JPH0346056B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0346056B2
JPH0346056B2 JP59158893A JP15889384A JPH0346056B2 JP H0346056 B2 JPH0346056 B2 JP H0346056B2 JP 59158893 A JP59158893 A JP 59158893A JP 15889384 A JP15889384 A JP 15889384A JP H0346056 B2 JPH0346056 B2 JP H0346056B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
abnormality
frequency
interest
pattern
abnormal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59158893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6138426A (en
Inventor
Naoyuki Ishimaru
Yasukimi Yasui
Yosha Iida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Japan Tobacco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Tobacco Inc filed Critical Japan Tobacco Inc
Priority to JP15889384A priority Critical patent/JPS6138426A/en
Publication of JPS6138426A publication Critical patent/JPS6138426A/en
Publication of JPH0346056B2 publication Critical patent/JPH0346056B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、産業用機械設備の異常を診断するた
めの機械設備異常診断装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a mechanical equipment abnormality diagnosing device for diagnosing abnormalities in industrial mechanical equipment.

産業用機械設備は、その製品開発、出荷検査、
設置検査さらに保守管理とそれぞれの段階で振動
を測定することにより、より優れた機械をより良
い状態で運転させることができる。
Industrial machinery and equipment are responsible for product development, shipping inspection,
By measuring vibration at each stage of installation inspection, maintenance management, and maintenance, you can keep better machines operating in better condition.

特に最近の機械の大形化、精巧化と共に機械の
保守管理は重要になつてきている。常日項から機
械の状態管理を行い、異常が現われたらその初期
にいち早くこれを検知し、全体への影響が一番少
ない時期に停止・修理を行う必要がある。そこ
で、省資源・コスト低減のための道具としての設
備異常診断装置が要望されている。
In particular, maintenance management of machines has become important as machines have become larger and more sophisticated. It is necessary to manage the condition of machines on a daily basis, to detect abnormalities as early as possible, and to stop and repair them at the time when the overall impact is least. Therefore, there is a need for equipment abnormality diagnosis equipment as a tool for saving resources and reducing costs.

〔従来の技術とその解決すべき問題点〕[Conventional technology and its problems to be solved]

従来のこの種の装置としてポータブルタイプの
小型のものと、大型コンピユータを用いた大型の
ものがある。前者は、診断すべき機械設備から振
動ピツクアツプにより得た信号を低・中・高域フ
イルタを用いて各成分に分割し、各成分の時間的
レベル変化を観察することにより、機械設備の正
常、異常の別を診断するものであるが、異常が何
に原因するかの判断は機械設備の人手による点検
が行われなければ得られないという問題がある。
Conventional devices of this type include small portable devices and large devices using large computers. In the former method, the signal obtained from the mechanical equipment to be diagnosed by vibration pickup is divided into each component using low, medium, and high frequency filters, and by observing the temporal level changes of each component, the normality of the mechanical equipment can be determined. Although it is used to diagnose different types of abnormalities, there is a problem in that it is difficult to determine what is causing the abnormality unless the mechanical equipment is inspected manually.

一方、後者は、ピツクアツプにより得られる振
動信号を広い周波数範囲に亘つて周波数分析して
各周波数におけるスペクトラムを得、このスペク
トラムの全体を予め用意したスペクトル波形と比
較し、この結果得られる比較結果により複数の異
常原因を確率で表わし異常原因をおおよそ判定で
きるようになつている。この装置は据置いて学術
的な研究を行うためのものとしては有効であるか
も知れないが、現場における異常診断にとつて必
要な十分な判定を行うことができないだけでな
く、高精度、広範囲の分析を行つているため大型
となつてしまいとても持ち歩くことができないと
いう問題がある。
On the other hand, the latter performs frequency analysis over a wide frequency range of the vibration signal obtained by pickup to obtain a spectrum at each frequency, and then compares the entire spectrum with a pre-prepared spectrum waveform. It is now possible to roughly determine the cause of an anomaly by expressing multiple causes of anomaly using probabilities. Although this device may be effective as a stationary device for conducting academic research, it is not only incapable of making sufficient judgments necessary for on-site abnormality diagnosis, but also cannot be used with high accuracy and wide range. Because it performs analysis, it is large and difficult to carry around.

よつて本発明は、上述した従来の問題点に鑑み
機械設備の異常を人手によらずに自動的にその原
因も含めて診断できるようにした構成の簡単な機
械設備異常診断装置を提供することを目的として
いる。
Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, it is an object of the present invention to provide a mechanical equipment abnormality diagnosing device with a simple configuration that can automatically diagnose abnormalities in mechanical equipment including their causes without manual intervention. It is an object.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するため本発明により成された
機械設備異常診断装置は、第1図に示すように、
機械設備からピツクアツプして得た振動データを
周波数分析してパワースペクトルを得る周波数分
析手段1と、該周波数分析手段1により得たパワ
ースペクトルから予め定めた複数の着目周波数の
各々において予め定めた異常レベルを越えるもの
を検出し、該検出結果により、異常レベルを越え
た着目周波数によつて表される測定パターンを形
成する測定パターン形成手段2と、機械設備の複
数の異常項目にそれぞれ対応して形成され、各々
が複数の特定着目周波数によつて表される複数の
異常パターンを予め記憶している第1のメモリ手
段3と、前記複数の異常項目にそれぞれ対応して
形成され、各々が当該異常項目に対応する前記複
数の特定着目周波数以外の着目周波数をマスクす
る複数のマスクパターンを予め記憶している第2
のメモリ手段4と、前記測定パターンを前記第2
のメモリ手段4からの各異常項目についてのマス
クパターンによつて順次マスクするマスク手段5
と、該マスク手段5によつてマスクされた測定パ
ターンと前記第1のメモリ手段3からの前記各異
常項目についての異常パターンとを順次比較する
比較手段6とを備え、前記比較手段6における比
較結果により前記各異常項目についての異常の有
無を判定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the mechanical equipment abnormality diagnosis device according to the present invention is as shown in FIG.
A frequency analysis means 1 which obtains a power spectrum by frequency analyzing vibration data picked up from mechanical equipment, and a predetermined abnormality at each of a plurality of predetermined frequencies of interest from the power spectrum obtained by the frequency analysis means 1. measurement pattern forming means 2 for detecting a frequency exceeding the abnormal level and forming a measurement pattern represented by a frequency of interest exceeding the abnormal level based on the detection result; a first memory means 3 which is formed and stores in advance a plurality of abnormality patterns, each represented by a plurality of specific focused frequencies; a second mask pattern storing in advance a plurality of mask patterns for masking frequencies of interest other than the plurality of specific frequencies of interest corresponding to the abnormal item;
memory means 4 for storing the measurement pattern in the second memory means 4;
masking means 5 for sequentially masking each abnormal item with a mask pattern from the memory means 4 of
and a comparison means 6 for sequentially comparing the measurement pattern masked by the masking means 5 and the abnormality pattern for each abnormality item from the first memory means 3, The present invention is characterized in that the presence or absence of an abnormality for each abnormality item is determined based on the results.

〔作 用〕[Effect]

上記構成において、予め定めた着目周波数のレ
ベルが予め定めた異常レベル以上であるか否かに
より機械設備の振動の測定結果をパターン化して
得、この測定パターン中の、特定の異常の判定に
無関係な着目周波数に対応する測定パターン部分
を、各異常項目に対応して予め用意してあるマス
クパターンによりマスクし、このマスクした測定
パターンと予め用意してある異常項目毎の異常パ
ターンとを対比しているので、例え複数の異常を
含む複合異常が生じていたり、無関係な着目周波
数が存在していても、異常の有無と異常の項目を
自動的に判定することができるようになつてい
る。
In the above configuration, the vibration measurement results of the mechanical equipment are patterned based on whether the level of a predetermined frequency of interest is equal to or higher than a predetermined abnormality level, and is irrelevant to the determination of a specific abnormality in this measurement pattern. The measurement pattern portion corresponding to the frequency of interest is masked using a mask pattern prepared in advance for each abnormality item, and this masked measurement pattern is compared with the abnormality pattern prepared in advance for each abnormality item. Therefore, even if a complex abnormality including multiple abnormalities occurs or an unrelated frequency of interest exists, the presence or absence of an abnormality and the item of the abnormality can be automatically determined.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明による異常診断装置10を用い
たシステムの構成を示す図であり、振動ピツクア
ツプ11によつて発生される振動に応じた振動信
号は、振動計12に印加され、ここで振動の加速
度(又は変位、速度)の振幅を表わす信号に変換
されて装置10に入力されると共に、その大きさ
指針12aの振れによつて指示される。装置10
にはペンレコーダ13、例えば診断中の機械設備
を制御するシーケンサ14、及びパーソナルコン
ピユータ15が接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a system using the abnormality diagnosis device 10 according to the present invention, in which a vibration signal corresponding to vibrations generated by the vibration pickup 11 is applied to a vibration meter 12, where the vibration signal is The signal is converted into a signal representing the amplitude of the acceleration (or displacement, velocity) and is input to the device 10, and its magnitude is indicated by the deflection of the pointer 12a. device 10
A pen recorder 13, a sequencer 14 for controlling the mechanical equipment being diagnosed, for example, and a personal computer 15 are connected to.

装置10は携帯し易いようにアタツシユケース
状に作られ、ケース蓋をあけたときの正面パネル
面を第3図に示す。図中10aは電源スイツチ、
10bは入力信号レンジ切換スイツチ、10cは
アナログ出力波形切換スイツチ、10dはローパ
スフイルタ接離スイツチ、10eは包絡線フイル
タ接離スイツチ、10fはバツテリイチエツクス
イツチ、10gはデジタル出力伝送速度調整ツマ
ミ、10hはAC100V電源入力端子、10i及び
10jはアナログ信号入力及び出力端子、10k
はデジタル信号入出力端子、10lはシリアルデ
ータ出力端子であり、アナログ信号入力端子10
iには振動計12が、アナログ信号出力端子10
jにはペンレコーダ13が、シリアルデータ出力
端子10lにはパーソナルコンピユータ15がそ
れぞれ接続される。10mは32文字×4行の表示
を行うドツトマトリツクス液晶表示器(LCD)、
10nはフアンクシヨンキー、テンキーを有する
キーユニツト(KU)であり、キーユニツト10
nには、1〜8の符号をそれぞれ付された、演算
中、異常、CPU異常、ローパス、包絡線、入力
±2.5V、出力0〜5V、バツテリイ交換を指示す
るインジケータが設けられている。
The device 10 is made in the form of an attache case for easy portability, and FIG. 3 shows the front panel surface when the case lid is opened. In the figure, 10a is a power switch;
10b is an input signal range selection switch, 10c is an analog output waveform selection switch, 10d is a low-pass filter contact/disconnection switch, 10e is an envelope filter contact/disconnection switch, 10f is a battery check switch, 10g is a digital output transmission speed adjustment knob, 10h is AC100V power input terminal, 10i and 10j are analog signal input and output terminals, 10k
is a digital signal input/output terminal, 10l is a serial data output terminal, and analog signal input terminal 10
i has a vibration meter 12 and an analog signal output terminal 10.
A pen recorder 13 is connected to j, and a personal computer 15 is connected to the serial data output terminal 10l. 10m is a dot matrix liquid crystal display (LCD) that displays 32 characters x 4 lines.
10n is a key unit (KU) having a function key and a numeric keypad;
n is provided with indicators numbered 1 to 8 to instruct calculation in progress, abnormality, CPU abnormality, low pass, envelope, input ±2.5V, output 0 to 5V, and battery replacement.

上記正面パネル面の裏側のケース内には、第4
図にブロツク図で示す電気回路が内蔵されてい
る。図において、100は所定のプログラムに従
つて各種の仕事を行うセントラルプロセツサユニ
ツト(CPU)、102はCPU102で所定の仕事
を行わせるプログラムを記憶しているリードオン
リーメモリ(ROM)と、外部から入力されるデ
ータや仕事の過程或いは結果発生するデータを一
時的に記憶するランダムアクセスメモリ
(RAM)とからなるメモリ装置(MU)、104
は特定の演算を専用に行う関数演算ユニツト
(APU)、106はキーインターフエイス、10
8はデジタル入出力回路(DIO)、110はアナ
ログデジタルコンバータ(ADC)、112はデジ
タルアナログコンバータ(DAC)、114は並列
−直列データ変換回路(PSC)、116はアイソ
レータ、118はローパスフイルタ、包絡線フイ
ルタからなるフイルタユニツト、120は上記部
分100〜114間に設けられ、これらの間でア
ドレス信号、データ信号、コントロール信号の授
受を行うバスである。
Inside the case on the back side of the front panel above, there is a fourth
It has a built-in electrical circuit as shown in the block diagram in the figure. In the figure, 100 is a central processor unit (CPU) that performs various tasks according to predetermined programs, 102 is a read-only memory (ROM) that stores programs that cause the CPU 102 to perform predetermined tasks, and A memory device (MU) 104 consisting of a random access memory (RAM) that temporarily stores input data and data generated during a work process or as a result.
106 is a functional arithmetic unit (APU) dedicated to specific operations; 106 is a key interface;
8 is a digital input/output circuit (DIO), 110 is an analog-to-digital converter (ADC), 112 is a digital-to-analog converter (DAC), 114 is a parallel-serial data conversion circuit (PSC), 116 is an isolator, 118 is a low-pass filter, envelope A filter unit 120 consisting of a line filter is provided between the sections 100 to 114, and is a bus for transmitting and receiving address signals, data signals, and control signals between these sections.

以上のような構成により、装置10は第5図の
ゼネラルフローチヤート図に示されるようにプロ
グラムされた処理手順によつて機械設備の異常診
断を行う。
With the above configuration, the apparatus 10 diagnoses abnormalities in mechanical equipment according to the programmed processing procedure as shown in the general flowchart of FIG.

プログラムがスタートすると、まず振動計12
からアナログ信号入力端子10iに入力される第
6図aに示されるような波形の例えば加速度信号
に基づいて振動の測定を行う。アナログ信号入力
端子10iに入力された加速度信号は例えば3K
Hzのサンプリング周波数で標本化され、標本化さ
れたサンプル値はADC110において12ビツト
のデータに量子化される。この結果得られる振動
データはメモリ装置102のRAM中に順番に記
憶される。
When the program starts, first the vibration meter 12
Vibration is measured based on, for example, an acceleration signal having a waveform as shown in FIG. 6a, which is input to the analog signal input terminal 10i. For example, the acceleration signal input to the analog signal input terminal 10i is 3K.
It is sampled at a sampling frequency of Hz, and the sampled sample value is quantized into 12-bit data in the ADC 110. The resulting vibration data is sequentially stored in the RAM of the memory device 102.

次に、この記憶した振動データについて周波数
分析を行う。この周波数分析は、時間的に変化し
ている信号が複数の規則正しい繰り返し信号の合
成で成り立つているという原理を用い、それらの
繰り返し信号の基本振動数と寄与の大きさ、すな
わちパーワスペクトルを求めるためのもので、こ
れにより、 F(w)=∫ -∞f(t)e-jwtdt =∫ -∞f(t)(cos wt−j sin wt)dt なるフーリエ変換を高速で処理するFFTを行う
ことによつて第6図bに示すようなパワースペク
トルが得られる。
Next, frequency analysis is performed on the stored vibration data. This frequency analysis uses the principle that a time-varying signal is made up of a combination of multiple regular repeating signals, and calculates the fundamental frequency and contribution size of those repeating signals, that is, the power spectrum. This allows fast processing of the Fourier transform F(w)=∫ -∞ f(t)e -jwt dt =∫ -∞ f(t)(cos wt−j sin wt)dt By performing FFT, a power spectrum as shown in FIG. 6b is obtained.

続くステツプでは、FFTによる結果からピー
クを持つ周波数の自動的な検出が行われる。この
ための方法は、微分値を求め、微分値が所定値以
上でかつその符号が十から一へ反転する場所をピ
ーク周波数とするものでよい。
In the next step, frequencies with peaks are automatically detected from the FFT results. A method for this purpose may be to obtain a differential value and set the peak frequency at a point where the differential value is equal to or greater than a predetermined value and the sign of the differential value is reversed from 10 to 1.

その後のステツプでは、試験で求められた異常
パターンを判定することのできる周波数と定義さ
れる着目周波数に合うピーク周波数の検出が行わ
れる。この着目周波数に合うピーク周波数の検出
は、ピーク周波数fnが着目周波数f0±検出幅Δf0
内にあるかどうかにより行われ、その結果を第6
図cにo印を付して示す。
In the subsequent step, a peak frequency that matches the frequency of interest, which is defined as a frequency at which the abnormal pattern found in the test can be determined, is detected. To detect the peak frequency that matches this frequency of interest, the peak frequency fn is the frequency of interest f 0 ± detection width Δf 0
This is done depending on whether or not it is within the 6th
Figure c is marked with o.

続くステツプでは、ピーク値の判定により異常
の判定が行われる。このステツプは、ピーク値が
異常レベルを越えているかどうかを判定するもの
で、異常レベルは正常レベルのn倍(nは実験的
に求める)であるとして定められる。第6図cに
示した着目周波数における異常レベルと該異常レ
ベルを越えた着目周波数を第6図dに◎印を付し
て示し、これが測定パターンである。
In the next step, abnormality is determined by determining the peak value. This step is to determine whether the peak value exceeds an abnormal level, and the abnormal level is determined to be n times the normal level (n is determined experimentally). The abnormal level at the frequency of interest shown in FIG. 6c and the frequency of interest exceeding the abnormal level are marked with ◎ in FIG. 6d, and this is the measurement pattern.

次に、上記異常の判定結果としての測定パター
ンに基づいて異常項目の決定がパターン判定によ
り行われる。この異常項の決定は、異常周波数の
組み合わせが予め実験的に求められて用意された
異常パターンテーブルに示されているどのパター
ンに合致しているかを判定することにより行われ
る。
Next, abnormality items are determined by pattern determination based on the measurement pattern as the abnormality determination result. This abnormal term is determined by determining which pattern the combination of abnormal frequencies matches with which pattern is shown in an abnormal pattern table that has been experimentally determined and prepared in advance.

上述した異常診断装置10が回転機構の異常を
診断するためのものであるとすると、メモリ装置
102のRAMには、上記異常パターンテーブル
として、第7図及び第8図にそれぞれ示す据付異
常及び軸受異常についてのものが用意される。
Assuming that the above-mentioned abnormality diagnosis device 10 is for diagnosing abnormalities in a rotating mechanism, the RAM of the memory device 102 stores installation abnormalities and bearings shown in FIGS. 7 and 8, respectively, as the abnormality pattern table. Information regarding abnormalities will be provided.

回転機構の場合、図示のように21個の着目周波
数が設定され、f0は回転機構の回転数による固有
振動数、Zは回転機構の転動体の個数、fc、fb、
fiは下式で示されるものである。
In the case of a rotating mechanism, 21 frequencies of interest are set as shown in the figure, f 0 is the natural frequency due to the rotation speed of the rotating mechanism, Z is the number of rolling elements of the rotating mechanism, fc, fb,
fi is expressed by the following formula.

fc=1/2f0(1−D1/D2cosα) fb=1/2D2/D1{1−(D2/D1cosα)2} fi=1/2f0(1+D1/D2cosα) 上式中、D1は転動体の直径、D2は軸受ピツチ
円直径、αは接触角であり、f0、Z、D1、D2、
αをキーユニツト10n中のF0、Z、D1、D2、
αキーによつて予め入力させることにより特定の
周波数が定まる。
fc=1/2f 0 (1-D1/D2cosα) fb=1/2D2/D1 {1-(D2/D1cosα) 2 } fi=1/2f 0 (1+D1/D2cosα) In the above equation, D1 is the rolling element The diameter, D2 is the bearing pitch circle diameter, α is the contact angle, f 0 , Z, D1, D2,
α is F 0 , Z, D1, D2 in key unit 10n,
A specific frequency is determined by inputting it in advance using the α key.

上述の21の着目周波数は21ビツトの各ビツトの
0,1によりその有無を示すことができるが、マ
イクロコンピユータ内部ではデータは1バイト
(8ビツト)単位で処理されるので、処理を簡単
にする都合上8ビツト×3=24ビツトの情報を使
つている。そして、これを1/3f0側から4ビツト
ずつに区切ることにより、24ビツトを用いて各々
16進で表すようにしている。例えば軸受偏心につ
いて示すと、〔00、01、20〕16となる。
The presence or absence of the above-mentioned 21 frequencies of interest can be indicated by 0 or 1 of each of the 21 bits, but since the data is processed in units of 1 byte (8 bits) inside the microcomputer, processing is simplified. For convenience, we use 8 bits x 3 = 24 bits of information. Then, by dividing this into 4 bits each starting from the 1/3f 0 side, each bit is divided using 24 bits.
It is expressed in hexadecimal. For example, for bearing eccentricity, it is [00, 01, 20] 16 .

上述した異常レベルを求めるには、機械設備が
正常であるときの着目周波数におけるレベルを知
る必要がある。第9図はこの正常レベルを決定す
るためのプログラムによるフローチヤートを示
す。プログラムのスタートにより、まず加速度の
振幅を測定し、測定により求めた1024個のサンプ
リング振動データを取り込む。次に取り込んだデ
ータについて周波数分析を行う。この周波数分析
の終に6回終つたかどうかを判定し、この判定が
YESとなるまで以上の動作を繰返す。判定が
YESとなると、次に6回の周波数分析の結果を
加算して平均を求める。その後、着目周波数に合
う測定周波数の平均レベルを取り込む。これは1
つの測定周波数が21個の着目周波数と合致してい
るかを調べ、合つてたらそのレベルを取り込むも
ので、これを512の測定周波数について行う。
In order to determine the above-mentioned abnormality level, it is necessary to know the level at the frequency of interest when the mechanical equipment is normal. FIG. 9 shows a programmatic flowchart for determining this normal level. When the program starts, it first measures the amplitude of acceleration and imports the 1024 sampled vibration data obtained from the measurement. Next, frequency analysis is performed on the captured data. At the end of this frequency analysis, it is determined whether or not it has finished six times, and this determination is
Repeat the above operations until you get YES. Judgment
If YES, then the results of the six frequency analyzes are added and the average is calculated. After that, the average level of the measurement frequency matching the frequency of interest is captured. This is 1
It checks whether one measurement frequency matches the 21 frequencies of interest, and if they match, the level is taken in. This is done for 512 measurement frequencies.

以上のようにして求めた正常レベルが、人為的
に生じさせた異常時に何倍になつているかを特定
の着目周波数について調べることによつて、異常
レベルを求めるために上記正常レベルに乗じる定
数nが決定される。
By examining how many times the normal level obtained above is during an artificially caused abnormality for a specific frequency of interest, we can calculate the constant n by which the normal level is multiplied to obtain the abnormal level. is determined.

次に、第10図は異常診断を行うためのプログ
ラムによるフローチヤートを示す。このフローチ
ヤートでは、プログラムのスタートにより、診断
すべき機械設備からピツクアツプした振動信号に
基づいて得られる振動の加速度信号の振幅をまず
測定して振動データを1024個取り込む。次に、取
り込んだ振動データについて周波数分析を行い、
これを6回実行した後、その加算したものを平均
する。以上は正常レベルを求める第9図に示すフ
ローチヤートと同じである。
Next, FIG. 10 shows a flowchart of a program for diagnosing an abnormality. In this flowchart, when the program starts, the amplitude of the vibration acceleration signal obtained based on the vibration signal picked up from the mechanical equipment to be diagnosed is first measured and 1024 pieces of vibration data are captured. Next, we perform frequency analysis on the captured vibration data,
After performing this six times, the added values are averaged. The above is the same as the flowchart shown in FIG. 9 for determining the normal level.

次に、ピーク値を有する周波数を検出し、その
後該検出したピーク周波数のうち着目周波数に合
致するものを検出する。続いて、着目周波数に合
致したピーク周波数のレベルが異常レベルを越え
ているかどうかを判定して異常の判定を行う。こ
のようにして得た異常レベルの周波数に基づい
て、次に、異常項目の決定をパターン判定により
行う。そして、異常項目を表示などによつて知ら
せてプログラムの実行を終了する。
Next, a frequency having a peak value is detected, and then one of the detected peak frequencies that matches the frequency of interest is detected. Subsequently, an abnormality is determined by determining whether the level of the peak frequency that matches the frequency of interest exceeds an abnormal level. Based on the frequency of the abnormal level obtained in this way, next, the abnormal item is determined by pattern judgment. Then, the abnormal item is notified by display or the like, and the execution of the program is terminated.

上記異常項目の決定を行うためには、上述の異
常の判定によつて得た21個の着目周波数について
の異常の有無に関するデータが、予め用意してあ
る異常パターンテーブル中のどれに合致している
かを調べればよい。しかし、上記データは複数の
異常項目についての情報を含む場合があり、この
ような場合データと異常パターンの対応ビツトを
対比したのでは異常項目をみつけることができな
い。
In order to determine the above-mentioned abnormality items, it is necessary to determine which of the abnormality pattern tables prepared in advance matches the data regarding the presence or absence of abnormalities for the 21 frequencies of interest obtained through the above-mentioned abnormality determination. Just check to see if there are any. However, the above data may include information about a plurality of abnormal items, and in such cases, it is not possible to find the abnormal item by comparing the corresponding bits of the data and the abnormal pattern.

第11図は上述した異常項目の決定を行うため
のプログラムによるフローチヤートを示す。この
フローチヤートではまず、異常判定によつて得た
データに、異常項目に対応して予め用意したマス
クパターンテーブルから判定異常項目に対応して
選んだマスクパターンでマスクをかける。今、測
定パターンが〔00、00、7f〕16であるとすると、
この測定パターンにまず「不つりあい」なる異常
項目用のマスクパターン〔00、00、3F〕16でマス
クがかけられる。このマスク処理は、マスクのビ
ツトパターンと測定された周波数パターンの各ビ
ツト毎の論理積をとることで、測定された周波数
パターンから当面の異常パターンとの比較に不必
要な情報を一時的に消去するものである。本例で
は、このマスク後の測定パターンは〔00、00、
3F〕16となる。
FIG. 11 shows a flowchart of a program for determining the above-mentioned abnormality items. In this flowchart, first, data obtained by abnormality determination is masked with a mask pattern selected from a mask pattern table prepared in advance corresponding to the abnormality item. Now, if the measurement pattern is [00, 00, 7f] 16 ,
This measurement pattern is first masked with a mask pattern [00, 00, 3F] 16 for abnormal items called "unbalance." This masking process temporarily erases unnecessary information from the measured frequency pattern for comparison with the abnormal pattern at hand by taking the AND of each bit of the mask bit pattern and the measured frequency pattern. It is something to do. In this example, the measurement pattern after this mask is [00, 00,
3F〕 16 .

その後、マスク側の測定パターンは対応する異
常項目の異常パターンと合致しているかどうかの
対比が行われる。上記「不つりあい」なる異常項
目の異常パターンは〔00、00、34〕16、〔00、00、
14〕16、〔00、00、24〕16、〔00、00、04〕16の4つあ
り、この各々が〔00、00、3F〕16と対比される。
Thereafter, a comparison is made to see whether the measurement pattern on the mask side matches the abnormal pattern of the corresponding abnormal item. The abnormal pattern of the above abnormal item "Unbalance" is [00, 00, 34] 16 , [00, 00,
There are four, 14] 16 , [00, 00, 24] 16 , and [00, 00, 04] 16 , each of which is contrasted with [00, 00, 3F] 16 .

続いて、対比の結果がどうであつたかの判定が
行われる。上記の例ではNOであり、この場合に
は、それが判定すべき最終異常項目であるかどう
かの判定が行われる。上記の例ではNOであり、
この場合は次の異常項目に進み、上述と同様にマ
スクがかけられ、その後異常パターンとの対比が
行われる。以上の処理を順次行い、上記測定パタ
ーンに「軸受偏心」なる異常項目のマスクパター
ン〔00、01、30〕16をかけたとき、マスク後に
〔00、00、30〕16なるパターンが得られる。これを
軸受偏心異常パターンと対比すると合致するもの
があり、後つてこの合致した異常項目をRAMに
記憶する。最後に、上記測定パターンにはこの軸
受偏心の他にピークがあるので、その他異常があ
るとの記憶も行う。
Subsequently, a determination is made as to the result of the comparison. In the above example, the answer is NO, and in this case, it is determined whether this is the final abnormality item to be determined. In the above example it is NO,
In this case, the process advances to the next abnormal item, which is masked in the same manner as described above, and then compared with the abnormal pattern. When the above processing is performed in sequence and the above measurement pattern is multiplied by a mask pattern [00, 01, 30] 16 for the abnormality item "bearing eccentricity", a pattern [00, 00, 30] 16 is obtained after masking. When this is compared with the bearing eccentricity abnormality pattern, some matches are found, and the matched abnormality items are later stored in the RAM. Finally, since the measurement pattern has a peak in addition to this bearing eccentricity, it is also memorized that there are other abnormalities.

上記異常項目の記憶後は、それが判定すべき最
終項目であるかどうかの判断を行い、YESであ
れば、次に記憶した異常項目についての表示を行
つて全てを終了する。勿論、上記異常項目の判定
結果は必要に応じて記録として残すこともでき
る。
After storing the above-mentioned abnormal item, it is determined whether it is the final item to be judged, and if YES, the next stored abnormal item is displayed and the whole process ends. Of course, the determination results of the above-mentioned abnormality items can be kept as a record if necessary.

第12図は以上を要約した図面であり、ブロツ
ク内に示されたものはRAMに書込まれたデータ
である。
FIG. 12 is a diagram summarizing the above, and what is shown in the blocks is the data written to the RAM.

まずブロツク内のデータを用意し、その内の
特定データを用いてブロツクに示す着目周波数
を計算により求めておく。このような状態で、サ
ンプリング周波数3KHzで振幅測定を行い、それ
をアナログデジタル変換したものを1024個振動デ
ータとして収集する。この収集した振動データを
周波数分析して512の周波数のパワースペクトル
を得、以上を6回繰返し行い、その平均したもの
を得る。
First, data within a block is prepared, and the frequency of interest shown in the block is calculated using specific data within the block. Under these conditions, amplitude measurements are performed at a sampling frequency of 3KHz, and the results are analog-to-digital converted and collected as 1024 pieces of vibration data. The collected vibration data is frequency-analyzed to obtain a power spectrum of 512 frequencies, the above process is repeated six times, and the average is obtained.

このパワースペクトルからピーク周波数を検出
し、検出したピーク周波数から着目周波数の所定
幅内に入るものを得る。そして更に、異常レベル
を越えるものを得、これを測定パターンとする。
その後、測定パターンにマスクをかけたものを
得、これと異常パターンを比較し、異常の項目の
有無を判定する。このマスクと異常項目の判定を
全ての項目について順次繰返し行い、その結果を
異常メツセージとして出力するものである。
A peak frequency is detected from this power spectrum, and a frequency within a predetermined range of the frequency of interest is obtained from the detected peak frequency. Furthermore, a pattern exceeding the abnormal level is obtained and used as a measurement pattern.
Thereafter, a masked measurement pattern is obtained, and this is compared with the abnormal pattern to determine the presence or absence of abnormal items. This mask and abnormal item determination are sequentially repeated for all items, and the results are output as an abnormal message.

〔効 果〕〔effect〕

以上説明したように本発明によれば、予め定め
た着目周波数についてのみデータ処理を行えばよ
く、またマスク後の測定パターンと異常パターン
を対比するだけで、複合異常が生じていても異常
の有無と異常の項目を極めて簡単に自動的に判定
することができるようになつているので、処理デ
ータ数を大幅に減ずることができ、また装置構成
も簡単なものにできる。
As explained above, according to the present invention, it is only necessary to perform data processing on a predetermined frequency of interest, and it is possible to simply compare the measurement pattern after masking with the abnormal pattern, even if a complex abnormality occurs. Since the items of abnormality can be determined automatically and extremely easily, the amount of data to be processed can be significantly reduced, and the device configuration can also be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による装置の基本構成を示すブ
ロツク図、第2図は本発明の一実施例による装置
を用いた機械設備異常診断システムの構成図、第
3図は第2図示の装置のパネル面の一例を示す平
面図、第4図は第1図示の装置内の電気回路構成
を示すブロツク図、第5図は第4図中のCPUが
行う仕事を示すゼネラルフローチヤート図、第6
図はCPUによる処理過程のデータを示す図、第
7図及び第8図は回転機構の異なる異常状態につ
いての異常パターンを示す図、第9図は正常レベ
ルデータを収集するためのフローチヤート図、第
10図は測定パターンを得るためのフローチヤー
ト図、第11図は異常項目の決定のためのフロー
チヤート図、及び第12図は第4図中のメモリ装
置に記憶されるデータを要約して示す説明図であ
る。 1…周波数分析手段、2…測定パターン形成手
段、3…第1のメモリ手段、4…第2のメモリ手
段、5…マスク手段、6…比較手段。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a mechanical equipment abnormality diagnosis system using the device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the device according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the electric circuit configuration in the device shown in FIG. 1, FIG. 5 is a general flowchart showing the work performed by the CPU in FIG. 4, and FIG.
The figure shows the data of the processing process by the CPU, Figures 7 and 8 show abnormal patterns for different abnormal states of the rotating mechanism, and Figure 9 is a flowchart for collecting normal level data. FIG. 10 is a flowchart for obtaining measurement patterns, FIG. 11 is a flowchart for determining abnormal items, and FIG. 12 summarizes the data stored in the memory device in FIG. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Frequency analysis means, 2... Measurement pattern forming means, 3... First memory means, 4... Second memory means, 5... Mask means, 6... Comparison means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 機械設備からピツクアツプして得た振動デー
タを周波数分析してパワースペクトルを得る周波
数分析手段と、 該周波数分析手段により得たパワースペクトル
から予め定めた複数の着目周波数の各々において
予め定めた異常レベルを越えるものを検出し、該
検出結果により、異常レベルを越えた着目周波数
によつて表される測定パターンを形成する測定パ
ターン形成手段と、 機械設備の複数の異常項目にそれぞれ対応して
形成され、各々が複数の特定着目周波数によつて
表される複数の異常パターンを予め記憶している
第1のメモリ手段と、 前記複数の異常項目にそれぞれ対応して形成さ
れ、各々が当該異常項目に対応する前記複数の特
定着目周波数以外の着目周波数をマスクする複数
のマスクパターンを予め記憶している第2のメモ
リ手段と、 前記測定パターンを前記第2のメモリ手段から
の各異常項目についてのマスクパターンによつて
順次マスクするマスク手段と、 該マスク手段によつてマスクされた測定パター
ンと前記第1のメモリ手段からの前記各異常項目
についての異常パターンとを順次比較する比較手
段とを備え、 前記比較手段における比較結果により前記各異
常項目についての異常の有無を判定する、 ことを特徴とする機械設備異常診断装置。
[Scope of Claims] 1. Frequency analysis means for obtaining a power spectrum by frequency-analyzing vibration data picked up from mechanical equipment, and each of a plurality of frequencies of interest predetermined from the power spectrum obtained by the frequency analysis means. a measurement pattern forming means for detecting an abnormality exceeding a predetermined abnormality level in the equipment, and forming a measurement pattern represented by a frequency of interest exceeding the abnormality level based on the detection result; first memory means formed in correspondence with each other and storing in advance a plurality of abnormality patterns, each represented by a plurality of specific frequencies of interest; and a first memory means formed in correspondence with the plurality of abnormality items, respectively; a second memory means storing in advance a plurality of mask patterns for masking frequencies of interest other than the plurality of specific frequencies of interest, each of which corresponds to the abnormality item; a masking means for sequentially masking each abnormality item with a mask pattern; and sequentially comparing the measurement pattern masked by the masking means with the abnormality pattern for each abnormality item from the first memory means. A mechanical equipment abnormality diagnosing device comprising: a comparing means, and determining whether or not there is an abnormality in each of the abnormality items based on the comparison result of the comparing means.
JP15889384A 1984-07-31 1984-07-31 Apparatus for diagnosis of abnormality of machinery Granted JPS6138426A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15889384A JPS6138426A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Apparatus for diagnosis of abnormality of machinery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15889384A JPS6138426A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Apparatus for diagnosis of abnormality of machinery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6138426A JPS6138426A (en) 1986-02-24
JPH0346056B2 true JPH0346056B2 (en) 1991-07-15

Family

ID=15681677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15889384A Granted JPS6138426A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Apparatus for diagnosis of abnormality of machinery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6138426A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167222A (en) * 1986-12-27 1988-07-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Abnormality diagnosing device for rotary machine
JPH03105229A (en) * 1989-09-19 1991-05-02 Hitachi Cable Ltd Abnormality detector for structural body
JPH03186729A (en) * 1989-12-16 1991-08-14 Kyoryo Maintenance Consultant:Kk Device and method for diagnosing structure
JP2005037293A (en) * 2003-07-17 2005-02-10 Hitachi Building Systems Co Ltd Method of diagnosing abnormality
JP4581860B2 (en) * 2005-01-26 2010-11-17 日本精工株式会社 Machine equipment abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
WO2006030786A1 (en) 2004-09-13 2006-03-23 Nsk Ltd. Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method
FR2905763B1 (en) 2006-09-11 2008-12-12 Eurocopter France METHOD AND SYSTEM FOR DIAGNOSING AN AIRCRAFT FROM MEASUREMENTS CARRIED OUT ON THE AIRCRAFT.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5432373A (en) * 1977-08-16 1979-03-09 Mitsubishi Electric Corp Abnormality judging and recognizing apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5432373A (en) * 1977-08-16 1979-03-09 Mitsubishi Electric Corp Abnormality judging and recognizing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6138426A (en) 1986-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Betta et al. A DSP-based FFT-analyzer for the fault diagnosis of rotating machine based on vibration analysis
US7089154B2 (en) Automatic machinery fault diagnostic method and apparatus
CN109520738B (en) Rotating machinery rolling bearing fault diagnosis method based on order spectrum and envelope spectrum
JPH0315698B2 (en)
JP2001304954A (en) Fault diagnosis method and device
JPH0560596A (en) Abnormality diagnostic unit for rotary equipment
CN108871438A (en) A kind of motor monitoring, diagnosing method based on three shaft vibrations
CN111122191A (en) Equipment health alarm threshold setting method based on EWMA control
JPH0346056B2 (en)
CN115655737A (en) Health data acquisition and state judgment system for chassis dynamometer equipment
TWI586943B (en) Enhanced-fft online machine vibration measurement system and method
Ansari et al. A PC-based vibration analyzer for condition monitoring of process machinery
WO2001065228A1 (en) Monitoring system and its use
JPH0615987B2 (en) Diagnosis method of vibration detection mechanism
KR0169714B1 (en) Turbine generator shaft torsion monitor
KR101482511B1 (en) Diagnosis System and Method of Bearing Defect by Phase Lag and Data Dispersion Shape Factor
JP2022098982A (en) Rotary apparatus diagnosing device
CN111366774A (en) Reverse electromotive force testing equipment and method for automobile EPS motor
JPH0450731A (en) Rotary machine fault diagnostic system
JP3422873B2 (en) Vibration monitoring device
JPH01274019A (en) Monitoring of vibration for rotary machine
JPS644611B2 (en)
CN215833003U (en) Monitoring device of low-speed heavy-load equipment
JPS58219424A (en) Apparatus for inspecting rotary equipment
JPH09502261A (en) Measuring instrument that can judge