DE10128448B4 - Method for diagnosing a process valve - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Diagnose eines Prozessventils mit einem in einem Ventilkörper angeordneten Ventilteller zur Steuerung des freien Querschnitts einer von einem Prozessmedium durchströmten Rohrleitung in Abhängigkeit von einem prozessualen Stellsignal mit folgenden Schritten
– während des Betriebs werden in dem Prozessventil (1) mindestens die Durchflussmenge durch das Prozessventil (1) und der Druck des Prozessmediums gemessen und abrufbar aufgezeichnet,
– alle Messwerte werden nach einem vorgebbaren Algorithmus gewichtet miteinander zu einer momentanen Belastungsgröße kombiniert,
– die momentanen Belastungsgrößen werden über die Betriebszeit zu einer Gesamtbelastungsgröße saldiert,
– die Gesamtbelastungsgröße wird mit Erfahrungswerten verglichen und
– aus dem Vergleichsergebnis wird die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Prozessventils (1) bestimmt.Method for diagnosing a process valve having a valve disk arranged in a valve body for controlling the free cross section of a pipeline through which a process medium flows as a function of a process-related actuating signal with the following steps
During operation, at least the flow rate through the process valve (1) and the pressure of the process medium are measured and retrievably recorded in the process valve (1),
All measured values are weighted together according to a predefinable algorithm and combined to a momentary load quantity,
- the current load sizes are netted over the operating time to a total load size,
- The total load size is compared with experience and
- From the comparison result, the probability of failure of the process valve (1) is determined.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Diagnose eines Prozessventil mit einem pneumatischen Stellantrieb, bei dem eine Hubstange mittels eines Prozessgases in Abhängigkeit von einem Stellsignal bewegt wird, wobei das Stellsignal pneumatisch zum Stellantrieb übertragen wird. Als Prozessgas wird regelmäßig Druckluft verwendet, die mit Kompressoren zentral erzeugt und über Rohrleitungen an den pneumatischen Stellantrieb geführt wird.The The invention relates to methods for the diagnosis of a process valve with a pneumatic actuator in which a lifting rod means a process gas in dependence is moved by a control signal, wherein the actuating signal pneumatically transferred to the actuator becomes. As process gas is regularly compressed air used, with compressors generated centrally and via pipelines is guided to the pneumatic actuator.

Derartige Prozessventile werden in verfahrenstechnischen Anlagen oder Teilen davon, die durch Explosionsgefahr und/oder hohe elektromagnetische und/oder radioaktive Strahlung belastet sind, zur gezielten Steuerung des freien Querschnitts einer von einem Prozessmedium durchströmten Rohrleitung eingesetzt. Die Errichtung elektrotechnischer Einrichtung in diesen Bereichen unterliegt der Art der Belastung entsprechenden Beschränkungen. Unter diesen Beschränkungen kann die Errichtung eines durch die verfahrenstechnische Anlage zu dem Prozessventil geführten elektrischen Stromkreises unerwünscht oder unzulässig sein.such Process valves are used in process plants or parts thereof, by explosion hazard and / or high electromagnetic and / or radioactive radiation, for targeted control the free cross section of a flowed through by a process medium pipeline used. The construction of electrical equipment in these Areas are subject to restrictions on the nature of the load. Under these restrictions can the establishment of a through the process plant guided to the process valve electrical circuit undesirable or inadmissible be.

Häufig sind derartige Prozessventile entsprechend den prozessualen Erfordernissen an schwer zugänglichen oder unzugänglichen Stellen angeordnet.Frequently Such process valves according to the process requirements hard to reach or inaccessible Arranged.

Prozessventile unterliegen entsprechend ihrer Beanspruchung dem Verschleiß. Insbesondere die inneren Elemente der Prozessventile sind häufig aggressiven und/oder abrasiven Medien ausgesetzt. Der überraschende Ausfall des Prozessventils kann zu schwerwiegenden Schäden an der verfahrenstechnischen Anlage oder Teilen davon führen sowie die Gesundheit und das Leben anwesender Personen gefährden.process valves are subject to wear according to their demands. especially the Internal elements of the process valves are often aggressive and / or abrasive Exposed to media. The surprising Failure of the process valve can cause serious damage to the system procedural plant or parts thereof as well as health and endangering the lives of those present

Aus der DE 199 47 129 A1 ist ein Diagnosesystem für ein Ventil unter Aufnahme und Auswertung von Köperschallemissionen des Ventils unter Betriebsbedingungen bekannt, bei dem aus aufeinanderfolgenden Messungen Trends abgeleitet werden. Ferner sind dem Dokument Anregungen entnehmbar, eine optimierende Neuroanalyse-Software einzusetzen sowie eine lernende Parametrierung der Signalaufbereitung anzuwenden.From the DE 199 47 129 A1 is a diagnostic system for a valve under recording and evaluation of body noise emissions of the valve under operating conditions is known in which trends are derived from successive measurements. Furthermore, the document contains suggestions for using an optimizing neuro-analysis software and for applying a learning parameterization of signal processing.

Aus der DE 196 15 176 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Arbeitsweise von motorbetriebenen Armaturen bekannt, bei dem aus physikalischen Messgrößen des Antriebs auf den Zustand der gesamten Einrichtung geschlossen wird.From the DE 196 15 176 A1 a method for monitoring the operation of motor-driven valves is known in which it is concluded from physical measurements of the drive on the state of the entire device.

In der DE 195 24 237 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Komponente eines Ventils, nämlich eines Metallfaltenbalges, aus physikalischen Messgrößen des Antriebs, nämlich die Anzahl der gefahrenen Hübe, offenbart, bei dem zur Ermittlung des Verschleißzustandes verschiedene Arten von Stellbewegungen unterschiedlich gewichtet werden.In the DE 195 24 237 A1 is a method for monitoring a component of a valve, namely a metal bellows, of physical measures of the drive, namely the number of driven strokes, disclosed in which to determine the state of wear different types of actuating movements are weighted differently.

Weiterhin ist aus der DE 694 27 487 T2 eine Stelleinheit mit einem pneumatischen Antrieb bekannt, bei dem zur Vorhersage von notwendigen Wartungsarbeiten die Stellung des Ventils und der Steuerdruck im pneumatischen Antrieb gemessen werden. Der abrasive Einfluss des strömenden Prozessmediums bleibt dabei unberücksichtigt.Furthermore, from the DE 694 27 487 T2 an actuator with a pneumatic drive known in which the position of the valve and the control pressure in the pneumatic drive are measured to predict the necessary maintenance. The abrasive influence of the flowing process medium remains unconsidered.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Prozessventil derart zu erweitern, dass der Grad der Abnutzung des Prozessventils feststellbar ist.Of the The invention is therefore based on the object, a known process valve to expand so that the degree of wear of the process valve is detectable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.According to the invention this Problem solved by the steps of claim 1. advantageous Embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Prozessventil im wesentlichen bestehend aus einem Ventilkörper mit zwei Flanschen zum Anschluss jeweils einer Rohrleitung für zuströmendes und abströmendes Prozessmedium und einem im Inneren des Ventilkörpers angeordneten Ventilsitz. Darüber hinaus weist das Prozessventil einen zum Ventilsitz passenden Ventilteller mit einer Ventilstange auf. Die Ventilstange ist mit der Hubstange des Stellantriebs verbunden.The The invention is based essentially on a process valve from a valve body with two flanges for connecting one pipe each for incoming and outgoing pipes outflowing process medium and one inside the valve body arranged valve seat. About that In addition, the process valve has a matching valve seat to the valve seat with a valve rod on. The valve stem is with the lifting rod connected to the actuator.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, die den Verschleiß des Prozessventils kennzeichnenden physikalische Größen aufzunehmen, miteinander zu kombinieren und daraus die Beanspruchung des Prozessventils abzuleiten. Aus der ermittelten Beanspruchung wird im Vergleich mit Erfahrungswerten die Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt.The Essence of the invention is the wear of the process valve to record characteristic physical quantities, to combine with each other and from there the stress of the process valve derive. From the determined stress is compared determined with experience the probability of failure.

Im einzelnen ist das Prozessventil mindestens mit Sensoren für den Durchfluss des Mediums durch das Ventil und den Differenzdruck des Prozessmediums über dem Ventil ausgestattet. Darüber hinaus weist das Prozessventil eine Messwertverarbeitungseinrichtung auf, an die der Durchflusssensor und der Drucksensor angeschlossen sind.in the single is the process valve at least with sensors for the flow of the medium through the valve and the differential pressure of the process medium above the Equipped valve. Furthermore the process valve has a measured value processing device, to which the flow sensor and the pressure sensor are connected.

Aus der Erfahrung ist bekannt, dass die Abnutzung des Prozessventils proportional zur Durchflussmenge und dem Druck des Prozessmediums steigt. Die Durchflussmenge durch das Prozessventil und der Druck des Prozessmediums werden während des Betriebs in dem Prozessventil gemessen und abrufbar aufgezeichnet. Alle Messwerte werden nach einem vorgebbaren Algorithmus gewichtet miteinander zu einer momentanen Belastungsgröße kombiniert. Die momentanen Belastungsgrößen werden über die Betriebszeit zu einer Gesamtbelastungsgröße saldiert. Die Gesamtbelastungsgröße wird mit Erfahrungswerten verglichen und aus dem Vergleichsergebnis die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Prozessventils bestimmt.Experience has shown that the wear of the process valve increases in proportion to the flow rate and the pressure of the process medium. The flow rate through the process valve and the pressure of the process fluid are measured during operation in the process valve and are recorded as retrievable. All measured values are weighted together according to a predefined algorithm and combined to form a momentary load variable. The current load sizes who over the operating time to a total load size netted. The total load quantity is compared with empirical values and the probability of failure of the process valve is determined from the comparison result.

Dem Prozessventil ist eine Diagnoseeinrichtung zugeordnet, die mit Bedienelementen, Anzeigeelementen und einer Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet ist. Das Prozessventil weist eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit der Diagnoseeinrichtung auf, die an die Messwertverarbeitungseinrichtung angeschlossen ist. Darüber hinaus weist das Prozessventil eine autonome Energiequelle zur Stromversorgung der Messwertverarbeitungseinrichtung und der Kommunikationseinrichtung auf.the Process valve is associated with a diagnostic device that is equipped with operating elements, Display elements and a communication device for wireless Communication is equipped. The process valve has a communication device for wireless communication with the diagnostic device, the is connected to the measured value processing device. Furthermore the process valve has an autonomous power source for the power supply the measured value processing device and the communication device on.

Vorteilhafterweise ist damit jegliche Verkabelung des Prozessventils verzichtbar. Dementsprechend entfällt der Aufwand zur Verlegung und Wartung elektrischer Leitungen. Ferner wird auf diese Weise auch in verfahrenstechnischen Anlagen, in denen die Errichtung eines zu dem Prozessventil geführten elektrischen Stromkreises unerwünscht oder unzulässig ist, die Diagnose von Prozessventilen ermöglicht.advantageously, Thus, any wiring of the process valve is dispensable. Accordingly deleted the effort to lay and maintain electrical wiring. Further is also used in process plants in which the establishment of a guided to the process valve electrical circuit undesirable or inadmissible is, the diagnosis of process valves allows.

Die drahtlose Kommunikation zwischen der Messwertverarbeitungseinrichtung und der Diagnoseeinrichtung hat darüber hinaus den Vorteil der freizügigen Positionierbarkeit der Diagnoseeinrichtung. Insbesondere für an schwer zugänglichen oder unzugänglichen Stellen angeordnete Prozessventile wird die Diagnose erleichtert beziehungsweise überhaupt erst ermöglicht.The wireless communication between the measured value processing device and the diagnostic device also has the advantage of permissive Positionability of the diagnostic device. Especially for heavy on accessible or inaccessible Placed process valves will facilitate the diagnosis or in the first place allows.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:The Invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The necessary drawings show:

1 eine Prinzipdarstellung eines Prozessventils mit einem pneumatischen Stellantrieb 1 a schematic representation of a process valve with a pneumatic actuator

2 eine strukturelle Darstellung eines Prozessventils 2 a structural representation of a process valve

3 eine Prinzipdarstellung der Energiequelle 3 a schematic representation of the energy source

4 eine Prinzipdarstellung der Diagnoseeinrichtung 4 a schematic diagram of the diagnostic device

In 1 ist eine Prozessventil 1 mit einem pneumatischen Stellantrieb 2 dargestellt. Das Prozessventil 1 besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper 111 mit zwei Flanschen 113 zum Anschluss jeweils einer Rohrleitung 3 für zuströmendes und abströmendes Prozessmedium und mit einem im Inneren des Ventilkörpers 111 angeordneten Ventilsitz 112. Darüber hinaus weist das Prozessventil 1 einen zum Ventilsitz 112 passenden Ventilteller 121 mit einer Ventilstange 122 auf.In 1 is a process valve 1 with a pneumatic actuator 2 shown. The process valve 1 consists essentially of a valve body 111 with two flanges 113 for connecting one pipeline each 3 for inflowing and outflowing process medium and with one inside the valve body 111 arranged valve seat 112 , In addition, the process valve points 1 one to the valve seat 112 matching valve plate 121 with a valve stem 122 on.

Zur Betätigung des Prozessventils 1 ist ein pneumatischer Stellantrieb 2 vorgesehen, der mit Stützen 25 mechanisch starr mit dem Prozessventil 1 verbunden ist. Der pneumatische Stellantrieb 2 ist mit einem Prozessdruckanschluss 22 und einem Steuerdruckanschluss 23 versehen. Über den Prozessdruckanschluss 22 wird dem pneumatischen Stellantrieb 2 ein komprimiertes Arbeitsgas, bei dem es sich üblicherweise um Druckluft handelt, zugeführt. Dem Prozessventil 1 wird ein pneumatisches Steuersignal über den Steuerdruckanschluss 23 zugeführt. Der Abtrieb des Prozessventils 1 ist durch eine Hubstange 21 gebildet. Der Hubstange 21 wird in Abhängigkeit von dem pneumatischen Steuersignal durch das Arbeitsgas eine längs der Hubstange 21 gerichtete Bewegung aufgeprägt.For actuating the process valve 1 is a pneumatic actuator 2 provided with supports 25 mechanically rigid with the process valve 1 connected is. The pneumatic actuator 2 is with a process pressure connection 22 and a control pressure port 23 Mistake. Via the process pressure connection 22 becomes the pneumatic actuator 2 a compressed working gas, which is usually compressed air supplied. The process valve 1 is a pneumatic control signal via the control pressure port 23 fed. The output of the process valve 1 is by a lifting rod 21 educated. The lifting rod 21 becomes a function of the pneumatic control signal by the working gas along the lifting rod 21 Directed movement imprinted.

Die Hubstange 21 ist über eine Kupplung 24 mit der Ventilstange 122 verbunden. Damit wird in Abhängigkeit von dem pneumatischen Steuersignal der Ventilteller 121 zum Schließen des Prozessventils 1 in den Ventilsitz 112 gepresst und zum Öffnen des Prozessventils 1 von diesem abgehoben.The lifting rod 21 is about a clutch 24 with the valve rod 122 connected. Thus, depending on the pneumatic control signal, the valve disk 121 to close the process valve 1 in the valve seat 112 pressed and to open the process valve 1 lifted from this.

Das Prozessventil 1 ist in seinem zuströmenden Kanal mit einem Drucksensor 131 und einem Durchflusssensor 132 ausgestattet. Mit dem Drucksensor 131 wird der Druck des zuströmenden Prozessmediums abrufbar gemessen. Die Menge des durch das Prozessventil 1 fließenden Prozessmediums wird mit dem Durchflusssensor 132 abrufbar gemessen. Die Messwerte für den Druck und die Durchflussmenge sind durch eine entfernte Diagnoseeinrichtung 4 abrufbar.The process valve 1 is in its inflowing channel with a pressure sensor 131 and a flow sensor 132 fitted. With the pressure sensor 131 the pressure of the inflowing process medium is measured retrievably. The amount of through the process valve 1 flowing process medium is with the flow sensor 132 measured on demand. The pressure and flow rate readings are from a remote diagnostic facility 4 available.

Der Drucksensor 131 und der Durchflusssensor 132 sind gemäß 2 an eine Messwertverarbeitungseinrichtung 134 angeschlossen. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Prozessventil 1 darüber hinaus mit einem Positionssensor 133 zur Bestimmung der Lage des Ventiltellers 121 zum Ventilsitz 112 ausgestattet, der gleichwohl an die Messwertverarbeitungseinrichtung 134 angeschlossen ist.The pressure sensor 131 and the flow sensor 132 are according to 2 to a measured value processing device 134 connected. In an advantageous embodiment of the invention, the process valve 1 in addition, with a position sensor 133 for determining the position of the valve disk 121 to the valve seat 112 equipped, however, to the measured value processing device 134 connected.

Weiterhin ist das Prozessventil 1 mit einer Kommunikationseinrichtung 135 zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet, die mit der Messwertverarbeitungseinrichtung 134 verbunden ist. Die Kommunikationseinrichtung 135 besteht aus einer Funksendeeinrichtung und einer Funkempfangseinrichtung.Furthermore, the process valve 1 with a communication device 135 equipped for wireless communication with the measured value processing device 134 connected is. The communication device 135 consists of a radio transmitter and a radio receiver.

Darüber hinaus weist Prozessventil 1 eine autonome Energiequelle 136 zur Stromversorgung der Messwertverarbeitungseinrichtung 134 und der Kommunikationseinrichtung 135 auf. Die Energiequelle 136 besteht gemäß 3 aus einem Energiespeicher 1361 und einem Energiewandler 1362 zur Umwandlung kinetischer Energie in elektrische Energie. Der Energiespeicher 1361 ist als Akkumulator ausgeführt. Alternativ kann der Energiespeicher 1361 als hochkapazitiver Kondensator ausgeführt sein.In addition, has process valve 1 an autonomous source of energy 136 for powering the measured value processing device 134 and the communication device 135 on. The energy source 136 exists according to 3 from an energy store 1361 and an energy converter 1362 for converting kinetic energy into electrical energy. The energy storage 1361 is executed as an accumulator. Alternatively, the energy storage 1361 be designed as a high-capacitance capacitor.

In einer ersten Ausführungsform ist der Energiewandler 1362 primärseitig durch das strömende Prozessmedium gespeist. Dabei besteht der Energiewandler 1362 aus einer Turbine und einem angekoppelten Generator. Die kinetische Energie des strömenden Prozessmedium treibt die Turbine. Der angekoppelte Generator dient der Stromerzeugung.In a first embodiment, the energy converter 1362 fed on the primary side by the flowing process medium. There is the energy converter 1362 from a turbine and a coupled generator. The kinetic energy of the flowing process medium drives the turbine. The coupled generator is used to generate electricity.

In einer zweiten Ausführungsform ist der Energiewandler 1362 primärseitig durch die Hubbewegung des Ventiltellers 121 gespeist. Dabei besteht der Energiewandler 1362 aus einem Generator, wobei die Linearbewegung des Ventiltellers entsprechend in eine Rotationsbewegung umgesetzt werden muss.In a second embodiment, the energy converter 1362 Primary side by the lifting movement of the valve disk 121 fed. There is the energy converter 1362 from a generator, wherein the linear movement of the valve disk must be correspondingly converted into a rotational movement.

In einer dritten Ausführungsform ist der Energiewandler 1362 primärseitig durch das Arbeitsgas des pneumatischen Stellantriebs 2 gespeist. Dabei besteht der Energiewandler 1362 aus einer Turbine und einem angekoppelten Generator. Die kinetische Energie des strömenden Arbeitsgases treibt die Turbine. Der angekoppelte Generator dient der Stromerzeugung.In a third embodiment, the energy converter 1362 on the primary side by the working gas of the pneumatic actuator 2 fed. There is the energy converter 1362 from a turbine and a coupled generator. The kinetic energy of the flowing working gas drives the turbine. The coupled generator is used to generate electricity.

Gemäß 4 weist die Diagnoseeinrichtung 4 Bedienelemente 41, Anzeigeelemente 42, eine Kommunikationseinrichtung 43 zur drahtlosen Kommunikation und eine Verarbeitungseinrichtung 44 auf. Die Diagnoseeinrichtung 4 kann als stationäres Gerät ortsfest aus einem Energieversorgungsnetz gespeist sein. Alternativ kann die Diagnoseeinrichtung 4 als mobiles Gerät mit einem transportablen Energiespeicher, beispielsweise einem Akkumulator, ausgestattet sein. Die Kommunikationseinrichtung 43 besteht aus einer Funksendeeinrichtung und einer Funkempfangseinrichtung.According to 4 has the diagnostic device 4 controls 41 , Display elements 42 , a communication device 43 for wireless communication and a processing device 44 on. The diagnostic device 4 can be fed as a stationary device stationary from a power grid. Alternatively, the diagnostic device 4 be equipped as a mobile device with a portable energy storage, such as an accumulator. The communication device 43 consists of a radio transmitter and a radio receiver.

In einfachster Ausführung ist jedem Prozessventil 1 jeweils eine Diagnoseeinrichtung 4 zugeordnet. Dabei ist dem Prozessventil 1 und der Diagnoseeinrichtung 4 eine und dieselbe Kennung zugeordnet. Mittels dieser Kennung besteht eine eindeutige Zuordnung zwischen einem Prozessventil 1 und einer Diagnoseeinrichtung 4.The simplest version is every process valve 1 each a diagnostic device 4 assigned. Here is the process valve 1 and the diagnostic device 4 assigned one and the same identifier. By means of this identifier, there is a clear association between a process valve 1 and a diagnostic device 4 ,

In einer erweiterten Ausführungsform sind einer Diagnoseeinrichtung 4 mehrere Prozessventile 1 zugeordnet. Dabei ist jedem Prozessventil 1 eine besondere Kennung zugewiesen. Die Diagnoseeinrichtung 4 weist genau die Kennungen der ihr zugeordneten Prozessventile 1 auf und ist in Abhängigkeit von dieser Kennung zur selektiven Kommunikation mit jeweils einem Prozessventil 1 geeignet.In an extended embodiment, a diagnostic device 4 several process valves 1 assigned. There is every process valve 1 assigned a special identifier. The diagnostic device 4 has exactly the identifiers of the associated process valves 1 on and depending on this identifier for selective communication with one process valve 1 suitable.

Die Diagnoseeinrichtung 4 ist im Rahmen der Reichweite des Funkfeldes der Kommunikationseinrichtungen 43 und 135 beliebig positionierbar. Damit werden auf einfache und bequeme Weise schwer oder nicht zugänglich Prozessventile 1 auf den Grad ihrer Abnutzung hin überprüfbar. In gleicher Weise sind auch solche Prozessventile 1 schnell und einfach prüfbar, die zwar gut zugänglich aber wegen anderer Erschwernisse, wie beispielsweise hohe Umgebungstemperaturen, für die Vor-Ort-Prüfung sehr unbequem sind.The diagnostic device 4 is within range of the radio field of the communication devices 43 and 135 arbitrarily positionable. Thus, in a simple and convenient way difficult or inaccessible process valves 1 testable for the degree of their wear. In the same way are also such process valves 1 Quick and easy to test, which are easily accessible but because of other complications, such as high ambient temperatures, for the on-site testing are very uncomfortable.

Während des Betriebs werden in dem Prozessventil 1 mindestens die Durchflussmenge durch das Prozessventil 1 und der Druck des Prozessmediums gemessen und abrufbar aufgezeichnet. Vorzugsweise wird darüber hinaus die Position des Ventiltellers 121 in dem Ventilkörper 111 gemessen und abrufbar aufgezeichnet. Alle Messwerte werden nach einem vorgebbaren Algorithmus gewichtet miteinander zu einer momentanen Belastungsgröße kombiniert. Die momentanen Belastungsgrößen werden über die Betriebszeit zu einer Gesamtbelastungsgröße saldiert. Die Gesamtbelastungsgröße wird mit Erfahrungswerten verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis wird die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Prozessventils 1 bestimmt.During operation, in the process valve 1 at least the flow rate through the process valve 1 and the pressure of the process medium measured and retrievable recorded. Preferably, moreover, the position of the valve disk 121 in the valve body 111 measured and retrievable recorded. All measured values are weighted together according to a predefined algorithm and combined to form a momentary load variable. The current load values are offset over the operating time to a total load size. The total load size is compared with empirical values. From the comparison result, the probability of failure of the process valve 1 certainly.

Dabei kann vorgesehen sein, die einzelnen Messwerte in der Messwertverarbeitungseinrichtung 134 des Prozessventils 1 miteinander zu kombinieren und die momentanen Belastungsgröße zur Gesamtbelastungsgröße zu saldieren. Vorteilhafterweise werden dadurch die zur Diagnoseeinrichtung 4 zu übertragenden Daten reduziert.It can be provided, the individual measured values in the measured value processing device 134 of the process valve 1 to combine with each other and to balance the current load size to the total load size. Advantageously, this will be the diagnostic device 4 reduced to transferred data.

Alternativ kann vorgesehen sein, in der Messwertverarbeitungseinrichtung 134 des Prozessventils 1 die einzelnen Messwerte als solche abrufbar aufzuzeichnen. Bei Bedarf oder turnusmäßig werden die Messwerte von der Diagnoseeinrichtung 4 abgerufen und nach einem vorgebbaren Algorithmus gewichtet miteinander zu einer momentanen Belastungsgröße kombiniert. Die momentanen Belastungsgrößen werden über die Betriebszeit in der Diagnoseeinrichtung 4 zu einer Gesamtbelastungsgröße saldiert. Vorteilhafterweise sind die Messwerte dabei unter Verzicht auf Eingriffe in die Messwertverarbeitungseinrichtung 134 des Prozessventils 1 verschiedenen Algorithmen und statistischen Auswertungen unterziehbar. Dazu wird der Diagnoseeinrichtung 4 der gewünschte Algorithmus vorgegeben.Alternatively it can be provided in the measured value processing device 134 of the process valve 1 to record the individual measured values as such. If necessary or in rotation, the measured values are read by the diagnostic device 4 retrieved and weighted according to a predetermined algorithm combined with each other to a current load size. The current load values are calculated over the operating time in the diagnostic device 4 netted to a total burden size. Advantageously, the measured values are waiving interventions in the measured value processing device 134 of the process valve 1 various algorithms and statistical evaluations available. For this purpose, the diagnostic device 4 the desired algorithm is given.

Die Wichtung der einzelnen Messwerte untereinander zu der momentanen Belastungsgröße ist abhängig von der Bauart und den verwendeten Werkstoffen des Prozessventils 1. Grundsätzlich ist jedoch die Abrasion bei gegebener Position des Ventiltellers 121 in dem Ventilkörper 111 proportional zur Durchflussmenge und zum Druck des zuströmenden Prozessmediums.The weighting of the individual measured values among one another to the momentary load variable depends on the design and the materials used in the process valve 1 , Basically but the abrasion at a given position of the valve disk 121 in the valve body 111 proportional to the flow rate and to the pressure of the inflowing process medium.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird während des Betriebs der Gasdruck des das Prozessventil 1 betätigenden pneumatischen Stellantriebs 2 gemessen und abrufbar aufgezeichnet. Aus dem Gasdruck und konstruktiven Konstanten des pneumatischen Stellantriebs 2 ergibt sich die auf den Ventilteller 121 wirkende Stellkraft. Beim Öffnen und Schließen des Prozessventils 1 werden jeweils die wirkenden Stellkräfte gemessen. Die Differenz der Stellkräfte ergibt eine Krafthysterese. Wird Kraft gegen Weg in einem Diagramm aufgetragen, läßt sich aus der Hysterese dieser Kurve die Reibungskraft der Stopfbuchse, ablesen. Die Stopfbuchse dichtet an der Ventilstange das Medium gegen die Umgebung. Die Reibungskraft oder deren Veränderung kann als Maß für Verschleiß und Dichtigkeit der Stopfbuchse benutzt werden.In a further embodiment of the invention, the gas pressure of the process valve during operation 1 actuating pneumatic actuator 2 measured and retrievable recorded. From the gas pressure and constructive constants of the pneumatic actuator 2 this results in the valve disk 121 acting force. When opening and closing the process valve 1 In each case the acting forces are measured. The difference in the actuating forces results in a force hysteresis. If force versus distance is plotted in a diagram, the frictional force of the stuffing box can be read from the hysteresis of this curve. The stuffing box seals the medium to the environment at the valve stem. The friction force or its change can be used as a measure of wear and tightness of the stuffing box.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für selten betätigte Prozessventile 1 vorgesehen, dem prozessualen Stellsignal während des Betriebs vorgegebene Stellimpulse geringen Hubs und kurzer Dauer zu überlagern. Auf diese Weise wird dem Messwertmangel über längere Zeiträume für derartige Prozessventile 1 begegnet.In a further embodiment of the invention is for rarely actuated process valves 1 provided to superimpose the actuating control signal given during operation of predetermined actuating pulses of low stroke and short duration. In this way, the measured value shortage over longer periods for such process valves 1 encountered.

11
Prozessventilprocess valve
111111
Ventilkörpervalve body
112112
Ventilsitzvalve seat
113113
Flanschflange
121121
Ventiltellervalve disc
122122
Ventilstangevalve rod
131131
Drucksensorpressure sensor
132132
DurchflusssensorFlow Sensor
133133
Positionssensorposition sensor
134134
MesswertverarbeitungseinrichtungMeasured value processing device
135135
Kommunikationseinrichtungcommunicator
136136
Energiequelleenergy
13611361
Energiespeicherenergy storage
13621362
Energiewandlerenergy converters
22
Stellantriebactuator
2121
Hubstangelifting rod
2222
ProzessdruckanschlussProcess pressure connection
2323
SteuerdruckanschlussControl pressure connection
2424
Kupplungclutch
2525
Stützesupport
33
Rohrleitungpipeline
44
Diagnoseeinrichtungdiagnostic device
4141
Bedienelementoperating element
4242
Anzeigeelementdisplay element
4343
Kommunikationseinrichtungcommunicator
4444
Verarbeitungseinrichtungprocessing device

Claims (4)

Verfahren zur Diagnose eines Prozessventils mit einem in einem Ventilkörper angeordneten Ventilteller zur Steuerung des freien Querschnitts einer von einem Prozessmedium durchströmten Rohrleitung in Abhängigkeit von einem prozessualen Stellsignal mit folgenden Schritten – während des Betriebs werden in dem Prozessventil (1) mindestens die Durchflussmenge durch das Prozessventil (1) und der Druck des Prozessmediums gemessen und abrufbar aufgezeichnet, – alle Messwerte werden nach einem vorgebbaren Algorithmus gewichtet miteinander zu einer momentanen Belastungsgröße kombiniert, – die momentanen Belastungsgrößen werden über die Betriebszeit zu einer Gesamtbelastungsgröße saldiert, – die Gesamtbelastungsgröße wird mit Erfahrungswerten verglichen und – aus dem Vergleichsergebnis wird die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls des Prozessventils (1) bestimmt.Method for diagnosing a process valve with a valve disk arranged in a valve body for controlling the free cross-section of a pipeline through which a process medium flows as a function of a process-related actuating signal with the following steps: during operation, in the process valve 1 ) at least the flow rate through the process valve ( 1 ) and the pressure of the process medium measured and retrievably recorded, - all measured values are combined according to a predetermined algorithm weighted together to a current load size, - the current load sizes are offset over the operating time to a total load size, - the total load size is compared with experience and - out The result of the comparison is the probability of failure of the process valve ( 1 ) certainly. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs die Position des Ventiltellers (121) in dem Ventilkörper (111) gemessen und abrufbar aufgezeichnet wird.A method according to claim 1, characterized in that during operation, the position of the valve disc ( 121 ) in the valve body ( 111 ) is measured and retrievably recorded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Prozessdruck eines das Prozessventil (1) betätigenden pneumatischen Stellantriebs (2) gemessen und abrufbar aufgezeichnet wird.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that during operation, the process pressure of a process valve ( 1 ) actuating pneumatic actuator ( 2 ) is measured and retrievably recorded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessventil (1) während des Betriebs mit vorgegebenen Stellimpulsen geringen Hubs und kurzer Dauer, die dem prozessualen Stellsignal überlagert werden, beaufschlagt wird.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the process valve ( 1 ) is applied during operation with predetermined control pulses of small stroke and short duration, which are superimposed on the process control signal.
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