CN101725516A - 用于确定泵的操作状态的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于监测多个泵(104，106)的方法和系统。根据本发明一个实施例，公开有用于确定泵(104，106)的操作状态的方法。该方法包括：通过控制器(102)从与第一泵(104)相联的第一传感器(108)接收(202)第一振动测量。进一步的，该方法可包括：通过控制器(102)从与第二泵(106)相联的第二传感器(110)接收(204)第二振动测量。至少部分基于将第一振动测量与第一操作状况比较、以及将第二振动测量与第二操作状况比较来确定(206)第一泵(104)和第二泵(106)的操作状态。传送(208)响应于第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态的控制动作。

Description

用于确定泵的操作状态的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及泵系统，以及更具体地涉及提供用于监测泵的操作状态的方法和系统。

背景技术

泵系统(例如在各种工业、商业以及家庭应用中所使用的那些，例如净油器、供水装置、汽油供给装置等等)可能包括两个或以上泵来维持流体的供应和水平。一般地，一个或以上的泵在泵系统中是多余的泵，并且在当需要额外供应时被使用(在运行泵中的故障情况下)或者用以减轻初级泵(primary pump)。因此，多个泵的使用增加了总体系统可靠性并且延长了任何一个泵可能保持服务的时间段。在大多数应用中，多余的泵没有装备有速度检测器。而且，对于具有许多泵的泵系统，手动分析泵是运行还是停止是耗时的。震波换能器(seismic transducer)可用于监测泵外壳振动并且用于确定泵的状态(即运行或者停止)。

各种方法可用于执行数据校验、计算、分析和特定事件以及机器中的失灵的检测。一种现有方法将总体(峰到峰或直接)振动水平相对预配置的开状态阈值(即在该值或者以上泵处于运行状态的该值)进行比较，该总体振动水平由关联泵的震波换能器来观察。典型地，手动分析在振动测量的历史数据(其在若干个月的时间段期间收集)上进行以设定开状态阈值。因此，要求各种工时来收集数据并且配置泵的开状态阈值。

一般地，多个泵可能安装在共有基础(foundation)上。在该情况中，基于震波数据的开状态阈值(on-state threshold)的适当设定变得甚至更加困难并且耗时(由于所要求的历史数据的详细分析)。此外，来自运行泵的振动可传递给停止的泵。接着，停止的泵可能具有基本上比对于处于停止状态的泵预期的更高的振动水平。因此，简单识别泵的总体振动水平不是一定指明较高振动水平是属于运行状态的。而且，停止泵中的较低振动水平可能是由于环境振动(甚至当共有基础上的所有泵被停止时)。而且，由于变化的泵状况(pump condition)、例如承载变差或者不平衡，可能存在运行泵的较高或者较低振动的改变。结果是，之前已经设定的开状态阈值不再是准确的，并且使用它可能导致错误结果。

因此，需要有用于监测泵的操作状态的方法和系统。进一步需要有用于自动确定和计算泵的开状态振动阈值并且用于实时或者接近实时地更新开状态振动阈值来用于更加准确的泵诊断。另外，需要有通过使用最近收集的数据来在线计算阈值的方法和系统。

发明内容

根据本发明一个实施例，公开有一种用于监测多个泵的方法。该方法可包括通过控制器在一时间段期间从与第一泵相联(communication)的第一传感器接收第一振动测量。该方法可进一步包括通过控制器在该相同时间段期间从与第二泵相联的第二传感器接收第二振动测量。该方法可然后包括至少部分基于将第一振动测量与第一操作状况(operation condition)比较、以及将第二振动测量与第二操作状况比较来确定第一泵和第二泵在该相同时间段期间的相应操作状态。第一操作状况和第二操作状况可由控制器基于第一泵和第二泵的相应振动测量来调节。控制动作可响应于确定第一泵和第二泵的相应操作状态来传送。

根据本发明的另一实施例，公开有一种用于监测多个泵的系统。该系统可包括与第一泵相联的第一传感器、与第二泵相联的第二传感器和与第一传感器和第二传感器相联的控制器。该控制器可操作以在一时间段期间从第一传感器接收第一振动测量，并且在该相同时间段期间从第二传感器接收第二振动测量。进一步地，该控制器可至少部分基于将第一振动测量与第一操作状况比较、以及将第二振动测量与第二操作状况比较来确定第一泵和第二泵在该相同时间段期间的相应操作状态。该控制器可操作以基于第一泵和第二泵的相应振动测量来调节第一操作状况和第二操作状况。控制动作可响应于确定第一泵和第二泵的相应操作状态来传送。

根据本发明的再另一个实施例，公开有一种用于监测泵的方法。该方法可包括通过控制器在一时间段期间从与泵相联的传感器接收振动测量、并且至少部分基于将振动测量与至少一个操作状况比较来确定泵在该时间段期间的操作状态。其中，控制器可操作以基于泵的振动测量来调节该至少一个操作状况。该方法可进一步包括传送响应于泵的操作状态的控制动作。

本发明的其他实施例、方面以及特征对于本领域内技术人员从以下详细说明、附图以及附上的权利要求书将变得清楚。

附图说明

因此已经在概况方面说明了本发明，现在将参照附图。这些附图不是一定按照比例来绘制的，并且其中：

图1是根据本发明一个实施例的用于监测和控制多个泵的示例系统的示意图表示。

图2是图示了根据本发明一个实施例的用于确定多个泵的操作状态的一个示例方法的流程图。

图3A和3B是图示了根据本发明一个实施例的用于确定多个泵的操作状态的一个示例方法的流程图。

图4是根据本发明一个实施例的两个泵的示例振动水平(基于它们的操作状态)的图形表示。

图5是根据本发明一个实施例的与多个泵电相联的示例控制器的示意图表示。

符号说明

100    系统              314    框

102    控制器            316    框

104    初级泵            318    框

106    配对泵            320    框

108    第一传感器        322    框

110    第二传感器        324    框

112    监测器系统        326    框

114    操作状态规则      328    框

200    方法              330    框

202    框                332    框

204    框                400    示例图形

206    框                402    初级开状态水平

208    框                404    配对关状态水平

300    方法              406    初级开状态阈值

302    框                408    配对开状态水平

304    框                410    配对关状态水平

306    框                412    配对开状态阈值

308    框                414    初级直接幅度

310    框                416    配对直接幅度

312    框                502    输入输出接口

504    用户接口装置      510    操作系统

506    数据总线          512    编程逻辑

508    处理器            514    数据

516    存储器

具体实施方式

本发明的图示实施例将在下文参照附图更加完整地被描述，其中一些但不是全部的本发明实施例被示出。确实，本发明可以许多不同形式来体现并且不应该被解释为限制在本文所阐述的实施例；而且，这些实施例被提供成使得该公开书将满足适用法律要求。在全文中相同数字指的是相同元件。

所公开的是用于确定泵操作状态(可基于从传感器收集的总体振动)的方法和系统。根据本发明一个实施例，可由控制器从连接到各个泵的传感器来接收振动测量。该控制器可在某个时间段期间接收这些测量。进一步地，在该时间段期间，该控制器可使用所接收的信息来确定这些泵的操作状态。该控制器可至少将第一所接收振动测量与第一操作状况以及第二所接收振动测量与第二操作状况进行比较。操作状况可限定为至少部分基于泵的当操作(或运行)时的至少一个历史最小振动测量和该相同泵的当未操作(或停止)时的至少一个历史最大振动测量的平均的阈值。如本文所使用的，术语“历史最小振动测量”可用于一般地指的是当泵在操作时在一时间段期间从泵(或其他装置)感测的最低或者相当低的振动测量。类似地，如本文所使用的，术语“历史最大振动测量”可用于一般地指的是当泵在操作时在一时间段期间从泵(或其他装置)感测的最高或者相当高的振动测量。“历史最小振动测量”和“历史最大振动测量”可以是相对的术语，由此，“最小”和“最大”相对于相应泵在该相同时间段期间操作时的其他测量来确定的。该控制器可操作以随时间基于这些泵相应振动测量来调节进行比较所使用的第一和第二操作状况。该控制器可响应于确定各个泵的相应操作状态而传送控制动作。该控制动作可进一步用于诊断运行的泵。尽管用于监测多个泵的系统和方法在本文详细进行描述，但是用于监测单个泵的系统和方法还可被采用并且在本文所描述的其的范围内并且在所附上的权利要求书的范围内。

图1是根据本发明一个实施例的用于监测和控制多个泵的示例系统100的示意图表示。泵系统、例如在各个工业、商业和家庭应用中所使用的那些，像净油器、供水装置、汽油供给装置等等，可包括两个或以上泵来维持流体的供应和水平。控制器102可用于激活和去激活泵的操作，或者以别的方法来控制泵的操作。控制器102可以或是硬件装置、软件模块，或是其组合。

本发明的实施例可包括任何数量的泵，安装在共有基础上。为了图示目的，一个示例在图1中示出，其中系统100可包括第一泵104和第二泵106。这些泵可安装在共有基础上。在这样的情况中，第一泵104在下文指的是初级泵104并且第二泵106在下文指的是配对泵106。如本文所使用的，术语“第一泵”和“初级泵”可互换使用来看成是多个泵中之一，并且术语“第二泵”和“配对泵”也可互换使用来看成是多个泵中另一个泵，该另一个泵可配置成与“初级泵”协调操作。在图1所示的示例实施例中，初级泵104和配对泵106可以是离心泵。在另一个示例实施例中，初级泵104和配对泵106可以是遵照美国汽油协会(API)标准的任何泵。而且，在其他实施例中，示例系统可以包括单个泵。

本发明的实施例可包括任何数量的安装在单个泵上的传感器。例如，如在图1中所示出的，系统100可包括第一传感器108和第二传感器110，该第一传感器108安装在初级泵104的外壳上或者与初级泵104的外壳相联(communication)，第二传感器110安装在配对泵106的外壳上或者与配对泵106的外壳相联。在本发明一个实施例中，第一传感器108和第二传感器110是振动传感器，例如震波换能器。在另一个实施例中，第一传感器108和第二传感器110中每个可包括加速计以检测由初级泵104和配对泵106引起的振动。

进一步地，控制器102，其可以是基于任何处理器或任何硬件的控制器，该控制器可操作以执行指令并且对感测的数据执行操作。该控制器102可用于确定初级泵104和配对泵106的操作状态。在一个示例中，泵的操作状态可以是运行或者停止的。在其他示例实施例中，操作状态可包括各种相对的操作状况，例如可以是泵速度、输出等的反映。控制器102可以是在初级泵104和/或配对泵106的外部、与其集成或者连在其上。

一般来说，来自运行的泵的振动可传递给停止的泵(当它们安装在共有基础上时)。而且，每个机器安装可在操作行为方面不同，因此一个安装上的振动水平可完全不同于另一个安装上的振动水平。因此，对于泵的总体振动水平的简单检测和与一般确定的预定常数的比较可能不能准确地指明在特定安装上的特定泵的操作状态。在一个示例中，监测器系统112可部署在系统100中以在某个时间段期间从传感器108和100接收振动信号(或者测量)。该时间段可以是实时的或者接近实时的(根据本发明示例实施例)。此后，监测器系统112可将接收/监测的振动测量中继给控制器102。在本发明一个实施例中，监测器系统112可持续从传感器108和110接收振动信号。在本发明另一个实施例中，监测器系统112可周期性地从传感器108和110接收振动信号(例如在设定监测时期期间)。

控制器102则可基于使用振动信号执行的分析来确定泵104和106的操作状态。根据本发明的实施例，控制器102可应用操作状态规则114来正确确定泵(这些泵)中哪个/些处于运行状态。如图1中所示，操作状态规则114可体现在控制器102中，但是它们可以存储在控制器外部或者借助一个或者多个通信方式和输入/输出装置可访问。示例规则将结合图3A和3B详细描述，但是任何逻辑可以应用来将初级泵104和配对泵106的操作与历史泵测量进行比较，并且其提供响应于机器变化而随时间调节规则和操作状况的能力。泵104和106、传感器108和110、监测器系统112和控制器102的互连在图1中仅为了图示目的而提供，并且应该认识到可以使用其他互连和配置。当确定可仅单个泵的操作状态时，该泵的振动测量可与操作状况(其可以是预定的和/或基于该泵的历史操作和振动测量)以类似于本文参照包括多个泵的系统所描述的那些方式来比较。

图2是图示了根据本发明一个实施例的用于确定多个泵的操作状态、例如用于确定安装在共有基础上的初级泵和配对泵的操作状态的一个示例方法200的流程图。

该示例方法200开始于框202。在框202控制器可从与初级泵相联的第一传感器接收第一振动测量或者多个测量(在一预定时间段期间所取的)。第一传感器可以是安装在初级泵的外壳上的换能器。当由于初级泵的操作的产生振动时，控制器可接收第一振动测量。进一步地，当由于安装在与初级泵相同的基础上的配对泵的操作而使得振动传递给初级泵时，控制器可接收该第一振动测量。在一个示例实施例中，控制器可经由与传感器和控制器相联的监测器系统来接收第一振动测量，如参照图1所描述的。

跟着框202的是框204，其中在一预定时间段(即与对于框202所描述的时间段相同的)期间所取的第二振动测量或者多个测量可由控制器从与配对泵相联的第二传感器来接收。在本发明的实施例中，第一振动和第二振动测量实时地或者接近实时地取得。类似于第一传感器，第二传感器还可是安装在配对泵的外壳上的换能器。在一个示例实施例中，控制器可经由与传感器和控制器相联的监测器系统接收第一振动测量，如参照图1所描述的。

在某种情况下，对于泵的两个或者以上振动水平的检测可以不是足以正确确定该泵的操作状态。因此，该控制器可应用额外的过程或者分析从第一和第二传感器接收的该第一和第二振动测量来确定该泵的正确的操作状态。示例的额外处理或者分析技术参照图3A和3B详细地描述。

跟着框204的是框206，其中控制器可对第一振动测量和第二振动测量应用操作状态规则。操作状态规则可使得控制器能够在预定时间段期间确定初级泵和配对泵的操作状态。在本发明一个实施例中，控制器可将第一振动测量与至少第一预定和预先确定的操作状况进行比较来确定初级泵的操作状态。例如，控制器可最初通过分析所接收的振动测量来确定操作状态，以及识别一个或以上待使用的操作状况以用于随后的操作状态确定。例如第一操作状况可以是关联初级泵的第一阈值，其可以在下文看成是“初级开状态阈值”。初级开状态阈值可限定初级泵的振动水平，在该初级泵的振动水平以上，可以得出结论是该初级泵处于运行操作状态。随着时间，该振动水平会变化(由于机器降级、操作变化等等)，以及因此，关联该初级泵的该第一操作状况/阈值可以调节成至少部分地考虑机器的变化。

类似地，在本发明另一个实施例中，控制器可将第二振动测量与至少第二预定或者预先确定的操作状况进行比较以确定配对泵的操作状态。类似于对于初级泵所确定那样，该第二操作状况可以是关联配对泵的第二阈值，其可以在下文看成是“配对开状态阈值”。一个用于确定配对开状态阈值和初级开状态阈值的示例技术参照图3A和3B详细描述。

根据本发明一个实施例，控制器可以将来自初级泵的振动测量与配对泵的振动测量进行比较。换句话说，在这个示例实施例中，第一操作状况可表示在相同时间段期间所取的配对泵的振动，并且第二操作状况可表示在相同时间段期间所取的初级泵的振动。因此，在一些示例实施例中，一个泵的振动与另一个泵的振动的比较可以是足以确定泵的操作状况。

跟着框206的是框208，其中，控制器可基于初级泵和配对泵的操作状态而产生和/或传送控制动作给系统。控制动作可包括帮助运行诊断的信息以用于修正例如像不平衡、对准以及变差等的失灵，或者直接改变泵的操作以修正这样的故障。在本发明一个实施例中，失灵可以仅当泵的操作状态确定为是运行时才评估。控制动作传送给的系统包括另一个控制器(如本文所描述的用于检测泵操作状态)、用于控制机器操作的控制器、由操作者监视的监视/报告系统、关联机器的另一个部件，和/或车间操作的其他方面所使用的另一个机器或系统。该操作者基于控制动作(例如信息、统计、诊断确定、故障确定)而采取适当动作。例如，如果来自一对泵中的泵确定为是停止的或运行的，则控制器可提供启用建议的数据给操作者以根据要求来开启运行的泵或者关掉运行的泵。在本发明的再另一个实施例中，系统和控制器可以是相同中的一个，并且执行操作状态规则来确定初级和配对泵的操作状态以及产生控制动作以控制或者以别的方式来改变泵或者其他系统操作。

图3A和3B图示了根据本发明一个实施例的用于确定多个泵的操作状态的一个示例方法300的流程图。流程图图示了通过在从泵的传感器接收的振动测量上应用操作状态规则来确定安装在共有基础上的初级泵和配对泵的操作状态的示例。

示例方法300开始于框302。在框302，至少第一预先确定的常数和第二预先确定的常数可被限定，其可以可选地在处理过程期间被应用以调节如感测的振动测量。如参照图4所解释的，之后更加详细地参照“操作状态1”和“操作状态2”来限定这些常数。根据本发明的一个实施例，第一预先确定的常数至少部分地基于初级泵的历史振动测量，以及第二预先确定的常数至少部分地基于配对泵的历史振动测量。当确定泵的操作状态时，这些常数可在操作状态规则中使用，例如用于应用因子给最初测量和/或调节最初测量(当分析最初测量和/或当确定泵的操作状态时)。在一个实施例中，这些常数可具有预定的默认值；但是，操作者可以覆盖(override)默认值。如果操作者没有设定常数的值，那么默认值可以使用。在本发明示例实施例中，第一和第二预先确定的常数可包括Primary On Versus Paired Off Percent常数用于识别操作状态1、Paired On Versus Primary Off Percent常数用于识别操作状态2、Primary On-State Deivation Percent常数用于确定该操作状态1已经持续存在长达一时间段(例如三个小时)、PrimaryOff-State Deviation Percent常数用于确定操作状态2已经持续存在长达一时间段(例如三个小时)、Paired On-State Deviation Percent用于确定操作状态2已经持续存在长达一时间段(例如三个小时)、PairedOff-State Deviation Percent常数用于确定操作状态1已经持续存在长达一时间段(例如三个小时)和/或Minimum On/Off Difference常数用于使用Primary On Versus Paired Off Percent和Paired On VersusPrimary Off Percent来补充使得帮助避免当两个泵被停止的情况(但可能具有相当不同的低的直接水平)。常数的默认值可以是任何数字值，其可以是依据其目的、基于之前泵操作数据、基于迭代分析、随机等等来设定的。

跟着框302的是框304，其中在预定短的时间段期间从关联初级泵的第一传感器接收的振动测量的平均以及从关联配对泵的第二传感器接收的振动测量的平均可以计算。在本发明的实施例中，这些平均可以计算以平滑所测量的振动输入，其作为来自初级和配对泵的输入被接收。在一个示例中，预定短的时间段可确定为数据采样速率的因子。在一个示例实施例中，预定短的时间段可以大约是三分钟。尽管可以理解任何时间段可以被使用作为该预定短的时间段，例如范围在几秒到几个小时，取决于具体安装和分析技术。对于初级泵所计算的平均可在下文看成是“初级泵直接平均”，而对于配对泵所计算的平均可在下文看成是“配对泵直接平均”。在一个示例实施例中，其中预定短的时间段是大约三分钟，对于初级泵在三分钟时间段期间计算的平均在下文看成是“初级3分钟平均”(也为“第一平均”)，而对于配对泵在三分钟时间段期间计算的平均在下文看成是“配对3分钟平均”(也为“第二平均”)。初级泵直接平均、配对泵直接平均、初级3分钟平均和配对3分钟平均可用于平滑所直接测量的泵振动测量以避免比较可能不是实际泵操作的表示的尖峰或者波谷。

跟着框304的是框306，其中来自初级泵和配对泵的在预定较长时间段期间的振动测量可以聚集在一起。在一个示例实施例中，其中初级泵直接平均和配对泵直接平均被计算。在该较长时间段期间所取的振动测量可以是在该较长时间段期间所聚合的初级泵和配对泵直接平均的测量。“预定短的时间段”和“预定较长的时间段”还可以在下文互换地分别看成是“第一时间段”和“第二时间段”。该预定较长时间段还可以确定为数据采样速率的因子。在一个示例实施例中，该预定较长的时间段可以大约是三个小时。尽管可以理解任何时间段可以使用作为该预定较长时间段，例如范围在几秒到几个小时，取决于具体安装和分析技术。

在本发明一个实施例中，泵的开状态水平和关状态水平可使用在该较长时间段期间所收集的历史振动测量来确定。该开状态水平指的是当泵处于运行状态时在某个时间段期间所检测的最小振动测量水平。类似地，关状态水平指的是当泵被停止时在某个时间段期间所检测的最大振动测量水平。

在本发明各种实施例中，控制器可应用额外的处理过程给从传感器(例如第一和第二传感器)接收的振动测量(例如第一和第二振动测量)。该额外处理过程可包括定标、因子分解(factoring)或者任何其他额外调整。根据一个示例实施例，控制器可至少部分基于第一预先确定的常数来调节第一振动测量，至少部分基于第二预先确定常数来调节第二振动测量，其中第一和第二预先确定常数可以是框302中所限定的那些预先确定的常数中的一些或者全部。

跟着框306的是框308，其中控制器可基于预定较长时间段的平均相应振动测量来确定和/或更新泵操作状况。操作状况可用于与控制器所接收的振动测量进行比较来确定泵的操作状态。在一个示例中，控制器可采取许多的随之发生的初级泵振动测量(在框306所取的)。例如，控制器可分析该数量的测量(在预定时间段、例如二十四个小时期间所取的)。控制器可然后识别该初级泵的历史振动测量中的最小值，其在下文可看成是“初级开状态水平”。类似地，控制器可选择配对泵的历史振动测量中的最大值，其在下文可看成是“配对关状态水平”。控制器还可确定“初级关状态水平”和“配对开状态水平”。配对开状态水平可对应于配对泵的历史振动测量的最小值，而初级关状态水平可对应于初级泵的历史振动测量的最大值。这些水平参照图4更加详细地图示和描述。

为了确定初级泵的操作状况，控制器可计算初级开状态水平和初级关状态水平的平均。该平均指明了最小值，在该最小值或以上初级泵处于运行状态。因此，该平均可在下文看成是“初级开状态阈值”。类似地，该控制器可计算配对开状态水平和配对关状态水平的平均。该平均指明了最小值，在该最小值或以上配对泵处于运行状态。因此，该平均可在下文看成是“配对开状态阈值”。

跟着框308的是框310，其中，在预定短的时间段期间，从安装在初级泵上的第一传感器接收的振动测量的平均和从安装在配对泵上的第二传感器接收的振动测量的平均可选地可再次计算。在本发明实施例中，这些平均可以计算以平滑所测量的输入。在一个示例实施例中，由控制器所使用的用于确定这些平均的程序可以是与之前在框304所解释的对应程序相同或者类似。平均振动测量可以再次在框310计算以接收并且因此分析最新更新的泵测量。例如，在框304获得的平均可用于产生最初泵操作状况以用于随后的分析(例如限定阈值等)；而在框310获得的平均可按照至少部分基于之前聚集的测量的操作状况来分析。如所示出的，框310指明了总体方法300的迭代方面以实时地或者接近实时地确定泵的操作状态，同时可选地更新了预先确定的操作状况(所感测的数据可相对于其来进行比较)。

跟着框310的是判决框312，其中控制器可以将框310所取的初级泵平均与初级开状态阈值进行比较。如果控制器确定初级泵平均大于初级开状态阈值，控制器可应用操作状态规则(后面在框314进行描述)。备选地，如果初级泵平均确定为低于初级开状态阈值，那么控制器可应用操作状态规则(后面在框316描述)。

如果在判决框312确定在框310所取的初级泵平均大于初级开状态阈值，那么判决框314随后，其中控制器可将配对泵平均与配对开状态阈值进行比较。如果控制器确定在框310所取的配对泵平均低于配对开状态阈值则框318跟着框314，其中控制器可确定初级泵的操作状态为运行的以及配对泵的操作状态是不运行的。备选地，如果在框310所取的配对泵平均确定为大于配对开状态阈值那么框320跟着框314，其中控制器可确定初级和配对泵的操作状态为运行的。

跟着框318和320的是328，其中控制器可将响应于初级和配对泵的相应操作状态的控制动作传送给该系统。在一个实施例中，当框328跟着框318，该系统可仅对初级泵运行诊断，因为仅初级泵被确定为运行的。备选地，当框328跟着框320，该系统可对二者泵运行诊断，因为二者泵被确定为运行的。在一些实施例中，如果确定为二者泵是运行的，在框328产生的控制动作可将停止一个或者二者的操作，因为这指明了未预期的操作状态。

如果在框312确定在框310所取的初级泵平均确定为低于初级开状态阈值，那么框316随后，其中控制器可将配对泵平均与配对开状态阈值进行比较。如果控制器确定配对泵平均大于配对开状态阈值，那么框322跟着框316，其中控制器确定初级泵的操作状态为停止的并且配对泵的操作状态是运行的。备选地，如果控制器确定在框310所取的配对泵平均低于配对开状态阈值，则框324跟着框316，其中控制器确定初级和配对泵二者的操作状态为停止的。

跟着框322和324的是框326，其中控制器可将响应于初级和配对泵的相应操作状态的控制动作传送给系统。如之前描述的，系统可以是控制器，其或者是与执行确定初级和配对泵的操作状态的逻辑的控制器相同的或者是与其不同的。该系统可用于基于初级和配对泵的操作状态来运行诊断。如果框326跟着框322，该系统可仅对配对泵运行诊断，因为初级泵被确定为运行的。备选地，如果框326跟着框324，该系统可以不对二者泵运行诊断，因为该二者泵被确定为停止的。

可选地，跟着框326的是框330并且可选地，跟着框328的是框332。在框330和332中，控制器可修改预先确定的常数，例如在框302中限定的那些。在本发明的一个实施例中，这些常数的修改可基于初级和配对泵的实际操作来进行，例如由最新近由控制器接收的振动测量来表示。如本文描述的，该控制器可使用这些修改的和更新的常数来在进一步操作循环中确定泵的操作状态。为了这么做，控制器可再一次在预定较长时间段期间从初级和配对泵聚集相应振动测量。换句话说，在框306中以及之后解释的方法可在跟在下文。

图3中所图示的示例方法300，仅为了图示目的，其描述了当确定多个泵(或其他机械)的操作状态时可应用的操作状态规则逻辑的一个应用。然而，可以理解，任何各种操作状态规则逻辑可被采用。例如，限定的时间段、预定的常数、阈值水平、各种比较等等是示例性的并且可改变和/或不在其他实施例中应用。

此外，控制器还可确定连接到泵或者与泵集成的其他系统的操作状态。在本发明的示例实施例中，一个或者多个驱动初级(或配对)泵的电动机和/或涡轮机中的故障也可在对应泵的操作状态被确定为运行的时被确定。将明显的是，当泵是运行的时，其的驱动器也可以处于运行状态。电动机中的故障可例如包括非一致空气间隙、电动机内部的部件的不稳固以及承载水平故障。根据本发明的一个实施例，诊断，例如对于电动机和涡轮机所应用的特定规则逻辑可与对于泵的诊断不同。

图4是根据本发明一个实施例的两个泵的示例振动水平(基于它们的操作状态)的图形表示。示例图形400表示从初级和配对泵在时间段期间接收的振动测量的幅度。在图4中，初级和配对泵的振动测量的幅度相对于时间来绘制(对于两个操作状态)。这里，幅度与时间图形图示了趋势图。表示初级泵的振动测量的幅度的趋势图以实线示出，并且看成是“初级直接幅度”414。类似地，表示配对泵的振动测量的幅度的趋势图以虚线示出，并且看成是“配对直接幅度”416。

在一个示例中，如由初级直接幅度414和配对直接幅度416在天数1上所示出的，初级泵的操作状态是运行的并且配对泵的操作状态是停止的。该初级和配对泵的操作状态看成是“操作状态1”。如之前提及的，操作状态1可以使用Primary On Versus Paired Off Percent常数来识别。在本发明一个实施例中，平均(例如初级直接的三分钟平均)减去配对直接的对应三分钟平均，除以该初级直接的三分钟平均可以计算。当泵处于操作状态1时，对于大多数样本(例如60个随之发生的三分钟平均样本中有至少50个)，基于历史数据分析的结果可以大于Primary On Versus Paired Off百分比常数。

类似地，在天数5，配对泵的操作状态是运行的并且初级泵的操作状态是是停止的。初级和配对泵的这个操作状态被看成是“操作状态2”。如之前提及的，操作状态2可使用Paired On Versus Primary Off百分比常数来识别。在本发明的一个实施例中，平均(例如配对直接的三分钟平均减去初级直接的对应三分钟平均)，除以该配对直接的三分钟平均可以被计算。当初级和配对泵处于操作状态2时，对于大多数样本(例如60个随之发生的三分钟平均样本中有至少50个)，基于历史数据分析的结果可以大于Paired On Versus Primary Off百分比常数。这些两个常数帮助避免评估当初级和配对泵都运行时的情况中的阈值，而同时它们具有不同的直接水平。特别地，当两个泵运行时，两个水平之间的差对较高水平的比率可以小于Primary On VersusPaired Off百分比常数和Paired On Versus Primary Off百分比常数。

同样，如之前提及的，Primary On-State偏离百分比常数和PairedOff-State偏离百分比常数可用于确认操作状态1已经持续存在长达预定的一时间段，例如在一个示例中三个小时。在一个实施例中，除以三小时初级泵平均和三小时配对泵平均的平均的初级直接的三小时偏离被计算。当初级和配对泵已经处于操作状态1长达三小时时，结果可以小于Primary On-State偏离百分比。类似地，在本发明另一个实施例中，除以三小时初级泵平均和三小时配对泵平均的平均的配对直接的三小时偏离被计算。当初级和配对泵已经处于操作状态1长达三个小时时，结果可以小于Paired Off-State偏离百分比。

此外，如之前提及的，Paired On-State偏离百分比常数和PrimaryOff-State偏离百分比常数可用于确认操作状态2已经持续存在长达一时间段，例如在一个示例中三个小时。在本发明一个实施例中，除以三小时初级泵平均和三小时配对泵平均的平均的配对直接的三小时偏离被计算。结果可以小于Paired On-State偏离百分比。类似地，在本发明另一个实施例中，当初级和配对泵已经处于操作状态2长达三个小时时，除以三小时初级泵平均和三小时配对泵平均的平均的初级直接的三小时偏离，可以小于Primary Off-State偏离百分比。

根据本发明实施例，如果涉及Primary On-State偏离百分比或Primary Off-State偏离百分比的状况未满足，来自最后三个小时的初级直接数据可以不贡献于初级On/Off阈值的进一步评估。类似地，如果涉及Paired On-State偏离百分比或Paired Off-State偏离百分比的状况不满足，来自最后三个小时的配对直接数据可以不贡献于配对On/Off阈值的进一步评估。然而，违反该两个状况中任何不是一定推断操作状态1或者操作状态2在该最后三个小时期间被另一个操作状态中断。

而且，在天数3，初级和配对泵的振动测量的幅度过渡成到另一个操作状态。换句话说，初级泵的操作状态从运行过渡到停止，并且配对泵的操作状态从停止过渡到运行。

线402指明了初级开状态水平并且表示在操作状态1期间初级泵的振动测量的最小幅度。线404指明初级关状态水平并且表示在操作状态2期间初级泵的振动测量的最大幅度。线406指明了初级开状态阈值并且表示初级开状态水平和初级关状态水平的平均。

类似地，线408指明了配对开状态水平并且表示在操作状态2期间配对泵的振动测量的最小幅度。线410指明了配对关状态水平并且表示在操作状态1期间配对泵的振动测量的最大幅度。最终，线412指明配对开状态阈值并且表示配对开状态水平和配对关状态水平的平均。

因此，在使用初级和配对开状态阈值来确定操作状态的一个实施例中，当初级直接幅度414大约在由线406表示的初级开状态阈值或以上时，可以确定初级泵是正在操作的，并且配对直接幅度416大约在由线412表示的配对开状态阈值或以上时，可以确定配对泵是正在操作的。在其他实施例中，然而要理解，其他阈值和泵操作状况可用于确定泵的操作状态。

图5以框图的方式图示了根据本发明一个示例实施例的用于实现泵操作状态系统的示例控制器102。更加具体地，计算机化的控制器102的元件可用于执行操作状态规则来确定多个泵的操作状态，如本文详细描述的。计算机化的控制器102可包括存储器516，其存储编程的逻辑512(例如软件)并且可存储数据514，例如振动测量、预定状况和操作状态规则。存储器516还可包括操作系统510。处理器508可利用操作系统510来执行编程逻辑512，并且在这么做方面还可利用数据514。处理器508可以是高速处理器，其满足用以计算在这些泵的操作期间在小的时间间隔期间多个泵的振动测量的平均的高速要求。数据总线506可提供存储器516和处理器508之间的通信。用户可以与控制器102经由用户接口装置504(例如键盘、鼠标、控制面板或任何其他能够将数据传递给控制器102以及从控制器102传递的装置)接口。控制器102可以与一个或多个泵、泵传感器、其他控制器、其他系统等等经由一个或多个输入/输出(“I/O”)接口502进行通信。更加具体地，一个或多个控制器102可实施操作状态规则分析的执行，例如但不限于，从关联多个泵的多个传感器接收振动数据、至少部分地基于振动数据确定多个泵的操作状态，以及产生和/或传送响应的控制动作。额外地，要理解，其他外部装置或者其他泵系统可经由I/O接口502与控制器102进行通信。在一个示例实施例中，控制器102可位于相对于机器的远程。但是，可以与泵或者在被监测的其他装置共同设置或者甚至集成。进一步地，控制器102和由此实现的编程的逻辑512可包括软件、硬件、固件或者其组合。还可以理解，多个控制器102可使用，由此本文描述的不同特征可在一个或多个不同控制器102上执行。

手动分析历史数据以设定阈值是耗时的。而且，实时获得安装在共有基础上的泵的正确操作状态对于优化泵性能是重要的。本文描述的系统和方法对确定安装在共有基础上泵的操作状态具有技术效果。该系统和方法对使用最近振动数据以用于实时、接近实时或随后分析来在线计算阈值具有进一步的技术效果。

本发明的实施例在上文参照框图和根据本发明实施例的方法和系统的示意性图示描述。要理解，图的每个框和图中框的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可载至一个或多个通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理装置来制造机器，例如参照图5描述的控制器500，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令形成用于实现框或者多个框中指定的功能的手段。这样的计算机程序指令还可存储在计算机-可读存储器中，其可将计算机或其他可编程数据处理设备引导成以特别方式来起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令制出包含实现框或多个框中指定的功能的指令手段的一件制品。

虽然本发明已经联系目前认为是最实用和各种实施例的内容被描述，但是要理解，本发明不限于公开的实施例，但是相反，意图是涵盖了附上的权利要求的精神和范围内包含的各种修改和等价设置。

所写的描述使用示例来公开本发明，包含了最佳方式，并且还使得任何本领域技术人员能够实施本发明，包含制作和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。可授予专利的范围本发明在权利要求中被限定，并且可包括其他对于本领域内那些技术人员想到的示例。这样的其他示例意图是在权利要求的范围内(如果它们具有并没有不同于权利要求的文字语言的结构元件，或者如果它们包括等价结构元件，其没有基本上不同于权利要求的文字语言)。

Claims (10)

1.一种用于监测多个泵(104，106)的方法(200)，其包括：

通过控制器(102)在一时间段期间从与第一泵(104)相联的第一传感器(108)接收(202)第一振动测量；

通过控制器(102)在所述时间段期间从与第二泵(106)相联的第二传感器(110)接收(204)第二振动测量；

至少部分基于将第一振动测量与至少第一操作状况比较、以及将第二振动测量与至少第二操作状况比较来确定(206)第一泵(104)和第二泵(106)在该时间段期间的相应操作状态，其中，该控制器(102)可操作以基于第一泵(104)和第二泵(106)的相应振动测量来调节第一操作状况和第二操作状况；以及

传送(208)响应于第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态的控制动作。

2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中所述第一操作状况包括关联第一泵(104)的第一阈值(406)，并且第二操作状况包括关联第二泵(106)的第二阈值(412)。

3.如权利要求2所述的方法(200)，其中所述第一阈值(406)至少部分基于第一泵(104)当操作时的至少一个历史最小振动测量和第一泵(104)当不操作时的至少一个历史最大振动测量的平均，并且其中第二阈值(412)至少部分基于第二泵(106)当操作时的至少一个历史最小振动测量和第二泵(106)当不操作时的至少一个历史最大振动测量的平均。

4.如权利要求2所述的方法(200)，其中确定(206)第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态进一步包括：

如果第一振动测量在第一阈值或以上则确定(318，320，322，324)第一泵(104)是操作的，并且如果第一振动测量在第一阈值以下则确定其是不操作的；以及

如果第二振动测量在第二阈值或以上则确定(318，320，322，324)第二泵(106)是操作的，并且如果第二振动测量在第二阈值以下则确定其是不操作的。

5.根据权利要求1所述的方法(200)，其中所述第一操作状况关联所述第二泵(106)并且所述第二操作状况关联第一泵(104)。

6.根据权利要求1所述的方法(200)，进一步包括：通过控制器(102)在一时间段期间从第一传感器(108)接收第一多个振动测量以及从第二传感器(110)接收第二多个振动测量，其中，确定第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态进一步包括：

确定(304)该时间段期间的第一多个振动测量的第一平均并且确定(304)在该时间段期间的第二多个振动测量的第二平均，其中第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态至少部分基于第一平均和第二平均的比较。

7.根据权利要求1所述的方法(200)，进一步包括：

至少部分基于第一预先确定的常数来调节第一振动测量，其中第一预先确定的常数至少部分基于第一泵(104)的历史振动测量；以及

至少部分基于第二预先确定的常数来调节第二振动测量，其中第二预先确定的常数至少部分基于第二泵(106)的历史振动测量。

8.根据权利要求1所述的方法(200)，其中所述时间段包括第一时间段，并且所述方法进一步包括：

通过控制器(102)在第二时间段期间从与第一传感器(108)接收第一多个振动测量，并且从第二传感器(110)接收第二多个振动测量；

至少部分基于第一多个振动测量的变化来确定第一泵(104)在第二时间段期间的操作状态，以及

至少部分基于第二多个振动测量的变化来确定第二泵(106)在第二时间段期间的操作状态，

其中所述第二时间段大于所述第一时间段。

9.一种监测多个泵(104，106)的系统(100)，包括：

第一传感器(108)，与第一泵(104)相联；

第二传感器(110)，与第二泵(106)相联；以及

控制器(102)，与第一传感器(108)和第二传感器(110)相联，并且包括指令，所述指令可操作以：

在一时间段期间从与第一传感器(108)接收第一振动测量；

在所述时间段期间从第二传感器(110)接收第二振动测量；

至少部分基于将第一振动测量与至少第一操作状况比较、以及将第二振动测量与至少第二操作状况比较来确定第一泵(104)和第二泵(106)在该时间段期间的相应操作状态，其中，所述控制器(102)可操作以基于第一泵(104)和第二泵(106)的相应振动测量来调节第一操作状况和第二操作状况；以及

传送响应于第一泵(104)和第二泵(106)的相应操作状态的控制动作。

10.一种监测泵(104)的方法，其包括：

通过控制器(102)在一时间段期间从与泵(104)相联的传感器(108)接收振动测量；

至少部分基于将振动测量与至少一个操作状况比较来确定所述泵(104)在所述时间段期间的操作状态。其中，所述控制器(102)可操作以基于所述泵(104)的振动测量来调节所述至少一个操作状况；以及

传送响应于所述泵(104)的所述操作状态的控制动作。

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