DE102016202015A1

DE102016202015A1 - Method for operating a control device intended for monitoring a technical process, computer program for implementing the method and control device having means for carrying out the method

Info

Publication number: DE102016202015A1
Application number: DE102016202015.3A
Authority: DE
Inventors: Ralph Stauffenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer zur Überwachung eines technischen Prozesses (12) bestimmten Steuerungseinrichtung (10) und eine Steuerungseinrichtung (10) zur Ausführung des Verfahrens, wobei eine Einheit (20) des technischen Prozesses (12) mittels eines Modells (30) beschrieben wird, welches ein für die Einheit (20) relevantes Schaltsignal (22) sowie eine von der Einheit (20) erhältliche Rückmeldung (24) verarbeitet, wobei das Modell (30) auf Basis eines Trainings einen Erwartungswert (40) ermittelt und speichert, welcher ein Maß für eine Zeitspanne zwischen einem Eingang des Schaltsignals (22) und einer Rückmeldung (24) auf das mindestens eine Schaltsignal (22) kodiert, und wobei beim Betrieb des technischen Prozesses (12) das Modell (30) mit für die zugrunde liegende Einheit (20) relevanten und von der zugrunde liegenden Einheit (20) stammenden Daten, nämlich dem Schaltsignal (22) und der Rückmeldung (24), versorgt wird, einen zeitlichen Abstand zwischen dem Eingang des Schaltsignals (22) und der Rückmeldung (24) ermittelt und mit dem Erwartungswert (40) vergleicht sowie in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs eine Information an die Steuerungseinrichtung (10) zurückgibt.The invention relates to a method for operating a control device (10) intended for monitoring a technical process (12) and to a control device (10) for carrying out the method, wherein a unit (20) of the technical process (12) is modeled using a model (30). which processes a switching signal (22) relevant to the unit (20) and a feedback (24) obtainable by the unit (20), the model (30) determining and storing an expected value (40) on the basis of a training, which encodes a measure of a time interval between an input of the switching signal (22) and a feedback (24) to the at least one switching signal (22), and wherein during operation of the technical process (12) the model (30) with for the underlying Unit (20) relevant and from the underlying unit (20) derived data, namely the switching signal (22) and the feedback (24), is supplied, a time interval between is determined to the input of the switching signal (22) and the feedback (24) and compared with the expected value (40) and, depending on the result of the comparison, an information to the control device (10) returns.

Description

Die Erfindung betrifft zuvorderst ein Verfahren zum Betrieb einer zur Überwachung eines technischen Prozesses, zum Beispiel eines Kraftwerksprozesses, bestimmten Steuerungseinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung auch als verteilte Steuerungseinrichtung mit einer Mehrzahl davon umfasster Automatisierungsgeräte vorliegen kann. Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm zur Implementierung des Verfahrens sowie eine das hier vorgeschlagene Verfahren ausführende Steuerungseinrichtung. The invention relates first of all to a method for operating a control device intended for monitoring a technical process, for example a power plant process, wherein the control device can also be present as a distributed control device with a plurality of automation devices comprised thereof. Furthermore, the invention also relates to a computer program for implementing the method as well as a control device executing the method proposed here.

In der Kraftwerkstechnik werden manuell vom Operator oder automatisch mittels der Leittechnik regelmäßig Schalthandlungen ausgelöst. Dazu werden aufgrund eines jeweiligen Zustands eines sogenannten Ausgangs der Steuerungseinrichtung Steuersignale an den technischen Prozess und an zu dessen Automatisierung vorgesehene Geräte (Steuerungen, Feldgeräte etc.) – im Folgenden zusammenfassend als technischer Prozess bezeichnet – ausgegeben. Auf diese Weise werden zum Beispiel Aggregate eingeschaltet oder ausgeschaltet, Teilprozesse gestartet oder beendet oder neue Betriebspunkte angefahren. Anhand einer kontinuierlichen Auswertung einer zeitlichen Abfolge von Schalthandlungen und einer Reaktion des jeweiligen technischen Prozesses sowie einer diesbezüglichen Rückmeldung aus dem technischen Prozess kann zum Beispiel auf Verschleißerscheinungen oder defekte Bauteile in der Anlage geschlossen werden. Eine Rückmeldung aus dem technischen Prozess trifft in Form zumindest eines Eingangssignals bei der Steuerungseinrichtung ein und jedes Eingangssignal beeinflusst oder bestimmt dort einen Zustand eines sogenannten Eingangs. In power plant technology, switching operations are triggered manually by the operator or automatically by means of the control technology. For this purpose, due to a respective state of a so-called output of the control device control signals to the technical process and provided for its automation devices (controllers, field devices, etc.) - hereinafter collectively referred to as a technical process - issued. In this way, for example, units are switched on or off, started or stopped subprocesses or approached new operating points. On the basis of a continuous evaluation of a temporal sequence of switching operations and a reaction of the respective technical process as well as a related feedback from the technical process can be concluded for example on wear or defective components in the system. A feedback from the technical process arrives at the control device in the form of at least one input signal and influences or determines each input signal there a state of a so-called input.

Eine Auswertung der zeitlichen Abfolge von Schalthandlungen und zugehörigen Rückmeldungen aus dem technischen Prozess, insbesondere eine Auswertung eines zeitlichen Abstands zwischen zumindest einer Schalthandlung und einer zugehörigen Rückmeldung, ist zum Beispiel wichtig, um im Falle eines vorliegenden Defekts geeignete Instandhaltungsmaßnahmen auslösen zu können. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel Auswirkungen ungeplanter Verzögerungen im Betrieb auf innerhalb des technischen Prozesses nachgeordnete Teilprozesse vermeiden. An evaluation of the time sequence of switching operations and associated feedback from the technical process, in particular an evaluation of a time interval between at least one switching operation and an associated feedback is important, for example, to be able to trigger appropriate maintenance measures in the event of a defect. In this way, for example, the effects of unplanned delays in operation can be avoided on downstream sub-processes within the technical process.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend von dem vorstehend skizzierten Szenario darin, ein Verfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung zur Überwachung eines technischen Prozesses, insbesondere eines Kraftwerksprozesses, anzugeben, welches eine Auswertung von Schalthandlungen oder Schaltfolgen zur Beeinflussung eines jeweiligen technischen Prozesses und zumindest einer zugehörigen Rückmeldung aus dem technischen Prozess erlaubt, so dass der Operator zum Beispiel ein verzögertes Eintreffen einer Rückmeldung aus dem technischen Prozess erkennen kann. An object of the present invention is based on the scenario outlined above is to provide a method for operating a control device for monitoring a technical process, in particular a power plant process, which is an evaluation of switching operations or switching sequences to influence a respective technical process and at least one associated feedback from the technical process, so that the operator can, for example, detect a delayed arrival of a response from the technical process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens zum Betrieb einer zur Überwachung eines technischen Prozesses bestimmten Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei als Steuerungseinrichtung gegebenenfalls auch eine verteilte Steuerungseinrichtung mit einer Mehrzahl davon umfasster Automatisierungsgeräte fungieren kann. Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem derartigen Verfahren die Verwendung zumindest eines Modells vorgesehen. Ein Modell fungiert als Repräsentant einer Einheit des technischen Prozesses. Bei einer solchen Einheit kann es sich um eine gegenständliche Einheit, also zum Beispiel ein Aggregat wie zum Beispiel eine Pumpe, einen Lüfter, eine Kombination von Aggregaten, wie zum Beispiel eine Kohlemühle, etc., aber auch um einen Teilprozess handeln. All dies wird unter dem Oberbegriff „Einheit“ zusammengefasst. Eine derartige Einheit wird mittels eines Modells beschrieben. Das Modell verarbeitet zumindest ein Schaltsignal, welches für die durch das Modell repräsentierte Einheit relevant ist, sowie zumindest eine von der Einheit erhältliche Rückmeldung. Das oder jedes für die Einheit relevante Schaltsignal ist für das Modell ein Eingangssignal und die zumindest eine von der Einheit erhältliche Rückmeldung ist ein weiteres Eingangssignal des Modells. Beim Betrieb des jeweiligen technischen Prozesses tritt das zumindest eine Schaltsignal mehrfach auf, mitunter auch in einer regelmäßigen zeitlichen Abfolge, zum Beispiel immer dann, wenn eine Pumpe eingeschaltet wird und die Steuerungseinrichtung ein entsprechendes Schaltsignal generiert. Aufgrund des mehrfachen Auftretens des mindestens einen Schaltsignals resultiert auch ein mehrfaches Auftreten der jeweils zugehörigen Rückmeldung, zum Beispiel eine Rückmeldung aufgrund des Erreichens eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus als Reaktion auf das Einschalten der Pumpe. Der Begriff des „mindestens einen Schaltsignals“ oder der „mindestens einen Rückmeldung“ meint also nicht ein einzelnes Signalereignis, wie zum Beispiel einen einzelnen Flankenwechsel oder dergleichen, sondern das jeweils funktionell zugrunde liegende Signal, also zum Beispiel ein Signal wie „Pumpe einschalten“ bzw. „Flüssigkeitsniveau erreicht“. According to the invention, this object is achieved by means of a method for operating a control device, which is intended for monitoring a technical process, having the features of claim 1, wherein a distributed control device with a plurality of automation devices, which may be included, may also function as the control device. To solve the problem, the use of at least one model is provided in such a method. A model acts as a representative of a unit of the technical process. Such a unit may be an objective unit, for example an aggregate such as a pump, a fan, a combination of aggregates such as a coal mill, etc., but also a sub-process. All this is summarized under the generic term "unity". Such a unit is described by means of a model. The model processes at least one switching signal relevant to the unit represented by the model and at least one feedback available from the unit. The or each switching signal relevant to the unit is an input to the model, and the at least one feedback available from the unit is another input to the model. During operation of the respective technical process, the at least one switching signal occurs several times, sometimes even in a regular time sequence, for example whenever a pump is switched on and the control device generates a corresponding switching signal. Due to the multiple occurrences of the at least one switching signal also results in a multiple occurrence of each associated feedback, for example, a response due to reaching a certain level of fluid in response to the switching of the pump. The term "at least one switching signal" or "at least one feedback" thus does not mean a single signal event, such as a single edge change or the like, but the respective functionally underlying signal, ie, for example, a signal such as "turn on pump" or "Fluid level reached".

Für das Anlegen und das spätere Verwenden mindestens eines derartigen Modells ist im Rahmen des hier vorgeschlagenen Ansatzes zwischen vorbereitenden Verfahrensschritten, die vor dem Betrieb des technischen Prozesses ausgeführt werden, und während des Betriebs des technischen Prozesses ausgeführten Verfahrensschritten zu unterscheiden. Die während des Betriebs des technischen Prozesses ausgeführten Verfahrensschritte setzen die vorherige Ausführung der vorbereitenden Verfahrensschritte voraus. Die vorbereitenden Verfahrensschritte können allerdings durchaus auch bei einem bereits laufenden technischen Prozess ausgeführt werden. For the creation and the subsequent use of at least one such model, within the framework of the approach proposed here, a distinction is made between preparatory method steps which are carried out prior to the operation of the technical process and method steps executed during the operation of the technical process. The during the operation of the technical Process steps executed require the previous execution of the preparatory steps. However, the preparatory process steps can certainly also be carried out in an already running technical process.

Im Rahmen der vorbereitenden Verfahrensschritte erfolgen das Anlegen und ein Training des mindestens einen Modells. Bei dem mindestens einen Modell handelt es sich üblicherweise um ein Softwareobjekt, also eine Datenstruktur, insbesondere eine Datenstruktur mit definierten Funktionen zum Zugriff auf davon umfasste Daten. Das Anlegen mindestens eines solchen Modells erfolgt demgemäß in Form einer Instanziierung eines entsprechenden Softwareobjekts. Das Training erfolgt anhand von Archivdaten, nämlich Archivdaten des mindestens einen für das Modell relevanten Schaltsignals sowie Archivdaten der mindestens einen von der durch das Modell repräsentierten Einheit erhältlichen Rückmeldung. As part of the preparatory process steps, the creation and training of the at least one model takes place. The at least one model is usually a software object, that is to say a data structure, in particular a data structure with defined functions for accessing data included therein. Accordingly, at least one such model is created in the form of an instantiation of a corresponding software object. The training takes place on the basis of archive data, namely archive data of the at least one switching signal relevant to the model as well as archive data of the at least one feedback available from the unit represented by the model.

Die Archivdaten umfassen das zumindest eine Schaltsignal sowie die zugehörige Rückmeldung zum Beispiel in Form einer Liste, wobei sich aus einem Abstand zwischen zwei Einträgen einer solchen Liste jeweils ein zeitlicher Abstand oder zumindest ein Maß für den zeitlichen Abstand zwischen einem Schaltsignal und der zugehörigen Rückmeldung ergibt. Durch Auswertung einer solchen Liste ergibt sich im Falle des oben bereits verwendeten Beispiels eine Information, wie lange es nach dem Einschalten der Pumpe dauert, bis sich ein als Rückmeldung signalisiertes Flüssigkeitsniveau einstellt. Indem solche zeitlichen Abstände in der Liste mehrfach ausgewertet werden, ergibt sich zumindest eine Information, wie lange es im Mittel nach dem Einschalten der Pumpe dauert, bis sich ein als Rückmeldung signalisiertes Flüssigkeitsniveau einstellt. Für andere Schaltsignale und andere Rückmeldungen gilt dies entsprechend. Darüber hinaus sind weitere statistische Werte ermittelbar, zum Beispiel eine Standardabweichung oder dergleichen. The archive data comprise the at least one switching signal and the associated feedback, for example in the form of a list, wherein a distance between two entries of such a list results in a time interval or at least a measure of the time interval between a switching signal and the associated feedback. By evaluating such a list, in the case of the example already used above, information is obtained as to how long it will take after switching on the pump until a liquid level signaled as feedback is established. By repeatedly evaluating such time intervals in the list, there is at least information as to how long it takes, on average, after the pump is switched on, until a liquid level signaled as feedback occurs. For other switching signals and other feedback this applies accordingly. In addition, further statistical values can be determined, for example a standard deviation or the like.

Anstelle einer Liste, welche eine Zeitinformation in Form einer jeweiligen Position eines Datums (Schaltsignal, Rückmeldung) innerhalb der Liste implizit umfasst, kann das Modell zum Training auch eine Liste verarbeiten, bei welcher das jeweilige Datum die zugehörige Zeitinformation gewissermaßen als Zeitstempel selbst umfasst. Dann kann der zeitliche Abstand zwischen jeweils einem Einschalten der Pumpe und dem Erreichen des resultierenden Flüssigkeitsniveaus durch Subtraktion der Zeitwerte der jeweiligen Zeitstempel ermittelt werden. Auf der Basis einer Mehrzahl so ermittelter zeitlicher Abstände können ein Mittelwert und ggf. weitere statistische Werte ermittelt werden. Instead of a list that implicitly includes time information in the form of a respective position of a date (switching signal, feedback) within the list, the model for training can also process a list in which the respective date, so to speak, includes the associated time information as a time stamp itself. Then, the time interval between each time the pump is switched on and the resulting liquid level is reached can be determined by subtracting the time values of the respective time stamps. On the basis of a plurality of temporal distances determined in this way, a mean value and possibly further statistical values can be determined.

Die während des Trainings ermittelten zeitlichen Abstände sind eine relative Bezugsgröße bezüglich des Verhaltens (Reaktion auf das mindestens eine Schaltsignal) der durch das Modell repräsentierten Einheit des technischen Prozesses. Auf Basis des Trainings ermittelt und speichert das jeweilige Modell einen Erwartungswert, welcher ein Maß für eine Zeitspanne zwischen einem Eingang des mindestens einen Schaltsignals und einer Rückmeldung auf das mindestens eine Schaltsignal kodiert, zum Beispiel einen Erwartungswert in Form eines Mittelwerts der während des Trainings ermittelten zeitlichen Abstände. The time intervals determined during training are a relative reference in terms of behavior (response to the at least one switching signal) of the unit of the technical process represented by the model. On the basis of the training, the respective model determines and stores an expected value, which encodes a measure for a time interval between an input of the at least one switching signal and a feedback to the at least one switching signal, for example an expected value in the form of an average of the temporal determined during the training Distances.

Nach dieser Vorbereitung ist das mindestens eine Modell im Rahmen des weiteren Ablaufs des Verfahrens verwendbar. Dabei wird während des Betriebs des technischen Prozesses und unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung das mindestens eine Modell mit für die zugrundeliegende Einheit relevanten und von der zugrunde liegenden Einheit stammenden Daten versorgt. Bei diesen Daten handelt es sich um mindestens ein von der Steuerungseinrichtung erzeugtes und an die jeweilige Einheit des technischen Prozesses ausgegebenes Schaltsignal sowie um zumindest eine von der jeweiligen Einheit erzeugte Rückmeldung. Aufgrund einer kontinuierlichen Versorgung mit solchen Daten startet das mindestens eine Modell im Falle eines Eintreffens des zumindest einen Schaltsignals ein Mittel zur Zeiterfassung und stoppt dieses aufgrund der mindestens einen Rückmeldung. Kontinuierlich meint dabei eine regelmäßige Zuführung solcher Daten, üblicherweise entsprechend einer beim Betrieb der Steuerungseinrichtung relevanten Zykluszeit. Als Mittel zur Zeiterfassung kommen eine Uhr, ein Zähler und dergleichen in Betracht. Im Folgenden wird der Begriff Zähler zur Kurzbezeichnung beliebiger Zeiterfassungsmittel verwendet. After this preparation, the at least one model can be used as part of the further course of the process. During the operation of the technical process and under control of the control device, the at least one model is supplied with data relevant to the underlying unit and originating from the underlying unit. These data are at least one switching signal generated by the control device and output to the respective unit of the technical process and at least one feedback generated by the respective unit. Due to a continuous supply of such data, if the at least one switching signal arrives, the at least one model starts a time recording means and stops it on the basis of the at least one feedback. Continuous means in this case a regular supply of such data, usually corresponding to a relevant during operation of the control device cycle time. As a means for time detection are a clock, a counter and the like into consideration. In the following, the term counter is used to denote any time recording means.

Immer noch während des Betrieb des technischen Prozesses und unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung führt das mindestens eine Modell einen Vergleich eines Zählerstands eines aufgrund der mindestens einen Rückmeldung gestoppten Zählers mit dem Erwartungswert durch und gibt in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs eine Information an die Steuerungseinrichtung zurück. Die Steuerungseinrichtung erzeugt auf Basis einer solchen Information zum Beispiel eine Meldung für den Operator. Die Information gibt an, ob die Rückmeldung der realen Einheit des technischen Prozesses auf das mindestens eine Schaltsignal früher oder später als dies nach dem vom Modell gespeicherten Erwartungswert zu erwarten war eingetroffen ist. Eine solche Information wird bevorzugt nur dann erzeugt, wenn der Vergleich des Zählerstands mit dem Erwartungswert zu einer einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert überschreitenden Differenz führt, damit nur geringe und innerhalb einer durch den Schwellwert kodierten Toleranz („Konfidenzintervall“) verbleibende Abweichungen nicht zu einer unnötig hohen Anzahl von Meldungen für den Operator führen. Still during operation of the technical process and under the control of the controller, the at least one model performs a comparison of a count of a counter stopped due to the at least one feedback with the expected value and returns information to the controller in response to the result of the comparison. For example, the controller generates a message for the operator based on such information. The information indicates whether the feedback of the real unit of the technical process to the at least one switching signal has arrived sooner or later than expected after the expected value stored by the model. Such information is preferably generated only when the comparison of the count with the expected value leads to a predetermined or predefinable threshold exceeding difference, so that only small and within a by the Threshold encoded tolerance ("confidence interval") remaining deviations do not lead to an unnecessarily high number of messages for the operator.

Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Ansatzes besteht darin, dass eine Möglichkeit geschaffen wird, mittels derer parallel zur Ausführung des technischen Prozesses und quasi im Hintergrund mittels zumindest eines Modells zweierlei überwacht wird, nämlich einerseits wann – kurz gefasst – eine Einheit des technischen Prozesses auf eine Schalthandlung (einzelnes Schaltsignal) oder eine Schaltfolge (Mehrzahl von Schaltsignalen) reagieren müsste, so dass also als Reaktion von der jeweiligen Einheit zumindest eine Rückmeldung erhältlich sein müsste, und andererseits ob – ebenfalls kurz gefasst – die Reaktion weder zu früh noch zu spät, sondern zumindest im Wesentlichen im Rahmen einer erwarteten Reaktionszeit (Erwartungswert) im Konfidenzintervall erfolgt. The advantage of the approach proposed here is that a possibility is created by means of which, parallel to the execution of the technical process and quasi in the background by means of at least one model, two things are monitored, namely on the one hand when - in brief - a unit of the technical process on one switching operation (Single switching signal) or a switching sequence (plurality of switching signals) would have to respond, so that would be available as a reaction from the respective unit at least one feedback, and on the other hand - also in a nutshell - the reaction neither too early nor too late, but at least essentially in the context of an expected reaction time (expected value) in the confidence interval.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist. Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass das hier angegebene Verfahren auch entsprechend der abhängigen Vorrichtungsansprüche weitergebildet sein kann und umgekehrt. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Here used backlinks indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. They should not be construed as a waiver of obtaining independent, objective protection for the feature combinations of the dependent claims. Furthermore, with a view to an interpretation of the claims in a closer specification of a feature in a subordinate claim, it is to be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims. Finally, it should be noted that the method specified here can also be developed according to the dependent device claims and vice versa.

Zur Modellierung der dynamischen Eigenschaften der jeweils repräsentierten Einheit des technischen Prozesses kommt ein künstliches neuronales Netz in Betracht. Die Verwendung eines solchen Netzes hat den Vorteil einer vergleichsweise leichten Implementierbarkeit. Zudem lässt sich ein künstliches neuronales Netz eines konkreten Modells leicht an die jeweiligen Randbedingungen anpassen, zum Beispiel durch Anpassung der Topologie, Hinzunahme weiterer Neuronen und/oder Schichten usw. To model the dynamic properties of each represented unit of the technical process, an artificial neural network is considered. The use of such a network has the advantage of being relatively easy to implement. In addition, an artificial neural network of a specific model can easily be adapted to the respective boundary conditions, for example by adaptation of the topology, addition of further neurons and / or layers, etc.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Zeitpunkt des Eintreffens der mindestens einen Rückmeldung überwacht und eine Differenz gebildet aus dem Zeitpunkt des Eintreffens der mindestens einen Rückmeldung und dem Erwartungswert, also zum Beispiel eine Differenz aus dem Stand des beim Eintreffen der mindestens einen Rückmeldung gestoppten Zählers und dem Erwartungswert. Diese Differenz wird mit zumindest einem vorgegebenen oder vorgebbaren zeitlichen Schwellwert verglichen, welcher im Fall genau eines Schwellwerts ein symmetrisches Konfidenzintervall um den Erwartungswert definiert. Die Verwendung eines durch mindestens einen Schwellwert definierten Konfidenzintervalls hat den Vorteil, dass zwischen geringfügigen und damit tolerierbaren Abweichungen und nicht tolerierbaren Abweichungen unterschieden werden kann. Die Verwendung mehrerer Schwellwerte hat den Vorteil, dass zwischen unterschiedlich großen Abweichungen unterschieden werden kann und anhand des Vorzeichens der Differenz auch eine Unterscheidung in „zu früh“ und „zu spät“ vorgenommen werden kann. Die von dem Modell in Abhängigkeit vom Ergebnis des jeweiligen Vergleichs erzeugte Information wird dann an die Steuerungseinrichtung zurückgegeben und entsprechend des verletzten Schwellwerts erfolgt dann eine entsprechende Information für den Operator. Geringfügige zeitliche Abweichungen, die keinen Schwellwert überschreiten, führen demnach nicht zu einer an die Steuerungseinrichtung zurückgegebenen Information, so dass die Berücksichtigung des mindestens einen Schwellwerts wie ein Filter wirkt. In one embodiment of the method, a time of arrival of the at least one feedback is monitored and a difference formed from the time of arrival of the at least one feedback and the expected value, that is, for example, a difference from the state of the stopped when the at least one feedback counter and the expected value. This difference is compared with at least one predefined or predefinable temporal threshold value which, in the case of exactly one threshold value, defines a symmetrical confidence interval around the expected value. The use of a confidence interval defined by at least one threshold has the advantage that a distinction can be made between minor and thus tolerable deviations and intolerable deviations. The use of multiple thresholds has the advantage that it is possible to differentiate between different sized deviations and, based on the sign of the difference, a distinction can also be made in "too early" and "too late". The information generated by the model as a function of the result of the respective comparison is then returned to the control device, and corresponding information of the injured threshold is then given to the operator. Minor time deviations which do not exceed a threshold value do not therefore lead to information returned to the control device, so that the consideration of the at least one threshold value acts like a filter.

Das durch den mindestens einen Schwellwert definierte Konfidenzintervall liegt um den Erwartungswert und stellt einen Zeitrahmen dar, in dem die Rückmeldung erwartet wird. Wie weiter unten beschrieben ist, kann bei einer bevorzugten Ausführungsform auch ein Konfidenzintervall vorgesehen sein, das um den Erwartungswert durch zwei unterschiedliche Schwellwerte definiert wird, also einen ersten Schwellwert, welcher eine Grenze für eine zulässige Unterschreitung des Erwartungswerts definiert, und einen zweiten Schwellwert, welcher eine Grenze für eine zulässige Überschreitung des Erwartungswerts definiert. Plausible Grenzen für das Konfidenzintervall können im Zusammenhang mit der Ermittlung des Erwartungswerts beim Trainieren des Modells ermittelt werden, zum Beispiel indem eine ermittelte Standardabweichung als unterer und oberer Grenzwert verwendet wird oder indem eine beim Training ermittelte maximale Unterschreitung des Erwartungswerts als unterer Grenzwert und eine maximale Überschreitung als oberer Grenzwert verwendet werden. The confidence interval defined by the at least one threshold is around the expected value and represents a time frame in which the feedback is expected. As described below, in a preferred embodiment, a confidence interval may also be provided, which is defined by the expected value by two different threshold values, ie a first threshold value which defines a limit for a permissible undershooting of the expected value, and a second threshold value defines a limit for a permissible excess of the expected value. Plausible limits for the confidence interval can be determined in connection with the determination of the expected value during training of the model, for example by using a determined standard deviation as the lower and upper limit value or by determining a maximum underestimation of the expected value during training as a lower limit and a maximum excess used as the upper limit.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt mittels der Steuerungseinrichtung für mindestens ein Modell eine Anzeige des jeweiligen Erwartungswerts und/oder einer Differenz zwischen dem Erwartungswert und dem jeweiligen Zählerstand. Auf diese Weise erhält der Operator bei der Beobachtung und Überwachung des jeweiligen technischen Prozesses zusätzliche Informationen. Zum Beispiel erhält er bei der Anzeige der Differenz die Information, wann normalerweise mit der erwarteten Rückmeldung der durch das jeweilige Modell repräsentierten Einheit zu rechnen ist. Im Falle einer alternativen oder zusätzlichen Anzeige des Erwartungswerts erhält er eine Information zur grundsätzlichen „Reaktionsgeschwindigkeit“ der jeweils repräsentierten Einheit. In a further embodiment of the method, a display of the respective expected value and / or a difference between the expected value and the respective meter reading takes place by means of the control device for at least one model. In this way, the operator receives additional information when observing and monitoring the respective technical process. For example, when displaying the difference, it receives the information as to when the expected response of the unit represented by the respective model is normally to be expected. In case of a Alternatively or additional display of the expected value, he receives information on the basic "reaction speed" of each unit represented.

Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind zumindest zwei trainierte Modelle in einer Serienschaltung hintereinandergeschaltet und ein Erwartungswert für die Serienschaltung insgesamt ergibt sich aus einer Summe der Erwartungswerte der in der Serienschaltung zusammengefassten Modelle. Eine solche Addition der Erwartungswerte hat den Vorteil, dass sehr schnell und ohne aufwändiges Training eines zusätzlichen Modells Informationen zu einer erwarteten Gesamtreaktionszeit einer Reihenschaltung von zumindest zwei Einheiten des jeweiligen technischen Prozesses vorliegen und nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz verwendbar sind. In yet another embodiment of the method, at least two trained models are connected in series in a series connection and an expected value for the series connection as a whole results from a sum of the expected values of the models combined in the series connection. Such an addition of the expected values has the advantage that information about an expected overall reaction time of a series connection of at least two units of the respective technical process is available very quickly and without complex training of an additional model and can be used according to the approach proposed here.

Es bietet sich hierbei an, komplexe verfahrenstechnische Prozesse, bei denen eine sequentielle Ausführung vorliegt, in mehrere Teilmodelle aufzuteilen, die eigenständig instanziiert und trainiert werden. Bei den resultierenden hintereinandergeschalteten Teilmodellen wird die erwartete Rückmeldung eines jeweils vorangehenden Teilmodells als Schaltbefehl im nachfolgenden Teilmodell verwendet. Durch eine programmtechnische Serienschaltung der Teilmodelle in der Ausführungsphase wird dann die folgerichtige Addition der Erwartungswerte erreicht. Dabei kann jedes Teilmodell weiterhin eigenständig ausgewertet und zur Anzeige gebracht werden. It makes sense here to divide complex procedural processes in which there is a sequential execution into several submodels that are instantiated and trained independently. In the resulting cascaded submodels, the expected feedback of a respective preceding submodel is used as a switching command in the subsequent submodel. Through a program-technical series connection of the partial models in the execution phase, the logical addition of the expected values is achieved. Each submodel can continue to be independently evaluated and displayed.

Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung und/oder Überwachung eines technischen Prozesses, insbesondere eines Kraftwerksprozesses, gelöst, die nach dem Verfahren wie hier und im Folgenden beschrieben arbeitet und dazu Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Die Erfindung ist dabei bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schließlich auch eine Steuerungseinrichtung, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist. The above object is also achieved with a control device for controlling and / or monitoring a technical process, in particular a power plant process, which operates according to the method as described here and below and comprises means for carrying out the method. The invention is preferably implemented in software. On the one hand, the invention is thus also a computer program with program code instructions executable by a computer and, on the other hand, a storage medium with such a computer program, ie a computer program product with program code means, and finally also a control device, in whose memory such a computer program is used as means for carrying out the method and its embodiments loaded or loadable.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.

Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus auch Ergänzungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen. The embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, additions and modifications are quite possible in the context of the present disclosure, in particular those, for example, by combination or modification of individual in conjunction with the described in the general or specific description part and in the claims and / or the drawing features or method steps for those skilled in the art with regard to the solution of the problem can be removed and lead by combinable features to a new subject or to new process steps or process steps.

Es zeigen Show it

1 einen technischen Prozess und eine zu dessen Steuerung und/oder Überwachung vorgesehene Steuerungseinrichtung, 1 a technical process and a control device provided for its control and / or monitoring,

2 den auf einzelne Einheiten zurückgeführten technischen Prozess sowie ein Modell als Repräsentant jeweils einer Einheit, 2 the technical process attributed to individual units and a model representing each unit,

3 zwei Spalten einer Matrix mit Signalereignissen zum Trainieren eines Modells, 3 two columns of a matrix with signal events to train a model,

4 eine vereinfachte Übersichtsdarstellung der in 2 gezeigten Konfiguration und 4 a simplified overview of the in 2 shown configuration and

5 eine Serienschaltung mehrerer Modelle. 5 a series connection of several models.

Die Darstellung in 1 zeigt in schematisch vereinfachter Art und Weise eine Steuerungseinrichtung 10, die in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise zur Steuerung und/oder Überwachung eines nicht näher dargestellten technischen Prozesses 12 bestimmt und eingerichtet ist. Bei dem technischen Prozess 12 handelt es sich zum Beispiel um einen Kraftwerksprozess oder einen Teilprozess eines Kraftwerksprozesses. The representation in 1 shows in a schematically simplified manner a control device 10 in a basically known manner for the control and / or monitoring of a technical process, not shown 12 is determined and set up. In the technical process 12 For example, it is a power plant process or a sub-process of a power plant process.

Als Steuerungseinrichtung 10 kann ein einzelnes Gerät, zum Beispiel eine speicherprogrammierbare Steuerung oder dergleichen, oder eine verteilte Steuerungseinrichtung fungieren, also eine Mehrzahl untereinander kommunikativ verbundener Automatisierungsgeräte, zum Beispiel eine oder mehrere speicherprogrammierbare Steuerungen und/oder ein oder mehrere dezentrale Feldgeräte oder dergleichen. Darauf kommt es im Weiteren aber nicht an, so dass im Folgenden kurz von einer Steuerungseinrichtung 10 gesprochen wird, wobei Ausführungsformen von einem Einzelgerät bis zu einem vernetzten Geräteverbund stets mitzulesen sind. As a control device 10 For example, a single device, for example a programmable logic controller or the like, or a distributed control device can function, ie a plurality of automation devices connected to one another communicatively, for example one or more programmable logic controllers and / or one or more decentralized field devices or the like. However, this is not important in the following, so that in the following briefly by a control device 10 is spoken, with embodiments of a single device to a networked device network are always read along.

Als Beispiel für einen technischen Prozess 12 ist in der Darstellung in 1 im Sinne einfacher Verhältnisse lediglich ein Behälter 14 gezeigt, in den mittels einer Pumpe 16 aus einem nicht gezeigten Reservoir eine Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, gefördert wird, wobei ein Erreichen eines maximalen Füllgrads des Behälters 14 mittels eines nicht gezeigten Füllstandssensors erfassbar ist. Der Behälter 14 mit der zugeordneten Pumpe 16 und dem Füllstandssensor dienen für die weitere Beschreibung als Beispiel für eine Einheit 20 des technischen Prozesses 12. Das dynamische Verhalten dieser Einheit 20 besteht darin, dass diese auf das Anschalten der Pumpe 16 und aufgrund des sich dann füllenden Behälters 14 nach einer gewissen Zeit mit einem Signal des Füllstandssensors reagiert. Die Zeit zwischen dem Anschalten der Pumpe 16 und dem Ansprechen des Füllstandssensors ist die Reaktionszeit der Einheit 20 in Bezug auf das Füllen des Behälters 14. As an example of a technical process 12 is in the illustration in 1 in the sense of simple conditions, only one container 14 shown in the by means of a pump 16 from a reservoir, not shown, a liquid, for example water, is conveyed, wherein reaching a maximum degree of filling of the container 14 can be detected by a level sensor, not shown. The container 14 with the associated pump 16 and the level sensor serve as an example of a unit for further description 20 of the technical process 12 , The dynamic behavior of this unit 20 This is because they turn on the pump 16 and due to the then filling container 14 after a certain time reacts with a signal from the level sensor. The time between turning on the pump 16 and the response of the level sensor is the reaction time of the unit 20 in terms of filling the container 14 ,

Übliche automatisierte technische Prozesse 12 umfassen eine Vielzahl solcher oder ähnlicher Einheiten 20. Selbstverständlich können für die Praxis relevante Einheiten 20 auch deutlich komplexer sein als die hier beispielhaft zur Erläuterung verwendete Einheit 20. Anstelle einer Einheit 20 mit gegenständlichen Komponenten kann auch ein Teilprozess als Einheit 20 des technischen Prozesses 12 aufgefasst werden. Usual automated technical processes 12 comprise a plurality of such or similar units 20 , Of course, relevant for practice units 20 also be much more complex than the unit used here by way of example for explanation 20 , Instead of a unit 20 with objective components can also be a sub-process as a unit 20 of the technical process 12 be understood.

Die beiden in der Darstellung gezeigten Pfeile veranschaulichen ein zur Ansteuerung der Pumpe 16 bestimmtes Schaltsignal 22 und eine vom Füllstandssensor erhältliche Rückmeldung 24 der Einheit 20. Das Schaltsignal 22 ist ein von der Steuerungseinrichtung 10 generiertes Ausgangssignal. Die Rückmeldung 24 ist ein von der Steuerungseinrichtung 10 ausgewertetes Eingangssignal. Das Generieren eines Ausgangssignals und/oder das Auswerten eines Eingangssignals durch die Steuerungseinrichtung 10 erfolgt mittels eines von der Steuerungseinrichtung 10 ausgeführten Steuerungsprogramms 26. Das Schaltsignal 22 wird in an sich bekannter Art und Weise auf Basis eines Zustands eines Ausgangs generiert. Der Zustand des Ausgangs ergibt sich aufgrund der jeweiligen Implementierung des Steuerungsprogramms 26 zur Automatisierung des technischen Prozesses 12. Das Eingangssignal bestimmt den Zustand eines vom Steuerungsprogramm 26 ausgewerteten Eingangs. Das Steuerungsprogramm 26 ist in an sich bekannter Art und Weise in einen selbst nicht dargestellten Speicher geladen und wird beim Betrieb der Steuerungseinrichtung 10 mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors ausgeführt. The two arrows shown in the illustration illustrate one for controlling the pump 16 certain switching signal 22 and a feedback available from the level sensor 24 the unit 20 , The switching signal 22 is one of the controller 10 generated output signal. The feedback 24 is one of the controller 10 evaluated input signal. The generation of an output signal and / or the evaluation of an input signal by the control device 10 takes place by means of one of the control device 10 executed control program 26 , The switching signal 22 is generated in a manner known per se on the basis of a state of an output. The state of the output results from the respective implementation of the control program 26 to automate the technical process 12 , The input signal determines the state of the control program 26 evaluated input. The control program 26 is loaded in a manner known per se in a memory, not shown itself and is in the operation of the control device 10 executed by means of a processing unit also not shown in the form of or in the manner of a microprocessor.

Eine Einheit 20 des jeweiligen technischen Prozesses 12 wird gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatz durch ein Modell 30 (1, 2) repräsentiert. Bei dem Modell 30 handelt es sich um eine Datenstruktur, die zum Beispiel von dem Steuerungsprogramm 26 instanziiert und verwendet wird. Genauso kann vorgesehen sein, dass das Modell 30 durch ein weiteres, von der Steuerungseinrichtung 10 ausgeführtes Computerprogramm instanziiert und verwendet wird. One unity 20 of the respective technical process 12 is modeled according to the approach proposed here 30 ( 1 . 2 ). In the model 30 it is a data structure, for example, from the control program 26 instantiated and used. Equally, it can be provided that the model 30 by another, from the controller 10 executed computer program is instantiated and used.

Die weitere Beschreibung wird – ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit – am Beispiel des in 1 gezeigten Szenarios fortgesetzt, wonach das Steuerungsprogramm 26 das Modell 30 und ggf. eine Mehrzahl weiterer Modelle 30 instanziiert und verwendet. Das Steuerungsprogramm 26 oder jedes andere Computerprogramm, welches ein Modell 30 der hier und im Folgenden beschriebenen Art verwendet, fungiert als Mittel zur Ausführung des hier vorgeschlagenen Ansatzes, so dass eine jeweilige Hardware, auf welcher das Steuerungsprogramm 26/Computerprogramm abläuft, also zum Beispiel die Steuerungseinrichtung 10, selbst ebenfalls als Mittel zur Ausführung des hier vorgeschlagenen Ansatzes fungiert. The further description is - without renouncing a broader universality - using the example of in 1 continued scenarios, after which the control program 26 the model 30 and possibly a plurality of other models 30 instantiated and used. The control program 26 or any other computer program, which is a model 30 of the type described here and below functions as a means of carrying out the approach proposed herein, so that a respective hardware on which the control program 26 / Computer program runs, so for example, the control device 10 , itself also acts as a means of carrying out the approach proposed here.

Die Darstellung in 2 zeigt in schematisch vereinfachter Form ein Modell 30 mit weiteren Einzelheiten. Das Modell 30 fungiert als Repräsentant einer Einheit 20 des technischen Prozesses 12 und die jeweilige Einheit 20 wird hinsichtlich einzelner Aspekte ihres dynamischen Verhaltens mittels des Modells 30 beschrieben. Dafür umfasst das Modell 30 zumindest einen Eingang 32 für ein für die zugrunde liegende Einheit 20 relevantes Schaltsignal 22, so dass mittels des Modells 30 das Schaltsignal 22 oder ein entsprechendes Datum verarbeitbar ist. Kurz wird dies hier und im Folgenden mitunter dahingehend ausgedrückt, dass das Modell 30 zumindest ein für die zugrunde liegende Einheit 20 relevantes Schaltsignal 22 verarbeitet. Des Weiteren umfasst das Modell 30 zumindest einen Eingang 34 für eine von der jeweiligen Einheit 20 erhältliche Rückmeldung 24, so dass mittels des Modells 30 die Rückmeldung 24 oder ein entsprechendes Datum verarbeitbar ist. Kurz wird dies hier und im Folgenden mitunter dahingehend ausgedrückt, dass das Modell 30 zumindest eine von der Einheit 20 erhältliche Rückmeldung 24 verarbeitet. The representation in 2 shows a simplified simplified form of a model 30 with more details. The model 30 acts as a representative of a unit 20 of the technical process 12 and the respective unit 20 is concerned with individual aspects of their dynamic behavior through the model 30 described. This includes the model 30 at least one entrance 32 for one for the underlying unit 20 relevant switching signal 22 , so by means of the model 30 the switching signal 22 or a corresponding date is processable. In short, this is sometimes expressed here and below as meaning that the model 30 at least one for the underlying unit 20 relevant switching signal 22 processed. Furthermore, the model includes 30 at least one entrance 34 for one of each unit 20 available feedback 24 , so by means of the model 30 the feedback 24 or a corresponding date is processable. In short, this is sometimes expressed here and below as meaning that the model 30 at least one of the unit 20 available feedback 24 processed.

Im Interesse einer besseren Lesbarkeit der weiteren Beschreibung wird im Folgenden anstelle von mindestens einem Schaltsignal 22 oder mindestens einer Rückmeldung 24 von einem Schaltsignal 22 bzw. einer Rückmeldung 24 gesprochen und die Beschreibung demnach für den Sonderfall eines genau ein Schaltsignal 22 und genau eine Rückmeldung 24 verarbeitenden Modells 30 fortgesetzt. Die Darstellung in 2 zeigt entsprechend eine vereinfachte Darstellung eines Modells 30 mit einem Eingang 32 für ein Schaltsignal 22 und einem Eingang 34 für eine Rückmeldung 24. Eine Mehrzahl von Schaltsignalen 22 und/oder eine Mehrzahl von Rückmeldungen 24 und ein zu deren Verarbeitung bestimmtes und eingerichtetes Modell 30 ist dabei stets mitzulesen. In the interests of better readability of the further description, in the following instead of at least one switching signal 22 or at least one feedback 24 from a switching signal 22 or a feedback 24 spoken and the description accordingly for the special case of exactly one switching signal 22 and exactly one feedback 24 processing model 30 continued. The representation in 2 shows a simplified representation of a model accordingly 30 with an entrance 32 for a switching signal 22 and an entrance 34 for a feedback 24 , A plurality of switching signals 22 and / or a plurality of responses 24 and one for their processing specific and established model 30 is always read along.

Zur Nachbildung zumindest eines Aspekts des dynamischen Verhaltens der jeweils repräsentierten Einheit 20 des technischen Prozesses 12 umfasst das Modell 30 zum Beispiel ein künstliches neuronales Netz 36. Andere Implementationsmöglichkeiten zur Modellierung des dynamischen Verhaltens, wie zum Beispiel mittels eines genetischen Algorithmus oder dergleichen, kommen grundsätzlich ebenfalls in Betracht und sind im Folgenden entsprechend bei jeder Erwähnung eines künstlichen neuronalen Netzes 36 mitzulesen. Der Eingang 32 für das Schaltsignal 22 und der Eingang 34 für die Rückmeldung 24 sind jeweils auf einen Eingang des neuronalen Netzes 36 geführt. Das neuronale Netz 36 oder jede andere Implementierung einer Modellierung des dynamischen Verhaltens der zugrunde liegenden Einheit 20 des jeweiligen technischen Prozesses 12 verarbeitet das Schaltsignal 22 sowie die Rückmeldung 24. To replicate at least one aspect of the dynamic behavior of each represented entity 20 of the technical process 12 includes the model 30 for example, an artificial neural network 36 , Other possible implementations for modeling the dynamic behavior, such as by means of a genetic algorithm or the like, are basically also considered and are correspondingly below with each mention of an artificial neural network 36 read along. The entrance 32 for the switching signal 22 and the entrance 34 for the feedback 24 are each on an input of the neural network 36 guided. The neural network 36 or any other implementation of modeling the dynamic behavior of the underlying entity 20 of the respective technical process 12 processes the switching signal 22 as well as the feedback 24 ,

Das Modell 30, zum Beispiel das davon umfasste neuronale Netz 36, wird in üblicher Art und Weise trainiert, zum Beispiel anhand von Daten aus einem Archiv 38 (Archivdaten). Das Archiv 38 umfasst Informationen zu zumindest einem Schaltsignal 22 und zumindest einer zugehörigen Rückmeldung 24, nämlich Informationen zum Zeitpunkt des Auftretens des mindestens einen Schaltsignals 22 und der mindestens einen Rückmeldung 24. The model 30 , for example the neural network covered by it 36 , is trained in the usual way, for example, using data from an archive 38 (Archive data). The archive 38 includes information about at least one switching signal 22 and at least one associated feedback 24 , namely information about the time of occurrence of the at least one switching signal 22 and at least one feedback 24 ,

Die Darstellung in 3 zeigt exemplarisch solche Archivdaten in Form zweier Listen, die auch als Spalten einer Matrix aufgefasst werden können. In einer ersten Spalte (in der Darstellung in 3 die links gezeigte Spalte) sind Informationen zu Signalereignissen zu zumindest einem Schaltsignal 22 erfasst. In einer zweiten Spalte (in der Darstellung in 3 die rechts gezeigte Spalte) sind Informationen zu Signalereignissen zu zumindest einer zu dem Schaltsignal 22 gehörigen Rückmeldung 24 erfasst. Die Spalten sind in der Darstellung in 3 entsprechend mit den Bezugsziffern für das Schaltsignal 22 und die Rückmeldung 24 bezeichnet. Die mit „---“ gekennzeichneten Unterbrechungen symbolisieren jeweils eine grundsätzlich beliebige Anzahl nicht gezeigter Zeilen. The representation in 3 shows examples of such archive data in the form of two lists, which can also be understood as columns of a matrix. In a first column (in the illustration in 3 the column shown on the left) is information about signal events for at least one switching signal 22 detected. In a second column (in the illustration in 3 the column shown on the right) is information on signal events to at least one of the switching signal 22 appropriate feedback 24 detected. The columns are in the illustration in 3 according to the reference numbers for the switching signal 22 and the feedback 24 designated. The interruptions marked with "---" each symbolize a basically arbitrary number of lines not shown.

Die Matrix umfasst in jeder Zeile jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgenommene Signalereignisse für den technischen Prozess 12 oder aus dem technischen Prozess 12. Alle in derselben Zeile der Matrix enthaltenen Daten gehören demnach zu demselben Zeitpunkt oder demselben Zeitabschnitt. Die Matrix umfasst in der dargestellten Form eine implizite Zeitinformation, indem die Daten in aufeinanderfolgenden Zeilen jeweils zu äquidistant beabstandeten Zeitpunkten oder Zeitabschnitten gehören. In each line, the matrix comprises signal events recorded for the technical process at a particular point in time 12 or from the technical process 12 , All data contained in the same row of the matrix therefore belong to the same time or the same time period. The matrix in the illustrated form comprises implicit time information in that the data in successive lines respectively belong to equidistantly spaced points in time or time.

Wie eingangs bereits erläutert, kann anstelle einer Matrix, welche eine Zeitinformation in Form einer jeweiligen Position eines Datums (Schaltsignal, Rückmeldung) innerhalb der Matrix implizit umfasst, dem Training des Modells 30 auch eine Matrix zugrunde liegen, bei welcher das jeweilige Datum die zugehörige Zeitinformation gewissermaßen als Zeitstempel selbst umfasst. Dann kann der zeitliche Abstand zwischen einem Schaltsignal 22 und einer zugehörigen Rückmeldung 24 durch Subtraktion der Zeitwerte der jeweiligen Zeitstempel ermittelt werden. Eine solche Matrix umfasst optional nur Zeilen mit einer tatsächlichen Wertänderung. As already explained, instead of a matrix, which implicitly includes time information in the form of a respective position of a datum (switching signal, feedback) within the matrix, the training of the model 30 are also based on a matrix in which the respective date, as it were, includes the associated time information as a time stamp itself. Then the time interval between a switching signal 22 and an associated response 24 be determined by subtracting the time values of the respective timestamps. Such a matrix optionally includes only rows with an actual value change.

Eine Matrix der oben beschriebenen Art ist ein Beispiel für eine Basis zum Generieren von Eingangssignalen für das Modell 30 in korrekter zeitlicher Korrelation. Grundsätzlich ist ein Training des Modells 30 aber auch anhand von realen Daten möglich, nämlich anhand von Signalereignissen zumindest eines von der Steuerungseinrichtung 10 generierten Schaltsignals 22 und mindestens einer aus dem technischen Prozess 12 erhältlichen Rückmeldung 24. Die Archivdaten können das Ergebnis theoretischer Berechnungen oder das Ergebnis einer Beobachtung des jeweiligen technischen Prozesses 12 oder eines vergleichbaren technischen Prozesses 12 oder einer vergleichbaren Einheit 20 sein. A matrix of the type described above is an example of a basis for generating input signals for the model 30 in correct temporal correlation. Basically, a training of the model 30 but also based on real data possible, namely on the basis of signal events at least one of the control device 10 generated switching signal 22 and at least one from the technical process 12 available feedback 24 , The archive data can be the result of theoretical calculations or the result of an observation of the respective technical process 12 or a comparable technical process 12 or a comparable unit 20 be.

Im Rahmen des Trainings lernt das Modell 30 das dynamische Verhalten der jeweils repräsentierten Einheit 20. In der Darstellung in 3 ist zum Beispiel erkennbar, dass nach einer Zeile mit einem Signalereignis des betrachteten Schaltsignals 22 genau sechs Zeilen später eine Rückmeldung 24 erfolgt. Der Abstand „sechs Zeilen später“ entspricht einem zeitlichen Abstand, der in der Darstellung in 3 symbolisch als ΔT eingezeichnet ist. Aufgrund des regelmäßigen Auftretens des Signalereignisses des Schaltsignals 22 sowie aufgrund des ebenso regelmäßigen Auftretens einer Rückmeldung 24 im Anschluss an jeweils ein Signalereignis lernt das Modell 30 die Zugehörigkeit der Rückmeldung 24 zu dem Schaltsignal 22, beim hier gewählten Beispiel also die Zugehörigkeit der Rückmeldung 24 des Füllstandssensors zu einem vorherigen Einschalten der Pumpe 16 (1). In der Praxis sind exakt gleiche zeitliche Abstände ΔT eher unüblich und die diesbezügliche Darstellung ist ausdrücklich als nur beispielhaft aufzufassen. Bei realen Verhältnissen ist davon auszugehen, dass sich aus den zum Training verwendeten Daten eine Folge einzelner zeitlicher Abstände (ΔT1, ΔT2 ... ΔTn) ergibt und auf Basis des Trainings ermittelt und speichert das Modell 30 einen Erwartungswert 40, welcher ein Maß für eine mittlere Zeitspanne zwischen einem Eingang des Schaltsignals 22 und einer Rückmeldung 24 auf das Schaltsignal 22 (mittlerer zeitlicher Abstand zwischen den Signalereignissen des Schaltsignals 22 und den zugehörigen Signalereignissen der Rückmeldung 24) kodiert. Im Rahmen des Trainings hat das Modell 30 demnach gewissermaßen die Reaktionszeit einer Einheit 20 eines realen technischen Prozesses 12 auf ein Schaltsignal 22 gelernt. As part of the training, the model learns 30 the dynamic behavior of each represented unit 20 , In the illustration in 3 For example, it can be seen that after a line with a signal event of the considered switching signal 22 exactly six lines later a response 24 he follows. The distance "six lines later" corresponds to a time interval, which in the representation in 3 symbolically indicated as ΔT. Due to the regular occurrence of the signal event of the switching signal 22 as well as due to the equally regular occurrence of feedback 24 following each signal event, the model learns 30 the affiliation of the feedback 24 to the switching signal 22 , in the example chosen here, therefore, the affiliation of the feedback 24 of the level sensor to a previous switching on the pump 16 ( 1 ). In practice, exactly the same time intervals ΔT are rather uncommon and the representation in this regard is expressly to be regarded as exemplary only. In real conditions, it can be assumed that a sequence of individual time intervals (ΔT1, ΔT2 ... ΔTn) results from the data used for training and determines on the basis of the training and stores the model 30 an expectation value 40 , which is a measure of a mean time between an input of the switching signal 22 and a feedback 24 on the switching signal 22 (average time interval between the signal events of the switching signal 22 and the associated signal events of the feedback 24 ). As part of the training, the model has 30 thus, as it were, the reaction time of a unit 20 a real technical process 12 on a switching signal 22 learned.

Bei einer späteren Verwendung des Modells 30 gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatz wird das Modell 30 mit für die zugrunde liegende, repräsentierte Einheit 20 relevanten sowie mit von der zugrunde liegenden Einheit 20 stammenden Daten/Signalen versorgt. Dabei handelt es sich einerseits um das zumindest eine Schaltsignal 22 (bei der dargestellten Situation um das genau eine Schaltsignal 22) und die zumindest eine Rückmeldung 24 (bei der dargestellten Situation um die genau eine Rückmeldung 24). Das Schaltsignal 22 ist das von der Steuerungseinrichtung 10 erzeugte und an die jeweilige Einheit 20 ausgegebene Schaltsignal 22. Die Rückmeldung 24 ist das Ergebnis einer Reaktion der jeweiligen Einheit 20 auf die Ansteuerung mittels des Schaltsignals 22. Auf Basis dieser Daten/Signale erfasst das Modell 30 die beim Betrieb des technischen Prozesses 12 resultierende tatsächliche Reaktionszeit der jeweils repräsentierten Einheit 20. For later use of the model 30 according to the approach proposed here, the model becomes 30 with for the underlying, represented unit 20 relevant as well as with the underlying unit 20 supplied data / signals. On the one hand, this is the at least one switching signal 22 (In the situation illustrated by exactly one switching signal 22 ) and the at least one feedback 24 (in the situation shown by exactly one feedback 24 ). The switching signal 22 that is from the controller 10 generated and to the respective unit 20 output switching signal 22 , The feedback 24 is the result of a reaction of the respective unit 20 to the control by means of the switching signal 22 , Based on these data / signals, the model captures 30 in the operation of the technical process 12 resulting actual reaction time of each represented unit 20 ,

Dies ist in der Darstellung in 2 mittels eines Zählers 42 als nicht einschränkendes Beispiel für grundsätzlich beliebige Zeiterfassungsmittel veranschaulicht. Der Zähler 42 wird beim Eintreffen des Schaltsignals 22 zurückgesetzt und unmittelbar gestartet. Beim Eintreffen der Rückmeldung 24 wird der Zähler 42 gestoppt. Der resultierende Zählerstand entspricht damit der aktuellen tatsächlichen Reaktionszeit. Diese wird mit dem Erwartungswert 40 verglichen, zum Beispiel mittels eines Subtrahierers 44, welcher eine Differenz der tatsächlichen Reaktionszeit und des Erwartungswerts 40 bildet. Mittels eines Vergleichers 46 wird die ermittelte Differenz mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert 50 verglichen. Wenn bei genau einem Schwellwert 50 ein Betrag der Differenz den Schwellwert 50 überschreitet und demnach die Abweichung zwischen der tatsächlichen Reaktionszeit und dem Erwartungswert 40 ein in Form des Schwellwerts 50 kodiertes tolerierbares Maß (Konfidenzintervall) über- oder unterschreitet, generiert das Modell 30 ein entsprechendes Ausgangssignal 52. Dieses wird als jeweils in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der aktuellen tatsächlichen Reaktionszeit und des Erwartungswerts 40 generierte Information an die Steuerungseinrichtung 10 zurückgegeben, welche daraufhin zum Beispiel eine Meldung 54 (4), zum Beispiel eine Textmeldung auf einer Anzeigeeinheit 56, für einen Operator generiert. Optional wird bei der Generierung der Meldung 54 das Vorzeichen der Differenz berücksichtigt, so dass die Meldung 54 eine Information umfasst, ob der Erwartungswert 40 um den Schwellwert 50 über- oder unterschritten wurde. Optional kann vorgesehen sein, dass anstelle eines einzelnen Schwellwerts 50 zwei Schwellwerte, nämlich ein erster Schwellwert, welcher zur Erkennung einer unerwartet großen Überschreitung des Erwartungswerts 40 verwendet wird, und eine zweiter Schwellwert, welcher zur Erkennung einer unerwartet großen Unterschreitung des Erwartungswert 40 verwendet wird, verarbeitet werden und ein durch diese definiertes Konfidenzintervall überwacht wird. Weiter optional ist vorgesehen, dass unabhängig von einer eventuellen Generierung einer Meldung 54 bei einer Verletzung des Konfidenzintervalls kontinuierlich der aktuelle Stand des Zählers 42 (Zählerstand) und/oder die Differenz zwischen dem Erwartungswert 40 und dem aktuellen Zählerstand angezeigt wird bzw. werden. Speziell Letzteres ermöglicht dem Operator eine einfache Überwachung einer jeweiligen Restzeit bis zum Erwartungswert 40 und ist gewissermaßen vergleichbar mit einer Ankunftszeit, wie sie von aktuellen, beispielsweise im PKW-Bereich verwendeten Navigationsgeräten angezeigt wird. Bei einer Serienschaltung von Teilmodellen erfolgt auf dieser Basis eine Anzeige der Zählerstände und/oder der Restzeiten für jedes von der Serienschaltung umfasste Modell 30. This is in the illustration in 2 by means of a counter 42 as a non-limiting example of basically any time recording means. The counter 42 will be at the arrival of the switching signal 22 reset and started immediately. When the feedback arrives 24 becomes the counter 42 stopped. The resulting counter reading thus corresponds to the actual actual response time. This becomes the expected value 40 compared, for example by means of a subtractor 44 which is a difference of the actual reaction time and the expected value 40 forms. By means of a comparator 46 becomes the determined difference with a predetermined or predeterminable threshold value 50 compared. If at exactly one threshold 50 an amount of the difference is the threshold 50 exceeds and therefore the deviation between the actual reaction time and the expected value 40 one in the form of the threshold 50 encoded tolerable measure (confidence interval) exceeds or falls short of, generates the model 30 a corresponding output signal 52 , This is calculated as depending on the result of the comparison of the actual actual reaction time and the expected value 40 generated information to the controller 10 returned, which then, for example, a message 54 ( 4 ), for example a text message on a display unit 56 , generated for an operator. Optional is when the message is generated 54 the sign of the difference is taken into account so that the message 54 an information includes whether the expected value 40 around the threshold 50 exceeded or fallen short of. Optionally, it may be provided that instead of a single threshold 50 two thresholds, namely a first threshold, which is used to detect an unexpectedly large excess of the expected value 40 is used, and a second threshold, which is used to detect an unexpectedly short of the expected value 40 is used, processed and monitored by a defined confidence interval. Next optional is provided that regardless of a possible generation of a message 54 in case of violation of the confidence interval continuously the current state of the counter 42 (Count) and / or the difference between the expected value 40 and the current counter reading is displayed. Especially the latter allows the operator to easily monitor a respective remaining time to the expected value 40 and is comparable to an arrival time, as it is displayed by current, used for example in the car area navigation devices. In the case of a series connection of partial models, an indication of the counter readings and / or the remaining times for each model included in the series connection takes place on this basis 30 ,

Wenn hier von einem Zähler 42, einem Subtrahierer 44 und einem Vergleicher 46 gesprochen wird, meint dies eine jeweils entsprechende Funktionalität, also eine Funktionalität zum Zählen, zum Subtrahieren und zum Vergleichen. Bei einer Implementierung des hier vorgeschlagenen Ansatzes in Software sind Zähler 42, Subtrahierer 44 und Vergleicher 46 als Softwarefunktionen realisiert. Grundsätzlich kommt auch eine Implementierung eines Modells 30 oder einer Vielzahl von Modellen 30 mittels eines ASICs, FPGAs oder dergleichen in Betracht. Dann sind die einzelnen Teilfunktionen des Modells 30 (neuronales Netz 36, Zähler 42, Subtrahierer 44 und Vergleicher 46) als Teil einer dortigen Funktionsstruktur realisiert. If here from a counter 42 , a subtractor 44 and a comparator 46 is spoken, this means a respectively corresponding functionality, ie a functionality for counting, for subtracting and for comparing. In one implementation of the approach proposed here in software are counters 42 , Subtractor 44 and comparators 46 realized as software functions. Basically, there is also an implementation of a model 30 or a variety of models 30 by means of an ASIC, FPGA or the like into consideration. Then the individual subfunctions of the model 30 (neural network 36 , Counter 42 , Subtractor 44 and comparators 46 ) realized as part of a local functional structure.

Die Darstellung in 2 zeigt bereits, dass der technische Prozess 12 üblicherweise eine Vielzahl von mittels jeweils eines Modells 30 überwachten Einheiten 20 umfasst, so dass im Rahmen einer Implementierung des hier vorgeschlagenen Ansatzes üblicherweise eine Mehrzahl von Modellen 30 erstellt, trainiert und verwendet wird. Jedes Modell 30 verarbeitet dabei zumindest ein Schaltsignal 22 und zumindest eine Rückmeldung 24 entsprechend der jeweils repräsentierten Einheit 20. Die Darstellung in 4 zeigt dies in Form einer auf einzelne Details reduzierten Übersichtsdarstellung, wobei der technische Prozess 12 in Form einer Mehrzahl davon umfasster Einheiten 20 und die Steuerungseinrichtung 10 mit einer Mehrzahl dort benutzter Modelle 30 gezeigt sind. Im Falle einer Zeitüber- oder -unterschreitung steuert die Steuerungseinrichtung 10 auf ein entsprechendes Ausgangssignal 52 eines Modells 30 zum Beispiel die Anzeigeeinheit 56 zur Ausgabe einer Meldung 54 an. The representation in 2 already shows that the technical process 12 usually a variety of means of each a model 30 monitored units 20 so that as part of an implementation of the approach proposed here, usually a plurality of models 30 created, trained and used. Every model 30 processes at least one switching signal 22 and at least one feedback 24 according to the unit represented in each case 20 , The representation in 4 shows this in the form of a reduced to individual details overview representation, the technical process 12 in the form of a plurality of units comprising them 20 and the controller 10 with a majority of models used there 30 are shown. In case of time overrun or underrun, the controller controls 10 to a corresponding output signal 52 a model 30 for example, the display unit 56 for issuing a message 54 at.

Zusätzlich zu Schaltsignalen 22 und Rückmeldungen 24 der bisher beschriebenen Art, nämlich realen Signalereignissen für den technischen Prozess 12 bzw. aus dem technischen Prozess 12, kann ein Modell 30 alternativ oder zusätzlich auch mit künstlichen Signalen versorgt werden, die vom Steuerungsprogramm 26 gebildet werden und dem Modell 30 über dessen Anschlüsse 32, 34 zugeführt werden. Damit lassen sich auch nicht beobachtbare oder nicht tatsächlich als Rückmeldung 24 ausgeführte Prozesszustände im Modell 30 verwenden. Ein Beispiel in dieser Hinsicht ist die Anwendung eines Vergleichers auf einen Druckwert. Trainingsdaten für solche künstliche Signale generiert das Steuerungsprogramm 26 optional selbständig. Das Steuerungsprogramm 26 ist dafür zum Anwenden mathematischer oder logischer Operationen auf die Archivdaten eingerichtet. Auf dieser Basis generiert das Steuerungsprogramm 26 für die künstlichen Rückmeldungen Signalereignisse ebenso, als wären diese zum Generierungszeitpunkt aufgezeichnet worden. In addition to switching signals 22 and feedback 24 the type described so far, namely real signal events for the technical process 12 or from the technical process 12 , can a model 30 Alternatively or additionally be supplied with artificial signals from the control program 26 be formed and the model 30 over its connections 32 . 34 be supplied. This can also be unobservable or not actually feedback 24 executed process states in the model 30 use. An example in this regard is the application of a comparator to a pressure value. Training data for such artificial signals generated by the control program 26 optional independently. The control program 26 is set up to apply mathematical or logical operations to the archive data. The control program generates on this basis 26 for the artificial feedback signal events as well as if they had been recorded at the time of generation.

Ein einzelnes Modell 30 kann auch mehrere Schaltsignale 22 und mehrere Rückmeldungen 24 verarbeiten und weist dafür eine entsprechende Anzahl von Eingängen 32, 34 auf. Im Falle eines neuronalen Netzes 36 umfasst dieses dann zumindest eine der Anzahl der verarbeiteten Schaltsignale 22 entsprechende Anzahl von Eingangsneuronen sowie eine zumindest der Anzahl der verarbeiteten Rückmeldungen entsprechende Anzahl von Ausgangsneuronen. Des Weiteren umfasst ein solches Modell 30 zumindest eine der Anzahl der verarbeiteten Rückmeldungen 24 entsprechende Anzahl von Zählern 42 und Erwartungswerten 40. Aufgrund eines vorangehenden Trainings ergibt sich für zumindest ein Schaltsignal 22 und jeweils eine Rückmeldung 24 ein Erwartungswert 40. A single model 30 can also have several switching signals 22 and several feedbacks 24 process and assign a corresponding number of inputs 32 . 34 on. In the case of a neural network 36 this then comprises at least one of the number of processed switching signals 22 corresponding number of input neurons and a number of output neurons corresponding at least to the number of processed responses. Furthermore, such a model includes 30 at least one of the number of processed responses 24 corresponding number of counters 42 and expectation values 40 , Due to a previous training results for at least one switching signal 22 and one feedback each 24 an expected value 40 ,

Beim Betrieb des jeweiligen technischen Prozesses 12 wird jeweils ein Zähler 42 bei einem Signalereignis zumindest eines Schaltsignals 22 gestartet und beim Eintreffen einer zugehörigen Rückmeldung 24 gestoppt. Dann ist mittels des Subtrahierers 44 oder einer sonstigen Funktionalität zum Vergleich des jeweils aktuellen Zählerstands mit dem Erwartungswert 40 ermittelbar, ob die Rückmeldung 24 zu früh, zu spät oder im Wesentlichen innerhalb der erwarteten Reaktionszeit eingetroffen ist. Optional können für unterschiedliche Kombinationen von zumindest einem Schaltsignal 22 und einer Rückmeldung 24 unterschiedliche Schwellwerte 50, ggf. auch jeweils mehrere Schwellwerte 50, zum Beispiel unterschiedliche untere und obere Schwellwerte 50, verarbeitet werden. When operating the respective technical process 12 each becomes a counter 42 at a signal event of at least one switching signal 22 started and upon receipt of an associated feedback 24 stopped. Then by means of the subtractor 44 or any other functionality for comparing the current meter reading with the expected value 40 Can be determined whether the feedback 24 arrived too early, too late or essentially within the expected reaction time. Optionally, for different combinations of at least one switching signal 22 and a feedback 24 different thresholds 50 , if necessary also in each case several threshold values 50 , for example, different lower and upper thresholds 50 , are processed.

Ein Modell 30, welches mehrere Schaltsignale 22 und mehrere Rückmeldungen 24 verarbeiten kann, ist in den Figuren nicht separat gezeigt. In Bezug auf die Darstellung in 2 entspricht ein Modell 30, welches zum Beispiel ein erstes und ein zweites Schaltsignal 22 sowie eine erste und eine zweite Rückmeldung 24 verarbeiten kann und dafür zwei Eingänge 32 und zwei Eingänge 34 aufweist, im Wesentlichen zwei einzelnen Modellen 30, von denen jedes jeweils eines der beiden Schaltsignale 22 und die zugehörige Rückmeldung 24 (erstes Modell 30: erstes Schaltsignal 22, erste Rückmeldung 24; zweites Modell 30: zweites Schaltsignal 22, zweite Rückmeldung 24) verarbeitet. Bei einer Verarbeitung mehrerer Schaltsignale 22 und mehrerer Rückmeldungen 24 mittels eines einzelnen Modells 30 umfasst dieses die notwendige Anzahl von Speicherzellen für die einzelnen Erwartungswerte 40 und die notwendige Anzahl unabhängiger Zähler 42. Bei einer solchen Verarbeitung mehrerer Schaltsignale 22 und mehrerer Rückmeldungen 24 mittels eines einzigen Modells 30 besteht eine eindeutige Zuordnung zwischen jeweils einem Schaltsignal 22 und einer zugehörigen Rückmeldung 24. A model 30 , which has several switching signals 22 and several feedbacks 24 can not be shown separately in the figures. In terms of representation in 2 corresponds to a model 30 which, for example, a first and a second switching signal 22 as well as a first and a second feedback 24 can process and for two inputs 32 and two entrances 34 essentially two separate models 30 each of which is one of the two switching signals 22 and the associated feedback 24 (first model 30 : first switching signal 22 , first feedback 24 ; second model 30 : second switching signal 22 , second feedback 24 ) processed. When processing several switching signals 22 and several feedbacks 24 by means of a single model 30 this includes the necessary number of memory cells for each expected value 40 and the necessary number of independent counters 42 , In such a processing of multiple switching signals 22 and several feedbacks 24 using a single model 30 there is a clear assignment between each one switching signal 22 and an associated response 24 ,

Bei einer besonderen Ausführungsform kann auch eine eindeutige Zuordnung einer Mehrzahl von Schaltsignalen 22 zu jeweils einer zugehörigen Rückmeldung 24 bestehen. Dann wird während des Trainings des Modells 30 ähnlich wie bei einer Mustererkennung eine bestimmte zeitliche Abfolge von Signalereignissen der zusammengehörigen Schaltsignale 22 erkannt und der zeitliche Abstand zwischen einer Erkennung eines solchen Schaltmusters und einem Eintreffen einer zugehörigen Rückmeldung 24 gelernt und als Erwartungswert 40 gespeichert. Während des Betriebs des technischen Prozesses 12 erfolgt das Starten des diesen zusammengehörigen Schaltsignalen 22 zugeordneten Zählers 42 aufgrund einer Erkennung des jeweiligen Schaltmusters und ein Stoppen des Zählers 42 beim Eintreffen der Rückmeldung 24. Das zuvor erläuterte grundlegende Funktionsprinzip gilt auch für ein solches Modell 30, welches zum Beispiel zwei, drei, fünf usw. zusammengehörige Schaltsignale 22 und eine zugehörige Rückmeldung 24 verarbeiten kann. Selbstverständlich sind auch Modelle 30 möglich, welche ein oder mehrere Schaltsignale 22 und Rückmeldungen 24 in einer 1:1-Zuordnung oder ein oder mehrere Schaltsignale 22 und Rückmeldungen 24 in einer n:1-Zuordnung verarbeiten können. In a particular embodiment, an unambiguous assignment of a plurality of switching signals 22 for each associated feedback 24 consist. Then, while training the model 30 Similar to a pattern recognition, a specific time sequence of signal events of the associated switching signals 22 detected and the time interval between detection of such a switching pattern and a receipt of an associated feedback 24 learned and as expected value 40 saved. During the operation of the technical process 12 the starting of the associated switching signals takes place 22 associated counter 42 due to detection of the respective switching pattern and stopping of the counter 42 when the feedback arrives 24 , The basic operating principle explained above also applies to such a model 30 , which, for example, two, three, five, etc. associated switching signals 22 and an associated feedback 24 can handle. Of course, models are also available 30 possible which one or more switching signals 22 and feedback 24 in a 1: 1 assignment or one or more switching signals 22 and feedback 24 in an n: 1 assignment.

Eine Zuordnung eines Schaltsignals 22 zu einer Rückmeldung 24 (1:1-Zuordnung) oder mehrerer Schaltsignale 22 zu einer Rückmeldung 24 (n:1-Zuordnung) findet durch einen Spezialisten, welcher das jeweilige Modell 30 oder die jeweiligen Modelle 30 anlegt, statt. Optional kann die Zuordnung, also eine 1:1-Zuordnung oder eine n:1-Zuordnung, auch während des Trainings des jeweiligen Modells 30 erkannt und damit gelernt werden. An assignment of a switching signal 22 to a feedback 24 (1: 1 assignment) or multiple switching signals 22 to a feedback 24 (n: 1 assignment) takes place by a specialist, who the respective model 30 or the respective models 30 applies, instead. Optionally, the assignment, ie a 1: 1 assignment or an n: 1 assignment, can also take place during the training of the respective model 30 be recognized and thus learned.

Prinzipiell genauso wie ein Modell 30 mehrere Schaltsignale 22 und eine zugehörige Rückmeldung 24 verarbeiten kann (n:1-Zuordnung), nämlich indem ähnlich wie bei einer Mustererkennung eine bestimmte zeitliche Abfolge von Signalereignissen zusammengehöriger Schaltsignale 22 erkannt wird und der Zähler 42 aufgrund der Erkennung des Schaltmusters gestartet wird, kann ein Modell 30 auch eine 1:n-Zuordnung verarbeiten. Bei einer solchen 1:n-Zuordnung gehören zu einem Signalereignis des Schaltsignals 22 mehrere Rückmeldungen 24 und das Eintreffen aller zu dem Schaltsignal 22 gehörigen Rückmeldungen 24 wird anhand eines jeweiligen Signalmusters erkannt. Der Zähler 42 wird dann aufgrund des Signalereignisses des Schaltsignals 22 gestartet und bei Erkennen des Schaltmusters der Rückmeldungen 24 gestoppt. In principle, just like a model 30 several switching signals 22 and an associated one feedback 24 can handle (n: 1 assignment), namely by similar to a pattern recognition a certain time sequence of signal events of related switching signals 22 is detected and the counter 42 due to the detection of the switching pattern is started, a model can 30 also process a 1: n mapping. In such a 1: n assignment belong to a signal event of the switching signal 22 several feedbacks 24 and the arrival of all to the switching signal 22 appropriate feedback 24 is detected by a respective signal pattern. The counter 42 is then due to the signal event of the switching signal 22 started and upon detection of the switching pattern of the feedback 24 stopped.

Einzelne Modelle 30 können auch in einer Serienschaltung zusammengefasst sein. Dann repräsentiert die Serienschaltung das dynamische Verhalten von im realen technischen Prozess 12 voneinander abhängigen Einheiten 20. Ein in einer solchen Serienschaltung einem vorangehenden Modell 30 (erstes Modell) nachfolgendes Modell 30 (zweites Modell 30) verarbeitet zum Beispiel die Rückmeldung 24 des ersten Modells als Schaltsignal 22. Individual models 30 can also be combined in a series connection. Then the series connection represents the dynamic behavior of in the real technical process 12 interdependent units 20 , An in such a series circuit a previous model 30 (first model) following model 30 (second model 30 ) processes, for example, the feedback 24 of the first model as a switching signal 22 ,

Ein Modell 30 oder mehrere Modelle 30 der bisher beschriebenen Art sind nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz nicht nur dafür verwendbar, um zu überwachen, ob eine Rückmeldung 24 aus dem technischen Prozess 12 zu einem Signalereignis zumindest eines Schaltsignals 22 rechtzeitig oder zu früh oder zu spät eintrifft. Vielmehr kann mittels eines beim Training eines Modells 30 ermittelten Erwartungswerts 40 auch eine Aussage darüber getroffen werden, wann zum Beispiel bestimmte Schalthandlungen durch den Operator veranlasst werden müssen, damit sich im jeweiligen technischen Prozess 12 noch eine beabsichtigte Wirkung einstellen kann. Im Sinne einfacher Verhältnisse wird dies mit Bezug auf die in 1 gezeigte Situation erläutert. Dort ist ein Behälter 14 gezeigt, der im Falle einer aktivierten Pumpe 16 mit einem flüssigen Medium, zum Beispiel Wasser, gefüllt wird. Ein dieser Einheit 20 zugeordnetes Modell 30 gibt mit seinem aufgrund des vorangehenden Trainings gespeicherten Erwartungswert 40 auch eine Information darüber, wann zum Beispiel die Pumpe 16 gestartet werden muss, damit eine dem Behälter 14 nachfolgende Einheit, zum Beispiel ein Mischer oder dergleichen (nicht gezeigt), zu einem bestimmten Zeitpunkt gestartet werden kann. A model 30 or more models 30 of the type described so far are, according to the approach proposed here, not only usable to monitor whether a feedback 24 from the technical process 12 to a signal event of at least one switching signal 22 arrives on time or too early or too late. Rather, by means of one while training a model 30 determined expected value 40 Also, a statement can be made as to when, for example, certain switching operations must be initiated by the operator, so that in the respective technical process 12 can still set an intended effect. In the sense of simple conditions, this is with reference to the in 1 illustrated situation explained. There is a container 14 shown in the case of an activated pump 16 with a liquid medium, for example water, is filled. One of this unit 20 assigned model 30 gives with its expected value stored due to the previous training 40 also information about when, for example, the pump 16 must be started so that the container 14 subsequent unit, for example, a mixer or the like (not shown) can be started at a certain time.

Zur Illustration dieses Aspekts der hier vorgeschlagenen Neuerung sind – schematisch sehr stark vereinfacht – in der Darstellung in 5 drei Modelle 30 mit diesen jeweils zugeführten Schaltsignalen 22 und Rückmeldungen 24 gezeigt, die zeitlich und funktional voneinander abhängige Einheiten 20 des jeweiligen technischen Prozesses 12 repräsentieren. Jedes Modell 30 weist in einer Speicherzelle einen aufgrund eines vorangehenden Trainings ermittelten Erwartungswert 40 für einen zeitlichen Abstand für ein Eintreffen einer Rückmeldung 24 aus dem technischen Prozess 12 im Anschluss an ein Signalereignis zumindest eines Schaltsignals 22 auf. Wenn exemplarisch davon ausgegangen wird, dass die gezeigten Modelle 30 Einheiten 20 eines Kraftwerksprozesses repräsentieren, lässt sich anhand der Erwartungswerte 40 automatisch zurückrechnen, wann diejenige Einheit 20, die durch das in der Kette der Modelle 30 erste Modell 30 repräsentiert wird, gestartet werden muss, damit diejenige Einheit 20, die durch das in der Kette letzte Modell 30 repräsentiert wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt in Betrieb gehen kann. Eine solche Berechnung ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn mittels des Kraftwerks zum Beispiel zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Leistung zur Verfügung gestellt werden muss. Ausgehend von diesem bestimmten Zeitpunkt erfolgt eine Rückwärtsbetrachtung der Erwartungswerte 40 entlang der Kette der Modelle 30 und der resultierende Zeitwert entspricht dem Zeitpunkt, zu dem diejenige Einheit 20, die durch das in der Kette der Modelle 30 erste Modell 30 repräsentiert wird, spätestens gestartet sein muss. Dies gilt selbstverständlich nicht nur für einen Kraftwerksprozess, sondern auch für beliebige andere technische Prozesse 12. Für den Operator des jeweiligen technischen Prozesses 12 ergeben sich auf dieser Basis wichtige Anhaltspunkte für eine Beurteilung der Funktion des jeweiligen technischen Prozesses 12. To illustrate this aspect of the proposed innovation here are - very much simplified - in the illustration in 5 three models 30 with these respectively supplied switching signals 22 and feedback 24 shown, the temporally and functionally interdependent units 20 of the respective technical process 12 represent. Every model 30 indicates in a memory cell an expected value determined on the basis of a previous training 40 for a time interval for the arrival of a response 24 from the technical process 12 following a signal event of at least one switching signal 22 on. If it is assumed by way of example that the models shown 30 units 20 represent a power plant process, can be based on the expected values 40 automatically recalculate when that unit 20 that through in the chain of models 30 first model 30 is represented, must be started, so that unit 20 that by the last in the chain model 30 can be put into operation at a certain time. Such a calculation is useful, for example, if the power plant, for example, at a certain time a certain power must be provided. Starting from this particular point in time, a backward consideration of the expected values takes place 40 along the chain of models 30 and the resulting time value corresponds to the time at which that unit 20 that through in the chain of models 30 first model 30 has to be started at the latest. Of course, this does not only apply to a power plant process, but also to any other technical process 12 , For the operator of the respective technical process 12 On this basis, there are important indications for an assessment of the function of the respective technical process 12 ,

Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is not limited by the disclosed or disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Verfahren zum Betrieb einer zur Überwachung eines technischen Prozesses 12 bestimmten Steuerungseinrichtung 10 und eine Steuerungseinrichtung 10 zur Ausführung des Verfahrens, wobei eine Einheit 20 des technischen Prozesses 12 mittels eines Modells 30 beschrieben wird, welches ein für die Einheit 20 relevantes Schaltsignal 22 sowie eine von der Einheit 20 erhältliche Rückmeldung 24 verarbeitet. Das Modell 30 ermittelt und speichert auf Basis eines Trainings einen Erwartungswert 40, welcher ein Maß für eine Zeitspanne zwischen einem Eingang des Schaltsignals 22 und einer Rückmeldung 24 auf das mindestens eine Schaltsignal 22 kodiert. Beim Betrieb des technischen Prozesses 12 wird das Modell 30 mit den für die zugrunde liegende Einheit 20 relevanten und den von der zugrunde liegenden Einheit 20 stammenden Daten, nämlich dem Schaltsignal 22 und der Rückmeldung 24, versorgt und ermittelt einen zeitlichen Abstand zwischen dem Eingang des Schaltsignals 22 und der Rückmeldung 24. Diesen vergleicht das Modell 30 mit dem Erwartungswert 40 und gibt in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs eine Information an die Steuerungseinrichtung 10 zurück, so dass zum Beispiel eine auf einer Anzeigeeinheit 56 darstellbare Meldung 54 für einen Operator des technischen Prozesses 12 ausgegeben wird und dieser damit darüber informiert wird, ob die jeweilige Rückmeldung 24 rechtzeitig oder zu früh oder zu spät eingetroffen ist. Ein zu frühes oder zu spätes Eintreffen der Rückmeldung deutet dabei auf ein Problem oder einen Fehler im technischen Prozess 12 hin. Individual aspects of the description presented here can be briefly summarized as follows: A method for operating a process for monitoring a technical process is given 12 certain control device 10 and a controller 10 for carrying out the method, wherein a unit 20 of the technical process 12 by means of a model 30 which is one for the unit 20 relevant switching signal 22 as well as one of the unit 20 available feedback 24 processed. The model 30 determines and stores an expected value based on a training 40 , which is a measure of a time interval between an input of the switching signal 22 and a feedback 24 to the at least one switching signal 22 coded. When operating the technical process 12 becomes the model 30 with those for the underlying unit 20 relevant and that of the underlying unit 20 originating data, namely the switching signal 22 and the feedback 24 , supplies and determines a time interval between the input of the switching signal 22 and the feedback 24 , This compares the model 30 with the expected value 40 and gives information to the controller depending on the result of the comparison 10 back, so for example one on a display unit 56 displayable message 54 for an operator of the technical process 12 is issued and this is informed so whether the respective feedback 24 arrived in time or too early or too late. A too early or too late arrival of the feedback indicates a problem or an error in the technical process 12 out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Steuerungseinrichtung control device
12 12: technischer Prozess technical process
14 14: Behälter container
16 16: Pumpe pump
18 18: (frei) (free)
20 20: Einheit (des technischen Prozesses) Unity (of the technical process)
22 22: Schaltsignal switching signal
24 24: Rückmeldung feedback
26 26: Steuerungsprogramm control program
28 28: (frei) (free)
30 30: Modell model
32 32: Eingang entrance
34 34: Eingang entrance
36 36: künstliches neuronales Netz artificial neural network
38 38: Archiv archive
40 40: Erwartungswert expected value
42 42: Zähler counter
44 44: Subtrahierer subtractor
46 46: Vergleicher comparator
48 48: (frei) (free)
50 50: Schwellwert threshold
52 52: Ausgangssignal output
54 54: Meldung report
56 56: Anzeigeeinheit display unit

Claims

Method for operating a monitor for at least one unit ( 20 ) comprehensive technical process ( 12 ) particular control device ( 10 ), whereby at least one unit ( 20 ) of the technical process ( 12 ) by means of a model ( 30 ), which is at least one for the unit ( 20 ) relevant switching signal ( 22 ) and at least one of the unit ( 20 ) available feedback ( 24 ), before or during the operation of the technical process ( 12 ) the following method steps are carried out: the at least one model ( 30 ) is determined on the basis of archive data of the at least one switching signal ( 22 ) and the at least one response ( 24 trained); based on the training determines and stores the at least one model ( 30 ) an expected value ( 40 ), which is a measure of a time span between an input of the at least one switching signal ( 22 ) and a feedback ( 24 ) to the at least one switching signal ( 22 ) encoded; during the operation of the technical process ( 12 ) under control of the control device ( 10 ) the following method steps are carried out: the at least one model ( 30 ) is used for the underlying unit ( 20 ) and the underlying unit ( 20 ), namely the at least one of the control device ( 10 ) and to the respective unit ( 20 ) of the technical process ( 12 ) issued switching signal ( 22 ) and at least one of the respective unit ( 20 ) generated feedback ( 24 ), provided; the at least one model ( 30 ) starts due to the at least one switching signal ( 22 ) a counter ( 42 ) and stops the counter ( 42 ) due to the at least one response ( 24 ); the at least one model ( 30 ) performs a comparison of a meter reading due to the at least one feedback ( 24 ) stopped counter ( 42 ) with the expected value ( 40 ) and, depending on the result of the comparison, gives information to the control device ( 10 ) back.

The method of claim 1, wherein a time of arrival of the at least one response ( 24 ) and a difference from the time of arrival of the at least one feedback ( 24 ) and the expected value ( 40 ) with at least one predetermined or predefinable time threshold ( 50 ) is compared.

Method according to one of claims 1 or 2, wherein by means of the control device ( 10 ) for at least one model ( 30 ) an indication of the expected value ( 40 ) and / or a difference between the expected value ( 40 ) and the respective meter reading.

Method according to one of the preceding claims, wherein at least two models ( 30 ) are connected in series connection and wherein an expected value for the series model in the last model ( 30 ) from a sum of the expected values ( 40 ) of the series-connected models ( 30 ).

A computer program comprising program code means for carrying out all the steps of any one of claims 1 to 4 when the computer program is stored on a control device ( 10 ) for controlling and / or monitoring a technical process ( 12 ) is performed.

Control device ( 10 ) for controlling and / or monitoring a technical process ( 12 ) with a processing unit and a memory in which a computer program according to claim 5 is loaded, which during operation of the control device ( 10 ) is executed by the processing unit.