DE102007049022B3 - Method for determining measuring instrument interferences in system, involves implementing multiple measurements and redundant measuring instruments of system measure simultaneously measured value with each measurement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von einer oder mehreren Messgerätestörungen in einem System, das wenigstens zwei redundante Messgeräte umfasst, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for determining one or more Instrument malfunctions in one System comprising at least two redundant meters, and a device to execute this Process.
Messgeräte werden in der Industrie zur Überwachung von Produktionsprozessen eingesetzt. Die Messgeräte erzeugen produktionsspezifische Signale und stellen diese übergeordneten Systemen zur Verfügung. Messgeräte können Störungen unterliegen, die häufig nur schwer zu erkennen sind.Measuring devices are in the industry for surveillance used by production processes. The measuring instruments produce production-specific Signals and represent these parent Systems available. Measuring device can disorders are subject to frequent difficult to recognize.
Störungen von einzelnen Messgeräten können durch einen redundanten (das heißt zwei- oder mehrfachen) Aufbau erkannt werden. Ein solch redundanter Aufbau ist üblich, um die Verfügbarkeit des Systems sicherzustellen.Disorders of individual measuring devices can by a redundant (that is, two or more times) structure be recognized. Such a redundant structure is common to the availability of the system.
In einem solchen System sind die redundanten (das heißt zwei oder mehreren) Messgeräte (nachfolgend auch als "redundantes Messsystem" beizeichnet) zur unabhängigen Verarbeitung derselben Messgröße ausgelegt. Fehlfunktionen einzelner Messgeräte (nachfolgend auch als "Messgerätestörungen" bezeichnet) führen beim Vergleich der Einzelsignale zu Abweichungen im Differenzsignal. Daher ist die Differenz von Messwerten während der Messung ein wichtiger Indikator für Messgerätestörungen.In In such a system, the redundant (that is, two or more) measuring instruments (hereinafter also referred to as "redundant Measuring system ") to the independent Processing of the same measurand designed. Malfunction of individual measuring devices (hereinafter also referred to as "meter malfunctions") lead to Comparison of the individual signals to deviations in the difference signal. Therefore, the difference of readings during the measurement is more important Indicator for Meters disorders.
Grundsätzlich ermöglichen Systeme mit redundant ausgelegten Messgeräten eine zuverlässige Überwachung industrieller Prozesse.Basically allow Systems with redundantly designed measuring instruments reliable monitoring industrial processes.
Messsignale unterliegen immer statistischen Schwankungen. Auch kann es bei einzelnen Messungen zu „Ausreißern" kommen, bei denen eines der Messgeräte in dem aus zwei oder mehreren redundanten Messgeräten bestehenden System nur einzelne Fehlmessungen ausführt, ansonsten aber störungsfrei misst. Daher ergibt sich bei einem System aus zwei oder mehreren redundanten Messgeräten bei einer Messung niemals ein völlig identisches Signal, sondern vielmehr eine Differenz der Signale ("Differenzsignal"). Ausreißer während einer Messung im statistischen Sinne sind ein Indiz für eine Fehlmessung aber nicht zwingend ein Indiz für eine Messgerätestörung. Bei der technischen Bewertung von Differenzsignalen ist eine gewisse Schwankungsbreite (Streuung) der Messwerte zu tolerieren.measuring signals are always subject to statistical fluctuations. Also, it can be at individual Measurements of "outliers" come in which one of the measuring devices in the existing of two or more redundant measuring devices System performs only single incorrect measurements, but otherwise trouble-free measures. Therefore, in a system of two or more redundant measuring devices never completely at a measurement identical signal, but rather a difference of the signals ("difference signal"). Outliers during one Measurement in a statistical sense is not an indication of a measurement error mandatory an indication for a meter error. at The technical evaluation of differential signals is a certain Fluctuation range (scattering) of the measured values to tolerate.
Für die betriebliche Praxis ist es von großer Bedeutung zu erkennen, ob lediglich singuläre Fehlmessungen oder tatsächliche Messgerätestörungen vorliegen. Ein Indiz für eine Messgerätestörung kann eine gewisse sich zeitlich wiederholende beziehungsweise andauernde Überschreitung eines definierten Schwellwertes der Differenzsignale (in der Praxis auch "Schwellwertverletzung" oder "Toleranzverletzung" genannt) darstellen.For the operational Practice is great Meaning to recognize, whether only singular erroneous measurements or actual Meter errors exist. An indication for a meter error may a certain repetition of time or persistence a defined threshold value of the difference signals (in practice also called "threshold violation" or "tolerance violation").
Wann und in welchem Fall eine solche, über ein statistisch tolerierbares Maß hinausgehende Differenz der Messwerte bei aufeinander folgenden Messungen vorliegt, ist häufig nur sehr schwer zu bestimmen. Daraus resultiert die Problemstellung zu entscheiden, wie hoch die Schwellenwerte beziehungsweise Toleranzgrenzen für die Differenzsignale zu wählen und welche Zeitintervalle zugrunde zu legen sind, um zuverlässig beurteilen zu können, ob eine tatsächliche Messgerätestörung vorliegt oder nicht. Oft werden zu einer solchen Bestimmung von Grenzwerten statistische Verfahren herangezogen. Diese Verfahren beruhen auf der wiederholten Berechnung bestimmter statistischer Grundgrößen, die für jede Messung auf der Basis von Messsignaldifferenzen bei zeitlich aufeinander folgenden Messungen ermittelt werden.When and in which case one over a statistically tolerable one Measure beyond Difference between the measured values in successive measurements, is common very difficult to determine. This results in the problem to decide how high the thresholds or tolerance limits for the To select differential signals and which time intervals are to be used to judge reliably to be able to whether an actual Measuring device fault exists or not. Often become such a determination of limits statistical methods. These methods are based on the repeated calculation of certain basic statistical variables, the for every Measurement on the basis of measurement signal differences with temporal succession following measurements are determined.
Das Ziel der Anwendung und Durchführung qualifizierter Bewertungsverfahren ist es, Fehlfunktionen von Messgeräten in Systemen, die zwei oder mehrere redundante Messgeräten umfassen, möglichst schnell und zuverlässig erkennen zu können.The Aim of application and implementation qualified assessment procedure is to malfunction of measuring devices in systems, which include two or more redundant meters, if possible fast and reliable to be able to recognize.
Die bekannten und bisher entwickelten Verfahren eignen sich jedoch häufig nur beschränkt zur schnellen und zuverlässigen Erkennung von Messgerätestörungen. So benötigen herkömmliche Verfahren häufig eine zu große Anzahl aufeinander folgender Messungen und damit relativ viel Zeit, um statistisch relevante Größen beziehungsweise Identifikationsparameter abzuleiten, die Messgerätestörungen sicher detektieren. Die Folge hiervon ist, dass Produktionsprozesse mit gestörten Messsignalen über einen längeren Zeitraum bis zum Erkennen der Störung Qualitätseinbußen oder auch Anlageschäden nach sich ziehen können.However, the known and previously developed methods are often only limited to fast len and reliable detection of meter malfunctions. Thus, conventional methods often require too large a number of consecutive measurements and thus relatively much time to derive statistically relevant quantities or identification parameters that reliably detect meter errors. The consequence of this is that production processes with disturbed measuring signals over a longer period of time until the detection of the disturbance can lead to quality losses or plant damage.
Herkömmliche Verfahren haben generell den Nachteil, dass sich Fehlfunktionen von Messgeräten nicht in hinreichend kurzen Zeiträumen zuverlässig genug bestimmen lassen.conventional Procedures generally have the disadvantage that malfunctions not of measuring instruments in sufficiently short periods of time reliable have enough determined.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, zur Bestimmung von Messgerätestörungen in einem System aus redundanten Messgeräten zur Verfügung zu stellen, durch welche Störungen einzelner Messgeräte schnell, also nach nur möglichst wenigen Messungen, und zuverlässig, also möglichst fehlerfrei, bestimmt werden können.Of the Invention is based on the object, a method, and a Device for execution of the method for determining meter errors in a system redundant measuring devices to disposal to ask, by which disturbances individual measuring devices fast, so only after possible few measurements, and reliable, as possible error-free, can be determined.
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Bestimmung von Messgerätestörungen in
einem System aus redundanten Messgeräten mit folgenden Merkmal zur
Verfügung
gestellt:
eine Anzahl von Messungen wird durchgeführt;
bei
jeder Messung messen die redundanten Messgeräte des Systems gleichzeitig
einen Messwert;
die von den redundanten Messgeräten gemessenen
Messwerte werden erfasst;
für
jede Messung wird für
wenigstens zwei der redundanten Messgeräte die Differenz der Messwerte
der von diesen zwei redundanten Messgeräten gemessenen Messwerte bestimmt;
für jede Messung
wird ein Kennwert (nachfolgend auch als "KCK-Wert" bezeichnet) berechnet,
und zwar auf der Grundlage der folgenden drei Grundgrößen:
- 1. der mittleren Steigung eines Abschnitts einer geglätteten Kurve, die eine approximierende Funktion der jeweiligen Differenz der Messwerte bei den Messungen darstellt, wobei der Abschnitt eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen umfasst (nachfolgend auch als "erster Identifikationsparameter" bezeichnet),
- 2. der Wert des Mittelwertes der jeweiligen Differenz der Messwerte für eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen abzüglich des Wertes des Medians der jeweiligen Differenz der Messgrößen für eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen (nachfolgend auch als "zweiter Identifikationsparameter" bezeichnet), sowie
- 3. der Standardabweichung der jeweiligen Differenz der Messwerte für eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen (nachfolgend auch als "dritter Identifikationsparameter" bezeichnet), wobei jeweils die letzte der aufeinander folgenden Messungen die Messung darstellt, für welche der KCK-Wert berechnet wird; auf der Grundlage des berechneten KCK-Wertes wird bestimmt, ob eine Störung eines der Messgeräte vorliegt oder nicht.
a number of measurements are made;
at each measurement, the redundant meters of the system simultaneously measure a reading;
the measured values measured by the redundant measuring instruments are recorded;
for each measurement, the difference between the measured values of the measured values measured by these two redundant measuring devices is determined for at least two of the redundant measuring devices;
for each measurement, a characteristic value (hereinafter also referred to as "KCK value") is calculated on the basis of the following three basic quantities:
- 1. the average slope of a portion of a smoothed curve representing an approximate function of the respective difference of the measurements in the measurements, the portion comprising a predetermined number of consecutive measurements (hereinafter also referred to as "first identification parameter"),
- 2. the value of the mean value of the respective difference of the measured values for a fixed number of successive measurements minus the value of the median of the respective difference of the measured variables for a fixed number of successive measurements (also referred to as "second identification parameter" hereinafter), as well
- 3. the standard deviation of the respective difference of the measured values for a fixed number of consecutive measurements (hereinafter also referred to as "third identification parameter"), whereby in each case the last of the successive measurements represents the measurement for which the KCK value is calculated; On the basis of the calculated KCK value, it is determined whether there is a fault of one of the measuring devices or not.
Zusammenfassend werden nachfolgend der erste, der zweite und der dritte Identifikationsparameter auch als die "drei Identifikationsparameter" bezeichnet.In summary Subsequently, the first, the second and the third identification parameters also become referred to as the "three identification parameters".
Die Erfindung beruht auf der Grunderkenntnis, dass Störungen eines Messgerätes in einem System aus redundanten Messgeräten auf der Grundlage eines Wertes, hierin auch als "KCK-Wert" bezeichnet, der sich aus den drei Identifikationsparametern berechnet, durch das erfindungsgemäße Verfahren schnell und zuverlässig bestimmt werden können.The Invention is based on the basic knowledge that disturbances of a meter in a system of redundant gauges based on a Value, also referred to herein as the "KCK value", which is calculated from the three identification parameters, by the inventive method fast and reliable can be determined.
Die Anzahl der durchgeführten Messungen ist beliebig. Allerdings kann der KCK-Wert frühestens für die Messung berechnet werden, ab der die höchste Anzahl von aufeinander folgenden Messungen, die für eine der drei Identifikationsparameter festgelegt ist, auch erreicht ist. Die einzelnen Messungen können beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit oder ereignisbezogen vorgenommen werden. Messwerte können demnach also beispielsweise in einem festgelegten zeitlichen Abstand erfassen werden. Beispielsweise können Messungen demnach aber auch dann vorgenommen werden, wenn ein zu empfangenes Signal verfügbar ist, beispielsweise wenn sich ein Gegenstand, bezüglich dessen ein Signal zu empfangen ist, in einer zum Empfang dieses Signals bestimmten Position befindet.The Number of performed Measurements are arbitrary. However, the KCK value can not be earlier for the Measurement calculated from which the highest number of successive following measurements for one of the three identification parameters is set, also achieved is. The individual measurements can for example, depending on be made by the time or event-related. readings can therefore, for example, at a specified time interval capture. For example, however, measurements can be made be made even when a signal to be received is available, For example, if an object, with respect to which a signal to is received, in a particular position for receiving this signal located.
Dass die redundanten Messgeräte des Systems einen Messwert "gleichzeitig" messen ist im technischen Sinne zu verstehen. Es können bei der Messung der Messwerte also beispielsweise durchaus Laufzeitunterschiede oder unterschiedliche Empfangsverzögerungen vorliegen, so dass die Messgeräte die Messwerte nicht ganz exakt physikalisch gleichzeitig messen.That the redundant measuring devices of the system to measure a reading "at the same time" is technical Meaning to understand. It can when measuring the measured values so for example, quite different from runtime differences or different reception delays, so that the measuring devices not measure the measured values physically exactly at the same time.
Bei den erfassten Messwerten handelt es sich insbesondere um Messwerte prozesstechnischer Messgrößen, also beispielsweise von Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Durchfluss, geometrische Positionen, geometrische Abmessungen (beispielsweise, Länge, Breite oder Dicke), Helligkeit, Belichtung, Kontaktgrößen oder andere physikalische oder chemische Größen.at The acquired measured values are, in particular, measured values process-technical parameters, ie for example, temperature, pressure, speed, flow, geometric positions, geometric dimensions (for example, Length, Width or thickness), brightness, exposure, contact sizes or other physical or chemical quantities.
Für jede Messung wird für wenigstens zwei der redundanten Messgeräte die Differenz der Messwerte der von diesen zwei redundanten Messgeräten gemessenen Messwerte bestimmt. Bei einem nur zwei redundante Messgeräte umfassenden System wird demnach für jede Messung die Differenz der Messwerte der von diesen zwei redundanten Messgeräten gemessenen Messwerte bestimmt. Bei einem mehr als zwei redundante Messgeräte umfassenden System kann für jede Messung die Differenz der Messwerte von festgelegten Paaren von Messgeräten bestimmt werden. Selbstverständlich wird bei der Ausführung des Verfahrens für jede Messung jeweils die Differenz der Messwerte zwischen den gleichen zwei beziehungsweise für das gleiche Paar von redundanten Messgeräten bestimmt.For every measurement is for at least two of the redundant measuring devices the difference of the measured values of determined by these two redundant measuring instruments measured values. In a system comprising only two redundant measuring devices accordingly for each measurement is the difference of the readings of those two redundant ones measuring instruments measured values determined. For a more than two redundant Measuring device comprehensive system can for each measurement is the difference of the measured values of specified pairs of measuring devices be determined. Of course will be in the execution of the procedure for each Measuring each difference of the measured values between the same two or for the same pair of redundant gauges determined.
Für jede Messung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils ein KCK-Wert berechnet, also festgelegten Messungen ein erfindungsgemäß berechneter KCK-Wert zugeordnet. Dieser KCK-Wert berechnet sich für jede Messung aus den drei Identifikationsparametern.For every measurement is in the inventive method in each case a KCK value is calculated, ie measurements taken calculated according to the invention KCK value assigned. This KCK value is calculated for each measurement from the three identification parameters.
Die drei Identifikationsparameter, auf deren Basis der KCK-Wert für die jeweilige Messung berechnet wird, können dabei für jede Messung jeweils auf der Grundlage gleicher oder unterschiedlicher Datenreihen berechnet werden: Für die jeweilige Messung erfolgt die Berechnung auf der Grundlage der Datenreihe, die sich aus der für den jeweiligen Identifikationsparameter festgelegten Anzahl aufeinander folgender Messungen ergibt – deren letzte die Messung ist, für die der KCK-Wert berechnet wird beziehungsweise der betreffende Identifikationsparameter berechnet wird – und der für diese Messungen jeweils bestimmten Differenz der Messgrößen.The three identification parameters, based on the KCK value for each Measurement can be calculated for each measurement based on the same or different Data series are calculated: For the respective measurement is made on the basis of the calculation Data series, which differs from the for the number specified according to the respective identification parameter following measurements gives - their last the measurement is, for the KCK value is calculated or the relevant identification parameter is calculated - and the for These measurements each determined difference of the measured quantities.
Sobald für eine Messung der KCK-Wert berechnet ist, ist mithin bestimmbar, ob eine Störung eines der redundanten Messgeräte vorliegt.As soon as for one Measurement of the KCK value is therefore determinable, whether a disorder one of the redundant measuring devices is present.
Zur Berechnung der drei Identifikationsparameter sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die folgenden Größen zu berechnen:
- 1. Die approximierende Funktion (Glättungs-Funktion) einer Datenreihe sowie die mittlere Steigung eines Abschnitts dieser geglätteten Datenreihe,
- 2. der Mittelwert und der Median einer Datenreihe sowie deren Differenz und
- 3. die Standardabweichung einer Datenreihe.
- 1. The approximating function (smoothing function) of a data series as well as the average slope of a section of this smoothed data series,
- 2. the mean and the median of a data series as well as their difference and
- 3. the standard deviation of a data series.
Die Datenreihe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist definiert durch die für den jeweiligen Identifikationsparameter festgelegte Anzahl von aufeinander folgenden Messungen und der für diese Messungen jeweils bestimmten Differenz der Messwerte (nachfolgend auch als "spezifische Datenreihe" bezeichnet). Die mathematischen Verfahren zur Berechnung solcher Größen sind allgemein bekannt, so dass diese Methoden zur Berechnung der drei Identifikationsparameter bei dem erfindungsgemäßen Verfahren grundsätzlich zur Anwendung kommen können. Ergänzend wird hinsichtlich der drei Identifikationsparameter folgendes ausgeführt.The Data series in the inventive method is defined by the for the number of consecutive numbers specified for each identification parameter following measurements and the for These measurements each determined difference of the measured values (hereinafter also as "specific Data series "). The mathematical methods for calculating such quantities are well known, so these methods of calculating the three Identification parameters in the inventive method in principle to Application can come. additional With respect to the three identification parameters, the following is carried out.
Der erste Identifikationsparameter ist die mittlere Steigung eines Abschnitts einer Kurve (nachfolgend auch als "geglättete Datenreihe" bezeichnet), die die approximierende Funktion (also die Glättungs-Funktion) einer Datenreihe (nachfolgend auch als "ungeglättete Datenreihe" bezeichnet) darstellt, wobei der Abschnitt eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen umfasst und wobei die letzte der aufeinander folgenden Messungen die Messung ist, für die der KCK-Wert berechnet wird. Um die ungeglättete Datenreihe zu erhalten, wird bei den Messungen zunächst für jede Messung die Differenz der Messwerte zweier redundanter Messgeräte bestimmt. Eine ungeglättete Datenreihe, die durch diese Datenpunkte, also die für die jeweiligen Messungen jeweils bestimmte Differenz der Messwerte, beschrieben wird, stellt üblicherweise eine Datenreihe mit einem sich sprunghaft ändernden, unregelmäßigen Verlauf dar.Of the first identification parameter is the mean slope of a section a curve (hereinafter also referred to as "smoothed Data series "), the approximating function (ie the smoothing function) of a data series (hereinafter also referred to as "unsmoothed data series"), the section being a fixed number of successive ones Includes measurements and being the last of the successive ones Measurements is the measurement, for the KCK value is calculated. To get the unsmoothed data series, will be at the measurements first for every Measurement determines the difference between the measured values of two redundant measuring instruments. An unsmoothed one Data series through these data points, ie for the respective measurements each specific difference of the measured values, is usually present a series of data with an erratic, irregular course represents.
Erfindungsgemäß wird zum
Erhalt des ersten Identifikationsparameters diese ungeglättete Datenreihe durch
eine Glättungs-Funktion
geglättet.
Zur Glättung
von Datenreihen sind aus der Mathematik zahlreiche Algorithmen bekannt.
Regelmäßig zeichnen
sich solche Funktionen, durch die eine Datenreihe geglättet werden kann,
dadurch aus, dass sie den Verlauf von Datenpunkten einer Datenreihe
durch eine analytische Funktion approximieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
sind die Datenpunkte die für
die jeweiligen Messungen jeweils bestimmte Differenz der Messwerte.
Erfindungsgemäß kann bei
dem vorliegenden Verfahren der Verlauf der Datenpunkte durch eine
beliebige Glättungs-Funktion
approximiert beziehungsweise geglättet sein. Bevorzugt ist die
Datenreihe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
durch einen Filter geglättet.
Es sind zahlreiche Glättungs-Möglichkeiten
in Form von mathematischen Filtern bekannt (beispielsweise Hochpass-,
Tiefpass- und lineare Filter), durch die eine Datenreihe geglättet werden
kann. Bevorzugt wird zur Glättung
der ungeglätteten
Datenreihe bei dem vorliegenden Verfahren ein Hodrick-Prescott-Filter (HP-Filter)
verwendet. Der Hodrick-Prescott-Filter wurde ursprünglich entwickelt,
um den zeitlichen Verlauf wirtschaftlicher Daten (zum Beispiel Konjunkturzyklen)
mit mathematischen Mitteln zu analysieren. Er lässt sich allgemein benutzen, um
Datenreihen zu glätten,
so dass diese weniger abhängig
von kurzfristigen Schwankungen sind. Der Hodrick-Prescott-Filter kann gemäß der einschlägigen Fachliteratur
wie folgt dargestellt werden: 
Dabei wird angenommen, dass eine tatsächliche Serie von Datenpunkten (yt) aus einer Trendkomponente (τt) und einer zyklischen Komponente (ct) besteht, also yt= τt + ct, t = 1, 2, ..., T. λ ist der sogenannte Strafparameter. Für eine Annäherung von λ gegen 0 nähert sich diese dem originalen Verlauf an, während sich die Trendkomponente bei einem Verlauf von λ gegen unendlich dem linearen Trend angleicht. Bei dem vorliegenden Verfahren weist λ
- – bevorzugt einen (Minimal-)Wert von wenigstens 5, also beispielsweise auch von wenigstens 10 oder 50 auf;
- – bevorzugt einen (Maximal)-Wert von höchstens 2000, also beispielsweise auch von höchstens 1000, 500 oder 300 auf;
- – bevorzugt einen Wert im Bereich von 10 bis 500, also beispielsweise auch im Bereich 50 bis 300 auf.
- Preferably has a (minimum) value of at least 5, for example also at least 10 or 50;
- Preferably a (maximum) value of at most 2000, that is, for example, also at most 1000, 500 or 300;
- Preferably has a value in the range from 10 to 500, that is, for example, also in the range from 50 to 300.
Für einen Abschnitt der geglätteten Datenreihe, der eine festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen umfasst, wird zur Berechnung des ersten Identifikationsparameters die mittlere Steigung bestimmt. Die mittlere Steigung der geglätteten Datenreihe kann beispielsweise auf der Grundlage einer linearen Approximation bestimmt werden, beispielsweise mittels des statistischen Verfahrens der linearer Regression.For one Section of the smoothed Data series containing a fixed number of consecutive measurements includes, is used to calculate the first identification parameter the mean slope is determined. The mean slope of the smoothed data series can for example be based on a linear approximation be determined, for example by means of the statistical method the linear regression.
Zur Bestimmung des zweiten Identifikationsparameters werden zunächst die beiden folgenden statistischen Größen bestimmt: Zum einen der Mittelwert der jeweiligen Differenz der Messwerte für eine Anzahl aufeinander folgender Messungen und zum anderen der Median der jeweiligen Differenz der Messwerte für eine Anzahl aufeinander folgender Messungen. Sowohl die Bestimmung des Mittelwertes, als auch die Bestimmung des Median erfolgen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils auf der Grundlage der spezifischen Datenreihe, wobei die letzte der aufeinander folgenden Messungen jeweils wiederum die Messung ist, für die der betreffende Identifikationsparameters beziehungsweise der KCK-Wert berechnet wird. Der zweite Identifikationsparameters ist nunmehr der Wert, den man erhält, wenn der Wert des Median vom Mittelwert abgezogen wird.to Determination of the second identification parameter are first the both of the following statistical variables: Firstly, the Average of the respective difference of the measured values for a number successive measurements and the median of each Difference of the measured values for a number of consecutive measurements. Both the provision of the mean, as well as the determination of the median are included the method according to the invention each based on the specific data series, with the last of the consecutive measurements each turn the Measurement is, for the relevant identification parameter or the KCK value is calculated. The second identification parameter is now the value you get when the value of the median is subtracted from the mean.
Der
Mittelwert ist das arithmetische Mittel (Durchschnitt) der jeweiligen
statistischen Datenreihe und kann beispielsweise wie folgt dargestellt
werden: 
Der
Median (Zentralwert) ist in der Statistik definiert als ein Beobachtungswert,
bei dem die Werte jeweils mindestens der Hälfte der Beobachtungen kleiner
oder gleich und die Werte mindestens der Hälfte größer oder gleich diesem Wert
sind. Der Median kann beispielsweise wie folgt dargestellt werden:
- n ist bei dem vorliegenden Verfahren die für die Berechnung des Median festgelegte Anzahl aufeinander folgender Messungen. Der Median ist damit gleich der Differenz der beiden Messwerte für diejenige Messung, die gemäß der vorgenannten Formel berechnet worden ist.
- In the present method, n is the number of consecutive measurements determined for the calculation of the median. The median is thus equal to the difference between the two measured values for that measurement which has been calculated according to the aforementioned formula.
Der
dritte Identifikationsparameters, der berechnet wird, ist die Standardabweichung
der jeweiligen Differenz der Messwerte der spezifischen Datenreihe,
wobei die letzte der aufeinander folgenden Messungen dieser Datenreihe
jeweils wiederum die Messung ist, für die der dritte Identifikationsparameters
beziehungsweise der KCK-Wert berechnet wird. Die Standardabweichung
ist in der Statistik definiert als die Quadratwurzel der Varianz
(„Streuung") und beträgt für eine Zufallsgröße (X):
Die Standardabweichung ist definitionsgemäß stets positiv. Zur Berechnung des KCK-Wertes kann erfindungsgemäß jedoch bevorzugt vorgesehen sein, dass die Standardabweichung für die jeweilige Messung jeweils das Vorzeichen (also positiv oder negativ) erhält, das die Steigung aufweist, die als erster Identifikationsparameter für die betreffende Messung ermittelt worden ist. Mit anderen Worten: Ist für eine Messung als erster Identifikationsparameter eine positive Steigung berechnet worden, wird die Standardabweichung für diese Messung positiv gesetzt; ist für eine Messung als erster Identifikationsparameter eine negative Steigung berechnet worden, wird die Standardabweichung für diese Messung negativ gesetzt.The Standard deviation is always positive by definition. For calculating However, the KCK value may be preferably provided according to the invention be that the standard deviation for each measurement each gets the sign (ie positive or negative) that has the slope, which determines as the first identification parameter for the relevant measurement has been. In other words: is the first identification parameter for a measurement A positive slope has been calculated, the standard deviation for this Measurement set positive; is for a measurement as a first identification parameter a negative slope calculated, the standard deviation for this measurement is set negative.
Die Anzahl aufeinander folgender Messungen, die für die drei Identifikationsparameter jeweils festgelegt ist, kann unterschiedlich sein. Die Festlegung der Anzahl der aufeinander folgenden Messungen erfolgt unter Beachtung der Tatsache, dass das Verfahren um so "empfindlicher" ist, also umso schneller die Bestimmung von Störungen eines der redundanten Messgeräte zulässt, umso geringer die Anzahl aufeinander folgender Messungen ist; gleichzeitig steigt dabei aber die Gefahr einer fehlerhaften Bestimmung einer Störung eines Messgerätes, also der vermeintlichen Bestimmung einer Störung, obgleich eine solche tatsächlich nicht vorliegt. Ferner gilt, dass das Verfahren um so "unempfindlicher" ist, also umso zuverlässiger die Bestimmung einer tatsächlichen Störung eines der Messgeräte zulässt, umso höher die Anzahl aufeinander folgender Messungen ist; gleichzeitig sinkt dabei aber die Schnelligkeit, mit der eine Störung eines Messgerätes bestimmbar ist. Die aufeinander folgenden Messungen sind daher auf eine solche Anzahl festgelegt, dass die Bestimmung einer Störung eines Messgerätes durch das Verfahren weder zu "empfindlich", noch zu "unempfindlich" ist.The Number of consecutive measurements taken for the three identification parameters each set, may be different. The determination the number of consecutive measurements is made under consideration the fact that the method is all the more "sensitive", so the faster the determination of disorders one of the redundant measuring devices allows, the lower the number of consecutive measurements; simultaneously but increases the risk of incorrect determination of a Disruption of one meter, ie the supposed determination of a disturbance, albeit one indeed not available. Furthermore, the process is all the more "insensitive", so the more reliable the Determination of an actual disorder one of the measuring devices allows, the higher the number of consecutive measurements is; at the same time sinks but the speed with which a malfunction of a measuring device can be determined. The successive measurements are therefore on such a number determined that the determination of a fault of a meter by the method is neither too "sensitive" nor too "insensitive".
Erfindungsgemäß hat sich
für die
drei Identifikationsparameter jeweils die Festlegung der folgenden Anzahl
aufeinander folgender Messungen als sinnvoller Ausgleich zwischen
diesen Polen erwiesen:
Zur Berechnung des ersten Identifikationsparameters
wird bevorzugt ein Abschnitt der geglätteten Datenreihe, der 2 bis
10 aufeinander folgenden Messungen umfasst, festgelegt. Die Anzahl
aufeinander folgender Messungen kann hier demnach beispielsweise
auch 3 bis 8 oder 4 bis 6 aufeinander folgende Messungen umfassen.According to the invention, the determination of the following number of successive measurements has proved to be a sensible balance between these poles for the three identification parameters:
To calculate the first identification parameter, a section of the smoothed data series comprising 2 to 10 consecutive measurements is preferably determined. Accordingly, the number of consecutive measurements may, for example, also comprise 3 to 8 or 4 to 6 consecutive measurements.
Für die Berechnung des Mittelwertes sowie des Median ist bevorzugt jeweils eine spezifische Datenreihe mit einer Anzahl von 5 bis 15 aufeinander folgenden Messungen festgelegt, und demnach beispielsweise auch 7 bis 13 oder 9 bis 11 aufeinander folgenden Messungen. Es kann auch vorgesehen sein, dass für Mittelwert und Median eine unterschiedliche Anzahl von aufeinander folgenden Messungen festgelegt ist.For the calculation the mean and the median are preferably each a specific one Data series with a number of 5 to 15 consecutive measurements and therefore, for example, also 7 to 13 or 9 to 11 consecutive measurements. It can also be provided that for Mean and median a different number of consecutive following measurements is determined.
Für die Berechnung der Standardabweichung ist bevorzugt jeweils eine spezifische Datenreihe mit einer Anzahl von 5 bis 15 aufeinander folgenden Messungen festgelegt, und demnach beispielsweise auch 7 bis 13 oder 9 bis 11 aufeinander folgenden Messungen.For the calculation the standard deviation is preferably a specific data series in each case set with a number of 5 to 15 consecutive measurements, and therefore, for example, 7 to 13 or 9 to 11 successive following measurements.
Grundsätzlich kann der KCK-Wert auf beliebige Art und Weise auf der Grundlage der drei Identifikationsparameter berechnet werden. Bevorzugt wird der KCK-Wert als Summe aus den drei Identifikationsparametern berechnet. Die drei Identifikationsparameter werden mithin zu dem KCK-Wert addiert. Nach einer Weiterführung dieses Erfindungsgedankens können die drei Identifikationsparameter bei der Berechnung des Summenwertes unterschiedlich gewichtet werden. Die einzelnen Identifikationsparameter fließen damit mit einer unterschiedlichen, jeweils festgelegten Gewichtung in den KCK-Wert ein.Basically the KCK value in any way based on the three Identification parameters are calculated. The KCK value is preferred calculated as the sum of the three identification parameters. The three identification parameters are added to the KCK value. To a continuation this inventive concept can the three identification parameters when calculating the total value be weighted differently. The individual identification parameters flow thus with a different, respectively determined weighting into the KCK value.
Die Gewichtung der drei Identifikationsparameter kann von Fall zu Fall unterschiedlich vorgenommen und auf das jeweils zu überwachende System aus redundanten Messgeräten abgestimmt sein. Beispielsweise können der erste und der zweite Identifikationsparameter jeweils mit einem Gewichtungsfaktor im Bereich von 2 bis 10, also beispielsweise auch mit einem Gewichtungsfaktor im Bereich von 3 bis 7 oder von 4 bis 6 gewichtet sein. Der dritte Identifikationsparameter kann beispielsweise mit einem Gewichtungsfaktor im Bereich von 1 bis 6, also beispielsweise auch mit einem Gewichtungsfaktor im Bereich von 1 bis 5 oder von 2 bis 3 gewichtet sein. Selbstverständlich ist für die Gewichtung der Identifikationsparameter nicht der absolute Wert des Gewichtungsfaktors, sondern allein das Verhältnis der Werte der Gewichtungsfaktoren der drei Identifikationsparameter zueinander entscheidend. Ein Verhältnis der Gewichtungsfaktoren von erstem zu zweitem zu drittem Identifikationsparameter von 5 zu 5 zu 2,5 ist also gleichbedeutend zu einem Verhältnis von 10 zu 10 zu 5.The weighting of the three identification parameters can be made differently from case to case and adapted to the respective system to be monitored from redundant measuring devices. For example For example, the first and the second identification parameters can each be weighted with a weighting factor in the range from 2 to 10, that is, for example, also with a weighting factor in the range from 3 to 7 or from 4 to 6. The third identification parameter may be weighted, for example, with a weighting factor in the range from 1 to 6, that is, for example, also with a weighting factor in the range from 1 to 5 or from 2 to 3. Of course, it is not the absolute value of the weighting factor that is decisive for the weighting of the identification parameters, but only the ratio of the values of the weighting factors of the three identification parameters to one another. A ratio of the weighting factors from first to second to third identification parameter from 5 to 5 to 2.5 is therefore equivalent to a ratio of 10 to 10 to 5.
Erfindungsgemäß wurde nunmehr festgestellt, dass auf der Grundlage des berechneten KCK-Wert sehr schnell und zuverlässig bestimmbar ist, ob eine Störung eines Messgerätes vorliegt, da die Berechnung zum einen nur auf einer verhältnismäßig geringen Anzahl von aufeinander folgenden Messungen durchgeführt zu werden braucht und zum anderen auf der Grundlage des berechneten KCK-Wert äußerst zuverlässig bestimmbar ist, ob eine Störung eines Messgerätes vorliegt. Dennoch kann selbstverständlich auch unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht gänzlich ausgeschlossen werden, dass eine Störung eines Messgerätes nicht oder fehlerhafterweise bestimmt wird.According to the invention was now found that based on the calculated KCK value very much fast and reliable it is possible to determine whether a fault a measuring device is present, since the calculation on the one hand only on a relatively small Number of consecutive measurements On the other hand, it can be determined extremely reliably on the basis of the calculated KCK value is whether a fault a measuring device is present. Nevertheless, of course, under application the method according to the invention not entirely be ruled out that a malfunction of a meter is not or erroneously determined.
Zur Bestimmung, ob eine Störung eines Messgerätes vorliegt, kann insbesondere vorgesehen sein, einen oberen und einen unteren Schwellenwert festzulegen und das Vorliegen einer Störung eines Messgerätes in Abhängigkeit vom Erreichen oder Überschreiten des oberen oder unteren Schwellenwertes durch den KCK-Wert zu bestimmen. Mit anderen Worten: Eine Störung eines Messgerätes wird in Abhängigkeit davon bestimmt, ob der KCK-Wert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Für jedes System kann der Schwellenwert entsprechend der Skalierung der zu messenden Messgröße nach Optimalitätskriterien festgelegt sein.to Determining if a fault a measuring device may be provided, in particular, an upper and a lower threshold and the existence of a meter dependent on from reaching or exceeding of the upper or lower threshold by the KCK value. In other words: a disorder a measuring device becomes dependent Determines whether the KCK value meets or exceeds the threshold. For each System can set the threshold according to the scaling of measuring quantity after Optimality criteria be set.
Beispielsweise weist der obere Schwellenwert
- – einen (Minimal-)Wert von wenigstens 5, also beispielsweise auch von wenigstens 6 oder 8 auf;
- – einen (Maximal)-Wert von höchstens 100, also beispielsweise auch von höchstens 50, 20, 16 oder 12 auf;
- – einen Wert im Bereich von 5 bis 100, also beispielsweise auch im Bereich 8 bis 50, 8 bis 20 oder 8 bis 12 auf.
- A (minimum) value of at least 5, for example also of at least 6 or 8;
- - a (maximum) value of at most 100, that is, for example, not more than 50, 20, 16 or 12;
- - A value in the range of 5 to 100, that is, for example, in the range 8 to 50, 8 to 20 or 8 to 12 on.
Der untere Schwellenwert kann die gleichen Werte, jeweils mit negativem Vorzeichen aufweisen.Of the lower threshold can be the same values, each with negative Have sign.
Zur
Bestimmung, ob eine Störung
eines Messgerätes
vorliegt, können
noch weitere Werte berücksichtigt
werden. Beispielsweise kann die Differenz der Messwerte berücksichtigt
werden. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass eine Messgerätestörung unwahrscheinlich
ist, wenn die Differenz der Messwerte unter einem bestimmten Wert
liegt. Erfindungsgemäß kann daher
vorgesehen sein, dass ein Schwellenwert für die Differenz der Messwerte
festgelegt wird und bestimmt wird, dass keine Messgerätestörung vorliegt,
wenn die Differenz der Messwerte einen bestimmten Schwellenwert
nicht erreicht oder überschreitet. Überschreitet
daher beispielsweise der KCK-Wert bei einer Messung den hierfür festgelegten
Schwellenwert, wird eine Messgerätestörung dennoch
nicht bestimmt, wenn die Differenz der Messwerte für diese
Messung den hierfür
festgelegten Schwellenwert nicht erreicht oder überschreitet (siehe
Der Schwellenwert für die Differenz der Messwerte kann systemspezifisch festgelegt sein.Of the Threshold for the difference of the measured values can be determined system-specifically.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Bestimmung einer Störung eines beliebigen Messgerätes in einem System aus zwei oder mehreren redundanten Messgeräten angewandt werden. Beispielsweise kann das Verfahren zur Bestimmung einer Störung eines Messgerätes zur Messung der vorgenannten prozesstechnischen Messgrößen angewandt werden.The inventive method can be used to determine a disorder of any measuring device in a system of two or more redundant gauges applied become. For example, the method for determining a disturbance of a meter used for measuring the aforementioned process engineering measures become.
Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren in allen industriellen Prozessen, insbesondere kontinuierlich arbeitenden Produktionsprozessen, eingesetzt werden, bei denen die von einem System aus zwei oder mehreren redundanten Messgeräten gemessenen Messwerte zur Steuerung des Prozesses dienen.Prefers can the inventive method in all industrial processes, especially continuous Production processes are used, in which the one of a System measured from two or more redundant meters Measured values are used to control the process.
Besonders bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren in metallurgischen Produktionsprozessen, zum Beispiel Walzstrassen eingesetzt werden. In Walzstraßen wird Vormaterial (Grammen, Blöcke oder Knüppel) zur Erzeugung von Stahl und Nichteisenprodukten, zum Beispiel Stäben, Drähten, Blechen oder Halbzeug ausgewalzt. Der Walzvorgang wird in der Regel von Prozessrechnern einschließlich unterlagerter Regelungssysteme überwacht und gesteuert, wobei die redundant ausgelegten Messgeräte die dafür notwendiges Signale (Ist-Werte) bereitstellen. Insbesondere werden beispielsweise Temperaturen, Breiten, Dicken und Geschwindigkeiten des Walzgutes sowie beispielsweise die Walzkraft und die Drehmomente an mehreren unterschiedlichen Orten in der Produktionsanlage aufgenommen.Particularly preferably, the method according to the invention can be used in metallurgical production processes, for example rolling trains. In rolling mills, semi-finished material (logs, blocks or billets) is used to produce steel and non-ferrous products, for example bars, wires, sheets or semi-finished products. The rolling process is usually monitored and controlled by process computers, including subordinate control systems, whereby the redundantly designed measuring devices provide the necessary signals (actual values). In particular, for example, temperatures, widths, thicknesses and speeds of the rolling stock and, for example, the rolling force and the torques received at several different locations in the production plant.
Die Messgeräteüberwachung erfolgt über Messgeräteüberwachungssysteme die entweder autark installiert sind oder in Prozessrechner integriert sein können. Die von den Messgeräten empfangenen Signale dienen der Überwachung und Steuerung der Produktionsanlage. Eine Störung eines Messgerätes ist dabei möglichst schnell und unmittelbar zu bestimmen, da die damit einhergehende Fehlsteuerung der Produktionsanlage in kurzer Zeit zu einem hohen Schaden führen kann. Walzprodukte sind in der Regel unbrauchbar, wenn der Prozess mit fehlerhaft empfangenen Messsignalen geführt wird, weil zwangsläufig Fehlsteuerungen und unerwünschte technologische Abweichungen auftreten. Gleichzeitig ist eine fehlerhafte Bestimmung einer Störung eines Messgerätes zu vermeiden, da auch eine unnötige Unterbrechung des Walzprozesses schnell einen hohen Schaden verursachen kann.The measuring instruments monitoring over Gauges monitoring systems which are either installed autonomously or integrated in process computers could be. The of the measuring devices received signals are used for monitoring and control of the production plant. A malfunction of a measuring device is as possible to determine quickly and immediately, as the associated Fault control of the production plant in a short time to a high Cause damage can. Rolled products are usually unusable when the process is carried out with incorrectly received measurement signals, because inevitably faulty controls and undesirable technological deviations occur. At the same time is a faulty Determination of a fault a measuring device to avoid, as well as an unnecessary Interrupting the rolling process quickly cause high damage can.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann damit insbesondere zur Bestimmung einer Störung eines Messgerätes in einem System aus zwei oder mehreren redundanten Messgeräten, die in Walzstraßen zur Steuerung des Produktionsprozesses eingesetzt werden, angewandt werden.The inventive method Thus, in particular for determining a fault of a measuring device in a System of two or more redundant measuring devices, the in rolling mills used to control the production process, applied become.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn bestimmt worden ist, dass eine Störung eines Messgerätes vorliegt.at the method according to the invention it can be provided that an error signal is generated when determined that's a disorder a measuring device is present.
Dabei kann ein beliebiges Fehlersignal erzeugt werden, beispielsweise ein optisches, akustisches und/oder ein Datensignal. Beispielsweise kann das Fehlersignal ein Datensignal zur Steuerung des Produktionsprozesses, für welchen das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, dienen. Beispielsweise kann das Fehlersignal zu einer gezielten Unterbrechung des Produktionsprozesses dienen.there Any error signal can be generated, for example an optical, acoustic and / or data signal. For example the error signal can be a data signal for controlling the production process, for which the inventive method is used, serve. For example, the error signal can serve a purposeful interruption of the production process.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung kann insbesondere eine Einrichtung zur Erfassung der von den redundanten Messgeräten empfangenen Signale und/oder zur Bestimmung der Differenz der Messwerte der von den Messgeräten empfangenen Signale und/oder zur Berechnung der drei Identifikationsparameter und/oder zur Berechnung des KCK-Wertes auf der Grundlage der drei Identifikationsparameter und/oder zur Bestimmung, ob auf der Grundlage des berechneten Wertes Messgerätestörungen vorliegen, aufweisen. Bevorzugt handelt es sich bei dieser Vorrichtung um eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise einen Computer.object The invention further provides an apparatus for carrying out the inventive method. In particular, this device can comprise a device for detecting that of the redundant gauges received signals and / or for determining the difference of the measured values that received from the meters Signals and / or to calculate the three identification parameters and / or to calculate the KCK value based on the three Identification parameters and / or for determining whether based on of the calculated value of measuring device faults, exhibit. Preferably, this device is a electronic data processing device, for example a Computer.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei insbesondere auch darin, dass die drei Identifikationsparameter mathematisch sehr einfach zu berechnen sind und daher nur eine geringe Rechenkapazität und Rechenzeit erfordern. Gleiches gilt entsprechend für den KCK-Wert, der auf der Grundlage dieser drei statistischen Größen berechnet wird. Aus diesem Grund kann der KCK-Wert bei jeder Messung praktisch umgehend für diese betreffende Messung berechnet werden, sobald die redundanten Messgeräte die Signale für diese betreffende Messung empfangen haben. Weder ist für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahren damit eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer besonderen Rechenleistung erforderlich, noch liegt eine relevante Verzögerung zwischen dem Empfang des Signals durch die Messgeräte bei einer Messung und der Berechnung des KCK-Wertes für diese Messung vor.Of the Advantage of the method according to the invention This is particularly the case in that the three identification parameters mathematically very easy to calculate and therefore only a small one computing capacity and require computing time. The same applies accordingly to the KCK value, calculated on the basis of these three statistical quantities becomes. For this reason, the KCK value can be practical for each measurement promptly for This measurement will be calculated as soon as the redundant Measuring device the signals for have received that particular measurement. Neither is responsible for the execution of the inventive method thus a data processing device with a special computing power required, there is still a relevant delay between the reception of the Signal through the gauges during a measurement and calculation of the KCK value for them Measurement before.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die berechneten KCK-Werte graphisch dargestellt werden, beispielsweise auf einem Monitor. Dieser kann die entsprechenden Daten von einer elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung, die die KCK-Werte berechnet hat, empfangen.Prefers it can be provided that the calculated KCK values are shown graphically be, for example on a monitor. This one can be the appropriate one Data from an electronic data processing device, the which has calculated KCK values.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens soll anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert werden.One embodiment the method according to the invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures.
Dabei zeigtthere shows
Die
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung in einer Warmwalzstraße eingesetzt. Dabei wurde das Verfahren zur Bestimmung einer Störung eines Messgerätes in einem System aus zwei redundanten Messgeräten zur Überwachung der Temperatur angewandt. Die zwei Messgeräte dienen hier zur Messung der Temperatur des Bandes. Dabei wurde die Temperatur der Bandes beim Laufen in die Kühlstrecke der Warmwalzstraße gemessen.at the embodiment became the procedure according to invention for monitoring in a hot rolling mill used. The procedure for determining a disorder of a meter applied in a system of two redundant temperature monitoring instruments. The two measuring devices serve here for measuring the temperature of the belt. It was the Temperature of the belt measured while running in the cooling section of the hot rolling mill.
Für jedes Walzgut wurde eine Temperaturmessung durchgeführt.For each Walzgut was carried out a temperature measurement.
Bei jeder Temperaturmessung empfangen beide Temperaturmessgeräte des Systems gleichzeitig ein Signal, in diesem Fall ein Temperatursignal.at Each temperature measurement will receive both temperature measuring devices of the system at the same time a signal, in this case a temperature signal.
In
der schematischen Darstellung nach
Von
einer mit
Die
von der elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung
Dabei
zeigen die
Wie
die
In
Die
Abschnitte, für
die jeweils die mittlere Steigung der geglätteten Kurve (Ax)
bestimmt wurde, umfassten jeweils fünf aufeinander folgende Messungen.
Die Steigung wurde mittels linearer Regression bestimmt. In
In
In
Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nunmehr auf der Grundlage der für eine jeweilige Messung jeweils berechneten mittleren Steigung (Bx) der geglätteten Kurve (Ax), des sich aus Mittelwert (Cx) minus Median (Dx) ergebenden Wertes (Ex) und dem Wert der Standardabweichung (Ex) der Differenz der beiden Messwerte für jede Messung der KCK-Wert berechnet. Dabei ist die Messung, für die der jeweilige KCK-Wert berechnet wird, jeweils die letzte Messung der jeweils festgelegten Anzahl aufeinander folgender Messungen.In carrying out the method according to the invention, the smoothed curve (A x ), the value resulting from the mean value (C x ) minus the median (D x ) (E 1 ), is calculated on the basis of the mean slope (B x ) calculated for each measurement x ) and the value of the standard deviation (E x ) of the difference between the two measured values for each measurement of the KCK value. The measurement for which the respective KCK value is calculated is in each case the last measurement of the respectively defined number of consecutive measurements.
In
Im Ausführungsbeispiel wurden ein oberer Schwellenwert in Höhe von 10 und ein unterer Schwellenwert von –10 festgelegt. Demnach wird das Vorliegen einer Störung eines Messgerätes bestimmt, also angenommen, sobald der KCK-Wert den oberen Schwellenwert in Höhe von 10 oder den unteren Schwellenwert von –10 erreicht oder überschreitet. Im Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, dass der KCK-Wert den oberen Schwellenwert und den unteren Schwellenwert je vier mal erreicht oder überschritten hat. Demnach wurde für diese Messungen eine Störung eines der beiden Messgeräte bestimmt. Für diese Messungen wurde jeweils ein Fehlersignal erzeugt, so dass auf die Störung aufmerksam gemacht und diese daher beseitigt werden konnte.in the embodiment were an upper threshold of 10 and a lower threshold of 10 established. Accordingly, the presence of a disturbance of a measuring device is determined, that is, assuming that the KCK value is the upper threshold in Height of 10 or the lower threshold of -10 is reached or exceeded. In the embodiment can be seen that the KCK value is the upper threshold and The lower threshold has been reached or exceeded four times Has. Accordingly, for this Measurements a disturbance one of the two measuring devices certainly. For These measurements were each an error signal generated, so that on the disorder made aware of and therefore could be eliminated.
In
Im
Ausführungsbeispiel
nach
In
der nachfolgenden Tabelle 1 sind für die Messungen 3203 bis 3214
die folgenden, jeweils berechneten Werte angegeben: Differenz der
Messwerte, Steigung (erster Idenitifikationsparameter), Mittelwert,
Median, Mittelwert minus Median (zweiter Identifikationsparamteter),
Standardabweichung (dritter Identifikationsparamteter) sowie KCK-Wert. Tabelle 1
Zur
Berechnung des KCK-Wertes im Ausführungsbeispiel gilt dabei folgendes:
Die
drei Identifikationsparameter sind unterschiedlich gewichtet. Im
Einzelnen wurden der erste und zweite Identifikationsparamter jeweils
mit dem Faktor 5 und der dritte Identifikationsparameter mit dem
Faktor 2,5 gewichtet.The following applies to the calculation of the KCK value in the exemplary embodiment:
The three identification parameters are weighted differently. In detail, the first and second identification parameters were each weighted by the factor 5 and the third identification parameter by the factor 2.5.
Der Standardabweichung, also dem dritten Identifikationsparameter, wurde zur Berechnung des KCK-Wertes jeweils das Vorzeichen der für die betreffende Messung jeweils ermittelten Steigung gemäß erstem Identifikationsparameter zugewiesen.Of the Standard deviation, ie the third identification parameter for the calculation of the KCK value the sign of the respective for the respective Measurement of each determined slope according to the first identification parameter assigned.
Für die Ermittlung der Steigung gemäß erstem Identifikationsparameter ist jeweils eine spezifische Datenreihe mit einer Anzahl von 5 aufeinander folgenden Messungen festgelegt und zur Berechnung von Mittelwert, Median und Standardabweichung ist jeweils eine spezifische Datenreihe mit einer Anzahl von 11 aufeinander folgenden Messungen festgelegt. Für beispielsweise die Messung Nr. 3213 bedeutet dies demnach, dass die spezifische Datenreihe zur Bestimmung der Steigung gemäß erstem Identifikationsparameter die Messungen 3209 bis 3213 und die spezifische Datenreihe zur Bestimmung von Mittelwert, Median und Standardabweichung die Messungen 3203 bis 3213 umfasst.For the investigation the slope according to the first Identification parameter is a specific data series set with a number of 5 consecutive measurements and for calculating mean, median and standard deviation each is a specific data series with a count of 11 successive measurements. For example, the measurement No. 3213, this means that the specific data series for determining the slope according to the first Identification parameters Measurements 3209 to 3213 and the specific Data series for the determination of mean, median and standard deviation comprising measurements 3203 to 3213.
Der KCK-Wert im Ausführungsbeispiel ist nun die Summe der dabei erhaltenen Werte.Of the KCK value in the exemplary embodiment is now the sum of the obtained values.
Für beispielsweise
die Messung Nr. 3213 berechnet sich der KCK-Wert wie folgt:
Der KCK-Wert von 14,45 für die Messung 3213 liegt über dem oberen Schwellenwert von 10, so dass für diese Messung eine Messgerätestörung bestimmt und ein Fehlersignal abgegeben wurde.Of the KCK value of 14.45 for the measurement 3213 is above the upper threshold of 10 so that a meter failure is determined for this measurement and an error signal was issued.
Für beispielsweise
die Messung Nr. 3205 berechnet sich der KCK-Wert wie folgt:
Wie oben beschrieben, wurde der Wert der Standardaweichung (0,612) entsprechend der für die Messung Nr. 3205 negativen Steigung (–0,154) gemäß erstem Identifikationsparameter zur Berechnnung des KCK-Wertes für diese Messung ebenfalls negativ gesetzt.As As described above, the value of the standard deviation (0.612) became equivalent the for the measurement No. 3205 negative slope (-0.154) according to the first identification parameter to calculate the KCK value for this measurement also set negative.
Der KCK-Wert von –1,62 für die Messung 3205 liegt innerhalb der Grenzen von oberem und unteren Schwellenwert, so dass für diese Messung keine Messgerätestörung bestimmt wurde.Of the KCK value of -1.62 for the Measurement 3205 is within the limits of upper and lower thresholds, so for this measurement does not determine any meter malfunction has been.
Claims (8)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200710049022 DE102007049022B3 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Method for determining measuring instrument interferences in system, involves implementing multiple measurements and redundant measuring instruments of system measure simultaneously measured value with each measurement |
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- 2007-10-11 DE DE200710049022 patent/DE102007049022B3/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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Effective date: 20140501 |