CN111971631B - 用于工业机器的灵活且可扩展的监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种灵活监测系统和对应的使用方法。该系统可包括包含背板的基座，以及通信地耦接到该背板的一个或多个电路。这些电路能够被设计成具有通用架构，该通用架构可编程以执行不同的预先确定的功能，诸如输入、输出和处理。通过将灵活监测系统的功能分成不同的电路，能够通过以不同的组合布置已经创建的部件来快速开发灵活监测系统的新的具体实施。多个基座也能够以在相应的基座之间建立共用背板的方式通信地耦接。因此，该灵活监测系统的具体实施将电路的组合分布在不同的基座上，从而提供灵活部署选项。

Description

用于工业机器的灵活且可扩展的监测系统
相关申请的交叉引用
本申请是根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年4月6日提交的美国专利申请号15/947,760的优先权的权益的国际专利申请，该专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
许多行业，诸如烃精炼和发电，可很大程度上依赖于机械的操作，并且在一些情况下，依赖于机械的连续操作。在这些环境中，由于修理费用以及生产损失和对工人的潜在伤害，一个或多个机器的故障可带来大量成本。考虑到这些风险，可能常见的是监测一个或多个机器部件的某些操作参数。操作参数的测量可提供对机器部件的机械条件的指示，从而允许在故障之前对机器部件执行预防性维护(例如，修理、更换等)。该监测可提供一种或多种长期有益效果，诸如较低的生产成本、减少的设备停机时间、改善的可靠性和增强的安全性。
发明内容
一般来讲，提供了用于机器诸如工业机器的保护和/或状况监测的系统和方法。
在一个实施方案中，提供了一种系统，并且该系统可包括背板、第一输入电路、第二输入电路和保护处理电路。背板可被配置为耦接到多个电路。背板还可被配置为从耦接到背板的至少一个电路接收监测数据。第一输入电路可耦接到背板，并且该第一输入电路可被配置为从第一传感器接收第一传感器信号。第一传感器信号可表示包括第一机器部件的第一操作参数的测量结果的第一监测数据。第一输入电路还可被配置为将第一监测数据传输到背板。第二输入电路可耦接到背板，并且该第二输入电路可被配置为从不同于第一传感器的第二传感器接收第二传感器信号。第二传感器信号可表示第二监测数据，该第二监测数据包括第二机器部件的第二操作参数的测量结果。第二输入电路还可被配置为将第二监测数据传输到背板。保护处理电路可耦接到背板，并且该保护处理电路可被配置为响应于接收到第一保护命令而从背板检索第一所选择的监测数据。第一所选择的监测数据可包括第一监测数据和第二监测数据中的至少一者的至少一部分。保护处理电路还可被配置为确定表征第一所选择的监测数据的值。保护处理电路还可被配置为将所确定的值传输到背板。
在另一个实施方案中，系统可包括耦接到背板的系统接口电路。该系统接口电路可被配置为将第一保护命令传输到背板。第一保护命令可识别第一所选择的监测数据以供保护处理电路检索。
在另一个实施方案中，第一保护命令可包括对应于第一所选择的监测数据的相应警报状况的一个或多个设定点。保护处理电路可进一步被配置为基于设定点与所确定的值的比较来确定第一所选择的监测数据的状态，并且将所确定的状态传输到背板。
在另一个实施方案中，第一所选择的监测数据可包括第一监测数据和第二监测数据的至少一部分。
在另一个实施方案中，该系统可包括耦接到背板的第一输出电路。该第一输出电路可被配置为从背板检索所确定的值，并且输出过程控制信号，该过程控制信号包括相对于预先确定的标度与所确定的值成比例的电流或电压。
在另一个实施方案中，该系统可包括耦接到背板的第二输出电路。第二输出电路可被配置为响应于接收到第二保护命令而从背板检索第二监测数据，并且将检索到的第二监测数据输出到数据存储设备和显示器中的至少一者。第二保护命令可由系统接口电路传输到背板，并且第二保护命令可识别第二监测数据。该第二监测数据可包括第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
在另一个实施方案中，背板可以是无源背板。
在一个实施方案中，提供了一种系统，并且该系统可包括背板和状况处理电路。背板可被配置为通信地耦接到多个电路并且从耦接到背板的至少一个电路接收监测数据。该监测数据可包括机器部件的由传感器采集的操作参数的测量结果中的至少一个测量结果和表征状态时间的监测数据的至少一个值。状况处理电路可耦接到背板，并且该状况处理电路可被配置为响应于从第一网络接收到调节命令而从背板检索监测数据的第一所选择的部分。状况处理电路还可被配置为将检索到的监测数据的第一所选择的部分传输到第一网络。状况处理电路可被禁止将信息传输到背板。
在另一个实施方案中，监测数据可包括基于所确定的值的状态时间的所测量的操作参数的状态。调节命令是可操作的以使状况处理电路从背板检索状态，确定检索到的状态与预先确定的状态相匹配，并且检索对应于状态时间之前的第一预先确定的持续时间的操作参数测量结果的第一部分和对应于状态时间之后的第二预先确定的持续时间的操作参数测量结果的第二部分中的至少一者。
在另一个实施方案中，第一网络未通信地耦接到第二网络。第二网络可与控制系统通信，该控制系统是可操作的以控制机器部件的操作参数的。
在另一个实施方案中，系统包括耦接到背板的系统接口电路。该系统接口电路可被配置为从第二网络接收保护命令，并且将该保护命令传输到背板。
在另一个实施方案中，系统可包括耦接到背板的保护处理电路。该保护处理电路可被配置为响应于接收到保护命令而从背板检索操作参数测量结果。该保护处理电路还可被配置为基于检索到的操作参数测量结果来确定值，并且将所确定的值传输到背板。
在另一个实施方案中，背板可以是无源背板。
还提供了用于监测机器的方法。在一个实施方案中，该方法可包括将第一输入电路和第二输入电路通信地耦接到背板。该方法还可包括由第一输入电路将第一监测数据传输到背板。第一监测数据可表示第一机器部件的由第一传感器采集的第一操作参数的测量结果。该方法还可包括由第二输入电路将第二监测数据传输到背板。第二监测数据可表示第二机器部件的由不同于第一传感器的第二传感器采集的第二操作参数的测量结果。该方法还可包括将保护处理电路通信地耦接到背板。该方法还可包括响应于接收到第一保护命令，由保护处理电路从背板检索第一所选择的监测数据。第一所选择的监测数据可包括第一监测数据和第二监测数据中的至少一者的至少一部分。该方法还可包括由保护处理电路确定表征第一所选择的监测数据的值。该方法还可包括由保护处理电路将所确定的值传输到背板。
在另一个实施方案中，该方法可包括将系统接口电路通信地耦接到背板，以及将第一保护命令传输到背板。第一保护命令可识别第一所选择的监测数据以供保护处理电路检索。
在另一个实施方案中，第一保护命令可包括对应于第一所选择的监测数据的警报状况的设定点。该方法还可包括由保护处理电路基于设定点来确定第一所选择的监测数据的状态，并且由保护处理电路将所确定的状态传输到背板。
在另一个实施方案中，该方法可包括将输出电路通信地耦接到背板。该方法还可包括响应于接收到第二保护命令，由输出电路从背板检索第二监测数据。该方法还可包括由输出电路将检索到的第二监测数据输出到与机器控制系统通信的内部网络，该机器控制系统是可操作的以控制第一机器部件的第一操作参数和第二机器部件的第二操作参数。第二保护命令可由系统接口电路传输到背板，并且该第二保护命令可识别第二监测数据。该第二监测数据可包括第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
在另一个实施方案中，该方法可包括将状况处理电路通信地耦接到背板和第一网络。该方法还可包括响应于从不同于内部网络的外部网络接收到调节命令，由状况处理电路从背板检索第三所选择的监测数据。第三所选择的监测数据可包括第一监测数据、第二监测数据和所确定的状态中的至少一者的至少一部分。该方法还可包括由状况处理电路将检索到的第三所选择的监测数据传输到外部网络。状况处理电路可被禁止将信息传输到背板。
在另一个实施方案中，调节命令是可操作的以使状况处理电路从背板检索状态时间的第一监测数据的状态，确定检索到的状态与预先确定的状态相匹配，并且检索在与状态时间相近的时间发生的第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的一部分。
在另一个实施方案中，操作参数可包括振动、位置、速度、运动方向和偏心度中的至少一者。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：
图1A是示出包含现有监测系统的操作环境的一个示例性实施方案的图；
图1B是示出图1A的监测系统的背板的一个示例性实施方案的图；
图2A为示出包含被配置为监测机器的柔性监测系统的操作环境的一个示例性实施方案的示意图；
图2B为示出被配置用于与图2A的柔性监测系统一起使用的电路的示例性实施方案的示意图；
图3是示出图2A的灵活监测系统的示例性实施方案的示意图；
图4A是示出被配置用于保护监测和状况监测的相对灵活的大尺寸监测系统的一个示例性实施方案的图；
图4B是示出被配置用于保护监测的中等尺寸灵活监测系统的一个示例性实施方案的图；
图4C是示出被配置用于保护监测的小尺寸灵活监测系统的一个示例性实施方案的图；
图5是示出灵活监测系统的一个示例性实施方案的图，该灵活监测系统包括三个基座，这三个基座由桥接电路通信地耦接并且具有分布在这三个基座之间的输入电路、输出电路、保护处理电路和状况处理电路；
图6是示出灵活监测系统的一个示例性实施方案的图，该灵活监测系统包括由桥接电路通信地耦接的两个基座，并且具有耦接到一个基座的输入电路和输出电路以及耦接到另一个基座的保护处理电路和状况处理电路；
图7是示出灵活监测系统的一个示例性实施方案的图，该灵活监测系统包括由桥接电路通信地耦接的五个基座，并且具有耦接到多个小基座的输入电路和输出电路以及耦接到较大基座以提高效率的保护处理电路和状况处理电路；并且
图8是示出用于监测机器的方法的一个示例性实施方案的流程图。
应注意，附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本文所公开的主题的典型方面，因此不应视为限制本公开的范围。
具体实施方式
工业机械诸如风力涡轮机可由监测系统监测，以确保在可接受的公差内操作。一般来讲，机器监测可包括测量机器部件中的一个或多个的操作参数，从操作参数测量值确定机器部件是否正常操作，以及如果确定机器部件操作不正常，则发出警告。这些警告可允许在机器故障之前采取纠正措施，从而提供诸如较低生产成本、减少设备停机时间、改善可靠性和/或改善安全性的益处。
然而，现有的监测系统可能相对不灵活。例如，制造商可制造具有不同能力的不同类型的监测系统，称为模型或具体实施。不同的监测系统具体实施可包括被设计成仅与其特定的具体实施一起使用的部件，诸如输入端、输出端、处理器。不能在不同监测系统具体实施之间共享部件可能需要为每个新具体实施开发新部件，而不是利用已经创建的部件，并且可能减慢新监测系统具体实施的部署。在另一个示例中，不同的监测系统实施方式可能需要更多的资源(例如，备用硬件和软件、受过训练的人员等)来管理，因为每个可包括可表现不同的不同专用部件。因此，本公开的实施方案提供了灵活的监测系统，该监测系统包括可共享共同架构(例如，硬件、软件、固件等)并且可被配置为执行不同指定功能(例如，输入、处理、输出、系统操作等)的电路。通过将柔性监测系统的功能分成不同的电路，在一些情况下，可通过以不同的组合布置已经形成的电路来快速地开发柔性监测系统的新具体实施。该通用部件架构还可减少管理灵活监测系统的多个具体实施所需的资源量，因为每个具体实施可包括通用部件。
本文讨论了用于监测工业机器的系统和对应方法的实施方案。然而，本公开的实施方案可无限制地用于其他目标对象的超声测试。
在图1中示出包含现有监测系统的操作环境100。操作环境100可包括目标102、至少一个传感器104以及与传感器104通信的监测系统106、内部网络110a和外部网络110b。
目标102可以是任何机器的任何部件。目标102的示例可包括齿轮、轴承和轴等。机器的示例可包括涡轮机器、涡轮机(例如，水力涡轮机、风力涡轮机)、发电机和往复式压缩机。
传感器104可被配置为感测目标102的操作参数，以生成表示所测量的操作参数的至少一个传感器信号104s，并且将传感器信号104s传输到监测系统106(例如，经由现场布线)。例如，传感器104可包括探头、换能器和信号调节电路(未示出)。探针可与目标102相互作用以测量操作参数。换能器可将操作参数的测量值转换成电信号(例如，电压)。信号调节电路可调节和/或放大电信号以生成传感器信号104s(例如，在最小值和最大值之间的范围内的电压)。因此，在一个方面，传感器信号104s可包含由传感器换能器进行的直接或原始测量。传感器信号104s可以是模拟信号或数字信号。
在另一方面，除了操作参数的直接测量之外，传感器信号104s还可包括增强的数据集。增强的数据集可包含多个测量的变量，这取决于被测量的操作参数的类型。例如，目标102可以是旋转部件，诸如轴，并且径向振动可以是由接近传感器形式的传感器104测量的变量。在这些情况下，增强的数据集可包括间隙电压、1x滤波振幅、2x滤波振幅、1x滤波相位、2x滤波相位、不是1x振幅和最大轴位移(Smax)中的一者或多者。间隙电压是由探针输出的电压并且表示目标102与探针末端之间的物理距离。1倍振幅是与轴旋转具有相同频率的振动振幅，而2倍振幅是频率是轴旋转的两倍的振动振幅。例如，1480转/分钟的旋转速度对应于/秒(Hz)的频率。相位是在相对于参考位置的预先确定的测量位置处测量的振动之间的时间延迟。因此，1x相位是指具有与轴旋转相同的频率的振动相位，而2x相位是指具有为轴旋转的频率的两倍的频率的振动相位。不是1X振幅是指除1X振幅之外的所有振幅。在其他实施方案中，增强数据集可包括关于传感器104的一个或多个部件(诸如换能器)的元数据。元数据的示例可包括序列号、版本号、操作温度和健康状态中的一者或多者。
传感器104的数量和类型可由旨在被测量的一个或多个操作参数决定。在一个方面，传感器104可采取用于测量振动、位置、速度、运动方向和偏心度的一个或多个接近探针的形式。在另一方面，传感器104可采取用于测量地震振动和加速度的一个或多个加速度计的形式。在另一方面，传感器104可采用分别用于测量温度和压力的一个或多个温度探针或压力探针的形式。应当理解，上面列出的传感器类型和对应的操作参数不是穷举性的，并且传感器104的实施方案可包括适用于测量感兴趣的操作参数的任何传感器或传感器的组合。
在使用中，监测系统106可被配置为处理所接收的传感器信号104s和输出监测信号106s、108s。例如，监测系统106可被配置为确定表征操作参数测量结果的值。监测系统106还可以将该确定的值和/或增强数据集的任何测量的变量实时地与一个或多个对应的预先确定的警报状况进行比较，并且确定警报状态(例如，OK、非OK、警示、危险等)。例如，当目标102为旋转轴并且所测量的操作参数为轴的径向振动时，传感器信号104s可包括轴的作为时间函数的位移的测量结果。根据传感器信号104s，监测系统106可确定从峰到峰位移的振幅值。
监测系统106还可被配置为将监测信号106s、108s输出到内部网络110a和/或外部网络110b。输出监测信号106s、108s可包括增强数据集的测量变量、所确定的值和所确定的状态中的一者或多者。警报状态，诸如警告和危险，可通过监测信号106s、108s经由监测系统106上的物理继电器或向外部系统110通告。在另一方面，监测系统106可除此之外或另选地存储传感器信号104s以供稍后处理。
内部网络110a可以是与机器控制系统112通信的装置网络。机器控制系统112可被配置为向可操作以控制目标102的一个或多个操作参数的机器提供命令。内部网络110a还可与其他系统通信，诸如执行配置软件(未示出)的计算装置、人机界面(HMIs)114和/或客户历史数据库16。配置软件可用于向监测系统106提供配置信息，例如预定报警状态。HMI114可以是与用户界面设备(例如，显示器)通信的一个或多个计算设备，从而允许机器的操作者查看测量的操作参数和/或向机器控制系统112提供指令。
如此配置，监测系统106可有利于保护包含目标102的机器。例如，响应于告警状态的通告，机器控制系统112可用于控制目标102的操作(例如，根据编程逻辑自动地或使用HMI114手动地)，以使所测量的操作参数改变并移出告警状态。在极端情况下，机器控制系统112可用于关闭机器的操作以保护目标102免受损坏和/或工人免受损坏。历史数据库116可以存储包含在监测信号106s内的任何数据。
外部网络110b可以是与诊断系统120通信的业务网络。诊断系统120可分析从监测系统106接收的监测信号108s内包含的任何数据，以诊断目标102的不正确操作并且/或者预测目标102在其发生之前的不正确操作。因此，通过向外部网络110b提供监测信号108s，监测系统106可促进目标102的状况监测。
监测系统106在图1B中更详细地示出。如图所示，监测系统106包括背板150，该背板可被配置为允许耦接到其上的不同部件之间的通信。部件可包括测量结果处理电路152a、继电器输出电路154a、测量结果输出电路156a、配置和诊断电路160a，以及对应的接口电路152b、154b、156b、160b。接口电路152b、154b、156b、160b可提供硬件接口以用于与它们相应的电路152a、154a、156a、160a进行通信。各个电路152a、154a、156a、160a可使用在总线上运行的协议在背板150上传送所选择的信息，该总线由跨背板150延伸的无源迹线形成。
在一个方面，测量结果处理电路152a可耦接到接口电路152b，使得由接口电路152b接收的传感器信号104s直接传输到测量结果处理电路152a。即，传感器信号104s不传输到背板150。传感器信号104s可由操作者通过输出端口162访问。多个测量结果处理电路152a和接口电路152b可以一对一地存在，以用于接收传感器信号104s。如上所述，测量结果处理电路152a可被配置为确定包含在所接收的传感器信号104s内的操作参数测量结果的一个或多个值。测量结果处理电路152a还可将增强数据的所确定的值和/或所测量的变量与预先确定的警报状况进行实时比较，并且确定目标102的状态。测量结果处理电路152a还可将表示增强数据的所测量的变量、所确定的值和所确定的状态的信号输出到背板150。
测量结果处理电路152a还可以格式化过程变量(例如，所确定的值、增强数据集的所测量的变量、通告警报等)以输出到机器控制系统112。例如，该格式可以是范围在约4mA至约20mA(也被称为4-20)之间的电流，并且与对应的标度相比，与所确定的值和/或所测量的变量成比例。机器控制系统112可利用过程变量来对目标102进行过程控制。
由测量结果处理电路152a确定的状态可以由中继处理电路154a从背板150检索。继电器处理电路154a可包括继电器，该继电器被编程为基于接收到的警报状态致动以通告警报。在一个示例中，继电器可基于单个状态致动。在另一个示例中，继电器可基于组合两个或更多个状态的布尔表达式(例如，和/或表决)致动。继电器处理电路154a还可将表示通告警报的信号直接输出到机器控制系统112，以对目标102进行过程控制。例如，机器控制系统112可在接收到警报通告时关闭目标102的操作。通告警报还可以用于提供指示和/或驱动到机器控制系统112、HMI 114或历史数据库116的数字输入端中。
测量结果输出电路156a可以从背板150检索数据，诸如确定的值、增强数据的测量变量、确定的状态和通告警报，用于传输到内部网络110a。在接收时，检索到的数据可以由历史数据库116存储以及/或者由操作者使用HMI 114查看。
配置和诊断电路160a可从内部网络110a接收第一配置命令，并且将第一配置命令传输到背板150以供电路152a、154a、156a、160a使用。第一配置命令可提供一个或多个设定点以供测量结果处理电路152a用于确定状态。第一配置命令还可提供逻辑指令并且识别将由中继输出电路154a用于警报通告的状态。第一配置命令可进一步识别待由测量结果输出电路156a从背板150检索并且传输到内部网络110a的数据，诸如确定的值、增强数据的测量变量、确定的状态和/或通告警报。
配置和诊断电路160a还可以从内部网络110a接收第二配置命令。第二配置命令可以识别待从背板150检索并且传输到外部网络110b以供诊断系统120使用的数据，诸如确定的值、增强数据的测量变量、确定的状态和通告警报。
虽然能够促进目标102的保护监测和状况监测，但在一些情况下，监测系统诸如监测系统106的架构可能缺乏灵活性。在一个方面，将配置和诊断电路160a放置成与内部网络110a和外部网络110b两者通信可在更新第二配置命令时引起延迟。当诊断机器出现问题时，可能期望改变由诊断系统120接收的数据。然而，可严格调整与内部网络110a通信的部件之间的传输，以便保护机器控制系统112免于未经授权的访问。该调整可包括准许配置和诊断电路160a将数据传输到外部网络110b以进行状况监测，但禁止将第二命令的变化从外部网络110b传输到配置和诊断电路160a。相反，可能需要机器控制系统112的授权操作者批准对第二配置命令的任何改变，并且将更新的第二调节命令从内部网络110a传输到配置和诊断电路160a。
在另一方面，将接收传感器信号104s的接口电路152b直接耦接到测量结果处理电路152a可限制传感器信号104s仅对测量结果处理电路152a的访问。因此，监测系统106的其他电路154a、156a、160a以及诊断系统120不能利用由传感器信号104s传输的原始操作参数测量结果。此外，如果将第二测量结果处理电路(未示出)添加到监测系统以从另一个传感器接收附加的传感器信号，则每个测量结果处理电路可利用它所接收的操作参数测量结果，但不利用另一个测量结果处理电路所接收的操作参数。
在另一方面，可限制由测量结果处理电路152a输出到机器控制系统112的过程变量。一般来讲，对于由测量结果处理电路152a接收的每个传感器信号104s，可存在多种可能的过程变量(例如，增强数据集的确定的值和/或测量的变量)。例如，测量结果处理电路152a可根据测量径向振动的传感器信号104s确定8个可能的过程变量(振幅、间隙电压、1x滤波振幅、2x滤波振幅、1x滤波相位、2x滤波相位、非1x振幅和Smax)。然而，测量结果处理电路152a可具有为每个传感器104输出单个过程变量的能力，该测量结果处理电路从所述每个传感器中接收传感器信号104s。
这些限制中的一个或多个限制可通过本公开的灵活监测系统的实施方案来解决。图2A示出了包括灵活监测系统202的操作环境200的示例性实施方案。操作环境200可类似于操作环境100，不同的是监测系统106被灵活监测系统202替换。灵活监测系统202可包括包含背板206的基座204，以及一个或多个电路210。背板206可被配置为与两个或更多个电路210通信地耦接，并且从耦接至其的至少一个电路210接收数据。如本文所述，传输到背板206的数据可被称为监测数据。在一个方面，监测数据可包括包含在传感器信号104s内的信息，诸如测量的目标102的操作参数和测量的增强数据集的变量。监测数据还可包括基于测量的目标102的操作参数和/或测量的增强数据集的变量确定的任何值、状态和/或通告警报。耦接到背板206的电路210可从背板206检索监测数据。在某些实施方案中，目标206可为非磁化的。无源背板可基本上不包含或不包含执行计算功能的逻辑电路。所需仲裁逻辑可放置在插入或以其他方式通信地耦接到无源底板的子卡(例如，电路210中的一个或多个)上。
与监测系统106的电路152a、154a、156a、160a相比，电路210可被设计成具有通用架构，该通用架构可编程以执行灵活监测系统202的不同的预先确定的功能。由电路210中的一个或多个电路接收的传感器信号104s可被传输到背板206，并且由传感器信号104s表示的监测数据可由任何电路210访问。此外，灵活监测系统202可以形成来自每个基座204的各个背板206(例如，逻辑背板)的共用背板206'的方式通信地耦接多个基座。因此，电路210可从形成共用背板206'的任何背板206检索监测数据，而不仅仅是从它们物理耦接的背板206检索监测数据。
在某些实施方案中，灵活监测系统202的电路210可被配置为提供至少类似于监测系统106的电路152a、154a、156a、160a的功能。电路210的示例性实施方案在图2A至图3中示出并且在下面详细讨论。例如，电路210可包括输入电路210i、处理电路210p、输出电路210o和基础结构电路210n。然而，应当理解，电路210可被编程以执行其他功能。对电路210的进一步讨论也可在名称为“Gated Asynchronous Multipoint Network InterfaceMonitoring System”的美国专利申请15/947,716中找到，该专利申请全文以引用方式并入本文。因此，柔性监测系统202可被配置为接收传感器信号104s并将监测信号206s、208s分别输出到内部网络110a和外部网络110b。如下文所详述，灵活监测系统202的实施方案可分别从内部网络110a和外部网络110b接收命令信号209s、211s，而不损害机器控制系统112的安全性。因此，灵活监测系统202可为监测系统106的现有部署的合适替换，同时提供改善的灵活性和功能。
利用该架构，电路210可以各种方式组合在一个或多个背板206上以形成柔性监测系统202的不同具体实施。柔性监测系统202的给定具体实施中包括的基座204、输入电路210i、处理电路210p、输出电路210o和基础结构电路210n的数量也可彼此独立地变化。在一些具体实施中，柔性监测系统202可为包括电路210的单个基座204的形式，所述电路210被配置为提供信号输入、信号输出、保护监测、状况监测、以及它们的组合。在其他具体实施中，柔性监测系统202可为至少两个基座204的形式，并且被配置为执行信号输入、信号输出、保护监测和状况监测的任何组合的电路210可分布在所述至少两个基座204之间。这样，柔性监测系统202的输入、处理和输出能力以及柔性监测系统202的不同电路210的物理位置可针对特定监测应用进行定制。
此外，在初始部署之后，可修改柔性监测系统202的具体实施，以在预期监测应用程序改变的情况下修改耦接到给定基座204的电路210。考虑到它们的共同架构，电路210可容易地添加到具有耦合到新电路210的容量的基座204。另选地，一个或多个新基座204可通信地耦接到现有基座204，从而允许一个或多个新电路210耦接到一个或多个新基座204的一个或多个相应背板206，并且扩展柔性监测系统202的监测能力。在一些情况下，从柔性监测系统202的一个基座204移除的电路210可以储备形式存储为部件或重新部署到柔性监测系统202的相同或不同具体实施的另一个基座204，这可能是有益的。
在某些实施方案中，输入电路210i可被配置为接收传感器信号104s，对传感器信号104s执行信号调节，并且将经调节的传感器信号104s输出到底板206。与图1的监测系统106形成对比。1A至图1B所示，输入电路210i可与处理电路210p解耦，从而允许柔性监测系统202的输入电路210i的数量独立于处理电路210p的数量而变化。
传感器信号104s可从多种不同类型的传感器104接收。传感器类型的示例可包括但不限于振动传感器、温度传感器(例如，电阻温度检测器或RTD)、位置传感器和压力传感器。
柔性监测系统202的实施方案可包括一个或多个输入电路210i。如图柔性监测系统202包括两个输入电路210i。输入电路210i中的每一个输入电路可与相应的传感器104通信，以用于接收对应的传感器信号104s。例如，一个传感器信号104s可表示包括第一机器部件的(例如，由第一传感器采集的)第一操作参数的测量结果的第一监测数据。其他传感器信号104s可表示第二监测数据，该第二监测数据包括第二机器部件的第二操作参数的测量结果(例如，由不同于第一传感器的第二传感器采集)。在某些实施方案中，第一机器部件和第二机器部件可为相同的(例如，目标102)。在其它实施方案中，第一和第二机器部件可为不同的(例如，目标102和不同的目标[未示出])。类似地，在一些实施例中，第一操作参数和第二操作参数可以是相同的操作参数。在一个方面，该配置可在传感器104中的一者发生故障的情况下提供冗余。在另一方面，可利用这种配置，其中期望的测量(例如，轴旋转速度)来源于在时间(相位)上协调的两个传感器测量。在另外的实施例中，第一操作参数和第二操作参数可不同。虽然已经示出并且讨论了两个输入电路210i，但是监测系统的其他实施方案可包括更多或更少的输入电路。
不同类型的传感器104可生成不同格式的传感器信号104s，并且输入电路210i可被编程为在将经调节的传感器信号传输到背板206之前执行适合于不同传感器信号104s的信号调节。例如，从位置传感器接收的传感器信号104s可由位置输入电路250接收。从振动传感器接收的传感器信号104s可由振动输入电路252接收。从温度传感器接收的传感器信号104s可由温度输入电路254接收。从压力传感器接收的传感器信号104s可由压力输入电路256接收。
在其他实施方案中，输入电路210i可为离散接触电路260的形式。分立触点电路260可包括可由外部开关或继电器闭合的一对触点。该对触点可由机器控制系统112或由机器控制系统112的操作者闭合开关来闭合。分立接触电路260可用于改变柔性监测系统202的行为。行为变化的示例可包括但不限于不同的机器操作模式、使得柔性监测系统202抑制警报确定以及重置警报状态。
虽然监测系统106可包括分立的接触件，但其可能缺乏特异性。例如，通过闭合测量系统106中的分立触点实现的改变可在由测量系统106生成的所有警报上实现。相比之下，因为灵活监测系统202的分立触点电路260可以与保护处理电路264分开，所以分立触点电路260可被配置为仅实现所选择的警报确定和/或重置警报状态，或者实现所有警报。
在另外的实施方案中，输入电路210i可以是数字数据流输入电路262的形式。例如，数字数据流输入电路262可被配置为从传感器104、机器控制系统112和/或可信第三方系统接收数字数据流，而不是模拟数据流(例如，来自传感器104)。
处理电路210p可被配置为从背板206检索任何数据，分析所检索的操作参数，并且输出此类分析的结果。在某些实施方案中，处理电路210p可被配置为执行保护功能，并且在本文中可被称为保护处理电路264。在其他实施方案中，处理电路210p可被配置为从底板206检索所选择的数据，并且将检索到的信息传输到诊断系统120以用于执行诊断和/或预测功能(例如，状况监测)，并且在本文中可被称为状况处理电路266。
柔性监测系统202的给定具体实施中包括的处理电路210p和输入电路210i的数量可彼此独立地变化。在某些实施方案中，处理电路210p可被添加到背板206或从背板移除以定制可用于保护监测和/或状况监测的计算资源的量。在其他实施方案中，给定的处理电路210p可以由具有更大或更小计算功率的另一个处理电路210p替换。
这些情况中的任何一种在某些情况下均可为有益的，从而为柔性监测系统202提供计算灵活性，所述柔性监测系统可根据给定应用进行定制和/或根据需要进行修改。在一种情况下，具有相对较低重要性的机器可具有较高的成本压力和较低的处理要求。在这种情况下，柔性监测系统202的具体实施可包括处理电路210p，该处理电路具有针对成本定制的处理资源。在另一种情况下，特定监测应用程序可能需要高处理要求(例如，用于确定表征所测量的参数的值、用于输出监测数据等)。在这种情况下，柔性监测系统202的具体实施可包括处理电路210p，该处理电路具有针对处理资源定制的处理资源。因此，根据预期监测应用的优先级，柔性监测系统202的架构可允许针对不同用例进行适应。
下文参考不同的功能来讨论保护处理电路264和条件处理电路266。然而，保护处理电路264可被编程为执行条件处理电路266的任何功能。条件处理电路266可被编程为执行保护处理电路264的功能，除了向背板206传输数据并提供本地存储之外。抑制条件处理电路266向背板206传输数据的能力可抑制未经授权的侵入，并有利于保护内部网络110a和机器控制系统112。
保护处理电路264可被配置为响应于接收到保护命令而从背板206检索所选择的监测数据。例如，一个或多个保护命令可以从内部网络110a(例如，从机器控制系统112的操作者)接收的保护命令信号209s的形式传输到保护处理电路264。所选择的监测数据可包括传输到背板206的监测数据的至少一部分。传输到背板的监测数据可从输入电路210i或另一个保护处理电路264接收。保护处理电路264还可被配置为确定表征所选择的监测数据的值，并且将所确定的值作为附加监测数据传输到背板206。
保护处理电路264可被配置为基于所确定的值、从背板206(例如，从另一个保护处理电路264)检索的另一个确定的值以及它们的组合与一个或多个预先确定的设定点的比较来确定所选择的监测数据的状态。预先确定的设定点可对应于相应的警报状况(例如，警示状况、危险状况等)。继续以上示例，在所确定的值是径向振动的幅度的情况下，一个或多个设定点可包括警示设定点、大于警示设定点的Danger设定点以及它们的组合。在某些实施方案中，可采用单个设定点。假设使用警示和度规设定点，如果径向振幅值小于警示设定点，则径向振幅的状态可被确定为“OK”。如果径向振幅值大于或等于警示设定点，则径向振幅的状态可被确定为“警示”。如果径向振幅值大于Danger设定点，则操作参数的状态可以确定为“Danger”。在以这种方式确定所选择的监测数据的状态之后，保护处理电路264可将所确定的状态传输到背板206。状况处理电路266可被配置为从背板206检索所选择的监测数据，并且将检索到的监测数据提供给外部网络110b以供诊断系统120使用。在某些实施方案中，响应于接收到调节命令，条件处理电路266可检索所选择的监测数据。例如，一个或多个调节命令可以调节命令信号211s的形式传输到条件处理电路266，该调节命令信号211s可从外部网络110b接收。(例如，来自诊断系统120的操作者)。继而，诊断系统120可以利用检索到的监测数据来确定状态和/或警报状况的原因。另选地或除此之外，诊断系统120还可以采用检索到的监测数据来在状态和/或报警状态出现之前预测状态和/或报警状态的发展。在另外的实施方案中，诊断系统120可以存储检索到的监测数据以用于后续分析。在另外的实施方案中，诊断系统120可以将检索到的监测数据传输到另一个计算装置进行分析。
在另外的实施方案中，状况处理电路266可基于对预先确定的状态的检测从背板206检索所选择的监测数据。例如，条件处理电路266可以检索和查看由保护处理电路264生成的状态，以识别与预定状态匹配的状态。所识别的状态还可包括表征确定状态时的时间的状态时间。在识别匹配时，条件处理电路266可检索所选监测数据，所述监测数据包括对应于状态时间之前和/或之后的预定持续时间状态的操作参数测量。这样，诊断系统120可以设置有与确定状态的原因相关的操作参数信息。预先确定的状态和所选择的监测数据可以包含在一个或多个调节命令内。
存在于柔性监测系统202中的条件处理电路266的数量可独立于输入电路210i的数量而变化。在某些实施方案中，可添加条件处理电路266以增加柔性监测系统202输出监测数据的能力。例如，当柔性监测系统202中存在两个或更多个条件处理电路266时，每个条件处理电路可负责输出不同的测量的操作参数。在另一个示例中，两个或更多个条件处理电路266可输出相同的测量的操作参数以便提供冗余。各自在某些情况下可为有益的，从而为柔性监测系统202提供计算灵活性。在另一个示例中，可以添加条件处理电路266以实现定制分析而不干扰标准操作(例如，当对新分析进行β测试时)。
输出电路210o可被配置为响应于接收到输出命令(例如，包含在从内部网络110a接收的一个或多个保护命令信号209s中)而获得包含在背板206上的任何监测数据。输出电路210o还可将检索到的监测数据以监测信号206s的形式输出到内部网络110a。监测由输出电路210o检索的数据的示例可包括但不限于操作参数测量、所确定的值、增强数据集的变量、状态和警报。
在一个方面，输出电路210o可为比例输出电路270的形式。比例输出电路270可被配置为以过程控制信号300s的形式输出监测信号206s。与预定标度相比，过程控制信号300s可与过程变量诸如直接测量值或增强数据集的变量成比例。例如，电流输出可为4-20mA输出。过程控制信号300s可直接或经由内部网络110a提供给机器控制系统112，以便于控制目标102的操作参数。包括在过程控制信号300中的过程变量可由保护命令信号209s指定。
在另外的实施方案中，输出电路210o可以是一个或多个继电器电路272的形式，该一个或多个继电器电路被配置为从背板206检索所选择的状态数据并且基于所接收的警报状态来致动以通告警报。通告警报可以警报信号302s的形式输出。在一个示例中，继电器可基于单个状态致动。在另一个示例中，继电器可基于组合两个或更多个状态的预先确定的布尔表达式(例如，和/或表决)致动。警报信号302s可经由内部网络110a提供给机器控制系统112，或直接提供给机器控制系统112，以便于控制目标102的操作参数。例如，机器控制系统112可响应于接收到报警信号302s而关闭目标102的操作。用于致动继电器的所选择的状态数据和逻辑可由保护命令信号209s指定。
在其他实施方案中，输出电路210o可为至少一个通信接口电路274的形式。通信接口电路274可被配置为响应于接收到保护命令信号209s而从背板206检索所选择的监测数据。所选择的监测数据可包括所测量的操作参数、增强数据集的所测量的变量、所确定的状态和所确定的警报中的一者或多者。检索到的数据可以一个或多个返回信号306s传输到内部网络110a以供机器控制系统212(例如，用于过程控制)、HMI114(例如，向操作员显示)使用和/或由历史数据库116存储。
基础结构电路210n可被配置为执行灵活监测系统202操作所需的功能。在一个方面，基础结构电路210n可采取系统接口电路276的形式。系统接口电路276可用作用于将保护命令信号209s从内部网络110a传输到监测系统220的接入点，从而有利于配置涉及保护监测的电路(例如，保护处理电路264、输出电路210i)。保护命令信号209s可包括一个或多个信号，所述一个或多个信号以任何组合包括以下中的任一者：识别用于检索和/或输出的保护处理电路264和输出电路210i中的每一者的所选择的监测数据，保护处理电路264的警报设定点，以及用于通过继电器输出电路272通告继电器的逻辑。
应当理解，与监测系统106相比，柔性监测系统202的实施方案可分离配置保护监测功能(例如，系统接口电路276)和状况监测功能(例如，状况处理电路266)的电路210。因此，保护监测配置可完全在内部网络110a上执行，而状况监测配置可完全在外部网络110b上执行。即，内部网络110a不通信地耦接到外部网络110b。因此，可将调节命令信号211s提供给条件处理电路266，而无需从机器控制系统112的授权操作者获得批准。
为了理解允许条件处理电路266与外部网络110b和背板206通信时固有的网络安全风险，条件处理电路266可限于与背板206单向通信以仅用于数据检索。此类单向通信可通过硬件(例如，数据二极管)、固件和/或软件的任何组合来建立。在某些实施例中，该单向通信至少通过硬件提供。因此，柔性监测系统202可相对于恶意行为者保持安全，同时有利于条件处理电路266的快速配置。
在另一方面，基础结构电路210n可采取电力输入电路280的形式。电源输入电路280可提供将一个或多个电源连接到柔性监测系统202的能力。
在另一方面，基础结构电路210n可采取桥接电路282的形式。桥接电路282可提供将两个或更多个基座204的背板206连接在一起并形成共用背板206'以在两者间进行通信的能力。
如此配置，电路210的实施方案可以分布在一个或多个基座204之间的任何组合进行布置，以形成具有期望的监测能力(例如，输入、处理、输出等)的灵活监测系统的具体实施。由电路210和基座204的不同分组构造以提供不同监测功能的灵活监测系统202的示例性实施方案分别在图4A至图4C中示出。
图4A示出了灵活监测系统202，呈灵活监测系统400的形式，该灵活监测系统可被视为相对较大并且可被配置为针对多种不同的传感器类型执行保护监测和状况监测两者。如图所示，灵活监测系统400包括输入电路210i，诸如振动输入电路252(VI)、温度输入电路254(TI)、触点电路电路260(DC)。灵活监测系统400还包括处理电路210p，诸如被配置为提供保护监测功能(PM)的保护处理电路264，以及被配置为提供状况监测功能(CM)的状况处理电路266。灵活监测系统400还可包括输出电路210o，诸如继电器输出电路272(RO)、比例输出电路270(4-20)和通信接口电路274(CI)。灵活监测系统400可另外包括基础结构电路210n，诸如电力输入电路280(PI)和系统接口电路276(SI)。
图4B示出了灵活监测系统202，呈灵活监测系统402的形式，该灵活监测系统可小于灵活监测系统400(例如，“介质”系统)并且可被配置为对单一类型的传感器104执行保护监测。如图所示，灵活监测系统402包括输入电路210i，诸如振动输入电路252(VI)。灵活监测系统402还可具有包括保护处理电路264(PM)的处理电路210p。灵活监测系统402还可包括输出电路210o，诸如继电器输出电路272(RO)和提供4mA至20mA的输出(4-20)的比例输出电路270。灵活监测系统402可另外包括基础结构电路210n，诸如电力输入电路280(PI)和桥接电路282(BR)。
图4C示出了灵活监测系统202，呈灵活监测系统404的形式，该灵活监测系统可小于灵活监测系统400和灵活监测系统402两者(例如，“小型”系统)并且可被配置为对单一类型的传感器104执行保护监测。如图4C所示，灵活监测系统404包括单个输入电路210i，诸如振动输入电路252(VI)。灵活监测系统404还可具有包括保护处理电路264(PM)的处理电路210p。灵活监测系统404还可包括输出电路210o，诸如继电器输出电路272(RO)。灵活监测系统404可另外包括基础结构电路210n，诸如电力输入电路280(PI)和桥接电路282(BR)。
在另外的实施方案中，灵活监测系统202可由通过桥接电路282通信地耦接的多个基座204构成。这样，共用背板206'可跨所有桥接的基座204延伸，其中来自每个基座204的背板206的所有信息都可以被传输到任何其他基座204的背板206。
图5中示出了呈灵活监测系统500的形式的灵活监测系统202的示例性实施方案。如图所示，灵活监测系统500包括使用通信链路510在其相应的桥接电路282(BR)处彼此通信地耦接的三个基座502、504和506。通信链路510可为任何通信连接，包括但不限于电缆、光纤电缆和无线通信。基座502可包含分立触点电路260、状况处理电路266(CM)、继电器输出电路272(RO)和通信接口电路274(CI)。基座504可包含振动输入电路252(VI)、保护处理电路264(PM)、继电器输出电路272(RO)和提供4mA至20mA的输出(4-20)的比例输出电路270。基座506可包含振动输入电路252(VI)和继电器输出电路272(RO)。基座502、504、506中的每一个基座还可包括相应的桥接电路282(BR)和电力输入电路280(PI)。可使用安装到基座502的系统接口电路276(SI)经由共用背板206'向基座502、504、506中的每一者提供保护命令信号209s。
图6中示出了呈灵活监测系统600的形式的灵活监测系统202的另一个示例性实施方案。如图所示，灵活监测系统600包括两个基座602和604，这两个基座使用类似于通信链路510的通信链路606在其相应的桥接电路282(BR)处彼此通信地耦接。基座602可包含所有处理电路210p，而基座604可包含全部或基本上全部的输入电路210i和输出电路210o。基座604可位于远离基座602的位置，诸如在编组柜中，而基座602可保持靠近控制室以便于接近。
为了提高灵活监测系统202的实施方案的效率，电路210可通过功能隔离并且通过桥接电路282(BR)在相应的基座204之间共享。图7中示出了呈灵活监测系统700的形式的灵活监测系统202的示例性实施方案。如图所示，灵活监测系统700包括五个基座702、704a、704b、704c、704d。基座702包括保护处理电路264(PM)和状况处理电路266(CM)两者。基座704a至704d各自相同并且包括温度输入电路254(TI)和振动输入电路252(VI)。基座702和704a至704d在其相应的桥接电路282(BR)处通过通信链路706彼此通信地耦接，该通信链路可与通信链路510相同。该配置可允许昂贵的共用电路(例如，保护处理电路264、状况处理电路266、通信接口电路274、系统接口电路276)容纳在基座702中并且放置成靠近控制室。输入电路210i，诸如温度输入电路254(TI)和振动输入电路252(VI))可容纳在基座704a至704d中以用于监测若干小型机器，并且定位在所监测的机器的本地。
图8是示出用于监测机器的方法800的示例性实施方案的流程图。参考灵活监测系统202讨论方法800。在某些方面，方法800的实施方案可包括比图8所示的更多或更少的操作，并且可以与图8所示的顺序不同的顺序来执行操作。
在操作802中，第一输入电路和第二输入电路可通信地耦接到基座的背板。
在操作804中，第一输入电路可将第一监测数据传输到背板。第一监测数据可表示第一机器部件的第一操作参数的测量结果。第一操作参数可由第一传感器采集。
在操作806中，第二输入电路可将第二监测数据传输到背板。第二监测数据可表示第二机器部件的第二操作参数的测量结果。第二操作参数可由第一传感器采集。在某些实施方案中，第一机器部件和第二机器部件可以是相同的机器部件。在其他实施方案中，第一机器部件和第二机器部件可以是不同的机器部件。第一操作参数和第二操作参数可以是相同的操作参数或不同的操作参数。在另外的实施方案中，第一传感器和第二传感器可以是不同的传感器。
在操作810中，保护处理电路可耦接到背板。
在操作812中，保护处理电路可响应于接收到第一保护命令而从背板检索第一所选择的监测数据。第一所选择的监测数据可包括第一监测数据和第二监测数据中的至少一者的至少一部分。在某些实施方案中，第一保护命令可通过耦接到背板的系统接口电路传输到背板。第一保护命令可包括识别第一所选择的监测数据以供保护处理电路检索的信息。
在操作814中，保护处理电路可确定表征第一所选择的监测数据的值。
在操作816中，保护处理电路可将所确定的值传输到背板。
在另外的实施方案中，第一保护命令可包括对应于第一监测数据的警报状况(例如，警示、危险等)的设定点。保护处理系统可被配置为基于设定点来确定第一监测数据的状态。例如，可将所确定的值的大小与设定点进行比较以确定状态。一旦确定，保护处理电路就可以将状态传输到背板。
在另外的实施方案中，输出电路可通信地耦接到背板。输出电路可响应于接收到第二保护命令而从背板检索第二监测数据。检索到的第二监测数据可由输出电路输出到与机器控制系统通信的内部网络，该机器控制系统是可操作的以控制第一机器部件的第一操作参数和第二机器部件的第二操作参数。第二监测数据可包括第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
在其他实施方案中，状况处理电路可通信地耦接到背板。状况处理电路可被配置为响应于从不同于内部网络的外部网络接收到调节命令而从背板检索第三所选择的监测数据。状况处理电路还可被配置为将检索到的第三所选择的监测数据传输到外部网络。状况处理电路可被禁止将信息传输到背板。第三所选择的监测数据可包括第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
在另外的实施方案中，状况处理电路可被配置为响应于接收到调节命令而执行以下操作。在一个方面，状况处理电路可从背板检索状态时间的第一监测数据的状态。在另一方面，状况处理电路可确定检索到的状态与预先确定的状态相匹配。预先确定的状态可由调节命令提供。状况处理电路还可检索在与状态时间相近的时间发生的第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的一部分。在某些实施方案中，第一操作参数测量结果和第二操作参数测量结果中的至少一者的检索到的部分可刚好在状态时间之前或紧接状态时间之后发生。
作为非限制性示例，本文所述的方法、系统和装置的示例性技术效果包括具有通用架构的电路。通用架构可减少在监测系统内管理的部件的数量，并且允许跨多个监测系统使用通用零件。电路的通用架构还可允许它们类似地操作，从而减少由于对不同监测系统的行为差异的误解而产生的问题。电路可被分成执行预先确定的功能(例如，输入、处理、输出、系统)的不同电路。功能的通用架构和分离还可允许电路以任何组合进行组合，以形成具有期望的机器监测能力的监测系统的新具体实施。
描述了某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的系统、装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。这些实施方案的一个或多个示例已在附图中示出。本领域技术人员将理解的是，本文中具体描述且在附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施方案的相似命名的部件通常具有类似的特征，因此在具体实施方案内，不一定完全阐述每个相似命名的部件的每个特征。
本文所述的主题可在模拟电子电路、数字电子电路和/或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置和其结构等同物)或它们的组合中实现。本文所述的主题可被实现为一个或多个计算机程序产品，诸如有形地体现在信息载体中(例如，体现在机器可读存储装置中)、或体现在传播的信号中，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多台计算机)执行或控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)编写，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元部署。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一台计算机上或在多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连。
本说明书中所述的过程和逻辑流程，包括本文所述主题的方法步骤，可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文所述主题的功能。该过程和逻辑流程还可由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行，并且本文所述主题的设备可被实现为专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))。
以举例的方式，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。一般来说，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或者/并且将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，包括(以举例的方式)半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；和光盘(例如，CD和DVD盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本文所述的主题可在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或跟踪球)的计算机上实现，用户可通过该键盘和指向装置向计算机提供输入。还可使用其他种类的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。
本文所述的技术可使用一个或多个模块来实现。如本文所用，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，在最低程度上，模块不应被解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读存储介质上的软件(即，模块本身不为软件)。实际上，“模块”将被解释为始终包括至少一些物理的非暂态硬件，诸如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可使用相同的处理器和网络接口)。本文所述的模块可被组合、集成、分开和/或复制以支持各种应用。另外，代替在特定模块处执行的功能或除在特定模块处执行的功能之外，本文描述为在特定模块处执行的功能可在一个或多个其他模块处和/或由一个或多个其他装置执行。此外，模块可相对于彼此本地或远程地跨越多个装置和/或其他部件来实现。另外，模块可从一个装置移动并添加至另一个装置，以及/或者可包括在两个装置中。
本文所述的主题可在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用程序服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户可通过该图形用户界面或网络浏览器与本文所述主题的实施方式进行交互)，或此类后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。
如本文在整个说明书和权利要求书中所用的，近似语言可用于修饰任何定量表示，所述定量表示可有所不同但不导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语诸如“约”、“大约”和“基本上”修饰的值不应限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，除非上下文或语言另外指明，否则此类范围被识别并包括其中所包含的所有子范围。
基于上述实施方案，本领域技术人员将了解本发明的其他特征和优点。因此，除所附权利要求书所指示的以外，本申请不受已具体示出和描述的内容的限制。本文所引用的所有出版物和参考文献均明确地全文以引用方式并入。

Claims (19)

1.一种系统，所述系统包括：
背板，所述背板被配置为耦接到多个电路并且从耦接到所述背板的至少一个电路接收监测数据；
第一输入电路，所述第一输入电路耦接到所述背板，并且被配置为：从第一传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号表示包括第一机器部件的第一操作参数的测量结果的第一监测数据，并且将所述第一监测数据传输到所述背板；
第二输入电路，所述第二输入电路耦接到所述背板，并且被配置为：从不同于所述第一传感器的第二传感器接收第二传感器信号，所述第二传感器信号表示包括第二机器部件的第二操作参数的测量结果的第二监测数据，并且将所述第二监测数据传输到所述背板；和
保护处理电路，所述保护处理电路耦接到所述背板，并且被配置为：
响应于从第二网络接收到第一保护命令，从所述背板检索第一所选择的监测数据，所述第二网络与控制系统通信，所述控制系统是可操作的以控制第一机器部件和第二机器部件的操作参数，所述第一所选择的监测数据包括所述第一监测数据或所述第二监测数据中的至少一者的至少一部分，
确定表征所述第一所选择的监测数据的值，以及
将所确定的值传输到所述背板；
其中所述背板还被配置为输出由未通信地耦接到第二网络的第一网络接收的所确定的值。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统包括系统接口电路，所述系统接口电路耦接到所述背板并且被配置为将所述第一保护命令传输到所述背板，所述第一保护命令识别所述第一所选择的监测数据以供所述保护处理电路检索。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一保护命令包括对应于所述第一所选择的监测数据的相应的警报状况的一个或多个设定点，并且其中所述保护处理电路被进一步配置为基于所述设定点与所确定的值的比较来确定所述第一所选择的监测数据的状态，并且将所确定的状态传输到所述背板。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一所选择的监测数据包括所述第一监测数据和所述第二监测数据的至少一部分。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括第一输出电路，所述第一输出电路耦接到所述背板，并且被配置为：
从所述背板检索所确定的值，并且
输出过程控制信号，所述过程控制信号包括相对于预先确定的标度与所确定的值成比例的电流或电压。
6.根据权利要求3所述的系统，还包括第二输出电路，所述第二输出电路耦接到所述背板，并且被配置为：
响应于接收到第二保护命令，从所述背板检索第二监测数据，并且
将所检索到的第二监测数据输出到数据存储装置和显示器中的至少一者；
其中所述第二保护命令由所述系统接口电路传输到所述背板并且识别所述第二监测数据；并且
其中所述第二监测数据包括所述第一操作参数测量结果和所述第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述背板是无源背板。
8.一种系统，所述系统包括：
背板，所述背板被配置为通信地耦接到多个电路，并且从耦接到所述背板的至少一个电路接收监测数据，其中所述监测数据包括机器部件的由传感器采集的操作参数的测量结果中的至少一个测量结果或表征状态时间的所述监测数据的至少一个值；以及
状况处理电路，所述状况处理电路耦接到所述背板，并且被配置为：响应于从第一网络接收到调节命令而从所述背板检索所述监测数据的第一所选择的部分，并且将所检索到的所述监测数据的第一所选择的部分传输到所述第一网络，
其中所述状况处理电路被禁止将信息传输到所述背板，并且其中所述第一网络未通信地耦接到第二网络，所述第二网络与控制系统通信，所述控制系统是可操作的以控制所述机器部件的所述操作参数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述监测数据包括在基于所确定的值的状态时间的所测量的操作参数的状态，并且其中所述调节命令是可操作的以使所述状况处理电路执行以下操作：
从所述背板检索所述状态，
确定所检索到的状态与预先确定的状态相匹配，并且
检索对应于所述状态时间之前的第一预先确定的持续时间的所述操作参数测量结果的第一部分和对应于所述状态时间之后的第二预先确定的持续时间的所述操作参数测量结果的第二部分中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的系统，包括系统接口电路，所述系统接口电路耦接到所述背板，并且被配置为：从所述第二网络接收保护命令，并且将所述保护命令传输到所述背板。
11.根据权利要求10所述的系统，包括保护处理电路，所述保护处理电路耦接到所述背板，并且被配置为：响应于接收到所述保护命令而从所述背板检索所述操作参数测量结果，基于所检索到的操作参数测量结果来确定所述值，并且将所确定的值传输到所述背板。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述背板是无源背板。
13.一种方法，所述方法包括：
将第一输入电路和第二输入电路通信地耦接到背板；
由所述第一输入电路将第一监测数据传输到所述背板，所述第一监测数据表示第一机器部件的由第一传感器采集的第一操作参数的测量结果；
由所述第二输入电路将第二监测数据传输到所述背板，所述第二监测数据表示第二机器部件的由不同于所述第一传感器的第二传感器采集的第二操作参数的测量结果；
将保护处理电路通信地耦接到所述背板；
由所述保护处理电路响应于从内部网络接收到第一保护命令，从所述背板检索第一所选择的监测数据，所述内部网络与控制系统通信，所述控制系统是可操作的以控制第一机器部件和第二机器部件的操作参数，所述第一所选择的监测数据包括所述第一监测数据或所述第二监测数据中的至少一者的至少一部分，
由所述保护处理电路确定表征所述第一所选择的监测数据的值，
由所述保护处理电路将所确定的值传输到所述背板；以及
由所述背板输出由未通信地耦接到内部网络的外部网络接收的所确定的值。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：
将系统接口电路通信地耦接到所述背板，以及
将所述第一保护命令传输到所述背板，所述第一保护命令识别所述第一所选择的监测数据以供所述保护处理电路检索。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一保护命令包括对应于所述第一所选择的监测数据的警报状况的设定点，并且所述方法还包括：由所述保护处理电路基于所述设定点来确定包括所述第一所选择的监测数据的状态的值。
16.根据权利要求14所述的方法，包括：
将输出电路通信地耦接到所述背板；
由所述输出电路响应于接收到第二保护命令而从所述背板检索第二所选择的监测数据，以及
由所述输出电路将所检索到的第二监测数据输出到所述内部网络；
其中所述第二保护命令由所述系统接口电路传输到所述背板并且识别所述第二监测数据；并且
其中所述第二监测数据包括所述第一操作参数测量结果或所述第二操作参数测量结果中的至少一者的至少一部分。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
将状况处理电路通信地耦接到所述背板和外部网络；
由所述状况处理电路响应于从外部网络接收到调节命令，从所述背板检索第三所选择的监测数据，所述第三所选择的监测数据包括所述第一监测数据、所述第二监测数据或所确定的状态中的至少一者的至少一部分；以及
由所述状况处理电路将所检索到的第三所选择的监测数据传输到所述外部网络；
其中所述状况处理电路被禁止将信息传输到所述背板。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述调节命令是可操作的以使所述状况处理电路：
从所述背板检索状态时间的所述第一监测数据的所述状态，
确定所检索到的状态与预先确定的状态相匹配，以及
检索在与所述状态时间相近的时间发生的所述第一操作参数测量结果或所述第二操作参数测量结果中的至少一者的一部分。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述操作参数包括振动、位置、速度、运动方向和偏心度中的至少一者。
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