ES2800824A1

ES2800824A1 - Control de un sistema de generación de energía mediante la monitorización visual de un indicador durante su funcionamiento

Info

Publication number: ES2800824A1
Application number: ES201930584A
Authority: ES
Inventors: Del Valle Luis Armando Sanchez; Iv John Robert Korsedal; Ii Philip Lee Schoonover; Llorente Jose Maria Gurria
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-01-04
Also published as: EP3757356A1; US20200409322A1

Abstract

Control de un sistema de generación de energía mediante la monitorización visual de un indicador durante su funcionamiento. Las realizaciones de la presente divulgación incluyen un procedimiento para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el procedimiento: detectar una distribución de calor a través de un componente de un sistema de generación de energía a partir de una emisión térmica del componente, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular una distribución de calor proyectada a través del componente basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la distribución de calor y la distribución de calor proyectada excede un umbral térmico; ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en donde el ajuste incluye modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Description

DESCRIPCIÓN

Control de un sistema de generación de energía mediante la monitorización visual de un indicador durante su funcionamiento

ANTECEDENTES

La divulgación se refiere en general a sistemas, procedimientos y productos de programa para sistemas de generación de energía. Más particularmente, las realizaciones de la divulgación proporcionan prestaciones para controlar un sistema de generación de energía mediante el análisis de indicadores, componentes y/o válvulas del sistema durante su funcionamiento.

Un sistema de generación de energía puede incluir una o más máquinas que incluyen varios componentes interconectados, y diversas propiedades del sistema de generación de energía pueden derivarse de las condiciones de estos componentes individuales. Ejemplos de sistemas de generación de energía pueden incluir, por ejemplo, centrales eléctricas basadas en combustión o no basadas en combustión que incluyen en las mismas una flota de turbinas de gas y/u otras máquinas. En el ejemplo de una central eléctrica basada en combustión, los montajes de turbinas de gas en la misma, pueden generar energía mecánica al quemar una fuente de combustible entremezclado con aire comprimido. Estas reacciones de combustión crean energía mecánica para accionar un componente de carga unido a la fuente de energía basada en combustión (por ejemplo, un árbol giratorio).

La efectividad de los sistemas de generación de energía puede depender de su implementación, de su entorno y/o de otros factores como la calidad de fabricación y el régimen de funcionamiento (por ejemplo, régimen transitorio o régimen permanente). Además, varios factores ambientales y motivados por el usuario pueden afectar al rendimiento de los componentes en un sistema de generación de energía, incluyendo la magnitud de la producción energética prevista, la eficiencia o la condición de los componentes individuales y las estimaciones de la vida útil de la parte y/o del sistema.

La monitorización de un sistema de generación de energía es un procedimiento de importancia crítica para determinar las propiedades de diversos componentes dentro del sistema de generación de energía. Tales propiedades pueden incluir, por ejemplo, el estado operativo de un componente, el tiempo de estimación restante antes de que el componente deba llevarse a mantenimiento, un ajuste recomendado a una o más configuraciones operativas del sistema de generación de energía, etc. Es posible monitorizar algunos componentes o atributos de un sistema a través de la automatización. Sin embargo, otros diversos componentes de un sistema de generación de energía dependen de un operario o administrador para monitorizar visualmente e informar de sus características. Tales características, por ejemplo, la apariencia de una o más máquinas, pueden no ser discernibles sin inspeccionar visualmente la máquina. La monitorización de un sistema de generación de energía mediante inspección visual conlleva diversas limitaciones, especialmente el tiempo y los costes asociados con las inspecciones repetidas.

SUMARIO

Un primer aspecto de la divulgación proporciona un procedimiento para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el procedimiento: detectar la medición de un indicador de un parámetro operativo mientras se monitoriza visualmente un indicador del sistema de generación de energía durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular un valor esperado del parámetro operativo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la medición del indicador del parámetro operativo y el valor esperado calculado del parámetro operativo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de calibrar el indicador o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un segundo aspecto de la divulgación proporciona un producto de programa almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador para controlar un sistema de generación de energía, comprendiendo el medio de almacenamiento legible por ordenador un código de programa para hacer que un sistema informático realice acciones que incluyen: detectar la medición de un indicador de un parámetro operativo mientras se monitoriza visualmente un indicador del sistema de generación de energía durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular un valor esperado del parámetro operativo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la medición del indicador del parámetro operativo y el valor esperado calculado del parámetro operativo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de calibrar el indicador o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un tercer aspecto de la divulgación proporciona un sistema para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el sistema: una cámara operable para monitorizar visualmente un indicador del sistema de generación de energía; un controlador del sistema en comunicación con la cámara y operable para, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía, realizar acciones que incluyen: detectar la medición de un indicador de un parámetro operativo mientras se monitoriza visualmente el indicador del sistema de generación de energía a través de la cámara; calcular un valor esperado del parámetro operativo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la medición del indicador del parámetro operativo y el valor esperado calculado del parámetro operativo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de calibrar el indicador o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un cuarto aspecto de la divulgación proporciona un procedimiento para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el procedimiento: detectar una distribución de calor a través de un componente de un sistema de generación de energía a partir de una emisión térmica del componente, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular una distribución de calor proyectada a través del componente basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la distribución de calor y la distribución de calor proyectada excede un umbral térmico; ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un quinto aspecto de la divulgación proporciona un producto de programa almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el medio de almacenamiento legible por ordenador un código de programa para hacer que un sistema informático realice acciones que incluyen: detectar una distribución de calor a través de un componente de un sistema de generación de energía basándose en una emisión térmica del componente, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular una distribución de calor proyectada a través del componente basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la distribución de calor y la distribución de calor proyectada excede un umbral térmico; ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un sexto aspecto de la divulgación proporciona un sistema para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el sistema: una cámara infrarroja operable para monitorizar visualmente un componente del sistema de generación de energía; un controlador del sistema en comunicación con la cámara infrarroja y operable para, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía, realizar acciones que incluyen: detectar una distribución de calor a través de un componente de un sistema de generación de energía basándose en una emisión térmica del componente; calcular una distribución de calor proyectada a través del componente basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre la distribución de calor y la distribución de calor proyectada excede un umbral térmico; ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un séptimo aspecto de la divulgación proporciona un procedimiento para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el procedimiento: detectar la posición de una válvula indicativa de un caudal mientras se monitoriza visualmente una válvula del sistema de generación de energía durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular un caudal objetivo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre el caudal y el caudal objetivo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de modificar la posición de la válvula o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un octavo aspecto de la divulgación proporciona un producto de programa almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el medio de almacenamiento legible por ordenador un código de programa para hacer que un sistema informático realice acciones que incluyen: detectar la posición de una válvula indicativa de un caudal mientras se monitoriza visualmente una válvula del sistema de generación de energía durante el funcionamiento del sistema de generación de energía; calcular un caudal objetivo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre el caudal y el caudal objetivo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de modificar la posición de la válvula o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

Un noveno aspecto de la divulgación proporciona un sistema para controlar un sistema de generación de energía, incluyendo el sistema: una cámara operable para monitorizar visualmente una válvula del sistema de generación de energía; un controlador del sistema en comunicación con la cámara y operable para, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía, realizar acciones que incluyen: detectar la posición de una válvula indicativa de un caudal mientras se monitoriza visualmente la válvula del sistema de generación de energía; calcular un caudal objetivo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía; calcular si una diferencia entre el caudal y el caudal objetivo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en el que el ajuste incluye uno de modificar la posición de la válvula o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Estas y otras prestaciones del sistema desvelado se entenderán más fácilmente a partir de la siguiente descripción detallada de los diversos aspectos del sistema tomados en conjunto con los dibujos adjuntos que representan diversas realizaciones, en los que:

La figura 1 proporciona una vista esquemática de un ejemplo de sistema de generación de energía en forma de turbina de gas.

La figura 2 proporciona una vista esquemática de un sistema de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 3 proporciona una vista esquemática de un entorno ilustrativo que incluye un dispositivo informático para implementar un sistema de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 4 proporciona una vista esquemática ampliada de un controlador del sistema y de una cámara para monitorizar visualmente un indicador de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 5 proporciona un diagrama de flujo ilustrativo de un procedimiento de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 6 proporciona una vista esquemática ampliada de un controlador del sistema y de una cámara para monitorizar visualmente una distribución de calor y una emisión acústica de un componente de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 7 proporciona un diagrama de flujo ilustrativo de un procedimiento de acuerdo con otras realizaciones de la presente divulgación.

La figura 8 proporciona una vista esquemática ampliada de un controlador del sistema y de una cámara para monitorizar visualmente una válvula de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación.

La figura 9 proporciona un diagrama de flujo ilustrativo de un procedimiento de acuerdo con realizaciones adicionales de la presente divulgación.

Cabe destacar que los dibujos no están necesariamente a escala. Los dibujos están concebidos para representar solo los aspectos representativos de la divulgación y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes de su ámbito. En los dibujos, un numeración similar representa elementos similares entre los dibujos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En la siguiente descripción, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, y en los que se muestra a modo de ilustración realizaciones específicas a modo de ejemplo en las que pueden ponerse en práctica las presentes enseñanzas. Estas realizaciones se describen con suficiente detalle para permitir a los expertos en la materia poner en práctica las presentes enseñanzas y debe entenderse que pueden usarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios sin apartarse del ámbito de las presentes enseñanzas. La siguiente descripción es, por lo tanto, meramente ilustrativa.

Además, en el presente documento pueden usarse regularmente varios términos descriptivos, y debería resultar útil definir estos términos al inicio de esta sección. Estos términos y sus definiciones, a menos que se indique lo contrario, son los siguientes. Como se usa en el presente documento, "corriente abajo” y "corriente arriba” son términos que indican una dirección relativa al flujo de un fluido, como el fluido de trabajo a través del motor de la turbina o, por ejemplo, el flujo de aire a través de la cámara de combustión o de refrigerante a través de uno de los sistemas de componentes de la turbina. El término "corriente abajo” corresponde a la dirección del flujo del fluido, y el término "corriente arriba” se refiere a la dirección opuesta al flujo. Los términos "hacia delante” y "hacia atrás”, sin ninguna especificidad adicional, se refieren a direcciones, refiriéndose "hacia delante” al extremo delantero o del compresor del motor, y "hacia atrás” al extremo trasero o de la turbina del motor. A menudo se requiere describir partes que están en diferentes posiciones radiales con respecto a un eje central. El término "radial” se refiere al movimiento o posición perpendicular a un eje. En casos como este, si un primer componente se encuentra más cerca del eje que un segundo componente, se indicará en el presente documento que el primer componente está "radialmente hacia dentro” o "hacia el interior” del segundo componente. Si, por otro lado, el primer componente se encuentra más lejos del eje que el segundo componente, se indicará en el presente documento que el primer componente está "radialmente hacia fuera” o "hacia el exterior” del segundo componente. El término "axial” se refiere al movimiento o posición paralela a un eje. Finalmente, el término "circumferencial” se refiere al movimiento o posición alrededor de un eje. Se apreciará que dichos términos pueden aplicarse en relación con el eje central de la turbina.

Las realizaciones de la presente divulgación proporcionan sistemas, productos de programa y procedimientos para controlar un sistema de generación de energía. En una realización de ejemplo, un sistema de acuerdo con la presente divulgación puede incluir un controlador del sistema o dispositivo similar en comunicación con una o más cámaras y/u otros dispositivos configurados para monitorizar audio-visualmente un área particular del sistema de generación de energía. El área monitorizada del sistema de generación de energía puede incluir, por ejemplo, uno o más indicadores para informar de los parámetros operacionales del sistema, uno o más componentes susceptibles a la variabilidad térmica, uno o más componentes sensibles en los que las personas o los animales están prohibidos durante el funcionamiento, uno o más bancos de válvulas para controlar un flujo de fluido dentro o fuera de un componente, etc.

En realizaciones de la presente divulgación, múltiples cámaras pueden ser capaces de monitorizar visualmente un sistema de generación de energía en múltiples ubicaciones, y también pueden detectar entradas relacionadas tales como sonido, luz infrarroja, etc. Un controlador del sistema en forma de, por ejemplo, un dispositivo informático y/u otro sistema de control, puede estar conectado comunicativamente a una o más cámaras para monitorizar diversos parámetros operacionales del sistema de generación de energía. El controlador del sistema puede procesar imágenes y/u otros datos recopilados mediante la monitorización visual del sistema de generación de energía y ajustar el sistema de generación de energía basándose en los datos procesados. En realizaciones alternativas, el dispositivo informático del sistema puede ubicarse total o parcialmente en una ubicación geográfica remota del sistema de generación de energía, y puede usar una biblioteca de datos perteneciente a múltiples sistemas de generación de energía para ajustar la operación de cada sistema de generación de energía. Proporcionar una red de cámaras en comunicación con un controlador del sistema puede proporcionar mayor accesibilidad y funcionalidad a los gerentes de un sistema de generación de energía, por ejemplo, al permitir que un usuario acceda a una aplicación, portal web, etc., inmediatamente después de que se hayan instalado las cámaras. para analizar varias porciones del sistema de generación de energía, y emprender acciones correctivas, sin visitar ni ver personalmente diferentes porciones del sistema de generación de energía.

La figura 1 muestra una turbomáquina 100 que puede incluirse en un sistema de generación de energía como se analiza en otra parte del presente documento. La turbomáquina 100 puede incluir, por ejemplo, un compresor 102 acoplado de forma operativa a un componente 104 de turbina a través de un árbol 106 de compresor/turbina compartido. En la figura 1, la turbomáquina 100 se representa en forma de una turbina de gas, pero se entiende que otros tipos de máquinas (por ejemplo, turbinas de vapor, turbinas de agua, etc.) pueden sustituirse por, o usarse con, turbinas de gas y/o implementarse en el mismo sistema de generación de energía en realizaciones de la presente divulgación. Más generalmente, cualquier máquina que incluya una realización del componente 104 de turbina puede usarse, modificarse y/o controlarse para obtener realizaciones de la presente divulgación como se analiza en el presente documento. El compresor 102 puede estar en comunicación fluida con el componente 104 de turbina, por ejemplo, a través de un montaje 108 de cámara de combustión. Cada montaje 108 de cámara de combustión puede incluir una o más cámaras 110 de combustión. Las cámaras 110 de combustión pueden montarse en la turbomáquina 100 en un amplio intervalo de configuraciones que incluyen, pero no se limitan a, estar dispuestas en una matriz tuboanular. El compresor 102 incluye una pluralidad de ruedas 112 de rotor del compresor. Las ruedas 112 de rotor del compresor incluyen una rueda 114 de rotor del compresor de primera fase que tiene una pluralidad de palas 116 de rotor del compresor de primera fase, cada una de las cuales tiene una porción 118 de álabe asociada. De manera similar, el componente 104 de turbina incluye una pluralidad de componentes 120 de rueda de la turbina que incluyen una o más ruedas 122 de rotor que tienen un conjunto de palas 124 de rotor de la turbina correspondientes.

Durante el funcionamiento, un fluido operativo tal como un gas caliente quemado puede fluir desde la(s) cámara(s) 110 de combustión hacia el componente 104 de turbina. El fluido operativo en el componente 104 de turbina puede pasar sobre múltiples palas 124 de rotor montadas en la rueda 122 de turbina y dispuestas en un grupo de fases sucesivas. El primer conjunto de palas 124 de turbina acopladas a la rueda 122 y al árbol 106 puede identificarse como una "primera fase” de la turbomáquina 100, y el siguiente conjunto de palas 124 de turbina se identifica como una "segunda fase” de la turbomáquina 100, etc. hasta el último conjunto de palas 124 de turbina en una fase final de la turbomáquina 100. La fase final de la turbomáquina 100 puede incluir las palas 124 de turbina de mayor tamaño y/o de radio más alto en la turbomáquina 100. Puede situarse una pluralidad de boquillas respectivas (no mostradas) entre cada fase de la turbomáquina 100 para definir adicionalmente una trayectoria de flujo a través de la turbomáquina 100. El fluido operativo que fluye sobre cada pala 124 de turbina puede hacer girar el árbol 106 impartiendo energía térmica y mecánica al mismo, haciendo girar de este modo el árbol 106 de la turbomáquina 100.

La turbomáquina 100 también puede incluir uno o más componentes auxiliares, como válvulas 126 internas, por ejemplo, para modular el flujo de fluido operativo desde y hacia la trayectoria de flujo directo para diversos fines, por ejemplo, para usarse en uno o más conjuntos 128 de bomba/motor también incluidos dentro de la turbomáquina 100. El árbol 106 giratorio puede generar energía al estar acoplado mecánicamente a un componente 130 de generador que convierte la energía mecánica del árbol 106 en energía eléctrica para alimentar los dispositivos conectados al generador 130. La cantidad de energía eléctrica producida por el generador 130 puede medirse, por ejemplo, en julios (J) y/o en vatios (W) como una cantidad de trabajo y/o energía producida por la turbomáquina 100. Además, al menos una fuente 140 de aire (por ejemplo, un suministro dedicado, una fuente de aire ambiente, etc.) puede estar en comunicación fluida con el compresor 102. Al menos una fuente 142 de combustible (por ejemplo, una reserva, una boquilla de suministro, etc.) puede estar en comunicación fluida con la cámara 110 de combustión para proporcionar combustible a la misma. La(s) fuente(s) 140 de aire y/o la(s) fuente(s) 142 de combustible pueden estar en comunicación fluida con el compresor 102 a través de una o más válvulas 146 para controlar la cantidad de combustible, aire y/u otros fluidos suministrados a la turbomáquina 100 para impulsar las reacciones de combustión en la misma. Uno cualquiera o más de los diversos componentes de la turbomáquina 100 pueden producir una emisión acústica 148, que puede ser detectable y/o medible como una señal acústica producida a partir de un componente respectivo, como se analiza en el presente documento.

Volviendo a la figura 2, se muestra un sistema 150 para monitorizar un sistema de generación de energía de acuerdo con realizaciones de la presente divulgación. El sistema 150 puede configurarse para monitorizar, o puede incluir de otro modo, un sistema 152 de generación de energía, que como se indica en otra parte del presente documento puede incluir, por ejemplo, centrales eléctricas basadas en combustión que incluyen una flota de turbinas de gas y/u otras máquinas en las mismas, o centrales eléctricas no basadas en combustión tales como una turbina de agua, una turbina de vapor, un sistema de generación de energía solar o eólica. El sistema 152 de generación de energía también puede incluir cualquier combinación concebible de sistemas de generación de energía basados o no en combustión, que pueden estar interconectados o pueden no estar interconectados. El sistema 152 de generación de energía en algunos casos puede estar ubicado en una ubicación geográfica particular, con otros sistemas 152 de generación de energía ubicados en otras posiciones geográficas. Independientemente de dónde puedan ubicarse los sistemas 152 de generación de energía, cada sistema 152 de generación de energía del sistema 150 puede estar en comunicación con un controlador del sistema como se describe en el presente documento.

El sistema 150 y el sistema 152 de generación de energía se describen en el presente documento, con el sistema 152 de generación de energía en forma de una central eléctrica que incluye uno o más montajes, como la(s) turbomáquina(s) 100 y sus componentes (por ejemplo, el compresor 102, el componente 104 de turbina, la cámara 110 de combustión, las válvulas 126, los conjuntos 128 de bomba/motor, etc., en adelante "el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128”). Aunque los indicadores 144 y las válvulas 146 no pueden identificarse colectivamente con el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en aras de enfatizar los indicadores 144 y las válvulas 146, se entiende que los indicadores 144 y las válvulas 146 también pueden considerarse componentes del sistema 152 de generación de energía. Además, aunque el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, los indicadores 144 y las válvulas 146 se analizan a lo largo de la presente divulgación como ejemplo, se entiende que el sistema 150 puede configurarse para monitorizar cualquier número de componentes predeterminados dentro de la turbomáquina 100 y/o de otras máquinas dentro del sistema 152 de generación de energía. Cada componente 102, 104, 110, 126, 128 de la turbomáquina 100 dentro del sistema 152 de generación de energía puede alojarse en un área 156, 158, 160 respectiva y/o en otras áreas o subáreas del sistema 152 de generación de energía no identificadas o descritas explícitamente.

Se muestra, por ejemplo, que la turbomáquina 100 incluye el componente 102 de compresor, el indicador 144 y las válvulas 126 en la primera área 156, la cámara 110 de combustión y la válvula 146 en la segunda área 158, el componente 104 de turbina y el indicador 144 en la tercera área 160 y el conjunto 128 de bomba/motor en una cuarta área no encerrada o no identificada. Cada área 156, 158, 160 puede estar separada por prestaciones arquitectónicas como particiones, pisos, señalización, etc., y/o pueden referirse a áreas dentro de un cuarto, espacio, edificio, etc. compartido. En algunos casos, el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 de una turbomáquina 100 pueden estar muy cerca unos de otros, pero pueden estar separados de el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 similares en otras turbomáquinas. Por lo tanto, el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 mostrados en la figura 2 puede(n) ser parte de una sola turbomáquina 100 o, alternativamente, pueden ser porciones de respectivas turbomáquinas 100 separadas. También se entiende que las áreas 156, 158, 160 pueden definirse únicamente por si están iluminadas con una o más cámaras 162 correspondientes, por ejemplo, cuando todos los componentes 102, 104, 110, 126, 128 del sistema 152 de generación de energía están alojados en un cuarto individual. En las realizaciones alternativas, las áreas 156, 158, 160 pueden incluir múltiples componentes 102, 104, 110, 126, 128.

Puede instalarse un grupo de cámaras 162 en el sistema 152 de generación de energía en posiciones capaces de monitorizar uno o más componentes 102, 104, 110, 128, indicadores 144 y/o válvulas 146 del sistema 152 de generación de energía. Cada cámara 162 puede situarse dentro de, o en una ubicación adecuada para monitorizar visualmente, las áreas 156, 158, 160 respectivas del sistema 152 de generación de energía. Como se analiza en otra parte del presente documento, cada cámara 162 puede proporcionarse en forma de cualquier sistema de captura visual o audiovisual conocido actualmente o desarrollado posteriormente y, como ejemplos, pueden incluirse dispositivos fijos o portátiles que incluyen cámaras convencionales, cámaras infrarrojas, cámaras de campo de luz, cámaras acústicas, cámaras de resonancia magnética (MRI) y/o cualquier número o tipo concebible de instrumentos de detección de imágenes. Más particularmente, cada cámara 162 puede configurarse para operar en una posición adecuada para monitorizar visualmente el sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, a través de un acoplamiento eléctrico y/o mecánico correspondiente.

Las cámaras 162 en algunos casos pueden ser operables para detectar la emisión acústica del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 128, de los indicadores 144 y/o de las válvulas 146 del sistema 152 de generación de energía. En este caso, la(s) cámara(s) 162 puede incluir un micrófono u otro dispositivo de detección acústica. Las cámaras 162 también pueden incluir un mecanismo de comunicaciones, por ejemplo, alimentación a través de Ethernet, WIFI o celular, para transmitir los datos medidos fuera de la cámara 162, o más generalmente fuera del sistema 152 de generación de energía. La(s) cámara(s) 162 pueden configurarse para detectar emisiones 148 acústicas convirtiéndolas en una signatura acústica. Como se describe en el presente documento, una "emisión acústica” o, alternativamente, una "signatura acústica”, se refiere a una o más ondas de sonido detectadas con la(s) cámara(s) 162 generadas por uno o más componentes 102, 104, 110, 126, 128 respectivos, el(los) indicador(es) 144, y/o la(s) válvula(s) 146, incluidas las emisiones ultrasónicas (es decir, aquellas que tienen una frecuencia de al menos aproximadamente veinte kilohercios (kHz) y superiores). Las emisiones 148 acústicas pueden representarse analíticamente como una onda de sonido singular o compuesta que tiene frecuencias, amplitudes y/u otras propiedades variadas basadas en la(s) fuente(s) subyacente(s) de la emisión 148 acústica. Cada emisión 148 acústica puede originarse desde una o más fuentes en el sistema 152 de generación de energía durante el funcionamiento, de modo que varias emisiones 148 acústicas detectadas dentro del sistema 152 de generación de energía tienen cada una un conjunto de frecuencias, longitudes de onda, amplitudes, fases, etc., cuando se representan como una onda de sonido.

El sistema 150 puede incluir un controlador 170 del sistema (alternativamente, "dispositivo informático” o simplemente "controlador”) acoplado comunicativamente a una o más cámaras 162 para realizar diversas funciones, incluida la monitorización de los componentes 102, 104, 110, 126, 128, de los indicadores 144 y/o de las válvulas 146 del sistema 152 de generación de energía como se describe en el presente documento. El controlador 170 del sistema generalmente puede incluir cualquier tipo de dispositivo informático capaz de realizar operaciones por medio de un componente de procesamiento (por ejemplo, un microprocesador) y, como ejemplos, puede incluir un ordenador, un procesador informático, un circuito eléctrico y/o digital, y/o un componente similar usado para computar y procesar entradas eléctricas. Los componentes y las funciones operativas de ejemplo del controlador 170 del sistema se analizan en detalle en otra parte del presente documento. Una o más cámaras 162 también pueden incluir un circuito integrado para comunicarse con y/o transmitir de manera inalámbrica las señales al controlador 170 del sistema.

Uno o más sensores 180 pueden estar en comunicación con el controlador 170 del sistema y pueden ubicarse, por ejemplo, dentro de las áreas correspondientes del componente 104 de turbina en el que pueden medirse o examinarse los fluidos operativos, incluyendo sin limitación: los componentes 102, 104, 110, 126, 128, los indicadores 144 y/o las válvulas 146. Cada sensor 180 puede configurarse para determinar (por ejemplo, mediante medición directa y/o cálculo a partir de variables relacionadas) diversas cantidades, tales como las condiciones de entrada, las condiciones de salida, las condiciones de la trayectoria del fluido (por ejemplo, la temperatura, la presión y/o el caudal de los fluidos operativos dentro de una porción del sistema 152 de generación de energía), etc., para modelar y afectar el rendimiento del sistema 152 de generación de energía.

En realizaciones de la presente divulgación pueden usarse varios sensores. El(los) sensor(es) 180 puede(n) tener la forma de sensor(es) de temperatura, sensor(es) de flujo, sensor(es) de presión y/u otros dispositivos para evaluar las propiedades de un componente o subcomponente, fluido(s) operativo(s) dentro de un componente o subcomponente, etc., en una ubicación particular. El(los) sensor(es) 180 en forma de sensor de temperatura pueden incluir termómetros, termopares (es decir, dispositivos de tensión que indican cambios en la temperatura a partir de cambios en la tensión), dispositivos de detección de temperatura resistivos (es decir, dispositivos para evaluar la temperatura a partir de cambios en la resistencia eléctrica), sensores infrarrojos, sensores basados en expansión (es decir, sensores para derivar cambios de temperatura a partir de la expansión o contracción de un material como un metal) y/o sensores de cambio de estado. Cuando uno o más sensores 180 incluyen sensores de temperatura, la temperatura del(de los) fluido(s) que pasa(n) a través de la ubicación del(de los) sensor(es) 180 puede medirse y/o convertirse en una señal eléctrica o entrada derivada al controlador 170 del sistema. El(los) sensor(es) 180 en forma de sensores de presión puede(n) incluir barómetros, manómetros, sensores de presión táctiles, sensores de presión ópticos, sensores de presión ionizantes, etc. Para calcular el caudal y/u otras propiedades cinéticas del fluido operativo, el(los) sensor(es) 180 puede(n) incluir, por ejemplo, medidores de flujo de aire, sensores de flujo de masa, anemómetros, etc.

El (los) sensor (es) 180 también puede(n) derivar uno o más parámetros de otras cantidades medidas, por ejemplo, temperatura, presión, caudal, etc. Estas cantidades medidas, a su vez, pueden medirse en múltiples ubicaciones del sistema 152 de generación de energía y aplicarse a modelos matemáticos de flujo de fluido a través de un componente particular, por ejemplo, a través del controlador 170 del sistema. En este caso, el(los) sensor(es) 180 puede(n) incluir componentes para medir variables relacionadas con la temperatura y componentes de procesamiento (por ejemplo, software informático) para predecir y/o calcular valores de temperatura o de otras métricas basadas en las variables relacionadas. En general, el término "calcular” en el contexto del(de los) sensor(es) 180 se refiere al procedimiento de computar matemáticamente un valor particular mediante medición directa, modelado predictivo, derivación de cantidades relacionadas y/u otras técnicas matemáticas para medir y/o encontrar una cantidad particular. En cualquier caso, las condiciones medidas por cada sensor 180 pueden indexarse, tabularse, etc., de acuerdo con el tiempo de medición correspondiente. Como se analiza en otra parte del presente documento, el controlador 170 del sistema puede actuar como un "pseudosensor” para calcular (por ejemplo, por estimación o derivación) una o más condiciones operativas en las ubicaciones dentro de un sistema 152 de generación de energía que no incluye el(los) sensor(es) 180.

En algunos casos, el(los) sensor(es) 180 puede(n) tomar la forma de un sensor de energía para medir, por ejemplo, una emisión de energía de diversos componentes del sistema 152 de generación de energía. En este caso, el(los) sensor(es) 180 generalmente puede(n) incorporarse como cualquier instrumento conocido actualmente o desarrollado posteriormente para medir la energía producida por el sistema 152 de generación de energía y/o por el generador 130, incluyendo, sin limitación, un sensor de corriente, un detector de tensión, un magnetómetro, un sensor de velocidad configurado para medir una rotación del árbol 106 (incluidos, por ejemplo, sensores basados en óptica, sensores posicionales, sensores capacitivos, tacómetros, etc.) y/u otros tipos de sensores para calcular una cantidad de energía producida. Independientemente de la(s) incorporación(es) usada(s), el(los) sensor(es) 180 puede(n) estar conectado(s) comunicativamente (por ejemplo, eléctricamente y/o de forma inalámbrica) al controlador 170 del sistema para calcular una emisión de energía de diversas porciones del sistema 152 de generación de energía. Además, la emisión de energía detectada con el(los) sensor(es) 180 puede tabularse o indexarse de otra manera por el tiempo de medición, de modo que la(s) emisión(es) de energía calculada(s) puede(n) referenciarse de forma cruzada en el controlador 170 del sistema a las condiciones calculadas con el(los) sensor(es) 180. El controlador 170 del sistema también puede calcular emisiones de energía reales o proyectadas del sistema 152 de generación de energía que corresponden a un conjunto dado de condiciones de entrada, condiciones de salida, etc., calculadas con el(los) sensor(es) 180.

Para ilustrar adicionalmente las prestaciones operacionales y los detalles del sistema 150, en el presente documento se analiza una realización ilustrativa del controlador 170 del sistema. Con referencia a las figuras 2 y 3 en conjunto, se ilustra una realización de ejemplo del sistema 150 y del controlador 170 del sistema y de sus subcomponentes con una representación simplificada de un sistema 152 de generación de energía. En particular, el sistema 150 puede incluir el controlador 170 del sistema, que a su vez puede incluir un sistema 206 de monitorización. La configuración mostrada en la figura 3 es una realización de un sistema para monitorizar el(los) sistema(s) 152 de generación de energía monitorizando visualmente un componente 102, 104, 110, 126, 128, un indicador 144 y/o una válvula 146. El sistema 150 en algunos casos puede ser capaz de interactuar con múltiples sistemas 152 de generación de energía distintos.

El controlador 170 del sistema puede implementarse como un entorno de computación en la nube, un entorno de computación local ("en local”) o un entorno de computación híbrido. Los entornos de computación en la nube generalmente emplean una red de servidores remotos hospedados para administrar, almacenar y procesar datos, en lugar de ordenadores personales o servidores locales como en un entorno de computación local. Un entorno de computación en la nube incluye una red de nodos interconectados y proporciona una serie de servicios, por ejemplo, hospedando la implantación del software proporcionado por el cliente, hospedando la implantación del software respaldado por el proveedor y/o proporcionado infraestructura. En general, los entornos de computación en la nube generalmente son propiedad de y los opera una organización de terceros que proporciona servicios en la nube (por ejemplo, Servicios Web de Amazon, Microsoft Azure, etc.), mientras que los entornos de computación local suelen ser propiedad de y los opera la organización que usa el entorno de computación. Los entornos de computación en la nube pueden tener varios tipos de implantación. Por ejemplo, un entorno de computación en la nube puede ser una nube pública en la que la infraestructura de la nube se pone a disposición del público en general o de un subgrupo particular. Alternativamente, un entorno de computación en la nube puede ser una nube privada en la que la infraestructura de la nube se opera únicamente para un solo cliente u organización o para una comunidad limitada de organizaciones que tienen intereses compartidos (por ejemplo, limitaciones de seguridad y/o de cumplimiento, política y/o misión). Un entorno de computación en la nube también puede implementarse como una combinación de dos o más entornos de nube, siendo al menos uno un entorno de nube privado y al menos uno un entorno de nube público. Además, los diversos tipos de implantación de entornos de computación en la nube pueden combinarse con uno o más entornos de computación local en una configuración híbrida.

En otros ejemplos adicionales, cada sistema 152 de generación de energía puede situarse en una ubicación geográfica distinta. Por ejemplo, se muestra que un sistema 152 de generación de energía está ubicado en la "Ubicación A”, mientras que otros dos sistemas 152 de generación de energía se muestran en comunicación con el controlador 170 del sistema pero ubicados en la "Ubicación B” y en la "Ubicación C”, respectivamente. La ubicación A puede representar, por ejemplo, una ubicación en América del Norte, mientras que la ubicación B y la ubicación C pueden representar ubicaciones en cualquier otra parte del mundo (incluyendo, por ejemplo, otros continentes, como África y Australia). De esta manera, un controlador 170 del sistema o una combinación de controladores 170 del sistema pueden administrar conjuntamente o por separado una red mundial de sistemas 152 de generación de energía. En algunos casos, el(los) controladores 170 del sistema que están en comunicación con sistemas 152 de generación de energía en múltiples ubicaciones pueden permitir que el sistema 150 incluya prestaciones de aprendizaje automático, por ejemplo, usando datos obtenidos de los sistemas 152 de generación de energía en la ubicación B y en la ubicación C para controlar el sistema 152 de generación de energía en la ubicación A.

Como se analiza en el presente documento, el controlador 170 del sistema puede extraer datos obtenidos de las cámaras 162 que monitorizan visualmente los componentes 102, 104, 110, 126, 128, los indicadores 144 y/o las válvulas 146 para monitorizar el sistema 152 de generación de energía. Para facilitar la ilustración, únicamente por claridad de ilustración, en la figura 3 se omiten varias conexiones entre el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, el(los) indicador(es) 144 y/o la(s) válvula(s) 146 (pero se muestran en la figura 2). Además, las realizaciones de la presente divulgación pueden realizar estas funciones automáticamente y/o responder a la entrada del usuario mediante una aplicación accesible para un usuario u otro dispositivo informático. Dicha aplicación puede, por ejemplo, proporcionar exclusivamente la funcionalidad analizada en el presente documento y/o puede combinar realizaciones de la presente divulgación con un sistema, aplicación, etc., para controlar de forma remota la(s) cámara(s) 162. Las realizaciones de la presente divulgación pueden configurarse u operarse en parte por un técnico, por el controlador 170 del sistema y/o por una combinación de un técnico y el controlador 170 del sistema. Se entiende que algunos de los diversos componentes mostrados en la figura 3 pueden implementarse de forma independiente, combinarse y/o almacenarse en la memoria para uno o más dispositivos informáticos separados que están incluidos en el controlador 170 del sistema. Además, se entiende que algunos de los componentes y/o de las funcionalidades pueden no implementarse, o pueden incluirse esquemas y/o funcionalidades adicionales como parte del sistema 206 de monitorización.

El controlador 170 del sistema puede incluir una unidad 208 de procesamiento (UP), una interfaz 210 de entrada/salida (E/S), una memoria 212 y un bus 214. Además, el controlador 170 del sistema se muestra en comunicación con un dispositivo 216 de E/S externo y con un sistema 218 de almacenamiento. El sistema 206 de monitorización puede ejecutar un programa 220 de análisis, que a su vez puede incluir diversos módulos 222 de software configurados para realizar diferentes acciones, por ejemplo, una calculadora, un determinador, un comparador, un algoritmo de procesamiento de imágenes, etc. Los diversos módulos 222 del sistema 206 de monitorización pueden usar cálculos basados en algoritmos, tablas de búsqueda y herramientas similares almacenadas en la memoria 212 para procesar, analizar y operar con datos para realizar sus respectivas funciones.

En general, la UP 208 puede ejecutar un código de programa informático para lanzar un software, como el sistema 206 de control, que puede almacenarse en la memoria 212 y/o en el sistema 218 de almacenamiento. Mientras ejecuta el código de programa informático, la UP 208 puede leer y/o escribir datos en o desde la memoria 212, el sistema 218 de almacenamiento y/o la interfaz 210 de E/S. El bus 214 puede proporcionar un enlace de comunicaciones entre cada uno de los componentes en el controlador 170 del sistema. El dispositivo 216 de E/S puede comprender cualquier dispositivo que permita a un usuario interactuar con el controlador 170 del sistema o cualquier dispositivo que permita que el controlador 170 del sistema se comunique con el equipo descrito en el presente documento y/o con otros dispositivos informáticos. El dispositivo 216 de E/S (que incluye, entre otros, teclados, pantallas, dispositivos de señalización, etc.) puede acoplarse al controlador 170 del sistema ya sea directamente o a través de controladores de E/S intermedios (no mostrados).

La memoria 212 también puede incluir diversas formas de datos almacenados en una biblioteca 300 para cuantificar uno o más parámetros operacionales del sistema 152 de generación de energía, que pueden pertenecer a y/o de los componentes 102, 104, 110, 126, 128, el(los) indicador(es) 144 y/o las válvulas 146. Como se analiza en otra parte del presente documento, el controlador 170 del sistema puede monitorizar el sistema 152 de generación de energía mediante la(s) cámara(s) 162 a través de etapas operativas que a su vez pueden depender de varias formas de datos en la biblioteca 300. Para intercambiar datos entre el sistema 200 informático y las cámaras 162, el sistema 200 informático puede estar en comunicación con la(s) cámara(s) 162 a través de cualquier tipo de red de comunicaciones actualmente conocida o desarrollada posteriormente. Por ejemplo, el sistema 200 informático puede integrarse al menos parcialmente dentro de la cámara 162 como un componente de la misma, o puede incorporarse como un dispositivo ubicado de manera remota, como una tableta, un PC, un teléfono inteligente, etc., en comunicación con la(s) cámara(s) 162 a través de cualquier combinación de protocolos de comunicación inalámbricos y/o por cable. Para monitorizar el sistema 152 de generación de energía, el programa 220 de análisis del sistema 206 de monitorización puede almacenar e interactuar con la biblioteca 300 de acuerdo con los procedimientos de la presente divulgación.

La biblioteca 300 puede organizarse en un grupo de campos. Por ejemplo, la biblioteca 300 también puede incluir un campo 302 de medición de indicadores para almacenar las mediciones detectadas del(de los) indicador(es) 144 a través de la(s) cámara(s) 162. El campo 302 de medición de indicadores puede incluir valores relativos y/o absolutos para uno o más parámetros operacionales del sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, presión del fluido, temperatura del fluido, caudal del fluido, velocidad de las palas, temperatura de las palas y/o cualquier parámetro concebible capaz de medirse e informarse a través del(de los) indicador(es) 144 montado(s) en porciones del sistema 152 de generación de energía.

Otras formas de la biblioteca 300 pueden incluir, por ejemplo, un campo 304 de distribución de calor para registrar las propiedades térmicas de diversos componentes 102, 104, 110, 126, 128, del(de los) indicador(es) 144 y/o de la(s) válvula(s) 146 del sistema 152 de generación de energía. Los datos incluidos en el campo 304 de distribución de calor pueden registrarse a través de la(s) cámara(s) 162 en realizaciones en las que la(s) cámara(s) 162 es(son) capaz(capaces) de generar imágenes térmicas (por ejemplo, al incluir componentes para detectar luz infrarroja). En un ejemplo, los datos en el campo 304 de distribución de calor pueden tomar la forma de un gráfico de temperaturas en un componente particular con respecto a las ubicaciones en el componente. En un ejemplo adicional, los datos registrados en el campo 304 de distribución de calor pueden tomar la forma de un mapa de temperatura bidimensional en el que cada coordenada en un mapa bidimensional de un componente se correlaciona con su temperatura en un momento particular. En un ejemplo más simplificado, el campo 304 de distribución de calor puede incluir una tabla de tiempo indexada para un grupo (es decir, dos o más) ubicaciones de muestra de un componente correlacionada con la temperatura del componente en el grupo de ubicaciones de muestra.

Además, la biblioteca 300 puede incluir un campo 306 de posición de válvulas para registrar la posición de una o más válvulas 126, 146 del sistema 152 de generación de energía. Las posiciones de las válvulas detectadas almacenadas en el campo 306 de posición de válvulas pueden ser detectables, por ejemplo, usando la(s) cámara(s) 162 en ubicaciones con una vista de una o más válvulas 126, 146 para controlar el flujo de fluido en parte del sistema 152 de generación de energía. El campo 306 de posición de válvulas puede organizarse para incluir un caudal a través de una porción del sistema 152 de generación de energía producido porque la(s) válvula(s) 126, 146 está(n) en la(s) posición(es) detectada(s) por la(s) cámara(s) 162.

La biblioteca 300 también puede incluir, por ejemplo, un campo 308 de perfiles acústicos para registrar un conjunto de emisiones acústicas que se originan o se asocian de otro modo con el(los) componente(s) 102, 104, 106, 126, 128, el(los) indicador(es) 144 y/o la(s) válvula(s) 126, 146. Como se señala en el presente documento, las emisiones 148 acústicas de los diversos componentes 102, 104, 106, 126, 128, del(de los) indicador(es) 144 y/o de la(s) válvulas 126, 146 pueden ser detectables a través de la(s) cámara(s) 162. La(s) emisión(es) 146 acústica(s) detectada(s) en algunos casos puede(n) convertirse en signaturas acústicas y/u otras representaciones que puedan almacenarse en la biblioteca 300. El(los) perfil(es) acústico(s) almacenado(s) en el campo 308 de perfiles acústicos puede(n) usarse en algunas realizaciones para detectar una perturbación acústica en el sistema 152 de generación de energía.

Un campo 310 de umbrales puede incluir una o más ventanas de tolerancia para determinar si alguna de las condiciones operativas detectadas (indicadas, por ejemplo, mediante mediciones de indicadores, distribuciones de calor, posiciones de válvulas, perfiles acústicos, etc.) en la biblioteca 300 requieren un ajuste del sistema 152 de generación de energía. Más específicamente, el campo 310 de umbrales puede incluir datos operativos pertenecientes a operaciones anteriores del sistema 152 de generación de energía, y/u otros datos operativos relevantes pertenecientes a la operación de otros sistemas 152 de generación de energía (por ejemplo, aquellos ubicados en la ubicación B y/o en la ubicación C). En otras realizaciones adicionales, el campo 310 de umbrales puede incluir adicional o alternativamente datos operativos proyectados para el sistema 152 de generación de energía o datos operativos proyectados para otros sistemas 152 de generación de energía (por ejemplo, aquellos ubicados en la ubicación B y/o en la ubicación C). En el caso de los datos operativos proyectados, los módulos 222 pueden usar diversas formas de datos de entrada (por ejemplo, operación anterior, configuraciones operativas seleccionadas, mediciones de la operación actual, etc.) para predecir los valores futuros de uno o más parámetros operativos (por ejemplo, presiones, temperaturas, caudal, energía generada, etc.) del sistema 152 de generación de energía. El campo 310 de umbrales puede expresarse como uno o más conjuntos de valores límite para parámetros operativos tales como temperatura, presión, caudal, frecuencias acústicas y longitudes de onda, para la monitorización automática del sistema 152 de generación de energía. Como se analiza en el presente documento, el controlador 170 del sistema puede iniciar diversos ajustes en el sistema 152 de generación de energía y en su funcionamiento en cualquier parámetro operativo, o combinación de parámetros operativos, que exceda los umbrales correspondientes en el campo 310 de umbrales. Cada entrada de los campos 302, 304, 306, 308, 310 puede indexarse con respecto al tiempo, de modo que un usuario puede hacer referencia cruzada a la información de cada campo 302, 304, 306, 308, 310 en la biblioteca 300. También se entiende que la biblioteca 300 puede incluir otros campos de datos y/u otros tipos de datos en la misma para evaluar la condición de los componentes 102, 104, 110, 126, 128, del(de los) indicador(es) 144 y/o de la(s) válvula(s) 126, 146 del sistema 152 de generación de energía.

La biblioteca 300 también puede estar sujeta a un procesamiento preliminar por parte de los módulos 222 del programa 220 de análisis antes de ser registrada en uno o más de los campos 302, 304, 306, 308, 310. Por ejemplo, uno o más módulos 222 pueden aplicar un conjunto de reglas para eliminar las lecturas falsas del(de los) campo(s) 302, 304, 306, filtrar el ruido intrascendente de la(s) signatura(s) 166 acústica(s) en el campo 308, etc. Tales reglas y/u otros criterios pueden generarse a partir de las especificaciones de fabricación del fabricante de estos componentes y/o de datos pertenecientes a otros sistemas 152 de generación de energía. Por ejemplo, el compresor 102 puede generar energía térmica y emisiones acústicas relacionadas con el número de palas giratorias de varias fases. En el caso de la cámara 110 de combustión, las posibles frecuencias de resonancia, relacionadas con el tipo y la geometría de la cámara 110 de combustión, las condiciones operativas, el(los) tipo(s) de combustibles quemados, etc., pueden especificarse en el momento de la fabricación. Tales análisis pueden determinar criterios tales como los límites de amplitud asociados con el campo de datos 302, 304, 306, 308 que se analiza con respecto al campo 310 de umbrales.

El controlador 170 del sistema puede comprender cualquier artículo de manufactura de computación de fines generales para ejecutar el código de programa informático instalado por un usuario (por ejemplo, un ordenador personal, un servidor, un dispositivo de mano, etc.). Sin embargo, se entiende que el controlador 170 del sistema solo es representativo de diversos posibles dispositivos informáticos equivalentes que pueden realizar las diversas etapas del procedimiento de la divulgación. Además, el controlador 170 del sistema puede ser parte de una arquitectura de sistemas más grande operable para evaluar uno o más sistemas 152 de generación de energía.

Hasta este punto, en otras realizaciones, el controlador 170 del sistema puede comprender cualquier artículo de manufactura de computación de fines específicos que comprenda hardware y/o códigos de programa informáticos para realizar funciones específicas, cualquier artículo de manufactura de computación que comprenda una combinación de hardware/software de fines específicos y de fines generales, o similares. En cada caso, los códigos de programa y el hardware pueden crearse usando técnicas comunes de programación e ingeniería, respectivamente. En una realización, el controlador 170 del sistema puede incluir un producto de programa almacenado en un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador, que puede ser operativo para monitorizar automáticamente el sistema 152 de generación de energía cuando se ejecuta.

Volviendo a la figura 4, se muestra una vista esquemática ampliada del controlador 170 del sistema y de la cámara 162 para monitorizar el indicador 144. La(s) cámara(s) 162 puede(n) tener un campo de visión Fvis dimensionado para la monitorización visual de uno o más componentes 102, 104, 110, 126, 128. Al menos un componente 102, 104, 110, 126, 128 monitorizado visualmente con la cámara 162 puede incluir un indicador 144 para medir al menos un parámetro operacional. En el ejemplo de la figura 4, el indicador 144 es un indicador de temperatura para medir la temperatura interna del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en análisis. El indicador 144 puede visualizar una medición de indicador M^mca través de uno o más dispositivos de medición. El indicador 144 puede incluir un marcador 145, por ejemplo, una aguja en implementaciones simplistas, una pantalla en implementaciones digitales, y/o cualquier instrumento concebible para comunicar parámetro(s) medido(s) con el indicador 144 en otras varias realizaciones. En el ejemplo de la figura 4, el marcador 145 se muestra como una flecha en el indicador 144 que indica la temperatura dentro del componente 102, 104, 110, 126, 128 en análisis. Durante el funcionamiento, diversos eventos pueden hacer que el indicador 144 y/o el marcador 145 visualicen una medición inexacta, por ejemplo, una mala calibración del indicador 144, el desgaste o daño de los componentes intermedios que miden el(los) parámetro(s) operacional(es) que visualiza el indicador 144, el marcador 145 está atascado o exhibe una ligera oscilación que indica que el indicador está funcionando normalmente o exhibe una oscilación extrema que indica que el indicador no funciona correctamente. Como se analiza en el presente documento, el controlador 170 del sistema puede usar el(los) sensor(es) 180 para derivar un valor esperado MEsperado del(de los) parámetro(s) operacional(es) medido(s) con el(los) indicador(es) 144, e implementar diversos procedimientos para detectar y corregir las diferencias entre la medición del indicador Mmc y el valor esperado MEsperado.

Con referencia a las figuras 3-5 en conjunto, las realizaciones de la divulgación proporcionan un procedimiento para controlar el(los) sistema(s) 152 de generación de energía basado en la monitorización visual del (de los) indicadores 144 a través de la(s) cámara(s) 162. Los procedimientos PX1-PX6 se muestran a modo de ejemplo en la figura 5 como implementados por separado de otros procedimientos de acuerdo con la divulgación. Los procedimientos de ejemplo mostrados en la figura 7 (que ilustra los procedimientos PY1-PY8) y en la figura 9 (que ilustra los procedimientos PZ1-PZ6), y analizados en otra parte del presente documento, pueden implementarse secuencialmente y/o simultáneamente con los mostrados en la figura 5. Se entiende que cualquiera o todos los diversos procedimientos analizados en el presente documento pueden combinarse e implementarse juntos sustancialmente como un conjunto de procedimientos o subprocedimientos combinados siempre que sea posible. Los flujos de procedimiento de ejemplo mostrados en las figuras 5, 7 y 9, y descritos en el presente documento, proporcionan por lo tanto un conjunto ilustrativo de ejemplos para implementar realizaciones de la presente divulgación. Además, los flujos de procedimiento ilustrados en las figuras 5, 7 y 9 pueden implementarse, por ejemplo, a través de uno o más controladores 170 del sistema, incluyendo el(los) dispositivo(s) 200 informático(s) conectado(s) comunicativamente a las cámaras 162 configuradas para monitorizar varias porciones del sistema 152 de generación de energía. Se entiende que los diversos procedimientos descritos en el presente documento pueden implementarse en tiempo real durante el funcionamiento de la turbomáquina 100 y/o pueden implementarse como parte de un análisis histórico de la turbomáquina 100 (por ejemplo, un análisis posterior a un fallo o posterior al mantenimiento).

Un procedimiento inicial PX1 puede incluir instalar una o más cámaras 162 dentro del sistema 152 de generación de energía. La(s) cámara(s) 162 puede instalarla(s) una parte que implementa las diversas etapas del procedimiento descritas en el presente documento y/u otra parte antes de que se implementen los procedimientos de la presente divulgación. Como tal, el procedimiento PX1 se muestra en líneas discontinuas para indicar que el procedimiento PX1 puede ser una etapa preliminar que ocurre antes de otros procedimientos de acuerdo con la presente divulgación. La instalación de cámaras en el procedimiento PX1 puede incluir, por ejemplo, acoplar eléctrica y mecánicamente cada cámara 162 a un componente o accesorio de montaje provisto dentro del sistema 152 de generación de energía. Puede seleccionarse una ubicación para cada cámara 162 de tal manera que al menos una cámara 162 pueda monitorizar visualmente el(los) indicador(es) 144 y la(s) medición(es) del(de los) indicador(es) M^mc(figura 4) visualizadas en el(los) mismo(s). El procedimiento de instalación puede incluir, por ejemplo, operar la(s) cámara(s) 162 en un modo de prueba para ajustar el campo de visión Fvis (figura 4) para determinar si el(los) indicador(es) 144 deseado(s) se monitorizará(n) visualmente. Un usuario puede operar la(s) cámara(s) 162 manualmente para determinar si cada indicador 144 a monitorizar aparece en la vista de campo de la(s) cámara(s) 162 instalada(s). La monitorización visual posterior del(de los) indicador(es) 144 puede implementarse automáticamente mediante el controlador 170 del sistema, y sin la intervención del usuario, como se describe en el presente documento.

En el procedimiento PX2, cada cámara 162 puede operar independientemente del sistema 152 de generación de energía para detectar la(s) medición(es) del(de los) indicador(es) que se visualizan mediante el(los) indicador(es) 144. Por lo tanto, el procedimiento PX2 puede incluir, por ejemplo, registrar u obtener de otro modo secuencias fotográficas o de vídeo del(de los) indicador(es) 144 en un momento particular, siendo visibles las mediciones de cada indicador (144). En algunos casos, el procedimiento PX2 puede incluir la monitorización continua por vídeo del sistema 152 de generación de energía. En otros casos, el procedimiento PX2 puede incluir la captura fotográfica en ráfagas del(de los) indicador(es) 144 a intervalos particulares, por ejemplo, la captura de una imagen por intervalo predeterminado (por ejemplo, un periodo de cinco minutos) de funcionamiento. La detección de mediciones de indicadores en el procedimiento PX2 puede producir un registro fotográfico o de vídeo de temperaturas, presiones, energía generada, caudales, etc., para un componente 102, 104, 126, 128 particular en el sistema 152 de generación de energía. En configuraciones convencionales, un usuario o inspector examinaría manualmente cada indicador 144 para registrar diversos parámetros operativos. En realizaciones de la divulgación, el controlador 170 del sistema detecta la medición visualizada en cada indicador 144 automáticamente a través de la(s) cámara(s) 162. La conversión de los registros proporcionados por la(s) cámara(s) 162 a mediciones de indicadores almacenables, por ejemplo, en el campo 302 de medición de indicadores de la biblioteca 300 puede implementarse a través de cualquier procedimiento actualmente conocido o desarrollado posteriormente para convertir porciones de una imagen en datos.

Volviendo al procedimiento PX3, representado en líneas discontinuas para indicar un procedimiento opcional, el procedimiento puede incluir implementar el reconocimiento de patrones en las imágenes o en el vídeo capturado por la(s) cámara(s) 162 para aislar o extraer la(s) medición(es) de(de los) indicador(es) incluida(s) en los mismos. De acuerdo con un ejemplo, los módulos 222 del dispositivo 200 informático pueden incluir uno o más algoritmos, tablas de consulta, fórmulas matemáticas, etc., capaces de identificar automáticamente una o más porciones de una imagen, o vídeo, como ilustración de una medición de indicador. En un ejemplo más específico, al menos un indicador 144 en forma de indicador de temperatura puede incluir el marcador 145 (por ejemplo, una flecha como se muestra en la figura 4), u otro componente visualmente identificable, por ejemplo, un marcador 145 de medición de color de contraste como una aguja roja contra una superficie blanca para distinguir el(los) indicador(es) 144 de las porciones restantes de la misma imagen o vídeo de la cámara 162. La cámara 162 y/o el controlador 170 del sistema también pueden incluir filtros de imágenes físicos y/o herramientas similares para aislar secciones irrelevantes de una imagen o vídeo para identificar mejor las mediciones que se visualizan en el(los) indicador(es) 144. Las mediciones de indicadores detectadas en PX2 y PX3, cuando sea aplicable, pueden almacenarse en el campo 302 de medición de indicadores de la biblioteca 300.

Los procedimientos de acuerdo con la divulgación pueden incluir opcionalmente un procedimiento adicional PX3.1 para usar el reconocimiento de patrones visuales para identificar si el marcador 145 del indicador 144 está atascado o inestable. Que el marcador 145 esté "atascado” se refiere a una situación en la que el marcador 145 no responde, al menos en parte, a los cambios en uno o más parámetros que se miden a través del (de los) indicadores 144. En algunos casos, que el marcador 145 esté "atascado” puede referirse a una situación en la que el marcador 145 está en una posición fija en la que se esperaría una pequeña cantidad de movimiento u oscilación. Que el marcador 145 experimente "oscilación” se refiere a una situación en la que el marcador 145 fluctúa en un intervalo de posibles mediciones de una manera que es inconsistente con las fluctuaciones reales en el parámetro que se está midiendo. La oscilación de los marcadores 145 es, por lo tanto, otra posible fuente de inexactitud en la monitorización de parámetros con el(los) indicador(es) 144. Para tener en cuenta tales posibilidades, el algoritmo de reconocimiento de patrones puede identificar formas, colores y/u otras propiedades visualmente distintas en una imagen del indicador 144 para detectar si el marcador 145 está atascado (es decir, no se está moviendo lo suficiente) u oscilando (es decir, moviéndose demasiado) basándose en otros datos, por ejemplo, datos obtenidos del(de los) sensor(es) 180, o datos históricos de cuando el marcador 145 ha estado en posición durante un período de tiempo determinado. En el caso de que se detecte un marcador 145 atascado u oscilante (es decir, "Sí” en el procedimiento PX3.1), el procedimiento puede proceder al procedimiento PX6 de ajuste del sistema 152 de generación de energía como se analiza en otra parte del presente documento. Cuando el marcador 145 no parece estar oscilando o atascado basándose en el algoritmo de reconocimiento de patrones (es decir, "No” en el procedimiento PX3.1), el procedimiento puede proceder al procedimiento PX4 como se analiza a continuación.

El procedimiento puede continuar implementando el procedimiento PX4 para calcular uno o más valores esperados para parámetros operacionales medidos por el indicador 144. Las realizaciones de la divulgación, en algunos casos, pueden detectar un error en uno o más indicadores 144. Por ejemplo, las realizaciones de la divulgación son operables para detectar, por ejemplo, si uno o más indicadores 144 están midiendo de manera inexacta, si uno o más indicadores 144 han dejado de funcionar, si uno o más componentes mecánicos de cualquier indicador 144 están funcionando mal, etc. El procedimiento PX4 incluye el uso de otros datos, por ejemplo, detectados por el(los) sensor(es) 180 o incluidos en la biblioteca 300, para calcular un valor esperado del parámetro operacional que se mide con el(los) indicador(es) 144. El cálculo en el procedimiento PX4 puede implementarse, por ejemplo, usando los módulos 222 del programa 220 de análisis, o por referencia directa a uno o más conjuntos de datos incluidos en la biblioteca 300. En un ejemplo, el(los) sensor(es) 180 pueden detectar una temperatura de, por ejemplo, aproximadamente 1150 grados Celsius (°C) dentro del componente 104 de turbina y una emisión de energía asociada de aproximadamente cincuenta megavatios (MW). Los módulos 222 del programa 220 de análisis pueden entonces derivar otros parámetros operacionales, por ejemplo, una temperatura de entrada de 1200 °C en el componente 104 de turbina, una temperatura de salida de 1070 °C en el componente 104 de turbina, mediante la aplicación de correlaciones predeterminadas, propiedades del material de la turbomáquina 100, etc. El valor esperado calculado en el procedimiento PX4 puede indicar una o más mediciones que se visualizarían en un indicador 144 ideal (es decir, que opera correctamente).

Continuando con el procedimiento PX5, los procedimientos de acuerdo con la divulgación incluyen analizar la diferencia entre la(s) medición(es) de indicador para un parámetro operativo, tal como se detecta(n) en los procedimientos PX2, PX3 y el(los) valor(es) esperado(s) del mismo parámetro como se calcula(n) en el procedimiento PX4. Las realizaciones de la divulgación pueden, por lo tanto, determinar si la(s) medición(es) visualizadas en el(los) indicador(es) 144 son consistentes con el(los) valor(es) esperado(s) para los mismos parámetros. El procedimiento PX5 puede incluir determinar si una diferencia entre la(s) medición(es) del indicador, por ejemplo, como se expresa en el campo 302 de mediciones de indicadores, difiere de los valores esperados del parámetro operativo en al menos un umbral predeterminado. El umbral predeterminado puede almacenarse en la biblioteca 300 dentro del campo 310 de umbrales, como se analiza en otra parte del presente documento. En un ejemplo ilustrativo, el valor esperado de un parámetro calculado en el procedimiento PX5 puede ser una temperatura de salida de aproximadamente 1200 °C dentro del componente 104 de turbina. Sin embargo, la medición de indicador que se visualiza en el indicador 144 en el mismo momento puede ser, por ejemplo, aproximadamente 1150 °C. El campo 310 de umbrales puede especificar un valor umbral de 25 °C de diferencia entre los valores medidos y los valores esperados para este parámetro, por ejemplo, lo que indica que cada indicador no puede falsear su temperatura operativa respectiva en una diferencia de más de 25 °C. En los casos en los que la diferencia entre la medición del indicador de un parámetro operativo y su valor esperado excede el umbral predeterminado (es decir, "Sí” en el procedimiento PX5), el procedimiento puede proceder al procedimiento PX6 de ajuste del sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, mediante la recalibración del indicador o el apagado del sistema 152 de generación de energía para su mantenimiento. En los casos en los que la diferencia entre la medición del indicador y su valor esperado está dentro del umbral predeterminado (por ejemplo, el indicador 144 visualiza una temperatura de entrada entre aproximadamente 1175 °C y aproximadamente 1225 °C; "No” en el procedimiento PX5, el procedimiento puede concluir ("Hecho”). Cuando se desea una monitorización continua del sistema 152 de generación de energía, el flujo puede volver al procedimiento PX2 para detectar otra medición del indicador desde el mismo indicador 144 o desde un indicador 144 diferente.

En los casos en los que se implementa el procedimiento PX6 de ajuste del sistema 152 de generación de energía, el procedimiento puede incluir uno cualquiera o más subprocedimientos (por ejemplo, los procedimientos PX6-1, PX6-2 mostrados en la figura 4). El ajuste del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PX6 puede realizarse automáticamente a través del controlador 170 del sistema, o en algunos casos puede realizarse con la ayuda de uno o más operarios, administradores, etc., del sistema 152 de generación de energía. En otros ejemplos adicionales, el controlador 170 del sistema puede implementar el ajuste en el procedimiento PX6 de forma sustancialmente automática, con un operario o administrador del sistema 152 de generación de energía que sirve solo para verificar los resultados del ajuste después de que concluya. En un ejemplo del subprocedimiento PX6-1, las realizaciones de la divulgación pueden incluir calibrar o recalibrar (simplemente "calibrar” de aquí en adelante) el(los) indicador(es) 144 para visualizar la medición correcta de un parámetro operativo dado. La calibración en el procedimiento PX6-1 puede incluir, por ejemplo, actualizar el software en el(los) indicador(es) 144, ajustar mecánicamente uno o más subcomponentes del(de los) indicador(es) 144 (por ejemplo, ajustando un transductor, la configuración de la tara, las dimensiones de los componentes, etc.) para mejorar la precisión del(de los) indicadores 144.

En otro ejemplo, el(los) indicador(es) 144 pueden medir incorrectamente uno o más parámetros operativos como resultado de, por ejemplo, estar instalado inapropiadamente, en la ubicación incorrecta, tener una o más partes defectuosas y/o estar al final de su vida útil. En tales casos, el(los) componentes 102, 104, 126, 128 y/o el(los) indicador(es) 144 pueden requerir mantenimiento. Para iniciar el mantenimiento de 102, 104, 126, 128 y/o de(de los) indicador(es) 144, las realizaciones de la divulgación pueden incluir iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PX6-2, por ejemplo, a través del controlador 170 del sistema. Para iniciar un apagado, el controlador 170 del sistema puede ordenar directamente a uno o más componentes 102, 104, 126, 128 que pasen al modo de apagado, dejen de operar por completo, etc. En otros ejemplos, el controlador 170 del sistema puede hacer sonar una alarma, alerta u otro marcador para iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía, u ordenar a otro controlador (no mostrado) que cese la operación adicional del sistema 152 de generación de energía. Se entiende que el procedimiento PX6 puede incluir otros diversos subprocedimientos adicionales o alternativos para ajustar el sistema 152 de generación de energía para corregir la(s) medición(es) visualizada(s) en el(los) indicador(es) 144.

Con referencia ahora a la figura 6, se muestra una vista esquemática ampliada del controlador 170 del sistema y de la cámara 162 para monitorizar visualmente las características térmicas de los componentes 102, 104, 110, 126, 128. El flujo de procedimiento de ejemplo mostrado en la figura 6 también puede implementarse para monitorizar las características acústicas, como se analiza en otra parte del presente documento. La(s) cámara(s) 162 puede(n) tener un campo de visión Fvis dimensionada para la monitorización visual de al menos una porción del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 susceptibles a la variabilidad térmica y/o a las interrupciones acústicas. En un ejemplo, la(s) cámara(s) 162 puede(n) incluir una cámara infrarroja capaz de detectar calor en forma de luz infrarroja emitida por los componentes 102, 104, 110, 126, 128 dentro del campo de visión Fvis. En el ejemplo de la figura 6, el controlador 170 del sistema puede ser operable para generar una distribución de calor H^dísípara visualizar las propiedades térmicas del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en análisis. En el ejemplo de la figura 6, la distribución de calor H^dísípuede tomar la forma de un mapa de coordenadas bidimensional para identificar las ubicaciones que exceden un umbral de temperatura. Dentro de la distribución de calor Hdísí, las ubicaciones que exceden una temperatura umbral pueden identificarse por separado como regiones infractoras H^vío, y la presencia de regiones infractoras H^víode calor puede requerir, por ejemplo, apagar el sistema 152 de generación de energía (figuras 1-3) y/o realizar el mantenimiento del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128. En algunos casos, el controlador 170 del sistema puede usar el(los) sensor(es) 180 en combinación con la(s) cámara(s) 162 para generar una distribución de calor H^dísípara el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en análisis.

Haciendo referencia ahora a las figuras 3, 6 y 7, los procedimientos adicionales o alternativos de acuerdo con la divulgación pueden incluir controlar el sistema 152 de generación de energía basándose en las propiedades térmicas del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, que pueden expresarse y almacenarse en la biblioteca 300 en el campo 304 de distribución de calor. Diversas realizaciones de la divulgación pueden implementar un análisis dual de la emisión térmica y de la emisión acústica del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, para ajustar el sistema 152 de generación de energía basándose en una variedad más amplia de circunstancias, posibles amenazas, etc. Los procedimientos de acuerdo con la divulgación pueden incluir uno o más de los procedimientos PY1-PY8 descritos en el presente documento. Como se ha señalado en otra parte, las metodologías de ejemplo ilustradas en la figura 7 y descritas en el presente documento pueden combinarse con uno o más de los otros procedimientos descritos en el presente documento, por ejemplo, simultánea o secuencialmente, cuando se desee.

Un procedimiento inicial PY1 puede incluir instalar una o más cámaras 162 dentro del sistema 152 de generación de energía. El procedimiento PY1 puede ser sustancialmente el mismo que el procedimiento PX1 (figura 4) descrito en otra parte del presente documento, aparte de las posibles diferencias con el hardware de la cámara que se instala, la ubicación en la que se instalan las cámaras y la detectabilidad del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, etc. La(s) cámara(s) 162 puede(n) instalarse por una parte que implementa las diversas etapas del procedimiento descritas en el presente documento y/o por otra parte antes de que se implementen los procedimientos de la presente divulgación. Como tal, el procedimiento PY1 se muestra en líneas discontinuas para indicar que el procedimiento PY1 puede ser una etapa preliminar que ocurre antes de otros procedimientos de acuerdo con la presente divulgación. La(s) cámara(s) 162 instalada(s) en el procedimiento PY1 puede(n) incluir, por ejemplo, una o más cámaras infrarrojas capaces de detectar visualmente la emisión de calor del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 dentro del campo de visión de la(s) cámara(s) 162. La instalación de la(s) cámara(s) 162 en el procedimiento PY1 puede incluir, por ejemplo, acoplar eléctrica y mecánicamente cada cámara 162 a un componente o accesorio de montaje provisto dentro del sistema 152 de generación de energía. Puede seleccionarse una ubicación para cada cámara 162 de modo que el campo de visión Fvis (figura 5) para al menos una cámara 162 monitorice visualmente el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 y detecte la emisión de calor del(de los) mismo(s). El procedimiento de instalación puede incluir, por ejemplo, operar la(s) cámara(s) 162 en un modo de prueba para determinar si el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 deseados se monitorizará(n) visualmente. Un usuario puede operar la(s) cámara(s) 162 manualmente para determinar si cada componente 102, 104, 110, 126, 128 a monitorizar aparece en la vista de campo de la(s) cámara(s) 162 instalada(s). La monitorización visual posterior del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 puede implementarse automáticamente mediante el controlador 170 del sistema, y sin la intervención del usuario, como se describe en el presente documento.

Continuando con el procedimiento PY2, cada cámara 162 puede operar independientemente del sistema 152 de generación de energía para detectar la distribución de calor sobre cada componente 102, 104, 110, 126, 128 que se está monitorizando. Como se indica en otra parte del presente documento, la distribución de calor para cada componente puede incluir, por ejemplo, un mapa bidimensional del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, que indica ubicaciones que infringen un umbral de temperatura respectivo. En otras diversas realizaciones, la distribución de calor puede incluir, por ejemplo, cualquier tabulación concebible de temperaturas detectadas y/o de propiedades térmicas acumuladas en posiciones respectivas en un componente 102, 104, 110, 126, 128 que se está monitorizando. En un ejemplo adicional, la distribución de calor puede ser, por ejemplo, una temperatura de un tanque en su base y una temperatura del mismo tanque en su salida de fluido, cada una indexada con respecto al momento en el que se registran estas temperaturas. En un ejemplo más sofisticado, la distribución de calor detectada puede constituir un mapa de coordenadas bidimensional o tridimensional del componente 102, 104, 110, 126, 128 monitorizado en un momento de medición, con cada coordenada asociada con una temperatura o emisión de energía térmica correspondiente. El procedimiento PY2, por lo tanto, puede incluir, por ejemplo, registrar u obtener de otro modo secuencias fotográficas o de vídeo del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en un momento particular para detectar la distribución de calor. En algunos casos, el procedimiento PY2 puede incluir la monitorización continua por vídeo del(de los) componente(s) en el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 del sistema 152 de generación de energía. En otros casos, el procedimiento PY2 puede incluir la captura fotográfica en ráfagas del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 a intervalos particulares, por ejemplo, la captura de una imagen por intervalo predeterminado (por ejemplo, un periodo de cinco minutos) de funcionamiento.

La detección de distribuciones de calor para el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 que se monitorizan en el procedimiento PY2 puede producir un registro fotográfico o de vídeo de temperaturas, presiones, energía generada, caudales, etc., para un componente 102, 104, 126, 128 particular en el sistema 152 de generación de energía. En las configuraciones convencionales, un usuario o inspector examinaría manualmente cada componente 102, 104, 110, 126, 128 para detectar anomalías relacionadas con la temperatura. En realizaciones de la divulgación, el controlador 170 del sistema detecta automáticamente la distribución de calor de cada componente 102, 104, 110, 126, 128 en análisis a través de la(s) cámara(s) 162. En el caso de una cámara infrarroja, las imágenes detectadas pueden almacenarse directamente en el campo 304 de distribución de calor de la biblioteca 300. En otros casos, las imágenes detectadas pueden tener referencias cruzadas con temperaturas medidas, tiempos, coordenadas, identificación de componentes, etc., y almacenarse en el campo 304 de distribución de calor, por ejemplo, en forma de tabla. En este caso, la conversión de los registros proporcionados por la(s) cámara(s) 162 a distribuciones de calor almacenables, por ejemplo, en el campo 304 de distribución de calor de la biblioteca 300 puede implementarse a través de los módulos 222 mediante cualquier procedimiento actualmente conocido o desarrollado posteriormente para convertir porciones de una imagen en datos.

Después de detectar la distribución de calor para el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, el procedimiento puede proceder al procedimiento PY3 de cálculo de una o más distribuciones de calor proyectadas para el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128. Las realizaciones de la divulgación, en algunos casos, pueden detectar una acumulación diferente de calor en uno o más componentes 102, 104, 110, 126, 128 de lo que es aceptable de otra manera. Por ejemplo, las realizaciones de la divulgación son operables para detectar, por ejemplo, a través de la(s) cámara(s) 162 y basándose en la imagen infrarroja cuando sea aplicable, si uno o más componentes 102, 104, 110, 126, 128 tienen un estrés térmico inaceptable, han funcionado mal, corren el riesgo de romperse, etc. El procedimiento PY3 incluye el uso de otros datos, por ejemplo, detectados por el(los) sensor(es) 180 o incluidos en la biblioteca 300, para calcular la distribución de calor esperada para cada componente 102, 104, 110, 126, 128 en análisis. El cálculo en el procedimiento PY3 puede implementarse, por ejemplo, usando los módulos 222 del programa 220 de análisis, o por referencia directa a uno o más conjuntos de datos incluidos en la biblioteca 300.

En un ejemplo, el(los) sensor(es) 180 y las configuraciones operativas actuales del sistema 152 de generación de energía pueden indicar que la cámara de combustión debe tener una temperatura de ignición de, por ejemplo, aproximadamente 1450 °C cuando se genera una emisión de energía de aproximadamente cincuenta megavatios (MW). Sin embargo, la(s) cámara(s) 162 situadas para monitorizar visualmente la(s) cámara(s) 110 de combustión puede(n) detectar una temperatura de ignición demasiado alta (por ejemplo, 1525 °C) o demasiado baja (por ejemplo, 1400 °C) para una configuración particular. De manera similar, los valores esperados para la temperatura de otros diversos componentes (por ejemplo, líneas de entrada y salida, la temperatura de diversas carcasas de protección, etc.) pueden calcularse para cualquier componente que se monitorice visualmente con la(s) cámara(s) 162. La distribución de calor calculada puede ser específica en cuanto a la temperatura y ubicación esperadas para un componente dado. Por ejemplo, una línea de entrada al componente 104 de turbina puede tener una distribución de temperatura esperada que es más alta en una unión con la cámara 110 de combustión que en una unión con la entrada al componente 104 de turbina. El valor esperado calculado en el procedimiento PY3 puede indicar, por lo tanto, la distribución de calor para una operación idealizada bajo las configuraciones operativas dadas del sistema 152 de generación de energía.

Continuando con el procedimiento PY4, los procedimientos de acuerdo con la divulgación analizan la diferencia entre la(s) distribución(es) de calor detectada(s) para el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 en análisis, como se detecta en el procedimiento PY2 y el(los) valor(es) proyectado(s) de la distribución de calor para el(los) mismo(s) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 como se calcula en el procedimiento PY3. Las realizaciones de la divulgación pueden así determinar si la(s) distribución(es) de calor detectada(s) para cada componente se encuentran en un intervalo aceptable de la(s) distribución(es) de calor proyectada(s) para las mismas configuraciones o circunstancias operativas. El procedimiento PY4 puede incluir determinar si una diferencia entre la(s) distribución(es) de calor detectada(s) para el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128, por ejemplo, como se expresa en el campo 304 de distribución de calor, difiere de los valores proyectados del procedimiento PY3 en al menos un umbral predeterminado. El umbral predeterminado puede almacenarse en la biblioteca 300 dentro del campo 310 de umbrales, como se analiza en otra parte del presente documento.

En un ejemplo ilustrativo, la distribución de calor proyectada calculada en el procedimiento PY3 puede ser una temperatura de salida de aproximadamente 1400 °C en la porción de salida de la cámara 110 de combustión. Sin embargo, la distribución de calor detectada puede incluir una temperatura de salida de, por ejemplo, aproximadamente 1450 °C. El campo 310 de umbrales puede especificar un valor umbral de 25 °C de diferencia entre las temperaturas medidas y las esperadas en la salida de la cámara 110 de combustión. Por lo tanto, la diferencia indica que la cámara 110 de combustión está operando a una temperatura anormalmente alta (por ejemplo, al tener una diferencia de temperatura superior a 25 °C). En los casos en los que la diferencia entre la distribución de calor detectada y su valor proyectado excede el umbral predeterminado (es decir, "Sí” en el procedimiento PY4), el procedimiento puede proceder al procedimiento PY5 de ajuste del sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, mediante el mantenimiento de uno o más componentes o el apagado del sistema 152 de generación de energía para evitar o mitigar el daño a sus componentes. En los casos en los que la diferencia entre la distribución de calor y su valor proyectado se encuentra dentro del umbral predeterminado( es decir, "No” en el procedimiento PY4), el procedimiento puede concluir ("Hecho”). Cuando se desea una monitorización continua del sistema 152 de generación de energía, el flujo puede volver al procedimiento PY2 para detectar otra distribución de calor desde el mismo componente o desde un conjunto de componentes diferente.

En los casos en los que se implementa el procedimiento PY5 para ajustar el sistema 152 de generación de energía, el procedimiento puede incluir uno cualquiera o más subprocedimientos (por ejemplo, los procedimientos PY5-1, PY5-2 mostrados en la figura 5). El ajuste del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PY5 puede realizarse automáticamente a través del controlador 170 del sistema, o en algunos casos puede realizarse con la ayuda de uno o más operarios, administradores, etc., del sistema 152 de generación de energía. En otros ejemplos adicionales, el controlador 170 del sistema puede implementar el ajuste en el procedimiento PY5 de forma sustancialmente automática, con un operario o administrador del sistema 152 de generación de energía que sirve solo para verificar los resultados del ajuste después de que concluya. En un ejemplo del subprocedimiento PY5-1, las realizaciones de la divulgación pueden incluir la reparación o el mantenimiento (de aquí en adelante simplemente, el “mantenimiento”) del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 para resolver los problemas subyacentes de disipación de calor con el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128. El mantenimiento en el procedimiento PY5-1 puede incluir, por ejemplo, reparar o sustituir cualquier componente 102, 104, 110, 126, 128 incluso cuando el sistema 152 de generación de energía continúa operando. En tales casos, el mantenimiento puede incluir tratar o reforzar porciones sensibles del(de los) componente(s) afectado(s) 102, 104, 110, 126, 128 para mejorar su(s) distribución(es) de calor.

En otro ejemplo, el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 pueden tener distribuciones de calor no conformes como resultado de, por ejemplo, estar instalados inapropiadamente, tener una o más partes defectuosas y/o estar al final de su vida útil. En tales casos, el(los) componente(s) 102, 104, 126, 128 y/o el(los) indicador(es) 144 pueden requerir reparación o sustitución. Las realizaciones de la divulgación pueden incluir iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PY5-2, por ejemplo, a través del controlador 170 del sistema. Para iniciar un apagado, el controlador 170 del sistema puede ordenar directamente a uno o más componentes 102, 104, 126, 128 que pasen al modo de apagado, dejen de operar por completo, etc. En otros ejemplos, el controlador 170 del sistema puede hacer sonar una alarma, alerta u otro marcador para iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía, u ordenar a otro controlador (no mostrado) que cese la operación adicional del sistema 152 de generación de energía. Se entiende que el procedimiento PY5 puede incluir otros diversos subprocedimientos adicionales o alternativos para ajustar, reparar y/o sustituir el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 del sistema 152 de generación de energía.

Las realizaciones de la divulgación pueden incluir procedimientos adicionales para monitorizar el sistema 152 de generación de energía basándose en las emisiones 148 acústicas detectadas a través de las cámaras 162 o de otros componentes de monitorización acústica en comunicación con el controlador 170 del sistema. Los procedimientos PY6-PY8 mostrados en la figura 5 puede implementarse junto con los procedimientos PY1-PY5 descritos en el presente documento, o puede implementarse por separado o en combinación con otros procedimientos descritos en el presente documento. De acuerdo con un ejemplo, las realizaciones de la divulgación pueden incluir el procedimiento PY6 para instalar la(s) cámara(s) 162 u otros componentes de detección para permitir la monitorización acústica del sistema 152. Se entiende que PY6 puede ser el mismo procedimiento que PY1 (por ejemplo, cuando las cámaras 162 incluyen un micrófono), o puede ser un procedimiento separado cuando se instalan cámaras 162 distintas y/u otros componentes para la monitorización acústica. En cualquier caso, el procedimiento puede proceder al procedimiento PY7 de detectar una o más perturbaciones acústicas dentro del sistema 152 de generación de energía mientras opera. Como se usa en el presente documento, una perturbación acústica se refiere a una o más emisiones 148 acústicas que no se espera que ocurran durante el funcionamiento del sistema 152 de generación de energía de acuerdo con sus especificaciones y/o bajo sus configuraciones especificadas. Para distinguir entre las emisiones 148 acústicas que se esperan y las perturbaciones acústicas que deben monitorizarse, la(s) cámara(s) 162 y/o el controlador 170 del sistema puede(n) incluir varios filtros de ruido y/u otros criterios para identificar las emisiones 148 acústicas que constituyen una perturbación.

Cuando la(s) cámara(s) 162 u otros dispositivos de monitorización acústica detectan emisión(es) 148 acústica(s) que se originan a partir de múltiples fuentes, y/o cuando el ruido (es decir, signaturas acústicas externas generadas por fuentes distintas al(a los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 del sistema 152 de generación de energía) contamina la(s) emisión(es) 148 acústica(s), el procedimiento PY7 opcionalmente puede incluir el procesamiento de la(s) emisión(es) 148 acústica(s) detectada(s) en el procedimiento PY7 con el controlador 170 del sistema. El procesamiento de signaturas 166 acústicas puede incluir usar módulos 222 del programa 220 de análisis (por ejemplo, módulos de procesamiento de formas de onda) para realizar acciones que incluyen, por ejemplo, dividir cada emisión 148 acústica detectada en distintas formas de onda para almacenarlas en la memoria 212 (por ejemplo, en el campo 308 de perfiles acústicos de la biblioteca 300), filtrar ondas acústicas con frecuencias, amplitudes, etc. particulares para eliminar, convertir o simplificar la(s) signatura(s) 146 acústica(s) en varias representaciones de formas de onda, etc.

Las perturbaciones acústicas detectadas en el procedimiento PY7 en algunos casos pueden originarse a partir de una o más infracciones operacionales que incluyen, por ejemplo, que el(los) componente(s) 102, 104, 110, 126, 128 necesita(n) mantenimiento, funcionan mal, son defectuosos y/u otros similares problemas. Las perturbaciones acústicas detectadas en el procedimiento P7 también pueden originarse a partir de infracciones operacionales causadas por fuentes externas al sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, la intrusión de un humano o de un animal en un área sensible del sistema 152 de generación de energía. Para detectar un amplio intervalo de infracciones operacionales, las realizaciones de la divulgación incluyen determinar en el procedimiento PY8 si la perturbación detectada corresponde a una o más de las infracciones operacionales predeterminadas. Puede incluirse un conjunto de perfiles acústicos y/u otros puntos de comparación en la biblioteca 300, por ejemplo, como parte del campo 310 de umbrales. Cuando la(s) perturbación(es) acústica(s) detectada(s) corresponde(n) a una infracción operacional (es decir, "Sí” en el procedimiento PY8), la metodología puede proceder al procedimiento PY5 para ajustar el sistema de generación de energía como se describe en otra parte del presente documento. Cuando la(s) perturbación(es) acústica(s) detectada(s) no corresponden a una infracción operacional (es decir, "No” en el procedimiento PY8), el procedimiento puede concluir ("Hecho”), y/u opcionalmente puede regresar al procedimiento PY7 de detección de perturbaciones acústicas.

Volviendo a la figura 8, se muestra una vista esquemática ampliada del controlador 170 del sistema y de la cámara 162 para monitorizar la(s) válvula(s) 146. La(s) cámara(s) 162 puede(n) tener un campo de visión Fvis dimensionado para la monitorización visual de uno o más componentes 102, 104, 110, 128 con un flujo de fluido controlable a través de la(s) válvula(s) 126, 146. La posición de la(s) válvula(s) 126, 146 puede así controlar y definir el caudal de fluido a través del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 128 a los que se conecta(n) de manera operativa. En el ejemplo de la figura 8, el(los) componente(s) 102, 104, 110, 128 pueden incluir marcas 192 visuales para determinar una posición V^posde la válvula comparando la ubicación y/u orientación de la(s) válvula(s) 126, 146 con respecto a las marcas 192 visuales. Durante el funcionamiento, la(s) cámara(s) 162 puede(n) monitorizar visualmente la(s) válvula(s) 126, 146 para detectar el grado de apertura o cierre de la válvula 126, 146 basándose en las marcas 192 visuales. El controlador 170 del sistema ser operable además para evaluar el(los) caudal(es) del fluido a través del(de los) componente(s) 102, 104, 110, 128 mediante el(los) sensor(es) 180 en combinación con la(s) cámara(s) 162. El sistema 150 en algunos casos puede incluir un dispositivo 194 de ajuste en comunicación con el controlador 170 del sistema, por ejemplo, un convertidor electromecánico, un robot, un accionador, etc., para ajustar físicamente la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 basándose en señales emitidas por el(los) controlador(es) 170 del sistema. Como se analiza en el presente documento, el controlador 170 del sistema puede implementar diversos procedimientos para detectar y corregir las diferencias entre la posición actual Vpos de la válvula y la posición objetivo de la válvula para crear un caudal de fluido deseado.

Con referencia a las figuras 3, 8 y 9 en conjunto, las realizaciones de la divulgación proporcionan un procedimiento para controlar el(los) sistema(s) 152 de generación de energía basadosen la monitorización visual de la(s) válvula(s) 126, 146 a través de la(s) cámara(s) 162. Los procedimientos PZ1-PZ6 se muestran a modo de ejemplo en la figura 9 como implementados por separado de otros procedimientos analizados en otra parte del presente documento, pero se entiende que cada diagrama de flujo y cada conjunto de procedimientos de ejemplo analizados en realizaciones de la divulgación pueden implementarse secuencialmente y/o simultáneamente. Se entiende que cualquiera o todos los diversos procedimientos analizados en el presente documento pueden combinarse e implementarse juntos sustancialmente como un conjunto de procedimientos o subprocedimientos combinados siempre que sea posible.

Un procedimiento inicial PZ1 puede incluir instalar una o más cámaras 162 dentro del sistema 152 de generación de energía. La(s) cámara(s) 162 puede instalarla(s) una parte que implementa las diversas etapas del procedimiento descritas en el presente documento y/u otra parte antes de que se implementen los procedimientos de la presente divulgación. Como tal, el procedimiento PZ1 se muestra en líneas discontinuas para indicar que el procedimiento PZ1 puede ser una etapa preliminar que ocurre antes de otros procedimientos de acuerdo con la presente divulgación. La instalación de cámaras en el procedimiento PZ1 puede incluir, por ejemplo, acoplar eléctrica y mecánicamente cada cámara 162 a un componente o accesorio de montaje provisto dentro del sistema 152 de generación de energía. Puede seleccionarse una ubicación para cada cámara 162 de tal manera que al menos una cámara 162 pueda monitorizar visualmente la(s) válvula(s) 126, 146, incluyendo la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 dentro de su intervalo ajustable. La posición visible de la(s) válvula(s) 126, 146 puede indicar la velocidad de flujo del fluido dentro de una sección de flujo del fluido correspondiente del sistema 152 de generación de energía. El procedimiento de instalación puede incluir, por ejemplo, operar la(s) cámara(s) 162 en un modo de prueba para determinar si la(s) válvula(s) 126, 146 seleccionada(s) para el análisis se monitorizará(n) visualmente. Un usuario puede operar la(s) cámara(s) 162 manualmente para determinar si cada válvula 126, 146 a monitorizar aparece en la vista de campo de la(s) cámara(s) 162 instalada(s). La monitorización visual posterior de la(s) válvula(s) 126, 146 puede implementarse automáticamente mediante el controlador 170 del sistema, y sin la intervención del usuario, como se describe en el presente documento.

En el procedimiento PZ2, cada cámara 162 puede operar independientemente del sistema 152 de generación de energía para detectar la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 para identificar el caudal correspondiente de los fluidos dentro de una porción del sistema 152 de generación de energía. El procedimiento PZ2, por lo tanto, puede incluir, por ejemplo, registrar u obtener de otro modo secuencias fotográficas o de vídeo de la(s) válvula(s) 126, 146 en un momento particular, siendo visibles la(s) posición(es) de cada válvula 126, 146. En algunos casos, el procedimiento PZ2 puede incluir la monitorización continua por vídeo del sistema 152 de generación de energía. En otros casos, el procedimiento PZ2 puede incluir la captura fotográfica en ráfagas de la(s) válvula(s), 126, 146 a intervalos particulares, por ejemplo, la captura de una imagen por intervalo predeterminado (por ejemplo, un periodo de cinco minutos) de funcionamiento. La detección de la(s) válvula(s) 126, 146 en el procedimiento PZ2 puede producir un registro fotográfico o de vídeo del caudal de fluido a través de una porción correspondiente del sistema 152 de generación de energía. En configuraciones convencionales, un usuario o inspector examinaría manualmente cada válvula 126, 146 para identificar su posición. En realizaciones de la divulgación, el controlador 170 del sistema detecta la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 automáticamente a través de la(s) cámara(s) 162. La conversión de los registros proporcionados por la(s) cámara(s) 162 a mediciones de posiciones de válvulas almacenables, por ejemplo, en el campo 308 de posición de válvulas de la biblioteca 300 puede implementarse a través de cualquier procedimiento actualmente conocido o desarrollado posteriormente para convertir porciones de una imagen en datos.

Volviendo al procedimiento PZ3, representado en líneas discontinuas para indicar un procedimiento opcional, el procedimiento puede incluir implementar el reconocimiento de patrones en las imágenes o en el vídeo capturado por la(s) cámara(s) 162 para aislar o extraer la(s) posición(es) visible(s) de la(s) válvula(s) 126, 146 en los mismos. De acuerdo con un ejemplo, los módulos 222 del dispositivo 200 informático pueden incluir uno o más algoritmos, tablas de consulta, fórmulas matemáticas, etc., capaces de identificar automáticamente una o más porciones de una imagen, o vídeo, como ilustración de una medición de indicador. En un ejemplo más específico, al menos una válvula 126, 146 puede incluir identificadores 192 visuales (figura 8) en forma de un instrumento de medición de color de contraste (por ejemplo, un marcador rojo en una válvula ajustable de manera giratoria) para identificar el grado en que la(s) válvula(s) 126, 146 está(n) abierta(s) o cerrada(s). La cámara 162 y/o el controlador 170 del sistema también pueden incluir filtros de imágenes físicos y/o herramientas similares para aislar secciones irrelevantes de una imagen o vídeo para identificar mejor la posición de la(s) válvula(s) 126, 146. Las mediciones de indicadores detectadas en PZ2 y PZ3, cuando sea aplicable, pueden almacenarse en el campo 306 de posición de válvulas de la biblioteca 300.

El procedimiento puede continuar implementando el procedimiento PZ4 de cálculo de uno o más caudales objetivo a controlar por la(s) válvula(s) 126, 146 durante un estado de funcionamiento dado (por ejemplo, inicio, régimen transitorio, régimen permanente, desaceleración, etc.). Las realizaciones de la divulgación, en algunos casos, pueden detectar una posición de la(s) válvula(s) 126, 146 que es inconsistente con la posición objetivo para crear el caudal de fluido deseado. Por ejemplo, las realizaciones de la divulgación son operables para detectar, por ejemplo, si una o más válvulas 126, 146 están demasiado abiertas, o demasiado cerradas, con respecto a su posición deseada para un tipo particular de funcionamiento. El procedimiento PZ4 incluye usar otros datos, por ejemplo, detectados por el(los) sensor(es) 180 o incluidos en la biblioteca 300, y/u órdenes directas al controlador 170 del sistema, para calcular un caudal objetivo de fluido(s) controlado mediante las válvulas 126, 146. El cálculo en el procedimiento PZ4 puede implementarse, por ejemplo, usando los módulos 222 del programa 220 de análisis, o por referencia directa a uno o más conjuntos de datos incluidos en la biblioteca 300. En un ejemplo, el(los) sensores 180 pueden detectar, durante el funcionamiento en régimen permanente, una posición de válvula abierta al 90 % para producir un flujo de fluido de 4600 kilogramos por hora a través del componente 104 de turbina. Cuando se haya iniciado una operación transitoria, un usuario puede desear cerrar parcialmente la(s) válvula(s) 126, 146 para controlar el flujo de fluido a través del componente 104 de turbina. En este caso, los módulos 222 del programa 220 de análisis pueden calcular una posición de la válvula adecuada para producir un flujo de fluido reducido (por ejemplo, aproximadamente 3000 kilogramos por hora) para una operación transitoria, por ejemplo, mediante la aplicación de correlaciones predeterminadas, propiedades del material de la turbomáquina 100, etc. De acuerdo con el mismo ejemplo, los módulos 222 pueden calcular un caudal objetivo de 3000 kilogramos por hora, que puede estar asociado con la(s) válvula(s) 126, 146 en una posición abierta al 50 %. El caudal objetivo calculado en el procedimiento PZ4 puede indicar el flujo de fluido deseado para un modo operativo actual o futuro del sistema 152 de generación de energía.

Continuando con el procedimiento PZ5, los procedimientos de acuerdo con la divulgación analizan la diferencia entre la posición actual de la válvula 126, 146 actual, como se detecta en los procedimientos PZ2, PZ3 y la posición objetivo de la válvula 126, 146 como se calcula en el procedimiento PZ4. Las realizaciones de la divulgación pueden determinar si las posiciones de las válvulas 126, 146 son consistentes con sus valores objetivo para diversas circunstancias. El procedimiento PZ5 puede incluir determinar si una diferencia entre el caudal para la(s) posición(es) de la válvula 126, 146 actual, por ejemplo, como se expresa en el campo 308 de posición de válvulas, difiere del(de los) caudales objetivo en al menos un umbral predeterminado. El umbral predeterminado puede almacenarse en la biblioteca 300 dentro del campo 310 de umbrales, como se analiza en otra parte del presente documento. En un ejemplo ilustrativo, el caudal de fluido objetivo a través del componente 104 de turbina puede ser, por ejemplo, 3000 kilogramos por segundo, que puede surgir de la(s) válvula(s) 126, 146 en una posición abierta al 60 %. Sin embargo, la(s) válvula(s) 126, 146 pueden estar en una posición abierta al 90 %, por ejemplo, debido a la operación previa en régimen permanente. El campo 310 de umbrales puede especificar un valor umbral del 5 % de diferencia de apertura de la válvula 126, 146 entre los valores detectado y objetivo para la apertura de la válvula, por ejemplo, que indica que la válvula 126, 146 no puede diferir de su posición objetivo en más de aproximadamente el 5 % de apertura. En los casos en los que la diferencia entre el caudal para una posición de la válvula 126, 146 dada, difiere de su valor objetivo en el umbral predeterminado (es decir, "Sí” en el procedimiento PZ5), el procedimiento puede proceder al procedimiento PZ6 de ajuste del sistema 152 de generación de energía, por ejemplo, modificando la(s) posición(es) de la(s) válvula(s) 126, 146 o apagando el sistema 152 de generación de energía para su mantenimiento y o ajuste adicional. En los casos en los que la diferencia entre el caudal para la(s) posición(es) actual(es) de la válvula 126, 146 y el caudal objetivo se encuentra dentro del umbral predeterminado( es decir, "No” en el procedimiento ZX5), el procedimiento puede concluir ("Hecho”). Cuando se desea una monitorización continua del sistema 152 de generación de energía, el flujo puede volver al procedimiento PZ2 de detectar nuevamente la(s) posición(es) de la(s) válvula(s) 126, 146 o de diferentes válvulas 126, 146.

En los casos en los que se implementa el procedimiento PZ6 de ajuste del sistema 152 de generación de energía, el procedimiento puede incluir diversos subprocedimientos (por ejemplo, los procedimientos PZ6-1, PZ6-2 mostrados en la figura 9). El ajuste del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PZ6 puede realizarse automáticamente a través del controlador 170 del sistema, o en algunos casos puede realizarse con la ayuda de uno o más operarios, administradores, etc., del sistema 152 de generación de energía. En otros ejemplos adicionales, el controlador 170 del sistema puede implementar el ajuste en el procedimiento PZ6 de forma sustancialmente automática, con un operario o administrador del sistema 152 de generación de energía que sirve solo para verificar los resultados del ajuste después de que concluya. En un ejemplo del subprocedimiento PZ6-1, las realizaciones de la divulgación pueden incluir modificar la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 para lograr el(los) caudal(es) objetivo a través del mismo. El ajuste en el procedimiento PX6-1 puede incluir, por ejemplo, hacer que un dispositivo 194 de ajuste de usuario (figura 8) (por ejemplo, un mecanismo de ajuste del sistema 152 de generación de energía y/u otro dispositivo externo al sistema 152 de generación de energía y en comunicación con el controlador 170 del sistema, como un robot) ajuste mecánicamente la(s) válvula(s) 126, 146. En ejemplos alternativos en los que la(s) válvula(s) 126, 146 está(n) al menos parcialmente automatizada(s), el controlador 170 del sistema puede ajustar directamente la(s) válvula(s) 126, 146 hasta que se alcance el caudal objetivo.

En otro ejemplo, la(s) válvula(s) 126, 146 pueden estar en una posición no deseada, por ejemplo, debido a que se ha(n) modificado de forma inapropiada, se ha(n) ajustado, tiene(n) una o más partes defectuosas y/o se encuentra al final de su vida útil. En tales casos, la(s) válvula(s) 126, 146 pueden requerir mantenimiento. Para iniciar el mantenimiento de la(s) válvula(s) 126, 146, las realizaciones de la divulgación pueden incluir iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía en el procedimiento PZ6-2, por ejemplo, a través del controlador 170 del sistema. Para iniciar un apagado, el controlador 170 del sistema puede ordenar directamente a uno o más componentes 102, 104, 126, 128 que pasen al modo de apagado, dejen de operar por completo, etc. En otros ejemplos, el controlador 170 del sistema puede hacer sonar una alarma, alerta u otro marcador para iniciar un apagado del sistema 152 de generación de energía, u ordenar a otro controlador (no mostrado) que cese la operación adicional del sistema 152 de generación de energía. Se entiende que el procedimiento PZ6 puede incluir otros diversos subprocedimientos adicionales o alternativos para ajustar el sistema 152 de generación de energía para modificar la(s) válvula(s) 126, 146, o más en general, para modificar diversos aspectos del sistema 152 de generación de energía.

Los efectos técnicos de la invención son monitorizar y ajustar automáticamente los parámetros operativos del sistema 152 de generación de energía basándose en diversos criterios. En un ejemplo, los efectos técnicos de la invención son ajustar automáticamente las mediciones visualizadas en el(los) indicador(es) 144 basándose en los parámetros operativos esperados, o apagar automáticamente el sistema 152 de generación de energía en caso de que uno o más indicadores 144 fallen. En otro ejemplo, los efectos técnicos de la invención son ajustar automáticamente, o iniciar automáticamente el mantenimiento de, diversos componentes 102, 104, 126, 128 al detectar una distribución de calor no conforme, y/o apagar automáticamente la operación adicional del sistema 152 de generación de energía al detectar una distribución de calor no conforme. En otro ejemplo más, los efectos técnicos de la invención son reconocer cuando el flujo de fluido a través de la(s) válvula(s) 126, 146 no cumple con una cantidad objetivo de flujo de fluido, y posteriormente ajustar automáticamente la posición de la(s) válvula(s) 126, 146 para cumplir con el flujo de fluido objetivo, o cesar de otro modo la operación del sistema 152 de generación de energía. En cada ejemplo, la determinación puede basarse, al menos parcialmente, en imágenes y/o vídeos recopilados monitorizando visualmente el(los) sistema(s) 152 de generación de energía con la(s) cámara(s) 162. Las ventajas de la presente divulgación incluyen, por ejemplo, reducir o eliminar la necesidad de que la gente inspeccione visualmente y registre diversos atributos de los sistemas 152 de generación de energía en el sitio. Las ventajas adicionales de la presente divulgación incluyen la capacidad de uno o más controladores 170 del sistema para controlar automáticamente, a través de la monitorización visual, diversas propiedades de múltiples sistemas 152 de generación de energía a través de Internet como parte de una red de sistemas 152 de generación de energía remotos.

La terminología usada en el presente documento tiene el fin de describir solo realizaciones particulares y no pretende limitar la divulgación. Tal como se usa en el presente documento, las formas singulares "un”, "una” y "el”, "la” pretenden incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos "comprende” y/o "que comprende”, cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de las prestaciones, enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o la adición de una o más prestaciones, enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.

El lenguaje de aproximación, como se usa en el presente documento a lo largo de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, puede aplicarse para modificar cualquier representación cuantitativa que pueda variar de manera permisible sin dar lugar a un cambio en la función básica con la que está relacionada. En consecuencia, un valor modificado por un término o términos, como "alrededor”, "aproximadamente” y "sustancialmente”, no debe limitarse al valor preciso especificado. Al menos en algunos casos, el lenguaje de aproximación puede corresponder a la precisión de un instrumento para medir el valor. Aquí y a lo largo de toda la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, las limitaciones de intervalo pueden combinarse y/o intercambiarse, de manera que dichos intervalos se identifican e incluyen todos los subintervalos contenidos en los mismos a menos que el contexto o el idioma indiquen lo contrario. "Aproximadamente”, tal como se aplica a un valor particular de un intervalo, se aplica a ambos valores y, a menos que dependa de otra manera de la precisión del instrumento que mide el valor, puede indicar /-10 % del(de los) valor(es) indicado(s).

Tal como se usa en el presente documento, el término "configurado” y/o "configurado para” puede(n) referirse a las prestaciones específicas del componente así descritas. Por ejemplo, un sistema o dispositivo configurado para realizar una función puede incluir un sistema informático o dispositivo informático programado o modificado de otro modo para realizar esa función específica. En otros casos, el código de programa almacenado en un medio legible por ordenador (por ejemplo, un medio de almacenamiento), puede configurarse para hacer que al menos un dispositivo informático realice funciones cuando ese código de programa se ejecuta en ese dispositivo informático. En estos casos, la disposición del código de programa activa funciones específicas en el dispositivo informático en el momento de la ejecución. En otros ejemplos, un dispositivo configurado para interactuar con y/o actuar sobre otros componentes puede conformarse y/o diseñarse específicamente para interactuar de manera efectiva con y/o actuar sobre esos componentes. En algunas circunstancias, el dispositivo está configurado para interactuar con otro componente porque al menos una porción de su forma complementa al menos una porción de la forma de ese otro componente. En algunas circunstancias, al menos una porción del dispositivo está dimensionada para interactuar con al menos una porción de ese otro componente. La relación física (por ejemplo, complementaria, coincidente de tamaño, etc.) entre el dispositivo y el otro componente puede ayudar a realizar una función, por ejemplo, el desplazamiento de uno o más del dispositivo o del otro componente, el acoplamiento de uno o más del dispositivo o del otro componente, etc.

Esta descripción escrita usa ejemplos para desvelar la invención, incluyendo el mejor modo, y para permitir que cualquier persona experta en la materia la ponga en práctica, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier procedimiento incorporado. El ámbito patentable de la invención está definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la materia. Se pretende que esos otros ejemplos estén dentro del ámbito de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para controlar un sistema de generación de energía, comprendiendo el procedimiento:

detectar la medición de un indicador de un parámetro operativo mientras se monitoriza visualmente un indicador del sistema de generación de energía durante el funcionamiento del sistema de generación de energía;

calcular un valor esperado del parámetro operativo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía;

calcular si una diferencia entre la medición del indicador del parámetro operativo y el valor esperado calculado del parámetro operativo excede un umbral predeterminado; y ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en donde el ajuste incluye uno de calibrar el indicador o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que modificar la configuración operativa del sistema de generación de energía incluye iniciar un apagado del sistema del sistema de generación de energía.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos del sistema de generación de energía, o de los datos operativos de un sistema de generación de energía diferente.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos proyectados del sistema de generación de energía, o de los datos operativos proyectados de un sistema de generación de energía diferente.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que detectar la medición del indicador incluye implementar un algoritmo de reconocimiento visual de patrones a través de un controlador del sistema de generación de energía.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el algoritmo de reconocimiento visual de patrones está configurado para detectar un marcador atascado o un marcador oscilante del indicador.

7. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el sistema de generación de energía se sitúa en una primera ubicación geográfica, el controlador se sitúa al menos parcialmente en una segunda ubicación geográfica diferente de la primera ubicación geográfica, y en el que el sistema de generación de energía es uno de una pluralidad de sistemas de generación de energía, situándose cada uno de la pluralidad de sistemas de generación de energía en una ubicación geográfica respectiva diferente.

8. Un producto de programa almacenado en un medio de almacenamiento legible por ordenador para controlar un sistema de generación de energía, el medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende un código de programa para hacer que un sistema informático realice acciones que incluyen:

calcular un valor esperado del parámetro operativo basándose en una biblioteca de datos de modelado para el sistema de generación de energía;

9. El producto de programa de la reivindicación 8, en el que modificar la configuración operativa del sistema de generación de energía incluye iniciar un apagado del sistema del sistema de generación de energía.

10. El producto de programa de la reivindicación 8, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos del sistema de generación de energía, o de los datos operativos de un sistema de generación de energía diferente.

11. El producto de programa de la reivindicación 8, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos proyectados del sistema de generación de energía, o de los datos operativos proyectados de un sistema de generación de energía diferente.

12. El producto de programa de la reivindicación 8, en el que la monitorización visual del indicador del sistema de generación de energía incluye hacer que una cámara capture una imagen del indicador, siendo la cámara operativamente independiente del sistema de generación de energía, y estando en comunicación con el sistema informático.

13. El producto de programa de la reivindicación 12, en el que detectar la medición del indicador a partir de la imagen incluye ejecutar un algoritmo de reconocimiento visual de patrones en la imagen para determinar la medición del indicador del parámetro operativo.

14. El producto de programa de la reivindicación 13, en el que el algoritmo de reconocimiento visual de patrones está configurado para detectar un marcador atascado o un marcador oscilante del indicador.

15. Un sistema para controlar un sistema de generación de energía, comprendiendo el sistema:

una cámara operable para monitorizar visualmente un indicador del sistema de generación de energía;

un controlador del sistema en comunicación con la cámara y operable para, durante el funcionamiento del sistema de generación de energía, realizar acciones que incluyen:

detectar la medición de un indicador de un parámetro operativo mientras se monitoriza visualmente el indicador del sistema de generación de energía a través de la cámara;

calcular si una diferencia entre la medición del indicador del parámetro operativo y el valor esperado calculado del parámetro operativo excede un umbral predeterminado; y

ajustar el sistema de generación de energía en respuesta a la diferencia que excede el umbral predeterminado, en donde el ajuste incluye uno de calibrar el indicador o modificar una configuración operativa del sistema de generación de energía.

16. El sistema de la reivindicación 15, en el que modificar la configuración operativa del sistema de generación de energía incluye iniciar un apagado del sistema del sistema de generación de energía.

17. El sistema de la reivindicación 15, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos del sistema de generación de energía, o de los datos operativos de un sistema de generación de energía diferente.

18. El sistema de la reivindicación 15, en el que la biblioteca de datos de modelado incluye al menos uno de los datos operativos proyectados del sistema de generación de energía, o de los datos operativos proyectados de un sistema de generación de energía diferente.

19. El sistema de la reivindicación 15, en el que detectar la medición del indicador incluye ejecutar un algoritmo de reconocimiento visual de patrones en una imagen del indicador, capturada a través de la cámara, para determinar la medición del indicador del parámetro operativo.

20. El sistema de la reivindicación 19, en el que el algoritmo de reconocimiento visual de patrones está configurado para detectar un marcador atascado o un marcador oscilante del indicador.