[發明專利]通過數據通信網絡向測量裝置提供電力的設備及方法

在審

• 申請號: 201910531185.1
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110618624A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: T·韋威爾斯;C·普利特;R·維特蒙德;S·沃爾莫斯
• 申請（專利權）人: 易寶股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G08B19/00
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 趙學超

機器健康管理系統包括通過以太網供電(PoE)連接至中央邏輯單元的機器測量單元。每個測量單元包括連接至傳感器的一個或多個傳感器模塊，或連接至輸出裝置的一個或多個輸出模塊，或傳感器模塊和輸出模塊的組合。通過PoE網絡向測量單元提供所需的電力。傳感器產生的感測信號經過數字化處理后，可在傳感器模塊中進行分析。原始數據，以及在某些情況下的預處理數據，通過以太網網絡傳輸至中央邏輯單元，在該中央邏輯單元中，數據得到分析和/或與其他數據組合，以執行預測分析、構建決策并可能實施保護方案、預測機器/系統的性能或控制機器/系統。

技術領域

本發明涉及機器健康管理和控制的數據收集領域。更具體地，本發明涉及一種用于通過數據通信網絡向機器數據收集裝置提供電力的系統。

背景技術

復雜工業機器的監視和控制，通常需要許多分布在機器上或機器附近的多個位置的不同類型的傳感器(振動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等)和控制裝置(即，開關、閥門和執行器)。通常，這樣的傳感器和控制裝置通過通信網絡連接到工業工廠中的監視系統和控制系統。在此類應用場景中，現有通信網絡相關的缺點包括：

-數據傳輸距離受到限制；

-需要許多電源來向廣泛分布的傳感器和控制裝置供電，這導致高昂的成本；

-傳感器和傳感器模塊之間的信號線長度會較長，造成低幅度信號中的噪聲問題；并且

-由于在傳感器模塊處執行信號的模數轉換，傳感器與傳感器模塊之間的長信號線將進一步增加噪聲出現的概率。

因此，需要一種機器監視和控制網絡，以緩解與現場總線網絡相關的問題。

發明內容

上述需求和其他需求通過機器健康管理系統滿足，該系統包括通過以太網供電(PoE)方式連接至中央邏輯單元的機器測量單元。每個測量單元中包括連接至傳感器的一個或多個傳感器模塊，和/或連接至輸出模塊的一個或多個輸出裝置。例如，傳感器包括渦流傳感器、壓電傳感器、地震探測傳感器、線性可變差動變壓器(LVDT)傳感器和溫度傳感器。例如，輸出裝置包括繼電器、模擬電壓和模擬電流。通過PoE網絡向測量單元提供所需的電力。

傳感器產生的感測信號經過數字化處理后，可在傳感器模塊中進行分析。將原始數據，以及某些情況下的預處理數據，通過以太網傳輸至中央邏輯單元。在中央邏輯單元處，分析該數據和/或將該數據與其他數據進行組合以執行預測分析、構建決策并可能實施保護解決方案、預測機器/系統的性能或控制該機器/系統。

例如，保護解決方案包括根據警報值關閉機器/系統，向上層系統產生警告，以及在不同值之間進行表決。例如，預測分析包括在測量模塊或中央邏輯單元中分析原始數據(PeakVue、FFT、與良好的比較等)，并報告機器/系統的健康狀況以規劃維護服務間隔。控制解決方案的一例子是組合不同的輸入和輸出以遵循控制序列，并決定是否允許系統以規劃的方式運行。

控制網絡中PoE的使用可與標準辦公以太網獨立開來，以可實現確定性協議。在各種實施例中，可以使用確定性以太網協議和標準以太網協議，這取決于應用是用于預測還是保護或是其他。