包括定位部件的移动通信设备和使用定位坐标自动地为维修人员提供机器维修信息的方法.pdf

本发明涉及一种便携式通信设备(26)，其包括用于管理与多个分布式机器(10)，例如风力涡轮机的维护或维修检查相关的数据的应用软件和处理器(26a)，存储要被检查的分布式机器(10)的位置坐标的数据库(26b)，以及用于确定便携式通信设备(26)的位置坐标的定位部件(26c)。提出了将所述应用软件被配置为基于分布式机器(10)的位置坐标和便携式通信设备(26)的位置坐标的比较来识别正被检查的机器(10)，以及选择与所识别的机器(10)相关的机器专用的机器维修信息。

权利要求书
1.  一种便携式通信设备，其包括用于管理与多个分布式机器(10)的维护或维修检查相关的机器维修信息的应用软件和处理器(26a)，存储要被检查的分布式机器(10)的位置坐标的数据库(26b)，以及用于确定便携式通信设备(26)的位置坐标的定位部件(26c)，
其特征在于，所述应用软件被配置为：
a.基于分布式机器(10)的位置坐标和便携式通信设备(26)的位置坐标的比较来识别正被维修的机器(10)；以及
b.选择与所识别的机器(10)相关的机器专用的机器维修信息。

2.  根据权利要求1所述的便携式通信设备，其中机器专用的机器维修信息包括机器的技术规范和/或清单。

3.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，其中识别正被检查的机器(10)的步骤包括计算距离一组机器中的每个机器的距离，并将位于最近距离处的机器(10)选择为要被维修或监测的机器。

4.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，其中识别正被维修的机器的步骤包括计算距离至少一个机器(10)的距离，并将该距离与阈值进行比较，其中在该距离小于阈值时，该机器(10)被自动识别为要被维修或监测的机器。

5.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，其中该应用软件被配置为提示要被维修或监测的机器(10)的自动识别的手动确认。

6.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，还包含缓冲存储器(26b)，用于结合要被维修或监测的机器的识别数据存储在检查或维护处理过程中获得的数据。

7.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，还包含通信接口，用于与主服务器(12)交换与要被维修或监测的机器(10)有关的数据。

8.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，其中所述通信接口(24)是无线通信接口。

9.  根据前述权利要求的一项所述的便携式通信设备，还包含内置相机(30)或用于记录声音文件的部件，其中所述应用软件被配置为结合 数据库中的识别数据存储相机或用于记录声音文件的部件所获得的图像数据和/或声音数据。

10.  一种状态监测系统，包括要被监测的分布式机器(10)的网络以及根据前述权利要求的一项所述的至少一个便携式通信设备(26)。

11.  根据权利要求9所述的状态监测系统，其中分布式机器(10)的网络包括至少一个风力涡轮机。

12.  一种用于维修在根据前述权利要求的一项所述的状态监测系统的分布式机器的网络中的机器的方法，该方法包括以下步骤：
a.使用便携式通信设备(26)的定位部件(26a)确定便携式通信设备(26)的位置坐标；以及
b.基于该位置坐标选择要被维修或监测的机器(10)的机器维修信息。

说明书包括定位部件的移动通信设备和使用定位坐标自动地为维修人员提供机器维修信息的方法
技术领域
本发明涉及一种便携式通信设备，其包括定位部件和用于管理在要监测或维修的分布式机器的网络中的(特别是风力发电厂的网络中的)机器的维修(service)和维护任务的应用软件。
背景技术
风力涡轮机的状态监测系统在风能市场中广泛使用，其中该系统中的一个被称为SKFWindCon系统。
现代风力涡轮发电机已经变得越来越复杂，并且通常位于难以接近的地方，如海上风场(windpark)。为了将停机时间减至最少并提高性能和可靠性，必须以可靠和高效的方式进行维护和维修任务，使得小问题在它们导致重大故障之前可以被检测到。
对于目前和未来的海上装置，接触到风力涡轮机的成本可能是相当大的，使得一旦维护人员进入舱，避免漏掉关键步骤是非常重要的。
此外，风场日益扩大的规模导致了日益增加的混淆的危险。人类维修工人可能会将一个涡轮机的维修时间表与另一个涡轮机的维修时间表搞混、按照错误的涡轮机识别号将注释、图像、声音文件存储到集中数据服务器中，甚至完全忘记存储在检查的过程中收集到的数据或取得的图像。
实际上，在维修工人离开他的办公室或车间并且可能数小时甚至数天后到达涡轮机时，为他提供有用于他的维修或维护任务的时间表或清单。因此，他的时间表可能是过时的和不完整的。由于通常的移动通信网络例如在海上风场中常常是不可用的，经由电话呼叫或提醒维修工人可能是不可能的，或者在使用卫星通信时是非常昂贵的。
发明内容
本发明通过利用如在独立权利要求中详细说明的维修工人携带的用于识别要被维修或维护的机器的在便携式通信设备中提供的定位部件或定位功能来试图避免上述问题。其他特征和有利的实施例在从属权利要求和说明书中定义。
本发明以一种便携式通信设备开始，其包括用于管理与多个分布式机器的维护或维修检查相关的机器维修信息的应用软件和处理器，存储要被检查的分布式机器的位置坐标的数据库，以及用于确定便携式通信设备的位置坐标的定位部件。
提出了配置所述便携式通信设备以便基于分布式机器的位置坐标和便携式通信设备的位置坐标的比较来识别正被维修的机器，并选择与所识别的机器相关的机器专用的机器维修信息。
正被维修或监测的机器可以是要被集中控制的在大工厂现场或远程机器的任何其他网络上的风力涡轮机、分布式机器。便携式通信设备可以是能够与要被监测的网络交换电子数据的膝上型计算机、蜂窝电话、平板计算机或任何其它电子设备。
提出了配置所述便携式通信设备以便基于定位部件取得的定位数据或坐标来识别要被维修或监测的机器，并基于该选择来选择维护数据、机器维修信息或监测数据。
机器维修信息的自动选择避免了有关不同机器的机器维修信息之间的意外搞混或混淆。机器维修信息可以包括机器的识别数据和技术规范、维护协议、维修时间表、清单、机器历史的数据和描述机器的状态量(如温度，振动幅度)的趋势的曲线等。
所述定位部件可包含接收单元，其用于从如GPS或GALILEO的基于卫星的定位系统或从包括并使用例如风场的至少一些塔上的天线的本地定位系统接收数据。
要被控制的机器可以设置有用于测量机器的状态数据的至少一个传感器。传感器可以包括温度传感器、振动传感器、加速度传感器、旋转传感器、压力传感器、相机或用于监测机械、机电或电子机器的任何其它合适的传感器。
此外，正被维修或监测的机器可包括用于从至少一个传感器接收和处理状态数据的监测单元，其中，正被维修或监测的机器和集中控制服 务器之间的通信链路经由监测单元建立。
自动更新确保可以包括维修时间表、清单等的维修信息在维修人员到达要被监测或维修的机器时是最新的，并且可以安全地避免由于过时的数据或机器维修信息所导致的错误。
还提出了使用要被维修或监测的机器的地理坐标或使用利用地理坐标确定的识别数据来计算用于将便携式通信设备连接到监测单元的接入信息。该接入信息可以包括密码、加密密钥和用于建立连接的指示。这尤其适用于便携式通信设备上使用和显示的维修信息是基于更新的状态数据来创建或更新的情况。
简单的并且基本上完全自动的连接在风力涡轮机监测领域特别有用，因为维修任务可能需要由各种职业、国籍和不同公司的维修人员访问。
维修期间获得或生成的数据可以连同机器或风力涡轮机的识别数据暂时存储在便携式通信设备上，并且一旦便携式通信设备能够与远程集中控制服务器建立通信连接，这些数据就被上传到该服务器。
使能数据交换可以包括从集中控制服务器下载机器信息，其中，所述便携式通信设备可被配置为将获得的识别数据使用所述定位部件添加到由该便携式通信设备触发的下载请求，使得总是确保下载与正确的机器相关的机器信息。
此外，数据交换可包括将由所述便携式通信设备生成的数据上传到集中管理服务器，其中，所述监测单元可以被配置为将获得的识别数据使用所述定位部件添加到所上传数据，使得该数据确定无疑地存储在有关正确的机器的数据部分，并且不会搞混任何东西。
要上传的数据可以包括拍摄的该机器的零件，特别是磨损零件的照片、由该便携式通信设备记录的带有语音消息的声音文件或机器的噪音、视频、书面注释等。
优选地，该便携式通信设备和监测单元之间的通信被加密，使得维持数据交换的机密性。
在本发明的另一优选实施例中，便携式通信设备配备有缓冲存储器，用于在通信链路断开时将要提交的数据暂时存储在集中控制服务器。该暂时存储的数据可以包括由根据本发明的传感器记录的定期监测数据以 及便携式通信设备提交的附加数据。
最后，本发明提出了一种如上所述的用于在状态监测系统中使用的便携式通信设备，其中，所述通信设备设置有定位部件和基于由定位部件确定的坐标识别要被维修或监测的机器的适当的应用软件。
本发明的再一个方面涉及维修在如上所述的具有状态监测系统的分布式机器的网络中的机器的方法，该方法包括以下步骤，便携式通信设备的定位部件确定该便携式通信设备的位置坐标，并且基于该位置坐标选择要被维修或监测的机器的机器维修信息。
本发明的上面的描述以及所附权利要求书、附图和优选实施例的以下描述以特定的组合示出了本发明的多个特征部分。本领域技术人员将能够容易地考虑到这些特征的进一步的组合或子组合，以便将如权利要求书中所限定的本发明按照他或她的特定需求进行修改。
附图说明
图1是大面积的风场中的海上风力涡轮机和用于监测该场中的涡轮机的监测系统的示意图。
图2是安装在图1的涡轮机的舱内的监测单元和作为便携式通信设备的移动电话的示意图。
具体实施方式
图1和2示出根据本发明的状态监测系统和方法。该状态监测系统包括作为要被监测的分布式机器网络的分布式风力涡轮机10的网络和可以是在陆地上的位于该网络的控制室的集中控制服务器12，而在此示例中，涡轮机10被安装在海上。
所述涡轮机包括舱14。舱14是容纳涡轮机10的操作和由风能生成电力所必需的发电机、轴承和传动齿轮(未示出)的外壳。
机器10与集中控制服务器12之间设置有固定、线装通信链路22。
现有技术中的标准维修程序包括为维修人员提供纸上的清单、维修时间表等，其中维修工人将他或她的观察注释在纸上，使用便携式相机拍摄关键组件、磨损零件等的照片，这样收集的信息必须被手动添加到服务器12上维护的风力涡轮机系统的数据库。在维修工人离开他的办公 室之前准备该清单或维修时间表。
本发明提出了作为纸质文件的替代或除了纸质文件之外，维修工人应当使用诸如平板计算机、智能电话或笔记本计算机的便携式通信设备26。
靠近要被维修的机器10的维修人员配备有如图1和2所示的移动便携式电信设备26。
图1和2示出其中移动电话26被用作便携式通信设备26的情况。该移动电话包含处理器26a、用于存储数据库26b的存储器单元和形成为GPS接收器26c的定位部件。用于管理在维修检查或其他任务期间所需的维护和维修数据的应用软件被安装在移动电话26上。
应用软件可访问数据库26b。该数据库26b将正被维修或监测的机器10的地理坐标作为位置坐标与诸如机器的清单、技术规范和历史数据的机器专用的机器维修信息和识别数据(ID号)相结合地存储。
应用软件运行时，处理器26a被配置为使用便携式通信设备26的定位部件26c确定所述便携式通信设备26的位置坐标。这种定位处理可以以周期性地重复的方式进行或由用户的请求触发。
一旦确定了便携式通信设备26的地理坐标，应用软件计算距离正被维修或监测的一组机器中的每个机器的距离，如果该距离小于阈值，应用软件将位于最近距离处的机器识别为要被维修或监测的机器。阈值可以取决于应用领域来进行设置。对于风力涡轮机，优选20米和50米之间的值。
一旦机器被识别，应用软件基于位置坐标或基于按照所述坐标确定的识别号选择要被维修或监测的已识别机器的机器专用的机器维修信息。在本发明的可替换实施例中，要被维修或监测的机器的自动选择可以由手动确认步骤完成。
机器专用的机器维修信息具体包括机器的清单和/或技术规范。
如传感器18(图2)的用于测量发电机(未示出)的温度的多个传感器，以及其它的温度传感器、旋转传感器、振动传感器和加速度传感器出于监测目的安装在舱14内部和/或外部的涡轮机10的临界点。
传感器18连接到安装在舱14内部的监测单元20，监测单元20记录和处理从传感器18接收的传感器信号。
监测单元20包括能够执行诸如时间波形分析、矢量分析、实时傅立叶变换、数字峰值包络、时间和频域两者中的积分/微分、窗口化等的各种信号处理算法、以及基于所获得的结果实现用户制定的数学方程的可能性的处理器21。将该结果与用于触发报警信号的阈值参数相比较。也可以实现电缆故障和传感器故障检测系统。监测单元20的传感器输入接口包括多个模拟输入和数字输入。
监测单元20设置有连接到通信线的以太网接口，该通信线形成到集中服务器12的通信链路22。通信链路使用TCP/IP。
此外，还设置有各种其他接口，如用于更新监测单元20的处理器21的固件或用于读出监测单元的固态存储器设备23上的数据的RS232服务接口。
本发明提出，可选地，优选地除了上述之外还提供用于将便携式通信设备26连接到监测单元20的通信接口24，其中，“连接”在本上下文中是指数据交换连接。
根据本发明的便携式通信设备26可以经由通信接口24并使用固定通信链路22与集中控制服务器12进行通信。即使在海上风场中不存在与移动通信网络(GPRS，3G，4G，LTE等)的连接，该通信信道也是工作的。在使用该通信信道和使用常规移动通信网络的两种通信中，便携式通信设备26都使用集中控制服务器12的相同的公共IP地址。因此无需重新配置应用设置。
维修人员可以进入涡轮机10的舱14以定期进行维修和维护工作。
除了移动电话26的电信接口(未示出)和定位部件26c之外，移动电话26还设置有形成为短程蓝牙接口的通信接口。表述短程要在应用的上下文中来解释，以便安全地覆盖维修工人到要被维修或监测的机器的典型距离，但优选不与正被维修或监测的相邻机器的无线通信接口的范围重叠。用于风力涡轮机10，以下这样就是足够的，即，如果所述无线通信接口24的信号可以在舱14内接收到，至多在涡轮机塔的底部的接入平台被接收到，使得该范围大约是塔的高度。到监测单元20的此连接的范围可以比用于机器识别的阈值距离更小。
在图2的实施例中，监测单元20被布置在安装到墙壁上的盒子中。
一旦维修工人进入无线通信接口24的范围并且维修工人所携带的便 携式通信设备26接收了通信接口24的信号，安装在便携式通信设备26上的应用软件通知设备26的持有者到监测单元20的无线接入是可用的，并创建通信连接。在可替换方案中，通信接口24可只在维修人员的手动激活时开始发送信号。
便携式通信设备26中的应用软件使用机器10的识别号或坐标来生成用于以完全自动化的方式建立与监测设备20的加密数据连接的密码或其它种类的(加密密钥，用户名等)的接入信息。密码或密钥被计算为设备10的识别号或坐标的预定函数。
如上所述的到监测单元20的通信接入是高度安全的，便携式通信设备26上的应用软件对于连接的建立来说是强制性的。没有在他们的便携式通信设备上安装应用软件的未授权的人不能接入该机器10的监测设备。
一旦建立了到集中控制服务器12的数据连接，更新的机器信息和/或有关要被维护或检查的涡轮机10的状态数据被下载到便携式通信设备26，并且如上所述基于地理坐标所选择的机器专用维修清单或维修时间表可以在设备26上自动更新或填充。
除此之外，在任何感兴趣的数据不被包括在自动更新中的情况下，用户可以自由地特别请求下载这些感兴趣的数据。机器信息和状态数据可以包括长期趋势数据、与其它涡轮机附近的相关数据的比较和帮助维修工人了解正在检查的机器10的问题或潜在问题的其他数据。便携式通信设备26包括麦克风、用于文档目的记录语音注释或发电机噪音的可能性以及相机30，相机30可用于拍摄感兴趣的零件，如磨损零件、损坏零件等的图像。另外，可以在存储在便携式通信设备26中的电子清单上或其他地方做出注释。这样产生的数据文件，即带有注释的图像文件、声音文件或文本文件被存储在便携式通信设备26的缓冲存储器，并且可被自动地上传到集中控制服务器12或者一旦可以例如通过同步数据库26b和集中控制服务器12保有的数据库来建立到控制服务器的通信连接，按照用户的请求被上传到集中控制服务器12。
在本发明的一个实施例中，无论用户是否希望将文件上传到集中控制服务器12，都提示用户存储文件。如果他同意，该数据文件经由通信接口24被传送到监测单元20，并且监测单元20创建带有首部的数据包， 该首部包括识别正被检查的涡轮机10的机器识别号、时间和日期，以及可选地维修工人的识别信息，如他的姓名和公司单位。
一旦完成了维修或维护任务，数据文件的上传可以逐个文件地或作为包以合并的方式完成。