WO1988004771A1 - Vibration monitoring apparatus - Google Patents
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- WO1988004771A1 WO1988004771A1 PCT/JP1984/000355 JP8400355W WO8804771A1 WO 1988004771 A1 WO1988004771 A1 WO 1988004771A1 JP 8400355 W JP8400355 W JP 8400355W WO 8804771 A1 WO8804771 A1 WO 8804771A1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
Definitions
- This invention relates to a device that constantly monitors the vibrations of rotating machines such as turbines, generators, and compressors and issues an alarm if abnormal vibrations occur, for example. It is something.
- a vibration level detected by a vibration detector attached to a rotating machine or the like is used as a vibration abnormality level corresponding to the rotation speed of the rotating machine.
- a vibration level detected by a vibration detector attached to a rotating machine or the like
- a vibration abnormality level corresponding to the rotation speed of the rotating machine.
- the vibration level exceeds the vibration abnormality level
- a major issue in equipment is to perform high-precision, high-speed arithmetic processing on vibration signals detected by multiple vibration detectors using a computer system. .
- This invention allows the number of revolutions of the rotating body to be monitored and the vibration alarm level to be stored in memory in advance.
- An object of the present invention is to provide a vibration monitoring device which can calculate a vibration level with high accuracy and can perform high-speed signal processing.
- vibration monitoring standards and rotation speeds can be provided by providing a memory for recording the rotation speed and an alarm level for the rotation speed. High-precision vibration monitoring for multiple rotating machines is possible
- a high-speed, high-accuracy signal processing processor is realized, and the purpose of the present invention is to reduce the size, cost, and maintenance.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vibration monitoring system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is the amplitude of the vibration waveform in the system shown in FIG.
- FIG. 3 is a signal waveform diagram showing various signals for value calculation
- FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an algorithm for calculating both amplitude values of the vibration waveform in the stem
- FIG. 4 is a diagram showing the vibration according to the present invention.
- FIG. 4 is a schematic flowchart showing the operation of the monitoring device.
- (1) of the plurality rotational speed of that different Do ing and the target of monitoring rotating machinery ⁇ M 8 is a vibration sensor installed corresponding to each rotating machine shaft, and is usually located at right angles to the axis of the rotating shaft of the rotating machine and at right angles to each other. It consists of an X-axis sensor and a Y-axis sensor installed in the system.
- ( 3 ) is the scanner, (is the A / D (ana 10 g / ⁇ igita 1) converter, (5)
- the shift register (6) is for starting the AZD converter ( 4 )
- Clock generator for driving the shift register and shift register, (7) is a signal processor,
- ( 8 ) is a management processor, is a rotation speed setting device, do) is a vibration alarm level setting device, etc.) is a non-destructive RAM (random access memory), ( ⁇ is an alarm relay (13) is a channel indicator, 4) is a vibration level indicator, and Nana is a DZA (digital / analog) converter. 6) is the data bus of the management processor (8) and the signal processor (7). Is a channel signal line,) is a serial data signal line from the shift register ( 5 ), 9 ) is a shift clock signal line, and is a channel.
- the cell setting unit, ⁇ is a register.
- the management port processor ( 8 ) forms a main processor unit, and has a scanner (3), an A / D converter (4) and a shifter.
- the register (5), clock generator (6), signal processor (7), etc. form a signal processor unit and provide an alarm relay. Ray ⁇ , channel display, vibration level display, DZA converter ⁇ , register ⁇ ), etc., constitute an output unit.
- ⁇ , channel setting device ⁇ ), etc. constitute a keyboard.
- the signal processor ( 7 ) fetches the data for one period of time corresponding to the predetermined rotation speed, and during that time, the maximum value of the data is obtained. If the minimum value is calculated at each instant and the number of times corresponding to the period to be stored is calculated, the vibration amplitude value is calculated from the last remaining maximum value and minimum value. Calculate and compare with vibration alarm level. If the vibration amplitude value is higher than the alarm level, a flag is raised to send data to the control processor ( 8 ) together with the vibration amplitude value.
- Figures 2 and 3 show the key-fuser input, sample time, vibration waveform, and sampling frequency when obtaining both amplitude values of the vibration waveform. It shows the signal indicating the period and the operation algorithm.
- the run time is determined by the key-fuser input or by calculation from the number of poles.
- the arithmetic data uses the average value of four sampling data.
- both amplitudes CP-P level can be set to 0.
- the management processor receives the data, records its state, and performs the same for all other channels. If the alarm has been generated in one cycle, the channel display ⁇ and the vibration level display will show the channel and vibration level on the vibration level display. Display and activate the alarm relay ⁇ . If necessary, an additional alarm-relay and channel display can be added and used as a subsequent alarm relay. When recording vibration levels of all channels on a pen recorder, etc., a register ⁇ and a DZA converter ⁇ should be installed for each channel. You
- FIG. 4 shows a general flowchart for executing a warning process of the vibration monitoring device according to the present invention.
- the operation shown in FIG. 3 is executed for the operation shown in FIG.
- the number of rotations and the alarm value are set for each monitored machine, and these are stored in the non-destructive RAM, and this information is used for signal processing.
- Vibration waveforms during the time corresponding to one revolution given to the processor are calculated, and the availability of alarms and vibration values are sent to the management processor again, and the management processor is processed.
- the system displays the contents and issues an alarm, and performs an alarm on all the channels used in this operation case, and issues an alarm after one round.
- the display at the time of the occurrence of an error is not displayed for the channel, and the display is not limited to the force s . If necessary, a plurality of displays may be performed. Come.
- an alarm relay may be added to notify that a subsequent alarm has occurred. In this case, add a channel indicator.
- the force corresponding to a plurality of rotating machines can be used; the same rotating system can be used. Also scan In the above embodiment, a channel display, a vibration level display, and the like were provided, while the above-described embodiment can be applied to a single channel. This may be provided on a graphic display device such as a CRT.
- the control processor is caused to display the alarm and the number of revolutions set, the output of the alarm, and the display of the vibration level, and the signal processor is operated.
- the instantaneous digital operation of the vibration waveform is performed by the sensor, so high-speed and high-accuracy can be achieved, making it possible to monitor multiple rotating machines in a series, miniaturizing and reducing If the price can be realized, the reliability will be improved.
- the present invention is applicable to a device that constantly monitors the vibration of a rotating machine, such as a turbine, a generator, and a compressor.
Description
明 細
細
発 明 の 名 称
振動監視装置
技術分野
こ の 発 明 は 複数 の例 え ば 、 タ ー ビ ン 、 発電機 、 コ ン プ レ ッ サ な ど 回転機 の 振動 を 常時監視 し 異常 振動が発生 す れ ば警報 を 出 す装置 に 関 す る も の で あ る 。
背景技術
従来 、 こ の 種 の 振動監視装置 と し て 、 回 転機等 に 取付 け ら れ た 振動検 出 器で 検 出 さ れ た 振動 レ べ ル を 、 回 転機 の 回転数 に 応 じ た 振動異常 レ ベ ル と 比較 し 、 振動 レ ベ ル が振動異常 レ ベ ル を 超 え れ ば 警報 を 出 す よ う 計算機 を 用 い て 行 な う も の が あ る し か し て 、 こ の 種振動監視装置 に お い て は 、 複 数 の 振動検出 器で 検 出 さ れ た 振動信号 の 演算処理 を 計算機 シ ス テ ム で 高精度 、 高速 に て 行 な う こ と が大 き な課題 で あ る 。
発 明 の 開示
こ の 発 明 は 、 監視対象 で あ る 回 転体 の 回 転数 と 振動警報 レ ベ ル を あ ら カゝ じ め メ モ リ に 記億 さ せェ
と
お き 、 管理 プ ロ セ ッ サ に て該 メ モ リ 内 の 回転数 と 振動警て報 レ ベ ル を 信号 プ ロ セ ッ サ に 送 出 し 、 信号 プ ロ セ ッ サるに て 振動 セ ン サか ら の 振動 デー タ を デ ィ ジ タ ル信号処理 し 、 .振動波形の 振巾 廬 を 演算す る と'共に 回転体の 回転数に対す る 振動警報 レ ベ ル と 比較す る よ う に構成 し た も の で 、 振動 レ ベ ル を 精度 よ く 演算で き 、 且つ高速信号処理す る こ と が 可能な振動監視装置 を 提供す る も の で あ る 。
こ の 発明 に よ れ ば、 回転数 と 該 回 転数に対す る 警報 レ ベ ル を 記億す る メ モ リ を設 け る こ と に よ り 異な る 振動監視基準 と 回転数 を も つ 複数の 回転機 械に応 じ た精度の 高い振動監視 を行な う こ と が可 能で あ る
本発明 ば信号処理 プ ロ セ ッ サに よ り 、 高速、 高 精度 を 実現 し 、 小型化、 低価格、 無保守化 を 目 的 図面の簡単な説明
第 1 図 は こ の 発 明 の ー実施例に ょ る 振動監視 シ ス テ ム構成 を 示す ブ ロ ッ ク 図 、 第 2 図 は第 1 図 の シ ス テ ム に おい て振動波形の 振巾 値演算の た め の 各種信号を 示す信号波形図 、 第 3 図 は 第 1 図 の シ
ス テ ム に お い て 振動波形の 両振 巾 値 を 演算す る た め の ア ル ゴ リ ズ ム を 示す フ ロ ー チ ャ ー ト 図 、 第 4 図 は こ の 発 明 に よ る 振動監視装 置 の 動作 を 示す ゼ 不 ラ ル フ ロ ー チ ャ ー ト 図 で あ る
発明 を 実施す る た め の 最良 の 形態
以下 こ の 発 明 の一実施例 を 図 に つ い て 説 明 す る 図 に お い て 、 (1) は 監視 の対象 と な る 回転数 の 異 な る 複数 の 回 転機械 〜 M8 、 (2) は 各 回 転機械 シ ャ フ ト に 対応 し て 設 け た 振動 セ ン サ で あ り 、 通常 は 回転機械 の 回 転軸 の軸 心 と 直角 方向 で 且つ互 い に 直角 方向 の 位置 に 設 け ら れ た X 軸 セ ン サ と Y 軸 セ ン サ と で構成 さ れ て い る 。 (3) は ス キ ャ ナ 、 ( は A/D (ana 10 g/ά i g i t a 1 ) 変換器 、 (5) シ フ ト レ ジ ス タ (6) は AZD 変換器 (4) の 起動用 及 び シ フ ト レ ジ ス タ 駆 動用 ク ロ ッ ク ゼ ネ レ 一 タ 、 (7) は 信号 プ ロ セ ッ サ 、
(8) は 管理 プ ロ セ ッ サ 、 は 回 転数設定器 、 do) は 振 動警報 レ ベ ル 設定器 、 な]) は 非破壊 RAM (random access meno ry )、 (^ は 警報 リ レ ー 、 (13) は チ ャ ン ネ ル表示器 、 4) は 振動 レ ベ ル表示器 、 な は D Z A (di gi t a l/ana l og ) 変換器 で あ る 。 ま た 6) は 管理 プ ロ セ ッ サ (8) と 信号 プ ロ セ ッ サ (7) の デ ー タ バ ス 、
は ュ ン ト 口 一 ル信号線、 ) は シ フ ト レ ジ ス タ (5) か ら の 直列 デ一 タ 信号線、 ·9) は シ フ ト ク ロ ッ ク 信 号線、 は チ ヤ ン ネ ル設定器、 © は レ ジ ス タ で あ る 。 な お 、 管理 ブ 口 セ ッ サ (8) は メ イ ン プ ロ セ ッ サ ュ ニ ッ ト を 搆成 し 、 ス キ ャ ナ (3) 、 A/D変換器(4) シ フ ト レ ジ ス タ (5) 、 ク ロ ッ ク ゼ ネ レ 一 タ (6) 、 信号 プ ロ セ ッ サ (7)等 は シ グナ ル プ ロ セ ッ サ ュ ニ ッ ト を 搆 成 し 、 警報 リ レ ー ^ 、 チ ャ ン ネ ル表示器 、 振動 レ ベ ル表示器 、 DZA変換器 ^ 、 レ ジ ス タ ^) 等は ア ウ ト プ ッ ト ユ ニ ッ ト を 構成 し て い る 。 ま た 、 回 転数設定器(9) 、 振動警報 レ ベ ル設定器な 0) 、 メ モ リ
Οί 、 チ ャ ン ネ ル設定器 ο) 等 は キ ー ボ ー ド を 構成 し て い る 。
次に動作 に つ い て説明 す る 。 まず各対象回転機 ご どに 回転数 と 振動の警報 レ ベ ル を 回転数設定器
(9) と 振動警報 レ ベ ル設定器 0) か ら 管理 プ ロ セ ッ サ
(8) を 通 し て非鈹壌 RAM 0¾ へ ス ト ア す る 。 管理 プ 口 セ ッ サ.(8) は ま ず信号 プ ロ セ ッ サ (7) へ チ ヤ ン ネ ル設 定器 ) で設定 さ れた第 1 チ ヤ ン ネ ル の 回転数 と 振 動警報 レ べ ル を 送 る と 共に ス キ ャ ナ (3) を第 1 チ ヤ ン ネ ル に選択す る 。 し 力 し て 、 ス キ ャ ナ (3) で選択
さ れ た 第 l チ ャ ン ネ ル の 振動波形が AZD 変換器 (4) に 入力 さ れ る 。 な お 、 ス キ ャ ナ の チ ャ ン ネ ル 数 は 、 振動 セ ン サ の 個 数 だ け そ れ に 対応 さ せ て 設 け ら れ て い る 。 AZD 変換器 ( は 回転機械 の 一周 期 を 充分細 か く サ ン プ ルす る 時 間 間 隔 で ク 口 ッ ク ゼ ネ レ ー タ (6) に よ っ て 起動 さ れ 、 入力 を AZD 変換す る 1 回 AZD 変換 さ れ る 毎 に デ ィ ジ タ ル化 さ れ た 振動 デ 一 タ カ; シ フ ト レ ジ ス タ ) を 通 し て 信号 プ ロ セ ッ サ (7) に入力 さ れ る 。 信号 プ ロ セ ッ サ (7) は あ ら か じ め 与 え ら れ た 回 転数 に 見合 う 1 周 期 の 時 間 分 デ ー タ を と り こ み 、 そ の 間 そ の 最大値 、 最小値 を 各瞬時 に 演算 し な 力 ら ス ト ァ す る 周 期 に 相 当 す る 回 数 だ け 演算 を 行 う と 、 最後 に 残っ た 最大値 及 び最少値 か ら 振動振 巾 値 を 計算す..る と 共 に 、 振 動警報 レ ベ ル と 比較 す る 。 振動振 巾 値が警報 レ べ ル ょ り 高 け れ ば そ の フ ラ グ を 立 て て 振動振 巾 値 と —緒 に 管理 プ ロ セ ッ サ (8) へ デ ー タ を 送 る 。
第 2 図 お よ び第 3 図 は 、 振動波形の 両振 巾 値 を 求 め る 場 合 の キ 一 フ エ 一 ザ入力 、 サ ン プ ル 時 間 、 振動波形、 サ ン プ リ ン グ周 期 を 示す信号並 び に 演 算 ア ル ゴ リ ズ ム を 表 わ し て い る 。 こ こ で 、 サ ン プ
ル時間 は キ ー フ エ ー ザ入力 ま た は極数か ら の 演算 で決定 さ れる 。 ま た 、 演算 デー タ は 4 個の サ ン プ リ ン グデ ー タ の 平均値 を 用 い る 。 更 に 、 両振巾 C P - P レ ベ ル ) 演算の 最初で MAX ( 最大 ) と MIN ( 最小 ) に最初の サ ンプル デー タ を ス ト ァ す る 事に よ り D C 入力の 場合 P - P を 0 と す る 事が で き る 。
管理 プ ロ セ ッ サ ) は そ の デ ー タ を 受 け て そ の状 態 を 記億 し て お き 、 他のすベて の チ ヤ ン ネ ル に対 し て も 同様に こ の作業を 実施 し 、 一巡 し た状態で 警報が発生 し て お け ば 、 チ ャ ン ネ ル表示器 ^ 、 振 動 レ ベ ル表示器 に そ の チ ヤ ン ネ ル と 振動 レ ベ ル ί直 を 表示 し て 、 警報 リ レ ー ^ を 動作 さ せ る 。 も し 必要で あ れば 、 更に警報-リ レ ー と チ ヤ ン ネ ル表示 装置 を 追加 し 、 後続警報 リ レ ー と し て使用 す る こ と も 出来 る 。 ま た 、 すべて の チ ャ ン ネ ル の 振動 レ ベ ル を ペ ン レ コ ー ダ等に 記録す る と き は 、 チ ャ ン ネ ル毎に レ ジ ス タ ^ と DZA変換器 ^ を 設置す る 。
第 4 図 は 、 こ の 発明 に お け る 振動監視装置 の警 報処理 を 実行す る 場合の ゼ ネ ラ ル フ ロ ー チ ャ ー ト を 示 し て い る 。 な お 、 第 4 図 にお け る 「両振巾 演
算 P - P の 有点判定」 の ブ ロ ッ ク で 〖ま 、 第 3 図 に 示 さ れ た フ ロ ー に し た カ つ て 動作 カ 実行 さ れ る 。
こ の よ う に 、 各監視対象機械毎 に 回 転数 と 警報 値 を 設定 し 、 こ れ を 非破壊 RAM に 記億 さ せ て お き こ の 情報 を あ ら カ > じ め 信号処理 プ ロ セ ッ サ に 与 え そ の 一 回 転 に 相 当 す る 時間 中 の 振動波形 を 演算 し て警報の 可否 と 、 振動値 を 再 び管理 プ ロ セ ッ サ に 送 り 、 管理 プ ロ セ ッ サ が そ の 内 容 を 表示及 び警報 を 行 な い 、 且 つ こ の 操作カ シ リ ー ズ に す ベ て の チ ヤ ン ネ ル に 対 し て行わ れ 、 警報 を 一 巡后 に 行 う こ と に よ り 高速高精度 を 確保 し た 複数機器 の 振動監 視 シ ス テ ム を 得 る こ と 力 で き る 。
な お 、 上記実施例 で は 異常発生時 の 表示 を ー チ ャ ン ネ ル分 の-み し 力 示 し て い な い 力 s 、 必要 に 応 じ て 複数 の表示 を 行 う こ と も 出 来 る 。
又 、 複数 の 機械 に 異常 が発生 し た と き に 、 警報 リ レ ー を 追カ卩 し て 後続警報が発生 し た こ と を 知 ら せ る こ と も 出 来 る 。 こ の と き は チ ャ ン ネ ル表示器 も 追加す る 。
更 に 、 上記実施 例 で は 複数 の 回 転機械 に 対応 し た 力;、 同 一 回 転系 に も 使用 で き る 。 ま た ス キ ャ ナ
を 取 り 去 り 、 '単一 チ ャ ネ ル に 対 し て も 適用 で き る ま た 、 上記実施例で は 、 チ ャ ネ ル表示器、 振動 レ べ ル表示器等 を 設 け たが、 こ れ を C RT等の グ ラ フ ィ ッ ク 表示装置 に設 け て も 良い。
以上の よ う に 、 こ の発明 に よ れ ば 、 管理 プ ロ セ ッ サ に警報及び 回転数の 設定記億、 警報の 出 力 、 振動 レ ベ ル の表示 を さ せ 、 信号 プ ロ セ ッ サ で振動 波形の 瞬時 デ ィ ジ タ ル演算 を さ せ た た め 、 高速高 精度 と な り 複数の 回 転機械の監視 を シ リ 一 ズ に 行 つ て も 良 く な り 、 小形化低価格が実現出来 る と 共 に信頼性が向上す る 。
産業上 の利用 可能性
こ の 発明 は 、 タ 一 ビ ン 、 発電機、 コ ン プ レ ッ サ な ど の 回転機械の振動 を 常時監視す る 装置に適用 可能で あ る 。
Claims
1. 回 転体 の 回 転数 を 設定す る 回転数設定器 、 振 動 の 警報 レ ベ ル を 設定す る 警報 レ ベ ル設定器 、 上 記 回 転数設定器 お よ び上記警報 レ ベ ル設定器 に お け る 設定値 を 記憶す る た め の メ モ リ 、 回 転体 の 振 動 を 検 出 す る 振動 セ ン サ 、 こ の 振動 セ ン サ の 出 力 に 基づ く デ ィ ジ タ ル信号 を 入力 と す る レ ジ ス タ 、 こ の レ ジ ス タ の 出 力 に 基づ き 回 転体 の 振動振 巾 値 を 計算す る と 共 に 該振動振 巾 値 が上記警報 レ ベ ル よ り 大 き け れ ば そ の 振動振 巾 値 を 出 力 す る 信号 プ ロ セ ッ サ 、 上記 回 転数設定器 と 上記警報 レ ベ ル設 定器 に お け る 設定値 を 上記 メ モ リ に 入力 し 、 且つ 必要 に 応 じ 該両 設定値信号 を 上記信号 プ ロ セ ッ サ へ送 出 す る と 共 に 上記信号 プ π セ ッ サ か ら の 振動 振 巾 値信号 を 受 け て 記 '慮並 び に 導出 す る 管理 プ ロ セ ッ サ 、 こ の 管理 プ ロ セ ッ サ 力 ら の 警報信号 お よ び振動振 巾 値信号 出 力 に 基づ き 動作す る 出 力 機器 を 備 え て な る 振動監視装置。
2. 複数の 監視点 に 対 し て 夫 々 設 け ら れ た 複数 の 上記振動 セ ン サ 、 こ の 各振動 セ ン サ の 出 力 が入力 さ れ る 振動 セ ン サ 選択 ス キ ャ ナ 、 こ の 振動 セ ン サ
選択 ス キ ャ ナ で選択 さ れ た チ ヤ ン ネ ル に対応す る 上記振動セ ン サか ら の 信号 を デ ィ ジ タ ル信号 に変 換す る AZD 変換器、 こ の AZD 変換器で得 ら れ た デ 一 タ 信号 を 上記信号 プ ロ セ ッ サ へ送出 す る シ フ ト レ ジ ス タ 、 上記振動 セ ン サ選択 ス キ ャ ナ の チ ャ ン ネ ル を 設定す る チ ャ ン ネ ル設定器 を 備 え 、 且つ上 記管理 プ ロ セ ッ サ は 、 チ ャ ン ネ ル設定器 で設定 さ れ た チ ヤ ン ネ ル にお け る 回転数 と 振動警報 レ べ ル を 上記信号 プ ロ セ ッ サへ送出す る と 共 に上記振動 セ ン サ選択 ス キ ャ ナ を 該当 チ ャ ン ネ ル に選択す る よ う に し た こ と を 特徵 と す る'特許請求の 範囲第 1 - 項記載の 振動監視装置。 "
S. 出力機器 は 、 警報 リ レ ー 、 振動 レ ベ ル表示器 で あ る こ と を 特徵 ^す る 特許請求の 範囲第 1 項記 載の振動監視装置。
4. 複数の 上記振動 セ ン サ は 回転数の 異 な る 複数 の 回転体 に そ れ ぞれ対応 し て 設 け ら れて い る こ と を特徵 と ず る 特許請求の 範囲第 2 項記載の 振動監 視装置。
5. 複数の 上記振動 セ ン サ は 、 同一 回 転体の異 な る 箇所に対 し て設 け ら れ てい る こ と を 特徴 と す る
特許請求の 範 囲 第 2 項記載 の 振動監視装置
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58130018A JPS6021423A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 振動監視装置 |
JP58/130018 | 1983-07-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO1988004771A1 true WO1988004771A1 (en) | 1988-06-30 |
Family
ID=15024124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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PCT/JP1984/000355 WO1988004771A1 (en) | 1983-07-15 | 1984-07-11 | Vibration monitoring apparatus |
Country Status (3)
Country | Link |
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US (1) | US4683542A (ja) |
JP (1) | JPS6021423A (ja) |
WO (1) | WO1988004771A1 (ja) |
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