JP2019505888A - 少なくとも2つの冗長センサを監視する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)2つの冗長センサのうちの第1のセンサの第1のセンサ信号を提供し、第1のセンサ信号は、少なくとも1つの測定値を含み、
b)2つの冗長センサのうちのさらなるセンサからの少なくとも1つのさらなるセンサ信号を提供し、さらなるセンサ信号は、少なくとも1つの測定値を含み、
c)第1のセンサ信号から少なくとも1つの第1の分析信号を生成し、
d)さらなるセンサ信号から少なくとも1つのさらなる分析信号を生成し、
e)c)およびd)からの分析信号を、センサ信号の分散、定常性、およびダイナミクスのための所定の限界(limit)と比較することによって、a)、b)からのセンサ信号の地平線(horizon)を選択し、
f)第1のセンサの第1の分析信号とさらなるセンサの分析信号との間の少なくとも1つの相関、または第1のセンサの第1のセンサ信号とさらなるセンサのセンサ信号との間の差を決定し、
g)相関を少なくとも1つの許容可能な相関範囲と比較し、差を許容可能な差範囲と比較し、
h)g)による比較結果に応じて、2つの冗長センサの少なくとも1つのセンサが故障しているかどうかを決定する、
ステップを含む。
一般的に、測定信号のフィルタリングは、以下のように定式化することができる:
ステップ416において、差信号Δxは、第1の分析信号x1(tk)およびさらなる分析信号x2(tk)から決定される。
特に、第1の分析信号と、さらなる分析信号を生成した後に、ステップ422において、下記の決定が実行される。
εdynは、小さな正の(指定可能な)公差であり、本発明の場合には、動的挙動の尺度として機能する。
Claims (14)
- 特に化学プラント(100、200)または航空機(250)内に配置された少なくとも2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)を監視するコンピュータ実装方法であって、
a)前記2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)の第1のセンサ(102.1、202.1、252.1)の第1のセンサ信号を提供し、前記第1のセンサ信号は、少なくとも1つの測定値を含み、
b)前記2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;251.1、252.2)のさらなるセンサ(102.2、202.2、252.2)から少なくとも1つのさらなるセンサ信号を提供し、前記さらなるセンサ信号は、少なくとも1つのさらなる測定値を含み、
c)前記第1のセンサ信号から少なくとも1つの第1の分析信号を生成し、
d)前記さらなるセンサ信号から少なくとも1つのさらなる分析信号を生成し、
e)c)およびd)からの前記分析信号を、前記センサ信号の分散、定常性、およびダイナミクスのための所定の限界と比較することによって、a)、b)からの前記センサ信号のために時間の地平線を選択し、
f)前記第1のセンサの前記第1の分析信号と前記さらなるセンサの前記分析信号との間の少なくとも1つの相関を決定し、
g)前記相関を少なくとも1つの許容可能な相関範囲と比較し、または差を許容可能な差範囲と比較し、
h)g)による比較結果に応じて、前記2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)の少なくとも1つのセンサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)が故障しているか否かを決定し、
i)h)に従って前記決定を発行する、
ことを含む方法。 - ステップc)において、前記第1のセンサ信号の標準偏差が生成され、かつ
ステップd)において、前記さらなるセンサ信号の標準偏差が生成され、かつ
ステップe)において、前記地平線は、移動する地平線であり、前記第1のセンサ信号の前記標準偏差と前記さらなるセンサ信号の前記標準偏差とはそれぞれ、同じ時間帯の間または同じ時点対の間に、指定された定常限界を超えず、ステップf)において、前記第1のセンサ信号の前記少なくとも1つの測定値と前記さらなるセンサ信号の前記少なくとも1つの測定値との間の平均偏差が決定され、ステップg)において、前記平均偏差は、許容可能な平均偏差と比較される、請求項1に記載の方法。 - ステップc)において、前記第1のセンサ信号の二次導関数が生成され、かつ
ステップd)において、前記さらなるセンサ信号の二次導関数が生成され、かつ
ステップe)において、データポイントの最小数が存在する地平線が確認され、前記地平線は第2時間導関数によって特徴付けられ、前記第2時間導関数の絶対値は、前記二次導関数の指定されたダイナミクス限界値を上回る、請求項1に記載の方法。 - ステップc)において、前記第1のセンサ信号の標準偏差がさらに生成され、かつ
ステップd)において、前記さらなるセンサ信号の標準偏差がさらに生成され、かつ
ステップf)において、前記第1のセンサ信号の前記標準偏差と前記さらなるセンサ信号の前記標準偏差とから差信号が決定され、その後
前記決定された差信号と前記第1のセンサ信号の前記標準偏差との間の第1の相互相関が決定され、
前記決定された差信号と前記さらなるセンサ信号の前記標準偏差との間のさらなる相互相関が決定され、
前記第1の相互相関と前記さらなる相互相関との比率が決定され、
ステップg)において、前記決定された比率は、許容可能な比率範囲と比較される、請求項3に記載の方法。 - 前記計算された比率が、前記許容可能な比率範囲外にある場合、故障したセンサは、相互相関の小さい絶対値を有するセンサであり、対応する通知が発行される、請求項4に記載の方法。
- ステップc)において、前記第1のセンサ信号のさらなる分析信号として、前記第1のセンサ信号の標準偏差が生成され、かつ
ステップd)において、前記さらなるセンサ信号のさらなる分析信号として、前記さらなるセンサ信号の標準偏差が生成され、かつ
ステップf)において、前記相関の決定は、前記第1のセンサ信号の前記標準偏差と前記さらなるセンサ信号の前記標準偏差との間の相互相関を最大化することを含む、請求項3に記載の方法。 - 前記第1のセンサ信号1の前記標準偏差と前記さらなるセンサ信号の前記標準偏差との間の共分散を異なる時間変位(ΔT)によって最大化することによって、前記相互相関は最大化される、請求項6に記載の方法。
- 実施された前記時間変位からの前記相関として、汚れ時間が決定され、
前記汚れ時間は、許容可能な汚れ時間範囲と比較され、
前記比較結果に応じて、故障したセンサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)が存在するか否かが決定される、請求項7に記載の方法。 - 前記第1のセンサ(102.1、202.1、252.1)と前記さらなるセンサ(102.2、202.2、252.2)との間の空間距離が決定され、
容積流量測定と前記センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)間の前記空間距離とに応じて、提供された前記センサ信号の少なくとも1つは時間ベースで処理される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1のセンサ(102.1、202.1、252.1)と前記さらなるセンサ(102.2、202.2、252.2)との間の前記空間距離に応じて、提供された前記センサ信号の1つは、少なくとも一次の遅延素子によって時間ベースで処理され、および/または
前記容積流量測定と、前記センサ(102.1、202.1、252.1)と前記さらなるセンサ(102.2、202.2、252.2)との間の前記空間距離とに応じて、提供された前記センサ信号の1つが、デッドタイム要素により時間ベースで処理される、請求項9に記載の方法。 - 前記第1の分析信号および/または前記さらなる分析信号の前記決定の前に、少なくとも測定ノイズが前記センサ信号からフィルタリングされるように、記録されたセンサ信号の少なくとも1つがフィルタリングステップでフィルタリングされる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 特に化学プラント(100、200)または航空機(250)内に配置された少なくとも2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)を監視する監視装置(104、204、254、304)であって、
前記2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)の第1のセンサ(102.1、202.1、252.1)の第1のセンサ信号と、前記2つの冗長センサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)のさらなるセンサ(102.2、202.2、252.2)からの少なくとも1つのさらなるセンサ信号と、を受信するように設計された少なくとも1つの受信デバイス(314.1、314.2)と、
前記第1のセンサ信号は少なくとも1つの測定値を含み、前記さらなるセンサ信号は少なくとも1つの測定値を含み、
前記第1のセンサ信号から第1の分析信号を生成し、前記さらなるセンサ信号から少なくとも1つのさらなる分析信号を生成するように設計された少なくとも1つの処理装置(316)と、
少なくとも前記第1の分析信号と前記さらなる分析信号とに依存して、請求項1に記載の前記方法によって、前記第1のセンサ信号と前記さらなるセンサ信号との間の少なくとも1つの相関条件を決定するように設計された前記処理装置(316)と、
前記相関条件を少なくとも1つの許容可能な相関範囲と比較するように設計された少なくとも1つの比較装置(318)と、
前記比較結果に応じて、少なくとも1つのセンサ(102.1、102.2;202.1、202.2;252.1、252.2)が故障しているか否かを決定するように設計された少なくとも1つの評価装置(320)と、
を含む監視装置。 - 少なくとも2つの冗長センサ(102.1、102.2、202.1、202.2)と、
請求項12に記載の少なくとも1つの監視装置(104、204、304)と、
を含む化学プラント(100、200)。 - 少なくとも2つの冗長センサ(252.1、252.2)と、
請求項12に記載の少なくとも1つの監視装置(254、304)と、
を含む航空機(250)。
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