JPH054618B2 - - Google Patents
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- JPH054618B2 JPH054618B2 JP1054591A JP5459189A JPH054618B2 JP H054618 B2 JPH054618 B2 JP H054618B2 JP 1054591 A JP1054591 A JP 1054591A JP 5459189 A JP5459189 A JP 5459189A JP H054618 B2 JPH054618 B2 JP H054618B2
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-
- 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
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- Testing Of Balance (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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
ける高速回転機械の運転状態の異常徴候の早期検
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。
ける高速回転機械の運転状態の異常徴候の早期検
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
動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・発電ユニツト等では数十〜数百ト
ンのロータが高速で回転しており、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
ることによつ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開昭61−128128号公
報に示すようにいくつか提案されている。
動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・発電ユニツト等では数十〜数百ト
ンのロータが高速で回転しており、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
ることによつ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開昭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・発電機ユニツト５の
従来の診断装置を示す。高・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，……９ｉに各ロータの軸
振動を検出する振動検出器１０ａ，……１０ｉが
設けられている。また、ロータの回転数を検出す
る回転計１１、各軸受部９ａ，……９ｉ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器１２、および発電機出
力（負荷）や蒸気温度、軸受温度等プラントの運
転状態を検出する各種センサ群１３が設置されて
いる。
従来の診断装置を示す。高・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，……９ｉに各ロータの軸
振動を検出する振動検出器１０ａ，……１０ｉが
設けられている。また、ロータの回転数を検出す
る回転計１１、各軸受部９ａ，……９ｉ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器１２、および発電機出
力（負荷）や蒸気温度、軸受温度等プラントの運
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、中央操作盤１４内に設けられる運転監視装
置１５に送られ、振動検出器１０ａ，……１０ｉ
および位相基準パルス発信器１２の出力が中央操
作盤１４内に設けられる振動監視装置１６に送ら
れて常時チエツクされ、所定の制限値を越える場
合には、警報装置１７に指令信号が発せられ、警
報や自動トリツプの信号が出力される。なお、振
動検出器１０ａ，……１０ｉ、回転計１１、位相
基準パルス発信器１２、および各種センサ群１３
の出力は、アナログ型の連続記録計１８にも送ら
れ記録される。また、振動検出器１０ａ，……１
０ｉおよび位相基準パルス発信器１２の出力であ
る振動データは、振動監視装置１６によつて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、異常診断を行つて運転員を支援するシステム
である。上記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、異常徴候が異常徴候検出
装置１９によつて検出される。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器２０によつて解析され
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
基づいて、異常徴候の原因の診断が診断部２２に
よつて行われ、その結果が表示装置２３によつて
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。
力が、中央操作盤１４内に設けられる運転監視装
置１５に送られ、振動検出器１０ａ，……１０ｉ
および位相基準パルス発信器１２の出力が中央操
作盤１４内に設けられる振動監視装置１６に送ら
れて常時チエツクされ、所定の制限値を越える場
合には、警報装置１７に指令信号が発せられ、警
報や自動トリツプの信号が出力される。なお、振
動検出器１０ａ，……１０ｉ、回転計１１、位相
基準パルス発信器１２、および各種センサ群１３
の出力は、アナログ型の連続記録計１８にも送ら
れ記録される。また、振動検出器１０ａ，……１
０ｉおよび位相基準パルス発信器１２の出力であ
る振動データは、振動監視装置１６によつて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、異常診断を行つて運転員を支援するシステム
である。上記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、異常徴候が異常徴候検出
装置１９によつて検出される。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器２０によつて解析され
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
基づいて、異常徴候の原因の診断が診断部２２に
よつて行われ、その結果が表示装置２３によつて
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する課題）
回転機械の軸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。例えば第１１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、軸振動振幅レベルとその時の
振幅増加率の値により、正常域、警報域、トリツ
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振幅
増加率はＡ／Ｄ変換後のデータのバラツキによる
異常徴候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tiでの計測値Vi以前のｎ個の
データVi-o+1〜Viを最小二乗法による一次近似式 Ｖ＝α・Ｔ＋β ……(1) で求めた値、Ｖ（振動振幅レベル）、α（振幅増加
率；傾き）が使用されている。ここでＴ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。
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。例えば第１１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、軸振動振幅レベルとその時の
振幅増加率の値により、正常域、警報域、トリツ
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振幅
増加率はＡ／Ｄ変換後のデータのバラツキによる
異常徴候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tiでの計測値Vi以前のｎ個の
データVi-o+1〜Viを最小二乗法による一次近似式 Ｖ＝α・Ｔ＋β ……(1) で求めた値、Ｖ（振動振幅レベル）、α（振幅増加
率；傾き）が使用されている。ここでＴ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。
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。
すなわち、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
均化によつてその特徴をなくしてしまえば、これ
を判別することは困難である。したがつて、現状
ではオフラインでの運転員の専門知識に基づいた
判定に依存している。
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
均化によつてその特徴をなくしてしまえば、これ
を判別することは困難である。したがつて、現状
ではオフラインでの運転員の専門知識に基づいた
判定に依存している。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
従来人間系により行つていた乱点検出に客観的な
評価基準を用いることで計算機による処理を可能
とし、軸振動の異常徴候を早期に検出し診断機能
の強化を図る回転機械の振動診断方法およびその
振動診断装置を提供することを目的とする。
従来人間系により行つていた乱点検出に客観的な
評価基準を用いることで計算機による処理を可能
とし、軸振動の異常徴候を早期に検出し診断機能
の強化を図る回転機械の振動診断方法およびその
振動診断装置を提供することを目的とする。
（課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
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。
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
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。
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すればよい。
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すればよい。
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。
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。
また、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
判定手段とを設けることもできる。
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
に送出する。次いで、この標準偏差監視手段によ
つ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
でそ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
段で表示する。
械の軸振を検出器で検出し、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
に送出する。次いで、この標準偏差監視手段によ
つ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
でそ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
段で表示する。
一方、継続的乱点事象と判定されなかつた場合
は、突変事象検出手段で、機械的アンバランスに
よる突変かラビ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象については単発的
乱点判定手段で単発的で瞬時に起こる事象かを判
定する。
は、突変事象検出手段で、機械的アンバランスに
よる突変かラビ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象については単発的
乱点判定手段で単発的で瞬時に起こる事象かを判
定する。
したがつて、本発明では振幅の変化が一方的に
増加するような乱点事象を判別するとともに、増
加と減少を瞬時に繰り返す乱点事象をも判別可能
となる。
増加するような乱点事象を判別するとともに、増
加と減少を瞬時に繰り返す乱点事象をも判別可能
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
する。
する。
第１図に本発明の一実施例による回転機械の振
動診断装置を示す。この実施例の振動診断装置
は、第１０図に示した従来の診断装置と同様、高
中圧タービン６、低圧タービン７ａ，７ｂ、およ
び発電機８からなる蒸気タービン・発電ユニツト
５に使用され、軸受９ａ，……９ｉ部での振動検
出器１０ａ，……１０ｉ、回転計１１、位相基準
パルス発信器１２、各種センサ群１３が蒸気ター
ビン・発電ユニツト５に付設されている。各振動
検出器１０ａ，……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
なつている。中央操作盤１４は運転監視装置１
５、Ａ／Ｄ変換用振動監視手段としての振動監視
装置１６、警報装置１７、記録計１８を備えてい
る。
動診断装置を示す。この実施例の振動診断装置
は、第１０図に示した従来の診断装置と同様、高
中圧タービン６、低圧タービン７ａ，７ｂ、およ
び発電機８からなる蒸気タービン・発電ユニツト
５に使用され、軸受９ａ，……９ｉ部での振動検
出器１０ａ，……１０ｉ、回転計１１、位相基準
パルス発信器１２、各種センサ群１３が蒸気ター
ビン・発電ユニツト５に付設されている。各振動
検出器１０ａ，……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
なつている。中央操作盤１４は運転監視装置１
５、Ａ／Ｄ変換用振動監視手段としての振動監視
装置１６、警報装置１７、記録計１８を備えてい
る。
また、第１図に示す振動診断装置は振動データ
の標準偏差を算出する標準偏差監視手段としての
標準偏差監視部１、継続的乱点判定手段としての
継続的乱点判定部２、軸振動診断装置３の突変事
象検出装置２１および単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
付加したものであつて、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。
の標準偏差を算出する標準偏差監視手段としての
標準偏差監視部１、継続的乱点判定手段としての
継続的乱点判定部２、軸振動診断装置３の突変事
象検出装置２１および単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
付加したものであつて、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。
振動診断装置に組み混まれる中央操作盤１４の
振動監視装置１６は、標準偏差監視部１および継
続的乱点判定部２を介して軸振動診断装置３の異
常徴候検出装置１９に接続され、この検出装置１
９に監視判定信号が入力される。また、中央操作
盤１４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。
振動監視装置１６は、標準偏差監視部１および継
続的乱点判定部２を介して軸振動診断装置３の異
常徴候検出装置１９に接続され、この検出装置１
９に監視判定信号が入力される。また、中央操作
盤１４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１０ａ，
……１０ｉ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視装置１６に
よつてＡ／Ｄ変換され、標準偏差監視部１に送ら
れる。この標準偏差監視部１では異常徴候の検出
が行われ、異常徴候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で異常徴候
が検出された時のみ振動データは継続的乱点判定
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動診断
装置３へ振動データを送出せず、結果が表示装置
２３へ直接出力される。
……１０ｉ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視装置１６に
よつてＡ／Ｄ変換され、標準偏差監視部１に送ら
れる。この標準偏差監視部１では異常徴候の検出
が行われ、異常徴候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で異常徴候
が検出された時のみ振動データは継続的乱点判定
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動診断
装置３へ振動データを送出せず、結果が表示装置
２３へ直接出力される。
他方、継続的乱点判定部２で継続的乱点と判定
されなかつた場合、上記振動データは軸振動診断
装置３へ送られる。
されなかつた場合、上記振動データは軸振動診断
装置３へ送られる。
軸振動診断装置３は異常徴候検出装置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、メモリ２４とを
有しており、継続的乱点判定部２からの振動デー
タは周波数分析器２０に伝送され、周波数成分の
分布が求められるとともに、異常徴候検出装置１
９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、メモリ２４とを
有しており、継続的乱点判定部２からの振動デー
タは周波数分析器２０に伝送され、周波数成分の
分布が求められるとともに、異常徴候検出装置１
９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に伝送され、この突変事象
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
判定し、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に記憶され
る。
突変事象検出装置２１に伝送され、この突変事象
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
判定し、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に記憶され
る。
他方、軸振動診断装置３で上記の各事象を捉え
ることができなかつた場合、振動データは単発的
乱点判定部４へ送出され、単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２３へ出力される。
ることができなかつた場合、振動データは単発的
乱点判定部４へ送出され、単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２３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前提
条件としているので、振動検出器１０ａ，……１
０ｉ、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振幅であ
る。このような振動データにより、振動診断を行
う動作を説明する。
条件としているので、振動検出器１０ａ，……１
０ｉ、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振幅であ
る。このような振動データにより、振動診断を行
う動作を説明する。
まず、標準偏差監視部１では、現時点から過去
のある定められた時間までの複数個の振動データ
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、振動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判定され、
継続的乱点判定部２において、そのバラツキが一
定時間以上継続している場合は、継続的に不規則
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。
のある定められた時間までの複数個の振動データ
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、振動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判定され、
継続的乱点判定部２において、そのバラツキが一
定時間以上継続している場合は、継続的に不規則
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。
また、継続的乱点と判定されなかつた場合は、
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急
増（典型例を第６図に示す）の２つの事象を判別
する。ここで、判別できない事象については単発
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。このような乱点事象を単発
的乱点と定義し、その典型例を第４図に示す。
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急
増（典型例を第６図に示す）の２つの事象を判別
する。ここで、判別できない事象については単発
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。このような乱点事象を単発
的乱点と定義し、その典型例を第４図に示す。
次に、第２図は本実施例の各部の動作を示すフ
ローチアートである。なお、同図において一点鎖
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１，２，３，４の動作に対応して
いる。
ローチアートである。なお、同図において一点鎖
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１，２，３，４の動作に対応して
いる。
まず、ステツプａで振動監視装置１６により現
時点から過去のある定められた時間までの複数個
の振動データを検出し、次いでステツプｂで標準
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σiの計算を行う。
時点から過去のある定められた時間までの複数個
の振動データを検出し、次いでステツプｂで標準
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σiの計算を行う。
σi＝１／ｎ−１｛i
〓j=i-n+1
（Vj−Vav）2｝1/2 ……(2)
上記(2)式において、ｎは振動データの個数、Vi
は現時点tiの振動データ、Vi-o+1はViよりｎ個前
の振動データ、Vavはｎ個の振動データVi-o+1，
……Viの平均値である。
は現時点tiの振動データ、Vi-o+1はViよりｎ個前
の振動データ、Vavはｎ個の振動データVi-o+1，
……Viの平均値である。
上記の標準偏差σiはデータのバラツキ度合を示
しているので、次式よりデータのバラツキ度合の
判定をすることができる。
しているので、次式よりデータのバラツキ度合の
判定をすることができる。
σi≧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
るデータのバラツ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。（ステツプｃ）。
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
るデータのバラツ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。（ステツプｃ）。
次いで、標準偏差監視部１で振動データが異常
なものと判定された時、すなわちステツプｃでσi
≧εであると判断された時、ステツプｄにおいて
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ているか否かを判定す
る。この判定の意図は第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。
なものと判定された時、すなわちステツプｃでσi
≧εであると判断された時、ステツプｄにおいて
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ているか否かを判定す
る。この判定の意図は第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は継続的に不規則な振動を伴う乱
点事象（継続的乱点）について縦軸に各々振幅Ｖ
と標準偏差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
が成立するという特徴がある。
点事象（継続的乱点）について縦軸に各々振幅Ｖ
と標準偏差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
が成立するという特徴がある。
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）について前面と同様の形式で示し
ている。この場合は事象の発生後、(3)式の判定条
件が成立するが、条件成立から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。
（単発的乱点）について前面と同様の形式で示し
ている。この場合は事象の発生後、(3)式の判定条
件が成立するが、条件成立から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Ａ，Ｂは機械式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。
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。
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。
以上の特徴を利用して次式より継続的乱点を検
出することができる。
出することができる。
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）継続して条
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（ステツプｅ）。
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）継続して条
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（ステツプｅ）。
一方、ステツプｄにおいて継続的乱点判定部２
は継続的乱点と診断しなかつた時、軸振動診断装
置３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
特願昭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つて機
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 瞬時値の振幅変化量ΔVp＝Vi−Vi-1 ……(5) 平均値の差 ΔVn ……(6) 予測値の差 ΔVc ……(7) が各々の制限値を越えているかどうか判定し（ス
テツプｆ）、上記３項目の値が全て各々の制限値
を越えている場合、次式を満足すれば機械的アン
バランスによる突変事象と診断される（ステツプ
ｇ）。
は継続的乱点と診断しなかつた時、軸振動診断装
置３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
特願昭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つて機
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 瞬時値の振幅変化量ΔVp＝Vi−Vi-1 ……(5) 平均値の差 ΔVn ……(6) 予測値の差 ΔVc ……(7) が各々の制限値を越えているかどうか判定し（ス
テツプｆ）、上記３項目の値が全て各々の制限値
を越えている場合、次式を満足すれば機械的アン
バランスによる突変事象と診断される（ステツプ
ｇ）。
ΔVpΔVnΔVc ……(8)
ここで、平均値の差ΔVnとは異常徴候検出
（ti）以前のｎ個の振幅データVi-o，……Vi-1の平
均値と、検出後のｎ個の振幅データVi，……
Vi+o-1の平均値との差を示し、予測値の差ΔVcは
異常徴候検出以前の振動データから最小二乗法に
よつて一次近似式で求めた検出時刻tiの振動振幅
値と、検出以後のデータから最小二乗法によつて
一次近似式で求めた時刻tiの振動振幅値との差で
ある。なお、(8)式でVp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ΔVn
ΔVcとなることがあり得るためである。
（ti）以前のｎ個の振幅データVi-o，……Vi-1の平
均値と、検出後のｎ個の振幅データVi，……
Vi+o-1の平均値との差を示し、予測値の差ΔVcは
異常徴候検出以前の振動データから最小二乗法に
よつて一次近似式で求めた検出時刻tiの振動振幅
値と、検出以後のデータから最小二乗法によつて
一次近似式で求めた時刻tiの振動振幅値との差で
ある。なお、(8)式でVp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ΔVn
ΔVcとなることがあり得るためである。
次に、第８図は上記と同様の診断方法によつて
ラビングによる振幅急増の事象を検出する過程を
示し、同図において、上記(5)，(6)，(7)の項目が全
て各々の制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
ツプｈ）。
ラビングによる振幅急増の事象を検出する過程を
示し、同図において、上記(5)，(6)，(7)の項目が全
て各々の制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
ツプｈ）。
ΔVn＞＞ΔVc ……(9)
さらに、上記ステツプ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つた場合、単発的
乱点判定部４で単発的乱点か否かを判定する。第
９図は軸振動診断装置３と同様の診断方法によつ
て、単発的乱点と検出過程を示し、同図において
(5)，(6)，(7)の各項目が全て制限値を越えている場
合、次式を満足すれば単発的乱点と診断される
（ステツプｉ）。
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つた場合、単発的
乱点判定部４で単発的乱点か否かを判定する。第
９図は軸振動診断装置３と同様の診断方法によつ
て、単発的乱点と検出過程を示し、同図において
(5)，(6)，(7)の各項目が全て制限値を越えている場
合、次式を満足すれば単発的乱点と診断される
（ステツプｉ）。
ΔVp＞＞ΔVn ……(10)
したがつて、本実施例は振幅の変化が一方的に
増加するような乱点事象および増加と減少を瞬時
に繰り返す乱点事象をも自動的に判別することが
できる。
増加するような乱点事象および増加と減少を瞬時
に繰り返す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
振動診断方法によれば、振動データより算出され
る標準偏差の監視を行うことによつて、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。
振動診断方法によれば、振動データより算出され
る標準偏差の監視を行うことによつて、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ビングによる振幅
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。
ランスによる突変事象およびラビングによる振幅
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。
さらに、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精度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
援によりヒユーマンエラーによる事故を防止し
得、かつ異常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、ひいてはプラント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。
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精度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
援によりヒユーマンエラーによる事故を防止し
得、かつ異常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、ひいてはプラント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動診断装置
の一実施例を示すブロツク図、第２図は第１図に
示す実施例の作用を説明するフローチヤート、第
３図Ａ，Ｂは継続的に不規則な振動を伴う乱点事
象（継続的乱点）が生じたときの振幅Ｖおよび標
準偏差σの変化を示すグラフ、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および標準偏差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
る突変事変が生じたときの振幅Ｖおよび標準偏差
σの変化を示すグラフ、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
び標準偏差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振
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急増の事象が生じたときの
振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するグラフ、第
１０図は従来の振動診断装置を示すブロツク図、
第１１図および第１２図は従来の振動診断装置の
軸振動監視方法を説明するグラフである。 １……標準偏差監視部、２……継続的乱点判定
部、３……軸振動診断装置、４……単発的乱点判
定部、５……蒸気タービン・発電機ユニツト、６
……高中圧タービン、７ａ，７ｂ……低圧タービ
ン、８……発電機、９ａ〜９ｉ……軸受部、１０
ａ〜１０ｉ……振動検出器、１１……回転計、１
２……位相基準パルス発信器、１３……各種セン
サ群、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……記録計、１９……異常徴候検出装置、２
０……周波数分析器、２１……突変事象検出装
置、２２……診断部、２３……表示装置、２４…
…メモリ。
の一実施例を示すブロツク図、第２図は第１図に
示す実施例の作用を説明するフローチヤート、第
３図Ａ，Ｂは継続的に不規則な振動を伴う乱点事
象（継続的乱点）が生じたときの振幅Ｖおよび標
準偏差σの変化を示すグラフ、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および標準偏差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
る突変事変が生じたときの振幅Ｖおよび標準偏差
σの変化を示すグラフ、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
び標準偏差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振
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急増の事象が生じたときの
振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するグラフ、第
１０図は従来の振動診断装置を示すブロツク図、
第１１図および第１２図は従来の振動診断装置の
軸振動監視方法を説明するグラフである。 １……標準偏差監視部、２……継続的乱点判定
部、３……軸振動診断装置、４……単発的乱点判
定部、５……蒸気タービン・発電機ユニツト、６
……高中圧タービン、７ａ，７ｂ……低圧タービ
ン、８……発電機、９ａ〜９ｉ……軸受部、１０
ａ〜１０ｉ……振動検出器、１１……回転計、１
２……位相基準パルス発信器、１３……各種セン
サ群、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……記録計、１９……異常徴候検出装置、２
０……周波数分析器、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 JPH02232529A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH054618B2 true 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) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5382991B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2014-01-08 | 三菱重工業株式会社 | 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 |
| JP6947654B2 (ja) * | 2018-01-19 | 2021-10-13 | 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 |
| JP6559824B1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-08-14 | 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 |
| 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 |
| 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02232529A (ja) | 1990-09-14 |
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