JP2947500B2 - 送風設備の異常診断装置 - Google Patents

送風設備の異常診断装置

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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板搬送装置や乾燥装
置や焼鈍炉等に用いられる、送風ファンからダクトやチ
ャンバを経て送風するようにした送風設備の異常診断装
置に係り、特に、振動計等の比較的高価な検出器を用い
ず、より多様な異常を検出することができる送風設備の
異常診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板搬送装置として、空気圧によって被
搬送物を浮上させながら運搬することが従来から用いら
れている。これは、例えば、電動機を動力としたフロー
タファンにて、所定圧力の空気を被搬送物の鋼板の下面
から送り出し、鋼板を浮上させるというものである。
【0003】図4は、従来から用いられている鋼板搬送
装置の構成を示すブロック図である。
【0004】この図4に示される如く、炉殻13内の鋼
板1を搬送する鋼板搬送装置は、主として、フロータフ
ァン3と、ダクト4と、チャンバ2と、圧力発信器5
と、熱電対11とを備えている。又、この鋼板搬送装置
は、ファン制御装置6及び演算装置7、又該演算装置7
に接続される表示装置10を備える。更に、この鋼板搬
送装置には、その送風設備の異常診断用として用いられ
る設備監視装置19及び振動計18又前記設備監視装置
19に接続された設備監視用表示装置20を有する。
【0005】このような鋼板搬送装置において、まず、
前記圧力発信器5は、前記ダクト4を経て、前記フロー
タファン3から前記チャンバ2へと送風された空気の圧
力を検出し、これをチャンバ圧力実績値P′とし、前記
ファン制御装置6へと出力する。前記熱電対11は、前
記チャンバ2内の空気温度を測定し、これを温度実績値
T′とし、前記ファン制御装置6へと出力する。
【0006】なお、前記フロータファン3は、そのファ
ンの回転速度を検出する回転速度検出器、具体的にはパ
ルス発生器を用いながら、外部から入力される回転速度
指令N′に従った該ファンの回転速度のフィードバック
制御が行われている。このフィードバック制御は、該フ
ロータファン3に設けられた制御装置による。
【0007】又、前記圧力発信器5から前記ファン制御
装置6へと入力された前記チャンバ圧力実績値P′は、
圧力実績値Pとして、該ファン制御装置から前記演算装
置7へと出力される。又、前記熱電対11から前記ファ
ン制御装置6へと出力された前記温度実績値T′につい
ても、温度実績値Tとして、該ファン制御装置6から前
記演算装置7へと出力される。
【0008】更に、前記ファン制御装置6は、前記フロ
ータファン3へと出力する前記回転速度指令N′を、フ
ァン回転速度実績値Nとして、前記演算装置7へも出力
する。前述のように前記フロータファン3は入力された
前記回転速度指令N′となるようにフィードバック制御
されているため、この回転速度指令N′は、そのファン
の実際の回転速度とすることができる。このため、前記
ファン制御装置6は、該回転速度指令N′を前記ファン
回転速度実績値Nとして、前記演算装置7へも出力して
いる。
【0009】前記演算装置7は、予め記憶されている、
前記鋼板1の幅寸法や長さ又その厚さ等に従って、該鋼
板1を浮上させるのに必要な空気圧を演算する。又、得
られた空気圧は、チャンバ圧力目標値Pc として前記フ
ァン制御装置6へと出力される。又、該ファン制御装置
6は、前記チャンバ圧力実績値P′が前記チャンバ圧力
目標値Pc となるような前記回転速度指令N′(及び前
記ファン回転速度実績値N)を操作する。
【0010】一方、前記フロータファン3にて送風しな
がら前記鋼板1を搬送している間、前記設備監視装置1
9は、前記フロータファン3の異常を監視する。これ
は、前記フロータファン3に組み付けられた前記振動計
18によって検出される振動加速度を監視し、その検出
値が基準値を越えた場合、異常の発生と判断するもので
ある。又、この判断結果は、前記設備監視用表示装置2
0へと出力される。なお、このように異常と判定可能な
障害は、前記フロータファン3に直接関係するものであ
り、例えばその電動機等の問題である。
【0011】これと類似した技術として、例えば、特開
昭49−30901では、稼動中のポンプやブロワ等の
流体装置の吐出側圧力波を検出し、更にこの検出圧力波
から変動波部分を取り出し、その波形の変化具合により
故障を判断するという技術が開示されている。これは、
例えば吐出圧力の脈動成分の特徴的変化に基づいて、例
えばポンプやブロワ又コンプレッサ等の障害を見出すと
いうものである。
【0012】又、実開昭55−30919では、複数個
のポンプを並列に接したポンプ群と、該ポンプ群から
の合流送水管に連結した流量検出装置を用い、該流量検
出装置で得られる送水流量に従って、ポンプや送水管の
異常を判断するという技術が開示されている。これは、
まず、前記合流送水管の流量が送水規定値以下で何等か
の異常があるとされた場合、予め選定された予備ポンプ
を起動し、その時運転中の任意のポンプを1台停止させ
るというものである。又、このように停止させた後、な
お送水流量の異常があれば、停止させたポンプを運転す
ると共に、他のポンプを1台停止させ、このような操作
を全てのポンプに対して順次行うというものである。
又、全てのポンプに対して操作を行った後、なおも送水
流量異常があれば、前記ポンプ群を構成する全てのポン
プを停止させるというものである。
【0013】又、実開昭58−64879では、空気圧
縮機の動作時間により、該空気圧縮機の異常を判定する
という技術が開示されている。これは、空気圧縮機の駆
動電気回路に、所定の連続運転時間で警報を発する第1
の時限継電器と、前記所定の連続運転時間よりも長い時
間の連続運転により、前記空気圧縮機の駆動電力を遮断
する第2の時限継電器とを用いるというものである。
【0014】
【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前記図
4を用いて前述した鋼板搬送装置における設備監視装置
では、まず、前記振動計18を各フロータファン3へと
設置する必要がある。又、各フロータファン3は工場内
に広範囲に設置されているため、各フロータファン3に
設置された各振動計18と前記設備監視装置19とを、
比較的長い配線にて接続しなければならなかった。従っ
て、比較的高価な振動計を多数必要とするだけでなく、
配線等の設置工事費等の面でもコストの問題がある。更
に、このように前記振動計18を用いた異常の判定は、
前記フロータファン3の運転に関するものが主であり、
例えば前記ダクト4の穴あき等の設備異常を見出すこと
はできない。なお、このような問題は、前記特開昭49
−30901においても同様である。
【0015】又、前記実開昭55−30919で開示さ
れた技術は、複数個のポンプを順に停止させたりしなが
ら前記合流送水管での送水流量を測定するというもので
あり、適用対象は限られたものであった。例えば、この
実開昭55−30919は、前述のような鋼板搬送装置
には適用することができない。これは、前記鋼板搬送装
置では、前記フロータファン3の運転形態が異なるから
である。
【0016】又、前述の実開昭58−64879につい
ても、空気圧縮機の運転時間からその異常を判定すると
いうものであり、その適用対象は極限られたものであ
る。この実開昭58−64879についても、前述のよ
うな鋼板搬送装置の送風設備には適用することは困難で
ある。
【0017】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、振動計等の比較的高価な検出器を用
いず、より多様な異常を検出することができる送風設備
の異常診断装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を達成するための手段】本発明は、送風ファンか
らダクトやチャンバを経て送風するようにした送風設備
の異常診断装置において、送風されているガスの風量実
績値Vを求める風量実績値検出手段と、前記送風ファン
のファン実績回転速度Nを検出する回転速度検出器と、
((前記風量実績値V)/(前記ファン実績回転速度
N))の比演算、ファン1回転当りの風量Rを求
めるファン単位風量演算器と、前記ファン1回転当りの
風量Rから、送風設備の異常発生を判定する異常判定手
段とを備えたことにより、前記課題を達成したものであ
る。
【0019】
【作用】本発明は、送風設備に何等かの異常が発生した
場合、そのファン1回転当りの風量(単位風量とも称す
る)に影響が出るという点に着目して成されたものであ
る。例えば、送風ファンやダクト等に何等かの異常が発
生した場合、その送風ファンをより多く駆動しなければ
ならなくなるものである。即ち、ダクトの穴あき等の設
備異常があった場合には、同一の風量や風圧を得ようと
した場合、送風ファンの回転速度は、より上昇させなけ
ればならなくなるものである。従って、このような送風
ファンの1回転当りの風量に着目することで、振動計等
の比較的高価な検出器を用いず、より多様な異常を検出
することができる。
【0020】図1は、本発明の要旨を示すブロック図で
ある。
【0021】この図1に示される如く、本発明の送風設
備の異常診断装置は、主として、風量実績値検出手段5
2と、回転速度検出器54と、ファン単位風量演算器5
5と、異常判定手段56とを備える。
【0022】まず、前記風量実績値検出手段52は、送
風ファンにて送風されているガスの風量実績値Vを求め
る。該風量実績値検出手段52は、例えば、何等かの風
量センサにて、送風ファンから実際に送り出される風量
を実測するものであってもよい。あるいは、該風量実績
値検出手段52は、後述する実施例の如く、実測された
送風圧力等の他の実績値から、前記風量実績値Vを計算
にて求めるものであってもよい。
【0023】前記回転速度検出器54は、前記送風ファ
ンのファン実績回転速度Nを検出するものである。該回
転速度検出器54としては、例えば、送風ファンや該送
風ファンに取り付けられた電動機の回転軸へと取り付け
られたパルス発生器等であってもよい。
【0024】前記ファン単位風量演算器55は、前記風
量実績値検出手段52にて検出された前記風量実績値V
と、前記回転速度検出器54にて検出された前記ファン
実績回転速度Nとから、ファン1回転当りの風量Rを求
めるものである。具体的には、該ファン単位風量演算器
55は、((風量実績値V)/(ファン実績回転速度
N))の演算により、ファン1回転当りの風量Rを求め
る。
【0025】前記異常判定手段56は、前記ファン1回
転当りの風量Rから、送風設備の異常発生を判定するも
のである。本発明は、該異常判定手段56を具体的に限
定するものではないが、例えば前記ファン1回転当りの
風量Rの低下から、あるいは場合によっては該ファン
回転当りの風量Rの上昇から、その送風設備の異常発生
を判定するものであってもよい。
【0026】以上説明したとおり、本発明においては、
送風されるガスの前記風量実績値V前記ファン実績回
転速度Nから演算したファン1回転当りの風量Rに基づ
いて、送風設備の異常発生を判定するものであり、振動
計等の比較的高価な検出器を用いる必要がない。特に、
前記風量実績値Vや前記ファン実績回転速度Nを検出す
る手段は、一般的には、その送風ファンを制御するため
に既に設けられているものである。この場合には、その
送風設備の異常診断装置としてこのような検出手段を新
たに設ける必要がなく、検出器のコストや設置工事費の
コストが不要となる。
【0027】更に、本発明によれば、送風効率に影響を
与える異常であればこれを見出すことが可能であり、よ
り多様な異常を検出することができる。例えば、回転機
の異常だけでなく、ダクトの穴あきやチャンバの変形等
の不具合についても検出することができるものが多い。
【0028】なお、本発明の送風設備の異常診断装置
は、前記図4を用いて前述したような鋼板搬送装置の送
風設備だけでなく、様々な送風設備にも適用可能であ
る。例えば、乾燥装置の送風設備や、焼鈍装置の送風設
備へも適用することが可能である。本発明は、その送風
設備をより具体的に限定するものではない。
【0029】
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。
【0030】図2は、本発明が適用された鋼板搬送装置
の実施例の構成を示すブロック図である。
【0031】この図2に示される鋼板搬送装置及びこの
ための送風設備の設備自体は、前記図4に示したものと
同一のものである。本発明は、このような鋼板搬送装置
の送風設備の、特に制御関係に適用されている。
【0032】即ち、本実施例においては、前記図4の前
記演算装置7に対応する、その演算装置7a 中に設けら
れた、前記図1に示されるような構成にて実現されてい
る。又、本実施例の送風設備の異常診断装置では、その
診断結果は、前記図4の前記表示装置10に相当する、
前記図2に示される表示装置10a へと表示される。
【0033】以下、本実施例の作用を、図3のフローチ
ャートを用いて説明する。
【0034】図3は、本実施例の、特に異常診断に関す
るフローチャートである。
【0035】この図3において、まずステップ102で
は、前記圧力実績値Pと、前記温度実績値Tと、前記フ
ァン回転速度実績値Nとを検出する。これらの検出は、
前記図4に示されるとおりで、検出された値は、最終的
に前記演算装置7a へと入力される。
【0036】続いてステップ104では、次式に示され
るような演算を前記演算装置7a 中の前記風量実績値検
出手段52にて行い、まずガス密度実績値ρを算出す
る。
【0037】 ρ=ρ0 ×273/(273+T)×(10000+P)/10000 …(1)
【0038】なお、上記(1)式において、ρ0 は、0
°C又1気圧における、送風設備にて送風されるガスの
密度(kg/ m3 )である。なお、上記(1)式におい
て、温度実績値Tは、前記熱電対11にて測定された実
測値を用いるようにしており、単位は“℃”である。し
かしながら、前記チャンバ2中のガスの温度が一定であ
る場合、このように実測値を用いる必要はなく、対応す
る定数の温度の値を用いればよい。又、Pは前記圧力実
績値Pであり、単位は“mmH2 O”である。
【0039】続いてステップ104では、前記演算装置
7a 中の前記風量実績値検出手段52にて、次式に示さ
れるような演算を行い、チャンバガス風量実績値Vを求
める。
【0040】 V=F(ρ,P,T,L,W,D) …(2)
【0041】なお、上記(2)式において、Lは、複数
の前記チャンバ2にあって、そのチャンバ2間の距離
(m )である。Wは、前記鋼板1の鋼板幅(mm)であ
る。Dは、前記鋼板1の鋼板圧(mm)である。なお、こ
れらチャンバ間距離L、鋼板幅W及び鋼板圧Dは、前記
チャンバ2にて浮上させるべき重量に対応するものであ
る。
【0042】なお、上記(2)において、関数Fは、
ρ、P、T、L、W、Dから前記風量実績値Vを得るた
めの関数である。具体的には、本実施例においては、該
関数Fは、前記演算装置7a の前記風量実績値検出手段
52中において、ビットマップ方式にて記憶されてい
る。
【0043】なお、本実施例においては、新たな検出器
を配置せず、既に配置されている検出器及び前記(1)
式及び前記(2)式にて前記風量実績値Vを前記風量実
績値検出手段52にて求めている。しかしながら、該風
量実績値Vは直接測定することも考えられる。例えば、
前記ダクト4中にエアフローメータを設置し、前記フロ
ータファン3から送り出されるガスの風量を実測するこ
とも考えられる。この場合、この実測値に従って、前記
風量実績値Vを得るようにしてもよい。
【0044】ステップ108では、前記演算装置7a 中
の前記ファン単位風量演算器55にて、次式に示される
ような演算を行い、ファン1回転当りの風量Rを算出す
る。
【0045】R=V/N …(3)
【0046】ここで、ファン1回転当りの風量Rは、前
記風量実績値V( m3 /分)を前記ファン回転速度実績
値N(回数/分)で除算することで、前記フロータファ
ン3の1回転当りの風量の実績値に換算したものであ
る。送風設備に何等かの異常や障害が発生すると、上記
(3)式の前記ファン1回転当りの風量Rは低下する。
【0047】続いてステップ112では、前記演算装置
7a 中の前記異常判定手段56にて次式に示されるよう
な演算を行い、ファン単位風量比Rf を算出する。
【0048】Rf =R/R0 …(4)
【0049】なお、上記(4)式において、R0 は、前
記ファン1回転当りの風量Rの初期値である。即ち、送
風設備が正常のときにおける、前記ファン1回転当りの
風量Rの値である。このファン1回転当りの風量
0 は、一般的にはその送風設備の当初の前記ファン1回
転当りの風量Rとなる。
【0050】続いてステップ114では、前記演算装置
7a 中の前記異常判定手段56にて次式が成立するか否
か判定することによって、送風設備の異常を判定する。
【0051】|Rf −1|≦ε …(5)
【0052】なお、上記(5)式において、εは、異常
判定に用いる上下限閾値である。例えば、“0.1”程
度の定数に設定される。このように前記上下限閾値εを
“0.1”とした場合、前記初期0 に対して前記フ
ァン1回転当りの風量Rが1割程度減少した場合、何等
かの送風設備の異常の発生と判定される。
【0053】なお、前記演算装置7a は、前記図4の前
記演算装置7と同じ計算装置(プロセスコンピュータ)
にて実現されている。この場合、前記図3に示されるよ
うな処理を従来からなされている処理の空き時間に行う
ようにすれば、このような従来からなされている処理を
遅延させてしまう恐れがない。例えば、前記図3に示さ
れるような処理を1時間程度の定周期で、例えば従来か
らなされている処理の合間に行うことも考えられる。こ
れによって、比較的迅速に、前記フロータファン3や前
記ダクト4の穴あきや前記チャンバ2の変形等の設備異
常を検出することができる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
振動計等の比較的高価な検出器を用いず、より多様な異
常を検出することができるという優れた効果を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送風設備の異常診断装置の要旨を示す
ブロック図
【図2】本発明が適用された鋼板搬送装置の構成を示す
ブロック図
【図3】前記実施例で行われる送風設備の異常診断の処
理を示すフローチャート
【図4】従来の鋼板搬送装置及びその送風設備の設備監
視装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1…鋼板 2…チャンバ 3…フロータファン 4…ダクト 5…圧力発信器 6…ファン制御装置 7、7a …演算装置 10、10a …表示装置 19…設備監視装置 20…設備監視用表示装置 52…風量実績値検出手段 54…回転速度検出器 55…ファン単位風量演算器 56…異常判定手段 N、N′…ファン回転速度実績値 T、T′…温度実績値 P、P′…圧力実績値

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送風ファンからダクトやチャンバを経て送
    風するようにした送風設備の異常診断装置において、 送風されているガスの風量実績値Vを求める風量実績値
    検出手段と、 前記送風ファンのファン実績回転速度Nを検出する回転
    速度検出器と、 ((前記風量実績値V)/(前記ファン実績回転速度
    N))の比演算、ファン1回転当りの風量Rを求
    めるファン単位風量演算器と、 前記ファン1回転当りの風量Rから、送風設備の異常発
    生を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする
    送風設備の異常診断装置。
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