本發(fā)明涉及用于機器的監(jiān)視裝置，尤其涉及被設計成為分析和保護所監(jiān)視的機器的監(jiān)視裝置。

背景技術：

監(jiān)視裝置通常是向?qū)Ｓ糜嬎銠C提供信號的許多傳感器，其中的專用計算機對于信號進行分析，向可以進一步分析信號的其他計算機進行報告，并且發(fā)出與所監(jiān)視的機器相關的命令。為了保護機器本身的目的，以及為了保持機器處于合適的工作條件的可替換目的，這樣的裝置經(jīng)常用于監(jiān)視諸如泵和電動機的機器。當監(jiān)視裝置檢測到嚴重的錯誤條件時，它可以請求關閉機器。在一些情況下，機器在關機之后難以重啟。因此，對于監(jiān)視裝置，重要的是只在存在嚴重錯誤的情況下關閉機器。另外，重要的是理解為什么發(fā)生特定關機，從而能夠進行修復并且能夠重啟機器。監(jiān)視裝置可以被精心地設計為基于一些輸入來保護機器，但是經(jīng)常難以理解機器設備為什么被停機，因而難以確定關機的原因。本發(fā)明解決該問題。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個實施例，提供了一種用于監(jiān)視機器的裝置。一個或多個傳感器監(jiān)視機器的參數(shù)，并且生成發(fā)送到一個或多個信號分析器(在此可以被稱為卡片)的傳感器信號。每個信號分析器中的微處理器接收并且處理傳感器信號，并且當傳感器信號滿足指示機器正處于異常運行的預定準則時，生成事件信號。第一存儲器被連接用于接收數(shù)據(jù)，并且在存儲管理器的控制下連續(xù)地記錄與傳感器信號對應的數(shù)據(jù)。當存儲管理器接收到捕獲觸發(fā)時，存儲管理器傳送來自第一存儲器的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)記錄在第二存儲器中。第一存儲器可以是如下的循環(huán)緩沖器：快速地記錄和發(fā)送數(shù)據(jù)，并且當緩沖器已滿時利用新數(shù)據(jù)重寫舊數(shù)據(jù)。為了提高速度，循環(huán)緩沖器可以是易失性的。第二存儲器可以是與第一存儲器相比更大的存儲器，通常第二存儲器是非易失性的。

每個信號分析器的微處理器可被編程為響應于該信號分析器所生成或者另一個信號分析器所生成的事件信號，來命令存儲管理器記錄來自第一存儲器的特定數(shù)據(jù)。例如，存儲管理器可以將數(shù)據(jù)從第一存儲器傳送到第二存儲器，以便將事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)二者都存在第二存儲器中。信號分析器還可以用于選擇事件前數(shù)據(jù)對于事件后數(shù)據(jù)的比例，從而命令存儲管理器存儲所選擇比例的數(shù)據(jù)。該比例可以通過事件類型來確定。換言之，不同的事件會導致微處理器記錄不同量的事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)?？商鎿Q地，該比例可以通過微處理器的初始編程來進行永久地設置，或者該比例可以由用戶在啟動或者在實際操作期間進行設置。

數(shù)據(jù)線可以用于將每個信號分析器連接到其他的信號分析器，以便各個信號分析器可以進行通信。特別地，每個信號分析器可以用于從群組中的另一個信號分析器或者群組中的每個信號分析器或者從群組之外的源來接收事件信號。因此，群組中的每個信號分析器能夠響應于來自群組中的另一個信號分析器或者來自群組之外的源的事件信號。因此，當群組中的一個信號分析器產(chǎn)生事件信號時，群組中的所有信號分析器或者其他信號分析器可以做出響應。因此，群組中的所有信號分析器可以響應于群組中的一個信號分析器所產(chǎn)生的一個事件信號，而所有的信號分析器可以通過命令存儲管理器將數(shù)據(jù)從第一存儲器(例如，循環(huán)緩沖器)傳送到第二存儲器(例如，非易失性存儲器)來響應于事件信號。

可以提供外部計算機從而便于和控制第二存儲器中的記錄。例如，可以通過數(shù)據(jù)線將所有的信號分析器連接到外部計算機，而外部計算機可以指定一同行動的信號分析器的群組。例如，因為群組中的每個信號分析器監(jiān)視特定的機器或者特定的機器組，信號分析器的群組可以指定為外部計算機中的群組。當信號分析器生成事件時，該事件被發(fā)送到外部計算機，而外部計算機將分析該事件從而確定應當發(fā)出什么操作命令(如果存在)。另外，外部計算機將確定該事件是否需要在第二存儲器中進行數(shù)據(jù)的存儲。如果需要，外部計算機將發(fā)送在通信線路上進行發(fā)送的捕獲觸發(fā)。該捕獲觸發(fā)將使得存儲管理器通過傳送來自第一存儲器的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)捕獲在第二存儲器上。外部計算機也可以做出事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)之間的比例的決定，并且將會指示存儲管理器將數(shù)據(jù)存儲在第二存儲器上，從而存儲事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)之間的正確比例。外部計算機可以是群組之外的另一個信號分析器，或者外部計算機的功能可以通過群組中的信號分析器來執(zhí)行。存在多個信號分析器群組，而在多個群組中來自信號分析器的事件信號可以向計算機來進行發(fā)送和分析，該計算機向一個或多個群組中的信號分析器或者一個或多個存儲管理器發(fā)出捕獲觸發(fā)。

附圖說明

通過參考下面結合附圖進行考慮時的實施例的詳細描述可以最好地理解本發(fā)明，其中：

圖1是監(jiān)視和分析用于檢測異常條件的設備的裝置的示意圖；以及

圖2是顯示針對異常條件受監(jiān)視的機器的裝置的概略示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考圖1，示出監(jiān)視工業(yè)設置中的機器的多個參數(shù)的監(jiān)視裝置10。裝置10可以包括多個卡片12，該多個卡片12構成持續(xù)監(jiān)視來自傳感器的一個或多個信號的信號分析器。例如，一個卡片12可以被連接到溫度傳感器，而它將持續(xù)地監(jiān)視電機的溫度。另一個卡片12可以被連接到安培數(shù)傳感器，而它將持續(xù)地監(jiān)視供給電動機的電流，而又一個卡片12可以被連接到振動傳感器，而它將持續(xù)地監(jiān)視和分析振動。監(jiān)控器群組可以監(jiān)視單個機器，或者該群組可以監(jiān)控一組相關的機器。

每個卡片12包括第一存儲器，該第一存儲器可表征為持續(xù)記錄輸入到每個卡片12的數(shù)據(jù)的循環(huán)緩沖器(如文中所使用，循環(huán)緩沖器是記錄數(shù)據(jù)并且即使在存儲器已滿之后通過重寫存儲器中最舊的數(shù)據(jù)來繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)的任何存儲器。)。當循環(huán)緩沖器完全充滿數(shù)據(jù)時，它開始重寫最舊的數(shù)據(jù)，同時將較新的數(shù)據(jù)盡可能長時間地保持在緩沖器中。例如，如果循環(huán)緩沖器具有兩分鐘的容量，它將持續(xù)兩分鐘記錄數(shù)據(jù)，然后緩沖器就會充滿。此后，它將開始重寫循環(huán)緩沖器中的數(shù)據(jù)，并且會最先重寫最舊的數(shù)據(jù)。因此，緩沖器將一直包含最近兩分鐘的數(shù)據(jù)。

每個卡片20被編程為分析它從傳感器接收到的數(shù)據(jù)并且檢測事件條件。例如，在溫度的情況下，事件可以是溫度超過預定限制。在振動的情況下，事件可以是檢測到特定頻率范圍內(nèi)的振動信號具有超過預定限制的大小。

如圖線16所示，當特定的卡片12檢測到事件時，它通過通信端口14將事件信號發(fā)送到外部計算機。外部計算機被編程為識別生成事件信號的卡片，并且識別已檢測到的事件的類型。外部計算機也被預先編程為識別與生成事件的特定卡片相關聯(lián)的卡片12的一個或者多個群組。如圖線18所示，當外部計算機接收到事件信號時，它通過向綠色群組中的所有卡片12發(fā)送捕獲觸發(fā)的方式來進行響應。(名稱“綠色群組”是選擇為一般性地代表任何類型群組的任意名稱)。響應于捕獲觸發(fā)，綠色群組中的所有卡片12將數(shù)據(jù)從它們的循環(huán)緩沖器發(fā)送到第二存儲器，例如非易失性存儲器，諸如sd卡片。在不顯著地干預卡片本身或者循環(huán)緩沖器的運行的情況下，來自循環(huán)存儲器的數(shù)據(jù)發(fā)送到非易失性存儲器。例如，即使在循環(huán)緩沖器繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)和重寫循環(huán)緩沖器中的舊數(shù)據(jù)時，也讀取循環(huán)緩沖器并且將它的內(nèi)容發(fā)送到非易失性存儲器。存儲管理器被編程到卡片12之中，用于控制卡片12上的非易失性存儲器和循環(huán)緩沖器的操作，而相同的管理器能夠被編程為控制數(shù)據(jù)存儲和在多個卡片的非易失存儲器和循環(huán)緩沖器上傳送操作。存儲管理器也能夠駐留在與卡片分開的位置。

在捕獲到數(shù)據(jù)并且將其保存在可以位于卡片12中的第二存儲器上之后，通過com卡片14(基于被設計為主要控制通信但是能夠具有其他功能的通信計算機的微處理器)將該數(shù)據(jù)發(fā)送到外部計算機用于進一步的分析?？商鎿Q地，用于每個卡片12的第二存儲器可以駐留在不同的卡片中，諸如com卡片14。同樣地，用于每個卡片12的第二存儲器可以是com卡片14上非易失性的硬盤驅(qū)動器或固態(tài)存儲器。當外部計算機核實第二存儲器已經(jīng)接收到所需的數(shù)據(jù)時，它向綠色群組發(fā)送命令以去激活并且恢復正常監(jiān)視。如果事件被確定為足夠重要，外部計算機可以發(fā)送請求關閉機器的命令。如果發(fā)生關機，外部計算機具有或者將會獲取來自綠色群組中卡片的所有第二存儲器(或多個存儲器)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應當足夠用于分析事件原因?？梢韵薅ǘ鄠€群組，并且這些群組可以重疊。例如，綠色群組可以限定為四個傳感器，黃色群組限定為五個傳感器，但是在兩個群組中都發(fā)現(xiàn)兩個傳感器。根據(jù)特定的應用和監(jiān)視裝置的編程，黃色群組中發(fā)生的事件可以引起針對綠色群組和黃色群組，或者只是黃色群組，或者只是綠色群組的捕獲觸發(fā)。

捕獲觸發(fā)不必發(fā)生在請求關閉機器的命令之前。事實上，在正常的操作中會最先發(fā)生關機，然后命令將被發(fā)送到卡片12來捕獲數(shù)據(jù)。因此，捕獲觸發(fā)可以在機器已經(jīng)停止運行之后發(fā)生。在此情況下，在機器停機的同時，循環(huán)緩沖器將包含事件之前、事件期間以及事件之后存在的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)，包括關機期間收集到的數(shù)據(jù)，在分析事件的原因時將會有用的，這將會有用于確定恰當?shù)男蘩??？商鎿Q地，可以在事件發(fā)生時立即發(fā)出捕獲觸發(fā)。在此情況下，每個卡片將被編程為立即開始將數(shù)據(jù)從第一存儲器(循環(huán)緩沖器)發(fā)送到第二存儲器(非易失性存儲器)，但是即使在將數(shù)據(jù)傳送到第二存儲器時，第一存儲器也將繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)。然后，每個卡片被編程為等待一段時間，然后它將事件后數(shù)據(jù)從第一存儲器發(fā)送到第二存儲器?？梢躁P于待存儲的數(shù)據(jù)量對于每個卡片進行獨立地編程。換言之，每個卡片可以被編程為存儲不同量或者相同量的事件前和事件后的數(shù)據(jù)。另外，膝上型計算機或者其他便攜式計算機可被插入com卡片14，而其可以像任何其他的外部計算機一樣與卡片12進行通信。膝上型計算機可以下載卡片14或者卡片12中的一個卡片或所有卡片中所存儲的數(shù)據(jù)，或者它可以重新編程卡片12和卡片14，或者它可以發(fā)出捕獲觸發(fā)。

現(xiàn)在參考圖2，示出本發(fā)明略微更詳細的實施例。在本實施例中，假設的機器30被四個傳感器32、34、36和38監(jiān)視。例如，傳感器32可以測量轉動軸的轉動速度；傳感器34可以是振動傳感器；傳感器36可以是溫度傳感器；而傳感器38可以是檢測供給機器30的電流的電子傳感器。每個傳感器連接到卡片12-1到卡片12-10中的一個卡片。在此情況下，傳感器32、34、36和38分別連接到卡片12-4、12-5、12-7和12-8，而這些卡片和傳感器共同代表監(jiān)視該機器30的群組。在該示例中，傳感器40和42連接到卡片12-1和卡片12-10，這些傳感器和卡片共同代表監(jiān)視機器30的群組以外的部分監(jiān)視裝置。

每個卡片包括通過通信卡片46管理與傳感器以及其他卡片之間的通信的微處理器，其中的通信卡片46通過線44連接到每個卡片。另外，卡片12-1到12-10分別包括循環(huán)緩沖器13-1到13-10，并且分別包括非易失性存儲器15-1到15-10。在該實施例中，每個卡片被編程為監(jiān)視和分析由其各自的傳感器所提供的信號，并且確定何時已經(jīng)發(fā)生事件。因此，例如卡片12-4被編程為監(jiān)視速度傳感器32，并且基于來自傳感器32的信號來確定轉動軸的速度。其也將被編程為具有多個速度限制，上限和下限。例如，如果期望機器運行在3600rpm，卡片12-4可以被編程為具有3650rpm的警告上限和3700rpm的警報上限。同樣，其可以被編程為具有3550rrm的警告下限和3500rpm的警告下限。

在運行中，卡片12-4可以被編程為在啟動期間觀察軸32的速度而不做任何事情。但是，當機器30的運行穩(wěn)定，并且機器30的速度接近3600rpm且處于上限和下限以內(nèi)時，卡片12-4開始針對上限和下限來監(jiān)視機器的速度。如果機器30的速度低于下限之一或者高于上限之一，卡片12-4創(chuàng)建通過線44向通信卡片46報告的事件，并且該事件通過線50進一步報告給外部計算機48。

外部計算機40被編程為基于各種情況對于事件進行響應。例如，如果機器30的速度已經(jīng)降至警告限制以下并且通過傳感器38檢測到的機器電流未報告事件時，外部計算機48可以不做任何事情。但是如果傳感器38和卡片12-7已經(jīng)報告電流超出上限，外部計算機48可以發(fā)送關閉機器30的請求。該請求可被發(fā)送到做出是否應當關閉機器30的最終決定的其他計算機或人，或者當所感測到的參數(shù)滿足關閉準則時，外部計算機48可以通過以下方式來直接控制機器30：將該請求發(fā)送到機器30的實際控制器，然后啟動機器30的強制關閉。

除了確定關于機器30的運行采取何種動作(如果存在)，外部計算機48做出應當記錄什么數(shù)據(jù)以及何時記錄的決定。例如，如果卡片12-4指示機器30的速度已經(jīng)降至3550rpm以下，但是仍在3500rpm以上，該事件可以使得計算機48向群組發(fā)出將數(shù)據(jù)保存在非易失性存儲器的命令。在此實施例中，每個卡片包含記錄兩分鐘數(shù)據(jù)的循環(huán)緩沖器，并且它具有記錄數(shù)小時數(shù)據(jù)的非易失性存儲器。響應于卡片12-4所報告的指示機器速度已經(jīng)降至3550rpm以下的警示事件，而且未報告其他事件，計算機可被編程為發(fā)出使得群組捕獲事件之前一分鐘時期和事件之后一分鐘時期的數(shù)據(jù)的命令(捕獲觸發(fā))。因此，計算機可以在報告來自卡片12-4的事件之后等待一分鐘，然后它將發(fā)出捕獲觸發(fā)，該捕獲觸發(fā)被發(fā)送到卡片12-4、12-5、12-7和12-8，使得這些卡片中的每個卡片將它的循環(huán)緩沖器13-4、13-5、13-7和13-8的內(nèi)容捕獲到非易失性存儲器15-4、15-5、15-7和15-8中。在不破壞循環(huán)緩沖器內(nèi)所包含的數(shù)據(jù)或者干涉緩沖器的運行的情況下，循環(huán)緩沖器是可讀取的。因此，當循環(huán)緩沖器被讀取到非易失性存儲器時，緩沖器繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)。在每個卡片上，最舊的數(shù)據(jù)首先從循環(huán)緩沖器發(fā)送到非易失性存儲器，來自外部計算機48的指令提供應當存儲數(shù)據(jù)的準確時間，以便每個卡片存儲該數(shù)據(jù)持續(xù)精確相同時期。每個卡片包括存儲管理器，該存儲管理器被編程到該卡片中，用于控制循環(huán)緩沖器和非易失性存儲器上的數(shù)據(jù)的存儲和傳送，并且如果需要，一個卡片上的一個存儲管理器可以控制多個卡片上的存儲和傳送操作?？商鎿Q地，用于卡片的存儲器管理器能夠駐留在其他的設備中，諸如外部計算機48。但是，在本實施例中，每個卡片包括它自己的存儲管理器，并且控制著它自己的循環(huán)緩沖器和非易失性存儲器。

無限期地繼續(xù)在外部計算機檢測事件和通過特定群組中的特定卡片來觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲的過程。在某種情況下，事件或者事件的組合可以通過外部計算機來檢測，該事件或者事件的組合將會使得計算機發(fā)出關機請求。在該事件中，在假設情況下的機器30的關閉在最極端的情況下將會花費少于15秒。因此，外部計算機48將發(fā)出關閉請求，然后在向卡片12-4、12-5、12-7和12-8發(fā)出捕獲命令之前等待15秒。因此，每個卡片將會發(fā)送來自循環(huán)緩沖器的事件之前一分鐘45秒的數(shù)據(jù)和事件之后15秒的數(shù)據(jù)。

外部計算機48可以被編程為根據(jù)情況來改變事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)之間的比例。在關機的情況下，外部計算機48可以被編程為記錄關機之后的足夠數(shù)據(jù)，從而完整地監(jiān)視關機期間的過程，以及監(jiān)視緊接關機之后的條件，但是在此情況下，已經(jīng)存在不需要關機之后的重要時期的數(shù)據(jù)的判斷。因此，改變事件前數(shù)據(jù)和事件后數(shù)據(jù)之間的比例從而增加事件前數(shù)據(jù)。應當理解的是，能夠根據(jù)檢測到的事件以及根據(jù)外部計算機48所請求的行動來調(diào)整該比例。外部計算機48也通過數(shù)據(jù)線52與另外的計算機和用戶通信。因此，外部計算機48可以接收數(shù)據(jù)線52上的請求它發(fā)出捕獲觸發(fā)的指令，其中的捕獲觸發(fā)使得信號分析器中的一個或多個從它的循環(huán)緩沖器讀取數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)存儲在第二存儲器(優(yōu)選地是非易失性存儲器)。數(shù)據(jù)線52上所出現(xiàn)的指令可以由其他的計算機生成或者可以響應于用戶輸入而生成。

在一些應用中，一個或多個卡片可以監(jiān)視臨界數(shù)據(jù)，并且這些卡片可以被編程為直接發(fā)出可操作命令，諸如關機請求。在此示例中，可以確定的是，速度超出上限3700rpm的檢測需要立即關機請求。不是通過多個計算機來轉發(fā)該信息然后發(fā)出決定，卡片12-4可以被編程為在檢測到機器速度處于上限3700prm特定時間長度的任何時刻發(fā)出關機請求。該關機請求通過com卡片46直接發(fā)送到機器的控制器，并且實施關機。另外，卡片12-4進一步被編程為向它的群組發(fā)送捕獲觸發(fā)?？ㄆ?2-4在其發(fā)送關機命令之后等待15秒來發(fā)出捕獲命令，該命令使得卡片12-4、12-5、12-7和12-8將循環(huán)緩沖器的內(nèi)容記錄到每個卡片的非易失性存儲器中。在此情況下，每個卡片將一分鐘45秒的事件前數(shù)據(jù)和15秒的事件后數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中。每個卡片能夠被編程為具有發(fā)出可操作命令以及使得其他卡片捕獲它們非易失性存儲器上的數(shù)據(jù)的捕獲觸發(fā)的權限。

從以上示例，應當理解的是，可以在不同的卡片12-4到12-10、通信/控制器卡片46、外部計算機48或其他計算機之間分發(fā)應當何時捕獲數(shù)據(jù)以及何時采取可操作動作的決定。做出何時以及如何將數(shù)據(jù)記錄在卡片或者卡片之外的第二存儲器上的決定所采取的方式將取決于每個應用。在一些應用中，優(yōu)選的是允許卡片12-1到卡片12-10在少有或者沒有來自外部計算機輸入的情況下，自主地將數(shù)據(jù)存在第二存儲器中。換言之，卡片本身將進行相互通信，并且被編程為做出特定的卡片應當何時將數(shù)據(jù)從第一存儲器(循環(huán)緩沖器)存儲到它的第二存儲器中的決定。允許卡片自主或者半自主地操作減少了外部計算機上的計算負擔。但是，在其他應用中，外部計算機上的負擔不是需要考慮的問題，通過允許外部計算機48來確定可操作決定以及每個卡片應當何時和如何將數(shù)據(jù)從它的循環(huán)緩沖器存儲到它的非易失性存儲器的決定，可以改善整個系統(tǒng)的可靠性。

上述實施例旨在是說明本發(fā)明如何在特定的應用中實現(xiàn)的示例，但是這些示例不應當被解釋為限制。在不背離如所附權利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明能夠進行部件的各種重設、修改和替換。