JP2003021555A - Abnormality monitoring equipment - Google Patents

Abnormality monitoring equipment

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JP2003021555A
JP2003021555A JP2001206542A JP2001206542A JP2003021555A JP 2003021555 A JP2003021555 A JP 2003021555A JP 2001206542 A JP2001206542 A JP 2001206542A JP 2001206542 A JP2001206542 A JP 2001206542A JP 2003021555 A JP2003021555 A JP 2003021555A
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JP
Japan
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abnormality
signal
abnormality monitoring
diagnosis target
simulated
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001206542A
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Japanese (ja)
Inventor
Souichiro Uchinuma
創一朗 内沼
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Yamatake Industrial Systems Co Ltd
Original Assignee
Yamatake Industrial Systems Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamatake Industrial Systems Co Ltd filed Critical Yamatake Industrial Systems Co Ltd
Priority to JP2001206542A priority Critical patent/JP2003021555A/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To monitor whether abnormality exists in abnormality monitoring equipment itself, and decide accurately whether abnormality exists, regarding abnormality monitoring equipment monitoring whether abnormality exists in machine equipment as an object of diagnosis. SOLUTION: A signal for generating simulated abnormal sound is sent to a speaker 240 from an abnormality monitoring equipment main body 200, simulated abnormal sound is generated from the speaker 240, and sensing is performed by using a sound collecting microphone. The main body 200 makes an inverse filter act upon a received acoustic waveform signal, and obtains a residual signal, thereby checking whether correct detection is performed. The inverse filter corresponds to the same operating state as the machine equipment 21 as an object of diagnosis.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、診断対象の異常の
有無を監視する異常監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abnormality monitoring device for monitoring the presence or absence of abnormality in a diagnosis target.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より機器や設備の異常の有無を判定
する様々な設備診断手法による設備診断が実行され、あ
るいは提案されている。この設備診断においては、設備
が破壊され、あるいは直ちに停止する必要が重大故障の
みを検出対象とするのではなく、むしろ、そのような重
大故障に至る前の、例えば回転機械におけるベアリング
に傷が入ったり、あるいはある可動部分の摩耗が進んで
きたといった程度の、今のところまだ十分に稼動を続け
ることができるが、そのままにしておくと将来重大故障
につながるおそれがある異常を検出対象とする必要があ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, equipment diagnosis has been executed or proposed by various equipment diagnosis methods for determining the presence or absence of abnormality of equipment or equipment. In this equipment diagnosis, the equipment is broken or it is necessary to stop immediately, and not only the serious failure is detected, but rather, the bearing in the rotating machine before the serious failure is damaged. However, it is still possible to continue operating sufficiently for some time, such as when some moving parts have worn out, but it is necessary to detect anomalies that may lead to serious failure in the future if left as it is. There is.

【0003】そのような設備診断手法の典型例として、
その機器や設備が正常状態にあるときの音響振動波形を
得、その音響振動波形をスペクトル解析してその特徴を
調べておき、異常の有無を検出する際にその機器や設備
の音響振動波形を得てスペクトル解析を行い、そのスペ
クトル中に、正常時には見られない特定の周波数成分の
ピークが存在するか否か、あるいはピークの組合せが正
常時のそれと同じであるか否か等により異常の検出を行
なうことが知られている。
As a typical example of such equipment diagnosis method,
Obtain an acoustic vibration waveform when the device or equipment is in a normal state, perform spectrum analysis of the acoustic vibration waveform to investigate its characteristics, and detect the acoustic vibration waveform of the device or equipment when detecting the presence or absence of abnormality. Obtain and analyze the spectrum, and detect anomalies depending on whether there is a peak of a specific frequency component that is not seen in normal times, or whether the combination of peaks is the same as that in normal times. Is known to do.

【0004】また、特開平7−43259号公報には、
その機器や設備が正常状態にあるときの音響振動波形を
得、その音響振動波形に基づいて逆フィルタを作成して
おき、異常の有無を検出する際にその機器や設備の音響
振動波形を得、その音響振動波形にあらかじめ求めてお
いた逆フィルタを作用させて残差信号を求め、この残差
信号を解析することによって機器や設備の異常を検出す
ることが提案されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 7-43259 discloses that
Obtain the acoustic vibration waveform when the device or equipment is in a normal state, create an inverse filter based on the acoustic vibration waveform, and obtain the acoustic vibration waveform of the device or equipment when detecting the presence or absence of abnormality. It has been proposed to detect an abnormality of a device or equipment by applying a previously obtained inverse filter to the acoustic vibration waveform to obtain a residual signal and analyzing the residual signal.

【0005】さらに、特開平8−304124号公報に
は、その機器や設備が正常状態にあるときの複数の音響
振動波形を得、それら複数の音響振動波形のうちの例え
ば1つの音響振動波形に基づいて逆フィルタを作成し
て、その逆フィルタを例えば残りの複数の音響振動波形
に作用させることにより複数の残差信号を求め、それら
複数の残差信号それぞれに基づいて統計的変量を複数求
めておき、異常の有無を検出する際においても、その機
器や設備の複数の音響振動波形を得、あらかじめ求めて
おいた上記の逆フィルタをそれら複数の音響振動波形に
作用させて複数の残差信号を求め、それら複数の残差信
号に基づいて複数の統計的変量を求め、正常状態にある
ときに求めた複数の統計的変量と異常の有無の検出の際
に求めた複数の統計的変量との間で、例えばF検定やt
検定等の手法による検定あるいは推定を行なうことによ
り、その機器や設備の異常の有無を検出することが提案
されている。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-304124, a plurality of acoustic vibration waveforms when the equipment or equipment is in a normal state are obtained and, for example, one acoustic vibration waveform is selected from the plurality of acoustic vibration waveforms. An inverse filter is created based on this, and the inverse filter is applied to, for example, the remaining acoustic vibration waveforms to obtain a plurality of residual signals, and a plurality of statistical variables are obtained based on each of the plurality of residual signals. Even when detecting the presence or absence of abnormality, a plurality of acoustic vibration waveforms of the device or equipment are obtained, and the above-described inverse filter obtained in advance is applied to the plurality of acoustic vibration waveforms to generate a plurality of residual errors. Signals are obtained, multiple statistical variables are obtained based on the multiple residual signals, multiple statistical variables obtained in the normal state, and multiple statistics obtained when detecting the presence / absence of abnormality In between the variables, for example the F-test and t
It has been proposed to detect the presence or absence of abnormality in the device or equipment by performing verification or estimation by a method such as verification.

【0006】上記のスペクトル解析を行なうことによっ
て機器や設備の異常を検出する手法も、その診断対象の
機器や設備の性質によってはかなり有効な手法であり、
上記の逆フィルタを作成しておく手法や統計的検定等を
行なう手法はさらに有効な手法である。
The method of detecting an abnormality in equipment or facilities by performing the above-mentioned spectrum analysis is also a very effective method depending on the nature of the equipment or facilities to be diagnosed,
The method of creating the inverse filter and the method of performing the statistical test are more effective methods.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の様々
な設備診断手法のいずれを採用する場合であっても、そ
の設備診断手法を取り入れて診断対象の異常の有無を監
視する異常監視装置自体が正常に動作しない場合は、診
断対象の異常を適確に発見することができないだけでな
く、その異常監視装置が正常に動作しているものと信じ
てしまい、むしろ重大事故に至る可能性を高めてしまう
結果にもなりかねない。
However, no matter which of the various equipment diagnosis methods described above is adopted, the abnormality monitoring device itself that incorporates the equipment diagnosis method and monitors whether or not there is an abnormality in the diagnosis target is If it does not operate normally, not only cannot the abnormality of the diagnosis target be accurately detected, but it is believed that the abnormality monitoring device is operating normally, rather increasing the possibility of a serious accident. It can also result in being lost.

【0008】このため、従来からも、そのような、異常
監視装置やセンサ自身が正常であることを確認しながら
設備診断を行なうことが知られている。例えば、特開平
5−44917号公報には、センサに模擬信号を与えて
診断することが提案されており、また、特開平5−12
581号公報には、センサの入力を遮断して遮断したと
きのみ信号が途絶えることで正常か否かを判定すること
が提案されている。
Therefore, it has been conventionally known to perform facility diagnosis while confirming that the abnormality monitoring device and the sensor itself are normal. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-44917 proposes to give a simulated signal to a sensor for diagnosis, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-12.
In Japanese Patent No. 581, it is proposed that the input of the sensor is cut off and the signal is interrupted only when the input is cut off to determine whether or not the input is normal.

【0009】しかしながら、従来提案された技術は、部
分的には正常であることを確認することはできるが、そ
の異常監視装置が所期の性能を正しく維持しているか否
かを総合的に確認することが難しいという問題がある。
However, although the conventionally proposed technique can partially confirm that it is normal, it is possible to comprehensively confirm whether or not the abnormality monitoring device correctly maintains the desired performance. There is a problem that it is difficult to do.

【0010】本発明は、上記事情に鑑み、診断対象の異
常の有無を監視してその異常の有無を正しく判定するこ
とのできる異常監視装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an abnormality monitoring device capable of monitoring the presence or absence of an abnormality in a diagnosis target and correctly determining the presence or absence of the abnormality.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の異常監視装置は、診断対象の異常の有無を監視する
異常監視装置において、診断対象の状態を反映した所定
の物理量を捉えてその物理量を表わす信号を得るセンサ
と、上記センサにより診断対象が正常な状態にあるとき
に得られる基準信号に由来する基準データと、異常監視
時に上記センサで得られる診断信号とに基いて、診断対
象の異常の有無を判定する診断対象異常判定部と、上記
センサに診断対象が異常な状態にあるときを模擬した物
理量を与える模擬異常状態発生部と、上記基準データ
と、上記センサが模擬異常状態発生部から与えられた物
理量を捉えるタイミングでそのセンサにより得られる模
擬異常成分混入信号とに基づいて、この異常監視装置自
体の異常の有無を判定する自己異常判定部とを備えたこ
とを特徴とする。
An abnormality monitoring apparatus of the present invention that achieves the above object is an abnormality monitoring apparatus for monitoring the presence or absence of an abnormality in a diagnosis target, by capturing a predetermined physical quantity that reflects the state of the diagnosis target. Based on a sensor for obtaining a signal representing a physical quantity, reference data derived from a reference signal obtained when the diagnosis target is in a normal state by the sensor, and a diagnosis signal obtained by the sensor during abnormality monitoring, Abnormality determination unit that determines the presence or absence of abnormality, a simulated abnormal state generation unit that gives the sensor a physical quantity that simulates when the diagnostic target is in an abnormal state, the reference data, and the sensor simulated abnormal state Based on the simulated abnormal component mixing signal obtained by the sensor at the timing of capturing the physical quantity given by the generator, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself. Characterized by comprising a self-abnormality determining unit for.

【0012】本発明の異常監視装置は、診断対象が異常
な状態にあるときを模擬した物理量(例えば音響や振動
等)を与えて、異常と判定されるか否かを調べることに
より、いわば、異常と判定されることをもってこの異常
監視装置が正常であると判定されるものであり、この異
常監視装置が正常であることを総合的に保証することが
できる。
The abnormality monitoring apparatus of the present invention, by giving a physical quantity (for example, sound or vibration) simulating when the object to be diagnosed is in an abnormal state and checking whether or not it is judged to be abnormal, so to speak, When the abnormality monitoring device is determined to be abnormal, it is determined that the abnormality monitoring device is normal, and it is possible to comprehensively guarantee that the abnormality monitoring device is normal.

【0013】ここで、上記本発明の異常監視装置におい
て、上記基準信号に基づいて逆フィルタを求める演算を
含む演算により、基準データを求める基準演算部を備
え、診断対象異常判定部は、診断信号に逆フィルタを作
用させることにより残差信号を求める演算を含む演算を
行ない、その演算の結果に基づいて診断対象の異常の有
無を判定するものであり、自己異常判定部は、模擬異常
成分混入信号に逆フィルタを作用させることにより残差
信号を求める演算を含む演算を行ない、その演算の結果
に基づいて、この異常監視装置自体の異常の有無を判定
するものであることが好ましい。
Here, in the above-mentioned abnormality monitoring apparatus of the present invention, there is provided a reference arithmetic operation section for obtaining reference data by an operation including an operation for obtaining an inverse filter based on the reference signal, and the diagnosis object abnormality judging section is provided with a diagnostic signal. An operation including an operation for obtaining a residual signal by applying an inverse filter to the is performed, and the presence or absence of abnormality of the diagnosis target is determined based on the result of the operation. It is preferable that an operation including an operation for obtaining a residual signal by performing an inverse filter on a signal is performed, and whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself is determined based on the result of the operation.

【0014】ここで、上記の「逆フィルタを求める演算
を含む演算」は、逆フィルタを求める演算のみで構成さ
れている場合を含む概念であり、その場合は、逆フィル
タを上記の基準データとすることができる。また、「逆
フィルタを求める演算を含む演算」は、逆フィルタを求
める演算が含まれていればよく、例えば前掲の特開平8
−304124号公報に提案されたように、複数の基準
信号を得てそれら複数の基準信号のうちの例えば1つの
基準信号に基づいて逆フィルタを作成し、その逆フィル
タを他の複数の基準信号に作用させて複数の統計的変量
を求める演算であってもよい。その場合は、そのように
して求めた複数の統計的変量が基準データとなり得る。
Here, the above-mentioned "operation including an operation for obtaining an inverse filter" is a concept including a case in which only an operation for obtaining an inverse filter is included. In that case, the inverse filter is used as the reference data. can do. The "operation including an operation for obtaining an inverse filter" may include an operation for obtaining an inverse filter.
-304124, a plurality of reference signals are obtained, an inverse filter is created based on, for example, one reference signal of the plurality of reference signals, and the inverse filter is used as a plurality of other reference signals. May be used to calculate a plurality of statistical variables. In that case, the plurality of statistical variables thus obtained can serve as reference data.

【0015】また、上記の「逆フィルタを作用させるこ
とにより残差信号を求める演算を含む演算」も上記と同
様であり、残差信号を求める演算のみで構成されていて
もよく、あるいは前掲の特開平7−43259号公報に
記載されているように、その残差信号のパワーの移動平
均値を求めるなど、その残差信号を演算して異常の有無
を判定するのに都合のよいデータを求める演算や、ある
いは、前掲の特開平8−304124号公報に記載され
ているような複数の診断信号に逆フィルタを作用させて
複数の残差信号を求め、それら複数の残差信号に基づい
て複数の統計的変量を求める演算であってもよい。
The above-mentioned "calculation including a calculation for obtaining a residual signal by applying an inverse filter" is also the same as the above, and may be composed of only a calculation for obtaining a residual signal, or the above-mentioned. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43259, data convenient for determining the presence / absence of abnormality by calculating the residual signal such as obtaining the moving average value of the power of the residual signal is obtained. A calculation is performed, or an inverse filter is applied to a plurality of diagnostic signals as described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-304124 to obtain a plurality of residual signals, and based on the plurality of residual signals. It may be an operation for obtaining a plurality of statistical variables.

【0016】逆フィルタを用いると信号上から定常的な
騒音を消し去ることができ、診断対象の異常の有無を一
層高精度に判定することができる。
If an inverse filter is used, steady noise can be eliminated from the signal, and the presence / absence of abnormality in the diagnosis object can be determined with higher accuracy.

【0017】また、上記本発明の異常監視装置におい
て、上記模擬異常状態発生部は、上記センサに、この異
常監視装置が正常状態にあるときにこの異常監視装置に
より診断対象が異常である旨判定される下限に対応する
レベルの異常状態を模擬した物理量を与えるものである
ことを特徴とする。
Further, in the above-mentioned abnormality monitoring apparatus of the present invention, the simulated abnormal state generation unit determines to the sensor that the diagnosis target is abnormal by the abnormality monitoring apparatus when the abnormality monitoring apparatus is in a normal state. It is characterized by providing a physical quantity simulating an abnormal state of a level corresponding to the lower limit.

【0018】こうすることにより、この異常監視装置の
検出限界についても保証することができる。
By doing so, the detection limit of this abnormality monitoring device can be guaranteed.

【0019】さらに、本発明の異常監視装置において、
上記模擬異常成分混入信号から、上記センサが模擬異常
状態発生部から与えられた物理量に起因する模擬異常成
分を除去して模擬異常成分除去信号を生成する模擬異常
成分除去部を備え、診断対象異常判定部は、上記センサ
に模擬異常状態発生部により診断対象が異常な状態にあ
ることを模擬した物理量が与えられたタイミングに関し
ては、上記基準データと、上記模擬異常成分除去信号と
に基づいて、診断対象の異常の有無を判定するものであ
ることが好ましい。
Further, in the abnormality monitoring device of the present invention,
From the simulated abnormal component mixed signal, the sensor includes a simulated abnormal component removal unit that removes the simulated abnormal component caused by the physical quantity given from the simulated abnormal state generation unit to generate a simulated abnormal component removal signal. The determination unit, with respect to the timing when the sensor is given a physical quantity that simulates that the diagnosis target is in an abnormal state by the simulated abnormal state generation unit, based on the reference data and the simulated abnormal component removal signal, It is preferable to determine whether or not there is an abnormality in the diagnosis target.

【0020】診断対象によっては、連続的に動作してい
て、そのうちの一部の時間であっても監視をしていない
空白の時間が生じることが許されない場合もある。その
ような場合に、上記のように、模擬異常成分除去信号を
生成し、基準データとその生成した模擬異常成分除去信
号とに基づいて、診断対象の有無を判定することによ
り、模擬異常状態発生部により上記センサに診断対象が
異常な状態にあるときを模擬した物理量が与えられてい
る時間についても診断対象の異常の有無を判定すること
ができる。
Depending on the object to be diagnosed, there is a case in which it is not allowed to continuously operate, and a blank time which is not monitored occurs even for a part of the time. In such a case, as described above, the simulated abnormal component removal signal is generated, and the presence / absence of the diagnosis target is determined based on the reference data and the generated simulated abnormal component removal signal, thereby generating the simulated abnormal state. The presence / absence of the abnormality of the diagnosis target can be determined also for the time when the sensor gives the sensor a physical quantity simulating that the diagnosis target is in the abnormal state.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0022】図1は、本発明の異常監視装置の基本的な
実施形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic embodiment of the abnormality monitoring device of the present invention.

【0023】この異常監視装置10は、診断対象20の
異常の有無を監視する装置であり、センサ11、基準演
算部12、診断対象異常判定部13、模擬異常状態発生
部14、自己異常判定部15、および模擬異常成分除去
部16から構成されている。
The abnormality monitoring device 10 is a device for monitoring the presence or absence of abnormality in the diagnosis target 20, and includes a sensor 11, a reference calculation unit 12, a diagnosis target abnormality determination unit 13, a simulated abnormal state generation unit 14, and a self abnormality determination unit. 15 and a simulated abnormal component removing unit 16.

【0024】センサ11は、診断対象20の状態を反映
した所定の物理量、例えば音響や振動等を捉えてその物
理量を表わす信号を得るものである。
The sensor 11 captures a predetermined physical quantity that reflects the state of the diagnosis target 20, such as sound or vibration, and obtains a signal representing the physical quantity.

【0025】また、基準演算部12は、診断対象20が
正常な状態にあるときに得られる基準信号に基づいて逆
フィルタを求める演算を含む演算により、その基準信号
に由来する基準データを求めるものである。この基準デ
ータとしては、逆フィルタ自体であってもよく、前述し
たような統計的変量であってもよいが、この実施形態で
は逆フィルタ自体が基準データとして採用されている。
The reference calculation unit 12 calculates the reference data derived from the reference signal by a calculation including a calculation for obtaining an inverse filter based on the reference signal obtained when the diagnosis target 20 is in a normal state. Is. The reference data may be the inverse filter itself or the statistical variable as described above, but the inverse filter itself is adopted as the reference data in this embodiment.

【0026】また、診断対象異常判定部13は、上記の
基準データ(本実施形態では逆フィルタ)と異常監視時
にセンサ11で得られる診断信号とに基いて、診断対象
の異常の有無を判定するものである。
Further, the diagnosis target abnormality determination unit 13 determines the presence or absence of abnormality of the diagnosis target based on the above-mentioned reference data (inverse filter in this embodiment) and the diagnostic signal obtained by the sensor 11 at the time of abnormality monitoring. It is a thing.

【0027】ここでは、この診断対象異常判定部13
は、上記診断信号に逆フィルタを作用させることにより
残差信号を求める演算を含む演算を行ない、その演算の
結果に基づいて診断対象20の異常の有無を判定する。
Here, this diagnosis target abnormality determination unit 13
Performs an operation including an operation for obtaining a residual signal by applying an inverse filter to the diagnostic signal, and determines whether or not there is an abnormality in the diagnosis target 20 based on the result of the operation.

【0028】この「逆フィルタを作用させることにより
残差信号を求める演算」は、前述したように、残差信号
を求める演算のみで構成されていてもよく、あるいは前
掲の特開平7−43259号公報に記載されているよう
に、その残差信号のパワーの移動平均値を求めるなど、
その残差信号を演算して異常の有無を判定するのに都合
のよいデータを求める演算や、あるいは、前掲の特開平
8−304124号公報に記載されているような複数の
診断信号に逆フィルタを作用させて複数の残差信号を求
め、それら複数の残差信号に基づいて複数の統計的変量
を求める演算であってもよい。
This "calculation for obtaining the residual signal by applying the inverse filter" may be composed of only the calculation for obtaining the residual signal, as described above, or the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 7-43259. As described in the publication, the moving average value of the power of the residual signal is calculated,
The residual signal is calculated to obtain data convenient for determining the presence or absence of abnormality, or an inverse filter is applied to a plurality of diagnostic signals as described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-304124. May be applied to obtain a plurality of residual signals, and a plurality of statistical variables may be obtained based on the plurality of residual signals.

【0029】本実施形態では、その残差信号のパワーの
移動平均値が求められ、そのパワーの移動平均値に基づ
いて診断対象20の異常の有無が判定される。
In this embodiment, the moving average value of the power of the residual signal is obtained, and the presence or absence of abnormality of the diagnosis target 20 is determined based on the moving average value of the power.

【0030】また、模擬異常状態発生部14は、センサ
11に、診断対象20が異常な状態にあるときを模擬し
た物理量(例えば音響や振動など)を与えるものであ
る。この模擬異常状態発生部14により与えられる物理
量は、診断対象20が異常な状態にあるときの物理量を
そっくりそのまま模擬するものである必要は無く、この
異常監視装置10に異常であることを判定させるもので
あればよい。例えばセンサ11が診断対象20から発せ
られる音を捉えて信号を得るセンサである場合に、模擬
異常状態発生部14は、その診断対象20が異常な状態
にあるときにその診断対象20から発せられる音の波形
をそのまま模擬した波形の音をセンサ11に与えるもの
である必要は無く、波形上は全く異なる音をセンサ11
に与えるものであってもよい。
Further, the simulated abnormal state generating section 14 gives the sensor 11 a physical quantity (for example, sound or vibration) simulating when the diagnosis target 20 is in an abnormal state. The physical quantity provided by the simulated abnormal state generation unit 14 does not need to completely simulate the physical quantity when the diagnosis target 20 is in an abnormal state as it is, and causes the abnormality monitoring device 10 to determine that it is abnormal. Anything will do. For example, when the sensor 11 is a sensor that captures a sound emitted from the diagnosis target 20 to obtain a signal, the simulated abnormal state generation unit 14 is emitted from the diagnosis target 20 when the diagnosis target 20 is in an abnormal state. It is not necessary to provide the sensor 11 with a sound having a waveform simulating the sound waveform as it is, and a completely different sound on the waveform is generated by the sensor 11.
May be given to

【0031】ここでは、模擬異常状態発生部14から診
断対象20が異常な状態にあるときを模擬した物理量が
与えられたときにセンサ11により得られる信号を「模
擬異常信号混入信号」と称する。この模擬異常信号混入
信号は、模擬異常状態発生部14から与えられた物理量
と診断対象20の作動状態を反映した物理量との双方の
成分を含む信号である。
Here, a signal obtained by the sensor 11 when a physical quantity simulating when the diagnosis target 20 is in an abnormal state is given from the simulated abnormal state generation section 14 is referred to as a "simulated abnormal signal mixed signal". The simulated abnormal signal mixed signal is a signal including both components of the physical quantity given from the simulated abnormal state generation unit 14 and the physical quantity reflecting the operating state of the diagnosis target 20.

【0032】また、自己異常判定部15は、上記の基準
データ(本実施形態では逆フィルタ)と、模擬異常状態
発生部14から与えられた物理量をセンサ11が捉える
タイミングでそのセンサ11により得られる模擬異常成
分混入信号とに基づいて、この異常監視装置自体の異常
の有無を判定するものである。この自己異常判定部15
では、本実施形態では、上記の模擬異常成分混入信号に
逆フィルタを作用させることにより残差信号を求める演
算を含む演算が行なわれ、その演算の結果に基づいて、
この異常監視装置自体の異常の有無が判定される。
Further, the self-abnormality determination unit 15 is obtained by the sensor 11 at the timing when the sensor 11 captures the reference data (inverse filter in this embodiment) and the physical quantity given from the simulated abnormal state generation unit 14. The presence / absence of abnormality of the abnormality monitoring device itself is determined based on the simulated abnormal component mixed signal. This self-abnormality determination unit 15
Then, in the present embodiment, an operation including an operation for obtaining a residual signal by applying an inverse filter to the simulated abnormal component mixed signal is performed, and based on the result of the operation,
Whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself is determined.

【0033】ここで、模擬異常状態発生部14からは、
センサ11に、この異常監視装置10が正常状態にある
ときにこの異常監視装置により診断対象20が異常であ
る旨判定される判定下限に対応するレベルの異常状態を
模擬した物理量が与えられる。したがって、ここでは、
診断対象の異常の有無を検出限界まで正しく判定できる
か否かを含めて、この異常監視装置の性能を判定するこ
とができる。
From the simulated abnormal state generating section 14,
The sensor 11 is provided with a physical quantity simulating an abnormal state at a level corresponding to a lower limit of determination for determining that the diagnosis target 20 is abnormal by the abnormality monitoring device when the abnormality monitoring device 10 is in a normal state. So here
It is possible to determine the performance of this abnormality monitoring device, including whether or not it is possible to correctly determine the presence or absence of abnormality of the diagnosis target up to the detection limit.

【0034】また、模擬異常成分除去部16は、模擬異
常成分混入信号から、模擬異常状態発生部14から与え
られた物理量に起因する模擬異常成分を除去して模擬異
常成分除去信号を生成するものである。本実施形態では
模擬異常状態発生部14は、例えばM系列等の擬似ラン
ダム信号など、再現可能な信号に基づいてセンサに音あ
るいは振動等の物理量を与えるものであり、診断対象2
0が静止しているときに、あらかじめその模擬異常状態
発生部14から、センサ11に、その再現可能な信号に
基づいて物理量(音あるいは振動など)を与え、その模
擬異常状態発生部14からセンサ11に与えられた物理
量のみに起因する信号を得て記憶しておき、模擬異常成
分除去部16では、診断対象20が動作している状態で
センサ11で得られた模擬異常成分混入信号から記憶し
ておいた信号を減算することにより、摸擬異常成分除去
信号が生成される。この摸擬異常成分除去信号は、模擬
異常状態発生部14が作用していないときの診断信号に
相当するものであり、診断対象異常判定部13では、セ
ンサ11に模擬異常状態発生部13により診断対象20
が異常な状態にあることを模擬した物理量が与えられた
タイミングに関しては、基準データ(ここでは逆フィル
タ)と、模擬異常成分除去部16で求められた模擬異常
成分除去信号とに基づいて、診断対象20の異常の有無
が判定される。
Further, the simulated abnormal component removing section 16 removes the simulated abnormal component resulting from the physical quantity given from the simulated abnormal state generating section 14 from the simulated abnormal component mixed signal to generate the simulated abnormal component removing signal. Is. In the present embodiment, the simulated abnormal state generation unit 14 gives a physical quantity such as sound or vibration to the sensor based on a reproducible signal such as a pseudo-random signal such as an M-sequence.
When 0 is stationary, a physical quantity (such as sound or vibration) is given to the sensor 11 from the simulated abnormal state generation unit 14 in advance based on the reproducible signal. The signal derived from only the physical quantity given to 11 is obtained and stored, and the simulated abnormal component removing unit 16 stores it from the simulated abnormal component mixed signal obtained by the sensor 11 while the diagnosis target 20 is operating. By subtracting the stored signal, a simulated pseudo abnormal component removal signal is generated. This simulated pseudo abnormal component removal signal corresponds to a diagnostic signal when the simulated abnormal state generation unit 14 is not operating, and the diagnosis target abnormality determination unit 13 diagnoses the sensor 11 by the simulated abnormal state generation unit 13. Target 20
The timing at which the physical quantity simulating that the abnormal state is given is diagnosed based on the reference data (inverse filter here) and the simulated abnormal component removing signal obtained by the simulated abnormal component removing unit 16. The presence or absence of abnormality of the target 20 is determined.

【0035】以下、さらに具体的な実施形態について説
明する。
A more specific embodiment will be described below.

【0036】図2は、本発明の異常監視装置の一実施形
態を示すシステム概念図である。
FIG. 2 is a system conceptual diagram showing an embodiment of the abnormality monitoring apparatus of the present invention.

【0037】診断対象機械設備21は、本発明にいう診
断対象の一例に相当するものであり、機械制御装置30
からの制御信号に応じて動作する。
The diagnosis target machine equipment 21 corresponds to an example of the diagnosis target according to the present invention, and the machine control device 30.
It operates according to the control signal from.

【0038】診断対象機械設備21には、異常の有無の
診断用の信号を得るためのセンサとして、集音マイク2
10がその近傍に配備されている。集音マイク210で
は診断対象機械設備21の動作に伴って発生する機械作
動音響がセンスされ、音響波形信号に変換される。この
集音マイク210で得られた音響波形信号は異常監視装
置本体200に取り込まれる。また、異常監視装置本体
200には、機械制御装置300から、診断対象機械設
備21の制御状態を表わす制御状態情報が入力される。
異常監視装置本体200は、この制御状態情報により、
診断対象機械設備21の現在の動作状態を知ることがで
きる。
The mechanical equipment 21 to be diagnosed has a sound collecting microphone 2 as a sensor for obtaining a signal for diagnosing whether or not there is an abnormality.
10 are deployed in the vicinity. The sound collecting microphone 210 senses the mechanical operation sound generated with the operation of the diagnostic target mechanical equipment 21, and converts it into an acoustic waveform signal. The acoustic waveform signal obtained by the sound collection microphone 210 is taken into the abnormality monitoring device main body 200. Further, control status information indicating the control status of the diagnostic target machine equipment 21 is input to the abnormality monitoring apparatus main body 200 from the machine control apparatus 300.
The abnormality monitoring device main body 200 uses the control state information to
It is possible to know the current operating state of the diagnostic target machine equipment 21.

【0039】異常監視装置200では集音マイク210
からの音響波形信号の入力と機械制御装置300からの
制御状態情報の入力を受けて、先ずは、診断対象機械設
備21が正常に動作していることが分かっているとき
に、診断対象機械設備21の各動作状態ごとに、診断対
象機械設備21が各動作状態にあるときに得られた各音
響波形信号に基づいて各逆フィルタが作成される。ま
た、異常診断時においては、診断対象機械設備21の各
動作状態ごとに、音響波形信号に、その動作状態と同一
の動作状態において作成された逆フィルタが作用されて
残差信号が求められ、さらにその残差信号のパワーが求
められて、そのパワーが所定のしきい値よりも大きい場
合に診断対象機械設備21に異常があると判定される。
In the abnormality monitoring device 200, the sound collecting microphone 210
In response to the input of the acoustic waveform signal from the machine controller 300 and the input of the control state information from the machine controller 300, first, when it is known that the diagnosis target machine equipment 21 is operating normally, For each operating state of 21, the inverse filter is created based on each acoustic waveform signal obtained when the diagnostic target mechanical equipment 21 is in each operating state. In addition, at the time of abnormality diagnosis, for each operating state of the diagnostic target mechanical equipment 21, the inverse filter created in the same operating state as the operating state is applied to the acoustic waveform signal to obtain the residual signal, Further, the power of the residual signal is obtained, and when the power is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the diagnostic target mechanical equipment 21 has an abnormality.

【0040】また、集音マイク210の近傍には、異音
発生器としてのスピーカ240が配備されており、異常
監視装置本体自体が正常であるか否かを判定する自己診
断時には、異常監視装置本体200からスピーカ240
に向けて模擬異音発生のための信号が送られ、スピーカ
240からこの信号に応じた模擬異音が発せられ、その
模擬異音が機械作動音響とともに集音マイク210によ
りセンスされ、集音マイク210からは、その模擬異音
の成分を含んだ音響波形信号が異常監視装置本体200
に伝えられる。異常監視装置本体200では、その受け
取った音響波形信号に、その音響波形信号を受け取った
ときの診断対象機械設備21の動作状態と同一の動作状
態に対応する逆フィルタを作用させて残差信号が求めら
れ、さらにそのパワーが求められて、そのパワーが、所
定のしきい値よりも大きいことをもってこの異常監視装
置が正常に動作している旨、判定される。スピーカ24
0から発せられる模擬異音は、このようにして求められ
るパワーがしきい値よりも多少レベルが大きいだけの異
常検出限界の音量となるようにその音量が調整されてい
る。
Further, a speaker 240 as an abnormal sound generator is provided near the sound collecting microphone 210, and at the time of self-diagnosis for determining whether or not the abnormality monitoring apparatus body itself is normal, the abnormality monitoring apparatus is provided. Speaker 240 from main body 200
A signal for generating a simulated abnormal sound is sent to the speaker, a simulated abnormal sound is emitted from the speaker 240, and the simulated abnormal sound is sensed by the sound collecting microphone 210 together with the mechanical operation sound. From 210, the acoustic waveform signal including the component of the simulated abnormal noise is transmitted to the abnormality monitoring device main body 200.
Be transmitted to. In the abnormality monitoring device main body 200, a residual signal is applied to the received acoustic waveform signal by applying an inverse filter corresponding to the same operating state as the operating state of the diagnostic target mechanical equipment 21 when the acoustic waveform signal is received. The power is calculated, and the power is further calculated. When the power is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the abnormality monitoring device is operating normally. Speaker 24
The volume of the simulated abnormal noise generated from 0 is adjusted so that the power thus obtained is at the volume of the abnormality detection limit at which the power is slightly higher than the threshold.

【0041】図3は、本発明の異常監視装置の本体部分
の(図2に示す異常監視装置本体)の一実施形態として
動作する異常監視用コンピュータの外観斜視図である。
本発明の一実施形態としての異常監視装置は、この異常
監視用コンピュータ100のハードウェアとその内部で
実行されるソフトウェアとからなる異常監視装置本体
と、さらに不図示のセンサやスピーカ等との組合せによ
り実現されている。
FIG. 3 is an external perspective view of an abnormality monitoring computer that operates as an embodiment of the main body of the abnormality monitoring device of the present invention (the main body of the abnormality monitoring device shown in FIG. 2).
An abnormality monitoring apparatus as an embodiment of the present invention is a combination of an abnormality monitoring apparatus main body including hardware of the abnormality monitoring computer 100 and software executed therein, and a sensor, a speaker, and the like (not shown). It is realized by.

【0042】この異常監視用コンピュータ100は、C
PU、RAMメモリ、磁気ディスク、通信用ボード等を
内蔵した本体101、本体からの指示によりその表示画
面102a上に画面表示を行なうCRTディスプレイ1
02、この異常監視用コンピュータ内に、オペレータの
指示や文字情報を入力するためのキーボード103、表
示画面上の任意の位置を指定することによりその位置に
表示されているアイコン等に応じた指示を入力するマウ
ス104を備えている。
The abnormality monitoring computer 100 has a C
A main body 101 including a PU, a RAM memory, a magnetic disk, a communication board, etc., and a CRT display 1 for displaying a screen on its display screen 102a according to an instruction from the main body.
02, a keyboard 103 for inputting operator's instructions and character information in the abnormality monitoring computer, and by designating an arbitrary position on the display screen, an instruction corresponding to an icon or the like displayed at that position is given. A mouse 104 for inputting is provided.

【0043】本体101には、CD−ROM105(図
4参照)が取り出し自在に装填され、装填されたCD−
ROM105をドライブするCD−ROMドライブも内
蔵されている。
A CD-ROM 105 (see FIG. 4) is removably loaded into the main body 101, and the loaded CD-
A CD-ROM drive for driving the ROM 105 is also incorporated.

【0044】ここでは、CD−ROM105に異常監視
プログラムが記憶されており、そのCD−ROM105
が本体101内に装填され、CD−ROMドライブによ
りそのCD−ROM105に記憶された異常監視プログ
ラムがその異常監視用コンピュータ100の磁気ディス
ク内にインストールされる。異常監視用コンピュータ1
00の磁気ディスク内にインストールされた異常監視プ
ログラムが起動されると、この異常監視用コンピュータ
100は、異常監視装置本体として動作する。
Here, the abnormality monitoring program is stored in the CD-ROM 105, and the CD-ROM 105 is stored.
Is loaded in the main body 101, and the abnormality monitoring program stored in the CD-ROM 105 is installed in the magnetic disk of the abnormality monitoring computer 100 by the CD-ROM drive. Abnormality monitoring computer 1
When the abnormality monitoring program installed in the magnetic disk No. 00 is activated, the abnormality monitoring computer 100 operates as an abnormality monitoring apparatus main body.

【0045】図4は、図3に示す異常監視用コンピュー
タ100のハードウェア構成図である。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of the abnormality monitoring computer 100 shown in FIG.

【0046】このハードウェア構成図には、中央演算処
理装置(CPU)111、RAM112、磁気ディスク
コントローラ113、CD−ROMドライブ115、マ
ウスコントローラ116、キーボードコントローラ11
7、ディスプレイコントローラ118、通信用ボード1
19、D/A変換ボード120、およびA/D変換ボー
ド121が示されており、それらはバス110で相互に
接続されている。
In this hardware configuration diagram, a central processing unit (CPU) 111, RAM 112, magnetic disk controller 113, CD-ROM drive 115, mouse controller 116, keyboard controller 11 are shown.
7, display controller 118, communication board 1
19, a D / A conversion board 120 and an A / D conversion board 121 are shown, which are interconnected by a bus 110.

【0047】CD−ROMドライブ115は、図3を参
照して説明したように、CD−ROM105が装填さ
れ、装填されたCD−ROM105をアクセスするもの
である。
As described with reference to FIG. 3, the CD-ROM drive 115 is loaded with the CD-ROM 105, and accesses the loaded CD-ROM 105.

【0048】通信用ボード119は、診断対象を制御す
る機械制御装置300(図2参照)に接続され、その通
信用ボード119には、その機械制御装置から、診断対
象の制御状態を表わす制御状態情報が入力される。この
制御状態情報には、診断対象の動作状態を表わすタイミ
ング信号が含まれている。
The communication board 119 is connected to the machine controller 300 (see FIG. 2) for controlling the diagnosis target, and the communication board 119 has a control status indicating the control status of the diagnosis target from the machine controller. Information is entered. The control state information includes a timing signal representing the operating state of the diagnosis target.

【0049】またD/A変換ボード120は、図2に示
すスピーカ240に接続され、このD/A変換ボード1
20では、スピーカ240から模擬異音を発生させるた
めの模擬異音データがアナログ信号に変換される。
The D / A conversion board 120 is connected to the speaker 240 shown in FIG.
At 20, the simulated abnormal sound data for generating the simulated abnormal sound is converted from the speaker 240 into an analog signal.

【0050】またA/D変換ボード121には、図2に
示す集音マイク210等のセンサが接続されている。こ
のA/D変換ボード121は、そのセンサでピックアッ
プされたアナログ信号を入力し、ディジタル信号に変換
して内部に取り込む役割りを担っている。
A sensor such as the sound collecting microphone 210 shown in FIG. 2 is connected to the A / D conversion board 121. The A / D conversion board 121 has a role of inputting an analog signal picked up by the sensor, converting the analog signal into a digital signal, and taking the signal into the inside.

【0051】また、図4には、磁気ディスクコントロー
ラ113によりアクセスされる磁気ディスク114、マ
ウスコントローラ116により制御されるマウス10
4、キーボードコントローラ117により制御されるキ
ーボード103、およびディスプレイコントローラ11
8により制御されるCRTディスプレイ102も示され
ている。
In FIG. 4, the magnetic disk 114 accessed by the magnetic disk controller 113 and the mouse 10 controlled by the mouse controller 116 are shown.
4, the keyboard 103 controlled by the keyboard controller 117, and the display controller 11
A CRT display 102 controlled by 8 is also shown.

【0052】次に図3,図4に示す異常監視用コンピュ
ータ内で実行される、異常監視プログラムについて説明
する。以下に説明する異常監視プログラムは、図3、図
4に示す異常監視用コンピュータを図2に示すシステム
の異常監視装置本体200として用いた場合にその異常
監視用コンピュータ内で実行される異常監視プログラム
である。
Next, the abnormality monitoring program executed in the abnormality monitoring computer shown in FIGS. 3 and 4 will be described. The abnormality monitoring program described below is an abnormality monitoring program executed in the abnormality monitoring computer when the abnormality monitoring computer shown in FIGS. 3 and 4 is used as the abnormality monitoring apparatus main body 200 of the system shown in FIG. Is.

【0053】図5は、異常監視の準備段階で実行される
逆フィルタ作成プログラムのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of the inverse filter creation program executed in the preparation stage for abnormality monitoring.

【0054】この逆フィルタ作成プログラムは、図1に
示すブロック図では、基準演算部12に相当するもので
ある。この逆フィルタ作成プログラムは、図2に示す診
断対象機械設備21が正常に動作することがわかってい
るとき、例えばその診断対象機械設備21を新たに設置
し、あるいはメンテナンスを行ない、試運転等により正
常に動作することがわかった後、本稼動する前に、その
診断対象機械設備21を本稼動と同様に動作させながら
実行される。
This inverse filter creation program corresponds to the reference calculation unit 12 in the block diagram shown in FIG. When it is known that the diagnostic target mechanical equipment 21 shown in FIG. 2 operates normally, this inverse filter creation program performs normal operation by, for example, newly installing the diagnostic target mechanical equipment 21 or performing maintenance and performing a trial run or the like. After it is found that the operation is performed, the diagnosis target mechanical equipment 21 is executed while operating in the same manner as the main operation.

【0055】図5の逆フィルタ作成プログラムでは、先
ず、図2の機械制御装置300からの制御状態情報が取
得され(ステップa1)、診断対象機械設備21が、逆
フィルタを未だ作成していない新たな動作状態にあるか
否かが判定される(ステップa2)。
In the inverse filter creation program of FIG. 5, first, the control state information from the machine control device 300 of FIG. 2 is acquired (step a1), and the diagnostic target machine equipment 21 has newly created an inverse filter. It is determined whether or not it is in the proper operating state (step a2).

【0056】その診断対象機械設備21が新たな動作状
態にあるときは、集音マイク210で得られた、その動
作状態における音響波形信号を受信し(ステップa
3)、その受信した音響波形信号に基づいて、その動作
状態に対応する逆フィルタが作成される(ステップa
4)。ステップa2において、新たな動作状態にはな
い、すなわち、今の動作状態については逆フィルタが既
に作成されていると判定されたときは、直接にステップ
a5に進む。
When the diagnostic target machine equipment 21 is in a new operating state, the acoustic waveform signal in that operating state obtained by the sound collecting microphone 210 is received (step a).
3) Based on the received acoustic waveform signal, an inverse filter corresponding to the operating state is created (step a)
4). If it is determined in step a2 that the new filter is not in the new operating state, that is, the inverse filter has already been created for the current operating state, the process directly proceeds to step a5.

【0057】ステップa5では逆フィルタの作成が全て
の動作状態について終了したか否かが判定され、逆フィ
ルタを未だ作成していない動作状態があるときはステッ
プa1に戻って上記の処理が繰り返され、すべての動作
状態について逆フィルタが作成されると、この逆フィル
タ作成プログラムの実行が終了する。
In step a5, it is judged whether or not the creation of the inverse filter has been completed for all the operating states. If there is an operating state in which the inverse filter has not yet been created, the process returns to step a1 and the above processing is repeated. When the inverse filters are created for all the operating states, the execution of the inverse filter creation program ends.

【0058】図6は、異常監視プログラムのフローチャ
ートである。この異常監視プログラムは、診断対象機械
設備21の全ての動作状態に対する逆フィルタが作成さ
れた後の、異常を監視するときに実行される。
FIG. 6 is a flowchart of the abnormality monitoring program. The abnormality monitoring program is executed when the abnormality is monitored after the inverse filters are created for all the operating states of the diagnostic target machine equipment 21.

【0059】この異常監視プログラムでは、先ず制御状
態情報が取得され(ステップb1)、この取得した制御
状態情報が、この異常監視装置自体が正常に動作してい
るか否かの判定のために選択された所定の動作状態を表
わしているか否かが判定される(ステップb2)。この
所定の動作状態としては、本実施形態では、診断対象機
械設備21が停止している状態が選択されているが、静
止状態以外の、異常の有無の監視が不必要な他の動作状
態を選択してもよい。
In this abnormality monitoring program, control status information is first acquired (step b1), and the acquired control status information is selected for determining whether or not the abnormality monitoring device itself is operating normally. It is determined whether or not the predetermined operating state is displayed (step b2). As the predetermined operating state, in the present embodiment, the state in which the diagnostic target mechanical equipment 21 is stopped is selected, but other operating states other than the stationary state, which do not require monitoring for abnormality. You may choose.

【0060】ステップb1で取得した制御状態情報が、
所定の動作状態(ここでは停止状態)以外の動作状態を
表わしているときは、ステップb3に進み、集音マイク
210からの音響波形信号が受信される。
The control state information acquired in step b1 is
When the operation state other than the predetermined operation state (here, the stopped state) is displayed, the process proceeds to step b3, and the acoustic waveform signal from the sound collecting microphone 210 is received.

【0061】ステップb4では、診断対象機械設備21
の異常診断が行なわれる。すなわち、本実施形態では、
その受信した音響波形信号に、現在の動作状態と同一の
動作状態について作成された逆フィルタを作用させて残
差信号が求められ、さらにその残差信号のパワーが求め
られ、そのパワーとしきい値とが比較される。
In step b4, the diagnostic target machine equipment 21
Is diagnosed. That is, in this embodiment,
The received acoustic waveform signal is subjected to an inverse filter created for the same operating state as the current operating state to obtain the residual signal, and the power of the residual signal is obtained, and the power and threshold And are compared.

【0062】この異常診断で、残差信号のパワーがしき
い値以上であると判定されることによって異常が検出さ
れると(ステップb5)、ステップb6に進み、診断対
象機械設備21に異常がある旨、警報が出される。
In this abnormality diagnosis, if it is determined that the power of the residual signal is equal to or more than the threshold value and an abnormality is detected (step b5), the process proceeds to step b6, and the abnormality occurs in the diagnostic target machine equipment 21. To that effect, an alarm is issued.

【0063】あるいは、この異常診断で残差信号のパワ
ーがしきい値未満であると判定されたとき、すなわち診
断対象機械設備21は正常であると判定されたときは
(ステップb5)、後の参考のために、正常に動作して
いることが、現在時刻および現在の動作状態とともに記
録されて(ステップb7)、ステップb1に戻り、上記
の異常監視が繰り返される。
Alternatively, when it is determined in this abnormality diagnosis that the power of the residual signal is less than the threshold value, that is, when it is determined that the diagnostic target mechanical equipment 21 is normal (step b5), For reference, normal operation is recorded together with the current time and the current operation state (step b7), the process returns to step b1, and the above abnormality monitoring is repeated.

【0064】ステップb2で診断対象機械設備21が所
定の状態動作(ここでは静止状態)にあると判定された
ときはステップb8に進み、前回、この異常監視装置自
体が正常であることを確認してから所定時間以上経過し
ているか否かが判定される。所定時間未満のときは、装
置自体の異常の有無をそれほど頻繁に調べる必要はない
ため、ステップb8からステップb1に戻る。
When it is determined in step b2 that the diagnostic target mechanical equipment 21 is in a predetermined state operation (here, the stationary state), the process proceeds to step b8, and last time, it is confirmed that the abnormality monitoring device itself is normal. It is determined whether or not a predetermined time or more has elapsed since the start. If the time is less than the predetermined time, it is not necessary to check the presence / absence of abnormality of the apparatus itself so frequently, and the process returns from step b8 to step b1.

【0065】ステップb8にてこの異常監視装置自体の
異常の有無を前回調べてから所定時間以上経過している
旨判定されると、ステップb9に進んで、スピーカ24
0から模擬異常が発生せられ、そのときに集音マイク2
10で得られた音響波形信号が受信され(ステップb1
0)、この受信した音響波形信号に基づいて、ステップ
b4の場合と同様にして異常診断が行なわれる(ステッ
プb11)。
When it is determined in step b8 that the abnormality monitoring device itself has an abnormality for the predetermined time or more, it proceeds to step b9 and the speaker 24 is activated.
A simulated abnormality was generated from 0, and at that time the sound collection microphone 2
The acoustic waveform signal obtained in step 10 is received (step b1
0), based on the received acoustic waveform signal, abnormality diagnosis is performed in the same manner as in step b4 (step b11).

【0066】ここで、ステップb9においてスピーカ2
40から発せられる模擬異音の音量は、ステップb12
で残差信号のパワーとしきい値とが比較される際に、こ
の異常監視装置が安定的に正常に動作している場合にそ
のパワーがしきい値よりも多少上まわる程度の検出限界
の音量に調節されている。
Here, in step b9, the speaker 2
The volume of the simulated abnormal noise generated from 40 is determined in step b12.
When the power of the residual signal is compared with the threshold value in, the volume of the detection limit at which the power is slightly above the threshold value when the abnormality monitoring device is operating stably and normally. Is adjusted to.

【0067】ステップb12では、この異常監視装置自
体の異常の有無が判定されるが、ここでは、残差信号の
パワーがしきい値以上であるときに正常、そのパワーが
しきい値に満たないときに異常と判定される。
In step b12, it is judged whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself. Here, it is normal when the power of the residual signal is equal to or more than the threshold value, and the power is less than the threshold value. Sometimes it is determined to be abnormal.

【0068】ステップb12で異常と判定されると、ス
テップb13に進み、この異常監視装置自体に何らかの
異常が存在する旨、警報が発せられる。
When it is determined that there is an abnormality in step b12, the process proceeds to step b13, and an alarm is issued to the effect that there is some abnormality in the abnormality monitoring device itself.

【0069】一方、ステップb12で正常と判定される
と、後の参考のために、この異常監視装置が正常に動作
している旨、現在時刻とともに記録されて(ステップb
14)、ステップb1に戻り、異常監視が続行される。
On the other hand, if it is determined to be normal in step b12, the fact that this abnormality monitoring device is operating normally is recorded together with the current time for later reference (step b
14), the process returns to step b1 and the abnormality monitoring is continued.

【0070】図7は、異常監視プログラムのもう一つの
例を示すフローチャートである。この図7の異常監視プ
ログラムは、図3,図4に示す異常監視用コンピュータ
内で、図6に示す異常監視プログラムに代わり実行され
るものであり、診断対象機械設備21が連続運転されて
おり、静止状態あるいは異常を監視しなくてもよい状態
が存在せずに異常を常に監視している必要尾ある場合
に、特に有効なものである。
FIG. 7 is a flowchart showing another example of the abnormality monitoring program. The abnormality monitoring program shown in FIG. 7 is executed in the abnormality monitoring computer shown in FIGS. 3 and 4 instead of the abnormality monitoring program shown in FIG. 6, and the diagnostic target machine equipment 21 is continuously operated. This is particularly effective when there is a stationary state or a state where it is not necessary to monitor the abnormality and there is a need to constantly monitor the abnormality.

【0071】図7に示す異常監視プログラムのステップ
c1〜ステップc12は、図6に示す異常監視プログラ
ムと比べ、図6に示す異常監視プログラムのステップb
2の判定が存在しない点が異なるのみであって、その点
を除くと図6に示す異常監視プログラムのステップb1
〜ステップb13と同様であり、ここではその重複部分
については相違点の説明にとどめる。
Compared with the abnormality monitoring program shown in FIG. 6, steps c1 to c12 of the abnormality monitoring program shown in FIG. 7 are different from step b of the abnormality monitoring program shown in FIG.
The only difference is that the determination of No. 2 does not exist. Excluding this point, step b1 of the abnormality monitoring program shown in FIG.
~ Step b13 is the same as that of step b13, and only the different points will be described here for the overlapping portions.

【0072】すなわち、図6の異常監視プログラムでは
ステップb2で所定の動作状態(例えば静止状態)にあ
るときのみステップb8に進み、この異常監視装置自体
の異常の有無が調べられるが、図7の異常監視プログラ
ムでは、図6のステップb12に相当する判定のステッ
プが無いため、現在の動作状態がどの状態にあっても、
異常監視装置自体の異常検出も行なわれる。
That is, in the abnormality monitoring program of FIG. 6, the process proceeds to step b8 only when it is in a predetermined operating state (for example, a stationary state) in step b2, and it is checked whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself. Since the abnormality monitoring program has no determination step corresponding to step b12 in FIG. 6, no matter what the current operating state is,
The abnormality of the abnormality monitoring device itself is also detected.

【0073】ステップc11で、この異常監視装置自体
が正常である旨判定されると、ステップc13に進み、
ステップc9で得られた音響波形信号の中から、スピー
カ24から発した模擬異音に起因する信号成分が除去さ
れる。さらに説明すると、ステップc9で受信される音
響波形信号は、スピーカ240からの模擬異音の信号成
分と、スピーカ240から模擬異音が発せられたタイミ
ングと同じタイミングにおける診断対象機械設備21の
動作に起因する機械作動音響の信号成分とが混合された
ものであり、ステップc13では、それら双方の信号成
分のうちの、スピーカ240からの模擬異音に起因する
信号成分のみが除去されて、機械作動音響に起因する信
号成分のみが抽出される。
When it is determined in step c11 that the abnormality monitoring device itself is normal, the process proceeds to step c13.
From the acoustic waveform signal obtained in step c9, the signal component resulting from the simulated abnormal sound emitted from the speaker 24 is removed. To explain further, the acoustic waveform signal received in step c9 is the signal component of the simulated abnormal sound from the speaker 240 and the operation of the diagnostic target mechanical equipment 21 at the same timing as the simulated abnormal sound is emitted from the speaker 240. The signal component of the resulting machine operation sound is mixed, and in step c13, only the signal component resulting from the simulated abnormal noise from the speaker 240 is removed from both of these signal components to perform the machine operation. Only the signal component due to the sound is extracted.

【0074】スピーカ240から発せられる模擬異音に
起因する信号成分は、あらかじめ、診断対象機械設備2
1が停止しているときに、スピーカ240から模擬異音
を発し、そのときに集音マイクで得られた音響波形信号
を記憶しておいたものであり、スピーカ240からは、
常にそのときと同一の模擬異音が発せられ、したがって
その記憶しておいた信号を減算することにより、模擬異
音に起因する信号成分を除去することが可能である。
The signal component resulting from the simulated abnormal sound emitted from the speaker 240 is preliminarily detected by the mechanical equipment 2 to be diagnosed.
When 1 is stopped, a simulated noise is emitted from the speaker 240, and the acoustic waveform signal obtained by the sound collecting microphone at that time is stored. From the speaker 240,
The same simulated noise as that at that time is always emitted, and therefore, by subtracting the stored signal, it is possible to remove the signal component caused by the simulated noise.

【0075】ステップc13で上記のようにして模擬異
音に起因する信号成分が除去されることによって模擬異
音成分除去信号が生成されると、その模擬異音成分除去
信号に、そのときの動作状態と同一の動作状態について
求めておいた逆フィルタを作用させることにより異常診
断が行なわれ(ステップc14)。残差信号のパワーと
しきい値との比較により異常の判定が行なわれる(ステ
ップc15)。残差信号のパワーがしきい値よりも大き
いときは、ステップc16に進み、診断対象機械設備2
1に異常が発生した旨、警告が発せられる。一方、残差
信号のパワーがしきい値未満のときは現在時刻および現
在の動作状態とともに診断対象機械設備21およびこの
異常監視装置の双方が正常に動作していることが記録さ
れて(ステップc17)、ステップc1に戻り、異常監
視が続行される。
When the simulated abnormal sound component removal signal is generated by removing the signal component caused by the simulated abnormal sound as described above in step c13, the simulated abnormal sound component removed signal is used as the operation at that time. The abnormality diagnosis is performed by applying the inverse filter that has been obtained for the same operating state as the state (step c14). Abnormality is determined by comparing the power of the residual signal with the threshold value (step c15). When the power of the residual signal is larger than the threshold value, the process proceeds to step c16, and the diagnostic target mechanical equipment 2
A warning is issued that an abnormality has occurred in 1. On the other hand, when the power of the residual signal is less than the threshold value, it is recorded that both the diagnosis target mechanical equipment 21 and this abnormality monitoring device are operating normally together with the current time and the current operating state (step c17). ), The process returns to step c1 and the abnormality monitoring is continued.

【0076】この異常監視プログラムによれば、スピー
カ240から模擬異音を発して異常監視装置自体の異常
を診断しているタイミングを含む全てのタイミングにお
ける診断対象機械設備の異常の有無を監視することがで
き、異常の監視の空白が許されない場合に極めて有効で
ある。
According to this abnormality monitoring program, it is possible to monitor the presence or absence of abnormality of the diagnostic target machine equipment at all timings including the timing at which a simulated abnormal noise is emitted from the speaker 240 to diagnose the abnormality of the abnormality monitoring device itself. This is extremely effective when there is no room for monitoring abnormalities.

【0077】図8は、本発明を、パイプからの気体の漏
洩監視に適用した例を示すシステム図である。
FIG. 8 is a system diagram showing an example in which the present invention is applied to monitor gas leakage from a pipe.

【0078】気体の漏洩時には超音波領域の気体漏洩音
が発せられるため、ここでは、集音マイクとして超音波
領域の音に感度を持つ集音マイクが使用され、模擬異音
発生器として、超音波領域の模擬気体漏洩音を発する超
音波スピーカが採用されている。他の構成は、図2〜図
7を参照して説明した実施形態と同一である。
Since a gas leak sound in the ultrasonic range is emitted when gas leaks, a sound collecting microphone having sensitivity to sound in the ultrasonic range is used here as a sound collecting microphone, and a supersonic noise generator An ultrasonic speaker that emits a simulated gas leak sound in the sound wave region is adopted. Other configurations are the same as those of the embodiment described with reference to FIGS.

【0079】図9は、本発明を適用したもう1つの例を
示すシステム図である。
FIG. 9 is a system diagram showing another example to which the present invention is applied.

【0080】この図9のシステムでは、図8のシステム
と比較し、図8のシステムにおける超音波スピーカに代
えて、安全な気体を噴出する模擬漏洩用噴出ノズルを備
えた例が示されている。安全な気体を備えておくタンク
と模擬漏洩用噴出ノズルとの間には小型遮断弁などが配
備されており、異常監視装置本体は、この小型遮断弁な
どを制御して模擬漏洩用噴出ノズルから安全な気体を噴
出させ、そのときに発せられる模擬異音が集音マイクで
ピックアップされる。
In the system of FIG. 9, compared with the system of FIG. 8, instead of the ultrasonic speaker in the system of FIG. 8, an example is shown in which a simulated leaking jet nozzle for jetting a safe gas is provided. . A small shutoff valve, etc. is installed between the tank containing the safe gas and the simulated leaking jet nozzle. A safe gas is ejected, and a simulated noise generated at that time is picked up by a sound collection microphone.

【0081】このシステムは、防暴タイプのシステムを
構成する場合に有効である。
This system is effective in constructing a storm type system.

【0082】尚、上記各実施形態は、いずれも集音マイ
クにより音響を捉える例であるが、診断対象の振動をピ
ックアップする振動センサを備え、その振動センサによ
りピックアップされた信号に基づいて異常監視を行なっ
てもよく、あるいは音響、振動以外のさらに異なる物理
量を捉えて異常監視を行なってもよい。
In each of the above embodiments, the sound is captured by the sound collecting microphone, but a vibration sensor for picking up the vibration of the diagnosis object is provided, and the abnormality is monitored based on the signal picked up by the vibration sensor. May be performed, or the abnormality monitoring may be performed by capturing a different physical quantity other than sound and vibration.

【0083】次に、逆フィルタおよびその逆フィルタを
用いた異常の有無の検出方法について説明する。
Next, an inverse filter and a method of detecting the presence / absence of abnormality using the inverse filter will be described.

【0084】任意の時系列信号は、適当な線型系に白色
雑音を入力したときの出力と見なすことができる。与え
られた時系列信号から対応する線型系を決定すること
は、線型予測分析と呼ばれ、確立した手法が存在する。
通常そのようにして求められるものに、自己回帰モデル
(ARモデル)がある。これは標本化、離散化された時
系列信号をX(n)、n=1、2、・・・ とする時、第n
時点の信号X(n)をそれ以前のM個の時点のデータか
ら次のようにして決定するものである。
An arbitrary time series signal can be regarded as an output when white noise is input to an appropriate linear system. Determining the corresponding linear system from a given time series signal is called linear predictive analysis, and there is an established method.
An autoregressive model (AR model) is usually obtained in this way. When the sampled and discretized time series signals are X (n), n = 1, 2, ...
The signal X (n) at the time point is determined from the data of M time points before that as follows.

【0085】[0085]

【数1】 [Equation 1]

【0086】ここでe(n)は線型系への仮想的な入力
信号で、白色雑音である。時系列信号が与えられた時、
そのデータから係数の組{Ak }を求めることにより、
その時系列信号に対する自己回帰モデルが決定される。
Here, e (n) is a virtual input signal to the linear system, which is white noise. Given a time series signal,
By obtaining the set of coefficients {A k } from the data,
An autoregressive model for the time series signal is determined.

【0087】いま係数の組{Ak }が求まった時、時系
列信号データ{X(n)}を用いてY(n)を次のよう
に定義する。この時Y(n)はX(n)の線型予測値と
いわれる。
When the coefficient set {A k } is obtained, Y (n) is defined as follows using the time-series signal data {X (n)}. At this time, Y (n) is called a linear predicted value of X (n).

【0088】[0088]

【数2】 [Equation 2]

【0089】そこで次のような量を計算すると、
(1)、(2)式から、 X(n)−Y(n)=e(n) …(3) となり、残差は白色雑音となる。つまり、第n時点の時
系列信号データX(n)から、それ以前のMケのデータ
から求めた予測値Y(n)を減じると、入力の白色雑音
が得られる。ここでは、X(n)から予測値Y(n)を
減じて残差e(n)を求めることを、逆フィルタを作用
させると称している。このようにある時系列信号を適切
な自己回帰モデルで表すことができれば、それを用いて
構成された逆フィルタを元の時系列信号に作用させるこ
とにより、白色雑音を得る。すなわち入力信号は逆フィ
ルタにより、白色化される。この場合、入力時系列信号
は逆フィルタの設計時に用いた信号そのものでなくても
よく、その自己回帰モデルが同一のものすなわち同じ特
性の信号であれば、出力として白色化された信号を得る
ことができる。ただし、時系列信号の特性が設計に用い
たそれと異なっていた場合には、逆フィルタを作用させ
ても白色化はされず、白色雑音は得られない。
When the following quantity is calculated,
From the expressions (1) and (2), X (n) -Y (n) = e (n) (3), and the residual becomes white noise. That is, when the prediction value Y (n) obtained from the previous M data is subtracted from the time-series signal data X (n) at the n-th time point, the input white noise is obtained. Here, obtaining the residual e (n) by subtracting the predicted value Y (n) from X (n) is referred to as applying an inverse filter. If a certain time series signal can be represented by an appropriate autoregressive model as described above, white noise is obtained by causing an inverse filter configured using the same to act on the original time series signal. That is, the input signal is whitened by the inverse filter. In this case, the input time-series signal does not have to be the signal itself used when designing the inverse filter, and if the autoregressive models are the same, that is, signals with the same characteristics, then a whitened signal is obtained as the output. You can However, if the characteristics of the time-series signal are different from those used in the design, whitening is not performed and white noise is not obtained even if the inverse filter is operated.

【0090】そこで、正常時の作動音響や振動等等(作
動音等)を担持する第1の時系列信号を用いて、逆フィ
ルタを予め構成しておき、任意の時点で作動音等を担持
する新たな第2の時系列信号を得、この第2の時系列信
号に逆フィルタを作用させて出力を監視することによ
り、正常時とは異なる時系列信号(残差信号)を検出す
ることが出来る。
Therefore, an inverse filter is configured in advance using the first time-series signal carrying normal operating sound, vibration, etc. (operating sound, etc.), and carries the operating sound, etc. at any time. To detect a time-series signal (residual signal) different from the normal time by obtaining a new second time-series signal to be applied and applying an inverse filter to the second time-series signal to monitor the output. Can be done.

【0091】本実施形態では、具体的には、以下の信号
処理方法を採用することができる。
In this embodiment, specifically, the following signal processing method can be adopted.

【0092】先ず、図1の基準演算部12において、診
断対象が正常な状態にあるときに得られた音信号データ
あるいは振動信号データを1024点用いて、FFT
(高速フーリェ変換)を行い、それから電力スペクトル
を求める。次にそれをIFFT(逆高速フーリェ変換)
して自己相関関数を求め、それを用いてLevinso
nのアルゴリズム(例えば三上著「ディジタル信号処理
入門」CQ出版発行参照)により計算し、逆フィルタの
係数{Ak}を求める。
First, in the reference calculation unit 12 of FIG. 1, 1024 points of sound signal data or vibration signal data obtained when the diagnosis target is in a normal state are used to perform FFT.
(Fast Fourier Transform) is performed, and then the power spectrum is obtained. Then it is IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)
To obtain the autocorrelation function, and use it to Levinso
n algorithm (for example, see "Introduction to Digital Signal Processing" by Mikami, published by CQ Publishing) to obtain the coefficient {Ak} of the inverse filter.

【0093】その後、異常有無判定部340では、その
逆フィルタを作用させて残差信号が求められるが、その
残差信号を求めるための演算は、本実施形態では、係数
{a[k]}を用いて移動平均計算により行なわれる。
After that, in the abnormality presence / absence determining unit 340, the inverse filter is operated to obtain the residual signal, and the calculation for obtaining the residual signal is performed by the coefficient {a [k]} in this embodiment. Is performed by moving average calculation.

【0094】ここでは残差信号のパワーの移動平均を求
めるために、まず残差信号の時系列から、128データ
を取り出し、FFT、パワースペクトル計算、IFFT
を経て自己相関関数を求め、その原点のピーク値からパ
ワーを求める。その後データの始点を50点ずつずらし
ながら、パワーを順次求める。
Here, in order to obtain the moving average of the power of the residual signal, first, 128 data are extracted from the time series of the residual signal, and FFT, power spectrum calculation, IFFT are performed.
After that, the autocorrelation function is obtained, and the power is obtained from the peak value at the origin. After that, the power is sequentially obtained while shifting the starting point of the data by 50 points.

【0095】逆フィルタとしては、一例として、次数M
=27、係数{a[k]}は、表1のものが採用される。
As the inverse filter, as an example, the order M
= 27, the coefficient {a [k]} shown in Table 1 is adopted.

【0096】[0096]

【表1】 a[ 0]= 1.000000 a[ 1]=−2.887330 a[ 2]= 3.947344 a[ 3]=−3.535249 a[ 4]= 2.447053 a[ 5]=−1.620133 a[ 6]= 1.315352 a[ 7]=−1.268161 a[ 8]= 0.937471 a[ 9]=−0.380573 a[10]=−0.040919 a[11]= 0.284076 a[12]=−0.353665 a[13]= 0.397849 a[14]=−0.533185 a[15]= 0.501902 a[16]=−0.238178 a[17]=−0.003048 a[18]= 0.192420 a[19]=−0.166854 a[20]=−0.010498 a[21]= 0.061383 a[22]= 0.017323 a[23]=−0.014146 a[24]=−0.131247 a[25]= 0.239157 a[26]=−0.242444 a[27]= 0.115678 図10〜図13は正常状態にある設備から得られる波形
の一例を示すものであり、図10は正常状態にある設備
から採取された音信号の信号波形、図11はこの音信号
に逆フィルタを作用させた後の残差信号の信号波形、図
12はこの残差信号の電力スペクトル、図13は残差信
号の電力の移動平均を示している。
[Table 1] a [0] = 1.000000 a [1] = − 2.887330 a [2] = 3.947344 a [3] = − 3.535249 a [4] = 2.447053 a [5] = -1.620133 a [6] = 1.315352 a [7] =-1.268161 a [8] = 0.937471 a [9] =-0.380573 a [10] =-0.040919 a [ 11] = 0.284076 a [12] = − 0.353665 a [13] = 0.397849 a [14] = − 0.533185 a [15] = 0.501902 a [16] = − 0.238178 a [17] = − 0.003048 a [18] = 0.192220 a [19] = − 0.166854 a [20] = − 0.010498 a [21] = 0.061383 a [22] = 0.017323 a [23] =-0.014146 a [24] =-0.131247 a [25] = 0.239157 a [26] =-0.242444 a [27] = 0.115678 13 shows an example of a waveform obtained from equipment in a normal state, FIG. 10 shows a signal waveform of a sound signal sampled from equipment in a normal state, and FIG. 11 shows an inverse filter applied to this sound signal. FIG. 12 shows the signal waveform of the residual signal after the error, FIG. 12 shows the power spectrum of this residual signal, and FIG. 13 shows the moving average of the power of the residual signal.

【0097】図14〜図17は、設備が異常状態にある
ときに得られた波形の一例を示すもので、各図は、それ
ぞれ図10〜図13と同じ形式の信号波形を示してい
る。正常状態及び異常状態にある設備からそれぞれ得ら
れた音信号の波形を示す図10及び図14を直接比較し
ても、これらから直ちに正常・異常を判断することは困
難である。しかし、これらに逆フィルタを作用させて得
られた残差信号を示す図11及び図15相互を分析する
ことにより、正常・異常の判断が可能となる。
FIGS. 14 to 17 show an example of waveforms obtained when the equipment is in an abnormal state, and each drawing shows the signal waveform of the same format as FIGS. 10 to 13, respectively. Even if the waveforms of the sound signals obtained from the equipments in the normal state and the abnormal state are respectively directly compared with each other, it is difficult to immediately judge the normality / abnormality from these. However, it is possible to judge normality / abnormality by analyzing FIG. 11 and FIG. 15 showing residual signals obtained by applying an inverse filter to these.

【0098】図11及び図15を比較すると容易に理解
できるように、設備が正常状態にあるときは、残差信号
の振幅は極めて小さいが、これと比較し、設備が異常状
態になるとその振幅は極めて大きくなる。従って、残差
信号における電力の最大値を基準として正常・異常の判
断が可能となる。例えば設備が正常状態にあるときに得
られた信号の最大電力よりも10dB以上大きな残差信
号の振幅を有する場合を異常、これ未満の残差信号の振
幅を有する場合を正常と判定することで、正常・異常の
判断を行なうことができる。
As can be easily understood by comparing FIGS. 11 and 15, the amplitude of the residual signal is extremely small when the equipment is in a normal state. Will be extremely large. Therefore, it is possible to judge normality / abnormality based on the maximum value of the power in the residual signal. For example, by determining that the amplitude of the residual signal that is 10 dB or more larger than the maximum power of the signal obtained when the equipment is in a normal state is abnormal, and the amplitude of the residual signal that is less than this is normal, , It is possible to judge normality / abnormality.

【0099】また、図12及び図16に示されたよう
に、残差信号をフーリエ変換して得られたスペクトルに
おいては、異常が発生すると電力スペクトルの増大が生
ずる。例えば、図12の電力のピークは100dB以下
であるが、図16においては電力のピークはほぼ120
dBに達している。
Further, as shown in FIGS. 12 and 16, in the spectrum obtained by Fourier transforming the residual signal, if an abnormality occurs, the power spectrum increases. For example, the power peak in FIG. 12 is 100 dB or less, but in FIG. 16, the power peak is almost 120 dB.
It has reached dB.

【0100】更に、残差信号の電力の移動平均を示す図
13及び図17相互の比較を行うと、異常によってこの
移動平均が増大することがわかる。例えば、設備が正常
状態にあるときの移動平均の最大値よりも20dB以上
大きな移動平均データを示す場合は異常、これ未満のデ
ータを示す場合は正常と判定できる。この方法を採用す
ると、異常の有無の判定が特に容易となり、短時間での
異常検出が可能であるため、現場における実時間的な検
出を行うことができて、特に好適である。なお、異常の
種類によっては、電力の移動平均の分析よりも上記電力
スペクトルの分析による検出の方が、より正確に欠陥の
存在を検出できる。
Further, by comparing FIG. 13 and FIG. 17 showing the moving average of the power of the residual signal, it is found that this moving average increases due to the abnormality. For example, when the moving average data is 20 dB or more larger than the maximum value of the moving average when the equipment is in the normal state, it can be determined as abnormal, and when the data is less than this, it can be determined as normal. When this method is adopted, it is particularly easy to determine whether or not there is an abnormality, and it is possible to detect an abnormality in a short time. Therefore, it is possible to perform real-time detection in the field, which is particularly preferable. Depending on the type of anomaly, the presence of the defect can be detected more accurately by detecting the power spectrum than by analyzing the moving average of the power.

【0101】以上説明した実施形態は、本発明にいう基
準データとして逆フィルタを作成しておき、残差信号を
求めてその残差信号に基づいて異常の有無の検出を行な
うものであるが、本発明は必ずしもこの検出方法を採用
する必要はなく、例えば前述したスペクトル解析の手法
や、統計的推定又は検定を行なう手法を採用してもよ
い。
In the embodiment described above, an inverse filter is created as reference data according to the present invention, a residual signal is obtained, and the presence or absence of abnormality is detected based on the residual signal. The present invention does not necessarily have to adopt this detection method, and may employ, for example, the above-mentioned spectral analysis method or statistical estimation or test method.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、診断対象の異常の有無を監視してその異常の有無を
正しく判定することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to monitor the presence / absence of an abnormality in a diagnosis target and correctly determine the presence / absence of the abnormality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の異常監視装置の基本的な実施形態を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic embodiment of an abnormality monitoring device of the present invention.

【図2】本発明の異常監視装置の一実施形態を示すシス
テム概念図である。
FIG. 2 is a system conceptual diagram showing an embodiment of an abnormality monitoring device of the present invention.

【図3】本発明の異常監視装置の本体部分の(図2に示
す異常監視装置本体)の一実施形態として動作する異常
監視用コンピュータの外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view of an abnormality monitoring computer that operates as an embodiment of the main body of the abnormality monitoring apparatus of the present invention (the abnormality monitoring apparatus main body shown in FIG. 2).

【図4】図3に示す異常監視用コンピュータのハードウ
ェア構成図である。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of the abnormality monitoring computer shown in FIG.

【図5】逆フィルタ作成プログラムのフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart of an inverse filter creation program.

【図6】異常監視プログラムのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of an abnormality monitoring program.

【図7】異常監視プログラムのもう一つの例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing another example of an abnormality monitoring program.

【図8】本発明を、パイプからの気体の漏洩監視に適用
した例を示すシステム図である。
FIG. 8 is a system diagram showing an example in which the present invention is applied to monitor gas leakage from a pipe.

【図9】本発明を適用したもう1つの例を示すシステム
図である。
FIG. 9 is a system diagram showing another example to which the present invention is applied.

【図10】正常状態にある設備から得られた音信号の波
形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram of a sound signal obtained from equipment in a normal state.

【図11】図10の信号に逆フィルタを作用させて得ら
れた信号波形図である。
11 is a signal waveform diagram obtained by applying an inverse filter to the signal of FIG.

【図12】図11の信号から得られた電力スペクトル図
である。
FIG. 12 is a power spectrum diagram obtained from the signal of FIG.

【図13】図11の信号から得られた電力の移動平均を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a moving average of electric power obtained from the signals of FIG. 11.

【図14】異常状態にある設備から得られた音信号の波
形図である。
FIG. 14 is a waveform diagram of a sound signal obtained from equipment in an abnormal state.

【図15】図14の信号に逆フィルタを作用させて得ら
れた信号波形図である。
15 is a signal waveform diagram obtained by applying an inverse filter to the signal of FIG.

【図16】図15の信号から得られた電力スペクトル図
である。
16 is a power spectrum diagram obtained from the signal of FIG.

【図17】図15の信号から得られた電力の移動平均を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a moving average of electric power obtained from the signals of FIG. 15;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 異常監視装置 11 センサ 12 基準演算部 13 診断対象異常判定部 14 模擬異常状態発生部 15 自己異常判定部 16 模擬異常成分除去部 20 診断対象 21 診断対象機械設備 200 異常監視装置本体 210 集音マイク 240 スピーカ 300 機械制御装置 10 Abnormality monitoring device 11 sensors 12 Reference calculator 13 Diagnosis target abnormality determination unit 14 Simulated abnormal state generation part 15 Self-abnormality determination unit 16 Simulated abnormal component removal unit 20 diagnosis target 21 Mechanical equipment to be diagnosed 200 Abnormality monitoring device body 210 Sound collecting microphone 240 speakers 300 Machine control device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 診断対象の異常の有無を監視する異常監
視装置において、 診断対象の状態を反映した所定の物理量を捉えて該物理
量を表わす信号を得るセンサと、 前記センサにより前記診断対象が正常な状態にあるとき
に得られる基準信号に由来する基準データと、異常監視
時に前記センサで得られる診断信号とに基いて、前記診
断対象の異常の有無を判定する診断対象異常判定部と、 前記センサに前記診断対象が異常な状態にあるときを模
擬した物理量を与える模擬異常状態発生部と、 前記基準データと、前記センサが前記模擬異常状態発生
部から与えられた物理量を捉えるタイミングで該センサ
により得られる模擬異常成分混入信号とに基づいて、こ
の異常監視装置自体の異常の有無を判定する自己異常判
定部とを備えたことを特徴とする異常監視装置。
1. An abnormality monitoring device for monitoring the presence or absence of an abnormality in a diagnosis target, comprising: a sensor for capturing a predetermined physical quantity that reflects the state of the diagnosis target to obtain a signal representing the physical quantity; Based on a reference signal derived from a reference signal obtained when in a state, and a diagnostic signal obtained by the sensor during abnormality monitoring, a diagnosis target abnormality determination unit that determines the presence or absence of abnormality of the diagnosis target, and A simulated abnormal state generation unit that gives a sensor a physical amount that simulates when the diagnosis target is in an abnormal state, the reference data, and the sensor at a timing at which the sensor captures the physical amount given from the simulated abnormal state generation unit. And a self-abnormality determining unit that determines whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself based on the simulated abnormal component mixing signal obtained by That abnormality monitoring apparatus.
【請求項2】 前記基準信号に基づいて逆フィルタを求
める演算を含む演算により、前記基準データを求める基
準演算部を備え、 前記診断対象異常判定部は、前記診断信号に前記逆フィ
ルタを作用させることにより残差信号を求める演算を含
む演算を行ない、該演算の結果に基づいて前記診断対象
の異常の有無を判定するものであり、 前記自己異常判定部は、前記模擬異常成分混入信号に前
記逆フィルタを作用させることにより残差信号を求める
演算を含む演算を行ない、該演算の結果に基づいて、こ
の異常監視装置自体の異常の有無を判定するものである
ことを特徴とする請求項1記載の異常監視装置。
2. A reference calculation unit that calculates the reference data by a calculation including a calculation that calculates an inverse filter based on the reference signal, wherein the diagnosis target abnormality determination unit applies the inverse filter to the diagnosis signal. By performing an operation including an operation to obtain a residual signal by determining the presence or absence of an abnormality of the diagnosis target based on the result of the operation, the self-abnormality determination unit, the simulated abnormal component mixed signal to the 2. An operation including an operation for obtaining a residual signal by operating an inverse filter is performed, and whether or not there is an abnormality in the abnormality monitoring device itself is determined based on the result of the operation. The abnormality monitoring device described.
【請求項3】 前記模擬異常状態発生部は、前記センサ
に、この異常監視装置が正常状態にあるときにこの異常
監視装置により前記診断対象が異常である旨判定される
下限に対応するレベルの異常状態を模擬した物理量を与
えるものであることを特徴とする請求項1記載の異常監
視装置。
3. The simulated abnormal condition generation unit causes the sensor to have a level corresponding to a lower limit at which the abnormality monitoring device determines that the diagnosis target is abnormal when the abnormality monitoring device is in a normal state. The abnormality monitoring device according to claim 1, wherein a physical quantity simulating an abnormal state is given.
【請求項4】 前記模擬異常成分混入信号から、前記セ
ンサが前記模擬異常状態発生部から与えられた物理量に
起因する模擬異常成分を除去して模擬異常成分除去信号
を生成する模擬異常成分除去部を備え、 前記診断対象異常判定部は、前記センサに前記模擬異常
状態発生部により前記診断対象が異常な状態にあること
を模擬した物理量が与えられたタイミングに関しては、
前記基準データと、前記模擬異常成分除去信号とに基づ
いて、前記診断対象の異常の有無を判定するものである
ことを特徴とする請求項1記載の異常監視装置。
4. A simulated abnormal component removing unit for generating a simulated abnormal component removing signal by removing from the simulated abnormal component mixed signal the simulated abnormal component caused by the physical quantity given by the simulated abnormal state generation unit by the sensor. The diagnosis target abnormality determination unit, with respect to the timing when the sensor is given a physical quantity simulating that the diagnosis target is in an abnormal state by the simulated abnormal state generation unit,
The abnormality monitoring device according to claim 1, wherein the presence or absence of abnormality of the diagnosis target is determined based on the reference data and the simulated abnormal component removal signal.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257862A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Original Engineering Consultants Co Ltd Method for diagnosing integrity in equipment such as rotary machine by sound signal
KR101028296B1 (en) 2004-11-26 2011-04-11 현대자동차주식회사 Apparatus For Unsteady state Calibration Measurement And Control Method
JP2013205049A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Determination method of sound measuring point in soundness diagnosis of rotary machine
JP2013205048A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Method for diagnosing soundness of rotary machine
JP2013205047A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Positioning apparatus for diagnosis device for rotary machine
WO2015011791A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 株式会社日立製作所 Abnormality detection evaluation system
US9282481B2 (en) 2013-09-25 2016-03-08 Azbil Corporation Mobile terminal and instrument diagnostic method
JP2019027897A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 キヤノン株式会社 Leakage monitoring system for monitoring multiple air apparatuses
JP2020153935A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 日本電気株式会社 Acoustic characteristic measuring device and acoustic characteristic measuring method
US11782395B2 (en) 2018-06-18 2023-10-10 Mitsubishi Electric Corporation Diagnostic device, diagnostic method and program
JP7428030B2 (en) 2020-03-18 2024-02-06 日本電気株式会社 Noise evaluation device and noise evaluation method

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028296B1 (en) 2004-11-26 2011-04-11 현대자동차주식회사 Apparatus For Unsteady state Calibration Measurement And Control Method
JP2009257862A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Original Engineering Consultants Co Ltd Method for diagnosing integrity in equipment such as rotary machine by sound signal
JP2013205049A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Determination method of sound measuring point in soundness diagnosis of rotary machine
JP2013205048A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Method for diagnosing soundness of rotary machine
JP2013205047A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp Positioning apparatus for diagnosis device for rotary machine
WO2015011791A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 株式会社日立製作所 Abnormality detection evaluation system
US9282481B2 (en) 2013-09-25 2016-03-08 Azbil Corporation Mobile terminal and instrument diagnostic method
JP2019027897A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 キヤノン株式会社 Leakage monitoring system for monitoring multiple air apparatuses
JP7043197B2 (en) 2017-07-28 2022-03-29 キヤノン株式会社 Information processing system, production system, manufacturing method of goods, control method, program, recording medium, information processing device
JP2022087359A (en) * 2017-07-28 2022-06-10 キヤノン株式会社 Information processing system, production system, manufacturing method of articles, control method, program, recording medium, information processing device, information processing method
JP7362815B2 (en) 2017-07-28 2023-10-17 キヤノン株式会社 Information processing system, production system, article manufacturing method, control method, program, recording medium, information processing device, information processing method
US11782395B2 (en) 2018-06-18 2023-10-10 Mitsubishi Electric Corporation Diagnostic device, diagnostic method and program
JP2020153935A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 日本電気株式会社 Acoustic characteristic measuring device and acoustic characteristic measuring method
JP7338188B2 (en) 2019-03-22 2023-09-05 日本電気株式会社 Acoustic property measuring device, acoustic property measuring method, and acoustic property measuring program
JP7428030B2 (en) 2020-03-18 2024-02-06 日本電気株式会社 Noise evaluation device and noise evaluation method

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