


Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignisses.The invention relates to a method for recognizing an event across automation systems.
In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautoamtisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte in sogenannten Automatisierungsanlagen eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperatur-messgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Antriebe, Aggregate, Ventile, Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Ferner sollen vorliegend als Feldgeräte auch sogenannte Analysatoren verstanden werden, die auf Basis der Ramanspektroskopie, Tunable Diode Laser Technologie oder anderer optischer Verfahren, bspw. Nahinfrarot- oder UV-Technik, beruhen. Des Weiteren können auch Nasschemische Analysatoren als Feldgeräte zum Einsatz kommen.In automation technology, especially in process automation technology, field devices are often used in so-called automation systems, which are used to record and/or influence process variables. Sensors such as level measuring devices, flow measuring devices, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc. are used to record process variables, which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH value or conductivity. Actuators, such as drives, units, valves, pumps, are used to influence process variables and can be used to change the flow of a liquid in a pipe section or the fill level in a container. Furthermore, in the present case, field devices are also to be understood as so-called analyzers, which are based on Raman spectroscopy, tunable diode laser technology or other optical methods, for example near-infrared or UV technology. Furthermore, wet chemical analyzers can also be used as field devices.
Bei dem Sensor kann es sich bspw. um einen pH-, Redoxpotential-, auch ISFET-, Temperatur-, Leitfähigkeit-, Druck-, Sauerstoff-, insbesondere gelöster Sauerstoff-, oder Kohlenstoffdioxidsensor; um einen ionenselektiven Sensor; um einen optischen Sensor, insbesondere einen Trübungssensor, einen Sensor zur optischen Bestimmung der Sauerstoffkonzentration, oder einen Sensor zur Bestimmung der Anzahl von Zellen und Zellstrukturen; um einen Sensor zur Überwachung bestimmter organischer oder metallischer Verbindungen; um einen Sensor zur Bestimmung einer Konzentration einer chemischen Substanz, beispielsweise eines bestimmten Elements oder einer bestimmten Verbindung; oder um einen Biosensor, z.B. einen Glukosesensor.The sensor can be, for example, a pH, redox potential, also ISFET, temperature, conductivity, pressure, oxygen, in particular dissolved oxygen, or carbon dioxide sensor; an ion-selective sensor; an optical sensor, in particular a turbidity sensor, a sensor for optically determining the oxygen concentration, or a sensor for determining the number of cells and cell structures; a sensor for monitoring certain organic or metallic compounds; a sensor for determining a concentration of a chemical substance, for example a specific element or a specific compound; or a biosensor, e.g. a glucose sensor.
Im Besonderen sind das pH-, Redoxpotential-, Temperatur-, Leitfähigkeit-, Druck-, Durchfluss-, Füllstand-, Dichte-, Viskosität-, Sauerstoff-, Kohlenstoffdioxid- oder Trübungssensoren.In particular, these are pH, redox potential, temperature, conductivity, pressure, flow, level, density, viscosity, oxygen, carbon dioxide or turbidity sensors.
Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen, d.h. im Wesentlichen Prozessmess- oder Prozessstellwerte, liefern oder verarbeiten. Neben den zuvor genannten Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit den übergeordneten Einheiten dienen, wie z.B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices und Wireless Adapters.In principle, field devices refer to all devices that are used close to the process and that supply or process process-relevant information, i.e. essentially process measurement or process control values. In addition to the previously mentioned sensors and actuators, field devices are also generally referred to as units that are directly connected to a fieldbus and are used for communication with higher-level units, such as remote I/Os, gateways, linking devices and wireless adapters.
Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe entwickelt, hergestellt und vertrieben.A large number of such field devices are developed, manufactured and sold by the Endress + Hauser Group.
Heutzutage werden die durch die jeweiligen Feldgeräte ermittelten Daten, also insbesondere die Prozessmess- und/oder Prozessstellwerte aber auch sonstige durch das Feldgerät ermittelte Daten, in eine zentrale Datenstelle, bspw. eine Cloud, übermittelt. Dieser Trend wird noch dadurch bestärkt, dass immer mehr Feldgeräte mit insbesondere drahtlosen Schnittstellen, z.B. drahtlose Funkschnittstellen gemäß dem 5G-Standard, oder auch drahtgebundenen Ethernet-Schnittstellen ausgebildet werden.Nowadays, the data determined by the respective field devices, in particular the process measurement and/or process control values but also other data determined by the field device, are transmitted to a central data location, for example a cloud. This trend is further reinforced by the fact that more and more field devices are being designed with, in particular, wireless interfaces, e.g. wireless radio interfaces according to the 5G standard, or also wired Ethernet interfaces.
Im Zuge der Industrie 4.0, bzw. IIoT („Industrial Internet of Things“) werden die von den Feldgeräten erzeugten Daten auch häufig direkt aus dem Feld mithilfe sogenannter Datenumsetzungseinheiten, welche beispielsweise als „Edge Devices“ oder „Cloud Gateways“ bezeichnet werden, erhoben und automatisiert an eine zentrale Datenstelle übermittelt, auf welcher sich eine oder mehrere Applikationen befinden können. Auf diese Applikationen, welche beispielsweise Funktionen zur Visualisierung und weiteren Bearbeitung der auf der Plattform gespeicherten Daten bieten, kann von einem Benutzer mittels Internet zugegriffen werden.As part of Industry 4.0, or IIoT (“Industrial Internet of Things”), the data generated by the field devices is often collected directly from the field using so-called data conversion units, which are referred to, for example, as “edge devices” or “cloud gateways”. and automatically transmitted to a central data point, which can contain one or more applications. These applications, which, for example, offer functions for visualizing and further processing the data stored on the platform, can be accessed by a user via the Internet.
Darüber hinaus wird heutzutage bereits durch intelligente und/oder selbstlernende Algorithmen einzelne Messstellen oder logisch zusammenhängende Clusterdaten einer (einzigen) Automatisierungsanlage auf Anomalien hin untersucht. Die Erkennung einer Anomalie der einzelnen Messstelle für einen Prozess oder einer einzelnen Automatisierungsanlage geschieht inzwischen sehr zuverlässig.In addition, individual measuring points or logically related cluster data from a (single) automation system are now being examined for anomalies using intelligent and/or self-learning algorithms. The detection of an anomaly at the individual measuring point for a process or an individual automation system is now very reliable.
Liegt die Ursache jedoch außerhalb des Prozesses bzw. außerhalb der einzelnen Messstelle oder der einzelnen Automatisierungsanlage, so bleibt sie meist unbekannt oder ist erst durch eine nachträgliche Aufarbeitung zu erfassen. Bemühungen, die Ursache für die Anomalie nachträglich herauszufinden, kann ressourcen-intensiv sein, oder bedeuten, dass ein Teil der Automatisierungsanlage ausgeschalten werden muss.However, if the cause lies outside the process or outside the individual measuring point or the individual automation system, it usually remains unknown or can only be identified through subsequent workup. Efforts to discover the cause of the anomaly after the fact may be resource-intensive or may require turning off part of the automation system.
Die Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.The invention is therefore based on the object of providing a remedy here.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1.The object is achieved according to the invention by the method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignisses sieht folgende Schritte vor:
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem sich zu Nutzen gemacht wird, dass Messwerte, die von Feldgeräten aus unterschiedlichen Automatisierungsanlagen stammen, bereits in zentralen Datenstellen, insb. in cloudbasierten zentralen Datenstellen, vorliegen. Die Messwerte von Feldgeräten aus unterschiedlichen Anlagen können somit erfindungsgemäß auf ein korrelierendes Ereignis (Anomalie) hin analysiert werden, umso ein anlagenübergreifendes Ereignis, welches für das korrelierende Ereignis verantwortlich ist, zu erkennen.According to the invention, a method is proposed in which it is made use of the fact that measured values that come from field devices from different automation systems are already available in central data points, in particular in cloud-based central data points. According to the invention, the measured values from field devices from different systems can therefore be analyzed for a correlating event (anomaly) in order to detect a cross-system event that is responsible for the correlating event.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sich folgende Vorteile ergeben:
Eine vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass das Verfahren ferner den nachfolgenden Schritt umfasst:
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass zur Analyse und/oder Feststellen des Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignisses eine künstliche Intelligenz eingesetzt wird.A further advantageous embodiment can provide that artificial intelligence is used to analyze and/or detect the event that affects automation systems.
Wiederum eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass als Datenstelle eine cloudbasierte Plattform eingesetzt wird.
Die Begriffe cloudbasierte Plattform, Cloud und Server sind hierbei im Rahmen dieser Anmeldung als synonym zu verstehen. Auf der cloudbasierten Plattform kann eine Cloudanwendung (Programm) ablaufen bzw. in diese integriert sein. Die Cloud kann bspw. per Internet erreichbar sein. Ein Benutzer kann sich per Internet mit der cloudbasierten Plattform verbinden und Modifikationen in den entsprechenden Cloudanwendungen der cloudbasierten Plattform vornehmen und/oder diese bedienen, also Daten in die Cloudanwendungen schreiben, Daten aus den Cloudanwendungen auslesen und/oder diese Daten bearbeiten, umso bspw. eine Analyse der Daten durchzuführen.Yet another advantageous embodiment can provide that a cloud-based platform is used as the data point.
 The terms cloud-based platform, cloud and server are to be understood as synonymous in the context of this application. A cloud application (program) can run on the cloud-based platform or be integrated into it. The cloud can be accessible via the Internet, for example. A user can connect to the cloud-based platform via the Internet and make modifications in the corresponding cloud applications of the cloud-based platform and/or operate them, i.e. write data into the cloud applications, read data from the cloud applications and/or edit this data, for example to carry out analysis of the data.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass als korrelierendes Ereignis eine Naturkatastrophe, insbesondere ein Erdbeben, ein Unwetter, eine Explosion oder ein Strahlenunfall festgestellt wird.A further advantageous embodiment can provide that a natural disaster, in particular an earthquake, a storm, an explosion or a radiation accident, is identified as a correlating event.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass das festgestellte Automatisierungsanlagen übergreifende Ereignis weiter ausgewertet und/oder klassifiziert wird.A further advantageous embodiment can provide that the detected event across automation systems is further evaluated and/or classified.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass dem festgestellten Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignis ein „Tag“ (Markierung/Notiz) zugeordnet wird.A further advantageous embodiment can provide that a “tag” (mark/note) is assigned to the detected event across automation systems.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass auf das festgestellte Automatisierungsanlagen übergreifende Ereignis hin, eine in Bezug auf zumindest eine der Automatisierungsanlagen geeignete Maßnahme eingeleitet wird.A further advantageous embodiment can provide that a suitable measure is initiated in relation to at least one of the automation systems in response to the detected event across automation systems.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass die geeignete Maßnahme in Abhängigkeit des festgestellten Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignis, insbesondere in Abhängigkeit der Klassifizierung und/oder des Tags ausgewählt wird. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass die geeignete Maßnahme aus folgenden Maßnahmen ausgewählt wird:
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
In einem zweiten Verfahrensschritt S200 werden die durch Feldgeräte, die sich in unterschiedlichen Automatisierungsanlagen befinden, erfassten Messwerte 1 an eine zentrale, vorzugsweise cloudfähige Datenstelle übermittelt. Bei der zentralen Datenstelle kann sich bspw. um eine cloudbasierte Plattform handeln.In a second method step S200, the measured
In einem daran anschließenden dritten Verfahrensschritt S300 werden die Messwerte 1, die von Feldgeräten aus unterschiedlichen Automatisierungsanlagen stammen, auf ein korrelierendes Ereignis 2 (Anomalie) hin analysiert. Zur Analyse kann bspw. eine künstliche Intelligenz eingesetzt werden.In a subsequent third method step S300, the measured
Ein solches korrelierendes Ereignis 2 kann bspw. ein durch eine Naturkatastrophe, insbesondere ein Erdbeben, ein Unwetter, eine Explosion oder ein Strahlenunfall hervorgerufenes sich in dem Messwert 1 des jeweiligen Feldgerätes widerspiegelndes Ereignis sein.
In einem daran anschließenden vierten Verfahrensschritt S400 wird beim Erkennen eines solchen korrelierenden Ereignisses 2 ein anlagenübergreifendes Ereignis festgestellt. Ferner kann das Verfahren vorsehen, dass das korrelierende Ereignis 2 ausgewertet und/oder klassifiziert wird. Das Auswerten des korrelierenden Ereignisses 2 kann zusätzliche Informationen liefern, bspw. um was für ein Ereignis (Erdbeben, Explosion, Strahlenunfall, etc.) es sich konkret handelt. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Signalform charakteristisch für das anlagenübergreifende Ereignis ist. Jedes Ereignis hat sozusagen eine eigene Signatur, die sich in den Messwerten 1 widerspiegelt. So weist zum Beispiel der Druckverlauf eines Erdbebens (Erdstoßes) eine andere Form auf als dies bei einer Explosion der Fall ist.In a subsequent fourth method step S400, when such a correlated
Ferner können zur weiteren Auswertung des korrelierenden Ereignisses 2 weitere Informationen herangezogen werden. Beispielsweise kann bei Kenntnis des geografischen Standorts eines Feldgeräts, von dem die Messwerte 1 stammen, aus dem zeitlichen Verlauf und der Amplitude des Messwertes 1 das Epizentrum und/oder die Schwere ermittelt werden.
Das Verfahren kann als weiteren optionalen Schritt vorsehen, dass das festgestellte Automatisierungsanlagen übergreifende korrelierende Ereignis 2 klassifiziert und/oder diesem ein Tag bzw. Markierungselement zugeordnet wird. Bspw. kann dem korrelierenden Ereignis 2 die Art des Ereignisses, also z.B. Erdbeben, Unwetter, Explosion oder Strahlenunfall durch den Tag (Markierung/Notiz) zugeordnet werden. Die Klassifizierung kann bspw. hinsichtlich der Schwere und des Ortes erfolgen.As a further optional step, the method can provide that the detected automation system-spanning correlating
In einem daran anschließenden optionalen fünften Verfahrensschritt S500 kann vorgesehen sein, dass ein Hinweis auf das Automatisierungsanlagen übergreifende korrelierende Ereignis 2 übermittelt wird. Der Hinweis kann bspw. an den bzw. die Anlagenbetreiber übermittelt werden, um diesen nahezu in Echtzeit zu informieren. Alternativ oder ergänzend kann der Hinweis aber auch an Personen oder Personenkreise, die nicht der Automatisierungsanlagen zurechenbar sind (Anlagenbetreiber, Service- und/oder Wartungspersonal, etc.), übermittelt werden. Derartige Personen oder Personenkreise sind z.B. Rettungskräfte, Hilfsorganisation und/oder die Bevölkerung.In a subsequent optional fifth method step S500, it can be provided that an indication of the correlating
In einem daran anschließenden optionalen Schritt kann vorgesehen sein, dass auf das festgestellte Automatisierungsanlagen übergreifende Ereignis hin, eine in Bezug auf zumindest eine der Automatisierungsanlagen geeignete Maßnahme eingeleitet wird. Beispiel für derartige Maßnahmen sind:
Von Vorteil kann es ferner sein, wenn die geeignete Maßnahme in Abhängigkeit des festgestellten Automatisierungsanlagen übergreifenden Ereignis, insbesondere in Abhängigkeit der Klassifizierung und/oder des Tags ausgewählt wird.It can also be advantageous if the suitable measure is selected depending on the detected automation system event, in particular depending on the classification and/or the tag.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Anlagenbetreiber über Ereignisse, die eventuellen Einfluss auf ihre in der Anlage ablaufenden Prozesse oder die Zu- und Ablieferung von Gütern für den Prozess haben, zeitnah informiert werden. Dies kann sie wiederum, durch ein geregeltes Herunterfahren oder Drosseln der Prozesse, davor bewahren, Ausschuss zu produzieren oder die Anlage zu beschädigen. Ferner können auch Umstellungen der Lieferketten vorgenommen werden, umso Produktionsausfälle zu vermeiden.Using the method according to the invention, the plant operators can be informed promptly about events that may have an impact on their processes running in the plant or the delivery and delivery of goods for the process. This in turn can prevent you from producing rejects or damaging the system by shutting down or throttling the processes in a controlled manner. Furthermore, changes to the supply chains can also be made to avoid production downtimes.
BezugszeichenlisteReference symbol list
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| Date | Code | Title | Description | 
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| R082 | Change of representative | Representative=s name:LAUFER, MICHAEL, DIPL.-ING., DE | |
| R163 | Identified publications notified |