JPH03109898A - 故障傾向管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、故障傾向管理装置、詳しくはビル施設におけ
る設備機器の設備中央監視システムに組み合わして故障
を予知するために必要な運転中の状態を示す振動値等の
データを収集する故障傾向管理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ビル施設に配設された設備機器の保守管理につい
ては、熟練した技術者により円滑に行われてきているが
、近年、このような技術者の相対的不足のため、ビル群
監視等の機器監視の導入が進行している一方、インテリ
ジェントビルに代表される新しいビルにあっては、従来
以上にビル設備管理の高品質化が要求されてきている。

これまでの設備管理は熟練したメンテナンスマンを除け
ば常に故障に対し発生してから修理するという受身の管
理となっていたが、故障の発生以前にその傾向を捕えね
ば、設備機器の予期できない故障による運転停止を防ぐ
ことが可能となる。

このような能動的に設備を管理するだめの手段として、
本願出願人は先に特願昭６１−１５６１６３号により設
備機器の故障予知装置を出願しているが、この装置は、
設備機器に対して振動、電流、電圧、温度等のセンサを
取り付け、該センサからの機器使用状態の変化を示す信
号をパーソナルコンピュータに人力し、あらかじめ記憶
させた基準データと比較、解析させ、表示、記録するこ
とにより、故障を事前に予知することができるようにし
たものである。

第６図に示すものは、この種の故障傾向管理装置として
回転機を対象とし、また、周囲の外乱を受けず機器開存
の状態を常に再現できる信号として振動を採用したもの
である。

なお、回転機を対象としたのは、ビル設備において数多
く使用されていることと、故障発生頻度の大きいことと
からによる。

この故障傾向管理装置にの概要構成を述べると、Ｍは回
転機としてのモータ、Ｓは該モータＭに取り付けられた
振動（加速度）センサ、ＤＣは該振動センサＳからの信
号をアンプユニットＵへ送る同軸ケーブル、Ｄは、電源
ユニットで、アンプユニットＵにより増幅された信号を
配線Ｈな通じて受け、フラットケーブルＦＣによりパー
ソナルコンピュータ（以下「パンコンゴという）ＰＣへ
送るようになっている。なお、各部に配設された複数の
モータＭがらの信号は、それぞれのアンプユニットＵを
介して電源ユニットＤへ送られるものである。

そして、故障予知をするために運転時の状態をホずデー
タの収集を行うには、振動波形に故ｌｆＱ原因を診断で
きる情報か含まれていることから従来は、連続データ収
集、すなわちデジタルサンプリングの場合は、測定周波
数の３倍以上のサンプリング速度でサンプリングしたデ
ータの集積が必要てあフて、運転開始後や停止のたびに
繰り返して発生ずる異常値発生期間及び停止Ｊ７−　Ｊ
ｔＪ間とを除外した平滑な運転状態にある期間のみにお
いてとった第７図に示す振動波形Ｗから振動の波形を連
続サンプリングにより収集している。その振動の波形と
振動値の出現確率密度との関係をクランで示すと、通常
は第８図の実線のごとき上下対称の丸い山形の規則正し
い曲線ＲＣで示すようなガウス分布となる。

しかし、異常な状態が発生した場合には一点鎖線で示す
ように、裾野の密度が高くなった低い山形の曲線ＵＣの
ように分布が変化することから、故障の発生を予知する
ことができる。

したがって、前記の規則正しい曲線ＲＣをあらかじめパ
ソコンＰＣに記憶させておき、分布パターンの変化した
曲線ＵＣとの比較、解析に基づき警報を発する動作を行
わせる。

さらに、連続データサンプリングにおいては、第７図に
示す波形そのものをデータから再現することかでき、か
つ振動波形をＦＦＴ分析（高速フリーエ級数展開分析）
することにより、どの周波数帯域が卓趙しているかを判
断でき、この結果、異常に増加している周波数の分布パ
ターンから故障原因の追及を可能にしている。

なお、この連続データ収集方法は、第９図に示すように
一定周期Ｐ（例えば１０〜６０分間隔）ごとに一定のサ
ンプリング時間ｔ（例えば３０〜６０秒程度）の間、連
続して連続データｃｄとして取り込むものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の連続データ収集方法にあっては、デー
タのサンプリング速度や複数の設備機器に対するデータ
収集時間の割当て等の方法について高速性能が要求され
、開側な専用機が必要であった。また、簡易式のオーバ
ーオール値の収集では、振動データの有する内部情報が
失ね打てしまっている。

以−にの問題点から低速サンプリング周期によりデータ
収集ができ、かつデータの内部情報を統計処理に使用で
きる範囲で保持しているデータの収集が可能となれば汎
用機による複数の設備機器の振動データの収集ができる
。

そごて設備中央監視システムに故障傾向装置を組み合わ
す考えも浮かぶか、連続データの収集方法で用いる装置
にあってはこの組合せは不可能である。

一般に、ビル施設における設備中央監視システムでは、
電流、電圧、温度、湿度等のデータ収集は、一定のサン
プリング周期ごとに−データ当たり数１０ｍ５ｅｃのサ
ンプリング時間て行われている。したがって、この設備
中央監視システムに連続データ収集方法を組み込むとす
れば、３０〜６０秒の長い一定の時間、設備中央監視シ
ステムを占有Ｊしてしまい；）０記電流等のデータ集積
を妨害することとなるため、中間監視に組み込むことは
できず別に専用のデータ収集ラインを設けなければなら
なかった。

なお、上記の状況を図面に基づき史に詳述すると、第１
０図に示すように、各階Ｆごとにリモートステーション
ＬＳが連設さねており、電流Ａ。

電圧■、温度Ｔ等の監視用データは、各階Ｆに設置され
たモータＭからアンプユニットＵを介してリモートステ
ーションＬＳへ送られ、さらに中央処理装置ＣＭへ一定
のサンプリング周期（例えば、１〜３０分間隔）ごとに
−データ当たり数１０ｍ５ｅｃ（例えば３０〜５０　ｍ
　ｓ　ｅ　ｃ　）の時間で順々に収集されている。

したかりて、連続データ収集の通信手段を設備中央監視
システムＣ８の通信系に組み合わせて３０〜６０秒の長
い一定時間占有することになると、その間は監視データ
が取ねないこととなるため組み合わずことはできない。

そのため故障傾向管理装置にとしては、別に専用のデー
タ収集ラインＬを設備しなけわばならない、。

また、オフラインで使用する振度計にあっては、簡易な
手段としてオーバーオール値（実効値又は平均値）で収
集する方法がとられている。

本発明は、叙上の事情に鑑みてなされたもので設備中央
監視システムに組み合い、オーバルオール値を用いない
鯖密な故障傾向を予知することのできる汎用機による故
障傾向管理装置を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る故障傾向管理装置は、ビル施設に配設され
た設備機器の運転中の状態を示す振動等のデータを検出
するセンサを、中央監視システムのリモートステーショ
ンに連結し、かつ中央処理装置にパソコンを設けて設備
中央監視システムに組み合わせ、首記センサからの信号
を一定のサンプリング周期ごとに瞬時値を離散データと
して収集することとした。

〔作用〕

本発明における故障傾向管理装置では、上記のような構
成とし、離散データ収集方法を採用した結果、離散デー
タのシステム占有期間が中央監視システムの木来求める
要素である電流、電圧、温度等と同等となったので、こ
れらのデータ信号のサンプリング時機の間に妨害するこ
とのないように、中央監視のデータサンプリングに同期
させてセンサで得られる振動等の信号のサンプリング時
機を介在させる。そして該振動等の信号は、リモートス
テーションを経由して中央処理装置へ送られパソコンで
集積され解析される。これは、各設備機器ごとに５００
〜１０００データをそれぞれ集積し、統計処理可能な集
積データとするもので、通常の設備中央監視システムで
達成できるサンプリング速度（数分間隔）並の低速サン
プリングを可能としている。

〔実施例〕

以下＼本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。

第１図は、本実施例の故障傾向管理装置と設備中央監視
システムとか組み合った概略構成図であり、第５図は、
同じく両者をビル施設に配設した状態を示す説明図であ
る。

設備中央監視システム１において、２は中央処理装置、
４は、通信線３を介してビルＢの各階Ｆに配設された複
数のリモートステーション、５は同じく配設された回転
機で、配線６によりアンプ７に運転中の状態を示す電流
、電圧、温度等のデータを送り、その信号はさらに配線
８．リモートステーション４９通信線３を介して中央処
理装置２に到達するようになっている。

そして、故障傾向管理装置１１が、この設備中央監視シ
ステム１に組み合わされている。

すなわち、中央処理装置２にはパソコン１２が配線１３
により連結される一方、回転機５に装備された振動（加
速度）センサ１４が、同軸ケーブル１６によりアンプユ
ニット１７に連結され、該アンプユニット１７は、前記
リモートステーション４に配線１８により接続さゎてぃ
て、センサ１４からのデータ信号がパソコン１２に送ら
れるようになっている。

上記構成となっているので、設備中央監視システム１に
おいては、設備機器の運転状態を示す要素のデータ信号
を第２図に示すように、−データ当たり数１０ｍ５ｅｃ
の電流、電圧、温度の各サンブリンク時機Ａ、Ｖ、Ｔの
順に一定周期ｐｉ　（１〜３０分間隔）で収集するが、
故障傾向管理装置１１においては、これと同一周期Ｐ１
をもって前記要素のサンプリング時機Ａ、Ｖ、Ｔ、−群
Ｇの間に介在させるように故障傾向把握の要素である振
動等のサンプリング時機ｆにデータサンプリングに同期
させた振動のデータ信号を収集する。すなわち、第３図
に示す振動波形２０から一定の時間間隔をもって振動の
瞬時値２１を収集し、その振動の強さと確率密度との関
係をグラフで不づ−と、通常は第４図の実線のような、
連続データ収集方法による場合とほぼ同形状の実線で１ 示す規則正しい曲線２２が得られ、異常のときには、例
えば−点鎖線て示ず不規則な曲線２３が得られる。

すなわち、上記のように通常の設備中央監視システムで
達成できるサンプリング速度兼の低速サンプリングで得
られる振動センサ１４がらの信号をリモートステーショ
ン４を介して中央処理装置２へ送り、各回転機５ごとに
パソコン１２に所要数集積し、比較、解析するこにとよ
り、故障の発生を予知する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、設備機器の故障傾
向管理装置を設備機器から発する振動等の瞬時値を一定
周期で取り込む離散データ収集方法を用いるものとした
ので設備中央監視システムに組み込むことが可能となっ
たため、高価な専用機を必要とせず、オーバーヘッドも
極めて少なくすることかでき、安価となる。

また、得られるデータとしては、連続データの特性を統
計的に反映したものが得られ、しかも、　２ オーバーオール値でないため、統計的な面で原データの
プロファイルを保持しているので、その結果、よりＭ密
な故障傾向の管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例の故障傾向管理装置と
設備中央監視システムとが組み合った概略構成図、第２
図は、設備機器の運転状態を示す要素のデータ信号のサ
ンプリング時機のタイミングチャート、第３図は設備機
器の振動波形から振動の瞬時値をサンプリングする時機
の説明図、第４図は、離散データ収集による振動の強さ
と確率密度との関係を示すグラフ、第５図は、故障傾向
管理装置と設備中央監視システムとを組み合わしてビル
施設に配設した状態の概要を示す説明図、第６図は、従
来の故障子知システムにおける専用のデータライを有す
るシステムの配線状態の概要を示す説明図、第７図は、
従来の故障子知システムにおける第３図相当図、第８図
は、同じく第４図相当図、第９図は同じく第２図相当図
、第１０図は、ビル施設に配設した設備中央監視システ
ムに専用のデータ収集ラインを組み込んだ状態の概要を
示す説明図である。 工・・・・・・設備中央監視システム ２・・・・・・中央処理装置 ４・・・・・・リモートステーション ５・・・・・・回転機 １１・・・・・・故障傾向管理装置 １２・・・・・・パーソナルコンピュータ１４・・・・
・・振動センサ ２１・・・・・・振動の瞬時値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ビル施設に配設された複数の設備機器における運転中の
   状態を示す電流、電圧、温度等のデータを、それぞれの
   リモートステーションを介して中央処理装置へ送る設備
   中央処理システムに対し、中央処理装置に、パーソナル
   コンピュータを付設し、かつ、前記設備機器に付設した
   センサを対応するリモートステーションにそれぞれ連結
   して組み込み、設備機器から発する振動等の瞬時値を一
   定周期で取り込み集積することにより、連続データの特
   性を統計的に反映させた離散データとして収集すること
   を特徴とした故障傾向管理装置。