BRPI0810912B1

BRPI0810912B1 - método para verificação da operabilidade de um atuador

Info

Publication number: BRPI0810912B1
Application number: BRPI0810912A
Authority: BR
Inventors: Schneider Matthias; Grein Nicolas
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2020-04-07
Also published as: US20100089473A1; EP2142831A1; WO2008135417A1; ATE483127T1; CN101675283B; BRPI0810912A2; CN101675283A; DE102007020597A1; EP2142831B1; DE502008001453D1

Abstract

método para verificação da operabilidade de um atuador a presente invenção refere-se a um atuador (1), que compreende uma válvula de controle (4) que pode ser ajustada através de um acionador atuante (2) por meio de um elemento atuante (3) encaixado com uma válvula de controle (2), um sensor de posição (10) que detecta a posição real do elemento atuante (3), e um controlador de posição eletropneumático (8) que cria uma variável controlada pneumática que depende da posição real de uma posição-alvo que é fornecida para o acionador atuante (2) através de uma válvula magnética(7) ativada e que pode ser desativada para a abertura do acionador atuante (2), o elemento atuante (3) é movido por uma seção do caminho de ajuste para a execução do teste de deslocamento parcial do elemento atuador (3), e o movimento de ajuste é detectado. a fim de testar a válvula magnética (7), a referida válvula é desativada por um pequeno tempo de maneira que o elemento atuante (3) é movido por apenas uma seção do caminho de ajuste. a fim de facilitar a monitoração da operabilidade do atuador, o teste de curso parcial e o teste da válvula magnética (7) são executados em uma única sequência de teste, em que uma válvula magnética (7) é desativada, o movimento de ajuste do elemento atuante (3) é detectado e monitorado até alcançar uma mudança de caminho predeterminada. quando a mudança predeterminada no caminho do movimento é alcançada, a válvula magnética (7) é reativada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA VERIFICAÇÃO DA OPERABILIDADE DE UM ATUADOR. [0001] A presente invenção refere-se a um método para verificação da operabilidade de um atuador que compreende uma válvula de controle que pode ser deslocada através de um acionador atuante por meio de um elemento atuante encaixado com uma válvula de controle, um sensor de posição que detecta a posição real do elemento atuador, e um controlador de posição eletropneumático que gera uma variável controlada pneumática como uma função da posição real e uma posição-alvo que é fornecida para o acionador atuante através de uma válvula magnética ativada que pode ser desativada a fim de abrir o acionador atuante, no qual a fim de conduzir um teste de curso parcial o elemento atuante é movido brevemente por uma parte de seu caminho de deslocamento e, no processo, o movimento de deslocamento é gravado e, no qual, a fim de testar a válvula magnética, a última é desativada brevemente de maneira que o elemento atuante se mova por apenas uma parte de seu caminho de deslocamento.

[0002] Um método do tipo mencionado é conhecido a partir da US

2006/0219299 A1. No caso do método o elemento atuante ou, conforme o caso, a válvula de controle, é movido no curso de um teste de curso parcial por meio de um controlador de posição a partir da respectiva posição corrente por uma parte do seu caminho de deslocamento e então é movida de volta novamente. A mudança na posição é tão pequena neste caso que a operação online da unidade na qual a válvula de controle está instalada não tem que ser interrompida e é afetada apenas em uma extensão insignificante. Durante o teste de curso parcial o movimento de deslocamento é gravado e armazenado. [0003] A fim de testar a válvula magnética, a última é brevemente desativada através da interrupção do fornecimento de energia, e no processo a diferença de pressão entre o lado conectado ao controla

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2/6 dor de posição e o lado conectado ao lado do acionador atuante da válvula magnética é monitorada. O teste da válvula magnética é taxado com sucesso se a pressão no lado acionador atuante cair significativamente enquanto a pressão distribuída pelo controlador de posição permanece quase que inalterada.

[0004] O objetivo fundamental da invenção é simplificar a verificação da operabilidade do atuador enquanto adicionalmente adapta sensores de pressão especiais e conexões pneumáticas correspondentes ao controlador de posição, ou conforme o caso, a válvula magnética a ser dispensada.

[0005] O objetivo é alcançado de acordo com a invenção pelo fato de que no caso do método do tipo referenciado na introdução, o teste de curso parcial e o teste de válvula magnética são executados em uma única sequência de teste na qual a válvula magnética é desativada, o movimento de deslocamento do elemento atuante é gravado e monitorado para determinar se uma mudança predefinida de caminho foi alcançada, e se a mudança predefinida de caminho é alcançada a válvula magnética é reativada.

[0006] Quando a válvula magnética é desativada, o acionador atuante é pneumaticamente separado do controlador de posição e, em vez disso, é aberto de maneira que a pressão no acionador atuante reduza e o elemento atuante seja movido com a válvula de controle, assistido, por exemplo, pela ação de uma mola no acionador atuante. Assim que o elemento atuante tenha executado uma mudança predefinida de caminho, a válvula magnética é reativada e o controlador de posição controla o elemento atuador através do acionador atuante de modo que o retorne para sua posição inicial. Desta maneira, a operabilidade de todas as partes do atuador, que incluem a válvula magnética, é testada na sequência de testes única.

[0007] O movimento de deslocamento gravado durante a sequên

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3/6 cia de teste e/ou a mudança de caminho alcançada são vantajosamente armazenados. Alternativamente ou adicionalmente o tempo requerido a partir da desativação da válvula magnética para alcançar a mudança predefinida de caminho é gravado e armazenado. Além disso, seguindo a reativação da válvula magnética, o movimento de deslocamento do elemento atuante até a posição inicial é alcançada e/ou o tempo requerido para tal pode ser vantajosamente gravado e armazenado. Desta maneira a execução do teste é registrada e pode estabelecer se o atuador responde suficientemente rápido às mudanças nos requerimentos.

[0008] A fim de evitar uma abertura prolongada do acionador atuante no caso de mau funcionamento, se o elemento atuante grimpa, por exemplo, preferencialmente o tempo requerido a partir da desativação da válvula magnética para alcançar a mudança predefinida de caminho é monitorado para determinar se um período de tempo predefinido foi excedido, sendo reativada a válvula magnética se o período de tempo for excedido.

[0009] O teste pode ser iniciado, monitorado e avaliado automaticamente por meio de um dispositivo de controle de processo do lado de fora do atuador. Geralmente, entretanto, os tempos de ciclo computacional dos dispositivos de controle do processo são muito longos para controlar e avaliar diretamente a execução de um teste de curso parcial. Por esta razão, vantajosamente, é estabelecido que o dispositivo de controle do processo abasteça a válvula magnética com uma voltagem de abastecimento que pode ser desligada pelo dispositivo de controle do processo no caso de uma emergência, e que a voltagem é fornecida para a válvula magnética por meio de um comutador controlável que é aberto e fechado pelo controlador de posição com o propósito de iniciar e terminar a sequência de teste, respectivamente. No caso de uma emergência, portanto, desligar a voltagem de abasteci

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4/6 mento da válvula magnética faz com que o elemento atuador seja movido com a válvula de controle para uma posição de segurança ou de emergência, ao mesmo tempo em que o teste do atuador é controlado e monitorado pelo controlador de posição que opera mais rápido em comparação com o dispositivo de controle do processo. Para este fim o controlador de posição pode ser disparado pelo dispositivo de controle do processo a fim de iniciar a sequência de teste e comunicar os resultados do teste para o dispositivo de controle do processo na conclusão da sequência de teste.

[00010] Para os propósitos da explicação adicional da invenção a seguir é feita referência à única figura do desenho, que mostra uma modalidade ilustrativa de um atuador para executar o método de acordo com a invenção.

[00011] O atuador 1 inclui um acionador atuante pneumático 2 que aciona uma válvula de controle 4 através de um elemento atuante 3, neste caso, na forma de uma haste deslizante, e fazendo assim controla o fluxo de fluido em um tubo 5. O acionador atuante 2 é conectado através de uma linha pneumática 6 com uma válvula magnética 7 disposta nesta, a um controlador de posição 8 que é abastecido com ar comprimido a partir de uma linha de abastecimento 9. Um sensor de posição 10 grava a posição real do elemento atuante 3 e a entrega para o controlador de posição 8 que, como uma função da posição real e uma posição-alvo-predefinível, configura uma pressão variável na linha 6 como uma variável controlada a fim de mover o elemento atuante 3 com a válvula 4 para a posição-alvo. A fim de especificar a posiçãoalvo o controlador de posição 8 é conectado a um dispositivo de controle do processo 12 através de uma linha de comunicação 11.

[00012] A válvula magnética 7, a qual pode ser disposta dentro do atuador 1 ou do lado de fora deste, é materializada como uma válvula de três vias e é abastecida com uma voltagem de abastecimento Vs

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5/6 pelo dispositivo controlador do processo 12 através de uma linha 13. [00013] Sob condições normais, a voltagem de abastecimento Vs é ligada, de maneira que a válvula magnética 7 é ativada e conecta pneumaticamente o controlador de posição 8 ao acionador atuante 2. Em uma situação de emergência o dispositivo de controle do processo 12 desliga a voltagem de abastecimento Vs, com o resultado de que a válvula magnética 7 então desativada separa o acionador atuante 2 do controlador de posição 8 e em vez disso abre este através de uma saída da válvula magnética 14. O acionador atuante 2 em consequência disso fica despressurizado e move o elemento atuante 3 com a válvula 4, assistido, por exemplo, pela ação de uma mola no acionador atuante 2, para uma posição de segurança. Adicionalmente, a desativação e subsequente reativação da válvula magnética 7 podem ser executadas no próprio atuador 1 porque um comutador controlável 15 disposto ao longo da linha 13 é aberto ou, conforme for o caso, fechado novamente.

[00014] A fim de verificar a operabilidade do atuador 1 em intervalos regulares o dispositivo de controle do processo 12 automaticamente emite um comando correspondente para o controlador de posição 8 o tempo todo através da linha de comunicação 11. O controlador de posição 8 em consequência disso gera um sinal de controle a fim de abrir o comutador controlável 15 de modo que a válvula magnética 7 seja desativada e como uma consequência disto o acionador atuante 2 seja aberto. O movimento inicial do elemento atuante 3 em consequência disso é gravado pelo sensor de posição 10 e armazenado na memória 16 do controlador de posição 8. O controlador de posição 8 monitora o movimento de deslocamento do elemento atuante 3 para determinar se uma mudança no caminho parametrizável predefinido foi alcançada e se a mudança no caminho predefinido é alcançada, gera um sinal de controle a fim de fechar o comutador controlável 15 a fim de que a vál

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6/6 vula magnética 7 seja reativada e a conexão pneumática seja restabelecida entre o controlador de posição 8 e o acionador atuante 2. O controlador de posição 8 agora controla o elemento atuante 3 com a válvula de controle 4 de forma que ela retorne para a posição inicial de antes do teste, com o movimento de deslocamento agora também sendo gravado e armazenado.

[00015] Adicionalmente ao movimento de deslocamento, o tempo que o elemento atuante 3 requer a partir da desativação da válvula magnética 7 até alcançar a mudança de caminho predefinido e subsequentemente a partir da reativação da válvula magnética 7, até alcançar a posição de início de antes do teste, também é gravado. No processo, o tempo requerido a partir da desativação da válvula magnética 7, até alcançar a mudança do caminho predefinido é monitorada para determinar se ele excede um período de tempo predefinido, igualmente parametrizável, e se o referido período de tempo é excedido a válvula magnética é reativada a fim de evitar uma abertura prolongada do acionador atuante 2 no caso de mau funcionamento, por exemplo, uma grimpagem do elemento atuante. A regulagem da velocidade do atuador 1 é testada por via da gravação do tempo durante o movimento de retorno do elemento atuante 3 para a posição inicial.

[00016] O controlador de posição 8 comunica os resultados do teste, neste caso, os movimentos de deslocamento armazenados e os tempos associados ao dispositivo de controle do processo 12. Os resultados transmitidos durante testes sucessivos do atuador 1 podem ser comparados um com o outro em um dispositivo de avaliação 17 do dispositivo 12, e analisados com o propósito de identificar tendências de mudanças a fim de, desta maneira, por exemplo, diagnosticar um nível aumentado de desgaste no atuador 1.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para verificação da operabilidade de um atuador (1), que compreende uma válvula de controle (4) que é deslocável através de um acionador atuante (2) por meio de um elemento atuante (3) encaixado com uma válvula de controle (2), um sensor de posição (10) que detecta a posição real do elemento atuador (3), e um controlador de posição eletropneumático (8) que gera uma variável controlada pneumática como uma função da posição real e uma posição-alvo, em que a referida variável controlada pneumática é fornecida para o acionador atuante (2) através de uma válvula magnética ativada (7) que pode ser desativada a fim de abrir o acionador atuante (2), no qual a fim de conduzir um teste de curso parcial o elemento atuante (3) é movido brevemente por uma parte de seu caminho de deslocamento e no processo o movimento de deslocamento é gravado e no qual, a fim de testar a válvula magnética (7), a última é desativada brevemente tal que o elemento atuante (3) se mova por apenas uma parte de seu caminho de deslocamento, caracterizado pelo fato de que, o teste de curso parcial e o teste de válvula magnética (7) são conduzidos em uma única sequência de teste na qual a válvula magnética (7) é desativada, o movimento de deslocamento do elemento atuante (3) é gravado e monitorado para determinar se uma mudança predefinida de caminho foi alcançada, e se a mudança predefinida de caminho for alcançada a válvula magnética (7) é reativada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o movimento de deslocamento gravado durante a sequência de teste e/ou a mudança de caminho alcançada são armazenados.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o movimento de deslocamento que segue a reativa

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2/2 ção da válvula magnética (7), até a posição inicial do elemento atuante (3) antes do teste ser alcançado, é gravado e armazenado.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o tempo requerido, a partir da desativação da válvula magnética (7) até a mudança predefinida de caminho ser alcançada, é gravado e armazenado.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tempo gravado é monitorado para determinar se ele excede um período de tempo predefinido e pelo fato de que a válvula magnética (7) é reativada se o período de tempo for excedido.
6. Método de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o tempo requerido, a partir da reativação da válvula magnética (7) até o elemento atuante (3) alcançar a posição inicial antes do teste, é gravado e armazenado.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de controle de processo (12) abastece a válvula magnética (7) com uma voltagem de abastecimento (Vs) que pode ser desligada pelo dispositivo de controle do processo (12) no caso de uma emergência, e pelo fato de que a voltagem de abastecimento (Vs) é fornecida para a válvula magnética (7) através de um comutador controlável (15) que é aberto e fechado pelo controlador de posição (8) a fim de iniciar e terminar a sequência de teste, respectivamente.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fati de que o controlador de posição (8) é disparado pelo dispositivo de controle de processo (12) a fim de iniciar a sequência de teste.