JPS59128414A - 舶用機器センサの故障診断装置 - Google Patents

舶用機器センサの故障診断装置

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JPS59128414A
JPS59128414A JP58003511A JP351183A JPS59128414A JP S59128414 A JPS59128414 A JP S59128414A JP 58003511 A JP58003511 A JP 58003511A JP 351183 A JP351183 A JP 351183A JP S59128414 A JPS59128414 A JP S59128414A
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sensors
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Kokichi Sotooka
外岡 幸吉
Noriyuki Fukaya
典行 深谷
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NIPPON HAKUYO KIKI KAIHATSU KYOKAI
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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NIPPON HAKUYO KIKI KAIHATSU KYOKAI
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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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】 本発明は主機及びこれに関連する補機等、舶用機器にお
ける正常、異常を判定する故障検出システムあるいはデ
ータロガ−を備えた系に使用される故障診断装置に関す
るものである。
従来、この種、舶用機器における主機、補機等の原動機
関の故障を検出する故障検出システムとして9本発明者
等は特願昭57−71.287号明細書で原動機関の近
傍にマイクロホン等のセンサを複数個配置し、センサ全
通して得られる音響等のスペクトラムを分析することに
より。
原動機関の異常状態を検出する故障検出システムを明ら
かにした。この故障検出システムでは。
センサに異常がなければ、原動機関のように高温、高圧
で動作する部分における動作状態を非接触で監視し、正
常、異常の検出2判定を行なうことができる。
しかしながら、上記した故障検出システムにおいて、マ
イクロホン等のセンサが経時変化等によって特性が変化
すると、原動機関が正常に動作しているにも拘らず、警
報が発生する等の誤動作が多発する危険性がある。
本発明の目的は上記したような故障検出システムにおけ
る誤動作をなくすことができる舶用機器センサの故障診
断装置を提供することである。
本発明の他の目的はセンサの特性変化を検出し、センサ
の特性劣化による誤動作を防止できる舶用機器センサの
故障診断装置を提供することである。
本発明によれば、センサにおける基準データを記憶して
おく第1のメモリ部と、各センサの現時点における動作
状態に関する第2のメモリ部と、第1及び第2のメモリ
部から対応するデータを読み出すための手段と9両メモ
リ部から読み出された対応データを演算処理し、処理結
果からセンサの正常、異常を判定する演算処理部と、こ
の演算処理部で異常が検出されると。
この異常を表示する表示部とを備えた舶用機器センサの
故障診断装置が得られる。
ここで、基準データとは、各センサに個々に割シ当てら
れるデータだけでなく、各センサと他のセンサとの相関
関係をも考慮して定められるデータをも含むものとする
以下1図面を参照して説明する。
第1図を参照すると2本発明の一実施例に係る故障診断
装置10は舶用機器における原動機関の主機、補機(図
示せず)の状態を原動機関に接触することなく検出する
マイクロホン、温度感知器、及び接点スイッチ等によっ
て形成される複数個のセンサ11及び各センサ11の出
力信号を監視することによシ、原動機関が正常に動作し
ているか否かを検出する故障検出システムあるいはデー
タロガ−(以下、単に故障検出システムと呼ぶ)12と
結合して使用される。尚。
故障検出システム12自体については特願昭57−71
,287号明細書に詳述されているので、ここでは説明
を省略する。
原動機関に隣接して設置されるセンサ11は悪い環境の
下で使用されるのが普通であシ、且つ、センサ11の種
類あるいはメーカの相違によっても特性が変化する。こ
のため、故障検出システム12においてセンサ11の出
力信号のみを監視するだけでは、センサ11の誤動作に
よって、故障検出システム12が誤った警報を発する危
険性がある。したがって、船舶乗組員は故障検出システ
ム12の状態を監視するだけでなく、センサ11をも巡
回点検しなければならず9乗組員にかかる負担は大きい
図示した故障診断装置10はセンサ11における特性変
化を監視し、センサ11の誤動作による警報の発生を防
止することにより、故障検出システム12の信頼性を向
上させるための装置である。
図において、故障診断装置10は各センサ11からの出
力信号を受信する入力インタフェース14、及びこの入
力インタフェース14を介して与えられた各センサ11
からの出力信号を記憶するメモリ15とを備えている。
入力インタフェース14には2例えば、マイクロホンか
らの音響信号の周波数を分析し、各周波数におけるパワ
ーを検出するスペクトラムアナライザー及びアナライザ
ーのアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変
換i等が含まれてもよい。
一方、メモリ15は後述する基準データを記憶しておく
第1のメモリ部16及び現時点における各センサ11の
出力データを記憶しておく第2のメモリ部17とを有し
ている。更に、メモリ15及び入出力インタフェース1
4とは、バス18を介して演算処理装置(以下、 CP
Uと略称する)20に接続されている。CPU20は後
述する形式で演算処理を行ない、処理結果をバス18上
に送出する。処理結果はバス18に接続された表示用イ
ンタフェース21に与えられ、この表示用インタフェー
ス21ヲ介してCRT表示装置22に表示される。ま斥
、バス18にはキーボ−ド23が接続されており、この
キーボード26を用いて任意にアクセスすべきデータを
指示し。
CRT表示装置22上に表示させることができる。
更に、出力インタフェース24がバス18に接続されて
おり、処理結果はこの出力インタフェース24を介して
故障検出システム12に送出される。この構成では、 
CPU20における処理の結果、センサ11に異常が認
められると、 CPU20はその異常状態をCRT表示
装置22に自動的に表示させると共に、出力インタフェ
ース24を通して故障検出システム12に送出する。故
障検出システム12では、故障診断装置10からの出力
信号をも参照して各センサ11の計測値の演算を特願昭
57−71.287号明細書で述べられた方法で実行す
る。
次に、上記した故障診断装置10の動作をセンサ11と
関連付けて説明する。まず、舶用機器に取り付けられる
センサ11の故障を診断する場合、主機の回転速度9機
関室の温度等を計測するセンサ(以下、第1のセンサ群
と呼ぶ)の計測値はこれらセンサが正常に動作している
ときでも、船舶の速度に応じて大幅に変化し。
他方、船尾管軸受温度及び主機排ガス温度はそれぞれ主
機回転速度及び機関室温度に応じて変動することを考慮
しておく必要がある。このことは船尾管軸受温度及び主
機排ガス温度を検出するセンサ(以下、第2のセンサ群
と呼ぶ)の計測値が主機回転速度9機関室温度と相関関
係があることを意味している。したがって、第2のセン
サ群における故障を診断する場合、第2のセンサ群の計
測値を監視するだけでは不十分でアシ、第1のセンサ群
の計測値をも参照して故障か否かを判別しなければなら
ない。尚、第1のセンサ群の状態は常時乗組員によって
監視されているから、この第1のセンサ群については断
線又は短絡が生じたか否かだけを描該故障診断装置で診
断するものとする。上記した互いに相関性のあるデータ
として、潤滑油澄タンク温度と潤滑油入口温度、クロス
ヘッド潤滑油入口圧力と潤滑油入口圧力等を例示するこ
とができる。
第2図をも併せ参照すると9機関室温度を検出するセン
サを第1のセンサ群のセンサとし。
主機排ガス温度を検出するセンサを第2のセンサ群のセ
ンサとした場合が示されている。この例では2機械室温
度センサ及び主機排ガス温度センサの計測値がそれぞれ
X2及びXlで示されており、各計測値を現時点におけ
るデータとして順次筒2のメモリ部17に記憶させる。
したがって、各計測値X2.X1はX2(i)、 X、
(i) (但し、lは各時点1〜n’z示す)であられ
されている。
CPU20は予め定められたプログラムにしたがって計
測値X2. Xl (添字省略)を第2のメモリ部17
から読み出し、各計測値X2.Xiからセンサにおける
断線、短絡の有無を判定する。断線。
短絡が発生している場合には、■、■で示されるように
、センサの断線、短絡が表示装置22上に表示される。
各センサに断線、短絡が生じていないことが確認される
と、 CPU20は主機排ガス温度センサから得られた
n個のデータを用いて、偏差値を計算する(以下、 C
HECKIモ    −一ドと呼ぶ)。このCHECK
 Iモードでは、第2図の左側端部に示されたように2
時点(n+1)における計測値x、(n+1)が、この
時点よシ前のn個のデータX1(IL・・・x 1(n
)から計算された平均値μと偏差σによって定まる範囲
(μ±にσ)内にあるか否かを検出する。計測値x1(
n+1)が上進゛シた範囲内になければ、主機排ガス温
度センサに故障が発生している可能性がある(但し、に
は可変な整数)。このため、 CPU20の動作は後述
するステージSIOに移行する。CHECKIモードで
は、(μ±にσ)が基準デー−夕と−して使用されるこ
とがわかる。
次に、 CHECKI[モードでは1時点nと(n+1
)における計測値x t (n)とxl(n+1)との
微分値dx1が計算され、この微分値dx1が予め設定
されている予想最大微分値axmaxと比較される。微
分値dx1が予想最大微分値axmaxを越えていれば
ステージStOの動作に移行し、そうでなければ。
次の微分値を算出する。ここでは、予想最大微分値ax
maxが基準データとして使用されている。
この最大微分値axmaxは試運転時等に算出され。
第1のメモリ部16に記憶される。
更に、 CHECKI[[モードでは9時点nと(n−
1)とにおける計測値の差ΔX1が求められ、この計測
値の差ΔX、と予め定められた値dとを考慮して9時点
(’n+1)における予測値Xn+1 (−XI(n)
 +ΔX1±α)が基準データとして算出される。次に
時点(n+1)の計測値X1(n+1)と予測値x、(
n+1)とが比較され、計測値がr回予測値を越えると
ステージSIOに移行する。
上記したCHECK I 、 n 、及び■モードにお
いては、単独にセンサの性能チェックが行なわれている
が、この主機排ガス温度センサの計測値X1は前述した
ように9機関室温度に依存して変化する。このため、 
CHECK ■モードでは、計測値x1.x2との相関
係数r、2が計算され、この相関係数が試運転時に計算
された基準データより低下したか否かが判定される。相
関係数r12が予め計算された基準データより低下する
と、 cpu20の動作はステージ8.10に移行する
。ここで。
相関係数r12は r12−σ12/(σ1σ2) で与えられる。但し、σ1及びσ2はそれぞれxl及び
X2の分散でアシ、σ1□はx、、x2の共分散である
CHECK Vモードでは、2つの信号間の伝達の時間
遅れを検出し、この時間遅れがあるべき時間遅れの幅板
内にあるか否かにより異常判定を行なう。計測値をあら
れす信号X、が信号X2に伝わるまでの遅れ時間をτ。
とじ、この遅れ時間τ。を相関関数ψ1□を用いて算出
する。尚、相関関数が定義されるためには、計測値が定
常性を有しなければならないから、相関関数ψ、2の算
出に先立ち、定常性の成立の有無がチェックされる。定
常性が成立すると、相関関数912ヲ計算し、その最大
値を与える時間遅れをτ。とじて算出する。次に、この
時間遅れτ。が試運転時に設定された値よシ逸脱してい
るか否かが判定され、逸脱していれば、 CPU20の
動作はステージS16に移行する。
上記したCHECK IV及びVモードは2つのセンサ
間の関連性を考慮した演算である。
ステージS1oにおいては、 CHECK1〜■モード
のうち6つ以上のモードで、主機排ガス温度センサの異
常が検出されると、このセンサの異常が表示装置22上
に表示される。異常を示す信号が2つ以下であれば、 
CPU20の演算動作は■に移行し、上述した動作が再
度実行される。
上記したことからも明らかな通シ、ステージSIOでは
多数決論理動作が行なわれている。
上に述べた実施例では、センサ間の関連性を考慮した演
算の際、相関関数と相関係数とが算出されているが、2
つの計測値間の論理的整合性をチェックする周辺関連要
素チェック及び回帰モデルチェックがCHECK IV
及び■モードの代シに、又は、 CHECKIV及び■
モードに加えて行なわれてもよい。回帰モデルチェック
では、計測値X2とXIとの間の回帰モデルを設定し2
回帰値と計測値X、とが閾値以内かどうかをチェックを
行なう。
更に2本発明においては、第1のセンサ群におけるセン
サとして、主機回転速度センサ及びクロスヘッド潤滑油
入口圧力センサを使用することができ、他方、第2のセ
ンサ群として、船尾管軸受温度センサ及び潤滑油入口圧
力センサをそれぞれ使用できる。
以上述べたことからも明らかな通り9本発明に係る故障
診断装置を使用すれば2乗組員はCRT表示装置の表示
を監視するだけで、センサの異常を検出でキ、シたがっ
て1乗組員のセンサ11点検のための巡回保守作業を軽
減できる。
更に、各センサ11の信頼性が向上するため。
故障検出ンステム12における処理結果の信頼性も向上
する。
以上述べた通シ9本発明では、原動機関部の保守作業を
簡略化できると共に2機関部の運転も簡単になる。
以下宗臼
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る舶用機器センサの故障
診断装置を示すブロック図及び第2図は第1図の動作を
説明するためのフローチャートである。 記号の説明

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、舶用機器の状態を計測する複数個のセンサを含むシ
    ステムに結合され、前記センサの動作を監視して故障診
    断を行なう舶用機器センサの故障診断装置において、前
    記センサにおける基準データを記憶しておく第1のメモ
    リ部と、前記センサの現時点における計測データを記憶
    しておく第2のメモリ部と、前記第1及び第2のメモリ
    部に結合され、前記第1及び第2のメモリ部から対応す
    る基準データ及び計測データをそれぞれ読み出すための
    読出手段と、前記第1及び第2のメモリ部並びに前記読
    出手段に結合され、基準データと計測データとを予め定
    められたプログラムにしたがって演算処理し、処理結果
    からセンサの正常、異常を判定する演算処理部と、該演
    算処理部で異常が検出されると、この異常を表示する表
    示部とを有することを特徴とする舶用機器センサの故障
    診断装置。
JP58003511A 1983-01-14 1983-01-14 舶用機器センサの故障診断装置 Granted JPS59128414A (ja)

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JPH0454908B2 JPH0454908B2 (ja) 1992-09-01

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016029390A (ja) * 2015-10-28 2016-03-03 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ 異常検出装置、異常検出方法、異常検出プログラム
CN116304718A (zh) * 2023-05-10 2023-06-23 深圳市领志光机电自动化系统有限公司 基于物联网数据链的全自动无人设备异常监测预警系统

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