用於確定工業過程中幹擾原因的方法和裝置的製作方法
2023-06-05 21:56:41
專利名稱：用於確定工業過程中幹擾原因的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於確定工業過程中幹擾的原因的方法和裝置，其中工業過程特別是具有貫通的貨物軌道(Warenbahn)的連續過程，如紙張、紡織物、塑料薄膜或金屬薄膜。
背景技術：
用於工業過程、特別是具有貫通的貨物軌道的過程(如用於製造紙張、紡織物、塑料薄膜或金屬薄膜的過程)的設備和機械通常是由驅動部件和自動化部件構成的非常複雜的組合。基於這一事實很難採集和分析過程中的幹擾，一部分原因是幹擾通常在設備或者機械的不同位置上引人注意。出於這種原因，特別是在複雜的過程中不能明確地識別幹擾的原因和結果之間的作用鏈。
特別是偶爾的幹擾可能敏感地妨礙過程，並且例如在製造過程中限制了製造能力並導致顯著的花費。這種幹擾的形成可能是多個技術或工藝類因素作用的結果，這些因素儘管不足以導致製造中斷，但是可能導致質量和連續的問題。
不過，在極端的情況下幹擾也導致過程的中斷。例如，在貨物軌道的製造過程中貨物軌道的裂縫(「軌道裂縫」)可以導致製造中斷並伴隨著相應很高的故障開銷。
對於過程或者設備運行者來說，一種解決該問題的常規措施在於，招集各個子系統(例如自動化系統、驅動系統)的專家，這些專家藉助於可視的方法(例如藉助於高速攝像機)嘗試確定幹擾的原因。但是，尤其是在設備很複雜時該方法只能不完全的採集設備的主要區域、特別是驅動系統，因此其預言有限並且總體上不會帶來對幹擾的持久消除。
此外，在官方專利申請號為DE 10202092.2的尚未公開的德國專利申請以及在官方專利申請號為PCT/DE/03/00093的尚未公開的國際專利申請中，描述了一種統一的和模塊的可擴展系統，用於儘可能無反饋以及時間上同步地測量和分析來自由多個子過程組成的工業過程的、廣泛分布的信號。藉助於測量頭採集在子過程中出現的任意信號並且必要時設置時間戳，按照預定的形式作為測量信號或者時間信號傳遞到測量總線系統，其中，該測量總線系統與現有的、用來自動化的總線系統不同。在此，時間信號被理解為帶有時間戳的測量信號。測量信號和/或時間信號由數據集中器進一步處理。在本地或者離開工業過程任意遠設置的求值單元和/或顯示單元可以對測量信號和/或時間信號進行進一步的處理或者顯示。
發明內容
從該現有技術出發，本發明要解決的技術問題是，提供用於確定工業過程中幹擾的原因的方法和裝置，它們在過程很複雜的情況下也能迅速、可重複且造價低廉地確定幹擾的原因，並可以持久地消除幹擾。
上述針對方法的技術問題的解決是通過按照權利要求1的方法實現的。上述針對裝置的技術問題的解決是通過按照權利要求14的裝置實現的。方法以及裝置的優選實施方式分別是從屬權利要求的內容。
藉助於時間和/或位置的相關性可以按照簡單和迅速的方式識別，過程量和幹擾的時間和/或位置之間是否存在作用關聯。在此，幹擾的時間和/或位置同樣可以通過過程量進行識別。
過程量可以由測量信號表示，該測量信號在已經提到的尚未公開的德國專利申請DE 10202092.2以及PCT/DE/03/00093中被理解為來自過程的不同源並且也可以按照任意不同形式(例如，模擬的、二進位的、數值的和/或可變的物理量)出現的信號。該信號可以藉助於過程中現存的和/或額外設置的信號發生器來採集。
在本發明的範圍中時間相關性被理解為，兩個過程量的測量信號在特定的時間點具有類似特性。如果涉及技術幹擾(例如在驅動系統中的不穩定或者驅動系統中的衰減係數太小)或者如果原因和結果在空間上相距不太遠，則尤其可以基於時間相關性進行原因確定。
空間相關性涉及到，貫通一個過程的過程貨物(例如貫通的貨物軌道)以及與其相關的特性(例如，質量、大小、重量)按照特定的速度穿過該過程，並因此在不同的時刻處於設備或機械的位置上不同的點。藉助於關於測量點相互之間的相對位置以及過程貨物在過程中的速度的信息，可以為每個測量點確定一個時間偏差，按照該時間偏差測量點很好地看到穿過該過程的過程貨物。由此，測量信號首先通過過程貨物及其特性相互關聯。因此，藉助於位置相關可以確定尤其是工藝特性的幹擾原因，例如在造紙過程中克數、孔等等造成的質量問題。
可以藉助於用於數據處理的適當的裝置自動確定測量信號的採集和時間及位置的相關性，由此可以迅速、可重複且造價低地確定幹擾原因。藉助於時間和/或位置相關性可以確定測量信號與幹擾的時間和/或位置之間的精確作用關聯，從而以較高的精確度識別幹擾原因並且可以因此持久地消除幹擾。
在此，可以首先確定過程量與幹擾時間的時間相關性。如果在此確定沒有相關性，則可以隨後進行對位置相關性的確定。不過，也可以作為替代地首先確定位置相關性，並且如果其中確定沒有相關性則隨後對時間相關性進行確定。
如果在一個過程量和幹擾之間不存在顯著的相關性，則可以排除幹擾與該過程量之間的作用關聯。
如果將在過程量中這樣的過程量排除在幹擾原因之外，即其中所確定的相關性是與幹擾原因相反的作用結果，則可以特別精確地確定原因。
為了進一步提供原因確定的精確性，可以針對其中(剩餘)過程量與幹擾具有顯著相關性的子過程進行詳細的分析。這點可能需要具有額外/其它過程量的進一步測量等等。
根據本發明的一種優選的實施方式，在確定幹擾原因之後制定出用於消除幹擾原因的措施。然後可以對該措施進行技術上和/或企業管理上的評估。根據該評估可以簡化用於實現改善措施的決策過程，並且為工業過程的運行者做出就成本/效應觀點來看的最佳方案。
可以如下減小用於採集和分析過程量的費用，即，將幹擾原因限制在總過程的一個子過程上，並且為了確定幹擾原因僅僅採集來自該子過程的過程量。
例如，這點可以通過對在機械上公知的「自由割斷(Freischneiden)」原理的借用而實現。在此，在第一步驟中僅僅觀察一個具有該幹擾的子過程或者子系統，而不是整個過程。通過該子過程的「自由割斷」識別出了該子過程與周圍的總過程的接口，並且按照測試技術採集在該接口上的物理影響，例如力、流量、場、壓力。必要時可以通過在該接口上設置額外的信號發生器來獲得用於採集該影響的測量信號。
如果在測量中出現接口信號與幹擾的相關性，則該子過程選擇得過小，必須擴展該子過程使之包括與其交換物理影響的子過程。然後，對於擴大的子過程按照對應的方式識別接口並且在該接口上檢查物理影響與該幹擾的相關性。
如果不出現接口信號與幹擾的相關性，則故障原因完全包含在所觀察的子過程中。此時可以相應地減小該子過程，以便進一步限制故障原因，或者此時可以對來自該子過程內部的測量信號進行詳細採集和求值。
由此，如果確定了工業過程的一個具有幹擾的子過程，在該子過程與其餘過程的物理接口上不呈現與幹擾的顯著的相關性，則可以將幹擾的原因特別簡單地限制在一個子過程中。
本發明的方法尤其可以利用一種用於確定工業過程中幹擾的原因的裝置來簡單地執行，該裝置包括採集單元，用於採集過程量以及幹擾的時間和/或位置；求值單元，用於確定所採集的過程量和幹擾的時間和/或位置之間的相關性；輸出單元，用於輸出所述與時間和/或位置相關的過程量。
按照本發明的一個優選的實施方式，將所述方法作為服務幫助由維修提供商執行。
下面對照附圖中的實施方式對本發明以及本發明的其它根據從屬權利要求特徵的優選的實施方式作進一步的說明。圖中圖1示出了紙張製造過程的示意圖以及用於在該過程中確定幹擾原因的本發明的裝置，圖2結合流程圖示出了用於在根據圖1的過程中確定幹擾原因的本發明的方法，圖3示出了解釋用於確定對原因查找重要的過程量的方法的圖，圖4示出了用於顯示兩個過程量之間的時間相關性的圖形，圖5示出了用於顯示兩個過程量之間的位置相關性的圖形，圖6示出了在專利申請DE 10202092.2以及PCT/DE/03/00093中描述的測量和分析系統的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了用於紙張製造的設備1。設備1包括紙張的製造過程中不同的步驟所需的、不同的設備部件，例如，材料準備器1a、造紙機1b、卷繞機/壓光機1c、滾輪切紙機1d、橫切紙機1e。紙張作為貨物軌道8穿過設備1的主要部件。為了對製造過程的不同部件進行驅動、供電以及控制或調節，設備1包括多個驅動部件11、自動化部件12以及供電部件13。
裝置2用來確定在設備1中的幹擾原因。裝置2包括採集單元3、求值單元4以及輸出單元5。
採集單元3用來採集在設備1上的造紙過程的過程量P1...P10。在此，可以例如是藉助於設備1中現有和/或待設置的信號發生器而採集的測量信號。例如，為了採集貨物軌道8的裂縫可以在貨物軌道8的線路中設置光柵9，其在軌道裂縫處產生一種信號，該信號作為測量信號PS由裝置2採集並且使得可以確定軌道裂縫的時間和位置。此外，過程量可以是來自在設備的不同部件中的溫度傳感器的信號，以及電氣部件的電流和電壓、驅動部件13的轉速和轉矩。此外，作為過程量還可以採集操作者輸入和關於紙張質量的信息。
求值單元4用來確定所採集的過程量P1...P10與表示幹擾的時刻和位置的過程量PS之間的相關性。輸出單元5用來輸出具有與過程量PS明顯相關性的過程量P1...P10。
在此，在採集單元3中對過程量的採集可以實時地進行。對於所採集的過程量的求值可以在線或離線地進行。
優選地，採集單元3是可伸縮的並且可以採集至少500個信號。為了還能夠採集在電流調節中的機械振動和故障，掃描頻率至少為40kHz。對於離線求值，採集單元3包括一個沒有詳細示出的、用於存儲大量測量數據的數據存儲器。裝置2還可以額外地具有一個同樣沒有詳細示出的輸入單元，用於輸入針對相關性觀察的時間區域以及關於測量點相互之間的相對位置的信息。
如在圖2的流程圖中示出的那樣，為了確定幹擾的原因，在第一步驟31中確定對於幹擾分析重要的過程量P1...P10。這點可以藉助於在圖3中更為詳細說明的方法進行。
隨後，在第二步驟32中由採集單元3在一個對於採集至少一個幹擾所必須的長度的時間段上採集重要的過程量P1...P10。在此，根據在下面稱為「幹擾過程量」的過程量PS識別幹擾。
隨後，在第三步驟33中首先確定過程量P1...P10與幹擾過程量PS之間的時間相關性。如在圖4中示出那樣來這樣進行，即，通過比較一個過程量(在圖4的情況下為過程量P8)在幹擾的時刻TS是否示出了類似於幹擾過程量PS的偏差特性。如果該特性在時間上位於更早一些，則可以暫且將過程量P8視為幹擾的原因。不過，如果還找到在時間上在過程量P8之前已經顯示了異常特性的過程量，則過程量P8不是原因，而是該幹擾的另一個結果。
在步驟33a中檢驗是否出現了時間相關性。如果確定沒有時間相關性，則在第三步驟34中確定過程量與幹擾過程量PS之間的位置相關性。這點例如這樣實現，即，根據圖5藉助於在求值單元4中包含的關於測量點相互之間的相對位置以及貨物軌道8在過程中的速度的信息，對每個測量點確定一個時間偏差，按照該時間偏差測量點看到穿過該過程的過程貨物。在圖6的例子中，相對於幹擾過程量PS，過程量P2具有一個偏移量ΔT2而過程量P8具有一個偏移量ΔT8。如果過程量P2中在時刻T2＝TS-ΔT2以及過程量P8中在時刻T8＝TS+ΔT8時出現偏差，則存在過程量P2、P8與PS的位置相關性，也就是說，過程量P2、P8和PS在貫穿的貨物軌道上相關。
如果確定了一個或者多個過程量與幹擾過程量PS之間的顯著的時間相關性，則可以將不具有顯著相關性的過程量排除在幹擾原因之外。
為了特別精確地確定原因，在第五步驟35中，將在過程量中這樣的過程量排除在原因之外，即其中所確定的相關性是與幹擾原因相反的作用結果。
為了進一步提高確定原因的精度，在第六步驟36中，對通過剩餘的與幹擾具有顯著相關性的過程量表示的子過程進行詳細的分析，該分析導致了找出幹擾原因。
在第七方法步驟37中，在確定了幹擾原因之後，制定出用於消除幹擾原因的措施。最後在第八方法步驟38中，對這些措施進行技術的和/或企業管理上的評估。
為了確定重要的過程量，定義一個具有幹擾的子過程(在圖3中設置附圖標記6)，並且藉助於在技術機械學中公知的「自由割斷」方法識別該子過程6與剩餘過程(在圖3的情況中為子過程41-45)的所有連接或者說接口21至25，以及按照測試技術採集在這些接口21至25上的物理影響，例如力、電流、場、壓力。因此，在這些接口上的物理影響描述了子過程6與整個過程的子過程41-45的交互作用。
連接或者說接口21至25以及物理影響的例子例如可以是-子過程的設備部件與底板的連接，該底板一方面承載該部件的重量，但另一方面也向該部件傳遞其它子過程的振動，-將機械力施加到該部件或其部分上的驅動軸、汽缸或部件的類似的可運動部分，-用於在子過程與其環境之間進行液壓、氣壓或電氣連接的管道或者電纜，-從其它子過程引入該子過程的材料，-引起該子過程的設置或其它特性改變的操作處理。
如果在按照圖1的設備1中通過信號發生器在造紙機1b中採集到軌道裂縫，則可以在第一步驟中查看虛線示出的子過程60以及例如其與材料準備器1a、卷繞機/壓光機1c及電源13、驅動系統11和自動化部件12的接口。
如果在與卷繞機/壓光機1c的接口上交換物理影響，即，至卷繞機/壓光機1c的接口信號與幹擾相關，則子過程60選擇得過小，必須擴展子過程60使之包含卷繞機/壓光機1c的子過程60′。
隨後，針對擴展後的(即由子過程60和60′組成的)子過程按照對應的方式識別接口，並且在該接口上檢驗物理影響與幹擾的相關性。
如果接口信號與幹擾沒有相關性，則故障原因完全包括在擴展後的子過程中，此時可以對來自擴展後的子過程內部的測量信號進行詳細地採集和求值。
如果幹擾是在連續生產過程中的偶然的幹擾或者是貨物軌道的裂縫，則可以將該方法特別優選地用於確定原因。
用於採集過程量和用於確定相關性的特別適合的方法和特別適合的裝置必須獲得來自大量源的信號，其中，這些源的空間分布可以延伸得非常寬。必須在保持同樣高質量的條件下精確地採集測量信號，並且在此還必須支持高的掃描率。裝置必須可以靈活地與不同的設備配置匹配，人們希望能在極低的布線和配置開銷條件下簡單而迅速的投入運行以及簡單的可操作性，即可以與「即插即用」原理相比擬。特別重要的是一種無反饋的信號採集。
有關的過程經常出現在通常由多個多為空間分布的設備組成部分組成的工業設備中。因此，特別重要的是這樣的可能性，即，在測量點的空間分布廣泛以及由此造成延遲的情況下在一個中央採集單元中採集測量信號時也可以進行精確的相關性考察。
多數情況下利用至少一個自動化裝置控制和/或調節有關的過程。待採集和待處理的信號可以來自不同的源並且還以不同的形式(例如模擬的、二進位的、數值的)作為視頻信號和/或可變的物理量出現。
在尚未公開的專利申請DE 10202092.2以及PCT/DE/03/00093中描述了一種方法和一種裝置，它們尤其高度地滿足了這些要求並因此特別適合於過程量的採集以及相關性的確定。
該方法和裝置是統一和模塊地構成的。作為基礎的概念一方面是測量與分析的分離、另一方面是控制和調節的分離。首先，這些概念的轉換使得可以基本上無反饋地採集信號，以及實現本文開始部分提到類型的、可多方面應用的、功能強大的、可模塊化和低成本地擴展的、統一的系統。
在本發明方法的一種優選的實施方式中，至少一個測量頭在輸入端從一個任意的總線系統接收測量信號。由此使得可以基本上無反饋地獲得通過該總線系統交換的信號和/或分析該總線系統本身的信號幹擾。
優選地可以這樣構造該方法，即至少一個測量頭在輸出端直接將測量信號傳遞到一個數據集中器，由此進一步提高了系統的模塊性。
按照該方法的另一個優選的實施方式，自動地識別測量頭和/或數據集中器。按照另一個優選的實施方式，藉助於至少一個通信單元來自動建立數據集中器和測量頭之間的通信。兩種實施方式以決定性的方式提高了該方法的模塊性，該方法可以按照這種方式非常簡單以及低造價地得到擴展。
在該方法的一種優選的實施方式中，通過為測量信號配備時間戳來產生時間信號。由此，極大地簡便了對所採集的測量信號的求值、特別是用於相關性考察的求值，並且就複雜的、包括多個子過程的關聯而言更是如此。
有利的是將該方法這樣擴展，即，至少一個測量頭接收標準化的時間信號。將該時間信號作為參考時間使用，使得可以對超出涉及該優選方法的工業過程邊界的測量信號進行唯一且精確的時間對應。
在另一個擴展的實施方式中，由全球定位系統(GPS)採集該標準化的時間信號。這種實施方式的優點在於GPS的全球可用，以及在於與採集這種標準化時間信號有關的極低的開銷。
按照本發明的另一種優選的實施方式，將來自至少一個數據集中器的時間信號和/或測量信號藉助於至少一個可編程的求值單元進行處理，其中，該可編程的求值單元可以在空間上任意地遠離子過程。這樣提高了該方法的靈活性和通用性。通過為數據集中器和求值單元設置的任務分離，實現了特別經濟的資源利用。
優選地，可以將方法這樣構成，即，使用至少一個顯示單元來將從測量信號和/或時間信號中產生的數據可視化，其中，該顯示單元可以在空間上任意地遠離子過程。這種擴展提高了本發明方法的模塊性和靈活性，其中，顯示單元與工業子過程之間的空間獨立性允許例如遠程分析的額外功能，並且由此既提高了對測量結果智能求值的效率和經濟，也顯著簡化了將專家知識用於求值。
可以使用一種用於採集和處理由至少一個子過程構成的工業過程的信號的裝置來實施本發明的方法，其中，該工業過程由至少一個配備一個或多個總線系統的自動化裝置控制和/或調節。
該優選裝置的特徵在於，設置至少一個測量總線系統，該測量總線系統不同於自動化裝置的所述一個或多個總線系統；設置至少一個用於採集測量信號的測量頭，其輸入端與工業過程的現有和/或附加設置的信號發生器連接，在輸出端將信號按照預定形式傳遞到測量總線系統；以及一個或多個數據集中器與測量總線系統連接。
在該裝置的一個優選的實施方式中，將至少一個測量頭安裝在一個其內部或者藉助於其執行工業過程的設備的上部終端，該測量頭與一個提供標準化時間信號的信號發生器連接。
這種安裝可以改善對標準化時間信號的接收，只要無線地且特別是藉助於不僅僅限制於地面的傳輸設備(例如衛星)傳輸該時間信號。
根據該裝置的另一種優選的實施方式，將數據集中器這樣可擴展地實現，即，可以分別將所需要數量的測量總線系統和/或測量頭與其連接。這樣，不複雜的測量總線系統和/或測量頭的連接可以節省時間和費用。按照這種方式可以任意和簡單地擴展系統。
圖6示出了在專利申請DE 10202092.2以及PCT/DE/03/00093中描述的測量和分析系統的示意圖。在示出的例子中將過程分為兩個子過程T1和T2。在這些子過程T1和T2內部要採集和處理信號。
在設備組成部分X1至X3和Y1至Y3上存在沒有詳細示出的信號發生器S 1至S6，該信號發生器與對應的測量頭M1至M6連接。在圖中示例性示出的設備組成部分是電機X1至X4以及開關櫃Y1至Y4。
存在總線系統Q1和Q2以及其它沒有詳細示出的、分配給工業子過程T1和T2的自動化裝置的總線系統。總線系統Q1和Q2用來控制和調節設備部件X1和Y2以及X4和Y4。如同示例性地在總線系統Q2和測量頭M7上示出的那樣，測量頭也可以與用於控制和調節的總線系統連接。
測量頭M1至M7在輸出端藉助於測量總線系統B1和B2與數據集中器D1和D2連接。數據集中器D1和D2的任務是處理測量頭M1至M7的時間信號和/或測量信號。
求值單元E1和E2用來進行其它的信號和數據處理。顯示單元A1和A2使得可以可視化由數據集中器D1和D2以及求值單元E1和E2處理的測量數據。求值單元E1和E2、顯示單元A1和A2、以及數據集中器D1和D2通過本地和/或空間上無限制的數據傳輸網絡C1至C3相互連接。
在該實施方式中，通過為測量信號配置一個同步運行的時間戳而產生時間信號。
將測量頭M1至M7這樣構成，使得其從信號發生器接收數值、二進位或模擬信號。不過，還設置了在圖中沒有示出的、採集例如振動持續時間或溫度的物理測量參數的測量頭。測量頭可以與用於控制和調節的總線系統(例如PROFIBUS或CAN總線)連接。與總線系統Q2連接的測量頭M7採集在總線系統Q2上出現的數據，這些數據在儘可能無反饋以及時間精確的前提下，可以用來分析在總線系統Q2上的信號幹擾或者提供其它測量數據。時間精確的概念被理解為按照半個最小掃描時間的解析度的同步。
所有測量頭M1至M7由統一的雙向通信部件組成，並且擁有用於獨立採集和產生測量數據的功能以及擁有用於接收來自數據集中器的數據的驅動器。測量總線系統B1和B2使用統一的傳輸協議並且統一地基於光波導體技術，以保證最小的布線和配置開銷以及高的抗幹擾能力。
不過，也可以如沒有詳細示出的那樣將測量頭直接與數據集中器D1或D2連接。這樣，數據集中器和插入的測量頭的結構形成了一個單元，其必要時帶來空間和費用的節省。數據集中器D1和D2設計為針對待連接的測量總線系統B1和B2以及直接插入的測量頭的數量而言是可擴展的。
每個數據集中器D1和D2包括至少一個計算單元和至少一個通信單元。
通信單元的任務是獨立地自動運行所述裝置的測量總線系統B1和B2、通過測量總線系統B1和B2建立與所連接的測量頭M1至M7的通信、以及自動地採集系統中的部件、和自動地監視各個部件的兼容性。在每個通信單元中提供一個結構化的存儲矩陣，其中每個屬於數據集中器的測量頭以及每個所屬的測量信號或時間信號都具有一個唯一的地址。此外，通信單元還可以將所有測量頭的測量過程和所有在系統中存在的數據集中器自動地同步到一個公共的時間基準上。通信單元具有自診斷的部件、耦合外部信號的部件以及在系統中所使用的數據集中器之間進行自動負載分配的功能。
計算單元的任務是處理時間信號和測量信號。計算單元執行輸入數據的時間矢量化並且將矢量歸檔在固定值存儲器中，以避免數據損失。此外，計算單元的任務是考慮不同的掃描率、對測量信號進行平滑以及必要時在公共的掃描時刻進行內插。
求值單元E1和E2具有對來自不同的數據集中器D1和D2的測量信號和時間信號進行進一步處理的功能。求值單元E1和E2可藉助於圖形編輯器由用戶編程，並且具有例如對測量信號或信號矢量進行濾波或變換的功能庫。
藉助於顯示單元A1和A2可以將所選擇的測量數據實時地以圖形顯示。既可以本地訪問求值單元E1和E2以及顯示單元A1和A2，也可以藉助於空間上有限或無限的數據傳輸網絡進行訪問。求值單元E1和E2支持自動監視，其中，在預定的數據格局下發出提示，以便例如在至少一個顯示單元A1和A2上引起報警。這點例如可以藉助於電子郵件或藉助於通過無線網絡的簡訊實現。
將測量總線系統B1和B2統一地以光波導體技術來設計，而數據傳輸網絡C1至C3則不是這樣。在圖中數據傳輸網絡C1和C3表示具有較高傳輸率的局部網絡並且使用了TCP/IP協議組的區域網。數據傳輸網絡C2在空間上明顯地延伸得更遠，並表示數字電信網絡。
可以藉助於數據集中器D1和D2以及空間上遠離子過程T1和T2設置的求值單元E1和E2和顯示單元A1和A2來可靠地識別和分析通過各個子過程T1和T2出現的問題。在此，通過為測量信號配置一個以統一系統時間為基礎的、必要時標準化的時間戳(其超出了只是對測量信號的同步)，簡便了外部專家對問題的分析以及對關聯的理解。
測量總線系統B1和B2以及測量頭M1至M7可以在工業過程內部的改造時與通過該改造引起的新情況簡單地匹配或者對應地擴展。此外，測量和分析裝置與工業過程的現有自動化裝置的去耦合，不僅使得在採集測量數據時高度的無反饋性，而且使得在工業過程內部改造時均勻地採集和分析測量數據。這樣，在改造之前和之後可以直接比較和分析過程特徵。
權利要求
1.一種用於確定工業過程、特別是具有貫通的貨物軌道的連續過程中幹擾的原因的方法，其特徵在於，-採集過程量(P1...P10)以及幹擾的時間和/或位置，以及-確定所採集的過程量和幹擾的時間和/或位置之間的相關性。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將在所述過程量(P1...P10)中與幹擾不具有顯著相關性的過程量排除在幹擾原因之外。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，將在所述過程量(P1...P10)中這樣的過程量排除在幹擾原因之外，即其中所確定的相關性是與幹擾原因相反的作用結果。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，對具有與幹擾有著顯著相關性的過程量(P1...P10)的子過程進行詳細的分析。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，制定出用於消除幹擾原因的措施。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，對所述措施進行技術的和經濟的評估。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定所述工業過程的一個具有幹擾的子過程，在該子過程與其餘過程的物理接口上不呈現與幹擾的顯著相關性。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，為了確定原因僅僅採集來自所述子過程的過程量。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，利用時間相關性來確定技術幹擾。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，利用位置相關性來確定工藝幹擾。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述幹擾是在連續生產過程中的偶然幹擾。
12.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述幹擾是貨物軌道的裂縫。
13.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法由維修提供商執行。
14.一種用於確定工業過程、特別是具有貫通的貨物軌道的連續過程中幹擾的原因的裝置(2)，其特徵在於，該裝置包括-採集單元(3)，用於採集過程量(P1...P10)以及幹擾的時間和/或位置，-求值單元(4)，用於確定所採集的過程量(P1...P10)和幹擾的時間和/或位置之間的相關性，-輸出單元(5)，用於輸出所述與幹擾的時間和/或位置相關的過程量(P1...P10)。
15.根據權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述採集單元包括a)至少一個測量總線系統(B1...B2)，該測量總線系統不同於用於控制和/或調節工業過程的自動化裝置的一個或多個總線系統，b)至少一個用於採集測量信號的測量頭(M1...M6)，其輸入端與工業過程的現有和/或附加設置的信號發生器(S1...S6)連接，輸出端將信號按照預定形式傳遞到測量總線系統(B1...B2)，以及c)一個或多個與測量總線系統(B1...B2)連接的數據集中器(D1...D2)。
16.根據權利要求15所述的裝置，其特徵在於，設置至少一個輸入端與一個任意的總線系統(P2)連接的測量頭(M7)。
17.根據權利要求15或16所述的裝置，其特徵在於，設置至少一個輸出端直接與一個數據集中器(D1...D2)連接的測量頭。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置用來自動識別測量頭(M1...M7)和/或數據集中器(D1...D2)的裝置。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置一個通信單元，其自動建立數據集中器(D1...D2)和測量頭(M1...M7)之間的通信。
20.根據權利要求15至19中任一項所述的裝置，其特徵在於，為所述測量信號配備時間戳。
21.根據權利要求15至20中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置至少一個與提供標準化時間信號的信號發生器連接的測量頭(M1...M7)。
22.根據權利要求15至21中任一項所述的裝置，其特徵在於，將所述數據集中器(D1...D2)這樣可擴展地實現，即，可以將分別所需數目的測量總線系統(B1...B2)和/或測量頭(M1...M7)與該數據集中器連接。
全文摘要
本發明通過採集過程量(P1…P10)以及幹擾的時間和/或位置，以及確定所採集的過程量和幹擾的時間和/或位置之間的相關性，在工業過程複雜性較高時也可以迅速、可重複且造價低地確定該過程中幹擾的原因。為此，本發明用於確定工業過程中幹擾的原因的裝置(2)包括採集單元(3)，用於採集過程量(P1…P10)以及幹擾的時間和/或位置；求值單元(4)，用於確定所採集的過程量和幹擾的時間和/或位置之間的相關性；以及輸出單元(5)，用於輸出所述與幹擾的時間和/或位置相關的過程量(P1…P10)。
文檔編號G05B19/042GK1802613SQ200480015917
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年6月10日
發明者史蒂芬·哈克斯, 格爾德·米凱利斯, 克裡斯琴-馬裡厄斯·韋格納 申請人:西門子公司