机器保护和诊断系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机器保护和诊断系统和方法，通过对包括旋转零件的机器执行诊断程序能够生成跳闸/报警信号。诊断程序可以包括：使用传感器获得当所述旋转零件正在旋转时所述机器的各个标记的关键和/或较不关键子系统的性能参数；基于所述性能参数，实时地确定所述机器的系统性能指标；使用保护模型确定与所述机器的至少一个标记的子系统关联的子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述子系统性能指标组合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标超过阈值时，生成所述跳闸/报警信号。所述保护系统可以包括保护装置，所述保护装置被配置成接收所述跳闸信号并对所述机器执行保护动作。

【技术实现步骤摘要】
机器保护和诊断系统和方法
本专利技术公开涉及保护和诊断系统，并且更具体地涉及与具有一个或多个旋转零件的机器关联的保护和诊断系统。
技术介绍
某些类型的机器，诸如工业级电动机和发电机常常被设置在延长的时间段上操作，从而使这些机器的各运动部件受到持续的磨损和撕裂。在这些类型的机器中崩溃、失灵或潜在故障的发展是不期望的，特别是在考虑到与修理和服务的损失关联的费用。因此，传统上以预先方式监测这些机器的一些关键部件，以便采集指示潜在崩溃或可能的成熟故障的性能数据。然而，由于各种原因，诸如关于资产费用和关联的维修工作的监测解决方案的费用，可以使相对较小的机器(通常在工业或中/低电压应用中的那些)不受监测。在一些情况下，一个或多个这些不被监测的机器中的失灵或恶化可能最终直接地或者间接地对机器本身和/或整个过程周期(诸如制造)的失灵或崩溃有贡献，导致预定利润的损失。
技术实现思路
本公开的某些实施例可以提供机器保护和诊断系统和方法。本公开的一些实施例可以提供与具有一个或多个旋转零件的机器关联的保护和诊断系统。本公开的某些实施例可以至少部分地基于将具有一个或多个旋转零件的机器分类为可以使用诊断程序以预先方式被监测和保护的几个子系统，提供与保护和诊断有关的技术效果和/或解决方案。诊断程序可以包括基于一个或多个性能参数确定所述机器的系统性能指标，并且还可以包括使用一个或多个保护和/或监测模型确定与所述机器的至少一个子系统关联的一个或多个子系统性能指标。然后，可以基于将所述系统性能指标和所述一个或多个子系统性能指标组合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标和/或至少一个系统性能指标超过阈值时，可以生成一个或多个控制信号、跳闸(trip)信号和报警信号。因此，在本公开的一个示例性实施例中，机器保护和诊断系统可以包括诊断系统和保护系统。诊断系统可以被配置成通过对具有一个或多个旋转零件的机器执行诊断程序生成跳闸信号或报警信号的至少一个。所述诊断程序可以包括当所述一个或多个旋转零件正在旋转时，使用耦连至所述机器的一个或多个传感器获得所述机器的一个或多个性能参数；基于所述一个或多个性能参数实时地确定所述机器的系统性能指标；使用一个或多个保护模型确定与所述机器的至少一个子系统关联的至少一个子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述至少一个子系统性能指标结合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标超过阈值时，生成跳闸信号或报警信号的至少一个。所述保护系统可以包括保护装置，所述保护装置被配置成接收所述跳闸信号并对所述机器执行保护动作。根据本公开的另一示例性实施例，系统可以包括至少一个传感器、数据库和诊断系统。所述至少一个传感器可以耦连至包含一个或多个旋转零件的机器，并且可以被配置成当所述一个或多个旋转零件正在旋转时获得所述机器的一个或多个性能参数。所述数据库可以被配置成至少存储指示所述一个或多个性能参数的历史趋势的数据。所述诊断系统可以包括处理器，所述处理器被配置成执行诊断程序。所述诊断程序可以包括基于由所述至少一个传感器获得的所述一个或多个性能参数，实时地确定所述机器的系统性能指标；使用存储在所述数据库中的数据确定与所述机器的至少一个子系统关联的至少一个子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述至少一个子系统性能指标结合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标超过阈值时，生成警告信号或跳闸信号的至少一个，所述跳闸信号可操作以对所述机器发起保护动作。根据本公开的又一另外的示例性实施例，一种非瞬态计算机可读存储介质可以包含能够由计算机执行的用于执行可以包括以下的操作的指令：当所述机器的至少一个旋转零件正在旋转时，从耦连至机器的一个或多个传感器获得所述机器的一个或多个性能参数；基于所述一个或多个性能参数，实时地确定所述机器的系统性能指标；使用一个或多个保护模型确定与所述机器的至少一个子系统关联的至少一个子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述至少一个子系统性能指标结合，确定资产健康指标；当所述资产健康指标超过阈值时，生成跳闸信号；以及将所述跳闸信号传送至至少一个保护装置以对所述机器执行保护动作。通过结合附图进行的以下描述，本公开的其它实施例和方面将变得显然。附图说明已经概括地描述了本公开，现在参照附图进行描述，附图不一定是按比例绘制的，图中：图1为示出根据本专利技术的实施例耦连至特征为一个或多个子系统的机器的示例性保护和诊断系统的框架图。图2为示出根据本专利技术的实施例可以用来实现保护和诊断程序的示例性体系结构的框架图。图3为示出根据本专利技术的实施例可以在保护和诊断系统中提供的特征的示例性列表的示意图。图4为说明合并图3中所示的至少一些示例性特征列表的保护和诊断系统的示例性操作体系结构的示意图。图5为说明根据本专利技术的实施例在应用于电动机时保护和诊断系统的示例性方面的示意图。图6为说明根据本专利技术的实施例指示在计算一些性能指标时可以考虑的几个示例性方面的方案的示意图。图7为说明图6中所示的方案的示例性实现方式的示意图。图8为说明图6中所示的方案的另一示例性实现方式的示意图。图9示出根据本公开的实施例合并用于执行保护和诊断程序的处理器的示例性计算机的示意图。具体实施方式本说明书后面参照附图，更全面地描述本公开，附图中示出本公开的示例性实施例。不过，本公开可以以许多不同形式体现，不应当解读为局限于本文中陈述的示例性实施例；而是，提供这些实施例使得本公开将满足适用的法律要求。相同的数字全部指相同的元件。应当理解，本文中只出于方便使用某些词语和术语，这些词语或术语应当解读为参照由本领域普通技术人员通常以各种形式和等同物理解的各个对象和动作。应当理解，如本文中使用的词语“示例”和“示例性”旨在本质上是非排他性的和非限制性的。更具体地，如本文中使用的词语“示例性”指示几个示例中的一个，应当理解针对被描述的特定示例没有任何不适当的重点或优选。首先关注图1，图1示出根据本公开的实施例耦连至机器105的示例性保护和诊断系统110，机器105的特征为“n”个子系统106(n≥1)。子系统106通常由机器105的性质、类型和应用定义，并且可以包括运动零件和/或静止零件。因此，例如，当机器105是电动机时，子系统106-1可以是转子组件，子系统106-2可以是定子组件，子系统106-3可以是例如气隙、绝缘体、接地排、连接器或熔丝。通常并根据本公开的各个实施例，可以在识别机器105的一些部件为与机器105的一些其它部件相比相对不那么关键的部件的基础上，选择机器105的一个或多个子系统。因此，例如，当机器105是电动机时，诸如安装螺栓的部件可以相比电动机的电枢被识别为较不关键的部件。可以理解，电枢的失效对电动机的操作有更关键和即刻的影响，而安装螺栓的失效最终可能导致电枢的失效(可能由于电动机外壳的过大振动)。如另一示例，根据本公开的实施例，在以往与其它部件相比具有较低故障率的机器105的一些部件可以认为是机器105的不太关键的子系统。可以使用各种其它标准识别和对机器105的一个或多个子系统的一些或所有进行分类，使得在各种传统的监测系统中，某些子系统可以不被监测。然而，应当理解，根据本公开在一些实施例中，一个或多个子系统可以包括机器105的相对关键的部件。例如，如面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器保护和诊断系统，包括：诊断系统，所述诊断系统被配置成通过对具有一个或多个旋转零件的机器执行诊断程序，生成跳闸信号或报警信号的至少一个，所述诊断程序包括：使用耦连至所述机器的一个或多个传感器，获得所述机器的一个或多个性能参数；基于所述一个或多个性能参数，实时地确定所述机器的系统性能指标；使用一个或多个保护模型确定与所述机器的至少一个子系统关联的至少一个子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述至少一个子系统性能指标组合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标超过阈值时，生成所述跳闸信号或所述报警信号的至少一个；以及保护系统，所述保护系统包括保护装置，所述保护装置被配置成接收所述跳闸信号并对所述机器执行保护动作。

【技术特征摘要】
2016.09.21 IN 2016410321951.一种机器保护和诊断系统，包括：诊断系统，所述诊断系统被配置成通过对具有一个或多个旋转零件的机器执行诊断程序，生成跳闸信号或报警信号的至少一个，所述诊断程序包括：使用耦连至所述机器的一个或多个传感器，获得所述机器的一个或多个性能参数；基于所述一个或多个性能参数，实时地确定所述机器的系统性能指标；使用一个或多个保护模型确定与所述机器的至少一个子系统关联的至少一个子系统性能指标；基于将所述系统性能指标和所述至少一个子系统性能指标组合，确定资产健康指标；以及当所述资产健康指标超过阈值时，生成所述跳闸信号或所述报警信号的至少一个；以及保护系统，所述保护系统包括保护装置，所述保护装置被配置成接收所述跳闸信号并对所述机器执行保护动作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器的所述至少一个子系统包括一个或多个旋转零件，并且其中，使用耦连至所述机器的所述一个或多个传感器获得所述机器的所述一个或多个性能参数包括当所述一个或多个旋转零件正在旋转时，获得所述一个或多个性能参数。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器是电动机，并且所述至少一个子系统包括转子。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述机器的所述一个或多个性能参数包括以下的至少一个：所述机器中的电流不平衡，所述机器中的接地电流，所述机器中的过载条件，或所述机器中的过热条件，并且其中，所述一个或多个保护模型是所述转子的历史模型或预测模型的至少一个。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器是电动机，并且所述至少一个子系统包括运动零件和静止零件，所述运动零件与所述静止零件操作性相互依赖。6.根据权利要求5所述的系统，其中：所述运动零件是转子；所述诊断程序还包括使用至少一个诊断模型确定与所述机器的所述至少一个子系统关联的至少一个健康指标或至少一个其它性能指标；所述一个或多个保护模型包括热模型或不平衡模型的至少一个；以及所述至少一个诊断模型包括以下的至少一个：所述转子的历史模型、基于电签名分析的模型或预测模型。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电动机的所述一个或多个性能参数包括以下的至少一个：所述电动机中的电流不平衡，所述电动机中的接地电流，所述电动机中的过载条件，或所述电动机中的过热条件，并且其中，所述一个或多个保护模型是所述转子或定子的至少一个的历史模型或预测模型的至少一个。8.一种系统，包括：至少一个传感器，所述至少一个传感器耦连至包含一个或多个旋转零件的机器，所述至少一个传感器被配置成当所述一个或多个旋转零件正在旋转时，获取所述机器的一个或多个性能参数；数据库，所述数据库被配置成至少存储指示所述一个或多个性能参数的历史趋势的数据；以及诊断系统，所述诊断系统包括处理器，所述处理器被配置成执行诊断程序，所述诊断程序包括：基于由所述至少一个传感器获得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B帕穆拉帕蒂，B维纳亚加姆，MT穆尔蒂，M卡纳巴，V穆图克里什南，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH