NO322576B1 - Metode for a betjene og innretning for a overvake en teknisk installasjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for drift av og en innretning for overvåkning av et teknisk anlegg, hvor det tekniske anlegget omfatter flere systemer for løsning av forskjellige oppgaver for driftsstyring. Oppfinnelsen vedrører videre en innretning for overvåkning av et slikt teknisk anlegg.

I moderne, komplekse, tekniske anlegg anvendes for styring av produksjonen et styresystem som registrerer tilstandene for alle anleggsdeler til ethvert tidspunkt under driften, og som tilgjengeliggjør for betjeningspersonalet alle de nødvendige informasjoner for drift av det tekniske anlegget. Utover dette kan det benyttes beskyttelsessystemer, som i farlige situasjoner - uavhengig av andre systemer - hver gang raskt og sikkert avstenger berørte delanlegg eller komponenter, for å avverge skade på materiale eller personale. Dessuten kan det benyttes et system for driftsvedlikehold, hvor man kan administrere alle data som er nødvendig for en prognostiserende planlegging av driften av det tekniske anlegget, slik som vedlikeholdsplaner, reservedelsbeholdning, bestillingsavvikling osv. Også driftsøkonomiske aspekter for et teknisk anlegg kan bearbeides i et separat system. Der kan eksempelvis de detaljerte produksjonskostnadene kalkuleres. Disse gis bl.a. fra randbetingelsene råstoff, personal-, transport- og maskinløpetidskostnader. Det kan f.eks. også gjennomføres beregninger for kostnadsoptimalisering. De nevnte systemer av tekniske anlegg er å forstå som eksempler, det kan også benyttes en rekke ytterligere systemer, eller også mindre enkeltsystemer.

Det er alminnelig å inndele oppgavene for et teknisk anlegg til mer spesialiserte systemer på denne måten. Likevel består vanskeligheten med å oppspore de grunnleggende årsaker til en begivenhet som meldes til systemet, da informasjonene om driftstilstanden for det tekniske anlegget fordeles på flere systemer, og da man i alminnelighet må veksle mellom flere systemer for f.eks. å spore meldingen om en forstyrrelse tilbake til dens grunnleggende, utløsende årsak.

EP 483 523 viser et system for diagnostisering av en industriprosess. Et modellbasert diagnosesystem overvåker operasjonsparametere i prosessen og identifiserer feilkildekomponenter. Et operasjonshierarki og et komponenthierarki fremvises i separate vinduer i et operatørgrensesnitt.

US-5 914 875 viser en metode og et apparat for diagnostisering av avvikstilstander i et anlegg, slik som et kjernekratfanlegg. I metoden innhentes måledata fra anlegget, deretter avledes en avvikstilstand på grunnlag av måledataene. Videre bestemmes opprinnelsesstedet for avviket ved hjelp av en hierarkisk funksjonsmodell av anlegget.

En hensikt med oppfinnelsen er å angi en fremgangsmåte for drift av et teknisk anlegg med flere systemer for løsning av ulike oppgaver ved driftsstyring, hvorved de informasjoner som er fordelt på disse ulike systemer kan sammenføres avhengig av kontekst.

I samsvar med oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten av den innledningsvis nevnte art følgende trinn: 1. innledningsvis å definere de relevante oppgaver for det tekniske anlegget, 2. innledningsvis å definere informasjonsvariabler for bearbeiding av ulike informasjonsverdier som fastslås for å oppfylle systemenes oppgaver, 3. innledningsvis å tilordne informasjonsvariablene flere hierarkier av avledede informasjonsvariabler, hvorved en informasjons variabel på et høyere nivå dannes av minst en informasjonsvariabel på det neste, lavere nivå, og hvorved sammenhengen mellom informasjonsvariablene på de ulike hierarkinivåer dokumenteres, 4. å tilordne informasjonsvariablene og de avledede informasjonsvariablene til stedene, og stedenes representasjoner i systemene, hvor deres verdier som skal bearbeides, dannes under den senere drift, 5. å fastlegge et signifikant verdiområde for hver informasjonsvariabel og avledet informasjonsvariabel,

6. under drift å stille til disposisjon for systemene de aktuelle eller arkiverte

. verdier for informasjonsvariabler og avledede informasjonsvariabler som anvendes for løsning av systemenes oppgaver, 7. når en verdi for en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel som er stilt til disposisjon, faller i det signifikante verdiområdet, å markere informasjons variabelen eller den avledede informasjonsvariabelen, 8. å markere de oppgaver som er avhengig av de markerte informasjonsvariabler eller avledede informasjonsvariabler, og 9. å identifisere den minst ene verdi av en informasjonsvariabel på det nederste hierarkinivå, og dens tildannelsessted eller tildannelsessteder, som forårsaker opptreden av en verdi av en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel som faller i et signifikant verdiområde, ved hjelp av trinnvis, hierarkisk nedstigende ettersporing av den minst ene markerte oppgave via de markerte, avledede informasjonsvariablene inntil minst en markert informasjonsvariabel på nederste hierarkinivå.

Under driften av det tekniske anlegget oppstår på de ulike steder informasjoner som registreres og bearbeides av det aktuelle spesialiserte system for løsning av oppgaven. Omfatter f.eks. en anleggsdel eller er komponent en kritisk tilstand under drift, så blir denne informasjonen registrert i det tilhørende spesialiserte system. Fra denne meldingen og eventuelt ytterligere informasjoner dannes vanligvis overordnede meldinger, såkalte samlemeldinger, i flere trinn, og disse overføres til andre systemer. Slik blir f.eks. en samlemelding for utilgjengelighet for et delanlegg overført fra et vedlikeholdssystem til styresystemet. Likevel kan det, betraktet fra styresystemet, normalt ikke sluttes utfra denne overførte informasjonen i detalj hvilke komponenter i det aktuelle delanlegget som førte til at delanlegget ble utilgjengelig. Eksempelvis kunne løpende vedlikeholdsarbeider på en komponent i et delanlegg føre til dets utilgjengelighet. De nevnte vedlikeholdsarbeider kan forvaltes i et system for driftsopprettholdelse, som utelukkende overfører til styresystemet samlemeldingen over utilgjengelighet for det angjeldende delanlegget. Betjeningspersonalet for det tekniske anlegget måtte da ved opptreden av den ovennevnte samlemelding i styresystemet veksle til systemet for driftsopprettholdelse for å finne ut av den egentlige årsaken til utilgjengeligheten - nemlig de løpende vedlikeholdsarbeidene på en spesiell komponent. Derved er det etter omstendighetene også nødvendig med en veksling mellom flere systemer. Sammenhengen mellom den oppnådde informasjon i de ulike systemene kan utover dette ikke entydig etterspores uten omveier. En viss grad av intuisjon fra betjeningspersonalets side er av den grunn ofte uunngåelig. Fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen tillater at årsakene til en meldt begivenhet direkte kan oppspores uten derved å måtte veksle mellom systemene. Fremgangsmåten kan f.eks. implementeres i et separat system. Anvender man fremgangsmåten på de arkiverte informasjoner i systemet, muliggjøres en feilanalyse, rettet bakover i tid, inntil den forårsakende, utløsende årsak. Slik kunnskap om tidligere feilsammenhenger kan fordelaktig nyttiggjøres for den nåværende og fremtidige drift av det tekniske anlegget.

I en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen blir stedene som de bearbeidende verdier dannes på under drift, knyttet sammen med tilleggsinformasjoner, som ved ettersporing tilbake av den minst ene markerte oppgaven over de markerte avledede informasjonsvariabler til den minst ene markerte informasjonsvariabelen for det nederste hierarkinivået kan kalles opp direkte.

Disse tilleggsinformasjonene kan eksempelvis være håndbøker, driftsveiledninger, verkstedplaner, koblingsbøker, utskrifter av datamaskinprogrammer osv. Særlig ved forstyrrelser kan slike tilgjengelige tilleggsinformasjoner bidra til at årsaken til forstyrrelsen raskere kan bringes til opphør.

Oppfinnelsen fører derfor til en innretning for overvåkning av et teknisk anlegg. I denne innretningen er hvert system implementert i et tilsvarende databehandlingstrinn (tysk: Rechenstufe), og overvåkningen skjer ved hjelp av en tilsvarende datautveksling systemene seg i mellom og et overvåkningstrinn med en meddelelse av de identifiserte informasjonsvariabler og opprinnelsessted. Funksjonen for overvåkningstrinnet og meddelelsen kan allerede være integrert i databehandlingstrinnet. I dette tilfellet kan det gis avkall på et eget overvåkningstrinn.

Tegningen anskueliggjør et utførelseseksempel for oppfinnelsen. I dette eksempelet er det vist flere systemer for løsning av de ulike oppgavene for driftsstyring av et teknisk anlegg, som hvert er installert i en egnet datamaskin, samt ytterligere system i en atskilt datamaskin for gjennomføring av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. Oppdelingen av systemene og deres implementering i maskinvare kan imidlertid også skje på annen måte.

Et system 1 inneholder flere hierarkier 15, 17 og 19 av informasjonsvariabler, som under drift av det tekniske anlegget belegges av informasjonsvariabler for det nederste hierarkinivået med aktuelle verdier 9. Derav dannes avledede informasjonsverdier på et høyere hierarkinivå; såkalte samlemeldinger. Disse kan også dannes under inntrekking av informasjonsverdier eller avledede informasjonsverdier fra andre systemer. En markering Ml blir da satt når minst en verdi for en informasjonsvariabel faller innenfor et fastlagt signifikant verdiområde i systemet 1. Markeringen Ml viser derfor at det foreligger minst en oppmerksomhetstrengende tilstand for en anleggsdel eller en komponent.

Et system 2 tjener likeledes for løsning av en annen spesiell oppgave ved driftsstyring av det tekniske anlegget. Det blir i likhet med systemet 1 forsynt av det tekniske anlegget med aktuelle verdier 11 som er nødvendig for løsning av denne oppgaven. Dannelsen av flere hierarkier 21 av informasjonsvariabler skjer derved på en tilsvarende måte som for system 1. En markering M2 blir satt for system 2 når minst en verdi av en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel faller i det signifikante verdiområdet, altså når det foreligger minst en oppmerksomhetstrengende tilstand for et delanlegg eller en komponent i system 2.

Ved system n dreier det seg likeledes om et ytterligere system for løsning av en spesiell oppgave ved driftsstyring av det tekniske anlegget. Det blir tilsvarende som de andre systemene forsynt med aktuelle verdier 13 fra det tekniske anlegget. Likeledes som ved de andre systemene dannes i systemet n flere hierarkier av informasjonsvariable. Markeringen Mn angir for systemet n om minst en aktuell verdi for en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel faller i det signifikante verdiområdet, altså om minst en oppmerksomhetstrengende tilstand for et delanlegg eller en komponent i systemet n foreligger.

Et ytterligere system 5 tjener for gjennomføring av en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen. Forbindelsen 7 beskriver en bidireksjonal

kommunikasjonsforbindelse mellom tilkoblingen 8 for systemet 1 til n og det ytterligere systemet 5. Systemene 1 til n oversender til det ytterligere systemet 5 henvisninger til de markerte informasjonsvariabler IV eller avledede informasjonsvariabler, W , W og IV', såvel som statusen for deres tilsvarende markeringer Ml til Mn. En slik sammenknytning av informasjoner ved hjelp av henvisninger er kjent, og blir betegnet som indirekte adressering. Derved blir i disse

eksemplene informasjoner fra et første system oversendt til et andre system, ikke i form av kopier, men snarere er det tilstrekkelig at det første system meddeler til det andre system på hvilket sted i det første system informasjonen befinner seg. Slik unngår man at informasjonsbestanden føres dobbelt, eller til og med flere ganger.

Med kunnskap om på hvilke steder systemene 1 til n har avlagt deres markerte informasjonsvariabler eller avledede informasjonsvariabler med de aktuelle verdier, og med kunnskap om tilstanden for markeringene Ml til Mn, kan systemet ved hjelp av den dokumenterte sammenheng mellom informasjonsvariablene gjennomføre et målrettet søk etter den opprinnelige årsak til en begivenhet. Derved blir operatøren av systemet 5 trinnvis ført frem fra minst en av de satte markeringer Ml eller M2 over de markerte avledede informasjonsvariablene IV', W og IV til den markerte inforrnasjonsvariabelen IV på det nederste hierarkinivået. Verdien for den markerte informasjons variabelen IV på det nederste hierarkinivået utgjør årsaken til verdien for den avledede markerte inforrnasjonsvariabelen IV, hvis verdi forårsaker verdien for den avledede inforrnasjonsvariabelen W, hvis verdi danner den avledede markerte inforrnasjonsvariabelen IV'. Markeringene Ml og M2 i henholdsvis system 1 og 2 blir satt, da minst en markert informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel foreligger i begge systemer.

Særlig i komplekse tekniske anlegg kan anvendelsen av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen føre til et vesentlig fremskyndet søk etter årsaken til en forstyrrelse. Følgelig kan farer bringes raskere til opphør, og stillstandstider kan reduseres.

Den markerte informasjonsvariabel IV er tilordnet et sted 30 der årsaken til forstyrrelsen befinner seg. Her dreier det seg for eksempel om en defekt pumpe 32. Stedet 30 er knyttet sammen med tilleggsinformasjoner 35, bestående av betjeningsveiledninger 37 og koblingsbøker 39. Benyttelsen av disse fremmer en rask utbedring av forstyrrelsen.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for drift av et teknisk anlegg med flere systemer (1, 2,n) for løsing av ulike oppgaver for driftsstyring, omfattende følgende trinn: a) først å definere de relevante oppgaver for det tekniske anlegget, b) å definere informasjonsvariabler for bearbeiding av ulike informasjonsverdier som fastslås for å oppfylle systemenes oppgaver, c) å tilordne informasjonsvariablene flere hierarkier (15, 17, 19, 21) av avledede informasjonsvariabler, hvorved en informasjonsvariabel på et høyere nivå dannes av minst en informasjonsvariabel på det neste, lavere nivå, og hvorved sammenhengen mellom informasjonsvariablene på de ulike hierarkinivåer dokumenteres, d) å tilordne informasjonsvariablene og de avledede informasjonsvariablene til stedene (30), og stedenes representasjoner i systemene, hvor deres verdier som skal bearbeides, dannes under den senere drift, e) å fastlegge et signifikant verdiområde for hver informasjonsvariabel og avledet informasjonsvariabel, f) under drift å stille til disposisjon for systemene de aktuelle eller arkiverte verdier for informasjonsvariabler og avledede informasjonsvariabler som anvendes for løsning av systemenes oppgaver, g) når en verdi for en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel som er stilt til disposisjon, faller i det signifikante verdiområdet, å markere inforrnasjonsvariabelen eller den avledede inforrnasjonsvariabelen, h) å markere de oppgaver som er avhengig av de markerte informasjonsvariabler ( IV) eller avledede informasjonsvariabler ( IV', W og IV), og i) å identifisere den minst ene verdi av en informasjonsvariabel på det nederste hierarkinivå, og dens tildannelsessted eller tildannelsessteder, som forårsaker opptreden av en verdi av en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel som faller i et signifikant verdiområde, ved hjelp av trinnvis, hierarkisk nedstigende ettersporing av den minst ene markerte oppgave via de markerte, avledede informasjonsvariablene ( IV', IVog IV) inntil minst en markert informasjonsvariabel ( IV) på nederste hierarkinivå.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, hvorved stedet (30) blir knyttet sammen med tilleggsinformasjon (35) som ved ettersporingen tilbake av den minst ene markerte oppgaven over de markerte avledede informasjonsvariablene ( IV', IV og IV) til den minst ene markerte inforrnasjonsvariabelen ( IV) på det nederste hierarkinivået kan kalles opp direkte.

3. Innretning for overvåkning av et teknisk anlegg med flere systemer for løsing av ulike oppgaver for driftsstyring, hvorved a) hvert system er tilordnet et databehandlingstrinn (1, 2,n) for løsning av en definert oppgave, b) informasjonsvariabler for bearbeiding av de verdier som må registreres for oppfyllelse av oppgaven, er definert for hvert databehandlingstrinn, c) informasjonsvariablene er tilordnet flere hierarkier (15, 17, 19, 21) av avledede informasjonsvariabler i databehandlingstrinnene, hvorved en informasjonsvariabel på et høyere nivå er dannet fra minst en informasjonsvariabel på det neste, lavere nivå, og sammenhengen mellom informasjonsvariablene på de ulike hierarkinivåer er dokumentert, d) de informasjonsvariabler og avledede informasjonsvariabler som befinner seg i databehandlingstrinnet er tilordnet de stedene (30) hvor verdiene som skal bearbeides, dannes under driften av anlegget, og disse stedenes representasjon, er tilordnet i databehandlingstrinnet, e) et signifikant verdiområde for hver informasjonsvariabel og avledet informasjonsvariabel er fastlagt i databehandlingstrinnet, f) aktuelle eller arkiverte verdier for informasjonsvariabler og avledede informasjonsvariabler som anvendes for løsning av systemenes oppgaver, er registrert i databehandlingstrinnet under drift, g) databehandlingstrinnet er innrettet for å markere de informasjonsvariabler eller avledede informasjonsvariabler som har en registrert, aktuell eller arkivert verdi som faller innenfor det signifikante verdiområdet, h) en hver gang tilhørende markering kan aktiveres i hvert databehandlingstrinn, i det tilfellet at dette databehandlingstrinnet inneholder de markerte informasjonsvariabler ( IV) eller avledede informasjonsvariabler ( IV', IVogIV), og i) i et overvåkningstrinn (5) kan den minst ene verdi av en informasjonsvariabel på det nederste hierarkinivå, og dens tildannelsessted eller tildannelsessteder, som er årsaken til opptreden av en verdi av en informasjonsvariabel eller avledet informasjonsvariabel som faller i et signifikant verdiområde, identifiseres direkte, idet overvåkningstrinnet trinnvis, hierarkisk nedstigende ettersporer tilbake den minst ene markerte oppgave via de markerte, avledede informasjonsvariablene ( IV', IVog IV) til minst en markert informasjonsvariabel ( IV) på nederste hierarkinivå.