JP5765881B2 - Equipment diagnostic equipment - Google Patents
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本発明は、設備機器に設置されたセンサからの信号に基づいてデータを収集し、該収集したデータに基づいて設備機器の診断を行なう設備機器の診断装置に関するものである。 The present invention relates to a diagnostic apparatus for equipment that collects data based on signals from sensors installed in the equipment and diagnoses equipment based on the collected data.
工場などに設置された複数の設備機器、例えばポンプ、ファンなど回転機器などはこれらの機器に各種のセンサを設置してオンラインで監視して、センサから得られるデータをユーザが設定した基準値と比較することにより、各機器の異常判定を行う手法が一般的であり、種々のものが提案されている。 Multiple equipment installed in factories, such as rotating equipment such as pumps and fans, are installed on these devices and monitored online, and the data obtained from the sensors is set to the reference value set by the user. A method of determining an abnormality of each device by comparison is common, and various methods have been proposed.
このような手法のものとして、例えば特許文献1には、弁の振動波形を採取して周波数分析を行い、正常状態として確定した周波数スペクトルと以降の測定で得られた振動波形の周波数スペクトルを差し引いて残ったスペクトル成分データから、周波数領域パラメータとして、カルバック情報量を算出し、これを用いて、異常有無の判定を行う、という装置の異常診断方法が開示されている(特許文献1の[0019]参照)。
As such a technique, for example, in
工場内には種々の設備機器が設置されており、これらの種々の設備機器の診断を的確に行うには以下の2つの要件が必要である。第1に診断に用いる解析プログラムが診断対象の設備機器の特性に適合していること、第2に診断に用いるデータを適切に取得できることである。
しかしながら、上記の特許文献1に示された方法では、この第1、第2の要件が必ずしも満足できるものではない。以下、この点を詳細に説明する。
Various equipment is installed in the factory, and the following two requirements are necessary to accurately diagnose these various equipment. First, the analysis program used for diagnosis is compatible with the characteristics of the equipment to be diagnosed, and second, the data used for diagnosis can be appropriately acquired.
However, the method disclosed in
<第1の要件について>
特許文献1記載のものは、採取した振動波形の周波数分析を行い、正常状態と異常状態の周波数スペクトルの差をカルバック情報量として求める方法である。しかし、例えばプランジャーポンプの吸入弁の振動波形のように、正常状態における振動波形が小さいような場合には診断時において異常振動が発生していても、その異常成分が現われにくく、それ故に異常を検知することが困難であるという問題がある。
以下、この問題点をプランジャー型ポンプの吸入・吐出弁を例に挙げて詳細に説明する。
<About the first requirement>
The method described in
Hereinafter, this problem will be described in detail by taking an intake / discharge valve of a plunger type pump as an example.
図10は、プランジャー型ポンプの吸入・吐出弁に加速度センサを設置した場合における加速度波形を示しており、図10(a)が正常時の加速度波形であり、図10(b)が異常状態、具体的には吸入弁の磨耗によりリークが発生している状態での加速度波形である。また、図11は図10に示した加速度波形に基づく確率密度関数のグラフを示しており、図11(a)が図10(a)に対応する正常時を示し、図11(b)が図10(b)に対応する異常時を示している。さらに、図12は図11(a)(b)を重ね合わせた状態を示している。
図12を見ると理解できるように、正常時と異常時では確率密度関数には差異が現われている。
FIG. 10 shows an acceleration waveform when an acceleration sensor is installed on the suction / discharge valve of the plunger type pump. FIG. 10 (a) shows a normal acceleration waveform, and FIG. 10 (b) shows an abnormal state. Specifically, it is an acceleration waveform in a state where a leak occurs due to wear of the suction valve. 11 shows a graph of the probability density function based on the acceleration waveform shown in FIG. 10, FIG. 11 (a) shows a normal time corresponding to FIG. 10 (a), and FIG. An abnormal time corresponding to 10 (b) is shown. Further, FIG. 12 shows a state in which FIGS. 11 (a) and 11 (b) are superimposed.
As can be understood from FIG. 12, there is a difference in the probability density function between the normal time and the abnormal time.
図12に示したような確率密度関数で示すことによって、正常時と異常時を視覚的に比較することは可能である。しかし、この状態では未だ数値化されているわけではなく、自動判定をすることができないので、数値化することが必要となり、このような数値化する一つの方法が特許文献1に示されたカルバック情報量(以下、「KL」と表示する場合あり)であり、このカルバック情報量は、下式(1)で定義される。
しかし、カルバック情報量は、上記(1)式から理解できるように、正常状態における振動波形の確率密度関数の値が小さい場合には、診断時における確率密度関数の値が大きくても、KL値としては小さくなってしまい、異常を検知するのが困難になる。
以上のように、特許文献1で示されたようにKLを診断に用いるとしても、正常状態における振動波形の確率密度関数の値が小さい場合には不適合であるという問題がある。
However, as can be understood from the above equation (1), when the value of the probability density function of the vibration waveform in the normal state is small, the cullback information amount is the KL value even if the value of the probability density function at the time of diagnosis is large. As a result, it becomes small and it becomes difficult to detect an abnormality.
As described above, even if KL is used for diagnosis as shown in
<第2の要件について>
特許文献1に開示された装置の異常診断方法は、設備機器に設置したセンサから適切なデータを取得できることを前提にして、取得したデータに基づいてどのような診断解析を行えば的確な診断ができるかについての提案である。
的確な診断を行うには診断に用いるデータを適切に取得できることが必須の条件となるが、特許文献1においては適切にデータを取得するための技術については述べられていない。取得するデータが適切なものでなければそのデータに基づいて行う診断プログラムが優れていたとしても的確な診断が出来ない。
以下、取得するデータの重要性について詳細に説明する。
<About the second requirement>
The apparatus abnormality diagnosis method disclosed in
In order to perform an accurate diagnosis, it is an indispensable condition that data used for diagnosis can be acquired appropriately. However,
Hereinafter, the importance of the acquired data will be described in detail.
工場内には種々の機器が設置されており、例えば回転機器においても低速回転のものや、高速回転のものがある。また、振動周波数についても、高周波のものや低周波のものがある。
回転機器の回転数を例に挙げて説明すると、仮に3600rpm、100rpm、60rpmの三種類の回転数のものがあったとすれば、それぞれの1回転に要する時間は、0.016s、0.60s、1.0sである。取得するデータが振動データの場合、データを正確に取得するには、それぞれ0.1s、1.0s、2.0s以上のサンプリング時間を要することになる。つまり、高速回転のものではデータのサンプリング時間は短時間でよいが、低速回転のものではデータのサンプリング時間を長時間にする必要がある。
Various devices are installed in the factory. For example, there are rotating devices that rotate at a low speed and those that rotate at a high speed. Also, there are high frequency and low frequency vibration frequencies.
For example, if there are three types of rotation speeds of 3600 rpm, 100 rpm, and 60 rpm, the time required for each rotation is 0.016 s, 0.60 s, and 1.0 s. It is. When the data to be acquired is vibration data, sampling times of 0.1 s, 1.0 s, and 2.0 s or more are required to accurately acquire the data, respectively. That is, the data sampling time may be short for high-speed rotation, but the data sampling time needs to be long for low-speed rotation.
ところが、従来知られているデータ収集装置にはサンプリング時間を適切に変更できるものはなく、例えば低速回転から高速回転の回転機器の全てに対して適切なデータ収集ができないというのが現状である。そのため、例えば低速回転の回転機器についてはオンライン監視から外して別途オフラインにて診断を行うという非効率な診断を行っている場合もある。 However, there is no known data collection device that can change the sampling time appropriately. For example, appropriate data collection is not possible for all rotating devices from low speed rotation to high speed rotation. Therefore, for example, an inefficient diagnosis may be performed in which a low-speed rotating device is excluded from the online monitoring and is separately diagnosed offline.
また、サンプリング周波数に関しても、振動周波数が低周波数のものに対しては、サンプリング周波数は低周波でよいが、高周波のものに対してはサンプリング周波数も高周波にする必要がある。そのため、種々の設備機器を対象にオンライン監視をするには、それぞれの機器に適したサンプリング周波数を設定して行なうことが要求される。
しかしながら、従来のデータ収集装置においては、サンプリング周波数は予め決められたものであるため、当該機器に最適なサンプリングを行うことができにくい。もっとも、例えば低周波のものに対してサンプリング周波数を高周波で取得することも可能であるが、低周波のものはサンプリング時間が長いため、そのようなものに対して高周波でサンプリングを行うとすれば、膨大なデータ量となり記憶容量が膨大になると共にデータ処理にも長時間要することになり、適切でない。
As for the sampling frequency, the sampling frequency may be a low frequency when the vibration frequency is low, but the sampling frequency needs to be a high frequency when the frequency is high. Therefore, in order to perform online monitoring for various equipment, it is required to set a sampling frequency suitable for each equipment.
However, in the conventional data collection device, since the sampling frequency is predetermined, it is difficult to perform optimum sampling for the device. Of course, for example, it is possible to acquire the sampling frequency at a high frequency for a low-frequency one, but since the sampling time is long for a low-frequency one, if sampling is performed at a high frequency for such one Therefore, the amount of data becomes enormous, the storage capacity becomes enormous, and the data processing takes a long time.
また、一つの装置、例えば電動機の回転軸に減速機を設置したものでは、電動機と減速機を同時に診断することで初めて装置全体の的確な診断が可能となる。ところが、電動機と減速機では回転数が異なるため、それぞれに最適なサンプリング時間やサンプリング周波数は異なるため、これらそれぞれについて同時に最適なデータサンプリングを行ってはじめて装置全体の的確な診断が可能になるのであるが、これを実現できるものがないのが現状である。 In addition, in a single device, for example, in which a reduction gear is installed on the rotating shaft of an electric motor, accurate diagnosis of the entire device can be performed only by diagnosing the electric motor and the reduction gear at the same time. However, since the rotation speed differs between the electric motor and the speed reducer, the optimum sampling time and sampling frequency are different from each other. Therefore, only when optimum data sampling is performed at the same time, accurate diagnosis of the entire apparatus is possible. However, there is nothing that can achieve this.
なお、上記の説明では回転機械を例に挙げて説明したが、上述した問題点は回転機械に限らず例えば間欠的な動作をするプランジャーポンプや、間欠的な動作または瞬時動作をするプレス機や、あるいは往復動をする圧縮機などにおいても同様である。 In the above description, the rotary machine has been described as an example. However, the above-described problem is not limited to the rotary machine, for example, a plunger pump that performs an intermittent operation, or a press machine that performs an intermittent operation or an instantaneous operation. The same applies to a reciprocating compressor or the like.
以上のように、種々の機器のデータを取得して的確な診断を行うためには、解析に用いる解析プログラムが診断対象の設備機器の特性に適合したものであること(第1要件)、及び診断の前提となるデータを適切に取得できること(第2要件)が必須の条件となる。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、例えばプランジャー型ポンプの吸入・吐出弁に対しては適合性がなく、またデータのサンプリング時間やサンプリング周波数を適切に設定できず、それ故に的確な診断ができない。
As described above, in order to acquire data of various devices and perform an accurate diagnosis, the analysis program used for the analysis must be suitable for the characteristics of the equipment to be diagnosed (first requirement), and It is an indispensable condition to be able to appropriately acquire data that is a premise of diagnosis (second requirement).
However, the method described in
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、正常運転時には振動波形が出にくいような設備機器に適合性があり、これらの設備機器について診断を的確に行なうことができる設備機器の診断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is compatible with equipment that does not easily generate vibration waveforms during normal operation, and can accurately diagnose these equipment. An object of the present invention is to provide a diagnostic apparatus for equipment that can be used.
発明者は、前述したプランジャーポンプの吸入・吐出弁のように正常時には振動波形が出にくいような設備機器の異常を的確に判定できる解析プログラムについて検討したところ、非特許文献1に表示された下式(2)で定義される対称型カルバック情報量(以下、「ID」と表示する場合あり)に着目した。
上記(2)式を用いることで、正常状態における振動波形の確率密度関数:Pr(t)の値が小さい場合であっても診断時における振動波形の確率密度関数:Pt(t)の値を的確に捉えることができ、特に正常状態における振動波形の確率密度関数:Pr(t)の値が小さいような診断対象機器に有効であるとの知見を得、この点を確認した。 By using the above equation (2), the probability density function of the vibration waveform in the normal state: even if the value of Pr (t) is small, the probability density function of the vibration waveform at the time of diagnosis: the value of Pt (t) It was possible to grasp accurately, and in particular, we obtained knowledge that it is effective for diagnostic target devices that have a small value of the probability density function Pr (t) of the vibration waveform in a normal state, and confirmed this point.
図13は、図12に示した確率密度関数に基づいて算出したKL値(図13(a))とID値(図13(b))の分布をグラフ表示したものである。なお、KL値、ID値は図13のグラフに示す曲線で囲まれる面積に相当するものである。
図13のグラフをみると理解されるようにKL値は加速度(横軸)が0の両側ではほぼ0であり数値として現われないが(図13(a)参照)、ID値は同じ位置において数値が顕著に現われている(図13(b)参照)。このことは、図10に示した実際の設備機器の状態を的確に捉えることができることを意味している。
以上のように、例えばプランジャーポンプの吸入弁の振動波形のように、正常状態における振動波形が小さいような場合であっても、対称型カルバック情報量を用いることで、異常振動を的確に捉えることができるとの知見を得た。
FIG. 13 is a graphical representation of the distribution of KL values (FIG. 13 (a)) and ID values (FIG. 13 (b)) calculated based on the probability density function shown in FIG. The KL value and ID value correspond to the area surrounded by the curve shown in the graph of FIG.
As understood from the graph of FIG. 13, the KL value is almost zero on both sides of the acceleration (horizontal axis) 0 and does not appear as a numerical value (see FIG. 13A), but the ID value is a numerical value at the same position. Appears remarkably (see FIG. 13B). This means that the state of the actual equipment shown in FIG. 10 can be accurately captured.
As described above, even when the vibration waveform in the normal state is small, for example, the vibration waveform of the intake valve of the plunger pump, the abnormal vibration is accurately captured by using the symmetric cullback information amount. The knowledge that it can be obtained.
解析プログラムとして対称型カルバック情報量を用いるとしても、その前提となるデータ取得を的確に行うことができなければならない。そこで、発明者は、データ収集装置についても検討し、診断対象に適合したサンプリング周波数、サンプリング時間に設定可能なデータ収集装置を用いることで、前記解析プログラムの使用と相俟って的確な設備機器の診断が可能になるとの知見を得た。
本発明はかかる知見に基づくものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
Even if a symmetric cullback information amount is used as an analysis program, it is necessary to be able to accurately acquire the data that is the premise thereof. Therefore, the inventor also examined the data collection device, and by using a data collection device that can be set to a sampling frequency and a sampling time suitable for the object to be diagnosed, an accurate equipment device combined with the use of the analysis program. The knowledge that the diagnosis of becomes possible.
The present invention is based on such knowledge, and specifically comprises the following configuration.
(1)本発明に係る設備機器の診断装置は、診断対象機器に設置されたセンサからの信号を入力してデータを収集するデータ収集装置と、該データ収集装置に対してデータの送受信を行う監視コンピュータを備えた設備機器の診断装置であって、
前記データ収集装置は、センサから出力される信号を入力してデータを取り込むデータ取り込み回路と、外部から入力される指示信号を入力して前記データ取り込み回路に対してデータサンプリング条件を設定するサンプリング条件設定手段と、サンプリングしたデータを外部へ送信するデータ送信手段とを有し、
前記サンプリング条件設定手段は、前記指示信号に従って、センサから入力されるデータのサンプリング時間、サンプリング周波数、複数のセンサのうち同時サンプリングするセンサ、ハイパスフィルタやローパスフィルタのうちのどのフィルタを通過させるかのフィルタ切替について設定し、
前記監視コンピュータは、前記データ収集装置によるサンプリング条件を入力するサンプリング条件入力手段と、前記データ収集装置から送信されるデータに基づいて設備の状態を診断する診断処理手段を備えてなり、
サンプリング条件入力手段は、前記データ収集装置の各センサごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象、フィルタ切替をオペレータが入力手段によって入力することができるように構成され、
該診断処理手段は、前記データ収集装置によってサンプリングされたデータに基づいて診断対象機器の稼動状態における波形を採取すると共に自身の波形のrms値で正規化し、無次元化する波形採取手段と、該波形採取手段によって採取された波形の確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段と、該確率密度関数算出手段によって算出された前記診断対象機器の正常時と診断時の確率密度関数から、下式で定義される対称型カルバック情報量IDを算出する対称型カルバック情報量算出手段と、算出された対称型カルバック情報量IDを予め定めた閾値と比較して前記診断対象機器が異常かどうかを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
The data collection device includes a data acquisition circuit that inputs a signal output from a sensor and acquires data, and a sampling condition that inputs an instruction signal input from the outside and sets a data sampling condition for the data acquisition circuit Setting means and data transmission means for transmitting the sampled data to the outside,
According to the instruction signal, the sampling condition setting means is configured to pass a sampling time of data input from the sensor, a sampling frequency, a sensor that performs simultaneous sampling among a plurality of sensors, and which of a high-pass filter and a low-pass filter. Set filter switching ,
The monitoring computer comprises sampling condition input means for inputting sampling conditions by the data collection device, and diagnostic processing means for diagnosing the state of equipment based on data transmitted from the data collection device,
The sampling condition input means is configured so that the operator can input the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target, filter switching by the input means for each sensor of the data collection device,
The diagnostic processing means, wherein the data acquisition device based on the sampled data normalized in the rms value of the diagnostic object both its waveform when collecting waveform in operating state of the apparatus, the waveform acquisition means for dimensionless, the From the probability density function calculating means for calculating the probability density function of the waveform sampled by the waveform sampling means, and the probability density function at the normal time and the diagnosis time of the diagnostic target device calculated by the probability density function calculating means, A symmetric cullback information amount calculating means for calculating a symmetric cullback information amount ID defined in the above, and comparing the calculated symmetric cullback information amount ID with a predetermined threshold value to determine whether or not the diagnosis target device is abnormal It is characterized by having a determination means.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記波形採取手段は、採取した波形における振動のX、Y方向の2つの時間波形を合成してリサージュ波形を算出する機能を有していることを特徴とするものである。 (2) Further, in the device described in (1) above, the waveform sampling means has a function of calculating a Lissajous waveform by synthesizing two time waveforms in the X and Y directions of vibration in the sampled waveform. It is characterized by being.
(3)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記波形採取手段は、採取した波形を自己相関関数波形に変換する機能を有していることを特徴とするものである。 (3) Further, in the above-described (1), the waveform sampling means has a function of converting the acquired waveform into an autocorrelation function waveform.
(4)また、記(1)に記載のものにおいて、前記波形採取手段は、採取した波形をエンベロープ波形に変換する機能を有していることを特徴とするものである。 (4) Further, in the device described in (1), the waveform sampling means has a function of converting the sampled waveform into an envelope waveform.
(5)また、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、前記センサは、振動センサ、音響センサ、AEセンサ、変位センサ、歪センサ、圧力センサ、電流センサ、電圧センサ、電力センサのいずれか又はこれらのセンサから選択される複数のセンサであることを特徴とするものである。 (5) Further, in any of the above (1) to (4), the sensor is a vibration sensor, an acoustic sensor, an AE sensor, a displacement sensor, a strain sensor, a pressure sensor, a current sensor, a voltage sensor, One of the power sensors or a plurality of sensors selected from these sensors.
本発明においては、診断処理手段によって解析を行う前段階として、センサが設置されている設備機器ごとに最適なサンプリング条件を設定するようにしたので、診断対象や解析に用いる診断処理手段に対して最適なデータのサンプリングができ、それ故に信頼性の高い設備診断が実現できる。
また、診断処理に対称型カルバック情報量を用いたので、正常運転時には振動波形が出にくいような設備機器、例えばプランジャー型ポンプの吸入・吐出弁の異常診断に対しても的確な診断を行うことができる。
In the present invention, since the optimum sampling condition is set for each equipment device in which the sensor is installed as a step before performing the analysis by the diagnostic processing means, the diagnostic processing means used for the diagnosis target and analysis Optimum data sampling can be performed, and therefore highly reliable equipment diagnosis can be realized.
In addition, since the symmetrical cullback information amount is used for the diagnostic processing, accurate diagnosis is also made for abnormality diagnosis of equipment devices such as plunger type pump intake and discharge valves that are difficult to generate vibration waveforms during normal operation. be able to.
本発明の一実施の形態に係る設備機器の診断装置について、図1及び図2に基づいて説明する。
なお、本実施の形態においてはセンサとして振動センサを例に挙げて説明するが、本発明は振動センサに限られず、振動センサの他、音響センサ、AE(Acoustic Emission)センサ、変位センサ、歪センサ、圧力センサ、電流センサ、電圧センサ、電力センサのいずれか又はこれらのセンサから選択される複数のセンサを用いることができる。
A diagnostic apparatus for equipment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In the present embodiment, a vibration sensor is described as an example of the sensor. However, the present invention is not limited to the vibration sensor, and in addition to the vibration sensor, an acoustic sensor, an AE (Acoustic Emission) sensor, a displacement sensor, and a strain sensor. , A pressure sensor, a current sensor, a voltage sensor, a power sensor, or a plurality of sensors selected from these sensors can be used.
本実施の形態の設備機器の診断装置1は、図2に示すように、診断対象である例えばプランジャーポンプ3に設置された振動センサ5からの振動信号を入力して振動データを収集するデータ収集装置7と、複数のデータ収集装置7をLANに接続するハブ9と、LANに接続されてデータ収集装置7に対してサンプリング時間やサンプリング周波数を指示し、データ収集装置7から送信されるデータに基づいて設備機器の異常診断を行う監視用PC11(パーソナルコンピュータ)を備えている。
各構成について詳細に説明する。
As shown in FIG. 2, the
Each configuration will be described in detail.
<データ収集装置>
データ収集装置7は、図1に示すように、複数の振動センサ5から出力される信号を入力して各振動センサ5ごとに振動波形データを取り込むアナログ回路13、アナログ回路13で取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換回路15と、A/D変換回路15によってデジタル変換されたデータをサンプリング条件設定手段19の設定に基づいてサンプリングして記憶手段21に送るサンプリング処理回路17と、サンプリング処理回路17にデータのサンプリング条件を設定するサンプリング条件設定手段19と、サンプリング処理回路17によって送り込まれるデータを記憶する記憶手段21と、記憶手段21に蓄積されたデータを読み出して監視用PC11へ送信するデータ送信手段23と、通信回線を介して接続された監視用PC11との通信を行うための通信制御手段25を備えている。
<Data collection device>
As shown in FIG. 1, the
アナログ回路13は、積分回路、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタなどを備えて構成される。
アナログ回路13、A/D変換回路15及びサンプリング処理回路17が本発明の振動波形取り込み回路を構成している。
サンプリング条件設定手段19は、監視用PC11からの指示に従って、振動センサ5から入力される振動データのサンプリング時間、サンプリング周波数を設定し、また、複数の振動センサ5のうち同時サンプリングする振動センサ5を設定し、さらに、アナログ回路13に設けられているハイパスフィルタやローパスフィルタのうちのどのフィルタを通過させるかのフィルタ切替についても設定する。
サンプリング条件設定手段19が設定するサンプリング時間としては、例えば1.0秒〜30秒であり、サンプリング周波数としては、例えば0.1kHz〜40kHzである。
なお、サンプリング条件設定手段19やデータ送信手段23はCPUがプログラムを実行することによって実現される。
The
The
The sampling condition setting means 19 sets the sampling time and sampling frequency of the vibration data input from the
The sampling time set by the sampling condition setting means 19 is, for example, 1.0 to 30 seconds, and the sampling frequency is, for example, 0.1 kHz to 40 kHz.
The sampling condition setting means 19 and the data transmission means 23 are realized by the CPU executing a program.
データ収集装置7は、通信制御手段25を備えており、通信制御手段25によって、監視用PC11からデータサンプリングに関する指示を受け取り、また収集したデータを監視用PC11に送信することができる。
The
<監視用PC>
監視用PC11は、通信回線を介して接続されたデータ収集装置7との通信を行うための通信制御手段39と、サンプリングするデータのサンプリング時間やサンプリング周波数を入力するサンプリング条件入力手段41、データ収集装置7から送信されるデータを用いて異常診断処理を行う診断処理手段43と、データ収集装置7から送信されるデータや診断結果を記憶する記憶手段45と、オペレータが情報を入力するキーボードなどからなる入力手段47と、モニタなどからなる表示手段49を備えている。
<Monitoring PC>
The
サンプリング条件入力手段41は、例えば、各データ収集装置7の各振動センサ5ごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象、フィルタ切替を入力できる入力枠をモニタに表示し、オペレータが入力手段47によって入力することができるように構成される。
診断処理手段43は、データ収集装置によってサンプリングされたデータに基づいて診断対象機器の稼動状態における波形を採取する波形採取手段43aと、波形採取手段43aによって採取された波形の確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段43bと、確率密度関数算出手段43bによって算出された診断対象機器の正常時と診断時の確率密度関数から、下式で定義される対称型カルバック情報量を算出する対称型カルバック情報量算出手段43cと、算出された対称型カルバック情報量を予め定めた閾値と比較して前記診断対象機器が異常かどうかを判定する判定手段43dとを備えている。
なお、診断処理手段43は、解析プログラムなどのプログラムがCPUによって実行されることによって実現される。
The sampling condition input means 41 displays, for example, an input frame for inputting the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target, and filter switching for each
The diagnostic processing means 43 calculates a probability density function of the waveform collected by the waveform collecting means 43a and the waveform collecting means 43a for collecting the waveform in the operating state of the diagnosis target device based on the data sampled by the data collecting device. Probability density function calculation means 43b, and symmetric cullback for calculating a symmetric cullback information amount defined by the following expression from the probability density functions of the diagnosis target device calculated by the probability density function calculation means 43b at the normal time and the diagnosis time An information
The
上記のように構成された本実施の形態によって設備機器のオンライン監視を行う方法について説明する。
まず、診断対象となる機器に対して最適なサンプリング時間やサンプリング周波数を設定する必要がある。そこで、オペレータは、サンプリング条件入力画面を表示手段49に表示させ、入力手段47によって画面に表示された各データ収集装置7の各振動センサ5ごとにサンプリング時間、サンプリング周波数及び同時サンプリング対象センサなどを入力する。
A method for performing online monitoring of equipment according to the present embodiment configured as described above will be described.
First, it is necessary to set the optimum sampling time and sampling frequency for the device to be diagnosed. Therefore, the operator displays the sampling condition input screen on the display means 49, and sets the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target sensor, etc. for each
図2に示される例とは異なるが、例えば、モータの軸受け箱と、このモータに接続されている減速機の出力軸の軸受け箱に振動センサ5が設置されているような場合であれば、モータの軸受け箱の振動センサ5に関してはサンプリング時間を短く、サンプリング周波数を高く設定し、減速機側の振動センサ5に関してはサンプリング時間を長く、サンプリング周波数を低く設定する。
オペレータが必要な情報を入力して送信指示をすると、入力されたデータが通信制御手段39によって通信回線を介して各データ収集装置7に送信される。
Although different from the example shown in FIG. 2, for example, in the case where the
When the operator inputs necessary information and gives a transmission instruction, the input data is transmitted to each
各データ収集装置7では、監視用PC11から送信されたサンプリング条件に基づいてサンプリング条件設定手段19が、各振動センサ5ごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象等のサンプリング条件をサンプリング処理回路17に指示する。これによって、データ収集装置7では、設定されたサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリングの有無などの設定された条件に基づくデータが記憶手段21に記憶されることになる。つまり、各振動センサ5が設置されている各設備機器について最適なデータのサンプリングが可能な状態になる。
以上が初期設定である。
In each
The above is the initial setting.
上記のようにサンプリング条件の設定が完了すると、診断対象となる設備機器の正常状態における振動波形データが波形採取手段43aによって採取される。具体的には、オペレータが入力手段47から診断開始を指示すると、解析プログラムが実行され、診断処理手段43が起動する。このとき、データ収集装置7から送信される振動波形データは、通信制御手段39を介して記憶手段45に記憶され、この記憶手段45に記憶された振動波形データが診断処理に用いられる。
振動波形データは、自身の波形のrms値で正規化し、無次元化しておくのが好ましい。負荷条件によって振動レベル全体が大きく異なるため、rms値で正規化しておくことにより、常に同じ尺度で波形の形状を捕らえることができるからである。
上記の振動波形データから確率密度関数算出手段43bが確率密度関数を算出し、その分布グラフを記憶手段45に記憶する。
ここまでの処理が、実際の診断の前に行う前処理に相当し、以下の処理が実際の診断処理に相当する。
When the setting of the sampling conditions is completed as described above, the vibration waveform data in the normal state of the equipment to be diagnosed is collected by the waveform collection means 43a. Specifically, when the operator instructs the start of diagnosis from the input means 47, the analysis program is executed and the diagnosis processing means 43 is activated. At this time, the vibration waveform data transmitted from the
The vibration waveform data is preferably normalized by the rms value of its own waveform and made dimensionless. This is because the overall vibration level varies greatly depending on the load condition, and by normalizing with the rms value, the waveform shape can always be captured on the same scale.
The probability density
The processing so far corresponds to pre-processing performed before actual diagnosis, and the following processing corresponds to actual diagnosis processing.
設備機器の通常稼動状態において、波形採取手段43aが振動波形データを採取し、採取した振動波形データから確率密度関数算出手段43bが確率密度関数を算出し、その分布グラフを記憶手段45に記憶する。ここで採取した波形も前処理の場合と同様に、正常状態の振動波形のrms値で正規化する。
前処理で算出した分布グラフと、診断時における分布グラフの両者から、対称型カルバック情報量算出手段43cが下式(2)で定義される対称型カルバック情報量を算出する。
In the normal operation state of the equipment, the waveform collection means 43a collects vibration waveform data, the probability density function calculation means 43b calculates the probability density function from the collected vibration waveform data, and the distribution graph is stored in the storage means 45. . The waveform collected here is normalized by the rms value of the vibration waveform in the normal state as in the case of the preprocessing.
From both the distribution graph calculated in the preprocessing and the distribution graph at the time of diagnosis, the symmetric cullback information amount calculation means 43c calculates the symmetric cullback information amount defined by the following equation (2).
判定手段43dが、ID値を予め定めた閾値と比較し、判定処理を行う。このとき、異常値と診断された場合は警報出力する。解析結果については傾向管理データとして保存する。
The
以上説明した前処理から診断までの流れをまとめると以下のようになる。
(i)正常状態における振動波形データを採取する。
この際、自身の波形のrms値で正規化し、無次元化しておく。
(ii)上記の振動波形データから確率密度関数を計算し、その分布グラフを記憶する。
(iii)診断対象となる運転状態における振動波形データを採取する。
(iv)上記の振動波形データから確率密度関数を計算し、その分布グラフを記憶する。
ここで採取した波形も(i)と同様、(i)の振動波形のrms値で正規化する。
(v)上記(ii)の分布グラフと(iV)の分布グラフの両者から対称型カルバック情報量を算出する。
(vi)ID値を予め定めた閾値と比較し、判定処理を行う。
(vii)手順(iii)〜(vi)を繰り返し行い、傾向管理する。
The flow from preprocessing to diagnosis described above is summarized as follows.
(i) Collect vibration waveform data under normal conditions.
At this time, it is normalized by the rms value of its own waveform and made dimensionless.
(ii) A probability density function is calculated from the above vibration waveform data, and the distribution graph is stored.
(iii) Collect vibration waveform data in the operating state to be diagnosed.
(iv) A probability density function is calculated from the vibration waveform data and the distribution graph is stored.
The waveform collected here is normalized by the rms value of the vibration waveform in (i) as in (i).
(v) The symmetric cullback information amount is calculated from both the distribution graph (ii) and the distribution graph (iV).
(vi) The ID value is compared with a predetermined threshold value and a determination process is performed.
(vii) Repeat steps (iii) to (vi) for trend management.
以上のように、本実施の形態においては、診断処理手段43によって解析を行う前段階として、監視用PC11からセンサ5が設置されている設備機器ごとに最適なサンプリング条件を設定するようにしたので、診断対象や解析に用いる診断処理手段43に対して最適なデータのサンプリングができ、それ故に信頼性の高い設備診断が実現できる。
また、本実施の形態では、対称型カルバック情報量を用いたので、正常運転時には振動波形が出にくいような設備機器、例えばプランジャー型ポンプの吸入・吐出弁の異常診断に対しても的確な診断を行うことができる。
またさらに、上述のように、使用するデータが各設備機器ごとに適切なサンプリング時間で、かつ適切なサンプリング周波数でサンプリングされたデータであるので、対称型カルバック情報量による解析を効果的に行うことができ、的確な診断が可能になる。
As described above, in the present embodiment, the optimum sampling condition is set for each facility device in which the
Further, in the present embodiment, since the symmetric cullback information amount is used, it is also suitable for abnormality diagnosis of an equipment device that does not easily generate a vibration waveform during normal operation, for example, an intake / discharge valve of a plunger type pump. Diagnosis can be made.
Furthermore, as described above, since the data to be used is data sampled at an appropriate sampling time and at an appropriate sampling frequency for each facility device, the analysis based on the symmetric cullback information amount can be effectively performed. Can be diagnosed accurately.
以下、対称型カルバック情報量を用いた場合と通常のカルバック情報量を用いた場合の比較を行ったので、これについて説明する。
[設備仕様]
診断対象設備 :プランジャー型ポンプ吸入弁
クランク軸回転数 :276rpm
サンプリングデータ :ACC波形データ
Hereinafter, the comparison between the case of using the symmetric cullback information amount and the case of using the normal cullback information amount will be described.
[Equipment specifications]
Equipment to be diagnosed: Plunger type pump intake valve Crankshaft rotation speed: 276rpm
Sampling data: ACC waveform data
[診断実施例]
図3は、上記診断対象設備をオンライン監視したときのグラフを示しており、縦軸が振幅カルバック情報量を示し、横軸が時間を示している。図3のグラフにおいて、黒塗り四角が対称型カルバック情報量(ID)を示し、白抜き四角が従来型のカルバック情報量(KL)を示している。
図3のグラフの値を読み取ると以下のようになっている。
(1)正常時:KL値=0.003
(2)異常時:KL値=0.12(正常時の40倍に変化)
(3)正常時:ID値=0.003
(4)異常時:ID値=0.29(正常時の96倍に変化)
[Diagnosis example]
FIG. 3 shows a graph when the diagnosis target equipment is monitored online. The vertical axis indicates the amplitude cullback information amount, and the horizontal axis indicates time. In the graph of FIG. 3, the black squares indicate the symmetric cullback information amount (ID), and the white squares indicate the conventional cullback information amount (KL).
The values in the graph of FIG. 3 are read as follows.
(1) Normal: KL value = 0.003
(2) Abnormal: KL value = 0.12 (changes to 40 times normal)
(3) Normal: ID value = 0.003
(4) Abnormal: ID value = 0.29 (changes to 96 times normal)
上記から、KL値よりも、ID値の方が、変化率が大きい、すなわちID値の方が、検知感度が高いことがわかる。よって、ID値を採用することによりカルバック情報量の欠点が補え、敏感に異常を検知できることがわかった。
なお、図3の縦軸は振幅カルバック情報量を示しているが、縦軸をID値及びKL値の正常値(0.003)を基準値(1.0)として正規化して示すことで、異常値の表記を見易くすることができるので、好ましい。
From the above, it can be seen that the ID value has a higher rate of change than the KL value, that is, the ID value has higher detection sensitivity. Therefore, it was found that by adopting the ID value, the defect of the amount of the Cullback information can be compensated and the abnormality can be detected sensitively.
In addition, although the vertical axis | shaft of FIG. 3 has shown the amplitude cullback information amount, the vertical axis | shaft is normalized and shown by making the normal value (0.003) of ID value and KL value into a reference value (1.0), This is preferable because it makes it easier to see the abnormal values.
[実施の形態2]
実施の形態1では、時間波形から確率密度関数を算出するようにした。しかし、2次元的な動きをする設備、例えば軸の触れ回りなどのように時間波形では正常状態と異常状態が判別しにくい場合がある。
そこで、本実施の形態では、時間波形をリサージュ波形に変換し、該リサージュ波形に基づいて確率密度関数を算出し、さらに対称型カルバック情報量を算出するようにしたものである。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the probability density function is calculated from the time waveform. However, there are cases where it is difficult to distinguish between a normal state and an abnormal state with a time waveform such as a two-dimensional movement facility, for example, around the shaft.
Therefore, in this embodiment, a time waveform is converted into a Lissajous waveform, a probability density function is calculated based on the Lissajous waveform, and a symmetric cullback information amount is further calculated.
図4、図5は本実施の形態の説明図であり、XY方向の時間波形のリサージュ波形への変換を図示している。図4が正常時の波形を示し、図5が異常時の波形を示している。
図4、図5において、(a)図がX方向の振動波形であり、(b)図がY方向の振動波形であり、(c)図がX、Y方向の振動波形を合成したリサージュ波形である。
図4(c)と図5(c)を比較することで、異常状態を的確に把握できる。
4 and 5 are explanatory diagrams of the present embodiment, and illustrate the conversion of the time waveform in the XY directions into a Lissajous waveform. FIG. 4 shows a normal waveform, and FIG. 5 shows an abnormal waveform.
4 and 5, (a) is a vibration waveform in the X direction, (b) is a vibration waveform in the Y direction, and (c) is a Lissajous waveform obtained by combining vibration waveforms in the X and Y directions. It is.
By comparing FIG. 4C and FIG. 5C, the abnormal state can be accurately grasped.
そして、リサージュ波形への変換を行い、該リサージュ波形に基づいて確率密度関数を算出し、さらに対称型カルバック情報量を算出することで、的確な診断が可能になる。 Then, conversion to a Lissajous waveform is performed, a probability density function is calculated based on the Lissajous waveform, and a symmetric cullback information amount is further calculated, thereby enabling accurate diagnosis.
なお、上記のようなリサージュ波形への変換は、実施の形態1において説明した診断処理手段43における波形採取手段43aに追加の機能を付加することによって行うようにすればよい。
The conversion to the Lissajous waveform as described above may be performed by adding an additional function to the
[実施の形態3]
本実施の形態は、確率密度関数を算出する前処理として、時間波形を自己相関関数に変換するようにしたものである。
本実施の形態は、往復動回転機械のような周期性のある動きをする設備の診断に有効である。
[Embodiment 3]
In the present embodiment, a time waveform is converted into an autocorrelation function as preprocessing for calculating a probability density function.
The present embodiment is effective for diagnosing equipment having periodic motion such as a reciprocating rotary machine.
図6、図7は本実施の形態の説明図であり、図6が正常時の波形を示し、図7が異常時の波形を示している。図6、図7において、(a)図が速度時間波形を示し、(b)図が自己相関関数に変換した波形を示している。図6、図7から分かるように、自己相関関数に変換することで、診断対象設備が有している周期性のある振動波形が明確になり、この周期性のある振動波形に着目した診断が可能になる。 FIG. 6 and FIG. 7 are explanatory diagrams of the present embodiment. FIG. 6 shows a normal waveform and FIG. 7 shows an abnormal waveform. 6 and 7, (a) shows the velocity time waveform, and (b) shows the waveform converted into the autocorrelation function. As can be seen from FIG. 6 and FIG. 7, by converting the autocorrelation function, the periodic vibration waveform of the facility to be diagnosed is clarified, and the diagnosis focusing on the periodic vibration waveform is performed. It becomes possible.
自己相関関数波形への変換を行った後は、該自己相関関数波形に基づいて確率密度関数を算出し、さらに対称型カルバック情報量を算出することで、的確な診断が可能になる。 After the conversion to the autocorrelation function waveform, the probability density function is calculated based on the autocorrelation function waveform, and the symmetric cullback information amount is further calculated, thereby enabling accurate diagnosis.
[実施の形態4]
本実施の形態は、確率密度関数を算出する前処理として、時間波形をエンベロープ波形に変換するようにしたものである。
本実施の形態は、実施の形態3と同様に、往復動回転機械のような周期性のある動きをする設備の診断に有効である。
[Embodiment 4]
In the present embodiment, a time waveform is converted into an envelope waveform as preprocessing for calculating a probability density function.
As in the third embodiment, the present embodiment is effective for diagnosing equipment that moves periodically, such as a reciprocating rotary machine.
図8、図9は本実施の形態の説明図であり、図8が正常時の波形を示し、図9が異常時の波形を示している。図8、図9において、(a)図が加速度時間波形を示し、(b)図がエンベロープ波形を示している。図8、図9から分かるように、エンベロープ波形に変換することで、診断対象設備が有している周期性のある振動に着目した診断が可能になる。 FIG. 8 and FIG. 9 are explanatory diagrams of the present embodiment. FIG. 8 shows a normal waveform and FIG. 9 shows an abnormal waveform. 8 and 9, (a) shows an acceleration time waveform, and (b) shows an envelope waveform. As can be seen from FIG. 8 and FIG. 9, by converting to an envelope waveform, it is possible to make a diagnosis focusing on periodic vibrations of the diagnosis target equipment.
エンベロープ波形への変換を行い、該エンベロープ波形に基づいて確率密度関数を算出し、さらに対称型カルバック情報量を算出することで、的確な診断が可能になる。 By converting to an envelope waveform, calculating a probability density function based on the envelope waveform, and further calculating a symmetric cullback information amount, an accurate diagnosis can be made.
1 診断装置
3 プランジャーポンプ
5 振動センサ
7 データ収集装置
9 ハブ
11 監視用PC
13 アナログ回路
15 A/D変換回路
17 サンプリング処理回路
19 サンプリング条件設定手段
21 記憶手段
23 データ送信手段
25 通信制御手段
39 通信制御手段
41 サンプリング条件入力手段
43 診断処理手段
43a 波形採取手段
43b 確率密度関数算出手段
43c 対称型カルバック情報量算出手段
43d 判定手段
45 記憶手段
47 入力手段
49 表示手段
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記データ収集装置は、センサから出力される信号を入力してデータを取り込むデータ取り込み回路と、外部から入力される指示信号を入力して前記データ取り込み回路に対してデータサンプリング条件を設定するサンプリング条件設定手段と、サンプリングしたデータを外部へ送信するデータ送信手段とを有し、
前記サンプリング条件設定手段は、前記指示信号に従って、センサから入力されるデータのサンプリング時間、サンプリング周波数、複数のセンサのうち同時サンプリングするセンサ、ハイパスフィルタやローパスフィルタのうちのどのフィルタを通過させるかのフィルタ切替について設定し、
前記監視コンピュータは、前記データ収集装置によるサンプリング条件を入力するサンプリング条件入力手段と、前記データ収集装置から送信されるデータに基づいて設備の状態を診断する診断処理手段を備えてなり、
サンプリング条件入力手段は、前記データ収集装置の各センサごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象、フィルタ切替をオペレータが入力手段によって入力することができるように構成され、
該診断処理手段は、前記データ収集装置によってサンプリングされたデータに基づいて診断対象機器の稼動状態における波形を採取して自身の波形のrms値で正規化し、無次元化した波形における振動のX、Y方向の2つの時間波形を合成してリサージュ波形を算出する機能を有している波形採取手段と、該波形採取手段によって算出されたリサージュ波形に基づいて確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段と、該確率密度関数算出手段によって算出された前記診断対象機器の正常時と診断時の確率密度関数から、下式で定義される対称型カルバック情報量IDを算出する対称型カルバック情報量算出手段と、算出された対称型カルバック情報量IDを予め定めた閾値と比較して前記診断対象機器が異常かどうかを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする設備機器の診断装置。
The data collection device includes a data acquisition circuit that inputs a signal output from a sensor and acquires data, and a sampling condition that inputs an instruction signal input from the outside and sets a data sampling condition for the data acquisition circuit Setting means and data transmission means for transmitting the sampled data to the outside,
According to the instruction signal, the sampling condition setting means is configured to pass a sampling time of data input from the sensor, a sampling frequency, a sensor that performs simultaneous sampling among a plurality of sensors, and which of a high-pass filter and a low-pass filter. Set filter switching,
The monitoring computer comprises sampling condition input means for inputting sampling conditions by the data collection device, and diagnostic processing means for diagnosing the state of equipment based on data transmitted from the data collection device,
The sampling condition input means is configured so that the operator can input the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target, filter switching by the input means for each sensor of the data collection device,
The diagnostic processing means, wherein the data acquisition device based on the sampled data sampled waveforms in the operating state of the diagnostic object apparatus normalizes the rms value of its waveform, the vibration in the dimensionless phased waveform X, Waveform sampling means having a function of calculating a Lissajous waveform by synthesizing two time waveforms in the Y direction, and a probability density function calculation for calculating a probability density function based on the Lissajous waveform calculated by the waveform sampling means And a symmetric cullback information amount calculation for calculating a symmetric cullback information amount ID defined by the following equation from the probability density function at the normal time and diagnosis time of the diagnosis target device calculated by the probability density function calculating means: Means for determining whether the diagnosis target device is abnormal by comparing the calculated symmetrical cullback information amount ID with a predetermined threshold value. Diagnostic apparatus of the equipment which is characterized in that there was example.
前記データ収集装置は、センサから出力される信号を入力してデータを取り込むデータ取り込み回路と、外部から入力される指示信号を入力して前記データ取り込み回路に対してデータサンプリング条件を設定するサンプリング条件設定手段と、サンプリングしたデータを外部へ送信するデータ送信手段とを有し、
前記サンプリング条件設定手段は、前記指示信号に従って、センサから入力されるデータのサンプリング時間、サンプリング周波数、複数のセンサのうち同時サンプリングするセンサ、ハイパスフィルタやローパスフィルタのうちのどのフィルタを通過させるかのフィルタ切替について設定し、
前記監視コンピュータは、前記データ収集装置によるサンプリング条件を入力するサンプリング条件入力手段と、前記データ収集装置から送信されるデータに基づいて設備の状態を診断する診断処理手段を備えてなり、
サンプリング条件入力手段は、前記データ収集装置の各センサごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象、フィルタ切替をオペレータが入力手段によって入力することができるように構成され、
該診断処理手段は、前記データ収集装置によってサンプリングされたデータに基づいて診断対象機器の稼動状態における波形を採取して自身の波形のrms値で正規化し、無次元化した波形を自己相関関数波形に変換する機能を有している波形採取手段と、該波形採取手段によって変換された自己相関関数波形に基づいて確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段と、該確率密度関数算出手段によって算出された前記診断対象機器の正常時と診断時の確率密度関数から、下式で定義される対称型カルバック情報量IDを算出する対称型カルバック情報量算出手段と、算出された対称型カルバック情報量IDを予め定めた閾値と比較して前記診断対象機器が異常かどうかを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする設備機器の診断装置。
The data collection device includes a data acquisition circuit that inputs a signal output from a sensor and acquires data, and a sampling condition that inputs an instruction signal input from the outside and sets a data sampling condition for the data acquisition circuit Setting means and data transmission means for transmitting the sampled data to the outside,
According to the instruction signal, the sampling condition setting means is configured to pass a sampling time of data input from the sensor, a sampling frequency, a sensor that performs simultaneous sampling among a plurality of sensors, and which of a high-pass filter and a low-pass filter. Set filter switching,
The monitoring computer comprises sampling condition input means for inputting sampling conditions by the data collection device, and diagnostic processing means for diagnosing the state of equipment based on data transmitted from the data collection device,
The sampling condition input means is configured so that the operator can input the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target, filter switching by the input means for each sensor of the data collection device,
The diagnostic processing means, wherein the data acquisition device based on the sampled data sampled waveforms in the operating state of the diagnostic object apparatus normalizes the rms value of its waveform, the dimensionless phased waveform autocorrelation function waveform A waveform sampling means having a function of converting into a probability density function calculating means for calculating a probability density function based on the autocorrelation function waveform converted by the waveform sampling means, and calculating by the probability density function calculating means A symmetric cullback information amount calculating means for calculating a symmetric cullback information amount ID defined by the following equation from a probability density function at the time of normality and diagnosis of the device to be diagnosed, and a calculated symmetric cullback information amount A facility device diagnostic apparatus comprising: a determination unit that compares an ID with a predetermined threshold to determine whether the diagnosis target device is abnormal.
前記データ収集装置は、センサから出力される信号を入力してデータを取り込むデータ取り込み回路と、外部から入力される指示信号を入力して前記データ取り込み回路に対してデータサンプリング条件を設定するサンプリング条件設定手段と、サンプリングしたデータを外部へ送信するデータ送信手段とを有し、
前記サンプリング条件設定手段は、前記指示信号に従って、センサから入力されるデータのサンプリング時間、サンプリング周波数、複数のセンサのうち同時サンプリングするセンサ、ハイパスフィルタやローパスフィルタのうちのどのフィルタを通過させるかのフィルタ切替について設定し、
前記監視コンピュータは、前記データ収集装置によるサンプリング条件を入力するサンプリング条件入力手段と、前記データ収集装置から送信されるデータに基づいて設備の状態を診断する診断処理手段を備えてなり、
サンプリング条件入力手段は、前記データ収集装置の各センサごとにサンプリング時間、サンプリング周波数、同時サンプリング対象、フィルタ切替をオペレータが入力手段によって入力することができるように構成され、
該診断処理手段は、前記データ収集装置によってサンプリングされたデータに基づいて診断対象機器の稼動状態における波形を採取して自身の波形のrms値で正規化し、無次元化した波形をエンベロープ波形に変換する機能を有している波形採取手段と、該波形採取手段によって変換されたエンベロープ波形に基づいて確率密度関数を算出する確率密度関数算出手段と、該確率密度関数算出手段によって算出された前記診断対象機器の正常時と診断時の確率密度関数から、下式で定義される対称型カルバック情報量IDを算出する対称型カルバック情報量算出手段と、算出された対称型カルバック情報量IDを予め定めた閾値と比較して前記診断対象機器が異常かどうかを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする設備機器の診断装置。
The data collection device includes a data acquisition circuit that inputs a signal output from a sensor and acquires data, and a sampling condition that inputs an instruction signal input from the outside and sets a data sampling condition for the data acquisition circuit Setting means and data transmission means for transmitting the sampled data to the outside,
According to the instruction signal, the sampling condition setting means is configured to pass a sampling time of data input from the sensor, a sampling frequency, a sensor that performs simultaneous sampling among a plurality of sensors, and which of a high-pass filter and a low-pass filter. Set filter switching,
The monitoring computer comprises sampling condition input means for inputting sampling conditions by the data collection device, and diagnostic processing means for diagnosing the state of equipment based on data transmitted from the data collection device,
The sampling condition input means is configured so that the operator can input the sampling time, sampling frequency, simultaneous sampling target, filter switching by the input means for each sensor of the data collection device,
The diagnostic processing means converts the by the data collection device on the basis of the sampled data sampled waveforms in the operating state of the diagnostic object apparatus normalizes the rms value of its waveform, the dimensionless phased waveform envelope waveform A waveform collecting means having a function to perform, a probability density function calculating means for calculating a probability density function based on an envelope waveform converted by the waveform collecting means, and the diagnosis calculated by the probability density function calculating means A symmetric cullback information amount calculating means for calculating a symmetric cullback information amount ID defined by the following equation from a probability density function when the target device is normal and diagnosed, and a calculated symmetric cullback information amount ID are determined in advance. A device for determining whether or not the device to be diagnosed is abnormal as compared with a threshold value.
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