专利名称：用于诊断监测的方法
技术领域：
本发明涉及一种对许多分布在不同地点的技术设备，特别是风力发电机组 的运行状态通过接收由至少一个设置在设备端的存储器可编程控制系统(SPS)发 出的状态代码进行诊断监测的方法，其中，由远程设置且单独构成的远程监控装置 (Fernuberwachungseinheiten)执行与技术设备外部的信息交换。
背景技术：
这类用于诊断监测的方法特别作为及时传递报警信息的基本先决条件，以便确保 例如风力发电机组这样的设备的可用性。相应的报警网络的用户(Teilnehmer)不仅可以 例如是服务人员和技术人员，还可以是计算机/通讯系统，例如报警服务器和监控系统。已知的用于诊断监测的方法可粗略地分为两种主要是分散式架构和中央式架 构。在已知的分散式架构中，例如，风力发电机组的设备信息，例如通过电话网络，经 由临时性拨号连接进行传输。在已知的分散式监测方法中，信号例如从设备端传输到工业 调制解调器的确定的端子(Klemme)上，并例如通过SMS发送给外部的通讯伙伴。通讯伙伴 必须对所接收的信号进行解释(Interpretation)。这种方法的缺点在于，通常把对设备端 的、发出信号的SPS细节的了解作为先决条件。虽然已知的这种诊断方法的优势在于不依赖于中央通信服务供应商，而且不存 在中央故障点(单点故障)，中央故障点能够使总的设备监测无法进行。但是，这种已知的 分散式监测方法的缺点在于，用于传输大量待监测设备的设备信息和待发送信息的维护费 用、用于维护所使用的通讯渠道的费用以及位于网络中的监控用户都大大增加。翻译所接 收的信号通常需要关于设备端的SPS的详细技术信息，例如状态代码清单。由此造成下列 缺点，即设备的规模可伸缩性(也就是特别在后来添加更多的设备)会导致对监测系统及 监测方法的调整费用高昂。特别是在不同的技术设备中使用不同厂家的SPS可能会出现问 题。另一方面，还有一种已知的这类用于诊断监测的方法，该方法以中央通讯为基础。 在此，设备和电场将它们的信息发送给中央外部通讯节点，该通讯节点负责将信息通过规 定路径发送给所选择的通讯伙伴。中央式结构在这种诊断监测中不利之处在于，如果在中 央外部通讯节点上出现问题，会导致整个监测的失败。此外，监测系统的规模可伸缩性，也 就是添加额外需要监测的设备，常常会由于在中央服务器一侧的较高的管理费用而非常昂贵。已知的诊断监测方法的另一个缺点是，根据SPS所发出的错误代码，在没有从或 通过SPS得到其他数据的情况下通常不可能进行有效的错误分析。此外，在已知的上述类型的诊断方法中，当调整监测方法时，考虑到意外出现的系 统状态，在多数情况下只能对SPS系统重新编程。这是相当费时的，因此而来的不利之处在 于，对需要改变监测常规的突发事件没有适当的措施。
发明内容
在此背景下，本发明的目的在于提出一种上述类型的用于诊断监测的方法，该方 法能够不依赖于中央服务提供者而容错、灵活地整合和增加不同的待监测设备。本发明的目的通过一种上述类型的方法得以实现，其中，设备端的每个状态代码 都与用于分析该状态代码的运行数据相对应，随后，由一个或多个状态代码和相对应的运 行数据产生给出所述状态代码的SPS和/或表征运行状态的复合状态信号，并在信息交换 的范围内将该复合状态信号传输到远程监控装置。因此，该方法是在完全分散式监测方法 和完全中央式监测之间的一种折衷，因为它是在设备端对原始状态代码进行处理。通过这 种方式可以有利地确保，使传输到外部远程监控装置的信息标准化。根据本发明所产生和 传输的状态信号由可读懂的信息包组成，在没有额外的技术数据的情况下可以对信息包进 行单独分析。特别是还可以在每个复合状态信号中包括特定于运营方的与相应的SPS(原 始信号来自该SPQ有关的信息，其具有对所有复合状态信号一致的且为运营方所希望的 形式。在本发明优选的实施方式中，运行数据从在设备端使用的数据库中提取，在此，运 行数据特别是技术设备的统计数据。数据库可以例如在风力发电机组内存储在硬盘上。运 行数据例如可以包括时间戳(ZeitStempel)以及与SPS的各个状态代码相对应的纯文本错 误日志(Klartextfehlerprotokoll)。特别还可以从数据库中提取设备的单个运行参数的 统计数据，例如在10分钟时间间隔内的平均值。因此根据本发明，可以将所有具体取决于 所使用的SPS的数据存放在设备端的数据库内，以便能够正确地选择SPS。根据本发明，将 在此基础上产生的复合状态信号标准化，也就是说，该复合状态信号与特定的SPS无关，也 与由该SPS所发出的状态代码的特定格式无关。在根据本发明的另一种优选的实施方式中，运行数据优选通过数据远程传输，特 别是按照ftp和/或http协议，从空间上远离技术设备的地点设置的运行数据库中提取， 在此，运行数据特别是技术设备的统计数据。例如，可以将运行数据库放在SPS的生产厂 家。在本方法的这种实施方式中，当更换设备端的SPS时，可以不用调整对设备端的现有数 据库。换言之，例如，用于解释由SPS所发送的状态代码的最新运行数据可以从外部运行数 据库在线提取。在本发明的优选的实施方式中，由设备端的控制器(SPQ调用运行数据，其中，运 行数据特别是技术设备的实时数据。通过这种方式，可以将由SPS产生的实时数据附加到 复和状态信号中。在本发明的扩展方案中，运行数据由优选隶属于不同技术设备的多个控制器调 用。因此根据本发明，在输入从SPS取出的状态代码之后，根据规则查询其他SPS的更多 状态代码的行(Reihe)，并将其集成到复合状态信号中。因此根据本发明，例如在设备组 (Anlagenensemble)的其他设备上可以交流在空间中传播的事件。人们有利地获得了一种 早期预警系统。例如在风电场内部，关于设备的结冰状态的复合状态信号可以通过与该风 电场其他设备的结冰状态有关的信息加以丰富。在本发明的另一种优选的实施方式中，如果从设备端的数据库读取用于诊断监测 流程控制的规则，则有可能在设备端实施监测策略。该监测策略可以与待监测设备的特定
4事件以及存在于其中的SPS相适应。在流程控制的范围内，例如可以确定对去往远程监控 装置的信息交换的触发。根据本发明，可以时间控制地产生状态信号和/或进行信息交换。例如，可以在用 于进行设备状态的频度分析(I^ufigkeitsanalysen)的预先给定的时间间隔内产生状态 信号并传输到远程监控装置。在本发明的另一种实施方式中，可以事件控制地产生状态信号和/或进行信息交 换。例如，只有当存在确定的运行数据的值组(Wertkonstellationen)时，才在设备端根据 SPS接收到的状态代码产生状态信号并发送。在根据本发明的方法的另一种实施方式中，状态信号可以存储在设备端的状态数 据库和/或外部的状态数据库中。本地的设备端状态数据库例如可以保存最后的状态信号 并用于对远程监控装置进行初始化。外部或设备端的状态数据库也可用于在可配置的时间 间隔内存储所有接收到的状态信号。这能够提供确定的设备状态或状态代码历史的频度分 析，然后该频度分析可以由外部的监控客户端(iiberwachungs-Clients)进行分析在本发明的特有的实施方式中，运行数据从设备端的状态数据库(1 和/或外 部状态数据库(16)中提取，其中，运行数据特别是在前面的步骤中所产生的状态信号。因 此，可以通过与最新的状态信号进行比较而有利地由先前的状态信号推出例如趋势信息 (Trendinformationen)。在本发明的扩展方案中，为了简化数据结构，将设备端状态数据库和/或外部状 态数据库集成在设备端可使用的数据库中。在本发明优选的实施方式中，通过广域网(WAN)，特别是互联网进行信息交换。在本发明的扩展方案中，复合状态信号(11)还由其他的复合状态信号产生，特别 可以由其他技术设备的复合状态信号产生。因此，除了所发出的SPS的状态代码之外，在本 发明的范围内还可以从所使用的状态信号发生器接收状态信号，并将其理解为输入端的状 态代码并进行处理。因此，还将下级的初级状态信号发生器的状态信号理解为输入端的状 态代码并根据二级状态信号发生器的规则进行处理，然后转换成二级状态信号。所以，两个 状态信号发生器在一定程度上也会实行级联(Kaskadierimg)或串联。
下面参照附图以一种优选的实施方式对本发明做示例性地描述，其中，在图中去 除了更多有利的细节。在此，为功能相同的部分提供了同样的附图标记。在附图中分别示出了 图1 在根据本发明方法的实施方式中，用于说明组件的信息流动和空间布置的 示意性原理图；图2 用于说明根据本发明的诊断方法过程的流程图；图3 按照根据本发明的方法，对XML格式的复合状态信号的举例；图4 对以XML格式存储的规则的举例，用于根据本发明的诊断监测的流程控制。
具体实施例方式图1在其原则上的空间布置中，概略示出了当使用根据本发明的方法时的数据流。其中能够看到技术设备1。报警网络用户的区域2在空间上与技术设备1分离，而外部 数据供应系统3位于第三地。同样概略示出的还有互联网4，通过互联网4可以在技术设备 1、用户区(TeilnehmerbereichU以及外部数据供应系统3之间进行数据交换。所述设备 特别是风力发电机组。SPS系统5、6位于技术设备1内。SPS系统5、6通过数据通道7、8与状态信号发 生器9进行通讯。状态信号发生器9作为单独的服务在设备端的计算机上实现。状态信号 发生器9与诊断规则数据库10进行数据交换。在诊断规则数据库10中存入用于诊断方法 流程的规则。此外，在诊断规则数据库10中还存入关于SPS系统5、6的运行数据标识符 (Betriebsdatenidentifikatoren)，以便能够与SPS进行基于规则的数据交换。诊断规则 数据库10还可以在位于技术设备1 一侧的计算机上实现。状态信号发生器9产生的状态信号11通过状态信号多路复用器12分配到不同的 接收器。对状态信号11的分配或者通过状态信号多路复用器12在设备端的状态信号日志 数据库13中进行，或者通过互联网3在用户区2进行。状态信号日志数据库13通过设备 侧的网页服务器14连接用于数据交换的用户区12，也可通过互联网4连接。在用户区2的内部，用户区一侧的状态信号多路复用器15用于分配通过互联网4 接收的状态信号。状态信号多路复用器15将状态信号11分配给监控客户端16、17和用户 端的状态信号日志数据库16。另外，网页浏览器17在用户端用于通过互联网4和网页服务 器14读取位于技术设备1 一侧的状态信号日志数据库13。这项功能还可用于用户端的状 态信号日志数据库16。下面根据图1对根据本发明的用于对分布在许多不同地点的技术设备1的运行状 态进行诊断监测的方法进行说明。状态信号发生器9从诊断规则数据库10中获得关于待执行的诊断过程的说明。例 如，在诊断规则数据库10中存入规定确定的查询间隔的规则。根据这种查询规则，状态信 号发生器9通过数据通道7接收SPS系统5、6的各原始状态代码。通过这种方式，状态信 号发生器9可以读取所监测设备的特有的运行数据。现在根据存储在诊断规则数据库10中的关于所选择的SPS系统的规则，利用标准 化的纯文本错误信息识别以原始格式存在的状态代码。例如，错误信息可以用德语、英语、 汉语和/或任何其他语言生成。诊断规则数据库10可以包括例如有关更多的数据调用的 规则。因此原则上可以规定，从SPS中调用实时数据和/或从数据库中调用例如10分钟平 均值的统计数据。随后，状态信号发生器9根据这些数据产生复合状态信号11。状态信号 11以标准化形式存在，这与所选择的SPS 5、6无关。此外，状态信号11也是不言自明的，因 为它包含了有关错误报告以及错误的位置的完整信息。通过这种方式产生的状态信号11现在一方面通过状态信号多路复用器12传输到 状态信号日志数据库13，在状态信号日志数据库13中例如可以存储多个连续产生的状态 信号。另一方面，状态信号通过状态信号多路复用器12在中继(Vermittlimg)下经由互联 网4传输到位于用户区2中的用户端状态信号多路复用器15。在那里将状态信号传输到监 控客户端16、17上，从而能够监测分散的技术设备。通过将状态信号11经由状态信号多路 复用器15转发到位于用户区2中的状态信号日志数据库16中，能够附加或替代地中央采 集关于时间进程的状态信号，以存储在设备侧的状态信号日志数据库13中。
下面根据图2对在状态信号发生器9中运行的用于产生状态信号11的方法步骤 按时间顺序进行详细地说明。首先，下面的步骤基本上是并行运行的。在步骤18中，SPS系统5、6发送原始状 态代码19，该原始状态代码在步骤20被状态信号发生器9接收。与此同时，状态信号发生 器9在步骤21中从诊断规则数据库10读取诊断规则。由此得到如下信息状态信号发生 器9应该如何将由SPS系统5、6之一接收到的状态代码19转换为状态信号11。在图2所示的示例过程中的诊断规则涉及到轮询定义(Pollingdefinition)。在 步骤22中，根据在步骤21中所读取的诊断规则，在到达轮询时刻时相应地激活信号发生器 9，用以查询根据步骤20设定的运行数据。在步骤23中，信号发生器9从诊断规则数据库10查询其它运行数据，这些运行数 据属于状态代码19和发送的SPS系统5、6。正如在诊断规则数据库中所定义的那样，信号发生器9在步骤M中接收SPS的实 时数据，并在步骤23中接收来自外部或内部数据供应设备3的数据，以便由此在步骤25中 产生状态信号11。来自数据供应系统3的数据可以包括单值、时间序列或光谱、诸如图像或 声音的媒体内容或外部的预测值。最后，信号发生器9在接下来的步骤沈中将产生的状态信号11发送到不同的接 收通道。按照步骤27，状态信号11通过状态信号多路复用器12和互联网4被转发到位于 用户区2的监控客户端16、17。按照步骤观，状态信号11通过状态信号多路复用器12输 送给设备端的状态信号日志数据库13。下面根据图3示例性地说明以XML格式存在的状态信号11。在状态信号11中使 用的XML标记(XML-Tags)的意义如下〈SYSTEM〉控制系统-ID (ID)，地址(Address)<STATUSC0DE> 状态标识符(ID)名称(name)，时间戳(timestamp)<DATA>运行数据标识符(ID)，运行数据名称(name)，值(value)，单位(unit)<LINK>对应的错误文件的地址/名称(trace file)<TIMESTAMP> 具有格式描述(format)的时间戳(value)。因此，在图3中示例性示出的状态信号11中包括为了标识控制器所需的信息，这 些信息具有控制系统-ID和相应的逻辑地址的形式。此外，运行数据名称(name)作为温度、 风速以及生产包含在纯文本中，另外还包括单位。最后，错误文件的逻辑地址和时间戳是已 有的。通过这种方式利用根据本发明的方法，通过使用状态信号发生器产生的状态信号11 因此以标准化的形式存在，对这种形式可以不依赖于发送状态代码的SPS 5、6的技术细节 来进行解释。因此，状态信号11能够毫无问题地适用于在用户区2中的集中式数据分析。图4中示例性示出了一种XML格式的诊断规则，其存储在设备端的诊断数据库10 中。如图4所示，以数字四一般表示的诊断规则通过位于行01和026中的外部XML标记 “diagnostics”来限定。在行03到04中包括两个状态信号的定义。在行6中定义了用于 “EOS”类型设备的所谓的轮询查询，即以10分钟(600秒)的间隔对数据的周期性查询。在 行7到8中包括所监测的具有相应逻辑地址的SPS系统5、6的清单。在行9中，利用可能的 运行数据标识符“2370”、“6373”、“7383”定义ID为5236的、用于“自动呼叫(autocall) ” 功能的状态信号。运行数据标识符分别引用各特定的运行数据，这些运行数据在SPS的轮询过程中被查询并嵌入状态信号中。最后，在行14中规定，对所有的状态信号都附加地设 置时间戳。在行16到24中定义了监测规则“event (事件)”，利用该规则，SPS所发送的状态 代码被状态信号发生器转换成状态信号。根据在行16中的定义，该规则适用于所有EOS类 型的SPS系统。在行17到18中列出了所监测的包括有逻辑地址的SPS系统5、6的清单。 在行19中定义，当接收到状态代码“4444”时产生状态信号“3333”，其中，按照行20，状态 信号发生器从SPS查询具有运行数据标识符“2370”的数据，并嵌入由其产生的状态信号 “3333”中。按照行22，为状态信号附加地产生时间戳。在行23中规定，状态代码包含对错 误文件的引用。借助如图4所示的用于诊断的规则四可以执行不同的监测方法。其优势在于，规 则四在设备端是可变的，而不再需要在用户区2中进行调整。例如，诊断规则的改变可以 通过用户进行。为此，SPS系统5、6的变化同样也不是必须的。在本发明的框架下，状态信号多路复用器12还可以把状态信号11分配到其他的 状态信号多路复用器、邮件服务器和/或SMS服务器中。此外，例如在监控客户端16、17还 可以将状态信号包括将在此包含的运行数据可视化。在SPS系统5、6、状态信号发生器9、状态信号多路复用器12、外部数据供应系统3 以及监控客户端16、17之间的通讯可以通过以TCP/IP为基础的网页服务器技术取得。在 此特别适用SOAP(简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol))。因此，提出了一种用于对大量分布在不同地点的技术设备，特别是风力发电机组 的运行状态进行诊断监测的方法，该方法通过在设备端处理由SPS系统5、6发出的状态代 码而产生标准的状态信号11。该标准状态信号特别适于包含在由用户区2进行的分析中。 通过标准化可以使系统的具有可伸缩性，特别是过后添加更多的应该受到监测的设备时，
不再有问I题。
附图标记列表
1技术设备
2用户区
3外部数据供应系统
4互联网
5SPS系统
6SPS系统
7数据通道
8数据通道
9状态信号发生器
10诊断规则数据库
11状态信号
12状态信号多路复用器(设备端)
13状态信号日志数据库
14网页服务器
15状态信号多路复用器(用户端)
16状态信号日志数据库(用户端)160监测客户端170监测客户端17网页浏览器18 SPS发送的信号19 状态代码20状态信号发生器接收的状态代码21读取诊断规则的步骤22激活信号发生器的步骤23向诊断规则数据库和外部数据供应系统请求运行数据的步骤24从诊断规则数据库和外部数据供应系统接收运行数据的步骤25产生状态信号的步骤26发送状态信号的步骤27将状态信号转发给监测客户端的步骤28将状态信号存入设备端的状态信号日志数据库的步骤29诊断规则
权利要求
1.一种对多个分布在不同地点的技术设备(1)、特别是风力发电机组的运行状态通过 接收由至少一个设置在设备端的存储器可编程控制系统(SPQ (5,6)发出的状态代码(19) 来进行诊断监测的方法，其中，由设置在远程且单独构成的远程监控装置(160，170，15，16， 17)来执行与所述技术设备(1)的外部的信息交换，其特征在于，在设备端将每个状态代码 (19)都与用于分析该状态代码(19)的运行数据相对应，随后，由一个或多个状态代码(19) 和相对应的运行数据产生给出所述状态代码的SPS和/或表征运行状态的复合状态信号 (11)，并在信息交换的范围内将该复合状态信号(11)传输到所述远程监控装置(160，170， 15，16，17)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行数据从在设备端可用的数据库(3) 中提取，在此，所述运行数据尤其涉及所述技术设备的统计数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述运行数据优选通过数据远程传输、 特别是按照ftp和/或http协议，从在空间上远离所述技术设备(1)的地点设置的运行数 据库(3)中提取，在此，所述运行数据特别是所述技术设备(1)的统计数据。
4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行数据由设备端的控制 器(SPQ调用，其中，所述运行数据特别是所述技术设备(1)的实时数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述运行数据由优选隶属于不同技术设备(I)的多个控制器(SPS)调用。
6.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，从设备端的数据库(10)中读取用 于诊断监测的流程控制的规则09)。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述规则09)从XML文件中读取。
8.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，时间控制地产生所述状态信号(II)和/或进行信息交换。
9.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，事件控制地产生所述状态信号 (11)和/或进行信息交换。
10.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述状态信号(11)存储在设备 端的状态数据库(π)中和/或外部状态数据库(16)中。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述运行数据从所述设备端状态数据库 (13)和/或所述外部状态数据库(16)中提取，其中，所述运行数据特别是在前面的步骤中 产生的状态信号。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述设备端状态数据库(13)和/或 所述外部状态数据库(16)集成在所述设备端可用的数据库(3)中。
13.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，通过广域网(WAN)、特别是互联 网(4)进行信息交换。
14.如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述复合状态信号(11)还由其 他复合状态信号产生，特别是由其他技术设备的复合状态信号产生。
全文摘要
一种对许多分布在不同地点的技术设备(1)、特别是风力发电机组的运行状态通过接收由至少一个设置在设备端的存储器可编程控制系统(SPS，5，6)发出的状态代码(19)来进行诊断监测的方法，其中，由远程设置且单独构成的远程监控装置(160，170，15，16，17)执行与技术设备(1)的外部信息交换，该方法能够不依赖于中央服务提供者而容错、灵活地整合和增加不同的待监测设备，本发明提出，在设备端将每个状态代码都与用于分析该状态代码(19)的运行数据相对应，随后由一个或多个状态代码和相对应的运行数据产生给出所述状态代码的SPS和/或表征运行状态的复合状态信号(11)，并在信息交换的范围内将该复合状态信号(11)传输到所述远程监控装置(160，170，15，16，17)。
文档编号G05B23/02GK102144195SQ200980134947
公开日2011年8月3日 申请日期2009年9月4日 优先权日2008年9月6日
发明者弗兰克·塞姆克斯, 赫尔诺特·珀尔曼 申请人:德风公司