KR20120032450A - 발전기 작동을 모니터하고 진단하는 방법 및 컴퓨터 시스템 - Google Patents

발전기 작동을 모니터하고 진단하는 방법 및 컴퓨터 시스템 Download PDF

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KR20120032450A
KR20120032450A KR1020110098297A KR20110098297A KR20120032450A KR 20120032450 A KR20120032450 A KR 20120032450A KR 1020110098297 A KR1020110098297 A KR 1020110098297A KR 20110098297 A KR20110098297 A KR 20110098297A KR 20120032450 A KR20120032450 A KR 20120032450A
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니콜라 피치릴로
나라야난 우루푸니아카부 마담
수드한슈 라이
가네쉬 쿠마 찬디라 라마파
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

발전기(112)의 작동을 평가하는 도구가 제공된다. 진단 데이터(40)는 발전기(112) 내 센서(S1)로부터 획득된다. 관련 컴퓨터 시스템(12)은 데이터 내에 이상이 존재하는지 판단하기 위해 진단 데이터(40)를 평가한다. 이상이 존재한다면, 컴퓨터 시스템(12)은 이상을 일으킨 발전기(112) 내 에러의 특성을 나타내는 장애 코드를 제공한다.

Description

발전기 작동을 모니터하고 진단하는 방법 및 컴퓨터 시스템{MONITORING AND DIAGNOSING GENERATOR OPERATION}
본 발명은 일반적으로 발전기 기술, 및 더 구체적으로는, 발전기 작동을 모니터하고 진단하기 위한 도구에 관한 것이다.
동력 발생 어플리케이션에 있는 발전기는 역학 에너지를 전기로 변환한다. 이 역학적 에너지는 많은 형태를 취할 수 있는데, 내부 연소, 스팀 또는 스팀 터빈, 수소, 바람, 압축 공기, 축력 등을 포함한다. 많은 최신 발전기들은 복잡한 기계로 가정 및 회사에서 그들의 전기를 받는 전기 그리드에 전력을 공급하기 위해 많은 양의 에너지를 변환한다.
한 가지 도전 과제는 이들 발전기가 유지보수되는 방법이다. 모든 기계와 마찬가지로, 발전기는 시간이 지날수록 마모가 된다. 최신 발전기의 복잡성 때문에, 문제점들은 초기에는 사소하고 눈에 띄지 않을 것이다. 이 숨은 문제점들은, 고쳐지지 않으면, 악화될 것이고, 언젠가 더 큰 문제점을 일으키며, 결국 강제 정전으로 이어질 것이다.
지금까지, 발전기의 유지보수관리는 정기적으로 예정된 유지보수관리의 방법으로 수행되어왔다. 이는 사전 판단된 주기로 발전기의 현장에 기술자를 보내는 것을 수반한다.
하지만, 발전기를 유지보수하기 위한 방식으로 예정된(또는 예방의) 유지보수관리는 비용적인 조건에서 최선이 아니다. 발견되지 않은 문제점은 악화되고 있거나 이미 고장 시간을 일으켰거나 또는 만약 발전기가 건강하다면, 예정된 유지보수관리는 필요하지 않을 것이다.
본 발명의 양상들은 발전기의 작동을 평가하기 위한 도구를 제공한다. 진단 데이터는 발전기에 있는 센서로부터 획득된다. 관련 컴퓨터 시스템은 진단 데이터를 평가하여 데이터 내에 이상(abnomaly)이 있는지 판단한다. 이상이 있다면, 컴퓨터 시스템은 장애 코드를 제공할 수 있고 이는 이상을 일으킨 발전기에서 에러와 같은 것을 나타낸다.
본 발명의 제 1 양상은 발전기 작동을 평가하는 컴퓨터 구현 방법을 제공하고 상기 방법은, 발전기에 있는 제 1 센서로부터 진단 데이터를 획득하고 상기 진단 데이터는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서에 의해 관찰된 연속 데이터 값을 포함하는 진단 데이터인 단계와, 상기 진단 데이터가 획득됨에 따라 데이터에 이상이 있는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터를 컴퓨터 시스템에 의해 평가하는 단계와, 이상이 있다는 판단에 기초하여 발전기에서 이상을 일으킨 에러와 같은 것을 나타내는 장애 코드를 컴퓨터 시스템이 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양상은 발전기 작동을 평가하기 위한 컴퓨터 시스템을 제공하고, 상기 컴퓨터 시스템은, 발전기에 있는 제 1 센서로부터 진단 데이터를 획득하도록 구성되고 상기 진단 데이터는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서에 의해 관찰된 연속 데이터 값을 포함하는 진단 데이터인 요소와, 상기 진단 데이터가 획득됨 따라 데이터에 이상이 있는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터를 컴퓨터 시스템에 의해 평가하도록 구성된 요소와, 이상이 있다는 판단에 기초하여 발전기에서 이상을 일으킨 에러와 같은 것을 나타내는 장애 코드를 컴퓨터 시스템에 의해 제공하도록 구성된 요소를 포함한다.
본 발명의 제 3 양상은 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체에 구현된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공하고, 이것이 실행될 때, 컴퓨터 시스템으로 하여금 발전기 작동을 평가하는 방법을 구현하도록 하며, 상기 방법은, 발전기에 있는 제 1 센서로부터 진단 데이터를 획득하고, 상기 진단 데이터는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서에 의해 관찰된 연속 데이터 값을 포함하는 진단 데이터인 단계와, 상기 진단 데이터가 획득됨에 따라 데이터에 이상이 있는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터를 평가하는 단계와, 이상이 있다는 판단에 기초하여 발전기에서 이상을 일으킨 에러와 같은 것을 나타내는 장애 코드를 컴퓨터 시스템에 의해 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 4 양상은 발전기 작동을 평가하기 위한 컴퓨터 시스템을 생성하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 발전기에 있는 제 1 센서로부터 진단 데이터를 획득하도록 작동 가능하고, 상기 진단 데이터는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서에 의해 관찰된 연속 데이터 값을 포함하는 진단 데이터인 컴퓨터 시스템을 제공하며, 상기 진단 데이터가 획득됨에 따라 데이터에 이상이 있는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터를 평가하도록 작동 가능하고, 이상이 있다는 판단에 기초하여 발전기에서 이상을 일으킨 에러와 같은 것을 나타내는 장애 코드를 컴퓨터 시스템에 의해 제공하도록 작동 가능한 컴퓨터 시스템을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 5 양상은, 컴퓨터 프로그램의 복사본을 제공하거나 수신하는 것 중 적어도 하나가 데이터 신호의 일 세트에 인코딩되어있고 여기서 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템으로 하여금 발전기 작동을 평가하는 방법을 구현가능하도록 하며, 상기 방법은, 발전기에 있는 제 1 센서로부터 진단 데이터를 획득하고, 상기 진단 데이터는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서에 의해 관찰되는 연속 데이터 값을 포함하는 진단 데이터인 단계와, 상기 진단 데이터가 획득됨에 따라 데이터에 이상이 있는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터를 평가하는 단계와, 이상이 있다는 판단에 기초하여 발전기에서 이상을 일으킨 에러와 같을 것을 나타내는 장애 코드를 컴퓨터 시스템에 의해 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은 방법들, 시스템들, 프로그램 제품들, 및 각각을 사용하고 생성하는 방법들을 제공하는데, 이는 본원에서 서술한 일부 또는 모든 작동을 포함하고/거나 구현하는 것이다. 본 발명의 예시적인 양상들은 본원에서 서술한 적어도 하나의 문제점들 및/또는 논의되지 않은 적어도 하나의 다른 문제점들을 해결하도록 설계된다.
본 명세서의 이런 기능들을 포함한 다른 기능들은 본 발명의 다양한 양상을 도시한 첨부 도면들과 관련하여 하기에 서술된 설명으로 더 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 구현예에 따라 발전기의 작동을 모니터하고 진단하기 위한 예시적인 환경을 도시한다.
도 2는 구현예에 따라 가스 터빈을 포함한 동력 장치형 발전기의 예를 도시한다.
도 3은 구현예에 따라 처리된 진단 데이터의 예를 도시한다.
도 4는 구현예에 따라 사용자가 파라미터들을 입력하고/거나 조정하도록 하는데 사용되는 사용자 인터페이스의 예를 도시한다.
상기 도면들은 일정한 비례로 맞추어진 것이 아님을 유의하여야한다. 상기 도면들은 본 발명의 전형적인 양상만을 도시하도록 의도되었고 따라서 본 발명의 범위를 제한하려는 것으로 생각해서는 안된다. 상기 도면에서, 숫자 같은 것은 도면들 사이에서 요소들 같은 것을 나타낸다.
상기에 나타난 바와 같이, 본 발명의 양상들은 발전기의 작동을 평가하기 위한 도구를 제공한다. 진단 데이터는 발전기 내의 센서로부터 획득할 수 있다. 관련 컴퓨터 시스템은 진단 데이터를 평가하여 데이터 내에 이상이 있는지 판단한다. 이상이 있다면, 컴퓨터 시스템은 장애 코드를 제공할 수 있고 이는 이상을 일으킨 발전기에서 에러와 같은 것을 나타낸다.
도면으로 돌아가서, 도 1은 구현예에 따라 발전기의 작동을 모니터하고 진단하는 것에 대한 예시적인 환경(10)를 도시한다. 이를 확장하여, 환경(10)은 발전기의 작동을 모니터하고 진단하기 위해 본원에 서술된 프로세스를 수행하는 컴퓨터 시스템(12)을 포함한다. 구체적으로, 컴퓨터 시스템(12)은 컴퓨팅 장치(14)를 포함하여 도시되어있는데, 컴퓨터 장치(14)는 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)을 포함하며, 진단 프로그램(30)은 본원에 서술된 프로세스를 수행함으로써 컴퓨팅 장치(14)가 발전기의 작동을 모니터하고 진단하도록 사용가능하게 만든다.
컴퓨팅 장치(14)는 프로세싱 구성요소(20)(예를 들어, 하나 이상의 프로세서들), 메모리(22), 기억 시스템(29)(예를 들어, 기억 계층), I/O(input/output) 인터페이스 구성요소(24)(예를 들어, 하나 이상의 I/O 인터페이스들 및/또는 장치들), 및 통신 경로(26)를 포함하여 도시되어있다. 일반적으로, 프로세싱 구성요소(20)는 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)과 같은 프로그램 코드를 실행하는데, 진단 프로그램(30)은 적어도 부분적으로 메모리(22) 내에 내장되어있다. 프로그램 코드를 실행시키는 동안, 프로세싱 구성요소(20)는 데이터를 처리할 수 있고, 이는 추가 프로세싱을 위해 변환된 데이터를 메모리(22) 및/또는 I/O 구성요소(24)로부터/으로 판독하고/거나 기록하는 결과로 이어진다. 경로(26)는 컴퓨터 시스템(12) 내의 각각의 구성요소 사이에 통신 링크를 제공한다. I/O 인터페이스 구성요소(24)는 하나 이상의 인간 I/O 장치를 포함할 수 있는데, 이는 임의의 유형의 통신 링크를 이용하여 시스템 사용자(16)가 컴퓨터 시스템(12)과 통신 가능하게 하는 컴퓨터 시스템(12) 및/또는 하나 이상의 통신 장치와 인간 사용자(16)가 상호작용을 가능하게 한다. 이를 확장하여, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 인간 및/또는 시스템 사용자(16)가 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)과의 상호작용을 가능하게 하는 인터페이스의 일 세트(예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스, 어플리케이션 프로그램 인터페이스,및 또는 그와 같은 것)를 관리할 수 있다. 더 나아가, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 솔루션을 이용하여 진단 데이터(40) 및/또는 평가 논리(42)와 같은 데이터를 관리(예를 들어, 저장, 검색, 생성, 조작, 조직화, 제출 등)할 수 있다.
어떤 경우에서든, 컴퓨터 시스템(12)은 하나 이상의 범용 컴퓨팅 제품(14)(예를 들어, 컴퓨팅 장치)을 포함할 수 있고 제품에 설치된, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)과 같은 프로그램 코드를 실행할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "프로그램 코드"는 임의의 언어, 코드 또는 부호로 된 명령어의 임의의 집합을 뜻하는 것으로 이해되며 이 프로그램 코드는 즉시 또는, (a) 또 다른 언어, 코드 또는 부호로 변환, (b) 상이한 자료 형식으로 재생산, 및/또는 (c) 압축 해제의 임의 조합 이후에 컴퓨팅 장치가 특별한 조치를 수행하게 하는 정보 처리 능력을 가지도록 한다. 이를 확장하여, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 시스템 소프트웨어의 임의 조합으로써 구현될 수 있다. 어떤 경우에서든, 컴퓨터 시스템(12)의 기술적 효과는 컴퓨팅 장치(14)가 발전기의 작동을 모니터하고 진단하기 위해 프로세싱 명령을 제공한다.
더 나아가, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 모듈(32-38)의 일 세트를 사용하여 구현될 수 있다. 이 경우에, 모듈(32-38)은 컴퓨터 시스템(12)이 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)에 의해 사용되는 과업의 일 세트를 수행 가능하도록 하고 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)의 다른 부분들을 제외하고 별도로 개발되고/거나 구현될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "구성요소"는, 소프트웨어와 같이 또는 소프트웨어가 없는, 하드웨어의 임의 구성을 의미하고, 이는 임의의 솔루션을 사용하는 단계와 함께 서술된 상기 기능을 구현하며, 반면에 용어 "모듈"은 컴퓨터 시스템(12)이 임의의 솔루션을 사용하는 단계와 함께 서술된 상기 조치를 구현 가능하게 하는 프로그램 코드를 의미한다.
컴퓨터 시스템(20)의 메모리(22) 내에 내장될 때에는 프로세싱 구성요소(20)를 포함하고, 모듈은 상기 조치를 구현하는 구성요소의 상당한 부분이다. 그럼에도 불구하고, 두 개 이상의 구성요소, 모듈, 및/ 또는 시스템은 그들 각각의 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 일부/전체를 공유한다는 것이 이해된다. 더 나아가, 본원에서 논의된 기능의 일부는 구현되지 않거나 추가적인 기능이 컴퓨터 시스템(12)의 부분으로서 포함된다는 것이 이해된다.
컴퓨터 시스템(12)이 다수의 컴퓨팅 장치(14)를 포함할 때, 각 컴퓨팅 장치는 내장되는 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)의 일부분만을 구비할 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 모듈(32-38)). 하지만, 컴퓨터 시스템(12) 및 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 본원에서 서술된 프로세스를 수행하는 다양한 가능한 등가 컴퓨터 시스템을 대표할 뿐이라는 것이 이해된다. 이를 확장하여, 다른 구현예에서, 컴퓨터 시스템(12) 및 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)에 의해 제공되는 기능은 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있는데, 이 장치는 프로그램 코드가 있거나 프로그램 코드가 없는 범용이고/거나 특정 목적 하드웨어의 임의 조합을 포함한다. 각 구현예에서, 상기 하드웨어와 프로그램 코드가 포함된다면, 각각은 일반적인 공학 및 프로그래밍 기술을 사용하여 생성될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 컴퓨터 시스템(12)이 다수의 컴퓨팅 장치(14)를 포함할 때, 각 컴퓨팅 장치는 임의의 유형의 통신 링크를 통해 통신할 수 있다. 더 나아가, 본원에서 서술된 프로세서를 수행하는 동안, 컴퓨터 시스템(12)은 임의의 유형의 통신 링크를 사용하여 하나 이상의 다른 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 양쪽의 경우에서, 통신 링크는 다양한 유형의 유선 및/또는 무선 링크의 임의 조합과, 하나 이상의 유형의 네트워크의 임의 조합을 포함하고/거나 다양한 유형의 전송 기술과 프로토콜의 임의 조합을 이용할 수 있다.
본원에서 논의된 바와 같이, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 컴퓨터 시스템(20)이 발전기의 작동을 모니터하고 진단 가능하게 한다. 이를 확장하여, 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)은 진단 데이터 검색 모듈(32), 파라미터 조정 모듈(34), 데이터 평가 모듈(36), 및 코드 생성 모듈(38)을 포함하여 도시되어 있다.
이제 도 2를 참고하면, 구현예에 따라 가스 터빈(100)을 포함하는 동력 장치형 발전기(90)의 일례가 도시되어 있다. 예시된 바와 같이, 가스 터빈(100)은 현재 공지된 또는 후에 개발되는 임의의 가스 터빈을 포함할 수 있다. 가스 터빈(100)은 자연 가스와 같은 연료를 연소시켜 회전자(110)를 돌린다. 회전자(110)는 발전기(112)에 연결되어 회전자(110)의 터닝(turning)으로부터 전력을 발생시킨다. 발전기(112)는 현재 공지된 또는 후에 개발되는 임의의 발전기를 포함할 수 있는데, 이 발전기(112)는 모터, LCI(load commutating inverter)와 같은 시동 장치(114) 또는 회전자(110)에 외부 토크를 적용하기 위한 유사 구조를 포함한다. 이해된 바와 같이, 시동 장치(114)는 기능적으로 회전자(110)에 연결되고 회전자(110)의 동력 터닝을 위해 발전기(112)의 작동을 역회전시키도록 구성된다. LCI(114)가 사용된다면, 쉽게 표현하면, 이는 발전기(112)를 모터로 바꾼다. 가스 터빈형 발전기로 본원에 도시되었지만, 모니터되고 진단된 발전기는 현재 공지되거나 후에 고려될 임의의 수단을 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
어떤 경우에든, 컴퓨터 시스템(12) (예를 들어, 진단 데이터 검색 모듈(32))은 동력 장치(90)와 같은 발전기 내의 하나 이상의 센서들(도 2, S1-S9)로부터 진단 데이터(40)를 획득한다. 이를 위해, 센서들(S1-S9)은 발전기 내부에 구현될 수 있고, 영구적 또는 임시적으로 발전기에 연결될 수 있으며/또는 발전기로부터 진단 데이터(40)를 감지하도록 현재 공지된 또는 후에 개발되는 임의의 방식의 발전기와 동작적으로 관련될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 센서들(S1-S9)은 동력 장치(90)의 다양한 부분들로부터 진단 데이터(40)를 모니터하고 전송하기 위해 동력 장치(90) 전체에 걸쳐 분포되어 있다. 예를 들어, 센서(S2)는 동력 장치(90)의 일부분에 위치할 수 있고 그 안에서 압력을 받은 상태로 포함되어 있다. 더 나아가, 센서들(S1-S9) 중 상이한 것들은 동력 장치(90) 내에 상이한 분류의 상태들을 조정하며 이 상태들은 온도, 압력, 밀도, 점성도, 유동성 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 센서(S1)는 그 위치에서의 온도를 반영하는 진단 데이터(40)를 모니터하고 전송할 수 있고, 센서(S2)는 그 위치에서의 압력을 반영하는 진단 데이터(40)를 모니터하고 전송할 수 있다.
센서(S1-S9)는 진단 데이터(40)을 수집하기 때문에, 센서(S1-S9)는 진단 데이터(40)를 컴퓨터 시스템(12)(예를 들어, 진단 데이터 검색 모듈(32))으로 전송한다. 컴퓨터 시스템(12)은 휴게실, 빌딩, 체육장 등과 같은 곳에서는 발전기와 함께 위치할 수 있다. 유사하게, 컴퓨터 시스템(12)은 컴퓨터 네트워크를 통한 발전기와 발전기의 작동과 밀접하게 관련되어 있을 수 있고, 이는 하나 이상의 방화벽에 의해 다른 네크워크들로부터 분리된 전용 네트워크가 될 수 있다. 대안적으로, 컴퓨터 시스템(12)은 발전기로부터 원격으로 위치될 수 있다.
어떤 경우에서든, 이 진단 데이터(40)의 집합과 전송은 끊임없이 발생할 수 있거나 (예를 들어, 센서에 의해 정보가 수집되는 동안 실시간으로 전송됨), 또는 대안으로, 1 시간과 같이 예정된 간격으로, 주기적으로 발생할 수 있다. 어떤 경우에서든, 진단 데이터(40)는 진단 데이터 전달관(130)을 통해 컴퓨터 시스템(12)에 의해 획득될 수 있다. 진단 데이터 전달관(130)은 진단 데이터(40)와 같은 데이터를 한 장소에서 다른 장소로 전달하기 위한 임의의 솔루션이 될 수 있으며, 현재 공지되거나 후에 개발되는 이 전달관(130)은 유선 또는 무선의 구현예를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 컴퓨터 시스템(12)은 진단 데이터(40)를 검색하기 때문에, 컴퓨터 시스템(12)은 추후 분석을 위해 예를 들어 스토리지 시스템(29) 내에 진단 데이터(40)를 모으고 저장할 수 있다. 대안으로, 진단 데이터(40)는 분리된 데이터 히스토리안(data historian)(도시되지 않음)에 의해 수집될 수 있고 이전에 수집된 진단 데이터(40)의 로그(log)로서 역할을 하며, 그 중에서도, 기록적인 경향을 찾기 위해 사용된다. 이를 확장하여, 데이터 히스토리안은 OSIsoft로부터 입수 가능한 Pi-server, Instep로부터 입수 가능한 eDNA 또는 본 기술 분야에서 현재 공지되거나 후에 개발되는 에너지 데이터 관리의 임의의 다른 구현예 또는 일반적인 데이터 집적 툴을 포함할 수 있다.
도 3은 컴퓨터 시스템(12)(도 1)에 의해 검색되는 진단 데이터(40)의 일례를 도시한다. 로그 테이블(180)은 다수의 시간 간격(t1-t5) 동안 가능한 진단 데이터(40)의 표본을 도시한다. 도시된 바와 같이, 진단 데이터(40)는 섭씨로 측정된 온도 데이터의 형태로 센서들(S1 및 Sn)로부터 획득되어졌다. 대조적으로, 센서(S2)를 위한 진단 데이터(40)는 매평방 인치당 파운드로 측정된 압력 데이터이고, 센서(S3)를 위한 진단 데이터(40)는 단위 초당 미터로 측정된 유량 데이터이다.
도 1을 다시 참조하면, 데이터는 컴퓨터 시스템(12)에 의해 획득되고 있으며/또는 데이터 히스토리안으로부터 검색되고, 컴퓨터 시스템(12)(예를 들어, 데이터 평가 모듈(36))은 진단 데이터(40) 내에 이상이 존재하는지를 판단하기 위해 진단 데이터(40)를 평가할 수 있다. 컴퓨터 시스템(12)에 의한 이 평가는 발전기의 사용자의 컴퓨터 시스템과 같은, 발전기와 관련된 컴퓨터 시스템에 의해 현장에서 완료될 수 있다. 이 현장 평가 및 그 후속 보고는 사용자가 발전기 상태의 지속적인 인지를 할 수 있게 하고 임의의 문제가 일어났을 때 즉시 알 수 있도록 한다.
이 평가들을 실시하는데 있어서, 컴퓨터 시스템(12)의 데이터 평가 모듈(36)은 평가 로직(42)을 사용할 수 있고, 스토리지 시스템(29)에 저장될 수 있다. 평가 로직(42)은 내장된 진단 정보의 지식 기반을 제공하고 이 로직(42)은 모니터 되고 있는 전형적인 발전기 및/또는 개별 발전기에 한정된다. 이를 확장하면, 평가 로직(42)은 평가 모듈(36)이 발전기의 유형(예를 들어, 제품, 모델, 제품군) 뿐만아니라 개별 발전기 자체에 특정되는 규칙 및/또는 파라미터를 제공한다. 이를 확장하여, 평가 로직(42)은 발전기 유형에 대한 원본 조작 설명서를 기반으로하는 특정 유형의 발전기에 대한 지식 기반 정보를 포함할 수 있다. 더 나아가, 평가 로직(42)은 이런 유형의 발전기들을 점검해온 기술자들에 의해 시간 경과에 따라 획득되는 지식 기반 정보를 포함할 수 있다. 추가로, 평가 로직(42)은 또한 허용 오차, 편차 또는 허용되는 고장 발생율과 같은 파라미터들을 포함할 수 있는데, 이 파라미터들은 개별 발전기에 한정된다.
도 4는 사용자 인터페이스(200)의 일례를 도시하는데, 이 인터페이스(200)는 모니터되고 평가되는 개별 발전에 한정된 파라미터들을 사용자(16)가 입력하고/거나 조정하도록하는 컴퓨터 시스템(12)(예를 들어, 파라미터 조정 모듈(34))에 의해 사용될 수 있다. 이 파라미터들은 사용자 인터페이스(200)를 통해 사용자(16)에 의해 입력될 수 있고 컴퓨터 시스템(12)에 의해 평가 로직(42)으로 포함될 수 있다. 따라서, 파라미터 조정 모듈(34)은 사용자(16)에 의해 일반적인 전험(前驗)에 기반하여 제조사에 의해 설정되는 파라미터들에 대한 디폴트 값(default value)을 특정 발전기에 대한 사용자(16)들의 경험을 기반으로하여 진단을 민감하게 하거나 둔감하게 하도록 변경된다. 예를 들어, 데이터, 노화, 변동성 등에서의 랜덤 노이즈를 설명하는 파라미터들이 사용자(16)에 의해 지정(customized)될 수 있다. 파라미터 조정 모듈(34)을 사용하여 사용자(16)는 사용자 인터페이스(200)에 포함되어 있는 것들과 같은 특정 데이터 값에 대한 파라미터를 조정할 수 있는데, 이 파라미터들은 최대 허용 오차, 최소 허용 오차, 최대 편차, 에러가 발생될 때까지의 이상 발생수 등을 포함한다.
어떤 경우에든, 컴퓨터 시스템(12)의 데이터 평가 모듈(36)은 단일 센서(S1-Sn)로부터 진단 데이터(40)를 평가하기 위한 평가 로직(42)을 사용할 것이다. 다시 도 3을 참조하면, 컴퓨터(12)는 센서들(S1-Sn)의 각각으로부터 진단 데이터(40)내에 이상이 발생하는지를 판단하기 위해 진단 데이터(40)를 평가할 수 있다. 이상과 같은 것은 하나의 또는 조합의 센서들(S1-Sn)로부터의 하나의 값 또는 일련의 값들이(해당되는 경우에, 사용자(16)에 의해 조정되는대로) 제공되는 예상 값에서 벗어나는 것을 나타낸다.
예를 들어, 평가 로직(42) 내 파라미터들은 두 번이상의 이상 발생을 기록하면, 컴퓨터 시스템(12)은 센서(Sn)로부터의 진단 데이터(40)가 시간 t2와 t5에서 나타내는 0℃ 측정값이 이상으로 여겨진다고 판단할 것이다. 더 나아가, 컴퓨터 시스템(12)은 센서(S3)로부터의 진단 데이터(40)가 시간 t4에서 나타내는 3.7m/s 측정값은 이상으로 여겨지지 않는데, 평가 로직(42) 내 파라미터들이 4m/s의 최대 흐름 또는 3.6m/s의 최대 흐름 및 2번의 최소 이상 수를 기록했을 때이다.
대안에서, 컴퓨터 시스템(12)의 데이터 평가 모듈(36)은 비정상적인 측정값에 대한 이상이 존재하는지를 판단하고 원인이 되는 발전기의 부분을 정확히 찾아내기 위해 서로 관련된 다수의 센서(S1-Sn)로부터의 진단 데이터(40)를 평가하기 위한 평가 로직(42)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(12)은 센서(S1)로부터의 진단 데이터(40)가 센서(S2)로부터의 온도 측정량 상승과 이상이라고 여겨지는 t4와 t5에서 동시에 하강하는 센서(S2)로부터의 압력 측정량을 나타낸다고 판단한다.
데이터 평가 모듈(36)에 의해 이상이 발생했다는 판단이 내려질 때, 코드 발생 모듈(38)은 장애 코드를 발생시키기 위해 평가 모듈(42)을 사용할 수 있는데 이 코드는 감지된 이상을 일으킨 발생기 내에 에러의 특성을 나타낸다. 이 장애코드는 고유한 식별자를 포함하는데, 이 식별자는 사용자(16)의 컴퓨터 시스템(12)에 제공되는 발전기 내에 소스 또는 소스들을 나타내고(예를 들어, 발전기의 특정 구성요소 또는 구성요소들), 이 소스들은 비정상 진단 데이터(40)가 기인한 조건이 일어나게한 것이다. 이를 확장하여, 장애 코드는 사용자(16)에 의해 판독되는 숫자 또는 영숫자와 같은 코드가 될 수 있다. 더 나아가, 장애 코드는 에러를 설명한 단어, 구절, 문장 또는 문단과 같은 에러에 대한 더 구체적인 설명을 포함한다. 추가적으로, 또는 대안으로, 장애코드는 사용자 인터페이스(200)와 같은 것을 통해서, 에러와 관련된 자세한 정보를 조사하기 위해 사용자에 의해 사용된다. 이를 확장하여, 장애 코드는 에러를 나타내는데, 이 에러는 : 냉각수 통로 내 막힘, 누수, 절연재 손상에 대한 고정 전기자 바(bar)의 고장과, 냉각수 통로 내 막힘에 대한 고정자 냉각수 시스템 내 고장과, 단락된 터닝 또는 열 민감성을 위한 회전자 계자 내 고장과, 고정자 단 권선 또는 고정자 웨지 헐거워짐과, 베어링 금속 손상과, 단락을 일으킨 배선 손상과, H2 씰(seal) 손상, 또는 누출 또는 의도되지 않을 유체 혼합을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 이 장애 코드는 현장에서 발생될 수 있고 현장 콘솔 상에 디스플레이될 수 있으며, 발전기의 사용자(16)에게 메시지로서 전달될 수 있고/또는 적절한 기술자와 같이 원거리에 있는 위치로 메시지로서 전달될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 기초하여 설명된 상기 예시들을 참조하면, 센서(Sn)에 대한 이상의 판단은 고장난 센서(Sn)를 나타내는 컴퓨터 시스템(12)에 의한 장애 코드의 발생을 일으킬 수 있다. 그 다음, 사용자(16)는 센서(Sn)와 관련 파라미터를 수정하는 파라미터 조정 모듈(34)을 사용하는 것을 선택하는데, 센서(Sn)가 수리되거나 교체될 때까지 센서(Sn)로부터 기인한 코드들을 줄이거나 없애기 위한 것이다. 추가로 더, 컴퓨터 시스템(12)은 장애 코드를 생성하는데, 이 코드는 센서(S3)에 의해 나타나는 압력 상승에 반응하여(예를 들어, 특정 고정 전기자 바에 의해 일어난) 특정한 위치 내 장애를 나타낸다. 또한, S1 및 S2에 의해 나타나는 온도에서의 비정상적 상승과 압력에서의 동시 하강은 장애 코드의 발생을 일으킬 수 있는데, 이 코드는 유체 영역으로 고온 가스가 새는 특정 씰(seal) 내의 누출을 나타낸다.
본원에서 발전기의 작동을 모니터하고 진단하기 위한 방법과 시스템으로써 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 양상들은 다양한 대안적 구현예를 더 제공한다는 것이 이해된다. 예를 들어, 일 구현예에서, 본 발명은 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체 내에 내장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는데, 이 프로그램은 컴퓨터 시스템이 발전기의 작동을 모니터하고 진단 가능하도록 한다. 이를 확장하여, 컴퓨터 판독가능 매체는 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)(도 1)과 같은 프로그램 코드를 포함하는데, 이 프로그램은 본원에서 설명된 일부 또는 전체 프로세스를 구현한다. 용어 " 컴퓨터-판독가능 매체"는 현재 공지된 또는 후에 개발될 하나 이상의 임의의 유형의 실감형 매체(tangible medium)의 표현을 포함하며 이로부터의 프로그램 코드의 복사본은 컴퓨팅 장치에 의해 인식, 재생산되며 도는 통신될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 : 하나 이상의 휴대용 스토리지 제품과, 하나 이상의 컴퓨팅 장치의 메모리/스토리지 구성요소와, 종이 및/또는 그와 비슷한 것들을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 발전기 모니터링 및 진단 프로그램(30)(도 1)과 같은 프로그램 코드의 복사본을 제공하는 방법을 제공하는데, 이 프로그램은 본원에서 설명된 일부 또는 전체 프로세스를 구현한다. 이 경우에, 컴퓨터 시스템은 본원에서 설명된 일부 또는 전체의 프로세스를 생성하고 전송하도록 구현된 프로그램 코드의 복사본을 처리할 수 있고, 두 번째로 다른 위치에서 수신을 위해, 데이터 신호의 일 세트는 하나 이상의 특성 세트를 가지며/또는 데이터 신호의 세트 내 프로그램 코드의 복사본을 인코딩하는 방법으로 변경된다. 유사하게 본 발명의 일 구현예는 프로그램 코드의 복사본을 획득하는 방법을 제공하는데, 이 프로그램 코드는 본원에서 설명된 데이터 신호들의 세트를 수신하는 컴퓨터 시스템을 포함하고, 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체 내 내장된 컴퓨터 프로그램의 복사본으로 데이터 신호의 세트를 옮기는 프로그램 코드이다. 양쪽의 경우에, 데이터 신호의 세트는 임의의 유형의 통신 링크를 사용하여 전송/수신될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 발전기의 작동을 모니터하고 진단하기 위한 시스템을 생성하는 방법을 제공한다. 이 경우에, 컴퓨터 시스템(12)(도 1)과 같은 컴퓨터 시스템이 획득(예를 들어, 생성, 관리, 이용 가능하게 만드는 등)될 수 있고 본원에서 설명된 프로세스를 수행하기 위해 하나 이상의 구성요소가 획득(예를 들어, 생성, 구매, 사용, 수정 등)되어 컴퓨터 시스템에 배포될 수 있다. 이를 확장하여, 상기 배포는 : (1) 컴퓨팅 장치에 프로그램 코드를 설치하는 단계와, (2) 컴퓨터 시스템에 하나 이상의 컴퓨팅 및/또는 I/O장치를 추가하는 단계와, (3) 본원에서 설명된 프로세스를 수행하기 위해 컴퓨터 시스템을 통합 및/또는 수정하는 단계와 이와 같은 것들의 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 양상의 상기 설명은 예시와 설명의 목적을 위해 제시된 것이다. 이는 철저하게 또는 개시된 정확한 형식으로 본 발명을 제한하도록 의도되지 않으며, 분명하게 많은 수정 및 변형이 가능하다. 첨부된 청구항에 의해 정의된 대로 본 발명의 범위 내에 포함되어있는 이러한 수정 및 변형은 당업자에게 명백할 것이다.
10 : 환경 12 : 컴퓨터 시스템
14 : 컴퓨팅 장치 16 : 사용자
20 : 프로세싱 구성요소 22 : 메모리
24 : 인풋/아웃풋(I/O) 인터페이스 26 : 통신 통로
29: 스토리지 시스템
30 : 발전기 모니터링 및 진단 프로그램
32 : 진단 데이터 검색 모듈 34 : 파라미터 조정 모듈
36 : 데이터 평가 모듈 38 : 코드 생성 모듈
40 : 진단 데이터 42 : 평가 로직
90 : 동력 장치형 발전기 100 : 가스 터빈
110 : 회전자 112 : 발전기
114 : 시동 시스템(LCI) 130 : 진단 데이터 전달관
S1-S9,SN : 센서들 180 : 로그 테이블
t1-t5 : 시간 간격 t1-t5 200 : 사용자 인터페이스

Claims (10)

  1. 발전기(112) 작동을 평가하는 컴퓨터로 구현되는 방법에 있어서,
    상기 방법은
    발전기(112) 내 제 1 센서(S1)로부터 진단 데이터(40)를 획득하는 단계?상기 진단 데이터(40)는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서(S1)에 의해 관찰된 일련의 데이터를 포함함?와,
    상기 진단 데이터(40)가 획득됨에 따라 이상(anomaly)이 존재하는지 판단하기 위해 컴퓨터 시스템(12)에 의해 상기 진단 데이터(40)를 평가하는 단계와,
    상기 이상이 존재한다는 판단에 기초하여, 상기 컴퓨터 시스템(12)에 의해, 상기 이상을 일으킨 상기 발전기(112) 내 에러의 특성을 나타내는 장애 코드를 제공하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기(112) 내 제 2 센서(S2)로부터 진단 데이터(40)를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 평가 단계는 상기 제 1 센서(S1) 및 상기 제 2 센서(S2)로부터의 상기 진단 데이터(40)의 조합에 기초하여 상기 이상이 존재하는지 판단하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 단계 이전에, 인터페이스를 통해 사용자(16)로부터 수신된 값에 기초하여 상기 이상이 존재하는지 판단하기 위해 사용되는 파라미터들 중 하나의 디폴트 값(default value)을 변경하는 단계를 더 포함하되,
    상기 평가 단계는 상기 발전기(112)의 일 유형에 특정되는 파라미터들로부터의 데이터 및 상기 발전기(112)에 특정되는 파라미터들로부터의 데이터를 포함하는 지식 기반(knowledge base)을 사용하는 단계를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 단계는 상기 발전기(112) 내 상기 이상의 근원을 식별하는 단계를 포함하는
    방법.
  5. 발전기(112) 작동을 평가하기 위한 컴퓨터 시스템(12)에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템(12)은
    상기 발전기(112) 내 제 1 센서(S1)로부터 진단 데이터(40)를 획득하도록 구성된 구성요소?상기 진단 데이터(40)는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서(S1)에 의해 관찰된 일련의 데이터 값을 포함함?와,
    상기 진단 데이터(40)가 획득됨에 따라 이상이 존재하는지 판단하기 위해 상기 진단 데이터(40)를 평가하도록 구성된 구성요소와,
    상기 이상이 존재한다는 판단에 기초하여 장애 코드를 제공하도록 구성된 구성요소를 포함하되,
    상기 장애 코드는 상기 이상을 일으킨 상기 발전기(112) 내 에러의 특성을 나타내며, 상기 발전기(112) 내 상기 이상의 근원을 식별하는
    컴퓨터 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 획득하도록 구성된 구성요소는 상기 발전기(112) 내 제 2 센서(S2)로부터 진단 데이터(40)를 검색하도록 더 구성되며,
    상기 평가하도록 구성된 구성요소는 상기 제 1 센서(S1) 및 상기 제 2 센서(S2)로부터의 진단 데이터(40)의 조합에 기초하여 상기 이상이 존재하는지를 판단하는
    컴퓨터 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    인터페이스를 통해 사용자(16)로부터 수신된 값에 기초하여 상기 이상이 존재하는지 판단하는데 사용되는 파라미터의 디폴트 값을 변경하도록 구성된 구성요소를 더 포함하되,
    상기 평가하도록 구성된 구성요소는 상기 발전기(112)의 일 유형에 특정되는 파라미터로부터의 데이터 및 상기 발전기(112)에 특정되는 파라미터로부터의 데이터를 포함하는 지식 기반을 사용하고, 상기 파라미터에 기초하여 상기 이상이 존재하는지를 판단하는
    컴퓨터 시스템.
  8. 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체 내에 구현된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램을 실행시, 컴퓨터 시스템(12)으로 하여금 발전기(112) 동작을 평가하는 방법을 구현하도록 하며,
    상기 방법은
    상기 발전기(112) 내 제 1 센서(S1)으로부터 진단 데이터(40)를 획득하는 단계?상기 진단 데이터(40)는 시간 경과에 따라 상기 제 1 센서(S1)에 의해 관찰된 일련의 데이터 값을 포함함?와,
    상기 진단 데이터(40)가 획득됨에 따라 이상이 존재하는지를 판단하도록 상기 진단 데이터(40)를 평가하는 단계와,
    상기 이상이 존재한다는 판단에 기초하여, 상기 컴퓨터 시스템(12)이 상기 이상을 일으킨 상기 발전기(112) 내 에러의 특성을 나타내며, 상기 발전기(112) 내 상기 이상의 근원을 식별하는 장애 코드를 제공하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은
    상기 발전기(112) 내 제 2 센서(S2)로부터 진단 데이터(40)를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 평가 단계는 상기 제 1 센서(S1) 및 상기 제 2 센서(S2)로부터의 진단 데이터(40)의 조합에 기초하여 상기 이상이 존재하는지 판단하는
    컴퓨터 프로그램.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 평가 단계 이전에, 인터페이스를 통해 사용자(16)로부터 수신된 값에 기초하여 상기 이상이 존재하는지 판단하기 위해 사용되는 파라미터들 중 하나의 디폴트 값(default value)을 변경하는 단계를 더 포함하되,
    상기 평가 단계는 상기 발전기(112)의 일 유형에 특정되는 파라미터들로부터의 데이터 및 상기 발전기(112)에 특정되는 파라미터들로부터의 데이터를 포함하는 지식 기반을 사용하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
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