DE102007029148B4

DE102007029148B4 - Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Armaturen

Info

Publication number: DE102007029148B4
Application number: DE102007029148.7A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Kleegrewe Thomas; Andreas Stelter; Martin Dahl; Andreas Wahlmann; Heiko Kresse
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2027-06-26
Also published as: US20080314170A1; DE102007029148A1; US7954391B2; CN101334339B; CN101334339A

Abstract

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Sicherheitsarmaturen (10) in verfahrenstechnischen Anlagen, denen eine Testeinrichtung zur Durchführung eines Teilhubtests zugeordnet ist und die mit einer Steuerungseinrichtung (30) verbunden ist, die die bestimmungsgemäße Betätigung der Sicherheitsarmatur (1) im Notfall bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Start der Durchführung des Teilhubtests ein Anforderungssignal (91) von der Testeinrichtung (20) generiert und an die Steuerungseinrichtung (30) gesendet wird, und dass durch die Steuerungseinrichtung (30) zumindest auf diese Anforderung ein Freigabesignal (92) abgegeben wird, wobei das Freigabesignal (92) in Abhängigkeit vom aktuellen prozessualen Ablauf an der Sicherheitsarmatur (10) erteilt wird, soweit der aktuelle prozessuale Ablauf an der Sicherheitsarmatur (10) eine Prüfung gestattet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Armaturen, insbesondere von Sicherheitsarmaturen, in verfahrenstechnischen Anlagen.
Derartige Sicherheitsarmaturen sind in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt, um im Notfall, beispielsweise beim Versagen von geregelten Armaturen, Einrichtungen der verfahrenstechnischen Anlage in einen gefahrlosen Zustand zu verbringen. Bestimmungsgemäß werden derartige Sicherheitsarmaturen nur im Notfall bewegt. Daher werden Zustände, welche die Bewegung einer Sicherheitsarmaturen be- oder verhindern, regelmäßig nicht unmittelbar entdeckt.
Zur Prüfung, ob sich eine Sicherheitsarmatur aus der Dauerposition zumindest bis zu einem bestimmten Punkt uneingeschränkt bewegen lässt, ist aus der US 6 435 022 B1 der Teilhubtest, der sogenannte Partial Stroke Test, bekannt. Dabei wird eine Sicherheitsarmatur in einem Teilabschnitt ihres Arbeitsbereiches bewegt, womit für den Augenblick der Prüfung nachgewiesen ist, dass einige der nicht entdeckbaren gefährlichen Fehler, welche die Bewegung einer Sicherheitsarmatur be- oder verhindern, nicht vorliegen.
Aus der WO 01/59346 A1 ist eine Testeinrichtung zur Durchführung des Teilhubtests (Partial Stroke Prüfung) bekannt, die eine Taste aufweist, auf deren Betätigung hin oder durch Fernsteuerung die Prüfung initiiert wird.
Darüber hinaus ist aus der DE 602 08 046 T2 ein Notabschaltungssystem für Sicherheitsarmaturen mit manueller Auslösung bekannt, bei dem vorgesehen ist, bei ausgewählten Fehlerzuständen des Probanden die Testdurchführung zu verhindern und/oder zu unterbrechen.
Aus der DE 698 29 403 T2 geht eine Methode und eine Vorrichtung zur Feststellung der Betriebsfähigkeit einer Sicherheitsvorrichtung hervor, wobei die Sicherheitsfunktion nicht bedingungslos aktiviert wird, falls eine Fehlfunktion beobachtet wird, sondern eine Wartung ermöglicht und die Anlage in Betrieb bleibt.
Schließlich ist aus der DE 10 2005 044 126 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts bekannt, aus der ein Teilhubtest (Partial Stroke Prüfung) hervorgeht.
Dabei besteht das Problem, dass der undeterminierte Zeitpunkt der Prüfung den geregelten Prozessablauf stört. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei einer im Notfall schließenden Sicherheitsarmatur die Prüfung in dem Moment stattfindet, in dem eine außergewöhnlich große Menge des von der Sicherheitsarmatur im Notfall abgeschotteten Mediums für den Prozess erforderlich ist. Eine Einschränkung des Teilhubtests (Partial Stroke Prüfung) auf einen Stellbereich der Sicherheitsarmatur, in dem eine Prozessbehinderung ausgeschlossen ist, würde die Aussagekraft der Prüfung einschränken. Bei einer im Notfall öffnenden Sicherheitsarmatur könnte die Prüfung zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden, zu dem das von der Sicherheitsarmatur im Notfall ent- oder belüftete Behältnis nicht geöffnet werden darf. Zu den entlüftenden Applikationen zählen beispielsweise Überdruckarmaturen, zu den belüftenden Applikationen beispielsweise Schutzgasarmaturen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Armaturen, insbesondere von Sicherheitsarmaturen, anzugeben, bei dem die Beeinflussung des technischen Prozesses weitgehend vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einer Sicherheitsarmatur, der eine Testeinrichtung zur Durchführung des Teilhubtests (Partial Stroke Prüfung) zugeordnet ist und die mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist, die die bestimmungsgemäße Betätigung der Sicherheitsarmatur im Notfall bewirkt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, vor dem Start der Durchführung des Teilhubtests (Partial Stroke Prüfung) ein Anforderungssignal von der Testeinrichtung an die Steuerungseinrichtung gesendet wird. Durch die Steuerungseinrichtung wird zumindest auf Anforderung ein Freigabesignal abgegeben, wobei das Freigabesignal in Abhängigkeit vom aktuellen prozessualen Ablauf an der Armatur erteilt wird. Bis zum Vorliegen des Freigabesignals wird die Prüfung unterlassen. Dadurch wird erreicht, dass die Prüfung stets nur dann vorgenommen wird, wenn der technische Prozess nicht beeinträchtig wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal zyklisch generiert wird. Dadurch wird eine kontinuierliche Überwachung der Funktionsfähigkeit der Sicherheitsarmatur erreicht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal automatisch generiert wird. Vorteilhafterweise sind dadurch manuelle Eingriffe zur Aufrechterhaltung der kontinuierlichen Überwachung der Funktionsfähigkeit der Sicherheitsarmatur verzichtbar.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Freigabesignal immer dann abgegeben wird, wenn der aktuelle prozessuale Ablauf an der Armatur eine Prüfung störungsfrei erlaubt. Dieses Merkmal erlaubt die Durchführung der Prüfung zum Zeitpunkt der Anforderung, wenn das Freigabesignal bereits abgegeben ist. Vorteilhafterweise werden dadurch Verzögerungen zwischen der Anforderung und dem Start der Prüfung vermieden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:

1: eine Prinzipdarstellung einer Anlage mit einer Sicherheitsarmatur
2: ein Zeitablaufdiagramm zur antwortenden Freigabe
3: ein Zeitablaufdiagramm zur voreilenden Freigabe

In der 1 ist eine Anlage mit einer Sicherheitsarmatur 10 prinzipiell dargestellt, die zum Sperren oder Freigeben des Durchflusses durch eine Rohrleitung 40 in dieselbe eingeschaltet ist. Die Sicherheitsarmatur 10 besteht im wesentlichen aus einem Antrieb 11 zur Betätigung eines Ventils 12, das den Durchfluss durch die Rohrleitung 40 freigibt oder sperrt.
Der Sicherheitsarmatur 10 ist eine Testeinrichtung 20 zur Durchführung des Teilhubtests (Partial Stroke Prüfung) zugeordnet. Die Testeinrichtung 20 ist mit einer Steuerungseinrichtung 30 verbunden, die die bestimmungsgemäße Betätigung der Sicherheitsarmatur 10 im Notfall bewirkt.
Die Sicherheitsarmatur 10 ist einer nicht dargestellten, prozessual geregelten Armatur beigeordnet. Dabei ist eine im Notfall öffnende Sicherheitsarmatur 10 der geregelten Armatur parallelgeordnet und eine im Notfall schließende Sicherheitsarmatur 10 der geregelten Armatur in Reihe geschaltet.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist unter Bezugnahme auf 2 vorgesehen, dass ein Anforderungssignal 91 von der Testeinrichtung 20 generiert und an die Steuerungseinrichtung 30 gesendet wird. Dieser Schritt ist in der 2 mit der steigenden Flanke des Anforderungssignals 91 zum Zeitpunkt T₀ dargestellt. Auf diese Anforderung gibt die Steuerungseinrichtung 30 ein Freigabesignal 92 ab, soweit der aktuelle prozessuale Ablauf an der Sicherheitsarmatur 10 eine Prüfung gestattet. Die Freigabe ist durch die steigende Flanke des Freigabesignals 92 zum Zeitpunkt T₁ gekennzeichnet. Das Vorliegen des Anforderungssignals 91 und des Freigabesignals 92 initiert die Prüfung 93 beginnend mit dem Zeitpunkt T₂ bis zum Zeitpunkt T₃ . Spätestens nach Ablauf der Prüfung 93 zum Zeitpunkt T₃ wird das Anforderungssignals 91 zurückgenommen. Die Rücknahme des Freigabesignals 92 richtet sich nach dem aktuellen prozessualen Ablauf an der Sicherheitsarmatur 10.
Dabei stellen die Zeitpunkte T0 bis T3 nur eine qualitative Aufeinanderfolge von Zuständen und keine quantitative Aussage zum Eintritt eines bestimmten Ereignisses dar.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist unter Bezugnahme auf 3 vorgesehen, dass ein Freigabesignal 92 anforderungsunabhängig von der Steuerungseinrichtung 30 in Abhängigkeit von dem aktuellen prozessualen Ablauf an der Sicherheitsarmatur 10 ausgegeben wird. In der 3 ist das Vorliegen der Freigabe zum Zeitpunkt T_-1 angenommen. Sofern zu einem späteren Zeitpunkt T₀ eine Anforderung 91 generiert wird und diese auf eine Freigabe 92 trifft, wird die die Prüfung 93 initiert, die sich über den Zeitraum von T₂ bis T₃ erstreckt.
Sofern die Freigabe 92 zum Zeitpunkt T₀ der Anforderung 91 versagt ist, richtet sich der weitere Ablauf nach der Darstellung gemäß 2.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Freigabe 92 eine Vorhaltzeit aufweist, die den aktuellen prozessualen Ablauf an der Sicherheitsarmatur 10 berücksichtigt.
In weitergehenderer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Freigabe 92 elektrisch übertragen wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Freigabe 92 als Datum mittels eines Kommunikationsprotokolls zwischen der Steuerungseinrichtung 30 und der Testeinrichtung 20 übertragen wird.
Bezugszeichenliste

10: Armatur
11: Antrieb
12: Ventil
20: Testeinrichtung
30: Steuerungseinrichtung
40: Rohrleitung
91: Anforderungssignal
92: Freigabesignal
93: Prüfung
T-1 bis T3: Zeitpunkte

Claims

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Sicherheitsarmaturen (10) in verfahrenstechnischen Anlagen, denen eine Testeinrichtung zur Durchführung eines Teilhubtests zugeordnet ist und die mit einer Steuerungseinrichtung (30) verbunden ist, die die bestimmungsgemäße Betätigung der Sicherheitsarmatur (1) im Notfall bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Start der Durchführung des Teilhubtests ein Anforderungssignal (91) von der Testeinrichtung (20) generiert und an die Steuerungseinrichtung (30) gesendet wird, und dass durch die Steuerungseinrichtung (30) zumindest auf diese Anforderung ein Freigabesignal (92) abgegeben wird, wobei das Freigabesignal (92) in Abhängigkeit vom aktuellen prozessualen Ablauf an der Sicherheitsarmatur (10) erteilt wird, soweit der aktuelle prozessuale Ablauf an der Sicherheitsarmatur (10) eine Prüfung gestattet.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anforderungssignal (91) zyklisch generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Anforderungssignal (91) automatisch generiert wird.