用于机器仪器的隔离通信结构的制造方法与工艺

文档序号:11386461
用于机器仪器的隔离通信结构的制造方法与工艺
本发明涉及资产保护以及预测性维护领域。更具体地,本发明涉及收集机器数据的机器健康状况仪器及机器保护仪器(本文共同地以及各自地称为机器仪器)和从所述机器仪器中接收机器数据的集中式系统之间的电子通信,所述机器数据如机器健康状况数据、机器保护数据以及机器预测数据。

背景技术:
为了保持运行条件或防止危险情况,大多数机器需要某种类型的监控、保护以及维护。如本文所使用的,术语“机器”被赋予了广泛的定义,并且包括例如可能在工业应用中找到的设备。这样的机器,例如,包括旋转机,如泵浦、冲床、磨床、压缩机、发电机、工厂设备、以及其它类型的设备。预测性维护以及保护机制定期或持续地,例如通过使用某种机器仪器,收集与机器健康状况有关的数据。不同种类的机器仪器感测不同种类的机器特性,如振动、温度、压力、阀位置、声音、红外线发射、油况、压力、流速、电力消耗、液体或气体泄漏等。许多机器仪器能够进行电子通信,如通过网络,因此能够发送机器健康状况数据给别的系统,并且从别的系统接收指令,如通过网络数据连接。使用集中式系统从多个这样的机器仪器中收集数据并且发送指令给这些机器仪器,并且存储、分析以及关联所接收的数据。该通信至少部分通过软件来管控,该软件嵌入在机器仪器中并且控制机器仪器的基本操作。这样的嵌入式软件通常称为固件。当更新机器仪器时,改变了该机器仪器中的固件。类似地,如果机器仪器被不同的或者更新模型的机器仪器所取代,则新机器仪器的固件通常不同于旧机器仪器的固件。有时,出于某种原因,机器仪器的固件回滚到更旧版本的固件。对于试图与机器仪器通信的集中式系统来说,在机器仪器的固件中的这些变化会引发一些问题,因为集中式系统中的软件必须了解每一机器仪器所使用的通信协议以及每一机器仪器的能力,并且无论固件何时发生变化,在集中式系统的软件被更新之前,集中式系统通常无法完全与给定的机器仪器通信并且使用该给定的机器仪器。通常,任何一个机器仪器的固件版本发生变化需要使集中式系统离线,以致其不再执行其与任何机器仪器有关的功能,直到其能够被更新来与新固件版本的能够与其通信的许多机器仪器中的一个进行通信。这不仅耗时和昂贵,而且还要求集中式系统停机,不再执行其重要的功能,直到其被更新并且重新联机。因此,需要一种减少或至少部分减少如上述那些问题的系统。

技术实现要素:
上述以及其它需要可通过一种用于与不同类型的机器仪器进行通信的集中式系统来满足,其中所述机器仪器的操作由固件版本所确定,对于每一机器仪器,能够独立并且选择性更新所述固件版本。所述集中式系统包括处理器、存储器、通信端口以及通信模块,所述通信模块具有驻留在存储器中并且由处理器执行的指令。所述通信模块通过通信端口控制集中式系统和机器仪器之间的通信。所述通信模块具有一组用于通过通信端口进行通信的插口、插件管理器以及插件库,其中每一插件与至少一种机器仪器类型以及至少一种固件版本关联。所述插件管理器通过选定的一个插口与选定的一个机器仪器进行通信并且确定所述选定的机器仪器的类型以及固件版本,搜索所述插件库,以查找到与所述选定的机器仪器的类型以及固件版本兼容的插件,以及将兼容插件与选定的插口关联,使得所述兼容插件对集中式系统和机器仪器之间的通信进行解释。进行关联时,不改变其它插件和插口之间的关联并且不中断集中式系统和任何其它机器仪器之间的通信。在一些实施例中,所述兼容插件根据依赖于所述机器仪器类型以及固件版本的第一数据协议从关联的机器仪器接收第一消息中的数据,从所述第一消息中提取所述数据,将所述数据转换成与集中式系统关联的第二数据协议,并且根据第二协议将第二消息中的所述数据发送至集中式系统中的其它地方。在一些实施例中,所述兼容插件根据所述第二数据协议在第三消息中接收来自集中式系统的指令,从所述第三消息中提取所述指令,将所述指令转换成所述第一数据协议,并且根据所述关联的机器仪器的第一协议发送第四消息中的指令。在一些实施例中,所述通信模块包括用于当插件管理器未能在插件库中查找到与选定的机器仪器的类型以及固件版本兼容的插件时,增加新插件至插件库的指令。在一些实施例中,所述通信模块请求从连接至集中式系统的用户界面中指定新插件。在一些实施例中,所述通信模块执行以下步骤中的至少一个:(1)请求指定新插件,以及(2)从连接至集中式系统的全局网络源中接收新插件。在一些实施例中,所述通信模块从连接至集中式系统的可拆卸存储器单元中接收新插件。在一些实施例中,所述插件库包含在能够从集中式系统移除的存储器的一部分中。根据本发明的另一方面,描述了一种用于在集中式系统和不同类型的机器仪器之间进行通信的方法,其中所述机器仪器的操作由固件版本所确定,对于每一机器健康状况仪器,能够独立且选择性更新所述固件版本。在所述集中式系统的插口处检测其中一个机器仪器与集中式系统之间的连接。所述集中式系统的插件管理器从机器仪器中请求并且接收机器仪器的类型以及固件版本,接着在插件库中搜索与所述机器仪器的类型以及固件版本适配的兼容插件。所述插件库中的每一插件与至少一种机器仪器类型以及至少一种固件版本关联,以及所述插件管理器将兼容插件与插口关联,使得所述兼容插件对集中式系统和机器仪器之间的通信进行解释。进行关联时,不改变其它插件和插口之间的关联并且不中断集中式系统和任何其它机器仪器之间的通信。根据本发明的再一方面,描述了一种包含机器程序的非瞬时计算机可读介质,通过使所述计算机的处理器执行如本文所述方法的步骤,所述机器程序使得计算机能够与不同类型的机器仪器进行通信,其中所述机器仪器的操作由固件版本所确定,对于每一机器仪器,能够独立并且选择性更新所述固件版本。附图说明当结合附图参考详细说明书考虑时,本发明进一步的优势会变得显而易见,而为了更清晰地显示出细节,附图并没有完全按照比例绘制,其中在几个视图中,相同的引用标记表示相同的元件,且其中:图1为根据本发明实施例的集中式系统的功能框图;图2为根据本发明实施例的集中式系统的更细节的功能框图;图3为根据本发明实施例的集中式系统的操作流程图;图4为根据本发明实施例的集中式系统的部分操作的更细节的流程图。具体实施方式现在参考图1,其示出了根据本发明实施例的集中式系统100。集中式系统100包括处理器116、存储器118、数据存储单元120、通信模块126以及通信端口128。在一些实施例中,集中式系统100为被专门编程来执行如本文所述功能的通用计算机。在其它实施例中,集中式系统100为定制的硬件。可以理解的是,集中式系统100的各种组件具有比图中所示的如在全系统(system-wide)总线上的数量有更多的连接。因此,可以理解的是,所示的通信线路实质为代表性的,例如,在一些实施例中,通信模块126能够直接与存储器118和数据存储单元120中的至少一个进行通信。在各个实施例中,存储器118为易失性和非易失性存储器组合的硬件结构,如各种RAM。存储器118包含了用于集中式系统100的操作程序设计、集中式系统100所收集的数据、关于与集中式系统100进行通信的外部硬件的信息、以及大体上如本文所述的其它信息。存储120为非易失性硬件结构,如硬盘驱动器、固态驱动器、此类电子数据存储结构阵列、或本领域目前公知的其它电子数据存储结构阵列。可以理解的是,在一些实施例中,部分存储120能够远程到集中式系统100的剩余组件。为简单起见,将集中式系统100的通信功能分成两个结构,即通信模块126以及通信端口128。在现代计算系统中,很难-但不是不可能-将那些纯硬件结构与那些纯软件结构分开。几乎每一集成计算结构在某种程度上都是两者的组合。有一点需要预先声明,一般而言,通信端口128包含集中式系统100的通信功能的硬件方面,通信模块126包含集中式系统100的通信功能的软件方面。缺少任何一方面,另一方面都将失去用处,并且要求彼此为集中式系统100提供通信。通信端口128包括能够使得集中式系统100的本地部分和集中式系统100的外部硬件之间进行通信的所有各种硬件端口结构。例如,用户界面122,如可包括显示器、定点设备、打印机、照相机、扬声器、麦克风以及其它类似硬件,通过通信端口128的合适硬件结构连接至集中式系统100。类似地,外部存储设备132,如USB记忆棒,通过通信端口的合适硬件结构连接至集中式系统100。在一些实施例中,通信端口128包括用于与数据网114连接的网络连接,如本地通用通信网或专用网。网络114继而能够连接到全局数据通信网,如因特网130。通信模块126为控制硬件通信端口128操作的软件。软件有时可存储在存储器118和数据存储单元120的至少一个中,或可更永久设置在通信端口128的非易失性存储器结构中。处理器116用于根据需要加载合适的控制程序以及驱动程序,这些程序构成接入通信端口128的合适结构的部分通信模块126。集中式系统100通过通信模块126以及通信端口128与数据源110进行通信。该通信能够通过共享的通用数据通信线路,如网络114或USB连接,或通过某些直接且单独的通信线路,如串行端口。数据源110可为单个机器上的单个机器仪器、多个机器仪器、不同机器或另一集中式系统100上的多个机器仪器。为简单起见,本文给出的实例描述了与机器仪器110的通信。下文将更详细描述关于与机器仪器110通信的通信模块126的相关操作。系统100提供用于与机器仪器110通信的某些核心功能,并且对来自机器仪器110的数据进行收集和解释。存储器118和数据存储单元120的至少一个可包括针对机器仪器110的软件,用于处理器116的操作。处理器116收集或产生的数据可存储在集中式系统100的存储设备120或其它地方中,以备将来使用。集中式系统100从机器仪器110收集的数据可包括但不限于石油分析、红外线分析、设备配置、机器诊断、机器防护等。发送给技术员的操作以及警告消息可输出到用户界面122。集中式系统100的一个优点在于其提供了一个基本框架,对于多种机器仪器110,该框架能够利用共用的数据收集服务以及应用程序,而无需复制整个集中式系统100。集中式系统100提供了一种标准机制,用于将不同机器仪器110的信息共享,而无需对每一机器仪器110使用专用的集中式系统100。当有多台机器由相同的集中式系统100监控时,集中式系统100还为技术员对共同的监控或保护服务以及应用程序提供一致性。现参考图2,其极详细示出了通信模块126。在所示实施例中,通信模块126包括插件管理器202、插件库204以及多个插口212,集中式系统100通过插口212与机器仪器110通信。需要再次提及的是,通信模块126一般表示集中式系统100的通信功能的软件部分。因此,插件管理器202,在一些实施例中,利用可为通信端口硬件结构128一部分的硬件,或在一些实施例中...
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