Prozessschritten in einer Anlage

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Analyse eines oder mehrerer in einer Anlage ablaufenden produktionstechnischen und/oder verfahrenstechnischen Prozesses oder Prozessschrittes.

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein System zur Analyse eines oder mehrerer in einer Anlage ablaufenden produktionstechnischen und/oder verfahrenstechnischen Prozesses oder Prozessschrittes.

Zudem richtet sich die Erfindung auf ein Computerprogramm-Produkt zur Analyse zumindest eines in einer Anlage ablaufenden produktionstechnischen und/oder verfahrenstechnischen Prozesses oder Prozessschrittes.

Für den Betrieb einer Anlage, insbesondere einer Kraftwerksanlage oder einer Industrieanlage, ist es von entscheidender Bedeutung, die wesentlichen physikalischen und/oder chemischen Zustandsparameter eines ablaufenden Prozesses oder Prozessschrittes zu kennen und auf diesen steuernd einwirken zu können. Die Anforderungen an den Betrieb solcher Anlagen sind im Hinblick auf Sicherheitsaspekte aber auch hinsichtlich zu beachtender Umweltauflagen sehr hoch. Moderne Steuerungssysteme für Kraftwerksanlagen beinhalten je nach Anlagenkonzept Leit- und Automatisierungssysteme, die üblicherweise mittels Industrie-PCs und umfangreicher Anwendungssoftware gesteuert werden. Eine entsprechende Anwendungssoftware verarbeitet eine Reihe von Ein- und Ausgangssignalen. Allerdings sind diese Systeme bisher für den temporären Betrieb ausgelegt und die erforderlichen Daten werden in einem Massenspeicher des Industrie-PCs abgelegt. Dadurch ist ein Datenaustausch zwischen den verschiedenen PCs erschwert und es findet kein übergeordnetes Datenmanagement statt, das eine vorausschauende und vernetzte Überwachung und Steuerung der Anlage ermöglichen würde. Aufgrund der steigenden Anforderungen an die Betriebssicherheit und die Umweltverträglichkeit von Kraftwerksanlagen stehen die Hersteller von Kraftwerksanlagen vor der Aufgabe, die Steuerungs- und Überwachungsverfahren für den optimalen Betrieb von Kraftwerksanlagen zu verbessern. Darüber hinaus ist es erstrebenswert, den Wirkungsgrad eines Kraftwerks weiter zu steigern. Dabei nehmen vor allem die Datenbereitstellung und das Datenmanagement eine Schlüsselstellung bei der Überwachung und Bewertung des Betriebsverhaltens einer Anlage ein, und zwar hinsichtlich der Steuerung und Überwachung einer einzelnen Kraftwerksanlage, aber auch in einem Verbund von mehreren Kraftwerksanlagen. Dies gilt insbesondere auch für einen Verbund von konventionellen Kraftwerksanlagen, die mit fossilen Brennstoffen befeuert werden, und Anlagen, wie z. B. Windenergieanlagen oder Photovoltaikanlagen, die ihre Energien aus regenerativen Quellen beziehen. Durch den Ausbau der Energieversorgung mittels regenerativer Energien kommt es immer wieder zu Schwankungen in der Stromerzeugung, da regenerative Energien wie Sonne und Wind witterungsbedingt nicht gleichmäßig zur Verfügung stehen. Dies wirkt sich auf die Stabilität der Netze aus, so dass aus Gründen der Versorgungssicherheit auf konventionelle Kraftwerke nicht verzichtet werden kann. Bei einem Überangebot des aus regenerativen Energien erzeugten Stroms kann es jedoch auch zu Überlastungen des Stromnetzes kommen, da mehr Strom produziert wird als im gleichen Augenblick vom Verbraucher abgenommen wird. Es ist daher wünschenswert, die konventionellen Kraftwerke ebenfalls in Abhängigkeit von der Witterungslage betreiben zu können, damit nur der tatsächlich zu verbrauchende Strom erzeugt wird.

Um einen Verbund von Kraftwerksanlagen steuern zu können, ist jedoch eine genaue Kenntnis der gesamten Datenlage erforderlich, um bei einzelnen Anlagen und/oder einzelnen Komponenten einer Anlage steuernd eingreifen zu können. Insbesondere ist es wichtig, eine derartige Steuerung in Echtzeit vornehmen zu können, da sich Witterungsverhältnisse schnell ändern können. Da moderne konventionelle Kraftwerksanlagen einen breiten und auch schnellen Laständerungsbereich aufweisen, sind die technischen Voraussetzungen für schnelle Anpassungen bei einem plötzlichen Rückgang der Stromeinspeisung aus Windkraftoder Photovoltaikanlagen gegeben. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass konventionelle Kraftwerke zukünftig häufiger als bisher in der Teillast betrieben werden und sich mehrmals täglich die Betriebszustände ändern. Dies gilt insbesondere für moderne Braunkohlekraftwerke, die durch verbesserte Prozesse ähnliche Flexibilitätswerte wie erdgasbefeuerte Gas- und Dampfturbinenkraftwerke aufweisen.

Des Weiteren hat sich die Bereitstellung von Sensorsignalen durch neue Technologien deutlich verbessert, so dass Sensorsignale mit Abtastzeiten von weniger als 10 με eingelesen werden können. Es stehen Echtzeitsysteme zur Verfügung, die eine zeitliche Auflösung von weniger als 100 ns möglich machen. Damit können sehr schnell die Prozessparameter eines Anlagenprozesses erfasst werden und in Echtzeit einer Auswertung zugeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, die Analyse zumindest eines produktionstechnischen und/oder verfahrenstechnischen Prozesses und/oder Prozessschrittes, der in einer Anlage abläuft, insbesondere einer Kraftwerksanlage und/oder Industrieanlage, und/oder in einem Verbund von mehreren Anlagen, insbesondere Kraftwerksanlagen, zu verbessern. Insbesondere soll eine Lösung geschaffen werden, mit der der Wirkungsgrad einer Kraftwerksanlage und/oder Industrieanlage gesteigert werden kann.

Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Messdaten von physikalischen und/oder chemischen Zustandsparametern des Prozesses und/oder Prozessschrittes ermittelt werden und an ein Speicherelement übermittelt werden, die Messdaten von dem Speicherelement in zumindest eine Rechnereinheit importiert werden, die Messdaten durch Anwenden einer ersten Datenmanagement-Applikation in der Rechnereinheit verarbeitet werden, wobei aus den Messdaten virtuelle Kenndaten berechnet werden, und dass die virtuellen Kenndaten von der Rechnereinheit zu dem Speicherelement übertragen werden, wobei aus den virtuellen Kenndaten und den Zustandsmessdaten Kennwerte mittels einer zweiten Datenmanagement-Applikation berechnet werden, und die berechneten Kennwerte und/oder die virtuellen Kenndaten und/oder die Messdaten für eine Analyse des Prozesses und/oder Prozessschrittes genutzt werden. Weiterhin wird die Erfindung gelöst durch ein System der eingangs näher bezeichneten Art, umfassend zumindest eine Messstelle zur Ermittlung von physikalischen und/oder chemischen Zustandsparametern des Prozesses und/oder Prozessschrittes, ein Speicherelement zur Speicherung der Messdaten und weiterer Daten, zumindest eine Rechnereinheit, die über eine datenübertragende Leitungsverbindung mit dem Speicherelement verbunden ist und zumindest eine Datenmanagement-Applikation, welche die Messdaten und/oder Daten verarbeitet, und zumindest einer Visualisierungseinheit zur visuellen Darstellung der Messdaten und der Daten.

Des Weiteren wird die Erfindung gelöst durch ein Computerprogramm-Produkt der eingangs näher bezeichneten Art, umfassend ein materielles computerlesbares Speichermedium, worin ein computerlesbarer Programmcode verkörpert ist, wobei der computerlesbare Programmcode Folgendes beinhaltet: Ermitteln von Messdaten physikalischer und/oder chemischer Zustandsparameter des Prozesses und/oder Prozessschrittes; Übermitteln der Messdaten in ein Speicherelement; Importieren der Messdaten von dem Speicherelement in zumindest eine autonome,

computergestützte Rechnereinheit; Verarbeiten der Messdaten durch Anwenden einer ersten Datenmanagement-Applikation in der Rechnereinheit, wobei aus den Messdaten virtuelle Kenndaten berechnet werden; Übertragen der virtuellen

Kenndaten von der Rechnereinheit zu dem Speicherelement; Berechnen von

Kennwerten aus den virtuellen Kenndaten und den Messdaten mittels einer zweiten Datenmanagementapplikation in der(den) Rechnereinheit(en); undNutzen der Kennwerte und/oder der virtuellen Kenndaten und/oder der Messdaten für eine Analyse des Prozesses und/oder Prozessschrittes.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Mit der Erfindung wird ein zentrales Datenmanagement für die Analyse und Überwachung in einer Anlage ablaufender Prozesse und/oder Prozessschritte zur Verfügung gestellt, bei der die ermittelten Messdaten von physikalischen und/oder chemischen Zustandsparameter eines Prozesses und/oder Prozessschrittes in einer zentralen Datei eines Speicherelementes gespeichert werden, diese Daten in dezentralen Rechnereinheiten verarbeitet werden, wobei aus den gemessenen Messdaten virtuelle Kenndaten berechnet werden, die wiederum zentral in dem Speicherelement gespeichert werden. In der Rechnereinheit werden aus den Messdaten und den Kenndaten weitere Kennwerte berechnet. Jede Rechnereinheit hat somit Zugriff auf die in dem Speicherelement abgelegten gemessenen Messdaten und die virtuellen Kenndaten, so dass die Rechnereinheiten über das gemeinsame Speicherelement miteinander vernetzt sind. Diese Daten sowie die berechneten Kennwerte können nun genutzt werden, um einen oder mehrere in der Anlage ablaufenden Prozess und/oder Prozessschritt zu analysieren.

Während des Betriebs der Anlage werden die ablaufenden Prozesse/Prozessschritte fortlaufend überwacht und neue Messdaten, insbesondere an verschiedenen Messstellen der Anlage ermittelt, die wiederum in dem Speicherelement abgelegt werden. Es erfolgt nun wieder eine Berechnung von Kenndaten aus diesen neu gemessenen Messdaten, aus denen Kennwerte abgeleitet werden, die wiederum für die Analyse genutzt werden können. Hierdurch ist eine iterative und dynamische Anpassung der Analyse an sich ändernde Rahmenbedingungen ermöglicht. Insbesondere können Messdaten von verschiedenen Messstellen einer Anlage verwendet werden, aus denen virtuelle Kenndaten und daraus abgeleitete Kennwerte gebildet werden, die die Verknüpfung von ablaufenden Prozessen abbilden können und damit für die Analyse von komplexen Anlagenprozessen geeignet sind. Dadurch entsteht ein System aus autonomen, parallel arbeitenden Rechnereinheiten, die durch Selbstorganisation die Reihenfolge der Berechnungen bestimmen und die Informationen realer und virtueller Messstellen zu Kennzahlen des Gesamtsystems verdichten.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, mit den Kennwerten und/oder virtuellen Kenndaten und/oder den Messdaten in der Anlage ablaufende Prozesse und/oder Prozessschritte zu regeln und/oder zu steuern.

Damit ergibt sich eine hohe Wirksamkeit der Steuerung von ablaufenden Prozessen und/oder Prozessschritten der Anlage, wodurch insgesamt der Wirkungsgrad sowie die Sicherheit der Kraftwerksanlage erhöht werden kann. Da alle Rechnereinheiten direkt auf die gleichen Daten in dem Speicherelement zugreifen können, sind kurze Reaktionszeiten für die Steuerung der Anlage ermöglicht. Da eine Verknüpfung von mehreren ablaufenden Prozessen ermöglicht ist, kann hierdurch insgesamt der Wirkungsgrad der Anlage gesteigert werden, da eine gegenseitige Optimierung ermöglicht ist.

In einer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass das Speicherelement eine Komponente eines Servers ist, der Datentransaktionen zwischen dem Speicherelement und der/den Rechnereinheit(en) steuert, überwacht und protokolliert.

Daher ist die Rechnereinheit auch vorteilhafterweise als sich selbst organisierende Rechnereinheit ausgebildet, die als Client des Servers konfiguriert ist, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl von identisch aufgebauten Rechnereinheiten mit dem Server verbunden ist.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kennwerte und/oder die virtuellen Kenndaten und/oder die Messdaten visualisiert werden. Hierdurch ist insbesondere für das Betreiberpersonal einer Kraftwerksanlage eine einfache Erfassung der Daten und Werte ermöglicht.

Bei den Messdaten handelt es sich es sich um reale Messdaten von physikalischen und/oder chemischen Parametern eines ablaufenden Prozesses und/oder Prozessschrittes, die an einer oder mehreren Messstellen in und/oder bei der Anlage erfasst werden. Bei den Messdaten kann es sich beispielsweise um die Angabe einer Temperatur, einer Geschwindigkeit oder einer Stoffmenge und dergleichen handeln.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass die Messdaten/Kenndaten/Kennwerte als Datenvektoren dargestellt werden, da hierdurch eine elektronische Datenverarbeitung gut möglich ist. Vorteilhafterweise beinhaltet ein Datensektor zumindest eine Angabe über eine Identifikation, eine Zeitangabe und zumindest einen Zahlenwert. Damit können die von einer Messstelle gelieferten Daten genau hinsichtlich des Ortes, der Zeit und des(der) Werte(s) zugeordnet werden. Bei der Identifikationsangabe handelt es sich dabei insbesondere um den realen Ort einer Messstelle/Sensors/Messfühlers, aber es kann sich auch um eine virtuelle Angabe handeln, die einen beliebigen Ort oder Zustand innerhalb einer Anlage bezeichnet.

In einer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Anlage eine Kraftwerksanlage und/oder eine Industrieanlage ist. Insbesondere werden in der Kraftwerksanlage fossile und/oder nachwachsende Brennstoffe verbrannt und/oder CO ₂ aus Rauchgasen abgetrennt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit insbesondere eine verbesserte Analyse von beispielsweise bei der Verbrennung in einer Kraftwerksanlage ablaufenden Prozessen und/oder Prozessschritten und/oder von Produktionsprozessen in einer Industrieanlage.

In einer Weiterentwicklung sieht die Erfindung vor, dass die Kraftwerksanlage als Windkraftanlage und/oder Solaranlage und/oder Biogasanlage ausgebildet ist und die dort ablaufenden Prozesse und/oder Prozessschritte überwacht werden. Hierzu gehören dabei die Überwachung der Witterungsverhältnisse, da sich z.B. aus der Sonnenscheindauer die Leistung einer Photovoltaikanlage ableiten lässt, oder aus der Windstärke die Rotorgeschwindigkeit der Rotoren einer Windkraftanlage.

In einer besonderen Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass es sich bei der (den) Rechnereinheit(en) um sich selbst organisierende Rechnereinheiten handelt, die als Client eines Servers konfiguriert ist. Jede dieser Rechnereinheiten ist somit autonom und kann somit die an sie gestellten Aufgaben selbstständig erledigen. Insbesondere arbeiten die einzelnen Rechnereinheiten unabhängig voneinander und unabhängig von einer übergeordneten Steuerung. Gesteuert wird die Arbeit einer Rechnereinheit vielmehr von den zur Verfügung stehenden Messdaten zu einem bestimmten Zeitpunkt in dem Server. Alle Rechnereinheiten können unabhängig voneinander und gleichzeitig auf den Server zugreifen, insbesondere über standardisierte Schnittstellen, wie beispielsweise eine OPC-Schnittstelle. Bei der Datenbank/den Datenbanken des Servers handelt es sich insbesondere um relationale Datenbanksysteme, um eine Vielzahl von Daten schnell und flexibel verarbeiten zu können und diese zur Verfügung zu stellen. Ein Update der Konfiguration erfolgt mittels eines Remote-Transfers von dem Server an die Rechnereinheiten. Durch eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Wirkungsgrad und die Flexibilität der Anlage verbessert werden, da die Selbstorganisation der Rechnereinheiten bewirkt, dass eine Berechnung allein aufgrund von vorliegenden Messdaten, die in dem Speicher des Servers abgelegt sind, stattfindet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, mehrere Anlagen miteinander zu kombinieren, da die Steuerung mittels der in einem Speicher bzw. einer Bibliothek eines, insbesondere zentralen Servers abgelegten Messdaten erfolgt, und nicht von der Anlage oder einer übergeordneten Überwachungseinheit gesteuert wird. In der Bibliothek können des Weiteren Konfigurationsvorschriften abgelegt sein, die sich auf Anzahl der zu verwendenden Messdaten, die logischen Regeln und Algorithmen zur Erstellung von virtuellen Kenndaten, die Angabe der Ablage der virtuellen Kenndaten im Speicher des Servers oder dergleichen beziehen. Insbesondere können verschiedene Optimierungsalgorithmen vorgesehen sein, wie z.B. heuristische numerische Lösungsverfahren für multivariante Optimierungsprobleme, wie z.B. genetische Algorithmen, evolutionäre Mehrzieloptimierung, Mehrzieloptimierung mit neuronalen Netzen und Evolutionsstrategien.

Des Weiteren können die Rechnereinheiten durch den Datenaustausch mit einer zentralen Einheit in Echtzeit arbeiten, da ein schneller Datentransfer ermöglicht ist und zu jedem Zeitpunkt eine präzise Abbildung der ablaufenden Prozesse/Prozessschritte einer Anlage durch die gespeicherten Daten im Speicherelement gegeben ist.

Insbesondere kann dadurch die Anzahl von Anlagen in einem Verbund ständig erhöht werden, so dass komplexe Gebilde wie die Kombination von Windkraftanlagen mit Kraftwerksanlagen für fossile Brennstoffe wie Braunkohle anhand der in einer Bibliothek des zentralen Servers abgelegten Konfigurationsvorschriften in einem sich selbst organisierenden Prinzip gesteuert werden. Durch Änderung und/oder Erweiterung der Bibliothek können beliebige Kraftwerkstypen analysiert und überwacht werden. Damit ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine einfache Realisierung der Überwachung und Steuerung auch eines komplexen Kraftwerksparks beispielsweise bestehend aus konventionellen Kraftwerken und aus Kraftwerken, die mit erneuerbaren Energien wie Biogas, Windkraft und Sonnenenergie betrieben werden, möglich. So können in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen die konventionellen Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen sehr schnell abgeschaltet oder wieder zugeschaltet werden, wodurch der Wirkungsgrad des Gesamtparks verbessert wird, da nur die tatsächlich verbrauchte Strommenge produziert wird. Zudem kann hierdurch die Stabilität der Stromversorgung und der Stromnetze gewährleistet werden. Durch ständige Online- Leistungsmessungen beispielsweise der Rotoren einer Windkraftanlage und eine exakte Wetterprognose können die zu erwartenden Leitungen in den kommenden Minuten und Stunden sehr genau abgeschätzt werden und damit vorausschauend daran der Betriebszustand eines konventionellen Kraftwerks angepasst werden.

Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste Gruppe von Kennwerten aus einer Differenzbildung zwischen den Messdaten und den virtuellen Kenndaten berechnet wird. Aus dem Vergleich zwischen den virtuellen Kenndaten und den Messdaten, dargestellt durch bestimmte Kennwerte, kann dann das Erfordernis einer Steuerung oder Regelung abgeleitet werden.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass auch noch weitere Kennwerte durch andere logische Verknüpfungen und Algorithmen gebildet werden, so dass eine Hierarchie von Kennwerten entsteht. Die logischen Verknüpfungen und die Algorithmen sind an die ablaufenden Prozesse in der Anlage angepasst und können jederzeit geändert werden. Bei einem Anlagenprozess kann es sich beispielsweise um einen Verfahrensschritt bei der Abscheidung von CO ₂ aus Rauchgasen handeln, oder um die einzelnen Verfahrensschritte bei dem Betrieb einer Mühle für Braunkohle oder bei den Verbrennungsprozessen von Braunkohle/Steinkohle/biologischen Brennstoffen. Geänderte Algorithmen und Konfigurationsvorschriften werden in einem Remote-Verfahren von dem Server an die Rechnereinheiten weitergeleitet. Durch die Hierarchie der Kennwerte kann abgeschätzt werden, welche Kennwerte eine besonders herausragende Bedeutung haben, da diese an der Spitze der Hierarchiepyramide stehen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kennwerte und die übrigen Daten nicht nur für eine Analyse der in der Anlage ablaufenden Prozesse und/oder Prozessschritte genutzt werden, sondern auch für deren Regelung und Steuerung. Hierdurch ist eine Optimierung der Prozesse und Prozessschritte in einer Anlage in einer Weise möglich, dass insgesamt ein verbesserter Wirkungsgrad der Anlage(n) erreicht werden kann.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei bestimmten Kennwerten wie dem Überschreiten eines Schwellenwertes, insbesondere bei der Bildung der Differenz zwischen den Messdaten und den virtuellen Kenndaten ein Alarm ausgelöst wird. Hierdurch kann sehr schnell auf Anomalitäten oder Besonderheiten bei bestimmten Prozessen in der Anlage reagiert werden.

Um eine hohe Sicherheit der Daten vor Ausspähen und einem illegalen Missbrauch zu vermeiden, ist vorgesehen, dass beim Übermitteln der Messdaten von der Messstelle in das Speicherelement des Servers eine Authentifizierung und Identifizierung durchgeführt wird, um Datenmanipulationen ausschließen zu können. Hierbei können übliche kryptographische Verfahren verwendet werden, wie eine Verschlüsselung oder Chiffrierung.

Es ist daher vorteilhafterweise auch vorgesehen, dass ein Protokoll über die ermittelten Messdaten erstellt wird, so dass eine Archivierung von Zustandsmessdaten ermöglicht ist. Hierdurch ist es auch möglich, Trends beispielsweise aufgrund von sich ändernden Witterungsverhältnissen oder jahreszeitliche Schwankungen zu erfassen und zu analysieren.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Rechnereinheit(en) in einem sicheren Remotetransferverfahren von dem Server konfiguriert wird (werden). Hierdurch kann sichergestellt werden, dass alle Rechnereinheiten über das gleiche Computerprogramm bzw. die gleichen Konfigurationsvorschriften verfügen und zudem ist damit eine schnelle und kostengünstige Aktualisierung der Computersoftware ermöglicht.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, die Visualisierungseinheit als Display der Rechnereinheit oder als eine mobile Anzeigeeinheit auszubilden. Insbesondere bei einer mobilen Anzeigeeinheit hat das Bedienpersonal unabhängig von dem Ort der Leitwarte einen zeitlich und örtlich unbegrenzten Zugriff auf die Kennwerte und Kenndaten der Anlage.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Analyse eines oder

mehrerer ablaufender Prozesse und/oder Prozessschritte in einer Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens gemäß der

vorliegenden Erfindung; und

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Kraftwerksanlage.

Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Übersicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenmanagementsystems zur Analyse/Überwachung von ablaufenden Prozessen und/oder Prozessschritten in einer Anlage. Wie in Figur 3 schematisch dargestellt, kann es sich bei der Kraftwerksanlage beispielsweise um eine Kraftwerksanlage 1 mit einem Dampferzeuger 2, einer Kohlemühle 3, einer Dampfturbine 4, einem Generator 5, sowie einer Rauchgasentschwefelungsanlage 6 und einem Kühlturm 7 handeln. In der Anlage 1 finden somit eine Reihe von Prozessen und/oder Prozessschritten statt, wobei an mit Sensoren und/oder Messfühlern ausgestatteten Messstellen 8 Messdaten 9 von physikalischen und/oder chemischen Zustandsparametern des Prozesses/Prozessschrittes wie der Temperatur, der Dichte eines Stoffes, der Durchflussgeschwindigkeit eines Stoffstroms und dergleichen ermittelt werden.

Um die Analyse der Anlage zu verbessern, ist das erfindungsgemäße Datenmanagementsystem 10 vorgesehen. Das System besteht aus einem Sender 1 1 , der die an einer Messstelle 8 ermittelten Messdaten 9 an ein Speicherelement 12 eines, vorzugsweise zentralen Servers weiterleitet. Der Server kann als Personalcomputer, Netzwerkcomputer oder auch Großrechner ausgebildet sein und weist eine Datenbank zur Speicherung von Daten auf. Auf das Speicherelement 12 des Servers können ein oder mehrere Rechnereinheiten 13 zugreifen, die die in dem Speicherelement 12 gespeicherten Daten abrufen und mittels einer Datenmanagementapplikation verarbeiten. Sobald die Daten in der Rechnereinheit 13 verarbeitet worden sind, können die verarbeiteten Daten zur Speicherung in die Datenbank des Speicherelements 12 übertragen werden. Die in dem Speicherelement 12 gespeicherten Daten können auf einer Visualisierungseinheit 14 visuell dargestellt werden.

Die Datenverbindungen zwischen dem Sender 1 1 , dem Speicherelement 12, den Rechnereinheiten 13 und den Visualisierungseinheiten 14 können innerhalb eines Netzwerkes stattfinden, das die Kommunikationsvorgänge zwischen den verschiedenen Einheiten des Systems 10 steuert. Das Netzwerk kann ein gemeinsam verwendetes öffentliches oder privates Netzwerk sein, es kann sich um ein Fernnetzwerk beziehungsweise ein WAN (Wide Area Network) handeln oder ein lokales Netzwerk beziehungsweise LAN (Local Area Network) umfassen und kann durch irgendeine geeignete Kombination von drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerken eingerichtet sein. Weiterhin kann das Netzwerk ein Intranet oder das Internet aufweisen.

Bei dem Sender 1 1 handelt es sich vorzugsweise um die Messstellen 8, wobei aber auch von den Messstellen 8 getrennte Sendereinrichtungen vorgesehen sein können, die die an den Messstellen 8 ermittelten Messdaten 9 an das Speicherelement 12 weiterleiten.

Das Speicherelement 12 kann ein oder mehrere Datenbanken aufweisen, in denen die empfangenen Daten gespeichert werden. Bei dem Speicherelement 12 kann es sich um Flashdatenspeicher, Magnetspeicher, optische Speicher oder sonstige Speichermedien handeln.

Bei den Visualisierungseinheiten 14 kann es sich um das Display der Rechnereinheiten 13 handeln oder um mobile Bildschirme, die vorteilhafterweise als berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen) ausgebildet sind. Der zentrale Server beinhaltet neben dem Datenspeicher selbst eine Vielzahl von Funktionen, und insbesondere neben der Verwaltung und Speicherung der Daten werden über den zentralen Server neue Applikationen und Softwareweiterentwicklungen, die vorzugsweise in einer Bibliothek gespeichert sind, an die Rechnereinheiten 13 in einem Remoteverfahren weitergeleitet.

Die Anzahl der hier dargestellten Rechnereinheiten 13 stellt nur eine schematische Darstellung dar, da grundsätzlich eine Anlage mit einer Vielzahl von Rechnereinheiten 13 ausgestattet sein kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einem Verbund von mehreren Kraftwerksanlagen 1 jeweils zumindest eine Rechnereinheit 13 einer Anlage zugeordnet ist, und diese Rechnereinheiten 13 mit dem gemeinsamen Server verbunden sind.

Figur 2 zeigt den Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse und von in einer Anlage ablaufender Prozesse und Prozessschritte. Der Ablauf startet im Schritt 300 mit der Messung von Messdaten, die vorzugsweise als Datenvektoren dargestellt sind und eine Angabe über eine Identifikation der Messstelle 8, eine Zeitangabe und zumindest einen Zahlenwert beinhalten. Im Schritt 310 werden die Messdaten an das Speicherelement 12 des Servers weitergeleitet und dort gespeichert. Diese Messdaten werden von einer Rechnereinheit 13 abgerufen im Schritt 320. In der Rechnereinheit 13 werden diese Messdaten dann zu virtuellen Kenndaten mittels einer Datenmanagementapplikation verarbeitet in einem Schritt 330. Als nächstes werden die erstellten virtuellen Kenndaten in einem Schritt 340 zurück in das Speicherelement 12 übertragen und dort gespeichert. Aus den Messdaten und den Kenndaten werden dann im Schritt 350 entweder in dem Server oder in einer oder mehrerer der Rechnereinheiten 13 Kennwerte erstellt. Diese Kennwerte können zusammen mit den Kenndaten und/oder den Messdaten in einem Schritt 360 visuell dargestellt werden. In einem Schritt 370 werden diese Daten und Kennwerte für eine Analyse und insbesondere Steuerung und Regelung der in einer Anlage ablaufenden Prozesse und Prozessschritte verwendet.

Die einzelnen Rechnereinheiten 13 sind als Client des Servers konfiguriert, so dass die Vorschriften, Algorithmen und Rechenregeln zur Berechnung von virtuellen Kenndaten von dem Server vorgegeben werden. Insbesondere können die in den Speicher 12 des Servers eingestellten Zustandsmessdaten als Trigger für den Start eines Rechenvorgangs verwendet werden. Somit ist eine Berechnung von Kenndaten aus den Messdaten in Echtzeit ermöglicht, wobei verschiedene Rechnereinheiten 13 zeitgleich auf die zentral in dem Speicher 12 des Servers abgelegten Messdaten zugreifen können. Somit wird allein durch die Bibliothek/Datenbank im Server festgelegt, ob eine Berechnung in einer Rechnereinheit 13 stattfindet. Durch Änderung oder Erweiterung der Bibliothek kann die Analyse und Überwachung einer Anlage oder mehrerer Anlagen beliebig ergänzt, erweitert oder angepasst werden. Hierdurch ist es möglich, dass die Rechenumsetzung vollständig unabhängig von bestimmten Eigenschaften der Rechnereinheiten 13 ist. Durch das Remoteverfahren können die Rechnereinheiten 13 schnell und flexibel an ihre spezifischen Anforderungen angepasst werden.

Das erfindungsgemäße Analysesystem kann somit zur Überwachung und Steuerung einer Anlage verwendet werden. Es können reale und virtuelle Messwerte miteinander verknüpft werden, so dass die Informationen von mehreren Messstellen gebündelt werden können. Somit können in einer einfachen Realisierung sehr komplexe Überwachungsregeln verwirklicht werden. Die Steuerung der Anlage erfolgt auf der Basis der Werte realer und virtueller Messstellen bzw. dem Vergleich von virtuellen mit realen Messstellen. Darauf aufbauend können Regelungen umgesetzt werden. Da im Speicherelement 12 des Servers virtuelle Kenndaten in gleicher Weise wie reale Messdaten gespeichert werden, ist eine umfassende Analyse und damit auch Steuerung und Überwachung von in der Anlage ablaufenden Prozessen in einfacher Weise ermöglicht.