用于建議操作者動(dòng)作的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)和診斷燃?xì)鉁u輪機(jī)的葉輪空間中的異常的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法，所述方法使用耦合至用戶接口和存儲(chǔ)器裝置的計(jì)算機(jī)裝置來(lái)實(shí)施并且包括：在存儲(chǔ)器裝置中存儲(chǔ)多個(gè)規(guī)則集，所述規(guī)則集與葉輪空間有關(guān)，所述規(guī)則集包括以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出相對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入的關(guān)系表達(dá)式表述的至少一個(gè)規(guī)則，所述關(guān)系表達(dá)式對(duì)于葉輪空間的溫度是特定的。所述方法還包括從與燃?xì)鉁u輪機(jī)關(guān)聯(lián)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)輸入，所述數(shù)據(jù)輸入與向葉輪空間供熱的源相關(guān)，以及使用與葉輪空間溫度相關(guān)的輸入估計(jì)葉輪空間溫度值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于建議操作者動(dòng)作的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本說(shuō)明總體上涉及機(jī)械/電氣設(shè)備操作、監(jiān)測(cè)和診斷，特別涉及用于針對(duì)機(jī)器異 常行為自動(dòng)地向操作者提出建議的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 監(jiān)測(cè)機(jī)器健康以及向操作者發(fā)出異常機(jī)器狀態(tài)警報(bào)是操作一臺(tái)或一列機(jī)器的重 要部分。特別的，監(jiān)測(cè)葉輪空間溫度（wheel-space temperature)對(duì)于燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī)的健康 監(jiān)測(cè)是重要的。目前還沒(méi)有已知的用于該溫度的在線估計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，僅監(jiān)測(cè)測(cè)量的溫度。 由于未比較測(cè)量值與預(yù)期值，用于限定警報(bào)閾值的動(dòng)態(tài)基線和物理認(rèn)識(shí)是未知的。沒(méi)有該 計(jì)算，僅基于距預(yù)設(shè)值恒定偏差的靜態(tài)閾值是可用的。此外，不估計(jì)葉輪空間溫度會(huì)阻礙故 障排除。例如，可以判斷預(yù)期值與測(cè)量值之間的偏差源及其是否來(lái)自于（例如但不限于） 缺乏冷卻、泄露或磨損的密封。此外，快速改變操作狀態(tài)或者很慢地改變操作狀態(tài)可能使操 作者難以識(shí)別異常狀態(tài)或者可以進(jìn)行哪些操作變化以緩和異常狀態(tài)。
[0003] 至少一些已知的葉輪空間監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅僅監(jiān)測(cè)測(cè)量值，并且使用歷史數(shù)據(jù)預(yù)先確定 作為同類(lèi)機(jī)器的靜態(tài)閾值，從而如果測(cè)量值超過(guò)預(yù)定閾值，發(fā)出警報(bào)。需要多次嘗試來(lái)限定 和細(xì)化這些閾值，其不考慮機(jī)器運(yùn)行或負(fù)載狀態(tài)。這種系統(tǒng)易于發(fā)出太多假警報(bào)，而實(shí)際的 故障總是檢測(cè)得太晚。此外，在這種系統(tǒng)中僅能提供有限的故障排除信息或者不提供故障 排除信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于監(jiān)測(cè)和診斷燃?xì)鉁u輪機(jī)的葉輪空間中的異常的計(jì)算機(jī) 執(zhí)行的方法，所述方法使用耦合至用戶接口和存儲(chǔ)器裝置的計(jì)算機(jī)裝置來(lái)實(shí)施，所述方法 包括：在存儲(chǔ)器裝置中存儲(chǔ)多個(gè)規(guī)則集，所述規(guī)則集與葉輪空間有關(guān)，所述規(guī)則集包括以實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)輸出相對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入的關(guān)系表達(dá)式表述的至少一個(gè)規(guī)則，所述關(guān)系表達(dá)式對(duì)于 葉輪空間的溫度是特定的。所述方法還包括從與燃?xì)鉁u輪機(jī)關(guān)聯(lián)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收實(shí)時(shí) 和歷史數(shù)據(jù)輸入，所述數(shù)據(jù)輸入與向葉輪空間供熱的源相關(guān)，以及使用與葉輪空間溫度相 關(guān)的輸入估計(jì)葉輪空間溫度值。
[0005] 在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于包括流動(dòng)連通的軸流壓縮機(jī)和低壓渦輪的燃?xì)鉁u輪 機(jī)的葉輪空間監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括葉輪空間溫度規(guī)則集，所述規(guī)則集包括實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)輸出相對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入的關(guān)系表達(dá)式，所述關(guān)系表達(dá)式對(duì)于與葉輪空間中的熱源相 關(guān)的輸入是特定的。
[0006] 在又一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有包含在其上的 計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其中當(dāng)被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)可讀指令引起處理器接收燃 氣渦輪機(jī)的葉輪空間中的溫度測(cè)量值，接收與葉輪空間中的熱源關(guān)聯(lián)的參數(shù)的測(cè)量值和推 斷值，估計(jì)葉輪空間的預(yù)期溫度，比較葉輪空間預(yù)期溫度與測(cè)量溫度，并且基于比較生成推 薦要采取的動(dòng)作的建議消息。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1-5示出本說(shuō)明書(shū)描述的方法和系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)的示意性框圖；
[0009] 圖2是本地工廠監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)（例如分布式控制系統(tǒng)，DCS)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的示例 性實(shí)施例的框圖；
[0010] 圖3是可與圖1所示LMDS -起使用的示例性規(guī)則集的框圖；
[0011] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的部分示于圖1中的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪空 間冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；以及
[0012] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的流程圖，所述方法確定用于超過(guò)預(yù)定 范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪空間溫度的建議。
[0013] 雖然不同實(shí)施例的特定特征可能顯示在一些附圖中而沒(méi)有顯示在其他附圖中，但 這僅為了方便起見(jiàn)。任意附圖的任意特征可以結(jié)合任意其他附圖的任意特征被參考和/或 保護(hù)。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下詳細(xì)描述以示例而非限制的方式說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例?？梢栽O(shè)想本發(fā)明廣泛 應(yīng)用在工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用中的監(jiān)測(cè)設(shè)備操作的分析性和條理性實(shí)施例中。
[0015] 燃?xì)鉁u輪機(jī)的健康監(jiān)測(cè)對(duì)于降低維護(hù)成本和縮短停機(jī)周期是重要的。燃?xì)鉁u輪機(jī) 的低壓渦輪（動(dòng)力渦輪）中的葉輪空間溫度是重要的待監(jiān)測(cè)信號(hào)。暴露于熱氣體路徑，由 于熱應(yīng)力葉輪空間易于出現(xiàn)疲勞/蠕變失效。估計(jì)葉輪空間溫度要求知道對(duì)葉輪空間溫度 有貢獻(xiàn)的溫度源，并且指示如何對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及更好地對(duì)其進(jìn)行估計(jì)。知道葉輪空間中 的熱源能夠更好地理解機(jī)器的冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)，從而突出葉輪空間區(qū)域中的不當(dāng)熱行為和 過(guò)高的溫度。此外，通過(guò)比較該估計(jì)的葉輪空間溫度與實(shí)際測(cè)量的葉輪空間溫度，可以設(shè)計(jì) 基于該差異的警報(bào)以及限定故障排除活動(dòng)。以下描述的葉輪空間溫度計(jì)算方法將燃?xì)鉁u輪 機(jī)的不同組件聯(lián)系在一起，且簡(jiǎn)化故障源（例如過(guò)高的葉輪空間溫度）的識(shí)別。本說(shuō)明書(shū) 描述的是用于在線估計(jì)葉輪空間溫度及生成工程規(guī)則的方法，以防止跳閘和/或延長(zhǎng)停機(jī) 周期以及提供有意義的故障排除。
[0016] 在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中對(duì)葉輪空間溫度有貢獻(xiàn)的可能熱源包括：來(lái)自于可被吸收的 燃燒過(guò)程的熱氣體、軸流壓縮機(jī)排放（冷卻）空氣（bleed air)和轉(zhuǎn)子風(fēng)阻效應(yīng)。排放溫 度最初作為葉輪空間溫度的基線，并補(bǔ)償其他效應(yīng)以對(duì)葉輪空間溫度進(jìn)行估計(jì)。使用用于 監(jiān)測(cè)機(jī)器性能的熱力學(xué)模擬軟件在線計(jì)算排放溫度。這通過(guò)計(jì)算軸流壓縮機(jī)的多變效率然 后提取排放溫度（排氣被提取處的空氣溫度）來(lái)實(shí)現(xiàn)。葉輪空間溫度與排放（冷卻）溫度 之差不是恒定的，取決于流道溫度。在一些燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，渦輪排氣溫度是直接測(cè)量的 唯一的流道溫度，在這里用于估計(jì)葉輪空間溫度。一方面上升到排放溫度以上的葉輪空間 溫度與另一方面上升到排放溫度以上的廢氣溫度（exhaust temperature)之間具有線性關(guān) 系。在最初部署規(guī)則時(shí)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段上計(jì)算該曲線的斜率并對(duì)其進(jìn)行平均。然后其用 于使用測(cè)量的排氣溫度和計(jì)算的排放溫度計(jì)算葉輪空間溫度，如以下更詳細(xì)地描述。
[0017] 本公開(kāi)的實(shí)施例不限于檢測(cè)較高的葉輪空間溫度，還能夠識(shí)別葉輪空間溫度和預(yù) 期葉輪空間溫度的實(shí)時(shí)確定值之差的趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)調(diào)整方法被加入熱力學(xué)方程中，其能夠從 環(huán)境入口條件并聯(lián)系機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)針對(duì)所有環(huán)境直接調(diào)整運(yùn)行的機(jī)器。
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)100的示意性框圖。在 示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷中心102。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷中心102由實(shí)體 操作，例如由獨(dú)立經(jīng)營(yíng)實(shí)體（例如經(jīng)營(yíng)實(shí)體）購(gòu)買(mǎi)和操作的多個(gè)設(shè)備的OEM。在示例性實(shí)施 例中，OEM和經(jīng)營(yíng)實(shí)體訂立支持協(xié)議，從而OEM向經(jīng)營(yíng)實(shí)體提供關(guān)于所購(gòu)設(shè)備的服務(wù)。經(jīng)營(yíng) 實(shí)體可以在單一站點(diǎn)或者多個(gè)站點(diǎn)擁有并操作所購(gòu)設(shè)備。此外，OEM可以與多個(gè)經(jīng)營(yíng)實(shí)體 訂立支持協(xié)議，每個(gè)經(jīng)營(yíng)實(shí)體經(jīng)營(yíng)其自己的單一站點(diǎn)或多個(gè)站點(diǎn)。多個(gè)站點(diǎn)中的每一個(gè)可 包含相同的單個(gè)設(shè)備或者相同的多套設(shè)備，例如一系列設(shè)備。此外，至少一些設(shè)備對(duì)于某個(gè) 站點(diǎn)是獨(dú)特的，或者對(duì)于所有站點(diǎn)是獨(dú)特的。
[0019] 在示例性實(shí)施例中，第一站點(diǎn)104包括一個(gè)或多個(gè)過(guò)程分析儀106、設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 108、設(shè)備本地控制中心110、和/或監(jiān)測(cè)和報(bào)警面板112,每個(gè)配置為與各個(gè)設(shè)備傳感器和 控制設(shè)備接口，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的控制和操作。一個(gè)或多個(gè)過(guò)程分析儀106、設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 108、設(shè)備本地控制中心110、和/或監(jiān)測(cè)和報(bào)警面板112通過(guò)網(wǎng)絡(luò)116通信耦合至智能監(jiān)測(cè) 和診斷系統(tǒng)114。智能監(jiān)測(cè)和診斷（IMAD)系統(tǒng)114還配置為與其他現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)（圖1中未顯 示）和現(xiàn)場(chǎng)外系統(tǒng)通信，例如但不限于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷中心102。在不同實(shí)施例中，IMAD114 配置為使用例如專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)118、無(wú)線鏈路120和互聯(lián)網(wǎng)122與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷中心102通 ?目。
[0020] 多個(gè)其他站點(diǎn)中的每一個(gè)（例如第二站點(diǎn)124和第η站點(diǎn)126)可以大致與第一 站點(diǎn)104類(lèi)似，雖然其可能精確或者不精確地類(lèi)似于第一站點(diǎn)104。
[0021] 圖2是本地工廠監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)（例如分布式控制系統(tǒng)（DCS) 201)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 200的示例性實(shí)施例的框圖。工廠可包括多個(gè)廠房設(shè)備，例如燃?xì)鉁u輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、變 速箱、發(fā)電機(jī)（generator)、泵、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇和過(guò)程監(jiān)測(cè)傳感器，設(shè)備耦合為通過(guò)互連管道 流動(dòng)連通以及耦合為通過(guò)一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程輸入/輸出（1/0)模塊和互連電纜和/或無(wú)線通 信與DCS201信號(hào)通信。在示例性實(shí)施例中，工廠包括DCS201，DCS201包括網(wǎng)絡(luò)主干203。 網(wǎng)絡(luò)主干203可以是由例如雙絞線電纜、屏蔽同軸電纜或光纖電纜制成的硬連線數(shù)據(jù)通信 路徑，或者可以至少部分為無(wú)線的。DCS201還可包括處理器205,處理器205通過(guò)網(wǎng)絡(luò)主干 203通信耦合至定位于工廠現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程位置的廠房設(shè)備?？梢岳斫?，任意數(shù)量的機(jī)器可以 操作性地連接至網(wǎng)絡(luò)主干203。一部分機(jī)器可以硬連線至網(wǎng)絡(luò)主干203,其他部分機(jī)器可以 通過(guò)通信耦合至DCS201的無(wú)線基站207無(wú)線耦合至主干203。無(wú)線基站207可用于擴(kuò)展 DCS201的有效通信范圍，例如通過(guò)遠(yuǎn)離工廠定位但是仍與工廠內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)互連的 設(shè)備或傳感器。
[0022] DCS201可以配置為接收和顯示與多個(gè)設(shè)備關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)，以及生成自動(dòng)控制信 號(hào)和接收手動(dòng)控制輸入，從而控制工廠設(shè)備的操作。在示例性實(shí)施例中，DCS 201可包括軟 件代碼段，軟件代碼段配置為控制處理器205以分析在DCS 201接收的數(shù)據(jù)，其允許工廠機(jī) 器的在線監(jiān)測(cè)和診斷。可以從每個(gè)機(jī)器采集數(shù)據(jù)，包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、泵和電 動(dòng)機(jī)、關(guān)聯(lián)的過(guò)程傳感器和本地環(huán)境傳感器，包括例如振動(dòng)、地震、溫度、壓力、電流、電壓、 環(huán)境溫度和環(huán)境濕度傳感器。數(shù)據(jù)可以通過(guò)本地診斷模塊或者遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊進(jìn)行預(yù) 處理，或者以原始形式傳輸至DCS 201。
[0023] 本地監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)（LMDS)213可以是獨(dú)立的附加硬件設(shè)備，例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)主干 203與DCS 201和其他控制系統(tǒng)209及數(shù)據(jù)源通信的個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)。LMDS 213還可以 包含于在DCS 201和/或一個(gè)或多個(gè)其他控制系統(tǒng)209上執(zhí)行的軟件程序段中。相應(yīng)地， LMDS 213可以分布形式操作，從而一部分軟件程序段在多個(gè)處理器上同時(shí)執(zhí)行。這樣，LMDS 213可以完全集成在DCS 201和其他控制系統(tǒng)209的操作中。LMDS 213分析通過(guò)DCS 201、 數(shù)據(jù)源和其他控制系統(tǒng)209接收的數(shù)據(jù)，以使用工廠的全局視點(diǎn)確定機(jī)器和/或采用這些 機(jī)器的過(guò)程的操作健康。
[0024] 在示例性實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)100包括服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202和一個(gè)或多個(gè)客戶端 系統(tǒng)203。服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202還包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器206、應(yīng)用服務(wù)器208、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器210、 傳真服務(wù)器212、目錄服務(wù)器214和郵件服務(wù)器216。每個(gè)服務(wù)器206、208、210、212、214和 216可以包含于在服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202上執(zhí)行的軟件中，或者服務(wù)器206、208、210、212、214 和216的任意組合可以單獨(dú)或者組合包含于耦合在局域網(wǎng)（LAN)(未顯示）中的獨(dú)立的服 務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元220耦合至服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202。此外，工作站222,例如 系統(tǒng)管理員的工作站、用戶工作站和/或主管的工作站耦合至網(wǎng)絡(luò)主干203。替代性的，工 作站222使用互聯(lián)網(wǎng)鏈路226耦合至網(wǎng)絡(luò)主干203,或者通過(guò)無(wú)線連接（例如通過(guò)無(wú)線基站 207)進(jìn)行連接。
[0025] 每個(gè)工作站222可以是具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的個(gè)人計(jì)算機(jī)。雖然在工作站上執(zhí)行的功 能通常顯示為在各個(gè)工作站222上執(zhí)行，但是這些功能可以在耦合至網(wǎng)絡(luò)主干203的多個(gè) 個(gè)人計(jì)算機(jī)之一上執(zhí)行。工作站222描述為與獨(dú)立的示例性功能關(guān)聯(lián)，這僅為利于理解不 同類(lèi)型的功能，這些功能可由能夠接入網(wǎng)絡(luò)主干203的個(gè)人執(zhí)行。
[0026] 服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202配置為通信耦合至不同的個(gè)人，包括雇員228和第三方，例如 服務(wù)提供商230。示例性實(shí)施例中的通信顯示為使用互聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行，但是在其他實(shí)施例中可以 采用任何其他廣域網(wǎng)（WAN)類(lèi)型的通信，即系統(tǒng)和方法不限于使用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)施。
[0027] 在示例性實(shí)施例中，具有工作站232的任何被授權(quán)的個(gè)人可以訪問(wèn)LMDS 213。至 少一個(gè)客戶端系統(tǒng)可包括定位于遠(yuǎn)程位置的管理員工作站234。工作站222可以包含在具 有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的個(gè)人計(jì)算機(jī)上。此外，工作站222配置為與服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202通信。此 夕卜，傳真服務(wù)器212與遠(yuǎn)程定位的客戶端系統(tǒng)通信，包括使用電話線路（未顯示）的客戶端 系統(tǒng)236。傳真服務(wù)器212還配置為與其他客戶端系統(tǒng)228、230和234通信。
[0028] LMDS 213的計(jì)算機(jī)建模和分析工具如下詳述可以存儲(chǔ)在服務(wù)器202中，且可以被 任意一個(gè)客戶端系統(tǒng)204處的請(qǐng)求者訪問(wèn)。在一個(gè)實(shí)施例中，客戶端系統(tǒng)204是包括網(wǎng)絡(luò) 瀏覽器的計(jì)算機(jī)，從而服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202可由客戶端系統(tǒng)204使用互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。客戶端系 統(tǒng)204通過(guò)包括網(wǎng)絡(luò)的多種接口互連至互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)為例如局域網(wǎng)（LAN)或廣域網(wǎng)（WAN)、 撥號(hào)連接、電纜調(diào)制解調(diào)器和專(zhuān)用高速I(mǎi)SDN線路?？蛻舳?04可以是能夠互連至互聯(lián)網(wǎng)的 任何裝置，包括基于網(wǎng)絡(luò)的電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)或其他基于網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備。數(shù)據(jù)庫(kù) 服務(wù)器206連接至包含關(guān)于工廠10的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)240,以下將更詳細(xì)的描述。在一個(gè)實(shí) 施例中，集中式數(shù)據(jù)庫(kù)240存儲(chǔ)在服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202上，并可以由潛在用戶在一個(gè)客戶端 系統(tǒng)204處通過(guò)一個(gè)客戶端系統(tǒng)204登錄服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202來(lái)訪問(wèn)。在替代實(shí)施例中， 數(shù)據(jù)庫(kù)240可以遠(yuǎn)離服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202存儲(chǔ)，且可以是非集中式的。
[0029] 其他工廠系統(tǒng)可提供可被服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)202和/或客戶端系統(tǒng)204通過(guò)至網(wǎng)絡(luò) 主干204的獨(dú)立的連接訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。交互式電子技術(shù)手冊(cè)服務(wù)器242對(duì)與每個(gè)機(jī)器的配置 相關(guān)的機(jī)器數(shù)據(jù)的請(qǐng)求提供服務(wù)。該數(shù)據(jù)可包括操作能力，如泵曲線、電動(dòng)機(jī)額定馬力、絕 緣等級(jí)和框架大小，設(shè)計(jì)參數(shù)，例如尺寸、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或葉輪葉片數(shù)，以及機(jī)器維修史，例如對(duì) 機(jī)器的現(xiàn)場(chǎng)改裝、校準(zhǔn)調(diào)整前和校準(zhǔn)調(diào)整后的測(cè)量值、以及在機(jī)器上實(shí)施的未使機(jī)器返回 到其原始設(shè)計(jì)狀態(tài)的維修。
[0030] 便攜式振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀244可以間歇地直接或者通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入端口（例如工作站 222或客戶端系統(tǒng)204中包含的端口）耦合至LAN。通常，按照常規(guī)程序采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，周 期性的（例如每月或者以其他周期）從預(yù)訂的機(jī)器列表采集數(shù)據(jù)。還可以結(jié)合故障排除、 維護(hù)和調(diào)試活動(dòng)采集振動(dòng)數(shù)據(jù)。此外，可以連續(xù)地實(shí)時(shí)或者接近實(shí)時(shí)地采集振動(dòng)數(shù)據(jù)。該 數(shù)據(jù)可為L(zhǎng)MDS 213的算法提供新的基線。可以類(lèi)似地以常規(guī)程序或者在故障排除、維護(hù)或 調(diào)試活動(dòng)過(guò)程中采集過(guò)程數(shù)據(jù)。此外，可以連續(xù)地實(shí)時(shí)或者接近實(shí)時(shí)地采集一些過(guò)程數(shù)據(jù)。 某些過(guò)程參數(shù)可能不是永久可測(cè)量的，可以使用便攜式過(guò)程數(shù)據(jù)采集器245采集過(guò)程參數(shù) 數(shù)據(jù)，所述過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)可以通過(guò)工作站222下載到DCS 201上，從而可以由LMDS 213訪 問(wèn)。其他過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)，例如過(guò)程流體組合物分析儀和污染排放分析儀可以通過(guò)多個(gè)在線 監(jiān)測(cè)器246提供至DCS 201。
[0031] 可以通過(guò)與每個(gè)機(jī)器關(guān)聯(lián)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)繼電器248監(jiān)測(cè)提供至不同機(jī)器的電功 率或者由工廠發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率。通常，該繼電器248在電動(dòng)機(jī)控制中心（MCC)或向機(jī)器 供電的開(kāi)關(guān)裝置250中遠(yuǎn)離被監(jiān)測(cè)的設(shè)備定位。此外，為了保護(hù)繼電器248,開(kāi)關(guān)裝置250 還可以包括向LMDS 213供電的監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)（SCADA)或者電力輸送系統(tǒng)（未 顯示）設(shè)備，其定位在工廠的例如開(kāi)關(guān)站或者遠(yuǎn)程輸電線路斷路器和線路范圍中。
[0032] 圖3是可與LMDS 213 (顯示在圖1中）一起使用的示例性規(guī)則集280的框圖。規(guī) 則集280可以是一個(gè)或多個(gè)自定義規(guī)則的組合，以及限定自定義規(guī)則的行為和狀態(tài)的一系 列特征。規(guī)則和特征可以XML字符串的格式捆綁和存儲(chǔ)，當(dāng)存儲(chǔ)為文件時(shí)，可以基于25個(gè) 字符的字母數(shù)字密鑰進(jìn)行加密。規(guī)則集280是包括一個(gè)或多個(gè)輸入端282和一個(gè)或多個(gè)輸 出端284的模塊化知識(shí)單元。輸入端282可以是軟件端口，其將數(shù)據(jù)從LMDS 213中的特定 位置引導(dǎo)至規(guī)則集280。例如，來(lái)自于外置泵振動(dòng)傳感器的輸入可以被傳輸?shù)紻CS 201中的 硬件輸入端子。DCS 201可以在該端子處對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，以在其上接收信號(hào)。然后信號(hào)可 以被處理并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的位置上，存儲(chǔ)器可由DCS 201訪問(wèn)和/或集成于DCS 201。規(guī) 則集280的第一輸入端286可以映射至存儲(chǔ)器中的位置，從而存儲(chǔ)器中該位置的內(nèi)容可供 給規(guī)則集280作為輸入。類(lèi)似的，輸出端288可以映射至DCS 201可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中的另 一個(gè)位置，或者映射至另一個(gè)存儲(chǔ)器，從而存儲(chǔ)器中的位置包含規(guī)則集280的輸出端288。
[0033] 在示例性實(shí)施例中，規(guī)則集280包括與特定問(wèn)題的監(jiān)測(cè)和診斷相關(guān)的一個(gè)或多個(gè) 規(guī)則，所述問(wèn)題與在工廠（例如天然氣回注廠、液體天然氣（LNG)廠、發(fā)電廠、精煉廠和化學(xué) 處理設(shè)施）中操作的設(shè)備關(guān)聯(lián)。雖然根據(jù)在工廠中的使用描述規(guī)則集280,但是規(guī)則集280 可以被適當(dāng)?shù)貥?gòu)造以獲取任何知識(shí)以及用于在任何領(lǐng)域中確定方案。例如，規(guī)則集280可 以包含涉及經(jīng)濟(jì)行為、金融活動(dòng)、天氣現(xiàn)象和設(shè)計(jì)過(guò)程的知識(shí)。規(guī)則集280接著可用于在 這些領(lǐng)域中確定問(wèn)題的解決方案。規(guī)則集280包括來(lái)自于一個(gè)或多個(gè)源的知識(shí)，從而知識(shí) 被傳輸至應(yīng)用規(guī)則集280的任意系統(tǒng)。以將輸出端284聯(lián)系至輸入端282的規(guī)則的形式 獲取知識(shí)，從而輸入端282和輸出端284的規(guī)范允許規(guī)則集280應(yīng)用于LMDS 213。規(guī)則集 280可僅包括特定于特定工廠資產(chǎn)的規(guī)則，并可僅針對(duì)與該特定工廠資產(chǎn)關(guān)聯(lián)的一個(gè)可能 問(wèn)題。例如，規(guī)則集280可僅包括適用于電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)/泵組合的規(guī)則。規(guī)則集280可 僅包括使用振動(dòng)數(shù)據(jù)確定電動(dòng)機(jī)/泵組合的健康的規(guī)則。規(guī)則集280還可包括使用一套診 斷工具確定電動(dòng)機(jī)/泵組合的健康的規(guī)則，所述診斷工具除了振動(dòng)分析技術(shù)以外還可以包 括例如用于電動(dòng)機(jī)/泵組合的性能計(jì)算工具和/或財(cái)務(wù)計(jì)算工具。
[0034] 在操作中，在軟件開(kāi)發(fā)工具中生成規(guī)則集280,軟件開(kāi)發(fā)工具向用戶提示輸入端 282和輸出端284之間的關(guān)系。輸入端282可接收代表例如數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、波形、經(jīng)處 理的信號(hào)、手動(dòng)輸入和/或配置參數(shù)以及來(lái)自于其他規(guī)則集的輸出端的數(shù)據(jù)。規(guī)則集280 內(nèi)的規(guī)則可包括邏輯規(guī)則、數(shù)值算法、波形和信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用、專(zhuān)家系統(tǒng)和人工智能算 法、統(tǒng)計(jì)工具以及可將輸出端284聯(lián)系至輸入端282的任何其他表達(dá)式。輸出端284可以 映射至存儲(chǔ)器中保留的并配置為接收每個(gè)輸出端284的各個(gè)位置。然后，LMDS 213和DCS 201可使用存儲(chǔ)器中的位置完成LMDS 213和DCS 201可被編程執(zhí)行的任意監(jiān)測(cè)和/或控制 功能。規(guī)則集280的規(guī)則獨(dú)立于LMDS 213和DCS 201操作，雖然以直接或者通過(guò)中間設(shè)備 的間接方式，輸入端282可以提供至規(guī)則集280且輸出端可以提供至規(guī)則集280。
[0035] 在規(guī)則集280的產(chǎn)生過(guò)程中，領(lǐng)域內(nèi)的人類(lèi)專(zhuān)家使用開(kāi)發(fā)工具通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè) 規(guī)則進(jìn)行編程揭露該領(lǐng)域內(nèi)特別關(guān)于特定資產(chǎn)的知識(shí)。通過(guò)生成輸出端284與輸入端282 之間的關(guān)系表達(dá)式來(lái)產(chǎn)生規(guī)則，從而不需要規(guī)則的編碼。使用圖形方式例如使用內(nèi)置在開(kāi) 發(fā)工具中的圖形用戶界面上的拖放，可以從操作數(shù)庫(kù)中選擇操作數(shù)?？梢詮钠聊伙@示（未 顯示）的庫(kù)部分中選擇操作數(shù)的圖形表示，并將圖形表示拖放到規(guī)則產(chǎn)生部分中。在適當(dāng) 時(shí)基于所選擇的特定操作數(shù)和特定輸入端282以邏輯顯示方式設(shè)置輸入端282和操作數(shù)之 間的關(guān)系，并向用戶提示值，例如常數(shù)。隨著產(chǎn)生獲取專(zhuān)家知識(shí)所需的多條規(guī)則。相應(yīng)地， 基于用戶的要求以及規(guī)則集280的特定領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)，規(guī)則集280可包括一套具有魯 棒性的診斷和/或監(jiān)測(cè)規(guī)則或者一套魯棒性相對(duì)較弱的診斷和/或監(jiān)測(cè)規(guī)則。在開(kāi)發(fā)過(guò)程 中，開(kāi)發(fā)工具提供用于測(cè)試規(guī)則集280的資源，以保證輸入端282的不同組合和值在輸出端 284產(chǎn)生預(yù)期的輸出。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，葉輪空間溫度規(guī)則集配置為關(guān)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)計(jì) 算預(yù)期的葉輪空間溫度。葉輪空間溫度規(guī)則集的益處是預(yù)測(cè)性及適應(yīng)性的閾值，其聯(lián)系不 同的GT組件和壓縮機(jī)性能，以預(yù)測(cè)預(yù)期的葉輪空間溫度的上下限。
[0037] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401 (部分顯示于圖1中） 的葉輪空間冷卻系統(tǒng)400的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。壓縮機(jī)402向燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401的部件提供 高壓空氣。在示例性實(shí)施例中，第一葉輪空間前向區(qū)域403僅由從壓縮機(jī)排放部分404發(fā) 送的空氣冷卻。第一葉輪空間尾部區(qū)域406由從壓縮機(jī)排放部分404發(fā)送的空氣和從壓縮 機(jī)排放部分404上游的壓縮機(jī)級(jí)408 (例如但不限于壓縮機(jī)402的第十一級(jí)）排放的空氣 冷卻。第二葉輪空間前向區(qū)域410和第二葉輪空間尾部區(qū)域412由從上游壓縮機(jī)級(jí)408排 放的空氣冷卻。
[0038] 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401的低壓渦輪中的葉輪空間溫度由例如定位于第一葉輪空間 前向區(qū)域403中的第一熱電偶414和第二熱電偶416以及定位于第二葉輪尾部區(qū)域412中 的第三熱電偶418和第四熱電偶420監(jiān)測(cè)。用于每個(gè)空間的兩個(gè)熱電偶提供關(guān)于腔內(nèi)空氣 溫度的信息。
[0039] 從壓縮機(jī)排放部分404發(fā)送的空氣的溫度（CDT)由傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可以直接 與葉輪空間溫度進(jìn)行比較，不能直接測(cè)量的上游壓縮機(jī)級(jí)408的溫度在解釋壓縮機(jī)操作狀 態(tài)的相互關(guān)系中進(jìn)行評(píng)估。
[0040] 針對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401限定的規(guī)則基于為葉輪空間溫度提供預(yù)測(cè)值以及比較 該值與測(cè)量值。當(dāng)測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之間的差異超過(guò)獨(dú)立于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401的預(yù)定量 時(shí)，輸出由規(guī)則提供的針對(duì)異常的建議。相反，預(yù)定量與包裝設(shè)置、冷間隙、運(yùn)行間隙和燃?xì)?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)401上安裝的包裝有關(guān)，這些都可能影響在應(yīng)用到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)401規(guī)則的 第一周期中限定的基準(zhǔn)值。
[0041] 壓縮機(jī)排氣溫度計(jì)算
[0042] 為了聯(lián)系葉輪空間溫度與評(píng)估的上游壓縮機(jī)級(jí)408,使用以下相互關(guān)系。這種相互 關(guān)系指的是壓縮機(jī)的多變效率，其在不同級(jí)中被假設(shè)為恒定的，且允許沿著壓縮過(guò)程在每 個(gè)時(shí)間步驟評(píng)估空氣溫度。
[0043] 該相互關(guān)系的輸入是：
[0044] T2壓縮機(jī)入口溫度（被監(jiān)測(cè)），
[0045] T3壓縮機(jī)出口溫度（被監(jiān)測(cè)），
[0046] P2壓縮機(jī)入口壓力（被監(jiān)測(cè)）
[0047] P3壓縮機(jī)出口壓力（被監(jiān)測(cè)）
[0048] 相互關(guān)系會(huì)輸出將要與第二葉輪空間溫度進(jìn)行比較的排氣壓力和溫度。
[0049] 抽氣壓力被評(píng)估為壓縮機(jī)排放壓力（P3)的函數(shù)：
[0050]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于監(jiān)測(cè)和診斷燃?xì)鉁u輪機(jī)的葉輪空間中的異常的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法，所述方 法使用耦合至用戶接口和存儲(chǔ)器裝置的計(jì)算機(jī)裝置來(lái)實(shí)施，所述方法包括： 在所述存儲(chǔ)器裝置中存儲(chǔ)多個(gè)規(guī)則集，所述規(guī)則集與所述葉輪空間有關(guān)，所述規(guī)則集 包括以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出相對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入的關(guān)系表達(dá)式表述的至少一個(gè)規(guī)則，所述關(guān)系表 達(dá)式對(duì)于所述葉輪空間的溫度是特定的； 從與所述燃?xì)鉁u輪機(jī)關(guān)聯(lián)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)輸入，所述數(shù)據(jù)輸入與 向所述葉輪空間供熱的源相關(guān)；以及 使用與所述葉輪空間的溫度相關(guān)的輸入估計(jì)葉輪空間溫度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括： 比較估計(jì)的葉輪空間溫度與實(shí)際測(cè)量的葉輪空間溫度；以及 使用所述比較生成建議消息，所述建議消息包括與葉輪空間溫度相關(guān)的故障排除活 動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括接收輸入，所述輸入代表來(lái)自于所述燃?xì)鉁u 輪機(jī)的燃燒過(guò)程的熱氣體、來(lái)自于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的軸流壓縮機(jī)的排放冷卻空氣和轉(zhuǎn)子風(fēng) 阻效應(yīng)中的至少一者中包含的熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括將葉輪空間溫度的初始估計(jì)基線設(shè)置為等于 使用來(lái)自于燃燒過(guò)程的熱氣體的溫度和轉(zhuǎn)子風(fēng)阻效應(yīng)中的至少一者補(bǔ)償?shù)妮S流壓縮機(jī)排 放冷卻空氣的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括使用軸流壓縮機(jī)的多變效率和軸流壓縮機(jī)排 放冷卻空氣溫度在線確定估計(jì)的葉輪空間溫度。
6. -種用于包括流動(dòng)連通的軸流壓縮機(jī)和低壓渦輪的燃?xì)鉁u輪機(jī)的葉輪空間監(jiān)測(cè)和 診斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括葉輪空間溫度規(guī)則集，所述規(guī)則集包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出相對(duì)于實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)輸入的關(guān)系表達(dá)式，所述關(guān)系表達(dá)式對(duì)于與所述葉輪空間中的熱源相關(guān)的輸入是特定 的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述規(guī)則集配置為使用與所述葉輪空間 中的熱源相關(guān)的輸入確定估計(jì)的葉輪空間溫度值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述規(guī)則集配置為接收輸入，所述輸入代 表來(lái)自于燃燒過(guò)程的熱氣體、軸流壓縮機(jī)排放冷卻空氣和轉(zhuǎn)子風(fēng)阻效應(yīng)中的至少一者中包 含的熱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，葉輪空間溫度的初始估計(jì)基線等于使用 來(lái)自于燃燒過(guò)程的熱氣體的溫度和轉(zhuǎn)子風(fēng)阻效應(yīng)中的至少一者補(bǔ)償?shù)妮S流壓縮機(jī)排放冷 卻空氣的溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，其使用所述軸流壓縮機(jī)的多變效率和軸 流壓縮機(jī)排放冷卻空氣溫度在線確定估計(jì)的葉輪空間溫度。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104303121SQ201380012000
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月1日
【發(fā)明者】A.切撤里尼, A.A.哈利迪, A.薩拉瓦納普里彥, D.比亞努奇, A.普莫, A.貝蒂, R.克羅恰尼, O.N.阿舒爾 申請(qǐng)人:諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司