[其他]用于診斷監(jiān)視的靈活傳感器系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88100520
• 申請(qǐng)日: 1988-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN88100520A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·巴希爾·利普查克;托德·安德魯·奧布拉克;弗里德·哈羅德·比德納;威廉姆·希亞拉米塔羅;弗朗希斯·理查德·胡夫斯;約翰·理查德·史米斯;喬治·阿蘭·吉索尼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西屋電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F15/74
• 分類(lèi)號(hào): G06F15/74
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 余剛

本發(fā)明涉及分布的數(shù)據(jù)采集，處理和分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)用傳感器進(jìn)行連結(jié)診斷監(jiān)視，並當(dāng)傳感器所監(jiān)視的部件出現(xiàn)異常時(shí)由一遠(yuǎn)程處理器向操作員報(bào)警（該警報(bào)指出一個(gè)實(shí)際的或潛在的故障）而不必用遠(yuǎn)程處理器對(duì)診斷信號(hào)作進(jìn)一步的處理和分析。

傳統(tǒng)的部件監(jiān)視系統(tǒng)是集中管理的系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)直接與遠(yuǎn)程安裝的傳感器連接，這些傳感器監(jiān)視整個(gè)處理設(shè)備中的主要設(shè)備部件，例如一個(gè)核動(dòng)力設(shè)備。在這些系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程處理器監(jiān)視傳感器的狀態(tài)，以確定部件的狀態(tài)。在這些傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)要花費(fèi)大量的時(shí)間處理和分析傳感器信號(hào)，因而限制了可被監(jiān)視的傳感器/部件的數(shù)量。有兩種當(dāng)前流行的方法用來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備部件診斷監(jiān)視。第一種方法是在中央單元對(duì)設(shè)備中的全部傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。中央監(jiān)視器一次處理并分析一個(gè)傳感器信號(hào)，并當(dāng)要求維護(hù)時(shí)向操作員報(bào)警。這種裝備的優(yōu)點(diǎn)是大量傳感器處理和分析儀器全部定位于合適的位置，而同時(shí)也存在一些缺點(diǎn)。當(dāng)前的診斷算法是根據(jù)傳感器信號(hào)到一系列數(shù)字的轉(zhuǎn)換，并使用集中的數(shù)字信號(hào)處理算法對(duì)這些數(shù)字進(jìn)行計(jì)算分析，例如頻譜分析。甚至使用現(xiàn)代的數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在需要大范圍的數(shù)字信號(hào)處理算法時(shí)，可被監(jiān)視的傳感器數(shù)量也是有限的。只將儀器定位于中央位置來(lái)實(shí)現(xiàn)多傳感器診斷監(jiān)視的另一個(gè)缺點(diǎn)是每個(gè)傳感器的敷設(shè)電纜費(fèi)和實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)通訊方案時(shí)每個(gè)傳感器所用交換機(jī)費(fèi)用。對(duì)于安裝在一個(gè)現(xiàn)有或新的動(dòng)力設(shè)備中的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，任何敷設(shè)電纜問(wèn)題都是非常重要的。此外，因?yàn)橛糜谡麄€(gè)設(shè)置中傳感器的布線長(zhǎng)度不同，對(duì)于每個(gè)不同的傳感器類(lèi)型需要具有不同信號(hào)調(diào)節(jié)參數(shù)的信號(hào)修整電路，從而進(jìn)一步加重了維護(hù)問(wèn)題。

第二種方法使用可移動(dòng)的監(jiān)視器，例如由服務(wù)人員攜帶計(jì)算機(jī)或模擬記錄設(shè)備，穿行整個(gè)設(shè)備，以記錄從部件傳感器中輸出的數(shù)據(jù)。這種方法需要大量服務(wù)人員，而不是設(shè)備投資。

利用各種各樣的傳感器對(duì)主要設(shè)備部件進(jìn)行診斷監(jiān)視的技術(shù)已經(jīng)證明它在設(shè)備部件（例如泵，閥和電機(jī)）上達(dá)到高效率和降低維護(hù)費(fèi)用方面是有用的。當(dāng)?shù)弥考ぷ髡r(shí)，診斷監(jiān)視一般記錄下被處理的傳感器數(shù)量，并注意該數(shù)量的變化。這些變化在故障發(fā)生之前就能觀測(cè)到，并可能多次診斷出準(zhǔn)確的問(wèn)題。因此，一個(gè)利用診斷監(jiān)視的服務(wù)機(jī)構(gòu)在故障發(fā)生之前將有可能去訂購(gòu)所需要的部件并安排維修。

本發(fā)明的一個(gè)目的是配置部件監(jiān)視和診斷處理及分析，讓一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)將其有限的資源提供給診斷監(jiān)視系統(tǒng)控制的操作員的接口。

本發(fā)明有利于（1）改進(jìn)處理設(shè)備中的診斷監(jiān)視;（2）可以任意增加傳感器數(shù)量，并且，可由一個(gè)單一的遠(yuǎn)程處理器監(jiān)視設(shè)備部件;（3）任選一個(gè)可以使用復(fù)雜傳感器信號(hào)分析技術(shù)的系統(tǒng)，而不必犧牲去監(jiān)視許多傳感器和部件的能力;（4）有利于減少與設(shè)備部件監(jiān)視系統(tǒng)有關(guān)的維護(hù)費(fèi)用;（5）改進(jìn)設(shè)備利用率，可靠性和概率壽命，減少設(shè)備布線，便于設(shè)備部件監(jiān)視擴(kuò)展，在同一時(shí)間保持監(jiān)視至少兩種信號(hào)的能力。

本發(fā)明按它的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)說(shuō)屬于分布的數(shù)據(jù)采集（其中，從多個(gè)傳感器輸出的模擬信號(hào)被處理）和所連接的靈活傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于處理并分析監(jiān)視一個(gè)部件的一個(gè)或多個(gè)傳感器所輸出的傳感器信號(hào)，所述系統(tǒng)包括：用于將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣的轉(zhuǎn)換裝置;其特征為選擇，調(diào)節(jié)和多路傳輸裝置，該裝置用于調(diào)節(jié)和選擇一個(gè)傳感器，并調(diào)節(jié)從選擇的傳感器發(fā)出的傳感器信號(hào);信號(hào)分析裝置，用于處理和分析數(shù)字采樣，如果采樣的傳感器發(fā)生故障則用于監(jiān)視;以及控制裝置，用于標(biāo)明選擇，調(diào)節(jié)傳感器信號(hào)的采集，指明對(duì)數(shù)字采樣所進(jìn)行的分析類(lèi)型，執(zhí)行傳感器信號(hào)分析，以確定未決傳感器或部件故障，并將分析結(jié)果傳送到遠(yuǎn)程處理器。

下文所描述的是一個(gè)靈活的傳感器系統(tǒng)，它包括分布于部件傳感器附近位置的全部設(shè)備部件監(jiān)視，這些部件傳感器是被分析的信號(hào)之源。作過(guò)最低限度預(yù)處理的模擬傳感器信號(hào)用多路傳輸，并由傳感器信號(hào)預(yù)處理部分作進(jìn)一步調(diào)節(jié)，在傳感器信號(hào)被加到數(shù)據(jù)采集部分之前，該預(yù)處理部分調(diào)整增益并將傳感器信號(hào)濾波。數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)從控制部分發(fā)出的命令也控制傳感器的選擇，增益等。數(shù)據(jù)采集部分將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣，并使用直接存儲(chǔ)器存取技術(shù)將其存入數(shù)字信號(hào)處理部分的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。一旦收集了足夠的傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)處理部分便使用已知的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼？梢詫⒖刂撇糠值男鲁绦蛳卵b入，以改變處理程序。一旦處理完畢，數(shù)字信號(hào)處理部分將結(jié)果傳到控制部分，由控制部分確定分析技術(shù)是否正常操作裝置部件，例如將平均傳感器信號(hào)與閾值比較而作出確定。然后，控制部分可以向遠(yuǎn)程處理器發(fā)送一個(gè)警告信息。一旦傳感器信號(hào)被處理，控制部分向數(shù)據(jù)采集部分發(fā)送一條適當(dāng)?shù)拿睿赃x擇下一個(gè)或一對(duì)傳感器。