DE19643297C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Stellgeräten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Stellgeräten

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DE19643297C1 DE19643297A DE19643297A DE19643297C1 DE 19643297 C1 DE19643297 C1 DE 19643297C1 DE 19643297 A DE19643297 A DE 19643297A DE 19643297 A DE19643297 A DE 19643297A DE 19643297 C1 DE19643297 C1 DE 19643297C1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betriebsüberwachung eines Stellgerätes mit einer Antriebskrafteinheit, die eine charakteristische Zeit für den Kraftaufbau benötigt, mindestens einem eine Ruhelage des Stellglieds detektierenden Positionssignalgeber, einer Antriebsschalteinheit zur Ansteuerung der Antriebskraft­ einheit und Signalverbindungen zu einer Analyse-Einrich­ tung mit einem Speicher und einer Vergleichseinheit.
Beim Einsatz von Stellgeräten ist es teilweise aus sicher­ heitstechnischen Gründen notwendig oder aus ökonomischen Gründen wichtig, die Funktionsfähigkeit des Stellgerätes zu überwachen, um rechtzeitig notwendige Reparaturen durch­ führen zu können. Fehlerquellen könnten beispielsweise falsch angezogene oder verschlissene Dichtungen (z. B. Stopfbuchsen) oder gebrochene Antriebsspindeln darstellen. Durch die zunehmende Verbreitung von Feldbussystemen er­ geben sich neue Möglichkeiten, diese Fehlerquellen mit relativ geringem Aufwand zu überwachen.
Im Zusammenhang mit Stellgeräten zur Regelung und mit diesen eingesetzten Stellungsreglern sind schon eine Reihe von Vorschlägen zur Überwachung von Stellgeräten bekannt, die im wesentlichen darauf beruhen, die Lage des Stell­ glieds respektive der Antriebsspindel in Abhängigkeit von der Zeit und dem Steuerdruck bzw. dem Durchfluß zu messen und mit beispielsweise Initialisierungsdaten zu ver­ gleichen.
Aus der WO 95/06276 ist ein Stellungsregler mit Sensorik zur Positionsbestimmung des Stellglieds und zur Steuer­ druckmessung bekannt, bei dem eine Regelvorrichtung vorge­ sehen ist, die in Abhängigkeit vom Sollwert der Stell­ gliedposition, von den Meßgrößen und davon zeitlichen Ableitungen ein Steuersignal erzeugt.
In der vorgenannten Druckschrift sind vielfältige Möglich­ keiten zur Verbesserung des Regelalgorithmus erwähnt, die darauf beruhen, daß bekannte Kennlinien insbesondere für den Durchfluß gespeichert sind und durch den Vergleich mit aktuellen Werten eine dynamische Korrektur der Ausgangs­ werte bzw. auch die Ausgabe von Fehlermeldungen möglich ist. Die zur Messung des Steuerdrucks im allgemeinen not­ wendige Sensorik ist aber aufwendig und teuer. Dies gilt insbesondere für Stellgeräte mit Auf/Zu-Charakteristik.
Ein anderes Verfahren zur Überwachung eines Stellgerätes zur Regelung mit einem elektro-pneumatischen Stellungs­ reglers wird in der DE-OS 44 19 548 A1 beschrieben. Darin wird vorgeschlagen, dem Steuerdruck ein in der Amplitude veränderliches Testsignal zu überlagern und aus dem Zu­ sammenhang zwischen diesem Testsignal und der Bewegung des zu regelnden Systems auf den Zustand des Stellgerätes zu schließen. Die nach diesem Verfahren durch Überlagerung eines Testsignals ermittelte Hysterese ist dagegen für Stellgeräte mit Auf/Zu-Charakteristik keine sinnvolle Größe. Da der Steuerdruck für Stellgeräte mit Auf/Zu-Charakteristik nur zwei Zustände einnimmt, ist es nicht möglich, diesem ein in der Amplitude veränderliches Test­ signal zu überlagern.
Vorschläge zur Überwachung von Stellgeräten mit Auf/Zu-Charakteristik sind demgegenüber bisher nicht bekannt. Die unterschiedlichen Anforderungen und Einsatzbedingungen er­ fordern neue Methoden zur Überwachung, die nicht von den Regelstellgeräten übertragbar sind. Eine zusätzliche Schwierigkeit besteht in der Besonderheit, daß viele Stellgeräte mit Auf/Zu-Charakteristik als sicherheitsrele­ vante Stellgeräte eingesetzt werden und damit nur im Not­ fall ein Öffnen bzw. Schließen auftritt. Somit ist die im normalen Betrieb bei Regelstellgeräten auftretende Be­ wegung der Antriebsspindel prinzipbedingt nicht als Meß­ größe zur Überwachung derartiger Stellgeräte geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu realisieren, die sowohl für Stellgeräte mit Auf/Zu-Charakteristik als auch für Stellgeräte zur Regelung einsetzbar sind, ohne den Einsatz zusätzlicher Sensorik auskommen und damit besonders einfach und kostengünstig sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens dadurch gelöst, daß während des Betriebs die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteuern der An­ triebsschalteinheit und dem möglichen Ansprechen des der vorhergehenden Ruhendstellung des Stellgeräts zugeordneten Positionssignalgebers kontrolliert, ein Vergleich dieser Meßgröße mit in dem Speicher abgelegten Kenndaten durchge­ führt und mittels der Analyse-Einrichtung auf den Zustand des Stellgerätes geschlossen wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Antriebsschalteinheit angesteuert sowie nach Ansprechen des der vorhergehenden Ruhestellung des Stellgeräts zugeordneten Positionssignal­ gebers zur Beendung der Ansteuerung abgesteuert und die dabei verstrichene Zeit zwischen der Ansteuerung der Antriebsschalteinheit und dem Ansprechen des Positions­ signalgebers zum Ermitteln der eine Losbrechzeit darstellenden Zeitdifferenz gemessen wird.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Antriebsschaltein­ heit mit zeitlich wohldefinierter Pulslänge an- und abge­ steuert wird, wobei je nach Pulslänge der Ansteuerung so­ wohl das korrekte Ansprechen als auch das Nicht-Ansprechen kontrolliert wird.
Es kann dabei vorgesehen sein, daß durch systematische Variation der Pulslänge die Losbrechzeit bestimmt wird, wobei die Pulslänge sowohl von kleinen zu größeren Zeit­ intervallen bis zu einem ersten Ansprechen des Positions­ signalgebers als auch in umgekehrter Richtung variiert werden kann.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die im Speicher abgelegten Kenndaten in einem Initialisierungslauf bestimmt und abgelegt werden.
Es kann dabei vorgesehen sein, daß die im Betrieb er­ mittelte Zeitdifferenz mit aus dem Initialisierungslauf ermittelten Sollwerten verglichen und bei Unter- bzw. Überschreitung vorgegebener Grenzwerte eine Fehlermeldung erzeugt wird.
Die Erfindung schlägt ferner auch vor, daß als Schaltzeit­ punkt der Antriebsschalteinheit das zugehörige Ansteuer­ signal und als Zeitpunkt des Ansprechens des Positionssig­ nalgebers die nächste auftretende flankenartige Signaländerung eines Positionssignalgebers verwendet wird.
Es kann ferner vorgesehen sein, daß als Funktionstest die Antriebsschalteinheit bis zum Ansprechen des zeitlich nächstliegenden Positionssignales zyklisch angesteuert und dann vor dem Erreichen der anderen Endstellung wieder in den vorhergehenden Zustand geschaltet wird.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Bewegungsereignisse des Stellglieds gezählt werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwert es eine Warnmeldung ausgegeben wird.
In der Vorrichtungskategorie wird die oben angegebene Auf­ gabe in Weiterbildung der gattungsgemäßen Vorrichtung da­ durch gelöst, daß der Vergleichseinheit als Meßgröße die während des Betriebes kontrollierte Zeitdifferenz zwischen dem Ansteuern der Antriebsschalteinheit und dem möglichen Ansprechen des der vorhergehenden Ruhestellung des Stell­ gerätes zugeordneten Positionssignalgebers zuführbar ist,
daß die Vergleichseinheit zum Vergleichen dieser Meßgröße mit in dem Speicher abgelegten Kenndaten eingerichtet ist,
und daß mittels der Analyse-Einrichtung der Zustand des Stellgerätes feststellbar ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Antriebskrafteinheit pneumatisch arbeitet.
Ferner schlägt die Erfindung auch vor, daß die Antriebs­ schalteinheit ein Magnetventil ist.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Vergleichseinheit einen Mikroprozessor aufweist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß zwei jeweils eine Endlage detektierende Grenzsignalgeber als Positionssignalgeber eingesetzt sind.
Auch schlägt die Erfindung vor, daß die Zuordnung der Grenzsignalgeber zu einer bestimmten Stellung des Stellgliedes festgelegt ist und die Grenzsignalgeber entsprechend dieser Definition montiert sind.
Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Signalverbindungen als Feldbussystem ausgelegt sind.
Die Erfindung sieht auch vor, daß mehr als zwei Grenzsig­ nalgeber oder ein analoger Stellungsrückmelder vorgesehen sind.
Dabei kann auch vorgesehen sein, daß die Einstellung der Grenzwerte über den Feldbus vornehmbar ist.
Schließlich sieht die Erfindung auch vor, daß bei Unter­ fahren des Schließpunktes eine Fehlermeldung erzeugbar ist.
Es wird außerdem vorgeschlagen, daß ein Mikroprozessor vorhanden ist, der die Ruhestellung des Stellglieds erkennt und damit das erfindungsgemäße Verfahren einleitet.
Auch wird vorgeschlagen, die Vorrichtung als Teil eines Stellungsreglers auszubilden.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß vor allem die "Losbrechzeit", d. h. die Zeit zwischen Ansteuerung der Antriebskrafteinheit und dem Einsetzen der Stellgliedbewegung, empfindlich beeinflußt wird, wenn sich beispielsweise die Reibung der Antriebsspindelabdichtung verändert. Zusätzlich zeigt sich, daß keine weitere Senso­ rik notwendig ist, um basierend auf diesem Konzept in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise ein Überwachungsver­ fahren zu realisieren.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. bei der Vorrichtung nach der Erfindung können natürlich sowohl zu kurze als auch zu lange Losbrechzeiten - d. h. also, der Grenzsignalgeber spricht möglicherweise gar nicht an - auf die korrekte bzw. fehlerhafte Funktion des Stellgerätes hinweisen.
Die Ermittlung der die Funktionsfähigkeit kennzeichnenden Zeitdifferenz kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommen werden, entweder indem die Antriebs­ schalteinheit angesteuert, nach Ansprechen des der vorher­ gehenden Ruhestellung des Stellgerätes zugeordneten Positionssignalgebers wieder abgesteuert und die Zeitdif­ ferenz zwischen der Ansteuerung und dem Ansprechen des Positionssignalgebers bestimmt wird; oder indem die Antriebsschalteinheit mit zeitlich wohldefinierter Pulslänge an- und abgesteuert wird, wobei je nach Pulslänge die Ansteuerung sowohl das korrekte Ansprechen als auch das Nicht-Ansprechen kontrolliert oder auch durch systematische Variation der Pulslänge die Losbrechzeit bestimmt werden kann.
Die kennzeichnende Zeitdifferenz ist als "Losbrechzeit" anschaulich vorstellbar und wird bei vorgegebener An­ triebskrafteinheit wesentlich von der Haftreibung der Antriebsspindel bestimmt. Im Gegensatz dazu beziehen sich Messungen von Laufzeiten hauptsächlich auf die auftretende Gleitreibung.
Die Bestimmung der Kenndaten und ihre Speicherung kann in einem anfänglichen Initialisierungslauf geschehen. Die für die korrekte Funktionsweise zulässigen Grenzwerte können dabei voreingestellt sein oder nachträglich eingegeben werden.
Durch Vergleich der ermittelten Zeitdifferenz mit dem zu­ gehörigen Sollwert läßt sich nicht nur eine Bestätigung der korrekten Funktionsweise oder eine Fehlermeldung er­ zeugen, sondern ebenfalls können - in der Art eines Ex­ pertensystems - Hilfestellungen zur Fehlerdiagnose aus­ gegeben werden, wenn die Richtung der Abweichung und mög­ licherweise auch ihre Größe erfaßt wird. Mögliche Hinweise auf Fehlerursachen könnten beispielsweise folgende Angaben beinhalten: Reibung ist erhöht/erniedrigt, Antriebsspin­ deldichtung ist zu stark angezogen/verschlissen, Hilfs­ energie ist zu niedrig/hoch, Bruch der Antriebsspindel, Bruch der Rückstellfedern, Verbindung Antrieb/Stellglied ist ausgeschlagen, Stellglied ist blockiert etc.
In besonders günstiger Weise läßt sich dieses Über­ wachungsverfahren realisieren, wenn die Signalverbindungen über ein Feldbussystem realisiert sind und die Analyseein­ richtung, die Speichereinheit und die Vergleichseinrich­ tung über den Feldbus vom Stellgerät getrennt sind. Die Ansteuerung der Positionssignalgeber und der Antriebs­ schalteinheit kann nach dem Verfahren aber sowohl analog als auch digital erfolgen. Die für die Zeitmessung notwendigen Schaltzeitpunkte werden vorteilhaft durch das Ansteuersignal der Antriebsschalteinheit und die nächste auftretende flankenartige Signaländerung eines Positionssignalgebers gebildet. Weiterhin bietet sich mit diesem Verfahren eine Möglichkeit, auch die Funktionsfähigkeit von sicherheitsrelevanten Stellgeräten, die nur im Notfall beispielsweise ein Abschalten bewirken, dauerhaft zu überwachen.
Insbesondere läßt sich durch Ansteuerung mit einer Puls­ länge, die kleiner als die Soll-Losbrechzeit gewählt ist, eine Überprüfung des Stellgerätes durchführen, die im Nor­ malfall vollständig ohne Einfluß auf den Prozeß bleibt. Es ist auch vorgesehen, das Stellgerät zyklisch, z. B. einmal pro Stunde, anzusteuern und nach Ansprechen des nächsten Grenzwertgebers die Antriebsschalteinheit wieder zurückzu­ schalten, so daß das Stellglied nur eine kurzzeitige Be­ wegung ausführt und nicht in die andere Endstellung ge­ langt. Dieses kurze Losbrechen ist im allgemeinen auch während des Betriebes tolerierbar, da es meist keinerlei Störung des Prozesses verursacht. Das Testintervall für eine zyklische Überprüfung kann sowohl mit definierter Pulslänge als auch bei Messung der Losbrechzeit variabel einstellbar sein.
Ebenso bietet sich nach dem Verfahren die Möglichkeit, die Bewegungsereignisse des Stellglieds zu zählen und bei Überschreiten eines vorgegebenen oder benutzerdefinierten Grenzwertes eine Warnmeldung auszugeben. Dadurch kann frühzeitig auf mögliche Fehler durch Verschleiß aufmerksam gemacht und der Ausfall des Stellgerätes verhindert werden. Besonders günstig kann das Verfahren im Fall von pneumatischen Antriebskrafteinheiten angewendet werden, da diese aufgrund der Kompressibilität der Luft eine charakteristische Zeit für den Kraftaufbau benötigen. Als Antriebsschalteinheit wird dann meist ein Magnetventil verwendet.
Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Verfahren aber auch für andere Antriebe verwendbar (wie z. B. elektrische An­ triebe), wenn - wie mit einem Federspeicher realisierbar - eine charakteristische Zeitverzögerung zwischen der An­ steuerung und dem Kraftaufbau existiert. Sollte diese An­ stiegszeit sehr kurz sein, muß die Auflösung der meßbaren Zeit natürlich auch entsprechend höher sein.
Eine vorteilhafte Erweiterung des Verfahrens sieht vor, daß die Zuordnung der Grenzsignalgeber zu einer bestimmten Endstellung festgelegt ist und deswegen die Montage ent­ sprechend dieser Definition erfolgt. Infolge dieser Fest­ legungen kann bei der Inbetriebnahme eine automatische Erkennung der Wirkrichtung und das Einlesen der Kenndaten bei einem Initialisierungslauf erfolgen. Gleichzeitig könnten bei der Initialisierung Fehler der Justierung bzw. des Anbaus erkannt und gemeldet werden. Der Feldbus, der auch eigensicher ausführbar ist, ermöglicht in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens, daß die Einstellung bzw. die Feinjustage der Grenzwerte über den Feldbus er­ folgt. Ebenso wird vorgeschlagen, mehr als zwei Grenzsig­ nalgeber oder einen analogen Stellungsrückmelder zu ver­ wenden. Dadurch ist es in einer weiteren Form des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens in komfortabler Weise möglich, daß während des Initialisierungslaufes die Grenzwerte auto­ matisch gesetzt werden.
Das Verfahren ist besonders vorteilhaft einsetzbar zur Überwachung von Stellgeräten mit Auf/Zu-Charakteristik, da es keine zusätzliche Sensorik benötigt und damit besonders kostengünstig realisierbar ist. Die üblicherweise eingesetzten Grenzsignalgeber (z. B. induktiv) liefern dann die für das Verfahren notwendigen Positionssignale.
Das Verfahren ist aber ebenso einsetzbar zur Überwachung von Regelstellgeräten, wobei ein Mikroprozessor, der aber ohnehin in vielen Stellungsreglern neuerer Bauart eingesetzt wird, die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Ruhelage erkennt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach­ stehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel an­ hand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Betriebs­ überwachung eines Stellgerätes mit Auf/Zu-Charakteristik nach der Erfindung, bei der ein erster Grenzsignalgeber 10 und ein zweiter Grenzsignalgeber 12 einer Antriebsspindel 14 einer Antriebskrafteinheit zugeordnet sind. Die Antriebskrafteinheit, welche die Antriebsspindel 14 beaufschlagt, wird durch eine hilfsgesteuerte Antriebs­ schalteinheit 16 angesteuert. Eine Analyseeinrichtung 18 mit Speicher und Vergleichseinheit, die an einem Feldbus 20 liegt, steht über Signalleitungen 22 mit der Antriebsschalteinheit 16 sowie den Grenzsignalgebern 10 und 12 in Verbindung.
Im Betrieb der Vorrichtung wird zunächst die Antriebs­ schalteinheit 16 angesteuert, woraufhin nach Ansprechen des der vorhergehenden Endstellung des Stellgerätes zugeordneten Grenzsignalgebers 10 eine Absteuerung erfolgt und die Zeitdifferenz zwischen der Ansteuerung und dem Ansprechen des Grenzsignalgebers 10 bestimmt wird. Die ermittelte Zeitdifferenz wird mit dem zugehörigen Sollwert mittels der Analyseeinrichtung 18 verglichen, woraus sich nicht nur eine Bestätigung der korrekten Funktionsweise oder eine Fehlermeldung ableiten läßt, sondern auch Hilfe­ stellungen zur Fehlerdiagnose ausgegeben werden können, indem die Richtung der Abweichung und auch ihre Größe erfaßt werden.
Das Verfahren läßt sich umgekehrt natürlich auch anwenden, wenn der Grenzsignalgeber die entgegengesetzte Endstellung als Ruhestellung detektiert.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den An­ sprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Ver­ wirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfüh­ rungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10 Grenzsignalgeber
12 Grenzsignalgeber
14 Antriebsspindel der Antriebskrafteinheit
16 Antriebsschalteinheit
18 Analyseeinrichtung mit Speicher und Vergleichsein­ heit
20 Feldbus
22 Signalleitungen.

Claims (22)

1. Verfahren zur Betriebsüberwachung eines Stellgerätes mit einer Antriebskrafteinheit, die eine charakteristische Zeit für den Kraftaufbau benötigt, mindestens einem eine Ruhelage des Stellglieds detektierenden Positionssignalge­ ber, einer Antriebsschalteinheit zur Ansteuerung der An­ triebskrafteinheit und Signalverbindungen zu einer Analy­ se-Einrichtung mit einem Speicher und einer Vergleichsein­ heit, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs die Zeitdifferenz zwischen dem Ansteuern der Antriebs­ schalteinheit und dem möglichen Ansprechen des der vorher­ gehenden Ruhestellung des Stellgeräts zugeordneten Posi­ tionssignalgebers kontrolliert, ein Vergleich dieser Meß­ größe mit in dem Speicher abgelegten Kenndaten durchge­ führt und mittels der Analyse-Einrichtung auf den Zustand des Stellgerätes geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschalteinheit angesteuert sowie nach An­ sprechen des der vorhergehenden Ruhestellung des Stellge­ rätes zugeordneten Positionssignalgebers zur Beendigung der Ansteuerung abgesteuert und die dabei verstrichene Zeit zwischen der Ansteuerung der Antriebsschalteinheit und dem Ansprechen des Positionssignalgebers zum Ermitteln der eine Losbrechzeit darstellenden Zeitdifferenz gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsschalteinheit mit zeitlich wohldefi­ nierter Pulslänge an- und abgesteuert wird, wobei je nach Pulslänge der Ansteuerung sowohl das korrekte Ansprechen als auch das Nicht-Ansprechen kontrolliert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch systematische Variation der Pulslänge die Losbrech­ zeit bestimmt wird, wobei die Pulslänge sowohl von kleinen zu größeren Zeitintervallen bis zu einem ersten Ansprechen des Positionssignalgebers als auch in umgekehrter Richtung variiert werden kann.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die im Speicher abgelegten Kenn­ daten in einem Initialisierungslauf bestimmt und abgelegt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Betrieb ermittelte Zeitdifferenz mit aus dem Ini­ tialisierungslauf ermittelten Sollwerten verglichen und bei Unter- bzw. Überschreitung vorgegebener Grenzwerte eine Fehlermeldung erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Schaltzeitpunkt der An­ triebsschalteinheit das zugehörige Ansteuersignal und als Zeitpunkt des Ansprechens des Positionssignalgebers die nächste auftretende flankenartige Signaländerung eines Positionssignalgebers verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Funktionstest die Antriebsschalt­ einheit bis zum Ansprechen des zeitlich nächstliegenden Positionssignales zyklisch angesteuert und dann vor dem Erreichen der anderen Endstellung wieder in den vorherge­ henden Zustand geschaltet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewegungsereignisse des Stellglieds gezählt werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes eine Warnmeldung ausgegeben wird.
10. Vorrichtung zur Betriebsüberwachung eines Stellgerätes mit einer Antriebskrafteinheit, die eine charakteristische Zeit für den Kraftaufbau benötigt, mindestens einem eine Ruhelage des Stellglieds detektierenden Positionssignalge­ ber, einer Antriebsschalteinheit zur Ansteuerung der An­ triebskrafteinheit und Signalverbindungen zu einer Analy­ se-Einrichtung mit einem Speicher und einer Vergleichsein­ heit, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vergleichseinheit (18) als Meßgröße die während des Betriebes kontrollierte Zeitdifferenz zwischen dem Ansteuern der Antriebsschalteinheit (16) und dem möglichen Ansprechen des der vorhergehenden Ruhestellung des Stell­ gerätes zugeordneten Positionssignalgebers (10) zuführbar ist,
daß die Vergleichseinheit (18) zum Vergleichen dieser Meßgröße mit in dem Speicher abgelegten Kenndaten einge­ richtet ist,
und daß mittels der Analyse-Einrichtung der Zustand des Stellgerätes feststellbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskrafteinheit (14) pneumatisch arbeitet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsschalteinheit (16) ein Magnet­ ventil ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinheit (18) einen Mikroprozessor aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei jeweils eine Endlage detek­ tierende Grenzsignalgeber (10, 12) als Positionssignal­ geber eingesetzt sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Grenzsignalgeber (10, 12) zu einer bestimmten Stellung des Stellgliedes (14) festgelegt ist und die Grenzsignalgeber entsprechend dieser Definition montiert sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signalverbindungen als Feld­ bussystem (20) ausgelegt sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Grenzsignalgeber (10, 12) oder ein analoger Stellungsrückmelder vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellung der Grenzwerte über den Feldbus (20) vornehmbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grenzkontakte beim Initialisieren auto­ matisch setzbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Unterfahren des Schließ­ punktes eine Fehlermeldung erzeugbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor zum Erkennen der Ruhestellung des Stellglieds und Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines Stellungsreglers ist.
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US08/955,073 US6119515A (en) 1996-10-21 1997-10-21 Method and apparatus for monitoring actuators

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723650C2 (de) * 1997-06-05 2001-10-18 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stellgeräts
US6644257B2 (en) 2000-04-14 2003-11-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for adjusting an actuator
US7079021B2 (en) 2001-04-05 2006-07-18 Fisher Controls International Llc. System to manually initiate an emergency shutdown test and collect diagnostic data in a process control environment
WO2007104668A1 (de) * 2006-03-16 2007-09-20 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ermitteln der sensorposition von sensoreinheiten eines fahrerassistenzsystems
US7621293B2 (en) 2001-04-05 2009-11-24 Fisher Controls International Llc Versatile emergency shutdown device controller implementing a pneumatic test for a system instrument device
DE102008058208A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-27 Samson Aktiengesellschaft Stellgerät und Verfahren zur Überprüfung der korrekten Funktionsfähigkeit eines Faltenbalges eines Stellgerätes
EP2562455A1 (de) 2011-08-22 2013-02-27 Samson AG Verfahren zur Bestimmung einer Losbrechkraft bei einem Stellgerät
DE102012111883B4 (de) * 2012-12-06 2019-11-28 WESA-Control GmbH & Co. KG Verfahren zur technischen Zustandsprüfung von drehantreibbaren Armaturen
EP3699440A1 (de) * 2019-02-25 2020-08-26 Rotork Fluid Systems S.r.l. System und verfahren zur überwachung und diagnose eines stellglieds zur betätigung eines ventils für flüssigkeitsleitungen und stellglied, das teil dieses systems ist

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917203B1 (en) 2001-09-07 2005-07-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Current signature sensor
DE10320031A1 (de) * 2003-05-06 2004-12-16 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Betriebssicherheit eines Prozessstellgeräts
CN100511058C (zh) * 2004-02-05 2009-07-08 罗斯蒙德公司 使用压力变送器的紧急关断阀诊断
DE102007016817A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-09 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Stellgerätes
DE102007020597A1 (de) * 2007-05-02 2009-01-02 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Stellgerätes
DE102007026602A1 (de) * 2007-06-08 2008-12-11 Abb Ag Einrichtung und Verfahren zum Prüfen der aktuellen Softwareinstallation von Feldgeräten eines verteilten Systems, insbesondere Automatisierungssystems
GB0911597D0 (en) * 2009-07-06 2009-08-12 Rolls Royce Plc Valve failure detection
DE102009033214B4 (de) * 2009-07-15 2012-04-19 Abb Technology Ag Verfahren zur Erkennung von pneumatischen Antrieben
US10234058B2 (en) * 2016-10-20 2019-03-19 Fisher Controls International Llc Methods and apparatus of assessing a test of a solenoid valve via a positioner
US10240687B2 (en) 2016-10-20 2019-03-26 Fisher Controls International Llc Methods and apparatus of testing a solenoid valve of an emergency valve via a positioner

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3310403A1 (de) * 1983-03-19 1984-09-20 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid Testverfahren fuer die pruefung eines steuer- oder regelgeraetes
DE3435465A1 (de) * 1984-08-03 1986-02-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur eigendiagnose von stellgliedern
US4976144A (en) * 1988-08-25 1990-12-11 Fisher Controls International, Inc. Diagnostic apparatus and method for fluid control valves
DE4121637A1 (de) * 1991-06-29 1993-01-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur pruefung von steuergeraeten
WO1995006276A1 (en) * 1993-08-25 1995-03-02 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
DE4419548A1 (de) * 1994-06-03 1995-12-07 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines elektro-pneumatischen Stellungsreglers

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274438A (en) * 1979-02-21 1981-06-23 Westinghouse Electric Corp. Method of diagnostic valve testing
US4523286A (en) * 1981-08-07 1985-06-11 Hitachi, Ltd. Apparatus for making diagnosis of valve device in turbine system
US5422553A (en) * 1984-12-04 1995-06-06 United Technologies Corporation Servo actuator diagnostic monitoring
JPS62229044A (ja) * 1986-03-31 1987-10-07 Toshiba Corp 空気作動式オン・オフ弁の異常診断装置
US4993259A (en) * 1989-04-03 1991-02-19 Automotive Products Plc Method and apparatus for testing prefilled hydraulic systems
US5253185A (en) * 1991-01-30 1993-10-12 Combustion Engineering, Inc. Valve diagnostic system including auxiliary transducer box
US5492009A (en) * 1991-03-11 1996-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for testing a valve actuated by an electromagnet having an armature
JPH05187405A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Yokogawa Electric Corp バルブポジショナ
DE4218320A1 (de) * 1992-06-03 1993-12-09 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur
JPH06129403A (ja) * 1992-10-21 1994-05-10 Yokogawa Electric Corp バルブポジショナ
US5329956A (en) * 1993-05-28 1994-07-19 Combustion Engineering, Inc. Pneumatic operated valve stroke timing
DE69515096T2 (de) * 1994-10-18 2000-07-20 Neles Controls Oy, Helsinki Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Fehlers einer Steuerventilanordnung in einem Regelkreis

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3310403A1 (de) * 1983-03-19 1984-09-20 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid Testverfahren fuer die pruefung eines steuer- oder regelgeraetes
DE3435465A1 (de) * 1984-08-03 1986-02-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur eigendiagnose von stellgliedern
US4976144A (en) * 1988-08-25 1990-12-11 Fisher Controls International, Inc. Diagnostic apparatus and method for fluid control valves
DE4121637A1 (de) * 1991-06-29 1993-01-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur pruefung von steuergeraeten
WO1995006276A1 (en) * 1993-08-25 1995-03-02 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
US5549137A (en) * 1993-08-25 1996-08-27 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
DE4419548A1 (de) * 1994-06-03 1995-12-07 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines elektro-pneumatischen Stellungsreglers

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19723650B9 (de) * 1997-06-05 2004-04-29 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stellgeräts
DE19723650C2 (de) * 1997-06-05 2001-10-18 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stellgeräts
US6644257B2 (en) 2000-04-14 2003-11-11 Siemens Aktiengesellschaft Method for adjusting an actuator
US7079021B2 (en) 2001-04-05 2006-07-18 Fisher Controls International Llc. System to manually initiate an emergency shutdown test and collect diagnostic data in a process control environment
US7621293B2 (en) 2001-04-05 2009-11-24 Fisher Controls International Llc Versatile emergency shutdown device controller implementing a pneumatic test for a system instrument device
US8104495B2 (en) 2001-04-05 2012-01-31 Fisher Controls International Llc Versatile emergency shutdown device controller implementing a pneumatic test for a system instrument device
US8684021B2 (en) 2001-04-05 2014-04-01 Fisher Controls International Llc Versatile emergency shutdown device controller implementing a pneumatic test for a system instrument device
WO2007104668A1 (de) * 2006-03-16 2007-09-20 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und verfahren zum ermitteln der sensorposition von sensoreinheiten eines fahrerassistenzsystems
DE102008058208B4 (de) * 2008-11-19 2017-01-05 Samson Aktiengesellschaft Stellgerät und Verfahren zur Überprüfung der korrekten Funktionsfähigkeit eines Faltenbalges eines Stellgerätes
DE102008058208A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-27 Samson Aktiengesellschaft Stellgerät und Verfahren zur Überprüfung der korrekten Funktionsfähigkeit eines Faltenbalges eines Stellgerätes
EP2562455A1 (de) 2011-08-22 2013-02-27 Samson AG Verfahren zur Bestimmung einer Losbrechkraft bei einem Stellgerät
US8991268B2 (en) 2011-08-22 2015-03-31 Samson Ag Method for determining the break-away force of an actuator
DE102012111883B4 (de) * 2012-12-06 2019-11-28 WESA-Control GmbH & Co. KG Verfahren zur technischen Zustandsprüfung von drehantreibbaren Armaturen
EP3699440A1 (de) * 2019-02-25 2020-08-26 Rotork Fluid Systems S.r.l. System und verfahren zur überwachung und diagnose eines stellglieds zur betätigung eines ventils für flüssigkeitsleitungen und stellglied, das teil dieses systems ist
WO2020174298A1 (en) * 2019-02-25 2020-09-03 Rotork Fluid Systems S.R.L. System and method for monitoring and diagnostics of an actuator device for actuation of a valve for fluid pipelines, and actuator device forming part of this system
CN113825917A (zh) * 2019-02-25 2021-12-21 罗托克流体***有限责任公司 用于监控并诊断用于致动流体管道用阀的致动器装置的***和方法,以及形成该***一部分的致动器装置

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