JPH04214948A - 監視・予知装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば排水ポンプ場のデ
ィーゼル機関の異常の監視・予知、更には、生産設備を
はじめとする一般機械、電気電子装置の異常の監視・予
知等に適用可能な監視・予知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関の異常監視を行なう従来
のシステムを図４に示す。

【０００３】図４に於いて、１００は監視対象のディー
ゼル機関である。２００はディーゼル機関１００により
駆動される排水用のポンプである。３００はディーゼル
機関１００と減速機４００をつなぐ軸継手である。４０
０はディーゼル機関１００の回転数を減速する、軸継手
３００と排水用ポンプ２００の間に介在された減速機で
ある。５０１，５０２，５０３，５０４，５０５はそれ
ぞれディーゼル機関１００の各部発生音を観測する複数
のマイクロフォンである。５５０はディーゼル機関１０
０の回転軸の角度を観測する回転角検出器である。６０
１，６０２は、マイクロフォン５０１，５０２，５０３
，５０４，５０５、及び回転角検出器５５０の各アナロ
グ信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器である。６０５はＡ／Ｄ変換器６０１の出力信号のス
ペクトルを解析するスペクトル解析器である。７００は
、スペクトル解析器６０３の解析結果とＡ／Ｄ変換器６
０２の出力信号をメモリに記憶するデータ記憶手段であ
る。７５０はデータ記憶手段７００のデータを用いて、
ディーゼル機関１００が正常か異常かを判別する正常／
異常判別手段である。９００は監視対象のディーゼル機
関１００が異常な音を発生た時、異常の種別の識別を行
ない、更に異常の予知情報を出力する異常識別・予知手
段である。９５０は正常／異常判別手段７５０の判別結
果と異常識別・予知手段９００の識別・予知手段結果を
表示する監視・予知表示手段である。

【０００４】以上述べたように、監視対象のディーゼル
機関の異常時にはディーゼル機関から発生する音の観測
データから、正常か異常かを的確に判別でき、さらに、
異常の内容を識別し、予知を可能とし、その結果を人間
オペレータに表示することによって、保守時に必要かつ
的確な対応をとることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の手段から得られる正常と異常との判別、異常の内容の
識別結果の信頼性は、十分とは言えない。なぜならば、
ディーゼル機関の各サイクル（吸入、圧縮、爆発、排気
）や音の周波数を全て均一な細かさ（メッシュ）で監視
しているので、異常なサイクルや異常に卓越している周
波数をより細かく監視あるいは予知できなかったからで
ある。監視、予知結果に信頼性がなければ、予防保全を
行なう場合には役に立たない。即ち、間違った結果で、
保全に必要な時間、人、費用を計画的に準備することが
できない。従って、排水ポンプの健全性を保つことがで
きない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、次
の手段を新たに追加する。すなわち、監視用のセンサと
して、振動計及び温度計と、これら各観測信号を信号処
理するＡ／Ｄ変換器及び信号処理器と、これら信号処理
された各信号のデータ記憶手段と、上記各センサの観測
信号を判断の入力要素とする監視予知手順モデル、及び
その制御手段とを付加する。

【０００７】

【作用】上記振動計、及び温度計によって、マイクロフ
ォンとは独立に、ディーゼル機関の回転軸の振動、各シ
リンダの排気温度が測定され、さらに、観測信号はＡ／
Ｄ変換器および信号処理器によって、ディジタル値に変
換され、データ記憶手段に蓄えられる。そして、監視・
予知手順モデル制御手段で、それらのデータは過去に蓄
積されたデータと比較され、監視・予知手順モデルを制
御するために利用される。制御の結果、規定された監視
・予知手順モデルによって、規定されたサイクルと周波
数領域に対し選択的なスペクトル解析が行なわれ、その
データが記憶され、同データから正常／異常判別が行な
われ、異常識別・予知が行なわれる。

【０００８】

【実施例】図１に本発明の実施例の全体図を示す。

【０００９】図１に於いて、１００，２００，３００，
４００，５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５
５０，６０１，６０２，６０５，７００，７５０，９０
０，及び９５０はそれぞれ上記図４に示した構成要素と
同一の構成要素をなすもので、１００は監視対象のディ
ーゼル機関、２００は排水用のポンプ、３００は軸継手
、４００は減速機、５０１，５０２，５０３，５０４，
５０５はそれぞれマイクロフォン、５５０は回転角検出
器、６０１，６０２はそれぞれＡ／Ｄ変換器、６０５は
スペクトル解析器、７００はデータ記憶手段、７５０は
正常／異常判別手段、９００は異常識別・予知手段、９
５０は監視・予知表示手段である。

【００１０】５１１，５１２，５１３，５１４，５１５
は、それぞれディーゼル機関１００の各シリンダに取り
付けられた温度計であり、シリンダの内部の温度を計測
する。５２０は、ディーゼル機関１００の主軸の振動を
計測する振動計である。

【００１１】６０３は、上記温度計５１１，５１２，５
１３，５１４，５１５、及び振動計５２０の各アナログ
信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
である。６０６は、Ａ／Ｄ変換器６０３の出力信号、す
なわち、温度の信号を物理量に変換したり、振動の信号
を処理する信号処理器である。

【００１２】７０１は、信号処理器６０６の結果をメモ
リに記憶するデータ記憶手段である。８５０は、ディー
ゼル機関１００のどのサイクル（吸入、圧縮、爆発、排
気）のどの周波数領域をどのようなモード（連続、定期
）で監視・予知を行なうかの手順を規定する監視・予知
処理手順モデルである。

【００１３】８００は、データ記憶手段７０１の記憶デ
ータに基づいて、どのように監視・予知を行なうかを規
定する制御手段、すなわち、監視・予知処理手順モデル
８５０を制御する制御手段であり、図２で詳しく述べる
。図２に上記実施例の監視・予知処理手順モデル８５０
を例示する。

【００１４】監視・予知処理手順モデル８５０は、次に
述べる要素８５１，８５２，８５３，８５４，８５５か
らなる。８５１は、マイクロフォン５０１に対応した監
視・予知処理手順モデルである。

【００１５】この監視・予知処理手順モデル８５１は、
各サイクル（吸入、圧縮、爆発、排気）に対応して、解
析すべき周波数（低周波数領域、中間周波数領域、高周
波数領域）をどのような間隔（連続監視、定期監視）で
監視すべきかを規定するものである。８５２，８５３，
８５４，８５５は、上記手順モデル８５１と同様に、そ
れぞれマイクロフォン５０２，５０３，５０４，５０５
に対応した監視・予知処理手順モデルである。この監視
・予知処理手順モデル８５０の具体的な設定例は図３に
示される。図３に上記監視・予知処理手順モデル８５０
と監視・予知処理手順モデル制御手段８００を例示する
。

【００１６】図３に於いて、８０１，８０２，８０３，
８０４，８０５は、それぞれ対応する監視・予知処理手
順モデル８５１，８５２，８５３，８５４，８５５を制
御する監視・予知処理手順モデル制御手段である。図３
の監視・予知処理手順モデル制御手段８００に於いて、
データ記憶手段７０１から、振動計５２０、及び温度計
５１１，５１２，５１３，５１４，５１５で測定された
、振動、及び温度の各測定値を受け、その各値の変化に
応じて、監視・予知処理手順モデル８５０を制御する。

【００１７】例えば、振動計５２０で測定された振動は
低周波の振幅が相対的に大きくなり、温度計５１２で測
定された温度の値は急減して低くなったとき、監視・予
知処理手順モデル制御手段８０２は、全サイクルの低周
波の卓越周波数を連続監視するよう、監視・予知処理手
順モデル８５２を制御する。

【００１８】また、例えば、振動計５２０で測定された
振動は殆ど変化がなく、温度計５１４で測定された温度
の値は急増して高くなったとき、監視・予知処理手順モ
デル制御手段８０４は、爆発サイクルの全周波数を連続
監視するよう、監視・予知処理手順モデル８５４を制御
する。

【００１９】このようにして、制御された監視・予知処
理手順モデル８５０によって、スペクトル解析器６０５
は規定されたサイクルと周波数領域を選択的にスペクト
ル解析を行なう。

【００２０】また、このようにして制御された監視・予
知処理手順モデル８５０によって、データ記憶手段７０
０は、規定されたサイクルと周波数領域を選択的にデー
タを記憶する。

【００２１】また、このようにして制御された監視・予
知処理手順モデル８５０によって、正常異常判別手段７
５０は、規定されたサイクルと周波数領域を選択的に正
常異常判別を行なう。

【００２２】また、このようにして制御された監視・予
知処理手順モデル８５０によって、異常識別・予知手段
９００は、規定されたサイクルと周波数領域を選択的に
異常識別・予知を行なう。

【００２３】以上述べた実施例の手段により、監視対象
のディーゼル機関の異常時には、ディーゼル機関から発
生する音の観測データを得る際に、振動や温度の情報を
用いて異常なサイクルや異常に卓越している周波数をよ
り細かく監視し、正常か異常かを的確に判別し、さらに
、異常の場合に、その種別を識別し、過去の異常の情報
と合わせ、将来の予測としてその結果をオペレータに表
示することができる。

【００２４】これにより上述した従来の欠点を解消でき
る。即ち、従来では、ディーゼル機関の各サイクル（吸
入、圧縮、爆発、排気）や音の周波数を、均一な細かさ
（メッシュ）で監視しているに過ぎず、従ってこれらの
手段から得られる正常と異常との判別、異常の内容の識
別結果の信頼性は十分とは言えなかったが、上述した本
発明の構成に於いては、異常なサイクルや異常に卓越し
ている周波数をより細かく監視でき、正常と異常との判
別、異常の内容の識別結果、予知結果の信頼性を確保で
きる。

【００２５】また、従来の構成では監視、予知結果に信
頼性が乏しく、監視、予知結果に信頼性がなければ、予
防保全を行なう場合には、役に立たない。即ち、間違っ
た結果で、保全に必要な時間、人、費用を計画的に準備
することができない。その結果、排水ポンプの健全性を
保つことができない。しかし、上述した本発明によれば
、監視対象のディーゼル機関の異常時には、ディーゼル
機関から発生する音の観測データから、正常か異常かを
的確に判別し、更に、異常の場合にその種別を識別し、
将来の予測としてその結果を人間オペレータに表示する
ことによって、保守に必要な時間、人、費用を準備する
ことができ、排水ポンプの健全性を保つことができる。 その意味で極めて産業上の価値が高いと言える。

【００２６】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、振動計
、及び温度計と、それらの観測信号の信号処理器と、そ
のデータ記憶手段と、監視・予知処理手順モデル、及び
その制御手段とを新たに付加することによって、異常な
サイクルや異常に卓越している周波数をより細かく監視
でき、正常と異常との判別、異常の内容の識別結果、予
知結果の信頼性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る監視・予知装置の全体の
構成を示すブロック図。

【図２】上記実施例に於ける監視・予知処理手順モデル
の説明図。

【図３】上記実施例に於ける監視・予知処理手順モデル
とその制御手段の説明図。

【図４】従来の監視・予知装置の全体の構成を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

１００…ディーゼル機関、２００…排水用ポンプ、３０
０…軸継手、４００…減速機、５０１，５０２，５０３
，５０４，５０５…マイクロフォン、５１１，５１２，
５１３，５１４，５１５…温度計、５２０…振動計、５
５０…回転角検出器、６０１，６０２，６０３…Ａ／Ｄ
変換器、６０５…スペクトル解析器、６０６…信号処理
器、７００，７０１…データ記憶手段、７５０…正常異
常判別手段、８００，８０１，８０２，８０３，８０４
，８０５…監視・予知処理手順モデル、８５０，８５１
，８５２，８５３，８５４，８５５…監視・予知処理手
順モデル制御手段、９００…異常識別・予知手段、９５
０…監視・予知表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のセンサによる監視機能を有する
   機械等の設備の監視・予知装置に於いて、上記センサの
   一部構成要素をなすマイクロフォンと、同マイクロフォ
   ンによる音の観測信号をスペクトル解析するスペクトル
   解析器と、同解析器の解析データを記憶する記憶手段と
   、上記センサの一部構成要素をなす振動計及び温度計と
   、同振動計及び温度計の観測信号を信号処理する信号処
   理器と、同信号処理器で処理したデータを記憶する記憶
   手段と、上記各記憶データから観測対象の異常有無を判
   別する判別手段と、同判別結果の情報と上記各記憶デー
   タから異常識別及び予知を行なう異常識別・予知手段と
   、監視・予知処理手順モデル、及び同手順を制御する監
   視・予知処理手順モデル制御手段と、同手段の制御の下
   に得られた監視・予知情報を表示する監視・予知表示手
   段とを具備してなることを特徴とする監視・予知装置。