特許 7050949 動的に調節可能な計算ユニットを有する産業機械用監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-31

(45)【発行日】2022-04-08

(54)【発明の名称】動的に調節可能な計算ユニットを有する産業機械用監視システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20220401BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 L

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020553615

(86)(22)【出願日】2019-04-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-07-29

(86)【国際出願番号】 US2019025704

(87)【国際公開番号】W WO2019195499

(87)【国際公開日】2019-10-10

【審査請求日】2020-10-01

(31)【優先権主張番号】15/947,762

(32)【優先日】2018-04-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503230014

【氏名又は名称】ベントリー・ネバダ・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘス、ダスティン

(72)【発明者】

【氏名】タート、マイケル、アラン

【審査官】黒田 暁子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０１８５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１２１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０８３０１４０４（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００２３７８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
複数の回路に連結するように構成された少なくとも１つのバックプレーンであって、前記バックプレーンに連結された前記複数の回路のうちの少なくとも１つから監視データを受信するように構成されている、少なくとも１つのバックプレーンと、
前記少なくとも１つのバックプレーンのうちの１つに連結された入力回路であって、センサから機械構成要素の動作パラメータの測定値を含む監視データを表すセンサ信号を受信することと、前記入力回路が連結されている前記バックプレーンに前記監視データを送信することと、を行うように構成されている、入力回路と、
前記少なくとも１つのバックプレーンのうちの１つのバックプレーンに連結された少なくとも１つの処理回路であって、前記少なくとも１つの処理回路は、
前記少なくとも１つの処理回路が連結されている前記バックプレーンから前記監視データの選択された部分を取得することと、
前記選択された監視データを特徴付ける値を決定し、前記少なくとも１つの処理回路が連結されている前記バックプレーンに前記決定された値を送信することと、のうちの少なくとも１つを実行するように構成されている、少なくとも１つの処理回路と、を備え、
前記少なくとも１つのバックプレーンに連結された処理回路の数が、前記少なくとも１つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立し、
前記少なくとも１つの処理回路は、
第１のバックプレーンに連結された第１の状態処理回路であって、前記第１の状態処理回路が、前記監視データの第１の部分を前記第１のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第１の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成されている、第１の状態処理回路と、
第２のバックプレーンに連結された第２の状態処理回路であって、前記第２の状態処理回路が、前記監視データの第２の部分を前記第２のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第２の部分を前記ネットワークに出力することと、を行うように構成されている、第２の状態処理回路と、を備え、
前記第１及び第２の状態処理回路が、前記少なくとも１つのバックプレーンのいずれかにデータを送信することを禁止されている、システム。

【請求項2】

前記少なくとも１つの処理回路は、前記第１のバックプレーンに連結された第１の保護処理回路であって、前記第１の保護処理回路が、前記監視データの第１の部分を前記第１のバックプレーンから取得することと、前記監視データの前記第１の部分に基づいて前記値の第１の部分を決定することと、前記値の前記第１の部分を前記第１のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、第１の保護処理回路と、
前記第２のバックプレーンに連結された第２の保護処理回路であって、前記第２の保護処理回路が、前記第１の部分とは異なる、前記監視データの第２の部分を取得することと、前記監視データの前記第２の部分に基づいて前記値の第２の部分を決定することと、前記値の前記第２の部分を前記第２のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、第２の保護処理回路と、を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１の保護処理回路が、前記第２のバックプレーンから前記値の前記第２の部分を取得することと、前記値の前記第１及び第２の部分に基づいて前記値を決定することと、前記決定された値を前記第１のバックプレーンに送信することと、を行うように構成されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１及び第２のバックプレーンが、１枚のバックプレーンを形成するように構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンに連結されている、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結され、前記システムが、
前記第１のバックプレーンに連結された第１のブリッジ回路と、
前記第３のバックプレーンに連結され、前記第１のブリッジ回路と通信している第２のブリッジ回路であって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、前記第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第２のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第１及び第２の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第３のバックプレーンから前記監視データの前記第１及び第２の部分を取得するように構成されている、請求項４に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１及び第２のバックプレーンが、異なるバックプレーンであり、前記システムが、
前記第１のバックプレーンに連結された第１のブリッジ回路と、
前記第２のバックプレーンに連結され、前記第１のブリッジ回路と通信している第２のブリッジ回路であって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、前記第１及び第２のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第２のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第１の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第２のバックプレーンから前記値の前記第２の部分を取得するように構成されている、請求項３に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１及び第２のバックプレーンが、１枚のバックプレーンを形成するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンに連結されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結され、前記システムが、
前記第１のバックプレーンに連結された第１のブリッジ回路と、
前記第３のバックプレーンに連結され、前記第１のブリッジ回路と通信している第２のブリッジ回路であって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、前記第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成している、第２のブリッジ回路と、を更に備え、
前記第１及び第２の状態処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第３のバックプレーンから前記監視データの前記第１及び第２の部分を取得するように構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

方法であって、
複数の回路を少なくとも１つのバックプレーンに連結するステップであって、前記複数の回路が、入力回路及び少なくとも１つの処理回路を含む、ステップと、
前記入力回路によって、前記入力回路が連結されている前記バックプレーンに監視データを送信するステップであって、前記監視データが、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表す、ステップと、
前記少なくとも１つの処理回路によって、
前記少なくとも１つの処理回路が連結されている前記バックプレーンから前記監視データの選択された部分を取得することと、
前記選択された監視データを特徴付ける値を決定し、前記少なくとも１つの処理回路が連結されている前記バックプレーンに前記決定された値を送信することと、のうちの少なくとも１つを実行するステップと、を含み、
前記少なくとも１つのバックプレーンに連結された処理回路の数が、前記少なくとも１つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立して選択され、
前記少なくとも１つの処理回路が、第１のバックプレーンに連結された第１の状態処理回路と、第２のバックプレーンに連結された第２の状態処理回路とを含み、
前記方法がさらに、
前記第１の状態処理回路によって、前記監視データの第１の部分を前記第１のバックプレーンから取得するステップと、
前記第１の状態処理回路によって、前記監視データの前記第１の部分をネットワークに出力するステップと、
前記第２の状態処理回路によって、前記監視データの第２の部分を前記第２のバックプレーンから取得するステップと、
前記第２の状態処理回路によって、前記監視データの前記第２の部分を前記ネットワークに出力するステップと、を含み、
前記第１及び第２の状態処理回路が、それぞれ、前記第１及び第２のバックプレーンにデータを送信することを禁止されている、方法。

【請求項12】

前記少なくとも１つの処理回路は、前記第１のバックプレーンに連結された第１の保護処理回路と前記第２のバックプレーンに連結された第２の保護処理回路を備え、
前記方法は、前記第１の保護処理回路によって、前記監視データの第１の部分を前記第１のバックプレーンから取得するステップと、
前記第１の保護処理回路によって、前記監視データの前記第１の部分に基づいて前記値の第１の部分を決定するステップと、
前記値の前記第１の部分を前記第１のバックプレーンに送信するステップと、
前記第２の保護処理回路によって、前記監視データの第２の部分を前記第２のバックプレーンから取得するステップと、
前記第２の保護処理回路によって、前記監視データの前記第２の部分に基づいて前記値の第２の部分を決定するステップと、
前記値の前記第２の部分を前記第２のバックプレーンに送信するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１の保護処理回路によって、前記値の前記第２の部分を前記第２のバックプレーンから取得するステップと、
前記第１の保護処理回路によって、前記値の前記第１及び第２の部分に基づいて前記値を決定するステップと、
前記第１の保護処理回路によって、前記決定された値を前記第１のバックプレーンに送信するステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１及び第２のバックプレーンが、１枚のバックプレーンを形成するように構成されている、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記入力回路を前記第１のバックプレーンに連結するステップを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結され、前記方法が、
第１のブリッジ回路を前記第１のバックプレーンに連結するステップと、
第２のブリッジ回路を前記第３のバックプレーンに連結するステップと、
前記第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くステップであって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、通信状態時に前記第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ステップと、を含み、
前記第１及び第２の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第３のバックプレーンから前記監視データの前記第１及び第２の部分を取得するように構成されている、請求項１３に記載の方法。

【請求項17】

前記第１及び第２のバックプレーンが、異なるバックプレーンであり、前記方法が、
第１のブリッジ回路を前記第１のバックプレーンに連結するステップと、
第２のブリッジ回路を前記第２のバックプレーンに連結するステップと、
前記第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くステップであって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、通信状態時に前記第１及び第２のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ステップと、を含み、
前記第１の保護処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第２のバックプレーンから前記値の前記第２の部分を取得するように構成されている、請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

前記第１及び第２のバックプレーンが、１枚のバックプレーンを形成するように構成されている、請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンに連結されている、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記入力回路が、前記第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結され、前記方法が、
第１のブリッジ回路を前記第１のバックプレーンに連結するステップと、
第２のブリッジ回路を前記第３のバックプレーンに連結するステップと、
前記第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くステップであって、前記第１及び第２のブリッジ回路が、通信状態時に前記第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成する、ステップと、を含み、
第１及び第２の状態処理回路が、前記共通論理バックプレーンを介して前記第３のバックプレーンから前記監視データの前記第１及び第２の部分を取得するように構成されている、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２０１８年４月６日に出願された米国特許出願第１５／９４７，７６２号に対する優先権の利益を主張する国際特許出願であり、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

炭化水素精製及び発電などの多くの産業は、機械装置の動作に、場合によっては、機械装置の連続動作に大きく依存し得る。これらの環境では、１つ又は複数の機械の故障は、修理費用はもちろん、生産の損失及び作業者への潜在的な傷害に起因して、著しいコストをもたらす可能性がある。これらのリスクを考慮すると、１つ又は複数の機械構成要素の特定の動作パラメータを監視することは一般的であり得る。動作パラメータの測定値は、機械構成要素の機械的状態の指標を提供することができ、これにより、故障前の機械構成要素に対して予防的なメンテナンス（例えば、修理、交換など）を実施することが可能になる。この監視は、製造コストの低減、機器のダウンタイムの低減、信頼性の向上、及び安全性の向上など、１つ又は複数の長期利益をもたらすことができる。

【発明の概要】

【0003】

一般に、産業機械などの機械の保護及び／又は状態監視のためのシステム及び方法が提供される。

【0004】

一実施形態では、システムが提供され、システムは、少なくとも１つのバックプレーン、入力回路、及び少なくとも１つの処理回路を含むことができる。少なくとも１つのバックプレーンは、複数の回路に連結することと、バックプレーンに連結された複数の回路のうちの少なくとも１つから監視データを受信することと、を行うように構成することができる。入力回路は、少なくとも１つのバックプレーンのうちの１つに連結することができ、センサから機械構成要素の動作パラメータの測定値を含む監視データを表すセンサ信号を受信するように構成することができる。入力回路はまた、入力回路が連結されているバックプレーンに監視データを送信するように構成することもできる。少なくとも１つの処理回路は、少なくとも１つのバックプレーンのうちの１つのバックプレーンに連結することができる。少なくとも１つの処理回路は、少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得することと、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信することと、のうちの少なくとも１つを実行するように構成することができる。少なくとも１つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも１つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立することができる。

【0005】

別の実施形態では、システムは、第１の処理回路及び第２の処理回路を含むことができる。第１の処理回路は、第１のバックプレーンに連結された第１の保護処理回路とすることができる。第１の保護処理回路は、監視データの第１の部分を第１のバックプレーンから取得することと、監視データの第１の部分に基づいて値の第１の部分を決定することと、値の第１の部分を第１のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。第２の処理回路は、第２のバックプレーンに連結された第２の保護処理回路とすることができる。第２の保護処理回路は、第１の部分とは異なる、監視データの第２の部分を取得することと、監視データの第２の部分に基づいて値の第２の部分を決定することと、値の第２の部分を第２のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。

【0006】

別の実施形態では、第１の保護処理回路は、第２のバックプレーンから値の第２の部分を取得することと、第１及び第２の値部分に基づいて値を決定することと、決定された値を第１のバックプレーンに送信することと、を行うように構成することができる。

【0007】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。

【0008】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。

【0009】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結することができ、システムは、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路を更に含むことができる。第１のブリッジ回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。第２のブリッジ回路は、第３のバックプレーンに連結することができ、第１のブリッジ回路と通信することができる。第１及び第２のブリッジ回路は、第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１及び第２の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第３のバックプレーンから第１及び第２の監視データ部分を取得するように構成することができる。

【0010】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、異なるバックプレーンであり得、システムは、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路を更に含むことができる。第１のブリッジ回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。第２のブリッジ回路は、第２のバックプレーンに連結することができ、第１のブリッジ回路と通信することができる。第１及び第２のブリッジ回路は、第１及び第２のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第２のバックプレーンから値の第２の部分を取得するように構成することができる。

【0011】

別の実施形態では、システムは、第１の処理回路及び第２の処理回路を含むことができる。第１の処理回路は、第１のバックプレーンに連結された第１の状態処理回路とすることができる。第１の状態処理回路は、監視データの第１の部分を第１のバックプレーンから取得することと、監視データの第１の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成することができる。第２の処理回路は、第２のバックプレーンに連結された第２の状態処理回路とすることができる。第２の状態処理回路は、監視データの第２の部分を第２のバックプレーンから取得することと、監視データの第２の部分をネットワークに出力することと、を行うように構成することができる。第１及び第２の状態処理回路は、少なくとも１つのバックプレーンのいずれかにデータを送信することを禁止され得る。

【0012】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。

【0013】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。

【0014】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結することができ、システムは、第１のブリッジ回路及び第２のブリッジ回路を更に含むことができる。第１のブリッジ回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。第２のブリッジ回路は、第３のバックプレーンに連結することができ、第１のブリッジ回路と通信することができる。第１及び第２のブリッジ回路は、第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１及び第２の状態処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第３のバックプレーンから第１及び第２の監視データ部分を取得するように構成することができる。

【0015】

機械を監視するための方法も提供される。一実施形態では、方法は、複数の回路を少なくとも１つのバックプレーンに連結することを含むことができる。複数の回路は、入力回路及び少なくとも１つの処理回路を含むことができる。別の実施形態では、方法は、入力回路によって、入力回路が連結されているバックプレーンに監視データを送信することを含むことができる。監視データは、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表すことができる。方法は、少なくとも１つの処理回路によって、少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得することと、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信することと、のうちの少なくとも１つを実行することを更に含むことができる。少なくとも１つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも１つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立して選択することができる。

【0016】

別の実施形態では、方法は、第１の処理回路によって、監視データの第１の部分を第１のバックプレーンから取得することを含むことができる。第１の処理回路は、第１のバックプレーンに連結された第１の保護処理回路とすることができる。方法はまた、第１の保護処理回路によって、監視データの第１の部分に基づいて値の第１の部分を決定することを含むこともできる。方法は、値の第１の部分を第１のバックプレーンに送信することを更に含むことができる。方法はまた、第２の保護処理回路によって、監視データの第２の部分を第２のバックプレーンから取得することを含むこともできる。第２の保護処理回路は、第２のバックプレーンに連結された第２の処理回路とすることができる。方法は、第２の保護処理回路によって、監視データの第２の部分に基づいて値の第２の部分を決定することを更に含むことができる。方法は、値の第２の部分を第２のバックプレーンに送信することを追加的に含むことができる。

【0017】

別の実施形態では、方法は、第１の保護処理回路によって、値の第２の部分を第２のバックプレーンから取得することを含むことができる。方法はまた、第１の保護処理回路によって、第１及び第２の値部分に基づいて値を決定することを含むこともできる。方法は、第１の保護処理回路によって、決定された値を第１のバックプレーンに送信することを更に含むことができる。

【0018】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。

【0019】

別の実施形態では、方法は、入力回路を第１のバックプレーンに連結することを含むことができる。

【0020】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結することができ、方法は、第１のブリッジ回路を第１のバックプレーンに連結することを含むことができる。方法はまた、第２のブリッジ回路を第３のバックプレーンに連結することを含むこともできる。方法は、第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くことを更に含むことができる。第１及び第２のブリッジ回路は、通信状態時に第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１及び第２の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第３のバックプレーンから第１及び第２の監視データ部分を取得するように構成することができる。

【0021】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、異なるバックプレーンであり得、方法は、第１のブリッジ回路を第１のバックプレーンに連結することと、第２のブリッジ回路を第２のバックプレーンに連結することと、第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くことと、を含むことができる。第１及び第２のブリッジ回路は、通信状態時に第１及び第２のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１の保護処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第２のバックプレーンから値の第２の部分を取得するように構成することができる。

【0022】

別の実施形態では、方法は、第１の処理回路によって、監視データの第１の部分を第１のバックプレーンから取得することを含むことができる。第１の処理回路は、第１のバックプレーンに連結された第１の状態処理回路とすることができる。方法はまた、第１の状態処理回路によって、監視データの第１の部分をネットワークに出力することを含むこともできる。方法は、第２の処理回路によって、監視データの第２の部分を第２のバックプレーンから取得することを更に含むことができる。第２の処理回路は、第２のバックプレーンに連結された第２の状態処理回路とすることができる。方法はまた、第２の状態処理回路によって、監視データの第２の部分をネットワークに出力することを含むこともできる。第１及び第２の状態処理回路は、それぞれ、第１及び第２のバックプレーンにデータを送信することを禁止され得る。

【0023】

別の実施形態では、第１及び第２のバックプレーンは、同じバックプレーンであり得る。

【0024】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンに連結することができる。

【0025】

別の実施形態では、入力回路は、第１のバックプレーンとは異なる、第３のバックプレーンに連結することができ、方法は、第１のブリッジ回路を第１のバックプレーンに連結することと、第２のブリッジ回路を第３のバックプレーンに連結することと、第１及び第２のブリッジ回路を通信状態に置くことと、を含むことができる。第１及び第２のブリッジ回路は、通信状態時に第１及び第３のバックプレーンを含む共通論理バックプレーンを形成することができる。第１及び第２の状態処理回路は、共通論理バックプレーンを介して第３のバックプレーンから第１及び第２の監視データ部分を取得するように構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

これら及び他の特徴は、添付図面と併せて以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。

【0027】

【図1A】既存の監視システムを含む動作環境の例示的な一実施形態を示す図である。

【0028】

【図1B】図１Ａの監視システムのバックプレーンの例示的な一実施形態を示す図である。

【0029】

【図2A】機械を監視するように構成された柔軟な監視システムを含む動作環境の例示的な一実施形態を示す図である。

【0030】

【図2B】図２Ａの柔軟な監視システムと共に使用するように構成された回路の例示的な実施形態を示す図である。

【0031】

【図3】図２Ａの柔軟な監視システムのバックプレーンの例示的な一実施形態を示す図である。

【0032】

【図4A】保護監視及び状態監視用に構成された比較的柔軟な大型の監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0033】

【図4B】保護監視用に構成された中型の柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0034】

【図4C】保護監視用に構成された小型の柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0035】

【図5】ブリッジ回路によって通信可能に連結された３つのベースを含み、３つのベースの間に分散された入力回路、出力回路、保護処理回路、及び状態処理回路を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0036】

【図6】ブリッジ回路によって通信可能に連結された２つのベースを含み、一方のベースに連結された入力回路及び出力回路と、他方のベースに連結された保護処理回路及び状態処理回路と、を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0037】

【図7】ブリッジ回路によって通信可能に連結された５つのベースを含み、複数の小さいベースに連結された入力回路及び出力回路と、効率のためにより大きいベースに連結された保護処理回路及び状態処理回路と、を有する、柔軟な監視システムの例示的な一実施形態を示す図である。

【0038】

【図8】機械を監視するための方法の例示的な一実施形態を示す流れ図である。

【0039】

図面は必ずしも縮尺どおりではないことに留意されたい。図面は、本明細書に開示される主題の典型的な態様のみを描写することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではない。

【発明を実施するための形態】

【0040】

風力タービンなどの産業機械装置は、受け入れ可能な許容誤差内での動作を確実にするために、監視システムによって監視することができる。一般に、機械監視は、機械構成要素のうちの１つ又は複数の動作パラメータを測定することと、機械構成要素が適切に動作しているかどうかを動作パラメータ測定値から判定することと、機械構成要素が不適切に動作していると判定された場合に警告を発することと、を含み得る。これらの警告は、機械故障に先立って補正措置を講じることを可能にし、製造コストの低減、機器のダウンタイムの低減、信頼性の向上、及び／又は安全性の向上などの利益をもたらし得る。

【0041】

しかしながら、既存の監視システムは、あまり柔軟ではないことがある。一例として、製造業者は、モデル又は実装と呼ばれる、異なる能力を有する異なるタイプの監視システムを作製することができる。異なる監視システム実装は、それらの特定の実装とのみ使用するように設計されている、入力部、出力部、及びプロセッサなどの構成要素を含むことができる。異なる監視システム実装の間で構成要素を共有することができないことは、既に作製された構成要素を利用するのではなく、新しい実装ごとに新しい構成要素の開発を必要とする可能性があり、新しい監視システム実装の配備を遅らせる場合がある。別の例では、異なる監視システム実装は、それぞれが、異なるように挙動することができる異なる特化された構成要素を含むことができるので、管理するのにより多くのリソース（例えば、予備のハードウェア及びソフトウェア、訓練された人材など）を必要とする場合がある。したがって、本開示の実施形態は、共通アーキテクチャ（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなど）を共有する回路を含む柔軟な監視システムを提供し、各回路は、異なる指定された機能（例えば、入力、処理、出力、システム動作など）を実行するように構成することができる。柔軟な監視システムの機能を異なる回路に分割することにより、柔軟な監視システムの新たな実装を、既に作製されている構成要素を異なる組み合わせで配置することによって、場合によっては迅速に、開発することができる。特に、新しい用途が柔軟な監視システムの既存の実装と比べて追加の処理能力を必要とする場合、柔軟な監視システムの新たな実装を開発しなくても、より高い能力を有する処理回路及び／又はより多くの処理回路を追加することができる。

【0042】

産業機械を監視するためのシステム及び対応する方法の実施形態が、本明細書で論じられる。しかしながら、本開示の実施形態は、他の機械を監視するために制限なしで使用することができる。

【0043】

既存の監視システム１０２を含む動作環境１００が図１に示されている。動作環境１００は、標的１０２と、センサ１０４と、内部ネットワーク１１０ａ及び外部ネットワーク１１０ｂと通信する監視システム１０６と、を含むことができる。

【0044】

標的１０２は、任意の機械の任意の構成要素とすることができる。標的１０２の例としては、とりわけ、歯車、軸受、及びシャフトが挙げられ得る。機械の例としては、ターボ機械、タービン（例えば、水力、風力）、発電機、及び往復動圧縮機が挙げられ得る。

【0045】

センサ１０４は、標的１０２の動作パラメータを感知し、測定された動作パラメータを表す少なくとも１つのセンサ信号１０４ｓを生成することと、センサ信号１０４ｓを監視システム１０６に（例えば、現場配線を介して）送信することと、を行うように構成することができる。一例として、センサ１０４は、プローブ、トランスデューサ、及び信号整形回路を含むことができる（図示せず）。プローブは、動作パラメータの測定のために標的１０２と相互作用することができる。トランスデューサは、動作パラメータの測定値を電気信号（例えば、電圧）に変換することができる。信号整形回路は、電気信号を調節及び／又は増幅して、センサ信号１０４ｓ（例えば、最小～最大の範囲の電圧）を生成することができる。したがって、一態様では、センサ信号１０４ｓは、センサトランスデューサによって作成された直接又は生の測定値を含むことができる。センサ信号１０４ｓは、アナログ信号又はデジタル信号であり得る。

【0046】

別の態様では、センサ信号１０４ｓはまた、動作パラメータの直接の測定値に加えて、拡張されたデータセットを含むこともできる。拡張されたデータセットは、測定される動作パラメータのタイプに依存する様々な測定された変数を含むことができる。一例として、標的１０２は、シャフトなどの回転構成要素であり得、径方向振動が、近接センサの形態のセンサ１０４によって測定される変数であり得る。これらの状況下で、拡張されたデータセットは、ギャップ電圧、１ｘのフィルタリングされた振幅、２ｘのフィルタリングされた振幅、１ｘのフィルタリングされた位相、２ｘのフィルタリングされた位相、Ｎｏｔ １ｘの振幅、及び最大シャフト変位（Ｓｍａｘ）のうちの１つ又は複数を含むことができる。ギャップ電圧は、プローブによる電圧出力であり、標的１０２とプローブの先端との間の物理的距離を表す。１ｘの振幅は、シャフト回転と同じ周波数を有する振動の振幅であり、一方、２ｘの振幅は、シャフト回転の２倍の周波数を有する振動の振幅である。例えば、毎分１４８０回転の回転速度は、毎秒

【数1】

サイクル（Ｈｚ）の周波数に対応する。位相は、基準位置に対して所定の測定位置で測定された振動との間の時間遅延である。したがって、１ｘの位相は、シャフト回転と同じ周波数を有する振動の位相を指し、一方、２ｘの位相は、シャフト回転の２倍の周波数を有する振動の位相を指す。Ｎｏｔ １ｘの振幅は、１×の振幅を除いた全ての振幅を指す。他の実施形態では、拡張されたデータセットは、トランスデューサなど、センサ１０４の１つ又は複数の構成要素に関するメタデータを含むことができる。メタデータの例としては、シリアル番号、リビジョン番号、動作温度、及び健全性ステータスのうちの１つ又は複数を含むことができる。

【0047】

センサ１０４の数及びタイプは、測定されることが意図される動作パラメータによって決定され得る。一態様では、センサ１０４は、振動、位置、速度、運動方向、及び偏心の測定のために１つ又は複数の近接プローブの形態をとることができる。別の態様では、センサ１０４は、地震振動及び加速度の測定のために１つ又は複数の加速度計の形態をとることができる。更なる態様では、センサ１０４は、温度及び圧力の測定のために、それぞれ、１つ又は複数の温度プローブ又は圧力プローブの形態をとることができる。上記に列挙されたセンサタイプ及び対応する動作パラメータは網羅的ではなく、センサ１０４の実施形態が、対象となる動作パラメータの測定に適した任意のセンサ又はセンサの組み合わせを含み得ることは理解することができる。

【0048】

使用中、監視システム１０６は、受信したセンサ信号１０４ｓを処理し、監視信号１０６ｓ、１０８ｓを出力するように構成することができる。一例として、監視システム１０６は、動作パラメータ測定値を特徴付ける値を決定するように構成することができる。監視システム１０６はまた、この決定された値、及び／又は拡張されたデータセットの任意の測定された変数、を対応する所定の警報状態とリアルタイムで比較し、警報ステータス（例えば、ＯＫ、ＯＫでない、警戒、危険など）を決定することもできる。例えば、標的１０２が回転シャフトであり、測定された動作パラメータがシャフトの径方向振動である場合、センサ信号１０４ｓは、シャフト変位を時間の関数として含むことができる。このセンサ信号から、監視システム１０６は、ピーク間変位からの振動振幅の値を決定することができる。

【0049】

監視システム１０６はまた、監視信号１０６ｓ、１０８ｓを内部ネットワーク１１０ａ及び／又は外部ネットワーク１１０ｂに出力するように構成することもできる。出力された監視信号１０６ａ、１０８ａは、拡張されたデータセットの測定された変数、決定された値、及び決定されたステータスのうちの１つ又は複数を含むことができる。警戒及び危険などの警報ステータスは、監視システム１０６上の物理的継電器を介して、又は監視信号１０６ｓ、１０８ｓによって外部システム１１０に、報知することができる。別の態様では、監視システム１０６は、後の処理のために、センサ信号１０４ｓを追加的に又は代替的に記憶することができる。

【0050】

内部ネットワーク１１０ａは、機械制御システム１１２と通信するプラントネットワークであり得る。機械制御システム１１２は、標的１０２の１つ又は複数の動作パラメータを制御するように動作する機械にコマンドを提供するように構成することができる。内部ネットワーク１１０ａはまた、構成ソフトウェアを実行するコンピューティングデバイス（図示せず）、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）１１４、及び／又は顧客ヒストリアン１１６など、他のシステムと通信することもできる。構成ソフトウェアは、所定の警報状態などの構成情報を監視システム１０６に提供するために使用することができる。ＨＭＩ１１４は、ユーザインターフェースデバイス（例えば、ディスプレイ）と通信する１つ又は複数のコンピューティングデバイスとすることができ、機械の操作員が測定された動作パラメータを確認し、かつ／又は機械制御システム１１２に命令を提供することを可能にする。

【0051】

そのように構成されると、監視システム１０６は、標的１０２を含む機械の保護を容易にすることができる。一例として、警報ステータスの報知に応じて、測定された動作パラメータを変化させ、警報ステータスから抜け出すために、機械制御システム１１２を利用して、標的１０２の動作を（例えば、プログラムされた論理に従って自動的に、又はＨＭＩ１１４を使用して手動で）制御することができる。極端な状況下では、標的１０２を損傷から、及び／又は作業者を傷害から保護するために、機械制御システム１１２を使用して、機械の動作を停止させることができる。ヒストリアン１１６は、監視信号１０６ｓ内に含まれるデータのいずれかを記憶することができる。

【0052】

外部ネットワーク１１０ｂは、診断システム１２０と通信するビジネスネットワークであり得る。診断システム１２０は、監視システム１０６から受信した監視信号１０８ｓ内に含まれるデータのいずれかを分析して、標的１０２の不適切な動作を診断し、かつ／又は標的１０２の不適切な動作をその発生前に予測することができる。したがって、監視信号１０８ｓを外部ネットワーク１１０ｂに提供することによって、監視システム１０６は、標的１０２の状態監視を容易にすることができる。

【0053】

監視システム１０６は、図１Ｂでより詳細に例示されている。図示のように、監視システム１０６はバックプレーン１５０を含んでおり、バックプレーン１５０は、それに連結された異なる構成要素間の通信を可能にするように構成することができる。構成要素は、測定処理回路１５２ａ、継電器出力回路１５４ａ、測定出力回路１５６ａ、構成及び診断回路１６０ａ、並びに対応するインターフェース回路１５２ｂ、１５４ｂ、１５６ｂ、１６０ｂを含むことができる。インターフェース回路１５２ｂ、１５４ｂ、１５６ｂ、１６０ｂは、それらの対応する回路１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１６０ａと双方向に通信するためのハードウェアインターフェースを提供することができる。個々の回路１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１６０ａは、バックプレーン１５０を横切って延在する受動的トレースから形成されたバス上で動作するプロトコルを使用して、選択された情報をバックプレーン１５０上で通信することができる。

【0054】

一態様では、測定処理回路１５２ａは、インターフェース回路１５２ｂによって受信されたセンサ信号１０４ｓが測定処理回路１５２ａに直接送信されるように、インターフェース回路１５２ｂに連結させることができる。すなわち、センサ信号１０４ｓは、バックプレーン１５０に送信されない。センサ信号１０４ｓは、出力ポート１６２を介して操作員によってアクセスされ得る。複数の測定処理回路１５２ａ及びインターフェース回路１５２ｂが、センサ信号１０４ｓの受信のために１対１で存在することができる。上述のように、測定処理回路１５２ａは、受信したセンサ信号１０４ｓ内に含まれる動作パラメータ測定値に対して１つ又は複数の値を決定するように構成することができる。測定処理回路１５２ａはまた、決定された値、及び／又は拡張されたデータの測定された変数、を所定の警報状態とリアルタイムで比較し、標的１０２のステータスを決定することもできる。測定処理回路１５２ａは、拡張されたデータの測定された変数、決定された値、及び決定されたステータスを表す信号をバックプレーン１５０に更に出力することができる。

【0055】

測定処理回路１５２ａはまた、機械制御システム１１２への出力のためにプロセス変数（例えば、決定された値、拡張されたデータセットの測定された変数、報知された警報など）をフォーマットすることもできる。一例として、フォーマットは、約４ｍＡ～約２０ｍＡの範囲の電流（４～２０とも称される）とすることができ、対応するスケールと比較して、決定された値及び／又は測定された変数に比例する。機械制御システム１１２は、標的１０２のプロセス制御のためにプロセス変数を利用することができる。

【0056】

測定処理回路１５２ａによって決定されたステータスは、継電器処理回路１５４ａによってバックプレーン１５０から取得することができる。継電器処理回路１５４ａは、受信した警報ステータスに基づいて作動して警報を報知するようにプログラムされている継電器を含むことができる。一例では、継電器は、単一のステータスに基づいて作動することができる。別の例では、継電器は、２つ以上のステータスを組み合わせるブール式（例えば、ＡＮＤ又は投票（voting））に基づいて作動することができる。継電器処理回路１５４ａはまた、標的１０２のプロセス制御のために、報知された警報を表す信号を機械制御システム１１２に直接出力することもできる。一例として、機械制御システム１１２は、警報報知を受信すると、標的１０２の動作を停止させることができる。報知された警報はまた、指標を提供するために、及び／又は機械制御システム１１２、ＨＭＩ１１４、又はヒストリアン１１６のデジタル入力に入るために使用することもできる。

【0057】

測定出力回路１５６ａは、内部ネットワーク１１０ａへの送信のために、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び報知された警報などのデータをバックプレーン１５０から取得することができる。受信時に、取得されたデータは、ヒストリアン１１６によって記憶する、及び／又は操作員がＨＭＩ１１４を使用して確認することができる。

【0058】

構成及び診断回路１６０ａは、内部ネットワーク１１０ａから第１の構成コマンドを受信し、回路１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１６０ａによる使用のために、第１の構成コマンドをバックプレーン１５０に送信することができる。第１の構成コマンドは、測定処理回路１５２ａがステータスを決定する際に使用する１つ又は複数の設定点を提供することができる。第１の構成コマンドはまた、論理命令を提供し、警報報知のために継電器出力回路１５４ａによって使用されるステータスを識別することもできる。第１の構成コマンドは、測定出力回路１５６ａによってバックプレーン１５０から取得され、内部ネットワーク１１０ａに送信される、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び／又は報知された警報などのデータを更に識別することができる。

【0059】

構成及び診断回路１６０ａはまた、内部ネットワーク１１０ａから第２の構成コマンドを受信することもできる。第２の構成コマンドは、バックプレーン１５０から取得され、診断システム１２０による使用のために外部ネットワーク１１０ｂに送信される、決定された値、拡張されたデータの測定された変数、決定されたステータス、及び報知された警報などのデータを識別することができる。

【0060】

監視システム１０６は、多種多様な監視用途（例えば、異なる構成要素が監視される機械）に適用することができる。各用途は、異なる量の計算処理能力を必要とし得る。一例として、スラストを測定する低計数の保護監視システムの場合には、ごくわずかな処理能力が必要とされ得る。対照的に、大規模な蒸気及びガスの複合サイクル用途は、複数のセンサ及び関連する測定値を必要とし得る。可変速ギアボックスなど、更なる他の用途は、複雑な分析及び比較的大量の処理能力の使用を伴い得る。

【0061】

この可変の計算需要の問題に対処するために、測定監視システム１０６は、インターフェース回路１５２ｂが、指定された測定処理回路１５２ａに１対１で連結されるように、構成することができる。このアーキテクチャは、所与のインターフェース回路１５２ｂによって受信されたセンサ信号１０４ｓが、受信されたセンサ信号１０４ｓの１つ又は複数の所望の分析を実行するように十分な計算能力で特に設計された測定処理回路１５２ａとペアになることを確実にすることができる。監視システム１０６のコストを低減するために、測定処理回路１５２ａのそれぞれによって保有される計算能力の量は、意図された用途にちょうど足りるだけであり得る。

【0062】

しかしながら、この設計アーキテクチャは、監視システム１０６の多くの異なる実装が開発され、それぞれが独自のアーキテクチャ及びツールを有するという結果をもたらし得る。また、既存の監視システム１０６は、調節された計算要件を満たすための柔軟性に欠けることがあり、結果として、監視デバイス１０６の別の実装を開発することが必要になり得るため、新しい用途は器具にとってより困難であり得る。これらの問題のいくつかは、ほとんどの用途に適合する十分な処理能力を有する比較的大きな監視デバイス１０６の実装を使用することによって対処することができるが、依然として、更により多くの処理能力を必要とする用途が存在し得る。更に、このような大型で計算能力の高いデバイスは、少量の計算能力のみを必要とする機械監視のために配備するには費用がかかりすぎる場合がある。

【0063】

これらの制限のうちの１つ又は複数は、本開示の柔軟な監視システムの実施形態によって対処することができる。図２Ａは、柔軟な監視システム２０２を含む動作環境２００の例示的な実施形態を示す。動作環境２００は、監視システム１０６が柔軟な監視システム２０２と置き換えられていることを除いて、動作環境１００と同様であり得る。柔軟な監視システム２０２は、バックプレーン２０６を含むベース２０４と、１つ又は複数の回路２１０とを含むことができる。バックプレーン２０６は、２つ以上の回路２１０と通信可能に連結するように構成され、それに連結された少なくとも１つの回路２１０からデータを受信することができる。本明細書で論じられるように、バックプレーン２０６に送信されるデータは、監視データと呼ばれることがある。一態様では、監視データは、標的１０２の測定された動作パラメータ及び拡張されたデータセットの測定された変数など、センサ信号１０４ｓ内に含まれる情報を含むことができる。監視データはまた、標的１０２の測定された動作パラメータ及び／又は拡張されたデータセットの測定された変数に基づいて決定される任意の値、ステータス、及び／又は報知された警報を含むこともできる。バックプレーン２０６に連結された回路２１０は、バックプレーン２０６から監視データを取得することができる。特定の実施形態では、バックプレーン２０６は受動的であり得る。受動的バックプレーンは、コンピューティング機能を実行する論理回路を実質的に含まないか、又は全く含まなくてよい。所望の調停論理は、受動的バックプレーンに差し込まれるか、又は他の方法で通信可能に連結される、ドーターカード（例えば、回路２１０のうちの１つ又は複数）上に配置することができる。

【0064】

監視システム１０６の回路１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１６０ａとは対照的に、回路２１０は、柔軟な監視システム２０２の異なる所定の機能を実行するようにプログラム可能である共通アーキテクチャを用いて設計することができる。回路２１０のうちの１つ又は複数によって受信されたセンサ信号１０４ｓは、バックプレーン２０６に送信することができ、センサ信号１０４ｓによって表される監視データは、任意の回路２１０によってアクセスすることができる。この均一なアーキテクチャは、柔軟な監視システム２０２の配備される実装の数を減らし、柔軟な監視システム２０２の異なる実装の間での監視回路２１０の共有を可能にすることができ、これらの実装のそれぞれは、メンテナンスコスト及びシステムコストを低減することができる。また、同じ外観及び感触が、柔軟な監視システム２０２の全ての実装にわたって維持され得、これにより、動作及び保守時の混乱が低減し得る。

【0065】

更に、柔軟な監視システム２０２は、それぞれのベース２０４の間に共通バックプレーン２０６’（例えば、論理バックプレーン）を確立する方法で通信可能に連結されている複数のベース２０４を含むことができる。この共通バックプレーン２０６’は、各ベース２０４の個々のバックプレーン２０６から形成することができる。したがって、各監視回路２１０は、共通バックプレーン２０６’に沿って通信することができ、それが物理的に連結されているバックプレーン２０６にデータを送信すること及び／又はそれからデータを受信することに限定されない。

【0066】

追加的に、後述するように、本明細書で処理回路と呼ばれる、柔軟な監視システム２０２の計算ユニットは、センサ信号１０４ｓを受信する入力回路から分離することができる。その結果、バックプレーン２０６に連結される処理回路の数は、バックプレーン２０６に連結された入力回路の数から独立することができる。異なるベース２０４にわたって通信する監視回路２１０の能力は、柔軟な監視システム２０２の異なる実装の間で監視回路２１０を共有する能力と組み合わさって、利用可能な処理能力の量を受信されたセンサ信号１０４ｓとは無関係に調節するために処理回路が追加又は取り外されることを可能にし得る。

【0067】

特定の実施形態では、柔軟な監視システム２０２の回路２１０は、監視システム１０６の回路１５２ａ、１５４ａ、１５６ａ、１６０ａと同様の少なくとも機能性を提供するように構成することができる。回路２１０の例示的な実施形態を図２Ａ～図３に示し、以下に詳細に説明する。一例として、回路２１０は、入力回路２１０ｉ、処理回路２１０ｐ、出力回路２１０ｏ、及びインフラストラクチャ回路２１０ｎを含むことができる。しかしながら、回路２１０が、他の機能を実行するようにプログラムされ得ることは理解することができる。回路２１０の更なる考察はまた、「Ｇａｔｅｄ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許出願第１５／９４７，７１６号にも見出すことができ、その全体が参照により組み込まれる。したがって、柔軟な監視システム２０２は、センサ信号１０４ｓを受信し、監視信号２０６ｓ、２０８ｓを内部及び外部ネットワーク１１０ａ、１１０ｂにそれぞれ出力するように構成することができる。以下に詳述するように、柔軟な監視システム２０２の更なる実施形態は、機械制御システム１１２のセキュリティを損なうことなく、内部及び外部ネットワーク１１０ａ、１１０ｂからコマンド信号２０９ｓ、２１１ｓをそれぞれ受信することができる。その結果、柔軟な監視システム２０２は、改善された柔軟性及び機能性を提供すると同時に、監視システム１０６の既存の配備に対する好適な代替品であり得る。

【0068】

このアーキテクチャにより、回路２１０は、１つ又は複数のバックプレーン２０６上において様々な方法で組み合わされて、柔軟な監視システム２０２の異なる実装を形成することができる。柔軟な監視システム２０２の所与の実装に含まれるベース２０４、入力回路２１０ｉ、処理回路２１０ｐ、出力回路２１０ｏ、及びインフラストラクチャ回路２１０ｎの数もまた、互いに独立して変化することができる。いくつかの実装では、柔軟な監視システム２０２は、信号入力、信号出力、保護監視、状態監視、及びこれらの組み合わせを提供するように構成された回路２１０を含む、単一のベース２０４の形態であり得る。他の実装では、柔軟な監視システム２０２は、少なくとも２つのベース２０４の形態であり得、信号入力、信号出力、保護監視、及び状態監視の任意の組み合わせを実行するように構成された回路２１０が、この少なくとも２つのベース２０４の間で分散され得る。このように、柔軟な監視システム２０２の入力、処理、及び出力能力、並びに柔軟な監視システム２０２の異なる回路２１０の物理的位置は、特定の監視用途に合わせて調整され得る。

【0069】

更に、柔軟な監視システム２０２の実装は、意図された監視用途が変化する場合、所与のベース２０４に連結された回路２１０を修正するために、初期配備された後に修正され得る。それらの共通アーキテクチャを考慮すると、回路２１０が、収容能力を有するベース２０４に容易に追加されて、新しい回路２１０に連結することができる。あるいは、１つ又は複数の新しいベース２０４が、既存のベース２０４に通信可能に連結されてもよく、それにより、１つ又は複数の新しい回路２１０が、新しいベース２０４のそれぞれのバックプレーン２０６に連結されることが可能になり、柔軟な監視システム２０２の監視能力を拡張することができる。場合によっては、柔軟な監視システム２０２の１つのベース２０４から取り外された回路２１０は、予備部品として保管するか、又は柔軟な監視システム２０２の同じ若しくは異なる実装の別のベース２０４に再配備することができ、これは、有益であり得る。

【0070】

特定の実施形態では、入力回路２１０ｉは、センサ信号１０４ｓを受信し、センサ信号１０４ｓ上で信号状態調節を行い、状態調節されたセンサ信号１０４ｓをバックプレーン２０６に出力するように、構成することができる。図１Ａ～図１Ｂの監視システム１０６とは対照的に、入力回路２１０ｉは、処理回路２１０ｐから分離させることができ、それにより、柔軟な監視システム２０２の入力回路２１０ｉの数は、処理回路２１０ｐの数とは無関係に変化させることが可能である。

【0071】

センサ信号１０４ｓは、様々な異なるタイプのセンサ１０４から受信することができる。センサタイプの例としては、振動センサ、温度センサ（例えば、抵抗温度検出器又はＲＴＤ）、位置センサ、及び圧力センサが挙げられ得るが、これらに限定されない。とりわけ、いくつかの実施形態では、バックプレーン２０６／共通バックプレーン２０６’にセンサ信号１０４ｓを送信する入力回路２１０ｉの能力は、入力回路２１０ｉを任意の特定の処理回路２１０ｐから分離させることができ、処理回路２１０ｐのうちの任意の１つ又は複数が、任意の測定された動作パラメータに関して分析を実行することを可能にする。

【0072】

柔軟な監視システム２０２の実施形態は、１つ又は複数の入力回路２１０ｉを含むことができる。図２Ａに示すように、柔軟な監視システム２０２は、２つの入力回路２１０ｉを含む。入力回路２１０ｉのそれぞれは、対応するセンサ信号１０４ｓ（例えば、第１のセンサによって取得される）の受信のために、それぞれのセンサ１０４と通信することができる。一例として、一方のセンサ信号１０４ｓは、第１の機械構成要素の第１の動作パラメータの測定値を含む第１の監視データを表すことができる。他方のセンサ信号１０４ｓは、第２の機械構成要素の第２の動作パラメータの測定値（例えば、第１のセンサとは異なる、第２のセンサによって取得される）を含む第２の監視データを表すことができる。特定の実施形態では、第１及び第２の機械構成要素は、同じであってもよい（例えば、標的１０２）。他の実施形態では、第１及び第２の機械構成要素は、異なっていてもよい（例えば、標的１０２及び異なる標的［図示せず］）。同様に、いくつかの実施形態では、第１及び第２の動作パラメータは、同じ動作パラメータであってもよい。一態様では、この構成は、センサ１０４のうちの１つが故障した場合の冗長性を提供することができる。別の態様では、この構成は、所望の測定値（例えば、シャフト回転速度）が、時間（位相）において協調された２つのセンサ測定値から導出される場合に、利用することができる。追加の実施形態では、第１及び第２の動作パラメータは、異なっていてもよい。２つの入力回路２１０ｉが例示され、説明されてきたが、監視システムの他の実施形態は、より多い又はより少ない入力回路を含むことができる。

【0073】

異なるタイプのセンサ１０４は、異なるフォーマットでセンサ信号１０４ｓを生成することができ、入力回路２１０ｉは、異なるセンサ信号１０４ｓに適した信号状態調節を実行してから、状態調節されたセンサ信号をバックプレーン２０６に送信するように、プログラムすることができる。一例として、位置センサから受信されるセンサ信号１０４ｓは、位置入力回路２５０によって受信することができる。振動センサから受信されるセンサ信号１０４ｓは、振動入力回路２５２によって受信することができる。温度センサから受信されるセンサ信号１０４ｓは、温度入力回路２５４によって受信することができる。圧力センサから受信されるセンサ信号１０４ｓは、圧力入力回路２５６によって受信することができる。

【0074】

他の実施形態では、入力回路２１０ｉは、個別接点回路２６０の形態であり得る。個別接点回路２６０は、外部スイッチ又は継電器によって閉じることができる一対の接点を含むことができる。一対の接点は、機械制御システム１１２によって、又は機械制御システム１１２の操作員がスイッチを閉じることによって、閉じることができる。個別接点回路２６０は、柔軟な監視システム２０２の挙動を変化させるために使用することができる。挙動変化の例としては、機械動作の異なるモード、柔軟な監視システム２０２に警報決定を抑止させること、及び警報ステートをリセットすることが挙げられ得るが、これらに限定されない。

【0075】

監視システム１０６は、個別接点を含むことができるが、特異性を欠くことがある。一例として、測定システム１０６内の個別接点を閉じることによってもたらされる変化は、測定システム１０６によって生成される全ての警報にもたらされ得る。対照的に、柔軟な監視システム２０２の個別接点回路２６０は、保護処理回路２６４から分離されているため、個別接点回路２６０は、選択された警報決定のみをもたらし、かつ／又は警報ステート、若しくは影響をリセットするように、構成することができる。

【0076】

更なる実施形態では、入力回路２１０ｉは、デジタルデータストリーム入力回路２６２の形態であり得る。一例として、デジタルデータストリーム入力回路２６２は、（例えば、センサ１０４からの）アナログデータストリームとは対照的に、センサ１０４、機械制御システム１１２、及び／又は信頼できる第三者システムからデジタルデータストリームを受信するように構成することができる。

【0077】

処理回路２１０ｐは、バックプレーン２０６から任意のデータを取得し、取得された動作パラメータを分析し、そのような分析の結果を出力するように、構成することができる。特定の実施形態では、処理回路２１０ｐは、保護機能を実行するように構成することができ、本明細書において保護処理回路２６４と呼ばれ得る。他の実施形態では、処理回路２１０ｐは、診断及び／又は予測機能（例えば、状態監視）を実行するために、選択されたデータをバックプレーン２０６から取得し、取得された情報を診断システム１２０に送信するように構成することができ、本明細書において状態処理回路２６６と呼ばれ得る。

【0078】

柔軟な監視システム２０２の所与の実装に含まれる処理回路２１０ｐ及び入力回路２１０ｉの数は、互いに独立して変化することができる。特定の実施形態では、処理回路２１０ｐは、保護監視及び／又は状態監視のために利用可能なコンピューティングリソースの量を調整するために、バックプレーン２０６に追加するか、又はバックプレーンから取り外すことができる。他の実施形態では、所与の処理回路２１０ｐは、より大きい又はより小さいコンピューティング電力を有する別の処理回路２１０ｐによって置き換えることができる。

【0079】

これらのシナリオのいずれも、特定の状況下で有益であり得、所与の用途に合わせて調整することができる、及び／又は必要に応じて修正することができる、柔軟な監視システム２０２に、計算の柔軟性を提供することができる。一例では、比較的低い重要性を有する機械は、より高いコスト圧力及びより低い処理要件を有し得る。この状況では、柔軟な監視システム２０２の実装は、コストに合わせて調整された処理リソースを有する処理回路２１０ｐを含むことができる。別の例では、特定の監視用途が、高い処理要件を必要とする場合がある（例えば、測定されたパラメータを特徴付ける値を決定するために、監視データの出力のために、など）。この状況では、柔軟な監視システム２０２の実装は、処理リソースに合わせて調整された処理リソースを有する処理回路２１０ｐを含むことができる。したがって、柔軟な監視システム２０２のアーキテクチャは、意図される監視用途の優先度に応じて異なるユースケースに適応することを可能にし得る。

【0080】

保護処理回路２６４及び状態処理回路２６６は、異なる機能性を参照して以下に論じられる。しかしながら、保護処理回路２６４は、状態処理回路２６６の任意の機能を実行するようにプログラムすることができる。状態処理回路２６６は、データをバックプレーン２０６に送信すること及びローカルストレージを提供することを除いて、保護処理回路２６４の機能を実行するようにプログラムすることができる。状態処理回路２６６がデータをバックプレーン２０６に送信することを抑止する能力は、不正侵入を抑止し、内部ネットワーク１１０ａ及び機械制御システム１１２の保護を容易にすることができる。

【0081】

保護処理回路２６４は、保護コマンドの受信に応じてバックプレーン２０６から、選択された監視データを取得するように構成することができる。一例として、１つ又は複数の保護コマンドが、内部ネットワーク１１０ａから（例えば、機械制御システム１１２の操作員から）受信した保護コマンド信号２０９ｓの形態で保護処理回路２６４に送信され得る。選択された監視データは、バックプレーン２０６に送信された監視データの少なくとも一部分を含むことができる。バックプレーンに送信された監視データは、入力回路２１０ｉ又は別の保護処理回路２６４から受信することができる。保護処理回路２６４はまた、選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を追加の監視データとしてバックプレーン２０６に送信するように、構成することもできる。

【0082】

保護処理回路２６４は、決定された値、バックプレーン２０６から（例えば、別の保護処理回路２６４から）取得された別の決定された値、及びこれらの組み合わせと、１つ又は複数の所定の設定点との比較に基づいて、選択された監視データのステータスを決定するように構成することができる。所定の設定点は、それぞれの警報状態（例えば、警戒状態、危険状態など）に対応し得る。上記の例を続けると、決定された値が径方向振動の振幅である場合、１つ又は複数の設定点は、警戒設定点、警戒設定点を超える危険設定点、及びこれらの組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、単一の設定点を採用することができる。警戒及び危険設定点の使用を仮定すると、径方向振動振幅値が警戒設定点未満である場合、径方向振動振幅のステータスは「ＯＫ」として決定することができる。径方向振動振幅値が警戒設定点以上である場合、径方向振動振幅のステータスは「警戒」として決定することができる。径方向振動振幅値が危険設定点を超えている場合、動作パラメータのステータスは「危険」として決定することができる。このようにして、選択された監視データのステータスが決定された後、保護処理回路２６４は、決定されたステータスをバックプレーン２０６に送信することができる。

【0083】

柔軟な監視システム２０２内に存在する保護処理回路２６４の数は、入力回路２１０ｉとは独立して変化することができる。特定の実施形態では、保護処理回路２６４は、柔軟な監視システム２０２に利用可能なコンピューティングリソースを増加させるために追加することができる。他の実施形態では、保護処理回路２６４は、柔軟な監視システム２０２に利用可能なコンピューティングリソースを減少させるために取り外す又は交換することができる。それぞれは、特定の状況下で有益であり得、柔軟な監視システム２０２に計算の柔軟性を提供することができる。

【0084】

状態処理回路２６６は、選択された監視データをバックプレーン２０６から取得することと、診断システム１２０による使用のために、取得された監視データを外部ネットワーク１１０ｂに提供することと、を行うように構成することができる。特定の実施形態では、選択された監視データは、状態調節コマンドの受信に応じて状態処理回路２６６によって取得され得る。一例として、１つ又は複数の状態調節コマンドが、外部ネットワーク１１０ｂから受信することができる状態調節コマンド信号２１１ｓの形態で、状態処理回路２６６に送信され得る（例えば、診断システム１２０の操作員から）。一方、診断システム１２０は、取得された監視データを利用して、ステータス及び／又は警報状態の原因を判定することができる。代替的に又は追加的に、診断システム１２０はまた、取得された監視データを用いて、ステータス及び／又は警報状態の発生をそれらが発生する前に予測することもできる。更なる実施形態では、診断システム１２０は、取得された監視データを後続の分析のために記憶することができる。追加の実施形態では、診断システム１２０は、取得された監視データを分析のために別のコンピューティングデバイスに送信することができる。

【0085】

更なる実施形態では、状態処理回路２６６は、所定のステータスの検出に基づいて、選択された監視データをバックプレーン２０６から取得することができる。一例として、状態処理回路２６６は、保護処理回路２６４によって生成されたステータスを取得し、確認して、所定のステータスに一致するステータスを識別することができる。識別されたステータスはまた、ステータスが決定された時間を特徴付けるステータス時間を含むこともできる。一致の識別時、状態処理回路２６６は、ステータス時間より前及び／又は後の持続時間の所定のステータスに対応する動作パラメータ測定値を含む、選択された監視データを取得することができる。このようにして、診断システム１２０は、ステータスの原因を判定することに関連する動作パラメータ情報が提供され得る。所定のステータス及び選択された監視データは、１つ又は複数の状態調節コマンド内に含まれ得る。

【0086】

柔軟な監視システム２０２内に存在する状態処理回路２６６の数は、入力回路２１０ｉの数とは独立して変化することができる。特定の実施形態では、状態処理回路２６６は、監視データを出力する柔軟な監視システム２０２の能力を高めるために追加することができる。一例として、２つ以上の状態処理回路２６６が、柔軟な監視システム２０２内に存在する場合、それぞれに、異なる測定された動作パラメータの出力を課すことができる。別の例では、２つ以上の状態処理回路２６６が、冗長性を提供するために、同じ測定された動作パラメータを出力することができる。それぞれは、特定の状況下で有益であり得、柔軟な監視システム２０２に計算の柔軟性を提供することができる。更なる例では、状態処理回路２６６は、標準動作を妨げることなくカスタム分析を実装するために（例えば、新しい分析をベータテストするときに）追加することができる。

【0087】

出力回路２１０ｏは、出力コマンド（例えば、内部ネットワーク１１０ａから受信した１つ又は複数の保護コマンド信号２０９ｓに含まれる）の受信に応じて、バックプレーン２０６上に含まれる任意の監視データを取得するように構成することができる。出力回路２１０ｏは、監視信号２０６ｓの形態で、取得された監視データを内部ネットワーク１１０ａに更に出力することができる。出力回路２１０ｏによって取得される監視データの例としては、動作パラメータ測定値、決定された値、拡張されたデータセットの変数、ステータス、及び警報が挙げられ得るが、これらに限定されない。

【0088】

一態様では、出力回路２１０ｏは、比例出力回路２７０の形態であり得る。比例出力回路２７０は、プロセス制御信号３００の形態で監視信号２０６ｓを出力するように構成することができる。プロセス制御信号３００ｓは、所定のスケールと比較して、直接測定値又は拡張されたデータセットの変数など、プロセス変数に比例し得る。一例として、電流出力が、４～２０ｍＡの出力であり得る。プロセス制御信号３００ｓは、標的１０２の動作パラメータの制御を容易にするために、直接又は内部ネットワーク１１０ａ経由のいずれかで、機械制御システム１１２に提供され得る。プロセス制御信号３００に含まれるプロセス変数は、保護コマンド信号２０９ｓによって指定することができる。

【0089】

更なる実施形態では、出力回路２１０ｏは、選択されたステータスデータをバックプレーン２０６から取得することと、受信された警報ステータスに基づいて作動して警報を報知することと、を行うように構成された、１つ又は複数の継電器回路２７２の形態であり得る。報知された警報は、警報信号３０２ｓの形態で出力され得る。一例では、継電器は、単一のステータスに基づいて作動することができる。別の例では、継電器は、２つ以上のステータスを組み合わせる所定のブール式（例えば、ＡＮＤ又はＯＲ投票）に基づいて作動することができる。警報信号３０２ｓは、内部ネットワーク１１０ａを介して機械制御システム１１２に提供されて、又は機械制御システム１１２に直接提供されて、標的１０２の動作パラメータの制御を容易にすることができる。一例として、機械制御システム１１２は、警報信号３０２ｓの受信に応じて標的１０２の動作を停止させることができる。継電器の作動に用いられる選択されたステータスデータ及び論理は、保護コマンド信号２０９ｓによって指定することができる。

【0090】

他の実施形態では、出力回路２１０ｏは、少なくとも１つの通信インターフェース回路２７４の形態であり得る。通信インターフェース回路２７４は、保護コマンド信号２０９ｓの受信に応じてバックプレーン２０６から、選択された監視データを取得するように構成することができる。選択された監視データは、測定された動作パラメータ、拡張されたデータセットの測定された変数、決定されたステータス、及び決定された警報のうちの１つ又は複数を含むことができる。取得されたデータは、機械制御システム２１２（例えば、プロセス制御用）、ＨＭＩ１１４（例えば、操作員のディスプレイ）による使用のために１つ又は複数の帰還信号３０６ｓで内部ネットワーク１１０ａに送信され得る、及び／又はヒストリアン１１６によって記憶され得る。

【0091】

インフラストラクチャ回路２１０ｎは、柔軟な監視システム２０２が動作するために必要とされる機能を実行するように構成することができる。一態様では、インフラストラクチャ回路２１０ｎは、システムインターフェース回路２７６の形態をとることができる。システムインターフェース回路２７６は、保護監視に関与する回路（例えば、保護処理回路２６４、出力回路２１０ｉ）の構成を容易にする保護コマンド信号２０９ｓを内部ネットワーク１１０ａから監視システム２２０に送信するためのアクセスポイントとして機能することができる。保護コマンド信号２０９ｓは、以下のいずれかを含む１つ又は複数の信号を任意の組み合わせで含むことができる：保護処理回路２６４及び出力回路２１０ｉのそれぞれが取得及び／又は出力する選択された監視データの識別、保護処理回路２６４のための警報設定点、並びに継電器出力回路２７２による継電器の報知のための論理。

【0092】

監視システム１０６とは対照的に、柔軟な監視システム２０２の実施形態が、保護監視機能（例えば、システムインターフェース回路２７６）及び状態監視機能（例えば、状態処理回路２６６）を構成する回路２１０を別個にし得ることは理解することができる。その結果、保護監視構成は、内部ネットワーク１１０ａ上で完全に実行することができ、その一方で、状態監視構成は、外部ネットワーク１１０ｂ上で完全に実行することができる。すなわち、内部ネットワーク１１０ａは、外部ネットワーク１１０ｂに通信可能に連結されていない。その結果、状態調節コマンド信号２１１ｓは、機械制御システム１１２の権限のある操作員から承認を得ることを必要とせずに、状態処理回路２６６に提供することができる。

【0093】

状態処理回路２６６が外部ネットワーク１１０ｂ及びバックプレーン２０６と通信することを可能にすることに内在するサイバーセキュリティリスクを理解して、状態処理回路２６６は、データ取得のみのバックプレーン２０６との一方向通信に制限することができる。そのような一方向通信は、ハードウェア（例えば、データダイオード）、ファームウェア、及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって確立することができる。特定の実施形態では、この一方向通信は、少なくともハードウェアを通じて提供される。その結果、柔軟な監視システム２０２は、状態処理回路２６６の迅速な構成を容易にしながら、悪意のある行為者から安全であることを維持することができる。

【0094】

別の態様では、インフラストラクチャ回路２１０ｎは、電力入力回路２８０の形態をとることができる。電力入力回路２８０は、１つ又は複数の電力源を柔軟な監視システム２０２に接続する能力を提供することができる。

【0095】

更なる態様では、インフラストラクチャ回路２１０ｎは、ブリッジ回路２８２の形態をとることができる。ブリッジ回路２８２は、２つ以上のベース２０４のバックプレーン２０６を互いに接続し、それらの間の通信のための共通のバックプレーン２０６’を形成する能力を提供することができる。

【0096】

そのように構成されると、回路２１０の実施形態は、１つ又は複数のベース２０４の間に分散された任意の組み合わせで配置されて、所望の監視能力（例えば、入力、処理、出力など）を有する柔軟な監視システムの実装を形成することができる。異なる監視機能を提供するために異なるグループ分けの回路２１０及びベース２０４から構成された柔軟な監視システム２０２の例示的な実施形態が、図４Ａ～図４Ｃにそれぞれ示されている。図４Ａ～図４Ｃの実施形態のそれぞれでは、図示された処理回路２１０ｐは、意図される用途のために必要に応じて、単一の処理回路２１０ｐ又は２つ以上の処理回路２１０ｐであり得る。更に、バックプレーン２０６に連結するためのスペースが空いていれば、処理回路２１０ｐは、図示された監視システム２０２に更に追加することができる。

【0097】

図４Ａは、比較的大きいと見なすことができる柔軟な監視システム４００の形態で柔軟な監視システム２０２を示しており、様々な異なるセンサタイプに対して保護監視及び状態監視の両方を実行するように構成することができる。図示のように、柔軟な監視システム４００は、振動入力回路２５２（ＶＩ）、温度入力回路２５４（ＴＩ）、個別接点２６０（ＤＣ）などの入力回路２１０ｉを含む。柔軟な監視システム４００はまた、保護監視機能（ＰＭ）を提供するように構成された保護処理回路２６４及び状態監視機能（ＣＭ）を提供するように構成された状態処理回路２６６などの処理回路２１０ｐも含む。柔軟な監視システム４００は、継電器出力回路２７２（ＲＯ）、比例出力回路２７０（４～２０）、及び通信インターフェース回路２７４（ＣＩ）など、出力回路２１０ｏを更に含むことができる。柔軟な監視システム４００は、電力入力回路２８０（ＰＩ）及びシステムインターフェース回路２７６（ＳＩ）など、インフラストラクチャ回路２１０ｎを追加的に含むことができる。

【0098】

図４Ｂは、柔軟な監視システム４００よりも小さくすることができる柔軟な監視システム４０２（例えば、「中型」システム）の形態で柔軟な監視システム２０２を示しており、単一のタイプのセンサ１０４に対して保護監視を実行するように構成することができる。図示のように、柔軟な監視システム４０２は、振動入力回路２５２（ＶＩ）などの入力回路２１０ｉを含む。柔軟な監視システム４０２はまた、保護処理回路２６４（ＰＭ）を含む処理回路２１０ｐを有することもできる。柔軟な監視システム４０２はまた、継電器出力回路２７２（ＲＯ）及び４ｍＡ～２０ｍＡの出力を提供する比例出力回路２７０（４～２０）などの出力回路２１０ｏを含むこともできる。柔軟な監視システム４０２は、電力入力回路２８０（ＰＩ）及びブリッジ回路２８２（ＢＲ）など、インフラストラクチャ回路２１０ｎを追加的に含むことができる。

【0099】

図４Ｃは、柔軟な監視システム４００及び４０２の両方よりも小さくすることができる柔軟な監視システム４０４（例えば、「小型」システム）の形態で柔軟な監視システム２０２を示しており、単一のタイプのセンサ１０４に対して保護監視を実行するように構成することができる。図４Ｃに示すように、柔軟な監視システム４０４は、振動入力回路２５２（ＶＩ）など、単一の入力回路２１０ｉを含む。柔軟な監視システム４０４はまた、保護処理回路２６４（ＰＭ）を含む処理回路２１０ｐを有することもできる。柔軟な監視システム４０４はまた、継電器出力回路２７２（ＲＯ）などの出力回路２１０ｏを含むこともできる。柔軟な監視システム４０４は、電力入力回路２８０（ＰＩ）及びブリッジ回路２８２（ＢＲ）など、インフラストラクチャ回路２１０ｎを追加的に含むことができる。

【0100】

更なる実施形態では、柔軟な監視システム２０２は、ブリッジ回路２８２を介して通信可能に連結されている複数のベース２０４から構成され得る。このようにして、共通バックプレーン２０６’は、ブリッジ連結されたベース２０４の全てを横断して延在することができ、各ベース２０４のバックプレーン２０６からの全ての情報が、任意の他のベース２０４のバックプレーン２０６に送信され得る。図５～図７の実施形態のそれぞれでは、図示された処理回路２１０ｐは、意図される用途のために必要に応じて、単一の処理回路２１０ｐ又は２つ以上の処理回路２１０ｐであり得る。更に、バックプレーン２０６に連結するためのスペースが空いていれば、処理回路２１０ｐは、図示された監視システム２０２に更に追加することができる。複数の処理回路２１０ｐは、単一のベース２０４に連結されるか、又は２つ以上のベースにわたって分散され得る。

【0101】

柔軟な監視システム５００の形態の柔軟な監視システム２０２の例示的な実施形態が、図５に示されている。図示のように、柔軟な監視システム５００は、３つのベース５０２、５０４、及び５０６を含んでおり、これらのベースは、それらの対応のブリッジ回路２８２（ＢＲ）において、通信リンク５１０を使用して互いに通信可能に連結されている。通信リンク５１０は、電気ケーブル、光ファイバケーブル、及び無線通信を含むが、これらに限定されない、任意の通信接続であり得る。ベース５０２は、個別接点２６０、状態処理回路２６６（ＣＭ）、継電器出力回路２７２（ＲＯ）、及び通信インターフェース回路２７４（ＣＩ）を含むことができる。ベース５０４は、振動入力回路２５２（ＶＩ）、保護処理回路２６４（ＰＭ）、継電器出力回路２７２（ＲＯ）、及び４ｍＡ～２０ｍＡの出力を提供する比例出力回路２７０（４～２０）を含むことができる。ベース５０６は、振動入力回路２５２（ＶＩ）及び継電器出力回路２７２（ＲＯ）を含むことができる。ベース５０２、５０４、５０６のそれぞれはまた、対応のブリッジ回路２８２（ＢＲ）及び電力入力回路２８０（ＰＩ）を含むこともできる。保護コマンド信号２０９ｓは、ベース５０２に実装されたシステムインターフェース回路２７６（ＳＩ）を使用して、共通バックプレーン２０６’を介して、ベース５０２、５０４、５０６のそれぞれに提供することができる。

【0102】

柔軟な監視システム６００の形態の柔軟な監視システム２０２の別の例示的な実施形態が、図６に示されている。図示のように、柔軟な監視システム６００は、２つのベース６０２及び６０４を含んでおり、これらのベースは、それらの対応のブリッジ回路２８２（ＢＲ）において、通信リンク５１０と同様の通信リンク６０６を使用して互いに通信可能に連結されている。ベース６０２は全ての処理回路２１０ｐを含むことができ、一方、ベース６０４は、入力回路２１０ｉ及び出力回路２１０ｏの全て又は実質的に全てを含むことができる。ベース６０４は、マーシャリングキャビネット内など、ベース６０２から離れて位置することができ、一方、ベース６０２は、アクセスを容易にするために制御室に近接したままであってよい。

【0103】

柔軟な監視システム２０２の実施形態の効率を改善するために、回路２１０は、機能ごとに分離され、対応のベース２０４の間でブリッジ回路２８２（ＢＲ）を介して共有されることができる。柔軟な監視システム７００の形態の柔軟な監視システム２０２の例示的な実施形態が、図７に示されている。図示のように、柔軟な監視システム７００は、５つのベース７０２、７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０４ｄを含む。ベース７０２は、保護処理回路２６４（ＰＭ）及び状態処理回路２６６（ＣＭ）の両方を含む。ベース７０４ａ～７０４ｄはそれぞれ同じであり、温度入力回路２５４（ＴＩ）及び振動入力回路２５２（ＶＩ）を含む。ベース７０２及び７０４ａ～７０４ｄは、それらの対応のブリッジ回路２８２（ＢＲ）において、通信リンク５１０と同じであり得る通信リンク７０６によって互いに通信可能に連結されている。この構成は、高価な共通回路（例えば、保護処理回路２６４、状態処理回路２６６、通信インターフェース回路２７４、システムインターフェース回路２７６）がベース７０２内に収容され、制御室に近接して配置されることを、可能にすることができる。温度入力回路２５６（ＴＩ）及び振動入力回路２５４（ＶＩ））など、入力回路２１０ｉは、いくつかの小型機械を監視するために使用され、かつ１つ又は複数の監視される機械に局所的に位置付けられるように、ベース７０４ａ～７０４ｄ内に収容することができる。

【0104】

図８は、機械を監視するための方法８００の例示的な実施形態を示す流れ図である。方法８００は、柔軟な監視システム２０２を参照して説明される。特定の態様では、方法８００の実施形態は、図８に例示されるものよりも多い又は少ない動作を含むことができ、動作は、図８に示されるものとは異なる順序で実行することができる。

【0105】

動作８０２では、複数の回路を少なくとも１つのバックプレーン（例えば、２０６）に連結することができる。複数の回路は、入力回路（例えば、２１０ｉ）及び少なくとも１つの処理回路（例えば、２１０ｐ）を含むことができる。複数の回路はまた、出力回路（例えば、２１０ｏ）及びインフラストラクチャ回路２１０ｎのうちの少なくとも１つを含むこともできる。一例として、回路をバックプレーン２０６のスロット又はポートに挿入することができる。

【0106】

動作８０４では、入力回路２１０ｉは、入力回路２１０ｉが連結されているバックプレーン２０６に監視データを送信することができる。監視データは、センサによって取得された機械構成要素の動作パラメータの測定値を表すことができる。

【0107】

動作８０６では、少なくとも１つの処理回路が、少なくとも１つの以下のことを実行することができる：少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンから監視データの選択された部分を取得すること、及び選択された監視データを特徴付ける値を決定し、決定された値を少なくとも１つの処理回路が連結されているバックプレーンに送信すること。少なくとも１つのバックプレーンに連結された処理回路の数は、少なくとも１つのバックプレーンに連結された入力回路の数から独立することができる。

【0108】

本明細書に記載される方法、システム、及びデバイスの例示的な技術的効果としては、非限定的な例として、共通アーキテクチャを有する柔軟な監視回路が挙げられる。共通アーキテクチャは、柔軟な監視システム内で管理される構成要素の数を低減することができ、柔軟な監視システムの異なる実装にわたって共通の予備部品の使用を可能にし得る。監視回路の共通アーキテクチャはまた、監視回路が同様に動作することを可能にすることもでき、異なる監視システムの挙動における違いを誤って理解することに起因する問題を低減し得る。共通アーキテクチャは更に、所望の機械監視能力を有する柔軟な監視システムの新たな実装を形成するために、監視回路が任意の組み合わせで配置されることを可能にし得る。監視回路は、それぞれの監視システムベースのバックプレーンの間に共通バックプレーンを確立する通信を容易にするように構成されているブリッジ回路を含むことができる。この構成は、監視回路が連結されている物理的バックプレーンにかかわらず、監視回路が、共通バックプレーンからのデータを送信及び／又は受信することを可能にすることができる。保護監視及び／又は状態監視のための計算処理能力は、受信されるセンサ信号とは無関係に、監視システムからの処理回路の追加又は取り外しによって増大又は減少させることができる。

【0109】

本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解を提供するために、特定の例示的な実施形態を記載してきた。これらの実施形態の１つ又は複数の例が添付の図面に示されている。当業者は、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に例示されているシステム、デバイス、及び方法が、非限定的で例示的な実施形態であること、並びに本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ定義されることは理解するであろう。例示的な一実施形態に関連して図示又は説明されている特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。このような修正及び変形は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。更に、本開示では、実施形態の同様の名称の構成要素は、概して類似の特徴を有し、したがって、特定の実施形態内では、各同様の名称の構成要素の各特徴は、必ずしも十分に詳述されていない。

【0110】

本明細書に記載される主題は、本明細書に開示される構造的手段及びその構造的等価物を含む、アナログ電子回路、デジタル電子回路、及び／又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアで、又はそれらの組み合わせで実装することができる。本明細書に記載される主題は、データ処理装置（例えば、プログラマブルプロセッサ、１つのコンピュータ、又は複数のコンピュータ）による実行のために、又はデータ処理装置の動作を制御するために、情報キャリア（例えば、機械可読記憶デバイス）で有形に具現化される、又は伝播信号で具現化される、１つ又は複数のコンピュータプログラムなど、１つ又は複数のコンピュータプログラム製品として実装することができる。コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られる）は、コンパイラ言語又はインタプリタ言語を含む、任意の形態のプログラミング言語で記述することができ、独立型プログラムの形態、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、若しくはコンピューティング環境での使用に適した他の単位の形態を含む、任意の形態で配備することができる。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルと一致するとは限らない。プログラムは、他のプログラム若しくはデータを保持するファイルの一部分に、当該プログラムの専用の単一ファイル内に、又は複数の協調ファイル（例えば、１つ又は複数のモジュール、サブプログラム、又はコードの部分を記憶するファイル）内に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、又は１つのサイトにある、若しくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された、複数のコンピュータ上で実行されるように、配備することができる。

【0111】

本明細書に記載される主題の方法工程を含む、本明細書に記載されるプロセス及び論理フローは、入力データ上で動作し、出力を生成することによって本明細書に記載される主題の機能を実行するために、１つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する１つ又は複数のプログラマブルプロセッサによって実行することができる。プロセス及び論理フローはまた、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実行することもでき、本明細書に記載される主題の装置は、専用論理回路として実装することができる。

【0112】

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサとしては、例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサの両方、並びに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ又は複数のプロセッサが挙げられる。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサ、並びに命令及びデータを記憶するための１つ又は複数のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはまた、データを記憶するための１つ若しくは複数の大容量記憶デバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、若しくは光ディスクを含むか、又はそれからデータを受信するか、若しくはそれにデータを転送するか、若しくはその両方を行うように動作可能に連結されている。コンピュータプログラム命令及びデータを具現化するのに適した情報キャリアには、例として、半導体メモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス）、磁気ディスク（例えば、内蔵ハードディスク又はリムーバブルディスク）、光磁気ディスク、及び光ディスク（例えば、ＣＤ及びＤＶＤディスク）を含む、不揮発性メモリの全ての形態が含まれる。プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補完されるか、又はその中に組み込まれ得る。

【0113】

ユーザとの対話を提供するために、本明細書に記載される主題は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタと、ユーザがコンピュータに入力を与えることができるキーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウス又はトラックボール）とを有するコンピュータ上に実装することができる。他の種類のデバイスを使用して、ユーザとの対話を提供することもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック）であり得、ユーザからの入力は、音響、音声、又は触覚入力を含む、任意の形態で受信することができる。

【0114】

本明細書に記載される技術は、１つ又は複数のモジュールを使用して実装することができる。本明細書で使用するとき、用語「モジュール」は、コンピューティングソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及び／又はそれらの様々な組み合わせを指す。しかしながら、最低でも、モジュールは、ハードウェア上にもファームウェア上にも実装されてなく、非一時的なプロセッサ読み取り可能な記録可能記憶媒体上に記録されてもいない、ソフトウェアとして、解釈されるべきではない（すなわち、モジュールは、ソフトウェアそのものではない）。実際に「モジュール」は、プロセッサ又はコンピュータの一部などの少なくともいくつかの物理的な非一時的ハードウェアを常に含むと解釈されるべきである。２つの異なるモジュールは、同じ物理ハードウェアを共有することができる（例えば、２つの異なるモジュールは、同じプロセッサ及びネットワークインターフェースを使用することができる）。本明細書に記載されるモジュールは、様々な用途をサポートするために、組み合わせ、統合し、分離し、及び／又は複製することができる。また、特定のモジュールにおいて実行されるものとして本明細書に記載された機能は、この特定のモジュールにおいて実行される機能の代わりに又はそれに加えて、１つ若しくは複数の他のモジュールにおいて及び／又は１つ若しくは複数の他のデバイスによって、実行することができる。更に、モジュールは、互いにローカル又はリモートの複数のデバイス及び／又は他の構成要素にわたって実装することができる。追加的に、モジュールは、１つのデバイスから移動させ、別のデバイスに追加することができ、及び／又は両方のデバイスに含めることができる。

【0115】

本明細書に記載される主題は、バックエンド構成要素（例えば、データサーバ）、ミドルウェア構成要素（例えば、アプリケーションサーバ）、若しくはフロントエンド構成要素（例えば、ユーザが本明細書に記載される主題の実装と対話することができる、グラフィカルユーザインターフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）、又はそのようなバックエンド、ミドルウェア、及びフロントエンド構成要素の任意の組み合わせを含むコンピューティングシステムで実装することができる。システムの構成要素は、任意の形態又は媒体のデジタルデータ通信、例えば、通信ネットワークによって、相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）及び広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えば、インターネットが挙げられる。

【0116】

本明細書及び特許請求の範囲を通して本明細書で使用するとき、近似する言い回しは、それが関連する基本機能の変化をもたらすことなく許される程度に変化し得る任意の定量的表現を修飾するために適用されてよい。したがって、「約」、「およそ」、及び「実質的に」など、１つ又は複数の用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する言い回しは、値を測定するための器具の精度に対応し得る。ここで、本明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲制限は、組み合わされても、及び／又は交換されてもよく、そのような範囲は特定され、文脈又は言い回しで他を意味しない限り、その範囲内に含まれる全ての部分範囲を含む。

【0117】

当業者は、上述の実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点を理解するであろう。したがって、本出願は、添付の特許請求の範囲によって示されるものを除き、特に示され説明されてきたものによって限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び参考文献は、その全体が参照により明示的に組み込まれる。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】