ES2280675T5 - Procedimiento para la vigilancia de un equipo técnico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para vigilar un equipo técnico, en el que durante el funcionamiento del equipo técnico se capta un valor actual de una magnitud de servicio (5) a vigilar, al menos dentro de un intervalo de tiempo finito al menos dos veces, caracterizado porque previamente se determina al menos un valor límite de vigilancia (10) para la magnitud de servicio (5) a vigilar del equipo técnico y porque dentro del intervalo de tiempo se averigua un valor de referencia de vigilancia actual (15) mediante una interpolación entre el valor límite de vigilancia (10) y el valor actual de la magnitud de servicio (5) a vigilar y se utiliza como valor comparativo para la magnitud de servicio (5) a vigilar.
Description
La invención se refiere a un procedimiento para
vigilar una instalación técnica según el concepto general
de la reivindicación 1.
Las instalaciones técnicas modernas incluyen
usualmente múltiples equipos técnicos que interactúan para
garantizar el éxito deseado, por ejemplo la producción de
bienes de consumo o la generación y puesta a disposición de
energía eléctrica mediante una central de generación. Un
fallo o también un funcionamiento no óptimo de un equipo
técnico de la instalación da como resultado al menos una
mala calidad de los productos generados o de la prestación
puesta a disposición, cuando no incluso una caída de toda
la instalación técnica.
Los tiempos de parada originan elevados costes
subsiguientes, debido a las caídas de producción que
resultan, y la falta de calidad se refleja en elevados
costes de calidad.
Por ello es imprescindiblemente necesario incluir
sistemas de diagnóstico mediante los cuales puedan ser
vigilados los equipos técnicos de una instalación.
Se conocen sistemas de diagnóstico en los cuales
mediante algoritmos de análisis se obtienen valores de
referencia durante el funcionamiento del equipo técnico,
comenzando la vigilancia en un instante en el que la
captación de los valores de referencia está muy avanzada o
ya se ha cerrado.
Un inconveniente es entonces que desde el instante del
comienzo del funcionamiento hasta que se cierra el proceso
de aprendizaje relativo a la captación de los valores de
referencia el equipo técnico no es vigilado y con ello las
faltas que se presenten pueden dar lugar al fallo del
equipo.
De la DE 198 05 061 A1 puede tomarse por ejemplo un
procedimiento según el concepto general de la
reivindicación 1, en el que a partir de datos de servicio
medidos durante el funcionamiento se averiguan valores de
referencia y se incluyen para una comparación valor de
consigna – valor real con los valores actuales de los datos
de funcionamiento.
Otros procedimientos de análisis conocidos utilizan
criterios que ciertamente cumplen las exigencias básicas
del funcionamiento del equipo (por ejemplo una vigilancia
respecto a sobrepasarse una temperatura máxima admisible de
servicio), pero no obstante no pueden tener en cuenta tales
procedimientos por ejemplo ninguna tolerancia de
fabricación aprovechada durante la realización del equipo
técnico o características especiales del equipo que
resultan durante el funcionamiento o reconocer pequeñas
desviaciones que no dan lugar al fallo, pero que ponen en
peligro el funcionamiento óptimo.
La invención tiene por lo tanto como tarea básica
indicar un procedimiento mejorado para la vigilancia de un
equipo técnico que supere los citados inconvenientes y que
sea sencillo de realizar.
La tarea se resuelve en el marco de la invención
mediante un procedimiento para la vigilancia de un equipo
técnico con las siguientes etapas:
- 1.
- Previamente se fija al menos un valor límite de vigilancia para una magnitud de servicio del equipo técnico a vigilar.
- 2.
- Durante el funcionamiento del equipo técnico se capta el valor actual de la magnitud de servicio a vigilar al menos dentro de un intervalo de tiempo finito, al menos dos veces y
- 3.
- Dentro del intervalo de tiempo se calcula un valor de referencia de vigilancia actual mediante una interpolación entre el valor límite de vigilancia y el valor actual de la magnitud de servicio a vigilar.
La invención parte entonces de la consideración de que
una vigilancia del equipo técnico es especialmente fiable
cuando tanto las condiciones-marco básicas, como por
ejemplo la antes citada máxima temperatura de servicio como
valor límite de vigilancia, como también informaciones
específicas relativas al servicio, se procesan como una o
varias magnitudes de servicio a vigilar en relación con un
valor de referencia de vigilancia, con el que se compara el
comportamiento efectivo de la magnitud de servicio a
vigilar.
El procedimiento correspondiente a la invención prevé
por lo tanto un valor de referencia de vigilancia que
mejora durante el funcionamiento del equipo técnico.
En el momento del comienzo del funcionamiento del
equipo técnico, predomina la influencia del valor límite
de vigilancia sobre el valor de referencia de vigilancia
actual, sucediendo que cuando aumenta la duración del
funcionamiento el valor de referencia de vigilancia actual
se ve influido de manera creciente por el comportamiento
actual de la magnitud de servicio a vigilar, con lo que
como consecuencia durante el funcionamiento del equipo
también pueden detectarse pequeñas desviaciones de la
magnitud de servicio a vigilar respecto al funcionamiento
normal. Así, se detectan no sólo aquellos estados de
servicio que permiten conclusiones relativas a un fallo
inminente del equipo, sino también aquéllos que se desvían
de un óptimo, sin señalar forzosamente un fallo.
En el procedimiento correspondiente a la invención
está previsto por lo tanto un proceso de aprendizaje
relativo al cálculo del valor de referencia de vigilancia,
mejorando un valor de referencia de vigilancia actual al
aumentar la cantidad de informaciones procedentes del
funcionamiento del equipo técnico.
Además, es posible que la vigilancia del equipo
técnico pueda comenzar inmediatamente al iniciarse su
funcionamiento por primera vez, ya que desde el principio
se dispone al menos del valor límite de vigilancia como
valor de referencia de vigilancia actual.
A diferencia de ello, debe esperarse en los algoritmos
de análisis conocidos a un proceso de aprendizaje hasta que
se dispone de un valor de referencia de vigilancia y puede
comenzar la vigilancia.
En un ventajoso perfeccionamiento, se calcula el valor
de referencia de vigilancia actual al menos dos veces.
De esta manera mejora la adaptación deseada del valor
de referencia de vigilancia actual al comportamiento
efectivo en servicio en relación con la magnitud de
servicio a vigilar, ya que a partir del segundo cálculo del
valor de referencia de vigilancia actual se utiliza cada
caso el valor de referencia de vigilancia precedente como
valor límite de vigilancia.
Así se obtiene un valor de referencia de vigilancia
actual que mejora dinámicamente en forma de un proceso de
aprendizaje.
En otro perfeccionamiento ventajoso coincide el
instante de arranque del intervalo de tiempo con el
comienzo del funcionamiento del equipo técnico, con lo que
desde la primera puesta en servicio del equipo técnico es
posible un enjuiciamiento de la magnitud de servicio a
vigilar.
Ventajosamente se capta el valor actual de la magnitud
de servicio a vigilar dentro del intervalo de tiempo
continuamente, preferentemente a intervalos de tiempo
fijos.
De esta manera mejora la precisión y la adecuación del
valor de referencia de vigilancia actual para fines de
diagnóstico mediante el proceso de aprendizaje continuo.
Preferentemente se calcula también el valor de
referencia de vigilancia actual dentro del intervalo de
tiempo continuamente, preferentemente a intervalos de
tiempo fijos, utilizándose a partir del segundo cálculo el
correspondiente valor de referencia de vigilancia
precedente como valor límite de vigilancia.
Según otro ejemplo de ejecución, se determina
previamente el instante final del intervalo de tiempo.
En esta forma constructiva se aprovechan los valores
experimentales, según lo cual tras una cierta duración del
proceso de aprendizaje se dispone del valor de referencia
de vigilancia a tomar como base con una precisión
suficiente y no tiene que seguir mejorándose. Se trata al
respecto de un compromiso entre capacidad de entrada en
funcionamiento rápida del procedimiento correspondiente a
la invención y la necesidad de un proceso de aprendizaje
que dure más tiempo para el cálculo de un valor de
referencia de vigilancia de la mayor exactitud posible. En
muchos casos de aplicación que se dan en la práctica, será
posible fijar previamente el instante final del intervalo
de tiempo y con ello obtener un instante final definido del
proceso de aprendizaje, sin tener que renunciar a una
determinada precisión del valor de referencia de
vigilancia.
En otra forma constructiva se calcula el instante
final del intervalo de tiempo mediante los valores actuales
de la magnitud de servicio a vigilar y del valor de
referencia de vigilancia.
En este ejemplo de ejecución depende el instante final
absoluto de cómo se encuentra el valor de referencia de
vigilancia actual en relación con el valor actual de la
magnitud de servicio a vigilar. Por ejemplo puede -en el
caso de que el valor de referencia de vigilancia actual
esté muy próximo al valor actual de la magnitud de servicio
a vigilar -declararse finalizado el proceso de aprendizaje
aún cuando sería de esperar todavía una cierta mejora del
valor de referencia de vigilancia, que no obstante no se
considera significativa. De esta manera es posible que en
determinados casos de utilización del procedimiento
correspondiente a la invención el proceso de aprendizaje se
cierre con mucha rapidez y la vigilancia pueda realizarse
sin procesos de aprendizaje subordinados permanentes.
Preferentemente se realiza la interpolación mediante
una función matemática, que de manera especialmente
preferente incluye una interpolación a partir del grupo
- (interpolación
- lineal, interpolación cuadrada,
- interpolación cúbica,
- interpolación mediante funciones
- spline).
Estos métodos de interpolación conocidos se exponen
exhaustivamente en la literatura especializada en
matemáticas y pueden ser dominados por el especialista en
relación con el procedimiento correspondiente a la
invención.
Además, es ventajoso que se detecte una vulneración
del valor de referencia de vigilancia actual por el valor
actual de la magnitud de servicio, pudiendo incluir la
vulneración un desbordamiento por arriba o por abajo del
valor de referencia de vigilancia actual.
En función del caso de aplicación, un valor demasiado
grande o también un valor demasiado pequeño de la magnitud
de servicio a vigilar puede significar una desviación del
servicio normal o incluso un peligro. Por lo tanto es
importante detectar tales vulneraciones de valor y generar
las correspondientes señalizaciones de peligro o incluso
intervenir en el funcionamiento del equipo técnico.
La vulneración puede también incluir la entrada del
valor actual de la magnitud de servicio en una banda de
tolerancia alrededor del valor de referencia de vigilancia
actual.
Aquí se averigua no sólo la clara vulneración del
valor de referencia de vigilancia actual, sino que también
se detecta una aproximación del valor actual de la magnitud
de servicio al valor de referencia de vigilancia actual.
Así puede ya evaluarse de antemano una clara vulneración de
la correspondiente tendencia de la magnitud de servicio a
vigilar y generar medidas consecuentes, como por ejemplo la
generación de avisos de alarma o intervenciones en el
funcionamiento del equipo técnico.
En una forma constructiva especialmente preferente, se
realiza la detección relativa a la vulneración a partir del
comienzo del funcionamiento del equipo técnico. Bajo
comienzo del funcionamiento se incluye entonces en
particular la primera puesta en funcionamiento del equipo
técnico, en la cual aún no existe información alguna sobre
el comportamiento de la magnitud del servicio a vigilar
durante el funcionamiento.
No obstante, es posible una vigilancia según el
procedimiento correspondiente a la invención, ya que en el
instante de arranque citado del funcionamiento se utiliza
al menos el valor límite de referencia fijado previamente
como valor de referencia de vigilancia actual, que mejora
al aumentar la duración del servicio. Así, la vigilancia no
es ciertamente óptima aún en cuanto a su calidad en el
instante de arranque de la primera puesta en servicio, pero
al menos está ya disponible, con lo que al menos pueden
detectarse vulneraciones bastas, como por ejemplo el
desbordamiento del valor límite de vigilancia por parte del
valor actual en la magnitud de servicio a vigilar,.
En otro perfeccionamiento ventajoso ya no se modifica
el valor de referencia de vigilancia actual a partir del
final del intervalo de tiempo.
Al finalizar el intervalo de tiempo, se considera el
proceso de aprendizaje como cerrado entonces y no se
necesita ningún recurso más para averiguar el valor de
referencia de vigilancia. Tal como ya se ha indicado, puede
fijarse de antemano entonces el instante final del
intervalo de tiempo o bien resultar dinámicamente a partir
de los valores actuales de la magnitud de servicio a
vigilar y del valor de referencia de vigilancia.
A continuación se describirá más en detalle un ejemplo
de ejecución de la invención.
Se muestra en:
Figura un comportamiento a modo de ejemplo del valor
de referencia de vigilancia, así como de la magnitud
de servicio a vigilar durante el funcionamiento de un
equipo técnico, para describir el procedimiento
correspondiente a la invención.
En la figura se representa el comportamiento en el
tiempo de una magnitud de servicio a vigilar 5. Esta
magnitud puede ser por ejemplo una temperatura medida
en los cojinetes, que aumenta al aumentar el tiempo de
servicio y que se aproxima asintóticamente a un
determinado valor que depende del funcionamiento
permanente normal.
Un valor límite de vigilancia 10 puede consistir por
ejemplo en una temperatura límite que no debe
sobrepasarse para no destruir el cojinete. Este valor
límite de vigilancia 10 depende aquí del tipo y del
material del cojinete y es usualmente mucho más
elevado que la temperatura alcanzada efectivamente
durante el funcionamiento normal del cojinete.
No obstante, puede ser razonable comprobar la magnitud
de servicio a vigilar 5 al menos en cuanto a si se rebasa
el valor límite de vigilancia 10, ya que por ejemplo un
cojinete defectuoso puede presentar muy rápidamente tales
temperaturas altas en el cojinete. Desde el instante 0 de
la primera puesta en servicio, se mide el valor actual de
la magnitud de servicio a vigilar 5 en los instantes t1,
t1+1, t1+2,…. Un valor de referencia de vigilancia actual
15 se calcula con ayuda del valor límite de vigilancia 10 y
del valor actual de la magnitud de servicio a vigilar 5.
El correspondiente valor actual del valor de
referencia de vigilancia 15 se utiliza para enjuiciar el
valor actual de la magnitud de servicio a vigilar 5. En
particular se detecta entonces si el valor actual de la
magnitud de servicio 5 sobrepasa por arriba o por abajo el
valor actualmente existente en un instante determinado del
valor de referencia de vigilancia 15. Puesto que el valor
de referencia de vigilancia 15 se ve influido por el
comportamiento efectivo de la magnitud de servicio 5, es
más adecuado este valor de referencia de vigilancia 15 para
una vigilancia de un equipo técnico que el valor límite de
vigilancia 10, cuya vulneración en la mayoría de los casos
significa ya un peligro o un daño.
A diferencia de ello, se mantienen mediante una
comparación del valor actual de la magnitud de servicio 5
con el valor actual del valor de referencia de vigilancia
15 también informaciones sobre en qué medida está alejado
el valor actual de la magnitud de servicio 5 de un
funcionamiento normal deseado, sin que esto deba incluir ya
un peligro o la posibilidad de un daño del equipo técnico.
A partir del instante t1+7, se toma como base el valor
actual del valor de referencia de vigilancia 15 existente
en ese instante como valor de vigilancia 20 para la
continuación de la vigilancia del equipo técnico, con lo
que por ejemplo también en el instante t1+10 se compara el
valor actual de la magnitud de servicio 5 con el valor de
referencia de vigilancia 15 ya existente en el instante
t1+7, el valor de vigilancia 20.
Esta comparación puede incluir por ejemplo también una
comprobación destinada a averiguar si el valor actual de la
magnitud de servicio 5 ha entrado en una banda de
tolerancia 25 alrededor del valor de vigilancia 20.
Esta banda de tolerancia 25 puede representar por
ejemplo la zona de funcionamiento dentro de la cual un
valor actual de la magnitud de servicio 5 ya no asegura un
funcionamiento óptimo del equipo técnico.
Para averiguar el valor de referencia de vigilancia 15
a partir del valor límite de vigilancia 10 y del valor
actual de la magnitud de servicio 5, se incluye un
procedimiento de interpolación, por ejemplo una
interpolación lineal entre las citadas magnitudes; pueden
para ello no obstante incluirse también cualesquiera otras
funciones matemáticas.
Resumidamente, puede representarse el procedimiento
correspondiente a la invención como sigue:
Partiendo de un valor límite de vigilancia 10 fijado
previamente, que por ejemplo representa un límite relativo
a daños, se calcula en base al comportamiento efectivo de
una magnitud de servicio a vigilar, un valor de referencia
de vigilancia 15 en un proceso de aprendizaje, que en lugar
del valor límite de vigilancia 10 se toma como base para la
vigilancia a continuación de la magnitud de servicio 5.
Claims (13)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Procedimiento para vigilar un equipo técnico, en el que durante el funcionamiento del equipo técnico se capta un valor actual de una magnitud de servicio (5) a vigilar, al menos dentro de un intervalo de tiempo finito al menos dos veces, caracterizado porque previamente se determina al menos un valor límite de vigilancia (10) para la magnitud de servicio (5) a vigilar del equipo técnico y porque dentro del intervalo de tiempo se averigua un valor de referencia de vigilancia actual (15) mediante una interpolación entre el valor límite de vigilancia (10) y el valor actual de la magnitud de servicio (5) a vigilar y se utiliza como valor comparativo para la magnitud de servicio (5) a vigilar.
-
- 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de referencia de vigilancia actual (15) se calcula al menos dos veces, utilizándose a partir del segundo cálculo el valor de referencia de vigilancia precedente (15) en cada caso como valor límite de vigilancia (10).
-
- 3.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2,
-
- 4.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el valor actual de la magnitud de servicio a vigilar (5) se capta dentro del intervalo de tiempo continuamente, preferentemente a intervalos de tiempo fijos.
-
- 5.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el valor de referencia de vigilancia actual (15) se calcula dentro del intervalo de tiempo, preferentemente a intervalos de tiempo fijos, utilizándose a partir del segundo cálculo el valor de referencia de vigilancia precedente (15) en cada caso como el valor límite de vigilancia (10).
-
- 6.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el instante final del intervalo de tiempo se fija previamente.
-
- 7.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el instante final del intervalo de tiempo se calcula mediante los valores actuales de la magnitud de servicio a vigilar (5) y del valor de referencia de vigilancia (15).
-
- 8.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la interpolación se realiza mediante una función matemática.
-
- 9.
- Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la interpolación incluye una interpolación a partir del grupo (interpolación lineal, interpolación cuadrada, interpolación cúbica, interpolación mediante funciones spline).
-
- 10.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se detecta una vulneración del valor de referencia de vigilancia actual (15) por parte del valor actual de la magnitud de servicio (5).
-
- 11.
- Procedimiento según la reivindicación 10,
- caracterizado
- porque el instante de arranque del
- intervalo
- de tiempo coincide con el comienzo del
- funcionamiento del equipo técnico.
caracterizado porque la vulneración incluye un desbordamiento hacia arriba o hacia abajo del valor de referencia de vigilancia actual (15).5 12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la vulneración incluye la entrada del valor actual de la magnitud de servicio (5) en una banda de tolerancia (25) alrededor del valor de referencia de vigilancia actual (15).10 - 13. Procedimiento según la reivindicación 3 en relación con la reivindicación 10, caracterizado porque la detección de la vulneración se realiza a partir del comienzo del funcionamiento del15 equipo técnico.
- 14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el valor de referencia de vigilancia actual (15) ya no se modifica a partir del20 final del intervalo de tiempo.25
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