專利名稱：用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)以及流體能量機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)，其中流體能量機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)和設(shè)備部件。另外，本發(fā)明涉及一種具有監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的流體能量機(jī)系統(tǒng)以及用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
流體能量機(jī)系統(tǒng)、比如電驅(qū)動(dòng)的泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)在工業(yè)中、一般在加工業(yè)中、尤其是石油和燃?xì)鈽I(yè)——例如在運(yùn)送設(shè)備、輸油管、精煉廠、貯油庫(kù)中等等——具有多樣化的應(yīng)用。尤其是在產(chǎn)品質(zhì)量、能量效率、設(shè)備可用性、設(shè)備安全性和環(huán)境保護(hù)方面而言，對(duì)流體能量機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)保養(yǎng)和維護(hù)是總體運(yùn)行的重要組成部分。流體能量機(jī)系統(tǒng)、如尤其是電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)包括但不限于下列部件一 個(gè)或多個(gè)工作機(jī)，如泵和/或壓縮機(jī)；傳動(dòng)裝置、離合器、框架；機(jī)械和/或電轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)；管道和接線；輔助系統(tǒng)，如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、阻塞氣體系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等；用于主驅(qū)動(dòng)裝置的電發(fā)動(dòng)機(jī)以及其他系統(tǒng)部件；電子技術(shù)設(shè)備，如開關(guān)設(shè)備、變壓器、諧波濾波器、無(wú)功功率補(bǔ)償器等等；設(shè)備和設(shè)備部件的儀表化和自動(dòng)化，包括例如用于運(yùn)行管理、企業(yè)管理的軟件應(yīng)用以及狀態(tài)監(jiān)視部件應(yīng)用。當(dāng)前，各個(gè)分立的上述系統(tǒng)部件的狀態(tài)監(jiān)視是現(xiàn)有技術(shù)。盡管在許多分立應(yīng)用和部件中已經(jīng)存在特殊的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)，如用于泵、壓縮機(jī)、傳動(dòng)裝置或發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和儲(chǔ)藏溫度監(jiān)視，但是未實(shí)現(xiàn)對(duì)如泵和/或壓縮機(jī)系統(tǒng)的流體能量機(jī)系統(tǒng)的整體監(jiān)視。因此，例如不能利用現(xiàn)有的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)立即診斷發(fā)動(dòng)機(jī)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電擺矩、電變頻器器缺陷(例如單元故障)、或者供電網(wǎng)中的諧波失真是否或以何種程度顯示出對(duì)過(guò)程和有關(guān)工作機(jī)的影響。另外，與流體能量機(jī)系統(tǒng)的歷史上相似的運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較是不可能的。如前所述，例如存在由不同的機(jī)械、電、自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)備部件構(gòu)成的電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)。尤其是關(guān)鍵設(shè)備組件(如變頻器、電發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置、變壓器和開關(guān)設(shè)備等等)以及輔助系統(tǒng)(如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等)和自動(dòng)化系統(tǒng)(如設(shè)備或站自動(dòng)化)通常配備有分立的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)和分立的設(shè)備系統(tǒng)。這意味著，針對(duì)每個(gè)單個(gè)的設(shè)備部件存在專門的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)和相應(yīng)的警報(bào)系統(tǒng)。泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)或其設(shè)備部件的保養(yǎng)和維護(hù)并行地通過(guò)保養(yǎng)和維護(hù)軟件系統(tǒng)——如運(yùn)行管理系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)或遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)——來(lái)支持。流體能量機(jī)系統(tǒng)、如泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部件的狀態(tài)監(jiān)視是現(xiàn)有技術(shù)。因此，公知的是執(zhí)行對(duì)倉(cāng)庫(kù)、殼體、繞組溫度或機(jī)器振動(dòng)等等的狀態(tài)監(jiān)視。變頻器的自動(dòng)化例如監(jiān)視諧波失真，但是不將其與泵或壓縮機(jī)系的狀態(tài)監(jiān)視的信息或者過(guò)程和輔助設(shè)備的其它的當(dāng)前或歷史過(guò)程數(shù)據(jù)相比較。因此，例如電發(fā)動(dòng)機(jī)中電感應(yīng)的擺矩對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)或者其他相關(guān)的設(shè)備部件條件的影響不是以自動(dòng)化和系統(tǒng)方式被分析和分類。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)、一種流體能量機(jī)系統(tǒng)以及一種用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法，該方法使得能夠跨系統(tǒng)地整體地監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)整體地系統(tǒng)監(jiān)視和診斷，關(guān)于流體能量機(jī)系統(tǒng)及其單個(gè)部件的當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)的認(rèn)識(shí)水平和知識(shí)被顯著擴(kuò)寬和改善。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求I的特征的用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)、通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求8的特征的具有監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的流體能量機(jī)系統(tǒng)以及通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求11的特征的用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法來(lái)解決。本發(fā)明的另外的特征和細(xì)節(jié)由從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書和附圖得出。在此，在根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的情形中描述的特征和細(xì)節(jié)當(dāng)然也適用于根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法的情形，并且分別反之亦然，使得關(guān)于公開內(nèi)容始終可以相互參考各個(gè)發(fā)明方面。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該任務(wù)通過(guò)一種用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)來(lái)解決，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)和設(shè)備部件。根據(jù)本發(fā)明，所述監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的特征在于，其具有中央計(jì)算單元，每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件都通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口以及通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線路與中央計(jì)算單元連接以用于數(shù)據(jù)通信，每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件都具有至少一個(gè)用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器元件，設(shè)置有至少一個(gè)用于控制傳感器元件的控制裝置，設(shè)置有存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)所確定的相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)的比較數(shù)據(jù)，設(shè)置有比較器單元，所述比較器單元用于將相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件的所定義的閾值相比較，以及設(shè)置有顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及在子系統(tǒng)或設(shè)備部件中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。這樣的用于流體能量機(jī)系統(tǒng)、如電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)使得能夠進(jìn)行整體的系統(tǒng)監(jiān)視以及提供例如整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)和效率的分類。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)使得能夠?qū)α黧w能量機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行當(dāng)前、歷史或未來(lái)預(yù)測(cè)的整體的定量診斷和/或分析。包括全部的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)例如可以通過(guò)系統(tǒng)功率和系統(tǒng)效率的當(dāng)前特征數(shù)計(jì)算和顯示來(lái)提高系統(tǒng)/設(shè)備滿載、以及由此提高資本利用。另外，可以通過(guò)流體能量機(jī)系統(tǒng)的整體的系統(tǒng)診斷來(lái)提高系統(tǒng)可用性。由此可以實(shí)現(xiàn)未計(jì)劃的停滯成本的最小化、所計(jì)劃的停滯成本的降低和替換零件成本的降低。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)例如支持、推進(jìn)和促進(jìn)了流體能量機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行的基于狀態(tài)的保養(yǎng)。另外，監(jiān)視和診斷提供通過(guò)連續(xù)及時(shí)地識(shí)別過(guò)程和設(shè)備部件中的薄弱點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)提高的系統(tǒng)安全性和對(duì)環(huán)境保護(hù)和工作保護(hù)的提高的貢獻(xiàn)。此外，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)基于狀態(tài)的保養(yǎng)和遠(yuǎn)程維護(hù)(包括分析較大數(shù)據(jù)量和運(yùn)行的知識(shí)生成)的低成本解決方案。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)支持尤其是流體能量機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)和設(shè)備部件的監(jiān)視和基于狀態(tài)的分類。所述流體能量機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)和設(shè)備部件。因此，流體能量機(jī)系統(tǒng)例如可以作為設(shè)備部件具有一個(gè)或多個(gè)工作機(jī)，如泵或壓縮機(jī)、傳動(dòng)裝置、離合器、框架元件；機(jī)械和/或電轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置；管道和接線；以及用于主驅(qū)動(dòng)裝置的電發(fā)動(dòng)機(jī)以及其他系統(tǒng)部件；電子技術(shù)設(shè)備，如開關(guān)設(shè)備、變壓器、諧波濾波器、無(wú)功功率補(bǔ)償器、儀表；以及輔助系統(tǒng)，如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、阻塞氣體系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等。也就是說(shuō)，集成到所述流體能量機(jī)系統(tǒng)中的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)集成和補(bǔ)充了現(xiàn)有子系統(tǒng)，如自動(dòng)化系統(tǒng)、尤其是設(shè)備部件、輔助設(shè)備部件、變頻器、開關(guān)設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、以及例如用于旋轉(zhuǎn)機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、保養(yǎng)、運(yùn)行管理和企業(yè)管理軟件系統(tǒng)。所述監(jiān)視和診斷系統(tǒng)在基于狀態(tài)和前瞻性的運(yùn)行管理和保養(yǎng)策略方面實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理以及尤其是保養(yǎng)的中央支持。用于包括多個(gè)不同子系統(tǒng)和設(shè)備部件的流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)具有中央計(jì)算單元。流體能量機(jī)系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件都通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口以及通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線路或數(shù)據(jù)連接與中央計(jì)算單元連接以用于數(shù)據(jù)通信。流體能量機(jī)系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件都具有至少一個(gè)用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器元件。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)還具有用于控制多個(gè)傳感器元件的控制裝置，所述控制裝置與中央計(jì)算單元連接、尤其是中央計(jì)算單元的一部分。存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)的比較數(shù)據(jù)。在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的比較器單元中可能的是，將相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件的所定義的閾值相比較、尤其是與用于運(yùn) 行流體能量機(jī)系統(tǒng)的已知數(shù)據(jù)相比較。此外設(shè)置有顯示裝置，其用于顯示相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及在子系統(tǒng)或設(shè)備部件中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。也就是說(shuō)，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)裝置、尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及對(duì)所采集的、尤其是加時(shí)間戳的數(shù)據(jù)和警報(bào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以用于例如基于時(shí)間順序、過(guò)程模型、特殊特征數(shù)或在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中進(jìn)行分析和診斷。另外，可以對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔以用于在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中進(jìn)行分析和診斷。通過(guò)將所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與針對(duì)流體能量機(jī)系統(tǒng)的歷史運(yùn)行方式相比較，可以實(shí)時(shí)地作出關(guān)于流體能量機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)的整體陳述。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選改進(jìn)方案，可以在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中規(guī)定中央計(jì)算單元具有電纜連接的或無(wú)電纜的接口以用于現(xiàn)場(chǎng)和/或遠(yuǎn)程控制中央計(jì)算單元。因此，例如設(shè)備操作者或保養(yǎng)和維護(hù)人員可以通過(guò)輸入單元、例如鍵盤來(lái)執(zhí)行中央計(jì)算單元或分配給中央計(jì)算單元的控制裝置的現(xiàn)場(chǎng)控制?？商娲鼗蚋郊拥?，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)支持對(duì)中央計(jì)算單元的遠(yuǎn)程控制的支持。因此優(yōu)選地在監(jiān)視和診斷設(shè)備中設(shè)置因特網(wǎng)協(xié)議、接口和/或總線系統(tǒng)以用于相應(yīng)子系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備部件和中央計(jì)算單元之間的數(shù)據(jù)通信。例如可以設(shè)置相應(yīng)的接口和協(xié)議(如TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)、以及Profi總線、現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN總線、Mod總線系統(tǒng)以及直接模擬電纜連接。通過(guò)提供用于集成子系統(tǒng)和設(shè)備部件的所需接口和協(xié)議，不需要用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的專有高成本匹配。中央計(jì)算單元可以是流體能量機(jī)系統(tǒng)的直接部分，但是其也可以被布置為與流體能量機(jī)系統(tǒng)間隔開。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的控制裝置優(yōu)選地為了控制傳感器元件與中央計(jì)算單元直接連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的改進(jìn)方案，可以在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中規(guī)定比較器單元具有分析裝置，其用于相對(duì)于流體能量機(jī)系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)或設(shè)備部件觀察至少一個(gè)子系統(tǒng)或至少一個(gè)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)。分析裝置使得能夠執(zhí)行流體能量機(jī)系統(tǒng)的診斷。尤其是可以借助于對(duì)子系統(tǒng)和部件組件的分析和相關(guān)來(lái)執(zhí)行診斷以用于以協(xié)調(diào)的、跨系統(tǒng)的基礎(chǔ)推薦或通知例如時(shí)間軸、運(yùn)行模式和設(shè)備運(yùn)行方式。這使得能夠?qū)α黧w能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行整體的狀態(tài)監(jiān)視和基于狀態(tài)的分類。比較器單元和分析裝置使得能夠計(jì)算當(dāng)前的依賴于狀態(tài)的特征數(shù)并且支持流體能量機(jī)系統(tǒng)的基于狀態(tài)的前瞻性的保養(yǎng)。分析裝置使得能夠例如在考慮到歷史運(yùn)行和故障情形的情況下借助于模型支持的評(píng)估來(lái)分析流體能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是子系統(tǒng)和設(shè)備部件。將診斷模型用于狀態(tài)監(jiān)視實(shí)現(xiàn)了設(shè)備知識(shí)的編碼以及連續(xù)匹配的設(shè)備應(yīng)用。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)例如可以通過(guò)整體的跨度性的分析和分類以及例如對(duì)電流網(wǎng)擾動(dòng)、冷卻劑水平和過(guò)濾器污染、流水線堵塞等等的監(jiān)視來(lái)執(zhí)行，以便基本上前瞻性地避免重大的設(shè)備故障。通過(guò)連續(xù)整體的系統(tǒng)監(jiān)視和分類，關(guān)于當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)和設(shè)備部件的知識(shí)被顯著擴(kuò)展。例如，運(yùn)行模式和周期對(duì)照設(shè)備部件和系統(tǒng)的可用性和可靠性的比較和相關(guān)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)地更新平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間和故障標(biāo)準(zhǔn)的定量的可能性。另外，優(yōu)選如下的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)其中顯示裝置被構(gòu)造為聲學(xué)和/或光學(xué)顯示警報(bào)。
另外優(yōu)選如下的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)其中計(jì)算單元被構(gòu)造為制定電子電報(bào)。也就是說(shuō)，在超過(guò)或低于所定義的閾值的情況下，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)可以觸發(fā)提醒或警報(bào)并且生成電子電報(bào)以例如通知設(shè)備操作者和保養(yǎng)人員、維護(hù)人員或者耦合輸入運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該任務(wù)通過(guò)具有根據(jù)本發(fā)明的第一方面構(gòu)造的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的流體能量機(jī)系統(tǒng)來(lái)解決，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)和設(shè)備部件，并且每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件分別具有至少一個(gè)用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器元件。這樣構(gòu)造的流體能量機(jī)系統(tǒng)使得能夠整體地監(jiān)視流體能量機(jī)系統(tǒng)。子系統(tǒng)或設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以用于監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)。流體能量機(jī)系統(tǒng)優(yōu)選地包括流體能量機(jī)(如壓縮器、泵或壓縮機(jī))、以及聯(lián)軸器、具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的電發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器和/或例如具有開關(guān)設(shè)備和變壓器的變壓站。另外，可以設(shè)置傳動(dòng)裝置、離合器、框架；機(jī)械和/或電轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置；管道和接線；以及電子技術(shù)設(shè)備，如開關(guān)設(shè)備、變壓器、諧波濾波器、無(wú)功功率補(bǔ)償器；以及自動(dòng)化系統(tǒng)。此外，優(yōu)選如下的流體能量機(jī)系統(tǒng)其作為子系統(tǒng)具有潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、阻塞氣體系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)和/或至少一個(gè)冷卻系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該任務(wù)通過(guò)借助于根據(jù)本發(fā)明的第一方面構(gòu)造的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法來(lái)解決，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)和設(shè)備部件。用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法的特征尤其是在于，中央計(jì)算單元通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線路或數(shù)據(jù)連接與每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件通信，其中相應(yīng)子系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備部件的至少一個(gè)傳感器元件由與中央計(jì)算單元連接的至少一個(gè)控制裝置來(lái)控制，以用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的狀態(tài)數(shù)據(jù)；相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的由相應(yīng)傳感器元件確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)的比較數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中；比較器單元將相應(yīng)子系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與相應(yīng)子系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備部件的所定義的閾值相比較；以及顯示裝置顯示相應(yīng)子系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)并且在子系統(tǒng)或設(shè)備部件中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的尤其是連續(xù)的遠(yuǎn)程和/或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)收集、記錄和歸檔關(guān)于子系統(tǒng)和設(shè)備部件的數(shù)據(jù)和信息、例如警報(bào)，以便借助于連續(xù)的系統(tǒng)監(jiān)視和整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)和效率的基于狀態(tài)的分類來(lái)尤其是以模型支持的方式進(jìn)行分析、制定趨勢(shì)曲線和修正/互相關(guān)以及提供關(guān)于流體能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)的客觀特征數(shù)。由此實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的定量的診斷和/或分析。通常，具有已經(jīng)安裝的儀表裝置、尤其是傳感器元件的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)就已經(jīng)足夠了。用于診斷的附加傳感器元件在需要時(shí)可以隨時(shí)被集成到監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中。流體能量機(jī)系統(tǒng)的統(tǒng)一的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)尤其是使得能夠通過(guò)系統(tǒng)功率和系統(tǒng)效率的當(dāng)前的特征數(shù)計(jì)算和顯示來(lái)提高系統(tǒng)/設(shè)備滿載并由此提高資本利用。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)的整個(gè)系 統(tǒng)診斷來(lái)提高系統(tǒng)/設(shè)備可用性。例如，可以通過(guò)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)來(lái)支持、推進(jìn)和促進(jìn)運(yùn)行的基于狀態(tài)的保養(yǎng)。尤其是可以通過(guò)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)或用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)未計(jì)劃的停止成本的最小化、所計(jì)劃的停止成本的降低和替換零件成本的降低。另外，可以通過(guò)及早識(shí)別過(guò)程和設(shè)備部件中的薄弱點(diǎn)來(lái)連續(xù)地保證該系統(tǒng)/設(shè)備安全性以及改善的環(huán)境保護(hù)。此外，通過(guò)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)基于狀態(tài)的保養(yǎng)和遠(yuǎn)程維護(hù)(包括分析較大數(shù)據(jù)量和運(yùn)行的知識(shí)生成)的低成本解決方案。全面的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械、電、自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)備部件和子系統(tǒng)的過(guò)程和運(yùn)行條件的整體的監(jiān)視。例如，可以通過(guò)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)來(lái)診斷發(fā)動(dòng)機(jī)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電感應(yīng)的擺矩、電變頻器缺陷(如單元故障)、或者供電網(wǎng)和相關(guān)工作機(jī)中的諧波失真是否或以何種程度表現(xiàn)出。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)支持尤其是流體能量機(jī)系統(tǒng)、優(yōu)選泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備部件的監(jiān)視和基于狀態(tài)的分類。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)有利地基于分析模型以及經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、試探法、過(guò)程和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)曲線、過(guò)程和系統(tǒng)警報(bào)、以及x、y和6西格瑪圖。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)可以尤其是通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)為設(shè)備操作員、保養(yǎng)和維護(hù)人員提供電子電報(bào)形式的提醒和警報(bào)。保養(yǎng)程序優(yōu)選地集成到監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中。因此，例如可以在運(yùn)行和保養(yǎng)狀態(tài)方面對(duì)設(shè)備部件自動(dòng)地進(jìn)行分類。檢查日期可以連續(xù)自動(dòng)地被匹配并且例如針對(duì)電、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械的設(shè)備部件、儀表裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及輔助設(shè)備被更新。這是所謂的預(yù)防性保養(yǎng)。另外，可以在探測(cè)到可預(yù)見的設(shè)備部件的短期/長(zhǎng)期故障以及由此可預(yù)見的與所計(jì)劃的檢查計(jì)劃的偏差時(shí)生成顯式指示。診斷系統(tǒng)支持現(xiàn)場(chǎng)診斷和/或遠(yuǎn)程診斷。全面的整體的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了諸如下列部件的集成關(guān)鍵設(shè)備部件，如變頻器、電發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置、變壓器和開關(guān)設(shè)備等等；輔助設(shè)備，如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等等；以及自動(dòng)化系統(tǒng)，如設(shè)備自動(dòng)化、站自動(dòng)化。整體的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)使得能夠通過(guò)保養(yǎng)和維護(hù)系統(tǒng)、如運(yùn)行管理系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)同時(shí)保養(yǎng)和維護(hù)設(shè)備和設(shè)備部件。通過(guò)集成所有子系統(tǒng)和設(shè)備部件以用于診斷和分析整個(gè)泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)，例如可以針對(duì)前瞻性的保養(yǎng)策略執(zhí)行相關(guān)/互相關(guān)、基于狀態(tài)的基于模型的分類等等。泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視現(xiàn)在利用全部過(guò)程數(shù)據(jù)，如溫度、量和質(zhì)量、輔助設(shè)備測(cè)量以及電和自動(dòng)化技術(shù)部件來(lái)進(jìn)行。變頻器的自動(dòng)化監(jiān)視諧波失真并且現(xiàn)在將其與該系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視的信息或過(guò)程和輔助設(shè)備的其他當(dāng)前或歷史過(guò)程數(shù)據(jù)相比較。因此，電發(fā)動(dòng)機(jī)中的電感應(yīng)的擺矩對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)或者其他相關(guān)設(shè)備部件條件的影響現(xiàn)在以自動(dòng)化和系統(tǒng)方式被分析和分類。這尤其是通過(guò)尤其是關(guān)鍵的泵和壓縮機(jī)設(shè)備部件的狀態(tài)和效率進(jìn)行全面的分析和當(dāng)前/短期/長(zhǎng)期的評(píng)估來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)。整體的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)使得能夠收集、記錄、以及在中央存儲(chǔ)裝置或檔案中歸檔所有子系統(tǒng)和設(shè)備部件的全部數(shù)據(jù)和信息以及分析和歸類以用于診斷。對(duì)在此描述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的訪問(wèn)可以本地以及從外部、即通過(guò)遠(yuǎn)程診斷進(jìn)行。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)、如電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的連續(xù)的遠(yuǎn)程和/或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)利用用于旋轉(zhuǎn)機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、保養(yǎng)、運(yùn)行管理和企業(yè)管理軟件系統(tǒng)等等集成和補(bǔ)充了現(xiàn)有子系統(tǒng)，如自動(dòng)化系統(tǒng)，如站、設(shè)備、設(shè)備部件、輔助設(shè)備、變頻器、開關(guān)設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元等等。根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)在基于狀態(tài)和前瞻性的運(yùn)行管理和保養(yǎng)策略方面實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理以及尤其是保養(yǎng)的實(shí)時(shí)支持。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)尤其是包括標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口以用于與子系統(tǒng)和設(shè)備部件通信，例如用于數(shù)據(jù)和警報(bào)傳輸。相應(yīng)的接口和協(xié)議、尤其是TCP/IP協(xié)議、Profi總線、現(xiàn)場(chǎng)總線、Mod總線、直接模擬電纜連接等等，由監(jiān)視和診斷系統(tǒng)來(lái)提供。數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在中央計(jì)算單元的存儲(chǔ)裝置中或數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行。這要么在線地并實(shí)時(shí)地、要么用相匹配的采樣率以基于事件的方式在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中進(jìn)行。為了分析和診斷 對(duì)所收集的加時(shí)間戳的數(shù)據(jù)和警報(bào)的數(shù)據(jù)處理基于時(shí)間順序、過(guò)程模型、特殊特征數(shù)等等在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中進(jìn)行。另外，在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的中央計(jì)算單元的存儲(chǔ)裝置中進(jìn)行所收集的時(shí)間順序的歸檔以用于分析和診斷。另外，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)還以與歷史運(yùn)行方式相比較的方式對(duì)所歸檔的時(shí)間順序和警報(bào)進(jìn)行應(yīng)用支持的分析以用于診斷。通過(guò)傳感器元件可以對(duì)尤其是關(guān)于設(shè)備狀態(tài)和效率的當(dāng)前特征數(shù)進(jìn)行直接訪問(wèn)。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)還被構(gòu)造為借助于監(jiān)視和診斷系統(tǒng)為本地和/或遠(yuǎn)程維護(hù)和服務(wù)人員以及為電子運(yùn)行管理系統(tǒng)自動(dòng)化地制定電子電報(bào)。根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)允許本地以及遠(yuǎn)程訪問(wèn)。例如，跨子系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以機(jī)械系統(tǒng)、變頻器、供電網(wǎng)等為來(lái)源的狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)和時(shí)間一致的分析和歸檔。該分析和診斷要么本地地、要么通過(guò)遠(yuǎn)程維護(hù)進(jìn)行。除純粹的接口配置以外對(duì)狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)的完全集成以及所決定的應(yīng)用到監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中的集成在需要時(shí)是可能的。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)、如電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的連續(xù)的遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有關(guān)設(shè)備和設(shè)備部件的跨系統(tǒng)的整體的診斷。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的重要特征和優(yōu)點(diǎn)為
a)提供為了集成包括輔助系統(tǒng)在內(nèi)的前述子系統(tǒng)所需的接口和協(xié)議。因此不需要專有的高成本的匹配。b)從子系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)或直接從子系統(tǒng)收集和一致地記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、信息和警報(bào)。由此提供了用于確定原因和效果的時(shí)間一致性并且還在損害情況以前提供信息的分類?？傮w上由此顯著降低了分析/診斷時(shí)間和成本。c)獨(dú)立于子系統(tǒng)的可能性和限制將相關(guān)數(shù)據(jù)和警報(bào)歸檔。由此首先提供了與設(shè)備歷史相比較的可能性。這是尤其是為了開發(fā)基于模型的診斷應(yīng)用所必需的。d)診斷以用于與運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)一起借助于對(duì)子系統(tǒng)和輔助設(shè)備數(shù)據(jù)和警報(bào)的分析和互相關(guān)以協(xié)調(diào)的跨系統(tǒng)的基礎(chǔ)來(lái)推薦和通知時(shí)間軸、運(yùn)行模式和設(shè)備運(yùn)行方式。這實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體能量機(jī)系統(tǒng)或泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)以及各個(gè)設(shè)備部件的整體的狀態(tài)監(jiān)視和基于狀態(tài)的分類。當(dāng)前依賴于狀態(tài)的特征數(shù)被計(jì)算并且基于狀態(tài)的前瞻性的保養(yǎng)被支持。e)在考慮到歷史運(yùn)行和故障場(chǎng)景的情況下借助于模型支持的評(píng)估來(lái)分析設(shè)備狀態(tài)和設(shè)備部件。將診斷模型用于狀態(tài)監(jiān)視使得能夠編碼設(shè)備知識(shí)和連續(xù)匹配的應(yīng)用。f)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)為設(shè)備和設(shè)備部件的所有相關(guān)子系統(tǒng)構(gòu)成用于本地和/或遠(yuǎn)程維護(hù)和保養(yǎng)的中央起始點(diǎn)。尤其是也在診斷系統(tǒng)的壽命周期方面，診斷可以以時(shí)間和成本最小化的方式來(lái)執(zhí)行。g)對(duì)泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)的包括輔助設(shè)備在內(nèi)的關(guān)鍵的機(jī)械、電、儀表化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)部件進(jìn)行集成的整體分析和診斷。如現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣僅僅對(duì)泵和壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行基于狀態(tài)的監(jiān)視盡管可以及時(shí)地預(yù)見發(fā)展中的貯存損害，但是自然地局限于該系統(tǒng)并且不能考慮到過(guò)程本身中、供電網(wǎng)或輔助設(shè)備中的異常狀態(tài)。在此，根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)、冷卻劑水平、過(guò)濾器污染、輸油管堵塞等等進(jìn)行整體的跨度性的分析和分類以及監(jiān)視來(lái)著手以便前瞻性地避免很大程度上重大的設(shè)備故障。 通過(guò)連續(xù)整體的系統(tǒng)監(jiān)視和分類來(lái)顯著擴(kuò)展關(guān)于流體能量機(jī)系統(tǒng)、包括子系統(tǒng)和設(shè)備部件的知識(shí)。例如，運(yùn)行模式和周期對(duì)照設(shè)備部件和系統(tǒng)的可用性和可靠性的比較和相關(guān)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)地更新平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間和故障標(biāo)準(zhǔn)的定量的可能性。流體能量機(jī)系統(tǒng)、尤其是泵系統(tǒng)尤其是包括工作機(jī)、如泵；至少一個(gè)聯(lián)軸器；至少一個(gè)電發(fā)動(dòng)機(jī)；至少一個(gè)變頻器；以及至少一個(gè)變壓站。此外，可以集成輔助設(shè)備、如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、例如用于變頻器的冷卻系統(tǒng)。工作機(jī)借助于監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的控制單元、尤其是設(shè)備控制單元被控制和調(diào)節(jié)。此外，存在用于設(shè)備部件、如發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器、開關(guān)設(shè)備和其他輔助設(shè)備的分立調(diào)節(jié)單元。這些子系統(tǒng)為監(jiān)視和診斷系統(tǒng)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息。作為另外的數(shù)據(jù)和信息源，還可以有電子設(shè)備操作員日志手冊(cè)和運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)可例如用于保養(yǎng)。下面的非限制性的測(cè)量值、數(shù)據(jù)、警報(bào)、接口被引導(dǎo)到根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)
a)從變壓站電壓和電流(初級(jí)/次級(jí)側(cè))和/或相位角。還有開關(guān)設(shè)備、無(wú)功功率補(bǔ)償器、變壓器和/或諧波濾波器的警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。b)從變頻器變頻器系統(tǒng)的電壓和電壓諧波、電流和電流諧波、電流和電壓的有效值、相位角、視在功率、無(wú)功功率、有效功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速(實(shí)際值和額定值)、變頻器效率、和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。c)從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)的電壓、電流、相位角、視在功率、無(wú)功功率、有效功率、轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)效率、繞組溫度、警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。d)從旋轉(zhuǎn)機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)視貯存溫度、殼體溫度、徑向或軸向振動(dòng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)、和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。e)從輔助設(shè)備冷卻劑溫度、冷卻劑壓力或水平、環(huán)境空氣溫度、過(guò)濾器的壓力差、潤(rùn)滑油壓力、助劑流量、和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。f)從設(shè)備控制單元流量、過(guò)程溫度、過(guò)程壓力、過(guò)程質(zhì)量和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)手艮告。g)從設(shè)備操作員日志手冊(cè)設(shè)備部件、設(shè)備裝置和設(shè)備機(jī)器的運(yùn)行模式、設(shè)備操作員觀察和條目、異常操作和設(shè)備條件、保養(yǎng)系統(tǒng)、維護(hù)間隔、維護(hù)規(guī)定、維護(hù)手冊(cè)、維護(hù)人員和替換零件計(jì)劃、數(shù)據(jù)手冊(cè)、和/或技術(shù)圖和手冊(cè)。h)數(shù)據(jù)接口，其中子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸可以同步地以及異步地進(jìn)行。數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)下列各項(xiàng)進(jìn)行電纜(4 - 20mA)、以太網(wǎng)；Pix)fi總線；現(xiàn)場(chǎng)總線和/或Mod總線。數(shù)據(jù)傳輸也可以無(wú)電纜地進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)優(yōu)選地通過(guò)遠(yuǎn)程維護(hù)平臺(tái)提供遠(yuǎn)程維護(hù)功能。所描述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)收集和記錄來(lái)自分立子系統(tǒng)和設(shè)備部件的相關(guān)數(shù)據(jù)和警報(bào)。在需要時(shí)，也可以將附加的傳感器以及另外的子系統(tǒng)集成到監(jiān)視和診斷系統(tǒng)中。所描述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)利用警報(bào)和提醒閾值分析、相關(guān)、比較、生成尤其是跨子系統(tǒng)的圖以及診斷指標(biāo)。在超過(guò)或低于可定義的閾值的情況下，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)觸發(fā)自己的提醒和警報(bào)，并且制定電子電報(bào)例如以用于通知設(shè)備操作員、保養(yǎng)人員或維護(hù)人員或者耦合輸入運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)。 此外，所描述的診斷系統(tǒng)使得能夠基于經(jīng)驗(yàn)表對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分類。如果例如泵的效率低于下閾值，則可以從這樣的經(jīng)驗(yàn)表中導(dǎo)出可能的過(guò)程技術(shù)、機(jī)械、電或自動(dòng)化技術(shù)的原因，并且觸發(fā)和計(jì)劃相應(yīng)的保養(yǎng)活動(dòng)。


下面根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明及其改進(jìn)方案以及其優(yōu)點(diǎn)。附圖分別示意性示出
圖I具有根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造原理構(gòu)造的現(xiàn)場(chǎng)和/或遠(yuǎn)程監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的流體能量機(jī)系統(tǒng)；
圖2用于流體能量機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)，其中監(jiān)視和診斷系統(tǒng)是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造原理構(gòu)造的；
圖3以電泵系統(tǒng)為例的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 圖4具有提醒和警報(bào)閾值的示例性特征數(shù)的時(shí)間變化曲線；
圖5用于對(duì)故障原因分類的示例性分配表。在圖I至圖5中給具有相同功能和作用方式的元素配備相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式圖I示意性地示出具有根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造原理構(gòu)造的現(xiàn)場(chǎng)和/或遠(yuǎn)程監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I的流體能量機(jī)系統(tǒng)30。用于流體能量機(jī)系統(tǒng)30、如電驅(qū)動(dòng)的泵或壓縮機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程和/或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I利用用于旋轉(zhuǎn)的機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)17、保養(yǎng)系統(tǒng)25、運(yùn)行管理系統(tǒng)、企業(yè)管理軟件系統(tǒng)21等等集成和補(bǔ)充了現(xiàn)有子系統(tǒng)，如自動(dòng)化系統(tǒng)18、輔助設(shè)備16、站和設(shè)備19以及設(shè)備部件，如變頻器14、開關(guān)設(shè)備或變壓站13、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元15等等。根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I在基于狀態(tài)和前瞻性的運(yùn)行管理和保養(yǎng)策略方面實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理以及尤其是保養(yǎng)的實(shí)時(shí)支持。流體能量機(jī)系統(tǒng)30的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I尤其是包括標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口 3以用于與子系統(tǒng)16、17、18、19、20、21、22、25、26和設(shè)備部件13、14、15、23、24通信，例如以用于數(shù)據(jù)和警報(bào)傳輸。相應(yīng)的接口和協(xié)議，尤其是TCP/IP協(xié)議、Profi總線、現(xiàn)場(chǎng)總線、Mod總線、直接模擬電纜連接等等，由監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I來(lái)提供。數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在中央計(jì)算單元2的存儲(chǔ)裝置5中或數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行。這要么在線地并實(shí)時(shí)地進(jìn)行、要么用匹配的采樣率以基于事件的方式在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I中進(jìn)行。為了分析和診斷對(duì)所收集的加時(shí)間戳的數(shù)據(jù)和警報(bào)進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理基于時(shí)間順序、過(guò)程模型、特殊特征數(shù)等等在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I中進(jìn)行。另外，在監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I的中央計(jì)算單元2的存儲(chǔ)裝置5中進(jìn)行所收集的時(shí)間順序的歸檔以用于分析和診斷。另外，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I還以與歷史運(yùn)行方式相比較地對(duì)所歸檔的時(shí)間順序和警報(bào)進(jìn)行應(yīng)用支持的分析以用于診斷。通過(guò)傳感器元件可以對(duì)尤其是關(guān)于設(shè)備狀態(tài)和效率的當(dāng)前特征數(shù)進(jìn)行直接訪問(wèn)。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I還被構(gòu)造為借助于監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I為本地和/或遠(yuǎn)程維護(hù)和服務(wù)人員以及為電子運(yùn)行管理系統(tǒng)21自動(dòng)化地制定電子電報(bào)。根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I允許本地以及遠(yuǎn)程訪問(wèn)。例如，跨子系統(tǒng)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I實(shí)現(xiàn)以機(jī)械系統(tǒng)23、變頻器13、供電網(wǎng)26等等為來(lái)源的狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)和時(shí) 間一致的分析和歸檔。該分析和診斷要么本地地、要么通過(guò)遠(yuǎn)程維護(hù)進(jìn)行。除純粹的接口配置以外對(duì)狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)17的完全集成、以及所決定的應(yīng)用到監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I中的集成在需要時(shí)是可能的。在圖2中示意性地示出了用于流體能量機(jī)系統(tǒng)30的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)，其中監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造原理構(gòu)造的。監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I具有中央計(jì)算單元2。另外設(shè)置有用于控制傳感器元件的控制裝置5。此外設(shè)置有存儲(chǔ)裝置6，其用于存儲(chǔ)由傳感器元件所確定的相應(yīng)子系統(tǒng)16、17、18、19、20、21、22、25、26和相應(yīng)設(shè)備部件13、14、15、23、24的狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及存儲(chǔ)用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)30的比較數(shù)據(jù)。同樣設(shè)置有比較器單元7，其用于將相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)和每個(gè)設(shè)備部件所定義的閾值相比較。另外，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I具有顯示裝置8，其用于顯示相應(yīng)子系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備部件的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及在子系統(tǒng)或設(shè)備部件中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。在圖3中以電泵系統(tǒng)30為例示意性示出了監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I的體系結(jié)構(gòu)圖。流體能量機(jī)系統(tǒng)30尤其是包括如泵或壓縮機(jī)的工作機(jī)23、至少一個(gè)聯(lián)軸器(必要時(shí)與恒定或可變傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置27 —起)、至少一個(gè)電發(fā)動(dòng)機(jī)15、至少一個(gè)變頻器14以及至少一個(gè)變壓站13。此外，可以設(shè)置輔助設(shè)備，如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、例如用于變頻器13的冷卻系統(tǒng)。工作機(jī)23借助于監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I的控制單元5、尤其是設(shè)備控制單元被控制
和調(diào)節(jié)。此外，存在用于設(shè)備部件-如發(fā)動(dòng)機(jī)15、變頻器14、開關(guān)設(shè)備或變壓站13-和
其他輔助設(shè)備的分立調(diào)節(jié)單元。這些子系統(tǒng)和設(shè)備部件為監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I提供相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息。作為另外的數(shù)據(jù)和信息源，還可以有電子設(shè)備操作員日志手冊(cè)20和運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)21、25可例如用于保養(yǎng)。下面的非限制性的測(cè)量值、數(shù)據(jù)、警報(bào)、接口被引導(dǎo)到根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I :
a)從變壓站13 :電壓和電流(初級(jí)/次級(jí)側(cè))和/或相位角。還有開關(guān)設(shè)備、無(wú)功功率補(bǔ)償器、變壓器和/或諧波濾波器的警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。b)從變頻器14 :變頻器系統(tǒng)的電壓和電壓諧波、電流和電流諧波、電流和電壓的有效值、相位角、視在功率、無(wú)功功率、有效功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速(實(shí)際值和額定值)、變頻器效率和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。c)從發(fā)動(dòng)機(jī)15以及所屬的電動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)的電壓、電流、相位角、視在功率、無(wú)功功率、有效功率、轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)效率、繞組溫度、警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。d)從旋轉(zhuǎn)機(jī)器22的狀態(tài)監(jiān)視17 :貯存溫度、殼體溫度、徑向或軸向振動(dòng)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。e)從未示出的輔助設(shè)備冷卻劑溫度、冷卻劑壓力或水平、環(huán)境空氣溫度、過(guò)濾器的壓力差、潤(rùn)滑油壓力和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。f)從泵23的設(shè)備控制單元流量、過(guò)程溫度、過(guò)程壓力、過(guò)程質(zhì)量和/或警報(bào)、故障、狀態(tài)報(bào)告。g)從設(shè)備操作員日志手冊(cè)20 :設(shè)備部件、設(shè)備裝置和設(shè)備機(jī)的運(yùn)行模式、設(shè)備操 作員觀察和條目、異常運(yùn)行和設(shè)備條件、保養(yǎng)系統(tǒng)、維護(hù)間隔、維護(hù)規(guī)定、維護(hù)手冊(cè)、維護(hù)人員和替換零件計(jì)劃、數(shù)據(jù)手冊(cè)、和/或技術(shù)圖和手冊(cè)。圖4示意性示出了具有提醒和警報(bào)閾值的示例性特征數(shù)KDI的時(shí)間變化曲線。在超過(guò)或低于可定義的閾值的情況下，監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I觸發(fā)自己的提醒和警報(bào)，并且制定電子電報(bào)例如以用于通知設(shè)備操作員、保養(yǎng)人員或維護(hù)人員或者耦合輸入運(yùn)行和企業(yè)管理系統(tǒng)。此外，所描述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)I使得能夠基于如圖5所示的經(jīng)驗(yàn)表對(duì)流體能量機(jī)系統(tǒng)30的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分類。如果例如泵23的效率低于下閾值，則可以從這樣的經(jīng)驗(yàn)表中導(dǎo)出可能的過(guò)程技術(shù)的、機(jī)械的、電的或自動(dòng)化技術(shù)的原因，并且觸發(fā)和計(jì)劃相應(yīng)的保
養(yǎng)活動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(1)，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和設(shè)備部件(13，14，15，23，24)，其特征在于， 一監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)具有中央計(jì)算單元(2); —每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)都通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口(23)以及通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線路(4)與中央計(jì)算單元(2)連接以用于數(shù)據(jù)通信； —每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)都具有至少一個(gè)用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器元件； -設(shè)置有至少一個(gè)用于控制所述傳感器元件的控制裝置(5 ); 一設(shè)置有存儲(chǔ)裝置(6)，其用于存儲(chǔ)相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及存儲(chǔ)用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的比較數(shù)據(jù)； 一設(shè)置有比較器單元(7)，其用于將相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所定義的閾值相比較；以及 一設(shè)置有顯示裝置(8)，其用于顯示相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及在子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)或設(shè)備部件(13，14，15，23，24)中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(1)，其特征在于，中央計(jì)算單元(2)具有用于中央計(jì)算單元(2)的現(xiàn)場(chǎng)和/或遠(yuǎn)程控制的有電纜連接的或無(wú)電纜的接口。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求I或2至少之一所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)，其特征在于，為了相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)以及相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)和中央計(jì)算單元(2)之間的數(shù)據(jù)通信設(shè)置因特網(wǎng)協(xié)議、網(wǎng)關(guān)和/或總線系統(tǒng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求I至3至少之一所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)控制裝置(5)為了控制所述傳感器元件與中央計(jì)算單元(2)連接。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求I至4至少之一所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)，其特征在于，比較器單元(7)具有分析裝置(9)，所述分析裝置(9)用于相對(duì)于流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的其他子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)或設(shè)備部件(13，14，15，23，24)觀察至少一個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)或至少一個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求I至5至少之一所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)，其特征在于，顯示裝置(8)被構(gòu)造為聲學(xué)和/或光學(xué)地顯示警報(bào)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求I至6至少之一所述的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)，其特征在于，中央計(jì)算單元(2)被構(gòu)造為制定電子電報(bào)。
8.一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求I至7至少之一構(gòu)造的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)的流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和設(shè)備部件(13，14，15，23，24)，其中每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)分別具有至少一個(gè)用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，.18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)，其特征在于，流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)包括流體能量機(jī)(32)以及聯(lián)軸器(27)、具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的電發(fā)動(dòng)機(jī)(15)、變頻器(14)和/或變壓站(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)，其特征在于，流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)具有潤(rùn)滑油系統(tǒng)、清除空氣系統(tǒng)、和/或至少一個(gè)冷卻系統(tǒng)。
11.一種用于借助于根據(jù)前述權(quán)利要求I至7至少之一構(gòu)造的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(I)來(lái)監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的方法，其中流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和設(shè)備部件(13，14，15，23，24)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的方法，其特征在于，中央計(jì)算單元(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的雙向接口(3)以及通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)線路(4)與每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)通信，其中相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)以及相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的至少一個(gè)傳感器元件由與中央計(jì)算單元(2)連接的至少一個(gè)控制裝置(5)來(lái)控制，以用于確定相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的由相應(yīng)傳感器元件確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及用于運(yùn)行流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的比較數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置(6)中，比較器單元(7)將相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)以及相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)與每個(gè)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，.25，26)和每個(gè)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所定義的閾值相比較，以及顯示裝置(8)顯示相應(yīng)子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和相應(yīng)設(shè)備部件(13，14，15，23，24)的所確定的狀態(tài)數(shù)據(jù)并且在子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)或設(shè)備部件(13，14，15，23，24)中低于或超過(guò)閾值的情況下顯示警報(bào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(1)，其中所述流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)具有多個(gè)不同的子系統(tǒng)(16，17，18，19，20，21，22，25，26)和設(shè)備部件(13，14，15，23，24)。另外，本發(fā)明涉及一種具有監(jiān)視和診斷系統(tǒng)(1)的流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)以及一種用于監(jiān)視和診斷流體能量機(jī)系統(tǒng)(30)的方法。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102971680SQ201180034054
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
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