專利名稱：分析測量值的方法以及實(shí)施此方法的測量值分析器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析測量值的方法，該測量值在設(shè)備過程中由測量系統(tǒng)測出并在第一個比較點(diǎn)借助測量系統(tǒng)所特有的參數(shù)檢查其可信度。此外，本發(fā)明還涉及實(shí)施本方法的測量值分析器。
在工業(yè)技術(shù)設(shè)備中，尤其是在電廠設(shè)備中越來越多地應(yīng)用進(jìn)行控制的自動化系統(tǒng)以及對設(shè)備過程進(jìn)行監(jiān)視的分析和診斷系統(tǒng)。而且隨著監(jiān)視任務(wù)量的增多，對分析和診斷系統(tǒng)的要求也提高了，例如該分析和診斷系統(tǒng)用于監(jiān)視由渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組所構(gòu)成電廠一部分的渦輪發(fā)電機(jī)組。通常的設(shè)定或出發(fā)點(diǎn)是，由測量值檢定和處理加以分析的測量信號與測量數(shù)值或設(shè)備過程的物理狀況相符。
通常在測量系統(tǒng)中由一個傳感器探測物理狀況或測量值并沿測量線路通過變換器變換成測量信號，其中對必要時利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的測量信號的可信度進(jìn)行檢驗(yàn)。通常在一比較點(diǎn)借助測量系統(tǒng)專用的特征參數(shù)進(jìn)行該可信度檢驗(yàn)。這些參數(shù)是根據(jù)已知的傳感器和轉(zhuǎn)換器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)值和諸如溫度范圍、信號或測量范圍、誤差范圍、信噪比和/或環(huán)境影響等測量系統(tǒng)測量段的數(shù)值，并根據(jù)對測量系統(tǒng)電源的監(jiān)視推導(dǎo)出來的。但對這種以測量信號與測量值一致性為依據(jù)的設(shè)定，建立在純可信度檢驗(yàn)基礎(chǔ)上的監(jiān)視方法并不能實(shí)現(xiàn)著眼于檢定的測量值無誤差的充分可靠性。這是因?yàn)橐环矫婷總€測量信號原則上講都是有誤差的。另外一方面不能識別出由于環(huán)境影響和/或由于測量系統(tǒng)中的變化造成的系統(tǒng)誤差，例如在由于特征參數(shù)導(dǎo)致的誤差范圍內(nèi)的測量信號漂移。
本發(fā)明的目的在于，提出一種分析或處理測量值的方法，用此方法對系統(tǒng)決定的誤差進(jìn)行篩選并對其進(jìn)行計算。在采用實(shí)施本方法相應(yīng)的測量值分析器時，利用簡單的手段即可實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)。
針對此方法，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即在第二比較點(diǎn)借助設(shè)備過程的特征標(biāo)準(zhǔn)對測量值與不依靠測量值所推算出的測量參數(shù)的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，其中對該檢驗(yàn)結(jié)果加權(quán)。
本發(fā)明的構(gòu)思依據(jù)在于，在對照根據(jù)測量系統(tǒng)參數(shù)提出的探測器和測量段模型進(jìn)行的可信度檢驗(yàn)之后并不能對求出的測量值的真實(shí)內(nèi)容作出可靠的斷言。換言之，經(jīng)過第一比較點(diǎn)的該可信度檢驗(yàn)的結(jié)果還要在另外的或其它的超出對照測量系統(tǒng)模型進(jìn)行的可信度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以外的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢驗(yàn)。如果此檢驗(yàn)借助一個對所推算出的，能復(fù)制測量值的測量參數(shù)所進(jìn)行的對比檢驗(yàn)來進(jìn)行，對這些測量參數(shù)最好同樣根據(jù)此方法進(jìn)行分析或檢驗(yàn)，則可以得出有關(guān)測量值的可靠性或誤差概率的結(jié)論。
由于進(jìn)行的對比檢驗(yàn)著眼于所求出的測量值與那些不依靠測量值所求出的測量參數(shù)的一致性，由這些測量參數(shù)可以推導(dǎo)出作為測量值依據(jù)的狀況，因而可以得出一個獨(dú)立于測量值的測定所推導(dǎo)出的參考結(jié)論。這種與參考結(jié)論比較的結(jié)果，即一相應(yīng)的參考值與所測出的測量值比較的結(jié)果是對測量值進(jìn)行求值和加權(quán)的基礎(chǔ)。為此利用相應(yīng)的算法由不依靠測量值所求出的測量參數(shù)推導(dǎo)出一帶有表示設(shè)備過程特征的規(guī)則的工藝控制器。所測定的測量值最好也收納在該控制器中，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)則的不斷更新。
在帶有一個與用于測量測量值的測量系統(tǒng)的參數(shù)存儲器相連接的第一比較組件的測量值分析器的基礎(chǔ)上，依照本發(fā)明所述目的通過采用第二比較組件得以實(shí)現(xiàn)，該比較組件一方面與第一比較組件并且另一方面與數(shù)據(jù)存儲器連接，在該存儲器中至少存有不依靠測量值所求出的測量參數(shù)，根據(jù)該測量參數(shù)借助表示設(shè)備過程特征的工藝標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)出測量值的參考值或額定值并隨之也推導(dǎo)出其加權(quán)系數(shù)。
加權(quán)系數(shù)或置信度系數(shù)最好在一個與第二比較組件連接的計算組件中借助專家知識求出并且接著在繼續(xù)進(jìn)行的測量值處理前或當(dāng)中分配給測量值。
下面將借助附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明，附圖中

圖1為測量值分析器原理框圖，圖2為測量值分析和處理流程圖。在兩圖中的相同部分用同一標(biāo)記標(biāo)示。
圖1是測量值分析器2的原理框圖，通過測量系統(tǒng)4一個在圖中僅示意表示的設(shè)備過程6中所探測出的測量值MW被輸送給該分析器。測量系統(tǒng)4含有一測量探測器8，該測量探測器用于測定設(shè)備過程6的某物理狀況，例如溫度。另外該系統(tǒng)沿測量線路10還含有一個產(chǎn)生測量信號的變換器12和一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器14。該設(shè)備過程6例如涉及的是一個在渦輪發(fā)電機(jī)組中將熱能轉(zhuǎn)換成電能的工藝化轉(zhuǎn)換。
測量值分析器2具有一個第一比較組件16和一個與該組件連接的用于測量系統(tǒng)4的參數(shù)存儲器18。測量值分析器2另外還具有一個第二比較組件20，該組件與第一比較組件16和存儲不依靠測量值MW所求出的測量參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲器22及一個計算組件24連接。在第一比較組件或比較點(diǎn)16與第二比較組件或比較點(diǎn)20間有一條支路26，該支路接入進(jìn)行測量值處理的組件28。
對由測量系統(tǒng)4加在測量值分析器2的測量值MW利用參數(shù)存儲器18的特征參數(shù)K在第一比較點(diǎn)16對其可信度進(jìn)行檢驗(yàn)。借助測量系統(tǒng)4的已知數(shù)值，即例如借助有關(guān)探測器8和變換器12以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器14的制造廠家數(shù)據(jù)進(jìn)行該可信度檢驗(yàn)。根據(jù)制造廠家數(shù)據(jù)和由基本測量推導(dǎo)出的特性曲線以及環(huán)境影響或諸如空氣濕度和溫度等環(huán)境條件用算法求出參數(shù)K并且以測量系統(tǒng)4模型的形式存儲在參數(shù)存儲器18中。此外還制備出測量線路10模型并且同樣也存儲在參數(shù)存儲器18中。圖中用箭頭29示出測量系統(tǒng)4的該特性輸入?yún)?shù)存儲器18中。
如圖2的流程圖所示，利用測量值分析器2首先進(jìn)行測量值變換器12和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器14的狀況檢驗(yàn)。在測量變換器12和/或模/數(shù)轉(zhuǎn)換器14失效時，通過一信號組件30發(fā)出信號并且必要時如箭頭31所示進(jìn)行測量值消隱。如果測量值變換器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器14工作正常，則可將測量值MW與由參數(shù)K導(dǎo)出的模型進(jìn)行比較。借助模型首先判別出測量值MW是否是可信的，即測量值是否在例如預(yù)定的上限和下限之間。這時例如還可以確定出是否測量值MW梯度與設(shè)備過程6測出的物理狀況可能的瞬時變化相比是可信的。換句話說當(dāng)例如測量值MW的變化快于相應(yīng)物理狀況的變化時，測量值MW或測量信號就會落在模型之外并發(fā)出誤差信號。而且例如當(dāng)在對測量系統(tǒng)4進(jìn)行所謂的壽命-零點(diǎn)-監(jiān)視時測量值MW低于測量系統(tǒng)4的對應(yīng)于固有零點(diǎn)偏移的下限時，就會發(fā)出誤差信號。而且在此情況時測量值MW被判定為不可信的。否則被判定為可信的測量值MW將經(jīng)支路26(圖1)輸送給另一個測量值處理器28。
同時借助模型識別可信的測量值MW被輸送給第二比較點(diǎn)20并在此處與反映設(shè)備過程6特征的、工藝標(biāo)準(zhǔn)R進(jìn)行比較。為此在數(shù)據(jù)存儲器22中存儲有一個控制器，其標(biāo)準(zhǔn)是借助由不依靠測量值MW求出的測量參數(shù)的專家知識擬定的。利用該反映設(shè)備過程6特征的標(biāo)準(zhǔn)R，首先對測量值MW與不依靠測量值MW由設(shè)備過程6求出的測量參數(shù)的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。
例如當(dāng)模型識別要求，某溫度值必須在20℃與50℃之間，并且相應(yīng)的測量值MW指示例如溫度T為30℃時，這時該測量值MW就可以通過第一個比較點(diǎn)16。當(dāng)這時在此實(shí)施例中另外設(shè)定，測量值MW是在一個管件上測得的，該管件由其測量參數(shù)壓力P例如為10巴并且流速V例如為3米/秒并且溫度T’例如為50℃的熱蒸氣流過，這樣利用標(biāo)準(zhǔn)R根據(jù)預(yù)定的算法即可由這些測量參數(shù)P、V、T’實(shí)現(xiàn)測量值MW的推導(dǎo)或復(fù)原。根據(jù)這些測量參數(shù)P、V、T′導(dǎo)出的基準(zhǔn)或額定值將在第二個比較點(diǎn)20與實(shí)際檢定的測量值MW進(jìn)行比較。當(dāng)測量值MW偏離此基準(zhǔn)值時，在計算組件24內(nèi)將對測量值MW進(jìn)行計算。其中利用在知識庫32(圖2)內(nèi)存儲的專家知識求出用于對測量值MW加權(quán)的置信系數(shù)C。置信系數(shù)C被輸送給用于進(jìn)行測量值處理的組件28并且與測量值MW一起如箭頭33所示，例如被輸送給一診斷系統(tǒng)。因此測量值MW連同有關(guān)測量值MW的可靠性或誤差等級輸送給診斷系統(tǒng)，其中當(dāng)置信系數(shù)C例如為0.7時有30％的測量值MW是錯誤的或有誤差的。當(dāng)由置信系數(shù)C推導(dǎo)出的誤差概率高于一調(diào)整的門限值時，這時如箭頭34所示將發(fā)出一相應(yīng)的信號并對測量值MW以及置信系數(shù)C進(jìn)行顯示。此點(diǎn)在圖2中用一開關(guān)器35表示。
利用該用于處理在設(shè)備過程6中所探測到的測量值MW的分析方法也可以有益地識別出測量系統(tǒng)4的系統(tǒng)誤差，其中尤其也可以識別出在某測量時域內(nèi)所探測到的測量值MW的微量漂移。這樣通過表示測量值MW的誤差等級的測量值MW的加權(quán)可以保證在分析和診斷被監(jiān)視的過程6時的特別高的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種分析測量值(MW)的方法，該測量值在設(shè)備過程(6)中由測量系統(tǒng)(4)檢測出并且在第一比較點(diǎn)(16)借助測量系統(tǒng)(4)特有的參數(shù)(K)檢驗(yàn)其可信度，其特征在于在第二比較點(diǎn)(20)借助設(shè)備過程(6)的特征標(biāo)準(zhǔn)(R)對測量值(MW)與不依靠測量值(MW)所求出的測量參數(shù)的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，其中對該檢驗(yàn)結(jié)果加權(quán)。
2.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于設(shè)備過程(6)的特征標(biāo)準(zhǔn)(R)由測量值(MW)修改更新。
3.一種測量值分析器，尤其用于實(shí)施如權(quán)利要求1或2所述方法，其帶有一個第一比較組件(16)，該比較組件與一個用于探測測量值(MW)的測量系統(tǒng)(4)的參數(shù)存儲器(18)相連接，其特征在于一個第二比較組件(20)，該比較組件與第一比較組件(16)及與不依靠測量值(MW)所求出的測量參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲器(22)連接，根據(jù)所述測量參數(shù)利用設(shè)備過程(6)的特征標(biāo)準(zhǔn)(R)可推導(dǎo)出測量值(MW)的額定值。
4.如權(quán)利要求3所述的測量值分析器，其特征在于第二比較組件(20)與一個用于對測量值(MW)加權(quán)的計算組件(24)連接。
全文摘要
一種分析測量值的方法以及實(shí)施該方法的測量值分析器，在采用一種用于分析或處理測量值(MW)的方法時，所述測量值在設(shè)備過程(6)中由測量系統(tǒng)測出并在第一比較點(diǎn)(16)利用測量系統(tǒng)(4)所特有的參數(shù)(K)檢驗(yàn)其可信度，按照本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)測量值(MW)誤差監(jiān)視時的特別高的可靠性，將利用設(shè)備過程(6)的特征標(biāo)準(zhǔn)(R)就該測量值與不依靠測量值(MW)所求出的測量參數(shù)的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)的結(jié)果被加權(quán)，其中為此測量值(MW)最好配設(shè)一個計算系數(shù)(C)。
文檔編號G01D3/08GK1161091SQ95195736
公開日1997年10月1日 申請日期1995年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月26日
發(fā)明者赫爾曼·沙伊爾 申請人:西門子公司