用于监测结构的状况的装置和处理器平台制造方法及图纸

公开了用于监测结构的状况的装置和处理器平台。示例性装置包括操作收集引擎、第一振动模型响应计算器、第二振动模型响应计算器、偏差阈值分析器和警报生成器；操作收集引擎被配置为测量来自安装在结构上的第一位置处的第一传感器的第一操作加速度信息以及来自安装在结构上的第二位置处的第二传感器的第二操作加速度信息，第一振动模型响应计算器被配置为通过将所测量的第一操作加速度信息和第二操作加速度信息输入第一振动模型来计算第一振动模型响应，第二振动模型响应计算器被配置为通过将计算的操作循环次数输入第二振动模型来计算第二振动模型响应，偏差阈值分析器被配置为确定第一振动模型响应与第二振动模型响应之间的差值，并且警报生成器被配置为基于第一振动模型响应与第二振动模型响应之间的差值来生成警报，以识别结构的状况。

Devices and processor platforms for monitoring the status of structures

【技术实现步骤摘要】
用于监测结构的状况的装置和处理器平台
本公开内容总体上涉及过程控制系统，并且更具体而言，涉及用于监测结构的状况的方法和装置。
技术介绍
近年来，像化学、石油和/或其它过程中使用的那些过程控制系统随着更新和更强大的控制器的普及而逐渐变得更加复杂。当前的生成过程控制系统包括用于测量和/或控制过程环境的不同方面的更多数量和种类的现场设备或仪器。除了利用现场设备来监测和/或控制核心过程之外，现场设备已经越来越多地用于诸如预测健康监测之类的外围任务。其中现场设备在操作期间失效的过程控制系统可能经历增加的停机时间段。如果失效的现场设备向过程控制系统提供错误或不准确的数据，则在操作期间现场设备故障还可能产生危险的操作状况。可以通过执行对过程装备的受控关闭或者通过绕过到相对应的控制器算法的失效的现场设备的输入来减轻向控制器提供电子反馈的失效的现场设备(例如，压力传感器、温度传感器等)。然而，在操作期间不提供电子反馈的失效的现场设备(例如，液压致动器、气动阀等)可能不会警报控制器存在问题并且可能导致过程控制系统以未知的、不稳定的和/或不安全的操作模式起作用。过程控制系统内的设备还可以位于困难环境中，诸如具有极端振动、高压和/或可能导致加速故障的宽温度范围的区域。随着逐渐强大的控制器的实现，过程控制系统可以利用附加传感器来监测这些困难环境中的现场设备。使用附加传感器和外围算法例程监测现场设备可以用于预测潜在故障，并使技术人员能够在定期维护期间替换潜在故障的现场设备，而不是停止系统的操作来替换现场设备。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请提出了一种装置，其包括：操作收集引擎，所述操作收集引擎被配置为测量来自安装在结构上的第一位置处的第一传感器的第一操作加速度信息以及来自安装在结构上的第二位置处的第二传感器的第二操作加速度信息。所述示例性装置还包括被配置为计算第一振动模型响应的第一振动模型响应计算器，被配置为计算第二振动模型响应的第二振动模型响应计算器，被配置为确定第一振动模型响应与第二振动模型响应之间的差值的差值计算器，以及被配置为基于所述第一振动模型响应和所述第二振动模型响应之间的差值来生成警报以识别结构的状况的警报生成器。在一个实例中，示例性装置还包括：基线收集引擎，所述基线收集引擎测量来自所述第一传感器的第一基线加速度信息和来自所述第二传感器的第二基线加速度信息；传输率模型生成器，所述传输率模型生成器生成用于所述结构的所述第一振动模型；固有频率模型生成器，所述固有频率模型生成器生成用于所述结构的所述第二振动模型。在一个实例中，所述传输率模型生成器被配置为通过针对所计算的传输率信息执行曲线拟合来生成用于所述结构的所述第一振动模型。在一个实例中，所述固有频率模型生成器被配置为通过针对所计算的固有频率信息执行曲线拟合来生成用于所述结构的所述第二振动模型。在一个实例中，所述警报生成器被配置为当在针对所述结构的第一计算固有频率与第二计算固有频率之间的差值满足阈值时，识别所述结构的状况。在一个实例中，所述结构的状况是所述结构的退化。本文所公开的示例性方法包括测量来自安装在结构上的第一位置处的第一传感器的第一操作加速度信息和来自安装在结构上的第二位置处的第二传感器的第二操作加速度信息。所述示例性方法还包括计算第一振动模型响应，计算第二振动模型响应，计算所述第一振动模型响应和所述第二振动模型响应之间的差值，以及基于所述第一振动模型响应和所述第二振动模型响应之间的差值来识别结构的状况。示例性有形计算机可读存储盘或存储设备包括指令，当执行所述指令时，使得机器执行至少以下操作：测量来自安装在结构上的第一位置处的第一传感器的第一操作加速度信息和来自安装在结构上的第二位置处的第二传感器的第二操作加速度信息，计算第一振动模型响应，计算第二振动模型响应，确定所述第一振动模型响应和所述第二振动模型响应之间的差值，并且基于所述第一振动模型响应和所述第二振动模型响应之间的差值来识别结构的状况。根据本申请，可以通过操作结构直到已经识别了结构的状态来优化结构的操作生命周期，并避免结构的过早替换。此外，结构状况的识别生成对于人员的警报，以允许在可能在过程控制环境中产生不希望的停机时间的潜在的故障之前执行预防性维护和/或结构的替换。附图说明图1是根据本公开内容的教导的示例性结构状况监测器装置的示意图。图2是图1的示例性结构状况监测器的示例性实施方式的框图。图3-13是表示示例性方法的流程图，其可以使用图1的示例性结构状况监测器而被执行，以监测结构的状况。图14是示例性处理器平台的框图，其被构造为执行机器可读指令以实现图3-13的方法以及图1和图2的示例性结构状况监测器。尽可能地，贯穿(多个)附图和附随的书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。具体实施方式随着开发了具有增加的数据采集分辨率、处理能力和信号调节的个体部件，过程控制系统正在变得越来越复杂。过程控制系统用于监测和/或控制要在过程环境中进行的操作的不同方面，诸如制造部件、处理原料化学材料等。过程控制系统通常包含至少一个具有伴随的输入和输出的控制器，允许(多个)控制器从各种输入现场设备和/或仪器获取信号并控制各种输出现场设备和/或仪器。在整个过程控制系统中使用现场设备或仪器(例如，控制设备)，诸如传感器、开关、变送器、阀控制器等以测量和控制过程控制系统的不同方面(例如，其它过程控制设备)。如本文所使用的，现场设备、仪器和/或传感器可以互换使用。用作过程控制系统的输入的现场设备可以是例如反馈位置传感器、压力传感器、温度传感器等，其用于连续监测过程环境的各种度量。用作过程控制系统的输出的现场设备可以是例如信号调节器、开关、螺线管等，以当由控制器感应时执行各种控制动作。上面所描述的现场设备在各种环境(诸如在温度控制工厂内部、在撒哈拉沙漠以南的非洲的外部等)中操作。用于现场设备的困难的操作环境还可能存在于过程环境本身内，例如经历极端温度变化、振动等的内部过程环境区域。困难的操作环境可能导致现场设备经受加速磨损，并极大地降低了现场设备的预期寿命。例如，安装在正排量泵下游所连接的过程管道中的现场设备在操作期间可能经历极大的振动。在所示的示例中，现场设备的个体部件(诸如化学地安装(例如，用粘合剂固定到表面上)和/或机械地安装(例如，拧入到适当的位置、焊接在一起等等)的部件)可能由于在比现场设备未经历相同的极端振动更短的时间段内的极端振动而被移除。现场设备故障可能由多种原因引起，诸如环境因素、制造缺陷、典型操作等。然而，故障的发生时间可能是不可预测的，并且可能在操作期间发生。不知道何时现场设备预期失效或者即将达到即将发生故障的状况，这对于现有过程控制系统的连续操作造成了重大的问题。在操作期间突然的现场设备故障可能导致现场设备和现场设备正在监测和/或控制的装备的损失。例如，安装在正排量泵的阀座中的压力传感器的故障可能导致向过程控制系统控制器报告错误或不正确的值，这可能导致泵意外地过压和损坏。在另一个示例中，如果在操作期间正排量泵独立于现场设备而失效，则与替换监测泵的现场设备相比，停机时间的量可能明显大于替换泵。某些过程控制系统和过程环境的远程位置可能例如由于增加的停机时间而加重现场设备故障的后果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测结构的状况的装置，其特征在于，所述装置包括：操作收集引擎，所述操作收集引擎测量来自第一传感器的第一操作加速度信息以及来自第二传感器的第二操作加速度信息，所述第一传感器被安装在第一位置处，所述第二传感器被安装在结构上的第二位置处；第一振动模型响应计算器，所述第一振动模型响应计算器通过将所测量的第一操作加速度信息和第二操作加速度信息输入第一振动模型来计算第一振动模型响应；第二振动模型响应计算器，所述第二振动模型响应计算器通过将所计算的操作循环次数输入第二振动模型来计算第二振动模型响应；差值计算器，所述差值计算器确定在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的差值；以及警报生成器，所述警报生成器基于在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的所述差值来生成警报，以识别所述结构的状况。

【技术特征摘要】
2017.01.12 US 15/404,8391.一种用于监测结构的状况的装置，其特征在于，所述装置包括：操作收集引擎，所述操作收集引擎测量来自第一传感器的第一操作加速度信息以及来自第二传感器的第二操作加速度信息，所述第一传感器被安装在第一位置处，所述第二传感器被安装在结构上的第二位置处；第一振动模型响应计算器，所述第一振动模型响应计算器通过将所测量的第一操作加速度信息和第二操作加速度信息输入第一振动模型来计算第一振动模型响应；第二振动模型响应计算器，所述第二振动模型响应计算器通过将所计算的操作循环次数输入第二振动模型来计算第二振动模型响应；差值计算器，所述差值计算器确定在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的差值；以及警报生成器，所述警报生成器基于在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的所述差值来生成警报，以识别所述结构的状况。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：基线收集引擎，所述基线收集引擎测量来自所述第一传感器的第一基线加速度信息和来自所述第二传感器的第二基线加速度信息；传输率模型生成器，所述传输率模型生成器生成用于所述结构的所述第一振动模型；固有频率模型生成器，所述固有频率模型生成器生成用于所述结构的所述第二振动模型。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传输率模型生成器被配置为通过针对所计算的传输率信息执行曲线拟合来生成用于所述结构的所述第一振动模型。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述固有频率模型生成器被配置为通过针对所计算的固有频率信息执行曲线拟合来生成用于所述结构的所述第二振动模型。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述警报生成器被配置为当在针对所述结构的第一计算固有频率与第二计算固有频率之间的差值满足阈值时，识别所述结构的状况。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述结构的状况是所述结构的退化。7.一种用于监测结构的状况的装置，其特征在于，所述装置包括：用于测量来自第一传感器的第一操作加速度信息和来自第二传感器的第二操作加速度信息的单元，所述第一传感器被安装在第一位置处，所述第二传感器被安装在结构上的第二位置处；用于通过将所测量的第一操作加速度信息和所测量的第二操作加速度信息输入第一振动模型来计算第一振动模型响应的单元；用于通过将所计算的操作循环次数输入第二振动模型来计算第二振动模型响应的单元；用于确定在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的差值的单元；以及用于基于在所述第一振动模型响应与所述第二振动模型响应之间的所述差值来识别所述结构的状况的单元。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：用于测量来自所述第一传感器的第一基线加速度信息和来自所述第二传感器的第二基线加速度信息的单元；以及用于基于由所述传感器测量的所述基线加速度信息，生成用于所述结构的所述第一振动模型和所述第二振动模型的单元。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，生成所述第一振动模型。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，生成所述第二振动模型包括针对所计算的固有频率信息执行曲线拟合。11.根据权利要求7所述的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·曼，J·D·迈尔斯，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US