DE102012203987A1

DE102012203987A1 - Method for visualizing a process flow in a metallurgical plant, involves providing components of plant in three-dimensional graphical representation in database, and storing detected real-time process values are stored in another database

Info

Publication number: DE102012203987A1
Application number: DE201210203987
Authority: DE
Inventors: Axel Weyer; Dieter Heesen
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-19

Abstract

The method involves providing components (210) of a plant (200) in three-dimensional graphical representation in a database (310). The process values occurring during the operation of the plant are determined in real time. The current determined process values are evaluated, and the present process malfunction is detected automatically at certain time, when the current determined process values are outside a predefined tolerance range. The established process malfunction is displayed automatically. The detected real-time process values are stored in another database (330). A subset of the stored process values falling in a time interval before the detection time are selected and displayed, when the process fault is established. An independent claim is included for a device for visualizing a process flow in a metallurgical plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Visualisierung eines Prozessablaufes in einer hüttentechnischen Anlage, wobei Komponenten der Anlage in dreidimensionaler grafischer Darstellung in einer ersten Datenbank bereitgestellt werden. Die Prozesswerte, die während des Betriebs der Anlage anfallen, werden in Echtzeit ermittelt. Anschließend werden die aktuell ermittelten Prozesswerte ausgewertet und eine eventuell vorliegende Prozessstörung zum Zeitpunkt t₀ automatisch festgestellt, wenn die aktuell ermittelten Prozesswerte außerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs liegen. Hierauf erfolgt ein automatisches Anzeigen der festgestellten Prozessstörung und der von der festgestellten Prozessstörung betroffenen Komponenten der Anlage aus der ersten Datenbank auf einer Bildanzeigeeinheit in dreidimensionaler grafischer Darstellung.The invention relates to a method and a device for visualizing a process sequence in a metallurgical plant, wherein components of the plant are provided in three-dimensional graphical representation in a first database. The process values that occur during operation of the system are determined in real time. Subsequently, the currently determined process values are evaluated and a possibly present process fault is automatically detected at time t ₀ if the currently determined process values are outside a predefined tolerance range. This is followed by an automatic display of the detected process fault and the components of the system affected by the detected process fault from the first database on an image display unit in three-dimensional graphic representation.

Die wachsende Komplexität der Stahlwerke und Gießanlagen, die aufgrund der zunehmenden Automatisierung der technischen Prozesse erfolgt, erfordert eine größtmögliche Unterstützung des Bedienpersonals bei der Kontrolle der Anlagen. Die Anzeige- und Bedienelemente in dem Leitstandsystem, die das Bedienpersonal permanent visuell kontrolliert, enthalten Informationen aus dem Prozessgeschehen der Anlage. Diese Informationen müssen bestmöglich aufbereitet sein, damit das Bedienpersonal bei Änderungen in den Produktionsvorgaben oder bei Prozessstörungen schnellstmöglich reagieren kann.The increasing complexity of the steel mills and foundries, which is due to the increasing automation of technical processes, requires the greatest possible support of the operators in the control of the plants. The display and control elements in the control room system, which permanently monitors the operating personnel visually, contain information from the process flow of the system. This information must be optimally prepared so that the operating personnel can react as quickly as possible in the event of changes in the production specifications or in the event of process interruptions.

Aus der Zeitschrift [ SPS, „Materialflussautomation erfordert Flexibilität“, Ausgabe 5 + 6, 2003, Seite 114 ] ist bekannt, zur Prozessvisualisierung eine dreidimensionale Darstellung der Anlage an der Schnittstelle zwischen Automatisierungsebene und Prozessleitebene einzubinden. Gerade bei großen und komplexen Anlagen kann der Benutzer dann, insbesondere im Störungsfall, mit Hilfe der dreidimensionalen Darstellung virtuell zu dem Ort der Anlage geführt werden, an dem die Störung aufgetreten ist. Durch Anklicken des entsprechenden Punktes im Abbild der Anlage kann der Benutzer dann weitere mit diesem Punkt des Abbildes verlinkte Informationen, wie beispielsweise den aktuellen Anlagezustand an diesem Punkt, abrufen. Somit erhält der Benutzer zwar einen raschen Überblick über die aktuelle Anlagensituation, allerdings ist eine Ermittlung der Ursache für die Störung nur bedingt möglich.From the journal [ SPS, "Material Flow Automation Requires Flexibility", Issue 5 + 6, 2003, page 114 ] it is known to integrate a three-dimensional representation of the plant at the interface between automation level and process control level for process visualization. Especially with large and complex systems, the user can then, in particular in the event of a malfunction, be guided virtually with the aid of the three-dimensional representation to the location of the installation where the disturbance has occurred. By clicking on the corresponding point in the image of the plant, the user can then retrieve further information linked to this point of the image, such as the current investment status at this point. Thus, the user receives a quick overview of the current system situation, however, a determination of the cause of the fault is only possible to a limited extent.

In der Druckschrift DE 103 45 886 wird ein Verfahren diskutiert, mit dem eine webbasierte Darstellung eines dreidimensionalen Abbildes einer Anlage möglich ist. Dadurch, dass auf einem Web-Browser eine webbasierte Darstellung als dreidimensionales Abbild der Anlage aufrufbar ist und an zuvor projektierten Punkten des dreidimensionalen Abbildes Prozessdaten der Anlage eingebunden sind, erhält ein Benutzer der Anlage gerade bei räumlich komplexen Anlagen die Möglichkeit, sich rasch einen Überblick über den Prozesszustand zu machen. Das Bedienpersonal bekommt somit ein geeignetes Mittel zur Verfügung gestellt, die komplexen großtechnischen Anlagen im dreidimensionalen Abbild zu überschauen, ohne sich in räumlicher Nähe zu der Anlage befinden zu müssen. Dadurch, dass die Projektierung der Anlage im Vorfeld stattgefunden hat, werden aktuelle Anlagenänderungen allerdings nicht berücksichtigt. In the publication DE 103 45 886 discusses a method that allows a web-based representation of a three-dimensional image of a plant. The fact that a web-based display can be called as a three-dimensional image of the system on a web browser and process data are integrated into previously projected points of the three-dimensional image, a user of the system receives just in spatially complex systems, the ability to quickly overview of to make the process state. The operating personnel are thus provided with a suitable means of surveying the complex large-scale installations in the three-dimensional image, without having to be in close proximity to the installation. Due to the fact that the project planning of the plant took place in advance, however, current plant modifications are not taken into account.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, zur Übersicht und zur Prozessvisualisierung das Prozessgeschehen in einer semi- oder vollgrafischen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Darstellung abzubilden. Die Grafik ist in der Darstellung sowohl statisch fixiert, d.h. Bewegungsabläufe oder Attribut-Änderungen von Objekten werden in der Grafik als Farbänderungen oder in Form von fixen grafischen Elementen, die teilweise auch in einfacher Form bewegt werden können, dargestellt als auch animiert, d.h. Bewegung und Drehung der Objekte sind interaktiv oder ereignisgesteuert möglich. Informationen aus dem Prozessgeschehen werden in einer tabellarisch strukturierten Form (Zeilen/Spalten – Darstellung) gemäß einer funktionalen Zugehörigkeit angezeigt oder zeilenweise bzw. auch als Pop-up-Fenster eingeblendet ggf. seltener auch an den dreidimensionalen Objekten an vordefinierter Positionen. Bedienungen oder Eingaben erfolgen an diesen Tabellen. Bedingt durch diese Form der Eingabe (fixe grafische Abbildung/tabellarische Struktur) ist eine direkte lokale Zuordnung der Information für das Bedienpersonal nicht erkennbar. Notwendige Beschreibungen bzw. Wartungshinweise müssen separat auf Papier oder am Bildschirm ermittelt werden.Furthermore, it is known from the state of the art to map the process in a semi- or full-graphic two-dimensional or three-dimensional representation for an overview and for process visualization. The graph is both statically fixed in the illustration, i. Motion sequences or attribute changes of objects are displayed in the graphics as color changes or in the form of fixed graphic elements, which can also be moved partly in simple form, as well as animated, i. Movement and rotation of the objects are possible interactively or event-controlled. Information from the process is displayed in a table-structured form (rows / columns - representation) according to a functional affiliation or displayed line by line or even as a pop-up window, if necessary also at the three-dimensional objects at predefined positions. Operations or entries are made on these tables. Due to this form of input (fixed graphic image / tabular structure), a direct local assignment of the information for the operating personnel is not recognizable. Necessary descriptions or maintenance instructions must be determined separately on paper or on the screen.

Aus der Druckschrift EP 1 085 390 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prozessvisualisierung bekannt, bei dem das Bedienpersonal einen besseren Überblick über die Anlage erhält, um schneller Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung einleiten zu können. Die bessere Übersichtlichkeit wird dadurch erreicht, dass auf einer Bildanzeigeeinheit eine automatische dreidimensionale Anzeige von den Anlagenteilen erfolgt, die für eine aufgetretene Störung verantwortlich sein können. Dafür macht der Prozessrechner von einer Bibliothek Gebrauch, in der manche Anlagenteile in 3D-Darstellung abgespeichert sind. Das Bedienpersonal kann die dreidimensional dargestellten Anlagenteile in seinen einzelnen Eigenschaften, wie Rotation, Größe, Farbe und Skalierung gezielt verändern, damit die Übersichtlichkeit der Darstellung optimiert wird. Neben den für die vorliegende Störung relevanten Anlagenteilen werden dem Bedienpersonal gleichzeitig auch die jeweils aktuellen Prozesswerte und Betriebszustände angezeigt. Die dreidimensionale grafische Darstellung ermöglicht es dem Bedienpersonal, das vorliegende Problem schnell und effektiv zu lokalisieren und dessen Beseitigung zu veranlassen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass dem Bedienpersonal nur eine definierte Auswahl an Maschinenteilen in dreidimensionaler Darstellung zur Verfügung gestellt wird und dass keine Rückschau auf die Fehlerhistorie ermöglicht wird.From the publication EP 1 085 390 For example, a method and a device for process visualization is known in which the operator receives a better overview of the system in order to be able to initiate quicker measures for error correction. The better clarity is achieved in that on an image display unit, an automatic three-dimensional display of the plant parts takes place, which may be responsible for a fault occurred. For this, the process computer uses a library in which some parts of the system are stored in 3D. The operating personnel can change the three-dimensional system parts in their individual properties, such as rotation, size, color and scaling, so that the clarity of the presentation is optimized. In addition to the parts of the system that are relevant to the present fault, the operating personnel also receive the current process values and operating states at the same time displayed. The three-dimensional graphical representation allows operators to quickly and effectively locate the problem at hand and initiate its elimination. A disadvantage of this method is that the operator only a defined selection of machine parts in three-dimensional representation is provided and that no review of the error history is possible.

Ein weiterer Nachteil bisheriger Praxis besteht darin, dass die dreidimensionalen Komponenten der Anlage als grafisches Abbild während der Projektierungsphase erstellt werden und dem Bedienpersonal anschließend während des Betriebs der Anlage zur Verfügung gestellt werden. Damit liegt keine permanente und automatische Aktualisierung der benötigten Komponenten der Anlage in dreidimensionaler Darstellung vor.Another disadvantage of previous practice is that the three-dimensional components of the system are created as a graphical image during the planning phase and are then made available to the operating personnel during operation of the system. There is thus no permanent and automatic updating of the required components of the system in three-dimensional representation.

Nachteilig ist weiterhin, dass im Stand der Technik bei einer Betriebs- oder Störmeldung keine weiteren Zusatzinformationen zu der von der Störung betroffenen Komponente bereitgestellt werden. Das Bedienpersonal muss sich aus einer Vielzahl von Unterlagen die benötigten Informationen zusammen suchen und der dadurch entstandene Zeitverlust bedingt einen unnötigen Stillstand der Anlage.A further disadvantage is that no further additional information about the component affected by the malfunction is provided in the prior art in the case of an operating or fault message. The operator must search for the required information from a variety of documents together and the resulting loss of time caused an unnecessary shutdown of the system.

Ebenfalls von Nachteil ist die nur begrenzte Aussage, die das Bedienpersonal der grafischen Darstellung der von dem Störprozess betroffenen Komponente über die Ursache der festgestellten Störung entnehmen kann. Eine weiterführende Analyse in Bezug auf die Ursache einer Prozessstörung erfolgt nicht. Also disadvantageous is the limited statement that can take the operator of the graphical representation of the affected by the disturbance process component on the cause of the detected fault. There is no further analysis regarding the cause of a process malfunction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Visualisierung einer Prozessstörung anzugeben, das neben dem automatischen Anzeigen der von der festgestellten Prozessstörung betroffenen Anlagenkomponenten eine umfassende Fehlerbetrachtung zwecks Ermittlung der Ursache der festgestellten Prozessstörung ermöglicht.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for visualizing a process disturbance, which in addition to the automatic display of affected by the detected process disturbance plant components allows a comprehensive error consideration to determine the cause of the detected process failure.

Die gestellte Aufgabe wird im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch:

– Speichern der in Echtzeit ermittelten Prozesswerte in einer dritten Datenbank unabhängig davon, ob eine Prozessstörung festgestellt wird oder nicht;

The stated object is achieved with regard to the method according to the invention with the features of claim 1. This method is characterized by:

- Save the process values determined in real time in a third database regardless of whether a process malfunction is detected or not;

Im Falle einer festgestellten Prozessstörung:

– Selektieren und Anzeigen einer ersten Teilmenge aus den gespeicherten Prozesswerten, die in ein erstes Zeitintervall T_i (mit i = –1) vor dem Zeitpunkt t₀ fallen;
– Analysieren der selektierten Prozesswerte zwecks Ermittlung einer Ursache für die festgestellte Prozessstörung; und

In case of a detected process disturbance:

Selecting and displaying a first subset of the stored process values which fall within a first time interval T _i (with i = -1) before the time t ₀ ;
- analyzing the selected process values to determine a cause for the detected process fault; and

wenn die Ursache im zuletzt analysierten Zeitintervall T_i nicht gefunden wurde, dann:

– Sukzessive Wiederholung der Verfahrensschritte Selektieren und Analysieren für i = i – 1, solange bis die Ursache für die Prozessstörung festgestellt wurde; und wenn die Ursache für die Prozessstörung gefunden ist, dann
– Beseitigung der Prozessstörung einleiten.

if the cause was not found in the last analyzed time interval T _i , then:

- successive repetition of the steps of selecting and analyzing for i = i - 1 until the cause of the process fault has been established; and if the cause for the process disorder is found, then
- initiate elimination of the process malfunction.

Der Beschreibung der Erfindung liegen folgende Begrifflichkeiten zugrunde:The description of the invention is based on the following terms:

Backtracking-AlgorithmusBacktracking algorithm

Dieser Algorithmus, nachfolgend durch den Verfahrensschritt Selektieren und Anzeigen repräsentiert, erlaubt eine Rückschau auf Prozesswerte, wie zum Beispiel Messwerte und Parameter von Anlagenkomponenten, die im Wirkzusammenhang mit einem aufgetretenen Ereigniss, beispielsweise einer Prozessstörung, stehen. Mit dem Backtracking-Algorithmus ist es insbesondere für das Bedienpersonal der Anlage möglich, Abnormitäten zu finden, die zu der Prozessstörung geführt haben. Der Algorithmus sieht eine schrittweise zeitliche Rückschau in vorgegebenen Zeitintervallen T_i (mit: i = i – 1) auf den Verlauf von Prozesswerten, vorzugsweise Messwerten und ggf. weiteren aufgetretenen Ereignissen vor, die zu der Prozessstörung geführt haben.This algorithm, subsequently represented by the method step Select and Display, allows a review of process values, such as measured values and parameters of plant components, which are in operative connection with an event that has occurred, for example a process fault. The backtracking algorithm makes it possible, in particular for the operating personnel of the plant, to find abnormalities which have led to the process disturbance. The algorithm provides for a stepwise time review at predetermined time intervals T _i (with: i = i-1) on the course of process values, preferably measured values and possibly further events that have occurred, which have led to the process disturbance.

Hüttentechnische AnlageHüttentechnische plant

Unter diesem Sammelbegriff werden komplexe Anlagensysteme, wie Hochöfen, Stahlwerksanlagen, Stranggießanlagen, Walzwerke und CSP (Compact Strip Production) Anlagen mit CSP Stranggießanlage, CSP Tunnelofen und CSP Walzwerk als Einzelanlage oder als Anlagenlinie in verschiedenen Kombinationen etc. verstanden.This collective term covers complex systems such as blast furnaces, steelworks, continuous casting plants, rolling mills and CSP (Compact Strip Production) plants with CSP continuous casting plant, CSP tunnel kiln and CSP rolling mill as single plant or as plant line in various combinations.

Prozessstörungprocess upset

Unter diesem Begriff sind alle Störungen, die während eines Prozessgeschehens auftreten können, zu verstehen. Eine Prozessstörung wird dem Bediener automatisch mit einer Prozessmeldung auf einer Bildanzeigeeinheit angezeigt. Diese Prozessmeldung kann neben einer Störmeldung beispielsweise eine Betriebsmeldung sein.This term is to be understood as meaning all disturbances which may occur during a process. A process fault is automatically displayed to the operator with a process message on an image display unit. This process message, in addition to a fault message, for example, be an operation message.

Dass gemäß Anspruch 1 ein Speichern der in Echtzeit ermittelten Prozesswerte in einer dritten Datenbank erfolgt, unabhängig davon, ob eine Prozessstörung festgestellt wird oder nicht, bietet den Vorteil, dass im Bedarfsfalle die gesamten Prozesswerte der kompletten Anlage aus der Vergangenheit für eine Fehlerbetrachtung zur Verfügung stehen.That according to claim 1, storing the process values determined in real time in a third Database, regardless of whether a process fault is detected or not, offers the advantage that in case of need, the entire process values of the entire system from the past are available for error consideration.

Dadurch, dass im Falle einer festgestellten Prozessstörung aus den gespeicherten Prozesswerten eine erste Teilmenge an Prozesswerten, die in ein erstes Zeitintervall T_i (mit i = –1) vor dem Zeitpunkt t₀ fallen, selektiert und angezeigt wird, ergibt sich der Vorteil, dass in einem ersten Durchlauf von dem Bedienpersonal nur diejenigen Prozesswerte betrachtet werden, die zeitlich nahe an dem Zeitpunkt der Prozessstörung lagen und mit einer höheren Wahrscheinlichkeit zu der Prozessstörung geführt haben. Außerdem sind die Menge an auszuwertenden Prozesswerten und der für deren Auswertung erforderliche Zeitaufwand zunächst vorteilhafterweise begrenzt.The fact that in the case of a detected process disturbance from the stored process values, a first subset of process values that fall in a first time interval T _i (with i = -1) before the time t ₀ , and selected, there is the advantage that in a first pass, only those process values are considered by the operating personnel that were close in time to the point in time of the process disturbance and that led to the process disturbance with a higher probability. In addition, the amount of process values to be evaluated and the time required for their evaluation are initially advantageously limited.

Vorteilhafterweise werden die selektierten Prozesswerte durch das Bedienpersonal zwecks Ermittlung einer Ursache für die festgestellte Prozessstörung analysiert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Fehlerursache besser eingegrenzt werden kann und somit besser ermittelt werden kann. Nur wenn die Fehlerursache im zuletzt analysierten Zeitintervall T_i nicht gefunden wurde, werden durch das Bedienpersonal weitere Schritte eingeleitet.Advantageously, the selected process values are analyzed by the operator in order to determine a cause for the detected process fault. This has the advantage that the cause of the error can be better limited and thus can be better determined. Only if the cause of the error was not found in the last analyzed time interval T _i , further steps are initiated by the operating personnel.

Vorteilhafterweise erfolgt eine sukzessive Wiederholung der Verfahrensschritte Selektieren und Analysieren für i = i – 1 solange bis die Ursache für die Prozessstörung festgestellt wurde. Somit werden jeweils nur begrenzte kurze Zeitintervalle von dem Bedienpersonal betrachtet und die Ursache für die Prozessstörung kann schneller gefunden werden.Advantageously, a successive repetition of the method steps of selecting and analyzing takes place for i = i-1 until the cause for the process disturbance has been established. Thus, only limited short time intervals are considered by the operator and the cause of the process failure can be found faster.

Ein weiterer Vorteil, der sich durch die sukzessive Wiederholung der Verfahrensschritte Selektieren und Analysieren (Backtracking-Algorithmus) ergibt, ist, dass die Ereignisse, Zustände und/oder Messwerte schrittweise rückwärts verfolgt werden. Die jeweiligen zugehörigen Informationen werden abgerufen bis die Informationen für eine Diagnose ausreichen, um die Fehlerursache festzustellen und die Beseitigung der Prozessstörung durch das Bedienpersonal einzuleiten. Vorteilhafterweise werden Abnormitäten, die zu der Prozessstörung geführt haben könnten, schneller gefunden. Bei einer reinen 3D-Darstellung der von der Prozessstörung betroffenen Komponenten der Anlage auf der Bildanzeigeeinheit, ohne Backtracking-Algorithmus tritt oftmals eine Fehlinterpretation der angezeigten Informationen auf. Dies liegt an der reinen grafischen Darstellung der von der Prozessstörung betroffenen Komponente. Der Bediener muss alleine aus der grafischen Darstellung eine Ermittlung einer Ursache für die festgestellte Prozessstörung vornehmen. Das ist zeitaufwändig und zieht eine langwierige Fehlerbehebung nach sich. Ein entsprechender wirtschaftlicher Schaden entsteht.Another advantage that results from the successive repetition of the method steps of selecting and analyzing (backtracking algorithm) is that the events, states and / or measured values are tracked stepwise backwards. The respective associated information is retrieved until the information for a diagnosis is sufficient to determine the cause of the error and to initiate the elimination of the process disturbance by the operating personnel. Advantageously, abnormalities that could have led to the process disturbance are found faster. In the case of a pure 3D representation of the components of the installation affected by the process disturbance on the image display unit, without a backtracking algorithm, a misinterpretation of the displayed information often occurs. This is due to the pure graphical representation of the component affected by the process fault. The operator alone has to make a determination of a cause for the detected process fault from the graphical representation. This is time consuming and involves lengthy troubleshooting. A corresponding economic loss arises.

Vorteilhafterweise werden die ermittelten Prozesswerte in der dritten Datenbank einer Komponente der Anlage zugeordnet abgespeichert, damit eine Eingrenzung des Bereichs, in dem der Fehler aufgetreten ist, schneller erfolgen kann.Advantageously, the determined process values are stored in the third database assigned to a component of the system, so that a narrowing of the area in which the error has occurred can be done faster.

Vorteilhafterweise sind die Zeitintervalle T_i vorzugsweise gleich lang. Dadurch kann das Bedienpersonal effektiver arbeiten.Advantageously, the time intervals T _{i are} preferably the same length. This allows the operator to work more effectively.

Vorteilhafterweise werden für die Ermittlung der Ursache für die Prozessstörung die ermittelten Prozesswerte für die Zeitintervalle T_i und die von der Prozessstörung betroffenen Komponenten auf der Bildanzeigeeinheit angezeigt. Dadurch erhält das Bedienpersonal die Möglichkeit, Informationen aus der dreidimensionalen grafischen Darstellung der Komponente lokal dem Ort der Prozessstörung zuzuordnen. Die dazugehörigen Prozesswerte können vorteilhafterweise dem Bedienpersonal einen Hinweis auf die Ursache der Prozessstörung geben. Vorteilhafterweise bietet diese Anzeige eine produktionsorientierte Darstellung des Prozesses mit allen materiallogistisch und technologisch relevanten Informationen in Kombination mit den Komponenten der Anlage in grafischer dreidimensionaler Darstellung für zielgerichtete manuelle Eingriffe zur Behebung einer Prozessstörung.For determination of the cause of the process disturbance, the determined process values for the time intervals T _i and the components affected by the process disturbance are advantageously displayed on the image display unit. This gives the operator the opportunity to assign information from the three-dimensional graphical representation of the component locally to the location of the process fault. The associated process values can advantageously provide the operating personnel with an indication of the cause of the process fault. Advantageously, this display provides a production-oriented representation of the process with all materiallogistically and technologically relevant information in combination with the components of the system in graphical three-dimensional representation for targeted manual intervention to correct a process fault.

Vorteilhafterweise werden zusätzlich die zu den betroffenen Komponenten der zugehörigen Material- und Dokumentennummern auf der Bildanzeigeeinheit angezeigt. Bei Bedarf kann das Bedienpersonal über diese Material- und Dokumentennummern weitere Zusatzinformationen abrufen, falls dies für eine Analyse der Fehlerbetrachtung gewünscht wird. Mit diesen Zusatzinformationen wird es dem Bedienpersonal ermöglicht, einen Zusammenhang zwischen Prozesswerten und Komponente der Anlage herzustellen, um in Bezug auf die Ursache der Prozessstörung weitere Rückschlüsse ziehen zu können. Advantageously, in addition to the affected components of the associated material and document numbers are displayed on the image display unit. If necessary, the operator can retrieve further additional information about these material and document numbers if this is desired for an analysis of the error consideration. This additional information enables the operating personnel to establish a relationship between the process values and the component of the system in order to be able to draw further conclusions regarding the cause of the process fault.

Ein Pop-up-Fenster zeigt diese Material- und Dokumentennummern an und das Bedienpersonal kann bei Bedarf über ein einfaches Anklicken weitere verlinkte Zusatzinformationen abrufen. Diese zusätzliche Bereitstellung von Bedienungsanleitung, Beschreibungen und / oder Wartungsanweisungen für die dargestellte Komponente ermöglichen eine verbesserte Ursachenermittlung und Fehlerdiagnose.A pop-up window will display these material and document numbers, and operators will be able to access additional linked additional information by simply clicking on them. This additional provision of operating instructions, descriptions and / or maintenance instructions for the illustrated component allows for improved cause determination and fault diagnosis.

Vorteilhafterweise sind die Material- und Dokumentennummern in einer zweiten Datenbank gespeichert, damit eine Verlinkung zu weiteren Zusatzinformationen, die über diese Nummern abzurufen sind, schnellstmöglich und in aktueller Form erfolgen kann.Advantageously, the material and document numbers are stored in a second database, so that a link to other additional information that retrieve these numbers are, as fast as possible and can be done in the current form.

Vorteilhafterweise werden in der zweiten Datenbank weiterführende Informationen wie Bedienungsanleitung und/oder Wartungsanweisungen, Datenblätter und oder Software-Beschreibungen zu jeder Komponente der Anlage abgespeichert und von dem Bedienpersonal abgerufen. Damit kann das Bedienpersonal auf diese aktualisierten Unterlagen bei Bedarf über ein einfaches Anklicken mit der Maus oder einem Track-Ball in einem Pop-up-Fenster, das sich automatisch auf der Bildanzeigeeinheit mit der Darstellung der von der Prozessstörung betroffenen Komponente öffnet und die entsprechende Material- und Dokumentennummer enthält, zugreifen.Advantageously, further information such as operating instructions and / or maintenance instructions, data sheets and / or software descriptions for each component of the system are stored in the second database and retrieved by the operating personnel. This allows operators to access these updated records as needed by simply clicking with the mouse or a track ball in a pop-up window that automatically opens on the image display unit displaying the component affected by the process failure and the appropriate material - and document number contains, access.

Vorteilhafterweise ist die Bildanzeigeeinheit in Form eines 3D-fähigen Displays ausgebildet, damit dem Bedienpersonal leistungsfähige 3D-Grafikunterstützung und eine hochauflösende Darstellung der Komponenten zur Verfügung stehen und Fehlinterpretationen minimiert werden. Das Erkennen von Abweichungen im Prozessablauf oder die Reaktion auf Störungen sind für das Bedienpersonal leichter zu erfassen und zu behandeln, da die Realität der Anlage und die Darstellung der Anlage auf dem 3D-fähigen Display konform sind.Advantageously, the image display unit is designed in the form of a 3D-capable display, so that the operators are provided with powerful 3D graphics support and a high-resolution representation of the components and that misinterpretations are minimized. Detecting deviations in the process flow or reacting to faults is easier for the operator to grasp and handle, as the reality of the plant and the representation of the plant on the 3D-capable display are compliant.

Vorteilhafterweise werden die betroffenen Komponenten der Anlage durch Bedienpersonal mit einer Passivbrille auf dem 3D-fähigen Display zur genauen Fehlerlokalisierung betrachtet. Eine derartige Passivstereo-Darstellung ermöglicht dem Bedienpersonal in Verbindung mit den angezeigten Prozesswerten die genaue Lokalisierung der aufgetretenen Prozessstörung. Damit verbunden ergibt sich der Vorteil, dass die Informationsqualität im Hinblick auf die Prozessstörung wesentlich verbessert wird. Vorteilhafterweise ist die Belastung für die Augen des Bedienpersonals auch geringer als bei der direkten Betrachtung eines einfachen Anzeigedisplays einer Bildanzeigeeinheit und Ermüdungserscheinung treten wesentlich später auf.Advantageously, the affected components of the system are considered by operators with passive goggles on the 3D-capable display for accurate fault location. Such a passive stereo representation allows the operating personnel in conjunction with the displayed process values the exact localization of the process fault that has occurred. Associated with this, there is the advantage that the quality of information is substantially improved with regard to the process disturbance. Advantageously, the burden on the eyes of the operator is also lower than in the direct viewing of a simple display of an image display unit and fatigue appear much later.

Vorteilhafterweise wird die 3D-Darstellung der betroffenen Komponenten der Anlage durch das Bedienpersonal mittels Zoomen und/oder Drehen auf dem 3D-fähigen Display dynamisiert und animiert. Dies geschieht vorzugsweise mit einer Maus oder einem Trackball, damit die Bedienung schnell und einfach erfolgen kann. Durch die Einfachheit der Bedienung ergibt sich eine Minimierung der Einarbeitungszeit des Bedienpersonals und Kosten werden eingespart.Advantageously, the 3D representation of the affected components of the system is dynamized and animated by the operator by means of zooming and / or rotating on the 3D-capable display. This is preferably done with a mouse or a trackball, so that the operation can be done quickly and easily. The simplicity of the operation results in a minimization of the training time of the operator and costs are saved.

Vorteilhafterweise werden die Daten, die Komponenten der Anlage repräsentieren, aus der ersten Datenbank in einem vereinbarten, standardisierten Ausgabeformat übermittelt. Damit ergibt sich eine schnelle und problemlose Übernahme und Einbindung der 3D-CAD-Daten über die erste Datenbank für die Prozessvisualisierung.Advantageously, the data representing components of the plant are transmitted from the first database in an agreed, standardized output format. This results in a quick and easy transfer and integration of the 3D CAD data via the first database for process visualization.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch die beanspruchte Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 12–16 und das beanspruchte Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 17 gelöst. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen den oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteilen. The above object is further achieved by the claimed device according to claims 12-16 and the claimed computer program product according to claim 17. The advantages of these solutions correspond to the advantages mentioned above with respect to the method.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the method and the apparatus of the invention are specified in the subclaims.

Der Beschreibung sind insgesamt drei Figuren beigefügt, wobeiThe description is a total of three figures attached, where

1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a block diagram of the device according to the invention,

2 ein Beispiel für eine Anzeige einer Prozessstörung und 2 an example of a display of a process failure and

3 einen zeitlichen Ablauf vor Auftreten einer Prozessstörung zeigt. 3 shows a time sequence before the occurrence of a process fault.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.The device according to the invention and the method according to the invention are described in detail below with reference to the figures.

In 1 ist in Form eines Blockschaltbilds die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 mit den zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Vorrichtungs-Einheiten dargestellt. In einer hüttentechnischen Anlage 200, die aus einzelnen Komponenten 210 besteht, sind Sensoren/Detektoren 220 zum Erfassen von Prozesswerten angeordnet. An die Sensoren/Detektoren 220 ist eine Auswerteeinrichtung 300 angeschlossen, die die ermittelten Prozesswerte in Echtzeit weiterverarbeitet. Weiterhin werden der Auswerteeinrichtung 300 Daten aus verschiedenen Datenbanken 310 bis 330 zur Verfügung gestellt, wobei eine erste Datenbank 310 an ein CAD – System 350 angeschlossen ist. An die Auswerteeinrichtung 300 ist als Verbindung zwischen Anlage und Bediener zur Überwachung der hüttentechnischen Anlage 200 eine Bildanzeigeeinheit 400 angeschlossen.In 1 is in the form of a block diagram of the device according to the invention 100 represented with the device units required for carrying out the method according to the invention. In a metallurgical plant 200 made up of individual components 210 exist are sensors / detectors 220 arranged to capture process values. To the sensors / detectors 220 is an evaluation device 300 which processes the determined process values in real time. Furthermore, the evaluation device 300 Data from different databases 310 to 330 provided, with a first database 310 to a CAD system 350 connected. To the evaluation device 300 is the connection between the plant and the operator for monitoring the metallurgical plant 200 an image display unit 400 connected.

Das Verfahren zur Visualisierung eines Prozessablaufs in der hüttentechnischen Anlage 200 wird mit einer Bereitstellung von Daten aus einem CAD-System 350 eingeleitet. Bei diesen Daten handelt es sich um eine dreidimensionale grafische Darstellung aus entsprechenden Konstruktionszeichnungen beispielsweise von:
Anlagengruppen, zum Beispiel ein Stahlwerk;
Anlagen, zum Beispiel Elektroofen oder Gießmaschine;
Aggregat oder Maschine;
Komponenten, zum Beispiel Gießsegment, Verteiler etc. und
integrierten Maschinenteilen, zum Beispiel Spindel.The process for visualizing a process flow in the metallurgical plant 200 comes with a provision of data from a CAD system 350 initiated. This data is a three-dimensional graphical representation from corresponding engineering drawings, for example:
Plant groups, for example a steelworks;
Installations, for example electric furnace or casting machine;
Aggregate or machine;
Components, for example, casting segment, distributor, etc. and
integrated machine parts, for example spindle.

Diese dreidimensionalen Darstellungen vorzugsweise aller Teile der Anlage werden von dem CAD-System 350 in einem vereinbarten Standard-Datenformat, vorzugsweise *.IGS erstellt, gepflegt und laufend aktualisiert in der ersten Datenbank 310 abgelegt. Das heißt sobald eine Komponente, auch Maschinenteil genannt, eine bauliche Änderung erfährt, wird dessen grafische Darstellung umgehend geändert und automatisch in der ersten Datenbank gespeichert; die Daten sind damit aktuell. Die Kommunikation zwischen dem CAD-System und der ersten Datenbank erfolgt über eine standardisierte Schnittstelle.These three-dimensional representations of preferably all parts of the plant are from the CAD system 350 in an agreed standard data format, preferably * .IGS created, maintained and continuously updated in the first database 310 stored. That is, as soon as a component, also called a machine part, undergoes a structural change, its graphical representation is changed immediately and automatically stored in the first database; the data is up to date. The communication between the CAD system and the first database takes place via a standardized interface.

Zu jedem Datensatz, also zu jeder grafischen Darstellung eines Maschinenteils, gibt es eine zugehörige Kennung, beispielsweise eine Material- und Dokumentennummer 610, die auf weiterführende Informationen verweist. Diese weiterführenden Informationen, wie beispielsweise eine zugehörige Bedienungsanleitung, aktuelle Betriebsanleitung, Wartungsanweisungen, Einstellungshinweise für Maschinen und Maschinenteile, Anleitungen zur Fehlerdiagnose und/oder Fehlerbeseitigung, Beschreibungsanleitung, Datenblätter o.ä. sind in einer zweiten Datenbank 320, hinterlegt. Die zweite Datenbank 320 wird ebenfalls laufend aktualisiert, sobald sich Änderungen in der Anlage 200 und somit Änderungen in den Dokumentationsunterlagen ergeben.For each data record, that is, for each graphical representation of a machine part, there is an associated identifier, for example, a material and document number 610 which refers to further information. This additional information, such as an associated user manual, current operating instructions, maintenance instructions, setting instructions for machines and machine parts, instructions for troubleshooting and / or troubleshooting, description manual, data sheets, etc. are in a second database 320 , deposited. The second database 320 is also constantly updated as soon as there are changes in the attachment 200 and thus changes in the documentation.

In einer dritten Datenbank 330 werden alle Prozesswerte abgespeichert, die dauerhaft während des Betriebs der hüttentechnischen Anlage 200 von Detektoren/Sensoren 220 an den Komponenten 210 in Echtzeit erfasst werden.In a third database 330 All process values stored permanently during operation of the metallurgical plant are stored 200 of detectors / sensors 220 on the components 210 be recorded in real time.

Alle Daten und Werte, die in den verschiedenen Datenbanken 310–330 abgelegt sind, werden von einer Auswerteeinrichtung 300 verwaltet. Die Auswerteeinrichtung 300, bei der es sich vorzugsweise um einen Prozessrechner handelt, steuert die Weiterverarbeitung der Prozesswerte und Daten, die an dem Verfahren beteiligt sind, dahingehend, dass dem Bedienpersonal der Anlage auf einer Bildanzeigeeinheit eine entsprechende Darstellung der Anlage gezeigt wird. Im normalen Prozessgeschehen wird eine Default-Anzeige der Anlage 200 angezeigt. Aus dieser Grundeinstellung kann das Bedienpersonal zur Überwachung der Anlage 200 mit einem entsprechenden 3D-Dialog auf die Daten aus dem CAD-System 350 zugreifen und die Daten für eine Prozessvisualisierung aufbereiten. Somit steht für eine erste Übersicht die dreidimensionale grafische Darstellung, also ein Abbild der Realität, einer ganzen Anlagengruppe zur Verfügung. Diese Darstellung lässt sich weiter verfeinern, indem die verschiedenen Komponenten 210 der Anlage 200 mit mehr Details heraus gezoomt werden können.All data and values stored in different databases 310 - 330 are stored by an evaluation device 300 managed. The evaluation device 300 , which is preferably a process computer, controls the further processing of the process values and data involved in the method, such that a corresponding representation of the system is shown to the operator of the system on an image display unit. In the normal course of the process, a default display of the system is displayed 200 displayed. From this basic setting, the operating personnel can monitor the system 200 with a corresponding 3D dialog on the data from the CAD system 350 access and process the data for process visualization. Thus, for a first overview, the three-dimensional graphical representation, ie an image of the reality, is available to a whole group of installations. This presentation can be further refined by using the different components 210 the plant 200 can be zoomed out with more details.

Weiterhin wertet die Auswerteeinrichtung 300 die aktuell ermittelten Prozesswerte automatisch aus. Wenn ein Prozesswert außerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs liegt, dann wird eine Prozessstörung zum Zeitpunkt t₀ festgestellt. Die Auswerteeinrichtung 300 steuert daraufhin die Ausgabe der festgestellten Prozessstörung in Form einer Betriebs- oder Störmeldung vorzugsweise zusammen mit der von der festgestellten Prozessstörung betroffenen Komponente 210 aus der ersten Datenbank 310 in dreidimensionaler grafischer Darstellung auf die Bildanzeigeeinheit 400 des Bedienpersonals. Zusätzlich wird dem Bedienpersonal, vorzugsweise in einem Pop-up-Fenster 600, die zugehörige Material- und Dokumentennummer 610 angezeigt. Über diese Nummer kann sich das Bedienpersonal Zusatzinformationen, wie beispielsweise eine zugehörige Bedienungsanleitung, Beschreibung und/oder Wartungsanweisungen durch einfaches Anklicken für diese Komponente 210 anzeigen lassen. Das Bedienpersonal kann nun aufgrund der vorgegebenen Werte aus den Zusatzinformationen durch Vergleich mit den erfassten Prozesswerten erste Rückschlüsse auf die Ursache der Prozessstörung ziehen.Furthermore evaluates the evaluation 300 the currently determined process values automatically. If a process value is outside a predefined tolerance range, then a process fault is detected at time t ₀ . The evaluation device 300 then controls the output of the detected process fault in the form of an operating or fault message preferably together with the component affected by the detected process fault 210 from the first database 310 in three-dimensional graphical representation on the image display unit 400 of the operating personnel. In addition, the operating personnel, preferably in a pop-up window 600 , the associated material and document number 610 displayed. The operator can use this number to obtain additional information, such as an associated operating manual, description and / or maintenance instructions, by simply clicking on this component 210 show. Based on the preset values from the additional information, the operating personnel can now draw initial conclusions about the cause of the process fault by comparing it with the recorded process values.

Das Bedienpersonal hat die Möglichkeit, die Prozessstörung auf Grundlage der dargestellten Komponente 210 zu lokalisieren, sich aus der Darstellung weitere Anlagenteile vergrößert und/oder dynamisiert anzeigen zu lassen, wenn dies zur Fehlererkennung notwendig ist und für die Ermittlung der Ursache der festgestellten Prozessstörung einen Backtracking – Algorithmus, der in einer Filtereinrichtung 340 der Auswerteeinrichtung 300 angeordnet ist, zu starten. Weitere Details zu diesem Mittel der Fehlererkennung werden anhand 3 erläutert. The operator has the option of the process fault based on the component shown 210 to localize itself, to display enlarged parts of the display and / or display dynamized, if this is necessary for error detection and to determine the cause of the detected process fault, a backtracking algorithm, in a filter device 340 the evaluation device 300 is arranged to start. Further details on this means of error detection are given 3 explained.

Die Detektoren/Sensoren 220 sind an den einzelnen Teilen der Komponenten 210 der Anlage 200 derart angebracht, dass ein Bediener den laufenden Prozess in der hüttentechnischen Anlage 200 auf Grundlage der in Echtzeit ermittelten Prozesswerte beobachten und die Anlage 200 entsprechend führen kann. Der Bediener bekommt auf einer Bildanzeigeeinheit 400 für die Kontrolle der Anlage 200 im laufenden Prozess neben den aktuell ermittelten Prozesswerten auch die grafische dreidimensionale Darstellung der Anlage 200 angezeigt. Vorzugsweise erfolgt diese Anzeige auf einem 3D-fähigen Display. Zur weiteren, noch verbesserten Auswertung der dreidimensionalen grafischen Darstellung der von der Prozessstörung betroffenen Komponente wird dem Bedienpersonal vorzugsweise eine 3D-Passivbrille zur Verfügung gestellt.The detectors / sensors 220 are on the individual parts of the components 210 the plant 200 mounted so that an operator the current process in the metallurgical plant 200 observe on the basis of the process values determined in real time and the plant 200 can lead accordingly. The operator gets on an image display unit 400 for the control of the plant 200 In the current process, in addition to the currently determined process values, the graphical three-dimensional representation of the plant 200 displayed. This display preferably takes place on a 3D-capable display. For further, even more improved evaluation of the three-dimensional graphical representation of the component affected by the process disturbance, the operating personnel are preferably provided with 3D passive goggles.

2 zeigt als Beispiel eine dreidimensionale Darstellung einer Spindel 500 zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebseinheit auf eine Walze (hier nicht gezeigt). Die Spindel 500 ist Teil einer Komponente 210 in Form der Antriebseinheit, die an einem Prozessablauf in einer hüttentechnischen Anlage 200 beteiligt ist. Die Spindel 500, die vergrößert in den Vordergrund der 2 heraus gezoomt ist, wird als Verursacher einer Prozessstörung in der Anlage 200 beispielhaft dargestellt. So wie in 2 gezeigt, bekommt ein Bediener auf der Bildanzeigeeinheit 400, siehe in 1, eine Prozessstörung und in einer Meldezeile die Prozesswerte angezeigt. Das Bedienpersonal kann die dreidimensionale grafische Darstellung der Spindel 500 animieren und in ihren Eigenschaften wie Größe, Farbe, Skalierung etc. gezielt verändern. Weiterhin kann das Bedienpersonal die Spindel 500 bezüglich ihrer Ansicht so drehen, dass die Stelle an der die Ursache für die Prozessstörung vermutet wird, deutlicher erkennbar wird. Jetzt kann das Bedienpersonal über die automatisch in einem Pop-up-Fenster 600 angezeigte Material- und Dokumentennummer 610 weiterführende Informationen, wie z.B. Wartungsanweisungen, abrufen. Diese Zusatzinformationen bekommt das Bedienpersonal dann ebenfalls auf der Bildanzeigeeinheit 400 angezeigt, kann sie direkt studieren und für eine Problemlösung auswerten. Neben diesen aktuellen Zusatzinformationen nutz das Bedienpersonal die Möglichkeit, auf die Prozesswerte aus der dritten Datenbank zuzugreifen. Das Bedienpersonal leitet den Backtracking-Algorithmus ein, der eine Selektion der gespeicherten Prozesswerte aus der Vergangenheit im Hinblick auf die Ursache der Prozessstörung vornimmt und auf der Bildanzeigeeinheit für das Bedienpersonal anzeigt. Das Bedienpersonal analysiert diese erste Teilmenge der gespeicherten Prozesswerte zwecks Ermittlung einer Ursache für die festgestellte Prozessstörung und wiederholt den Algorithmus solange bis die Ursache für die Prozessstörung gefunden ist. Anschließend veranlasst das Bedienpersonal die Beseitigung der Störung. 2 shows as an example a three-dimensional representation of a spindle 500 for transmitting a rotary motion from a drive unit to a roller (not shown here). The spindle 500 is part of a component 210 in the form of the drive unit, which is part of a process flow in a metallurgical plant 200 is involved. The spindle 500 that is magnified in the foreground of the 2 is zoomed out as the cause of a process malfunction in the plant 200 exemplified. As in 2 shown, an operator gets on the image display unit 400 , see in 1 , a process fault and the process values are displayed in a message line. The operator can view the three-dimensional graphical representation of the spindle 500 Animate and change in their properties such as size, color, scaling, etc. targeted. Furthermore, the operator can the spindle 500 turn around in their view so that the place where the cause of the process disturbance is suspected becomes more apparent. Now the operating staff can automatically turn on in a pop-up window 600 displayed material and document number 610 get further information, such as maintenance instructions. This additional information is then also provided to the operating personnel on the image display unit 400 displayed, she can study directly and evaluate for problem solving. In addition to these current additional information, the operating personnel also have the option of accessing the process values from the third database. The operator initiates the backtracking algorithm, which makes a selection of the stored process values from the past with regard to the cause of the process disturbance and displays it on the image display unit for the operator. The operator analyzes this first subset of the stored process values to determine a cause for the detected process fault and repeats the algorithm until the cause of the process fault is found. The operator then causes the fault to be eliminated.

3 zeigt eine Zeitachse für den Backtracking-Algorithmus. Der Algorithmus läuft derart ab, dass für ein erstes Zeitintervall T_i (mit i = –1) eine erste Teilmenge der gespeicherten Prozesswerte der Anlage (200) selektiert wird. Das Zeitintervall T_–1 liegt unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₀ zu dem die Prozessstörung aufgetreten ist. Diese erste Teilmenge der Prozesswerte wird dem Bedienpersonal auf der Bildanzeigeeinheit (400) angezeigt und das Bedienpersonal analysiert die Prozesswerte, um die Ursache für die Prozessstörung zu ermitteln. Diese Verfahrensschritte werden sukzessive mit den Prozesswerten aus den Zeitintervallen T_–1 bis T_–i, die alle vor der Prozessstörung zum Zeitpunkt t₀ liegen, solange wiederholt, bis die Ursache festgestellt werden kann. Dann wird die Beseitigung der Prozessstörung von dem Bedienpersonal eingeleitet. 3 shows a timeline for the backtracking algorithm. The algorithm runs in such a way that for a first time interval T _i (with i = -1) a first subset of the stored process values of the system ( 200 ) is selected. The time interval T _-1 is immediately before the time t ₀ at which the process fault has occurred. This first subset of the process values is displayed to the operating personnel on the image display unit ( 400 ) and the operator analyzes the process values to determine the cause of the process fault. These process steps are successively repeated with the process values from the time intervals T _-1 to T _-i , which are all before the process disturbance at the time t ₀ , until the cause can be determined. Then the elimination of the process malfunction is initiated by the operator.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Vorrichtung contraption
200200: hüttentechnische Anlage metallurgical plant
210210: Komponenten der Anlage Components of the plant
220220: Detektoren/Sensoren Detectors / sensors
300300: Auswerteeinrichtung evaluation
310310: erste Datenbank first database
320320: zweite Datenbank second database
330330: dritte Datenbank third database
340340: Filtereinrichtung filtering device
350350: CAD-System CAD system
400400: Bildanzeigeeinheit Image display unit
500500: Spindel spindle
600600: Pop-up-Fenster Pop-up window
610610: Material- und Dokumentennummer Material and document number

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10345886 [0004] DE 10345886 [0004]
EP 1085390 [0006] EP 1085390 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

SPS, „Materialflussautomation erfordert Flexibilität“, Ausgabe 5 + 6, 2003, Seite 114 [0003] SPS, "Material Flow Automation Requires Flexibility", Issue 5 + 6, 2003, page 114 [0003]

Claims

Verfahren zur Visualisierung eines Prozessablaufes in einer hüttentechnischen Anlage (200), aufweisend folgende Schritte: – Bereitstellen von Komponenten (210) der Anlage (200) in dreidimensionaler grafischer Darstellung in einer ersten Datenbank (310); – Ermittlung von Prozesswerten in Echtzeit, die während des Betriebs der Anlage (200) anfallen; – Auswerten der aktuell ermittelten Prozesswerte und automatisches Feststellen einer eventuell vorliegenden Prozessstörung zu einem Zeitpunkt t₀, wenn die aktuell ermittelten Prozesswerte außerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs liegen; – Automatisches Anzeigen einer festgestellten Prozessstörung und der von der festgestellten Prozessstörung betroffenen Komponenten (210) der Anlage (200) aus der ersten Datenbank (310) auf einer Bildanzeigeeinheit (400) in dreidimensionaler grafischer Darstellung, gekennzeichnet durch – Speichern der in Echtzeit ermittelten Prozesswerte in einer dritten Datenbank (330) unabhängig davon, ob eine Prozessstörung festgestellt wird oder nicht; Im Falle einer festgestellten Prozessstörung: – Selektieren und Anzeigen einer ersten Teilmenge aus den gespeicherten Prozesswerten, die in ein erstes Zeitintervall T_i (mit i = –1) vor dem Zeitpunkt t₀ fallen; – Analysieren der selektierten Prozesswerte zwecks Ermittlung einer Ursache für die festgestellte Prozessstörung; und wenn die Ursache im zuletzt analysierten Zeitintervall T_i nicht gefunden wurde, dann: – Sukzessive Wiederholung der Verfahrensschritte Selektieren und Analysieren für i = i – 1, solange bis die Ursache für die Prozessstörung festgestellt wurde; und wenn die Ursache für die Prozessstörung gefunden ist, dann – Beseitigung der Prozessstörung einleiten.Method for visualizing a process flow in a metallurgical plant ( 200 ), comprising the following steps: - providing components ( 210 ) the plant ( 200 ) in a three-dimensional graphical representation in a first database ( 310 ); - Determination of process values in real-time during operation of the plant ( 200 ) attack; - Evaluation of the currently determined process values and automatic determination of a possibly existing process fault at a time t ₀ if the currently determined process values are outside a predefined tolerance range; - Automatic display of a detected process fault and the components affected by the detected process fault ( 210 ) the plant ( 200 ) from the first database ( 310 ) on an image display unit ( 400 ) in three-dimensional graphical representation, characterized by - storing the process values determined in real time in a third database ( 330 ) regardless of whether a process malfunction is detected or not; In the case of a detected process fault: - selecting and displaying a first subset of the stored process values, which fall in a first time interval T _i (with i = -1) before the time t ₀ ; - analyzing the selected process values to determine a cause for the detected process fault; and if the cause was not found in the last analyzed time interval T _i , then: - successive repetition of the steps of selecting and analyzing for i = i - 1 until the cause of the process fault has been ascertained; and if the cause of the process fault is found, then - initiate elimination of the process malfunction.

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Prozesswerte in der dritten Datenbank (330) zusammen mit der sie betreffenden Komponente (210) der Anlage (200) abgespeichert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determined process values in the third database ( 330 ) together with its component ( 210 ) the plant ( 200 ) are stored.

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitintervalle T_i vorzugsweise gleichlang sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the time intervals T _{i are} preferably the same length.

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der Ursache für die festgestellte Prozessstörung die ermittelten Prozesswerte für die Zeitintervalle T_i und die von der Prozessstörung betroffenen Komponenten (210) auf der Bildanzeigeeinheit (400) angezeigt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the cause of the detected process disturbance, the determined process values for the time intervals T _i and the components affected by the process disturbance ( 210 ) on the image display unit ( 400 ) are displayed.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die zu den betroffenen Komponenten (210) zugehörige Material- und Dokumentennummern (610) auf der Bildanzeigeeinheit (400) angezeigt werden.A method according to claim 4, characterized in that in addition to the affected components ( 210 ) associated material and document numbers ( 610 ) on the image display unit ( 400 ) are displayed.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Material- und Dokumentennummern (610) in einer zweiten Datenbank (320) gespeichert werden.Method according to claim 5, characterized in that the material and document numbers ( 610 ) in a second database ( 320 ) get saved.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Datenbank (320) weiterführende Informationen wie Bedienungsanleitung und/oder Wartungsanweisung zu jeder Komponente (210) der Anlage (200) abgespeichert werden und von dem Bedienpersonal abgerufen werden können.Method according to claim 6, characterized in that in the second database ( 320 ) further information such as operating instructions and / or maintenance instructions for each component ( 210 ) the plant ( 200 ) can be stored and retrieved by the operator.

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinheit (400) in Form eines 3D-fähigen Displays ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the image display unit ( 400 ) is designed in the form of a 3D-capable display.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten, angezeigten Prozesswerte und die angezeigten von der Prozessstörung betroffenen Komponenten (210) der Anlage (200) durch Bedienpersonal mit einer Passivbrille auf dem 3D-fähigen Display zur genauen Ursachenforschung betrachtet werden.Method according to claim 8, characterized in that the ascertained, displayed process values and the displayed components affected by the process disturbance ( 210 ) the plant ( 200 ) by operators with passive goggles on the 3D-capable display for accurate cause research.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die 3D-Darstellung der betroffenen Komponenten (210) der Anlage (200) durch das Bedienpersonal mittels Zoomen und/oder Drehen auf dem 3D-fähigen Display dynamisiert und animiert werden. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the 3D representation of the affected components ( 210 ) the plant ( 200 ) are animated and animated by the operator by means of zooming and / or turning on the 3D-capable display.

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Komponenten (210) der Anlage (200) repräsentierenden Daten aus der ersten Datenbank (310) in einem vereinbarten, standardisierten Ausgabeformat übermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 210 ) the plant ( 200 ) data from the first database ( 310 ) in an agreed, standardized output format.

Vorrichtung (100) zur Visualisierung eines Prozessablaufs in einer hüttentechnischen Anlage (200), umfassend: – eine erste Datenbank (310) zum Abspeichern von Komponenten (210) der Anlage in dreidimensionaler grafischer Darstellung aus einem CAD-System (350); – Detektoren und/oder Sensoren (220) zum Ermitteln von Prozesswerten in Echtzeit, die während des Betriebs der Anlage (200) anfallen; – eine Auswerteeinrichtung (300) zum automatischen Auswerten der aktuell ermittelten Prozesswerte und zum Feststellen einer eventuell vorliegenden Prozessstörung zum Zeitpunkt t₀, wenn die aktuell ermittelten Prozesswerte außerhalb eines vordefinierten Toleranzbereichs liegen; – Bildanzeigeeinheit (400) zum automatischen Anzeigen einer festgestellten Prozessstörung und der von der festgestellten Prozessstörung betroffenen Komponenten (210) der Anlage (200) in dreidimensionaler grafischer Darstellung aus der ersten Datenbank (310), gekennzeichnet durch – eine dritte Datenbank (330) zum Speichern der in Echtzeit ermittelten Prozesswerte; und – eine Filtereinrichtung (340) zum selektiven Bereitstellen der Prozesswerte aus der dritten Datenbank (330) aus einem vorgegebenen Zeitintervall T_i als Filterkriterium.Contraption ( 100 ) for visualizing a process flow in a metallurgical plant ( 200 ), comprising: - a first database ( 310 ) for storing components ( 210 ) of the plant in a three-dimensional graphical representation from a CAD system ( 350 ); - detectors and / or sensors ( 220 ) to determine real-time process values generated during operation of the plant ( 200 ) attack; An evaluation device ( 300 ) for the automatic evaluation of the currently determined process values and for the detection of a possibly present process disturbance at time t ₀ if the currently determined process values are outside a predefined tolerance range; - Image display unit ( 400 ) for automatically displaying a detected process fault and the components affected by the detected process fault ( 210 ) the plant ( 200 ) in three-dimensional graphical representation from the first database ( 310 ), characterized by - a third database ( 330 ) for storing the process values determined in real time; and - a filter device ( 340 ) for selectively providing the process values from the third database ( 330 ) from a predetermined time interval T _i as a filter criterion.

Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein CAD-System (350) in Verbindung mit der ersten Datenbank (310) zum Bereitstellen und Aktualisieren von Komponenten (210) der Anlage (200) in dreidimensionaler grafischer Darstellung. Device according to claim 12, characterized by a CAD system ( 350 ) in conjunction with the first database ( 310 ) for deploying and updating components ( 210 ) the plant ( 200 ) in three-dimensional graphical representation.

Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinheit (400) ein 3-D fähiges Display ist. Apparatus according to claim 12, characterized in that the image display unit ( 400 ) is a 3-D capable display.

Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Passivbrille zum Betrachten der Anlagen (200) und/oder der Komponenten (210) der Anlage (200) durch Bedienpersonal in Verbindung mit dem 3D-fähigen Display zur Ermittlung der genauen Ursache für die Prozessstörung.Apparatus according to claim 14, characterized by passive goggles for viewing the installations ( 200 ) and / or components ( 210 ) the plant ( 200 ) by operators in conjunction with the 3D-capable display to determine the exact cause of the process fault.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch eine zweite Datenbank (320) zum Abspeichern von Zusatzinformationen zu den jeweiligen Komponenten (210) der Anlage (200). Device according to one of Claims 12 to 15, characterized by a second database ( 320 ) for storing additional information on the respective components ( 210 ) the plant ( 200 ).

Computerprogrammprodukt mit einem Datenträger und einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm, welches geeignet ist, auf einem Computer/Mikroprozessor abzulaufen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11. Computer program product comprising a data carrier and a computer program stored on the data carrier which is suitable for running on a computer / microprocessor for carrying out the method according to one of Claims 1 to 11.