JP4552059B2 - 周期運動体の状態監視方法、状態監視システム、状態監視プログラム - Google Patents
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Description
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、周期運動体の状態を簡易に判定することができる周期運動体の状態監視方法を提供するものである。
ここで、システムパラメータ間距離Jについてさらに詳しく説明する。
周期運動体の状態を示すN個の信号からなる信号列{xn:n=1,2,・・・N}がp次のARモデルに従った時系列であるとみなすと、次式が成り立つ。
ここで、周期運動体の状態を示す信号の特性を利用して、自己相関係数を簡易に求める方法を示す。
・n=1〜m−1の範囲では、xnxn+1の値は、1個の大きい値と、(m−2)個の通常の値とが存在する。
・n=1〜2m−1の範囲では、xnxn+1の値は、3個の大きい値と、(2mー4)個の通常の値とが存在する。
・n=1〜km−1の範囲では、xnxn+1の値は、(2k−1)個の大きい値と、k(m−2)個の通常の値が存在する。
・n=1〜N−1の範囲では、xnxn+1の値は、(2N/m−1)個の大きい値と、(m−2)N/m個の値とが存在する。
(1)2次の場合
まず,S=1のときのパラメータa0 1,a0 2を求める。数式(13)より、a0 1,a0 2は、
の関係を利用して
となる。
まず,S=1のときのパラメータa0 1,a0 2,a0 3を求める。数式(14)より、a0 1,a0 2,a0 3は、
)より、a1 1,a1 2,a1 3は、
図1は、本発明の状態監視システムの構成を示すブロック図である。本発明の状態監視システムは、転がり軸受け又は歯車等の周期運動体である工場内の設備の状態を監視し、設備に異常が生じた場合は警報を発するべく運用される。設備には、振動などの設備の状態を計測するセンサ31が設けられている。センサ31は、データ取得装置32に接続されており、計測データをデータ取得装置32へ入力すべく構成されている。データ取得装置32は、センサ31から入力された計測データを所定の周期でサンプリングし、複数の信号からなる信号列を作成し、作成した信号列から各種のデータを取得する機能を有している。データ取得装置32は、工場内に備えられた通信ネットワークNWに接続され、通信ネットワークNWは本発明の状態監視装置1に接続されており、データ取得装置32は、取得したデータを通信ネットワークNWを介して状態監視装置1へ送信する。
CPU11は、RAM12にロードしたコンピュータプログラム20に従って、計算したシステムパラメータ間距離Jを予め定めてある所定値と比較し、Jが所定値よりも大きいか否かを判定する(S110)。
また、CPU11は、S110を行わずに、S109で計算したシステムパラメータ間距離Jを表示部に出力し、表示部がこの値を表示するようにしてもよい。この場合、オペレータがこの値を確認して設備の状態を判断することができる。
第2実施形態は、第1実施形態に類似しているが、第1実施形態では二次のARモデルのパラメータa1 1,a1 2を用いてシステムパラメータ間距離Jを計算しているのに対し、第2実施形態では三次のARモデルのパラメータa1 1,a1 2,a1 3を用いてシステムパラメータ間距離Jを計算する点が異なっている。
図3に、第2実施形態に係る本発明の状態監視システムが行う動作を示すフローチャートを示す。本実施形態では、CPU11は、S107において、数式(20),(22),(24)を用いて1〜3次遅れの自己相関係数ρ1,ρ2,ρ3を計算し、S108において、数式(29)を用いて三次のARモデルのパラメータa1 1,a1 2,a1 3を計算し、S109において、数式(31)を用いてパラメータa1 1,a1 2,a1 3を用いてシステムパラメータ間距離Jを計算する。その他のステップは、第1実施形態のフローチャートと実質的に同じであり、ここでは説明を繰り返さない。
図4は、本発明の第3実施形態における状態監視方法を示す概念図である。本実施形態においては、電卓などの簡易的な計算装置を用いて設備の状態を把握する。設備に設けられたセンサ31には、オシロスコープ等のデータ表示装置51が接続されており、データ表示装置51は、センサ31が計測した計測データを表示する。データ表示装置51には、図5(a)、(b)に示す如きデータが表示され、設備に異常が発生した場合には、図5(b)に示す如き大信号が含まれるデータが表示される。設備の作業員などのオペレータは、データ表示装置51に表示されたデータから大信号の絶対値の倍率Sを目測し、信号数N、倍率S及び一の大信号当たりにデータに含まれる信号数mを電卓などの計算装置52へ入力し、数式(20)及び(22)を用いて簡易的に1次及び2次遅れの自己相関係数ρ1及びρ2を計算し、数式(27)を用いて2次のARモデルのパラメータであるa1 1,a1 2を計算し、数式(28)を用いてシステムパラメータ間距離Jを計算し、計算したJの値に設備の状態を判定する。数式(20)及び(22)の簡易的な式を用いることにより、簡単に自己相関係数ρ1及びρ2を計算することが可能となり、このため、簡単にシステムパラメータ間距離Jを計算することが可能なる。従って、センサ31が計測した計測データを直接に観測したオペレータが電卓などの簡易的な計算装置を用いてシステムパラメータ間距離Jを計算して、設備が稼働している現場において簡単に設備の状態を把握することができる。
11 CPU(演算部)
12 RAM(記憶部)
15 入力部(受付部)
2 記録媒体
20 コンピュータプログラム
31 センサ
32 データ取得装置
4 警報装置
51 データ表示装置
52 計算装置
Claims (9)
- 周期運動体の振動の変位を示すN個の信号からなる信号列を取得し、
前記信号列中に正常信号よりも絶対値がS倍大きい大信号がm個の信号毎に含まれるときに、前記信号列のシステムパラメータ間距離J(但し、
ρ 2 及びρ 3 に係る前記簡易計算式を用いて求めた距離Jの値に基づいて周期運動体の状態を監視することを特徴とする周期運動体の状態監視方法。 - 周期運動体は、転がり軸受け又は歯車からなる請求項1又は2に記載の方法。
- 周期運動体の振動の変位を示すN個の信号からなる信号列を取得するデータ取得装置と、前記信号列中に正常信号よりも絶対値がS倍大きい大信号がm個の信号毎に含まれるときに、前記信号列のシステムパラメータ間距離J(但し、
- 状態監視装置は、システムパラメータ間距離Jが所定の基準値を超えているかどうかの判定を行う請求項4又は5に記載のシステム。
- 表示部をさらに備え、
前記状態監視装置は、パラメータ間距離J又は前記判定の結果を表示部に出力する請求項4〜6の何れか1つに記載のシステム。 - 周期運動体の振動の変位を示すN個の信号からなる信号列を取得し、
前記信号列中に正常信号よりも絶対値がS倍大きい大信号がm個の信号毎に含まれるときに、前記信号列のシステムパラメータ間距離J(但し、
ρ 2 及びρ 3 に係る前記簡易計算式を用いて求めた距離Jの値に基づいて周期運動体の状態を監視する工程をコンピュータに実行させる周期運動体の状態監視プログラム。
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JP2005139965A JP4552059B2 (ja) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | 周期運動体の状態監視方法、状態監視システム、状態監視プログラム |
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JP2003344122A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Japan Research Institute Ltd | 状態監視方法、状態監視システム、状態監視装置、コンピュータプログラム、及び記録媒体 |
JP2004287733A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Japan Research Institute Ltd | パラメータ計算方法、状態監視方法、パラメータ計算装置、状態監視装置、状態監視システム、コンピュータプログラム、及び記録媒体 |
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