DE102009005272A1

DE102009005272A1 - Equipment e.g. rotor blade, operating condition detecting method for e.g. wind turbine, involves reading ring buffer for preset time interval when requirement for maintaining defined operating condition is satisfied for certain period

Info

Publication number: DE102009005272A1
Application number: DE200910005272
Authority: DE
Inventors: Gunnar Vogel
Original assignee: BACHMANN GmbH
Current assignee: BACHMANN GmbH
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-07-16

Abstract

The method involves arranging sensors at machine parts, where signals of the sensors are stored and evaluated in an evaluation device. Operating prerequisites such as power, speed and temperature, for defining an operating condition (1) are acquired. Continuously acquired measurement values are consecutively and temporally stored in a ring buffer. The ring buffer is read for a preset time interval when a requirement for maintaining the defined operating condition is satisfied for a certain period, and measured values are supplied to the evaluation device.

Description

Um einen Windturbinen Schadensfall an den Komponenten wie Hauptwelle, Getriebe, Generator, Rotorblätter, etc. rechtzeitig zu erkennen bzw. „unnötige" Servicekosten zu vermeiden, werden Windturbinen mit einem Condition Monitoring System (CMS) ausgestattet. Dabei werden an den oben zitierten Komponenten z. B. Vibrationssensoren angebracht. Aus den Rohdaten der Vibrationssensoren werden mit Hilfe aufwendiger mathematischer Methoden Statusinformationen abgeleitet, die den Servicetechniker über den Zustand von Windturbinen-Komponenten informieren.Around a wind turbine damage to the components such as main shaft, Gearbox, generator, rotor blades, etc. in time too recognize or avoid "unnecessary" service costs, Wind turbines are equipped with a Condition Monitoring System (CMS). In this case, z. B. vibration sensors appropriate. From the raw data of the vibration sensors are using elaborate mathematical methods derived status information, informing the service technician about the condition of wind turbine components.

Stand der Technik, MessprinzipState of the art, measuring principle

Für eine Zustandsüberwachung mittels eines CMS müssen Daten von z. B. Vibrationssensoren über einen bestimmten Zeitraum von typischerweise ca. 30–60 s aufgezeichnet werden.For condition monitoring by means of a CMS must Data from z. B. vibration sensors over a certain Period of typically about 30-60 s.

Dabei ist es wichtig, dass sich während dieser Datenaufzeichnung die Betriebszustände nicht ändern. Um bei der Analyse in Windturbinen vergleichbare Bedingungen zu haben, werden typische Betriebszustände wie aktuell erzeugte Wirkleistung, gemessene Windgeschwindigkeit und Betriebstemperatur definiert.there It is important that during this data recording do not change the operating states. To be at the Analysis in wind turbines to have comparable conditions typical operating conditions such as actual active power generated, measured Wind speed and operating temperature defined.

Nun ist es wichtig, dass sich im zuvor erwähnten Messintervall die Betriebszustände nur in einem bestimmten Intervall verändern dürfen. Ist z. B. die Windgeschwindigkeit nur kurzfristig außerhalb des Intervalls – aufgrund einer plötzlich auftretenden Windböe – dann ist die letzte Datenaufzeichnung unbrauchbar.Now it is important that in the aforementioned measurement interval the operating conditions only in a certain interval allowed to change. Is z. B. the wind speed only short-term outside the interval - due a sudden wind gust - then the last data recording is unusable.

Datenaufzeichnungen nach dem Stand der Technik zeichnen Rohdaten für eine bestimmte Zeit auf und erst am Ende der Aufzeichnung kann dann festgestellt werden, ob die Daten des letzten Datenaufzeichnungsintervalls brauchbar sind. Nach einer Datenaufzeichnung erfolgen üblicherweise aufzeichnungsfreie Zeiten, da dann die Auswertesoftware die zuvor aufgezeichneten Daten auswertet.data records The prior art draws raw data for a particular one Time on and only at the end of the recording can then be determined whether the dates of the last data logging interval are usable are. After a data recording usually done record-free times, because then the evaluation software the previously evaluates recorded data.

Nachteilig am bisherigen Aufzeichnungsverfahren ist nun, dass im Falle eines äußeren Einflusses wie z. B. eine Windböe die gesamte Datenaufzeichnung nochmals wiederholt werden muss. Weiters könnte es sein, dass bei ständigen externen Störungen über eine größere Zeitspanne keine Rohdaten für die weitere Analyse zur Verfügung stehen.adversely the previous recording method is now that in the case of an outer Influence such. B. a gust of wind the entire data recording must be repeated again. It could also be that with constant external interference over a longer period of time no raw data for the further analysis will be available.

Mit dem Gegenstand US 5 870 699 ist ein Verfahren zur Überwachung von Betriebszuständen bekannt geworden, bei dem eine Vibrationsanalyse mit einem in der Hand gehaltenen Datenerfassungssystem durch geführt wird. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass keine Messung unter Berücksichtigung eines bestimmten, konstanten Betriebszustandes erfolgen kann, weil kontinuierliche Messungen stattfinden. Deshalb kann nicht entschieden werden, ob eine Messung innerhalb eines außergewöhnlichen Ereignisintervalls stattfand oder ob die Messung innerhalb eines gewöhnlichen und gewünschten Betriebszustandes stattgefunden hatte.With the object US 5,870,699 has become known a method for monitoring operating conditions, in which a vibration analysis is carried out with a hand-held data acquisition system. Disadvantage of this method is that no measurement taking into account a specific, constant operating state can take place, because continuous measurements take place. Therefore, it can not be decided whether a measurement took place within an exceptional event interval or whether the measurement had taken place within a normal and desired operating condition.

Ein solches Verfahren ist deshalb nur anwendbar auf die Überwachung von Maschinen und Anlagen, die unter kontinuierlichen, nicht sich ändernden Betriebszuständen arbeiten.One such method is therefore only applicable to the surveillance of machinery and equipment under continuous, not changing Operating states work.

Mit dem Gegenstand der DE 103 48 608 A1 werden Zustandsüberwachungen an Werkzeugspindeln beschrieben. Zu diesem Zweck sind an der Spindel mehrere Sensoren zum Erfassen unterschiedlicher physikalischer Größen integriert, wobei unter anderem auch der Temperaturverlauf eines Wälzlagers an der Spindel und andere Betriebszustands-Überwachungssensoren vorhanden sind.With the subject of DE 103 48 608 A1 Condition monitoring on tool spindles is described. For this purpose, a plurality of sensors for detecting different physical quantities are integrated on the spindle, wherein inter alia, the temperature profile of a rolling bearing on the spindle and other operating state monitoring sensors are present.

Auch bei diesem Verfahren wird eine Klassifizierungseinrichtung verwendet, um zu entscheiden, in welchem Betriebszustand sich die Vorrichtung befindet.Also in this method, a classifier is used to decide in which operating state the device located.

Lediglich zur Begutachtung von Schäden werden Daten des Diagnosesystems in einen Ringspeicher eingeschrieben, um bei eventuellen Schäden Gewährleistungsansprüche objektiv beurteilen zu können. Dies bedeutet, dass der Ringspeicher ein Langzeitspeicher ist, der über mehrere Jahre einer Garantiezeit entsprechende Schadensdaten aufnehmen soll, um Gewährleistungsansprüche überprüfen zu können.Only for the assessment of damage data from the diagnostic system inscribed in a ring buffer to warranty claims in case of damage to judge objectively. This means that the Ring memory is a long-term memory that has several Years of a warranty period should include appropriate damage data, to check warranty claims can.

Mit dieser technischen Lehre ist es jedoch nicht möglich, kurzzeitig Messdaten in einen Ringspeicher einzuschreiben, um eine möglichst unterbrechungsfreie Auswertung von Messdaten zu ermöglichen.With However, this technical teaching, it is not possible, for a short time To write measurement data in a ring buffer in order to a possible enable uninterrupted evaluation of measured data.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb ausgehend von der der DE 103 48 608 A1 die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass im Wesentlichen unabhängig von der Änderung von Betriebszuständen eine möglichst kontinuierliche oder quasi kontinuierliche Auswertung von Messdaten möglich sein soll.The present invention is therefore based on the of DE 103 48 608 A1 the object of developing a method of the type mentioned so that essentially independent of the change of operating conditions as continuous or quasi-continuous evaluation of measurement data should be possible.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das Verfahren durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.to Solution of the task is the method by the Technical teaching of claim 1 characterized.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine kontinuierliche Erfassung der Betriebsbedingungen der Vorrichtung stattfindet, wie z. B. Erfassung der Leistung, Geschwindigkeit, Temperatur, des Betriebszustandes und dergleichen mehr,
dass in einem zweiten Verfahrensschritt eine kontinuierliche Messwerterfassung stattfindet,
dass in einem dritten Verfahrensschritt die kontinuierlich erfassten Messwerte in einen seriell auffüllbaren Ringspeicher eingeschrieben werden, so dass die dort eingeschriebenen Daten zeitlich aufeinanderfolgend abgelegt werden,
dass in einem weiteren Verfahrensschritt aus den Betriebsbedingungen entschieden wird, welcher Betriebszustand für einen vorgesehenen Zeitraum von z. B. 20 Sekunden besteht,
und dass in einem Verfahrensschritt bei Erfüllung der Bedingung der Aufrechterhaltung eines definierten Betriebszustandes für einen gewissen Zeitraum der Ringspeicher für dieses Zeitintervall ausgelesen wird und die dort abgespeicherten Messwerte einer Auswertung zugeführt werden.An essential feature of the present invention is that in a first process step, a continuous detection of Betriebsbedingun conditions of the device takes place, such. B. detection of power, speed, temperature, the operating state and the like more,
that in a second process step a continuous measured value recording takes place,
in a third method step, the continuously acquired measured values are written into a ring memory which can be filled in serially, so that the data written in there are stored in chronological succession,
that is decided in a further process step from the operating conditions, which operating state for a designated period of z. B. 20 seconds,
and that in a method step upon satisfaction of the condition of maintaining a defined operating state for a certain period of time, the ring buffer is read out for this time interval and the measured values stored there are sent to an evaluation.

Mit der gegebenen technischen Lehre der vorliegenden Erfindung ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass eine kontinuierliche Messwerterfassung stattfindet und zwar mit einem Entscheidungskriterium, ob der Betriebszustand, in dem diese kontinuierliche Messwerterfassung ausgewertet werden soll, in der Vergangenheit über einen bestimmten Entscheidungszeitraum konstant war.With given the technical teaching of the present invention The main advantage that a continuous measurement takes place namely with a decision criterion, whether the operating state, in which this continuous data acquisition is evaluated should, in the past over a certain decision period was constant.

Damit kann jeder Betriebszustand, der über einen gewissen Zeitraum konstant war, wobei nur beispielhaft ein Zeitraum von 20 Sekunden angegeben wird, zur Messdatenerfassung und Auswertung herangezogen werden. Unter dem Begriff „zeitlich konstant" wird eine Messwert-Abweichung von nicht mehr als z. B. 10% von einem Durchschnittswert im Messintervall verstanden.In order to can any operating condition, over a period of time was constant, with only an example of a period of 20 seconds is specified, used for measurement data acquisition and evaluation become. The term "temporally constant" becomes a Measured value deviation of not more than z. B. 10% of an average understood in the measuring interval.

In der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung wird als Speichermedium ein Ringspeicher verwendet. Dieser Begriff ist allgemein zu verstehen und betrifft jeden seriell beschreibbaren Speicher, dessen Speicherzellen nacheinander folgend unter der Steuerung eines fortschreitenden Zeitzeigers beschreibbar sind. Wurden alle Speicherzellen beschrieben, erfolgt nach der Beschreibung der letzten Speicherzelle eine Neubeschreibung der ersten Speicherzelle. Der Begriff „Ringspeicher" wird also für jeden in der oben beschriebenen Art beschreibbaren seriellen Speicher verwendet.In The following description of the invention is used as a storage medium a ring buffer used. This term is to be understood generally and relates to any serial-writable memory whose memory cells successively under the control of a progressive one Time pointer are writable. When all memory cells have been written, they are done after the description of the last memory cell a rewriting the first memory cell. The term "ring buffer" is used that is, writable for anyone in the manner described above used serial memory.

Bei der Aufzeichnung mittels Ringspeicher werden die Rohdaten in einen Ringspeicher geschrieben und nach der Speicherung dreht sich der Ringspeicher um eine Position weiter. Die neue Position steht dann für neue Rohdaten zur Verfügung.at the recording by ring memory, the raw data in one Ring buffer written and after storage, the ring memory rotates one more position. The new position then stands for new raw data available.

Alsbald der Ringspeicher zur Gänze mit Daten gefüllt ist, werden die ältesten Daten überschrieben.straightway the ring buffer is completely filled with data, the oldest data is overwritten.

Ein übergeordnetes Programm merkt sich ab welcher Position im Ringspeicher bis zu den aktuell im Ringspeicher abgelegten Daten der gleiche Betriebszustand vorliegt. Sind genügend Daten basierend auf dem gleichen Betriebszustand im Ringspeicher abgelegt, dann können diese Daten an einen Recheneinheit zur weiteren Verarbeitung weitergereicht werden.A parent Program remembers from which position in the ring memory up to the currently stored in ring buffer data the same operating state is present. Are enough data based on the same Operating state stored in the ring buffer, then this can Data passed to a processor for further processing become.

Da die Daten in den Ringspeicher kontinuierlich abgelegt werden und nicht wie beim Stand der Technik Messpausen vorliegen, ist die Wahrscheinlichkeit für gültige Messdaten wesentlich höher und bereits aufgezeichnete Daten sind nicht wertlos, falls sich der Betriebszustand ändert. Sollte sich aktuell der Betriebszustand ändern, dann wird das vom übergeordneten Programm registriert und alsbald genügend Daten mit dem geänderten Betriebszustand vorliegen, werden die Daten für die Weiterverarbeitung weiter gereicht.There the data is stored continuously in the ring buffer and unlike the state of the art, there are no measurement pauses, the probability is much higher for valid measurement data and already recorded data is not worthless if the operating state changes. Should the operating state change at the moment, then that is registered by the parent program and as soon as enough data is available with the changed operating state, the data will be forwarded for further processing.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.Of the Subject of the present invention does not arise only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims among themselves.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All in the documents, including the abstract Information and features, in particular the spatial shown in the drawings Training, are claimed as essential to the invention, as far as individually or in combination with the state of the art Technology is new.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.in the Below, the invention will be described with reference to only one embodiment illustrative drawings explained in more detail. in this connection go from the drawings and their description further essential to the invention Features and advantages of the invention.

Es zeigen:It demonstrate:

A: eine Darstellung der Erfassung von Messdaten nach dem Stand der Technik A : A representation of the acquisition of measurement data according to the prior art

1: Leistungsdiagramm einer Windturbine mit Darstellung der wechselnden Betriebsbedingungen und der Definition von Betriebszuständen 1 : Performance diagram of a wind turbine with representation of the changing operating conditions and the definition of operating conditions

2: ein Ausschnitt aus dem Diagramm nach 1 zwischen den Zeiten t₁ und t₂ 2 : a section of the diagram after 1 between times t ₁ and t ₂

3: schematisierte Darstellung eines Ringspeichers mit der Darstellung der Einspeicherung von Messdaten 3 : Schematic representation of a ring memory with the representation of the storage of measurement data

4: die Daten des Ringspeichers in linearer, zeitlich hintereinanderfolgender Darstellung four : the data of the ring buffer in linea rer, time-sequential presentation

5: ein Flussdiagramm über den Verfahrensablauf 5 : a flowchart of the procedure

In A (Stand der Technik) erfolgt eine Aufzeichnung von Messdatenblöcken MD1, MD2 und MD3 (13) hintereinanderfolgend, wobei zwischen den Messdatenblöcken MD1, MD2 und MD3 Pausen für Aufzeichnungslücken vorhanden sind. Solche Pausen sind erforderlich, um der nachgeschalteten Auswerteelektronik genügend Zeit für die Auswertung der vorher erfassten Messdaten zu geben.In A (Prior art), a recording of measurement data blocks MD1, MD2 and MD3 ( 13 ) in succession, with gaps between recording data blocks MD1, MD2 and MD3 for recording gaps. Such pauses are required to give the downstream transmitter sufficient time for the evaluation of the previously acquired measurement data.

Wenn nun nach dem Stand der Technik im Bereich der Erfassung des Messdatenblockes 1, der aus einer Vielzahl von einzelnen Messwerten besteht, ein Störereignis eintritt, wie z. B. das Eintreffen einer Windböe auf den Rotorflügel, dann kann dieser Messdatenblock MD1 nicht verwertet werden. Es war nämlich in diesem Zeitraum dann keine konstante Betriebsbedingung vorhanden und deshalb wird dieser Datenblock verworfen und kann nicht verwendet werden.If now according to the state of the art in the field of detection of the measured data block 1 consisting of a plurality of individual measured values, an interference event occurs, such. B. the arrival of a gust of wind on the rotor blade, then this measurement data block MD1 can not be utilized. There was no constant operating condition during this period and therefore this data block is discarded and can not be used.

Das Gleiche gilt für den Datenblock MD2, weil auch im Verlauf dessen Erfassung ebenfalls ein Störereignis eintrat.The The same applies to the data block MD2, because also in the course whose detection also occurred a disturbance event.

Lediglich der Datenblock MD3 kann nach der A verwertet werden, weil im dem Auswerteintervall kein Störereignis eintrat.Only the data block MD3 can after the A be recycled, because in the evaluation interval no disturbance event occurred.

Hier setzt die Erfindung ein, die gemäß 4 ein geändertes Diagramm vorschlägt, welches direkt – der Mess- und Vergleichbarkeit wegen – unter das Diagramm der A gezeichnet wurde.This is where the invention starts, according to four proposes a modified diagram, which directly - for the sake of measurement and comparability - under the diagram of A was drawn.

Zunächst wird anhand der 1 erläutert, wie im Leistungsdiagramm einer Windturbine die Messdaten erfasst werden.First, based on the 1 explains how the measured data is recorded in the performance diagram of a wind turbine.

Im Leistungsdiagramm der Turbine werden z. B. drei Betriebszustände BS1, BS2 und BS3 erfasst.in the Performance diagram of the turbine are z. B. three operating states BS1, BS2 and BS3 detected.

Gemäß der Tabelle in 3 ist z. B. der erste Betriebszustand BS1 dadurch gekennzeichnet, dass die Windturbine in diesem Bereich eine Leistung von 10 bis 11 Megawatt über einen Zeitraum von mindestens 20 Sekunden bei einer Windgeschwindigkeit von 6 bis 8 m/s hat.According to the table in 3 is z. B. the first operating state BS1 characterized in that the wind turbine in this area has a power of 10 to 11 megawatts over a period of at least 20 seconds at a wind speed of 6 to 8 m / s.

Die anderen Betriebszustände BS2 und BS3 haben andere Betriebsdaten, wobei man z. B. sieht, dass der Betriebszustand BS3 für Schwachwind gilt und dementsprechend die Windturbine eine geringere Leistung erzeugt.The other operating states BS2 and BS3 have different operating data, with z. B. sees that the operating state BS3 for Low wind is valid and accordingly the wind turbine a smaller one Power generated.

Diese Betriebszustände sind als horizontale Linien im Diagramm nach 1 eingetragen und es ist erkennbar, dass über die Zeit eine Vielzahl von Messungen stattfinden. Mit dem Bezugszeichen 2 ist jeweils eine gültige Messung dargestellt, wobei solche gültigen Messungen bei den Positionen 4, 5, 6, 7, 8 und 9 stattfinden.These operating states are shown as horizontal lines in the diagram 1 and it can be seen that over time a variety of measurements take place. With the reference number 2 In each case a valid measurement is shown, with such valid measurements at the positions four . 5 . 6 . 7 . 8th and 9 occur.

Es ist aus dem Diagramm nach 1 erkennbar, dass eine gültige Messung 2 bei Position 5 stattfand und ebenso die gültigen Messungen 2 bei den Positionen 3, 6, 7, 8, 9 im Bereich des Betriebszustandes BS1.It's off the chart 1 recognizable that a valid measurement 2 at position 5 took place and also the valid measurements 2 at the positions 3 . 6 . 7 . 8th . 9 in the range of the operating state BS1.

Die 2 zeigt nun einen vergrößerten Ausschnitt des Leistungsdiagramms nach 1 zwischen den Zeiten t₁ und t₂.The 2 now shows an enlarged section of the performance diagram 1 between times t ₁ and t ₂ .

Dort ist (vergrößert) dargestellt, dass zwischen den Positionen 11 und 12 ein idealer Messzeitraum gegeben ist, weil sich in diesem Bereich 10 der Betriebszustand BS1 nicht ändert.There is shown (enlarged) that between the positions 11 and 12 An ideal measurement period is given because in this area 10 the operating state BS1 does not change.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass die Auswerteintervalle, d. h. die Grenzen des Bereiches 10 stets konstant einen gleichen Zeitraum betreffen. Es kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen werden, dass dieser Bereich dynamisch eingestellt wird und dass z. B. bei der Auswertung eines bestimmten Sensorsignals vorgeschrieben wird, dass der Bereich 10 für einen Zeitraum von z. B. 10 Sekunden und für die Auswertung eines anderen Sensorsignals der Bereich 20 Sekunden dauern soll.The invention is not limited to the fact that the evaluation intervals, ie the limits of the range 10 always constantly affect a same period. It may be provided in a development of the invention that this area is set dynamically and that z. B. in the evaluation of a particular sensor signal is prescribed that the area 10 for a period of, for. B. 10 seconds and for the evaluation of another sensor signal range should take 20 seconds.

Ebenso ist es nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass auch sich überlappende Betriebszustände ausgewertet werden. Dies ergibt sich beispielsweise aus 5, wie später noch näher erläutert wird.Likewise, it is provided according to a development of the present invention that also overlapping operating states are evaluated. This results, for example, from 5 , as will be explained later.

Wichtig ist nun, dass die in dem Bereich 10 erfassten Messwerte zwischen den Positionen 11 und 12 zur Messdatenerfassung herangezogen werden und hierbei erfindungsgemäß gemäß 3 ein Ringspeicher 14 verwendet wird. Lediglich schematisiert ist dargestellt, dass an der Startlinie 16 über einen Datenfüller 18 die Messwerte kontinuierlich und hintereinanderfolgend in die einzelnen Speicherzellen des Ringspeichers 14 eingeschrieben werden, wobei hierbei – lediglich der zeichnerischen Verständlichkeit wegen – eine Pfeilrichtung 15 eingetragen ist. Es werden demzufolge nacheinanderfolgend die Speicherzellen 21, 22, 23 usw. in Pfeilrichtung 15 nacheinanderfolgend aufgefüllt.What is important now is that in the field 10 recorded measured values between the positions 11 and 12 used for measuring data acquisition and according to the invention according to 3 a ring buffer 14 is used. Only schematized is shown that at the starting line 16 via a data filler 18 the measured values continuously and successively in the individual memory cells of the ring memory 14 be inscribed, in which case - only for the sake of clarity of drawing - an arrow direction 15 is registered. Consequently, the memory cells successively become 21 . 22 . 23 etc. in the direction of the arrow 15 filled in succession.

Wenn die für die Erfassung des Betriebszustandes BS1 erforderliche Erfassungszeit von z. B. 20 Sekunden beendet ist, wird am Entscheidungspunkt 19 entschieden, ob die dann in den hintereinanderfolgend abgelegten Speicherzellen 21 bis 23 vorhandenen Messwerte sowie weitere zum z. B. 20 Sekunden langen Messintervall gehörenden Messwerte ausgewertet werden. Dies ergibt sich aus 4.If the required for the detection of the operating state BS1 detection time of z. For example, when 20 seconds have ended, it will be at the decision point 19 decided whether the then stored in succession memory cells 21 to 23 existing measured values and other z. B. 20 seconds long measurement interval belonging to measured values. This is evident four ,

Dort ist erkennbar, dass alle Messdaten in den Speicherzellen eingeschrieben sind und nun der Inhalt des Ringspeichers linear aufgerollt ist, wie es in 4 dargestellt ist.There it can be seen that all measured data are written in the memory cells and now the content of the ring memory is linearly rolled up, as it is in four is shown.

Ein Störereignis ist z. B. bei Position 20 eingetreten und kurz nach Eintritt dieses Störereignisses bei Position 20 sind die Betriebsbedingungen für die Definition eines Betriebszustandes BS1 gültig.An interference event is z. B. at position 20 occurred and shortly after the occurrence of this disruption event at position 20 the operating conditions for the definition of an operating condition BS1 are valid.

Nachdem eine kontinuierliche Auffüllung des Ringspeichers stattfindet, wird zum Entscheidungszeitpunkt 19 entschieden, ob alle eingegangenen und abgespeicherten Messwertdaten zwischen dem Zeitpunkt t₁ und t₂ in einem gültigen Messintervall 13 liegen und zur Auswertung herangezogen werden können.After a continuous filling of the ring memory takes place, becomes the decision time 19 decided whether all received and stored measured value data between the time t ₁ and t ₂ in a valid measurement interval 13 lie and can be used for the evaluation.

Sobald nun bei Position 24 ein weiteres Störereignis eintritt, wird dies von der Entscheidungslogik (s. 5) erfasst und es findet gleichwohl eine kontinuierliche Erfassung der Messdaten und ein Einschreiben in den Ringspeicher 14 statt.As soon as position 24 a further disturbance event occurs, this is determined by the decision logic (s. 5 ) and it still finds a continuous acquisition of the measured data and a write to the ring memory 14 instead of.

Wenn dann zum Zeitpunkt 19' entschieden ist, dass alle zurückliegenden Messdaten, die seit dem Zeitpunkt t₄ erfasst wurden, ebenfalls in einem gültigen Betriebszustand erfasst wurden, wird auch dieses Messintervall zur Auswertung herangezogen.If then at the time 19 ' is decided that all past measurement data that have been recorded since the time t ₄ , were also recorded in a valid operating state, this measurement interval is also used for the evaluation.

Der Vergleich der A mit der 4 nach der vorliegenden Erfindung zeigt die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist nämlich erkennbar, dass es keine Messpausen zwischen den Messdaten ergibt und dass praktisch eine dynamische Auswertung der erfassten Messintervalle stattfindet, ohne dass Messintervalle verworfen werden müssen.The comparison of A with the four According to the present invention shows the significant advantages of the method according to the invention. It can be seen that there are no measurement pauses between the measured data and that virtually a dynamic evaluation of the recorded measuring intervals takes place without having to discard measuring intervals.

Die Figur zeigt die zugrundeliegende Entscheidungslogik, wobei in einem ersten Block die Betriebsbedingung erfasst wird. Dies bedeutet, dass gemäß der Tabelle in 3 rechts oben zunächst ein Betriebszustand definiert wird. Dies erfolgt in dem Block bei Position 25. Ausgehend von diesem Entscheidungskriterium werden dann bei den Positionen 26, 27, 28 verschiedene Betriebszustände überwacht und entschieden, ob diese Betriebszustände für einen gewissen Zeitraum angehalten worden sind oder nicht.The figure shows the underlying decision logic, wherein in a first block the operating condition is detected. This means that according to the table in 3 top right first an operating state is defined. This is done in the block at position 25 , Starting from this decision criterion will then be in the positions 26 . 27 . 28 monitored various operating states and decided whether these operating conditions have been stopped for a certain period of time or not.

Wurde beispielsweise der Betriebszustand BS1 bei Position 26 nicht eingehalten, wird geprüft, ob eventuell im gleichen Messintervall der Betriebszustand BS2 vorlag oder im gleichen Messintervall bei Position 28 der Betriebszustand 3.For example, was the operating state BS1 at position 26 If this is not adhered to, it is checked whether the operating state BS2 was present in the same measuring interval or in the same measuring interval at position 28 the operating state 3 ,

Wenn keiner der Betriebszustände BS1, BS2, BS3 vorlag, wird die Schleife wieder zurückgeführt und das Entscheidungskriterium wieder von Neuem begonnen.If none of the operating states BS1, BS2, BS3 was present the loop is traced back and the decision criterion started again.

Hieraus ergibt sich der Vorteil der vorliegenden Erfindung, denn es wird stets auf eine Reihe von vorhandenen Kriterien geprüft, und in Abhängigkeit des Eintreffens dieses Kriteriums wird sofort dynamisch entschieden, welche Messwertreihe im Ringspeicher ausgewertet wird.From this This gives the advantage of the present invention, because it is always checked for a number of existing criteria, and depending on the arrival of this criterion immediately decided dynamically which measured value series in the ring buffer is evaluated.

Gemäß 5 füllt demzufolge der vorher bereits schon erwähnte Datenfüller 18 den Ringspeicher 14 fortlaufend von oben nach unten auf.According to 5 therefore fills the previously mentioned data filler 18 the ring buffer 14 continuously from top to bottom.

An der Startlinie 16 befindet sich also der älteste Wert, während in Einschreibrichtung 30 fortschreitend am Entscheidungspunkt 19 der Entscheidungsblock 31 entscheidet, ob für die zurückliegende Zeit von z. B. 20 Sekunden der Betriebszustand 1 aufrechterhalten war oder vielleicht auch der Betriebszustand 2 oder der Betriebszustand 3.At the starting line 16 is thus the oldest value, while in Einschreibrichtung 30 progressing at the decision point 19 the decision block 31 decides whether for the past time of z. B. 20 seconds of the operating state 1 was maintained or perhaps the operating condition 2 or the operating state 3 ,

Je nachdem ob einer der Betriebszustände gleichbleibend in diesem Zeitintervall konstant war, werden diese Messungen im Zeitraum von 16 bis 19 für die Auswertung 32 herangezogen und ausgewertet.Depending on whether one of the operating states was constant in this time interval, these measurements are in the period from 16 to 19 for the evaluation 32 used and evaluated.

Der Ringspeicher ist nicht darauf beschränkt, nur eine Serie von Messwerten seriell hintereinander aufzunehmen. In einer anderen Ausgestaltung können mehrere Kanäle in dem Ringspeicher vorgesehen werden und jeder Kanal bringt dann die seriell zeitlich fortschreitenden Messwert auf.Of the Ring memory is not limited to this, just a series of readings serially in succession. In another Design can be multiple channels in the ring buffer be provided and then each channel brings the serially in time progressing reading.

Die Anzahl der Betriebszustände wird hier nur beispielhaft wiedergegeben. Es können eine Vielzahl von Betriebszuständen sein und diese können sich auch überlappen, wie dies am Besten aus 5 zu entnehmen ist. Es kann nämlich, wenn zwei Betriebszustände gleichzeitig vorliegen, vorgesehen werden, dass die Messdaten sowohl für den Betriebszustand 1 also auch für den Betriebszustand 2 der Auswertung zugeführt werden. Damit ist die Wahrscheinlichkeit, dass man gültige Messintervalle für einen vorgegebenen Messzeitpunkt erhält, wesentlich größer als beim Stand der Technik. Damit kann auch unter erschwerten Umweltbedingungen eine Zustandsanalyse durchgeführt werden.The number of operating states is reproduced here only as an example. It can be a variety of operating states and these can overlap, as best of all 5 can be seen. Namely, if two operating conditions are present at the same time, it can be provided that the measurement data for both the operating state 1 So also for the operating condition 2 be fed to the evaluation. Thus, the probability that one obtains valid measurement intervals for a given measurement time, much greater than in the prior art. This allows a condition analysis to be carried out even under difficult environmental conditions.

Solche erschwerte Umweltbedingungen sind vor allem bei Windturbinen auf hoher See vorhanden, wo sehr viele Störfaktoren einwirken, welche konstant aufrechterhaltene Betriebszustände im Wesentlichen nicht ermöglichen. Durch die technische Lehre der vorliegenden Erfindung ist es jedoch erstmals möglich, jeden konstanten Betriebszustand über eine bestimmte Messzeit zu erfassen. Auch wenn diese Betriebszustände sehr kurzzeitig auftreten oder sich sogar überlappen.Such harsh environmental conditions are present especially in wind turbines on the high seas, where a lot of disruptive factors act, which do not allow constantly maintained operating conditions substantially. However, it is only through the technical teaching of the present invention it is possible to record every constant operating state over a certain measuring time. Even if these operating conditions occur very briefly or even overlap.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Auswertung einer Windturbine und deren Zustandsgrößen beschränkt. Sie ist für alle Maschinen und Anlagen gültig, die nicht unter konstanten Betriebszuständen laufen, sondern bei denen eine Vielzahl von Störfaktoren von außen einwirken und bei denen trotzdem unter einem konstanten Betriebszustand die entsprechenden Messdaten erfasst werden sollen.The The present invention is not related to the evaluation of a wind turbine and their state variables are limited. It is valid for all machines and plants which do not run under constant operating conditions, but where a variety of interference from the outside act and in which still under a constant operating condition the corresponding measured data should be recorded.

11: Betriebszustand BSoperating condition BS
22: Gültige MessungValid Measurement
33: Positionposition
44: Positionposition
55: Positionposition
66: Positionposition
77: Positionposition
88th: Positionposition
99: Positionposition
1010: BereichArea
1111: Positionposition
1212: Positionposition
1313: gültiges Messintervall MD1 Messdatenblock MD2 Messdatenblock MD3 Messdatenblockvalid measuring interval MD1 measurement data block MD2 measurement data block MD3 Measurement data block
1414: Ringspeicherring memory
1515: Pfeilrichtungarrow
1616: Startliniestarting line
1717: Messwertreading
1818: Datenfüllerdata filler
1919: Entscheidungspunktdecision point
19a19a: Entscheidungspunktdecision point
2020: Positionposition
2121: Speicherzellememory cell
2222: Speicherzellememory cell
2323: Speicherzellememory cell
2424: Positionposition
2525: Positionposition
2626: Positionposition
2727: Positionposition
2828: Positionposition
2929
3030: EinschreibrichtungEinschreibrichtung
3131: Entscheidungsblockdecision block
3232: Auswertungevaluation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5870699 [0007]
- DE 10348608 A1 [0009, 0013]

Claims

A method for detecting operating conditions on machines and systems, wherein sensors are arranged on one or more machine parts whose signals are evaluated in an evaluation and subsequently stored, characterized in that in a first process step, a continuous detection of the operating conditions of the device takes place, such , B. detection of the power, speed, temperature, the operating state and the like, that in a second process step, a continuous measured value detection takes place, that in a third process step, the continuously acquired measured values ( 17 ) in a serially fillable ring buffer ( 14 ) are written, so that the data written there are stored consecutively in time that is decided in a fourth process step from the operating conditions, which operating state for a designated period of z. B. 20 seconds approximately constant over time, and that in a fifth step in the fulfillment of the condition of maintaining a defined operating state ( 1 ) for a certain time the ring buffer ( 14 ) is read out for this time interval and the measured values stored there ( 17 ) an evaluation ( 32 ).

A method according to claim 1, characterized in that a plurality of channels in the ring memory ( 14 ) are present and each channel receives the serial temporally progressive measured value.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the ring memory ( 14 ) is designed as a memory which can be written in series, the memory cells of which are successively described under the control of a progressing time pointer, and that after the description of the last memory cell a rewriting of the first memory cell takes place.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that during recording in the ring memory ( 14 ) the raw data are written and after this storage the ring buffer ( 14 ) by one position ( 21 - 23 ), so that the new position is available for new raw data and, furthermore, after the complete filling of the ring memory, the oldest data is overwritten.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the evaluation intervals, ie the limits of the range ( 10 ), are set dynamically in their evaluation time

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that overlapping operating states be evaluated.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that at the starting line ( 16 ) via a data filler ( 18 ) the measured values continuously and successively in the individual memory cells of the ring memory ( 14 )

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that after a continuous filling of the ring memory ( 14 ), at the time of the decision ( 19 ) decided whether all received and stored measured value data between the time t ₁ and t ₂ in a valid measuring interval ( 13 ) and can be used for the evaluation.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that there are no measuring breaks between the Measured data results and that a dynamic evaluation of the detected Measurement intervals takes place without measuring intervals being discarded.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the ring memory a plurality of channels are provided and each channel for the serially in time has progressive measured values.