專利名稱：用于機器的系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
許多機器服從或需要控制系統(tǒng)對它們的操作的控制。這樣的控制系統(tǒng)可監(jiān)測或直接控制各種操作參數(shù)或條件，以便改進機器的效率。機器越復(fù)雜，涉及的參數(shù)或條件的數(shù)量就越多，并且它們的相互影響和相互依賴就越復(fù)雜。例如，包括燃氣輪機和蒸汽輪機的輪機的操作通常包括使用控制系統(tǒng)來監(jiān)測和/或控制諸如旋轉(zhuǎn)速度、燃料輸送速率(一個或多個)、燃燒溫度、排氣溫度、振動等等的參數(shù)。監(jiān)測和/或控制這樣的參數(shù)或條件通常需要使用各自連接到網(wǎng)絡(luò)的多個設(shè)備、裝置或系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)通常包括用于接收和處理來自各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的中央計算機或主計算機。在一些情況下，機器的操作可由位于遠處的主計算機監(jiān)測和/或控制。在這樣的系統(tǒng)中，在設(shè)備、裝置或系統(tǒng)是用于監(jiān)測和/或控制機器的網(wǎng)絡(luò)的一部·分的情況下，必須盡可能迅速和高效地修理任何具體設(shè)備、裝置或機器的故障，以便使停機時間或機器的不受監(jiān)測/不受控制的操作減到最少。因而，考慮冗余來設(shè)計這樣的控制系統(tǒng)中的許多設(shè)備、裝置或系統(tǒng)，使得失效裝置可迅速由能夠執(zhí)行相同功能的新裝置代替。然而，在控制系統(tǒng)內(nèi)恰當(dāng)?shù)貥?biāo)識和配置這樣的代替裝置往往是困難和耗時的。例如，一些裝置可能需要熟知它們的功能和操作的人員進行手動配置。其它裝置可能可由控制系統(tǒng)配置，但是要求它們在能被如此配置之前在控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上被恰當(dāng)?shù)貥?biāo)識。在裝置包括用于該裝置的標(biāo)識符(identifier)或與其連接的情況下，新裝置的恰當(dāng)標(biāo)識可能需要使其標(biāo)識符進入到網(wǎng)絡(luò)中，或者需要將失效裝置的標(biāo)識符插入到新裝置中，或者連接到新裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供用于機器的系統(tǒng)、方法和裝置。在一個實施例中，本發(fā)明提供用于機器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括裝置，其包括適于執(zhí)行與機器相關(guān)聯(lián)的支持功能的模塊，以及用于將模塊連接到電供應(yīng)(electrical supply)的電力線纜，該電力線纜包括可操作成由裝置讀取的標(biāo)識符；以及主計算機，其可操作成從裝置中接收對裝置的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的請求，該請求包括來自標(biāo)識符的信息，以及使用來自標(biāo)識符的信息來獲得網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。在另一個實施例中，本發(fā)明提供用于對設(shè)備供電的電力線纜，該電力線纜包括導(dǎo)電材料，其在電力線纜的第一端和第二端之間，并且連接到電力線纜的第一端和第二端的每一個；以及連接到導(dǎo)電材料的標(biāo)識符，其中，標(biāo)識符適于由設(shè)備讀取并且來自標(biāo)識符中的信息被用來生成設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。在又一個實施例中，本發(fā)明提供在用于控制機器的系統(tǒng)中標(biāo)識設(shè)備的方法，該方法包括將設(shè)備連接到電力線纜；將電力線纜連接到電供應(yīng)；讀取電力線纜內(nèi)的標(biāo)識符；以及基于該標(biāo)識符，向主計算機請求設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。
在再一個實施例中，本發(fā)明提供在用于控制機器的系統(tǒng)中使用的裝置，該裝置包括適于執(zhí)行從由監(jiān)測機器、控制機器、監(jiān)測機器在其下運行的至少一個條件以及控制機器在其下運行的至少一個條件組成的組中選擇的至少一個功能的設(shè)備；以及用于將設(shè)備連接到電供應(yīng)的電力線纜，該電力線纜包括可操作成由裝置讀取的標(biāo)識符，由此，一旦由裝置讀取，該標(biāo)識符就用來生成裝置的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。


根據(jù)結(jié)合附圖得到的本發(fā)明的 各方面的以下詳細說明，本發(fā)明的這些和其它特征將變得更容易理解，附圖描繪了本發(fā)明的各種實施例，在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制系統(tǒng)的示意圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電力線纜。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電力線纜的第一端。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的、用于連接到電供應(yīng)和電力線纜的外部
>J-U裝直。圖5示出了連接到圖3的電力線纜的第一端的圖4的外部裝置。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。注意到的是，本發(fā)明的圖未按比例繪制。圖僅意于描繪本發(fā)明的典型方面，并且因此，圖不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相同編號在各圖中代表相同要素。
具體實施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖，圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制系統(tǒng)100。控制系統(tǒng)100包括連接到網(wǎng)絡(luò)14的主計算機10。主計算機10可為編程成或可操作成接收來自連接到網(wǎng)絡(luò)14的其它裝置的數(shù)據(jù)和/或?qū)B接到網(wǎng)絡(luò)14的其它裝置提供數(shù)據(jù)的任何通用計算裝置。如將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的那樣，網(wǎng)絡(luò)14可包括可操作成容許在多個計算機或其它電子裝置之間或之中進行通信的任何數(shù)量的裝置或系統(tǒng)，包括例如采用以太網(wǎng)全局數(shù)據(jù)(EGD)或其它通信協(xié)議的100MB以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)14還可包括例如無線網(wǎng)絡(luò)。還將一對設(shè)備或模塊20、22連接到網(wǎng)絡(luò)14，并且執(zhí)行機器40的一個或多個支持功能，諸如監(jiān)測和/或控制機器40的一個或多個參數(shù)或條件。還將一對控制計算機24、30連接到網(wǎng)絡(luò)14。類似于模塊20、22，控制計算機24執(zhí)行機器40的一個或多個支持。在另一方面，控制計算機30連接到多個模塊32、34、36或者與其通信，該多個模塊32、34、36執(zhí)行機器40的支持功能，并且將數(shù)據(jù)傳輸給控制計算機30，以及接收來自控制計算機30的數(shù)據(jù)。主計算機10還連接到配置數(shù)據(jù)庫12或者與其通信，該配置數(shù)據(jù)庫12包括針對模塊20、22、32、34、36和控制計算機24、30的配置數(shù)據(jù)。如將在下面解釋的那樣，在將模塊連接到網(wǎng)絡(luò)14之后，包含在配置數(shù)據(jù)庫12內(nèi)的配置數(shù)據(jù)可傳輸?shù)侥K，使得代替模塊在被標(biāo)識之后可自動地配置。僅出于說明目的而在圖I中示出主計算機10、配置數(shù)據(jù)庫12、模塊20、22、32、34、36與主計算機24、30的在控制系統(tǒng)100中的布置，以及它們與網(wǎng)絡(luò)14的連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的是，這樣的要素的其它布置是可能的和/或必要的，取決于例如要控制的機器。本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣將認識到，控制系統(tǒng)100可包括附加的或不同的要素。如上面指出的那樣，可采用模塊20、22、32、34、36和控制計算機24、30來監(jiān)測和/或控制機器40的一個或多個參數(shù)或條件，包括操作參數(shù)和條件。在機器40包括燃氣輪機的情況下，這樣的參數(shù)和條件可包括例如旋轉(zhuǎn)速度、燃料輸送速率(一個或多個)、燃燒溫度、排氣溫度和振動。當(dāng)然，其它參數(shù)和條件對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，并且在本發(fā)明的各種實施例的范圍之內(nèi)。為了監(jiān)測和/或控制這樣的參數(shù)和條件，模塊20、22、32、34、36和控制計算機24、30可包括任何數(shù)量的裝置，包括例如感測裝置、熱電偶、電阻溫度檢測器、掃描裝置、伺服裝置、電流傳感器、速度傳感器、閥促動器、空氣流調(diào)節(jié)器、定位器、火焰檢測器、氣體流量計和燃料點火裝置。同樣可監(jiān)測和/或控制輪機之外的機器。這樣的機器包括例如分布式控制系統(tǒng)、分布式控制裝置和受網(wǎng)絡(luò)控制的裝置陣列。這些系統(tǒng)和裝置可包括獨立系統(tǒng)和裝置，或者可包括在操作諸如輪機的另一個機器時采用的系統(tǒng)和裝置。·為了更高效地將模塊添加到網(wǎng)絡(luò)14，特別是在添加模塊以代替失效模塊的情況下，本發(fā)明的實施例包括將模塊的標(biāo)識符并入到用來將模塊連接到電供應(yīng)的電力線纜中。例如，圖2示出了能夠?qū)㈦姽β蕪碾姽?yīng)傳輸?shù)侥K的電力線纜200。電力線纜200包括用于連接到電供應(yīng)的第一端210，用于連接到模塊的第二端220，以及在第一端210和第二端220之間的諸如導(dǎo)線的導(dǎo)電材料230。如圖2中示出的那樣，導(dǎo)電材料230包括用于對電力線纜200將連接到的模塊供電的第一正極導(dǎo)線232和第一負極導(dǎo)線234。第一正極導(dǎo)線232和第一負極導(dǎo)線234在第二端220中分別在正極插孔222和負極插孔224處終止。導(dǎo)電材料230可進一步包括用于對電力線纜200內(nèi)的標(biāo)識符250、252供電的第二正極導(dǎo)線242和第二負極導(dǎo)線244。第一正極導(dǎo)線232、第一負極導(dǎo)線234、第二正極導(dǎo)線242和第二負極導(dǎo)線244由傳統(tǒng)的絕緣材料238包圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的是，附加的構(gòu)件可在電力線纜200內(nèi)提供或者連接到電力線纜200。例如，可包括用以改變供應(yīng)給標(biāo)識符250、252和/或電力線纜200將連接到的模塊的電流和/或電壓的裝置，取決于例如各自的具體功率要求。圖2中示出的布線圖是僅為了例示目的而提供的直流電(DC)布線圖。雖然未示出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的是，可對例如電力線纜200將連接到的設(shè)備提供單獨的接地。當(dāng)然，諸如交流電(AC)布線圖的其它布線圖是可能的，并且在本發(fā)明的各種實施例的范圍之內(nèi)。在圖2中，標(biāo)識符250、252可包括在第二端220或絕緣材料238中的任一個或兩者中。標(biāo)識符250、252可包括用于在網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)標(biāo)識設(shè)備的任何數(shù)量的裝置。用作標(biāo)識符250,252或在標(biāo)識符250、252內(nèi)使用的合適的裝置包括但不限于只讀存儲器(ROM)，電可編程只讀存儲器(EPROM)，電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)，非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)，一經(jīng)編程后保留當(dāng)被斷開或被斷電時的標(biāo)識信息的其它非易失性存儲器裝置和射頻識別(RFID)標(biāo)簽。標(biāo)識符250、252還可包括近場通信(NFC)裝置。在這樣的實施例中，標(biāo)識符250、252可包括能夠由附近的NFC啟動器供電的無源NFC目標(biāo)裝置，該NFC啟動器諸如容納在電力線纜200所連接到的模塊內(nèi)的NFC啟動器。其它已知的和今后開發(fā)的裝置對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是而且將是顯而易見的，并且在本發(fā)明的各種實施例的范圍之內(nèi)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電力線纜300的一部分，其中，第一端310包括用于將電力線纜300連接到電供應(yīng)的插頭。在這個實施例中，第一正極導(dǎo)線332和第一負極導(dǎo)線234分別在正極接線柱312和負極接線柱314處終止。在這樣的實施例中，連接到第二正極導(dǎo)線342和第二負極導(dǎo)線344并經(jīng)由其供電的標(biāo)識符354可包括在第一端310中，類似于其可能包括于圖2中的第二端220。圖4和圖5示出了本發(fā)明的又一個實施例，其中，標(biāo)識符456包括在外部裝置400中，外部裝置400諸如適配器、電涌保護器或電力線纜500可連接到的類似裝置。在這種實施例中，電力線纜500本身不需要包括標(biāo)識符。外部裝置400可包括用于連接到電供應(yīng)的第一端410和電力線纜500的第一端510可連接到的第二端420。再次，針對第一端410和第二端420示出的具體布線連接僅是為了例示和描述的目的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的那樣，其它連接是可能的。
·
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在標(biāo)識符250、252、354、456分別包括在電力線纜200、300或外部裝置400中的情況下，可用新模塊代替電力線纜200、300所連接到的失效模塊。在將新模塊連接到電供應(yīng)上之后，新模塊讀取標(biāo)識符250、252、354、456，并且向主計算機10 (圖I)請求用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)14(圖I)上的新模塊的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。標(biāo)識符250、252、354、456可由新模塊使用任何數(shù)量的已知的或今后開發(fā)的方法或技術(shù)“讀取”，當(dāng)然，該方法或技術(shù)將基于在標(biāo)識符250、252、354、456中采用的技術(shù)而改變。例如，在標(biāo)識符250、252、354、456包括RFID標(biāo)簽的情況下，可使用RFID讀取器來讀取標(biāo)識符250、252、354、456。在其它情況下，可使用標(biāo)識符250、252、354、456和新設(shè)備兩者所電連接到的第二正極導(dǎo)線342和第二負極導(dǎo)線344來讀取標(biāo)識符250、252、354、456。因為標(biāo)識符250、252、354、456對于失效模塊和新模塊兩者而言是相同的，所以主計算機10可對新模塊傳輸用來標(biāo)識失效模塊的同樣的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。在這種情況下，在控制系統(tǒng)100 (圖I)可操作成在網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)配置新模塊時，主計算機10還可從配置數(shù)據(jù)庫12中取出用于新模塊的配置數(shù)據(jù)。配置數(shù)據(jù)可包括例如新設(shè)備在監(jiān)測或控制機器40時將在其下操作的監(jiān)測或控制參數(shù)。如同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符一樣，在失效模塊和新模塊兩者均使用同樣的標(biāo)識符250、252、354、456的情況下，配置數(shù)據(jù)對于新設(shè)備和失效模塊而言可以相同，不論是從配置數(shù)據(jù)庫12中取出的，還是新生成的。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。在SI處，失效設(shè)備可選地從電力線纜200的第二端220 (圖5)斷開。在S2處，新設(shè)備連接到電力線纜200的第二端220，并且在S3處，電力線纜200的第一端210可選地連接到電供應(yīng)。S2和S3可按相反的順序執(zhí)行。在一些實施例中，電力線纜200可保持連接到電供應(yīng)，從而消除S3。在S4處，在電力線纜200內(nèi)的或電力線纜200所連接到的標(biāo)識符250、252、354、456被新設(shè)備讀取。也就是說，存儲在標(biāo)識符250、252、354、456內(nèi)的信息由新設(shè)備訪問和/或取出。如上面指出的那樣，新設(shè)備用來讀取標(biāo)識符250、252、354、456的具體方法或機制將部分地取決于標(biāo)識符250、252、354、456的特征。在一些實施例中，在電力線纜200連接到新設(shè)備和電供應(yīng)兩者之后，可自動地讀取標(biāo)識符250、252、354、456。在S5處，確定新設(shè)備是否連接到網(wǎng)絡(luò)14。如果沒有(即，在S5處為否)，則在S6處將新設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)14，并且在S7處，向主計算機10請求基于標(biāo)識符250、252、354、456的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。如果新設(shè)備已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)14(即，在S5處為是)，則在S7處作出對網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的請求。在S8處，在S7處被請求的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符由新設(shè)備接收?？蛇x地，在S9處可由新設(shè)備從主計算機109中接收配置數(shù)據(jù)，并且在SlO處可使用配置數(shù)據(jù)來配置新設(shè)備。在本文中使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施例的目的，并且不意于限制本公開。如本文所用，單數(shù)形式“一”和“該”意于還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另有指示。將進一步理解的是，當(dāng)在本說明書中使用時，用語“包括”和/或“包含”規(guī)定所陳述的特征、整體、步驟、操作、要素和/或構(gòu)件的存在，但不排除存在或增加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、要素、構(gòu)件和/或其組合。 本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何相關(guān)的或并入的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。部件列表10主計算機14 網(wǎng)絡(luò)20、22、32、34、36 模塊40 機器24、30控制計算機12數(shù)據(jù)庫100控制系統(tǒng)200,300,500 電力線纜210、310、410、510 第一端220、420 第二端222正極插孔224負極插孔230導(dǎo)電材料232,332第一正極導(dǎo)線234,334第一負極導(dǎo)線238絕緣材料242,342第二正極導(dǎo)線244、344第二負極導(dǎo)線250,252,354,456 標(biāo)識符312正極接線柱314負極接線柱400外部裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于機器(40)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括 裝置，其包括 適于執(zhí)行與機器(40)相關(guān)聯(lián)的支持功能的模塊(20，22，32，34，36);以及 用于將所述模塊(20，22，32，34，36)連接到電供應(yīng)的電力線纜(200)，所述電力線纜(200)包括可操作成由所述裝置讀取的標(biāo)識符(250，252);以及 主計算機(10)，其可操作成 從所述裝置接收對所述裝置的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的請求，所述請求包括來自所述標(biāo)識符(250,252)的信息；以及 使用來自所述標(biāo)識符(250，252)的所述信息來獲得所述網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)識符(250，252)包括以下的至少一個只讀存儲器(ROM)，電可編程只讀存儲器(EPROM)，電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)，非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)，一經(jīng)編程后保留當(dāng)被斷開或被斷電時的標(biāo)識信息的非易失性存儲器裝置，或者射頻識別(RFID)標(biāo)簽。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)識符(250，252)位于以下的至少一個內(nèi)所述電力線纜(200)的第一端(210)，所述電力線纜(200)的第二端(220)，或包圍所述電力線纜(200)的導(dǎo)電材料(230)的絕緣材料(232)。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)識符(250，252)位于所述電力線纜(200)所連接到的外部裝置(400)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備配置成 向所述主計算機(10)請求所述網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符；以及 從所述主計算機(10)接收所述網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述主計算機(10)配置成對所述模塊(20，22，32，34，36)提供配置數(shù)據(jù)，并且所述系統(tǒng)配置成使用由所述主計算機(10)提供的所述配置數(shù)據(jù)來配置所述模塊(20，22，32，34，36)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述配置數(shù)據(jù)基本等同于之前連接到所述系統(tǒng)的失效模塊(20，22，32，34，36)的配置數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述主計算機(10)配置成使用來自所述標(biāo)識符(250，252)的所述信息來生成所述網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述機器(40)選自由燃氣輪機和蒸汽輪機組成的組。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述機器(40)選自由分布式控制系統(tǒng)、分布式控制裝置以及受網(wǎng)絡(luò)控制的裝置陣列組成的組。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于機器的系統(tǒng)、方法和裝置”。本發(fā)明的實施例提供用于控制機器(40)的系統(tǒng)、方法和裝置。在一個實施例中，本發(fā)明提供用于機器(40)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括裝置，其包括適于執(zhí)行與機器(40)相關(guān)聯(lián)的支持功能的模塊(20，22，32，34，36)，以及用于將模塊(20，22，32，34，36)連接到電供應(yīng)的電力線纜(200)，該電力線纜(200)包括可操作成由裝置讀取的標(biāo)識符(250，252)；以及主計算機(10)，其可操作成從裝置中接收對裝置的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符的請求，該請求包括來自標(biāo)識符(250，252)的信息，以及使用來自標(biāo)識符(250，252)的信息來獲得網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符。
文檔編號G05B19/418GK102789215SQ20121016689
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者C·T·摩爾, D·M·阿利, F·H·貝特納 申請人:通用電氣公司