JP2003344150A - Condition diagnosing method and apparatus therefor by analyzing shaft vibration of rotating machine - Google Patents
Condition diagnosing method and apparatus therefor by analyzing shaft vibration of rotating machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンなど
の回転機械の軸振動の振幅値をモニタリングすること
で、不具合発生を事前予測する方法及び装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for predicting a failure occurrence in advance by monitoring an amplitude value of shaft vibration of a rotary machine such as a gas turbine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービンは、代表的な回転機械の１
つである。また、そのメンテナンスは、製品の販売とと
もに、非常に重要であり、従来から公衆回線を用いた遠
隔監視システムが採用されている。例えば、各地の納入
先で稼働しているガスタービンの運転データをメンテナ
ンス会社で一括監視することで、遠方からでも各地のガ
スタービンの状況を把握することができ、メンテナンス
の効率化を図るとともに数々の不具合事例を蓄積してい
る。2. Description of the Related Art A gas turbine is one of the typical rotating machines.
Is one. Further, the maintenance is very important along with the sale of the product, and a remote monitoring system using a public line has been conventionally adopted. For example, by collectively monitoring the operation data of gas turbines operating at delivery destinations in various locations at a maintenance company, it is possible to grasp the status of gas turbines in various locations from a distance and improve the efficiency of maintenance and Accumulation of trouble cases.
【０００３】ところで、ガスタービンは回転機械である
ため、長時間運転における回転軸受の損傷は避けられな
い不具合事例である。一度その不具合が発生すれば、ガ
スタービンの修復にはかなりの費用がかかることにな
る。この場合、事前にその兆候を把握することで不具合
による被害を最小限に抑え、修復費用を軽減させること
が可能である。しかしながら、その兆候は、運転データ
に微少でかつ徐々に進行して現れるため、メンテナンス
員が運転データを一見しただけではその判断が難しい。By the way, since the gas turbine is a rotary machine, damage to the rotary bearing during long-term operation is an unavoidable problem. Once that failure occurs, repairing a gas turbine can be quite costly. In this case, it is possible to minimize damage due to malfunctions and reduce repair costs by grasping the symptoms in advance. However, since the symptom is minute and gradually progresses and appears in the operation data, it is difficult for the maintenance personnel to judge the operation data at a glance.
【０００４】従来は、回転機械の近辺にデータ収集装置
を設置し、ミリ秒以下の周期で、回転機械の軸振動デー
タを収集して、収集したデータを周波数解析し、周波数
分布を算出して、予め回転機械の不具合時の周波数分布
と、新たに収集した振動データより算出した周波数分布
とを比較し、それらの類似度合いにより新たに収集した
振動データが不具合をもったものか否かを判断してい
た。しかし、この方法では、不具合の判断のために、デ
ータ収集周期を速くする必要があり、その結果データ量
も膨大になるので、回転機械を遠隔よりデータ収集し、
診断する場合、データ転送コストが増大することにな
る。また、周波数解析自体、計算量が多く、計算機にも
負担を要する。さらに、周波数分布には、ノイズが含ま
れ、分布のパターンも複雑で、不具合判断のためには、
専門的な知識を要する。Conventionally, a data collecting device is installed in the vicinity of a rotating machine, shaft vibration data of the rotating machine is collected at a cycle of milliseconds or less, and the collected data is subjected to frequency analysis to calculate a frequency distribution. , Comparing the frequency distribution of the rotating machine in advance with the frequency distribution calculated from the newly collected vibration data, and judging whether or not the newly collected vibration data has a defect based on the degree of similarity between them. Was. However, in this method, it is necessary to speed up the data collection cycle to judge the failure, and as a result, the amount of data becomes enormous.
If diagnosed, the data transfer cost will increase. In addition, the frequency analysis itself requires a large amount of calculation and requires a heavy load on the computer. Furthermore, the frequency distribution contains noise and the distribution pattern is complicated.
Requires specialized knowledge.
【０００５】例えば、特開平７−１９０８４９号公報に
は、回転軸受け振動診断装置として、回転機械の軸振動
データを収集し、周波数分布を算出する技術が開示され
ており、ニューラルネットにより、不具合による周波数
分布以外に、ノイズ等外乱による周波数分布も教示さ
せ、不具合発生時にニューラルネットにより、ノイズ等
外乱の影響を除き、軸不具合判断を行う方法が記載され
ている。しかし、この技術でも、上記同様、不具合の判
断のために、データ収集周期を小さくする必要があり、
データ量も膨大になるので、回転機械を遠隔よりデータ
収集し、診断する場合、データ転送コストが増大するこ
とになる。また、診断の対象となる回転機械が多数ある
場合、機械１台に対して診断装置が必要となる。多数の
回転機械に対し、１台の診断装置で診断する場合、周波
数解析やニューラルネットの計算は、診断装置に多大な
負荷をかけることになる。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-190849 discloses a rotary bearing vibration diagnosis device that collects shaft vibration data of a rotating machine and calculates a frequency distribution. In addition to the frequency distribution, a frequency distribution due to a disturbance such as noise is taught, and when a failure occurs, a neural network removes the influence of the disturbance such as noise and makes a shaft failure determination. However, with this technology as well, it is necessary to reduce the data collection cycle in order to judge defects, as described above.
Since the amount of data will be enormous, the data transfer cost will increase when remotely collecting and diagnosing data from a rotating machine. In addition, when there are many rotary machines to be diagnosed, a diagnostic device is required for one machine. When diagnosing a large number of rotating machines with one diagnostic device, frequency analysis and neural network calculation impose a great load on the diagnostic device.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の諸点に
鑑みなされたもので、本発明の目的は、回転機械の軸振
動データを用いて、遠隔での診断を考慮し診断に必要な
データ量を必要最小限に抑えるとともに、簡単な解析計
算、統計計算による信号処理を施すことにより、微少な
軸振動変化からも状態変化を検知して、軸受損傷の兆候
を容易かつ早期に判断することができ、通信量、計算量
ともに少なくなり経済的負担等を軽減することができる
回転機械の軸振動解析による状態診断方法及び装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to use data on shaft vibrations of a rotating machine and data required for diagnosis in consideration of remote diagnosis. By minimizing the amount and performing signal processing by simple analysis calculation and statistical calculation, it is possible to detect the state change even from the minute shaft vibration change and easily and early judge the sign of bearing damage. It is possible to provide a state diagnosis method and device by shaft vibration analysis of a rotating machine, which can reduce the communication load and the calculation amount and reduce the economic burden.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の回転機械の軸振動解析による状態診断方
法は、回転機械の軸系統の振動データを収集し、収集し
た振動データをデータ処理部に送信して、正常運転時の
振動データより標準偏差を算出し、運転時振動データの
変化量を前記標準偏差にある係数を乗じた値で割算して
不具合軸振動データＸとし、｜ｆ（Ｘ）｜が｜Ｘ｜＞１
なら増幅し、｜Ｘ｜＜１なら減衰するような数式ｆ
（Ｘ）により前記データＸを処理し、増幅した不具合軸
振動データを検出して軸振動の不具合を判断するように
構成されている。In order to achieve the above object, a state diagnosis method by shaft vibration analysis of a rotary machine according to the present invention collects vibration data of a shaft system of a rotary machine, and collects the collected vibration data. The standard deviation is calculated from the vibration data during normal operation and transmitted to the data processing unit, and the amount of change in the vibration data during operation is divided by a value obtained by multiplying the standard deviation by a coefficient to obtain defective axis vibration data X. , | F (X) | is | X |> 1
If f is amplified, and if | X | <1, then the formula f is attenuated
The data X is processed by (X), the amplified defective shaft vibration data is detected, and the defective shaft vibration is determined.
【０００８】上記の方法において、振動データ収集時
に、ある期間内の振動データの中で代表値、例えば、最
大値を抽出し、診断に必要な振動データを少量化して振
動解析に用いることが好ましい。診断に必要な振動デー
タを少量化し、データ処理部に送信することで、ＬＡＮ
（ローカル・エリア・ネットワーク）、公衆回線等の通
信負荷を下げることができる。また、上記の方法におい
ては、データ処理部に送信された振動データのうち、回
転機械運転時のデータのみを抽出して振動解析を行う。
この場合、例えば、回転機械の回転数が一定値より大き
い時点のデータのみを抽出する。In the above method, when collecting vibration data, it is preferable to extract a representative value, for example, a maximum value, from vibration data within a certain period, reduce the vibration data necessary for diagnosis, and use it for vibration analysis. . By reducing the vibration data required for diagnosis and transmitting it to the data processing unit, LAN
It is possible to reduce the communication load of (local area network), public line, etc. Further, in the above method, of the vibration data transmitted to the data processing unit, only the data when the rotating machine is operating is extracted and the vibration analysis is performed.
In this case, for example, only the data at the time when the rotation speed of the rotating machine is larger than a certain value is extracted.
【０００９】本発明の回転機械の軸振動解析による状態
診断装置は、回転機械に接続され、軸系統の回転数・振
動データからなる運転データを収集するためのデータ収
集手段と、収集したデータをデータ処理手段に送信する
ためのデータ通信手段（公衆回線、インターネット、Ｌ
ＡＮ等）と、データ収集手段より送信されたデータを用
いて、正常運転時振動データより標準偏差を算出し、運
転時振動データの変化量を標準偏差にある係数を乗じた
値で割算して不具合軸振動データＸとし、｜ｆ（Ｘ）｜
が｜Ｘ｜＞１なら増幅し、｜Ｘ｜＜１なら減衰するよう
な数式ｆ（Ｘ）により前記データＸを処理し、増幅した
不具合軸振動データを検出するという、軸受損傷兆候を
判断するための信号処理を施すデータ処理手段と、デー
タ処理手段にて処理した結果を表示する表示手段とを備
えたことを特徴としている。A state diagnosis device for shaft vibration analysis of a rotating machine according to the present invention is connected to a rotating machine and has a data collecting means for collecting operation data consisting of rotation speed / vibration data of a shaft system, and the collected data. Data communication means for transmitting to the data processing means (public line, Internet, L
AN, etc.) and the data transmitted from the data collection means to calculate the standard deviation from the vibration data during normal operation, and divide the change amount of the vibration data during operation by the value obtained by multiplying the standard deviation by a certain coefficient. As defective axis vibration data X, | f (X) |
, The data X is processed by the formula f (X) such that it is amplified if | X |> 1 and attenuated if | X | <1 and the amplified defective shaft vibration data is detected. Is provided with a data processing means for performing signal processing for the purpose, and a display means for displaying a result processed by the data processing means.
【００１０】上記の装置において、データ収集手段に、
ある期間内の振動データの中で代表値、例えば、最大値
を抽出し、診断に必要な振動データを少量化する機能を
付加して、公衆回線、ＬＡＮ等の負荷を軽減することが
好ましい。また、上記の装置において、データ処理手段
に、回転機械の回転数が一定値より大きい時点のデータ
のみを抽出して、運転時のデータのみが振動解析に利用
される機能を設ける。In the above apparatus, the data collecting means is
It is preferable to reduce the load on the public line, LAN, etc. by adding a function of extracting a representative value, for example, a maximum value, from the vibration data within a certain period and reducing the vibration data necessary for diagnosis. Further, in the above apparatus, the data processing means is provided with a function of extracting only data at a time when the rotation speed of the rotating machine is larger than a certain value and using only data during operation for vibration analysis.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による回
転機械の軸振動解析による状態診断方法を実施するため
のシステム構成を示している。システムは、回転機械の
軸系統の回転数・振動データからなる運転データを収集
するためのデータ収集部１、収集したデータを後述する
データ処理部３に送信するためのデータ通信部２、デー
タ収集部１より送信されたデータより、軸受損傷兆候を
判断するための信号処理を施すデータ処理部３、処理し
た結果を表示する表示部４からなる。複数の回転機械を
診断するため複数のデータ収集部１を用意することもあ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and implemented. . FIG. 1 shows a system configuration for carrying out a state diagnosis method by shaft vibration analysis of a rotary machine according to a first embodiment of the present invention. The system includes a data collection unit 1 for collecting operation data composed of rotation speed and vibration data of a shaft system of a rotating machine, a data communication unit 2 for transmitting the collected data to a data processing unit 3 described later, and a data collection unit. The data processing unit 3 includes a data processing unit 3 that performs signal processing for determining a bearing damage symptom based on the data transmitted from the unit 1, and a display unit 4 that displays the processed result. A plurality of data collection units 1 may be prepared to diagnose a plurality of rotating machines.
【００１２】具体的なシステム構成例を図２に示す。ガ
スタービンなどの回転機械の運転データを収集するデー
タロガ１０、制御装置１２より、小型データ処理装置１
４までは、一般的なシリアル通信、アナログデータ通信
等を用い、データロガ１０、制御装置１２にて運転デー
タの収集を行い、小型データ処理装置１４にて後述する
前処理を行う。なお、本発明とは直接関係ないが、制御
装置１２では、データ収集だけでなく回転機械の制御も
行っている。小型データ処理装置１４で前処理された運
転データ（以下、前処理運転データ）は、公衆回線１６
（又はＬＡＮなど）によりデータ解析（処理）装置１８
に送信される。データ解析装置１８により、前処理運転
データを解析し、その結果を表示する。図１のデータ収
集部１は、図２のデータロガ１０、制御装置１２、小型
データ処理装置１４に相当し、図１のデータ通信部２
は、図２の公衆回線１６に相当し、図１のデータ処理部
３、表示部４は、図２のデータ解析装置１８に相当す
る。FIG. 2 shows a specific system configuration example. The data logger 10 for collecting operation data of a rotating machine such as a gas turbine, and the control device 12 include a small data processing device 1
Up to 4, general serial communication, analog data communication, and the like are used, and the data logger 10 and the control device 12 collect operation data, and the small data processing device 14 performs preprocessing described later. Although not directly related to the present invention, the control device 12 not only collects data but also controls the rotating machine. The operation data preprocessed by the small data processor 14 (hereinafter referred to as preprocessing operation data) is the public line 16
(Or LAN) data analysis (processing) device 18
Sent to. The data analysis device 18 analyzes the pretreatment operation data and displays the result. The data collection unit 1 of FIG. 1 corresponds to the data logger 10, the control device 12, and the small data processing device 14 of FIG. 2, and the data communication unit 2 of FIG.
2 corresponds to the public line 16 in FIG. 2, and the data processing unit 3 and the display unit 4 in FIG. 1 correspond to the data analysis device 18 in FIG.
【００１３】図１のデータ収集部１は、運転データすべ
てをデータ処理部３に送信するのではなく、送信のため
の前処理として、図３のように、ある期間ｔn-1〜ｔn、
ｔn〜ｔn+1、……を設け、各期間内の運転データの中
で、最大値抽出など一定の手順に従い値を抽出し、デー
タ処理部３に前処理運転データとして送信する。例え
ば、図３では、データ処理部３には、サンプリング間隔
Δｔでデータを送信し、時間ｔnのデータとしてＰnを送
信する。この例では、Ｐnはｔn-1〜ｔn期間内運転デー
タのうちの最大値としている。この前処理により、図１
のデータ処理部３で必要となる信号を、データ通信部２
に及ぼす負担を最小限にして生成することが可能とな
る。図２では、この前処理を小型データ処理装置１４で
行う。図１のデータ通信部２は、公衆回線やインターネ
ットを用いることで、遠隔地の前処理運転データ、及び
多数の前処理運転データを一個所に集めることが可能と
なる。The data collecting unit 1 of FIG. 1 does not transmit all the operation data to the data processing unit 3, but as a pre-processing for transmission, as shown in FIG. 3, for a certain period t n-1 to t n. ,
t n ~t n + 1, the ...... provided, in the operating data in each period, extracts the value subject to certain procedures such as the maximum value extraction, transmits as a pretreatment operation data to the data processing unit 3. For example, in FIG. 3, data is transmitted to the data processing unit 3 at the sampling interval Δt, and P n is transmitted as the data at the time t n . In this example, P n is the maximum value of the operating data t n-1 ~t n period. By this pre-processing,
Signals necessary for the data processing unit 3 of the
It is possible to generate it with a minimum burden on. In FIG. 2, this preprocessing is performed by the small data processing device 14. The data communication unit 2 in FIG. 1 can collect the pretreatment operation data at a remote place and a large number of pretreatment operation data in one place by using a public line or the Internet.
【００１４】図１のデータ処理部３では、データ収集部
１より送信された前処理運転データを処理し、振動診断
値を算出する。まず、前処理運転データは、図４のよう
に回転機械運転時と停止時のデータ両方を含むため、回
転数が一定値より大きい時点のデータのみを抽出する
（以下、抽出運転データ）。振動診断値は、抽出運転デ
ータ中の振動データ（以下、抽出振動データ）を用いて
算出する。図５でその方法を説明する。まず、抽出振動
データＰk-1、Ｐk、…の平均値ｍpと標準偏差σpを算出
する。次に式１に従い、ある時点の値とその直前の値と
の差ΔＰを計算する。ｋpは係数である。The data processing unit 3 in FIG. 1 processes the preprocessing operation data transmitted from the data collecting unit 1 to calculate a vibration diagnosis value. First, since the pretreatment operation data includes both the data when the rotating machine is operating and when the rotating machine is stopped as shown in FIG. 4, only the data at the time when the rotation speed is higher than a certain value is extracted (hereinafter, extraction operation data). The vibration diagnosis value is calculated using the vibration data in the extraction operation data (hereinafter, extracted vibration data). The method will be described with reference to FIG. First, the average value m p and the standard deviation σ p of the extracted vibration data P k-1 , P k , ... Are calculated. Next, according to the formula 1, the difference ΔP between the value at a certain time point and the value immediately before it is calculated. k p is a coefficient.
【００１５】
ΔＰ＝（Ｐk−Ｐk-1）／（ｋp*σp） ……式１
（Ｐkの分布は、正規分布と仮定）
次に、差分値ΔＰに次の処理を行い、式２より振動診断
値データＨkとする。
Ｈk＝Ｈk-1＋ｆ（ΔＰ） ……式２
Ｈ0＝０
ここで、ｆ（ΔＰ）は、次の条件を満たす単調増加関数
である。
｜ｆ（ΔＰ）｜≧｜ΔＰ｜ （｜ΔＰ｜≧１のとき）
｜ｆ（ΔＰ）｜＜｜ΔＰ｜ （｜ΔＰ｜＜１のとき）ΔP = (P k −P k−1 ) / (k p * σ p ) ... Equation 1 (The distribution of P k is assumed to be a normal distribution) Next, the difference value ΔP is subjected to the following processing. , And the vibration diagnosis value data H k is obtained from Equation 2. H k = H k-1 + f (ΔP) Equation 2 H 0 = 0 Here, f (ΔP) is a monotonically increasing function that satisfies the following condition. | F (ΔP) | ≧ | ΔP | (when | ΔP | ≧ 1) | f (ΔP) | <| ΔP | (when | ΔP | <1)
【００１６】この処理により、ｆ（ΔＰ）により増幅さ
れた信号変化分が時間経過とともに蓄積される。不具合
があるかは振動診断値によりしきい値を設けて自動診断
するか、メンテナンス員が判断する。しきい値は、実例
をもとに機差に依存しない値を決める。図６、図７に２
例の本発明の方法による計算例を示す。計算例では、ｆ
（ΔＰ）＝ΔＰ3としている。２例とも不具合発生前
に、振動診断値が増加していることがわかる。By this processing, the signal variation amplified by f (ΔP) is accumulated with the passage of time. Whether there is a defect is determined by a maintenance worker whether a threshold value is set according to the vibration diagnosis value for automatic diagnosis. For the threshold value, a value that does not depend on the machine difference is determined based on an actual example. 2 in FIGS.
An example of a calculation according to the method of the invention of the example is shown. In the calculation example, f
(ΔP) = ΔP 3 is set. It can be seen that in both cases, the vibration diagnosis value increases before the occurrence of a problem.
【００１７】本発明の実施の形態で説明した技術を、上
述した特開平７−１９０８４９号公報に記載の従来技術
と比較すると、従来技術ではミリ秒以下のサンプリング
周期で軸振動データを収集する必要があるのに対し、本
発明では１時間程度のサンプリング周期で軸振動データ
を収集すればよい。また、従来技術では収集したデータ
すべてが診断のために必要であるため通信量が多大にな
るのに対し、本発明では収集したデータすべてが診断の
ために必要でないため通信量が少なくなり、遠隔操作を
行う際の通信負荷が小さくなる。さらに、従来技術では
フーリエ変換計算、ノイズスペクトルのリダクション計
算、ニューラルネット計算と複雑な計算を診断装置で行
うのに対し、本発明では加算と乗算等からなる解析計
算、統計計算のみを診断装置で行えばよく、計算機の負
荷も軽減される。When the technique described in the embodiment of the present invention is compared with the conventional technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-190849, it is necessary to collect axial vibration data at a sampling period of millisecond or less in the conventional technique. On the other hand, in the present invention, the shaft vibration data may be collected at a sampling cycle of about 1 hour. Further, in the conventional technique, all the collected data is necessary for the diagnosis, so that the communication amount becomes large, whereas in the present invention, since the collected data is not necessary for the diagnosis, the communication amount becomes small and the remote communication is performed. The communication load when performing operations is reduced. Further, in the prior art, the Fourier transform calculation, noise spectrum reduction calculation, neural network calculation and complicated calculation are performed by the diagnostic device, whereas in the present invention, only the analytical calculation including addition and multiplication and the statistical calculation are performed by the diagnostic device. All that is required is to reduce the load on the computer.
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。
（１） 軸振動より回転機械の不具合の兆候を事前に検
知することができる。
（２） 微少な軸振動変化からも状態変化を検知するこ
とができ、異常を早期に診断できる。また、サンプリン
グ周期の粗い振動データでも診断が可能である。
（３） 回転機械について公衆回線等を用いた遠隔診断
を行う際に、データ通信負荷を軽減でき、計算負荷も軽
微なため、複数の回転機械を１台の診断装置で診断でき
る。また、データ転送コストを低減することができる。
（４） 不具合発生の判定は、解析値トレンドの増加具
合のみで判断できるため、不具合の複雑な判定基準が不
要である。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. (1) It is possible to detect in advance signs of malfunction of the rotating machine from the shaft vibration. (2) A state change can be detected even from a minute shaft vibration change, and an abnormality can be diagnosed early. Further, it is possible to diagnose even vibration data having a rough sampling cycle. (3) When remote diagnosis is performed on a rotating machine using a public line or the like, the data communication load can be reduced and the calculation load is also light. Therefore, a plurality of rotating machines can be diagnosed by one diagnostic device. In addition, the data transfer cost can be reduced. (4) Since a defect occurrence can be determined only by the degree of increase in the analysis value trend, a complicated defect determination criterion is unnecessary.
【図１】本発明の実施の第１形態による回転機械の軸振
動解析による状態診断方法を実施するためのシステム構
成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system configuration for carrying out a state diagnosis method by shaft vibration analysis of a rotary machine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の第１形態におけるシステム構成
の一例を示す概略構成説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration explanatory diagram showing an example of a system configuration according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の第１形態におけるデータ収集部
での信号処理（前処理）を説明するためのグラフであ
る。FIG. 3 is a graph for explaining signal processing (preprocessing) in the data collection unit according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の第１形態における運転時データ
抽出の処理を説明するためのグラフである。FIG. 4 is a graph for explaining a process of extracting driving data in the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の第１形態におけるデータ処理部
での信号処理を説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining signal processing in the data processing unit according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の方法による振動診断値の計算例を示す
グラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of calculation of a vibration diagnosis value according to the method of the present invention.
【図７】本発明の方法による振動診断値の計算例を示す
グラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of calculation of a vibration diagnosis value according to the method of the present invention.
１ データ収集部 ２ データ通信部 ３ データ処理部 ４ 表示部 １０ データロガ １２ 制御装置 １４ 小型データ処理装置 １６ 公衆回線 １８ データ解析装置 1 Data collection section 2 Data communication section 3 Data processing unit 4 Display 10 Data logger 12 Control device 14 Small data processor 16 public line 18 Data analyzer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 昭二 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 尾崎 嘉彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 原田 英一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 佐藤 和憲 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 2G024 AD05 BA15 CA09 CA13 DA09 EA01 FA02 FA06 FA11 2G064 AA17 AB22 BA02 CC13 CC30 CC31 CC45 CC57 CC63 DD29 5H223 AA02 BB04 DD07 EE06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shoji Murakami 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Akashi Factory Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Ozaki 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Akashi Factory Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Harada 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Akashi Factory Co., Ltd. (72) Inventor Kazunori Sato 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Akashi Factory Co., Ltd. F-term (reference) 2G024 AD05 BA15 CA09 CA13 DA09 EA01 FA02 FA06 FA11 2G064 AA17 AB22 BA02 CC13 CC30 CC31 CC45 CC57 CC63 DD29 5H223 AA02 BB04 DD07 EE06
Claims (10)
し、収集した振動データをデータ処理部に送信して、正
常運転時の振動データより標準偏差を算出し、運転時振
動データの変化量を前記標準偏差にある係数を乗じた値
で割算して不具合軸振動データＸとし、｜ｆ（Ｘ）｜が
｜Ｘ｜＞１なら増幅し、｜Ｘ｜＜１なら減衰するような
数式ｆ（Ｘ）により前記データＸを処理し、増幅した不
具合軸振動データを検出して軸振動の不具合を判断する
ことを特徴とする回転機械の軸振動解析による状態診断
方法。1. Vibration data of a shaft system of a rotary machine is collected, the collected vibration data is transmitted to a data processing unit, a standard deviation is calculated from the vibration data at the time of normal operation, and a variation amount of the vibration data at the time of operation is calculated. Is divided by a value obtained by multiplying the standard deviation by a coefficient to obtain defective axis vibration data X, and if | f (X) | is | X |> 1, it is amplified, and if | X | <1, it is a mathematical expression that attenuates. A state diagnosis method based on shaft vibration analysis of a rotating machine, characterized in that the data X is processed by f (X), amplified defective shaft vibration data is detected, and a shaft vibration defect is judged.
内の振動データの中で代表値を抽出し、診断に必要な振
動データを少量化して振動解析に用いる請求項１記載の
回転機械の軸振動解析による状態診断方法。2. A shaft of a rotary machine according to claim 1, wherein a representative value is extracted from the vibration data within a certain period, and the vibration data necessary for diagnosis is used for vibration analysis as a method of collecting the vibration data. State diagnosis method by vibration analysis.
内の振動データの最大値を抽出し、診断に必要な振動デ
ータを少量化して振動解析に用いる請求項１記載の回転
機械の軸振動解析による状態診断方法。3. A shaft vibration analysis of a rotating machine according to claim 1, wherein a maximum value of vibration data within a certain period is extracted as a method of collecting vibration data, and vibration data required for diagnosis is reduced to be used for vibration analysis. Condition diagnosis method.
うち、回転機械運転時のデータのみを抽出して振動解析
を行う請求項１、２又は３記載の回転機械の軸振動解析
による状態診断方法。4. The state diagnosis by shaft vibration analysis of a rotary machine according to claim 1, 2 or 3, wherein only vibration data during operation of the rotary machine is extracted from the vibration data transmitted to the data processing unit for vibration analysis. Method.
点のデータのみを抽出する請求項４記載の回転機械の軸
振動解析による状態診断方法。5. The state diagnosis method according to claim 4, wherein only data at a time when the rotation speed of the rotating machine is larger than a certain value is extracted.
振動データからなる運転データを収集するためのデータ
収集手段と、 収集したデータをデータ処理手段に送信するためのデー
タ通信手段と、 データ収集手段より送信されたデータを用いて、正常運
転時振動データより標準偏差を算出し、運転時振動デー
タの変化量を標準偏差にある係数を乗じた値で割算して
不具合軸振動データＸとし、｜ｆ（Ｘ）｜が｜Ｘ｜＞１
なら増幅し、｜Ｘ｜＜１なら減衰するような数式ｆ
（Ｘ）により前記データＸを処理し、増幅した不具合軸
振動データを検出するという、軸受損傷兆候を判断する
ための信号処理を施すデータ処理手段と、 データ処理手段にて処理した結果を表示する表示手段
と、 を備えたことを特徴とする回転機械の軸振動解析による
状態診断装置。6. The number of rotations of a shaft system connected to a rotary machine.
Vibration data during normal operation using data collection means for collecting operation data consisting of vibration data, data communication means for transmitting the collected data to data processing means, and data transmitted from the data collection means Then, the standard deviation is calculated, and the amount of change in the vibration data during operation is divided by the value obtained by multiplying the standard deviation by a certain coefficient to obtain defective axis vibration data X. | f (X) | is | X |> 1
If f is amplified, and if | X | <1, then the formula f is attenuated
(X) Processes the data X and detects amplified defective shaft vibration data, that is, data processing means for performing signal processing for determining a bearing damage sign, and a result processed by the data processing means are displayed. A state diagnosis device based on shaft vibration analysis of a rotating machine, comprising: a display unit.
ータの中で代表値を抽出し、診断に必要な振動データを
少量化する機能を設け、データ通信手段の負荷を軽減す
るようにした請求項６記載の回転機械の軸振動解析によ
る状態診断装置。7. The data collection means is provided with a function of extracting a representative value from vibration data within a certain period to reduce the amount of vibration data necessary for diagnosis, thereby reducing the load on the data communication means. A condition diagnosis device by shaft vibration analysis of a rotating machine according to claim 6.
ータの最大値を抽出し、診断に必要な振動データを少量
化する機能を設け、データ通信手段の負荷を軽減するよ
うにした請求項６記載の回転機械の軸振動解析による状
態診断装置。8. The data collection means is provided with a function of extracting the maximum value of vibration data within a certain period to reduce the amount of vibration data necessary for diagnosis, thereby reducing the load on the data communication means. 6. A state diagnosis device based on shaft vibration analysis of a rotating machine according to 6.
一定値より大きい時点のデータのみを抽出して、運転時
のデータのみが振動解析に利用される機能を設けた請求
項６、７又は８記載の回転機械の軸振動解析による状態
診断装置。9. The data processing means is provided with a function of extracting only data at a time when the rotation speed of the rotating machine is larger than a certain value and utilizing only data during operation for vibration analysis. Alternatively, a state diagnosis device based on shaft vibration analysis of the rotating machine according to item 8.
ーネット及びＬＡＮの少なくともいずれかである請求項
６〜９のいずれかに記載の回転機械の軸振動解析による
状態診断装置。10. The state diagnosis device by shaft vibration analysis of a rotating machine according to claim 6, wherein the data communication means is at least one of a public line, the Internet, and a LAN.
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