專利名稱：監(jiān)測機(jī)器的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及機(jī)器的監(jiān)測，更具體來說，涉及用于連續(xù)監(jiān)測多個機(jī)器的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
至少部分已知的機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測例如電機(jī)和渦輪機(jī)等機(jī)器驅(qū)動器或者例如泵、壓縮機(jī)和風(fēng)扇等機(jī)器從動組件。另一些已知的監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測例如管道系統(tǒng)等過程的過程參數(shù)以及例如機(jī)器振動、機(jī)器溫度及機(jī)器油情況等機(jī)器環(huán)境條件。這類監(jiān)測系統(tǒng)通常由原始設(shè)備制造商(OEM)提供，它只負(fù)責(zé)設(shè)施的一部分、例如設(shè)備的特定部分，因此OEM只提供對該OEM所提供的設(shè)備的監(jiān)測。但是，諸如發(fā)電廠、精煉廠、工廠等工業(yè)設(shè)施以及諸如醫(yī)院、高層建筑物、娛樂場所和游樂園等商業(yè)設(shè)施可能采用大量相互連接而組成各種處理系統(tǒng)的機(jī)器驅(qū)動器及從動設(shè)備。建筑師/工程師可為設(shè)施的擁有者或運(yùn)營商集成這類設(shè)備。不同OEM提供的監(jiān)測系統(tǒng)可與外部數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、例如設(shè)置在遠(yuǎn)離受監(jiān)測設(shè)備之處、如控制室和/或工作區(qū)的分布式控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行通信。
通常，機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)主要重點(diǎn)放在提供操作指示和控制，和/或傾向表示或數(shù)據(jù)記錄功能，用于將來異常事件的重構(gòu)。提供有用的維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)、如振動數(shù)據(jù)的機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集和分析限制于與可能在互連系統(tǒng)中工作的其它組件隔離的分立組件。例如，監(jiān)測系統(tǒng)可采集電機(jī)/泵組合的振動數(shù)據(jù)，但卻分開地分析各機(jī)器，忽略了每個獨(dú)立機(jī)器之間的相互依賴關(guān)系。如果分析確實(shí)說明了用作連接組合的組合，則已知的系統(tǒng)只考慮所采集的振動參數(shù)，或者對電機(jī)/泵組合的具體振動特性的外部原因或起源的任何其它分析由執(zhí)行故障排除或預(yù)測維護(hù)活動的工廠工程師人工進(jìn)行。但是，電機(jī)/泵組合可能是更大處理系統(tǒng)的組成部分，其中，來自其它電機(jī)/泵組合和/或其它設(shè)備的任何數(shù)量的過程參數(shù)可能構(gòu)成或影響電機(jī)/泵組合的振動特性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，提供用于操作具有多個設(shè)備組合的設(shè)施的方法及系統(tǒng)，其中每個設(shè)備組合與多個設(shè)備組合中至少一個其它設(shè)備組合交互操作。該方法包括為多個設(shè)備組合的每個實(shí)時(shí)接收多個測量過程參數(shù)，從多個測量過程參數(shù)確定至少一個導(dǎo)出量，以及根據(jù)測量過程參數(shù)和導(dǎo)出量來建議對設(shè)備操作的變更。
在另一方面，提供一種用于具有與單個設(shè)備以及彼此之間交互操作的多個設(shè)備組合的工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其中，設(shè)備組合用于維護(hù)所選工廠的工作條件。綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)包括在操作上耦合到設(shè)備組合的多個傳感器，多個傳感器測量用于監(jiān)測工廠操作并評估設(shè)備組合狀況的過程參數(shù)，以及向所述監(jiān)測及控制系統(tǒng)提供輸出信號；以及導(dǎo)出量層，在通信上耦合到數(shù)據(jù)總線，其中導(dǎo)出量層配置成接收測量過程參數(shù)，并采用測量過程參數(shù)計(jì)算過程參數(shù)的值。綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)還包括規(guī)則集層，其中包括與多個設(shè)備組合中的至少一部分關(guān)聯(lián)的至少一個規(guī)則，用于確定設(shè)備組合的健康狀況；以及建議層，用于把設(shè)備組合的健康狀況與減輕過程、維護(hù)過程及操作過程中的至少一個相關(guān)。
在又一方面，提供計(jì)算機(jī)可讀媒體中包含的計(jì)算機(jī)程序，用于監(jiān)測工廠。工廠包括與單個設(shè)備以及相互之間交互操作的多個設(shè)備組合。程序包括代碼段，它控制計(jì)算機(jī)從在操作上耦合到設(shè)備組合及單個設(shè)備的傳感器接收多個過程參數(shù)，然后采用測量過程參數(shù)導(dǎo)出過程參數(shù)的值，從包含指導(dǎo)對測量過程參數(shù)、導(dǎo)出量、多個測量過程參數(shù)以及與設(shè)備組合關(guān)聯(lián)的導(dǎo)出量其中至少一個的每個的數(shù)據(jù)分析的多個命令的規(guī)則集中選取規(guī)則，以及建議減輕過程、維護(hù)過程及操作過程中的至少一個。


圖1是工廠的示范設(shè)備布局的框圖；圖2是實(shí)現(xiàn)圖1所示的連續(xù)綜合機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)(CIMMS)的工廠控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一個示范實(shí)施例的框圖；圖3是可能為通過圖1所示的CIMMS分析的多個驅(qū)動/從動機(jī)器組合之一的示范電機(jī)/泵組合的透視圖；圖4是可與DCS配合用于實(shí)現(xiàn)圖1所示的CIMMS的一個示范實(shí)施例的數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖5是用于監(jiān)測圖3所示的設(shè)備組合的示范數(shù)據(jù)流路徑的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是工廠10的示范設(shè)備布局的框圖。工廠10可包括多個泵、電機(jī)、風(fēng)扇和過程監(jiān)測傳感器，它們在流通信中通過互連管道以及在信號通信中通過一個或多個遠(yuǎn)程輸入/輸出(I/O)模塊和互連纜線和/或無線通信與控制系統(tǒng)耦合。在示范實(shí)施例中，工廠10包括分布式控制系統(tǒng)(DCS)20，其中包括網(wǎng)絡(luò)干線22。網(wǎng)絡(luò)干線22可以是由例如雙絞線、屏蔽同軸電纜或光纖電纜構(gòu)成的硬連線數(shù)據(jù)通信路徑，或者至少部分可以是無線的。DCS 20也可包括處理器24，它在通信上通過網(wǎng)絡(luò)干線22耦合到設(shè)置在工廠10或遠(yuǎn)程位置的設(shè)備。要理解，任何數(shù)量的機(jī)器可在通信上連接到網(wǎng)絡(luò)干線22。一部分機(jī)器可硬連線到網(wǎng)絡(luò)干線22，另一部分機(jī)器可經(jīng)由在通信上耦合到DCS 20的基站26以無線方式耦合到干線22。無線基站26可用來擴(kuò)展DCS 20例如與遠(yuǎn)離工廠10但仍然互連到工廠10內(nèi)一個或多個系統(tǒng)的設(shè)備或傳感器的有效通信范圍。
DCS 20可配置成接收和顯示與多個設(shè)備關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)，以及產(chǎn)生自動控制信號并接收手動控制輸入，用于控制工廠10的設(shè)備的操作。在示范實(shí)施例中，DCS 20可包括軟件代碼段，它配置成控制處理器24以分析在DSC 20接收的數(shù)據(jù)，從而允許對工廠機(jī)器的聯(lián)機(jī)監(jiān)測和診斷。過程參數(shù)數(shù)據(jù)可從每個機(jī)器采集，這些機(jī)器包括泵和電機(jī)、相關(guān)過程傳感器以及包括例如振動、地震、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度傳感器在內(nèi)的本地環(huán)境傳感器。數(shù)據(jù)可由本地診斷模塊或遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊預(yù)先處理，或者可按照原始形式傳送給DCS 20。
明確地說，工廠10可包括第一處理系統(tǒng)30，其中包括通過耦合36、如液壓耦合以及互連軸38連接到電機(jī)34的泵32。泵32、電機(jī)34和耦合36的組合雖然包括獨(dú)立組件，但可作為單個系統(tǒng)工作，使得影響組合的一個組件的操作的狀況可能影響組合的其它各組件。因此，從組合的一個組件采集的表明組件的一部分出故障或者組件即將出現(xiàn)故障的條件監(jiān)測數(shù)據(jù)可在組合的其它組件上檢測到，從而確認(rèn)組件的故障和/或幫助確定故障的起源或根本原因。
泵32可通過一個或多個閥42連接到管道系統(tǒng)40。閥42可包括激勵器44，例如但不限于空氣操作器、電機(jī)操作器和螺線管。激勵器44可在通信上耦合到DCS 20，用于遠(yuǎn)程激勵和位置指示。在示范實(shí)施例中，管道系統(tǒng)40可包括過程參數(shù)傳感器，例如壓力傳感器46、流量傳感器48、溫度傳感器50和差動壓力(DP)傳感器52。在一個備選實(shí)施例中，管道系統(tǒng)40可包括其它傳感器，例如濁度、鹽分、pH、比重以及與管道系統(tǒng)40傳送的特定流體關(guān)聯(lián)的其它傳感器。傳感器46、48、50和52可在通信上耦合到現(xiàn)場模塊54、例如預(yù)處理模塊或遠(yuǎn)程I/O架。
電機(jī)34可包括可用于監(jiān)測電動機(jī)器的工作條件的多個傳感器(未示出)的一個或多個。這類傳感器可在通信上通過互連電路56，例如銅線或電纜、光纜及無線技術(shù)，耦合到現(xiàn)場模塊54。
現(xiàn)場模塊54可通過網(wǎng)絡(luò)段58與DCS 20通信。通信可通過任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行，并且可以表示經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)和/或原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可在實(shí)時(shí)環(huán)境中連續(xù)傳送到處理器24，或者根據(jù)自動安排或來自處理器24的數(shù)據(jù)請求間歇地傳送到處理器24。DCS 20包括與網(wǎng)絡(luò)干線22通信的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于基于時(shí)間的比較的時(shí)間標(biāo)記過程變量。
管道系統(tǒng)40可包括其它處理組件，例如液艙60，其中可包括可用于監(jiān)測與液艙關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)的多個傳感器中的一個或多個、如液艙液位傳感器62。液艙60可提供泵32抽吸的流體的緩沖容積，和/或可對下游組件、如滑行裝置64提供吸入壓力?；醒b置64可以是可由OEM提供的組件的預(yù)先制造及預(yù)先封裝的子系統(tǒng)?；醒b置64可包括第一泵66和第二泵68。在示范實(shí)施例中，第一泵耦合到通過可由DCS 20控制的斷路器(未示出)直接耦合到電源(未示出)的電機(jī)。第二泵68耦合到電機(jī)72，電機(jī)72通過響應(yīng)來自滑行控制器76的命令來控制電機(jī)72的轉(zhuǎn)速的變速驅(qū)動(VSD)74耦合到電源。每個泵66和68、電機(jī)70和72、VSD 74可包括與各種設(shè)備的相應(yīng)工作參數(shù)關(guān)聯(lián)的一個或多個傳感器，如以上相對泵/電機(jī)/耦合32、34和36組合所述?；锌刂破?6從傳感器接收信號，并且可不經(jīng)過預(yù)處理或者在根據(jù)駐留在滑行控制器76中的預(yù)定算法處理數(shù)據(jù)之后將信號傳送到DCS 20?；锌刂破?6也可處理這些信號，并為泵66和68、電機(jī)70和72、VSD 74中的一個或多個產(chǎn)生控制信號，而不將數(shù)據(jù)傳送到DCS 20?；锌刂破饕部蓮腄CS 20接收命令，從而根據(jù)這些命令來修改滑行裝置64的操作。
第二管道系統(tǒng)80可包括風(fēng)扇82，它從周圍空間84取得空氣，并通過閥或阻尼器86將空氣導(dǎo)向例如爐88等組件。阻尼器86可包括位置傳感器90和92，以便檢測阻尼器86的開放和閉合位置。爐88可包括可由激勵器96操作的阻尼器94，它可以是例如可由DCS 20通過經(jīng)導(dǎo)管(未示出)傳送的信號遠(yuǎn)程控制的電機(jī)激勵器、液壓活塞激勵器或其它激勵器。第二風(fēng)扇98可對爐88進(jìn)行抽取以便排除爐88的燃燒氣體，并將燃燒氣體導(dǎo)向煙筒或煙囪(未示出)以便排放到周圍空間84。風(fēng)扇98可通過耦合在風(fēng)扇98與電機(jī)100之間的軸102由電機(jī)100驅(qū)動。電機(jī)100的轉(zhuǎn)速可由在通信上通過網(wǎng)絡(luò)干線22耦合到DCS 20的VSD 104控制。風(fēng)扇82可由例如內(nèi)燃機(jī)或者氣流、水力、風(fēng)力或燃?xì)鉁u輪機(jī)等引擎106或其它驅(qū)動器通過可以是液壓或其它能量變換裝置的耦合108來驅(qū)動。各組件可包括可在通信上通過網(wǎng)絡(luò)干線22耦合到DCS 20或者可通過無線基站26的無線發(fā)射機(jī)/接收機(jī)108與DCS 20通信的各種傳感器和控制機(jī)構(gòu)。
DCS 20可獨(dú)立工作來控制工廠10，或者可在通信上耦合到一個或多個其它控制系統(tǒng)110。各控制系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)段112與DCS 20以及相互之間進(jìn)行通信，或者可通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑷缧切?未示出)進(jìn)行通信。
連續(xù)綜合機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)(CIMMS)114可以是獨(dú)立附加硬件裝置，它與DCS 20以及其它控制系統(tǒng)110通信。CIMMS 114也可用在DCS20和/或一個或多個其它控制系統(tǒng)110中運(yùn)行的軟件程序段來實(shí)現(xiàn)。因此，CIMMS 114可分布式工作，使得軟件程序段的一部分同時(shí)在若干處理器中運(yùn)行。因此，CIMMS 114可以完全集成到DCS 20以及其它控制系統(tǒng)110的操作中。CIMMS 114分析由DCS 20接收到的數(shù)據(jù)，其它控制系統(tǒng)110采用工廠10的全局觀點(diǎn)來確定機(jī)器和/或使用機(jī)器的過程的健康狀況。CIMMS 114分析驅(qū)動和從動組件的組合以及與各組合關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)，以便將一個機(jī)器的機(jī)器健康狀況結(jié)果與來自組合中的其它機(jī)器的機(jī)器健康狀況指示以及關(guān)聯(lián)的過程或環(huán)境數(shù)據(jù)相關(guān)。CIMMS 114采用來自各機(jī)器上可用的各種傳感器的直接測量結(jié)果以及來自工廠10中的所有傳感器的全部或部分的導(dǎo)出量。CIMMS 114采用預(yù)定分析規(guī)則來確定一個機(jī)器的故障或?qū)⒁霈F(xiàn)的故障，并且實(shí)時(shí)地自動將用于確定故障或?qū)⒁霈F(xiàn)的故障的數(shù)據(jù)與從組合中的其它組件的工作參數(shù)或從過程參數(shù)導(dǎo)出的等效數(shù)據(jù)相關(guān)。CIMMS 114還提供對機(jī)器組合執(zhí)行傾向分析以及以各種格式顯示數(shù)據(jù)和/或傾向，從而為CIMMS 114的用戶提供了快速解釋CIMMS 114所提供的健康狀況評估和傾向信息的能力。
雖然各種機(jī)器組合一般表示為電機(jī)/泵、電機(jī)/風(fēng)扇或引擎/風(fēng)扇組合，但應(yīng)當(dāng)理解，這些組合只是示范性的，CIMMS配置成分析驅(qū)動/從動機(jī)器的任何組合。
圖2是實(shí)現(xiàn)CIMMS 114(圖1所示)的工廠控制系統(tǒng)200的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一個示范實(shí)施例的框圖。系統(tǒng)200中與系統(tǒng)10(圖1所示)的組件相同的組件在圖2中采用與圖1所使用的相同參考標(biāo)號來標(biāo)識。在示范實(shí)施例中，系統(tǒng)200包括服務(wù)器系統(tǒng)202和客戶機(jī)系統(tǒng)204。服務(wù)器系統(tǒng)202還包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器206、應(yīng)用服務(wù)器208、萬維網(wǎng)服務(wù)器210、傳真服務(wù)器212、目錄服務(wù)器214以及郵件服務(wù)器216。各服務(wù)器206、208、210、212、214和216可通過在服務(wù)器系統(tǒng)202中運(yùn)行的軟件來體現(xiàn)，或者服務(wù)器206、208、210、212、214和216的任何組合可在局域網(wǎng)(LAN)(未示出)中耦合的分開的服務(wù)器系統(tǒng)中單獨(dú)或組合體現(xiàn)。盤存儲單元220耦合到服務(wù)器系統(tǒng)202。另外，例如系統(tǒng)管理員的工作站、用戶工作站和/或監(jiān)督人的工作站等工作站222耦合到LAN 224?；蛘?，工作站222采用因特網(wǎng)鏈接226耦合到LAN 224或者通過內(nèi)部網(wǎng)連接。
各工作站222可以是具有萬維網(wǎng)瀏覽器的個人計(jì)算機(jī)。雖然在工作站上執(zhí)行的功能通常表示為在相應(yīng)工作站222中執(zhí)行，但這類功能也可在耦合到LAN 224的許多個人計(jì)算機(jī)其中之一上執(zhí)行。工作站222描述成只與分開的示范功能關(guān)聯(lián)，以便于理解可由有權(quán)訪問LAN224的個體執(zhí)行的不同類型的功能。
服務(wù)器系統(tǒng)202配置成在通信上耦合到包括雇員228的各種個體以及耦合到第三方、如服務(wù)提供商230。示范實(shí)施例中的通信表示為采用因特網(wǎng)來執(zhí)行，但是，其它任何廣域網(wǎng)(WAN)類型的通信可用于其它實(shí)施例中，即，系統(tǒng)和過程不限于采用因特網(wǎng)來實(shí)施。
在示范實(shí)施例中，具有工作站232的任何已授權(quán)個體可訪問CIMMS 114?？蛻魴C(jī)系統(tǒng)中的至少一個可包括設(shè)置在遠(yuǎn)程位置的管理者工作站234。工作站222可被實(shí)施在具有萬維網(wǎng)瀏覽器的個人計(jì)算機(jī)中。另外，工作站222配置成與服務(wù)器系統(tǒng)202通信。此外，傳真服務(wù)器212采用電話鏈路(未示出)與包括客戶機(jī)系統(tǒng)236在內(nèi)的遠(yuǎn)程設(shè)置的客戶機(jī)系統(tǒng)通信。傳真服務(wù)器212配置成還與其它客戶機(jī)系統(tǒng)228、230和234通信。
如以下更詳細(xì)描述的CIMMS 114的計(jì)算機(jī)化建模及分析工具存儲在服務(wù)器202中，并且可由在任一個客戶機(jī)系統(tǒng)204的請求方進(jìn)行訪問。在一個實(shí)施例中，客戶機(jī)系統(tǒng)204為包含萬維網(wǎng)瀏覽器的計(jì)算機(jī)，使得客戶機(jī)系統(tǒng)204可采用因特網(wǎng)訪問服務(wù)器系統(tǒng)202。客戶機(jī)系統(tǒng)204通過許多接口與因特網(wǎng)互連，其中包括例如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)等網(wǎng)絡(luò)、撥號連接、電纜調(diào)制解調(diào)器和專用高速ISDN線路?？蛻魴C(jī)系統(tǒng)204可以是能夠與因特網(wǎng)互連的任何裝置，包括基于萬維網(wǎng)的電話、個人數(shù)字助理(PDA)或其它基于萬維網(wǎng)的可連接設(shè)備。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器206連接到包含關(guān)于工廠10的信息的數(shù)據(jù)庫240，下面更詳細(xì)地進(jìn)行說明。在一個實(shí)施例中，集中式數(shù)據(jù)庫240存儲在服務(wù)器系統(tǒng)202中，并且可由在客戶機(jī)系統(tǒng)204其中之一的可能用戶通過經(jīng)由客戶機(jī)系統(tǒng)204之一登錄到服務(wù)器系統(tǒng)202來訪問。在一個備選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫240存儲在遠(yuǎn)離服務(wù)器系統(tǒng)202處，并且可以是非集中式的。
其它工廠系統(tǒng)可提供服務(wù)器系統(tǒng)202和/或客戶機(jī)系統(tǒng)204通過到LAN 224的獨(dú)立連接可訪問的數(shù)據(jù)。交互式電子技術(shù)手冊服務(wù)器242維護(hù)對于與各機(jī)器的配置有關(guān)的機(jī)器數(shù)據(jù)的請求。這種數(shù)據(jù)可包括工作能力，例如泵特性曲線、電機(jī)馬力額定值、絕緣等級和幀大?。辉O(shè)計(jì)參數(shù)，例如尺寸、轉(zhuǎn)子銅條或葉輪片數(shù)量；以及機(jī)器維護(hù)歷史記錄，例如機(jī)器的現(xiàn)場變更、調(diào)整前和調(diào)整后校準(zhǔn)測量結(jié)果以及沒有將機(jī)器返回到其原始設(shè)計(jì)條件的對機(jī)器進(jìn)行的維修。另外，服務(wù)器系統(tǒng)202還可向DCS 20發(fā)送預(yù)定和/或可選調(diào)整點(diǎn)。這種調(diào)整點(diǎn)可根據(jù)對設(shè)備組合的預(yù)定限制來確定，以便根據(jù)機(jī)器歷史記錄、調(diào)整前和/或調(diào)整后檢驗(yàn)結(jié)果來限制其能力。其它規(guī)則確定也可傳送給DCS20。
便攜振動監(jiān)測器244可間斷地直接或通過例如在工作站222或客戶機(jī)系統(tǒng)204中包括的端口等計(jì)算機(jī)輸入端口耦合到LAN。振動數(shù)據(jù)通常在某個路線中采集，例如每月或其它周期定期地從機(jī)器的預(yù)定列表收集數(shù)據(jù)。振動數(shù)據(jù)也可與故障排除、維護(hù)和試運(yùn)行活動結(jié)合來收集。這種數(shù)據(jù)可為CIMMS 114的算法提供新基線。過程數(shù)據(jù)可類似地根據(jù)某個路線或在故障排除、維護(hù)和試運(yùn)行活動過程中收集。某些過程參數(shù)不可能永久地儀器化，以及便攜過程數(shù)據(jù)采集器244可用來收集可下載到工廠控制系統(tǒng)200的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，使得它可由CIMMS 114訪問。其它過程參數(shù)數(shù)據(jù)、如過程流體化學(xué)分析器和污染散發(fā)分析器可通過多個聯(lián)機(jī)監(jiān)測器246提供給工廠控制系統(tǒng)200。
提供給各種機(jī)器或者由工廠10中的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力可由與各機(jī)器關(guān)聯(lián)的例如但不限于保護(hù)繼電器等繼電器246來監(jiān)測。這類繼電器246通常遠(yuǎn)離受監(jiān)測設(shè)備，設(shè)置在為機(jī)器供電的電機(jī)控制中心(MCC)或開關(guān)設(shè)備250中。除了繼電器246之外，開關(guān)設(shè)備250還可包括監(jiān)控及數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(SCADA)，它為CIMMS 114提供位于工廠10、例如在開關(guān)板或遠(yuǎn)程傳輸線路斷路器中的電源或電力輸送系統(tǒng)(未示出)設(shè)備的狀況及線路參數(shù)。
圖3是可能為通過CIMMS 114分析的多個驅(qū)動/從動機(jī)器組合其中之一的示范電機(jī)/泵組合300的透視圖。應(yīng)當(dāng)理解，CIMMS 114可用來監(jiān)測和分析包括泵、渦輪機(jī)、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等的旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及諸如變壓器、催化反應(yīng)器等非旋轉(zhuǎn)設(shè)備或者其它類型的設(shè)備。泵和電機(jī)組合只是為了舉例說明。泵和電機(jī)組合300包括電機(jī)302和泵304。電機(jī)302可以是電動機(jī)、柴油機(jī)或渦輪機(jī)或者其它電源。電機(jī)302在操作上經(jīng)由耦合16連接到泵304。泵304包括入口308和出口310?？刂崎y311可設(shè)置在泵304的出口310的下游?？刂崎y311可響應(yīng)從DCS 20接收的命令，用于在所選工作設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)操作泵和電機(jī)組合300。控制閥311還用來控制通過泵304的流量，以便滿足管道和處理系統(tǒng)要求。通過向閥操作器313提供信號來關(guān)閉控制閥311增加流動的流阻，并使泵304以更高壓力及更低流率工作。同樣，打開控制閥311產(chǎn)生減小的流阻、增加的流率以及較低的壓力。
壓力罐(未示出)可設(shè)置在泵304的入口308的上游。壓力罐可包括液位傳感器，并且可為泵304提供充分的排出壓力，以便于防止在泵304中出現(xiàn)空化狀況。過程傳感器可包括出口壓力傳感器312，它設(shè)置在泵304的出口310附近，用于確定泵出口壓力。過程傳感器還可包括流量計(jì)314，用于確定泵304的下游過程流體的流率；溫度傳感器316，設(shè)置在泵304的上游或下游附近，用于確定過程流體的溫度；入口壓力傳感器318，設(shè)置在泵入口308附近，用于確定旋轉(zhuǎn)機(jī)器入口壓力；以及閥位置傳感器320。
閥位置傳感器320可耦合到控制閥311并與輸入/輸出(I/O)裝置322通信，用于把電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，預(yù)處理傳感器信號，和/或?qū)⑿盘栕鳛樵紨?shù)據(jù)傳送到DCS 20。閥位置傳感器320用來確定控制閥311的位置，閥位置傳感器320可提供確認(rèn)方法的輸入，用于計(jì)算通過泵304的流量。通過閥311的流量可從控制閥311的位置、閥311上的壓降以及已知的流體屬性和泵幾何形狀和/或泵304具有的泵特性曲線來計(jì)算。流體屬性、泵幾何形狀和/或泵特性曲線可存儲在例如交互式電子技術(shù)手冊服務(wù)器242中與CIMMS 114關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中。通過閥311的流量則可作為原始數(shù)據(jù)存儲。這種信息使基線頭部對流動性能參考曲線能夠在沒有泵供應(yīng)商提供的泵特性曲線的情況下導(dǎo)出，以及提供確認(rèn)監(jiān)測泵304的傳感器的操作的備選方法。例如，當(dāng)流量計(jì)314出故障時(shí)，故障可被隔離到流量計(jì)314而不是泵304或組合300的其它組件的故障。
可使用的其它傳感器包括但不限于可包含在加速計(jì)324中的振動傳感器，其它振動傳感器可以是近程傳感器，例如泵外近程傳感器326、泵內(nèi)近程傳感器328，例如Keyphasor330的每轉(zhuǎn)一次事件換能器以及推力傳感器332。電機(jī)302可包括繞組溫度傳感器334，用于確定電機(jī)302中的過熱和/或過載情況；軸承溫度傳感器336，確認(rèn)電機(jī)軸承338的工作情況。提供給電機(jī)302的電能的電流和電壓可在為電機(jī)302供電的MCC本地或遠(yuǎn)程監(jiān)測，或者可由繼電器246來監(jiān)測。
變速驅(qū)動(VSD)340可通過電纜342電耦合到電機(jī)302。VSD 340還可在通信上耦合到DCS 20，以便接收命令以改變電機(jī)302的轉(zhuǎn)速，從而提供所選流量和壓力。
圖4是可與DCS 20配合用于實(shí)現(xiàn)CIMMS 114(圖1所示)的一個示范實(shí)施例的數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)400的框圖。DCS 20可包括在DCS 20中的處理器24上運(yùn)行的CIMMS 114?；蛘撸珻IMMS 114可獨(dú)立于DCS 20作為獨(dú)立的處理平臺、如計(jì)算機(jī)、工作站和/或客戶機(jī)系統(tǒng)處理機(jī)器進(jìn)行工作。
DCS 20可包括多個硬件層402，它們執(zhí)行DCS 20中的各種功能。例如，通信層404可通過網(wǎng)絡(luò)干線22從多個裝置接收通信。至少部分裝置是過程監(jiān)測裝置，例如出口壓力傳感器312、流量計(jì)314、溫度傳感器316、入口壓力傳感器318、閥位置傳感器320、輸入/輸出(I/O)裝置322、加速計(jì)324、泵外近程傳感器326、泵內(nèi)近程傳感器328、keyphasor 330、推力傳感器332、繞組溫度傳感器334以及軸承溫度傳感器336。另外，來自其它電機(jī)/泵組合、驅(qū)動/從動組合、受監(jiān)測電氣設(shè)備、污染控制設(shè)備的傳感器以及與工廠10關(guān)聯(lián)的環(huán)境傳感器可向DCS 20通過網(wǎng)絡(luò)干線22提供或者通過專用輸入直接提供通信。其它分布式控制系統(tǒng)和滑行控制器也可與DCS 20通信。
通信層404所接收的數(shù)據(jù)可在傳送到數(shù)據(jù)總線406之前由通信層404預(yù)處理，以及由通信層404傳送到網(wǎng)絡(luò)干線22的數(shù)據(jù)可根據(jù)需要進(jìn)行后處理，以便與在通信上耦合到通信層404的裝置所使用的各種協(xié)議兼容。DCS 20可包括數(shù)據(jù)處理層406，它配置成接收來自數(shù)據(jù)總線406的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理層406可將所接收數(shù)據(jù)值與預(yù)定限制比較，檢查有故障的儀器和傳感器。DCS 20還可包括存檔層408，其中，數(shù)據(jù)可被存儲供以后處理、傾向、基于時(shí)間的分析并以用戶可選格式輸出到輸出裝置。數(shù)據(jù)分析器層410可用來提供通過通信層404所接收的數(shù)據(jù)的信號處理。這種信號處理可包括但不限于求平均、標(biāo)準(zhǔn)偏差、峰值檢測、相關(guān)、快速傅立葉變換(FFT)和解調(diào)。特定的計(jì)算可以是數(shù)學(xué)算法，基于邏輯規(guī)則、和/或利用不精確、不確定以及部分真實(shí)的容限來實(shí)現(xiàn)易處理性、健壯性和低方案成本的軟計(jì)算，包括例如涉及計(jì)算和決策的多維鏈的模糊邏輯和/或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過程。計(jì)算還可包括統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)庫管理過程。對于一些算法，計(jì)算可直接對輸入?yún)?shù)進(jìn)行。一些算法可采用對特定應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變換，或者采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、例如各種信號分析。另外，可采用基于人工智能的計(jì)算，例如用于特定條件的診斷的基于規(guī)則的方法，和/或可應(yīng)用于信號分析中的復(fù)雜模式識別的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜計(jì)算。
數(shù)據(jù)分析器層410可通過在DCS 20或者在通信上耦合到數(shù)據(jù)總線406的獨(dú)立分析器中運(yùn)行的軟件來實(shí)施。數(shù)據(jù)分析器層410也可在諸如電路卡、專用集成電路(ASIC)和/或模擬或數(shù)字邏輯電路等的一個或多個硬件分析器中實(shí)施。
CIMMS 114可包括在通信上耦合到數(shù)據(jù)總線406的多個軟件層414。軟件層可包括導(dǎo)出量層416，它可采用DCS硬件層402中可用的數(shù)據(jù)來計(jì)算由于例如參數(shù)沒有儀器化而無法直接測量的參數(shù)的值。例如，遠(yuǎn)離管道中儀器化的某個點(diǎn)的壓頭損失可根據(jù)壓力、流量、流體力學(xué)和管道特性的已知值來計(jì)算。每個導(dǎo)出量根據(jù)可用于計(jì)算那個特定導(dǎo)出量的數(shù)據(jù)的量可具有相互不同的確定性等級，例如，用來計(jì)算一個導(dǎo)出量的壓力傳感器可能具有比用來計(jì)算另一個導(dǎo)出量的壓力傳感器更大或更小的精度。導(dǎo)出量層416可采用多個壓力傳感器來計(jì)算單個導(dǎo)出量。導(dǎo)出量層416可采用在測量時(shí)呈現(xiàn)最大精度的壓力傳感器來確定導(dǎo)出量。稍后，在不同工作條件下，導(dǎo)出量層416可選擇不同的壓力傳感器來計(jì)算導(dǎo)出量?；蛘?，導(dǎo)出量層416可選擇兩個壓力傳感器來計(jì)算導(dǎo)出量，但可根據(jù)系統(tǒng)的工作條件對各壓力傳感器在計(jì)算上的作用進(jìn)行加權(quán)。導(dǎo)出量層416可計(jì)算可等于工廠10中的一個或多個測量參數(shù)的工廠10中的任何所需參數(shù)的導(dǎo)出量。
導(dǎo)出量層416還可計(jì)算與工廠10中的測量量相關(guān)的數(shù)據(jù)的確定集合。例如，導(dǎo)出量層416可采用從硬件層402接收的測量過程參數(shù)用于與從其它測量過程參數(shù)和/或其它導(dǎo)出量導(dǎo)出的值進(jìn)行比較，以便確認(rèn)傳感器和/或數(shù)據(jù)處理裝置的可操作性和/或精度。例如，從泵接收的振動數(shù)據(jù)可表明一個或多個振動參數(shù)的顯著增加。導(dǎo)出量層416可采用例如但不限于泵流量、出口壓力、電機(jī)電流、和/或其它工廠測量參數(shù)等的測量和/或?qū)С隽縼泶_認(rèn)振動泵的問題的性質(zhì)。這種分析采用關(guān)聯(lián)電機(jī)/泵組合的測量量、其它系統(tǒng)測量參數(shù)和/或?qū)С隽繉?shí)時(shí)發(fā)生。可發(fā)起進(jìn)一步的分析以便增加可用于泵診斷和/或狀況評估的數(shù)據(jù)。例如，導(dǎo)出量層416可將所接收振動數(shù)據(jù)傳送給振動分析器供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)提取。與關(guān)聯(lián)電機(jī)/泵組合的測量量、其它系統(tǒng)測量參數(shù)和/或?qū)С隽拷Y(jié)合的提取數(shù)據(jù)則可用來確定泵的情況。
規(guī)則集層418包括用于各設(shè)備組合300以及工廠10中的各個單獨(dú)設(shè)備的預(yù)定規(guī)則集。這些規(guī)則集可取給定情況、例如電機(jī)/泵組合的數(shù)據(jù)，并根據(jù)給定輸入自動計(jì)算和確定性能或故障。規(guī)則集是基于對機(jī)器學(xué)習(xí)的并執(zhí)行一組計(jì)算和分析的領(lǐng)域知識的規(guī)則分組，而不需要領(lǐng)域知識專家。
建議層420監(jiān)測測量過程參數(shù)、導(dǎo)出量、信號處理算法、分析器輸出和訪問規(guī)則集，以便確定設(shè)備情況的觸發(fā)點(diǎn)。觸發(fā)點(diǎn)用來例如從沒有集成到DCS 20或CIMMS 114的便攜數(shù)據(jù)采集器或設(shè)備發(fā)起動作、如建議附加數(shù)據(jù)采集。其它動作可包括建議減輕過程、如命令腳本，它在選取時(shí)可發(fā)起減輕步驟，例如關(guān)閉受影響設(shè)備、調(diào)整備用流動通路以及起動作為受影響設(shè)備的冗余的設(shè)備組合。建議層420可建議維護(hù)過程，它可發(fā)起命令，使受影響設(shè)備組合處于對設(shè)備組合執(zhí)行維護(hù)活動的狀況。另外，建議層420可采用交互聯(lián)機(jī)技術(shù)手冊在維護(hù)過程中向維護(hù)人員顯示設(shè)計(jì)附圖和過程，使得手動收集數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)結(jié)果可立即更新，并立即可用于工廠工程和操作人員。建議層420可采用輸入的手動收集數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)結(jié)果來應(yīng)用來自規(guī)則集層418的其它規(guī)則以便進(jìn)行進(jìn)一步建議。例如，泵軸尺寸的測微計(jì)讀數(shù)可表明已經(jīng)超過臨界參數(shù)，以及不是現(xiàn)場簡單維修，而是需要返廠復(fù)原以便將泵恢復(fù)到可工作狀況。建議層420可作為評估測量過程參數(shù)、導(dǎo)出量和規(guī)則集層418中存儲的規(guī)則的結(jié)果來建議操作過程。操作過程可通過一系列步驟來指導(dǎo)操作人員，它可延長壽命、出故障之間的平均時(shí)間和/或?qū)⒖刹僮餍匝娱L到下一次停機(jī)。操作過程可采用規(guī)則集418來建議備選工作周期，將操作限制擴(kuò)展到輔助限制，并延期對受影響設(shè)備加壓的常規(guī)過程。
顯示層422產(chǎn)生顯示輸出，它可傳送到監(jiān)視器、打印機(jī)、數(shù)據(jù)文件和/或其它軟件模塊供分析，和/或轉(zhuǎn)發(fā)到尋呼機(jī)和/或電子郵件客戶機(jī)。顯示層422可根據(jù)用戶可選輸入對顯示輸出格式化。這類顯示可包括但不限于電流值、條形圖、機(jī)組圖、告警/系統(tǒng)事件列表、傾向/多變量傾向、表格列表、時(shí)基、軌道/時(shí)基、軌道、軸平均中心線、頻譜/全頻譜、x對y、瀑布/全瀑布、極性/接受區(qū)域、預(yù)示、層疊/全層疊、往復(fù)式壓縮機(jī)圖表、桿位置、壓縮機(jī)圖、P-V示圖、Log P對Log V、壓力對曲柄角、極性、以及相位圖表。
圖5是用于監(jiān)測設(shè)備組合300(圖3所示)的示范數(shù)據(jù)流路徑的數(shù)據(jù)流程圖。驅(qū)動/從動組合300包括例如渦輪機(jī)、引擎和/或電機(jī)302等驅(qū)動機(jī)器以及例如發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)和/或泵304等從動機(jī)器。電機(jī)302和泵304通常通過變速耦合、變速箱、傳送帶和滑輪裝置或其它耦合裝置(圖3所示)通過其各自的軸耦合在一起。電機(jī)302和泵304可由一套過程、環(huán)境和機(jī)器傳感器監(jiān)測(圖3所示)。來自這些傳感器的輸出可經(jīng)由各種數(shù)據(jù)采集儀器通過一個或多個數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)管來傳送，其中導(dǎo)管例如包括但不限于光纖電纜502、銅電纜504、如雙絞線、無線連接506和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)段508。一個或多個數(shù)據(jù)采集裝置510、512和514從傳感器接收信號，并且可在將表示傳感器輸出的數(shù)據(jù)傳送給DCS 20之前預(yù)處理信號的至少一部分。來自工廠10中的多個位置的過程數(shù)據(jù)可采用可在過程數(shù)據(jù)傳送到DCS 20之前預(yù)處理過程數(shù)據(jù)的現(xiàn)場輸入/輸出(I/O)箱516來收集。一個或多個數(shù)據(jù)庫可存儲脫機(jī)數(shù)據(jù)518，例如但不限于機(jī)器銘牌數(shù)據(jù)、工廠和組件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、包括檢驗(yàn)結(jié)果和臨時(shí)操作限制在內(nèi)的組件維護(hù)歷史記錄以及有助于采用測量參數(shù)導(dǎo)出工作參數(shù)的其它定期可更新數(shù)據(jù)。
DCS 20配置了預(yù)定邏輯，用于從設(shè)置在工廠10中或者遠(yuǎn)離工廠10但與其關(guān)聯(lián)的設(shè)備接收測量參數(shù)，并形成控制輸出以修改工廠設(shè)備。連續(xù)綜合機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)CIMMS 114可通過一個或多個網(wǎng)絡(luò)段520與DCS 20雙向通信，或者可以是DCS 20的組成部分并在處理器24中運(yùn)行。CIMMS 114包括配置成采用測量參數(shù)和導(dǎo)出量根據(jù)測量參數(shù)和脫機(jī)數(shù)據(jù)518監(jiān)測工廠設(shè)備的規(guī)則集數(shù)據(jù)庫。規(guī)則集包括指導(dǎo)規(guī)則集輸入的分析并將分析結(jié)果放在規(guī)則集的輸出中的規(guī)則。規(guī)則集可包括例如電機(jī)/泵組合等工廠資產(chǎn)特有的規(guī)則，或者可包括例如冷卻水系統(tǒng)等工廠系統(tǒng)特有的規(guī)則。規(guī)則集可應(yīng)用于一個以上工廠資產(chǎn)，并且可用于采用一個或多個算法、信號處理技術(shù)和/或波形分析參數(shù)將規(guī)則集的輸出與輸入?yún)?shù)相關(guān)。當(dāng)應(yīng)用于特定工廠資產(chǎn)、如組合300時(shí)，規(guī)則集280中的規(guī)則采用以流體方式與組合300通信但設(shè)置在遠(yuǎn)處的工廠設(shè)備和驅(qū)動/從動組合的測量參數(shù)和導(dǎo)出量。因此，與其它工廠設(shè)備關(guān)聯(lián)的導(dǎo)出量可用來檢驗(yàn)與組合300關(guān)聯(lián)的測量參數(shù)，以及提供與由于例如沒有能夠測量參數(shù)的傳感器或者傳感器出故障而無法直接測量的與組合300關(guān)聯(lián)的參數(shù)有關(guān)的信息。
當(dāng)檢測到和/或預(yù)測故障時(shí)，CIMMS 114可向DCS 20提供輸入，以便發(fā)起減輕故障影響的自動控制動作，和/或可為操作員提供出故障通知，并可產(chǎn)生操作員要采取的動作的建議。
技術(shù)效果是將監(jiān)測和控制功能以及專家系統(tǒng)分析結(jié)合到?jīng)Q策系統(tǒng)中，它與多個數(shù)據(jù)源配合，用于替換過程參數(shù)的導(dǎo)出量以便于分析設(shè)備組合健康狀況以及檢驗(yàn)傳感器健康狀況和精度。此結(jié)合通過根據(jù)連續(xù)更新同時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)生建議以確保進(jìn)行最佳決策，允許規(guī)則集來管理監(jiān)測、控制、分析和維護(hù)。根據(jù)將現(xiàn)場的實(shí)際結(jié)果與所建議的過程進(jìn)行比較，規(guī)則集可更新。
雖然參照工廠來描述本發(fā)明，但也考慮其它許多應(yīng)用。預(yù)計(jì)本發(fā)明可適用于任何控制系統(tǒng)，包括例如商業(yè)設(shè)施等設(shè)施、例如船、飛機(jī)和列車等交通工具、辦公樓或校園建筑物、以及精煉廠和中游流體設(shè)施、產(chǎn)生分離產(chǎn)品輸出的設(shè)施、如工廠。
上述實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)是用于監(jiān)測和管理設(shè)施的操作和維護(hù)的節(jié)省成本且高度可靠的系統(tǒng)。更明確地說，本文所述的方法及系統(tǒng)有助于實(shí)時(shí)確定設(shè)施機(jī)器健康狀況以及建議校正或減輕不健康或出故障機(jī)器的影響的動作。因此，本文所述的方法及系統(tǒng)有助于以節(jié)省成本且可靠的方式降低操作成本。
以上詳細(xì)描述了實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的示范實(shí)施例。系統(tǒng)不限于本文所述的特定實(shí)施例，而是可分開地且獨(dú)立于本文所述的其它組件來使用各系統(tǒng)的組件。各系統(tǒng)組件還可與其它系統(tǒng)組件結(jié)合。
雖然按照各種具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，在權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)，可經(jīng)過修改來實(shí)施本發(fā)明。
配件表工廠10分布式控制系統(tǒng)(DCS)20網(wǎng)絡(luò)干線22處理器24基站26第一處理系統(tǒng)30泵32電機(jī)34耦合36軸38管道系統(tǒng)40閥42激勵器44壓力傳感器46流量傳感器48溫度傳感器50差壓(DP)傳感器52現(xiàn)場模塊54導(dǎo)管56網(wǎng)絡(luò)段58液艙60液位傳感器62滑行裝置64第一泵66第二泵68電機(jī)70電機(jī)72
變速驅(qū)動(VSD)74滑行控制器76管道系統(tǒng)80風(fēng)扇82周圍空間84阻尼器86爐88位置傳感器90位置傳感器92阻尼器94激勵器96風(fēng)扇98電機(jī)100軸102VSD 104引擎106耦合108控制系統(tǒng)110網(wǎng)絡(luò)段112連續(xù)綜合機(jī)器監(jiān)測系統(tǒng)(CIMMS)114工廠控制系統(tǒng)200服務(wù)器系統(tǒng)202客戶機(jī)系統(tǒng)204數(shù)據(jù)庫服務(wù)器206應(yīng)用服務(wù)器208萬維網(wǎng)服務(wù)器210傳真服務(wù)器212目錄服務(wù)器214
郵件服務(wù)器216盤存儲單元220工作站222LAN 224因特網(wǎng)鏈接226雇員228服務(wù)提供商230工作站232管理者工作站234客戶機(jī)系統(tǒng)236數(shù)據(jù)庫240交互式電子技術(shù)手冊服務(wù)器242便攜振動監(jiān)測器244便攜過程數(shù)據(jù)采集器244聯(lián)機(jī)監(jiān)測器246開關(guān)設(shè)備250電機(jī)/泵組合300電機(jī)302泵304入口308出口310控制閥311壓力傳感器312閥操作器313流量計(jì)314溫度傳感器316壓力傳感器318閥位置傳感器320
輸入/輸出(I/O)裝置322加速計(jì)324近程傳感器326近程傳感器328Keyphasor330推力傳感器332繞組溫度傳感器334軸承溫度傳感器336電機(jī)軸承338變速驅(qū)動(VSD)340電纜342數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)400硬件層402通信層404數(shù)據(jù)總線406存檔層408數(shù)據(jù)分析器層410軟件層414導(dǎo)出量層416規(guī)則集層418建議層420顯示層422電纜502電纜504無線連接506網(wǎng)絡(luò)段508數(shù)據(jù)采集裝置510數(shù)據(jù)采集裝置512
數(shù)據(jù)采集裝置514現(xiàn)場輸入/輸出(I/O)箱516脫機(jī)數(shù)據(jù)518網(wǎng)絡(luò)段520
權(quán)利要求
1.一種用于操作具有多個設(shè)備組合的設(shè)施(10)的方法，各個設(shè)備組合可與至少一個其它設(shè)備組合交互操作，所述方法包括為所述多個設(shè)備組合(300)中的每個實(shí)時(shí)接收多個測量過程參數(shù)；從所述多個測量過程參數(shù)確定至少一個導(dǎo)出量；以及根據(jù)所述測量過程參數(shù)和所述導(dǎo)出量建議對設(shè)備操作的變更。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為所述多個設(shè)備組合中的每個以及為至少一個單獨(dú)設(shè)備(60)實(shí)時(shí)接收的步驟還包括間歇地接收測量過程參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定至少一個導(dǎo)出量的步驟包括接收與所述導(dǎo)出量中的每個關(guān)聯(lián)的測量過程參數(shù)；以及采用來自規(guī)則集的至少一個規(guī)則確定每個所述導(dǎo)出量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括采用所述測量過程參數(shù)、所述導(dǎo)出量、所述設(shè)備組合的設(shè)計(jì)規(guī)范、所述設(shè)備組合的維護(hù)歷史記錄以及專家數(shù)據(jù)庫中的至少一項(xiàng)來產(chǎn)生用于設(shè)備組合的規(guī)則集。
5.一種用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其中所述工廠具有與單個設(shè)備以及彼此之間可交互操作的多個設(shè)備組合，以及所述組合可用于維護(hù)所選工廠的工作條件，所述監(jiān)測及控制系統(tǒng)包括多個傳感器，在操作上耦合到所述設(shè)備組合，所述多個傳感器測量過程參數(shù)，用于監(jiān)測工廠操作以及評估設(shè)備組合狀況，以及向所述監(jiān)測及控制系統(tǒng)提供輸出信號；導(dǎo)出量層，在通信上耦合到數(shù)據(jù)總線，所述導(dǎo)出量層配置成接收所述測量過程參數(shù)；以及采用所述測量過程參數(shù)計(jì)算過程參數(shù)的值；規(guī)則集層，包括與所述多個設(shè)備組合中的至少一部分關(guān)聯(lián)的至少一個規(guī)則，用于確定所述設(shè)備組合的健康狀況；以及建議層，用于將所述設(shè)備組合的健康狀況與減輕過程、維護(hù)過程及操作過程中的至少一個相關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于還包括通信層，用于對在通信上耦合到所述輸出信號的所述傳感器輸出信號抽樣。
7.如權(quán)利要求6所述的用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信層配置成接收傳感器輸出數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)消息包。
8.如權(quán)利要求6所述的用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信層配置成預(yù)處理所述傳感器輸出信號。
9.如權(quán)利要求5所述的用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于還包括顯示層，配置成產(chǎn)生測量過程參數(shù)和導(dǎo)出量的圖形表示。
10.如權(quán)利要求9所述的用于工廠的綜合監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示層配置成以實(shí)時(shí)、歷史值以及實(shí)時(shí)和歷史值的組合其中至少一種方式來產(chǎn)生測量過程參數(shù)和導(dǎo)出量的圖形表示。
全文摘要
提供用于操作具有多個設(shè)備組合(300)的設(shè)施的方法及系統(tǒng)(114)，其中每個設(shè)備組合與多個設(shè)備組合中至少一個其它組合交互操作。該方法包括為多個設(shè)備組合中的每個實(shí)時(shí)接收多個測量過程參數(shù)，從多個測量過程參數(shù)確定至少一個導(dǎo)出量，以及根據(jù)測量過程參數(shù)和導(dǎo)出量來建議對設(shè)備操作的變更。
文檔編號G05B23/02GK1690685SQ20051006963
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者S·M·霍伊特, S·R·施米德, E·格布哈德特 申請人:通用電氣公司