KR20190139975A - 상태 분석 장치, 상태 분석 방법, 및 프로그램 - Google Patents

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미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

상태량 취득부는, 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득한다. 상태량 예측부는, 취득한 복수의 상태량의 값에 기초해서, 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측한다. 표시 정보 생성부는, 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성한다.

Description

상태 분석 장치, 상태 분석 방법, 및 프로그램
본 발명은, 상태 분석 장치, 상태 분석 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2017년 05월 22일에 일본에 출원된 특허출원 2017-101117호에 대해서 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
특허문헌 1-4에는, 임의의 타이밍에서 기기의 상태량을 취득하고, 당해 상태량에 기초해서 미래의 상태량을 예측하고, 이들을 그래피컬하게 표시하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허공개 2007-257444호 공보 일본 특허 제5827426호 공보 일본 특허 제3392526호 공보 일본 특허 제5363238호 공보
한편으로, 기기의 상태량은 반드시 예측값에 따라 추이(推移)된다고는 할 수 없다. 특허문헌 1-4에 기재된 기술에 의하면, 기기의 관리자는, 상태량의 예측값에 기초해서 대책을 강구할 수 있다. 그러나, 관리자는, 표시된 예측값과 상이한 방향으로 상태량이 추이되어 버리는 경우에, 적절한 대응을 취할 수 없을 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 미래의 상태량의 예측값을, 예측의 애매함을 포함시켜서 효과적으로 표시할 수 있는 상태 분석 장치, 상태 분석 방법, 및 프로그램을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 상태 분석 장치는, 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 상태량 취득부와, 취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 상태량 예측부와, 상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성하는 표시 정보 생성부를 구비한다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 제 1 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 표시 정보 생성부는, 상기 좌표 공간에, 상기 상태량 취득부가 취득한 상기 복수의 상태량의 값을 나타내는 도형인 취득값 도형을 더 배치한 상기 표시 정보를 생성하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 제 1 또는 제 2 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 복수의 상태량의 상관의 강도를 특정하는 상관 특정부를 더 구비하고, 상기 표시 정보 생성부는, 상기 상관의 강도에 따른 형상을 갖는 상기 예측값 도형을 배치한 상기 표시 정보를 생성하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 대상 장치와 동종의 장치의 상기 복수의 상태량의 값의 이력을 기억하는 상태량 기억부를 더 구비하고, 상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값의 추이와 유사한 복수의 부분을 특정하고, 당해 복수의 부분에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 5 태양에 의하면, 제 4 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값과 근사한 값을 갖는 복수의 타이밍을 특정하고, 당해 복수의 타이밍의 상기 소정 시간 후에 있어서의 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 6 태양에 의하면, 제 4 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값의 변화량과 유사한 변화량을 갖는 복수의 타이밍을 특정하고, 당해 복수의 타이밍의 상기 소정 시간 후에 있어서의 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 복수의 상태량의 변화량에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 7 태양에 의하면, 제 1 내지 제 6 중 어느 하나의 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 대상 장치의 동작을 모의하는 시뮬레이터를 더 구비하고, 상기 상태량 예측부는, 상기 시뮬레이터의 외부 파라미터를 변화시켜서 얻어지는 복수의 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 8 태양에 의하면, 제 1 내지 제 7 중 어느 하나의 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 표시 정보 생성부는, 상기 취할 수 있는 범위 중 발생 확률이 소정값 이상인 값을 포함하는 형상의 상기 예측값 도형을 배치한 상기 표시 정보를 생성하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 9 태양에 의하면, 제 1 내지 제 8 중 어느 하나의 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 상태량 예측부는, 복수의 예측 수단마다 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 10 태양에 의하면, 제 9 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 상태량 예측부는, 취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 복수의 예측 수단 중에서 상기 취할 수 있는 범위의 예측에 이용하는 예측 수단을 결정하고, 당해 예측 수단에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 11 태양에 의하면, 제 9 또는 제 10 태양에 따른 상태 분석 장치는, 상기 표시 정보 생성부는, 복수의 예측 수단마다 상기 예측값 도형을 생성하고, 각 예측값 도형을 배치한 상기 표시 정보를 생성하는 것이어도 된다.
본 발명의 제 12 태양에 의하면, 상태 분석 방법은, 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 스텝과, 취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 스텝과, 상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성하는 스텝을 갖는다.
본 발명의 제 13 태양에 의하면, 프로그램은, 컴퓨터에, 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 스텝과, 취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 스텝과, 상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성하는 스텝을 실행시킨다.
상기 태양 중 적어도 하나의 태양에 의하면, 상태 분석 장치는, 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성한다. 이에 의해, 대상 장치의 관리자는, 예측값 도형을 시인함으로써, 예측값 및 예측의 애매함을 직감적으로 인식할 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
도 3은, 제 1 실시형태에 따른 파라미터 기억부가 기억하는 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 임계값 기억부가 기억하는 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 산출 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 6은, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 표시 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 7은, KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 관계를 나타내는 제 1 그래프의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은, KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 관계를 나타내는 제 1 그래프의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
도 10은, 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 표시 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 11은, 제 4 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
도 12는, 적어도 하나의 실시형태에 따른 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
<제 1 실시형태>
이하, 도면을 참조하면서 제 1 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
《상태 분석 시스템의 구성》
도 1은, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.
제 1 실시형태에 따른 상태 분석 시스템(1)은, 상태 분석 장치(10), 표시 장치(20), 대상 장치(30), 삼상 교류 전원(40), 전력선(50), 클램프 전류계(60)를 구비한다.
제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 검사 대상이 되는 대상 장치(30)의 상태를 나타내는 정보를 표시 장치(20)에 표시시킨다. 제 1 실시형태에 따른 대상 장치(30)는, 삼상 교류 전원(40)으로 구동하는 모터, 모터가 구비하는 로터와 함께 회전하는 펌프 또는 팬 등의 보조 기기를 구비하는 회전 기계 시스템이다. 대상 장치(30)는, 전력선(50)을 통해서 삼상 교류 전원(40)에 접속된다. 전력선(50)은 클램프 전류계(60)에 끼워 넣어진다. 상태 분석 시스템(1)은, 클램프 전류계(60)를 3개 구비하고, 각 클램프 전류계(60)는 각각 상이한 전력선을 끼워 넣는다. 한편, 다른 실시형태에 있어서는, 상태 분석 시스템(1)이 클램프 전류계(60)를 1개 또는 2개 구비하고, 3개의 전력선(50) 중 일부의 전류를 계측하지 않는 것이어도 된다. 클램프 전류계(60)는, 전력선(50)을 흐르는 전류의 크기를 계측하고, 디지털 신호(전류 신호)로서 상태 분석 장치(10)에 출력한다. 상태 분석 장치(10)는, 클램프 전류계(60)로부터 수신한 전류 신호에 기초해서, 대상 장치(30)의 상태를 나타내는 정보를 표시 장치(20)에 표시시킨다.
《상태 분석 장치의 구성》
도 2는, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
상태 분석 장치(10)는, 전류 취득부(101), 파라미터 산출부(102), 파라미터 기억부(103), 이력 기억부(104), 파라미터 예측부(105), 임계값 기억부(106), 상관 계수 기억부(107), 상관 특정부(108), 그래프 생성부(109), 표시 제어부(110)를 구비한다.
전류 취득부(101)는, 클램프 전류계(60)로부터 전력선(50)을 통해서 대상 장치(30)에 흐르는 전류 신호를 취득한다.
파라미터 산출부(102)는, 일정한 주기에 따른 타이밍에서, 전류 취득부(101)가 취득한 전류 신호에 기초해서, 대상 장치(30)의 상태에 따라서 변동하는 복수의 파라미터의 값을 산출한다. 이하, 파라미터 산출부(102)에 의해서 산출되는 파라미터를, 전류 파라미터라고 부른다. 구체적인 전류 파라미터의 예에 대해서는, 후술한다. 파라미터 산출부(102)가 산출하는 복수의 전류 파라미터 중 적어도 2개는, 서로 상관 관계를 갖는다. 전류 파라미터의 값은, 대상 장치(30)에 따른 복수의 상태량의 값의 일례이다.
파라미터 기억부(103)는, 파라미터 산출부(102)가 산출한 복수의 전류 파라미터의 값을 산출 시각에 관련지어서 기억한다.
이력 기억부(104)는, 대상 장치(30)와 동종의 다른 장치(동일한 형의 장치 등)의 복수의 전류 파라미터의 값의 이력을 기억한다.
파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)가 기억하는 복수의 전류 파라미터의 값의 시계열과, 파라미터 산출부(102)가 산출한 복수의 전류 파라미터의 값에 기초해서, 소정 시간 후의 타이밍에 있어서의 복수의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다.
구체적으로는, 파라미터 예측부(105)는, 이하의 순서로 복수의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다. 파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)가 기억하는 복수의 전류 파라미터의 값의 시계열 중에서, 각 전류 파라미터의 값이 파라미터 산출부(102)가 산출한, 임의의 타이밍에 있어서의 각 전류 파라미터의 값과 근사한 복수의 타이밍(예를 들면 각 전류 파라미터의 값의 제곱 평균 오차가 소정의 임계값 이하가 되는 타이밍)을 특정한다. 다음으로, 파라미터 예측부(105)는, 각 타이밍의 소정 시간 후의 타이밍에 있어서의 복수의 전류 파라미터의 값을 특정한다. 파라미터 예측부(105)는, 전류 파라미터마다의 특정된 복수의 값의 최솟값부터 최댓값까지의 범위를, 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측한다.
임계값 기억부(106)는, 각 전류 파라미터에 대해서, 대상 장치(30)의 상태의 판단 기준이 되는 임계값을 기억한다. 제 1 실시형태에 따른 대상 장치(30)의 상태의 종별은, 대상 장치(30)가 정상인 정상 상태, 대상 장치(30)가 이상인 이상 상태, 및 대상 장치(30)의 상태가 이상 상태로 천이할 수 있는 상태인 주의 상태이다.
상관 계수 기억부(107)는, 상이한 2개의 전류 파라미터의 세트에 대해서, 2개의 전류 파라미터의 상관 계수를 기억한다. 2개의 전류 파라미터의 상관 계수는, 미리 산출된 것이다. 전류 파라미터의 상관 관계의 상세에 대해서는, 후술한다.
상관 특정부(108)는, 상관 계수 기억부(107)로부터, 표시 대상의 전류 파라미터의 세트에 관련지어진 상관 계수를 특정한다.
그래프 생성부(109)는, 파라미터 산출부(102)가 산출한 전류 파라미터의 값 및 파라미터 예측부(105)가 산출한 전류 파라미터의 예측값으로부터, 전류 파라미터의 예측 변화량을 나타내는 그래프 화상을 생성한다. 그래프 화상은, 2개의 전류 파라미터를 세로축과 가로축에 취한 그래프이다. 그래프 화상에는, 각 전류 파라미터에 따른 임계값을 나타내는 구분선과, 파라미터 산출부(102)가 산출한 2개의 전류 파라미터의 값을 나타내는 플롯(취득값 도형)과, 파라미터 예측부(105)가 산출한 2개의 전류 파라미터의 예측값을 나타내는 원(예측값 도형)과, 변화량을 나타내는 화살표가 배치된다.
표시 제어부(110)는, 그래프 생성부(109)가 생성한 그래프 화면에 기초해서, 표시 장치(20)에 출력하는 표시 정보를 생성한다. 표시 제어부(110)는, 표시 정보 생성부의 일례이다.
《전류 파라미터》
여기에서, 제 1 실시형태에 따른 파라미터 산출부(102)가 산출하는 전류 파라미터에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태에 따른 파라미터 산출부(102)는, KI 파라미터, Lpole 파라미터, Lshaft 파라미터, Irms 파라미터, THD 파라미터, IHD 파라미터, Lx 파라미터, Iub 파라미터를 산출한다.
KI 파라미터는, 대상 장치(30)의 전반적인 상태를 나타내는 파라미터이다. KI 파라미터는, 전류 신호로부터 구해진 점검시 진폭 확률 밀도 함수 ft(x)와 모터의 정격 전류를 나타내는 기준 정현파 신호 파형의 참조 진폭 확률 밀도 변수 fr(x)에 대한 쿨백 라이블러 정보량이다. 구체적으로는, KI 파라미터는, 이하의 식(1)에 의해 구해진다.
[수학식 1]
Figure pct00001
Lpole 파라미터는, 대상 장치(30)의 로터의 상태를 나타내는 파라미터이다. Lpole 파라미터는, 전류 신호를 주파수 영역으로 변환해서 얻어지는 주파수 스펙트럼 중, 전류 스펙트럼 피크를 중심으로 해서, 소정 주파수분만큼 떨어진 주파수 위치에 있어서의 전류 스펙트럼의 측대파의 피크의 크기이다. Lpole 파라미터에 따른 측대파는, 모터의 폴 통과 주파수에 기인해서 변동하는 측대파이다.
Lshaft 파라미터는, 대상 장치(30)의 로터 및 보조 기기의 미스얼라인먼트의 상태를 나타내는 파라미터이다. Lshaft 파라미터는, 전류 신호를 주파수 영역으로 변환해서 얻어지는 주파수 스펙트럼 중, 전류 스펙트럼 피크를 중심으로 해서, 소정 주파수분만큼 떨어진 주파수 위치에 있어서의 전류 스펙트럼의 측대파의 피크의 크기에 의해서 구해진다. Lshaft 파라미터에 따른 측대파는, 모터의 실회전 주파수에 기인해서 변동하는 측대파이다.
Irms 파라미터는, 대상 장치(30)의 회전 기계 부하 및 상태 변동을 감시하기 위한 파라미터이다. Irms 파라미터는, 각 샘플링 타이밍에 있어서의 전류값의 제곱합을 샘플링 타이밍 수로 나누고, 그의 제곱근을 구함으로써 얻을 수 있는, 전류 실효값이다.
IHD 파라미터는, 전류 신호의 최대 고조파 성분과 전원 주파수 성분의 비율이다. IHD 파라미터는, 전류 신호로부터 고조파 성분을 추출하고, 고조파 성분의 미리 설정한 차수 내에 있는 최댓값을, 전원 주파수 실효값으로 나눔으로써 얻을 수 있다.
THD 파라미터는, 전류 신호의 전체 고조파 성분과 전원 주파수 성분의 비율이다. THD 파라미터는, 전류 신호로부터 고조파 성분을 추출하고, 미리 설정한 차수 내에 있어서의 각 고조파 성분의 제곱합의 제곱근을, 전류 신호의 전원 주파수 실효값으로 나눔으로써 얻을 수 있다. IHD 파라미터 및 THD 파라미터는, 모두 삼상 교류 전원(40)의 품질을 나타내는 파라미터이다.
Lx 파라미터는, 대상 장치(30)의 보조 기기의 상태를 나타내는 파라미터이다. Lx 파라미터는, 전류 신호를 주파수 영역으로 변환해서 얻어지는 주파수 스펙트럼 중, 전류 스펙트럼 피크를 중심으로 해서, 소정 주파수분만큼 떨어진 주파수 위치에 있어서의 전류 스펙트럼의 측대파의 피크의 크기이다. Lx 파라미터에 따른 측대파는, 펌프 또는 블로어의 브레이드 통과 주파수에 기인해서 변동하는 측대파, 치차 장치의 이맞춤 주파수에 기인해서 변동하는 측대파, 풀리 벨트의 회전 주파수에 기인해서 변동하는 측대파, 또는 회전자 바의 미끄럼 주파수에 기인해서 변동하는 측대파에 기인해서 변동하는 측대파이다.
펌프 또는 블로어의 브레이드 통과 주파수에 기인해서 변동하는 측대파의 피크의 크기가 나타내는 Lx 파라미터를, Lbp 파라미터라고 한다. 치차 장치의 이맞춤 주파수에 기인해서 변동하는 측대파의 피크의 크기가 나타내는 Lx 파라미터를, Lgz 파라미터라고 한다. 풀리 벨트의 회전 주파수에 기인해서 변동하는 측대파의 피크의 크기가 나타내는 Lx 파라미터를, Lbr 파라미터라고 한다. 또한 회전자 바의 미끄럼 주파수에 기인해서 변동하는 측대파의 어느 1개에 기인해서 변동하는 측대파의 피크의 크기가 나타내는 Lx 파라미터를, Lrs 파라미터라고 한다. 펌프, 블로어, 치차 장치, 풀리 벨트, 회전자 바는, 대상 장치(30)의 보조 기기의 일례이다.
Iub 파라미터는, 전원 품질 또는 모터의 고정자 및 인버터의 열화 상황을 나타내는 파라미터이다. Iub 파라미터는, 3상의 전류 신호의 전류 실효값 중의 최댓값과 최솟값의 차를, 그 최댓값과 최솟값의 합으로 나눔으로써 구할 수 있다. 즉, Iub 파라미터는, 전류 신호의 삼상 전류 밸런스를 나타내는 파라미터이다.
KI 파라미터는, 로터의 상태가 악화되면 증가하고, Lpole 파라미터는, 로터의 상태가 악화되면 감소한다. 즉, KI 파라미터와 Lpole 파라미터는, 대상 장치(30)의 로터의 상태에 대해서 상관 관계를 갖는다. 즉, 상관 계수 기억부(107)는, KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 세트에 관련지어서, 음값의 상관 계수를 기억한다.
KI 파라미터는, 모터의 축계의 언밸런스의 상태가 악화되면 증가하고, Lshaft 파라미터 및 각종 Lx 파라미터는, 모터의 축계의 언밸런스의 상태가 악화되면 감소한다. 즉, KI 파라미터와 Lshaft 파라미터와 각종 Lx 파라미터는, 대상 장치(30)의 모터의 축계의 언밸런스 상태에 대해서 상관 관계를 갖는다. 또한, KI 파라미터는, 모터의 축계의 미스얼라인먼트의 상태가 악화되면 증가하고, Lshaft 파라미터는, 모터의 축계의 미스얼라인먼트의 상태가 악화되면 감소한다. 즉, KI 파라미터와 Lshaft 파라미터는, 대상 장치(30)의 모터의 축계의 미스얼라인먼트의 상태에 대해서 상관 관계를 갖는다. 즉, 상관 계수 기억부(107)는, KI 파라미터와 Lshaft 파라미터의 세트, 및 KI 파라미터와 각종 Lx 파라미터의 세트에 관련지어서, 음값의 상관 계수를 기억한다.
KI 파라미터와 Irms 파라미터는, 모두 부하 변동의 상태가 악화되면 증가한다. 즉, KI 파라미터와 Irms 파라미터는, 대상 장치(30)의 부하 변동의 상태에 대해서 상관 관계를 갖는다. 즉, 상관 계수 기억부(107)는, KI 파라미터와 Irms 파라미터의 세트에 관련지어서, 양값의 상관 계수를 기억한다.
KI 파라미터와 THD 파라미터와 IHD 파라미터와 Iub 파라미터는, 모두 모터의 고정자의 상태, 또는 전원 품질이 악화되면 증가한다. 즉, KI 파라미터와 THD 파라미터와 IHD 파라미터와 Iub 파라미터는, 대상 장치(30)의 고정자의 상태 또는 전원 품질에 대해서 상관 관계를 갖는다. 즉, 상관 계수 기억부(107)는, KI 파라미터와 THD 파라미터의 세트, KI 파라미터와 IHD 파라미터의 세트, KI 파라미터와 Iub 파라미터의 세트, THD 파라미터와 IHD 파라미터의 세트, THD 파라미터와 Iub 파라미터의 세트, 및 IHD 파라미터와 Iub 파라미터의 세트에 관련지어서, 양값의 상관 계수를 기억한다.
Lpole 파라미터 및 Lshaft 파라미터는, 모두 모터의 상태가 악화되면 감소한다. 즉, Lpole 파라미터와 Lshaft 파라미터는, 대상 장치(30)의 로터의 상태에 대해서 상관 관계를 갖는다. 즉, 상관 계수 기억부(107)는, Lpole 파라미터와 Lshaft 파라미터의 세트에 관련지어서, 양값의 상관 계수를 기억한다.
도 3은, 제 1 실시형태에 따른 파라미터 기억부가 기억하는 정보의 예를 나타내는 도면이다.
파라미터 기억부(103)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 일정한 주기(예를 들면, 반나절 또는 1일마다)에 따른 타이밍인 측정 시각마다, 당해 측정 시각, KI 파라미터, Lpole 파라미터, Lshaft 파라미터, Irms 파라미터, THD 파라미터, IHD 파라미터, Lx 파라미터, 및 Iub 파라미터를 관련지어서 기억한다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 임계값 기억부가 기억하는 정보의 예를 나타내는 도면이다.
임계값 기억부(106)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, KI 파라미터, Lpole 파라미터, Lshaft 파라미터, Irms 파라미터, THD 파라미터, IHD 파라미터, Lx 파라미터, 및 Iub 파라미터의 각각에 대해서, 정상 상태가 되는 값의 범위, 주의 상태가 되는 값의 범위, 및 이상 상태가 되는 값의 범위를 기억한다.
제 1 실시형태에 있어서는, 각 전류 파라미터에 대한 정상 상태가 되는 값의 범위, 주의 상태가 되는 값의 범위, 및 이상 상태가 되는 값의 범위는, 이하와 같다. 한편, 이하에 나타내는 범위는 어디까지나 일례이며, 다른 실시형태에 대해서는 이것에 한정되지 않는다.
정상 상태가 되는 KI 파라미터의 값의 범위는, 1.0 미만이다. 주의 상태가 되는 KI 파라미터의 값의 범위는, 1.0 이상 또한 1.5 미만이다. 이상 상태가 되는 KI 파라미터의 값의 범위는, 1.5 이상이다. 즉, KI 파라미터에 따른 제 1 임계값은 1.0이고, KI 파라미터에 따른 제 2 임계값은 1.5이다.
정상 상태가 되는 Lpole 파라미터의 값의 범위는, 50dB 초과이다. 주의 상태가 되는 Lpole 파라미터의 값의 범위는, 40dB 초과 또한 50dB 이하이다. 이상 상태가 되는 Lpole 파라미터의 값의 범위는, 40dB 이하이다. 즉, Lpole 파라미터에 따른 제 1 임계값은 50dB이고, Lpole 파라미터에 따른 제 2 임계값은 40dB이다.
정상 상태가 되는 Lshaft 파라미터의 값의 범위는, 50dB 초과이다. 주의 상태가 되는 Lshaft 파라미터의 값의 범위는, 40dB 초과 또한 50dB 이하이다. 이상 상태가 되는 Lshaft 파라미터의 값의 범위는, 40dB 이하이다. 즉, Lshaft 파라미터에 따른 제 1 임계값은 50dB이고, Lshaft 파라미터에 따른 제 2 임계값은 40dB이다.
정상 상태가 되는 Irms 파라미터의 값의 범위는, 변동 ±10% 미만이다. 주의 상태가 되는 Irms 파라미터의 값의 범위는, 변동 ±10% 이상 또한 변동 ±20% 미만이다. 이상 상태가 되는 Irms 파라미터의 값의 범위는, 변동 ±20% 이상이다. 즉, Irms 파라미터에 따른 제 1 임계값은 변동 ±10%이고, Irms 파라미터에 따른 제 2 임계값은 변동 ±20%이다.
정상 상태가 되는 THD 파라미터의 값의 범위는, 5% 미만이다. 주의 상태가 되는 THD 파라미터의 값의 범위는, 5% 이상 또한 10% 미만이다. 이상 상태가 되는 THD 파라미터의 값의 범위는, 10% 이상이다. 즉, THD 파라미터에 따른 제 1 임계값은 5%이고, THD 파라미터에 따른 제 2 임계값은 10%이다.
정상 상태가 되는 IHD 파라미터의 값의 범위는, 3% 미만이다. 주의 상태가 되는 IHD 파라미터의 값의 범위는, 3% 이상 또한 5% 미만이다. 이상 상태가 되는 IHD 파라미터의 값의 범위는, 5% 이상이다. 즉, IHD 파라미터에 따른 제 1 임계값은 3%이고, IHD 파라미터에 따른 제 2 임계값은 5%이다.
정상 상태가 되는 Lx 파라미터의 값의 범위는, 50dB 초과이다. 주의 상태가 되는 Lx 파라미터의 값의 범위는, 40dB 초과 또한 50dB 이하이다. 이상 상태가 되는 Lx 파라미터의 값의 범위는, 40dB 이하이다. 즉, Lx 파라미터에 따른 제 1 임계값은 50dB이고, Lx 파라미터에 따른 제 2 임계값은 40dB이다.
정상 상태가 되는 Iub 파라미터의 값의 범위는, 3% 미만이다. 주의 상태가 되는 Iub 파라미터의 값의 범위는, 3% 이상 또한 5% 미만이다. 이상 상태가 되는 Iub 파라미터의 값의 범위는, 5% 이상이다. 즉, Iub 파라미터에 따른 제 1 임계값은 3%이고, Iub 파라미터에 따른 제 2 임계값은 5%이다.
《상태 분석 장치의 동작》
여기에서, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)의 동작에 대해서 설명한다.
도 5는, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 산출 처리를 나타내는 플로 차트이다.
상태 분석 장치(10)는, 일정한 주기에 따른 타이밍마다, 전류 파라미터 산출 처리를 실행한다. 상태 분석 장치(10)의 전류 취득부(101)는, 클램프 전류계(60)로부터 전류 신호를 취득한다(스텝(S1)). 한편 전류 취득부(101)는, 샘플링 타이밍마다 전류 신호를 취득하고 있기 때문에, 전류 취득부(101)가 취득하는 전류 신호는, 일정기간에 있어서의 전류의 크기의 변화를 나타낸다. 다음으로, 파라미터 산출부(102)는, 전류 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역 파형을 생성한다(스텝(S2)). 주파수 영역 변환의 수법으로서는, FFT를 들 수 있다.
파라미터 산출부(102)는, 스텝(S1)에서 취득한 전류 신호와 스텝(S2)에서 생성한 주파수 영역 파형에 기초해서 복수의 전류 파라미터의 값을 산출한다(스텝 S3). 파라미터 산출부(102)는, 산출한 복수의 전류 파라미터의 값을, 현재 시각에 관련지어서 파라미터 기억부(103)에 기록한다(스텝(S4)).
상태 분석 장치(10)는, 전술한 전류 파라미터 산출 처리를 일정한 주기에 따른 타이밍마다 실행함으로써, 파라미터 기억부(103)에 복수의 전류 파라미터의 시계열을 기록할 수 있다.
도 6은, 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 표시 처리를 나타내는 플로 차트이다.
상태 분석 장치(10)는, 대상 장치(30)의 관리자의 조작에 의해 전류 파라미터의 표시 지시가 이루어지면, 표시 대상의 전류 파라미터의 세트의 입력을 접수한다(스텝(S11)). 전류 파라미터의 세트의 입력은, 상태 분석 장치(10)에 미리 설정된 서로 상관 관계를 갖는 파라미터 쌍(예를 들면, Lshaft 파라미터와 Lpole 파라미터의 쌍, THD 파라미터와 IHD 파라미터의 쌍, KI 파라미터와 Lx 파라미터의 쌍 등)의 리스트 중에서 관리자에 의한 선택을 접수함으로써 이루어진다. 다른 실시형태에 있어서는, 전류 파라미터의 세트의 입력은, 관리자에 의한 임의의 2개의 파라미터의 입력에 의해 이루어져도 된다.
다음으로, 상태 분석 장치(10)의 파라미터 예측부(105)는, 파라미터 기억부(103)로부터 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값으로 마지막에 기록된 것을 읽어낸다(스텝(S12)). 다음으로, 파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)로부터, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값이, 스텝(S12)에서 읽어낸 값과 근사한 복수의 타이밍을 특정한다(스텝(S13)). 이에 의해, 파라미터 예측부(105)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값의 추이와 유사한 복수의 타이밍을 특정한다. 파라미터 예측부(105)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 대해서, 특정한 복수의 타이밍에 따른 전류 파라미터의 값의 최솟값부터 최댓값까지의 범위를, 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측한다(스텝(S14)). 상관 특정부(108)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 관련지어진 상관 계수를, 상관 계수 기억부(107)로부터 읽어낸다(스텝(S15)).
다음으로, 상태 분석 장치(10)의 그래프 생성부(109)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터를 축(G1)으로 하는 좌표 공간을 묘화한다(스텝(S16)). 즉, 그래프 생성부(109)는, 쌍을 이루는 전류 파라미터를 나타내는 직교하는 축(G1)을 묘화한다. 본 실시형태에 있어서 「묘화한다」란, 가상 공간(가상 평면)상에 도형을 배치하는 것을 말한다. 다음으로, 그래프 생성부(109)는, 임계값 기억부(106)로부터 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 관련지어진 제 1 임계값 및 제 2 임계값을 읽어내고, 제 1 임계값을 나타내는 구분선(G2) 및 제 2 임계값을 나타내는 구분선(G2)을 묘화한다(스텝(S17)). 하나의 전류 파라미터에 따른 임계값을 나타내는 구분선(G2)은, 당해 하나의 전류 파라미터를 나타내는 축(G1)에 평행한 선이다. 다음으로, 그래프 생성부(109)는, 파라미터 기억부(103)로부터 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값으로 마지막에 기록된 것을 나타내는 플롯(G3)을 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S18)).
다음으로, 그래프 생성부(109)는, 상관 특정부(108)가 특정한 상관 계수에 기초해서, 좌표 공간 중, 파라미터 예측부(105)가 예측한 취할 수 있는 범위에 상당하는 사각형에 내접하는 오벌(G4)(타원형, 장원형, 난형)을 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S19)). 오벌(G4)의 형상은, 상관 계수의 절대값이 클수록 길쭉하고, 상관 계수의 절대값이 작을수록 둥근 형상이 된다. 즉, 오벌(G4)의 면적은, 파라미터 예측부(105)가 예측한 취할 수 있는 범위가 넓을수록, 또한 상관 계수의 절대값이 작을수록(상관이 약할수록) 커진다. 한편, 오벌(G4)의 면적은, 파라미터 예측부(105)가 예측한 취할 수 있는 범위가 좁을수록, 또한 상관 계수의 절대값이 클수록(상관이 강할수록) 작아진다. 또한, 오벌(G4)의 기울기는, 상관 계수가 양값인 경우에, 양의 기울기가 되고, 상관 계수가 음값인 경우에, 음의 기울기가 된다.
또한, 그래프 생성부(109)는, 플롯(G3)으로부터 오벌(G4)의 윤곽으로 신장되는 화살표(G5)를 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S20)).
그리고, 표시 제어부(110)는, 그래프 생성부(109)가 묘화한 도형에 기초해서 표시 정보를 생성하고, 당해 표시 정보를 표시 장치(20)에 출력한다(스텝(S21)). 이에 의해, 표시 장치(20)는, 각 전류 파라미터의 임계값을 나타내는 구분선(G2)과, 한 쌍의 전류 파라미터의 값을 나타내는 플롯(G3)과, 한 쌍의 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위를 나타내는 오벌(G4)과, 한 쌍의 전류 파라미터의 값의 변화량을 나타내는 화살표(G5)가 배치된 그래프를 표시한다.
《표시예》
도 7은, KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 관계를 나타내는 제 1 그래프의 예를 나타내는 도면이다.
스텝(S11)에서 대상 장치(30)의 관리자가 KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 쌍을 선택한 경우, 표시 장치(20)에는, 도 7에 나타내는 바와 같은 그래프가 표시된다. 도 7에 나타내는 그래프에 의하면, KI 파라미터와 Lpole 파라미터에 기초해서 대상 장치(30)의 현재의 상태 및 일정 시간 후의 상태를 판단할 수 있다. 도 7에 나타내는 그래프에 의하면, 플롯(G3)에 있어서, KI 파라미터 및 Lpole 파라미터는 함께 주의 상태에 있다. 한편으로 오벌(G4)은, 주의 상태의 영역과 이상 상태의 영역에 걸쳐 있다. 여기에서, 대상 장치(30)의 관리자는, 오벌(G4)이 이상 상태에 겹쳐져 있는 면적은 미소하기 때문에, 시각적으로 일정 시간 후에 대상 장치가 이상 상태에 빠질 가능성이 있는 한편으로, 이상 상태에 이르는 확률은 낮다고 판단할 수 있다.
또한, KI 파라미터와 Lpole 파라미터에는 음의 상관이 있기 때문에, 오벌(G4)은 오른쪽 아래 방향으로 길게 묘사된다. 즉, 상관의 강도에 따라서 예측의 편차의 범위가 작게 표시된다. 이에 의해, 관리자는, 상관의 강도에 따른 예측의 정밀도를 시각적으로 인식할 수 있다.
이와 같이, 제 1 실시형태에 의하면, 상태 분석 장치(10)는, 복수의 전류 파라미터의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 소정 시간 후에 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 나타내는 오벌(G4)을 배치한 표시 정보를 생성한다. 이에 의해, 관리자는, 오벌(G4)의 위치 및 크기를 시인함으로써, 예측값 및 예측의 애매함을 직감적으로 인식할 수 있다. 또한, 제 1 실시형태에 의하면, 상태 분석 장치(10)는, 표시 정보에 현재 시각에 있어서의 전류 파라미터의 값을 나타내는 플롯(G3)을 배치한다. 이에 의해, 관리자는, 플롯(G3)의 위치와 오벌(G4)의 위치의 관계를 시인함으로써, 전류 파라미터의 값의 변화의 크기를 인식할 수 있다.
한편, 제 1 실시형태에 의하면, 파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)로부터, 각 전류 파라미터의 값이, 마지막에 파라미터 기억부(103)에 기록된 각 값과 근사한 타이밍을 특정하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 있어서는, 파라미터 예측부(105)는, 파라미터 기억부(103)로부터, 각 전류 파라미터의 값이, 마지막에 파라미터 기억부(103)에 기록된 타이밍을 포함하는 소정 시간 범위 내에 있어서의 전류 파라미터의 각 값의 시계열과 근사한 시계열을 특정해도 된다. 이 경우, 파라미터 예측부(105)는, 당해 시계열의 마지막 타이밍에 따른 각 전류 파라미터의 값에 기초해서, 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다.
도 8은, KI 파라미터와 Lpole 파라미터의 관계를 나타내는 제 2 그래프의 예를 나타내는 도면이다.
제 1 실시형태에 의하면, 그래프 생성부(109)는, 일정 시간 후의 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 나타내는 오벌(G4)을 포함하는 표시 정보를 생성하지만, 다른 실시형태에 있어서는, 시간마다 복수의 오벌(G4)을 포함하는 표시 정보를 생성해도 된다. 예를 들면, 파라미터 예측부(105)는, 현재 시각부터 시간 Δt 경과 후의 타이밍 T1과, 현재 시각부터 시간 2Δt 경과 후의 타이밍 T2의 각각에 대해서 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 추정하고, 그래프 생성부(109)는, 도 8에 나타내는 바와 같이 각 취할 수 있는 범위에 대해서 오벌(G4)을 생성한다.
《제 2 실시형태》
제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 산출된 대상 장치(30)의 전류 파라미터와 동종의 다른 장치의 전류 파라미터의 이력 중 대상 장치(30)의 임의의 타이밍에 있어서의 각 전류 파라미터의 값과 근사한 동종의 다른 장치의 각 전류 파라미터의 값을 취하는 타이밍에 기초해서, 대상 장치(30)의 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다. 이에 비하여, 제 2 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 동종의 다른 장치의 전류 파라미터의 이력 중, 각 전류 파라미터의 값의 변화량이 근사한 타이밍에 기초해서, 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다.
구체적으로는, 제 2 실시형태에 따른 파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)가 기억하는 복수의 전류 파라미터의 값의 시계열 중에서, 각 전류 파라미터의 값의 변화량이 파라미터 산출부(102)가 산출한 각 전류 파라미터의 값의 변화량과 근사한 복수의 타이밍(예를 들면 각 전류 파라미터의 값의 제곱 평균 오차가 소정의 임계값 이하가 되는 타이밍)을 특정한다. 다음으로, 파라미터 예측부(105)는, 특정한 각 타이밍의 소정 시간 후의 타이밍에 있어서의 복수의 전류 파라미터의 값의 변화량을 특정한다. 이에 의해, 파라미터 예측부(105)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값의 추이와 유사한 복수의 타이밍을 특정한다. 파라미터 예측부(105)는, 파라미터 산출부(102)가 산출한 각 전류 파라미터의 값에, 특정된 변화량의 최솟값을 가산한 값부터, 특정된 변화량의 최댓값을 가산한 값까지의 범위를, 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측한다.
《제 3 실시형태》
제 1, 제 2 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 대상 장치(30)의 전류 파라미터의 산출과 동종의 다른 장치의 운용의 이력에 기초해서, 대상 장치(30)의 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다. 이에 비하여, 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 시뮬레이터의 시뮬레이션 결과에 기초해서 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측한다.
도 9는, 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 제 1 실시형태의 이력 기억부(104) 대신에 시뮬레이터(111)를 구비한다. 시뮬레이터(111)는, 대상 장치(30)의 동작을 모의한다. 파라미터 예측부(105)는, 시뮬레이터(111)의 모의 결과에 기초해서 각 전류 파라미터의 값을 예측한다.
도 10은, 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치에 의한 전류 파라미터 표시 처리를 나타내는 플로 차트이다. 한편, 도 10의 플로 차트로 나타내어지는 각 처리는, 처리 내용에 모순을 일으키지 않는 범위에서 임의로 순번이 변경되거나, 또는 병렬로 실행되어도 된다.
상태 분석 장치(10)는, 대상 장치(30)의 관리자의 조작에 의해 전류 파라미터의 표시 지시가 이루어지면, 표시 대상의 전류 파라미터의 세트의 입력을 접수한다(스텝(S101)). 다음으로, 시뮬레이터(111)는, 대상 장치(30)의 현재의 상태량에 기초해서, 일정 시간 후의 대상 장치(30)의 상태를 모의한다. 이때, 시뮬레이터(111)는, 시뮬레이션의 실행에 이용되는 외부 파라미터(대기 온도 등)를 변화시키면서 시뮬레이션을 복수회 실행함으로써, 일정 시간 후의 타이밍에 있어서의 각 전류 파라미터의 값을 복수개 구한다(스텝(S102)).
파라미터 예측부(105)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 대해서, 시뮬레이터(111)가 산출한 복수의 값의 최솟값부터 최댓값까지의 범위를, 각 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측한다(스텝(S103)). 상관 특정부(108)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 관련지어진 상관 계수를, 상관 계수 기억부(107)로부터 읽어낸다(스텝(S104)).
다음으로, 상태 분석 장치(10)의 그래프 생성부(109)는, 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터를 축(G1)으로 하는 좌표 공간을 묘화한다(스텝(S105)). 즉, 그래프 생성부(109)는, 쌍을 이루는 전류 파라미터를 나타내는 직교하는 축(G1)을 묘화한다. 본 실시형태에 있어서 「묘화한다」란, 가상 공간(가상 평면)상에 도형을 배치하는 것을 말한다. 다음으로, 그래프 생성부(109)는, 임계값 기억부(106)로부터 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터에 관련지어진 제 1 임계값 및 제 2 임계값을 읽어내고, 제 1 임계값을 나타내는 구분선(G2) 및 제 2 임계값을 나타내는 구분선(G2)을 묘화한다(스텝(S106)). 하나의 전류 파라미터에 따른 임계값을 나타내는 구분선(G2)은, 당해 하나의 전류 파라미터를 나타내는 축(G1)에 평행한 선이다. 다음으로, 그래프 생성부(109)는, 파라미터 기억부(103)로부터 선택된 쌍에 따른 각 전류 파라미터의 값으로 마지막에 기록된 것을 나타내는 플롯(G3)을 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S107)).
다음으로, 그래프 생성부(109)는, 상관 특정부(108)가 특정한 상관 계수에 기초해서, 좌표 공간 중, 파라미터 예측부(105)가 예측한 취할 수 있는 범위에 상당하는 사각형에 내접하는 오벌(G4)을 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S108)). 또한, 그래프 생성부(109)는, 플롯(G3)으로부터 오벌(G4)의 윤곽으로 신장되는 화살표(G5)를 좌표 공간상에 묘화한다(스텝(S109)).
그리고, 표시 제어부(110)는, 그래프 생성부(109)가 묘화한 도형에 기초해서 표시 정보를 생성하고, 당해 표시 정보를 표시 장치(20)에 출력한다(스텝(S110)). 이에 의해, 표시 장치(20)는, 각 전류 파라미터의 임계값을 나타내는 구분선(G2)과, 한 쌍의 전류 파라미터의 값을 나타내는 플롯(G3)과, 한 쌍의 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위를 나타내는 오벌(G4)과, 전류 파라미터의 값의 변화량을 나타내는 화살표(G5)가 배치된 그래프를 표시한다.
《제 4 실시형태》
제 1 내지 제 3 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 산출된 대상 장치(30)의 전류 파라미터와 동종의 다른 장치의 운전의 이력이나, 대상 장치(30)의 동작을 모의하는 시뮬레이터(111)의 계산 결과 등, 하나의 예측 수단에 기초해서 한 쌍의 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위를 구한다. 이에 비하여, 제 4 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 복수의 예측 수단에 기초해서 한 쌍의 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위를 구한다.
도 11은, 제 4 실시형태에 따른 상태 분석 장치의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
제 4 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 제 1 실시형태의 구성에 더하여, 시뮬레이터(111)와 예측 수단 기억부(112)를 더 구비한다. 이력 기억부(104) 및 시뮬레이터(111)는, 예측 수단의 일례이다.
예측 수단 기억부(112)는, 임의의 타이밍에서의 복수의 전류 파라미터의 값의 범위에 관련지어서, 각 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 예측에 이용하는 예측 수단을 기억한다. 각 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위와 예측 수단의 관계는, 예를 들면 숙련의 기술자의 지식, 시뮬레이터(111)의 적용 조건, 이력 기억부(104)에 기록된 이력의 양 등에 기초해서 설정된다.
파라미터 예측부(105)는, 이력 기억부(104)가 기억하는 정보와, 시뮬레이터(111)의 각각을 이용해서 한 쌍의 전류 파라미터가 소정 시간 후에 취할 수 있는 값의 범위를 구한다. 그리고, 그래프 생성부(109)는, 마지막에 파라미터 기억부(103)에 기록된 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 속하는 범위에 관련지어서 예측 수단 기억부(112)에 기억된 예측 수단에 기초해서 오벌(G4)을 배치함으로써, 그래프를 생성한다.
한편, 다른 실시형태에 있어서는, 예측 수단 기억부(112)는, 임의의 타이밍에서의 복수의 전류 파라미터의 값의 범위에 관련지어서, 예측 수단마다 적용 확률을 기억하고 있어도 된다. 이 경우, 그래프 생성부(109)는, 예측 수단 기억부(112)에 기억된 각 예측 수단에 기초해서 오벌(G4)을 배치하고, 각 오벌(G4)에 적용 확률을 표시할 수 있다.
이상, 도면을 참조해서 일 실시형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은 전술한 것에 한정되지 않고, 다양한 설계 변경 등을 하는 것이 가능하다.
예를 들면, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터의 쌍에 따른 그래프를 표시 장치(20)에 표시시키지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 3개 이상의 전류 파라미터의 세트에 따른 고차원 그래프를 표시 장치(20)에 표시시켜도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 서로 상관 관계를 갖는 복수의 전류 파라미터의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 임계값을 나타내는 구분선(G2)을 배치한 표시 정보를 생성하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 구분선(G2)을 포함하지 않는 표시 정보를 생성해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 시간마다(예를 들면, 타이밍 T1과, 타이밍 T2) 복수의 오벌(G4)을 포함하는 표시 정보를 생성해도 된다. 여기에서, 시간의 경과에 의해 현재 시각이 타이밍 T1이 된 경우, 상태 분석 장치(10)는 전회 산출한 타이밍 T2일 때의 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 재계산하지 않고 그대로 이용해서 오벌(G4)을 생성해도 되고, 타이밍 T2일 때의 한 쌍의 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 재계산해서 오벌(G4)을 다시 생성해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 대상 장치(30)의 상태를 정상 상태, 이상 상태, 주의 상태의 3개의 구분으로 분류하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 정상 상태와 이상 상태의 2개의 구분으로 분류해도 되고, 4개 이상의 구분으로 분류해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 한 쌍의 전류 파라미터가 취할 수 있는 범위를 오벌(G4)로 나타내지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 상태 분석 장치(10)는, 한 쌍의 전류 파라미터가 취할 수 있는 범위를 다른 도형(예를 들면, 직사각형, 원형, 다각형 등)으로 나타내도 된다. 또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터끼리의 상관의 강도에 기초해서 오벌(G4)의 형상을 결정했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터끼리의 상관의 강도에 상관없이 동일한 형상의 도형을 배치해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 대상 장치(30)의 상태량으로서 전류 파라미터의 값을 이용해서 표시 정보를 생성하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 다른 상태량(예를 들면, 전류값, 전압값, 온도, 압력, 유량 등)을 이용해서 표시 정보를 생성해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 자신에게 직접 접속된 표시 장치(20)에 표시 정보를 출력함으로써 표시 제어를 행하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 표시 제어를 행하지 않고, 표시 정보를 기억 매체에 기록하는 것이나, 네트워크를 통해서 접속된 다른 표시 장치(20)에 표시 정보를 송신하는 것이어도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터마다의 특정된 복수의 값의 최솟값부터 최댓값까지의 범위를, 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터마다의 특정된 복수의 출현 확률에 기초해서 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위를 예측해도 된다. 구체적으로는, 상태 분석 장치(10)는, 전류 파라미터의 값의 표준 편차 σ를 구하고, 전류 파라미터의 평균값의 ±2σ의 범위를, 전류 파라미터의 값이 취할 수 있는 범위라고 예측해도 된다.
한편, 전술한 제 1 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 파라미터 예측부(105)가 예측한 파라미터의 값을 이용해서 표시 정보를 생성하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 상태 분석 장치(10)는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 임의의 타이밍에 따른 전류 파라미터의 값에, 예측되는 전류 파라미터의 값의 변화량을 가산함으로써 얻어지는 예측값에 기초해서 표시 정보를 생성해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 따른 대상 장치(30)는, 모터와 보조 기기가 동축에서 회전하는 회전 기계 시스템이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시형태에 따른 대상 장치(30)는, 모터와 보조 기기가 치차 장치 등의 기계계를 개재해서 접속되는 것이어도 된다.
도 12는, 적어도 하나의 실시형태에 따른 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블럭도이다.
컴퓨터(90)는, CPU(91), 주 기억 장치(92), 보조 기억 장치(93), 인터페이스(94)를 구비한다.
전술한 상태 분석 장치(10)는, 컴퓨터(90)에 실장된다. 그리고, 전술한 각 처리부의 동작은, 프로그램의 형식으로 보조 기억 장치(93)에 기억되어 있다. CPU(91)는, 프로그램을 보조 기억 장치(93)로부터 읽어내어서 주 기억 장치(92)에 전개하고, 당해 프로그램에 따라서 상기 처리를 실행한다. 또한, CPU(91)는, 프로그램에 따라서, 전술한 각 기억부에 대응하는 기억 영역을 주 기억 장치(92)에 확보한다.
보조 기억 장치(93)의 예로서는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 자기 디스크, 광 자기 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory), 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 보조 기억 장치(93)는, 컴퓨터(90)의 버스에 직접 접속된 내부 미디어여도 되고, 인터페이스(94) 또는 통신 회선을 통해서 컴퓨터(90)에 접속되는 외부 미디어여도 된다. 또한, 이 프로그램이 통신 회선에 의해서 컴퓨터(90)에 전달되는 경우, 전달을 받은 컴퓨터(90)가 당해 프로그램을 주 기억 장치(92)에 전개하고, 상기 처리를 실행해도 된다. 적어도 하나의 실시형태에 있어서, 보조 기억 장치(93)는, 일시적이 아닌 유형의 기억 매체이다.
또한, 당해 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다. 또, 당해 프로그램은, 전술한 기능을 보조 기억 장치(93)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램과의 조합으로 실현되는 것, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 된다.
상태 분석 장치는, 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 표시 정보를 생성한다. 이에 의해, 대상 장치의 관리자는, 예측값 도형을 시인함으로써, 예측값 및 예측의 애매함을 직감적으로 인식할 수 있다.
1: 상태 분석 시스템
10: 상태 분석 장치
20: 표시 장치
30: 대상 장치
101: 전류 취득부
102: 파라미터 산출부
103: 파라미터 기억부
104: 이력 기억부(상태량 기억부)
105: 파라미터 예측부
106: 임계값 기억부
107: 상관 계수 기억부
108: 상관 특정부
109: 그래프 생성부
110: 표시 제어부
111: 시뮬레이터
112: 예측 수단 기억부

Claims (13)

  1. 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 상태량 취득부와,
    취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 상태량 예측부와,
    상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 정보를 생성하는 표시 정보 생성부
    를 구비하는 상태 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 정보 생성부는, 상기 좌표 공간에, 상기 상태량 취득부가 취득한 상기 복수의 상태량의 값을 나타내는 도형인 취득값 도형을 더 배치한 상기 정보를 생성하는
    상태 분석 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 상태량의 상관의 강도를 특정하는 상관 특정부를 더 구비하고,
    상기 표시 정보 생성부는, 상기 상관의 강도에 따른 형상을 갖는 상기 예측값 도형을 배치한 상기 정보를 생성하는
    상태 분석 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상 장치와 동종의 장치의 상기 복수의 상태량의 값의 이력을 기억하는 상태량 기억부를 더 구비하고,
    상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값의 추이와 유사한 복수의 부분을 특정하고, 당해 복수의 부분에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값과 근사한 값을 갖는 복수의 타이밍을 특정하고, 당해 복수의 타이밍의 상기 소정 시간 후에 있어서의 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상태량 예측부는, 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 이력 중, 취득한 상기 복수의 상태량의 값의 변화량과 유사한 변화량을 갖는 복수의 타이밍을 특정하고, 당해 복수의 타이밍의 상기 소정 시간 후에 있어서의 상기 상태량 기억부가 기억하는 상기 복수의 상태량의 변화량에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상 장치의 동작을 모의하는 시뮬레이터를 더 구비하고,
    상기 상태량 예측부는, 상기 시뮬레이터의 외부 파라미터를 변화시켜서 얻어지는 복수의 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 정보 생성부는, 상기 취할 수 있는 범위 중 발생 확률이 소정값 이상인 값을 포함하는 형상의 상기 예측값 도형을 배치한 상기 정보를 생성하는
    상태 분석 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상태량 예측부는, 복수의 예측 수단마다 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상태량 예측부는, 취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서 상기 복수의 예측 수단 중에서 상기 취할 수 있는 범위의 예측에 이용하는 예측 수단을 결정하고, 당해 예측 수단에 기초해서 상기 취할 수 있는 범위를 예측하는
    상태 분석 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 표시 정보 생성부는, 복수의 예측 수단마다 상기 예측값 도형을 생성하고, 각 예측값 도형을 배치한 상기 정보를 생성하는
    상태 분석 장치.
  12. 대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 스텝과,
    취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 스텝과,
    상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 정보를 생성하는 스텝
    을 갖는 상태 분석 방법.
  13. 컴퓨터에,
    대상 장치에 따른 임의의 타이밍에 있어서의 복수의 상태량의 값을 취득하는 스텝과,
    취득한 상기 복수의 상태량의 값에 기초해서, 상기 복수의 상태량의 값이 소정 시간 후에 취할 수 있는 범위를 예측하는 스텝과,
    상기 복수의 상태량의 각각을 축으로 한 좌표 공간에, 상기 복수의 상태량의 값이 취할 수 있는 범위에 따른 형상의 도형인 예측값 도형을 배치한 정보를 생성하는 스텝
    을 실행시키기 위한 프로그램.
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