(57)【要約】  ユーザインタフェースおよびメモリデバイスに接続されたコンピュータデバイスを用いて実施されるガスタービンの補助システム内の異常を監視および診断するためのシステムおよび方法が提供される。複数のルールセットをメモリデバイスに保存することと、ガスタービンに対応付けられた状態監視システムからリアルタイムデータ入力と履歴データ入力を受信すること、受信された入力を用いてガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータのうちのいくつかの値を推定することを含み、ルールセットは、ガスタービンの補助システムと関連したものであり、リアルタイムデータ入力と関連したリアルタイムデータ出力の関係式として表現されるルールを含み、関係式は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータに固有のものであり、データ入力は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたプロセスパラメータに関連する。【選択図】図５
2015509566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザインタフェースおよびメモリデバイスに接続されたコンピュータデバイスを用いて実施される、ガスタービンの補助システム内の異常を監視および診断するためのコンピュータ実施方法であって、
複数のルールセットをメモリデバイスに保存することであって、前記ルールセットは、前記ガスタービンの補助システムと関連したものであり、
前記ルールセットは、リアルタイムデータ入力と関連したリアルタイムデータ出力の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含み、
前記関係式は、前記ガスタービンの前記補助システムに対応付けられたパラメータに固有のものである、保存すること、
前記ガスタービンに対応付けられた状態監視システムからリアルタイムデータ入力と履歴データ入力を受信することであって、前記データ入力は、前記ガスタービンの前記補助システムに対応付けられたプロセスパラメータに関するものである、受信すること、
前記受信された入力を用いて、前記ガスタービンの前記補助システムに対応付けられた前記パラメータのうちの少なくともいくつかの値を推定すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記補助システムに対応付けられた前記パラメータの前記推定された値を、それぞれの実測値と比較すること、
前記比較を用いて、影響を受けている１つまたは複数の前記補助システムに関する障害追跡活動を含む助言メッセージを生成すること、
を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ベアリング径方向振動システム、ベアリング金属温度システム、鉱物性潤滑油システム、作動油システム、タービンのホイールスペース、圧縮機の注気弁、燃焼スプレッド、排気温度システム、および換気システムのうちの少なくとも１つに関する処理パラメータを表す入力を受信することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
鉱物性潤滑油システムに関する処理パラメータを表す入力を受信することは、前記鉱物性潤滑油システムのセンサ器具の故障、油漏れ、ポンプの故障、および蒸気／油セパレータの異常のうちの少なくとも１つを表す入力を受信することを含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記作動油システムに関する処理パラメータを表す入力を受信することは、センサ器具の故障、油漏れ、ポンプの故障、およびバルブの問題のうちの少なくとも１つを表す入力を受信することを含む、請求項３記載の方法。
【請求項６】
軸流圧縮機および流れ連通状態の低圧タービンを備えるガスタービンの補助システムのための監視および診断システムであって、
前記補助システムに関する複数のルールセットを含み、
前記ルールセットそれぞれが、リアルタイムデータ入力に関係したリアルタイムデータ出力の関係式を含み、
前記関係式は、前記補助システムのそれぞれのプロセスパラメータに関する入力に固有のものである、
システム。
【請求項７】
前記ルールセットは、ベアリング径方向振動システム、ベアリング金属温度システム、鉱物性潤滑油システム、作動油システム、タービンのホイールスペース、圧縮機の注気弁、燃焼スプレッド、排気温度システム、および換気システムのうちの少なくとも１つに関する処理パラメータを表す入力を受信するように構成されている、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記ルールセットは、前記ベアリング径方向振動システムの器具の故障および前記ベアリング径方向振動システムの実際の異常挙動を表す入力を受信するように構成された、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記ルールセットは、前記ベアリング金属温度システムの器具の故障および前記ベアリング金属温度システムの実際の異常挙動を表す入力を受信するように構成された、請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
前記ルールセットは、推定される前記補助システムプロセスパラメータ値に関するリアルタイムデータ入力を用いて、推定された補助システムプロセスパラメータ値を判断するように構成された、請求項６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本説明は、全般的に、機械／電気機器の動作、監視、および診断法に関し、特に、重荷重ガスタービンの異常な挙動をオペレータに自動的に知らせるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械の正常性を監視し、機械の異常状態をオペレータに警告することは、１台またはすべての機械を操作する上で重要な部分である。特に、選択された補助システムのプロセスパラメータを監視することは、ガスタービン補助システムの正常性を監視する上で重要である。ほとんどの補助システムプロセスパラメータをオンラインで推定するための監視システムで知られているものは、現時点では存在せず、測定されたパラメータのみが監視される。測定値と予測値を比較するのではなく、警報の閾値を定めるための動的なベースラインおよび物理洞察は知られていない。この計算なしでは、プリセット値からの一定のずれに基づいた静的な閾値しか使えない。また、補助システムプロセスパラメータを推定しないと障害追跡が妨げられる。例えば、予測値と測定値の間のずれの発生源について判断を行うことができる。また、動作条件を急いで変更したり、または、動作条件を非常にゆっくり変更することにより、オペレータが異常状態を認識したり、または、この異常状態を緩和するためにどのような動作変更を行えるかを識別したりすることが困難となり得る。
【０００３】
知られている補助システム監視システムのうちの少なくとも一部は、測定値だけを監視し、同タイプの機械の履歴データを使用して静的な閾値が予め定義され、予め定義された閾値を測定値が超えると警報が発せられる。マシンの稼働状態または負荷状態を考慮しないこれらの閾値を定義し改良するには、多くの試みが必要である。そのようなシステムは誤警報を多発しすぎる傾向があり、現実の障害が検出されるのが一般に遅すぎる。また、そのようなシステムでは、ごく限られた障害追跡情報しか提供されないか、または、障害追跡情報は全く提供されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２３４５８７８号公報
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態において、ユーザインタフェースおよびメモリデバイスに接続されたコンピュータデバイスを用いて実施される、ガスタービンの補助システム内の異常を監視および診断するためのコンピュータ実施方法が、
複数のルールセットをメモリデバイスに保存することであって、ルールセットは、ガスタービンの補助システムと関連したものであり、
ルールセットは、リアルタイムデータ入力と関連したリアルタイムデータ出力の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含み、
関係式は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータに固有のものである、保存すること、
ガスタービンに対応付けられた状態監視システムからリアルタイムデータ入力と履歴データ入力を受信することであって、データ入力は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたプロセスパラメータに関するものである、受信すること、
受信された入力を用いて、ガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータのうちの少なくともいくつかの値を推定すること、
を含む。
【０００６】
別の実施形態において、軸流圧縮機および流れ連通状態の低圧タービンを備えるガスタービンの補助システムのための監視および診断システムは、補助システムに関する複数のルールセットを備えており、
ルールセットそれぞれが、リアルタイムデータ入力に関係したリアルタイムデータ出力の関係式を含み、
関係式は、補助システムのそれぞれのプロセスパラメータに関する入力に固有のものである。
【０００７】
更に別の実施形態において、コンピュータ実行可能命令を含む１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が、
少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、コンピュータ可読命令はプロセッサに、
ガスタービンの補助システムプロセスパラメータの測定値を受信させ、
ガスタービンに対応付けられたパラメータの測定値および推定値を受信させ、
受信された測定値それぞれの期待値を推定させ、
期待値を測定値それぞれと比較させ、および比較に基づいて取るべき行動を推奨する助言メッセージを生成させる。
【０００８】
図１〜図５は、本明細書に記載されている方法およびシステムの例示的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示的な実施形態による遠隔監視および診断システムの概略ブロック図である。
【図２】分散制御システム（ＤＣＳ）などのローカル工業プラント監視および診断システムのネットワークアーキテクチャの例示的な実施形態のブロック図である。
【図３】図１に示されるＬＭＤＳと併用できる例示的なルールセットのブロック図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態によるルール構築ツールのスクリーンキャプチャである。
【図５】例示的な補助システムプロセスパラメータ、すなわちタンク差圧プロセスパラメータのための論理の流れを示す、層状の流れ図５００である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一部の図面には種々の実施形態の具体的な特徴が示され、他の図面には示されていないこともあるが、これは便宜上のことに過ぎない。いずれかの図面のいずれかの特徴が、いずれかの他の図面のいずれかの特徴と組み合わせて参照および／または請求される場合もある。
【００１１】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態を限定条件としてではなく例として示す。本発明は、産業用途、民生用途、および住居用途で機器動作を監視する分析的実施形態および体系的実施形態に汎用性があると考えられる。
【００１２】
本明細書に記載の補助システムルールセットは、例えば、ベアリング径方向振動ルールセット、ベアリング金属温度ルールセット、鉱物性潤滑油システムルールセット、作動油システムルールセット、ホイールスペースルールセット、注気弁ルールセット、燃焼スプレッドルールセット、排気温度ルールセット、および換気システムルールセットを含む。
【００１３】
図１は、本発明の例示的な実施形態による遠隔監視および診断システム１００の概略ブロック図である。例示的な実施形態において、システム１００は遠隔監視および診断センタ１０２を備えている。遠隔監視および診断センタ１０２は、運用エンティティなどの個別の企業エンティティによって購入され操作される複数の機器のＯＥＭなどのエンティティによって操作される。例示的な実施形態において、ＯＥＭと運用エンティティは支援協定を結び、それによって、ＯＥＭは運用エンティティに対して購入機器に関するサービスを提供する。運用エンティティは、１つの拠点または多数の拠点で購入機器を所有して運用することができる。また、ＯＥＭは、それぞれ１つの拠点または多数の拠点で購入機器を所有して運用している複数の運用エンティティと支援協定を結ぶことができる。多数の拠点それぞれが、同一の個別機器、または機器列などの複数の同一機器セットを備えることができる。また、少なくともいくつかの機器はある拠点に特有のものであってもよいし、または、すべての拠点に特有のものであってもよい。
【００１４】
例示的な実施形態において、第１の拠点１０４は、それぞれが個々の機器センサとインタフェースをとって、個々の機器の制御と操作を行うように機器を制御するように構成される、１つまたは複数のプロセスアナライザ１０６、機器監視システム１０８、機器ローカル制御センタ１１０、ならびに／または、監視および警報パネル１１２を含んでいる。１つまたは複数のプロセスアナライザ１０６、機器監視システム１０８、機器ローカル制御センタ１１０、ならびに／または監視および警報パネル１１２は、ネットワーク１１６を介してインテリジェント監視および診断システム１１４通信可能に接続される。インテリジェント監視および診断（ＩＭＡＤ）システム１１４は、更に、他のオンサイトシステム（図１に示されていない）ならびにこれらに限定されるものではないが遠隔監視および診断センタ１０２などのオフサイトシステムと通信するように構成される。種々の実施形態において、ＩＭＡＤ１１４は、例えば、専用ネットワーク１１８、無線リンク１２０、およびインターネット１２２を用いて遠隔監視および診断センタ１０２と通信するように構成される。
【００１５】
複数の他の拠点、例えば第２の拠点１２４および第ｎの拠点１２６、の各々は、第１の拠点１０４と厳密に同様であってもよいし、または、厳密には同様でなくてもよいが、第１の拠点１０４と実質的に同様とすることができる。
【００１６】
図２は、分散制御システム（ＤＣＳ）２０１などのローカル工業プラント監視および診断システムのネットワークアーキテクチャ２００の例示的な実施形態のブロック図である。工業プラントは、ガスタービン、遠心圧縮機、ギヤボックス、発電機、ポンプ、モータ、送風機、およびプロセス監視センサなどの複数のプラント機器を備えることができる。これらのプラント機器は、相互接続配管を介して流れ連通状態で接続され、また、１つまたは複数の遠隔入力／出力（Ｉ／Ｏ）モジュールと、相互接続配線および／または無線通信とを介してＤＣＳ２０１と信号通信可能に接続される。例示的な実施形態では、工業プラントはネットワークバックボーン２０３を含むＤＣＳ２０１を備えている。ネットワークバックボーン２０３は、例えば、ツイストペアケーブル、シールド同軸ケーブル、もしくは光ファイバーケーブルから作製された配線接続されるデータ通信経路であってもよいし、または、少なくとも部分的に無線であってもよい。ＤＣＳ２０１は、工業プラント拠点または遠隔地に位置するプラント用機器にネットワークバックボーン２０３を介して通信可能に接続されるプロセッサ２０５を備えることもできる。機械は何台でもネットワークバックボーン２０３に作用的に接続できると理解すべきである。機械の一部をバックボーン２０３に配線接続してもよいし、機械の他の部分をＤＣＳ２０１と通信可能に接続された無線基地局２０７を介してネットワークバックボーン２０３に無線接続してもよい。工業プラント内の１つまたは複数のシステムと相互接続したままで、工業プラントから離れた位置にある機器またはセンサなどとのＤＣＳ２０１の有効通信範囲を広げるために、無線基地局２０７を使用してもよい。
【００１７】
ＤＣＳ２０１は、複数の機器と関連した動作パラメータを受信して表示するように構成されてもよいし、自動制御信号を発生して、工業プラントの機器の動作を制御するための手動制御入力を受信するように構成されてもよい。例示的な実施形態において、ＤＣＳ２０１はソフトウェアコードセグメントを含んでいてもよい。このソフトウェアコードセグメントは、プロセッサ２０５を制御して、工業プラントの機械のオンライン監視および診断を可能にするＤＣＳ２０１で受信されたデータを分析するように構成される。データは、ガスタービン、遠心圧縮機、ポンプとモータ、関連プロセスセンサ、および、例えば、振動、地震、温度、圧力、電流、電圧、周囲温度、周囲湿度用のセンサを含むローカル環境センサを含む各機械から回収してもよい。データは、ローカル診断モジュールもしくは遠隔入力／出力モジュールで前処理してもよいし、または、生の形でＤＣＳ２０１へ送信してもよい。
【００１８】
ローカル監視および診断システム（ＬＭＤＳ）２１３は、例えば、ネットワークバックボーン２０３を介してＤＣＳ２０１および他の制御システム２０９ならびにデータソースと通信するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの別個のアドオンハードウェアデバイスであってもよい。ＬＭＤＳ２１３は、ＤＣＳ２０１上および／または１つもしくは複数の他の制御システム２０９上で実行されるソフトウェアプログラムセグメントに具現化されてもよい。したがって、ＬＭＤＳ２１３は、ソフトウェアプログラムセグメントの一部がいくつかのプロセッサ上で同時に実行されるように分散式に動作してもよい。それゆえ、ＬＭＤＳ２１３をＤＣＳ２０１および他の制御システム２０９の動作に完全に統合することができる。ＬＭＤＳ２１３は、ＤＣＳ２０１、データソース、および他の制御システム２０９が受信したデータを分析し、機械および／または機械を使うプロセスの動作正常性を工業プラントの包括的視点を用いて判断する。
【００１９】
例示的な実施形態では、ネットワークアーキテクチャ１００はサーバグレードのコンピュータ２０２と１つまたは複数のクライアントシステム２０３を備えている。サーバグレードのコンピュータ２０２は、データベースサーバ２０６、アプリケーションサーバ２０８、ウェブサーバ２１０、ファクスサーバ２１２、ディレクトリサーバ２１４、およびメールサーバ２１６を更に備えている。それぞれのサーバ２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、および２１６を、サーバグレードのコンピュータ２０２上で実行されるソフトウェアに具現化してもよいし、または、サーバ２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６の任意の組合せを、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（図示せず）に接続される別個のサーバグレードのコンピュータ上に単独でまたは組み合わせて具現化してもよい。データ記憶装置２２０はサーバグレードのコンピュータ２０２に接続される。また、システムアドミニストレータのワークステーション、ユーザのワークステーション、および／またはスーパーバイザのワークステーションなどのワークステーション２２２がネットワークバックボーン２０３に接続される。あるいは、ワークステーション２２２はインターネットリンク２２６を用いてネットワークバックボーン２０３に接続されるか、または無線基地局２０７を介するなど、無線接続を介して接続される。
【００２０】
各ワークステーション２２２は、ウェブブラウザを備えるパーソナルコンピュータであってもよい。通常、ワークステーションで実施される機能は、それぞれのワークステーション２２２で実施されるものとして示されるが、ネットワークバックボーン２０３に接続された多数のパーソナルコンピュータのうちの１台でそのような機能を実施することができる。ワークステーション２２２は、ネットワークバックボーン２０３へのアクセス権を持つ個人が実施できる種々のタイプの機能を理解しやすくするためだけに、別々の例示的な機能と関連するものとして説明される。
【００２１】
サーバグレードのコンピュータ２０２は、従業員２２８、例えばサービスプロバイダ２３０などのサードパーティを含むさまざまな個人に通信可能に接続されるように構成されている。例示的な実施形態における通信はインターネットを用いて実施されるものとして示されているが、他の実施形態においては、他のどのような広域ネットワーク（ＷＡＮ）タイプの通信をも利用可能である。すなわち、システムおよびプロセスはインターネットを用いて実施されるものに限定されない。
【００２２】
例示的な実施形態では、ワークステーション２３２を所有する認可された任意の個人がＬＭＤＳ２１３にアクセスできる。少なくとも１つのクライアントシステムは、遠隔地にあるマネージャワークステーション２３４を備えてもよい。ウェブブラウザを備えるパーソナルコンピュータ上にワークステーション２２２を具現化してもよい。ワークステーション２２２は、サーバグレードのコンピュータ２０２と通信するようにも構成される。また、ファクスサーバ２１２は、電話リンク（図示せず）を用いるクライアントシステム２３６を含む、遠隔に位置するクライアントシステムと通信を行う。ファクスサーバ２１２は、同様に他のクライアントシステム２２８、２３０、２３４と通信するように構成される。
【００２３】
以下により詳細に説明するＬＭＤＳ２１３のコンピュータ化されたモデリングおよび分析ツールはサーバ２０２に保存してもよく、いずれのクライアントシステム２０４の１つにおいても要求者はアクセス可能である。一実施形態において、クライアントシステム２０４はウェブブラウザを含むコンピュータであるので、サーバグレードのコンピュータ２０２はインターネットを使ってクライアントシステム２０４にアクセス可能である。クライアントシステム２０４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワーク、ダイヤルイン接続、ケーブルモデム、および特別な高速ＩＳＤＮラインを含む多くのインタフェースを介して、インターネットに相互接続される。クライアントシステム２０４は、ウェブベース電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、または他のウェブベースの接続可能機器を含む、インターネットと相互接続可能なデバイスであれば、どのようなデバイスとすることもできる。データベースサーバ２０６は、以下に更に詳述されるように、工業プラント１０に関する情報を含むデータベース２４０に接続される。一実施形態において、一元管理データベース２４０がサーバグレードのコンピュータ２０２に保存されており、クライアントシステム２０４のうちの１台を介してサーバグレードのコンピュータ２０２にログオンすることによって、潜在ユーザがクライアントシステム２０４のうちの１台で一元管理データベース２４０にアクセスできる。別の実施形態において、データベース２４０はサーバグレードのコンピュータ２０２から遠隔に保存され、一元管理されなくてもよい。
【００２４】
他の工業プラントシステムが、ネットワークバックボーン２０４への別個の接続を介して、サーバグレードのコンピュータ２０２および／またはクライアントシステム２０４にアクセス可能なデータを提供してもよい。対話型電子技術マニュアルサーバ２４２は、各機械の構成に関する機械データを求める要求に応じる。そのようなデータは、ポンプ曲線、モータ馬力定格、絶縁クラス、フレームサイズなどの運用能力；寸法、回転子バーまたはインペラブレードの数などの設計パラメータ；ならびに機械に対する現場修正、検査前および検査後アライメント測定、機械がその本来の設計条件に戻らない、機械に対して実施される修理などの機械類整備履歴を含んでいてもよい。
【００２５】
携帯型振動モニタ２４４は断続的にＬＡＮに接続していてもよい。ＬＡＮには直接接続してもよいし、または、ワークステーション２２２またはクライアントシステム２０４に含まれるポートなどのコンピュータ入力ポートを介して接続してもよい。通常、振動データは例えば月に１回または他の周期で所定の機械リストから定期的にデータを回収する、あるルートで回収される。振動データは、障害追跡、整備、およびコミッショニング活動と組み合わせて回収してもよい。また、振動データは、リアルタイムベースまたはほぼリアルタイムベースで連続的に回収してもよい。そのようなデータでＬＭＤＳ２１３のアリゴリズムの新基準を定めてもよい。同様に、プロセスデータもルートベースで回収してもよいし、または、障害追跡、整備、およびコミッショニング活動中に回収してもよい。また、プロセスデータの中には、リアルタイムベースまたはほぼリアルタイムベースで連続的に回収できるものもある。あるプロセスパラメータが永久的に計測されなくてもよく、携帯型プロセスデータコレクタ２４５がＬＭＤＳ２１３にアクセスできるように、携帯型プロセスデータコレクタ２４５を使って、ワークステーション２２２を介してＤＣＳ２０１にダウンロード可能なプロセスパラメータデータを回収してもよい。プロセス流体アナライザおよび汚染排出アナライザ等によって計測される他のプロセスパラメータデータを複数のオンラインモニタ２４６を介してＤＣＳ２０１に供給してもよい。
【００２６】
さまざまな機械に供給される、または工業プラントで発電機によって発電される電力を、各機械に関連付けられたモータ保護リレー２４８で監視してもよい。通常、そのようなリレー２４８は、モータ制御センタ（ＭＣＣ）内または機械に（電力を）供給するスイッチギヤ２５０内の、監視対象機器から離れた位置にある。保護リレー２４８の他に、スイッチギヤ２５０は、監視制御データ収集システム（ＳＣＡＤＡ）を備えることもできる。ＳＣＡＤＡは、ＬＭＤＳ２１３に、工業プラントの、例えば変電所内にある機器である電源または送電システム（図示せず）、または、遠隔送電線遮断器および線路パラメータを提供する。
【００２７】
図３は、（図１に示される）ＬＭＤＳ２１３と併用できる例示的なルールセット２８０のブロック図である。ルールセット２８０は、１つまたは複数のカスタムルールの組合せであってもよいし、カスタムルールの挙動と状態を定める一連のプロパティであってもよい。ルールおよびプロパティはＸＭＬストリングのフォーマットで抱き合わせて保存してもよい。ＸＭＬストリングはファイルに保存するときに２５文字の英数字キーに基づいて暗号化してもよい。ルールセット２８０は、１つまたは複数の入力２８２と１つまたは複数の出力２８４とを含むモジュール型知識セルである。入力２８２は、ＬＭＤＳ２１３内の特定の位置からルールセット２８０へデータを導くソフトウェアのポートであってもよい。例えば、ポンプ用外付け振動センサからの入力がＤＣＳ２０１内のハードウェアの入力終端に送信されてもよい。ＤＣＳ２０１は、この信号を受信するための上記終端においてこの信号をサンプリングしてもよい。信号は、その後、処理され、ＤＣＳ２０１にアクセス可能および／またはＤＣＳ２０１と一体のメモリ内のある位置に保存されてもよい。メモリ内の上記位置の中身をルールセット２８０が入力として利用できるように、ルールセット２８０の第１の入力２８６をメモリ内の上記位置にマッピングしてもよい。同様に、メモリ内の上記位置がルールセット２８０の出力２８８を含むように、ＤＣＳ２０１にアクセス可能なメモリ内の別の位置または別のメモリに出力２８８をマッピングしてもよい。
【００２８】
例示的な実施形態において、ルールセット２８０は、例えば、ガス注入プラント、液体天然ガス（ＬＮＧ）プラント、発電プラント、精製所、化学処理施設などの工業プラントで動作する機器に付随する特定の問題の監視および診断に関する１つまたは複数のルールを含む。ルールセット２８０は工業プラントと併用されるものという観点で説明されているが、いずれかの知識を取り込むようにルールセット２８０を適宜構成してもよいし、いずれかの分野におけるソリューションを確定するためにルールセット２８０を使用してもよい。例えば、ルールセット２８０は、経済行動、金融活動、気象現象、および設計プロセスに関する知識を含んでもよい。更に、これらの分野の問題に対するソリューションを確定するためにルールセット２８０を使用してもよい。ルールセット２８０は１つまたは多数の情報源の知識を含むので、ルールセット２８０が適用されるシステムであれば、どのようなシステムにも知識の送信が行われる。入力２８２および出力２８４の仕様によってルールセット２８０をＬＭＤＳ２１３に適用できるように、出力２８４を入力２８２に関連付けるルールの形で知識が取り込まれる。ルールセット２８０は、特定のプラント資産に固有のルールだけを含むこともできるし、特定のプラント資産に対応付けられた、起こりうる１つの問題だけに向けられたものであってもよい。例えば、ルールセット２８０は、モータまたはモータ／ポンプの組合せだけに適用可能なルールだけしか含んでいなくてもよい。ルールセット２８０は、振動データを用いてモータ／ポンプの組合せの正常性を確定するルールだけしか含んでいなくてもよい。ルールセット２８０は、診断ツール一式を用いてモータ／ポンプ組合せの正常性を確定するルールを含んでもよい。診断ツール一式は、振動分析技術の他に、例えば、モータ／ポンプの組合せ用の性能計算ツールおよび／または財務計算ツールを含んでもよいが、これに限定されるものではない。
【００２９】
動作中、ルールセット２８０は、入力２８２と出力２８４の間の関係の入力をユーザに促すソフトウェア開発ツール内に作られる。入力２８２は、例えばデジタル信号、アナログ信号、波形、処理済みの信号、手作業で入力されたパラメータおよび／または設定パラメータ、ならびに他のルールセットからの出力を表すデータを受信してもよい。ルールセット２８０内のルールには、論理的ルール、数値アルゴリズム、波形および信号処理技術のアプリケーション、エキスパートシステムと人工知能アルゴリズム、統計ツール、ならびに出力２８４を入力２８２に関係付けることもできる他のいずれかの表現が含まれてもよい。出力２８４は、予約され、各出力２８４を受信するように設定された、メモリ内のそれぞれの位置にマッピングされてもよい。次いで、ＬＭＤＳ２１３およびＤＣＳ２０１はメモリ内の位置を使用して任意の監視機能および／または制御機能を実施してもよい。ＬＭＤＳ２１３およびＤＣＳ２０１は実行するようにプログラムされてもよい。介在するデバイスを介して直接的または間接的に入力２８２がルールセット２８０に供給されてもよいし、出力２８４がルールセット２８０に供給されてもよいが、ルールセット２８０のルールはＬＭＤＳ２１３およびＤＣＳ２０１とは独立に動作する。
【００３０】
ルールセット２８０の作成中、当該分野の人間の専門家が、開発ツールを使って１つまたは複数のルールをプログラミングすることによって、特に特定の資産に当該分野の知識を提示する。これらのルールは、ルールのコーディングは不要であるなど、出力２８４と入力２８２の間の関係式を生成することによって作成される。オペランドは、グラフィカルな方法を用いて、例えば、開発ツールに組み込まれているグラフィカルユーザインタフェース上でドラッグアンドドロップを用いて、オペランドのライブラリから選択されてもよい。オペランドのグラフィック表示は、スクリーンディスプレイ（図示せず）のライブラリ部から選択され、ルール生成部にドラッグアンドドロップされてもよい。入力２８２およびオペランドの間の関係は論理的に表示されるように配列され、選択された特定のオペランドおよび入力２８２のうちの特定のものに基づいて、定数などの値を入力するようにユーザを適時促す。専門家の知識を取得するのに必要な多くのルールが作成される。したがって、ルールセット２８０は、顧客の要求またはルールセット２８０の特定分野の現状技術に基づいて、強力な診断および／もしくは監視ルールセットを含むこともできるし、または、それほど強力ではない診断および／もしくは監視ルールセットを含むこともできる。開発ツールは、種々の組合せを確実なものとするために開発中にルールセット２８０を試験するための資源を提供し、入力２８２の値は出力２８４において予想される出力を発生させる。
【００３１】
図４は、本開示の例示的な実施形態によるルール構築ツール４００のスクリーンキャプチャである。例示的な実施形態において、ツール４００は、ルールセット、特に監視対象の各補助システムパラメータに関するルールセットを生成するために容易に操作されるプログラムされた動作を表すオブジェクトを使用する。オブジェクトは、オペレータセレクションタブ４０４でアクセスされるオペレータ選択エリア４０２で選択される。機能選択タブ４０６、熱力学アルゴリズムタブ４０８、構造タブ４１０も選択することができる。オブジェクトは作業エリア４１２にドラッグされる。作業エリア４１２では、オペレータオブジェクトが、測定されたパラメータまたは推定されたパラメータから出力を生成するためのロジックを構築するためのタグと関連付けされる。
【００３２】
図５は、例示的な補助システムプロセスパラメータ、すなわちタンク差圧プロセスパラメータのための論理の流れを示す層状の流れ図５００である。図５００は、ルールセットによって要注意と示されるであろう兆候を列挙するための兆候レーン５０２を備える。助言を生成するに相当するパラメータまたは状態とともに、関心の兆候の発生源のタグが列挙される。図５００は、レーン５０２に列挙した兆候の可能原因を列挙するためのレーン５０４も含んでいる。アクションレーン５０６には、発生源を切り離し、場合によっては是正しやすくするために診断担当技術者が従うべき命令が列挙される。種々の実施形態において、診断担当技術者はガスタービンの動作を遠隔で監視するサードパーティである。推奨レーン５０８には、ガスタービンのオペレータに対する推奨事項が列挙されるが、これは、診断担当技術者に送信される処置よりも深く掘り下げたものであってもよいし、または、より多くの介入を要するものであってもよい。
【００３３】
図面に記載されているロジックの流れは、望ましい結果を達成するために、記載されている特定の順番または順序を要求するものではない。また、他の工程が提供されてもよいし、または、前述の流れから工程を削除してもよく、前述のシステムに他のコンポーネントを追加してもよいし、または、前述のシステムから取り除いてもよい。したがって、他の実施形態も以下の請求の範囲内にある。
【００３４】
特に詳細に説明がなされた上記実施形態は単なる例すなわち可能実施形態であり、含むことができる他の組合せ、追加物、または変更例が多数あることを理解されたい。
【００３５】
コンポーネントの特定の呼称、用語の大文字化、属性、データ構造、または他の任意のプログラミング上または構造上の態様は、必然的なものでも重大なものでもなく、また、本発明またはその特徴を実施する機構が、他の名称、形式、またはプロトコルを備えていてもよい。また、このシステムは、上述のように、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せを介して実現されてもよいし、または完全にハードウェア要素内に実現されてもよい。なお、本明細書に記載されている種々のシステムコンポーネント間での機能類の特定の分割は一例に過ぎず、必然的なものではない。単一のシステムコンポーネントによって実施される機能は、その代りに、多数のコンポーネントで実施されてもよいし、多数のコンポーネントで実施される機能は、その代りに、単一のコンポーネントで実施されてもよい。
【００３６】
上記説明の何箇所かで、情報に関する動作のアルゴリズムおよび記号表現で特徴が示されている。これらのアルゴリズムによる説明および表現は、データ処理技術の当業者が作業の実体を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用されている場合がある。機能的または論理的に説明されているが、これらの動作はコンピュータプログラムによって実施されるものであると理解される。また、一般性を損なわずに、モジュールとしてまたは機能名でこれらの一連の動作を呼ぶことが、ときには便利であることが分かっている。
【００３７】
上記論述から明らかであるように、他に特に記載なき場合、この説明の全体を通じて、「処理（する）」または「算出（する）」または「計算（する）」または「判断（する）」または「表示（する）」または「提供（する）」等の用語を利用した論述は、コンピュータシステム、またはコンピュータシステムのメモリもしくはレジスタもしくは他のそのような情報記憶、送信もしくは表示デバイス内の物理的（電子的）な量として表現されるデータを操作および変換する同様の電子計算デバイスの動作および処理のことを言うものと理解される。
【００３８】
特定の種々実施形態について本開示を説明してきたが、本開示は、請求項の趣旨および範囲内の変更形態でも実施可能であると認められる。
【００３９】
本明細書で使用される「プロセッサ」という用語は、中央処理装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および、本明細書に記載の機能を実行できるいずれか他の回路またはプロセッサのことを言う。
【００４０】
本明細書で使用される「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は区別なく扱われる用語であり、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含めて、プロセッサ２０５によって実行するためにメモリ内に格納された任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリタイプは例示的なものであるに過ぎず、したがって、コンピュータプログラムの保存に使用可能なタイプのメモリについての限定するものではない。
【００４１】
上記明細書に基づいて理解されるように、本開示の上述の実施形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはその任意の組合せもしくはサブセットを含むコンピュータプログラミング技術またはコンピュータエンジニアリング技術を用いて実現してもよい。その技術効果として、
（ａ）複数のルールセットをメモリデバイスに保存することであって、ルールセットは、ガスタービンの補助システムと関連したものであり、
ルールセットは、リアルタイムデータ入力と関連したリアルタイムデータ出力の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含み、
関係式は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータに固有のものである、保存すること、
（ｂ）ガスタービンに対応付けられた状態監視システムからリアルタイムデータ入力と履歴データ入力を受信することであって、データ入力は、ガスタービンの補助システムに対応付けられたプロセスパラメータに関するものである、受信すること、
（ｃ）受信された入力を用いて、ガスタービンの補助システムに対応付けられたパラメータのうちの少なくともいくつかの値を推定すること、
が掲げられる。コンピュータ可読コード手段を備える、そのような結果として得られるプログラムは、いずれも１つまたは複数のコンピュータ可読媒体内に含まれ、または提供され得るものであり、それによって、本開示で論述した実施形態によるコンピュータプログラム製品すなわち製造物品を構成する。コンピュータ可読媒体は、例えば、固定型（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）などの半導体メモリ、および／または、インターネットまたは他の通信ネットワークもしくはリンクなどの任意の送信／受信媒体とすることができるが、これに限定されるものではない。コンピュータコードが入っている製造物品は、このコードを１つの媒体から直接的に実行することによって、または、１つの媒体から別の媒体にこのコードをコピーすることによって、または、ネットワークを介してこのコードを送信することによって、作成および／または使用できる。
【００４２】
本明細書に記載の多くの機能ユニットは、その実現の独立性を更に特に強調するためにモジュールと表示されている。例えば、モジュールは、カスタム超大規模集積（「ＶＬＳＩ」）回路またはゲートアレイ、ロジックチップなど既製の半導体、トランジスタ、または他のディスクリート部品を含むハードウェア回路として実現されてもよい。モジュールは、また、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）等といったプログラマブルハードウェアデバイス内に実現されてもよい。
【００４３】
モジュールは、例えば、種々のタイプのプロセッサによって実行されるために、ソフトウェア内に実現されてもよい。識別された実行可能コードモジュールは、例えばオブジェクト、プロシージャ、または関数として編成できるコンピュータ命令の１つまたは複数の物理的または論理的ブロックを例えば備え得る。それにもかかわらず、識別されたモジュールの実行可能ファイルは物理的に一緒に配置する必要はなく、相異なる位置に保存された異種の命令を備えてもよい。この異種の命令は、論理的に結合されると、モジュールを備え且つ前述のモジュールの目的を達成する。
【００４４】
実行可能なコードのモジュールは、単一の命令であってもよいし、または、多数の命令であってもよく、いくつかのメモリデバイスにわたって、相異なるプログラムの中のいくつかの相異なるコードセグメントに分散されていてもよい。同様に動作データは、本明細書では、モジュール内で識別され説明されてもよいが、適切な形式であれば、どのような形式で具現化されてもよいし、任意の適切なタイプのデータ構造内に編成されてもよい。動作データは、単一のデータセットとして集められてもよいし、または相異なる記憶装置を含む相異なる位置に分散されてもよく、システムもしくはネットワーク上に単に電子信号として、少なくとも部分的に存在してもよい。
【００４５】
ルールモジュールを備えるシステムを監視する方法およびオンライン補助システムの上述の実施形態は、有意義な動作推奨事項および障害追跡活動を提供するための、費用効果が大きく信頼性のある手段を提供する。また、このシステムは更に正確であり、誤警報を発生しにくい。特に、本明細書に記載の方法およびシステムは、公知のシステムよりもはるかに早い段階で部品故障を予告することができ、停止時間を大幅に短縮し誤り防止を助ける。また、上述の方法およびシステムは、早い段階での異常の予測を助け、機器の停止に際しての準備および予定をすることを現場担当者に可能とする。その結果、本明細書に記載の方法およびシステムは、費用効果が大きく信頼性のある態様でのガスタービンまたは他の機器の動作を助ける。
【００４６】
本明細書は、本発明を開示するために、また、任意の装置またはシステムを作製および使用すること、ならびに、任意の組み込まれた方法を実施することなど、任意の当業者が本発明を実施できるようにするために、最良の形態を含む例を用いている。本開示の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定められるものであり、当業者が想起する他の例を含み得る。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言とは異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言とはごくわずかに異なる均等の構造要素を含む場合、そのような他の例は特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４７】
１００  遠隔監視および診断システム
１０２  遠隔監視および診断センタ
１０４  第１の拠点
１０６  プロセスアナライザ
１０８  機器監視システム
１１０  機器ローカル制御センタ
１１２  監視および警報パネル
１１４  インテリジェント監視および診断システム
１１６  ネットワーク
１１８  専用ネットワーク
１２０  無線リンク
１２２  インターネット
１２４  第２の拠点
１２６  第ｎの拠点
２００  ネットワークアーキテクチャ
２０１  分散制御システム
２０２  サーバグレードのコンピュータ
２０３  ネットワークバックボーン
２０４  クライアントシステム
２０５  プロセッサ
２０６  データベースサーバ
２０７  無線基地局
２０８  アプリケーションサーバ
２０９  制御システム
２１０  ウェブサーバ
２１２  ファクスサーバ
２１３  ＬＭＤＳ
２１４  ディレクトリサーバ
２１６  メールサーバ
２２０  データ記憶装置
２２２  ワークステーション
２２６  インタイーネットリンク
２２８  クライアントシステム
２３０  サービスプロバイダ
２３２  ワークステーション
２３４  マネージャワークステーション
２３６  クライアントシステム
２４０  データベース
２４２  対話型電子技術マニュアルサーバ
２４４  携帯型振動モニタ
２４５  携帯型プロセスデータコレクタ
２４６  オンラインモニタ
２４８  保護リレー
２５０  スイッチギヤ
２８０  ルールセット
２８２  入力
２８４  出力
２８６  第１の入力
２８８  出力
４００  ルール構築ツール
４０２  オペレータ選択エリア
４０４  オペレータセレクションタブ
４０６  機能選択タブ
４０８  熱力学アルゴリズムタブ
４１０  構造タブ
４１２  作業エリア
５０２  兆候レーン
５０４  レーン
５０６  アクションレーン
５０８  推奨レーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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