機(jī)械健康監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面的智能配置的制作方法
【專利說明】機(jī)械健康監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面的智能配置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2014年7月28日提交的名稱為“帶有處理控制系統(tǒng)的整合振動(dòng)輸入輸出卡的方法和裝置(Methods and Apparatus for Integral Vibrat1n Inputand Output Card with Process Control System) ”的共同未決臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/029, 606的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及機(jī)器控制和機(jī)器狀態(tài)監(jiān)控領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于基于將對(duì)機(jī)器進(jìn)行的特定類型的測(cè)量自動(dòng)配置分布式控制系統(tǒng)中的用戶界面屏幕以簡化機(jī)器狀態(tài)監(jiān)控配置選項(xiàng)的呈現(xiàn)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)有的機(jī)械健康監(jiān)控和機(jī)器保護(hù)系統(tǒng)中，不同的測(cè)量類型，例如相對(duì)軸振、外殼震動(dòng)、軸向推力/差異膨脹、外殼膨脹、偏心率和轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)量需要獨(dú)特的數(shù)據(jù)采集硬件電子器件。近來，已開發(fā)了可被配置成使用共用采集硬件電子器件執(zhí)行多種測(cè)量類型的硬件電路。然而，由于軟件限制或編程快捷方式，用于配置機(jī)械健康監(jiān)控/保護(hù)系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)的軟件用戶界面繼續(xù)呈現(xiàn)不適用于特定測(cè)量類型的配置參數(shù)。這不必要地使針對(duì)特定測(cè)量類型配置這種系統(tǒng)的過程變得復(fù)雜。
[0005]例如，如圖4所示，已知的用于過程控制1/0卡的配置用戶界面為模擬通道和數(shù)字通道提供了配置選項(xiàng)卡，盡管關(guān)聯(lián)的I/o模塊可僅僅是模擬模塊或數(shù)字模塊-而非二者。
[0006]在圖5描繪的另一個(gè)實(shí)例中，為加速度測(cè)量顯示了機(jī)械保護(hù)測(cè)量“鍵相位(Keyphasor)”配置(且變灰)，盡管這些配置選項(xiàng)并不適用于所選擇的測(cè)量類型。這導(dǎo)致配置顯示屏幕不必要地復(fù)雜且擁擠。
[0007]在圖6描繪的再另一個(gè)當(dāng)前實(shí)例中，顯示了 nX機(jī)械保護(hù)測(cè)量配置參數(shù)(且變灰)，盡管尚未選擇測(cè)量值復(fù)選框。同樣，這導(dǎo)致配置顯示屏幕不必要地復(fù)雜。
[0008]因此，需要自動(dòng)地向用戶呈現(xiàn)僅那些將使用特定傳感器類型進(jìn)行的特定測(cè)量所需的配置選項(xiàng)的智能用戶界面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的各種實(shí)施方案提供了一種軟件用戶界面，其基于所選擇的機(jī)器測(cè)量類型對(duì)相關(guān)配置參數(shù)進(jìn)行過濾以便用戶界面屏幕上僅出現(xiàn)那些適用于所選擇的測(cè)量類型的參數(shù)。進(jìn)一步地，僅當(dāng)選擇特定的測(cè)量值用于采集時(shí)，才使測(cè)量類型內(nèi)的各個(gè)測(cè)量值的配置參數(shù)可用。這大大簡化了配置用戶界面上顯示的信息。
[0010]本發(fā)明的實(shí)施方案提供了機(jī)械健康監(jiān)控模塊，其基于振動(dòng)信號(hào)處理機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)并將機(jī)器振動(dòng)數(shù)據(jù)提供給分布式控制系統(tǒng)。機(jī)械健康監(jiān)控模塊優(yōu)選包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路、處理電路和邏輯發(fā)生器電路。信號(hào)調(diào)節(jié)電路具有用于從附接至機(jī)器的傳感器接收模擬傳感器信號(hào)的接口、用于調(diào)節(jié)模擬傳感器信號(hào)的放大和濾波電路，和用于將模擬傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器信號(hào)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。處理電路包括多個(gè)并行數(shù)字信號(hào)處理通道，每一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理通道可操作以對(duì)數(shù)字傳感器信號(hào)的相應(yīng)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理以生成每通道多種不同類型的測(cè)量數(shù)據(jù)。邏輯發(fā)生器電路可操作以從處理電路接收第一類型測(cè)量數(shù)據(jù)，并確定機(jī)器工作狀態(tài)已發(fā)生改變，如第一類型測(cè)量數(shù)據(jù)所指示的那樣。邏輯發(fā)生器電路也可操作以將處理電路配置成基于機(jī)器工作狀態(tài)的改變生成第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)。邏輯發(fā)生器電路根據(jù)分布式控制系統(tǒng)本地的輸入輸出數(shù)據(jù)協(xié)議將第一和第二類型的測(cè)量數(shù)據(jù)格式化。
[0011]在一些實(shí)施方案中，模擬傳感器信號(hào)包括至少一個(gè)模擬式轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路將模擬式轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)，處理電路對(duì)數(shù)字式轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)進(jìn)行處理以生成機(jī)器速度數(shù)據(jù)，且邏輯發(fā)生器電路確定機(jī)器工作狀態(tài)已發(fā)生改變，如機(jī)器速度數(shù)據(jù)的改變所指示的那樣。
[0012]在一些實(shí)施方案中，邏輯發(fā)生器電路基于機(jī)器速度數(shù)據(jù)確定機(jī)器工作狀態(tài)已從穩(wěn)態(tài)速度狀態(tài)改變成減速狀態(tài)，且其將處理電路配置成生成包括在機(jī)器處于減速狀態(tài)時(shí)測(cè)量的瞬態(tài)震動(dòng)波形的第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0013]在一些實(shí)施方案中，邏輯發(fā)生器電路基于機(jī)器速度數(shù)據(jù)確定機(jī)器工作狀態(tài)已改變，機(jī)器速度數(shù)據(jù)指示機(jī)器速度從高于預(yù)定速度閾值下降至低于預(yù)定速度閾值，且其將處理電路配置成在機(jī)器工作狀態(tài)低于預(yù)定速度閾值時(shí)生成第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)，而在機(jī)器工作狀態(tài)高于預(yù)定速度閾值時(shí)生成第一類型測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0014]在一些實(shí)施方案中，在第一頻率范圍內(nèi)收集第一類型測(cè)量數(shù)據(jù)，而在與第一頻率范圍不同的第二頻率范圍內(nèi)收集第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0015]在一些實(shí)施方案中，處理電路的并行數(shù)字信號(hào)處理通道的至少其中之一生成數(shù)字式轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)的時(shí)間波形形式的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0016]在一些實(shí)施方案中，邏輯發(fā)生器電路與分布式控制系統(tǒng)的輸入輸出總線電通信，邏輯發(fā)生器電路通過輸入輸出總線接收由連接至輸入輸出總線的其它機(jī)器測(cè)量模塊生成的指示機(jī)器工作狀態(tài)的離散輸入值。邏輯發(fā)生器電路基于一個(gè)或多個(gè)離散輸入值的改變確定機(jī)器工作狀態(tài)已改變，且其基于一個(gè)或多個(gè)離散輸入值的改變調(diào)節(jié)報(bào)警級(jí)別或生成第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0017]在一些實(shí)施方案中，傳感器信號(hào)包括機(jī)器振動(dòng)信號(hào)，且處理電路包括峰值檢測(cè)通道，峰值檢測(cè)通道接收機(jī)器振動(dòng)信號(hào)，在預(yù)定采樣時(shí)間段期間對(duì)機(jī)器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣，檢測(cè)采樣時(shí)間段期間機(jī)器振動(dòng)信號(hào)的峰值振幅值，并產(chǎn)生峰值振幅值的時(shí)間序列。在這些實(shí)施方案中，第一類型或第二類型測(cè)量數(shù)據(jù)包括峰值振幅值的時(shí)間序列。
[0018]另一方面，本發(fā)明的實(shí)施方案涉及包括輸入輸出總線、機(jī)械健康監(jiān)控模塊、分布式控制系統(tǒng)控制器和分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)的分布式控制系統(tǒng)。根據(jù)分布式控制系統(tǒng)本地的數(shù)據(jù)通信協(xié)議通過輸入輸出總線轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。機(jī)械健康監(jiān)控模塊優(yōu)選包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路、處理電路和邏輯發(fā)生器電路。信號(hào)調(diào)節(jié)電路具有用于從附接至機(jī)器的振動(dòng)傳感器接收模擬振動(dòng)信號(hào)的接口、用于調(diào)節(jié)模擬振動(dòng)信號(hào)的放大和濾波電路，和用于將模擬振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字振動(dòng)信號(hào)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。處理電路包括多個(gè)并行數(shù)字處理通道，每一個(gè)數(shù)字處理通道對(duì)數(shù)字振動(dòng)信號(hào)的相應(yīng)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理以生成每通道多個(gè)標(biāo)量振動(dòng)值。邏輯發(fā)生器電路接收標(biāo)量振動(dòng)值，并根據(jù)分布式控制系統(tǒng)本地的輸入/輸出通信協(xié)議將標(biāo)量振動(dòng)值格式化。分布式控制系統(tǒng)控制器包括具有一個(gè)或多個(gè)快速掃描寄存器。接口電路可操作以以預(yù)定速率掃描輸入輸出總線以將一個(gè)或多個(gè)標(biāo)量振動(dòng)值接收到快速掃描寄存器內(nèi)。分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0019]生成用于在用戶界面裝置上顯示的第一圖形用戶界面屏幕，其包括測(cè)量類型選擇區(qū)，但不包括傳感器配置選項(xiàng)區(qū)，
[0020]接收用戶在測(cè)量類型選擇區(qū)輸入的測(cè)量類型選擇，
[0021]基于測(cè)量類型選擇，生成用于在用戶界面裝置上顯示的第二圖形用戶界面屏幕，其包括一個(gè)或多個(gè)第一圖形用戶界面屏幕中不包括的傳感器配置選項(xiàng)區(qū)，其中傳感器配置選項(xiàng)區(qū)對(duì)于將用于進(jìn)行由測(cè)量類型選擇所指示的測(cè)量的傳感器類型而言是特定的，
[0022]接收用戶在傳感器配置選項(xiàng)區(qū)輸入的傳感器配置選擇，以及
[0023]基于測(cè)量類型選擇和傳感器配置選擇生成用于配置機(jī)械健康監(jiān)控模塊的配置數(shù)據(jù)。
[0024]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以自動(dòng)分配一個(gè)或多個(gè)待讀入到一個(gè)或多個(gè)快速掃描寄存器內(nèi)的標(biāo)量振動(dòng)值，其中分配至少部分地基于測(cè)量類型選擇。
[0025]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0026]生成包括機(jī)械跳閘延時(shí)輸入?yún)^(qū)的圖形用戶界面屏幕，機(jī)械跳閘延時(shí)輸入?yún)^(qū)首先被預(yù)設(shè)為如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)例如API 670標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的默認(rèn)跳閘延時(shí)值，
[0027]生成包括機(jī)械跳閘延時(shí)的一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)的圖形用戶界面屏幕，其中用戶可輸入除默認(rèn)跳閘延時(shí)值之外的跳閘延時(shí)值，
[0028]接收用戶在機(jī)械跳閘延時(shí)輸入?yún)^(qū)輸入的跳閘延時(shí)選擇，以及
[0029]至少部分地基于跳閘延時(shí)選擇生成用于配置控制邏輯例程的配置數(shù)據(jù)。
[0030]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0031]生成控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)以首先為與多個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器輸入實(shí)現(xiàn)如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)與所規(guī)定的機(jī)械保護(hù)旁路，
[0032]生成包括一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)的圖形用戶界面屏幕，其中用戶可選擇為一個(gè)或多個(gè)傳感器輸入禁用機(jī)械保護(hù)旁路，
[0033]接收用戶在一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)輸入的機(jī)械保護(hù)旁路選擇，以及
[0034]至少部分地基于機(jī)械保護(hù)旁路選擇生成用于配置控制邏輯例程的配置數(shù)據(jù)。
[0035]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0036]生成控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)以首先為與多個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器輸入實(shí)現(xiàn)如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)所規(guī)定的跳閘倍增，
[0037]生成包括跳閘倍增的一個(gè)或多個(gè)輸入值區(qū)的圖形用戶界面屏幕，
[0038]生成包括一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)的圖形用戶界面屏幕，其中用戶可選擇為一個(gè)或多個(gè)傳感器輸入禁用跳閘倍增，
[0039]接收用戶在一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)輸入的跳閘倍增選擇，以及至少部分地基于生成跳閘倍增選擇生成控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)。
[0040]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0041]生成控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)以首先實(shí)現(xiàn)表決邏輯，表決邏輯允許或禁止故障傳感器促成如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的跳閘表決，
[0042]生成包括一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)的圖形用戶界面屏幕，其中用戶可選擇允許或禁止故障傳感器以形成跳閘表決，
[0043]接收用戶在一個(gè)或多個(gè)輸入選項(xiàng)區(qū)輸入的故障傳感器表決選項(xiàng)選擇，以及
[0044]至少部分地基于故障傳感器表決選項(xiàng)選擇生成配置控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)。
[0045]在一些實(shí)施方案中，分布式控制系統(tǒng)操作員計(jì)算機(jī)執(zhí)行用戶界面軟件以:
[0046]生成控制邏輯例程配置數(shù)據(jù)以首先實(shí)現(xiàn)如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定