專利名稱：用于對工業(yè)設(shè)備的故障診斷進行輔助的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對工業(yè)設(shè)備的故障診斷進行輔助的方法。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
所述工業(yè)設(shè)備的概念在此處及后文中尤其是指化工業(yè)、飲食業(yè)、環(huán)保技術(shù)、制藥產(chǎn)業(yè)或天然氣石油工業(yè)領(lǐng)域中的一種過程技術(shù)設(shè)備或方法技術(shù)設(shè)備。
這種(工業(yè))設(shè)備通常還包括多個單獨的、相互連接的設(shè)備組件。其中，方法技術(shù)設(shè)備或過程技術(shù)設(shè)備的典型設(shè)備組件包括容器、反應(yīng)器、管線、零配件等等。所述設(shè)備組件在原材料、尤其是流體的制造流程的過程中經(jīng)過原材料的改造/加工成為由此形成的產(chǎn)品。
各個單獨的設(shè)備組件通常均有相應(yīng)的工藝參數(shù)或工作參數(shù)。其中，所述工藝參數(shù)說明各個設(shè)備組件的或者在設(shè)備組件中待加工流體的一種在流程過程中通?？梢愿淖兊臓顟B(tài)。這些工藝參數(shù)一方面尤其包括流體的溫度、壓力、流量速度或者與此相對應(yīng)的質(zhì)量流量。另一方面，所述工藝參數(shù)也還可說明與每種設(shè)備組件相應(yīng)的調(diào)節(jié)狀態(tài)，例如閥位置(“打開”、“關(guān)閉”、“部分關(guān)閉”)或泵的功率或者對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
下面將上述工藝參數(shù)分為兩類即可觀測到(測量技術(shù)可測)的工藝參數(shù)以及那些不可觀測到的工藝參數(shù)。
可觀測到的工藝參數(shù)大多(至少部分地)顯示在工業(yè)設(shè)備的操作臺或控制臺的操作屏上。其中，所述操作屏通常會顯示出設(shè)備的圖解的且大多為簡化的工藝流程圖。其中， 所述操作屏包括多個“操作對象”，其中，每個操作對象分別對應(yīng)于一個設(shè)備組件。其中，所述操作對象用于顯示該設(shè)備組件的實際工作數(shù)據(jù)(尤其是可觀測到的工藝參數(shù)的實際值、 額定值以及設(shè)計值)。若在設(shè)備運行中出現(xiàn)故障，工藝參數(shù)由此與給定的額定值之間的偏差大于某個特定的警告閾值，那么就通常由操作對象(以圖形的方式)發(fā)出警告。
然而，由于設(shè)備大多具有的極高的復(fù)雜度以及上述操作屏的不完整性，借助這種報警發(fā)現(xiàn)故障原因并能夠由此予以排除的工作通常非常困難并且相應(yīng)地也十分耗時。但若過遲識別到故障原因，又可導(dǎo)致生產(chǎn)上的損失，因此，總是希望能夠提前識別到故障發(fā)生的原因。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，簡化工業(yè)設(shè)備的故障診斷。
在一種用于對故障診斷進行輔助的方法方面，上述目的根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求 I所述的特征得以實現(xiàn)。其中，所述方法用于對工業(yè)設(shè)備的故障診斷進行輔助，該工業(yè)設(shè)備具有多個通過管線系統(tǒng)相連的設(shè)備組件。在所述方法的范疇中設(shè)計為，為設(shè)備創(chuàng)建一個定向的、加權(quán)的圖形系統(tǒng)。為了創(chuàng)建所述的圖形系統(tǒng)，每個設(shè)備組件均分別對應(yīng)多個給定的、 抽象的組件類型中的一種。在流程的過程中由所選定的起點出發(fā)沿其管線逐個組件地處理工業(yè)設(shè)備的RI工藝流程圖(“管線_/工具-圖示”)。其中，分別在到達一個組件時訪問一個根據(jù)組件類型與該組件對應(yīng)的組件圖(也即按照組件類型)。因此，為每種特定的組件選出那些為與該組件相對應(yīng)的組件類型所存儲的組件圖。各個單獨的組件圖最終組合成為一個由加權(quán)的、定向的工業(yè)設(shè)備(總)圖組成的系統(tǒng)，其中，其節(jié)點分別對應(yīng)于多個單個的設(shè)備組件或者其所屬的工藝參數(shù)。
下面根據(jù)所謂的圖理論借助“圖”概念來表示一種示圖，其表示了設(shè)備組件的各個單獨的工藝參數(shù)以及存在于設(shè)備組件的各個單獨的工藝參數(shù)之間的聯(lián)系以及相互作用。其中，每個設(shè)備組件或者每個工藝參數(shù)均對應(yīng)于一個“節(jié)點”。下面將各個單獨的節(jié)點之間的連接稱作“邊線”。只要所述邊線顯示出一個獨立的工藝參數(shù)對于另一個取決于它的工藝參數(shù)的一種相應(yīng)的相互作用，該邊線即為“定向”的。在圖中用沿作用方向示出的箭頭來表示定向的邊線。
在本發(fā)明的范疇中始終觀測“加權(quán)”的圖。其中，每個邊線均對應(yīng)于一個數(shù)值。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，每個工藝參數(shù)為此均對應(yīng)于一個所謂的“狀態(tài) (Zustand)”，其中，當所對應(yīng)的工藝參數(shù)處于為其給定的有效范圍內(nèi)時，所述狀態(tài)會被看作 “O”或“正?！薄Ｈ粢粋€工藝參數(shù)偏離了該有效范圍，那么，就不再屬于正常狀態(tài)。那么，例如若該工藝參數(shù)超出有效范圍的上限，就會被賦予“正狀態(tài)”或者“ + ”，或者若其低于有限范圍的下限，就會被賦予“負狀態(tài)”或者
若被觀測的工藝參數(shù)的這種偏差引起另一個相關(guān)的工藝參數(shù)發(fā)生同向的偏差，那么在上述實施例中，由該工藝參數(shù)-節(jié)點指向與其相關(guān)的工藝參數(shù)的節(jié)點的邊線即被正加權(quán)(“+I”)。其中，當兩個工藝參數(shù)的上述狀態(tài)具有相同的符號時，其偏差就會被看作為同向的。據(jù)此，在反向的變化的情況下，即當兩種狀態(tài)具有不同的符號時，邊線被負加權(quán)(“-I”)。
此外，優(yōu)選設(shè)計為，從工藝參數(shù)的有效范圍來觀測各個工藝參數(shù)的偏差程度大小。 其中，若相關(guān)工藝參數(shù)的偏差無法通過某些情況下存在的調(diào)節(jié)回路得到調(diào)整，該偏差即被看作是“顯著”的偏差，而“微弱”的偏差則可通過調(diào)節(jié)回路得以平衡。其中，優(yōu)選設(shè)計為， 工藝參數(shù)在顯著的正或負偏差的情況下被賦予“+10”或“-10”的狀態(tài)。并且，當相關(guān)的從屬的工藝參數(shù)發(fā)生顯著的同向或者反向變化時，邊線即以“+10”或“-10”加權(quán)。然而，同樣能夠采用其它分級。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的范疇中，將這一類按照種類予以詳細說明的且相對于設(shè)備或者其它設(shè)備組件而言具有獨特工作方式的設(shè)備組件稱作“組件類型”。一種典型設(shè)備的組件類型例如尤其包括“閥”、“容器”(也被稱作“儲罐”)、“管線部段”、“泵”、“流量測量器”、 “壓力傳感器”等等。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的過程中所使用的組件圖成對地對應(yīng)于所設(shè)的組件類型。因此，為每種組件類型存儲一種相對應(yīng)的組件圖。每種組件圖在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)型中均包括至少一個與設(shè)備組件的一個工藝參數(shù)相對應(yīng)的第一節(jié)點，以及至少另一個與所觀測的工藝參數(shù)相關(guān)的一個工藝參數(shù)相對應(yīng)的其它節(jié)點。此外，所述組件圖還包括至少一個定向的、加權(quán)的且連接第一節(jié)點與另一個節(jié)點的邊線。其中，所述組件圖會針對所觀測的某種組件類型，以普遍的形式說明其中的設(shè)備組件或者說其所對應(yīng)的工藝參數(shù)或其所對應(yīng)的工藝參數(shù)與其它設(shè)備組件或者工藝參數(shù)之間的相互作用。
為了更好地與始終僅用于描述單獨一種設(shè)備組件的上述組件圖區(qū)分開來，也將那種或者每種根據(jù)本方法的、待創(chuàng)建的總設(shè)備或包含多個組件的一部分設(shè)備的圖形稱為“總圖”?？倛D系統(tǒng)在簡單設(shè)備中可由唯一一個總圖構(gòu)成。所述系統(tǒng)在更復(fù)雜的設(shè)備中則通常由多個分別對應(yīng)于設(shè)備的一部分、尤其是其子系統(tǒng)或運行狀態(tài)組的總圖構(gòu)成。下面進一步對“子系統(tǒng)”與“運行狀態(tài)組”的概念進行說明。
優(yōu)選始終將某個容器或者某個管線分支選作上述的逐個組件來處理特定設(shè)備在本方法中所用的RI工藝流程圖的起點。該管線優(yōu)選沿設(shè)備中待加工流體的流動方向排布。
在制作RI工藝流程圖時，各個單獨的組件圖就幾乎用作為模型(或者-在面向?qū)ο蟮木幊痰男g(shù)語表中-類別)，其通?？梢匀我獾貙嵗?，也就是說通?？梢詫ζ淙我獾剡M行訪問。
那么，在根據(jù)本發(fā)明的方法的過程中所創(chuàng)建的總設(shè)備或一部分設(shè)備的圖就可有利地用于故障原因分析，因為其會顯示出設(shè)備內(nèi)部的故障關(guān)聯(lián)。
借助上述方法，有利地能夠甚至在非常復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備中系統(tǒng)地創(chuàng)建相對應(yīng)的圖形。這樣也尤其能夠自動地從存儲的組件圖中創(chuàng)建特定設(shè)備的各個總圖。由于尤其是甚至在工業(yè)設(shè)備的設(shè)計階段就已提供了通常用于各種工業(yè)設(shè)備的RI工業(yè)流程圖，因此，上述方法有利地可用于幾乎各種任意的工業(yè)設(shè)備。
根據(jù)本方法來創(chuàng)建某個或每個總圖，尤其會在沒有任何或者僅有很少的關(guān)于特定設(shè)備在其運行中的狀態(tài)的經(jīng)驗信息的情況下簡化故障原因分析。因而，尤其能在主動進行故障查找及預(yù)防時有利地應(yīng)用于設(shè)備的設(shè)計階段。
在本方法的一個優(yōu)選實施例中，無論是某個或每個總圖，還是組件圖均分別以鄰接矩陣(Adjazenzmatrix)的形式示出。各個鄰接矩陣以下述方式來表示相對應(yīng)的圖使得每列或每行均對應(yīng)一個節(jié)點，并且陣列的各個單獨的元素分別相應(yīng)于在相關(guān)的行中所表示的節(jié)點與由相關(guān)的列表示的節(jié)點之間連接的定向邊線。其中，輸入信息自身作為數(shù)值反映了相關(guān)邊線的加權(quán)。
為了確定對應(yīng)于各個鄰接矩陣的工藝參數(shù)，工藝參數(shù)向量均對應(yīng)于每個鄰接矩陣。所述工藝參數(shù)向量作為向量元素包括所有在相應(yīng)的圖中作為節(jié)點出現(xiàn)的工藝參數(shù)。其中，向量元素的順序被轉(zhuǎn)為(Ubertragen)矩陣的列輸入信息或行輸入信息的順序。也就是說，在鄰接矩陣的第i個行與第j個列中的元素相應(yīng)于連接工藝參數(shù)向量的第i個向量元素(工藝參數(shù))與第j個向量元素(工藝參數(shù))的邊線。
為了創(chuàng)建設(shè)備的某個或每個總圖的總鄰接矩陣，優(yōu)選設(shè)計為，首先以相應(yīng)的非特定組件的鄰接矩陣的形式給出每個組件圖。其中，非特定即意味著，在相應(yīng)的工藝參數(shù)向量中以普遍的、而非實例化(即具體規(guī)定)的方式說明各個單獨的工藝參數(shù)。
在所述方法的過程中，優(yōu)選根據(jù)RI工藝流程圖首先對特定設(shè)備的所有設(shè)備組件進行明確標記、尤其是編號并且由此規(guī)定。由此形成總設(shè)備或部分設(shè)備的工藝參數(shù)向量。
此外，在本方法的有利的實施方式中，根據(jù)所觀測的設(shè)備工藝參數(shù)的數(shù)量為某個或每個總圖創(chuàng)建-首先是空的、即數(shù)值未定的-總鄰接矩陣。然后，逐個組件地來“填充”該總鄰接矩陣。其中，-由所選定的起點出發(fā)-為每個特定的設(shè)備組件，沿著加工路線通過下述方式確定并規(guī)定(或者實例化)對應(yīng)的組件鄰接矩陣和對應(yīng)的工藝參數(shù)向量用特定設(shè)備對象的特定工藝參數(shù)來取代組件鄰接矩陣所依據(jù)的組件類型的未定的工藝參數(shù)。例如，在規(guī)定的過程中，用特定管線部段“R01215”的特定輸入壓力“Pi_R01215”來取代通常以“Pi” 來表示的組件類型“管線部段”的輸入壓力。然后，按照特定的工藝參數(shù)將組件鄰接矩陣中所輸入的信息轉(zhuǎn)移到總鄰接矩陣中。其中，沿管線逐個訪問工業(yè)設(shè)備的各設(shè)備組件，直到所有設(shè)備組件的相關(guān)信息均被輸入到總鄰接矩陣中。
在本方法的一個尤其利于該方法自動化的設(shè)計方案中設(shè)計為，設(shè)備的RI工藝流程圖尤其是以XML (“Extensible Markup Language”可擴展標記語言)格式存儲在數(shù)據(jù)庫中。組件鄰接矩陣同樣也又尤其以XML格式而存儲在同一個或者另一個數(shù)據(jù)庫中。
在本發(fā)明的改進方案中，設(shè)備的某個或每個總圖在其創(chuàng)建完成后會由于不同于實體設(shè)備組件的、額外的故障原因節(jié)點得以擴展。在這些故障原因節(jié)點中存儲了工業(yè)設(shè)備的一個或多個工藝參數(shù)上出現(xiàn)典型故障原因的后果如堵塞、泄漏、傳感器或泵的失靈等。每個故障原因節(jié)點就相應(yīng)地包含連接某個或每個總圖中的一個或多個與實體設(shè)備組件相對應(yīng)的節(jié)點的定向的、加權(quán)的邊線。附有故障原因節(jié)點的總圖在下文中被稱為“診斷圖”。
在優(yōu)選實施方式中，每個故障原因節(jié)點均對應(yīng)于所存儲的多個故障原因類型中的一個，其中，又為每個故障原因類型尤其以XML格式存儲一個其所對應(yīng)的故障原因鄰接矩陣。對故障原因節(jié)點的處理方法與實體設(shè)備組件所對應(yīng)的節(jié)點的處理方法相同。
在確定其中一個設(shè)備組件的被觀測的工藝參數(shù)與正常狀態(tài)存在的差異的情況下，優(yōu)選借助用于發(fā)現(xiàn)可能的故障原因的所謂的ESFA (“Extended Symptom-Fault Association (擴展型征兆-故障關(guān)聯(lián))”)方法來評估總圖或診斷圖，例如在D. S. Nam et al.中，Automatic Construction of Extended Symptom-Fault Associations from the signed Digraph(擴展型征兆-故障關(guān)聯(lián)在符號圖中的自動構(gòu)建)“，Computers & Chemical Engineering (電腦 & 化學(xué)工程)，20，605-610，1996 中所述。
優(yōu)選以圖形的方式例如在工業(yè)設(shè)備的操作屏的一個分離的顯示區(qū)域上顯示出這樣得出的可能的故障原因。
優(yōu)選借助關(guān)于設(shè)備狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)、尤其是通過SOM (“self organising maps” 自組織映射)來識別可觀測到的偏差。附加的或可替換的是，可借助固定給定的警告閾值識別某個偏差，所述警告閾值被存儲為與每個可觀測的工藝參數(shù)相對應(yīng)。
為了確保復(fù)雜設(shè)備中的總圖系統(tǒng)盡可能清晰明了，在本方法的一個優(yōu)選實施例中設(shè)計為，首先將所述RI工藝流程圖分為各個子系統(tǒng)，其中，所述子系統(tǒng)可有選擇性地重疊。 其中，一組通過包含多個管線部段的管線系統(tǒng)而相互連接的設(shè)備組件即被看作子系統(tǒng)。因此，為每個子系統(tǒng)創(chuàng)建一個子系統(tǒng)圖。各個單獨的子系統(tǒng)圖可以可選地作為單個總圖的系統(tǒng)而形成過程結(jié)果(Verfahrensergebnis),或者被組合成為一個更大部分設(shè)備或者總設(shè)備的綜合總圖。
其中，優(yōu)選這樣來選定各個子系統(tǒng)，使其所對應(yīng)的設(shè)備組件僅影響自身子系統(tǒng)的工藝參數(shù)并且不會與另一個子系統(tǒng)的設(shè)備組件或者說設(shè)備組件的工藝參數(shù)相互影響。已被證明為十分有效的是，分別選擇一個容器作為用于區(qū)分兩個子系統(tǒng)的分界組件。
在另一個易于實施的優(yōu)選實施例中，將RI工藝流程圖分為各個運行狀態(tài)組。其中，一個運行狀態(tài)組包括那些在特定的運行狀態(tài)中所使用的設(shè)備組件以及串聯(lián)于其間的管線部段。將設(shè)備的一種至少與另一種運行方式或運轉(zhuǎn)方式有所區(qū)別的、特定的運行方式或運轉(zhuǎn)方式稱作運行狀態(tài)。其中，為每種運行狀態(tài)創(chuàng)建一個相對應(yīng)的運行狀態(tài)圖，其相應(yīng)地僅包括在每種運行狀態(tài)中所涉及到的工藝參數(shù)作為節(jié)點?？捎绕溆纱藚^(qū)分各種運行狀態(tài)即在運行狀態(tài)的每種狀態(tài)中，設(shè)備組件的另一個子群組正常運轉(zhuǎn)，其它設(shè)備組件則停止運轉(zhuǎn)。因此，在某種運行狀態(tài)中處于運轉(zhuǎn)的設(shè)備組件可被看作一個構(gòu)成子設(shè)備的單元。其中，運行狀態(tài)組可由上述子系統(tǒng)中的一個或多個子系統(tǒng)構(gòu)成。相應(yīng)的子系統(tǒng)圖可以可選地被組合成為分別對應(yīng)的運行狀態(tài)組的運行狀態(tài)圖。在這種情況下，運行狀態(tài)圖作為總圖系統(tǒng)就形成了過程結(jié)果。
由于在同時存在于同一個工業(yè)設(shè)備中的情況下，泵與閥之間的作用關(guān)系并不明確，在這種情況下被證明為有效的是，兩次經(jīng)過RI工藝流程圖以創(chuàng)建兩個總圖。在第一次經(jīng)過時，處理除泵以外的所有組件，其中，創(chuàng)建第一個總圖(如下“閥-總圖”)。在第二次經(jīng)過RI工藝流程圖時，處理除閥以外的所有組件，其中創(chuàng)建設(shè)備的第二個總圖(如下“泵-總圖”)。其中，不要將所述“第一個”和“第二個”的概念理解為強制性的時間順序。在本發(fā)明的范疇中，尤其是“泵-總圖”可在“閥-總圖”之前或者與其同時(即并行)創(chuàng)建。在具有多個運行狀態(tài)組的復(fù)雜設(shè)備中，運行狀態(tài)組又分別由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，總圖系統(tǒng)因此尤其可包括用于每個運行狀態(tài)組或者甚至是用于每個運行狀態(tài)組的每個子系統(tǒng)的一個泵-總圖以及一個閥-總圖。
在設(shè)備中存在的調(diào)節(jié)回路經(jīng)常會給故障的識別與分析增加難度，因為表征故障的工藝參數(shù)偏差會被校正。因此，在本方法的一個優(yōu)選變型中，通過以計算法來補償調(diào)節(jié)結(jié)果的方式，在開始調(diào)節(jié)前得到通過調(diào)整參數(shù)調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)的假定值。由此實現(xiàn)上述情況即基于調(diào)整參數(shù)的實際(觀測)值和被調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)的實際值以及在將調(diào)整的作用方式納入考慮的條件下，在調(diào)節(jié)的介入(Eingriff )前回推出工藝參數(shù)的值。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的由一種具有權(quán)利要求14所述的特征的裝置得以實現(xiàn)。據(jù)此，該裝置包括數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中存儲了設(shè)備的RI工藝流程圖以及組件圖或者與該組件圖相對應(yīng)的組件鄰接矩陣。此外，該裝置還包括創(chuàng)建模塊，該創(chuàng)建模塊設(shè)計為用于按照上述的根據(jù)本發(fā)明的方法來創(chuàng)建設(shè)備的總圖系統(tǒng)。該裝置優(yōu)選還包括一個診斷單元，該診斷單元設(shè)計為用于利用源自設(shè)備的某個或每個總圖的診斷圖以發(fā)現(xiàn)故障原因。


下面借助附圖進一步闡明本發(fā)明的一個實施例。圖中示出
圖I示出具有多個設(shè)備組件的(工業(yè))設(shè)備的第一個RI工藝流程圖，其中，所述多個設(shè)備組件通過管線系統(tǒng)相互連接；
圖2示出以RI工藝流程圖的形式所示出的、表示管線部段的第一個組件類型；
圖3示出與如圖2的組件類型相對應(yīng)的組件圖4和圖5示出在如圖2或圖3的圖中所示出的、表示手動閥的第二個組件類型；
圖6和圖7示出在如圖2或圖3的圖中所示出的、表示調(diào)節(jié)閥的第三個組件類型；
圖8示出在如圖3的圖中所示出的、表征位于容器前的流動方向上的調(diào)節(jié)閥的第四個組件類型的組件圖9示出在如圖3的圖中所示出的、表征位于容器后的流動方向上的調(diào)節(jié)閥的第五個組件類型的組件圖10和圖11示出在如圖2或圖3的圖中所示出的、表示泵的第六個組件類型；
圖12和圖13示出在如圖2或圖3的圖中所示出的、表示容器的第七個組件類型；
圖14和圖15示出在如圖2或圖3的圖中所示出的、表示流量測量器的第八個組件類型；
圖16示出在如圖2的圖中所示出的、表示壓力測量器的第九個組件類型；
圖17示出在如圖3的圖中所示出的、在“泵-總圖”范疇內(nèi)的第九個組件類型“壓力測量器”;
圖18示出在如圖3的圖中所示出的、在“閥-總圖”的范疇內(nèi)的第九個組件類型 “壓力測量器”;
圖19示出一種用于借助如圖I的RI工藝流程圖創(chuàng)建定向的、加權(quán)的設(shè)備總圖的系統(tǒng)的方法的流線圖20示出與第一種運行狀態(tài)相對應(yīng)的設(shè)備的定向的、加權(quán)的“泵-總
圖21示出同樣與第一種運行狀態(tài)相對應(yīng)的設(shè)備的定向的、加權(quán)的“閥
圖22示出與第二種運行狀態(tài)相對應(yīng)的設(shè)備的另一個定向的、加權(quán)的“
圖23示出另一個(工業(yè))設(shè)備的RI工藝流程圖24示出如圖23的設(shè)備的一種定向的、加權(quán)的“閥-總圖”；
圖25示出一種用于對工業(yè)設(shè)備的故障診斷進行輔助的裝置。圖”；-總圖”; 閥-總圖’具體實施方式
在所有圖中相對應(yīng)的部件和尺寸均始終以同樣的標號表不。
圖I示出了第一個RI工藝流程圖I，其表示第一(工業(yè))設(shè)備2。
工藝流程圖I包括表示多個組成設(shè)備2的(設(shè)備_)組件3的標記。工藝流程圖I 此外還包括象征設(shè)備2的管線系統(tǒng)4的連接線，組件3通過該管線系統(tǒng)相互連接。
根據(jù)工藝流程圖I所示，管線系統(tǒng)4包括多個管線部段5，其中，每個管線部段5始終連接兩個設(shè)備組件3。
因此，在工藝流程圖I中會看出，哪些設(shè)備組件3在設(shè)備2中相互連接并且該連接以何種管線技術(shù)的布置實現(xiàn)。在工藝流程圖I中，還通過箭頭來存儲各個單獨的組件在哪個流動方向6上相互連接。
無論是設(shè)備組件3、還是管線部段5，均分別對應(yīng)一個或多個工藝參數(shù)7，工藝參數(shù)說明了設(shè)備中待加工流體的流體力學(xué)的特性(即壓力、質(zhì)量流率等)。
每個單獨的設(shè)備組件3分別對應(yīng)一種抽象的“組件類型”，其表征了特定設(shè)備組件種類和分別對應(yīng)的抽象的工藝參數(shù)7。
在這里所示的實施例中，設(shè)備2根據(jù)工藝流程圖I包括如下組件類型的設(shè)備組件 3，組件類型分別對應(yīng)下述工藝參數(shù)7
-管線部段5，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7是質(zhì)量流量M；
-手動閥10，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7分別是閥位置V;
-調(diào)節(jié)閥11，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7分別是可控制的閥位置S;
-壓力傳感器12，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7分別是壓力P；
-可控制泵13，在此為離心泵的形式，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7是調(diào)節(jié)信號SP；
-容器14，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7分別是液面高度L；
-流量測量器15，其所對應(yīng)的工藝參數(shù)7分別是質(zhì)量流量M。
從流動方向來看，設(shè)備2具體是由表I中所含的(特定的)設(shè)備組件3組成的
權(quán)利要求
1.一種用于對工業(yè)設(shè)備(2)的故障診斷進行輔助的方法，所述工業(yè)設(shè)備具有多個通過管線系統(tǒng)(4)相連的設(shè)備組件(3)，其中，每個設(shè)備組件(3)可對應(yīng)于多個抽象的組件類型(5，10-15)中的一個類型，其中，每個組件類型(5，10-15)均對應(yīng)于一個加權(quán)的、定向的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96)， -其中，由起點出發(fā)沿管線系統(tǒng)(4)逐個組件地處理所述工業(yè)設(shè)備(2)的RI工藝流程圖(I); -其中，在每個設(shè)備組件(3)中均訪問所述設(shè)備組件的根據(jù)所述組件類型(5，10-15)所對應(yīng)的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96);和 -其中，將各個單獨的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96)組合成為所述工業(yè)設(shè)備(2)的加權(quán)的、定向的總圖(140，141，142)的一個系統(tǒng)，所述總圖的節(jié)點分別對應(yīng)于多個單獨的設(shè)備組件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法， -其中，以對應(yīng)的組件鄰接矩陣的形式設(shè)計每個組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95,96)； _其中，所有設(shè)備組件(3)對應(yīng)于明確標記的、尤其是編號的、并且由此規(guī)定的工藝參數(shù)； -其中，根據(jù)所述設(shè)備組件(3)的被觀測的工藝參數(shù)的數(shù)量創(chuàng)建所述工業(yè)設(shè)備(2)的某個或每個總圖(140，141，142)的空的總鄰接矩陣； _其中，由起點出發(fā)逐個組件地借助明確標記所述設(shè)備組件(3)所對應(yīng)的工藝參數(shù)分別為設(shè)備組件(3)規(guī)定與每個組件(3)的具體工藝參數(shù)相關(guān)的組件鄰接矩陣；和 -其中，所述組件鄰接矩陣中的每個元素均按照規(guī)定被轉(zhuǎn)移到各個總鄰接矩陣中的相應(yīng)的對應(yīng)位置上； -其中，沿所述管線系統(tǒng)(4) 一直連續(xù)地訪問所述工業(yè)設(shè)備(2)的所述設(shè)備組件(3)，直到對于所有設(shè)備組件(3)而言都已實現(xiàn)了輸入到各個總鄰接矩陣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，將RI工藝流程圖(I)的容器(14)或管線分支選定為起點。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其中，所述管線系統(tǒng)(4)沿流動方向排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的方法，其中，存儲故障原因的后果，和其中，將每個故障原因作為額外的故障原因節(jié)點(151)和所述故障原因的后果以至少一個加權(quán)邊線(152)的形式添加到某個或每個總圖(150)中，以構(gòu)成定向的、加權(quán)的診斷圖(175)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，當一個設(shè)備組件(3)的可被觀測的工藝參數(shù)與正常狀態(tài)之間出現(xiàn)偏差時，運用ESFA方法對診斷圖(175)進行評估，以得出可能的故障原因。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過與所述工業(yè)設(shè)備(2)的歷史數(shù)據(jù)的對比來識別所述偏差。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，借助固定設(shè)計的警告閾值來識別所述偏差。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的方法，其中，RI工藝流程圖(I)被分為各個單獨的子系統(tǒng)，其中，首先為每個子系統(tǒng)創(chuàng)建一個子系統(tǒng)圖作為總圖或所述總圖的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，這樣來選定各個單獨的子系統(tǒng)，使得各個子系統(tǒng)的所述設(shè)備組件(3)不會相互影響，和其中，在兩個子系統(tǒng)之間尤其分別使用容器(14)作為分界元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項所述的方法，其中，所述RI工藝流程圖(I)被分為各個單獨的運行狀態(tài)組(114，115)，其中，每個運行狀態(tài)組(114，115)分別包括那些在對應(yīng)的運行狀態(tài)中所涉及的設(shè)備組件(3);和其中，為每個運行狀態(tài)組(114，115)創(chuàng)建一個自身的運行狀態(tài)圖(140，141 ;142)作為總圖，所述總圖分別僅包括在各個運行狀態(tài)中所涉及的、作為節(jié)點的設(shè)備組件(3)的工藝參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項所述的方法，其中，兩次經(jīng)過所述RI工藝流程圖(1)，以用于分離泵(13)與閥(10，11)，其中，在第一次經(jīng)過時處理除泵(13)以外的所有設(shè)備組件(3)，以用于創(chuàng)建閥-總圖，和其中，在第二次經(jīng)過時則處理除閥(10，11)以外的所有設(shè)備組件(3)，以用于創(chuàng)建泵總圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的方法，其中，基于經(jīng)過調(diào)整參數(shù)調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)的實際值以及調(diào)整參數(shù)的實際值而回推出所述工藝參數(shù)的假定值，其中，所述工藝參數(shù)在調(diào)節(jié)的介入前可能具有所述假定值。
14.一種用于按照根據(jù)權(quán)利要求I至13中任一項所述的方法對工業(yè)設(shè)備(2)的故障診斷進行輔助的裝置(160)， -具有數(shù)據(jù)庫(164)，在所述數(shù)據(jù)庫中存儲了 RI工藝流程圖(I)以及設(shè)備組件(3)所對應(yīng)的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96)； _具有創(chuàng)建模塊(170)，所述創(chuàng)建模塊設(shè)計為用于實施根據(jù)權(quán)利要求I至13中任一項所述的方法。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置(160)， _具有診斷單元(163)，所述診斷單元設(shè)計為用于實施用于發(fā)現(xiàn)故障原因的診斷方法。
全文摘要
為了對工業(yè)設(shè)備(2)的故障診斷進行輔助，該工業(yè)設(shè)備具有多個通過管線系統(tǒng)(4)相連的設(shè)備組件(3)，設(shè)計為每個設(shè)備組件(3)均對應(yīng)多個抽象的組件類型(5，10-15)中的一個類型，其中，每個組件類型(5，10-15)又對應(yīng)于一個加權(quán)的、定向的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96)。由起點出發(fā)沿管線系統(tǒng)(4)逐個組件地處理工業(yè)設(shè)備(2)的RI工藝流程圖(1)。其中，在每個設(shè)備組件(3)中均訪問其根據(jù)組件類型(5,10-15)所對應(yīng)的組件圖(30，40，50，60，61，70，80，90，95，96)。將各個單獨的組件圖組合成為工業(yè)設(shè)備(2)的加權(quán)的、定向的總圖(140，141，142)的一個系統(tǒng)，總圖的節(jié)點分別對應(yīng)于多個單獨的設(shè)備組件(3)。
文檔編號G05B23/02GK102981493SQ201210328510
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者托馬斯·比爾魏勒, 安尼卡·西梅爾 申請人:西門子公司