[go: up one dir, main page]

DE102008042969A1 - Method and device for detecting process conditions in alternating production processes - Google Patents

Method and device for detecting process conditions in alternating production processes Download PDF

Info

Publication number
DE102008042969A1
DE102008042969A1 DE102008042969A DE102008042969A DE102008042969A1 DE 102008042969 A1 DE102008042969 A1 DE 102008042969A1 DE 102008042969 A DE102008042969 A DE 102008042969A DE 102008042969 A DE102008042969 A DE 102008042969A DE 102008042969 A1 DE102008042969 A1 DE 102008042969A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
states
evaluation unit
values
state
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008042969A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Pechstein
Ronny Große-Uhlmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH 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 Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG filed Critical Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
Priority to DE102008042969A priority Critical patent/DE102008042969A1/en
Priority to PCT/EP2009/063177 priority patent/WO2010046246A1/en
Publication of DE102008042969A1 publication Critical patent/DE102008042969A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • 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
    • G05B2219/31455—Monitor process status
    • 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
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32179—Quality control, monitor production tool with multiple sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

Es werden ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Detektion und Analyse von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen vorgeschlagen, insbesondere zur Anwendung in chemischen oder pharmazeutischen Produktionsprozessen oder in der Lebensmitteltechnologie, mit mindestens einem Sensor (1) zur Erfassung von Sensorwerten, welche repräsentativ sind für Prozesszustände, und mit einer Auswertungseinheit (2), welche angepasst ist, Sensorwerte und weitere Prozessgrößen zur Diagnose von Prozesszuständen und/oder Sensorzuständen zu verarbeiten, wobei anhand des Diagnoseergebnisses der Auswertungseinheit (2) ein Signal zur Anzeige von Prozesszuständen oder Sensorzuständen erzeugt wird, wobei die Erfindung gekennzeichnet ist durch simultanes Auswerten und Beurteilen von gleichzeitig mehreren Sensor- und/oder Prozessgrößen in der Auswertungseinheit (2) unter Verwendung von voreingestellten Schwellenwerten für vom Sensor erfassbare Sensorwerte und/oder Prozessgrößen des Produktionsprozesses zur Ermittlung eines aktuellen Prozesszustands.A method and a device for detecting and analyzing process states in alternating production processes are proposed, in particular for use in chemical or pharmaceutical production processes or in food technology, with at least one sensor (1) for detecting sensor values which are representative of process states, and with an evaluation unit (2) which is adapted to process sensor values and further process variables for the diagnosis of process states and / or sensor states, wherein a signal for displaying process states or sensor states is generated based on the diagnostic result of the evaluation unit (2), the invention being characterized is by simultaneously evaluating and assessing simultaneously a plurality of sensor and / or process variables in the evaluation unit (2) using preset threshold values for sensor values and / or process variables of the sensor which can be detected by the sensor oduktionsprozesses to determine a current process status.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen, wie beispielsweise Produktionsprozessen der chemischen Industrie oder der Lebensmittelindustrie. Derartige industrielle Prozesse werden herkömmlicherweise mittels Sensoren gesteuert und sind durch sich häufig ändernde Zustände und Abläufe gekennzeichnet. Mit in der Produktionsanlage eingebauten Sensoren wie Temperaturfühlern oder pH-Wert-Sensoren werden bei laufendem Produktionsprozess Sensorwerte und Prozessgrößen ermittelt, und der Produktionsprozess wird entsprechend den ermittelten Sensorwerten kontrolliert und gesteuert. So sind beispielsweise in chemischen Produktionsprozessen verschiedene Stufen und Zustände des Produktionsprozesses über die Eigenschaften des jeweiligen Prozessgutes ermittelbar. Beispielsweise liefern der pH-Wert, die Temperatur, die elektrische Leitfähigkeit, der Gehalt an Gelöstsauerstoff oder die Trübung des CO2 Wertes Aussagen über den aktuellen Zustand des Produktionsprozesses. Die Werte werden von verschiedenen Sensoren einem Prozessrechner zur Verfügung gestellt und direkt oder indirekt anhand der eingebauten Sensoren zur Prozesssteuerung ermittelt. Bei den heutzutage in solchen Produktionsprozessen verwendeten Sensoren kommt es mit der Zeit jedoch zu einem Sensorverschleiß aufgrund der Belastung des Sensors durch die häufig sich ändernde Messumgebung. Daher ist es erforderlich, die verwendeten Sensoren hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit und Lebensdauer regelmäßig zu warten. Im Stand der Technik sind hierzu verschiedene Methoden und Verfahren vorgeschlagen worden, mittels welchen der Zustand von im Produktionsprozess verwendeten Sensoren ohne deren Ausbau in situ oder an Ort und Stelle ermittelt und berechnet werden kann.The invention relates to a method and a device for detecting process conditions in alternating production processes, such as production processes of the chemical industry or the food industry. Such industrial processes are conventionally controlled by sensors and are characterized by frequently changing conditions and operations. With sensors installed in the production plant, such as temperature sensors or pH sensors, sensor values and process variables are determined during the production process, and the production process is controlled and controlled according to the sensor values determined. For example, in chemical production processes, different stages and states of the production process can be determined via the properties of the respective process material. For example, the pH value, the temperature, the electrical conductivity, the content of dissolved oxygen or the turbidity of the CO 2 value provide information about the current state of the production process. The values are made available to a process computer by various sensors and determined directly or indirectly using the built-in process control sensors. However, sensors used in such production processes over time will experience sensor wear over time due to the load on the sensor due to the frequently changing measurement environment. Therefore, it is necessary to regularly maintain the sensors used in terms of their functionality and life. For this purpose, various methods and methods have been proposed in the prior art, by means of which the state of sensors used in the production process can be determined and calculated without their removal in situ or in place.

In der EP 1 550 861 A1 sind diesbezüglich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Zustands einer Messsonde in einem Produktionsprozess am Beispiel eines sogenannten CIP-(Cleaning-in-place-) oder SIP-(Sterilizing-in-place-)Verfahrens beschrieben, wobei ohne einen Ausbau der Temperaturmesssonde deren aktueller Zustand ermittelt wird. Dafür wird nach diesem Dokument die Temperatur der Messsonde oder die Temperatur des die Messsonde umgebenden Mediums mittels eines weiteren Messfühlers zusätzlich gemessen, und anhand des gemessenen Temperaturverlaufs über die Zeit wird eine Aussage über den aktuellen Zustand der Messsonde abgeleitet. Mit dieser Methode kann der Zustand von einzelnen Messsonden im Produktionsprozess ermittelt werden, ohne diese auszubauen. Eine Prozessdiagnose insgesamt ist mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich.In the EP 1 550 861 A1 In this regard, a method and a device for determining the state of a measuring probe in a production process using the example of a so-called CIP (Cleaning-in-place) or SIP (Sterilizing-in-place) method are described, wherein without a removal of the temperature measuring probe whose current status is determined. For this purpose, according to this document, the temperature of the probe or the temperature of the medium surrounding the probe is additionally measured by means of another probe, and based on the measured temperature profile over time, a statement about the current state of the probe is derived. With this method, the condition of individual probes in the production process can be determined without expanding them. Overall, a process diagnosis is not possible with this method.

Aus der DE 102 09 318 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Ermittlung des Zustands von einzelnen Messsensoren bekannt. Bei diesem Verfahren wird die verschleißabhängige Reststandszeit eines elektrochemischen Messsensors dadurch ermittelt, dass ein für den Verschleiß des Sensors relevanter Parameter festgelegt wird, für welchen Grenzwerte definiert werden. Nach einer wiederholten Ermittlung des Wertes dieses für den Verschleiß des Sensors relevanten Parameters wird hier eine Extrapolation der Wertentwicklung des Parameters auf Grundlage von ermittelten Werten berechnet. Das Verfahren liefert als Ergebnis eine voraussichtliche Reststandszeit eines einzelnen Sensors, die auf mathematischen Berechnungen beruht. Auch hier ist eine Aussage über den aktuellen Prozesszustand eines Produktionsprozesses insgesamt nicht möglich.From the DE 102 09 318 A1 Also, a method for determining the state of individual measuring sensors is known. In this method, the wear-dependent residual life of an electrochemical measuring sensor is determined by determining a parameter relevant to the wear of the sensor for which limit values are defined. After a repeated determination of the value of this parameter relevant to the wear of the sensor, an extrapolation of the value development of the parameter is calculated on the basis of determined values. As a result, the method provides an estimated residual life of a single sensor based on mathematical calculations. Again, a statement about the current process status of a production process is not possible.

Des Weiteren sind sogenannte Prozessleitsysteme mit zentralen Steuerrechnern bzw. Prozessrechnern bekannt, bei welchen über aufwendige Prozessmodelle und die Zusammenführung sämtlicher erfassten Größen eine Überwachung und Analyse von laufenden Produktionsprozessen ermöglicht wird. Die Nachteile dieser Prozessleitsysteme sind ihre relativ hohen Kosten in der Anschaffung und im Unterhalt sowie ihre hohe Komplexität in der Anwendung. Die Modellierung und Analyse eines Prozesszustands mit solchen Prozessleitsystemen erfordern außerdem eine genaue Kenntnis und möglichst gute Abbildung der jeweiligen Produktionsanlage. Sie eignen sich daher nur für hochentwickelte Prozessszenarien, bei welchen ein solcher Aufwand gerechtfertigt ist.Of Furthermore, so-called process control systems with central control computers or process computers known in which over-consuming Process models and the merging of all recorded Sizes a monitoring and analysis of ongoing production processes. The disadvantages These process control systems are their relatively high cost in the Acquisition and maintenance as well as their high complexity in the application. The modeling and analysis of a process state with such process control systems also require a exact knowledge and best possible mapping of the respective Production plant. They are therefore only suitable for advanced Process scenarios in which such an expense justified is.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen bereitzustellen, welche mit möglichst einfachen Mitteln und geringem Zusatzaufwand realisierbar sind und dennoch eine aussagekräftige Diagnose von aktuellen globalen Prozesszuständen erlauben. Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Schritten nach Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.In contrast, It is the object of the present invention to provide a method as well a device for detecting process conditions in To provide alternating production processes, which with the simplest possible means and little extra effort feasible and yet a meaningful diagnosis allow for current global process states. These The object is achieved by the method with the steps according to claim 1 and solved by the device having the features of claim 13. Advantageous embodiments and developments are the subject the respective dependent claims.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Sensorwerten, welche repräsentativ sind für Prozesszustände, und mit einer Auswertungseinheit vorgeschlagen, welche angepasst ist, Sensorwerte und weitere Prozessgrößen zur Diagnose von Prozesszuständen und/oder Sensorzuständen zu verarbeiten, wobei anhand des Diagnoseergebnisses der Auswertungseinheit ein Signal als Ausgangsgröße für beispielsweise eine Anzeige von Prozesszuständen oder Sensorzuständen erzeugt wird. Das erfindungsgemäße Detektionsverfahren ist gekennzeichnet durch simultanes Auswerten und Beurteilen von gleichzeitig mehreren Sensor- und/oder Prozessgrößen in der Auswertungseinheit unter Verwendung von voreingestellten Schwellenwerten für vom Sensor erfassbare Sensorwerte und/oder Prozessgrößen des Produktionsprozesses zur Ermittlung eines aktuellen Prozesszustands. Durch das gezielte simultane Auswerten von gleichzeitig mehreren Prozess- oder Sensorgrößen in der Auswertungseinheit kann nicht nur eine singuläre Aussage über den Zustand des Sensors selbst mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt werden, sondern vielmehr ist nun anhand von mindestens zwei bzw. mehreren Größen eine Beurteilung des Prozesszustands des Produktionsprozesses insgesamt über bestehende Sensoren möglich. Unter einem simultanen Auswerten mehrerer Prozessgrößen wird vorliegend ein gleichzeitiges Verarbeiten der Größen mit dem Ziel einer Ableitung von globalen Prozesszustandsgrößen verstanden. Damit wird auf denkbar einfache Art und Weise und mit geringem baulichem Zusatzaufwand eine Methode zur aussagekräftigen Diagnose und Analyse von laufenden Prozessen in alternierenden Produktionsprozessen bereitgestellt. Durch gezieltes Erfassen und Auswerten von mehreren Prozessgrößen bzw. Sensorgrößen gleichzeitig, beispielsweise einschließlich der Temperatur eines Prozessgutes, welche von dem Sensor gemessen wird, kann erfindungsgemäß über voreingestellte Schwellenwerte je Größe eine effektive und realitätsnahe Auswertung des Prozesszustands im laufenden Produktionsprozess bereitgestellt werden. Die Temperatur des Prozessmediums, welche von dem Sensor beispielsweise fortlaufend gemessen wird, sowie weitere Prozess- oder Sensorgrößen werden anhand von voreingestellten Schwellenwerten oder Grenzwerten gleichzeitig erfasst und ausgewertet, so dass eine aussagekräftige Prozessdiagnose im laufenden Prozess ohne größeren apparativen Aufwand möglich ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals möglich, neben den aktuellen Prozessbedingungen und Umgebungsbedingungen, welche zur Belastung und Abnutzung des Sensors führen, zusätzlich ganz allgemein Aussagen über Prozesszustände zu erfassen und entsprechend zu analysieren. Unter dem erfindungsgemäßen Auswerten und Beurteilen wird vorliegend jede Analyse von Messwerten oder Prozessgrößen verstanden, durch welche eine abgeleitete Aussage über den Prozesszustand oder den Sensorzustand ermöglicht wird, neben der eigentlichen Sensorwertmessung, wie beispielsweise bei einer Temperaturmessung mit Temperaturfühlern.According to the invention, a method for detecting process states in alternating production processes with at least one sensor for detecting sensor values, which are representative of process states, and proposed with an evaluation unit, which is adapted, sensor values and other process variables for the diagnosis of process conditions and / or sensor states to process, based on the diagnostic result of the evaluation unit, a signal as an output variable for example, a display of Process conditions or sensor conditions is generated. The detection method according to the invention is characterized by simultaneous evaluation and evaluation of simultaneously several sensor and / or process variables in the evaluation unit using preset threshold values for sensor values detectable by the sensor and / or process variables of the production process for determining a current process state. The targeted simultaneous evaluation of simultaneously multiple process or sensor variables in the evaluation unit not only a single statement about the state of the sensor itself can be provided with the inventive method, but is now based on at least two or more sizes an assessment of the process state of the production process altogether possible via existing sensors. In the present case, simultaneous evaluation of a plurality of process variables is understood to be a simultaneous processing of the variables with the aim of deriving global process state variables. This provides a method for the meaningful diagnosis and analysis of running processes in alternating production processes in the simplest possible way and with little additional construction effort. By specifically detecting and evaluating a plurality of process variables or sensor variables at the same time, for example including the temperature of a process item being measured by the sensor, an effective and realistic evaluation of the process status can be provided in the current production process via preset threshold values per size. The temperature of the process medium, which is continuously measured by the sensor, for example, as well as further process or sensor variables, are simultaneously recorded and evaluated on the basis of preset threshold values or limit values, so that a meaningful process diagnosis in the ongoing process is possible without requiring much equipment. The inventive method makes it possible for the first time, in addition to the current process conditions and environmental conditions, which lead to stress and wear of the sensor, in addition to collect very general statements about process conditions and to analyze accordingly. In the present case, the evaluation and evaluation according to the invention is understood as meaning any analysis of measured values or process variables by which a derived statement about the process state or the sensor state is made possible, in addition to the actual sensor value measurement, such as, for example, a temperature measurement with temperature sensors.

Die Auswertung und Beurteilung bzw. Analyse oder Diagnose des Prozesszustands eines Produktionsprozesses nach der vorliegenden Erfindung kann dabei als eine einfache Zustandszählfunktion umgesetzt werden. Das heißt, ein mit festgelegten Parametern definierter Zustand Zi wird hinsichtlich seines Auftretens gezählt. Zum anderen kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch durch Festlegung vordefinierter Grenzwerte und Schwellenwerte eine qualitativ hochwertigere Auswertung der Zustandsgüte des derzeit ablaufenden Produktionsprozesses erfolgen. Auf deren Basis können entsprechend dem Ergebnissignal aus der Auswertungseinheit eine oder mehrere Folgereaktionen hervorgerufen werden. Denkbar ist beispielsweise die Erzeugung eines akustischen Signals, eines optischen Signals oder eines elektrischen Signals, beispielsweise in Form eines Alarms, einer Meldung „Prozess in Ordnung”, oder eines Steuersignals für eine Relaisschaltung der Produktionsanlage. Die Festlegung von voreingestellten Schwellenwerten und zustandsspezifischen Parametern für prozesszustandsrelevante Werte von Sensoren oder anderen Prozessgrößen kann erfindungsgemäß in einer separaten Steuerungseinheit, der Auswertungseinheit oder in dem Messumformer eines Sensors oder im Sensor selbst erfolgen. Die vorab definierten oder voreingestellten Schwellenwerte jeder Sensorgröße oder Prozessgröße können auch in einem speziellen Speicher abgelegt werden oder je nach Bedarf über beispielsweise eine Menüsteuerung an der Auswertungseinheit vom Bediener eingestellt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Prozessdiagnose von laufenden Prozessen deutlich vereinfacht gegenüber den bisher im Stand der Technik hierfür verwendeten komplexen Prozessleitsystemen. Beispielsweise sind für die Prozessdiagnose keine aufwendigen Produktionsanlagenmodelle und komplexen Softwaremodule erforderlich. Über ohnehin vorhandene Sensoren und über die Sensoren oder weitere Erfassungsmittel in der Produktionsanlage werden neben den eigentlichen Sensorwerten einfach zusätzliche zustandsrelevante Prozessgrößen fortlaufend oder periodisch über die Zeit erfasst und für die erfindungsgemäße Diagnose des aktuellen Prozesszustands verwendet. Damit wird ein sehr einfaches Verfahren zur Detektion und Analyse von Prozesszuständen bereitgestellt, das bei geringen Kosten und mit überschaubarem baulichem Zusatzaufwand in bestehenden Produktionsprozessen, beispielsweise in der Lebensmitteltechnologie, gewinnbringend eingesetzt werden kann.The evaluation and evaluation or analysis or diagnosis of the process state of a production process according to the present invention can be implemented as a simple state counting function. That is, a state Z i defined with set parameters is counted in appearance. On the other hand, the method according to the invention can also be used to determine the state quality of the currently running production process by establishing predefined limit values and threshold values. On the basis of this, one or more subsequent reactions can be produced in accordance with the result signal from the evaluation unit. It is conceivable, for example, the generation of an acoustic signal, an optical signal or an electrical signal, for example in the form of an alarm, a message "process in order", or a control signal for a relay circuit of the production plant. The definition of preset threshold values and state-specific parameters for process state-relevant values of sensors or other process variables can be carried out according to the invention in a separate control unit, the evaluation unit or in the transmitter of a sensor or in the sensor itself. The pre-defined or preset threshold values of each sensor size or process variable can also be stored in a special memory or adjusted by the operator as needed via, for example, a menu control on the evaluation unit. With the method according to the invention, the process diagnosis of running processes is considerably simplified compared to the complex process control systems hitherto used for this purpose in the prior art. For example, no complex production plant models and complex software modules are required for process diagnostics. By means of existing sensors and sensors or other detection means in the production plant, in addition to the actual sensor values, additional state-relevant process variables are continuously or periodically recorded over time and used for the diagnosis of the current process state according to the invention. This provides a very simple method for the detection and analysis of process conditions, which can be used profitably at low costs and with a manageable additional construction effort in existing production processes, for example in food technology.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Diagnoseergebnisse der Auswertungseinheit in einer Speichereinheit fortlaufend gespeichert. Als Diagnoseergebnis kann einerseits die Entwicklung von den simultan erfassten mehreren Größen gespeichert werden. Alternativ können die Diagnose-Endergebnisse der Auswertungseinheit in dem Speicher beispielsweise als Zustandshistorie des Produktionsprozesses kontinuierlich oder periodisch gespeichert werden. Die gespeicherten Diagnoseergebnisse oder Sensorwerte dienen erfindungsgemäß zum Beispiel zum Erkennen von Trends im aktuellen Prozesszustand. Aus vergangenen Entwicklungen der Diagnoseergebnisse oder der gemessenen Sensorwerte bzw. anderer prozessrelevanter Größen kann die erfindungsgemäße Auswertungseinheit eine Aussage ableiten, wie es zu dem aktuellen Prozesszustand gekommen ist, und eine dementsprechende Fehlermeldung generieren. Auch kann ein Bediener mit den gespeicherten Daten typische Prozesszustandsmuster erkennen und anhand der angezeigten Prozesszustände und der gespeicherten vergangenen Prozesszustände bzw. Sensorzustände entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Neue typische Prozesszustände können hierüber entwickelt werden.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, diagnostic results of the evaluation unit are stored continuously in a memory unit. On the one hand, the development of the simultaneously recorded multiple quantities can be stored as the result of the diagnosis. Alternatively, the diagnostic end results of the evaluation unit can be stored in the memory, for example as a status history of the production process continuously or periodically. The saved diagnostic results or Sensorwer te serve according to the invention, for example, to detect trends in the current process state. From past developments of the diagnostic results or the measured sensor values or other process-relevant variables, the evaluation unit according to the invention can derive a statement as to how the current process status has come about and generate a corresponding error message. An operator can also recognize typical process status patterns with the stored data and initiate corresponding countermeasures based on the displayed process states and the stored past process states or sensor states. New typical process conditions can be developed here.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für jede in der Auswertungseinheit ausgewertete Sensor- und/oder Prozessgröße jeweils ein unterer und ein oberer Schwellenwert definiert, innerhalb deren Grenzen der Prozesszustand von der Auswertungseinheit als in Ordnung beurteilt wird. Damit kann die Auswertungseinheit nach der Erfindung anhand von einfachen Schwellenwerten oder Grenzwerten für jeweilige Größen eine Prozessdiagnose vornehmen. Beispielsweise ist es für einen Temperaturfühler bei einem bestimmten Prozess bekannt, dass der Produktionsprozess innerhalb bestimmter Grenzen korrekt abläuft, es bei Überschreiten jedoch zu Fehlern entweder am Sensor selbst oder im Prozess gekommen ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann anhand der voreingestellten und vorab definierten Grenzwerte für jeweilige Analysewerte eine aussagekräftige Diagnose des aktuellen Prozesszustands vorgenommen werden. Nach einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung können die vorab definierten Schwellenwerte für Sensor- oder Prozessgrößen mit einem ebenfalls vorab festgelegten Zeitfenster für die Wertentwicklung kombiniert werden, d. h. dass zum Beispiel innerhalb eines bestimmten zeitlichen Rahmens eine Über- oder Unterschreitung der vordefinierten Schwellenwerte nicht erfolgen darf. Mit der einfachen Festlegung bestimmter Grenzwerte für jeweilige Prozessgrößen oder Sensorwerte kann die erfindungsgemäße Auswertungseinheit eine recht realitätsnahe Auswertung der aktuellen Zustandsgüte eines gerade ablaufenden Produktionsprozesses durchführen.To a further advantageous embodiment of the invention Method are evaluated for each evaluated in the evaluation unit Sensor and / or process size one lower each and defines an upper threshold, within its limits the process state is judged by the evaluation unit to be in order becomes. Thus, the evaluation unit according to the invention based of simple thresholds or limits for respective ones Sizes carry out a process diagnosis. For example is it for a temperature sensor at a given temperature Process known that the production process within certain Boundaries run correctly, if exceeded However, errors have occurred either on the sensor itself or in the process is. According to the inventive method can based on the preset and pre-defined limits for respective analysis values provide a meaningful diagnosis of current process status. After a favorable Aspect of the invention may be the pre-defined thresholds for sensor or process variables with one also predefined time slots for performance combined, d. H. that, for example, within a given timeframe exceeds or falls below the predefined limits Thresholds may not occur. With the simple determination certain limits for respective process variables or sensor values can be the evaluation unit according to the invention a very realistic evaluation of the current state quality of a to carry out the currently running production process.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der Auswertungseinheit oder in einem Schnittstellengerät zustandsspezifische Zeitintervalle für Sensor- oder Prozessgrößen definiert und in der Auswertungseinheit für die Prozesszustandsanalyse verwendet. Anhand der Kenntnis von typischen Prozesszuständen eines jeweiligen Produktionsprozesses kann das damit üblicherweise zusammenhängende Zeitintervall in der Auswertungseinheit nach der Erfindung abgelegt werden, so dass die jeweiligen Prozesszustandsmuster abhängig von dem Zeitintervall und der Art des auftretenden Prozesszustands vom System richtig erkannt werden und eine korrekte Auswertung liefern. Beispielsweise ist in einem Produktionsprozess in der Lebensmittelindustrie ein bestimmter Temperaturabfall des Prozessmediums innerhalb eines bestimmten zeitlichen Rahmens bekannt. Wenn dieses Zeitintervall und die entsprechende Zustandsänderung der Prozessgröße dem System vorab mitgeteilt werden, beispielsweise in Form von abgespeicherten Prozesszustandsmustern, kann die Aussagefähigkeit und Qualität von Analyseergebnissen des erfindungsgemäßen Detektionsverfahrens erhöht werden.To a further advantageous embodiment of the invention Method are in the evaluation unit or in an interface device Condition-specific time intervals for sensor or process variables defined and in the evaluation unit for the process status analysis used. Based on the knowledge of typical process conditions of a particular production process that usually can contiguous time interval in the evaluation unit are stored according to the invention, so that the respective process state pattern depending on the time interval and the type of occurring Process state are correctly recognized by the system and a correct Deliver evaluation. For example, in a production process in the food industry a certain temperature drop of the Process medium known within a certain time frame. If this time interval and the corresponding state change the process size is communicated to the system in advance, for example in the form of stored process state patterns, can the informative value and quality of analysis results of the detection method according to the invention increases become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Zustandszähler vorgesehen, mit welchem die Anzahl von Veränderungen einer Prozess- oder Sensorgröße pro definierter Zeiteinheit erfassbar ist. Unter einem Zustandszähler wird erfindungsgemäß hier jeder Zustandszähler verstanden, mittels welchem bestimmte typische Prozesszustände erfasst und numerisch gezählt werden können. Dies wird nach der Erfindung vorteilhafterweise in Abhängigkeit von festgelegten und zustandsspezifischen Zeitintervallen durchgeführt, da für bestimmte in Produktionsprozessen auftretende Zustände typische Zeitintervalle in der Praxis gegeben sind.To a further advantageous embodiment of the method according to the invention a state counter is provided, with which the number of Changes to a process or sensor size per defined time unit is detectable. Under a state counter According to the invention here each state counter understood by means of which certain typical process conditions can be recorded and numerically counted. This is according to the invention advantageously in dependence performed by specified and condition-specific time intervals, because of certain conditions occurring in production processes typical time intervals are given in practice.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Anzahl von voneinander unabhängigen Zuständen des Produktionsprozesses vorab definiert, welche jeweils gekennzeichnet sind durch zeitliche und/oder wertebezogene Grenzen und Intervalle hinsichtlich der untersuchten Sensor- oder Prozessgrößen. Eine Definition von voneinander unabhängigen Zuständen des Produktionsprozesses kann beispielsweise in Form einer Kombination von Sensorwertentwicklung und zeitlichem Rahmen oder ähnlichem erfolgen. Typische und voneinander unabhängige Zustände eines jeweiligen spezifischen Produktionsprozesses sind dem erfindungsgemäßen System dadurch vorab bekannt und können zur Verbesserung der Diagnoseergebnisse verwendet werden.To A further advantageous embodiment of the invention is a Number of independent states of the production process defined in advance, which are each marked are by temporal and / or value-related boundaries and intervals regarding the investigated sensor or process variables. A definition of independent states of the production process, for example, in the form of a combination of sensor value development and time frame or the like respectively. Typical and independent states a respective specific production process are the inventive System thus known in advance and can be used to improve the diagnostic results are used.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorab definierte und voneinander jeweils unabhängige Zustände des jeweiligen Produktionsprozesses seriell miteinander verknüpft. Unter einem seriellen Verknüpfen von verschiedenen und voneinander unabhängigen Zuständen eines Produktionsprozesses wird vorliegend beispielsweise eine definierte Abfolge von verschiedenen Zuständen oder ein zeitliches Abhängigkeitsmuster von Zuständen untereinander verstanden. So kann beispielsweise ein Zustand Zi als eine unabdingbare Folge eines davon unabhängigen anderen Zustands Zi-1 definiert werden. Bei Nichteinhaltung der seriellen Verknüpfung und in diesem Fall zeitlich festgelegten Abfolge der beiden Zustände wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Signal als Ausgabe erzeugt, das beispielsweise in einem Alarm für fehlerhaften Produktionsablauf ausgegeben werden kann. Die voneinander unabhängigen und seriell verknüpften Zustände Zi können sich dabei wertemäßig oder zeitlich überlappen oder nicht. Eine Verknüpfung der Zustände kann als UND ebenso mit der Vorschrift ODER definiert werden, so dass es zum Beispiel einen Zustand Zk geben kann, dem entweder ein Zustand Zm oder ein Zustand Zn folgen kann, bzw. Zz ist der Folgezustand von Zx oder Zy.According to a related advantageous alternative of the method according to the invention, predefined and mutually independent states of the respective production process are serially linked together. In this case, a serial linking of different and independent states of a production process is understood to mean, for example, a defined sequence of different states or a temporal dependency pattern of states with one another. For example, a state Z i as an indispensable consequence of one of them un dependent other state Z i-1 . Failure to comply with the serial link and in this case timed sequence of the two states, a signal is generated as output by the inventive method, which can be output, for example in an alarm for faulty production process. The independent and serially linked states Z i may or may not overlap in value or time. An association of the states can be defined as AND as well with the instruction OR, so that it can give, for example, a state Z k , which can either follow a state Z m or a state Z n , or Z z is the subsequent state of Z x or Z y .

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Sensorkennzahlen verwendet, welche aus gemessenen Rohdaten eines Sensors abgeleitet oder ausgerechnet werden. Neben den Rohdaten bzw. Messwerten des Sensors oder anderer sensorieller Systeme im Produktionsprozess werden damit sogenannte Sensorkennzahlen abgeleitet und berechnet. Diese können ebenfalls in der erfindungsgemäßen Speichereinheit gespeichert werden. Die Verwendung von abgeleiteten Sensorkennzahlen hat den Vorteil, dass bestimmte Einflüsse aus der Umgebung oder der Messgrößen erfindungsgemäß hierdurch kompensiert werden können. So kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise eine Berücksichtigung von Einflüssen der simultan gemessenen Messgrößen untereinander durch eine berechnete Kompensation durchgeführt werden. Die Analyseergebnisse hinsichtlich des aktuellen Zustands des Produktionsprozesses sind damit verbessert.To a further advantageous embodiment of the invention Method are used sensor codes, which measured from Raw data of a sensor derived or calculated. Next the raw data or measured values of the sensor or other sensor Systems in the production process thus become so-called sensor codes derived and calculated. These can also be found in the stored memory unit according to the invention become. The use of derived sensor codes has the Advantage that certain influences from the environment or the Measurands according to the invention thereby can be compensated. So can with the inventive Procedure, for example, a consideration of influences the measured quantities measured simultaneously be performed by a calculated compensation. The analysis results regarding the current state of the production process are improved.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der verwendete Sensor ein Temperaturfühler zur Erfassung einer Prozesstemperatur bzw. der Temperatur eines Prozessmediums in einer Produktionsanlage, wobei mindestens die Temperaturwerte als eine Sensorgröße in der Auswertungseinheit zur Prozessdiagnose neben weiteren aktuellen Prozesswerten verwendet werden. Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden innerhalb der Prozessdiagnose in der Auswertungseinheit als Sensor- oder Prozessgröße ein pH-Wert, ein Temperaturwert, eine elektrische Leitfähigkeit des Prozessmediums, ein Gehalt an Gelöstsauerstoff, eine Trübung oder ein CO2-Wert verwendet. Mit diesen Werten können bestimmte Eigenschaften des im Produktionsprozess verarbeiteten Prozessgutes realitäts- und wirklichkeitsnah abgebildet werden. Die kombinierte und simultane Verwendung und Auswertung von einer dieser Größen zusammen beispielsweise mit durch einen Sensor gemessenen Temperaturwerten liefert aussagekräftige Ergebnisse hinsichtlich des aktuellen Prozesszustands. Neben den Messgrößen selbst können im Rahmen der Erfindung auch die zeitlichen Ableitungen aller oder einzelner Messgrößen je nach Produktionsprozess eingesetzt werden.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the sensor used is a temperature sensor for detecting a process temperature or the temperature of a process medium in a production plant, wherein at least the temperature values are used as a sensor size in the evaluation unit for process diagnostics in addition to other current process values. According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, a pH value, a temperature value, an electrical conductivity of the process medium, a content of dissolved oxygen, a turbidity or a CO 2 value are used within the process diagnosis in the evaluation unit as the sensor or process variable. With these values, certain properties of the process material processed in the production process can be depicted realistically and realistically. The combined and simultaneous use and evaluation of one of these variables together, for example with temperature values measured by a sensor, provides meaningful results with regard to the current process state. In addition to the measured variables themselves, within the scope of the invention, the time derivatives of all or individual measured variables can also be used depending on the production process.

Erfindungsgemäß wird ebenfalls eine Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen mit den Merkmalen nach Anspruch 13 vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Auswertungseinheit aufweist, welche angepasst ist, simultan mehrere Sensorwerte und/oder weitere Prozessgrößen zur Diagnose von aktuellen Prozesszuständen und/oder Sensorzuständen im Produktionsprozess zu verarbeiten, und wobei voreingestellte untere und obere Schwellenwerte Su, So für mindestens zwei Sensor- oder Prozessgrößen in der Vorrichtung gespeichert sind. Die Auswertungseinheit nach der Erfindung kann innerhalb der Detektionsvorrichtung hinsichtlich von Prozesszuständen entweder als ein separates Hardware-/Programmmodul installiert werden oder als ein Programmmodul in bestehende Vorrichtungen der Produktionsanlage wie beispielsweise die zentrale Steuer- und Regelungseinheit integriert werden. Die gleichzeitige bzw. simultane Verarbeitung und Auswertung von Sensorwerten oder weiteren Prozessgrößen erfolgt je nach vorab definierten und prozessspezifisch relevanten Größen, und die jeweiligen Werte und Größen werden zusammen mit den Diagnoseergebnissen in einer Speichereinheit gespeichert. Darüber hinaus sind jeweils für die relevanten Prozessgrößen und Sensorwerte voreingestellte untere und obere Schwellenwerte in der Vorrichtung definiert und abgespeichert. Anhand der Schwellenwerte und gemessenen Sensorwerte bzw. Prozessgrößen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aktuelle Zustände von Prozessen genau analysieren, und einzelne Elemente von Produktionsanlagen können hinsichtlich deren Funktionsfähigkeit gleichermaßen wie der globale aktuelle Prozesszustand mit einfachen Mitteln bewertet werden.According to the invention, a device for detecting process conditions in alternating production processes with the features of claim 13 is also proposed, wherein the device has an evaluation unit which is adapted to simultaneously multiple sensor values and / or further process variables for the diagnosis of current process states and / or to process sensor states in the production process, and wherein preset lower and upper threshold values S u , S o are stored in the device for at least two sensor or process variables. The evaluation unit according to the invention can be installed within the detection device in terms of process conditions either as a separate hardware / program module or integrated as a program module in existing devices of the production plant such as the central control unit. The simultaneous or simultaneous processing and evaluation of sensor values or other process variables takes place according to predefined and process-specific variables, and the respective values and quantities are stored together with the diagnostic results in a memory unit. In addition, pre-set lower and upper threshold values are defined and stored in the device for the relevant process variables and sensor values. On the basis of the threshold values and measured sensor values or process variables, the device according to the invention can analyze current states of processes precisely, and individual elements of production plants can be assessed with regard to their functionality as well as the global current process state with simple means.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit der Auswertungseinheit ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugbar. Nach einem vorteilhaften Aspekt sind eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Alarmeinrichtung vorgesehen, welche mit der Auswertungseinheit zur Übermittlung des Signals verbunden sind.To an advantageous embodiment of the invention Device is with the evaluation unit an acoustic and / or optical signal can be generated. According to an advantageous aspect are a Display device and / or an alarm device provided, which with the evaluation unit for the transmission of the signal are connected.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Zustandszähler vorgesehen, mittels welchem vordefinierte Zustände hinsichtlich des Produktionsprozesses anhand von Schwellenwerten oder Intervallgrenzen für Prozess- oder Sensorgrößen zahlenmäßig erfassbar sind. Der Zustandszähler bietet eine denkbar einfache Prozessanalyse, wenn beispielsweise die Anzahl von Überschreitungen eines bestimmten Grenzwertes oder einer Kombination von Grenzwerten und Zeitintervallen für verschiedene im System berücksichtigte zustandsrelevante Größen festgestellt wird. Als Folge kann der Zustandszähler oder die Auswertungseinheit beispielsweise ein Ausgangssignal als Folgereaktion erzeugen, wie z. B. ein Alarmsignal, eine optische bzw. visuelle Meldung oder ein Steuersignal an eine Relaisschaltung am Messumformer oder andere Steuerungseinrichtungen des Produktionsprozesses.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, a state counter is provided, by means of which predefined states with respect to the production process can be numerically determined on the basis of threshold values or interval limits for process or sensor variables. The state counter provides a very simple process analysis, for example, if the number of transgressions of a certain Limit value or a combination of limit values and time intervals for different state-relevant variables considered in the system. As a result, the state counter or the evaluation unit, for example, generate an output signal as a follow-up reaction, such. As an alarm signal, an optical or visual message or a control signal to a relay circuit on the transmitter or other control devices of the production process.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind untere und obere Schwellenwerte Su, So für jeweilige Sensorwerte in einem Messumformer des Sensors oder im Sensor selbst gespeichert. Dadurch sind keine separaten Speicherkapazitäten für die Durchführung der erfindungsgemäßen Prozessanalyse erforderlich.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, lower and upper threshold values S u , S o for respective sensor values are stored in a transmitter of the sensor or in the sensor itself. As a result, no separate storage capacities for carrying out the process analysis according to the invention are required.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liefert die Auswertungseinheit als Ergebnis der Prozessdiagnose ein akustisches Signal, ein optisches bzw. visuelles Signal und/oder ein Steuersignal für insbesondere eine Relaisschaltung einer Einrichtung der Produktionsanlage. Damit kann zeitnah auf sich verändernde Prozesszustände reagiert werden, und ein Bediener wird frühzeitig und in verschiedenster Weise auf kritische Prozesszustände in der Produktionsanlage hingewiesen.To a further advantageous embodiment of the invention Device delivers the evaluation unit as a result of the process diagnosis an acoustic signal, an optical or visual signal and / or a control signal for in particular a relay circuit a facility of the production plant. This can be timely reacting to changing process conditions, and an operator becomes early and diverse Way to critical process conditions in the production plant pointed.

Die Erfindung wird im Folgenden mehr im Detail anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnung beschrieben werden. In der Zeichnung zeigen:The The invention will be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment be described with the aid of the accompanying drawings. In the drawing show:

1 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf zweier Messgrößen mit jeweiligen Schwellenwerten und Zeitintervallen von verschiedenen Zuständen Zi zur Veranschaulichung des Prinzips des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung; und 1 a diagram with the time course of two measures with respective thresholds and time intervals of different states Z i to illustrate the principle of the method according to the present invention; and

2 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in Produktionsprozessen mit zwei Sensoren. 2 a schematic block diagram of an embodiment of an inventive device for detecting process conditions in production processes with two sensors.

In der 1 ist der zeitliche Verlauf zweier Messgrößen X1, X2 als ein Beispiel dargestellt, um zu veranschaulichen, wie das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von Prozesszuständen grundsätzlich funktioniert: Für beide Messwerte X1, X2 sind in einem erfindungsgemäßen Eingabegerät, beispielsweise einer menügesteuerten Schnittstellenvorrichtung, mehrere Schwellenwerte definiert. Die Schwellenwerte sind in der 1 mit gepunkteten Linien parallel zur Abszisse eingezeichnet und mit einem jeweiligen Index versehen. Für die Messgröße X1 beispielsweise sind in diesem Ausführungsbeispiel ein erster unterer Schwellenwert X1.1.min und ein zweiter unterer Schwellenwert X1.2.min festgelegt. Die Schwellenwerte sind mit ebenfalls voreingestellten Zeitintervallen z1, z2 und z3 verknüpft, worüber jeweils verschiedene Zustände Z1, Z2 und Z3 definiert sind. Ein Zustand Zi ist hier also quasi eine Kombination von Zeitintervall und Messwertverlauf innerhalb von bestimmten Grenzen. Bei Eintreten eines der Zustände Z1, Z2, Z3 wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Ausgabesignal generiert, das beispielsweise einer Alarmeinrichtung zugeführt werden kann. Dies ist in 1 anhand des Zustands Z3 illustriert. Das Zeitintervall für den Zustand Z3 ist mit den Grenzen t3.min und t3.max festgelegt. Die Dauer eines Zeitintervalls zi kann über Grenzen ti,min und ti,max definiert werden. Dabei wird ein Zustand Zi erst als solcher erkannt, wenn die Messgrößen Xi in ihren für diesen Zustand Zi definierten Bereichen liegen. Bei Überschreiten der jeweiligen Schwellenwerte für die Messgrößen X1, X2 innerhalb des Zeitintervalls z3 wird eine Alarmmeldung mit der Vorrichtung nach der Erfindung generiert. Dauert aber der Zustand Zi mit den Messgrößen Xi in ihren für diesen Zustand definierten Bereichen länger als ti,max, dann liegt eine Störung vor (siehe 1). Eine minimale Dauer ti,min für einen Zustand Zi muss angegeben werden. Der obere Grenzwert ti,max ist optional. Wird ein oberer Grenzwert nicht angegeben, dann kann lediglich keine Warnung erfolgen. Der Zustand wird aber dennoch registriert.In the 1 the time profile of two measured variables X 1 , X 2 is shown as an example in order to illustrate how the method according to the invention for the detection of process states basically works: for both measured values X 1 , X 2 , in an input device according to the invention, for example a menu-driven interface device, defined multiple thresholds. The thresholds are in the 1 drawn with dotted lines parallel to the abscissa and provided with a respective index. For example, a first lower threshold X 1.1.min and a second lower threshold X 1.2.min are defined for the measured variable X 1 in this exemplary embodiment . The threshold values are linked to likewise preset time intervals z 1 , z 2 and z 3 , over which different states Z 1 , Z 2 and Z 3 are defined. A state Z i is therefore a quasi combination of time interval and measured value course within certain limits. When one of the states Z 1 , Z 2 , Z 3 occurs , an output signal is generated by the method according to the invention, which can be supplied, for example, to an alarm device. This is in 1 illustrated by the state Z 3 . The time interval for the state Z 3 is fixed with the limits t 3.min and t 3.max . The duration of a time interval z i can be defined over limits t i, min and t i, max . Here, a state Z i is only recognized as such when the measured variables X i are in their for this condition Z i defined areas. When the respective threshold values for the measured variables X 1 , X 2 within the time interval z 3 are exceeded, an alarm message is generated with the device according to the invention. But takes the state Z i with the measures X i in their areas defined for this state longer than t i, max , then there is a fault (see 1 ). A minimum duration t i, min for a state Z i must be specified. The upper limit value t i, max is optional. If an upper limit is not specified, then no warning can be given. The condition is nevertheless registered.

Das heißt, es kann grundsätzlich zwei Arten von Alarmmeldungen geben:

  • 1. der Zustand Zi dauert zu lange (eben beschrieben, dazu muss ti,max definiert sein);
  • 2. der Zustand Zi wird nicht erkannt (ti,min wird nicht erreicht) und der Zustand Zi ist mit mindestens einem weiteren Zustand Zk verknüpft (dabei kann Zk vor oder nach Zi liegen).
That is, there can basically be two types of alarm messages:
  • 1. the state Zi takes too long (just described, for this purpose t i, max must be defined);
  • 2. The state Z i is not recognized (t i, min is not reached) and the state Zi is associated with at least one further state Z k (Z k may be before or after Z i ).

Dabei wird erfindungsgemäß nicht nur ein einziger Sensorwert berücksichtigt, sondern es werden simultan mindestens zwei Sensor- oder Prozessgrößen des jeweiligen Produktionsprozesses ausgewertet, was in 1 anhand der beiden Messgrößen X1, X2 illustriert ist. Die Messgröße X1 kann beispielsweise ein Temperaturwert sein, welcher von einem Temperatursensor in einer Produktionsanlage anhand des Prozessgutes gemessen wird. Die Messgröße X2 kann beispielsweise ein pH-Wert, ein anderer Temperaturwert oder die Leitfähigkeit des Prozessgutes sein. Beide Messgrößen X1, X2 werden simultan, d. h. gleichzeitig, über den Zeitablauf betrachtet, ausgewertet und gespeichert. Anhand der vordefinierten Zustände Zi können im alternierenden Produktionsprozess Situationen erkannt werden, welche eine Wartung oder eine Änderung im Produktionsprozess oder einzelner Produktionsanlagenteile erfordern. Da beispielsweise Sensoren wie Temperaturmessfühler durch die Belastung und durch die Messumgebung über die Zeit ihre Eigenschaften ändern können, ist es erforderlich, die Funktionsfähigkeit des Sensors und damit den gesamten Produktionsprozess auf die Zustandsgüte hin zu überwachen. Dies geschieht nach der vorliegenden Erfindung anhand eines simultanen Auswertens mehrerer Prozessgrößen oder Sensorgrößen über voreingestellte Schwellenwerte mit dem Ziel einer Gesamtprozessdiagnose. Damit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die aktuellen Prozessbedingungen, wie z. B. die aktuelle Temperatur des Prozessgutes, festgestellt werden, sondern es können erfindungsgemäß auch allgemeine Aussagen über Prozesszustände gemacht werden. Diese werden erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise fortlaufend oder mindestens periodisch erfasst und gespeichert und in einer Auswertungseinheit im Hinblick auf fehlerhafte Prozesszustände analysiert. Die Analyse des Prozesszustands und die Diagnose mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können dabei in Form eines einfachen Zustandszählers realisiert sein. Des Weiteren können durch die Festlegung bestimmter messwertbezogener oder zeitlicher Grenzwerte auch qualitative Aussagen über den Prozesszustand insgesamt gemacht werden, auf deren Basis dann entsprechende Signale oder Folgereaktionen ausgeführt werden. Als Ausgangssignal der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann entweder ein elektrisches Steuersignal für eine Relaisschaltung erzeugt werden oder aber eine visuelle oder akustische Alarmmeldung, die an eine Anzeigeeinrichtung oder eine ein Tonsignal erzeugende Einrichtung weitergeleitet wird.In this case, according to the invention not only a single sensor value is taken into account, but at least two sensor or process variables of the respective production process are simultaneously evaluated, which results in 1 is illustrated by the two measured quantities X 1 , X 2 . The measured variable X 1 can be, for example, a temperature value which is measured by a temperature sensor in a production plant on the basis of the process material. The measured variable X 2 may be, for example, a pH value, another temperature value or the conductivity of the process material. Both measured quantities X 1 , X 2 are considered simultaneously, ie simultaneously, over the course of time, evaluated and stored. On the basis of the predefined states Z i , situations can be identified in the alternating production process which require maintenance or a change in the production process or of individual production plant parts. For example, because sensors such as temperature sensors by the load and by the Measuring environment over time to change their properties, it is necessary to monitor the operability of the sensor and thus the entire production process on the condition quality. This is done according to the present invention based on a simultaneous evaluation of multiple process variables or sensor sizes on preset thresholds with the aim of a total process diagnosis. Thus, not only the current process conditions such. As the current temperature of the process, can be determined, but it can be made according to the invention also general statements about process conditions. According to the invention, these are recorded and stored in an advantageous manner continuously or at least periodically and analyzed in an evaluation unit with regard to faulty process states. The analysis of the process state and the diagnosis with the method according to the invention can be realized in the form of a simple state counter. Furthermore, the determination of certain measured value-related or time limit values can also make qualitative statements about the process status overall, on the basis of which corresponding signals or subsequent reactions are then executed. As an output signal of the device according to the invention either an electrical control signal for a relay circuit can be generated or a visual or audible alarm message, which is forwarded to a display device or a sound signal generating device.

In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in Form eines schematischen Blockdiagramms dargestellt. Die Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen beispielsweise der Lebensmitteltechnologie oder chemischen Industrie weist eine Auswertungseinheit 2 auf, die mit einer Speichereinheit 3 verbunden ist. Der zu überwachende Produktionsprozess 10 ist im unteren Teil der 2 mit verschiedenen Prozessschritten schematisch dargestellt. In einem ersten Teil befindet sich ein erster Sensor 1, der zum Beispiel ein Temperatursensor ist. Der Sensor 1 ist mit einem Messumformer 7 verbunden, der wiederum mit der Auswertungseinheit 2 nach der vorliegenden Erfindung verbunden ist. In einem anderen Bereich des Produktionsprozesses 10 ist ein zweiter Sensor 11 in Form eines pH-Wert-Sensors eingebaut, der wiederum mit einem Messumformer 7 verbunden ist. Auch dieser weitere Sensor 11 ist über den Messumformer 7 mit der Auswertungseinheit 2 verbunden, in welcher die beiden Sensorwerte der Sensoren 1, 11 zusammengeführt werden. In einer Speichereinheit 3 werden vom Benutzer definierte prozessspezifische Werte und Daten abgelegt. In der Speichereinheit 3 sind beispielsweise obere und untere Schwellenwerte für von den Sensoren 1, 11 gemessene Messwerte, in diesem Fall Temperaturwerte und pH-Werte, abgelegt. Des Weiteren können in der Speichereinheit 3 jeweils auf den zu diagnostizierenden Produktionsprozess angepasste typische Zustände Zi abgelegt werden. Des Weiteren können Daten hinsichtlich weiterer Prozessgrößen oder Sensorgrößen hier gespeichert sein. Die Auswertungseinheit 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ferner mit einem Zustandszähler 4 versehen. Über den Zustandszähler 4 kann das Auftreten von bestimmten vorab definierten Zuständen Zi numerisch erfasst werden und dem Bediener oder einer Steuerungseinheit weitergegeben werden.In the 2 an embodiment of the device according to the invention for the detection of process conditions in the form of a schematic block diagram is shown. The device for detecting process conditions in alternating production processes, for example in food technology or the chemical industry, has an evaluation unit 2 on that with a storage unit 3 connected is. The production process to be monitored 10 is in the lower part of the 2 schematically represented with different process steps. In a first part is a first sensor 1 which is a temperature sensor, for example. The sensor 1 is with a transmitter 7 connected, in turn, with the evaluation unit 2 connected according to the present invention. In another area of the production process 10 is a second sensor 11 built in the form of a pH sensor, in turn, with a transmitter 7 connected is. Also this further sensor 11 is about the transmitter 7 with the evaluation unit 2 connected, in which the two sensor values of the sensors 1 . 11 be merged. In a storage unit 3 User-defined process-specific values and data are stored. In the storage unit 3 For example, upper and lower thresholds for the sensors 1 . 11 measured values, in this case temperature values and pH values. Furthermore, in the storage unit 3 in each case adapted to the production process to be diagnosed typical states Z i are stored. Furthermore, data regarding further process variables or sensor sizes can be stored here. The evaluation unit 2 in this embodiment is further provided with a state counter 4 Mistake. About the state counter 4 For example, the occurrence of certain predefined states Z i can be detected numerically and forwarded to the operator or a control unit.

Die Auswertungseinheit 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist angepasst, simultan mehrere Sensorwerte oder Prozessgrößen in solch einer Form zu verarbeiten, dass anhand der mehreren Werte oder Größen eine qualitative Aussage über den aktuellen Prozesszustand des Produktionsprozesses 10 zu Diagnosezwecken abgeleitet werden kann.The evaluation unit 2 The device according to the invention is adapted to simultaneously process a plurality of sensor values or process variables in such a form that, based on the plurality of values or variables, a qualitative statement about the current process state of the production process 10 can be derived for diagnostic purposes.

Dadurch ist die Auswertungseinheit 2 nicht nur in der Lage, die einzelnen Sensorwerte zu erfassen und für die Prozesssteuerung zu benutzen. Über die simultane Erfassung und Auswertung von gleichzeitig mehreren Prozess- oder Sensorgrößen können mit einer relativ einfachen Vorrichtung auch allgemeine Aussagen über den derzeitigen aktuellen Prozesszustand und eventuell erforderliche Eingriffe oder Wartungsarbeiten gemacht werden. Als Ergebnis in Form beispielsweise eines Ausgangssignals liefert die Auswertungseinheit 2 ein visuelles bzw. optisches Signal, das zum Beispiel in einer Anzeigeeinrichtung 5 dargestellt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann auch ein akustisches Signal von der Auswertungseinheit 2 ausgegeben werden, das in einer Alarmeinrichtung 6 in Form eines Signaltons beispielsweise einen fehlerhaften Prozessablauf signalisiert. Des Weiteren kann ergänzend oder alternativ ein elektrisches Signal bei Eintreten eines bestimmten Prozesszustands Zi erzeugt werden, das über ein Schaltrelais 8 zum Aktivieren einer Stelleinrichtung 9 innerhalb des Produktionsprozesses 10 gegeben wird. Damit kann automatisch und mit recht geringem apparativem Aufwand eine hocheffektive Überwachung und Diagnose von laufenden Produktionsprozessen durchgeführt werden. Ein Sensorverschleiß oder ein anderes Fehlverhalten innerhalb des Prozesses 10 kann frühzeitig erkannt werden und durch die erfindungsgemäße Diagnosevorrichtung ausgewertet und erfasst werden. Die Speicherung von Prozesszuständen Zi und Schwellenwerten sowie Zeitintervallen für Sensorwerte kann statt in der Speichereinheit 3 auch direkt im Messumformer 7 der Sensoren 1, 11 erfolgen. Auch kann statt einer separaten Auswertungseinheit 2 die Auswertungseinheit als ein Programmmodul innerhalb bestehender Steuerungseinrichtungen oder Prozesscomputer eingebaut werden. Vorteilhafterweise ist auch eine Schnittstelle vorgesehen, über welche ein Benutzer oder Bediener beispielsweise menügesteuert Schwellenwerte für Sensormesswerte, Zeitintervalle oder zustandsspezifische weitere Daten eingeben kann. Auch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht darauf beschränkt, lediglich zwei Sensorwerte zu erfassen und für die Prozessdiagnose simultan auszuwerten. Weitere Sensor- oder Prozessgrößen können alternativ, ergänzend oder zusätzlich verwendet werden.This is the evaluation unit 2 not only able to capture the individual sensor values and use them for process control. By means of the simultaneous detection and evaluation of simultaneously several process or sensor variables, it is also possible to make general statements about the current state of the current process and any necessary interventions or maintenance work with a relatively simple device. As a result in the form of, for example, an output signal, the evaluation unit provides 2 a visual signal, for example in a display device 5 can be represented. Alternatively or additionally, an acoustic signal from the evaluation unit 2 be issued in an alarm device 6 signaled in the form of a beep, for example, a faulty process flow. Furthermore, in addition or alternatively, an electrical signal can be generated when a specific process state Z i occurs , via a switching relay 8th for activating an actuating device 9 within the production process 10 is given. Thus, a highly effective monitoring and diagnosis of current production processes can be carried out automatically and with a relatively low expenditure on equipment. Sensor wear or other misconduct within the process 10 can be detected early and evaluated and detected by the diagnostic device according to the invention. The storage of process states Z i and threshold values and time intervals for sensor values may take place in the memory unit 3 also directly in the transmitter 7 the sensors 1 . 11 respectively. Also, instead of a separate evaluation unit 2 the evaluation unit as a program module within existing control facilities or process computers are installed. Advantageously, an interface is also provided, via which a user or operator can input menu-controlled threshold values for sensor measured values, time intervals or state-specific additional data, for example. Also, the device according to the invention is not limited to detecting only two sensor values and to evaluate them simultaneously for the process diagnosis. Other sensor or process variables may alternatively, additionally or additionally be used.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein sehr einfaches Werkzeug zur Prozessdiagnose bereitgestellt. Außer den aktuellen Prozessbedingungen, wie Temperatur des Prozessgutes, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit etc., kann mit der Erfindung nun auch eine Aussage dahingehend gemacht werden, wie der sich permanent ändernde Prozessablauf insgesamt zu bewerten ist. Eine Prozessveränderung beispielsweise aufgrund eines Sensorverschleißes oder anderer Fehlfunktionen kann daher zeitnah und fortlaufend mit einfachen Mitteln überwacht und frühzeitig erkannt werden.With the device according to the invention and the invention Method is provided a very simple tool for process diagnostics. Except the current process conditions, such as temperature process material, pH value, electrical conductivity etc., can now also made a statement to the effect with the invention as the ever-changing process flow overall rate is. A process change, for example, due sensor wear or other malfunction therefore monitored promptly and continuously with simple means and be recognized early.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Prozessdiagnose anhand der in 1 dargestellten Messverläufe der beiden Messgrößen X1, X2 gegeben: In einem Messumformer 7 oder einer anderen Mensch/Maschinen-Schnittstelle werden in einem Menü sequentielle Zustände eines zu analysierenden aktuellen Produktionsprozesses durch die Eingabe von Schwellenwerten, Zeitintervallen, Werteverläufen etc. eingegeben. Die Definition erfolgt je nach Bedarf und kann auch vom Bediener geändert werden. Da eine Zustandsdefinition jeweils prozessabhängig ist, ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Änderung durch eine Benutzer/Vorrichtungs-Schnittstelle vorgesehen. Die eingegebenen Zustandsdaten wie Schwellenwerte, Grenzwerte und Zeitintervalle werden entweder in der Speichereinheit 3 oder im Messumformer 7 bzw. im Sensor 1, 11 selbst gespeichert. Bei einer Speicherung der relevanten Zustandsdaten im Sensor 1, 11 können die Anzeigegrößen auch über Sensorkennzahlen wahlweise in ein Rohdatenformat umgerechnet werden.In the following, an embodiment for the process diagnosis according to the invention will be described with reference to FIGS 1 shown measuring curves of the two quantities X 1 , X 2 given: In a transmitter 7 or another human / machine interface, sequential states of a current production process to be analyzed are entered in a menu by entering threshold values, time intervals, value curves, etc. The definition is made as needed and can also be changed by the operator. Since a state definition is process-dependent in each case, a change through a user / device interface is provided by the method according to the invention. The input state data such as thresholds, limits and time intervals are either in the memory unit 3 or in the transmitter 7 or in the sensor 1 . 11 saved yourself. When storing the relevant status data in the sensor 1 . 11 The display sizes can also be converted to a raw data format via sensor codes.

Wenn es beispielsweise für einen bestimmten Prozess bekannt ist, dass verschiedene Messgrößen wie Temperatur und pH-Wert des Prozessguts sich untereinander beeinflussen, kann eine solche gegenseitige Beeinflussung von Messgrößen oder Prozessgrößen auch durch eine berechnete Kompensation berücksichtigt werden. Neben den mit Sensoren 1, 11 erfassten Prozessgrößen wie Temperatur und pH-Wert kann im erfindungsgemäßen Verfahren auch eine bestimmte Anzahl von Veränderungen pro definierter Zeiteinheit über Schwellenwerte analysiert werden. Dafür werden ein unterer Schwellenwert Su und ein oberer Schwellenwert So für jede untersuchte Sensorgröße oder Prozessgröße eingegeben. Zusammen mit einem vorab definierten Zeitintervall für das Einhalten dieser Schwellenwerte kann eine qualitative Aussage über den korrekten oder inkorrekten Ablauf des untersuchten Produktionsprozesses 10 erfolgen. Dafür kann zusätzlich beispielsweise eine Anzahl von unabhängigen Zuständen Zi definiert werden. Ein Beispiel wird weiter unten gegeben werden. Daneben kann noch eine bestimmte Anzahl von zustandsspezifischen Zeitintervallen definiert werden. Erst bei Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls wird beispielsweise ein vorab definierter Prozesszustand Z1 auch als solcher registriert. Neben dem einfachen Ablauf eines vorab bestimmten Zeitintervalls können auch zeitliche Intervallgrenzen mit timin und timax definiert werden. All dies kann über eine menügesteuerte Eingabevorrichtung beispielsweise in Form eines Touchscreen-Monitors erfolgen. Durch zeitliche Intervallgrenzen können Differenzierungen zwischen dem Standardprozessablauf und den zu erfassenden fehlerhaften Prozesszuständen auf relativ einfache Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel wird bei Unterschreiten einer unteren Intervallgrenze timin kein Alarm oder Warnsignal ausgegeben. Wird der aktuelle Zustand des untersuchten Produktionsprozesses 10 in der Zeit zwischen timin und ti verlassen oder dauert der aktuelle Zustand länger als eine festgelegte Zeit timax, so werden ein Warnsignal, ein elektrisches Signal für ein Schaltrelais und/oder eine Alarmmeldung von der Auswertungseinheit 2 und angeschlossenen Warngeräten generiert. Bei Unterschreiten von timin gibt es zum Beispiel nur einen Alarm, falls dieser Zustand Zi mit einem weiteren Zustand Zk verknüpft ist. Wird der Zustand zwischen timin und timax verlassen, gibt es keine Alarmmeldung. Dauert er länger als timax gibt es einen Alarm.If, for example, it is known for a certain process that different measured variables, such as temperature and pH value of the process product, influence one another, such mutual influencing of measured variables or process variables can also be taken into account by means of a calculated compensation. In addition to those with sensors 1 . 11 In the method according to the invention, detected process variables such as temperature and pH value can also be analyzed over threshold values for a specific number of changes per defined time unit. For this purpose, a lower threshold value S u and an upper threshold value S o are entered for each sensor size or process variable investigated. Together with a pre-defined time interval for complying with these thresholds may be a qualitative statement about the correct or incorrect course of the examined production process 10 respectively. In addition, for example, a number of independent states Z i can be defined. An example will be given below. In addition, a certain number of state-specific time intervals can be defined. Only at the end of a predetermined time interval, for example, a previously defined process state Z 1 is also registered as such. In addition to the simple sequence of a predetermined time interval, temporal interval limits can also be defined with t imin and t imax . All this can be done via a menu-driven input device, for example in the form of a touchscreen monitor. By means of temporal interval boundaries, differentiations between the standard process sequence and the erroneous process states to be detected can be carried out in a relatively simple manner. For example, when falling below a lower interval limit t imin no alarm or warning signal is output. Becomes the current state of the examined production process 10 in the time between t imin and t i leave or the current state lasts longer than a predetermined time t imax , so are a warning signal, an electrical signal for a switching relay and / or an alarm message from the evaluation unit 2 and connected warning devices generated. If the value falls below t imin , for example, there is only one alarm if this state Z i is linked to another state Z k . If the state is left between t imin and t imax , there is no alarm message. If it lasts longer than t imax there is an alarm.

So können je nach Bedarf und je nach zu analysierendem Produktionsprozess vom Bediener verschiedene Zustände Zi definiert werden. Ein Beispiel von Zustandsdefinitionen wird nachfolgend gegeben (dabei bedeutet beispielsweise der Schwellwert S1,2,min minimaler Schwellwert der Messgröße X1 im Zustand Z2): Zustand Z1 ist definiert wie folgt:

  • – über ein Zeitintervall z1 müssen
  • – ein unterer Schwellenwert X1,1,min;
  • – ein unterer Schwellenwert X1,2,min und
  • – ein Bereich (ΔX1,1/Δt)min
eingehalten werden.Thus, different states Z i can be defined by the operator as required and depending on the production process to be analyzed. An example of state definitions is given below (in this case, for example, the threshold value S 1,2, min minimum threshold value of the measured variable X 1 in state Z 2 ) means: State Z 1 is defined as follows:
  • - over a time interval z 1 must
  • A lower threshold X 1,1, min ;
  • A lower threshold X 1,2, min and
  • A range (ΔX 1,1 / Δt) min
be respected.

Ein weiterer Zustand Z2 ist definiert als:

  • – ein Zeitintervall z2;
  • – ein unterer Schwellenwert X2,1,min und
  • – ein unterer Schwellenwert X2,2,min.
Another state Z 2 is defined as:
  • A time interval z 2 ;
  • A lower threshold X 2,1, min and
  • A lower threshold X 2,2, min .

Und ein letzter Zustand Z3 in diesem Ausführungsbeispiel wird gebildet über:

  • – ein Zeitintervall z3;
  • – einen Bereich (ΔX3,1/Δt)max.
And a last state Z 3 in this embodiment is formed via:
  • A time interval z 3 ;
  • A range (ΔX 3.1 / Δt) max .

Diese drei Zustände Z1, Z2 und Z3 in der beschriebenen Form sind an dem Beispiel der 1 mit entsprechendem Werteverlauf zweier Messgrößen X1 und X2 dargestellt. Bei Eintritt eines der Zustände wird beispielsweise ein Alarmsignal erzeugt, das über eine Alarmeinrichtung 6 der Vorrichtung nach der Erfindung ausgegeben wird.These three states Z 1 , Z 2 and Z 3 in the form described are based on the example of 1 shown with corresponding value curve of two measured quantities X 1 and X 2 . When one of the states occurs, an alarm signal is generated, for example, via an alarm device 6 the device according to the invention is issued.

Zusätzlich können die drei verschiedenen Zustände noch seriell miteinander verknüpft werden. Beispielsweise kann ein Zustand Zi als ein Folgezustand von einem notwendigerweise vorhergehenden anderen Zustand Zi-1 definiert werden. Wenn diese Abfolge der beiden Zustände Zi und Zi-1 nicht eintritt, wird durch die Vorrichtung ein Alarm oder ein visuelles Warnsignal erzeugt.In addition, the three different states can still be linked in series. For example, a state Z i may be defined as a sequence state of a necessarily previous other state Z i-1 . If this sequence of the two states Z i and Z i-1 does not occur, an alarm or a visual warning signal is generated by the device.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und umfasst jede weitere technisch mögliche Realisierungsart, welche in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fällt. Insbesondere kann die Diagnosemethodik nach der Erfindung sowohl als eine Hardwarelösung als auch als eine Softwarelösung realisiert werden. In letzterem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in Form von Programmmodulen in bestehende Steuer- und Regelungsrechner von Produktionsanlagen integriert werden. Auch ist der Ort einer Speicherung von voreingestellten Schwellenwerten, Intervallen und Zuständen eines jeweiligen Produktionsprozesses nicht auf eine separate Speichereinheit 3 wie im obigen Beispiel beschränkt. Eine Speicherung und Eingabe von voreingestellten Schwellenwerten, Zeitintervallen, Prozesszuständen etc. kann auch anhand bestehender Speicherkapazitäten wie im Messumformer 7 von Sensoren oder an anderer Stelle erfolgen.The invention is not limited to the illustrated embodiments and includes any further technically possible realization, which falls within the scope of the following claims. In particular, the diagnostic methodology according to the invention can be realized both as a hardware solution and as a software solution. In the latter case, the inventive method can be integrated, for example in the form of program modules in existing control and regulation computer of production facilities. Also, the location of storage of preset thresholds, intervals, and states of a particular production process is not on a separate storage unit 3 as limited in the above example. A storage and input of preset thresholds, time intervals, process conditions, etc. can also be based on existing storage capacities as in the transmitter 7 done by sensors or elsewhere.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1550861 A1 [0002] EP 1550861 A1 [0002]
  • - DE 10209318 A1 [0003] - DE 10209318 A1 [0003]

Claims (17)

Verfahren zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen, insbesondere Prozessen der chemischen oder pharmazeutischen Industrie oder der Lebensmitteltechnologie, mit mindestens einem Sensor (1) zur Erfassung von Sensorwerten, welche repräsentativ sind für Prozesszustände, und mit einer Auswertungseinheit (2), welche angepasst ist, Sensorwerte und weitere Prozessgrößen zur Diagnose von Prozesszuständen und/oder Sensorzuständen zu verarbeiten, wobei anhand des Diagnoseergebnisses der Auswertungseinheit (2) ein Signal zur Anzeige von Prozesszuständen oder Sensorzuständen erzeugt wird, gekennzeichnet durch simultanes Auswerten und Beurteilen von gleichzeitig mehreren Sensor- und/oder Prozessgrößen in der Auswertungseinheit (2) unter Verwendung von voreingestellten Schwellenwerten für vom Sensor erfassbare Sensorwerte und/oder Prozessgrößen des Produktionsprozesses zur Ermittlung eines aktuellen Prozesszustandes.Method for detecting process states in alternating production processes, in particular processes in the chemical or pharmaceutical industry or food technology, with at least one sensor ( 1 ) for the detection of sensor values which are representative of process states, and with an evaluation unit ( 2 ), which is adapted to process sensor values and further process variables for the purpose of diagnosing process states and / or sensor states, wherein based on the diagnostic result of the evaluation unit ( 2 ) a signal for displaying process states or sensor states is generated, characterized by simultaneous evaluation and evaluation of simultaneously several sensor and / or process variables in the evaluation unit ( 2 ) using preset threshold values for sensor-detectable sensor values and / or process variables of the production process for determining a current process state. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch fortlaufendes Speichern von Diagnoseergebnissen der Auswertungseinheit (2) in einer Speichereinheit (3).Method according to Claim 1, characterized by the continuous storage of diagnostic results of the evaluation unit ( 2 ) in a storage unit ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jede in der Auswertungseinheit (2) ausgewertete Sensor- und Prozessgröße jeweils ein unterer und ein oberer Schwellenwert (Su; So) definiert werden, innerhalb deren Grenzen der aktuelle Prozesszustand als in Ordnung beurteilt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that for each in the evaluation unit ( 2 ) evaluated sensor and process variable in each case a lower and an upper threshold value (S u ; S o ) are defined, within the limits of which the current process status is judged to be in order. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswertungseinheit (2) zustandsspezifische Zeitintervalle für Sensor- oder Prozessgrößen definiert und verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the evaluation unit ( 2 ) state-specific time intervals for sensor or process variables are defined and used. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die in der Auswertungseinheit (2) ausgewertete und beurteilte Sensor- oder Prozessgröße eine zeitliche Intervallgrenze (timin; timax) definiert wird, innerhalb welcher die Sensor- oder Prozessgröße innerhalb festgelegter Schwellenwerte (Su; So) liegen muss, um den Prozesszustand als in Ordnung zu beurteilen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the in the evaluation unit ( 2 ) is evaluated and assessed, a temporal interval limit (t imin ; t imax ) is defined, within which the sensor or process variable within predetermined threshold values (S u ; S o ) must be in order to judge the process state as in order. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustandszähler (4) vorgesehen ist, welcher die Anzahl von Veränderungen einer Prozess- oder Sensorgröße pro definierter Zeiteinheit erfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a state counter ( 4 ) is provided, which detects the number of changes in a process or sensor size per defined time unit. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von unabhängigen Zuständen (Zi) des Produktionsprozesses vorab definiert wird, welche gekennzeichnet sind durch zeitliche und/oder wertebezogene Grenzen und Intervalle hinsichtlich der untersuchten Sensor- oder Prozessgrößen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a number of independent states (Z i ) of the production process is defined in advance, which are characterized by temporal and / or value-related limits and intervals with respect to the examined sensor or process variables. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch serielles Verknüpfen der definierten und voneinander unabhängigen Zustände (Zi).Method according to claim 7, characterized by serial linking of the defined and independent states (Z i ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch Verwenden von Sensorkennzahlen zur Prozesszustandsanalyse, welche aus den gemessenen Rohdaten des Sensors (1) abgeleitet oder ausgerechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized by using sensor codes for process state analysis, which from the measured raw data of the sensor ( 1 ) or calculated. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) ein Temperaturfühler zur Erfassung der Prozesstemperatur ist, wobei mindestens die Temperatur als eine Sensorgröße in der Auswertungseinheit (2) zur Prozessdiagnose verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 1 ) is a temperature sensor for detecting the process temperature, wherein at least the temperature as a sensor size in the evaluation unit ( 2 ) is used for process diagnostics. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor- oder Prozessgröße ein pH-Wert, ein Temperaturwert, eine elektrische Leitfähigkeit von Prozessmedium, ein Gehalt an Gelöstsauerstoff, eine Trübung oder ein CO2 Wert verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a pH value, a temperature value, an electrical conductivity of process medium, a content of dissolved oxygen, a turbidity or a CO 2 value is used as the sensor or process variable. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch Erzeugen eines akustischen Signals, eines optischen Signals und/oder eines Steuersignals als Ausgangsgröße der Auswertungseinheit (2).Method according to one of the preceding claims, characterized by generating an acoustic signal, an optical signal and / or a control signal as an output variable of the evaluation unit ( 2 ). Vorrichtung zur Detektion von Prozesszuständen in alternierenden Produktionsprozessen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mindestens ein Sensor (1) zur Erfassung von Sensorwerten vorhanden ist, welche repräsentativ sind für Prozesszustände, mit einer Auswertungseinheit (2) zur Auswertung von insbesondere erfassten Sensorwerten und mit einer Speichereinheit (3), in welcher Sensorwerte, Prozessgrößen und Zustandsdiagnoseergebnisse speicherbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit (2) angepasst ist, simultan mehrere Sensorwerte und weitere Prozessgrößen zur Diagnose von aktuellen Prozesszuständen und/oder Sensorzuständen im Produktionsprozess zu verarbeiten, und dass in der Speichereinheit (3) oder in der Auswertungseinheit (2) voreingestellte untere und obere Schwellenwerte (Su; So) für mindestens zwei Sensor- oder Prozessgrößen gespeichert sind.Device for detecting process conditions in alternating production processes, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 12, wherein at least one sensor ( 1 ) is present for the detection of sensor values which are representative of process states, with an evaluation unit ( 2 ) for the evaluation of in particular detected sensor values and with a memory unit ( 3 ), in which sensor values, process variables and state diagnostic results can be stored, characterized in that the evaluation unit ( 2 ) is adapted to simultaneously process a plurality of sensor values and further process variables for the diagnosis of current process states and / or sensor states in the production process, and that in the memory unit ( 3 ) or in the evaluation unit ( 2 ) preset lower and upper threshold values (S u ; S o ) are stored for at least two sensor or process variables. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Auswertungseinheit (2) ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugbar ist und dass eine Anzeigeeinrichtung (5) und/oder eine Alarmeinrichtung (6) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that with the evaluation unit ( 2 ) an audible and / or optical signal can be generated and that a display device ( 5 ) and / or an alarm device ( 6 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zustandszähler (4) aufweist, mittels welchem vordefinierte Zustände hinsichtlich des Produktionsprozesses anhand von Schwellenwerten oder Intervallgrenzen für Prozess- oder Sensorgrößen erfassbar sind.Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that it comprises a state counter ( 4 ), by means of which predefined states with regard to the production process can be detected on the basis of threshold values or interval limits for process or sensor variables. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass untere und obere Schwellenwerte (Su; So) für Sensorwerte im Messumformer (7) des Sensors (1) oder in dem Sensor (1) selbst gespeichert sind.Device according to one of the preceding claims 13 to 15, characterized in that lower and upper threshold values (S u ; S o ) for sensor values in the transmitter ( 7 ) of the sensor ( 1 ) or in the sensor ( 1 ) are stored themselves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Auswertungseinheit (2) als Ergebnis der Prozessdiagnose ein akustisches Signal, ein optisches Signal und/oder ein Steuersignal für insbesondere eine Relaisschaltung einer Einrichtung der Produktionsanlage erzeugbar ist.Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that with the evaluation unit ( 2 ) as a result of the process diagnosis, an acoustic signal, an optical signal and / or a control signal for in particular a relay circuit of a device of the production plant can be generated.
DE102008042969A 2008-10-20 2008-10-20 Method and device for detecting process conditions in alternating production processes Withdrawn DE102008042969A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008042969A DE102008042969A1 (en) 2008-10-20 2008-10-20 Method and device for detecting process conditions in alternating production processes
PCT/EP2009/063177 WO2010046246A1 (en) 2008-10-20 2009-10-09 Method and device for detecting process states in alternating production processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008042969A DE102008042969A1 (en) 2008-10-20 2008-10-20 Method and device for detecting process conditions in alternating production processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008042969A1 true DE102008042969A1 (en) 2010-04-22

Family

ID=41382167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008042969A Withdrawn DE102008042969A1 (en) 2008-10-20 2008-10-20 Method and device for detecting process conditions in alternating production processes

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008042969A1 (en)
WO (1) WO2010046246A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016121780A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement for monitoring a filling process and / or a cleaning process in a bottling plant
DE102017117637A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Turck Holding Gmbh Sensor device and method for generating a status signal
DE102019107625A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for in-process adjustment of a potentiometric sensor of a measuring arrangement
DE102021130639A1 (en) 2021-11-23 2023-05-25 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for determining application-specific overall plausibility of measured values of at least one measured variable measured by a measuring system in a specific application
DE102021133938A1 (en) 2021-12-20 2023-06-22 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for determining and/or monitoring a status of a measuring device with a sensor and a cleaning device
DE102022112188A1 (en) 2022-05-16 2023-11-16 Vega Grieshaber Kg Arrangement and procedure for determining the status of a system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104635710A (en) * 2015-02-28 2015-05-20 苏州路之遥科技股份有限公司 Wire bundle intelligent testing machine and production plan interworking change adjusting method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227727A1 (en) * 1992-08-21 1994-02-24 Buna Ag Determining process conditions in gaseous or liq. media - by multiple sensor system using pattern recognition in an adaptive learning phase
DE19732046A1 (en) * 1997-07-25 1999-01-28 Abb Patent Gmbh Process diagnostic system and method for diagnosing processes and states of a technical process
DE10209318A1 (en) 2002-03-02 2003-09-25 Knick Elektronische Mesgeraete Determining residual life of electrochemical sensor for e.g. oxygen or pH, extrapolates deterioration in properties over time, until they reach limiting values
DE69813040T2 (en) * 1998-08-17 2003-10-16 Aspen Technology, Inc. METHOD AND DEVICE FOR SENSOR CONFIRMATION
US20040078171A1 (en) * 2001-04-10 2004-04-22 Smartsignal Corporation Diagnostic systems and methods for predictive condition monitoring
EP1550861A1 (en) 2003-12-23 2005-07-06 Mettler-Toledo GmbH Method and device for determining of the status of a probe
DE60030715T2 (en) * 1999-06-25 2007-09-20 Rosemount Inc., Eden Prairie FAULT DIAGNOSIS OF A PROCESSING DEVICE USING A PROCESS-RELATED SENSOR SIGNAL

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5576946A (en) * 1993-09-30 1996-11-19 Fluid Air, Inc. Icon based process design and control system
US7085607B2 (en) * 2001-09-21 2006-08-01 Westinghouse Electric Co, Llc Control system display for monitoring a complex process
ATE393922T1 (en) * 2003-11-18 2008-05-15 Peter Renner CONDITION MONITORING IN TECHNICAL PROCESSES
EP1577726A1 (en) * 2004-03-17 2005-09-21 Abb Research Ltd. System and Process for monitoring and evaluating of characteristic data of a technical process
DE102005025673A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Siemens Ag Operating method for an evaluation device for a production machine
AU2007282234B8 (en) * 2006-08-09 2011-11-24 Auckland Uniservices Limited Process control of an industrial plant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227727A1 (en) * 1992-08-21 1994-02-24 Buna Ag Determining process conditions in gaseous or liq. media - by multiple sensor system using pattern recognition in an adaptive learning phase
DE19732046A1 (en) * 1997-07-25 1999-01-28 Abb Patent Gmbh Process diagnostic system and method for diagnosing processes and states of a technical process
DE69813040T2 (en) * 1998-08-17 2003-10-16 Aspen Technology, Inc. METHOD AND DEVICE FOR SENSOR CONFIRMATION
DE60030715T2 (en) * 1999-06-25 2007-09-20 Rosemount Inc., Eden Prairie FAULT DIAGNOSIS OF A PROCESSING DEVICE USING A PROCESS-RELATED SENSOR SIGNAL
US20040078171A1 (en) * 2001-04-10 2004-04-22 Smartsignal Corporation Diagnostic systems and methods for predictive condition monitoring
DE10209318A1 (en) 2002-03-02 2003-09-25 Knick Elektronische Mesgeraete Determining residual life of electrochemical sensor for e.g. oxygen or pH, extrapolates deterioration in properties over time, until they reach limiting values
EP1550861A1 (en) 2003-12-23 2005-07-06 Mettler-Toledo GmbH Method and device for determining of the status of a probe

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016121780A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement for monitoring a filling process and / or a cleaning process in a bottling plant
DE102017117637A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Turck Holding Gmbh Sensor device and method for generating a status signal
DE102019107625A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for in-process adjustment of a potentiometric sensor of a measuring arrangement
DE102021130639A1 (en) 2021-11-23 2023-05-25 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for determining application-specific overall plausibility of measured values of at least one measured variable measured by a measuring system in a specific application
DE102021133938A1 (en) 2021-12-20 2023-06-22 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Method for determining and/or monitoring a status of a measuring device with a sensor and a cleaning device
DE102022112188A1 (en) 2022-05-16 2023-11-16 Vega Grieshaber Kg Arrangement and procedure for determining the status of a system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010046246A1 (en) 2010-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016003171B4 (en) Method for monitoring a drive unit of a vehicle body assembly line and an apparatus therefor
DE102019219332A1 (en) Learning data checking support device, machine learning device and failure prediction device
DE102016013406B4 (en) Method of operating a vibrating machine condition monitoring system and condition monitoring system
EP3279756B1 (en) Diagnostic device and method for monitoring the operation of a technical plant
DE102008042969A1 (en) Method and device for detecting process conditions in alternating production processes
DE102008036968A1 (en) Diagnostic procedure of a process automation system
EP1250632A1 (en) System and method for determining the overall equipment effectiveness of production plants, failure events and failure causes
DE102010052998A1 (en) Software-centered methodology for checking and confirming error models
EP3210088B1 (en) Method and assistance system for recognising a fault in a system
EP4193227A1 (en) Device and method for identifying anomalies in an industrial system for carrying out a production process
EP3282399A1 (en) Method for the improved detection of process anomalies of a technical installation and corresponding diagnostic system
DE102017115663A1 (en) Method for operating a measuring point and measuring point
EP3546314A1 (en) Method and device for fault identification for a technical system
DE102019213019B4 (en) METHOD AND DEVICE FOR ANALYZING A PROCESS
EP4206843B1 (en) Method for automatically creating installation-specific measurement profiles for an insulation monitoring system
DE102008032885A1 (en) Method and device for checking and determining states of a sensor
DE102019120864B3 (en) Method and device for planning maintenance work on at least one machine
EP2928157B1 (en) Method for analysing and/or evaluating of at least one event of a technical facility
DE102009027269A1 (en) System and method for monitoring the state of a machine
EP3260826B1 (en) Method for operating a flow meter and flow meter
EP4148519A1 (en) Method and devices for process valve units
EP3553679A1 (en) Method for computer-aided error diagnostics for a technical system
DE10038094B4 (en) Apparatus and method for generating and expanding the knowledge base of an expert system
DE112021008086B4 (en) CONDITION RECORDING SYSTEM, CONDITION RECORDING METHOD AND CONDITION RECORDING PROGRAM
EP4127848B1 (en) Method and system for diagnosing of messages

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ENDRESS+HAUSER CONDUCTA GMBH+CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER CONDUCTA GESELLSCHAFT FUER MESS- UND REGELTECHNIK MBH + CO. KG, 70839 GERLINGEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee