WO2008145154A1 - Verfahren zur überwachung eines automatisierten produktionsprozesses - Google Patents

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WO2008145154A1
WO2008145154A1 PCT/EP2007/004745 EP2007004745W WO2008145154A1 WO 2008145154 A1 WO2008145154 A1 WO 2008145154A1 EP 2007004745 W EP2007004745 W EP 2007004745W WO 2008145154 A1 WO2008145154 A1 WO 2008145154A1
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WO
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stationarity
sub
instationarity
signal
automation system
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PCT/EP2007/004745
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Inventor
Herbert Grieb
Thomas MÜLLER-HEINZERLING
Bernd-Markus Pfeiffer
Christian Preusse
Holger Rachut
Hermann Richter
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
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    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/027—Alarm generation, e.g. communication protocol; Forms of alarm
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring an automated production process by means of an automation system, wherein at least one process signal is received from the process and processed by the automation system.
  • Generic methods are known per se.
  • Continuous production processes must be started in order to be brought into an area referred to below as the continuous phase.
  • a start-up phase generally no product or only a low-value product is produced, so that the shorter the start-up phase, the start-up process, the more economical a production plant carrying out the production process is. Therefore, if the end of the startup process is detected quickly and safely, the utility of the equipment increases.
  • disruptions in the continuity of the process must also be detected quickly and reliably in order to prevent possible production losses or expensive maintenance.
  • Batch processes as a special case of a production process often include several time-sequential production phases, whereby one end of each production phase is characterized by vanishing process dynamics. The faster such a phase end can be detected, the lower the batch duration and the higher the throughput of the plant.
  • the processing of the at least one process signal by the automation system comprises its analysis with regard to stationarity or instationarity and that in the case of a detected stationarity or instationarity by the automation system, a respective signal is generated.
  • the invention is based on the recognition that in previous automated production processes, a plant operator is responsible for detecting the start of the continuous phase of the process or disruptions of the continuous phase and for initiating specified measures (eg product release) for this case.
  • specified measures eg product release
  • the criteria that the plant operator uses for such decisions are either defined for the plant in so-called engineering or are based on the experience of the plant operator. In any case, they are adapted to the respective production plant or a special type of production facility. In general, limit values which are reached or exceeded are used as criteria. After reaching such limits, a system operator chooses to maintain a sufficiently long enough time to ensure that a continuous phase or phase end is safely achieved in batch processes, which in most cases is significantly greater than necessary is disadvantageously reduced the system throughput.
  • the invention now proposes to examine the or individual evaluated process signals not with regard to the achievement of possible limit values, but specifically with regard to any stationarity or instationarity.
  • the prior art documents US 2002 072772, US 5,040,126 and US 5,680,310 become known. Although these documents relate to a detection of stationary states of the most diverse systems, they do not relate to the detection of stationary states in a production process and a derivation of a relevant signal.
  • the advantage of the invention is that the respective production process is monitored directly and automatically for stationarity or instationarity.
  • known numerical methods for the analysis of process signals used in this case can be used. With such an analysis, the stationarity or instationarity of the respective production process is directly recognized, while with the mere monitoring of individual process signals for exceeding or falling below certain limit values, no sufficiently precise statement with regard to any stationarity or instationarity of the production process is possible.
  • monitoring In contrast to monitoring by a plant operator so that the monitoring, z. As the startup, disturbances or batch phases, automatically.
  • the detection of stationarity or instationarity directly targets characteristic variables and these representing process signals, namely the achievement of a stationary operating point at startup or at the end of a batch phase or leaving stationarity in the event of disturbances .
  • the advantage of automatic monitoring is that the plant operator is informed automatically about reaching or leaving a stationary state of the process, eg. B. in response to the generated signal an alarm reaction, eg. As the activation of an optical or audible alarm message is initiated. In this regard, the plant operator is relieved of monitoring tasks that were previously incumbent on him and subject to subjective criteria.
  • an advantage of the invention is also that the monitoring according to the invention is not more or less valid. limit values for individual process signals, which can also change over the lifetime of a system. Furthermore, practically no process knowledge is required for parameterization.
  • the information about stationarity or instationarity of the production process can also be provided downstream functions, for example, to exclude the validity / applicability of a static model in the transient state.
  • the invention is applicable to a wide variety of continuous production processes or batch processes.
  • At least one process signal is recorded from a plurality of subprocesses, in particular from each subprocess, and analyzed with regard to stationarity or instationarity and any messages that can be assigned to a subprocess , such as As error or other alarm messages, be prioritized according to a stationarity or instationarity of the respective sub-process.
  • messages from stationary (sub-) processes can generally be classified as less important because transient processes are should be monitored more closely.
  • limit value overshoots in particular limit alarms, can be given a particularly high priority if they are generated by a stationary (partial) process, since then, if appropriate, there is a permanent overload.
  • other make-up filters can be made dependent on the process state (stationary / non-stationary), since a lower number of messages is assumed in the stationary process and therefore relatively more messages can be forwarded without the system operator being involved in the capture and, if necessary, Assessment of such messages is overwhelmed. In the transient process, conversely, a rather increased number of messages is assumed, so that a stronger filtering of any messages appears desirable.
  • a message from a stationary sub-process is assigned a lower priority than a message from a non-stationary sub-process.
  • a limit value violation as a message from a non-stationary subprocess is assigned a particularly high priority, that is to say a priority in the region of an upper end of a value range defined for authorized priorities.
  • a message filter is activated for possible messages from the respective sub-process and messages which do not satisfy predefined or specifiable criteria implemented by the message filter are suppressed or reset ,
  • the invention in this respect also includes a computer program with computer-executable program code instructions for implementing the method. Furthermore, the invention also relates to a computer program product, in particular a storage medium having a computer-executable such computer program. Finally, the invention also relates to an automation system with at least one automation device, for. As a process computer, a programmable logic controller or the like, with such a computer program product or a memory associated therewith and a computer program implemented therein.
  • FIG. 1 shows a schematically simplified representation of a production process controlling and / or monitoring
  • FIG. 2 shows a schematically simplified representation of an automation device comprised by the automation system
  • FIG. 3 shows a representation of the automation system and of the production process in the form of function blocks and
  • FIG. 4 is a simplified schematic representation of a specific aspect of the invention, in which is that the production process, at least logically subdivided into sub-processes and from a plurality of sub-processes in each case at least one process signal can be recorded and analyzed.
  • FIG. 1 shows a schematic simplified representation of an automation system 10 with a plurality of each other and with so-called process peripherals 12, z. B. per se known sensors and actuators, communicative, z. B. via a bus 14, connected automation devices 16, 18.
  • the automation system 10, which may comprise a basically any number of programmable controllers 16, 18, so z. B. only one automation device 16 is provided in a conventional manner for controlling and / or monitoring an automated production process 20, not shown.
  • process signals 22 are received and processed, in particular via process peripherals 12 provided for that purpose, ie sensors.
  • FIG. 2 shows one of the automation devices 16, 18 according to FIG. 1, wherein it is additionally shown in the illustration that the automation device 16 has a memory 24 and a processing unit, e.g. As a processor 26 or the like, are assigned.
  • a processing unit e.g. As a processor 26 or the like
  • An implementation of the method according to the invention and / or individual embodiments is provided in the memory 24 and is carried out by the processor 26 during operation of the programmable controller.
  • an equivalent of a process signal 22 (FIG. 1) supplied to the automation device 16 via the bus 14 by the automation system 16 is generated by the automation system 10 (FIG.
  • the automation device 16 included therein processes such that such processing includes an analysis of the process signal 22 with regard to its stationarity or instationarity.
  • a corresponding signal 28 generated and z. B. forwarded via the bus 14.
  • an alarm response eg. B. a generation of a visual or audible error message to be initiated.
  • the entire automation system 10 or an automation system 10 comprising this automation device 16 is understood as a functional unit 30 in the case of an automation system 16 comprising only a single automation device 16, this results in a schematically simplified representation of a situation as sketched in FIG.
  • the functional unit 30 is supplied as input at least one process signal 22 and analyzed internally with a rating functionality 32 in terms of stationarity or instationarity.
  • the evaluation functionality 32 which can be implemented as a function module, generates a corresponding signal 28 in the case of a detected stationarity or instationarity.
  • the signal 28 can be understood as the output of the functional unit 30 if, depending on the status of the signal 28, an alarm reaction of the described Art is initiated.
  • the signal 28 can also be further processed within the functional unit 30, ie within the automation system 10, by the or individual automation devices 16, 18, by adjusting the control and / or monitoring of the production process 20 based on the state of the signal 28, z. B. on the basis of the state of the signal 28 influence on the control and / or monitoring of the production process provided control function units 34, 36, 38, so automation programs per se known type or elements of such automation programs, is taken.
  • the functional units 34, 36, 38 are provided in a manner known per se for generating manipulated variables 40 for influencing the production process 20, with a consideration of the stationarity or instationarity indicating signal 28 by the functional units 34, 36, 38 also the or each control signal 40 directly or indirectly from the stationarity of the production process 20 is or can be dependent.
  • FIG. 4 shows a schematic simplified representation of a specific aspect of the invention in which it is assumed that the production process 20 can be subdivided at least logically into sub-processes 42, 44, 46 and from a plurality of sub-processes 42, 44, 46 in each case at least one process signal 22 is analyzed and analyzed as described above with respect to a stationarity or instationarity.
  • Any messages 48 which can be assigned to a sub-process 42, 44, 46, ie messages which are either received directly as process signal 22 from sub-process 42, 44, 46 or are generated from them on the basis of an evaluation of individual process signals 22, can then be assigned according to stationarity or Prioritize instationarity of the respective sub-process 42, 44, 46.
  • the messages 48 are shown emerging in FIG 4 as being in the area of the automation system 10 (see FIG. 1) or in the area of the functionally identical functional unit 30 (see FIG. In fact, the messages are 48 z. B. telegrams known per se, between individual components of the automation system 10, ie z. B. automation devices 16, 18 and / or the process periphery 12, are exchanged. It may also be such messages 48 to
  • Act data that is within one and the same device, eg. B. within an automation device 16, between it encompassed software functional units (not shown in detail) are exchanged, so that z. B. based on a MeI- fertil 48 a warning message in textual form on a designated per se known playback device, eg. A monitor, a printer or the like (not shown).
  • a prioritization of such messages 48 according to the partial aspect of the invention described above may result in an order of presentation of such messages 48 on a monitor as output device changing, that individual messages 48 are suppressed or reset in time, that messages 48 already displayed are disabled. messages that have been generated later, but are prioritized higher because of a recognized stationarity or instability, 48 are retired or rearranged, etc.
  • a message filter 50 is activated and messages 48, which are implemented by the respective message filter 50, predetermined or predetermined criteria meet or do not meet, be sorted, suppressed or reset.
  • a method is specified in which a production process 20 is monitored by analyzing it for stationaryity or instationarity based on at least one process signal 22 picked up therefrom and with regard to the result of such monitoring certain actions, eg. As the generation of an error message, the filtering of generated in relation to the production process 20 messages 48, etc., are generated.

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  • Human Computer Interaction (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben, bei dem ein Produktionsprozess (20) anhand zumindest eines daraus aufgenommenen Prozesssignals (22) durch dessen Analyse auf Stationarität oder Instationarität überwacht wird und im Hinblick auf das Ergebnis einer solchen Überwachung bestimmte Aktionen, z. B. das Erzeugen einer Fehlermeldung, die Filterung von in Bezug auf den Produktionsprozess (20) generierten Meldungen (48) usw., erzeugt werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Überwachung eines automatisierten Produktionsprozesses
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines mittels eines Automatisierungssystems automatisierten Produktionsprozesses, wobei aus dem Prozess zumindest ein Prozesssignal aufgenommen und durch das Automatisierungssystem verarbeitet wird. Gattungsgemäße Verfahren sind an sich bekannt .
Kontinuierliche Produktionsprozesse müssen, um in einen im Folgenden als kontinuierliche Phase bezeichneten Bereich ge- bracht zu werden, angefahren werden. In einer solchen Anfahrphase wird im Allgemeinen kein Produkt oder nur ein geringwertiges Produkt erzeugt, so dass eine den Produktionsprozess ausführende Produktionsanlage umso wirtschaftlicher ist, je kürzer die Anfahrphase, der Anfahrvorgang, ist. Wenn das Ende des Anfahrvorgangs schnell und sicher erkannt wird, erhöht sich daher der Nutzen der Anlage. Auf der anderen Seite müssen auch Störungen in der Kontinuität des Prozesses sicher und schnell erkannt werden, um möglichen Produktionsausfällen oder teueren Wartungsfällen vorzubeugen. Batch-Prozesse als Sonderfall eines Produktionsprozesses umfassen häufig mehrere zeitlich aufeinander folgende Produktionsphasen, wobei ein Ende jeweils einer Produktionsphase durch verschwindende Prozessdynamik gekennzeichnet ist. Je schneller ein solches Phasenende detektiert werden kann, desto geringer ist die Batch-Dauer und desto höher ist der Durchsatz der Anlage.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht entsprechend darin, ein Verfahren zur Überwachung eines Produktionsprozesses anzugeben, mit dem die Effizienz solcher Produktionsprozesse und/oder der Durchsatz einer Anlage, mit der solche Produktionsprozesse umgesetzt werden, erhöht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem aus dem Prozess zumindest ein Prozesssignal aufgenommen und durch das Auto- matisierungssystem verarbeitet wird, vorgesehen, dass die Verarbeitung des zumindest einen Prozesssignals durch das Automatisierungssystem dessen Analyse im Hinblick auf eine Stationarität oder Instationarität umfasst und dass im Falle einer erkannten Stationarität oder Instationarität durch das Automatisierungssystem ein diesbezügliches Signal generiert wird.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei bisherigen automatisierten Produktionsprozessen ein Anlagenfahrer dafür zuständig ist, den Beginn der kontinuierlichen Phase des Prozesses oder Störungen der kontinuierlichen Phase zu erkennen und für diesen Fall festgelegte Maßnahmen (z. B. Produktfreigabe) zu veranlassen. Das Gleiche gilt für die Erkennung des Phasenendes in Batch-Prozessen. Die Kriterien, die der Anlagenfahrer für solche Entscheidungen heranzieht, sind entweder für die Anlage im so genannten Engineering festgelegt oder basieren auf der Erfahrung des Anlagenfahrers. In jedem Fall sind sie an die jeweilige Produktionsanlage oder einen besonderen Typ von Produktionsanlagen an- gepasst. Als Kriterien werden dabei im Allgemeinen Grenzwerte, die erreicht oder überschritten werden, zugrunde gelegt. Nach dem Erreichen solcher Grenzwerte wird meist eine vom Anlagenfahrer subjektiv gewählte „genügend lange Zeit" gewartet, um sicherzustellen, dass eine kontinuierliche Phase oder ein Phasenende bei Batch-Prozessen sicher erreicht ist. Diese Zeit ist in den meisten Fällen deutlich größer als nötig. Dadurch wird in nachteiliger Art und Weise der Anlagendurchsatz reduziert.
Die Erfindung schlägt nun vor, das oder einzelne ausgewertete Prozesssignale nicht im Hinblick auf das Erreichen eventueller Grenzwerte, sondern konkret im Hinblick auf eine etwaige Stationarität oder Instationarität zu untersuchen. Bei einer in Kenntnis der vorliegenden Erfindung durchgeführten Recherche sind zum Stand der Technik die Dokumente US 2002 072772, US 5,040,126 und US 5,680,310 bekannt geworden. Diese Dokumente beziehen sich zwar auf eine Erkennung stationärer Zustände verschiedenster Systeme, aber nicht auf die Erkennung von stationären Zuständen in einem Produktions- prozess sowie eine Ableitung eines diesbezüglichen Signals.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der jeweilige Produktionsprozess direkt und automatisch auf Stationarität oder Instationarität überwacht wird. Dazu können an sich bekannte numerische Verfahren zur Analyse von dabei herangezogenen Prozesssignalen angewandt werden. Mit einer derartigen Analyse wird die Stationarität oder Instationarität des jeweiligen Produktionsprozesses direkt erkannt, während mit der bloßen Überwachung einzelner Prozesssignale auf Überoder Unterschreitung bestimmter Grenzwerte keine hinreichend genaue Aussage im Hinblick auf eine etwaige Stationarität oder Instationarität des Produktionsprozesses möglich ist. Im Gegensatz zur Überwachung durch einen Anlagenfahrer erfolgt damit die Überwachung, z. B. des Anfahrvorgangs, von Störungen oder von Batch-Phasen, automatisch. Im Gegensatz zur Überwachung der Anlage durch Grenzwerte zielt die Erkennung der Stationarität oder Instationarität direkt auf charakte- ristische Größen und diese repräsentierende Prozesssignale, nämlich das Erreichen eines stationären Betriebspunktes beim Anfahren oder am Ende einer Batch-Phase oder das Verlassen der Stationarität im Falle von Störungen. Der Vorteil der automatischen Überwachung ist, dass der Anlagenfahrer auto- matisch über das Erreichen oder Verlassen eines stationären Zustands des Prozesses unterrichtet wird, z. B. indem in Abhängigkeit von dem generierten Signal eine Alarmreaktion, z. B. die Aktivierung einer optischen oder akustischen Alarmmeldung, initiiert wird. Der Anlagenfahrer ist in dieser Hin- sieht von bisher ihm obliegenden und subjektiven Kriterien unterliegenden Überwachungsaufgaben entlastet. Insoweit besteht ein Vorteil der Erfindung auch darin, dass die Überwachung gemäß der Erfindung nicht von mehr oder minder gülti- gen Grenzwerten für einzelne Prozesssignale abhängt, die sich noch dazu über die Lebenszeit einer Anlage ändern können. Des Weiteren sind zur Parametrierung auch praktisch keine Prozesskenntnisse nötig.
Die Information über Stationarität oder Instationarität des Produktionsprozesses kann darüber hinaus nachgeschalteten Funktionen zur Verfügung gestellt werden, um beispielsweise die Gültigkeit/Anwendbarkeit eines statischen Modells im instationären Zustand auszuschließen. Der Ansatz gemäß der
Erfindung ist für unterschiedlichste kontinuierliche Produktionsprozesse oder Batch-Prozesse anwendbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombina- tionen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des
Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nach- geordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
Bei einem zumindest logisch in eine Mehrzahl von Teilprozessen unterteilbaren automatisierten Produktionsprozess ist vorteilhaft vorgesehen, dass aus einer Mehrzahl von Teil- prozessen, insbesondere aus jedem Teilprozess, zumindest ein Prozesssignal aufgenommen und im Hinblick auf eine Stationarität oder Instationarität analysiert wird und etwaige einem Teilprozess zuordenbare Meldungen, wie z. B. Fehler- oder sonstige Alarmmeldungen, entsprechend einer Stationarität oder Instationarität des jeweiligen Teilprozesses priorisiert werden. So können bei einzelnen Produktionsprozessen Meldungen aus stationären (Teil-) Prozessen generell als weniger wichtig eingestuft werden, da instationäre Prozesse vom An- lagenfahrer stärker überwacht werden sollten. Andererseits können Grenzwertüberschreitungen, insbesondere Grenzalarme, besonders hoch priorisiert werden, wenn sie von einem stationären (Teil-) Prozess erzeugt werden, da dann ggf. eine dauerhafte Überlast vorliegt. Außerdem können andere MeI- dungsfilter vom Prozesszustand (stationär/instationär) abhängig gemacht werden, da im stationären Prozess eher von einer geringeren Anzahl von Meldungen ausgegangen wird und daher relativ mehr Meldungen weitergeleitet werden können, ohne dass dabei der Anlagenfahrer bei der Erfassung und ggf. Bewertung solcher Meldungen überfordert wird. Im instationären Prozess wird umgekehrt von einer eher erhöhten Zahl von Meldungen ausgegangen, so dass eine stärkere Filterung etwaiger Meldungen wünschenswert erscheint. Im Hinblick auf die den oben skizzierten einzelnen Ausgestaltungen der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse ist z. B. vorgesehen, dass einer Meldung aus einem stationären Teilprozess eine geringere Priorität zugeordnet wird als einer Meldung aus einem nicht stationären Teilprozess. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Grenzwertüberschreitung als Meldung aus einem nicht stationären Teilprozess eine besonders hohe Priorität, also eine Priorität im Bereich eines oberen Endes eines für zugelassene Prioritäten definierten Wertebereichs, zugeordnet wird. Nochmals alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von einer erkannten Stationarität oder Instationarität eines Teilprozesses für eventuelle Meldungen aus dem jeweiligen Teilprozess ein Meldungsfilter aktiviert wird und Meldungen, welche durch den Meldungsfilter implementierten vorgegebenen oder vorgebbaren Kriterien nicht genügen, unterdrückt oder zurückgestellt werden.
Das oben beschriebene und nachfolgend weiter erläuterte Verfahren wird bevorzugt in Software implementiert, so dass die Erfindung insoweit auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens umfasst. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein Speichermedium, mit einem durch einen Computer ausführbaren derartigen Computerprogramm. Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf ein Automatisierungssystem mit mindestens einem Automatisierungsgerät, z. B. einem Prozessrechner, einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder dergleichen, mit einem derartigen Computerprogrammprodukt oder einem diesem zugeordneten Speicher und einem darin implementierten derartigen Computerprogramm.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die z. B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziel- len Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrens- schritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
Es zeigen
FIG 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines einen Produktionsprozess steuernden und/oder überwachenden
Automatisierungssystems,
FIG 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines von dem Automatisierungssystem umfassten Automatisierungsgeräts, FIG 3 eine Darstellung des Automatisierungssystems und des Produktionsprozesses in Form von Funktionsblöcken und
FIG 4 in schematisch vereinfachter Darstellung einen speziellen Aspekt der Erfindung, bei dem davon ausgegan- gen wird, dass der Produktionsprozess zumindest logisch in Teilprozesse unterteilt und aus einer Mehrzahl von Teilprozessen jeweils zumindest ein Prozesssignal aufgenommen und analysiert werden kann.
FIG 1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung ein Automatisierungssystem 10 mit einer Mehrzahl untereinander und mit so genannter Prozessperipherie 12, z. B. an sich bekannten Sensoren und Aktoren, kommunikativ, z. B. über einen Bus 14, verbundener Automatisierungsgeräte 16, 18. Das Automatisierungssystem 10, das eine grundsätzlich beliebige Anzahl von Automatisierungsgeräten 16, 18 umfassen kann, also z. B. auch nur ein Automatisierungsgerät 16, ist in an sich bekannter Art und Weise zur Steuerung und/oder Überwachung eines nicht näher dargestellten automatisierten Produktionsprozesses 20 vorgesehen. Zur Überwachung des Produktionsprozesses 20 werden dabei insbesondere über dafür vorgesehene Prozessperipherie 12, also Sensoren, Prozesssignale 22 aufgenommen und verarbeitet.
FIG 2 zeigt eines der Automatisierungsgeräte 16, 18 gemäß FIG 1, wobei in der Darstellung zusätzlich gezeigt ist, dass dem Automatisierungsgerät 16 ein Speicher 24 und eine Verarbeitungseinheit, z. B. ein Prozessor 26 oder dergleichen, zugeordnet sind. In dem Speicher 24 ist eine Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einzelner Ausführungsformen vorgehalten und wird im Betrieb des Automatisierungsgerätes durch den Prozessor 26 ausgeführt. Dabei wird ein über den Bus 14 dem Automatisierungsgerät 16 in nuraeri- scher Form zugeleitetes Äquivalent eines Prozesssignals 22 (FIG 1) durch das Automatisierungssystem 10 (FIG 1), also z. B. das davon umfasste Automatisierungsgerät 16, verarbeitet derart, dass eine solche Verarbeitung eine Analyse des Prozesssignals 22 im Hinblick auf dessen Stationarität oder Instationarität umfasst.
Im Falle einer erkannten Stationarität oder Instationarität wird durch das Automatisierungssystem 10, also erneut z. B. durch das davon umfasste Automatisierungsgerät 16, ein diesbezügliches Signal 28 generiert und z. B. über den Bus 14 weitergeleitet. In Abhängigkeit von dem generierten Signal 28 kann eine Alarmreaktion, z. B. eine Generierung einer opti- sehen oder akustischen Fehlermeldung, initiiert werden.
Wenn das gesamte Automatisierungssystem 10 oder bei einem nur ein einziges Automatisierungsgerät 16 umfassenden Automatisierungssystem 10 dieses Automatisierungsgerät 16 als Funk- tionseinheit 30 aufgefasst wird, ergibt sich in schematisch vereinfachter Darstellung eine Situation, wie sie in FIG 3 skizziert ist. Dort wird der Funktionseinheit 30 als Eingang zumindest ein Prozesssignal 22 zugeführt und intern mit einer Bewertungsfunktionalität 32 im Hinblick auf Stationarität oder Instationarität analysiert. Die Bewertungsfunktionalität 32, die als Funktionsbaustein realisiert sein kann, generiert im Falle einer erkannten Stationarität oder Instationarität ein diesbezügliches Signal 28. Das Signal 28 kann als Ausgang der Funktionseinheit 30 verstanden werden, wenn in Abhängig- keit vom Zustand des Signals 28 eine Alarmreaktion der beschriebenen Art initiiert wird. Das Signal 28 kann auch innerhalb der Funktionseinheit 30, also innerhalb des Automatisierungssystems 10, durch das oder einzelne Automatisierungsgeräte 16, 18 weiterverarbeitet werden, indem anhand des Zustands des Signals 28 die Steuerung und/oder Überwachung des Produktionsprozesses 20 angepasst wird, z. B. indem anhand des Zustands des Signals 28 Einfluss auf zur Steuerung und/oder Überwachung des Produktionsprozesses vorgesehene Steuerungsfunktionseinheiten 34, 36, 38, also Automatisie- rungsprogramme an sich bekannter Art oder Elemente solcher Automatisierungsprogramme, genommen wird. Die Funktionseinheiten 34, 36, 38 sind dabei in an sich bekannter Art und Weise zur Generierung von Stellgrößen 40 zur Beeinflussung des Produktionsprozesses 20 vorgesehen, wobei mit einer Be- rücksichtigung des Stationarität oder Instationarität anzeigenden Signals 28 durch die Funktionseinheiten 34, 36, 38 auch das oder jedes Stellsignal 40 direkt oder indirekt von der Stationarität des Produktionsprozesses 20 abhängig ist oder sein kann.
FIG 4 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung einen speziellen Aspekt der Erfindung, bei dem davon ausgegangen wird, dass der Produktionsprozess 20 zumindest logisch in Teilprozesse 42, 44, 46 unterteilt werden kann und aus einer Mehrzahl von Teilprozessen 42, 44, 46 jeweils zumindest ein Prozesssignal 22 aufgenommen und wie oben beschrieben im Hin- blick auf eine Stationarität oder Instationarität analysiert wird. Etwaige einem Teilprozess 42, 44, 46 zuordenbare Meldungen 48, also Meldungen, die entweder direkt als Prozesssignal 22 aus dem Teilprozess 42, 44, 46 aufgenommen werden oder aufgrund einer Auswertung einzelner Prozesssignale 22 aus diesen generiert werden, lassen sich dann entsprechend einer Stationarität oder Instationarität des jeweiligen Teilprozesses 42, 44, 46 priorisieren. Die Meldungen 48 sind in FIG 4 als im Bereich des Automatisierungssystems 10 (vgl. FIG 1) oder im Bereich der insoweit funktional identischen Funktionseinheit 30 (vgl. FIG 3) entstehend gezeigt. Tatsächlich handelt es sich bei den Meldungen 48 z. B. um Telegramme an sich bekannter Art, die zwischen einzelnen Komponenten des Automatisierungssystems 10, also z. B. Automatisierungsgeräten 16, 18 und/oder der Prozessperipherie 12, ausgetauscht werden. Ebenfalls kann es sich bei solchen Meldungen 48 um
Daten handeln, die innerhalb ein und desselben Gerätes, z. B. innerhalb eines Automatisierungsgerätes 16, zwischen davon umfassten Software-Funktionseinheiten (nicht näher dargestellt) ausgetauscht werden, so dass z. B. anhand einer MeI- düng 48 eine Warnmeldung in textueller Form auf einem dafür vorgesehenen an sich bekannten Wiedergabegerät, z. B. einem Monitor, einem Drucker oder dergleichen (nicht dargestellt) , ausgegeben wird. Eine Priorisierung solcher Meldungen 48 gemäß dem vorstehend erläuterten Teilaspekt der Erfindung kann dazu führen, dass sich eine Reihenfolge der Darstellung solcher Meldungen 48 an einem Monitor als Ausgabegerät ändert, dass einzelne Meldungen 48 unterdrückt oder zeitlich zurückgestellt werden, dass bereits angezeigte Meldungen 48 zuguns- ten später generierter, aber aufgrund einer erkannten Sta- tionarität oder Instationarität höher priorisierten Meldungen 48 zurückgezogen oder neu geordnet werden usw.
Weiter kann auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von einer erkannten Stationarität oder Instationarität eines Teilprozesses 42, 44, 46, also in Abhängigkeit des von der Bewertungsfunktionalität 32 erzeugten Signals 28, für eventuelle Meldungen 48 aus dem jeweiligen Teilprozess 42, 44, 46 ein Meldungsfilter 50 aktiviert wird und Meldungen 48, welche durch den jeweiligen Meldungsfilter 50 implementierten, vorgegebenen oder vorgebbaren Kriterien genügen oder nicht genügen, sortiert, unterdrückt oder zurückgestellt werden.
Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird ein Verfahren angegeben, bei dem ein Produktions- prozess 20 anhand zumindest eines daraus aufgenommenen Prozesssignals 22 durch dessen Analyse auf Stationarität oder Instationarität überwacht wird und im Hinblick auf das Ergeb- nis einer solchen Überwachung bestimmte Aktionen, z. B. das Erzeugen einer Fehlermeldung, die Filterung von in Bezug auf den Produktionsprozess 20 generierten Meldungen 48 usw., erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines mittels eines Automatisierungssystems (10) automatisierten Produktionsprozesses (20) , wobei aus dem Prozess (20) zumindest ein Prozesssignal (22) aufgenommen und durch das Automatisierungssystem (10) verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung des zumindest einen Prozesssignals (22) durch das Automatisierungssystem (10) dessen Analyse im Hinblick auf eine Stationarität oder Instationarität umfasst und dass im Falle einer erkannten Stationarität oder Instationarität durch das Automatisierungssystem (10) ein diesbezüg- liches Signal (28) generiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Abhängigkeit von dem generierten Signal (28) eine Alarmreaktion initiiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei einem zumindest logisch in eine Mehrzahl von Teilprozessen (42, 44, 46) unterteilbaren automatisierten Produk- tionsprozess (20) aus jedem Teilprozess (42, 44, 46) zumin- dest ein Prozesssignal (22) aufgenommen und im Hinblick auf eine Stationarität analysiert wird und wobei etwaige, einem Teilprozess (42, 44, 46) zuordenbare Meldungen (48) entsprechend einer Stationarität oder Instationarität des jeweiligen Teilprozesses (42, 44, 46) prio- risiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei einer Meldung (48) aus einem stationären Teilprozess (42, 44, 46) eine geringere Priorität zugeordnet wird als einer Meldung (48) aus einem nicht stationären Teilprozess (42, 44, 46) .
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei einer Grenzwertüberschreitung als Meldung (48) aus einem nicht stationären Teilprozess (42, 44, 46) eine Priorität im Bereich eines oberen Endes eines für zugelassene Prio- ritäten definierten Wertebereichs zugeordnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Abhängigkeit von einer erkannten Stationarität oder Instationarität eines Teilprozesses (42, 44, 46) für even- tuelle Meldungen (48) aus dem jeweiligen Teilprozess (42, 44, 46) ein Meldungsfilter (50) aktiviert wird und Meldungen (48), welche durch den Meldungsfilter implementierten, vorgegebenen oder vorgebbaren Kriterien nicht genügen, unterdrückt oder zurückgestellt werden.
7. Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
8. Computerprogrammprodukt, insbesondere Speichermedium, mit einem durch einen Computer ausführbaren Computerprogramm gemäß Anspruch 7.
9. Automatisierungssystem mit mindestens einem Automatisierungsgerät (16) und einem in einem diesem zugeordneten Speicher (24) implementierten Computerprogramm gemäß Anspruch 7 oder einem Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8.
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