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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerklassifikation von Fehlern bei technischen Anlagen, welche wenigstens zeitweise mit einer Servicezentrale verbunden sind.
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Autark arbeitende technische Anlagen, wie beispielsweise Energiesysteme, Heizsysteme im Haushaltsbereich, Steuersysteme für Fahrzeuge und deren Komponenten usw. sind zum grollen Teil mit Selbstdiagnosefunktionen ausgestattet. Diese erlauben es, die jeweilige Anlage im Betrieb zu überwachen, wobei Betriebszustände, Messsignale etc. erfasst werden und aus deren Momentanwerten und/oder deren Verlauf auf den jeweiligen Systemzustand geschlossen wird. Für das Beispiel von Heiz- und/oder Energiesystemen sind die zu überwachenden Betriebssignale beispielsweise die Systemtemperaturen, wie Vorlauf- und Rücklauftemperatur, der Zustand von Pumpen, Motoren und Generatoren sowie die aufgenommenen bzw. abgegebenen Energiemengen, Ströme und Spannungen etc. Im Falle von Abweichungen zu definierten Grenzwerten der durch die Selbstdiagnose überwachten Messsignale werden je nach Art und Umfang der Abweichung allein oder in Kombination zu anderen Messsignalen oder Betriebszuständen Fehlersignale generiert, welche als Fehlermeldungen einem Fehlerspeicher übermittelt werden können. Definierte Fehlerbilder, welche als kritische Systemzustände definiert werden, führen bei ihrem Auftreten zum Stillsetzen oder zum Betrieb der Anlage in einer Notlauffunktion. Die Anlage muss in diesem Fall von einem Servicetechniker vor Ort überprüft und ggf. nach Reparatur wieder in Betrieb genommen werden. Dies bedingt erhebliche Stillstandszeiten der Anlage und gleichfalls einen Aufwand an vor Ort zur Verfügung stehendem Personal für Support und Service. Stand der Technik für technische Anlagen ist die Fernwartung, bei welcher im Fehlerfall eine Verbindung der Anlage mit einer Fernwartungszentrale erfolgt. Hierbei kann bei einem aufgetretenen Fehler ein in einer abgesetzten Zentrale stationierter Servicetechniker die Fehlermeldungen der Anlage auswerten, Um für den Betreiber der Anlage eine maximale Sicherheit zu gewährleisten, wird eine Reihe von Fehlerbildern definiert, die zum Stillsetzen der Anlage oder zu deren Umschaltung in eine Notlauffunktion führen. Insbesondere neu eingeführte Anlagen weisen trotz akribischer Testung in ihrem Betrieb eine Reihe von diagnostizierten Fehlern auf, die aufgrund der Selbstdiagnose zum Stillsetzen der Anlage führen, aber bei weiterer detaillierter Auswertung keine kritischen Fehler sind, welche zum Stillstand des Systems führen müssten. Diese Fehler könnten beispielsweise innerhalb der routinemäßigen Wartung der Anlage überprüft werden, da sie die Betriebssicherheit der Anlage nicht gefährden. Hierbei hat das sichere Betreiben der Anlage höchste Priorität. Dies kann für Anlagen, die hinsichtlich maximaler Sicherheit ausgelegt sind, dazu führen, dass harmlose Grenzwertüberschreitungen zum Stillsetzen der zu überwachenden Anlagen führen. Diese Systemfehler führen dann trotz ihrer möglicherweise im fortlaufenden Betrieb der Anlage bekannten Ungefährlichkeit bei einem starren Fehlerklassifikationssystem wiederholt zum Stillsetzen der Anlage.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Fehlerklassifizierung zu ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend der im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale, Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen sowie dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fehlerbehandlung ist für Systeme anwendbar, für welche eine Selbstdiagnose durch die Überwachung von Messwerten und Betriebszuständen zur Erkennung von Fehlern genutzt wird. Erkannte Fehler werden dabei hinsichtlich ihrer möglichen Auswirkungen klassifiziert. Die Klassifizierung erfolgt entsprechend der diagnostizierten Fehler in verschiedenen Fehlerklassen, wobei diese unterschiedliche Systemreaktionen hervorrufen. Für die Sicherheit des Systems nicht gefährdende Fehler kann dabei ein einfacher Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgen, der die Gesamtfunktion der Anlage ansonsten unberührt lässt und vor allem für eine spätere Auswertung der Fehlerhistorie und des Betriebszustandes nützlich ist. Bei kritischen, den sicheren Betrieb der Anlage hindernden Fehlern, erfolgt eine Fehlerklassifizierung in ehe Fehlerklasse, die zu einem Stillsetzen der Anlage führt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Fehlerklassifizierung die Vorinformation aus dem Betrieb der Anlage oder weiterer typgleicher Anlagen nutzt und eine entsprechende weitere Fehlerbehandlung von Bedingungen abhängt, die sich aus dem Vorwissen der jeweiligen oder typgleicher Anlagen ableitet. In vorteilhafter Ausgestaltung werden dabei verschiedene Bedingungen geprüft. Relevante Bedingungen sind dabei, ob derselbe Fehler bzw. die diesen beschreibenden Betriebszustände und/oder Messwerte etc. in dieser oder einer typgleichen Anlage bereits früher aufgetreten sind und detektiert wurden und weiterhin ob dieser nachfolgend zur Stillsetzung der Anlage geführt hat und ggf. weiterhin ohne Auswirkung auf die Anlage blieb und manuell als unkritisch klassifiziert und aus dem Fehlerspeicher gelöscht wurde, worauf darauffolgend eine Wiederinbetriebnahme der Anlage erfolgte. In Abhängigkeit vom Fehler und der Auslegung des Sicherheitskonzeptes ist es notwendig, dass eine, mehrere oder alle dieser Bedingungen zutreffen, damit die Klassifizierung des Fehlers in eine gesonderte Fehlerklasse erfolgt, welche abweichend vom erstmaligen Auftreten des Fehlers eine automatische Wiederinbetriebnahme ermöglicht. Bei erstmaligem Auftreten eines als kritisch erkannten, die Systemsicherheit gefährdenden Fehlers erfolgt somit immer ein unbedingtes Stillsetzen der Anlage. Die zusätzlich auszuwertende/n Bedingung/en, wie die Fehlerhäufigkeit und deren Bestätigung und Wiederinbetriebnahme ohne Systemänderung erlaubt eine Diagnose von Fehlern einer gesonderten Fehlerklasse, die beim weiteren Betreiben der Anlage bei identischem Wiederauftreten desselben Fehlerbildes eine automatische Wiederinbetriebnahme der Anlage ermöglichen.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft ist die Anlage hierfür dauerhaft oder wenigstens temporär mit einer Zentrale, die z. B. als Fernwartungszentrale ausgebildet ist, verbindbar. Die Verbindung kann dabei auf jede mögliche Art drahtgebunden oder drahtlos oder über eine Kombination der Übertragungswege erfolgen.
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Einmalig oder vorzugsweise mehrfach durch die Anlage gemeldete Fehler, die wenigstens einmal nach Stillsetzen ohne Auswirkung und Reparatur bleiben und bei Wiederinbetriebnahme als unkritisch bewertet wurden, werden einer gesonderten Fehlerklasse zugewiesen, die eine automatische Wiederinbetriebnahme der Anlage ermöglicht.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt eine Fehlerklassifizierung nach Stillsetzen erst dann, wenn die Wiederinbetriebnahme durch einen Servicetechniker als unkritisch eingestuft wurde.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft werden in der Zentrale die gemeldeten Fehler mehrerer typgleicher Anlagen erfasst und Fehler, die mehrfach von verschiedenen typgleichen Anlagen gemeldet werden und nach Stillsetzen der Anlagen ohne Systemänderungen wieder in Betrieb genommen wurden, können einer gesonderten Fehlerklasse zugewiesen werden. Diese Fehlerklasse kann zur Auswertung und Verbesserung der Diagnosefunktionen dienen und eine automatische Wiederinbetriebnahme ermöglichen.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft führen die der gesonderten Fehlerklasse zugeordneten Fehler trotz ihres Mehrfachauftretens und der Wiederinbetriebnahme ohne Wartungseingriff beim Auftreten des Fehlers im ersten Schritt immer zum Stillsetzen der Anlage, wobei eine automatische Wiederinbetriebnahme der Anlage ermöglicht wird, ohne dass ein Servicetechniker vor Ort eine Diagnose durchführt. Bei Einordnung in die gesonderte Fehlerklasse kann alternativ zum automatischen Wiederinbetriebnehmen zur Steigerung der Sicherheit dies erst ermöglicht werden, wenn der Betreiber die empfohlene automatische Wiederinbetriebnahme bestätigt. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines beispielhaften Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Hierbei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze mehrerer Anlagen einer Zentrale angeschlossener Anlagen,
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2 eine beispielhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fehlerklassifikation.
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1 zeigt in einer Prinzipskizze Anlagen A1, A2, A3, A4, welche jeweils einer gemeinsamen Zentrale Z angeschlossen sind. Die Anlagen A1, A2, A3, A4 können beispielsweise autarke Heiz- und/oder Energiesysteme sein. Am Beispiel dieser wird nachfolgend die Erfindung mit ihren vorteilhaften Wirkungen beschrieben. Die Anlagen A1, A2, A3, A4 können jedoch auch technische Fertigungsanlagen, autark arbeitende Steuergeräte von Fahrzeugen etc. sein. Erfindungsnotwendig ist, dass die Anlagen A1, A2, A3, A4 mit einer Selbstdiagnosefunktion ausgestattet sind, bei welcher im Betrieb der Anlagen A1, A2, A3, A4 gemessene oder berechnete Systemzustände ausgewertet und mittels definierter Fehlerbeschreibungen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das System in Fehlerklassen klassifiziert werden.
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Die Anlagen A1, A2, A3, A4 sind dabei temporär oder andauernd mit einer gemeinsamen Zentrale Z verbindbar, in welcher die Fehlerzustände mehrerer Anlagen A1, A2, A3, A4 zusammenlaufen. In den Anlagen A1, A2, A3, A4 erkannte Systemfehler können dabei zur Zentrale Z gemeldet werden. Die Selbstdiagnosefunktion der jeweiligen Anlage A1, A2, A3, A4 ermöglicht deren autarkes Stillsetzen bei Fehlerzuständen, die für den Betrieb die Anlage als kritisch erkannt werden. Die Anlage wird dann automatisiert abgeschaltet oder arbeitet in einer Notlauffunktion. In der Zentrale Z werden Systemmeldungen der einzelnen Anlagen gesammelt und weiterführend zur Selbstdiagnose diagnoserelevante Fehlfunktionen ausgewertet. Der Zentrale Z werden wenigstens die zur Stillsetzung der Anlage führenden Fehler übermittelt. Gleichfalls besteht die Möglichkeit, z. B. bei Heiz- und/oder Energieanlagen durch einen Servicetechniker vor Ort eine Wiederinbetriebnahme der Anlage ohne Feststellen einer Fehlfunktion zu dokumentieren und die Wiederinbetriebnahme der Zentrale Z bekannt zu geben. In der Zentrale Z können so Fehlerbilder gesammelt werden, die zum Stillsetzen der Anlage geführt haben, ohne dass ein erkennbarer Fehler vorlag. Aus der Vielzahl der ausgewerteten Anlagen A1, A2, A3, A4 über eine entsprechende Laufzeit lassen sich Fehlerbilder generieren, die trotz Stillsetzung im Fehlerbetrieb eine automatische Wiederinbetriebnahme ermöglichen. Insbesondere über eine Vielzahl von Anlagen mehrfach auftretende Fehler, die nachträglich als den Betrieb der Anlage nicht gefährdend eingestuft werden, könnten so beispielsweise ohne „Vor-Ort-Eingriffe” als nicht relevant klassifiziert werden. Hierfür wird eine gesonderte Fehlerklasse gebildet, die das bisherige Betriebsverhalten der Anlagen A1, A2, A3, A4 und ggf. weiterer der Zentrale Z angeschlossener typgleicher Anlagen berücksichtigt.
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2 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer beispielhaften Ausführung für ein Heiz- und/oder Energiesystem. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf jegliche technische Anlagen, die mit einer Selbstdiagnosevorrichtung ausgestattet sind und die mit einer Zentrale Z Daten austauschen und Fehlerzustände übertragen können, anwendbar. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Zentrale Z mehrere typgleiche Anlagen angeschlossen sind. Nach dem Start S1 werden im Normalbetrieb S2 dieser Anlagen Systemzustände überwacht, wobei beispielsweise im Schritt S3 der Selbstdiagnose Sensorwerte und Betriebskennwerte der Anlage zyklisch eingelesen und hinsichtlich ihrer Werte überwacht werden. Die
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Systemdiagnose kann dabei zyklisch stattfinden oder durch das Überschreiten eines Grenzwertes gestartet werden. Befinden sich alle Werte im Normzustand oder innerhalb gesetzter Grenzen, läuft die Anlage in einem fehlerfreien Betriebszustand S4. Werden für den Fehlerfall S5 beispielsweise definierte Grenzwerte über- bzw. unterschritten, so erfolgt eine Fehlerdiagnose S6. Anhand bekannter Fehlerbilder werden Fehler klassifiziert und auf Basis der ermittelten Systemkennwerte Fehlerzustände generiert. Unkritische, das sichere Betreiben der Anlage nicht hindernde Fehler werden in einen Fehlerspeicher S8 eingetragen, wobei die Anlage im Normalbetrieb weiterläuft. Kritische Fehlerzustände S7, bei welchen ein Weiterbetreiben der Anlage nicht sicher gewährleistet werden kann, führen die Anlage in eine Notlauffunktion oder ggf. zum Stillsetzen S9. Die Anlage muss ggf. mittels eines Vor-Ort-Service überprüft werden und die Fehlerursache ermittelt und ggf. behoben werden. Selbstdiagnosefunktionen sind so ausgelegt, dass sie ein Maximum an Sicherheit für den Betrieb der Anlage gewährleisten. Bei unbekannten Fehlerbildern oder geringfügigen Abweichungen erfolgt im Zweifelsfall eine Klassifikation des Fehlers in eine kritische Fehlerklasse S7, so dass ein Stillsetzen S9 der Anlage erfolgt. Die Wiederinbetriebnahme der Anlage ist dabei aufwändig, da auch bei geringen Fehlerursachen ein Vor-Ort-Service erfolgen muss. Um diesen Zustand zu verbessern, soll das Erfahrungswissen aus dem Betrieb der jeweiligen Anlage und dem Betrieb baugleicher Anlagen zur Fehleranalyse genutzt werden. Bei als kritisch erkannten Systemfehlern S7 erfolgt eine Kommunikation zur Zentrale Z, der mehrere baugleiche Anlagen angeschlossen sind. Auf Basis der übermittelten Fehlerdaten erfolgt in der Zentrale Z eine Fehleranalyse, die zum einen zum Verbessern der Anlage und zur statistischen Auswertung des Betriebsverhaltens sowie zur Servicebeauftragung genutzt werden kann, aber es gleichfalls ermöglicht, gespeichertes Erfahrungswissen aus dem Betreiben der Anlagen in die Fehlerklassifikation einzubeziehen. In der Zentrale Z erfolgt dabei eine weitere Fehleranalyse sowie ein Abgleich mit dem Vorwissen aus dem Betrieb dieser oder baugleicher Anlagen S11. Unabhängig von der Selbstdiagnose S3 der Anlage wird der Fehler dahingehend bewertet, ob dieser in der den Fehler übermittelnden Anlage bereits ohne weitere Auswirkungen aufgetreten ist. Diese Auswertung stellt eine erste Bedingung dar, unter welcher der Fehler einer gesonderten Fehlerklasse zugewiesen werden kann. Weiterhin kann ermittelt werden, ob jeweils, ggf. durch eine Serviceanforderung vor Ort, ein Wiederinbetriebnehmen der Anlage erfolgte, was eine weitere Bedingung für die Zuordnung zu einer gesonderten Fehlerklasse bildet. Weiterhin wird festgestellt, ob der Fehler beim Betrieb baugleicher Anlagen ebenfalls aufgetreten ist und als unkritisch bewertet wurde. Diese Informationen können nun zur Einordnung des Fehlers in die gesonderte Fehlerklasse genutzt werden. Sind je nach gefordertem Sicherheitsstandard eine, mehrere oder alle der genannten Bedingungen erfüllt, so wird der Fehler der gesonderten Fehlerklasse S12 zugeordnet, welche es erlaubt, über die Verbindung der Anlage zur Zentrale Z ein automatisches Wiederinbetriebnehmen S13 der Anlage vorzunehmen. Über die Lebensdauer der Anlagen bzw. baugleicher Anlagen wird somit die Fehlerklassifikation verbessert und die Stillstandszeiten sowie Serviceeinsätze werden optimiert. Unkritische, sporadisch auftretende Fehlerbilder, beispielsweise aufgrund enger Grenzwerttoleranzen, können so erkannt und verbessert werden. Die zentrale Fehlerdokumentation erlaubt weiterhin eine Verbesserung der Diagnosefunktionalität, insbesondere neu eingeführter Anlagen. Weiterhin bleibt es bei deren sicherem Betrieb, da die Anlage im Notlauf S14 verbleibt, wenn der Fehler nicht als unkritischer Fehler der gesonderten Fehlerklasse erkannt wird.
