EP4051989A1 - Verfahren zur automatisierten darstellung von messwerten - Google Patents

Verfahren zur automatisierten darstellung von messwerten

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Publication number
EP4051989A1
EP4051989A1 EP20800101.6A EP20800101A EP4051989A1 EP 4051989 A1 EP4051989 A1 EP 4051989A1 EP 20800101 A EP20800101 A EP 20800101A EP 4051989 A1 EP4051989 A1 EP 4051989A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
values
measured
measured values
variables
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20800101.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wladimir DEGTJAREW
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elpro GmbH
Original Assignee
Elpro GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elpro GmbH filed Critical Elpro GmbH
Publication of EP4051989A1 publication Critical patent/EP4051989A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/02—Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/005—Indication of measured value by colour change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/02—Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G01D7/08—Indicating value of two or more variables simultaneously using a common indicating element for two or more variables
    • G01D7/10—Indicating value of two or more variables simultaneously using a common indicating element for two or more variables giving indication in co-ordinate form
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—Two-dimensional [2D] image generation
    • G06T11/20—Drawing from basic elements
    • G06T11/26—Drawing of charts or graphs

Definitions

  • the invention relates to a method for the automated display of measured values with the method steps of transmitting a number of groups of measured values recorded by means of a sensor system, each group of measured values having n variables, defining an optical value range for the display of the nth variables and displaying the variables 1 to n -1 of the measured value groups in a coordinate system with n-1 dimensions.
  • the coordinate system can be two or three dimensions and use Cartesian coordinates or spherical coordinates.
  • each measured value can only be represented as a function of three variables.
  • previous methods do not allow this.
  • the object is achieved by the method according to claim 1. Further advantageous developments of the invention are set out in the subclaims.
  • the method according to the invention for the automated display of measured values has five method steps: In the first method step, a number of measured value groups that are recorded by a sensor system are transmitted. In particular, each group of measured values has a number of n variables, each of the n variables representing a different physical measured variable, each with different physical units.
  • measurement data are raw data supplied by a sensor system and / or determined values that are determined on the basis of raw data supplied by a sensor system. Volume, energy and time of such measurement data are exemplary.
  • Measurement value groups are measurement values that additionally have one or more associated values supplied from outside the sensor system. The measured value groups can also and / or additionally be key figures determined from measured values. A group of measured values can consist, for example, of the volume of a gas, the energy that is consumed to compress the gas, the energy costs and the time expended for compression.
  • Variables are measurement data, measurement value groups and / or other values that are generated inside and / or outside the sensor system.
  • a value range is defined in which the nth variable of the measured value groups is visually displayed.
  • the optical range of values can be determined automatically by an algorithm, by definition by a user or by a combination of both possibilities.
  • the values of the nth variables of the measured value groups are transformed into the optical values specified in process step 2.
  • the variables from 1 to n-1 of the measured value groups are represented in a coordinate system that has n-1 dimensions.
  • the optical values of the points of the measured value groups are displayed with their optical values.
  • the number n indicates a natural number greater than 2, preferably greater than 3.
  • the method according to the invention enables a user to automatically display n-dimensional measured values in an n-1 -dimensional coordinate system; in addition, the nth dimension is automatically displayed as an optical value range. This makes it possible for the first time to show a correlation of more variables than the coordinate system has dimensions.
  • the advantage of the method is to put completely different measurement data in context and to be able to output them graphically.
  • the graphical representation of a large number of variables in a diagram reveals relationships to the user in a surprising way than when looking at the data alone or as a result of several representations with fewer variables.
  • the sensor system comprises n sensors, each of the n sensors detecting one of the n variables and / or a measured value from which one of the n variables is determined.
  • the third variable is shown as an optical value.
  • the optical value range of the nth variable is a brightness and / or a color coding. Values of the nth variable are represented by a suitable choice of the value range of the nth variable in the position. Values of the nth variables for the system that monitors the sensor system can thus be quickly and reliably recognized and classified by a user for relevance to the system, as can values of the nth variables that, for example, reach a critical value for the system or exceed. In a further aspect of the invention, the optical value range comprises at least two values.
  • the values can be set, for example, in such a way that, in the case of color coding, a first color is displayed for non-critical values of the nth variable and a second color for critical values of the system.
  • a first color is displayed for non-critical values of the nth variable and a second color for critical values of the system.
  • a brightness coding for example one brightness for critical values and a second brightness for uncritical values can be displayed.
  • a threshold value is assigned to the value range of the measured values of the nth variable of the measured value groups. In an optional development of the invention, this threshold value is also transformed into an optical value. In a further embodiment of the invention, the transformed threshold value is identified in the representation. In an optional development of the invention, the values of the nth variables of the measured value groups above the threshold value are assigned a different optical value than the values of the nth variables of the measured value groups below the threshold value.
  • the optical value range comprises a continuous spectrum of optical values.
  • the color coding can then include, for example, the optically visible spectrum (red to blue), a brightness coding a grayscale coding from black to white or a fixed interval within the selected spectrum.
  • a legend is shown which shows the assignment of the values of the nth variable to values of the optical value range.
  • a user can quickly and reliably recognize the value of the nth variable in the (nl) -dimensional coordinate system.
  • the threshold value is identified in the legend.
  • the fourth variable is represented as an optical value.
  • additional optical values or value ranges such as the size of the displayed point, a combination of brightness and color gradient, the thickness of the border of the measuring points, the shape of the measuring points (e.g. number of corners ) is used.
  • the fourth variable n is represented as an optical value.
  • the perspective of the representation of the three-dimensional coordinate system of a user input is changed accordingly.
  • the display of the measured values in the coordinate system is advantageously designed so that a user can change the perspective of the display at any time. For example, it is possible to rotate the display and / or enlarge or reduce the display of the coordinate system (zoom) in order to highlight certain areas of the display that are of interest to the user.
  • the respective two-dimensional value pairs are displayed in the three-dimensional coordinate system by a projection onto the corresponding coordinate axes.
  • a user can display the two-dimensional value pairs associated with each measured value by means of a projection onto the corresponding coordinate planes.
  • Dependencies of a variable on only one other variable can thus be represented by projection onto the xy plane, by projection onto the yz plane and by projection onto the xz plane, and can be quickly captured by the user.
  • the points of the measured value groups are displayed on the areas formed by the coordinate axes in the optical values that were assigned to the nth variables of the measured value groups.
  • a user can display the two-dimensional value pairs belonging to each measured value together with the optical values of each point of the measured value groups by means of a projection onto the corresponding coordinate planes.
  • Dependencies of a variable on only one other variable can thus be represented by projection onto the xy plane, by projection onto the yz plane and by projection onto the xz plane, and can be quickly captured by the user.
  • the deviation of a group of measured values from a comparison value is determined.
  • This comparison value can, for example, be a characteristic curve that is specified by the manufacturer of the monitored system.
  • a determination of the deviation of the measured value group from this comparison value is particularly relevant for a user, e.g. to determine errors in the system monitored by the sensor system or to operate the system in a cost-effective, low-energy operating mode.
  • the nth variable represents the deviation from comparison values.
  • a determination of the deviation of the measured value group from this comparison value is particularly relevant for a user, for example in order to determine errors in the system monitored by the sensor system or to identify the system as a whole cost-effective operating mode to operate. Due to the representation of the nth variable in an optical value range, a user can immediately and reliably recognize the deviation of the groups of measured values from the comparison values.
  • the comparison values are shown in the coordinate system. In this way, a user can immediately and reliably recognize any discrepancies between the groups of measured values and the comparison values.
  • the comparison values are represented as lines and / or areas in the coordinate system. Depending on the type of coordinate system, the comparison values are lines or areas. In a two-dimensional coordinate system, the comparison values are usually shown as a one-dimensional line, and in a three-dimensional coordinate system as an area. But the comparison values can also represent a one-dimensional line in a three-dimensional coordinate system, for example to represent the most efficient operating mode.
  • the deviation is determined in relation to a variable of the variables 1 to n-1 of the measured value group.
  • the deviation of the measured value groups from the comparison values is determined for one or more variables and thus enables a user to recognize the dependencies of the deviation on a specific variable. In the event of a fault in the monitored system, a user is therefore able to identify or isolate the source of the fault.
  • Fig. 1 a Two-dimensional coordinate system, measured values as a function of 2 variables (x, y), assumed threshold value
  • Fig. 1 b Two-dimensional coordinate system, measured values as a function of three variables (x, y, w) in gray level representation, threshold values
  • Fig. 2 a Cartesian coordinate system, measured values as a function of four variables (x, y, z, w) in grayscale display with comparison value area (threshold value) in a time grid of 7 days - view 1
  • Fig. 2 b Cartesian coordinate system, measured values as a function of four variables (x, y, z, w) in grayscale display with comparison value area (threshold value) in a time grid of 7 days - view 2
  • Fig. 3 b Cartesian coordinate system, measured values as a function of four variables (x, y, z, w) in grayscale display with comparison value area (threshold value) in a time grid of 3 hours - view 2
  • Fig. 4 a Cartesian coordinate system, measured values as a function of four variables (x, y, z, w) in grayscale display with comparison value area (threshold value) in a time grid of 1 hour with projection of the measured values onto the areas of the coordinate axes - view 1
  • Fig. 4 b Cartesian coordinate system, measured values as a function of four variables (x, y, z, w) in grayscale display with comparison value area (threshold value) in a time grid of 1 hour with projection of the measured values onto the areas of the coordinate axes - view 2
  • 1 shows a schematic exemplary embodiment of the method according to the invention, the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 of the sensor system being shown in a two-dimensional coordinate system 20.
  • the sensor system with three sensors that monitors the installation supplies measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which are represented as points in the two-dimensional coordinate system 20.
  • a measured value 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 consists of the three variables (U, C, Z).
  • the coordinate axes are designated as Y (x-axis) and X (y-axis) and in this exemplary embodiment are only used to illustrate the general principle of the invention.
  • the course of a comparison value 10 is shown in the coordinate system 20.
  • This comparison value 10 can be, for example, a characteristic curve that is specified by the manufacturer of the monitored system.
  • the sensor data are transmitted to an evaluation unit.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are automatically transformed in the coordinate system 20 into the appropriate value range in order to be able to be displayed. This transformation can also be carried out at any time and also subsequently by a user in order to adapt the display size of the coordinate system 20 for reasons of clarity.
  • the optical value range of the variable Z is defined and in the third method step 300 the variable Z is transformed into this.
  • the variable Z represents the deviation of the individual measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 from the comparison value 10.
  • the optical value range can also be set automatically and / or by a user and changed for reasons of clarity , e.g.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are each represented as a symbol depending on Y and X in a two-dimensional coordinate system 20.
  • the symbols of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are displayed with the respective associated optical value.
  • Fig. 1a the deviation Z of a measured value 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 from the comparison value 10 is shown by means of two colors:
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are shown in white , which have values of the deviation Z from the comparison value 10 less than or equal to 0, measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 whose deviation Z is greater than 0 are shown in black.
  • a legend 30 is shown, which enables the measured values to be assigned to the color coding of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or their symbolic representation.
  • the deviation Z of a measured value 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 from the comparison value 10 is shown by means of gray levels.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are also shown in white, the values of the deviation Z from the comparison value 10 are equal to (-5), measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6 are black, 7, the deviation Z of which is equal to 5.
  • the values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 between these two extreme values are in gray levels shown.
  • the legend 30 enables the assignment of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 to the color coding of the variable Z.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method according to the invention using an underground storage facility for natural gas.
  • These storage facilities serve to balance imbalances between supply or production and demand or consumption and to increase security of supply. Since the gas in the underground storage facility usually has a higher pressure than the gas pipeline, the gas is compressed with a compressor for feeding.
  • the sensor system that monitors the plant supplies sensor data on the rate of feed of the natural gas into the storage facility (variable 1, x-axis), the compression ratio of the compressed natural gas (variable 2, y-axis) and the relative energy consumption (variable 3, z-axis).
  • the sensor system supplies the variable 4 that is particularly relevant for a user of the system, namely a comparative value for the energy efficiency, that is to say the amount of energy required per volume of the gas fed into the store.
  • a large number of sensors are required to determine these measured values in order to determine the respective measured values from the raw data of the sensors.
  • the number of sensors and the measured values recorded from them is greater than the number of variables shown in the graphic representation.
  • comparison values 10 are usually specified by the manufacturer of the monitored system and are functions of the feed rate, compression ratio and relative energy consumption.
  • the course of the comparison value 10 is a two-dimensional area in this three-dimensional coordinate system 20.
  • the sensor data are transmitted to an evaluation unit.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are automatically transformed in the coordinate system 20 into the appropriate value range in order to to be displayed. This transformation can also be carried out at any time and also subsequently by a user in order to adapt the display size of the coordinate system 20 for reasons of clarity.
  • the optical value range of the variable 4 (comparative value of the energy efficiency) is determined and in the third method step 300 the variable 4 is transformed into this.
  • the optical value range can also be determined automatically and / or by a user and changed for reasons of clarity.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are each represented as a symbol in a three-dimensional coordinate system 20.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are displayed with the respective associated optical value.
  • the optical value range is shown in a legend 30.
  • the optical value range is a representation using gray levels. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have a particularly high comparative value for energy efficiency (> 126%), are shown in black, measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 with a low comparative value for energy efficiency ( ⁇ 90%) in white. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have comparative values of the energy efficiency between the mentioned extreme values, are shown in gray levels according to their values of the comparative values of the energy efficiency (FIG. 3a).
  • the coordinate system 20 in the sense of the invention is not limited to a Cartesian coordinate system 20; inclined coordinate systems 20 or spherical coordinates 20 are also conceivable.
  • the representation of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 in the coordinate system 20 is carried out in this way that a user can change the perspective of the representation at any time. For example, it is possible to rotate the display (Fig. 3 b) and / or enlarge or reduce (zoom) in order to highlight certain areas of the display that are of interest to the user.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of the method according to the invention using an underground storage facility for natural gas, in which the method is set by a user in such a way that that the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sent by the sensor system are constantly updated or new measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are entered in the coordinate system 20 without a noticeable time delay and displayed in this way become.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sent by the sensor system are constantly updated or new measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are entered in the coordinate system 20 without a noticeable time delay and displayed in this way become.
  • significantly more measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are shown than in the previous exemplary embodiment.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to optically process measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 of a sensor system for a user in such a way that the user is constantly informed about the status of the monitored system, in particular if he has one of the variables changed by, for example, making more energy available to the compressor in this exemplary embodiment.
  • the effects of the change can be seen without a noticeable delay.
  • the sensor system that monitors the system provides sensor data on the rate of feed of the natural gas into the storage facility (variable 1, x-axis), the compression ratio of the compressed natural gas (variable 2, y-axis) and the relative energy consumption (variable 3, e.g. -Axis).
  • the sensor system supplies the variable 4 that is particularly relevant for a user of the system, namely a comparative value for the energy efficiency, that is to say the amount of energy required per volume of the gas fed into the store.
  • comparison value 10 is shown in the coordinate system 20.
  • the comparison values 10 are usually given by the manufacturer of the monitored system and are functions of the feed rate, compression ratio and relative energy consumption.
  • the course of the comparison value 10 is a two-dimensional area in this three-dimensional coordinate system 20.
  • the sensor data are transmitted to an evaluation unit.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are automatically transformed in the coordinate system 20 into the appropriate value range in order to be able to be displayed. This transformation can also be carried out by a user at any time and also subsequently in order to increase the display size of the coordinate system 20 for the sake of clarity.
  • the optical value range of the variable 4 (comparative value of the energy efficiency) is determined and in the third method step 300 the variable 4 is transformed into this.
  • the optical value range can also be determined automatically and / or by a user and changed for reasons of clarity.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are each represented as a symbol in a three-dimensional coordinate system 20.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are displayed with the respective associated optical value.
  • the optical value range is shown in a legend 30.
  • the optical value range is a representation using gray levels. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have a particularly high comparative value for energy efficiency (> 126%), are shown in black, measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 with a low comparative value for energy efficiency ( ⁇ 90%) in white. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have comparative values of the energy efficiency between the mentioned extreme values, are shown in gray levels according to their values of the comparative values of the energy efficiency (FIG. 3a).
  • the display of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 in the coordinate system 20 is implemented in such a way that a user can change the perspective of the display at any time. For example, it is possible to rotate the display (Fig. 3 b) and / or zoom the display in order to highlight certain areas of the display that are of interest to the user.
  • Fig. 4 an embodiment of the method according to the invention is shown on the basis of an underground storage for natural gas, in which the three-dimensional value triples of the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are projected onto the corresponding areas formed by the coordinate axes .
  • the sensor system that monitors the system supplies sensor data on the rate of feed of the natural gas into the storage facility (variable 1, x-axis), the compression ratio of the compressed natural gas (variable 2, y-axis) and relative energy consumption (variable 3, z-axis).
  • the sensor system supplies the variable 4, which is particularly relevant for a user of the system, namely a comparison value for the energy efficiency, that is to say the amount of energy required per volume of the gas fed into the store.
  • comparison values 10 are usually specified by the manufacturer of the monitored system and are functions of the feed rate, compression ratio and relative energy consumption.
  • the course of the comparison value 10 is a two-dimensional area in this three-dimensional coordinate system 20.
  • the sensor data are transmitted to an evaluation unit.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are automatically transformed in the coordinate system 20 into the appropriate value range in order to be able to be displayed. This transformation can also be carried out at any time and also subsequently by a user in order to adapt the display size of the coordinate system 20 for reasons of clarity.
  • the optical value range of the variable 4 (comparative value of the energy efficiency) is determined and in the third method step 300 the variable 4 is transformed into this.
  • the optical value range can also be determined automatically and / or by a user and changed for reasons of clarity.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are each represented as a symbol in a three-dimensional coordinate system 20.
  • the measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are displayed with the respective associated optical value.
  • the optical value range is shown in a legend 30.
  • the optical value range is a representation using gray levels. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have a particularly high comparative value for energy efficiency (> 126%), are shown in black, measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 with a low comparative value of the Energy efficiency ( ⁇ 90%) in white. Measured values 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, which have comparative values for energy efficiency between the mentioned extreme values, are shown in gray levels corresponding to their values for comparative values for energy efficiency (FIG. 4 a).
  • a user can also change the perspective of the representation at any time (Fig. 4 b), e.g. the representation can be rotated and / or zoomed in order to highlight certain areas of the representation that are of interest to the user.
  • a user can assign the two-dimensional value pairs belonging to each measured value 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 by a projection T, 2 ', 3', 4 ', 5', 6 ', 7' onto the display the corresponding coordinate planes.
  • a user can determine the dependence of the standard volume of the storage gas on the compression ratio by projecting onto the xy plane, the compression ratio depending on the relative energy consumption by projecting onto the yz plane and the standard volume of the storage gas depending on the relative energy consumption by projecting onto the Determine the xz plane.
  • the sensor data are transmitted to an evaluation unit.
  • the measured values are automatically transformed in the coordinate system 20 into the appropriate value range in order to be able to be displayed. This transformation can also be carried out by a user at any time and also subsequently in order to adapt the display size of the coordinate system 20 for reasons of clarity.
  • the optical value range of the variable Z is defined and in the third method step 300 the variable Z is transformed into this.
  • the optical value range can also be determined automatically and / or by a user and changed for reasons of clarity, for example color coding is possible.
  • the measured values are each represented as a symbol as a function of Y and X in a two-dimensional coordinate system 20 shown.
  • the symbols of the measured values are displayed with the respective associated optical value.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Indicating Measured Values (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten mit den Verfahrensschritten Übermittlung einer Anzahl von mittels von einem Sensorsystem erfassten Messwertgruppen, wobei jede Messwertgruppe n Variablen aufweist, Festlegen eines optischen Wertebereichs für die Darstellung der n-ten Variablen, Transformation der Werte der n-ten Variable der Messwertgruppen in optische Werte aus dem optischen Wertebereich, Darstellung der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem Koordinatensystem mit n-1 Dimensionen und Darstellung der Punkte der Messwertgruppen in den die n-ten Variablen der Messwertgruppen zugewiesenen optischen Werten.

Description

VE RFA H RE N Z U R A U TO M AT I S I E RT E N D A RS T E L L U N G VO N
M E S SW E RTE N
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten mit den Verfahrensschritten Übermittlung einer Anzahl von mittels von einem Sensorsystem erfassten Messwertgruppen, wobei jede Messwertgruppe n Variablen aufweist, Festlegen eines optischen Wertebereichs für die Darstellung der n-ten Variablen und Darstellung der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem Koordinatensystem mit n-1 Dimensionen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, Messwerte eines Systems in ein mehrdimensionales Koordinatensystem einzutragen und so die Messwerte übersichtlich anzuzeigen. Das Koordinatensystem kann zwei oder drei Dimensionen aufweisen und kartesische Koordinaten oder Kugelkoordinaten verwenden.
Ein entsprechendes Verfahren wird z.B. in der Patentschrift DE 10 2007 046 542 B2 vorgestellt. Jeder Messwert kann jedoch, bedingt durch die Beschränkung der Darstellung in einem dreiachsigen Koordinatensystem, nur als Funktion von drei Variablen dargestellt werden. Wünschenswert ist allerdings häufig eine Darstellung eines Messwertes als Funktion von mehr Variablen, um z.B. eine Bewertung des Messwertes auf Relevanz zu ermöglichen. Bisherige Verfahren lassen dieses jedoch nicht zu.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten bereitzustellen, so dass ein Nutzer schnell und sicher die Relevanz der vom überwachten System erfassten Messwerte beurteilen kann. Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten weist fünf Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden eine Anzahl von Messwertgruppen, die von einem Sensorsystem erfasst werden, übermittelt. Insbesondere weist jede Messwertgruppe eine Anzahl von n Variablen auf, wobei jede der n Variablen eine unterschiedliche physikalische Messgröße mit jeweils unterschiedlichen physikalischen Einheiten darstellt.
Im Sinne der Erfindung sind Messdaten von einen Sensorsystem gelieferte Rohdaten und/oder ermittelte Werte, die aufgrund von einem Sensorsystem gelieferten Rohdaten ermittelt sind. Beispielhaft sind Volumen, Energie und Zeit derartige Messdaten. Messwertgruppen sind Messwerte, die zusätzlich einen oder mehrere von außerhalb des Sensorsystems gelieferte zugehörige Werte aufweisen. Die Messwertgruppen können ebenfalls und/oder zusätzlich aus Messwerten ermittelte Kennzahlen sein. Eine Messwertgruppe kann beispielsweise aus dem Volumen eines Gases, der Energie, die zum Komprimieren des Gases verbraucht wird, den Energiekosten und der aufgewendeten Zeit zur Kompression sein. Variablen sind Messdaten, Messwertgruppen und/oder andere Werte, die innerhalb und/oder außerhalb des Sensorsystems generiert sind.
Im zweiten Verfahrensschritt wird ein Wertebereich festgelegt, in dem die n-te Variable der Messwertgruppen optisch dargestellt werden. Der optische Wertebereich kann automatisch durch einen Algorithmus bestimmt werden, durch Festlegung durch einen Nutzer oder durch eine Kombination beider Möglichkeiten. Im dritten Verfahrensschritt werden die Werte der n- ten Variablen der Messwertgruppen in die in Verfahrensschritt 2 festgelegten optischen Werte transformiert. Im vierten Verfahrensschritt werden die Variablen von 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem Koordinatensystem dargestellt, das n-1 Dimensionen aufweist. Im fünften Verfahrensschritt werden die optischen Werte der Punkte der Messwertgruppen mit ihren optischen Werten dargestellt. Die Zahl n gibt im Sinne dieser Schrift eine natürliche Zahl größer 2, bevorzugt größer als 3 an.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es einem Nutzer, n-dimensionale Messwerte automatisch in einem n-1 -dimensionalen Koordinatensystem darzustellen; zusätzlich wird die n-te Dimension automatisch als optischer Wertebereich dargestellt. Hierdurch gelingt es erstmals, eine Korrelation von mehr Variablen darzustellen als das Koordinatensystem Dimensionen hat. Der Vorteil des Verfahrens ist es völlig verschiedene Messdaten in einen Zusammenhang zu stellen und graphisch ausgeben zu können. Insbesondere durch die graphische Darstellung einer Vielzahl von Variablen in einem Diagramm erschließen sich dem Nutzer auf überraschende Weise Zusammenhänge als bei Betrachtung der Daten allein oder infolge mehrerer Darstellungen mit weniger Variablen.
In einer optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Sensorsystem n Sensoren, wobei jeder der n Sensoren eine der n Variablen und/oder einen Messwert erfasst, aus dem eine der n Variablen ermittelt wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist n>=3. Daher ist es insbesondere möglich, in einem zweidimensionalen Koordinatensystem Messpunkte darzustellen, die drei Variablen aufweisen (für n=3). Die dritte Variable wird als optischer Wert dargestellt.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist der optische Wertebereich der n-ten Variablen eine Helligkeit und/oder eine Farbcodierung. Durch geeignete Wahl des Wertebereichs der n-ten Variablen in der Lage werden Werte der n-ten Variablen dargestellt. Werte der n-ten Variablen für das System, das das Sensorsystem überwacht, können so von einem Nutzer auf Relevanz für das System schnell und zuverlässig erkannt und klassifiziert werden, ebenso Werte der n-ten Variablen, die z.B. einen für das System kritischen Wert erreichen oder überschreiten. In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der optische Wertebereich mindestens zwei Werte. Die Werte können z.B. derart festgelegt sein, dass im Falle einer Farbkodierung eine erste Farbe für nicht kritische Werte der n-ten Variablen, eine zweite Farbe für kritische Werte des Systems angezeigt wird. Analog dazu kann im Falle einer Helligkeitscodierung z.B. eine Helligkeit für kritische Werte, eine zweite Helligkeit für unkritische Werte angezeigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird dem Wertebereich der Messwerte der n-ten Variable der Messwertgruppen ein Schwellwert zugewiesen. In einer optionalen Weiterbildung der Erfindung wird dieser Schwellwert ebenfalls in einen optischen Wert transformiert. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der transformierte Schwellwert in der Darstellung kenntlich gemacht. In einer optionalen Weiterbildung der Erfindung wird den Werten der n-ten Variablen der Messwertgruppen oberhalb des Schwellwertes ein anderer optischer Wert zugewiesen als den Werten der n-ten Variablen der Messwertgruppen unterhalb des Schwel Iwertes.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der optische Wertebereich ein kontinuierliches Spektrum von optischen Werten. Die Farbcodierung kann dann z.B. das optisch sichtbare Spektrum (rot bis blau) umfassen, eine Helligkeitscodierung eine Graustufencodierung von schwarz bis weiß bzw. ein festgelegtes Intervall innerhalb des gewählten Spektrums.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird eine Legende dargestellt, die die Zuordnung der Werte der n-ten Variablen zu Werten des optischen Wertebereichs zeigt. Ein Nutzer kann so schnell und sicher den Wert der n-ten Variablen im (n-l)-dimensionalen Koordinatensystem erkennen. In einer optionalen Weiterbildung der Erfindung wird der Schwellwert in der Legende kenntlich gemacht. In einer Weiterbildung der Erfindung ist n>=4. Daher ist es insbesondere möglich, in einem dreidimensionalen Koordinatensystem Messpunkte darzustellen, die vier Variablen aufweisen (für n=4). Die vierte Variable wird als optischer Wert dargestellt.
In einer optionalen Weiterbildung des Verfahrens werden für die variablen größer 4 weitere optische Werte bzw. Wertebereiche, wie beispielsweise die Größe des dargestellten Punktes, eine Kombination aus Helligkeit und Farbverlauf, die Dicke der Umrandung der Messpunkte, die Form der Messpunkte (z.B. Anzahl der Ecken) verwendet.
In einerweiteren Gestaltung der Erfindung erfolgt die Darstellung der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem dreidimensionalen Koordinatensystem. Daher ist es insbesondere möglich, in einem dreidimensionalen Koordinatensystem Messpunkte darzustellen, die vier Variablen aufweisen (für n=4). Die vierte Variable n wird als optischer Wert dargestellt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Perspektive der Darstellung des dreidimensionalen Koordinatensystems einer Nutzereingabe entsprechend verändert. Die Darstellung der Messwerte im Koordinatensystem ist vorteilhafterweise so ausgeführt, dass ein Nutzer jederzeit die Perspektive der Darstellung verändern kann. Es ist z.B. möglich, die Darstellung zu drehen und/oder die Darstellung des Koordinatensystems zu vergrößern bzw. zu verkleinern (zoomen), um bestimmte für den Nutzer interessante Bereiche der Darstellung hervorzuheben.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden in dem dreidimensionalen Koordinatensystem die jeweiligen zweidimensionalen Wertepaare durch eine Projektion auf die entsprechenden Koordinatenachsen angezeigt. Ein Nutzer kann die zu jedem Messwert gehörigen zweidimensionalen Wertepaare durch eine Projektion auf die entsprechenden Koordinatenebenen anzeigen lassen. Abhängigkeiten einer Variablen von nur einer weiteren Variablen können so durch Projektion auf die x-y-Ebene, durch Projektion auf die y-z-Ebene sowie durch Projektion auf die x-z-Ebene dargestellt und vom Nutzer schnell erfasst werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Darstellung der Punkte der Messwertgruppen auf den durch die Koordinatenachsen gebildeten Flächen in den optischen Werten, die den n-ten Variablen der Messwertgruppen zugewiesen wurden. Ein Nutzer kann die zu jedem Messwert gehörigen zweidimensionalen Wertepaare zusammen mit den optischen Werten eines jeden Punktes der Messwertgruppen durch eine Projektion auf die entsprechenden Koordinatenebenen anzeigen lassen. Abhängigkeiten einer Variablen von nur einer weiteren Variablen können so durch Projektion auf die x-y-Ebene, durch Projektion auf die y-z-Ebene sowie durch Projektion auf die x-z-Ebene dargestellt und vom Nutzer schnell erfasst werden.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird die Abweichung einer Messwertgruppe von einem Vergleichswert ermittelt. Dieser Vergleichswert kann z.B. eine Kennlinie sein, die vom Hersteller der überwachten Anlage angegeben ist. Eine Bestimmung der Abweichung der Messwertgruppe von diesem Vergleichswert ist für einen Nutzer besonders relevant, um z.B. Fehler der vom Sensorsystem überwachten Anlage festzustellen oder um die Anlage in einer kostengünstigen, wenig Energie verbrauchenden Betriebsart zu betreiben.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung stellt die n-te Variable die Abweichung von Vergleichswerten dar. Eine Bestimmung der Abweichung der Messwertgruppe von diesem Vergleichswert ist für einen Nutzer besonders relevant, um z.B. Fehler der vom Sensorsystem überwachten Anlage festzustellen oder um die Anlage in einem kostengünstigen Betriebsmodus zu betreiben. Aufgrund der Darstellung der n-ten Variablen in einem optischen Wertebereich kann ein Nutzer die Abweichung der Messwertgruppen von den Vergleichswerten sofort und zuverlässig erkennen.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die Vergleichswerte im Koordinatensystem dargestellt. Ein Nutzer kann so eine Abweichung der Messwertgruppen von den Vergleichswerten sofort und zuverlässig erkennen. In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Vergleichswerte als Linien und/oder Flächen im Koordinatensystem dargestellt. Je nach Art des Koordinatensystems sind die Vergleichswerte Linien oder Flächen. In einem zweidimensionalen Koordinatensystem sind die Vergleichswerte üblicherweise als eindimensionale Linie dargestellt, in einem dreidimensionalen Koordinatensystem als Fläche. Aber auch in einem dreidimensionalen Koordinatensystem können die Vergleichswerte eine eindimensionale Linie darstellen, z.B. um den effizientesten Betriebsmodus darzustellen.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Abweichung in Bezug auf eine Variable der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppe ermittelt. Die Abweichung der Messwertgruppen von den Vergleichswerten wird für eine oder mehrere Variable ermittelt und ermöglicht einem Nutzer so das Erkennen der Abhängigkeiten der Abweichung von einer spezifischen Variablen. Im Falle eines Fehlers der überwachten Anlage ist ein Nutzer daher in der Lage, die Fehlerquelle zu erkennen bzw. einzugrenzen.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a) Zweidimensionales Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von 2 Variablen (x,y), angenommener Schwellwert
Fig. 1 b) Zweidimensionales Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von drei Variablen (x,y,w) in Graustufendarstellung, Schwellwerte
Fig. 2 a) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 7 Tagen - Ansicht 1
Fig. 2 b) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 7 Tagen - Ansicht 2 Fig. 3 a) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 3 Stunden - Ansicht 1
Fig. 3 b) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 3 Stunden - Ansicht 2
Fig. 4 a) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 1 Stunde mit Projektion der Messwerte auf die Flächen der Koordinatenachsen - Ansicht 1
Fig. 4 b) Kartesisches Koordinatensystem, Messwerte als Funktion von vier Variablen (x,y,z,w) in Graustufendarstellung mit Vergleichswert-Fläche (Schwellwert) im Zeitraster von 1 Stunde mit Projektion der Messwerte auf die Flächen der Koordinatenachsen - Ansicht 2
Fig. 5 Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 des Sensorsystems in einem zweidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt sind.
Das Sensorsystem mit drei Sensoren, das die Anlage überwacht, liefert in diesem Ausführungsbeispiel Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, die als Punkte im zweidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt sind. Ein Messwert 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus den drei Variablen (U,C,Z). Die Koordinatenachsen sind als Y (x- Achse) und X (y-Achse) bezeichnet und dienen in diesem Ausführungsbeispiel lediglich dazu, das allgemeine Prinzip der Erfindung zu illustrieren. Zusätzlich ist in dem Koordinatensystem 20 der Verlauf eines Vergleichswertes 10 dargestellt. Dieser Vergleichswert 10 kann z.B. eine Kennlinie sein, die vom Hersteller der überwachten Anlage angegeben ist. Der Verlauf des Vergleichswertes 10 ist eine eindimensionale Kurve, in diesem Ausführungsbeispiel eine stetige Funktion X=f(Y). Im ersten Verfahrensschritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sensordaten an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 werden in dem Koordinatensystem 20 automatisch in den passenden Wertebereich transformiert, um angezeigt werden zu können. Diese T ransformation kann auch jederzeit und auch nachträglich von einem Nutzer vorgenommen werden, um die Darstellungsgröße des Koordinatensystems 20 aus Gründen der Anschaulichkeit anzupassen. Im zweiten Verfahrensschritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der optische Wertebereich der Variable Z festgelegt und im dritten Verfahrensschritt 300 die Variable Z in diesen transformiert. Die Variable Z stellt in diesem Ausführungsbeispiel die Abweichung des einzelnen Messwertes 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 vom Vergleichswert 10 dar. Auch der optische Wertebereich kann automatisch und/oder von einem Nutzer festgelegt und aus Gründen der Übersichtlichkeit verändert werden, z.B. ist eine Farbcodierung möglich. Im vierten Verfahrensschritt 400 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 jeweils als Symbol in Abhängigkeit von Y und X in einem zweidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt. Im fünften Verfahrensschritt 500 werden die Symbole der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit dem jeweiligen zugehörigen optischen Wert dargestellt.
In Fig. 1 a ist die Abweichung Z eines Messwertes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 vom Vergleichswert 10 mittels zwei Farben dargestellt: Weiß werden die Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt, die Werte der Abweichung Z vom Vergleichswert 10 kleiner oder gleich 0 aufweisen, Schwarz werden Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt, deren Abweichung Z größer 0 ist. Zusätzlich wird eine Legende 30 dargestellt, die eine Zuordnung der Messwerte zu der Farbcodierung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 bzw. deren symbolischer Darstellung ermöglicht.
In Fig. 1 b ist die Abweichung Z eines Messwertes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 vom Vergleichswert 10 mittels Graustufen dargestellt. Weiß werden ebenfalls die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt, die Werte der Abweichung Z vom Vergleichswert 10 gleich (-5) aufweisen, Schwarz werden Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt, deren Abweichung Z gleich 5 ist. Die Werte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 zwischen diesen beiden Extremwerten werden in Graustufen dargestellt. Die Legende 30 ermöglicht die Zuordnung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 zur Farbcodierung der Variable Z.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand eines Untergrund-Speichers für Erdgas. Diese Speicher dienen zum Ausgleich von Ungleichgewichten zwischen Angebot bzw. Förderung und Nachfrage bzw. Verbrauch sowie der Erhöhung der Versorgungssicherheit. Da das Gas im Untergrundspeicher meist einen höheren Druck als die Ferngasleitung hat, wird das Gas zur Einspeisung mit einem Verdichter verdichtet.
Das Sensorsystem, das die Anlage überwacht, liefert in diesem Ausführungsbeispiel Sensordaten über die Einspeisungsrate des Erdgases in den Speicher (Variable 1 , x-Achse), das Verdichtungsverhältnis des komprimierten Erdgases (Variable 2, y-Achse) und über den relativen Energieverbrauch (Variable 3, z-Achse). Zusätzlich liefert das Sensorsystem die für einen Nutzer der Anlage besonders relevante Variable 4, namentlich einen Vergleichswert für die Energieeffizienz, also die benötigte Energiemenge pro Volumen des in den Speicher eingespeisten Gases. Für die Ermittlung dieser Messwerte ist eine Vielzahl von Sensoren nötig, um die jeweiligen Messwerte aus den Rohdaten der Sensoren zu ermitteln. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Sensoren und der aus diesen erfassten Messwerten größer als die Anzahl der in der graphischen Darstellung gezeigten Variablen.
Zusätzlich ist in dem Koordinatensystem 20 der Verlauf eines Vergleichswertes 10 dargestellt. Die Vergleichswerte 10 sind üblicherweise vom Hersteller der überwachten Anlage angegeben und sind Funktionen von Einspeisungsrate, Verdichtungsverhältnis und relativem Energieverbrauch. Der Verlauf des Vergleichswertes 10 ist in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 eine zweidimensionale Fläche.
Im ersten Verfahrensschritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sensordaten an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 werden in dem Koordinatensystem 20 automatisch in den passenden Wertebereich transformiert, um angezeigt werden zu können. Diese T ransformation kann auch jederzeit und auch nachträglich von einem Nutzer vorgenommen werden, um die Darstellungsgröße des Koordinatensystems 20 aus Gründen der Anschaulichkeit anzupassen. Im zweiten Verfahrensschritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der optische Wertebereich der Variable 4 (Vergleichswert der Energieeffizienz) festgelegt und im dritten Verfahrensschritt 300 die Variable 4 in diesen transformiert. Auch der optische Wertebereich kann automatisch und/oder von einem Nutzer festgelegt und aus Gründen der Übersichtlichkeit verändert werden. Im vierten Verfahrensschritt 400 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 jeweils als Symbol in einem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt. Im fünften Verfahrensschritt 500 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit dem jeweiligen zugehörigen optischen Wert dargestellt. Zur Zuordnung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 zu der Farbcodierung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 bzw. deren symbolischer Darstellung wird der optische Wertebereich in einer Legende 30 dargestellt. Der optische Wertebereich ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Darstellung mittels Graustufen. Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, die einen besonders hohen Vergleichswert der Energieeffizienz (> 126 %) aufweisen, sind mit der Farbe Schwarz dargestellt, Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit einem geringen Vergleichswert der Energieeffizienz (< 90 %) in Weiß. Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, die Vergleichswerte der Energieeffizienz zwischen den genannten Extremwerten aufweisen, sind in Graustufen entsprechend ihren Werten der Vergleichswerte der Energieeffizienz dargestellt (Fig. 3 a).
Das Koordinatensystem 20 ist im Sinne der Erfindung nicht auf ein kartesisches Koordinatensystem 20 beschränkt, denkbar sind auch schiefe Koordinatensysteme 20 oder Kugelkoordinaten 20. Erfindungsgemäß ist die Darstellung der Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 im Koordinatensystem 20 so ausgeführt, dass ein Nutzer jederzeit die Perspektive der Darstellung verändern kann. Es ist z.B. möglich, die Darstellung zu drehen (Fig. 3 b) und/oder zu vergrößern bzw. zu verkleinern (zoomen), um bestimmte für den Nutzer interessante Bereiche der Darstellung hervorzuheben.
Fig. 3 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand eines Untergrund-Speichers für Erdgas, bei dem das Verfahren von einem Nutzer so eingestellt ist, dass die vom Sensorsystem gesandten Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 ständig aktualisiert werden bzw. neue Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 in das Koordinatensystem 20 ohne merkbaren Zeitverzug eingetragen und so dargestellt werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind daher deutlich mehr Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt als im vorherigen Ausführungsbeispiel.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es daher, Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 eines Sensorsystems für einen Nutzer so optisch aufzubereiten, dass der Nutzer ständig über den Zustand des überwachten Systems informiert ist, insbesondere, wenn er eine der Variablen verändert, indem er in diesem Ausführungsbeispiel z.B. dem Verdichter mehr Energie zur Verfügung stellt. Die Auswirkungen der Veränderung sind ohne merkbaren Zeitverzug erkennbar.
Das Sensorsystem, das die Anlage überwacht, liefert Sensordaten über die Einspeisungsrate des Erdgases in den Speicher (Variable 1, x-Achse), das Verdichtungsverhältnis des komprimierten Erdgases (Variable 2, y-Achse) und über den relativen Energieverbrauch (Variable 3, z-Achse). Zusätzlich liefert das Sensorsystem die für einen Nutzer der Anlage besonders relevante Variable 4, namentlich einen Vergleichswert für die Energieeffizienz, also die benötigte Energiemenge pro Volumen des in den Speicher eingespeisten Gases.
Zusätzlich ist in dem Koordinatensystem 20 der Verlauf eines Vergleichswertes 10 dargestellt. Die Vergleichswerte 10 sind üblicherweise vom Herstellerder überwachten Anlage angegeben und sind Funktionen von Einspeisungsrate, Verdichtungsverhältnis und relativem Energieverbrauch. Der Verlauf des Vergleichswertes 10 ist in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 eine zweidimensionale Fläche.
Im ersten Verfahrensschritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sensordaten an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 werden in dem Koordinatensystem 20 automatisch in den passenden Wertebereich transformiert, um angezeigt werden zu können. Diese T ransformation kann auch jederzeit und auch nachträglich von einem Nutzer vorgenommen werden, um die Darstellungsgröße des Koordinatensystems 20 aus Gründen der Anschaulichkeit anzupassen. Im zweiten Verfahrensschritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der optische Wertebereich der Variable 4 (Vergleichswert der Energieeffizienz) festgelegt und im dritten Verfahrensschritt 300 die Variable 4 in diesen transformiert. Auch der optische Wertebereich kann automatisch und/oder von einem Nutzer festgelegt und aus Gründen der Übersichtlichkeit verändert werden. Im vierten Verfahrensschritt 400 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 jeweils als Symbol in einem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt. Im fünften Verfahrensschritt 500 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit dem jeweiligen zugehörigen optischen Wert dargestellt. Zur Zuordnung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 zu der Farbcodierung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 bzw. deren symbolischer Darstellung wird der optische Wertebereich in einer Legende 30 dargestellt. Der optische Wertebereich ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Darstellung mittels Graustufen. Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, die einen besonders hohen Vergleichswert der Energieeffizienz (> 126 %) aufweisen, sind mit der Farbe Schwarz dargestellt, Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit einem geringen Vergleichswert der Energieeffizienz (< 90 %) in Weiß. Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, die Vergleichswerte der Energieeffizienz zwischen den genannten Extremwerten aufweisen, sind in Graustufen entsprechend ihren Werten der Vergleichswerte der Energieeffizienz dargestellt (Fig. 3 a).
Erfindungsgemäß ist die Darstellung der Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 im Koordinatensystem 20 so ausführt, dass ein Nutzer jederzeit die Perspektive der Darstellung verändern kann. Es ist z.B. möglich, die Darstellung zu drehen (Fig. 3 b) und/oder die Darstellung zu zoomen, um bestimmte für den Nutzer interessante Bereiche der Darstellung hervorzuheben.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand eines Untergrund-Speichers für Erdgas dargestellt, bei dem die dreidimensionalen Wertetripel der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 auf die entsprechenden durch die Koordinatenachsen gebildeten Flächen projiziert werden.
Das Sensorsystem, das die Anlage überwacht, liefert Sensordaten über die Einspeisungsrate des Erdgases in den Speicher (Variable 1, x-Achse), das Verdichtungsverhältnis des komprimierten Erdgases (Variable 2, y-Achse) und über den relativen Energieverbrauch (Variable 3, z-Achse). Zusätzlich liefert das Sensorsystem die für einen Nutzer der Anlage besonders relevante Variable 4, namentlich einen Vergleichswerte für die Energieeffizienz, also die benötigte Energiemenge pro Volumen des in den Speicher eingespeisten Gases.
Zusätzlich ist in dem Koordinatensystem 20 der Verlauf eines Vergleichswertes 10 dargestellt. Die Vergleichswerte 10 sind üblicherweise vom Hersteller der überwachten Anlage angegeben und sind Funktionen von Einspeisungsrate, Verdichtungsverhältnis und relativem Energieverbrauch. Der Verlauf des Vergleichswertes 10 ist in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 eine zweidimensionale Fläche.
Im ersten Verfahrensschritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sensordaten an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 werden in dem Koordinatensystem 20 automatisch in den passenden Wertebereich transformiert, um angezeigt werden zu können. Diese T ransformation kann auch jederzeit und auch nachträglich von einem Nutzer vorgenommen werden, um die Darstellungsgröße des Koordinatensystems 20 aus Gründen der Anschaulichkeit anzupassen. Im zweiten Verfahrensschritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der optische Wertebereich der Variable 4 (Vergleichswert der Energieeffizienz) festgelegt und im dritten Verfahrensschritt 300 die Variable 4 in diesen transformiert. Auch der optische Wertebereich kann automatisch und/oder von einem Nutzer festgelegt und aus Gründen der Übersichtlichkeit verändert werden. Im vierten Verfahrensschritt 400 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 jeweils als Symbol in einem dreidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt. Im fünften Verfahrensschritt 500 werden die Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit dem jeweiligen zugehörigen optischen Wert dargestellt. Zur Zuordnung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 zu der Farbcodierung der Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 bzw. deren symbolischer Darstellung wird der optische Wertebereich in einer Legende 30 dargestellt. Der optische Wertebereich ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Darstellung mittels Graustufen. Messwerte 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, die einen besonders hohen Vergleichswert der Energieeffizienz (> 126 %) aufweisen, sind mit der Farbe Schwarz dargestellt, Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit einem geringen Vergleichswert der Energieeffizienz (< 90 %) in Weiß. Messwerte 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, die Vergleichswerte der Energieeffizienz zwischen den genannten Extremwerten aufweisen, sind in Graustufen entsprechend ihren Werten der Vergleichswerte der Energieeffizienz dargestellt (Fig. 4 a).
Ein Nutzer kann ebenfalls jederzeit die Perspektive der Darstellung verändern (Fig. 4 b), z.B. kann die Darstellung gedreht und/oder gezoomt werden, um bestimmte für den Nutzer interessante Bereiche der Darstellung hervorzuheben.
In gleicher Weise kann ein Nutzer die zu jedem Messwert 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 gehörigen zweidimensionalen Wertepaare durch eine Projektion T, 2‘, 3‘, 4‘, 5‘, 6‘, 7‘ auf die entsprechenden Koordinatenebenen anzeigen lassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ein Nutzer die Abhängigkeit des Normvolumen des Speichergases vom Verdichtungsverhältnis durch Projektion auf die x-y-Ebene, das Verdichtungsverhältnis in Abhängigkeit vom relativen Energieverbrauch durch Projektion auf die y-z-Ebene sowie das Normvolumen des Speichergases in Abhängigkeit vom relativen Energieverbrauch durch Projektion auf die x-z-Ebene feststellen.
Fig. 5 zeigt schematisch das Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im ersten Verfahrensschritt 100 werden die Sensordaten an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Messwerte werden in dem Koordinatensystem 20 automatisch in den passenden Wertebereich transformiert, um angezeigt werden zu können. Diese Transformation kann auch jederzeit und auch nachträglich von einem Nutzer vorgenommen werden, um die Darstellungsgröße des Koordinatensystems 20 aus Gründen der Anschaulichkeit anzupassen. Im zweiten Verfahrensschritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der optische Wertebereich der Variable Z festgelegt und im dritten Verfahrensschritt 300 die Variable Z in diesen transformiert. Auch der optische Wertebereich kann automatisch und/oder von einem Nutzer festgelegt und aus Gründen der Übersichtlichkeit verändert werden, z.B. ist eine Farbcodierung möglich. Im vierten Verfahrensschritt 400 werden die Messwerte jeweils als Symbol in Abhängigkeit von Y und X in einem zweidimensionalen Koordinatensystem 20 dargestellt. Im fünften Verfahrensschritt 500 werden die Symbole der Messwerte mit dem jeweiligen zugehörigen optischen Wert dargestellt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1,2,3, 4, 5, 6,7 Messwertgruppe
10 Vergleichswert
20 Koordinatensystem
30 Legende r, 2‘, 3‘, 4‘, 5‘, 6‘, 7‘ Auf Koordinatenfläche projizierte Messwertgruppe
100 Übermittlung der Messwerte
200 Festlegung des optischen Wertebereichs der n-ten Variablen
Transformierung der Werte der n-ten Variablen in die
300 optischen Werte
Darstellung der Variablen 1 bis n-1 in einem
400 Koordinatensystem
500 Darstellung der optischen Werte der Messwerte

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), das folgende Verfahrensschritte aufweist:
• Übermittlung einer Anzahl von mittels von einem Sensorsystem erfassten Messwertgruppen (100), wobei jede Messwertgruppe n Variablen aufweist, wobei jede der n Variablen eine unterschiedliche physikalische Messgröße mit jeweils unterschiedlichen physikalischen Einheiten darstellt,
• Festlegen eines optischen Wertebereichs für die Darstellung der n-ten Variablen (200)
• T ransformation der Werte der n-ten Variable der Messwertgruppen in optische Werte aus dem optischen Wertebereich (300)
• Darstellung der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem Koordinatensystem (20) mit n-1 Dimensionen (400)
• Darstellung der Punkte der Messwertgruppen in den die n-ten Variablen der Messwertgruppen zugewiesenen optischen Werten (500).
2. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem n Sensoren umfasst, wobei jeder der n Sensoren eine der n Variablen und/oder einen Messwert erfasst, aus dem eine der n Variablen ermittelt wird.
3. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass n >= 3 ist.
4. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der optische Wertebereich eine Farbcodierung und/odereine Helligkeitscodierung ist.
5. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der optische Wertebereich mindestens zwei Werte umfasst.
6. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der optische Wertebereich ein kontinuierliches Spektrum von optischen Werten umfasst.
7. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Legende (30) für die Zuordnung der Werte der n-ten Variable der Messwertgruppe zu Werten des optischen Wertebereichs dargestellt wird.
8. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass n >= 4 ist.
9. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppen in einem 3- dimensionalen Koordinatensystem (20) erfolgt, wobei die Perspektive der Darstellung des 3-dimensionalen Koordinatensystem (20) entsprechend einer Nutzereingabe verändert wird.
10. Verfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass in dem 3-dimensionalen Koordinatensystem (20) die Darstellung der jeweiligen 2- dimensionalen Wertepaare auf die entsprechenden durch die Koordinatenachsen gebildeten Flächen projiziert wird.
11. VVerfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Punkte der Messwertgruppen auf den durch die Koordinatenachsen gebildeten Flächen in dem die n-ten Variablen der Messwertgruppen zugewiesenen optischen Werten erfolgt.
12. VVerfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung einer Messwertgruppe von einem Vergleichswert (10) ermittelt wird.
13. VVerfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die n-te Variable die Abweichung von Vergleichswerten (10) darstellt.
14. VVerfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichswerte (10) in dem Koordinatensystem (20) dargestellt werden wobei die Vergleichswerte (10) als Linien und/oder Flächen in dem Koordinatensystem (20) dargestellt werden.
15. VVerfahren zur automatisierten Darstellung von Messwerten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung in Bezug auf eine Variable der Variablen 1 bis n-1 der Messwertgruppe ermittelt wird.
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