DD224695A1

DD224695A1 - PROCESS STABILIZATION IN THE ABSENCE OF A STATUS OBSERVER

Info

Publication number: DD224695A1
Application number: DD26229784A
Authority: DD
Inventors: Peter Kraemer; Wolfgang Teichmann
Original assignee: Zittau Ing Hochschule
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1985-07-10

Abstract

Die Prozessstabilisierung bei Funktionsausfall eingesetzter Zustandsbeoachter bezieht sich auf die Rekonstruktion nichtmessbarer Zustandsvariabler sowie einer damit verbundenen Heranziehung dieser Variablen zur Stellgroessenberechnung entsprechender Regelsysteme und hat das Ziel, die anlagentechnische Zuverlaessigkeit technologischer Prozessablaeufe in der Volkswirtschaft sicherer zu gestalten. Das Wesen der Erfindung besteht darin, bei Ausfall der Rekonstruktionsergebnisse eine Stellgroessenberechnung auf der Basis messbarer Systemausgangssignale zu gewaehrleisten und damit eine Weiterfuehrung des technologischen Prozesses zu sichern. Zur Verwirklichung dieser Zielstellung gelangt ein Sicherheitsbaustein zur Anwendung.The process stabilization in the event of a functional failure of used condition monitors relates to the reconstruction of immutable state variables and an associated use of these variables for the manipulated variable calculation of corresponding control systems and has the goal of making the technical reliability of technological process sequences in the economy safer. The essence of the invention is, in case of failure of the reconstruction results to ensure a Stellgroessenberechnung on the basis of measurable system output signals and thus to ensure a continuation of the technological process. To achieve this objective, a security module is used.

Description

Title of the invention

Prozeßstabilisierung bei 3J¹UnICt ion saus fall eingesetzter Zustandsbeobachter.Process stabilization in 3J ¹ UnICt ion saus case used condition observer.

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich bei Anwendung von Beobachtern zur Rekonstruktion nicht.raeßbarer Zustandsvariabler sowie einer damit verbundenen Heranziehung "die'ser'Variablen: aür Stellgrößenberechnung entsprechender Regelsysteme auf die Stabilisierung industrieller verfahrenstechnischer ProzeQabläufe bei Punktionsausfall der eingesetzten Zustandsbeobachter.The invention relates to the use of observers for the reconstruction of nicht.raeßbarer state variables and an associated use of "die'ser'Variablen: aurstellgröße calculation of appropriate control systems on the stabilization of industrial procedural ProzeQabläufe puncture failure of the state observers used.

Characteristic of the known technical solutions

Regelverfahren, technologischer Prozesse, die auf der Konzeption des Zustandsraumes beruhen, fordern- Im allgemeinen die volle Verfügbarkeit des Zustandsvektors. Zur Gewährleistung dieser Forderung können Beobachter eingesetzt werden.Control methods, technological processes based on the conception of the state space generally demand the full availability of the state vector. Observers can be deployed to meet this requirement.

Bei IPunktionsausfall eingesetzter Beobachter ist es möglich; daß über die Stellgrößenberechnung der Prozeß mit unkorrekten Werten geführt bzw. eine Stellgrößenberechnung nicht durchführbar ist und der Prozeß abrupt vom Regler getrennt wird.It is possible for observers deployed in case of IP failure; that via the manipulated variable calculation, the process is performed with incorrect values or a manipulated variable calculation is not feasible and the process is abruptly disconnected from the controller.

Entsprechende Verfahren zur Neutralisierung einer derartigen Situation im Zusammenhang mit der Anwendung von Zustandsbeobachtern sind zur Zeit nicht nachweisbar.Corresponding methods for neutralizing such a situation in connection with the application of state observers are currently not detectable.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die anlagentechnische Zuverlässigkeit technologischer Prozeßabläufe in der Volkswirtschaft sicherer zu gestalten.The aim of the invention is to make the technical reliability of technological processes in the economy safer.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ausfall von Rekonstruktionsergebnissen der bei Beobachteranwendungen in erster Linie vorgesehenen Ergebnisse der Rekonstruktion nichtmeßbarer Zustandsvariabler eine Stellgrößenberechnung auf der Basis meßbarer Systemausgangssignale zu gewährleisten und damit eine Weiterführung des technologischen Prozesses zu sichern. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Erweiterung der Regeleinrichtung durch Erweiterung des Zustandsbeobachters dergestalt erfolgt, daß der nach dem Beobachter eingefügte und gleichzeitig mit dem Prozeß verbundene Sicherheitsbaustein entsprechend seiner entwickelten Signalverknüpfung eine automatische Umschaltung auf meßbare Systemausgangssignale ermöglicht und damit unkontrollierte Weiterführungen technologischer Verfahrensprozesse vermieden werden.The invention is based on the object, in case of failure of reconstruction results of observer applications primarily intended results of the reconstruction of non-measurable state variables to ensure a manipulated variable calculation on the basis of measurable system output signals and thus to ensure a continuation of the technological process. This object is achieved in that an extension of the control device by extension of the state observer takes place in such a way that the inserted after the observer and at the same time connected to the process safety device according to its developed signal combination allows automatic switching to measurable system output signals and thus avoid uncontrolled continuation of technological processes become.

Embodiment ·

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

Figur 1 Erweiterung der Regeleinrichtung durch Sicherheit sbaus te in (SBS)FIG. 1 Extension of the Control Device by Safety Building in (SBS)

Figur 2 Sicherheitsbaustein in modularer Darstellung Figur 3 Zustandsrekonstruktion mit SicherheitsbausteinFigure 2 Security module in a modular representation Figure 3 state reconstruction with security block

Figur 4 Realisierung Sicherheitsbaustein mit mikrtrelek--tronische.m Schaltkreiseleraent (MS).FIG. 4 Implementation of a safety component with microelectronic.m switching circuitry (MS).

Figur 5 Sicherheitsbaustein MS-industrielle Realisierung,FIG. 5 safety module MS-industrial implementation,

Beobachteranwendungen sehen in erster Linie eine Rekonstruktion nichtmeßbarer Zustandsvariabler vor. Bei Ausfall dieser Rekonstruktionsergebnisse ist eine Stellgrößenberechnung auf der Basis meßbarer Systeraausgangssignal.e ..._; zu gewährleisten und damit eine Weiterführung des technologischen Prozesses zu sichern.Observer applications primarily provide a reconstruction of non-measurable state variables. In case of failure of these reconstruction results, a manipulated variable calculation on the basis of measurable Systeraausgangssignal.e ... _; ensuring the continuation of the technological process.

Die Erweiterung der Regeleinrichtung wird unter diesem Gesichtspunkt durch die Erweiterung des Beobachters mittels eines Sicherheitsbausteins realisiert (Fig. 1). Der in Reihenschaltung nach dem Beobachter eingefügte und gleichzeitig mit dem Prozeß verbundene Sicherheitsbaustein (Fig. 2) bildet ein Differenzsignal X^ aus rekonstruierten (Eingangsklemme E 1) und meßbaren (Eingangsklemme E 2) Systemausgangssignal. Bei Funktionsausfall des Beobachters entspricht dieses Signal einem Nullsignal. Der Sicherheitsbaustein wird dadurch veranlaßt, nur das meßbare Systemausgangssignal zur Weiterberechnung der Stellgrößen an den Regler auszugeben. Die Zustandsrekonstruktion und das Einfügen dieses Bausteins wird mit Figur 3 gezeigt. Er ist, wie in den Figuren 4 und 5 verdeutlicht, mikroelektronisch umsetzbar.The extension of the control device is realized in this aspect by the extension of the observer by means of a security module (Fig. 1). The inserted and connected in series to the observer at the same time connected to the process safety module (Fig. 2) forms a difference signal X ^ from the reconstructed (input terminal E 1) and measurable (input terminal E 2) system output signal. In the event of a malfunction of the observer, this signal corresponds to a zero signal. The safety module is thereby caused to output only the measurable system output signal for further calculation of the manipulated variables to the controller. State reconstruction and insertion of this device is shown in FIG. It is, as shown in Figures 4 and 5 illustrates microelectronic feasible.

Claims

invention claim

1. Process stabilization in case of puncture failure deployed state observer, characterized in that an extension of the control device by extension of the state observer takes place in such a way that the inserted after the observer and at the same time connected to the process safety device according to its developed signal combination allows automatic switching to measurable system output signals and thus uncontrolled Continuation of technological processes can be avoided.

4 ".

drawings