DE102005044126A1

DE102005044126A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts

Info

Publication number: DE102005044126A1
Application number: DE102005044126A
Authority: DE
Inventors: Heinfried Prof. Dr. Hoffmann; Thomas Dr. Karte; Jörg Dr. Kiesbauer; Mario Menze; Ulrich Schulz
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: DE102005044126B4; US20070057216A1; US7694936B2

Abstract

Bei einem Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts für eine verfahrenstechnische Anlage, insbesondere während des Betriebs der Anlage, welches Stellgerät eine Stellarmatur, wie ein Stellventil, insbesondere ein Sicherheitsventil, das in einer Notsituation selbsttätig in eine Sicherheitsstellung verfährt, einen Stellantrieb, wie einen pneumatischen Stellantrieb, zum Betätigen der Stellarmatur und einen Stellungsregler zum Einstellen der Position der Stellarmatur umfaßt, welcher Stellungsregler einen Reglerbaustein aufweist, ist vorgesehen, daß ein vorbestimmtes Erregungstestsignal erzeugt und dem Reglerbaustein zugeführt wird, welches das Stellgerät in einen vorbestimmten Funktionszustand verbringen soll, durch den Reglerbaustein ein Steuersignal zur Ansteuerung des Stellantriebs entsprechend dem Erregungstestsignal erzeugt wird und das ausgegebene Steuersignal direkt abgegriffen und gegenüber einem Referenz-Steuersignal überwacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts in einer verfahrenstechnischen Anlage, insbesondere während des Betriebs der Anlage, welches Stellgerät eine Stellarmatur, einen Stellantrieb, wie einen pneumatischen Stellantrieb, zum Betätigen der Stellarmatur und einen Stellungsregler zum Einstellen der Position der Stellarmatur umfaßt.

Insbesondere der Betrieb von verfahrenstechnischen Anlagen mit toxischen Fluiden birgt ein Risiko für Mensch und Umwelt in sich, das zu kontrollieren ist. Deswegen werden Stellgeräte mit einem Sicherheitsventil, das in einer Notsituation selbsttätig in eine Sicherheitsstellung verfährt, eingesetzt. Um anspruchsvollen Sicherheitsstandards zu entsprechen, müssen sich die Betreiber der Anlagen stets über die korrekte Funktion der Stellgeräte vergewissern. Hierzu wird üblicherweise in einem Testlauf das Sicherheitsventil in die Sicherheitsstellung verfahren, was bei vielen Stellgeräten zumindest eine Teilabschaltung der Anlage notwendig macht. Eine Online-Untersuchung, also eine Untersuchung der Anlage insbesondere während ihres Betriebs, scheint wünschenswert. Dabei sollte die eingesetzte Funktionsüberprüfung so viele ausfallträchtige Bestandteile des Stellgeräts mit berücksichtigen.

Ein bewährtes Verfahren zum Überwachen der Funktion eines Stellgeräts wird in dem Artikel „Neues integriertes Diagnosekonzept bei digitalen Stellungsreglern" von Dr. Jörg Kiesbauer in der Zeitschrift „atp-Automatisierungstechnische Praxis", 46. Jahrgang 2004, Heft 4/2004, beschrieben. Dabei wird die Funktionsweise des Stellgeräts hauptsächlich durch den Einsatz eines Wegsensors überwacht, der einen Stellungs-Istwert ermittelt, der mit einem Stellungs-Sollwert verglichen wird. Kommt es zu einer zu starken Diskrepanz zwischen dem Stellungs-Istwert und dem Stellungs-Sollwert, ist von einem Funktionsfehler des Stellgeräts auszugehen.

Erfahrungswerte ließen die Schlußfolgerung zu, daß die interne Reibung, wie die Gleitreibung vor allem bei Regelstellventilen und die Haftreibung bei Sicherheitsstellventilen, im Stellantrieb und in der Stellarmatur ein aussagekräftiger Parameter über die Funktionsfähigkeit des Stellgeräts ist. Die Güte der erreichbaren Regelung hängt stark von der bestehenden Reibung ab. Je niedriger und gleichmäßiger die Reibung, desto genauere Regelungsergebnisse können erzielt werden.

Bei Sicherheitsventilen oder Absperrarmaturen werden die Antriebskräfte zum Verfahren des Sicherheitsventils in die Sicherheitsstellung üblicherweise durch eine vorgespannte Feder oder durch eine pneumatische Druckquelle bereitgestellt. Wirken aufgrund langer, unbetätigter Standzeiten des Sicherheitsventils große Haftreibungskräfte am Ventilglied, besteht die Gefahr, daß das Ventilglied die Sicherheitsstellung im Notfall nicht erreicht, weil die Haftreibungskräfte größer als die bereitgestellten Antriebskräfte sind, oder daß das Stellglied nach Überwinden der Haftreibung unkontrolliert aus der Ruhestellung katapultiert wird. Diese Problematik führt bei bekannten Überprüfungsverfahren dazu, daß der Betrieb der Anlage gefährlich stark beeinträchtigt werden kann.

Auch bei Regelungsventilen, deren Stellung sich häufig ändert, kann sich ein Haftreibungsproblem oder ein Problem ungleichmäßiger Reibung einstellen. Für das bekannte Überprüfungsverfahren ist die Erfassung des tatsächlichen Stellweges des Regelventils essentiell. Wird die Überprüfungsprozedur gestartet, kann das Anhaften oder Kriechen des Ventilglieds erst erfaßt werden, nachdem der Widerstand überwunden wurde und die dafür erforderlichen hohen Antriebskräfte auf das Ventilglied wirken, was unweigerlich zu einem unerwünschten Überschwingen des Stellventils führt, was als „Stick-Slip-Effekt" bezeichnet wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts für eine verfahrenstechnische Anlage zu schaffen, mit denen bei zuverlässiger Überwachung der Funktionsfähigkeit des Stellgeräts unerwünschte Betriebszustände, wie der „Stick-Slip-Effekt", des Stellgeräts erfaßt und verhindert werden können, ohne den Betrieb der Anlage beeinträchtigen oder die Anlage abschalten zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Danach soll insbesondere während des Betriebs der Anlage, also ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebs, durch einen Testsignalgenerator ein vorbestimmtes Erregungstestsignal erzeugt und einem Reglerbaustein des Stellungsreglers zugeführt werden. Der Reglerbaustein ist vorzugsweise eine elektronische Komponente, die durch einen Mikrorechner digital oder durch eine Transistor-Anordnung analog funktioniert. Das Erregungstestsignal ist so generiert, daß das Stellgerät im Verlauf des Tests in einen vorbestimmten Funktionszustand gebracht wird. Durch den Reglerbaustein, auf der Basis seiner betriebsüblichen Rechen- und/oder Regelprozedur, wird entsprechend dem Erregungstestsignal ein Steuersignal für die Ansteuerung des Stellantriebs erzeugt und abgegeben. Dieses abgegebene Steuersignal des Reglerbausteins wird erfin dungsgemäß abgegriffen und gegenüber einem der korrekten Funktionsweise des Stellgeräts entsprechenden, zu erwartenden Referenzsteuersignal, insbesondere einem Erfahrungssteuersignal bei korrekter Funktionsweise, überprüft oder überwacht. Es sei klar, daß das Steuersignal unmittelbar am Ausgang des Reglerbausteins abgegriffen werden kann. Allerdings kann das Steuersignal auch noch an den Reglerbaustein ausschließenden Komponenten des Stellungsreglers abgegriffen werden. Das Abgreifen ist allerdings vorzunehmen, bevor das Steuersignal zum Stellantrieb gelangt.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme des Integrierens einer internen, auf das insbesondere elektrische Steuersignal beschränkten Überprüfung des Stellungsreglers gegenüber einem zu erwartenden Referenzsteuersignal ist es möglich, Funktionsausfälle des Stellgeräts unmittelbar verzögerungsfrei zu detektieren, weil der hinzunehmende Zeitverzug wegen einer externen Weg-Sensorik und eine Signalverfälschung wegen Rauschen ausgeschlossen werden können.

Sollte sich beispielsweise herausstellen, daß im Verlauf der erfindungsgemäßen Überprüfung Steuersignale von dem Stellungsregler oder dem Reglerbaustein ausgegeben werden, welche eine unangemessen hohe Stellantriebskraft vom Stellantrieb zum Stellen der Stellarmatur fordern, ist von einer übermäßigen Haft- oder Gleitreibung in der Stellarmatur oder in dem Stellantrieb auszugehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung kann dann eine Abbruchprozedur für das Überwachungsverfahren initiiert werden, um ein Überschwingen oder Katapultieren des Stellglieds bei defekter Stellarmatur zu verhindern. Folglich ist eine Wartung oder sogar der Austausch von Teilen des Stellgeräts notwendig und kann veranlaßt werden.

Nach Abbruch des Überprüfungsverfahrens oder nach allgemeiner Beendigung eines positiven Überprüfungssergebnisses kann ein Diagnoseprotokoll ausgegeben werden.

Als Grundlage für die Bewertung, ob das vom Reglerbaustein des Stellungsreglers ausgegebene und abgegriffene Steuersignal in zulässigen Grenzen ist, kann zum Ermitteln des zu erwartenden Referenzsteuersignals ein Testlauf, insbesondere auch ein Online-Testlauf an dem korrekt funktionierenden Stellgerät vorgenommen werden. Dabei werden die ermittelten Steuerungssignale des Stellungsreglers insbesondere in dem Testsignal-Generator gespeichert. Bei Stellungsgeräten des gleichen Typus können auch Erfahrungswerte zum Bestimmen des Referenzsteuersignals herangezogen werden, ohne einen eigenen Testlauf zum Speichern der Referenzsteuersignale durchführen zu müssen.

Vorzugsweise ist das Erregungstestsignal derart ausgelegt, daß die Stellarmatur – bei einem korrekt funktionierenden Stellgerät – nur teilweise verfahren wird. Der Verfahrweg sollte dabei so eingestellt sein, daß der Betrieb der Anlage nicht oder zumindest vernachlässigbar schwach beeinträchtigt wird.

Beispielsweise ist bei einem Sicherheitsventil das Erregungstestsignal derart auszulegen, daß das Sicherheitsventil aus einer passiven Stellung eine Stellbewegung für die Überwachungsprozedur von bis zu 10% des gesamten Verfahrwegs für das Erreichen der Sicherheitsstellung durchführt. Hingegen ist das Erregungstestsignal für ein Regelungsventil derart festzulegen, daß die Stellbewegung für die Überwachungsprozedur nur 2%, vorzugsweise 1%, vorzugsweise 0,5% des gesamten Regelungsverfahrwegs einnimmt. Auch bei Sicherheitsventilen kann eine kleine Bewegung von beispielsweise 0,5% in ausgewählten Bereichen eine zu allgemeine Diagnosemaßnahme sein. Mit diesen eingestellten Stellbewegungen ist gewährleistet, daß der Betrieb der Anlage durch das Überprüfungsverfahren nicht beeinträchtigt wird.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin liegen, daß für das Erregungstestsignal und das Steuersignal nur elektrische Größen verwendet werden, die einen IP-Wandler ansteuern. Änderungen von Druck oder Weg, die durch externe Sensoren erfaßt werden, brauchen für das erfindungsgemäße Verfahren nicht unbedingt berücksichtigt werden, was ein Grund für die vorteilhafte Schnelligkeit des Verfahrens ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Erregungstestsignal eine zeitliche Änderung des Stellungsreglereingangssignals. Dabei kann das Erregungstestsignal als Sprungfunktion oder als Rampensignal mit großer Zeitkonstante ausgelegt sein.

Insbesondere bei Stellungsreglern mit einem externen Wegaufnehmer sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgelegt, daß sie ohne einen Stellungssollwert des Stellantriebs oder der Stellarmatur arbeiten. Auch kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren von einer Nutzung eines Stellungs-Istwerts abgesehen werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ohne weiteres die interne Reibung, insbesondere die ungleichmäßige Gleitreibung oder die Haftreibung, der Stellarmatur und/oder des Stellantriebs mit Hilfe eines zu errechnenden Verhältnisses der im Verlauf des Überprüfungsverfahrens einhergehenden Änderung des Steuersignals, insbesondere bei einem pneumatischen Stellantrieb einer Änderung eines durch einen Strom-Druck-Wandler anhand des Steuersignals erzeugten Steuerdrucks und der Änderung von erfaßten Stellungs-Istwerten der Stellarmatur oder des Stellantriebs ermittelt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der Funktion hat neben dem mit dem Stellungsregler verbundenen Testsignal-Generator zum Erzeugen des Erregungstestsignals einen Vergleicher, der das von dem Stellungsregler ausgegebene Steuersignal abgreift und anhand des zu erwartenden Referenzsteuersignals überwacht.

Eine Abbruchroutine für die Überwachung kann in dem Testsignal-Generator integriert sein.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung eine Einrichtung zum Erstellen eines Diagnoseprotokolls, welche in dem Vergleicher integriert sein kann.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Vergleicher ein Filter, insbesondere ein pT2-Glied, vorgeschaltet, welches das Steuersignal des Stellungsreglers empfängt.

Es sei klar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überprüfen der Funktion des Stellgeräts entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt ist.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnung deutlich, in der die Figur ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Stellgeräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen der Funktion des Stellgeräts zeigt.

Die Figur zeigt ein Stellgerät 1 mit drei Hauptkomponenten, einem Stellventil 3, einem mit dem Stellventil 3 mechanisch gekoppelten pneumatischen Antrieb 5 und einem Stellungsregler 7.
Der pneumatische Stellantrieb 5 wird über den Stellungsregler 7 mit einem Steuerdruck 9 beaufschlagt, woraufhin der pneumatische Stellantrieb 5 betrieben wird, um das Stellventil 3 durch Anheben und Absenken längs eines durch einen Doppelpfeil X angedeuteten Stellweges einzustellen. Im Bereich der mechanischen Kopplung 11 zwischen dem pneumatischen Stellantrieb 5 und dem Stellventil 3 ist ein Sensor 13 zum Erfassen der Ist-Stellung des Stellventils 3 angeordnet. Dieser kann räumlich innerhalb oder außerhalb des Stellungsreglers 7 angeordnet sein.
Der Sensor 13 ist über eine Leitung 15 mit einem als Mikroprozessor ausgebildeten Reglerbaustein 17 des Stellungsreglers 7 verbunden. Der Mikroprozessor 17 empfängt ein von dem Sensor 13 erfaßtes Stellungs-Istsignal i und vergleicht es mit einem in einem nicht dargestellten Speicher abgelegten Stellungs-Sollwert s. Durch den Vergleich des Stellungs-Istwerts i und des Stellungs-Sollwerts s errechnet der Mikroprozessor 17 anhand seiner Regelungsrechnungsroutine ein Steuersignal c, das einem UP-Wandler 19 zugeführt wird. Auf der Basis des Steuersignals c legt der UP-Wandler 19 das Steuerdrucksignal 9 für den pneumatischen Stellantrieb 5 fest.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zum Überwachen der Funktion des Stellgeräts 1 besteht gemäß der in der Figur dargestellten bevorzugten Ausführung aus drei Hauptbestandteilen, einem Testsignal-Generator 21, einem Vergleicher 23 und einer optionalen Signalverarbeitung, wie einem Filter oder einem pT2-Glied 25. Bei routinemäßiger, insbesondere automatischer, Initiierung einer Funktionsüberwachung mittels der Vorrichtung 20 wird im Testsignal-Generator 21 ein Erregungstestsignal e erzeugt, das dem Mikroprozessor 17 des Stellungsreglers 7 über einen separaten Eingang zugeführt wird. Es sei klar, daß die in der Figur dargestellte Vorrichtung 20 auch außerhalb eines Stellungsreglergehäuses angeordnet sein kann.
Das Erregungstestsignal e ist als eine zeitliche Änderung eines Stellungsreglereingangs ausgebildet. Das Erregungstestsignal e wird in dem Mikroprozessor 17 ohne Berücksichtigung des Stellungs-Sollwerts s anhand seiner Regelungsrechnungsroutine verarbeitet, indem ein entsprechendes elektrisches Steuersignal c generiert wird, das vom Ausgang des Mikroprozessors 17 sowohl an den UP-Wandler als auch an das pT2-Glied 25 abgegeben wird. Zur quantitativen Bestimmung der Reibung können die Stellungs-Istsignale i und deren Vergleich mit dem elektrischen Steuersignal oder dem Steuerdruck 9 (s. Bezugszeichenliste) genutzt werden.
Das pT2-Glied 25 gibt ein gefiltertes Signal g an den Vergleicher 23, der als einfache Grenzwertüberwachungseinrichtung ausgeführt sein kann. In diesem Fall vergleicht der Vergleicher 23 das gefilterte Steuersignal g mit einem Referenzsteuersignal r. Bei Überschreitung einer maximalen, vorab bestimmten Abweichung des gefilterten Steuersignals g von dem Referenz-Steuersignal r gibt der Vergleicher 23 ein Notsignal n an den Testsignal-Generator 21 ab, was eine Abbruchroutine in Gang setzt, aufgrund welcher das Verfahren zur Online-Überwachung der Funktion des Stellgeräts 1 unmittelbar beendet wird. Der Testsignal-Generator 21 kann dazu ausgelegt sein, ein Abbruchsignal dem Mikrorechner 17 zuzuführen.
Im Falle eines festgefressenen Stellglieds des Stellventils, bei dem die Antriebskraft des pneumatischen Antriebs 5 nicht mehr ausreicht, es in die Sicherheitsstellung zu verbringen, würde der Vergleicher 23 ein Steuersignal c beobachten, das weit über dem für das Verbringen in die Sicherheitsstellung notwendigen Referenzsteuersignal r liegt. In diesem Fall würde die Abbruchroutine durchgeführt.
Sollte das Steuersignal c in angemessenen Grenzen bezüglich des Referenzsignals r bleiben, so kann der Vergleicher dazu ausgelegt sein, ein positives Diagnoseprotokoll (nicht näher dargestellt) abzugeben.
Das Referenzsteuersignal r kann dadurch ermittelt und bereitgestellt werden, daß das Stellgerät in einem Probelauf betrieben wird, wobei sichergestellt ist, daß die Funktion des Stellglieds gewährleistet ist. Die dabei gemessenen Steuersignale c können, wenn sie durch das pT2-Glied gefiltert sind, als Referenzgröße r in einem nicht näher dargestellten Speicher gesichert werden.
Auch im Betrieb eines Regelungsstellventils, das häufig verstellt wird, ist das Erregungstestsignal e derart ausgelegt, daß von dem Mikroprozessor 17 ein Steuersignal c generiert wird, das ein Verfahren des Regelstellventils um 0,5% des Gesamtweges veranlaßt. Sollten hierbei zu große Gleit- oder Haft-Reibungskräfte auftreten, kann dies ebenfalls durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 20 ermittelt und insbesondere ein Überschwingen des Regelstellventils verhindert werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

1: Stellgerät
3: Stellventil
5: pneumatischer Stellantrieb
7: Stellungsregler
9: Steuerdruck
11: Doppelpfeil
13: Sensor
15: Leitung
17: Reglerbaustein (Mikroprozessor)
19: I/P-Wandler
20: erfindungsgemäße Vorrichtung
21: Testsignal-Generator
23: Vergleicher
25: pT2-Glied
c: Steuersignal
e: Erregungstestsignal
g: gefiltertes Steuersignal
i: Stellungs-Istsignal
n: Notsignal
s: Stellungs-Sollwert
r: Referenzsteuersignal
X: Stellweg

Claims

Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts (1) für eine verfahrenstechnische Anlage, insbesondere während des Betriebs der Anlage, welches Stellgerät eine Stellarmatur, wie ein Stellventil (3), insbesondere ein Sicherheitsventil, das in einer Notsituation selbsttätig in eine Sicherheitsstellung verfährt, einen Stellantrieb, wie einen pneumatischen Stellantrieb (5), zum Betätigen der Stellarmatur und einen Stellungsregler (7) zum Einstellen der Position der Stellarmatur umfaßt, welcher Stellungsregler einen Reglerbaustein (17) aufweist, wobei: – ein vorbestimmtes Erregungstestsignal (e) erzeugt und dem Reglerbaustein (17) zugeführt wird, welches das Stellgerät (1) in einen vorbestimmten Funktionszustand verbringen soll, – durch den Reglerbaustein (17) ein Steuersignal (c) zur Ansteuerung des Stellantriebs entsprechend dem Erregungstestsignal (e) erzeugt wird und – das ausgegebene Steuersignal (c) direkt abgegriffen und gegenüber einem Referenz-Steuersignal (r) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem, wenn zwischen dem Steuersignal (c) und dem Referenz-Steuersignal (r) eine unzulässige Abweichung ermittelt wird, das Überprüfungsverfahren abgebrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem nach Beendigung und/oder nach Abbruch des Überprüfungsverfahrens ein Diagnose-Protokoll ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das zu erwartende Referenz-Steuersignal (r) im Rahmen eines durch das Erregungstestsignal (e) initiierten Betriebs bei korrekter Funktion des Stellgeräts gespeichert wird oder auf der Basis von Erfahrungswerten manuell in einen Speicher eingegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem durch das Erregungstestsignal (e) ein teilweises Verfahren der Stellarmatur veranlaßt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem durch das Erregungstestsignal (e) eine Stellbewegung der Stellarmatur veranlaßt wird, welche Stellbewegung den Betrieb der Anlage nicht oder zumindest vernachlässigbar schwach beeinflußt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem durch das Erregungstestsignal (e) ein Sicherheitsventil aus einer passiven Stellung eine Stellbewegung von bis zu 10% des gesamten Verfahrwegs zum Erreichen einer Sicherheitsstellung veranlaßt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem durch das Erregungstestsignal (e) ein Regelungsventil eine Stellbewegung von bis zu 2%, vorzugsweise 1%, vorzugsweise 0,5%, des gesamten Regelungs-Verfahrwegs veranlaßt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Erregungstestsignal (e) und das Steuersignal elektrische Größen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Erregungstestsignal (e) eine zeitliche Änderung des Stellungsreglereingangssignales darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Erregungstestsignal (e) als Sprungfunktion ausgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Erregungstestsignal (e) als Rampensignal mit großer Zeitkonstante ausgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine Stellbeweglichkeit des Stellgeräts (1) überprüft wird, ohne einen Stellungs-Sollwert des Stellantriebs oder der Stellarmatur zu berücksichtigen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das frei von einer Nutzung eines Stellungs-Istwerts der Stellarmatur betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die interne Reibung, insbesondere die Gleitreibung, der Stellarmatur und/oder des Stellantriebs mit Hilfe eines Verhältnisses der im Verlauf des Überprüfungsverfahrens einhergehenden Änderung des Steuersignals, insbesondere einer Änderung eines durch einen Strom-Druck-Wandler anhand des Steuersignals veranlaßten, erfaßten Steuerdrucks, zur Änderung eines erfaßten Stellwegs der Stellarmatur oder des Stellantriebs ermittelt wird.
Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts (1) für eine verfahrenstechnische Anlage, insbesondere während des Betriebs der Anlage, welches Stellgerät eine Stellarmatur, wie ein Stellventil, insbesondere ein Sicherheitsventil, das in einer Notsituation selbsttätig in eine Sicherheitsstellung verfährt, einen Stellantrieb, wie einen pneumatischen Stellantrieb (5), zum Betätigen der Stellarmatur und einen Stellungsregler (7) zum Einstellen des Stellwegs aufweist, welcher Stellungsregler (7) einen Reglerbaustein (17) aufweist, umfassend: – einen mit dem Reglerbaustein (17) verbundenen Testsignal-Generator (21) zum Erzeugen eines Erregungstestsignals (e), welches das Stellgerät (1) in einen vorbestimmten Funktionszustand verbringen soll und dem Reglerbaustein (17) zuführbar ist, so daß der Reglerbaustein (17) entsprechend dem Erregungstestsignal (e) ein Steuersignal (c) zur Ansteuerung des Stellantriebs ausgibt, und – einen Vergleicher (23), der das ausgegebene Steuersignal (c) abgreift und anhand eines Referenz-Steuersignals (r) überprüft.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die für den Abbruch der Funktionsprüfung deaktivierbar ist, wenn zwischen dem Steuersignal (c) und dem Referenz-Steuersignal (r) eine unzulässige Abweichung ermittelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der die Abbruchfunktion in dem Testsignal-Generator (21) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, die zum Erstellen eines Diagnose-Protokolls ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der dem Vergleicher (23) ein Filter, insbesondere ein pT2-Glied (25), vorgeschaltet ist, welches das Steuersignal (c) des Stellungsreglers (7) empfängt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, die ohne Sensorik (13) zum Erfassen der Ist-Stellung der Stellarmatur arbeitet.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die gemäß den Verfahrensschritten des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 arbeitet.