DE102020128499A1 - Methods for improving the operation of a custody transfer system - Google Patents

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DE102020128499A1
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Inventor
Johannes Sprenger
Osmel Reyes-Vaillant
Karl Büttner
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Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines Custody-Transfer-Systems (CTS), umfassend:- Übermitteln von durch die Feldgeräte (FG) erfassten physikalische Messgrößen und weiteren Daten bezüglich der Feldgeräte (FG) an die programmierbare Elektronikeinheit (PE);- Aggregieren der physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten durch die programmierbare Elektronikeinheit (PE);- Übermitteln der aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten an eine Auswerteeinheit (AE, AE');- Analysieren der übermittelten aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten hinsichtlich zumindest einer der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety;- Ermitteln eines Status (ST, ST') als Ergebnis der Analyse hinsichtlich zumindest eines der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety durch die Auswerteeinheit (AE, AE');- Übermitteln des Status (ST, ST') an die Reaktionseinheit (RE);- Erstellen einer Maßnahme (MA, MA') auf Basis des Status (ST, ST') durch die Reaktionseinheit (RE);- Übermitteln der Maßnahme (MA, MA') an zumindest eines der Feldgeräte (FG) und/oder an die programmierbare Recheneinheit; und- Durchführen der Maßnahme (MA, MA') durch diejenige Komponente (FG, PE), an welche die Maßnahme (MA, MA') übermittelt wurde. sowie ein Custody-Transfer-System.The invention includes a method for improving the operation of a custody transfer system (CTS), comprising: - transmission of the field devices (FG) detected physical measured variables and other data relating to the field devices (FG) to the programmable electronic unit (PE); - Aggregating the physical measured variables and the other data by the programmable electronics unit (PE); - Transmitting the aggregated physical measured variables and the other data to an evaluation unit (AE, AE'); - Analyzing the transmitted aggregated physical measured variables and the other data with regard to at least one of the criteria security, process quality and safety;- determining a status (ST, ST') as the result of the analysis with regard to at least one of the criteria security, process quality and safety by the evaluation unit (AE, AE');- transmitting the status (ST, ST') to the response unit (RE);- creating an action (MA, MA') based on the status (ST, ST') du rch the reaction unit (RE);- transmission of the measure (MA, MA') to at least one of the field devices (FG) and/or to the programmable arithmetic unit; and - the measure (MA, MA') being carried out by that component (FG, PE) to which the measure (MA, MA') was transmitted. and a custody transfer system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines Custody-Transfer-Systems, sowie ein besagtes Custody-Transfer-System.The invention relates to a method for improving the operation of a custody transfer system and said custody transfer system.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Automatisierungskomponenten bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. Beispielsweise werden Feldgeräte als Automatisierungskomponenten eingesetzt, welche in der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik zum Einsatz kommen. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Feldgeräten werden unter Automatisierungskomponenten auch Gateways, Edge Devices, Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.Automation components that are used in industrial plants are already known from the prior art. For example, field devices are used as automation components, which are used in process automation technology as well as in production automation technology. In principle, all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information are referred to as field devices. Thus, field devices are used to record and/or influence process variables. Measuring devices or sensors are used to record process variables. These are used, for example, for pressure and temperature measurement, conductivity measurement, flow measurement, pH measurement, level measurement, etc. and record the corresponding process variables pressure, temperature, conductivity, pH value, level, flow rate, etc. Actuators are used to influence process variables. These are, for example, pumps or valves that can influence the flow of a liquid in a pipe or the fill level in a container. In addition to the field devices mentioned above, automation components are also understood to mean gateways, edge devices, remote I/Os, wireless adapters or devices in general that are arranged at the field level.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.A large number of such field devices are produced and sold by the Endress+Hauser Group.

In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke wie beispielsweise Feldbusse (Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc.) mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfiguration und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.In modern industrial plants, field devices are usually connected to higher-level units via communication networks such as fieldbuses ( Profibus® , Foundation® Fieldbus , HART® , etc.). Normally, the superordinate units are control systems or control units, such as a PLC (programmable logic controller) or a PLC (programmable logic controller). The higher-level units are used, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and for commissioning the field devices. The measured values recorded by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one (or optionally several) higher-level unit(s). In addition, data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is also required, in particular for configuring and parameterizing field devices and for controlling actuators.

Custody-Transfer-Anlagen, (zu Deutsch „eichpflichtiger Verkehr“; auch als fiskalische Messsysteme'' bezeichnet), werden unter anderem in der Öl- und Gas-Industrie eingesetzt und für Transaktionen und dem Transport von physikalischen Substanzen zwischen zwei Betreibern - Lieferant und Empfänger - verwendet. Eine solche Custody-Transfer-Anlage beinhaltet eine oder mehrere Automatisierungskomponenten, welche zur Erfassung der Menge einer transportierten physikalischen Substanz, sowie zur Datenspeicherung der Transaktionen eingesetzt werden. In einem Custody-Transfer-System sind eine Vielzahl von Feldgeräten mit jeweils einer oder mehrern Sensoreinheiten vorhanden. Die Feldgeräte erfassen die physikalischen Messgrößen der physikalischen Substanzen, bspw. deren Temperatur, deren Druck, deren Massenfluss und/oder deren Dichte. Die Feldgeräte führen die Messgrößen einer weiteren Komponente des Custody-Transfer-Systems zu, dem sogenannten Flow Computer. Dieser berechnet auf Basis der Messgrößen spezifische Informationen, wie beispielsweise das übertragene Volumen.Custody transfer systems are used in the oil and gas industry, among others, and for transactions and the transport of physical substances between two operators - supplier and operator Receiver - used. Such a custody transfer system contains one or more automation components, which are used to record the quantity of a transported physical substance and to store the data of the transactions. A multitude of field devices, each with one or more sensor units, are present in a custody transfer system. The field devices record the physical measured variables of the physical substances, for example their temperature, their pressure, their mass flow and/or their density. The field devices feed the measured values to another component of the custody transfer system, the so-called flow computer. Based on the measured variables, this calculates specific information, such as the transmitted volume.

Die heutigen Custody-Transfer-Systeme basieren auf älteren Kommunikationsprotokollen wie 4-20 mA, HART und Modbus. Diese Protokolle haben nur einen geringen Durchsatz. Ein sicherer digitaler Transport von Daten ist mit diesen Protokollen nicht manipulationssicher möglich. Der Manipulationsschutz wird in vielen Anwendungen mit elektrischen, mechanischen und softwaretechnischen Mitteln, beispielsweise mechanischen Versiegelungen erreicht.Today's custody transfer systems are based on older communication protocols such as 4-20mA, HART and Modbus. These protocols only have a low throughput. A secure digital transport of data is not possible with these protocols in a tamper-proof manner. Protection against manipulation is achieved in many applications with electrical, mechanical and software-technical means, for example mechanical seals.

Nach der Inbetriebnahme ist eine Anpassung der Komponenten eines Custody-Transfer-Systems nicht vorgesehen. Bei eventuell auftretenden Fehlfunktionen von einer oder mehrerer der Komponenten muss externes Fachpersonal hinzugezogen werden. Eine vorausschauende Wartung des Systems ist nicht vorhergesehen.After commissioning, an adjustment of the components of a custody transfer system is not planned. In the event of any malfunctions occurring in one or more of the components, external specialist personnel must be consulted. A predictive maintenance of the system is not foreseen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb eines Custody-Transfer-System aufrecht zu erhalten und gleichzeitig jederzeit den Manipulationsschutz zu gewährleisten.The object of the invention is to maintain the operation of a custody transfer system and at the same time to ensure protection against manipulation at all times.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines Custody-Transfer-Systems gelöst, wobei das Custody-Transfer-System eine Vielzahl von Feldgeräten, eine programmierbare Elektronikeinheit, eine Auswerteeinheit und eine Reaktionseineit aufweist, wobei zumindest die Feldgeräte, die programmierbare Elektronikeinheit und die Auswerteeinheit manipulationssicher miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

  • - Übermitteln von durch die Feldgeräte erfassten physikalische Messgrößen und weiteren Daten bezüglich Feldgeräte an eine programmierbare Elektronikeinheit;
  • - Aggregieren der physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten durch die programmierbare Elektronikeinheit;
  • - Übermitteln der aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten an die Auswerteeinheit;
  • - Analysieren der übermittelten aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten hinsichtlich zumindest einer der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety;
  • - Ermitteln eines Status als Ergebnis der Analyse hinsichtlich zumindest eines der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety durch die Auswerteeinheit;
  • - Übermitteln des Status an die Reaktionseinheit;
  • - Erstellen einer Maßnahme auf Basis des Status durch die Reaktionseinheit;
  • - Übermitteln der Maßnahme an zumindest eines der Feldgeräte und/oder an die programmierbare Recheneinheit; und
  • - Durchführen der Maßnahme durch diejenige Komponente, an welche die Maßnahme übermittelt wurde.
The object is achieved by a method for improving the operation of a custody transfer system, the custody transfer system having a large number of field devices, a programmable electronic unit, an evaluation unit and a reaction unit, wherein at least the field devices, the programmable electronic unit and the evaluation unit are connected to one another in a tamper-proof manner, with the method comprising the following method steps:
  • - Transmission of physical measured variables and other data recorded by the field devices regarding field devices to a programmable electronics unit;
  • - Aggregating the physical measured variables and the other data by the programmable electronics unit;
  • - Transmission of the aggregated physical measured variables and the additional data to the evaluation unit;
  • - Analyzing the transmitted aggregated physical measured variables and the other data with regard to at least one of the criteria of security, process quality and safety;
  • - Determining a status as a result of the analysis with regard to at least one of the criteria security, process quality and safety by the evaluation unit;
  • - communicating the status to the reaction unit;
  • - creating an action based on the status by the response unit;
  • - Transmission of the measure to at least one of the field devices and/or to the programmable computing unit; and
  • - Execution of the measure by that component to which the measure was transmitted.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, im laufenden Betrieb Fehlerzustände zu erkennen und/oder vorherzusehen und adäquat mittels Maßnahmen korrektiv auf diese zu reagieren. Dadurch wird der Betrieb des Custody-Transfer-Systems verbessert und kann jederzeit aufrechterhalten werden. Ebenso kann der Betrieb eines Custody-Transfer-Systems durch solche Maßnahmen auch optimiert werden. Im idealen Fall ist das System komplett selbstregulierend und benötigt während des Betriebs keine Eingaben durch einen Benutzer.The method according to the invention makes it possible to identify and/or predict error states during operation and to react to them appropriately by means of corrective measures. This improves the operation of the custody transfer system and can be maintained at all times. The operation of a custody transfer system can also be optimized by such measures. In the ideal case, the system is completely self-regulating and requires no input from a user during operation.

Hierfür sammelt und aggregiert die programmierbare Einheit laufend die von den Feldgeräten erzeugten Daten. Die Feldgeräte übermitteln diese Daten selbstständig an die programmierbare Einheit, bzw. übermitteln diese auf Anfrage der übergeordneten Einheit. Die aggregierten Daten werden anschließend von einer Analyseeinheit auf zumindest eines der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety untersucht.For this purpose, the programmable unit continuously collects and aggregates the data generated by the field devices. The field devices transmit this data independently to the programmable unit or transmit it to the higher-level unit upon request. The aggregated data is then examined by an analysis unit for at least one of the criteria of security, process quality and safety.

Der Begriff „Security“ bezieht sich auf die Datensicherheit des Custody-Transfer-Systems, beispielsweise darauf, ob Manipulationsversuche an den Feldgeräten vorliegen.The term "security" refers to the data security of the custody transfer system, for example whether there are attempts to manipulate the field devices.

Der Begriff „Safety“ bezieht sich auf die Unfallvermeidung im Custody-Transfer-System. Hierbei werden die Feldgeräte und die sonstigen Systemkomponenten wie Rohrleitungen, Ventile, etc. auf die momentane mechanische Qualität überprüft. Beispielsweise werden Ablagerungen in den Rohrleitungen, abrasive Prozesse, etc. detektiert.The term "safety" refers to accident prevention in the custody transfer system. The field devices and other system components such as pipes, valves, etc. are checked for the current mechanical quality. For example, deposits in the pipes, abrasive processes, etc. are detected.

Der Begriff „Prozessqualität“ bezieht sich auf die Qualität der das Custody-Transfer-System durchströmenden physikalischen Substanz, bspw. ob Luftblasen in der physikalischen Substanz vorliegenThe term "process quality" refers to the quality of the physical substance flowing through the custody transfer system, e.g. whether air bubbles are present in the physical substance

Wird hierbei ein unsicherer Zustand hinsichtlich eines dieser drei Kriterien detektiert, so erstellt die Reaktionseinheit eine angemessene Maßnahme, um den detektierten Zustand des Custody-Transfer-Systems zu verbessern und idealerweise aufzuheben. If an unsafe state is detected with regard to one of these three criteria, the response unit creates an appropriate measure to improve and ideally eliminate the detected state of the custody transfer system.

Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit der Erfindung genannt werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft aufgeführt und können als Messgeräte und/oder als Aktoren ausgestaltet sein.Field devices that are mentioned in connection with the invention are already listed as examples in the introductory part of the description and can be designed as measuring devices and/or as actuators.

Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Maßnahme eine Rekalibrierung oder eine Parametrierung derjenigen Komponente, an welche die Maßnahme übermittelt wurde, vorgenommen wird. Beispielsweise kann der Messmodus eines Feldgeräts in Teilen oder in geändert werden oder veränderte Stellwerte an als Aktoren ausgestaltete Feldgeräte übermittelt werden.According to a first variant of the method according to the invention, it is provided that a recalibration or a parameterization of that component to which the measure was transmitted is carried out as a measure. For example, the measurement mode of a field device can be changed in part or in parts, or changed control values can be transmitted to field devices configured as actuators.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Falle, dass eine Parametrierung als Maßnahme vorgenommen wird, ein Parametersatz für die entsprechende Komponente von der Auswerteeinheit erstellt wird. Hierfür befinden sich eine Vielzahl von Lookup-Tabellen für die verschiedenen Feldgeräte und/oder eine Vielzahl von Ursachen-Fehler-Tabellen auf der Auswerteeinheit. Alternativ kann die passende Maßnahme anhand Historienwerte, welche auch Erfahrungen fremder Custody-Transfer-System einschließen oder anhand eines Kl-Algorithmus bestimmt werden.According to an advantageous embodiment of the first variant of the method according to the invention, it is provided that in the event that a parameterization is carried out as a measure, a parameter set for the corresponding component is created by the evaluation unit. For this purpose, there are a large number of lookup tables for the various field devices and/or a large number of cause-error tables on the evaluation unit. Alternatively, the appropriate measure can be determined using historical values, which also include experiences from third-party custody transfer systems, or using a KI algorithm.

Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Maßnahme ein Herunterfahren derjenigen Komponente, an welche die Maßnahme übermittelt wurde, vorgenommen wird. Insbesondere, wenn ein Manipulationsverdacht oder ein Hardwaresicherheitsproblem vorliegt, kann durch das Herunterfahren weitere Gefahr verhindert werden.According to a second variant of the method according to the invention, it is provided that the measure taken is to shut down that component to which the measure was transmitted. In particular, if there is a suspicion of manipulation or a hardware security problem, further danger can be prevented by shutting down.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die weiteren Daten bezüglich des Feldgeräts interne Sensordaten oder Diagnosedaten des Feldgeräts, insbesondere Heartbeat-Daten, sind.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the further data relating to the field device internal sensor data or diagnostic data of the field device, in particular heartbeat data.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die internen Sensordaten den Zustand des Sensors widergeben und Informationen bezüglich zumindest einem der folgenden enthalten:

  • - Mindestens eine Oszillationsfrequenz;
  • - Mindestens eine Sensordämpfung;
  • - Ein Index für Gasblasen im Messtoff, insbesondere Mikroblasen- und Inhomogenitätserkennung;
  • - Ein Kalibrierfaktor;
  • - Ein Sensor-Belagsindex, insbesondere für Belagsbildung und Verstopfung;
  • - Eine Sensortemperatur;
  • - Ein Sensor-Integritätsindex, insbesondere für Korrosion und Abrieb.
According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the internal sensor data reflect the state of the sensor and contain information regarding at least one of the following:
  • - At least one oscillation frequency;
  • - At least one sensor damping;
  • - An index for gas bubbles in the medium, in particular micro-bubble and inhomogeneity detection;
  • - A calibration factor;
  • - A sensor plaque index, specifically for plaque build-up and clogging;
  • - A sensor temperature;
  • - A sensor integrity index, particularly for corrosion and abrasion.

Diese Begriffe sind für den Fachmann wohlbekannt. Definitionen der Begriffe sind in den einschlägigen Lehrbüchern aufgeführt.These terms are well known to those skilled in the art. Definitions of the terms are given in the relevant textbooks.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die internen Sensordaten Daten bezüglich des verfahrenstechnischen Prozesses betreffen und Informationen bezüglich zumindest einem der folgenden enthalten:

  • - Ein mittlerer Inhomogenitätsindex, insbesondere für freies mitgeführtes Gas und Nassgas;
  • - Ein mittlerer Schwebeblasenindex, insbesondere für suspendierte Mikroblasen;
  • - Ein mittlerer Kaviationsindex;
  • - Kavitation.
According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the internal sensor data relate to data relating to the procedural process and contain information relating to at least one of the following:
  • - A mean inhomogeneity index, particularly for free entrained gas and wet gas;
  • - A medium suspension bubble index, especially for suspended microbubbles;
  • - A medium cavitation index;
  • - cavitation.

Diese Begriffe sind für den Fachmann wohlbekannt. Definitionen der Begriffe sind in den einschlägigen Lehrbüchern aufgeführt. Der Begriff „Kavitation“ beispielsweise bezeichnet eine Hohlraumbildung in der strömenden physikalischen Substanz.These terms are well known to those skilled in the art. Definitions of the terms are given in the relevant textbooks. For example, the term "cavitation" refers to the formation of cavities in the flowing physical substance.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit für die Schritte des Analysierens und des Ermittelns des Status einen Kl-Algorithmus, insbesondere basierend auf Deep Learning und/oder einem neuronalen Netzwerk, verwendet. Vorab wird der Algorithmus mit Trainingsdaten eingelernt, die eine Kausalität zwischen bestimmten Daten der Feldgeräte und einem Status aufweisen.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the evaluation unit uses a KI algorithm, in particular based on deep learning and/or a neural network, for the steps of analyzing and determining the status. The algorithm is trained in advance with training data that shows a causality between certain data from the field devices and a status.

Es kann vorgesehen sein, auch die Reaktionseinheit mit einem solchen Kl-Algorithmus zu versehen, um auf Basis der ermittelten Zustände eine passende Maßnahme vorschlagen zu können.Provision can also be made to provide the reaction unit with such a AI algorithm in order to be able to propose a suitable measure on the basis of the states determined.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit, die Reaktionseinheit und die Feldgeräte einen Regelkreis bilden, indem die Maßnahme eine Konfigurations-/Parameteränderung bei zumindest einem der Feldgeräte bewirkt, das Feldgerät neue Daten auf Grundlage der Konfigurations-/Parameteränderung erzeugt, die Auswerteeinheit diese hinsichtlich einem der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety analysiert und einen Status entsprechend einer Optimierung des jeweiligen Kriteriums erstellt, wobei diese Schritte iterativ so oft wiederholt werden, bis der Status einer vorbestimmten Qualitätsstufe entspricht. Auf diese Art und Weise können beispielsweise optimale Parameter für die Feldgeräte gefunden werden. Auch kann der auf der Auswerteeinheit (und ggf. auf der Reaktionseinheit) ausgeführte Kl-Algorithmus weiter eingelernt werden.According to an advantageous development of the method according to the invention, it is provided that the evaluation unit, the reaction unit and the field devices form a control loop in that the measure causes a configuration/parameter change in at least one of the field devices, the field device generates new data on the basis of the configuration/parameter change , the evaluation unit analyzes them with regard to one of the criteria security, process quality and safety and creates a status corresponding to an optimization of the respective criterion, these steps being repeated iteratively until the status corresponds to a predetermined quality level. In this way, optimal parameters for the field devices can be found, for example. The AI algorithm executed on the evaluation unit (and possibly on the reaction unit) can also be taught in further.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Custody-Transfer-System gelöst, wobei das Custody-Transfer-System zumindest die folgenden Komponenten umfasst:

  • - Ein Vielzahl von Feldgeräten mit jeweils mindestens einer Sensoreinheit zur Erfassung einer physikalischen Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses;
  • - Eine programmierbare Elektronikeinheit, wobei die Feldgeräte dazu ausgestaltet sind, die erfassten physikalischen Messgrößen und weitere Daten, insbesondere Statusdaten und/oder Daten bzgl. der Performance, an die programmierbare Elektronikeinheit zu übermitteln, die wobei die programmierbare Elektronikeinheit dazu ausgestaltet ist, die von den Feldgeräten übermittelten physikalischen Messgrößen und die weiteren Daten zu aggregieren;
  • - Eine Auswerteeinheit, wobei die programmierbare Elektronikeinheit dazu ausgestaltet ist, die aggregierten physikalischen Messgrößen und weiteren Daten an die Auswerteeinheit zu übermitteln, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgestaltet ist, auf Basis der übermittelten aggregierten physikalischen Messgrößen und weiteren Daten einen Status zu berechnen;
  • - Eine Reaktionseinheit, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgestaltet ist, den berechneten Status an die Auswerteeinheit zu übermitteln und wobei die Reaktionseinheit dazu ausgestaltet ist, den übermittelten Status zu analysieren und, eine Maßnahme als Reaktion auf den übermittelten Status zu erstellen und die Maßnahme an zumindest eines der Feldgeräte und/oder an die Auswerteeinheit zu übermitteln; und
  • - Ein Kommunikationsnetzwerk mit einem manipulationssicheren Protokoll, welches zumindest die Vielzahl der Feldgeräte mit der programmierbaren Elektronikeinheit verbindet, so dass die physikalischen Messgrößen und die weiteren Daten über das OPC UA-basierte Kommunikationsnetzwerk übermittelt werden.
Furthermore, the task is solved by a custody transfer system, wherein the custody transfer system comprises at least the following components:
  • - A multiplicity of field devices, each with at least one sensor unit for detecting a physical measured variable of a technical process;
  • - A programmable electronics unit, wherein the field devices are designed to transmit the recorded physical measurement variables and other data, in particular status data and/or data regarding the performance, to the programmable electronics unit, which the programmable electronics unit is designed to transmit from the to aggregate physical measured variables transmitted to field devices and the other data;
  • - An evaluation unit, wherein the programmable electronics unit is designed to transmit the aggregated physical measurement variables and other data to the evaluation unit, the evaluation unit being designed to calculate a status on the basis of the transmitted aggregated physical measurement variables and other data;
  • - A reaction unit, wherein the evaluation unit is designed to transmit the calculated status to the evaluation unit and the reaction unit is designed to analyze the transmitted status and to create a measure in response to the transmitted status and the measure to transmit to at least one of the field devices and/or to the evaluation unit; and
  • - A communication network with a tamper-proof protocol, which connects at least the multiplicity of field devices to the programmable electronics unit, so that the physical measured variables and the other data are transmitted via the OPC UA-based communication network.

Zusätzlich zu den genannten Komponenten weist ein Custody-Transfer-System noch mechanische Komponenten wie Rohrleitungen, Behälter und Schläuche auf.In addition to the components mentioned, a custody transfer system also has mechanical components such as pipes, containers and hoses.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems ist vorgesehen, dass die programmierbare Elektronikeinheit und die Auswerteeinheit und/oder die Auswerteeinheit und die Vielzahl der Feldgeräte mittels des Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.According to an advantageous embodiment of the custody transfer system according to the invention, it is provided that the programmable electronics unit and the evaluation unit and/or the evaluation unit and the multiplicity of field devices are connected to one another by means of the communication network.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems ist vorgesehen, dass das Kommunikationsnetzwerk OPC UA-basiert ist. Das Verwenden des OPC-UA-Standards garantiert eine manipulationsfreie und unanfechtbare Übertragung aller zwischen den obig beschriebenen Komponenten ausgetauschten Daten.According to an advantageous embodiment of the custody transfer system according to the invention, it is provided that the communication network is OPC UA-based. Using the OPC UA standard guarantees manipulation-free and incontestable transmission of all data exchanged between the components described above.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit dazu ausgestaltet ist, einen Kl-Algorithmus zum Berechnen des Status auszuführen.According to an advantageous embodiment of the custody transfer system according to the invention, it is provided that the evaluation unit is designed to execute a K1 algorithm for calculating the status.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems ist vorgesehen, dass die programmierbare Elektronikeinheit als Flow Computer ausgebildet ist. Hierfür kann ein standardmäßiger Flow Computer verwendet werden, welchem eine neue Firmware oder eine neue Steuersoftware aufgespielt wird, damit dieser die entsprechenden Funktionalitäten des Sammelns, Aggregierens und Weiterleitens der Daten ausführen kann.According to an advantageous embodiment of the custody transfer system according to the invention, it is provided that the programmable electronics unit is designed as a flow computer. A standard flow computer can be used for this purpose, which is loaded with new firmware or new control software so that it can perform the relevant functionalities of collecting, aggregating and forwarding the data.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit auf einem cloudbasieren Server implementiert ist. Alternativ ist die Auswerteeinheit als lokales Gerät ausgestaltet und innerhalb des Gehäuses des Custody-Transfer-Systems angebracht.According to an advantageous embodiment of the custody transfer system according to the invention, it is provided that the evaluation unit is implemented on a cloud-based server. Alternatively, the evaluation unit is designed as a local device and is fitted inside the housing of the custody transfer system.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt

  • 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Custody-Transfer-Systems. Dieses besteht aus einer Vielzahl von Feldgeräten FG. Aus Übersichtsgründen ist nur ein Feldgerät FG abgebildet. Dieses Feldgerät FG besitzt ein oder mehrere Sensoreinheiten SE1, SE2, mittels welcher das Feldgerät FG jeweils zumindest eine physikalische Messgröße hinsichtlich der physikalischen Substanz erhebt. Im vorliegenden Fall erhebt Sensoreinheit SE1 einen Massenfluss sowie eine Temperatur der physikalischen Substanz; Sensoreinheit SE2 erhebt die Dichte der physikalischen Substanz. Weitere Feldgeräte können aber auch als Aktoren ausgestaltet sein. Das Custody-Transfer-System CTS dient dem Übertragen einer physikalischen Substanz, bspw. Erdöl, zwischen zwei Einheiten und weist hierfür ferner eine Rohrleitung auf, welche von der physikalischen Substanz durchflossen wird.
The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows
  • 1 : an exemplary embodiment of a custody transfer system according to the invention. This consists of a large number of field devices FG. For reasons of clarity, only one field device FG is shown. This field device FG has one or more sensor units SE1, SE2, by means of which the field device FG records at least one physical measured variable with regard to the physical substance. In the present case, sensor unit SE1 records a mass flow and a temperature of the physical substance; Sensor unit SE2 measures the density of the physical substance. However, further field devices can also be configured as actuators. The custody transfer system CTS is used to transfer a physical substance, for example crude oil, between two units and for this purpose also has a pipeline through which the physical substance flows.

Das Custody-Transfer-System CTS weist ferner eine programmierbare Elektronikeinheit PE in Form eines Flow Computer, eine auf einer cloudbasierten Serviceplattform SP ausgeführte Auswerteeinheit AE und eine Reaktionseinheit RE, beispielsweise in Form eines weiteren Flow Computers oder eines Gateways auf.The custody transfer system CTS also has a programmable electronic unit PE in the form of a flow computer, an evaluation unit AE running on a cloud-based service platform SP and a reaction unit RE, for example in the form of another flow computer or a gateway.

Während seines vorgesehenen Betriebs übermittelt das Feldgerät FG die mittels den Sensoreinheiten SE1, SE2 erhobenen physikalischen Messgrößen an die programmierbare Recheneinheit PE. Die programmierbare Recheneinheit PE ist dazu ausgestaltet, die physikalischen Messgrößen aller im Custody-Transfer-System befindlichen Feldgeräte FG abzufragen und weiterzuverarbeiten, bspw. zum Erstellen einer Rechnung, in welcher die Menge und der Preis der zwischen zwei Einheiten transferierten physikalischen Substanz angegeben ist.During its intended operation, the field device FG transmits the physical measured variables collected by means of the sensor units SE1, SE2 to the programmable computing unit PE. The programmable computing unit PE is designed to query and further process the physical measured variables of all field devices FG located in the custody transfer system, for example to create an invoice in which the quantity and price of the physical substance transferred between two units is specified.

Erfindungsgemäß wird die programmierbare Recheneinheit PE derart konfiguriert, dass sie in der Lage ist, alle physikalischen Messgrößen aller Feldgeräte FG des Custody-Transfer-Systems, sowie weitere feldgerätebezogenen Daten, wie interne Sensordaten oder Diagnosedaten, zu sammeln und zu aggregieren. Es kann vorgesehen sein, dass die programmierbare Recheneinheit PE eigene Diagnosedaten ebenfalls hinzufügt.According to the invention, the programmable computing unit PE is configured in such a way that it is able to collect and aggregate all physical measured variables of all field devices FG of the custody transfer system, as well as other field device-related data, such as internal sensor data or diagnostic data. It can be provided that the programmable computing unit PE also adds its own diagnostic data.

Diese aggregierte Gesamtheit aller Daten wird über ein OPC UA-basiertes Kommunikationsnetzwerk, was eine manipulationsfreie Übertragung der Daten garantiert, an die Auswerteeinheit AE übermittelt. Die Auswerteeinheit wertet die Daten anschließend aus und klassifiziert sie in je einen Status ST für die Kriterien Safety, Security und Prozessqualität. Für die Analyse und das Erstellen des Status nutzt die Auswerteeinheit, ausreichend Rechenleistung vorausgesetzt, einen Kl-Algorithmus.This aggregated total of all data is transmitted to the evaluation unit AE via an OPC UA-based communication network, which guarantees manipulation-free transmission of the data. The evaluation unit then evaluates the data and classifies it into a status ST for the criteria of safety, security and process quality. For the analysis and creation of the Sta tus uses the evaluation unit, provided there is sufficient computing power, a Kl algorithm.

Anschließend werden der Status ST oder die verschiedenen Status ST der einzelnen Kriterien über ein OPC UA-basiertes Kommunikationsnetzwerk an eine Reaktionseinheit RE übermittelt. Diese erstellt eine passende Maßnahme MA, MA' und übermittelt diese an entsprechende Komponenten FG, PE, um den Status zu verbessern. Die Auswerteeinheit AE kann bereits konkrete Hinweise oder Vorschläge an die Reaktionseinheit RE übermitteln. Alternativ weist die Reaktionseinheit RE selbst einen Kl-Algorithmus auf, um passende Maßnahmen MA, MA' zu ermitteln.The status ST or the various status ST of the individual criteria are then transmitted to a reaction unit RE via an OPC UA-based communication network. This creates a suitable measure MA, MA' and transmits this to corresponding components FG, PE in order to improve the status. The evaluation unit AE can already transmit specific information or suggestions to the reaction unit RE. Alternatively, the reaction unit RE itself has a K1 algorithm in order to determine suitable measures MA, MA'.

Im Folgenden wird eine Reihe von Beispielen für verschiedene Kriterien und entsprechende passende Maßnahmen vorgestellt: Below are a number of examples of different criteria and corresponding appropriate measures:

Beispiel 1 für Kriterium Safety:Example 1 for safety criterion:

Interne Sensordaten der Sensoreinheiten SE1, SE2, beispielsweise „HBSI („Heartbeat Sensor Integrity“)-Drift'' für Korrosion und Abrasion werden an die Auswerteeinheit AE gesendet. Diese untersucht diese Daten auf bekannte Cluster, stellt Übereinstimmungen fest und schließt daraus auf den Status ST „Bad“, da Anzeichen für eine Korrosion oder eine Beschädigung des Messrohrs vorliegen. Alternativ kann dieser Status ST aus Eventdaten bestimmt werden. Der Status wird mit einer kurzen Beschreibung an die Reaktionseinheit RE übermittelt. Diese sendet als Maßnahme MA, MA' Befehle an die Komponenten des Custody-Transfer-Systems, das System zur Wartung herunterzufahren.Internal sensor data of the sensor units SE1, SE2, for example “HBSI (“Heartbeat Sensor Integrity”) drift” for corrosion and abrasion are sent to the evaluation unit AE. This examines this data for known clusters, determines matches and concludes from this that the status ST is "Bad", since there are signs of corrosion or damage to the measuring tube. Alternatively, this status ST can be determined from event data. The status is transmitted to the reaction unit RE with a short description. As a measure, MA, MA', this sends commands to the components of the custody transfer system to shut down the system for maintenance.

Beispiel 2 für Kriterium Safety:Example 2 for safety criterion:

Wie im ersten Beispiel werden die HBSI-Drift Parameter untersucht. Hierbei wird noch keine konkrete Beschädigung, aber eine beginnende Abrasion des Messrohrs detektiert. Diese beginnende Abrasion rechtfertigt noch kein Herunterfahren des Custody-Transfer-Systems, sollte aber überprüft werden. Der Kl-Algorithmus kann einen ungefähren Zeitpunkt ermitteln, wann die Abrasion konkret zu einem konkret werden könnte. Als Maßnahme MA, MA' sendet die Reaktionseinheit RE einen Hinweis an den Bediener, dass ein Problem vorliegt, welches zum Zeitpunkt x gefährlich werden könnte. Der Bediener kann dadurch vorausschauend eine Wartung des Messrohrs planen.As in the first example, the HBSI drift parameters are examined. In this case, no concrete damage is detected, but the beginning of abrasion of the measuring tube is detected. This incipient abrasion does not yet justify shutting down the custody transfer system, but it should be checked. The KI algorithm can determine an approximate point in time when the abrasion could become concrete. As a measure MA, MA', the reaction unit RE sends a message to the operator that there is a problem which could become dangerous at the time x. The operator can thus plan maintenance of the measuring tube in advance.

Beispiel für Kriterium Prozessqualität:Example of process quality criterion:

Interne Sensordaten der Sensoreinheiten SE1, SE2 wie ein Inhomogenitätsindex der physikalischen Substanz und/oder wie ein Index für Gasblasen in der physikalischen Substanz werden von der Auswerteeinheit AE, welche Kenntnis von der gewünschten Prozessqualität hat untersucht. Es wird ein Status ST „Bad“ erstellt, da sich zu viele Gasblasen in der physikalischen Substanz befinden. Als Reaktion veranlasst die Reaktionseinheit RE die Reaktionen „Verlangsamen der Pumpe“ oder „Extraktionsblasen“. Konkret wird durch die Reaktionseinheit RE eine Reparametrierung der Feldgeräte FG oder ein Versenden neuer Stellwerte an die Aktoren veranlasst, um die Qualität des Prozesszustands zu verbessern.Internal sensor data of the sensor units SE1, SE2 such as an inhomogeneity index of the physical substance and/or an index for gas bubbles in the physical substance are examined by the evaluation unit AE, which has knowledge of the desired process quality. A status ST “Bad” is created because there are too many gas bubbles in the physical substance. In response, the reaction unit RE initiates the reactions "slow down the pump" or "extraction bubbles". Specifically, the reaction unit RE causes the field devices FG to be reparameterized or new control values to be sent to the actuators in order to improve the quality of the process state.

Beispiel für Kriterium Securitv:Example for criterion Securitv:

Durch das Analysieren interner Sensordaten der Sensoreinheiten SE1, SE, wie der beispielsweise des Sensor-Asymmetrie-Indexes in Kombination mit den physikalischen Messwerten, sowie Historienwerten, kann die Auswerteeinheit AE durch ein geänderte Sensorverhalten mögliche Manipulationsversuche erkennen. An entsprechenden Komponenten (beispielsweise an die programmierbare Einheit oder an einen PC des Bedieners) kann als Reaktion eine Warnmeldung „Sensorverhalten wurde verändert, bitte Sensoreinheiten überprüfen“ gesendet werden. Im drastischen Fall kann von der Reaktionseinheit RE ein Herunterfahren des Custody-Transfer-System CTS veranlasst werden.By analyzing internal sensor data of the sensor units SE1, SE, such as the sensor asymmetry index in combination with the physical measured values and historical values, the evaluation unit AE can detect possible attempts at manipulation through a changed sensor behavior. A warning message "Sensor behavior has changed, please check sensor units" can be sent to corresponding components (for example to the programmable unit or to a PC of the operator) as a reaction. In extreme cases, the reaction unit RE can cause the custody transfer system CTS to be shut down.

Zum allgemeinen Verbessern der Prozessqualität kann ein Regelkreis RK zwischen der programmierbaren Recheneinheit PE, der Auswerteeinheit AE und der Reaktionseinheit RE aufgebaut werden. Nachdem ein mittelmäßiger bis schlechter Status ST von der Auswerteeinheit AE für eines oder mehr der drei Kriterien detektiert wurde, veranlasst die Reaktionseinheit RE entsprechende Maßnahmen. Zur Verbesserung der Prozessqualität kann beispielsweise eine Reparametrierung von einem der Feldgeräte FG veranlasst werden. Nach erfolgter Reparametrierung untersucht die Auswerteeinheit die neuen Daten des Feldgeräts FG entsprechend den zuvor verwendeten Analysen und bestimmt einen neuen Status ST. Ist dieser noch nicht zufriedenstellend, wird der Parametersatz des Feldgeräts FG iterativ geändert, bis ein zufriedenstellender Status ST detektiert werden kann.To generally improve the process quality, a control circuit RK can be set up between the programmable computing unit PE, the evaluation unit AE and the reaction unit RE. After a mediocre to poor status ST has been detected by the evaluation unit AE for one or more of the three criteria, the reaction unit RE initiates appropriate measures. To improve the process quality, for example, a reparameterization of one of the field devices FG can be initiated. After the reparameterization has taken place, the evaluation unit examines the new data of the field device FG according to the analyzes used previously and determines a new status ST. If this is not yet satisfactory, the parameter set of the field device FG is changed iteratively until a satisfactory status ST can be detected.

Die Auswerteeinheit AE kann alternativ auch vor Ort ausgestaltet sein und sich beispielsweise innerhalb des Gehäuses des Custody-Transfer-Systems CTS befinden. Je nach Rechenleistung kann diese anstatt eines Kl-Algorithmus auch Lookup-Tabellen und/oder Ursachen-Fehler-Tabellen verwenden, selbiges gilt für die Reaktionseinheit RE.Alternatively, the evaluation unit AE can also be designed on site and can be located, for example, inside the housing of the custody transfer system CTS. Depending on the computing power, this can also use lookup tables and/or cause-error tables instead of a KI algorithm; the same applies to the reaction unit RE.

BezugszeichenlisteReference List

AE, AE'AE, AE'
Auswerteeinheitevaluation unit
CSCS
Cloudbasierter ServerCloud based server
CTSCTS
Custody-Transfer-SystemCustody Transfer System
FGFG
Feldgerätfield device
KIAI
Kl-AlgorithmusKl algorithm
MA, MA'MUMMY'
Maßnahmenmeasures
PEPE
programmierbare Elektronikeinheitprogrammable electronic unit
RERE
Reaktionseinheitreaction unit
RKRK
SE1, SE2SE1, SE2
Sensoreinheitensensor units
ST, ST'ST, ST'
Statusstatus

Claims (15)

Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines Custody-Transfer-Systems (CTS), wobei das Custody-Transfer-System (CTS) ein oder mehrere Feldgeräte (FG), eine programmierbare Elektronikeinheit (PE), eine Auswerteeinheit (AE, AE') und eine Reaktionseinheit (RE) aufweist, wobei zumindest die Feldgeräte (FG), die programmierbare Elektronikeinheit (PE) und die Auswerteeinheit (AE, AE') manipulationssicher miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Übermitteln von durch die Feldgeräte (FG) erfassten physikalische Messgrößen und weiteren Daten bezüglich der Feldgeräte (FG) an die programmierbare Elektronikeinheit (PE); - Aggregieren der physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten durch die programmierbare Elektronikeinheit (PE); - Übermitteln der aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten an eine Auswerteeinheit (AE, AE'); - Analysieren der übermittelten aggregierten physikalischen Messgrößen und der weiteren Daten hinsichtlich zumindest einer der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety; - Ermitteln eines Status (ST, ST') als Ergebnis der Analyse hinsichtlich zumindest eines der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety durch die Auswerteeinheit (AE, AE'); - Übermitteln des Status (ST, ST') an die Reaktionseinheit (RE); - Erstellen einer Maßnahme (MA, MA') auf Basis des Status (ST, ST') durch die Reaktionseinheit (RE); - Übermitteln der Maßnahme (MA, MA') an zumindest eines der Feldgeräte (FG) und/oder an die programmierbare Recheneinheit; und - Durchführen der Maßnahme (MA, MA') durch diejenige Komponente (FG, PE), an welche die Maßnahme (MA, MA') übermittelt wurde.Method for improving the operation of a custody transfer system (CTS), the custody transfer system (CTS) one or more field devices (FG), a programmable electronic unit (PE), an evaluation unit (AE, AE ') and a Reaction unit (RE), wherein at least the field devices (FG), the programmable electronics unit (PE) and the evaluation unit (AE, AE') are connected to one another in a tamper-proof manner, the method comprising the following method steps: - Transmission of by the field devices (FG) recorded physical measurement variables and other data relating to the field devices (FG) to the programmable electronic unit (PE); - Aggregating the physical measured variables and the other data by the programmable electronic unit (PE); - Transmission of the aggregated physical measured variables and the additional data to an evaluation unit (AE, AE'); - Analyzing the transmitted aggregated physical measured variables and the other data with regard to at least one of the criteria of security, process quality and safety; - Determining a status (ST, ST') as a result of the analysis with regard to at least one of the criteria security, process quality and safety by the evaluation unit (AE, AE'); - Transmission of the status (ST, ST') to the reaction unit (RE); - creating an action (MA, MA') based on the status (ST, ST') by the response unit (RE); - Transmission of the measure (MA, MA') to at least one of the field devices (FG) and/or to the programmable arithmetic unit; and - Carrying out the measure (MA, MA') by that component (FG, PE) to which the measure (MA, MA') was transmitted. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Maßnahme (MA, MA') eine Rekalibrierung oder eine Parametrierung derjenigen Komponente (FG, PE), an welche die Maßnahme (MA, MA') übermittelt wurde, vorgenommen wird.procedure after claim 1 , wherein the measure (MA, MA') is a recalibration or a parameterization of that component (FG, PE) to which the measure (MA, MA') was transmitted. Verfahren nach Anspruch 2, wobei im Falle, dass eine Parametrierung als Maßnahme (MA, MA') vorgenommen wird, ein Parametersatz für die entsprechende Komponente von der Auswerteeinheit (AE, AE') erstellt wird.procedure after claim 2 , In the event that a parameterization as a measure (MA, MA ') is made, a parameter set for the corresponding component of the evaluation unit (AE, AE') is created. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Maßnahme (MA, MA') ein Herunterfahren derjenigen Komponente (FG, PE), an welche die Maßnahme (MA, MA') übermittelt wurde, vorgenommen wird.procedure after claim 1 , wherein the measure (MA, MA') is a shutdown of that component (FG, PE) to which the measure (MA, MA') was transmitted. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die weiteren Daten bezüglich des Feldgeräts (FG) interne Sensordaten oder Diagnosedaten des Feldgeräts (FG), insbesondere Heartbeat-Daten, sind.Method according to at least one of the preceding claims, in which the further data relating to the field device (FG) are internal sensor data or diagnostic data of the field device (FG), in particular heartbeat data. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die internen Sensordaten den Zustand des Sensors widergeben und zumindest eine der folgenden Informationen enthalten: - Mindestens eine Oszillationsfrequenz; - Mindestens eine Sensordämpfung; - Ein Index für Gasblasen in der physikalischen Substanz, insbesondere Mikroblasen- und Inhomogenitätserkennung; - Ein Kalibrierfaktor; - Ein Sensor-Belagsindex, insbesondere für Belagsbildung und Verstopfung; - Eine Sensortemperatur; - Ein Sensor-Integritätsindex, insbesondere für Korrosion und Abrieb.procedure after claim 5 , the internal sensor data reflecting the state of the sensor and containing at least one of the following information: - at least one oscillation frequency; - At least one sensor damping; - An index for gas bubbles in the physical substance, in particular microbubble and inhomogeneity detection; - A calibration factor; - A sensor plaque index, specifically for plaque build-up and clogging; - A sensor temperature; - A sensor integrity index, particularly for corrosion and abrasion. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die internen Sensordaten Daten bezüglich des verfahrenstechnischen Prozesses betreffen und Informationen bezüglich zumindest einem der folgenden enthalten: - Ein mittlerer Inhomogenitätsindex, insbesondere für freies mitgeführtes Gas und Nassgas; - Ein mittlerer Schwebeblasenindex, insbesondere für suspendierte Mikroblasen; - Ein Maß für die Kavitation, beispielsweise ein mittlerer Kaviationsindex.procedure after claim 5 , the internal sensor data relating to data relating to the chemical engineering process and containing information relating to at least one of the following: - an average inhomogeneity index, in particular for free entrained gas and wet gas; - A medium suspension bubble index, especially for suspended microbubbles; - A measure of cavitation, such as a mean cavitation index. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (AE, AE') für die Schritte des Analysierens und des Ermittelns des Status (ST, ST') einen Kl-Algorithmus (Kl), insbesondere basierend auf Deep Learning und/oder einem neuronalen Netzwerk, verwendet.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (AE, AE ') for the steps of analyzing and determining the status (ST, ST') a Kl algorithm (Kl), in particular based on deep learning and / or a neural network. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (AE, AE'), die Reaktionseinheit (RE) und die Feldgeräte (FG) einen Regelkreis (RK) bilden, indem die Maßnahme (MA, MA') eine Konfigurations-/Parameteränderung bei zumindest einem der Feldgeräte (FG) bewirkt, das Feldgerät (FG) neue Daten auf Grundlage der Konfigurations-/Parameteränderung erzeugt, die Auswerteeinheit (AE, AE') diese hinsichtlich einem der Kriterien Security, Prozessqualität und Safety analysiert und einen Status (ST, ST') entsprechend einer Optimierung des jeweiligen Kriteriums erstellt, wobei diese Schritte iterativ so oft wiederholt werden, bis der Status (ST, ST') einer vorbestimmten Qualitätsstufe entspricht.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (AE, AE'), the reaction unit (RE) and the field devices (FG) form a control loop (RK) in which the measure (MA, MA') involves a configuration/parameter change at least one of the field devices (FG) causes the field device (FG) to generate new data based on the configuration/parameter change, the evaluation unit (AE, AE') to analyze these with regard to one of the criteria of security, process quality and safety, and a status (ST, ST') accordingly created by optimizing the respective criterion, these steps being repeated iteratively until the status (ST, ST') corresponds to a predetermined quality level. Custody-Transfer-System (CTS), umfassend: - Ein oder mehrere Feldgeräte (FG) mit jeweils mindestens einer Sensoreinheit (SE1, SE) zur Erfassung einer physikalischen Messgröße eines verfahrenstechnischen Prozesses; - Eine programmierbare Elektronikeinheit (PE), wobei die Feldgeräte (FG) dazu ausgestaltet sind, die erfassten physikalischen Messgrößen und weitere Daten, insbesondere Statusdaten und/oder Daten bzgl. der Performance, an die programmierbare Elektronikeinheit (PE) zu übermitteln, die wobei die programmierbare Elektronikeinheit (PE) dazu ausgestaltet ist, die von den Feldgeräten (FG) übermittelten physikalischen Messgrößen und die weiteren Daten zu aggregieren; - Eine Auswerteeinheit (AE, AE'), wobei die programmierbare Elektronikeinheit (PE) dazu ausgestaltet ist, die aggregierten physikalischen Messgrößen und weiteren Daten an die Auswerteeinheit (AE, AE') zu übermitteln, wobei die Auswerteeinheit (AE, AE') dazu ausgestaltet ist, auf Basis der übermittelten aggregierten physikalischen Messgrößen und weiteren Daten einen Status (ST, ST') zu berechnen; - Eine Reaktionseinheit (RE), wobei die Auswerteeinheit (AE) dazu ausgestaltet ist, den berechneten Status (ST, ST') an die Reaktionseinheit (RE) zu übermitteln und wobei die Reaktionseinheit (RE) dazu ausgestaltet ist, den übermittelten Status (ST, ST') zu analysieren und, eine Maßnahme (MA, MA') als Reaktion auf den übermittelten Status (ST, ST') zu erstellen und die Maßnahme (MA, MA') an zumindest eines der Feldgeräte (FG) und/oder an die Auswerteeinheit (AE, AE') zu übermitteln; und - Ein Kommunikationsnetzwerk mit einem manipulationssicheren Protokoll, welches zumindest die Vielzahl der Feldgeräte (FG) mit der programmierbaren Elektronikeinheit (PE) verbindet, so dass die physikalischen Messgrößen und die weiteren Daten über das OPC UA-basierte Kommunikationsnetzwerk übermittelt werden.Custody Transfer System (CTS), comprising: - One or more field devices (FG), each with at least one sensor unit (SE1, SE) for detecting a physical measured variable of a technical process; - A programmable electronic unit (PE), the field devices (FG) being designed to transmit the recorded physical measured variables and other data, in particular status data and/or data regarding performance, to the programmable electronic unit (PE), the programmable electronics unit (PE) is designed to aggregate the physical measured variables transmitted by the field devices (FG) and the additional data; - An evaluation unit (AE, AE'), the programmable electronics unit (PE) being designed to transmit the aggregated physical measured variables and other data to the evaluation unit (AE, AE'), the evaluation unit (AE, AE') doing so is designed to calculate a status (ST, ST') on the basis of the transmitted aggregated physical measured variables and other data; - A reaction unit (RE), the evaluation unit (AE) being designed to transmit the calculated status (ST, ST') to the reaction unit (RE) and the reaction unit (RE) being designed to transmit the transmitted status (ST , ST') and to analyze a measure (MA, MA') in response to the transmitted status (ST, ST') and to create the measure (MA, MA') to at least one of the field devices (FG) and/or to transmit to the evaluation unit (AE, AE'); and - A communication network with a tamper-proof protocol that connects at least the large number of field devices (FG) to the programmable electronic unit (PE), so that the physical measured variables and other data are transmitted via the OPC UA-based communication network. Custody-Transfer-System (CTS) nach Anspruch 10, wobei die programmierbare Elektronikeinheit (PE) und die Auswerteeinheit (AE, AE') und/oder die Auswerteeinheit (AE, AE') und die Vielzahl der Feldgeräte (FG) mittels des Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.Custody Transfer System (CTS). claim 10 , wherein the programmable electronic unit (PE) and the evaluation unit (AE, AE') and/or the evaluation unit (AE, AE') and the plurality of field devices (FG) are connected to one another by means of the communication network. Custody-Transfer-System (CTS) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei das Kommunikationsnetzwerk OPC UA-basiert ist.Custody Transfer System (CTS) according to one of the Claims 10 or 11 , where the communication network is OPC UA based. Custody-Transfer-System (CTS) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Auswerteeinheit (AE, AE') dazu ausgestaltet ist, einen Kl-Algorithmus zum Berechnen des Status (ST, ST') auszuführen.Custody Transfer System (CTS) according to at least one of the Claims 10 until 12 , wherein the evaluation unit (AE, AE') is designed to execute a KI algorithm for calculating the status (ST, ST'). Custody-Transfer-System (CTS) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die programmierbare Elektronikeinheit (PE) als Flow Computer ausgebildet ist.Custody Transfer System (CTS) according to at least one of the Claims 10 until 13 , wherein the programmable electronics unit (PE) is designed as a flow computer. Custody-Transfer-System (CTS) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Auswerteeinheit (AE, AE') auf einem cloudbasieren Server (CS) implementiert ist.Custody Transfer System (CTS) according to at least one of the Claims 10 until 14 , The evaluation unit (AE, AE') being implemented on a cloud-based server (CS).
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