CN103308814A

CN103308814A - 用于检测监测系统中的不正确接线或配置的系统和方法

Info

Publication number: CN103308814A
Application number: CN2013100831301A
Authority: CN
Inventors: M.D.科亨; M.A.塔特; R.R.尼克尔斯
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-09-18
Also published as: DK201370153A; JP2013195425A; US20130241734A1; DE102013102627A1

Abstract

一种用于检测监测系统中的不正确接线或配置的系统和方法。通过以下检测该不正确接线或配置：测量从传感器连接到的第一组接线端子接收的电信号的电属性（例如，电压或电流）的值并且将该值与电属性的预定值或值的范围（其基于如果传感器是配置成要由监测单元监测的类型则将对电信号预期的值）比较。

Description

用于检测监测系统中的不正确接线或配置的系统和方法

技术领域

本文公开的主题涉及用于检测监测系统中的不正确接线或配置的系统和方法。

背景技术

工业制造厂采用各种类型的感测器用于监测资产的状况。例如，设计成监测资产参数的传感器（例如，地震传感器、接近传感器、速度传感器等）可以耦合于该资产并且与监测单元通信。使用由传感器提供的信息，监测单元可以确定资产是否正经历不希望的状况。

在一些安装中，传感器经由输入/输出（IO）模块上的输入通道与监测单元通信。每个传感器通过固定到该输入通道的接线端子板上的接线端子的线而连接到IO模块的输入通道。因为输入通道的一些接线端子板具有可以适应不同类型的传感器的接线端子，典型地，所以来自特定类型的传感器的线必须接线到特定接线端子。监测单元则配置成监测该输入通道上的该特定类型的传感器。尽管典型地提供指导用于将不同的传感器类型接线到接线端子板上的不同接线端子，技术人员时常不正确地连接来自传感器的接线。例如，来自速度传感器的线可能被不正确地固定到专门用于接近传感器的接线端子。因为监测单元将配置成监测如由技术人员打算的速度传感器，但相反监测接近传感器，将发生错误。对于显著的时间时期这些不正确的接线连接可以未被检测到。

上文的讨论仅对于一般背景信息提供并且不意在用作确定要求权利的主题的范围中的辅助手段。

发明内容

一种用于检测监测系统中的不正确接线或配置的系统和方法。通过以下检测该不正确接线或配置：测量从传感器连接到的第一组接线端子接收的电信号的电属性（例如，电压或电流）的值并且将该值与电属性的预定值或值的范围（其基于如果传感器是配置成要由监测单元监测的类型则将对电信号预期的值）比较。可以在描述的系统和方法的一些实施例的实践中实现的优点是通过在安装过程中及早检测传感器的不准确接线而增加安装传感器监测系统的速度和精确性。

在一个实施例中，公开用于检测监测系统中的不正确接线或配置的检测系统。该检测系统包括：第一传感器，其接线到输入/输出模块的第一输入通道的接线端子板的第一组接线端子；监测单元，其配置用于监测该第一传感器，其中该监测单元的配置包括要在输入/输出模块的第一通道上监测的传感器的类型；接线检测模块，用于测量从第一组接线端子接收的电信号的电属性的值；和微处理器，用于将从第一组接线端子接收的电信号的电属性的值与电属性的预定值或值的范围比较，其中该电属性的预定值或值的范围基于如果第一传感器是配置成要由输入/输出模块的第一通道上的监测单元监测的传感器的类型则将对从第一组接线端子接收的电信号预期的值或值的范围。

在另一个实施例中，公开用于检测监测系统中的不正确接线或配置的方法，该监测系统具有接线到输入/输出模块的第一输入通道的接线端子板的第一组接线端子的第一传感器。该方法包括以下步骤：配置监测单元用于监测该第一传感器，其中该监测单元的配置包括要在输入/输出模块的第一通道上监测的传感器的类型；测量从第一组接线端子接收的电信号的电属性的值；并且将从第一组接线端子接收的电信号的电属性的值与电属性的预定值或值的范围比较，其中该电属性的预定值或值的范围基于如果第一传感器是配置成要由输入/输出模块的第一通道上的监测单元监测的传感器的类型则将对从第一组接线端子接收的电信号预期的值或值的范围。

本发明的简要描述只意在根据一个或多个说明性实施例提供对本文公开的主题的简要概述，并且不起到解释权利要求或限定或限制本发明的范围的引导的作用，本发明的范围仅由随附权利要求限定。提供该简要描述以采用简化的形式引入概念的说明性选择，其在下文在详细描述中进一步描述。该简要描述不意在识别要求权利的主题的关键特征或本质特征，也不意在用作确定要求权利的主题的范围中的辅助手段。要求权利的主题不限于解决背景中指出的任何或全部缺点的实现。

附图说明

为了可以理解本发明的特征所采用的方式，可通过参考某些实施例（其一些在附图中图示）来得到本发明的详细描述。然而，要注意，图只图示本发明的某些实施例并且因此不视为它的范围的限制，因为本发明的范围包含其他同等有效的实施例。图不必按比例绘制，重点一般放在图示本发明的某些实施例的特征上。在图中，类似的符号用于指示遍及各个图的类似的部件。从而，为了进一步理解本发明，连同图阅读，可以对下列详细描述作出参考，其中：

图1是一示范性监测系统的示意图；

图2是示出输入通道接线端子板的一示范性输入/输出模块的背面的平面图；以及

图3是用于检测监测系统中的不正确接线或配置的一示范性方法的流程图，该监测系统具有接线到输入/输出模块的第一输入通道的接线端子板的一组接线端子的传感器。

具体实施方式

图1是用于监测资产10（例如，发电涡轮机、工业泵、处理设备等）的一示范性监测系统100的示意图。该监测系统100包括支架160，其容置监测单元110，该监测单元110经由具有第一段140a和第二段140b（在一起称为总线140）的总线通过底板120与输入/输出（IO）模块200通信。在一个实施例中，总线140是串行外围接口（SPI）总线。在一个实施例中，总线140包括数据输入线142（例如，MOSI（主出从入））、单个装置选择线144、时钟线146和数据输出线148（例如，MISO（主入从出））。

IO模块200与耦合于资产10的多个传感器（例如，第一传感器161、第二传感器162、第三传感器163和第四传感器164）通信来监测资产10的操作。监测单元110配置成向用户提供关于由传感器161-164监测的参数的信息。该监测单元110可包括发光显示器（例如，一系列发光二极管（LED））和/或可包括液晶显示器或计算机屏幕。该监测单元110可以包括微处理器112用于在认为有必要维护时分析和触发警报。

传感器161-164中的每个使用来自传感器161-164中的每个的接线（例如，第一传感器接线171、第二传感器接线172、第三传感器接线173和第四传感器接线174）连接到IO模块背部上的输入通道接线端子板（例如，第一输入通道接线端子板210、第二输入通道接线端子板220、第三输入通道接线端子板230和第四输入通道接线端子板240）。可以在监测系统100中使用不同类型的传感器161-164。例如，接近传感器可以用于通过测量传感器与机器或组件之间的距离而监测资产或资产的组件的移动。速度传感器/加速计可以用于感测机器组件的速度。相似地，地震传感器可以用于通过测量振荡运动而监测机器的振动。在一个实施例中，使用两个不同的地震传感器类型。这两个地震传感器类型的不同之处可在于一个地震传感器类型是无屏障的而另一个地震传感器类型具有电屏障，例如齐纳二极管。

图2是示出输入通道接线端子板210、220、230、240的示范性IO模块200的背面的平面图。在一个实施例中，该输入通道接线端子板210、220、230、240具有用于对特定类型的传感器接线的指定端子。可以指定接线端子的某些组用于接线到多个传感器类型（例如，多个类型的传感器联合使用的端子）。例如，第一输入通道接线端子板210具有第一传感器类型接线端子211、第二传感器类型接线端子212、第三传感器类型接线端子213和第四传感器类型接线端子214。相似地，第二输入通道接线端子板220具有第一传感器类型接线端子221、第二传感器类型接线端子222、第三传感器类型接线端子223和第四传感器类型接线端子224。同样，第三输入通道接线端子板230具有第一传感器类型接线端子231、第二传感器类型接线端子232、第三传感器类型接线端子233和第四传感器类型接线端子234。第四输入通道接线端子板240具有第一传感器类型接线端子241、第二传感器类型接线端子242、第三传感器类型接线端子243和第四传感器类型接线端子244。

将传感器161-164和传感器接线171-174安装到IO模块200的技术人员可以被提供有识别用于将不同类型的传感器161-164接线到输入通道接线端子板210、220、230、240的特定接线端子的指导。例如，如果第一传感器161是第二传感器类型（例如，速度传感器），所述指导可以指引技术人员将第一传感器接线171接线到第一输入通道接线端子板210的第二传感器类型接线端子212。相似地，并且如在图2中示出的，来自第二传感器162的第二传感器接线172接线到第二输入通道接线端子板220的第一传感器类型（例如，接近传感器）接线端子221，来自第三传感器163的第三传感器接线173接线到第三输入通道接线端子板230的第四传感器类型（例如，地震传感器-屏障）接线端子234，并且来自第四传感器164的第四传感器接线174接线到第四输入通道接线端子板240的第二传感器类型（例如，速度传感器）接线端子242。在一个实施例中，输入通道端子板210、220、230、240上的剩余端子可以是留下不连接的。将理解输入通道接线端子板210、220、230、240中的一些可未接线到任何传感器并且一些可以接线到相同类型的传感器。

监测单元110可以配置成监测接线到输入通道接线端子板210、220、230、240的特定类型的传感器161-164。例如，监测单元110的微处理器112可以配置成监测作为第二类型传感器（例如，速度传感器）的第一输入通道上的第一传感器161。如果第一传感器161事实上是如监测器110已经配置的第二类型的传感器（例如，速度传感器），并且技术人员如指导的正确地将第一传感器接线171接线到第一输入通道接线端子板210上的第二传感器类型端子212，则监测系统100应该正确地执行。然而，如果第一传感器161是如监测单元110已经配置的第二类型的传感器（例如，速度传感器），但技术人员不正确地将第一传感器接线171接线到第一输入通道接线端子板210上的第一传感器类型端子211（对第一类型的传感器（例如，接近传感器）配置的端子），则监测系统100将不正确地执行。相似地，如果监测单元110不正确地配置成监测作为第一类型的传感器（例如，接近传感器）的第一输入通道上的第一传感器161，但第一传感器161实际上是第二类型的传感器（例如，速度传感器），即使技术人员正确地将第二类型的传感器的第一传感器接线171接线到第一输入通道接线端子板210上的第二传感器类型端子212，则监测系统100将不正确地执行。为了检测任何接线或配置错误，在图1中示出的示范性IO模块200包括接线检测模块250。

在一个实施例中，输入通道接线端子板210、220、230、240中的一个或多个连接到接线检测模块250的接线检测电路252。如在图1中示出的，第一输入通道接线端子板210连接到接线检测电路252，其中第一传感器类型电路261连接到第一传感器类型接线端子211，第二传感器类型电路262连接到第二传感器类型接线端子212，第三传感器类型电路263连接到第三传感器类型接线端子213，并且第四传感器类型电路263连接到第四传感器类型接线端子213。接线检测模块的接线检测感测器254测量由接线检测电路252从传感器类型接线端子211-214接收的电信号的一个或多个电属性（例如，电压或电流）的值。例如，接线检测感测器254可以测量由接线检测电路252从第一输入通道接线端子板210（第一传感器161的第一传感器接线171接线到该第一输入通道接线端子板210，如在图1和2中示出的）的接线端子211-214接收的电信号的接线端子值（电压或电流）。这些测量的接线端子值可以传送到监测单元110的微处理器112用于检测第一输入通道的接线和配置是否正确。

接线检测模块250（包括接线检测电路252和接线检测感测器254）可以是单个组件或由多个组件组成。这样的组件的示例包括电阻器、模拟到数字（AD）转换器、复杂的可编程逻辑装置（CPLD）、例如易失性和/或非易失性存储器的存储装置和用于感测电压、电流、电压和电流的组合或另一个电属性的感测器。在一个实施例中，接线检测电路252可以包括与输入通道接线端子串联或并联（或两者的组合）的多个电阻器，而接线检测感测器254可以包括AD转换器用于将模拟测量的接线端子值转换成数字形式以用于传送到监测单元110的微处理器112。

监测单元110的微处理器112可以将测量的接线端子值与如果传感器接线和配置正确则将预期的预定接线端子值或值的范围比较。例如，监测单元110的微处理器112可以配置成监测作为第二类型的传感器（例如，速度传感器）的第一输入通道上的第一传感器161。在该配置中，微处理器112将预期从第一输入通道接线端子板210的第一传感器类型接线端子211、第三传感器类型接线端子213和第四传感器类型接线端子214接收测量的接线端子电压或电流值，其等于从未接线的端子预期的预定接线端子值或在所述值的范围内，因为如果正确地接线则那些接线端子中的全部都不应接线到传感器。微处理器112预期将从第一输入通道接线端子板210的第二传感器类型接线端子212接收测量的接线端子电压或电流值，如果正确地接线则其等于从接线到第二类型的传感器的接线端子预期的预定接线端子值或在所述值的范围内。预定接线端子值可以编程到并且存储在监测单元110中或IO模块200中的非易失性存储器中。尽管监测系统100已被描述有监测单元110的微处理器112执行将测量的接线端子值与预定值比较，将理解可在IO模块200上或在接线检测模块250中执行该操作。

如果在微处理器112对于如配置的特定输入通道将测量的接线端子值与预定接线端子值比较时未满足这些条件中的一个或多个，监测单元110可以使用它的显示器来显示警报（例如，错误消息或闪烁LED）或使用音响装置（例如，扬声器）来产生警报以通知技术人员接线或配置错误。备选地，如果满足这些条件中的每个，监测单元110可以显示确认消息来通知技术人员接线和配置是准确的。

图3是用于检测监测系统100中的不正确接线或配置的一示范性方法300的流程图，该监测系统100具有接线到输入/输出模块200的第一输入通道的接线端子板210的一组接线端子211-214的第一传感器161。将理解示范性方法300的步骤可以采用与在图3中示出的不同的顺序实践。在步骤310，监测单元110配置用于监测第一传感器，其中监测单元的配置包括要在输入/输出模块的第一通道上被监测的传感器的类型。在步骤310之前或之后，在步骤320，接线检测模块250测量从第一组接线端子212接收的电信号的电属性的值。在步骤330，监测单元110的微处理器112将从第一组接线端子212接收的电信号的电属性的值与电属性的预定值或值的范围比较，其中该电属性的预定值或值的范围基于如果第一传感器161是配置成要由输入/输出模块110的第一通道上的监测单元110监测的传感器的类型则将对从第一组接线端子212接收的电信号预期的值或值的范围。在步骤340，如果从第一组接线端子212接收的电信号的电属性的值不等于电属性的预定值或在电属性的预定值的范围外，监测单元110产生视觉或音响警报来通知技术人员接线或配置中的错误。如果从第一组接线端子212接收的电信号的电属性的值等于电属性的预定值或在电属性的预定值的范围内，监测单元110产生接线确认指示（例如，绿色LED灯）来通知技术人员接线和配置是准确的。

鉴于前述，用于检测传感器到监测系统中的输入/输出模块的不正确接线的系统和方法的实施例向技术人员提供传感器已不正确接线的指示。技术效果是通过在安装过程中及早检测传感器的不准确接线而增加安装传感器监测系统的速度和精确性。

如将由本领域内技术人员意识到的，本发明的方面可实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可采取完全硬件实施例、完全软件实施例（其包括固件、常驻软件、微码等）或组合软件和硬件方面的实施例的形式，其在本文中一般全部称为“服务”、“电路”、“线路（circuitry）”、“模块”和/或“系统”。此外，本发明的方面可采取实施在一个或多个计算机可读介质（其具有在其上实施的计算机可读程序代码）中的计算机程序产品的形式。

可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或前述的任何适合的组合。计算机可读存储介质的更特定的示例（非详尽的列表）将包括以下：具有一个或多个线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤、便携式光盘只读存储器（CD-ROM）、光学存储装置、磁存储装置或前述的任何适合的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形的介质，其可以包含程序或存储程序以用于指令运行系统、设备或装置使用或连同指令运行系统、设备或装置一起使用。

在计算机可读介质上实施的程序代码和/或可运行指令可使用任何适合的介质传送，其包括但不限于无线、有线、光纤线缆、RF等，或前述的任何适合的组合。

用于实行本发明的方面的操作的计算机程序代码可采用一个或多个编程语言的任何组合编写，其包括例如Java、Smalltalk、C++或诸如此类的面向对象编程语言和例如“C”编程语言或相似的编程语言的常规程序化编程语言。程序代码可作为独立软件包全部在用户计算机（装置）上运行、部分在用户计算机上运行，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上或全部在远程计算机或服务器上运行。在后一个情况中，远程计算机可通过任何类型的网络（包括局域网（LAN）或广域网（WAN））连接到用户计算机，或可对外部计算机作出连接（例如，通过使用因特网服务提供商的因特网）。

本发明的方面在本文参考根据本发明的实施例的方法、设备（系统）和计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述。将理解流程图说明和/或框图的每个框以及流程图说明和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以生成一种机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理设备运行的指令创建用于实现流程图和/或一个框图框或多个框图框中规定的功能/动作的部件。

这些计算机程序指令还可存储在计算机可读介质（其可以指引计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式起作用）中，使得存储在计算机可读介质中的指令生成一种制造的物品，其包括实现在流程图和/或一个框图框或多个框图框中规定的功能/动作的指令。

计算机程序指令还可加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行来生成计算机实现的过程使得在计算机或其他可编程设备上运行的指令提供用于实现在流程图和/或一个框图框或多个框图框中规定的功能/动作的过程。

该书面描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的文字语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等同的结构要素，则确定在权利要求的范围内。

部件列表

10	资产	100	监测系统
				110	监测单元	112	微处理器
120	底板	140a，140b（140）	总线
				142	数据输入线	144	装置选择线
146	时钟线	148	数据输出线
				160	支架	161	第一传感器
162	第二传感器	163	第三传感器
				164	第四传感器	171	第一传感器的接线
172	第二传感器的接线	173	第三传感器的接线
				174	第四传感器的接线	200	IO模块
210	第一输入通道的接线端子板	211	第一传感器类型的接线端子
				212	第二传感器类型的接线端子	213	第三传感器类型的接线端子
214	第四传感器类型的接线端子	220	第二输入通道的接线端子板
				221	第一传感器类型的接线端子	222	第二传感器类型的接线端子
223	第三传感器类型的接线端子	224	第四传感器类型的接线端子
				230	第三输入通道的接线端子板	231	第一传感器类型的接线端子
232	第二传感器类型的接线端子	233	第三传感器类型的接线端子
				240	第四输入通道的接线端子板	241	第一传感器类型的接线端子
242	第二传感器类型的接线端子	243	第三传感器类型的接线端子
				244	第四传感器类型的接线端子	250	接线检测模块
252	接线检测电路	254	接线检测感测器
				261	第一传感器类型电路	262	第二传感器类型电路
263	第三传感器类型电路	264	第四传感器类型电路
				300	方法	310-340	方法步骤

Claims

1. 一种检测系统，用于检测监测系统中的不正确接线或配置，所述检测系统包括

第一传感器，其接线到输入/输出模块的第一输入通道的接线端子板的第一组接线端子；

监测单元，其配置用于监测所述第一传感器，其中所述监测单元的配置包括要在所述输入/输出模块的第一通道上被监测的传感器的类型；

接线检测模块，用于测量从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值；和

微处理器，用于将从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值与所述电属性的预定值或值的范围比较，

其中所述电属性的预定值或值的范围基于如果所述第一传感器是配置成要由所述输入/输出模块的所述第一通道上的所述监测单元监测的传感器的类型则将对从所述第一组接线端子接收的电信号预期的值或值的范围。

2. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述接线检测模块包括：

接线检测电路，用于从所述第一组接线端子接收所述电信号，其中所述接线检测电路连接到所述输入/输出模块的所述第一输入通道的所述接线端子板的所述第一组接线端子；以及

接线检测感测器，用于测量从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值。

3. 如权利要求2所述的检测系统，其中所述接线检测电路包括多个电阻器。

4. 如权利要求2所述的检测系统，其中所述接线检测感测器包括模拟到数字转换器。

5. 如权利要求1所述的检测系统，其中从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性是电压。

6. 如权利要求1所述的检测系统，其中从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性是电流。

7. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述传感器从由接近传感器、速度传感器和地震传感器组成的组选择。

8. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述微处理器是所述监测单元的一部分。

9. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述微处理器是所述输入/输出模块的一部分。

10. 如权利要求1所述的检测系统，进一步包括用于存储所述电属性的预定值或值的范围的非易失性存储器。

11. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述监测单元进一步包括显示器，其用于如果从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值不等于所述电属性的预定值或在所述电属性的预定值的范围外则显示警报。

12. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述监测单元进一步包括音响装置，其用于如果从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值不等于所述电属性的预定值或在所述电属性的预定值的范围外则产生警报。

13. 如权利要求1所述的检测系统，其中所述监测单元进一步包括显示器，其用于如果从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值等于所述电属性的预定值或在所述电属性的预定值的范围内则显示接线确认指示。

14. 一种用于检测监测系统中的不正确接线或配置的方法，所述监测系统具有接线到输入/输出模块的第一输入通道的接线端子板的第一组接线端子的第一传感器，所述方法包括以下步骤：

配置监测单元用于监测所述第一传感器，其中所述监测单元的配置包括要在所述输入/输出模块的第一通道上被监测的传感器的类型；

测量从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值；以及

将从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值与所述电属性的预定值或值的范围比较，其中所述电属性的预定值或值的范围基于如果所述第一传感器是配置成要由所述输入/输出模块的所述第一通道上的所述监测单元监测的传感器的类型则将对从所述第一组接线端子接收的电信号预期的值或值的范围。

15. 如权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：如果从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值不等于所述电属性的预定值或在所述电属性的预定值的范围外则产生视觉或音响警报。

16. 如权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：如果从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性的值等于所述电属性的预定值或在所述电属性的预定值的范围内则产生接线确认指示。

17. 如权利要求14所述的方法，其中从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性是电压。

18. 如权利要求14所述的方法，其中从所述第一组接线端子接收的电信号的电属性是电流。

19. 如权利要求14所述的方法，其中所述传感器从由接近传感器、速度传感器和地震传感器组成的组选择。