CN115046575A - 通过虚拟孪生对传感器的自动参数化 - Google Patents

通过虚拟孪生对传感器的自动参数化 Download PDF

Info

Publication number
CN115046575A
CN115046575A CN202210222906.2A CN202210222906A CN115046575A CN 115046575 A CN115046575 A CN 115046575A CN 202210222906 A CN202210222906 A CN 202210222906A CN 115046575 A CN115046575 A CN 115046575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
control device
measurement system
sensors
virtual twin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210222906.2A
Other languages
English (en)
Inventor
克莱门斯·亨斯特勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of CN115046575A publication Critical patent/CN115046575A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C21/00—Systems for transmitting the position of an object with respect to a predetermined reference system, e.g. tele-autographic system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K11/00—Methods or arrangements for graph-reading or for converting the pattern of mechanical parameters, e.g. force or presence, into electrical signal
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H04Q9/04—Arrangements for synchronous operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

提出了用于参数化测量系统(100)的传感器(104)的控制装置(200)。控制装置(200)被配置为至少通过测量系统的虚拟孪生(102)确定传感器的目标位置，特别是确定传感器在设施(108)中的目标位置(S1)。控制装置(200)还被配置为将确定的目标位置传输到测量系统(100)和/或用户(110)(S2)。此外，控制装置(200)被配置为对传感器(104)进行参数化，特别是对测量设施(108)中的传感器(104)进行参数化(S3)。

Description

通过虚拟孪生对传感器的自动参数化
技术领域
本发明涉及对测量系统和/或测量设施中的传感器的参数化。特别地，本发明涉及用于参数化测量系统的传感器的控制装置、具有这种控制装置的测量系统、传感器、程序元件、计算机可读介质以及这种控制装置的使用。
背景技术
不准确或不正确的参数化、校准以及不精确的传感器调试会对传感器的测量，特别是对其质量和可靠性产生重大影响。此外，传感器可能需要在其使用位置处进行参数化，因此这可能涉及大量的工作。例如，成功的参数化可以包括传感器的准确和正确定位。因此，传感器的参数化被证明是复杂的。根据预期的用途，可能还需要校准传感器，以便将确定的物理测量值转换为有用的测量值(即，信息)。
此外，如果传感器是测量设施的一部分，则传感器的参数化可能显著变得更复杂。可能需要在设施中的不同位置处对多个相同类型的传感器进行参数化。此外，很多测量设施还具有大量不同的传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制装置，其高效地、可靠地、自动地且准确地配置和/或执行测量系统的传感器的参数化和/或传感器的调试。
该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的改进示例在从属权利要求和对实施例的以下说明中给出。
本发明的第一方面涉及一种用于参数化测量系统的传感器的控制装置。该控制装置被配置为：
-至少通过测量系统的虚拟孪生，确定传感器的目标位置，该目标位置特别是传感器在设施(Anlage)中的目标位置，特别是在测量设施中的目标位置；
-将确定的目标位置传输到测量系统和/或用户；并且
-对传感器参数化，特别是对设施中的传感器参数化。
控制装置通常可以是一个或多个控制器、控制单元等。这种控制装置可以布置在一个或多个计算机中、一个或多个操作设备中、一个或多个云端中或任何类型的不同电子设备中。例如，控制装置可以接收、发送、分析和/或评估数据。例如，数据可以是位置(例如，目标位置)、位置参数、测量设施专用信息和/或传感器专用信息。
控制装置可被配置为确定传感器的目标位置。在此方面，可以通过测量系统的虚拟孪生和/或可包括传感器的设施的虚拟孪生来确定、计算和/或评估目标位置。还应注意，在本公开的上下文中，术语“目标位置”应广义地理解。目标位置通常可以表示与传感器关联的位置，而与传感器是否已经位于该目标位置无关。目标位置也可被理解为规定位置(Soll-Position)。这可以理解为，传感器应优选地布置在该目标位置上，使得它能够尽可能可靠且准确地实现其目的(例如，执行测量)。
在本公开的上下文中，术语“虚拟孪生(virtueller Zwilling)”也应广义地理解。在此，它可以是整个测量系统的平面图、2D或3D图、规划(Planung)、模型和/或数据模型。虚拟孪生也可以是由术语“数字孪生(digitaler Zwilling)”表示的虚拟孪生。虚拟孪生也可以表示一个或多个数据库。它也可以仅为图像或数字地图，并且通过图像处理可以从该图像或数字地图中计算出储罐尺寸。替代地或额外地，例如也可以通过图像处理和当前位置确定传感器必须安装在储罐上。由于设施的图像上可能存在多个图像相同的储罐，因此传感器可以请求周围传感器的参数化设置并为自己所用。
当例如在测量设施中更换传感器时，可能需要重新参数化和/或校准传感器。应注意，术语“测量设施”应广义地理解。在此，它可以是任何类型的设施。例如，在维护期间对传感器进行参数化也可以是有利的。在传感器的调试期间，可能也需要对传感器进行参数化。为了参数化新的或旧的传感器，控制装置可以确定传感器的目标位置。在此，这可能涉及确定和/或识别根据虚拟孪生应该或将要进行参数化的确切或相关的传感器。根据目标位置，控制装置可以通过虚拟孪生推断出相关传感器。可以想到的是，测量设施包括多个传感器，因此能够自动地确定相关传感器的目标位置可以被证明是有利的。控制装置可被配置为自动地参数化传感器。
在确定传感器的目标位置之后，可以将其传达给测量系统、上级系统、云端、传感器本身和/或用户。例如，如果传感器已经布置在目标位置上，则可以将目标位置传达给用户，使得用户可以对相关的正确传感器进行相应的维护或参数化。此外，传感器的参数化可以包括同一传感器的调试。在这种情况下，传感器的目标位置可以首先例如通过操作设备传达给用户。因此，用户可以将传感器安装到它的目标位置。还可以想到的是，可以将控制装置可能已经确定的目标位置传输到传感器本身。例如，可以由此征用相关传感器，并警告它应进行参数化等。
最后，控制装置可以参数化、校准传感器，且/或引导和/或执行调试。在此，控制装置可以例如从虚拟孪生中获取参数化和/或调试所需的数据并将其传输给传感器。还可以想到的是，传感器一旦布置在目标位置上，传感器自身从虚拟孪生中获取参数化和/或调试所需的数据。传感器和/或控制装置还可以从其他数据库(例如，云端)中获取用于参数化的数据。在应重新参数化旧传感器的情况下，可以将传感器上已有的数据与虚拟孪生的数据进行比较。例如，如果存在偏差，则可以利用来自虚拟孪生的数据替换传感器上的数据，或者也可以询问用户应保留哪些数据。应注意，虚拟孪生可以全部或部分存储在云端中，因此可以进行与云端的数据交换。
换句话说，传感器的位置可用于通过控制装置从数字孪生中提取适当的数据。
通过控制装置对传感器进行的这种参数化被证明是有利的，因为例如在更换传感器时不需要专业人员。例如，根据来自虚拟孪生的数据并根据传感器目标位置的确定，控制装置可以识别它确切地是哪个传感器(例如，甚至是哪个传感器标识或序列号)以及如何对该传感器进行参数化。因此，可以容易地、省力地、高效地、可靠地且准确地执行传感器的参数化和/或调试。
根据一实施例，控制装置还被配置为确定传感器的当前位置，以便进行与目标位置的匹配(Abgleich)。控制装置可以例如通过从传感器本身获取传感器的位置来确定传感器的当前位置。换句话说，通过控制装置确定了传感器的确切位置。例如，确定了传感器布置在哪个容器上、哪个过程连接部处和/或哪个方向上。因此，可以进行传感器的确定位置和目标位置之间的匹配。该匹配可以是当前位置的比较和/或调节。
例如，可以通过匹配从传感器中的数据库或从传感器制造商查询到的诸如过程连接部等传感器特征
Figure BDA0003534393470000041
和从数字孪生或从相关储罐制造商的数据库查询到的储罐特性来确定传感器布置在哪个过程连接部处。如果具有过程连接部的传感器由于储罐的相关配合件而只匹配到该储罐的一个位置，则例如可以由此确定准确的位置。由此，也可以从数字孪生中确定用于匹配的所有数据。
根据一实施例，传感器的当前位置的确定至少部分地基于其他传感器的信号强度的确定。此外，传感器的当前位置的确定至少部分地基于从虚拟孪生中知晓的其他传感器的当前位置。换句话说，可以想到的是，传感器例如可以通过无线电模块确定周围传感器的信号强度。由于其他传感器的位置可以准确地关联到虚拟孪生，因此传感器可以根据其周围传感器的无线电强度和/或信号强度来确定，特别是可靠地确定该传感器的位置(例如，其当前位置)。例如，传感器的当前位置的这种确定可以用作传感器的当前位置的确定的冗余。例如，在第一次确定中可以根据位置识别系统确定传感器的当前位置，并根据周围传感器的无线电强度来检查该当前位置。
根据一实施例，当前位置和/或目标位置包括方位、朝向、一个或多个位置参数和/或设定角度(Einstellwinkel)。传感器的当前位置和/或目标位置通常可以是能够广泛识别传感器的位置。在此方面，相应位置可以具有不同的位置参数，例如端口、与传感器相关的容器、高度等。
根据一实施例，控制装置还被配置为通过传感器且/或通过用户将传感器的当前位置传输到测量系统。替代地或额外地，可以将传感器的当前位置传输到云端、上级系统、操作设备和/或用户。此外，控制装置被配置为将传感器的当前位置与传感器的目标位置进行匹配。在此，控制装置可以布置在计算机、云端、操作设备和/或传感器本身中。
根据一实施例，控制装置还被配置为通过传感器将传感器专用信息传输给测量系统。替代地或额外地，控制装置还被配置为将确定的传感器专用信息与虚拟孪生的传感器专用信息进行匹配。例如，传感器专用信息可以是传感器类型、测量原理或过程连接部。例如，可以想到的是，可以或必须将两个相差几厘米的传感器并排布置在一个容器上，但它们必须检测不同的量。
换句话说，可以通过匹配传感器专用信息与虚拟孪生的传感器专用信息来确定传感器的当前位置。在此，传感器的传感器专用信息可以与虚拟孪生的数据进行比较，以便找到传感器在测量设施中的准确分配。
根据一实施例，控制装置还被配置为通过用户接口查询至少部分地定义目标位置和/或当前位置的位置信息。替代地或额外地，控制装置被配置为验证传感器的当前位置。换句话说，可以通过控制装置来检查传感器是否布置在正确位置(例如，目标位置)上。传感器的当前位置的验证可以全自动地运行。可以通过控制装置以及测量系统执行传感器的当前位置的验证。替代地或额外地，用户可以自己验证传感器的当前位置，例如通过接口确认或拒绝。
根据一实施例，控制装置被配置为在匹配期间还执行以下步骤：
-确定传感器的当前位置与确定的传感器的目标位置之间的偏差；且/或
-基于偏差的确定，通过传感器和/或测量系统的接口查询至少部分地定义目标位置和/或当前位置的位置信息；
-基于查询，对传感器参数化且/或将传感器安装到目标位置。
可以想到的是，传感器不位于其目标位置。如果通过控制装置检测或确定传感器的当前位置和传感器的目标位置之间的偏差，则可以由用户查询例如能够解释该偏差的其他信息。例如，根据确定的传感器的当前位置，控制装置不能推断出相关传感器是布置在容器的内部还是外部。但可以从控制装置的虚拟孪生中知晓传感器例如必须布置在容器的内部。因此，用户可以查询诸如传感器的当前位置等位置信息。在此方面，传感器可以具有诸如触摸屏等接口，或具有无线电接口。
还可以想到的是，确定的偏差可能与相关测量的执行无关。例如，在查询位置信息时，用户可以输入最大偏差，该最大偏差定义了确定的偏差的不应被超过的上限。
根据一实施例，虚拟孪生是具有多个传感器的设施(例如，测量设施)的虚拟孪生。因此，可以想到的是，虚拟孪生包含例如对于同一测量设施的复制和/或对于整个测量设施的参数化所需的所有与设施或测量设施相关的信息。
根据一实施例，控制装置还被配置为在对传感器进行参数化时执行以下步骤：
-通过测量系统且/或通过虚拟孪生，获取用于参数化、校准和/或控制安装的传感器的传感器专用数据；且/或
-通过测量系统且/或通过虚拟孪生，匹配用于参数化、校准和/或控制传感器的传感器专用数据。
在此，传感器专用数据例如可以是TAG名称、总线地址、线性化或缩放比例。基本上，传感器专用数据可以包括定义传感器或传感器类型的任何类型的数据。
本公开的另一方面涉及一种测量系统。测量系统包括虚拟孪生、传感器和如上文和下文所述的控制装置。控制装置被配置为控制传感器和/或虚拟孪生之间的数据的通信、传输和/或获取、来自传感器和/或虚拟孪生的数据的通信、传输和/或获取或者通过传感器和/或虚拟孪生进行的数据的通信、传输和/或获取。
根据一实施例，控制装置和/或传感器具有接口。在此，这可以例如是无线电接口。
根据一实施例，测量系统还包括操作设备，该操作设备被配置为与虚拟孪生、与传感器且/或与控制装置进行通信和/或交互。
本公开的另一方面涉及一种传感器，该传感器被配置为通过如上文和下文所述的控制装置进行参数化。
本公开的另一方面涉及一种程序元件，当其在测量系统的控制装置上执行时，该程序元件指示控制单元执行以下步骤：
-至少通过测量系统的虚拟孪生，确定传感器的目标位置，目标位置特别是传感器在设施中的目标位置，特别是在测量设施中的目标位置；
-将确定的目标位置传输到传感器和/或用户；并且
-对传感器进行参数化，特别是对设施中的传感器进行参数化，该传感器特别是测量设施中。
本公开的另一方面涉及一种存储有上述程序元件的计算机可读介质。
本公开的另一方面涉及如上文和下文所述的控制装置的用于参数化传感器的使用。
下面将参考附图说明本发明的实施例。如果在以下附图说明中使用了相同的附图标记，则这些附图标记表示相同或相似的元件。附图中的图示是示意性的，并且未按比例绘制。
附图说明
图1示出了具有根据第一实施例的控制装置的测量系统。
图2示出了具有根据另一实施例的控制装置的测量系统。
图3示出了具有根据另一实施例的控制装置的测量系统。
图4示出了根据一实施例的控制装置的使用流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开一实施例的测量系统100。图1的测量系统100包括三个传感器104、104'、104”，它们可以基于不同或相同的测量原理。传感器104、104'、104”被紧固或安装在容器118上。传感器104、104'、104”连同容器118可以表示测量设施108。此外，图1的测量系统100还包括测量系统100的虚拟孪生102。特别地，虚拟孪生102可以是设施108或测量设施108的虚拟孪生102。应注意，虚拟孪生102例如可以在本地存储在计算机中，但也可以通过互联网来获取。替代地或额外地，测量系统100的虚拟孪生可以打印在纸张上。
测量系统100还包括控制装置200。例如，控制装置200可以存储在云端中或上级系统中。控制装置200被配置为在步骤S1中至少通过测量系统100的虚拟孪生102来确定传感器104的目标位置，特别是传感器104在测量设施108中的目标位置。然后，在步骤S2中，例如通过用户的操作设备112将确定的传感器104的目标位置传输到测量系统100，例如传输到传感器104和/或用户110。此外，控制装置200被配置为在步骤S3中参数化测量设施108的传感器104。
根据诸如3D制图等虚拟孪生102，控制装置200可以确定参数化或调试可能需要哪些信息，特别是传感器专用信息。
在参数化传感器104时，可以例如将零点校正(Nullpunktkorrektur)作为必要信息进行评估。也可以将密度用于调整。可以自动地从虚拟孪生102中提取传感器104的TAG名称。可以通过控制装置200来处理和/或分析该信息，以便基于该信息相应地参数化传感器104。传感器104可以在现场投入运行，即给传感器104供电，并然后正常运转。
图2示出了根据本公开的另一实施例的测量系统100。除非另有说明，否则图2的测量系统100具有与图1的测量系统相同的元件和/或部件。图2的测量系统100包括多个传感器104、104'、104”，它们被布置在或连接到不同的容器118、118'、118”上。图2的测量系统100的控制装置200、200'部分地布置在操作设备中。传感器104还可以具有接口114。例如，可以使用接口114以允许用户110能够输入或调整设定、信息和/或参数。接口114也可用于与操作设备进行通信。
图2的控制装置200也被配置为在步骤S4中确定传感器104的当前位置，以便执行与目标位置的匹配。换句话说，控制装置200可以获取、确定或计算传感器104的当前准确位置和/或它位于哪个容器118上和/或它当前可以或能够测量哪个物理量。从虚拟孪生102中知晓传感器104的目标位置。在理想情况下，传感器104的当前位置应对应于传感器104的目标位置。由于这两个位置对于控制装置200都是已知的，因此可以基于它们引导或执行这两个位置之间的匹配。
然而，可能的是，仅能够不准确地确定传感器104的当前位置。换句话说，控制装置200可能无法推断出从虚拟孪生中知晓的单个目标位置。例如，传感器104可以将其地理位置传达给控制装置200。基于此，控制装置可以通过虚拟孪生推断出两个以上的可能当前位置。然而，对于所述两个以上的可能位置中的单个位置的推断，也可能缺少信息。在此，可以在控制装置200中例如通过操作设备112或在传感器处向用户110提供传感器104的相应可能的当前位置的选择。然后，用户110可以选择正确的位置，即与目标位置相对应的位置。
替代地或额外地，传感器104可以使用无线电模块等确定周围传感器104'、104”的信号强度，这些周围传感器例如是安装在同一容器118上的其他传感器。其他传感器104'、104”的当前位置可能已经准确地关联到虚拟孪生，从而可以根据周围传感器104'、104”的无线电强度和/或信号强度来确定或更好地确定传感器104的当前位置。
此外，控制装置可用于在步骤S5中通过传感器104和/或用户110将传感器104的当前位置传输到测量系统100。在传输传感器104的当前位置之后，现在在步骤S6中可以执行传感器104的当前位置与传感器104的目标位置的匹配。
此外，控制装置200可以确定传感器104的目标位置和当前位置的匹配可能需要哪些信息。例如，可能需要知晓目标位置和当前位置的传感器104的过程连接的类型，使得匹配不仅可以基于传感器104的地理位置，而且还可以基于传感器的物理和机械设定。如果在匹配目标位置和当前位置期间检测到偏差，该偏差例如可以在预定义的公差范围内，使得仍然可以从两个位置之间的基本一致得到匹配。
在进行匹配时，可以将来自上级系统(即，来自云端、来自测量系统100和/或来自控制装置200)的诸如TAG名称、总线地址、最小-最大匹配、线性化和/或缩放等传感器专用信息写入到传感器104中。
例如，存储在云端中的控制装置200或传感器104也可以从虚拟孪生102中导出进一步的信息或数据。例如，在使用雷达进行的填充物位测量的情况下，可能需要高频和特别准确的聚焦，因为这意味着很少有来自于固定装置或储罐壁的干扰反射。然而，在容器底部可能会出现困难，因为信号只能通过迂回的方式返回到传感器。由于虚拟孪生102具有关于传感器104的位置、方位和/或朝向的信息(即，位置信息或位置参数)，因此可以想到的是，已经在控制装置200中模拟和/或计算可能发生的干涉反射。例如，控制装置可以根据储罐几何形状或容器几何形状来指定测量范围的端值。因此，可以保持传感器104的较高的测量可靠性，并且可以保持简单的传感器调试。
例如，基于对储罐的确切几何形状的了解，特别是在多重回波的情况下，也可以准确地解释雷达物位测量中的回波曲线。可以通过图2所示的控制装置对传感器104，特别是物位测量传感器进行准确地参数化。然而，额外地，关于容器118和安装的信息也可以从虚拟孪生102中复制并写入到传感器104中。因此，传感器104本身可以最好地解释回波曲线。
图3示出了根据本公开的另一实施例的测量系统100。除非另有说明，否则图3中的测量系统100具有与图1和图2中的测量系统相同的元件和/或部件。图3的测量系统100包括仍必须设置有传感器104、104'、104”的测量设施108。测量设施108包括三个容器118、118'、118”。例如，根据可显示在计算机中的虚拟孪生102，每个传感器104、104'、104”可以被告知哪个位置是其相关联的目标位置。换句话说，控制装置200可以通过虚拟孪生102向传感器转达例如其相关的位置以及其必须测量哪个量。然后，用户110可以例如将传感器放置在相应的目标位置。例如，可以通过操作设备112指示用户110应在哪里以及如何安装传感器104。替代地或额外地，传感器104本身可以向用户110提供用于将传感器104安装在容器118上的必要信息。传感器104可能已经预先从控制装置200接收到该信息。该信息可以是朝向、方位、特定容器、特征、连接端子、总线地址和/或设定角。例如，控制装置200知晓传感器的特征或者能够通过测量设施108的虚拟孪生102访问它们。
在传感器104基于测量设施108的虚拟孪生102安装到容器118上之后，传感器104的调试可以自动地进行。一旦给传感器104供电，它就可以例如通过导航卫星系统确定其位置(其朝向和方位)，并将该位置传达给测量系统100、云端、上级系统、控制装置200和/或用户。测量系统100可以例如通过接口访问测量系统100的虚拟孪生102，特别是访问测量设施108的虚拟孪生。传感器可以通过传感器的位置和朝向关联到相应的储罐或容器118。额外地或替代地，系统可以知晓传感器104具有哪个特征，例如传感器类型、测量原理或过程连接部。因此，系统100或控制装置200可以独立地、自动地且可靠地确定传感器104必须或应该安装或附接在哪些可能的连接器或过程连接部上。
图4示出了根据一实施例的控制装置200的使用的流程图。换句话说，图4的流程图示出了可由控制装置200执行的步骤。例如，这些步骤可以由图1、2或3的控制装置200或当使用图1、2或3的控制装置200时执行。
在第一步骤S1中，通过测量系统100的虚拟孪生102来确定传感器的目标位置，特别是传感器在测量设施108中的目标位置。在此，可以准确地确定传感器104必须或应该在测量设施108中和/或上布置在哪个位置。然后，在下一步骤S2中，通过控制装置200将目标位置传输到测量系统100和/或用户110。替代地或额外地，可以从上级系统、云端且/或从虚拟孪生102传输目标位置。在第三步骤S3中，对传感器104进行参数化。在此，对传感器104进行参数化的一部分可以是从数据库中获取数据，该数据库例如是控制器200和/或虚拟孪生102的数据库。特别地，可以在测量设施108中对传感器104进行参数化、校准和/或调试。
此外，应注意，“包括”和“具有”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。还应指出，已经参考其中一个上述示例性实施例说明的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年3月8日提交的德国专利申请10 2021 202 210.3的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (17)

1.一种用于参数化测量系统(100)的传感器(104)的控制装置(200)，其被配置为：
-至少通过所述测量系统的虚拟孪生(102)，确定所述传感器的目标位置，所述目标位置特别是所述传感器在设施(108)中的目标位置，特别是在测量设施中的目标位置；
-将确定的所述目标位置传输到所述测量系统(100)和/或用户(110)；并且
-对所述传感器(104)参数化，特别是对所述设施(108)中的所述传感器参数化。
2.根据权利要求1所述的控制装置(200)，其还被配置为：
-确定所述传感器的当前位置，以执行与所述目标位置的匹配。
3.根据权利要求2所述的控制装置(200)，
其中，所述传感器(104)的所述当前位置的确定至少部分地基于来自其他传感器(104'、104”)的信号强度的确定，并且
其中，所述传感器的所述当前位置的确定至少部分地基于从所述虚拟孪生(102)中知晓的其他传感器(104'、104”)的当前位置。
4.根据权利要求2或3所述的控制装置(200)，
其中，所述当前位置和/或所述目标位置包括方位、朝向、一个或多个位置参数和/或设定角度。
5.根据前述任一项权利要求所述的控制装置(200)，其还被配置为：
-通过所述传感器(104)且/或通过所述用户，将所述传感器(104)的所述当前位置传输到所述测量系统(100)；
-将所述传感器(104)的所述当前位置与所述传感器的所述目标位置进行匹配。
6.根据前述任一项权利要求所述的控制装置(200)，其还被配置为：
-通过所述传感器(104)，将传感器专用信息传输到所述测量系统(100)；且/或
-将确定的所述传感器专用信息与所述虚拟孪生(102)的传感器专用信息进行匹配。
7.根据前述任一项权利要求所述的控制装置，其还被配置为：
-通过用户接口，查询至少部分地定义所述目标位置和/或所述当前位置的位置信息；且/或
-验证所述传感器(104)的所述当前位置。
8.根据权利要求6或7所述的控制装置(200)，其被配置为：在所述匹配期间进一步执行以下步骤：
-确定所述传感器(104)的所述当前位置与确定的所述传感器(104)的所述目标位置之间的偏差；且/或
-基于所述偏差的确定，通过所述传感器(104)和/或所述测量系统(100)的接口查询至少部分地定义所述目标位置和/或所述当前位置的位置信息；
-基于所述查询，对所述传感器参数化，且/或将所述传感器安装到所述目标位置。
9.根据前述任一项权利要求所述的控制装置(200)，
其中，所述虚拟孪生(102)是具有多个传感器的设施(108)的虚拟孪生。
10.根据前述任一项权利要求所述的控制装置(200)，其被配置为在对所述传感器(104)参数化时进一步执行以下步骤：
-通过所述测量系统(100)且/或通过所述虚拟孪生(102)，获取用于参数化、校准和/或控制安装的所述传感器的传感器专用数据；且/或
-通过所述测量系统(100)且/或通过所述虚拟孪生(102)，匹配用于参数化、校准和/或控制所述传感器(104)的传感器专用数据。
11.一种测量系统(100)，其包括：
虚拟孪生(102)；
传感器(104、104'、104”)；以及
根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置(200)，
其中，所述控制装置(200)被配置为控制在所述传感器和/或所述虚拟孪生之间的数据的通信、传输和/或获取、来自所述传感器和/或所述虚拟孪生的数据的通信、传输和/或获取或者通过所述传感器或所述虚拟孪生进行的数据的通信、传输和/或获取。
12.根据权利要求11所述的测量系统(100)，
其中，所述控制装置(200)和/或所述传感器(104、104'、104”)具有接口(114、116)。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的测量系统(100)，其还包括：
操作设备(112)，其被配置为与所述虚拟孪生(102)、所述传感器(104)和/或所述控制装置(200)进行通信和/或交互。
14.一种传感器(104)，其被配置为通过根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置(200)进行参数化。
15.一种程序元件，当所述程序元件在测量系统(100)的控制装置(200)上执行时，所述程序元件指示所述控制装置执行：
-至少通过所述测量系统的虚拟孪生(102)来确定所述传感器的目标位置的步骤(S1)，所述目标位置特别是所述传感器在设施(108)中的目标位置；
-将所述确定的目标位置传输到所述传感器(104)和/或用户(110)的步骤(S2)；并且
-对所述传感器(104)参数化，特别是对所述设施(108)中的所述传感器参数化的步骤(S3)。
16.一种存储有根据权利要求15所述的程序元件的计算机可读介质。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的控制装置(200)的用于参数化传感器(104)的使用。
CN202210222906.2A 2021-03-08 2022-03-07 通过虚拟孪生对传感器的自动参数化 Pending CN115046575A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021202210.3 2021-03-08
DE102021202210.3A DE102021202210B3 (de) 2021-03-08 2021-03-08 Automatisches Parametrieren eines Sensors mittels einem virtuellen Zwilling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115046575A true CN115046575A (zh) 2022-09-13

Family

ID=82898034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210222906.2A Pending CN115046575A (zh) 2021-03-08 2022-03-07 通过虚拟孪生对传感器的自动参数化

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220284804A1 (zh)
CN (1) CN115046575A (zh)
DE (1) DE102021202210B3 (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103857990A (zh) * 2011-10-27 2014-06-11 Avl里斯脱有限公司 用于参数化传感器的方法和设备
US20170286572A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 General Electric Company Digital twin of twinned physical system
US20170284974A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 General Electric Company System for sensing and locating delamination
CN109773588A (zh) * 2019-03-01 2019-05-21 山东大学 一种机床数字孪生模型性能测试方法及装置
CN109933035A (zh) * 2019-04-24 2019-06-25 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种基于数字孪生的生产线控制系统、方法及生产系统
CN110045608A (zh) * 2019-04-02 2019-07-23 太原理工大学 基于数字孪生的机械设备零部件结构参数动态优化方法
CN110454290A (zh) * 2019-07-02 2019-11-15 北京航空航天大学 一种基于数字孪生技术的汽车发动机管控方法
US20200150637A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial safety monitoring configuration using a digital twin
CA3072699A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-14 Oshkosh Corporation Systems and methods for a virtual refuse vehicle
WO2021019551A1 (en) * 2019-07-26 2021-02-04 Tata Consultancy Services Limited System and method for real-time self-optimization of manufacturing operations

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041857A1 (de) 2004-08-27 2006-03-02 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten eines Messgerätes
EP3144758A1 (de) 2015-09-18 2017-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Steuerungssystem sowie verfahren zum betrieb eines steuerungssystems mit einer realen und einer virtuellen steuerung
DE102019204480A1 (de) 2019-03-29 2020-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Engineering eines Automatisierungssystems zur Steuerung eines Prozesses in einer technischen Anlage und Automatisierungssystem
US20220278893A1 (en) 2019-08-13 2022-09-01 Vega Grieshaber Kg Sensor device for the transmission of a sensor parameterization

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103857990A (zh) * 2011-10-27 2014-06-11 Avl里斯脱有限公司 用于参数化传感器的方法和设备
US20170286572A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 General Electric Company Digital twin of twinned physical system
US20170284974A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 General Electric Company System for sensing and locating delamination
US20200150637A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial safety monitoring configuration using a digital twin
CN111176224A (zh) * 2018-11-13 2020-05-19 罗克韦尔自动化技术公司 使用数字孪生的工业安全监视配置
CA3072699A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-14 Oshkosh Corporation Systems and methods for a virtual refuse vehicle
CN109773588A (zh) * 2019-03-01 2019-05-21 山东大学 一种机床数字孪生模型性能测试方法及装置
CN110045608A (zh) * 2019-04-02 2019-07-23 太原理工大学 基于数字孪生的机械设备零部件结构参数动态优化方法
CN109933035A (zh) * 2019-04-24 2019-06-25 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种基于数字孪生的生产线控制系统、方法及生产系统
CN110454290A (zh) * 2019-07-02 2019-11-15 北京航空航天大学 一种基于数字孪生技术的汽车发动机管控方法
WO2021019551A1 (en) * 2019-07-26 2021-02-04 Tata Consultancy Services Limited System and method for real-time self-optimization of manufacturing operations

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021202210B3 (de) 2022-09-08
US20220284804A1 (en) 2022-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2074384B1 (en) Improved field device calibration
EP2274584B1 (en) Method and apparatus for real-time calibration of a liquid storage tank level gauge
US20060070438A1 (en) Apparatus and method for determining a liquid level in a steam drum
CN111406202B (zh) 以简化的方式启动现场设备的方法
BR102012012680A2 (pt) dispositivo e método de avaliação para determinar uma variável característica para a localização de uma superfície limite em um recipiente.
CN103857990A (zh) 用于参数化传感器的方法和设备
US20190056257A1 (en) Method for determining density of a medium in a tank of a hybrid tank measurement system
CN101529352A (zh) 用于确定、监控和/或影响不同过程变量和/或状态变量的过程自动化系统
US20230273064A1 (en) Calibration of modular fill-level gauges
CN117007097A (zh) 传感器的温度标定方法、装置、系统、电子设备及介质
CN115046575A (zh) 通过虚拟孪生对传感器的自动参数化
WO2019193453A1 (en) A magnetostrictive level transmitter with orientation sensor
US20210124343A1 (en) Field device for process automation in an industrial environment
CN113393525A (zh) 基于精准称重的重量校准方法
CN115326121A (zh) 测量数据验证系统
CN109631809B (zh) 桥梁挠度测量设备和方法
JP2023538073A (ja) 被試験デバイスのユニバーサルキャリブレーションのための方法及びシステム
EP3330681A1 (en) Determining fluid density within a tank
CN105973197A (zh) 一种液位静力水准仪
KR101146288B1 (ko) 자동 교정 장치, 자동 교정 방법 및 자동 교정 방법을 기록한 프로그램 기록 매체
US11454942B2 (en) Method for starting up a field device in a simplified manner
CN113155240B (zh) 一种用于雷达物位计标定装置的全自动控制方法
AU2005303550B2 (en) Level sensor extracting its operating power from an indicating instrument
US11747187B2 (en) Method for generating a masking curve for a fill state measuring device
EP3835740A1 (en) A temperature determination device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination