Für das reibungslose Funktionieren der technischen Systeme sind zuverlässige Messungen von großer Bedeutung. Wenn die Werte der Messsensoren falsch sind, ist das Systemsteuerung aufgrund der Abweichung der Messgrößen von den wahren Wert nicht optimal. Im schlimmsten Fall kann dies zum Herunterfahren oder einen Systemfehler führen.
Durch die Verwendung der Techniken der automatischen Echtzeit-Messsensorvalidierung wird ihr Betrieb kontinuierlich gesteuert, so dass im Falle einer Funktionsstörung des Sensors der Bediener darüber informiert wird. Dabei wird der inaktiven Meßsensor gleichzeitig isoliert und mit dem berechneten Wert ersetzt. Dies ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb des technischen Systems und bietet eine ausreichende Zeit für die Wartung des Messsystems.
Funktionsprinzip
Der Prozess der automatischen Echtzeit-Messsensorvalidierung besteht aus drei Schritten:
- Identifizierung eines defekten Sensors
- Isolation eines defekten Sensors
- Ersatz einer fehlerhaften Sensormesswerte mit dem berechneten
Auf der Stufe der Identifizierung einer Sensorfehlfunktion, wird bestimmen, welcher Sensor den falschen Wert oder den Wert der von dem wahren Wert abweicht, gemessen hat. Sobald es festgestellt wird, welche von den Sensoren nicht korrekt funktioniert, beginnt die Isolationsphase für den mangelhaften Sensor, und damit wird die Übertragung von falschen Werten in das DCS / PLC-System oder Datenbank abgeschaltet. Anschließend kommt die Phase vom Ersatz der defekten Sensormesswerte mit dem berechneten, die auf der Basis eines mathematischen Modells des Systems vorgenommen wird. Sie sorgt für die richtige Wiederbeschaffungswerte des Messsensors, die das reibungslose Funktionieren des technischen Systems ermöglicht und Zeit für die Wartung des Messsystems bietet.
Vorteile
In der Industrie werden häufig redundante Messsensoren zum Messen der gleichen physikalischen Größe verwendet. In diesem Fall wird die abweichung zwischen den einzelnen Sensoren geregelt, und auf diese Grundlage wird der Sensorbruch identifiziert. Solche Lösungen können sehr teuer sein, aufgrund der hohen Kosten für Anschaffung, Installation und Wartung des Messsystems. Darüber hinaus ist die Lösung mit redundanten Sensoren oft nicht möglich aufgrund praktischer Beschränkungen bei der Installation in einem System. Aufgrund dieser Einschränkungen hat unser Team seine eigene Software-Lösung mit vielen Vorteilen entwickelt:
- Vermeidung von Mehrkosten, die durch redundante Messsensoren und deren Wartung verbunden sind
- Geeignet für den Einsatz in dem Fall, wo die Installation von redundanten Sensoren nicht möglich ist
- Zusätzliche Sicherheit und Zuverlässigkeit bei Verwendung in Kombination mit herkömmlichen Messsystemen mit einem Messsensor
- Gleichzeitige Steuerung einer Vielzahl von Messsensoren, die weiter die Kosten der redundanten Sensoren und Wartung des Messsystems reduziert
- Identifizierung, Isolierung und Berechnung den Ersatzwert der nicht-funktionierenden Sensoren ermöglicht einen reibungslosen Betrieb des Systems und eine angemessene Zeit für die Wartung des Messsystems
- Möglichkeit der Anwendung in komplexen Prozessen, wo analytische Beziehungen zwischen der gemessenen Parameter nicht verfügbar sind (eine Alternative zu dem Kalman-Filter und dem Verfahren der „gas-path-analysis“ Analyse)
- In bestimmten Fällen ist es möglich, das es zu mehreren gleichzeitig defekten Sensoren kommt
Anwendungsbereiche
Der Anwendungsbereiche von der automatisierten Echtzeit-Messsensorvalidierung sind zahlreich. Es kann mit allen Typen von Messeinrichtungen verwendet werden, insbesondere für die Messung von Druck, Temperatur, Durchfluss, Spannung, Strom, etc., und auch in allen Industriesysteme oder deren Bestandteile, wo es eine gewisse Korrelation zwischen den gemessenen Parametern gibt.
