CN114174639A - 用于速度偏移数据采集的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于燃气涡轮发动机(100)的控制系统(600)。在实施例中，控制系统(600)包括控制器(610)和高速记录器(660)。控制器(610)从连接到燃气涡轮发动机(100)的传感器(22)获得传感器值，并发布包括事件类型、传感器值和时间戳的标签。高速记录器(660)检查标签是否有超速事件。如果检测到超速事件，高速记录器(660)记录由标签提供的值。

Description

用于速度偏移数据采集的方法
技术领域
本公开大体上涉及燃气涡轮发动机，并且涉及用于燃气涡轮发动机的速度偏移数据采集的方法。
背景技术
燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮部段。燃气涡轮发动机还包括控制系统，该控制系统尤其监视燃气涡轮发动机系统。
Raimondo等人的10,151,215号美国专利号描述了一种用于燃气涡轮发动机的控制系统。在实施例中，控制系统包括控制器和高速记录器。控制器从连接到燃气涡轮发动机的传感器获得传感器值并发布触发阈值的图。高速记录器从控制器读取传感器值。高速记录器以预定的图读取间隔检查图标头以看图标头是否变化，当图标头已改变时设置标志，并且在图读取间隔的下一循环期间读取图。控制系统在同一时间轴上维护针对传感器值和触发阈值分配的时间戳。
本公开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
本文中公开了监测燃气涡轮发动机的方法。在实施例中，所述方法包括记录从传感器获得的燃气发生器转子速度以及与所述燃气发生器转子速度相关联的时间戳。所述方法还包括如果所述燃气发生器转子速度超过触发阈值，则检测到超速事件的开始。所述方法还包括响应于检测到所述超速事件的开始，如果所述燃气发生器转子速度降低到设定点阈值以下，则检测所述超速事件的结束。所述方法还包括响应于检测到所述超速事件，生成标签以包括超速事件值、所述燃气发生器转子速度和所述时间戳。所述方法还包括读取所述标签以检测所述超速事件。所述方法还包括响应于检测到所述超速事件，记录从所述超速事件的开始到所述超速事件的结束的多个标签，所述多个标签包括所述超速事件值、所述燃气发生器转子速度、所述时间戳。
附图说明
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；
图2是图1的控制系统的功能框图；以及
图3是用于利用图1和图2的控制系统记录与燃气涡轮发动机的燃气发生器转子的超速事件有关的信息的方法的流程图。
具体实施方式
本文中所公开的系统和方法包括用于控制和监测例如燃气涡轮发动机的高速旋转机械的控制系统。虽然所述系统和方法的实施例描述一种燃气涡轮发动机，但所述系统和方法可以与例如柴油发动机和燃气发动机的其它高速旋转机械一起使用。在实施例中，控制系统包括控制器和高速记录器。控制器对连接到燃气涡轮发动机的传感器进行采样，并监测燃气涡轮发动机的事件。高速记录器从控制器获得传感器和事件数据，并维护与传感器和事件数据相关联的时间戳。
图1是示例性高速旋转机械的示意图。在所示的实施例中，高速旋转机械是燃气涡轮发动机100。为了清楚和便于解释起见，(在该图和其它附图中)省略或放大了某些表面。此外，本公开可能提及前方向和后方向。大体上，除非另有说明，否则对“前”和“后”的所有提及均与主空气(即，在燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如，前为相对于主气流方向的“上游”，而后为相对于主气流方向的“下游”。
另外，本公开通常可提及燃气涡轮发动机的旋转中心轴线95，其一般可由其压缩机轴120和动力涡轮轴130(由多个轴承组件150支承)的纵向轴线限定。中心轴线95可以与各种其它发动机同心部件共有或共用。除非另有说明，否则对径向、轴向和周向方向以及测量的所有提及均指中心轴线95，并且诸如“内”和“外”的术语一般表示远离更小的或更大的径向距离，其中径向96可为垂直于中心轴线95并且从该中心轴线向外辐射的任何方向。
燃气涡轮发动机100包括入口110、压缩机轴120、燃气发生器或压缩机200、燃烧器300、燃料系统80、涡轮机400、排气装置500和动力输出联接装置50。燃气涡轮发动机100可具有双轴配置，其中动力涡轮轴130与压缩机轴120分离，或具有单轴配置，其中动力涡轮轴130和压缩机轴120形成一个轴的部分。
压缩机200可以包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(“定子”)250和入口导流叶片255。压缩机转子组件210(也称为压缩机转子)机械地联接到压缩机轴120。如图所示，压缩机转子组件210是轴流转子组件。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包括压缩机转子盘，其周向地设置有压缩机转子叶片。定子250沿轴向跟随压缩机盘组件220的每一个。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被视为是一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口导流叶片255轴向地位于第一压缩机级之前。
燃烧器300包括一个或多个燃料喷射器310和燃烧室320。
涡轮机400包括涡轮机转子组件410和涡轮机喷嘴450。涡轮转子组件410可以机械地联接到压缩机轴120和涡轮轴130。如图所示，涡轮机转子组件410是轴流转子组件。涡轮机转子组件410包括一个或多个涡轮盘组件420。每个涡轮盘组件420包括周向设置有涡轮叶片的涡轮盘。涡轮机喷嘴450，诸如喷嘴环轴向位于涡轮盘组件420的每一个之前。每个涡轮机喷嘴450包括组合在一起以形成环的多个方法。与在涡轮盘组件420之前的相邻涡轮机喷嘴450配对的每个涡轮盘组件420被视为是一个涡轮机级。涡轮机400包括多个涡轮机级。
排气装置500包括排气扩散器510和排气收集器520。
以上部件(或它们的子部件)中的一个或多个可以由不锈钢和/或称为“超合金”的耐用高温材料制成。超合金或高性能合金是表现出优异机械强度、高温下的抗蠕变性、良好的表面稳定性，以及耐腐蚀性和抗氧化性的合金。超合金可以包括诸如HASTELLOY、INCONEL、WASPALOY、RENE合金、HAYNES合金、INCOLOY、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金的材料。
燃气涡轮发动机100还包括传感器，该传感器可用于监测和控制燃气涡轮发动机100。传感器可包括轴速度传感器22。轴速度传感器22可用于测量压缩机转子组件210的转速，也称为燃气发生器转子速度(NGP)。在双轴配置中，单独的传感器可用于测量动力涡轮转子转速(NPT)。
燃气涡轮发动机100还包括控制系统600。控制系统600包括控制器610和人机接口(HMI)650。控制器610可以被配置成从连接到燃气涡轮发动机100的传感器获得值以监测和控制燃气涡轮发动机100。控制器610可以监测燃气涡轮发动机100的诸如压缩机转子组件210速度的突然增加或减少的事件。
在一个实施例中，使用一个或多个处理器、存储器和软件来实施控制系统600。控制器610可以使用轴速度传感器22来确定正在发生的事件的类型，例如正常操作事件或超速事件，或者可以通过燃气涡轮发动机100的另一过程警告超速事件。
超速事件的开始可定义为在超过触发阈值时开始，并且在满足设定点阈值时结束。触发阈值和设定点阈值可以相对于由轴速度传感器22测量的NGP来定义。在实例中，如果轴速度传感器22测量NGP大于燃气发生器转子的预定最大设计速度(有时称为最大设计速度)的100％，则可以超过触发阈值。
一旦NGP小于设定点阈值，就可以定义超速事件的结束。在实例中，如果当前存在超速事件且如果NGP小于燃气发生器转子的预定最大设计速度的100％，则可以越过设定点阈值。
在实施例中，可以有限定为表示不同级/幅度的超速事件的多数级超速事件。例如，可以存在一级超速事件、二级超速事件和三级超速事件。在实例中，三级超速事件始于比一级和二级超速事件更高的NGP。这意味着在三级超速事件期间，正在发生一级和二级超速事件。
每个超速事件级可具有相应的触发阈值级。例如，可以有一级触发阈值、二级触发阈值和三级触发阈值。在实例中，一级触发阈值可以在NGP为最大设计速度的101.5％下发生，二级触发阈值可以在NGP为最大设计速度的103.75％下发生，并且三级触发阈值可以在NGP为最大设计速度的105％下发生。在其它实例中，触发阈值级可设定成相对于最大设计速度以各种NGP和NGP百分比值发生。尽管已经描述了三级触发阈值，但是可以存在四、五、六、七、八、九级或更多级触发阈值。在燃气涡轮发动机100的操作期间，可以超过多个一级、二级和三级触发阈值。例如，第一一级触发阈值、第二一级触发阈值、第三一级触发阈值等。
每个触发阈值可以表示超速事件的开始，其可以伴有表示超速事件的结束的设定点阈值。
在实施例中，有多个设定点阈值级，例如一级设定点阈值、二级设定点阈值和三级设定点阈值。在实例中，一级设定点阈值可以在NGP为最大设计速度的101％下发生，二级设定点阈值可以在NGP为最大设计速度的103.25％下发生，三级设定点阈值可以在NGP为最大设计速度的104.5％下发生。在实例中，设定点阈值通常比相应的触发阈值低0.5％。在实例中，设定点阈值通常比相应的触发阈值低1.0％。
尽管已经描述了三级设定点阈值，但设定点阈值可以有四、五、六、七、八、九级或更多级。在燃气涡轮发动机100的操作期间，可以超过多个一级、二级和三级设定点阈值。例如，第一一级设定点阈值、第二一级设定点阈值、第三一级设定点阈值等。
在实施例中，正常操作事件在燃气涡轮发动机的正常工作期间发生，例如在压缩机转子的最大设计速度的94％与100％之间的NGP。在其它实例中，NGP大体上为在燃气涡轮发动机的正常操作期间的最大设计速度的100％。在实例中，一旦NGP降低到设定点阈值以下，燃气涡轮发动机100的正常操作的上端延伸到触发阈值，燃气涡轮发动机100返回到正常操作状态。
在一些实施例中，HMI 650包括高速记录器(HSR)660，该高速记录器被配置成获得和记录轴速度传感器22和控制器610记录的事件的NGP值(有时也称为值)，包括超速事件、正常操作和其它事件，例如，与燃气涡轮发动机的操作周期有关的事件(启动、关闭、负载改变等)。在其它实施例中，HSR 660可以包括在连接到控制器610的装置中。HMI 650可以连接到监测系统700。监测系统700可以由现场工程师暂时连接到HMI 650，以获得由HSR 660记录的信息，并分析和诊断与燃气涡轮发动机100有关的任何问题。在一些实施例中，HMI 650通过网络连接到监测系统700，以允许对由HSR 660记录的信息进行远程监测和诊断。远程监测可发生于现场或相对于燃气涡轮发动机100的现场外。
图2是图1的控制系统600的功能框图。控制器610可包括操作控制器620和发布器630。操作控制器620被配置成在燃气涡轮发动机100的操作期间控制燃气涡轮发动机100。操作控制器620可以使用从各种传感器获得的值来控制燃气涡轮发动机100。
发布器630被配置成记录尤其与每种事件类型以及从轴速度传感器22获得的NGP值有关的阵列。事件类型可以指示正常工作状态和超速状态，例如当超速事件开始时、超速事件结束时、在超速事件期间以及不同级的超速事件。
标签可以尤其被指定给每种事件类型以识别所记录的NGP值、相关联的时间戳以及发生的事件的类型。标签可包括与燃气涡轮发动机已经历的每个超速事件级的总次数相关联的累积计数器值。每个标签可以与唯一标识符相关联以识别相关联标签。每个唯一标识符可以与阵列内的事件类型、时间戳和记录的NGP值相关联。唯一标识符可以是用于识别标签的数字。标签可以对给定燃气涡轮发动机100是唯一的。
时间戳是事件发生时和NGP值被采样时的时间值，例如日期和当天时间。在一些实施例中，发布器630为事件而不是为从轴速度传感器22获得的值基于控制器时钟640记录时间戳。在一些实施例中，控制器610基于从轴速度传感器22获得的NGP值的控制器时钟640读取时间戳。这些NGP值和相应的时间戳可以在预定时间限制内暂时存储在控制系统600的控制器数据存储器615内。例如，在正常操作事件期间，NGP值和相应时间戳可以暂时存储在控制器数据存储器615内一小时，之后用新值递增地清除。临时存储的值的时限可以增加或减少。
一旦检测到超速事件，HSR 660就可以开始从发布器630读取标签。HSR 660可以在超速事件值存在于标签时记录已发布的标签。如果发生超速事件，那么可以由HSR 660记录存储在控制器数据存储器615上的临时值。例如，如果发生超速事件，HSR 660可以记录从超过触发阈值时超速事件开始的时间戳之前1分钟起的所有先前临时存储的值和数据标签。当NGP下降到设定点阈值以下且超速事件结束时，HSR 660可继续记录从设定点阈值之后15分钟起的所有值和数据标签。
对于从轴速度传感器22获得的NGP值，记录的值可以是从轴速度传感器22获得的浮点值。在实施例中，这些值是从轴速度传感器22获得的模拟值。
当事件发生时，唯一标识符、唯一地确定时间戳的偏移和记录的NGP值可以打包成(可以接着打包成阵列的)32位字。当对轴速度传感器22进行采样时，记录的值可存储成(可接着打包成阵列的)32位字。
在一些实施例中，阵列可以分成事件阵列和模拟值阵列。唯一标识符、时间戳和事件类型打包成事件阵列，轴速度传感器22的记录值打包成模拟值阵列。
发布器630可以被配置成发布在预定间隔的最后时间帧内发生的事件的标签。标签包括标签时间戳。标签时间戳是发布标签时控制器时钟640的时间。此标签还可以包括唯一标识符、事件类型和每个事件的偏移。每个事件的偏移可以是相对于标签时间戳记录事件的时间量。在一些实施例中，偏移以毫秒提供。
HSR 660包括事件记录器662、模拟记录器664、频率调节器666、时间推断器667和直接时间偏移器668。在均匀采样系统中，所有时间戳均应指相同的时间轴。HSR 660的各种过程被配置成创建虚拟时间轴，其模仿控制器610的控制器时钟640以在同一时间轴上维持所有时间戳。HSR 660可以限制报告的事件的数目。例如，在发生20个超速事件之后，每个记录的后续超速事件可以推出最早的超速事件。
事件记录器662可以被配置成在一由发布器630发布时就读取标签。事件记录器662以预定间隔检查标签并寻找超速事件类型。与发布器630发布标签的间隔相比，预定间隔可以采用相对较高的频率，例如每100毫秒一次。如果标签事件类型从正常操作事件值变为超速事件值，事件记录器662设置允许记录整个标签的标志。
事件记录器662可以记录超速事件持续时间和超速事件的数目。事件记录器662可以连续地记录超速事件，并提供每次事件发生时递增的整体事件计数器。例如，如果发生第一一级超速事件、第二一级超速事件和第三一级超速事件，则整体事件计数器将等于三。如果发生第四一级超速事件，则整体事件计数器增加到四。事件记录器662可以连续地记录每个超速事件级的超速事件。例如，如果发生第一一级和第一二级超速事件，则整体事件计数器将等于一，并且第二级事件计数器将等于一，并且对于此实例，第三级事件计数器将等于零。
超速事件持续时间可以是超速事件的开始与超速事件的结束之间的时间。事件记录器662可以记录多个超速事件的事件持续时间。
例如，第一一级超速事件、第二一级超速事件和第三一级超速事件的超速事件持续时间。事件记录器662可以维持触发阈值和设定点阈值的总体累积事件持续时间。例如，所有一级触发阈值和一级设定点阈值的总体累积持续时间。
模拟记录器664可以与事件记录器662并行操作。模拟记录器664可以预定间隔，例如每100毫秒一次读取从控制器610获得的轴速度传感器22的值或公布的标签。模拟记录器664基于以下公式为从控制器610获得的每个值分配时间戳：
Figure BDA0003441664100000071
其中Ta是所分配的时间戳，TcF是HMI 650接收的值的虚拟时间轴上的时间，并且TcR是发送读取值的请求的虚拟时间轴上的时间。
一旦检测到一级触发阈值，模拟记录器664可以记录燃气涡轮发动机经历的最大NGP。
HMI 650操作系统中的延迟可能影响直接时间偏移器668从控制器610或已发布标签读取从轴速度传感器22获得的值的准确率。频率调节器666被配置成评估模拟记录器664读取这些值的确切时间。频率调节器666在预定数目的周期上维持从控制器610获得的轴速度传感器22的值的读数之间的平均周期时间。在一个实施例中，频率调节器666维持上二十个周期从控制器610或发布器获得的轴速度传感器22的值的读数之间的平均周期时间。
如果平均值相对于预定间隔偏移预定量，那么应用校正。例如，如果平均值大于预定间隔加上预定量，则频率调节器666将模拟记录器664读取值的下一计划时间提前校正量；如果平均值小于预定间隔减去预定量，则频率调节器666将模拟记录器664读取值的下一计划时间延迟校正量。
在一个实施例中，预定间隔是100毫秒，预定量是5毫秒，且校正量是1毫秒。在此实施例中，如果平均值大于105毫秒，则模拟记录器664提前1毫秒读取值，并且如果平均值小于95毫秒，则模拟记录器664延迟1毫秒读取值。在实施例中，模拟记录器664读取值的提前和延迟限于在80毫秒与120毫秒之间。
取决于控制系统600的设置，HSR 660使用时间推断器667或直接时间偏移器668来维持虚拟时间轴。如果日期和时间值对控制器610可用，可以使用直接时间偏移器668。如果日期和时间值对控制器610不可用，则可以使用时间推断器667。
时间推断器667依赖于发布器630用来更新标签时间戳的预定间隔。时间推断器667对HSR 660的启动执行同步周期，然后是规则间隔，例如每小时。时间推断器667的同步周期包括以相对高的频率(例如每20毫秒)读取标签时间戳。如果标签时间戳已改变，则时间推断器667设置标志，该标志使得能够读取标签时间戳和将当前时间分配到规则间隔的后续循环内的HSR 660的虚拟时间轴。当将标签时间戳分配给虚拟时间轴的当前时间时，时间推断器补偿读取标签时间戳并将其分配给虚拟时间轴的当前时间的周期的下一循环之前的等待延迟。
直接时间偏移器668将虚拟时间轴的当前值分配为控制器时间加时间间隔。在一些实施例中，此控制器时间与传感器值存储在相同的模拟阵列中。由于控制器610与HMI650之间的数据传输包大小的限制，模拟记录器664从控制器610完整读取传感器的值可以分成几个子包。时间间隔可以由以下确定：
Figure BDA0003441664100000081
其中TR是时间间隔(可能有负值)，TF是最后一个包的读取响应时间，TI是第一个包的读取请求时间，n识别包含控制器日期和时间的子包的索引，并且N识别构成完整阵列的子包的数目。在一些实施例中，当时间间隔的绝对值低于给定阈值时，其将不会与控制器时间相加。在一些实施例中，此给定阈值是10ms。
控制系统600还可包括HMI数据存储器655。HMI数据存储器655可以由HMI 650及其各种过程使用以存储特别是从控制器610读取的数据并存储虚拟时间轴。
工业适用性
燃气涡轮发动机可适用于多种工业应用，如石油和天然气工业的各个方面(包括石油和天然气的传输、收集、储藏、抽出和起升)、发电工业、废热发电、航空航天和其它运输工业。
由于数据存储限制，涡轮发动机电子数据采集系统可能无法连续地记录用于燃气涡轮发动机100的操作寿命的高频压缩机转子速度数据。然而，高频压缩机转子速度数据可有利于捕获可在例如卸荷的燃气涡轮发动机100操作事件期间发生的瞬时速度偏移。通常，控制燃气涡轮发动机100的NGP保持在最大设计速度的94％以上以限制排放且低于最大设计速度的100％以避免压缩机转子的结构故障。能够记录数据以识别超速事件的特性可以提供有用的信息以解决可能导致燃气涡轮发动机部件结构故障的因素。例如，解决模态激励诱发的故障。结构损坏和故障可能来自NGP达到最大幅度，长时间高于特定NGP操作，以及NGP超过特定NGP阈值的出现次数。
图3是用于利用图1和图2的控制系统记录与燃气涡轮发动机的燃气发生器转子的超速事件有关的信息的方法的流程图。所述方法在方框810处开始，并且包括控制器610基于控制器时钟640记录来自传感器的燃气发生器转子速度和与燃气发生器转子速度相关联的时间戳。方框810可包括控制器610在预定传感器采样间隔上从连接到燃气涡轮发动机100的传感器22对燃气发生器转子速度进行采样。
方框820包括如果燃气发生器转子速度低于触发阈值，控制器检测到正常操作事件，如果燃气发生器转子速度超过触发阈值，则检测到超速事件的开始。在一个实施例中，存在多级超速事件，并且控制器可以检测每个超速级的开始。例如，如果燃气发生器转子速度低于触发阈值，则控制器可检测到正常操作事件；如果燃气发生器转子速度超过一级触发阈值，则检测到一级超速事件的开始；如果燃气发生器转子速度超过二级触发阈值，则检测到二级超速事件的开始；如果燃气发生器转子速度超过三级触发阈值，则检测到三级超速事件。
方框820可包括控制器610的发布器630记录从轴速度传感器22获得的NGP值和每个事件的发生率的阵列。方框820可包括将轴速度传感器22的值记录到模拟阵列中。方框820还可以包括将每个事件记录到事件阵列中，该事件阵列可以包括记录唯一标识符和事件时间戳。事件时间戳可以是当事件发生时控制器时钟640的时间。
方框830包括控制器610响应于检测到超速事件的开始，如果燃气发生器转子速度降低到设定点阈值以下，则检测到超速事件的结束和正常操作事件的开始。在实施例中，存在多个超速事件级，且控制器610可检测每个超速事件级的结束。例如，控制器610响应于检测到一级超速事件的开始，如果燃气发生器转子速度小于一级设定点阈值，则检测到一级超速事件的结束；控制器610响应于检测到二级超速事件的开始，如果燃气发生器转子速度小于二级设定点阈值，则检测到二级超速事件的结束；控制器610响应于检测到三级超速事件的开始，如果燃气发生器转子速度小于三级设定点阈值，则检测到三级超速事件的结束。
方框840包括控制器610响应于检测到正常操作事件，生成标签以包括正常事件值、燃气发生器转子速度和时间戳；以及控制器610响应于检测到超速事件，生成标签以包括超速事件值、燃气发生器转子速度和时间戳。
在实施例中，存在多个超速事件级，且控制器610可基于每个超速事件级生成标签。例如，响应于检测到一级超速事件，控制器610生成标签以包括一级超速事件值、燃气发生器转子速度和时间戳。响应于检测到二级超速事件，控制器610生成标签以包括一级超速值、二级超速事件值、燃气发生器转子速度和时间戳。响应于检测到三级超速事件，控制器610生成标签以包括一级超速值、二级超速值、三级超速事件值、燃气发生器转子速度和时间戳。
方框840可包括发布器630发布在预定标签发布间隔的最后时间帧内发生的事件的标签。发布事件的标签可能包括更新日志，以包括在标签发布间隔的最后时间帧内发生的事件。已发布的标签可以包括当标签被发布时控制器时钟640的时间的标签时间戳，以及对于最后一个时间帧内发生的事件所记录的信息，例如唯一标识符、传感器值和偏移。偏移可以是事件时间戳与标签时间戳之间的时间差。
方框850包括高速记录器660读取标签，以检测正常操作事件与超速事件。在实施例中，存在多个超速事件级，并且高速记录器660可读取标签以检测正常操作事件、一级超速事件、二级超速事件和三级超速事件。
方框850可包括HSR 660从控制器610在标签发布后读取标签，以及读取从轴速度传感器获得的值。方框850可包括事件记录器662以预定的标签读取间隔检查标签，以查看标签是否具有超速事件值。预定标签读取间隔的频率高于预定标签发布间隔。方框850还可以包括当标签包括超速事件值时事件记录器662设置标志并记录整个标签。方框850还可以包括模拟记录器664分别在预定传感器读数间隔或标签读数间隔上读取从控制器610获得的每个传感器的值或标签。传感器读取间隔可以与标签读取间隔相同。
当HSR 660从控制器610读取数据时，可能发生混淆。通过与发布标签的间隔相比，以相对较高的频率检查标签，并且仅在标签标头已改变时读取标签，事件记录器662确保标签仅在其完全更新后才被读取，但远早于标签的下一次变化，这可以防止数据的混叠。
方框860包括高速记录器660响应于检测到超速事件，记录从超速事件的开始到超速事件的结束的多个标签，该多个标签包括超速事件值、燃气发生器转子速度、时间戳。在实施例中，存在多个超速事件级，并且高速记录器可响应于检测到一级超速事件而记录多个标签，该多个标签包括一级超速事件值、二级超速事件值和三级超速事件值、燃气发生器转子速度、时间戳。
该方法还可以包括控制系统600在同一时间轴上维护所有时间戳。所述方法可包括模拟记录器664将相对于虚拟时间轴的传感器时间戳分配给从控制器610获得的传感器的每个值。可以通过将在模拟记录器664处接收值的虚拟时间轴上的时间减去在模拟记录器664处接收值的虚拟时间轴上的时间与模拟记录器664发送读取值的请求的虚拟时间轴上的时间之间的差的一半，来分配传感器时间戳。
所述方法可包括频率调节器666校正预定传感器读数间隔以考虑HMI 650的操作系统中的延迟。校正预定传感器读数间隔可包括在预定周期数上维持读取传感器的值之间的平均周期时间，如果平均值低于所需传感器读数间隔预定量，则将实际预定传感器读数间隔增加校正量，如果平均值高于所需传感器读数间隔，则将实际预定传感器读数间隔减小校正量。
该方法还可以包括当对控制器时钟640日期和时间值可用时，直接时间偏移器668将虚拟时间轴的当前值分配为控制器时钟640时间加上包读取间隔。包读取间隔可以是最后一个包的读取响应时间与第一个包的读取请求时间之差和二分之一减去包含控制器时钟640日期和时间的子包的索引除以构成完整阵列的子包的数目所得差的乘积。该间隔可具有负值。在一些实施例中，当此间隔的绝对值低于给定阈值时，其将不与控制器时间相加。在一些实施例中，此阈值是控制器610周期时间的一半。
该方法还可以包括时间推断器667在HSR 660的启动时执行同步周期，以及随后与发布器630同步间隔以建立虚拟时间轴，发布器630通过在控制器时钟640日期和时间不可用时补偿待读取标签时间戳的周期的下一循环之前的等待延迟，将标签时间戳分配到虚拟时间轴的当前时间。
所述方法还可以包括监测系统700获得时间戳的传感器和事件数据，以监测燃气涡轮发动机100，对燃气涡轮发动机100执行诊断，当发生某些事件时提醒工程师和客户，并推荐燃气涡轮发动机的维修。诊断可以由工程师执行，工程师分析数据以确定(如果)需要对燃气涡轮发动机100执行什么服务。监测和诊断燃气涡轮发动机100可以包括通过网络将原始数据、各种统计数据和警告提供给工程师或客户。诊断也可以由监测系统700或相关的远程系统执行，所述远程系统可使用分析来监测和诊断燃气涡轮发动机100。在一些实施例中，由控制器610捕获的数据由HSR 660读取并分批记录。这些批次可由监测系统700获得。如在一些其它实施例中，HSR 660可在连接到控制器的其它装置中运行。这些批次也可以由其他监测系统获得。
如上文所公开，当控制器610的控制器时钟640不可用时，HSR 660可以维护虚拟时间轴，虚拟时间轴在相对于控制器610的控制器时钟640的时间轴上以及在同步虚拟时间轴上维持由HSR 660获得的所有数据。维持虚拟时间轴可以防止时间戳矛盾，并且可以防止工程师需要努力地分析数字状态的变化和审查各种事件日志中的事件。
技术人员将会领会到，结合本文公开的实施例而描述的各种说明性逻辑块和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、软件模块或其组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上面已经在功能性方面对各种说明性的部件、块和步骤进行了总体描述。将这样的功能实现为硬件还是软件取决于对整个系统施加的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同方式实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。另外，块或步骤内的功能分组是为了便于描述。在不脱离本发明的情况下，可以从一个块移走特定功能或步骤。
结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块可以通过通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散栅极或晶体管逻辑、离散硬件部件或其被设计成执行本文所述功能的任何组合来实施或执行。通用处理器可以为微处理器，但在替代方案中，处理器可以为任何处理器、控制器或微控制器。处理器还可以实施为计算装置的组合，例如，DSP和一个微处理器、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或任何其它此类配置的组合。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、体现在由(例如，计算机的)处理器执行的软件中或者在两者的组合中。软件可以驻存在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质可耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息并向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以与处理器成一体。处理器和存储介质可驻存在ASIC中。
公开的实施例的以上描述提供成允许本领域的技术人员制作或使用本发明。这些实施例的各种改型将对于本领域的技术人员显而易见，且本文所述的普通原理可应用于其它实施例，而不会脱离本发明的精神或范围。因此，应理解，本文所述的描述和附图代表本发明的目前优选的实施例，且因此代表由本发明宽泛构想出的主题。还应理解，本发明的范围完全涵盖对于本领域的技术人员可能变得明显的其它实施例。

Claims (7)

1.一种监测燃气涡轮发动机(100)的方法，所述方法包括：
记录从传感器(22)获得的燃气发生器转子速度以及与所述燃气发生器转子速度相关联的时间戳；
如果所述燃气发生器转子速度超过触发阈值，则检测到超速事件的开始；
响应于检测到所述超速事件的开始，如果所述燃气发生器转子速度降低到设定点阈值以下，则检测到所述超速事件的结束；
响应于检测到所述超速事件，生成标签以包括超速事件值、所述燃气发生器转子速度和所述时间戳；
读取所述标签以检测所述超速事件；以及
响应于检测到所述超速事件，记录从所述超速事件的开始到所述超速事件的结束的多个标签，所述多个标签包括所述超速事件值、所述燃气发生器转子速度、所述时间戳。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括响应于检测到所述超速事件的结束，记录在所述超速事件之后大体上十五分钟的多个标签，所述多个标签包括所述燃气发生器转子速度以及所述时间戳。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括临时存储多个标签，所述多个标签包括所述燃气发生器转子速度和标签时间戳，并且响应于所述超速事件的开始，记录从所述超速事件开始之前的大致一分钟起的所述燃气发生器转子速度以及时间戳。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括针对在所述燃气涡轮发动机(100)的操作期间记录的每个超速事件将计数器递增一。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括通过将在所述燃气涡轮发动机(100)的操作期间记录的每个超速事件的超速事件的开始的时间戳与超速事件的结束的时间戳之间的差相加来确定累积超速事件持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括记录所述超速事件的开始与所述超速事件的结束之间的最大燃气发生器转子速度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述设定点阈值通常小于所述触发阈值0.5％。
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