JP4126568B2 - 機械設備の監視システム - Google Patents
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この分解目視検査は、車両の一定期間の使用後に、軸受を車両から取り外して分解し、熟練した専門の検査担当者が、目視により分解した各構成部品の摩耗の度合いや傷の有無を確認する。この確認により、新品の部品にはない凹凸や摩耗などの異常が検出されれば、新品に交換し、再度組み立てを実施する。
また、限られた時間内で多数の軸受を目視で検査するため、欠陥を見落とす可能性が残るという欠点もあった。
更に、目視検査では、欠陥の程度の判断に個人差が生じ、実質的には欠陥がなくても欠陥有りと見なされて部品交換が行われてしまう場合があり、無駄にコストがかかることにもなる。
そのため、軸受装置等の振動が影響しないように、軸受装置等からある程度の距離を隔てた位置に、パーソナルコンピュータを設置するスペースを確保することになる。さらにこの監視システムは、サイズが大型化してしまうため、大きな設置スペース等の確保が難しい機械設備の場合には、実用性に乏しいという問題が生じた。
機械設備の摺動部材又は回転体の異常の有無を検出する機械設備の監視システムであって、
前記機械設備から発せられる信号を検出する1又は複数個のセンサ素子をそれぞれ収容保持する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットの出力を基に前記機械設備の異常の有無を判定する演算処理を行う演算処理器と、を備え、
前記演算処理器は、マイクロコンピュータから構成されており、
前記監視システムは、前記各センサユニットに設けられて前記センサ素子の異常及び前記各センサユニットの配線の異常を検知する自己診断部と、前記各センサユニットのフェールセーフ機能を保つ二重化された配線と、を有し、
前記自己診断部は、電圧レベルを閾値と比較して前記センサ素子の異常及び前記各センサユニットの配線の異常を判定し、前記自己診断部で前記各センサユニットの配線の異常が検知されたとき、前記二重化された配線の予備配線を使って前記機械設備の異常の検出が続けられ、且つ、前記各センサユニット自体に異常が生じていると診断した際には、当該異常を示す異常通知信号を前記演算処理器に送信することを特徴としている。
また、摺動部材の摺動動作時の信号とは、摺動部材の回転又は直線移動等の摺動状態に応じて変化する信号で、例えば、摺動部材の発生する音や振動、更には、回転速度や温度、摺動部材構成部品上に生じる歪み等が考えられる。
従って、手間のかかる分解・組み立て作業の頻度を減少させて保守・管理コストを低減させることができる。さらに、突発的なノイズ等、診断に及ぼす影響を小さくすることができ、監視が効率的に行なえるため、より精度の高い診断が可能となり、目視による検査では見落とす可能性がある欠陥の発見が可能となる効果もある。
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る機械設備の監視システムの第1実施形態を示したものである。
また、センサユニット5は、フェールセーフ機能として、配線が二重化されており、断線した配線に対して予備の配線を利用して信号検出ができるように構成されている。
なお、異常の有無の判定を行う基準データとして、予定設定した値を用いる代わりに、複数の測定対象の測定データから算出した値を用いることができる。
具体的に説明すると、センサユニット5が検出した振動情報の場合は、データ収集・分配機能17と分析部13との間に装備されたフィルタ処理機能25によってノイズ成分の除去又は特定の周波数成分を抽出するフィルタ処理を受け、フィルタ処理後の振動信号が分析部13に渡される。
分析部13は、入力する振動信号に対して、絶対値処理又はエンベロープ処理及び周波数分析等の規定の分析処理を行って、入力した振動データを基準データとの比較が可能な周波数領域のデータに変換する。
比較判定機能21では、周波数成分の比較による判定等を行う際に、他の分析部14,15から入手する回転速度や温度の分析結果、及び内部メモリ19に蓄積されている仕様諸元等の各種データを参照し、判定の正確性を期す。
但し、出力増幅手段をセンサユニット5に内蔵させた構成の場合は、センサユニット5の出力信号が強いため、センサユニット5とマイクロコンピュータ7との間の信号伝達経路等で加わるノイズの影響を抑えることができ、ノイズによる処理精度の低下を防止して、異常の有無の診断の信頼性を向上させることができる。
図4は、本発明に係る機械設備の監視システムの第2実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と同等の構成を有する部分については、同一の符号を付し、説明を省略或いは簡略化する。
従って、本実施形態では、演算処理部が二重化されているので、演算処理部のフェールセーフ機能が保たれ、演算処理部の故障に伴う誤診断や未診断を防ぐことができ、監視装置の信頼性を向上することができる。
図5は、本発明に係る機械設備の監視システムの第3実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と同等の構成を有する部分については、同一の符号を付し、説明を省略或いは簡略化する。
3 転がり軸受(摺動部材)
5 センサユニット
5a センサケース
7 マイクロコンピュータ(情報処理部)
9 制御処理部
13,14,15 分析部
17 データ収集・分配機能
19 内部メモリ
21 比較判定機能
25 フィルタ処理機能
27 結果出力部
29 制御器
31 異常診断システム
41 異常診断システム
Claims (5)
- 機械設備の摺動部材又は回転体の異常の有無を検出する機械設備の監視システムであって、
前記機械設備から発せられる信号を検出する1又は複数個のセンサ素子をそれぞれ収容保持する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットの出力を基に前記機械設備の異常の有無を判定する演算処理を行う演算処理器と、を備え、
前記演算処理器は、マイクロコンピュータから構成されており、
前記監視システムは、前記各センサユニットに設けられて前記センサ素子の異常及び前記各センサユニットの配線の異常を検知する自己診断部と、前記各センサユニットのフェールセーフ機能を保つ二重化された配線と、を有し、
前記自己診断部は、電圧レベルを閾値と比較して前記センサ素子の異常及び前記各センサユニットの配線の異常を判定し、前記自己診断部で前記各センサユニットの配線の異常が検知されたとき、前記二重化された配線の予備配線を使って前記機械設備の異常の検出が続けられ、且つ、前記各センサユニット自体に異常が生じていると診断した際には、当該異常を示す異常通知信号を前記演算処理器に送信することを特徴とする機械設備の監視システム。 - 前記演算処理器は、自己診断機能を有する主演算処理器と副演算処理器とからなり、前記主演算処理器の自己診断の結果、異常が検出された場合に、前記主演算処理器が演算処理を停止し、前記副演算処理器がバックアップとして機能するように二重化されていることを特徴とする請求項1に記載の機械設備の監視システム。
- 前記演算処理器は、常時演算処理を行う主演算処理器と副演算処理器とからなり、前記主演算処理器及び前記副演算処理器は、相互間での各演算値の比較、参照、交換の少なくとも一つを行うことにより相互監視を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の機械設備の監視システム。
- 前記センサユニットは、前記摺動部材又は回転体に組み込まれることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の機械設備の監視システム。
- 前記センサユニットが、温度、振動変位、振動速度、振動加速度、力、歪、音響、アコースティックエミッション、超音波、回転速度、のうち少なくとも2つ以上の検出を可能とすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の機械設備の監視システム。
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