JPH02232529A - 回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置 - Google Patents
回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置Info
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- JPH02232529A JPH02232529A JP1054591A JP5459189A JPH02232529A JP H02232529 A JPH02232529 A JP H02232529A JP 1054591 A JP1054591 A JP 1054591A JP 5459189 A JP5459189 A JP 5459189A JP H02232529 A JPH02232529 A JP H02232529A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の目的)
(産業上の利用分野)
本発明は蒸気タービン・発電機プラント等にお1ノる高
速回転機械の運転状憇の5v常徴候の早期検出およびそ
の診断を軸振動の検出値に基づいて行う回転機械の振動
診断方法およびその振動診断装置に関する。
速回転機械の運転状憇の5v常徴候の早期検出およびそ
の診断を軸振動の検出値に基づいて行う回転機械の振動
診断方法およびその振動診断装置に関する。
(従来の技術)
一般に回転機械の運転中の異常の大部分は軸振妨の変化
として現われる。特に発電プラント用の蒸気タービン・
R′ifiユニット等では数十〜数百1・ンのロータが
^速で回転しており、微小な振動もそれが異常なもので
あれば、重大な事故に発展する恐れがある。そこで、こ
の振動を詳細に分析することによって回転機械の異常を
早期検出する方法および診断装置が例えば特間昭61−
128128号公報に示すようにいくつか提案されてい
る。
として現われる。特に発電プラント用の蒸気タービン・
R′ifiユニット等では数十〜数百1・ンのロータが
^速で回転しており、微小な振動もそれが異常なもので
あれば、重大な事故に発展する恐れがある。そこで、こ
の振動を詳細に分析することによって回転機械の異常を
早期検出する方法および診断装置が例えば特間昭61−
128128号公報に示すようにいくつか提案されてい
る。
第10図に蒸気タービン・fe電機ユニツ1・5の従来
の診断装置を示す.a・中圧タービン6、低圧タービン
7a,7b、および発電機8の各ロータを支える軸受部
9a,・・・91に各ロータの軸振動を検出する振動検
出器1 0a,・・・101が設(ノられている。また
、ロータの回転数を検出する回転計11、各軸受部9a
,・・・91での軸振動の位相を検出する際に基準とな
るパルスを発信する位相基準パルス発信各12、および
発電機出力(ロ荷)や蒸気温度、軸受謳度等プラントの
運転状態を検出する各種センサ群13が設置されている
。
の診断装置を示す.a・中圧タービン6、低圧タービン
7a,7b、および発電機8の各ロータを支える軸受部
9a,・・・91に各ロータの軸振動を検出する振動検
出器1 0a,・・・101が設(ノられている。また
、ロータの回転数を検出する回転計11、各軸受部9a
,・・・91での軸振動の位相を検出する際に基準とな
るパルスを発信する位相基準パルス発信各12、および
発電機出力(ロ荷)や蒸気温度、軸受謳度等プラントの
運転状態を検出する各種センサ群13が設置されている
。
そして回転計11および各種センサ群13の出力が、中
央操作114内に設けられる運転監視菰E15に送られ
、!i動検出器1 0a,−1 0 i t3よび位相
基準パルス発信器12の出力が中火操作盤14内に設け
られる振a監視装置16に送られて常時チェックされ、
所定のv1限値を越える場合には、警報装δ17に指令
信号が発せられ、警報や自助1−リップの信号が出力さ
れる。なお、振動検出Z10a,−10i.回転計11
、位相基準パルス発信器12、および各種しンサ群13
の出力は、アナログ望の連続記録計18にも送られ記録
される。また、振動検出器10a,・・・101および
位相リ準パルス発信器12の出力である振動データは、
振動監視装置16によってA/D変換され、軸振動診断
装置3に送られて診断が行われる。この軸振動診断装置
3は、計算機を用い、異常診断を行って運転員を支援す
るシステムである。
央操作114内に設けられる運転監視菰E15に送られ
、!i動検出器1 0a,−1 0 i t3よび位相
基準パルス発信器12の出力が中火操作盤14内に設け
られる振a監視装置16に送られて常時チェックされ、
所定のv1限値を越える場合には、警報装δ17に指令
信号が発せられ、警報や自助1−リップの信号が出力さ
れる。なお、振動検出Z10a,−10i.回転計11
、位相基準パルス発信器12、および各種しンサ群13
の出力は、アナログ望の連続記録計18にも送られ記録
される。また、振動検出器10a,・・・101および
位相リ準パルス発信器12の出力である振動データは、
振動監視装置16によってA/D変換され、軸振動診断
装置3に送られて診断が行われる。この軸振動診断装置
3は、計算機を用い、異常診断を行って運転員を支援す
るシステムである。
上配A/D変換された振動データは所定のしきい値と比
較され、異常徴候が異常yi候検出装ili!19によ
って検出される。また、上記A/D変換された振動デー
タに基づいて軸振動の周波数成分の分布が周波数分析1
20によって解析される。そして、各種センサ群13、
異常徴候検出装置19、および周波数分析器20の各出
力、ならびにメモリ24に記憶された過去の履歴データ
にMづいC、異常徴候の原因の診断が診断部22によっ
て行われ、その結果が表示装置23によって表示される
とともに、診断に使用された各種データおよび診断結果
がメモリ24に記憶される。
較され、異常徴候が異常yi候検出装ili!19によ
って検出される。また、上記A/D変換された振動デー
タに基づいて軸振動の周波数成分の分布が周波数分析1
20によって解析される。そして、各種センサ群13、
異常徴候検出装置19、および周波数分析器20の各出
力、ならびにメモリ24に記憶された過去の履歴データ
にMづいC、異常徴候の原因の診断が診断部22によっ
て行われ、その結果が表示装置23によって表示される
とともに、診断に使用された各種データおよび診断結果
がメモリ24に記憶される。
(発明が解決しようとでる課題)
回転機械のN振動は運転状態の異常の程度により急激に
変化することがあることから、異常徴候の早期検出、異
常程度の早期診断が要求され、いわゆるオンライン、リ
アルタイム特性が必要となる。しかしながらこれらの診
断結果はプラントの運転に直接寄与することが期待され
ていることから、異常徴候検出の誤動作の防止も重要な
課題となる。例えば111図は従来の異常徴候検出の一
方法として特開昭50〜142902号公報における表
示方法を示すもので、軸振a!&幅レベルとその時の振
幅増加率の値により、正常域、II報域、トリップ域に
判定領域を区別し、緊急度を判定している。さらに上記
判定に使用する振幅レベルとi幅増加率はA/D変換後
の.データのバラッキによる異常ffil検出の誤動作
を防止するため、第12図に示す様に検出時点1,での
計測値v1以前のn個のデータV, 〜V.を最小二
乗法巨ロ十11 による一次近似式 V一α・T+β ・・・・・・・・・・・・(1
)で求めた値、■(振紡振幅レベル)、α(振幅増加率
;傾き)が使用されている。ここで王はサンプリングイ
ンターバルと個数で定まるサンプリングタイムである。
変化することがあることから、異常徴候の早期検出、異
常程度の早期診断が要求され、いわゆるオンライン、リ
アルタイム特性が必要となる。しかしながらこれらの診
断結果はプラントの運転に直接寄与することが期待され
ていることから、異常徴候検出の誤動作の防止も重要な
課題となる。例えば111図は従来の異常徴候検出の一
方法として特開昭50〜142902号公報における表
示方法を示すもので、軸振a!&幅レベルとその時の振
幅増加率の値により、正常域、II報域、トリップ域に
判定領域を区別し、緊急度を判定している。さらに上記
判定に使用する振幅レベルとi幅増加率はA/D変換後
の.データのバラッキによる異常ffil検出の誤動作
を防止するため、第12図に示す様に検出時点1,での
計測値v1以前のn個のデータV, 〜V.を最小二
乗法巨ロ十11 による一次近似式 V一α・T+β ・・・・・・・・・・・・(1
)で求めた値、■(振紡振幅レベル)、α(振幅増加率
;傾き)が使用されている。ここで王はサンプリングイ
ンターバルと個数で定まるサンプリングタイムである。
このような処理を行うことで、データのバラツキによる
異常徴候検出の誤動作は防止できる。しかしながら、変
化を平均化することにより、微小な変化を伴う異常の場
合にはその徴候を検出できないという問題がある。この
ような問題を解決する手段の一例が本出願人による特願
昭62−260193号で提案されている。この手段に
よれば第7図のような機械的アンバランスによる突変事
象と第8図に示すようにラビング事象とを判別できるよ
うになるが、これだけでは充分と言えない。
異常徴候検出の誤動作は防止できる。しかしながら、変
化を平均化することにより、微小な変化を伴う異常の場
合にはその徴候を検出できないという問題がある。この
ような問題を解決する手段の一例が本出願人による特願
昭62−260193号で提案されている。この手段に
よれば第7図のような機械的アンバランスによる突変事
象と第8図に示すようにラビング事象とを判別できるよ
うになるが、これだけでは充分と言えない。
ずなわら、上記の手段では振幅変化の方向が一方向に増
加するような場合は判別できるが、増加と減少を瞬時に
繰り返す乱点のような事象を捉えることができない。ま
た、乱点の場合はデータのバラツキそのものが問題であ
るため、データの平均化によってその特徴をなくしてし
まえば、これを判別4ることは困難である。したがって
、現状ではオフラインでの運転員の専門知識に基づいた
セ1定に依存している。
加するような場合は判別できるが、増加と減少を瞬時に
繰り返す乱点のような事象を捉えることができない。ま
た、乱点の場合はデータのバラツキそのものが問題であ
るため、データの平均化によってその特徴をなくしてし
まえば、これを判別4ることは困難である。したがって
、現状ではオフラインでの運転員の専門知識に基づいた
セ1定に依存している。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、従来人問
系により行っていた乱点検出に客観的な評価基準を用い
ることで尉口機による処理を可能とし、軸振動の異常徴
候を♀朋に検出し診断機能の強化を図る回転機械の振動
診断方法およびイの振動診所装行を提供することを目的
とする。
系により行っていた乱点検出に客観的な評価基準を用い
ることで尉口機による処理を可能とし、軸振動の異常徴
候を♀朋に検出し診断機能の強化を図る回転機械の振動
診断方法およびイの振動診所装行を提供することを目的
とする。
(H題を解決するための手段)
本発明による回転機械の振動診断方法は、回転機械の軸
振動を検出器で検出し、この検出信jlを振動監視手段
にてA/D変換し、このWt動監視手段により検出され
た現時点から過去のある定められた時間までの複数の振
動データを標準偏差監視手段に送出して標準偏差を算出
し、この標準偏差を監視しつつこの監視結果に基づいて
前記振動データが異常であると判定されたとき、継続的
に不規則な振動を伴う乱点事象であるか否かを継続的乱
点判定手段により判定し、さらに継続的乱点とp1定さ
れたとき、前記振動データを表示手段に送出して表示す
ることを特徴とする。
振動を検出器で検出し、この検出信jlを振動監視手段
にてA/D変換し、このWt動監視手段により検出され
た現時点から過去のある定められた時間までの複数の振
動データを標準偏差監視手段に送出して標準偏差を算出
し、この標準偏差を監視しつつこの監視結果に基づいて
前記振動データが異常であると判定されたとき、継続的
に不規則な振動を伴う乱点事象であるか否かを継続的乱
点判定手段により判定し、さらに継続的乱点とp1定さ
れたとき、前記振動データを表示手段に送出して表示す
ることを特徴とする。
また、前記継続的乱点判定手段により前記振動データが
継続的乱点と判定されなかったときは、突変事象検出手
段で機械的アンバランスによる突変事象かラビングによ
る振幅急増の事象かを検出するとともに、単発的乱点判
定手段で瞬時に起こる単発的乱点事象かを検出ずればよ
い。
継続的乱点と判定されなかったときは、突変事象検出手
段で機械的アンバランスによる突変事象かラビングによ
る振幅急増の事象かを検出するとともに、単発的乱点判
定手段で瞬時に起こる単発的乱点事象かを検出ずればよ
い。
他方、本発明による回転機械の振動診断装置は、回転機
械の軸振動を検出する検出器と、この検出器の検出信q
をA/D変換するとともに現時点から過去のある定めら
れた時間までの複数の振動データを検出する振妨監視手
段と、この振動監視手段にて検出された振動データから
標準偏差を算出する標準偏差監視手段と、この標準偏差
監視手段で前記振動データが異常であると判定ざされた
とき継続的に不規則な振動を伴う乱点事象であるかを判
定する継続的乱点判定手段と、このm続的乱点判定手段
にて継続的乱点と判定された場合に振動データを表示す
る表示手段とを備えたことを特徴とする。
械の軸振動を検出する検出器と、この検出器の検出信q
をA/D変換するとともに現時点から過去のある定めら
れた時間までの複数の振動データを検出する振妨監視手
段と、この振動監視手段にて検出された振動データから
標準偏差を算出する標準偏差監視手段と、この標準偏差
監視手段で前記振動データが異常であると判定ざされた
とき継続的に不規則な振動を伴う乱点事象であるかを判
定する継続的乱点判定手段と、このm続的乱点判定手段
にて継続的乱点と判定された場合に振動データを表示す
る表示手段とを備えたことを特徴とする。
また、前記継続的乱点判定手段が前記振動γ一タを非継
続的乱点と判定したときに、機械的アンバランスによる
突変事象かラビングによる振幅急増の事象かを検出する
突変事染検出手段と、瞬時に起こるIl1発的乱点事象
かを検出する甲発的乱点判定手段とを設けることもでき
る。
続的乱点と判定したときに、機械的アンバランスによる
突変事象かラビングによる振幅急増の事象かを検出する
突変事染検出手段と、瞬時に起こるIl1発的乱点事象
かを検出する甲発的乱点判定手段とを設けることもでき
る。
《作用》
以上の構成を有する本発明においては、回転機械の軸振
を検出固で検出し、この検出信号を振動監視手段にてA
/D変換し、この振動監視手段により検出された現時点
から過去のある定められた時間までの複数の振動データ
を4!2準偏差【視手段に送出する。次いで、この標準
偏差監祝手段によって振動データにバラツキがあると判
定された場合は異常なものと判定され、継続的乱点判定
手段でイのバラツキが一定時間継続している場合は継続
的乱点事象と判定し、その振動データを表示手段で表示
寸る。
を検出固で検出し、この検出信号を振動監視手段にてA
/D変換し、この振動監視手段により検出された現時点
から過去のある定められた時間までの複数の振動データ
を4!2準偏差【視手段に送出する。次いで、この標準
偏差監祝手段によって振動データにバラツキがあると判
定された場合は異常なものと判定され、継続的乱点判定
手段でイのバラツキが一定時間継続している場合は継続
的乱点事象と判定し、その振動データを表示手段で表示
寸る。
−− hs継続的乱貞事象と判定されなかった場合は、
突変事象検出手段で、機械的アンバランスによる突変か
ラどングによる振動急増の事象かを判別し、ここで判別
できない事蒙については単発的乱j;、{セ1定手段で
甲発的で瞬時に起こる事蒙かを判定する。
突変事象検出手段で、機械的アンバランスによる突変か
ラどングによる振動急増の事象かを判別し、ここで判別
できない事蒙については単発的乱j;、{セ1定手段で
甲発的で瞬時に起こる事蒙かを判定する。
したがって、本発明では振幅の変化が一方的に増加づる
ような乱点事象を判別ηるとともに、増加と減少を瞬時
に繰り返す乱点事采をも71別可能となる。
ような乱点事象を判別ηるとともに、増加と減少を瞬時
に繰り返す乱点事采をも71別可能となる。
(実施例)
以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明4゛る。
第1図に本発明の一実施例による回転機械の振IJ診所
装置を示す。この実施例の撮初診所装置は、第10図に
示した従来の診所装置と同様、高中1丁タービン6、低
圧タービン7a,7b,および発電礪8からなる蒸気タ
ービン・発電ユニツ1−5に使用され、軸受9a,・・
・91部での振動検出器1Qa,・・・101、回転計
11、位相基準パルス発信器12、各種センサ市13が
蒸気タービン・発電ユニツ1−5に伺設ざれている。各
振動検出器1Qa,・・・10iや各種センサ群13か
らの検出信号は中央操作盤14に送られるようになって
いる。
装置を示す。この実施例の撮初診所装置は、第10図に
示した従来の診所装置と同様、高中1丁タービン6、低
圧タービン7a,7b,および発電礪8からなる蒸気タ
ービン・発電ユニツ1−5に使用され、軸受9a,・・
・91部での振動検出器1Qa,・・・101、回転計
11、位相基準パルス発信器12、各種センサ市13が
蒸気タービン・発電ユニツ1−5に伺設ざれている。各
振動検出器1Qa,・・・10iや各種センサ群13か
らの検出信号は中央操作盤14に送られるようになって
いる。
中央操作盤14は運転監視装l15、△/D変換用振v
J監視手段としての振動監視装置16、警報装置17、
記録計18を協えている。
J監視手段としての振動監視装置16、警報装置17、
記録計18を協えている。
また、第1図に示す振動診所装置は振初データの標準偏
差を算出する標準偏差監視手段としての標準偏差監視n
S 1 、継続的乱点判定手段としてのJIirc的乱
点判定部2、軸振動診断装置3の突変事象検出装ri2
1およびφ発的乱点判定手段としての単発的乱点判定部
4を第10図に示す従来例に付加したものであって、こ
れら以外は従来の技術の項で説明済のため説明を省略す
る。
差を算出する標準偏差監視手段としての標準偏差監視n
S 1 、継続的乱点判定手段としてのJIirc的乱
点判定部2、軸振動診断装置3の突変事象検出装ri2
1およびφ発的乱点判定手段としての単発的乱点判定部
4を第10図に示す従来例に付加したものであって、こ
れら以外は従来の技術の項で説明済のため説明を省略す
る。
振動診断装Uに組み混まれる中央な作詔14の振動監視
装置16は、標準!ia差監視部1および継続的乱点判
定81I2を介して軸振8診断装置3の異/it徴候検
出装冒19に接続され、この検出装置19に監視判定信
号が入力される。また、中央操作114の運転監視装置
15は、軸振動診断装置3の診断部22に入力される。
装置16は、標準!ia差監視部1および継続的乱点判
定81I2を介して軸振8診断装置3の異/it徴候検
出装冒19に接続され、この検出装置19に監視判定信
号が入力される。また、中央操作114の運転監視装置
15は、軸振動診断装置3の診断部22に入力される。
ところで、第1図において振動検出器ioa,・・・1
0iおよび位相基準パルス発信器12の出力データであ
る振動データは振動監祝B置16によって△,/Q変換
され、Fi準偏差監視部1に送られる。この標摩偏差監
視部1では?d常徴候の検出が行われ、貸常徴奴が検出
されなければ正常と判断される。つまり、標準偏差監視
部1で異常m候が検出された時のみ1!勤データは継続
的乱点籾定部2へ送出され、継続的乱点の判定を行なう
。ここで、継続的乱点と判定された場合は軸振fJJ診
断装i!!3へ@初データを送出せず、結果が表示装置
23へ直接出力される。
0iおよび位相基準パルス発信器12の出力データであ
る振動データは振動監祝B置16によって△,/Q変換
され、Fi準偏差監視部1に送られる。この標摩偏差監
視部1では?d常徴候の検出が行われ、貸常徴奴が検出
されなければ正常と判断される。つまり、標準偏差監視
部1で異常m候が検出された時のみ1!勤データは継続
的乱点籾定部2へ送出され、継続的乱点の判定を行なう
。ここで、継続的乱点と判定された場合は軸振fJJ診
断装i!!3へ@初データを送出せず、結果が表示装置
23へ直接出力される。
他方、継続的乱点p1定部2で継続的乱点と判定されな
かった場合、上記振81′F一タは軸振勅診r所装胃3
へ送られる。
かった場合、上記振81′F一タは軸振勅診r所装胃3
へ送られる。
軸振!ll診断!!iIδ3は異常徴奴検出装置19と
,周波数分析器20と、突変事象検出装置21と、診断
部22と、表示装置23と、メ七り24とを有しており
、Mu的乱点籾定部2からの振動データは周波数分析器
20に伝送され、周波故成分の分布が求められるととも
に、%’/常yi奴検出装置19にも伝送される。
,周波数分析器20と、突変事象検出装置21と、診断
部22と、表示装置23と、メ七り24とを有しており
、Mu的乱点籾定部2からの振動データは周波数分析器
20に伝送され、周波故成分の分布が求められるととも
に、%’/常yi奴検出装置19にも伝送される。
また、異常徴候検出装置19からの検出信号は突変事象
検出装置21に伝送ざれ、この突911蒙検出装置21
は機械的アンバランスによる突変事象またはラビングに
よる振幅急増の事象について▼11定し、診断部22で
診断の結果、この各事象を捉えることができれば、結果
が表示装置23へ出力されて表示するとともに、診断に
使用された各種データおよび診断結果がメモリ24に記
憶ざれる。
検出装置21に伝送ざれ、この突911蒙検出装置21
は機械的アンバランスによる突変事象またはラビングに
よる振幅急増の事象について▼11定し、診断部22で
診断の結果、この各事象を捉えることができれば、結果
が表示装置23へ出力されて表示するとともに、診断に
使用された各種データおよび診断結果がメモリ24に記
憶ざれる。
他方、軸振動診断装置3で−F記の各事象を捉えること
ができなかった場合、振動デークi1 111発的乱点
判定部4へ送出され、甲発的乱点の判定を行う。ここで
、単発的乱点と判定された場合はその結果が表示装置2
3へ出力される。
ができなかった場合、振動デークi1 111発的乱点
判定部4へ送出され、甲発的乱点の判定を行う。ここで
、単発的乱点と判定された場合はその結果が表示装置2
3へ出力される。
本実施例では振動データが得られることを竹提条件とし
ているので、振動検出xioa,・・・10、振動監視
装置16等、振動データを獲得処理手段が必要である。
ているので、振動検出xioa,・・・10、振動監視
装置16等、振動データを獲得処理手段が必要である。
なお、中央操作盤14の振動監視装置16より得られる
振動データは、全ての周波数成分を含むオーバオールの
振動据幅である。
振動データは、全ての周波数成分を含むオーバオールの
振動据幅である。
このような振動データにより、振1jJ診断を行う動作
を説明する。
を説明する。
二Lず、?!準偏差監視部1では、現時点から過去のあ
る定められた時問までの複数個の成動データにバラツキ
があるかどうかで異常か否かを判定する。ここで、振初
データにバラツキがあると判定された場合はその振動は
異常なものと¥172され、継続的乱点判定部2におい
て、そのバラツキが一定時1n以上継続している場合は
、g続的に不規律1な振動を伴う乱点事象と判定する。
る定められた時問までの複数個の成動データにバラツキ
があるかどうかで異常か否かを判定する。ここで、振初
データにバラツキがあると判定された場合はその振動は
異常なものと¥172され、継続的乱点判定部2におい
て、そのバラツキが一定時1n以上継続している場合は
、g続的に不規律1な振動を伴う乱点事象と判定する。
このような乱点事象を継続的乱点と定義し、その典型.
例を第3図に示す。
例を第3図に示す。
また、継続的乱点と判定されなかった場合は、上述のよ
うに機械的アンバランスによる突変(典型例を第5図に
示す)と、ラビングによる振幅だl増《典型例を第6図
に示す》の2つの事蒙を判別する。ここで、判別できな
い事蒙についU LL甲允的乱点判定部4にて単発的で
瞬時に起こる乱点事象か否かを判定する。このJ:うh
乱Jj1小采を単発的乱点と定義し、その典型例を第4
図に承り。
うに機械的アンバランスによる突変(典型例を第5図に
示す)と、ラビングによる振幅だl増《典型例を第6図
に示す》の2つの事蒙を判別する。ここで、判別できな
い事蒙についU LL甲允的乱点判定部4にて単発的で
瞬時に起こる乱点事象か否かを判定する。このJ:うh
乱Jj1小采を単発的乱点と定義し、その典型例を第4
図に承り。
次に、第2図は本実施例の各部の動作を示ずノローチt
y − l−である。なお、同図にJ3いC一点鎖線で
囲んだ部分はその符号1.2, 3.4を付した第1図
の各部1.2.3./lの仙作に対1,6シている。
y − l−である。なお、同図にJ3いC一点鎖線で
囲んだ部分はその符号1.2, 3.4を付した第1図
の各部1.2.3./lの仙作に対1,6シている。
まず、ステップaで振!jl監視装若16により現時点
から過去のある定められた時jllまでの複数a61の
振動データを検出し、次いでステップbr−標準偏差監
視部1はその振動データを入力することにより、次式か
ら(母)標準偏差σ1のit tl’3を行う。
から過去のある定められた時jllまでの複数a61の
振動データを検出し、次いでステップbr−標準偏差監
視部1はその振動データを入力することにより、次式か
ら(母)標準偏差σ1のit tl’3を行う。
・・・・・・ 〈2》
上記(2)式において、nは振動データの個数、V,は
現峙点t.の振幅データ、■・ はV・1
+ +−n+1 +よりn個前
のIJit幅データ、Vavはn個の振幅データV・
.・・・viの平均値である。
現峙点t.の振幅データ、■・ はV・1
+ +−n+1 +よりn個前
のIJit幅データ、Vavはn個の振幅データV・
.・・・viの平均値である。
1−n÷1
上記のF!r¥偏差σiはデータのバラッキ度合を示し
ているので、次式よりデータのバラッキ度合のfi1定
をすることができる。
ているので、次式よりデータのバラッキ度合のfi1定
をすることができる。
σ・ ≧ ε ・・・・・・(3》ここ
で、εはバラツキ度合判定のためのしきい値である。こ
の(3)式を満足する場合、データのバラツキ度合が大
きく、現時点で検出された振動が異常なものと判定する
。但し、振動データの個数nを大きく定めれば、同じ条
件でも標準偏差σiは小さくなること、およびプラント
により正常とするデータのバラッキ度合が異なることを
考慮してしきい値を設定する必要がある(ステップC)
。
で、εはバラツキ度合判定のためのしきい値である。こ
の(3)式を満足する場合、データのバラツキ度合が大
きく、現時点で検出された振動が異常なものと判定する
。但し、振動データの個数nを大きく定めれば、同じ条
件でも標準偏差σiは小さくなること、およびプラント
により正常とするデータのバラッキ度合が異なることを
考慮してしきい値を設定する必要がある(ステップC)
。
次いで、標学偏差監視部1で振初データがy?常なもの
と判定された時、すなわちスアップCでσi≧εである
と判断された時、ステップdにJ−5いて継続的乱点判
定部2は(3)式の判定条件がその後も一定時間継続し
て成立し゛(いるが占かをTjI定する。この判定の息
図は第3図〜第6図に示した振動波形と標準偏差との関
係の特徴を捉えることにあるので、各図より読み取れる
特徴について説明する。
と判定された時、すなわちスアップCでσi≧εである
と判断された時、ステップdにJ−5いて継続的乱点判
定部2は(3)式の判定条件がその後も一定時間継続し
て成立し゛(いるが占かをTjI定する。この判定の息
図は第3図〜第6図に示した振動波形と標準偏差との関
係の特徴を捉えることにあるので、各図より読み取れる
特徴について説明する。
第3図(A),(B)は継続的に不規111Jな振動を
伴う乱点事象(継続的乱点)について縦軸に各々振幅V
と標準Q差σをとり、横軸の時刻軸を合せて上下に並べ
て示している。この場合は事象の発生後、(3)式の判
定条件が成立し、その後も継続して条件が成立サるとい
う特徴がある。
伴う乱点事象(継続的乱点)について縦軸に各々振幅V
と標準Q差σをとり、横軸の時刻軸を合せて上下に並べ
て示している。この場合は事象の発生後、(3)式の判
定条件が成立し、その後も継続して条件が成立サるとい
う特徴がある。
第4図(A),(B)は単発的でl1時に起こる乱点事
象《単発的乱点)について前図と同様の形式で示してい
る。この場合は事客の発生後、(3)式の判定条件が成
立{るが、条性成立がらΔt時間後に条件不成立となり
、正常な状態へと移行するという特徴がある。
象《単発的乱点)について前図と同様の形式で示してい
る。この場合は事客の発生後、(3)式の判定条件が成
立{るが、条性成立がらΔt時間後に条件不成立となり
、正常な状態へと移行するという特徴がある。
第5図(△>. (B)Iよ機械的アンバランスによ
る突変事象について第3図と同様の形式で示している。
る突変事象について第3図と同様の形式で示している。
この場合も(3)式の判定条件については第4図と同様
の特徴がある。
の特徴がある。
以上の特徴を利用して次式よりItfM的乱点を検出す
ることができる。
ることができる。
Δt ≧ ε′ ・・・・・・・・・(4)こ
こで、ε′は継続的乱点と判定するためのしきい値であ
る。この《4》式を満足する場合、(3》式の判定条件
がその後も一定時間(ε′以上)II1続して条件が成
立していると判定し診断結果は継続的乱点となる(ス1
ツブe》。
こで、ε′は継続的乱点と判定するためのしきい値であ
る。この《4》式を満足する場合、(3》式の判定条件
がその後も一定時間(ε′以上)II1続して条件が成
立していると判定し診断結果は継続的乱点となる(ス1
ツブe》。
一方、ステップdにJ3いて継続的乱点判定部2は継続
的乱点と診断しなかった時、軸振動診断装M3で機械的
アンバランスによる突変事象とラビングによる振幅急増
の事象について検出できる。
的乱点と診断しなかった時、軸振動診断装M3で機械的
アンバランスによる突変事象とラビングによる振幅急増
の事象について検出できる。
ここで、軸振動診断装置3の診断方法については特舶昭
62−260193号で詳述しているので、その概略を
説明する。第7図は上記診断方法によクて機械的アンバ
ランスによる突変事象を検出する過程を示し、同図にお
いて、次の各項目の値、つまり 瞬時値の振幅変化吊ΔV −V.−V,1・・・(5
)平均値の差 Δvl ・・・(6
)予測値の差 ΔvC ・・・(7
)が各々のtlJ限値を越えているかどうか判定し(ス
テップf)、上記3項目の姶が全て各々の制限値を越え
ている場合、次式を満足ずれば機械的アンバランスによ
る突変事象と診断される(スデツブQ). ΔvoΣΔv,ユΔvo ・・・・・・(8)こ
こで、平均値の差Δvlとは異常徴候検出(t1)以前
のn個の振幅データvi−o,・・・v1−1の平均値
と、検出債のn個の振幅データV..・・・V・ の
平均値との差を示し、予測値+ ++n−1 の差Δvcは異常徴候検出以前の振動データから最小二
乗法によって一次近似式で求めた検出時刻む・の振妨振
幅値と、検出以後のデータから最小I 二乗法によって一次近似式で求めた時刻t1の振勤振I
lil値との差である。なお、(8)式でV。を判定基
準としているが、これは後述の単発的乱点の検出におい
てはΔV=Δvcとなることかあ層 り得るためである。
62−260193号で詳述しているので、その概略を
説明する。第7図は上記診断方法によクて機械的アンバ
ランスによる突変事象を検出する過程を示し、同図にお
いて、次の各項目の値、つまり 瞬時値の振幅変化吊ΔV −V.−V,1・・・(5
)平均値の差 Δvl ・・・(6
)予測値の差 ΔvC ・・・(7
)が各々のtlJ限値を越えているかどうか判定し(ス
テップf)、上記3項目の姶が全て各々の制限値を越え
ている場合、次式を満足ずれば機械的アンバランスによ
る突変事象と診断される(スデツブQ). ΔvoΣΔv,ユΔvo ・・・・・・(8)こ
こで、平均値の差Δvlとは異常徴候検出(t1)以前
のn個の振幅データvi−o,・・・v1−1の平均値
と、検出債のn個の振幅データV..・・・V・ の
平均値との差を示し、予測値+ ++n−1 の差Δvcは異常徴候検出以前の振動データから最小二
乗法によって一次近似式で求めた検出時刻む・の振妨振
幅値と、検出以後のデータから最小I 二乗法によって一次近似式で求めた時刻t1の振勤振I
lil値との差である。なお、(8)式でV。を判定基
準としているが、これは後述の単発的乱点の検出におい
てはΔV=Δvcとなることかあ層 り得るためである。
次に、第8図は上記と同様の診断方法によってラビング
による振幅急増の$条を検出する過程を示し、同図にお
いて、上記(5).(6).<7)の項目が全て各々の
υ1限値を越えている場合、次式を満足すればラビング
による振幅急増と診断される(ステップh)。
による振幅急増の$条を検出する過程を示し、同図にお
いて、上記(5).(6).<7)の項目が全て各々の
υ1限値を越えている場合、次式を満足すればラビング
による振幅急増と診断される(ステップh)。
Δv >> ΔvC ・・・・・・《9》腫
さらに、上記ステップfで軸振動診断装置3が機械的ア
ンバランスによる突変、またはラビングによる振幅急増
と診断されなかった場合、単発的乱点判定部4でta発
的乱点か否かを判定する。第9図は軸振動診lFi装置
3と同様の診断方法によって、単発的乱点と検出過程を
示し、同図において(5).(6).(7)の各項目が
全てt,II限値を越えている場合、次式を満足づれば
単発的乱点と診断される(ステップi)。
ンバランスによる突変、またはラビングによる振幅急増
と診断されなかった場合、単発的乱点判定部4でta発
的乱点か否かを判定する。第9図は軸振動診lFi装置
3と同様の診断方法によって、単発的乱点と検出過程を
示し、同図において(5).(6).(7)の各項目が
全てt,II限値を越えている場合、次式を満足づれば
単発的乱点と診断される(ステップi)。
Δ■o > > ΔV, ・・・・・・〈1
0》したがって、本実施例は振幅の変化が一方的に増J
flするような乱点事象および増加と減少を瞬時に繰り
返ず乱点事象をも自動的に判別することができる。
0》したがって、本実施例は振幅の変化が一方的に増J
flするような乱点事象および増加と減少を瞬時に繰り
返ず乱点事象をも自動的に判別することができる。
以上説明したように、本発明に係る回転機械の振紡診所
方法によれば、振初データより惇出される標準偏差の監
視を行うことによって、回転機械の運転状態に異常徴候
を有するかどうかを自動的に検出し、継続的に不規則な
振動を伴う乱点事象か否かを即座に判定できる。その結
果、軸振動異常徴候の早期検出が可能となり、診断機能
を強化することができる。
方法によれば、振初データより惇出される標準偏差の監
視を行うことによって、回転機械の運転状態に異常徴候
を有するかどうかを自動的に検出し、継続的に不規則な
振動を伴う乱点事象か否かを即座に判定できる。その結
果、軸振動異常徴候の早期検出が可能となり、診断機能
を強化することができる。
また、突変事象判定手段により、機械的アンバランスに
よる突変事象およびラごングによる振幅急増の事象を、
かつ突発的乱点判定手段により瞬時に起こる単発的乱点
事象をも自動的に判別することができる。
よる突変事象およびラごングによる振幅急増の事象を、
かつ突発的乱点判定手段により瞬時に起こる単発的乱点
事象をも自動的に判別することができる。
ざらに、本発明に係る回転機械の振動診断装置によれば
、オンライン・リアルタイムでの軸振動の異常原因の推
定がより^い精爪で行うことが可能となり、発電プラン
トの運転員へのタイムリーな支援によりヒューマンエラ
ーによる事故を防止し得、かつ異営徴候の傾向監視を常
時行うことにより予防保全等、回転機械の保守管理が容
易となり、ひいてはプランi一としての信頼性を向上さ
せることが可能であるという効果を奏する。
、オンライン・リアルタイムでの軸振動の異常原因の推
定がより^い精爪で行うことが可能となり、発電プラン
トの運転員へのタイムリーな支援によりヒューマンエラ
ーによる事故を防止し得、かつ異営徴候の傾向監視を常
時行うことにより予防保全等、回転機械の保守管理が容
易となり、ひいてはプランi一としての信頼性を向上さ
せることが可能であるという効果を奏する。
第1図は本発明による回転機械の振!1jI診所装置の
一実施例を示すブロック図、第2図は第1図に示寸実施
例の作用を説明するフローチャート、第3図(Δ),(
B)は継続的に不)I41Jな振動を伴う乱点事象(継
続的乱点)が生じたとぎの振幅VJjよび標準fit差
σの変化を示プ−グラフ、第4図(A>,(B)は単発
的で瞬時に起こる乱点事象《単発的乱点》が生じたとき
の振幅Vおよびf!準偏差σの変化を示すグラフ、第5
図(A).(B)は機械的アンバランスによる突変事象
が生じたとさの振松vJゴよび標準偏差σの変化を示づ
グラフ、第6図(A),(B)はラビングによる振幅急
増の事象が生じたときの振幅Vおよび標摩偏差σの変化
を示すグラフ、第7図は機械的アンバランスによる突変
事象が生じたときの成幅変化を検出する方法を説明する
グラフ、第8図はラビングによる振幅怠欝の事象が生じ
たときの撮幅変化を検出する方法を説明するグラフ、第
9図は単発的で瞬時に起こる乱点事象が生じたときの振
幅変化を検出する方法を説明づるグラフ、第10図は従
来の振動診断装置を示すブロック図、第11図および第
12図は従来の振動診断装首の軸振動監視方法を説明す
るグラフである。 1・・・標準偏差監視郡、2・・・継続的乱点γり定&
i、3・・・軸振動診断装置、4・・・甲発的乱点判定
部、5・・・蒸気タービン・発′Ii機ユニツ1・、6
・・・n中圧タービン、7a.7b・・・低圧タービン
、8・・・発電曙、9a〜91・・・軸受部、10a〜
10i・・・振動検出器、11・・・回転計、12・・
・位相基準パルス発信器、13・・・各梗センサ/J,
14・・・中央操作盤、15・・・運転監視装置、16
・・・振動監視装置、17・・・警報装置、18・・・
配録計、19・・・異常徴候検出装置、20・・・周波
数分析囚、21・・・突変事象検出装置、22・・・診
断部、23・・・表示装置、24・・・メモリ。
一実施例を示すブロック図、第2図は第1図に示寸実施
例の作用を説明するフローチャート、第3図(Δ),(
B)は継続的に不)I41Jな振動を伴う乱点事象(継
続的乱点)が生じたとぎの振幅VJjよび標準fit差
σの変化を示プ−グラフ、第4図(A>,(B)は単発
的で瞬時に起こる乱点事象《単発的乱点》が生じたとき
の振幅Vおよびf!準偏差σの変化を示すグラフ、第5
図(A).(B)は機械的アンバランスによる突変事象
が生じたとさの振松vJゴよび標準偏差σの変化を示づ
グラフ、第6図(A),(B)はラビングによる振幅急
増の事象が生じたときの振幅Vおよび標摩偏差σの変化
を示すグラフ、第7図は機械的アンバランスによる突変
事象が生じたときの成幅変化を検出する方法を説明する
グラフ、第8図はラビングによる振幅怠欝の事象が生じ
たときの撮幅変化を検出する方法を説明するグラフ、第
9図は単発的で瞬時に起こる乱点事象が生じたときの振
幅変化を検出する方法を説明づるグラフ、第10図は従
来の振動診断装置を示すブロック図、第11図および第
12図は従来の振動診断装首の軸振動監視方法を説明す
るグラフである。 1・・・標準偏差監視郡、2・・・継続的乱点γり定&
i、3・・・軸振動診断装置、4・・・甲発的乱点判定
部、5・・・蒸気タービン・発′Ii機ユニツ1・、6
・・・n中圧タービン、7a.7b・・・低圧タービン
、8・・・発電曙、9a〜91・・・軸受部、10a〜
10i・・・振動検出器、11・・・回転計、12・・
・位相基準パルス発信器、13・・・各梗センサ/J,
14・・・中央操作盤、15・・・運転監視装置、16
・・・振動監視装置、17・・・警報装置、18・・・
配録計、19・・・異常徴候検出装置、20・・・周波
数分析囚、21・・・突変事象検出装置、22・・・診
断部、23・・・表示装置、24・・・メモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、回転機械の軸振動を検出器で検出し、この検出信号
を振動監視手段にてA/D変換し、この振動監視手段に
より検出された現時点から過去のある定められた時間ま
での複数の振動データを標準偏差監視手段に送出して標
準偏差を算出し、この標準偏差を監視しつつこの監視結
果に基づいて前記振動データが異常であると判定された
とき、継続的に不規則な振動を伴う乱点事象であるかを
継続的乱点判定手段により判定し、さらに継続的乱点と
判定されたとき、前記振動データを表示手段に送出して
表示することを特徴とする回転機械の振動診断方法。 2、前記継続的乱点判定手段により前記振動データが継
続的乱点と判定されなかつたときは、突変事象検出手段
で機械的アンバランスによる突変事象かラビングにより
振幅急増の事象かを検出するとともに、単発的乱点判定
手段で瞬時に起こる単発的乱点事象かを検出する請求項
1記載の回転機械の振動診断方法。 3、回転機械の軸振動を検出する検出器と、この検出器
の検出信号をA/D変換するとともに現時点から過去の
ある定められた時間までの複数の振動データを検出する
振動監視手段と、この振動監視手段にて検出された振動
データから標準偏差を算出する標準偏差監視手段と、こ
の標準偏差監視手段で前記振動データが異常であると判
定さされたとき継続的に不規則な振動を伴う乱点事象で
あるかを判定する継続的乱点判定手段と、この継続的乱
点判定手段にて継続的乱点と判定された場合に振動デー
タを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする回転
機械の振動診断装置。 4、前記継続的乱点判定手段が前記振動データを非継続
的乱点と判定したときに、機械的アンバランスによる突
変事象かラビングによる振幅急増の事象かを検出する突
変事象検出手段と、瞬時に起こる単発的乱点事象かを検
出する単発的乱点判定手段とを有する請求項3記載の回
転機械の振動診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1054591A JPH02232529A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1054591A JPH02232529A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02232529A true JPH02232529A (ja) | 1990-09-14 |
JPH054618B2 JPH054618B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=12974968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1054591A Granted JPH02232529A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02232529A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008148466A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軌道系交通システムの異常診断方法及び異常診断システム |
JP2013221741A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-28 | Toshiba Corp | 異常検出装置および異常検出方法 |
RU2680105C2 (ru) * | 2017-06-20 | 2019-02-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Российской академии наук (ФГБУН ФИЦКИА РАН) | Способ мониторинга возникновения недопустимой вибрации гидроагрегата вследствие гидродинамических пульсаций |
RU2687848C1 (ru) * | 2018-06-28 | 2019-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика", надежность машин и комплексная автоматизация" | Способ и система вибромониторинга промышленной безопасности динамического оборудования опасных производственных объектов |
JP2019123006A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 住友重機械工業株式会社 | プレス装置及びプレス装置の診断方法 |
WO2019187517A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 三菱重工業株式会社 | 接触振動検出装置及びそれを備える回転機械、並びに、接触振動検出方法 |
RU2734996C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь" | Многоканальный прибор для измерения и анализа вибрационных параметров роторов |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054591A patent/JPH02232529A/ja active Granted
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