JP2020071040A - 振動解析診断システム及び振動解析診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理を軽減しつつ機械設備の振動解析診断を行うことができる振動解析診断システムを提供すること。【解決手段】振動解析診断システム１０は、機械設備１の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサ２１と、複数の振動センサ２１を個別に切り替えて、機械設備１の異常を診断する情報端末装置４０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、振動解析診断システム及び振動解析診断方法に関する。

例えば、エレベータ巻上機や、これに付帯する回転設備、エスカレータ駆動装置、プラント等の工作機械用スピンドルやモータ等の回転機械設備では、転がり軸受等の回転部品が多用されている。これらの機械設備において、回転部品の振動測定や軸受の異常の有無、異常発生部位等を判定するためには、複数部位における振動解析を行う必要がある。また、軸受の異常をより高精度に検出するために、３軸方向の振動を検出する場合がある。このような複数部位又は複数方向で振動解析を行う必要がある場合において、より簡易に振動解析を行うことが可能な振動解析診断システムが望まれている。

従来、複数の振動センサと、振動センサユニットから送信される無線信号を受信して設備機器の異常診断を行う振動診断部とを備え、周波数解析、リサージュ解析、実稼働解析、コヒーレンス関数解析等のプログラムにより、設備機器の振動状態を判別する携帯型振動診断装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−０９８１４９号公報

上記従来技術では、複数箇所に設置された振動センサユニットから送信される振動波形データを中継ユニットで同時に受信し、中継ユニットで受信した各振動波形データを１つの携帯型ＰＣ等に搭載される機器及びプログラムを実行することによって実現する振動診断部によって、解析処理を行う構成である。このため、振動診断部における解析処理や、振動センサユニットと中継ユニットとの間の通信の負荷が増大し、異常発熱やフリーズを招く可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、処理を軽減しつつ機械設備の振動解析診断を行うことができる振動解析診断システム及び振動解析診断方法を提供すること、を目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る振動解析診断システムは、機械設備の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサと、複数の前記振動センサを個別に切り替えて、前記機械設備の異常を診断する情報端末装置と、を備える。

これにより、振動解析診断処理にかかる負荷を軽減することができる。

振動解析診断システムの望ましい態様として、１つの前記振動センサに対応して設けられ、当該振動センサから入力された振動信号の振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する複数の振動分析装置を備え、前記情報端末装置は、複数の前記振動分析装置から無線送信された振動分析結果を受信し、前記機械設備の複数部位ごとに、前記振動分析結果に基づき前記機械設備の異常を診断することが好ましい。

上記構成により、機械設備の各部位の振動分析を各部位ごとに対応した振動分析装置で行うことができ、機械設備の異常診断を１つの情報端末装置で行うことができる。これにより、情報端末装置における処理を軽減することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、複数の前記振動センサから送信された振動信号の１つを選択して振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する振動分析装置を備え、前記情報端末装置は、前記振動分析装置から無線送信された振動分析結果を受信し、前記振動分析結果に基づき、前記機械設備の異常を診断することが好ましい。

上記構成により、複数の振動センサからの振動信号を切り替えて振動分析を行う構成とすることができる。これにより、振動解析診断システムを簡素化することができ、機械設備の振動解析にかかるコストを削減することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記振動センサは、前記振動信号を無線送信しても良い。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記振動センサは、前記振動信号を有線送信しても良い。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記振動分析装置は、前記振動センサにより検出された信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、前記フィルタ処理部で得られたフィルタ処理後の波形を周波数分析し、スペクトルデータを得る演算処理回路と、を備えることが好ましい。

これにより、振動分析装置から情報端末装置に送信するデータ量を削減することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記情報端末装置は、前記振動分析装置から送信された前記スペクトルデータに含まれる周波数成分と、前記機械設備の損傷に起因する損傷周波数と、を比較し、前記機械設備の異常を診断する診断部と、前記診断部が診断した診断結果を出力する表示部と、を備えることが好ましい。

これにより、振動分析装置から情報端末装置に送信するデータ量を削減することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記情報端末装置は、前記機械設備の損傷に起因する損傷周波数を、前記機械設備の部位の所定の回転速度を基に換算した換算損傷周波数として保存するデータベースを備え、前記損傷周波数は、前記データベースの換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることが好ましい。

これにより、情報端末装置に個々の機械設備の部位の諸元を保存する必要が無く、機械設備の部位の諸元を秘匿化することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記データベースに保存された前記換算損傷周波数は、複数の名番の前記機械設備の部位ごとに、前記損傷周波数を与える所定の関係式に対して、前記名番の前記機械設備の部位の諸元と、前記機械設備の部位の所定の回転速度を基に算出されたものであり、前記損傷周波数は、前記データベースの該名番に対応する前記換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることが好ましい。

これにより、情報端末装置に個々の機械設備の部位の諸元を保存する必要が無く、機械設備の部位の諸元を秘匿化することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記情報端末装置は、前記機械設備の部位の名番を入力又は選択する表示操作部をさらに備え、前記入力又は選択された前記名番に対応する前記換算損傷周波数が前記データベースにある場合には、前記損傷周波数は、前記データベースの前記名番に対応する前記換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられ、前記入力又は選択された前記名番に対応する前記換算損傷周波数が前記データベースにない場合には、前記損傷周波数は、前記損傷周波数を与える所定の関係式に対して、前記表示操作部から直接入力された前記機械設備の部位の諸元と、前記機械設備の部位の実際の回転速度とを基に算出されるか、または、前記表示操作部から直接入力された前記換算損傷周波数と、前記機械部品の実際の回転速度とを基に算出されることが好ましい。

これにより、情報端末装置に個々の機械設備の部位の諸元を保存する必要が無く、機械設備の部位の諸元を秘匿化することができる。

また、振動解析診断システムの望ましい態様として、前記機械設備の部位は、軸受であり、前記データベースは、前記軸受の内輪、外輪、及び転動体の損傷に起因する軸受損傷周波数を、前記軸受の所定の回転速度を基に換算した換算軸受損傷周波数として保存し、前記軸受損傷周波数は、前記データベースの換算軸受損傷周波数を、前記軸受の実際の回転速度を用いて計算することで与えられることが好ましい。

これにより、情報端末装置に個々の軸受の諸元を保存する必要が無く、軸受の諸元を秘匿化することができる。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る振動解析診断方法は、機械設備の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサから出力される振動信号に基づき、前記機械設備の異常を診断する振動解析診断処理を実施する振動解析診断方法であって、前記振動解析診断処理を実施する際の初期設定を行うステップと、前記初期設定において設定された前記振動センサを順次切り替えて、前記振動解析診断処理を実施するステップと、複数の前記振動センサの前記振動解析診断処理の結果を、少なくとも前記振動解析診断処理を実施した日時、診断対象の機械設備、及び測定部位の情報を含むタグとして一覧表示するステップと、前記一覧表示されたタグが選択されることにより、前記振動解析診断処理の結果を表示するステップと、を有する。

これにより、複数の振動センサを順次切り替えて振動解析診断処理を実施することができるので、振動解析診断処理にかかる負荷を軽減することができる。また、複数の振動センサによる振動解析診断処理結果を、振動解析診断処理を実施した日時、診断対象の機械設備、及び測定部位の情報を含むタグとして一覧表示することで、診断対象の機械設備の保全管理が容易となる。

図１は、実施形態１に係る振動解析診断システムの診断対象となる機械設備の一例を示す図である。 図２は、実施形態１に係る振動解析診断システムの概念図である。 図３は、実施形態１に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。 図４は、実施形態１に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。 図５は、実施形態１に係る情報端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、軸受の部位と損傷周波数との関係を示す図である。 図７は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける初期設定手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの初期画面の一例を示す図である。 図９は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムのユーティリティ画面の一例を示す図である。 図１０Ａは、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断条件設定画面の一例を示す図である。 図１０Ｂは、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断条件設定画面の一例を示す図である。 図１０Ｃは、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断条件設定画面の一例を示す図である。 図１０Ｄは、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断条件設定画面の一例を示す図である。 図１１は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける振動解析診断手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、軸受診断処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、振動値測定処理の一例を示すフローチャートである。 図１４は、簡易診断処理の一例を示すフローチャートである。 図１５は、周波数分析処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断処理終了画面の一例を示す図である。 図１７は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける保存データ表示手順の一例を示すフローチャートである。 図１８は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの保存データ表示画面の一例を示す図である。 図１９は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの振動解析診断処理結果表示画面の一例を示す図である。 図２０は、実施形態１に係る情報端末装置の構成の変形例を示すブロック図である。 図２１は、運転音再生処理の一例を示すフローチャートである。 図２２は、実施形態２に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。 図２３は、実施形態２に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２４は、無線式の振動センサを示す図である。 図２５は、実施形態３に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。 図２６は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２７は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第１変形例を示すブロック図である。 図２８は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第２変形例を示すブロック図である。 図２９は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第３変形例を示すブロック図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る振動解析診断システムの診断対象となる機械設備の一例を示す図である。なお、以下の説明では、機械設備に設けられた転がり軸受１１を例に説明する。

転がり軸受１１は、機械設備１のハウジング１５等に内嵌される外輪１２と、機械設備１の回転軸に外嵌される内輪１３と、外輪１２と内輪１３との間で転動可能に配置された複数の転動体１４と、転動体１４を転動自在に保持する不図示の保持器と、を有する。以下、転がり軸受１１を単に「軸受１１」とも称する。

図２は、実施形態１に係る振動解析診断システムの概念図である。図２に示すように、実施形態１に係る振動解析診断システム１０は、概念上の構成として、図１に示す機械設備１の複数の部位（ここでは、軸受１１）の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサ２１と、これら複数の振動センサ２１を個別に切り替えて、機械設備１の異常を診断する情報端末装置４０と、を備える。

本開示において、複数の振動センサ２１は、図１に示す機械設備１に設けられた複数の軸受１１に対応して設けられる。

情報端末装置４０は、例えば、タブレット等の携帯情報端末装置である。また、情報端末装置４０は、インターネットやＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信回線網を介して不図示のホストコンピュータとも接続可能であり、当該ホストコンピュータから後述する振動解析診断プログラム等のアプリケーションプログラムや、後述する損傷周波数データベース等の更新データを取得して更新することもできる。

図３は、実施形態１に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。図３に示すように、実施形態１に係る振動解析診断システム１０は、振動センサ２１により検出される振動信号が入力され、振動センサ２１から入力された信号振動の分析結果を情報端末装置４０に送信する複数の振動分析装置２０を備えている。本実施形態では、複数の振動センサ２１に対応して、それぞれ振動分析装置２０を有する構成である。

振動分析装置２０と情報端末装置４０との間は、第１通信手段１００によりデータや各種指令信号の送受信が行われる。本開示において、第１通信手段１００は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信手段である。

図４は、実施形態１に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、振動分析装置２０は、フィルタ処理部２２としてのハイパスフィルタ（ＨＰフィルタ）２７及びアンチエイリアスフィルタ（ＡＡフィルタ）２９、増幅器２８、Ａ／Ｄ変換回路３０、演算処理回路２３、内部メモリ２４、送受信部２６、及び電源３１を主に備える。

振動センサ２１は、例えば、圧電式加速度センサ等で構成される。振動センサ２１は、振動分析装置２０に取り付けられた構成であってもよい。この場合、振動センサ２１が取り付けられる振動分析装置２０の先端部には、例えば、不図示の雌ねじ部が形成されており、雌ねじ部に螺合する部材に磁石を取り付けることで、振動分析装置２０が機械設備１のハウジング１５に着脱可能な構成であっても良い。

電源３１は、例えばリチウム電池等で構成される二次電池であり、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル等を介して外部から充電可能である。また、振動分析装置２０の側面には、電源３１をＯＮ／ＯＦＦする不図示のスイッチが設けられている。

振動センサ２１により検出された振動信号は、ＨＰフィルタ２７、増幅器２８、ＡＡフィルタ２９、及びＡ／Ｄ変換回路３０の順に通過する。このため、検出された振動信号は、フィルタ処理部２２を構成するＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９がバンドパスフィルタとして機能することで特定の周波数帯域が抽出され、増幅器２８によって増幅され、さらにＡ／Ｄ変換回路３０によってデジタル信号に変換されて、演算処理回路２３に送られる。

演算処理回路２３は、例えばＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のマイクロコントローラやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のマイクロプロセッサにより構成される回路である。

演算処理回路２３は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を振動信号として取得する。このとき、演算処理回路２３は、加速度振動値として、１０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下の周波数範囲の実効値、ピーク値、及び波高値（ピーク値／実効値）を算出し、内部メモリ２４に一時的に記憶する。また、演算処理回路２３は、速度振動値として、１０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数範囲の実効値、ピーク値、及び波高値（ピーク値／実効値）を算出し、内部メモリ２４に一時的に記憶する。また、演算処理回路２３は、変位として、１０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数範囲の両振幅値を算出し、内部メモリ２４に一時的に記憶する。

演算処理回路２３は、フィルタ処理機能を備え、ＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９によって抽出された特定の周波数帯域に対してフィルタ処理を行う。したがって、本実施形態では、演算処理回路２３のフィルタ処理機能が、本開示のフィルタ処理部２２の一部として機能する。

また、演算処理回路２３は、フィルタ処理後の信号を、必要に応じて、絶対値化処理やエンベロープ処理を行った後、ＦＦＴ解析してスペクトルデータを生成する。算出されたスペクトルデータは、内部メモリ２４に一時的に記憶される。なお、本実施形態において、スペクトルデータは、指数平均を用いて平均化処理されている。

送受信部２６は、例えば、情報端末装置４０からの各種指令信号を受信すると共に、演算処理回路２３の分析機能により得られたスペクトルデータ等の信号を情報端末装置４０へ送信する。なお、本開示では、上述したように、振動分析装置２０と情報端末装置４０との間は、無線通信手段である第１通信手段１００によりデータや各種指令信号の送受信が行われる例について説明するが、振動分析装置２０と情報端末装置４０との間の通信は、有線で行われてもよい。

図５は、実施形態１に係る情報端末装置の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、情報端末装置４０は、送受信部４２、演算処理回路４３、内部メモリ４４、表示操作部（表示部）４５、及びスピーカ４６を主に備える。

送受信部４２は、振動分析装置２０との間で、各種指令信号の送信や、スペクトルデータ等の信号の受信等を行う。

表示操作部４５は、例えば、タッチ検出機能付きの液晶パネル等で構成される。表示操作部４５は、情報端末装置４０に内蔵する制御ソフトにより画面表示が切り替え可能である。表示操作部４５は、振動値、診断結果、各種波形等の処理結果を表示すると共に、軸受１１の振動解析診断機能における各種設定情報、例えば、軸受１１の名番、回転輪の回転速度等の各情報を選択して入力することができる。表示操作部４５は、本開示における表示部に対応する。

演算処理回路４３は、例えばＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のマイクロコントローラやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のマイクロプロセッサにより構成される回路である。

演算処理回路４３は、振動分析装置２０の送受信部２６から受信したスペクトルデータに基づいて、内部メモリ４４に記憶された損傷周波数データベース（ＤＢ）を参照し、軸受１１の異常の有無、及び異常部位を診断する。演算処理回路４３は、本開示における軸受診断部（診断部）に対応する。

なお、内部メモリ４４の損傷周波数データベース（ＤＢ）に記憶されている損傷周波数は、軸受１１の所定の回転速度を基に換算した、軸受１１の部位ごとの換算損傷周波数であり、診断に使用される損傷周波数は、換算損傷周波数を、軸受１１の実際の回転速度を用いて計算することで得られる。

図６は、軸受の部位と損傷周波数との関係を示す図である。例えば、図６に示す関係式を用いて、内部メモリ４４の損傷周波数データベース（ＤＢ）に登録されている軸受１１の名番の内部諸元（図６に示す関係式に必要な寸法、転動体の数等）から予め算出しておいた単位回転速度時の内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、転動体傷成分Ｓｂを換算軸受損傷周波数とする。内部メモリ４４に記憶される損傷周波数データベース（ＤＢ）には、機械設備１の複数の軸受１１に対応して設けられた各振動センサ２１と、軸受１１ごとの各換算軸受損傷周波数とが関連付けられて、ＤＬＬ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｎｋ Ｌｉｂｒａｒｙ）として保存されている。

軸受１１の名番入力は、表示操作部４５に表示される名番一覧表から選択してもよく、個別に手動入力することもできる。なお、名番が登録されていない軸受１１については、軸受１１の諸元と、機械部品の実際の回転速度とを直接入力することで、図６に示す所定の関係式を用いて、軸受１１の部位ごとの損傷に起因する損傷周波数を計算することができる。また、名番が登録されていない軸受１１については、換算損傷周波数を入力してもよい。この場合、内部メモリ４４には、図６に示す所定の関係式が保存されている。若しくは、名番が登録されていない軸受１１については、外部で計算した所定の回転速度における換算損傷周波数を表示操作部４５から直接入力しておき、演算処理回路４３が、この換算損傷周波数を用いて、機械部品の実際の回転速度を基に損傷周波数を算出するようにしてもよい。何れにおいても、名番が登録されていない軸受１１の換算損傷周波数は、実際の機械設備１の運転時に呼び出せるように、名番と共に、内部メモリ４４に保存されることが好ましい。

次に、本実施形態に係る振動解析診断システム１０及び振動解析診断方法における初期設定手順について説明する。

図７は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける初期設定手順の一例を示すフローチャートである。図８は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの初期画面の一例を示す図である。図９は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムのユーティリティ画面の一例を示す図である。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄは、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断条件設定画面の一例を示す図である。なお、図７に示す初期設定手順の前に、振動解析診断対象の機械設備の複数箇所に各振動センサ２１が設置されているものとする。

操作者が情報端末装置４０の表示操作部４５（図５参照）を操作し、実施形態１に係る振動解析診断プログラムを起動すると（ステップＳ１）、情報端末装置４０は、図８に示す振動解析診断プログラムの初期画面２を表示する（ステップＳ２）。

図８に示すように、振動解析診断プログラムの初期画面２には、例えば、診断条件読み込みボタン２０１、診断開始ボタン２０２、ユーティリティボタン２０３、終了ボタン２０４等が表示される。

診断条件読み込みボタン２０１は、予め設定した診断条件の読み込みを行うための操作ボタンである。診断開始ボタン２０２は、振動解析診断の開始を指示するための操作ボタンである。ユーティリティボタン２０３は、図９に示すユーティリティ画面３を表示させるための操作ボタンである。終了ボタン２０４は、振動解析診断プログラムを終了させるための操作ボタンである。

操作者が初期画面２上のユーティリティボタン２０３を操作して、「ユーティリティ」を選択すると（ステップＳ３）、情報端末装置４０は、図９に示す振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３を表示する（ステップＳ４）。

図９に示すように、振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３には、例えば、診断条件設定ボタン３０１、保存データ読み出しボタン３０２、データ送信ボタン３０３、測定点情報更新ボタン３０４、戻るボタン３０５等が表示される。

診断条件設定ボタン３０１は、診断条件の設定を行うための操作ボタンである。保存データ読み出しボタン３０２は、振動解析処理後の保存データを読み出すための操作ボタンである。データ送信ボタン３０３は、例えばデータサーバー装置（不図示）に保存データを送信するための操作ボタンである。測定点情報更新ボタン３０４は、図１０Ａから図１０Ｄに示す診断条件設定画面において設定した測定点の情報を更新するための操作ボタンである。戻るボタン３０５は、図８に示す振動解析診断プログラムの初期画面２を再表示させるための操作ボタンである。

操作者がユーティリティ画面３上の診断条件設定ボタン３０１を操作して、「診断条件設定」を選択すると（ステップＳ５）、情報端末装置４０は、図１０Ａに示す診断条件設定画面４−１を表示する（ステップＳ６）。なお、図１０Ａに示す診断条件設定画面４−１、図１０Ｂに示す診断条件設定画面４−２、図１０Ｃに示す診断条件設定画面４−３、及び図１０Ｄに示す診断条件設定画面４−４は、任意に切替可能である。また、図１０Ａに示す診断条件設定画面４−１、図１０Ｂに示す診断条件設定画面４−２、図１０Ｃに示す診断条件設定画面４−３、及び図１０Ｄに示す診断条件設定画面４−４は、各振動センサ２１毎に表示される。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄに示す例では、３つの振動センサ２１にそれぞれ対応した「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の何れかを選択可能となっている。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄでは、「ＣＨ１」の振動センサ２１が選択された例を示している。

図１０Ａに示すように、振動解析診断プログラムの診断条件設定画面４−１には、例えば、基本設定ウィンドウ４０１−１、保存ボタン４０２、取り消しボタン４０３等が表示される。

図１０Ｂに示すように、振動解析診断プログラムの診断条件設定画面４−２には、例えば、軸受設定ウィンドウ４０１−２、保存ボタン４０２、取り消しボタン４０３等が表示される。

図１０Ｃに示すように、振動解析診断プログラムの診断条件設定画面４−３には、例えば、測定条件設定ウィンドウ４０１−３、保存ボタン４０２、取り消しボタン４０３等が表示される。

図１０Ｄに示すように、振動解析診断プログラムの診断条件設定画面４−４には、例えば、判定条件設定ウィンドウ４０１−４、保存ボタン４０２、取り消しボタン４０３等が表示される。

図１０Ａに示す基本設定ウィンドウ４０１−１は、振動解析の基本設定を行う表示領域である。基本設定ウィンドウ４０１−１で入力される基本設定項目としては、例えば、振動センサの種類、振動信号に対するゲイン設定、感度、プラント、診断対象設備、測定部位等の情報を含む。

図１０Ｂに示す軸受設定ウィンドウ４０１−２は、各振動センサ２１の振動検出対象の軸受に関する情報を設定する表示領域である。軸受設定ウィンドウ４０１−２で入力される軸受設定項目としては、例えば、モード、軸受の名番、回転数、回転輪等を含む。

図１０Ｃに示す測定条件設定ウィンドウ４０１−３は、振動測定の際の各振動センサ２１の測定条件を設定するための表示領域である。測定条件設定ウィンドウ４０１−３で入力される測定条件設定項目としては、例えば、最大周波数、各種フィルタのカットオフ周波数、平均化回数等を含む。

図１０Ｄに示す判定条件設定ウィンドウ４０１−４は、振動センサ２１毎の判定条件を設定するための表示領域である。判定条件設定ウィンドウ４０１−４で入力される判定条件設定項目としては、例えば、加速度（平均値）における判定閾値、加速度（ピーク値）における判定閾値等を含む。

以下、診断条件設定画面４−１，４−２，４−３，４−４を特段に区別しない場合には、「診断条件設定画面４」と称する。また、基本設定ウィンドウ４０１−１、軸受設定ウィンドウ４０１−２、測定条件設定ウィンドウ４０１−３、及び判定条件設定ウィンドウ４０１−４を特段に区別しない場合には、「設定ウィンドウ４０１」と称する。なお、各設定ウィンドウ４０１において設定可能な各項目は一例であり、各設定ウィンドウ４０１において設定する項目により本開示が限定されるものではない。

図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄに示す保存ボタン４０２は、各設定ウィンドウ４０１において設定した各種設定を保存し、図９に示す振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３を再表示させるための操作ボタンである。

図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄに示す取り消しボタン４０３は、各設定ウィンドウ４０１において設定した各種設定を取り消し、図９に示す振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３を再表示させるための操作ボタンである。

操作者が情報端末装置４０の表示操作部４５を操作して、例えば、診断条件設定画面４上の設定ウィンドウ４０１をタップすると、表示操作部４５にキーボードウィンドウ（不図示）が表示され、設定ウィンドウ４０１内の各種基本設定項目が入力可能となる。

操作者は、情報端末装置４０の表示操作部４５を操作して、診断条件設定画面４上の設定ウィンドウ４０１内の各種設定項目を入力する（ステップＳ７）。

操作者が診断条件設定画面４上の保存ボタン４０２又は取り消しボタン４０３を操作して、各種設定の「保存」又は「取り消し」を選択すると（ステップＳ８）、情報端末装置４０は、図９に示す振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３を再表示する（ステップＳ９）。ここで、操作者が診断条件設定画面４上の保存ボタン４０２を操作して、各種設定の「保存」を選択すると、情報端末装置４０は、診断条件設定画面４上の設定ウィンドウ４０１内で入力された各種設定項目を内部メモリ４４に記憶する。

さらに、操作者がユーティリティ画面３上の戻るボタン３０５を操作して、「戻る」を選択すると（ステップＳ１０）、情報端末装置４０は、図８に示す振動解析診断プログラムの初期画面２を再表示する（ステップＳ１１）。

そして、操作者が初期画面２上の終了ボタン２０４を操作して、「終了」を選択すると（ステップＳ１２）、情報端末装置４０は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムを終了し、振動解析診断システム１０における初期設定手順を終了する。

次に、本実施形態に係る振動解析診断システム１０及び振動解析診断方法における振動解析診断手順について説明する。

図１１は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける振動解析診断手順の一例を示すフローチャートである。

操作者が情報端末装置４０の表示操作部４５（図５参照）を操作し、実施形態１に係る振動解析診断プログラムを起動すると（ステップＳ２１）、情報端末装置４０は、図８に示す振動解析診断プログラムの初期画面２を表示する（ステップＳ２２）。

操作者が初期画面２上の診断条件読み込みボタン２０１を操作して、「診断条件読み込み」を選択すると（ステップＳ２３）、情報端末装置４０は、内部メモリ４４に記憶された各種設定を読み出す（ステップＳ２４）。

各種設定の読み出しを行っている間、情報端末装置４０は、初期画面２上の診断開始ボタン２０２を、表示操作部４５上においてグレーアウト表示とし、「診断開始」を選択不可とする。

内部メモリ４４に記憶された各種設定の読み出しが終了すると、情報端末装置４０は、初期画面２上の診断開始ボタン２０２を、表示操作部４５上においてグレーアウト表示を解除し、「診断開始」を選択可能とする。

操作者が初期画面２上の診断開始ボタン２０２を操作して、「診断開始」を選択すると（ステップＳ２５）、情報端末装置４０は、上述した初期設定手順で設定した各振動センサ２１に対し、順次、本実施形態に係る振動解析診断システム１０における振動解析診断処理を実施する。

ここで、本実施形態に係る振動解析診断システム１０における振動解析診断機能について説明する。図３に示した本実施形態に係る振動解析診断システム１０は、振動分析装置２０及び情報端末装置４０を用いた振動解析診断機能として、軸受診断機能、振動値測定機能、簡易診断機能、周波数分析機能の各機能を主に備える。

軸受診断機能は、軸受の内外輪、及び転動体の損傷の有無、及びその損傷部位を診断する機能である。

振動値測定機能は、振動の変位、速度、加速度などの実効値、ピーク値、波高率を測定する機能である。

簡易診断機能は、検出された振動の変位、速度、加速度などの実効値、ピーク値、波高率を、予め設定されている閾値と比較して、回転部のアンバランスや転がり軸受の異常の有無を簡易的に診断する機能である。

周波数分析機能は、ＦＦＴなどにより振動波形を周波数分析したＦＦＴ波形を表示する機能である。

本実施形態において、振動解析診断システム１０は、振動解析診断機能として、少なくとも上述した軸受診断機能、振動値測定機能、簡易診断機能、周波数分析機能の１つを実現する。

具体的に、情報端末装置４０（図５参照）は、例えば、上述した初期設定手順において「ＣＨ１」に設定された振動センサ２１を選択し（ステップＳ２６）上述した振動解析診断機能を実現するための振動解析診断処理を実施する（ステップＳ２７）。

まず、軸受診断機能による軸受診断処理について、図１２を参照して説明する。図１２は、軸受診断処理の一例を示すフローチャートである。

情報端末装置４０の演算処理回路４３は、選択された振動センサ２１に対応する軸受診断指令を送受信部４２に出力する。送受信部４２は、選択された振動センサ２１に対応する振動分析装置２０（図５参照）に対して、軸受診断指令を送信する（ステップＳ１０２）。

送受信部２６を介して軸受診断指令を受信した振動分析装置２０の演算処理回路２３は、軸受診断処理を開始する（ステップＳ１０３）。

振動分析装置２０は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を振動信号として取得する（ステップＳ１０４）。

取得された振動信号は、ＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９によりフィルタ処理され（ステップＳ１０５）、特定の周波数帯域が抽出される。演算処理回路２３は、抽出された所定の周波数帯域に対して周波数分析を行い、ＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ１０６）。その後、演算処理回路２３は、特定の周波数帯域から、演算処理回路２３のフィルタ機能（不図示のＨＰフィルタ及びＬＰフィルタの組み合わせ、もしくは、バンドパスフィルタ等によるフィルタ処理）で所定の周波数帯域をさらに抽出し（ステップＳ１０７）し、エンベロープＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ１０８）。

なお、ＦＦＴ波形は、指数平均を用いて、平均化処理が行われている。演算処理回路２３は、振動信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ演算部でもあり、ＦＦＴアルゴリズム及びエンベロープ分析に基づいて振動信号の周波数スペクトルを算出する。

振動分析装置２０は、演算処理回路２３が算出した周波数スペクトルを、スペクトルデータとして送受信部２６から情報端末装置４０に送信する。情報端末装置４０に送信されるデータは、振動センサ２１で検出された時間波形信号が振動分析装置２０にてＦＦＴ処理されたスペクトルデータである（図３参照）ので、時間波形を直接情報端末装置４０に送信する場合に比べて送信するデータ量が大幅に削減されている。このため、データの転送時間が短くなり、通信時間が短縮される。また、後述する情報端末装置４０の演算処理回路４３における処理が軽減されるため、情報端末装置４０の異常発熱やフリーズを未然に防ぐことができる。

情報端末装置４０の送受信部４２で受信されたスペクトルデータは、演算処理回路４３に入力される。演算処理回路４３は、内部メモリ４４に記録されている損傷周波数データベース（ＤＢ）を参照し、軸受１１の異常の有無等を診断する（ステップＳ１０７）。

具体的に、演算処理回路４３は、軸受１１の部位ごとの損傷に起因する軸受損傷周波数を、軸受に対応する換算軸受損傷周波数と、軸受１１の実際の回転速度とを用いて予め計算する。そして、振動分析装置２０から受信したスペクトルデータを対象に、軸受損傷周波数ごとの照合（「ピーク周波数＝軸受損傷周波数」の成否）により、軸受１１の傷等の異常の発生有無及びその部位を特定する。

ここで、軸受１１の軸受損傷周波数成分には、軸受傷成分、すなわち、内輪傷成分Ｓｉ、外輪傷成分Ｓｏ、及び転動体傷成分Ｓｂがあり、各周波数成分のそれぞれのレベルを抽出することになる。そして、異常の部位が、外輪１２、内輪１３、転動体１４のいずれかであるかを特定する。

そして、演算処理回路４３は、上述のようにして得た軸受１１の診断結果を振動解析診断処理結果として内部メモリ４４に記憶し（ステップＳ１０８）、図１１に示す振動解析診断手順に戻る。

次に、振動値測定機能による振動値測定処理について、図１３を参照して説明する。図１３は、振動値測定処理の一例を示すフローチャートである。

情報端末装置４０（図５参照）の演算処理回路４３は、選択された振動センサ２１に対応する振動値測定指令を送受信部４２に出力する。送受信部４２は、選択された振動センサ２１に対応する振動分析装置２０（図４参照）に対して、振動値測定指令を送信する（ステップＳ２０２）。

送受信部２６を介して振動値測定指令を受信した振動分析装置２０の演算処理回路２３は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を振動信号として取得する（ステップＳ２０３）。

続いて、演算処理回路２３は、振動の加速度や速度の実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）、及び変位のピーク値（ｐｅａｋ）の少なくとも一つの振動値を算出する（ステップＳ２０４）。

そして、振動分析装置２０は、演算処理回路２３が算出した振動値を、振動値データとして送受信部２６から情報端末装置４０に送信する。

情報端末装置４０の送受信部４２で受信された振動値データは、演算処理回路４３に入力される。演算処理回路４３は、上述のようにして得た軸受１１の振動値算出結果を振動解析診断処理結果として内部メモリ４４に記憶し（ステップＳ２０５）、図１１に示す振動解析診断手順に戻る。

次に、簡易診断機能による簡易診断処理について、図１４を参照して説明する。図１４は、簡易診断処理の一例を示すフローチャートである。

情報端末装置４０（図５参照）の演算処理回路４３は、選択された振動センサ２１に対応する簡易診断指令を送受信部４２に出力する。送受信部４２は、選択された振動センサ２１に対応する振動分析装置２０（図４参照）に対して、簡易診断指令を送信する（ステップＳ３０２）。

送受信部２６を介して簡易診断指令を受信した振動分析装置２０の演算処理回路２３は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を振動信号として取得する（ステップＳ３０３）。

続いて、演算処理回路２３は、簡易診断において使用される診断パラメータである振動値を算出する（ステップＳ３０４）。具体的に、演算処理回路２３は、診断パラメータとして、振動の加速度や速度の実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）、及び変位のピーク値（ｐｅａｋ）の少なくとも一つの振動値を算出する。

そして、振動分析装置２０は、演算処理回路２３が算出した振動値を、振動値データとして送受信部２６から情報端末装置４０に送信する。

情報端末装置４０の送受信部４２で受信された振動値データは、演算処理回路４３に入力される。振動値データに含まれる加速度、速度、及び変位の診断パラメータから、簡易診断機能によるＩＳＯ基準（例えば、ＩＳＯ １０８１６−１等）の絶対値判定が可能となる。また、任意の閾値を用いて簡易診断を行うことも可能である。例えば、演算処理回路４３は、加速度や速度の実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）、及び変位のピーク値（ｐｅａｋ）を、それぞれの閾値と比較して簡易診断を行う（ステップＳ３０５）。具体的に、演算処理回路４３は、「実効値（ｒｍｓ）、ピーク値（ｐｅａｋ）、波高率（ｃ．ｆ．）＞各閾値」であるときには、回転部あるいは軸受１１の異常有りと判定し、各値が閾値以下である場合には、異常なしと判定する。この場合、各閾値は、内部メモリ４４に保存されていることとすればよい。

そして、演算処理回路４３は、上述のようにして得た軸受１１の簡易診断結果を振動解析診断処理結果として内部メモリ４４に記憶し（ステップＳ３０６）、図１１に示す振動解析診断手順に戻る。

なお、ステップＳ３０５における簡易診断は、振動分析装置２０の演算処理回路２３で行ってもよい。

次に、周波数分析機能による周波数分析処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、周波数分析処理の一例を示すフローチャートである。

情報端末装置４０（図５参照）の演算処理回路４３は、選択された振動センサ２１に対応する周波数分析指令を送受信部４２に出力する。送受信部４２は、選択された振動センサ２１に対応する振動分析装置２０（図４参照）に対して、周波数分析指令を送信する（ステップＳ４０２）。

送受信部２６を介して周波数分析指令を受信した振動分析装置２０の演算処理回路２３は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を振動信号として取得する（ステップＳ４０３）。

取得された振動信号は、ＨＰフィルタ２７及びＡＡフィルタ２９によりフィルタ処理され（ステップＳ４０４）、特定の周波数帯域が抽出される。その後、演算処理回路２３は、周波数分析を行い、ＦＦＴ波形を算出する（ステップＳ４０５）。演算処理回路２３は、振動信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ演算部であり、ＦＦＴアルゴリズムに基づいてＦＦＴ波形を算出する。なお、ＦＦＴ波形は、指数平均を用いて、平均化処理が行われている。また、エンベロープ処理を選択的に実行可能である。

そして、振動分析装置２０は、演算処理回路２３が算出したＦＦＴ波形を、ＦＦＴ波形データとして送受信部２６から情報端末装置４０に送信する。

情報端末装置４０の送受信部４２で受信されたＦＦＴ波形データは、演算処理回路４３に入力される。演算処理回路４３は、上述のようにして得た軸受１１のＦＦＴ波形を振動解析診断処理結果として内部メモリ４４に記憶し（ステップＳ４０６）、図１１に示す振動解析診断手順に戻る。

本実施形態において、振動解析診断システム１０は、振動解析診断機能として、上述した軸受診断処理（図１２参照）、振動値測定処理（図１３参照）、簡易診断処理（図１４参照）、周波数分析処理（図１５参照）のうちの１つ以上を実現する。

図１１に示す振動解析診断手順に戻り、情報端末装置４０は、上述した初期設定手順において設定された全ての振動センサ２１、具体的には、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」に設定された振動センサ２１において、振動解析診断処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ２８）。振動解析診断処理が終了していない振動センサ２１があれば（ステップＳ２８；Ｎｏ）、ステップＳ２６の処理に戻り、全ての振動センサ２１の振動解析診断処理が終了するまで、ステップＳ２６からステップＳ２８までの処理を繰り返し実施する。

図１６は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの診断処理終了画面の一例を示す図である。

全ての振動センサ２１の振動解析診断処理が終了すると（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、情報端末装置４０は、図１６に示す振動解析診断プログラムの診断処理終了画面５を表示し（ステップＳ２９）、振動解析診断システム１０における振動解析診断手順を終了する。

図１６に示すように、振動解析診断プログラムの診断処理終了画面５には、例えば、各振動センサ２１の簡易診断結果、図１６に示す例では、図１４に示す簡易診断処理によって取得された、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の各振動センサ２１の簡易診断結果５０１−１，５０１−２，５０１−３、再測定（個別ＣＨ）ボタン５０２、再測定（全ＣＨ）ボタン５０３、個別に再測定を行う場合の振動センサ２１を選択するための選択ボタン５０４等が表示される。

再測定（個別ＣＨ）ボタン５０２は、選択ボタン５０４により選択された振動センサ２１（ここでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の何れか）において個別に再測定を行うための操作ボタンである。再測定（全ＣＨ）ボタン５０３は、全ての振動センサ２１（ここでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」）において再測定を行うための操作ボタンである。

操作者が診断処理終了画面５上の選択ボタン５０４を操作して、振動センサ２１（ここでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の何れか）を選択し、再測定（全ＣＨ）ボタン５０３を操作して、「再測定（個別ＣＨ）」を選択することで、選択した振動センサ２１の振動解析診断処理を再実施することができる。また、操作者が診断処理終了画面５上の再測定（全ＣＨ）ボタン５０３を操作して、「再測定（全ＣＨ）」を選択することで、全ての振動センサ２１（ここでは、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」）の振動解析診断処理を再実施することができる。診断処理終了画面５において「再測定（個別ＣＨ）」「再測定（個別ＣＨ）」を選択することによって取得された振動解析診断処理結果は、上述した振動解析診断手順によって取得された振動解析診断処理結果と同様に、内部メモリ４４に記憶される。

次に、本実施形態に係る振動解析診断システム１０及び振動解析診断方法における保存データ表示手順について説明する。

図１７は、実施形態１に係る振動解析診断システムにおける保存データ表示手順の一例を示すフローチャートである。図１８は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの保存データ表示画面の一例を示す図である。図１９は、実施形態１に係る振動解析診断プログラムの振動解析診断処理結果表示画面の一例を示す図である。

操作者が情報端末装置４０（図５参照）の表示操作部４５を操作し、実施形態１に係る振動解析診断プログラムを起動すると（ステップＳ３１）、情報端末装置４０は、図８に示す振動解析診断プログラムの初期画面２を表示する（ステップＳ３２）。

操作者が初期画面２上のユーティリティボタン２０３を操作して、「ユーティリティ」を選択すると（ステップＳ３３）、情報端末装置４０は、図９に示す振動解析診断プログラムのユーティリティ画面３を表示する（ステップＳ３４）。

操作者がユーティリティ画面３上の保存データ読み出しボタン３０２を操作して、「保存データ読み出し」を選択すると（ステップＳ３５）、情報端末装置４０は、図１８に示す振動解析診断プログラムの保存データ表示画面６を表示する（ステップＳ３６）。

図１８に示すように、振動解析診断プログラムの保存データ表示画面６には、例えば、保存データ表示ウィンドウ６０１、表示ボタン６０２、削除ボタン６０３、編集ボタン６０４等が表示される。

上述した振動解析診断手順、及び、振動解析診断プログラムの診断処理終了画面５において「再測定（個別ＣＨ）」「再測定（全ＣＨ）」を選択することによって取得された振動解析診断処理結果は、当該振動解析診断処理結果を取得した「日付／時刻」、「プラント」、「設備」、「測定位置」、及び振動センサ２１の「ＣＨ」等の情報と関連付けられて内部メモリ４４に記憶されている。保存データ表示ウィンドウ６０１には、振動解析診断処理結果を取得した「日付／時刻」、「プラント」、「診断対象設備」、「測定部位」、及び振動センサ２１の「ＣＨ」等の情報がタグとして表示され、各振動解析診断処理結果が一覧表示される。操作者は、保存データ表示ウィンドウ６０１に表示されたタグの左端に設けられたチェックボックスをチェックすることで、各振動解析診断処理結果を選択することができる。

表示ボタン６０２は、保存データ表示ウィンドウ６０１において選択された振動解析診断処理結果を表示するための選択ボタンである。削除ボタン６０３は、保存データ表示ウィンドウ６０１において選択された振動解析診断処理結果を削除するための選択ボタンである。編集ボタン６０４は、保存データ表示ウィンドウ６０１において選択された振動解析診断処理結果を編集するための選択ボタンである。

操作者が保存データ表示画面６上の保存データ表示ウィンドウ６０１を操作して、左端のチェックボックスをチェックして振動解析診断処理結果を選択し（ステップＳ３７）、さらに、操作者が保存データ表示画面６上の表示ボタン６０２を操作して、「表示」を選択すると（ステップＳ３８）、情報端末装置４０は、図１９に示す振動解析診断プログラムの振動解析診断処理結果表示画面７を表示して（ステップＳ３９）、振動解析診断システム１０における保存データ表示手順を終了する。

図１９に示すように、振動解析診断プログラムの振動解析診断処理結果表示画面７には、例えば、振動解析診断処理結果表示ウィンドウ７０１、振動解析診断機能ボタン７０２−１，７０２−２，７０２−３，７０２−４等が表示される。図１９では、「ＣＨ１」の振動センサ２１における簡易診断機能による簡易診断処理結果が振動解析診断処理結果表示ウィンドウ７０１に表示され、軸受診断機能、振動値測定機能、周波数分析機能、聴音機能（後述）の各機能を表示するためのボタンが振動解析診断機能ボタン７０２−１，７０２−２，７０２−３，７０２−４としてそれぞれ割り当てられた例を示している。

操作者が振動解析診断処理結果表示画面７上の振動解析診断機能ボタン７０２−１，７０２−２，７０２−３，７０２−４を操作することで、軸受診断機能、振動値測定機能、簡易診断機能、周波数分析機能、聴音機能（後述）の各振動解析診断機能における振動解析診断処理結果を選択して振動解析診断処理結果表示ウィンドウ７０１に表示することができる。

（変形例）
図２０は、実施形態１に係る情報端末装置の構成の変形例を示すブロック図である。図２０に示す情報端末装置４０ａは、図５に示す構成に加え、フィルタ処理部４７を備えている。

変形例に係る振動解析診断システム１０は、振動解析診断機能として、上述した軸受診断機能、振動値測定機能、簡易診断機能、周波数分析機能の各機能に加えて、上述した聴音機能を備える。聴音機能は、軸受１１の運転音をスピーカ４６によって再生する機能である。

聴音機能による運転音再生処理について、図２１を参照して説明する。図２１は、運転音再生処理の一例を示すフローチャートである。

図１１に示す振動解析診断処理（ステップＳ２７）を実施する際、情報端末装置４０ａの演算処理回路４３ａは、選択された振動センサ２１に対応する周波数分析指令を送受信部４２に出力する。送受信部４２は、選択された振動センサ２１に対応する振動分析装置２０に対して、運転音再生指令を送信する（ステップＳ５０２）。

送受信部２６を介して運転音再生指令を受信した振動分析装置２０（図４参照）の演算処理回路２３は、振動センサ２１から軸受１１の振動の時間波形（振動加速度）を取得する（ステップＳ５０３）。

振動分析装置２０は、演算処理回路２３が取得した振動の時間波形（振動加速度）を、時間波形データとして送受信部２６から情報端末装置４０ａに送信する。

情報端末装置４０ａの送受信部４２で受信された時間波形データは、演算処理回路４３ａに入力される。演算処理回路４３ａは、振動の時間波形（振動加速度）の繰り返し使用を可能とするため、時間波形データを振動解析診断処理結果として内部メモリ４４に記憶し（ステップＳ５０４）、図１１に示す振動解析診断手順に戻る。

操作者が図１９に示す振動解析診断プログラムの振動解析診断処理結果表示画面７において聴音機能が割り当てられた振動解析診断機能ボタン７０２−４を操作して、「聴音機能」を選択すると、情報端末装置４０ａのフィルタ処理部４７は、操作者が聴音を希望する特定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理を行う（ステップＳ５０５）。演算処理回路４３ａは、ＦＦＴアルゴリズムに基づいて、フィルタ処理後の振動信号のＦＦＴ波形を算出し（ステップＳ５０６）、スピーカ４６に出力する。これにより、スピーカ４６から軸受１１の運転音が再生される（Ｓ５０７）。

情報端末装置４０ａの演算処理回路４３ａは、操作者からの入力待機状態に移行し（ステップＳ５０８）、入力待機状態において操作者が行った操作が聴音機能の停止操作であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。

操作者が聴音機能の停止操作を行うと（ステップＳ５０９；Ｙｅｓ）、演算処理回路４３ａは、運転音の再生を停止させる（ステップＳ５１０）。

操作者が聴音機能の停止を選択しなかった場合に（ステップＳ５０９；Ｎｏ）、入力内容に応じた処理を行う。ここでは、例えば、操作者が聴音を希望する周波数帯域を変更した場合には、ステップＳ５０５に戻る。すなわち、ステップＳ５０５において、操作者が聴音を希望する特定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理を行い、ステップＳ５０６以降の処理を行う。

このように、情報端末装置４０ａにフィルタ処理部４７を設け、演算処理回路４３ａでＦＦＴ解析を行うようにすることで、操作者が所望する周波数帯域での運転音を再生することができる。

以上説明したように、実施形態１に係る振動解析診断システム１０は、機械設備１の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサ２１と、複数の振動センサ２１を個別に切り替えて、機械設備１の異常を診断する情報端末装置４０，４０ａと、を備える。

これにより、振動解析処理にかかる負荷を軽減することができる。

また、１つの振動センサ２１ごとに設けられ、当該振動センサ２１から入力された振動信号の振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する複数の振動分析装置２０を備え、情報端末装置４０，４０ａは、複数の振動分析装置２０から無線送信された振動分析結果を受信し、機械設備１の複数部位ごとに、振動分析結果に基づき機械設備１の異常を診断する。

上記構成により、機械設備１の各部位の振動分析を各部位ごとに対応した振動分析装置２０で行うことができ、機械設備１の異常診断を１つの情報端末装置４０，４０ａで行うことができる。これにより、情報端末装置４０，４０ａにおける処理を軽減することができる。

また、実施形態１に係る振動解析診断方法は、振動解析診断処理を実施する際の初期設定を行うステップと、初期設定において設定された振動センサ２１を順次切り替えて、振動解析診断処理を実施するステップと、複数の振動センサ２１の振動解析診断処理の結果を、少なくとも振動解析診断処理を実施した日時、診断対象の機械設備、及び測定部位の情報を含むタグとして一覧表示するステップと、一覧表示されたタグが選択されることにより、振動解析診断処理の結果を表示するステップと、を有する。

これにより、複数の振動センサ２１を順次切り替えて振動解析診断処理を実施することができるので、振動解析診断処理にかかる負荷を軽減することができる。また、複数の振動センサによる振動解析診断処理結果を、振動解析診断処理を実施した日時、診断対象の機械設備、及び測定部位の情報を含むタグとして一覧表示することで、診断対象の機械設備の保全管理が容易となる。

このように、本実施形態によれば、処理を軽減しつつ機械設備の振動解析診断を行うことができる振動解析診断システム１０及び振動解析診断方法が得られる。

（実施形態２）
図２２は、実施形態２に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。なお、実施形態２に係る振動解析診断システム１０ａの概念図については、実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、実施形態２に係る振動解析診断システム１０ａによる振動解析診断機能、及び、各振動解析診断機能における各種処理についても、実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図２２に示すように、実施形態２に係る振動解析診断システム１０ａは、複数の振動センサ２１ａにより検出される振動信号が振動分析装置２０ａに送信され、複数の振動センサ２１ａから送信された信号振動の１つを選択して振動分析を行い、分析結果を情報端末装置４０に送信する構成である。

複数の振動センサ２１ａと振動分析装置２０との間は、第２通信手段２００により振動センサ２１ａの検出値を示す振動信号の送受信が行われる。本開示において、第２通信手段２００は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信手段である。なお、図２２では、第１通信手段１００と第２通信手段２００とを有する例を示したが、１つの第１通信手段１００を複数の振動センサ２１ａと振動分析装置２０との間の通信手段として利用する構成であってもよい。

図２３は、実施形態２に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。図２４は、無線式の振動センサを示す図である。図２４に示すように、振動センサ２１ａは、振動センサ２１ａの振動信号を送信するための送信部３４を有する無線式の振動センサである。

本実施形態において、振動センサ２１ａの筐体には、例えば、不図示の雌ねじ部が形成されており、雌ねじ部に螺合する部材に磁石を取り付けることで、振動センサ２１ａが機械設備１のハウジング１５に着脱可能な構成であっても良い。

図２３に示すように、振動分析装置２０ａは、実施形態１の構成に加え、複数の振動センサ２１ａからの振動信号を受信する受信部３３と、受信部３３によって受信した複数の振動センサ２１ａの振動信号を切り替える切替部３２とを備える。切替部３２は、例えばマルチプレクサで構成することができる。

本実施形態において、演算処理回路２３ａは、情報端末装置４０から送信される振動解析診断機能に応じた各種指令（軸受診断指令、振動値測定指令、簡易診断指令、周波数分析指令、運転音再生指令）に基づき、切替部３２を制御する機能を有している。

このように、複数の振動センサ２１ａからの振動信号を切り替えて振動分析を行う構成とすることにより、振動解析診断システム１０ａを簡素化することができ、機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

以上説明したように、実施形態２に係る振動解析診断システム１０ａは、複数の振動センサ２１ａから送信された振動信号の１つを選択して振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する振動分析装置２０ａを備え、情報端末装置４０は、振動分析装置２０ａから無線送信された振動分析結果を受信し、振動分析結果に基づき、機械設備１の異常を診断する。

上記構成により、複数の振動センサ２１ａから送信された振動信号の１つを選択して振動分析を行う構成とすることができる。これにより、振動解析診断システム１０ａを簡素化することができ、機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

（実施形態３）
図２５は、実施形態３に係る振動解析診断システムの概略構成を示す模式図である。なお、実施形態３に係る振動解析診断システム１０ｂの概念図については、実施形態１及び２と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、実施形態３に係る振動解析診断システム１０ｂによる振動解析診断機能、及び、各振動解析診断機能における各種処理についても、実施形態１及び２と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図２５に示すように、実施形態３に係る振動解析診断システム１０ｂは、複数の振動センサ２１ｂにより検出される振動信号が振動分析装置２０ｂに入力され、複数の振動センサ２１ｂから入力された信号振動の１つを選択して振動分析を行い、分析結果を情報端末装置４０に送信する構成である。

複数の振動センサ２１ｂは、例えば、圧電式プリアンプ内蔵型加速度センサ等で構成される有線式の振動センサである。

本実施形態において、振動センサ２１ｂの筐体には、例えば、不図示の雌ねじ部が形成されており、雌ねじ部に螺合する部材に磁石を取り付けることで、振動センサ２１ｂが機械設備１のハウジング１５に着脱可能な構成であっても良い。

図２６は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の一例を示すブロック図である。図２６に示すように、振動分析装置２０ｂは、実施形態１の構成に加え、複数の振動センサ２１ｂから入力される振動信号を切り替える切替部３２を備える。切替部３２は、実施形態２と同様に、例えばマルチプレクサで構成することができる。

本実施形態において、演算処理回路２３ａは、実施形態２と同様に、情報端末装置４０から送信される振動解析診断機能に応じた各種指令（軸受診断指令、振動値測定指令、簡易診断指令、周波数分析指令、運転音再生指令）に基づき、切替部３２を制御する機能を有している。

このように、複数の振動センサ２１ｂからの振動信号を切り替えて振動分析を行う構成とすることにより、振動解析診断システム１０ｂを簡素化することができ、機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

また、有線式の振動センサ２１ｂを用いることで、振動分析装置２０ｂの構成を簡素化することができ、実施形態２よりも機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

図２７は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第１変形例を示すブロック図である。図２８は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第２変形例を示すブロック図である。図２９は、実施形態３に係る振動分析装置の構成の第３変形例を示すブロック図である。

図２７に示すように、切替部３２を有する切替装置５０が振動分析装置２０ｃから独立した構成であってもよい。この場合には、図２７に示すように、電源３１から切替装置５０に電力を供給する構成であってもよいし、切替装置５０が独立した電源を有する構成であってもよい。

また、図２８に示すように、振動センサ２１ｂの出力を増幅して出力する増幅器６１を有する増幅装置６０を振動分析装置２０ｄから独立して設けた構成であってもよい。この場合には、図２８に示すように、電源３１から増幅装置６０に電力を供給する構成であってもよいし、増幅装置６０が独立した電源を有する構成であってもよい。増幅器６１の出力は、端子部６２を介して、例えば、ＩＣレコーダ等に出力することができる。

また、図２９に示すように、振動分析装置２０ｅが切替部３２及び増幅器６１を含む構成であってもよい。

以上説明したように、実施形態３に係る振動解析診断システム１０ｂは、複数の振動センサ２１ｂから入力された検出値を切り替えて振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する振動分析装置２０ｂを備え、情報端末装置４０は、振動分析装置２０ｂから無線送信された振動分析結果に基づき、機械設備１の複数部位ごとに、機械設備１の異常を診断する。

上記構成により、実施形態２と同様に、複数の振動センサ２１ｂからの振動信号を切り替えて振動分析を行う構成とすることができる。これにより、実施形態２と同様に、振動解析診断システム１０ｂを簡素化することができ、機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

また、有線式の振動センサ２１ｂを用いることで、振動分析装置２０ｂの構成を簡素化することができる。これにより、実施形態２よりも機械設備１の振動解析にかかるコストを削減することができる。

なお、上述した実施形態では、初期設定手順で設定した各振動センサ２１に対し、順次、本実施形態に係る振動解析診断システム１０における振動解析診断処理を実施する例を示したが、例えば、診断対象となる振動センサを所定時間ごとにタイマーで切り替え、振動解析診断処理を実施する態様であってもよい。

また、上述した実施形態では、振動センサ２１により検出された振動信号（アナログ信号）について説明したが、振動信号（アナログ信号）に限定せず、アナログ電圧信号全般の入力に対して演算処理を行うことができる。例えば、過去に採取した音もしくは振動信号を入力することにより、振動解析や軸受診断を行うことができる。また、周波数発振器からの出力信号を情報端末装置４０に直接入力することで、上述した振動解析診断機能において、故障の有無をＦＦＴ波形や時間波形から確認することができる。

１ 機械設備
２ 初期画面
３ ユーティリティ画面
４−１，４−２，４−３，４−４ 診断条件設定画面
５ 診断処理終了画面
６ 保存データ表示画面
７ 振動解析診断処理結果表示画面
１０，１０ａ，１０ｂ 振動解析診断システム
１１ 軸受（転がり軸受）
１２ 外輪
１３ 内輪
１４ 転動体
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 振動分析装置
２１，２１ａ，２１ｂ 振動センサ
２２ フィルタ処理部
２３ 演算処理回路
２４ 内部メモリ
２６ 送受信部
２７ ＨＰフィルタ
２８ 増幅器
２９ ＡＡフィルタ
３０ Ａ／Ｄ変換回路
３１ 電源
３２ 切替部
３３ 受信部
３４ 送信部
４０，４０ａ 情報端末装置
４２ 送受信部
４３ 演算処理回路
４４ 内部メモリ
４５ 表示操作部（表示部）
４６ スピーカ
４７ フィルタ処理部
５０ 切替装置
６０ 増幅装置
６１ 増幅器
６２ 端子部
１００ 第１通信手段
２００ 第２通信手段
２０１ 診断条件読み込みボタン
２０２ 診断開始ボタン
２０３ ユーティリティボタン
２０４ 終了ボタン
３０１ 診断条件設定ボタン
３０２ 保存データ読み出しボタン
３０３ データ送信ボタン
３０４ 測定点情報更新ボタン
３０５ 戻るボタン
４０１−１ 基本設定ウィンドウ
４０１−２ 軸受設定ウィンドウ
４０１−３ 測定条件設定ウィンドウ
４０１−４ 判定条件設定ウィンドウ
４０２ 保存ボタン
４０３ 取り消しボタン
５０１−１，５０１−２，５０１−３ 簡易診断結果
５０２ 再測定（個別ＣＨ）ボタン
５０３ 再測定（全ＣＨ）ボタン
５０４ 選択ボタン
６０１ 保存データ表示ウィンドウ
６０２ 表示ボタン
６０３ 削除ボタン
６０４ 編集ボタン
７０１ 振動解析診断処理結果表示ウィンドウ
７０２−１，７０２−２，７０２−３，７０２−４ 振動解析診断機能ボタン
Ｓｂ 転動体傷成分（損傷周波数）
Ｓｉ 内輪傷成分（損傷周波数）
Ｓｏ 外輪傷成分（損傷周波数）

Claims (12)

1. 機械設備の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサと、
   複数の前記振動センサを個別に切り替えて、前記機械設備の異常を診断する情報端末装置と、
   を備える
   振動解析診断システム。
2. １つの前記振動センサに対応して設けられ、当該振動センサから入力された振動信号の振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する複数の振動分析装置を備え、
   前記情報端末装置は、
   複数の前記振動分析装置から無線送信された振動分析結果を受信し、前記機械設備の複数部位ごとに、前記振動分析結果に基づき前記機械設備の異常を診断する
   請求項１に記載の振動解析診断システム。
3. 複数の前記振動センサから送信された振動信号の１つを選択して振動分析を行い、振動分析結果を無線送信する振動分析装置を備え、
   前記情報端末装置は、
   前記振動分析装置から無線送信された振動分析結果を受信し、前記振動分析結果に基づき、前記機械設備の異常を診断する
   請求項１に記載の振動解析診断システム。
4. 前記振動センサは、前記振動信号を無線送信する
   請求項３に記載の振動解析診断システム。
5. 前記振動センサは、前記振動信号を有線送信する
   請求項３に記載の振動解析診断システム。
6. 前記振動分析装置は、
   前記振動センサにより検出された信号の波形から所定の周波数帯域を抽出するフィルタ処理部と、
   前記フィルタ処理部で得られたフィルタ処理後の波形を周波数分析し、スペクトルデータを得る演算処理回路と、
   を備える
   請求項２から５の何れか一項に記載の振動解析診断システム。
7. 前記情報端末装置は、
   前記振動分析装置から送信された前記スペクトルデータに含まれる周波数成分と、前記機械設備の損傷に起因する損傷周波数と、を比較し、前記機械設備の異常を診断する診断部と、
   前記診断部が診断した診断結果を出力する表示部と、
   を備える
   請求項６に記載の振動解析診断システム。
8. 前記情報端末装置は、
   前記機械設備の損傷に起因する損傷周波数を、前記機械設備の部位の所定の回転速度を基に換算した換算損傷周波数として保存するデータベースを備え、
   前記損傷周波数は、前記データベースの換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられる
   請求項７に記載の振動解析診断システム。
9. 前記データベースに保存された前記換算損傷周波数は、
   複数の名番の前記機械設備の部位ごとに、前記損傷周波数を与える所定の関係式に対して、前記名番の前記機械設備の部位の諸元と、前記機械設備の部位の所定の回転速度を基に算出されたものであり、
   前記損傷周波数は、
   前記データベースの該名番に対応する前記換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられる
   請求項８に記載の振動解析診断システム。
10. 前記情報端末装置は、
    前記機械設備の部位の名番を入力又は選択する表示操作部をさらに備え、
    前記入力又は選択された前記名番に対応する前記換算損傷周波数が前記データベースにある場合には、前記損傷周波数は、前記データベースの前記名番に対応する前記換算損傷周波数を、前記機械設備の部位の実際の回転速度を用いて計算することで与えられ、
    前記入力又は選択された前記名番に対応する前記換算損傷周波数が前記データベースにない場合には、前記損傷周波数は、前記損傷周波数を与える所定の関係式に対して、前記表示操作部から直接入力された前記機械設備の部位の諸元と、前記機械設備の部位の実際の回転速度とを基に算出されるか、または、前記表示操作部から直接入力された前記換算損傷周波数と、前記機械設備の部位の実際の回転速度とを基に算出される
    請求項９に記載の振動解析診断システム。
11. 前記機械設備の部位は、軸受であり、
    前記データベースは、
    前記軸受の内輪、外輪、及び転動体の損傷に起因する軸受損傷周波数を、前記軸受の所定の回転速度を元に換算した換算軸受損傷周波数として保存し、
    前記軸受損傷周波数は、
    前記データベースの換算軸受損傷周波数を、前記軸受の実際の回転速度を用いて計算することで与えられる
    請求項８から１０の何れか一項に記載の振動解析診断システム。
12. 機械設備の複数部位の振動をそれぞれ検出する複数の振動センサから出力される振動信号に基づき、前記機械設備の異常を診断する振動解析診断処理を実施する振動解析診断方法であって、
    前記振動解析診断処理を実施する際の初期設定を行うステップと、
    前記初期設定において設定された前記振動センサを順次切り替えて、前記振動解析診断処理を実施するステップと、
    複数の前記振動センサの前記振動解析診断処理の結果を、少なくとも前記振動解析診断処理を実施した日時、診断対象の機械設備、及び測定部位の情報を含むタグとして一覧表示するステップと、
    前記一覧表示されたタグが選択されることにより、前記振動解析診断処理の結果を表示するステップと、
    を有する
    振動解析診断方法。

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