KR20210020082A - 탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유 지붕(3)을 구비한 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법에 관한 것이며, 부유 지붕(3)은 매체(1) 상에서 부유하고 탱크(2) 내에서 수직으로 안내되며, 레이더 레벨 게이지(4)와 레벨 측정 장치(5)가 제공되고, 탱크(2) 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지(4)는 부유 지붕(3)의 방향으로 레이더 신호를 방출하고 부유 지붕(3)의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신하며, 레벨 측정 장치(5)는 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 측정하고, (a) 정해진 시간 간격 동안 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계로서, 정해진 시간 간격은 탱크(2) 내로의/탱크(2)로부터의 매체(1)의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 단계, (b) 탱크(2) 내로의/탱크(2)로부터의 매체(1)의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 상기 시간 간격 동안 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계, (c) 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터와 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 대응 데이터 사이의 편차를 결정하는 단계, (d) 매체(1)의 레벨과 대응 레벨 데이터를 갖는 부유 지붕(3)의 두께(D)만큼 감소된 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 편차를 중심화하는 단계, (e) 중심화된 편차가 탱크(2)의 적어도 하나의 높이에서의 허용 임계치를 초과하면 레벨 측정에서의 고장 상태가 검출된다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법 및 시스템
본 발명은 부유 지붕(floating roof)을 구비한 탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며, 부유 지붕은 매체 상에서 부유하고 탱크 내에서 수직으로 안내된다. 레이더 레벨 게이지와 레벨 측정 장치가 제공된다. 탱크 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지는 부유 지붕의 방향으로 레이더 신호를 방출하고, 부유 지붕의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신한다. 레이더 레벨 게이지는 부유 지붕까지의 거리와 부유 지붕 또는 탱크내 매체의 레벨을 각각 결정한다. 레벨 측정 장치는 탱크 내의 매체의 레벨을 직접 측정한다.
본 발명의 해결책과 관련하여 지붕의 레벨은 바람직하게 레이더 레벨 측정기를 사용하여 검출된다. 레이더 레벨 측정기는 레이더 신호, 특히 마이크로파 또는 초음파 신호를 지붕 표면에 방출하고 지붕에서 반사된 에코 신호를 수신한다. 지붕의 레벨은 레이더 신호의 런타임에 의해 결정된다. 특히, 레이더 레벨 측정기는 펄스 레이더 장치 또는 FMCW 레이더 장치일 수 있다.
레벨 측정 장치는 탱크 내의 매체의 레벨을 연속적으로 측정하는 임의의 장치일 수 있다. 바람직하게 TDR[시간 도메인 레이더(Time Domain Radar)] 측정 장치가 사용된다. 그러나 용량성 또는 전도성 측정 장치를 사용하는 것도 가능하다. 일반적으로 말해서, 매체의 레벨을 연속적으로 측정하고 산업 공정의 가혹한 분위기를 견딜 수 있는 임의의 레벨 측정 장치가 사용될 수 있다. 공정 자동화를 위한 다양한 형태의 레벨 측정 장치가 엔드레스 하우저 그룹(Endress+Hauser Group)에 의해 제공 및 판매된다.
본 발명은 대형 탱크의 감시에 사용된다. 다량의 오일 제품을 수용할 수 있는 대형 액체 탱크, 특히 정유소 등의 연료 또는 오일 탱크에서는, 탱크 내의 액체 상에서 부유하고 따라서 수직 방향으로 변위 가능한 부유 지붕이 흔히 사용된다. 따라서, 부유 지붕은 액체가 탱크로부터 배출되거나 탱크에 충전될 때 액체(예를 들어, 오일 제품)의 레벨을 따라갈 수 있다. 이 형태의 부유 지붕은 탱크로부터 대기로의 증기 및 가스 누출과 예를 들어 주변으로부터 액체 내로의 빗물 침입을 방지하기 위해 사용된다.
통상적으로, 누출 및 침입 방지는 탱크 내벽과의 밀봉 및 슬라이딩 접촉을 제공하기 위해 부유 지붕의 둘레를 따라서 끼워맞춤되는 밀봉 장치에 의해 강화된다. 또한, 액체 상에서 부유하는 지붕을 사용하는 것은 액체와 지붕 사이의 공간을 최소화할 수 있으며 따라서 이 공간 내의 증기 형태의 기체 및 액체의 양을 최소화할 수 있다. 연료 탱크 및 오일 탱크의 경우에, 부유 지붕 위의 환경은 위험하거나 잠재적으로 위험한 환경이다. 이들 목적을 위한 부유 지붕은 대개 부유 수단을 구비한 대형 강철 구조물, 소위 폰툰(pontoon)으로서 제조된다. 이들 부유 지붕은 백 톤 정도의 중량과 수십 미터의 직경을 가질 수 있다. 사이즈 및 환경적 측면에서, 감시 시스템에 의해 정상 작동을 감시하는 것이 중요하다.
이러한 감시 시스템의 목적은 부유 지붕을 제어하는 것, 즉 지붕이 제품, 즉 액체 표면 상에서 적절하게 부유하지 않는 경우와 관련된 원치 않는 상황의 검출을 확실하게 하는 것이다. 환경 요건과 관련된 장점도 있는 바, 예를 들어 지붕에 제품이 넘치는 경우 휘발성 탄화수소가 환경으로 증발하는 것을 회피하는 장점도 있다. 마지막으로, 감시 시스템은 검사 활동의 필요성을 배제하거나 적어도 감소시킬 수 있다. 통상적으로, 부유 지붕의 폰툰은 폰툰의 해치를 개방하는 사람에 의해 정기적인 시간 간격으로 누출 검사를 받아야 한다. 이 형태의 작업은 특정한 개인적인 위험을 안고 있으며 고장 상태 검출 시스템에 의해 최소화될 수 있다. 부유 지붕의 표면과 매체 표면 사이의 감시되는 거리는 보통 거의 일정하다. 바람, 비 또는 눈과 같은 외부 영향으로 인해, 수cm의 사소한 편차는 허용되지만 특정 임계치를 초과하는 편차(예를 들어 일부 적용에서 5cm 초과)는 통상적으로 고장 또는 바람직하지 않은 상태를 나타낸다. 고장 상태를 검출하기 위한 진단 기능을 제공하여 이러한 고장 상태가 매우 조기에 해결될 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다.
부유 지붕 기울기 검출 방법이 WO 2014/098696 A1호에 기재되어 있다. 공지된 해결책은 탱크의 부유 지붕의 기능 상의 바람직하지 않은 상태를 식별할 수 있으며, 상기 방법은 (a) 상기 탱크에 전자기 신호를 방출하고 상기 제품의 표면에 의해 반사된 전자기 에코 신호를 수신하는 제1 레벨 게이지를 사용하여 상기 탱크 내의 제품 충전 레벨을 결정하는 단계, (b) 상기 지붕에 장착된 제2 레벨 게이지를 사용하여 상기 지붕 상의 기준(reference) 위치와 상기 표면 사이의 기준 거리를 검출하는 단계, (c) 상기 기준 거리와 기대치 사이의 차이로서 기준 거리 편차를 형성하는 단계, (d) 상기 기준 거리 편차를 특정 범위와 비교하는 단계, (e) 상기 기준 거리 편차가 상기 특정 범위를 벗어나면, 상기 기준 거리 편차 및 상기 충전 레벨을 포함하는 데이터 세트를 저장하는 단계, (f) 단계(a) 내지 (e)를 복수의 시점에서 반복하는 단계, (g) 저장된 기준 거리 편차 및 충전 레벨의 데이터 세트에 기초하여, 상기 바람직하지 않은 상태를 식별하는 단계를 포함한다. 단계(a) 내지 (e)는 복수의 충전-비움 사이클 동안 수행된다. 단계(g)는 연속적인 충전-비움 사이클 동안 저장된 편차를 확립하고, 상기 바람직하지 않은 상태를 탱크 벽과 상기 지붕 사이의 인터페이스에서의 문제로서 식별하는 단계를 포함한다.
WO 2014/098696 A1호는 액체를 수용하고 바닥, 원통형 벽, 상기 액체 상에서 부유하는 부유 지붕을 갖는 부유 지붕 탱크의 부유 지붕을 감시하기 위한 감시 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 상기 부유 지붕의 적어도 세 군데의 이격된 감지 요소 위치에서 상기 부유 지붕의 국소 상태를 결정하도록 구성된다. 부유 지붕 상의 세 군데의 이격된 검출 요소 위치 각각에 하나의 레이더 레벨 게이지가 고정된다. 감시 회로는 레이더 레벨 게이지 각각으로부터 국소 상태의 표시를 수신하고 상기 국소 상태의 상기 표시 중 적어도 하나에 기초하여 상기 부유 지붕의 전체적인 감시 상태를 판정한다. 공지된 시스템은 부유 지붕의 위치를 감시하기 위해 세 개 이상의 레이더 레벨 게이지가 필요하기 때문에 비용이 많이 든다.
본 발명의 목적은 부유 지붕 탱크 내의 매체의 레벨을 측정할 때 발생할 수 있는 고장 상태를 검출하기 위한 신뢰성있는 간단한 방법 및 시스템을 각각 제공하는 것이다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명은 부유 지붕을 구비한 탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법을 기재하고 있으며, 부유 지붕은 매체 상에서 부유하고 탱크 내에서 수직으로 안내된다. 레이더 레벨 게이지와 레벨 측정 장치가 제공되며, 탱크 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지는 부유 지붕의 방향으로 레이더 신호를 방출하고 부유 지붕의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신하며, 레벨 측정 장치는 탱크 내의 매체의 레벨을 측정한다. 본 발명의 방법은 다음 단계를 포함한다:
(a) 정해진 시간 간격 동안 부유 지붕의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계로서, 정해진 시간 간격은 탱크 내로의/탱크로부터의 매체의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 단계,
(b) 탱크 내로의/탱크로부터의 매체의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 상기 시간 간격 동안 탱크 내의 매체의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계,
(c) 탱크 내의 매체의 레벨을 나타내는 데이터와 부유 지붕의 레벨을 나타내는 대응 데이터 사이의 편차를 결정하는 단계,
(d) 매체의 레벨과 대응 레벨 데이터를 갖는 부유 지붕의 두께만큼 감소된 부유 지붕의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 편차를 중심화하는 단계,
(e) 중심화된 편차가 탱크의 적어도 하나의 높이에서의 허용 임계치를 초과하면 레벨 측정에서의 고장 상태가 검출된다는 경고 메시지를 생성하는 단계.
본 발명에 따르면 부유 지붕이 매체 상에서 부유하고 있는 탱크 내의 고장 상태를 검출하기 위해 빅데이터 분석이 사용된다.
본 발명은 탱크의 상이한 높이에서 상이한 임계치를 설정하는 단계를 추가로 포함한다. 이것은 예를 들어 보안-관련 고장 상태가 나타날 수 없는 낮은 매체의 레벨에서 경고 메시지를 방지할 수 있다. 본 발명의 방법의 개선은 부유 지붕의 레벨과 매체의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 중심화된 편차를 형성하는 단계, 및 중심화된 편차가 정상적이지(stationary) 않은 경우에 레벨 측정기 중 적어도 하나가 고장 상태에 있다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 포함한다. 중심화된 편차의 표류(drift)는 장치의 측정 정확도의 점진적인 저하로 해석된다. 본 발명의 추가 개선은 레이더 레벨 게이지 또는 레벨 측정 장치가 고장 상태에 있다는 정보를 제공하는 단계를 포함한다. 예측 유지보수 작업으로서, 서비스 직원은 장치를 테스트하고 장치를 고장 전에 수리 또는 교체할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 탱크 내에서의 부유 지붕 안내의 고장 상태를 검출할 수 있게 한다. 탱크 내에서의 부유 지붕 안내가 정확하게 작동하고 있을 때, 부유 지붕의 레벨과 탱크내 매체의 레벨의 편차는, 통계적 이해에서는, 적어도 미리 결정된 허용 범위 내에서 정상적 거동을 보여준다.
시계열의 정상성은 소위 Augmented Dickey-Fuller 테스트를 사용하여 검증될 수 있다. George E.P. Box, G.M.J., Gregory C. Reinsel, Greta M. Ljung, 시계열 분석, 예측 및 제어(Time Series Analysis, Forecasting and control). 제5판. 2016: John Wiley & Sons에 따르면, 시계열 z t 는 다음과 같이 정상적이라고 일컬어진다:
Figure pct00001
허용 범위의 폭은 주로 레이더 레벨 장치 및 레벨 측정 장치의 측정 정확도에 의해 부여된다. 다음 예가 고려된다: 탱크의 내표면에서 4m 높이에 장애물이 있는 경우에, 충전 및 비움 사이클 도중에 이 높이에 도달하면 부유 지붕이 기울어질 수 있다. 지붕을 안내하기 위해 수직 안내 시스템이 사용되는 경우에도 마찬가지이다. 다음으로 지붕의 기울어짐은 4m 높이에서 수직 안내 시스템의 오작동이 있음을 나타낸다.
기울어진 지붕 때문에 두 측정 장치의 편차 차이는 항상 지붕이 4m 높이를 통과할 때 미리 결정된 허용 범위를 초과한다. 부유 지붕 안내에서의 이 고장 상태를 검출하기 위해, 본 발명의 개선은, 중심화된 편차를 이상치(outlier) 검출 방법을 사용하여 탱크 높이의 함수로서 분석하는 단계, 및 중심화된 편차가 탱크의 적어도 하나의 높이에서의 임계치/임계치들을 반복적으로 초과하는 경우에 부유 지붕의 수직 안내의 고장 상태가 발생한다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 제안한다. 빅데이터 분석, 특히 데이터 마이닝에서, 이상 검출 및 특히 이상치 검출은 데이터 세트에서의 예상 패턴 또는 기타 항목에 합치되지 않는 항목, 이벤트 또는 관찰, 예를 들어 측정 값의 식별이다. 통상적으로 비정상적인 항목이나 이상치는 특정 종류의 문제로 지칭된다.
본 발명의 추가 개선은 탱크의 어떤 높이/높이들에서 수직 안내의 고장 상태/고장 상태들이 발생하는지의 정보를 제공하는 단계, 및 고장 상태/상태들이 발생한 높이/높이들에서 탱크 내의 부유 지붕에 대한 수직 안내가 결함인지를 체크하는 단계이다.
대안적으로, 임계치/임계치들을 탱크 내의 부유 지붕의 기울어짐이 발생하는 높이에 따라서 적응되는 것이 제안된다. 하기 예는 이 제안을 설명할 수 있다: 탱크가 예를 들어 20m 높이이고 부유 지붕의 기울어짐이 4m에서 발생하는 경우에, 적응된 임계치가 초과되지 않으면 경고 메시지가 발생되지 않도록 임계치를 증가시키는 것은 중요하지 않다. 탱크의 기울어짐이 16m 높이에서 규칙적으로 발생하면, 탱크가 넘칠 위험이 있으므로 수리 조치를 취해야 한다. 이 탱크의 넘침은 안전상의 이유로 방지되어야 한다.
본 발명의 방법의 개선은, 미래의 경고 메시지를 회피하지만 안전을 보장하기 위해 탱크의 상이한 높이에서 임계치를 적응시키는 방법에 대해 메시지 및 명확한 지시가 각각 서비스 직원에게 제공되는 것이다.
전술했듯이, 본 발명은 또한, 탱크 내의 매체의 레벨 측정에서의 적어도 하나의 고장 상태를 검출하기 위한 시스템에 관한 것이며, 탱크 내에서 수직으로 안내되는 부유 지붕은 매체 상에서 부유하고, 레이더 레벨 게이지, 레벨 측정 장치 및 대응 연산 전자기기를 포함하며, 탱크 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지는 부유 지붕의 방향으로 레이더 신호를 방출하고 부유 지붕의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신하며, 레벨 측정 장치는 탱크 내의 매체의 레벨을 측정하도록 설계되고, 연산 전자기기는 상이한 실시예에서 전술된 본 발명의 방법의 단계를 수행하도록 설계된다. 연산 전자기기는 에지 장치에 구비될 수 있거나, 클라우드 내의 서버 또는 서버 플랫폼의 일부일 수 있다.
바람직하게 탱크에서 그리 멀지 않은 곳에 배치되는 에지 장치가 제공되며, 에지 장치는 (블루투스, NFC, 무선 HART 등을 통해서) 레이더 레벨 게이지 및 레벨 측정기와 통신하기 위한 제1 데이터 인터페이스, 및 바람직하게 인터넷 프로토콜을 통해서 클라우드 내의 서버 또는 서버 플랫폼과 통신하기 위한 제2 데이터 인터페이스를 갖는다. 에지 장치는 서비스 직원이 데이터에 액세스할 수 있게 하지만, 이는 레이더 레벨 게이지와 클라우드 내의 서버 또는 서버 플랫폼 사이의 데이터 저장 및 링크 장치이기도 하다. 이 장치는 레벨 게이지 및 레벨 측정 장치의 데이터를 경시적으로 수집 및/또는 처리하고 있으며, 타임-스탬핑된(time-stamped) 데이터를 수시로 보안 통신선을 통해서 클라우드 내의 서버/서버 플랫폼 또는 서비스 직원에게 전송한다.
본 발명 및 본 발명의 추가 이점은 도면에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 공정 자동화에서 부유 지붕 탱크의 고장 상태를 검출하기 위한 시스템의 도시도이다.
도 2는 경시적으로 레이더 레벨 장치에 의해 측정되는 부유 지붕 레벨의 그래프, 및 경시적으로 레벨 측정 장치에 의해 측정되는 매체의 레벨의 그래프이다.
도 3은 부유 지붕의 레벨과 매체의 레벨을 나타내는 데이터 사이의 중심화된 시간-의존성 편차를 도시한다.
도 4는 탱크의 높이에 대해 플롯 도시된, 부유 지붕의 레벨과 매체의 레벨을 나타내는 데이터 사이의 중심화된 편차의 그래프이다.
도 1은 부유 지붕 탱크(2)의 고장 상태를 검출하기 위한 시스템의 도시도이다. 유동성 매체(1)가 탱크(2)에 저장된다. 탱크는 매체(1)의 표면 상에 부유하는 부유 지붕(3)을 갖는다. 레이더 레벨 게이지(4)는 탱크(2) 상의 고정된 위치에 장착된다. 레이더 레벨 게이지는 레이더 신호(초음파 또는 마이크로파 신호)를 방출하고 부유 지붕(3)의 표면에서 반사된 레이더 신호를 수신한다. 적어도 하나의 마이크로프로세서를 갖는 연산 전자기기(8)가 바람직하게 레이더 레벨 게이지(4)의 하우징에 내장되어 있다. 연산 전자기기(8)는 레이더 신호의 측정된 런타임을 평가함으로써 탱크(2) 내에서의 부유 지붕(3)의 레벨을 결정한다.
매체(1)의 레벨은 레벨 측정 장치(5)에 의해 결정된다. 레벨 측정 장치(5)는 예를 들어 TDR-[시간 도메인 반사계(Time Domain Reflectometry)] 장치, 전도성 탐침, 또는 탱크 내의 매체(1)의 레벨을 연속적으로 결정하는 용량성 탐침일 수 있다. 다시, 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 결정하기 위해 연산 전자기기(9)가 제공된다. 바람직하게, 연산 전자기기는 레벨 측정 장치(5)의 하우징에 내장된다. 일반적으로 연산 전자기기(8, 9)는 대응 센서의 하우징에 통합된다. 그러나 연산 전자기기(8, 9)는 에지 장치(6)에 통합될 수도 있거나 클라우드 서버의 일부일 수도 있다.
레이더 레벨 게이지(4)는 주지되어 있다. 이는 상이한 용도에 사용되도록 설계된 상이한 실시예에서 Endress+Hauser에 의해 예를 들어 PROSONIC 및 MICROPILOT이라는 이름으로 제공 및 판매된다. 탱크 내의 매체의 레벨을 연속적으로 측정하기 위한 TDR 측정 장치는 주지되어 있으며 Levelflex라는 이름으로 제공 및 판매된다.
에지 장치(6)는 공정 소유자[여기에서는 탱크 소유자 또는 복수의 부유 지붕 탱크를 갖는 탱크 팜(tank farm)]의 내부 스피어(sphere)와 외부 스피어, 즉 인터넷 및 클라우드(7) 각각 사이의 링크 장치이다. 에지 장치(6)는 레이더 레벨 게이지(4)의 타임-스탬핑된 측정 데이터를 수집하고, 이를 연산하거나 및/또는 내부 스피어 서버 플랫폼에 또는 클라우드(7) 내의 원격 서버에 전송한다. 에지 장치(6)는 레이더 레벨 게이지(4) 및 측정 장치(5)로부터 이격 배치되며, 레이더 레벨 게이지(4) 및 측정 장치(5)와 통신하기 위한 제1 데이터 인터페이스(8), 및 서버 또는 서버 플랫폼과 통신하기 위한 제2 데이터 인터페이스(9)를 갖는다. 레이더 레벨 게이지(4)[탱크(2)에 또는 탱크 팜의 다른 탱크(2)에 장착되는 다른 필드 장치일 수도 있음]와 에지 장치(6) 사이의 통신은 통상 HART 프로토콜 또는 공정 자동화 용도에 사용되는 다른 프로토콜(Profibus, Fieldbus Foundation, ..)에 기초한다. 그러나 데이터는 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 표준 NFC 프로토콜에 의해 전송될 수도 있다. 에지 장치(6)와 클라우드(7) 내의 서버 플랫폼/서버 사이의 통신은 바람직하게 표준 인터넷 프로토콜에 기초한다. 통신은 유선 또는 무선일 수 있다. 이미 언급했듯이 클라우드(7) 내의 서버 플랫폼은 레이더 레벨 게이지(4) 및 레벨 측정 장치(5)에 의해 제공되는 데이터의 빅데이터 이력 분석을 위해 사용될 수도 있으며 다른 센서 또는 액추에이터, 즉 필드 장치일 수 있다. 클라우드(7) 내의 서버 플랫폼 또는 서버는 에지 장치(6)로부터 정보 또는 경보/경고를 수신하고 서비스 공급자가 제공하는 서비스 작업을 촉발하기 위해 사용될 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 본 발명의 시스템은 하기 단계를 수행한다:
레이더 레벨 장치(4)는 정해진 시간 간격 동안 탱크(2) 내의 부유 지붕(3) 레벨을 나타내는 데이터를 연속적으로 결정하고 있다. 상기 시간 간격 동안, 레벨 측정 장치(5)는 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터를 결정하고 있다. 시간 간격은 탱크(2) 내로의/탱크(2)로부터의 매체(1)의 적어도 일부 충전/비움 사이클을 포함하도록 선택된다. 측정된 데이터는 바람직하게 에지 장치(6)에 저장되거나, 또는 클라우드(7) 내의 서버/서버 플랫폼에 저장된다. 도 2는 정해진 시간 간격 동안 레이더 레벨 장치(4)에 의해 측정되는 부유 지붕(3)의 레벨(충전 높이)의 그래프(적색선 또는 점선), 및 동일한 시간 간격 동안 레벨 측정 장치(5)에 의해 측정되는 매체(1)의 레벨의 그래프(청색선 또는 실선)이다. 측정 정확도 내에서 두 개의 데이터 세트의 차이는 부유 지붕(3)의 두께에 대응한다.
측정된 데이터에 기초하여, 에지 장치(6) 또는 서버/서버 플랫폼은 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터와 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 대응 데이터 사이의 편차를 결정한다.
다음으로, 매체(1)의 레벨과 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 편차가 중심화된다. 바람직하게 부유 지붕(3)의 높이에 관한 측정 데이터는 부유 지붕(3)의 두께(D)만큼 감소된다. 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터의 중심화된 편차는 탱크(2) 내의 매체(1) 높이에 대해 플롯 도시된다. 중심화된 편차가 탱크의 적어도 하나의 높이에서의 허용 임계치를 초과하면, 레벨 측정에서의 고장 상태가 검출되었다는 경고 메시지가 생성될 수 있다.
도 4는 탱크의 높이에 대해 플롯 도시되는, 부유 지붕(3)의 레벨과 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터 사이의 중심화된 편차의 그래프이다. 탱크(2)의 높이 함수로서의 중심화된 편차는 이상치 검출 방법을 사용하여 에지 장치(6) 또는 서버 또는 서버 플랫폼에서 분석된다. 중심화된 편차가 탱크(2)의 적어도 하나의 높이에서의 임계치를 반복적으로 초과하는 경우에 부유 지붕(3)의 수직 안내(10)의 고장 상태가 발생한다는 경고 메시지가 생성된다. 임계치에 따라서, 안내의 고장 상태는 도 4에서 4m 높이에서 발생한다. 수직 안내(10) 또는 탱크(2)의 내표면에 관한 이 정확한 정보를 갖고서, 서비스 직원은 안내를 체크 및 수리할 수 있다.
흥미로운 실시예에 따르면, 본 발명은 레이더 레벨 게이지 및 레벨 측정 장치의 예측 유지보수 정보에도 사용될 수 있다. 이 목적을 위해, 부유 지붕(3)의 레벨과 매체(1)의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 중심화된 편차가 형성된다. 중심화된 편차가 정상적이지 않으면, 레벨 측정기(4, 5) 중 적어도 하나가 위험 상태에 있다는 경고 메시지가 생성된다. 도 3에서는 부유 지붕(3)의 레벨과 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터의 중심화된 편차가 시간에 대해 플롯 도시되어 있다. 도시된 경우에, 중심화된 편차는 미리 결정된 공차 내에서 정상적이다. 따라서, 데이터는 장치(4, 5) 중 하나가 고장에 직면하고 있다는 어떤 힌트도 제공하지 않는다.

Claims (12)

  1. 부유 지붕(3)을 구비한 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨 측정에서의 고장 상태를 검출하기 위한 방법이며, 부유 지붕(3)은 매체(1) 상에서 부유하고 탱크(2) 내에서 수직으로 안내되며, 레이더 레벨 게이지(4)와 레벨 측정 장치(5)가 제공되고, 탱크(2) 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지(4)는 부유 지붕(3)의 방향으로 레이더 신호를 방출하고 부유 지붕(3)의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신하며, 레벨 측정 장치(5)는 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 측정하고,
    (a) 정해진 시간 간격 동안 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계로서, 정해진 시간 간격은 탱크(2) 내로의/탱크(2)로부터의 매체(1)의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 단계,
    (b) 탱크(2) 내로의/탱크(2)로부터의 매체(1)의 일부 충전/비움 사이클을 포함하는, 상기 시간 간격 동안 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터를 결정 및 기록하는 단계,
    (c) 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 나타내는 데이터와 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 대응 데이터 사이의 편차를 결정하는 단계,
    (d) 매체(1)의 레벨과 대응 레벨 데이터를 갖는 부유 지붕(3)의 두께(D)만큼 바람직하게 감소된 부유 지붕(3)의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 편차를 중심화하는 단계,
    (e) 중심화된 편차가 탱크(2)의 적어도 하나의 높이에서의 허용 임계치를 초과하면 레벨 측정에서의 고장 상태가 검출된다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탱크(2)의 상이한 높이에서 상이한 임계치를 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부유 지붕(3)의 레벨과 매체(1)의 레벨을 나타내는 저장된 데이터 사이의 중심화된 편차를 형성하는 단계, 및
    중심화된 편차가 정상적이지 않은 경우에 레벨 측정기(4, 5) 중 적어도 하나가 고장 상태에 직면하고 있다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 레이더 레벨 게이지(4) 또는 레벨 측정 장치(5)가 고장 상태에 직면하고 있다는 정보를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 및 제2항에 있어서, 중심화된 편차를 이상치 검출 방법을 사용하여 탱크(2) 높이의 함수로서 분석하는 단계, 및
    중심화된 편차가 탱크(2)의 적어도 하나의 높이에서의 임계치/임계치들을 반복적으로 초과하는 경우에, 부유 지붕(3)의 수직 안내(8)의 고장 상태가 발생한다는 경고 메시지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 탱크(2)의 어떤 높이/높이들에서 수직 안내(10)의 고장 상태/고장 상태들이 발생하는지의 정보를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 고장 상태/상태들이 발생한 높이/높이들에서 탱크 내의 부유 지붕(3)에 대한 수직 안내(10)가 결함인지를 체크하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 적어도 한 항에 있어서, 탱크(2) 내의 현재 상태에 따라 임계치/임계치들을 적응시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 적어도 한 항에 있어서, 미래의 경고 메시지를 회피하기 위해 탱크(2)의 상이한 높이에서 임계치를 적응시키는 방법에 대한 메시지를 서비스 직원에게 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨 측정에서의 적어도 하나의 고장 상태를 검출하기 위한 시스템이며, 탱크(2) 내에서 수직으로 안내되는 부유 지붕(3)은 매체(1) 상에서 부유하고, 레이더 레벨 게이지(4), 레벨 측정 장치(5) 및 연산 전자기기(9)를 포함하며, 탱크(2) 상의 고정된 위치에 장착되는 레이더 레벨 게이지(4)는 부유 지붕(3)의 방향으로 레이더 신호를 방출하고 부유 지붕(3)의 표면에서 반사된 에코 신호를 수신하며, 레벨 측정 장치는 탱크(2) 내의 매체(1)의 레벨을 측정하고, 연산 전자기기(6)는 방법 제1항 내지 제9항 중 적어도 한 항에 기재된 단계를 수행하도록 설계되는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 에지 장치(6)가 제공되며, 에지 장치(6)는 레이더 레벨 게이지(4) 및 레벨 측정 장치(5)와 통신하기 위한 제1 데이터 인터페이스(11), 및 인터넷 프로토콜을 통해서 서버와 통신하기 위한 제2 데이터 인터페이스(12)를 갖는, 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 측정 데이터를 평가하기 위한 연산 전자기기는 클라우드(7) 내에 있는, 시스템.
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