(57)【要約】技術設備のプロセス信号（5）を記憶するための本発明による方法においては、技術設備の現在の運転状態（I、II）に依存して現在の運転状態（I、II）に適合された圧縮法がプロセス信号（5）のセットに適用され、その際確定され圧縮されたプロセス信号セット（25）が記憶される。
2007520128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
技術設備のプロセス信号（5）を記憶するための方法において、技術設備の現在の運転状態（I、II）に依存して、現在の運転状態（I、II）に適合される圧縮法がプロセス信号（5）のセットに適用され、その際確定され圧縮されたプロセス信号セット（25）が記憶されることを特徴とする技術設備のプロセス信号記憶方法。
【請求項２】
プロセス信号が同時に検出され、その結果プロセス信号のセットが特定の時点に対応することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
設備の運転状態（I、II）が設備の運転の間に変化し、少なくとも２つの異なる圧縮法が適用されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
圧縮法が確定可能な時間間隔（10、15）におけるプロセス信号の検出を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
時間間隔（10、15）の大きさが設備の現在の運転状態（I、II）に依存して選ばれることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
圧縮法がプロセス信号（5）の少なくとも１つの信号の検査を含み、その検査においてプロセス信号（5）がその最後の記憶以来振幅帯（20）内にとどまっているか、またその最後の記憶の時点からどれくらい経つかということが調べられ、そのプロセス信号（5）の最後の記憶の時点があらかじめ定められた時限より長く過去のものである場合にのみプロセス信号の記憶が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
圧縮法がプロセス信号（5）の少なくとも１つの信号の検査を含み、その検査においてプロセス信号（5）がその最後の記憶以来別の振幅帯（201）のもとを離れたかどうかが調べられ、その際プロセス信号（５）の記憶は別の振幅帯（201）のもとを離れた後初めて行わ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】
振幅帯（20）及び別の振幅帯（201）又はそのいずれか一方の大きさは設備の現在の運転状態（I、II）に依存して選択されることを特徴とする請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
現在の値が零点周辺にあるプロセス信号（5）は値0で記憶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】
プロセス信号（5）は先ず予備バッファに記憶され、その後初めて現在の運転状態（I、II）に適合した圧縮法によって処理され、圧縮されたプロセス信号セット（25）として記憶され、その際現在の運転状態（I、II）は予備バッファにおけるプロセス信号（5）の記憶の時点とは異なる時点に対応す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。
【請求項１１】
プロセス信号（5）が極限値の侵犯に関して監視されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
極限値が設備のそれぞれ現在の運転状態（I、II）に依存して確定されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、技術設備の運転の間に種々のプロセスに所属して発生し記憶部に導かれるべきプロセス信号を記憶するための方法に関する。
【０００２】
技術設備の運転の間の又は後になってからの振舞を判断し得るようにするためには、運転の間に発生する多くの場合大量のプロセス信号を記憶しその時間的経過を分析することが必要である。
【０００３】
通常これらのプロセス信号は技術設備の種々の構成要素に由来し、データバンクに集められ規定の評価基準に応じて判断されなければならない。
【０００４】
中型の設備においてさえ、短時間後にすでに大量のプロセス信号が発生し、その記憶及び後処理は例えば診断目的のために敏速に、利用し得るリソースを使用したり過大な要求をする。
【０００５】
その際ネックが、莫大な主記憶容量のために保存の際に直接に、また例えば非常に多くのデータバンクを処理しなければならない分析アルゴリズムを用いて後処理する際に、或いは保存されたプロセス信号を例えば遠隔問合せにより特にインタネットを介して呼び出す評価計算機に伝送する際に発生する。
【０００６】
特に最後に挙げた場合には、記憶されたプロセス信号の現在量が非常に大きいとき伝送時間が非常に長い。
【０００７】
この問題を克服するため、プロセス信号をその記憶の前に圧縮にかけ、記憶に必要な記憶場所を低減することは知られている。
【０００８】
その際の欠点は、高い圧縮率を持った圧縮法の場合に特に、設備の運転状態の詳細な観察を実施し得るために是非とも必要なプロセス信号の時間的振舞に関する情報が失われることである。
【０００９】
それ故本発明は、技術設備のプロセス信号の記憶場所に対する要求を低減し、特にプロセス信号中に含まれる重要な情報の喪失が回避されるプロセス信号を記憶するための改善された方法を提供することにある。
【００１０】
この課題は本発明によれば、技術設備のプロセス信号を記憶するための方法において、技術設備の現在の運転状態に依存して現在の運転状態に適合された圧縮法がプロセス信号のセットに対して適用され、その際確定され圧縮されたプロセス信号セットが記憶されることによって解決される。
【００１１】
本発明はその際データ圧縮のための方法は、記憶場所に対する要求の低減と情報喪失との間の妥協を常に形成するという考慮に由来する。
【００１２】
従って、記憶場所リソースを大事にすることは必然的に情報の喪失を意味する。逆に、情報内容を最大に得ることは圧縮率の低減を意味する。
【００１３】
本発明の方法においてはそれ故、使用される圧縮法をそれぞれの現在の運転状態に適合させることが行われる。このことは、例えば記憶すべきプロセス信号がごく僅か変化するような運転相の間は高い圧縮率を持った圧縮法が用いられ、それに対し、プロセス信号が著しく変化するような運転相においては低い圧縮率を持った圧縮法が用いられることを意味する。
【００１４】
使用される圧縮法は、記憶すべきプロセス信号の短時間分析又は長時間分析が意図されているかどうかで選ぶこともできる。長い時間にわたって発生するプロセス信号が保存されその後分析されるべき長時間分析の場合には、高い圧縮率を持った圧縮法が適している。何故なら、長時間分析の場合には主に重要な信号変化が観察されるべきであり、各小さな信号変化はどうしても必要といった重要なものではないからである。
【００１５】
それに対して、短時間分析の場合は小さな信号変化も関与し、それ故この場合は低い圧縮率を持った圧縮法が適している。
【００１６】
プロセス信号は同時に捕捉されるのが有利であり、その結果プロセス信号のセットは特定の時点に対応する。
【００１７】
それによって、２つの異なる時点で捕捉されたプロセス信号の第２のセットの比較において（「フィンガー・プリント」）、比較の高い精度が与えられる。何故なら、各時点は設備の瞬間の運転状態に対応し、それによって２つの運転点が正確に互いに比較され得るからである。
【００１８】
本発明の有利な実施形態においては、設備の運転状態が変化し、少なくとも２つの異なる圧縮法が使用される。
【００１９】
この実施形態においては、少なくとも２つの異なる圧縮法が、変化する運転状態の独特の要求をその際発生するプロセス信号の評価に関して考慮するのに利用される。
【００２０】
例えば、タービン設備は少なくとも２つの運転相を有する。即ち通常激しく変化するプロセス信号を有する起動相と、起動相に続き、且つ発生するプロセス信号がむしろ一定か又は少なくともそれほど激しくなく変化してゆく通常運転とがそれである。
【００２１】
起動相における運転状態は従って激しく変化するプロセス信号を特徴とし、そのプロセス信号は情報の喪失を最大限に阻止するため低い圧縮率の圧縮法にかけられるのが有利である。
【００２２】
これに対し通常運転の運転相は、むしろ一定に推移するプロセス信号を特徴とし、そのためこの運転状態の間に使用に供される圧縮法は大きい圧縮率の圧縮法が有利である。
【００２３】
少なくとも２つの異なる圧縮法は、異なる圧縮率のほかに、それぞれ支配的な運転状態に適するように適合された技術的及び数学的又は技術的もしくは数学的にそれぞれ別種の圧縮法が投入されることによっても区別され得る。
【００２４】
別の有利な実施形態においては、圧縮法は確定し得る時間間隔でプロセス信号を捕捉することを含む。
【００２５】
設備が運転される場合、プロセス信号は通常連続的に発生し、センサを用いて取り出される。センサの出力信号は例えばアナログ式の記録器を用いて連続的に保存されるか、又は特定の時間間隔でのみ走査されその走査時点に存在する信号値が保存され、その場合走査時点の間に発生するプロセス信号は失われる。
【００２６】
前述の実施形態においては、圧縮法で使用される走査周波数が２つの走査間の時間間隔の調整によって変えることができるように実施される。２つの走査間の時間間隔を短くした場合は低い圧縮率に導き、プロセス信号がなおビルドアップせず、それ故かなり激しい時間的変化を有するような運転状態の間でプロセス信号を記憶するために特に適している。
【００２７】
２つの走査間の時間間隔を大きくした場合は高い圧縮率に導き、プロセス信号が既にビルドアップし、それ故通例激しく変化しないような運転状態の間に対し特に適している。
【００２８】
プロセス信号がビルドアップされている運転状態の間に擾乱が発生する場合には、このことは直ちに新しい運転状態として認識され、他の圧縮法、例えばプロセス信号の２つの走査間の時間間隔がより短い圧縮法が使用され得る。
【００２９】
したがって、時間間隔の大きさは設備の現在の運転状態に依存して選ばれるのが有利である。
【００３０】
本発明の別の実施形態においては、圧縮法はプロセス信号の少なくとも１つの信号の検査、即ちプロセス信号がその最後の記憶以来１つの振幅帯内にとどまっているか、またその最後の記憶の時点からどれくらい経つかということが調べられ、そのプロセス信号の最後の記憶があらかじめ定められた時限より長く過去のものである場合にのみプロセス信号の記憶が行われる。
【００３１】
この実施形態においては、現在の値がその最後の記憶以来あらかじめ定められた変化（振幅帯）より激しく変化した場合のみ新たに記憶されることによって、発生するプロセス信号の圧縮が記憶のために優先して行われる。これによって、１つ又は複数のプロセス信号の現在の値が、ごく軽微に変化したにもかかわらず持続的に保存されることが阻止される。軽微な変化は、この関連において、プロセス信号の現在の値が同じプロセス信号の以前に記憶された値と比較してなお振幅帯内に存在することを意味する。
【００３２】
前述の実施形態においてはさらに、プロセス信号は振幅帯内にとどまっているにもかかわらず、その最後の記憶の時点が十分過去のことである場合には新たに保存されることが行われる。したがって、この実施形態においてはプロセス信号の値は各走査時点に記憶されるのではなく、あらかじめ定められた時限の経過後初めて、その大きさがあらかじめ確定されるか、現在の運転状態に依存して突き止められ得る。
【００３３】
そうしてプロセス信号の変化が小さい場合も記憶されるが、各走査時点にではなく、好ましくは２つの走査時点間の時間間隔より大きいあらかじめ定められた時限の経過後初めて記憶される。このことは、記憶場所を節約し、プロセス信号の時間的経過が振幅帯内にある場合でも小さな信号変化の識別を同時に可能にする。
【００３４】
それとは異なり、従来の圧縮法においてはそのような、ゆっくりと変動するプロセス信号は異なったものと取り扱われず、これらは推定的に不変とみなされる。それ故従来の方法では情報喪失が発生する。
【００３５】
好ましくは圧縮法はプロセス信号の少なくとも１つの信号の検査、即ちプロセス信号がその最後の記憶以来別の振幅帯のもとを離れたかどうかの検査を含み、その際プロセス信号の記憶はその別の振幅帯のもとを離れた後初めて行われる。
【００３６】
記憶すべきプロセス信号の圧縮は、この実施形態においては、信号の各信号変化が記憶するように検出されるのではなく、プロセス信号が「十分に激しく」変化し、従ってその値があらかじめ定められた別の振幅帯のもとを離れたときのみ行われる。
【００３７】
別の振幅帯によって含まれるプロセス信号のすべての値が新たに保存されるのではなく、プロセス信号の現在の値が別の振幅帯のもとを離れるまでは、プロセス信号の先行する値は不変のプロセス信号値として受け取られる。それによって、必要な記憶場所は著しく低減される。
【００３８】
振幅帯及び別の振幅帯又はそのいずれか一方の大きさは設備の現在の運転状態に依存して選択されるのが特に有利である。
【００３９】
振幅帯の大きさは、主として圧縮法の圧縮率を決定する。所望の通常運転に相応する運転状態の間は、例えば振幅帯及び別の振幅帯又はそのいずれか一方の大きさは大きく選ぶことができる。何故ならそのような運転状態においては記憶すべきプロセス信号はたいてい僅か変化するだけだからである。
【００４０】
設備がこの運転状態のもとを離れ例えば移行運転状態又は擾乱運転状態に移るやいなや、振幅帯の大きさは通常運転に比して小さく選ばれるのが有利である。通常運転の外の運転状態は、例えば擾乱の原因やプロセス信号の所望の移行状態を検証するため、小さな信号変化も重要である記憶されたプロセス信号の回顧的分析を必要とする。
【００４１】
記憶場所をさらに節減するため、現在の値が零点周辺にあるプロセス信号は値０で記憶することができる。
【００４２】
プロセス信号は、検出の際又はその後処理の際の不精確さによって、実際には０であるが、形式上は例えば測定値のふらつきによって０ではない値を有する値を持つことがしばしばある。ふらつきのおさまったプロセス信号値が後処理されると、このことは計算費用が高まり、場合によっては後処理の際の誤った結果を意味する。
【００４３】
前述の実施形態においてはこのことは、１つの周辺領域が零点のまわりに確定され、この周辺内においては当該プロセス信号に対し値０が前提され記憶されることによって防止される。ふらつきのおさまったプロセス信号値の保存に比べて、値０の記憶は著しく僅かな記憶場所を必要とするだけであり、さらにプロセス信号値の後処理の際の誤った結果が防止される。
【００４４】
特に有利な実施形態においては、プロセス信号は先ず予備バッファに記憶され、その後初めて現在の運転状態に適合した圧縮法によって処理され、圧縮されたプロセス信号セットとして記憶され、その際現在の運転状態は予備バッファにおけるプロセス信号の記憶の時点とは異なる時点に対応する。
【００４５】
予備バッファにおいてプロセス信号はまず圧縮されない形で存在する。プロセス信号の圧縮は、（時間的に遅れて存在する）現在の運転状態に由来して、いわば遡及して圧縮法が現在の運転状態に適合されるとき初めて行われる。このようにして、例えば運転状態変化の前段階で発生したプロセス信号が既に新しい変更された運転状態に適合されている圧縮法により処理されることが達成される。擾乱がある場合には、低い圧縮率を有する圧縮法が、擾乱の出現前に既に発生されているプロセス信号にも適用され得る。圧縮法のこの遡及的な適合がどの程度過去にさかのぼって行われ得るかは、なかんずく予備バッファの大きさに関係する。
【００４６】
言い換えれば、この実施形態においてはプロセス信号は先ず予備バッファに書き込まれ（例えば30秒の時間間隔で）、その後初めてそのとき存在する現在の運転状態に依存して、プロセス信号の本来の記憶のためにどの圧縮法が適用されるべきかが決定される。そのかぎりでは現在の運転状態の時点又は時間間隔は予備バッファ内のプロセス信号の記憶の時点と一致しない。即ち、予備バッファ内のプロセス信号の記憶の時点はむしろ現在の運転状態の時点又は時間間隔の前に存在する。
【００４７】
さらに、プロセス信号が極限値侵犯に関して監視されると有利である。
【００４８】
極限値はその際例えば設備の運転を危険にさらすことなくプロセス信号がちょうどなおとることが許される最大値であってよい。この極限値の侵犯は、例えば警告通報と結び付けて出力し、或いは記憶させることができる。
【００４９】
極限値はその際設備の現在の運転状態に依存して確定されるのが特に有利である。
【００５０】
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
【００５１】
図において、時間ｔに関して変化するプロセス信号5が示されている。
【００５２】
時点ｔ＝0からｔ＝03の間にプロセス信号5は0近くの値から030近傍の値に上昇する。プロセス信号5の上昇はその際連続しており、振動又は勾配変化は生じないか又はごく小さい。
【００５３】
時点ｔ＝03から、プロセス信号５は振動及びかなり激しい振幅変化の傾向がある。このことは例えば技術設備においては時点ｔ＝03に生じる負荷変動によって引き起こされ得るものである。
【００５４】
この運転状態は図では符号IIで示され、またプロセス信号5がわずかながら変動し例えば設備の通常の動きを表わす先行の運転状態は符号Iで示されている。
【００５５】
プロセス信号5の値の時間的経過は信号振幅Ａとして表示される。
【００５６】
運転状態Iの期間においてはプロセス信号5の信号振幅Ａは時間間隔10で走査され、その際突き止められた振幅値は、各走査時点に存在するプロセス信号5の値が振幅帯20を離れたとき記憶される。この実施例ではこのことはｔ＝02〜ｔ＝03,5の時間には起きない。即ち、ｔ＝0〜ｔ＝03,5の時間には、ただ３つの値を含む圧縮されたプロセス信号セット25が保存され、その際プロセス信号5の値は時点ｔ＝0に値0として保存される。何故なら思慮分別に従ってこの時点には信号ふらつきが想定され、プロセス信号5に対する正しい値として時点ｔ＝0には値0が想定されるからである。
【００５７】
記憶すべきプロセス信号の圧縮は、その際時点ｔ＝035までは５つの信号走査が行われるが、３つの値のみが圧縮されたプロセス信号セット25として記憶される。
【００５８】
振幅帯20はその際プロセス信号5の現在の値が次の走査時点で新たに保存されるか否かに対する判断の基準である。今の実施例ではこの振幅帯は、プロセス信号5の値が時点ｔ＝02から時点ｔ＝04まで保存されたままにとどまり、時点ｔ＝04で初めて現在のプロセス信号値の新たな記憶が行われることに導く。
【００５９】
運転状態Iの間は、プロセス信号5の走査が時間単位の大きさを有する時間間隔10で行われる。この時間単位の大きさは運転状態Iに適合されている。何故ならその際プロセス信号5の変化は激しくはならず、それ故かなり大きい走査時限、従って高い圧縮率で十分だからである。
【００６０】
時点ｔ＝03から運転状態Iは運転状態IIに変わり、運転状態IIの間ではプロセス信号5のかなり激しい変動及び勾配変化が行われる。それ故時点ｔ＝03からは走査は別の時間間隔15で行われ、この時間間隔は時間間隔10に比して小さく、運転状態Iに比べて運転状態IIの間ではプロセス信号5の頻繁な走査に導く。２つの走査間の時間間隔は、運転状態IIにおいては半分の時間単位であり、従ってそこで使用される走査周波数は運転状態Iにおけるものの2倍である。
【００６１】
プロセス信号5のより小さい変化をも記憶し遡及的に識別し得るようにするため別の振幅帯201が設けられ、その大きさは変化した運転状態IIのために、運転状態Iに支配的に組み込まれる振幅帯20より小さく選ばれる。
【００６２】
時点ｔ＝04,5におけるプロセス信号5の値は時点ｔ＝04におけるプロセス信号５の値に対し別の振幅帯201から離れたので、時点ｔ＝04にも時点ｔ＝04,5にもプロセス信号5の記憶が行われる。
【００６３】
それ故運転状態IIの間は圧縮法の圧縮率は低くなる。
【００６４】
この実施例においてはさらに予備バッファを設けることができ、そこにプロセス信号5の値が先ず圧縮されないで書き込まれ、その後初めて現在の運転状態に適合されている圧縮法で処理される。
【００６５】
例えばプロセス信号値はｔ＝0〜ｔ＝03の期間では先ず短い時間間隔、例えば１／４又はそれより小さい時間単位の時間間隔で走査される。時点ｔ＝03に存在する現在の運転状態に基づいて、例えば、予備バッファにあらかじめ既にファイルされたプロセス信号が遡及的にどの圧縮法にかけられるかが遡及的に決定される。
【００６６】
時点ｔ＝03にはなお運転状態Iが存在し、それに基づいて、プロセス信号5が時間間隔10でのみ走査され、その際付加的な圧縮のために振幅帯20が適用されることがいわば過去に対して遡及的に確定される。
【００６７】
予備バッファはその際例えばｔ＝0〜ｔ＝03の期間中プロセス信号5の時間的経過を受け取るための大きさを持っている。予備バッファの絶対的な記憶需要は、予備バッファに書き込む際の使用される走査率に依存する。
【００６８】
予備バッファは、プロセス信号を運転状態変化の前段階において所望の精度及び時間/振幅分解能をもって記憶し得るのに特に用いられる。
【００６９】
現在の運転状態はその際、予備バッファにおける歴史的な過去のプロセス信号値に対し圧縮法の選択を左右するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による方法を説明するためのプロセス信号の時間的振舞を示す線図である。
【符号の説明】
【００７１】
ｔ  時間
Ａ  振幅
5  プロセス信号
10  時間間隔
15  時間間隔
20  振幅帯
201  振幅帯
25  プロセス信号セット
I  運転状態
II  運転状態
【図１】
2007520128.tif 000003
【国際調査報告】
2007520128.tif 000004
2007520128.tif 000005
2007520128.tif 000006
2007520128.tif 000007
2007520128.tif 000008
2007520128.tif 000009