WO2022152752A1 - Verfahren zur bereitstellung wenigstens einer information über eine hydraulische anlage - Google Patents

Verfahren zur bereitstellung wenigstens einer information über eine hydraulische anlage Download PDF

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WO2022152752A1
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Benjamin Weiss
Stefan Unland
Maximilian Leppla
Dmitry Orlov
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KSB SE & Co. KGaA
Samson Aktiengesellschaft
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    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/857—Monitoring of fluid pressure systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for providing at least one piece of information about a hydraulic system. Furthermore, the invention relates to a system, a computer-implemented data structure and a computer program for this purpose.
  • the object of the present invention is to at least partially eliminate the disadvantages described above.
  • the object of the present invention is to enable an improved evaluation of a system.
  • the object is achieved in particular by a method for providing at least one piece of information about a hydraulic system.
  • the method can be at least partially computer-implemented and/or at least partially provided by at least one electronic circuit arrangement and/or sensors and/or at least one microcontroller and/or the like.
  • the following steps are carried out, preferably one after the other in the specified order or in any order, it being possible for the steps to be carried out repeatedly:
  • the acquisition can take place through several measurements on different system components, and thus across components. In this way, a cross-component survey can be provided at the plant along with the plant information specific to the survey.
  • the processing component can visualize and/or evaluate the hydraulic interaction of the system components, such as at least one pump, in particular a centrifugal pump, and/or at least one control valve, using the detection values and system information provided.
  • This assessment can be based on an analysis of the previously recorded, in particular read out, relevant operating and diagnostic data from the hydraulic system.
  • the detection values can also include the operating and diagnostic data.
  • the acquisition can also be carried out, at least in part, if necessary, by live data, e.g. B.
  • the acquisition can also be carried out at least partially by reading out historical data.
  • the detection values may be stored in a storage component before and/or after transmission and processed by the processing component for analysis.
  • the installation information can be in the form of static information, that is to say it can include static data which is not changed throughout the implementation of the method.
  • the detection values can be in the form of dynamic information, that is to say include dynamic field data which are measured again each time the method steps are carried out, that is to say each iteration.
  • the method can be provided in the form of an operating assistance method and can be executed, for example, by a system according to the invention in the form of an operating assistance system.
  • the plant is z. B. an industrial or building service hydraulic system.
  • the plant can also be a plant in general, in which material flows are generated and regulated.
  • the system can have system components such as at least one pump, in particular a centrifugal pump, and/or at least one control valve.
  • the system components can also be hydraulically active and/or hydraulically connected to one another.
  • the system components cannot be the focus individually and are sometimes even unknown from the perspective of the measurements (if no measurements are carried out there).
  • it is conventionally not directly possible to completely determine their modes of operation through the measurements and/or to present and/or evaluate them in connection with one another.
  • a reliable cross-component system analysis with regard to stress or energy-saving potential or control performance is often not possible, and relationships and interactions between individual components also remain undetected.
  • the method according to the invention can have the advantage that an overall visualization of the system components (conventionally considered separately) is possible by processing the transmitted detection values using the system information provided. Furthermore, the processing can enable an analysis of the system components of the system (ie in particular all individual hydraulic components and the overall system), in particular with regard to load and energy efficiency. This also makes it possible to identify potential for optimization and recommendations for action to show The visualization and/or processing can also be based on a user preference, e.g. B. by presetting optimization goals and/or criteria for optimization such as energy saving by the user.
  • At least one potential for optimization and/or at least one recommendation for action is output by the method according to the invention, preferably based on the processing and in particular based on the analysis and/or the visualization.
  • a logic can be used in the method according to the invention, which derives at least one recommended action depending on, for example, the assessment of operating data in comparison to the layout and design data of the individual system components and/or the identification of causalities across the system and operating data and/or of weightable optimization goals in terms of energy and / or load and / or control allows.
  • the method according to the invention can thus provide a uniform and comprehensive information platform for the system.
  • Previously unknown operating modes of the system components can be made individually visible and/or the interaction can be evaluated as a whole.
  • a statement regarding the suitability and design of the individual system components can also be made by looking at the transmitted recording values and/or the results of the processing over a period of time.
  • potentials for improving the operation of hydraulic circuits of the system can be shown.
  • the period of time can be considered at least over a system-specific relevant period, for example a month and/or at least over a year etc.
  • the provision of the system information can e.g. B. by collecting information about the system in a configuration component.
  • the system information can be at least one piece of information about the topology of the system, in particular one of the following static data: technical design data for each system component to be implemented (i.e. an individual component such as a pump, a control valve or passive pipeline elements), a structural arrangement of the system components in the pipeline to each other and/or the respective Installation height, a position of the existing measuring points for the measurement, as well as medium data.
  • a result of the processing in particular via a coupling component, is stored in a memory component and/or published in analysis software. Publishing can be understood to mean that the result is transmitted over a network in order to make the result available to a user of the analysis software.
  • Processing of the transmitted detection values by the processing component with the transmitted detection values preferably being compared with one another on the basis of the system information, in order to preferably use a soft sensor system, in particular at least one soft sensor, for at least one further virtual measuring point and/or several further virtual measuring points of the system and/or for at least one further plant component of the plant and/or for at least one further target variable in the plant.
  • a soft sensor system in particular at least one soft sensor, for at least one further virtual measuring point and/or several further virtual measuring points of the system and/or for at least one further plant component of the plant and/or for at least one further target variable in the plant.
  • a soft sensor system can be understood as meaning the use of at least one soft sensor, in which case the soft sensor can be defined as a dependency simulation of representative measurement variables for a target variable.
  • the provision of a soft sensor system can accordingly also be referred to as the provision of at least one soft sensor.
  • the soft sensor cannot be an actually existing sensor, but can be designed as a dependency simulation of representative measurement variables for a target variable.
  • the transmitted detection values can be used at least partially as the representative measurement variables.
  • the target variable is not measured directly, but is calculated using measured variables that correlate to it and/or a correlation model. This makes it possible to model missing measuring points in the system as soft sensors or virtual measuring points, as well as at least one or all operating points of the hydraulically active components (e.g. of at least one pump and at least one control valve).
  • the calculated component operating points can then be evaluated using algorithms.
  • the detection values are specific to the measurements, in that the detection values are at least partially detected in the form of measured values by the measurements at the different measuring points and/or the different system components of the system, and that the detection values are at least partially in the form of pre-processed values, in particular diagnostic values, by processing at least one of the measured values and/or further measured values, in particular for diagnosis, in at least one of the system components of the system.
  • both measured values from the respective measurements and preprocessed values, in particular diagnostic values can be recorded as detection values
  • the preprocessed values, in particular diagnostic values can be obtained from processing the recorded measured values and/or other values that may not be recorded by the recording Measured values are determined.
  • the acquisition of the acquisition values can e.g. B. by at least one field component.
  • the detection values can be embodied as dynamic field data.
  • the detection can also be understood as a collection of the detection values.
  • the processing component can be in the form of a central processing component such as a server in order to provide the transmitted detection values with the system information centrally.
  • the processing component can also be embodied as a decentralized processing component, ie as a distributed computer environment, or be embodied as part of such a distributed computer environment.
  • the distributed computer environment includes, for example, a network of multiple decentralized data processing devices and/or a networked client-server system and/or a computer cloud (hereinafter also referred to as cloud for short) and/or a distributed ledger system and/or the like.
  • the system information and the detection values are combined with one another in a common data structure, in particular according to the invention, in order in particular to link the measurements with the associated specification.
  • the acquisition values and the installation information can thus be brought together for joint processing, in particular by a coupling component.
  • This allows algorithms and/or analysis based on the data structure to be performed by processing the processing component.
  • the results of this processing can be stored in the memory component via a coupling component and/or, e.g. B. via a screen display, are visualized for a user.
  • Analysis software can also be used for evaluating and/or visualizing the results. It can e.g. B. such detection values are merged, which were measured on system components that are hydraulically related. Interfaces to measuring devices in the system can be provided for the acquisition.
  • the installation information may include information that is used to combine the detection values in the data structure.
  • this information is information about which system components are hydraulically connected.
  • the system information can also include information to supplement missing detection values if, for example, no measurement was carried out on some system components.
  • the installation information includes, for example, the information as to how the installation components interact with one another.
  • the measurement includes e.g. B. a measurement of measured variables such as pressure or the like on the system component.
  • the processing component can be embodied as a computing component, for example.
  • the visualization can serve to support a user (and/or the operator of the system) in clearly displaying and evaluating the interaction of the system components such as pumps, in particular centrifugal pumps, and control valves.
  • the visualization can be based on the plant information in order to take into account a structure of the plant in the visualization. In this way, optimization potentials with regard to energy consumption and component loads as well as control performance can also be identified.
  • provision can be made for the processing to provide automation of the system.
  • the processing z. B. predefined measures are triggered in the system, especially when certain detection values and / or operating points correspond to a predetermined triggering criterion, z. B. exceed a threshold.
  • the system information includes at least one of the following static information about the system: information about a structure and/or a technical design of the system, information about a structure and/or a technical design of the system components , in particular about an interaction of the system components and/or about a hydraulic connection of the system components, information about a structural arrangement of the system components to each other in the system, in particular in a pipeline section and/or with specification of an installation height, information about the positions of the measuring points for the individual measurements in the system. information about the medium, e.g. density and/or viscosity, also referred to as medium data.
  • medium data e.g. density and/or viscosity
  • the installation information is initially provided to the processing component before the transmission of the recorded detection values is carried out, in order to evaluate the detection values transmitted during the transmission and/or in further transmissions using the initially provided installation information.
  • the system information is static information, it cannot be provided with every transmission, but initially once only.
  • At least one target variable is determined by a soft sensor system, in particular a soft sensor, and/or at least one parameter and/or at least one operating point.
  • analysis software can be used to evaluate the recorded values from various system components in context.
  • operating and diagnostic data can be determined using the detection values.
  • the at least one target variable and/or the at least one parameter is at least one of the following: a speed and/or a delivery flow and/or an inlet pressure and/or a delivery height and/or a power and /or a medium temperature and/or a result of a vibration analysis of the system component in the form of a pump, a stroke position and/or a flow rate and/or a differential pressure ratio and/or an inlet and outlet pressure and/or a medium temperature and/or a device status Plant component in the form of a valve.
  • the target variable and/or the parameter can be a target variable or parameter of a pump and/or a valve. This enables a comprehensive characterization of the system and conclusions for possible optimizations to be made.
  • the at least one operating point is calculated using the at least one target variable and/or using the at least one parameter. This can further improve the characterization of the system.
  • an evaluation of the system and in particular the at least one system component is carried out based on the result of the processing and in particular based on the operating point, and preferably a result of the evaluation for is visualized for a user by a color and/or symbol coding, in particular a traffic light function.
  • the traffic light function generates an output in different, in particular three different, colors depending on the division of the result into at least or exactly three categories.
  • at least one algorithm can be parameterized in order to model missing measuring points as soft sensors and/or all operating points of the hydraulically active system components (in particular of at least one pump and at least one control valve) to determine. The calculated operating points can then be evaluated using the at least one algorithm.
  • the evaluation results can be output as status messages for each system component.
  • Color coding can be used here, e.g. B. the following:
  • the color coding can also be based on a NAMUR NE107 color coding and/or be implemented as a modified NAMUR NE107 color coding.
  • the modification can e.g. B. include the addition of a further intermediate level, ie a further subdivision, in particular to visualize a condition of a system component close to a specification limit.
  • the visualization of the result of the evaluation includes a graphic output for the respective system component, and in particular the color and/or symbol coding and/or the message text, on at least one photographic image and/or live image of the system.
  • the output is, for example, a visual display of the message text and/or the symbol of the symbol coding and/or the color of the color coding.
  • the output it may be possible for the output to be positioned based on a position of the system component in the image. The position can be predefined, and z. B. be firmly linked to the image in a data structure, preferably in the system information.
  • the output can take place, for example, in a screen display and/or in VR glasses (VR stands for “Virtual Reality”) and/or the like.
  • the processing can also achieve the advantage that the overall hydraulic system can also be analyzed more extensively on the basis of the complete component evaluations, in particular the evaluation of the operating data in comparison to the layout and design data.
  • the analysis can i.a. take place with regard to: a) Identification of causalities across system and operating data, i.e. e.g.
  • the steps of the method can be carried out repeatedly, with the result of the processing and in particular a status determined therefrom and/or a result of an evaluation of the at least one system component being visualized for a user and/or the results of the processing permanently stored centrally. This allows the system to be continuously monitored and optimized.
  • a or the visualization can be carried out in the form of a cross-component visualization.
  • the recording values are displayed together with the addition of the determined values of different system components.
  • An individual and/or cross-component evaluation of the system components can also be carried out. The evaluation takes place, for example, through the analysis by means of the processing.
  • system components such as pumps (i.e. one or more pumps) and control valves (i.e. one or more control valves) can be evaluated with regard to their interaction.
  • the basis for the evaluation can be the recording (in particular a reading out) of the recording values in the form of operating and diagnostic data from the system.
  • the recorded detection values can e.g. B. stored in a memory component and in the next step transferred (forwarded) to a processing component for analysis.
  • an analysis is carried out during the processing, which includes a calculation and/or estimation of detection values for further measuring points of the system that are provided exclusively virtually.
  • virtual measuring points no real measured values of a measurement are available at this measuring point, and the measured value is therefore derived from the available acquisition values and from the plant information.
  • at least one soft sensor can be provided by the processing, which calculates at least one measured value for at least one measuring point of the system at which no real measurement is provided or available, and thus no detection values are obtained by a real measurement.
  • a simulation of the system is carried out based on the result of the processing, with at least one change entered by a user of at least one parameter and/or at least one Operating point is simulated. It is thus possible for a user to reliably simulate different situations of the installation based on the result of the processing.
  • the transmitted detection values can preferably be processed with one another using the system information, in particular compared.
  • the processing can be performed to identify and/or distinguish at least one open circuit from at least one closed circuit of the plant. It can be possible that the system is modeled in the form of a hydraulic system based on the specification and the measurements. This enables the at least one open circuit and the at least one closed circuit to be distinguished as a result of the processing.
  • the processing can break down the installation into modules, with the aforementioned distinction being able to take place for each module.
  • the processing can be carried out by selecting a system and calculation key (e.g.
  • Missing parameters can e.g. B. can be modeled and calculated based on the known detection values, z. B. by at least one soft sensor. In other words, missing measuring points can be modeled as soft sensors and the and in particular all operating points of the (hydraulically active) system components (i.e. in particular at least one pump and at least one control valve) can be determined.
  • the detection values are at least partially compared with at least one threshold value during processing in order to determine an operating state of the at least one system component and/or to carry out an evaluation of the at least one system component.
  • the thresholds can form limit values and/or border areas. If, for example, the detection values are vibration and/or temperature measurement values, the threshold values can indicate the range in which these detection values are permissible for the specific system component.
  • the threshold values can e.g. B. can be determined based on the system information and / or defined by it. Operation of the system components outside of the specification can possibly be detected on the basis of the system information.
  • a time stamp is assigned to each of the recorded values during the recording and/or the transmission.
  • a temporal assignment of the various recorded values that may be necessary for the processing is possible. Delays can occur due to the collection of the detection values from different measuring points, which can be counteracted in this way.
  • the transmission includes a data transmission, preferably via a communication component, preferably using a communication protocol. Provision can furthermore be made for the transmission to include wireless data transmission and/or transmission via the Internet and/or transmission via a mobile radio network. Alternatively or additionally, the transmission can take place via a network, such as a WLAN (Wireless Local Area Network) and/or Ethernet. Furthermore, the transmission can also take place in a cloud, in which the processing component is provided in order to carry out the processing in a cloud-based manner.
  • a network such as a WLAN (Wireless Local Area Network) and/or Ethernet.
  • the transmission can also take place in a cloud, in which the processing component is provided in order to carry out the processing in a cloud-based manner.
  • the acquisition values being specific to the measurements at the different measuring points and system components of the other systems.
  • the invention also relates to a system for providing at least one piece of information about a hydraulic system, having:
  • a field component in particular in the form of a data processing device, for capturing detection values on the system, the detection values for measurements at different measuring points and/or on different system components of the system preferably being specific, and (the field component) for transmitting the detected detection values to a processing component,
  • a configuration component e.g. in the form of a data processing device with input means for a user, for providing plant information about a specification of the plant and/or the measurements in the processing component.
  • system according to the invention thus brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to a method according to the invention.
  • the system can be suitable for being operated by a method according to the invention.
  • the at least one system component is designed as a hydraulic component.
  • the system components include at least one pump, in particular a centrifugal pump, and/or a control valve.
  • the system component can be designed as a pump, in particular a centrifugal pump, or a valve.
  • the subject of the invention is also a, in particular non-volatile, computer-implemented data structure, having a plurality of detection values and a piece of plant information.
  • the system information is designed as information about a specification of a hydraulic system with different system components and/or about a specification of measurements on the system components, with the detection values for measurements at measuring points on the system components being specific.
  • the computer-implemented data structure according to the invention thus entails the same advantages as have been described in detail with reference to a method according to the invention.
  • the data structure can e.g. B. be stored digitally non-volatile in a memory component of the processing component.
  • the use of the data structure has the advantage that after the acquisition and/or transmission, the acquisition values and the installation information can be brought together for joint processing, in particular by a coupling component.
  • This allows algorithms and/or analysis based on the data structure to be performed by processing the processing component.
  • the results of this processing can be stored in the memory component via a coupling component and/or, e.g. B. be visualized on a screen for a user.
  • the data structure and/or the processing based thereon can control and/or influence an automation of the system.
  • the invention also relates to an in particular non-volatile computer program, in particular a computer program product, comprising instructions which, when the computer program is executed by a processing component, cause the latter to carry out the following steps:
  • the detection values being specific to the measurements.
  • FIG. 2 shows a system according to the invention.
  • FIG. 1 a method according to the invention for providing at least one piece of information about a hydraulic system 1 is visualized schematically.
  • a detection 201 of detection values 210 is carried out at the installation 1 , the detection values 210 being specific to measurements at different measuring points and at different installation components 120 of the installation 1 .
  • a transmission 202 of the recorded detection values 210 is carried out to a processing component 300.
  • a piece of system information 211 about a specification of the system 1 and/or the measurements and/or virtual measuring points ( soft sensors) is provided at the processing component 300 in order to provide the transmitted detection values 210 together with the plant information 211 .
  • At least one field component 140 for the acquisition 201 of the acquisition values 210 can be provided on the installation 1 . This can also be understood as collecting the detection values 210 .
  • the detection values 210 can have previously been measured as measured values at different measuring points, or have been determined by processing measured values as preprocessed values, in particular diagnosis values.
  • the field component 140 can be used to carry out a transmission 202 of the recorded detection values 210 to a processing component 300 .
  • a configuration component 150 can also provide the plant information 211 via a specification of the plant 1 and/or the measurements at the processing component 300 .
  • a coupling component 130 can be provided in order to combine the system information 211 and the detection values 210 into a common data structure, in particular according to the invention, and/or to store them in a non-volatile manner in a memory component 110 of the processing component 300 .
  • the processing component 300 can execute a computer program, in particular according to the invention, for processing. It is possible for at least one parameter and/or at least one operating point of the respective system component 120 to be determined and/or evaluated by the processing 203 using the transmitted detection values 210 and in particular using the system information 211 . It is also possible for the detection values 210 and/or the operating points to be evaluated using algorithms. For example, in the case of a system component 120 in the form of a pump, the parameters speed and/or flow rate and/or inlet pressure (NPSH) and/or head and/or power and/or medium temperature and/or vibration analysis can be determined and/or evaluated.
  • NPSH speed and/or flow rate and/or inlet pressure
  • head and/or power and/or medium temperature and/or vibration analysis can be determined and/or evaluated.
  • the parameter stroke position and/or flow rate and/or differential pressure ratio and/or inlet and outlet pressure and/or medium temperature and/or device status can be determined and/or evaluated.
  • a result of this evaluation can be, for example, a status of the investment component.
  • the evaluation results of the aforementioned evaluation can be output as status reports in the visualization for each system component. It can e.g. B. different representation in the visualization for the status "Diagnostics off”, “none Abnormalities”, “near specification limit”, “out of specification”, “maintenance required”, “functional check” and “failure”.
  • the respective evaluation can also be described in more detail in a message text, and/or possible causes and suitable remedies or recommendations for action can also be shown.
  • system 1 can also be further analyzed as a whole as an overall hydraulic system.
  • the analysis of the processing component 300 can be used to determine relationships between the system components 120 or their operating points, and thus the respective load and/or potential energy savings based on the electrical and hydraulic power introduced into the system and the hydraulic power dissipated in the passive elements to determine benefits.
  • the analysis can take place with regard to the control value reserve.
  • the control value reserve is the range in which the component operating points can still be adjusted in the direction of a better or optimized operating point.
  • the correcting variables for this can be the speed of the pump(s) and the stroke position(s) of the control valve(s).
  • Another possibility is to carry out the analysis with regard to the component design or size/type and mode of operation, and/or to optimize control circuits of the system 1 and/or to carry out a referencing and plausibility check of operating and diagnostic data. In this way, potential for optimization across systems with regard to load reduction, energy savings and/or control performance can be made transparent.
  • the system 1 shown in FIG. 2 can be designed as an open hydraulic circuit.
  • the system 1 as a system component 120, a speed-controlled centrifugal pump 120 and several, z. B. include eight downstream control valves 120 of different sizes.
  • the structure shown in FIG. 2 is purely exemplary and only serves to represent other possible structures.
  • the specific structure is specified as static information by the facility information 211 .
  • the centrifugal pump 120 is connected upstream of the parallel-connected control valves 120 as a hydraulically active system component 120 . It can be a problem when monitoring the system 1 that detection values 210 for the system components 120 only are incompletely available. In order to determine, for example, the operating points of the aforementioned system components 120, it may be necessary to determine the inlet and outlet pressures, the associated flow rates and the medium temperature, with the detection values 120 for these variables not being available through measurements on the system components 120 . These unknown quantities can therefore be determined in the processing component 300 without being measured directly. In this way it is still possible to determine the operating points. In this context one can also speak of the use of a soft sensor system.
  • detection values 210 can result, for example, from a pressure measurement and/or flow measurement and/or temperature measurement and/or determination of a pump speed and/or determination of a valve position.
  • these detection values 210 can then be processed with the plant information 211 in order to calculate the unavailable detection values 210 as virtual values. Values calculated in this way are also referred to as "soft sensors".
  • the virtual values can be calculated completely within the processing 203 . The calculated values can then be stored, displayed and/or fed to an evaluation logic.
  • the operating data of the system components 120 are thus completed and can now be compared with the associated layout and design data of the individual system components 120 .
  • This comparison can take place as part of the evaluation logic and be linked to an evaluation system accordingly.
  • the results of the evaluation can also be saved and displayed to the user at the same time, e.g. as a color-coded display traffic light, i.e. using a traffic light function.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage (1), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden: - Durchführen einer Erfassung (201) von Erfassungswerten (210) an der Anlage (1), wobei die Erfassungswerte (210) für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und an unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1) spezifisch sind, - Durchführen einer Übertragung (202) der erfassten Erfassungswerte (210) an eine Verarbeitungskomponente (300), - Bereitstellen einer Anlageninformation (211) über eine Spezifikation der Anlage (1) und/oder der Messungen, wobei das Bereitstellen der Anlageninformation (211) bei der Verarbeitungskomponente (300) erfolgt, um die übertragenen Erfassungswerte (210) mit der Anlageninformation (211) bereitzustellen.

Description

Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System, eine computerimplementierte Datenstruktur sowie ein Computerprogramm zu diesem Zweck.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Erfassungswerte in einer hydraulischen Anlage erfasst werden, um zumindest einen Zustand der hydraulischen Anlage und deren Komponenten überwachen und/oder bewerten zu können. Allerdings sind häufig die verfügbaren Erfassungswerte nicht ausreichend, um eine zuverlässige Analyse der Anlage zu ermöglichen. In Leitsystemen industrieller oder gebäudetechnischer Anlagen steht das Prozessergebnis im Vordergrund und nicht das hydraulische Zusammenwirken hydraulisch aktiver Komponenten, wie z.B. Pumpen und Regelventile. Daher sind deren Betriebspunkte häufig gänzlich unbekannt. Es ist daher teilweise ein Problem bei herkömmlichen Lösungen, dass die Betriebsweisen solcher Komponenten der Anlage nicht vollständig ermittelt oder im Zusammenhang dargestellt und bewertet werden können. Selbst bei einem Einsatz von nachgerüstetem Diagnoseequipment, liefert dieses die Messdaten oftmals in separate Systeme ein, was ebenfalls die Bewertung der Anlage erschwert. Damit ist bei bestehenden technischen Lösungen oftmals keine zuverlässige komponentenübergreifende Systemanalyse hinsichtlich Beanspruchung oder Energieeinsparpotential oder Regel performance möglich, und auch Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen einzelnen Komponenten bleiben häufig unerkannt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bewertung einer Anlage zu ermöglichen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 18, eine computerimplementierte Datenstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 22 sowie durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 24. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, der erfindungsgemäßen computerimplementierten Datenstruktur sowie dem erfindungsgemäßen Computerprogramm, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage. Das Verfahren kann dabei zumindest teilweise computerimplementiert ausgeführt sein, und/oder zumindest teilweise durch wenigstens eine elektronische Schaltungsanordnung und/oder Sensoren und/oder wenigstens einen Mikrocontroller und/oder dergleichen bereitgestellt sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge oder in beliebiger Reihenfolge, wobei die Schritte auch wiederholt ausgeführt werden können:
Durchführen einer Erfassung von Erfassungswerten an der Anlage, wobei die Erfassungswerte für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und/oder an unterschiedlichen Anlagenkomponenten der Anlage spezifisch sein können, insbesondere daraus resultieren können,
Durchführen einer Übertragung, insbesondere Datenübertragung, der erfassten Erfassungswerte an eine, insbesondere elektronische und/oder zentrale und/oder dezentrale, Verarbeitungskomponente,
Bereitstellen einer, insbesondere digitalen, Anlageninformation über eine Spezifikation der Anlage und/oder der Messungen, wobei vorzugsweise das Bereitstellen der Anlageninformation bei der Verarbeitungskomponente, insbesondere zusätzlich zur Übertragung der Erfassungswerte, erfolgt, um die übertragenen Erfassungswerte mit der Anlageninformation bereitzustellen.
Die Erfassung kann durch mehrere Messungen an unterschiedlichen Anlagenkomponenten, und damit komponentenübergreifend, erfolgen. Auf diese Weise kann eine komponentenübergreifende Erfassung bei der Anlage zusammen mit der für die Erfassung spezifischen Anlageninformation bereitgestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verarbeitungskomponente anhand der bereitgestellten Erfassungswerte und Anlageninformation komponentenübergreifend eine Visualisierung und/oder Bewertung des hydraulischen Zusammenwirkens der Anlagenkomponenten, wie wenigstens einer Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, und/oder wenigstens eines Regelventils, möglich ist. Grundlage dieser Bewertung kann eine Analyse der zuvor erfassten, insbesondere ausgelesenen, dafür relevanten Betriebs- und Diagnosedaten aus der hydraulischen Anlage sein. Entsprechend können die Erfassungswerte auch die Betriebs- und Diagnosedaten umfassen. Die Erfassung kann ggf. zumindest teilweise auch dadurch erfolgen, dass Live-Daten, z. B. mittels wenigstens eines Routers und/oder durch die Anbindung von Drittsystemen, angebunden werden. Ebenfalls kann die Erfassung zumindest teilweise dadurch erfolgen, dass historischen Daten ausgelesen werden. Die Erfassungswerte können vor und/oder nach der Übertragung in einer Speicherkomponente gespeichert und zur Analyse durch die Verarbeitungskomponente verarbeitet werden. Die Anlageninformation kann als eine statische Information ausgeführt sein, also statische Daten umfassen, welche bei der gesamten Durchführung des Verfahrens nicht verändert werden. Die Erfassungswerte können hingegen als dynamische Informationen ausgeführt sein, also dynamische Felddaten umfassen, welche bei jeder Durchführung der Verfahrensschritte, also jeder Iteration, erneut gemessen werden.
Das Verfahren kann in der Form eines Betriebsassistenzverfahrens vorgesehen sein, und bspw. durch ein erfindungsgemäßes System in der Form eines Betriebsassistenzsystems ausgeführt werden. Die Anlage ist z. B. eine industrielle odergebäudetechnische hydraulische Anlage. Auch kann die Anlage ganz allgemein eine Anlage sein, bei welcher Stoffströme erzeugt und geregelt werden.
Die Anlage kann Anlagenkomponenten wie wenigstens eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, und/oder wenigstens ein Regelventil aufweisen. Die Anlagenkomponenten können ferner hydraulisch aktiv sein und/oder hydraulisch miteinander verbunden sein. Allerdings können die Anlagenkomponenten nicht individuell im Fokus stehen und sind teilweise sogar aus Perspektive der Messungen unbekannt (wenn dort keine Messungen durchgeführt werden). Somit ist es herkömmlicherweise nicht unmittelbar möglich, deren Betriebsweisen durch die Messungen vollständig zu ermitteln und/oder im Zusammenhang miteinander darzustellen und/oder zu bewerten. Damit ist bei herkömmlichen technischen Lösungen oftmals keine zuverlässige komponentenübergreifende Systemanalyse hinsichtlich einer Beanspruchung oder Energieeinsparpotential oder Regel performance möglich, und auch Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen einzelnen Komponenten bleiben unerkannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann den Vorteil haben, dass eine gesamtheitliche Visualisierung der (herkömmlicherweise getrennt betrachteten) Anlagenkomponenten durch eine Verarbeitung der übertragenen Erfassungswerte anhand der bereitgestellten Anlageninformation möglich ist. Weiter kann durch die Verarbeitung eine Analyse der Anlagenkomponenten der Anlage (also insbesondere aller hydraulischer Einzelkomponenten sowie des Gesamtsystems), insbesondere hinsichtlich Belastung und Energieeffizienz, möglich sein. Dies ermöglicht es auch, Optimierungspotentiale und Handlungsempfehlungen aufzuzeigen. Die Visualisierung und/oder Verarbeitung kann ggf. auch anhand einer Benutzervoreinstellung erfolgen, z. B. durch die Voreinstellung von Optimierungszielen und/oder Kriterien für die Optimierung wie eine Energieeinsparung durch den Benutzer.
Es kann vorgesehen sein, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren, vorzugsweise anhand der Verarbeitung, und insbesondere anhand der Analyse, und/oder durch die Visualisierung, wenigstens ein Optimierungspotential und/oder wenigstens eine Handlungsempfehlung ausgegeben wird. Hierzu kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Logik verwendet werden, die das Ableiten von wenigstens einer Handlungsempfehlung in Abhängigkeit von bspw. der Beurteilung von Betriebsdaten im Vergleich zu Auslegungsund Designdaten der einzelnen Anlagenkomponenten und/oder der Identifikation von System- und betriebsdatenübergreifender Kausalitäten und/oder von gewichtbaren Optimierungszielen hinsichtlich Energie und/oder Belastung und/oder Regelung ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit eine einheitliche und umfassende Informationsplattform für die Anlage bereitstellen. Bislang unbekannte Betriebsweisen der Anlagenkomponenten können ggf. individuell sichtbar gemacht werden, und/oder das Zusammenwirken gesamtheitlich bewertet werden. Über eine Zeitraumbetrachtung der übertragenen Erfassungswerte und/oder der Ergebnisse der Verarbeitung kann zudem eine Aussage bezüglich der Eignung und Auslegung der einzelnen Anlagenkomponenten getroffen werden. Es können ferner anhand der Ergebnisse der Verarbeitung und/oder der zentralen und/oder dezentralen Bereitstellung der Erfassungswerte Potentiale zur Verbesserung der Fahrweise von hydraulischen Kreisen der Anlage aufgezeigt werden. Die Zeitraumbetrachtung kann mindestens über einen anlagenspezifisch relevanten Zeitraum, bspw. einen Monat und/oder mindestens über ein Jahr etc. erfolgen.
Das Bereitstellen der Anlageninformation kann z. B. durch ein Aufsammeln von Informationen zur Anlage in einer Konfigurationskomponente erfolgen. Beispielsweise kann die Anlageninformation wenigstens eine Information der Topologie der Anlage sein, insbesondere eine der folgenden statischen Daten umfassen: technische Designdaten jeder zu implementierenden Anlagenkomponente (also einer Einzelkomponente, wie einer Pumpe, ein Regelventil oder passiver Rohrleitungselemente), eine strukturelle Anordnung der Anlagenkomponenten im Rohrleitungsstrang zueinander und/oder der jeweiligen Installationshöhe, eine Position der vorhanden Messstellen für die Messung, sowie Mediumsdaten.
Es ist möglich, dass ein Ergebnis der Verarbeitung, insbesondere über eine Kopplungskomponente, in einer Speicherkomponente gespeichert und/oder in einer Analysesoftware veröffentlicht wird. Unter der Veröffentlichung kann verstanden werden, dass das Ergebnis über ein Netzwerk übertragen wird, um das Ergebnis einem Benutzer der Analysesoftware zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass der weitere nachfolgende Schritt vorgesehen ist:
Durchführen einer Verarbeitung der übertragenen Erfassungswerte durch die Verarbeitungskomponente, wobei vorzugsweise die übertragenen Erfassungswerte anhand der Anlageninformation miteinander verglichen werden, um bevorzugt eine Softsensorik, insbesondere wenigstens einen Softsensor, für wenigstens eine weitere virtuelle Messstelle und/oder mehrere weitere virtuelle Messstellen der Anlage und/oder für wenigstens eine weitere Anlagenkomponente der Anlage und/oder für wenigstens eine weitere Zielgröße in der Anlage bereitzustellen.
Unter einer Softsensorik kann dabei die Verwendung von mindestens einem Softsensor verstanden werden, wobei der Softsensor jeweils als eine Abhängigkeitssimulation von stellvertretenden Messgrößen zu einer Zielgröße definiert sein kann.
Die Bereitstellung einer Softsensorik kann entsprechend auch als Bereitstellung wenigstens eines Softsensors bezeichnet werden. Der Softsensor kann dabei kein real existierender Sensor sein, sondern als eine Abhängigkeitssimulation von stellvertretenden Messgrößen zu einer Zielgröße ausgeführt sein. Die übertragenen Erfassungswerte können dabei zumindest teilweise als die stellvertretenden Messgrößen verwendet werden. Somit wird die Zielgröße nicht direkt gemessen, sondern anhand zu ihr korrelierender Messgrößen und/oder eines Modells der Korrelation berechnet. Dies ermöglicht es, fehlende Messstellen der Anlage als Softsensorik bzw. virtuelle Messstelle zu modellieren sowie wenigstens einen oder alle Betriebspunkte der hydraulisch aktiven Komponenten (bspw. von mindestens einer Pumpe sowie mindestens eines Regelventils) zu bestimmen. Die berechneten Komponentenbetriebspunkte können dann mittels Algorithmen bewertet werden.
Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Erfassungswerte dadurch für die Messungen spezifisch sind, dass die Erfassungswerte zumindest teilweise in der Form von Messwerten durch die Messungen an den unterschiedlichen Messstellen und/oder den unterschiedlichen Anlagenkomponenten der Anlage erfasst werden und dass die Erfassungswerte zumindest teilweise in der Form von vorverarbeiteten Werten, insbesondere von Diagnosewerten, durch eine Verarbeitung von wenigstens einem der Messwerte und/oder weiterer Messwerte, insbesondere zur Diagnose, bei wenigstens einer der Anlagenkomponenten der Anlage erfasst werden.
In anderen Worten können als Erfassungswerte sowohl Messwerte aus den jeweiligen Messungen als auch vorverarbeitete Werte, insbesondere Diagnosewerte, erfasst werden, und die vorverarbeiteten Werte, insbesondere Diagnosewerte, können aus einer Verarbeitung der erfassten Messwerte und/oder weiterer, ggf. nicht durch die Erfassung erfasster Messwerte, ermittelt werden. Die Erfassung der Erfassungswerte kann z. B. durch wenigstens eine Feldkomponente erfolgen. Entsprechend können die Erfassungswerte als dynamische Felddaten ausgeführt sein. Die Erfassung kann auch als ein Aufsammeln der Erfassungswerte verstanden werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungskomponente als eine zentrale Verarbeitungskomponente wie ein Server ausgebildet ist, um die übertragenen Erfassungswerte mit der Anlageninformation zentral bereitzustellen. Alternativ kann die Verarbeitungskomponente auch als eine dezentrale Verarbeitungskomponente, also als eine verteilte Computerumgebung, ausgebildet sein, oder als Teil einer solchen verteilten Computerumgebung ausgebildet sein. Die verteilte Computerumgebung umfasst bspw. einen Verbund aus mehreren dezentralen Datenverarbeitungsvorrichtungen und/oder ein vernetztes Client-Server-System und/oder eine Computercloud (nachfolgend auch kurz als Cloud bezeichnet) und/oder ein Distributed-Ledger-System und/oder dergleichen. Ferner ist es optional vorgesehen, dass die Anlageninformation und die Erfassungswerte miteinander in einer gemeinsamen, insbesondere erfindungsgemäßen, Datenstruktur zusammengeführt werden, um insbesondere die Messungen mit der zugehörigen Spezifikation zu koppeln. Nach der Erfassung und/oder Übertragung können die Erfassungswerte und die Anlageninformation somit zur gemeinsamen Verarbeitung zusammengeführt werden, insbesondere durch eine Kopplungskomponente. Dies ermöglicht es, dass auf Basis der Datenstruktur Algorithmen und/oder Analysen durch eine Verarbeitung der Verarbeitungskomponente ausgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Verarbeitung können über eine Kopplungskomponente in der Speicherkomponente gespeichert werden und/oder, z. B. über eine Bildschirmanzeige, für einen Benutzer visualisiert werden. Ferner kann für das Verwerten und/oder die Visualisierung der Ergebnisse eine Analysesoftware verwendet werden. Es können z. B. solche Erfassungswerte zusammengeführt werden, die an Anlagenkomponenten gemessen wurden, die hydraulisch Zusammenhängen. Für die Erfassung können Schnittstellen zu Messgeräten in der Anlage vorgesehen sein.
Es kann möglich sein, dass die Anlageninformation eine Information umfasst, anhand der die Erfassungswerte in der Datenstruktur zusammengeführt werden. Bspw. ist diese Information eine Information darüber, welche Anlagenkomponenten hydraulisch Zusammenhängen.
Die Anlageninformation kann ferner eine Information umfassen, um fehlende Erfassungswerte zu ergänzen, wenn bspw. an einigen Analgenkomponente keine Messung durchgeführt wurde. Hierzu umfasst die Anlageninformation bspw. die Information, in welcher Weise die Anlagenkomponenten miteinander Zusammenwirken. Die Messung umfasst z. B. eine Messung von Messgrößen wie Druck oder dergleichen an der Anlagenkomponente.
Die Verarbeitungskomponente kann bspw. als eine Rechenkomponente ausgeführt sein. Die Visualisierung kann dazu dienen, einen Benutzer (und/oder den Betreiber der Anlage) dabei zu unterstützen, das Zusammenwirken der Anlagenkomponenten wie Pumpen, insbesondere Kreiselpumpen, und Regelventilen übersichtlich darzustellen und zu bewerten. Die Visualisierung kann anhand der Anlageninformation erfolgen, um eine Struktur der Anlage bei der Visualisierung zu berücksichtigen. Auf diese Weise können auch Optimierungspotentiale hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Bauteilbelastungen sowie Regel performance aufgezeigt werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass durch die Verarbeitung eine Automatisierung der Anlage bereitgestellt wird. Hierzu können durch die Verarbeitung z. B. vordefinierte Maßnahmen bei der Anlage ausgelöst werden, insbesondere dann, wenn bestimmte Erfassungswerte und/oder Betriebspunkte einem vorgegebenen Auslösekriterium entsprechen, z. B. einen Schwellenwert übersteigen.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Anlageninformation wenigstens eine der nachfolgenden statischen Informationen über die Anlage umfasst: eine Information über eine Struktur und/oder einen technischen Aufbau der Anlage, eine Information über eine Struktur und/oder einen technischen Aufbau der Anlagenkomponenten, insbesondere über ein Zusammenwirken der Anlagenkomponenten und/oder über einen hydraulischen Zusammenhang der Anlagenkomponenten, eine Information über eine strukturelle Anordnung der Anlagenkomponenten zueinander in der Anlage, insbesondere in einem Rohrleitungsstrang und/oder mit Angabe einer Installationshöhe, eine Information über die Positionen der Messstellen für die einzelnen Messungen in der Anlage. eine Information über das Medium, bspw. Dichte und/oder Viskosität, auch als Mediumsdaten bezeichnet.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Anlageninformation vor dem Durchführen der Übertragung der erfassten Erfassungswerte an die Verarbeitungskomponente initial bereitgestellt wird, um die bei der Übertragung und/oder bei weiteren Übertragungen übertragenen Erfassungswerte anhand der initial bereitgestellten Anlageninformation auszuwerten. In anderen Worten kann die Anlageninformation, da es sich um eine statische Information handelt, nicht bei jeder Übertragung, sondern initial einmalig bereitgestellt werden.
Optional kann es vorgesehen sein, dass der nachfolgende weitere Schritt durchgeführt wird:
Durchführen einer Verarbeitung der übertragenen Erfassungswerte anhand der bereitgestellten Anlageninformation durch die Verarbeitungskomponente, wobei vorzugsweise die Verarbeitung eine Analyse der Erfassungswerte im Zusammenhang mit der Spezifikation umfasst.
Ferner ist es möglich, dass als ein Ergebnis der Verarbeitung für wenigstens eine der Anlagenkomponenten wenigstens eine Zielgröße durch eine Softsensorik, insbesondere einen Softsensor, und/oder wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens ein Betriebspunkt bestimmt wird. Es kann bspw. eine Analysesoftware genutzt werden, um die Erfassungswerte von verschiedenen Anlagenkomponenten im Zusammenhang auszuwerten. Hierzu können anhand der Erfassungswerte Betriebs- und Diagnosedaten ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zielgröße und/oder der wenigstens eine Parameter zumindest einer der folgenden ist: eine Drehzahl und/oder ein Förderstrom und/oder ein Zulaufdruck und/oder eine Förderhöhe und/oder eine Leistung und/oder eine Mediumtemperatur und/oder ein Ergebnis einer Schwingungsanalyse der Anlagenkomponente in der Form einer Pumpe, eine Hubstellung und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder ein Differenzdruckverhältnis und/oder ein Ein- und Austrittsdruck und/oder eine Mediumtemperatur und/oder ein Gerätestatus der Anlagenkomponente in der Form eines Ventils.
Entsprechend kann, allgemeiner formuliert, die Zielgröße und/oder der Parameter eine Zielgröße bzw. Parameter einer Pumpe und/oder eines Ventils sein. Damit kann eine umfangreiche Charakterisierung der Anlage und Schlussfolgerung für mögliche Optimierungen möglich sein.
Ferner ist es vorteilhafterweise bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass anhand der wenigstens einen Zielgröße und/oder anhand des wenigstens einen Parameters, der wenigstens eine Betriebspunkt berechnet wird. Damit kann die Charakterisierung der Anlage weiter verbessert werden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass eine Bewertung der Anlage und insbesondere der wenigstens einen Anlagenkomponente anhand des Ergebnisses der Verarbeitung und insbesondere anhand des Betriebspunkts durchgeführt wird, und bevorzugt ein Ergebnis der Bewertung für einen Benutzer durch eine Färb- und/oder Symbolkodierung, insbesondere einer Ampelfunktion, visualisiert wird. Die Ampelfunktion erzeugt bspw. eine Ausgabe in unterschiedlichen, insbesondere drei verschiedenen, Farben abhängig von der Einteilung des Ergebnisses in mindestens oder genau drei Kategorien. Weiter kann z. B. in Abhängigkeit der durch die Anlageninformation bereitgestellten Anlagenstruktur sowie der verfügbaren Erfassungswerte in der Verarbeitungskomponente wenigstens ein Algorithmus parametrisiert werden, um fehlende Messstellen als Softsensorik zu modellieren und/oder alle Betriebspunkte der hydraulisch aktiven Anlagenkomponenten (insbesondere von mindestens einer Pumpe sowie mindestens eines Regelventils) zu bestimmen. Die berechneten Betriebspunkte können dann mittels des wenigstens einen Algorithmus bewertet werden. Bei der Visualisierung können zu jeder Anlagenkomponente die Bewertungsergebnisse als Statusmeldungen ausgegeben werden. Es kann hierbei eine Farbkodierung verwendet werden, z. B. die folgende:
Grau = Diagnose aus
Grün = keine Auffälligkeiten
Hellgrün = nahe Spezifikationsgrenze
Gelb = außerhalb Spezifikation
Blau = Wartungsbedarf
Orange = Funktionskontrolle
Rot = Ausfall
Die Farbkodierung kann ferner auf einer NAMUR NE107 Farbkodierung basieren und/oder als eine modizifierte NAMUR NE107 Farbkodierung ausgeführt sein. Die Modifizierung kann z. B. die Ergänzung um eine weitere Zwischenstufe umfassen, also eine weitere Untergliederung, insbesondere um einen Zustand einer Anlagenkomponente nahe einer Spezifikationsgrenze zu visualisieren.
Die jeweilige Bewertung bzw. das Ergebnis der Bewertung kann bei der Visualisierung zudem in einem Meldetext näher beschrieben und/oder es können mögliche Ursachen und/oder passende Abhilfemöglichkeiten und/oder Handlungsempfehlungen aufgezeigt werden. Weiter ist es denkbar, dass die Visualisierung des Ergebnisses der Bewertung eine grafische Ausgabe für die jeweilige Anlagenkomponente, und insbesondere der Färb- und/oder Symbolkodierung und/oder des Meldetextes, auf wenigstens einem fotografischen Bild und/oder Live-Bild der Anlage umfasst. Die Ausgabe ist bspw. eine visuelle Anzeige des Meldetextes und/oder des Symbols der Symbolkodierung und/oder der Farbe der Farbkodierung. Ferner kann es möglich sein, dass jeweils eine Positionierung der Ausgabe anhand einer Position der Anlagenkomponente im Bild erfolgt. Die Position kann dabei vordefiniert sein, und z. B. fest mit dem Bild in einer Datenstruktur verknüpft sein, vorzugsweise in der Anlageninformation. Ferner kann die Ausgabe bspw. in einer Bildschirmanzeige und/oder in einer VR-Brille (VR steht hierbei für „Virtual Reality“) und/oder dergleichen erfolgen.
Es kann durch die Verarbeitung ferner der Vorteil erzielt werden, dass auf Basis der vollständigen Komponentenbewertungen, insbesondere die Beurteilung der Betriebsdaten im Vergleich zu Auslegungs- und Designdaten, auch das hydraulische Gesamtsystem weitergehend analysiert werden kann. Die Analyse kann u. a. erfolgen hinsichtlich: a) Identifikation von System- und Betriebsdatenübergreifenden Kausalitäten, also bspw. von Zusammenhängen zwischen den Anlagenkomponenten und/oder deren Betriebspunkten, und somit der jeweiligen Belastung, b) Energieeinsparpotenziale auf Basis der ins hydraulische System der Anlage eingebrachten elektrischen und hydraulischen Leistungen sowie der in den passiven Elementen abgebauten hydraulischen Leistungen, c) einer Stellwertreserve, dies ist die Bandbreite, in der die Betriebspunkte noch in Richtung eines besseren bzw. optimierten Betriebspunkts verstellt werden können, wobei die Stellgrößen hierzu die Drehzahl der Pumpe(n) sowie die Hubstellung(en) der Regelventil(e) sein können, d) einer Auslegung der Anlagenkomponenten und/oder Baugröße/ -Art und Betriebsweise der Anlagenkomponenten, e) einer Optimierung von Regelkreisen der Anlage, f) eines Referenzieren und Plausibilitätsprüfung von Betriebs- und Diagnosedaten.
Somit können systemübergreifend Optimierungspotentiale hinsichtlich Belastungsreduzierung und Energieeinsparung und Regelperformance transparent gemacht werden. Es kann optional möglich sein, dass die Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden, wobei jeweils das Ergebnis der Verarbeitung und insbesondere ein daraus ermittelter Status und/oder ein Ergebnis einer Bewertung der wenigstens einen Anlagenkomponente für einen Benutzer visualisiert wird und/oder die Ergebnisse der Verarbeitungen dauerhaft zentral gespeichert werden. Damit kann fortlaufend die Anlage überwacht und optimiert werden.
Es kann ferner eine bzw. die Visualisierung in der Form einer komponentenübergreifenden Visualisierung durchgeführt werden. Hierzu können z. B. die Erfassungswerte unter Ergänzung der ermittelten Werte unterschiedlicher Anlagenkomponenten gemeinsam dargestellt werden. Auch kann eine individuelle und/oder komponentenübergreifende Bewertung der Anlagenkomponenten durchgeführt werden. Die Bewertung erfolgt bspw. durch die Analyse mittels der Verarbeitung. Beispielsweise können Anlagenkomponenten wie Pumpen (d. h. ein oder mehrere Pumpen) und Regelventile (d. h. ein oder mehrere Regelventile) hinsichtlich ihres Zusammenwirkens bewertet werden. Grundlage kann hierbei für die Bewertung die Erfassung (insbesondere ein Auslesen) der Erfassungswerte in Form von Betriebs- und Diagnosedaten aus der Anlage sein. Die erfassten Erfassungswerte können z. B. in einer Speicherkomponente gespeichert und im nächsten Schritt zur Analyse zu einer Verarbeitungskomponente übertragen (weitergeleitet) werden.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei der Verarbeitung eine Analyse durchgeführt wird, welche eine Berechnung und/oder Schätzung von Erfassungswerten für weitere, ausschließlich virtuell vorgesehene, Messstellen der Anlage umfasst. Bei virtuellen Messstellen sind keine realen Messwerte einer Messung an dieser Messstelle verfügbar, und der Messwert wird daher aus den verfügbaren Erfassungswerten und aus den Anlageninformationen hergeleitet. Durch die Verarbeitung kann bspw. wenigstens ein Softsensor bereitgestellt werden, welcher wenigstens einen Messwert für wenigstens eine Messstelle der Anlage berechnet, bei welcher keine reale Messung vorgesehen oder verfügbar ist, und somit keine Erfassungswerte durch eine reale Messung erhalten werden.
In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass eine Simulation der Anlage anhand des Ergebnisses der Verarbeitung durchgeführt wird, wobei wenigstens eine durch einen Benutzer eingegebene Veränderung wenigstens eines Parameters und/oder wenigstens eines Betriebspunktes simuliert wird. Damit ist es für einen Benutzer möglich, anhand des Ergebnisses der Verarbeitung verschiedene Situationen der Anlage zuverlässig zu simulieren.
Es kann ferner bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der weitere nachfolgende Schritt vorgesehen sein:
Durchführen einer bzw. der Verarbeitung der übertragenen Erfassungswerte durch die Verarbeitungskomponente.
Vorzugsweise können hierbei die übertragenen Erfassungswerte anhand der Anlageninformation miteinander verarbeitet werden, insbesondere verglichen werden. Die Verarbeitung kann durchgeführt werden, um wenigstens einen offenen Kreis von wenigstens einem geschlossenen Kreis der Anlage zu identifizieren und/oder zu unterscheiden. Dabei kann es möglich sein, dass die Anlage in der Form einer hydraulischen Anlage anhand der Spezifikation und der Messungen modelliert wird. Dies ermöglicht es, dass als ein Ergebnis der Verarbeitung eine Unterscheidung des wenigstens einen offenen und des wenigstens einen geschlossenen Kreises erfolgt. Zur Modellierung kann durch die Verarbeitung eine Zerlegung der Anlage in Module erfolgen, wobei für jedes Modul die vorgenannte Unterscheidung stattfinden kann. Es kann bspw. die Verarbeitung dadurch erfolgen, dass in Abhängigkeit von der Anlageninformation (und damit insbesondere der Analgenstruktur) sowie der Erfassungsinformationen in der Verarbeitungskomponente ein Anlagen- und Rechenschlüssel ausgewählt wird (z. B. ist ein Schlüssel für einen offenen hydraulischen Kreis und weitere Schlüssel für geschlossene hydraulische Kreise in unterschiedlicher Ausführung vorgesehen). Je nach Zustand können einige Parameter (z. B. Messgrößen wie Druck) der Anlagenkomponenten bekannt sein, und andere nicht. Fehlende Parameter können z. B. modelliert und anhand der bekannten Erfassungswerte berechnet werden, z. B. durch wenigstens einen Softsensor. In anderen Worten können fehlende Messstellen als Softsensorik modelliert sowie die und insbesondere alle Betriebspunkte der (hydraulisch aktiven) Anlagenkomponenten (d. h. insbesondere von mindestens einer Pumpe sowie mindestens eines Regelventils) bestimmt werden.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung bei der Verarbeitung die Erfassungswerte zumindest teilweise mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen werden, um einen Betriebszustand der wenigstens einen Anlagenkomponente zu bestimmen und/oder eine Bewertung der wenigstens einen Anlagenkomponente durchzuführen. Die Schwellwerte können dabei Grenzwerte und/oder Grenzbereiche bilden. Wenn bspw. die Erfassungswerte Schwingungs- und/oder Temperaturmesswerte sind, können die Schwellwerte den Bereich angeben, in welchem diese Erfassungswerte für die konkrete Anlagenkomponente zulässig sind. Die Schwellwerte können z. B. anhand der Anlageninformation ermittelt und/oder dadurch definiert sein. Anhand der Anlageninformation kann ggf. ein Betreiben der Anlagenkomponenten außerhalb der Spezifikation erkannt werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung bei der Erfassung und/oder der Übertragung den Erfassungswerten jeweils ein Zeitstempel zugewiesen wird. Damit ist eine für die Verarbeitung ggf. notwendige zeitliche Zuordnung der verschiedenen Erfassungswerte möglich. Es kann aufgrund des Einsammelns der Erfassungswerte von unterschiedlichen Messstellen zu Verzögerungen kommen, welchen auf diese Weise begegnet werden kann.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Übertragung eine Datenübertragung, vorzugsweise über eine Kommunikationskomponente, bevorzugt unter Nutzung eines Kommunikationsprotokolls, umfasst. Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Übertragung eine drahtlose Datenübertragung und/oder eine Übertragung über das Internet und/oder eine Übertragung über ein Mobilfunknetz umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann die Übertragung über ein Netzwerk, wie ein WLAN (Wireless Local Area Network) und/oder Ethernet erfolgen. Ferner kann die Übertragung auch in eine Cloud erfolgen, in welcher die Verarbeitungskomponente vorgesehen ist, um die Verarbeitung cloudbasiert durchzuführen.
Auch ist es optional denkbar, dass bei der Verarbeitungskomponente zusätzlich die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Bereitstellen weiterer Anlageninformationen über Spezifikationen weiterer Anlagen und/oder weiterer Messungen an unterschiedlichen Messstellen und Anlagenkomponenten der weiteren Anlagen,
Empfangen von Erfassungswerten der weiteren Anlagen, wobei die Erfassungswerte für die Messungen an den unterschiedlichen Messstellen und Anlagenkomponenten der weiteren Anlagen spezifisch sind.
Somit ist es möglich, die Erfassungswerte für verschiedene räumlich getrennte Anlagen zentral zu sammeln und auszuwerten, wobei der zentrale Ort nicht räumlich fixiert sein kann. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage, aufweisend:
Eine Feldkomponente, insbesondere in der Form einer Datenverarbeitungsvorrichtung, für eine Erfassung von Erfassungswerten an der Anlage, wobei vorzugsweise die Erfassungswerte für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und/oder an unterschiedlichen Anlagenkomponenten der Anlage spezifisch sind, und (die Feldkomponente) für eine Übertragung der erfassten Erfassungswerte an eine Verarbeitungskomponente,
Eine Konfigurationskomponente, bspw. in der Form einer Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Eingabemittel für einen Benutzer, für ein Bereitstellen einer Anlageninformation über eine Spezifikation der Anlage und/oder der Messungen bei der Verarbeitungskomponente.
Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann das System geeignet sein, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren betrieben zu werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung die wenigstens eine Anlagenkomponente jeweils als hydraulische Komponente ausgeführt ist. In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Anlagenkomponenten zumindest eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, und/oder ein Regelventil umfassen. In anderen Worten kann die Anlagekomponente jeweils als eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, oder ein Ventil ausgebildet sein.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine, insbesondere nicht-flüchtige, computerimplementierte Datenstruktur, aufweisend mehrere Erfassungswerte und eine Anlageninformation. Hierbei ist vorgesehen, dass die Anlageninformation als eine Information über eine Spezifikation einer hydraulischen Anlage mit unterschiedlichen Anlagenkomponenten und/oder über eine Spezifikation von Messungen an den Anlagenkomponenten ausgeführt ist, wobei die Erfassungswerte für Messungen an Messstellen an den Anlagenkomponenten spezifisch sind. Damit bringt die erfindungsgemäße computerimplementierte Datenstruktur die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Datenstruktur bei einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, insbesondere zur Bereitstellung der übertragenen Erfassungswerte mit der Anlageninformation bei der Verarbeitungskomponente. Die Datenstruktur kann z. B. nicht-flüchtig in einer Speicherkomponente der Verarbeitungskomponente digital gespeichert sein.
Die Verwendung der Datenstruktur hat den Vorteil, dass nach der Erfassung und/oder Übertragung die Erfassungswerte und die Anlageninformation zur gemeinsamen Verarbeitung zusammengeführt werden können, insbesondere durch eine Kopplungskomponente. Dies ermöglicht es, dass auf Basis der Datenstruktur Algorithmen und/oder Analysen durch eine Verarbeitung der Verarbeitungskomponente ausgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Verarbeitung können über eine Kopplungskomponente in der Speicherkomponente gespeichert werden und/oder, z. B. über einen Bildschirm, für einen Benutzer visualisiert werden. Ferner kann die Datenstruktur und/oder die darauf basierte Verarbeitung eine Automatisierung der Anlage steuern und/oder beeinflussen.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein, insbesondere nicht-flüchtiges, Computerprogramm, insbesondere Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch eine Verarbeitungskomponente diese veranlassen, die nachfolgenden Schritte auszuführen:
Bereitstellen wenigstens einer Anlageninformation über eine Spezifikation einer hydraulischen Anlage und/oder von Messungen an unterschiedlichen Messstellen und/oder an unterschiedlichen Anlagenkomponenten der Anlage,
Empfangen von Erfassungswerten der Anlage, wobei die Erfassungswerte für die Messungen spezifisch sind.
Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogramm die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Befehle bei der Ausführung des Computerprogramms durch die Verarbeitungskomponente diese veranlassen, zumindest teilweise ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Insbesondere können diejenigen Schritte dabei ausgeführt werden, welche gemäß dem Verfahren von der Verarbeitungskomponente ausgeführt werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Darstellung von Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes System.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage 1 visualisiert.
Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 221 erfolgt hierbei ein Durchführen einer Erfassung 201 von Erfassungswerten 210 an der Anlage 1 , wobei die Erfassungswerte 210 für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und an unterschiedlichen Anlagenkomponenten 120 der Anlage 1 spezifisch sind. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 222 erfolgt ein Durchführen einer Übertragung 202 der erfassten Erfassungswerte 210 an eine Verarbeitungskomponente 300. Ferner ist gemäß einem dritten Verfahrensschritt 223 vorgesehen, dass eine Anlageninformation 211 über eine Spezifikation der Anlage 1 und/oder der Messungen und/oder virtuellen Messstellen (Softsensoren) bei der Verarbeitungskomponente 300 bereitgestellt wird, um die übertragenen Erfassungswerte 210 zusammen mit der Anlageninformation 211 bereitzustellen.
In Figur 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System dargestellt, welches, wie das erfindungsgemäße Verfahren, zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage 1 dient. Es kann wenigstens eine Feldkomponente 140 für die Erfassung 201 der Erfassungswerte 210 an der Anlage 1 vorgesehen sein. Dies kann auch als ein Einsammeln der Erfassungswerte 210 verstanden werden. Die Erfassungswerte 210 können zuvor jeweils an unterschiedlichen Messstellen als Messwerte gemessen worden sein, oder durch eine Verarbeitung von Messwerten als vorverarbeitete Werte, insbesondere Diagnosewerte, ermittelt worden sein. Weiter kann die Feldkomponente 140 dazu dienen, eine Übertragung 202 der erfassten Erfassungswerte 210 an eine Verarbeitungskomponente 300 durchzuführen. Eine Konfigurationskomponente 150 kann ferner die Anlageninformation 211 über eine Spezifikation der Anlage 1 und/oder der Messungen bei der Verarbeitungskomponente 300 bereitstellen. Dies kann bspw. initial zur Konfiguration des erfindungsgemäßen Systems erfolgen, damit die Anlageninformation 211 für darauffolgende Übertragungen von Erfassungswerten 210 für die Verarbeitung bereitsteht. Darüber hinaus kann eine Kopplungskomponente 130 vorgesehen sein, um die Anlageninformation 211 und die Erfassungswerte 210 zu einer gemeinsamen, insbesondere erfindungsgemäßen, Datenstruktur zusammenzufassen und/oder in einer Speicherkomponente 110 der Verarbeitungskomponente 300 nicht-flüchtig speichern.
Die Verarbeitungskomponente 300 kann zur Verarbeitung ein, insbesondere erfindungsgemäßes, Computerprogramm ausführen. Es ist möglich, dass durch die Verarbeitung 203 anhand der übertragenen Erfassungswerte 210 und insbesondere anhand der Anlageninformation 211 wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens ein Betriebspunkt der jeweiligen Anlagenkomponente 120 bestimmt und/oder bewertet wird. Es ist ferner möglich, dass die Erfassungswerte 210 und/oder die Betriebspunkte hierbei mittels Algorithmen bewertet werden. Beispielsweise kann bei einer Anlagenkomponente 120 in der Form einer Pumpe der Parameter Drehzahl und/oder Förderstrom und/oder Zulaufdruck (NPSH) und/oder Förderhöhe und/oder Leistung und/oder Mediumstemperatur und/oder Schwingungsanalyse bestimmt und/oder bewertet werden. Ferner kann bei einer Anlagenkomponente 120 in der Form eines Ventils der Parameter Hubstellung und/oder Strömungsgeschwindigkeit und/oder Differenzdruckverhältnis und/oder Ein- und Austrittsdruck und/oder Mediumstemperatur und/oder Gerätestatus bestimmt und/oder bewertet werden. Ein Ergebnis dieser Bewertung kann bspw. ein Status der Anlagekomponente sein.
Zu jeder Anlagekomponente können ggf. die Bewertungsergebnisse der vorgenannten Bewertung als Statusmeldungen bei der Visualisierung ausgegeben werden. Es können z. B. unterschiedliche Darstellung bei der Visualisierung für den Status „Diagnose aus“, „keine Auffälligkeiten“, „nahe Spezifikationsgrenze“, „außerhalb Spezifikation“, „Wartungsbedarf“, „Funktionskontrolle“ und „Ausfall“ vorgesehen sein. Die jeweilige Bewertung kann zudem in einem Meldetext näher beschrieben werden, und/oder es können auch mögliche Ursachen und passende Abhilfemöglichkeiten bzw. Handlungsempfehlungen aufgezeigt werden.
Auf Basis der Bewertungen kann auch gesamtheitlich die Anlage 1 als hydraulisches Gesamtsystem weitergehend analysiert werden. Zum Beispiel kann die Analyse der Verarbeitungskomponente 300 dazu dienen, Zusammenhänge zwischen den Anlagenkomponenten 120 bzw. deren Betriebspunkten, und somit der jeweiligen Belastung zu bestimmen und/oder Energieeinsparpotenziale auf Basis der ins System eingebrachten elektrischen und hydraulischen Leistungen sowie der in den passiven Elementen abgebauten hydraulischen Leistungen zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Analyse hinsichtlich der Stellwertreserve erfolgen. Die Stellwertreserve ist die Bandbreite, in der die Komponentenbetriebspunkte noch in Richtung eines besseren bzw. optimierten Betriebspunkts verstellt werden können. Die Stellgrößen hierzu können die Drehzahl der Pumpe(n) sowie die Hubstellung(en) der Regelventil(e) sein. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Analyse hinsichtlich der Komponentenauslegung bzw. Baugröße/ -Art und Betriebsweise durchzuführen, und/oder Regelkreise der Anlage 1 zu optimieren und/oder eine Referenzierung und Plausibilitätsprüfung von Betriebs- und Diagnosedaten durchzuführen. Somit können systemübergreifend Optimierungspotentiale hinsichtlich Belastungsreduzierung, Energieeinsparung und/oder Regelperformance transparent gemacht werden.
Die in Figur 2 gezeigte Anlage 1 kann als ein offener hydraulischer Kreis ausgebildet sein. Beispielhaft kann die Anlage 1 als Anlagenkomponente 120 eine drehzahlgeregelte Kreiselpumpe 120 und mehrere, z. B. acht, nachgeschaltete Regelventile 120 unterschiedlicher Baugröße umfassen. Die in Figur 2 gezeigte Struktur ist rein exemplarisch und dient lediglich zur Repräsentation weiterer möglicher Strukturen. Die konkrete Struktur ist als statische Information durch die Anlageninformation 211 angegeben.
Die Kreiselpumpe 120 ist als hydraulisch aktive Anlagenkomponente 120 den parallelgeschalteten Regelventilen 120 vorgeschaltet. Es kann bei der Überwachung der Anlage 1 ein Problem sein, dass Erfassungswerte 210 für die Anlagenkomponenten 120 nur unvollständig verfügbar sind. Um bspw. die Betriebspunkte der vorgenannten Anlagenkomponenten 120 zu bestimmen, kann es notwendig sein, dass jeweils die Ein- und Austrittsdrücke, die zugehörigen Durchflüsse sowie die Mediumstemperatur ermittelt werden, wobei die Erfassungswerte 120 für diese Größen durch Messungen an den Anlagenkomponenten 120 nicht verfügbar sind. Diese unbekannten Größen können daher, auch ohne direkt gemessen zu werden, in der Verarbeitungskomponente 300 ermittelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, dennoch die Betriebspunkte zu bestimmen. In diesem Zusammenhang kann auch von der Verwendung einer Softsensorik gesprochen werden.
Für die Ermittlung der unbekannten Größen, und die Berechnung der entsprechenden nicht verfügbarer Erfassungswerte 210, kann es vorgesehen sein, dass andere verfügbare Erfassungswerte 210 der hydraulischen Anlage 1 , insbesondere anderer Anlagenkomponenten 120, herangezogen werden. Diese Erfassungswerte 210 können bspw. aus einer Druckmessung und/oder Durchflussmessung und/oder Temperaturmessung und/oder Ermittlung einer Pumpendrehzahl und/oder einer Ermittlung einer Ventilstellung resultieren. Für die Berechnung können diese Erfassungswerte 210 dann mit der Anlageninformation 211 verarbeitet werden, um die nicht verfügbaren Erfassungswerte 210 als virtuelle Werte zu berechnen. Derart berechnete Werte werden auch als „Softsensorik“ bezeichnet. Die Berechnung der virtuellen Werte kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vollständig innerhalb der Verarbeitung 203 erfolgen. Die berechneten Werte können anschließend gespeichert werden, zur Anzeige gebracht werden und/oder einer Bewertungslogik zugeführt werden. Somit werden die Betriebsdaten der Anlagenkomponenten 120 vervollständigt, und können nun mit den zugehörigen Auslegungsund Designdaten der einzelnen Anlagenkomponenten 120 verglichen werden. Dieser Vergleich kann im Rahmen der Bewertungslogik erfolgen, und entsprechend mit einem Bewertungssystem verknüpft sein. Die Ergebnisse der Bewertung können ebenfalls abgespeichert und parallel dazu dem Nutzer, bspw. ais farbkodierte Anzeigeampel, also durch eine Ampelfunktion, angezeigt werden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bezuq szei chen l i ste
1 Anlage
110 Speicherkomponente
120 Anlagenkomponenten
130 Kopplungskomponente
140 Feldkomponente
150 Konfigurationskomponente
201 Erfassung
202 Übertragung
203 Verarbeitung
210 Erfassungswerte
211 Anlageninformation
300 Verarbeitungskomponente
221-223 Verfahrensschritte

Claims

23
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage (1), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Durchführen einer Erfassung (201) von Erfassungswerten (210) an der Anlage (1), wobei die Erfassungswerte (210) für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und an unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1) spezifisch sind, Durchführen einer Übertragung (202) der erfassten Erfassungswerte (210) an eine Verarbeitungskomponente (300),
Bereitstellen einer Anlageninformation (211) über eine Spezifikation der Anlage (1) und/oder der Messungen, wobei das Bereitstellen der Anlageninformation (211) bei der Verarbeitungskomponente (300) erfolgt, um die übertragenen Erfassungswerte (210) mit der Anlageninformation (211) bereitzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der weitere nachfolgende Schritt vorgesehen ist:
Durchführen einer Verarbeitung (203) der übertragenen Erfassungswerte (210) durch die Verarbeitungskomponente (300), wobei die übertragenen Erfassungswerte (210) anhand der Anlageninformation (211) miteinander verglichen werden, um eine Softsensorik für wenigstens eine weitere virtuelle Messstelle der Anlage (1) und/oder für wenigstens eine weitere Anlagenkomponente (120) der Anlage (1) und/oder für wenigstens eine weitere Zielgröße in der Anlage (1) bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungswerte (210) dadurch für die Messungen spezifisch sind, dass die Erfassungswerte (210) zumindest teilweise in der Form von Messwerten durch die Messungen an den unterschiedlichen Messstellen und/oder den unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1) erfasst werden und dass die Erfassungswerte (210) zumindest teilweise in der Form von vorverarbeiteten Werten, insbesondere Diagnosewerten, durch eine Verarbeitung von wenigstens einem der Messwerte und/oder weiterer Messwerte, insbesondere zur Diagnose, bei wenigstens einer der Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1) erfasst werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungskomponente (300) als eine zentrale Verarbeitungskomponente (300) ausgebildet ist, um die übertragenen Erfassungswerte (210) mit der Anlageninformation (211) zentral bereitzustellen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageninformation (211) und die Erfassungswerte (210) miteinander in einer gemeinsamen Datenstruktur zusammengeführt werden, um die Messungen mit der zugehörigen Spezifikation zu koppeln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageninformation (211) wenigstens eine der nachfolgenden statischen Informationen über die Anlage (1) umfasst: - eine Information über eine Struktur und/oder einen technischen Aufbau der Anlage (1), eine Information über eine Struktur und/oder einen technischen Aufbau der Anlagenkomponenten (120), eine Information über eine strukturelle Anordnung der Anlagenkomponenten (120) zueinander in der Anlage (1), insbesondere in einem Rohrleitungsstrang und/oder mit Angabe einer Installationshöhe, eine Information über die Positionen der Messstellen für die einzelnen Messungen in der Anlage (1), wobei die Anlageninformation (211) vor dem Durchführen der Übertragung (202) der erfassten Erfassungswerte (210) an die Verarbeitungskomponente (300) initial bereitgestellt wird, um die bei der Übertragung (202) und/oder bei weiteren Übertragungen (202) übertragenen Erfassungswerte (210) anhand der initial bereitgestellten Anlageninformation (211) auszuwerten.
26 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nachfolgende weitere Schritt durchgeführt wird:
Durchführen einer Verarbeitung (203) der übertragenen Erfassungswerte (210) anhand der bereitgestellten Anlageninformation (211) durch die Verarbeitungskomponente (300), wobei vorzugsweise die Verarbeitung (203) eine Analyse der Erfassungswerte (210) im Zusammenhang mit der Spezifikation umfasst, wobei als ein Ergebnis der Verarbeitung (203) für wenigstens eine der Anlagenkomponenten (120) wenigstens eine Zielgröße durch eine Softsensorik und/oder wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens ein Betriebspunkt bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zielgröße und/oder der wenigstens eine Parameter zumindest einer der folgenden ist: eine Drehzahl und/oder ein Förderstrom und/oder ein Zulaufdruck und/oder eine Förderhöhe und/oder eine Leistung und/oder eine Mediumtemperatur und/oder ein Ergebnis einer Schwingungsanalyse der Anlagenkomponente (120) in der Form einer Pumpe, eine Hubstellung und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder ein Differenzdruckverhältnis und/oder ein Ein- und Austrittsdruck und/oder eine Mediumtemperatur und/oder ein Gerätestatus der Anlagenkomponente (120) in der Form eines Ventils, wobei anhand der wenigstens einen Zielgröße und/oder anhand des wenigstens einen Parameters der wenigstens eine Betriebspunkt berechnet wird, und wobei eine Bewertung der wenigstens einen Anlagenkomponente (120) anhand des Ergebnisses der Verarbeitung (203) durchgeführt wird, und bevorzugt jeweils ein Ergebnis der Bewertung für einen Benutzer durch eine Färb- und/oder Symbolkodierung, insbesondere einer Ampelfunktion, visualisiert wird. 27 Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Visualisierung des Ergebnisses der Bewertung eine grafische Ausgabe für die jeweilige Anlagenkomponente (120), und insbesondere der Färb- und/oder Symbolkodierung, auf wenigstens einem fotografischen Bild und/oder Live-Bild der Anlage (1) umfasst, wobei jeweils eine Positionierung der Ausgabe anhand einer Position der Anlagenkomponente (120) im Bild erfolgt, wobei vorzugsweise die Ausgabe in einer Bildschirmanzeige und/oder in einer VR-Brille erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden, wobei jeweils das Ergebnis der Verarbeitung (203) und insbesondere ein daraus ermittelter Status und/oder ein Ergebnis einer Bewertung der wenigstens einen Anlagenkomponente (120) für einen Benutzer visualisiert wird und/oder die Ergebnisse der Verarbeitungen (203) dauerhaft zentral gespeichert werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung (203) eine Analyse durchgeführt wird, welche eine Berechnung und/oder Schätzung von Erfassungswerten (210) für weitere, ausschließlich virtuell vorgesehene, Messstellen der Anlage (1) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Simulation der Anlage (1) anhand des Ergebnisses der Verarbeitung (203) durchgeführt wird, wobei wenigstens eine durch einen Benutzer eingegebene Veränderung wenigstens eines Parameters und/oder wenigstens eines Betriebspunktes simuliert wird. 28 Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung (203) die Erfassungswerte (210) zumindest teilweise mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen werden, um einen Betriebszustand der wenigstens einen Anlagenkomponente (120) zu bestimmen und/oder eine Bewertung der wenigstens einen Anlagenkomponente (120) durchzuführen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung (201) und/oder der Übertragung (202) den Erfassungswerten (210) jeweils ein Zeitstempel zugewiesen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung (202) eine drahtlose Datenübertragung und/oder eine Übertragung (202) über das Internet und/oder eine Übertragung (202) über ein Mobilfunknetz umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitungskomponente (300) zusätzlich die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Bereitstellen weiterer Anlageninformationen (211) über Spezifikationen weiterer Anlagen (1) und/oder weiterer Messungen an unterschiedlichen Messstellen und Anlagenkomponenten (120) der weiteren Anlagen (1),
Empfangen von Erfassungswerten (210) der weiteren Anlagen (1), wobei die Erfassungswerte (210) für die Messungen an den unterschiedlichen Messstellen und Anlagenkomponenten (120) der weiteren Anlagen (1) spezifisch sind. 29 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere nachfolgende Schritt vorgesehen ist:
Durchführen einer Verarbeitung (203) der übertragenen Erfassungswerte (210) durch die Verarbeitungskomponente (300), wobei die übertragenen Erfassungswerte (210) anhand der Anlageninformation (211) miteinander verarbeitet werden, um wenigstens einen offenen Kreis von wenigstens einem geschlossenen Kreis der Anlage (1) zu identifizieren, wobei die Anlage (1) in der Form einer hydraulischen Anlage (1) anhand der Spezifikation und der Messungen modelliert wird. System zur Bereitstellung wenigstens einer Information über eine hydraulische Anlage (1), aufweisend:
Eine Feldkomponente (140) für eine Erfassung (201) von Erfassungswerten (210) an der Anlage (1), wobei die Erfassungswerte (210) für Messungen an unterschiedlichen Messstellen und an unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1) spezifisch sind, und für eine Übertragung (202) der erfassten Erfassungswerte (210) an eine Verarbeitungskomponente (300),
Eine Konfigurationskomponente (150) für ein Bereitstellen einer Anlageninformation (211) über eine Spezifikation der Anlage (1) und/oder der Messungen bei der Verarbeitungskomponente (300). System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenkomponenten (120) jeweils als hydraulische Komponenten ausgeführt sind. System nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenkomponenten (120) zumindest eine Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, und/oder ein Regelventil umfassen. 30
21. System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das System durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 betrieben wird.
22. Computerimplementierte Datenstruktur, aufweisend mehrere Erfassungswerte (210) und eine Anlageninformation (211), wobei die Anlageninformation (211) als eine Information über eine Spezifikation einer hydraulischen Anlage (1) mit unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) und/oder über eine Spezifikation von Messungen an den Anlagenkomponenten (120) ausgeführt ist, wobei die Erfassungswerte (210) für Messungen an Messstellen an den Anlagenkomponenten (120) spezifisch sind.
23. Computerimplementierte Datenstruktur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenstruktur bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 verwendet wird, insbesondere zur Bereitstellung der übertragenen Erfassungswerte (210) mit der Anlageninformation (211) bei der Verarbeitungskomponente (300).
24. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch eine Verarbeitungskomponente (300) diese veranlassen, die nachfolgenden Schritte auszuführen:
Bereitstellen wenigstens einer Anlageninformation (211) über eine Spezifikation einer hydraulischen Anlage (1) und/oder von Messungen an unterschiedlichen Messstellen und an unterschiedlichen Anlagenkomponenten (120) der Anlage (1),
Empfangen von Erfassungswerten (210) der Anlage (1), wobei die Erfassungswerte (210) für die Messungen spezifisch sind.
25. Computerprogramm nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehle bei der Ausführung des Computerprogramms durch die Verarbeitungskomponente (300) diese veranlassen, zumindest teilweise ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.
PCT/EP2022/050548 2021-01-13 2022-01-12 Verfahren zur bereitstellung wenigstens einer information über eine hydraulische anlage WO2022152752A1 (de)

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