CN110036418B - 护理装备和系统的性能参数化 - Google Patents

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Abstract

通过捕获、映射和/或结构化用于安装在系统中的设备的装备性能数据来对装备性能参数进行性能映射。这包括生成性能映射图，该性能映射图基于捕获操作条件的一组参数来概述装备的预期特征的性能参数行为。映射图上的每个性能参数表示在特定时间点采取的特定操作条件的操作点。在一个示例中，性能参数可以由一组个性化的参数系数来定义，该组个性化的参数系数又取决于瞬时操作条件。通过为设备单独地将性能映射图确定为系统的一部分，并且将该性能映射图与测试时间一起存储，可以执行诸如连续调试、监测和验证、预防性维护、故障检测和诊断、以及能源性能基准和长期检测之类的活动。

Description

护理装备和系统的性能参数化
相关申请的交叉引用
无。
技术领域
示例实施例一般涉及处理装备和系统，诸如加热通风和空气调节(HVAC)系统。
背景
建筑物加热通风和空气调节(HVAC)系统可包含中央冷冻水机器，其被设计成向空气调节单元提供冷水以降低空气在其循环回到调节空间之前离开调节空间的温度。
冷冻水机器可以包括有源和无源机械装备，它们协同工作以在将温返回水供应到分配电路之前降低温返回水的温度。
冷冻水机器可以具有多个设备和部件，每个设备和部件负责某些功能并且一起工作以实现共同的功能(诸如对期望的空间进行冷却)。由于这些组件中的一些或全部可以相互关联，因此当该机器操作时可能难以标识任何故障或折旧的特定来源。
鉴于下文中的示例实施例的详细描述，现有系统的其他困难是可以领会的。
发明内容
装备性能参数的性能映射图是通过生成性能映射图来完成的，该性能映射图基于捕获操作条件的一组参数来概述装备的预期特征性能参数行为。性能参数可以由一组个性化的参数系数来定义，该组个性化的参数系数又取决于瞬时操作条件。
通过在制造过程之后和运送之前设置的性能映射图，安装后的活动(诸如连续调试、监测和验证、预防性维护、故障检测和诊断、以及能源性能或流体消耗性能基准和长期检测)可以开始比当前过程更高的准确度；并且可以在装备的生命周期上完成更多的信息评估。
一示例实施例是一种用于捕获和映射用于安装在系统中的设备的装备性能数据的方法，该方法包括：结合在设备上执行的测试来确定该设备在影响性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的性能参数的模型值，其中每个模型值是代表该至少两个操作参数的操作点；将所确定的性能参数的模型值与所述确定的时间一起存储到存储器；并且当设备被安装在系统中时，针对至少两个操作参数来比较检测到的设备的性能参数的数值属性与所存储的经确定的性能参数的模型值。
另一示例实施例是用于捕获和映射装备性能数据的参数化系统，该参数化系统包括：用于安装在系统中的设备、存储器和至少一个控制器。该至少一个控制器被配置成：结合在设备上执行的测试来确定该设备在影响性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的性能参数的模型值，其中每个模型值是代表该至少两个操作参数的操作点，将所确定的性能参数的模型值与所述确定的时间一起存储到存储器，并且当设备被安装在系统中时，针对至少两个操作参数来比较检测到的设备的数值性质与所存储的确定的性能参数的模型值。
参数化系统可被用于审计、勘测和/或获取要安装在系统中的各个设备的参数。
附图说明
现在将藉由示例来作出对附图的参照，附图示出了本申请的示例实施例，并且其中：
图1A解说了向建筑物提供冷水的冷冻水机器的图形表征，可以对其应用示例实施例。
图1B解说了图1A中所示的冷冻水机器的各方面的另一图形表征。
图2解说了根据一示例实施例的对装配有10HP风扇电机的冷却塔建模的示例二维性能映射图。
图3A和3B解说了根据一示例实施例的对装配有1500kW额定压缩机的冷却器建模的示例二维性能映射图。
图4A和4B解说了根据一示例实施例的对装配有230HP电机的泵建模的示例二维性能映射图。
图5解说了根据一示例实施例的用于捕获、映射和/或结构化设备的装备性能数据以便安装在系统中的方法的流程图。
在不同图中可使用类似的参考标记来标记类似的组件。
具体实施方式
至少一些示例实施例一般涉及包括可能需要或可能不需要电力来操作的机械装备的系统。如本文所述在合适的情况下，有源机械装备可以描述需要电力来操作的机械装备。类似地，无源机械装备可以描述不需要电力来操作的机械装备。
至少一些示例实施例涉及工业意义上的过程、过程装备和系统，从而意味着使用输入(例如，冷水、燃料、气等)来输出(诸)产品(例如，热水、气)的过程。
一示例实施例是一种用于捕获和映射用于安装在系统中的设备的装备性能数据的方法，该方法包括：结合在设备上执行的测试来确定该设备在影响性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的性能参数的模型值，其中每个模型值代表该至少两个操作参数的操作点；将所确定的性能参数的模型值与所述确定的时间一起存储到存储器中；并且当设备被安装在系统中时，针对至少两个操作参数来比较检测到的设备的性能参数的数值属性与所存储的经确定的性能参数的模型值。
另一示例实施例是用于捕获和映射装备性能数据的参数化系统，包括：用于安装在系统中的设备、存储器和至少一个控制器。至少一个控制器被配置成：结合在设备上执行的测试来确定该设备在影响性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的性能参数的模型值，其中每个模型值是代表该至少两个操作参数的操作点，将所确定的性能参数的模型值与所述确定的时间一起存储到存储器，并且当设备被安装在系统中时，针对至少两个操作参数来比较检测到的设备的数值属性与所存储的经确定的性能参数的模型值。
图1A解说了根据示例实施例的HVAC系统(诸如冷冻水机器100)的一种此类配置。如图1A中所示，冷冻水机器100可包括例如：一个冷冻水泵102、一个冷冻器120、一个冷凝器水泵122和两个冷却塔124。在示例实施例中，在每个装备类别内可以存在更多或更少数量的设备。在一些示例实施例中，其他类型的装备和旋转设备可包括在冷冻水机器100中。
所解说的系统可用于提供建筑物104(如图所示)、校园(多个建筑物)、交通工具、车间、发电机、热交换器、或其他合适的基础设施或负载。每个控制泵102可包括一个或多个相应的泵设备106和用于控制每个泵设备106的操作的控制设备108。该特定循环介质可以取决于特定应用而变化，并且可以例如包括乙二醇、水、气、燃料，等等。例如，冷却器120可以包括至少一个冷凝器和蒸发器，如本领域所理解的。每个冷却塔124可被制成特定尺寸和配置成通过蒸发的方式来提供冷却，并且可以例如包括相应的风扇。在一示例实施例中，每个冷却塔124可包括一个或多个单元。
冷冻水机器100可被配置成为建筑物104的空气调节单元提供冷水以降低空气在其循环回到调节空间之前离开调节空间的温度。冷冻水机器100可以包括有源和无源机械装备，它们协同工作以在将温返回水供应到分配电路之前降低温返回水的温度。
参照图1B，冷冻水机器100可包括与辅助循环系统处于热连通的接口118，例如经由冷却器120(图1A)。冷冻水机器100可包括一个或多个负载110a、110b、110c、110d，其中每一负载可以是基于空调要求、HVAC、管道等的不同使用要求。每一双向阀112a、112b、112c、112d可被用来管理送给每一相应负载110a、110b、110c、110d的流速。在一些示例实施例中，随着跨负载的压差降低，控制设备108通过增加泵设备106的泵速以维持或达到压力设定点来对这一变化进行响应。如果跨负载的压差增加，控制设备108通过降低泵设备106的泵速以维持或达到压力设定点来对这一变化进行响应。例如，在一些示例实施例中，适用负载可以表示由冷却器120提供的冷却线圈，每个冷却线圈具有相关的阀。
仍然参考图1B，每一控制泵102的输出属性可被控制例如以在由外部传感器114表示的或检测到的组合输出属性处达到压力设定点，在建筑物104的负载点处示出。外部传感器114表示或检测所有控制泵102的各单独输出属性在负载处的聚集或总和(在此情形中，是流量和压力)。在一示例性实施例中，关于控制泵102的本地流量和压力的信息也可由相应的传感器130来表示或检测到。本文更详细地描述了其他示例操作参数。
一个或多个控制器116(例如，处理器)可被用来协调冷冻水机器100的一些或所有设备的输出流。在一些示例实施例中，一个或多个控制器116可以包括主集中控制器，和/或可以在一些示例实施例中具有分配给冷冻水机器100的整个系统中的一个或多个设备的一些功能。在一示例实施例中，控制器116由执行存储在存储器中的指令的处理器来实现。在示例实施例中，控制器116被配置成控制负载(110a、110b、110c、110d)和/或阀(112a、112b、112c、112d)或与其连通。
在一示例实施例中，通过性能参数跟踪进行装备建模的架构可被部署在数据记录结构上、或者由执行存储在非瞬态计算机可读介质中的指令的控制器或处理器实现的控制管理系统上。可以将先前存储的由计算机可读介质存储的装备性能参数与实时性能参数值进行比较和对比。
在一些示例实施例中，通过模型值的方式对每个设备性能的性能参数进行建模。在一些示例实施例中，模型值是离散值，其可被存储在表、映射图、数据库、元组、矢量或多参数的计算机变量中。在一些其他示例实施例中，模型值是性能参数的值(例如，该特定性能参数的标准测量单位，诸如以英制或SI度量)。
在一些示例实施例中，模型值是性能参数的系数。设备系数被用于规定每个装备群类别中各个单元的行为响应。每个装备类别中的每个独立单元可以通过对应于一组特定的转录所讨论的行为参数的操作条件而对每个系数归因来单独地被建模。装备系数可被用于直接比较或作为一个或多个等式的一部分来对行为参数建模。可以理解，各个单元可以具有不同的个体行为参数，并且可以根据示例实施例来单独地被建模和被监视。
规定机械装备效率性能的数学模型具有使方程参数化的常数和系数。在制造时指定这些系数，并且跟踪它们在机械物品的整个生命周期准确预测实时性能的能力(以允许预防性维护、故障检测、安装和调试验证)，以及能量性能或流体消耗性能基准和长期检测。
在一示例实施例中，依赖于基于系数的机器建模架构的控制方案可被配置成优化单个装备或整个系统的能量消耗或流体消耗，并且在包括中央冷却机器的装备的生命周期中进行监控。随后可以随着建筑物、机器和户外环境条件随时间变化来调整这些能量控制系数。
在一示例实施例中，冷却器120的行为参数被建模为相对于其在设计操作条件处已知行为响应的若干操作参数之一乘以归因系数的函数。此关系在数学上表征为：
Figure BDA0002080099780000062
其中：
PARAMXperf＝特征行为参数(从操作参数之一中选择的)；
XOP＝操作参数集合：[冷冻水供应温度，冷冻水返回温度，进入冷凝器水温，离开冷凝器水温，蒸发器流量，冷凝器流量，制冷剂压差，温差，功率，活动冷却器数量]；
A(XOP)＝单个系数乘数，其在给定的操作条件[XOP]处参数化装备行为响应；以及
PARAMDD＝已知在设计日条件下的特征参数响应。
在一示例实施例中，每个泵102、122和冷却塔124的风扇的行为参数被建模为相对于其设计操作参数(条件)的若干其相应的操作参数(条件)之一上升到归因系数次幂的函数。此关系在数学上表征为：
Figure BDA0002080099780000061
其中：
PARAMXperf＝特征行为参数(从操作参数之一中选择的)；
XOP＝操作参数集合，例如：[叶轮速度，泵头压力，功率，湿球温度等...]；
A(XOP)＝单个系数乘数，其在给定的操作条件处参数化装备行为响应；
B(XOP)＝单个系数乘数，其在给定的操作条件处参数化装备行为响应；以及
PARAMDD＝已知在设计条件下的参数响应。
在一示例实施例中，系数可被存储为多参数计算机变量。在一示例实施例中，系数可被存储为一个或多个N维表或映射图。在一示例实施例中，系数可被存储为一个或多个数据库、或者存储为矢量或元组。
使用针对冷冻水机器100内的所有无源和有源机械装备所记录的行为参数，可以为每个装备群类别以及每个装备群内的每个单元构建性能映射图。
在冷却塔124的情形中，多维性能映射图可以在给定一组特定操作条件的情况下描绘期望的行为参数。所有可能的操作条件的跨度定义了多维性能映射图的边界。
图2解说了对装配有10HP风扇电机的冷却塔124进行建模的示例二维性能映射图200。图2还解说了示出了测试时间的时戳206、序列号208，它们与映射图一起存储在存储器中。其中，功率汲取(kW)是所选择的建模行为参数。风扇速度和户外温度作为边界操作参数。例如，图2中的二维冷却塔性能映射图200解说了通过例如若干可能的操作参数(条件)中的两者(风扇电机202的速度百分比和环境温度204(以华氏为单位))来映射的功耗行为参数。
在图2所示的示例中，参考以上的等式2，PARAM_DD将对应于冷却塔124被设计成由设计者来操作的操作条件。将考虑表格单元中的值为Param_xperf。例如，冷却塔124可被设计成在85F以100％的风扇速度来操作。所以在此情形中，PARAM_DD＝10kW。在该示例中，在100％的速度下，风扇总是以10kW来操作；而不管温度如何。但是请注意，随着温度的升高，这对于所有其他的风扇速度不为真；相反，消耗的功率如图2中所示的映射图所指示的发生变化。
例如，具有50％的风扇速度，在73F时PARAM_xperf＝1.63，并且在53F时PARAM_xperf＝1.29。在此情形中，PARAM_DD保持不变，其中温度＝85，速度＝100，并且PARAM_DD＝10。
在用于(诸)冷却塔124的一些示例实施例中，至少一个操作参数包括：每个冷却塔有效容积的接触空气-水区域，相对冷却塔容积，进入水温，离开水温，湿球温度，消耗的功率，流体损失，水流量和/或空气流量。
类似地，可以为用于冷却器120和泵102、122的期望的行为参数构建性能映射图，其基于一组尺寸操作条件对装备输出进行制表。
图3A和3B解说了对装配有1500kW额定压缩机的冷却器120进行建模的示例二维性能映射图300。其中，功率汲取(kW)是所选择的建模行为参数。在该示例中，冷却器负载百分比302和温度差304(以华氏为单位)用作边界操作参数。
在冷却器120的一些示例实施例中，至少一个操作参数包括：水流量、制冷剂流量、蒸发器进入温度、蒸发器离开温度、冷凝器进入温度、冷凝器离开温度、制冷剂压差、消耗的功率、和/或活动单元数量。
例如，活动单元的数量可以指对于感兴趣的冷却器120的泵站而言为开启(“活动”)的冷凝器水泵122的数量。随着更多的泵122变得活动，泵站的总功耗也在增加。作为标准做法，如果连续被启动的泵被指定为以相同的RPM(速度)来操作，则尤其如此。系统顺序“启用”和“停用”泵的方式可以对一段时间内消耗的能量产生影响。所描述的装备性能过程的映射可以允许参考这些性能映射图的监督优化模块来例如评估和优化控制器自动化。在其他示例实施例中，如适用，活动单元的数量可以指其他类型的泵102或活动设备。
图4A和4B解说了对装配有230HP电机的泵102进行建模的示例二维性能映射图400。其中，功率汲取(kW)是所选择的建模行为参数。流速(设计流量百分比402)和叶轮速度(叶轮速度百分比404)用作边界操作参数。
例如，在图4A和4B的情形中，参考以上的等式1，可以选择泵102按100％的速度来提供100％的流量(例如，即可以如何为应用选择泵)，具有相应的174kW的功耗(PARAM_DD)。然而，在其他操作条件下，例如48％的流量、按50％的速度消耗13kW(PARAM_xperf)，消耗的功率被描述为PARAM_xperf。在此情形中，设计日条件是所有可能的操作条件的子集。
在一示例实施例中，映射图400包括“N/A”值(空值)，其表示将永不发生或将不可能发生的操作参数。
在针对泵102、122的一些示例实施例中，至少一个操作参数包括：水流量，叶轮速度，泵头压力，泵轴功率汲取，活动单元的数量，x、y和z平面中的振动，和/或噪音水平。注意，在一些示例实施例中，可以使用幅度和频率中的至少一者来量化振动。
关于装备性能映射图，在示例实施例中，n维操作参数可被用于在操作时表征机械物品的特征性能参数。给定一组n参数坐标，该映射图标定了该装备的特征性能参数的预期利用率。
性能映射图可以在运送前、制造后的工厂测试时生成。在安装之后，将每个设备的性能与映射图进行实时比较。按此方式，诊断、检测和性能验证过程可以轻松地检测到设备性能降级，并在可能发生灾难性故障或可能发生浪费的能源消耗之前触发来自本地或远程操作管理器的补救响应。
图5解说了根据示例实施例的用于捕获、映射和/或结构化设备的装备性能数据以便安装在系统中的方法500的流程图。例如，该设备可以是安装在冷冻水机器100中的每个单独设备(图1A)。在一示例实施例中，用于每个设备的性能参数的模型值可以在制造之后和运送之前初始地被确定，其单独地参数化该特定装备的行为和性能。这可以在概念上被认为是在特定的时间点拍摄该特定设备的特定性能的快照。
参数化实现了建模、预测性能和其他操作观察。在设备的生命周期期间的任何时间，出于诊断目的，瞬时快照可以与运送时所记录的原始工厂测试的快照并置。可以在特定设备的生命周期内进行进一步的快照，以便可以与一个或多个先前的快照进行比较。
换言之，每个单独的装备将具有其自己的类似于在特定时间点拍摄的快照的一组性能参数、以及效率系数。可以在不同时间测量这些参数和/或系数以查看随时间所发生的变化。
装备模型值是若干行为和性能评估工具的集合聚集，其表征机械装备执行它们旨在完成的任务的方式和执行。在一示例实施例中，这些模型值可以包括以下特征中的至少一者或两者：装备效率系数和装备性能映射图。
仍然参考图5，在示例实施例中，方法500用于捕获、映射和参数化要安装在系统(诸如冷冻水机器100或其他HVAC系统)中的每个单独设备的性能。在事件502，制造用于系统的设备，诸如泵102、122，冷却器120和冷却塔124(图1A)。可以理解的是，在一些示例实施例中，这些设备可以在不同的制造设施和不同的时间被制造。在一些示例实施例中，测试设施可以位于制造设施、场外或位于安装地点。在适用的情况下，方法500的一些方面可以由一个或多个控制器来执行。在一示例实施例中，中央控制器116被用于执行该方法的各方面。在另一示例实施例中，多个控制器和/或多方被用于执行该方法。
在事件504，在设备的制造之后并且在设备的安装或运送之前，测试每个设备以确定模型值，例如，以标准测量单位表示的系数或值。例如，可以在测试设施中测试每个设备，其中可以将即时操作参数控制在特定操作点，并且随后在其他特定操作点的每个操作参数的范围内变化。例如，性能参数(诸如消耗的能量)的值分别在图2、3A和3B、以及4A和4B中示出的映射图200、300、400中被解说。在另一示例中，可以存储针对系数的映射图以用于以上的等式1和2。对于每个设备，在一示例实施例中，事件504包括在影响性能参数的至少两个操作参数的操作范围上测试设备的性能参数的模型值(例如，系数或值)。例如，测试可以包括在不同的特定操作点处在该范围上改变操作参数。例如，测试可以包括保持一些操作参数恒定，同时改变一个或多个其他操作参数以导致不同的操作点，并且随后通过改变下一个感兴趣的操作参数来执行类似的测试。可以通过对每个操作点按标准单元来存储这些值或通过从这些测试值中的每一者来计算系数以便确定模型值。因此，模型值可被存储为与每个操作点相关联的离散值。
每个模型值代表至少两个操作参数的操作点。可以理解，在一示例实施例中，可以在N维映射图、数据库、矢量、元组或多参数计算机变量中映射两个以上的操作参数。例如，可以通过使用等式1的反算来确定系数。可以通过推断何时存在多个系数(诸如在等式2的情形中)来确定这些系数。在该多系数等式的情形中，推断可以使用许多Xperf值作为反向计算的系数(例如，对于2个未知数至少2个方程)。可以推断出反向计算的{A,B}系数以覆盖性能映射图的区域；而非单个元素图的阵列条目。这提供了对实现简单性和要求的实现所需的RAM/ROM资源的增益的准确性的权衡。
在事件506，方法500包括在存储器中存储性能参数的模型值，该模型值可以是该性能参数的所确定的系数或所确定的值中的至少一者或两者。在一示例实施例中，该数据可以最初地存储在一个存储器中(诸如在原始生产设施处)，并且该数据被发送并存储到另一个存储器，该存储器可被整个冷冻水机器100或整个系统的控制器116所读取。
在一示例实施例中，测试时间也被存储到与特定设备相关联的存储器。所存储的时间可以是测试的实际时间和/或日期，和/或可以是诸如“在运送之前测试的”之类的通用陈述。例如，参见时戳206，其显示日期和通用陈述，并且其与图2中的映射图200一起被存储。
仍然参考事件506，在一示例实施例中，针对设备的唯一设备标识符(诸如序列号208或字母数字标识符)可以与性能参数的系数/值相关联地存储在存储器中。因此，例如，同一时间的每个单独设备可以用其自己的性能参数的系数或值来建模。
在事件508，将设备运送到目的地，诸如要安装设备的建筑物104(图1A)的位置。在事件510，设备被安装在冷冻水机器100中。冷冻水机器100随后在该设备操作时正常操作。系统中一个设备的操作将影响其他设备的操作。类似地，系统中一种类型设备的操作将影响其他类型设备的操作。
通常，冷冻水机器100将受制于N维操作参数的范围。事件512处的方法500包括针对每个设备来检测N维操作参数处的性能参数的数值属性。如适用，检测数值属性可以包括直接测量或计算/推断。这允许测量或计算性能参数的系数或值。例如，可以从性能参数的测量值来实时地反向计算或推断这些系数。
传感器可被用于测量适用的信息并用于响应于所测量的信息而提供数据。在一示例性实施例中，来自传感器的数据可以是以标准测量单位表示的值。例如，图1B中解说了一些示例传感器114、130。这允许控制器116实时地建模、监视、审计、调查、获取和/或检测操作参数和性能参数，并且因此控制器116可以实时地提供适用的响应。
在事件522，所确定的数值属性也可以作为模型参数被存储在存储器中。在一示例实施例中，这些更近的模型参数可以作为映射图，与获取时间和该设备的唯一标识符一起被存储。
在事件514，方法500包括将检测到的每个设备的性能参数的数值属性与先前存储的性能参数的模型值中的任一者、一些或全部进行比较。在一示例实施例中，这可以包括从存储器读取先前存储的数据，该数据是在事件506和/或事件522处接收或生成的。
在事件516，比较可以包括计算差值，诸如减法或比率的计算或百分比差的计算。将检测到的数值属性与任一先前建模的值进行比较，例如使用预定的规则或标准。如果所有设备的差值在阈值内(如果“否”)，则该方法循环至事件512，其中要进行进一步的测量和比较。如果设备之一超过该阈值(如果“是”)，则在事件518，可以将警报或状态通知输出到显示屏或发送到另一个通信设备。可以将警报的细节存储到存储器中以供将来的记录和分析。因此，可以确定哪个特定设备具有潜在故障，并且可以采取进一步的行动。例如，在事件520，可以响应地替换或修复特定设备。如果替换该设备，则在一示例实施例中，在运送之前预先确定并存储新设备的性能参数(例如，事件504)。如果修复该设备，则可以执行测试以确定其新的性能参数，类似于事件504。那些新的性能参数可以被存储(类似于事件506)并且用于事件514处比较的目的。
在一示例实施例中，事件516处的阈值被预先选择并且可以是固定的。在一些其他示例实施例中，事件518处的阈值可以根据诸如设备的合理磨损和年龄之类的因素而改变。在一示例实施例中，阈值取决于模型参数的存储时戳与当前检测到的数值属性的时间之间的时间差。对于较小的时间差，阈值可以较低，而对于较大的时间差，阈值可以较高。
在一示例实施例中，可以在不同时间所采集的建模值之间进行映射图到映射图的比较。例如，可以在两个不同时间拍摄的两个不同的映射图之间比较在相同的操作参数处获取的一个或多个性能参数。
参考映射图200、300、400(图2、3A、3B、4A、4B)，在一示例实施例中，不需要针对所有的操作参数测试图中的每个单独值。相反，确定映射图的离散值可以包括通过在一些但不是所有的相对于操作参数的操作范围上操作设备来测量性能参数的一些系数/值的值。对于剩余值，可以使用数学例程来推断或计算这些值，例如通过基于测量值来内插或外插至少一些性能参数的系数或值。例如，这可以通过直线、二次、指数或通过其他形式的内插/外插来完成。在一示例实施例中，等式1或2可被用于辅助内插/外插映射图的剩余缺失值。在一示例实施例中，可以提前执行内插/外插，例如在图5的事件504期间。在另一示例实施例中，可以在图5的事件514期间实时地执行内插/外插，其中在系统中的设备的实际操作期间计算缺失值。例如，可以实时地计算缺失的系数/值以确定在两个经填充的映射图单元之间可能存在的实际测量的操作参数的系数/值。
同样，通过将模型值存储为映射图中的离散值，可以容易地存储和读取复杂的多参数值以便在操作期间进行实时比较。
此外，例如，映射图上的一些值将在操作参数的操作范围之外，并且可能是不切实际或不可能的，并且可以用空变量或“N/A”来指示。不需要测试这些操作参数的性能参数的模型值，从而节省时间和资源。如果确实发生这些条件，则在示例实施例中，可以根据需要来外插适用的模型值。
在一些示例实施例中，再次参考事件522，这可以包括在系统操作期间将所确定的性能参数的数值属性连同相应的测量到的操作参数(例如作为图)和设备的唯一标识符一起存储到存储器。在事件522处的该存储可以在不同的时间点来执行，诸如周期性地、每天、每周、每月、每年等。相应地，可以生成设备寿命的持续日志以查看趋势并确定何时发生故障。例如，对于一些设备可以预期正常的磨损或劣化，而剧烈的变化可导致输出警报。
在具有将每个单独设备的性能参数的模型值存储在冷冻水机器100中的能力的情况下，该信息可以在不同时间被用于诸如优化和控制冷冻水机器100中的集合设备之类的应用。例如，可以在整个系统的模型中优化诸如消耗的能量或消耗的流体之类的可消耗变量。随后可以随时间调整模型的这些能量控制系数/值，例如当各个设备降级或变得损坏时或者如果环境条件或设计日改变时。在一示例实施例中，可以使用和更新设备的模型，例如使用申请人的PCT专利申请No.PCT/CA2013/050868(公开为WO 2014/089694，其通过引用并入本文)中描述的一种或多种方法或系统。
在一些示例实施例中，系统中感兴趣的设备可以包括无源机械设备。用于此的示例操作参数(其中一个被选择作为性能参数)包括：通过设备的流体(例如空气或水)、跨设备的压差、环境或设备温度、通过设备所损失的能量等。
再次参考图1B，在一些示例性实施例中，图1B中示出的系统可以代表具有适当的适应性的加热循环系统(“加热机器”)。该供热机器可包括与辅助循环系统进行热通信的接口118。在一示例中，控制阀管理至加热元件(例如，负载)的流速。控制设备108可以通过增加或降低泵设备106的泵速以达到指定输出设定点来对供热元件的变化进行响应。
再次参考图1A，泵设备106可采取具有可变速控制的泵的各种形式。在一些示例实施例中，泵设备106至少包括容纳泵设备106的密封箱，该泵设备至少限定用于接收循环介质的输入元件和用于输出循环介质的输出元件。泵设备106包括一个或多个可操作元件，包括能根据控制设备108来可变地控制以按可变速度转动的可变电机。泵设备106还包括可操作地耦合到电机且基于电机的速度来旋转以使循环介质进行循环的叶轮。取决于泵设备106的类型，泵设备106可进一步包括附加的合适的可操作元件或特征。泵设备106的一些设备属性(诸如电机速度和功率)可由控制设备108来自检测。
再次参考图1A，每一控制泵102的控制设备108可包括内部检测器或传感器，在本领域中通常称为“无传感器”控制泵，因为不需要外部传感器。内部检测器可被配置成自检测例如设备属性，诸如泵设备106的功率和速度。其他输入变量可被检测。泵设备106的泵速可独立于内部检测器被改变以达到泵设备106的压力和流量设定点。程序映射图可被控制设备108使用来将检测到的功率和速度映射到所得的输出属性，诸如头输出和流量输出。
各参数之间的关系可以通过特定亲缘关系法则来近似，这可受体积、压力、以及制动马力(BHP)的影响。例如，对于推进器直径的变化，在恒定速度的情况下：D1/D2＝Q1/Q2；H1/H2＝D12/D22；BHP1/BHP2＝D13/D23。例如，对于速度的变化，在恒定推进器直径的情况下：S1/S2＝Q1/Q2；H1/H2＝S12/S22；BHP1/BHP2＝S13/S23。其中：D＝推进器直径(Ins/mm)；H＝泵头(Ft/m)；Q＝泵容量(gpm/lps)；S＝速度(rpm/rps)；BHP＝制动马力(轴功率-hp/kW)。
在本公开的示例实施例中可以作出各个变型。一些示例实施例可被应用于任何可变速设备，且不限于可变速控制泵。例如，一些附加实施例可以使用不同的参数或变量，且可以使用两个以上参数(例如，三维映射图上的三个参数或N维映射图上的N个参数)。一些示例实施例可被应用于取决于两个或更多个相关参数的任何设备。一些示例实施例可包括取决于参数的变量或诸如液体、温度、黏度、吸入压力、地点高度和操作中的设备或泵的数量之类的变量。
在各示例实施例，在适当时，每一所解说的框或模块可以表示软件、硬件、或硬件和软件的组合。此外，一些框或模块可以在其他示例实施例中被组合，且更多或更少的框或模块可存在于其他示例实施例中。此外，在其他实施例中，框或模块中的一些可被分成多个子框或子模块。
尽管各实施例中的一些按方法来描述，但本领域普通技术人员将理解，各实施例也涉及各种装置，诸如包括用于执行所描述的方法的各方面和特征中的至少一些的组件的服务器装置，这些组件是硬件组件、软件、或这两者的任何组合、或者是任何其他形式。此外，用于与该装置一起使用的制品(诸如其上记录有程序指令的预记录的存储设备或其他类似地非瞬态计算机可读介质)或携带计算机可读程序指令的计算机数据信号可以引导装置促进所描述的方法的实现。应当理解，这样的装置、制品、和计算机数据信号也落在本公开的示例实施例的范围内。
尽管以上示例中的一些被描述成按特定次序发生，但本领域技术人员将领会，消息或步骤或过程中的一些可以按不同的次序来执行，只要任何给定步骤的经改变的次序的结果将不阻止或削弱后续步骤的发生。此外，在其他实施例中，上述消息或步骤中的一些可以被移除或组合，且在其他实施例中，上述消息或步骤中的一些可被分成多个子消息或子步骤。更进一步，在必要时，所述步骤中的一些或全部可被重复。被描述为方法或步骤的各元素类似地适用于系统或子组件，且反之亦然。
在示例实施例中，一个或多个控制器可以由例如以下系统中的一者或多者来实现或来执行：个人计算机(PC)、可编程逻辑控制器(PLC)、微处理器、因特网、云计算、大型机(本地或远程)、移动电话或移动通信设备。
本文中所使用的术语“计算机可读介质”包括可储存指令、程序步骤等的任何介质，以供计算机或其他计算设备使用或执行，计算机可读介质包括但不限于：磁性介质(诸如磁盘、盘驱动器、磁鼓、磁光盘、磁带、磁核存储器，等等)；电存储(诸如任何类型的随机存取存储器(RAM)，包括静态RAM、动态RAM、同步动态RAM(SDRAM)，只读存储器(ROM)，任何类型的可编程只读存储器，包括PROM、EPROM、EEPROM、闪存、EAROM、所谓的“固态盘”、任何类型的其他电存储，包括电荷耦合器件(CCD)或磁泡存储器，任何类型的便携式电子数据携带卡，包括紧凑闪存、安全数字(SD-卡)、存储器棒，等等)；以及光学介质，诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘。
可以作出一些示例实施例的变体，这些变体可包括以上示例实施例的任何示例实施例的组合和子组合。以上呈现的各个实施例仅仅是示例且决不旨在限制本公开的范围。本文中所描述的发明的各个变体对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言是显而易见的，这样的变体在本公开的预期范围之内。具体而言，来自上述实施例中的一者或多者的特征可以被选择来创建包括没有在以上显式地描述的特征子组合的另选实施例。另外，来自上述实施例中的一者或多者的特征可以被选择并组合来创建包括没有在以上显式地描述的特征组合的另选实施例。在将本公开作为整体进行审阅的基础上，本领域技术人员可以显见适于这样的组合和子组合的特征。本文中所描述的主题旨在涵盖和包括所有合适的技术变化。
可以对所描述的实施例进行某些适应和修改。因此，以上所讨论的实施例被认为是解说性而非限制性的。

Claims (34)

1.一种用于捕获和映射用于安装在系统中的多个设备的装备性能数据的方法，至少所述方法中的一些或全部由至少一个控制器来执行并且包括：
对于每个设备：
通过执行所述设备上的测试来确定在影响所述设备的性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的所述性能参数的模型值，其中每个模型值代表所述至少两个操作参数的操作点，所述测试在所述设备的制造之后和安装之前来执行，
将所确定的所述性能参数的模型值与所述确定的时间和所述设备的唯一设备标识符一起存储到存储器中，以及
当所述设备被安装在所述系统中时，针对所述至少两个操作参数，检测所述设备的所述性能参数的数值属性，并且将所述检测到的数值属性作为所确定的模型值与所述检测的时间一起存储到所述存储器，
当所述设备被安装在所述系统中时，从不同的时间点将所述检测到的数值属性与所存储的经确定的所述性能参数的模型值进行比较；以及
响应于所述比较，对于满足标准的任一所述设备，输出警报或将所述警报发送到通信设备；
其中至少一个所述设备是无源机械装备并且至少一个所述设备是有源机械装备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试进一步在所述设备的运送之前被执行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所述至少两个操作参数，所述系统中一个设备的操作影响所述系统中至少一个其他设备的操作。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统包括冷冻水机器、加热循环系统或加热通风和空气调节(HVAC)系统。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个模型值包括所述性能参数的以标准测量单位为单位的值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型值包括系数。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述系数在数学上修改了所述设备的额定性能参数值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述额定性能参数值是设计日性能参数值。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述系数包括所述设备的所述额定性能参数值的乘数或指数中的至少一者或两者。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储器存储一个或多个等式，并且其中所述系数用于在所述一个或多个等式中的使用。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定进一步包括通过在针对所述至少两个操作参数的至少一些所述操作范围上操作所述设备来测量以测量所述性能参数的以标准测量单位为单位的值。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述确定进一步包括基于所述测量值来内插或外插至少一些所述性能参数的所述模型值。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了所述比较，一个或多个相应的传感器被配置成：当所述设备被安装在所述系统中时，提供所述设备的所述至少两个操作参数的数据和/或所检测的所述性能参数的数字属性的数据。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能参数包括由所述设备消耗的能量。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准包括超过所安装的设备的一个或多个检测到的所述性能参数的数值属性与一个或多个所存储的经确定的所述性能参数的模型值之间的阈值差。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准是在两个或更多个所述不同时间点上的趋势。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括响应于所述警报而修复或替换所述设备。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备包括机械设备、旋转设备、和/或需要电力来操作的设备。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备包括泵，其中所述操作参数中的至少一者包括以下至少一者或全部：水流量、叶轮速度、泵头压力、泵轴功率汲取、活动单元的数量、振动、和/或噪音声级。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备包括冷却器，其中至少一个所述操作参数包括以下至少一者或全部：水流量、制冷剂流量、蒸发器进入温度、蒸发器离开温度、冷凝器进入温度、冷凝器离开温度、制冷剂压差、消耗的功率、和/或活动单元数量。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备包括冷却塔，其中所述至少一个操作参数包括以下至少一者或全部：每个冷却塔有效容积的接触空气-水区域、相对冷却塔容积、进入水温、离开水温、湿球温度、消耗的功率、流体损失、水流量、和/或空气流量。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型值是离散值。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型值作为一个或多个表或多维映射图被存储在所述存储器中。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个模型值与所述至少两个操作参数的相应值关联地存储在所述存储器中。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个模型值作为多参数计算机变量、数据库、矢量或元组被存储在所述存储器中。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所安装的设备的所述性能参数的所述数值属性是通过按标准测量单元以测量所述性能参数的值来执行的。
27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能参数是所消耗的功率。
28.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个所述操作参数是振动。
29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个操作参数是速度参数和温度参数，并且所述性能参数是所消耗的功率。
30.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个操作参数是负载参数和温度参数，并且所述性能参数是所消耗的功率。
31.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个操作参数是速度参数和流量参数，并且所述性能参数是所消耗的功率。
32.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个操作参数包括户外环境条件。
33.一种用于捕获和映射装备性能数据的参数化系统，包括：
多个用于安装在系统中的设备，其中至少一个所述设备是无源机械装备并且至少一个所述设备是有源机械装备；
存储器；以及
至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置成：
对于每个设备：
结合在所述设备上执行的测试来确定在影响所述设备的性能参数的至少两个操作参数的操作范围上的所述性能参数的模型值，其中每个模型值代表所述至少两个操作参数的操作点，所述测试在所述设备的制造之后和运送之前来执行，
将所确定的所述性能参数的模型值与所述确定的时间和所述设备的唯一设备标识符一起存储到所述存储器中，以及
当所述设备被安装在所述系统中时，针对所述至少两个操作参数，检测所述设备的所述性能参数的数值属性，并且将所述检测到的数值属性作为所确定的模型值与所述检测的时间一起存储到所述存储器，
当所述设备被安装在所述系统中时，从不同的时间点将所述检测到的数值属性与所存储的经确定的所述性能参数的模型值进行比较；以及
所述至少一个控制器被进一步配置成：响应于所述比较，对于满足标准的任一所述设备，输出警报或将所述警报发送到通信设备。
34.一种用于捕获和映射装备性能数据的参数化系统，包括：
多个用于安装在系统中的设备；
存储器；以及
至少一个控制器，其被配置成执行如权利要求1至32中任一项所述的方法。
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