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Beschreibung Vorrichtung und Verfahren zur (vibro) akustischen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur (vibro) akustischen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses. Eine derartige Vorrichtung kommt beispielsweise bei einem fertigungstechnischen Prozeß im Rahmen einer Prozessüberwa chung zur Überwachung von Qualität und Betriebsmitteln zum Einsatz. Dabei kann mit Hilfe von (vibro) akustischen Meßsi gnalen eine akustische und/oder vibroakustische Prüfung von Prüflingen, beispielsweise von Motoren etc. erfolgen. Bei verfahrenstechnischen Prozessen ist mit Hilfe einer (vibro) akustischen Überwachung durch Auswertung und Detektion von auffälligen Meßsignalen beispielsweise eine Detektion von Störungen eines verfahrenstechnischen Prozessschrittes mög lich. Aus der DEA198 55 874 ist ein System und ein Verfahren zur Projektierung und Durchführung von Prüfabläufen mit Hilfe ei nes (vibro) akustischen Prüfsystems bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur akustischen Überwachung eines verfah rensund/oder fertigungstechnischen Prozesses anzugeben, die bzw. das einen geringen Hardwareaufwand erfordert und eine verzögerungsfreie übergreifende Prozeßüberwachung und Prozeß steuerung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur (vibro) akusti schen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstech nischen Prozesses mit Signalerfassungsmitteln zur Erfassung von Luftund/oder Körperschallsignalen zur digitalen Weiter verarbeitung in Überwachungsmitteln, mit Steuerungsmitteln zur Steuerung des Prozesses und mit einem Bedienund Beob achtungssystem zum Bedienen und Beobachten des Prozesses ge löst, wobei die Überwachungsmittel, die Steuerungsmittel und das Bedienund Beobachtungssystem als Softwareprogramme für einen StandardRechner ausgebildet sind und wobei zur Kommu nikation zwischen den Überwachungsmitteln, zwischen den Steuerungsmitteln und dem Bedienund Beobachtungssystem OPC Mechanismen vorgesehen sind. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur (vibro) akusti schen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstech nischen Prozesses gelöst, bei dem Luftund/oder Körper schallsignale zur digitalen Weiterverarbeitung in Überwa chungsmitteln erfaßt werden, bei dem der Prozeß über Steue rungsmittel gesteuert wird und bei dem der Prozeß über ein Bedienund Beobachtungssystem bedient und beobachtet wird, wobei die Überwachungsmittel, die Steuerungsmittel und das Bedienund Beobachtungssystem als Softwareprogramme auf ei nem StandardRechner ablaufen und die Überwachungsmittel, die Steuerungsmittel und das Bedienund Beobachtungssystem über OPCMechanismen kommunizieren. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Einbin dung einer Vorrichtung zur akustischen Überwachung in einen verfahrensund/oder fertigungstechnischen Prozeß dann einen hohen Aufwand erfordert, wenn die Installation und Vernetzung des akustischen Überwachungssystems in ein bestehendes Be dienund Beobachtungssystem sowie ein ebenfalls erforderli ches Steuerungssystem verschiedene Hardwarekomponenten erfor dert. Derartige singuläre Lösungen mit separatem Überwa chungssystem, Bedienund Beobachtungssystem sowie separaten Steuerungssystem erfordern nämlich neben einer unterschiedli chen Hardware auch eine aufwendige Kommunikation zwischen diesen Systemen beispielsweise über unterschiedliche Bussys teme. Sind hingegen die Überwachungsmittel, d. h. die Auf zeichnungsund Auswertemittel zur Auswertung der Luft und/oder Körperschallsignale, sowie das Bedienund Beobach tungssystem und darüber hinaus die Steuerungsmittel zur Steuerung des Prozesses als Softwareprogramme auf einen ein heitlichen StandardRechner enthalten, so entfällt zum einen der Aufwand für unterschiedliche Hardware in Form unter schiedlicher Rechnersysteme und darüber hinaus auch der Auf wand für unterschiedliche Bussysteme zur Kommunikation zwi schen diesen Systemen. Die Kommunikation der Softwareprogram me für Überwachung, Steuerung und Bedienen und Beobachten er folgt über vorhandene OPCMechanismen. Eine separate Hardware für die Systeme selbst sowie für deren Kommunikation ist nicht erforderlich. Ein vorteilhafter Anwendungsfall besteht darin, daß die Vor richtung zur Überwachung und Steuerung eines Brauprozesses vorgesehen ist. Die Luftund Körperschallsensoren können da bei zumindest an den wesentlichen den Brauprozeß kennzeich nenden Teilprozessen und/oder Prozeßschritten vorgesehen wer den, wobei über die einheitliche Benutzeroberfläche des Stan dardrechners sowohl zur Signalerfassung, als auch zur Steue rung und zum Bedienenund Beobachten des Prozesses ein schnelles automatisiertes oder auch manuelles Eingreifen bei spielsweise im Störungsfall möglich wird. Eine Vermeidung mechanischer Schäden an Betriebsmitteln des Prozesses sowie darüber hinaus eine automatisierte Aufzeich nung des Prozeßverlaufs beispielsweise hinsichtlich der Qua lität von Rohstoffen etc. kann dadurch sichergestellt werden, daß die Signalerfassungsmittel zur Erfassung von Luft und/oder Körperschallsignalen zur Erfassung von vibroakusti schen Signalen des Brauprozesses, insbesondere zur Erfassung von Mahlgeräuschen beim Mahlen und/oder Quetschen von Roh stoffen des Brauprozesses vorgesehen sind. So kann mittels der Auswertung der Mahlgeräusche eine qualitative Beurteilung des gemahlenen und/oder des gequetschten Gutes hinsichtlich Verunreinigungen beispielsweise durch Fremdkörper wie Steinen etc. erfolgen. Eine Ankopplung von externen Sensoren und Aktoren des Prozes ses kann dadurch sichergestellt werden, daß die Steuerungs mittel eine Ein/Ausgangsbaugruppe aufweist, die zur Anschal tung von Sensoren und/oder Aktoren vorgesehen ist. Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er läutert.

2.	Es zeigen : Figur.

3.	ein Blockschaltbild einer Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur vibroakustischen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstechnischen Prozes ses und Figur.

4.	in Blockschaltbild einer Vorrichtung zur vibroaku stischen Überwachung eines verfahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses am Beispiel eines Brauprozesses.

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Figur 1 zeigt eine Blockschaltbild einer Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur vibroakustischen Überwachung eines ver fahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses 2. Der Pro zeß 2 besteht aus Teilprozessen 14.. 17. Die Teilprozesse 14.. 17 werden mit Hilfe eines Luftschallsensors 10 sowie mit Hilfe von Körperschallsensoren oder Lasern 11.. 13 überwacht.

6.

Hierzu werden Überwachungssignale 22, die von dem Luftschall sensor 10 bzw. den Körperschallsensoren oder Laser 11.. 13 ge liefert werden an Überwachungsmittel 6 eines StandardRech ners 1 weitergeleitet. Neben den Überwachungsmitteln 6 ent hält der StandardRechner 1 darüber hinaus ein Bedienund Beobachtungssystem 4 zum Bedienen und Beobachten des Prozes ses 2 sowie Steuerungsmittel 5 zur Steuerung des Prozesses 2.

7.

Die Kommunikation zwischen den Überwachungsmitteln 6, zwi schen den Steuerungsmitteln 5 sowie dem Bedienund Beobach tungssystem 4 erfolgt über OPCMechanismen (OPC = Open ProcessControl). Dies ist in Figur 1 durch Kommunikations pfade 7,8,9 symbolisiert. Zwischen Prozeß 2 und Standard Rechner 1 ist eine Ein/Ausgangsbaugruppe 3 vorgesehen, über die eine Anschaltung von in Figur 1 aus Gründen der Über sichtlichkeit nicht näher dargestellten Sensoren und Aktoren des Prozesses über Eingangssignale 18 und Ausgangssignale 19 erfolgt. Die Kommunikation zwischen Ein/Ausgangsbaugruppe 3 und StandardRechner 1 erfolgt über einen Kommunikationsweg 21. Über Busankopplungen 23.. 26 zwischen den Teilprozessen 14.. 17 und einem Bussystem 20 besteht darüber hinaus eine Kommunikationanbindung des Prozesses 2 an weitere Rechnerein heiten, die mit dem Bussystem 20 koppelbar sind. Über eine Busankopplung 27 erfolgt eine Kommunikation zwischen dem Pro zeß 2 und dem Rechner 1.

8.

Kernelement des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ist der StandardRechner 1, auf dem sowohl die Steuerungsmit tel 5, die Überwachungsmittel 6 sowie das Bedienund Beob achtungssystem 4 als Softwareprogramme installiert sind. Die Kommunikation zwischen diesen Systemen 4,5,6 erfolgt ohne eigenes separates Bussystem, sondern lediglich softwaremäßig über OPC (OpenProcessControl)Mechanismen. Lediglich die Verknüpfung von Sensorik und Aktorik erfolgt mit Hilfe der Ein/Ausgangsbaugruppe.

9.	Die Kommuniktaion zwischen Rechner 1 und Prozess 2 erfolgt über die Busverbindung 20 mit den Kommunikationsverbindungen 22.

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27. Bei dem in Figur 1 darge stellten Prozeß 2 handelt es sich beispielsweise um einen fertigungstechnischen Prozeß zur Fertigung von Motoren. Der Prozeß 2 gliedert sich in Teilprozesse 14.. 17, bei denen mit Hilfe des Luftschallsensors, beispielsweise mit Hilfe eines Mikrofons 10 sowie mit Hilfe der Körperschallsensoren oder Laser 11.. 13 als Abschluß eines Fertigungsprozesses durch ei nen Probelauf eines gefertigten Motors beispielsweise Meßsig nale 22 erzeugt und mit Hilfe der Überwachungsmittel 6 des StandardRechners 1 ausgewertet werden. Ergibt eine derartige Auswertung in den Überwachungsmitteln 6 einen Fehler des Pro zesses 2, so kann über die Steuerungsmittel 5 an die Ein /Ausgangsbaugruppe ein Steuerungssignal 19 abgegeben werden, welches beispielsweise eine Aussonderung des fehlerhaften Teils ermöglicht. Eine derartige Prozeßsteuerung kann dabei automatisch oder mit Hilfe des Bedienund Beobachtungssystem 4 erfolgen, welches auch einen manuellen Eingriff in den Pro zeß 2 über die Busverbindungen 20,23.. 26,27 ermöglicht.

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Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines integrierten Steuerungs, Überwachungsund Bedienund Beobachtungssys tems für einen Brauprozeß 2. Der Brauprozeß 2 dient der Über wachung von Teilprozessen 14.. 17 eines Sudhauses. Dabei er folgt mit Hilfe eines Mikrofons 10 sowie mit Hilfe von Kör perschallsensoren oder Laser 11.. 13 eine (vibro) akustische Überprüfung von Teilprozessen 14.. 17 des Brauprozesses 2. Das Mikrofon 10 sowie die Körperschallsensoren oder Laser 11.. 13 liefern Überwachungssignale 22, die an ein Überwachungssystem 6 weitergeleitet werden. Als Überwachungssystem kommt dabei ein unter der Bezeichnung"AKUT"von der Firma Siemens Aktiengesellschaft vertriebenes vibroakustisches Überwa chungssystem zum Einsatz. Das Überwachungssystem 6 ist als Softwareprogramm auf einen StandardRechner 1 installiert. Auf dem StandardRechner 1 ist darüber hinaus ein Bedienund Beobachtungssystem 4 ablauffähig. Dabei handelt es sich bei spielsweise um ein ebenfalls von der Firma Siemens Aktienge sellschaft vertriebenes Bedienund Beobachtungssystem auf Basis von WinCC oder um ein spezielles für Brauprozesse ver fügbares Bedienund Beobachtungssystem wie"Braumat"von Siemens oder Brewmaxx"anderer funktionsähnlicher Systeme.

12.

Als dritte für die Prozeßüberwachung und Steuerung erforder liche Softwarekomponente dient als Steuerungssystem die Steuerungssoftware 5. Neben den gezeigten Softwarekomponenten 4,5,6 zur Steuerung, Überwachung und zum Bedienen und Beob achten des Prozesses 2 sind darüber hinaus die zum Betrieb eines StandardPC's erforderlichen weiteren Softwarekomponen ten wie beispielsweise ein Betriebssystem wie Windows etc. installiert. Die Ansteuerung von Aktoren und Sensoren des Prozesses 2 erfolgt über Eingangssignale 18 bzw. Ausgangs signale 19 über eine Ein/Ausgangssbaugruppe 3, beispielswei se in Form einer von der Firma Siemens lieferbaren sogenann ten SIMATICSoftPLC. Die Kommunikation zwischen den Softwa rekomponenten 4,5,6 erfolgt über OPCMechanismen, was in Figur 2 durch die Kommunikationspfade 7,8,9 symbolisiert ist. Über Kommunikationswege 23.. 26 sind die Teilprozesse 14.. 17 des Brauprozesses 2 an ein Bussystem 20 und damit an andere Rechnereinheiten ankoppelbar.

13.

Beim Teilprozeß 14 des Brauprozesses 2 handelt es sich bei spielsweise um den Mahloder Quetschprozeß beim Verarbeiten von Rohstoffen für den Brauprozess. Hierbei wird mit Hilfe des Mikrofons 10 und/oder mit Hilfe eines Körperschallsensors oder Lasers 11.. 13 ein (vibro) akustisches Überwachungs signal generiert, welches von dem Überwachungssystem 6 ausge wertet wird. Eine derartige Auswertung dient einer frühzeiti gen Erkennung von Qualitätsabweichungen und Produktionsstö rungen. So kann beispielsweise eine Verunreinigung des gemah lenen Getreiderohstoffs durch Steine oder sonstige Fremdkör per detektiert werden und über den Kommunikationsweg 8 auf dem Bedienund Beobachtungssystem 4 visualisiert werden.

14.	Über das Bedienund Beobachtungssystem.

15.	und/oder über die Steuerungssoftware.

16.

st darüber hinaus auch ein manueller und/oder automatischer Eingriff in den Brauprozeß 2 über die Busverbindung 27 möglich. Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit Vorrichtung und ein Verfahren zur akustischen Überwachung eines verfahrens und/oder fertigungstechnischen Prozesses 2 mit Signalerfas sungsmitteln 10,11,12,13 zur Erfassung von Luftund/oder Körperschallsignalen zur digitalen Weiterverarbeitung in Überwachungsmitteln 6, mit Steuerungsmitteln 5 zur Steuerung des Prozesses 2 und mit einem Bedienund Beobachtungssystem 4 zum Bedienen und Beobachten des Prozesses 2. Zur Reduzie rung des Hardwareaufwands wird vorgeschlagen, daß die Überwa chungsmittel 6, die Steuerungsmittel 5 und das Bedienund Beobachtungssystem 4 als Softwareprogramme für einen Stan dardRechner 7 ausgebildet sind und wobei zur Kommunikation zwischen den Überwachungsmitteln 6, den Steuerungsmitteln 5 und dem Bedienund Beobachtungssystem 4 OpenProcess ControlMechanismen vorgesehen sind. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur (vibro) akustischen Überwachung eines ver fahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses (2) mit Signalerfassungsmitteln (10,11,12,13) zur Erfassung von Luftund/oder Körperschallsignalen zur digitalen Weiterver arbeitung in Überwachungsmitteln (6), mit Steuerungsmitteln (5) zur Steuerung des Prozesses (2) und mit einem Bedienund Beobachtungssystem (4) zum Bedienen und Beobachten des Pro zesses (2), wobei die Überwachungsmittel (6), die Steuerungs mittel (5) und das Bedienund Beobachtungssystem (4) als Softwareprogramme für einen StandardRechner (7) ausgebildet sind und wobei zur Kommunikation zwischen den Überwachungs mitteln (6), den Steuerungsmitteln (5) und dem Bedienund Beobachtungssystem (4) OPCMechanismen vorgesehen sind.

17.	2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung eines Brau prozesses vorgesehen ist.

18.	3 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerfassungsmittel (10,11,12,13) zur Erfassung von (vibro) akustischen Signalen des Brauprozesses, insbeson dere zur Erfassung von Geräuschen beim Mahlen und/oder Quet schen von Rohstoffen vorgesehen sind.

19.	4 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerungsmittel (3,5) eine Ein/Ausgangsbau gruppe (3) gekoppelt ist, die zur Anschaltung von Sensoren und Aktoren vorgesehen ist.

20.

5 Verfahren zur (vibro) akustischen Überwachung eines ver fahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses (2), bei dem Luftund/oder Körperschallsignale zur digitalen Weiter verarbeitung in Überwachungsmitteln (6) erfaßt werden, bei dem der Prozeß über Steuerungsmittel (5) gesteuert wird und bei dem der Prozeß über ein Bedienund Beobachtungssystem (4) bedient und beobachtet wird, wobei die Überwachungsmittel (6), die Steuerungsmittel (5) und das Bedienund Beobach tungssystem (4) als Softwareprogramme auf einem Standard Rechner (7) ablaufen und die Überwachungsmittel (6), die Steuerungsmittel (5) und das Bedienund Beobachtungssystem (4) über OPCMechanismen kommunizieren.

21.	Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines Brau prozesses vorgesehen ist.

22.	Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Signalerfassungsmittel (10,11,12,13) (vibro) akustische Signale des Brauprozesses, insbesondere von Geräuschen beim Mahlen und/oder Quetschen von Rohstoffen erfaßt werden.

23.	Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß (2) über eine Ein/Ausgangsbaugruppe (3) zur Anschaltung von Sensoren und/oder Aktoren mit dem Standard computer verbunden wird.

24.

Computersystem (1) zur akustischen Überwachung eines ver fahrensund/oder fertigungstechnischen Prozesses (2) mit Überwachungsmitteln (6) zur digitalen Verarbeitung von von Signalerfassungsmitteln (10,11,12,13) erfaßten Luft und/oder Körperschallsignalen, mit Steuerungsmitteln (5) zur Steuerung des Prozesses (2) und mit einem Bedienund Beob achtungsmitteln (4) zum Bedienen und Beobachten des Prozesses (2), wobei die Überwachungsmittel (6), die Steuerungsmittel (5) und das Bedienund Beobachtungssystem (4) als Software programme für das Computersystem Rechner (1) ausgebildet sind und wobei zur Kommunikation zwischen den Überwachungsmitteln (6), den Steuerungsmitteln (5) und den Bedienund Beobach tungsmitteln (4) OPCMechanismen vorgesehen sind.