JPH05322643A - 設備機器の異常診断装置 - Google Patents

設備機器の異常診断装置

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JPH05322643A
JPH05322643A JP12454592A JP12454592A JPH05322643A JP H05322643 A JPH05322643 A JP H05322643A JP 12454592 A JP12454592 A JP 12454592A JP 12454592 A JP12454592 A JP 12454592A JP H05322643 A JPH05322643 A JP H05322643A
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JP
Japan
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equipment
vibration
signal
logical sum
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP12454592A
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English (en)
Inventor
Koji Fujimoto
孝治 藤本
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】設備機器の異常診断を正確に行えるようにす
る。 【構成】 設備機器からの振動に関する信号を入力しそ
の測定信号と規定の基準値とを比較評価する絶対値比較
評価手段と、設備機器固有の正常時の信号を初期値とし
てこれに対して測定振動信号がどの程度の状態にあるか
を相対値評価する相対値比較評価手段と、絶対値比較評
価手段と相対値比較評価手段とからの評価結果を入力し
それらの論理和処理を行って設備機器の正常/異常の判
断を行う論理和手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラントを構成する例
えばポンプ等の各種設備機器の異常診断装置に関し、更
に詳しくは、ポンプ等の設備機器から出力される振動信
号(例えば変位信号,速度信号,加速度信号など)を信
号処理することによって、設備の異常を事前に予知でき
るようにしたプラント設備の異常診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ほとんどの工業,化学等の分野に
用いられているプラントは、計算機によるプロセス制御
システムにより自動化され、人間(オペレータ)は中央
の制御室にいて、生産管理,運転管理,安全管理,設備
管理等の作業を重点的に行うような体制となっている。
【0003】ところで、このようなプラントにおいて、
プラント異常が発生する原因は、多くの場合、設備機器
の異常に起因するもので、プラント異常が発生する前
に、プラント設備機器の異常を予め発見(診断)できれ
ば、事前に適切な措置を講ずることができ、プラントの
高い信頼性を維持することができると共に、保全コスト
の低減を図ることが可能となる。
【0004】従って、従来よりプラントの設備機器の異
常診断を行う方法について、幾つかの提案が行われてお
り、その一例は、例えば、特開昭59−63526号公
報、特開昭59−63527号公報等に開示されてい
る。これらに開示されている異常診断の方法は、いずれ
も、診断対象となっている回転機器から加速度信号を検
出し、所定周波数範囲での加速度スペクトルが安全運転
開始時に作成しておいたあるレベルを越えるかどうかに
より、状態診断を行うように構成されたもので、いわゆ
る相対値評価による判定を行うものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の異常診断方法によれば、診断する設備機器の
種類や使用されている状態など様々な態様について、正
確な異常診断個所(部位)の特定ができないという課題
があった。本発明は、このような点に鑑みてなされたも
ので、異常診断の精度が高く、また、診断結果と診断状
況が一元的に監視できる設備機器の異常診断装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、設備機器からの振動に関する信号を検出す
る振動検出手段と、振動検出手段からの測定振動信号を
入力し、当該測定信号と規定の基準値とを比較評価する
絶対値比較評価手段と、振動検出手段からの測定振動信
号を入力し、前記設備機器固有の正常時の信号を初期値
としてこれに対して測定振動信号がどの程度の状態にあ
るかを相対値評価する相対値比較評価手段と、前記絶対
値比較評価手段と相対値比較評価手段とからの評価結果
を入力しそれらの論理和処理を行って設備機器の正常/
異常の判断を行う論理和手段とを備えた設備機器の異常
診断装置である。
【0007】
【作用】絶対値比較評価手段は、JIS,ISO,VD
I等の各種の規格、メーカ提示の基準値に基づいて、し
きい値が決められ、このしきい値と測定振動信号とを比
較する。絶対値比較評価手段は、設備機器固有の正常時
の信号を初期値とし、これに対して測定振動信号がどの
程度の状態にあるかを相対値評価する。
【0008】論理和手段は、絶対値比較評価手段と相対
値比較評価手段とからの評価結果に基づいて、設備機器
の状態が正常範囲か、異常の範囲かを判定し、その結果
を出力する。
【0009】
【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を詳細に
説明する。図1は、本発明の基本的な構成ブロック図で
ある。図において、1はプラントを構成する例えばポン
プ等の設備機器を総括的に示すブロックであり、2はこ
の設備機器1に結合し、その振動に関する信号、例えば
振動変位信号、振動速度信号、振動加速度信号を検出す
る振動検出手段(センサー)である。この振動検出手段
としては、例えば、圧電素子を用いたものや、光信号を
利用して振動を検出するものなどが使用可能である。
【0010】3は振動検出手段2から出力される測定振
動信号を入力し、その測定信号と規定の基準値とを比較
評価する絶対値比較評価手段である。ここで、規定の基
準値とは、JIS,ISO,VDI等の各種の規格、設
備機器メーカが提示している基準値、あるいはユーザが
定めた基準値などが該当している。4は振動検出手段2
からの測定振動信号を入力し、設備機器1固有の正常時
のデータ(信号)を初期値とし、これに対して測定振動
信号がどの程度の状態にあるかを相対値評価する相対値
比較評価手段、5は絶対値比較評価手段3と相対値比較
評価手段4とからの評価結果を入力し、それらの論理和
処理を行って設備機器の正常/異常の判断を行う論理和
手段、6は論理和手段5からの判断結果を表示する表示
手段で、例えば、CRTなどが用いられる。
【0011】図2は、本発明を適用した設備機器の異常
診断装置のさらに詳細な構成ブロック図である。 図1
の各部分に対応するものには、同じ符号を付して示して
ある。ここで、11は振動検出手段2からの信号をオン
ラインあるいはオフラインで収集するデータ収集手段
で、設備機器に結合する各種検出手段からの信号を、例
えばフィルタリング処理する機能を有している。ここで
収集されたデータは、各比較評価手段3,4に渡され
る。12はデータ収集手段11で収集したデータの加工
を行うデータ加工手段で、例えば、振動信号の実効値、
平均値、ピーク値、波高率等を演算によって求めたり、
エンベロープ、FFT分析等の信号加工を行う部分であ
る。
【0012】7はメモリ手段で、ここには、設備機器の
仕様データ格納部21、測定振動信号(計測データ)格
納部22、診断結果のデータ格納部23、設備機器の履
歴データ格納部24、診断基準データ格納部25等が用
意されている。8は状態診断部で、この中に、絶対値比
較評価手段3と相対値比較評価手段4および論理和処理
手段5とが設けられている。9は機能診断部で、データ
加工手段12からの加工されたデータ、状態診断部8か
らの正常/異常を示すデータを入力し、異常部位の識別
を行う機能を有している。10は予測診断部で、機能診
断部9からのデータを入力し、設備機器の寿命予測を行
う。状態診断部8、機能診断部9、予測診断部10のそ
れぞれの診断結果は、いずれも表示手段6に表示される
ように構成してある。なお、13は予測診断部10や機
器履歴格納部24に格納された履歴情報に基づき、オペ
レータらが行う設備機器1の補修作業を概念的に示すブ
ロックである。
【0013】このように構成した装置の動作を、次に説
明する。図3は、絶対値比較評価手段3が行う判断動作
の説明図である。ここでは、設備機器として回転機器を
想定している。絶対値比較評価手段3は、データ収集手
段11が収集した各種のデータを、計測データ格納部2
2から読みだし、回転数に関する絶対値データと、振動
信号の両振幅の絶対値データとを用い、これらの値が、
例えば、JIS,ISO,VDI等の各種の規格、メー
カ提示の基準値に基づいてあらかじめ決められた値(し
きい値)を越えているか否かにより、判定を行うように
なっている。
【0014】すなわち、例えば、回転数が600rpm
の場合であれば、両振幅の絶対値が、30/1000m
m以下であれば優良状態(Very Smooth)にあると判定
し、57/1000mm以下であれば、良好状態(Goo
d)であると判定し、90/1000mm以下であれば可
(Fair)であると判定し、90/1000mmを越える
場合、注意状態であると判定し、さらに、145/10
00mmを越えるような場合は、危険状態と判定してい
る。同じように、例えば、回転数が3600rpmの場
合であれば、両振幅の絶対値が、7/1000mm以下
であれば優良状態にあると判定し、12/1000mm
以下であれば、良好状態であると判定し、18/100
0mm以下であれば可であると判定し、18/1000
mmを越える場合、注意状態であると判定し、さらに、
30/1000mmを越えるような場合は、危険状態と
判定している。
【0015】ここで、JIS,ISO,VDI等の各種
の規格、メーカ提示の基準値のデータは、診断基準格納
部25に図3のようなグラフで示されるようなデータと
して格納してもよいが、図4に示すような代表値からな
るテーブルの形で格納するようにしてもよい。図5は、
相対値比較評価手段4が行う判断動作の説明図である。
相対値比較評価手段4は、データ収集手段11が収集し
た各種のデータを、計測データ格納部22から読みだす
と共に、機器仕様格納部21から設備機器固有の正常時
の仕様データを読みだし、正常時のデータを初期値と
し、これに対して計測データがどの程度の状態(どの程
度の比率)にあるかを相対値評価する。
【0016】すなわち、設備機器1が例えば回転機構で
ある場合、その回転機構から出力される振動変位(また
は速度)信号の値が、正常時のデータに対して、2倍以
下であれば良好と判定し、2〜4倍以下であれば注意状
態と判定し、4倍を越えるような場合には、危険状態で
あると判断する。また、診断対象がころがり軸受である
場合、そこから出力される振動加速度信号値が、正常時
のデータに対して、3倍以下であれば良好と判定し、3
〜6倍以下であれば注意状態と判定し、6倍を越えるよ
うな場合には、危険状態であると判断する。
【0017】診断の対象となっている設備機器が、例え
ばポンプのような回転機器である場合は、正常時のデー
タ(初期値データ)として、ポンプの吐き出し流量毎
(最小,中間,最大)に保有するようにし、吐き出し流
量に応じて該当の初期値データを用い、それに対して計
測データがどの程度の状態にあるか相対評価すること
で、より正確な異常検出が行えるようになる。
【0018】論理和処理手段5は、絶対値比較評価手段
3と相対値比較評価手段4からの評価結果に基づいて、
設備機器1の状態が正常範囲か、異常の範囲かを判定
し、その結果を表示手段6に出力する。機能診断手段9
は、計測データ格納部22から読みだした計測データに
関して、そのエンベロープを求める信号処理を行い、そ
の振動数から例えばベアリングの異常部位(外輪損傷,
内輪損傷,ボール損傷)の診断を行うようにしている。
【0019】また、予測診断手段10は、各種の計測デ
ータを時系列評価することにより、安全に運転継続可能
な期限(時間)を予測するようにしている。図6は、表
示手段6に表示される診断結果の一例を示す出力画面図
である。ここには、論理和処理手段5からの出力による
正常、異常を表示する表示部51、診断対象となってい
る設備機器の構成概念図の表示部52、その設備機器の
運転状況を示すデータ表示部53、異常と判断された場
合における表示される異常原因表示部54、寿命予測結
果表示部55が用意されている。
【0020】ここで、異常と判断された場合に表示され
る異常原因表示部54は、異常と判断されると自動的に
ウインドウとして表示されるように構成してもよいし、
オペレータからの指示により表示されるように構成して
もよい。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、振動検出手段によって得られた振動変位、振動速
度、振動加速度等の振動に関するデータに関して、その
絶対値比較による評価と、相対比較による評価とを組み
合わせて設備機器の異常診断を行うようにしたもので、
これまで正確な検出が困難であった、例えば、ころがり
軸受けの損傷、回転機構の異常や運転状況等の異常検出
が正確に行えるようになった。
【0022】また、表示画面上に異常診断結果を表示す
るだけでなく、それらと共に診断対象となっている設備
機器の構成概念図や、その設備機器の運転状況を示すデ
ータ、異常と判断された場合においてその原因や予測診
断結果などを一つの画面に総合表示するもので、各種の
設備機器の運転状態と異常現象,それらの因果関係を容
易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的な構成ブロック図である。
【図2】本発明を適用した設備機器の異常診断装置のさ
らに詳細な構成ブロック図である。
【図3】絶対値比較評価手段が行う判断動作の説明図で
ある。
【図4】診断基準格納部に格納されるデータの他の例を
示す図である。
【図5】相対値比較評価手段が行う判断動作の説明図で
ある。
【図6】表示手段に表示される診断結果の一例を示す出
力画面図である。
【符号の説明】
1 設備機器を総括的に示すブロック 2 振動検出手段(センサー) 3 絶対値比較評価手段 4 相対値比較評価手段 5 論理和手段 6 表示手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】設備機器からの振動に関する信号を検出す
    る振動検出手段と、振動検出手段からの測定振動信号を
    入力し、当該測定信号と規定の基準値とを比較評価する
    絶対値比較評価手段と、 振動検出手段からの測定振動信号を入力し、前記設備機
    器固有の正常時の信号を初期値としてこれに対して測定
    振動信号がどの程度の状態にあるかを相対値評価する相
    対値比較評価手段と、 前記絶対値比較評価手段と相対値比較評価手段とからの
    評価結果を入力しそれらの論理和処理を行って設備機器
    の正常/異常の判断を行う論理和手段とを備えた設備機
    器の異常診断装置。
  2. 【請求項2】論理和手段での判断結果を表示する表示手
    段を設け、この表示手段の画面に診断対象となっている
    設備機器の構成概念図、当該設備機器の運転状況を示す
    データ、異常と判断された場合においてその原因や予測
    診断結果を一つの画面内に総合表示することを特徴とす
    る請求項1の設備機器の異常診断装置。
JP12454592A 1992-05-18 1992-05-18 設備機器の異常診断装置 Pending JPH05322643A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113408116A (zh) * 2021-06-07 2021-09-17 中国神华能源股份有限公司国华电力分公司 设备健康状态的判断方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113408116A (zh) * 2021-06-07 2021-09-17 中国神华能源股份有限公司国华电力分公司 设备健康状态的判断方法及装置

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