DE102010063066B4 - Method and device for monitoring a pressure transducer in process plants - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Überwachen eines Druckmessaufnehmers (1) in einer Prozessanlage umfasst: Einleiten (i) von Sattdampf in die Prozessanlage zur Durchführung eines Sattdampfsterilisationsprozesses, wobei der Druckmessaufnehmer (1) mit Sattdampf beaufschlagt wird; Erfassen (ii) mindestens eines Druckmesswerts durch den Druckmessaufnehmer; und Vergleichen (v) des erfassten Druckmesswerts mit einem für den Sattdampf charakteristischen Sattdampfdruck-Erwartungswert, wobei das Verfahren den Empfang (iii) eines ersten Signals oder den Verlauf eines ersten Signals umfasst, woran eine aktuelle Dampfsterilisation festgestellt (iv) wird, und wobei auf das Feststellen (iv) einer Sattdampfsterilisation, das Vergleichen (v) des erfassten Druckmesswerts mit dem für den Sattdampf charakteristischen Sattdampfdruck-Erwartungswert erfolgt.Method for monitoring a pressure measuring transducer (1) in a process plant comprises: introducing (i) saturated steam into the process plant for carrying out a saturated steam sterilization process, wherein the pressure measuring transducer (1) is supplied with saturated steam; Detecting (ii) at least one pressure reading by the pressure transducer; and comparing (v) the sensed pressure reading to a saturated vapor pressure expectation characteristic of the saturated steam, the method comprising receiving (iii) a first signal or the history of a first signal, whereupon a current steam sterilization is detected (iv), and wherein determining (iv) saturated steam sterilization, comparing (v) the sensed pressure reading with the saturated steam pressure expectation characteristic of the saturated steam.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Druckmessaufnehmers in Prozessanlagen. Druckmessaufnehmer weisen gewöhnlich eine kalibrierte Übertragungsfunktion auf, welche sicherstellt, dass ein vom Druckmessaufnehmer ausgegebener Messwert tatsächlich dem zu messenden Druck entspricht. Jedoch besteht grundsätzlich ein Restrisiko, dass sich die Übertragungsfunktion verändert, was die Ausgabe eines falschen Messwerts zur Folge hätte. Um dies zu erkennen sind Beispiele zur Selbstüberwachung eines Druckmessaufnehmers bekannt. So lehrt beispielsweise
Andererseits wird in bestimmten Anwendungsfällen tatsächlich periodisch eine Kalibrierung verlangt. Die Druckmesswandler sind zu diesem Zweck mit einem definierten Druck zu beaufschlagen werden, und die ausgegebenen Messwerte sind mit der Vorgabe zu vergleichen. Dies erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand, denn eine solche Kalibrierung bedingt zumindest eine Unterbrechung des Betriebs einer Prozessanlage wenn nicht sogar den Ausbau der Druckmessaufnehmer. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.On the other hand, in certain applications, calibration is actually required periodically. The pressure transducers are to be acted upon for this purpose with a defined pressure, and the output measured values are to be compared with the specification. However, this requires a considerable effort, because such a calibration requires at least an interruption of the operation of a process plant if not even the expansion of pressure transducers. It is therefore the object of the present invention to remedy this situation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und die Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9.The object is achieved by the method according to the
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen eines Druckmessaufnehmers in einer Prozessanlage umfasst:
Einleiten von Sattdampf in die Prozessanlage in der Weise, dass der Druckmessaufnehmer mit Sattdampf beaufschlagt wird;
Erfassen mindestens eines Druckmesswerts durch den Druckmessaufnehmer; und
Vergleichen des erfassten Druckmesswerts mit einem für den Sattdampf charakteristischen Sattdampfdruck-Erwartungswert,
wobei das Verfahren den Empfang eines ersten Signals oder den Verlauf eines ersten Signals umfasst, woran eine aktuelle Dampfsterilisation festgestellt wird, und
wobei auf das Feststellen einer Sattdampfsterilisation, das Vergleichen des erfassten Druckmesswerts mit dem für den Sattdampf charakteristischen Sattdampfdruck-Erwartungswert erfolgt.The method according to the invention for monitoring a pressure measuring transducer in a process plant comprises:
Introducing saturated steam into the process plant in such a way that saturated steam is applied to the pressure transducer;
Detecting at least one pressure reading by the pressure transducer; and
Comparing the sensed pressure reading to a saturated steam pressure expectation characteristic of the saturated steam,
the method comprising receiving a first signal or the course of a first signal, whereupon a current steam sterilization is detected, and
wherein, upon detecting saturated steam sterilization, comparing the sensed pressure reading with the saturated vapor pressure expected value characteristic of the saturated steam.
In einer Weiterbildung des Verfahrens, wird die Temperatur des Sattdampfes erfasst, wobei der Sattdampfdruck-Erwartungswert unter Berücksichtigung der erfassten Temperatur ermittelt wird.In a further development of the method, the saturated steam temperature is detected, wherein the saturated steam pressure expected value is determined taking into account the detected temperature.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Temperatursensor in den Druckmessaufnehmer integriert.In a development of the invention, the temperature sensor is integrated in the pressure measuring transducer.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Temperatursensor ein separater Temperatursensor, der eine Temperatur des Sattdampfes in der Umgebung des Druckmessaufnehmers erfasst.In another embodiment of the invention, the temperature sensor is a separate temperature sensor which detects a temperature of the saturated steam in the vicinity of the pressure measuring transducer.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das erste Signal ein Statussignal, welches eine einsetzende Sattdampfsterilisation signalisiert, oder ein Signal, welches einen Temperaturmesswert des Sattdampfs repräsentiert, wobei anhand des Verlaufs des den Temperaturmesswert repräsentierenden ersten Signals eine Sattdampfsterilisation festgestellt wird.In one development of the invention, the first signal comprises a status signal which signals an onset of saturated steam sterilization, or a signal which represents a measured temperature of the saturated steam, a saturated steam sterilization being determined on the basis of the profile of the first signal representing the temperature measured value.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zweites Signal bereitgestellt, welches von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem erfassten Druckmesswert mit dem für den Sattdampf charakteristischen Sattdampfdruck-Erwartungswert abhängt. Das zweite Signal kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise einen Zahlenwert umfassen, welcher die Abweichung des Druckmesswerts von dem Sattdampfdruck-Erwartungswert repräsentiert. Gemäß einer Anderen Ausgestaltung kann das Signal einen Indexwert umfassen, welcher die Abweichung des Druckmesswerts von dem Sattdampfdruck-Erwartungswert einer Fehlerklasse zuordnet.According to a development of the method according to the invention, a second signal is provided, which depends on the result of the comparison between the detected pressure measured value and the saturated steam pressure expected value characteristic for the saturated steam. For example, according to an embodiment of the invention, the second signal may comprise a numerical value representing the deviation of the pressure measurement value from the saturated steam pressure expected value. According to another embodiment, the signal may include an index value that associates the deviation of the pressure reading from the saturated steam pressure expectation value with an error class.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen eines Druckmessaufnehmers in einer Prozessanlage umfasst eine Datenverarbeitungseinheit, welche geeignet ist, anhand mindestens eines ersten Signals oder anhand des Verlaufs eines ersten Signals eine Sattdampfsterilisation zu erkennen und einen bei der Sattdampfsterilisation zu erwartenden Sattdampfdruck-Erwartungswert, mit einem von dem Druckmessaufnehmer erfassten Druckmesswert während der Sattdampfsterilisation erfassten Druckmesswert zu vergleichen, und ein zweites Signal zu erzeugen, welches von einer Abweichung des Druckmesswerts von dem Sattdampfdruck-Erwartungswert abhängt.The device according to the invention for monitoring a pressure measuring transducer in a process plant comprises a data processing unit which is suitable for detecting saturated steam sterilization based on at least one first signal or the course of a first signal and a saturated steam pressure expected value to be expected in the saturated steam sterilization, with one of the pressure measuring transducer to compare the detected pressure reading during saturated steam sterilization and to generate a second signal that depends on a deviation of the pressure reading from the saturated steam pressure expectation value.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung in den Druckmessaufnehmer integriert. In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung eine Komponente eines Leitsystems, an welches der Druckmessaufnehmer über einen Feldbus, über analoge Signalleitungen, oder über eine Funkverbindung angeschlossen ist.In a development of the invention, the device is integrated in the pressure measuring transducer. In another embodiment of the invention, the device is a component of a control system, to which the pressure transducer is connected via a fieldbus, via analog signal lines, or via a radio link.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das zweite Signal einen Zahlenwert, welcher die Abweichung des Druckmesswerts von dem Sattdampfdruck-Erwartungswert repräsentiert. In a development of the invention, the second signal comprises a numerical value which represents the deviation of the pressure measurement value from the saturated steam pressure expected value.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das zweite Signal einen Indexwert, welcher die Abweichung des Druckmesswerts von dem Sattdampfdruck-Erwartungswert einer Fehlerklasse zuordnet.In one development of the invention, the second signal comprises an index value which associates the deviation of the pressure measurement value from the saturated steam pressure expected value of an error class.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das erste Signal ein Statussignal, welches eine einsetzende Sattdampfsterilisation signalisiert.In one development of the invention, the first signal comprises a status signal which signals an onset saturated steam sterilization.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst das erste Signal ein Signal, welches einen Temperaturmesswert des Sattdampfs repräsentiert, an dessen Verlauf die Datenverarbeitungseinheit eine Sattdampfsterilisation erkennt.In another development of the invention, the first signal comprises a signal which represents a temperature measured value of the saturated steam, on the course of which the data processing unit recognizes a saturated steam sterilization.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinheit dazu ausgelegt, den Sattdampfdruck-Erwartungswert anhand eines aktuellen Temperaturmesswerts, der während der erkannten Sattdampfsterilisation erfasst wurde, zu ermitteln.In a further development of the invention, the data processing unit is designed to determine the saturated steam pressure expected value on the basis of a current temperature measured value which was detected during the detected saturated steam sterilization.
Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, es zeigt:The invention will now be explained with reference to the embodiments illustrated in the drawings, in which:
Insoweit, als eine Temperatur eines Mediums von über 100°C im normalen Prozess nicht zu erwarten ist kann anhand des Überschreitens dieser Schwelle ein Sterilisationsprozess erkannt werden. Hierbei ist es dann vorteilhaft den Verlauf der Temperatur zu verfolgen und zu signalisieren, wann sich der Temperaturmesswert über eine Zeitspanne tc nicht mehr geändert hat, nach der davon Auszugehen ist, dass der Dampf in der Prozessanlage sich im thermischen Gleichgewicht befindet. Zu diesem Zeitpunkt kann dann ein Druckmesswert mit dem zu überwachenden Druckmessaufnehmer erfasst werden, wobei dieser Druckmesswert pmess mit Sattdampfdruck-Erwartungswert perw bei dieser Temperatur zu vergleichen ist. Der Sattdampfdruck-Erwartungswert ist letztlich der Gleichgewichtsdampfdruck des Dampfs, der sich aus der gemessenen Temperatur des Dampfs und der Verdampfungswärme von Wasser ergibt.Insofar as a temperature of a medium of more than 100 ° C is not to be expected in the normal process, a sterilization process can be detected on the basis of exceeding this threshold. It is then advantageous to follow the course of the temperature and to signal when the temperature reading has not changed over a period of time t c , after which it is assumed that the steam in the process plant is in thermal equilibrium. At this time, a pressure reading can then be recorded with the pressure transducer to be monitored, wherein this pressure reading p mess is to be compared with the saturated steam pressure expectation value p erw at this temperature. The saturated steam pressure expectation value is ultimately the equilibrium vapor pressure of the steam resulting from the measured temperature of the steam and the heat of vaporization of water.
Die relative Abweichung zwischen Erwartungswert und Messwert
Weiterhin kann anhand der Archivierten relativen Abweichungen eine Trendanalyse durchgeführt werden, wobei eine statistisch signifikante Zunahme der relativen Abweichungen Anlass zu einem Alarm geben kann.Furthermore, based on the archived relative deviations, a trend analysis can be performed, with a statistically significant increase in relative deviations giving rise to an alarm.
Das Verfahren kann beispielsweise mit einem erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmer umgesetzt werden, wie er in
Der dort gezeigte Druckmessaufnehmer
Der Druckmessaufnehmer
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