RU2809537C2 - Method for obtaining data about rotation speed deviation - Google Patents

Method for obtaining data about rotation speed deviation Download PDF

Info

Publication number
RU2809537C2
RU2809537C2 RU2022102456A RU2022102456A RU2809537C2 RU 2809537 C2 RU2809537 C2 RU 2809537C2 RU 2022102456 A RU2022102456 A RU 2022102456A RU 2022102456 A RU2022102456 A RU 2022102456A RU 2809537 C2 RU2809537 C2 RU 2809537C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
event
overspeed
overspeed event
gas turbine
turbine engine
Prior art date
Application number
RU2022102456A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022102456A (en
Inventor
Эдуардо БРАВО
Брайан Дж. ТЕЙЛОР
Джон С. БОУЭН
Бруно Э. СТРАК
Хён Д. КИМ
Фредерик Б. ЛОРЕНЦ
Original Assignee
Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед filed Critical Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Publication of RU2022102456A publication Critical patent/RU2022102456A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2809537C2 publication Critical patent/RU2809537C2/en

Links

Abstract

FIELD: gas turbine engines.
SUBSTANCE: due to data storage limitations, electronic turbine engine data acquisition systems may not be able to continuously record high speed compressor rotor speed data over the life of the gas turbine engine (100). However, high-speed compressor rotor speed data may be useful for collecting short-term rotation speed variations that may occur during operating events of the gas turbine engine (100), such as idle periods. A control system (600) for a gas turbine engine (100) is disclosed. In embodiments, the control system (600) includes a controller (610) and a high-speed logging device (660). The controller (610) receives the sensor value from the sensor (22) coupled to the gas turbine engine (100) and publishes a label that contains the event type, the sensor value, and a timestamp. The high speed logging device (660) checks the tag for an overspeed event.
EFFECT: if an overspeed event is detected, the high speed logging device (660) logs the values provided by the tag.
7 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение в целом относится к газотурбинным двигателям и относится к способу получения данных об отклонении скорости вращения для газотурбинных двигателей.The present invention relates generally to gas turbine engines and relates to a method for obtaining rotation speed deviation data for gas turbine engines.

Уровень техникиState of the art

Газотурбинные двигатели содержат следующие секции: компрессор, отсек сгорания и турбину. Газотурбинные двигатели также содержат систему управления, которая, помимо прочего, контролирует системы газотурбинного двигателя. Gas turbine engines contain the following sections: compressor, combustion section and turbine. Gas turbine engines also contain a control system that, among other things, controls the gas turbine engine systems.

В патенте США № 10151215, выданном Raimondo и соавт., описана система управления для газотурбинного двигателя. В вариантах осуществления система управления содержит контроллер и высокоскоростное устройство для регистрации. Контроллер получает значения датчиков от датчиков, соединенных с газотурбинным двигателем, и публикует карту пороговых значений срабатывания. Высокоскоростное устройство для регистрации считывает значения датчиков из контроллера. Высокоскоростное устройство для регистрации проверяет заголовок карты на предмет изменения заголовка карты с предопределенным интервалом считывания карты, устанавливает флаг, когда заголовок карты был изменен, и считывает карту во время следующего цикла интервала считывания карты. Система управления сохраняет временные отметки, присвоенные значениям датчиков и пороговым значениям срабатывания на одной и той же временной оси.US Patent No. 10151215 to Raimondo et al. describes a control system for a gas turbine engine. In embodiments, the control system includes a controller and a high-speed recording device. The controller receives sensor values from sensors connected to the gas turbine engine and publishes a map of actuation thresholds. The high-speed logging device reads the sensor values from the controller. The high-speed registration device checks the card header to see if the card header has changed at a predetermined card read interval, sets a flag when the card header has been changed, and reads the card during the next card read interval cycle. The control system stores timestamps assigned to sensor values and trip thresholds on the same time axis.

Настоящее изобретение направлено на преодоление одной или более проблем, выявленных авторами изобретения или известных из уровня техники.The present invention is directed to overcome one or more problems identified by the inventors or known from the prior art.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В данном документе раскрыты способы контроля газотурбинного двигателя. В вариантах осуществления способ включает записывание скорости вращения ротора турбокомпрессора, полученной от датчика, и временной отметки, связанной со скоростью вращения ротора турбокомпрессора. Способ дополнительно включает обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания. Способ дополнительно включает, в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения, обнаружение окончания события превышения допустимой скорости вращения, если скорость вращения ротора турбокомпрессора опускается ниже порогового значения уставки. Способ дополнительно включает, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения, генерирование метки, которая содержит значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку. Способ дополнительно включает считывание метки для обнаружения события превышения допустимой скорости вращения. Способ дополнительно включает, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения, регистрирование множества меток, содержащих значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора, временную отметку, от начала события превышения допустимой скорости вращения до окончания события превышения допустимой скорости вращения.This document discloses methods for monitoring a gas turbine engine. In embodiments, the method includes recording a turbocharger rotor speed obtained from the sensor and a time stamp associated with the turbocharger rotor speed. The method further includes detecting the start of an overspeed event if the rotational speed of the turbocharger rotor exceeds a trigger threshold value. The method further includes, in response to detecting the start of an overspeed event, detecting the end of an overspeed event if the turbocharger rotor speed falls below a threshold set point value. The method further includes, in response to detecting an overspeed event, generating a tag that contains an overspeed event value, a turbocharger rotor speed, and a timestamp. The method further includes reading the tag to detect an overspeed event. The method further includes, in response to detecting an overspeed event, recording a plurality of marks containing an overspeed event value, a rotation speed of the turbocharger rotor, a time stamp, from the start of the overspeed event to the end of the overspeed event.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация иллюстративного газотурбинного двигателя;In fig. 1 is a schematic illustration of an exemplary gas turbine engine;

на фиг. 2 представлена функциональная структурная схема системы управления по фиг. 1; и in fig. 2 shows a functional block diagram of the control system according to FIG. 1; And

на фиг. 3 представлена блок-схема способа регистрирования информации, относящейся к событию превышения допустимой скорости вращения ротора турбокомпрессора газотурбинного двигателя с системой управления по фиг. 1 и 2.in fig. 3 is a block diagram of a method for recording information related to the event of exceeding the permissible rotation speed of a turbocharger rotor of a gas turbine engine with the control system of FIG. 1 and 2.

Подробное описаниеDetailed description

Система и способы, описанные в настоящем документе, включают систему управления для осуществления управления и контроля применительно к машине с высокой скоростью оборотов, такой как газотурбинный двигатель. Хотя в вариантах осуществления системы и способов описан газотурбинный двигатель, система и способы могут использоваться с другими машинами с высокой скоростью оборотов, такими как дизельные или газовые двигатели. В вариантах осуществления система управления содержит контроллер и высокоскоростное устройство для регистрации. Контроллер опрашивает датчик, соединенный с газотурбинным двигателем, и контролирует газотурбинный двигатель на предмет событий. Высокоскоростное устройство для регистрации получает данные, связанные с датчиком и событиями, от контроллера и сохраняет временные отметки, соответствующие данным, связанным с датчиком и событиями.The system and methods described herein include a control system for performing control and monitoring of a high speed machine such as a gas turbine engine. Although embodiments of the system and methods describe a gas turbine engine, the system and methods may be used with other high speed machines, such as diesel or gas engines. In embodiments, the control system includes a controller and a high-speed recording device. The controller interrogates the sensor connected to the gas turbine engine and monitors the gas turbine engine for events. The high-speed logging device receives sensor and event related data from the controller and stores timestamps corresponding to the sensor and event related data.

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация иллюстративной машины с высокой скоростью оборотов. В изображенном варианте осуществления машина с высокой скоростью оборотов представляет собой газотурбинный двигатель 100. Некоторые поверхности были опущены или преувеличены (на этой и на других фигурах) для ясности и простоты объяснения. Также настоящее изобретение может ссылаться на переднее и заднее направление. В целом все ссылки на «передний» и «задний» связаны с направлением потока первичного воздуха (т. е. воздуха, используемого в процессе сгорания), если не указано иное. Например, передний является «расположенным выше по потоку» по отношению к направлению потока первичного воздуха и задний является «расположенным ниже по потоку» по отношению к направлению потока первичного воздуха.In fig. 1 is a schematic illustration of an exemplary high speed machine. In the illustrated embodiment, the high speed machine is a gas turbine engine 100. Some surfaces have been omitted or exaggerated (in this and other figures) for clarity and ease of explanation. Also, the present invention may refer to the front and back directions. In general, all references to "front" and "rear" are related to the direction of flow of the primary air (i.e., the air used in the combustion process), unless otherwise noted. For example, the front is “upstream” with respect to the primary air flow direction and the rear is “downstream” with respect to the primary air flow direction.

В дополнение, описание может в целом ссылаться на центральную ось 95 вращения газотурбинного двигателя, которая может в целом быть определена продольной осью его вала 120 компрессора и вала 130 силовой турбины (удерживаемого несколькими подшипниками 150 в сборе). Центральная ось 95 может быть общей или совместной с различными другими концентричными компонентами двигателя. Все ссылки на радиальное, осевое и окружное направления и измерения относятся к центральной оси 95, если не указано иное, и такие термины, как «внутренний» и «наружный», в целом указывают на меньшую или большую удаленность в радиальном направлении, при этом радиус 96 может проходить в любом направлении, перпендикулярном центральной оси 95 и отходящем наружу от нее.In addition, the description may generally refer to the central axis of rotation 95 of the gas turbine engine, which may be generally defined by the longitudinal axis of its compressor shaft 120 and power turbine shaft 130 (supported by a plurality of bearing assemblies 150). The central axis 95 may be common or shared with various other concentric engine components. All references to radial, axial and circumferential directions and measurements are to the 95 center axis unless otherwise noted, and terms such as "inner" and "outer" generally indicate less or more distance in the radial direction, with the radius 96 may extend in any direction perpendicular to and extending outward from the central axis 95.

Газотурбинный двигатель 100 содержит впуск 110, вал 120 компрессора, турбокомпрессор или компрессор 200, отсек 300 сгорания, топливную систему 80, турбину 400, выпуск 500 для отработавших газов и муфту 50 для передачи выходной мощности. Газотурбинный двигатель 100 может быть в конфигурации с двумя валами, где вал 130 силовой турбины является отдельным от вала 120 компрессора, или может быть в конфигурации с одним валом, где вал 130 силовой турбины и вал 120 компрессора образуют части одного вала. The gas turbine engine 100 includes an intake 110, a compressor shaft 120, a turbocharger or compressor 200, a combustion compartment 300, a fuel system 80, a turbine 400, an exhaust gas outlet 500, and a clutch 50 for transmitting power output. The gas turbine engine 100 may be in a dual-shaft configuration, where the power turbine shaft 130 is separate from the compressor shaft 120, or may be in a single-shaft configuration, where the power turbine shaft 130 and the compressor shaft 120 form parts of a single shaft.

Компрессор 200 может содержать ротор компрессора в сборе 210, неподвижные лопатки 250 компрессора («статоры») и впускные направляющие лопатки 255. Ротор компрессора в сборе 210 (также называемый ротором компрессора) механически соединен с валом 120 компрессора. Как показано, ротор компрессора в сборе 210 представляет собой ротор осевого потока в сборе. Ротор компрессора в сборе 210 содержит один или более дисков компрессора в сборе 220. Каждый диск компрессора в сборе 220 содержит диск ротора компрессора, который по окружности заполнен лопастями ротора компрессора. Статоры 250 в осевом направлении следуют за каждым из дисков компрессора в сборе 220. Каждый диск компрессора в сборе 220, спаренный со смежными статорами 250, которые следуют за диском компрессора в сборе 220, считается ступенью компрессора. Компрессор 200 содержит множество ступеней компрессора. Входные направляющие лопатки 255 в осевом направлении предшествуют первой ступени компрессора.The compressor 200 may include a compressor rotor assembly 210, compressor stationary vanes ("stators") 250, and inlet guide vanes 255. The compressor rotor assembly 210 (also referred to as a compressor rotor) is mechanically coupled to a compressor shaft 120. As shown, compressor rotor assembly 210 is an axial flow rotor assembly. Compressor rotor assembly 210 includes one or more compressor disk assemblies 220. Each compressor disk assembly 220 includes a compressor rotor disk that is circumferentially filled with compressor rotor blades. Stators 250 axially follow each of the disks of the compressor assembly 220. Each disk of the compressor assembly 220 paired with adjacent stators 250 that follow the disk of the compressor assembly 220 is considered a compressor stage. Compressor 200 includes a plurality of compressor stages. The inlet guide vanes 255 axially precede the first compressor stage.

Отсек 300 сгорания содержит один или более топливных инжекторов 310 и камеру 320 сгорания. Combustion compartment 300 includes one or more fuel injectors 310 and combustion chamber 320.

Турбина 400 содержит ротор турбины в сборе 410 и сопла 450 турбины. Ротор турбины в сборе 410 может быть механически соединен с валом 120 компрессора и валом 130 турбины. Как показано, ротор турбины в сборе 410 представляет собой ротор осевого потока в сборе. Ротор турбины в сборе 410 содержит один или более дисков турбины в сборе 420. Каждый диск турбины в сборе 420 содержит диск турбины, который по окружности заполнен лопатками турбины. Сопла 450 турбины, например сопловое кольцо, в осевом направлении предшествуют каждому из дисков турбины в сборе 420. Каждое сопло 450 турбины сгруппировано с другими с помощью разных способов так, чтобы образовывать кольцо. Каждый диск турбины в сборе 420, спаренный со смежным соплом 450 турбины, которое предшествует диску турбины в сборе 420, считается ступенью турбины. Турбина 400 содержит несколько ступеней турбины.Turbine 400 includes a turbine rotor assembly 410 and turbine nozzles 450. Turbine rotor assembly 410 may be mechanically coupled to compressor shaft 120 and turbine shaft 130. As shown, turbine rotor assembly 410 is an axial flow rotor assembly. Turbine rotor assembly 410 includes one or more turbine disk assemblies 420. Each turbine disk assembly 420 includes a turbine disk that is circumferentially filled with turbine blades. Turbine nozzles 450, such as a nozzle ring, axially precede each of the turbine disks in the turbine assembly 420. Each turbine nozzle 450 is grouped with the others in different ways to form a ring. Each turbine disk assembly 420 paired with an adjacent turbine nozzle 450 that precedes the turbine disk assembly 420 is considered a turbine stage. Turbine 400 contains multiple turbine stages.

Выпуск 500 для отработавших газов содержит диффузор 510 отработавших газов и коллектор 520 отработавших газов.The exhaust gas outlet 500 includes an exhaust gas diffuser 510 and an exhaust gas manifold 520.

Один или более из вышеуказанных компонентов (или их составляющих) может быть выполнен из нержавеющей стали и/или долговечных высокотемпературных материалов, известных как «суперсплавы». Суперсплав или сплав с высокими прочностными характеристиками представляет собой сплав, который характеризуется очень высокой механической прочностью и сопротивлением ползучести при высоких температурах, надлежащей стабильностью поверхности и стойкостью к коррозии и окислению. Суперсплавы могут включать такие материалы, как HASTELLOY, INCONEL, WASPALOY, сплавы RENE, сплавы HAYNES, INCOLOY, MP98T, сплавы TMS и монокристаллические сплавы CMSX.One or more of the above components (or components thereof) may be made of stainless steel and/or durable high temperature materials known as "superalloys". A super alloy or high strength alloy is an alloy which is characterized by very high mechanical strength and creep resistance at high temperatures, adequate surface stability and resistance to corrosion and oxidation. Superalloys may include materials such as HASTELLOY, INCONEL, WASPALOY, RENE alloys, HAYNES alloys, INCOLOY, MP98T, TMS alloys and CMSX single crystal alloys.

Газотурбинный двигатель 100 также содержит датчик, который может использоваться для осуществления контроля и управления газотурбинным двигателем 100. Датчик может включать в себя датчик 22 скорости вращения вала. Датчик 22 скорости вращения вала может использоваться для измерения скорости вращения ротора компрессора в сборе 210, которая также называется скоростью вращения ротора турбокомпрессора (NGP). В конфигурации с двумя валами может использоваться отдельный датчик для измерения скорости вращения ротора силовой турбины (NPT). The gas turbine engine 100 also includes a sensor that may be used to monitor and control the gas turbine engine 100. The sensor may include a shaft speed sensor 22. The shaft speed sensor 22 may be used to measure the rotor speed of the compressor assembly 210, which is also referred to as the turbocharger rotor speed (NGP). In a dual-shaft configuration, a separate sensor can be used to measure the rotor speed of the power turbine (NPT).

Газотурбинный двигатель 100 также содержит систему 600 управления. Система 600 управления содержит контроллер 610 и человеко-машинный интерфейс (HMI) 650. Контроллер 610 может быть выполнен с возможностью получения значений от датчика, соединенного с газотурбинным двигателем 100, для осуществления контроля и управления газотурбинным двигателем 100. Контроллер 610 может контролировать газотурбинный двигатель 100 на предмет событий, таких как внезапное увеличение или уменьшение скорости вращения ротора компрессора в сборе 210. Gas turbine engine 100 also includes a control system 600. The control system 600 includes a controller 610 and a human-machine interface (HMI) 650. The controller 610 may be configured to receive values from a sensor coupled to the gas turbine engine 100 to monitor and control the gas turbine engine 100. The controller 610 may monitor the gas turbine engine 100 for events such as a sudden increase or decrease in the rotor speed of the compressor assembly 210.

В одном варианте осуществления система 600 управления реализована с помощью одного или более процессоров, запоминающего устройства и программного обеспечения. Контроллер 610 может использовать датчик 22 скорости вращения вала для того, чтобы определить тип происходящего события, такой как событие штатного режима работы или событие превышения допустимой скорости вращения, или может быть предупрежден о событии превышения допустимой скорости вращения другим процессом газотурбинного двигателя 100. In one embodiment, the control system 600 is implemented using one or more processors, memory, and software. The controller 610 may use the shaft speed sensor 22 to determine the type of event occurring, such as a normal operation event or an overspeed event, or may be alerted to an overspeed event by another process of the gas turbine engine 100.

Начало события превышения допустимой скорости вращения может быть определено как начинающееся с превышением порогового значения срабатывания и оканчивающееся с достижением порогового значения уставки. Пороговое значение срабатывания и пороговое значение уставки могут быть определены применительно к NGP, измеренной датчиком 22 скорости вращения вала. В одном примере пороговое значение срабатывания может быть превышено, если NGP, измеренная датчиком 22 скорости вращения вала, превышает 100% предопределенной максимальной проектной скорости вращения ротора турбокомпрессора, которая иногда называется максимальной проектной скоростью вращения.The onset of an overspeed event can be defined as starting when the trip threshold is exceeded and ending when the setpoint threshold is reached. The actuation threshold and the setpoint threshold may be determined in relation to the NGP measured by the shaft speed sensor 22. In one example, the actuation threshold may be exceeded if the NGP measured by the shaft speed sensor 22 exceeds 100% of the predetermined maximum design rotation speed of the turbocharger rotor, which is sometimes referred to as the maximum design rotation speed.

Когда NGP становится меньше порогового значения уставки, это может считаться окончанием события превышения допустимой скорости вращения. В одном примере пороговое значение уставки может быть пройдено, если в этот момент есть активное событие превышения допустимой скорости вращения и если NGP составляет менее 100% предопределенной максимальной проектной скорости вращения ротора турбокомпрессора.When the NGP becomes less than the setpoint threshold, it can be considered the end of the overspeed event. In one example, the set point threshold may be passed if there is an active overspeed event at that time and if the NGP is less than 100% of the predetermined maximum design turbocharger rotor speed.

В одном варианте осуществления может быть несколько уровней событий превышения допустимой скорости вращения, определенных таким образом, чтобы представлять разные уровни/значения событий превышения допустимой скорости вращения. Например, может быть событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня, событие превышения допустимой скорости вращения второго уровня и событие превышения допустимой скорости вращения третьего уровня. В одном примере событие превышения допустимой скорости вращения третьего уровня начинается при более высокой NGP, чем события превышения допустимой скорости вращения первого уровня и второго уровня. Это означает, что события превышения допустимой скорости вращения первого уровня и второго уровня происходят во время события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня.In one embodiment, there may be multiple overspeed event levels defined to represent different overspeed event levels/values. For example, there may be a first level overspeed event, a second level overspeed event, and a third level overspeed event. In one example, the third level overspeed event starts at a higher NGP than the first level and second level overspeed events. This means that the first level and second level overspeed events occur during the third level overspeed event.

Каждый уровень события превышения допустимой скорости вращения может иметь соответствующий уровень порогового значения срабатывания. Например, может быть пороговое значение срабатывания первого уровня, пороговое значение срабатывания второго уровня и пороговое значение срабатывания третьего уровня. В одном примере пороговое значение срабатывания первого уровня может происходить при NGP, составляющей 101,5% максимальной проектной скорости вращения, пороговое значение срабатывания второго уровня может происходить при NGP, составляющей 103,75% максимальной проектной скорости вращения, и пороговое значение срабатывания третьего уровня может происходить при NGP, составляющей 105% максимальной проектной скорости вращения. В других примерах уровни порогового значения срабатывания могут быть установлены таким образом, чтобы происходить при большом разнообразии NGP и процентных значений NGP относительно максимальной проектной скорости вращения. Хотя здесь было описано три уровня пороговых значений срабатывания, может быть четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять или более уровней пороговых значений срабатывания. Во время работы газотурбинного двигателя 100 может быть несколько превышений пороговых значений срабатывания первого уровня, второго уровня и третьего уровня. Например, первое пороговое значение срабатывания первого уровня, второе пороговое значение срабатывания первого уровня, третье пороговое значение срабатывания первого уровня и так далее. Each overspeed event level can have a corresponding trigger level. For example, there may be a first level trigger threshold, a second level trigger threshold, and a third level trigger threshold. In one example, the first level trip threshold may occur at an NGP of 101.5% of the maximum design rotation speed, the second level trip threshold may occur at an NGP of 103.75% of the maximum design rotation speed, and the third level trip threshold may occur at an NGP of 105% of the maximum design rotation speed. In other examples, the trip threshold levels may be set to occur at a wide variety of NGPs and percentages of NGPs relative to the maximum design rotation speed. Although three trigger threshold levels have been described herein, there may be four, five, six, seven, eight, nine or more trigger threshold levels. During operation of the gas turbine engine 100, there may be multiple exceedances of the first level, second level, and third level actuation thresholds. For example, the first trigger threshold of the first level, the second trigger threshold of the first level, the third trigger threshold of the first level, and so on.

Каждое пороговое значение срабатывания может представлять начало события превышения допустимой скорости вращения, которое может сопровождаться пороговым значением уставки, представляющим окончание события превышения допустимой скорости вращения.Each trip threshold may represent the start of an overspeed event, which may be accompanied by a setpoint threshold representing the end of an overspeed event.

В одном варианте осуществления есть несколько уровней порогового значения уставки, таких как пороговое значение уставки первого уровня, пороговое значение уставки второго уровня и пороговое значение уставки третьего уровня. В одном примере пороговое значение уставки первого уровня может происходить при NGP, составляющей 101% максимальной проектной скорости вращения, пороговое значение уставки второго уровня может происходить при NGP, составляющей 103,25% максимальной проектной скорости вращения, и пороговое значение уставки третьего уровня может происходить при NGP, составляющей 104,5% максимальной проектной скорости вращения. В одном примере пороговое значение уставки в общем на 0,5% меньше соответствующего порогового значения срабатывания. В одном примере пороговое значение уставки в общем на 1,0% меньше соответствующего порогового значения срабатывания.In one embodiment, there are multiple levels of setpoint threshold, such as a first level setpoint threshold, a second level setpoint threshold, and a third level setpoint threshold. In one example, the first level setpoint threshold may occur at an NGP of 101% of the maximum design rotation speed, the second level setpoint threshold may occur at an NGP of 103.25% of the maximum design rotation speed, and the third level setpoint threshold may occur at NGP equal to 104.5% of the maximum design rotation speed. In one example, the set point threshold is generally 0.5% less than the corresponding operation threshold. In one example, the set point threshold is generally 1.0% less than the corresponding operation threshold.

Хотя здесь было описано три уровня пороговых значений уставки, может быть четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять или более уровней пороговых значений уставки. Во время работы газотурбинного двигателя 100 может быть несколько превышений пороговых значений уставки первого уровня, второго уровня и третьего уровня. Например, первое пороговое значение уставки первого уровня, второе пороговое значение уставки первого уровня, третье пороговое значение уставки первого уровня и так далее.Although three levels of set point thresholds have been described here, there may be four, five, six, seven, eight, nine or more levels of set point thresholds. During operation of gas turbine engine 100, there may be multiple exceedances of the first level, second level, and third level set point thresholds. For example, the first setpoint threshold of the first level, the second setpoint threshold of the first level, the third setpoint threshold of the first level, and so on.

В одном варианте осуществления событие штатного режима работы происходит во время штатного режима работы газотурбинного двигателя, например, когда NGP составляет от 94% до 100% максимальной проектной скорости вращения ротора компрессора. В других примерах NGP в общем составляет 100% максимальной проектной скорости вращения во время штатного режима работы газотурбинного двигателя. В одном примере верхняя граница штатного режима работы газотурбинного двигателя 100 проходит до порогового значения срабатывания и газотурбинный двигатель 100 возвращается в состояние штатного режима работы, когда NGP опускается ниже порогового значения уставки.In one embodiment, the normal operation event occurs during normal operation of the gas turbine engine, for example, when the NGP is between 94% and 100% of the maximum design compressor rotor speed. In other examples, the NGP is generally 100% of the maximum design rotation speed during normal operation of the gas turbine engine. In one example, the upper limit of the normal operating mode of the gas turbine engine 100 passes to the operating threshold and the gas turbine engine 100 returns to the normal operating state when the NGP falls below the threshold set value.

В некоторых вариантах осуществления HMI 650 содержит высокоскоростное устройство 660 для регистрации (HSR), выполненное с возможностью получения и записи значений NGP (также иногда называемых значениями) датчика 22 скорости вращения вала и событий, зарегистрированных контроллером 610, включая события превышения допустимой скорости вращения, штатный режим работы и другие события, такие как события, связанные с рабочим циклом газотурбинного двигателя (запуск, выключение, изменение нагрузки и т. д.). В других вариантах осуществления HSR 660 может содержаться в устройстве, присоединенном к контроллеру 610. HMI 650 может быть соединен с системой 700 контроля. Специалист по эксплуатации может временно присоединить систему 700 контроля к HMI 650 для получения информации, записанной HSR 660, и для анализа и диагностирования любых проблем с газотурбинным двигателем 100. В некоторых вариантах осуществления HMI 650 присоединен к системе 700 контроля по сети для обеспечения удаленного контроля и диагностики информации, записанной HSR 660. Удаленный контроль может осуществляться на объекте или за пределами объекта применительно к газотурбинному двигателю 100.In some embodiments, the HMI 650 includes a high speed recording (HSR) device 660 configured to receive and record NGP values (also sometimes referred to as values) of the shaft speed sensor 22 and events recorded by the controller 610, including overspeed events, standard operating mode and other events, such as events related to the gas turbine engine operating cycle (start-up, shutdown, load change, etc.). In other embodiments, the HSR 660 may be contained in a device coupled to the controller 610. The HMI 650 may be coupled to the monitoring system 700. An operator may temporarily attach the monitoring system 700 to the HMI 650 to obtain information recorded by the HSR 660 and to analyze and diagnose any problems with the gas turbine engine 100. In some embodiments, the HMI 650 is coupled to the monitoring system 700 over a network to provide remote monitoring and diagnostic information recorded by the HSR 660. Remote monitoring can be performed on-site or off-site for the gas turbine engine 100.

На фиг. 2 представлена функциональная структурная схема системы 600 управления по фиг. 1. Контроллер 610 может содержать рабочий контроллер 620 и публикатор 630. Рабочий контроллер 620 выполнен с возможностью управления газотурбинным двигателем 100 во время работы газотурбинного двигателя 100. Рабочий контроллер 620 может использовать значения, полученные от различных датчиков, для управления газотурбинным двигателем 100. In fig. 2 is a functional block diagram of the control system 600 of FIG. 1. The controller 610 may include a work controller 620 and a publisher 630. The work controller 620 is configured to control the gas turbine engine 100 while the gas turbine engine 100 is operating. The work controller 620 may use values received from various sensors to control the gas turbine engine 100.

Публикатор 630 выполнен с возможностью записи массива, который относится, помимо прочего, к каждому типу событий, и значений NGP, полученных от датчика 22 скорости вращения вала. Тип события может характеризовать условия штатного режима работы и условия превышения скорости вращения, например при начале события превышения допустимой скорости вращения, окончании события превышения допустимой скорости вращения, во время события превышения допустимой скорости вращения и на разных уровнях событий превышения допустимой скорости вращения. The publisher 630 is configured to record an array that relates to, among other things, each event type and NGP values received from the shaft speed sensor 22 . The event type can characterize normal operating conditions and overspeed conditions, such as at the start of an overspeed event, the end of an overspeed event, during an overspeed event, and at different levels of overspeed events.

Метка может быть присвоена, помимо прочего, каждому типу событий для идентификации зарегистрированного значения NGP, связанной временной отметки и типа происходящего события. Метка может содержать накопленные значения счета, связанные с общим количеством раз, когда каждый уровень события превышения допустимой скорости вращения происходил в газотурбинном двигателе. Каждая метка может быть связана с уникальным идентификатором для идентификации связанной с ним метки. Каждый уникальный идентификатор может быть связан с типом события, временной отметкой и зарегистрированным значением NGP в массиве. Уникальный идентификатор может представлять собой число, используемое для идентификации метки. Метки могут быть уникальными для данного газотурбинного двигателя 100. A label may be assigned to, among other things, each event type to identify the logged NGP value, the associated timestamp, and the type of event occurring. The tag may contain accumulated count values associated with the total number of times each overspeed event level has occurred in the gas turbine engine. Each label can be associated with a unique identifier to identify the label associated with it. Each unique identifier can be associated with an event type, a timestamp, and a registered NGP value in the array. The unique identifier may be a number used to identify the tag. The tags may be unique to a given gas turbine engine 100.

Временная отметка представляет собой временное значение, такое как дата и время суток, когда произошло событие и когда было получено значение NGP. В некоторых вариантах осуществления публикатор 630 регистрирует временные отметки на основании часов 640 контроллера для событий, а не для значений, полученных от датчика 22 скорости вращения вала. В некоторых вариантах осуществления контроллер 610 считывает временные отметки на основании часов 640 контроллера для значений NGP, полученных от датчика 22 скорости вращения вала. Эти значения NGP и соответствующие временные отметки могут временно храниться в хранилище 615 данных контроллера системы 600 управления в течение предопределенного периода времени. Например, значения NGP и соответствующие временные отметки во время события штатного режима работы могут временно храниться в течение одного часа в хранилище 615 данных контроллера перед тем, как их постепенно заменят новые значения. Период времени для временно сохраненных значений может быть увеличен или уменьшен. A timestamp represents a temporary value, such as the date and time of day, when the event occurred and when the NGP value was received. In some embodiments, publisher 630 logs timestamps based on controller clock 640 for events rather than values received from shaft speed sensor 22. In some embodiments, controller 610 reads timestamps based on controller clock 640 for NGP values received from shaft speed sensor 22. These NGP values and corresponding timestamps may be temporarily stored in the controller data store 615 of the management system 600 for a predetermined period of time. For example, NGP values and corresponding timestamps during a normal operation event may be temporarily stored for one hour in controller data store 615 before being gradually replaced by new values. The time period for temporarily stored values can be increased or decreased.

HSR 660 может начать считывание меток из публикатора 630 после обнаружения события превышения допустимой скорости вращения. HSR 660 может регистрировать опубликованную метку, когда в метке присутствует значение события превышения допустимой скорости вращения. Если происходит событие превышения допустимой скорости вращения, временные значения, сохраненные в хранилище 615 данных контроллера, могут быть зарегистрированы с помощью HSR 660. Например, если происходит событие превышения допустимой скорости вращения, HSR 660 может записывать все предыдущие временно сохраненные значения и метки данных, начиная с 1 минуты перед временной отметкой начала события превышения допустимой скорости вращения, когда было превышено пороговое значение срабатывания. Когда NGP опускается ниже порогового значения уставки и событие превышения допустимой скорости вращения завершается, HSR 660 может продолжать записывать все значения и метки данных, начиная с 15 минут после порогового значения уставки. The HSR 660 may begin reading tags from the publisher 630 upon detecting an overspeed event. The HSR 660 can log a published tag when an overspeed event value is present in the tag. If an overspeed event occurs, temporary values stored in controller data store 615 can be logged by the HSR 660. For example, if an overspeed event occurs, the HSR 660 may record all previously temporarily stored values and data tags starting from 1 minute before the time mark of the start of the event of exceeding the permissible rotation speed, when the triggering threshold value was exceeded. When the NGP falls below the setpoint threshold and the overspeed event ends, the HSR 660 can continue to record all values and data tags starting 15 minutes after the setpoint threshold.

Для значений NGP, полученных от датчика 22 скорости вращения вала, зарегистрированное значение может быть значением с плавающей запятой, полученным от датчика 22 скорости вращения вала. В вариантах осуществления эти значения являются аналоговыми значениями, полученными от датчика 22 скорости вращения вала. For NGP values obtained from the shaft speed sensor 22, the recorded value may be a floating point value obtained from the shaft speed sensor 22. In embodiments, these values are analog values obtained from the shaft speed sensor 22.

Когда происходит событие, уникальный идентификатор, смещение для уникального определения временной отметки и зарегистрированное значение NGP могут быть упакованы в 32-битные слова, которые затем могут быть упакованы в массив. При опросе датчика 22 скорости вращения вала зарегистрированное значение может быть сохранено в 32-битное слово, которое затем может быть упаковано в массив. When an event occurs, the unique identifier, the offset to uniquely define the timestamp, and the logged NGP value can be packed into 32-bit words, which can then be packed into an array. When polling the shaft speed sensor 22, the recorded value can be stored into a 32-bit word, which can then be packed into an array.

В некоторых вариантах осуществления массив может быть разделен на массив событий и на массив аналоговых значений. Уникальные идентификаторы, временные отметки и типы событий упаковываются в массив событий, зарегистрированные значения для датчика 22 скорости вращения вала упаковываются в массив аналоговых значений.In some embodiments, the array may be divided into an event array and an analog value array. Unique identifiers, timestamps and event types are packed into an event array, and recorded values for shaft speed sensor 22 are packed into an analog value array.

Публикатор 630 может быть выполнен с возможностью публикации метки события, которое произошло в пределах последнего временного диапазона предопределенного интервала. Метка включает в себя временную отметку метки. Временная отметка метки является временем согласно часам 640 контроллера, когда опубликована метка. Эта метка также может содержать уникальные идентификаторы, тип события и смещение для каждого события. Смещение для каждого события может представлять собой количество времени, когда было зарегистрировано событие, относительно временной отметки метки. В некоторых вариантах осуществления смещение выражено в миллисекундах.Publisher 630 may be configured to publish a label of an event that occurred within the last time range of a predetermined interval. The label includes a timestamp of the label. The timestamp of the tag is the time according to the controller clock 640 when the tag is published. This label can also contain unique identifiers, event type, and offset for each event. The offset for each event may be the amount of time the event was recorded relative to the timestamp of the tag. In some embodiments, the offset is expressed in milliseconds.

HSR 660 содержит устройство 662 для регистрации событий, аналоговое устройство 664 для регистрации, регулятор 666 частоты, блок 667 косвенного определения времени и блок 668 непосредственного смещения по времени. В системе с однородным опрашиванием все временные отметки должны относиться к одной и той же временной оси. Различные процессы HSR 660 выполнены с возможностью создания виртуальной оси времени, которая имитирует часы 640 контроллера 610 для того, чтобы сохранять все временные отметки на одной и той же временной оси. HSR 660 может ограничивать количество регистрируемых событий. Например, после того, как произошло 20 событий превышения допустимой скорости вращения, каждое последующее регистрируемое событие превышения допустимой скорости вращения может вытеснять наиболее старое событие превышения допустимой скорости вращения.HSR 660 includes an event logging device 662, an analog logging device 664, a frequency regulator 666, an indirect timing unit 667, and a direct time shifting unit 668. In a homogeneous polling system, all timestamps must refer to the same time axis. The various processes of the HSR 660 are configured to create a virtual time axis that simulates the clock 640 of the controller 610 in order to keep all timestamps on the same time axis. The HSR 660 can limit the number of events logged. For example, after 20 overspeed events have occurred, each subsequent overspeed event logged may displace the oldest overspeed event.

Устройство 662 для регистрации событий может быть выполнено с возможностью считывания метки как только она опубликована публикатором 630. Устройство 662 для регистрации событий проверяет метку с предопределенным интервалом и ищет тип события превышения допустимой скорости вращения. Предопределенный интервал может иметь сравнительно высокую частоту, например раз в каждые 100 миллисекунд, по сравнению с интервалом, с которым публикатор 630 публикует метку. Если тип события метки меняется из значения события штатного режима работы на значение события превышения допустимой скорости вращения, устройство 662 для регистрации событий устанавливает флаг, позволяющий регистрировать всю метку. Event logging device 662 may be configured to read the tag as soon as it is published by publisher 630. Event logging device 662 checks the tag at a predetermined interval and looks for an overspeed event type. The predetermined interval may have a relatively high frequency, such as once every 100 milliseconds, compared to the interval at which the publisher 630 publishes the label. If the tag event type changes from a normal operation event value to an overspeed event value, the event logging device 662 sets a flag to allow the entire tag to be logged.

Устройство 662 для регистрации событий может регистрировать длительность события превышения допустимой скорости вращения и количество событий превышения допустимой скорости вращения. Устройство 662 для регистрации событий может непрерывно регистрировать события превышения допустимой скорости вращения и предоставлять общий счет событий, который дискретно увеличивается каждый раз, когда происходит событие. Например, если происходит первое событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня, второе событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня и третье событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня, то общий счет событий будет равен трем. Если происходит четвертое событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня, общий счет событий увеличивается до четырех. Устройство 662 для регистрации событий может непрерывно регистрировать события превышения допустимой скорости вращения каждого уровня событий превышения допустимой скорости вращения. Например, если происходит первое событие превышения допустимой скорости вращения первого уровня и первое событие превышения допустимой скорости вращения второго уровня, общий счет событий будет равен одному и счет событий второго уровня будет равен одному и, для этого примера, счет событий третьего уровня будет равен нулю.Event logging device 662 may record the duration of an overspeed event and the number of overspeed events. Event logging device 662 may continuously record overspeed events and provide a total event count that is incremented incrementally each time an event occurs. For example, if the first level 1 overspeed event, the second level 1 overspeed event, and the third level 1 overspeed event occur, the total event count would be three. If a fourth level 1 overspeed event occurs, the total event count increases to four. Event logging device 662 may continuously record overspeed events of each overspeed event level. For example, if the first level one overspeed event and the second level overspeed event occur, the total event count will be one and the second level event count will be one and, for this example, the third level event count will be zero.

Длительность события превышения допустимой скорости вращения может представлять собой время между началом события превышения допустимой скорости вращения и окончанием события превышения допустимой скорости вращения. Устройство 662 для регистрации событий может регистрировать длительность нескольких событий превышения допустимой скорости вращения.The duration of the overspeed event may be the time between the start of the overspeed event and the end of the overspeed event. Event logging device 662 may record the duration of multiple overspeed events.

Например, длительность события превышения допустимой скорости вращения для первого события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, второго события превышения допустимой скорости вращения первого уровня и третьего события превышения допустимой скорости вращения первого уровня. Устройство 662 для регистрации событий может сохранять общую суммарную длительность событий для пороговых значений срабатывания и пороговых значений уставки. Например, общую суммарную длительность для всех пороговых значений срабатывания первого уровня и пороговых значений уставки первого уровня.For example, the duration of the overspeed event for the first level overspeed event, the second overspeed event of the first level, and the third overspeed event of the first level. Event logging device 662 may store the total cumulative duration of events for trip thresholds and setpoint thresholds. For example, the total cumulative duration for all first level trigger thresholds and first level setpoint thresholds.

Аналоговое устройство 664 для регистрации может работать параллельно с устройством 662 для регистрации событий. Аналоговое устройство 664 для регистрации может считывать значения, полученные для датчика 22 скорости вращения вала от контроллера 610, или опубликованную метку с предопределенным интервалом, например раз в 100 миллисекунд. Аналоговое устройство 664 для регистрации присваивает временную отметку каждому значению, полученному от контроллера 610, на основании следующей формулы:The analog logging device 664 may operate in parallel with the event logging device 662. The analog logging device 664 may read the values received for the shaft speed sensor 22 from the controller 610 or the published tag at a predetermined interval, such as once every 100 milliseconds. Analog logging device 664 assigns a timestamp to each value received from controller 610 based on the following formula:

где является присвоенной временной отметкой, является временем на виртуальной оси времени, когда HMI 650 получает значения, и является временем на виртуальной оси времени, когда был отправлен запрос на считывание значений. Where is the assigned timestamp, is the time on the virtual time axis when the HMI 650 receives the values, and is the time on the virtual time axis when the request to read the values was sent.

Аналоговое устройство 664 для регистрации может регистрировать максимальную NGP, которая происходит в газотурбинном двигателе, когда обнаружено пороговое значение срабатывания первого уровня. Analog recording device 664 may record the maximum NGP that occurs in the gas turbine engine when the first level actuation threshold is detected.

Задержки операционной системы HMI 650 могут влиять на точную скорость, с которой блок 668 непосредственного смещения по времени считывает значения, полученные от датчика 22 скорости вращения вала, из контроллера 610 или опубликованной метки. Регулятор 666 частоты выполнен с возможностью оценки точного времени, в течение которого аналоговое устройство 664 для регистрации считывает эти значения. Регулятор 666 частоты сохраняет среднее время цикла между считываниями значений, полученных для датчика 22 скорости вращения вала от контроллера 610 на протяжении предопределенного количества циклов. В одном варианте осуществления регулятор 666 частоты сохраняет среднее время цикла между считываниями значений, полученных для датчика 22 скорости вращения вала от контроллера 610 или публикатора на протяжении последних двадцати циклов. Delays in the HMI 650 operating system may affect the exact rate at which the forward time offset unit 668 reads values received from the shaft speed sensor 22 from the controller 610 or a published tag. The frequency controller 666 is configured to estimate the exact time during which the analog logging device 664 reads these values. The frequency controller 666 maintains the average cycle time between readings of the values received for the shaft speed sensor 22 from the controller 610 for a predetermined number of cycles. In one embodiment, the frequency controller 666 maintains the average cycle time between readings of the values received for the shaft speed sensor 22 from the controller 610 or publisher over the last twenty cycles.

Если среднее значение смещено на предопределенную величину относительно предопределенного интервала, то применяется корректировка. Например, если среднее значение больше, чем предопределенный интервал плюс предопределенная величина, то регулятор 666 частоты ускоряет на величину корректировки следующее запланированное время для считывания значений аналоговым устройством 664 для регистрации; если среднее значение меньше, чем предопределенный интервал минус предопределенная величина, то регулятор 666 частоты задерживает на величину корректировки следующее запланированное время для считывания значений аналоговым устройством 664 для регистрации. If the average value is shifted by a predefined amount relative to the predefined interval, then an adjustment is applied. For example, if the average value is greater than the predetermined interval plus the predetermined value, then the frequency controller 666 accelerates by the adjustment amount the next scheduled time for reading the values by the analog device 664 for recording; if the average value is less than the predetermined interval minus the predetermined value, then the frequency controller 666 delays by the adjustment amount the next scheduled time for the analog device 664 to read the values for recording.

В одном варианте осуществления предопределенный интервал составляет 100 миллисекунд, предопределенная величина составляет 5 миллисекунд и величина корректировки составляет 1 миллисекунду. В этом варианте осуществления, если среднее значение превышает 105 миллисекунд, аналоговое устройство 664 для регистрации ускоряет считывание значений на 1 миллисекунду, и если среднее значение меньше 95 миллисекунд, аналоговое устройство 664 для регистрации задерживает считывание значений на 1 миллисекунду. В вариантах осуществления ускорение и задержка считывания значений аналоговым устройством 664 для регистрации ограничена диапазоном от 80 миллисекунд до 120 миллисекунд.In one embodiment, the predetermined interval is 100 milliseconds, the predetermined value is 5 milliseconds, and the adjustment amount is 1 millisecond. In this embodiment, if the average value is greater than 105 milliseconds, the analog logger 664 accelerates the reading of the values by 1 millisecond, and if the average value is less than 95 milliseconds, the analog logger 664 delays the reading of the values by 1 millisecond. In embodiments, the acceleration and latency of reading values by analog logging device 664 is limited to a range of 80 milliseconds to 120 milliseconds.

В зависимости от конфигурации системы 600 управления HSR 660 использует блок 667 косвенного определения времени или блок 668 непосредственного смещения по времени для сохранения виртуальной оси времени. Если доступны значения даты и времени для контроллера 610, может использоваться блок 668 непосредственного смещения по времени. Если значения даты и времени для контроллера 610 недоступны, может использоваться блок 667 косвенного определения времени.Depending on the configuration of the control system 600, the HSR 660 uses an indirect time block 667 or a direct time offset block 668 to maintain a virtual time axis. If date and time values are available for controller 610, forward time offset block 668 may be used. If date and time values are not available for controller 610, indirect time determination block 667 may be used.

Блок 667 косвенного определения времени полагается на предопределенный интервал, который публикатор 630 использует для обновления временной отметки метки. Блок 667 косвенного определения времени выполняет цикл синхронизации при запуске HSR 660 и затем с регулярными интервалами, например каждый час. Цикл синхронизации блока 667 косвенного определения времени включает считывание временной отметки метки со сравнительно большой частотой, например каждые 20 миллисекунд. Если временная отметка метки изменилась, блок 667 косвенного определения времени устанавливает флаг, который позволяет считывать временную отметку метки и присваивать текущее время виртуальной оси времени HSR 660 в пределах последующего цикла регулярного интервала. Когда временную отметку метки присваивают текущему времени виртуальной оси времени, блок косвенного определения времени компенсирует задержку, вызванную ожиданием считывания следующим циклом временной отметки метки и присвоения ее текущему времени виртуальной оси времени.The indirect timing block 667 relies on a predetermined interval that the publisher 630 uses to update the timestamp of the tag. The indirect time determination unit 667 performs a synchronization loop when HSR 660 starts and then at regular intervals, such as every hour. The synchronization cycle of the indirect timing unit 667 includes reading the timestamp of the tag at a relatively high frequency, for example every 20 milliseconds. If the timestamp of the notch has changed, the indirect time determination block 667 sets a flag that allows the timestamp of the notch to be read and assigned the current time to the virtual time axis HSR 660 within a subsequent regular interval cycle. When the timestamp of a mark is assigned to the current time of the virtual time axis, the indirect timing block compensates for the delay caused by waiting for the next cycle to read the timestamp of the mark and assign it to the current time of the virtual time axis.

Блок 668 непосредственного смещения по времени присваивает текущее значение виртуальной оси времени в качестве времени контроллера плюс временной интервал. В некоторых вариантах осуществления это время контроллера хранится в том же аналоговом массиве со значениями датчиков. Полное считывание значений датчика из контроллера 610 аналоговым устройством 664 для регистрации может быть разделено на несколько вспомогательных пакетов из-за ограничений размера пакетов передачи данных между контроллером 610 и HMI 650. Временной интервал может быть определен по формуле:The immediate time offset block 668 assigns the current value of the virtual time axis as the controller time plus the time interval. In some embodiments, this controller time is stored in the same analog array with the sensor values. The complete reading of sensor values from the controller 610 by the analog logging device 664 may be split into multiple sub-packets due to the size limitations of the data transfer packets between the controller 610 and the HMI 650. The time interval can be determined by:

где является временным интервалом (который может иметь отрицательное значение), является временем ответа на считывание из последнего пакета, является временем запроса на считывание из первого пакета, n обозначает индекс вспомогательного пакета, который содержит дату и время контроллера, и N обозначает количество вспомогательных пакетов, которые составляют полный массив. В некоторых вариантах осуществления, когда абсолютное значение временного интервала меньше заданного порогового значения, он не будет суммироваться со временем контроллера. В некоторых вариантах осуществления это заданное пороговое значение составляет 10 мс.Where is a time interval (which can have a negative value), is the response time to read from the last packet, is the read request time from the first packet, n denotes the index of the auxiliary packet that contains the controller date and time, and N denotes the number of auxiliary packets that make up the complete array. In some embodiments, when the absolute value of a time interval is less than a predetermined threshold, it will not be added to the controller time. In some embodiments, this predetermined threshold is 10 ms.

Система 600 управления также может содержать хранилище 655 данных HMI. Хранилище 655 данных HMI может использоваться HMI 650 и его различными процессами для хранения, помимо прочего, данных, считанных из контроллера 610, и для хранения виртуальной оси времени.The control system 600 may also include an HMI data store 655. HMI data store 655 may be used by HMI 650 and its various processes to store, among other things, data read from controller 610 and to store a virtual time axis.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Газотурбинные двигатели могут подходить для различных промышленных применений, например, различных аспектов нефтегазовой отрасли (включающих передачу, сбор, хранение, извлечение и подъем нефти и природного газа), энергетической промышленности, отрасли производства электрической и тепловой энергии, аэрокосмической отрасли и других транспортных отраслей.Gas turbine engines can be suitable for a variety of industrial applications, such as various aspects of the oil and gas industry (including transmission, gathering, storage, extraction and lifting of oil and natural gas), power generation, power generation, aerospace and other transportation industries.

Из-за ограничений хранения данных электронные системы получения данных турбинного двигателя могут не иметь возможности непрерывной регистрации данных о скорости вращения ротора компрессора с высокой частотой оборотов в течении срока службы газотурбинного двигателя 100. Однако данные о скорости вращения ротора компрессора с высокой частотой оборотов могут быть полезны для сбора кратковременных отклонений скорости вращения, которые могут происходить во время рабочих событий газотурбинного двигателя 100, таких как периоды холостого хода. Обычно NGP газотурбинного двигателя 100 управляют таким образом, чтобы она оставалась выше 94% максимальной проектной скорости вращения для ограничения выбросов и ниже 100% максимальной проектной скорости вращения для предотвращения структурного разрушения ротора компрессора. Возможность регистрации данных для идентификации характеристик события превышения допустимой скорости вращения может предоставить полезную информацию для устранения факторов, которые могли привести к структурному разрушению компонента газовой турбины. Например, для устранения разрушения, вызванного модальным воздействием. Структурное повреждение и разрушение может происходить из-за достижения максимальной величины NGP, из-за работы в течение длительных периодов со скоростью вращения выше конкретной NGP и из-за количества случаев, когда NGP превышала конкретное пороговое значение NGP. Due to data storage limitations, electronic turbine engine data acquisition systems may not be able to continuously record high speed compressor rotor speed data over the life of the gas turbine engine 100. However, high speed compressor rotor speed data may be useful. to collect short-term variations in rotational speed that may occur during operating events of the gas turbine engine 100, such as idle periods. Typically, the NGP of gas turbine engine 100 is controlled to remain above 94% of the maximum design rotation speed to limit emissions and below 100% of the maximum design rotation speed to prevent structural failure of the compressor rotor. The ability to log data to identify the characteristics of an overspeed event can provide useful information to eliminate factors that could lead to structural failure of a gas turbine component. For example, to eliminate destruction caused by modal impact. Structural damage and failure can occur due to the maximum NGP being reached, due to operating for extended periods at rotational speeds above a specific NGP, and due to the number of times the NGP exceeds a particular NGP threshold.

На фиг. 3 представлена блок-схема способа регистрирования информации, относящейся к событию превышения допустимой скорости вращения ротора турбокомпрессора газотурбинного двигателя с системой управления по фиг. 1 и 2. Способ начинается с блока 810 и включает записывание контроллером 610 скорости вращения ротора турбокомпрессора, полученной от датчика, и временной отметки, связанной со скоростью вращения ротора турбокомпрессора на основании часов 640 контроллера. Блок 810 может включать опрашивание контроллером 610 о скорости вращения ротора турбокомпрессора датчика 22, соединенного с газотурбинным двигателем 100, с предопределенным интервалом опрашивания датчика.In fig. 3 is a block diagram of a method for recording information related to the event of exceeding the permissible rotation speed of a turbocharger rotor of a gas turbine engine with the control system of FIG. 1 and 2. The method begins at block 810 and includes the controller 610 recording the turbocharger rotor speed received from the sensor and a time stamp associated with the turbocharger rotor speed based on the controller clock 640. Block 810 may include controller 610 querying sensor 22 coupled to gas turbine engine 100 for turbocharger rotor speed at a predetermined sensor polling interval.

Блок 820 включает обнаружение контроллером события штатного режима работы, если скорость вращения ротора турбокомпрессора ниже порогового значения срабатывания, и начала события превышения допустимой скорости вращения, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания. В одном варианте осуществления есть несколько уровней событий превышения допустимой скорости вращения и контроллер может обнаруживать начало каждого уровня превышения допустимой скорости вращения. Например, контроллер может обнаруживать событие штатного режима работы, если скорость вращения ротора турбокомпрессора ниже порогового значения срабатывания, начало события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания первого уровня, начало события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания второго уровня, и начало события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания третьего уровня.Block 820 enables the controller to detect a normal operation event if the turbocharger rotor speed is below the actuation threshold, and the start of an overspeed event if the turbocharger rotor speed is above the actuation threshold. In one embodiment, there are multiple levels of overspeed events and the controller may detect the onset of each overspeed event level. For example, the controller may detect a normal operation event if the turbocharger rotor speed is below the trigger threshold, the start of a first level overspeed event if the turbocharger rotor speed exceeds the first level trigger threshold, the start of a second level overspeed event, if the rotation speed of the turbocharger rotor exceeds the threshold value of the second level, and the beginning of the event of exceeding the permissible speed of rotation of the third level, if the speed of rotation of the turbocharger exceeds the threshold value of the third level.

Блок 820 может включать записывание публикатором 630 контроллера 610 массива значений NGP, полученных от датчика 22 скорости вращения вала, и возникновение каждого события. Блок 820 может включать записывание значений датчика 22 скорости вращения вала в аналоговый массив. Блок 820 также может включать записывание каждого события в массив событий, что может включать записывание уникального идентификатора и временной отметки события. Временная отметка события может представлять собой время согласно часам 640 контроллера, когда произошло событие. Block 820 may include the publisher 630 of the controller 610 recording an array of NGP values received from the shaft speed sensor 22 and the occurrence of each event. Block 820 may include writing shaft speed sensor 22 values to an analog array. Block 820 may also include recording each event to an event array, which may include recording a unique identifier and timestamp of the event. The event timestamp may represent the time according to the controller clock 640 when the event occurred.

Блок 830 включает обнаружение контроллером 610, в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения, окончания события превышения допустимой скорости вращения и начало события штатного режима работы, если скорость вращения ротора турбокомпрессора опускается ниже порогового значения уставки. В одном варианте осуществления есть несколько уровней события превышения допустимой скорости вращения и контроллер 610 может обнаруживать окончание каждого уровня события превышения допустимой скорости вращения. Например, контроллер 610, в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, обнаруживает окончание события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора меньше порогового значения уставки первого уровня; контроллер 610, в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, обнаруживает окончание события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора меньше порогового значения уставки второго уровня; и контроллер 610, в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, обнаруживает окончание события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, если скорость вращения ротора турбокомпрессора меньше порогового значения уставки третьего уровня.Block 830 enables controller 610 to detect, in response to detecting the start of an overspeed event, the end of an overspeed event, and the start of a normal operation event if the turbocharger rotor speed falls below a threshold set point. In one embodiment, there are multiple overspeed event levels, and controller 610 may detect the end of each overspeed event level. For example, controller 610, in response to detecting the start of a first level overspeed event, detects the end of a first level overspeed event if the turbocharger rotor speed is less than the first level setpoint threshold; controller 610, in response to detecting the start of a second level overspeed event, detects the end of a second level overspeed event if the rotation speed of the turbocharger rotor is less than a second level setpoint threshold; and the controller 610, in response to detecting the start of the third level overspeed event, detects the end of the third level overspeed event if the rotation speed of the turbocharger rotor is less than the third level setpoint threshold.

Блок 840 включает генерирование контроллером 610, в ответ на обнаружение события штатного режима работы, метки, содержащей значение события штатного режима работы, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку; и генерирование контроллером 610, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения, метки, содержащей значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку.Block 840 includes controller 610 generating, in response to detection of a normal operation event, a tag containing the value of the normal operation event, the rotation speed of the turbocharger rotor, and a timestamp; and generating, by the controller 610, in response to detection of an overspeed event, a tag comprising an overspeed event value, a rotation speed of the turbocharger rotor, and a time stamp.

В одном варианте осуществления есть несколько уровней события превышения допустимой скорости вращения и контроллер 610 может генерировать метки на основании каждого уровня события превышения допустимой скорости вращения. Например, контроллер 610, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, генерирует метку, содержащую значение события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку. Контроллер 610, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, генерирует метку, содержащую значение превышения допустимой скорости вращения первого уровня, значение события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку. Контроллер 610, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, генерирует метку, содержащую значение превышения допустимой скорости вращения первого уровня, значение превышения допустимой скорости вращения второго уровня, значение события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку.In one embodiment, there are multiple overspeed event levels, and controller 610 may generate tags based on each overspeed event level. For example, controller 610, in response to detecting a first level overspeed event, generates a tag comprising a first level overspeed event value, a turbocharger rotor speed, and a timestamp. The controller 610, in response to detecting a second level overspeed event, generates a tag containing a first level overspeed event value, a second level overspeed event value, a turbocharger rotor speed, and a time stamp. The controller 610, in response to detecting a third level overspeed event, generates a label containing a first level overspeed value, a second level overspeed value, a third level overspeed event value, a turbocharger rotor speed, and a temporary mark.

Блок 840 может включать публикацию публикатором 630 метки события, которое произошло в пределах последнего временного диапазона предопределенного интервала публикации метки. Публикация метки события может включать обновление реестра, чтобы добавить событие, которое произошло в пределах последнего временного диапазона интервала публикации метки. Опубликованная метка может содержать временную отметку метки, то есть время на часах 640 контроллера, когда была опубликована метка, и записанную информацию, такую как уникальный идентификатор, значение датчика и смещение, для события, которое произошло в пределах последнего временного диапазона. Смещение может представлять собой разницу во времени между временной отметкой события и временной отметкой метки.Block 840 may include publishing by the label publisher 630 an event that occurred within the last time range of the predetermined label publication interval. Publishing an event label may involve updating the registry to add an event that occurred within the last time range of the label's publishing interval. The published tag may contain a timestamp of the tag, that is, the time on the controller clock 640 when the tag was published, and recorded information, such as a unique identifier, sensor value, and offset, for an event that occurred within the last time range. The offset can be the difference in time between the event timestamp and the label timestamp.

Блок 850 включает считывание высокоскоростным устройством 660 для регистрации метки для обнаружения перехода между событием штатного режима работы и событием превышения допустимой скорости вращения. В одном варианте осуществления есть несколько уровней события превышения допустимой скорости вращения и высокоскоростное устройство 660 для регистрации может считывать метку для обнаружения перехода между событием штатного режима работы, событием превышения допустимой скорости вращения первого уровня, событием превышения допустимой скорости вращения второго уровня и событием превышения допустимой скорости вращения третьего уровня.Block 850 includes high speed device 660 reading a tag to detect a transition between a normal operation event and an overspeed event. In one embodiment, there are multiple levels of an overspeed event, and the high speed logging device 660 may read the tag to detect a transition between a normal operation event, a first level overspeed event, a second level overspeed event, and an overspeed event. rotation of the third level.

Блок 850 может включать выполняемое HSR 660 считывание метки после ее публикации и считывание значений, полученных от датчика скорости вращения вала, из контроллера 610. Блок 850 может включать проверку метки устройством 662 для регистрации событий с предопределенным интервалом считывания метки для обнаружения, содержит ли метка значение события превышения допустимой скорости вращения. При этом предопределенный интервал считывания метки имеет более высокую частоту, чем предопределенный интервал публикации метки. Блок 850 также может включать установку флага устройством 662 для регистрации событий, когда метка содержит значение события превышения допустимой скорости вращения, и регистрацию всей метки. Блок 850 также может включать считывание аналоговым устройством 664 для регистрации значений, полученных для каждого датчика, из контроллера 610 или метки с предопределенным интервалом считывания датчика или интервалом считывания метки соответственно. Интервал считывания датчика может быть равен интервалу считывания метки.Block 850 may include HSR 660 reading the tag after it is published and reading shaft speed sensor values from controller 610. Block 850 may include checking the tag by event logging device 662 at a predetermined tag reading interval to detect whether the tag contains a value. events of exceeding the permissible rotation speed. In this case, the predetermined tag reading interval has a higher frequency than the predetermined tag publishing interval. Block 850 may also include setting a flag by device 662 to log events when the tag contains an overspeed event value and logging the entire tag. Block 850 may also include analog device 664 reading to record values received for each sensor from controller 610 or tag at a predetermined sensor read interval or tag read interval, respectively. The sensor reading interval can be equal to the tag reading interval.

При выполняемом HSR 660 считывании данных из контроллера 610 может происходить искажение информации. Путем проверки метки с относительно высокой частотой по сравнению с интервалом публикации метки и считывания метки только когда заголовок метки был изменен, устройство 662 для регистрации событий обеспечивает считывание метки только после ее полного обновления, но задолго до следующего изменения метки, что может предотвратить искажение данных.When HSR 660 reads data from controller 610, data corruption may occur. By checking the tag at a relatively high frequency compared to the tag publication interval and reading the tag only when the tag header has been changed, the event logger 662 ensures that the tag is read only after it has been fully updated, but well before the next tag change, which can prevent data corruption.

Блок 860 включает, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения, регистрацию высокоскоростным устройством 660 для регистрации нескольких меток, содержащих значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора, временную отметку, от начала события превышения допустимой скорости вращения до окончания события превышения допустимой скорости вращения. В одном варианте осуществления есть несколько уровней события превышения допустимой скорости вращения и высокоскоростное устройство для регистрации может, в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, регистрировать несколько меток, содержащих значение события превышения допустимой скорости вращения первого уровня, значение события превышения допустимой скорости вращения второго уровня, значение события превышения допустимой скорости вращения третьего уровня, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку.Block 860 includes, in response to detection of an overspeed event, recording by high speed device 660 to record multiple marks containing the overspeed event value, the turbocharger rotor speed, a time stamp, from the start of the overspeed event to the end of the overspeed event. permissible rotation speed. In one embodiment, there are multiple levels of an overspeed event, and the high speed recording device may, in response to detecting a first level overspeed event, log multiple tags containing the first level overspeed event value, the overspeed event value rotation of the second level, the value of the event of exceeding the permissible rotation speed of the third level, the rotation speed of the turbocharger rotor and the time stamp.

Способ также может включать сохранение системой 600 управления всех временных отметок на одной временной оси. Способ может включать присвоение аналоговым устройством 664 для регистрации временной отметки датчика относительно виртуальной оси времени каждому значению датчиков, полученному от контроллера 610. Временная отметка датчика может быть присвоена путем вычитания из времени на виртуальной оси времени, когда значения были получены аналоговым устройством 664 для регистрации, половины разницы между временем на виртуальной оси времени, когда значения были получены аналоговым устройством 664 для регистрации, и временем на виртуальной оси времени, когда запрос на считывание значений был отправлен аналоговым устройством 664 для регистрации.The method may also include the control system 600 storing all timestamps on a single time axis. The method may include assigning, by the analog logging device 664, a sensor time stamp relative to a virtual time axis to each sensor value received from the controller 610. The sensor timestamp may be assigned by subtracting from the time on the virtual axis the time at which the values were received by the analog logging device 664. half the difference between the time on the virtual time axis when the values were received by the analog device 664 for logging and the time on the virtual time axis when the request to read the values was sent by the analog device 664 for logging.

Способ может включать корректировку предопределенного интервала считывания датчика регулятором 666 частоты с учетом задержек операционной системы HMI 650. Корректировка предопределенного интервала считывания датчика может включать сохранение среднего времени цикла между считыванием значений датчиков за предопределенное количество циклов, увеличение фактического предопределенного интервала считывания датчика на величину корректировки, если среднее значение ниже требуемого интервала считывания датчика на предопределенную величину, и уменьшение фактического предопределенного интервала считывания датчика на величину корректировки, если среднее значение выше требуемого интервала считывания датчика.The method may include adjusting the predetermined sensor reading interval by frequency controller 666 to account for delays of the HMI operating system 650. Adjusting the predetermined sensor reading interval may include maintaining the average cycle time between reading sensor values over a predetermined number of cycles, increasing the actual predetermined sensor reading interval by the amount of the adjustment if the average value is below the required sensor reading interval by a predetermined amount, and reducing the actual predefined sensor reading interval by the adjustment amount if the average value is above the required sensor reading interval.

Способ также может включать присвоение блоком 668 непосредственного смещения по времени текущего значения виртуальной оси времени в качестве времени на часах 640 контроллера плюс интервал считывания пакетов, когда доступны значения даты и времени для часов 640 контроллера. Интервал считывания пакетов может представлять собой разницу между временем ответа на считывание последнего пакета и временем запроса на считывание первого пакета, умноженную на разницу половины результата деления индекса вспомогательного пакета, который содержит дату и время часов 640 контроллера, на количество вспомогательных пакетов, которые составляют полный массив. Этот интервал может иметь отрицательное значение. В некоторых вариантах осуществления, когда абсолютное значение этого интервала меньше заданного порогового значения, он не будет суммироваться со временем контроллера. В некоторых вариантах осуществления это пороговое значение равно половине времени цикла контроллера 610.The method may also include assigning, by block 668, a direct time offset to the current value of the virtual time axis as the time on controller clock 640 plus a packet read interval when date and time values for controller clock 640 are available. The packet read interval may be the difference between the last packet read response time and the first packet read request time, multiplied by the difference of half the result of dividing the auxiliary packet index, which contains the date and time of the controller clock 640, by the number of auxiliary packets that make up the complete array. . This interval can be negative. In some embodiments, when the absolute value of this interval is less than a predetermined threshold, it will not add up to the controller time. In some embodiments, this threshold is equal to half the cycle time of the controller 610.

Способ может дополнительно включать выполнение цикла синхронизации блоком 667 косвенного определения времени при запуске HSR 660 и после этого с интервалом синхронизации с публикатором 630 для создания виртуальной оси времени и присвоение временной отметки метки публикатором 630 текущему времени на виртуальной оси времени путем компенсации задержки, вызванной ожиданием следующего цикла для считывания временной отметки метки, когда дата и время часов 640 контроллера недоступны. The method may further include executing a synchronization loop by the indirect timing unit 667 upon startup of the HSR 660 and thereafter at a synchronization interval with the publisher 630 to create a virtual time axis, and assigning a time stamp by the publisher 630 to the current time on the virtual time axis by compensating for the delay caused by waiting for the next loop to read the timestamp of the tag when the date and time of the controller clock 640 are not available.

Способ также может включать получение данных с временной отметкой, связанных с датчиком и событиями, системой 700 контроля для контроля газотурбинного двигателя 100, для выполнения диагностики газотурбинного двигателя 100, для предупреждения технических специалистов и потребителей о возникновении определенных событий и для рекомендации технического обслуживания газотурбинного двигателя. Диагностика может быть проведена техническим специалистом, который анализирует данные для определения, какое техническое обслуживание газотурбинного двигателя 100 необходимо выполнить, если оно необходимо. Осуществление контроля и диагностики газотурбинного двигателя 100 может включать предоставление исходных данных, различной статистики и предупреждений техническим специалистам или потребителям по сети. Диагностика также может выполняться системой 700 контроля или соответствующими удаленными системами, которые могут использовать аналитику для выполнения контроля и диагностики газотурбинного двигателя 100. В некоторых вариантах осуществления данные, полученные контроллером 610, считываются HSR 660 и записываются в виде наборов. Эти наборы могут быть получены системой 700 контроля. Как в некоторых других вариантах осуществления, HSR 660 может работать в других устройствах, присоединенных к контроллеру. Другие системы контроля также могут получать указанные наборы.The method may also include obtaining time-stamped data associated with the sensor and events of the monitoring system 700 to monitor the gas turbine engine 100, to perform diagnostics of the gas turbine engine 100, to alert technicians and customers when certain events occur, and to recommend maintenance of the gas turbine engine. Diagnostics may be performed by a technician who analyzes the data to determine what maintenance, if any, needs to be performed on gas turbine engine 100. Performing monitoring and diagnostics of the gas turbine engine 100 may include providing raw data, various statistics, and alerts to technicians or consumers over a network. Diagnostics may also be performed by monitoring system 700 or corresponding remote systems that may use analytics to perform monitoring and diagnostics on gas turbine engine 100. In some embodiments, data received by controller 610 is read by HSR 660 and written as sets. These sets can be obtained by the monitoring system 700. As in some other embodiments, the HSR 660 may operate in other devices attached to the controller. Other control systems may also receive these sets.

Как описано выше, HSR 660 может сохранять виртуальную ось времени, которая сохраняет все данные, полученные HSR 660, на оси времени относительно часов 640 контроллера 610 и на синхронизированной виртуальной оси времени, когда часы 640 контроллера 610 недоступны. Сохранение виртуальной оси времени может предотвратить противоречия при создании временных отметок и может устранить необходимость выполнения техническим специалистом трудоемкого анализа изменений цифровых состояний и рассмотрения событий в различных реестрах событий. As described above, the HSR 660 may maintain a virtual time axis that stores all data received by the HSR 660 on a time axis relative to the clock 640 of the controller 610 and on a synchronized virtual time axis when the clock 640 of the controller 610 is unavailable. Maintaining a virtual time axis can prevent inconsistencies when creating timestamps and can eliminate the need for a technician to perform time-consuming analysis of digital state changes and review of events in various event registries.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что различные иллюстративные логические блоки и этапы алгоритма, описанные в сочетании с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе, могут быть реализованы в виде электронного аппаратного обеспечения, компьютерного программного обеспечения, программных модулей или их комбинаций. Чтобы явно отобразить такую взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки и этапы были описаны выше в общих чертах в отношении их функциональных возможностей. Реализация таких функциональных возможностей в виде аппаратного обеспечения или программного обеспечения зависит от проектных ограничений, накладываемых на систему в целом. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения по реализации не должны быть истолкованы как вызывающие отклонение от объема настоящего изобретения. Кроме этого, группировка функций в пределах одного блока или этапа предназначена для простоты описания. Конкретные функции или этапы можно переместить из одного блока без отступления от объема настоящего изобретения.It will be apparent to those skilled in the art that the various illustrative logical blocks and algorithm steps described in conjunction with the embodiments disclosed herein may be implemented as electronic hardware, computer software, program modules, or combinations thereof. To explicitly reflect such interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, and steps have been described above in general terms with respect to their functionality. The implementation of such functionality as hardware or software depends on the design constraints imposed on the system as a whole. Those skilled in the art may implement the described functionality in different ways for each particular application, but such implementation decisions should not be construed as causing a departure from the scope of the present invention. In addition, grouping functions within one block or step is intended for ease of description. Specific functions or steps can be moved from one block without departing from the scope of the present invention.

Различные иллюстративные логические блоки, описанные в сочетании с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе, могут быть реализованы или выполнены процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором (DSP), специализированной интегральной схемой (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другими программируемыми логическими устройствами, логическим элементом на дискретных компонентах или транзисторах, дискретными аппаратными компонентами или любой их комбинацией, предназначенной для выполнения функций, описанных в настоящем документе. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, но в альтернативном варианте процессор может представлять собой любой процессор, контроллер или микроконтроллер. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например комбинации DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.The various illustrative logic blocks described in conjunction with the embodiments disclosed herein may be implemented or executed by a general purpose processor, digital signal processor (DSP), application specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate array (FPGA), or other programmable logic devices, discrete or transistor logic gates, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform the functions described in this document. The general purpose processor may be a microprocessor, but in the alternative, the processor may be any processor, controller, or microcontroller. The processor may also be implemented as a combination of computing devices, such as a combination of a DSP and a microprocessor, a plurality of microprocessors, one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other similar configuration.

Этапы способа или алгоритма, описанные в сочетании с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе, могут быть реализованы непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном обеспечении, выполняемом процессором (например процессором компьютера), или в комбинации двух перечисленных вариантов. Программное обеспечение может храниться в оперативном запоминающем устройстве (RAM), флеш-памяти, постоянном запоминающем устройстве (ROM), электрически программируемом постоянном запоминающем устройстве (EPROM), электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве (EEPROM), реестрах, на жестком диске, съемном диске, CD-ROM или любой другой форме носителя данных. Иллюстративный носитель данных может быть присоединен к процессору, так что процессор может считывать информацию с носителя данных и записывать информацию на него. В альтернативном варианте носитель данных может быть неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель данных могут находиться в ASIC.The steps of the method or algorithm described in combination with the embodiments disclosed herein may be implemented directly in hardware, in software executed by a processor (eg, a computer processor), or a combination of the two. Software may be stored in random access memory (RAM), flash memory, read-only memory (ROM), electrically programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), registers, hard disk, removable disk , CD-ROM or any other form of storage medium. An exemplary storage medium may be coupled to a processor such that the processor can read information from and write information to the storage medium. Alternatively, the storage medium may be an integral part of the processor. The processor and storage medium may be located in an ASIC.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено для того, чтобы позволить любому специалисту в данной области изготовить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области, и общие принципы, описанные в настоящем документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления без отступления от идеи или объема изобретения. Таким образом, следует понимать, что описание и графические материалы, представленные в настоящем документе, отображают предпочтительный в настоящее время вариант осуществления изобретения и, следовательно, представляют объект, широко рассматриваемый в настоящем изобретении. Следует также понимать, что объем настоящего изобретения полностью включает в себя другие варианты осуществления, которые могут стать очевидными специалистам в данной области техники. The previous description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles described herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit or scope of the invention. Thus, it should be understood that the description and drawings presented herein depict the presently preferred embodiment of the invention and, therefore, represent the subject matter broadly contemplated by the present invention. It should also be understood that the scope of the present invention fully includes other embodiments that may become apparent to those skilled in the art.

Claims (13)

1. Способ контроля газотурбинного двигателя (100), причем способ включает:1. A method for monitoring a gas turbine engine (100), the method comprising: записывание скорости вращения ротора турбокомпрессора, полученной от датчика (22), и временной отметки, связанной со скоростью вращения ротора турбокомпрессора;recording the rotation speed of the turbocharger rotor received from the sensor (22) and a time stamp associated with the rotation speed of the turbocharger rotor; обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения, если скорость вращения ротора турбокомпрессора превышает пороговое значение срабатывания;detecting the start of an overspeed event if the turbocharger rotor speed exceeds the triggering threshold; обнаружение в ответ на обнаружение начала события превышения допустимой скорости вращения окончания события превышения допустимой скорости вращения, если скорость вращения ротора турбокомпрессора опускается ниже порогового значения уставки; detecting, in response to detecting the start of an overspeed event, the end of an overspeed event if the rotation speed of the turbocharger rotor falls below a threshold set point; генерирование в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения метки, которая содержит значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку;generating, in response to detection of an overspeed event, a tag that contains the value of the overspeed event, the rotation speed of the turbocharger rotor, and a time stamp; считывание метки для обнаружения события превышения допустимой скорости вращения; иreading the tag to detect an event of exceeding the permissible rotation speed; And регистрирование в ответ на обнаружение события превышения допустимой скорости вращения множества меток, содержащих значение события превышения допустимой скорости вращения, скорость вращения ротора турбокомпрессора, временную отметку, от начала события превышения допустимой скорости вращения до окончания события превышения допустимой скорости вращения.registering, in response to detection of an overspeed event, a plurality of marks containing the value of the overspeed event, the rotation speed of the turbocharger rotor, a time stamp, from the beginning of the overspeed event to the end of the overspeed event. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает, в ответ на обнаружение окончания события превышения допустимой скорости вращения, регистрирование множества меток, содержащих скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку, в общем на протяжении пятнадцати минут после события превышения допустимой скорости вращения.2. The method of claim 1, wherein the method further includes, in response to detecting the end of the overspeed event, recording a plurality of marks containing the turbocharger rotor speed and a time stamp for a total of fifteen minutes after the overspeed event rotation speed. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что способ дополнительно включает временное хранение множества меток, содержащих скорость вращения ротора турбокомпрессора и временную отметку метки, и, в ответ на начало события превышения допустимой скорости вращения, регистрирование скорости вращения ротора турбокомпрессора и временной отметки в общем с одной минуты до начала события превышения допустимой скорости вращения.3. The method of claim 2, wherein the method further comprises temporarily storing a plurality of marks comprising a turbocharger rotor speed and a time stamp of the mark, and, in response to the onset of an overspeed event, recording the turbocharger rotor speed and time stamp generally from one minute before the start of the overspeed event. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает пошаговое увеличение счета на единицу за каждое событие превышения допустимой скорости вращения, зарегистрированное во время работы газотурбинного двигателя (100).4. The method according to claim 1, characterized in that the method further includes incrementally increasing the count by one for each overspeed event recorded during operation of the gas turbine engine (100). 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает определение суммарной длительности событий превышения допустимой скорости вращения путем суммирования разницы между временной отметкой начала события превышения допустимой скорости вращения и временной отметкой окончания события превышения допустимой скорости вращения каждого события превышения допустимой скорости вращения, зарегистрированного во время работы газотурбинного двигателя (100).5. The method according to claim 1, characterized in that the method additionally includes determining the total duration of the overspeed events by summing the difference between the start time stamp of the overspeed event and the end time stamp of the overspeed event of each overspeed event , recorded during operation of the gas turbine engine (100). 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает регистрирование максимальной скорости вращения ротора турбокомпрессора между началом события превышения допустимой скорости вращения и окончанием события превышения допустимой скорости вращения.6. The method according to claim 1, characterized in that the method further includes recording the maximum rotation speed of the turbocharger rotor between the start of the overspeed event and the end of the overspeed event. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговое значение уставки в общем на 0,5% меньше порогового значения срабатывания.7. The method according to claim 1, characterized in that the threshold value of the setting is generally 0.5% less than the threshold response value.
RU2022102456A 2019-07-12 2020-06-19 Method for obtaining data about rotation speed deviation RU2809537C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/510,752 2019-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022102456A RU2022102456A (en) 2023-08-02
RU2809537C2 true RU2809537C2 (en) 2023-12-12

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954974A (en) * 1988-12-15 1990-09-04 Howell Instruments, Inc. Turbine engine fan speed monitor
RU2376487C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-20 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" Method of gas turbine engine protection
EP2172824A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Method and system of wind turbine condition monitoring
RU2391261C1 (en) * 2009-05-20 2010-06-10 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" Method to control helicopter power plant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954974A (en) * 1988-12-15 1990-09-04 Howell Instruments, Inc. Turbine engine fan speed monitor
RU2376487C2 (en) * 2008-01-09 2009-12-20 Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" Method of gas turbine engine protection
EP2172824A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Method and system of wind turbine condition monitoring
RU2391261C1 (en) * 2009-05-20 2010-06-10 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" Method to control helicopter power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9983576B2 (en) Method and system for monitoring rotor blades in combustion turbine engine
US10604278B2 (en) Methods and apparatus to monitor health information of a turbine engine
RU2468212C2 (en) System and method for determination of displacement of basic value of rotor eccentricity
CN107448299B (en) Computing device, method, and computer-readable medium for determining a state of a filter housing
EP2168100B1 (en) Engine health monitoring
US9625901B2 (en) Monitoring system for a gas turbine engine
JP6342529B2 (en) Automated system and method for generating engine test cell analysis and diagnostics
JP7053203B2 (en) Systems and methods for detecting lubricated bearing conditions
US20160348532A1 (en) High speed recorder for a gas turbine engine
US9200984B2 (en) Condition based lifing of gas turbine engine components
CN108982080A (en) The peak response prediction technique and its system and turbine of turbine blade
WO2017023517A1 (en) Monitoring system for turbomachinery
RU2809537C2 (en) Method for obtaining data about rotation speed deviation
CN114174639B (en) Method for speed offset data acquisition
JP5320448B2 (en) Apparatus evaluation method and evaluation system
EP4119776A1 (en) Turbine engine shaft shear detection
GB2481782A (en) Asset health monitoring
US9946232B2 (en) Determining a machine condition
CN112989495B (en) Maintenance method and device for gas turbine and computer equipment
EP3876059B1 (en) Systems, program products, and methods for detecting thermal stability within gas turbine systems
Lipperheide et al. Impact of Gas Turbine Cyclic Operation on Engine Aging-An Investigation of the GT24/GT26 Fleet
Bridgeman et al. Instrumenting and acquiring data for the WR21 gas turbine development programme
Przysowa et al. Health monitoring of turbomachinery based on blade tip-timing and tip-clearance