[發(fā)明專利]用于傳感器級機(jī)器監(jiān)視的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910179028.5
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101713673A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·S·湯普金斯;R·H·霍爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器監(jiān)視，更具體地涉及用于傳感器級(sensor-level) 機(jī)器監(jiān)視的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

高速、多軸承機(jī)器——諸如在煉油廠、采油平臺、發(fā)電站等等中所 使用的那些機(jī)器——可包括如轉(zhuǎn)子、軸和軸承的旋轉(zhuǎn)元件。通常，這些 旋轉(zhuǎn)元件以高速旋轉(zhuǎn)并可導(dǎo)致機(jī)器中的振動。存在定義的閾值水平，對 于該閾值水平而言，振動變化是可接受的。然而，如果振動增加超過該 閾值水平，則機(jī)器可能受到各種故障的影響，所述各種故障諸如是機(jī)器 失衡、機(jī)器位移、機(jī)器軸承損壞、機(jī)器軸承不穩(wěn)定、機(jī)器推力軸承損壞、 機(jī)器摩擦、軸失衡、軸破裂、機(jī)器安置異常或者流體引發(fā)的不穩(wěn)定。這 些各種故障可能導(dǎo)致對機(jī)器暫時(shí)的或永久的損害。因此，為了防止發(fā)生 這些故障，可實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地監(jiān)視各種與機(jī)器相關(guān)的物理量諸如振動， 以識別故障的發(fā)生和/或確定故障類型。已經(jīng)提出各種技術(shù)來實(shí)時(shí)或近 實(shí)時(shí)地監(jiān)視機(jī)器以確定發(fā)生和/或識別哪些故障可能在機(jī)器中發(fā)生。

包括多個(gè)傳感器、監(jiān)視臺(monitoring?rack)和個(gè)人計(jì)算機(jī)(“PC”) 的系統(tǒng)提供了用于實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地監(jiān)視機(jī)器并識別和/或確定故障的常 規(guī)技術(shù)。該多個(gè)傳感器被放置在機(jī)器的高速旋轉(zhuǎn)元件的附近。這些傳感 器感測在高速旋轉(zhuǎn)元件中發(fā)生的各種物理量，諸如振動。這些傳感器基 于對各種這樣的物理量的測量來生成感測的數(shù)據(jù)并將感測的數(shù)據(jù)發(fā)送 給監(jiān)視臺，該監(jiān)視臺對感測的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚集和整理(condition)。該監(jiān) 視臺進(jìn)一步生成警報(bào)以保護(hù)機(jī)器免受損害。然后，該監(jiān)視臺向PC發(fā)送 聚集的數(shù)據(jù)以使用基于軟件的分析來確定機(jī)器中的故障。

然而，上述常規(guī)系統(tǒng)需要大量硬件以實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地監(jiān)視機(jī)器。而 且，在安裝、校準(zhǔn)、操作和維護(hù)監(jiān)視臺、PC和分析軟件中通常牽涉高成 本。因此，希望使確定機(jī)器中的故障的硬件要求和相關(guān)成本最小化。

因此，存在對使用最小化的硬件要求來提供機(jī)器的監(jiān)視和故障的確 定的系統(tǒng)的需求。進(jìn)一步存在對用于傳感器級機(jī)器監(jiān)視的系統(tǒng)和方法的 需求。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公開了一種用于監(jiān)視機(jī)器的系統(tǒng)。該系 統(tǒng)可包括包含第一處理器的第一傳感器和包含第二處理器的第二傳感器。該 系統(tǒng)可進(jìn)一步包括通信干線(trunk)，所述通信干線與第一傳感器和第二傳 感器通信并且可操作以在第一處理器和第二處理器的每一個(gè)之間傳送傳感器 數(shù)據(jù)。第一傳感器和第二傳感器可操作以生成與至少一個(gè)機(jī)器狀況相關(guān)聯(lián)的 傳感器數(shù)據(jù)。另外，第一處理器或第二處理器中的至少一個(gè)可操作以分析由 第一傳感器和第二傳感器中的每一個(gè)所生成的傳感器數(shù)據(jù)，并且至少部分基 于所述傳感器數(shù)據(jù)來確定至少一個(gè)機(jī)器故障。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，公開了一種用于監(jiān)視機(jī)器的方法。該方法可 包括提供多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器都包括具有指令的處理器。該方法可進(jìn)一 步包括提供至少一個(gè)通信干線，所述通信干線與所述多個(gè)傳感器通信并且可 操作以在多個(gè)傳感器的每一個(gè)之間傳送傳感器數(shù)據(jù)。另外，該方法可包括通 過多個(gè)傳感器中的每一個(gè)來感測至少一個(gè)機(jī)器狀況，并且通過多個(gè)傳感器中 的每一個(gè)來生成與至少一個(gè)機(jī)器狀況相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)。該方法可進(jìn)一步 包括執(zhí)行多個(gè)傳感器的至少一個(gè)處理器中的指令以分析由多個(gè)傳感器中的每 一個(gè)所生成的傳感器數(shù)據(jù)，并且至少部分基于至少一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)來確定至 少一個(gè)機(jī)器故障。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，公開了一種用于監(jiān)視機(jī)器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可 包括多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器都包含處理器。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括至少一個(gè) 通信干線，所述通信干線與多個(gè)傳感器通信并可操作以在多個(gè)處理器的每一 個(gè)之間傳送傳感器數(shù)據(jù)。另外，多個(gè)傳感器中的每一個(gè)可操作來探測至少一 個(gè)機(jī)器狀況。另外，該系統(tǒng)可包括多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)傳感器，其可操 作來從多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)其它傳感器接收與至少一個(gè)機(jī)器狀況的探測 相關(guān)聯(lián)的指示。另外，所述至少一個(gè)傳感器的處理器可操作來聚集任何接收 到的指示，并且對所聚集的指示執(zhí)行頻域分析、時(shí)域分析或?yàn)V波頻率分析中 的至少一個(gè)，并且至少部分基于所聚集的指示來表征至少一個(gè)機(jī)器狀況，并 且至少部分基于所聚集的指示來確定至少一個(gè)機(jī)器故障。

根據(jù)下面的詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的其它實(shí)施例、方 面和特征將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。

附圖說明

在這樣大體上描述了本發(fā)明之后，現(xiàn)在將參照附圖，所述附圖未必 按比例繪制，并且其中：