EP1528447B1

Diagnostic method and device for monitoring the functioning of a control loop

Abstract

This record has no abstract on file.

EP1528447B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 6

Term

Term ended

Expired 28 October 2024, 1.9 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

5 claims: 5 independent, 0 dependent

  1. 1
    Diagnoseeinrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Regelkreises eines Automatisierungssystems mit einem Datenspeicher (20), in welchem jeweils eine Folge von Sollwert- und Istwertdaten des Regelkreises (9) abspeicherbar ist, mit einer Auswerteeinrichtung (22) zur Bestimmung zumindest eines stochastischen Merkmals einer Folge von Sollwert- und/oder Istwertdaten und zum Vergleich des bestimmten Werts des Merkmals mit einem zugehörigen vorbestimmten Referenzwert, mit einer Auswerteeinrichtung (23) zur Bestimmung zumindest eines deterministischen Merkmals anhand der Folgen der Sollwert- und Istwertdaten und zum Vergleich des bestimmten Werts des Merkmals mit einem zugehörigen vorbestimmten Referenzwert und mit einer Auswahleinrichtung (21), durch welche der Zustand des Regelkreises (9) zumindest anhand der Folge der Sollwertdaten analysierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auswahleinrichtung (21) im Fall eines im Wesentlichen stationären Zustands die Auswerteeinrichtung (22) zur Bestimmung zumindest eines stochastischen Merkmals und im Fall einer Anregung des Regelkreises (9) im Wesentlichen entsprechend einem Sollwertsprung die Auswerteeinrichtung (23) zur Bestimmung der relativen Überschwingweite und/oder des Einschwingverhältnises, das heißt des Quotienten aus Anstiegszeit und Einschwingzeit der Regelgröße (y), als deterministisches Merkmal aktivierbar ist. Diagnostic device for monitoring the functioning of a control loop in an automation-controlled system having a data memory (20), in which a sequence of setpoint value and actual value data of the control loop (9) can be stored in each instance, having an evaluation device (22) for determining at least one stochastic feature of a series of setpoint value and/or actual value data and for comparing the specific value of the feature with an associated predetermined reference value, having an evaluation device (23) for determining at least one deterministic feature on the basis of the sequence of the setpoint value and actual value data and for comparing the specific value of the feature with an associated predetermined reference value and having a selection device (21), by means of which the state of the control loop (9) can be analysed at least on the basis of the sequence of the setpoint value data, characterised in that the evaluation device (22) can be activated as a deterministic feature by the selection device (21) in the event of an essentially steady state in order to determine at least one stochastic feature and the selection device (23) can be activated as a deterministic feature in order to determine the relative overshoot and/or the settling ratio, in other words the quotients from rise time and settling time of the control variable (y) in the event of the control loop (9) essentially being excited according to a setpoint value change. Dispositif de diagnostic pour surveiller le fonctionnement d'un circuit de régulation d'un système d'automatisation, avec une mémoire de données (20) dans laquelle peut être mémorisée à chaque fois une séquence de données de valeurs de consigne et de valeurs réelles du circuit de régulation (9), avec un dispositif d'évaluation (22) pour la détermination d'au moins une caractéristique stochastique d'une séquence de données de valeurs de consigne et/ou de valeurs réelles et pour la comparaison de la valeur déterminée de la caractéristique à une valeur de référence prédéterminée associée, avec un dispositif d'évaluation (23) pour la détermination d'au moins une caractéristique déterministe à l'aide des séquences des données de valeurs de consigne et de valeurs réelles et pour la comparaison de la valeur déterminée de la caractéristique à une valeur de référence prédéterminée associée et avec un dispositif de sélection (21) par lequel l'état du circuit de régulation (9) est analysable au moins à l'aide de la séquence des données de valeurs de consigne, caractérisé par le fait que le dispositif de sélection (21) peut activer, dans le cas d'un état globalement stationnaire, le dispositif d'évaluation (22) destiné à la détermination d'au moins une caractéristique stochastique et, dans le cas d'une excitation du circuit de régulation (9) globalement suivant un saut de valeur de consigne, le dispositif d'évaluation (23) destiné à la détermination de la largeur de suroscillation relative et/ou du rapport de régime transitoire, c'est-à-dire du quotient du temps de montée et de la période transitoire de la grandeur réglée (y), comme caractéristique déterministe.
  2. 2
    Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines im Wesentlichen stationären Zustands die Varianz der Folge der Istwertdaten als stochastisches Merkmal bestimmbar und mit einem zugehörigen Referenzwert vergleichbar ist, der an einem gut arbeitenden Regelkreis vorbestimmt und abgespeichert wurde. Diagnostic device according to claim 1, characterised in that, in the event of an essentially steady state, the variance of the sequence of actual value data can be determined as a stochastic feature and can be compared with an associated reference value, which was predetermined and stored on a control loop operating well. Dispositif de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un état globalement stationnaire, la variance de la séquence des données de valeurs réelles peut être déterminée comme caractéristique stochastique et être comparée à une valeur de référence associée qui a été prédéterminée sur un circuit de régulation fonctionnant correctement et qui a été mémorisée.
  3. 3
    Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (22) zur Bestimmung eines stochastischen Merkmals durch die Auswahleinrichtung (21) erst erneut aktivierbar ist, wenn nach Beginn des Sollwertsprungs bei im Wesentlichen konstanten Sollwertdaten ein vorgebbares Vielfaches der Einschwingzeit vergangen ist. Diagnostic device according to claim 1 or 2, characterised in that the evaluation device (22) is only able to be activated again by the selection device (21) in order to determine a stochastic feature when a predeterminable multiple of the settling time has passed after starting the setpoint value change with essentially constant setpoint value data. Dispositif de diagnostic selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif de sélection (21) ne peut à nouveau activer le dispositif d'évaluation (22) destiné à la détermination d'une caractéristique stochastique que si, après le début du saut de valeur de consigne, pour des données de valeurs de consigne globalement constantes, un multiple pouvant être prescrit de la période transitoire s'est écoulé.
  4. 4
    Diagnoseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Software-Funktionsbaustein (15) ausgebildet ist, der in einer graphischen Bedienoberfläche (8) eines Engineering-Systems (7) mit Funktionsbausteinen (10...14) des Regelkreises (9) verschaltbar und zum Betrieb in ein Automatisierungsgerät (6) ladbar ist. Diagnostic device according to one of the preceding claims, characterised in that it is embodied as software functional module (15), which can be interconnected in a graphic operating interface (8) of an engineering system (7) with functional modules (10...14) of the control loop (9) and can be loaded for operation in an automation device (6). Dispositif de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est conçu comme un module fonctionnel logiciel (15) qui peut être inséré dans une interface de commande graphique (8) d'un système d'ingénierie (7) avec modules fonctionnels (10 à 14) du circuit de régulation (9) et qui peut être chargé pour fonctionner dans un appareil d'automatisation (6).
  5. 5
    Diagnoseverfahren zur Überwachung des Betriebs eines Regelkreises eines Automatisierungssystems mit den folgenden Schritten:Abspeichern von Soll- und Istwertdaten des Regelkreises (9) in einen Datenspeicher (20),Bestimmen zumindest eines stochastischen Merkmals einer Folge von Sollwert- und/oder Istwertdaten und Vergleichen des bestimmten Werts des Merkmals mit einem zugehörigen vorbestimmten Referenzwerts durch eine Auswerteeinrichtung (22), Bestimmen eines deterministischen Merkmals anhand der Folgen der Sollwert- und Istwertdaten und Vergleich des bestimmten Werts des Merkmals mit einem zugehörigen vorbestimmten Referenzwert durch eine Auswerteeinrichtung (23),Analysieren des Zustands des Regelkreises zumindest anhand der Folge der Sollwertdaten und Auswählen durch eine Auswahleinrichtung (21), dadurch gekennzeichnet, dass- im Fall eines im Wesentlichen stationären Zustands die Auswerteeinrichtung (22) zur Bestimmung zumindest eines stochastischen Merkmals und- im Fall einer Anregung des Regelkreises (9) im Wesentlichen entsprechend einem Sollwertsprung die Auswerteeinrichtung (23) zur Bestimmung der relativen Überschwingweite und/oder des Einschwingverhältnisses, das heißt des Quotienten aus Anstiegszeit und Einschwingzeit der Regelgröße (y), als deterministisches Merkmal aktiviert wird. Diagnostic method for monitoring the functioning of a control loop of an automation-controlled system having the following steps: Storing setpoint and actual value data of the control loop (9) in a data memory (20),Determining at least one stochastic feature of a sequence of setpoint value and/or actual value data and comparing the specific value of the feature with an associated predetermined reference value by means of an evaluation facility (22), Determining a deterministic feature on the basis of the sequence of setpoint value and actual value data and comparing the certain value of the feature with an associated predetermined reference value by means of an evaluation device (23),Analysing the state of the control loop at least on the basis of the sequence of setpoint value data and selecting by means of a selection device (21), characterised in that- in the event of an essentially steady state, the evaluation device (22) is activated as a deterministic feature for determining at least one stochastic feature and- in the event of the control loop (9) essentially being excited corresponding to a setpoint value change, the evaluation device (23) is activated as a deterministic feature in order to determine the relative overshoot and/or the settling ratio, in other words the quotients from the rise time and the settling time of the control loop (y). Procédé de diagnostic pour surveiller le fonctionnement d'un circuit de régulation d'un système d'automatisation, avec les étapes suivantes: mémorisation de données de valeurs de consigne et de valeurs réelles du circuit de régulation (9) dans une mémoire de données (20),détermination, par un dispositif d'évaluation (22), d'au moins une caractéristique stochastique d'une séquence de données de valeurs de consigne et/ou de valeurs réelles et comparaison de la valeur déterminée de la caractéristique à une valeur de référence prédéterminée associée,détermination, par un dispositif d'évaluation (23), d'une caractéristique déterministe à l'aide des séquences des données de valeurs de consigne et de valeurs réelles et comparaison de la valeur déterminée de la caractéristique à une valeur de référence prédéterminée associée,analyse de l'état du circuit de régulation au moins à l'aide de la séquence des données de valeurs de consigne et sélection par un dispositif de sélection (21), caractérisé par le fait que- dans le cas d'un état globalement stationnaire, on active le dispositif d'évaluation (22) destiné à la détermination d'au moins une caractéristique stochastique et- dans le cas d'une excitation du circuit de régulation (9) globalement suivant un saut de valeur de consigne, on active le dispositif d'évaluation (23) destiné à la détermination de la largeur de suroscillation relative et/ou du rapport de régime transitoire, c'est-à-dire du quotient du temps de montée et de la période transitoire de la grandeur réglée (y), comme caractéristique déterministe.