专利名称：使用电动机保护系统来保护过程操作的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电动机保护系统，并且更具体来说，涉及使用由电动机保护系统生成的电动机保护测量来监视过程操作。
背景技术：
往往通过控制与过程关联的那些变化的操作状况和物理状况中的任何一些来监视过程操作。这些变化的操作状况和物理状况称为过程变量。过程操作的过程变量的示例可以包括温度、速度、压力、流速等。典型地，过程操作的控制策略集中于相对于为这些过程变量指定的极限来监视并控制这些变量。往往在过程操作的控制策略中未考虑过程中使用的特定资产或机器的操作状况。
发明内容
在本发明的一个方面中，提供一种系统。该系统包括至少两个冗余电动机驱动的初级推进器。至少两个冗余电动机驱动的初级推进器的其中之一包括领先(lead)电动机驱动的初级推进器(prime mover)，而该至少两个冗余电动机驱动的初级推进器的第二个包括响应领先电动机驱动的初级推进器损坏而操作的滞后(lag)电动机驱动的初级推进器。耦合到至少两个冗余电动机驱动的初级推进器的多个传感器测量与该至少两个冗余电动机驱动的初级推进器关联的操作数据。耦合到所述多个传感器的电动机保护系统根据多个传感器测量的操作数据生成多个电动机保护测量。耦合到至少两个冗余电动机驱动的初级推进器和电动机保护系统的控制器作为多个电动机保护测量的函数来控制该至少两个冗余电动机驱动的初级推进器的操作。控制器使用多个电动机保护测量来确定领先电动机驱动的初级推进器是否损坏。控制器响应确定领先电动机驱动的初级推进器损坏而激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。控制器在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器之前激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。在本发明的另一个方面中，公开一种移动流体的初级推进器系统。该初级推进器系统包括移动流体的、由第一电动机驱动的领先初级推进器。由第二电动机驱动的滞后初级推进器响应第一电动机损坏而移动流体。多个传感器测量与领先初级推进器的第一电动机和滞后初级推进器的第二电动机关联的操作数据。第一电动机保护系统根据与第一电动机关联的操作数据生成多个电动机保护测量，以及第二电动机保护系统根据与第二电动机关联的操作数据生成多个电动机保护测量。控制器作为由第一电动机保护系统和第二电动机保护系统生成的多个电动机保护测量的函数来控制领先初级推进器和滞后初级推进器的操作。控制器使用多个电动机保护测量来确定领先初级推进器是否损坏。控制器响应确定领先初级推进器损坏而激活滞后初级推进器的操作。控制器在释放损坏的领先初级推进器之前激活滞后初级推进器的操作。控制器利用对其中使用领先初级推进器和滞后初级推进器的过程而定义的电动机保护曲线来引导初级推进器的操作。电动机保护曲线提供了用于在过载电流电平下操作损坏的领先初级推进器的安全运行时间和用于在释放损坏的领先初级推进器之前激活滞后初级推进器的操作的最大后备起动时间。
图I是图示可以实现本发明实施例的过程操作的示意图；图2是图示根据本发明一个实施例的，可以用于监视和控制图I所示的冗余电动机驱动的初级推进器的操作的系统的示意图； 图3示出可用于生成为控制图I所示的冗余电动机驱动的初级推进器操作的过程而定义的电动机保护曲线的常规三相电动机的ー组典型电动机保护曲线；以及图4是描述根据本发明一个实施例的，与利用图2所示的系统控制和监视图I所示的冗余电动机驱动的初级推进器关联的操作的流程图。
具体实施例方式本发明的多种实施例g在使用由电动机保护系统生成的电动机保护测量监视过程操作，该电动机保护系统用于保护过程中操作的エ业电动机。本发明的实施例适于与冗余电动机驱动的初级推进器一起使用，其中有领先电动机驱动的初级推进器和响应该领先电动机驱动的初级推进器损坏而操作的滞后电动机驱动的初级推进器。在一个实施例中，传感器測量与领先电动机驱动的初级推进器和滞后电动机驱动的初级推进器关联的操作数据。该电动机保护系统根据传感器测量的操作数据生成电动机保护测量。在一个实施例中，从电动机获得的操作数据包含电流和平均相电流，以及该电动机保护测量包含电流不平衡和电流过载。控制器使用电动机保护测量来控制领先电动机驱动的初级推进器和滞后电动机驱动的初级推进器的操作。具体来说，控制器使用电动机保护测量来确定领先电动机驱动的初级推进器是否损坏。在一个实施例中，控制器利用为其中领先电动机驱动的初级推进器和滞后电动机驱动的初级推进器操作的过程操作定义的电动机保护曲线来确定领先电动机驱动的初级推进器是否损坏。在一个实施例中，电动机保护曲线提供用于以过载电流电平操作损坏的领先电动机驱动的初级推进器的安全运行时间。此外，电动机保护曲线提供用于在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器之前激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作的最大后备起动时间。如果控制器确定领先电动机驱动的初级推进器损坏，则它在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器之前激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。本发明的多种实施例的技术效果包括相对于仅依赖于过程变量来控制过程，通过使用由电动机保护系统生成的电动机保护测量来改善对过程操作的监视和控制，电动机保护系统结合电动机驱动的资产或机器操作。这样能够对电动机驱动的资产或机器进行更改，以控制过程操作。由此，对过程操作的更改发生得比等待过程变量逼近低或高的极限的情况之后才实施对过程的更改要更早。本发明的多种实施例的其他技术效果包括起到以下作用将电动机保护系统的使用从仅保护电动机改变成保护过程操作的可靠性和可用性。图I是图示其中可以实现本发明的实施例的、利用冗余电动机驱动的初级推进器105和110的过程操作100的示例的示意图。在此示例中，使用冗余电动机驱动的初级推进器105和110来移动蒸汽润滑油柜中的流体。虽然本发明的多种实施例是相对使用蒸汽润滑油柜中的冗余电动机驱动的初级推进器来描述的，但是本领域技术人员将认识到本文描述的实施例适于在其中可使用冗余电动机驱动的初级推进器的任何过程操作中使用。在其中利用冗余电动机驱动的初级推进器的其他示例包括使用离心式风扇的过程或安全关键通风系统和使用离心泵的燃料运送泵(forwarding pump)。参考回图1，初级推进器105是领先初级推进器，因为它是流体的主推进器(primary mover),而初级推进器110是滞后初级推进器，因为它在领先初级推进器未正常操作(例如，损坏)时用作流体的后备推进器。本领域技术人员将认识到商用和工业用系统通常提供至少一个后备流体初级推进器以用于对于过程视为关键的功能，但是为了容易地图示使用本发明的实施例的应用，图I中仅图示一个领先初级推进器和一个滞后初级推进器。如图I所示，领先初级推进器105包括电动机120驱动的泵115，而滞后初级推进器 110包括电动机130驱动的泵125。在一个实施例中，电动机120和130是能够采用感应电动机形式的工业用电动机。在此示例中，领先初级推进器105和滞后初级推进器110配置成移动润滑油。如图I所示，领先初级推进器105将润滑油从油箱135经由阀门145移动到蒸汽润滑油柜140。滞后初级推进器110配置成将润滑油从油箱150经阀门155移动到蒸汽润滑油柜140。将领先初级推进器105和滞后初级推进器110供给的润滑油馈送到蒸汽润滑油柜140的公共供应歧管160的集管(header)中。供应歧管160经阀门167和170耦接到中间歧管165的集管。出口歧管173的集管经阀门175和177耦接到中间歧管165。如图I所示，将润滑油从蒸汽润滑油柜140提供到轴承单元180以进行润滑。具体来说，轴承单元180内的管道系统183从蒸汽润滑油柜140接收润滑油，并将其提供到多种轴承管孔。然后将润滑油经阀门187传送到润滑油柜185。本领域技术人员将意识到油箱135和150及润滑油油箱185可以全部是同一个容器。监视并控制润滑油经由领先初级推进器105和滞后初级推进器110往返于蒸汽润滑油柜140的移动的传统方法依赖于控制某些过程变量。在此类方案中，如传感器的过程仪表位于过程操作的附近以获取有关过程变量的数据。如果发现有关这些过程变量的数据处在不可接受的操作范围中，则对过程操作进行某些更改以便将过程向可接受的操作范围引导。在一个示例中，可以将压力传感器置于出口歧管173的集管附近以获取压力测量，从而确保润滑油可供轴承单元180使用。如果出口歧管173的集管处的压力处于不可接受的范围，则控制器可以起动滞后初级推进器110(即，泵125和电动机130)以提供更多润滑。在另一个方案中，可以将压力传感器置于阀门170附近以生成差分压力测量。如果阀门170附近的差分压力测量低于或在不可接受范围中，则这可以是存在阻塞过滤器以及应确保激活滞后初级推进器110的操作以便将压力读数推升到期望的标称范围的指示。在任一个示例中，均期望轴承单元180处不丧失流体压力。但是，这事关起动后备泵125时对正在运行的泵115做什么。因为图I中没有使用增压存储器或储压器，所以必须等待直到后备泵125运行才能关闭来自于损坏的领先初级推进器105的泵115。本发明的实施例旨在使用来自电动机120和130的操作数据来控制过程操作100。虽然图I中未示出，但是如电动机120和130的工业用电动机通常部署有电动机保护系统(例如，电动机继电器、仪表、电动机控制中心等)以保护电动机免于故障。具体来说，电动机保护系统一般提供针对不平衡的负载、极高的过电流故障、欠电压状况、过电压状况、机械阻塞和负载丢失的保护。此外，这些电动机保护系统还生成与共用受电动机保护系统保护的电动机的电总线的其他负载的状况相关的数据。
就使用来自电动机120和130的操作数据以控制过程操作100而言，实施例确切地旨在使用由电动机保护系统生成的电动机保护测量来控制过程。其目的在于利用电动机先前不可用的信息来作出更好的过程决策以及比控制基于正处于或逼近不可接受的操作范围的某些过程变量的情况更早地采取措施。本发明的多种实施例提供的控制动作是抢先的，并导致从不扰乱关键过程变量逼近其下限或上限。在一个实施例中，这些电动机保护测量可以仅用于控制过程操作或与涉及将指定的过程变量保持在可接受操作范围内的控制策略结合来使用。图2是图示 系统200的示意图，系统200可以通过来自领先初级推进器105的电动机120 (领先电动机)和来自滞后初级推进器110的电动机130 (滞后电动机)来实现，以监视和控制初级推进器的操作。如图2所示，电动机保护系统205 (领先电动机保护系统)奉禹接到电动机120以及电动机保护系统210 (滞后电动机保护系统)I禹接到电动机130以针对可能包括不平衡的负载、极高的过电流故障、欠电压状况、过电压状况、机械阻塞和负载丢失的项目提供保护。执行这些功能以及其他电动机保护功能性在电动机保护装置的技术领域中是公知的，因此不提供这些功能的详细描述。电动机保护系统205和210接收信息并将其提供到从电动机120和130获取电流测量的电流传感器215。在一个实施例中，电流传感器215可以包括电流互感器(CT)、霍尔效应传感器、LEM电流传感器、分流器、罗格夫斯基线圈和光纤电流传感器。在一个实施例中，电流传感器215配置成生成来自电动机120和130的平均相电流读数和接地电流读数。为了易于说明本发明的实施例，本领域技术人员将认识到图2中并未示出可以用于监视电动机并将信息提供到电动机保护系统的所有类型的传感器和换能器。例如，本领域技术人员将意识到电动机保护系统205和210可以从提供相电压、差分输入的传感器接收数据和从电动机120和130的绕组和轴承以及由这些电动机驱动的泵115 (图I)和125 (图I)接收数据。虽然图2示出使用耦合到每个电动机(即，领先电动机和滞后电动机)的单独电动机保护系统，但是可设想ー个电动机保护系统可以用于保护领先电动机120和滞后电动机130。不管使用的数量，电动机保护系统205和210可以是任何可购得的电动机保护系统或装置，如电エ仪表或继电器。可以在系统200中使用的可购得的电动机保护装置的ー个示例是GE Multilin公司销售的469电动机管理继电器。本领域技术人员将认识到,还有其他可购得的电动机保护装置(其执行与469电动机管理继电器相似的功能和生成与之相似的信息)可以在本文描述的实施例中予以利用。图2示出为计算机的控制器220经由通信网络225和领先电动机120及滞后电动机130连接到电动机保护系统205和210。虽然图2中未图示，但是本领域技术人员将认识到控制器220连接到领先初级推进器105 (图I)和滞后初级推进器110(图1)，其包括领先电动机120和泵115以及滞后电动机130和泵125的电动机/泵机组。在一个实施例中，控制器220作为电动机保护系统205和220生成的电动机保护测量的函数来控制领先初级推进器105 (图I)和滞后初级推进器110 (图I)的操作。具体来说，控制器220使用电动机保护测量来确定领先电动机驱动的初级推进器105 (图I)是否损坏。正如本文所使用的，如果施加到电动机的负载导致它运行得比额定电压下标称的额定值慢，则该电动机损坏。如果控制器220确定领先电动机驱动的初级推进器105 (图I)损坏，则它激活滞后电动机驱动的初级推进器110(图I)的操作。在一个实施例中，控制器220在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器105(图I)之前，激活滞后电动机驱动的初级推进器110(图I)的操作。除了控制领先电动机120和滞后电动机130外，控制器220还可以用于执行多种其他操作。例如，控制器220可以用于执行领先电动机120和滞后电动机130的远程监视和诊断，以及该过程操作中所利用的这些资产和其他资产(例如，泵、阀门、歧管等)的通常管理。虽然图2中未示出，但是可以在电动机保护系统205和210附近本地定位另一个计算机，以使车间操作人员能够在过程级上与系统更紧密地交互。无论计算机位于过程操作中哪里，这些计算机能够利用本发明的多种实施例来实现以提供滞后电动机驱动的初级推进器110 (图I)和领先电动机驱动的初级推进器105的控制。在操作中，经由电动机总线230和电动机总线断路器(图2中未示出)对领先电动机120和滞后电动机130供电。虽然图2中未出，但是每个电动机具有电动机接触器和在接触器故障的情况中开路的保险丝。在操作期间，传感器215将操作数据(例如，平均相电流、电压)从领先电动机120提供到电动机保护系统205。电动机保护系统205根据操作数据生成电动机保护测量。在一个实施例中，由电动机保护系统205生成的电动机保护测量包括电流不平衡和电流过载信息。电流不平衡和电流过载经由通信网络225提供到控制器220，控制器220使用此信息来确定通过领先电动机120的领先初级推进器是否损坏。如果损坏，则控制器220通过滞后电动机130激活滞后初级推进器的操作以开始移动流体。在一个实施例中，控制器220利用为在其中领先电动机120驱动的领先初级推进器105(图I)和滞后电动机130驱动的滞后初级推进器110(图2)操作的过程操作定义的电动机保护曲线来确定领先电动机是否损坏。此外，控制器220利用电动机保护曲线来确定在确定领先电动机120损坏之后可以激活滞后电动机130的时间。为了控制器220能够执行这些功能，电动机保护曲线提供用于以过载电流电平操作损坏的领先电动机驱动的初级推进器105(图I)的安全运行时间。此外，该电动机保护曲线还提供用于在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器105 (图I)之前激活滞后电动机驱动的初级推进器110(图I)的操作的最大后备起动时间。在一个实施例中，控制器220使用的电动机保护曲线可以根据电动机供应商提供的电动机曲线来生成。电动机的一组典型的电动机曲线包括对应于速度绘制的转矩、功耗、电流和功率系数的曲线。一般来说，这些电动机保护曲线的其中之一的电流曲线从锁定转子或零速度到非常接近同步速度下的无负载电流单调递减。对于服务系数I电动机，其适于在图I所示的润滑油供给过程操作中使用，如GE Multilin销售的469电动机管理继电器的电动机保护系统通常在电动机达到小于额定电流的115%的电流下接近标称速度时判定电动机起动。115%的值已确定为服务系数I电动机的过载发生。除了电动机供应商提供的电动机曲线外，根据业界标准规定的电动机曲线也可以用于推导控制器220使用的电动机保护曲线。在一个实施例中,ANSI C37. 96电动机保护、标准使用的IEEE标准620电动机保护曲线可以用于推导控制器220使用的电动机保护曲线。通常，这些曲线一般是半对数绘图，其通常是针对(high on)从0. I秒到1000秒的时间的四个十进制数对每个单位(PU)的线性标度或电动机标称或额定电流的倍数。ANSI C37. 96电动机保护标准使用的典型IEEE标准620电动机保护曲线达到7PU，覆盖具有630%或6. 3PU的锁定转子电流的一般高效率电动机。图3示出用于常规三相电动机的ー组典型ANSI C37. 96电动机保护标准所使用的IEEE标准620电动机保护曲线的示例，其可以用于生成由控制器220(图2)利用的电动机保护曲线。标记为“运行过载”的上方曲线示出电动机热故障之前电流过载的最大安全操作时间的范围。这是对应于如轴承故障、流体粘滞/会导致电动机过载和仅机械过载的阻抗改变的情況。“锁定转子极限”是在转子热情况下(即，最近尝试起动或刚刚停止运转，这是较短时间的下方曲线)以及转子冷情况下时电动机可能失速的最大安全时间。图3的电动机保护曲线还示出两个起动时间曲线。起动时间曲线的其中之一在O. 9PU电压(标称电压的90% )处具有较慢时间，而其他起动时间曲线在I. OPU电压处具有较快时间。使用根据由电动机供应商提供的电动机曲线和业界标准电动机曲线(例如，ANSI C37. 96电动机保护标准所使用的IEEE标准620电动机保护曲线)提供的信息来推导控制器220使用的电动机保护曲线。具体来说，这一般涉及对电动机起动时间设置容限，并从现有运行过载曲线中扣除。这样产生新缩短的时间，其可用于确定何时要通过滞后电动机130起动滞后初级推进器105。虽然有许多方式创建控制器220使用的电动机保护曲线来控制包含领先初级推进器和滞后初级推进器的过程操作，但是相对图3描述了ー个示例。具体来说，为了确定起动滞后电动机的通用安全容限，考虑对下降的电压电平O. 9PU的起动时间设置容限时间，并然后为安全起见应用系数2(2x6. 5 = 13秒)。图3指示已从(172秒处的3. 7PU电流)的最高过载点的时间减去2乘以O. 9PU电压起动时间，则为172-13 = 159秒。运行过载曲线的平行移位由常数乘数所致。例如，图3指示常数乘数是159/172 = O. 9244。因此，定义图3中的曲线的三个点是
原安全时间曲线最大后备起动时间 (电流，时间)(电流，时间)
(3.70, 172)(3.70, 159)
(3.00, 319) 319 X 0.9244 = 295(3.00, 295)
(2.11, 1000) 1000x0.9244 = 924(2.11，924)构造电动机保护曲线的另ー个方式是简单地在所有点处从曲线减去13秒。这将得到通过(3.70，159)的陡峭的曲线，这将看上去几乎满足(2. 11,987)处的安全时间曲线。在另ー个实施例中，使用较低系数，并且更保守以确保滞后电动机安全在线也是可能的。本领域技术人员将意识到因为运行过载线是最大安全极限，所以绘制在其下方以及左边的任何曲线都是较安全的。将曲线绘制得太低也被认为是未妥当地理解过程中的过载的情况下引起滞后泵的多余起动。“最大后备起动时间”曲线是由这些方法中任何ー个方法所产生的曲线。图3所示的最大后备起动时间曲线现在给出不会因领先初级推进器的逐渐丧失到滞后电动机达到运行速度的时间延迟而导致的压カ丧失或流丧失的方法。为了实现上文推导的保护曲线，控制器220利用计时器来确定在确定领先初级推进器损坏之后激活滞后初级推进器的时间。在一个实施例中，计时器响应电动机保护系统确定领先电动机驱动的初级推进器有过载电流值而启动，该过载电流值大于推导的电动机保护曲线中设置的预定过载电流值。在一个实施例中，控制器220响应计时器超过对应于电动机保护曲线中的过载电流值指定的预定时间极限而激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。此外，控制器220还记录启动滞后电动机驱动的初级推进器的激活的、领先电动机驱动的初级推进器的当前过载电流值。在此实施例中，控制器220还可以对车间操作人员生成通知已发生从领先电动机驱动的初级推进器向滞后电动机驱动的初级推进器的移动转移。
在进行向滞后初级推进器110 (图I)的转移之后，领先初级推进器105 (图I)和滞后初级推进器110中的电动机/泵机组均在运行。在一个实施例中，在故障电动机将要离线的点处，控制器220将记录的过载电流与从滞后电动机驱动的初级推进器获得的电流值比较以确定它是否在预定的可接受电平内。在一个实施例中，如果差值是离线的电动机的高电流电平的+/-5%至+/_10%，则控制器220向车间操作人员生成过程状态通知(例如，告警)新的初级推进器未解决问题，并且相对于正常操作的电动机，过程中可能存在导致问题的某个其他问题(例如，液压、气压等)。注意，在此实施例中，优选地从领先初级推进器的电动机获取读数，然后才起动滞后电动机驱动的初级推进器。还优选地，在关闭领先电动机驱动的初级推进器之后从滞后初级推进器的电动机获取读数。如果结果是在对应于当前过载电流值指定的(如推导的电动机保护曲线中指定的)预定时间极限期满之前，领先电动机驱动的初级推进器105 (图I)的过载电流值下降到预定过载电流值之下，则控制器220保持使用领先电动机驱动的初级推进器105(图I)来移动流体。在此实施例中，控制器220可以向车间操作人员生成电动机状态通知过载电流已清除。控制器220还可以响应在对当前过载电流值指定的预定时间极限满足或期满之前确定领先电动机驱动的初级推进器105 (图I)的过载电流值下降到预定过载电流值之下而将计时器复位。本领域技术人员将意识到上文描述的对车间操作人员的多种通知可以通过用于报告信息的多种不同介质来完成。例如，通知可以包括告警、电子邮件或提供过程期间已发生的事件的多种细节的报告。这些仅仅是可以使用的通知的可能形式的非穷举列示，但是，本发明的实施例不限于任何具体形式的通知。在本发明的多种实施例中，控制器220执行的控制动作的部分可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例或兼包含硬件和软件单元的实施例的形式来实现。在一个实施例中，控制器220执行的处理功能可以在软件中实现，该软件包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。而且，控制器220执行的处理功能可以采用可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用或计算机可读介质提供计算机或任何指令执行系统(例如，处理单元)使用或与之结合来使用的程序代码。为了本文描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含或存储计算机或指令执行系统使用或与之结合使用的程序的任何计算机可读存储介质。该计算机可读介质可以是电子、磁、光、电磁、红外线或半导体系统(或设备或装置)。计算机可读介质的示例包括半导体或固态存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的目前示例包括压缩盘只读存储器(⑶-ROM)、压缩盘读/写(CD-R/W)和数字视频盘(DVD)。图4是描述根据本发明一个实施例的，与利用图2所示的系统控制和监视图I所示的领先初级推进器105和滞后初级推进器110关联的操作的流程图400。在图4的流程图400中，控制器220在405处从电动机保护系统205获取电动机保护测量。具体来说，控制器220获取平均相电流读数。除了平均相电流读数外，控制器可获取有关领先电动机120的操作的其他电动机保护测量，如电流不平衡和电流过载信息。在一个实施例中，控制器220可以通过目前可获得的电子通信系统(如Modbus、Prophibus、CanBus、基金现场总线(Foundation Field Bus)高速以太网等)的任何一个从电动机保护系统205获取电动机保护测量，以及从传感器2 15获取操作数据。在410处，控制器220获取已专门针对在其中领先初级推进器105起作用的过程操作推导的领先电动机120的电动机保护曲线。正如上文提到的，利用电动机保护曲线来确定领先电动机120是否损坏。 在一个实施例中，在415处，控制器220通过将平均相电流读数与电动机保护曲线中指定的最小过载电流比较来确定领先电动机120是否损坏。如果在420处确定平均相电流读数大于电动机保护曲线中指定的最小过载电流，则控制器启动计时器。如果该平均相电流读数不大于最小过载电流，则在430处，过程操作维持使用领先初级推进器，并根据框405-420继续对该领先初级推进器的监视。在启动计时器之后，在435处作出确定，以确定是否已经超过电动机保护曲线中对该过载电流值指定的预定时间极限。如果已超过此时间极限，则在440处，控制器220激活滞后电动机驱动的初级推进器110的操作，并在445处，记录启动滞后电动机驱动的初级推进器的激活的当前过载电流值。在450处，控制器220还生成通知以便通知车间操作人员已发生从领先电动机驱动的初级推进器向滞后电动机驱动的初级推进器的移动转移。在445处，在领先电动机120将要离线的点处，控制器220将记录的过载电流与从滞后电动机驱动的初级推进器110的滞后电动机130获得的电流值比较以确定它是否在预定的可接受电平内。在一个实施例中，如果差值是离线的电动机(即，领先电动机120)的高电流电平的+/-5%至+/_10%，则在460处，控制器220向车间操作人员生成过程状态通知(例如，告警)新的初级推进器未解决问题，并且过程中可能存在与该电动机无关的某个其他问题。在一个实施例中，在470处，滞后电动机130将开始被监视，并且重复上文提及的功能。同时，车间操作人员可以确定过程操作中的根本问题。如果在435处确定尚未超过时间极限且领先电动机120的过载电流值下降到触发475处确定的计时器启动的预定过载电流值以下，则控制器220维持使用领先电动机驱动的初级推进器。具体来说，在480处，控制器220将计时器复位，并在485处对车间操作人员生成电动机状态通知，该电动机状态通知指示过载电流已清除。如果在475处确定领先电动机120的过载电流值未下降到预定过载电流值之下且在435处确定未超出时间极限，则控制器220继续监视领先电动机120的平均电流读数，直到确定时间极限期满为止。图4的前述流程图示出与使用控制器220来监视和控制领先初级推进器105和滞后初级推进器110关联的一些处理功能。就此而言，每个框表示与执行这些功能关联的过程动作。还应该注意在一些备选实现中，这些框中提到的动作可以不按附图中提到的次序来进行，例如这些动作实际可以基本同时地或按相反的次序来执行，具体取决于所涉及的动作。本领域普通技术人员还将认识到可以添加描述处理功能的附加框。虽然具体地示出本发明公开并结合其优选实施例进行了描述，但是将意识到，本领域技术人员将想到变化和修改。因此，要理解，所附权利要求应涵盖落在本发明公开的真实精神内的所有此类修改和更改。部件表100 过程操作105 领先电动机驱动的初级推进器 110 滞后电动机驱动的初级推进器115、125 泵120 领先电动机130 滞后电动机135、150 油箱140 蒸汽润滑油柜145、155 阀门160 供应歧管165 中间歧管167、170 阀门173 出口歧管175、177 阀门180 轴承单元183 管道系统185 润滑油柜187 阀门200 系统205 领先电动机保护系统210 滞后电动机保护系统215 电流传感器220 控制器225 通信网络230 网格码事件通知组件400 流程图405 过程操作-从电动机保护系统获取电动机保护测量410 过程操作-获取电动机保护曲线415 过程操作-确定领先电动机是否损坏420 过程操作-确定平均相电流读数是否大于电动机保护曲线中指定的最小过载电流425 过程操作-绘制描述网格码事件的多个波形430 过程操作-維持使用领先初级推进器
435过程操作-确定是否已超过对电动机保护曲线中的过载电流值指定的预定时间极限440过程操作-激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作445过程操作-记录启动滞后电动机驱动的初级推进器的激活的当前过载电流值450过程操作-生成通知455过程操作-将记录的过载电流与从滞后电动机驱动的初级推进器的滞后电动机获取的电流值比较，以确定它是否在预定可接受的电平内
460过程操作-生成过程状态通知470过程操作-监视滞后初级推进器475过程操作-确定领先电动机的过载电流值是否已下降到触发计时器的启动的预定过载电流值之下480过程操作-将计时器复位485过程操作-生成电动机状态通知。
权利要求
1.一种系统(200),包括 至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)，其中所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)的其中之一包括领先电动机驱动的初级推进器(105)，而所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)的第二个包括响应所述领先电动机驱动的初级推进器(105)损坏而操作的滞后电动机驱动的初级推进器(110)； 耦合到所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)的多个传感器(215)，其测量与所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)关联的操作数据； 耦合到所述多个传感器(215)的电动机保护系统(205和210)，其根据所述多个传感器(215)测量的所述操作数据生成多个电动机保护测量；以及 耦合到所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)和所述电动机保护系统的控制器(220)，其作为所述多个电动机保护测量的函数来控制所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)的操作，其中所述控制器(220)使用所述多个电动机保护测量来确定所述领先电动机驱动的初级推进器(105)是否损坏，所述控制器(220)响应确定所述领先电动机驱动的初级推进器(105)损坏而激活所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的操作，其中所述控制器(220)在释放所述损坏的领先电动机驱动的初级推进器(105)之前激活所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的操作。
2.如权利要求I所述的系统(200)，其中，所述控制器(220)利用为其中所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)操作的过程定义的电动机保护曲线，其中所述电动机保护曲线提供用于在过载电流电平下操作所述损坏的领先电动机驱动的初级推进器(105)的安全运行时间，并且其中所述电动机保护曲线提供用于在释放所述损坏的领先电动机驱动的初级推进器(105)之前激活所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的操作的最大后备起动时间。
3.如权利要求I所述的系统(200)，其中，所述多个传感器(215)测量的所述操作数据包括平均相电流。
4.如权利要求I所述的系统(200)，其中，所述电动机保护系统(205和210)生成的所述多个电动机保护测量包括电流不平衡和电流过载。
5.如权利要求I所述的系统(200)，其中，所述控制器(220)包括计时器。
6.如权利要求5所述的系统(200)，其中，响应所述电动机保护系统(205和210)确定所述领先电动机驱动的初级推进器(105)具有大于预定过载电流值的过载电流值而启动所述计时器。
7.如权利要求6所述的系统(200)，其中，所述控制器(220)响应所述计时器超过对所述过载电流值指定的预定时间极限而激活所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的操作。
8.如权利要求7所述的系统(200)，其中，所述控制器(220)记录启动所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的激活的所述领先电动机驱动的初级推进器(105)的所述过载电流值，其中所述控制器(220)在使所述领先电动机驱动的初级推进器(105)离线时，比较所记录的过载电流与从所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)获取的电流值，其中所述控制器(220)生成过程状态通知，所述过程状态通知指示在其中所述至少两个冗余电动机驱动的初级推进器(105和110)操作的过程(100)中存在问题，并且所述电动机驱动的初级推进器(105和110)的操作是正常的，所述控制器(22)响应确定所述滞后电动机驱动的初级推进器(110)的电流电平在所述领先电动机驱动的初级推进器(105)的所述记录的过载电流的预定可接受电平内而生成所述过程状态通知。
9.如权利要求6所述的系统(200)，其中，响应确定在对当前过载电流值指定的预定时间极限期满之前所述领先电动机驱动的初级推进器(105)的过载电流值下降到所述预定过载电流值之下，所述控制器(220)維持使用所述领先电动机驱动的初级推进器(105)。
10.一种移动流体的初级推进器系统(105和110)，包括 移动所述流体的、由第一电动机(120)驱动的领先初级推进器(105)； 响应所述第一电动机(120)损坏而移动所述流体的、由第二电动机(130)驱动的滞后初级推进器(110)； 多个传感器(215)，其測量与所述领先初级推进器(105)的所述第一电动机(120)和所述滞后初级推进器(110)的所述第二电动机(130)关联的操作数据； 第一电动机保护系统(205)，其根据与所述第一电动机(120)关联的所述操作数据生成多个电动机保护测量； 第二电动机保护系统(210)，其根据与所述第二电动机(130)关联的所述操作数据生成多个电动机保护测量；以及 控制器(220)，其作为所述第一电动机保护系统(205)和所述第二电动机保护系统(210)生成的所述多个电动机保护测量的函数来控制所述领先初级推进器(105)和所述滞后初级推进器(110)的操作，其中所述控制器(220)使用所述多个电动机保护测量来确定所述领先初级推进器(105)是否损坏，所述控制器(220)响应确定所述领先初级推进器(105)损坏而激活所述滞后初级推进器(110)的操作，其中所述控制器(220)在释放所述损坏的领先初级推进器(105)之前激活所述滞后初级推进器(110)的操作，其中所述控制器(220)利用对其中使用所述领先初级推进器(105)和滞后初级推进器(110)的过程(100)定义的电动机保护曲线来引导所述初级推进器的操作，所述电动机保护曲线提供用于在过载电流电平下操作所述损坏的领先初级推进器(105)的安全运行时间和用于在释放所述损坏的领先初级推进器(105)之前激活所述滞后初级推进器(110)的操作的最大后备起动时间。
全文摘要
本发明名称为“使用电动机保护系统来保护过程操作”。本文公开了使用电动机保护系统保护过程操作的方法。在一个方面，结合控制器的电动机保护系统监视具有领先电动机驱动的初级推进器和滞后电动机驱动的初级推进器的冗余电动机驱动的初级推进器的性能。在一个实施例中，控制器作为电动机保护系统生成的电动机保护测量的函数控制冗余电动机驱动的初级推进器的操作。具体地，控制器使用电动机保护测量来确定领先电动机驱动的初级推进器是否损坏。控制器响应确定领先电动机驱动的初级推进器损坏而激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。在一个实施例中，控制器在释放损坏的领先电动机驱动的初级推进器之前激活滞后电动机驱动的初级推进器的操作。
文档编号H02H7/085GK102646959SQ20121004192
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者M·A·伦克尔 申请人:通用电气公司