Erfassung von Änderungen der Betriebsanlagenvariablen gleichzeitig mit dem Auftreten einer unüblichen Vibration mit der Frequenzanalyse und der Trendanalyse kombiniert wird.

Die Erfindung gibt also ein Verfahren an, gemäß dem bei einer auf einer in Gleitlagern gelagerten Welle montierten Rotationsmaschine eine Quelle einer unüblichen Vibration der Rotationsmaschine auf der Basis der Ergebnisse der Schritte identifiziert wird, in denen (1) ein

130011/0768

Wellenvibrationssignal einer Frequenzanalyse zum Analysieren seiner Frequenzverteilung unterworfen wird und (2) die Amplitude des Wellenvibrationssignals und die Änderungsgeschwindigkeit eines Phasensignals einer von der Wellenrotationsfrequenz abhängigen Komponente unter den Frequenzkomponenten des Wellenvibrationssignals analysiert werden. Die Erfindung ist zur Diagnose der Vibration einer Welle einer Turbine großer Abmessungen oder eines Generators in einem Kraftwerk durch kontinuierliche überwachung der Wellenvibration zur unverzüglichen automatischen Erfassung einer untiblichen Vibration der Rotationsmaschine im Fall des Auftretens einer solchen unüblichen Vibration vorteilhaft anwendbar. Die vorteilhafte Brauchbarkeit des Verfahrens wird noch weiter verbessert, wenn das die Vibration der Welle anzeigende Signal in ein Digitalsignal umgewandelt wird, um von einem Digitalcomputer analysiert zu werden, der die Quelle der unüblichen Vibration identifiziert.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung/veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 schematisch die Anordnung drehbarer Einheiten in einem Kraftwerk, worauf die Erfindung angewandt wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bekannten, zur Vibrationsdiagnose verwendeten Vorrichtung;

130011/0768

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vibrationsdiagnosevorrichtung, die zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;

Fig. 4a bis 4c eine Mehrzahl von Auftrittsfrequenz-Verteilungsmustern, die erfindungsgemäß für die zeitabhängige Analyse des Wellenvibrationssignals verwendet werden;

Fig. 5 eine Tabelle von Quellenmustern, die erfindungsgemäß für die Identifizierung eines unüblichen Musters verwendet werden;

Fig. 6 schematisch den Aufbau eines Teils der Vibrationsdiagnosevorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, wenn ein Gehäusevibrationssignal und ein ölströmungsgeschwindigkeitssignal als die Korrelationssignale verwendet werden;

Fig. 7 eine Tabelle von bei dem in Fig. 6 dargestellten Vibrationsdiagnoseverfahren verwendeten Quellenmustern;

Fig. 8 eine Darstellung, wie sich die Wellenformen verschiedener Signale im Fall des Auftretens einer unüblichen Vibration ändern; und

Fig. 9 einen Arbeitsplan zur Darstellung der Art der Datenverarbeitung gemäß dem in Fig. 6 dargesteilen Vibrationsdiagnoseverfahren.

In Fig. 3, die in einem Blockschaltbild den Aufbau einer bevorzugten Vorrichpur⁹Durchführung eines Ausführungsbeispiels

130011/0768

-lO-

des erfindungsgeraäßen Vibrationsdiagnoseverfahrens zeigt, ist die dargestellte Vibrationsdiagnosevorrichtung allgemein mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet und weist, kurz zusammengefaßt, einen harmonischen Analysator 31, einen Trendanalysator 32, einen Korrelationsanalysator und einen Ausnahmemusterfeststeller 34 auf. Der harmonische Analysator 31 ist aus einem ersten Analog-Digital-Wandler 14, einem Fourier-Analysator 15, einem ersten Pegelkomparator 16 und einem ersten Pegeleinsteller 17 zusammengesetzt. Der Trendanalysator 32 ist aus einem ersten Detektor-Gleichrichter 18, einem zweiten Analog-Digital-Wandler 19, einem Auftrittsfrequenz-Verteilungszähler 20, einem zweiten Pegelkomparator 21 und einem zweiten Pegeleinsteller 22 zusammengesetzt. Der Korrelationsanalysator 33 ist aus einem dritten Pegelkomparator 23 und einem dritten Pegeleinsteller 24 zusammengesetzt. Ein Korrelationsvariablendetektor 25 ist mit dem dritten Komparator 23 verbunden, und die Vorrichtung 30 enthält weiter einen ersten Verstärker 13 und einen Quellenn&tereinsteller 26, der mit dem Ausnahmemusterfeststeller 34 verbunden ist. Der harmonische Analysator 31, die Teile des Trendanalysators 32 mit Ausnahme des Detektor-Verstärkers 18, der Korrelationsanalysator 33, der Ausnahmemusterfeststeller 34 und der Quellenmustereinsteller 36 sind nach der Darstellung in einem gestrichelten Block 35 eingeschlossen, um zu zeigen, daß ihre Funktionen von einem Computer 35 geliefert werden.

Der harmonische Analysator 31 ist einem herkömmlichen gleichartig. So wird ein erfaßtes Wellenvibrationssignal 101 vom ersten Verstärker 13 zu einem verstärkten

13001 1/0768

Wellenvibrationssignal 102 verstärkt, und dieses Signal wird durch den ersten Analog-Digital-Wandler 14 zu einem Wellenvibrations-Digitalsignal 103 umgewandelt, das dem Fourier-Analysator 15 zugeführt wird. Der Fourier-Analysator 15 analysiert das Signal 103 zur Erfassung der Pegel und Phasen der einzelnen Frequenzkomponenten des Wellenvibrationssignals. Ein Frequenzspektrumsignal 104, das die Pegel der folgenden fünf Frequenzkomponenten (1) bis (5) anzeigt, die dem Wellenvibrationssignal entnommen werden, wird vom Fourier-Analysator dem ersten Pegelkomparator 16 zugeführt:

(1) Primäre natürliche Frequenz (FC^)-Komponente

(2)!' Rotationsfrequenz/3 (R/3)-Komponente

(3) Rotationsfrequenz/2 (R/2)-Komponente

(4) Rotationsfrequenz (R)-Komponente

(5) 2 χ Rotationsfrequenz (2R)-Komponente

Im ersten Pegelkomparator 16 werden die Pegel der vom Frequenzspektrumsignal 104 gelieferten einzelnen besonderen Frequenzkomponenten mit entsprechenden Einstellungen verglichen, die durch ein Spektrumeinstellsignal 105 geliefert werden, das vom ersten Pegeleinsteller 17 zugeführt wird, und wenn der Pegel irgendeiner der besonderen Frequenzkomponenten, die vom Frequenzspektrumsignal 104 geliefert werden, die entsprechende, vom Spektrumeinstellsignal 105 gelieferte Einstellung überschreitet, tritt ein diese Frequenzkomponente anzeigendes Ausnähmespektrumsignal 106 vom ersten Pegelkomparator 16 auf, um dem Ausnahmemusterfeststeller 34 zugeführt zu werden.

130011/0768

Das verstärkte Wellenvibrationssignal 102 vom ersten Verstärker 13 wird auch dem Trendanalysator 32 zugeführt. In diesem Analysator 32 wird das Signal 102 durch den ersten Detektor-Gleichrichter 18 in ein Gesamtvibrationssignal 107 umgewandelt, und dieses Signal 107 wird dann durch den zweiten Analog-Digital-Wandler"dann in ein Gesamtvibrations-Digitalsignal 108 umgewandelt, das dem Auftrittsfrequenzverteilungszähler 20 zugeführt wird. Ein Phasensignal 109, das die Phase der Wellenrotationsfrequenz (R)-Komponente anzeigt, die durch die Analyse im Fourier-Analysator 15 erhalten wurde, wird ebenfalls dem Verteilungszähler 20 zugeführt, um dadurch eine Auftrittsfrequenzverteilung in einer bestimmten Zeitdauer zu erhalten, wie im folgenden beschrieben wird. Ein Auftrittsfrequenzverteilungsmustersignal 110, das die Auftrittsfrequenz der vom Verteilungszähler 20 gezählten Pegeländerung anzeigt, wird dem zweiten Pegelkomparator zugeführt, in dem das erfaßte Verteilungsmuster mit einzelnen Verteilungsmustereinstellunqen verglichen wird, wie sie in den Fig. 4a bis 4c gezeigt sind, die von einem Auftrittsfrequenz-Verteilungsmustereinstellsignal 111 geliefert werden,das vom zweiten Pegeleinsteller 22 zugeführt wird. Wenn eine Übereinstimmung mit irgendeiner der Auftrittsfrequenz-Verteilungsmustereinstellungen erfaßt wird, tritt ein Ausnahmeauftrittsfrequenz-Verteilung smustersignal 112, das das besondere Auftrittsfrequenzverteilungsmuster anzeigt, vom zweiten Pegelkomparator 21 auf, um ebenfalls dem Ausnahmemusterfeststeller 34 zugeführt zu werden.

130011/0768

Fig. 4a veranschaulicht ein plötzliches Änderungsmuster, bei dem die Gesamtänderungsgeschwindigkeit besonders groß ist, die Auftrittsfrequenz der Pegeländerung klein ist und keine wesentliche Pegeländerung an jeder Seite einer Pegeländerung auftritt. Fig. 4b veranschaulicht ein unregelmäßiges Änderungsmuster, bei dem die Gesamtänderungsgeschwindigkeit über einen weiten Bereich gestreut ist. Fig. 4c veranschaulicht ein allmähliches Änderungsmuster, bei dem die Gesamtänderungsgeschwindigkeit groß ist und die Pegeländerung für eine lange Zeit andauert, d. h. die Auftrittsfrequenz der Pegeländerung ist groß.

Der Korrelationsvariablendetektor 25 erzeugt ein Korrelationssignal 113, das eine Betriebsanlagenvariable außer der Wellenvibration anzeigt, die sich zwangsläufig im Ansprechen auf das Auftreten einer besonderen unüblichen Wellenvibration ändert. Dieses Signal 113 wird dem dritten Pegelkomparator 23 im Korrelationsanalysator 33 zum Vergleich mit einem Korrelationsvariableneinstellsignal 114 zugeführt, das vom dritten Pegeleinsteller 24 zugeführt wird. Wenn der Pegel des Signals 113 von der durch das Signal 114 gelieferten Einstellung abweicht, tritt ein Ausna^ekorrelationsvariablensignal 115 vom dritten Pegelkomparator 23 auf, das ebenfalls dem Ausnahmemusterfeststeller 34 zuzuführen ist.

Im Ansprechen auf die Zuführung des Ausnahmespektrumsignals 106 vom harmonischen Analysator 31, des Ausnahmeauftrittsfrequenz-Verteilungsmustersignals 112 vom Trendanalysator 32 und des Ausnahmekorrelationsvariablen-

13001 1/0768

signals 115 vom Korrelationsanalysator 33 vergleicht der Ausnahmemusterfeststeller 34 diese Eingangssignale mit jedem einer Mehrzahl von Quellenmustern, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, die im Quellenmustereinsteller 26 eingestellt sind und dem Ausnahmemusterfeststeller 34 durch ein Quellenmustersignal 116 zugeführt werden. Wenn eine Übereinstimmung mit irgendeinem dieser Quellenmuster erfaßt wird, wird dieses besondere Quellenmuster ausgewählt, und man erhält ein Quellenmusteranzeigesxgnal 117, das das ausgewählte Quellenmuster anzeigt, vom Ausnahmemusterfeststeller

Wenn z. B. ein Gehäusevibrationssignal 120 und ein ölströmungsgeschwindigkeitssignal 121, wie in Fig.6 dargestellt, als die Korrelationssignale 113 verwendet werden, führt man diese Signale 120 und 121 dem Computer 35 zusammen mit dem verstärkten Wellenvibrationssignal 102 und dem Gesamtvibrationssignal zu. Die Quelle der unüblichen Vibration kann in einer Weise, wie in Fig. 8 dargestellt ist, identifiziert werden, wenn Quellenmuster, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind, verwendet werden. Das oben erwähnte Gehäusevibrationssignal 120 wird erhalten, indem man mit einem zweiten Verstärker 38 (Fig. 6) ein erfaßtes Gehäusevibrationssignal 118 verstärkt, das von einem Vibrationsmesser 37 des Beschleunigungstyps erzeugt wird, der auf einem Teil 36 des Gehäuses montiert ist, und dann das Signal 118 durch einen zweiten Detektor-Gleichrichter leitet. Ebenso erhält man das oben erwähnte ölströmungsgeschwindigkeitssignal 121, indem man mit einem ölströmungsmesser 41 die Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls erfaßt, das dem Gleitlager durch eine öffnung

130011/0768

zugeführt wird, und mit einem dritten Verstärker 42 das erfaßte ölströmungsgeschwindigkeitssignal 119 verstärkt, das vom ölströmungsmesser 41 auftritt.

Die Art der Identifizierung der Quelle einer unüblichen Vibration wird nun anhand der Fig. 8 beschrieben. Wenn Friktion (starke Reibung) am Metall des Gleitlagers zu der in Fig. 8(a) mit dem Symbol Δ angedeuteten Zeit auftritt, überschreitet der Pegel der Wellenrotationsfrequenzkomponente R die durch den schraffierten Bereich in Fig. 8(b) gezeigte Einstellung, und das durch die Schraffur.in Fig. 8(c) dargestellte Phasenmuster stimmt mit dem in Fig. 4c veranschaulichten allmählichen Änderungsmuster überein. In diesem Fall wird der Pegel des Gehäusevibrationssignals 120 unüblich hoch und überschreitet die durch die Schraffur in Fig. 8(d) gezeigte Einstellung. In dieser Situation ist die FC,-Komponente nicht groß oder "O^M, die R/3-Komponente ist nicht groß oder "0", die R/2-Komponente ist nicht groß oder "0", die R-Komponente ist groß oder "1", das Muster (a) ist nicht anwesend oder "0", das Muster (b) ist nicht anwesend oder "0", das Muster (c) ist anwesend oder "1", der Gehäusevibrationspegel überschreitet die Einstellung oder ist "1", und die ölströmungsgeschwindigkeit ist geringer als die Einstellung oder "0". Folglich wird ein unübliches Muster "OOOlOOOllO" erhalten. In Fig. 8 bezeichnet das Symbol X eine Zeitdauer, während deren ein Untersuchungszyklus zur Analysierung durchgeführt wird.

Dann wird ein solches unübliches Muster "0001000110" von einer Tabelle unüblicher Muster, wie sie in einem

130011/0768

Fließbild in Fig. 9 gezeigt ist, abgelesen, und es wird geprüft, ob dieses unübliche Muster mit irgendeinem von jL Quellenmustern übereinstimmt, zu denen ein erstes Quellenmuster "OOOlOOOllO", ein zweites Quellenmuster "OOOOOOlOOl" und ein drittes Quellenmuster "OOOlOlOOOO" gehören, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind. Wenn das überprüfungsergebnis zeigt, daß das unübliche Muster mit dem ersten Quellenmuster "OOOlOOOllO" übereinstimmt, wird "1" in ein Quellenvergleichsergebnismuster geschrieben. Wenn das unübliche Muster mit dem ersten Quellenmuster nicht übereinstimmt, wird "1" nicht geschrieben, und der Zähler wird zurückgestellt, um zum nächsten Schritt überzugehen, injdem das unübliche Muster mit dem zweiten Quellenmuster verglichen wird. Eine gleiche Verfahrensweise wird durchgeführt, bis das unübliche Muster mit einem der O₁ (= hier 3) Quellenmuster übereinstimmt. Im dargestellten Beispiel wird ein Quellenvergleichsergebnismuster "100" erhalten, da das unübliche Muster mit dem ersten Quellenmuster übereinstimmt, jedoch mit den übrigen Mustern, d. h. dem zweiten und dem dritten Quellenmuster, nicht übereinstimmt.

Dann wird ein solches Quellenvergleichsergebnismuster "100" abgelesen, um mit j_ Quellenausgangsmustern verglichen zu werden, zu denen ein erstes Quellenausgangsmuster oder Metallabschälmuster "001", ein zweites Quellenausgangsmuster oder Metallfriktionsmuster "100" und ein drittes Quellenausgangsmuster oder ölmangelmuster ¹¹OlO" gehören, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind.

Wenn das Vergleichsergebnis zeigt, daß das Quellenvergleichsergebnismuster mit dem Metallabschälmuster über-

13001 1/0768

einstimmt, tritt das entsprechende Quellenmusteranzeigesignal 117 vom Ausnahmemusterfeststeller 34 auf, doch tritt ein solches Signal nicht auf, wenn keine Übereinstimmung erfaßt wird. In diesem letzteren Fall wird der Zähler zurückgestellt, um zum nächsten Schritt überzugehen, iiJdem das Quellenvergleichsergebnismuster nun mit dem Metallfriktionsmuster verglichen wird. Eine gleiche Verfahrensweise wird durchgeführt, bis das Quellenvergleichsergebnismuster mit einem der j_ (= hier 3) Quellenausgangsmuster übereinstimmt. Im dargestellten Beispiel stimmt das Quellenvergleichsergebnismuster mit dem Metallfriktionsmuster überein, stimmt dagegen mit dem Metallabschälmuster und dem ölmangelmuster nicht überein. Folglich tritt das Quellenmusteranzeigesignal 117, das das Metallfriktionsmuster andeutet, vom Ausnahmemusterfeststeller 34 auf, so daß die Quelle der unüblichen Vibration als die Friktion des Metalls des Gleitlagers identifiziert werden kann.

Obwohl das Auftrittsfrequenzverteilungsmuster im vorstehenden Beispiel der Erfindung für den Zweck der Trendanalyse verwendet wird, ist es offenbar, daß stattdessen jedes andere geeignete Mittel verwendet werden kann. Außerdem können außer den Korrelationssignalen, wie z. B. dem Gehäusevibrationssignal und dem ölströmungsgeschwindigkeitssignal, die im Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wurden, auch andere Betriebsanlagenvariablen— signale, die Betriebsanlagenvariable, wie z. B. Dampftemperatur, Dampfdruck, Metalltemperatur, Vakuum oder Last, anzeigen, oder ein überwachungssignal, wie z. B. ein Ausgangssignal von dem Feinteilchenmonitor im Generator, verwendet werden, oder man kann auch eine geeignete

13001 1/0768

Kombination solcher Signale verwenden.

Man versteht aufgrund der vorstehenden ausführlichen Beschreibung, daß die Erfindung eine frühzeitige Erfassung der unüblichen Vibration einer Rotationsmaschine im Betrieb ermöglicht und automatisch die Quelle der unüblichen Vibration identifizieren kann. Daher kann der gewünschte störungsfreie Betrieb der Rotationsmaschine gesichert werden, indem man geeignet z. B. die Drehzahl oder Belastung in Abhängigkeit vom Ergebnis der Identifizierung der Quelle unüblicher Vibration wählt.

130011/0768

L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

y Verfahren zur Diagnose der Vibration einer Rotationsmaschine, bei dem ein die Vibration einer in Gleitlagern gelagerten Welle anzeigendes Wellenvibrationssignal zur Erfassung einer unüblichen Vibration der Rotationsmaschine kontinuierlich erfaßt und einer Frequenzanalyse unterworfen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß man zur Frequenzanalyse des Wellenvibrationssignals (102) die Pegel seiner Frequenzkomponenten mit einzelnen vorbestimmten Einstellungen (105) vergleicht, die Amplitude des Wellenvibrationssignals (102) und die Änderungsgeschwindigkeit eines Phasensignals (109) einer von der Wellenrotationsfrequenzkomponente abhängigen Komponente unter den Frequenzkomponenten zum Vergleich des Analysenergebnisses (110) mit vorbestimmten Einstellungen (111) analysiert und dadurch die Quelle der unüblichen Vibration der Rotationsmaschine (1-4) auf Basis der Ergebnisse (106, 112) dieser Schritte identifiziert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß man zur Identifizierung der Quelle der unüblichen Vibration der Rotationsmaschine (1-4) zusätzlich eine die Quelle einer unüblichen Vibration betreffende Betriebsanlagenvariable (113) erfaßt, um die erfaßte Betriebsanlagen

81-(A 4941-02)-TF

13001 1/0768

variable (113) mit einer vorbestimmten Einstellung (114) zu vergleichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Analysierens der Änderungsgeschwindigkeit die Erfassung des Verteilungsmusters der Auftrittsfrequenz der Pegeländerung im Phasensignal (109) innerhalb einer bestimmten Zeitdauer und den Vergleich des erfaßten Verteilungsmusters (110) mit einem vorbestimmten Muster (111) umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsanlagenvariable (113) eine die Friktion des Metalls des Gleitlagers (5-10), das Abschälen des Metalls des Gleitlagers (5-10) oder die unzureichende ölzufuhr zum Gleitlager (5-10) in der Rotationsmaschine (1-4) betreffende Variable (z. B. 120, 121) erfaßt wird·.

130011/0768