狀態監測系統和方法
2023-11-05 07:27:32 1
專利名稱：狀態監測系統和方法
技術領域：
本文公開的主題涉及狀態監測系統，並且更具體地，涉及基於故障狀態在界面上布置數據的狀態監測系統和方法的實施例。
背景技術：
儘管預防性維護可以減少機器損壞的發生，但它還具有一些問題。首先，維護程序之間適當周期非常難以確定，因為機器和它們的組件不一定以規則的間隔失效。其次，損失了生產時間，因為明智的是在維護周期期間檢查儘可能多的組件。第三，經常不必要地更換處於合理狀態的部件。機器監測和診斷可以視為決策支持的工具，其能夠標識機器組件或系統中的失效的原因，以及從徵兆預測它的發生。在沒有準確的機器故障指引和標識的情況下，無法有效地規劃維護和生產調度並且必要的修理任務無法及時實施。因此，機器監測和診斷對於有效的預防性維護程序是重要的。使用機器監測和診斷的最終目的是增加設備可用性，並且另外，降低維護成本和未預期機器損壞的成本。為了最大化可用性，必須通過最大化機器正常運行時間而提高可靠性，並且同時通過最小化平均修理時間而提高可維護性。由於持續的監測和診斷，未預期的機器損壞的頻率顯著地減小，並且機器問題可以被立即精確定位。機器監測和診斷可以通過簡單地傾聽在機器運行期間產生的聲音或在視覺上檢查加工部件的質量而進行來確定機器狀態。然而，在這樣的情形下，機器故障的標識總體上取決於操作者或工程師的經驗。此外，通過只依賴視覺或聽覺觀察，許多機器故障(例如，軸承和變速箱的磨損和破裂)沒有被準確地評估，尤其在運行期間。因此，已經開發例如振動分析、油分析、聲發射、紅外和超聲等更高級的信號處理技術來幫助維護技術人員和工程師檢測和診斷機器失效。上文的論述僅對於一般背景信息提供並且不意在用作確定要求保護的主題的範圍的輔助。
發明內容
公開一種狀態監測系統，其中該狀態監測系統具有至少部分基於資產的故障狀態在界面上布置並且顯示數據的特徵和組件。可在狀態監測系統的一些公開實施例的實踐中實現的優勢是，通過在一個示例中提供與故障狀態關聯的一套全面的視覺輔助而在資產運行期間改進故障狀態的診斷。在一個實施例中，描述狀態監測系統，其包括處理器、耦合於該處理器的存儲器以及存儲在該存儲器上並且配置成由該處理器執行的一個或多個可執行指令。這些可執行指令包括用於接收標識資產的故障狀態的輸入和用於響應於該輸入來選擇故障數據的指令。這些可執行指令還包括用於在界面上的視覺輔助中顯示故障數據的指令。在另一個實施例中，描述用於監測資產運行的設備。該設備包括處理器、存儲器和存儲在該存儲器上並且配置成由該處理器執行的一個或多個可執行指令。這些可執行指令包括用於用戶界面的指令，該用戶界面包括資產顯示組件，其包括該資產的視覺表示。該用戶界面還包括故障狀態選擇組件，該故障狀態選擇組件包括表示該資產的一個或多個故障狀態的圖標。該用戶界面還包括視覺輔助顯示組件，其包括顯示對應於來自故障狀態選擇組件的圖標之一的選擇的故障數據的一個或多個視覺輔助。在又一個實施例中，描述用於在狀態監測系統上顯示界面的方法。該方法當在具有處理器和存儲器的設備處執行時，包括用於接收標識資產的故障狀態的輸入、響應於該輸入來選擇故障數據以及在界面上的視覺輔助中顯示故障數據的步驟。本發明的簡要描述只意在根據一個或多個說明性實施例提供對本文公開的主題的簡要概述，並且不起到對解釋權利要求的指導的作用，或起到對限定或限制本發明的範圍的指導的作用，本發明的範圍僅由所附的權利要求限定。提供該簡要描述以採用簡化的形式引入概念的說明性選擇，其在下文在詳細描述中進一步描述。該簡要描述不意在標識被要求保護的主題的關鍵特徵或基本特徵，也不意在用作確定被要求保護的主題的範圍的輔助。被要求保護的主題不限於解決在背景中指出的任何或全部缺點的實現。
因此，通過參考其中一些在附圖中示出的實施例，可以提供本發明的特徵可被理解的方式以及本發明的詳細描述。然而，要注意，附圖只示出本發明的某些實施例並且因此不視為它的範圍的限制，因為本發明的範圍包含其他同等有效的實施例。圖不一定按比例繪製，重點一般放在示出本發明的某些實施例的特徵上。貫穿各個附圖，相同的標號用於指示相同的部件。從而，為了進一步理解本發明，可以參考連同附圖一起閱讀的下列詳細描述，其中:
圖1是狀態監測系統的示範性實施例的示意 圖2是產生用於與圖1的狀態監測系統一起使用的界面的方法的流程 圖3是可以由圖2的方法產生的界面的示例的示意 圖4是可以由圖2的方法產生的界面的另一個示例的示意圖。
具體實施例方式現在參考附圖，並且特別參考附圖1，狀態監測系統100的示範性實施例闡述成具有改進故障檢測並且確保資產102(也是「測試中的資產」)的適當的維護和修理的能力。該狀態監測系統100具有測量設備104，其用於從資產102收集例如位置、振動、壓力和溫度等的傳感信號。除了包括運行兼容的可執行指令(例如，軟體和固件)用於有效地從資產102收集數據的數據採集硬體外，該測量設備104還可以包括許多傳感器106。在本示例中，傳感器106包括第一傳感器108、第二傳感器110、第三傳感器112和第四傳感器114。除了許多別的以外，示範性傳感器可以包括接近探頭、加速度計、聲發射傳感器、壓力換能器、熱偶。測量設備104可以與具有存儲庫(repository) 118 (例如,存儲器、資料庫、伺服器，等)和計算裝置120 (例如，計算機、膝上型電腦，等)的數據處理單元116通信。該數據處理單元116可以產生例如圖形用戶界面(GUI)等界面122，該圖形用戶界面具有終端用戶可以經由計算裝置120而與之交互的一個或多個用戶屏幕。故障監測系統100可與網絡系統124連接，該網絡系統124具有經由網絡128而耦合的一個或多個外部裝置126 (例如，外部伺服器)。界面122顯示傳感器106從設備102收集的數據。界面122提供將數據呈現給終端用戶的多種視覺輔助(例如，曲線圖、繪圖、圖表和表格)。這些視覺輔助提供資產102運行的有效的快照(snap shot)和/或運行歷史。為了說明，在一個實現中傳感器106中的一個或多個測量資產102上的振動。傳感器106可以包括在資產102的軸承或其他元件上或它們附近的位置的加速度計(例如，第一傳感器108、第二傳感器110、第三傳感器112和第四傳感器114)。加速度計響應於在資產102期間的振動而生成信號。狀態監測系統100處理這些信號，其中該處理包括在界面122和/或測量設備104上生成信號的繪圖。繪圖中的數據可以表示狀態監測系統100實時(例如，在資產102的實際運行期間)收集或存儲在存儲器中的數據，或實時和存儲的數據的結合。示範性繪圖提供在特定位點和/或元件處發生的振動的視覺表示，例如，作為資產102的運行速度的函數。為了改進資產102的診斷和監測問題，界面122布置繪圖和其他視覺輔助作為一般題材(theme)的一部分，或在一個示例中以將繪圖與在資產102上發生的故障狀態相關聯的方式設置繪圖和其他視覺輔助。故障狀態標識資產102中的問題，例如組件(例如，軸承)的失效。界面122的題材可集中在診斷資產(例如，鬆動或未對準的軸)上的特定故障狀態，或題材可更廣泛地集中在資產102的運行(例如，為了量化振動的目的的研究)上。視覺輔助的主題性組織通過提供全面的數據收集(終端用戶可以從其明確資產102運行中的異常)而有助於故障狀態的診斷。這些異常通常指示資產102目前是否表現出故障狀態和/或故障狀態在適當的時候是否將發揮作用。在一個示例中，故障狀態可限定軸和/或聯軸器的未對準。這樣的未對準可將其自身表現為振動。狀態監測系統100的實現可定位傳感器106中的一個或多個來從一般與懷疑的軸未對準關聯的軸承和其他元件收集數據。界面122可顯示來自這些傳感器的數據，其中數據的共同格式允許終端用戶更快且更準確地診斷未對準並且有效地糾正問題。繼續參考圖1，圖2示出用於產生界面(例如，圖1的界面122)的方法200的示例。該方法200包括:在框202接收標識故障狀態的輸入，在框204響應於該輸入來選擇故障數據，以及在框206在界面上顯示該故障數據。可執行指令可以對方法200的各個框編碼。例如計算裝置120 (圖1)等裝置可以執行作為軟體和/或固件的這些指令來產生界面122。輸入(例如，在框202)可以源自許多源。例如，輸入可以源自在界面122上找到和/或作為界面122的一部分的可選擇圖標和菜單項中的一個或多個。儘管圖標的配置可變化，在一個示例中，界面122可只呈現會在資產102上發現的故障狀態的圖標。故障數據的選擇(例如，在框204)可根據表格、查找表、資料庫或其他數據格式而發生。該表格可以將資產102和/或由輸入標識的故障狀態與將提供指示故障狀態的數據的傳感器106關聯。在一個示例中，表格還可提供界面122響應於輸入而將顯示的視覺輔助的列表。說明性表格的示例示出為表I並且在下文描述。
權利要求
1.一種狀態監測系統，包括: 處理器； 存儲器，其耦合於所述處理器；以及 一個或多個可執行指令，其存儲在所述存儲器上並且配置成由所述處理器執行，所述可執行指令包括指令用於: 接收標識資產的故障狀態的輸入； 響應於所述輸入來選擇故障數據；以及 在界面上的視覺輔助中顯示所述故障數據。
2.如權利要求1所述的狀態監測系統，還包括可以從所述資產收集所述故障數據的多個傳感器。
3.如權利要求2所述的狀態監測系 統，還包括可執行指令，用於響應於所述輸入來選擇測量位點，其中所述測量位點限定所述傳感器中的至少一個在所述資產上的位置。
4.如權利要求1所述的狀態監測系統，還包括可執行指令，用於確定用於在所述界面上顯示所述故障數據的視覺輔助。
5.如權利要求1所述的狀態監測系統，還包括用於在所述界面上顯示一個或多個圖標的可執行指令，其中所述圖標中的每個標識所述資產的所述故障狀態，其中所述輸入源自所述圖標之一的促動。
6.一種用於監測資產運行的設備，所述設備包括: 處理器； 存儲器；和 一個或多個可執行指令，其存儲在所述存儲器上並且配置成由所述處理器執行，所述可執行指令包括用於用戶界面的指令，所述用戶界面包括: 故障狀態選擇組件，其包括表示所述資產的一個或多個故障狀態的圖標；以及視覺輔助顯示組件，其包括一個或多個視覺輔助，所述視覺輔助顯示對應於來自所述故障狀態選擇組件的所述圖標之一的選擇的故障數據。
7.如權利要求6所述的設備，其中所述界面還包括資產導航工具，其具有組織所述資產的信息和數據的一個或多個菜單項。
8.如權利要求6所述的設備，還包括耦合於所述處理器的多個傳感器，其中所述傳感器可以生成所述故障數據。
9.如權利要求6所述的設備，其中所述視覺輔助上的所述故障數據實時表示所述資產的運行。
10.如權利要求6所述的設備，其中所述視覺輔助上的故障數據從存儲器檢索。
11.一種用於在狀態監測系統上顯示界面的方法，所述方法包括: 在包括處理器和存儲器的設備處: 接收標識資產的故障狀態的輸入； 響應於所述輸入來選擇故障數據；以及 在所述界面上的視覺輔助中顯示所述故障數據。
12.如權利要求11所述的方法，還包括確定用於在所述界面上顯示所述故障數據的所述視覺輔助。
13.如權利要求11所述的方法，還包括在所述視覺輔助上顯示警報級別，其中所述警報級別提供指示所述資產上的失效狀態的至少一個閾值。
14.如權利要求11所述的方法，還包括在所述視覺輔助上顯示故障特徵，其中所述故障特徵提供所述資產實時運行的視覺指示。
15.如權利要求11所述的方法，還包括響應於所述輸入來選擇測量位點，其中所述測量位點限定至少一個傳感器在所述資產上的位置。
16.如權利要求11所述的方法，還包括響應於所述輸入來選擇測量類型，其中所述測量類型限定所述視覺輔助中的至少一個特徵。
17.如權利要求11所述的方法，還包括在所述界面上顯示一個或多個圖標，其中所述圖標中的每個標識所述資產的所述故障狀態，其中所述輸入源自所述圖標之一的促動。
18.如權利要求17所述的方法，還包括基於耦合於所述資產的儀器確定可獲得的所述故障狀態。
19.如權利要求11所述的方法，其中所述界面包括所述設備上的圖形用戶界面，其中所述圖形用戶界面包括生成所述輸入的一個或多個交互特徵。
20.如權利要求11所述的 方法，還包括從所述存儲器檢索所述故障數據。
全文摘要
狀態監測系統和方法的實施例提供具有便於診斷關於資產(例如。渦輪機、馬達、泵，等)的問題的視覺輔助的界面。在一個實施例中，該視覺輔助顯示對應於例如軸承失效和/或軸未對準等故障狀態的故障數據。該故障數據由資產上的傳感器收集並且由狀態監測系統處理用於與界面一起使用。在一個示例中，界面可以包括一個或多個圖標，圖標表示資產的故障狀態，並且終端用戶可選擇圖標以在界面上顯示視覺輔助。在不同的圖標之間的選擇將改變視覺輔助、故障數據和界面的其他方面來實現診斷並且促進資產的有效維護。
文檔編號G01D21/00GK103116537SQ20121033943
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者T.A.沙爾赫, M.J.阿格拉瓦爾, R.羅亞爾德森 申請人:通用電氣公司