JPH08110262A - オンライン回転体診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体診断装置において、回転機器の特性に
合ったしきい値を設定できるようにする。 【構成】 診断開始指令ａを契機としてデータの収集開
始を行なう診断開始要求手段３と、プラントから回転機
器の振動データの特性に影響を与えるプロセスデータを
収集するプロセスデータ入力装置12と、前記回転機器の
振動データを収集する振動データ入力装置４と、前記収
集した振動データを解析する振動データ解析手段５と、
前記解析結果と予め設定しておいたしきい値とを比較判
断する解析結果判断手段６と、前記判断結果を表示する
表示装置７とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの回転機器の
振動データを監視し、異常診断を行なうオンライン回転
体診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のオンライン回転体診断装置
の構成例を示したものである。オンライン回転体診断装
置１は、診断開始要求手段３と振動データ入力装置４と
振動データ解析手段５と解析結果判断手段６と表示装置
７を含む構成からなる。従来のオンライン回転体診断装
置１の処理について示す。まず、オペレータからの要求
又は一定周期でパルスを発生する周期発生器からの診断
開始指令ａを受けて、診断開始要求手段３は振動データ
入力装置４の動作開始要求を行なう。

【０００３】振動データ入力装置４はプラントの回転機
器の振動データを収集し、振動データ保存ファイル８に
そのデータを保存する。保存を完了した後、振動データ
解析手段５は振動データ保存ファイル８から収集した振
動データを読出し、実効値解析，スペクトル解析，次数
比解析，ベクトル解析といったような解析を行ない、そ
の結果を解析データ保存ファイル９に保存する。各種解
析処理が終了した後、解析結果判断手段６は解析結果デ
ータとしきい値データ保存ファイル10に保存してあるし
きい値データとを比較し、その結果を判断結果保存ファ
イル11に保存する。

【０００４】なお、ここでいうしきい値とは、振動デー
タの解析値がそれを越える危険である、又は異常の徴候
であると判断できるレベルの値で、これらのレベルを越
えた振動が発生した場合をしきい値を逸脱したという。
表示装置は判断結果保存ファイル11に保存してある判断
結果から、解析結果がしきい値を逸脱している場合には
その旨を表示することによりオペレータに異変状況を伝
える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７及び図８は従来の
プロセスデータ，解析データとしきい値の関係を示した
図である。従来は図に示すように一定のしきい値を使っ
て監視していた。しかし、振動レベルはプラントの状
態、例えば回転機器の回転数のようなプロセスデータに
ある程度の相関をもって変化していき、回転数が低い場
合と高い場合ではその周波数特性に大きな差がある場合
がある。

【０００６】図７に示すように、低レベルの解析結果Ａ
群に着目してしきい値を設定して評価しようとすると、
高レベルの解析結果Ｂ群が正常状態であってもしきい値
逸脱を起こしてしまう。又、逆に図８に示すように、高
レベルでの解析結果Ｂ群に着目してしきい値を設定して
評価しようとすると、低レベルでの解析結果Ａ群で突出
しているポイントａ′の異常状態を見逃す虞れがある。

【０００７】一方、しきい値の設定については、回転機
器の特性を理解している人が長年の経験と過去のデータ
を基にして、夫々の感覚で設定していた。不慣れなオペ
レータにとってしきい値の設定は困難であり、又、夫々
の回転機器に対応した各種解析データについてのしきい
値は、大量のデータ設定が必要になる。

【０００８】例えば、次数比解析で得られた成分として
回転周波数の１倍（１Ｎ），２倍（２Ｎ），５倍（５
Ｎ）の３種類の成分を監視する必要があると、その各々
についてプラント状態に応じた特性（レベル）を調べ
て、しきい値決定する必要がある。更に、次数比以外の
解析値についても同様であり、又、他の計測点や回転機
器に対しても同様の作業が必要となる。この作業は表示
に莫大な量となる。本発明は上記課題を解決するために
なされたものであり、回転機器の特性にあったしきい値
を容易に設定し監視することができるオンライン回転体
診断装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係るオンライン回転体診断装置は、プラントの回転機器
の振動データを監視するオンライン回転体診断装置にお
いて、診断開始指令を契機としてデータの収集開始を行
なう診断開始要求手段と、プラントから回転機器の振動
データの特性に影響を与えるプロセスデータを収集する
プロセスデータ入力装置と、前記回転機器の振動データ
を収集する振動データ入力装置と、前記収集した振動デ
ータを解析する振動データ解析手段と、前記解析結果と
予め設定しておいたしきい値とを比較判断する解析結果
判断手段と、前記判断結果を表示する表示装置とを備え
た。

【００１０】本発明の［請求項２］に係るオンライン回
転体診断装置は、振動データの解析結果を比較するため
のしきい値の計算条件を設定するしきい値計算条件設定
手段と、過去に収集した解析データ及びプロセスデータ
を保存してある各ファイルから夫々のデータを読込む各
種ファイル読込手段と、この読込んだデータを使ってし
きい値を計算するしきい値計算手段と、ここで計算した
結果をしきい値を保存しておくファイルに保存するしき
い値設定手段と、しきい値の計算条件の入力や計算した
結果得られたしきい値を表示する表示装置からなるしき
い値設定装置を備えた。

【００１１】本発明の［請求項３］に係るオンライン回
転体診断装置は、［請求項２］において、しきい値の算
出は、プロセスデータの最大値及び最小値と、しきい値
の分類をするためのプロセスデータの段階を何段階にす
るかを決定し、各段階の範囲に含まれるプロセスデータ
に対応する解析結果データを基にしきい値の基準値を求
めるようにした。

【００１２】

【作用】本発明の［請求項１］に係るオンライン回転体
診断装置は、診断開始指令ａによって診断開始要求手段
が動作するもので、プロセスデータ入力装置と振動デー
タ入力装置に対してデータ収集開始要求を行なうプロセ
スデータ入力装置はプラントからプロセスデータを、
又、振動データ入力装置はプラントから回転機器の振動
データを収集し、夫々プロセスデータ保存ファイルと振
動データ保存ファイルに保存する。保存が完了すると、
振動データ解析手段が振動データを解析し、その結果を
解析データ保存ファイルに保存する。そして、解析結果
とプロセスデータに対応したしきい値データ保存ファイ
ルに保存されているしきい値を比較し、判定結果を判断
結果保存ファイルに保存する。表示装置はこの判定結果
を表示し、オペレータに結果を知らせる。

【００１３】本発明の［請求項２］，［請求項３］に係
るオンライン回転体診断装置のしきい値設定装置は、し
きい値計算条件設定手段は表示装置からオペレータにし
きい値計算条件を設定させる。各種ファイル読込み手段
は解析データ保存ファイルとプロセスデータ保存ファイ
ルから、この条件にあったデータを読込む。しきい値計
算手段は各種ファイル読込み手段で読込んだデータを使
ってしきい値を計算し、しきい値設定手段でしきい値デ
ータ保存ファイルに計算結果のしきい値を設定すると共
に、表示装置にその結果を表示する。又、しきい値の算
出は、プロセスデータの最大値及び最小値と、しきい値
の分類をするためのプロセスデータの段階を何段階にす
るかを決定し、各段階の範囲に含まれるプロセスデータ
に対応する解析結果データを基にしきい値の基準値を求
める。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の［請求項１］に係るオンライ
ン回転体診断装置の一実施例の構成図である。図１にお
いて、図６と同一部分又は相当部分には同一符号を付し
て説明を省略する。本実施例で新たに追加したものは、
プラント２からプロセスデータを収集するプロセスデー
タ入力装置12と、このプロセスデータを保存しておくプ
ロセスデータ保存ファイル13である。

【００１５】次に［請求項１］に係るオンライン回転体
診断装置の作用について説明する。。まず、オペレータ
からの要求又は一定周期でパルスを発生する周期発生器
からの診断開始指令ａを受けて、プロセスデータ入力装
置12及び振動データ入力装置４に対して、データの収集
開始要求を行なう。収集開始要求を受けたプロセスデー
タ入力装置12及び振動データ入力装置４はデータの入力
を開始し、収集したデータを夫々プロセスデータ保存フ
ァイル13及び振動データ保存ファイル８に保存する。

【００１６】このとき収集するプロセスデータは、振動
データの特性に影響を与えるデータをプラント２から読
込むものとし、例えば回転機器の回転数等があげられ
る。以下ここでは回転数を例として説明を進める。この
保存処理が完了すれば、振動データ保存ファイル８から
収集した振動データを読み出し、実効値解析，スペクト
ル解析，次数比解析，ベクトル解析等の解析処理を行な
い、その結果を解析データ保存ファイル９に保存する。

【００１７】その後解析結果判断手段６はしきい値の取
り出しを行なう。しきい値はプロセスデータである回転
数に合わせて段階的に設定されているので、今回判定す
る振動データを収集したときと同時期に収集したプロセ
スデータを参照キーとして、しきい値データ保存ファイ
ル10から取り出す。

【００１８】解析結果データと取り出したしきい値デー
タとを比較し、しきい値を逸脱しているかの結果を判断
結果保存ファイル11に保存する。ここで解析データがし
きい値を逸脱していた場合には、表示装置７にしきい値
逸脱を警告するアラーム表示を行なう。しきい値を逸脱
していなかった場合には、表示装置７にノーマル表示を
行なう。

【００１９】図２を使って解析結果判断手段６の詳細な
説明をする。図２は解析結果判断手段６の処理手順を示
したブロックチャートである。又、図３は実効値のしき
い値データ保存ファイルの保存内容の例を示す説明図で
ある。解析結果判断手段６は振動データの解析が終了す
ると、解析データ保存ファイル９から解析データを読込
む（Ｓ21）。

【００２０】続いて解析データの元データである振動デ
ータを収集したタイミングと同時期に収集したプロセス
データをプロセスデータ保存ファイル13から読込む（Ｓ
22）。Ｓ22で読込んだプロセスデータをキーにして、し
きい値データ保存ファイル10からしきい値を読込む（Ｓ
23）。

【００２１】例えば、プロセスデータ保存ファイル13か
ら読込んだプロセスデータの値が回転数０％であると、
図３に示すしきい値データ保存ファイル10から０〜９％
の時のしきい値である０．５０cm／s という値が読込ま
れる。Ｓ24ではＳ23で読込んだしきい値の値と、Ｓ21で
読込んだ解析データの値を比較する。解析データが０．
５０cm／s よりも大きい場合にはしきい値逸脱と判定す
る。その結果を判断結果保存ファイル11に保存する（Ｓ
25）。

【００２２】図４は本発明の［請求項２］に係るオンラ
イン回転体診断装置のしきい値設定装置についての一実
施例の構成図であり、しきい値を算出するときに必要な
条件を表示装置７から入力するしきい値計算条件設定手
段21と、収集データや解析データを読込む各種ファイル
読込手段22と、しきい値の算出を行なうしきい値計算手
段23と、求めたしきい値を保存するしきい値設定手段24
と、算出結果のしきい値を表示する表示装置７と、振動
データを解析した結果を保存してある解析データ保存フ
ァイル９と、プラント２から収集したプロセスデータを
保存してあるプロセスデータ保存ファイル13と、算出し
たしきい値を保存してあるしきい値データ保存ファイル
10とからなる。

【００２３】次に本発明の［請求項２］での一実施例に
係るオンライン回転体診断装置のしきい値設定装置の作
用について説明する。まず、表示装置７を介してオペレ
ータからしきい値の計算条件を入力してもらう。ここで
いう条件の例を挙げると、しきい値読込条件とするプ
ロセスデータをどの入力点にするか、プロセスデータ
の最大値及び最小値、しきい値の分類をするためのプ
ロセスデータの段階を何段階にするか、しきい値計算
を行なう対象データの期間、しきい値計算方法、ど
の解析についてのしきい値の計算か、等がある。

【００２４】しきい値計算条件設定手段21がこれらの条
件を表示装置７を介して入力した後、各種データベース
を読込手段22は設定された条件を基に解析データ保存フ
ァイル９から条件の解析結果データについて条件の
期間分のデータを読込み、プロセスデータ保存ファイル
13から条件の入力点について条件の期間分のデータ
を読込む。

【００２５】しきい値計算手段23では条件とから解
析結果データをピックアップする。そして、しきい値計
算手段23は条件で指定された計算方法、例えば解析デ
ータの平均などでしきい値の基準値を求める。この基準
値に一定値を加えてしきい値とする。これを全てのプロ
セスデータの段階について繰り返し行なう。しきい値計
算手段23で求められたしきい値は、しきい値設定手段24
によりしきい値データ保存ファイル10の対応するプロセ
スデータの段階とレベルに保存される。

【００２６】更に図５を使ってしきい値計算手段23の詳
細な説明をする。図５はオンライン回転体診断装置１の
しきい値設定方法についての処理手順を示したブロック
チャートである。Ｓ51では条件とから（最大値−最
小値）／段階の式で１段階あたりの範囲を求める。

【００２７】図３の例で示すと、プロセスデータの最大
値は１００％、最小値は０％で、これらを１０段階に分
けて設定するために、１段階あたり１０％の幅となる。
求められた全ての段階についてしきい値を設定していく
ので、まず段階１から設定を始め（Ｓ52）、この範囲で
ある０％から９％の範囲に含まれるプロセスデータに対
応する解析結果データをピックアップする（Ｓ54）。

【００２８】ピックアップされた解析結果データは、条
件で指定された計算方法、例えば解析データの平均な
どでしきい値の基準値を求める（Ｓ55）。この基準値を
基に注意レベル，警報レベル夫々に一定値を加えて、注
意レベルのしきい値と警報レベルのしきい値とする（Ｓ
56，Ｓ57）。これを全てのプロセスデータの段階につい
て繰り返し行なう（Ｓ53）。

【００２９】上記実施例より得られる効果は、これまで
一律に決められていたしきい値を、回転機器の特性にあ
ったプロセスデータを参照しながら、それに合わせたし
きい値を監視の比較対象とすることにより、より精度の
高い監視が行なえる。又、比較するしきい値の設定は、
これまで熟練者の感覚で多量のデータを時間をかけて行
なっていたのを容易に短時間で設定できる。

【００３０】以上の実施例では、しきい値の設定は実効
値について平均処理によって求めていたが、実効値以外
の周波数解析について近似多項式を用いたり、その他の
統計処理を用いて求めても同様の効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば振
動データの監視を適切なしきい値を用いて行なうことが
でき、しきい値の設定も容易なオンライン回転体診断装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るオンライン回転体診断
装置の構成図。

【図２】解析結果判断手段７の処理手順を示したブロッ
クチャート。

【図３】しきい値データ保存ファイルの保存内容の例を
示す説明図。

【図４】本発明の一実施例に係るオンライン回転体診断
装置のしきい値設定装置を説明する構成図。

【図５】しきい値計算手段23の処理手順を示したブロッ
クチャート。

【図６】従来例を示す構成図。

【図７】従来例でのプラントデータ，解析データ及びし
きい値の関係を示す図。

【図８】従来例でのプラントデータ，解析データ及びし
きい値の関係を示す別の図。

【符号の説明】

１ オンライン回転体診断装置 ２ プラント ３ 診断開始要求手段 ４ 振動データ入力装置 ５ 振動データ解析手段 ６ 解析結果判断手段 ７ 表示装置 ８ 振動データ保存ファイル ９ 解析データ保存ファイル 10 しきい値データ保存ファイル 11 判断結果保存ファイル 12 プロセスデータ入力装置 13 プロセスデータ保存ファイル 21 しきい値計算結果設定手段 22 各種ファイル読込手段 23 しきい値計算手段 24 しきい値設定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの回転機器の振動データを監視
   するオンライン回転体診断装置において、診断開始指令
   を契機としてデータの収集開始を行なう診断開始要求手
   段と、プラントから回転機器の振動データの特性に影響
   を与えるプロセスデータを収集するプロセスデータ入力
   装置と、前記回転機器の振動データを収集する振動デー
   タ入力装置と、前記収集した振動データを解析する振動
   データ解析手段と、前記解析結果と予め設定しておいた
   しきい値とを比較判断する解析結果判断手段と、前記判
   断結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする
   オンライン回転体診断装置。
2. 【請求項２】 プラントの回転機器の振動データを監視
   するオンライン回転体診断装置において、振動データの
   解析結果を比較するためのしきい値の計算条件を設定す
   るしきい値計算条件設定手段と、過去に収集した解析デ
   ータ及びプロセスデータを保存してある各ファイルから
   夫々のデータを読込む各種ファイル読込手段と、この読
   込んだデータを使ってしきい値を計算するしきい値計算
   手段と、ここで計算した結果をしきい値を保存しておく
   ファイルに保存するしきい値設定手段と、しきい値の計
   算条件の入力や計算した結果得られたしきい値を表示す
   る表示装置からなるしきい値の設定装置を備えたオンラ
   イン回転体診断装置。
3. 【請求項３】 しきい値の算出は、プロセスデータの最
   大値及び最小値と、しきい値の分類をするためのプロセ
   スデータの段階を何段階にするかを決定し、各段階の範
   囲に含まれるプロセスデータに対応する解析結果データ
   を基にしきい値の基準値を求めることを特徴とする請求
   項２記載のオンライン回転体診断装置。