Gradientenerkennung (Funktion)

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In der Funktion Gradientenerkennung sind 2 verschiedene Modi wählbar:

  • Mit der Flankenerkennung wird die Richtung einer Wertänderung mit verschiedenen Methoden erkannt und in den Ausgangsvariablen ausgegeben. Gleichzeitig erfolgt eine Auswertung der Minima und Maxima.
  • Mit der Gradientenerkennung wird die Geschwindigkeit einer Wertänderung mit einem vorgegebenen Wert (z.B. 5K/min) verglichen.

Definitionen:

  • Gradient: Verlauf der Änderung einer Kenngröße (z.B. Temperatur) zwischen zeitlich (oder räumlich) definierten Punkten. Das kann eine Änderung in positiver oder negativer Richtung sein.
  • Quasi-Peak: Ein Spitzenwert (Minimum oder Maximum) wird über eine Zeitkonstante (K/min) gewichtet und verändert sich dadurch stetig (auch als Quasi-Spitzenwert bezeichnet).

Eingangsvariablen

Freigabe Generelle Freigabe der Funktion (digitaler Wert EIN/AUS)
Signal Analoges Eingangssignal des überwachten Sensors
Reset Digitales Eingangssignal EIN/AUS zum Start der Flanken- oder Gradientenerkennung (Impuls)
Differenz Analoger Wert oder analoges Eingangssignal für die Aktivierungsdifferenz der Flankenerkennung oder für die Wertänderung des Gradienten der Gradientenerkennung (siehe Funktionsbeschreibung und Grafiken)

Wird mit der Eingangsvariablen „Reset“ ein digitales Signal verbunden, dann erfolgt die Ausgabe der dazugehörenden Ausgangsvariablen „Status“ und „Wert“ für die erste Erfassung nach dem Ende des Reset-Impulses und bleibt bis zum nächsten Reset bestehen.
Wird bei „Reset“ „unbenutzt“ angegeben, dann wird bei der Flankenerkennung je nach Modus bei jeder positiven oder negativen Flanke „Status“ und „Wert“ neu berechnet. Bei der Gradientenerkennung wird der Temperaturverlauf kontinuierlich beobachtet.

Parameter der Flankenerkennung

Funktionsgröße Es steht eine Vielzahl von Funktionsgrößen zur Verfügung, die mit Einheit und Nachkommastellen übernommen werden.
Modus Auswahl: Flankenerkennung
Flanke Auswahl: positiv oder negativ
Quasi Peak Auswahl Ja / Nein (genaue Informationen: siehe Funktionsbeschreibung und Grafiken)
Wert Angabe des Gradienten für den Quasi Peak in Einheit/Minute, z.B. die Eingabe „5,0 K“ bedeutet 5,0 K/min. (Anzeige nur bei Quasi Peak ja)

Flanke: Je nach Auswahl positiv oder negativ wird entweder eine ansteigende (positive) oder fallende (negative) Flanke eines Verlaufs erkannt.
Eingangsvariable „Differenz“: Erst wenn der Messwert des überwachten Sensors die Differenz zum Minimum (positive Flanke) oder zum Maximum (negative Flanke) erreicht, wird die Flankenerkennung aktiv.
Die folgenden Grafiken beziehen sich auf die Funktionsgröße „Temperatur“, sind aber sinngemäß auf jede andere Funktionsgröße anwendbar.

Grafik Flankenerkennung

Flankenerkennung:

  • Flanke positiv
  • kein Reset-Signal
  • kein Quasi-Peak
Gradientenerkennung G1.png

Flankenerkennung:

  • Flanke positiv
  • mit Reset-Signal
  • kein Quasi-Peak
Gradientenerkennung G2.png

Flankenerkennung:

  • Flanke negativ
  • kein Reset-Signal
  • kein Quasi-Peak
Gradientenerkennung G3.png

Flankenerkennung:

  • Flanke positiv
  • kein Reset-Signal
  • mit Quasi-Peak
Gradientenerkennung G4.png

Flankenerkennung:

  • Flanke positiv
  • keine Reset-Signal
  • mit Quasi Peak

Vorerst langsam steigende Temperatur, bis zum ersten Maximum ist die Differenz zum Minimum + Quais-Peak nicht erreicht. Erst im weiteren steileren Temperaturanstieg wird die Differenz überschritten und der Ausgang Status schaltet auf EIN bzw. die Ausgangsvariable „Wert“ übernimmt die Quasi-Peak-Temperatur.

Gradientenerkennung G5.png

Beispiel mit vorerst sinkender Temperatur, dann Temperaturanstieg

Gradientenerkennung G6.png

Flankenerkennung:

  • Flanke negativ
  • kein Reset-Signal
  • mit Quasi-Peak
Gradientenerkennung G7.png

Parameter der Gradientenerkennung

Funktionsgröße Es steht eine Vielzahl von Funktionsgrößen zur Verfügung, die mit Einheit und Nachkommastellen übernommen werden.
Modus Auswahl: Gradientenerkennung
Gradient Angabe des gewünschten Gradienten in Wertänderung/Zeiteinheit. Die Wertänderung wird durch die Eingangsvariable „Differenz“ festgelegt. Bei Eingabe eines negativen Wertes für die Wertänderung wird ein fallender Gradient erkannt.

Grafik Gradientenerkennung

Gradient positiv

Gradientenerkennung G8.png

Der Status geht auf EIN, wenn der Temperaturanstieg innerhalb eines Zehntels der eingestellten Zeiteinheit höher als der eingestellte Gradient ist.
Die Einstellung „Differenz“ in den Eingangsvariablen sollte nicht unter 2,0K sein, da sonst Messwertschwankungen das Ergebnis verfälschen können.
Beispiel:
Ist der gewählte Gradient 5,0K/20 Sekunden, dann wird alle 2 Sekunden überprüft, ob die Temperatur über 5K angestiegen ist.

Gradient negativ

Gradientenerkennung G9.png

In dem Punkt, in dem die Kurve der Temperaturänderung steiler als der Gradient wird, geht der Status auf EIN.

Ausgangsvariablen

Wert Flankenerkennung: Sensorwert nach dem Erreichen der Differenz bei positiver (steigender) oder negativer (fallender) Flanke
Gradientenerkennung: Anzeige immer 0
Status Flankenerkennung: Status EIN nach dem Erreichen der Differenz bei positiver (steigender) oder negativer (fallender) Flanke (= Flanke erkannt).
Status AUS, wenn die Differenz nach einem Maximum (positive Flanke) oder Minimum (negative Flanke) wieder überschritten wird (siehe Grafiken).
Gradientenerkennung: Status EIN bei Überschreiten des eingestellten Gradienten (siehe Grafiken)
Max Wert Flankenerkennung: Ausgabe des ermittelten Maximum-Wertes je nach Modus
Gradientenerkennung: Anzeige immer 0
Min Wert Flankenerkennung: Ausgabe des ermittelten Minimum-Wertes je nach Modus
Gradientenerkennung: Anzeige immer 0

Wert: Die Berechnung der Sensorwerte erfolgt unterschiedlich entsprechend dem gewählten Modus (siehe zugehörige Grafiken)
Flankenerkennung für positive Flanke mit Quasi-Peak: Der Min Wert steigt mit dem eingestellten Wert des Quasi-Peaks sobald eine Trendumkehr im Minimum erfolgt. Er steigt aber nie über den Max Wert.
Flankenerkennung für negative Flanke mit Quasi-Peak: Der Max Wert sinkt mit dem eingestellten Wert des Quasi-Peaks sobald eine Trendumkehr im Maximum erfolgt. Er sinkt aber nie unter den Min Wert.
Mit Reset-Signal in den Eingangsvariablen: Die Ausgabe der dazugehörenden Ausgangsvariablen „Status“ und „Wert“ erfolgt nur für die erste Erfassung nach dem Reset und bleibt bis zum nächsten Reset „eingefroren“. Nach dem Reset sind der „Wert“ auf 0 und der „Status“ auf „AUS“.
Gradientenerkennung: Die Anzeigewerte für „Wert“, „Max Wert“ und „Min Wert“ werden mit 0 ausgegeben, es ändert sich nur der Status entsprechend der Auswertung.
Bei Freigabe = Aus werden alle Werte auf 0 und der Status auf AUS gesetzt.

Siehe auch