用于分析廠房內(nèi)的生產(chǎn)和/或處理工程工序和/或工序步驟的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所要解決的問題是創(chuàng)建一種解決方案以使得能夠改進對于在一個廠房(特別是發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房)和/或多個廠房(特別是發(fā)電廠房)的組合中所進行的至少一個生產(chǎn)或處理工程工序和/或工序步驟的分析。這個問題是通過本發(fā)明的方法而被解決的，該方法包括下列步驟：確定所述工序或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)的測量數(shù)據(jù)；將所述測量數(shù)據(jù)傳送給存儲器元件；將所述測量數(shù)據(jù)從所述存儲器元件導(dǎo)入到至少一個自主的計算機輔助型計算機單元；利用所述計算機單元中的第一數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)進行處理，其中從所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù)；將所述虛擬特性數(shù)據(jù)從所述計算機單元傳送給所述存儲器元件；借助于所述計算機單元中的第二數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序從所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)進一步計算特性值；以及使用所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)來分析所述廠房內(nèi)的所述工序/工序步驟。因此，產(chǎn)生了由并行操作的自主計算機單元組成的系統(tǒng)，這些計算機單元通過自組織來確定計算的順序并且將真實測量點和虛擬測量點的信息壓縮成整個系統(tǒng)的特性圖。
【專利說明】
用于分析廠房內(nèi)的生產(chǎn)和/或處理工程工序和/或工序步驟的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的一個或多個生產(chǎn)和/或處理工程工序(product1n and/or process-engineering process)或工序步驟的方法。
[0002]本發(fā)明還涉及用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的一個或多個生產(chǎn)和/或處理工程工序或工序步驟的系統(tǒng)。
[0003]此外，本發(fā)明也涉及用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的至少一個生產(chǎn)和/或處理工程工序或工序步驟的計算機程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0004]對于廠房特別是發(fā)電廠房或工業(yè)廠房的運轉(zhuǎn)，至關(guān)重要的是需要知道所發(fā)生的工序或工序步驟的重要的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)并且能夠控制這些參數(shù)。考慮到安全方面而且還考慮到將要被觀測的環(huán)境需求方面，強加于上述這樣的廠房的運轉(zhuǎn)上的要求是非常高的。取決于廠房理念，用于發(fā)電廠房的現(xiàn)代控制系統(tǒng)包括通常利用工業(yè)PC(工業(yè)電腦)和綜合應(yīng)用軟件而被控制的指導(dǎo)和自動化系統(tǒng)(guidance and automat1n systems)。相應(yīng)的應(yīng)用軟件對許多的輸入和輸出信號進行處理。然而，這些系統(tǒng)是以前為了臨時運轉(zhuǎn)而被設(shè)計出來的，并且必要的數(shù)據(jù)都被存儲于工業(yè)PC的大容量存儲器中。這使得在不同的PC之間交換數(shù)據(jù)是很困難的，而且沒有實施能夠使廠房的預(yù)期及網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)視和控制成為可能的上級數(shù)據(jù)管理。
[0005]鑒于日益提高的強加于發(fā)電廠房的運轉(zhuǎn)可靠性和環(huán)境兼容性上的要求，發(fā)電廠房的制造商們面臨著需要改進用于實現(xiàn)發(fā)電廠房的優(yōu)化運轉(zhuǎn)的控制和監(jiān)視方法的任務(wù)。此夕卜，期望能夠進一步提高發(fā)電廠房的效率。在這種情況下，特別是數(shù)據(jù)提供和數(shù)據(jù)管理會在廠房的運轉(zhuǎn)行為的監(jiān)視和評估中具有關(guān)鍵地位，以使得不僅對于單個發(fā)電廠房而且對于一組多個發(fā)電廠房的控制和監(jiān)視而言都是精確的。特別地，這也適用于用化石燃料和植物當作燃料的一組傳統(tǒng)發(fā)電廠房，例如從可再生資源獲取能量的風能電站或光伏電站。借助于可再生能源來擴充能源供給的結(jié)果是:因為諸如太陽和風等可再生能源由于天氣的原因而不能均衡地獲取，所以時常會在發(fā)電過程中造成波動。這影響了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，其結(jié)果就是，為了保證供給可靠性的原因，無法擯棄傳統(tǒng)發(fā)電廠房。然而，在從可再生能源生成的電力過剩的情況下，因為所產(chǎn)生的電力要比負載在此時所用的電力多，所以電力網(wǎng)絡(luò)也可能是過載的。因此，期望也能夠基于天氣狀況來操縱傳統(tǒng)發(fā)電廠房以使得僅僅生成實際上能夠被消耗的電力。
[0006]然而，為了能夠控制一組發(fā)電廠房，就需要準確地了解全體數(shù)據(jù)狀況以便能夠控制個別的廠房和/或廠房內(nèi)的個別部件。特別地，因為天氣狀況變化很快，所以重要的是能夠?qū)崟r地執(zhí)行這樣的控制。因為現(xiàn)代的傳統(tǒng)發(fā)電廠房具有寬且快的負載變化范圍，所以存在著在從風能或光伏電站供給的電力發(fā)生突然下降的情形下實施迅速的調(diào)節(jié)的技術(shù)前提。因此，能夠假設(shè)的是:將來的傳統(tǒng)發(fā)電廠房將會比以前更頻繁地在部分負載下運轉(zhuǎn)，并且運轉(zhuǎn)狀態(tài)將會一天改變數(shù)次。這特別適用于現(xiàn)代的褐煤發(fā)電廠房，所述現(xiàn)代的褐煤發(fā)電廠房由于已被改善的工序因而具有與天然氣燃氣和蒸汽渦輪機發(fā)電廠房類似的彈性值(flexibility values)。
[0007]作為新技術(shù)的結(jié)果，傳感器信號的提供也已經(jīng)得到顯著改進，于是，能夠在小于10ys(微秒)的采樣時間內(nèi)讀入所述傳感器信號。能夠?qū)崿F(xiàn)小于10ns(納秒)的時間分辨率的實時系統(tǒng)是可購得的。因此，廠房工序的處理參數(shù)能夠非常迅速地被記錄，并且能夠?qū)崟r地被提供以進行評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是想要提供如下的解決方案，該解決方案使得能夠改進廠房(特別是發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房)和/或一組多個廠房(特別是發(fā)電廠房)內(nèi)所發(fā)生的至少一個生產(chǎn)和/或處理工程工序和/或工序步驟的分析。特別地，本發(fā)明旨在提供一種能夠被用來增大發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房的效率的解決方案。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，在一開始就已經(jīng)更詳細地描述的那種類型的方法中，這個目的是憑借如下的事實而被實現(xiàn)的，該事實是:確定與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)且將所述測量數(shù)據(jù)傳送給存儲器元件;將所述測量數(shù)據(jù)從所述存儲器元件導(dǎo)入(import)到至少一個計算機單元;利用所述計算機單元中的第一數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)進行處理，從所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù);將所述虛擬特性數(shù)據(jù)從所述計算機單元發(fā)送給所述存儲器元件;借助于第二數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序從所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述狀態(tài)測量數(shù)據(jù)計算特性值;并且利用所計算的所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)來分析所述工序和/或工序步驟。
[0010]本發(fā)明還通過在一開始就已經(jīng)更詳細地描述的那種類型的系統(tǒng)而被實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括:至少一個測量點，所述測量點用于確定所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù);存儲器元件，所述存儲器元件用于存儲測量數(shù)據(jù)和另外的數(shù)據(jù);至少一個計算機單元，所述計算機單元經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸線路連接(data-transmitting line connect 1n)而被連接至所述存儲器元件;至少一個數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序，所述數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)和/或所述另外的數(shù)據(jù)進行處理；以及至少一個可視化單元，所述可視化單元用于可視化地顯示所述測量數(shù)據(jù)和所述另外的數(shù)據(jù)。
[0011]本發(fā)明還通過在一開始就已經(jīng)更詳細地描述的那種類型的計算機程序產(chǎn)品而被實現(xiàn)，該計算機程序產(chǎn)品包括素材計算機可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)中包含計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括下列動作:確定與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù);將所述測量數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲器元件;將所述測量數(shù)據(jù)從所述存儲器元件導(dǎo)入到至少一個自主的計算機輔助型計算機單元;利用所述計算機單元中的第一數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)進行處理，從所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù);將所述虛擬特性數(shù)據(jù)從所述計算機單元發(fā)送給所述存儲器元件;借助于所述計算機單元中的第二數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序從所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)計算特性值；以及使用所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)來分析所述工序和/或工序步驟。
[0012]各個從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的便利配置方案和有利發(fā)展。
[0013]本發(fā)明提供了一種用于分析和監(jiān)視廠房內(nèi)所發(fā)生的工序和/或工序步驟的中央數(shù)據(jù)管理，在該中央數(shù)據(jù)管理中，所確定的與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)被存儲于存儲器元件的中央文件中，并且在分散式計算機單元中對這些數(shù)據(jù)進行處理，從所測量的所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù)且接著將該虛擬特性數(shù)據(jù)集中地存儲于所述存儲器元件中。進一步地，在所述計算機單元中從所述測量數(shù)據(jù)和所述特性數(shù)據(jù)計算特性值。因此，各所述計算機單元能夠訪問存儲于所述存儲器元件中的所測量的所述測量數(shù)據(jù)且能夠訪問所述虛擬特性數(shù)據(jù)，其結(jié)果是，這些計算機單元經(jīng)由公用存儲器元件而與彼此連接成網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，就使用這些數(shù)據(jù)和所計算的特性值來分析廠房內(nèi)所發(fā)生的一個或多個工序和/或工序步驟。
[0014]在廠房的運轉(zhuǎn)期間，持續(xù)地監(jiān)視所發(fā)生的工序/工序步驟，并且確定新的測量數(shù)據(jù)，特別是在該廠房的不同測量點處確定新的測量數(shù)據(jù)，而且將這些新的測量數(shù)據(jù)再存儲于所述存儲器元件中?，F(xiàn)在，從這些重新測量的測量數(shù)據(jù)再次計算特性數(shù)據(jù)，從該特性數(shù)據(jù)求出特性值，并且該特性值能夠再次被用于分析。這使得能夠反復(fù)地且動態(tài)地改變該分析以適應(yīng)于變化的框架條件。特別地，能夠使用來自廠房的不同測量點的測量數(shù)據(jù)，由此形成了從這些測量數(shù)據(jù)求出的虛擬特性數(shù)據(jù)和特性值，這些特性數(shù)據(jù)和特性值能夠表征所發(fā)生的工序的關(guān)聯(lián)并且因此適合于分析復(fù)雜的廠房工序。這產(chǎn)生了由若干個自主計算機單元組成的系統(tǒng)，這些自主計算機單元以并行的方式進行操作、且通過自組織來確定計算的順序、并且壓縮來自真實測量點和虛擬測量點的信息從而形成整個系統(tǒng)的指標(key figures) ο
[0015]特別地，本發(fā)明提供了如下方案:所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)被用來調(diào)節(jié)和/或控制廠房內(nèi)所發(fā)生的所述工序和/或工序步驟。
[0016]這帶來的效果是對于廠房內(nèi)所發(fā)生的所述工序和/或工序步驟的控制的高效性，因此使得總體上能夠增大發(fā)電廠房的效率和可靠性。因為所有的計算機單元都能夠直接訪問所述存儲器元件中的同樣的數(shù)據(jù)，所以能夠縮短用于控制廠房的響應(yīng)時間。因為能夠?qū)⑺l(fā)生的多個工序關(guān)聯(lián)起來，從而讓共同優(yōu)化成為可能，所以這使得總體上能夠增大廠房的效率。
[0017]在一種配置中，本發(fā)明提供了如下方案:所述存儲器元件是服務(wù)器的一個部件，所述服務(wù)器用于控制、監(jiān)視和記錄(log)所述存儲器元件與所述計算機單元之間的數(shù)據(jù)事務(wù)(data transact1ns)ο
[0018]因此，還有利的是，所述計算機單元以自組織計算機單元的形式存在且被配置為所述服務(wù)器的客戶端，同樣構(gòu)造的多個所述計算機單元優(yōu)選地被連接至所述服務(wù)器。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供了如下方案:所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)是可視化的。這使得特別是對于發(fā)電廠房的操作人員而言，能夠容易地獲得所述虛擬特性數(shù)據(jù)、所述測量數(shù)據(jù)和所述特性值。
[0020]所述測量數(shù)據(jù)是與所發(fā)生的所述工序和/或工序步驟的所述物理和/或化學(xué)參數(shù)有關(guān)的真實測量數(shù)據(jù)，這些測量數(shù)據(jù)是在廠房內(nèi)和/或廠房處的一個或多個測量點處被獲取的。所述測量數(shù)據(jù)可以是例如溫度標記、速度或材料的量等。
[0021]特別地，本發(fā)明提供了如下方案:所述測量數(shù)據(jù)/特性數(shù)據(jù)/特性值被表示為數(shù)據(jù)向量，因為這樣的話就極有可能進行電子數(shù)據(jù)處理。有利地，所述數(shù)據(jù)向量包括至少一個身份標記、時間標記和至少一個數(shù)值。因此，由測量點提供的數(shù)據(jù)能夠在位置、時間和值方面被準確地分配。
[0022]特別地，所述身份標記是測量點/傳感器/測量傳感器的真實位置，但是也可以是用于說明廠房內(nèi)的任意期望位置或狀態(tài)的虛擬標記。
[0023]在一種配置中，本發(fā)明提供了如下方案:所述廠房是發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房。特別地，化石和/或可再生燃料被燃燒并且/或者CO2從發(fā)電廠房內(nèi)的煙氣中被分離出來。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得特別地能夠改進對于在例如發(fā)電廠房內(nèi)的燃燒期間所發(fā)生的工序和/或工序步驟和/或工業(yè)廠房內(nèi)的生產(chǎn)工序的分析。
[0024]在一種進一步的發(fā)展中，本發(fā)明提供了如下方案:所述發(fā)電廠房是以風力廠房和/或太陽能廠房和/或生物氣(b1gas)廠房的形式存在的，并且這些場所所發(fā)生的所述工序和/或工序步驟要被監(jiān)視。所述監(jiān)視包括天氣狀況的監(jiān)視，這是因為，例如光伏電站的電力能夠從日照時間求出或者風力廠房的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能夠從風強(wind strength)求出。
[0025]在一種特別的配置中，本發(fā)明提供了如下方案:所述計算機單元是自組織計算機單元且被配置為服務(wù)器的客戶端。因此，這些計算機單元中的各個計算機單元都是自主的，并且因此能夠獨立地執(zhí)行給予自己的任務(wù)。特別地，各個所述計算機單元彼此獨立地并且獨立于上級控制器而進行操作。相反，所述計算機單元的工作是由在特定時間在所述服務(wù)器中獲得的測量數(shù)據(jù)控制的。所有的所述計算機單元能夠彼此獨立地同時訪問所述服務(wù)器，特別是經(jīng)由標準化接口(例如，OPC接口)訪問所述服務(wù)器。特別地，所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以便能夠迅速且靈活地處理多個數(shù)據(jù)項然后提供所述數(shù)據(jù)項。該配置是借助于從所述服務(wù)器到所述計算機單元的遠程傳輸而被更新的。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的這樣的配置使得能夠提高廠房的效率和靈活性，因為所述計算機單元的自組織意味著能夠僅僅基于存儲于所述服務(wù)器的存儲器中的可獲得的所述測量數(shù)據(jù)而進行計算。這使得特別地能夠?qū)⒍鄠€廠房彼此結(jié)合，因為能夠使用存儲于所述服務(wù)器(特別是中央服務(wù)器)的存儲器或文庫中的所述測量數(shù)據(jù)來執(zhí)行控制，而不是通過廠房或上級監(jiān)視單元來執(zhí)行控制。所述文庫也可以存儲有:與要被使用的測量數(shù)據(jù)項的數(shù)量有關(guān)的配置規(guī)則、用于創(chuàng)建虛擬特性數(shù)據(jù)的邏輯規(guī)則和算法、或者所述服務(wù)器的所述存儲器中的所述虛擬特性數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài)，等等。特別地，可以提供不同的優(yōu)化算法，例如用于多元優(yōu)化(mult1-variant optimizat1n)問題的啟發(fā)式數(shù)值角軍(heuristic numerical solut1n)方法，例如遺傳算法(genetic algorithms)、進化的多目標優(yōu)化、利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和進化策略的多目標優(yōu)化。
[0027]此外，作為利用中央單元來交換數(shù)據(jù)的結(jié)果，由于實現(xiàn)了快速的數(shù)據(jù)傳輸，因而所述計算機單元能夠?qū)崟r地操作，并且廠房內(nèi)所發(fā)生的所述工序/工序步驟能夠隨時利用所述存儲器元件中的存儲數(shù)據(jù)而被精確地表征。
[0028]特別地，這使得能夠不斷地增加一組中的廠房的數(shù)量，其結(jié)果是，能夠基于存儲于所述中央服務(wù)器的文庫中的配置規(guī)則而以自組織的原理來控制復(fù)雜的結(jié)構(gòu)(例如，風力廠房與諸如褐煤等化石燃料的發(fā)電廠房的結(jié)合)。能夠通過改變和/或擴充所述文庫來分析和監(jiān)視任意期望的發(fā)電廠房類型。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠容易地監(jiān)視和控制甚至一個復(fù)雜的發(fā)電廠房園區(qū)，例如，該發(fā)電廠房園區(qū)包括傳統(tǒng)發(fā)電廠房且包括使用諸如生物氣、風力和太陽能等可再生能源進行運轉(zhuǎn)的發(fā)電廠房。因此，使用化石燃料的傳統(tǒng)發(fā)電廠房能夠取決于天氣狀況而非常迅速地被斷開或被再次連接，這樣，由于僅產(chǎn)生實際上需要消耗的電量，從而提高了整個園區(qū)的效率。此外，這能夠確保電力供給和電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。借助于連續(xù)不斷的在線電力測量(例如風力廠房的轉(zhuǎn)子的連續(xù)不斷的在線電力測量)和準確的天氣預(yù)報，能夠非常精確地估計在即將到來的幾分鐘和幾小時內(nèi)的預(yù)期電力，且因此，傳統(tǒng)發(fā)電廠房的運轉(zhuǎn)狀態(tài)能夠以預(yù)期的方式被改變以適應(yīng)于此。
[0029]特別地，本發(fā)明提供了如下方案:通過形成所述測量數(shù)據(jù)與所述虛擬特性數(shù)據(jù)之間的差來計算第一組特性值。然后，就能夠從所述虛擬特性數(shù)據(jù)與所述測量數(shù)據(jù)之間的由特定特性值表征的上述比較來獲知控制需求或調(diào)節(jié)需求。
[0030]特別地，這里還提供了如下方案:還借助于其他的邏輯組合和算法來形成另外的特性值，其結(jié)果是，產(chǎn)生了特性值的層次(hierarchy)。所述邏輯組合和算法適應(yīng)于廠房內(nèi)所發(fā)生的工序，并且能夠隨時被改變。廠房工序例如可以是當使CO2從煙氣中分離時的方法步驟或者是當操縱褐煤磨煤機時或在褐煤/煤炭/生物燃料的燃燒過程期間的各個方法步驟。已更改的算法和配置規(guī)則從所述服務(wù)器以遠程方法被發(fā)送給所述計算機單元。依據(jù)所述特性值的所述層次，就能夠估計哪些特性值具有特別突出的意義，因為這些特性值位于分層式金字塔的頂部。
[0031]本發(fā)明的一個有利的進一步發(fā)展提供了如下方案:所述特性值和其余的數(shù)據(jù)被用來不僅分析廠房內(nèi)所發(fā)生的所述工序和/或工序步驟而且還調(diào)節(jié)和控制所述工序和/或工序步驟。這就使得能夠以總體上實現(xiàn)廠房效率的提高的方式來優(yōu)化廠房內(nèi)的所述工序和工序步驟。
[0032]本發(fā)明的一個進一步發(fā)展提供了如下方案:在特定特性值的情況下觸發(fā)警報，所述特定特性值的情況例如是指超過了閾值的時候，特別是當形成所述測量數(shù)據(jù)與所述虛擬特性數(shù)據(jù)之間的差時超過了閾值的時候。這使得能夠?qū)S房內(nèi)的特定工序中的反?；蚬之惉F(xiàn)象非常迅速地做出反應(yīng)。
[0033]為了數(shù)據(jù)在預(yù)防間諜活動方面的高度安全性并且為了避免非法濫用，提供了如下方案:當把所述測量數(shù)據(jù)從所述測量點傳送給所述服務(wù)器的所述存儲器元件時，實行驗證和識別，以便能夠排除數(shù)據(jù)操縱。在這種情況下，可以使用諸如加密(encrypt1n)或譯成密碼(c ipher ing)等傳統(tǒng)的密碼技術(shù)(cryptograph i c)方法。
[0034]因此，有利地，還提供了如下方案:創(chuàng)建所確定的所述測量數(shù)據(jù)的日志，這樣做的結(jié)果是，能夠把狀態(tài)測量數(shù)據(jù)歸檔。這也使得能夠例如基于變化的天氣狀況或季節(jié)性波動來記錄和分析趨勢。
[0035]特別地，提供了如下方案:所述計算機單元是從所述服務(wù)器以安全的遠程傳輸方法而被配置的。這使得能夠確保所有的所述計算機單元都具有相同的計算機程序或相同的配置規(guī)則，并且還使得能夠以節(jié)約成本的方式迅速地更新計算機軟件。
[0036]特別地，本發(fā)明提供了如下方案:所述可視化單元是以計算機單元的顯示器的形式存在或以移動顯示器單元的形式存在的。特別是在移動顯示器單元的情況下，不論控制室的位置如何，操作人員都能夠具有對于廠房的所述特性值和所述特性數(shù)據(jù)的在時間和場所上無限制的使用權(quán)。
【附圖說明】
[0037]下面，將參照附圖用優(yōu)選的示例性實施例來更詳細地說明本發(fā)明。
[0038]在附圖中:
[0039]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的一個或多個工序和/或工序步驟的系統(tǒng)的示意圖；
[0040]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性方法的流程圖；以及
[0041]圖3示出了發(fā)電廠房的示意圖。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于分析/監(jiān)視廠房內(nèi)所發(fā)生的工序和/或工序步驟的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的簡化示意概念圖。如圖3中示意性地所示，發(fā)電廠房例如可以是如下的發(fā)電廠房I，其具有蒸汽發(fā)生器2、磨煤機3、蒸汽渦輪機4、發(fā)電機5以及煙氣脫硫系統(tǒng)6和冷卻塔7。因此，在發(fā)電廠房I中會發(fā)生若干個工序和/或工序步驟，該工序/工序步驟的與諸如溫度、材料密度、物料流速等物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)9是在配備有傳感器和/或測量傳感器的測量點8處被確定的。
[0043]為了讓廠房的分析得以改進，設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)10。該數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括發(fā)射器11，該發(fā)射器11把在測量點8處確定的測量數(shù)據(jù)9轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器(優(yōu)選地，中央服務(wù)器)的存儲器元件12。該服務(wù)器可以是個人計算機、網(wǎng)絡(luò)計算機或大型計算機的形式，并且具有用于存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。一個或多個計算機單元13能夠訪問該服務(wù)器的存儲器元件12，上述計算機單元取回存儲于存儲器元件12中的數(shù)據(jù)并且使用數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰯?shù)據(jù)進行處理。只要該數(shù)據(jù)已經(jīng)在計算機單元13中被處理，那么處理后的數(shù)據(jù)就能夠被發(fā)送給存儲器元件12的數(shù)據(jù)庫以便被存儲。存儲于存儲器元件12中的數(shù)據(jù)能夠可視化地顯示在可視化單元14上。
[0044]發(fā)射器11、存儲器元件12、計算機單元13及可視化單元14之間的數(shù)據(jù)連接能夠發(fā)生在如下的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，該網(wǎng)絡(luò)控制著數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)10的各個不同單元之間的通信處理。該網(wǎng)絡(luò)可以是聯(lián)合使用的公共網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)，可以是遠程網(wǎng)絡(luò)或廣域網(wǎng)(WAN:wide areanetwork)，或者可以包括本地網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)(LAN: local area network)，并且能夠通過有線和/或無線通信網(wǎng)絡(luò)的任何適當組合而被建立起來。該網(wǎng)絡(luò)也可以具有內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(intranet)或互耳關(guān)網(wǎng)(Internet)。
[0045]發(fā)射器11優(yōu)選地是測量點8，但是也可以設(shè)置有如下的發(fā)射器裝置:該發(fā)射器裝置與測量點8是分開的，且把在測量點8處確定的測量數(shù)據(jù)9轉(zhuǎn)發(fā)給存儲器元件12。
[0046]存儲器元件12可以具有一個或多個用于存儲所接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。存儲器元件12可以是閃存數(shù)據(jù)存儲器、磁存儲器、光學(xué)存儲器或其他存儲媒介。
[0047]可視化單元14可以是計算機單元13的顯示器，或可以是如下的可移動屏幕，該移動屏幕較佳地呈現(xiàn)為觸控屏(觸摸屏)的形式。上述中央服務(wù)器除了具有數(shù)據(jù)存儲器本身之夕卜，還包括多種功能，并且特別地，除了經(jīng)由中央服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行管理和存儲之外，還能夠在遠程方法中經(jīng)由中央服務(wù)器把優(yōu)選地存儲于文庫(library)中的新的應(yīng)用程序和進一步的軟件開發(fā)程序轉(zhuǎn)發(fā)給計算機單元13。
[0048]這里圖示出來的計算機單元13的數(shù)量只是一個示意性說明，因為廠房基本上能夠配備有若干個計算機單元13。特別地，在多個發(fā)電廠房I構(gòu)成一組的情況下，做出如下設(shè)置:為各廠房分別分配至少一個計算機單元13，并且使這些計算機單元13連接至公用服務(wù)器。
[0049]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的工序和工序步驟的方法的各個方法步驟的順序。該順序在步驟300中開始對測量數(shù)據(jù)的測量，所述測量數(shù)據(jù)優(yōu)選地被表示為數(shù)據(jù)向量并且包括測量點8的身份標記(indicat1n of an identificat1n)、時間標記和至少一個數(shù)值。在步驟310中，將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器的存儲器元件12并且存儲在這里。在步驟320中，利用計算機單元13取回這些測量數(shù)據(jù)。然后，借助于數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序而在計算機單元13中對這些測量數(shù)據(jù)進行處理，以便在步驟330中形成虛擬特性數(shù)據(jù)。接著，所創(chuàng)建的虛擬特性數(shù)據(jù)在步驟340中被發(fā)送回存儲器元件12并且存儲在那里。然后，在步驟350中，從服務(wù)器中或者一個或多個計算機單元13中的測量數(shù)據(jù)和特性數(shù)據(jù)來創(chuàng)建特性值。在步驟360中，能夠?qū)⑦@些特性值與特性數(shù)據(jù)和/或測量數(shù)據(jù)一起可視化地顯示。在步驟370中，使用這些數(shù)據(jù)和特性值來分析并且特別地控制和調(diào)節(jié)廠房內(nèi)所發(fā)生的工序和工序步驟。
[0050]各個計算機單元13被配置作為服務(wù)器的客戶端，因此，用于計算虛擬特性數(shù)據(jù)的法則、算法和計算規(guī)則是由該服務(wù)器預(yù)先定義的。特別地，設(shè)置于該服務(wù)器的存儲器元件12中的狀態(tài)測量數(shù)據(jù)能夠被用作使計算處理開始的觸發(fā)器。因此，能夠?qū)崟r地從測量數(shù)據(jù)中計算特性數(shù)據(jù)，在這種情況下，各個不同的計算機單元13能夠同時訪問集中地存儲于該服務(wù)器的存儲器元件12中的測量數(shù)據(jù)。于是，該服務(wù)器中的文庫/數(shù)據(jù)庫獨自地規(guī)定在計算機單元13中是否發(fā)生計算。通過改變或擴展該文庫，一個廠房或多個廠房的分析和監(jiān)視能夠按照需要而被增補、延長或改動。這使得上述計算能夠完全獨立于各計算機單元13的特殊性能。各計算機單元13能夠借助于遠程方法而被迅速且靈活地改變以適應(yīng)它們的特定要求。
[0051]因此，根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)能夠被用來監(jiān)視和控制廠房。真實和虛擬的測量值能夠彼此結(jié)合，因此，來自多個測量點的信息能夠被結(jié)合。于是，非常復(fù)雜的監(jiān)視規(guī)則能夠以簡單的實施方式而被實現(xiàn)。能夠基于來自真實測量點和虛擬測量點的值以及虛擬測量點與真實測量點的比較來控制廠房。能夠基于上述值以及比較來實施調(diào)節(jié)工序。因為虛擬特性數(shù)據(jù)以與真實測量數(shù)據(jù)一樣的方式被存儲于服務(wù)器的存儲器元件12中，所以能夠以簡單的方式實現(xiàn)對于廠房內(nèi)所發(fā)生的工序的綜合分析以及由此實施的對于這些工序的控制和監(jiān)視。
【主權(quán)項】
1.用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的至少一個生產(chǎn)和/或處理工程工序或工序步驟的方法，該方法包括下列步驟: a.確定與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)； b.將所述測量數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲器元件； c.將所述測量數(shù)據(jù)從所述存儲器元件導(dǎo)入到至少一個自主的計算機輔助型計算機單元； d.利用所述計算機單元中的第一數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)進行處理，從所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù)； e.將所述虛擬特性數(shù)據(jù)從所述計算機單元發(fā)送給所述存儲器元件； f.借助于所述計算機單元中的第二數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序從所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)計算特性值;以及 g.使用所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)來分析所述工序和/或工序步驟。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)被用來調(diào)節(jié)和/或控制所述工序和/或所述工序步驟。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述存儲器元件是服務(wù)器的一個部件，所述服務(wù)器控制、監(jiān)視和記錄所述存儲器元件與所述計算機單元之間的數(shù)據(jù)事務(wù)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算機單元是自組織計算機單元，且被配置為所述服務(wù)器的客戶端，同樣構(gòu)造的多個所述計算機單元優(yōu)選地被連接至所述服務(wù)器。5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述測量數(shù)據(jù)和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述特性值是可視化的。6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述測量數(shù)據(jù)是真實的，并且是在所述廠房的至少一個測量點處被確定的。7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述測量數(shù)據(jù)、所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述特性值都被表示為數(shù)據(jù)向量。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)向量包含至少一個身份(ID)標記、時間標記和數(shù)值。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述身份(ID)是測量點/傳感器/測量傳感器的真實位置或虛擬標記。10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房中分析和/或監(jiān)視所述工序和/或工序步驟。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述發(fā)電廠房內(nèi)的化石和/或可再生燃料的燃燒期間分析和/或監(jiān)視所述工序和/或工序步驟。12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在CO2從煙氣中分離的期間分析和/或監(jiān)視所述工序和/或工序步驟。13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在風力廠房和/或太陽能廠房中分析和/或監(jiān)視所述工序和/或工序步驟。14.如權(quán)利要求10-13中任一項所述的方法，其特征在于，在一組發(fā)電廠房中分析和/或控制所述工序和/或工序步驟，特別地，所述一組發(fā)電廠房包括傳統(tǒng)發(fā)電廠房和使用可再生能源進行運轉(zhuǎn)的發(fā)電廠房。15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過形成所述測量數(shù)據(jù)與所述虛擬特性數(shù)據(jù)之間的差來計算第一組特性值，并且/或者借助于其他的邏輯組合和算法或構(gòu)建規(guī)則來形成另外的特性值，由此產(chǎn)生所述特性值的層次。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，如果在所述特性值方面，特別是當形成所述測量數(shù)據(jù)與所述虛擬特性數(shù)據(jù)之間的差時在所述特性值方面超過了閾值，那么觸發(fā)警報。17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，當將所述測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述存儲器元件時，實行驗證和識別，以排除數(shù)據(jù)操縱。18.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，創(chuàng)建所確定的所述測量數(shù)據(jù)的曰志。19.如權(quán)利要求3-18中任一項所述的方法，其特征在于，所述計算機單元是從所述服務(wù)器以安全的遠程傳輸進行配置的。20.用于分析一個或多個廠房內(nèi)所發(fā)生的一個或多個生產(chǎn)和/或處理工程工序或工序步驟的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 至少一個測量點，所述至少一個測量點用于確定所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)； 至少一個存儲器元件，所述至少一個存儲器元件用于存儲測量數(shù)據(jù)和另外的數(shù)據(jù)； 至少一個自主的計算機輔助型計算機單元，所述計算機單元經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸線路連接而被連接至所述存儲器元件，并且所述計算機單元包括對所述測量數(shù)據(jù)和/或所述另外的數(shù)據(jù)進行處理的至少一個數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序；以及 至少一個可視化單元，所述至少一個可視化單元用于可視化地顯示所述測量數(shù)據(jù)和所述另外的數(shù)據(jù)。21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述廠房是具有一個或多個所述測量點的發(fā)電廠房和/或工業(yè)廠房，所述測量點用于確定與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的所述測量數(shù)據(jù)。22.如權(quán)利要求20或21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲器元件被布置于服務(wù)器中。23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機單元是自組織計算機單元，且被配置為所述服務(wù)器的客戶端，同樣構(gòu)造的多個所述計算機單元優(yōu)選地被連接至所述服務(wù)器。24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置有多個廠房，各所述廠房都具有至少一個被連接至所述服務(wù)器的所述計算機單元。25.如權(quán)利要求22-24中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器包含數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫具有用于處理所述測量數(shù)據(jù)和所述另外的數(shù)據(jù)的規(guī)范，并且所述服務(wù)器被建立成在遠程方法中對所述計算機單元進行配置。26.如權(quán)利要求20-25中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測量數(shù)據(jù)能夠被表示為數(shù)據(jù)向量。27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)向量包含至少一個身份(ID)標記、時間標記和數(shù)值。28.如權(quán)利要求20-27中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可視化單元呈所述計算機單元的顯示器的形式或者呈移動顯示器單元的形式。29.用于分析廠房內(nèi)所發(fā)生的至少一個生產(chǎn)和/或處理工程工序或工序步驟的計算機程序產(chǎn)品，所述數(shù)據(jù)程序產(chǎn)品包括下列元件: 素材計算機可讀存儲介質(zhì)，在所述素材計算機可讀存儲介質(zhì)中包含有計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括下列動作: h.確定與所述工序和/或工序步驟的物理和/或化學(xué)狀態(tài)參數(shù)有關(guān)的測量數(shù)據(jù)； i.將所述測量數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲器元件； j.將所述測量數(shù)據(jù)從所述存儲器元件導(dǎo)入到至少一個自主的計算機輔助型計算機單元； k.利用所述計算機單元中的第一數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序?qū)λ鰷y量數(shù)據(jù)進行處理，從所述測量數(shù)據(jù)計算虛擬特性數(shù)據(jù)； I.將所述虛擬特性數(shù)據(jù)從所述計算機單元發(fā)送給所述存儲器元件；m.借助于所述計算機單元中的第二數(shù)據(jù)管理應(yīng)用程序從所述虛擬特性數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)計算特性值;以及 η.使用所述特性值和/或所述虛擬特性數(shù)據(jù)和/或所述測量數(shù)據(jù)來分析所述工序和/或工序步驟。
【文檔編號】G05B23/02GK105900030SQ201480072698
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年7月24日
【發(fā)明人】安德烈亞斯·切爾寧朱維斯基, 埃爾溫·克里斯基
【申請人】三菱日立電力系統(tǒng)歐洲有限公司