JP5293300B2 - Vibration monitoring device and vibration monitoring method for rotating machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method of monitoring vibration precisely determining the number of revolutions of a rotating machine without installing a dedicated accessory instrument for measuring the number of revolutions of the rotating machine and allowing determination of a vibration condition in a constant rotational speed of the rotating machine on the basis of the number of revolutions. <P>SOLUTION: A vibration acceleration sensor 2 detects vibration of the rotating machine. An amplification part 3 amplifies an analog signal output from the vibration acceleration sensor 2 as a detection result of the vibration. An A/D conversion part 4 digital converts the analog signal amplified by the amplification part 3. A frequency analysis part 82 performs the frequency analysis of the digital signal converted by the A/D conversion part 4 by FFT processing and outputs frequency analysis data. A number-of-revolutions determination part 831 determines the number of revolutions of the rotating machine on the basis of the frequency analysis data. A condition determination part 832 determines the condition of the vibration of the rotating machine on the basis of the number of revolutions determined by the number-of-revolutions determination part 831. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、プラント等における回転機の振動状態を無線通信により遠隔監視する振動監視装置および振動監視方法に関するものである。   The present invention relates to a vibration monitoring apparatus and a vibration monitoring method for remotely monitoring the vibration state of a rotating machine in a plant or the like by wireless communication.

従来、多くの回転機が設置されているプラントでは、設備の異常による操業停止を防止するため、主要な回転機の振動の監視が行われている。その監視の周期としては、回転機の振動の変化をオンラインで常時監視したり、或いはオフラインで定期的に監視する方法がとられている。また、解析手法としては、コンピュータ等によるデータ収集装置で回転機の振動波形の信号を収集し、当該収集された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)等の解析処理が行われている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a plant where many rotating machines are installed, vibrations of main rotating machines are monitored in order to prevent operation stoppage due to equipment abnormality. As a monitoring cycle, a method of constantly monitoring a change in vibration of the rotating machine online or periodically monitoring offline is employed. As an analysis method, a data collection device such as a computer collects vibration waveform signals of a rotating machine, and analysis processing such as FFT (Fast Fourier Transform) is performed on the collected signals. (For example, refer to Patent Document 1).

特に、大規模なシステムでは長距離のケーブル布設を避けるため、無線タグを検出部に設置した異常監視システムなどもある(例えば、特許文献2、3参照)。
ここで、振動の異常状態判定は、検出した振動波形からFFT処理によって振動速度や振動変位等を示す周波数解析データを算出し、それらのトレンドの変化や周波数解析データから検知された判定データと予め設定した閾値との比較判定で行われる。その判定データとして用いられる代表的な振動周波数としては、回転軸のアンバランスや負荷機とのミスアライメント等によって発生する回転周波数成分fnおよびその2倍、3倍成分と、駆動電源周波数の2倍の周波数で振動する電磁振動である。
In particular, in a large-scale system, there is an abnormality monitoring system in which a wireless tag is installed in a detection unit in order to avoid long-distance cable installation (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
Here, the abnormal state determination of vibration is performed by calculating frequency analysis data indicating vibration speed, vibration displacement, and the like by FFT processing from the detected vibration waveform, and determining data detected in advance from changes in trends and frequency analysis data. This is performed by comparison with a set threshold value. Typical vibration frequencies used as the determination data include a rotation frequency component fn generated by imbalance of the rotating shaft, misalignment with a load machine, and the like, twice and three times the component, and twice the drive power supply frequency. It is an electromagnetic vibration that vibrates at a frequency of.

特開平7−83972号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-83972 特開2005−24441号公報JP-A-2005-24441 特開平10−19655号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-19655

ところが、前記判定データをFFT処理した振動の周波数解析データから検知するには、回転機の回転数や駆動電源周波数が事前に判明している必要がある。このため、可変速運転される回転機では、計測時の回転数を制御電源から得るか、回転計を回転機に取り付け、その出力を監視システムに取り込む必要があった。このため、設備コストの増大や既存回転機への取り付けができないといった問題があった。   However, in order to detect the determination data from the frequency analysis data of the FFT-processed vibration, the rotational speed of the rotating machine and the drive power supply frequency need to be known in advance. For this reason, in a rotating machine operated at a variable speed, it has been necessary to obtain the number of rotations at the time of measurement from a control power supply, or to attach a tachometer to the rotating machine and take the output into a monitoring system. For this reason, there existed a problem that the installation cost cannot be increased or it cannot be attached to an existing rotating machine.

その他、計測振動の周波数スペクトルから回転数を自動検出する方法として、周波数スペクトルの最大値を回転周波数として検出する最大ピーク周波数法や、ピーク周波数の各次数成分の周波数間隔を順次求めていき、その中で最も多く現れた周波数間隔を回転速度の1次成分と判断し回転周波数を決定する、周波数間隔法がある。
しかし、必ずしも回転周波数成分が最大値になるとは限らず、例えば回転周波数成分の2次高調波成分(回転周波数の2倍成分)の方が1次成分より大きくなることや、外乱成分によるノイズレベルが最大ピークになる場合もあり、誤判定する事がある。
In addition, as a method of automatically detecting the rotation speed from the frequency spectrum of the measured vibration, the maximum peak frequency method for detecting the maximum value of the frequency spectrum as the rotation frequency, and the frequency interval of each order component of the peak frequency are obtained sequentially. There is a frequency interval method in which the most frequently occurring frequency interval is determined as the primary component of the rotation speed and the rotation frequency is determined.
However, the rotational frequency component does not necessarily become the maximum value. For example, the second harmonic component (twice the rotational frequency component) of the rotational frequency component is larger than the primary component, or the noise level due to disturbance components. May be the maximum peak, and may be misjudged.

また、回転数間隔法では、1次成分と2次成分のどちらかのレベルが小さく、ピークとして検出できない場合がある。更に、ピークと見なす条件が明確でなく、多くの外乱ノイズがピークとなる場合は正確な判定ができないといった問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、回転機の回転数を計測するための専用の付帯設備を設けることなく回転機の回転数を正確に判定し、当該回転数に基づいて回転機の一定回転速度における振動状態の判定を可能にする振動監視装置および振動監視方法を提供することを目的とする。
In addition, in the rotational speed interval method, the level of either the primary component or the secondary component is small, and it may not be detected as a peak. Furthermore, there is a problem that the conditions for considering it as a peak are not clear, and when many disturbance noises are at a peak, accurate determination cannot be made.
The present invention has been made in view of the above, and accurately determines the rotation speed of a rotating machine without providing a dedicated incidental facility for measuring the rotation speed of the rotating machine, and rotates based on the rotation speed. An object of the present invention is to provide a vibration monitoring device and a vibration monitoring method that enable determination of a vibration state at a constant rotational speed of a machine.

上記目的を達成するために、本発明の振動監視装置は、回転機の直交する2方向の振動をそれぞれ個別に検出する振動加速度センサと、前記振動加速度センサから前記振動の検出結果として出力されたアナログ信号を増幅する増幅部と、前記増幅部により増幅されたアナログ信号をデジタル変換するA/D変換部と、前記A/D変換部により変換されたデジタル信号を周波数分析し、該周波数分析の結果として前記振動の周波数分析データを出力する周波数分析部と、前記周波数分析部から出力された周波数分析データに基づいて前記回転機の回転数を判定する回転数判定部と、前記回転数判定部により判定された回転数に基づいて、前記回転機の振動の状態判定を行う状態判定部とを備え、前記回転数判定部は、前記振動の周波数分析データから検知される周波数のうち、前記回転機の最大回転周波数の2以上である整数倍の周波数以下で、かつ、ピーク振幅の大きさの順番が所定の順番までに含まれる複数の周波数に基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vibration monitoring device of the present invention outputs a vibration acceleration sensor that individually detects vibrations in two orthogonal directions of a rotating machine, and a vibration detection result output from the vibration acceleration sensor. An amplifier for amplifying an analog signal, an A / D converter for digitally converting the analog signal amplified by the amplifier, a frequency analysis of the digital signal converted by the A / D converter, and the frequency analysis As a result, a frequency analysis unit that outputs the frequency analysis data of the vibration, a rotation speed determination unit that determines the rotation speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit, and the rotation speed determination unit And a state determination unit that determines a state of vibration of the rotating machine based on the rotation number determined by the rotation number, wherein the rotation number determination unit includes frequency analysis data of the vibration. Based on a plurality of frequencies that are less than or equal to an integer multiple of 2 or more of the maximum rotation frequency of the rotating machine, and that the order of magnitude of peak amplitude is included in a predetermined order The rotational speed of the rotating machine is determined.

本発明によれば、ノイズによるピーク振幅がある場合でも、1番目からn番目(nは整数)に大きいピーク振幅の何れかに回転周波数成分が含まれるため、回転機の回転数を計測するための専用の付帯設備を設けることなく、周波数分析データに基づいて回転機の回転数を正確に判定し、当該回転数に基づいて回転機の振動状態の判定を行うことが可能となる。また、回転制御信号や回転検出器などの外部信号で検出した回転数と比較して、時間差がない回転数検知が可能であり、変速運転される回転機の振動状態監視を正確に行うことができ、コスト低減にも貢献できる。
また、上記の構成において、前記回転数判定部は、連続して2回以上前記周波数分析部から出力された前記周波数分析データに基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする。
According to the present invention, even when there is a peak amplitude due to noise, the rotational frequency component is included in any of the first to nth (n is an integer) large peak amplitudes, so that the rotational speed of the rotating machine is measured. Therefore, it is possible to accurately determine the rotational speed of the rotating machine based on the frequency analysis data, and to determine the vibration state of the rotating machine based on the rotational speed. Compared with the rotation speed detected by an external signal such as a rotation control signal or a rotation detector, it is possible to detect the rotation speed without a time difference, and to accurately monitor the vibration state of the rotating machine operated at variable speed. Can contribute to cost reduction.
In the above configuration, the rotation speed determination unit may determine the rotation speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit twice or more continuously. .

本発明によれば、複数の周波数分析データに基づく判定結果をもとに、回転数を比較判定することができるため、回転が停止している場合や回転速度変化中の判定が可能となる。
また、上記の構成において、前記回転数判定部で前記振動の周波数分析データから検知される回転周波数のピーク振幅は、該ピーク振幅の周波数における予め定められた第1の前後所定周波数間の振幅の2乗和平方根に対し、該第1の前後所定周波数間よりも狭い予め定められた第2の前後所定周波数間の振幅の2乗和平方根が占有する割合が、予め定められた所定値以上であることを特徴とする。
According to the present invention, since the rotational speed can be compared and determined based on the determination result based on a plurality of frequency analysis data, it is possible to determine when the rotation is stopped or during the rotation speed change.
Further, in the above configuration, the peak amplitude of the rotation frequency detected from the vibration frequency analysis data by the rotation number determination unit is an amplitude between a predetermined frequency before and after the first predetermined frequency at the peak amplitude frequency. The ratio of the square sum square root of the amplitude between the second predetermined frequency before and after the second predetermined frequency that is narrower than the first predetermined frequency before and after the square sum square root is equal to or more than a predetermined value. It is characterized by being.

本発明によれば、ノイズによる誤判定を防ぐことができる。
また、上記の構成において、前記回転数判定部は、前記ピーク振幅を示す周波数の1/2倍および2倍の周波数におけるピーク振幅を検出し、該検出したピーク振幅の周波数の中で最も低い周波数を、前記回転機の回転周波数として算出することを特徴とする。
本発明によれば、最大ピーク値が回転数成分の1次成分ではなく、2次成分の場合でも、1次成分を回転周波数と判定することができる。
According to the present invention, erroneous determination due to noise can be prevented.
In the above configuration, the rotation speed determination unit detects a peak amplitude at a frequency that is 1/2 and 2 times the frequency indicating the peak amplitude, and the lowest frequency among the detected peak amplitude frequencies. Is calculated as the rotational frequency of the rotating machine.
According to the present invention, even when the maximum peak value is not the primary component of the rotational speed component but the secondary component, the primary component can be determined as the rotational frequency.

また、上記の構成において、前記状態判定部は、前記回転機の最大回転数を前記回転数判定部により判定された回転数で除算した後に2乗した係数を、前記判定された回転数の振動値に乗算した値を、前記最大回転数の振動値として算出することを特徴とする。
本発明によれば、最大回転数で運転する前に、回転機を最大回転数で運転した場合の振動状態を把握することができ、トラブルを未然に防ぐことができる。
また、上記の構成において、前記状態判定部は、回転周波数と前記回転機の極数との関係から求めた駆動電源周波数の2倍成分の振動値を、電磁振動成分の振動値として算出することを特徴とする。
Further, in the above configuration, the state determination unit may calculate a coefficient obtained by dividing the maximum rotation number of the rotating machine by the rotation number determined by the rotation number determination unit and then squared, and the vibration of the determined rotation number. A value obtained by multiplying the value is calculated as a vibration value of the maximum rotational speed.
According to the present invention, before operating at the maximum number of rotations, it is possible to grasp the vibration state when the rotating machine is operated at the maximum number of rotations, and to prevent troubles.
Further, in the above configuration, the state determination unit calculates a vibration value of a component twice the driving power supply frequency obtained from a relationship between a rotation frequency and the number of poles of the rotating machine as a vibration value of the electromagnetic vibration component. It is characterized by.

本発明によれば、可変速運転される回転機の電磁振動も状態監視することができる。
また、本発明の振動監視方法は、振動監視装置が行う回転機の振動監視方法であって、 振動加速度センサによりそれぞれ個別に検出された回転機の直交する2方向の振動を示すデジタル信号を、高速フーリエ変換処理により周波数分析を行い、該周波数分析の結果として前記振動の周波数分析データを出力する周波数分析ステップと、前記周波数分析ステップにおいて出力された周波数分析データに基づいて前記回転機の回転数を判定する回転数判定ステップと、前記回転数判定ステップにおいて判定された回転数に基づいて、前記回転機の振動の状態判定を行う状態判定ステップとを備え、前記回転数判定ステップは、 前記振動の周波数分析データから検知される周波数のうち、前記回転機の最大回転周波の2以上である整数倍の周波数以下で、かつ、ピーク振幅の大きさの順番が所定の順番までに含まれる複数の周波数に基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする。
According to the present invention, it is possible to monitor the state of electromagnetic vibration of a rotating machine that is operated at a variable speed.
The vibration monitoring method of the present invention is a vibration monitoring method for a rotating machine performed by a vibration monitoring apparatus, and digital signals indicating vibrations in two orthogonal directions of the rotating machine individually detected by a vibration acceleration sensor, Frequency analysis step of performing frequency analysis by fast Fourier transform processing and outputting frequency analysis data of the vibration as a result of the frequency analysis, and the number of rotations of the rotating machine based on the frequency analysis data output in the frequency analysis step determines a rotational speed determining step, based on the rotational speed is determined in the rotational speed determination step of, and a state determining step of performing a state determination of the vibration of the rotating machine, the rotational speed determining step, the vibration Among the frequencies detected from the frequency analysis data, the frequency is an integer multiple that is 2 or more of the maximum rotational frequency of the rotating machine. The number of rotations of the rotating machine is determined based on a plurality of frequencies included in the order of the magnitude of the peak amplitude up to a predetermined order .

本発明の振動監視装置によれば、高速フーリエ変換処理により回転機の振動の周波数分析を行い、該周波数分析の結果としての振動の周波数分析データから検知される周波数のうち、前記回転機の最大回転周波数の2倍の周波数以下で、かつ、1番目からn番目(nは整数)に大きいピーク振幅を示す周波数に基づいて回転機の回転数を判定し、該判定された回転数に基づいて回転機の振動の状態判定を行うため、回転機の回転数を計測するための専用の付帯設備を設けることなく回転機の回転数を正確に判定し、当該回転数に基づいて回転機の振動状態の判定を行うことが可能となる。また、回転制御信号や回転検出器などの外部信号で検出した回転数と比較して、時間差がない回転数検知が可能であり、変速運転される回転機の振動状態監視を正確に行うことができ、コスト低減にも貢献できる。   According to the vibration monitoring apparatus of the present invention, the frequency analysis of the vibration of the rotating machine is performed by the fast Fourier transform process, and the maximum of the rotating machine is detected among the frequencies detected from the frequency analysis data of the vibration as a result of the frequency analysis. The number of rotations of the rotating machine is determined based on a frequency that is equal to or less than twice the rotation frequency and that exhibits the first to nth (n is an integer) peak amplitude, and based on the determined number of rotations In order to determine the state of vibration of the rotating machine, the rotational speed of the rotating machine is accurately determined without providing a dedicated accessory for measuring the rotational speed of the rotating machine, and the vibration of the rotating machine is determined based on the rotational speed. The state can be determined. Compared with the rotation speed detected by an external signal such as a rotation control signal or a rotation detector, it is possible to detect the rotation speed without a time difference, and to accurately monitor the vibration state of the rotating machine operated at variable speed. Can contribute to cost reduction.

本発明の実施形態に係るRFIDタグと振動監視部とで構成された振動監視装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the vibration monitoring apparatus comprised by the RFID tag and vibration monitoring part which concern on embodiment of this invention. 同実施形態に係る振動監視装置が行う振動監視処理の手順を示す全体フロー図である。It is a whole flowchart which shows the procedure of the vibration monitoring process which the vibration monitoring apparatus which concerns on the same embodiment performs. 同実施形態に係る回転周波数判定処理の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the rotation frequency determination process which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る回転周波数判定処理の手順を詳細に示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the rotation frequency determination process which concerns on the embodiment in detail. 同実施形態に係るピーク占有周波数を説明するための周波数スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency spectrum for demonstrating the peak occupation frequency which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るピーク振幅のピーク占有率を示す度数分布図である。It is a frequency distribution figure which shows the peak occupation rate of the peak amplitude which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る回転周波数判定方法を示す図である。It is a figure which shows the rotational frequency determination method which concerns on the same embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(振動監視装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る振動監視装置の構成を示すブロック図である。振動監視装置は、RFIDタグ1と、振動監視部8とで構成される。
図において、RFIDタグ1は、圧電素子で構成され図示せぬ回転機の振動を検出するための振動加速度センサ2と、その振動加速度センサ2から出力されたアナログ信号を増幅する増幅部3と、増幅部3から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのA/D変換部4と、変換されたデジタル信号を一旦記憶するデータ記憶部5と、外部からの指令に基づいて、データ記憶部5に記憶されたデジタル信号を無線伝送するための無線送受信部6と、バッテリーで構成された電源供給部7とを備えている。ここで、振動加速度センサ2は、少なくとも2つの圧電素子が直交する2方向に設けられており、回転機の直交する2方向の振動をそれぞれ個別に検出できる。なお、振動加速度センサ2は、3つの圧電素子がそれぞれ直交する3方向に設けられ、回転機のそれぞれ直交する3方向の振動をそれぞれ個別に検出できるようにしても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Configuration of vibration monitoring device)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vibration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. The vibration monitoring apparatus includes an RFID tag 1 and a vibration monitoring unit 8.
In the figure, an RFID tag 1 includes a vibration acceleration sensor 2 configured to detect vibrations of a rotating machine (not shown) formed of a piezoelectric element, an amplification unit 3 that amplifies an analog signal output from the vibration acceleration sensor 2, An A / D conversion unit 4 for converting the analog signal output from the amplification unit 3 into a digital signal, a data storage unit 5 for temporarily storing the converted digital signal, and data storage based on a command from the outside A wireless transmission / reception unit 6 for wirelessly transmitting a digital signal stored in the unit 5 and a power supply unit 7 formed of a battery are provided. Here, the vibration acceleration sensor 2 is provided in two directions in which at least two piezoelectric elements are orthogonal to each other, and can individually detect vibrations in two directions orthogonal to the rotating machine. Note that the vibration acceleration sensor 2 may be configured such that three piezoelectric elements are provided in three directions orthogonal to each other, and vibrations in the three directions orthogonal to each other of the rotating machine can be individually detected.

増幅部3は、振動加速度センサ2の電荷出力を電圧に変換するチャージアンプ31と、チャージアンプ31の出力信号に振動監視周波数範囲の上限付近をカットオフ周波数としたローパスフィルタ32と、その出力電圧信号を増幅する電圧増幅器33とを備えている。
また、振動監視部8は、RFIDタグ1のデータ記憶部5に記憶されているデジタル信号を無線送受信部6を介して伝送させるための送受信部81と、CPUとプログラムとで構成され、送受信部81を介して受信したデジタル信号をFFT処理により周波数分析を行う周波数分析部82と、CPUとプログラムとで構成され、その周波数分析の結果として出力された振動変位、振動速度、振動加速度等を示す振動の周波数スペクトルを示す周波数分析データから、回転機の回転数を算出し、回転機の振動状態の判定を行う演算部83と、演算結果、判定結果、レベルのトレンドグラフ等を表示する表示部84とを備えている。また、演算部83は、回転機の回転数を判定する回転数判定部831と、回転機の振動状態判定を行う状態判定部832とで備えている。
The amplifying unit 3 includes a charge amplifier 31 that converts the charge output of the vibration acceleration sensor 2 into a voltage, a low-pass filter 32 that uses the output signal of the charge amplifier 31 as a cutoff frequency near the upper limit of the vibration monitoring frequency range, and its output voltage. And a voltage amplifier 33 for amplifying the signal.
The vibration monitoring unit 8 includes a transmission / reception unit 81 for transmitting a digital signal stored in the data storage unit 5 of the RFID tag 1 via the wireless transmission / reception unit 6, a CPU, and a program. The frequency analysis unit 82 that performs frequency analysis of the digital signal received via 81 by FFT processing, a CPU and a program, and shows the vibration displacement, vibration speed, vibration acceleration, etc. output as a result of the frequency analysis A calculation unit 83 that calculates the rotation speed of the rotating machine from the frequency analysis data indicating the frequency spectrum of vibration and determines the vibration state of the rotating machine, and a display unit that displays a calculation result, a determination result, a level trend graph, and the like 84. The calculation unit 83 includes a rotation number determination unit 831 that determines the rotation number of the rotating machine and a state determination unit 832 that determines a vibration state of the rotating machine.

(振動監視処理)
以上のような構成の振動監視装置が行う、回転機の振動監視処理の全体の手順について、図2を参照して説明する。
FRIDタグ1から振動監視部8に伝送されたデジタル信号は、周波数分析部82でFFTによる周波数分析が行われ(ステップS101)、周波数分析データが出力される。
その後、ステップS102においては、演算部83の回転数判定部831は、周波数分析部82から出力された周波数分析データに基づいて、回転機の回転数を判定する。なお、ステップS102における回転数判定の詳細な手順については、後述する。
ステップS103においては、判定結果に基づいて、回転機が定速度で回転しているか否かを判定する。定速度で回転していると判定した場合に、次のステップに進む。
(Vibration monitoring process)
An overall procedure of vibration monitoring processing of the rotating machine performed by the vibration monitoring apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.
The digital signal transmitted from the FRID tag 1 to the vibration monitoring unit 8 is subjected to frequency analysis by FFT in the frequency analysis unit 82 (step S101), and frequency analysis data is output.
Thereafter, in step S <b> 102, the rotation speed determination unit 831 of the calculation unit 83 determines the rotation speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit 82. A detailed procedure for determining the rotation speed in step S102 will be described later.
In step S103, it is determined based on the determination result whether the rotating machine is rotating at a constant speed. When it is determined that the motor is rotating at a constant speed, the process proceeds to the next step.

ステップS104においては、演算部83の状態判定部832は、回転機の性能として予め設定されている最大回転数における振動振幅(振動値)を推定する。回転軸の固有振動数が最大回転周波数以上にある剛性軸からなる回転機の場合、回転周波数成分の振動は、回転周波数の2乗に概略比例することから、状態判定部832は、回転数判定出部831で判定された回転数で最大回転数を除算した値の2乗を求め、それを算出された回転周波数の振動振幅に乗算することで、最大回転数における振動振幅を推定する。これにより、最大回転数で運転する前に、回転機を最大回転数で運転した場合の振動状態を把握することができ、トラブルを未然に防ぐことができる。   In step S104, the state determination unit 832 of the calculation unit 83 estimates the vibration amplitude (vibration value) at the maximum number of rotations preset as the performance of the rotating machine. In the case of a rotating machine composed of a rigid shaft whose natural frequency of the rotating shaft is equal to or higher than the maximum rotating frequency, the vibration of the rotating frequency component is approximately proportional to the square of the rotating frequency, so the state determining unit 832 determines the rotating speed. The square of the value obtained by dividing the maximum rotational speed by the rotational speed determined by the output unit 831 is obtained, and the vibration amplitude at the maximum rotational speed is estimated by multiplying it by the vibration amplitude of the calculated rotational frequency. Thereby, before driving | running by a maximum rotation speed, the vibration state at the time of driving | running a rotary machine at the maximum rotation speed can be grasped | ascertained, and a trouble can be prevented beforehand.

ステップS105においては、状態判定部832は、電磁振動振幅(電磁振動成分の振動値)を算出する。回転機が交流電動機の場合は、回転数Nと回転機の極数P、および駆動電源周波数fとの間に、N=(120・f)/Pの関係がある。これを利用して、状態判定部832は、回転数から駆動電源周波数fを求めることで、可変速運転の回転機においても、駆動電源周波数fの2倍の周波数で励振される電磁振動振幅を求めることができる。これにより、可変速運転される回転機の電磁振動も状態監視することができる。   In step S105, the state determination unit 832 calculates the electromagnetic vibration amplitude (vibration value of the electromagnetic vibration component). When the rotating machine is an AC motor, there is a relationship of N = (120 · f) / P between the rotational speed N, the number P of the rotating machine, and the drive power supply frequency f. By using this, the state determination unit 832 obtains the driving power source frequency f from the rotational speed, so that the electromagnetic vibration amplitude excited at a frequency twice the driving power source frequency f can be obtained even in a variable speed rotating machine. Can be sought. Thereby, the state of the electromagnetic vibration of the rotating machine that is operated at a variable speed can also be monitored.

ステップS106においては、状態判定部832は、回転機の回転周波数成分fnの2fn,3fnにおける振動変位を検出し、振動速度実効値(ISO10816−1、JIS B 0906に規定)などと予め設定された判定基準値(閾値)とを比較する。比較した結果、回転機のアンバランスやミスアライメント等の回転機の振動の状態判定を行う。
ステップS107においては、ステップ106に行った状態判定の結果を表示部84で表示する(ステップS107)。
また、ステップS108で、表示部84では算出された実効値、振動変位をメモリに記憶し、ステップS109で図示しないトレンド画面にその数値グラフを表示する。
このように、回転機の回転数を、計測した複数回の振動の周波数分析データから求めることで、ステップ状に変化する可変速で運転される回転機の一定速度における回転周波数成分の振動を求めることができ、回転機の振動の状態判定が可能になる。
In step S106, the state determination unit 832 detects the vibration displacement at 2fn and 3fn of the rotation frequency component fn of the rotating machine, and is set in advance as a vibration speed effective value (specified in ISO 10816-1, JIS B 0906). The determination reference value (threshold value) is compared. As a result of the comparison, the state of vibration of the rotating machine such as unbalance and misalignment of the rotating machine is determined.
In step S107, the result of the state determination performed in step 106 is displayed on display unit 84 (step S107).
In step S108, the display unit 84 stores the calculated effective value and vibration displacement in the memory, and in step S109, displays the numerical graph on a trend screen (not shown).
Thus, by obtaining the rotational speed of the rotating machine from the measured frequency analysis data of a plurality of vibrations, the vibration of the rotational frequency component at a constant speed of the rotating machine operating at a variable speed that changes stepwise is obtained. It is possible to determine the state of vibration of the rotating machine.

(回転数判定処理)
ここで、図3に示すフロー図を参照して、図2のステップS102において演算部83の回転数判定部831が実行する回転数判定処理について説明する。
ここでは、振動加速度センサ2は、回転機の垂直方向及び水平方向の振動を各2回計測する。これにより、振動監視部8の送受信部81は、1回目及び2回目の計測によりRFID1から送信されたデジタル信号を続けて2回受信する。周波数分析部82は、続けて2回受信された各回のデジタル信号をFFTにより解析して、垂直方向及び水平方向の振動の周波数スペクトルデータを示す周波数分析データを生成する(ステップS201)。なお、ここで回転機の垂直方向と水平方向とは、回転機の回転軸に直交する面における垂直方向と水平方向、回転機の回転軸のラジアル方向とアキシャル方向、の2つのパターンが含まれる。
(Rotation speed judgment process)
Here, with reference to the flowchart shown in FIG. 3, the rotation speed determination process executed by the rotation speed determination unit 831 of the calculation unit 83 in step S102 of FIG. 2 will be described.
Here, the vibration acceleration sensor 2 measures vertical and horizontal vibrations of the rotating machine twice each. Thereby, the transmission / reception unit 81 of the vibration monitoring unit 8 continuously receives the digital signal transmitted from the RFID 1 by the first measurement and the second measurement twice. The frequency analyzing unit 82 analyzes the digital signal received twice each time by FFT to generate frequency analysis data indicating frequency spectrum data of vertical and horizontal vibrations (step S201). Here, the vertical direction and the horizontal direction of the rotating machine include two patterns of a vertical direction and a horizontal direction on a plane orthogonal to the rotating shaft of the rotating machine, and a radial direction and an axial direction of the rotating shaft of the rotating machine. .

演算部83の回転数判定部831は、周波数分析部82から2回続けて出力される周波数分析データに基づいて、回転機の回転数を判定する。
まず、回転数判定部831は、その振動の周波数スペクトルから、それぞれ、振動振幅の最大ピーク値と2番目のピーク値とを検出する(ステップS202)。なお、本実施形態では2番目までのピーク値としているが、予め定めた3番目以降のピーク値まで検出するようにしても良い。
回転数判定部831は、検出したピーク値に対して、レベル判定と(ステップS203)スペクトルのパターン判定を行うことにより(ステップS204)、ノイズとの判別を行う。
The rotation speed determination unit 831 of the calculation unit 83 determines the rotation speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit 82 twice in succession.
First, the rotational speed determination unit 831 detects the maximum peak value and the second peak value of the vibration amplitude from the frequency spectrum of the vibration, respectively (step S202). In the present embodiment, the peak value up to the second is used, but it is also possible to detect up to a predetermined third peak value.
The rotation speed determination unit 831 determines noise from the detected peak value by performing level determination (step S203) and spectrum pattern determination (step S204).

その後、ステップS205における回転次数判定で、回転基本成分(1次成分)とその2倍成分(2次成分)を判別し、1次成分を回転周波数として検出する。
以上のステップS202〜S205までの処理を、垂直方向及び水平方向各々2回分(V1:垂直1回目、V2:垂直2回目、H1:水平1回目、H2:水平2回目)の、全部で4つの振動の周波数スペクトルについて行う。
全ての振幅スペクトルについて処理が終了した場合(ステップS206:Yes)、ステップS207の回転数判定において、ステップS205で得られた4つの回転周波数(fV1:垂直1回目の回転周波数、fV2:垂直2回目の回転周波数、fH1:水平1回目の回転周波数、fH2:水平2回面の回転周波数)の検出結果を例えば図7に示すように最終判定し、回転周波数を決定し、回転数を判定する。
Thereafter, in the rotation order determination in step S205, the rotation basic component (primary component) and its double component (secondary component) are discriminated, and the primary component is detected as the rotation frequency.
There are four processes in the above-described steps S202 to S205 for each of the vertical direction and the horizontal direction twice (V1: vertical first time, V2: vertical second time, H1: horizontal first time, H2: horizontal second time). This is done for the frequency spectrum of vibration.
When the processing has been completed for all the amplitude spectra (step S206: Yes), in the rotation speed determination of step S207, the four rotation frequencies obtained in step S205 (fV1: vertical first rotation frequency, fV2: vertical second time). For example, as shown in FIG. 7, the rotation frequency is determined, and the number of rotations is determined.

図7に示すような判定を行ことで、以下のようなメリットがある。
(1)複数回の回転周波数の検出結果をもとに回転周波数を決定しているので、回転が停止している場合や回転速度変化中の判定が可能である。
(2)最大ピーク振幅が回転2次成分で、2番目のピーク振幅がノイズ成分の場合、又はその逆の場合、回転次数判定では回転周波数を回転2次成分(又はノイズ成分)と判定するが、どれか1つあるいは2つが異なる結果になると、その回転周波数にピーク振幅がないか再検出するので、誤判定を避けることができる。
なお、図7では、複数個の検出結果を一致とみなす範囲を、±1.875Hzとしているが、計測の目的や対象回転機の運用に応じて適宜設定することができる。
The determination as shown in FIG. 7 has the following advantages.
(1) Since the rotation frequency is determined based on the detection results of the rotation frequency a plurality of times, it is possible to determine when the rotation has stopped or when the rotation speed is changing.
(2) When the maximum peak amplitude is the rotation secondary component and the second peak amplitude is the noise component, or vice versa, the rotation frequency is determined as the rotation secondary component (or noise component) in the rotation order determination. If one or two of the results are different, it is re-detected whether the rotation frequency has a peak amplitude, so that erroneous determination can be avoided.
In FIG. 7, the range in which a plurality of detection results are considered coincident is ± 1.875 Hz, but can be set as appropriate according to the purpose of measurement and the operation of the target rotating machine.

(回転数判定処理の詳細)
次に、図4に示すフロー図を参照して、図3のステップS202〜S206までの処理の詳細について説明する。
まず、回転機の性能に関する情報として予め最低回転周波数と最大回転周波数とが設定されており、ステップS301においては、当該最低回転周波数から、当該最大回転周波数の2倍の周波数間における、最大ピーク振幅Amaxとその周波数Fmax、および2番目のピーク振幅Amax2とその周波数Fmax2を検出する。ここで、振幅は変位振幅(μm)で表示しているが、加速度振幅でもよい。なお、検出した最大ピーク振幅が複数ある時は、最も周波数が低いピーク振幅をAmaxおよびFmaxとし、2番目のピークは少なくともFmaxより±1.875Hz以上離れているピークとする。ここで、最大ピーク振幅と2番目のピーク振幅とを検出するのは、ノイズによるピーク値がある場合でも、どちらかに回転周波数成分が含まれるという前提に則っている。もちろん、繁雑でない範囲で3番目、4番目のピーク振幅を検出してもよいが、通常の回転機では、回転周波数成分およびその高調波成分がピーク振幅を示すことから問題はない。
(Details of rotation speed judgment process)
Next, the details of the processing from steps S202 to S206 in FIG. 3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, a minimum rotation frequency and a maximum rotation frequency are set in advance as information relating to the performance of the rotating machine. In step S301, the maximum peak amplitude between the minimum rotation frequency and a frequency twice the maximum rotation frequency is set. Amax and its frequency Fmax, and the second peak amplitude Amax2 and its frequency Fmax2 are detected. Here, the amplitude is expressed as a displacement amplitude (μm), but may be an acceleration amplitude. When there are a plurality of detected maximum peak amplitudes, the peak amplitudes with the lowest frequency are Amax and Fmax, and the second peak is a peak at least ± 1.875 Hz away from Fmax. Here, the detection of the maximum peak amplitude and the second peak amplitude is based on the premise that even if there is a peak value due to noise, one of them contains a rotation frequency component. Of course, the third and fourth peak amplitudes may be detected within a non-congested range, but in a normal rotating machine, there is no problem because the rotation frequency component and its harmonic component indicate the peak amplitude.

ステップS302におけるピークレベル判定では、Amaxを、事前に設定した最大ピーク振幅の閾値と比較し、閾値以下の場合は、回転周波数fnを0として終了する(ステップS317)。これにより、回転中か停止中かを判定する。なお、この閾値は、周波数スペクトルの振幅分解能以上とし、ここでは変位振幅1μmとしている。
Amaxが閾値以上の場合(ステップS302:Yes)、ピークパターン判定では、Fmaxの±1.875Hz間における2乗和平方根Poa1を求めるとともに(ステップS303)、Fmaxの±0.625Hz間の2乗和平方根Poa2を求め(ステップS304)、ピーク占有率Poa2/Poa1が80%以上の値の時にピーク振幅と判定し、ステップS306に進む。そうでない場合はノイズと判定し、2番目のピーク振幅について、同様にピーク値判定を行う(ステップS314、S316、S302、・・・)。
In the peak level determination in step S302, Amax is compared with a threshold value of the maximum peak amplitude set in advance, and if it is equal to or less than the threshold value, the rotation frequency fn is set to 0 and the process is terminated (step S317). Thereby, it is determined whether the vehicle is rotating or stopped. This threshold value is equal to or higher than the amplitude resolution of the frequency spectrum, and here the displacement amplitude is 1 μm.
When Amax is equal to or larger than the threshold value (step S302: Yes), in peak pattern determination, a square sum square Poa1 between Fmax ± 1.875 Hz is obtained (step S303), and the square sum between Fmax ± 0.625 Hz is obtained. The square root Poa2 is obtained (step S304). When the peak occupancy rate Poa2 / Poa1 is a value of 80% or more, the peak amplitude is determined, and the process proceeds to step S306. Otherwise, it is determined as noise, and peak value determination is similarly performed for the second peak amplitude (steps S314, S316, S302,...).

ここで、Poaは、例えば、サンプリング周波数2560Hz,サンプリング点数4096のデータによる周波数スペクトルの場合、周波数分解能は0.625Hzとなり、図5に示すように、Poa1,Poa2として、Fmaxからそれぞれ±3ポイントと±1ポイント間の振幅の2乗和平方根を求め、ピークパターン判定を行うこととなる。
これは、振動加速度センサ2で振動を検出する場合、変位変換することにより、20Hz以下の低い周波数成分のノイズレベルが、最大ピーク値になる場合などに有効となる。
Here, Poa, for example, in the case of a frequency spectrum based on data having a sampling frequency of 2560 Hz and sampling points of 4096, the frequency resolution is 0.625 Hz, and as shown in FIG. 5, as Poa1 and Poa2, ± 3 points from Fmax, respectively. The square sum of squares of amplitudes between ± 1 points is obtained and the peak pattern is determined.
This is effective when a vibration level is detected by the vibration acceleration sensor 2 and the noise level of a low frequency component of 20 Hz or less becomes a maximum peak value by performing displacement conversion.

実験調査によると、図6に示す度数分布のように、ピーク占有率(Poa2/Poa1)は、回転周波数成分が80%以上に分布しており、ノイズによるピーク占有率と分離できることが分かる。これにより、特に低域のノイズによる誤判定を防ぐことができる。
なお、ピーク占有率は、計測の目的や対象回転機の運用に応じて適宜設定することができる。また、Poa1,Poa2のバンド幅は、周波数分解能によって異なるが、Poa2を数Hz間にすると回転周波数成分以外の外乱ノイズが入り込む可能性があり、±1Hz以下がよくPoa1はその2倍程度でよい。
According to the experimental investigation, as shown in the frequency distribution shown in FIG. 6, the peak occupancy (Poa2 / Poa1) has a rotational frequency component distributed over 80%, and can be separated from the peak occupancy due to noise. Thereby, it is possible to prevent erroneous determination due to low-frequency noise.
The peak occupancy can be set as appropriate according to the purpose of measurement and the operation of the target rotating machine. The bandwidths of Poa1 and Poa2 vary depending on the frequency resolution, but when Poa2 is set to several Hz, disturbance noise other than the rotational frequency component may be introduced, and it may be ± 1 Hz or less, and Poa1 may be about twice that. .

最大ピーク値がピーク振幅と判定されなかった場合は(ステップS305:No)、2番目のピーク値を判定し(ステップS314:No、ステップS316、ステップS302、・・・)、そこでもピーク振幅と判定されなかった場合は(ステップS305:No)fn=0として終了する(ステップS314:Yes、ステップS315)。
一方、ピーク振幅と判定された場合は(ステップS305:Yes)、ステップS306に進み、回転次数判定を行う。
When the maximum peak value is not determined as the peak amplitude (step S305: No), the second peak value is determined (step S314: No, step S316, step S302,...), And the peak amplitude is also determined there. When it is not determined (step S305: No), the process ends with fn = 0 (step S314: Yes, step S315).
On the other hand, if the peak amplitude is determined (step S305: Yes), the process proceeds to step S306, and the rotation order is determined.

ステップS306〜S313においては、判定されたピーク振幅のFmaxの2倍および1/2の周波数について、同様にピーク振幅の判定を行い、ピーク振幅と判定された最も周波数が低いAmaxにおけるFmaxを、回転周波数fnおよび振幅faとして検出する。これにより、最大ピーク値が回転数成分の1次成分ではなく、2次成分の場合でも、1次成分を回転周波数と決定し、回転数を判定することができる。   In steps S306 to S313, the peak amplitude is similarly determined for frequencies that are twice and ½ of the determined peak amplitude Fmax, and Fmax at Amax having the lowest frequency determined as the peak amplitude is rotated. Detect as frequency fn and amplitude fa. Thereby, even when the maximum peak value is not the primary component of the rotational speed component but the secondary component, the primary component can be determined as the rotational frequency and the rotational speed can be determined.

以上の回転数検出を、少なくとも順次2回以上計測した振動データで行う。
なお、上記回転数判定処理の詳細説明においては、最大回転周波数の2倍の周波数間における、最大ピーク振幅Amaxとその周波数Fmax、および2番目のピーク振幅Amax2とその周波数Fmax2を検出しているが、最大回転周波数のN倍(Nは2以上の整数)の周波数間における、M番目(M2以上の整数)のピーク振幅AmaxMとその周波数FmaxMmで検出するようにしても良い。ここで、NおよびMは予め定めておくこととする。
The above rotation speed detection is performed with vibration data measured at least twice successively.
In the detailed description of the rotation speed determination process, the maximum peak amplitude Amax and its frequency Fmax and the second peak amplitude Amax2 and its frequency Fmax2 are detected between frequencies twice the maximum rotation frequency. Alternatively, detection may be performed with the Mth (M2 or greater) peak amplitude AmaxM and its frequency FmaxMm between N times the maximum rotation frequency (N is an integer of 2 or greater). Here, N and M are determined in advance.

以上説明したように、振動監視装置は、FFT処理後の振動周波数成分から、回転数を判定するようにしているので、回転機の回転数を計測するための専用の付帯設備を設けることなく、周波数分析データに基づいて回転機の回転数を算出し、当該回転数に基づいて回転機の振動状態の判定を行うことが可能となる。また、回転制御信号や回転検出器などの外部信号で検出した回転数と比較して、時間差がない回転数検知が可能であり、変速運転される回転機の振動状態監視を正確に行うことができ、コスト低減にも貢献できる。さらに、最大回転数における振動値を、低速度回転での振動値から推定し、状態判定するようにしているので、回転数に関係ない状態判定が可能になる。また、回転数から駆動電源周波数を算出し電磁振動成分を検出していることから、常時監視が可能である。   As described above, since the vibration monitoring device is adapted to determine the rotational speed from the vibration frequency component after the FFT processing, without providing a dedicated incidental facility for measuring the rotational speed of the rotating machine, The rotational speed of the rotating machine can be calculated based on the frequency analysis data, and the vibration state of the rotating machine can be determined based on the rotational speed. Compared with the rotation speed detected by an external signal such as a rotation control signal or a rotation detector, it is possible to detect the rotation speed without a time difference, and to accurately monitor the vibration state of the rotating machine operated at variable speed. Can contribute to cost reduction. Further, since the vibration value at the maximum rotation speed is estimated from the vibration value at the low speed rotation and the state is determined, it is possible to determine the state regardless of the rotation speed. Further, since the drive power supply frequency is calculated from the rotation speed and the electromagnetic vibration component is detected, it is possible to constantly monitor.

1 RFIDタグ
2 振動加速度センサ
3 増幅部
31 チャージアンプ
32 ローパスフィルタ
33 電圧増幅器
4 A/D変換部
5 データ記憶部
6 無線送受信部
7 電源供給部
8 振動監視部
81 送受信部
82 周波数分析部
83 演算部
84 表示部
831 回転数判定部
832 状態判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 RFID tag 2 Vibration acceleration sensor 3 Amplifying part 31 Charge amplifier 32 Low pass filter 33 Voltage amplifier 4 A / D conversion part 5 Data storage part 6 Wireless transmission / reception part 7 Power supply part 8 Vibration monitoring part 81 Transmission / reception part 82 Frequency analysis part 83 Calculation Unit 84 display unit 831 rotation speed determination unit 832 state determination unit

Claims (7)

回転機の直交する2方向の振動をそれぞれ個別に検出する振動加速度センサと、
前記振動加速度センサから前記振動の検出結果として出力されたアナログ信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅されたアナログ信号をデジタル変換するA/D変換部と、
前記A/D変換部により変換されたデジタル信号を周波数分析し、該周波数分析の結果として前記振動の周波数分析データを出力する周波数分析部と、
前記周波数分析部から出力された周波数分析データに基づいて前記回転機の回転数を判定する回転数判定部と、
前記回転数判定部により判定された回転数に基づいて、前記回転機の振動の状態判定を行う状態判定部とを備え、
前記回転数判定部は、
前記振動の周波数分析データから検知される周波数のうち、前記回転機の最大回転周波数の2以上である整数倍の周波数以下で、かつ、ピーク振幅の大きさの順番が所定の順番までに含まれる複数の周波数に基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする振動監視装置。
A vibration acceleration sensor that individually detects vibrations in two orthogonal directions of the rotating machine;
An amplifying unit for amplifying an analog signal output as a detection result of the vibration from the vibration acceleration sensor;
An A / D converter for digitally converting the analog signal amplified by the amplifier;
A frequency analysis unit that frequency-analyzes the digital signal converted by the A / D conversion unit and outputs the frequency analysis data of the vibration as a result of the frequency analysis;
A rotational speed determination unit that determines the rotational speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit;
A state determination unit that determines a state of vibration of the rotating machine based on the rotation number determined by the rotation number determination unit;
The rotation speed determination unit
Of the frequencies detected from the frequency analysis data of the vibration, the frequency is equal to or less than an integer multiple of 2 or more of the maximum rotation frequency of the rotating machine, and the order of magnitude of the peak amplitude is included by a predetermined order. A vibration monitoring device that determines the number of rotations of the rotating machine based on a plurality of frequencies.
請求項1に記載の振動監視装置において、
前記回転数判定部は、連続して2回以上前記周波数分析部から出力された前記周波数分析データに基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする振動監視装置。
The vibration monitoring apparatus according to claim 1,
The vibration monitoring device, wherein the rotational speed determination unit determines the rotational speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output from the frequency analysis unit twice or more continuously.
請求項1または2に記載の振動監視装置において、
前記回転数判定部で前記振動の周波数分析データから検知される前記ピーク振幅は、該ピーク振幅の周波数における予め定められた第1の前後所定周波数間の振幅の2乗和平方根に対し、該第1の前後所定周波数間よりも狭い予め定められた第2の前後所定周波数間の振幅の2乗和平方根が占有する割合が、予め定められた所定値以上であることを特徴とする振動監視装置。
In the vibration monitoring apparatus according to claim 1 or 2,
The peak amplitude detected from the vibration frequency analysis data by the rotational speed determination unit is equal to the square sum of squares of amplitudes between predetermined first and second predetermined frequencies in the frequency of the peak amplitude. A vibration monitoring apparatus characterized in that a ratio occupied by a square sum of squares of amplitude between a predetermined second predetermined frequency before and after the predetermined frequency before and after 1 is not less than a predetermined value. .
請求項1乃至3の何れか1項に記載の振動監視装置において、
前記回転数判定部は、前記ピーク振幅を示す周波数の1/2倍および2倍の周波数におけるピーク振幅を検出し、該検出したピーク振幅の周波数の中で最も低い周波数を、前記回転機の回転周波数として算出することを特徴とする振動監視装置。
In the vibration monitoring device according to any one of claims 1 to 3,
The rotation speed determination unit detects a peak amplitude at a frequency that is 1/2 and 2 times the frequency indicating the peak amplitude, and sets the lowest frequency among the detected peak amplitude frequencies to rotate the rotating machine. A vibration monitoring apparatus that calculates the frequency.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の振動監視装置において、
前記状態判定部は、前記回転機の最大回転数を前記回転数判定部により判定された回転数で除算した後に2乗した係数を、前記判定された回転数の振動値に乗算した値を、前記最大回転数の振動値として算出することを特徴とする振動監視装置。
The vibration monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The state determination unit is a value obtained by multiplying the vibration value of the determined rotation number by a coefficient obtained by squaring after dividing the maximum rotation number of the rotating machine by the rotation number determined by the rotation number determination unit, A vibration monitoring apparatus that calculates the vibration value of the maximum rotation speed.
請求項1乃至5の何れか1項に記載の振動監視装置において、
前記状態判定部は、回転周波数と前記回転機の極数との関係から求めた駆動電源周波数の2倍成分の振動値を、電磁振動成分の振動値として算出することを特徴とする振動監視装置。
In the vibration monitoring device according to any one of claims 1 to 5,
The state determination unit calculates a vibration value of a double component of a driving power supply frequency obtained from a relationship between a rotation frequency and the number of poles of the rotating machine as a vibration value of an electromagnetic vibration component. .
振動監視装置が行う回転機の振動監視方法であって、
振動加速度センサによりそれぞれ個別に検出された回転機の直交する2方向の振動を示すデジタル信号を、周波数分析を行い、該周波数分析の結果として前記振動の周波数分析データを出力する周波数分析ステップと、
前記周波数分析ステップにおいて出力された周波数分析データに基づいて前記回転機の回転数を判定する回転数判定ステップと、
前記回転数判定ステップにおいて判定された回転数に基づいて、前記回転機の振動の状態判定を行う状態判定ステップとを備え
前記回転数判定ステップは、
前記振動の周波数分析データから検知される周波数のうち、前記回転機の最大回転周波の2以上である整数倍の周波数以下で、かつ、ピーク振幅の大きさの順番が所定の順番までに含まれる複数の周波数に基づいて、前記回転機の回転数を判定することを特徴とする振動監視方法。
A vibration monitoring method for a rotating machine performed by a vibration monitoring device,
A frequency analysis step of performing frequency analysis on a digital signal indicating vibrations in two orthogonal directions of a rotating machine individually detected by a vibration acceleration sensor, and outputting frequency analysis data of the vibration as a result of the frequency analysis;
A rotational speed determination step for determining the rotational speed of the rotating machine based on the frequency analysis data output in the frequency analysis step;
A state determination step for determining a state of vibration of the rotating machine based on the rotation number determined in the rotation number determination step ;
The rotational speed determination step includes
Of the frequencies detected from the frequency analysis data of the vibration, the frequency is equal to or less than an integral multiple of 2 or more of the maximum rotation frequency of the rotating machine, and the order of magnitude of peak amplitude is included by a predetermined order. A vibration monitoring method , comprising: determining a rotational speed of the rotating machine based on a plurality of frequencies .
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