DE10023821A1

DE10023821A1 - Optimisation of electric filters enables increase in separation power and/or reduction in power consumption to be achieved

Info

Publication number: DE10023821A1
Application number: DE10023821A
Authority: DE
Inventors: Norbert Gras
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-04-12

Abstract

The method involves adapting the power supply to changing process conditions and inhomogeneous charge and dust distribution in the filter, thereby changing the breakdown properties within a short time interval, esp. at high current densities, as achieved by the use of IGBTs. Under stable conditions in the electric filter the electrical power is reduced to save energy.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum optimierten Betrieb eines Elektrofilters, wobei wenigstens eine Größe des Filterprozesses, bspw. die Amplitu de des Primärstroms oder die Entionisierungszeit nach einem Filterdurchschlag, durch eine Steuerung oder Regelung ver stellbar ist, und wobei im Rahmen der Optimierung die Verän derung einer anderen, mess- oder berechenbaren Größe des Fil terprozesses in einer vorgegebenen Richtung angestrebt wird, bspw. eine Erhöhung der Abscheideleistung und/oder eine Er niedrigung des Energieverbrauchs.The invention is directed to a method and a direction for the optimized operation of an electrostatic filter, whereby at least one size of the filter process, for example the amplitudes de of the primary current or the deionization time after one Filter breakdown, by a control or regulation ver is adjustable, and in the course of the optimization the changes a different, measurable or calculable size of the fil process in a given direction, For example, an increase in the separation performance and / or a Er low energy consumption.

Elektrofilter finden in den vielfältigsten, technischen Pro zessen Verwendung zur Entstaubung von Gasen. Hierbei wird ein Paket von Abscheideelektroden in dem Gasstrom angeordnet, und zwischen diesen Elektroden werden vorzugsweise drahtförmige Sprühelektroden eingefügt, wobei zwischen den elektrisch je weils parallel geschalteten Sprühelektroden einerseits und den Abscheideelektroden andererseits eine hohe Gleichspannung in der Größenordnung von etwa 50-150 kV angelegt wird. Hierdurch werden die Gasmoleküle ionisiert und geben sodann ihre Ladung an die in dem Gasstrom enthaltenen Staubteilchen ab, welche negativ aufgeladen werden und dadurch zu dem posi tiv geladenen Teil der Elektroden gezogen werden. Dort können sie durch Vibration oder durch Abstreifeinrichtungen gelöst werden und fallen sodann nach unten in eine Staubsammelvor richtung.Electrostatic filters can be found in the most diverse, technical pro zessen use for dedusting gases. Here is a Package of deposition electrodes arranged in the gas stream, and between these electrodes are preferably wire-shaped Spray electrodes inserted, each between the electrically spray electrodes connected in parallel on the one hand and the deposition electrodes, on the other hand, a high DC voltage is applied in the order of about 50-150 kV. As a result, the gas molecules are ionized and then give their charge to the dust particles contained in the gas stream which are negatively charged and thereby lead to the posi tiv charged part of the electrodes are pulled. There you can they are solved by vibration or by wiping devices and then fall down into a dust collector direction.

Mit diesem Prinzip lassen sich die unterschiedlichsten Parti kel aus den verschiedensten Gasströmen abscheiden, woraus al lerdings je nach Einsatzfall stark schwankende Betriebspara meter für ein Elektrofilter resultieren. Ein besonders wich tiger Faktor hierbei ist, dass bei einer hohen Konzentration von elektrisch leitfähigen Partikeln in dem Gasstrom gehäuft Durchschläge zwischen benachbarten Elektroden stattfinden können, wobei nach jedem Durchschlag die Spannung des Elekt rofilters für eine Zeitspanne von einigen Millisekunden abge schaltet werden muss, damit der Lichtbogen erlischt und sich die übermäßige Ionenkonzentration in dem Durchschlagsgebiet abbauen kann. Während dieser Phase sinkt die Abscheide leistung des Elektrofilters deutlich ab, so dass Durchschläge nach Möglichkeit vermieden werden sollten.With this principle the most different parties can be separate from various gas flows, from which al depending on the application, however, operating fluctuations fluctuate greatly meters for an electrostatic filter result. A particularly important The main factor here is that at a high concentration of electrically conductive particles in the gas stream Breakdowns take place between adjacent electrodes can, with the voltage of the elect rofilters for a period of a few milliseconds must be switched so that the arc extinguishes and turns itself the excessive ion concentration in the breakdown area can degrade. During this phase, the deposit drops performance of the electrostatic filter significantly, so that breakdowns should be avoided if possible.

Eine Maßnahme hierfür wäre die Reduzierung der Filterspan nung, jedoch sinkt auch damit die Abscheideleistung des Elektrofilters ab. Um diese konkurrierenden Anforderungen an das Elektrofilter zu erfüllen, die beide in dem Wunsch nach einer möglichst hohen Abscheiderate münden, muss die Filter spannung und dazu auch der Filterstrom möglichst feinfühlig vorgegeben werden. Dies erfolgte bislang derart, dass je nach Einsatzfall des betreffenden Elektrofilters Schätzwerte für die zulässige Filterspannung und den damit verknüpften Fil terstrom festgelegt wurden und sodann diese Größen mit kon ventionellen Regelungskreisen auf diese Sollwerte eingeregelt wurden. Eine derartige Maßnahme ist jedoch ungenau, da bei industriellen Prozessen die Zusammensetzung des Gases und der Anteil verschiedener Partikel in dem Gasstrom starken Schwan kungen unterworfen sein kann, was von einer fest eingestell ten Regelung nicht berücksichtigt werden kann. Dabei können langsam sich ändernde Betriebsparameter gegebenenfalls von dem Betriebspersonal manuell eingestellt werden; kurzzeitige Schwankungen, wie sie insbesondere in Stahlwerken beim Durch blasen von Sauerstoff durch den Konverter auftreten können, können jedoch im Rahmen einer derartigen, manuellen Steuerung keine Berücksichtigung finden. Die Folge ist, dass die Ab scheideleistung des Elektrofilters stark sinkt, so dass even tuell mehrere Filter hintereinander geschalten werden müssen, um die Einhaltung von vorgegebenen Emissionsgrenzwerten zu garantieren. Die hierfür erforderlichen Installationskosten wie auch die Energiekosten können zu einer nicht unbeträcht lichen Verteuerung des betreffenden industriellen Verfahrens beitragen.One measure for this would be to reduce the filter chip However, this also reduces the separation efficiency of the Electrostatic precipitators. To meet these competing requirements to meet the electrostatic filter, both in the desire for the highest possible separation rate, the filter must voltage and also the filter current as sensitive as possible be specified. So far, this has been done depending on Use of the electrostatic filter in question Estimated values for the permissible filter voltage and the associated fil ter current were determined and then these quantities with con conventional control loops are adjusted to these target values were. However, such a measure is inaccurate because industrial processes the composition of the gas and the Proportion of different particles in the gas stream strong swan can be subject to what is set by a permanent regulation cannot be taken into account. You can slowly changing operating parameters of if necessary be set manually to the operating personnel; short-term Fluctuations, as they occur particularly in steelworks blowing oxygen through the converter can occur can, however, under such a manual control not considered. The result is that the Ab cutting capacity of the electrostatic filter drops sharply, so that even several filters have to be connected in series, to ensure compliance with specified emission limit values to guarantee. The installation costs required for this as well as the energy costs can not be neglected The industrial process concerned becomes more expensive contribute.

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik re sultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein gat tungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass ein optimierter Betrieb auch bei kurzzeitig schwankenden Betriebsbedingungen des Elektrofil ters sichergestellt werden kann.From the disadvantages of the prior art described re results in the problem initiating the invention, a gat Proper method and a generic device to train in such a way that an optimized operation also with briefly fluctuating operating conditions of the electrofil ters can be ensured.

Die Lösung dieses Problems gelingt im Rahmen eines erfin dungsgemäßen Verfahrens dadurch, dass nach vorgegebenen Lern strategien eine adaptive Anpassung der Sollwertvorgaben für die Stellgröße(n) an konkrete und/oder geänderte Betriebsbe dingungen vorgenommen wird.This problem is solved within the framework of an invent method according to the invention in that according to predetermined learning strategies an adaptive adjustment of the target values for the manipulated variable (s) to specific and / or changed operating conditions conditions is made.

Im Gegensatz zum Stand der Technik werden gemäß der vorlie genden Erfindung die Sollwertvorgaben für die von einer Steu erung oder Regelung beeinflussbaren Stellgrößen nicht kon stant gehalten und allenfalls sporadisch von einer Bedienper son geändert, sondern es findet ständig eine Anpassung an die aktuellen Betriebsbedingungen statt. Dadurch wird das erfin dungsgemäße Elektrofilter in die Lage versetzt, unverzüglich auf Änderungen der Zusammensetzung des Gases und/oder der daraus abzuscheidenden Partikel zu reagieren, so dass der je weils optimale Betriebspunkt angestrebt wird. Hierbei soll der Begriff "Lernstrategie" in der weitesten Form aufgefasst werden, das heißt, es wird aus messbaren Größen des Elektro filters ein Beurteilungskriterium ermittelt, beispielsweise die Häufigkeit des Auftretens von Filterdurchschlägen und von Folgedurchschlägen, und anhand einer vorgegebenen Strategie wird versucht, durch Beeinflussung des Sollwertes für die Stellgröße dieses Kriterium zu optimieren. Dies ist eine Ver allgemeinerung des neuronalen Lernbegriffs, als im vorliegen den Fall die Regelstrecke in Form des Elektrofilters durch Bildung des Beurteilungskriteriums anhand von Messsignalen des Filters in das lernende Netz einbezogen ist. Die Gesamt anordnung aus Regelstrecke, gegebenenfalls Regler und Steue rungslogik "lernt", ihren jeweiligen Betrieb auch bei den un terschiedlichsten Bedingungen stets unter Optimierung eines vorgegebenen Kriteriums einzurichten. Somit wird ein zusätz licher Freiheitsgrad des Systems geschaffen, der es erlaubt, statt fest vorgegebener Sollwerte für elektrische Filterpara meter ein anderes Kriterium wie beispielsweise eine maximale Abscheideleistung und/oder eine Erniedrigung des Energie verbrauchs zu verwenden. Natürlich kann das zu optimierende Kriterium auch eine komplexe Gestalt aufweisen, beispielswei se als gewichtete Summe mehrerer Einzelkriterien od. dgl.In contrast to the prior art according to the present Invention, the setpoint for a tax control parameters that cannot be influenced or regulated kept constant and at times sporadically by an operator son changed, but it constantly finds an adaptation to the current operating conditions instead. This is how it is invented enabled electrostatic precipitators immediately to changes in the composition of the gas and / or the particles to be separated therefrom react so that the because optimal operating point is sought. Here should the term "learning strategy" in its broadest form be, that is, it becomes from measurable quantities of the electrical filters determines an assessment criterion, for example the frequency of filter breakdowns and Follow-up breakthroughs and based on a predetermined strategy an attempt is made to influence the setpoint for the Optimizing the manipulated variable of this criterion. This is a ver generalization of the neural learning concept than in the present the case through the controlled system in the form of the electrostatic filter Formation of the assessment criterion based on measurement signals of the filter is included in the learning network. The total Arrangement from the controlled system, controller and control if necessary logic "learns" to operate their respective company at the un different conditions always under optimization of one set up the specified criterion. Thus an additional created degree of freedom of the system, which allows instead of fixed setpoints for electrical filter para another criterion, such as a maximum Separation performance and / or a reduction in energy to use. Of course, this can be optimized Criterion also have a complex shape, for example se as a weighted sum of several individual criteria or the like

Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Lernprozess zyk lisch durchlaufen wird. Da der vorgegebene Lernprozess auf grund einer Vielzahl erforderlicher Berechnungen vergleichs weise komplex ist, lässt er sich nur schwer als kontinuier lich arbeitende Analogrechenschaltung implementieren, viel mehr sollte nach jedem Optimierungsschritt dem System Gele genheit gegeben werden, sich an dem neuen Betriebspunkt zu stabilisieren, um sodann zuverlässige Messungen anstellen zu können für eine weitere Optimierung. Hierdurch werden Insta bilitäten innerhalb des Systems vermieden. Außerdem ist sol chermaßen bei konstanten Betriebsbedingungen eine Verschlech terung des zur Optimierung verwendeten Beurteilungskriteriums ausgeschlossen.It has proven beneficial that the learning process is cyclical is going through. Because the given learning process is based on due to a large number of computations required is complex, it is difficult to describe it as continuous Implement analog arithmetic circuit, a lot the system gels should be more after each optimization step be given the opportunity at the new operating point stabilize in order to then take reliable measurements can for further optimization. As a result, Insta bilities within the system avoided. In addition, sol a deterioration under constant operating conditions the assessment criterion used for optimization locked out.

Ein weiteres besonderes vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist, dass bei jedem Lernschritt wengistens zwei voneinander unabhängig gewonnene Messwerte miteinander verknüpft werden, um einen neuen Wert für die Stellgröße(n) zu erhalten. In der Praxis erweist sich ein Elektrofilter als komplexe Regelstre cke, da Schwankungen in der Zusammensetzung des Gasstroms und der daraus abzuscheidenden Partikel zumeist kaum vorhersagbar sind. Um so wichtiger ist es, im Rahmen einer die Betriebsbe dingungen des Filters optimierenden Lernstrategie möglichst viele Informationen über den aktuellen Betriebszustand be rücksichtigen zu können. Beispielsweise ist das Verhalten des Elektrofilters hinsichtlich Abscheidegrad und Energie verbrauch abhängig von der Ionisierungsfähigkeit des durch strömenden Gases einerseits, aber auch von der Leitfähigkeit der abzuscheidenden Partikel andererseits. Da diese Betriebs bedingungen völlig unabhängig voneinander sein können, erfor dert eine gute Optimierung wenigstens eine zweidimensionale Information über die aktuellen Betriebsbedingungen. Es ist Aufgabe des Entwicklungsingenieurs, zwei voneinander unabhän gige Messsignale zu finden, die sich auf die unterschiedli chen Randbedingungen wie Zusammensetzung des Gases einerseits und Beschaffenheit der Staubpartikel andererseits transfor mieren und somit eine für jeden Betriebsfall treffende Opti mierung zulassen.Another particularly advantageous feature of the invention is that at each learning step there are at least two of them independently measured values are linked to each other, to get a new value for the manipulated variable (s). In the In practice, an electrostatic filter proves to be a complex rule because of fluctuations in the composition of the gas flow and the particles to be separated from it are mostly hardly predictable are. It is all the more important in the context of a business Learning strategy that optimizes the conditions of the filter lots of information about the current operating status to be able to take into account. For example, the behavior of the Electrostatic precipitators with regard to degree of separation and energy consumption depending on the ionization capacity of the flowing gas on the one hand, but also on the conductivity the particles to be separated on the other hand. Since this operating conditions can be completely independent of each other good optimization is at least two-dimensional Information about the current operating conditions. It is The task of the development engineer, two independent of each other to find common measurement signals that relate to the different boundary conditions such as the composition of the gas on the one hand and the nature of the dust particles on the other hand transfor and thus an opti for every operating case Allow lubrication.

Hierbei können die voneinander unabhängigen Messwerte aus un terschiedlichen Messgrößen einerseits gewonnen werden wie beispielsweise Filterspannung und -strom vor einem Durch schlag, oder sie werden durch unterschiedliche Veränderung wenigstens eines Betriebsparameters ermittelt, um nicht nur den Absolutwert einer Übertragungsfunktion zu ermitteln, son dern auch deren Steigung. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, denselben Betriebsparameter nach einem Zeitintervall zu messen, um nicht nur dessen absolute Größe, sondern auch sein zeitliches Verhalten bestimmen zu können; letzteres Ver fahren ist bspw. bei der Bestimmung von größeren Zeitparame tern, insbesondere der Entionisierungszeit, von Bedeutung, da kürzere Einschwingvorgänge infolge der zyklischen Abarbeitung durch eine reine Messung oder Mittelwertbildung kaum erfasst werden können.The independent measurement values from un Different measurands can be obtained on the one hand like for example, filter voltage and current before a through beat, or they will change through different determined at least one operating parameter, not only to determine the absolute value of a transfer function, son but also their slope. Another option is there therein the same operating parameter after a time interval to measure not only its absolute size, but also to be able to determine his temporal behavior; the latter ver Driving is, for example, when determining larger time parameters ters, especially the deionization time, is important because shorter settling processes due to the cyclical processing hardly recorded by a pure measurement or averaging can be.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Verknüpfung der zwei voneinander unabhängig gewonnenen Messwerte anhand empi risch gefundener Regeln erfolgt. Da - wie oben bereits ausge führt - die Regelstrecke im Fall eines Elektrofilters auf grund unvorhersagbarer Änderungen der Randbedingungen wie Zu sammensetzung des Gases und der Staubpartikel sowie Dichte derselben durch ihr Übertragungsverhalten nicht ausreichend beschrieben werden kann, fehlt ein Ansatzpunkt für eine Mo dellbildung der Strecke, welche durch eine mathematisch fass bare Regler- oder Steuerfunktion optimal geregelt werden könnte. In Ermangelung eines Modells bleibt keine andere Mög lichkeit als die Implementierung von vergleichsweise allge meinen, jedoch aufgrund von Erfahrungen in allen denkbaren Betriebssituationen gültigen Regeln.It is within the scope of the invention that the linkage of the two independently obtained measurements based on empi rules found. There - as outlined above leads - the controlled system in the case of an electrostatic filter due to unpredictable changes in the boundary conditions such as Zu composition of the gas and dust particles as well as density their transmission behavior is insufficient a starting point for a Mo is missing dell formation of the route, which can be mathematically summarized bbar controller or control function can be optimally regulated could. In the absence of a model, there is no other option as the implementation of comparatively general mean, but based on experience in all conceivable Rules applicable to operating situations.

Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Verknüpfungsregeln auf vorzugsweise unscharfe Mengen angewen det werden, die aus den unabhängig voneinander gewonnen Mess werten gebildet sind. Solchenfalls werden die möglichen Werte der Messgrößen vorzugsweise in gewichteter Form einzelnen Wertebereichen zugeordnet, und diese Wertemengen dienen als Eingangsgrößen für die unterschiedlichsten, empirisch gewon nen Regeln, so dass je nach Betriebszustand die Regelung bzw. Sollwertvorgabe einer oder mehreren der im Rahmen des erfin dungsgemäßen Verfahrens implementierten Regeln folgt, während die übrigen Regeln als in dem betreffenden Betriebsfall nicht zutreffend vollständig oder überwiegend ausgeblendet werden.The invention can be further developed in that the Apply linking rules to preferably fuzzy quantities be determined from the measurement obtained independently of one another values are formed. In such a case, the possible values of the measured variables, preferably in a weighted form Assigned ranges of values, and these sets of values serve as Input variables for the most diverse, empirically won rules so that, depending on the operating state, the control or Setpoint specification of one or more of the inventions According to the method implemented rules follows while the other rules are not as in the operating case in question be completely or predominantly hidden.

Um die Funktion einer Schnittstelle zwischen den verschiede nen Messwerten einerseits bzw. einem Sollwert für die Stell größe und anderseits den empirisch gewonnen und implementier ten Regeln erfüllen zu können, sollten die an der Verknüpfung beteiligten, unscharfen Mengen linguistischen Werten linguis tischer Variablen der zu verknüpfenden Messwerte bzw. des zu bildenden Sollwerts für die Stellgröße entsprechen. Hierbei können beispielsweise folgende unscharfe Mengen zu einer lin guistischen Variablen eines Messwerts gebildet werden: nega tiv groß (NM), negativ (N), etwa-null (Z), positiv (P), posi tivgroß (PM). Natürlich können als linguistische Werte auch andere Mengen verwendet werden; hierbei ist dem Entwicklungs ingenieur weitgehend freie Hand gelassen. Diese unscharfen Mengen bilden dann die Definitions- oder Ausgangsbereiche, denen die unterschiedlichen Regeln zugeordnet sind. Die An wendung dieser Regeln führt sodann wiederum zu einer oder mehreren unscharfen Mengen der linguistischen Variablen für den Sollwert der Stellgröße, welche wiederum die Schnittstel le für die Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals dar stellt.To function as an interface between the various measured values on the one hand or a setpoint for the size and on the other hand the empirically won and implemented To be able to meet the ten rules, the link involved, fuzzy sets of linguistic values linguis table variables of the measured values to be linked or the corresponding setpoint for the manipulated variable. Here can, for example, the following fuzzy amounts to a lin guistic variables of a measured value are formed: nega tiv large (NM), negative (N), about-zero (Z), positive (P), positive tive size (PM). Of course, as linguistic values too other quantities are used; here is the development largely left the engineer free. This blurry Sets then form the definition or starting areas, to which the different rules are assigned. The An Applying these rules then leads to an or several fuzzy sets of linguistic variables for the setpoint of the manipulated variable, which in turn is the interface le for the generation of a corresponding output signal poses.

Der Zugehörigkeitsgrad eines Messwerts zu einer der unschar fen Mengen der betreffenden linguistischen Variablen wird durch sogenannte Zugehörigkeitsfunktionen festgelegt, die so zusagen eine Information darüber enthalten, in welchem Umfang das für eine unscharfe Menge charakteristische Merkmal von dem betreffenden Messwert erfüllt wird. Obwohl diese Zugehö rigkeitsfunktionen nahezu beliebige Gestalt aufweisen können, hat sich zur Verminderung des Rechenaufwands eine Vereinfa chung dahingehend bewährt, dass als Zugehörigkeitsfunktionen für die unscharfen Mengen der linguistischen Variablen Drei ecksfunktionen und/oder Trapezfunktionen verwendet werden. Bei einer Normierung der unterschiedlichen Zugehörigkeits funktionen dahingehend, dass für jeden Messwert die gesamte Zugehörigkeit zu allen unscharfen Mengen mit 1 festgesetzt wird, bieten dreieckförmige Zugehörigkeitsfunktionen den Vor teil, dass jeder Messwert anhand der Erfüllungsgrade der ver schiedenen unscharfen Mengen eindeutig identifizierbar ist und somit eine jeweils individuelle Behandlung erfahren kann. The degree of belonging of a measured value to one of the fuzzy fen sets of the relevant linguistic variables determined by so-called membership functions that so commitments contain information about the extent to which the characteristic of a fuzzy set of the relevant measured value is met. Although these belongings can have almost any shape, has a simplification to reduce the computing effort proven that as membership functions for the fuzzy sets of the linguistic variable three corner functions and / or keystone functions are used. With a standardization of the different affiliations functions in such a way that the entire Belonging to all unsharp quantities set at 1 triangular membership functions offer the advantage part that each measured value based on the degree of fulfillment of the ver different fuzzy amounts is clearly identifiable and can therefore experience individual treatment.

Deshalb sollten Trapezfunktionen vorzugsweise nur in Randbe reichen der betreffenden Messwerte verwendet werden, um hier beispielsweise die in vielen Fällen nur theoretisch möglichen Messwerte bis ± ∞ in die Regelung einzubinden.Therefore, trapezoidal functions should preferably only be used in Randbe range of the measured values in question are used here for example those that are only theoretically possible in many cases Integrate measured values up to ± ∞ in the control.

Um von der durch die Verknüpfung erhaltenen, linguistischen Variablen für den Sollwert der Stellgröße zu einem konkreten Sollwert zu gelangen, sieht die Erfindung vor, dass die lin guistische Variable für die Reglerausgangsgröße in ein schar fes Reglerausgangssignal transformiert wird. Dieses Ausgangs signal kann von einem nachgeschalteten Regler- und/oder An steuerungsbaustein in herkömmlicher Technik verarbeitet wer den, um in dem gewünschten Umfang Einfluss auf das Elektro filter auszuüben.To get from the linguistic obtained through the link Variables for the setpoint of the manipulated variable for a specific one To arrive at the desired value, the invention provides that the lin Guistic variable for the controller output variable in a sharp fes controller output signal is transformed. This output signal can be from a downstream controller and / or on Control module processed in conventional technology to influence the electrical to the desired extent exercise filter.

Um aus den empirisch gewonnenen und im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens angewendeten Regeln einen möglichst opti malen Sollwert für die Stellgröße zu erhalten, kann die Transformation der linguistischen Reglerausgangsvariable in ein scharfes Reglerausgangssignal anhand des Schwerpunktes ihrer von null ungleichen, linguistischen Werte vorgenommen werden. Sofern mehrere Regeln gleichzeitig und in unter schiedlichem Grade zur Anwendung gelangen, so können durch die erfindungsgemäße Maßnahme gegebenenfalls voneinander ab weichende Handlungsanweisungen dadurch in eben demjenigen Grade Berücksichtigung finden, wie die den Regeln zugrunde liegenden linguistischen Werte der Messergebnisse erfüllt wa ren.To derive from the empirically obtained and within the scope of the invention according to the procedure applied, the most optimal possible to obtain the nominal value for the manipulated variable can Transformation of the linguistic controller output variable into a sharp controller output signal based on the center of gravity of their non-zero linguistic values become. Provided several rules at the same time and in under of varying degrees can be used the measure according to the invention may differ from one another softening instructions for action in precisely that Just take into account how the rules are based lying linguistic values of the measurement results wa wa ren.

Wie oben bereits ausgeführt, können die im Rahmen des erfin dungsgemäßen Verfahrens benötigten, voneinander unabhängigen Messwerte sich auf unterschiedliche, physikalische Größen be ziehen, was jedoch einerseits einen erhöhten Aufwand für Sen soren mit sich bringt und andererseits nicht unbedingt zu dem gewünschten Erfolg führen muss, da manche physikalische Grö ßen in vielen Betriebszuständen oder immer miteinander ver koppelt sind und somit keine voneinander unabhängigen Infor mationen wiedergeben. Deshalb sieht die Erfindung vor, dass die voneinander unabhängigen Messwerte durch Veränderungen der Stellgröße(n) gewonnen werden. Hierbei werden die vonein ander unabhängigen Messwerte auf dieselbe, physikalische Grö ße bezogen, jedoch bei unterschiedlichen Betriebszuständen bzw. Arbeitspunkten des Elektrofilters gemessen. Diese unter schiedlichen Arbeitspunkte werden dadurch herbeigeführt, dass die von außen beeinflussbare Stellgröße in geringem, jedoch deutlich messbaren Umfang variiert wird, wobei der Grad und insbesondere die Richtung der Änderung des Betriebsverhaltens ermittelt werden kann. Mit anderen Worten, man kann nicht nur den Absolutwert einer Übertragungsfunktion des Elektrofil ters, sondern auch deren Gradienten erkennen und sieht daher deutlich, in welchem Arbeitbereich sich das Elektrofilter ge rade befindet. Bei einer geeigneten Auswertung dieser Messer gebnisse können hiermit dieselben oder möglicherweise bessere Ergebnisse erzielt werden als mit der Erfassung voneinander unabhängiger, physikalischer Größen.As already explained above, those within the scope of the inventions independent of each other required Measured values relate to different physical quantities pull, which on the one hand increases the effort for Sen brings with it sensors and on the other hand not necessarily to that desired result must lead, because some physical size eats in many operating states or always with each other are coupled and therefore no independent information play back. Therefore, the invention provides that the mutually independent measured values through changes the manipulated variable (s) can be obtained. Here are the of each other other independent measured values to the same physical size related, but with different operating conditions or operating points of the electrostatic filter are measured. This under different working points are brought about by the fact that the manipulated variable, which can be influenced from outside, is small, however clearly measurable scope is varied, the degree and especially the direction of change in operating behavior can be determined. In other words, you can't just the absolute value of a transfer function of the electrofil ters, but also recognize and see their gradients clear in which work area the electrostatic filter is located rade is located. With a suitable evaluation of these knives results may be the same or possibly better Results are achieved as with capturing each other independent, physical quantities.

Dieses soeben beschriebene Verfahren basiert darauf, dass der Betriebspunkt des Filters vorübergehend in definierter Rich tung um ein geringes Maß verschoben wird und die Reaktion der zu optimierenden Größe gemessen oder berechnet wird. Diese Methode entspricht einer Linearisierung des Übertragungsver haltens des Elektrofilters in dem betreffenden Arbeitspunkt, wobei die Stellgröße als Eingangsgröße und die zu optimieren de Größe, bspw. die elektrische Leistung oder die Partikel emission, als Ausgangsgröße betrachtet wird. Wenn auch mit dieser Vorgehensweise kein detaillierteres Modell der Regel strecke entworfen wird, so ist doch zumindest eine treffende Aussage über das Verhalten der zu optimierenden Größe bei ei ner Veränderung der Stellgröße möglich.This procedure just described is based on the fact that the Operating point of the filter temporarily in a defined range tion is shifted by a small amount and the reaction of the size to be optimized is measured or calculated. This The method corresponds to a linearization of the transmission ver holding the electrostatic filter in the working point concerned, taking the manipulated variable as an input variable and optimizing it de size, for example the electrical power or the particles emission, is considered as the output variable. If with this approach is not a more detailed model of the rule route is designed, so it is at least a fitting one Statement about the behavior of the size to be optimized at ei possible change of the manipulated variable.

Die verschiedenen Betriebspunkte können dadurch angesteuert werden, dass die Stellgröße(n) um 0,5 bis 5%, vorzugsweise 1 bis 2%, gegenüber der Ausgangslage verstellt wird (werden). Solchenfalls bleibt das Elektrofilter nahe bei seinem zuletzt eingeregelten Arbeitspunkt und wird sozusagen nur differen tiell aus diesem Arbeitspunkt verschoben, so dass das Be triebsverhalten durch diese Verschiebungen auch im Falle ei ner Verschlechterung der zu optimierenden Größe nicht erheb lich beeinträchtigt wird. Andererseits kann mit feinfühligen Sensoren und ggf. durch eine anschließende Auswertung der Messergebnisse, bspw. durch Mittelwertbildung über ein aus reichend lang bemessenes Zeitintervall, eine verlässliche Aussage darüber getroffen werden, welche Auswirkungen die Veränderung der Stellgröße auf die zu optimierende Größe hat.The various operating points can thus be controlled be that the manipulated variable (s) by 0.5 to 5%, preferably 1 up to 2%, compared to the starting position. In this case, the electrostatic filter stays close to its last one set working point and will only differ, so to speak tiell shifted from this working point, so that the Be drive behavior through these shifts also in the case of egg ner deterioration of the size to be optimized does not increase is impaired. On the other hand, with sensitive Sensors and possibly by a subsequent evaluation of the Measurement results, for example by averaging over an long enough time interval, a reliable Statement about what impact the Change the manipulated variable to the size to be optimized.

Um vergleichbare Aussagen über das Betriebsverhalten des Elektrofilters in unterschiedlichen Arbeitspunkten treffen zu können, ist ferner vorgesehen, dass mehrere Betriebspunkte angesteuert werden, indem die Stellgröße(n) jeweils um etwa denselben Betrag erhöht bzw. erniedrigt wird (werden). Hier durch werden beide Möglichkeiten einer Veränderung der Stell größe wie auch die Beharrung derselben auf dem bereits vorher eingestellten Wert der Nachprüfung unterzogen, so dass auch stabile Arbeitspunkte erkannt werden können und nicht die Ge fahr des Wegdriftens aus diesem Arbeitspunkt besteht.To make comparable statements about the operating behavior of the Electrostatic filters apply in different working points can, it is also provided that several operating points can be controlled by the manipulated variable (s) by about the same amount is increased or decreased. Here through both possibilities of changing the position size as well as the persistence of the same on the previously set value subjected to the review, so that too stable working points can be recognized and not the Ge Drives away from this working point.

Die Erfindung empfiehlt ferner, dass die vorübergehende Ver änderung des Betriebspunktes mindestens über einen Zeitraum aufrechterhalten wird, den ein Gasmolekül vom Filtereingang bis zur Opazitätsmessung benötigt. Dieses Zeitintervall, das sich durch Division aus den Filterdimensionen einerseits und der Gasgeschwindigkeit andererseits ermitteln lässt, beträgt im allgemeinen etwa 0,2 bis 5 Sekunden, vorzugsweise 0,5 bis 3 Sekunden, insbesondere etwa 1 Sekunde. Während dieses Zeit raums wird einerseits dem Elektrofilter Gelegenheit gegeben, in den neuen Arbeitspunkt stabil einzuschwingen, und außerdem kann ein von Störungen weitgehend freier Messwert dadurch ge schaffen werden, dass im Rahmen einer Mittelwertbildung zu fällige Störungen weitgehend ausgeblendet werden. Bspw. dau ert ein Durchschlag mit der anschließenden Entionisierungs phase nur einige Millisekunden, so dass bei einem Messinter vall von einer Sekunde der Einfluss eines einzigen Durch schlags stark relativiert wird. Durch Mittelwertbildung der Messwerte über ein derart langes Zeitintervall ist es bspw. möglich, die Häufigkeit von Durchschlägen in dem Messinter vall bzw. deren gesamten Einfluss auf die Effektivwerte der gemessenen, elektrischen Größen zu bestimmen.The invention further recommends that the temporary ver change of the operating point at least over a period of time is maintained by a gas molecule from the filter inlet needed to measure opacity. This time interval that by dividing the filter dimensions on the one hand and on the other hand, the gas velocity can be determined generally about 0.2 to 5 seconds, preferably 0.5 to 3 seconds, especially about 1 second. During this time On the one hand, the electrostatic precipitator is given the opportunity to to steadily settle into the new working point, and also a measurement value that is largely free of interference can be will create that as part of averaging due disruptions are largely hidden. E.g. lasting a breakthrough with the subsequent deionization phase only a few milliseconds, so that with a measuring interval vall of a second the influence of a single through is sharply relativized. By averaging the For example, it is measured values over such a long time interval. possible the frequency of breakthroughs in the measurement interval vall or their total influence on the effective values of the measured electrical quantities.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Auswertung der voneinander unabhängigen Messergebnisse dahingehend, dass die Richtung und der Grad der Veränderung der zu optimierenden Größe als Reaktion auf die vorübergehende Verschiebung des Betriebspunktes gemessen oder berechnet wird. Sofern die zu optimierende Größe nicht direkt gemessen werden kann, bspw. die Durchschlagshäufigkeit, so wird sie gemäß diesem Merkmal doch aus den Messergebnissen rechnerisch bestimmt, um eine Vorhersage über den Grad der Optimierung direkt anhand des vorgesehenen Beurteilungskriteriums vornehmen zu können.The method according to the invention includes the evaluation of the independent measurement results in that the Direction and the degree of change in the optimization Size in response to the temporary shift of the Operating point is measured or calculated. If the too optimizing size cannot be measured directly, e.g. the breakthrough frequency, it is according to this characteristic but calculated from the measurement results to one Prediction of the degree of optimization directly based on the the intended assessment criterion.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die gewonnenen Infor mationen über das Verhalten der zu optimierenden Größe in be stimmten Betriebspunkten in einer Datenbank hinterlegt wer den. Damit können immer wiederkehrende Messungen ein und des selben Betriebspunktes und damit ein ständiges "Zappeln" der Stellgröße vermieden werden, und die Aktualisierung der Mess werte muss nur dann erfolgen, wenn sich bspw. in einem zu nächst stabilen Arbeitspunkt trotz unveränderter Stellgröße die zu optimierende Größe verändert und damit signalisiert, dass eine Veränderung der Betriebsbedingungen eingetreten ist. Sofern eine Veränderung der zu optimierenden Größe nicht zu erkennen ist, können in größeren Zeitabständen Probemes sungen anhand des oben beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden, um die unveränderte Gültigkeit der vorgewählten Stellgröße zu bestätigen oder zu optimieren. It is within the scope of the invention that the information obtained mations about the behavior of the size to be optimized in be agreed operating points in a database the. This means that recurring measurements can be performed on and off same operating point and thus a constant "fidget" of Control variable can be avoided, and the update of the measurement Values only have to be made if, for example, the next stable working point despite unchanged manipulated variable changes the size to be optimized and thus signals that a change in operating conditions occurred is. Unless a change in the size to be optimized can be seen, probes can be carried out at larger intervals Solutions carried out using the method described above to the unchanged validity of the preselected Confirm or optimize the manipulated variable.

Sofern sich während der Optimierung der Stellgrößenvorgabe eine Einstellung ergibt, bei der das Verhalten des Elektro filters in hinsichtlich der Stellgröße nach ünten und/oder nach oben verschobenen Arbeitspunkten in der Datenbank abge speichert ist, so können die für die Optimierung benötigten Informationen über das Verhalten des Elektrofilters dieser Datenbank entnommen werden, was allerdings voraussetzt, dass der aktuelle Arbeitspunkt hinsichtlich der Stellgröße wie auch hinsichtlich der zu optimierenden Größe mit entsprechen den, abgespeicherten Werten nahezu vollständig übereinstimmt. Als Beurteilungskriterium hierfür kann die Abweichung be stimmt und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wer den.Provided that during the optimization of the manipulated variable specification gives a setting in which the behavior of the electro filters in regarding the manipulated variable downwards and / or working points shifted upwards in the database is saved, so the ones needed for the optimization Information about the behavior of the electrostatic precipitator Database are taken, which however presupposes that the current operating point with regard to the manipulated variable such as also with regard to the size to be optimized almost completely corresponds to the stored values. The deviation can be used as an assessment criterion for this true and compared with a predetermined limit the.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich verschiedene Optimierungsstrategien bei Elektrofiltern realisieren. Im Rahmen einer ersten Ausführungsform kann eine Maximierung der Koronaleistung angestrebt werden, um den Abscheidegrad zu op timieren, wobei als Stellgröße hierfür die Amplitude des Pri märstroms des Elektrofilters verwendbar ist. Wie eingangs be reits ausgeführt wurde, kann eine maximale Staubabscheidung erreicht werden, indem bei optimaler Durchschlagshäufigkeit die maximal erreichbare Filterspannung bzw. ein maximaler Filterstrom eingestellt wird. Eine optimale Einstellung ist demnach eine Gratwanderung zwischen einer zu großen und einer zu kleinen Amplitude des Primärstroms, in beiden Fällen sinkt die Koronaleistung ab. Um dies zu vermeiden, kann eine gewis se Durchschlagshäufigkeit toleriert werden, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nicht exakt vorgegeben zu werden braucht, sondern sich zur Optimierung der vorgegebenen Kriterien frei einstellen kann.Various can be achieved with the method according to the invention Implement optimization strategies for electrostatic filters. in the A first embodiment can maximize the Coronal performance should be aimed at to achieve the degree of separation time, the amplitude of the Pri the current of the electrostatic filter can be used. As at the beginning maximum dust separation can be achieved can be achieved by using an optimal penetration frequency the maximum achievable filter voltage or a maximum Filter current is set. An optimal setting is therefore a tightrope walk between one too big and one too small amplitude of the primary current, decreases in both cases the coronal power. To avoid this, a certain puncture rate tolerated within the scope of the However, the method according to the invention is not exactly predetermined are needed, but to optimize the given Can set criteria freely.

Eine andere Regelungsprämisse kann darin bestehen, dass eine Minimierung der Folgedurchschläge angestrebt wird, um die Leistungsaufnahme des Elektrofilters zu optimieren, und dass als Stellgröße hierfür die Entionisierungszeit nach einem Durchschlag verwendet wird. Die Entionisierungszeit ist die jenige Zeit, die nach einem erkannten Durchschlag abgewartet wird, bis der vorübergehend reduzierte Sollwert für den Pri märstrom entlang einer Rampe wieder hochgefahren wird, um das Elektrofilter wieder in Betrieb zu nehmen. Je kürzer die Ent ionisierungszeit gewählt wird, umso schneller kann die Staub abscheidung wieder aufgenommen werden, andererseits ist das Risiko eines Folgedurchschlags infolge einer zu hohen Ionen konzentration zwischen den Elektroden des Elektrofilters im Bereich des Durchschlags erhöht, und sofern ein Folgedurch schlag auftritt, muss abermals die Entionisierungszeit abge wartet werden, was sich äußerst negativ auf die Abscheide leistung des Elektrofilters auswirkt. Auch hier ist somit im Rahmen des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens ein schmaler Grat zu beschreiten, um eine optimale Leistungsauf nahme des Elektrofilters und damit einen möglichst hohen Ab scheidegrad zu erreichen.Another regulatory premise can be that a The aim is to minimize the follow-up losses Optimize the power consumption of the electrostatic filter, and that the deionization time after a Punch is used. The deionization time is that the time that waits for a detected breakthrough until the temporarily reduced setpoint for the Pri märstrom is ramped up again along a ramp to the Put the electrostatic filter back into operation. The shorter the Ent ionization time is selected, the faster the dust separation to be resumed, on the other hand that is Risk of subsequent breakdown due to excessive ions concentration between the electrodes of the electrostatic precipitator Range of breakthrough increased, and provided a follow through shock occurs, the deionization time must be reduced again be waiting, which is extremely negative for the deposition performance of the electrostatic filter. So here is also in Within the scope of the optimization method according to the invention to walk a fine line to achieve optimal performance Taking the electrostatic filter and thus the highest possible to achieve a degree of separation.

Andererseits ist naturgemäß eine hohe Leistungsaufnahme des Elektrofilters auch mit einem großen Energieverbrauch verbun den, und deshalb besteht eine andere Optimierungsstrategie darin, dass die Einhaltung eines Emissionsgrenzwerts bei mi nimaler Koronaleistung angestrebt wird, um die Wirtschaft lichkeit des Elektrofilters zu optimieren. Diese Strategie kann evtl. durch eine Modifikation eines oder beider der vor ab beschriebenen Optimierungskriterien erfolgen, indem nicht eine absolute Maximierung der Leistungsaufnahme des Elektro filters angestrebt wird, sondern sogar eine Minimierung der selben, wobei als Randbedingung allerdings die Einhaltung vorgeschriebener Emissionsgrenzwerte Vorrang hat. Dies ist eine weitere Stufe der Betriebsoptimierung eines Elektrofil ters, da nun nicht mehr einfach eine Maximierung des Abscheide degrads gefordert wird, sondern bspw. in Phasen, wo der Gas zustrom bereits vergleichsweise sauber ist, die Leistungsauf nahme des Elektrofilters entsprechend gedrosselt wird, so dass in diesen Phasen Energie gespart werden kann. On the other hand, a high power consumption of the Electrostatic precipitators are also connected with a large energy consumption and therefore there is a different optimization strategy that compliance with an emission limit at mi nimal coronal achievement is aimed at the economy optimize the electrostatic precipitator. This strategy can possibly be modified by one or both of the above from described optimization criteria take place by not an absolute maximization of the electrical power consumption filter is sought, but even a minimization of same, but as a boundary condition, however, compliance overrides the prescribed emission limit values. This is a further stage of optimizing the operation of an electrostatic precipitator ters, since the separation is no longer simply maximized degradation is required, but for example in phases where the gas inflow is already comparatively clean, the power consumption Taking the electrostatic filter is throttled accordingly, so that energy can be saved in these phases.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeig nete Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine zyklisch arbei tende Einrichtung zur Vorgabe eines Sollwertes für die Stell größe(n) anhand einer Verknüpfung von zwei unabhängig vonein ander gewonnenen Messwerten.One suitable for carrying out the method according to the invention Nete device is characterized by a cyclical work End device for specifying a setpoint for the control size (s) based on a combination of two independently of one another other measured values.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird der Sollwert für die Stellgröße(n), der bspw. durch einen Regler und/oder eine An steuerschaltung in das Elektrofilter eingeprägt wird, durch eine zyklisch arbeitende Einrichtung stufenweise an einen Idealwert herangeführt, bei welchem das Optimierungskriterium bestmöglich erfüllt ist. Dieses kann - wie oben bereits aus geführt - entweder eine Maximierung der Leistungsaufnahme des Elektrofilters sein, um den Abscheidegrad auf das absolute Maximum zu erhöhen, oder aber eine Minimierung der Leistungs aufnahme bei gleichzeitiger Einhaltung eines Emissionsgrenz wertes, um die Leistungsaufnahme des Filters zu reduzieren und daher dessen Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Eine der artige, sukzessive Optimierung kann erreicht werden, indem eine entsprechende Lernstrategie, wie sie im Rahmen des er findungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden ist, in der zyklisch arbeitenden Einrichtung derart implementiert ist, dass ausgehend von zwei voneinander unabhängig gewonnenen Messwerten bei jedem Einstellzyklus ein neuer, verbesserter Sollwert für die Stellgröße(n) gefunden wird. Die erfindungs gemäße Einrichtung ist zu diesem Zweck mit wenigstens einer Einrichtung zur Messwerterfassung gekoppelt, wobei diese Kopplung auch indirekt über eine oder mehrere, zwischenge schaltete Einrichtungen bspw. zur Messwertspeicherung, verarbeitung oder -auswertung erfolgen kann. In der erfin dungsgemäßen Einrichtung ist ferner eine Verknüpfungsschal tung enthalten, und zwar entweder hardwaremäßig aufgebaut und/oder softwaremäßig implementiert, mit der die voneinander unabhängig gewonnenen Messwerte derart verkoppelt werden, dass sich daraus ein Sollwert für die Stellgröße ableiten lässt, welcher in das Elektrofilter eingeprägt werden kann. Durch die Art der Verknüpfung kann dabei sichergestellt wer den, dass die stabilen Arbeitspunkte der Gesamtanordnung in den angestrebten, optimalen Betriebszustand verlegt werden, so dass die Gesamtanordnung die Tendenz zeigt, stets, d. h. unter allen denkbaren Betriebsbedingungen, in diesen optima len Betriebszustand hineinzulaufen.According to the teaching of the invention, the setpoint for the Manipulated variable (s), for example by a controller and / or an on Control circuit is impressed in the electrostatic filter a cyclical device gradually to one Ideal value introduced, at which the optimization criterion is fulfilled as best as possible. This can - as already stated above managed - either maximizing the power consumption of the Electrostatic precipitators to reduce the degree of separation to the absolute Increase maximum, or minimize performance recording while maintaining an emission limit worth to reduce the power consumption of the filter and therefore improve its economy. One of the like, successive optimization can be achieved by a corresponding learning strategy, as described in the context of the he inventive method has been described in the cyclically operating device is implemented in such a way that starting from two independently obtained Measured values with every setting cycle a new, improved one Setpoint for the manipulated variable (s) is found. The fiction appropriate device is for this purpose with at least one Coupled device for data acquisition, this Coupling also indirectly via one or more intermediate switched devices, for example for storing measured values, processing or evaluation can take place. In the invent device according to the invention is also a combination scarf tion included, either hardware-based and / or implemented in software with which each other measured values obtained independently are coupled in such a way that a setpoint for the manipulated variable can be derived from this leaves, which can be stamped into the electrostatic filter. The type of link can ensure who that the stable operating points of the overall arrangement in the desired, optimal operating condition is relocated, so that the overall arrangement tends to always, i.e. H. under all conceivable operating conditions, in these optima running into the operating state.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zyklisch arbeiten de Einrichtung zur Vorgabe eines Sollwertes für die Stellgrö βen) als Fuzzy-Logiksystem ausgebildet ist. Derartige Syste me sind in besonderem Umfang dafür geeignet, empirisch gefun dene Regeln auf mehrere, vorzugsweise zwei Eingangsgrößen an zuwenden und daraus ein oder mehrere Ausgangssignale zu er zeugen, die sodann als Sollwerte für den/die beeinflussbaren Stellgrößen verwendet werden. Hierbei bieten die im Rahmen von Fuzzy-Systemen verwendeten, unscharfen Mengen gegenüber einfachen Software-Lösungen mit auf scharfe Mengenbereiche der Eingangsgrößen angewendeten Regeln den Vorteil einer kon tinuierlichen Verstellbarkeit der als Sollwertvorgabe verwen deten Ausgangsgröße, wodurch Schwingungen innerhalb des Sys tems vermieden werden können.It is within the scope of the invention that they work cyclically de Device for specifying a setpoint for the manipulated variable βen) is designed as a fuzzy logic system. Such a system Me are particularly suitable for this, empirically found their rules to several, preferably two input variables and turn it into one or more output signals testify, which then serve as target values for the person (s) that can be influenced Control variables can be used. The offer in the frame blurred amounts used by fuzzy systems simple software solutions with sharp quantity ranges the rules applied the advantage of a con Use the continuous adjustability as a setpoint output variable, which causes vibrations within the sys tems can be avoided.

Einer Verbesserung der Betriebseigenschaften der erfindungs gemäßen Vorrichtung dienlich ist ferner eine Weiterbildung dahingehend, dass das Fuzzy-Logiksystem eine relationale Mam dani-Struktur aufweist. Solchenfalls ist eine echte Implemen tierung von empirisch gefundenen Regeln möglich, im Gegensatz zu der prinzipiell auch denkbaren Realisierung als funktiona ler Fuzzy-Baustein nach dem Reglerkonzept von Sugeno, Takagi und Kang, wobei die Ausgangsgrößen als Funktionen der Ein gangsgrößen gebildet werden, welche Funktionen den Konklusio nen der Regelbasis entsprechen. Zwar kann letzteres System rechentechnische Vorteile mit sich bringen, jedoch kann die Aufstellung der Konklusionsfunktionen Schwierigkeiten berei ten und zu unüberschaubaren Situationen führen, die aufgrund der differenzierten Betrachtung nicht optimal behandelt wer den. Dies liegt u. a. daran, dass hierbei die empirisch gefun denen Werte in mathematische Formeln umgesetzt werden müssen und dabei eine Konkretisierung erfahren, die nicht immer ih rem allgemeinen Bedeutungsinhalt gerecht wird, sondern zu sätzliche Informationen enthält, die sich in einzelnen Be triebspunkten günstig, in anderen dagegen weniger günstig auf das Optimierungsverfahren auswirken.An improvement in the operating characteristics of the Invention a further development is also useful in that the fuzzy logic system is a relational Mam dani structure. In such a case is a real implemen In contrast, empirically found rules are possible to the implementation, which is also conceivable in principle, as a function fuzzy module based on the controller concept from Sugeno, Takagi and Kang, the output quantities as functions of the input variables are formed, which functions the conclusion correspond to the rule base. Although the latter system bring technical advantages, but can List of conclusion functions and lead to confusing situations due to from the differentiated view who is not optimally treated the. This is u. a. that the empirically found which values have to be converted into mathematical formulas and experience a concretization that is not always rem general meaning, but to contains additional information that can be found in individual Be drive points cheap, others less favorable affect the optimization process.

Die Erfindung lässt sich weiterbilden durch einen Baustein zur vorübergehenden Verschiebung des Betriebspunktes des Elektrofilters zwecks Ermittlung voneinander unabhängiger Messwerte. Da die bspw. als Fuzzy-Baustein ausgebildete, zyk lisch arbeitende Sollwertvorgabeeinrichtung unabhängig von ihrer Struktur jeweils derart aufgebaut ist, dass sie einen für die Eingangsgrößen charakteristischen, scharfen Ausgangs wert bestimmt, ist zur probeweisen Verstellung des Arbeits punktes des Elektrofilters ein zusätzlicher Baustein erfor derlich. Dieser ist vorzugsweise unabhängig von der Fuzzy- Logik aufgebaut, da - wie im folgenden ausgeführt wird - in verschiedenen Betriebsbedingungen keine Verschiebung des Be triebspunktes des Elektrofilters zur Ermittlung der Messwerte erforderlich ist. Dieser Baustein kann daher im Rahmen einer die Fuzzy-Logik mit Informationen versorgenden Peripherie an gesteuert werden, wenn die als Eingangsgrößen für den Fuzzy- Baustein erforderlichen Informationen nicht anderweitig be schafft werden können.The invention can be further developed by means of a module to temporarily shift the operating point of the Electrostatic precipitators for the purpose of determining each other independently Readings. For example, since the fuzzy building block, zyk misch working setpoint input device independent of their structure is structured in such a way that they are one characteristic, sharp output for the input variables value determined, is for trial adjustment of the work point of the electrostatic filter, an additional component is required such. This is preferably independent of the fuzzy Logic built up, as - as will be explained in the following - in different operating conditions no shift of loading driving point of the electrostatic filter to determine the measured values is required. This module can therefore be part of a the fuzzy logic with information-providing peripherals can be controlled if the input variables for the fuzzy Do not otherwise use the block required information can be created.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Baustein zur vorü bergehenden Verschiebung des Betriebspunktes des Elektrofil ters als state machine ausgebildet ist. Eine derartige Ein richtung ist in der Lage, ausgehend von den vorgegebenen Be triebspunkten eine definierte Verstellung einzelner Parame ter, bspw. der Stellgröße(n), vorzunehmen, indem sie hierzu bspw. einen geeigneten Offset-Wert bestimmt, der mit dem von dem Fuzzy-Baustein erzeugten Ausgangssignal verknüpft werden kann, um den gewünschten Betriebspunkt einzustellen.It has proven to be favorable that the building block for continuous shift of the operating point of the electrofil ters is designed as a state machine. Such a one direction is able, starting from the given loading drive points a defined adjustment of individual parameters ter, e.g. the manipulated variable (s), by doing this For example, it determines a suitable offset value that matches that of the output signal generated by the fuzzy module can to set the desired operating point.

Die Verknüpfung der Ausgangssignale des Fuzzy-Bausteins und der state machine erfolgt vorzugsweise derart, dass diese Ausgangssignale an einem Summationspunkt additiv zusammenge führt sind. Diese Verknüpfung entspricht als linear unabhän gige, mathematische Funktion dem unabhängigen Betrieb von state machine und Fuzzy-Logik und sorgt dafür, dass die state machine auch ohne Kenntnis des von der Fuzzy-Logik erzeugten Ausgangssignals betrieben werden kann, was eine starke Ver einfachung der Schaltungsanordnung bedeutet.Linking the output signals of the fuzzy module and the state machine is preferably such that it Output signals additively combined at a summation point leads are. This link corresponds to being linearly independent mathematical function of the independent operation of state machine and fuzzy logic and ensures that the state machine even without knowledge of what is generated by the fuzzy logic Output signal can be operated, which is a strong Ver simplification of the circuit arrangement means.

Eine weitere Optimierung erfährt die erfindungsgemäße Vor richtung durch einen Baustein zur Begrenzung der Amplitude des Summensignals. Als Folge einer konsequenten Realisierung von empirischen Regeln im Rahmen einer Fuzzy-Logik könnte die Ausgangsgröße in besonderen Fällen auch Extremwerte annehmen, welche zwar zu einem lokalen Minimum des Optimierungskriteri ums führen, das sich jedoch global auf einem zu hohen Niveau befindet, und dessen Randmaxima durch die geringen Verstel lungen der state machine nicht überwunden werden können. Da sich derartige Einstellungen allenfalls in weitgehend unbe rechneten Randbereichen des Filterbetriebs ergeben können, kann hier durch die Begrenzung des Summensignals die Stell größe in einem überschaubaren Bereich gehalten werden, in welchem aufgrund der Erfahrung allenfalls ein einziger Ex tremwert der Optimierungsfunktion existiert. Wie im folgenden noch ausgeführt werden wird, müssen die Grenzwerte für den zulässigen Bereich des Summensignals nicht fest vorgegeben werden, sondern können im Rahmen der erfindungsgemäßen Vor richtung bspw. aus Messwerten oder sonstigen Informationen über das Elektrofilter bestimmt und immer wieder aktualisiert werden.The inventive method is further optimized direction by a block to limit the amplitude of the sum signal. As a result of consistent implementation of empirical rules in the context of fuzzy logic could In special cases, the output variable may also assume extreme values, which is a local minimum of the optimization criterion to lead, but that is too high globally is located, and its marginal maxima by the small adjustment lungs of the state machine cannot be overcome. There such attitudes at best in largely unbe calculated marginal areas of filter operation, the position can be limited by limiting the sum signal size can be kept within a manageable range which, based on experience, at most a single ex Extreme value of the optimization function exists. As below the limit values for the permissible range of the sum signal is not fixed be, but can be within the scope of the invention direction, for example from measured values or other information determined by the electrostatic filter and updated again and again become.

Eine günstige Struktur erhält die erfindungsgemäße Vorrich tung dadurch, dass das ggf. begrenzte Summensignal als Soll wertsignal einer Ansteuerschaltung für die Stellgröße zuge führt ist. Diese Ansteuerschaltung dient dem Zweck, der be einflussbaren Stellgröße den von der Fuzzy-Logik bestimmten und ggf. durch die state machine modifizierten, auf den zu lässigen Bereich begrenzten Sollwert einzuprägen. Der Aufbau der Ansteuerschaltung ist jeweils abhängig von der Art der zur Einflussnahme auf das Elektrofilter verwendeten Stellgrö ße.The device according to the invention is given a favorable structure tion that the possibly limited sum signal as a target value signal of a control circuit for the manipulated variable leads is. This drive circuit serves the purpose of be influencing manipulated variable determined by the fuzzy logic and possibly modified by the state machine, towards the in the permissible range of the limited setpoint. The structure the control circuit depends on the type of used to influence the electrostatic filter eat.

Eine besonders exakte Übereinstimmung des Istwertes der be einflussbaren Stellgröße mit dem vorgegebenen Sollwertsignal lässt sich erzielen, wenn der Istwert der Stellgröße zu dem Eingang eines Reglers zurückgekoppelt ist, dem als weiteres Eingangssignal das vorzugsweise von der Fuzzy-Logik bestimmte Sollwertsignal zugeführt wird. Eine derartige Teilschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt sicher, dass der vorgegebene Sollwert weitgehend unabhängig von dem jeweiligen Betriebspunkt des Elektrofilters stets mit allenfalls gerin gen Abweichungen eingeprägt wird, so dass für die erfindungs gemäße Optimierungsschaltung mit guter Nährung von dem Ideal fall ausgegangen werden kann, dass der im Rahmen der zykli schen Abarbeitung gefundene und ggf. modifizierte Sollwert bei dem nächsten Optimierungszyklus als Ausgangswert stabil eingestellt worden ist.A particularly exact match of the actual value of the be influenceable manipulated variable with the specified setpoint signal can be achieved if the actual value of the manipulated variable to the Input of a controller is fed back as another Input signal that is preferably determined by the fuzzy logic Setpoint signal is supplied. Such a subcircuit the device according to the invention ensures that the Predefined setpoint largely independent of the respective one Operating point of the electrostatic precipitator is always low deviations are impressed so that for the fiction appropriate optimization circuit with good approximation of the ideal case it can be assumed that the cyclical processing and possibly modified setpoint stable at the next optimization cycle as a starting value has been discontinued.

Besondere Vorteile bietet ein Regler zur Nachführung der Stellgröße, der als Zweipunktregler ausgebildet ist. Diese Reglerstruktur ist hinsichtlich des Entwurfs und der Dimensi onierung sowie des Aufbaus höchst einfach und arbeitet den noch stabil und zuverlässig und kann bei einer ausreichenden Dynamik der von dem Regler zwecks Beeinflussung der Stellgrö ße ansteuerbaren Energiequelle eine ausreichende Übereinstim mung zwischen Soll- und Istwertsignal gewährleisten.A controller for tracking the Actuating variable, which is designed as a two-point controller. This Regulator structure is regarding design and dimensions and the construction is extremely simple and works the still stable and reliable and can with sufficient Dynamics of the controller to influence the manipulated variable ß controllable energy source a sufficient agreement Guarantee between the setpoint and actual value signals.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ergänzt durch einen Speicher zur Hinterlegung von Informationen über das Verhal ten des Elektrofilters in bestimmten Betriebszuständen. Da sich in vielen Fällen der Betrieb des Elektrofilters zumin dest vorübergehend bei bestimmten Betriebszuständen einpen deln und stabilisieren wird, können bestimmte Betriebsparame ter für mehrere, aufeinanderfolgende Zyklen gespeichert wer den, so dass die state machine von dem permanenten Anfahren benachbarter Betriebszustände entlastet wird und dadurch das Sollwertsignal für die Stellgröße konstant auf den Optimal wert eingestellt bleibt. Hierdurch wird das Regelverhalten in dem durch das Optimierungskriterium gefundenen, stabilen Ar beitspunkt nicht permanent gestört, sondern das Elektrofilter kann in exakt diesem Zustand verbleiben, bis sich im Rahmen der auch zyklisch weiterhin durchgeführten Standardmessungen ohne Veränderung des Betriebszustandes eine Veränderung er gibt, welche ein wirkliches Indiz für geänderte Betriebsbe dingungen des Elektrofilters bildet und somit eine neue Mes sung der benachbarten Betriebspunkte zwecks Neubeginn einer Optimierungssequenz auslöst.The device according to the invention is supplemented by a Memory for storing information about the behavior ten of the electrostatic filter in certain operating states. There operation of the electrostatic precipitator in many cases at least temporarily in certain operating conditions certain operating parameters can stabilize and stabilize ter for several consecutive cycles the so that the state machine from the permanent start neighboring operating conditions is relieved and thereby Setpoint signal for the manipulated variable constant to the optimum value remains set. This changes the control behavior in the stable Ar found by the optimization criterion operating point is not permanently disturbed, but the electrostatic filter can remain in exactly this state until it is in the frame of the standard measurements that continue to be carried out cyclically a change without changing the operating state which is a real indication of changed operating conditions conditions of the electrostatic filter and thus a new measurement solution of the neighboring operating points in order to start anew Triggers optimization sequence.

Standardmäßig können sämtliche, voneinander abweichende Be triebszustände samt aller, betreffender Messergebnisse in dem erfindungsgemäßen Speicher hinterlegt werden. Dies wird da durch ermöglicht, dass der Speicher mit Sensoren des Elektro filters, bspw. für die Filterspannung gekoppelt ist. Dies kann über ein spezielles Ein-/Ausgabe-Modul erfolgen, dessen Anschlüsse für die Sensoren als Analogeingänge ausgebildet sind, denen Analog-Digital-Wandler nachgeschalten sind, wel che wiederum an einen gemeinsamen Datenbus angeschlossen sein können, über den sie ihren digitalen Inhalt in den Datenspei cher übertragen, sofern sie selektiv aktiviert werden. Natür lich sind auch eine Vielzahl anderer Hardwarestrukturen denk bar, um die Messwerte der verschiedenen Sensoren einlesen zu können. Jedoch sollte eine derartige Struktur gewählt werden, die eine hinreichende Dynamik aufweist, so dass bspw. Abtast raten von 1 ms oder weniger möglich sind und deren Ergebnisse kontinuierlich gespeichert werden können, um Durchschläge er kennen zu können und evtl. über den Verlauf der betreffenden Signale vor, während und nach einem Durchschlag weitere In formationen wie über die Betriebsbedingungen des Elektrofil ters gewinnen zu können. Auch ist solchenfalls eine schnelle Durchschlagsbehandlung möglich. By default, all different types of Be drive states including all relevant measurement results in the be stored according to the invention. This will be there through allows the memory with sensors of the electrical filters, for example, is coupled for the filter voltage. This can be done via a special input / output module, whose Connections for the sensors designed as analog inputs are, which are followed by analog-digital converter, wel che be connected to a common data bus through which they can store their digital content in the data storage transmitted if they are activated selectively. Of course A variety of other hardware structures are also conceivable bar to read in the measured values of the various sensors can. However, such a structure should be chosen which has sufficient dynamics so that, for example, sampling rates of 1 ms or less are possible and their results can be saved continuously to make copies to know and possibly about the course of the concerned Signals before, during and after a breakdown formations such as the operating conditions of the electrofil to be able to win. In this case, too, is a quick one Breakthrough treatment possible.

Neben den bereits beschriebenen Komponenten der erfindungsge mäßen Vorrichtung kann wenigstens eine Auswerteschaltung vor handen sein, die mit dem Speicher und/oder mit Sensoren des Elektrofilters, bspw. zwecks Bestimmung der Häufigkeit von Filterdurchschlägen, gekoppelt ist. Die reinen Signalspan nungsverläufe können weder in der ursprünglichen noch in der digitalisierten Form von sich aus als Informationssignal über bestimmte Filterzustände verwendet werden, sondern sie müssen zu diesem Zweck erst aufbereitet werden. Bspw. müssen plötz liche, sprungartige Spannungs- und/oder Stromabfälle erkannt und als Durchschläge identifiziert werden, worauf sodann eine vorbereitete Durchschlagsbehandlung durchgeführt werden kann. Eben diese Auswertung erfordert einen intelligenten Baustein, der bspw. mittels eines Mikroprozessors od. dgl. realisiert werden kann.In addition to the components of the fiction, already described According to the device, at least one evaluation circuit can be provided be with the memory and / or sensors of the Electrostatic precipitators, for example to determine the frequency of Filter breakthroughs is coupled. The pure signal chip Development of the history can neither in the original nor in the digitized form by itself as an information signal about certain filter conditions are used, but they must be prepared for this purpose. E.g. have to suddenly Liche, sudden voltage and / or current drops detected and identified as carbon copies, whereupon a prepared punch treatment can be performed. This evaluation requires an intelligent component, which is realized, for example, by means of a microprocessor or the like can be.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass die Steuerung und/oder die Auswerteschal tungen mit den Sensoren des Elektrofilters über optische Signalleitungen gekoppelt sind. Eben infolge der Filterdurch schläge können bei dem Elektrofilter sprungartige Veränderun gen des Erdpotentials ausgelöst werden, die bei einer galva nischen Kopplung der Sensoren an die Auswerteeinheit und/oder Steuerung zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung einzelner Module führen könnte. Dies kann durch die Übertragung der Messsignale über Lichtwellenleiter ausgeschlossen werden.Another special feature of the device according to the invention is that the controller and / or the evaluation scarf with the sensors of the electrostatic filter via optical Signal lines are coupled. Because of the filter Impacts can suddenly change in the electrostatic precipitator against the earth potential that are triggered by a galva African coupling of the sensors to the evaluation unit and / or Control to damage or even destroy individual Modules could lead. This can be done by transferring the Measurement signals via optical fibers are excluded.

Indem die Auswerteschaltung ausgangsseitig mit dem Speicher gekoppelt ist, können deren Ergebnisse ebenfalls in dem Spei cher hinterlegt werden. Somit ist eine wiederholte Berechnung von nicht messbaren Größen bspw. der Häufigkeit von Filter durchschlägen in einem gegebenen Zeitintervall, nicht erfor derlich, so dass die Auswerteschaltung zwischenzeitlich mit anderen Aufgaben betraut werden kann.By the evaluation circuit on the output side with the memory coupled, their results can also be found in the memory be deposited. So this is a repeated calculation of non-measurable quantities, e.g. the frequency of filters punctures in a given time interval, not needed derlich, so that the evaluation circuit in the meantime with other tasks can be entrusted.

Bspw. kann die Auswerteschaltung ausgangsseitig mit der Be grenzungsschaltung für das Sollwertsignal der Stellgröße ge koppelt sein, um hier nach einem vorgegebenen Algorithmus die Grenzwerte zu beeinflussen, bspw. bei einem drastischen An stieg der Filterdurchschläge in einem kurzen Zeitintervall.E.g. can the evaluation circuit on the output side with the Be limit circuit for the setpoint signal of the manipulated variable ge be coupled to the according to a predetermined algorithm To influence limit values, for example in the event of a drastic on the filter penetration increased in a short time interval.

Die in der Auswerteschaltung gewonnenen Erkenntnisse können weiterhin für eine Beeinflussung der Ansteuerelektronik für die Stellgröße verwendet werden, wenn der Ausgang der Auswer teschaltung mit einem entsprechenden Steuereingang der An steuerelektronik verbunden wird. Dadurch kann bspw. im Falle eines erkannten Durchschlags sofort der Leistungsteil einer auf die Stellgröße einwirkenden Energiequelle abgeschalten werden, um diese unverzüglich herunterzufahren oder zu dros seln und damit den durch den Durchschlag entstandenen Licht bogen zu löschen.The knowledge gained in the evaluation circuit can continue to influence the control electronics for the manipulated variable can be used when the output of the evaluator circuit with a corresponding control input of the An control electronics is connected. In this way, for example of a detected breakdown, the power section of a switch off the energy source acting on the manipulated variable to shut them down immediately or to dros and thus the light created by the breakdown clear bow.

Weitere Vorteile bietet eine Kopplung des Speichers mit der Fuzzy-Logik, so dass die hinterlegten Informationen von der Fuzzy-Logik abrufbar sind und als Ausgangswerte für die Fest legung des Sollwertes der Stellgröße herangezogen werden kön nen. Sofern sich das Elektrofilter in einer optimierten und stabilen Betriebsphase befindet, ermöglicht dieser Daten flusspfad die Versorgung der Fuzzy-Logik mit Eingangsdaten, ohne dass hierzu über die state machine in den stabilen Be trieb des Elektrofilter eingegriffen werden müsste.Coupling the memory with the offers further advantages Fuzzy logic so that the information stored by the Fuzzy logic are available and as output values for the fixed the setpoint of the manipulated variable can be used nen. If the electrostatic filter is in an optimized and stable operating phase, this enables data flow path supplying the fuzzy logic with input data, without using the state machine in the stable Be drive of the electrostatic filter would have to be intervened.

Andererseits muss die Fuzzy-Logik oder eine übergeordnete Steuerung auch mit der state machine gekoppelt sein, so dass nicht abgespeicherte Informationen über diese erzeugt werden können. Umgekehrt muss auch die Fuzzy-Logik Informationen darüber erhalten, ob die augenblicklich an ihren Eingängen festgestellten Messwerte einer Verschiebung des Betriebspunk tes zu negativeren oder positiveren Stellgrößen entsprechen.On the other hand, the fuzzy logic or a higher level Control also be coupled to the state machine so that information that has not been saved is generated can. Conversely, fuzzy logic also needs information about whether or not they are currently at their entrances determined measured values of a shift in the operating point correspond to more negative or more positive manipulated variables.

Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Anordnung eine Schnittstelle, über welche die Fuzzy-Logik mit einem Steuer gerät, insbesondere mit einem Computer, zur Eingabe und/oder Veränderung von Parametern, insbesondere der Regelbasis, ge koppelt oder koppelbar ist. Über ein derartiges Steuergerät kann ein direkter Zugang des Bedienungspersonals zu der Fuz zy-Logik des erfindungsgemäßen Systems geschaffen werden, so dass die in der Regelbasis enthaltenen, empirisch gefundenen Regeln in einzelnen, speziellen Anwendungsfällen durch ent sprechend der betreffenden Anwendung abgeänderte Regeln er setzt oder ergänzt werden können oder eine Umschaltung zwi schen verschiedenen Optimierungskriterien vorgenommen werden kann.Finally, the arrangement according to the invention comprises a Interface through which the fuzzy logic with a control device, in particular with a computer, for input and / or Change of parameters, especially the rule base, ge couples or can be coupled. Via such a control device direct operator access to the Fuz zy logic of the system according to the invention are created, so that the empirical found in the rule base Rules in individual, special applications by ent rules modified according to the application in question sets or can be supplemented or a switchover between various optimization criteria can.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Er findung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:Other characteristics, details, advantages and effects on the basis of the invention result from the following Description of a preferred embodiment of the Er and the drawing. Here shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anord nung; Fig. 1 is a block diagram of an arrangement according to the invention;

Fig. 2 die Struktur des Logikbausteins aus Fig. 1, ausge legt für eine Maximierung der Koronaleistung; FIG. 2 shows the structure of the logic module from FIG. 1, laid out for maximizing the coronal power;

Fig. 3 die Regelbasis der Logik nach Fig. 2; Fig. 3 shows the rule base of the logic of Fig. 2;

Fig. 4 die linguistische Variable einer Eingangsgröße der Logik nach Fig. 2; Fig. 4, the linguistic variable of an input of the logic of FIG. 2;

Fig. 5 die linguistische Variable der Ausgangsgröße der Logik nach Fig. 2; Fig. 5, the linguistic variable of the output of the logic of FIG. 2;

Fig. 6 eine andere Struktur des Logikbausteins aus Fig. 1, ausgelegt für eine Minimierung der Häufigkeit von Folgedurchschlägen; FIG. 6 shows another structure of the logic module from FIG. 1, designed for minimizing the frequency of subsequent breakdowns;

Fig. 7 die Regelbasis der Logik nach Fig. 6; Fig. 7 shows the rule base of the logic of Fig. 6;

Fig. 8 die linguistische Variable einer ersten Eingangs größe der Logik nach Fig. 6; Fig. 8, the linguistic variable of a first input size of the logic of FIG. 6;

Fig. 9 die linguistische Variable einer zweiten Eingangs größe der Logik nach Fig. 6; sowie Fig. 9, the linguistic variable of a second input size of the logic of FIG. 6; such as

Fig. 10 die linguistische Variable der Ausgangsgröße der Logik nach Fig. 6. Fig. 10, the linguistic variable of the output of the logic of Fig. 6.

In dem Blockschaltbild nach Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum optimalen Betrieb eines Elektrofilters 2 dargestellt. Das Elektrofilter 2 ist von bekanntem Aufbau mit plattenförmigen Abscheideelektroden und dazwischen angeordne ten, drahtförmigen Sprühelektroden, wobei zwischen diesen je weils untereinander parallelgeschaltenen Elektroden eine hohe Spannung U_fil von bspw. 50 kV angelegt ist, welche zu einer Ionisierung des durch das Elektrofilter strömenden Gases führt, wodurch in dem Gas enthaltene Staubpartikel negativ aufgeladen werden und dadurch zu den Abscheideelektroden ge zogen werden, wo sie sich festsetzen und in gewissen Zeitab ständen durch Rütteln oder durch sonstige Maßnahmen abge schieden werden.In the block diagram of FIG. 1, a device 1 according to the invention is shown for the optimal operation of an electric filter 2. The electrostatic precipitator 2 is of a known construction with plate-shaped separating electrodes and wire-shaped spray electrodes arranged between them, a high voltage U _fil of, for example, 50 kV being applied between these electrodes, which in each case are connected in parallel, which leads to ionization of the gas flowing through the electrostatic precipitator , whereby dust particles contained in the gas are negatively charged and are thus pulled to the separating electrodes, where they settle and are separated in certain time intervals by shaking or other measures.

Hierbei kann i. a. der Abscheidegrad T durch Erhöhung der Ko ronaleistung des Elektrofilters verbessert werden, wenn kein Rücksprühen auftritt. Denn die Wanderungsgeschwindigkeit der aufgeladenen Staubpartikel ist abhängig von den elektrischen Feldstärken in der Auflade- und in der Niederschlagszone, und diese Feldstärken sind wiederum proportional zur Filterspan nung U_fil und auch zum Filterstrom I_fil. Das Produkt aus Fil terstrom I_fil und -spannung U_fil, also die Leistungsaufnahme Pfil des Elektrofilters 2, ist demnach eine Größe, die den Ab scheidegrad T beeinflusst. Der Abscheidegrad T kann nähe rungsweise nach der folgenden Formel errechnet werden:
In this case, the degree of separation T can generally be improved by increasing the ronal power of the electrostatic filter if no back-spraying occurs. This is because the speed of migration of the charged dust particles depends on the electric field strengths in the charging and precipitation zones, and these field strengths are in turn proportional to the filter voltage U _fil and also to the filter current I _fil . The product of the filter current I _fil and voltage U _fil , that is to say the power consumption Pfil of the electrostatic filter 2 , is accordingly a variable which influences the degree of separation T. The degree of separation T can be calculated approximately using the following formula:

T = 1 - e^-(kP_fil)P T = 1 - e ^{- (kP _fil ) P}

Diese Funktion ist zur Charakterisierung der Filtereigen schaften in dem Schaltblock 2 für das Elektrofilter wiederge gebenen. Man ersieht aus dieser Kurvendarstellung, dass der Abscheidegrad T eine mit der Leistungsaufnahme P_fil des Elekt rofilters 2 monoton ansteigende Funktion ist, so dass ein erstes, mögliches Optimierungskriterium für den Betrieb des Elektrofilters 2 eine Maximierung der Leistungsaufnahme P_fil des Elektrofilters 2 ist.This function is used to characterize the filter properties in the switching block 2 for the electrostatic filter. It is seen from this graph that the separation t of the Elect 2 is a monotonically increasing function with the power consumption P _fil rofilters, so that a first, a possible optimization criterion for the operation of the electrostatic precipitator 2 to maximize the power P _fil of the electrostatic filter 2.

Andererseits erkennt man aus dieser Kurvendarstellung ferner, dass die Steigung der Kurve T (P_fil) mit wachsendem P_fil ständig abnimmt, somit bei dem Bestreben einer absoluten Maximierung der Leistungsaufnahme P_fil die zusätzliche Abscheidewirkung ΔT/T beständig sinkt und daher aus betriebswirtschaftlichen Gründen eine absolute Maximierung der Leistungsaufnahme P_fil des Elektrofilters 2 in Vielen Anwendungsfällen nicht sinn voll ist. Vielmehr kann stattdessen die Einhaltung von vorge gebenen Emissionsgrenzwerten als übergeordnetes Optimierungs kriterium verwendet werden, was etwa einem bestimmten endli chen Abscheidegrad T entspricht. Allerdings gilt dies nur nä herungsweise, da bei geringerer Staubbelastung des zu reini genden Gasstroms bereits mit einem niedrigeren Abscheidegrad T die Emissionsgrenzwerte eingehalten werden können als bei einem stark schmutzbefrachteten Gasstrom, so dass bei einer derartigen Optimierung nicht der Abscheidegrad T herangezogen werden sollte, sondern vielmehr die gemessenen Emissionswerte selbst. In diesem Fall besteht eine Randbedingung für die Op timierung des Filterbetriebs darin, dass die Leistungsaufnah me P_fil des Filters 2 minimiert werden soll.On the other hand, it can also be seen from this curve representation that the slope of the curve T (P _fil ) decreases continuously with increasing P _fil , so when the effort is made to maximize the power consumption P _fil, the additional separation effect ΔT / T steadily decreases and therefore one for economic reasons absolute maximization of the power consumption P _{fil of} the electrostatic filter 2 is not meaningful in many applications. Instead, compliance with specified emission limit values can be used as a higher-level optimization criterion, which corresponds approximately to a certain finite degree of separation T. However, this is only approximate, since with a lower dust level of the gas stream to be cleaned, the emission limit values can already be met with a lower separation rate T than with a heavily contaminated gas flow, so that with such an optimization the separation level T should not be used, but rather the measured emission values themselves. In this case, a boundary condition for the optimization of the filter operation is that the power consumption P _{fil of} the filter 2 should be minimized.

Unabhängig davon, ob nun eine Maximierung der Leistungsauf nahme P_fil des Elektrofilters 2 oder die Einhaltung eines Emissionsgrenzwertes bei gleichzeitiger Minimierung der Leis tungsaufnahme P_fil des Elektrofilters 2 angestrebt wird, ist als weitere Randbedingung für den praktischen Betrieb des Elektrofilters 2 weiterhin zu beachten, dass infolge der hohen Filterspannung U_fil von bspw. 50 kV in unregelmäßigen Zeitab ständen Spannungsdurchschläge zwischen den benachbarten Elektroden auftreten, die durch zufällige Ansammlungen von leitfähigen Staubpartikeln und/oder durch eine lokal erhöhte Konzentration von ionisierten Gasmolekülen ausgelöst werden können. Derartige Filterdurchschläge lassen sich nicht ver meiden, sondern müssen bei dem Filterbetrieb als gegeben hin genommen werden. Die einzige Möglichkeit besteht darin, die Häufigkeit derartiger Filterdurchschläge möglichst stark her abzusetzen, da bei jedem Durchschlag die Filterspannung U_fil für eine gewisse Zeit, die sog. Entionisierungszeit t_eion, he runtergefahren werden muss, damit einerseits der durch den Überschlag ausgelöste Lichtbogen gelöscht wird, und ferner die lokal erhöhte Konzentration von ionisierten Gasmolekülen Gelegenheit hat, um sich abzubauen, so dass Folgedurchschläge nicht zu befürchten sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfin dung wird vorgeschlagen, hierbei auf zwei Parameter Einfluss zu nehmen, nämlich einerseits über den Filterstrom I_fil, um die Filterspannung U_fil etwa an der Filterdurchschlagsgrenze zu führen, wo die Häufigkeit von Durchschlägen gerade noch nicht heraufgesetzt ist, und andererseits durch eine adaptive Anpassung der Entionisierungszeit t_eion auch diesen Parameter so kurz als möglich zu wählen, ohne dass eine Häufung von Folgedurchschlägen auftritt. Beide Optimierungskonzepte die nen dem Zweck, die Leistungsaufnahme P_fil des Elektrofilters 2 und damit den Abscheidegrad T zu maximieren. Für den oben an gesprochenen Fall, wo nicht eine maximale Abscheideleistung T, sondern nur eine dem vorgegebenen Emissionsgrenzwert ent sprechende Abscheideleistung T angestrebt wird, kann durch die Bildung eines übergeordneten Beurteilungskriteriums die Bedeutung des rechnerisch ermittelten Wertes für die Leis tungsaufnahme P_fil reduziert und statt dessen durch einen Emissionsmesswert ersetzt werden.Regardless of whether maximizing Leistungsauf takeover P _fil the electrostatic filter 2 or compliance with an emission limit value while minimizing the amount of power receptive P _fil the electrostatic filter 2 is sought, is still a further constraint for the practical operation of the electrostatic filter 2 to note that As a result of the high filter voltage U _fil of, for example, 50 kV, voltage breakdowns occur between the neighboring electrodes in irregular time intervals, which can be triggered by random accumulations of conductive dust particles and / or by a locally increased concentration of ionized gas molecules. Such filter breakthroughs can not be avoided ver, but must be taken as given in the filter operation. The only possibility is to reduce the frequency of such filter breakdowns as much as possible, since with each breakdown the filter voltage U _fil must be reduced for a certain time, the so-called deionization time t _eion , so that the arc triggered by the flashover is extinguished , and also the locally increased concentration of ionized gas molecules has the opportunity to degrade, so that subsequent breakthroughs are not to be feared. Within the scope of the present invention, it is proposed to influence two parameters, namely, on the one hand, via the filter current I _fil in order to guide the filter voltage U _fil approximately at the filter breakdown limit, where the frequency of breakdowns has not yet been increased, and on the other hand by adaptively adapting the deionization time t _eion , this parameter should also be selected as short as possible without an accumulation of subsequent breakdowns occurring. Both optimization concepts serve the purpose of maximizing the power consumption P _{fil of} the electrostatic filter 2 and thus the degree of separation T. In the case mentioned above, where the aim is not to achieve a maximum separation capacity T but only a separation capacity T corresponding to the specified emission limit value, the importance of the arithmetically determined value for the power consumption P _fil can be reduced by the formation of a superordinate assessment criterion and instead be replaced by an emission measurement.

In beiden Fällen werden diese Parameter dem Elektrofilter 2 über einen entsprechenden Wert des Filterstroms Ifil mitge teilt, der sich wiederum als Reaktion auf die Vorgabe eines Primärstroms I_prim einstellt. Dieser Primärstrom I_prim ent spricht der Amplitude des Ausgangsstroms eines vorzugsweise mit IGBT's (isolated gate bipolar transistor) aufgebauten Wechselrichters 3, der vorzugsweise aus einem Netzgleichrich ter mit nachgeschaltetem Zwischenkreiskondensator gespeist wird. Der Wechselrichter 3 ist vorzugsweise als zweiphasige H-Brückenschaltung aufgebaut mit vier IGBT's und diesen je weils parallel geschaltenen Freilaufdioden, wobei in dem Querzweig die Primärwicklung eines Hochspannungstransforma tors 4 eingeschalten ist. Durch eine wechselnde Taktung der jeweils diagonalen Transistoren der Wechselrichter- Brückenschaltung 3 wird der Primärwicklung des Hochspannungs transformators 4 ein alternierender Primärstrom I_prim einge prägt, dessen einzelne Stromblöcke etwa Rechteck- oder Tra pezgestalt aufweisen, mit der Amplitude I_prim. Nach der Trans formierung dieses Stromsignals auf das Spannungsniveau Ufll des Elektrofilters 2 wird aus den sekundärseitig am Hochspan nungstransformator 4 abgegebenen Stromblöcken durch einen nachgeschaltenen Brückengleichrichter 5 ein näherungsweise konstanter Filterstrom I_fil erzeugt, der noch durch eine nicht dargestellte Drossel geglättet werden kann. Im Rahmen des Hochspannungstransformators 4 findet neben der Spannungsum setzung auch eine galvanische Trennung statt, so dass bei Spannungsdurchschlägen auftretende Potentialdifferenzen in der Umgebung des Elektrofilters 2 gegenüber dem Massepotenti al des Wechselrichters 3 nicht zu Störungen der erfindungsge mäßen Vorrichtung 1 führen.In both cases, these parameters are communicated to the electrostatic filter 2 via a corresponding value of the filter current Ifil, which in turn occurs in response to the specification of a primary current I _prim . This primary current I _prim corresponds to the amplitude of the output current of an inverter 3 , preferably constructed with IGBTs (isolated gate bipolar transistor), which is preferably fed from a line rectifier with a downstream intermediate circuit capacitor. The inverter 3 is preferably constructed as a two-phase H-bridge circuit with four IGBTs and these each because parallel-connected freewheeling diodes, the primary winding of a high-voltage transformer 4 being switched on in the shunt arm. By changing the clocking of the diagonal transistors of the inverter bridge circuit 3 , the primary winding of the high-voltage transformer 4 is an alternating primary current I _prim , whose individual current blocks have a rectangular or trapezoidal shape, with the amplitude I _prim . After the trans formation of this current signal to the voltage level Ufll of the electrostatic filter 2 , an approximately constant filter current I _{fil is} generated from the secondary blocks on the high-voltage voltage transformer 4 by a downstream bridge rectifier 5 , which can still be smoothed by a choke (not shown). In the context of the high-voltage transformer 4 , in addition to the voltage conversion, galvanic isolation also takes place, so that potential differences occurring in the vicinity of the electrostatic filter 2 in the event of voltage breakdowns do not lead to faults in the device 1 according to the invention, in relation to the mass potential of the inverter 3 .

An dem Elektrofilter 2 können verschiedene Sensoren angeord net sein, um dessen ordnungsgemäßen Betrieb zu überwachen und Messwerte für die Optimierung des Filterbetriebs zu erhalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorge sehen, hierfür Spannungssensoren für die Filterspannung U_fil vorzusehen und eingangsseitig mit verschiedenen Elementen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu koppeln. Hierbei findet diese Kopplung vorzugsweise über Lichtwellenleiter 6 statt, da diese unempfindlich gegenüber durchschlagsbedingten Poten tialsprüngen in der Umgebung des Elektrofilters 2 sind und somit auch einen Schutz für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bilden.Various sensors can be arranged on the electrostatic filter 2 in order to monitor its proper operation and to obtain measured values for the optimization of the filter operation. Within the scope of the present invention, it is particularly provided to provide voltage sensors for the filter voltage U _fil for this purpose and to couple them on the input side to various elements of the device 1 according to the invention. This coupling takes place preferably via optical waveguide 6 , since these are insensitive to breakdown-related potential tial jumps in the vicinity of the electrostatic filter 2 and thus also form a protection for the device 1 according to the invention.

Zur Übertragung der Messwerte über den Lichtwellenleiter 6 kann das zunächst analoge Messsignal U_fil vor Ort, d. h. in ei ner nahe dem Elektrofilter angeordneten und daher auf dessen Massepotential betreibbaren Auswerteschaltung in Digitalwerte umgesetzt werden, die sodann in Form von Bitfolgen seriell über den Lichtwellenleiter 6 übertragen werden können. To transmit the measured values via the optical waveguide 6 , the initially analog measurement signal U _fil can be converted into digital values on site, that is to say in an evaluation circuit arranged near the electrostatic filter and therefore operable at its ground potential, which are then transmitted serially via the optical waveguide 6 in the form of bit sequences can be.

Diese Lichtimpulse werden vor einem nicht dargestellten, lichtempfindlichen Sensor der Vorrichtung 1 wieder in elekt rische Signale umgewandelt und können sodann einem Massen speicher 7 zugeführt werden, um dort eine Datenbank über das Betriebsverhalten des Elektrofilters 2 zu bilden bzw. zu er gänzen. Parallel dazu können die digitalisierten Messwerte auch einer Auswerteschaltung 8 zugeführt werden, die aus den Messwerten für die Filterspannung U_fil sowie ggf. aus weiteren Sensorsignalen nicht messbare Größen bestimmt, bspw. Filter durchschläge erkennt und auch deren Häufigkeit berechnet. Die Ergebnisse dieser Auswertung 8 werden sodann an die Datenbank 7 übertragen 9 und stehen dort für die weitere Steuerung des Elektrofilters 2 als zusätzliche Daten zur Verfügung.These light pulses are in front of a not shown, light-sensitive sensor of the device 1 converted back into electrical signals and can then be supplied to a mass memory 7 to form a database there on the performance of the electrostatic filter 2 or to complete it. At the same time, the digitized measured values can also be supplied to an evaluation circuit 8 , which determines non-measurable variables from the measured values for the filter voltage U _fil and, if appropriate, from further sensor signals, for example recognizes filter breakdowns and also calculates their frequency. The results of this evaluation 8 are then transferred 9 to the database 7 and are available there for the further control of the electrostatic filter 2 as additional data.

Aus diesem Datenfundus bedient sich eine Logikschaltung 10, die daraus nach vorgegebenen Optimierungskriterien einen Pri märstromsollwert I_prim* erzeugt. Von dem als Logikschaltung bezeichneten Schaltungsblock 10 müssen hierbei teilweise auch mathematische Berechnungen durchgeführt werden, so dass es in manchen Anwendungsfällen sinnvoll sein kann, hierfür einen Mikroprozessor zu verwenden und die Logik als Software in demselben zu implementieren. Bei Verwendung von im Handel er hältlichen Rechenbausteinen, bspw. Multiplizierern, ließe sich allerdings die Funktion auch mit analogen Bausteinen re alisieren. Die bevorzugte Funktionsweise der Logikschaltung 10 soll weiter unten anhand der Fig. 2-10 erläutert wer den.From this data pool, a logic circuit 10 is used , which generates a primary current setpoint I _prim * therefrom according to predetermined optimization criteria. In some cases, mathematical calculations must also be carried out by the circuit block 10 referred to as the logic circuit, so that in some applications it may be useful to use a microprocessor for this purpose and to implement the logic as software in the same. When using commercially available computation modules, e.g. multipliers, the function could, however, also be implemented with analog modules. The preferred operation of the logic circuit 10 will be explained below with reference to FIGS. 2-10 who.

Abhängig von den gemessenen Eingangssignalen U_fil bestimmt die Auswerteschaltung 8 die Häufigkeit von Filterdurchschlägen und leitet daraus u. a. Grenzwerte für den zulässigen Primär strom I_prim ab. Diese Grenzwerte gelangen über einen weiteren Signalpfad 11 von der Auswerteschaltung 8 zu einem Begren zungsbaustein 12, der dem Logikbaustein 10 nachgeschalten ist. Dadurch wird das Signal I_prim* nach den Vorgaben der Aus werteschaltung 8 auf einen zulässigen Wertebereich begrenzt 12 und gelangt sodann zu einem Summationspunkt 13, dem als weiteres Eingangssignal auch der gemessene, tatsächliche Ist wert des Primärstroms I_prim zugeführt wird, und zwar mit nega tiver Polarität. An dem Summationspunkt 13 wird demnach die Regelabweichung I_prim*-I_prim gebildet, und diese Regeldiffe renz 14 wird einem Regler 15 für den Primärstrom I_prim des E lektrofilters 2 zugeleitet. Der Regler 15 kann aus Gründen der Vereinfachung des Aufbaus als Zweipunktstromregler ausge bildet sein, derart, dass zwei Schaltschwellen vorgesehen sind, bei deren Überschreitung durch das Regeldifferenzsignal 14 eine Umschaltung der Wechselrichter-Brückenschaltung 3 auf den jeweils anderen Diagonalzweig ausgelöst 16 wird. Indem in den Soll- oder Istwertzweig I_prim*, I_prim eine taktmäßige Pola ritätsumkehr eingebaut wird, können darüber hinaus auch die alternierenden Blöcke des Primärstroms I_prim erzeugt werden, welche für den Transformator 4 unerlässlich sind.Depending on the measured input signals U _fil , the evaluation circuit 8 determines the frequency of filter breakdowns and derives from them, among other things, limit values for the permissible primary current I _prim . These limit values pass via a further signal path 11 from the evaluation circuit 8 to a limitation module 12 which is connected downstream of the logic module 10 . As a result, the signal I _prim * is limited to a permissible value range 12 according to the specifications of the evaluation circuit 8 and then arrives at a summation point 13 , to which the measured, actual actual value of the primary current I _{prim is also} supplied as a further input signal, with nega polarity. At the summation point 13 , the control deviation I _prim * -I _prim is accordingly formed, and this control difference 14 is fed to a controller 15 for the primary current I _{prim of} the electric filter 2 . The controller 15 may be formed for the sake of simplification of the construction being a two-point current regulator to be such that two switching thresholds are provided, is when exceeded 3 triggered a switch of the inverter bridge circuit by the control difference signal 14 to the respective other diagonal branch sixteenth By a clock polarity reversal is built into the setpoint or actual value branch I _prim *, I _prim , the alternating blocks of the primary current I _prim can also be generated, which are essential for the transformer 4 .

Der Logikbaustein 10 arbeitet nach einem zyklischen Konzept, d. h. bei jedem Rechenzyklus wird ein neuer Primärstromsoll wert I_prim* erzeugt und sodann bis zum Abschluss des vorlie genden Zyklus konstant gehalten. Im Rahmen der zyklisch durchzuführenden Berechnungen können - wie weiter unten aus geführt wird - Informationen über das Verhalten des Elektro filters 2 bei geringfügig abgeänderten Betriebspunkten erfor derlich sein. Sofern derartige Informationen in der Datenbank 7 nicht enthalten sind, müssen die betreffenden Betriebspunk te durch Veränderung der Stellgröße I_prim um ein geringes Maß kurzzeitig angefahren werden, um sodann über die Filtersenso ren die veränderten Messwerte U_fil ermitteln zu können. Diesem Zweck dient eine state machine 17, die auf Anforderung ent sprechende Offsetsignale I_var erzeugt, welche dem von der Lo gikschaltung 10 gebildeten Primärstromsollwert I_prim* in einem vorzugsweise vor der Begrenzungsschaltung 12 eingeschleiften Summationspunkt 38 additiv überlagert werden. Im Rahmen die ser Offsetwerte I_var kann der zyklisch bestimmte Primärstrom sollwert I_prim* wahlweise um ein geringes Maß angehoben oder reduziert werden. Je nachdem, ob die betreffenden Messergeb nisse einer positiven oder negativen Verschiebung des Primär sollwerts I_prim* zuzuordnen sind, müssen sie von der Logik schaltung 10 unterschiedlich verarbeitet werden. Deshalb er hält diese über einen weiteren Signalpfad 18 Informationen über den momentanen Zustand der state machine 17 und damit über deren Ausgangsoffsetwert I_var.The logic module 10 works according to a cyclical concept, ie a new primary current setpoint I _prim * is generated in each computing cycle and then kept constant until the end of the cycle in hand. As part of the calculations to be carried out cyclically, information on the behavior of the electrostatic filter 2 at slightly changed operating points may be required, as will be explained below. If such information is not contained in the database 7 , the relevant operating points must be briefly approached by changing the manipulated variable I _prim by a small amount in order to then be able to determine the changed measured values U _fil via the filter sensors. This purpose is served by a state machine 17 which generates corresponding offset signals I _var on request, which are superimposed on the primary current setpoint I _prim * formed by the logic circuit 10 in a summation point 38 which is preferably looped in before the limiting circuit 12 . Within the scope of these offset values I _var , the cyclically determined primary current setpoint I _prim * can optionally be increased or reduced by a small amount. Depending on whether the measurement results in question are to be assigned to a positive or negative shift in the primary setpoint I _prim *, they must be processed differently by the logic circuit 10 . Therefore, he keeps this via another signal path 18 information about the current state of the state machine 17 and thus about its output offset value I _var .

Die Funktionsweise der Logikschaltung 10 dient der eigentli chen, erfindungsgemäßen Optimierung des Filterbetriebs und kann daher den unterschiedlichen, oben angesprochenen Opti mierungskriterien folgen. Deshalb ist eine Eingabemöglichkeit in Form eines Bedienterminals 19 vorgesehen, über das Parame ter der aktuellen Optimierung eingegeben und/oder geändert werden können, bspw. durch Auswahl der Optimierungsstrategie, etc. Dieses Bedienterminal 19, welches die Gestalt eines ei genständigen Computers aufweisen kann, ist mit der Logik schaltung 10 vorzugsweise ebenfalls über Lichtwellenleiter 20 gekoppelt, so dass selbst in dem Fall eines theoretisch fast unmöglichen Durchschlagens der Filterspannung U_fil auf die er findungsgemäße Vorrichtung 1 keinerlei Gefahr für eine an dem Bedienterminal 19 arbeitende Person besteht.The mode of operation of the logic circuit 10 serves to optimize the filter operation according to the invention and can therefore follow the different optimization criteria mentioned above. An input option in the form of an operator terminal 19 is therefore provided, via which parameters of the current optimization can be entered and / or changed, for example by selecting the optimization strategy, etc. This operator terminal 19 is in the form of an independent computer with the logic circuit 10 preferably also coupled via optical waveguide 20 , so that even in the event of a theoretically almost impossible breakdown of the filter voltage U _fil to the device 1 according to the invention, there is no danger for a person working on the operator terminal 19 .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wird durch in dem Logik baustein 10 implementierte Optimierungsstrategien in die Lage versetzt, für jegliche Betriebsbedingungen des Elektrofilters 2 bspw. bei stark verschmutzten Gasen ebenso wie bei weniger verschmutzten, sowie bei unterschiedlichsten Zusammensetzun gen des Gases selbst, die jeweils optimalen Betriebsparameter I_fil, U_fil zu lernen und dadurch das jeweils in dem Logikbau stein 10 eingestellte 19 Optimierungskriterium zu erfüllen. Dabei können auch im Rahmen der Optimierung einer vorgegebe nen Größe, bspw. der Leistungsaufnahme P_fil des Elektrofilters 2 mehrere Strategien parallel verfolgt werden, bspw. eine möglichst ideale Einstellung der Amplitude des Primärstroms I_prim, wozu die durch die Fig. 2-5 beschriebene Logik struktur dient, einerseits sowie eine optimale Vorgabe der Entionisierungszeit, welche abgewartet wird, bis nach einem erkannten Durchschlag wieder Leistung dem Elektrofilter 2 zu geführt wird, im Rahmen der durch die Fig. 6-10 be schriebenen Logikstruktur.The device 1 according to the invention is enabled by optimization strategies implemented in the logic module 10 , for any operating conditions of the electrostatic precipitator 2, for example with heavily polluted gases as well as with less polluted gases, as well as with various compositions of the gas itself, the respective optimal operating parameters I. _fil , U _fil and thus to meet the 19 optimization criteria set in logic module 10 . In this context, several strategies can also be pursued in parallel as part of the optimization of a predetermined variable, for example the power consumption P _{fil of} the electrostatic filter 2 , for example the ideal setting of the amplitude of the primary current I _prim , for which purpose the one described by FIGS. 2-5 logic structure is used, on the one hand as well as an optimal setting of the deionization time, which is to wait until after a detected breakdown again performance of the electrostatic filter 2 is guided to, in the context of 6-10 be written logic structure by Figs..

Kern der ersteren Strategie für die Anpassung des Primär stroms I_prim ist die in Fig. 2 wiedergegebene Verknüpfungs struktur, mit der aus zwei voneinander unabhängig gewonnene Informationen 21, 22 anhand einer vorgegebenen Verknüpfung 23 eine Ausgangsgröße 24 bestimmt wird, die im vorliegenden Fall einen Offsetwert darstellt und durch Addition zu dem beim letzten Lernzyklus gefundenen Primärstromsollwert I_prim* den neuen und aktuellen Wert für diese Größe liefert.The core of the former strategy for adapting the primary current I _prim is the link structure shown in FIG. 2, with which an output variable 24 is determined from two pieces of information 21 , 22 obtained independently of one another on the basis of a predetermined link 23 , which in the present case has an offset value represents and delivers the new and current value for this variable by adding to the primary current setpoint I _prim * found in the last learning cycle.

Da die Verknüpfung 23 sich aus empirisch gefundenen Regeln zusammensetzt, die jeweils für bestimmte Bereiche der Ein gangsgrößen 21, 22 Gültigkeit haben, werden zunächst die ggf. durch Auswertung 8 ermittelten und in der Datenbank 7 zwecks Zugriff 25 durch den Logikbaustein 10 hinterlegten Werte der Eingangsgrößen 21, 22 jeweils einer von mehreren Mengen zuge ordnet, auf die sodann die Verknüpfung 23 angewendet wird, um daraus zunächst eine nach Mengen aufgeschlüsselte Information über die Ausgangsgröße 24 zu erhalten.Since the link 23 is composed of empirically found rules, each of which is valid for certain areas of the input variables 21 , 22 , the values of the input variables which may have been determined by evaluation 8 and are stored in the database 7 for access 25 by the logic module 10 are first 21 , 22 each assigned one of a plurality of quantities, to which the link 23 is then applied in order to first obtain information about the output variable 24 broken down by quantities.

Wie man der Tabelle nach Fig. 3 entnehmen kann, welche die Re geln gemäß der Verknüpfung 23 in vollständig aufgeschlüssel ter Form wiedergibt, sind jeder Eingangsgröße 21, 22 wie auch der Ausgangsgröße 24 in dem vorliegenden Fall jeweils fünf unterschiedliche Mengen zugeordnet, die durch unterschiedli che Buchstaben gekennzeichnet sind: NM (negativ groß), N (ne gativ), Z (etwa-null), P (positiv) sowie PM (positiv-groß). Jedem möglichen Mengenpaar von je einer Menge 25 der Ein gangsgröße 21 und einer Menge 26 der zweiten Eingangsgröße 22 wird sodann anhand der empirisch gefundenen Regeln jeweils genau eine Menge 27 der Ausgangsgröße 24 zugeordnet.As can be seen from the table in FIG. 3, which reproduces the rules according to the link 23 in a fully broken down form, each input variable 21 , 22 and the output variable 24 in the present case are each assigned five different quantities, which are differentiated by Letters are marked: NM (negative large), N (negative), Z (approximately zero), P (positive) and PM (positive large). Each possible pair of quantities of a quantity 25 of the input variable 21 and a quantity 26 of the second input variable 22 is then assigned exactly one quantity 27 of the output variable 24 based on the empirically found rules.

Wie den Fig. 2-4 zu entnehmen ist, wird als Eingangsgrö ße 21 die Veränderung des über einen konstanten Zeitraum durch Integration gebildeten Mittelwerts der Filterleistung P_fil bei einer geringfügigen Verschiebung des Primärstromes I_prim zu positiven Werten hin verwendet (Δpdt|i_pp). In ähnli cher Form entspricht die Eingangsgröße 22 dem durch zeitlich begrenzte Integration gebildeten Mittelwert der Änderung der Filterleistung P_fil bei einer geringfügigen Verschiebung des Primärstromes I_prim zu negativen Werten (Δpdt|i_pn). Diese bei den Größen beschreiben das Verhalten des Elektrofilters 2 hinsichtlich seiner Leistungsaufnahme P_fil in Abhängigkeit von einer Veränderung des Primärstroms I_prim in dem momentanen Ar beitspunkt.As can be seen in FIGS . 2-4, the change in the mean value of the filter power P _fil formed by integration over a constant period of time with a slight shift in the primary current I _prim toward positive values is used as the input variable 21 (Δpdt | i _pp ) . In a similar form, the input variable 22 corresponds to the mean value of the change in the filter power P _fil formed by time-limited integration with a slight shift in the primary current I _prim to negative values (Δpdt | i _pn ). These in terms of the sizes describe the behavior of the electrostatic filter 2 with regard to its power consumption P _fil as a function of a change in the primary current I _prim at the current operating point.

Hierbei kann die Integralbildung über ein konstantes Zeitin tervall von der Auswerteschaltung 8 durchgeführt werden, und das Ergebnis wird sodann in der Datenbank 7 eingetragen. Von dort gelangen die beiden aktuellen Werte der Eingangsgrößen 21, 22 zu dem Logikbaustein 10, der zunächst die Zuordnung der Eingangsgrößen 21, 22 zu den jeweils fünf unterschiedli chen, möglichen Mengen NM, N, Z, P, PM vornimmt und sodann anhand der Tabelle 23 gemäß Fig. 3 die möglichen Folgen für den Ausgangswert 24 bestimmt. Um sodann von der oder den ge fundenen Ausgangsmengen eine exakte Ausgangsgröße 24 zu bestimmen, können bspw. die beteiligten Ausgangsmengen hin sichtlich ihres Schwerpunktes entlang der durch die Ausgangs größe 24 definierten Achse ausgewertet werden, und die betreffende Koordinate des Schwerpunktes kann sodann als ex akte Ausgangsgröße Δi_p* verwendet und zu dem bisherigen Pri märstromsollwert I_prim* hinzuaddiert werden.Here, the integral formation can be carried out over a constant time interval by the evaluation circuit 8 , and the result is then entered in the database 7 . From there, the two current values of the input variables 21 , 22 reach the logic module 10 , which first assigns the input variables 21 , 22 to the five different possible quantities NM, N, Z, P, PM and then using the table 23 determines the possible consequences for the initial value 24 according to FIG. 3. In order to then determine an exact output quantity 24 from the output quantity or quantities found, for example, the output quantities involved can be evaluated with regard to their center of gravity along the axis defined by the output quantity 24 , and the relevant coordinate of the center of gravity can then be used as an exact output quantity Δi _p * are used and added to the previous primary current setpoint I _prim *.

Würden für die Unterteilung aller möglichen Werte der Ein gangsgrößen 21, 22 exakt begrenzte Bereiche als Mengen 25, 26 verwendet, so könnte bei einer minimalen Änderung einer Ein gangsgröße 21, 22 infolge der Zuordnung zu einer anderen Men ge 25, 26 ein deutlich abweichendes Ausgangssignal 24 die Folge sein, wodurch Schwingungen des Systems möglich wären. Um dies zu vermeiden, verwendet die Erfindung unscharf be grenzte Mengen 25-27 für die Ein- und Ausgangsgrößen 21, 22, 24. Dies bedeutet, eine exakte Eingangsgröße 21, 22 kann gleichzeitig mehreren Mengen 25, 26 zugeordnet sein, und zwar mit einem gewichteten Anteil. Die Gewichtung kann durch jeder Menge 25, 26 zugeordnete Zugehörigkeitsfunktionen µ gekenn zeichnet sein, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind.Would for subdivision of all possible values of a gear sizes 21, with minimal modification of an A 22 exactly limited areas as sets 25, 26 are used, it might output variable 21, 22 as a result of the allocation to another Men ge 25, 26 a significantly deviating output signal 24 the result, which would make vibrations of the system possible. To avoid this, the invention uses fuzzy limited quantities 25-27 for the input and output variables 21 , 22 , 24th This means that an exact input variable 21 , 22 can be assigned to several quantities 25 , 26 at the same time, with a weighted portion. The weighting can be characterized by any set 25 , 26 of associated membership functions μ, as shown in FIG. 4.

Man erkennt daraus, dass die Zugehörigkeitsfunktion µ der Menge NM etwa die Form einer Trapezhälfte aufweist, mit einem horizontalen, bis -∞ gehenden Plateau 28 und einer bis kurz vor der Ordinate µ auf 0 absinkenden Rampe 29, und die Zuge hörigkeitsfunktion µ für die Menge PM liegt spiegelbildlich hierzu bezüglich der Ordinate µ. Komplementär zu den von dem Plateau 28 in Richtung auf die Ordinate µ abfallenden Rampen 29 der äußeren Mengen NM, PM steigt die Zugehörigkeitsfunkti on µ für die jeweiligen Mengen N und P kontinuierlich von 0 bis zum Wert 1 an, der jeweils bei dem Abszissenwert liegt, bei welchem die Zugehörigkeitsfunktion µ für die betreffende, äußere Menge NM, PM zu Null geworden ist. Nach Art einer Dreieckfunktion 30 fallen die Zugehörigkeitsfunktionen µ für die Zwischenmengen N, P von diesem Punkt aus jeweils bis zu dem Ursprung des Koordinatensystems ab, und diese abfallenden Verläufe finden ihr Komplement in bei den Abszissenwerten der Dreieckspitze 30 bei Null beginnenden und an der Ordinate µ jeweils bei 1 mündenden Anstiegsflanken für die Zentralmenge Z.It can be seen from this that the membership function µ of the set NM has approximately the shape of a trapezoidal half, with a horizontal plateau 28 going to -∞ and a ramp 29 which drops to 0 shortly before the ordinate µ, and the train membership function µ for the set PM is a mirror image of the ordinate µ. Complementary to the ramps 29 of the outer quantities NM, PM falling from the plateau 28 in the direction of the ordinate μ, the membership function μ for the respective quantities N and P increases continuously from 0 to the value 1, which is in each case at the abscissa value, in which the membership function µ has become zero for the relevant external set NM, PM. In the manner of a triangular function 30 , the membership functions μ for the intermediate sets N, P decrease from this point to the origin of the coordinate system, and these declining courses are complemented by the abscissa values of the triangular tip 30 starting at zero and the ordinate μ each with 1 merging rising edges for the central set Z.

Wie man durch Vergleich der Fig. 4 und 5 erkennen kann, unterscheiden sich die prinzipiellen Verläufe der Zugehörig keitsfunktionen µ für die beiden Eingangsgrößen 21, 22 wie auch der Ausgangsgröße 24 nur quantitativ voneinander, nicht jedoch qualitativ. Während die zentralen Mengen Z für die beiden Eingangsgrößen 21, 22 durch vergleichsweise kleine Ab szissenwerte begrenzt sind, umfassen die Zwischenmengen N, P ein deutlich breiteres Wertespektrum, und die äußeren Mengen NM, PM reichen naturgemäß bis ±∞. Demgegenüber sind die Zu gehörigkeitsfunktionen µ für die Zuordnung eines Ausgangswer tes zu einer der Ausgangsmengen zumindest hinsichtlich der zentralen Menge Z und der beiden Zwischenmengen N, P mit gleichen Spektren versehen, wodurch sich optimale Regelungs eigenschaften ergeben.As can be seen by comparing FIGS. 4 and 5, the basic courses of the membership functions μ for the two input variables 21 , 22 and also the output variable 24 differ only quantitatively, but not qualitatively. While the central quantities Z for the two input variables 21 , 22 are limited by comparatively small abscissa values, the intermediate quantities N, P comprise a significantly broader range of values, and the outer quantities NM, PM naturally extend to ± ∞. In contrast, the membership functions μ for assigning an output value to one of the output quantities are provided with the same spectra, at least with regard to the central quantity Z and the two intermediate quantities N, P, which results in optimal control properties.

Die Verwendung von Dreiecks- und Trapezfunktionen 30 für die Übertragungsfunktionen µ stellen eine rechentechnische Opti mierung dar, die dem Zweck dient, den Berechnungsaufwand zu minimieren. Natürlich könnten statt dessen auch Zugehörig keitsfunktionen µ mit anderen Verläufen verwendet werden.The use of triangular and trapezoidal functions 30 for the transfer functions μ represent a computational optimization that serves the purpose of minimizing the computation effort. Of course, membership functions µ with other courses could also be used instead.

Als Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jeder Menge 25, 26 der Eingangsgrößen 21, 22 entsprechend den Wer ten der Zugehörigkeitsfunktionen µ der verschiedenen Mengen NM, N, Z, P, PM bei dem betreffenden Messwert ein skalarer Zugehörigkeitswert zugeordnet, und aus diesen Zugehörigkeits werten resultieren Gewichtsfaktoren für die einzelnen Spalten und Zeilen der Tabelle aus Fig. 3. Anhand dieser Gewichtswerte werden verschiedene Felder der Tabelle aus Fig. 3 sofort aus geblendet, da für diese der Spalten- oder Zeilengewichtswert null ist. Für die verbleibenden Felder können nach einer ma thematischen Regel, die unterschiedlich spezifiziert werden kann, aus den Zeilen- und Spaltengewichtswerten den einzelnen Feldern des Ergebnisbereichs 27 zugeordnete Gewichtsfaktoren ermittelt werden, und nun kann eine feldweise Übertragung dieser Gewichtswerte auf die Ausgangsmengen 27 vorgenommen werden, wobei die Gewichtsfaktoren von Feldern mit identi schen Zielmengen 27 additiv miteinander verknüpft werden kön nen. Als Ergebnis erhält man hinsichtlich ihrer Amplitude mo difizierte Zugehörigkeitsfunktionen für die Zielmengen 27, und die Transformation in einen exakten Ausgangswert kann wiederum anhand der Schwerpunktmethode erfolgen.As a special feature of the method according to the invention, a scalar membership value is assigned to each set 25 , 26 of the input variables 21 , 22 in accordance with the values of the membership functions μ of the various sets NM, N, Z, P, PM, and result from these membership values Weight factors for the individual columns and rows of the table from FIG. 3. On the basis of these weight values, various fields of the table from FIG. 3 are immediately hidden, since the column or row weight value is zero for these. For the remaining fields, weight factors assigned to the individual fields of the result area 27 can be determined from the row and column weight values according to a mathematical rule that can be specified differently, and a field-wise transfer of these weight values to the initial quantities 27 can now be carried out, whereby the weighting factors of fields with identical target quantities 27 can be combined additively. As a result, one obtains membership functions for the target sets 27 that have been modified in terms of their amplitude, and the transformation into an exact initial value can again be carried out using the focus method.

Die dargestellte Vorgehensweise entspricht dabei etwa dem Entwurf eines sog. Fuzzy-Reglers, wenngleich im vorliegenden Fall keine Regelung erfolgt, sondern ausschließlich eine Adaption der Sollwertvorgabe für den Primärstromsollwert I_prim* an geänderte Betriebsbedingungen des Elektrofilters 2 im Rah men einer durch die Definition der Zugehörigkeitsfunktionen µ und der Regelbasis 23 gemäß der Tabelle aus Fig. 3 festgeleg ten Lernstrategie. Unter Bezugnahme auf die obige Korrespon denz zu Fuzzy-Reglern könnte man die Mengen 25-27 der Ein gangs- und Ausgangsgrößen 21, 22, 24 als unscharfe Mengen be zeichnen, die jeweils einem linguistischen Wert NM, N, Z, P, PM je einer linguistischen Variablen Δpdt|i_pp; Δpdt|i_pn; Δi_p* entsprächen. Hierbei finden sich die ursprünglich empirisch gewonnenen Regeln in den Zuordnungen einzelner linguistischer Werte der Ausgangsvariablen 24 zu den verschiedenen Feldern des Ergebnisblocks in der Tabelle 23 nach Fig. 3 wieder. Diese Regeln sind so zu entwerfen bzw. umzusetzen, dass der stabile Arbeitspunkt des Gesamtsystems 1, 2 in den jeweils optimalen Betriebspunkt gemäß der in der Logikschaltung 10 eingestell ten 19 Optimierungsstrategie verlagert wird, so dass der Be triebspunkt des Elektrofilters 2 im Rahmen einer Sequenz auf einanderfolgender Lernzyklen stets dem gewünschten, optimalen Betriebspunkt zustrebt, und zwar völlig unabhängig von den Randbedingungen, welche das Elektrofilter 2 hinsichtlich der Zusammensetzung des zu reinigenden Gases vorfindet. Das Er gebnis ist ein Primärstromsollwert I_prim*, bei dessen Einprä gung in den Elektrofilter 2 dessen Leistungsaufnahme P_fil ma ximal wird.The procedure shown corresponds approximately to the design of a so-called fuzzy controller, although in the present case there is no regulation, but only an adaptation of the setpoint specification for the primary current setpoint I _prim * to changed operating conditions of the electrostatic filter 2 within the framework of a definition of the membership functions µ and the rule base 23 according to the table from FIG . With reference to the above correspondence to fuzzy controllers, the quantities 25-27 of the input and output variables 21 , 22 , 24 could be referred to as fuzzy quantities, each having a linguistic value NM, N, Z, P, PM a linguistic variable Δpdt | i _pp ; Δpdt | i _pn ; Correspond to Δi _p *. Here, the rules that were originally obtained empirically can be found in the assignments of individual linguistic values of the output variables 24 to the various fields of the result block in Table 23 in FIG. 3. These rules are to be designed or implemented in such a way that the stable operating point of the overall system 1 , 2 is shifted to the respectively optimal operating point in accordance with the optimization strategy set in the logic circuit 10 , so that the operating point of the electrostatic filter 2 is in the context of a sequence successive learning cycles always strive for the desired, optimal operating point, and completely independently of the boundary conditions which the electrostatic filter 2 finds with regard to the composition of the gas to be cleaned. The result is a primary current setpoint I _prim *, when it is impressed into the electrostatic filter 2, its power consumption P _{fil is} maximized.

Während die vorangehend beschriebene Logikstruktur gemäß den Fig. 2-5 der Bestimmung einer optimalen Amplitude für den Primärstrom I_prim dient, soll mit der Logikstruktur gemäß den Fig. 6-10 eine optimale Einstellung für die dynami sche Behandlung von Durchschlägen in dem Elektrofilter 2 ge funden werden. Der zu optimierende Parameter hierbei ist die Entionisierungszeit t_eion, die nach Abschaltung des Wechsel richters 3 infolge eines erkannten Durchschlags in dem Elekt rofilter 2 abgewartet wird, bis der gleichzeitig abgesenkte Primärstromsollwert I_prim* wieder angehoben wird, um dem Elektrofilter 2 wieder Leistung zuzuführen.While the logic structure previously described is shown in FIGS. 2-5 of determining an optimum amplitude for the primary current I _prim, should the logic structure shown in FIGS. 6-10 optimum setting for the Dynami specific treatment of breakdowns in the electrostatic filter 2 ge be found. The parameter to be optimized here is the deionization time t _ion , which is waited for after switching off the inverter 3 as a result of a detected breakdown in the electrostatic filter 2 until the simultaneously lowered primary current setpoint I _prim * is raised again in order to supply the electrostatic filter 2 with power again.

Wie ein prinzipieller Vergleich der Fig. 6-10 mit den Fig. 2-5 erkennen lässt, wird bei der Bestimmung des Pa rameters Δt_eion eine prinzipiell ähnliche Strategie verfolgt wie bei der Bestimmung des Offsetwertes Δi_p* für den Primär stromsollwert I_prim* Ausgangspunkt ist wiederum die Verknüp fung zweier, unabhängig voneinander gewonnener Eingangssigna le 31, 32 im Rahmen einer Regelbasis 33 und die daraus fol gende Bildung des Offsetwertes Δt_eion für die Entionisierungs zeit als gewünschte Ausgangsgröße 34.As can be seen from a basic comparison of FIGS. 6-10 with FIGS. 2-5, a basically similar strategy is followed when determining the parameter Δt _eion as when determining the offset value Δi _p * for the primary current setpoint I _prim * The starting point is again the linking of two input signals 31 , 32 obtained independently of one another within the framework of a rule base 33 and the consequent formation of the offset value Δt _ion for the deionization time as the desired output variable 34 .

Für die Ermittlung der Eingangsgrößen 31, 32 für die Verknüp fung 33 ist die Erkennung von Durchschlägen in dem Elektro filter 2 anhand von gemessenen Signalen 6, insbesondere über die Filterspannung U_fil, erforderlich. Diese Ermittlung wird von der Auswerteschaltung 8 durchgeführt, und die Ergebnisse werden der Datenbank 7 mitgeteilt.To determine the input variables 31 , 32 for the linkage 33 , the detection of breakdowns in the electrical filter 2 on the basis of measured signals 6 , in particular via the filter voltage U _fil , is required. This determination is carried out by the evaluation circuit 8 and the results are communicated to the database 7 .

Erkannte Durchschläge sind jedoch erst der Ausgangspunkt für die Ermittlung der Eingangsgrößen 31, 33. Die Eingangsgröße 31 entspricht der normierten Amplitude des Primärstroms I_prim, der kurz vor dem festgestellten Filterdurchschlag geflossen ist. Dieser Wert kann anhand einer ständigen Aufzeichnung des Primärstroms I_prim im Rahmen der Datenbank 7 rückwirkend er mittelt werden. Demgegenüber entspricht der Wert der Ein gangsgröße 32 dem Zeitintervall, das seit dem vorangehenden Filterdurchschlag bis zu dem aktuellen Filterdurchschlag ver strichen ist.Detected breakthroughs are, however, only the starting point for determining the input variables 31 , 33 . The input variable 31 corresponds to the normalized amplitude of the primary current I _prim , which flowed shortly before the determined filter breakdown. This value can be determined retrospectively based on a constant recording of the primary current I _prim in the context of the database 7 . In contrast, the value of the input variable 32 corresponds to the time interval which has elapsed since the previous filter breakdown to the current filter breakdown.

Wie auch bei der vorangehend beschriebenen Logikstruktur wer den jedoch diese Zahlenwerte nicht direkt im Rahmen der Ver knüpfung 33 verarbeitet, sondern zunächst jeweils verschiede nen Mengen zugeordnet. Da auch auf die vorliegende Logik struktur die Korrespondenz zu einem Fuzzy-Regler anwendbar ist, können die Eingangsgrößen 31, 32 als linguistische Vari able ds_ip bzw. ds_zt bezeichnet werden, denen je drei Mengen mit jeweils den linguistischen Werten LOW, MED und HIGH zuge ordnet sind. Wie die Tabelle 33 aus Fig. 7 zeigt, ergibt sich für jede Kombination zweier Mengen 35, 36 ein Ergebnisfeld 37, welchem je ein linguistischer Wert N, Z, P der Ausgangs größe 34 zugeordnet ist. In dem vorliegenden Fall ist eine etwas einfachere Struktur verwendet worden, wo jeder linguis tischen Variablen ds_ip, ds_zt sowie Δt_eion nur drei linguis tische Werte 35-37 zugewiesen sind. Hierdurch kann der Be rechnungsaufwand weiter reduziert werden.As with the logic structure described above, however, the numerical values are not processed directly in the context of the link 33 , but are initially assigned to different amounts. Since the correspondence to a fuzzy controller can also be applied to the present logic structure, the input variables 31 , 32 can be referred to as linguistic variables ds_ip or ds_zt, to which three sets each with the linguistic values LOW, MED and HIGH are assigned are. As Table 33 in FIG. 7 shows, for each combination of two sets 35 , 36 there is a result field 37 , to which a linguistic value N, Z, P of output variable 34 is assigned. In the present case, a somewhat simpler structure has been used where only three Lingual values 35-37 are assigned to each Linguis tic variable ds_ip, ds_zt and Δt _eion . As a result, the calculation effort can be reduced further.

Ferner werden auch bei dieser Logikstruktur unscharfe Mengen 35-37 verwendet, die durch Zugehörigkeitsfunktionen µ über der betreffenden Abszisse ds_zt, ds_ip und Δt_eion charakteri sierbar sind. Da beim vorliegenden Fall normierte Absolutwer te der Amplitude des Primärstroms I_prim sowie des verstriche nen Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durch schlägen verwendet werden, können die Eingangsgrößen nicht negativ sein, und daher ist das Spektrum der linguistischen Werte auf die positive Zahlengerade beschränkt. Demgegenüber stellt die linguistische Variable Δt_eion für die Ausgangsvari able 34 einen Offsetwert dar, der sowohl negativ als auch po sitiv werden kann, so dass hier die linguistischen Werte von -∞ bis +∞ reichen.Furthermore, fuzzy sets 35-37 are also used in this logic structure, which can be characterized by membership functions μ over the relevant abscissa ds_zt, ds_ip and Δt _eion . Since normalized absolute values of the amplitude of the primary current I _prim and of the elapsed time interval between two successive strikes are used in the present case, the input variables cannot be negative, and the spectrum of the linguistic values is therefore limited to the positive number line. In contrast, the linguistic variable Δt _eion for the output variable able 34 represents an offset value which can become both negative and positive, so that the linguistic values here range from -∞ to + hier.

Auch hier sind für die Zugehörigkeitsfunktionen µ der Ein- und Ausgangsgrößen 31, 32, 34 Dreieck- und Trapezfunktionen verwendet worden, was ebenfalls der Reduzierung des Rechen aufwandes dient. Dabei sind die LOW- und HIGH-Werte der lin guistischen Eingangsvariablen 31, 32 durch jeweils hälftige Trapezfunktionen charakterisiert, während der mittlere, lin guistische Wert jeweils durch eine Dreieckfunktion beschrie ben wird. Gleiches gilt auch für die linguistische Variable Δt_eion der Ausgangsgröße 34. Eine Besonderheit bei der Aus gangsgröße ist, dass die zentrale Wertemenge Z leicht unsym metrisch ist, dergestalt, dass im vorliegenden Beispiel die ansteigende Flanke flacher verläuft als die abfallende Flan ke, und diese Maßnahme hat im Hinblick auf das einseitig be grenzte Spektrum der Eingangsgrößen 31, 32 einen besonders günstigen Einfluss auf die Stabilität der Logikschaltung 10. Here too, triangular and trapezoidal functions have been used for the membership functions μ of the input and output variables 31 , 32 , 34 , which also serves to reduce the computational effort. The LOW and HIGH values of the lin guistic input variables 31 , 32 are each characterized by half trapezoidal functions, while the mean lin guistic value is described by a triangular function. The same applies to the linguistic variable Δt _{eion of} the output variable 34 . A special feature of the output variable is that the central value set Z is slightly asymmetrical, such that in the present example the rising flank is flatter than the falling flank, and this measure has 31 in view of the one-sided limited range of input variables , 32 have a particularly favorable influence on the stability of the logic circuit 10 .

Wie die Eingangsgrößen 31, 32 der in Fig. 6 enthaltenen Ver knüpfungsstruktur zeigen, kann mit diesem Verfahren bei jedem Durchschlag genau ein Lernzyklus durchgeführt werden. Bei ei nem derartigen Vorgehen folgen die Lernzyklen nicht kontinu ierlich in einem gleichbleibenden Zeitraster aufeinander, sondern sind immer von dem Eintritt eines Ereignisses, näm lich eines Filterdurchschlags, abhängig. Natürlich kann auch anstelle einer gesonderten Berechnung im Anschluss an einen Durchschlag die Berechnung der Eingangsgrößen 31, 32 anhand mehrerer Durchschläge gemeinsam berechnet werden, indem über die hierbei aufgetretenen Werte eine Mittelwertbildung vorge nommen wird.As the input variables 31 , 32 of the link structure contained in FIG. 6 show, exactly one learning cycle can be carried out with each breakdown with this method. With such a procedure, the learning cycles do not follow one another continuously in a constant time grid, but are always dependent on the occurrence of an event, namely a filter breakdown. Of course, instead of a separate calculation following a breakdown, the calculation of the input variables 31 , 32 can be jointly calculated on the basis of a number of breakdowns, by averaging over the values that have occurred here.

Claims

1. A method for optimized operation of an electrostatic filter ( 2 ), wherein at least one size of the filter process, for example the amplitude of the primary current I _prim or the deionization time t _ion after a filter breakdown, is adjustable by a control or regulation, and in the context of Optimization the change of another, measurable or calculable size of the filter process in a given direction is aimed for, e.g. an increase in the separation efficiency T and / or a reduction in the energy consumption P _fil , since it is characterized by the fact that according to the given learning strategies an adaptive Adaptation of the setpoint specifications I _prim *, t _eion * for the manipulated variable (s) to specific and / or changed operating conditions.

2. The method according to claim 1, characterized records that the learning process go through cyclically becomes.

3. The method according to claim 2, characterized in that in each learning step at least two independently obtained measurement values or values calculated therefrom ( 21 , 22 ; 31 , 32 ) are linked ( 23 ; 33 ) in order to obtain a new value for the Get manipulated variable (s).

4. The method according to claim 3, characterized in that the link ( 23 ; 33 ) is based on empirically found rules.

5. The method according to claim 4, characterized in that the linking rules ( 23 ; 33 ) are applied to unsharp quantities ( 25 , 26 ; 35 , 36 ), which are obtained from the independently obtained measured or calculated values ( 21 , 22 ; 31 , 32 ) are formed.

6. The method according to claim 5, characterized in that the fuzzy sets ( 25 , 26 ; 35 , 36 ) involved in the link ( 23 ; 33 ) have linguistic values of linguistic variables of the measurement or calculation values ( 21 , 22 ; 31 , 32 ) on the one hand and the setpoint to be formed for the manipulated variable or an offset value for this on the other hand.

7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that as membership functions µ for the fuzzy sets ( 25 , 26 ; 35 , 36 ) of the linguistic variables triangular functions ( 30 ) and / or trapezoidal functions are used.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized ge indicates that the linguistic variable for the output variable or its offset value in a sharp off output signal is transformed.

9. The method according to claim 8, characterized in that the transformation of the linguistic output variable or its offset value ( 24 ; 34 ) into a sharp output signal takes place on the basis of the centers of gravity of their non-zero, linguistic values ( 27 ; 37 ).

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mutually independent measured values ( 21 , 22 ; 31 , 32 ) are obtained by changing the manipulated variable (I _prim ).

11. The method according to claim 10, characterized in that the operating point of the filter ( 2 ) is temporarily shifted in a defined direction by a small amount and the reaction of the size to be optimized is measured or calculated.

12. The method according to claim 11, characterized records that the operating point is temporarily there by shifting that the manipulated variable (s) by 0.5 to 5%, preferably 1 to 2%, adjusted from the starting position will become).

13. The method according to claim 12, characterized records that several operating points are controlled by changing the manipulated variable (s) by approximately the same Amount is increased or decreased.

14. The method according to any one of claims 11 to 13, there characterized by that the passing change in the operating point over a period of 0.2 to 5 sec., Preferably 0.5 to 2 sec., In particular et wa 1 sec. is maintained.

15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the direction and the degree of change in the size to be optimized in response to the temporary shift of the operating point is measured ( 6 ) or calculated ( 8 ).

16. The method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that the information obtained about the behavior of the size to be optimized at certain operating points is stored in a database ( 7 ).

17. The method according to claim 16, characterized in that information required for the optimization of the behavior of the electrostatic precipitator in certain operating points is taken from the database ( 7 ) ( 25 ), provided that the relevant information had already been stored there.

18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the corona power P _fil is maximized in order to optimize the degree of separation T and that the amplitude of the primary current I _{prim of} the electrostatic filter ( 2 ) is used as the manipulated variable for this purpose.

19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a minimization of the subsequent breakthroughs is sought in order to optimize the power consumption P _{fil of} the electrostatic filter ( 2 ), and that the deionization time t _ion after a breakdown is used as the manipulated variable for this.

20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the compliance with an emission limit value with minimal coronal power P _{fil is} sought in order to optimize the economy of the electrostatic filter ( 2 ).

21. Device ( 1 ) for the optimized operation of an electric filter ( 2 ), at least one size of the filter process, for example the amplitude of the primary current I _prim or the deionization time t _ion after a filter breakdown, being adjustable by a control or regulation, and whereby within the scope of the optimization the aim is to change another, measurable or calculable size of the filter process in a given direction, for example an increase in the separating power T and / or a reduction in the energy consumption P _fil , characterized by a cyclically operating device ( 10 ) for specifying a setpoint I _prim * for the manipulated variable (s) using a combination of two measurement values obtained independently of one another.

22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the device ( 10 ) for specifying a setpoint (I _prim *) for the manipulated variable (s) is designed as a fuzzy logic system.

23. The device according to claim 22, characterized in that the fuzzy logic system ( 10 ) has a relational Mamdani structure.

24. The device according to claim 21, characterized by a module ( 17 ) for temporarily shifting the operating point of the electrostatic filter ( 2 ) for the purpose of determining mutually independent measured values ( 21 , 22 ).

25. The device according to claim 24, characterized in that the module ( 17 ) for the temporary displacement of the operating point of the electrostatic ester ( 2 ) is designed as a state machine.

26. The apparatus of claim 22 or 23 in connection with claim 25, characterized in that the output signals (I _var ; I _prim *) of the state machine ( 17 ) and the fuzzy logic ( 10 ) at a summation point ( 38 ) additive are merged.

27. The apparatus according to claim 26, characterized by a module ( 12 ) for limiting the amplitude of the sum signal.

28. The apparatus of claim 26 or 27, characterized in that the possibly limited sum signal is supplied as a setpoint signal to a control circuit ( 15 ) for the manipulated variable (I _prim ).

29. The device according to claim 28, characterized is that the actual value (I _prim) of the manipulated variable fed back to the input of a controller (15) which is an exact match as possible of the actual value (I _prim) with the desired value signal (I _prim) should bring about.

30. The device according to claim 29, characterized in that the controller ( 15 ) for tracking the manipulated variable (I _prim ) is designed as a two-point controller.

31. Device according to one of claims 22 to 30, characterized by a memory ( 7 ) for storing information about the behavior of the electrostatic filter ( 2 ) in certain operating states.

32. Device according to claim 31, characterized in that the memory ( 7 ) with sensors of the electrostatic filter ( 2 ), for example for the filter voltage, is coupled ( 6 ).

33. Apparatus according to claim 31 or 32, characterized by at least one evaluation circuit ( 8 ), which is coupled ( 6 ) to the memory ( 7 ) and / or to sensors of the electrostatic filter ( 2 ), for example for determining the frequency of filter breakdowns. is.

34. Device according to claim 32 or 33, characterized in that the memory ( 7 ) and / or the evaluation circuit (s) ( 8 ) with the sensors of the electrostatic filter ( 2 ) via optical signal lines ( 6 ) are coupled.

35. Device according to claim 33 or 34, characterized in that the evaluation circuit ( 6 ) is coupled ( 9 ) on the output side to the memory ( 7 ), so that the results thereof are also stored in the memory ( 7 ).

36. Device according to one of claims 33 to 35, characterized in that the evaluation circuit ( 8 ) on the output side with the limiting circuit ( 12 ) for the setpoint signal of the manipulated variable (I _prim ) is coupled ( 11 ).

37. Device according to one of claims 33 to 36, characterized in that the evaluation circuit ( 8 ) is coupled on the output side to the control circuit ( 3 ) for the manipulated variable (I _prim ) in order to shut it down or throttle it if necessary.

38. Device according to one of claims 31 to 37, characterized in that the memory ( 7 ) is coupled to the fuzzy logic ( 10 ) so that the stored information can be called up ( 15 ) by the fuzzy logic ( 10 ). are and can be used as output values for determining the setpoint (I _prim *) of the manipulated variable.

39. Device according to one of claims 22 to 38, characterized in that the fuzzy logic ( 10 ) is coupled to the state machine ( 17 ), so that non-stored information about the state machine ( 17 ) can be generated.

40. Device according to one of claims 22 to 39, characterized by an interface ( 20 ) via which the fuzzy logic ( 10 ) with a control device ( 19 ), in particular a computer, for entering and / or changing parameters, in particular the rule base, is coupled or can be coupled.