JP6503541B2 - Pump abnormality detection system, pump abnormality detection method, and pump abnormality detection program - Google Patents
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Description
本発明は、流体を送り出すポンプの異常を検知するセンシング技術に関し、詳しくは発電所で用いられているポンプの異常を検知するポンプ異常検知システム、ポンプ異常検知方法及びポンプ異常検知プログラムに関する。 The present invention relates to sensing technology for detecting an abnormality in a pump that pumps fluid, and more particularly to a pump abnormality detection system for detecting an abnormality in a pump used in a power plant, a pump abnormality detection method, and a pump abnormality detection program.
発電所で用いられている様々なポンプは、これまで異常要因の特定するために、情報処理装置でポンプに取り付けた振動センサの波形を事後的に分析(周波数分析など)していた。また、常時的監視では、聴音棒や目視による監視が行われていた。また、部品などの交換時期や異常を、監視員の過去の経験や専門性に頼った確認手法も行われている。 Various pumps used in power plants have been post-mortemly analyzed (such as frequency analysis) on the waveform of a vibration sensor attached to the pump by an information processing apparatus in order to identify abnormal factors. In addition, in constant surveillance, surveillance was conducted by a hearing rod and visual observation. In addition, confirmation methods that rely on the past experience and expertise of the supervisors are also being conducted.
情報処理装置による解析では、軸受けの内径やボールベアリングの直径などのポンプ設計値と共にエンジニアの経験を生かして、振動周期や周波数成分を特定することで、例えば異常振動箇所の特定やベアリング傷発生などの要因を判別していた。他方で、特定の1つの振動センサの解析のように、異常を検証する対象を人為的に絞って、その対象について異常要因や、故障予見などの解析を行っていた。 In analysis by the information processing device, by using the engineer's experience together with pump design values such as the inner diameter of the bearing and the diameter of the ball bearing, the vibration period and frequency component are specified, for example, identification of abnormal vibration location or bearing flaw etc. The factor of On the other hand, as in the analysis of one specific vibration sensor, the object for verifying the abnormality was artificially narrowed down, and the analysis of the abnormality factor, the failure prediction, etc. was performed for the object.
なお、ポンプの異常監視に関連する技術は、特許文献1に記載されている。この文献には、ポンプ内部に振動センサを設け、明らかな異常を振動センサによって検知した際に、自動的にポンプの動作を停止する考案が記載されている。
In addition, the technique relevant to abnormality monitoring of a pump is described in
昨今の発電所システムは、システムの自動停止も必要であるものの 運用状態の維持も重要であり、運用に問題が生じない異常ではシステムを停止させない。 Although recent power plant systems also require automatic shutdown of the system, maintenance of the operation status is also important, and in the case of an abnormality that does not cause any problems in operation, the system will not be shut down.
また、些細な異常の検出や、故障予見などに繋がる異常検出を実施できれば、運用面に有益に働く。 In addition, if it is possible to carry out abnormal detection that leads to detection of a minor abnormality or failure prediction, it works beneficially for operation.
他方で、上記例示したように、分析対象を人為的に重要なポンプに定めて 特定要素に付設したセンサから得た測定値について 周波数解析等を行うこととした場合、異常検出には設計情報や設置情報に基づく様々な事前準備と分析専門家が必要となる。結果、大規模なシステムになればなるほど、システム全体を網羅的に異常検証や予見を行うことが困難な現実が生じる。 On the other hand, as exemplified above, when analysis target is determined by artificially important pump and frequency analysis etc. are performed on measured values obtained from sensors attached to specific elements, design information Various advance preparation and analysis experts based on installation information are needed. As a result, the larger the system, the more difficult it is to perform anomalous verification and prediction comprehensively in the entire system.
また、聴音棒や目視による監視は、人間の主観評価であり、定量的評価が難しい。また、全ての機器の網羅的な常時的監視を行うことは困難である。さらに、発電所システムには、人間が入り難い位置に設置されるポンプもある。 In addition, the listening stick and visual monitoring are human subjective evaluations, and quantitative evaluation is difficult. In addition, it is difficult to perform comprehensive constant monitoring of all devices. In addition, some power plant systems have pumps installed at locations where human access is difficult.
そこで、本発明は、発電所内のポンプに生じる異常を利便性よく検知可能としたポンプ異常検知システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pump abnormality detection system capable of detecting an abnormality occurring in a pump in a power plant with good convenience.
本発明に係るポンプ異常検知システムは、発電所内に設けられている流体を送り出す一のポンプの振動を常設して測定する複数の振動センサ手段に関して、各時点の個々の前記振動センサ手段の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した、前記ポンプで異常が発生していない正常時動作データのモデルを記憶したモデル記憶手段と、前記複数の振動センサ手段によって測定された測定データをそれぞれ収集して蓄積するセンサ情報蓄積手段と、前記正常時動作データを取得する際に、前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させる調整手段と、前記センサ情報蓄積手段によって蓄積された、前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む前記正常時動作データから、各々の測定データの間の相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築して前記モデル記憶手段に記録するモデル構築手段と、前記モデル記憶手段に記録されている前記モデルで求まる相関関係と 前記複数の振動センサ手段から得られた任意期間の測定データに含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出するポンプ異常検出手段と、を備えることを特徴とする。 The pump abnormality detection system according to the present invention relates to all of the individual vibration sensor means at each point in time with respect to a plurality of vibration sensor means for constantly measuring and measuring the vibration of one pump for delivering the fluid provided in the power plant. Model storage means for storing a model of normal operation data in which no abnormality has occurred in the pump, showing mutual relationships among combinations of output values, and measurement data measured by the plurality of vibration sensor means and the sensor information storage means for collecting and storing respectively, when the acquiring the normal operation data, and adjusting means for varying the pressure of fluid flowing through the pump gradually accumulated by the sensor information storage means, of the plurality of vibration sensor means a pressure of the fluid obtained by changing gradually flowing to the pump abnormality in the pump has not occurred From the normal operation data including constant data, and model construction unit which extracts a correlation between each of the measured data, to build the model of the normal operation data is recorded in the model storing unit, said model The correlation between the correlation obtained by the model recorded in the storage means and the combination of all the output values at each time point included in the measurement data of any period obtained from the plurality of vibration sensor means is shown. Pump abnormality detection means for comparing occurrences of correlations with each other to monitor occurrence of abnormal values of the amount of collapse based on the amount of collapse of the correlation, and extracting relationship collapse of a predetermined amount as a notification event related to the pump , And.
本発明に係るポンプ異常検知方法は、発電所内に設けられている流体を送り出す一のポンプの振動を常設して測定する複数の振動センサ手段と、前記ポンプに流れる流体の圧力を変化させる調整手段とを設けて、正常時動作データとして、前記調整手段によって前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させた際の前記振動センサ手段によって測定された測定データを収集して蓄積すると共に、前記振動センサ手段によって測定された任意期間の測定データを収集して蓄積し、蓄積済みの前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む前記正常時動作データから、各時点の各々の測定データの出力値の全ての組み合わせの相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築してモデル記憶手段に記録し、前記モデルで求まる相関関係と 前記任意期間に含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した測定データ間の相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出することを特徴とする。 A pump abnormality detection method according to the present invention comprises a plurality of vibration sensor means for constantly measuring vibration of one pump for sending out a fluid provided in a power plant, and adjusting means for changing the pressure of the fluid flowing to the pump The measurement data measured by the vibration sensor when the pressure of the fluid flowing to the pump is gradually changed by the adjustment unit is collected and accumulated as normal operation data. The plurality of vibrations obtained by collecting and accumulating measurement data of an arbitrary period measured by the sensor means and gradually changing the pressure of the fluid flowing to the pump in which no abnormality has occurred in the accumulated pump. from the normal operation data including the measurement data of the sensor means, extracting a correlation of all combinations of output values of the measured data of each of the time points Te, wherein recorded in the model storing means to build a model of the normal operation data, the mutual relationship existing between the combination of all the output values of the time included in the arbitrary period and correlation obtained by said model The correlation between the measured data shown is compared to monitor occurrence of an abnormal value of the amount of collapse based on the amount of collapse of the correlation, and extract a predetermined amount of relationship collapse as a notification event related to the pump It is characterized by
本発明に係るポンプ異常検知プログラムは、情報処理装置の制御部を、発電所内に設けられている流体を送り出す一のポンプの振動を常設して測定する複数の振動センサ手段に関して、各時点の個々の前記振動センサ手段の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した、前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む正常時動作データのモデルを記憶したモデル記憶手段に記録されている前記モデルで求まる相関関係と 前記複数の振動センサ手段から得られた任意期間に含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した測定データ間の相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出するポンプ異常検出手段と、正常時動作データを取得する際に、前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させる調整手段を働かせながら前記複数の振動センサ手段によって測定された、前記ポンプで異常が発生していない前記正常時動作データから、各々の測定データの間の相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築して前記モデル記憶手段に記録するモデル構築手段、として動作させることを特徴とする。
The pump abnormality detection program according to the present invention is a program for detecting a plurality of vibration sensor means for constantly setting and measuring the vibration of a pump provided in the power plant for controlling the control unit of the information processing apparatus. A plurality of combinations obtained by gradually changing the pressure of the fluid flowing to the pump in which no abnormality has occurred in the pump, showing the interrelationship among the combinations of all the output values of the vibration sensor means of Correlation obtained by the model stored in the model storage unit storing the model of the normal operation data including the measurement data of the vibration sensor unit, and each time point included in an arbitrary period obtained from the plurality of vibration sensor units collapse for comparing processing and correlation relative to the collapse of the correlation between the measurement data showing the mutual relationship existing between the combination of all the output values of Monitoring the occurrence of abnormal values, the pump failure detecting means for extracting the relationships collapse a predetermined amount as a notification event related to the pump, when acquiring the normal operation data, bit by bit the pressure of fluid flowing through the pump while exercising adjusting means for changing measured by the plurality of vibration sensor means, from said normal operation data abnormality in the pump has not occurred, to extract the correlation between each of the measured data, the normal It is characterized in that it operates as model construction means for constructing a model of hour movement data and recording it in the model storage means.
本発明によれば、発電所内のポンプに生じる異常を利便性よく検知可能としたポンプ異常検知システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a pump abnormality detection system capable of detecting an abnormality occurring in a pump in a power plant with good convenience.
以下、本発明の実施形態のポンプ異常検知システムを図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a pump abnormality detection system according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態のポンプ異常検知システム10を示すブロック図である。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a pump
ポンプ異常検知システム10は、発電所内に設けられているポンプの振動を測定する複数の振動センサ手段を入力として受け付けて異常を検知するための、ポンプ異常検出部20と、モデル記憶部30とを含み、構成される。
The pump
モデル記憶部30には、個々の振動センサ(1−1,1−2,・・・1−n)に関して任意期間の出力値間にある測定データ間の関係性を示した正常時モデルが記録されている。この正常時モデルは、一手法としてはポンプを動作させている異常としない振動センサ群の動作データから生成すればよい。
The
ポンプ異常検出部20は、リアルタイム性を有した測定値や、蓄積されている測定値など、監視対象とする複数の振動センサ手段の任意期間の測定データについて、その測定データ間の相関関係を求め、モデル記憶部30に記録されている正常時モデルで求まる相関関係と比較処理する。ポンプ異常検出部20は、比較結果で相関関係の崩れ量(不一致箇所の量)を基準に、所定量の関係性崩れを検出して、異常値の発生時に報知事象として抽出する。また、崩れ量と共に、崩れ方を基準に異常の発生を抽出してもよい。また、崩れ量の時間当たりの増減(変化量)を踏まえてもよい。なお、抽出した報知事象は、所定の記憶部に記録したり、担当者に自動通知したり、他のシステムに通知すればよい。また、異常度合いによっては、ポンプを自動停止する信号を出力してもよい。時間あたりの崩れ量や変化量が所定値を超えた際に、緊急度を有する報知事象として通知するようにしてもよい。
The pump
次に、第1の実施形態にかかるポンプ異常検知システム10の動作例を説明する。
図2は、第1の実施形態にかかるポンプ異常検知システム10の処理動作を例示するフローチャートである。
Next, an operation example of the pump
FIG. 2 is a flowchart illustrating the processing operation of the pump
ポンプ異常検出部20は、監視対象とする振動センサ群の測定データを受け付ける(S101)。この際に入力する測定データは、リアルタイムの測定データでもよいし、任意の区間の過去に収集された測定データでも可能である。
The pump
並列的に、ポンプ異常検出部20は、モデル記憶部30に記録されている正常時モデルを取得する(S102)。
In parallel, the pump
ポンプ異常検出部20は、受け付けたセンサ値群を識別して相関関係を求める(S103)。
The pump
次に、ポンプ異常検出部20は、求めた相関関係と、正常時モデルで求まる相関関係とを比較処理して、関係性崩れを示す値を算定し、関係性に崩れが在るか無いか/どこに在るか/どのタイミングに在るか/などを判別する(S104)。
Next, the pump
ポンプ異常検出部20は、関係性崩れ/崩れの進行/所定位置に顕著な崩れ/等が所定量以上だった際に、報知事象として所定の機器に通知する(S105)。
このように、本実施形態によれば、ポンプに設置された複数の振動センサの測定値から、該当ポンプの異常を、簡便且つ正確に捉え得る検知システムを得られる。この際、従前のシステムのように、分析専門家による判定を要することなく、異常の判定が行える。また、低リソースでリアルタイム監視システムを構築できる。
The pump
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a detection system that can easily and accurately catch an abnormality of a corresponding pump from measurement values of a plurality of vibration sensors installed in the pump. At this time, as in the conventional system, it is possible to determine an abnormality without requiring determination by an analysis expert. In addition, it is possible to build a real-time monitoring system with low resources.
なお、本システムは、ポンプ1台毎に解析すればよく、複数台のポンプを一括して同時並行的に監視することもできる。 In the present system, analysis may be performed for each pump, and a plurality of pumps can be simultaneously monitored in parallel.
[第2の実施形態]
次に第2の実施の形態を説明する。なお、第1の実施形態と同様の箇所について、説明を簡略化又は省略する。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態で用いたポンプの異常が生じていない正常時モデルを構築する手段を含んでいる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In addition, description is simplified or abbreviate | omitted about the location similar to 1st Embodiment.
The second embodiment includes means for constructing a normal state model in which no abnormality occurs in the pump used in the first embodiment.
図3は、第2の実施形態の制御棒監視システム10を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the control
ポンプ異常検知システム10は、ポンプ異常検出部20と、モデル記憶部30と、センサ情報蓄積部40と、モデル構築部50とを含み、構成される。
The pump
センサ情報蓄積部40は、個々のポンプに対応付けられた複数の振動センサによって測定された測定データをそれぞれ収集して蓄積する。
The sensor
モデル構築部50は、センサ情報蓄積部40によって蓄積されている1ないし全てのポンプで異常が発生していない正常時のそれぞれの動作データ群から、各データ群毎に各々の測定データの間の相関関係を抽出して、正常時動作データの各ポンプの正常時モデルを構築してモデル記憶部30に記録する。
モデル構築部50は、各ポンプのモデル正常時モデルを、ポンプ毎の振動センサ群によって測定された測定データ間の相関関係を示す近似式およびフィット値を生成処理すればよい。生成した近似式およびフィット値は各ポンプのモデルとしてモデル記憶部30に記録する。また、モデル構築部50は、生成できたフィット値を予め定められた閾値と比較し、フィット値が予め定められた閾値以上である場合に、正常時モデルとして採用するアルゴリズムを有するとなお良い。
The
The
このように近似式を用いたモデルを生成することで、処理リソースの低減やリアルタイム処理性能の向上が図り得る。 By generating a model using an approximate expression in this manner, processing resources can be reduced and real-time processing performance can be improved.
このように近似式を用いた正常時モデルを使用する際に、ポンプ異常検出部20は、以下のように各々のポンプ毎に動作させればよい。
ポンプ異常検出部20は、例えば、各ポンプに任意の振動センサ(例えば軸受け周囲などの要注目要素近傍のセンサ)によって測定された測定データの一つを、該当ポンプの正常時モデルの近似式に代入する。この代入によって、振動センサによって測定されるはずの各予測値を算出できる。
次に、ポンプ異常検出部20は、予測値と実測値との差の数量が予め定められた閾値とを比較することにより、相関関係の崩れ量を判定する。相関関係の崩れ量が予め定められた閾値を超えた際に異常を判定する。
As described above, when using the normal-time model using the approximate expression, the pump
The pump
Next, the pump
このように、本実施形態によれば、ポンプに設置された複数の振動センサの測定値から、該当ポンプの異常を、簡便且つ正確に捉え得る検知システムを得られる。この際、従前のシステムのように、分析専門家による判定を要することなく、異常の判定が行える。また、低リソースでリアルタイム監視システムを構築できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a detection system that can easily and accurately catch an abnormality of a corresponding pump from measurement values of a plurality of vibration sensors installed in the pump. At this time, as in the conventional system, it is possible to determine an abnormality without requiring determination by an analysis expert. In addition, it is possible to build a real-time monitoring system with low resources.
次に1つの実施例を示して本発明を説明する。本実施例では、第2の実施形態で1台のポンプ内に生じ得る、僅かな傷やベアリング内のグリス消耗をリアルタイム的に監視するシステムである。また、複数の振動センサをそれぞれモータとの軸受け(ベアリング)近傍に配設する。なお、ポンプ内に設けることとしてもよい。
換言すれば、本実施例のシステムは、軸受け傷検知装置として動作する。
The invention will now be described with reference to one example. The present embodiment is a system for monitoring, in real time, slight scratches and grease consumption in bearings that may occur in one pump in the second embodiment. Also, a plurality of vibration sensors are respectively disposed in the vicinity of a bearing with the motor. In addition, it is good also as providing in a pump.
In other words, the system of this embodiment operates as a bearing flaw detection device.
発電設備の一部として、図4に示すように、配管に流れる流体を送り出すポンプ2とそのポンプ2を動作させるモータ3と、流体を調整する調整機4が設けられている。 As a part of the power generation facility, as shown in FIG. 4, a pump 2 for delivering the fluid flowing in the pipe, a motor 3 for operating the pump 2, and a regulator 4 for regulating the fluid are provided.
ポンプ異常検知システム(軸受け傷検知装置)は、ポンプ2について監視する。ポンプ2には、振動センサ1−1、1−2が付設されている。各振動センサは、軸受け近傍の振動を測定するように付与されている。なお、振動センサは、最低限の2つを用いて本実施例を説明する。3つ以上の振動センサをポンプ2に設置してもよい。また他種のセンサ(音響センサや温度センサなど)を合せて設けてもよい。調整機4は、配管1内の流体の量や圧力等を調整する。本実施例では、調整機4は、配管内の水圧を制御する制御弁として説明する。
The pump abnormality detection system (bearing scratch detection device) monitors the pump 2. Vibration sensors 1-1 and 1-2 are attached to the pump 2. Each vibration sensor is applied to measure the vibration in the vicinity of the bearing. The present embodiment will be described by using at least two vibration sensors. Three or more vibration sensors may be installed in the pump 2. In addition, other types of sensors (acoustic sensor, temperature sensor, etc.) may be provided together. The adjuster 4 adjusts the amount, pressure, and the like of the fluid in the
ポンプ異常検知システム10は、振動センサ1−1、1−2の出力値を入力として受け付けて異常を検知する。また、正常時モデルの構築に、振動センサ1−1、1−2の出力値と共に調整機4の出力も用いる。
The pump
センサ情報蓄積部40には、振動センサ1−1、1−2の出力値と測定時刻の時刻データとを対応付けて逐次蓄積する。
The sensor
モデル構築部50は、軸受け傷が発生していない正常時の一定時間分の測定データをセンサ情報蓄積部40から取得して、調整機4の出力値と共に測定データの相関関係を抽出して正常時モデルを構築する。
The
ポンプ異常検出部20は、軸受け傷検出手段として動作させる。ポンプ異常検出部20は、抽出された相関関係をモデル記憶部30から受け取るとともに、センサ情報蓄積部40から一定時間分の測定データを受け取り、これらを基にポンプ2内における軸受け傷の発生を検知する。
The pump
ポンプ異常検出部20は、必要に応じて、アラーム機やディスプレイ等の所要に機器に通知する通知部を含み、検知した軸受け傷の発生をアラーム音やメッセージ等で通知する。また、例えば所定値以下の傷についてはログ化するのみでも構わない。
The pump
次に、図5を用いて、振動センサ1−1、1−2およびセンサ情報蓄積部40の動作を説明する。
まず、振動センサ1−1、1−2は、ポンプ2の振動を常に測定している(ステップS501)。
次に、センサ情報蓄積部40は、振動センサ1−1、1−2によって測定された各測定データを、測定時刻の時刻データとともに受け付ける(ステップS502)。
次に、センサ情報蓄積部40は、振動センサ1−1、1−2から受け取ったデータ(測定データおよび時刻データ)を蓄積する(ステップS503)。
上述したステップS501〜S503の動作は、常時、繰り返し行われる。
なお、蓄積された情報は、振動センサ1−1、1−2による出力値と測定時刻とから構成され、一般に時系列データと呼ばれている形態となる。
センサ情報蓄積部40による情報蓄積の態様としては、リレーショナルデータベースのような機構を用いてもよいし、単純なテキストファイルで保持してもよい。
Next, operations of the vibration sensors 1-1 and 1-2 and the sensor
First, the vibration sensors 1-1 and 1-2 constantly measure the vibration of the pump 2 (step S 501).
Next, the sensor
Next, the sensor
The operations of steps S501 to S503 described above are constantly and repeatedly performed.
The accumulated information is composed of output values from the vibration sensors 1-1 and 1-2 and measurement time, and is in a form generally called time-series data.
As an aspect of information accumulation by the sensor
つぎに、図6を用いて、モデル構築部50の動作を説明する。
まず、ポンプ2内で軸受け傷が一切発生していない正常動作時において、調整機4を調整してポンプ2に流れる水圧を少しずつ変化させる(ステップS601)。なお、この際、水圧を上げる方向、下げる方向が混在しても構わない。
Next, the operation of the
First, at the time of normal operation in which no bearing damage occurs in the pump 2, the regulator 4 is adjusted to gradually change the water pressure flowing to the pump 2 (step S601). At this time, the direction of raising and lowering the water pressure may be mixed.
次に、調整機4の操作により変化する水圧による振動を、振動センサ1−1、1−2が読み取り、その測定データおよび時刻データをセンサ情報蓄積部40が随時蓄積する(ステップS602、図5のステップS501〜S503)。
次に、モデル構築部50は、センサ情報蓄積部40から、調整機4を操作して水圧を変化させた期間(正常動作時の変動データが記録された期間)の測定データを受け取る(ステップS603)。
次に、モデル構築部50は、受け取った測定データから、ポンプ2について測定された振動値間に、相関関係があるかどうかを識別する(ステップS604)。
Next, the vibration sensors 1-1 and 1-2 read the vibration due to the water pressure that changes due to the operation of the adjuster 4, and the sensor
Next, the
Next, the
ここでは、モデル構築部50は、センサ情報蓄積部40から入手した測定2点の一定時間の時系列データから、2点間の相関関係として、B=f(A)のような数式ベースの近似式を生成する。近似式の生成方法としては、例えば、線形回帰と呼ばれている方法を用いればよい。また、ほかにも様々な方法が提案されており、何れの手法を採用してもよい。
Here, from the time series data of a fixed time of two measured points obtained from the sensor
さらに、モデル構築部50は、生成した近似式と、生成時に利用した時系列データとから、実際のデータを近似式がどの程度近似できているかどうかの指標であるフィット値を生成する。線形回帰として最小二乗法を用いて近似した場合、フィット値は最小二乗法における決定係数とすることができる。
Furthermore, the
次に、フィット値と予め定められた閾値を比較し、閾値以上であれば(ステップS605のN)、2点間の関係(近似式およびフィット値)をモデルとして記憶して処理を終了する(ステップS606)。また、フィット値が閾値以下の場合(ステップS605のY)、処理を終了する。振動センサを3つ以上用いる場合は、多点間の関係をもちいてモデルを生成すればよい。なお、以下では、記憶された正常時の2点間の関係をモデルと呼ぶ。 Next, the fit value is compared with a predetermined threshold value, and if it is equal to or more than the threshold value (N in step S605), the relationship between the two points (approximate expression and fit value) is stored as a model, and the process is ended ( Step S606). If the fit value is less than or equal to the threshold (Y in step S605), the process ends. When three or more vibration sensors are used, a model may be generated using the relationship between multiple points. Hereinafter, the relationship between the stored two normal points is called a model.
つぎに、図7を用いて、軸受け傷検出を行う ポンプ異常検出部20の動作を説明する。
なお、ポンプ異常検出部20の動作条件として、正常時のモデルが構築され、センサ情報蓄積部50に振動センサ1−1、1−2からの測定データが常時的に蓄積されているものとする。
Next, the operation of the pump
It is assumed that a model at normal time is constructed as the operating condition of the pump
まず、ポンプ異常検出部20は、センサ情報蓄積部50から、軸受け傷を検知したい、ある時刻tから過去一定時間分の測定データを取得する(ステップS701)。ここで、ある時刻tとは、現在時刻より若干の過去の時刻とする。仮に現在時刻の測定データが常にセンサ情報蓄積部50に蓄積されている場合は、時刻tは現在時刻でも構わない。
First, the pump
次に、モデル構築部50に記憶されている正常時のモデルを取得する(ステップS702)。
Next, a normal model stored in the
次に、モデルから、2点A、Bの振動センサ1−1、1−2間の関係(近似式B=f(A)およびフィット値)を取得する(ステップS703)。 Next, the relationship between the vibration sensors 1-1 and 1-2 at two points A and B (approximate expression B = f (A) and fit value) is acquired from the model (step S 703).
次に、ポンプ異常検出部20は、センサ情報蓄積部50から入手した測定データに含まれる一方の振動センサAの値を近似式B=f(A)へ代入し、結果である他方の振動センサBの予測値を求める(ステップS704)。
Next, the pump
次に、ポンプ異常検出部20は、求められた振動センサBの予測値とセンサ情報蓄積部40から入手した振動センサBの実測値の差異Rを算出する(ステップS705)。
Next, the pump
次に、ポンプ異常検出部20は、差異Rが予め定められた閾値を超えている場合(ステップS706のY)、近似式B=f(A)の関係が成り立っていない状態と判断し、ポンプ2に軸受け傷が発生している可能性があると判断して、所定の通知行為を実行する(ステップS707)。
Next, when the difference R exceeds the predetermined threshold (Y in step S706), the pump
次に、ポンプ異常検出部20は、ステップS707で通知を行った後、および、差異Rが予め定められた閾値を超えていない場含(ステップS706N)、時刻tを一定時間△t分だけ進めて、ステップS701からの処理を繰り返す。
Next, after the notification of step S707, the pump
ここで△tは、軸受け傷を検知したい間隔から設定されるものであるが、振動センサ10、20がセンサ情報蓄積部50へ測定した結果を通知する間隔より大きい必要がある。
Here, Δt is set from the interval at which it is desired to detect a bearing flaw, but it needs to be larger than the interval at which the
また、ポンプ異常検知システム10は、予め近似式B=f(A)と近似式A=f(B)と各フィット値のような双方向的にモデルを求めておき、振動センサAと振動センサBの基準とする振動値を入れ替えて逐次的に監視してもよい。
In addition, the pump
このようにして得られた本実施例の軸受け傷検知装置では、振動を測定するために設置される既存の振動センサ1−1、1−2の測定データを利用して、ポンプ2内で軸受け傷が発生したことを検知することが可能である。 In the bearing flaw detection device according to the present embodiment obtained in this manner, the bearing in the pump 2 is measured using the measurement data of the existing vibration sensors 1-1 and 1-2 installed to measure the vibration. It is possible to detect that a wound has occurred.
また、3点以上の測定値を用いた際に、双方的に分析することで、崩れの伝播元を識別可能な事象もある。 In addition, when using three or more measured values, there is also an event that can identify the propagation source of the collapse by bilaterally analyzing.
また、ポンプに配設された多種のセンサとの相関関係も同様に解析対象としてもよい。例えば、ポンプの入力口の圧力と出力口の圧力を測定している圧力センサや、可聴音センサなども利用できる。 In addition, correlations with various sensors disposed in the pump may be similarly analyzed. For example, a pressure sensor that measures the pressure at the input port of the pump and the pressure at the output port, or an audible sound sensor can also be used.
また、本実施例の軸受け傷検知装置では、軸受け傷発生の初期段階で検知することができる。また、グリスの損耗が所定値を超えたことを検知することも可能である。 Further, in the bearing flaw detection device of the present embodiment, it is possible to detect in the initial stage of bearing flaw occurrence. It is also possible to detect that the wear of the grease has exceeded a predetermined value.
また多量な演算リソースを消費することなく、任意箇所の軸受けの異常を検知できる。この検知では、問題の発生予見も含まれる。 In addition, it is possible to detect an abnormality in any part of the bearing without consuming a large amount of computing resources. This detection also includes anticipation of the occurrence of the problem.
このような分析手法を用いずに、聴音棒などで初期段階の傷を認知することは、人間の能力的にも非常に困難である。また、異常個所として検査対象とする必要があり、リソース配分として、設備に全てを行うことは非常に困難である。他方、本手法のように、各センサの値の監視であれば、異常個所の特定や異常度合いなど様々な事柄を、広範な範囲で集中的に監視できる利点がある。 It is very difficult for human beings to recognize early-stage wounds with a hearing rod or the like without using such analysis methods. In addition, it is necessary to make an inspection target as an abnormal point, and it is very difficult to perform all on equipment as resource allocation. On the other hand, monitoring of the value of each sensor as in the present method has the advantage of being able to centrally monitor various matters such as the identification of an abnormal point and the degree of abnormality in a wide range.
尚、ポンプ異常検知システムの各部は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて実現すればよい。ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態では、RAMにポンプ異常検知プログラムが展開され、プログラムに基づいて制御部(CPU)等のハードウェアを動作させることによって、各部を各種手段として実現する。また、このプログラムは、記録媒体に固定的に記録されて頒布されても良い。当該記録媒体に記録されたプログラムは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介して、メモリに読込まれ、制御部等を動作させる。尚、記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリ装置、ハードディスクなどが挙げられる。 Each part of the pump abnormality detection system may be realized using a combination of hardware and software. In the combination of hardware and software, the pump abnormality detection program is expanded in the RAM, and each unit is realized as various means by operating hardware such as a control unit (CPU) based on the program. Also, this program may be fixedly recorded on a recording medium and distributed. The program recorded on the recording medium is read into the memory via a wired, wireless, or recording medium itself to operate the control unit and the like. Incidentally, examples of the recording medium include an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory device, a hard disk and the like.
上記実施の形態を別の表現で説明すれば、ポンプ異常検知システムとして動作させる情報処理装置を、RAMに展開されたポンプ異常検知プログラムに基づき、ポンプ異常検出手段、モデル記憶手段、センサ情報蓄積手段、モデル構築手段、などとして制御部を動作させることで実現することが可能である。 If the above embodiment is described in another expression, the information processing apparatus for operating as a pump abnormality detection system is a pump abnormality detection means, a model storage means, a sensor information storage means based on a pump abnormality detection program expanded in a RAM. This can be realized by operating the control unit as model construction means or the like.
以上説明したように、本発明を適用した情報処理装置は、発電所内のポンプに生じる異常を利便性よく検知可能としたポンプ異常検知システムを提供できる。 As described above, the information processing apparatus to which the present invention is applied can provide a pump abnormality detection system capable of detecting an abnormality occurring in a pump in a power plant with good convenience.
また、本発明の具体的な構成は前述の実施形態や実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲でブロック構成の分離併合、手順の入れ替えなどの変更があっても良く、上記説明が本発明を限定するものではない。例えば、各構成要素(ポンプ異常検出部やセンサ情報蓄積部など)を各々情報処理装置で構成してもよい。 Further, the specific configuration of the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and there may be changes such as separation / merging of block configurations, replacement of procedures, and the like without departing from the scope of the present invention. The above description does not limit the present invention. For example, each component (a pump abnormality detection unit, a sensor information storage unit, and the like) may be configured by each information processing apparatus.
1 ・・・ 振動センサ
2 ・・・ ポンプ
3 ・・・ モータ
4 ・・・ 調整機(調整手段)
10 ・・・ ポンプ異常検知システム
20 ・・・ ポンプ異常検出部(ポンプ異常検出手段)
30 ・・・ モデル記憶部(モデル記憶手段)
40 ・・・ センサ情報蓄積部(センサ情報蓄積手段)
50 ・・・ モデル構築部(モデル構築手段)
1 · · · Vibration sensor 2 · · · Pump 3 · · · Motor 4 · · · Adjustment machine (adjustment means)
10 · · · Pump
30 · · · Model storage unit (model storage means)
40 · · · Sensor information storage unit (sensor information storage means)
50 · · · Model construction unit (model construction means)
Claims (8)
前記複数の振動センサ手段によって測定された測定データをそれぞれ収集して蓄積するセンサ情報蓄積手段と、
前記正常時動作データを取得する際に、前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させる調整手段と、
前記センサ情報蓄積手段によって蓄積された、前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む前記正常時動作データから、各々の測定データの間の相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築して前記モデル記憶手段に記録するモデル構築手段と、
前記モデル記憶手段に記録されている前記モデルで求まる相関関係と 前記複数の振動センサ手段から得られた任意期間の測定データに含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出するポンプ異常検出手段と、
を備えることを特徴とするポンプ異常検知システム。 With respect to a plurality of vibration sensor means for permanently measuring and measuring the vibration of one pump for delivering the fluid provided in the power plant, there is a mutual relationship among combinations of all output values of the individual vibration sensor means at each time. Model storage means for storing a model of normal operation data in which no abnormality has occurred in the pump;
Sensor information storage means for collecting and storing measurement data measured by the plurality of vibration sensor means;
When the acquiring the normal operation data, and adjusting means for varying the pressure of fluid flowing through the pump gradually,
The normal operation including measurement data of the plurality of vibration sensor means acquired by gradually changing the pressure of the fluid flowing to the pump in which no abnormality has occurred in the pump accumulated by the sensor information accumulation means. Model construction means for extracting correlations between respective measurement data from data, constructing a model of the normal operation data, and recording the model in the model storage means;
The correlation found between the model stored in the model storage means and the correlation between the combinations of all the output values at each time point included in the measurement data of an arbitrary period obtained from the plurality of vibration sensor means And the occurrence of an abnormal value of the amount of collapse based on the amount of collapse of the correlation, and a pump abnormality detection of extracting a predetermined amount of relationship collapse as a notification event related to the pump Means,
A pump abnormality detection system comprising:
蓄積済みの前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む前記正常時動作データから、各時点の各々の測定データの出力値の全ての組み合わせの相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築してモデル記憶手段に記録し、
前記モデルで求まる相関関係と 前記任意期間に含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した測定データ間の相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出する
ことを特徴とするポンプ異常検知方法。 A plurality of vibration sensor means for constantly measuring and measuring the vibration of one pump for sending out the fluid provided in the power plant, and adjustment means for changing the pressure of the fluid flowing to the pump are provided as normal operation data Measurement data measured by the vibration sensor means when the pressure of the fluid flowing to the pump is gradually changed by the adjusting means is collected and accumulated, and measurement of any period measured by the vibration sensor means Collect and accumulate data,
The normal operation data including the measurement data of the plurality of vibration sensor means acquired by gradually changing the pressure of the fluid flowing to the pump in which no abnormality has occurred in the pump which has already been stored of extracting a correlation of all combinations of output values of the measurement data, recorded in the model storing unit to build the model of the normal operation data,
The amount of loss of correlation is compared by comparing the correlation found by the model and the correlation between measured data showing the mutual relationship among combinations of all output values at each time point included in the arbitrary period. A pump abnormality detection method, comprising: monitoring occurrence of an abnormal value of the amount of collapse based on and extracting a predetermined amount of relationship collapse as a notification event related to the pump.
発電所内に設けられている流体を送り出す一のポンプの振動を常設して測定する複数の振動センサ手段に関して、各時点の個々の前記振動センサ手段の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した、前記ポンプで異常が発生していない前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させて取得された前記複数の振動センサ手段の測定データを含む正常時動作データのモデルを記憶したモデル記憶手段に記録されている前記モデルで求まる相関関係と 前記複数の振動センサ手段から得られた任意期間に含まれる各時点の全ての出力値の組み合わせ間にある相互の関係性を示した測定データ間の相関関係と を比較処理して、相関関係の崩れ量を基準とした崩れ量の異常値の発生を監視し、所定量の関係性崩れを前記ポンプに関する報知事象として抽出するポンプ異常検出手段と、
正常時動作データを取得する際に、前記ポンプに流れる流体の圧力を少しずつ変化させる調整手段を働かせながら前記複数の振動センサ手段によって測定された、前記ポンプで異常が発生していない前記正常時動作データから、各々の測定データの間の相関関係を抽出して、前記正常時動作データのモデルを構築して前記モデル記憶手段に記録するモデル構築手段、
として動作させることを特徴とするポンプ異常検知プログラム。 The control unit of the information processing apparatus
With respect to a plurality of vibration sensor means for permanently measuring and measuring the vibration of one pump for delivering the fluid provided in the power plant, there is a mutual relationship among combinations of all output values of the individual vibration sensor means at each time. A model of normal operation data including measurement data of the plurality of vibration sensor means acquired by gradually changing the pressure of the fluid flowing to the pump without abnormality in the pump, A measurement showing the correlation found by the model stored in the model storage means and the correlation between the combinations of all the output values at each time point included in an arbitrary period obtained from the plurality of vibration sensor means by comparison a correlation between the data, and monitors the occurrence of outliers collapse amount relative to collapse of correlation relates the pump relationships collapse a predetermined amount A pump abnormality detecting means for extracting as a governor elephant,
When acquiring the normal operation data, the pressure of fluid flowing through the pump is measured by said plurality of vibration sensor means while exercising adjusting means for changing little by little, the normal no abnormality occurred in the pump Model construction means for extracting correlations between respective measurement data from operation data, constructing a model of the normal operation data, and recording the model in the model storage means;
The pump abnormality detection program characterized by operating as.
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