CN107923818A - 用于涡轮机械的监控系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种监控涡轮机械系统(50)的方法。该方法包括在监控装置(800)处从监控系统服务器(740)周期性地接收涡轮机械系统(50)的传感器数据。该方法还包括监控装置(800)确定用于多个分组中的每个分组的标签是否在传感器数据中并且将标签与分组相关。该方法进一步包括在监控装置(800)的输出显示器上显示一个分组，该分组包括与所显示的分组相关的每个标签的标签名称和传感器值。

Description

用于涡轮机械的监控系统

技术领域

本发明总体上涉及涡轮机械，并且涉及用于涡轮机械和相关设备的监控系统。

背景技术

诸如燃气涡轮发动机和相关设备等涡轮机械可通过燃气涡轮发动机的控制系统进行控制和监控。与燃气涡轮发动机相关联的设备尤其可包括气体压缩机、变速箱和燃料系统。

本发明旨在克服发明人发现的或本领域已知的一个或多个问题。

发明内容

本文公开了一种监控燃气涡轮发动机的方法，该燃气涡轮发动机包括多个传感器和周期性地从传感器收集传感器数据的控制器，传感器数据包括用于多个传感器中的每个传感器的标签，每个标签包括标签名称、唯一标识符和传感器值。在实施例中，该方法包括在监控装置处从监控系统服务器周期性地接收传感器数据。该方法还包括：监控装置通过确定用于多个分组中的每个分组的关键标签是否在传感器数据中并且将标签与传感器数据中具有关键标签的分组相关来确定用于多个分组中的每个分组的标签是否在传感器数据中，用于每个分组的关键标签对于该分组是唯一的。该方法进一步包括在监控装置的输出显示器上显示一个分组，该分组包括与所显示的分组相关的每个标签的标签名称和传感器值。

附图说明

图1是连接至监控系统的多个涡轮机械系统的示意图。

图2是包括燃气涡轮发动机的图1的涡轮机械系统的示意图。

图3是图2的控制系统的功能框图。

图4是图1的监控装置的功能框图。

图5是图1的监控装置和监控系统服务器的功能框图。

图6是图1的监控装置和车队数据系统的功能框图。

图7是连接至图1的监控系统的第二部分的多涡轮机械系统的示意图。

图8是用于远程监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机100)的方法的流程图。

图9是用于监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机)的事件的方法的流程图。

图10是用于监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机100)的事件的方法的替代实施例的流程图。

图11是用于远程管理图1的涡轮机械系统50和监控系统700的方法的流程图。

具体实施方式

图1是连接至监控系统700的多个涡轮机械系统50的示意图。每个涡轮机械系统50可包括涡轮机械装置60、防火墙650、监控连接系统710以及与其连接的传感器。涡轮机械装置60包括诸如燃气涡轮发动机100等涡轮机以及监控并且控制涡轮机的控制系统600。每个涡轮机械系统50可位于客户现场。

监控系统700包括涡轮机械系统50的监控系统数据提供器720、监控系统数据存储装置730、监控系统服务器740、车队数据系统760、监控装置800以及监控连接系统710。监控系统数据提供器、监控系统服务器740和车队数据系统760可位于远离涡轮机械系统50的中央数据中心705处。虽然监控系统数据提供器720和车队数据系统760被示为分离的装置，但是在一些实施例中，监控系统数据提供器720和车队数据系统760是同一系统(诸如服务器)上的模块。监控系统数据提供器720和车队数据系统760通过网络连接至每个监控连接系统710。

监控系统数据提供器720从监控连接系统710接收模拟数据流718，该模拟数据流718尤其可包括与连接至涡轮机(诸如燃气涡轮发动机100)并且连接至与涡轮机相关联的设备、气体压缩机、变速箱、燃料系统、电池、润滑油、外壳温度、驱动设备、电动机驱动装置、设施平衡以及连接至涡轮机械装置60或在其上的其它系统的各种传感器有关的数据。模拟数据流718可为单个实时数据流。监控系统数据提供器720可包括监控系统数据存储装置730，其用于存储从模拟数据流718接收到的信息。监控系统数据存储装置730可为快速高速缓存，其可允许在数据被存储时立即存取数据，使得然后可将数据立即从监控系统数据提供器720发送至监控系统服务器740。

监控系统服务器740被配置为从监控系统数据提供器720接收模拟数据流718的数据，并且将至少一个涡轮机械系统50的数据提供给至少一个监控装置800。每个监控装置800被配置为将信息显示给用户，诸如燃气涡轮发动机100的操作员、工程师或所有者。

车队数据系统760从监控连接系统710接收事件数据流719，该事件数据流719尤其包括与涉及由涡轮机械和由控制系统600监控的相关设备的各种事件(诸如状态位、警告和警报)有关的数据。取决于事件的类型，车队数据系统760将事件相关数据提供给监控装置800，向预定用户发送通知，或这两者均进行。监控装置800从监控系统数据提供器720接收传感器数据，并且从车队数据系统760接收事件数据，该事件数据包括在事件发生时接收关于预定事件的警告。

图2是包括燃气涡轮发动机100的涡轮机械系统50的示意图。本文描述的燃气涡轮发动机100本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本发明或本发明的应用和用途。将明白的是，其它涡轮机械(诸如气体压缩机和泵)可以各种配置在涡轮机械系统50内实施。参考图2，为了清楚和便于解释，一些表面已被省略或夸大。而且，本发明可参考前方和后方。通常，除非另有说明，否则对“前”和“后”的所有参考均与主空气(即，在燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如，前方相对于主空气流动方向是“上游”，且后方相对于主空气流动方向是“下游”。

另外，本发明可总体上参考燃气涡轮发动机100的旋转的中心轴线95，其可总体上由其轴120的纵向轴线限定(由多个轴承组件150支撑)。中心轴线95可与各种其它发动机同心部件共用或共享。除非另有说明，否则对径向、轴向和圆周方向和测量的所有参考均指中心轴线95，且诸如“内”和“外”等术语通常指示相距中心轴线95更小或更大径向距离，其中径向96可在任何垂直方向上并且从中心轴线95垂直向外辐射。

燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、气体产生器或压缩机200、燃烧器300、涡轮400、排气装置500和动力输出联轴器130。燃气涡轮发动机100可具有单轴或双轴配置。

压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(“定子”)250和入口导向叶片255。压缩机转子组件210机械地联接至轴120。如所说明，压缩机转子组件210是轴流式转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220包括周向地填充有压缩机转子叶片的压缩机转子盘。定子250轴向地在每个压缩机盘组件220之后。与在压缩机盘组件220之后的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被认为是压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口导向叶片255轴向地在第一压缩机级前面。

燃烧器300包括一个或多个燃料喷射器310和燃烧室320。

涡轮400包括涡轮转子组件410和涡轮喷嘴450。涡轮转子组件410机械地联接至轴120。如所说明，涡轮转子组件410是轴流式转子组件。涡轮转子组件410包括一个或多个涡轮盘组件420。每个涡轮盘组件420包括周向地填充有涡轮叶片的涡轮盘。诸如喷嘴环等涡轮喷嘴450轴向地在每个涡轮盘组件420前面。每个涡轮喷嘴450包括分组在一起以形成环的多种方法。与在涡轮盘组件420之前的相邻涡轮喷嘴450配对的每个涡轮盘组件420被认为是涡轮级。涡轮400包括多个涡轮级。

排气装置500包括排气扩散器510和排气收集器520。

一个或多个上述部件(或其子部件)可由不锈钢和/或称为“超级合金”的耐用高温材料制成。超级合金或高性能合金是在高温下展现出优异的机械强度和抗蠕变性、良好的表面稳定性以及抗腐蚀和抗氧化性的合金。超级合金可包括例如HASTELLOY、INCONEL、WASPALOY、RENE合金、HAYNES合金、INCOLOY、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金的材料。

控制系统600包括控制器610和人机界面系统(HMI)620。控制器610被配置成获取连接至燃气涡轮发动机100的各种传感器的值并且监控燃气涡轮发动机100。传感器尤其可包括各种温度传感器、压力传感器，流量计等。传感器可用于监控涡轮400(诸如具有双轴配置的燃气涡轮发动机100的动力涡轮的入口)的温度、轴速度、负载输出以及流入燃料喷射器310的燃料的各个方面。这些方面可包括燃料相对于用于计量流向燃料喷射器310的燃料流量以及燃料的质量流率的控制阀的上游和下游压力和温度。控制器610可监控燃气涡轮发动机100的事件，诸如燃气涡轮发动机100的触发事件、警告和关闭。

HMI 620包括高速记录器(HSR)630，高速记录器(HSR)630被配置为获取并记录传感器的值和由控制器610监控的事件类型的状态位，包括触发事件，诸如与燃气涡轮发动机的操作周期有关的事件(启动、关闭、负载的变化等)以及由控制系统600产生的警报。HMI620可连接至监控连接系统710。在所说明的实施例中，防火墙650连接在HMI 620与监控连接系统710之间。在其它实施例中，防火墙650连接在控制器610与HMI620之间以及控制器610与监控连接系统710之间。在这些实施例中，HMI620和监控连接系统710可并联连接。防火墙650可为用于控制器610的只读防火墙，以防止远程存取控制器610。

监控连接系统710可包括连接系统模块712和连接系统网关714。连接系统模块712被配置为从控制系统600获取传感器数据和事件数据，并且使用连接系统网关714将数据分别提供给监控系统数据提供器720和车队数据系统760。在所说明的实施例中，连接系统模块712从HMI 620获取传感器数据和事件数据。在其它实施例中，连接系统模块712直接从控制器610获取传感器数据和事件数据。

图3是图2的控制系统600的功能框图。控制器610可包括控制模块612和映射模块614。控制模块612被配置为在燃气涡轮发动机100的操作期间控制燃气涡轮发动机100。控制模块612可使用从各种传感器获取的值来尤其通过修改燃料控制阀和入口导向叶片的角位置控制燃气涡轮发动机100。

映射模块614被配置为记录尤其与每个事件和从每个传感器获取的值有关的阵列。标签可尤其被分配给每个事件类型和每个传感器以识别记录的值。每个标签可与标签名称和唯一标识符相关联以识别相关联的标签。每个唯一标识符可为阵列内的记录值。唯一标识符可为用于识别标签的数字号码。标签对于给定的燃气涡轮发动机100或给定的一组燃气涡轮发动机100可为唯一的。例如，原始设备制造商的燃气涡轮发动机100的每个型号类型可具有用于各种事件类型和传感器的唯一的一组标签。

事件状态位的记录值可为布尔值以识别事件的两个不同状态。当事件发生时，唯一标识符和记录值可打包成32位字，然后可将其打包至阵列中。对于从传感器获取的值，记录值可为从传感器获取的浮点值。在实施例中，这些值是从传感器获取的模拟值。当传感器被采样时，唯一标识符和记录值可打包成32位字，然后可将其打包至阵列中。在一些实施例中，阵列可被分成事件阵列和模拟值阵列。将事件的唯一标识符和记录值打包至事件阵列中，且将从传感器获取的唯一标识符和记录值打包至模拟值阵列中。

还可记录每个事件和从传感器获取的每个模拟值的时间戳。时间戳是事件发生或值被采样的时间值，诸如日期和时间。时间戳可从控制器的时钟或通过其它方法获取，并且与唯一标识符和记录值一起打包至阵列中。

控制系统600可包括控制器数据存储装置615。控制器数据存储装置615可用于存储时间戳的最近获取的值和每个标签的记录值。

HSR 630包括事件模块632和模拟模块634。映射模块614可在第一预定时间间隔内的循环周期上发布事件数据，诸如事件阵列。事件模块632可被配置为一旦事件数据被发布就立即读取事件数据并且将该数据提供给连接系统模块712。事件模块632可在第一预定时间间隔内向连接系统模块712提供事件数据。

模拟模块634可与事件模块632并行操作。模拟模块634被配置为在第二预定时间间隔(诸如每100毫秒一次)从控制器610读取针对每个传感器获取的值。模拟模块可被配置为读取模拟阵列并且将模拟阵列提供给连接系统模块712。第二预定时间间隔可为比第一预定时间间隔短的间隔。模拟模块634可将时间戳分配给从控制器610获取的每个值，并且将时间戳记录在模拟阵列中。

控制系统600还可包括HMI数据存储装置625。HMI数据存储装置625可由HMI 620和其各种模块使用以尤其存储从控制器610读取的数据。

在图1和2所说明的实施例中，连接系统模块712将事件阵列(事件数据阵列)以事件数据流719发送至车队数据系统760，并且将模拟数据阵列(传感器数据阵列)以模拟数据流718发送至监控系统数据提供器。在其它实施例中，连接系统模块712以单个数据流将包括事件和模拟数据的单个阵列发送至监控系统数据提供器720。事件阵列然后被提供给车队数据系统760。

图4是图1的监控装置800的功能框图。监控装置800可包括实时查看模块810、装置事件模块830、装置通知模块(DN模块)850和装置远程管理模块(DRMI模块)880。实时查看模块810被配置为从监控系统服务器740获取模拟数据并且实时显示该模拟数据。装置事件模块830被配置为从车队数据系统760获取事件数据并且显示在预选时间范围内发生的事件。DN模块850被配置为连接至车队数据系统760，以允许用户选择要接收哪种类型的通知并且配置车队数据系统760将如何通知用户。DRMI模块880被配置用于远程机器供应能力，诸如远程更新或配置涡轮机械系统50的数据采集软件的能力。DRMI模块880可仅可被授权用户(诸如服务提供商的项目工程师)的监控装置800存取或提供给监控装置800。在一些实施例中，DRMI模块880可位于一个或多个服务器上，诸如监控系统数据提供器720或监控系统服务器740上。

图5是图1的监控装置800和监控系统服务器740的功能框图。如所说明，实时查看模块810可包括分组模块812、显示模块814和搜索模块816。监控系统服务器740可包括服务器模块745。实时查看模块810可通过网络连接至监控系统服务器740，并且向选定涡轮机械系统50请求发送至监控系统数据提供器720的实时传感器数据，诸如模拟数据阵列的流。

服务器模块745可确定监控装置800是否可存取实时传感器数据，可确定是否处理该请求，并且可处理请求或将该请求传递至另一个监控系统服务器740。关于是否处理请求或传递请求的因素可包括监控系统服务器740当前正在提供的数据流的数量以及其或另一个监控系统服务器740当前是否正在为选定涡轮机械系统50提供数据流。当处理请求时，服务器模块745从监控系统数据提供器720获取实时传感器数据，并且将实时传感器数据发送至监控装置800。

如前所述，用于每个燃气涡轮发动机100的传感器数据具有用于识别燃气涡轮发动机100的各种传感器的一组标签。取决于燃气涡轮发动机100的型号，给定传感器的标签名称和唯一标识符可能不同。另外，不是在一个燃气涡轮发动机100上使用的所有传感器均可在另一个燃气涡轮发动机100上使用。

标签可组织成分组。这些分组可包括基于诸如传感器在发动机内的位置以及传感器所涉及的燃气涡轮发动机100的系统或子系统等因素而彼此相关的标签。对于燃气涡轮发动机100的各种类型和型号，可基于该因素和基于标签在燃气涡轮发动机100内的可用性来组织每一分组和每一分组内的标签。分组的示例包括发电机功率、燃料控制模式、操作序列和涡轮。发电机功率尤其可包括用于涡轮机的总功率输出的标签，且燃料控制模式尤其可包括用于涡轮机的最大燃料的标签。实时查看模块810可包括或存取与燃气涡轮发动机100的每个型号相关联的各种分组的列表。

一些标签可能位于一个以上分组中。其它标签对于分组可能是唯一的。每个分组的唯一标签可被识别为关键标签。每个关键标记仅与一个分组相关联。关键标签可用于确定给定分组的标签在传感器数据内是否可用。

分组模块812被配置为确定用于每个分组的标签是否在从监控系统服务器740接收的传感器数据中可用。分组模块812可通过搜索关键标签的传感器数据并且确定哪些关键标签位于传感器数据中来确定哪些分组的标签可用。分组模块812可通过将每个分组的每个关键标签的唯一标识符与传感器数据中的标签的唯一标识符进行比较来确定哪个关键标签是可用的。一旦被识别，分组模块812可将标签与分组相关，并且将分组和相关标签提供给显示模块814。

显示模块814可被配置为动态地在监控装置800的输出显示器上显示包括标签名称和这些分组的标签的记录值的一组分组。多组分组可被组织以提供燃气涡轮发动机100操作的各种概述并且显示与燃气涡轮发动机100的给定系统有关的信息。多组分组的示例包括操作概述、发动机概述和燃料系统。显示模块814可基于用户选定输入来确定要显示哪一组分组。

显示模块814可通过获取输出显示器的尺寸、确定每个分组的尺寸(包括每个分组中的标签的数量)以及组织显示器内的分组以限制屏幕上的空白空间来动态地显示一组分组。通过选择要显示的最佳列数，可限制输出显示器中的水平空白区域。要显示的列数可取决于显示装置的宽度。随着包括宽度的显示器尺寸增加，可使用更多的列来填充显示空间。每列中的垂直空白空间可通过最小化每列中显示的标签数量的差异来限制。

例如，一组分组可包括四个分组，其包括具有3个标签的第一分组、具有5个标签的第二分组、具有6个标签的第三分组以及具有7个标签的第四分组。平板电脑尺寸的监控装置800上的输出显示器可足够宽以显示两列。显示模块814可配置第一列以显示第一分组和第四分组，并且配置第二列以显示第二分组和第三分组。然而，蜂窝电话尺寸的监控装置800的输出显示器可能仅足够宽以显示单个列。显示模块814可将全部四个分组配置为显示在单个可滚动列中。

在一些实施例中，显示模块814还可被配置为将全部标签显示在可滚动列表中。标签可按标签名称组织，并且可显示在一列或多列中。

搜索模块816被配置为基于由用户输入的一个或多个搜索项来定位和显示标签。尤其可基于标签名称、唯一标识符以及与标签相关联的分组来识别标签。

图6是图1的监控装置800和车队数据系统760的功能框图。如前所述，监控装置800可包括装置事件模块830和DN模块850。车队数据系统760可包括网络事件模块762、网络通知(NN)模块764和车队数据存储装置766。装置事件模块830被配置为从网络事件模块762获取已经在选定时间范围(诸如过去的一个或多个月、过去的一年或更多年、日历月或日历年)内发生的事件的数据并且在监控装置800的输出显示器上显示与这些事件有关的信息。

网络事件模块762被配置为从监控连接系统710(参考图1)接收事件数据流719，并且将与在预定时间范围(诸如预定月数或预定年数)内发生的那些事件有关的数据存储在车队数据存储装置766中。与事件有关的数据可包括标签、唯一标识符、标签的描述、与事件何时发生有关的一个或多个时间戳以及事件类型。

网络事件模块762进一步被配置为从装置事件模块830接收对在选定时间范围内发生的事件的数据的请求，以确定监控装置800是否可存取用于选定燃气涡轮发动机100的那些事件的数据，并且为选定时间范围内发生的那些事件提供数据。在一些实施例中，网络事件模块762提供已经在预定时间范围内发生的事件的数据，且装置事件模块830过滤数据并且仅显示与在选定时间范围内发生的事件有关的信息。在其它实施例中，网络事件模块762预先过滤数据并且仅发送与在选定时间范围内发生的事件有关的信息。选定时间范围可由用户输入来确定。

在一些实施例中，事件信息也可按照事件类型过滤和显示。装置事件模块830可被配置为仅显示与用户当前选择的事件类型有关的事件。在一些实施例中，装置事件模块830建立至与网络事件模块762的连接，且装置事件模块830在建立连接时从网络事件模块762向事件数据请求在选定时间范围内发生的事件。

NN模块764被配置为向DN模块850发出警告以通知用户何时发生事件。警告可包括与事件发生时相关的事件名称、事件状态和时间戳。NN模块764可使用用于通知用户的一种或多种方法，这些方法包括推送通知(诸如将通知推送至被配置为在监控装置800上显示通知的DN模块850)、电子邮件通知(诸如将通知电邮给用户)，或文本通知(诸如经由文本消息向用户发送通知)。文本消息可经由短消息服务(SMS)、数据或这两者发送。文本消息也可经由文本消息服务或应用程序发送。DN模块850可指示NN模块764如何将警告发送至监控装置800以及将哪个类型的警告发送至监控装置800。

NN模块764可被配置为将针对最近接收的事件数据的标签的事件状态与针对事件数据中的每个标签的最近接收的事件数据之前的时间段中接收到的事件数据的标签的事件状态进行比较以确定事件是否发生。在实施例中，事件状态是布尔值，且NN模块764检查标签中的布尔值，这些布尔值从表示非活动状态的值改变为表示活动状态的值以比较每个标签的事件状态。

DN模块850可被配置为接受用户的输入以允许用户选择哪些事件类型(诸如状态位、警报和关机)将触发通知，接受用户的输入以允许用户选择哪种类型将被使用，并且将这些选择发送至NN模块764。NN模块764可被配置为使用选择来确定何时以及如何向用户发送通知。

图7是连接至图1的监控系统700的多涡轮机械系统50的示意图。如图7中所说明，监控系统700还可包括网络远程管理工具模块(NRMI)780。NRMI模块780可位于数据中心705中，并且可在一个或多个机器(诸如位于数据中心705中的服务器)上运行。在一些实施例中，NRMI模块780可在监控系统数据提供器720或车队数据系统760上实施。

NRMI模块780可包括诊断模块782和管理模块784。参考图1和7，诊断模块782可被配置为获取并监控包括监控连接系统710(包括连接系统模块712)、监控系统数据提供器720以及车队数据系统760的监控系统700的状态细节。状态细节可包括监控连接系统710与监控系统700的其余部分的网络连接状态、监控连接系统710从控制系统600的数据采集状态、监控连接系统710至包括监控系统数据提供器720和车队数据系统760的监控系统700的其余部分的数据发布状态、整个监控系统700的系统状态、包括CPU和RAM使用的监控连接系统710的性能状态，以及包括监控系统数据提供器720、监控系统服务器740和车队数据系统760的数据中心705的服务状态。诊断模块782可被配置为诊断并报告每个状态包括与其相关的任何错误。

在一些实施例中，诊断模块782还被配置为监控和诊断涡轮机械系统50。在这些实施例中，监控数据采集状态可进一步包括监控HMI 620从控制器610的数据采集以及控制器610从各种传感器的数据采集。在这些实施例中，诊断模块782可被配置为接收传感器数据和事件数据，并且尤其基于传感器数据和事件数据来诊断涡轮机械系统50，以报告一个或多个系统和涡轮机械系统50的子系统的状态。

管理模块784可被配置为远程管理(尤其包括)故障排除、更新和维护监控系统700，该监控系统700包括监控连接系统710、监控系统数据提供器720、监控系统服务器740、车队数据系统760以及与其相关联的各种模块。管理监控连接系统710可包括远程管理监控连接系统710的网络连接性、数据采集和性能。更新监控连接系统710可包括通过将连接系统模块712从NRMI模块780加载至监控连接系统710来更新连接系统模块712。

管理监控系统数据提供器720和车队数据系统760可包括管理各自的数据发布。管理监控系统服务器740可包括管理监控系统服务器740与监控装置800的服务和连接性，包括对监控装置800的显示性能进行故障排除。管理模块784还可向用户提供推荐以调度涡轮机械系统50的维护或进一步的诊断。在一些实施例中，提供推荐包括使用NN模块764将该推荐发送至监控装置800。

DRMI模块880可被配置为从NRMI模块780接收状态细节并且在监控装置800的输出显示器上向授权用户显示那些细节。DRMI模块880还可被配置为通过NRMI模块780远程地管理监控系统700。DRMI模块880可从授权用户接收设置输入、配置输入和软件更新，并且将这些输入和软件更新发送至NRMI模块780。

基于通过DRMI模块880获取的信息，授权用户可尤其推荐涡轮机械系统50的服务、零部件更换、维修以及进一步的现场诊断。在一些实施例中，DRMI模块880可与NN模块764对接以将这些推荐发送至监控装置800，诸如涡轮机械系统50的所有者或管理者的监控装置800。另外，诸如工程师或车队管理者等用户可基于通过一个或多个实时查看模块810、装置事件模块830、DN模块850和NN模块764接收的信息来向涡轮机械系统50推荐服务、零部件更换、维修和进一步的现场诊断。这些推荐也可使用NN模块764来提供。

虽然DRMI模块880被说明为具有实时查看模块810、装置事件模块830和DN模块850，但是DRMI模块880可被单独提供并且可位于单独的监控装置800上。

工业实用性

涡轮机械系统50可适用于任何数量的工业应用，诸如石油和天然气工业(包括石油和天然气的输送、收集、存储、回收和升举)、发电工业、热电联产、航空航天、农业、采矿、铁路、建筑、土木工程、林业和其它运输行业的各个方面。

参考图1，气体(通常为空气10)作为“工作流体”进入入口110，并且被压缩机200压缩。在压缩机200中，工作流体通过一系列压缩机盘组件220在环形流动路径115中被压缩。具体地，空气10在编号“级”中压缩，这些级与每个压缩机盘组件220相关联。例如，“第四级空气”可与沿着下游或“后”方向的第四压缩机盘组件220相关联，从入口110流向排气装置500。同样地，每个涡轮盘组件420可与编号级相关联。

一旦压缩空气10离开压缩机200，它就进入燃烧器300，在燃烧器中扩散并添加燃料。空气10和燃料经由燃料喷射器310喷射至燃烧室320中并燃烧。一系列涡轮盘组件420的每一级经由涡轮400从燃烧反应中提取能量。废气90然后可在排气扩散器510中扩散、收集并重定向。废气90经由排气收集器520排出系统，并且可进一步处理(例如，减少有害排放，和/或从废气90回收热量)。

在包括涡轮机(诸如燃气涡轮发动机100)的涡轮机械系统50的操作期间，捕获与其操作相关的信息以用于控制、监控和执行涡轮机械系统50的诊断。由控制器610捕获的数据可由HSR 630读取并且按批次登录。这些批次可由监控系统700通过监控连接系统710获取。监控系统700可用于监控和诊断涡轮机械系统50。监控系统700可向工程师或客户提供原始数据，统计数据、通知和推荐。监控系统700还可包括用于涡轮机械系统50和监控系统700的进一步分析和诊断的分析和诊断工具。

图8是用于远程监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机100)的方法的流程图。该方法包括在步骤912处在位于具有涡轮机械装置60的现场的监控连接系统710处从涡轮机械装置60周期性地接收传感器数据。传感器数据可包括与连接至与涡轮机械装置60相关联的系统和子系统的传感器有关的数据。传感器数据连同从涡轮机械装置60接收的任何其它数据可穿过防火墙650以防止远程进入涡轮机械装置60。传感器数据可包括多个标签，其包括标签名称、唯一标识符以及表示由传感器进行的测量的记录值。在一些实施例中，单个现场包括多个涡轮机械装置60。步骤912可包括同时从多个涡轮机械装置60接收传感器数据。

该方法还包括在步骤914处将传感器数据从监控连接系统710周期性地发送至与监控连接系统710远程定位的监控系统数据提供器720。监控系统数据提供器720可位于数据中心705处。步骤914可包括监控系统数据提供器720从一个或多个监控连接系统710接收用于多个涡轮机械装置60的传感器数据。

该方法可进一步包括在步骤916处通过监控装置800从监控系统服务器740请求传感器数据。该方法再进一步包括在步骤918处监控装置800周期性地从监控系统数据提供器720接收传感器数据。传感器数据可从监控系统数据提供器720行进至监控系统服务器740，然后到达监控装置800。使用多个监控系统服务器740作为中间装置可减少由监控系统数据提供器720使用的数据流和带宽，因为可通过相同的监控系统服务器740来完成多个连接向相同燃气涡轮发动机100请求传感器数据。

该方法还包括在步骤920处监控装置800确定用于多个分组中的每个分组的标签是否在传感器数据中。步骤920可包括确定用于多个分组中的每个分组的关键标签是否在传感器数据中并且将标签与传感器数据中具有关键标签的分组相关联。关键标签对每个分组均是唯一的。步骤920还可包括将传感器数据中的每个标签的唯一标识符与每个分组的关键标签的唯一标识符进行比较。所有可能的标签均可被映射并且与一个或多个关键标签相关联。分组模块812可使用标签映射来基于哪些关键标签可用来确定哪些标签可用。无论何时新系统或新标签可用于监控，标签映射均可被更新。

该方法还包括在步骤922处在监控装置800的输出显示器上周期性地显示至少一个可用分组，其包括该分组中的每个标签的标签名称和传感器值。步骤922可包括通过获取输出显示器的尺寸、确定每个分组的尺寸以及组织显示器内的分组以使得输出显示器上示出的空白空间量最小化来动态地显示具有至少第二可用分组的至少一个可用分组。多组分组可能可用于显示。步骤922还可包括检查在监控装置800处做出的输入选择，以确定要在输出显示器上显示哪一组分组。第二监控装置800可用于在与本文提供的相同或相似的步骤之后与第一监控装置800同时监控相同或不同的涡轮机械。

在一些实施例中，该方法还包括尤其基于所提供的传感器数据向涡轮机械系统50推荐服务或为涡轮机械系统50调度服务。

图9是用于监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机100)的事件的方法的流程图。该方法包括在步骤932处在位于具有涡轮机械装置60的现场的监控连接系统710处从涡轮机械装置60周期性地接收事件数据。事件数据可包括与和涡轮机械装置60相关联的系统和子系统的有关的事件的数据。事件数据连同从涡轮机械装置60接收的任何其它数据可穿过防火墙650以防止远程进入涡轮机械装置60。事件数据可包括多个标签，其包括标签名称、唯一标识符以及表示事件的当前值的布尔值。在一些实施例中，单个现场包括多个涡轮机械装置60。步骤932可包括同时从多个涡轮机械装置60接收事件数据。

该方法还包括在步骤934处周期性地将来自监控连接系统710的事件数据发送至与监控连接系统710远程定位的车队数据系统760。车队数据系统760可位于数据中心705处。事件数据可包括每个事件标签和每个标签的状态，或可仅包括那些包括最近已经改变的状态的事件标签。步骤934可包括将事件数据存储预定时间段。步骤934可包括车队数据系统760从一个或多个监控连接系统710接收用于多个涡轮机械装置60的事件数据。

该方法进一步包括在步骤936处通过监控装置800至少请求与在选定时间范围内发生的事件有关的数据。选定时间范围可等于或短于预定时间范围。该方法更进一步包括在步骤938处将至少与在选定时间范围内发生的事件有关的数据从车队数据系统760发送至监控装置800。在一些实施例中，请求并发送与预定时间范围有关的数据。在其它实施例中，仅请求并发送与选定时间范围有关的数据。

该方法还包括在步骤940处在监控装置800的输出显示器上显示至少与选定时间范围有关的数据。在一些实施例中，步骤940包括监控装置800过滤与预定时间范围相关的数据以仅显示与选定时间范围有关的结果。第二监控装置800可用于在与本文提供的相同或相似的步骤之后与第一监控装置800同时监控相同或不同的涡轮机械。

在一些实施例中，该方法还包括尤其基于所提供的事件数据向涡轮机械系统50推荐服务或为涡轮机械系统50调度服务。

图10是用于监控涡轮机械(诸如图1和2的燃气涡轮发动机100)的事件的方法的替代实施例的流程图。该方法包括在步骤952处在位于具有涡轮机械装置60的现场的监控连接系统710处从涡轮机械装置60周期性地接收事件数据。事件数据可包括与和涡轮机械装置60相关联的系统和子系统的有关的事件的数据。该方法可包括使事件数据连同从涡轮机械装置接收的任何其它数据行进通过防火墙650以防止远程进入涡轮机械装置60。事件数据可包括多个标签，其包括标签名称、唯一标识符以及表示事件的当前值的布尔值。在一些实施例中，单个现场包括多个涡轮机械装置60。步骤952可包括同时从多个涡轮机械装置60接收事件数据。

该方法还包括在步骤954处周期性地将来自监控连接系统710的事件数据发送至与监控连接系统710远程定位的车队数据系统760。车队数据系统760可位于数据中心705处。事件数据可包括每个事件标签和每个标签的状态，或可仅包括那些包括最近已经改变的状态的事件标签。步骤954还可包括车队数据系统760从一个或多个监控连接系统710接收用于多个涡轮机械装置60的事件数据。步骤932和952可同时为针对图9的方法和图10的方法这两者执行的单个步骤。类似地，步骤934和954可为针对图9的方法和图10的方法这两者执行的单个步骤。

该方法进一步包括在步骤956处车队数据系统760确定事件是否已经发生。步骤956可包括将最近接收到的事件数据的事件状态(诸如布尔值)与在事件数据中的每个标签的最近接收的事件数据之前的时间段中接收到的事件数据的事件状态进行比较。比较事件状态可包括检查标签中的布尔值，这些布尔值从表示非活动状态的值改变为表示活动状态的值。

该方法进一步包括在步骤958处向用户通知何时发生事件。步骤958还可包括通过将通知推送至监控装置800并在监控装置800的输出显示器上显示通知来通知用户、通过向用户发送通知的电子邮件来通知用户、通过向用户发送包括通知的文本消息或通过发送三种类型的通知的任何组合来通知用户。在实施例中，当事件的标签中的布尔值从不活动状态变为活动状态时，发送通知。对于至少在选定时间范围内以及事件数据包括与活动事件有关的数据时发生的事件，车队数据系统760可将事件数据发送至监控装置800。

该方法还可包括选择要接收哪种类型的通知。该方法可进一步包括选择如何接收通知。监控装置800可用于选择要接收哪些通知类型并选择如何将通知发送给用户。监控装置800可将那些选择发送给车队数据系统760并存储在车队数据存储装置766中。

在一些实施例中，该方法包括向监控装置800发送服务推荐、维护计划和提醒。这些推荐、调度表和提醒可由NRMI模块780起始或由授权用户(诸如车队管理者或工程师)起始。

图11是用于远程管理图1的涡轮机械系统50和监控系统700的方法的流程图。该方法包括在步骤982处监控涡轮机械系统50。步骤982可包括监控和诊断涡轮机械系统50的网络连接性，诸如监控连接系统710与外部网络(诸如互联网)的连接性。步骤982还可包括监控和诊断监控连接系统710从涡轮机械装置60的数据采集以及尤其是控制器610从涡轮机械系统50的传感器的数据采集。步骤982可进一步包括监控和诊断监控连接系统710的性能，诸如监控连接系统710的CPU利用率和磁盘使用率。步骤982还可包括监控和诊断涡轮机械系统50的一个或多个系统和子系统。监控涡轮机械系统50的系统和子系统可包括对传感器数据、事件数据、网络连接性状态和数据获取状态的分析。

该方法还包括在步骤984处监控监控系统700。步骤984可包括分别在监控系统数据提供器720和车队数据系统760处监控和诊断传感器数据和事件数据的数据公布。步骤984还可包括尤其监控和诊断监控系统数据提供器720、监控系统服务器740以及车队数据系统760的操作。步骤984可进一步包括监控和诊断用于监控装置800的服务的可用性，诸如用于实时查看模块810的传感器数据的可用性、用于装置事件模块830的事件数据的可用性以及NN模块764是否正在向监控装置800发送通知。

该方法进一步包括在步骤992处管理涡轮机械系统50。步骤992可包括故障排除、更新和维护监控连接系统710。更新监控连接系统710可包括诸如通过将更新从NRMI模块780加载至监控连接系统710将更新推送至监控连接系统710并更新连接系统模块712。该更新尤其可包括对连接系统模块712的配置的更新或对连接系统模块712的软件更新。步骤992还可包括连接系统模块712的远程初始设置。步骤992还可包括故障排除、更新和维护监控连接系统710和控制系统600的数据采集。步骤992可进一步包括故障排除、更新和维护涡轮机械系统50。更新和维护涡轮机械系统50以及监控连接系统710和控制系统600的数据采集可包括在涡轮机械系统50上推荐、调度和执行服务。

该方法更进一步包括在步骤994处管理监控系统700。步骤994可包括尤其是监控系统数据提供器720、监控系统服务器740和车队数据系统760的故障排除、更新和维护。更新可直接提供或可由DRMI模块880提供。步骤994还可包括故障排除、更新和维护监控装置800。更新和维护监控装置800可包括将实时查看模块810、装置事件模块830和DN模块850的更新提供给每个监控装置800。

监控连接系统710的远程管理可限于预选的授权用户。该方法可进一步包括认证监控装置800以确定用户是否被授权存取连接系统模块712并更新连接系统模块712。

可各自同时执行本文公开的各种方法。本领域技术人员应当明白，结合本文揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和算法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。为了清晰地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性部件、块、模块和步骤在上文已被大体上就其功能进行了描述。这种功能是实施为硬件还是软件取决于施加于整个系统的设计约束。对于每一个特定应用，本领域技术人员可以不同方式实施已描述的功能，但是这种实施决策不应当被理解为产生与本发明的范围的偏离。另外，将功能分组在模块、框或步骤内是为了便于描述。在不偏离本发明的情况下，具体功能或步骤可从一个模块或框移动。

结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块和模块可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其被设计用于执行本文描述的功能的任意组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器，但是在替代方案中，处理器可为任何处理器、控制器或微控制器。说明性的逻辑块和模块可包括具有控制模块612和映射模块614的控制器610、具有HSR 630、事件模块632、模拟模块634的HMI 620、具有连接系统模块712、连接系统网关714的监控连接系统710、监控系统服务器740、车队数据系统760、DRMI模块880、具有实时查看模块810、装置事件模块830、DRMI模块880的监控装置800等。处理器也可作为计算装置的组合来实施，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP芯的一个或多个微处理器或任何其它这样的配置。

结合本文公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件、由处理器执行的软件模块(例如，计算机的软件模块)中或这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质可联接到处理器使得处理器可从存储介质中读取信息，并向存储介质中写入信息。在替代方案中，存储介质可与处理器集成在一起。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。

提供了公开的实施例的上述描述以使本领域技术人员能够实现或使用本发明。这些实施例的各种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，且本文描述的一般原理可在不偏离本发明的精神和范围的情况下应用于其它实施例。因此，应当理解的是，本文呈现的描述和附图代表本发明当前优选的实施例，且因此表示由本发明宽泛预见的主题。还应当理解的是，本发明的范围完全涵盖对于本领域技术人员可以显而易见的其它实施例。

Claims (10)

1.一种监控包括多个传感器和控制器(610)的涡轮机械系统(50)的方法，所述控制器(610)周期性地从所述传感器收集传感器数据，所述传感器数据包括所述多个传感器的标签，所述标签中的每一个用于所述多个传感器中的一个传感器并且包括标签名称、唯一标识符和传感器值，所述方法包括：

在监控装置(800)处从监控系统服务器(740)周期性地接收所述传感器数据；

所述监控装置(800)通过确定用于所述多个分组中的每个分组的关键标签是否在所述传感器数据中并且将所述标签与所述传感器数据中具有所述关键标签的每个分组相关来确定用于所述多个分组中的每个分组的所述标签是否在所述传感器数据中，用于每个分组的所述关键标签对于所述分组是唯一的；以及

在所述监控装置(800)的输出显示器上显示所述多个分组中的至少一个分组，所述至少一个分组包括与所述显示的分组相关的所述标签中的每一个的所述标签名称和所述传感器值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多个分组中的每个分组的所述关键标签是否在所述传感器数据中包括将所述传感器数据中的所述标签中的每一个的所述唯一标识符与每一分组的所述关键标签的所述唯一标识符进行比较。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述监控装置(800)的所述输出显示器上显示所述多个分组中的至少一个分组包括动态地显示具有第二分组的所述至少一个分组。

4.根据权利要求3所述的方法，其中动态地显示具有所述第二分组的所述至少一个分组包括获取所述输出显示器的尺寸、确定所述至少一个分组中的所述标签的数量和所述第二分组中的所述标签的数量，并且组织所述至少一个分组和所述第二分组以最小化在所述输出显示器上示出的空白空间量。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述监控装置(800)处从所述监控系统服务器(740)周期性地接收第二涡轮机械系统(50)的第二传感器数据；

所述监控装置(800)通过确定用于所述多个分组中的每个分组的所述关键标签是否在所述第二传感器数据中并且将所述标签与所述第二传感器数据中具有所述关键标签的每个分组相关来确定用于所述多个分组中的每个分组的所述标签是否在所述第二传感器数据中；以及

在所述监控装置(800)的所述输出显示器上显示所述多个分组中的至少一个分组，所述至少一个分组包括与所述显示的分组相关的所述标签中的每一个的所述标签名称和所述传感器值。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于用户选定输入在所述输出显示器上显示一组分组，其中在所述输出显示器上显示所述一组分组包括在一列或多列中显示所述一组分组，其中所述显示器中使用的列数取决于所述输出显示器的宽度。

7.一种用于远程监控多个涡轮机械系统(50)的系统(700)，每个涡轮机械系统(50)包括连接至其的多个传感器和周期性地从所述传感器收集传感器数据的控制器(610)，所述传感器数据包括用于所述多个传感器中的每个传感器的标签，每个标签包括标签名称、唯一标识符和传感器值，所述系统(700)包括：

第一监控装置(800)，其从多个监控系统服务器(740)中的第一监控系统服务器(740)周期性地接收用于所述多个涡轮机械系统(50)中的第一涡轮机械系统(50)的所述传感器数据，所述第一监控装置(800)包括

第一分组模块，其确定在所述第一涡轮机械系统(50)的所述传感器数据内哪些关键标签能够使用，并且基于哪些所述关键标签能够使用将每个传感器的所述标签与分组相关，所述关键标签中的每一个对于单个分组是唯一的，以及

第一显示模块，其在所述第一监控装置(800)的第一输出显示器上显示第一组分组，所述第一组分组包括所述第一组分组中的每个标签的所述标签名称和所述传感器值；以及

第二监控装置(800)，其从所述第一监控系统服务器(740)周期性地接收用于所述第一涡轮机械系统(50)的所述传感器数据，所述第二监控装置(800)包括

第二分组模块，其确定在所述第一涡轮机械系统(50)的所述传感器数据内哪些所述关键标签能够使用，并且基于哪些所述关键标签能够使用将每个传感器的所述标签与所述分组相关，以及

第二显示模块，其在所述第二监控装置(800)的第二输出显示器上显示第二组分组，所述第二组分组包括所述第二组分组中的每个标签的所述标签名称和所述传感器值。

8.根据权利要求7所述的系统(700)，其中所述第一分组模块将每个关键标签的唯一标识符与所述传感器数据中的所述标签的所述唯一标识符进行比较，以确定所述传感器数据中哪些关键标签能够使用。

9.根据权利要求7所述的系统(700)，其中所述第一显示模块通过获取所述第一输出显示器的尺寸、确定所述第一组分组中的每个分组的尺寸以及组织所述第一组分组来动态地显示所述第一组分组，以使所述第一输出显示器上示出的空白空间量最小化。

10.根据权利要求7所述的系统(700)，进一步包括：

第三监控装置(800)，其从所述多个监控系统服务器(740)中的第二监控系统服务器(740)周期性地接收用于第二涡轮机械系统(50)的所述传感器数据，所述第二监控装置(800)包括

第三分组模块，其确定在所述第二涡轮机械系统(50)的所述传感器数据内哪些所述关键标签能够使用，并且基于哪些所述关键标签能够使用将所述标签与分组相关，以及

第三显示模块，其在所述监控装置(800)的第三输出显示器上显示第三组分组，所述第三组分组包括所述第三组分组中的每个标签的所述标签名称和所述传感器值。