(57)【要約】工業設備の物理量出力量（Ａ）を表わす信号（Ｓ(Ａ)）を処理するための方法において、導出された物理的目標量（Ｚ）を表わす出力信号（Ｓ(Ｚ)）が信号（Ｓ(Ａ)）から確定される。その際出力量（Ａ）の単位の目標量（Ｚ）の目標単位（ZE）への自動的な換算が行われる。
2007529801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業設備（４）の物理量出力量（Ａ）を表わす少なくとも１つの信号（Ｓ(Ａ)）を処理するための方法において、導出された物理的目標量（Ｚ）を表わす出力信号（Ｓ(Ｚ)）が信号（Ｓ(Ａ)）から確定され、その際出力量（Ａ）の単位が目標量（Ｚ）の目標単位（ZE）へ自動的に換算されることを特徴とする信号処理方法。
【請求項２】
目標単位（ZE）への自動的な換算が、単位の換算のために必要な換算パラメータが収納されている表を利用して行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
単位が表においてSI基本単位に分割されていることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
種々の単位が列に上下に配置され、それぞれの単位についての行にはSI基本単位への分割のための換算パラメータが列ごとに記載されていることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
SI基本単位への分割が式
ｘ[Ｅ]＝（ｙ[SI]・ｆ・ｂe＋ｃ）・Πi[SI]ie[SI]i
を用いて行われることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
計算式において目標量（Ｚ）を確定するため計算式に入れられる物理量の単位がそれぞれSI基本単位に変換され、目標量（Ｚ）が所望の目標単位（ZE）で示されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
目標量（Ｚ）を確定するため計算式が操作員によって入力されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
確定された目標単位（ZE）に基づいて計算式が自動的にプラウシビリティチェックを受けさせられることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
目標量（Ｚ）があらかじめ与えられた基準に相応して表示されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
移動式の診断及び評価システム（２）を介して工業プロセスの連続した運転において信号（Ｓ(Ａ)）が読み出され、診断システムを用いて目標量（Ｚ）が発生されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業設備の物理的出力量を表わす少なくとも１つの信号を処理するための方法に関する。
【０００２】
工業設備において、例えば製紙工業、金属工業において、圧延工場において、エネルギー生産のための設備において、自動車産業において、或いは化学工業においても、工業プロセスの進行中に継続性の信号が発生され評価ユニットに導かれる。その際信号は、設備プロセスを特徴づける特性に関する情報を提供する。それらは、例えば設備部品又は駆動媒体又はその他の流体の温度、軸の回転数、加工機械のセッティング路の長さなどである。工業設備から与えられる信号は、それ故物理的出力量を表わす。この出力量は値、例えば速度値と物理的単位とから構成されている。物理的出力量とは、一般的に設備プロセスを特徴づける物理的及び化学的性質の特性を意味する。
【０００３】
世界的規模で使用される設備構成要素に対しては、国固有の種々の物理的単位が一般に使われているという問題がある。出力信号の基礎をなす出力量はそれ故種々の単位で表わされなければならない。
【０００４】
さらに、設備プロセスの監視又は評価のために、例えば欠陥時には、直接には設備の信号に使用されない物理量が必要とされる問題がある。むしろ、必要とされる物理量は信号によって伝達される出力量からはじめて目標量に換算されなければならない。例えばローラーの回転速度から周波数、つまりローラーの単位時間あたりの回転数が評価のために算出されなければならない。工業的な設備プロセスの評価及び診断は、しばしば移動型の診断及び検査システムを用いて行われる。このシステムは通例評価能力に関しては極めてフレキシブルであり、訓練された従事者の操作を必要とする。そのような移動型の診断システムは、例えば設備プロセスの信号を読み出し、計算式の助けを借りて評価を作成する。計算式はその際部分的には操作員によって手動で入力される、即ち設備プロセスの評価のために操作員によって状況に関連した評価プログラムが作成される。
【０００５】
本発明の課題は、物理的出力量から導出される目標量の確定を簡単化することにある。
【０００６】
この課題は本発明に従えば、工業設備の物理的出力量を表わす少なくとも１つの信号の処理のための方法によって解決される。その際ある値とある単位とにより構成された出力量から、導出される物理的目標量を表わす出力信号が確定されるか算出され、その目標量は同様にある値と対応する目標単位からなる。その際目標量を確定するため、出力量の単位の目標量の目標単位への自動的な換算が行われる。
【０００７】
これまで通常の必要不可欠な手による換算に対し、目標量の単位の自動的変換及び決定によって間違いの原因は除去される。特に、設備から提供される信号から導出される目標量が評価に利用されるような設備プロセスの診断又は評価の際には、間違い確率は減少する。その際目標量及び出力量には同じ単位の種類、例えば長さ、が基礎となり得る。それ故最も簡単な場合、出力量の他の単位への換算だけが行われる。しかしながらそれに代えて極めて複雑な計算が換算の基礎となることも可能で、その計算においては多数の出力量、定数及びその他のパラメータが目標量の確定のために関係する。
【０００８】
目的にかなう実施形態に従えば、目標単位への換算は表の助けを借りて行われ、その表には問題になる単位の換算のために必要な換算パラメータが収納されている。換算は万能的な表、従ってすべての単位に対し同じように利用される単一の表、に基づいて行われるから、目標単位の自動的決定は具体的な個々のケースに無関係であり、それ故任意の要求に対し簡単且つ安いコストで使用され得る。
【０００９】
この万能的な表の作成のために、本発明においては単位がSI基本単位に分解されることが行われる。この措置によって、すべての単位が帰すべきSI基本単位の手段を介して簡単かつ信頼性のある換算が保証される。換算はこの場合任意の方向に行うことができ、例えば非SI単位からSI単位へ又はその逆に、１つの非SI単位から他の非SI単位又はSI基本単位から誘導される１つのSI単位へ行うことができる。SI基本単位から誘導されるSI単位は例えば単位Newton Nであり、この単位はキログラムkg、メートルm、秒sのSI基本単位に分解される。
【００１０】
目的にかなうやり方でこの場合種々の単位が表の列に上下に並べて配置され、各単位について行にSI基本単位に分解するために必要なパラメータが列ごとに記載されている。
【００１１】
SI基本単位に分解するために、次の式が用いられるのが有利である。
ｘ[Ｅ]＝（ｙ[SI]・ｆ・ｂe＋ｃ）・Πi[SI]ie[SI]i
ここで各記号は次のとおりである。
ｘ                単位［Ｅ］の物理量の値
ｙ                SI基本単位の物理量の値
ｆ                換算係数
ｂ、ｅ            換算係数ｆが重み付けされる底及びべき指数
ｃ                定数（オフセット）
Πi［SI］ie[SI]i  それぞれ所属のべき指数ｅ[SI]で重み付けされたSI基本                  単位の積和、iは通しインデックスである。
【００１２】
この式に基づいて、各任意の物理単位は表により所属のSI基本単位に分解及び換算され、例えばマイルはメートルに、摂氏はケルビンになど換算される。この式により万能的にすべての物理量はSI基本単位に換算され得る。
【００１３】
有利な実施形態に従えば、目標量を確定するための複雑な計算式の場合特に、計算式に関係する物理量の単位がそれぞれSI基本単位に変換され、目標量が所望の目標単位で示される。この目標単位はその際SI基本単位と相違することも可能で、誘導されたSI単位又は非SI単位であってもよい。それ故所望の表現形式に応じて、利用者に対し目標単位及び従って所望の出力フォーマットを設定することができる。
【００１４】
計算式はその際操作員の診断及び監視目的のために入力される。このことは一度で行われることができ、その結果将来の診断の際繰り返し式を用いることができる。それに代えて、各個々の場合に適切な計算式が手で操作員により入力される。計算式の手でする入力により、一方では出力量の極めて順応性のある評価が可能となる。同時に目標単位の自動的確定によって間違いの原因、即ち間違った単位の選択が減少される。
【００１５】
目的にかなうやり方でさらに、自動的に確定された目標単位に基づいて、操作員によって入力された計算式が正しいものであるかどうかというプラウシビリティチェックが実施される。そのため計算式に入れる物理量がSI基本単位に分解され、その結果目標単位は少なくとも先ずSI基本単位にある。第２のステップにおいて、計算式に基づいて確定された目標単位が重要な単位であり例えば表中に収納されているかどうかが検査される。その単位が収納されていない場合には間違い信号が発せられる。それに代えて、利用者は所望の目標単位を予め設定し、SI基本単位に分解された目標単位が計算式を介して確定されたSI基本単位と一致するかどうかが自動的に検査される。
【００１６】
できるだけ統一のある表示及び出力フォーマットを得るため、目的にかなったやり方で、目標量、従って計算された値が目標単位と共に、予め設定された基準に相応して表示される。その際例えば、表現が10のべきの書き方で、又は適切なSI接頭語によって行われるかどうかがあらかじめ定められる。長さ単位の場合には例えば、ミリメートルは“mm”として、又は“10-3ｍ”として表示されることがあらかじめ調整される。これに合せて特に同様に表が収納され、その表から10のべき及びSI接頭語及び場合によっては通常の名称の間の分類を引出すことができる。
【００１７】
好ましくは単位の上述の自動的換算は移動式診断及び評価システムのために考慮され、そのシステムの手を借りて工業プロセスの持続的な運転において問題になる信号が読み出され、所望の目標単位を持った出力量が発生される。
【００１８】
本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。この図は設備プロセスと結合された評価装置の極めて簡単化されたブロック図を示す。
【００１９】
目標単位の自動的確定が、特に移動式の診断又は評価システム２に基づいて説明される。このシステムは一時的に工業設備４に接続されている。しかし目標単位の自動式確定はこの用例に限定されるものではない。
【００２０】
設備４内には通常多数の構成要素６が配置され、これらの構成要素は互いにデータを交換する。これらの構成要素６はとりわけ加工機械ならびに測定及び監視機器である。構成要素６間で、各構成要素上で進行するプロセスの物理的出力量Ａを表わす信号S(Ａ)が交換される。そのような物理量は例えば軸の回転速度、供給電流又は供給電圧の大きさ、加工材料、駆動媒体又はその他の流体の温度、材料の濃度等である。
【００２１】
設備プロセスを改善し最適化するため、しかしまた欠陥探し及び診断のためにも、設備内で進行するプロセスの評価を行うことがしばしば必要である。この目的のために、実施例では移動式の診断又は評価システム２が設備プロセスと結ばれる。勿論、評価システム２は信号S(Ａ)を捕捉し、この信号をデータ処理装置（コンピュータ）１０の評価ユニット８に伝達する。このデータ処理装置は入力機器１２及び出力機器１４と接続されている。
【００２２】
指令モジュール１６内で、入力機器１２を介してあらかじめ設定された規準値が出力量Ａの処置及び変換のための計算規準値として評価ユニット８に伝達される。この規準値は簡単な指示又は複雑なシーケンスプログラムであってよく、そのプログラム中には出力量を目標量に、場合によっては別の量の使用のもとに、換算するため計算式が実装されている。評価ユニット８は目標量Ｚを確定するためさらにデータメモリ１８内に格納された表から情報を呼び出す。
【００２３】
指令モジュール１６及び表内に収納された情報からの計算規準値を考慮して、評価ユニット８は目標量Ｚを確定し、出力信号Ｓ(Ｚ)を後続の出力ユニット１４に送出し、出力ユニット１４上に目標量Ｚ[ZE]が所望の目標単位[ZE]で出力される。出力ユニット１４は例えばモニター又はプリンターである。
【００２４】
評価ユニット８においてはこの際自動的に出力量Ａの単位が目標量Ｚの目標単位[ZE]へ変換される。このために先ず出力量Ａの単位がそのSI基本単位へ分解され、その際出力量Ａの当面の値は換算係数及び場合によっては単位の換算に相応する定数ｃで重み付けされる。
【００２５】
それぞれの物理量のそれぞれの単位[Ｅ]での値はその際次式に従い決定される。
ｘ[Ｅ]＝（ｙ[SI]・ｆ・ｂe＋ｃ）・Πi[SI]ie[SI]i
この場合ｙ[SI]はSI基本単位での値、ｆは係数、ｂeは係数ｆに対する重み係数（ｂ＝底、ｅ＝べき指数）である。積ｆ・ｂeは換算係数を形成する。ｃは定数で、２つの単位間の換算のためのシフト又はオフセットを示す。単位を形成するためΠi[SI]ie[SI]iに従って、正しい基本単位表示を確定するためSI基本単位の積が形成される。ｉはこの場合表列に対する通しインデックスであり、その列ヘッドには基本単位が、その行には基本単位に対するべき指数が表示されている。上述の式に挙げられた個々のパラメータは、すべての、少なくともすべての関係する単位に対して表に収納されている。
【００２６】
そのような表に対する１つの例が以下に示されている。この表においては、行ごとに異なる単位及びそのSI基本単位への分解が記載されている。第１の列には物理量の種類が示され、第２の列は通常使用される規定の符号を示し、第３の列には単位の略称が記載され、それ以外の列にはSI基本単位への分解のための個々のパラメータが記載されている。そこではそれぞれ１つの列が、係数ｆ、底ｂ、べき指数ｅ及び定数ｃに対し定められている。別の列には列ヘッドにSI基本単位の規定符号及びそれぞれ所属のSI基本単位が記載されている。そして個々の行にはべき指数が記載され、そのべき指数によって各SI基本単位は正しいSI基本単位表示を得るために重み付けされなければならない。
【００２７】
【表１】
2007529801.tif 000003
【００２８】
この表に基づいて任意の単位はそのSI基本単位に分解することができる。そのようにして例えばこの表から単位“inch”に対する分解が直接得られる。
ｘ[inch]＝（ｙ・2.54・10-2＋0）・kg0・m1・ｓ0・Ａ0・Ｋ0・mol0・cd0
SI基本単位への分解によって、この万能的な表の助けを借りて問題なく自動的に任意の出力単位から、SI基本単位であろうと、それから誘導されたSI単位であろうと、或いは非SI単位であろうと、所望の目標単位[ZE]を形成することができる。何故ならすべての単位は式に表示された種類及び様式でSI基本単位に還元され表現され得るからである。
【００２９】
所望の目標単位への自動的な変換によって明白な簡単化が与えられる。何故なら異なる単位間の複雑な換算が考慮されているからである。それ故簡単なやり方で、物理量を例えば異なる国の標準に従い異なる出力単位で示すことが可能である。さらに、例えば国の通常の立場に基づいて出力量ＡがSI単位で表示されない場合には、自動的な換算は診断者に対し著しい作業支援である。
【００３０】
目標単位の自動的な確定によって、さらに特に簡単なやり方でプラウシビリティチェックが可能である。例えば評価システム２は、確定された目標単位[ZE]が実際に既知の物理量にも相応するかどうかを調べる。もし相応していなければ、対応する間違い通報が例えば出力ユニット１４上に出力される。それ故この補助手段によって計算式の調査のための簡単なプラウシビリティが準備される。
【００３１】
さらに、このシステムによって簡単なやり方で目標量の標準化された出力が可能となる。その際例えば利用者によって、例えば特定の国群に対し特定の単位が使用されるべきか、又はSI単位について10のべき表示又はそれに代えて10のべき指数を特徴づける接頭語が選択されるべきかの、所望の出力フォーマットが設定される。後者に対しては、データメモリ１８内に以下の別の表が収納されるのが有利であり、その表においては各行にそれぞれ10のべき指数、10のべき指数に属する略称及びSI単位に対する接頭語としての記号が記載されている。
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を実施するための、設備プロセスと結合された評価装置の一例のブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
２  診断又は評価システム
４  工業設備
６  構成要素
８  評価ユニット
１０  データ処理装置
１２  入力機器
１４  出力機器
１６  指令モジュール
１８  データメモリ
Ａ  出力量
Ｓ(Ａ)  信号
Ｓ(Ｚ)  出力信号
Ｚ[ZE]  目標量
【図１】
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【国際調査報告】
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2007529801.tif 000007
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