Система, способ и компьютерная программа для интегрированного интерфейса "человек-машина" двигателя-генератора
SYSTEM, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR INTEGRATED HUMAN-MACHINE INTERFACE OF ENGINE-GENERATOR

Перекрестные ссылки на связанные заявки
[0001] Настоящая заявка ссылается на приоритет предварительной заявки на патент США №61/581933, зарегистрированной 30 декабря 2011 года (далее называемой «заявка '933»). Описание заявки '933 полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
Предпосылки создания изобретения
[0002] Изобретение относится к области двигателей для транспортных средств и систем для производства электроэнергии, а именно, к системе, способу и компьютерной программе для интегрированного интерфейса «человек-машина» (integrated human-machine interface, HMI) двигателя-генератора, например, двигателя-генератора из состава системы обеспечения движения транспортного средства.
[0003] Система для производства электроэнергии в транспортном средстве (например, морском судне) может иметь в своем составе несколько двигателей-генераторов, работающих независимо или объединенных параллельно. Как правило, работу каждого из двигателей генераторов контролируют и регулируют с помощью системы управления, позволяющей компенсировать флуктуации эксплуатационных параметров и параметров окружающей среды. Несмотря на то, что подобное регулирование осуществляется системой управления автоматически во время работы двигателей-генераторов, сохраняется необходимость в их техническом обслуживании и периодической настройке с целью обеспечения достаточного объема электроэнергии для транспортного средства.
[0004] Функционирование систем для производства электроэнергии может осуществляться в соответствии с параметрами, задаваемыми оператором. Вначале, после монтажа системы для производства электроэнергии, эти параметры могут быть установлены на заданные по умолчанию значения. Однако для улучшения характеристик двигателя некоторым из этих параметров необходимо присваивать значения, отличающиеся от заданных по умолчанию. К примеру, для повышения КПД двигателя-генератора заданные по умолчанию предельные значения состава воздушно-топливной смеси могут быть изменены. Однако, чтобы изменить эти параметры, в некоторых существующих системах для производства электроэнергии, как правило, необходим выезд инженера (сотрудника организации-производителя или поставщика оборудования) на место установки системы для производства электроэнергии. Как правило, инженер должен иметь специализированное оборудование, например, портативный компьютер с установленным на нем специализированным программным обеспечением, которое применяется для настройки (например, регулировки) одного или более параметров системы для производства электроэнергии. Система может не допускать изменение этих параметров обычным системным оператором. В результате возможны значительные временные и денежные затраты из-за необходимости выезда сотрудников изготовителя или поставщика (или других третьих лиц) на место установки системы и/или из-за необходимости использования специализированного оборудования для изменения этих параметров. Кроме того, возможность конфигурирования параметров режима работы зависит от рабочего состояния портативного компьютера, кабеля для передачи данных и программного приложения. Ошибка или неисправность в любом из трех этих внешних компонентов может привести к неправильной конфигурации или может не позволить выполнить конфигурирование двигателя-генератора. Также регулирование двигателей таких транспортных средств как морские суда часто осуществляется с использованием нескольких панелей управления, для корректной работы которых необходимо взаимодействие друг с другом. Однако при некоторых условиях в транспортном средстве такая связь может быть отчасти нарушенной, что может приводить к проблемам при регулировании двигателей транспортного средства и/или при проведении их технического обслуживания.
[0005] Также в системах для производства электроэнергии, имеющих в своем составе несколько двигателей-генераторов, например, в двигателях, отвечающих за движение транспортного средства, может возникать необходимость выполнения техническим персоналом одинаковых процедур конфигурации для каждого двигателя-генератора. Однообразный характер таких задач, особенно в сочетании с большим количеством параметров режима работы, способствует совершению техническим персоналом ошибок ввода. При этом калибровка и техническое обслуживание двигателей транспортного средства могут быть дорогостоящими и времязатратными. Поскольку для изменения параметров режима работы в традиционных двигателях-генераторах необходимо вмешательство технического персонала, потребители вынуждены полностью полагаться на оперативность технического персонала даже при внесении относительно незначительных изменений.
Краткое описание изобретения
[0006] В одном из аспектов настоящего изобретения способ, система, устройство и/или компьютерная программа может конфигурировать параметры режима работы двигателя-генератора, например, параметры двигателя. В этом аспекте настоящего изобретения значение по меньшей мере одного из множества конфигурируемых параметров режима работы для первого двигателя-генератора может быть изменено с использованием интерфейса «человек-машина» (HMI). Интерфейс HMI может являться компонентом, встроенным в первый двигатель-генератор. К примеру, интерфейс HMI может быть обеспечен в двигателе-генераторе, а не в вычислительном устройстве, внешнем по отношению к этому двигателю-генератору. Интерфейс HMI может применяться в системе управления двигателем, контролирующей работу первого двигателя-генератора. Может сохраняться измененное значение по меньшей мере одного параметра из множества конфигурируемых параметров, локального для первого двигателя-генератора. С использованием системы управления двигателем может формироваться конфигурационный файл, включающий множество конфигурируемых параметров режима работы. В этот конфигурационный файл могут быть включены конфигурируемые параметры режима работы, значения которых были изменены, и конфигурированные параметры режима работы, значения которых остались неизменными. Упомянутый конфигурационный файл может быть перенесен из первого двигателя-генератора во второй двигатель-генератор. Упомянутый второй двигатель-генератор может быть функционально аналогичен первому двигателю-генератору. Система управления двигателем второго двигателя-генератора может быть способной считывать упомянутый конфигурационный файл, сохраненный системой управления двигателем первого двигателя-генератора. Значения для множества конфигурируемых параметров режима работы, связанные с упомянутым вторым двигателем-генератором, могут быть заменены значениями из множества конфигурируемых параметров режима работы, содержащимися в упомянутом конфигурационном файле. Упомянутый второй двигатель-генератор может быть автоматически сконфигурирован в соответствии с первым двигателем-генератором.
[0007] В одном из аспектов настоящего изобретения способ, система, устройство и/или компьютерная программа может конфигурировать двигатель-генератор. Данный аспект настоящего изобретения может иметь в своем составе главный контроллер, множество конфигурируемых параметров, интегрированный интерфейс HMI и систему управления двигателем. Упомянутый главный контроллер может управлять характеристиками множества двигателей-генераторов системы для производства электроэнергии. Упомянутый главный контроллер может предоставлять значения множества параметров режима работы множеству двигателей-генераторов. Конфигурируемые параметры режима работы для двигателя-генератора могут храниться на материальном носителе для хранения данных. Изменение значений конфигурируемых параметров режима работы может влиять на работу двигателя-генератора, конфигурируемые параметры режима работы могут представлять собой подмножество параметров режима работы, используемых упомянутым главным контроллером и/или упомянутым двигателем-генератором. Интегрированный интерфейс HMI может являться вспомогательным средством для изменения конфигурируемых параметров режима работы для двигателя-генератора. Интегрированный интерфейс HMI может быть встроенным в двигатель-генератор. Система управления двигателем может контролировать и регулировать работу двигателя-генератора на основе упомянутых конфигурируемых параметров режима работы и параметров режима работы, предоставляемых главным контроллером.
[0008] Одним из аспектов настоящего изобретения может являться способ, система, устройство и/или компьютерная программа для улучшения характеристик двигателя-генератора. В данном аспекте настоящего изобретения системой управления двигателем двигателя-генератора может обнаруживаться невозможность связи с главным контроллером. Может определяться состояние двигателя-генератора. Состояние может включать по меньшей мере следующее: состояние «включение», состояние «в работе» и состояние «отключение». Если определено, что состоянием двигателя-генератора является состояние «включение», то параметры режима работы могут быть получены из энергонезависимого запоминающего устройства упомянутой системы управления двигателем. Изменение значений конфигурируемых параметров режима работы может влиять на работу двигателя-генератора. Конфигурируемые параметры режима работы могут использоваться системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора, когда двигатель-генератор переходит в состояние «в работе». Использование упомянутых конфигурируемых параметров режима работы может продолжаться до тех пор, пока не произойдет одно из следующего: система управления двигателем восстановит связь с упомянутым контролером или упомянутый двигатель-генератор перейдет в состояние «отключение».
[0009] Еще один аспект настоящего изобретения относится к системе, способу, устройству или компьютерному программному продукту для оперирования параметрами режима работы, используемыми в системе обеспечения движения транспортного средства, например, в системе обеспечения движения морского судна. В данном аспекте может быть обеспечена система управления двигателем (engine management system, EMS). Система EMS может быть оснащена интегрированным интерфейсом «человек-машина» (HMI), при помощи которого могут быть настроены параметры режима работы по меньшей мере одного двигателя-генератора, используемого для обеспечения движения транспортного средства (например, морского судна). Система EMS может быть соединена, с возможностью связи по сети связи, с блоком управления двигателем (engine control unit, ECU). Блок ECU может представлять собой независимую систему, функционирующую независимо от системы EMS, в котором параметры режима работы используются для управления работой упомянутых двигателей-генераторов. От авторизованного пользователя интерфейса HMI может приниматься пользовательский ввод. Этот ввод может служить для регулировки по меньшей мере одного из упомянутых параметров режима работы, регулирующих работу двигателя-генератора (или двигателей-генераторов). На основе этого ввода может передаваться, по сети связи между упомянутой системой управления двигателем (EMS) и упомянутым блоком управления двигателем (ECU), по меньшей мере одно сообщение или сигнал. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сеть связи может представлять собой вычислительную сеть с присоединением ресурсов (Attached Resource Computer network, ARCNet). По меньшей мере один из упомянутых параметров режима работы, используемых блоком ECU, может изменяться в соответствии с пользовательским вводом из интерфейса HMI. Изменения упомянутых параметров режима работы при помощи ввода через интерфейс HMI могут поддерживаться в течение цикла включения-выключения системы EMS. Изменения параметров режима работы при помощи ввода через интерфейс HMI могут при этом поддерживаться даже при разрыве связи по упомянутой сети связи, соединяющей систему EMS с блоком ECU.
[0010] Еще один аспект настоящего изобретения относится к системе, способу, устройству или компьютерному программному продукту для оперирования параметрами режима работы, используемыми в системе обеспечения движения транспортного средства. В данном аспекте настоящего изобретения после включения блока управления двигателем параметры режима работы, используемые блоком ECU, могут считываться из энергонезависимой памяти. Может проверяться состояние сети связи, соединяющий систему EMS с блоком ECU. В случае, когда система связи не функционирует, для управления по меньшей мере одним двигателем-генератором могут использоваться параметры режима работы из энергонезависимого носителя. Если сеть связи функционирует, значения параметров режима работы могут приниматься из системы EMS, которую применяют для обновления значений параметров режима работы блока ECU так, чтобы они соответствовали параметрам, принятым из системы EMS. Когда система связи функционирует, от авторизованного пользователя интерфейса HMI может приниматься пользовательский ввод. Этот ввод может быть передан по упомянутой сети связи и использован для изменения значений параметров режима работы блока ECU. Параметры режима работы в упомянутом блоке ECU могут храниться в энергонезависимой памяти, используемой этим блоком ECU.
[0011] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления работой одного или более двигателей-генераторов) включает изменение одного или более значений из первого множества конфигурируемых параметров режима работы для первого двигателя-генератора. Упомянутый первый двигатель-генератор имеет в своем составе интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI) и первую систему управления двигателем. Конфигурируемые параметры режима работы используются упомянутой системой управления двигателем для управления работой первого двигателя-генератора. Одно или более значений из первого множества изменяют на основе работы пользователя с упомянутым интерфейсом HMI. Способ включает также локальное сохранение одного или более значений из множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены. Одно или более значений, которые были изменены, сохраняют в памяти, которая является локальной для первого двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также перенос первого множества конфигурируемых параметров режима работы, включающего одно или более значений конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены, из двигателя-генератора в отдельный и отличный от первого второй двигатель-генератор, а также замену одного или более значений из второго множества конфигурируемых параметров режима работы, связанных с упомянутым вторым двигателем-генератором, одним или более значением из первого множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены. Упомянутый второй двигатель-генератор функционирует с использованием упомянутых одного или более значений из второго множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были получены из первого двигателя-генератора.
[0012] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система (например, система для производства электроэнергии) имеет в своем составе первый двигатель-генератор, имеющий двигатель, генератор, подключенный к упомянутому двигателю, по меньшей мере один носитель для хранения данных, интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI) и систему управления двигателем. Работа двигателя приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. Упомянутый по меньшей мере один носитель для хранения данных сконфигурирован для хранения по меньшей мере первого подмножества из множества параметров режима работы, которые используются для управления работой первого двигателя-генератора. Один или более параметров режима работы из первого подмножества являются конфигурируемыми. Интерфейс HMI интегрирован в упомянутый первый двигатель-генератор и сконфигурирован для приема ввода от оператора с целью изменения упомянутых одного или более параметров режима работы из первого подмножества. Система управления двигателем сконфигурирована для управления работой первого двигателя-генератора на основе упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены с использованием интерфейса HMI.
[0013] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления работой двигателя-генератора) включает обнаружение неспособности системы управления двигателем осуществлять связь с главным контроллером. Система управления двигателем сконфигурирована для управления работой первого двигателя-генератора. Упомянутый главный контроллер сконфигурирован для предоставления значений первого множества параметров режима работы первого двигателя-генератора, которые используются системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также определение рабочего состояния двигателя-генератора как являющегося по меньшей мере одним из следующих: состояние «включение», состояние «в работе» или состояние «отключение», и получение одного или более конфигурируемых параметров режима работы из первого множества параметров режима работы из энергонезависимого запоминающего устройства системы управления двигателем, когда рабочим состоянием двигателя-генератора является состояние «включение». Один или более конфигурируемых параметров режима работы были ранее сохранены в упомянутом энергонезависимом запоминающем устройстве в течение предыдущего цикла работы двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также использование упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы упомянутой системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора, когда упомянутый двигатель-генератор переходит в состояние «в работе». Использование упомянутых конфигурируемых параметров режима работы продолжается до тех пор, пока не восстановится связь с упомянутым главным контролером.
[0014] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления блоком управления двигателем) включает управление первым блоком управления двигателем (ECU) с использованием системы управления двигателем (EMS), имеющей интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI), при помощи которого обеспечивается возможность изменения параметров режима работы первого двигателя-генератора. Система EMS сконфигурирована так, чтобы быть соединенной, с возможностью связи по сети связи, с упомянутым первым блоком ECU. Упомянутый первый блок ECU управляет работой первого двигателя-генератора с использованием упомянутых параметров режима работы.
[0015] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система (например, система для производства электроэнергии) имеет в своем составе систему управления двигателем (EMS), блок управления двигателем (ECU) и энергонезависимое запоминающее устройство. Система EMS имеет интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI), который сконфигурирован для приема ввода от пользователей с целью изменения одного или более параметров режима работы множества двигателей-генераторов системы для производства электроэнергии. Упомянутый блок ECU сконфигурирован для управления работой множества двигателей-генераторов на основе упомянутых параметров режима работы, включающих один или более параметров режима работы, которые изменяют на основе ввода от пользователей. Блок ECU и система EMS сконфигурированы так, чтобы быть соединенными, с возможностью связи по сети связи, с целью обмена упомянутыми параметрами режима работы. Энергонезависимое запоминающее устройство сконфигурировано для хранения упомянутых одного или более параметров режима работы, которые были изменены. Изменения упомянутых одного или более параметров режима работы при помощи ввода через интерфейс HMI могут поддерживаться в упомянутом запоминающем устройстве в течение цикла включения-выключения упомянутой системы EMS, а также при разрыве связи по упомянутой сети связи, соединяющей систему EMS с блоком ECU.
Краткое описание чертежей
[0016] Описанное в настоящем документе изобретение может быть понято более детально при прочтении приведенного ниже описания неограничивающих вариантов его осуществления со ссылками на приложенные чертежи, где:
[0017] Фиг. 1 представляет собой эскизную блок-схему с иллюстрацией системы, в которой применяется интерфейс «человек-машина» (HMI) для обеспечения возможности изменения пользователем конфигурируемых параметров режима работы двигателя-генератора системы для производства электроэнергии, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0018] Фиг. 2 представляет собой блок-схему алгоритма способа, подробно иллюстрирующую калибровку нескольких двигателей-генераторов с использованием интегрированного интерфейса «человек-машина» (HMI) в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0019] Фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма способа, описывающую функциональность системы управления двигателем в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0020] Фиг. 4 представляет собой блок-схему алгоритма способа, иллюстрирующую функционирование системы управления двигателем при потере связи с главным контроллером в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0021] Фиг. 5 представляет собой эскизную блок-схему с иллюстрацией системы, в которой применяется интерфейс «человек-машина» (HMI) для двигателя-генератора из состава системы для производства электроэнергии в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0022] Фиг. 6 представляет собой блок-схему алгоритма способа, подробно иллюстрирующую калибровку нескольких двигателей-генераторов с использованием интегрированного интерфейса «человек-машина» (HMI) в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0023] Фиг. 7 представляет собой блок-схему алгоритма способа, описывающую блок управления двигателем (ECU) в работе в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
[0024] В настоящем изобретении предложено решение для конфигурирования двигателей-генераторов, например, множества двигателей-генераторов транспортного средства (например, морского судна или другого транспортного средства) с использованием интегрированного интерфейса «человек-машина» (HMI). Интерфейс HMI может быть выполнен с возможностью использования вместе с множеством различных блоков управления двигателем и может обеспечивать хранение параметров в одном из общепринятых форматов и структуре базы данных. То есть, интерфейс HMI может представлять собой стандартизованный интерфейс (например, основанный на стандартах), допускающий использование для множества различных систем, поставляемых или изготавливаемых различными организациями, что является улучшением существующего уровня техники, на котором необходимо применение множества различных проприетарных интерфейсов «человек-машина» (которые требуют обучения для работы с каждым интерфейсом, оснащения множества различных интерфейсов аппаратурой, наличия множества различных инструментов для различных интерфейсов и т.п.)
[0025] Интерфейс HMI может предоставлять различные уровни доступа для различных категорий пользователей, таких как технические специалисты, руководство экипажа судна и инженеры. Пользователи могут проходить авторизацию для получения соответствующего уровня доступа, вводя специальные пароли или другую аутентификационную информацию (например, цифровые сертификаты, ключ доступа, ввод биометрических данных и т.п.) Каждая из различных категорий пользователей может получать доступ к параметрам режима работы системы управления двигателем и изменять их из интерфейса HMI. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения параметры режима работы могут храниться в энергонезависимой памяти блока управления двигателем (ECU), а также в удаленно расположенном конфигурационном файле в системе управления двигателем. К примеру все, измененные или неизмененные, допускающие конфигурирование в производственных условиях параметры могут быть получены из памяти блока управления двигателем (ECU) и использованы для обновления конфигурационного файла в системе управления двигателем. В случае, если при включении питания блока ECU отсутствует связь по сетевому соединению (например, по вычислительной сети с присоединяемыми ресурсами, или ARCNet) с главным контроллером, некоторые ключевые параметры и состояния двигателя могут сохраняться в энергонезависимой памяти блока ECU и немедленно использоваться, при этом их использование может продолжаться до тех пор, пока сетевое соединение или другое соединение связи не станет доступным.
[0026] Аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы как система, способ или компьютерный программный продукт. Соответственно, аспекты настоящего изобретения могут иметь форму полностью аппаратных вариантов осуществления изобретения, полностью программных вариантов осуществления изобретения (включая микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.п.), или вариантов осуществления изобретения, сочетающих программные и аппаратные аспекты, которые в общем случае могут называться в настоящем документе «схемой», «модулем» или «системой». Также аспекты настоящего изобретения могут иметь форму компьютерного программного продукта, материализованного в одном или более машиночитаемых носителях, на которых материализован машиночитаемый программный код.
[0027] Может применяться любая комбинация из одного или более машиночитаемых носителей. Машиночитаемый носитель может представлять собой среду распространения машиночитаемых сигналов или материальный и постоянно существующий машиночитаемый носитель для хранения данных. К примеру, машиночитаемый носитель для хранения данных может представлять собой, без ограничения перечисленным, электронную, магнитную, оптическую, электромагнитную, инфракрасную или полупроводниковую систему, оборудование или устройство, или же любую подходящую комбинацию перечисленного. Например, в вариантах осуществления настоящего изобретения, для перемещения данных управления двигателем между энергонезависимой памятью блока управления двигателем и конфигурационным файлом системы управления двигателем может использоваться флэш-накопитель, работающий по интерфейсу универсальной последовательной шины (Universal Serial Bus, USB). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения интерфейс HMI может допускать непосредственную загрузку и выгрузку информации, например, в USB флэш-накопитель и из него. Более конкретные примеры (данное перечисление не является исчерпывающим) машиночитаемых носителей могут включать: электрическое соединение, имеющее в своем составе один или более проводов, портативную компьютерную дискету, жесткий диск, память с произвольным доступом (random access memory, RAM), память “только для чтения” (read-only memory, ROM), перезаписываемую память “только для чтения” (erasable programmable read-only memory, EPROM) или Flash-память, оптическое волокно, память “только для чтения” на компакт-диске (compact disc read-only memory, CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую комбинацию перечисленного. В контексте настоящего документа машиночитаемый носитель для хранения данных может представлять собой любой материальный носитель, способный содержать или хранить программу для использования (или для совместного использования с) системой, аппаратурой или устройством исполнения инструкций.
[0028] Среда распространения машиночитаемых сигналов может включать распространяющийся информационный сигнал с машиночитаемым кодом, материализованным посредством этого сигнала, который передают, например, либо в основной полосе частот, либо как часть несущей волны. Этот распространяющийся сигнал может принимать множество различных форм, включая, без ограничения перечисленным, электромагнитную, оптическую или любую подходящую их комбинацию. Среда распространения машиночитаемого сигнала может представлять собой любую машиночитаемую среду распространения, которая не является машиночитаемым носителем для хранения данных и способна передавать, распространять или переносить программу для использования (или для совместного использования с) системой, аппаратурой или устройством исполнения инструкций.
[0029] Программный код, материализованный на машиночитаемом носителе, может передаваться с использованием любой подходящей среды распространения, включая, без ограничения перечисленным, беспроводные, проводные линии связи, оптоволоконный кабель, радиочастотные линии или любую подходящую комбинацию перечисленного. Компьютерный программный код для выполнения операций в различных аспектах настоящего изобретения может быть написан на любой комбинации из одного или более языков программирования, включая такие объектно-ориентированные языки программирования, как Java, Smalltalk, C++ и т.п., или традиционные, процедурные языки программирования, такие как язык программирования “С” или аналогичные ему языки программирования. Могут также использоваться языки программирования более высокого уровня, такие как MATLAB, SIMULINK и т.п. Программный код может исполняться полностью на компьютере пользователя (например, локальном компьютере), частично на компьютере пользователя, в качестве отдельного пакета программного обеспечения, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере, или полностью на удаленном компьютере, или сервере. В последнем случае удаленный компьютер может быть связан с компьютером пользователя через сеть любого типа, включая локальную вычислительную сеть (local area network, LAN) или глобальную вычислительную сеть (wide area network, WAN), или же соединение может осуществляться с внешним компьютером (например, через Интернет с помощью поставщика услуг Интернет).
[0030] Аспекты настоящего изобретения описаны ниже в настоящем документе со ссылками на иллюстрации логических схем и/или на блок-схемы алгоритмов способов, устройств (систем) и компьютерных программных продуктов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что каждый блок упомянутых блок-схем и/или блок-схем алгоритмов, а также комбинации блоков на этих блок-схемах и/или блок-схемах алгоритмов могут быть реализованы с помощью инструкций компьютерной программы. Эти инструкции компьютерной программы могут передаваться в процессор компьютера общего назначения, компьютера специального назначения или иного программируемого устройства обработки данных, в результате чего формируется автомат, таким образом, что инструкции, которые исполняются процессором компьютера или иного программируемого устройства обработки данных, формируют средства реализации функций или действий, заданных в блоке (или в блоках) блок-схемы и/или блок-схемы алгоритма.
[0031] Также инструкции компьютерной программы могут храниться на машиночитаемом носителе, который может обеспечивать определенный способ функционирования компьютера или иного программируемого устройства обработки данных таким образом, что инструкции, хранимые на машиночитаемом носителе, образуют изделие, включающее инструкции, реализующие упомянутую функцию или действие, заданное в блоке (или в блоках) блок-схемы и/или блок-схемы алгоритма.
[0032] Также инструкции компьютерной программы могут загружаться в компьютер или в иное программируемое устройство обработки данных, или в другое устройство, с целью обеспечения выполнения последовательности функциональных шагов на компьютере или ином программируемом устройстве, или в других устройствах, в результате чего формируется машинно-реализуемый процесс, таким образом, что инструкции, которые исполняются на компьютере или ином программируемом устройстве, обеспечивают процедуры для реализации функций или действий, заданных в блоке (или блоках) блок-схемы и/или блок-схемы алгоритма.
[0033] Фиг. 1 представляет собой эскизную блок-схему, иллюстрирующую конфигурацию системы 100, в которой применяется интерфейс 130 «человек-машина» (HMI) для обеспечения возможности изменения пользователем 105 конфигурируемых параметров 122 режима работы двигателя-генератора 115 системы 110 для производства электроэнергии, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0034] В системе 100 значения конфигурируемых параметров 122 режима работы двигателей-генераторов 115 могут регулироваться пользователем 105 при помощи интегрированного интерфейса 130 HMI. Пользователь 105 может представлять собой лицо (например, технический специалист, инженер, специалист по техническому обслуживанию, администратор системы и т.п.), связанное с системой 110 для производства электроэнергии, а также обладающее знаниями и полномочиями для изменения параметров 122 режима работы двигателя-генератора 115. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения для регулирования параметров 122 пользователь может быть расположен локально относительно системы 100. К примеру, пользователь 105 может находиться в том же помещении, здании и т.п., что и двигатели-генераторы 115. Альтернативно, пользователь 105 может быть расположен удаленно относительно двигателей-генераторов 115. К примеру, пользователь может располагаться в другом здании, городе, области, стране и/или на другом континенте. Пользователь 105 может удаленно инструктировать локального пользователя (например, другого пользователя 105, который расположен в месте установки двигателей-генераторов 115) по регулировке параметров 122 двигателей-генераторов 115.
[0035] Система 110 для производства электроэнергии может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, используемые для производства электроэнергии из различных видов энергии (например, бензина, дизельного топлива, биодизельного топлива, водородного топлива и т.п.) Система 110 для производства электроэнергии может представлять собой стационарную или полустационарную конструкцию, находящуюся в определенной географической точке и спроектированную для производства и распределения электроэнергии в качестве локальной маломощной электростанции, обеспечивающей резервное электроснабжение объекта. Альтернативно, система 110 для производства электроэнергии может представлять собой систему обеспечения движения транспортного средства, например, морского судна, автомобиля, рельсового транспортного средства (например, локомотива), других, внедорожных, транспортных средств (например, транспортных средств, движение которых по дорогам общего пользования не предусмотрено или недопустимо) и т.п.
[0036] Система 110 для производства электроэнергии может иметь в своем составе такие структурные компоненты как фундамент, стены и крышу для защиты внутренних элементов от окружающей среды. Конкретная физическая внешняя и внутренняя конфигурация этих компонентов, составляющих систему 110 для производства электроэнергии, может изменяться в широких пределах.
[0037] Компоненты системы 110 для производства электроэнергии, связанные по меньшей мере с одним из вариантов описанного в настоящем документе изобретения, могут включать одно или более из следующего: двигатели-генераторы 115, систему 125 управления двигателем и главный контроллер 150. Двигатель-генератор 115 может представлять собой комплекс компонентов, необходимых для преобразования топливного источника энергии в электричество. Конкретная конфигурация компонентов двигателя-генератора 115 может изменяться в зависимости от производителя и назначения. По меньшей мере в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения двигатель-генератор 115 имеет в своем составе источник топлива, двигатель, регулятор, обеспечивающий постоянные обороты двигателя, генератор, регулятор напряжения генератора, а также системы обработки выхлопных газов, охлаждения и смазки.
[0038] Параметры 120 режима работы многих двигателей-генераторов 115 средней или высокой мощности могут постоянно, или по меньшей мере периодически, контролироваться и автоматически регулироваться системой 125 управления двигателем. Параметры 120 режима работы могут представлять собой значения или пределы для входных/выходных переменных двигателя-генератора 115. Система 125 управления двигателем может использовать эти значения параметров 120 режима работы при определении, в какой момент времени и/или каким образом должно быть выполнено регулирование работы двигателя-генератора 115.
[0039] К примеру, если система 125 управления двигателем определит, что рабочая частота вращения двигателя должна быть увеличения с целью повышения выработки электроэнергии, система 125 управления двигателем может увеличить частоту вращения двигателя с помощью такого параметра 120 режима работы, как «повышение величины ускорения частоты вращения».
[0040] Подмножество параметров 120 режима работы может быть назначено конфигурируемыми параметрами 122 режима работы. Значения конфигурируемых параметров 122 режима работы могут изменяться пользователем 105 в целях калибровки или настройки двигателя-генератора 115. В свою очередь, значения параметров 120 режима работы, которые не входят в подмножество конфигурируемых параметров 120 режима работы, не могут быть изменены пользователем 105. В вариантах осуществления настоящего изобретения все параметры режима работы являются конфигурируемыми параметрами режима работы.
[0041] Примеры конфигурируемых параметров 122 режима работы могут включать, без ограничения перечисленным, предельные значения состава воздушно-топливной смеси, используемые двигателями-генераторами 115, статические предельные значения подачи топлива (например, предельные значения объема топлива, подаваемого в каждый из цилиндров двигателя-генератора 115), степень увеличения частоты вращения (например, предельное значение ускорения двигателя), степень понижения частоты вращения (например, предельное значение замедления двигателя), процентное уменьшение, коэффициент усиления пропорционально-интегрального регулирования нагрузки двигателя, точки калибровки на холостом ходу и т.п. Определение конфигурируемых параметров 122 режима работы может выполняться при изготовлении двигателя-генератора 115 и может позволять выполнять его дополнительную настройку пользователем 105 после монтажа.
[0042] Система 125 управления двигателем может представлять собой аппаратные и/или программные элементы, необходимые для контроля и регулирования параметров 120 режима работы двигателя-генератора 115. Система 125 управления двигателем может состоять из множества различных компонентов без выхода за рамки настоящего изобретения. Однако в системе 100 проиллюстрированы только те компоненты системы 125 управления двигателем, которые непосредственно связаны с реализацией и/или функционированием проиллюстрированного варианта осуществления настоящего изобретения.
[0043] Соответственно, система 125 управления двигателем может иметь в своем составе интегрированный интерфейс 130 HMI, блок 135 управления двигателем (ECU) и модуль 145 ввода-вывода (input/output, I/O). Интегрированный интерфейс 130 HMI может представлять собой аппаратное и/или программное обеспечение, необходимое для обеспечения графического интерактивного механизма, с помощью которого пользователь 105 может выполнять действия, связанные с конфигурированием параметров 122 режима работы двигателя-генератора 115.
[0044] В настоящем документе термин «интегрированный» по отношению к интегрированному интерфейсу 130 HMI используется, чтобы подчеркнуть, что элементы интерфейса 130 HMI являются встроенными в двигатель-генератор 115. То есть, пользователю 105 не нужно какое-либо дополнительно аппаратное и/или программное обеспечение в качестве дополнения для отображения или для выполнения функций интегрированного интерфейса 130 HMI. В качестве одного из примеров, интегрированный интерфейс 130 HMI может входить в состав двигателя-генератора 115 таким образом, чтобы его отделение от двигателя-генератора 115 или от системы 110 было невозможным. К примеру, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения интерфейс 130 HMI может не быть встроенным в устройство, которое является физически отдельным и отличным от двигателя-генератора 115 или системы 110. Под «отдельным и отличным» понимается, что отдельные и отличные друг от друга устройства могут не быть механически или электрически (например, с помощью проводников) связаны друг с другом непосредственно или посредством одного или более промежуточных компонентов. Альтернативно или в дополнение, управление «отдельными и отличными» устройствами может выполняться различным образом одним и тем же или различными контроллерами, и/или выходные сигналы отдельных и отличных друг от друга устройств могут использоваться различным образом. К примеру, первый двигатель-генератор может быть отдельным и отличным от второго двигателя-генератора, если первый и второй двигатели-генераторы механически не соединены и не связаны между собой, первый и второй двигатели-генераторы не связаны между собой проводниками, то есть, выходные токи первого и второго двигателей-генераторов не объединяются и не передаются по одной шине, первый и второй двигатели-генераторы регулируются различными контроллерами, и/или ток на выходе каждого из этих генераторов используется для электропитания различных нагрузок.
[0045] Интегрированный интерфейс 130 HMI может иметь в своем составе экран дисплея и клавиатуру, заключенные в корпус двигателя-генератора 115. Компоненты, обеспечивающие логику обработки информации и графические меню интегрированного интерфейса 130 HMI, также могут быть размещены в подходящем местоположении в корпусе двигателя-генератора, например, в выделенной области органов управления, в которой чувствительные компоненты могут быть защищены от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды при работе системы (например, высокой температуры и вибрации).
[0046] Интегрированный интерфейс 130 HMI может представлять собой надежный и защищенный интерфейс, и не «немой» терминал или панель управления, которую используют исключительно для управления работой двигателя-генератора 115. При этом, хотя двигатель-генератор 115 и может иметь панель управления для быстрого доступа к таким функциями как включение/отключение и аварийный останов, однако, интегрированный интерфейс 130 HMI может быть сконфигурирован для его использования пользователем 105 с целью калибровки или тонкой настройки значений конфигурируемых параметров 122 режима работы двигателя-генератора 115 в производственных условиях (после его монтажа). Напротив, блок 135 ECU может использоваться для управления работой двигателя-генератора 115, однако может быть неспособным изменять или выполнять тонкую настройку значений параметров 122.
[0047] Традиционная процедура калибровки/настройки двигателя-генератора 115 в производственных условиях может требовать запуска специально обученным или сертифицированным техническим специалистом 150 специализированного программного приложения в электронном устройстве (например, портативном компьютере или специализированном вычислительном устройстве), которое является отдельным от двигателя-генератора 115 до выполнения калибровки двигателя-генератора 115, но затем физически соединяется с двигателем-генератором 115 во время его калибровки, например, при помощи одного или более кабелей. Применение интегрированного интерфейса 130 HMI позволяет владельцу или организации, эксплуатирующей систему 110 для производства электроэнергии, преодолеть ключевые недостатки такого традиционного подхода.
[0048] Во-первых, интегрированный интерфейс 130 HMI может позволять обладающему соответствующими знаниями сотруднику 105, например, инженеру-энергетику, вносить изменения в конфигурируемые параметры 122 режима работы с целью калибровки или настройки двигателя-генератора 115. Это позволяет сберечь временные и денежные затраты на выезд технического специалиста сторонней организации на место установки системы 110, а также повысить оперативность, с которой могут быть внесены изменения в конфигурируемые параметры 122 режима работы, что повышает общую эффективность процедуры калибровки или настройки.
[0049] Во-вторых, поскольку интерфейс 130 HMI является интегрированным компонентом двигателя-генератора, подобная усовершенствования процедура позволяет устранить зависимость от специализированных внешних компонентов, присущую традиционному подходу. Если при использовании традиционного подхода возникает сбой или неисправность в программном обеспечении, электронном устройстве технического специалиста 105 и/или в кабеле, с помощью которого подключено это электронное устройство, выполнение процедуры становится невозможным. Несмотря на то, что вероятность возникновения ошибок полностью устранить невозможно, интегрированный интерфейс 130 HMI позволяет минимизировать вероятность возникновения проблем, связанных с отказом или ошибками в обращении с внешними компонентами.
[0050] В третьих, находящийся удаленно технический специалист может инструктировать пользователя 105 по калибровке параметров 102 без необходимости выезда на место установки системы 110, при этом пользователь 105 не обязательно должен иметь знания по этой процедуре. Поскольку для калибровки системы 110 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения не требуется использования отдельного специализированного оборудования, упомянутый технический специалист может выполнять удаленное инструктирование пользователя 105 по телефонному соединению, видеосоединению, или другому соединению связи.
[0051] Изменения, вносимые пользователем 105 в конфигурируемые параметры 122 режима работы при помощи интегрированного интерфейса 130 HMI, могут сохраняться системой 125 управления двигателем в компоненте 140 энергонезависимой памяти блока 135 ECU. Блок 135 ECU может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, необходимые для электронного контроля и управления работой компонентов двигателя-генератора 115. Соответственно, в дополнение к датчикам (не показаны на чертеже), контролирующим работу системы 110 и логических компонентов для обработки данных (например, процессора(ов)), в состав блока 135 ECU может входить компонент 140 энергонезависимой памяти для хранения конфигурируемых параметров 122 режима работы. Тип энергонезависимой памяти 140 может позволять выполнять операции чтения и записи, например, это может быть элемент флэш-памяти. Энергонезависимая память 140, допускающая операции чтения и записи, может быть необходимой для обеспечения возможности сохранения изменений, внесенных в значения конфигурируемых параметров 122 режима работы.
[0052] Сохранение конфигурируемых параметров 122 режима работы в энергонезависимой памяти 140 может быть важным на случай, если система 125 управления двигателем и/или блок 135 ECU потеряют связь с главным контроллером 150. Главный контроллер 150 может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, обеспечивающие общее управление работой системы 110 для производства электроэнергии.
[0053] К примеру, главный контроллер может регулировать или включать/отключать двигатели-генераторы 115 с целью балансировки нагрузки, соответствия правилам надежной эксплуатации системы или для исправления обнаруженной неисправности. Соответственно, главный контроллер 150 может предоставлять в систему 125 управления двигателем значения параметров 120 режима работы, обеспечивающие адаптацию к таким ситуациям по мере их возникновения.
[0054] Для связи между системой 125 управления двигателем и главным контроллером 150 может применяться локальная и/или защищенная сеть 155, в которой используется соответствующий протокол связи, например, протокол вычислительной сети с присоединяемыми ресурсами (ARCnet), который часто применяют во встраиваемых вычислительных системах. При этом та же самая сеть 155 может обеспечивать взаимную связь между компонентами 130, 135 и 145 системы 125 управления двигателем, а также между компонентами 130, 135 и 145 системы 125 управления двигателем и компонентами двигателя-генератора 115.
[0055] Потеря связи с главным контроллером 150 во время работы может происходить по множеству различных причин, например, вследствие отказа сети или пропадания электропитания. Независимо от причины система 125 управления двигателем не сможет более принимать изменения параметров 120 режима работы от главного контроллера 150. Несмотря на то, что текущие значения конфигурируемых параметров 122 режима работы смогут обеспечить работу двигателя-генератора 115 в текущем цикле включения-отключения, нельзя гарантировать, что связь с главным контроллером будет восстановлена в следующем цикле включения-отключения.
[0056] За счет фиксирования конфигурируемых параметров 122 режима работы в энергонезависимой памяти 140 их измененные значения могут быть сохранены после отключения двигателя-генератора 115. При этом в случае, когда двигатель-генератор 115 включается без связи с главным контроллером 150, система 125 управления двигателем может использовать сохраненные конфигурируемые параметры 122 режима работы для управления работой двигателя до тех пор, пока связь с главным контроллером 150 не будет восстановлена.
[0057] Так, во время работы системы 125 управления двигателем (например, во время регулирования одного или более двигателей-генераторов 115), может определяться неспособность осуществления связи системой 125 управления двигателем с главным контроллером. Эта неспособность может возникать и обнаруживаться вследствие потери связи между системой 125 управления двигателем и главным контроллером 150, например, когда одно или более сообщений, переданных системой 125 управления двигателем, остаются без ответа от главного контроллера 150, и/или когда системой 125 управления двигателем не принято от главного контроллера 150 сообщение «подтверждения приема». В ответ на обнаружение потери связи система 125 управления двигателем может определять рабочее состояние одного или более двигателей-генераторов 115. Каждый двигатель-генератор 115 может находиться в состоянии «включение», «в работе» или «отключение». Состояние «включение» может представлять собой период времени, которое проходит между активацией, или другими словами, пуском, двигателя-генератора, до момента времени, в котором двигатель-генератор способен вырабатывать электрический ток (например, период прогрева). Дополнительно или альтернативно, состояние «включение» может охватывать период времени до приема двигателем-генератором 115 параметров режима работы от системы 125 управления двигателем. Состояние «в работе» может представлять собой следующий за этим период времени, в котором двигатель-генератор 115 фактически работает и вырабатывает электрический ток, например, для электропитания одной или более нагрузок. Состояние «отключение» может представлять собой следующий за этим период времени, в котором двигатель-генератор 115 переходит от выработки электрического тока для электропитания нагрузки к отключенном состоянию, и/или может охватывать также период времени, в котором двигатель-генератор 115 является деактивированным (например, отключенным и не вырабатывающим электрический ток). Система 125 управления двигателем может определять рабочее состояние двигателя-генератора 115 на основе команд, принятых или формируемых системой 125 управления двигателем, на основе частоты вращения двигателя-генератора 115 (например, рабочих оборотов двигателя) и/или тока на выходе двигателя-генератора 115. К примеру, если предыдущей командой, принятой системой 125 управления двигателем или переданной из системы 125 управления двигателем в двигатель-генератор 115, была команда на отключение двигателя-генератора, и при этом не было принято или сформировано дополнительных команд, включающих двигатель-генератор, то система 125 может делать вывод, что двигатель-генератор 115 находится в состоянии «отключение». Дополнительно или альтернативно, если частота вращения двигателя-генератора 115 и/или его выходной ток не превосходят первой пороговой частоты вращения или первого порогового тока, то система 125 управления двигателем может делать вывод, что двигатель-генератор 115 находится в состоянии «отключение».
[0058] Если предыдущей командой, принятой системой 125 управления двигателем или переданной из системы 125 управления двигателем в двигатель-генератор 115, была команда на включение двигателя-генератора, но двигатель-генератор 115 работает с частотой вращения, которая еще не превышает пороговую частоту вращения и/или выдает ток, который еще не превышает пороговый ток, то система 125 может принимать решение о том, что двигатель-генератор 115 находится в состоянии «включение».
[0059] Если предыдущей командой, принятой системой 125 управления двигателем или переданной из системы 125 управления двигателем в двигатель-генератор 115, была команда на включение двигателя-генератора, и при этом двигатель-генератор 115 работает с частотой вращения, которая превышает пороговую частоту вращения и/или выдает ток, который превышает пороговый ток, то система 125 может принимать решение, что двигатель-генератор 115 находится в состоянии «в работе».
[0060] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если двигатель-генератор 115 находится в состоянии «в работе» или в состоянии «отключение», двигатель-генератор 115 может продолжать работу с использованием параметров 120 и/или 122 режима работы, предоставленных системой 125 управления двигателем перед потерей связи с главным контроллером 150. Если двигатель-генератор 115 находится в состоянии «включение», то система 125 управления двигателем может осуществлять доступ к параметрам 120 и/или 122 режима работы, которые были ранее сохранены в памяти 140 системы 125 управления двигателем. К примеру, в течение предыдущего цикла включения-выключения двигателя-генератора 115 (например, в течение предыдущего цикла, который включал состояние «включение», состояние «в работе» и состояние «отключение») система 125 управления двигателем могла сохранить параметры 120 и/или 122 режима работы в запоминающем устройстве 140. Если произойдет потеря связи, система 125 управления двигателем может использовать ранее сохраненные в запоминающем устройстве 140 параметры 120 и/или 122 режима работы для управления работой двигателя-генератора 115, который находится в состоянии «включение» и/или в процессе перехода в состояние «в работе». Эти ранее сохраненные параметры 120 и/или 122 режима работы могут продолжать использоваться для управления работой двигателя-генератора 115 до тех пор, пока снова не будет установлена связь между системой 125 управления двигателем и главным контроллером 150 (например, когда система 125 управления двигателем сможет получить новые или отличающиеся параметры 120 и/или 122 от главного контроллера 150). Дополнительно или альтернативно, система 125 управления двигателем может продолжать использовать ранее сохраненные параметры 120 и/или 122 режима работы до тех пор, пока двигатель-генератор 115 не перейдет в состояние «отключение». Устройство хранения конфигурируемых параметров 122 режима работы может также поддерживать функциональность загрузки и выгрузки данных, помогающую выполнять калибровку в случае наличия нескольких двигателей-генераторов 115. После выбора пользователем 105 соответствующей команды система 125 управления двигателем может собирать конфигурируемые параметры 122 режима работы в конфигурационный файл 165. Конфигурационный файл 165 может быть форматированным электронным представлением конфигурируемых параметров 122 режима работы, допускающим чтение и запись системой 125 управления двигателем.
[0061] Устройство 160 для хранения данных может быть при этом соединено с системой 125 управления двигателем при помощи модуля 145 ввода-вывода. Модуль 145 ввода-вывода может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, необходимые для обеспечения связи с внешними устройствами, например, с устройством 160 для хранения данных. Модуль 145 ввода-вывода может иметь один или более портов, поддерживающих соединение с внешними устройствами непосредственно или при помощи подходящего информационного кабеля.
[0062] Устройство 160 для хранения данных может представлять собой электронное устройство, способное быть подключенным к модулю 145 ввода-вывода и хранить конфигурационный файл 165. К примеру, портативное устройство 160 флэш-памяти (например, флэш-диск, или «флэшка») может подключаться непосредственно к модулю 145 ввода-вывода. В качестве другого примера, устройство 160 для хранения данных может представлять собой портативный компьютер, соединяемый с модулем 145 ввода-вывода при помощи информационного кабеля USB.
[0063] Затем устройство 160 для хранения данных может быть присоединено к другим двигателям-генераторам 115, при условии, что они являются идентичными или аналогичными двигателю-генератору 115, для которого был создан конфигурационный файл 165. Конфигурационный файл 165 может выгружаться системами 125 управления двигателем других двигателей-генераторов 115, что обеспечивает быструю и однообразную калибровку.
[0064] Сеть 155 может включать любое аппаратное, программное и микропрограммное обеспечение, необходимое для передачи данных, закодированных в несущих волнах. Данные могут заключаться в аналоговых или цифровых сигналах и передаваться по каналам тональной частоты или по каналам передачи данных. Сеть 155 может включать локальные компоненты и каналы передачи данных, необходимые для взаимного обмена сообщениями между компонентами вычислительных устройств, а также для обмена сообщениями между компонентами интегрированных устройств и периферийными устройствами. Сеть 155 может также включать сетевое оборудование, такое как маршрутизаторы, линии передачи данных, повторители и промежуточные серверы, совместно образующие сеть передачи данных, например, Интернет. Сеть 155 может включать проводные и/или беспроводные каналы связи.
[0065] Фиг. 2 представляет собой блок-схему алгоритма для одного из вариантов осуществления способа 200 калибровки нескольких двигателей-генераторов с использованием интегрированного интерфейса «человек-машина» (HMI) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ 200 может выполняться в контексте системы 100.
[0066] На шаге 205 пользователь может осуществлять доступ к конфигурируемым параметрам режима работы двигателя-генератора при помощи интегрированного интерфейса 130 HMI. На шаге 210 пользователь может изменять значение одного или более конфигурируемых параметров режима работы. На шаге 215 измененные значения конфигурируемых параметров режима работы могут быть сохранены пользователем.
[0067] На шаге 220 система управления двигателем может сохранять измененные значения конфигурируемых параметров режима работы. Измененные значения могут сохраняться в локальном энергозависимом запоминающем устройстве (например, оперативной кэш-памяти), а также в элементе энергонезависимой памяти блока ECU. К примеру, измененные значения могут храниться локально, когда значения сохраняют в памяти (например, на машиночитаемом носителе для хранения данных), которая подключена к блоку ECU и/или является его интегральной частью, вместо того, чтобы быть отдельным и отличным компонентом или устройством. На шаге 225 пользователь может принять решение о необходимости использования того же набора конфигурируемых параметров режима работы для конфигурирования еще одного двигателя-генератора. К примеру, пользователь может перенести множество конфигурируемых параметров режима работы первого двигателя-генератора (включающее одно или более значений конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены) в другой, второй, двигатель-генератор, отдельный и отличный от первого двигателя-генератора.
[0068] На шаге 230 пользователь может присоединить устройство для хранения данных к информационному порту системы управления двигателем. На шаге 235 пользователь может инициировать загрузку конфигурируемых параметров режима работы. Загружаемые параметры режима работы могут включать одно или более значений параметров режима работы, которые были изменены. На шаге 240 система управления двигателем может собирать конфигурируемые параметры режима работы в конфигурационный файл. Альтернативно, параметры режима работы могут сохраняться в другом формате или другим способом.
[0069] На шаге 245 система управления двигателем может сохранять этот конфигурационный файл в устройстве для хранения данных. На шаге 250 пользователь может отсоединять устройство для хранения данных от системы управления двигателем. На шаге 255 пользователь может присоединять устройство для хранения данных к системе управления двигателем второго двигателя-генератора.
[0070] На шаге 260 пользователь может инициировать выгрузку конфигурационного файла во второй двигатель-генератор. Например, параметры режима работы, которые использовались для первого двигателя-генератора, могут быть перенесены во второй двигатель-генератор при помощи выгрузки параметров режима работы, которые были сохранены в устройстве для хранения данных. На шаге 265 система управления двигателем второго двигателя-генератора может извлекать конфигурируемые параметры режима работы из конфигурационного файла. На шаге 270 система управления двигателем второго двигателя-генератора может перезаписывать все существующие значения конфигурируемых параметров режима работы значениями, извлекаемыми из конфигурационного файла.
[0071] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в соответствии с предшествующим описанием способ 200 включает перенос первого множества конфигурируемых параметров режима работы, включающих одно или более значений конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены, из первого двигателя-генератора в отдельный и отличный от первого второй двигатель-генератор, при этом шаги переноса может включать подшаги 225-265.
[0072] Фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма для одного из вариантов осуществления способа 300, описывающую функциональность системы управления двигателем в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ 200 может выполняться в контексте системы 100 и/или в сочетании со способом 200.
[0073] На шаге 305 система управления двигателем может инициировать последовательность операций включения. На шаге 310 выполняется определение, способна ли система управления двигателем осуществлять связь с главным контроллером.
[0074] На шаге 315, если система управления двигателем не может осуществлять связь с главным контроллером, система управления двигателем может получить конфигурируемые параметры режима работы из энергонезависимой памяти блока ECU. На шаге 320 может начинаться работа двигателя-генератора с использованием этих сохраненных значений конфигурируемых параметров режима работы.
[0075] На шаге 325, если система управления двигателем может осуществлять связь с главным контроллером, система управления двигателем может принимать исходные значения конфигурируемых параметров режима работы от главного контроллера. На шаге 330 может выполняться определение, отличается ли какое-либо из сохраненных значений конфигурируемых параметров режима работы от значений, принятых от главного контроллера.
[0076] На шаге 335, если имеется различие в значениях для одних и тех же параметров, принятые значения могут быть заменены сохраненными значениями. После шага 335, или если расхождений между принятыми и сохраненными значениями нет, на шаге 340 может начинаться работа двигателя-генератора с использованием принятых и/или измененных параметров режима работы.
[0077] На шаге 345 система управления двигателем может отображать пользователю конфигурируемые параметры режима работы в интегрированном интерфейсе HMI в ответ на выбранную пользователем команду. На шаге 350 значение одного из конфигурируемых параметров режима работы может быть принято через интегрированный интерфейс 130 HMI. На шаге 335 измененное значение этого конфигурируемого параметра режима работы может быть сохранено в компоненте энергонезависимой памяти блока ECU.
[0078] Следует отметить, что в процедуре получения данных (например, на шаге 350) могут применяться функции, присущие многим типовым системам управления двигателем, например, обработка ошибок и проверка значений на выход из допустимого диапазона. Интегрированный интерфейс HMI может быть сконфигурирован для отображения обратной связи от этих функций.
[0079] Фиг. 4 представляет собой блок-схему алгоритма способа 400, иллюстрирующую функционирование системы управления двигателем при потере связи с главным контроллером в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ 400 может выполняться в контексте системы 100 и/или в сочетании со способами 200 и/или 300.
[0080] На шаге 405 двигатель-генератор может функционировать в соответствии с текущим множеством параметров режима работы. На шаге 410 система управления двигателем, осуществляющая контроль работы двигателя-генератора, может обнаруживать потерю связи с главным контроллером.
[0081] На шаге 415, система управления двигателем может сохранять текущие значения конфигурируемых параметров режима работы в энергонезависимой памяти блока ECU. На шаге 420 система управления двигателем, опционально, если система управления двигателем сконфигурирована для этого, может регистрировать информацию о потере связи в журнале.
[0082] На шаге 425 система управления двигателем может продолжать контроль и регулирование работы двигателя-генератора с использованием сохраненных значений до тех пор, пока не будет восстановлена связь с главным контроллером, или до окончания цикла включения-выключения и останова двигателя-генератора.
[0083] Фиг. 5 представляет собой эскизную блок-схему с иллюстрацией системы 1100, в которой применяется интерфейс 1130 «человек-машина» (HMI) для двигателя-генератора 1115 системы 1110 для производства электроэнергии в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система 1110 для производства электроэнергии может представлять собой систему обеспечения движения транспортного средства, в которой каждый из двигателей-генераторов 1115 является двигателем, обеспечивающим движение транспортного средства.
[0084] Интерфейс 1130 «человек-машина» (HMI) может представлять собой интерфейс, допускающий использование множеством пользователей 1105 (например, техническими специалистами, инженерами, администратором системы, операторами судна и т.п.) для настройки, калибровки, оптимизации, просмотра и редактирования параметров 1120 режима работы каждого из двигателей-генераторов 1115. То есть, значения конфигурируемых параметров 1122 режима работы двигателей-генераторов 1115, включающих систему 1110, могут регулироваться пользователем 1105 при помощи интегрированного интерфейса I30 HMI.
[0085] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система 1110 для производства электроэнергии может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты генераторной установки транспортного средства (например, генераторного комплекта транспортного средства) или судового винта с прямым приводом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения система 1110 для производства электроэнергии может представлять собой систему, способную производить электроэнергию из различных источников энергии (например, бензина, дизельного топлива, биодизельного топлива, водородного топлива и т.п.) К примеру, система 1110 для производства электроэнергии может представлять собой стационарную или полустационарную конструкцию, находящуюся в определенной географической точке и спроектированную для производства и распределения электроэнергии в качестве локальной маломощной электростанции, обеспечивающей резервное электроснабжение объекта.
[0086] Система 1110 для производства электроэнергии может иметь в своем составе такие структурные компоненты (не показанные на чертеже) как фундамент, стены и крышу для защиты внутренних элементов от окружающей среды. Конкретная физическая внешняя и внутренняя конфигурация этих компонентов, составляющих систему 1110 для производства электроэнергии, может быть различной. Неограничивающий пример реализации настоящего изобретения для морских применений показан в блоке 1180, где компоненты системы встроены в одну панель.
[0087] Компоненты системы 1110 для производства электроэнергии, связанные по меньшей мере с одним из вариантов описанного в настоящем документе изобретения, могут включать одно или более из следующего: двигатели-генераторы 1115 и систему 1125 управления двигателем. Двигатель-генератор 1115 может представлять собой комплекс компонентов, необходимых для преобразования энергии топлива в электричество. Конкретная конфигурация компонентов двигателя-генератора 1115 может изменяться в зависимости от производителя и назначения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения двигатель-генератор 1115 имеет в своем составе источник топлива, двигатель, регулятор частоты вращения, генератор, регулятор напряжения генератора, а также системы обработки выхлопных газов, охлаждения и смазки. В применениях для обеспечения движения транспортного средства упомянутый регулятор частоты вращения двигателя может представлять собой регулятор с переменной частотой вращения, тогда как в других применениях может использоваться регулятор с постоянной частотой вращения (например, «гувернер»).
[0088] В применениях для обеспечения движения транспортного средства блок 1135 управления двигателем (ECU) может регулировать частоту вращения двигателя от холостого хода до номинальной на основе команд управления дроссельной заслонкой, поступающих с рабочего места оператора, например, из рубки капитана (например, мостика) морского судна. Команда управления частотой вращения может передаваться беспроводным способом и/или по кабельной системе транспортного средства (например, по системе связи между капитанским мостиком и блоком ECU). Интерфейс 1130 HMI может использоваться для калибровки этого канала связи (как правило, ток от 4 до 20 мА) и уровнем дросселирования, который может изменяться между холостым ходом и номинальным. Некорректная калибровка команды управления дроссельной заслонкой может привести к работе двигателя на нежелательной частоте вращения (например, на частотах вращения, отличающихся от выбранных оператором), что может приводить к неэффективному расходу топлива и потере восприимчивости транспортного средства к управлению оператором.
[0089] Параметры 1120 режима работы многих двигателей-генераторов 1115 средней или высокой мощности могут постоянно контролироваться и автоматически регулироваться системой 1125 управления двигателем. Параметры 1120 режима работы могут представлять собой значения или пределы для входных/выходных переменных двигателя-генератора 1115. Система 1125 управления двигателем может использовать эти значения параметров 1120 режима работы при определении, в какой момент времени и/или каким образом должно быть выполнено регулирование работы двигателя-генератора 1115.
[0090] К примеру, если система 1125 управления двигателем определит, что рабочая частота вращения компонента двигателя должна быть увеличения с целью увеличения скорости транспортного средства (например, выходной мощности двигателя) и/или увеличения выработки электроэнергии, система 1125 управления двигателем может увеличить частоту вращения двигателя с помощью такого параметра 1120 режима работы как «повышение величины ускорения частоты вращения». В применениях для морских судов этот параметр 1120 режима работы, «повышение величины ускорения частоты вращения» может увеличиваться в ответ на регулирование капитаном дроссельной заслонки с мостика судна. Изменения параметров могут также осуществляться из интерфейса 1130 HMI обслуживающим персоналом при настройке/калибровке двигателя.
[0091] Подмножество параметров 1120 режима работы может быть назначено конфигурируемыми параметрами 1122 режима работы. Значения конфигурируемых параметров 1122 режима работы могут изменяться пользователем 1105 в целях калибровки или настройки работы двигателя-генератора 1115. В свою очередь, значения параметров 1120 режима работы, которые не входят в подмножество конфигурируемых параметров 120 режима работы, не могут быть изменены пользователем 1105. В вариантах осуществления настоящего изобретения все параметры режима работы являются конфигурируемыми параметрами режима работы.
[0092] Примеры конфигурируемых параметров 1122 режима работы могут включать, без ограничения перечисленным, предельные значения состава воздушно-топливной смеси, используемые двигателями-генераторами 1115, статические предельные значения подачи топлива (например, предельные значения объема топлива, подаваемого в каждый из цилиндров двигателя-генератора 115), степень увеличения частоты вращения (например, предельное значение ускорения двигателя), степень понижения частоты вращения (например, предельное значение замедления двигателя), процентное уменьшение, коэффициент усиления пропорционально-интегрального регулирования нагрузки двигателя, точки калибровки на холостом ходу и т.п. Определение конфигурируемых параметров 1122 режима работы может выполняться при изготовлении двигателя-генератора 1115 и может позволять выполнять его дополнительную настройку пользователем 1105 после монтажа.
[0093] Система 1125 управления двигателем может представлять собой аппаратные и/или программные элементы, необходимые для контроля и регулирования параметров 1120 режима работы двигателя-генератора 1115. Система 1125 управления двигателем может состоять из множества различных компонентов. Однако в системе 1100 проиллюстрированы только те компоненты системы 1125 управления двигателем, которые непосредственно связаны с реализацией и/или функционированием проиллюстрированного варианта осуществления настоящего изобретения.
[0094] Соответственно, система 1125 управления двигателем может иметь в своем составе интегрированный интерфейс 1130 HMI, блок 1135 ECU и модуль 1145 ввода-вывода (I/O). Интерфейс 1130 HMI может осуществлять связь с блоком 1135 ECU по вычислительной сети 1132 с присоединяемыми ресурсами (ARCnet) (или по эквивалентной линии, сети или шине связи). Блок 1135 ECU может представлять собой независимый аппаратный компонент, исполняющий программные или микропрограммные модули, например, регулятор частоты вращения, выдающий команды на впрыск топлива и т.п. Блок 1135 ECU может функционировать независимо с уже сконфигурированными параметрами (которые могут храниться в энергонезависимой памяти, исключающей потерю значений при пропадании электропитания или в конце цикла включения-выключения). То есть, в случае потери связи (неисправности сети 1132 ARCNet) или неисправности интерфейса 1130 HMI блок 1135 ECU может продолжать работу (с использованием последнего заданного набора параметров 1122) до тех пор, пока связь с интерфейсом 1130 HMI не будет восстановлена (что позволит обновить используемые блоком 1135 ECU параметры). Интегрированный интерфейс 1130 HMI может представлять собой аппаратное и/или программное обеспечение, необходимое для обеспечения графического интерактивного механизма, с помощью которого пользователь 1105 может выполнять действия, связанные с конфигурированием параметров 1122 режима работы двигателя-генератора 1115. То есть, по меньшей мере подмножество введенных с помощью интерфейса 1130 HMI значений (например, подмножество, связанное с функциями блока 1135 ECU) параметров 1120 может направляться через блок 1135 ECU.
[0095] В настоящем документе термин «интегрированный» по отношению к интегрированному интерфейсу 1130 HMI используется, чтобы подчеркнуть, что элементы интерфейса 1130 HMI встроены в двигатель-генератор 1115. То есть, пользователю 1105 не нужно какое-либо дополнительное аппаратное и/или программное обеспечение в качестве дополнения для отображения или для выполнения функций интегрированного интерфейса 1130 HMI, аналогично предшествующему описанию в связи с проиллюстрированным на фиг. 1 интерфейсом 130 HMI.
[0096] Например, интегрированный интерфейс 1130 HMI может иметь в своем составе экран дисплея и клавиатуру, заключенные в корпус двигателя-генератора 1115. Компоненты, обеспечивающие логику обработки информации и графические меню интегрированного интерфейса 1130 HMI, также могут быть размещены в подходящем местоположении в корпусе двигателя-генератора, например, в выделенной области органов управления, в которой чувствительные компоненты могут быть защищены от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды при работе системы (например, высокой температуры и вибрации).
[0097] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения интегрированный интерфейс 1130 HMI представляет собой надежный и защищенный интерфейс, и не «немой» (неинтеллектуальный) терминал или панель управления. Система управления двигателем (например, система 1110) может включать систему управления конфигурацией и систему диагностики защиты двигателя, которые функционируют в аппаратном обеспечении интерфейса 1130 независимо от отображаемой пользователю информации. При этом, хотя двигатель-генератор 1115 и может иметь панель управления для быстрого доступа к таким функциями как включение/отключение и аварийный останов, однако интегрированный интерфейс 1130 HMI может быть сконфигурирован для применения пользователем 1105 с целью калибровки или тонкой настройки значений конфигурируемых параметров 1122 режима работы двигателя-генератора 1115 в производственных условиях (после его монтажа).
[0098] Традиционная процедура калибровки/настройки двигателя-генератора 1115 в производственных условиях может требовать запуска специально обученным или сертифицированным техническим специалистом 1105 специализированного программного приложения в электронном устройстве (например, портативном компьютере или специализированном вычислительном устройстве), которое является отдельным от двигателя-генератора 1115 до выполнения калибровки двигателя-генератора 1115, но затем физически соединяется с двигателем-генератором 1115 во время его калибровки, например, при помощи одного или более кабелей. Применение интегрированного интерфейса 1130 HMI позволяет владельцу или организации, эксплуатирующей систему 1110 для производства электроэнергии, преодолеть ключевые проблемы такого традиционного подхода.
[0099] Во-первых, интегрированный интерфейс 1130 HMI может позволять обладающему соответствующими знаниями (и авторизованному паролем или другим механизмом аутентификации) сотруднику 1105, например корабельному инженеру по техническому обслуживанию (или инженеру-энергетику в неморских применения) вносить изменения в конфигурируемые параметры 1122 режима работы с целью калибровки или настройки двигателя-генератора 1115. Это позволяет сберечь временные и денежные затраты на выезд технического специалиста сторонней организации, а также повысить оперативность, с которой могут быть внесены изменения в конфигурируемые параметры 1122 режима работы, что повышает общую эффективность процедуры калибровки или настройки. Как уже отмечалось, различным типам пользователей могут предоставляться различные уровни доступа. Так, члену экипажа, выполняющему техническое обслуживание двигателя, может разрешаться доступ только к подмножеству действий при помощи интерфейса 1130, которые могут осуществляться техническим специалистом 1105. Тем не менее, корабельный инженер по техническому обслуживанию может решать множество стандартных задач без необходимости вмешательства технического специалиста и/или может проводить начальную диагностику или процедуры до прибытия технического специалиста, минимизируя время пребывания технического специалиста на судне.
[00100] Во-вторых, поскольку интерфейс 1130 HMI является интегрированным компонентом двигателя-генератора 1115, подобная усовершенствования процедура позволяет устранить зависимость от специализированных внешних компонентов, присущую традиционному подходу. Если при использовании традиционного подхода возникает сбой или неисправность в программном обеспечении, электронном устройстве технического специалиста 1105 и/или в кабеле, с помощью которого подключено это электронное устройство, выполнение процедуры становится невозможным. Несмотря на то, что вероятность возникновения ошибок полностью устранить невозможно, интегрированный интерфейс 1130 HMI позволяет минимизировать вероятность возникновения проблем, связанных с отказом или ошибками в обращении с внешними компонентами.
[00101] В третьих, находящийся удаленно технический специалист может инструктировать пользователя 1105 по калибровке параметров 1122, без необходимости выезда на место установки системы 1110, при этом пользователь 1105 не обязательно должен иметь знания по этой процедуре. Поскольку для калибровки системы 1110 в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения не требуется использования отдельного специализированного оборудования, упомянутый технический специалист может выполнять удаленное инструктирование пользователя 1105 по телефонному соединению, видеосоединению или другому соединению связи.
[00102] Изменения, вносимые пользователем 1105 в конфигурируемые параметры 1122 режима работы при помощи интегрированного интерфейса 1130 HMI, могут сохраняться системой 1125 управления двигателем в компоненте 1140 энергонезависимой памяти блока 1135 ECU. Блок 1135 ECU может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, необходимые для электронного контроля и управления работой компонентов двигателя-генератора 1115. Блоки 1135 ECU хорошо известны в данной области техники, поэтому более подробно описываться не будут.
[00103] В дополнение к датчикам (не показаны на чертеже) и логическим компонентам для обработки данных (например, процессорам) в состав блока 1135 ECU может входить компонент 1140 энергонезависимой памяти для хранения конфигурируемых параметров 1122 режима работы. Этот тип энергонезависимой памяти 1140 может позволять выполнять операции чтения и записи, например, это может быть элемент флэш-памяти. Энергонезависимая память 1140, допускающая операции чтения и записи, может быть необходимой для обеспечения возможности сохранения изменений, внесенных в значения конфигурируемых параметров 122 режима работы.
[00104] Сохранение конфигурируемых параметров 1122 режима работы в энергонезависимой памяти 1140 может быть важным на тот случай, если система 1125 управления двигателем и/или блок 1135 ECU потеряют связь с системой 1125 EMS. К примеру, энергонезависимая память 1140 может автоматически использоваться (например, сохранение и фиксирование) при потере связи (неисправность сети 1132 ARCNet) между системой 1125 EMS и блоком 1135 ECU. Система 1125 EMS и блок 1135 ECU могут функционировать в различных аппаратных панелях транспортного средства, например, морского судна.
[00105] Главный контроллер (система 1125 EMS) может регулировать или включать/отключать двигатели-генераторы 1115 с целью балансировки нагрузки, обеспечения соответствия правилам надежной эксплуатации системы или для исправления обнаруженной неисправности. Соответственно, главный контроллер может предоставлять в систему 1125 управления двигателем значения параметров 1120 режима работы, обеспечивающие адаптацию к таким ситуациям по мере их возникновения.
[00106] За счет фиксирования конфигурируемых параметров 1122 режима работы в энергонезависимой памяти 1140 их измененные значения могут быть сохранены после отключения двигателя-генератора 1115. При этом в случае, когда двигатель-генератор 1115 включается без связи 1132 между системой 1125 EMS и блоком 1135 ECU, блок 1135 ECU может использовать сохраненные (в памяти 1140) параметры 1122 режима работы до тех пор, пока связь 1132 с главным контроллером (системой EMS 1125) не будет восстановлена.
[00107] Устройство хранения конфигурируемых параметров 1122 режима работы может также поддерживать функциональность загрузки и выгрузки данных, помогающую выполнять калибровку в случае наличия нескольких двигателей-генераторов 1115. После выбора пользователем 1105 соответствующей команды система 1125 управления двигателем может собирать конфигурируемые параметры 1122 режима работы в конфигурационный файл 1165. Конфигурационный файл 1165 может быть форматированным электронным представлением конфигурируемых параметров 1122 режима работы, допускающим чтение и запись системой 1125 управления двигателем.
[00108] Устройство 1160 для хранения данных может быть соединено с системой 1125 управления двигателем при помощи модуля 1145 ввода-вывода. Модуль 1145 ввода-вывода может представлять собой аппаратные и/или программные компоненты, необходимые для обеспечения связи с внешними устройствами, например, с устройством 1160 для хранения данных. Модуль 1145 ввода-вывода может иметь в своем составе один или более портов, поддерживающих соединение с внешними устройствами непосредственно или при помощи подходящего информационного кабеля.
[00109] Устройство 1160 для хранения данных может представлять собой электронное устройство, способное быть подключенным к модулю 1145 ввода-вывода и хранить конфигурационный файл 1165. К примеру, портативное устройство 1160 флэш-памяти (например, флэш-диск или флэш-карта) может подключаться непосредственно к модулю 1145 ввода-вывода. В качестве другого примера, устройство 1160 для хранения данных может представлять собой портативный компьютер, соединяемый с модулем 1145 ввода-вывода при помощи информационного кабеля USB. Для обеспечения связи между модулем 1145 ввода-вывода и устройством 1160 могут использоваться и другие протоколы и стандарты связи (например, ESATA, FIREWIRE, BLUETOOTH, WIFI и т.п.)
[00110] Затем устройство 1160 для хранения данных может быть присоединено к другим двигателям-генераторам 1115, при условии, что они являются идентичными или аналогичными двигателю-генератору 1115, для которого был создан конфигурационный файл 1165. Конфигурационный файл 1165 может выгружаться системами 1125 управления двигателем других двигателей-генераторов 1115, что обеспечивает быструю и однообразную калибровку.
[00111] На виде 1180 показан неограничивающий пример осуществления настоящего изобретения в контексте системы обеспечения движения транспортного средства, например, системы обеспечения движения морского судна. В блоке 1180 показано, каким образом в одном из предложенных вариантов осуществления настоящего изобретения интерфейс 1130 HMI может быть интегрирован в легкодоступное и компактное пространство рядом с блоком 1135 ECU. Панель в закрытом виде проиллюстрирована в блоке 1182, где видно, что интерфейс 1130 HMI имеет множество элементов 1184 управления (кнопок, переключателей, индикаторов и т.п.), которые могут регулироваться пользователем. В транспортном средстве, например, морском судне, может быть реализовано более одного интерфейса 1130 HMI. К примеру, один интерфейс 1130 HMI может быть расположен вблизи блока 1135 ECU (как это показано на чертеже), а другой, отличающийся интерфейс 1130 HMI может быть расположен на корабельном мостике. Когда панель открыта (вид 1190), взгляду доступны различные соединения, например, с блоком ECU 1135.
[00112] Фиг. 6 представляет собой блок-схему алгоритма способа 1200 калибровки нескольких двигателей-генераторов с использованием интегрированного интерфейса «человек-машина» (HMI) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ 1200 может выполняться в контексте системы 1100.
[00113] На шаге 1205 пользователь может осуществлять доступ к конфигурируемым параметрам режима работы двигателя-генератора при помощи интегрированного интерфейса HMI. На шаге 1210 пользователь может изменять значение одного или более конфигурируемых параметров режима работы. На шаге 1215 измененные значения конфигурируемых параметров режима работы могут быть сохранены пользователем.
[00114] На шаге 1220 система управления двигателем может сохранять измененные значения конфигурируемых параметров режима работы. Измененные значения могут сохраняться в локальном энергозависимом запоминающем устройстве (например, оперативной кэшпамяти), а также в элементе энергонезависимой памяти блока ECU. На шаге 1225 пользователь может принять решение о необходимости использования того же набора конфигурируемых параметров режима работы для конфигурирования еще одного двигателя-генератора.
[00115] Затем на шаге 1230 пользователь может присоединять устройство для хранения данных к информационному порту системы управления двигателем. На шаге 1235 пользователь может инициировать загрузку конфигурируемых параметров режима работы. На шаге 1240 система управления двигателем может собирать конфигурируемые параметры режима работы в конфигурационный файл.
[00116] На шаге 1245 система управления двигателем может сохранять этот конфигурационный файл в устройстве для хранения данных. На шаге 1250 пользователь может отсоединять устройство для хранения данных от системы управления двигателем. На шаге 1255 пользователь может присоединять устройство для хранения данных к системе управления двигателем второго двигателя-генератора.
[00117] На шаге 1260 пользователь может инициировать выгрузку конфигурационного файла во второй двигатель-генератор. На шаге 1265 система управления двигателем второго двигателя-генератора может извлекать конфигурируемые параметры режима работы из конфигурационного файла. На шаге 1270 система управления двигателем второго двигателя-генератора может перезаписывать все существующие значения конфигурируемых параметров режима работы значениями, извлекаемыми из конфигурационного файла.
[00118] Фиг. 7 представляет собой блок-схему алгоритма способа 1300, описывающую блок управления двигателем (ECU) в работе в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ 1300 может выполняться в контексте системы 1100.
[00119] На шаге 1305 включается контроллер двигателя. На шаге 1310 блок ECU может выполнять чтение из энергонезависимой памяти (например, памяти 1140) с целью получения параметров режима работы. Эти значения могут быть исходными значениями для блока ECU. В случае если данное включение является первым, эти значения в энергонезависимой памяти могут представлять собой множество заданных по умолчанию значений.
[00120] На шаге 1315 может выполняться проверка на наличие связи (например, по сети ARCNet) между главным контроллером (например, системой EMS) и блоком ECU. Если связь отсутствует, выполнение способа может продолжаться от шага 1315 до шага 1360 в соответствии с иллюстрацией. Если связь присутствует, то на шаге 1320 принимают значения от главного контроллера (например, системы EMS).
[00121] На шаге 1325 принятые значения могут сравниваться со значениями, полученными из энергонезависимой памяти. На шаге 1330, если значения из энергонезависимой памяти блока ECU отличаются от значений, полученных от главного контроллера, то значения в энергонезависимой памяти могут быть заменены значениями, принятыми от системы EMS. Параметры режима работы, используемые в блоке ECU, могут быть также заменены принятыми значениями. На шаге 1335 двигатель может работать с использованием параметров режима работы, заданных блоком ECU.
[00122] На шаге 1340 выполняют определение, не произошла ли потеря связи между системой EMS и блоком ECU. Если нет, на шаге 1345 пользователь может обновлять (или не обновлять) конфигурируемые параметры системы с использованием интерфейса HMI. При получении обновлений они могут быть переданы из системы EMS в блок ECU и использованы в соответствии с иллюстрацией шагов 1345-1320 способа.
[00123] Если на шаге 1340 обнаружена потеря связи между главным контроллером и блоком ECU, то текущие параметры режима работы могут быть зафиксированы (или могут сохраняться/использоваться блоком ECU, пока будет отсутствовать связь) на шаге 1350. На шаге 1360 двигатель может продолжать работу с использованием этих зафиксированных параметров (которые также могут быть сохранены в энергонезависимой памяти блока ECU). На шаге 1365, когда связь возобновится, значения из системы EMS могут быть приняты блоком ECU, и могут быть выполнены соответствующие регулировки, в соответствии с иллюстрацией шагов 1365-1320 способа.
[00124] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления работой одного или более двигателей-генераторов) включает изменение одного или более значений из первого множества конфигурируемых параметров режима работы для первого двигателя-генератора. Упомянутый первый двигатель-генератор имеет в своем составе интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI) и первую систему управления двигателем. Конфигурируемые параметры режима работы используются системой управления двигателем для управления работой первого двигателя-генератора. Одно или более значений из первого множества изменяют на основе работы пользователя с упомянутым интерфейсом HMI. Способ включает также локальное сохранение одного или более значений из множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены. Одно или более значений, которые были изменены, сохраняют в памяти, которая является локальной для первого двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также перенос первого множества конфигурируемых параметров режима работы, включающих одно или более значений конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены, из двигателя-генератора в отдельный от первого второй двигатель-генератор, а также замену одного или более значений из второго множества конфигурируемых параметров режима работы, связанных с упомянутым вторым двигателем-генератором, одним или более значением из первого множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены. Упомянутый второй двигатель-генератор функционирует с использованием одного или более значений из второго множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были получены из первого двигателя-генератора.
[00125] В другом аспекте настоящего изобретения замена одного или более значений второго множества конфигурируемых параметров режима работы включает изменение второго множества конфигурируемых параметров режима работы в памяти второй системы управления двигателем, которая использует второе множество конфигурируемых параметров режима работы для управления работой второго двигателя-генератора.
[00126] В еще одном аспекте настоящего изобретения перенос первого множества конфигурируемых параметров режима работы включает формирование конфигурационного файла, включающего множество конфигурируемых параметров режима работы, с использованием упомянутой первой системы управления двигателем и загрузку конфигурационного файла в память, связанную со второй системой управления двигателем, которая управляет работой второго двигателя-генератора.
[00127] В еще одном аспекте настоящего изобретения первый и второй двигатели-генераторы являются двигателями-генераторами одного типа и/или одной модели.
[00128] В еще одном аспекте настоящего изобретения изменение одного или более значений первого множества конфигурируемых параметров двигателя включает отображение первого множества конфигурируемых параметров режима работы в интерфейсе HMI двигателя-генератора и прием при помощи интерфейса HMI по меньшей мере одной команды ввода, которая представляет собой изменение одного или более значения первого множества конфигурируемых параметров режима работы.
[00129] В еще одном аспекте настоящего изобретения локальное сохранение одного или более значений первого множества конфигурируемых параметров режима работы включает сохранение одного или более значений из первого множества конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены, в области энергонезависимой памяти упомянутой первой системы управления двигателем.
[00130] В еще одном аспекте настоящего изобретения передача первого множества конфигурируемых параметров режима работы включает соединение съемного устройства для хранения данных с упомянутой первой системой управления двигателем первого двигателя-генератора, сохранение первого множества конфигурируемых параметров режима работы в съемном устройстве для хранения данных, отсоединение съемного устройства для хранения данных от упомянутой первой системы управления двигателем, которая управляет работой второго двигателя-генератора, и перенос по меньшей мере одного из упомянутых конфигурируемых параметров режима работы, включающих по меньшей мере одно из значений, которые были изменены, из съемного устройства для хранения данных в область памяти второй системы управления двигателем второго двигателя-генератора.
[00131] В еще одном аспекте настоящего изобретения первое множество конфигурируемых параметров режима работы сохраняют в упомянутой первой системе управления двигателем. Способ может также включать обнаружение неспособности первого двигателя-генератора осуществлять связь с главным контроллером упомянутой первой системы управления двигателем и доступ к упомянутому первому множеству конфигурируемых параметров режима работы упомянутой первой системы управления двигателем. Конфигурируемые параметры режима работы хранят вне упомянутой первой системы управления двигателем во время предыдущего цикла работы первого двигателя-генератора. Способ может также включать использование первого множества конфигурируемых параметров режима работы для управления упомянутым первым двигателем-генератором до тех пор, пока первая система управления двигателем не восстановит связь с упомянутым контролером, или до тех пор, пока двигатель-генератор перейдет в состояние «отключение».
[00132] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система (например, система для производства электроэнергии) имеет в своем составе первый двигатель-генератор, имеющий двигатель, генератор, подключенный к упомянутому двигателю, по меньшей мере один носитель для хранения данных, интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI) и систему управления двигателем. Двигатель приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. Упомянутый по меньшей мере один носитель для хранения данных сконфигурирован для хранения по меньшей мере первого подмножества множества параметров режима работы, которые используются для управления работой первого двигателя-генератора. Один или более параметров режима работы из первого подмножества являются конфигурируемыми. Интерфейс HMI интегрирован в упомянутый первый двигатель-генератор и сконфигурирован для приема ввода от оператора с целью изменения упомянутых одного или более параметров режима работы из первого подмножества. Система управления двигателем сконфигурирована для управления работой первого двигателя-генератора на основе упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены с использованием интерфейса HMI.
[00133] В другом аспекте настоящего изобретения система включает также главный контроллер, который сконфигурирован для связи с упомянутым первым двигателем-генератором и для управления характеристиками первого двигателя-генератора и второго двигателя-генератора системы для производства электроэнергии. Главный контроллер сконфигурирован для предоставления значений множества параметров режима работы, которые используются для управления работой упомянутых первого и второго двигателей-генераторов. Система управления двигателем сконфигурирована для управления работой первого двигателя-генератора на основе одного или более конфигурируемых параметров режима работы, которые были изменены с использованием интерфейса HMI, и на основе параметров режима работы, которые были предоставлены главным контроллером.
[00134] В еще одном аспекте настоящего изобретения интерфейс HMI сконфигурирован для загрузки упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы в переносное запоминающее устройство с целью переноса одного или более конфигурируемых параметров режима работы во второй двигатель-генератор системы для производства электроэнергии, при этом первый и второй двигатели-генераторы являются отдельными и отличными друг от друга.
[00135] В еще одном аспекте настоящего изобретения система управления двигателем включает также блок управления двигателем (ECU), сконфигурированный для управления работой двигателя первого двигателя-генератора.
[00136] В еще одном аспекте настоящего изобретения упомянутый блок ECU включает также компонент энергонезависимой памяти, сконфигурированный для хранения одного или более конфигурируемых параметров режима работы из первого подмножества, когда происходит потеря связи между упомянутой системы управления двигателем и упомянутым главным контроллером.
[00137] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления работой двигателя-генератора) включает обнаружение неспособности системы управления двигателем осуществлять связь с главным контроллером. Система управления двигателем сконфигурирована для управления работой первого двигателя-генератора. Упомянутый главный контроллер сконфигурирован для предоставления значений первого множества параметров режима работы первого двигателя-генератора, которые используются системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также определение рабочего состояния двигателя-генератора, как являющегося по меньшей мере одним из следующего: состояние «включение», состояние «в работе» или состояние «отключение», и доступ к одному или более конфигурируемым параметрам режима работы из первого множества параметров режима работы из энергонезависимого запоминающего устройства упомянутой системы управления двигателем, когда рабочим состоянием двигателя-генератора является состояние «включение». Один или более конфигурируемых параметров режима работы были ранее сохранены в упомянутом энергонезависимом запоминающем устройстве в течение предыдущего цикла работы двигателя-генератора. Упомянутый способ включает также использование упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы упомянутой системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора, когда упомянутый двигатель-генератор переходит в состояние «в работе». Использование упомянутых конфигурируемых параметров режима работы продолжается до тех пор, пока не восстановится связь с упомянутым главным контролером.
[00138] В еще одном аспекте настоящего изобретения использование упомянутых конфигурируемых параметров режима работы продолжается до тех пор, пока упомянутый двигатель-генератор не перейдет в состояние «отключение».
[00139] В еще одном аспекте настоящего изобретения способ включает также сохранение текущих значений упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы в энергонезависимом запоминающем устройстве, когда упомянутым рабочим состоянием является состояние «в работе» или состояние «отключение».
[00140] В еще одном аспекте настоящего изобретения использование упомянутых одного или более конфигурируемых параметров режима работы упомянутой системой управления двигателем для управления работой двигателя-генератора, когда упомянутый двигатель-генератор переходит в состояние «в работе», продолжается до тех пор пока упомянутый двигатель-генератор не перейдет в состояние «отключение».
[00141] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ (например, способ управления блоком управления двигателем) включает управление первым блоком управления двигателем (ECU) с использованием системы управления двигателем (EMS), имеющей интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI), при помощи которого обеспечивается возможность изменения параметров режима работы первого двигателя-генератора. Система EMS сконфигурирована так, чтобы быть соединенной, с возможностью связи по сети связи, с упомянутым первым блоком ECU. Первый блок ECU управляет работой первого двигателя-генератора с использованием упомянутых параметров режима работы.
[00142] В еще одном аспекте настоящего изобретения способ включает также прием пользовательского ввода от пользователя интерфейса HMI с целью изменения по меньшей мере одного из параметров режима работы, используемых для управления работой первого двигателя-генератора.
[00143] В еще одном аспекте настоящего изобретения упомянутый способ включает определение, принят ли пользовательский ввод от авторизованного пользователя. Один или более параметров режима работы, которые используются для управления работой первого двигателя-генератора, изменяют только в том случае, если определено, что пользовательский ввод принят от авторизованного пользователя.
[00144] В еще одном аспекте настоящего изобретения способ включает также передачу по меньшей мере одного сообщения на основе пользовательского ввода по сети связи между упомянутой системой EMS и упомянутым блоком ECU и изменение по меньшей мере одного из параметров режима работы, используемых упомянутым первым блоком ECU, в соответствии с пользовательским вводом из интерфейса HMI. Изменения упомянутых одного или более параметров режима работы, основанные на пользовательском вводе через интерфейс HMI, поддерживаются в течение цикла включения-выключения упомянутой системы EMS, при этом они поддерживаются даже при разрыве связи по упомянутой сети связи, соединяющей систему EMS с блоком ECU.
[00145] В еще одном аспекте настоящего изобретения упомянутый первый блок ECU представляет собой независимую систему, работающую независимо от системы EMS.
[00146] В еще одном аспекте настоящего изобретения способ включает также сохранение по меньшей мере одного из параметров режима работы, которые были изменены в соответствии с пользовательским вводом, принятым из интерфейса HMI, в энергонезависимом запоминающем устройстве первого блока ECU.
[00147] В еще одном аспекте настоящего изобретения упомянутый способ включает также перенос параметров режима работы первого блока ECU из этого первого блока ECU в устройство для хранения данных, расположенное вне первого блока ECU при помощи интерфейса HMI.
[00148] В еще одном аспекте настоящего изобретения способ включает также перенос параметров режима работы из устройства для хранения данных во второй блок управления двигателем (ECU) для использования этим вторым блоком ECU при управлении работой второго двигателя-генератора, являющегося отдельным и отличным от первого двигателя-генератора.
[00149] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система (например, система для производства электроэнергии) имеет в своем составе систему управления двигателем (EMS), блок управления двигателем (ECU) и энергонезависимое запоминающее устройство. Система EMS имеет интегрированный интерфейс «человек-машина» (HMI), который сконфигурирован для приема ввода от пользователей с целью изменения одного или более параметров режима работы множества двигателей-генераторов системы для производства электроэнергии. Упомянутый блок ECU сконфигурирован для управления работой множества двигателей-генераторов на основе упомянутых параметров режима работы, включающих один или более параметров режима работы, которые изменяют на основе ввода от пользователей. Блок ECU и система EMS сконфигурированы так, чтобы быть соединенными с возможностью связи через сеть связи с целью обмена упомянутыми параметрами режима работы. Энергонезависимое запоминающее устройство сконфигурировано для хранения упомянутых одного или более параметров режима работы, которые были изменены. Изменения упомянутых одного или более параметров режима работы при помощи ввода через интерфейс HMI могут поддерживаться в упомянутом запоминающем устройстве в течение цикла включения-выключения упомянутой системы EMS, а также при разрыве связи по упомянутой сети связи, соединяющей систему EMS с блоком ECU.
[00150] В еще одном аспекте настоящего изобретения множество двигателей-генераторов управляют движением морского судна.
[00151] В еще одном аспекте настоящего изобретения упомянутый интерфейс HMI представляет собой стандартизованный интерфейс, который сконфигурирован для приема ввода с целью изменения упомянутых одного или более параметров режима работы блока управления двигателем, а также для приема ввода с целью изменения других, дополнительных параметров режима работы, связанных с другими, дополнительными блоками управления двигателем.
[00152] Блок-схемы и блок-схемы алгоритмов на приложенных чертежах иллюстрируют архитектуру, функциональность и функционирование возможных реализаций систем, способов и компьютерных программных продуктов в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. В этой связи каждый блок блок-схем или блок-схем алгоритмов может представлять собой модуль, сегмент или фрагмент кода, который включает одну или более исполняемых инструкций для реализации заданной логической функции (или функций). Следует отметить, что в некоторых альтернативных реализациях, функции, отмеченные в блоке, могут выполняться в порядке, отличающемся от проиллюстрированного на чертеже. К примеру, два блока, показанные в виде последовательности, фактически могут исполняться по существу одновременно, или же, в некоторых случаях, блоки могут исполняться в обратном порядке, - в зависимости от используемой функциональности. Также следует отметить, что каждый блок блок-схем и/или блок-схем алгоритмов на иллюстрациях, а также комбинации этих блоков, могут быть реализованы с помощью аппаратных систем специального назначения, выполняющих заданные функции или операции, или с помощью аппаратного обеспечения специального назначения и машинных инструкций.
[00153] Нужно понимать, что приведенное выше описание имеет целью иллюстрацию, а не ограничение настоящего изобретения. К примеру, описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения (и/или их аспекты) могут использоваться в комбинациях друг с другом. При этом, без выхода за рамки настоящего изобретения, может быть внесено множество изменений с целью адаптации настоящего изобретения к конкретной ситуации или к конкретным материалам. Размеры и типы материалов, описанные в настоящем документе, имеют целью определение параметров настоящего изобретения, но никоим образом не ограничивают его и являются всего лишь примерами его осуществления. По прочтении приведенного выше описания специалистам в данной области техники могут быть очевидны множество дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Соответственно, для определения рамок настоящего изобретения необходимо обращаться к приложенной формуле изобретения, при этом в рамки изобретения попадают все соответствующие эквиваленты. В приложенной формуле изобретения выражения «включающий» и «в котором» используются как эквиваленты соответствующих терминов «содержащий» и «где». При этом в приведенной ниже формуле изобретения выражения «первый», «второй», «третий» и т.д. используются исключительно как обозначения и не служат для наложения порядковых ограничений на их объекты. Также, ограничения приведенных ниже пунктов формулы изобретения не имеют формата «средство плюс функция» и не должны интерпретироваться на основании шестого абзаца §112 главы 35 Кодекса законов США, кроме случаев, когда в ограничениях пункта формулы изобретения явно используется выражение «средство», за которым следует описание функции без описания дальнейшей структуры.
[00154] В данном документе для описания нескольких вариантов осуществления, а также для обеспечения возможности их практического применения специалистами в данной области техники (включая создание и использование любых устройств или систем или выполнение способов изобретения), использованы конкретные примеры. Объем правовой защиты настоящего изобретения задан формулой изобретения и может включать другие примеры, которые могут быть найдены специалистами в данной области техники. Все такие дополнительные примеры попадают в объем правовой защиты формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, не отличающиеся от буквального описания в пунктах формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквального описания в пунктах формулы изобретения.
[00155] Приведенное выше описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения может быть понято более детально при его прочтении в сочетании с приложенными чертежами. На чертежах показаны блок-схемы из функциональных блоков с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, однако эти функциональные блоки не обязательно отражают разделение аппаратных схем. Так, например, один или более функциональных блоков (например, процессоров или модулей памяти) могут быть реализованы в одном аппаратном элементе (например, сигнальном процессоре общего назначения, микроконтроллере, памяти с произвольным доступом, жестком диске и т.п.) Аналогично, программы могут представлять собой самостоятельные программы, могут быть включены в состав операционной системы в виде подпрограмм, могут представлять собой функции установленного программного пакета и т.п. Различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены конфигурациями и техническими средствами, показанными на чертежах.
[00156] В настоящем документе элементы или шаги в единственном числе и те, которым предшествует выражение «один» или «один из», нужно трактовать как не исключающие множества таких элементов или шагов, если только на подобное исключение не указано явно. При этом ссылки на «один из вариантов» осуществления настоящего изобретения не следует трактовать как исключающие существование дополнительных вариантов осуществления изобретения, также включающих перечисленные отличительные особенности. Также, если явно не указано обратное, варианты осуществления изобретения, «содержащие», «включающие» или «имеющие» элемент, или множество элементов, с каким-либо свойством, могут дополнительно включать подобные элементы без свойства.
[00157] Поскольку в описанных выше системах и способах без выхода за рамки настоящего изобретения могут быть сделаны определенные изменения, то все изложенное выше, а также проиллюстрированное на приложенных чертежах, следует понимать исключительно как примеры, иллюстрирующие концепцию настоящего изобретения, а не как его ограничение.