[發明專利]用于診斷壓縮機的方法和系統

有效

• 申請號: 201080064239.5
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102763047A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: P.P.博尼索內;胡曉;D.比亞努奇;L.薩盧斯蒂;A.法布里;薛峰;V.阿瓦薩拉拉;G.莫基;A.皮里
• 申請（專利權）人: 諾沃皮尼奧內有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;朱海煜

技術領域

本文公開的發明主題的實施例一般涉及方法和系統，并且更具體地說涉及用于診斷一般的機器(以及具體來說，壓縮機)的機制和技術。

背景技術

目前有大量的機器(如壓縮機的工業機器)安裝在多種設施處并用于處理油料和氣體。此類機器可能遭遇指示缺陷或故障模式的征兆。由于這些機器的技術復雜性，機器的用戶可能沒有能力處理這些征兆。因此，有技術能力確定影響機器的問題的機器制造商與用戶達成維護和診斷協議，以確保在充分操作狀態中監視和維護這些機器。為此原因，機器制造商可能將多個傳感器安裝在用戶的位置處以用于監視機器的“健康”。相同制造商可能與多個客戶有多個合同。

預報和健康管理(PHM)是一個新興技術，其支持如機車、醫療掃描器、飛行器引擎、渦輪和壓縮機等的資產的合同服務協議(CSA)的有效執行。PHM的一個目的在于長時間地維持這些資產的操作性能，從而在將它們的維護成本最小化的同時提高它們的利用。PHM可以用作產品微分器，以降低資產的保證期期間原設備制造商服務的成本或依據CSA更有效率地提供服務。

圖1示出傳統PHM系統10。根據此附圖，在執行傳統準備任務(如傳感器驗證單元12中的傳感器驗證和處理單元14中的輸入數據預處理)之后，PHM系統10在單元16中執行異常檢測和識別、在單元18中執行診斷分析、在單元20中執行預報分析、在單元22中執行故障調節和在單元24中執行后勤決策。這些動作是本領域技術人員公知的，為此本文省略其詳細描述。

異常檢測單元利用非監督學習技術，如聚類。其目的是從數據提取底層結構信息，定義正常結構和識別與此類正常結構的偏離。診斷單元利用監督學習技術，如分類。其目的是從數據提取潛在表征(signature)，這些表征可以被用于識別不同的缺陷/故障模式。預報單元產生剩余有效期(RUL)的估計。其目的是維護并預測資產健康指標。最初，此指標反映正常操作狀況下預期退化。后來，通過異常/故障發生修改了此指標，從而反映更快速的RUL減少。

上文論述的功能是機器狀態的解釋。這些解釋引申到平臺內控制動作和平臺外后勤、維修和規劃動作。平臺內控制動作常常著重于維持性能或安全性邊際，并且實時地執行。平臺外維護/維修動作覆蓋更復雜的離線決策。它們需要決策支持系統(DSS)，其執行多目標優化、探索校正動作的前沿以及將它們與偏好聚合組合以生成最佳決策權衡。

但是，用于計算有關壓縮機的現存征兆確定的診斷的相關性的傳統算法不總是準確的，且有時它們是引起歧義的。因此，期望提供避免前述問題和缺點的系統和方法。

發明內容

根據一示范實施例，有一種診斷壓縮機的方法。該方法包括生成壓縮機的特征向量，壓縮機的特征向量包括描述該壓縮機的多種部件的狀態的分量；基于模糊約束確定與特征向量對應的聚合的異常向量；定義該壓縮機的可能缺陷/故障模式的預設列表的規則；計算聚合的異常向量與規則之間的確證測量；以及基于確證測量的結果來識別該壓縮機的缺陷/故障模式。

根據另一個示范實施例，有一種用于診斷壓縮機的系統。該系統包括：配置成接收有關壓縮機的測量數據的接口；以及配置成接收測量數據的處理器。該處理器配置成基于測量數據生成壓縮機的特征向量，該壓縮機的特征向量包括描述該壓縮機的多種部件的狀態的分量，基于模糊約束確定與特征向量對應的聚合的異常向量，檢索壓縮機的可能缺陷/故障模式的預設列表的規則，計算聚合的異常向量與規則之間的確證測量，以及基于確證測量的結果來識別該壓縮機的缺陷/故障模式。

根據又一個示范實施例，有一種包含計算機可執行指令的計算機可讀介質，其中這些指令在被執行時，實現用于診斷壓縮機的方法。該方法包括生成壓縮機的特征向量，壓縮機的特征向量包括描述該壓縮機的多種部件的狀態的分量；基于模糊約束確定與特征向量對應的聚合的異常向量；確定該壓縮機的可能缺陷/故障模式的預設列表的規則；計算聚合的異常向量與規則之間的確證測量；以及基于確證測量的結果來識別該壓縮機的缺陷/故障模式。

附圖說明

并入本說明書中并構成其一部分的附圖圖示一個或多個實施例，并且連同描述解釋這些實施例。在這些附圖中：

圖1是常規壓縮機診斷系統的示意圖；

圖2是根據示范實施例的壓縮機診斷系統的示意圖；

圖3和圖4是示出根據示范實施例的模糊閾值的曲線圖；

圖5是圖示根據示范實施例的用于檢測壓縮機的缺陷/故障模式的過程的流程圖；