In der Industrie werden Anlagenteile wie zum Beispiel Lager, Getriebe und Motoren häufig im Rahmen der Wartung und In- standhaltung mit Sensoren überwacht. Die Überwachung soll z. B. anzeigen in welchem Zustand sich das Anlagenteil befin- det oder soll Störungen/Defekte vorhersagen, um Anlagenstill- stände zu vermeiden oder Reparaturarbeiten rechtzeitig ein- planen zu können. Für die Überwachung werden die von den Sen- soren gelieferten Signale zyklisch oder kontinuierlich ausge- wertet. Es ist nicht immer möglich im Vorfeld festzulegen in welchen zeitlichen Abständen das jeweilige Messsignal eines Sensors ausgewertet werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die automatische Überwachung von Messsignalen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung von mindestens einem Messsignal, insbesondere zur Anwendung in der Automatisierungstechnik, bei welchem Verfahren ein Rechnersystem in Messperioden, welche einen zeitlichen Ab- stand voneinander aufweisen, zyklisch einen Kennwert des Messsignals bestimmt, wobei automatisch - eine Festlegung einer Priorität erfolgt, - die Priorität dem Messsignal zugewiesen wird und - der zeitliche Abstand zwischen den Messperioden in Abhän- gigkeit der Priorität festgelegt wird.

Die Überwachung von Anlagenteilen erfolgt bisher meist zyk- lisch in festgelegten und nicht automatisch veränderbaren Zeitintervallen. Diese bisher verwendete Methode beinhaltet die Gefahr, dass zwischen zwei Messperioden innerhalb des Zeitintervalls ohne Messung ein Ereignis auftritt, das bis zum Beginn der nächsten Messperiode schon zu einem Anlagen- ausfall führen kann, falls der zeitliche Abstand zwischen den Messperioden zu groß gewählt wurde. Für die kontinuierliche Überwachung wird meist aufgrund der hohen Datenmengen (Schwingungssignale, Bildsignale u. a. ) eine hohe Rechenleis- tung und somit teure Hardware benötigt, die gängige Rechner- systeme (z. B. ein Standard-PC) bei der Anzahl von Messstel- len in komplexen Anlagen nicht bewältigen können. Deshalb wird nur in wenigen Fällen die Überwachung kontinuierlich durchgeführt. Um auch größere Anlagen mit mehreren Messstel- len mit gängiger Rechnerhardware überwachen zu können, wird vorgeschlagen, jeder Messstelle eine Priorität zuzuweisen.

Die Priorität legt fest in welchen zeitlichen Abständen die Signale der Messstelle ausgewertet werden. Bei niedrigster Priorität wird das Signal z. B. nur alle hundertachtzig Minu- ten und bei höchster Priorität kontinuierlich ausgewertet.

Die Abstufung zwischen den zeitlichen Abständen der Messperi- oden ist einstellbar. Die Festlegung der Priorität erfolgt dynamisch und automatisch aus den Kennwerten der Signale. Die Priorisierung kann anhand von konkreten Schwellwerten der Kennwerte, Änderungen vom vorletzten zum letzten Kennwert o- der aus dem Trend des Kennwertverlaufs und einer Kombination aus letzteren erfolgen. Die Festlegung der Schwellwerte sowie die maximale Änderung vom Kennwert i-1 zu Kennwert i als auch Kriterien aus dem Gesamttrend können eingestellt werden.

Der zeitliche Abstand zwischen den Messperioden eines Mess- signals wird vorteilhafterweise verringert, wenn dem Messsig- nal eine höhere Priorität zugeordnet wird. Die automatische Festlegung der Prioritäten und der zeitlichen Abstände ermög- licht eine optimierte Nutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungs-und Rechnerkapazitäten. Momentan als unkritisch

bewertete Messsignale werden beim erfindungsgemäßen System und Verfahren nur relativ selten ausgewertet und belasten so- mit die zur Verfügung stehenden Übertragungs-und Rechnerka- pazitäten nur minimal. Erst dann, wenn sich solch ein zuvor als unkritisch bewertetes Signal auffällig verändert, wird es genauer überwacht, d. h. häufiger gemessen und ausgewertet.

Die zeitlichen Abstände werden verkleinert, so dass ein Aus- fall oder eine Störung, die sich durch das sich verändernde Messsignal ankündigen, rechtzeitig erkannt und angezeigt wer- den kann.

Bei einem Messsignal, welches sich nur relativ langsam in kleinen Schritten ändert erfolgt die automatische Festlegung der Priorität vorteilhafterweise in Abhängigkeit vom Kennwert des Messsignals. Dazu werden ein oder mehrere Schwellwerte und somit Wertebereiche und diesen zugeordnete Prioritätsstu- fen definiert. In Abhängigkeit des Wertebereichs in welchem sich ein aktueller Kennwert des Messsignals befindet kann dann vom Rechnersystem automatisch die zugehörige Priorität bestimmt werden.

Besonders für Messsignale, bei denen plötzliche stärkere Schwankungen eine genauere Überwachung erforderlich machen, wird vorgeschlagen, dass die Festlegung der Priorität automa- tisch in Abhängigkeit der Größe der Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Messperioden bestimmten Kennwerte des Messsignals erfolgt. Ab einer zuvor festgelegten Größe der Differenz wird dem Messsignal vom Rechnersystem eine höhere Priorität zugeordnet und somit eine Verringerung des zeitli- chen Abstands der Messperioden festgelegt.

Zur Überwachung von Messsignalen, die komplexe Verläufe zei- gen, wird vorgeschlagen, dass die Festlegung der Priorität automatisch in Abhängigkeit einer vom Rechnersystem durchge- führten Trendbetrachtung der in aufeinanderfolgenden Messpe- rioden bestimmten Kennwerte des Messsignals erfolgt. Diese Trendbetrachtung kann in einer Kombination der oben genannten

Betrachtungen der Wertebereiche bzw. der Wertedifferenzen be- stehen. Aber auch Trendbetrachtungen mittels Verknüpfung meh- rerer Signale, mittels Vergleich der Kennwerte mit Werten aus in einem Speicher des Rechnersystems hinterlegten Tabellen bis hin zu Trendbetrachtungen mit Hilfe von Fuzzy-Logik sind möglich.

Die Festlegung und Zuweisung der Priorität sowie die darauf gründende Festlegung der zeitlichen Abstände kann zeitlich eng verknüpft mit der Auswertung der Messsignale erfolgen, da die genannten Vorgänge automatisch durchgeführt werden, zeit- lich nur abhängig von der verfügbaren Rechenleistung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er- läutert.

Es zeigen : FIG 1 eine Zuordnungstabelle für die Festlegung der Zuordnung zwischen Priorität und zeitlichem Abstand der Messperi- oden FIG 2 einen Verlauf des Kennwerts eines Messsignals mit ver- schiedenen zeitlichen Abständen der Messperioden und FIG 3 einen Antriebsstrang mit Messstellen.

FIG 1 zeigt ein Beispiel einer Zuordnungstabelle zur Verwen- dung in einem Verfahren zur Überwachung eines Messsignals.

Die Tabelle enthält zwei Spalten P, A, wobei in der ersten Spalte P die Prioritäten P1... P15 aufgeführt sind und in der zweiten Spalte A die diesen Prioritäten P1... P15 zugeordneten zeitlichen Abstände der Messperioden aufgeführt sind. Die dargestellte Zuordnungstabelle enthält fünfzehn verschiedene Prioritäten P1... P15. Der höchsten Priorität P1 ist ein zeit- licher Abstand kontinuierlich'zugeordnet. Ein Messsignal,

welchem diese Priorität P1 zugeordnet würde, würde also kon- tinuierlich oder mit der höchstmöglichen Abtastrate ausgewer- tet bzw. abgetastet werden. Messsignale, denen eine geringere Priorität P1... P15 zugewiesen wird, werden seltener ausgewer- tet. Im Beispiel wird ein Messsignal der Priorität P2 alle fünf Sekunden, ein Messsignal der Priorität P4 alle dreißig Sekunden und schließlich ein Messsignal der Priorität P15 nur noch alle hundertachtzig Minuten ausgewertet. Die Anzahl und die Bezeichnung der Prioritätsstufen ebenso wie die diesen zugeordneten zeitlichen Abstände der Messperioden sind selbstverständlich in konkreten Anwendungsfällen frei wähl- bar. Jedem Messsignal kann eine eigene Zuordnungstabelle, welche auf dieses Messsignal abgestimmt ist, zugeordnet sein.

Gleichartigen Messsignalen kann jedoch auch die selbe Zuord- nungstabelle zugeordnet sein.

FIG 2 zeigt ein Beispiel eines Verlaufs des Kennwerts des Messsignals.'Auf der senkrechten Achse 2 ist der Kennwert des Messsignals aufgetragen, auf der waagerechten Achse 3 die Zeit. Die in dem Diagramm 1 aufgetragenen Kennwerte des Mess- signals sind mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet. Die ge- strichelten waagerechten Linien im Diagramm 1 kennzeichnen Schwellwerte 5a bis 5d. Markante Stellen im Kennwerteverlauf sind mit den Bezugszeichen 6a, 6b und 7 gekennzeichnet. Un- terhalb der waagerechten Achse 3 sind fünf Zeitabschnitte 10 bis 14 angegeben, während derer die Priorität P1... P15 je- weils konstant ist. Der Kennwert 4 des Messsignals wird in Messperioden 8 bestimmt, welche einen zeitlichen Abstand 9 voneinander aufweisen. Die Länge einer solchen Messperiode 8 hängt vom auszuwertenden Messsignal ab. Bei Wechselgrößen als zu überwachendem Messsignal wird die Messperiode zumindest in der Größenordnung der Periodendauer liegen, um eine Kennwert- bestimmung zu ermöglichen. Ein Kennwert ist z. B. der Effek- tivwert, der Scheitelwert oder ein aus der Messung der Augen- blickswerte des Messsignals in anderer Form rechnerisch er- mittelter Wert. Bei Gleichgrößen als Messsignal kann sich die Länge der Messperiode bis auf einen diskreten Abtastzeitpunkt

verkürzen, während dessen ein Momentanwert des Messsignals gemessen bzw. abgetastet wird und als Kennwert dient.

Im Folgenden werden Merkmale des Verfahrens zur Überwachung von einem Messsignal anhand FIG 2 näher erläutert. Im Bei- spielsfall wird der Kennwert des Messsignals sowohl auf das Überschreiten gewisser Schwellwerte 5a bis 5d als auch auf die Größe der Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Messperioden bestimmten Kennwerte überwacht. Im ersten Zeit- abschnitt 10 des Diagramms 1 befinden sich die Kennwerte 4 des Messsignals unterhalb des ersten Schwellwerts 5a. Inner- halb des ersten Zeitabschnitts 10 ist dem Messsignal die gleiche Priorität P1... P15 zugeordnet, was sich darin bemerk- bar macht, dass der zeitliche Abstand 9 innerhalb des ersten Zeitabschnitts 10 konstant ist. Der erste Kennwert 4 des Messsignals im zweiten Zeitabschnitt 11 befindet sich ober- halb des ersten Schwellwerts 5. Mit Überschreiten des ersten Schwellwerts 5a wird dem Messsignal eine höhere Priorität P1... P15 zugeordnet. Diese Stelle ist im Diagramm 1 mit dem Bezugszeichen 6a gekennzeichnet. Entsprechend der höheren Priorität P1... P15 wird dem Messsignal automatisch ein klei- nerer zeitlicher Abstand zwischen den Messperioden zugewie- sen. Im Beispielsfall hat sich der zeitliche Abstand während des zweiten Zeitabschnitts 11 im Vergleich zum zeitlichen Ab- stand während des vorhergehenden Zeitabschnitts 10 halbiert.

Beim Überschreiten eines zweiten Schwellwerts 5b (siehe Stel- le 6b im Diagramm 1) wird wiederum die Priorität P1... P15 heraufgesetzt und damit der zeitliche Abstand verkleinert (siehe dritter Zeitabschnitt 12). Im Beispielsfall wird je- doch auch die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Messperioden 8 bestimmten Kennwerte 4 des Messsignals über- wacht. Überschreitet diese Differenz einen gewissen vorher festgesetzten Wert, wird automatisch die Priorität P1... P15 erhöht. Bei dem im Diagramm 1 dargestellten Verlauf der Kenn- werte des Messsignals ist eine Stelle solcher großen Werte- differenz mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Für den Fall, dass dem Messsignal die höchste Priorität P1 zugeordnet

wird, wird es kontinuierlich ausgewertet, so wie im vierten Zeitabschnitt 13 dargestellt. Der dargestellte Verlauf des Kennwerts unterschreitet zu Beginn des fünften Zeitabschnitts 14 wieder den obersten Schwellwert 5d und wird daraufhin ei- ner geringeren Priorität P2 mit einem größeren zeitlichen Ab- stand zugeordnet. In FIG 2 nicht gezeigt wird die Möglich- keit, dass die Festlegung der Priorität P1... P15 automatisch in Abhängigkeit einer vom Rechnersystem durchgeführten Trend- betrachtung der in aufeinanderfolgenden Messperioden bestimm- ten Kennwerte des Messsignals erfolgt. Eine solche Trendbe- trachtung kann z. B. die Auswertung des Messsignalverlaufs nach den Regeln der Fuzzy-Logik bedeuten. Aber auch langsame- re Veränderungen des Messsignals, die sich durch eine einfa- che Schwellwertüberwachung der Kennwerte nicht erfassen las- sen, sind mittels einer Trendbetrachtung erfassbar.

FIG 3 zeigt einen Antriebsstrang eines Walzgerüsts, bestehend aus einem Motor 20, einem Getriebe 21, einer Walze 22 und verbindenden Kupplungen 23. Zur Überwachung des Antriebs- strangs sind mehrere Messstellen vorgesehen, welche mit den Bezugszeichen MS1 bis MS7 bezeichnet sind. Jede Messstelle MS1... MS7 liefert Messsignale, welche mit dem beschriebenen Verfahren zur Überwachung von Messsignalen ausgewertet wer- den. Das vorgeschlagene Verfahren ist auch anwendbar auf die Schwingungsüberwachung an Schrotmühlen (Brauindustrie), im Fahrzeugbereich und bei Motorprüfständen. Neben diesen sind noch weitere Bereiche und Messgrößen (Strom, Kraft, Bild, usw. ) denkbar. Das Verfahren ermöglicht es, auch mit gängiger Rechnerhardware komplexere Anlagen zu überwachen und im Falle eines sich anbahnenden Schadens die Messstelle mit der gefor- derten zeitlichen Auflösung auszuwerten.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit ein Verfahren zur Überwachung von mindestens einem Messsignal, insbesondere zur Anwendung in der Automatisierungstechnik, in der Ferti- gungsautomatisierung sowie in der Prozessautomatisierung, welches Verfahren anhand eines Messsignalverlaufs automatisch

einen optimalen zeitlichen Abstand von Messperioden bestimmt und einstellt. Dabei bestimmt ein Rechnersystem in Messperio- den 8, welche einen zeitlichen Abstand 9 voneinander aufwei- sen, zyklisch einen Kennwert des Messsignals bestimmt, wobei automatisch eine Festlegung einer Priorität P1... P15 erfolgt, die Priorität P1... P15 dem Messsignal zugewiesen wird und der zeitliche Abstand 9 zwischen den Messperioden 8 in Abhängig- keit der Priorität P1... P15 festgelegt wird.