EP2652461A1 - Verfahren zur überwachung der funktion eines feldgeräts - Google Patents

Verfahren zur überwachung der funktion eines feldgeräts

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Publication number
EP2652461A1
EP2652461A1 EP11794677.2A EP11794677A EP2652461A1 EP 2652461 A1 EP2652461 A1 EP 2652461A1 EP 11794677 A EP11794677 A EP 11794677A EP 2652461 A1 EP2652461 A1 EP 2652461A1
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EP
European Patent Office
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event
field device
stored
echo
complex
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11794677.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Hammer
Dietmar Spanke
Herbert Schroth
Hans Germann
Michael Heim
Andreas Mayr
Andreas MÖLLER
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Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of EP2652461A1 publication Critical patent/EP2652461A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01F23/28—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 the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • 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
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/10—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for switching-in of additional or auxiliary indicators or recorders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2557/00—Means for control not provided for in groups B65H2551/00 - B65H2555/00
    • B65H2557/20—Calculating means; Controlling methods
    • B65H2557/23—Recording or storing data
    • 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
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31121—Fielddevice, field controller, interface connected to fieldbus
    • 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
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof

Definitions

  • a complex measurement signal is, for example, an echo curve or an envelope or um
  • Measured signal measured value that is above or below a predetermined limit the rate of change of the level when it exceeds or falls below a predetermined limit. Furthermore, it is provided that the defined event can be freely selected by a user.
  • Bit count eg 8 bit
  • Bit count eg 8 bit
  • FIG. 1 shows a measuring device 1 operating according to the transit time measuring method for determining the filling level F of a medium 7, which is mounted on the container 5 via a connection piece.
  • the measuring device 1 consists of a measuring signals freely radiating into the container 5 transmitting / receiving element 6 and a transmitter 9.
  • the transmitter 9 has u.a. a high-frequency module 12, a transmitting / receiving unit 3, a control / evaluation unit 4 for signal processing of the measuring signals and for controlling the measuring device 1 and a communication unit 2, which allows communication via a not shown in FIG. 1 bus system.
  • the control / evaluation unit 4 is still a
  • Waveguides can be used in TDR method.
  • the measuring signals are generated in the form of high-frequency transmission signals S and emitted via the transmitting / receiving element 6 in a predetermined emission characteristic in the direction of the medium 7.
  • the transmitted signals S reflected at the interface 8 of the medium 7 are received as echo signals R from the transmitting / receiving element 6 and subsequently from the transmitting / receiving unit 3.
  • the downstream control / evaluation unit 4 uses the echo signals R to determine the so-called echo function 10, which represents the amplitudes of the echo signals R as a function of the distance traveled x or as a function of the corresponding transit time t.
  • an analog / digital conversion of the analog echo function 10 and the echo curve 10 a digitized envelope 1 1 is generated.
  • echo function 10 is used, this term encompassing the terms echo curve 10, envelope function or envelope.
  • Echo signal K which is caused by the reflection at a jammer 9.
  • the false echo signal K is caused by the internals 9 in the case shown.
  • the internals 9 which cause the spurious echo signals K may, for example, be a stirrer or an inflow pipe.
  • the useful echo signal NE that is, the surface 8 of the medium 7 reflected Measurement signal component to reliably identify and / or to determine the position xR of the useful echo signal 15 in the determined echo function 10 and in the digital envelope 1 1 exactly. From the exact determination of
  • Measuring position xR of the useful echo signal NE in the echo function 10 depends decisively on which measurement accuracy can be achieved with a level gauge 1 under the given measurement conditions in the container 5.
  • Level gauge 1 shown at a time t. Shown in particular are the reflection signals R in the echo curve 10 and their
  • the transmission signals S in the case shown are
  • High frequency pulses generated and transmitted via a coaxial cable to the coupling 1 1.
  • the transmission signals S are coupled out of the coaxial ladder system and radiated via the antenna 6. In the area of transitions from one component to the next step
  • Transmission signal S at least partially reflected back as reflection signals NE.
  • Suitable evaluation methods must in particular be such that they do not interpret the false echo signals R, K or even a double echo signal DE as useful echo signal NE.
  • a suitable evaluation algorithm is in the non-prepublished DE 10 2010 042 525.7
  • the function of a field device which provides a complex measurement signal S is monitored.
  • information about the Occurrence of the error even at a later date are still reliably available.
  • a radar level gauge 1 is described in FIGS. 1 and 2. This meter 1 provides a complex measurement signal, the echo curve 10, which is obtained using a plurality of temporally successive individual measurements.
  • the method according to the invention carries out the following method steps:
  • the complex measuring signals that is to say a plurality of echo curves 10 in the specific case, are stored within a predetermined time window ⁇ .
  • the event is, for example, the loss of the useful echo signal NE reflected at the filling material 7, around which
  • the user of the measuring device 1 has the opportunity to select an event from a list of offered events. Subsequently, the predetermined event is preferred based on the

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Feldgeräts (1), wobei das Feldgerät (1) ein komplexes Messsignal (10) bereitstellt, das unter Verwendung einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Einzelmessungen erzeugt wird, mit folgenden Verfahrensschritten: - die komplexen Messsignale (10) werden innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters gespeichert; - im Feldgerät (1) wird das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses überwacht; - für den Fall, dass das vorgegebene Ereignis innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters nicht auftritt, werden die gespeicherten komplexen Messsignale (10) überschrieben; - für den Fall, dass innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters das vorgegebene Ereignis eintritt, werden sowohl eine erste definierte Anzahl von komplexen Messsignalen (10) eingefroren, die zeitlich unmittelbar vor dem Auftreten des Ereignisses ermittelt wurden, als auch eine zweite definierte Anzahl von komplexen Messsignalen (10) gespeichert, die zeitlich unmittelbar nach dem Auftreten des vorgegebenen Ereignisses ermittelt wurden

Description

Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Feldgeräts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Feldgeräts, wobei das Feldgerät ein komplexes Messsignal bereitstellt, das unter Verwendung einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden
Einzelmessungen erzeugt wird. Unter einem komplexen Messsignal wird in Verbindung mit der Erfindung ein Messsignal verstanden, das sich aus einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Einzelmessungen
zusammensetzt. Konkret handelt es sich bei einem komplexen Messsignal beispielsweise um eine Echokurve bzw. eine Hüllkurve oder um
Spektralwerte. Echokurven bzw. Hüllkurven werden zur Bestimmung oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter über ein Laufzeitverfahren verwendet. Ein Spektrum bzw. die Spektralwerte, aus denen sich ein Spektrum zusammensetzt, dienen generell der Analyse der Zusammensetzung eines Mediums.
In der Prozess- ebenso wie in der Fabrikautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen werden
Messgeräte, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmess- geräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Messgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw. eingesetzt, welche die entsprechenden Prozessgrößen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit ermitteln. Zur Beeinflussung der Prozessgrößen werden Aktoren verwendet, wie Ventile oder Pumpen, über die z.B. der Durchfluss einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung oder der Füllstand eines Mediums in einem Behälter geändert wird. Unter dem in Verbindung mit der Erfindung verwendeten Begriff 'Feldgeräte' sind somit alle Typen von Messgeräten und Aktoren zu subsumieren. Generell lässt sich sagen, dass als Feldgeräte in
Zusammenhang mit der Erfindung alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Neben den zuvor genannten Messgeräten/Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit der übergeordneten Einheit dienen, wie z.B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices und Wireless Adapter bzw. Funkadapter. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
Treten temporär an einem Feldgerät oder in dem Prozess, in dem das
Feldgerät eingesetzt ist, Probleme auf, so ist es für das Servicepersonal wichtig, Messsignale zur Verfügung zu haben, die während des Problemfalls ermittelt wurden, da die Messsignale u.U. Information über die aufgetretenen Unregelmäßigkeiten beinhalten. Aus der US 7,516,043 B2 ist eine
Diagnosesystem für ein Feldgerät in einer Prozesssteuerung bekannt geworden, wobei ein Sensor mit der Prozesssteuerung verbunden. Weiterhin ist eine Recheneinheit vorgesehen, der die Daten des Sensors zugeführt werden und die das Auftreten eines vorbestimmtes Ereignisses in dem
Prozess überwacht. Tritt das Ereignis auf, so werden die Daten vor dem Auftreten des Ereignisses und nach dem Auftreten des Ereignisses für eine vorgegebene Zeitspanne in einer Speichereinheit gespeichert. Bei der US 7,516,043 B2 werden eindimensionale Messwerte, wie
Druckmesswerte, gespeichert. Im Falle einer Füllstandsmessung, die auf dem Laufzeitprinzip basiert, oder im Falle einer Spektralanalyse ist eine derartige Vorgehensweise nicht anwendbar: Sie stellt keine Lösung dar, um Information über die Funktionstüchtigkeit des entsprechenden Feldgeräts auch zu einem späteren Zeitpunkt noch verfügbar zu haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine verlässliche Diagnose eines Feldgeräts ermöglicht, welches komplexe Messsignale zur Verfügung stellt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: die komplexen Messsignale werden innerhalb eines vorgegebenen
Zeitfensters gespeichert;
im Feldgerät wird das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses überwacht; für den Fall, dass das vorgegebene Ereignis innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters nicht auftritt, werden die gespeicherten komplexen Messsignale überschrieben;
für den Fall, dass innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters das vorgegebene Ereignis eintritt, werden sowohl eine erste definierte Anzahl von komplexen Messsignalen eingefroren, die zeitlich unmittelbar vor dem Auftreten des Ereignisses ermittelt wurden, als auch eine zweite definierte Anzahl von komplexen Messsignalen gespeichert, die zeitlich unmittelbar nach dem Auftreten des vorgegebenen Ereignisses ermittelt wurden. In diesem
Zusammenhang ist darauf zu achten, dass die Speicherung der Hüllkurven bzw. Echokurven oder des Spektrums mit der Messung synchronisiert ist. Bevorzugt werden beispielsweise eine vorgegebene Anzahl von komplexen Messsignalen in einem Ringspeicher gespeichert.
Explizit sei erwähnt, dass die erste definierte Anzahl der Messungen vor dem Auftreten des Ereignisses auch null sein kann, so dass nur nach dem Ereignis komplexe Messignale gespeichert werden. Dies gilt ebenso für die zweite definierte Anzahl der Messungen nach dem Auftreten des Ereignisses.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das überwachte Ereignis anhand des komplexen Messsignals bzw. anhand zeitlich aufeinander folgender komplexer Messsignale ermittelt wird. Gemäß einer speziellen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das überwachte Ereignis automatisch in einem vorgegebenen Zeitabstand auftritt. Dies hat zur Folge, dass alle komplexen Messsignale gespeichert werden.
Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, wird bevorzugt als Feldgerät ein Füllstandsmessgerät verwendet, das den Füllstand eines Mediums in einem Behälter über ein Laufzeitverfahren ermittelt. Bei dieser Ausgestaltung wird der Füllstand anhand einer Echokurve oder anhand der entsprechenden Hüllkurve ermittelt wird.
Bei dem überwachten Ereignis handelt es sich bei einem Füllstandsmessgerät beispielsweise um das Unterschreiten einer unteren Grenze für ein
vorgegebenes Signal/Rauschverhältnis, den Verlust des an der Oberfläche des Füllguts reflektierten Nutzechosignals, den aus dem komplexen
Messsignal ermittelten Messwert, der über oder unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, die Änderungsgeschwindigkeit des Füllstands, wenn diese einen vorgegebenen Grenzwert über- oder unterschreitet. Weiterhin ist vorgesehen, dass das definierte Ereignis von einem Nutzer frei ausgewählt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Feldgerät ein Analysemessgerät verwendet wird, das die
Zusammensetzung einer Lösung oder eines Gases anhand einer
Spektralanalyse ermittelt.
Als besonders vorteilhaft wird es in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angesehen, wenn die komplexen Messsignale, also insbesondere die Daten der Echokurve, der Hüllkurve oder des Spektrums, in einer komprimierten/reduzierten Form gespeichert werden. Hierzu werden beispielsweise die Maxima der Echokurve, der Hüllkurve oder des Spektrums gespeichert, öder es wird nur jeder n-te Punkt, mit n = 2, 3, der
Echokurve, der Hüllkurve oder des Spektrums gespeichert. Weitere
Möglichkeiten zur Reduzierung der Datenmenge sind in der DE 10024959 A1 beschrieben. Entsprechende Lösungen sind auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Amplitudenauflösung auf eine geringe
Bitzahl, z.B. 8 Bit, reduziert wird. Durch die zuvor genannten Ausgestaltungen ist es möglich, den Speicherbedarf auf ein relativ geringes Maß zu beschränken. Insbesondere ist daher vorgesehen, dass die Überwachung des Feldgeräts im Feldgerät selbst ausgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : nach dem Laufzeit-Messverfahren arbeitendes Radar-Füllstandsmessgerät und Fig. 2: eine schematische Darstellung der Echokurve des in Fig. 1 gezeigten Füllstandsmessgeräts.
In Fig. 1 ist ein nach dem Laufzeit-Messverfahren arbeitendes Messgerät 1 zur Ermittlung des Füllstandes F eines Mediums 7 gezeigt, das an dem Behälter 5 über einen Stutzen montiert ist. Das Messgerät 1 besteht aus einem die Messsignale frei in den Behälter 5 abstrahlenden Sende- /Empfangselement 6 und einem Messumformer 9. Der Messumformer 9 weist u.a. ein Hochfrequenzmodul 12, eine Sende-/Empfangseinheit 3, eine Regel- /Auswerteeinheit 4 zur signaltechnischen Verarbeitung der Messsignale und zur Steuerung des Messgeräts 1 und eine Kommunikationseinheit 2 auf, die die Kommunikation über ein in der Fig. 1 nicht gesondert dargestelltes Bussystem ermöglicht. Der Regel-/Auswerteeinheit 4 ist weiterhin ein
Speicherelement SP zugeordnet, in dem u.a. der Auswertealgorithmus, die Messparameter und Echoparameter abgelegt sind. Das Sende-
/Empfangselement 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hornantenne ausgeführt, jedoch kann als Sende-/Empfangselement 6 jede bekannte Antennenform, wie z.B. eine Stab- oder eine Planarantenne oder ein
Wellenleiter bei TDR-Verfahren genutzt werden. In der Sende-/Empfangs- einheit 3 werden die Messsignale in Form von hochfrequenten Sendesignalen S erzeugt und über das Sende-/Empfangselement 6 in einer vorgegebenen Abstrahlcharakteristik in Richtung des Mediums 7 abgestrahlt. Nach einer von der zurückgelegten Strecke x abhängigen Laufzeit t werden die an der Grenzfläche 8 des Mediums 7 reflektierten Sendesignale S als Echosignale R von dem Sende-/Empfangselement 6 und nachfolgend von der Sende- /Empfangseinheit 3 empfangen. Die nachgeschaltete Regel-/Auswerteeinheit 4 ermittelt anhand der Echosignale R die sog. Echofunktion 10, die die Amplituden der Echosignale R in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke x oder in Abhängigkeit von der entsprechenden Laufzeit t darstellt. Durch eine Analog/Digitalwandlung der analogen Echofunktion 10 bzw. der Echokurve 10 wird eine digitalisierte Hüllkurve 1 1 erzeugt. Im Weiteren wird nur noch der Begriff der Echofunktion 10 verwendet, wobei dieser Begriff die Begriffe Echokurve 10, Hüllfunktion bzw. Hüllkurve umfasst.
Eine die aktuelle Messsituation in dem Behälter 5 abbildende Echofunktion 10 in Abhängigkeit von der Laufstrecke x ist gleichfalls in Fig 1 dargestellt.
Hierbei sind Orte in dem Behälter 5 über Bezugslinien den entsprechenden Echosignalen R in der Echofunktion 10 zugeordnet, so dass das Ursache- Wirkungs-Prinzip auf einen Blick erfasst werden kann. Im Anfangsbereich der Echofunktion 10 tritt das so genannten Klingeln auf, das durch Reflexionen in oder durch Ansatzbildung an dem Sende-/Empfangselement 6 oder dem Stutzen entsteht. Im Anfangsbereich der Echokurve 10 ist weiterhin ein
Echosignal K gezeigt, das durch die Reflexion an einem Störer 9 verursacht wird. Das Störechosignal K wird im gezeigten Fall durch die Einbauten 9 verursacht. Bei den die Störechosignale K verursachenden Einbauten 9 kann es sich beispielsweise um einen Rührer oder um ein Zuflussrohr handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur in frei abstrahlenden
Radarmessgeräten 1 umsetzbar. Prinzipiell können in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch TDR-Messgeräte, Ultraschall- Messgeräte oder optische Laufzeitmesssysteme eingesetzt werden.
Für eine Füllstandsmessung mit hoher Messgenauigkeit ist es wichtig, das Nutzechosignal NE, also den an der Oberfläche 8 des Mediums 7 reflektierten Messsignalanteil, zuverlässig zu identifizieren und/oder die Position xR des Nutzechosignals 15 in der ermittelten Echofunktion 10 bzw. in der digitalen Hüllkurve 1 1 genau zu bestimmen. Von der exakten Bestimmung der
Messposition xR des Nutzechosignals NE in der Echofunktion 10 hängt es entscheidend ab, welche Messgenauigkeit mit einem Füllstandsmessgerät 1 unter den gegebenen Messbedingungen im Behälter 5 erreicht werden kann.
In Fig. 2 ist schematisch eine Echofunktion 10 des in Fig. 1 gezeigten
Füllstandsmessgeräts 1 zu einem Zeitpunkt t dargestellt. Gezeigt sind insbesondere die Reflexionssignale R in der Echokurve 10 und ihre
Verursache. In dem Elektronikmodul bzw. dem Hochfrequenzmodul 12 werden die Sendesignale S, im gezeigten Fall handelt es sich um
Hochfrequenzimpulse, erzeugt und über ein Koaxialkabel an die Einkopplung 1 1 übermittelt. In der Einkopplung 1 1 werden die Sendesignale S aus dem Koaxial leitersystem ausgekoppelt und über die Antenne 6 abgestrahlt. Im Bereich der Übergänge von einer Komponenten zur nächsten treten
Impedanzsprünge auf, die dazu führen, dass jeweils ein gewisser
Signalanteil der Messsignale S reflektiert wird. In der Echokurve 10 zeigen sich diese Übergänge in Form von mehr oder weniger ausgeprägten
Reflexionssignalen R.
Treffen die von der Antenne 6 ausgestrahlte Sendesignale S auf die
Oberfläche bzw. eine Grenzfläche 8 des Mediums 7, so werden die
Sendesignals S zumindest teilweise als Reflexionssignale NE zurück reflektiert. Geeignete Auswerteverfahren müssen insbesondere so beschaffen sein, dass sie die Störechosignale R, K oder auch ein Doppelechosignal DE nicht als Nutzechosignal NE interpretieren. Ein geeigneter Auswertealgorithmus ist in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2010 042 525.7
(Anmeldetag 15.10.2010) der Anmelderin beschrieben.
Erfindungsgemäß wird die Funktion eines Feldgeräts, das ein komplexes Messsignal S bereitstellt, überwacht. Insbesondere soll Information über das Auftreten des Fehlerfalls auch zu einem späteren Zeitpunkt noch zuverlässig zur Verfügung stehen. In den Figuren Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Radar- Füllstandsmessgerät 1 beschrieben. Dieses Messgerät 1 liefert ein komplexes Messsignal, die Echokurve 10, die unter Nutzung einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Einzelmessungen gewonnen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt die folgenden Verfahrensschritte aus: Die komplexen Messsignale, also im konkreten Fall mehrere Echokurven 10, werden innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ΔΤ gespeichert.
Gleichzeitig wird kontinuierlich das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses überwacht. Bei dem Ereignis handelt es sich beispielsweise um den Verlust des an dem Füllgut 7 reflektierten Nutzechosignals NE, um das
Unterschreiten einer unteren Grenze für das Signal/Rauschverhältnis oder um das Über- bzw. Unterschreiten von zumindest einem vorgegebenen
Grenzwert z. B. für den Füllstand F. Als Ereignis kommt auch ein Messwert in Frage, der anzeigt, dass die Echogeschwindigkeit einen vorgegebenen
Grenzwert über oder unterschreitet. Bevorzugt hat der Nutzer des Messgeräts 1 die Möglichkeit, ein Ereignis aus einer Liste von angebotenen Ereignissen auszuwählen. Nachfolgend wird das vorgegebene Ereignis bevorzugt anhand des
komplexen Messsignals 10 selbst ermittelt. Möglich ist es jedoch auch, das Ereignis in vorgegebenem Zeitabstand automatisch auftreten zu lassen.
Für den Fall, dass das vorgegebene Ereignis innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters ΔΤ nicht auftritt, werden die gespeicherten komplexen
Messsignale 10 zyklisch überschrieben.
Tritt jedoch innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters ΔΤ das vorgegebene Ereignis auf, so werden einerseits sowohl eine erste definierte Anzahl von komplexen Messsignalen 10, die zeitlich unmittelbar vor dem Auftreten des Ereignisses ermittelt wurden, eingefroren; andererseits wird eine zweite definierte Anzahl von komplexen Messsignalen 10, die zeitlich unmittelbar nach dem Auftreten des vorgegebenen Ereignisses ermittelt wurden, gespeichert. Bevorzugt werden die komplexen Messsignale 10 in der Speichereinheit S gespeichert. Bevorzugt kommt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Speicherung der Echokurven 10 bzw. allgemein der komplexen Messsignale ein Ringpuffer zum Einsatz.
Bezugszeichenliste
Füllstandsmessgerät
Sende-/Empfangseinheit
Kommunikationseinheit
Regel-/Auswerteinheit
Behälter
Sende-/Empfangselement
Füllgut / Medium
Oberfläche
Messumformer
Echokurve
Einkopplung
Hochfrequenzmodul

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Feldgeräts (1 ), wobei das Feldgerät (1 ) ein komplexes Messsignal (10) bereitstellt, das unter
Verwendung einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden
Einzelmessungen erzeugt wird, mit folgenden Verfahrensschritten:
- die komplexen Messsignale (10) werden innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters gespeichert;
- im Feldgerät (1 ) wird das Auftreten eines vorgegebenen Ereignisses überwacht;
- für den Fall, dass das vorgegebene Ereignis innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters nicht auftritt, werden die gespeicherten komplexen Messsignale (10) überschrieben;
- für den Fall, dass innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters das
vorgegebene Ereignis eintritt, werden sowohl eine erste definierte Anzahl von komplexen Messsignalen (10) eingefroren, die zeitlich unmittelbar vor dem Auftreten des Ereignisses ermittelt wurden, als auch eine zweite definierte Anzahl von komplexen Messsignalen (10) gespeichert, die zeitlich unmittelbar nach dem Auftreten des vorgegebenen Ereignisses ermittelt wurden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das überwachte Ereignis anhand des komplexen Messsignals (10) ermittelt wird
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das überwachte Ereignis automatisch auftritt und somit alle komplexen Messsignale (10) gespeichert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -3, wobei als Feldgerät ein
Füllstandsmessgerät (1 ) verwendet wird, das den Füllstand (F) eines
Mediums (7) in einem Behälter (5) über ein Laufzeitverfahren ermittelt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Füllstand (F) anhand einer Echokurve (10) oder anhand eines Zwischenfrequenzsignals oder anhand eines HF-Signals oder anhand der entsprechenden Hüllkurve ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -3, wobei als Feldgerät (1 ) ein Analysemessgerät verwendet wird, das die Zusammensetzung einer Lösung oder eines Gases anhand einer Spektralanalyse ermittelt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -3, wobei das definierte Ereignis von einem Nutzer frei ausgewählt werden kann.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich im Falle eines Füllstandmessgeräts (1 ) bei dem Ereignis insbesondere um zumindest eines der nachfolgend genannten Ereignisse handelt:
- Verlust des an dem Füllgut reflektierten Echosignals (NE);
- Unterschreiten einer unteren Grenze für das Signal/Rauschverhältnis;
- Über- bzw. Unterschreiten von zumindest einem vorgegebenen Grenzwert;
- die Echogeschwindigkeit überschreitet einen vorgegebenen Grenzwert.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4,
wobei die Daten der Echokurve (10), der Hüllkurve oder des Spektrums in einer komprimierten/reduzierten Form gespeichert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 9,
wobei die Maxima der Echokurve, der Hüllkurve oder des Spektrums gespeichert werden, oder wobei nur jeder n-te Punkt, mit n = 2, 3, der Echokurve (10), der Hüllkurve oder des Spektrums gespeichert wird.
1 1 . Verfahren nach 1 , 9 oder 10,
wobei die Amplitudenauflösung auf eine geringe Bitzahl, z. B. 8 Bit, reduziert wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachung des Feldgeräts (1) im Feldgerät (1) ausgeführt wird.
EP11794677.2A 2010-12-17 2011-12-01 Verfahren zur überwachung der funktion eines feldgeräts Withdrawn EP2652461A1 (de)

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EP (1) EP2652461A1 (de)
CN (1) CN103261850B (de)
DE (1) DE102010063430A1 (de)
WO (1) WO2012079992A1 (de)

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