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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Generatoren und speziell Mittel zum Überwachen und Diagnostizieren des Betriebs eines Generators.
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Generatoren in Stromerzeugungsanwendungen wandeln mechanische Energie in Elektrizität um. Diese mechanische Energie kann vielfältige Formen beinhalten, beispielsweise unter Verwendung von Verbrennung, Dampfmaschinen oder Dampfturbinen, Wasserkraft, Windkraft, Druckluft, Lebewesen, und dergleichen erzeugt werden. Viele moderne Generatoren sind komplizierte Maschinen, die große Energiemengen umwandeln, um elektrischen Strom in ein elektrisches Netz einzuspeisen, das Wohnungen und Geschäfte mit Strom versorgt.
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Ein Problem bestand bisher in der Art und Weise, in der diese Generatoren gewartet wurden. Wie bei allen Maschinen der Fall, unterliegen Generatoren im Lauf der Zeit einem Verschleiß. Darüber hinaus können Probleme, die anfangs möglicherweise klein sind, aufgrund der Komplexität moderner Generatoren unentdeckt bleiben. Falls diese verborgenen Probleme nicht korrigiert werden, können sie sich ausweiten und noch größere Probleme verursachen, die gegebenenfalls mit Zwangsausfallzeiten verbunden sind.
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Bis heute wird die Wartung von Generatoren durch routinemäßig geplante Wartung durchgeführt. Hierzu muss in vorbestimmten Intervallen eine Fachkraft zu einem Aufstellungsort des Generators abgestellt werden.
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Allerdings ist der planmäßige (oder vorbeugende) Ansatz zur Wartung von Generatoren mit Blick auf die Kosten möglicherweise nicht optimal. Ein nicht entdecktes Problem kann eskaliert sein oder bereits eine Ausfallzeit verursacht haben, oder die planmäßig Wartung ist im Falle eines einwandfreien Betriebs des Generators möglicherweise unnötig.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte der Erfindung schaffen ein Mittel/Tool zum Auswerten des Betriebs eines Generators. Anhand eines in einem Generator angeordneten Sensors werden Diagnosedaten gewonnen. Ein zugeordnetes Computersystem bewertet die Diagnosedaten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt. Falls eine Anomalie vorliegt, kann das Computersystem einen Fehlerkode erzeugen, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Ein erster Aspekt der Erfindung schafft ein computergestütztes Verfahren zur Auswertung des Betriebs eines Generators, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Gewinnen von Diagnosedaten anhand eines ersten Sensors in einem Generator, wobei die Diagnosedaten eine Reihe von Datenwerten beinhalten, die im Lauf der Zeit durch den ersten Sensor erfasst werden; Auswerten der Diagnosedaten durch ein Computersystem, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt, während die Diagnosedaten gewonnen werden; und auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Anomalie vorliegt, Erzeugen eines Fehlerkodes durch das Computersystem, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft ein Computersystem zur Auswertung des Betriebs eines Generators, wobei zu dem Computersystem gehören: eine Komponente, die dazu eingerichtet ist, anhand eines ersten Sensors Diagnosedaten in einem Generator zu gewinnen, wobei die Diagnosedaten eine Reihe von Datenwerten beinhalten, die im Lauf der Zeit durch den ersten Sensor erfasst werden; eine Komponente, die dazu eingerichtet ist, die Diagnosedaten auszuwerten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt, während die Diagnosedaten gewonnen werden; eine Komponente, die dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Anomalie vorliegt, durch das Computersystem einen Fehlerkode zu erzeugen, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung schafft ein Computerprogramm, das Programmcode aufweist, der in wenigstens einem von einem Rechner auslesbaren Medium enthalten ist und bei seiner Ausführung ein Computersystem veranlasst, ein Verfahren zum Auswerten des Betriebs eines Generators durchzuführen, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Gewinnen von Diagnosedaten anhand eines ersten Sensors in einem Generator, wobei die Diagnosedaten eine Reihe von Datenwerten beinhalten, die im Lauf der Zeit durch den ersten Sensor erfasst werden; Auswerten der Diagnosedaten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt, während die Diagnosedaten gewonnen werden; und auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Anomalie vorliegt, Erzeugen eines Fehlerkodes durch das Computersystem, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Erzeugen eines Computersystems zur Auswertung des Betriebs eines Generators, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Bereitstellung eines Computersystems, das dazu eingerichtet ist, folgende Schritte auszuführen: Gewinnen von Diagnosedaten anhand eines ersten Sensors in einem Generator, wobei die Diagnosedaten eine Reihe von Datenwerten beinhalten, die im Lauf der Zeit durch den ersten Sensor erfasst werden; Auszuwerten der Diagnosedaten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt, während die Diagnosedaten gewonnen werden; und auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Anomalie vorliegt, Erzeugen eines Fehlerkodes durch das Computersystem, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren mit den Schritten: Bereitstellen und/oder Aufnehmen einer Kopie eines Computerprogramms, das in einem Satz von Datensignalen codiert ist, wobei das Computerprogramm ein Computersystem veranlasst, ein Verfahren zum Auswerten des Betriebs eines Generators durchzuführen, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Gewinnen von Diagnosedaten anhand eines ersten Sensors in einem Generator, wobei die Diagnosedaten eine Reihe von Datenwerten beinhalten, die im Lauf der Zeit durch den ersten Sensor erfasst werden; Auswerten der Diagnosedaten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt, während die Diagnosedaten gewonnen werden; und auf der Grundlage einer Feststellung, dass die Anomalie vorliegt, Erzeugen eines Fehlerkodes durch das Computersystem, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Andere Aspekte der Erfindung schaffen Verfahren, Systeme, Programmprodukte und Verfahren zur Nutzung und Erzeugung derselben, die einige oder sämtliche der hierin beschriebenen Schritte beinhalten und/oder durchführen. Die der Veranschaulichung dienenden Aspekte der Erfindung sind dazu eingerichtet, ein oder mehrere hierin beschriebene Probleme und/oder ein oder mehrere nicht erörterte sonstige Probleme zu lösen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und weitere Merkmale der Beschreibung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der vielfältigen Aspekte der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlicher, die vielfältige Aspekte der Erfindung veranschaulichen.
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1 zeigt eine der Veranschaulichung dienende Umgebung zum Überwachen und Diagnostizieren des Betriebs eines Generators gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftwerksgenerators, das eine Gasturbine enthält, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Diagnosedaten, die gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgelesen sind.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Benutzerschnittstelle, die genutzt wird, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Parameter gemäß einem Ausführungsbeispiel einzugeben und/oder anzupassen.
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Zu beachten ist, dass die Zeichnungen möglicherweise nicht maßstäblich sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Erfindung veranschaulichen und sollten daher nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend erachtet werden. In den Zeichnungen bezeichnen gleichartige Bezugszeichen gleichartige Elemente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie oben erwähnt, schaffen Aspekte der Erfindung ein Mittel zur Auswertung des Betriebs eines Generators. Anhand eines Sensors in einem Generator werden Diagnosedaten gewonnen. Ein zugeordnetes Computersystem bewertet die Diagnosedaten, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt. Falls eine Anomalie vorliegt, kann das Computersystem einen Fehlerkode erzeugen, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt 1 eine der Veranschaulichung dienende Umgebung 10 zum Überwachen und Diagnostizieren des Betriebs eines Generators gemäß einem Ausführungsbeispiel. In dieser Hinsicht enthält die Umgebung 10 ein Computersystem 12, das in der Lage ist, ein hierin beschriebenes Verfahren durchzuführen, um den Betrieb eines Generators zu überwachen und zu diagnostizieren. Speziell ist das Computersystem 12 als eine Computervorrichtung 14 enthaltend gezeigt, die ein Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 aufweist, das es der Computervorrichtung 14 ermöglicht, den Betrieb eines Generators mittels der Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens zu überwachen und zu diagnostizieren.
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Die Computervorrichtung 14 ist mit einer Verarbeitungskomponente 20 (z. B. einem oder mehreren Prozessoren), einem (Arbeits-)Speicher 22, einem Speichersystem 29 (z. B. einer Speicherhierarchie), einer Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schnittstellenkomponente 24 (beispielsweise einer oder mehreren I/O-Schnittstellen und/oder Einrichtungen) und einem Datenkommunikationspfad 26 gezeigt. Allgemein führt die Verarbeitungskomponente 20 einen Programmkode aus, z. B. das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30, der wenigstens teilweise in dem Speicher 22 gespeichert ist. Während der Ausführung des Programmkodes ist die Verarbeitungskomponente 20 in der Lage, Daten zu verarbeiten, was zur weiteren Verarbeitung ein Auslesen von transformierten Daten aus dem Speicher 22 und/oder aus der I/O-Komponente 24 und/oder ein Schreiben in dieselben beinhalten kann. Der Pfad 26 stellt zwischen jeder der Komponenten in dem Computersystem 12 ein Datenaustauschverbindungselement bereit. Die I/O-Schnittstellenkomponente 24 kann eine oder mehrere menschliche Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen, die es einem menschlichen Benutzer 16 ermöglicht, interaktiv auf das Computersystem 12 einzuwirken, und/oder eine oder mehrere Datenkommunikationsvorrichtungen beinhalten, um es einem Benutzer 16 des Systems zu ermöglichen, über ein beliebiges Datenaustauschverbindungselement Daten mit dem Computersystem 12 auszutauschen. Insoweit kann das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 einen Satz von Schnittstellen (z. B. eine (oder mehrere) grafische Benutzerschnittstelle(n), Anwendungsprogrammschnittstellen, und/oder dgl.) verwalten, die es menschlichen und/oder Systembenutzern 16 ermöglichen, interaktiv auf das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 einzuwirken. Darüber hinaus kann das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 die Daten, z. B. Diagnosedaten 40 und/oder eine Auswertungslogik 42 mittels eines beliebigen Lösungsansatzes verwalten (z. B. speichern, auslesen, erzeugen, bearbeiten, organisieren, wiedergeben, und dergleichen).
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Auf jeden Fall kann das Computersystem 12 einen oder mehrere Universal-Computerindustrieartikel 14 (z. B. Computervorrichtungen) aufweisen, die in der Lage sind, Programmkode, z. B. das darauf installierte Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30, auszuführen. In dem hier verwendeten Sinne versteht sich, dass der Begriff ”Programmkode” eine beliebige Zusammenstellung von Befehlen in einer Sprache, einem Kode oder einer Notation bezeichnet, die es einer Computervorrichtung, die in der Lage ist, Daten zu verarbeiten, ermöglichen, einen speziellen Schritt entweder unmittelbar oder nach einer beliebigen Kombination folgender Schritte durchzuführen: (a) Übertragung in eine andere Sprache bzw. Kode oder Notation; (b) Reproduktion in einer anderen materiellen Form; und/oder (c) Dekomprimierung. Insoweit kann das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 als eine beliebige Kombination von Systemsoftware und/oder Anwendungssoftware ausgeführt werden. Auf jeden Fall basiert der technische Effekt des Computersystems 12 darauf, Verarbeitungsbefehle an die Computervorrichtung 14 auszugeben, um den Betrieb eines Generators zu überwachen und zu diagnostizieren.
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Weiter kann das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 mittels eines Satzes von Modulen 32–38 verwirklicht werden. In diesem Fall kann ein Modul 32–38 dem Computersystem 12 ermöglichen, einen Satz von Aufgaben durchzuführen, die durch das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 genutzt werden, und kann von anderen Abschnitten des Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramms 30 unabhängig entwickelt und/oder durchgeführt sein. In dem hier verwendeten Sinne bedeutet der Begriff ”Komponente” eine beliebige auf Hardware, und möglicherweise auch auf Software basierende Anordnung, die die in diesem Zusammenhang beschriebe Funktionalität unter Verwendung einer beliebigen Lösung durchführt, während der Begriff ”Modul” einen Programmkode bezeichnet, der es einem Computersystem 12 ermöglicht, die in Verbindung mit diesem beschriebenen Schritte unter Verwendung eines beliebigen Lösungswegs durchzuführen. Wenn ein Modul in einem Speicher 22 eines Computersystems 20 fest gespeichert ist, das eine Verarbeitungskomponente 20 aufweist, ist das Modul ein wesentlicher Abschnitt einer Komponente, die die Schritte durchführt. Trotzdem können selbstverständlich zwei oder mehr Komponenten, Module und/oder Systeme ihre entsprechende Hardware und/oder Software zum Teil oder vollständig gemeinsam nutzen. Darüber hinaus versteht sich, dass ein Teil der hierin erörterten Funktionalität möglicherweise nicht durchgeführt ist, oder dass weitere Funktionalitäten in dem Computersystem 12 integriert sein können.
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Wenn das Computersystem 12 mehrere Computervorrichtungen 14 aufweist, weist jede Computervorrichtung möglicherweise lediglich einen Abschnitt des darauf installierten Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramms 30 auf (beispielsweise ein oder mehrere Module 32–38). Allerdings versteht sich, dass das Computersystem 12 und das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 lediglich Beispiele vielfältiger möglicher äquivalenter Rechnersysteme sind, die ein hierin beschriebenes Verfahren durchführen können. In dieser Hinsicht kann in anderen Ausführungsbeispielen die durch das Computersystem 12 und das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 geschaffene Funktionalität wenigstens teilweise durch eine oder mehrere Computervorrichtungen durchgeführt sein, die eine beliebige Kombination universeller und/oder speziell einsetzbarer Hardware mit oder ohne Programmkode enthalten. In jedem Ausführungsbeispiel kann die Hardware und, falls vorhanden, der Programmkode mittels standardmäßiger Techniken und Programmierungsverfahren erzeugt werden.
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Davon unabhängig können die Computervorrichtungen, falls das Computersystem 12 mehrere Computervorrichtungen 14 enthält, über beliebige Datenaustauschverbindungselemente Daten austauschen. Darüber hinaus kann das Computersystem 12 während der Durchführung eines hierin beschrieben Verfahrens über ein beliebiges Datenaustauschverbindungselement mit einem oder mehreren sonstigen Rechnersystemen Daten austauschen. In beiden Fällen kann das Datenaustauschverbindungselement eine beliebige Kombination vielfältiger Arten verdrahteter und/oder drahtloser Verbindungselemente aufweisen; eine beliebige Kombination einer oder mehrerer Arten von Netzwerken aufweisen; und/oder eine beliebige Kombination vielfältiger Arten von Übertragungstechniken und Protokollen nutzen.
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Wie hierin erörtert, veranlasst das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 das Computersystem 20, den Betrieb eines Generators zu überwachen und zu diagnostizieren. In dieser Hinsicht ist das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 als ein Diagnosedatenauslesemodul 32, ein Parameteranpassungsmodul 34, ein Datenauswertungsmodul 36 und ein Programmkodeerzeugungsmodul 38 enthaltend gezeigt.
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Mit Bezugnahme auf 2 ist ein Beispiel eines Kraftwerksgenerators 90 gezeigt, das eine Gasturbine 100 enthält, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie zu sehen, kann die Gasturbine 100 eine beliebige gegenwärtig bekannte oder in der Zukunft entwickelte Gasturbine sein. Die Gasturbine 100 versetzt durch Verbrennen eines Brennstoffs wie Erdgas ein Laufrad 110 in Drehung. Das Laufrad 110 ist mit einem Generator 112 verbunden, der anhand der Rotation des Laufrads 110 elektrischen Strom erzeugt. Der Generator 112 kann einen beliebiger gegenwärtig bekannter oder in der Zukunft entwickelter Generator sein, der ein Anfahrsystem 114, beispielsweise einen Elektromotor, einen lastgeführten Wechselrichter (LCI) oder eine ähnliche Konstruktion aufweist, die dazu dient, ein externes Drehmoment auf das Laufrad 110 auszuüben. Bekanntlich ist das Anfahrsystem 114 mit dem Laufrad 110 funktionsmäßig verbunden und dazu eingerichtet, den Betrieb des Generators 112 umzukehren, um das Laufrad 100 kraftbetrieben anzutreiben. Falls ein Wechselrichter 114 verwendet wird, verwandelt dieser den Generator 112 vereinfacht ausgedrückt in einen Elektromotor. Während der Generator hierin als ein Gasturbinengenerator gezeigt ist, versteht sich, dass der überwachte und diagnostizierte Generator beliebige gegenwärtig bekannte oder in Zukunft erdachte Mittel zur Stromerzeugung enthalten kann.
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Auf jeden Fall gewinnt das Computersystem 12 (z. B. das Diagnosedatenauslesemodul 32) die Diagnosedaten 40 von einem oder mehreren Sensoren (2, S1–S9) in einem Generator, z. B. in einem Kraftwerk 90. Zu diesem Zweck können die Sensoren S1–S9 in dem Generator eingebettet, mit dem Generator dauerhaft oder vorübergehend verbunden, und/oder in irgendeiner gegenwärtig bekannten oder in der Zukunft entwickelten Weise dem Generator geeignet zugeordnet sein, um die von einem Generator stammenden Diagnosedaten 40 zu erfassen. Wie in 2 gezeigt, können die Sensoren S1–S9 über das Kraftwerk 90 verteilt sein, um die aus unterschiedlichen Abschnitten des Kraftwerks 90 stammenden Diagnosedaten 40 zu überwachen und zu übertragen. Beispielsweise kann der Sensor S2 in einem Abschnitt des Kraftwerks 90 angeordnet sein, der Gase enthält, die darin unter Druck gehalten sind, während der Sensor S1 in einem Abschnitt des Kraftwerks 90 angeordnet sein kann, durch den erwartungsgemäß Flüssigkeiten strömen. Darüber hinaus können andere der Sensoren S1–S9 verschiedene Klassen von Bedingungen in dem Kraftwerk 90 regeln/steuern, zu denen, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, Temperatur, Druck, Dichte, Viskosität, Strömung und dergleichen gehören. Beispielsweise ist der Sensor S1 in der Lage, die Diagnosedaten 40, die die Temperatur an seinem Ort widerspiegeln, zu überwachen und zu übertragen, während der Sensor S2 die Diagnosedaten 40 überwachen und übertragen kann, die den Druck an seinem Ort kennzeichnen.
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Während die Sensoren S1–S9 die Diagnosedaten 40 sammeln, übermitteln die Sensoren S1–S9 die Diagnosedaten 40 zu dem Computersystem 12 (z. B. zu dem Diagnosedatenauslesemodul 32). Das Computersystem 12 kann gemeinsam mit dem Generator angeordnet sein, z. B. in einem gemeinsamen Raum, in einem Gebäude, an einem physikalischen Ort, und dergleichen. In ähnlicher Weise kann das Computersystem 12 dem Generator über ein in Bezug auf eine Bedienperson des Generators internes Rechnernetzwerk zugeordnet sein, das ein privates Netzwerk sein kann, das von anderen Netzwerken durch eine oder mehrere Firewalls getrennt ist. In einer Abwandlung kann das Computersystem 12 von dem Generator entfernt angeordnet sein.
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Auf jeden Fall kann diese Sammlung und Übertragung der Diagnosedaten 40 als ein konstanter Datenstrom vorhanden sein (der z. B. während der durch den Sensor durchgeführten Sammlung der Daten in Echtzeit übertragen wird), oder alternativ periodisch in geplanten Intervallen, z. B. stündlich, erfolgen. Auf jeden Fall werden die Diagnosedaten 40 durch das Computersystem 12 über einen Diagnosedatenkanal 130 gewonnen. Der Diagnosedatenkanal 130 kann eine beliebige Lösung beinhalten, um Daten, z. B. die Diagnosedaten 40, von einem Ort zu einem anderen zu übertragen, die gegenwärtig bekannt ist oder in der Zukunft entwickelt wird und beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, verdrahtete oder drahtlose Durchführungen verwendet. Während das Computersystem 12 die Diagnosedaten 40 ausliest, kann es diese für eine spätere Analyse z. B. in dem Speichersystem 29 akkumulieren und speichern. In einer Abwandlung könnten die Diagnosedaten 40 in einer (nicht gezeigten) gesonderten Datenhistorik gesammelt werden, die als ein Logbuch zuvor gesammelter Diagnosedaten 40 dient, die beispielsweise genutzt werden können, um historische Trends zu ermitteln. Diesbezüglich könnte der Datenhistoriker einen von OSIsoft beziehbaren Pi-Server, ein eDNA, beziehbar von Instep, oder eine beliebige andere gegenwärtig bekannte oder in der Zukunft auf dem Gebiet der Technik entwickelte Ausführung eines Energiedatenverwaltungs- oder generischen Datenaggregationstools beinhalten.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Diagnosedaten 40, die durch das Computersystem 12 (1) ausgelesen wurden. Eine Logbuchtabelle 180 zeigt ein Beispiel möglicher Diagnosedaten 40 über eine Anzahl von Zeitintervallen t1–t5. Wie zu sehen, sind die von den Sensoren S1 und Sn stammenden Diagnosedaten 40 in Form von Temperaturdaten gewonnen, die in Grad Celsius erfasst sind. Die Diagnosedaten 40 für den Sensor S2 sind hingegen Druckdaten, die in Pfund pro Quadratzoll gemessen sind, und die Diagnosedaten 40 für den Sensor S3 sind Strömungsratendaten, die in Meter pro Sekunde gemessen sind.
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Bezugnehmend auf 1 ist das Computersystem 12 (z. B. das Datenauswertungsmodul 36), während die Daten durch das Computersystem 12 gewonnen und/oder aus dem Datenhistoriker ausgelesen werden, in der Lage, die Diagnosedaten 40 auszuwerten, um festzustellen, ob in den Diagnosedaten 40 eine Anomalie vorliegt. Diese Auswertung durch das Computersystem 12 kann vor Ort durch ein Computersystem, das dem Generator zugeordnet ist, beispielsweise durch dasjenige des Benutzers des Generators durchgeführt werden. Diese vor Ort durchgeführte Auswertung und nachfolgende Meldung kann es dem Benutzer ermöglichen, laufend über den Zustand des Generators informiert zu sein und ein Auftreten beliebiger Probleme rechtzeitig zu erkennen.
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Bei der Durchführung dieser Auswertungen kann das Datenauswertungsmodul 36 des Computersystems 12 die Auswertungslogik 42 benutzen, die in dem Speichersystem 29 gespeichert sein kann. Die Auswertungslogik 42 stellt eine Informationsbank eingebetteter diagnostischer Informationen bereit, die für den überwachten Bautyp des Generators und/oder den individuellen Generator spezifisch sind. In dieser Hinsicht stellt die Auswertungslogik 42 Regeln und/oder Parameter bereit, die es dem Auswertungsmodul 36 ermöglichen, Ermittlungen durchzuführen, die nicht nur für den Typ (z. B. die Marke, das Modell, die Familie) des Generators, sondern auch für den individuellen Generator selbst spezifisch sind. Dementsprechend kann die Auswertungslogik 42 für den speziellen Generator-Bautyp Informationsbankdaten beinhalten, die auf den originalen technischen Daten des Generatortyps basieren. Darüber hinaus kann die Auswertungslogik 42 Informationsbankdaten beinhalten, die im Laufe der Zeit durch Fachkräfte gewonnen wurden, die Generatoren dieser Bauart gewartet haben. Weiter kann die Auswertungslogik 42 außerdem Parameter, z. B. Toleranzen, Abweichungen oder zulässige Fehlerereignisse, beinhalten, die für den individuellen Generator spezifisch sind.
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4, zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Benutzerschnittstelle 200, die durch das Computersystem 12 (z. B. durch das Parameteranpassungsmodul 34) genutzt werden kann, um es einem Benutzer 16 zu ermöglichen, Parameter einzugeben und/oder anzupassen, die für den individuellen zu überwachenden und zu bewertenden Generator spezifisch sind. Diese Parameter können durch den Benutzer 16 über die Benutzerschnittstelle 200 eingegeben und durch das Computersystem 12 in die Auswertungslogik 42 aufgenommen werden. Als solches kann das Parameteranpassungsmodul 34 durch den Benutzer 16 genutzt werden, um durch den Hersteller auf der Grundlage allgemeiner Flottenerfahrung voreingestellte Vorgabewerte der Parameter zu ändern, um die Diagnosen auf der Grundlage von Erfahrungen des Benutzers 16 des speziellen Generators empfindlicher oder unempfindlicher zu machen. Beispielsweise können die Parameter durch den Benutzer 16 kundenspezifisch angepasst werden, um zufälliges Rauschen in den Daten, Alterung, Variabilität, usw. zu berücksichtigen. Mittels des Parameteranpassungsmoduls 34 ist der Benutzer 16 in der Lage, Parameter mit Blick auf spezielle Datenwerte anzupassen, beispielsweise solche, die in der Benutzerschnittstelle 200 enthalten sind, zu denen, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, maximale Toleranzen, minimale Toleranzen, maximale Abweichungen, Anzahl von Anomalieereignissen bis zur Erzeugung eines Fehlers, und dergleichen gehören.
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Auf jeden Fall kann das Datenauswertungsmodul 36 des Computersystems 12 die Auswertungslogik 42 nutzen, um die von einem einzelnen Sensor S1–Sn stammenden Diagnosedaten 40 auszuwerten. Indem wieder auf 3 Bezug genommen wird, kann das Computersystem 12 die von jedem der Sensoren S1–Sn stammenden Diagnosedaten 40 auswerten, um festzustellen, ob in den Diagnosedaten 40 eine Anomalie vorliegt. Eine derartige Anomalie zeigt in der Regel an, dass ein von einem oder einer Kombination von Sensoren S1–Sn stammender Wert oder Satz von Werten außerhalb der erwarteten Werte liegt, die durch die Auswertungslogik 42 (wie sie, falls anwendbar, durch den Benutzer 16 angepasst sind) bereitgestellt sind.
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Falls die Parameter in der Auswertungslogik 42 beispielsweise zwei oder mehr Anomalieereignisse vorschreiben, kann das Computersystem 12 bestimmen, dass die Diagnosedaten 40, die von dem Sensor Sn stammen, der zum Zeitpunkt t2 und t5 Messwerte von 0°C zeigt, eine Anomalie bedeuten. Darüber hinaus kann das Computersystem 12 bestimmen, dass die Diagnosedaten 40 von dem Sensor S3, der zur Zeit t4 Messwerte von 3,7 m/s zeigt, keine Anomalie bedeuten, falls die Parameter in der Auswertungslogik 42 eine maximale Strömung von 4 m/s oder eine maximale Strömung von 3,6 m/s und eine minimale Anzahl von Ereignissen von 2 vorschreiben.
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In einer Abwandlung kann das Datenauswertungsmodul 36 des Computersystems 12 die Auswertungslogik 42 benutzen, um die Diagnosedaten 40 von mehreren Sensoren S1–Sn in gegenseitigem Zusammenhang auszuwerten, um festzustellen, ob eine Anomalie vorliegt, und den Abschnitt des Generators genau zu bestimmen, der für die anomalen Messwerte ursächlich ist. Beispielsweise kann das Computersystem 12 bestimmen, dass von dem Sensor 51 stammende Diagnosedaten 40, die einen Anstieg der Temperaturmesswerte zeigen, und von dem Sensor S2 bei t4 und t5 stammende Diagnosedaten 40, die gleichzeitig ein Fallen von Druckmesswerten zeigen, eine Anomalie bedeuten.
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Wenn durch das Datenauswertungsmodul 36 ermittelt wird, dass eine Anomalie aufgetreten ist, kann das Programmkodeerzeugungsmodul 38 die Auswertungslogik 42 benutzen, um einen Fehlerkode zu erzeugen, der die Art des die erfasste Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator anzeigt. Dieser Fehlerkode beinhaltet eine an den Benutzer 16 des Computersystems 12 ausgegebene eindeutige Anzeige, die die eine oder die mehreren Ursachen in dem Generator (z. B. die spezielle(n) Komponente(n) des Generators) angibt, die die Bedingung verursachen, aus der sich die anomalen Diagnosedaten 40 ergeben haben. Insoweit kann der Fehlerkode ein Kode sein, beispielsweise ein numerischer oder alphanumerischer Kode, der von dem Benutzer 16 gelesen werden kann. Weiter kann der Fehlerkode eine nähere Beschreibung des Fehlers beinhalten, beispielsweise ein Wort, einen Begriff, einen den Fehler beschreibenden Satz oder Absatz. Darüber hinaus oder alternativ kann der Fehlerkode von dem Benutzer 16 genutzt werden, um z. B. über die Benutzerschnittstelle 200 genauere Informationen abzufragen, die den Fehler betreffen. Insoweit können die Fehlerkodes beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, folgende Fehler angeben: Ausfälle von Statorankerstäben mit Blick auf Hindernisse in dem Kühlfluidpfad, Undichtigkeiten und Isolierungsschäden; Ausfälle in dem Statorkühlwassersystem mit Blick auf Hindernisse in dem Kühlfluidpfad; Ausfälle in dem Rotormagnetfeld mit Blick auf kurzgeschlossene Windungen oder thermische Empfindlichkeit; Statorendwicklungs- oder Statorkeilspiel; Lagermaterialschäden; zu Kurzschluss führende Verdrahtungsschäden; H2-Dichtungsschäden; oder Leckstrom oder unerwünschte Vermischung von Fluiden. Diese Fehlerkodes können vor Ort erzeugt werden und auf einer vor Ort vorhandenen Konsole wiedergegeben, als eine Meldung an den Benutzer 16 des Generators weitergeleitet und/oder als eine Meldung an einen entfernten Ort, z. B. an eine geeignete Fachkraft, weitergeleitet werden.
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Bezugnehmend auf die oben anhand von 3 beschriebenen Beispiele, kann eine Bestimmung einer Anomalie beispielsweise mit Blick auf den Sensor Sn bewirken, dass das Computersystem 12 einen Fehlerkode erzeugt, der einen fehlerhaften Sensor Sn anzeigt. Der Benutzer 16 kann sich anschließend entscheiden, das Parameteranpassungsmodul 34 zu nutzen, um die den Sensor Sn betreffenden Parameter zu ändern, um von dem Sensor Sn stammende Kodes zu minimieren oder zu eliminieren, bis der Sensor instandgesetzt oder ausgetauscht werden kann. Außerdem kann das Computersystem 12 einen Fehlerkode erzeugen, der in Reaktion auf den durch den Sensor S3 angezeigten Druckanstieg eine (beispielsweise durch einen speziellen Statorankerstab hervorgerufene) Blockade in einer speziellen Anordnung anzeigt. Darüber hinaus kann der anomale Temperaturanstieg und die zeitgleiche Druckverringerung, wie sie durch S1 und S2 angezeigt sind, die Erzeugung eines Fehlerkodes bewirken, der in Zusammenhang mit einer speziellen Dichtung eine Undichtigkeit anzeigt, die dazu führt, dass heiße Gase in einen Flüssigkeitsbereich entweichen.
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Während Aspekte der Erfindung als ein Verfahren und System zum Überwachen und Diagnostizieren des Betriebs eines Generators gezeigt und hierin beschrieben sind, versteht sich, dass sie auch vielfältige abgewandelte Ausführungsbeispiele ermöglichen. Beispielsweise schafft die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel ein auf mindestens einem von einem Rechner auslesbaren Medium dauerhaft gespeichertes Computerprogramm, das bei seiner Ausführung einem Computersystem ermöglicht, den Betrieb eines Generators zu überwachen und zu diagnostizieren. Hierfür enthält das von einem Rechner auslesbare Medium Programmkode, z. B. das Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm 30 (1), der ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchführt. In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff ”von einem Rechner auslesbares Medium” eine oder mehrere beliebige Arten gegenwärtig bekannter oder in der Zukunft entwickelter materieller Ausdrucksmittel, anhand deren eine Kopie des Programmkodes erfasst, reproduziert oder in sonstiger Weise durch eine Computervorrichtung übermittelt werden kann. Beispielsweise kann das von einem Rechner auslesbare Medium beinhalten: einen oder mehrere tragbare industriell hergestellte Speicherartikel; eine oder mehrere Arbeitsspeicher/Speicherkomponenten einer Computervorrichtung; Papier; und/oder dergleichen.
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In noch einem Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Kopie eines Programmkodes, z. B. des Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramms 30 (1), die ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchführt. In diesem Fall kann ein Computersystem eine Kopie eines Programmkodes verarbeiten, der ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchführt, um mit Blick auf den Empfang an einem zweiten, gesonderten Ort einen Satz von Datensignalen zu erzeugen und zu übertragen, bei dem eine oder mehrere seiner Charakteristiken geeignet eingestellt und/oder geändert sind, um eine Kopie des Programmkodes in dem Satz von Datensignalen zu kodieren. In ähnlicher Weise schafft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Verfahren zum Gewinnen einer Kopie eines Programmkodes, der ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchführt, mit den Schritten: Aufnehmen des hierin beschriebenen Satzes von Datensignalen durch ein Computersystem; und Übersetzen des Satzes von Datensignalen in eine Kopie des Computerprogramms, das auf mindestens einem von einem Rechner auslesbaren Medium fest gespeichert ist. In jedem Fall kann der Satz von Datensignalen mittels eines beliebigen Datenaustauschverbindungselements übertragen/aufgenommen werden.
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In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines Systems zum Überwachen und Diagnostizieren des Betriebs eines Generators. In diesem Fall kann ein Computersystem, z. B. das Computersystem 12 (1), erreicht (beispielsweise hergestellt, gewartet, verfügbar gemacht, usw.) werden, und eine oder mehrere Komponenten zur Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens können erreicht (beispielsweise hergestellt, erworben, genutzt, modifiziert, usw.) und in dem Computersystem eingerichtet werden. Dementsprechend kann die Einrichtung einen oder mehrere der folgenden Schritte beinhalten: (1) Installieren eines Programmkodes auf einer Computervorrichtung; (2) Hinzufügen einer oder mehrerer Berechnungs- und/oder Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen zu dem Computersystem; (3) Verwenden und/oder Modifizieren des Computersystems, so dass es in der Lage ist, ein hierin beschriebenes Verfahren durchzuführen; und/oder dergleichen.
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Die vorausgehende Beschreibung vielfältiger Aspekte der Erfindung wurde für Zwecke der Veranschaulichung und Erläuterung unterbreitet. Die Beschreibung ist weder als erschöpfend zu bewerten, noch soll sie die Erfindung auf die genaue beschriebene Ausführungsform beschränken, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Änderungen möglich. Solche Modifikationen und Änderungen, die sich einem Fachmann erschließen können, fallen in den Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Ein Mittel zum Auswerten des Betriebs eines Generators 112 ist geschaffen. Von einem in einem Generator 112 angeordneten Sensor 51 her werden Diagnosedaten 40 gewonnen. Ein zugeordnetes Computersystem 12 bewertet die Diagnosedaten 40, um festzustellen, ob in den Daten eine Anomalie vorliegt. Falls eine Anomalie vorliegt, kann das Computersystem 12 einen Fehlerkode erzeugen, der einen Typ eines die Anomalie verursachenden Fehlers in dem Generator 112 anzeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Umgebung
- 12
- Computersystem
- 14
- Computervorrichtung
- 16
- Benutzer
- 20
- Verarbeitungskomponente
- 22
- Speicher
- 24
- Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schnittstelle
- 26
- Datenkommunikationspfad
- 29
- Speichersystem
- 30
- Generatorüberwachungs- und Diagnoseprogramm
- 32
- Diagnosedatenauslesemodul
- 34
- Parameteranpassungsmodul
- 36
- Datenauswertungsmodul
- 38
- Programmkodeerzeugungsmodul
- 40
- Diagnosedaten
- 42
- Auswertungslogik
- 90
- Kraftwerksgenerator
- 100
- Gasturbine
- 110
- Laufrad
- 112
- Generator
- 114
- Anfahrsystem (LCI)
- 130
- Diagnosedatenkanal
- S1–S9
- SN-Sensoren
- 180
- Logbuchtabelle
- t1–t5
- Zeitintervalle t1–t5
- 200
- Benutzerschnittstelle