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公開番号2025058635
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023168683
出願日2023-09-28
発明の名称回転機械の異常診断支援方法及び装置
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20250402BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転機械の異常の兆候を検知できるようにする。
【解決手段】設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援装置(100)であって、回転機械の電動機(M)の電流値を用いて、設定回転速度が変更されてから所定の時間内における電流値統計量である実績電流値統計量を算出する実績電流値統計量算出手段(103)と、正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との相関関係を示す回帰式に基づいて、設定回転速度の変更量に対応する電流値統計量である計算電流値統計量を算出する計算電流値統計量算出手段(104)と、実績電流値統計量と計算電流値統計量との差分に基づいて、回転機械の異常診断を支援する情報を生成する生成手段(105)とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援方法であって、
前記回転機械の電動機の電流値を用いて、設定回転速度が変更されてから所定の時間内における電流値統計量である実績電流値統計量を算出するステップと、
正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との相関関係を示す回帰式に基づいて、前記設定回転速度の変更量に対応する電流値統計量である計算電流値統計量を算出するステップと、
前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量との差分に基づいて、前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成するステップとを有することを特徴とする回転機械の異常診断支援方法。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
電流値統計量は、前記所定の時間内の電流の積算平均値であることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の異常診断支援方法。
【請求項３】
前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成するステップでは、前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量との差分の確率分布と、予め求めておいた正常時の確率分布とに基づいた情報を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機械の異常診断支援方法。
【請求項４】
前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成するステップでは、前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量との差分の確率分布と、前記正常時の確率分布とを比較して、前記回転機械の異常を検知したか否かを判定し、その判定結果の情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の回転機械の異常診断支援方法。
【請求項５】
前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成するステップでは、２つの前記確率分布のカルバック・ライブラー距離を算出することを特徴とする請求項３に記載の回転機械の異常診断支援方法。
【請求項６】
設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援装置であって、
前記回転機械の電動機の電流値を用いて、設定回転速度が変更されてから所定の時間内における電流値統計量である実績電流値統計量を算出する実績電流値統計量算出手段と、
正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との相関関係を示す回帰式に基づいて、前記設定回転速度の変更量に対応する電流値統計量である計算電流値統計量を算出する計算電流値統計量算出手段と、
前記実績電流値統計量算出手段で算出した前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量算出手段で算出した前記計算電流値統計量との差分に基づいて、前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成する生成手段とを備えることを特徴とする回転機械の異常診断支援装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援方法及び装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電動機や電動機によって駆動されるローラー等の回転機械の異常診断に、電動機の電流値を利用する手法が提案されている。
特許文献１には、ローラーテーブルの設備診断に関して、金属帯を搬送するローラーテーブルの個々のロールを駆動する複数の電動機を同時に制御するドライブ装置を一単位として、当該ドライブ装置毎に、前記電動機の電動機電流を個別に計測し、計測した電動機電流の平均値と個別に計測した電動機電流値の偏差を比較して、又は、隣り合う電動機の電流値を比較して設備診断を行うことが開示されている。
また、特許文献２には、ローラーテーブルの設備診断に関して、ロールを駆動する電動機の電流信号を逐一捕らえ、運転直後の起動電流と起動時間を検出する起動状態検出部と、安定期における電流値の検出と電流の振動周期・振幅を演算するロール偏芯検出部によって構成される電流変化の検出機構を有し、電動機の運転信号によって各検出部を順次に切り替えることで、電動機の電流変化の挙動を運転開始から停止に至るまでの運転状態に応じて連続的にローラーテーブルを診断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３９８２４３３号公報
特許第３６８８８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された手法では、電動機電流の計測を、ローラーテーブル上に金属帯がない無負荷状態での定速運転時や、電動機の駆動を開始する起動時に行うようにしている。しかしながら、無負荷状態での定速運転時の電流は設備の異常がある程度大きくならないと変動しない。そのため、無負荷状態での定速運転時に計測した電流に基づいて異常検知するときは、故障する直前となり、操業中のトラブルの発生を回避するための設備補修のために突発的に操業を停止することが求められる。また、電動機の起動時の電流は外乱による影響を含み、例えばロールの軸受の潤滑状態が温度で変化することにより、正常時でも電流が変動するため、誤検知を起こしてしまうおそれがある。
特許文献２に開示された手法でも、ローラーテーブルに搬送物が載っていない無負荷状態の安定期での電流や、運転直後の起動電流を計測するようにしており、特許文献１と同様に、設備の異常検知が故障の直前となり、設備補修のために突発的に操業を停止することが求められ、また、外乱による影響で誤検知を起こしてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、回転機械の異常の兆候を検知できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転機械の異常診断支援方法は、設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援方法であって、前記回転機械の電動機の電流値を用いて、設定回転速度が変更されてから所定の時間内における電流値統計量である実績電流値統計量を算出するステップと、正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との相関関係を示す回帰式に基づいて、前記設定回転速度の変更量に対応する電流値統計量である計算電流値統計量を算出するステップと、前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量との差分に基づいて、前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成するステップとを有することを特徴とする。
本発明の回転機械の異常診断支援装置は、設定回転速度を変更して運転される回転機械の異常診断を支援する異常診断支援装置であって、前記回転機械の電動機の電流値を用いて、設定回転速度が変更されてから所定の時間内における電流値統計量である実績電流値統計量を算出する実績電流値統計量算出手段と、正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との相関関係を示す回帰式に基づいて、前記設定回転速度の変更量に対応する電流値統計量である計算電流値統計量を算出する計算電流値統計量算出手段と、前記実績電流値統計量算出手段で算出した前記実績電流値統計量と前記計算電流値統計量算出手段で算出した前記計算電流値統計量との差分に基づいて、前記回転機械の異常診断を支援する情報を生成する生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転機械の異常の兆候を検知できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る熱間圧延ライン及びホットランテーブルを説明するための図である。
実施形態に係る異常診断支援装置の機能構成を示す図である。
実施形態に係る異常診断支援装置が実行する異常診断支援処理を示すフローチャートである。
在荷オン、オフと、設定回転速度と、電流値との時系列変化の例を示す図である。
正常時における設定回転速度の変更量と電流値統計量との関係を示す図である。
実績電流値統計量と計算電流値統計量との差分を説明するための図である。
実績電流値統計量と計算電流値統計量との差分の確率分布を示す図である。
カルバック・ライブラー距離の推移を示す図である。
実施例における取り外し前日数とカルバック・ライブラー距離との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、本発明を適用する設備の例として、熱間圧延ラインのホットランテーブルと呼ばれる搬送装置を説明する。
図１は、実施形態に係る熱間圧延ライン１及びホットランテーブル３を説明するための図である。
図１（ａ）に示すように、熱間圧延ライン１は、ライン上流側から順に、不図示の粗圧延機、仕上圧延機２、ホットランテーブル３、巻取装置４を備える。不図示の粗圧延機、仕上圧延機２で所定の板厚まで熱間圧延された鋼板５は、ホットランテーブル３によって冷却されながら巻取装置４へと搬送されて、巻取装置４でコイル状に巻き取られる。
【００１０】
図１（ｂ）に示すように、ホットランテーブル３は、複数の搬送ロールＲが回転することによって、鋼板５を搬送するように構成される。各搬送ロールＲには、駆動用のモータ（電動機）Ｍが接続される。本実施形態では、搬送ロールＲ及びモータＭが回転機械である。モータＭから出力される動力が回転軸を介して搬送ロールＲに伝達されることにより、搬送ロールＲが回転する。図１（ｂ）に示す例では、ライン上流側から下流側に向けてｎ本の搬送ロールＲと、これに対応するｎ個のモータＭとが設けられる。このように、ホットランテーブル３には、一つの搬送ロールＲ及び一つのモータＭからなるｎ個の搬送ユニットが設けられる。各搬送ロールＲはいずれも同一の構造である。また、各モータＭはいずれも同一の構造であり、同一の性能を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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