DE19734912A1 - Method for torque dependent decoupling of positioning drive - Google Patents

Method for torque dependent decoupling of positioning drive

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Abstract

The method involves measuring the rotational velocity of the motor axle and the drive motor current supply. The current value and rotational velocity are combined to determine the drive torque, which can then be used to change the current supply to the motor and control the rotational velocity. The drive is switched off as soon as the torque exceeds a threshold. The device may be improved by incorporating gear path and parameters so that the drive may be switched off as soon as a torque that is gear path dependent exceeds a threshold.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehmomentabschaltung für einen Stellantrieb, wie er vorteilhaft für Steuerantriebe einsetzbar ist.The invention relates to a method for torque shutdown for an actuator, how it can be used advantageously for control drives.

Ein Steuerantrieb ist ein elektrischer Stellantrieb für Steueraufgaben, der mit einem Antriebsmotor über ein Getriebe eine Armatur zwischen zwei definierten Abschaltpunkten verfährt. Die Abschaltung erfolgt in Abhängigkeit von der Armatur und der Abschaltpunkte weg- oder drehmomentabhängig. Dabei ist die ausschließlich stellwegabhängige Abschaltung des Steuerantriebs mit dem Nachteil behaftet, daß die Gefahr der Beschädigung des Stellantriebs bei blockierter Armatur besteht.A control actuator is an electric actuator for control tasks that is associated with a Drive motor via a gearbox defines a fitting between two Shutdown points moves. The shutdown depends on the valve and the switch-off points depending on the distance or torque. It is exclusive travel dependent shutdown of the control drive with the disadvantage that the There is a risk of damaging the actuator if the valve is blocked.

Zum Schutz des Antriebs und der angeschlossenen Armatur vor Beschädigung durch Überlastung ist ein derartiger Steuerantrieb regelmäßig mit Mitteln zur drehmomentabhängigen Abschaltung des Antriebsmotors ausgestattet.To protect the actuator and the connected valve against damage from Such a control drive is regularly overloaded with means for torque-dependent shutdown of the drive motor.

Es ist bekannt, die drehmomentabhängige Abschaltung des Antriebsmotors mechanisch nach dem Prinzip der Schiebeschnecke zu bewirken. In der auma Werbeschrift der Fa. Riester, dem Katalog MP 35 Elektrische Stellantriebe SIPOS der Fa. Siemens aus 1993 sowie dem Sonderdruck aus VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Heft 2 Drehmomentüberhöhung bei Stellantriebsbetätigten Armaturen der Firma EMG sind derartige Einrichtungen beschrieben.It is known, the torque-dependent shutdown of the drive motor mechanically according to the principle of the sliding screw. In the auma Advertising letter from Riester, the catalog MP 35 electrical actuators SIPOS the Siemens from 1993 and the special print from VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Booklet 2 Torque increase for actuator operated valves from EMG such facilities are described.

Dabei ist allen genannten Vorgehensweisen gemein, die mit dem Antriebsmotor verbundene Schneckenwelle gegen Federpakete axial verschieblich anzuordnen und die drehmomentabhängige axiale Verschiebung der Schneckenwelle mit geeigneten Detektoren zu erfassen.All the procedures mentioned are common to those with the drive motor  connected worm shaft axially displaceable against spring assemblies and the torque-dependent axial displacement of the worm shaft with suitable Detectors.

Nachteil dieser Anordnungen ist der hohe mechanische Aufwand in Form von Federpaketen, Mittel zur Axialverschieblichkeit der Schneckenwelle, Hohlwellen und Schaltwerke.The disadvantage of these arrangements is the high mechanical complexity in the form of Spring assemblies, means for the axial displacement of the worm shaft, hollow shafts and Rear derailleurs.

Die bisher bekannten elektronischen Mittel zur drehmomentabhängigen Abschaltung des Antriebsmotors in Form der Drehmomentmeßwelle, bei der Dehnmeßstreifen auf der Mantelfläche der Welle zur Detektion deren Torsion aufgebracht sind und die in den Antriebsstrang eingebunden ist, sind, wie aus der Veröffentlichung "Neues Meßverfahren setzt Maßstäbe in der Drehmomentmeßtechnik", antriebstechnik 35 (1996) Nr. 9, Seite 49 bekannt ist, konstruktiv sehr aufwendig.The previously known electronic means for torque-dependent shutdown of the drive motor in the form of the torque measuring shaft on the strain gauge the outer surface of the shaft for detection of its torsion and the in the drive train is integrated, as from the publication "News Measuring method sets standards in torque measurement technology ", drive technology 35 (1996) No. 9, page 49, is structurally very complex.

Darüber hinaus ist es bekannt, den vom Antriebsmotor aufgenommenen Strom als Kriterium für dessen drehmomentabhängige Abschaltung zu bewerten. Bei der reinen Messung des aufgenommenen Motorstroms ist jedoch aus der Veröffentlichung "Neues Meßverfahren setzt Maßstäbe in der Drehmomentmeßtechnik", antriebstechnik 35 (1996) Nr. 9, Seite 50 bekannt, daß die Verzögerungszeit vom tatsächlichen Drehmomentanstieg bis zur Abschaltung des Antriebsmotors höher als bei den konventionellen Verfahren ist.In addition, it is known to be the current drawn by the drive motor To evaluate the criterion for its torque-dependent shutdown. With the pure Measurement of the motor current drawn is however from the publication "New measuring method sets standards in torque measurement technology", drive technology 35 (1996) No. 9, page 50 that the delay time from the actual Torque increase until the drive motor is switched off is higher than in the is conventional method.

Weiterhin ist aus der Druckschrift "Die IQ-Baureihe" der Fa. Rotrok der Einbau einer zusätzlichen Sensorwicklung im Stator des Motors zur Messung des abgegebenen Drehmomentes bekannt. Nachteiligerweise ist damit eine aufwendigere Ausstattung des Motors zwingend verbunden.Furthermore, from the publication "The IQ series" from Rotrok is the installation of a additional sensor winding in the stator of the motor to measure the output Torque known. The disadvantage of this is that the equipment is more complex of the engine is mandatory.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Mittel zur drehmomentabhängigen Abschaltung des Antriebsmotors für einen Stellantrieb anzugeben, die es gestatten, mit möglichst geringem Aufwand und weitgehend verzögerungsfrei den Belastungszustand des Antriebsmotors zu bestimmen und den Antriebsmotor bei Überschreitung eines vorgebbaren Belastungs-Grenzwertes abzuschalten. The invention is therefore based on the object of means for torque-dependent Specify shutdown of the drive motor for an actuator, which allow with the least possible effort and largely without delay Determine the load condition of the drive motor and the drive motor at Switch off exceeding a predefined load limit value.  

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.According to the invention, this object is achieved with the means of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in claims 2 to 8 described.

Die Erfindung geht dabei von der für sich bekannten Tatsache aus, daß die Drehzahl des Antriebsmotors belastungsabhängig ist. Bei konstantgehaltener Ansteuerung des Antriebsmotors sinkt dessen Drehzahl mit zunehmender Last.The invention is based on the known fact that the speed of the drive motor is load-dependent. With constant control of the Drive motor decreases its speed with increasing load.

Das Wesen der Erfindung besteht nunmehr darin, die Messung und Bewertung der belastungsabhängigen Drehzahl und dem belastungsabhängig vom Antriebsmotor aufgenommenen Strom miteinander zu kombinieren.The essence of the invention is now to measure and evaluate the load-dependent speed and the load-dependent of the drive motor to combine the electricity consumed.

Je nach Art des Detektors zur Bestimmung der Drehzahl liegt spätestens nach jeder vollständigen Umdrehung der Motorwelle der aktuelle Drehzahlmeßwert vor. Die Verzögerungszeit zwischen dem tatsächlichen Drehmomentanstieg bis zu dessen Detektion über die Drehzahlermittlung liegt damit bereits im Bereich einiger Millisekunden.Depending on the type of detector for determining the speed, at the latest lies after each complete revolution of the motor shaft the current speed measurement value. The Delay time between the actual torque increase and its Detection via the speed determination is already in the range of some Milliseconds.

Vorteilhafterweise ist diese Verzögerungszeit darüber hinaus durch die Art und Ausgestaltung des Detektors zur Bestimmung der Drehzahl entsprechend den Anforderungen an den Stellantrieb konfigurierbar. Durch mehrfache Abtastung der Motorwelle während jeder Umdrehung wird die Aktualisierungsrate des Drehzahlmeßwerts entsprechend der Anzahl der Abtastungen pro Umdrehung erhöht und die Verzögerungszeit proportional verringert.This delay time is also advantageous due to the type and Design of the detector for determining the speed according to the Actuator requirements configurable. By scanning the Motor shaft during each revolution will update the Speed measured value increased according to the number of samples per revolution and proportionally reduces the delay time.

Darüber hinaus wird mit für sich bekannten Mitteln der Motorstrom bestimmt. Der dabei gewonnene Strommeßwert gibt das Drehmoment im dynamischen Arbeitsbereich des Motors genau wieder. Die Verknüpfung von Strommeßwert und Drehzahlmeßwert ermöglicht eine genaue und schnelle Bestimmung des Drehmomentes in der Endlage. Dabei wird der Strommeßwert dynamisch um die Änderung des Drehzahlmeßwerts erniedrigt. Das bedeutet, daß das zur Abschaltung bewertete Drehmoment bei Drehzahlabfall dynamisch erhöht wird.In addition, the motor current is determined by means known per se. Of the The current measurement value obtained gives the torque in dynamic Working area of the engine exactly again. The combination of current measured value and Speed measurement value enables an exact and quick determination of the Torque in the end position. The current measured value is dynamically around the Change in the speed measurement value reduced. That means that to shutdown rated torque is dynamically increased when the speed drops.

Sobald das derart bestimmte Drehmoment des Antriebsmotors einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, wird der Antriebsmotor abgeschaltet. As soon as the torque of the drive motor determined in this way has a predetermined one Exceeds the limit, the drive motor is switched off.  

Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, daß der Antriebsmotor durch die absinkende Drehzahl beim Anfahren einer Hartlage schnell abgeschaltet wird und durch den Stromanstieg beim Schließen einer weichen Armatur unabhängig von deren Verschleißzustand genau mit vorgebbar definierter Schließkraft abgeschaltet wird.It is advantageously achieved that the drive motor by the sinking Speed is quickly switched off when approaching a hard position and by the Current increase when closing a soft fitting regardless of it Wear condition is switched off exactly with a predefinable defined clamping force.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, aus der Drehzahl der Motorwelle bei vorgegebenen Getriebeparametern eine Weginformation abzuleiten, die der Position des Stellgliedes der Armatur entspricht. Unter Getriebeparameter wird dabei das Untersetzungsverhältnis des Getriebes für Drehantriebe und Hebelantriebe beziehungsweise das Verhältnis von axialem Stellweg einer Schubstange zur Motordrehzahl bei Schubantrieben verstanden. Dabei ist vorgesehen, das ermittelte Drehmoment mit der Weginformation zu verknüpfen und den Antriebsmotor abzuschalten, sobald das ermittelte Drehmoment einen wegabhängig vorgegebenen Grenzwert überschreitet.In an advantageous embodiment of the invention, the speed of the Deriving travel information from the motor shaft for given gear parameters, which corresponds to the position of the valve actuator. Under gear parameters is the reduction ratio of the gearbox for rotary drives and lever drives or the ratio of the axial travel of a push rod to Understand engine speed in linear actuators. It is intended that the determined Link torque with the path information and the drive motor switch off as soon as the determined torque a path-dependent predetermined Limit exceeded.

Die Integration der Weginformation in die Kriterien zum Abschalten des Antriebsmotors gestattet vorteilhafterweise die Unterscheidbarkeit zwischen erwarteten Drehmomenterhöhungen beim Anfahren eines der Abschaltpunkte und unerwarteten Drehmomenterhöhungen infolge Blockaden des Stellgliedes der Armatur durch Fremdkörpereinfluß.The integration of the route information into the criteria for switching off the Drive motor advantageously allows the distinction between expected Torque increases when moving to one of the switch-off points and unexpected Torque increases due to blockages in the valve actuator Foreign body influence.

Darüber hinaus ermöglicht die Vorgabe wegabhängiger Grenzwerte für die Abschaltung des Antriebsmotors in vorteilhafter Weise, an den vorgegebenen Abschaltpunkten definierte Schließkräfte für die Armatur einzustellen, die sich von dem Drehmomentgrenzwert unterscheiden, der für die Abschaltung des Antriebsmotors zwischen den vorgegebenen Abschaltpunkten vorgesehen ist.In addition, the setting of path-dependent limit values for the Switching off the drive motor in an advantageous manner, at the predetermined Set shutdown points defined closing forces for the valve, which differ from the Differentiate the torque limit for switching off the drive motor is provided between the predetermined switch-off points.

Vorteilhafterweise sind zur Bestimmung der Drehzahl und des Weges dieselben Detektormittel verwendbar, so daß auf zusätzliche Mittel zur Parameterbestimmung verzichtet werden kann.The speed and the path are advantageously the same for determining the speed Detector means can be used, so that additional means for parameter determination can be dispensed with.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das ermittelte Drehmoment neben der Weginformation mit einer Drehrichtungsinformation der Motorwelle zu verknüpfen, die aus dem Sollwert für die Ansteuerung des Antriebsmotors abgeleitet wird, und den Antriebsmotor abzuschalten, sobald das ermittelte Drehmoment einen drehrichtungs- und wegabhängig vorgegebenen Grenzwert überschreitet.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the determined Torque in addition to the path information with a direction of rotation information  To link the motor shaft, which is from the setpoint for the control of the Drive motor is derived, and turn off the drive motor as soon as that determined torque given a direction of rotation and path-dependent Limit exceeded.

Vorteilhafterweise gestattet die Verknüpfung von Drehmoment, Weginformation und Drehrichtungsinformation neben der Vorgabe wegabhängiger Grenzwerte für die Abschaltung des Antriebsmotors, an den vorgegebenen Abschaltpunkten drehrichtungsabhängig definierte Losbrech- und Schließkräfte für die Armatur einzustellen, die sich untereinander und von dem Drehmomentgrenzwert unterscheiden, der für die Abschaltung des Antriebsmotors zwischen den vorgegebenen Abschaltpunkten vorgesehen ist.Advantageously, the combination of torque, path information and Direction of rotation information in addition to the specification of path-dependent limit values for the Shutdown of the drive motor at the specified shutdown points Breakaway and closing forces defined for the valve depending on the direction of rotation adjust that among themselves and from the torque limit distinguish the one for switching off the drive motor between the predetermined switch-off points is provided.

Während jedes Verfahrzyklus der Armatur wird eine vorgebbare Anzahl ermittelter Drehmomentwerte temporär gespeichert. Aus der vorgegebenen Anzahl ermittelter Drehmomentwerte wird ein Mittelwert pro Verfahrzyklus errechnet, der dauerhaft gespeichert wird.A predeterminable number is determined during each movement cycle of the valve Torque values temporarily saved. Determined from the specified number Torque values an average value per travel cycle is calculated that is permanent is saved.

Der bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs errechnete Mittelwert wird als Referenzwert gespeichert. Nach jedem Verfahrzyklus wird der aktuell errechnete Mittelwert mit dem Referenzwert verglichen. Beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung des aktuell errechneten Mittelwerts von dem Referenzwert wird eine Meldung ausgegeben. Die Meldung wird in einer Schaltwarte visualisiert.The mean value calculated when the actuator is started up for the first time saved as reference value. The currently calculated one is calculated after each traversing cycle Average value compared with the reference value. When a predeterminable occurs Deviation of the currently calculated mean value from the reference value becomes one Message issued. The message is visualized in a control room.

Darüber hinaus ist vorgesehen, mittels der Wegmessung die genaue Endlage der Armatur während jedes Verfahrzyklus zu bestimmen und zu speichern. Die bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs ermittelte Endlage wird als Referenzwert gespeichert. Nach jedem Verfahrzyklus wird die aktuell ermittelte Endlage mit dem Referenzwert verglichen. Beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung der aktuell ermittelte Endlage von dem Referenzwert wird eine Meldung ausgegeben. Die Meldung wird in einer Schaltwarte visualisiert.In addition, the exact end position of the Determine and save the valve during each travel cycle. The at the When the actuator is commissioned for the first time, the end position is used as the reference value saved. After each traversing cycle, the currently determined end position is compared with the Reference value compared. If a predeterminable deviation of the current occurs determined end position of the reference value, a message is output. The The message is visualized in a control room.

Vorteilhafterweise wird durch diesen Maßnahme unter Verzicht auf tounusmäßige Kontrolle vorort durch unterwiesenes Personal erreicht, daß der Verschleiß des Stellantriebs und der Armatur über einen jeweils vorgebbaren Grenzwert hinaus erkannt wird.This measure advantageously avoids tounusual On-site inspection by trained personnel ensures that the wear on the  Actuator and the valve beyond a predetermined limit is recognized.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Ausgehend von einem als Steuerantrieb ausgeführten Stellantrieb, der mit einem Antriebsmotor über ein Getriebe eine Armatur zwischen zwei definierten Abschaltpunkten verfährt, wobei die beiden Abschaltpunkte durch die vollständig geöffnete beziehungsweise die vollständig geschlossene Armatur vorgegeben sind, ist die Armatur als Ventil, das im wesentlichen aus einem in einem Gehäuse fest angeordneten Ventilsitz und einem in dem Gehäuse axialverschieblich gelagerten Ventilteller besteht, ausgeführt. Dabei soll der Ventilteller mit einer vorgegebenen Schließkraft in den Ventilsitz verfahren werden. Zum Herauslösen des Ventiltellers aus dem Ventilsitz entgegen der Kraft eines auf den Ventilteller drückenden Mediums ist eine Losbrechkraft erforderlich, die größer ist als die Schließkraft.Starting from an actuator designed as a control drive, which with a Drive motor via a gearbox defines a fitting between two Shutdown points moves, the two shutdown points by the complete open or completely closed valve are specified the valve as a valve, which essentially consists of a fixed in a housing arranged valve seat and an axially displaceably mounted in the housing Valve disc exists. The valve disc should have a predetermined Closing force can be moved into the valve seat. To remove the valve plate the valve seat is against the force of a medium pressing on the valve disk a breakaway force is required that is greater than the closing force.

Der Antriebsmotor ist als Asynchronmotor ausgeführt.The drive motor is designed as an asynchronous motor.

Zunächst wird der aufgenommene Strom des Asynchronmotors mit für sich bekannten Strommeßmitteln gemessen. Die Drehzahl wird über eine Impulszählung mittels Hall- Sensoren und Magneten an der Schneckenwelle ermittelt. Aus der Drehzahlmessung und den Getriebeparametern wird der Stellweg abgeleitet, der für die wegabhängige Abschaltung benutzt wird.First, the current consumed by the asynchronous motor is known per se Current measuring means measured. The speed is measured using a pulse count using Hall Sensors and magnets determined on the worm shaft. From the speed measurement and the gearbox parameters, the travel range is derived for the travel-dependent Shutdown is used.

Zum ungestörten Verfahren der Armatur wird ein in Abhängigkeit von den Getriebeparametern und der Last vorbekanntes Drehmoment aufgewendet. Beim Auftreten eines Drehmomentanstieg an dem Antriebsmotor erhöht sich der Motorstrom und die Drehzahl sinkt.The undisturbed process of the valve becomes a function of the Gearbox parameters and torque previously known to the load. At the If a torque increase occurs on the drive motor, the motor current increases and the speed drops.

In Abhängigkeit vom zurückgelegten Stellweg und der zur Drehrichtung der Motorwelle adäquaten Verschieberichtung des Ventiltellers wird der Grenzwert des Drehmoments vorgegeben, bei dessen Überschreitung der Antriebsmotor abgeschaltet wird. So wird beim Anfahren des Ventilsitzes der Grenzwert wegabhängig auf das zur Realisierung der vorgegebenen Schließkraft erforderliche Drehmoment eingestellt. Sobald das vom Antriebsmotor abgegebene Drehmoment diesen Grenzwert bei einem Stellweg, der der Position des Ventilsitzes in der Armatur entspricht, überschreitet, ist der Ventilteller mit der vorgegebenen Schließkraft in den Ventilsitz gedrückt und der Antriebsmotor wird abgeschaltet.Depending on the travel distance and the direction of rotation of the motor shaft Adequate displacement direction of the valve disc becomes the limit value of the torque specified, the drive motor is switched off when exceeded. So will When moving to the valve seat, the limit value depends on the path to be implemented the required clamping force set the required torque. Once that from  Drive motor output torque this limit for an actuating path that corresponds to the position of the valve seat in the valve, is the valve disk pressed into the valve seat with the specified closing force and the drive motor is switched off.

Beim Öffnen des geschlossenen Ventils wird der Grenzwert auf das zur Realisierung der vorgegebenen Losbrechkraft erforderliche Drehmoment, das größer ist als das zur Realisierung der vorgegebenen Schließkraft erforderliche Drehmoment, eingestellt.When the closed valve is opened, the limit is set to that for implementation the specified breakaway force required torque that is greater than that Realization of the specified closing force required torque, set.

Beim Verfahren der Armatur zwischen den Abschaltpunkten wird der Grenzwert geringfügig höher als das dazu erforderliche Drehmoment aber geringer als das zur Realisierung der vorgegebenen Losbrechkraft erforderliche Drehmoment eingestellt. Jede Überschreitung dieses Grenzwertes an Ventilpositionen zwischen den Abschaltpunkten ist auf eine Blockade im Strang der Kraftübertragung vom Antriebsmotor zum Ventilteller zurückzuführen, in deren Folge der Antriebsmotor abgeschaltet wird.When moving the valve between the switch-off points, the limit value slightly higher than the required torque but less than that for Realization of the specified breakaway force required torque set. Any exceeding of this limit at valve positions between the Switch-off points is due to a blockage in the line of power transmission from Drive motor back to the valve plate, in consequence of which the drive motor is switched off.

Während jedes Verfahrzyklus der Armatur wird eine vorgebbare Anzahl ermittelter Drehmomentwerte temporär gespeichert. Aus der vorgegebenen Anzahl ermittelter Drehmomentwerte wird ein Mittelwert pro Verfahrzyklus errechnet, der dauerhaft gespeichert wird.A predeterminable number is determined during each movement cycle of the valve Torque values temporarily saved. Determined from the specified number Torque values an average value per travel cycle is calculated that is permanent is saved.

Der bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs errechnete Mittelwert wird als Referenzwert gespeichert. Nach jedem Verfahrzyklus wird der aktuell errechnete Mittelwert mit dem Referenzwert verglichen. Beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung des aktuell errechneten Mittelwerts von dem Referenzwert wird eine Meldung ausgegeben. Die Meldung wird in einer Schaltwarte visualisiert.The mean value calculated when the actuator is started up for the first time saved as reference value. The currently calculated one is calculated after each traversing cycle Average value compared with the reference value. When a predeterminable occurs Deviation of the currently calculated mean value from the reference value becomes one Message issued. The message is visualized in a control room.

Dabei gibt das Auftreten einer derartigen Meldung einen Hinweis auf den Verschleißzustand des Stellantriebs sowie der Armatur. So wird die Erschöpfung des Vorrats an Schmierstoffen zu einer Schwergängigkeit des Stellantriebs führen, so daß zu seinem Betrieb ein höheres Drehmoment erforderlich wird. Vorteilhafterweise wird dabei unter Verzicht auf tournusmäßige Routineuntersuchungen dennoch die Erschöpfung des Schmierstoffvorrats rechtzeitig erfaßt. The occurrence of such a message gives an indication of the Condition of wear of the actuator and the valve. So the exhaustion of the Lubricant supply causes the actuator to become stiff so that a higher torque is required for its operation. Advantageously still doing without routine routine examinations Exhaustion of the lubricant supply recorded in good time.  

Darüber hinaus ist vorgesehen, mittels der Wegmessung die genaue Endlage der Armatur während jedes Verfahrzyklus zu bestimmen und zu speichern. Die bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs ermittelte Endlage wird als Referenzwert gespeichert. Nach jedem Verfahrzyklus wird die aktuell ermittelte Endlage mit dem Referenzwert verglichen. Beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung der aktuell ermittelte Endlage von dem Referenzwert wird eine Meldung ausgegeben. Die Meldung wird in einer Schaltwarte visualisiert.In addition, the exact end position of the Determine and save the valve during each travel cycle. The at the When the actuator is commissioned for the first time, the end position is used as the reference value saved. After each traversing cycle, the currently determined end position is compared with the Reference value compared. If a predeterminable deviation of the current occurs determined end position of the reference value, a message is output. The The message is visualized in a control room.

Mehrmaliges Schließen einer als Ventil ausgeführten Armatur mit vorgegebener Schließkraft bewirkt einen sogenannten Setzungsprozeß, bei dem der Ventilsitz innerhalb des Armaturengehäuses verschoben wird. Infolgedessen hat der Ventilkörper im Laufe des Gebrauchs einen zunehmenden Weg zum vollständigen Schließen des Ventils zurückzulegen. Sobald dieser Weg ein vorgebbares Maß überschreitet wird das Ventil einer Wartung unterzogen.Repeated closing of a valve designed as a valve with a specified Closing force causes a so-called settlement process, in which the valve seat is moved within the valve body. As a result, the Valve body in the course of use an increasing way to complete Closing the valve. As soon as this path is a definable measure the valve is subjected to maintenance.

Vorteilhafterweise wird durch die angegebenen Maßnahmen unter Verzicht auf turnusmäßige Kontrolle vorort durch unterwiesenes Personal erreicht, daß der Verschleiß der Armatur über einen vorgebbaren Grenzwert hinaus erkannt wird.Advantageously, the specified measures are omitted Regular inspection on site by trained personnel ensures that the Wear of the valve is recognized beyond a predefinable limit.

Der Vorteil der Erfindung ist darüber hinaus der Verzicht auf konstruktiv aufwendige, mechanische und somit dem Verschleiß unterworfene Komponenten, wie Federpakete, Verschiebeschnecke, Wellen und Schaltwerke. Der Asynchronmotor kommt ohne zusätzliche Wicklung aus und die Mittel zur Drehzahlmessung werden sowohl für die wegabhängige als auch für die drehmomentabhängige Abschaltung des Antriebsmotors genutzt.The advantage of the invention is moreover the omission of structurally complex, mechanical and thus subject to wear components, such as Spring assemblies, sliding worm, shafts and rear derailleurs. The asynchronous motor does not require additional winding and the means for speed measurement are for both the path-dependent and the torque-dependent shutdown of the Drive motor used.

Claims (8)

1. Verfahren zur Drehmomentabschaltung für einen Stellantrieb, der mit einem elektrischen Antriebsmotor über ein Getriebe eine Armatur zwischen zwei definierten Abschaltpunkten verfährt, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Drehzahl der Motorwelle gemessen wird,
  • - daß der vom Antriebsmotor aufgenommene Strom gemessen wird,
  • - daß der Meßwert der Drehzahl der Motorwelle mit dem Meßwert des vom Antriebsmotor aufgenommenen Stroms zur Ermittlung des vom Antriebsmotor abgegebenen Drehmoments derart verknüpft wird, daß der Meßwert des vom Antriebsmotor aufgenommenen Stroms dynamisch um die Änderung des Meßwerts der Drehzahl der Motorwelle erniedrigt wird, und
  • - daß der Antriebsmotor abgeschaltet wird, sobald das ermittelte Drehmoment einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
1. A method for torque cut-off for an actuator that moves an armature between two defined cut-off points with an electric drive motor via a gear, characterized in that
  • - that the speed of the motor shaft is measured,
  • - that the current drawn by the drive motor is measured,
  • - The measured value of the speed of the motor shaft is linked to the measured value of the current drawn by the drive motor for determining the torque output by the drive motor in such a way that the measured value of the current drawn by the drive motor is reduced dynamically by the change in the measured value of the speed of the motor shaft, and
  • - That the drive motor is switched off as soon as the determined torque exceeds a predetermined limit.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
  • - daß aus dem Meßwert der Drehzahl der Motorwelle bei vorgegebenen Getriebeparametern eine Weginformation abgeleitet wird,
  • - daß die abgeleitete Weginformation mit dem ermittelten Drehmoment verknüpft wird und
  • - daß der Antriebsmotor abgeschaltet wird, sobald das ermittelte Drehmoment einen wegabhängig vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
2. The method according to claim 1, characterized in
  • - that path information is derived from the measured value of the speed of the motor shaft for given transmission parameters,
  • - That the derived path information is linked to the determined torque and
  • - That the drive motor is switched off as soon as the determined torque exceeds a path-dependent predetermined limit.
3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
  • - daß aus dem Sollwert für die Ansteuerung des Antriebsmotors eine Drehrichtungsinformation der Motorwelle abgeleitet wird,
  • - daß die abgeleitete Drehrichtungsinformation mit dem ermittelten Drehmoment und der Weginformation verknüpft wird und
  • - daß der Antriebsmotor abgeschaltet wird, sobald das ermittelte Drehmoment drehrichtungs- und wegabhängig einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
3. The method according to claim 2, characterized in
  • that the direction of rotation of the motor shaft is derived from the setpoint for the control of the drive motor,
  • - That the derived direction of rotation information is linked with the determined torque and the path information and
  • - That the drive motor is switched off as soon as the determined torque exceeds a predetermined limit value depending on the direction of rotation and travel.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
  • - daß während jedes Verfahrzyklus der Armatur eine vorgebbare Anzahl ermittelter Drehmomentwerte temporär gespeichert wird und
  • - daß aus der vorgegebenen Anzahl ermittelter Drehmomentwerte ein Mittelwert pro Verfahrzyklus errechnet wird, der dauerhaft gespeichert wird.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in
  • - That a predeterminable number of determined torque values is temporarily stored during each travel cycle of the valve and
  • - That a mean value per travel cycle is calculated from the predetermined number of determined torque values, which is stored permanently.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs errechnete Mittelwert als Referenzwert gespeichert wird,
  • - daß nach jedem Verfahrzyklus der aktuell errechnete Mittelwert mit dem Referenzwert verglichen wird und
  • - daß beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung des aktuell errechneten Mittelwerts von dem Referenzwert eine Meldung ausgegeben wird.
5. The method according to claim 4, characterized in
  • - that the mean value calculated when the actuator was started up for the first time is saved as a reference value,
  • - that after each traversing cycle the currently calculated mean value is compared with the reference value and
  • - That a message is output when a predeterminable deviation of the currently calculated mean value from the reference value occurs.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die genaue Endlage der Armatur während jedes Verfahrzyklus bestimmt und gespeichert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3 characterized, that the exact end position of the valve is determined during each travel cycle and is saved. 7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Stellantriebs ermittelte Endlage als Referenzwert gespeichert wird,
  • - daß nach jedem Verfahrzyklus die aktuell ermittelte Endlage mit dem Referenzwert verglichen wird und
  • - daß beim Auftreten einer vorgebbaren Abweichung der aktuell ermittelte Endlage von dem Referenzwert eine Meldung ausgegeben wird.
7. The method according to claim 6, characterized in
  • - that the end position determined when the actuator is started up for the first time is saved as a reference value,
  • - That after each traversing cycle the currently determined end position is compared with the reference value and
  • - That a message is output when a predeterminable deviation of the currently determined end position from the reference value occurs.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die ausgegebene Meldung in einer Schaltwarte visualisiert wird.8. The method according to any one of claims 5 and 7 characterized, that the output message is visualized in a control room.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005038517A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Paul Baier Electric motor e.g. tubular motor, controlling device for drive of e.g. rolling shutter, has evaluating unit to evaluate signals in terminals, such that switching unit disconnects voltage interconnection when motor rating behavior deviates
DE102006016779B4 (en) * 2006-04-10 2008-01-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn A method for detecting a fan failure and apparatus for performing such method
WO2012110889A1 (en) * 2011-02-17 2012-08-23 Eaton Corporation Isolation valve with motor driven sealing mechanism
DE102013004446A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Abb Ag Method for estimating wind speed distribution profiles in wind turbines

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