专利名称：监视技术装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监视技术装置的方法，该方法尤其可以在基于计算机的诊断系统中实现。
背景技术：
为了保证可靠和安全的运行，技术装置的监视方法尤其是在复杂的技术系统中是不能放弃的。在大多数公知的技术系统中，具有用于采集并根据预先给定的准则分析由系统所包含的技术装置的运行信号的传感器。其中，通常累计不同类型的运行信号，如温度、压力、电流或电压，此外这些运行信号大多不仅出现在技术系统的一个技术装置中，而且出现在多个技术装置中。另外，一个运行信号(如测量的温度)的类型可以涉及该技术装置的不同部件，因此用分别不同的、与各部件匹配的准则进行判断。
由此，监视一个技术装置或一个复杂技术系统的问题包括提出很多任务，尤其是涉及应当提出什么样的合适的准则来就运行信号的测量值是否代表了该技术装置的正常、期望运行或是否存在更改该技术装置的运行状态或进行修理的操作需求而正确地评价运行信号的测量值。
在现有技术中公开了监视技术装置的运行信号是否超过了绝对边界值的方法。该绝对边界值例如可以代表技术装置的运行边界，在该运行边界之外会由于超负荷而导致技术装置的崩溃。
其缺点是，当运行信号值已经远离正常运行并且接近绝对边界值时才会引起监视。但是，绝对边界值通常与技术装置的期望正常运行相隔很远，从而该公知的监视方法虽然可以防止技术装置的损坏，但无法识别出与期望正常运行相差较小的、但仍不期望的偏差。
此外，公开了利用诊断系统进行的监视方法，其中实施了费事的数学方法，例如采用回归分析或神经元网络来分析运行信号的当前值，并推导出运行状态的当前状态。
在此，利用数学方法确定运行信号的期望值，然后将该期望值与实际测量值进行比较。
其缺点是，首先这种方法具有高额的开发费用，以及缺乏到其它技术装置的可移植性。这种公知方法必须非常特殊和工作强度大地分别与受监视的技术装置相匹配。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提出一种用于监视技术装置的简单方法，该方法尤其是克服了上述问题，并且保证了技术装置具有与公知的更为费事方法类似的、很高的运行安全性。
根据本发明，该技术问题是通过一种用于监视技术装置的方法来解决的，该方法具有以下步骤1.在该技术装置运行期间采集技术装置的多个运行信号，2.利用来自该多个运行信号的至少一部分运行信号形成运行信号平均值，3.对至少一个运行信号形成标准化的运行信号，该标准化信号包括运行信号的当前值与运行信号平均值之间的偏差，以及4.将该标准化的运行信号与有关运行信号的参考值范围进行比较。
在此，本发明基于以下考虑待监视运行信号的标准化使得可以比观察运行信号的绝对值更好地判断该运行信号。运行信号的标准化值比该运行信号的纯绝对值包含更多的信息。例如，0°的标准化的运行信号值表示所观察的温度正好与涉及一个监视地点或技术装置的一个部件的所有受监视温度的平均值一样高。由此，仅仅知道了标准化的运行信号值就已经可以初步推导出所观察的运行信号值以很大的概率位于正常范围内。
而对绝对值的单纯的观察对此没有给出什么启示。
此外，标准化的运行信号还具有其值域无法进行如作为基础的绝对值那样大的扩展的优点。由此，对于标准化的运行信号来说不会出现如同对应的绝对值中那么大的波动，并且利用对相应标准化的运行信号值的分析可以极大简化对运行信号值的趋势的观察和判断。
在此，运行信号平均值可以包括被观察运行信号的算术或几何平均值；还可以考虑用于确定平均值的其它定义。
在一个优选实施方式中，利用标准化运行信号的最小值和最大值形成参考值范围。
在技术装置运行期间，被观察运行信号的值通常会出现一定的波动范围。在一段足够长的观察时间段之后，可以给出运行信号的标准化值的最小和最大值，它们可以作为运行边界而对应于标准运行。如果结果给出位于参考值范围之外的标准化的运行信号值，则强烈表示技术装置的运行状态(就所观察的运行信号来说)位于期望的标准运行之外。为了防止对监视的太剧烈的调用，另外设置一个围绕参考值范围的容差带。
在此，标准化运行信号的最小值和/或最大值可以或者从有关运行信号的实际测量值中确定，或者利用统计分布函数确定。
后一个实施方式的优点在于，用于确定最小值和最大值的较长的测试阶段变得多余，取而代之的是统计地确定这些值，例如将具有与相应应用情况匹配的分布参数的标准分布作为基础。
在特别优选的实施方式中，在技术装置运行期间多次确定参考值范围，并将标准化运行信号与各当前参考值范围进行比较。
在该实施方式中针对参考值范围进行一个学习过程，该学习过程由于可供利用的运行信号值的数量逐步增加而与技术装置的运行更好的匹配。
然后，在监视的每个时刻采用各当前参考值范围，从而可以不是在学习过程结束后才开始监视，而是实际上从技术装置开始一启动就按照逐渐提高的质量开始监视。
由于标准化运行信号的最小值和最大值可能出现变化，该变化在仅一次性确定参考值范围时无法被采集到，因此当前参考值范围的质量会提高。例如在燃烧器运行期间由于偶然的影响而可能使火焰的温度很容易向上或向下变化，但不会因此干扰燃烧器的期望的正常运行。在该实施方式中，通过为了避免太剧烈和过多地调用监视而相应匹配标准化运行信号的最小值和/或最大值来考虑这一点。
此外优选的是，另外将运行信号的当前值与事先确定的监视边界值进行比较。
在此，监视边界值表示由于基本的运行条件和/或技术装置的结构而事先已知、并且在该技术装置运行期间不允许违反的运行边界。例如可以是不允许超越的最大容许温度。
如果在本发明的基本方法中由于暂时的、对于正常运行可忽略不计的效应或偶然干扰(例如在信号记录时)而确定了一个包括违反了事先设置的监视边界值的最小值和/或最大值的参考值范围，则基于该事先设置的监视边界值对运行信号的额外监视可以提供上述运行边界不被超越的安全性。
在另一个实施方式中对于每一类运行信号都形成相应的运行信号平均值。
如本文开始提到的那样，在技术装置中经常会出现不同类型的运行信号，例如温度、电流、电压、流量等。
在此，每一种类型又可以对应于该技术装置的不同部件，例如在电机中可以记录轴承温度和外壳温度，它们虽然都是温度类型，但涉及技术装置的不同部件。
在该实施方式中，至少对相同类型的运行信号分别形成单独的运行信号平均值，其中可以设置其它涉及技术装置的不同部件的细划分。
特别有利的是，分别利用本发明的方法对技术装置的每个部件进行监视，其中针对技术装置的每个部件、针对这些部件的每一种运行信号类型分开确定相应的运行信号平均值。
下面详细示出本发明的实施例。
图1示出构成为燃气轮机的燃烧室的技术装置以说明本发明的方法。
具体实施例方式
在图1中以横截面示出构成为燃气轮机的燃烧室的技术装置1。
在所示的横截面中，燃烧室包括传感器5、51，它们沿着燃烧室壁20的外围设置。传感器5、51在此对应于没有详细示出的燃烧器，并且应当采集燃烧器的相应火焰温度。
从利用传感器5、51采集的运行信号的值中形成运行信号平均值15。
在图1中为了更好的说明以及与燃烧器更好的空间对应，将确定的运行信号平均值15显示为圆形的等势线，该等势线围绕燃烧室横截面的中心分布。
对于每个燃烧器5、51的每个运行信号，分别形成一个标准化的运行信号17、171，其中有关运行信号的相应实际温度测量值减小了运行信号平均值15那么多，从而标准化的运行信号17、171分别表示与运行信号平均值15之间的偏差。
除了将运行信号平均值15与对应运行信号的实际测量值进行上述相减之外，还可以将实际测量值与运行信号平均值15设置为比例关系，从而给出代表实际测量值与运行信号平均值15之间偏差的商。
在图1中还示出值轴10，其示出温度逐步增加的方向，从而能利用标准化的运行信号17、171显示燃烧室的温度曲线25。
在燃烧室运行期间，对于每一个传感器5、51都给出针对有关标准化运行信号17、171的最小值30和最大值32。这些最小值30和最大值32定义了参考值范围35。
温度曲线25是燃烧室横截面瞬时或更确切地说是短时间观察的温度分布，因此在燃烧室运行期间会发生变化，例如由于燃料输入和/或空气输入的变化、负载波动、燃烧器干扰等等原因。
与此不同，最小值30和最大值32不是瞬时或短时间记录的值，而是在一个运行时间段内设置的最小和最大运行信号值，它们以较大的概率表示燃烧室的正常运行范围。
优选对于每个运行信号分开确定最小值30和最大值32，因为通常每个产生相应运行信号的部件不是完全与其它对应部件相同，因此可以为每个运行信号分别形成不同的、即使只是很少不同的参考值范围35。
在图1中为了更好的说明只示出了一个参考值范围35。
权利要求
1.一种用于监视技术装置(1)的方法，其特征在于以下步骤a)在该技术装置(1)运行期间采集该技术装置(1)的多个运行信号，b)利用来自该多个运行信号的至少一部分运行信号形成运行信号平均值(15)，c)对至少一个运行信号形成标准化的运行信号(17，171)，该标准化信号包括运行信号的当前值与运行信号平均值(15)之间的偏差，以及d)将该标准化的运行信号(17，171)与有关运行信号的参考值范围(35)进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述标准化运行信号(17，171)的最小值(30)和最大值(32)形成所述参考值范围(35)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从有关运行信号的实际测量值中确定所述标准化运行信号(17，171)的最小值(30)和/或最大值(32)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用统计分布函数确定所述标准化运行信号(17，171)的最小值(30)和/或最大值(32)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述技术装置(1)运行期间多次确定参考值范围(35)，并将标准化运行信号(17，171)与各当前参考值范围(35)进行比较。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，另外将所述运行信号的当前值与事先确定的监视边界值进行比较。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，对于每一类运行信号都形成相应的运行信号平均值(15)。
全文摘要
在一种用于监视技术装置(1)的本发明的方法中，在运行期间采集多个运行信号。利用该运行信号形成运行信号平均值(15)，并从中产生至少一个标准化运行信号(17，171)。最后将该标准化运行信号(17，171)与有关运行信号的参考值范围(35)进行比较。
文档编号G05B23/02GK1890615SQ200480036883
公开日2007年1月3日 申请日期2004年11月26日 优先权日2003年12月12日
发明者安德烈亚斯·博德 申请人:西门子公司