KR20150035638A - Apparatus for error detecting of the rotary machine and Method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법에 관한 것으로서, 특히 회전기기의 변위 및 회전 속도를 측정하고 프랙셔날 푸리에 변환(Fractional Fourier Transform, 이하 'FRFT')을 통해 회전기기의 이상운전 징후를 감시할 수 있는 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a rotating device diagnostic apparatus and a rotating apparatus diagnosing method, and more particularly, to a measuring apparatus and method for measuring a displacement and a rotating speed of a rotating apparatus, and to provide an indication of abnormal operation of the rotating apparatus through a Fractional Fourier Transform And more particularly, to a diagnostic apparatus and a diagnostic method for a rotating apparatus.
회전기기 진단의 핵심은 신호처리를 통해 회전기기의 고장 및 이상운전 징후를 특징적으로 표출하는데 있다. 회전기기의 진단 시에 사용하는 방법으로는 회전기기의 운전 중 진동신호의 주파수를 분석하는 방법과 회전기기의 기동 및 정지 시의 오더를 분석하는 방법이 있다. 특히, 오더를 분석하는 방법의 경우, 회전기기의 동특성뿐만 아니라 다른 고장의 징후까지도 보여줌으로써 회전기기의 진단에 핵심적인 요소가 된다. 오더 분석의 경우, 회전기기의 고유진동수와 관련된 위험속도를 파악해 보데 선도(Bode? diagram)로 나타내는데 사용될 수 있다.The core of the rotating machine diagnosis is to characterize the malfunction and abnormal operation signs of the rotating machine through signal processing. The method used for diagnosing the rotating machine includes a method of analyzing the frequency of the vibration signal during the operation of the rotating machine and a method of analyzing the order of the rotating machine at the start and stop. Particularly, the method of analyzing the order is a key element in the diagnosis of the rotating machine by showing not only the dynamic characteristics of the rotating machine, but also the signs of other failures. In the case of order analysis, the risk rate associated with the natural frequency of the rotating machine can be identified and used as a Bode diagram.
종래에는, 오더 분석 방법으로서, STFT(Short Time Fourier Transform)을 이용한 방법, 회전기기의 회전 각도에 따른 내삽(interpolation)을 통해 샘플링을 다시하는 리샘플링(resampling) 방법 및 적응 필터(Adaptive filter)를 사용한 방법이 사용되었다. Conventionally, as an order analysis method, a method using STFT (Short Time Fourier Transform), a resampling method in which sampling is resumed through interpolation according to the rotation angle of a rotating machine, and an adaptive filter Method was used.
다만, STFT(Short Time Fourier Transform)를 이용한 방법은 짧은 시간 동안의 주파수 분석을 시행하고, 분석된 주파수 스펙트럼에 회전 주파수의 배수 단위로 스케일링을 하여 오더 분석을 하는 방법으로 고차 오더 크기가 실제보다 작게 검출되는 스미어링(smearing) 현상이 발생하여 오더의 정확한 크기를 측정하기 어려운 문제점이 있었다.However, the method using STFT (Short Time Fourier Transform) is a method of conducting frequency analysis for a short time and scaling the analyzed frequency spectrum in units of rotation frequency in order to analyze the order, There is a problem that smearing phenomenon is detected and it is difficult to accurately measure the order.
또한, 리샘플링(resampling) 방법의 경우, 신호의 적분 및 내삽(interpolation) 연산이 필요하여 연산의 속도가 느려지는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the resampling method, there is a problem that the speed of the calculation is slowed because the signal integration and interpolation operation are required.
적응 필터(Adaptive filter)를 사용하는 방법은 짧은 시간 내에는 회전기기의 회전속도가 일정하다고 가정하고 오더를 분석하는 방법이다. 따라서, 적응 필터(Adaptive filter)를 사용하는 방법은 회전기기의 회전속도가 빨리 변하는 경우에는 정확성이 떨어지고, 느린 연산 속도 및 복잡한 변수 설정이 요구되어 사용자의 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다.
An adaptive filter is a method of analyzing an order assuming that the rotating speed of the rotating device is constant within a short time. Therefore, the method using an adaptive filter has a problem that the accuracy is low when the rotation speed of the rotating device changes rapidly, slow computation speed and complicated parameter setting are required, and the user's convenience is poor.
본 출원은 회전기기의 변위 및 회전 속도를 측정하고 프랙셔날 푸리에 변환(FRFT)을 통해 회전기기의 이상운전징후를 감시할 수 있는 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법을 제공하고자 한다.
The present application is to provide a rotating apparatus diagnostic apparatus and a rotating apparatus diagnosing method capable of measuring a displacement and a rotating speed of a rotating apparatus and monitoring abnormal operation signs of the rotating apparatus through a FFT (Fractional Fourier Transform).
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치는, 회전기기의 회전 변위 및 회전속도를 측정하는 측정부; 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환하는 컨버터; 및 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 변수로 하여 프랙셔날 푸리에 변환을 통하여 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 하는 분석부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a device for diagnosing a rotating machine, comprising: a measuring unit for measuring a rotational displacement and a rotating speed of the rotating device; A converter for converting the rotational displacement and the rotational speed into a digital signal; And an analyzer for performing order analysis for obtaining a magnitude and a phase of component signals having a frequency that is an integral multiple of a rotational frequency of the rotating machine through a FFT using the rotational displacement and the rotational speed as variables.
여기서 상기 분석부는, 다음의 수학식
Here, the analyzing unit may calculate the following equation
을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산할 수 있다.Can be used to calculate the fractal Fourier transform.
여기서, 는 프랙셔날 푸리에 변환값, 은 윈도우 함수 보정계수, 는 윈도우 함수, 은 측정시간, 은 회전속도, 은 상기 회전기기의 오더, N은 한 커넬에서 취급하는 데이터 개수, 는 회전가속도를 의미한다.here, Is a fractal Fourier transform value, The window function correction coefficient, Is a window function, The measurement time, The rotation speed, Is the order of the rotating machine, N is the number of data handled in one kernel, Means the rotation acceleration.
여기서, 상기 윈도우 함수는 해닝 윈도우 함수일 수 있다.Here, the window function may be a Hanning window function.
여기서, 상기 분석부는 상기 회전기기의 오더 분석 결과를 이용하여 각각의 오더에 대한 보드 선도를 생성할 수 있다.
Here, the analysis unit may generate a board diagram for each order using the order analysis result of the rotating machine.
본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 방법은, 회전기기의 이상 동작을 진단하는 회전기기 진단 방법에 있어서, 상기 회전기기의 회전 변위 및 회전속도를 측정하는 회전기기 측정단계; 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환단계; 및 디지털 신호로 변환한 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 다음의 수학식
A method for diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention includes diagnosing a rotating machine to diagnose an abnormal operation of the rotating machine, the method comprising: measuring a rotational displacement of the rotating machine; A signal conversion step of converting the rotational displacement and the rotational speed into a digital signal; And the rotational displacement converted into the digital signal and the rotational speed are expressed by the following equations
을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산하고, 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 하는 오더 분석단계를 포함할 수 있다.And an order analyzing step of performing order analysis for calculating a magnitude and a phase of component signals having a frequency that is an integral multiple of the rotational frequency of the rotating machine.
여기서, 는 프랙셔날 푸리에 변환값, 은 윈도우 함수 보정계수, 는 윈도우 함수, 은 측정시간, 은 회전속도, 은 상기 회전기기의 오더, N은 한 커넬에서 취급하는 데이터 개수, 는 회전가속도를 의미한다.
here, Is a fractal Fourier transform value, The window function correction coefficient, Is a window function, The measurement time, The rotation speed, Is the order of the rotating machine, N is the number of data handled in one kernel, Means the rotation acceleration.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the means for solving the above-mentioned problems are not all enumerating the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.
본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법에 의하면, 회전기기의 이상 운전 징후를 파악할 수 있다.According to the rotary device diagnostic apparatus and the rotary device diagnostic method according to an embodiment of the present invention, it is possible to grasp the abnormal operation signs of the rotary device.
본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법에 의하면, 낮은 주파수에서도 회전기기의 공진 주파수를 정확히 분석할 수 있다.According to the apparatus for diagnosing a rotating device and the method for diagnosing a rotating device according to an embodiment of the present invention, the resonance frequency of the rotating device can be accurately analyzed even at a low frequency.
본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치 및 회전기기 진단 방법에 의하면, 신속하고 정확한 회전기기의 오더 분석이 가능하다.
According to an embodiment of the present invention, it is possible to quickly and accurately analyze the order of a rotating machine.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치에서 생성한 보드 선도 결과의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a rotating-apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the rotating apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a result of a board diagram generated by a rotating apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a method of diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a rotating-apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치는 측정부(10), 컨버터(20) 및 분석부(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the apparatus for diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention may include a
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치를 설명한다.
Hereinafter, a rotating apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
측정부(10)는 회전기기의 회전 변위 및 회전속도를 측정할 수 있다. 상기 회전기기는 모터, 펌프, 압축기 및 펌프를 포함하여 회전운동을 통해 동력을 얻어 일을 하는 기기라면 어떤 것이라도 가능하다.The
상기 회전 변위 및 상기 회전속도는 연속되는 아날로그 신호의 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 회전 변위는 상기 회전기기의 축의 변위를 측정한 신호일 수 있다. 상기 측정부(10)는 상기 회전 변위를 측정하기 위한 변위 센서를 포함할 수 있다. 상기 변위 센서는 포텐셔미터류 변위 센서, 차동변압기 변위 센서, 싱크로 리졸버, 로터리 엔코더 및 펄스 제너레이터를 포함하여 주지의 회전기기의 회전 변위를 측정할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 가능하다.The rotational displacement and the rotational speed may be in the form of a continuous analog signal. Specifically, the rotational displacement may be a signal measuring a displacement of the axis of the rotating machine. The
상기 측정부(10)는 상기 회전 속도를 측정하기 위하여 타코미터(tachometer)를 구비할 수 있다. 상기 타코미터는 회전 기기의 회전 속도를 측정할 수 있는 것이라면 주지의 어떤 것이라도 가능하다.
The
컨버터(20)는 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 상기 컨버터(20)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다. 상기 컨버터(20)는 상기 측정부(10)가 측정한 연속된 아날로그 신호를 이산 푸리에 변환이 가능하도록 샘플링할 수 있다. 이 경우, 상기 컨버터(20)가 신호를 샘플링하는 경우의 샘플링 주기는 사용자가 임의대로 설정할 수 있다.
The
분석부(30)는 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 변수로 하여 프랙셔날 푸리에 변환을 통하여 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 할 수 있다.The
구체적으로, 상기 분석부(30)는 다음의 수학식 1을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산할 수 있다.
Specifically, the analyzing
여기서, 는 프랙셔날 푸리에 변환값, 은 윈도우 함수 보정계수, 는 윈도우 함수, 은 측정시간, 은 회전속도, 은 상기 회전기기의 오더, N은 한 커넬에서 취급하는 데이터 개수, 는 회전가속도를 의미한다.here, Is a fractal Fourier transform value, The window function correction coefficient, Is a window function, The measurement time, The rotation speed, Is the order of the rotating machine, N is the number of data handled in one kernel, Means the rotation acceleration.
구체적으로, 상기 윈도우 함수는 상기 프랙시날 푸리에 변환값에 대한 스펙트럼 특성을 분석할 경우, 급격한 변화를 가지는 구형창으로 절단하는 경우 생길 수 있는 스펙트럼의 누출의 감소(예를 들면, 스펙트럼 파형의 노이즈 섞임 및 파형의 일그러짐을 방지)를 위한 것일 수 있다.Specifically, when the spectral characteristic of the Fractian Fourier transform value is analyzed, the window function can reduce the leakage of spectra that may occur when cutting into a spherical window having a sudden change (for example, a noise of a spectrum waveform Mixing and preventing distortion of the waveform).
여기서, 상기 윈도우 함수는 바틀렛창, 해닝창, 해밍창, 파풀리스창, 블랙맨창, 파젠창을 포함하여 주지의 어떠한 윈도우 함수라도 사용될 수 있다. 상기 윈도우 함수 보정계수는 사용하는 윈도우 함수에 대응되는 상수값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 윈도우 함수로 해닝창의 윈도우 함수를 사용하는 경우, 상기 윈도우 함수 보정계수 값으로는 1.63이 사용될 수 있다.Here, the window function may be any well-known window function including a Bartlett window, a Hamming window, a Hamming window, a Papulis window, a Blackman window, and a Pagen window. The window function correction coefficient may be set to a constant value corresponding to the window function to be used. For example, when the window function of the Hanning window is used as the window function, the window function correction coefficient value may be 1.63.
상기 수학식1에서, 는 상기 측정부(10)가 측정한 회전 변위값을 디지털 신호로 전환한 신호의 함수 값일 수 있다.In the above equation (1) May be a function value of a signal obtained by converting the rotational displacement measured by the
상기 N 값은 사용자가 원하는 오더 해상도에 따라 임의대로 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 N 값이 커질수록 더 많은 데이터를 이용해 오더 분석을 하게 됨으로써, 연산 과정이 더 많아지는 반면에 오더의 해상도가 증가하게 된다.The N value can be set arbitrarily according to the order resolution desired by the user. In this case, as the N value becomes larger, the order analysis is performed using more data, so that the number of calculation processes increases, while the resolution of the order increases.
상기 분석부(30)는, 상기 회전가속도()를 구하기 위하여 펄스 카운터 및 속도 계산기를 구비할 수 있다. 상기 펄스 카운터 및 속도 계산기는 주지의 카운터 또는 계산기라면 어떠한 것이라도 가능하다.The analysis unit (30) calculates the rotation acceleration A pulse counter and a speed calculator may be provided. The pulse counter and the speed calculator can be any known counter or calculator.
상기 분석부(30)는, 상기 프랙셔날 푸리에 변환값을 이용하여 각각의 오더에 대응되는 성분 신호들의 크기 및 위상을 비교한 결과를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 분석부(30)는 상기 성분 신호들의 크기를 비교한 그래프를 생성할 수 있다.The
상기 분석부(30)는, 상기 회전기기의 오더 분석 결과를 이용하여 각각의 오더에 대한 보드 선도 또는 나이퀴스트 선도를 생성할 수 있다. 구체적으로, 회전기기들의 이상여부 진단은 보드 선도를 통해 회전기기의 주파수 특성을 확인함으로써 이뤄질 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 분석부(30)가 생성한 보드 선도를 이용하여 상기 회전기기의 운전 상태를 즉각적으로 파악할 수 있다.
The
본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치는 상기 프랙셔날 푸리에 변환값, 오더 분석 그래프 및 보드 선도를 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부는 화면을 통해 상기 오더 분석 결과를 표시할 수 있는 것이라면 주지의 어떤 디스플레이 장치라도 가능하다.
The apparatus for diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention may further include a display unit (not shown) for displaying the fractal Fourier transform value, the order analysis graph, and the board diagram. The display unit can be any well-known display device as long as it can display the order analysis result on the screen.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining the operation of the rotating apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 시간에 따라 변화하는 회전기기의 회전속도에 대한 관계의 일 예시를 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing an example of a relationship with a rotation speed of a rotating machine that changes with time.
도 2를 참조하면, 회전가속도()는 두 시간 사이의 회전속도의 차이값()을 두 시간의 차이값()으로 나눈 값일 수 있다. 즉, 상기 회전가속도는 두 개의 시간( 및 )에서의 회전속도 그래프의 기울기일 수 있다.Referring to FIG. 2, ) Is the difference value of the rotation speed between two hours ) To the difference value of two hours ( ). ≪ / RTI > That is, the rotational acceleration is divided into two time periods And ) ≪ / RTI >
구체적으로, 회전기기의 기동 및 정지시에는 상기 회전속도가 시간에 비례하여 증가하거나 감소할 수 있다. 따라서, 상기 회전속도의 변화를 일정구간씩 해석하여 일부 구간에 대한 회전속도의 변화량을 계산하여 상기 프랙셔날 푸리에 변환에 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 두 시간 간의 간격은 사용자가 임의대로 설정할 수 있다. 상기 시간 간격은 상기 신호 변환부에서 측정한 회전 변위 및 회전속도를 샘플링한 주기와 동일할 수 있다.Specifically, when the rotating machine is started and stopped, the rotation speed may increase or decrease in proportion to time. Therefore, the variation of the rotation speed may be analyzed for each predetermined interval, and the variation of the rotation speed for a certain section may be calculated and used for the FFT. In this case, the interval between the two hours can be set by the user as desired. The time interval may be the same as the sampling period of the rotational displacement and rotational speed measured by the signal converter.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치에서 생성한 보드 선도 결과의 일 예시를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a result of a board diagram generated by a rotating apparatus diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 점선으로 표현된 부분이 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 장치에서 회전기기를 분석한 결과를 나타내고, 실선으로 표현된 부분이 종래의 회전기기 진단 방법 중 리샘플링(resampling) 방법으로 회전기기를 분석한 결과를 나타낸다. 도 3의 그래프에서 가로축은 회전기기의 속도(revolution per minute, 이하 'rpm')을 나타내고, 세로축은 오더가 상기 회전기기의 기본 주파수의 4배인 성분 신호의 크기를 나타낸다.Referring to FIG. 3, the portion indicated by a dotted line represents a result of analyzing a rotating apparatus in a diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, and a portion represented by a solid line represents a resampling method The results are shown in Fig. In the graph of FIG. 3, the axis of abscissas represents the revolution per minute (rpm) and the axis of ordinate represents the magnitude of the component signal whose order is four times the fundamental frequency of the rotating machine.
도 3을 참조하면, 종래의 리샘플링(resampling) 방식의 경우 회전기기의 속도가 느린 경우에는, 많은 시간에서의 데이터가 필요하기 때문에 500rpm인 지점에서 피크치를 추적하지 못하게 된다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 장치에서는 회전기기의 속도가 느린 경우에도, 회전기기의 오더 분석시 정확한 값을 추적할 수 있음을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 3, in the case of the conventional resampling method, since the data at a large amount of time is required when the speed of the rotating machine is low, the peak value can not be tracked at a point of 500 rpm. On the other hand, it can be seen that, even in the case where the speed of the rotating machine is low, the accurate value can be tracked when analyzing the order of the rotating machine in the rotating machine diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart showing a method of diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 방법은 회전기기 측정단계(S10), 신호 변환단계(S20) 및 오더 분석단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a method for diagnosing a rotating device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a rotating equipment measuring step (S10), a signal converting step (S20), and an order analyzing step (S30).
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 회전기기 진단 방법을 설명한다.
Hereinafter, a method of diagnosing a rotating machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
회전기기 측정단계(S10)에서는, 회전기기의 회전 변위 및 회전속도를 측정할 수 있다. 상기 회전 변위 및 회전속도는 연속되는 아날로그 파형의 형태일 수 있다. 상기 회전기기 측정단계(S10)에서는, 상기 회전 변위 및 회전속도를 컨버터(20)에 전송할 수 있다.
In the rotating equipment measuring step (S10), the rotational displacement and the rotating speed of the rotating equipment can be measured. The rotational displacement and rotational speed may be in the form of a continuous analog waveform. In the rotating equipment measuring step (S10), the rotational displacement and the rotating speed may be transmitted to the converter (20).
신호 변환단계(S20)에서는, 상기 회전기기 측정단계(S10)에서 측정한 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 또한, 상기 신호 변환단계(S20)에서는, 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 특정 샘플링 주기로 샘플링할 수 있다. 여기서, 상기 샘플링 주기는 사용자가 임의대로 설정할 수 있다. 상기 신호 변환단계(S20)에서는 디지털 신호로 변환된 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 분석부(30)에 전송할 수 있다.
In the signal conversion step (S20), the rotational displacement measured in the rotating equipment measuring step (S10) and the rotational speed may be converted into digital signals. In the signal conversion step (S20), the rotational displacement and the rotational speed may be sampled at a specific sampling period. Here, the sampling period can be arbitrarily set by the user. In the signal conversion step (S20), the rotation displacement and the rotation speed converted into digital signals may be transmitted to the analysis unit (30).
오더 분석단계(S30)에서는, 분석부(30)가 상기 수학식1을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산하고, 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 할 수 있다. 상기 오더 분석단계(S30)에서는, 상기 성분 신호들의 크기 및 위상을 나타내는 보드 선도를 생성할 수 있다. 상기 오더 분석단계(S30)에서는 표시부가 상기 오더 분석 결과 및 보드 선도를 외부에 표시할 수 있다. 상기 오더 분석단계(S30)에서는, 상기 오더 분석 결과가 기 설정된 기준값과 상이한 경우 사용자에게 상기 회전기기에 이상이 발생하였음을 알려줄 수 있다.
In the order analysis step S30, the
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 측정부
20: 컨버터
30: 분석부
S10: 회전기기 측정단계
S20: 신호 변환단계
S30: 오더 분석단계10:
20: Converter
30: Analysis department
S10: Rotating machine measurement step
S20: Signal conversion step
S30: order analysis step
Claims (5)
상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환하는 컨버터; 및
상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 변수로 하여 프랙셔날 푸리에 변환을 통하여 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 하는 분석부를 포함하는 회전기기 진단 장치.
A measuring unit for measuring a rotational displacement and a rotational speed of the rotating machine;
A converter for converting the rotational displacement and the rotational speed into a digital signal; And
And an analyzer for performing order analysis for obtaining a magnitude and a phase of component signals having a frequency that is an integral multiple of a rotational frequency of the rotating machine through fractal Fourier transform using the rotational displacement and the rotational speed as variables.
다음의 수학식
을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산하는 회전기기 진단 장치.
여기서, 는 프랙셔날 푸리에 변환값, 은 윈도우 함수 보정계수, 는 윈도우 함수, 은 측정시간, 은 회전속도, 은 상기 회전기기의 오더, N은 한 커넬에서 취급하는 데이터 개수, 는 회전가속도를 의미한다.
The apparatus of claim 1, wherein the analyzing unit
The following equation
To calculate a fractal Fourier transform.
here, Is a fractal Fourier transform value, The window function correction coefficient, Is a window function, The measurement time, The rotation speed, Is the order of the rotating machine, N is the number of data handled in one kernel, Means the rotation acceleration.
해닝 윈도우 함수인 회전기기 진단 장치.
3. The method of claim 2,
A rotating device diagnostic device which is a Hanning window function.
상기 회전기기의 오더 분석 결과를 이용하여 각각의 오더에 대한 보드 선도를 생성하는 회전기기 진단 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the analyzing unit
And generates a board diagram for each order using the order analysis result of the rotating equipment.
상기 회전기기의 회전 변위 및 회전속도를 측정하는 회전기기 측정단계;
상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환단계; 및
디지털 신호로 변환한 상기 회전 변위 및 상기 회전속도를 다음의 수학식
을 이용하여 프랙셔날 푸리에 변환을 계산하고, 상기 회전기기의 회전 주파수의 정수배의 주파수를 갖는 성분 신호들의 크기 및 위상을 구하는 오더 분석을 하는 오더 분석단계를 포함하는 회전기기 진단 방법.
, 는 프랙셔날 푸리에 변환값, 은 윈도우 함수 보정계수, 는 윈도우 함수, 은 측정시간, 은 회전속도, 은 상기 회전기기의 오더, N은 한 커넬에서 취급하는 데이터 개수, 는 회전가속도를 의미한다.
A method for diagnosing an abnormal operation of a rotating machine,
A rotating machine measuring step of measuring a rotating displacement and a rotating speed of the rotating machine;
A signal conversion step of converting the rotational displacement and the rotational speed into a digital signal; And
The rotation displacement and the rotation speed converted into a digital signal are expressed by the following equations
And an order analyzing step of performing order analysis for calculating a fractal Fourier transform using the frequency component and a phase and a magnitude and a phase of component signals having a frequency that is an integral multiple of the rotational frequency of the rotating device.
, Is a fractal Fourier transform value, The window function correction coefficient, Is a window function, The measurement time, The rotation speed, Is the order of the rotating machine, N is the number of data handled in one kernel, Means the rotation acceleration.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20130115248A KR20150035638A (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Apparatus for error detecting of the rotary machine and Method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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ID=53032800
Family Applications (1)
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KR20130115248A KR20150035638A (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Apparatus for error detecting of the rotary machine and Method for the same |
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KR (1) | KR20150035638A (en) |
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- 2013-09-27 KR KR20130115248A patent/KR20150035638A/en not_active Application Discontinuation
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