JP6977364B2 - 回転機構の異常検知感度設定装置および異常検知感度設定方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態の異常検知感度設定装置を示すブロック図である。異常検知感度設定装置は、正常時振動データ取得手段1と、稼働時振動データ取得手段2と、閾値候補設定手段3と、異常検知感度検証手段4と、閾値決定手段5とを有する。
図2は、第2の実施形態の回転機構の異常検知感度設定装置を示すブロック図である。異常検知感度設定装置100は、振動データとしての加速度を計測するための加速度計測部10と、閾値設定部20とを有する。
例1)D1=2μ、D2=4μ、D3=8μ、・・・、Dk=2^k×μ
例2)D1=μ+R、D2=μ+2R、D3=μ+3R、・・・、Dk=μ+kR
例3)D1=μ+3σ、D2=μ+6σ、D3=μ+12σ、・・・、Dk=μ+3σ×2^(k−1)
上記のようなシリーズの1つを閾値候補として設定する。なお簡単のため、以降の説明は、例3)の標準偏差σを用いた閾値候補シリーズを使って行う。
次に、具体的な回転機構の例を用いて、異常振動閾値の計算方法について説明する。図4は、脚部2210に支持されたモーター2100で駆動されるポンプ2200を有する回転機構2000を示す側面図である。ポンプ2200はケーシング2210に内蔵された羽根車2220を有し、羽根車2220が回転することによって、IN側からOUT側に向かう気流を発生させる。モーター2100の動力は、回転軸2300によって羽根車2220に伝達される。ケーシング2210の回転軸2300貫通部には、回転軸2300を滑らかに支持し、気密性を保つシール2230が形成されている。モーター2100とポンプ2200の間の部分には、回転軸2300を回転自在に支持する軸受2400が設けられている。軸受2400は脚部2410に支持され、脚部2410の上方には加速度センサ11が配置されている。なお加速度センサ11は、モーター2100の表面など、他の位置に配置されていても良い。また複数設けられていても良い。
S(k,k+1)=Σ{A(k,m)−A(k+1,m)}^2 (式1)
上記の具体例についてのSの計算結果は下記の通りとなった。
S(1,2)=7499.904
S(2,3)=14158.259
S(3,4)=2307.662
S(4,5)=1464.640
S(5,6)=29412.081
上記で一番値が小さいのは、S(4,5)である。よって、D4=μ+24σまたはD5=μ+48σ、または、D4とD5の間が適切な閾値として求められる。
第2、3の実施形態の異常振動閾値設定装置を用いて、回転機構の異常を検知する回転機構監視装置を構成することができる。図9は、回転機構監視装置1000を示すブロック図である。回転機構監視装置1000は、異常検知感度設定装置100と、回転機構異常判定部200と、故障曲線格納部300と、寿命予測部400とを有している。なお異常検知感度設定装置100の構成および動作は第2の実施形態と同様なので説明を省略する。
第2〜4の実施の形態では、振動データが加速度の例を用いて説明したが、音圧(音量)を振動データに採用しても良い。図12は、音圧を用いる異常検知感度設定装置101を示すブロック図である。異常検知感度設定装置101は、音圧計測部110と、閾値設定部20とを有している。
2 稼働時振動データ取得手段
3 閾値候補設定手段
4 異常検知感度検証手段
5 閾値決定手段
10 加速度計測部
11 加速度センサ
12 A/D変換機
20 閾値設定部
21 正常時加速度データ取得部
22 正常時統計量算出部
23 閾値候補設定部
24 稼働時加速度データ取得部
25 異常加速度検知回数試算部
26 異常加速度検知感度検証部
27 閾値決定部
100、101 異常検知感度設定装置
200 回転機構異常検知部
300 故障曲線格納部
400 寿命予測部
Claims (6)
- 回転機構の正常時の振動データを取得する正常時振動データ取得手段と、
前記回転機構の稼働時の振動データを取得する稼働時振動データ取得手段と、
前記正常時の振動データの統計量に基づいて、前記稼働時の振動データが正常であるか異常であるかを判定する閾値候補を複数設定する閾値候補設定手段と、
複数の前記閾値候補を用いて前記稼働時の振動データの異常検知を行い、前記異常検知の結果に基づいて、それぞれの前記閾値候補で得られる異常検知感度の適切性を検証する異常検知感度検証手段と、
前記異常検知感度の適切性に基づいて閾値を決定する閾値決定手段と、を有し、
前記稼働時の振動データが加速度であり、
前記閾値候補設定手段は、
前記閾値候補として、所定期間内の加速度の絶対値の平均値に、標準偏差の3倍、6倍、12倍、24倍、48倍、96倍を加算した値を設定し、
前記異常検知感度検証手段は、
それぞれの前記閾値候補で前記所定期間内の異常加速度回数をカウントし、
大きさが隣り合う2つの前記閾値候補を用いて計算された異常加速度回数の差分を算出し、
閾値決定手段は、
前記差分が最小となる組み合わせの前記閾値候補のいずれか、もしくは両者の中間の値を、前記閾値に設定する
ことを特徴とする回転機構の異常検知感度設定装置。 - 請求項1に記載の回転機構の異常検知感度設定装置と、
前記異常検知感度設定装置が設定した前記閾値に基づいて前記稼働時の振動データの異常を検知する異常振動検知装置と、
所定時間内に前記異常振動検知装置が前記稼働時の振動データの異常を検知した回数に基づいて前記回転機構の異常を検知する回転機構異常検知装置と
を有することを特徴とする回転機構監視装置。 - 前記回転機構の稼働時間と前記稼働時の振動データの異常を検知した回数との関係を示す故障曲線を格納する故障曲線格納部と、
前記故障曲線と現在の前記稼働時の振動データの異常を検知した回数とに基づいて前記回転機構の寿命を予測する寿命予測部と
を有することを特徴とする請求項2に記載の回転機構監視装置。 - 回転機構の正常時の振動データを取得し、
前記回転機構の稼働時の振動データを取得し、
前記正常時の振動データの統計量に基づいて、前記稼働時の振動データが正常であるか異常であるかを判定する閾値候補を複数設定し、
複数の前記閾値候補を用いて前記稼働時の振動データの異常検知を行い、
前記異常検知の結果に基づいて、それぞれの前記閾値候補を用いた異常検知感度の適切性を検証し、
前記異常検知感度の適切性に基づいて閾値を決定し、
前記稼働時の振動データが加速度であり、
前記閾値候補として、所定期間内の加速度の絶対値の平均値に、標準偏差の3倍、6倍、12倍、24倍、48倍、96倍を加算した値を設定し、
それぞれの前記閾値候補で前記所定期間内の異常加速度回数をカウントし、
大きさが隣り合う2つの前記閾値候補を用いて計算された異常加速度回数の差分を算出し、
前記差分が最小となる組み合わせの前記閾値候補のいずれか、もしくは両者の中間の値を、前記閾値に決定する
ことを特徴とする回転機構の異常検知感度設定方法。 - 請求項4に記載の回転機構の異常検知感度設定方法を用いて前記回転機構の前記異常検知感度を設定し、
前記異常検知感度に基づいて前記稼働時の振動データの異常を検知し、
所定時間内に前記稼働時の振動データの異常を検知した回数に基づいて前記回転機構の異常を検知する
ことを特徴とする回転機構監視方法。 - 回転機構の正常時の振動データを取得するステップと、
前記回転機構の稼働時の振動データを取得するステップと、
前記正常時の振動データの統計量に基づいて、前記稼働時の振動データが正常であるか異常であるかを判定する閾値候補を複数設定するステップと、
複数の前記閾値候補を用いて前記稼働時の振動データの異常検知を行うステップと、
前記異常検知の結果に基づいて、それぞれの前記閾値候補を用いた時の異常検知感度の適切性を検証するステップと、
前記異常検知感度の適切性に基づいて閾値を決定するステップと、をコンピュータに実行させ、
前記稼働時の振動データが加速度であり、
前記閾値候補を設定するステップでは、
前記閾値候補として、所定期間内の加速度の絶対値の平均値に、標準偏差の3倍、6倍、12倍、24倍、48倍、96倍を加算した値を設定し、
前記異常検知感度を検証するステップでは、
それぞれの前記閾値候補で前記所定期間内の異常加速度回数をカウントし、
大きさが隣り合う2つの前記閾値候補を用いて計算された異常加速度回数の差分を算出し、
前記閾値を決定するステップでは、
前記差分が最小となる組み合わせの前記閾値候補のいずれか、もしくは両者の中間の値を、前記閾値に決定する
ことを特徴とする回転機構の異常検知感度設定プログラム。
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JP2017143489A JP6977364B2 (ja) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 回転機構の異常検知感度設定装置および異常検知感度設定方法 |
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