專利名稱：監(jiān)視技術(shù)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視技術(shù)裝置的方法，該方法尤其可以在基于計算機(jī)的診斷系統(tǒng)中實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
為了保證可靠和安全的運行，技術(shù)裝置的監(jiān)視方法尤其是在復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)中是不能放棄的。在大多數(shù)公知的技術(shù)系統(tǒng)中，具有用于采集并根據(jù)預(yù)先給定的準(zhǔn)則分析由系統(tǒng)所包含的技術(shù)裝置的運行信號的傳感器。其中，通常累計不同類型的運行信號，如溫度、壓力、電流或電壓，此外這些運行信號大多不僅出現(xiàn)在技術(shù)系統(tǒng)的一個技術(shù)裝置中，而且出現(xiàn)在多個技術(shù)裝置中。另外，一個運行信號(如測量的溫度)的類型可以涉及該技術(shù)裝置的不同部件，因此用分別不同的、與各部件匹配的準(zhǔn)則進(jìn)行判斷。
由此，監(jiān)視一個技術(shù)裝置或一個復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)的問題包括提出很多任務(wù)，尤其是涉及應(yīng)當(dāng)提出什么樣的合適的準(zhǔn)則來就運行信號的測量值是否代表了該技術(shù)裝置的正常、期望運行或是否存在更改該技術(shù)裝置的運行狀態(tài)或進(jìn)行修理的操作需求而正確地評價運行信號的測量值。
在現(xiàn)有技術(shù)中公開了監(jiān)視技術(shù)裝置的運行信號是否超過了絕對邊界值的方法。該絕對邊界值例如可以代表技術(shù)裝置的運行邊界，在該運行邊界之外會由于超負(fù)荷而導(dǎo)致技術(shù)裝置的崩潰。
其缺點是，當(dāng)運行信號值已經(jīng)遠(yuǎn)離正常運行并且接近絕對邊界值時才會引起監(jiān)視。但是，絕對邊界值通常與技術(shù)裝置的期望正常運行相隔很遠(yuǎn)，從而該公知的監(jiān)視方法雖然可以防止技術(shù)裝置的損壞，但無法識別出與期望正常運行相差較小的、但仍不期望的偏差。
此外，公開了利用診斷系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)視方法，其中實施了費事的數(shù)學(xué)方法，例如采用回歸分析或神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來分析運行信號的當(dāng)前值，并推導(dǎo)出運行狀態(tài)的當(dāng)前狀態(tài)。
在此，利用數(shù)學(xué)方法確定運行信號的期望值，然后將該期望值與實際測量值進(jìn)行比較。
其缺點是，首先這種方法具有高額的開發(fā)費用，以及缺乏到其它技術(shù)裝置的可移植性。這種公知方法必須非常特殊和工作強(qiáng)度大地分別與受監(jiān)視的技術(shù)裝置相匹配。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出一種用于監(jiān)視技術(shù)裝置的簡單方法，該方法尤其是克服了上述問題，并且保證了技術(shù)裝置具有與公知的更為費事方法類似的、很高的運行安全性。
根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題是通過一種用于監(jiān)視技術(shù)裝置的方法來解決的，該方法具有以下步驟1.在該技術(shù)裝置運行期間采集技術(shù)裝置的多個運行信號，2.利用來自該多個運行信號的至少一部分運行信號形成運行信號平均值，3.對至少一個運行信號形成標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號，該標(biāo)準(zhǔn)化信號包括運行信號的當(dāng)前值與運行信號平均值之間的偏差，以及4.將該標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號與有關(guān)運行信號的參考值范圍進(jìn)行比較。
在此，本發(fā)明基于以下考慮待監(jiān)視運行信號的標(biāo)準(zhǔn)化使得可以比觀察運行信號的絕對值更好地判斷該運行信號。運行信號的標(biāo)準(zhǔn)化值比該運行信號的純絕對值包含更多的信息。例如，0°的標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號值表示所觀察的溫度正好與涉及一個監(jiān)視地點或技術(shù)裝置的一個部件的所有受監(jiān)視溫度的平均值一樣高。由此，僅僅知道了標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號值就已經(jīng)可以初步推導(dǎo)出所觀察的運行信號值以很大的概率位于正常范圍內(nèi)。
而對絕對值的單純的觀察對此沒有給出什么啟示。
此外，標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號還具有其值域無法進(jìn)行如作為基礎(chǔ)的絕對值那樣大的擴(kuò)展的優(yōu)點。由此，對于標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號來說不會出現(xiàn)如同對應(yīng)的絕對值中那么大的波動，并且利用對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號值的分析可以極大簡化對運行信號值的趨勢的觀察和判斷。
在此，運行信號平均值可以包括被觀察運行信號的算術(shù)或幾何平均值；還可以考慮用于確定平均值的其它定義。
在一個優(yōu)選實施方式中，利用標(biāo)準(zhǔn)化運行信號的最小值和最大值形成參考值范圍。
在技術(shù)裝置運行期間，被觀察運行信號的值通常會出現(xiàn)一定的波動范圍。在一段足夠長的觀察時間段之后，可以給出運行信號的標(biāo)準(zhǔn)化值的最小和最大值，它們可以作為運行邊界而對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)運行。如果結(jié)果給出位于參考值范圍之外的標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號值，則強(qiáng)烈表示技術(shù)裝置的運行狀態(tài)(就所觀察的運行信號來說)位于期望的標(biāo)準(zhǔn)運行之外。為了防止對監(jiān)視的太劇烈的調(diào)用，另外設(shè)置一個圍繞參考值范圍的容差帶。
在此，標(biāo)準(zhǔn)化運行信號的最小值和/或最大值可以或者從有關(guān)運行信號的實際測量值中確定，或者利用統(tǒng)計分布函數(shù)確定。
后一個實施方式的優(yōu)點在于，用于確定最小值和最大值的較長的測試階段變得多余，取而代之的是統(tǒng)計地確定這些值，例如將具有與相應(yīng)應(yīng)用情況匹配的分布參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)分布作為基礎(chǔ)。
在特別優(yōu)選的實施方式中，在技術(shù)裝置運行期間多次確定參考值范圍，并將標(biāo)準(zhǔn)化運行信號與各當(dāng)前參考值范圍進(jìn)行比較。
在該實施方式中針對參考值范圍進(jìn)行一個學(xué)習(xí)過程，該學(xué)習(xí)過程由于可供利用的運行信號值的數(shù)量逐步增加而與技術(shù)裝置的運行更好的匹配。
然后，在監(jiān)視的每個時刻采用各當(dāng)前參考值范圍，從而可以不是在學(xué)習(xí)過程結(jié)束后才開始監(jiān)視，而是實際上從技術(shù)裝置開始一啟動就按照逐漸提高的質(zhì)量開始監(jiān)視。
由于標(biāo)準(zhǔn)化運行信號的最小值和最大值可能出現(xiàn)變化，該變化在僅一次性確定參考值范圍時無法被采集到，因此當(dāng)前參考值范圍的質(zhì)量會提高。例如在燃燒器運行期間由于偶然的影響而可能使火焰的溫度很容易向上或向下變化，但不會因此干擾燃燒器的期望的正常運行。在該實施方式中，通過為了避免太劇烈和過多地調(diào)用監(jiān)視而相應(yīng)匹配標(biāo)準(zhǔn)化運行信號的最小值和/或最大值來考慮這一點。
此外優(yōu)選的是，另外將運行信號的當(dāng)前值與事先確定的監(jiān)視邊界值進(jìn)行比較。
在此，監(jiān)視邊界值表示由于基本的運行條件和/或技術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)而事先已知、并且在該技術(shù)裝置運行期間不允許違反的運行邊界。例如可以是不允許超越的最大容許溫度。
如果在本發(fā)明的基本方法中由于暫時的、對于正常運行可忽略不計的效應(yīng)或偶然干擾(例如在信號記錄時)而確定了一個包括違反了事先設(shè)置的監(jiān)視邊界值的最小值和/或最大值的參考值范圍，則基于該事先設(shè)置的監(jiān)視邊界值對運行信號的額外監(jiān)視可以提供上述運行邊界不被超越的安全性。
在另一個實施方式中對于每一類運行信號都形成相應(yīng)的運行信號平均值。
如本文開始提到的那樣，在技術(shù)裝置中經(jīng)常會出現(xiàn)不同類型的運行信號，例如溫度、電流、電壓、流量等。
在此，每一種類型又可以對應(yīng)于該技術(shù)裝置的不同部件，例如在電機(jī)中可以記錄軸承溫度和外殼溫度，它們雖然都是溫度類型，但涉及技術(shù)裝置的不同部件。
在該實施方式中，至少對相同類型的運行信號分別形成單獨的運行信號平均值，其中可以設(shè)置其它涉及技術(shù)裝置的不同部件的細(xì)劃分。
特別有利的是，分別利用本發(fā)明的方法對技術(shù)裝置的每個部件進(jìn)行監(jiān)視，其中針對技術(shù)裝置的每個部件、針對這些部件的每一種運行信號類型分開確定相應(yīng)的運行信號平均值。


下面詳細(xì)示出本發(fā)明的實施例。
圖1示出構(gòu)成為燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室的技術(shù)裝置以說明本發(fā)明的方法。
具體實施例方式
在圖1中以橫截面示出構(gòu)成為燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室的技術(shù)裝置1。
在所示的橫截面中，燃燒室包括傳感器5、51，它們沿著燃燒室壁20的外圍設(shè)置。傳感器5、51在此對應(yīng)于沒有詳細(xì)示出的燃燒器，并且應(yīng)當(dāng)采集燃燒器的相應(yīng)火焰溫度。
從利用傳感器5、51采集的運行信號的值中形成運行信號平均值15。
在圖1中為了更好的說明以及與燃燒器更好的空間對應(yīng)，將確定的運行信號平均值15顯示為圓形的等勢線，該等勢線圍繞燃燒室橫截面的中心分布。
對于每個燃燒器5、51的每個運行信號，分別形成一個標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號17、171，其中有關(guān)運行信號的相應(yīng)實際溫度測量值減小了運行信號平均值15那么多，從而標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號17、171分別表示與運行信號平均值15之間的偏差。
除了將運行信號平均值15與對應(yīng)運行信號的實際測量值進(jìn)行上述相減之外，還可以將實際測量值與運行信號平均值15設(shè)置為比例關(guān)系，從而給出代表實際測量值與運行信號平均值15之間偏差的商。
在圖1中還示出值軸10，其示出溫度逐步增加的方向，從而能利用標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號17、171顯示燃燒室的溫度曲線25。
在燃燒室運行期間，對于每一個傳感器5、51都給出針對有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化運行信號17、171的最小值30和最大值32。這些最小值30和最大值32定義了參考值范圍35。
溫度曲線25是燃燒室橫截面瞬時或更確切地說是短時間觀察的溫度分布，因此在燃燒室運行期間會發(fā)生變化，例如由于燃料輸入和/或空氣輸入的變化、負(fù)載波動、燃燒器干擾等等原因。
與此不同，最小值30和最大值32不是瞬時或短時間記錄的值，而是在一個運行時間段內(nèi)設(shè)置的最小和最大運行信號值，它們以較大的概率表示燃燒室的正常運行范圍。
優(yōu)選對于每個運行信號分開確定最小值30和最大值32，因為通常每個產(chǎn)生相應(yīng)運行信號的部件不是完全與其它對應(yīng)部件相同，因此可以為每個運行信號分別形成不同的、即使只是很少不同的參考值范圍35。
在圖1中為了更好的說明只示出了一個參考值范圍35。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視技術(shù)裝置(1)的方法，其特征在于以下步驟a)在該技術(shù)裝置(1)運行期間采集該技術(shù)裝置(1)的多個運行信號，b)利用來自該多個運行信號的至少一部分運行信號形成運行信號平均值(15)，c)對至少一個運行信號形成標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號(17，171)，該標(biāo)準(zhǔn)化信號包括運行信號的當(dāng)前值與運行信號平均值(15)之間的偏差，以及d)將該標(biāo)準(zhǔn)化的運行信號(17，171)與有關(guān)運行信號的參考值范圍(35)進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)的最小值(30)和最大值(32)形成所述參考值范圍(35)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從有關(guān)運行信號的實際測量值中確定所述標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)的最小值(30)和/或最大值(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用統(tǒng)計分布函數(shù)確定所述標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)的最小值(30)和/或最大值(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，在所述技術(shù)裝置(1)運行期間多次確定參考值范圍(35)，并將標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)與各當(dāng)前參考值范圍(35)進(jìn)行比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，另外將所述運行信號的當(dāng)前值與事先確定的監(jiān)視邊界值進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，對于每一類運行信號都形成相應(yīng)的運行信號平均值(15)。
全文摘要
在一種用于監(jiān)視技術(shù)裝置(1)的本發(fā)明的方法中，在運行期間采集多個運行信號。利用該運行信號形成運行信號平均值(15)，并從中產(chǎn)生至少一個標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)。最后將該標(biāo)準(zhǔn)化運行信號(17，171)與有關(guān)運行信號的參考值范圍(35)進(jìn)行比較。
文檔編號G05B23/02GK1890615SQ200480036883
公開日2007年1月3日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者安德烈亞斯·博德 申請人:西門子公司