DE102019116664B4 - Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik - Google Patents
Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019116664B4 DE102019116664B4 DE102019116664.0A DE102019116664A DE102019116664B4 DE 102019116664 B4 DE102019116664 B4 DE 102019116664B4 DE 102019116664 A DE102019116664 A DE 102019116664A DE 102019116664 B4 DE102019116664 B4 DE 102019116664B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- application
- sensor
- unspecific
- specific
- process value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 2
- 239000005068 cooling lubricant Substances 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
- G01F23/265—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors for discrete levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/80—Arrangements for signal processing
- G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
- G01F23/804—Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37325—Multisensor integration, fusion, redundant
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik wobei der Sensor zur Generierung eines applikationsunspezifischen Prozesswertes in einem ersten Ausgangszustand ein Messsignal auswertete und der applikationsunspezifischen Prozesswert gemäß einer ersten Rechenvorschrift gewonnen wird, wobei mehrere Sensoren zur Erfassung verschiedener physikalischer Größen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:a. Erfassung und Auswertung des Messsignals und Ermittlung des applikationsunspezifischen Prozesswertesb. Ermittlung weiterer Messwertec. Übertragen des applikationsunspezifischen Prozesswertes an eine Auswerteeinheitd. manuelle Eingabe von Aktivitäten an einer Eingabeeinheit, wenn ein bestimmter Applikationszustand eintritt aufgrund von Knowhow der Prozessumgebunge. Übertragung von System-Zusatzinformationen die für die Prozesssteuerung relevant sindf. Generierung eines n-Tupels aus dem applikationsspezifischen Prozesswert, applikationsunspezifischen Prozesswert und m-weiteren Parametern z.B. Temp, pH, Füllstand, Aktivitäten oder System informationeng. Wiederholtes Ausführen der Verfahrensschritte a-gh. Ermittlung eines funktionalen Zusammenhangs Fs1,s2, s3zwischen applikationsspezifischen Prozesswerten und applikationsunspezifischen Prozesswerten wobei aus den m- Parametern s-relevante Parameter ermittelt werden, die den funktionalen Zusammenhang als Scharparameter charakterisiereni. Ermittlung von applikationsspezifische Grenzwerten GWs1, s2, s3für die Funktionen Fs1,s2, s3j. Übertragung der Funktionen Fs1,s2, s3und der Grenzwerte GWs1, s2, s3an den Sensork. Signalisierung, dass eine manuelle oder automatisierte Eingabe eines applikationsspezifischen Prozesswertes gemäß Verfahrensschritt d nicht mehr erforderlich istl. Signalisierung, dass eine manuelle Eingabe von Aktivitäten gemäß Verfahrensschritt e nicht mehr erforderlich istm. Automatisierte Signalisierung der erforderlichen Aktivitäten aufgrund des ermittelten Prozesswertes und zu den charakteristischen Scharparameteren gehörenden Funktion Fs1,s2, s3
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik.
- Üblicherweise werden Sensoren vom Sensorhersteller an den Kunden ohne Kenntnis von der geplanten Applikation (Einsatzort bzw. geplante Prozessumgebung) ausgeliefert. Die Sensoren sind deshalb nicht an die Applikation angepasst. Sie verarbeiten das Messsignal standardmäßig und geben deshalb auch einen Prozesswert aus, der prinzipiell applikationsunspezifisch ist.
- Aus der
DE102013100045A1 ist eine Verfahren zur Bestimmung einer Prozessgröße bekannt, wobei zur Validierung, Justierung, Kalibrierung und/oder Eichung eines Primärsensors wenigstens ein Sekundärsensor verwendet wird, der ein die Prozessgröße repräsentierendes Referenzsignal liefert. Eine applikationsspezifische Anpassung des Sensors erfolgt hierbei nicht. Der Sekundärsensor liefert lediglich ein Referenzsignal, z. B. einen allgemeinen Temperaturwert als Prozesswert, der naturgemäß applikationsunspezifisch ist. - Aus der
DE 42 27 727 C2 ist ein Verfahren zur Unterscheidung von Prozesszuständen mittels Multisensorsystem in flüssigen oder gasförmigen Medien bekannt. Hierbei werden Muster in den Messwerten erkannt und ausgewertet. - Auch hier erfolgt keine applikationsspezifische Anpassung einer der Sensoren.
- Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik anzugeben, welches ein Mehr an Information für den Anwender liefert.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren.
- Vorteilhafte Weiterentwicklungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, dass während einer Einlernphase durch zusätzliche applikationsspezifische Informationen in einer Auswerteeinheit aus den applikationsunspezifischen Prozesswerten, die der Sensor ursprünglich liefert, applikationsspezifische Prozesswerten generiert werden, wobei zwischen den applikationsspezifischen Prozesswerten und den applikationsunspezifischen Prozesswerten ein funktionaler Zusammenhang besteht. Wenn der funktionale Zusammenhang ermittelt worden ist, kann dieser funktionale Zusammenhang von der Auswerteeinheit in den Sensor übertragen werden und der Sensor liefert dann zukünftig einen applikationsspezifischen Prozesswert, der dem Anwender in einfacher Weise eine detailliertere Information über den Zustand seiner Applikation liefert.
- Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine spezielle Applikation, die in der Zeichnung dargestellt ist.
-
1 zeigt eine Schmierstoffapplikation mit einer Steuerung 1 z. B. einer SPS, die mit einer IO-Link Mastereinheit 3 verbunden ist. An die IO-Link Mastereinheit 3 ist eine Eingabeeinheit 7 für einen Anwender 8, ein Füllstandssensor 5, ein pH-Sensor 6, ein Temperatursensor 4 sowie ein kapazitiver Grenzstandssensor LMT 2, z. B. ein Genzstandssensor der Produktfamilie LMT Fa. ifm electronic gmbh angeschlossen. Sensoren dieser Produktfamilie werden typischerweise zur Grenzstanderfassung oder Leckageerkennung von Hydraulikölen, Kühlschmierstoffen KSS z. B. in Werkzeugmaschinen verwendet oder zur Überwachung von Tanks und Trockenlaufschutz von Pumpen in der Lebensmittel- und Prozessindustrie eingesetzt. Zur Auswertung wird ein Impedanzspektroskopieverfahren verwendet. Dabei wird das elektrische Verhalten des zu überwachenden Medien im Frequenzbereich zwischen 50 und 200 MHz analysiert. Von der Sondenspitze ausgehend bildet sich ein elektrisches Feld, das durch den Füllstand beeinflusst wird. Je nach Art und Zusammensetzung des Mediums ergeben sich unterschiedliche elektrische Eigenschaften, die zur Auswertung genutzt werden. - Der zu überwachende Kühlschmierstoff 9 befindet sich in einem zu einer Bearbeitungsmaschine gehörenden Behälter.
- Für die Kühlschmiermittelüberwachung benötigt der Anwender bisher mehrere unterschiedliche Sensoren um die Qualität des KSS beurteilen zu können. Mit viel Erfahrung entscheidet der Kunde selbst anhand welcher Messwertkonstellationen ein Aufffüllen oder Wechsel des KSS (9) eine Bearbeitungsmaschine (10) notwendig ist, oder ob Additive zugeführt werden müssen. Je höher sein Qualitätsanspruch dabei ist, umso mehr Werte muss er erfassen und sich die Auswirkungen deren Kombinatorik überlegen und ein Gesamtergebniss ableiten. Da der Kunde nie weiss, ob der Zustand für eine Aktion bereits erreicht ist, ist er genötigt, die Messungen relativ häufig durchzuführen oder er geht das Risiko bewusst ein, für eine gewisse Zeit im „Blindflug“ zu arbeiten.
- Häufig werden zur Qualitätsbestimmung Proben des KSS genommen und mit einem Refraktometer analysiert.
- Würde man den Sensor für die jeweilige Situation jedesmal erneut einteachen, könnte der nächste KSS-Wechsel signalisiert werden.
- Solch einen häufigen Teachvorgang ist natürlich nicht praktikabel.
- Die Erfindung ermöglicht es mit nur einem guten Sensor z. B. einem Grendsstandssensor LMT, der eine ausrechend hohe messtechnische Auflösung besitzt, durch den Vergleich vieler Messdaten unterschiedlicher Sensoren in der gleichen Applikation den Qualitätszustand des Kühlschmierstoffs in einem ausreichend Maße zu erfassen.
- Für ein möglichst gutes Gesamtergebnis sind weitere Werte anderer Messstellen, sowie die Algorithmik („Intelligenz und Rechenpower“), die die vielen Werte zueinander in Bezug zu bringen erforderlich.
- Erfindungsgemäß wird daher der Grenzstandssensor LMT 2 über IO-Link mit einem IO-Link-Master 3, mit verwendbarer Rechenleistung, verbunden. An diesem IO-Link Master sind auch die weiteren Sensoren 4, 5, 6 angeschlossen, so dass die gesamten Informationen der Applikations-Umgebung an einer Stelle zur Verfügung stehen.
- Interessante Größen sind z.B. die Temperatur (4), der Füllstand (5) des Mediums und der PH-Wert (6), sowie eine Eingabemöglichkeit (7) seitens Kunden (8), um für eine gewisse Zeit, die eingleiteten Aktionen nach bisheriger Methode dem Auswertealgorithmus bekannt zu machen. (z.B: Medium nachgefüllt, Medium ausgewechselt, Additive nachgefüllt, Filter gewechselt, ...)
- Die leistungsfähige Auswerteeinheit (3) befindet sich nach der ersten Inbetriebnahme in einem Art „Lernmodus“.
- Nach mehreren Zyklen, in der alten, händischen Methodik, ist der Algorithmus in der zentralen Plattform (3)(hier ein IO-Link Master) in der Lage, dem Grenzstandssensor LMT (2), eine für diese Applikation und für den Sensor passende Auswertung, d.h. den funktionalen Zusammenhang zwischen applikationsunspezifischen Prozesswert und applikationsspezifischen Grenzwert, zu berechnen und dem Gerät zu senden. Damit passt sich lediglich die im LMT ohnehin integrierte relativ einfache Kennlinie auf die aktuelle Applikation an, ohne selbst einen besonders aufwendigen Algorithmus dafür vorhalten zu müssen.
- Von da an kann sich der Anwender auf die Sensorsignale verlassen und muss erst dann reagieren, wenn es der Sensor über seine Ausgänge eine erforderliche Aktion meldet.
- Der Anwender reduziert seine Tätigkeit also auf das wirklich Notwendige und befindet sich nie im Blindflug, da jetzt der Sensor (2) eine kontinuierliche Überwachung übernimmt.
- Die Erfindung beschreibt die Möglichkeit für einen Sensor eine relativ messende bzw. nicht oder ungenau kalibrierte Sensorauswertung, durch kommunikativ vernetzte Sensoren von unterschiedlichen Messstellen, aber gleicher Applikation, zu einem höherwertigen oder genaueren, wie z.B. absolut messenden, Auswertung zu machen.
- Durch die Vernetzung entsteht an einer einzigen Stelle eine große Menge an Informationen der Applikation bzw. der Applikationsumgebung, die dort weiterverarbeitet werden können.
- Eine Applikation kann dabei entweder eine einzelne Maschine, mehrere Maschinen gleichen Typ's oder gar mehrere Maschinen unterschiedlichen Typ's sein.
- Eine zentrale, übergreifend wirkendende, leistungsfähige Auswertesoftware, die in einer übergeordneten Auswerteeinheit abläuft, kann über das gleiche Kommunikationsnetzwerk neue oder verbesserte Informationen für die jeweiligen Sensoren bereitstellen. Die verschalteten Sensoren erhalten somit während der Betriebszeit Informationen, die ihre eigene Leistungsfähigkeit optimiert oder sogar in Teilen verändert.
- Die Hauptaufgabe des Sensors konzentriert sich dabei auf die Gewinnung und Auswertung des Messsignals d.h. von möglichst viel Ursprungs-Informationen des Einbauortes, ohne die vollumfängliche Auswertung kennen und beherrschen zu müssen.
- Die an der zentralen Stelle (Auswerteeinheit) berechneten bzw. aufbereiteten Informationen insbesondere des funktionalen Zusammenhangs werden vom Sensor entgegengenommen, der anhand seiner vorgesehenen Funktionalität entsprechende Ausgangssignale generiert und der eigentlichen Steuerungsaufgabe zuführt.
- Damit steht dem Anwender ein Mehr an Informationen zur Verfügung.
- In
2 ist der funktionalen Zusammenhangs Fs1, s2, s3 zwischen applikationsspezifischen Prozesswerten und applikationsunspezifischen Prozesswerten dargestellt, wobei aus den m- Parametern s-relevante Parameter (s=3) ermittelt werden, die den funktionalen Zusammenhang als Scharparameter charakterisieren (Temp und Werkstoff/ Kurve 1, 2, 3) - Der Sensor LMT im Sensornetzwerk misst einen noch applikationsunspezifischen Prozesswert (Prozentangabe), der auf der x-Achse aufgetragen ist.
- Durch Messungen der applikationsspezifischen Prozesswerte und Ermittlung des funktionalen Zusammenhangs kann eine Umrechnung zwischen den applikationsunspezifischen Prozesswerten und den applikationsspezifischen Prozesswerten (hier beispielsweise die Konzentration eines Kühlschmiermittels) durchgeführt werden (Kurve 1).
- Für diese applikationsspezifischen Prozesswerte kann ein Grenzwert festgelegt werden, der zwischen einem (noch) guten Medium und einem zu wechselndem Medium trennt („KSS-Wechsel“).
- Die Kurve 1 gilt aber nur in teilweise engen Einsatzbereichen und muss ggfs. an den laufenden Prozess angepasst werden.
- Durch Messen weiterer Parameter (z.B. Temperatur) oder der Bereitstellung weiterer relevanter Parameter aus unterschiedlichen Datenquellen (z.B. Auftragsplanung, Wartungsplänen, etc.) kann eine übergeordnete Instanz die Umrechnung anpassen, sodass trotz neuer Umgebungsbedingungen (Kurve 2) oder z.B. neuer Bearbeitungsmaterialien (Kurve 3) ein korrekter applikationsspezifischer Prozesswert errechnet werden kann und mit einer fixen Entscheidungsgrenze für den KSS-Wechsel operiert werden kann.
- Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert:
- Bei dem Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik wobei der Sensor zur Generierung eines applikationsunspezifischen Prozesswertes (LMT Prozentangabe) in einem ersten Ausgangszustand ein Messsignal auswertete und der applikationsunspezifischen Prozesswert (LMT Prozentwert) gemäß einer ersten Rechenvorschrift gewonnen wird,
- a. Erfassung und Auswertung des Messsignals (Amplitude, Resonanzfrequenz) und Ermittlung des applikationsunspezifischen Prozesswertes (LMT Prozentwert)
- b. Ermittlung weiterer Messwerte (Temp, pH-Wert, Füllstand)
- c. Übertragen des applikationsunspezifischen Prozesswertes (LMT Prozentwert) an eine Auswerteeinheit (z.B. IO-Link Master)
- d. Manuelle oder automatisierte Eingabe eines applikationsspezifischen Prozesswertes (Refraktometer/Konzentration)
- e. Gegebenenfalls manuelle Eingabe von Aktivitäten (Kühlschmierstoffwechsel, Filterwechsel, Kühlschmiermittelnachfüllung) an einer Eingabeeinheit, wenn ein bestimmter Applikationszustand eintritt (Kühlschmierstoff zu stark verschmutzt) aufgrund von Knowhow der Prozessumgebung
- f. Gegebenenfalls Übertragung von System-Zusatzinformationen (ERP-System), die für die Prozesssteuerung relevant sind (zu bearbeitender Werkstoff)
- g. Generierung eines n-Tupels aus dem applikationsspezifischen Prozesswert, applikationsunspezifischen Prozesswert und m-weiteren Parametern z.B. Temp, pH, Füllstand, Aktivitäten oder Systeminformationen (in
2 die Punktegruppen Kreuze, Dreiecke bzw. Quadrate) - h. Wiederholtes Ausführen der Verfahrensschritte a-g
- i. Ermittlung eines funktionalen Zusammenhangs Fs1, s2, s3 zwischen applikationsspezifischen Prozesswerten und applikationsunspezifischen Prozesswerten wobei aus den m- Parametern s-relevante Parameter ermittelt werden, die den funktionalen Zusammenhang als Scharparameter charakterisieren (Temp und Werkstoff/ Kurve 1, 2 und 3)
- j. Ermittlung von applikationsspezifische Grenzwerten GWs1, s2, s3 (6%) für die Funktionen Fs1, s2, s3
- k. Übertragung der Funktionen Fs1, s2, s3 und der Grenzwerte GWs1, s2, s3 an den Sensor
- l. Signalisierung, dass eine manuelle oder automatisierte Eingabe eines applikationsspezifischen Prozesswertes (Refraktometer/Konzentration) gemäß Verfahrensschritt d nicht mehr erforderlich ist
- m. Signalisierung, dass eine manuelle Eingabe von Aktivitäten gemäß Verfahrensschritt e nicht mehr erforderlich ist
- n. Automatisierte Signalisierung der erforderlichen Aktivitäten (Schmierstoffwechsel) aufgrund des ermittelten Prozesswertes und der zu den charakteristischen Scharparameteren gehörenden Funktion Fs1, s2, s3
- In vorteilhafter Weise ist in Auswerteeinheit ein Computerprogramm implementiert ist, das ein selbstlernendes Programmteil basierend auf künstlicher Intelligenz umfasst, welches aus sich wiederholenden mit im Wesentlichen gleichbleibenden bzw. gleichveränderlichen Applikationsbilder Grenzwerte generiert werden, die an den ersten Sensor übertragen werden, um spezifischen Applikationssituationen z. B. Erreichen eines applikationsspezifischen Grenzwertes GWs1, s2, s3 (6%) frühzeitig zu erkennen.
- In vorteilhafter Weise werden an der übergeordneten Einheit kritische Applikationssituationen vom Anwender anfänglich manuell eingegeben, bis das selbstlernende Programmteil, die kritische Situation mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nur aufgrund der Zusatzinformationen ohne händische Eingabe sicher erkennen kann.
- Die Erfindung ist nicht auf Schmiermittelapplikationen beschränkt.
- Nutzen von leistungsfähigen, aber im Verhältniss kostengünstigen und leicht wartbaren und auf die Applikation anpassbare Auswerteeinheiten zur Generierung von neuen oder verbesserten Informationen für die einzelnen Sensoren.
- Zurückspielen der für die sensorisch wichtigen, jedoch entsprechend aufbereitet und reduzierten Informationen in einen leistungsarmmen Sensor.
- Anpassung bzw. Optimierung der Sensorfunktionalität unter Anwendung der neuen Informationen.
- Es geht darum, im Zuge der Digitalisierung und der aktuell entstehenden Industrie 4.0 Mechanismen, diese auch in der untersten Ebene der Automatisierung zu nutzen.
- Zunächst bleibt festzuhalten: Ohne Sensorik, wenig 140.
- D.h. die Anzahl Sensoren wird eher steigen, während die Bereitschaft dafür viel Geld zu bezahlen eher geringer werden wird. Insbesondere wenn es sich um Rechenpower handelt, die künftig ohnehin in der Anlagenstruktur genügend davon zur Verfügung stehen wird.
- Beispiele dafür: Anzeigedisplay mit nutzbarer Rechenpower, Gateways mit nutzbarer Rechenpower, Industrie-PC's im Automatisierungsnetz, Firmen-Server, Rechenleistung in der Cloud.
- Die Bandbreite ist also groß.
- Die kleinste Variante kann ein Anzeigedisplay sein, mit einem vom Sensor ausgelagerten embedded - Code. Die größte Variante könnte die Nutzung einer KI (künstliche Intelligenz) ausgeführt in einer Cloud außerhalb der Firma des Kunden sein.
- Diese leistungsfähigen Plattformen können zwar alle mehr oder weniger Rechenpower bereitstellen, was sie aber allesamt nicht können, ist die präzise Erfassung der physikalischen Größen direkt an der zu messenden Stelle.
- Um den stetig wachsenden Anforderungen bezüglich Präzision, Baugröße, Preis gerecht zu werden, ist es notwendig, sich im Sensor auf die wesentliche Kernaufgabe der Messgrößenerfassung zu konzentrieren, während andere Dinge besser, mit teilweise ungenutzter oder zumindest sehr günstiger Rechenperformance, außerhalb des Sensors erledigt werden sollte.
- Ein weiterer Aspekt ist die immer schnellere Veränderungsnotwendigkeit der Applikationen.
- Anpassungen im Bereich der Sensorik sind aufwendig und damit teuer. Oft ist eine Umentwicklung des Sensors sehr langwierig und eine nachfolgende Demontage in der Applikation gar nicht möglich.
- Durch die Verlagerung der applikationsspezifischen Algorithmik in höherwertige, Messwerterfassungsunabhänge Systeme, reduziert sich eine Applikations- bzw. Funktionsanpassung auf ein reines Softwareupdate und ist somit leicht wartbar, bis hin zur Fernwartung.
- Die Wesentlichen Vorteile die die Erfindung bietet sind u.a. die Verwendung der, aus Platz- oder Kostengründen, meist knappen Ressourcen eines (Massen-) Industriesensors auf die sensorischen Messgrößenaufnahme, als wesentliche Kernaufgabe.
- Die sensorspezifischen Informationen des Sensors werden zu einer höher performanten Plattform übertragen, um dort mit anderen Informationen und leistungsstarken Algorithmen aufbereitet, auf den notwendigen Informationsgehalt reduziert und wieder dem Sensor übertragen zu werden.
- Ein weiterer Vorteil ist die Optimierung der Leistungsfähigkeit eines einzelnen Sensors.
- Durch die Übertragung von Informationen anderer Sensoren von anderen Messstellen in einen Sensor, kann dieser aufgrund deutlich mehr „Wissen“ seiner Umgebung, bessere eigene Auswerteergebnisse liefern, was häufig zu einer verbesserten Erfüllung der Aufgabe führt.
- Jeder einzelne Sensor profitiert also von den Informationen anderer Sensoren bzw. von algorithmisch veredelten und verdichteten Informationen, kommend von einer leistungsfähigen Plattform oder nur von einem anderen Sensor selbst.
Claims (3)
- Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik wobei der Sensor zur Generierung eines applikationsunspezifischen Prozesswertes in einem ersten Ausgangszustand ein Messsignal auswertete und der applikationsunspezifischen Prozesswert gemäß einer ersten Rechenvorschrift gewonnen wird, wobei mehrere Sensoren zur Erfassung verschiedener physikalischer Größen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a. Erfassung und Auswertung des Messsignals und Ermittlung des applikationsunspezifischen Prozesswertes b. Ermittlung weiterer Messwerte c. Übertragen des applikationsunspezifischen Prozesswertes an eine Auswerteeinheit d. manuelle Eingabe von Aktivitäten an einer Eingabeeinheit, wenn ein bestimmter Applikationszustand eintritt aufgrund von Knowhow der Prozessumgebung e. Übertragung von System-Zusatzinformationen die für die Prozesssteuerung relevant sind f. Generierung eines n-Tupels aus dem applikationsspezifischen Prozesswert, applikationsunspezifischen Prozesswert und m-weiteren Parametern z.B. Temp, pH, Füllstand, Aktivitäten oder System informationen g. Wiederholtes Ausführen der Verfahrensschritte a-g h. Ermittlung eines funktionalen Zusammenhangs Fs1, s2, s3 zwischen applikationsspezifischen Prozesswerten und applikationsunspezifischen Prozesswerten wobei aus den m- Parametern s-relevante Parameter ermittelt werden, die den funktionalen Zusammenhang als Scharparameter charakterisieren i. Ermittlung von applikationsspezifische Grenzwerten GWs1, s2, s3 für die Funktionen Fs1, s2, s3 j. Übertragung der Funktionen Fs1, s2, s3 und der Grenzwerte GWs1, s2, s3 an den Sensor k. Signalisierung, dass eine manuelle oder automatisierte Eingabe eines applikationsspezifischen Prozesswertes gemäß Verfahrensschritt d nicht mehr erforderlich ist l. Signalisierung, dass eine manuelle Eingabe von Aktivitäten gemäß Verfahrensschritt e nicht mehr erforderlich ist m. Automatisierte Signalisierung der erforderlichen Aktivitäten aufgrund des ermittelten Prozesswertes und zu den charakteristischen Scharparameteren gehörenden Funktion Fs1, s2, s3
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit ein Computerprogramm implementiert ist, das ein selbstlernendes Programmteil umfasst, welches aus sich wiederholenden mit im Wesentlichen gleichbleibenden bzw. gleichveränderlichen Applikationsbilder Grenzwerte generiert werden, die an den ersten Sensor übertragen werden, um spezifischen Applikationssituationen frühzeitig zu erkennen. - Verfahren nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass an der übergeordneten Einheit kritische Applikationssituationen vom Anwender anfänglich manuell eingegeben werden bis das selbstlernende Programmteil, die kritische Situation mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nur aufgrund der Zusatzinformationen ohne händische Eingabe sicher erkennen kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019116664.0A DE102019116664B4 (de) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019116664.0A DE102019116664B4 (de) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019116664A1 DE102019116664A1 (de) | 2020-12-24 |
DE102019116664B4 true DE102019116664B4 (de) | 2024-03-14 |
Family
ID=73654038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019116664.0A Active DE102019116664B4 (de) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019116664B4 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021123762A1 (de) | 2021-09-14 | 2023-03-16 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Steuervorrichtung zur Maschinensteuerung und Sensordatenauswertung |
DE102021124582A1 (de) | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Balluff Gmbh | Verfahren zum Parametrieren mindestens einer Vorrichtung |
DE102022120530B8 (de) | 2022-08-15 | 2024-06-06 | Ifm Electronic Gmbh | Testverfahren zur Überprüfung von berührungslos arbeitenden Sensoren |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4227727C2 (de) | 1992-08-21 | 1994-09-15 | Buna Gmbh | Verfahren zur Zustandserkennung gasförmiger und flüssiger Medien mittels Multisensorsystemen |
DE102013100045A1 (de) | 2012-12-18 | 2014-07-03 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Prozessgröße |
-
2019
- 2019-06-19 DE DE102019116664.0A patent/DE102019116664B4/de active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4227727C2 (de) | 1992-08-21 | 1994-09-15 | Buna Gmbh | Verfahren zur Zustandserkennung gasförmiger und flüssiger Medien mittels Multisensorsystemen |
DE102013100045A1 (de) | 2012-12-18 | 2014-07-03 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Prozessgröße |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102019116664A1 (de) | 2020-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102019116664B4 (de) | Verfahren zur applikationsspezifischen Anpassung eines Sensors an eine Prozessumgebung der Automatisierungstechnik | |
DE102007043328A1 (de) | Verfahren zur Überwachung einer Prozessanlage mit einem Feldbus der Prozessautomatisierungstechnik | |
EP3538962A1 (de) | Verfahren zur analyse von fehlfunktionen in einer anlage der prozessautomatisierung | |
EP3384352A1 (de) | Verfahren und system zur optimierung der inbetriebnahme von zumindest einem einer vielzahl von feldgeräten der automatisierungstechnik | |
WO2012065808A1 (de) | Verfahren zum erstellen einer diagnose eines feldgerätes | |
WO2012065807A1 (de) | Verfahren zum bereitstellen einer feldgerätetyp-übergreifenden diagnosemeldung | |
WO2008058991A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines nach dem blockmodell arbeitenden modularen feldgerätes der automatisierungstechnik | |
EP3844582B1 (de) | Verfahren zum überwachen einer messstelle in einer anlage der prozessautomatisierung | |
EP3821306B1 (de) | Verfahren zum parametrieren eines sensorsystems | |
EP3729219B1 (de) | Verfahren zum überwachen einer messstelle in einer anlage der prozessautomatisierung | |
EP3555714B1 (de) | Verfahren zur applikationsspezifischen einstellung eines feldgeräts | |
DE102018125909A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung zur Bestimmung einer Prozessgröße | |
EP3983858B1 (de) | Verfahren zum bereitstellen eines digitalen zwillings für ein nicht digitales feldgerät der automatisierungstechnik | |
DE102018123436A1 (de) | Verfahren zum Überwachen einer Anlage der Automatisierungstechnik | |
DE102018116894A1 (de) | Verfahren zum Kompensieren einer Fehlfunktion eines Feldgeräts in einer Anlage der Automatisierungstechnik | |
DE102017216749A1 (de) | Verfahren zur Bereitstellung eines Steuersignals | |
DE102017219864A1 (de) | Verfahren zur Diagnose wenigstens einer Automatisierungsanlage und System | |
DE102016002943A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Informationselementen über industrielle Fertigungsanlagen und Energieerzeugungsanlagen | |
EP4300234A1 (de) | Überwachungsvorrichtung zur zustandsüberwachung einer maschine | |
WO2021089461A1 (de) | System zur ressourcenverwaltung in einer anlage der automatisierungstechnik | |
WO2022089854A1 (de) | Verfahren zum verbessern des betriebs eines custody-transfer-systems | |
WO2023041400A1 (de) | Verfahren zum erfassen von ergebnissen einer evaluierung, diagnose und/oder überprüfung von zumindest einer gerätefunktionalität eines feldgeräts | |
DE10217646A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung einer charakteristischen Größe eines Prozessmediums | |
DE102018105872A1 (de) | Verfahren zur Analyse einer Kommunikationsqualität | |
EP3462262A1 (de) | Automatisiertes zuordnen von messdaten zur cloudbasierten überwachung mechanischer assets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |