DE19921828A1 - Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und insbesondere dieses Verfahren anwendender Stellungsregler - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und insbesondere dieses Verfahren anwendender Stellungsregler

Info

Publication number
DE19921828A1
DE19921828A1 DE1999121828 DE19921828A DE19921828A1 DE 19921828 A1 DE19921828 A1 DE 19921828A1 DE 1999121828 DE1999121828 DE 1999121828 DE 19921828 A DE19921828 A DE 19921828A DE 19921828 A1 DE19921828 A1 DE 19921828A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
variable
control unit
signal
positioner
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1999121828
Other languages
English (en)
Other versions
DE19921828C2 (de
Inventor
Ulrich Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samson AG
Original Assignee
Samson AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samson AG filed Critical Samson AG
Priority to DE1999121828 priority Critical patent/DE19921828C2/de
Priority to US09/568,546 priority patent/US6512960B1/en
Publication of DE19921828A1 publication Critical patent/DE19921828A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19921828C2 publication Critical patent/DE19921828C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0286Modifications to the monitored process, e.g. stopping operation or adapting control
    • G05B23/0291Switching into safety or degraded mode, e.g. protection and supervision after failure
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42125Switch from pi to p or to pd-controller
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761Electrically actuated valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers mit einem ersten Eingang für eine Eingangsgröße W zur Vorgabe eines Sollwertes, einem zweiten Eingang für eine Regelgröße X, einem Ausgang für eine Stellgröße Y und einer Regeleinheit, die in Abhängigkeit von der Eingangsgröße W und der Regelgröße X ein erstes Ausgangssignal zur Bildung der Stellgröße Y erzeugt, wobei das Regelverfahren fortlaufendes Überwachen des die Regelgröße X repräsentierenden Signals mittels einer Fehlererkennungseinrichtung; Erkennen eines nicht betriebsgemäßen Zustands des die Regelgröße X repräsentierenden Signals und Erzeugen eines Fehlersignals, das auf eine Umschalteinheit wirkt, mittels der Fehlererkennungseinrichtung; bei anliegendem Fehlersignal der Fehlererkennungseinrichtung, Inaktivieren der Regeleinheit bezüglich des die Stellgröße Y repräsentierenden Signals des Stellungsreglers, so daß das die Regelgröße repräsentierende Signal und/oder Änderungen desselben keinen Einfluß auf die Stellgröße Y hat bzw. haben, und Aktivieren einer Steuerungseinheit durch die Umschalteinheit; und bei aktivierter Steuerungseinheit, Erzeugen eines der Eingangsgröße W zugeordneten, zweiten Ausgangssignals durch die Steuerungseinheit zur Bildung der Stellgröße Y umfaßt, und der Stellungsregler eine Fehlererkennungseinrichtung, die mit dem zweiten Eingang für die Regelgröße X verbunden ist; eine Umschalteinheit, auf die die Fehlererkennungseinrichtung wirkt; und eine ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers mit einem ersten Eingang für eine Eingangsgröße W zur Vorgabe eines Sollwerts, einem zweiten Eingang für eine Regelgröße X, einem Ausgang für eine Stellgröße Y und einer Regeleinheit, die in Ab­ hängigkeit von der Eingangsgröße und der Regelgröße ein erstes Ausgangssignal zur Bildung der Stellgröße erzeugt.
Stellungsregler werden in einer Vielzahl technischer Prozesse eingesetzt, um in einem unter­ lagerten Regelkreis die Position eines Stellgerätes zu regeln. Zu diesem Zweck wird am ersten Eingang des Stellungsreglers von einem Regler eines überlagerten Regelkreises eine Ein­ gangsgröße erzeugt. Die Position des Stellgerätes stellt für den Stellungsregler die zu überwa­ chende Regelgröße X dar. Der Stellungsregler vergleicht diese Regelgröße X fortlaufend mit der Eingangsgröße W an seinem ersten Eingang und paßt eine an seinem Ausgang erzeugte Stellgröße Y im Sinne einer Angleichung an den von der Eingangsgröße W vorgegebenen Sollwert an. Das Stellgerät beeinflußt somit eine physikalische Größe, welche die Regelgröße des überlagerten Regelkreises darstellt und üblicherweise auf dem Sollwert gehalten werden soll.
Der Aufbau von Regelkreisen aus mehreren überlagerten Regelkreisen ermöglicht schnelle und stabile Regelungen, die besonders bei Störungen eine gute Regelung erlauben. Derartige Regelkreise werden in der Literatur unter dem Begriff "Kaskaden-Regelung" beschrieben. Die Art des zu regelnden technischen Prozesses an sich ist im allgemeinen unabhängig vom zu verwendenden Stellungsregler, da die Signale für Eingangsgröße W, Regelgröße X und Stellgröße Y meist normierte Einheitssignale sind. Die Eigenschaften des Prozesses werden jedoch durch den Stellungsreglertyp und seine Parameter berücksichtigt. Man unterscheidet beispielsweise zwischen unstetigen oder stetigen Reglern, wobei bei den stetigen Reglern wiederum zwischen P-Reglern, PI-Reglern, PD-Reglern oder PID-Reglern (P-Proportional, I-Integral, D-Differential) unterschieden wird.
Für die Zuverlässigkeit des technischen Prozesses ist das Verhalten des Stellungsreglers bei auftretenden Fehlern besonders wichtig. Ein typischer Fehlerfall besteht zum Beispiel darin, daß Signalleitungen für die Eingangsgröße durchtrennt werden. In diesem Fall fehlt den weit verbreiteten Zweileiter-Stellungsreglern die Energie zum Betrieb, so daß sie kein Stellsignal am Ausgang erzeugen. Handelt es sich bei dem Stellgerät um ein Stellgerät mit pneumati­ schem Antrieb, zwingt üblicherweise ein in den Antrieb integrierter Federspeicher das Stell­ glied bei Ausfall des Stellsignals in eine Sicherheitsstellung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren sowie den gat­ tungsgemäßen Stellungsregler derart weiterzuentwickeln, daß ein zuverlässiger Betrieb und eine erhöhte Sicherheit eines Prozesses auch für nicht betriebsgemäße Zustände eines die Re­ gelgröße repräsentierenden Signals möglich sind.
Die das Regelverfahren betreffende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 realisiert. Die Unteransprüche 2 bis 9 beschreiben bevorzugte Regelverfahren gemäß der Er­ findung.
Die den Stellungsregler betreffende Aufgabe wird durch ein Gerät gemäß Anspruch 10 reali­ siert. Die Unteransprüche 11 bis 23 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Stellungsreglers.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Überwachung des die Regelgröße X des Stellungsreglers repräsentierenden Signals und Umschalten des Stellungsreglers von der Regeleinheit auf eine Steuerungseinheit im Falle eines nicht be­ triebsgemäßen Zustandes des die Regelgröße X repräsentierenden Signals eine zwar im all­ gemeinen verschlechterte Regelung, jedoch stets sichere Betriebsweise des Prozesses ge­ währleistet ist, da die überlagerte Regelung aktiv bleibt. Dies ist mittels einer das die Regel­ größe repräsentierende Signal verarbeitenden Fehlererkennungseinrichtung realisierbar, die bei einem nicht betriebsgemäßen Zustand dieses Signals auf eine Umschalteinheit wirkt, wel­ che wiederum die Regeleinheit inaktiviert und statt dieser eine Steuerungseinheit aktiviert. Dabei wird die Regeleinheit bezüglich des Signals der Stellgröße des Stellungsreglers inakti­ viert, so daß weder das Signal der Regelgröße X noch Änderungen desselben einen Einfluß auf die Stellgröße haben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen illustriert ist. Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen elektropneumatischen Stellungsreglers.
Die Figur zeigt einen Stellungsregler 10 zur Realisierung der Erfindung, wobei Pfeile sinn­ bildlich die Übertragungsrichtung von Signalen zwischen verschiedenen Einheiten darstellen. Der Stellungsregler 10 umfaßt eine Regeleinheit 24, die einen ersten Eingang 12 für eine ei­ nen Sollwert vorgebende Eingangsgröße 14 und einen zweiten Eingang 16 für eine Regelgrö­ ße 18 besitzt. Die Eingangsgröße 14 wird auch einer Steuerungseinheit 30 zugeführt, die für einen nicht betriebsgemäßem Zustand des die Regelgröße 18 repräsentierenden Signals ein die gewünschte Stellgröße 22 repräsentierendes zweites Ausgangssignal 32 bereitstellt. Zu diesem Zweck sind die Regeleinheit 24 und die Steuerungseinheit 30 mit einer Umschaltein­ heit 28 verbunden, wobei die Umschalteinheit 28 zusätzlich über eine Fehlererkennungsein­ richtung 26 mit der Regeleinheit 24 verbunden ist. Die Regeleinheit 24, die Fehlererken­ nungseinrichtung 26, die Umschalteinheit 28 und die Steuerungseinheit 30 sind in einem ge­ meinsamen Gehäuse 34 angeordnet.
Der Stellungsregler ist als elektropneumatischer Stellungsregler 10 zusammen mit einem Stellventil, bestehend aus pneumatischem Stellantrieb 42, Antriebsspindel 44 und Stellglied 46, dargestellt. Das Gehäuse 34 weist daher zudem einen elektropneumatischen Wandler 38 auf, der die Wandlung in ein pneumatisches Stellsignal als Signal der Stellgröße 22 vor­ nimmt. Das pneumatische Stellsignal wirkt auf den pneumatischen Stellantrieb 42, der mittels der Antriebsspindel 44 das Stellglied 46 betätigt. Ein Wegaufnehmer 36 ist mit dem Gehäuse 34 verbunden und wandelt die Bewegung der Antriebsspindel 44 mittels eines Hebels 48, der drehbeweglich an die Antriebsspindel 44 gekoppelt ist, in ein Signal für die Regelgröße 18 um.
Die Fehlererkennungseinrichtung 26 überwacht fortlaufend das die Regelgröße 18 repräsen­ tierende Signal und erzeugt bei nicht betriebsgemäßem Zustand desselben ein Fehlersignal, das auf die Umschalteinheit 28 wirkt und diese umschaltet. Dadurch wird das erste Ausgangs­ signal 20 der Regeleinheit 24 unwirksam, während das zweite Ausgangssignal 32 der Steue­ rungseinheit 30 die Stellgröße 22 repräsentiert. Die Stellgröße 22 des Stellungsreglers 10 wird damit in Abhängigkeit von der Umschalteinheit 28 alternativ von der Regeleinheit 24 oder der Steuerungseinheit 30 bestimmt.
Die Steuerungseinheit 30 erzeugt in einem bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung zu jeder Eingangsgröße 14, unabhängig von dem die Regelgröße 18 repräsentierenden Signal, ein zweites Ausgangssignal 32. Wird nach Eingang eines Fehlersignal der Fehlererkennungs­ einrichtung 26 die Steuerungseinheit 30 aktiv und die Regeleinheit 24 inaktiv, so steuert die Steuerungseinheit 30 den Prozeß mit der in ihr festgelegten Charakteristik. Zumindest für langsam veränderliche Prozesse und Prozesse mit nur geringen Störungen kann das Signal der Regelgröße 18 auf diese Weise in der Nähe ihres Sollwertes eingestellt bzw. gehalten werden, auch wenn die Erfassung der Regelgröße 18 im unterlagerten Regelkreis aus Stellungsregler und Stellgerät abgeschaltet ist. Dies ermöglicht eine höhere Betriebssicherheit, da eine falsch erfaßte Regelgröße 18 gefährlich wirkende Stellgrößen 22 des Stellungsreglers 10 verursa­ chen kann. Die Steuerungseinheit 30 kann zwar prinzipbedingt keine Störungen ausgleichen, ermöglicht es jedoch, das Signal der Regelgröße 18 des zu regelnden Prozesses bei normalem Prozeßverhalten in der Nähe des Sollwerts einzustellen bzw. zuhalten. Ein Abschalten des Prozesses, wie es bisher notwendig war, wenn ein Ausfall des Signals der Regelgröße des Stellventils erkannt wurde, kann damit in vielen Fällen vermieden werden. Beispielsweise ist es mit Hilfe dieses Verfahrens möglich, eine genaue Untersuchung von aufgetretenen Fehlern von Zeiten mit wenig Servicepersonal, wie nachts oder an Wochenenden, auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben. Reparatur und Service kann in einer verfahrenstechnischen Anlage damit effektiver und kostengünstiger erfolgen.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß die Fehlererkennungseinrichtung 26 die Umschalteinheit 28 schaltet, wenn das Signal der Regelgröße 18 außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Der zulässige Bereich hängt dabei von den im Normalbetrieb minimal und maximal erreichbaren Werten ab. Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Fehlererkennungseinrichtung 26 die Umschalteinheit 28 schaltet, wenn die zeitliche Ände­ rung des Signals der Regelgröße 18 einen zulässigen Wert übersteigt. Damit wird ein Fehler in der erfaßten Regelgröße 18 auch erkannt, wenn der Wert zwar noch innerhalb eines zuläs­ sigen Bereichs liegt, die Geschwindigkeit der Signaländerung aber größer als die maximal Mögliche ist.
In einem besonders einfachen Fall ist eine lineare Abhängigkeit des Ausgangssignals 32 von der Eingangsgröße 14 vorgesehen.
Die Steuerungseinheit 30 liest bevorzugt Daten aus einer nicht dargestellten Speichereinheit aus, und aus diesen Daten und dem Wert der Eingangsgröße 14 erzeugt sie das Ausgangs­ signal 32.
Es ist für das Verfahren nach der Erfindung günstig, wenn der Stellungsregler 10 eine Initiali­ sierung durchführt und daraus den Zusammenhang zwischen der Stellgröße 22 und der Ein­ gangsgröße 14 ermittelt. Die Speichereinheit kann vorteilhafterweise den Zusammenhang der Stellgröße 22 und der Eingangsgröße 14 speichern.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stellungsregler 10 während des Betriebs Parameter be­ stimmt, die das Ausgangssignal der Steuerungseinheit 30 festlegen. Die Parameter können dabei in der Speichereinheit digital oder analog gespeichert werden.
Auch kann die Steuerungseinheit 30 eine Signalverbindung zur Umschalteinheit 28 und/oder zur Fehlererkennungseinrichtung 26 aufweisen, auf der ein Signal bei festgestelltem Fehler der erfaßten Regelgröße 18 anliegt.
Ebenso günstig ist es, wenn die Steuerungseinheit 30 mit einem Zeitgeber verbunden ist. In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt die Steuerungseinheit 30 nämlich in Kombination mit der Signalverbindung zur Umschalteinheit 28 und/oder zur Feh­ lererkennungseinrichtung 26 das zweite Ausgangssignal 32 in Abhängigkeit von der seit dem Umschalten durch die Umschalteinheit 28 vergangenen Zeit und der Eingangsgröße 14. Da­ mit ist es möglich, den Prozeß nach erkanntem Fehler in der erfaßten Regelgröße 18 für eine festgelegte Zeit zu steuern und dann beispielsweise ein Stellglied in seine Sicherheitsstellung zu fahren, um eine Gefährdung durch den Prozeß sicher auszuschließen. Die Steuerungsein­ heit 30 überführt den zu regelnden Prozeß in diesem Fall in einen Abschaltzustand.
Günstig ist eine Ausführungsform des Stellungsreglers 10, die über eine nicht dargestellte Bedieneinheit verfügt, mittels der eine Initialisierung des Stellungsreglers vorgenommen wer­ den kann, wobei die den Zusammenhang zwischen der Stellgröße 22 und der Eingangsgröße 14 beschreibende Kennlinie aus dem Verlauf der Initialisierung entsteht. Die Kennlinie wird dann in der Speichereinheit abgelegt. Eine verbesserte Steuerung ist möglich, wenn die Kennlinie während des Betriebs des Stellungsreglers aktualisiert wird.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Steuerungseinheit 30 besonders einfach und kostengünstig als analoge Schaltung realisiert ist, die aus der Eingangsgröße 14 ständig ein Ausgangssignal erzeugt, das je nach Position der Umschalteinheit 28 inaktiv oder aktiv ist.
Der Wegaufnehmer 36 kann zur Messung der Regelgröße 18 erfindungsgemäß von einer Leitplastik gebildet werden, deren Widerstand die Regelgröße 18 repräsentiert. Da die Leit­ plastik kein berührungsfreier Wegaufnehmer 36 ist, sondern die Bewegung der Antriebsspin­ del 44 mittels eines Schleifers, der sich auf der Leitplastik verschiebt, abgegriffen wird, un­ terliegt der Wegaufnehmer 36 prinzipiell Verschleiß. Die Fehlererkennungseinrichtung 26 überwacht deswegen die erfaßte Regelgröße 18, um festzustellen, ob die Leitplastik mögli­ cherweise beschädigt ist. Dabei kann die Fehlererkennungseinrichtung 26 sowohl überwa­ chen, ob der Widerstand der Leitplastik zu groß oder zu klein ist, wie es durch Bruch oder Kurzschluß entstehen könnte, oder ob der Widerstand sich zeitlich schneller ändert, als es die maximalen Stellgeschwindigkeiten ermöglichen. In allen Fällen könnte ein Fortführen der Regelung mit fehlerhaften Signalgrößen der Regelgröße 18 zu Stellgrößen 22 führen, die ge­ fährlich sind. Deswegen bewirkt die Fehlererkennungseinrichtung 26 ein Schalten der Um­ schalteinheit 28 derart, daß die Steuerungseinheit 30 statt der Regeleinheit 24 das Stellsignal 22 bestimmt.
Es kann nach der Erfindung ferner vorgesehen sein, ein Fehlersignal 40 im Fall einer von der Fehlererkennungseinrichtung 26 erkannten, nicht betriebsgemäßen Signals der Regelgröße 18 auszugeben. Die Ausgabe dieses Fehlersignals kann sowohl als elektrisches Signal als auch als optische Anzeige mittels beispielsweise einer Leuchtdiode erfolgen.
Erfindungsgemäß kann natürlich auch vorgesehen sein, daß mehrere der Einheiten des Stel­ lungsreglers, wie die Regeleinheit 24, die Steuerungseinheit 30, die Fehlererkennungsein­ richtung 26 und/oder die Umschalteinheit 28, in einer Einheit, die auch digital realisiert sein kann, integriert sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbar­ ten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Realisierung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10
Elektropneumatischer Stellungsregler
12
Erster Eingang
14
Eingangsgröße W
16
Zweiter Eingang
18
Regelgröße X
20
Erstes Ausgangssignal
22
Pneumatische Stellgröße Y
24
Regeleinheit
26
Fehlererkennungseinrichtung
28
Umschalteinheit
30
Steuerungseinheit
32
Zweites Ausgangssignal
34
Gehäuse
36
Wegaufnehmer
38
Elektropneumatischer Wandler
40
Fehlerausgang
42
Pneumatischer Stellantrieb
44
Antriebsspindel
46
Stellglied
48
Hebel

Claims (23)

1. Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers (10) mit einem ersten Eingang (12) für eine Eingangsgröße W (14) zur Vorgabe eines Sollwerts, einem zweiten Eingang (16) für eine Regelgröße X (18), einem Ausgang für eine Stellgröße Y (22) und einer Regelein­ heit (24), die in Abhängigkeit von der Eingangsgröße W (14) und der Regelgröße X (18) ein erstes Ausgangssignal (20) zur Bildung der Stellgröße Y (22) erzeugt, gekennzeichnet durch:
  • a) fortlaufendes Überwachen des die Regelgröße X (18) repräsentierenden Signals mittels einer Fehlererkennungseinrichtung (26);
  • b) Erkennen eines nicht betriebsgemäßen Zustands des die Regelgröße X (18) repräsentie­ renden Signals und Erzeugen eines Fehlersignals, das auf eine Umschalteinheit (28) wirkt, mittels der Fehlererkennungseinrichtung (26);
  • c) bei anliegendem Fehlersignal der Fehlererkennungseinrichtung (26), Inaktivieren der Re­ geleinheit (24) bezüglich des die Stellgröße Y (22) repräsentierenden Signals des Stel­ lungsreglers (10), so daß das die Regelgröße (18) repräsentierende Signal und/oder Ände­ rungen desselben keinen Einfluß auf die Stellgröße Y (22) hat bzw. haben, und Aktivieren einer Steuerungseinheit (30) durch die Umschalteinheit (28); und
  • d) bei aktivierter Steuerungseinheit (30), Erzeugen eines der Eingangsgröße W (14) zuge­ ordneten, zweiten Ausgangssignals (32) durch die Steuerungseinheit (30) zur Bildung der Stellgröße Y (22).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungseinrich­ tung (26) die Umschalteinheit (28) schaltet, wenn das die Regelgröße X (18) repräsentie­ rende Signal außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungs­ einrichtung (26) die Umschalteinheit (28) schaltet, wenn die zeitliche Änderung des die Regelgröße X (18) repräsentierenden Signals einen zulässigen Wert übersteigt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) das zweite Ausgangssignal (32) in Abhängigkeit von der seit dem Umschalten durch die Umschalteinheit (28) vergangenen Zeit und/oder der Eingangsgrö­ ße W (14) erzeugt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) Daten aus einer Speichereinheit liest und aus diesen Daten und dem Wert der Eingangsgröße W (14) das zweite Ausgangssignal (32) erzeugt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Initialisieren zum Ermitteln eines Zusammenhangs zwischen der Stellgröße Y (22) und der Eingangs­ größe W (14).
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsregler (10) während des Betriebs Parameter bestimmt, die das zweite Ausgangs­ signal (32) der Steuerungseinheit (30) festlegen.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausgeben eines Fehlersignals (40), wie in Form eines elektrischen, optischen oder akustischen Sig­ nals, insbesondere zur Weiterleitung bei nicht betriebsgemäßem Zustand des die Regel­ größe X (18) repräsentierenden Signals.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang (16) zur Realisierung einer Steuerung auf Null gesetzt wird und somit sich die Regeldifferenz einzig aus der Eingangsgröße W (14) ergibt.
10. Stellungsregler (10), insbesondere zur Anwendung des Verfahrens nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, mit einem ersten Eingang (12) für eine Eingangsgröße W (14) zur Vorgabe eines Sollwert, einem zweiten Eingang (16) für eine Regelgröße X (18), einem Ausgang (20) für eine Stellgröße Y (22) und einer Regeleinheit (24), die in Abhängigkeit von der Eingangsgröße W (14) und der Regelgröße X (18) die Stellgröße Y (22) be­ stimmt, gekennzeichnet durch:
eine Fehlererkennungseinrichtung (26), die mit dem zweiten Eingang (16) für die Regel­ größe X (18) verbunden ist;
eine Umschalteinheit (28), auf die die Fehlererkennungseinrichtung (26) wirkt; und
eine Steuerungseinheit (30), wobei
die Fehlererkennungseinrichtung (26) bei festgestelltem Fehler des die Regelgröße X (18) repräsentierenden Signals ein Schalten der Umschalteinheit (28) bewirkt, so daß die Steuerungseinheit (30), statt der Regeleinheit (24), die Stellgröße Y (22) bestimmt.
11. Stellungsregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) eine Signalverbindung zur Umschalteinheit (28) und/oder zur Fehlererkennungsein­ richtung (26) aufweist, auf der ein Signal bei festgestelltem Fehler des Signals der Regel­ größe X (18) bereitsteht.
12. Stellungsregler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs­ einheit (30) mit einem Zeitgeber verbunden ist.
13. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) eine Speichereinheit aufweist, die den Zusammenhang zwischen der Stellgröße Y (22) und der Eingangsgröße W (14) speichert.
14. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine Bedien­ einheit, mittels der eine Initialisierung des Stellungsreglers (10) vornehmbar ist, um die den Zusammenhang zwischen der Stellgröße Y (22) und der Eingangsgröße W (14) be­ schreibende Kennlinie aus dem Verlauf der Initialisierung zu gewinnen.
15. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) eine analoge Schaltung enthält, die aus der Eingangsgröße W (14) ein Ausgangssignal (32) zur Bildung der Stellgröße Y (22) erzeugt.
16. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch einen Signal­ ausgang zur Ausgabe eines Fehlersignals (40) bei nicht betriebsgemäßem Zustand des die Regelgröße X (18) repräsentierenden Signals.
17. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsregler (10) ein elektropneumatischer Stellungsregler ist.
18. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungseinrichtung (26), die Steuerungseinheit (30) und/oder ein elektropneu­ matischer Wandler (38) innerhalb des Gehäuses (34) des Stellungsreglers (10) angeordnet sind.
19. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (24), die Fehlererkennungseinrichtung (26), die Umschalteinheit (28) und/oder die Steuerungseinheit (30) in einer Einheit integriert sind.
20. Stellungsregler nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen die Regeleinheit (24), die Fehlererkennungseinrichtung (26), die Umschalteinheit (28) und die Steuerungseinheit (30) umfassenden Mikroprozessor.
21. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (24), die Fehlererkennungseinrichtung (26), die Umschalteinheit und/oder die Steuerungseinheit (30) digital realisiert sind.
22. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 10 bis 21, gekennzeichnet durch einen Wegaufnehmer (36) zur Messung der Regelgröße X (18), der von einer Leitplastik gebil­ det ist.
23. Stellungsregler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (30) ein den Widerstand der Leitplastik repräsentierendes Signal überwacht.
DE1999121828 1999-05-11 1999-05-11 Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und dieses Verfahren anwendender Stellungsregler Expired - Lifetime DE19921828C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999121828 DE19921828C2 (de) 1999-05-11 1999-05-11 Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und dieses Verfahren anwendender Stellungsregler
US09/568,546 US6512960B1 (en) 1999-05-11 2000-05-11 Positioner and method for operating the positioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999121828 DE19921828C2 (de) 1999-05-11 1999-05-11 Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und dieses Verfahren anwendender Stellungsregler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19921828A1 true DE19921828A1 (de) 2000-11-23
DE19921828C2 DE19921828C2 (de) 2001-06-07

Family

ID=7907786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999121828 Expired - Lifetime DE19921828C2 (de) 1999-05-11 1999-05-11 Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und dieses Verfahren anwendender Stellungsregler

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6512960B1 (de)
DE (1) DE19921828C2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512960B1 (en) 1999-05-11 2003-01-28 Samson Aktiengesellschaft Positioner and method for operating the positioner
DE10244905A1 (de) * 2002-09-25 2004-04-08 Austriamicrosystems Ag Regelvorrichtung mit einem Regelkreis und einem Sensor und Verfahren zum Betrieb der Regelvorrichtung
US7584643B2 (en) 2005-01-31 2009-09-08 Samson Ag Method for testing the functionality of an actuator, especially of an actuator of a safety valve
US7805208B2 (en) * 2006-10-20 2010-09-28 Samson Aktiengesellschaft System for positioning a control element
DE102009035126A1 (de) * 2009-07-29 2011-02-03 Abb Technology Ag Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Weg-/ Positionsmesssytemen auf Basis von Potentiometern mit Schleiferabgriff
DE102016125643B3 (de) 2016-12-23 2018-06-14 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches Feldgerät

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6640162B1 (en) * 2000-04-15 2003-10-28 Eric Swanson Control method utilizing directionally based control constraints
ES2256142T3 (es) * 2001-11-23 2006-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Metodo para la regulacion continua de una posicion de una valvula de regulacion.
DE10320031A1 (de) * 2003-05-06 2004-12-16 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Betriebssicherheit eines Prozessstellgeräts
US7451644B2 (en) 2005-01-28 2008-11-18 Samson Ag Method for verifying the performance of a test of the functionality of a safety valve
DE102005004418B4 (de) * 2005-01-31 2006-11-23 Samson Aktiengesellschaft Stellungsregler für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb
DE102005028810A1 (de) * 2005-06-22 2007-01-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur automatisierten Prüfung eines Stellers
DE102005049061B3 (de) * 2005-10-13 2007-03-29 Samson Ag Vorrichtung und Verfahren zur Stellungsregelung eines pneumatischen Stellgeräts
DE102007037696B3 (de) * 2007-08-09 2009-01-22 Samson Ag Vorrichtung zur Stellungsregelung eines pneumatischen Stellgerätes
US7831340B2 (en) * 2007-11-26 2010-11-09 Control Components, Inc. Local digital valve controller unit
DE102008037108A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-11 Samson Aktiengesellschaft System zum Stellen eines Stellorgans
US8290631B2 (en) * 2009-03-12 2012-10-16 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Methods and apparatus to arbitrate valve position sensor redundancy
DE102009021918B4 (de) * 2009-05-19 2016-04-07 Abb Technology Ag Stellungsregler
DE102009052631B4 (de) * 2009-11-10 2013-05-29 Abb Technology Ag Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Weg-/Positionsmesssystemen auf Basis von Potentiometern mit Schleiferabgriff (III)
JP5426452B2 (ja) * 2010-03-30 2014-02-26 アズビル株式会社 ポジショナ
JP5457249B2 (ja) * 2010-03-30 2014-04-02 アズビル株式会社 ポジショナ
RU2467214C1 (ru) * 2011-03-16 2012-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Электрогидравлический следящий привод
DE102011050007B4 (de) * 2011-04-29 2015-10-22 Samson Ag Stellungsregler
DE102012109206B4 (de) * 2011-11-30 2019-05-02 Hanon Systems Ventil-Sensor-Anordnung
JP5665793B2 (ja) * 2012-04-26 2015-02-04 株式会社フジキン 可変オリフィス型圧力制御式流量制御器
RU2489606C1 (ru) * 2012-05-11 2013-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро автоматики" (ООО "ОКБА") Позиционер приводного механизма
DE102012017713A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh Fluidischer Stellantrieb
RU2561254C1 (ru) * 2014-03-18 2015-08-27 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") Электрогидравлический привод
RU2554153C1 (ru) * 2014-03-18 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ОАО "ВНИИ "Сигнал") Электрогидравлический следящий привод
RU2554152C1 (ru) * 2014-03-18 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (ОАО "ВНИИ "Сигнал") Электрогидравлический следящий привод
RU2593325C1 (ru) * 2015-09-07 2016-08-10 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") Электрогидравлический привод
DE202016106017U1 (de) * 2016-10-26 2018-01-28 Samson Aktiengesellschaft Elektropneumatischer Stellungsregler und Feldgerät mit einem elektropneumatischen Stellungsregler
RU2646169C1 (ru) * 2017-05-26 2018-03-01 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Электрогидравлический привод
RU2688783C1 (ru) * 2018-07-16 2019-05-22 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Электрогидравлический привод

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3234237A1 (de) * 1982-09-15 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Einrichtung fuer die ueberwachung der stellungsregelung von turbinenventilantrieben
DE19622548A1 (de) * 1996-06-05 1997-12-11 Regeltechnik Kornwestheim Gmbh Regelventilanlage
DE9219140U1 (de) * 1992-10-03 1998-06-10 Samson Ag, 60314 Frankfurt Stellungsregler

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5549137A (en) * 1993-08-25 1996-08-27 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
DE19506469C1 (de) * 1995-02-24 1996-04-18 Honeywell Ag Doppeltwirkender elektropneumatischer Stellungsregler
US6272401B1 (en) * 1997-07-23 2001-08-07 Dresser Industries, Inc. Valve positioner system
JP3511458B2 (ja) * 1997-12-08 2004-03-29 株式会社山武 電空ポジショナ
DE19921828C2 (de) 1999-05-11 2001-06-07 Samson Ag Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und dieses Verfahren anwendender Stellungsregler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3234237A1 (de) * 1982-09-15 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Einrichtung fuer die ueberwachung der stellungsregelung von turbinenventilantrieben
DE9219140U1 (de) * 1992-10-03 1998-06-10 Samson Ag, 60314 Frankfurt Stellungsregler
DE19622548A1 (de) * 1996-06-05 1997-12-11 Regeltechnik Kornwestheim Gmbh Regelventilanlage

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512960B1 (en) 1999-05-11 2003-01-28 Samson Aktiengesellschaft Positioner and method for operating the positioner
DE10244905A1 (de) * 2002-09-25 2004-04-08 Austriamicrosystems Ag Regelvorrichtung mit einem Regelkreis und einem Sensor und Verfahren zum Betrieb der Regelvorrichtung
US8188731B2 (en) 2002-09-25 2012-05-29 Austriamicrosystems Ag Control system including a control circuit and sensor, and method for operation of the control system
US7584643B2 (en) 2005-01-31 2009-09-08 Samson Ag Method for testing the functionality of an actuator, especially of an actuator of a safety valve
US7805208B2 (en) * 2006-10-20 2010-09-28 Samson Aktiengesellschaft System for positioning a control element
DE102009035126A1 (de) * 2009-07-29 2011-02-03 Abb Technology Ag Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Weg-/ Positionsmesssytemen auf Basis von Potentiometern mit Schleiferabgriff
DE102009035126B4 (de) * 2009-07-29 2016-06-02 Abb Technology Ag Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Weg-/ Positionsmesssytemen auf Basis von Potentiometern mit Schleiferabgriff
DE102016125643B3 (de) 2016-12-23 2018-06-14 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches Feldgerät
EP3339992A1 (de) 2016-12-23 2018-06-27 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches feldgerät
EP3537244A1 (de) 2016-12-23 2019-09-11 Samson Aktiengesellschaft Regelungs-und/oder steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches feldgerät
US10711810B2 (en) 2016-12-23 2020-07-14 Samson Aktiengesellschaft Closed loop and/or open loop control method for an electropneumatic field device

Also Published As

Publication number Publication date
US6512960B1 (en) 2003-01-28
DE19921828C2 (de) 2001-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19921828A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Stellungsreglers und insbesondere dieses Verfahren anwendender Stellungsregler
EP0742499B1 (de) Sicheres Verarbeiten von sicherheitsgerichteten Prozesssignalen
EP1738383B2 (de) Meldegerät für eine sicherheitsschaltung
DE102009009875B4 (de) Einrichtung zur Erfassung von Fehlfunktionen elektromagnetischer Bremsen von Robotern
WO2003085313A2 (de) Vorrichtung zum fehlersicheren abschalten eines elektrischen verbrauchers, insbesondere in industriellen produktionsanlagen
WO2006103249A2 (de) Verfahren und steuereinrichtung zur gezielten reaktion bei einem kontakt zwischen einem maschinenelement einer maschine mit einem gegenstand
EP2586051A1 (de) Sicherheitsschaltungsanordnung zum fehlersicheren ein- oder ausschalten einer gefährlichen anlage
EP1847891A1 (de) Sichere Parametrierung einer Sicherheitsschaltungsvorrichtung
EP1253490A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung
EP2671690B1 (de) Auswerteeinheit für ein Sicherheitsschaltgerät und Sicherheitsschaltgerät
EP0697637B1 (de) Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Steuer- und Regelsystems
DE102008026465A1 (de) Anordnung, Modul und Verfahren zum sicheren Betreiben einer Anlage
EP3137948B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum fehlersicheren überwachen eines beweglichen maschinenteils
EP2355957B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines manipulatorsystems
EP1061269B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Fehlfunktion von Stellantrieben
EP0924585A1 (de) Überwachungsvorrichtung für Garagentorantriebe
EP3465898B1 (de) Sanftstarter, betriebsverfahren und schaltsystem
DE102009027418A1 (de) Elektromechanische Linearstelleinheit
EP2433184B1 (de) Steuerungssystem zum steuern eines prozesses
DE4432768C2 (de) Schaltungsanordnung zur Überwachung sicherheitsrelevanter Maschinenparameter und Betriebszustände bei Bewegungsvorgängen
EP3575909B1 (de) Verfahren zur überwachung einer mehrzahl von mechanischen systemen
WO2004077177A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum sicherheitsabschalten von elektroantrieben
DE102004019284A1 (de) Vorrichtung zum Betrieb eines Synchronmotors
EP1128241A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Sicherheitsüberwachung einer Steuereinrichtung
EP3798176B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer elektromagnetischen bremse

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right